JP2004023237A

JP2004023237A - 暗号通信システム、暗号通信方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラム

Info

Publication number: JP2004023237A
Application number: JP2002172552A
Authority: JP
Inventors: Biran Okazaki; 岡崎　美蘭; Nobuyuki Kobayashi; 小林　信之
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】大規模ネットワークシステムにおいて、暗号鍵を用いたグループメンバシップ制御、グループ鍵管理サーバの負荷分散と証明書に基づいた迅速かつ安全な自動鍵更新を実現すること。
【解決手段】所定の暗号通信グループ５５内の通信秘匿に用いるセッション鍵を生成する鍵管理サーバ１と、前記暗号通信グループ内に属し、前記セッション鍵を用いて暗号通信を行う複数の端末装置２０〜２２および９０〜９３とを所定のネットワークを介して接続した暗号通信システムにおいて、前記暗号通信グループ５５に含まれるサーブグループ３３、７７を夫々管理するサーブグループ管理サーバ３、４を備え、前記サーブグループ管理サーバ３、４は、夫々サーブグループ７７、３３内の通信秘匿に用いるサーブグループ鍵を生成する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、通信ネットワークを介してグループ暗号通信を実現するために、グループ暗号鍵を生成し配布する鍵管理サーバと、この鍵管理サーバから配布される暗号鍵を用いて暗号通信を行う複数の端末装置で構成されるダイナミックグループ暗号通信システムにおいて、暗号鍵の効率的な配布、自動更新を実現する暗号通信システム、暗号通信方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平９−３１９６７３号公報には、ネットワークを介して複数の端末が暗号通信を行う際に、グループ暗号鍵を配布する鍵管理サーバが各端末毎に暗号鍵更新データの送信と、このデータを受領した旨の応答信号の受信を繰り返し、全ての端末からの応答信号を受信すると、同報通信によって各端末に更新許可データを送付する、暗号化通信ネットワークの暗号鍵更新方法が開示される。しかしながら、この暗号鍵更新方法では、グループの規模が大きくなると鍵更新をするまでの間隔が長くなることにより、鍵更新の安全性の問題が問われていた。
【０００３】
また、特開２００１−１４８６９４号公報には、暗号ゲートウェイを介してネットワークに接続されたサーバとクライアントとの間でグループ暗号通信を行う際に、鍵配送センタからＩＰマルチキャストを用いてセッション鍵配布データを同報送信し、ＬＡＮセグメント毎に代表メンバを決めてそのセグメント上での鍵配布応答データをまとめて鍵配送センタに送付する暗号通信システムおよび暗号通信方法が開示される。
【０００４】
図１８は、特開２００１−１４８６９４号公報などに代表される暗号通信システム（以下「従来システム」という。）のシステム構成を示すブロック図である。同図において、１０１は鍵管理サーバ、１０２はユーザの公開鍵データベース、１０３、１０４はルータ、１０５は通信ネットワーク、１０６および１０７はＬＡＮセグメント、１２０〜１２２および１９０〜１９４は端末、１３０は暗号ゲートウェイ、１３１はサーバ、２００は鍵管理サーバ１０１から暗号鍵を配布してもらう暗号通信グループを示している。
【０００５】
つぎに、従来システムにおける暗号鍵更新方法について説明する。図１９は、この従来システムにおけるグループ暗号鍵（セッション鍵）の更新手順を示すシーケンス図である。図１８に示すように、暗号通信グループ２００に属するクライアントの各端末は、暗号ゲートウェイ１３０を介しサーバ１３１とグループ暗号鍵（以下「セッション鍵」という。）を用いて暗号通信を行っている。図１９において、鍵管理サーバ１０１は新セッション鍵を端末１２０の公開鍵で暗号化したデータを端末１２０に送付する（ステップＳ９０１）。端末１２０は、データを自己の秘密鍵で復号化し、この新セッション鍵を一時的に保管する。端末１２０は新セッション鍵を確かに受領したということを知らせる鍵配布応答信号を鍵管理サーバ１０１に返信し（ステップＳ９０２）、鍵管理サーバ１０１は端末１２０から新セッション鍵をもらったという鍵配布応答信号を受領する（ステップＳ９０２）。なお、この時点では、端末１２０を含む暗号通信グループ２００では、現在使っている旧セッション鍵を使い続ける。
【０００６】
前述のステップＳ９０１およびステップＳ９０２と同様な手順で、鍵管理サーバ１０１は暗号通信グループを構成する他の端末１９０〜１９３、１２１および暗号ゲートウェイ１３０に、新セッション鍵をそれぞれの端末の公開鍵で暗号化したデータを各端末に送付する（ステップＳ９０３、Ｓ９０４）。さらに、各端末はそのデータを自己の秘密鍵で復号化し、新セッション鍵を確かに受領したという鍵配布応答信号を鍵管理サーバに送信する（ステップＳ９０５、Ｓ９０６）。全ての端末から鍵配布応答信号を受領（ステップＳ９０２、Ｓ９０５、Ｓ９０６）した鍵管理サーバ１０１は、新セッション鍵が全ての端末に行き渡ったと判断し、暗号通信ネットワーク上で使用している旧セッション鍵を新セッション鍵に一斉に切り替えるように鍵更新要求を同報通信する（ステップＳ９０７、Ｓ９０８）。その後、暗号通信グループ２００を構成する全ての端末および暗号ゲートウェイ１３０は、現在使っている旧セッション鍵の使用を一斉に中止し、新セッション鍵の使用を一斉に開始する。
【０００７】
この暗号鍵更新方法においては、各端末が新セッション鍵を受領したという鍵配布応答を鍵管理サーバに出すので、鍵管理サーバに通信トラフィックが集中するという問題点があった。この問題を解決するために特開２００１−１４８６９４号公報では、ＬＡＮセグメント上での端末の中で代表端末を決め、そのセグメント上での鍵配布応答をまとめて鍵管理サーバに一括応答メッセージを出す暗号鍵更新方法が示される。
【０００８】
図２０は、この代表端末が一括応答する場合のセッション鍵の更新手順を示すシーケンス図である。同図に示すように、代表端末１２０が鍵配布応答要求を端末１２１と暗号ゲートウェイ１３０に送付し（ステップＳ９１０）、代表端末１９０が鍵配布応答要求を端末１９１〜１９３に送付する（ステップＳ９１１）。また、代表端末１２０が鍵配布個別応答を端末１２１と暗号ゲートウェイ１３０から受領し（ステップＳ９１２）、代表端末１９０が鍵配布個別応答を端末１９１〜１９３から受領する（ステップＳ９１３）。鍵配布個別応答を受領した代表端末１２０および１９０は、鍵管理サーバ１０１に対し鍵配布一括応答を返信する（ステップＳ９１４、Ｓ９１５）。代表端末１２０および１９０から鍵配布応答信号を受領（ステップＳ９１２、Ｓ９１３）した鍵管理サーバ１０１は、新セッション鍵が全ての端末に行き渡ったと判断し、暗号通信ネットワーク上で使用している旧セッション鍵を新セッション鍵に一斉に切り替えるように鍵更新要求を同報通信する（ステップＳ９１６、Ｓ９１７）。その後、暗号通信グループ２００を構成する全ての端末および暗号ゲートウェイ１３０は、現在使っている旧セッション鍵の使用を一斉に中止し、新セッション鍵の使用を一斉に開始する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２０に示した暗号鍵更新方法においても、つぎのような問題点があった。まず、鍵管理サーバは暗号通信グループを構成するユーザの公開鍵暗号を保管しておく必要があり、一方、鍵管理サーバから一斉鍵更新要求があるときまで、各端末は配布された新セッション鍵を端末自己で一時的に保管する必要があるので、鍵管理上の安全面での問題があった。また、暗号通信グループメンバの離脱や新しいメンバの追加などによりグループメンバの構成が頻繁に変わるとき、鍵管理サーバがグループメンバに各端末の公開鍵で暗号化した新セッション鍵を配布し、全ての端末から新セッション鍵を受領したという鍵配布応答信号を受領するまで一斉鍵更新要求信号を出せないので、グループの規模が大きくなると鍵更新に時間がかかるという問題点があった。特に、ある端末がグループから離脱した場合などに、その離脱端末への通信を切断するために旧セッション鍵から新セッション鍵へ迅速に移行する必要があり、鍵更新が行われるまでグループ内の暗号通信を中断させるか、旧セッション鍵を使い続けなければならなかった。また、グループ構成が変わる度に事前に共有鍵も変えなければならないので、迅速な鍵更新ができなかった。さらに、各端末からの鍵配布応答メッセージが、実際のグループメンバからのメッセージであるか否か、また、新しく加わったメンバが悪意のあるメンバであるか否かを確認する手段がないという問題点があった。
