JP2003506919A - 無線通信システムにおける保全データ転送のためのシステムおよび方法 - Google Patents

無線通信システムにおける保全データ転送のためのシステムおよび方法

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JP2003506919A JP2001513846A JP2001513846A JP2003506919A JP 2003506919 A JP2003506919 A JP 2003506919A JP 2001513846 A JP2001513846 A JP 2001513846A JP 2001513846 A JP2001513846 A JP 2001513846A JP 2003506919 A JP2003506919 A JP 2003506919A
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Abstract

(57)【要約】 基地局と１つ又はそれ以上の遠隔装置とを有する無線ネットワーク化された通信システムの動作中に、データ転送の安全化を図るシステムおよび方法が提供される。基地局は暗号キー（２０４）を生成し（２０２）、音響信号としてそのキーをエンコードし、その信号を転送する（２１２）。音響信号は、通信システムに共存している遠隔装置によって受信され、暗号キーを抽出するためにデコードされる。基地局および遠隔装置の両者の間またはそれらの間における以後の通信転送は、その暗号キーを利用して暗号化され、電子的に盗まれることを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の背景 １．発明の技術分野 本発明は、一般に通信システムに関し、特に、無線ネットワーク化された要素
を有する通信システムにおける保全データ(secured data)の送信のためのシステ
ムおよび方法に関する。
【０００２】 ２．背景技術の説明 音響会議または映像会議のようなビジネス通信システムは、マイクロフォン、
スピーカ等のようなシステム要素に接続する無線ネットワークの利用を増加させ
ている。無線ネットワークを利用すると、システム要素を共にケーブル接続する
必要性を回避し、これによりシステム構築を簡潔にし、システム要素をユーザの
要請に合わせて容易に再配置させることを可能にする。システム要素をリンクす
る無線ネットワークの利用は、見苦しい配線を除去または減少させることによっ
て、非常に審美的な効果をも提供する。
【０００３】 無線ネットワーク化された通信システムに付随する欠点は、機密の又は注意を
要する情報の予期せぬ広まりに対する潜在的可能性である。ビジネス会議では、
議論されたまたは表示された情報へのアクセスを会議参加者だけに限定すること
が望ましいことがしばしばある。このため、会議システムは一般に充分に閉鎖さ
れた空間、すなわち会議室に設けられる。しかしながら、多くの商用の利用可能
な無線ネットワーク化された通信システムは、無線周波数（ＲＦ）信号を利用し
て、様々なシステム要素の間で情報を搬送する。そのようなＲＦ信号は会議室の
壁や天井等を容易にすり抜け、例えば第２会議室に設けられている他の無線ネッ
トワーク化されたシステムの要素のような、信号を受信可能な他の装置に不適切
に送信され得る。会議室外側へのＲＦ信号の送信は、立ち聞きする者または産業
スパイが傍受することをも可能にし、これにより機密性に悪影響を及ぼす。
【０００４】 不注意による機密情報の広まりを防止する１つの方法は、暗号キーを利用して
送信されるＲＦ信号を暗号化し、配下の情報を根本的に錯乱させる。以後信号は
、同一の又は補足的な暗号キーを利用して、受信要素でデコードされる。しかし
ながら、この方法は、そのＲＦ信号を適切にエンコードおよび／またはデコード
するために、通信システム内の総ての要素に対して同一の暗号キーを所有させる
ことを必要とする。通信システム内の総てのネットワーク化された要素に対して
共通の暗号キーを割り当てる１つの手法は、（スイッチ又はキーパッドを通じて
設定することにより）各要素において手で暗号キーを入力することである。しか
しながら、この手法は時間がかかるのと、ユーザのエラーに影響されやすい。暗
