JP2005275845A - ネットワーク機器の制御方法および制御用装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワーク機器の安全な制御を可能とし、これにより、閉ざされたネットワーク内での機器制御をイントラネットやインターネットから制御できるようにすること。
【解決手段】固有のＩＰアドレスおよびＨＴＴＰ要求機能を持ち、ＵＰｎＰの検索方法を用いて対象の機器からサービス情報を取得し、該サービス情報を用いて操作を提供する１つ以上の制御用装置１１と、固有のＩＰアドレスおよびＨＴＴＰサーバ機能を持ち、制御用装置１１からの要求により状態が変更されると、その状態変更を制御用装置１１に通知する１つ以上のネットワーク機器１２，１３とがネットワーク１４に接続される。特徴点は、ネットワーク機器１２，１３から制御用装置１１に送信される情報、および、制御用装置１１からネットワーク機器１２，１３に送信される情報のそれぞれ一部に、暗号化処理を施すことである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ネットワーク上（ホームネットワーク、イントラネット、インターネット）におけるネットワーク機器（ＵＰｎＰ準拠）の安全な制御方法およびその制御用装置に関し、特に閉ざされたネットワーク内での機器の制御を安全に制御することが可能なネットワーク機器の制御方法およびその制御用装置に関するものである。

インターネットやＵＮＩＸ（登録商標）ワークステーションのＬＡＮなどのＴＣＰ／ＩＰネットワークにおける通信のセキュリティを強化するプロトコルとしてＩＰＳｅｃ（ＩＰセキュリティ・プロトコル）がある。ＩＰＳｅｃは、主にインターネット回線の一部をトンネルで囲み込んで、第三者を閉め出すトンネリング技術と、電子認証のためのデータをＩＰパケットに組み入れるＩＰＡＨ（ＩＰ認証ヘッダー）の技術をコンビネーションにした技術である。

また、ＵＰｎＰ（ユニバーサル・プラグ・アンド・プレイ）は『標準的な規格』であるが、装置を制御するために必要な情報（特に、サービス情報）が何も暗号化もされずにネットワーク上に配信されていた。これにより、ＵＰｎＰ準拠のネットワーク機器（例えば、ネットワーク型ハードディスク、プリンタ、あるいはネットワーク対応の家電など）を簡単に検出して、これらを制御することが可能であるが、ネットワーク機器の所有外（または、利用許可者）以外の者でも、盗聴、改ざん、乗っ取りなどの制御を行うことが可能であった。例えば、閉じたネットワーク上に接続されたテレビを所有者が見ていたところ、全く知らない者によりスイッチが制御され、テレビを消されてしまった等の不都合がある。

このように、従来のネットワーク機器の制御方法においては、下記の問題点があった。
１）ＵＰｎＰの知識やツールを持つていれば、装置の詳細を知ることが可能であり、盗聴が可能であった。
２）サービス情報を基に装置の状態、例えばＯＮしている機器をＯＦＦにする等の改ざんが可能であった。
３）サービス情報を基に装置の状態を制御することが可能であり、乗っ取りも可能であった。

（目的）
本発明の目的は、これらの問題点を解消し、ネットワーク機器の安全な制御を可能とし、これにより、閉ざされたネットワーク内での機器制御をイントラネット（ＷＡＮ）やインターネットから制御することが可能なネットワーク機器の制御方法および制御用装置を提供することにある。

本発明のネットワーク機器の制御方法は、固有のＩＰアドレスおよびＨＴＴＰ要求機能を持ち、ＵＰｎＰの検索方法を用いて対象の機器からサービス情報を取得し、該サービス情報を用いて操作を提供する１つ以上の制御用装置と、固有のＩＰアドレスおよびＨＴＴＰサーバ機能を持ち、該制御用装置からの要求により状態が変更されると、その状態変更を該制御用装置に通知する１つ以上のネットワーク機器とが、ネットワークに接続されるネットワーク機器の制御方法において、前記ネットワーク機器から前記制御用装置に送信される情報、および、前記制御用装置から前記ネットワーク機器に送信される情報のそれぞれ一部に、暗号化処理を施すことを特徴としている。