【００１０】
この発明は上記に鑑みてなされたものであり、大規模ネットワークにおけるグループ暗号通信システムを構築する際、暗号鍵を用いたグループメンバシップ制御、グループ鍵管理サーバの負荷分散と証明書に基づいた迅速かつ安全な自動鍵更新を実現する暗号通信システム、暗号通信方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる暗号通信システムは、所定の暗号通信グループ内の通信秘匿に用いるセッション鍵を生成する鍵管理サーバと、前記暗号通信グループ内に属し、前記セッション鍵を用いて暗号通信を行う複数の端末装置とを所定のネットワークを介して接続した暗号通信システムにおいて、前記暗号通信グループに含まれるサーブグループを管理するサーブグループ管理サーバを備え、前記サーブグループ管理サーバは、サーブグループ内の通信秘匿に用いるサーブグループ鍵を生成することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、暗号通信グループに含まれるサーブグループを管理するサーブグループ管理サーバが、サーブグループ内の通信秘匿に用いるサーブグループ鍵を生成することができる。
【００１３】
つぎの発明にかかる暗号通信システムは、上記の発明において、前記サーブグループ管理サーバは、このサーブグループ管理サーバが管理する端末の夫々の公開鍵で前記サーブグループ鍵を暗号化し、前記サーブグループ管理サーバが管理する端末に前記公開鍵で暗号化した前記サーブグループ鍵を配布することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、サーブグループ管理サーバが、自己が管理する端末の夫々の公開鍵でサーブグループ鍵を暗号化し、サーブグループ管理サーバが管理する端末に公開鍵で暗号化したサーブグループ鍵を配布することができる。
【００１５】
つぎの発明にかかる暗号通信システムは、上記の発明において、前記サーブグループ管理サーバは、前記セッション鍵を前記サーブグループ鍵で暗号化し、前記サーブグループ管理サーバが管理する端末に前記サーブグループ鍵で暗号化した前記セッション鍵を同報配布することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、サーブグループ管理サーバが、セッション鍵をサーブグループ鍵で暗号化し、サーブグループ管理サーバが管理する端末にサーブグループ鍵で暗号化したセッション鍵を同報配布することができる。
【００１７】
つぎの発明にかかる暗号通信システムは、上記の発明において、前記サーブグループ管理サーバは、前記セッション鍵の受領確認を前記サーブグループ管理サーバが管理する端末から受領し、前記鍵管理サーバに前記セッション鍵の配布完了を知らせることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、サーブグループ管理サーバが、セッション鍵の受領確認をサーブグループ管理サーバが管理する端末から受領後、鍵管理サーバにセッション鍵の配布完了を知らせることができる。
【００１９】
つぎの発明にかかる暗号通信システムは、上記の発明において、前記鍵管理サーバは、複数のサーブグループ管理サーバから前記セッション鍵の配布完了を夫々受領し、前記所定の暗号通信グループ内の暗号通信の開始を前記複数のサーブグループ管理サーバが管理する端末に一斉通知することを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、鍵管理サーバが、複数のサーブグループ管理サーバからセッション鍵の配布完了を夫々受領し、所定の暗号通信グループ内の暗号通信の開始を複数のサーブグループ管理サーバが管理する端末に一斉通知することができる。
【００２１】
つぎの発明にかかる暗号通信システムは、上記の発明において、認証要求に応じて前記端末の認証の証明書を発行する認証サーバをさらに備え、前記認証サーバは、前記サーブグループ管理サーバからの認証要求に応じて前記証明書を発行して前記端末に送付することを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、認証要求に応じて端末の認証の証明書を発行する認証サーバが、サーブグループ管理サーバからの認証要求に応じて証明書を発行して端末に送付することができる。
【００２３】
つぎの発明にかかる暗号通信システムは、上記の発明において、前記サーブグループ管理サーバは、前記認証サーバから発行された前記証明書を添付して前記セッション鍵の配布を要求する前記サーブグループ管理サーバが管理する端末に対し、前記証明書の内容を確認後、前記セッション鍵を送付することを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、サーブグループ管理サーバは、認証サーバから発行された証明書を添付してセッション鍵の配布を要求するサーブグループ管理サーバが管理する端末に対し、証明書の内容を確認後、セッション鍵を送付することができる。
【００２５】
つぎの発明にかかる暗号通信システムは、上記の発明において、前記鍵管理サーバは、前記端末の証明書の有効期間を確認し、この有効期間が終了する前記端末が存在する場合に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、鍵管理サーバが、端末の証明書の有効期間を確認し、この有効期間が終了する端末が存在する場合に、前記セッション鍵を一斉更新することができる。
【００２７】
つぎの発明にかかる暗号通信システムは、上記の発明において、前記鍵管理サーバは、定期的に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、鍵管理サーバが、定期的にセッション鍵を一斉更新することができる。
【００２９】
つぎの発明にかかる暗号通信システムは、上記の発明において、前記鍵管理サーバは、所定の暗号通信グループ内に新規の端末が加入する場合に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、鍵管理サーバが、所定の暗号通信グループ内に新規の端末が加入する場合に、セッション鍵を一斉更新することができる。
【００３１】
つぎの発明にかかる暗号通信システムは、上記の発明において、所定の暗号通信グループ内の任意の端末が離脱する場合に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、鍵管理サーバは、所定の暗号通信グループ内の任意の端末が離脱する場合に、セッション鍵を一斉更新することができる。
【００３３】
つぎの発明にかかる暗号通信システムは、上記の発明において、前記公開鍵は、暗号化公開鍵であることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、サーブグループ管理サーバが、自己が管理する端末の夫々の暗号化公開鍵でサーブグループ鍵を暗号化し、サーブグループ管理サーバが管理する端末に暗号化公開鍵で暗号化したサーブグループ鍵を配布することができる。
【００３５】
つぎの発明にかかる暗号通信方法は、所定の暗号通信グループ内の通信秘匿に用いるセッション鍵を生成し、所定のネットワーク内の複数の端末装置が前記セッション鍵を用いて暗号通信を行う暗号通信方法において、前記暗号通信グループに含まれるサーブグループ内の通信に用いるサーブグループ鍵を生成し、前記サーブグループ内の暗号通信を行うことを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、暗号通信グループに含まれるサーブグループ内の通信に用いるサーブグループ鍵を生成し、サーブグループ内の暗号通信を行うことができる。
【００３７】
つぎの発明にかかる暗号通信方法は、上記の発明において、前記サーブグループ管理サーバは、このサーブグループ管理サーバが管理する端末の夫々の公開鍵で前記サーブグループ鍵を暗号化し、前記サーブグループ管理サーバが管理する端末に前記公開鍵で暗号化した前記サーブグループ鍵を配布することを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、サーブグループ管理サーバは、このサーブグループ管理サーバが管理する端末の夫々の公開鍵でサーブグループ鍵を暗号化し、サーブグループ管理サーバが管理する端末に公開鍵で暗号化したサーブグループ鍵を配布することができる。
【００３９】
つぎの発明にかかる暗号通信方法は、上記の発明において、前記サーブグループ管理サーバは、前記セッション鍵を前記サーブグループ鍵で暗号化し、前記サーブグループ管理サーバが管理する端末に前記サーブグループ鍵で暗号化した前記セッション鍵を同報配布することを特徴とする。