号キーを割り当てる他の方法は、暗号化されたＲＦ信号を利用してそのキーを最
初に（すなわち、システム動作の開始時に）配信することである。残念ながら、
そのＲＦ送信を監視している立ち聞き者は、送信された暗号キーを傍受すること
が可能であり、以後の送信内容をデコードするためにその暗号キーを利用するこ
とが可能になる。
【０００５】 したがって、無線通信システムの要素間で安全に情報を送信する改善されたシ
ステムおよび方法が望まれている。システム要素間で暗号キーを配信するシステ
ムおよび方法が特に望まれており、それは、実質的なオペレータの介在を要する
ことなく、送信周波数を監視する立ち聞き者を許容しないものである。
【０００６】 発明の概要 本発明は、無線ネットワーク化された要素間で安全に情報を送信するシステム
および方法を提供する。好適実施例では、通信システムの要素は、主システム回
路を含む基地局と、物理的に同じ場所に位置する一群の遠隔装置（マイクロフォ
ン、スピーカ、パーソナル・コンピュータ、ＬＣＤプロジェクタ、映像モニタ等
）とを有し、その遠隔装置は、ＲＦ信号を送信又は受信することにより、基地局
との間でおよび互いの間で通常は通信を行っている。
【０００７】 しかしながら、暗号キーは音響信号を利用して配信される。音響信号による暗
号キーの配信を行うために、基地局には音響送信機（例えば、スピーカ）が設け
られ、各遠隔装置には音響センサ（例えば、マイクロフォン）が設けれる。シス
テム動作の開始時において、基地局は、暗号キーを作成し、その暗号キーを音響
信号に変換し、その信号を送信する。例えば、暗号キーは、ランダムに生成され
たｎ桁の一連の数字より成り、これが対応する一連のＤＴＭＦトーンに変換され
る。
【０００８】 遠隔装置の各々には音響センサが設けられ、基地局の送信した音響信号を検出
する。音響センサはこれに応じて電気信号を生成し、音響コーデックに伝送され
る。音響コーデックは、暗号キーのディジタル表現を抽出し、メモリに格納する
よう動作する。以後、暗号キーは基地局および遠隔装置により利用され、ＲＦ信
号を通じて各装置および基地局の間で伝送される会議データを暗号化および暗号
化解除する。暗号キーを配信するために音響信号を利用すると、同一場所に位置
していない装置（すなわち、会議室の外側に位置しているもの）が暗号キーを検
出することを効果的に防止することができる。
【０００９】 好適実施例の詳細な説明 図１は、閉ざされた第１会議室１００内に位置する模式的な無線ネットワーク
化された通信システム１１４の要素を示す。通信システム１１４は、カリフォル
ニア州サンノゼのPolycom,Inc.から販売される映像会議または音響会議システム
より成るが、これに限定されない。通信システム１１４は、主システム回路を含
む基地局１０６と、遠隔装置１０８，１１０のような複数の遠隔装置とを含み、
これらは、一般に無線周波数（ＲＦ）信号の電磁信号を送信および受信すること
により、基地局１０６と及び各自どうしで通信を行う。遠隔装置のいくつかの例
としては、マイクロフォン、スピーカ、パーソナル・コンピュータ、ＬＣＤプロ
ジェクタおよび映像モニタがある。更に、基地局１０６は、公衆交換電話網また
はインターネットのような既存の回路またはパケット切替ネットワークを介する
他の通信システム（例えば、他の局に位置する映像会議システム）との通信を管
理するよう構築され得る。２つの遠隔装置１０８，１１０が図示されているが、
それより少ない又は多くの遠隔装置を利用することが可能である点に留意すべき
である。
【００１０】 図１には、第１会議室１００に隣接し、壁１０４でそこから仕切られた第２会
議室１０２も描かれている。通信システム１１４の要素ではない遠隔装置１１２
が第２会議室内に位置している。基地局１０６および遠隔装置１０８，１１０に
よって送信されるＲＦ信号は、壁１０４を容易に通過し、遠隔装置１１２に到達
し得るので、送信されたＲＦ信号の情報は、遠隔装置１１２にアクセスする者に
不本意に広め得る。そのような情報が注意を要するものであったり、財産的なも
のであったりした場合は、その情報の機密性が害されてしまう。
【００１１】 本システム及び方法の目的は、基地局１０６および遠隔装置１０８，１１０の