また、本発明の制御用装置は、ネットワークに接続され、固有のＩＰアドレスおよびＨＴＴＰ要求機能を持ち、ＵＰｎＰの検索方法を用いて対象の機器からサービス情報を取得し、該サービス情報を用いて操作を提供する制御用装置において、該ネットワークに接続され、固有のＩＰアドレスおよびＨＴＴＰサーバ機能を持つネットワーク機器に対して、該ネットワーク機器を制御するための状態変更要求情報の一部を暗号化するための暗号化対象を検索する手段と、暗号化対象部分の値を受け取り、該対象部分を暗号化し、暗号化した文字列を返す暗号化手段と、暗号化した文字列を含む情報から状態変更要求情報を作成し、送信する手段と、該ネットワーク機器から送信される、該ネットワーク機器が提供するサービス情報、および、状態変更を通知する状態変更通知情報のそれぞれ一部を復号化するための復号化対象を検索する手段と、対象部分の暗号化した文字列を受け取り、値を返す復号化手段と、復号化した値を含むサービス情報または状態変更通知情報を保存する手段とを具備することを特徴としている。

本発明によれば、ネットワーク機器の安全な制御を可能とし、これにより、閉ざされたネットワーク内での機器制御をイントラネット（ＷＡＮ）やインターネットから制御することができ、また、ＵＰｎＰ対応ゲートウェイ装置やＩＰＳｅｃなどのネットワークセキュリティと併用することにより、更に安全な装置制御が可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るネットワーク機器制御システムの構成図である。
本発明のネットワーク機器制御システムは、図１に示すように、公開鍵および暗号ロジックを実装して１つ以上の制御用の装置（例えば、ＰＣ等）１１と、秘密鍵および暗号ロジックを実装した１つ以上のネットワーク機器（Ａ）１２（例えば、ハードディスク等）、ネットワーク機器（Ｂ）１３（例えば、プリンタ等）と、これらを接続するネットワーク１４から構成されている。公開鍵の配布は、ネットワーク機器１２，１３の制御用プログラムと共にメディアで配布されるものとする。

図２は、本発明の一実施例に係る制御用装置の内部構成図である。
図２において、太線の部分の暗号／復号処理部２１が本実施例において新たに設けた機能である。制御用装置１１は、ＰＣやリモートコントロール装置（リモコン）などであって、ＨＴＴＰ要求機能部２２により機器固有のＩＰアドレスおよびＨＴＴＰ（ハイパーテキスト転送プロトコル）要求を送出し、検索要求機能部２３によりＵＰｎＰの検索方法を使用して機器の検索を行い、対象の機器からサービス情報を取得（ＨＴＴＰ ＧＥＴ）する。制御用装置１１は、機器から取得したサービス情報を暗号／復号処理部２１で復号化し、機器の状態や操作を得る。制御用装置１１は、これらの情報を使用して、装置使用者への操作を提供し、その操作結果を暗号化／復号処理部２１により暗号化して、装置制御機能部２４によりネットワーク機器の制御を実施する。なお、ＨＴＴＰ要求機能部２２、検索要求機能部２３および装置制御機能部２４は、従来から備えられている処理部である。

図３は、本発明の一実施例に係るネットワーク機器の内部構成図である。
太線内の暗号／復号処理部３１が本実施例において新たに設けられた部分３１である。
ネットワーク機器１２，１３は、機器固有のＩＰアドレスおよびＨＴＴＰサーバ機能部３２を持ち、機器の情報（デバイス情報およびサービス情報）の公開および制御は、このＨＴＴＰサーバ機能部３２を経由して行う。ネットワーク機器では、検出報告機能部３３によりネットワーク接続時にＵＰｎＰで定義されている検出報告をネットワーク上に送信する。