【００４０】
この発明によれば、サーブグループ管理サーバは、セッション鍵をサーブグループ鍵で暗号化し、サーブグループ管理サーバが管理する端末にサーブグループ鍵で暗号化したセッション鍵を同報配布することができる。
【００４１】
つぎの発明にかかる暗号通信方法は、上記の発明において、前記サーブグループ管理サーバは、前記セッション鍵の受領確認を前記サーブグループ管理サーバが管理する端末から受領し、前記鍵管理サーバに前記セッション鍵の配布完了を知らせることを特徴とする。
【００４２】
この発明によれば、サーブグループ管理サーバは、セッション鍵の受領確認をサーブグループ管理サーバが管理する端末から受領し、鍵管理サーバにセッション鍵の配布完了を知らせることができる。
【００４３】
つぎの発明にかかる暗号通信方法は、上記の発明において、前記鍵管理サーバは、複数のサーブグループ管理サーバから前記セッション鍵の配布完了を夫々受領し、前記所定の暗号通信グループ内の暗号通信の開始を前記複数のサーブグループ管理サーバが管理する端末に一斉通知することを特徴とする。
【００４４】
この発明によれば、鍵管理サーバは、複数のサーブグループ管理サーバからセッション鍵の配布完了を夫々受領し、所定の暗号通信グループ内の暗号通信の開始を複数のサーブグループ管理サーバが管理する端末に一斉通知することができる。
【００４５】
つぎの発明にかかる暗号通信方法は、上記の発明において、認証要求に応じて前記端末の認証の証明書を発行する認証サーバをさらに備え、前記認証サーバは、前記サーブグループ管理サーバからの認証要求に応じて前記証明書を発行して前記端末に送付することを特徴とする。
【００４６】
この発明によれば、認証要求に応じて端末の認証の証明書を発行する認証サーバが、サーブグループ管理サーバからの認証要求に応じて証明書を発行して端末に送付することができる。
【００４７】
つぎの発明にかかる暗号通信方法は、上記の発明において、前記サーブグループ管理サーバは、前記認証サーバから発行された前記証明書を添付して前記セッション鍵の配布を要求する前記サーブグループ管理サーバが管理する端末に対し、前記証明書の内容を確認後、前記セッション鍵を送付することを特徴とする。
【００４８】
この発明によれば、サーブグループ管理サーバが、認証サーバから発行された証明書を添付してセッション鍵の配布を要求するサーブグループ管理サーバが管理する端末に対し、証明書の内容を確認後セッション鍵を送付することができる。
【００４９】
つぎの発明にかかる暗号通信方法は、上記の発明において、前記鍵管理サーバは、前記端末の証明書の有効期間を確認し、この有効期間が終了する前記端末が存在する場合に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする。
【００５０】
この発明によれば、鍵管理サーバが、端末の証明書の有効期間を確認し、この有効期間が終了する端末が存在する場合に、セッション鍵を一斉更新することができる。
【００５１】
つぎの発明にかかる暗号通信方法は、上記の発明において、前記鍵管理サーバは、定期的に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする。
【００５２】
この発明によれば、鍵管理サーバが、定期的にセッション鍵を一斉更新することができる。
【００５３】
つぎの発明にかかる暗号通信方法は、上記の発明において、前記鍵管理サーバは、所定の暗号通信グループ内に新規の端末が加入する場合に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする。
【００５４】
この発明によれば、鍵管理サーバが、所定の暗号通信グループ内に新規の端末が加入する場合に、セッション鍵を一斉更新することができる。
【００５５】
つぎの発明にかかる暗号通信方法は、上記の発明において、前記鍵管理サーバは、所定の暗号通信グループ内の任意の端末が離脱する場合に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする。
【００５６】
この発明によれば、鍵管理サーバは、所定の暗号通信グループ内の任意の端末が離脱する場合に、セッション鍵を一斉更新することができる。
【００５７】
つぎの発明にかかる暗号通信方法は、上記の発明において、前記公開鍵は、暗号化公開鍵であることを特徴とする。
【００５８】
この発明によれば、サーブグループ管理サーバが、自己が管理する端末の夫々の暗号化公開鍵でサーブグループ鍵を暗号化し、サーブグループ管理サーバが管理する端末に暗号化公開鍵で暗号化したサーブグループ鍵を配布することができる。
【００５９】
つぎの発明にかかるプログラムは、上記の発明の何れか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラムであり、そのプログラムがコンピュータ読み取り可能となり、これによって、上記の発明の何れか一つの動作をコンピュータによって実行することができる。
【００６０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる暗号通信システム、暗号通信方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００６１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１で用いる暗号通信システムのシステム構成を示すブロック図である。同図において、１は鍵管理サーバ、２は認証サーバ、３、４はサーブグループ管理サーバ、５は認証情報データベース、６は証明書データベース、７は通信ネットワーク、８、９はルータ、１０、１１はＬＡＮセグメント、２０〜２３および９０〜９４は端末、３３は端末２０〜２２で構成されるサーブグループ、７７は端末９０〜９３で構成されるサーブグループ、そして５５は端末２０〜２２と９０〜９３が属する暗号通信グループを示している。
【００６２】
図２は、暗号通信グループ５５に属する各端末の認証サーバへの遠隔認証を、それぞれのサーブグループ管理サーバが代行する手順を示すシーケンス図である。また、図３はグループ通信参加要求データのデータ構造を示す図であり、図４はユーザ認証要求データのデータ構造を示す図であり、図５は証明書データのデータ構造を示す図であり、図６は鍵配布要求データのデータ構造を示す図であり、図７はサーブグループ鍵配布データのデータ構造を示す図であり、図８は鍵配布応答データのデータ構造を示す図である。
【００６３】
図２において、グループ暗号通信に参加したい端末２０のユーザは、サーブグループ管理サーバ４に自己の秘密鍵で暗号化したグループ通信参加要求メッセージを送付する（ステップＳ３０１）。このグループ通信参加要求メッセージに含まれるデータは、図３に示すとおりである。すなわち、送信元ＩＰアドレス２０１には端末２０のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス２０２にはサーブグループ管理サーバ４のＩＰアドレス、データ種別２０３にはグループ通信参加要求、認証情報２０４には自己の秘密情報、アクセス期間２０５には希望する参加期間、グループ識別子２０６には参加希望のグループＩＤ（ＩＤ５５）、そして端末識別子２０７には自己の端末ＩＤ（ＩＤ２０）が設定される。
【００６４】
サーブグループ管理サーバ４はその認証情報を認証情報データベース５に格納するとともに、認証サーバ２にその端末のユーザＩＤ（識別子）とともにユーザ認証要求メッセージを送付する（ステップＳ３０２）。このユーザ認証要求メッセージに含まれるデータは、図４に示すとおりである。すなわち、送信元ＩＰアドレス２０１にはサーブグループ管理サーバ４のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス２０２には認証サーバ２のＩＰアドレス、データ種別２０３にはユーザ認証要求、端末識別子２０７には端末２０のＩＤが設定される。
【００６５】
認証サーバ２はそのユーザを署名認証するため、そのユーザの公開鍵で暗号化した署名要求メッセージを端末２０に送付する（ステップＳ３０３）。署名要求メッセージを送付されたユーザは、その署名要求メッセージに自己の署名を付し認証サーバ２に送付する（ステップＳ３０４）。認証サーバ２はその認証済の証明書を証明書発行メッセージとして端末２０に送付（ステップＳ３０５）するとともに、証明書データベース６に格納する。この証明書発行メッセージに含まれるデータは、図５に示すとおりである。すなわち、送信元ＩＰアドレス２０１には認証サーバ２のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス２０２には端末２０のＩＰアドレス、データ種別２０３には証明書、発行者ＩＤ２０８には認証サーバ２の識別子、有効期限２０９には証明書の有効期限になる開始日時と終了日時、主体者２１０には端末２０のＩＤ、主体者公開鍵２１１には公開鍵、グループ識別子２０６にはＩＤ５５が設定される。