間で伝送される会議データを暗号化することによって、機密情報の不本意な開示
から保護することである。ここで使用される「会議データ」なる用語は、システ
ムの動作中に通信システム１１４のユーザに提供され得る任意の情報を表わすデ
ータを意味し、音声や映像等を含む。会議データを良好に暗号化および暗号化解
除するために、基地局１０６および遠隔装置１０８，１１０は共通の暗号キーを
所有しなければならない。本システム及び方法によれば、暗号キーは音響信号の
送信および受信によって配信される。音響信号は比較的急速に減衰し、壁１０４
のような壁を通り抜けるのは容易でないので、第１会議室１００の外側に位置す
る装置は、音響的に暗号化された暗号キーの送信を検出することができず、した
がって通信システム１１４から発する以後の受信ＲＦ信号（機密情報を表わすも
のを含む）の暗号化を解除することができない。
【００１２】 音響に基づく手法を通じて暗号キーを配信することは、図２のブロック図およ
び図３のフローチャートを参照することにより充分に理解されるであろう。先ず
図２を参照するに、基地局１０６の要素および例示的な遠隔装置１０８の１つが
、概略的に描かれている。基地局１０６には、周知のランダム・キー生成アルゴ
リズムに従って暗号キー２０４をランダムに作成するよう構築された暗号キー生
成器２０２が設けられる。暗号キー２０４は、例えば、ランダムに生成されたｎ
桁の文字列より成る。暗号キー２０４はメモリ２０６に格納され、暗号化／暗号
化解除モジュール２０８による以後の使用に備える。
【００１３】 暗号キー２０４は音響コーデック２１０にも伝送され、音響送信機２１２に電
気的に結合される。音響コーデック２１０は音響送信機２１２に電気信号を印加
するよう構成され、音響送信機２１２が、暗号キーをエンコードする音響信号（
すなわち、音）を発するようにする。一実施例にあっては、ｎ桁の暗号キーは、
デュアル・トーン多重周波数（ＤＴＭＦ）トーンの連なりとしてエンコードされ
る。音響コーデック２１０は、モデム・トーン，音楽のコードおよび拡散スペク
トル変調を含むがこれらに限定されない音響信号として、暗号キー２０４をエン
コードする様々な代替手法を利用可能であることを、当業者は理解するであろう
。
【００１４】 どの場合であっても、従来の拡声器より成る音響送信機２１２は、暗号キー２
０４を暗号化した音響信号を放出する。音響信号電力は、同一の場所にいる遠隔
装置がその信号を検出可能な程度に充分であるべきである。しかし、その電力は
、会議室１００（図１）内にいる人々を不快な音にさらすことを回避するだけで
なく、会議室１００外部での信号の検出を防止するために最小化されるべきであ
る。
【００１５】 音響信号は会議室１００（図１）を通じて伝播し、遠隔装置１０８で受信され
る。図２に示すように、遠隔装置１０８には、従来のマイクロフォンより成る音
響センサ２２０が備えられている。音響センサ２２０は、暗号キー２０４を暗号
化した音響信号（例えば、ＤＴＭＦトーンの連なり）を検出し、それに応じて対
応する電気信号を生成するよう動作する。電気信号は音響コーデック２２２に伝
送され、これは暗号キー２０４のディジタル表現を抽出してメモリ２２４に格納
する。暗号キー２０４はその後に暗号化／暗号化解除モジュール２２５によって
アクセスされ、通信システム１１４（図１）の基地局２２６へまたは他の共存し
ている遠隔装置へ送信される会議データを暗号化し、および基地局２２６からま
たは他の共存している遠隔装置から受信した会議データを暗号化解除する。
【００１６】 いったん暗号キーが（図１の通信システム１１４の他の遠隔装置に加えて）遠
隔装置１０８に配信されると、暗号キー２０４を利用して、通信システム１１４
の様々な要素の２つ間およびそれ以上の間でＲＦ信号によって伝送される会議デ
ータ２２６を暗号化および暗号化解除する。基地局１０６には、暗号化／暗号化
解除モジュール２０８、ＲＦコーデック２１４およびＲＦ送受信機２１６が備え
られている。同様に、遠隔装置１０８にも、暗号化／暗号化解除モジュール２２
５、ＲＦコーデック２２７およびＲＦ送受信機２２８が備えられている。当業者
は、暗号化／暗号化解除モジュール２０８，２２５、ＲＦコーデック２１４，２
２７がハードウエア、ソフトウエアまたはそれらの結合として構築され得ること