制御用装置１１がこれを検出すると、機器の情報公開を求めて取得（ＨＴＴＰ ＧＥＴ）する。以後、制御用装置１１からは公開された機器情報を基に制御を行う。
ネットワーク機器１２，１３は、制御用装置１１の要求により状態が変更された場合、その変化を暗号／復号処理部３１で暗号化し、現在制御権を持つ全ての制御用装置１１にＧＥＮＡイベントにより通知する。なお、機器機能部３４は、その機器本来の機能（例えば、ハードディスクの場合には記憶機能、プリンタの場合には複写機能）を実行する。

図４〜図６は、本発明の一実施例に係る制御方法の説明図であり、図７〜図１０は暗号化対象となる情報と変換例を示す説明図である。
図４には、ネットワーク機器が制御用装置からの要求により全ての制御用装置に送出されるサービス情報（ＸＭＬ）が示されており、本実施例では、その中で太字＋アンダーライン部分を暗号化対象とする。

ＸＭＬのフォーマットに従って情報が作成されている。暗号／復号処理部は、この中の全てを暗号化することなく、指定された部分のみ、例えば制御用情報、名前のデータ、ディレクション（出力や入力データ）などの部分のみを暗号化する。暗号化すべき指定用語は、タグ（〈 〉で囲まれた目印）で挟まれた部分を指定することにより、容易に指定可能である。
図４では、“ＡｃｔｉｏｎＮａｍｅ”，“ＡｒｇｕｍｅｎｔＮａｍｅ”，“Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ”，“ＶａｌｕｅＮａｍｅ”，“ＤｅｆａｕｌｔＶａｌｕｅｓ”が暗号化すべき指定用語となっている。

ＨＴＭＬでは、タグ（目印）を随所に挿入して、文字列の改行や改段、文字サイズの指定などを行って文書を整形したり、画像の配置を行うことができる。ＸＭＬとＨＴＭＬの大きな違いは、ＨＴＭＬでは予め定めたタグしか使えないが、ＸＭＬではユーザが自分でタグを作ることができることである。また、ＸＭＬは、データが変化する動的な情報の扱いにも向いている。商品管理情報など必要な部分だけを抽出したＸＭＬのデータをＰＤＡ（携帯情報端末）や携帯電話器にコピーして持ち歩くことも可能であるため、モバイル・コンピューティングへの導入も可能である。

図５では、状態変更通知（ＧＥＮＡ）における暗号化対象データを示している。
ここでは、太字＋アンダーライン部分で示すように、変数名である“ＶａｌｕｅＮａｍｅ”の“Ｖａｌｕｅ”（値）のみが暗号化されている。

図６では、状態変更要求（ＳＯＡＰ）における暗号化対象データを示している。
ここでは、太字＋アンダーライン部分で示すように、変数名である“ＶａｌｕｅＮａｍｅ”のみが暗号化されている。このように、テーブルにおける変数名、変数の種類あるいは初期値などが暗号化される。
ＳＯＡＰ（シンプル・オブジェクト・アクセス・プロトコル）は、ＲＰＣ（リモートプロシージャ・コール：遠隔手続き呼び出し）の一種で、遠隔地などからネットワークを介してサーバが提供するサービスを呼び出す際に、クライアント／サーバ間で受け渡しするデータの形式を定めたプロトコルである。このＳＯＡＰを具体化する手段がＸＭＬである。

図７および図８は、サービス情報（ＸＭＬ）の暗号化前と暗号化後の比較図である。
暗号化前では、図７に示すように、タグにより名称の“Ｐｏｗｅｒ”，名称の“Ｓｗｉｔｃｈ”，ｄｅｆａｕｌｔＶａｌｕｅである“０１”が暗号化の指定を受けている。
暗号化後では、図８に示すように、指定を受けた名称、ｄｅｆａｕｌｔＶａｌｕｅの値などが、いずれもバイナリの表現で記述されている。種々の型が指定できるが、本実施例では、１６進の文字列として扱うものとする。暗号化されたものをバイナリ・データにより変数とデータ値を保護することができる。