【００６６】
端末２０はサーブグループ管理サーバ４に認証サーバ２から発行された証明書とともに鍵配布要求メッセージを送付する（ステップＳ３０６）。この鍵配布要求メッセージに含まれるデータは、図６に示すとおりである。すなわち、送信元ＩＰアドレス２０１には端末２０のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス２０２にはサーブグループ管理サーバ４のＩＰアドレス、データ種別２０３には鍵配布要求、認証情報２０４には証明書、グループ識別子２０６にはＩＤ５５、そして端末識別子２０７にはＩＤ２０が設定される。
【００６７】
サーブグループ管理サーバ４は、認証情報データベース５に格納されている認証情報とユーザが提出した証明書を比較確認する。そして、そのユーザが確かに認証サーバ２が認証したユーザであることを確認したら、サーブグループ鍵配布メッセージによって、サーブグループ３３で使っているサーブグループ鍵を端末２０に配布する（ステップＳ３０７）。このサーブグループ鍵配布メッセージに含まれるデータは、図７に示すとおりである。すなわち、送信元ＩＰアドレス２０１にはサーブグループ管理サーバ４のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス２０２には端末２０のＩＰアドレス、データ種別２０３には鍵配布、グループ識別子２０６にはＩＤ５５、サーブグループ鍵データ２１３にはサーブグループ鍵（ＳＧＫ）が設定される。
【００６８】
サーブグループ鍵を受け取った端末２０は、鍵配布応答メッセージをサーブグループ管理サーバ４に送付する（ステップＳ３０８）。この鍵配布応答メッセージに含まれるデータは、図８に示すとおりである。すなわち、送信元ＩＰアドレス２０１には端末２０のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス２０２にはサーブグループ管理サーバ４のＩＰアドレス、データ種別２０３には鍵配布個別応答、グループ識別子２０６にはＩＤ５５、端末識別子２０７にはＩＤ２０が設定される。
【００６９】
同様に、サーブグループ７７に属する他の端末等も、上述した手順に従って、認証サーバ２が発行した証明書をサーブグループ管理サーバ３に提出することにより、サーブグループ鍵を配布してもらうことができる。なお、各サーブグループ管理サーバが自己の配下の端末に配布するサーブグループ鍵は、通常、サーブグループ毎に異なる鍵を使用する。
【００７０】
図９は、サーブグループ鍵を配布された暗号通信グループの端末に鍵管理サーバからそのグループで使うセッション鍵を一斉に配布する手順を示すシーケンス図である。
【００７１】
図９において、鍵管理サーバ１で作成された共通鍵（Ｋｓｇ）は、鍵管理サーバ１とサーブグループ管理サーバ３との間で予め共有される（ステップＳ３１１）。鍵管理サーバ１はグループ暗号通信に使うセッション鍵（Ｓｋｉ）をその共有鍵で暗号化し、その暗号化したデータ（Ｅｋｓｇ（Ｓｋｉ））をサーブグループ管理サーバ３に送付する（ステップＳ３１２）。サーブグループ管理サーバ３は自己の配下にある端末９０〜９３宛に、前述の認証手順に従ってサーブグループ鍵（ＳＧｋｉ）を送付する（ステップＳ３１３）。サーブグループ鍵を受け取った端末９０〜９３は、サーブグループ管理サーバ３に鍵配布応答メッセージを送付する（ステップＳ３１４）。サーブグループ管理サーバ３は、鍵管理サーバ１から配布されたセッション鍵をサーブグループ鍵で暗号化し、この暗号化データを自己の配下の端末に同報配布する（ステップＳ３１５）。端末９０〜９３はサーブグループ鍵でセッション鍵を復号して取り出し、サーブグループ管理サーバ３宛にセッション鍵を配布してもらったという鍵配布応答メッセージを送付する（ステップＳ３１６）。全ての端末から鍵配布応答メッセージを受け取ったサーブグループ管理サーバ３は、鍵管理サーバ１に鍵配布完了メッセージを送付する（ステップＳ３１７）。
【００７２】
同様に、サーブグループ３３に属する各端末も、上述した手順に従って、サーブグループ管理サーバ４からセッション鍵を配布してもらうことができる。鍵管理サーバ１は、全てのサーブグループ管理サーバ（暗号通信グループ５５にあってはサーブグループ管理サーバ３および４）から鍵配布完了メッセージを受領し、配布したセッション鍵によるグループ暗号通信開始メッセージを送付する（ステップＳ３１８）ことにより、セッション鍵（Ｓｋｉ）によるグループ暗号通信が開始される（ステップＳ３１９）。
【００７３】
このように、実施の形態１によれば、鍵管理サーバの負荷分散を考慮してグループをいくつかのサーブグループに分割し、各サーブグループを管理するサーブグループ管理サーバを設け、自己の配下の端末の認証サーバへの遠隔認証を代行するとともに、認証サーバが発行する証明書を確認し、その認証情報に基づいてサーブグループ鍵を配布するので、鍵管理サーバの処理負荷を軽減するとともに、グループ管理を容易にすることができる。さらに、サーブグループ端末へのセッション鍵配布とそれの鍵配布応答を各サーブグループ管理サーバがまとめて行うことによって、鍵管理サーバから全ての端末への鍵配布による通信トラフィックと各端末からの鍵配布応答メッセージの鍵管理サーバへの通信トラフィック集中を分散することができ、通信トラフィックを軽減することができる。
【００７４】
なお、実施の形態１では、各端末やサーブグループ管理サーバを識別するための端末識別子としてＩＤ２０〜２２、ＩＤ９０〜９３等を用いるようにしているが、各装置のＩＰアドレスで代用することができる。また、グループ識別子としてＩＤ５５を用いるようにしているが、暗号通信グループ用のＩＰマルチキャストアドレスを用いることもできる。
【００７５】
実施の形態２．
図１０は、実施の形態１の暗号通信システムにおいて図９に示すセッション鍵共有手順によってセッション鍵を配布された暗号通信グループ内の端末にセッション鍵を一斉に更新する手順を示すシーケンス図である。ここでの鍵更新は安全性のために定期的に行われる場合と、グループ端末の中で証明書の有効期間が終了する端末が存在する場合とがあるが、何れの場合も鍵管理サーバが自動的にチェックして鍵更新が行われるものとする。また、図１１は、新セッション鍵配布メッセージのデータ構造を示す図であり、図１２は同報鍵配布メッセージのデータ構造を示す図であり、図１３は鍵配布応答メッセージのデータ構造を示す図であり、図１４は同報鍵更新要求メッセージのデータ構造を示す図である。
【００７６】
図１０において、鍵管理サーバ１は、各サーブグループ管理サーバとの間に共有する暗号鍵（Ｋｓｇ）を用いて、新しいセッション鍵（Ｓｋｊ）をその共有鍵で暗号化した新セッション鍵（Ｅｋｓｇ（Ｓｋｊ））を新セッション鍵配布メッセージを用いてサーブグループ管理サーバ３に送付する（ステップＳ３２１）。この新セッション鍵配布メッセージに含まれるデータは、図１１に示すとおりである。すなわち、送信元ＩＰアドレス２０１には鍵管理サーバ１のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス２０２にはサーブグループ管理サーバ３のＩＰアドレス、データ種別２０３には鍵配布、グループ識別子２０６にはＩＤ５５、セッション鍵データ２１４にはセッション鍵（Ｓｋｊ）が設定される。
【００７７】
サーブグループ管理サーバ３は、新セッション鍵を取り出し、それをサーブグループ鍵で暗号化して自己の配下にある端末９０〜９３の宛に同報鍵配布メッセージを送付する（ステップＳ３２２）。この同報鍵配布メッセージに含まれるデータは、図１２に示すとおりである。すなわち、送信元ＩＰアドレス２０１にはサーブグループ管理サーバ３のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス２０２にはサーブグループのＩＰマルチキャストアドレス、データ種別２０３には鍵配布、グループ識別子２０６にはＩＤ５５、セッション鍵データ２１４にはセッション鍵（Ｓｋｊ）が設定される。
【００７８】
各端末はサーブグループ鍵で復号し新セッション鍵を取り出して、自己のサーブグループ管理サーバ３宛に確かに新しいセッション鍵を受領したという鍵配布応答メッセージを送付する（ステップＳ３２３）。この鍵配布応答メッセージに含まれるデータは、上述した図８に示すとおりである。
【００７９】