を理解するであろう。
【００１７】 送信モードにおいて、（上述したように会話や映像等より成る）会議データ２
２６は、暗号キー２０４を利用して暗号化／暗号化解除モジュール２０８，２２
５によって暗号化される。暗号化／暗号化解除モジュール２０８，２２５は、当
該技術分野で周知の多数の暗号化手法のうちの任意のものを利用する。暗号化さ
れた会議データはその後にコーデック２１４，２２７によってエンコードされ、
ＲＦ送受信機２１６，２２８によってＲＦ信号として伝送される。ＲＦ信号は暗
号化された情報（すなわち、直ちに理解できない情報）を含んでいるので、立ち
聞き者またはそのＲＦ信号を傍受しようとする者は、会議データ２２６の内容へ
のアクセス権を有しない。
【００１８】 受信モードでは、通信システム１１４（図１）の他の要素から送信されたＲＦ
信号は送受信機２１６，２２８によって受信され、ＲＦコーデック２１４，２２
７によって暗号化された会議データのディジタル表現に変換する。暗号化／暗号
化解除モジュール２０８，２２５はその後に会議データ２２６を暗号化解除する
よう動作し、以後様々な目的に使用される。一実施例にあっては、遠隔装置１０
８は、会議参加者の会話を表わす会議データを生成するマイクロフォンより成る
。会話を表わす会議データは暗号化され、ＲＦ信号によって基地局１０６へ送信
される。基地局１０６はそのＲＦ信号を受信し、包含されている会議内容を暗号
化解除し、そのデータを電話ネットワークを通じて他の通信システムに搬送する
。
【００１９】 遠隔装置１０８はＲＦ送受信機を有するものとして描かれているが、遠隔装置
は、基地局１０６に対する単方向ＲＦ通信機用のもの（すなわち、基地局１０６
から遠隔装置へ、または遠隔装置から基地局１０６へ）を採用することが可能で
ある点に留意すべきである。このような場合は、ＲＦ送信機又は受信機がＲＦ送
受信機２２８に代わって置換される。
【００２０】 図３は、本願システムおよび方法に従って音響信号を利用して暗号キー２０４
（図２）を配信する方法例のステップを示すフローチャート３００である。ステ
ップ３０２において、キー配信シーケンスが初期化される。ステップ３０２は、
通信システム１１４（図１）の電源投入に起因するような自動的に起動させるこ
とが可能であり、またはユーザによる「リセット」制御等により手動で起動させ
ることも可能である。次に、ステップ３０４において、暗号キー生成器２０２（
図２）は、暗号キー２０４をランダムに生成し、メモリ２０６（図２）に暗号キ
ー２０４を格納する。ステップ３０６において、暗号キー２０４はその後にコー
デック２１０（図２）によって暗号化され、音響送信機２１２によって音響信号
として送信される。
【００２１】 次に、ステップ３０８において、暗号キー２０４（図２）を表わす音響信号が
遠隔装置１０８（図２）の音響センサ２２０（図２）で受信され、音響コーデッ
ク２２２（図２）によってデコードされ、暗号キー２０４のディジタル表現を抽
出する。
【００２２】 音響コーデック２２２（図２）内で（送信チェック・サムまたは同様な手法を
利用して）エラー検出を行って暗号キー２０４（図２）が適切に送信および受信
されたことを保証することが好ましい（音響信号の送信および受信に影響し得る
高レベルの周囲雑音がある環境では特に望まれる）。したがって、選択的なステ
ップ３１０において、音響コーデック２２２はエラー検出ステップを実行し、暗
号キー２０４の受信／デコードに関連してエラーが生じたか否かを判別する。音
響コーデック２２２がエラー状態を検出すると、ステップ３１２において、ＲＦ
コーデック２２７（図２）および送受信機２２８（図２）を介して基地局１０６
（図２）に対して、暗号キー２０４の音響信号表現を再送信する要求を送信する
。エラー状態が検出されなければ、ステップ３１４において、暗号キー２０４が
メモリ（図２）に格納され、以後それを利用して、会議データ２２６（図２）の
以後のＲＦ送信内容を暗号化および暗号化解除する。
【００２３】 本方法は、新たな暗号キーが必要とされるか否かを判定するステップ３１６を
含むことも可能である。新たな暗号キーの生成は、例えば、所定の期間経過によ
って（暗号キーを周期的に変更することによって安全性が強化される）、または