図９は、状態変更通知（ＧＥＮＡ）の暗号化前と暗号化後の比較図である。
暗号化前では、上図に示すように、〈ｅ：Ｓｗｉｔｃｈ〉，ＯＮ，〈／ｅ：Ｓｗｉｔｃｈ〉が暗号化の指定を受けている。
暗号化後では、下図に示すように、これらが暗号化されたものを１６進の文字列として表現している。

図１０は、状態変更要求（ＳＯＡＰ）の暗号化前と暗号化後の比較図である。
暗号化前では、上図に示すように、〈ｕ：Ｓｗｉｔｃｈ ・・・〉のみが暗号化の指定を受けている。
暗号化後では、下図に示すように、これらを暗号化した後に１６進の文字列として表現している。

図１１〜図１９は、本発明の一実施例に係る制御用装置およびネットワーク機器の暗号化／復号化の手順を示すフローチャートである。
図１１では、ネットワーク機器の暗号化／復号化のフローを示している。
ネットワーク機器は、要求待ちの状態（１０１）で制御用装置より状態変更要求の発生があり、その要求信号が送られてくると、暗号／復号機能部により復号化を行い（１０２）、暗号化された部分を復号化した後、機器機能を実行し（１０３）、要求された状態になる（１０４）。そして、この状態の通知文を暗号／復号機能部により暗号化し（１０５）、状態変更通知を全ての対象装置（制御用装置）へ送信する（１０６）。

図１２では、制御用装置の復号化手順のフローを示している。
通知待ちの状態（１１１）でネットワーク機器より状態変更通知が送られてくると、これを受信し、暗号／復号機能部でこれを復号化し（１１２）、暗号化された部分を復号化した後、通知された状態を反映させ（１１３）、その状態を保持する（１１４）。
図１３では、制御用装置の暗号化手順のフローを示している。
操作待ちの状態（１２１）で、ユーザ等による外部操作発生時に操作が行われると、状態を変更して（１２２）、その状態を保持する（１２３）。次に、変更された状態を暗号／復号機能部に入力して暗号化し（１２４）、必要な用語のみを暗号化した後に、状態変更要求を対象のネットワーク機器へ送信する（１２５）。

図１４〜図１６は、ネットワーク機器の暗号／復号のフローチャートである。
図１４はサービス情報、図１５は状態変更要求、図１６は状態変更通知を行う場合である。
図１４では、ネットワーク機器は、サービス情報を生成すると（１３１）、暗号化対象を検索し（１３２）、検索結果の対象項目を暗号／復号機能部に入力して暗号化処理を行う（１３３）。暗号／復号機能部は、対象部分の値を受け取り、暗号化した文字列を返す。ネットワーク機器は、返された文字列を含むサービス情報を作成し（１３４）、暗号化対象項目がなくなるまで、１３２〜１３４の処理を繰り返す。対象項目がなくなった時点でサービス情報を全ての制御用装置に送信する（１３５）。

図１５では、ネットワーク機器は、状態変更要求を行うために暗号化対象を検索し（１４１）、検索結果の項目を暗号／復号機能部に入力して復号化処理を行う（１４２）。暗号／復号機能部では、対象部分の暗号化した文字列を受け取り、その値を返す。そして、状態変更要求を実行することにより（１４３）、機器を要求された状態に変更して保持する（１４４）。１４１〜１４３の処理を状態変更の対象項目がなくなるまで繰り返し行う。
対象項目が全て処理され、残りがなくなった時点で、状態変更通知処理を行う（１４５）。

図１６では、ネットワーク機器は、状態変更通知を行うために、現在の状態（１５０）から暗号化対象の検索を行い（１５１）、暗号／復号機能部に入力して暗号化処理を行う（１５２）。ここでは、対象部分の値を受け取り、暗号化した文字列を返す。次に、状態変更通知を作成する（１５３）。そして、１５１〜１５３の処理を状態変更の対象項目がなくなるまで繰り返す。対象項目が全て処理され、残りがなくなった時点で、状態変更通知の送信を行う（１５４）。