自己が管理するサーブグループ内の全ての端末９０〜９３から鍵配布応答メッセージを受領したサーブグループ管理サーバ３は、鍵管理サーバ１に鍵配布完了メッセージを送付する（ステップＳ３２４）。この鍵配布完了メッセージに含まれるデータは、図１３に示すとおりである。すなわち、送信元ＩＰアドレス２０１にはサーブグループ管理サーバ３のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス２０２には鍵管理サーバ１のＩＰアドレス、データ種別２０３には鍵配布完了、グループ識別子２０６にはＩＤ５５、メンバ数２１５にはメンバの数４、メンバ識別子２１６には全てのメンバＩＤ（ＩＤ９０、ＩＤ９１、ＩＤ９２、ＩＤ９３）が設定される。
【００８０】
同様にサーブグループ管理サーバ４も端末２０〜２２宛に新セッション鍵配布データを同報送信し、鍵配布応答を受領し、鍵管理サーバ１に鍵配布完了メッセージを送付する。全てのサーブグループ管理サーバから鍵配布完了データを受領した鍵管理サーバ１はグループ全員へ鍵更新開始データを同報送信することによって新セッション鍵によるグループ暗号通信が可能になる（ステップＳ３２５）。この同報鍵更新要求メッセージに含まれるデータは、図１４に示すとおりである。すなわち、送信元ＩＰアドレス２０１には鍵管理サーバ１のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス２０２にはグループのＩＰマルチキャストアドレス、データ種別２０３には鍵更新要求、グループ識別子２０６にはＩＤ５５が設定される。
【００８１】
このように、実施の形態２によれば、サーブグループ管理サーバが自己のサーブグループメンバを管理するためのサーブグループ鍵を管理し、このサーブグループ鍵を用いて一斉に同報鍵更新要求をかけることによって、鍵配布および鍵更新の時間を短縮することができる。
【００８２】
実施の形態３．
図１５は、実施の形態１の暗号通信システムにおいて暗号通信グループに属さない新しい端末が参加する場合の鍵配布手順を示すシーケンス図である。
【００８３】
図１５において、暗号通信グループに参加していない新たな端末２３が暗号通信グループ５５に参加する場合、グループ通信参加要求メッセージをサーブグループ管理サーバ４に送付する（ステップＳ３３１）。このグループ通信参加要求メッセージのデータは、図３に示すデータを用い、端末識別子２０７にＩＤ２３が設定される以外は同一データが設定される。
【００８４】
サーブグループ管理サーバ４は端末２３の認証情報を認証データベースに格納し、認証サーバにそのユーザのＩＤとともにユーザ認証要求メッセージを送付する（ステップＳ３３２）。このグループ通信参加要求メッセージのデータは、図４に示すデータを用い、端末識別子２０７にＩＤ２３が設定される以外は同一データが設定される。
【００８５】
認証サーバ２は端末２３に署名を要求し（ステップＳ３３３）、端末２３はその署名要求に署名を付して認証サーバ２に応答メッセージを送付する（ステップＳ３３４）。その署名応答を受領した認証サーバ２は端末２３に証明書発行メッセージを発行する（ステップＳ３３５）。この証明書発行メッセージは、図５に示すデータを用い、主体者２１０に端末２３のＩＤが設定される以外は同一データが設定される。
【００８６】
認証サーバ２から証明書を発行してもらった端末２３はサーブグループ管理サーバ４に証明書とともに鍵配布要求メッセージを送付する（ステップＳ３３６）。この鍵配布要求メッセージは、図６に示すデータを用い、端末識別子２０７にＩＤ２３が設定される以外は同一データが設定される。
【００８７】
サーブグループ管理サーバ４は、その証明書に基づき端末２３の認証情報を認証情報データベースから確認し、サーブグループ管理サーバ４は端末２３にサーブグループ鍵配布メッセージを送付する（ステップＳ３３７）。このサーブグループ鍵配布メッセージは、図７に示すデータを用い、宛先ＩＰアドレス２０２に端末２３のＩＰアドレスが設定される以外は同一データが設定される。
【００８８】
サーブグループ鍵を受け取った端末２３は、鍵配布応答メッセージをサーブグループ管理サーバ４に送付する（ステップＳ３３８）。この鍵配布応答メッセージは、図８に示すデータを用い、送信元ＩＰアドレス２０１に端末２３のＩＰアドレス、端末識別子２０７にＩＤ２３が設定される以外は同一データが設定される。
【００８９】
サーブグループ管理サーバ４は、現在、暗号通信グループ５５で使っているセッション鍵Ｓｋｉをサーブグループ鍵で暗号化してセッション鍵配布メッセージとして送付する（ステップＳ３３９）。このセッション鍵配布メッセージは、図１１に示すデータを用い、送信元ＩＰアドレス２０１にサーブグループ管理サーバ４のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス２０２に端末２３のＩＰアドレスが設定される以外は同一データが設定される。
【００９０】
セッション鍵を受領した端末２３はサーブグループ鍵で復号することによってセッション鍵を取り出し、サーブグループ管理サーバに鍵配布応答メッセージを送付する（ステップＳ３４０）。この鍵配布応答メッセージは、図８に示すデータを用い、送信元ＩＰアドレスに端末２３のＩＰアドレス、端末識別子２０７にＩＤ２３が設定される以外は同一データが設定される。
【００９１】
これ以降、端末２３は暗号通信グループ５５に新規メンバとして参加可能になり、グループ暗号通信ができるようになる。
【００９２】
このように、実施の形態３によれば、グループ暗号通信中に新しいユーザが参加する場合、サーブグループ管理サーバがユーザの秘密情報を認証し、認証情報をデータベースに保管しておく手段と、それに基づきユーザ認証とサーブグループ鍵を配布する手段を備えているので、鍵管理サーバがセッション鍵を直接配布する必要がなく、セッション鍵を迅速に配布することができる。従って、通信中のネットワーク上で新たなユーザの参加によるユーザ認証と、セッション鍵を配布する手順によって生じる通信トラフィックや認証から鍵配布までのデータ伝送遅延の問題を緩和することができる。
【００９３】
実施の形態４．
図１６は、実施の形態１の暗号通信システムにおいて離脱端末がある場合の鍵更新手順を示すシーケンス図である。
【００９４】
図１６において、暗号通信グループ５５に参加している端末９３が暗号通信グループ５５から離脱したい場合、自己が属しているサーブグループ管理サーバ３に離脱要求メッセージを送付する（ステップＳ３４１）。この離脱要求メッセージのデータは、図８に示すデータを用い、送信元ＩＰアドレス２０１に端末９３のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス２０２にサーブグループ管理サーバ３のＩＰアドレス、データ種別２０３に離脱要求、グループ識別子２０６にＩＤ５５、端末識別子２０７にＩＤ９３が設定される。
【００９５】
サーブグループ管理サーバ３は端末９３を除いた各端末に新サーブグループ鍵を生成し暗号化して各端末にサーブグループ鍵配布メッセージを送付する（ステップＳ３４２）。このサーブグループ鍵配布メッセージのデータは、図７に示すデータを用い、宛先ＩＰアドレス２０２に各端末のＩＰアドレスが設定される以外は同一データが設定される。
【００９６】
各端末は自己の秘密鍵で新しいサーブグループ鍵を復号して取り出し、サーブグループ管理サーバに鍵配布応答メッセージを送付する（ステップＳ３４３）。この鍵配布応答メッセージは、図８に示すデータを用い、送信元ＩＰアドレス２０１に各端末のＩＰアドレス、端末識別子２０７に各端末のＩＤが設定される以外は同一データが設定される。
【００９７】
サーブグループ管理サーバ３は鍵管理サーバ１にセッション鍵更新要求メッセージを送付する（ステップＳ３４４）。このセッション鍵更新要求メッセージは、図１４に示した同報鍵更新要求メッセージのデータを用い、送信元ＩＰアドレス２０１にサーブグループ管理サーバ３のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス２０２に鍵管理サーバ１のＩＰアドレスが設定される以外は同一データが設定される。
【００９８】
これ以降のシーケンスは、図１０で示したセッション鍵を一斉に更新する手順と同一であり、各メッセージに含まれるデータも前述したとおりである。すなわち、鍵管理サーバ１は新セッション鍵を各サーブグループ管理サーバ（サーブグループ管理サーバ３、４）に新セッション鍵配布メッセージを用いて送付し（ステップＳ３４５、Ｓ３４６）、鍵更新を要求する。新セッション鍵を受領したサーブグループ管理サーバ３は、この新セッション鍵をサーブグループ鍵で暗号化して各端末に同報配布する（ステップＳ３４７）。その後は、鍵配布応答と同報鍵更新要求が前述した鍵更新シーケンスと同様に行われる（ステップＳ３４８〜Ｓ３５１）。
【００９９】
このように、実施の形態４によれば、ユーザがグループから離脱する場合、鍵管理サーバが新しいセッション鍵をその離脱端末を除いた全ての端末に直接配布する必要がないので、その離脱端末が存在するサーブグループのサーブグループ管理サーバだけが、サーブグループ鍵を更新・配布することによって、グループ全体のセッション鍵更新を迅速に行うことができるとともに、鍵更新に伴う通信トラフィックの軽減ができる。