手動によるユーザの要請によって起動される。新たな暗号キーが要求されると、
ステップ３０４に戻り；そうでない場合は、既存の暗号キー２０６（図２）を利
用する会議データ２２６（図２）を暗号化および暗号化解除するステップに戻る
。
【００２４】 図２に説明されたおよび上述の実施例では、暗号キー生成器２０２および送信
機２１２を基地局１０６内に配置したが、それらの要素を１つ又はそれ以上の遠
隔装置内に設けるような他の実施例も本発明の範疇にある点に留意すべきである
。
【００２５】 更に、本発明は暗号キーの音響送信に限定されることを意図しない点に留意す
べきである。会議室の壁を容易に通過せず従って会議室外部で検出されない他の
種類の信号を利用して、暗号キーをエンコードまたはデコードすることも可能で
ある。例えば、基地局に、暗号キーをエンコードするＩＲ信号を送信する赤外線
（ＩＲ）送信機を備えることも可能である。関連する遠隔装置にはそれに対応し
て、送信されたＩＲ信号を検出するＩＲセンサと、その受信した信号から暗号キ
ーを抽出するＩＲコーデックが設けられる。ＩＲ信号を利用する暗号キーの配信
は、音響信号を利用することに比較してさほど魅力的ではない。なぜなら、会議
室内の障害物または人々がＩＲ信号の送信経路を遮断し、遠隔装置によるＩＲ信
号の受信を妨げてしまうためである。
【００２６】 以上本発明を特定の実施例に関して説明してきた。当業者にとって、本発明の
広範な範囲から逸脱することなしに、様々な修正がなされ及び他の実施例が利用
され得ることは明白であろう。したがって、具体的な実施例に基づくこれら及び
他の変形は、特許請求の範囲に規定された本発明の範疇にあることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、会議室内に位置する無線ネットワーク化された通信システムの要素を
示すブロック図である。
【図２】 図２は、本発明による基地局および遠隔装置例のブロック図である。
【図３】 図３は、本発明による音響信号の送信および受信により暗号キーを配信する方
法のステップを示すフローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J104 AA08 AA16 BA03 LA02 PA01 PA07 5K033 AA08 DA17 EA04

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線ネットワーク化された通信システムにおける保全データ
    転送のための方法であって： 前記通信システムの第１装置内で暗号キーを生成するステップ； 前記暗号キーをエンコードし、エンコード信号を形成するステップ； 前記第１装置と離れて位置する前記通信システムの第２装置に対して、前記エ
    ンコード信号を送信するステップ； 前記第２装置において前記エンコード信号をデコードし、前記暗号キーを抽出
    するステップ；および 前記暗号キーを使用して、前記第１および第２装置の間の以後の無線伝送に関
    するデータを暗号化および暗号化解除するステップ； より成ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記エンコード信号が音響信号であることを特徴とする請求
    項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記音響信号がＤＴＭＦトーンであることを特徴とする請求
    項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記エンコード信号が赤外線信号であることを特徴とする請
    求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 デコードを行う前記ステップが、更に、デコードされた暗号
    キーをメモリに格納するステップより成ることを特徴とする請求項１記載の方法
    。
  6. 【請求項６】 デコードを行う前記ステップが、更に、前記暗号キーの受信
    またはデコードに関してエラーが生じたか否かを判別するエラー検出を実行する