図１７〜図１９は、制御用装置の暗号／復号処理のフローチャートである。
図１７はサービス情報の復号化、図１８は状態変更要求の暗号化、図１９は状態変更通知の復号化の各フローを示している。
まず、図１７では、制御用装置がネットワーク機器からのサービス情報を受け取ると、復号化対象を検索し（１６１）、暗号／復号機能部により復号化処理を行う（１６２）。ここでは、対象部分の暗号化した文字列を受け取り、その値を返す。復号化されたサービス情報を保存し（１６３）、現在の状態を保持する（１６４）。そして、復号化の対象項目がなくなるまで、１６１〜１６３の処理を繰り返す。

図１８では、制御用装置が対象とするネットワーク機器に対して状態変更要求を送信する場合の暗号化のフローが示されている。
変更したい状態（１７０）から暗号化対象を検索し（１７１）、暗号／復号機能部に入力し暗号化処理を行う（１７２）。ここでは、対象部分の値を受け取り、暗号化した文字列を返す。暗号化された文字列から状態変更要求を作成する（１７３）。そして、１７１〜１７３の処理を状態変更の対象項目がなくなるまで繰り返す。対象項目が全て処理され、残りがなくなった時点で、対象とするネットワーク機器に対して状態変更要求を送信する（１７４）。

図１９では、制御用装置がネットワーク機器から状態変更通知を受け取った場合の復号化のフローが示されている。
制御用装置は、状態変更通知を受け取ると、復号化対象を検索する（１８１）。そして暗号／復号機能部にこれを入力して復号化処理を行う（１８２）。ここでは、対象部分の暗号化した文字列を受け取り、その値を返す。暗号化された文字列が示す変更状態を保存し（１８３）、変更された状態とする（１８４）。

なお、本実施例によれば、閉ざされたネットワーク内での機器制御が、イントラネットやインターネットから可能となる。また、ＵＰｎＰ対応ゲートウェイ装置やＩＰＳｅｃのようなネットワーク・セキュリティと併用することにより、より安全な装置制御が可能となる。

本発明の一実施例に係るネットワーク機器の制御システムの構成図である。 本発明の一実施例に係る制御用装置の内部構成図である。 本発明の一実施例に係るネットワーク機器の内部構成図である。 本発明で適用されるサービス情報（ＸＭＬ）の暗号化対象データの説明図である。 本発明で適用される状態変更通知（ＧＥＮＡ）の暗号化対象データの説明図である。 本発明で適用される状態変更要求（ＳＯＡＰ）の暗号化対象データの説明図である。 本発明で適用されるサービス情報（ＸＭＬ）の暗号化前のデータを示す図である。 本発明で適用されるサービス情報（ＸＭＬ）の暗号化後のデータを示す図である。 本発明で適用される状態変更通知（ＧＥＮＡ）の暗号化前と後のデータを示す図である。 本発明で適用される状態変更要求（ＳＯＡＰ）の暗号化前と後のデータを示す図である。 本発明で適用されるネットワーク機器の暗号化／復号化手順を示すフローチャートである。 本発明で適用される制御用装置の復号化手順を示すフローチャートである。 本発明で適用される制御用装置の暗号化手順を示すフローチャートである。 本発明で適用されるネットワーク機器のサービス情報の暗号化手順を示すフローチャートである。 本発明で適用されるネットワーク機器の状態変更要求の復号化手順を示すフローチャートである。 本発明で適用されるネットワーク機器の状態変更通知の暗号化手順を示すフローチャートである。 本発明で適用される制御用装置のサービス情報の復号化手順を示すフローチャートである。 本発明で適用される制御用装置の状態変更要求の暗号化手順を示すフローチャートである。 本発明で適用される制御用装置の状態変更通知の復号化手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１１…制御用装置、１２…ネットワーク機器（Ａ）、１３…ネットワーク機器（Ｂ）、
１４…ネットワーク、２１…制御用装置の暗号／復号処理部、
２２…制御用装置のＨＴＴＰ要求機能部、２３…制御用装置の検索要求機能部、
２４…制御用装置の装置制御機能部、３１…ネットワーク機器の暗号／復号処理部、
３２…ネットワーク機器のＨＴＴＰサーバ機能部、
３３…ネットワーク機器の検出報告機能部、３４…ネットワーク機器の機器機能部。