【０１００】
実施の形態５．
図１７は、実施の形態１の暗号通信システムにおいて証明書の有効期間が切れたユーザが存在する場合の鍵更新手順を示すシーケンス図である。
【０１０１】
図１７において、鍵管理サーバ１は認証サーバ２の証明書データベースを参照し、各ユーザの証明書の有効期間をチェックし、有効期間切れのユーザ端末９０が存在する場合は、端末９０を管理しているサーブグループ管理サーバ３に端末９０の削除要求メッセージを送付する（ステップＳ３６１）。この削除要求メッセージのデータは、図１４に示すデータを用い、宛先ＩＰアドレス２０２にサーブグループ管理サーバ３のＩＰアドレス、データ種別２０３に削除要求が設定される以外は同一データが設定される。
【０１０２】
これ以降のシーケンスは、図１６で示した離脱端末がある場合の鍵更新手順と同一であり、各メッセージに含まれるデータも前述したとおりである。すなわち、鍵管理サーバ１から端末９０削除要求を受けたサーブグループ管理サーバ３は新しいサーブグループ鍵を生成し、端末９０を除いた各端末に新サーブグループ鍵を生成し暗号化して各端末にサーブグループ鍵配布メッセージを送付する（ステップＳ３６２）。各端末は自己の秘密鍵で新しいサーブグループ鍵を復号して取り出し、サーブグループ管理サーバ３に鍵配布応答メッセージを送付する（ステップＳ３６３）。サーブグループ管理サーバ３は鍵管理サーバ１にセッション鍵更新要求メッセージを送付する（ステップＳ３６４）。鍵管理サーバ１は新セッション鍵を各サーブグループ管理サーバ（サーブグループ管理サーバ３、４）に新セッション鍵配布メッセージを用いて送付し（ステップＳ３６５、Ｓ３６６）、鍵更新を要求する。新セッション鍵を受領したサーブグループ管理サーバ３は、この新セッション鍵をサーブグループ鍵で暗号化して各端末に同報配布する（ステップＳ３６７）。その後は、鍵配布応答と同報鍵更新要求が前述した鍵更新シーケンスと同様に行われる（ステップＳ３６８〜Ｓ３７１）。
【０１０３】
このように、実施の形態５によれば、証明書の有効期間切れのユーザをグループから削除する場合においても、鍵管理サーバが新しいセッション鍵を当該端末を除いた全ての端末に直接配布する必要がないので、その当該端末が存在するサーブグループのサーブグループ管理サーバだけが、新しいサーブグループ鍵を配布することによって、グループ全体のセッション鍵更新を迅速に行うことができるとともに、鍵更新に伴う通信トラフィックの軽減ができる。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる暗号通信システムによれば、暗号通信グループに含まれるサーブグループを管理するサーブグループ管理サーバが、サーブグループ内の通信秘匿に用いるサーブグループ鍵を生成するようにしているので、鍵管理サーバの処理負荷を軽減するとともに、グループ管理を容易にすることができる。さらに、サーブグループ端末への鍵配布とそれの鍵配布応答を各サーブグループ管理サーバがまとめて行うことによって、鍵管理サーバから全ての端末への鍵配布による通信トラフィックと各端末からの鍵配布応答メッセージの鍵管理サーバへの通信トラフィック集中を分散することができ、通信トラフィックを軽減することができるという効果を奏する。
【０１０５】
つぎの発明にかかる暗号通信システムによれば、サーブグループ管理サーバが、自己が管理する端末の夫々の公開鍵でサーブグループ鍵を暗号化し、サーブグループ管理サーバが管理する端末に公開鍵で暗号化したサーブグループ鍵を配布するようにしているので、鍵管理サーバの処理負荷を軽減するとともに、グループ管理を容易にすることができる。さらに、サーブグループ端末への鍵配布とそれの鍵配布応答を各サーブグループ管理サーバがまとめて行うことによって、鍵管理サーバから全ての端末への鍵配布による通信トラフィックと各端末からの鍵配布応答メッセージの鍵管理サーバへの通信トラフィック集中を分散することができ、通信トラフィックを軽減することができるという効果を奏する。
【０１０６】
つぎの発明にかかる暗号通信システムによれば、サーブグループ管理サーバが、セッション鍵をサーブグループ鍵で暗号化し、サーブグループ管理サーバが管理する端末にサーブグループ鍵で暗号化したセッション鍵を同報配布するようにしているので、鍵管理サーバの処理負荷を軽減するとともに、グループ管理を容易にすることができる。さらに、サーブグループ端末へのセッション鍵配布とそれの鍵配布応答を各サーブグループ管理サーバがまとめて行うことによって、鍵管理サーバから全ての端末への鍵配布による通信トラフィックと各端末からの鍵配布応答メッセージの鍵管理サーバへの通信トラフィック集中を分散することができ、通信トラフィックを軽減することができるという効果を奏する。
【０１０７】
つぎの発明にかかる暗号通信システムによれば、サーブグループ管理サーバが、セッション鍵の受領確認をサーブグループ管理サーバが管理する端末から受領後、鍵管理サーバにセッション鍵の配布完了を知らせるようにしているので、鍵管理サーバの処理負荷を軽減するとともに、グループ管理を容易にすることができる。さらに、サーブグループ端末へのセッション鍵配布とそれの鍵配布応答を各サーブグループ管理サーバがまとめて行うことによって、鍵管理サーバから全ての端末への鍵配布による通信トラフィックと各端末からの鍵配布応答メッセージの鍵管理サーバへの通信トラフィック集中を分散することができ、通信トラフィックを軽減することができるという効果を奏する。
【０１０８】
つぎの発明にかかる暗号通信システムによれば、鍵管理サーバが、複数のサーブグループ管理サーバからセッション鍵の配布完了を夫々受領し、所定の暗号通信グループ内の暗号通信の開始を複数のサーブグループ管理サーバが管理する端末に一斉通知するようにしているので、グループ管理を容易にし、鍵管理サーバの処理負荷を軽減するとともに、鍵配布および鍵更新の時間を短縮することができる。さらに、サーブグループ端末へのセッション鍵配布とそれの鍵配布応答を各サーブグループ管理サーバがまとめて行うことによって、鍵管理サーバから全ての端末への鍵配布による通信トラフィックと各端末からの鍵配布応答メッセージの鍵管理サーバへの通信トラフィック集中を分散することができ、通信トラフィックを軽減することができるという効果を奏する。
【０１０９】
つぎの発明にかかる暗号通信システムによれば、認証要求に応じて端末の認証の証明書を発行する認証サーバが、サーブグループ管理サーバからの認証要求に応じて証明書を発行して端末に送付するようにしているので、通信中のネットワーク上で新たなユーザの参加によるユーザ認証と、セッション鍵を配布する手順によって生じる通信トラフィックや認証から鍵配布までのデータ伝送遅延の問題を緩和することができるという効果を奏する。
【０１１０】
つぎの発明にかかる暗号通信システムによれば、サーブグループ管理サーバは、認証サーバから発行された証明書を添付してセッション鍵の配布を要求するサーブグループ管理サーバが管理する端末に対し、証明書の内容を確認後、セッション鍵を送付するようにしているので、通信中のネットワーク上で新たなユーザの参加によるユーザ認証と、セッション鍵を配布する手順によって生じる通信トラフィックや認証から鍵配布までのデータ伝送遅延の問題を緩和することができるという効果を奏する。
【０１１１】
つぎの発明にかかる暗号通信システムによれば、鍵管理サーバが、端末の証明書の有効期間を確認し、この有効期間が終了する端末が存在する場合に、前記セッション鍵を一斉更新するようにしているので、通信中のネットワーク上でサーブグループ鍵配布と、セッション鍵を配布する手順によって生じる通信トラフィックや認証から鍵配布までのデータ伝送遅延の問題を緩和することができるという効果を奏する。
【０１１２】
つぎの発明にかかる暗号通信システムによれば、鍵管理サーバは、定期的にセッション鍵を一斉更新するようにしているので、グループ全体のセッション鍵更新を迅速に行うことができ、鍵更新に伴う通信トラフィックの軽減ができるとともに、セッション鍵を配布する手順によって生じる通信トラフィックや認証から鍵配布までのデータ伝送遅延の問題を緩和することができるという効果を奏する。
【０１１３】
つぎの発明にかかる暗号通信システムによれば、鍵管理サーバが、所定の暗号通信グループ内に新規の端末が加入する場合に、セッション鍵を一斉更新するようにしているので、ユーザ認証とセッション鍵を配布する手順とによって生じる通信トラフィックや認証から鍵配布までのデータ伝送遅延の問題を緩和することができるという効果を奏する。
【０１１４】