    ステップより成ることを特徴とする請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 更に、エラーが検出された場合に、前記エンコード信号の再
    送信の要求を送信するステップより成ることを特徴とする請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 以後の無線伝送に関するデータを暗号化および暗号化解除す
    るために前記暗号キーを使用するステップが、更に、前記データを無線周波数信
    号にエンコードするステップより成ることを特徴とする請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 更に、新たな暗号キーが必要とされるか否かを判定するステ
    ップより成ることを特徴とする請求項１記載の方法。
  10. 【請求項１０】 無線通信システムにおける保全データ転送のためのシステ
    ムであって： 前記通信システム内の第１装置であって、暗号キーを生成する暗号キー生成器
    と、前記暗号キーを表現するエンコードされた信号を送信する信号送信機とを有
    する第１装置：および 前記通信システム内の第２装置であって、前記第１装置からの前記エンコード
    された信号を受信する信号センサと、前記エンコードされた信号から前記暗号キ
    ーを抽出するデコーダ装置とを有し、前記暗号キーが前記第１および第２装置の
    間で伝送されたデータの暗号化を解除するために使用されるところの第２装置； より成ることを特徴とするシステム。
  11. 【請求項１１】 前記第１装置が、更に、前記暗号キーを、送信のためのエ
    ンコード信号にエンコードするエンコーダ装置より成ることを特徴とする請求項
    １０記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 前記エンコーダ装置が音響コーデックより成ることを特徴
    とする請求項１１記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 前記エンコーダ信号が音響信号より成ることを特徴とする
    請求項１０記載のシステム。
  14. 【請求項１４】 前記信号送信機が音響送信機であり、前記信号センサが音
    響センサであることを特徴とする請求項１０記載のシステム。
  15. 【請求項１５】 前記デコーダ装置が音響コーデックであることを特徴とす
    る請求項１０記載のシステム。
  16. 【請求項１６】 更に、前記第１および第２装置において前記暗号キーを格
    納するためのメモリより成ることを特徴とする請求項１０記載のシステム。
  17. 【請求項１７】 更に、前記第１および第２装置における、送信のためにデ
    ータを暗号化し、他の装置から受信したデータの暗号化を解除する暗号化／暗号
    化解除モジュールより成ることを特徴とする請求項１０記載のシステム。
  18. 【請求項１８】 更に、前記第１および第２装置における、前記データを無
    線周波数信号にエンコードする無線周波数コーデックより成ることを特徴とする
    請求項１０記載のシステム。
  19. 【請求項１９】 更に、前記第１および第２装置における、当該通信システ
    ム内で前記無線周波数信号の送信および受信のための無線周波数送受信機より成
    ることを特徴とする請求項１８記載のシステム。
  20. 【請求項２０】 無線通信システムにおける保全データ伝送のためのシステ
    ムであって： 前記通信システムの第１装置内で暗号キーを生成する手段； エンコード信号を形成するために前記暗号キーをエンコードする手段； 前記第１装置とは離間された前記通信システムの第２装置に対して前記エンコ
    ード信号を送信する手段； 前記暗号キーを抽出するために、前記第２装置において前記エンコード信号をデ
    コードする手段；および 前記暗号キーを利用して、前記第１および第２装置間の以後の無線伝送のため
    のデータを暗号化および暗号化解除する手段； より成ることを特徴とするシステム。
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