Claims (8)

1. 固有のＩＰアドレスおよびＨＴＴＰ要求機能を持ち、ＵＰｎＰの検索方法を用いて対象の機器からサービス情報を取得し、該サービス情報を用いて操作を提供する１つ以上の制御用装置と、固有のＩＰアドレスおよびＨＴＴＰサーバ機能を持ち、該制御用装置からの要求により状態が変更されると、その状態変更を該制御用装置に通知する１つ以上のネットワーク機器とが、ネットワークに接続されるネットワーク機器の制御方法において、
   前記ネットワーク機器から前記制御用装置に送信される情報、および、前記制御用装置から前記ネットワーク機器に送信される情報のそれぞれ一部に、暗号化処理を施すことを特徴とするネットワーク機器の制御方法。
2. 請求項１に記載のネットワーク機器の制御方法において、
   前記暗号化処理が施される情報の一部は、ネットワーク機器のサービス内容を保護するための、該ネットワーク機器が提供するサービス情報のサービス名、および、該ネットワーク機器の属性を表す項目の内容であることを特徴とするネットワーク機器の制御方法。
3. 請求項１または２に記載のネットワーク機器の制御方法において、
   前記制御用装置は、前記ネットワーク機器から送信されたサービス情報を該制御用装置内で復号処理を行い、該サービス情報の内容を解釈することを特徴とするネットワーク機器の制御方法。
4. 請求項１または２に記載のネットワーク機器の制御方法において、
   前記制御用装置から前記ネットワーク機器を制御する際のサービス名に対して暗号化処理を施すことを特徴とするネットワーク機器の制御方法。
5. 請求項１，２または３のいずれか一つに記載のネットワーク機器の制御方法において、
   前記ネットワーク機器は、前記制御用装置から送信された制御情報を該ネットワーク機器内で復号処理を行い、該制御情報を解釈することを特徴とするネットワーク機器の制御方法。
6. 請求項１，２または５のいずれか一つに記載のネットワーク機器の制御方法において、
   前記ネットワーク機器は、該ネットワーク機器内で状態の変化があった際に、関係する制御用装置に対して状態変更通知情報の内容の一部を暗号化することを特徴とするネットワーク機器の制御方法。
7. 請求項１，２または６のいずれか一つに記載のネットワーク機器の制御方法において、
   前記制御用装置は、前記ネットワーク機器から送信された状態変更通知情報の内容を、該制御用装置内で復号化処理を行い、該状態変更通知情報の内容を解釈することを特徴とするネットワーク機器の制御方法。
8. ネットワークに接続され、固有のＩＰアドレスおよびＨＴＴＰ要求機能を持ち、ＵＰｎＰの検索方法を用いて対象の機器からサービス情報を取得し、該サービス情報を用いて操作を提供する制御用装置において、
   該ネットワークに接続され、固有のＩＰアドレスおよびＨＴＴＰサーバ機能を持つネットワーク機器に対して、該ネットワーク機器を制御するための状態変更要求情報の一部を暗号化するための暗号化対象を検索する手段と、暗号化対象部分の値を受け取り、該対象部分を暗号化し、暗号化した文字列を返す暗号化手段と、暗号化した文字列を含む情報から状態変更要求情報を作成し、送信する手段と、
   該ネットワーク機器から送信される、該ネットワーク機器が提供するサービス情報、および、状態変更を通知する状態変更通知情報のそれぞれ一部を復号化するための復号化対象を検索する手段と、対象部分の暗号化した文字列を受け取り、値を返す復号化手段と、復号化した値を含むサービス情報または状態変更通知情報を保存する手段と
   を具備することを特徴とする制御用装置。

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