つぎの発明にかかる暗号通信システムによれば、鍵管理サーバは、所定の暗号通信グループ内の任意の端末が離脱する場合に、セッション鍵を一斉更新するようにしているので、ユーザ認証とセッション鍵を配布する手順とによって生じる通信トラフィックや認証から鍵配布までのデータ伝送遅延の問題を緩和することができるという効果を奏する。
【０１１５】
つぎの発明にかかる暗号通信システムによれば、サーブグループ管理サーバが、自己が管理する端末の夫々の暗号化公開鍵でサーブグループ鍵を暗号化し、サーブグループ管理サーバが管理する端末に暗号化公開鍵で暗号化したサーブグループ鍵を配布するようにしているので、鍵管理サーバの処理負荷を軽減するとともに、グループ管理を容易にすることができる。また、通信トラフィックの分散と軽減の効果を維持しつつ、保全強度を高めた暗号通信を実現することができるという効果を奏する。
【０１１６】
つぎの発明にかかる暗号通信方法によれば、暗号通信グループに含まれるサーブグループ内の通信に用いるサーブグループ鍵を生成し、サーブグループ内の暗号通信を行うようにしているので、鍵管理サーバの処理負荷を軽減するとともに、グループ管理を容易にすることができる。さらに、サーブグループ端末への鍵配布とそれの鍵配布応答を各サーブグループ管理サーバがまとめて行うことによって、鍵管理サーバから全ての端末への鍵配布による通信トラフィックと各端末からの鍵配布応答メッセージの鍵管理サーバへの通信トラフィック集中を分散することができ、通信トラフィックを軽減することができるという効果を奏する。
【０１１７】
つぎの発明にかかる暗号通信方法によれば、サーブグループ管理サーバは、このサーブグループ管理サーバが管理する端末の夫々の公開鍵でサーブグループ鍵を暗号化し、サーブグループ管理サーバが管理する端末に公開鍵で暗号化したサーブグループ鍵を配布する鍵管理サーバの処理負荷を軽減するとともに、グループ管理を容易にすることができる。さらに、サーブグループ端末への鍵配布とそれの鍵配布応答を各サーブグループ管理サーバがまとめて行うことによって、鍵管理サーバから全ての端末への鍵配布による通信トラフィックと各端末からの鍵配布応答メッセージの鍵管理サーバへの通信トラフィック集中を分散することができ、通信トラフィックを軽減することができるという効果を奏する。
【０１１８】
つぎの発明にかかる暗号通信方法によれば、サーブグループ管理サーバは、セッション鍵をサーブグループ鍵で暗号化し、サーブグループ管理サーバが管理する端末にサーブグループ鍵で暗号化したセッション鍵を同報配布するようにしているので、鍵管理サーバの処理負荷を軽減するとともに、グループ管理を容易にすることができる。さらに、サーブグループ端末へのセッション鍵配布とそれの鍵配布応答を各サーブグループ管理サーバがまとめて行うことによって、鍵管理サーバから全ての端末への鍵配布による通信トラフィックと各端末からの鍵配布応答メッセージの鍵管理サーバへの通信トラフィック集中を分散することができ、通信トラフィックを軽減することができるという効果を奏する。
【０１１９】
つぎの発明にかかる暗号通信方法によれば、サーブグループ管理サーバは、セッション鍵の受領確認をサーブグループ管理サーバが管理する端末から受領し、鍵管理サーバにセッション鍵の配布完了を知らせるようにしているので、鍵管理サーバの処理負荷を軽減するとともに、グループ管理を容易にすることができる。さらに、サーブグループ端末へのセッション鍵配布とそれの鍵配布応答を各サーブグループ管理サーバがまとめて行うことによって、鍵管理サーバから全ての端末への鍵配布による通信トラフィックと各端末からの鍵配布応答メッセージの鍵管理サーバへの通信トラフィック集中を分散することができ、通信トラフィックを軽減することができるという効果を奏する。
【０１２０】
つぎの発明にかかる暗号通信方法によれば、鍵管理サーバは、複数のサーブグループ管理サーバからセッション鍵の配布完了を夫々受領し、所定の暗号通信グループ内の暗号通信の開始を複数のサーブグループ管理サーバが管理する端末に一斉通知するようにしているので、グループ管理を容易にし、鍵管理サーバの処理負荷を軽減するとともに、鍵配布および鍵更新の時間を短縮することができる。さらに、サーブグループ端末へのセッション鍵配布とそれの鍵配布応答を各サーブグループ管理サーバがまとめて行うことによって、鍵管理サーバから全ての端末への鍵配布による通信トラフィックと各端末からの鍵配布応答メッセージの鍵管理サーバへの通信トラフィック集中を分散することができ、通信トラフィックを軽減することができるという効果を奏する。
【０１２１】
つぎの発明にかかる暗号通信方法によれば、認証要求に応じて端末の認証の証明書を発行する認証サーバが、サーブグループ管理サーバからの認証要求に応じて証明書を発行して端末に送付するようにしているので、通信中のネットワーク上で新たなユーザの参加によるユーザ認証と、セッション鍵を配布する手順によって生じる通信トラフィックや認証から鍵配布までのデータ伝送遅延の問題を緩和することができるという効果を奏する。
【０１２２】
つぎの発明にかかる暗号通信方法によれば、サーブグループ管理サーバが、認証サーバから発行された証明書を添付してセッション鍵の配布を要求するサーブグループ管理サーバが管理する端末に対し、証明書の内容を確認後セッション鍵を送付するようにしているので、通信中のネットワーク上で新たなユーザの参加によるユーザ認証と、セッション鍵を配布する手順によって生じる通信トラフィックや認証から鍵配布までのデータ伝送遅延の問題を緩和することができるという効果を奏する。
【０１２３】
つぎの発明にかかる暗号通信方法によれば、鍵管理サーバが、端末の証明書の有効期間を確認し、この有効期間が終了する端末が存在する場合に、セッション鍵を一斉更新するようにしているので、通信中のネットワーク上で新たなユーザの参加によるユーザ認証と、セッション鍵を配布する手順によって生じる通信トラフィックや認証から鍵配布までのデータ伝送遅延の問題を緩和することができるという効果を奏する。
【０１２４】
つぎの発明にかかる暗号通信方法によれば、鍵管理サーバが、定期的にセッション鍵を一斉更新するようにしているので、グループ全体のセッション鍵更新を迅速に行うことができ、鍵更新に伴う通信トラフィックの軽減ができるとともに、セッション鍵を配布する手順によって生じる通信トラフィックや認証から鍵配布までのデータ伝送遅延の問題を緩和することができるという効果を奏する。
【０１２５】
つぎの発明にかかる暗号通信方法によれば、鍵管理サーバが、所定の暗号通信グループ内に新規の端末が加入する場合に、セッション鍵を一斉更新するようにしているので、ユーザ認証とセッション鍵を配布する手順とによって生じる通信トラフィックや認証から鍵配布までのデータ伝送遅延の問題を緩和することができるという効果を奏する。
【０１２６】
つぎの発明にかかる暗号通信方法によれば、鍵管理サーバは、所定の暗号通信グループ内の任意の端末が離脱する場合に、セッション鍵を一斉更新するようにしているので、ユーザ認証とセッション鍵を配布する手順とによって生じる通信トラフィックや認証から鍵配布までのデータ伝送遅延の問題を緩和することができるという効果を奏する。
【０１２７】
つぎの発明にかかる暗号通信方法によれば、サーブグループ管理サーバが、自己が管理する端末の夫々の暗号化公開鍵でサーブグループ鍵を暗号化し、サーブグループ管理サーバが管理する端末に暗号化公開鍵で暗号化したサーブグループ鍵を配布するようにしているので、鍵管理サーバの処理負荷を軽減するとともに、グループ管理を容易にすることができる。また、通信トラフィックの分散と軽減の効果を維持しつつ、保全強度を高めた暗号通信を実現することができるという効果を奏する。
【０１２８】
つぎの発明によれば、上記の何れか一つに記載された方法をコンピュータによって実行することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１で用いる暗号通信システムのシステム構成を示すブロック図である。
【図２】暗号通信グループに属する各端末の認証サーバへの遠隔認証を、それぞれのサーブグループ管理サーバが代行する手順を示すシーケンス図である。
【図３】グループ通信参加要求データのデータ構造を示す図である。
【図４】ユーザ認証要求データのデータ構造を示す図である。
【図５】証明書データのデータ構造を示す図である。
【図６】鍵配布要求データのデータ構造を示す図である。
【図７】サーブグループ鍵配布データのデータ構造を示す図である。
【図８】鍵配布応答データのデータ構造を示す図である。
【図９】サーブグループ鍵を配布された暗号通信グループの端末に鍵管理サーバからそのグループで使うセッション鍵を一斉に配布する手順を示すシーケンス図である。
【図１０】実施の形態１の暗号通信システムにおいて図９に示すセッション鍵共有手順によってセッション鍵を配布された暗号通信グループ内の端末にセッション鍵を一斉に更新する手順を示すシーケンス図である。
【図１１】新セッション鍵配布メッセージのデータ構造を示す図である。
【図１２】同報鍵配布メッセージのデータ構造を示す図である。
【図１３】鍵配布応答メッセージのデータ構造を示す図である。
【図１４】同報鍵更新要求メッセージのデータ構造を示す図である。
【図１５】実施の形態１の暗号通信システムにおいて暗号通信グループに属さない新しい端末が参加する場合の鍵配布手順を示すシーケンス図である。
【図１６】実施の形態１の暗号通信システムにおいて離脱端末がある場合の鍵更新手順を示すシーケンス図である。
【図１７】実施の形態１の暗号通信システムにおいて証明書の有効期間が切れたユーザが存在する場合の鍵更新手順を示すシーケンス図である。
【図１８】特開２００１−１４８６９４号公報などに代表される暗号通信システムのシステム構成を示すブロック図である。
【図１９】従来システムにおけるグループ暗号鍵（セッション鍵）の更新手順を示すシーケンス図である。
【図２０】代表端末が一括応答する場合のセッション鍵の更新手順を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
１　鍵管理サーバ、２　認証サーバ、３　サーブグループ管理サーバ、４　サーブグループ管理サーバ、５　認証情報データベース、６　証明書データベース、２０，２１，２２，２３、９０，９１，９２，９３、１２０，１２１、１９０，１９１，１９２，１９３　端末、３３，７７　サーブグループ、５５　暗号通信グループ、１０１　鍵管理サーバ、１３０　暗号ゲートウェイ、１３１　サーバ、２００　暗号通信グループ、２０１　送信元ＩＰアドレス、２０２　宛先ＩＰアドレス、２０３　データ種別、２０４　認証情報、２０５　アクセス期間、２０６　グループ識別子、２０７　端末識別子、２０９　有効期限、２１０　主体者、２１１　主体者公開鍵、２１３　サーブグループ鍵データ、２１４　セッション鍵データ、２１５　メンバ数、２１６　メンバ識別子。

Claims

所定の暗号通信グループ内の通信秘匿に用いるセッション鍵を生成する鍵管理サーバと、前記暗号通信グループ内に属し、前記セッション鍵を用いて暗号通信を行う複数の端末装置とを所定のネットワークを介して接続した暗号通信システムにおいて、
前記暗号通信グループに含まれるサーブグループを管理するサーブグループ管理サーバを備え、
前記サーブグループ管理サーバは、サーブグループ内の通信秘匿に用いるサーブグループ鍵を生成することを特徴とする暗号通信システム。
前記サーブグループ管理サーバは、このサーブグループ管理サーバが管理する端末の夫々の公開鍵で前記サーブグループ鍵を暗号化し、前記サーブグループ管理サーバが管理する端末に前記公開鍵で暗号化した前記サーブグループ鍵を配布することを特徴とする請求項１に記載の暗号通信システム。
前記サーブグループ管理サーバは、前記セッション鍵を前記サーブグループ鍵で暗号化し、前記サーブグループ管理サーバが管理する端末に前記サーブグループ鍵で暗号化した前記セッション鍵を同報配布することを特徴とする請求項２に記載の暗号通信システム。
前記サーブグループ管理サーバは、前記セッション鍵の受領確認を前記サーブグループ管理サーバが管理する端末から受領し、前記鍵管理サーバに前記セッション鍵の配布完了を知らせることを特徴とする請求項３に記載の暗号通信システム。
前記鍵管理サーバは、複数のサーブグループ管理サーバから前記セッション鍵の配布完了を夫々受領し、前記所定の暗号通信グループ内の暗号通信の開始を前記複数のサーブグループ管理サーバが管理する端末に一斉通知することを特徴とする請求項４に記載の暗号通信システム。
認証要求に応じて前記端末の認証の証明書を発行する認証サーバをさらに備え、
前記認証サーバは、前記サーブグループ管理サーバからの認証要求に応じて前記証明書を発行して前記端末に送付することを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の暗号通信システム。
前記サーブグループ管理サーバは、前記認証サーバから発行された前記証明書を添付して前記セッション鍵の配布を要求する前記サーブグループ管理サーバが管理する端末に対し、前記証明書の内容を確認後、前記セッション鍵を送付することを特徴とする請求項３〜５の何れか一つに記載の暗号通信システム。
前記鍵管理サーバは、前記端末の証明書の有効期間を確認し、この有効期間が終了する前記端末が存在する場合に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする請求項３〜５の何れか一つに記載の暗号通信システム。
前記鍵管理サーバは、定期的に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする請求項３〜５の何れか一つに記載の暗号通信システム。
前記鍵管理サーバは、所定の暗号通信グループ内に新規の端末が加入する場合に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする請求項３〜５の何れか一つに記載の暗号通信システム。
前記鍵管理サーバは、所定の暗号通信グループ内の任意の端末が離脱する場合に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする請求項３〜５の何れか一つに記載の暗号通信システム。
前記公開鍵は、暗号化公開鍵であることを特徴とする請求項２〜１１の何れか一つに記載の暗号通信システム。
所定の暗号通信グループ内の通信秘匿に用いるセッション鍵を生成し、所定のネットワーク内の複数の端末装置が前記セッション鍵を用いて暗号通信を行う暗号通信方法において、
前記暗号通信グループに含まれるサーブグループ内の通信に用いるサーブグループ鍵を生成し、前記サーブグループ内の暗号通信を行うことを特徴とする暗号通信方法。
前記サーブグループ管理サーバは、このサーブグループ管理サーバが管理する端末の夫々の公開鍵で前記サーブグループ鍵を暗号化し、前記サーブグループ管理サーバが管理する端末に前記公開鍵で暗号化した前記サーブグループ鍵を配布することを特徴とする請求項１３に記載の暗号通信方法。
前記サーブグループ管理サーバは、前記セッション鍵を前記サーブグループ鍵で暗号化し、前記サーブグループ管理サーバが管理する端末に前記サーブグループ鍵で暗号化した前記セッション鍵を同報配布することを特徴とする請求項１４に記載の暗号通信方法。
前記サーブグループ管理サーバは、前記セッション鍵の受領確認を前記サーブグループ管理サーバが管理する端末から受領し、前記鍵管理サーバに前記セッション鍵の配布完了を知らせることを特徴とする請求項１５に記載の暗号通信方法。
前記鍵管理サーバは、複数のサーブグループ管理サーバから前記セッション鍵の配布完了を夫々受領し、前記所定の暗号通信グループ内の暗号通信の開始を前記複数のサーブグループ管理サーバが管理する端末に一斉通知することを特徴とする請求項１６に記載の暗号通信方法。
認証要求に応じて前記端末の認証の証明書を発行する認証サーバをさらに備え、
前記認証サーバは、前記サーブグループ管理サーバからの認証要求に応じて前記証明書を発行して前記端末に送付することを特徴とする請求項１３〜１７の何れか一つに記載の暗号通信方法。
前記サーブグループ管理サーバは、前記認証サーバから発行された前記証明書を添付して前記セッション鍵の配布を要求する前記サーブグループ管理サーバが管理する端末に対し、前記証明書の内容を確認後、前記セッション鍵を送付することを特徴とする請求項１５〜１７の何れか一つに記載の暗号通信方法。
前記鍵管理サーバは、前記端末の証明書の有効期間を確認し、この有効期間が終了する前記端末が存在する場合に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする請求項１５〜１７の何れか一つに記載の暗号通信方法。
前記鍵管理サーバは、定期的に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする請求項１５〜１７の何れか一つに記載の暗号通信方法。
前記鍵管理サーバは、所定の暗号通信グループ内に新規の端末が加入する場合に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする請求項１５〜１７の何れか一つに記載の暗号通信方法。
前記鍵管理サーバは、所定の暗号通信グループ内の任意の端末が離脱する場合に、前記セッション鍵を一斉更新することを特徴とする請求項１５〜１７の何れか一つに記載の暗号通信方法。
前記公開鍵は、暗号化公開鍵であることを特徴とする請求項１４〜２３の何れか一つに記載の暗号通信方法。
請求項１３〜２４の何れか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラム。