JP2005318528A

JP2005318528A - 無線伝送装置、相互認証方法および相互認証プログラム

Info

Publication number: JP2005318528A
Application number: JP2005051053A
Authority: JP
Inventors: Sachikazu Kita; 祥和喜多
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2005-11-10
Also published as: CN1677918A; US20050213764A1

Abstract

【課題】簡易な構成によって、秘匿性に優れた相互認証が可能な無線伝送装置、相互認証方法および相互認証プログラムを提供する。
【解決手段】赤外線発光モジュール２０Ａ，２０Ｂは赤外線受光部７ｂ，７ａにそれぞれ近接して対峙するように配置される。制御部６ａ，６ｂでは、切換部によって中央制御部と赤外線制御部との間に無線制御信号の伝送経路が形成される。制御部６ａ，６ｂの中央制御部からは無線部ＭＡＣアドレスがそれぞれ出力される。無線部ＭＡＣアドレスは、赤外線制御部を通じて赤外線送信部８ａ，８ｂに転送され、赤外線発光モジュール２０Ａ，２０Ｂからそれぞれ照射される。赤外線発光モジュール２０Ａ，２０Ｂから照射された赤外線信号は赤外線受光部７ｂ，７ａにより受光される。制御部６ａ，６ｂは、赤外線信号を解読して伝送相手の無線部ＭＡＣアドレスを抽出して認証モードを終了する。
【選択図】図５

Description

この発明は、無線伝送装置、相互認証方法および相互認証プログラムに関し、より特定的には、データ信号を無線伝送する際に相互認証を行なう無線伝送装置、このような無線伝送装置で行なわれる相互認証方法および相互認証プログラムに関する。

近年、ホームネットワーク分野が大きく注目されており、無線ホームネットワークの確立のための技術開発が盛んに行なわれている。その一例として、家庭内やオフィス内などの限られた範囲の空間において、家電製品やコンピュータなどを無線で結合する無線伝送機器が開発されている。無線伝送機器としては、たとえば、映像信号および音声信号（以下、ＡＶデータとも称する）を再生する、ビデオテープレコーダーやＤＶＤ（Digital Versatile Disc）プレーヤーなどのＡＶデータ再生装置と、テレビやプロジェクターなどのＡＶデータ表示装置との間を無線で結合する無線伝送機器がある。

図７は、無線伝送機器の使用形態の一例を説明するための概略図である。

図７を参照して、家庭５０の各階には、ＡＶデータ表示装置４０ａ〜４０ｃ（たとえばテレビとする）が設置される。また、１階には、ＡＶデータ表示装置４０ａに接続されてＡＶデータ再生装置３０（たとえばビデオとする）が設置される。ＡＶデータ再生装置３０およびＡＶデータ表示装置４０ｂ，４０ｃには、それぞれ無線伝送機器７０ａ〜７０ｃが接続される。

このような構成において、通常の通信モード時には、１階に設けられたＡＶデータ再生装置３０において再生されたＡＶデータは、ＡＶデータ表示装置４０ａに有線伝送されるとともに、無線伝送機器７０ａによって無線信号に変換されて、２階および３階に設置される無線伝送機器７０ｂ，７０ｃにそれぞれ伝送される。

さらに、伝送された無線信号は、無線伝送機器７０ｂ，７０ｃによって受信されると、元のＡＶデータに変換されてＡＶデータ表示装置４０ｂ，４０ｃからそれぞれ出力される。

ここで、図７のように、ユーザの所望するＡＶデータ信号再生装置とＡＶデータ表示装置とを正確に結合するためには、それぞれに配された無線伝送機器の間で、無線伝送に先立って相互認証を行なうことが必要となる。なぜなら、ＡＶデータは無線伝送されることから、有線伝送とは異なり、不特定多数の無線伝送機器、たとえば他の家庭内の無線伝送装置においても受信され得るからである。

この相互認証動作については、ＰＣ（Personal Computer）などの端末装置間のデータ伝送等に採用されている無線ＬＡＮ（Local Area Network）の技術分野において、従来から開発されている（たとえば特許文献１〜３参照）。

図８は、たとえば特許文献１に記載される相互認証方式を説明するための構成図である。

図８を参照して、ＩＣカード装置などの情報担体１００とセンター管理の情報処理装置１１０とは、情報通信を行なうにあたり、互いに相手を確認し合う相互認証を実行する。

詳細には、最初に、情報担体１００は、第１の記憶手段１０１に予め格納される固有データＩＤを第１の伝送手段１０８を用いて、通信相手となる情報処理装置１１０に送信する。なお、固有データＩＤは、個々の情報担体に固有のデータであり、情報処理装置１１０において管理されている。

情報処理装置１１０は、受信した固有データＩＤと第３の記憶手段１１１に格納されるセンター鍵とから、データ処理手段１１２によって個々の情報担体に固有のマスター鍵ｋｍを生成する。すなわち、１つの固有データＩＤに対応して、１つのマスター鍵ｋｍが生成される。このマスター鍵ｋｍは、情報担体１００の第２の記憶手段１０２に予め格納される。

情報処理装置１１０は、さらに、鍵生成手段１１６により、ランダムにセッション鍵ｋｓを作成する。第２の暗号化手段１１３は、セッション鍵ｋｓをデータ処理手段１１１２から得たマスター鍵ｋｍで暗号化する。暗号化されたデータＥｋｍ［ｋｓ］は、第２の伝送手段１１８により情報担体１００に伝送される。

次に、情報担体１００は、暗号化されたデータＥｋｍ［ｋｓ］を受信すると、第１の復号化手段１０３において、第２の記憶手段１０２に記憶されるマスター鍵ｋｍを用いて復号化する。

さらに、復号化されたデータであるセッション鍵ｋｓは、第１の暗号化手段１０５に転送される。第１の暗号化手段１０５は、このセッション鍵ｋｓを鍵として、結合手段１０４からの結合データを暗号化する。暗号化された結合データＥｋｓ［Ｒ‖ＩＤ］は、第１の伝送手段１０８を通して情報処理装置１１０に伝送される。ここで、結合データＥｋｓ［Ｒ‖ＩＤ］は、第１の記憶手段１０１に格納される固有データＩＤと、乱数生成手段１０６により生成された乱数Ｒとをシーケンシャルに繋ぎ合わせたものである。

情報処理装置１１０は、第２の復号化手段１１５において、結合データＥｋｓ［Ｒ‖ＩＤ］をセッション鍵ｋｓを用いて復号化する。復号化されたデータＲ‖ＩＤは、分離手段１１４によって、乱数Ｒ’と固有データＩＤ’とに分離される。

第２の比較手段１１７は、固有データＩＤ’と最初に受信した固有データＩＤとを比較し、情報担体１００を認証する。このとき、両データが一致しなければ、何らかの不正があったものとして情報担体１００を拒否する。

情報担体１００では、第１の比較手段１０７において、受信した乱数Ｒ’と乱数生成手段１０６において生成した乱数Ｒとを比較し、情報処理装置１１０を認証する。このとき、両者が一致しなければ、何らかの不正があったものとして情報処理装置１１０を拒否する。

以上の動作によって、互いに相手が認証されることによってはじめて、両者の間で情報通信が可能となる。その後の通信は、セッション鍵ｋｓを用いて行なわれる。
特公平６−８７２３４号公報特開昭６２−１２０５６４号公報米国特許第４７１２１６号

従来の相互認証方式は、情報処理装置においてマスター鍵およびセッション鍵を生成し、これらの鍵を用いて暗号化した固有データを情報担体との間でやり取りすることから、高いセキュリティを保持することができる。

しかしながら、個々の装置においては、複雑な暗号化方式を用いて複雑かつ高度な処理を行なわなければならず、今後急速な普及が見込まれる無線ホームネットワークへの適用を困難なものとしていた。

したがって、無線伝送機器の汎用性を高めるためには、簡易な相互認証方法であって、なおも高いセキュリティが保証されることが必要となる。

それゆえ、この発明の目的は、簡易な構成によって、秘匿性に優れた相互認証が可能な無線伝送装置、相互認証方法および相互認証プログラムを提供することである。

この発明のある局面によれば、データ信号を無線伝送する無線伝送装置であって、無線伝送を行なう無線伝送装置間で伝送相手を互いに認証する相互認証手段と、認証した無線伝送装置との間でデータ信号の無線伝送を行なう無線伝送手段とを備える。無線伝送手段は、無線伝送装置全体を制御する制御手段と、データ信号と、制御手段との間で伝達される第１の制御信号とを無線信号に変換して送受信する無線手段と、赤外線信号を受光して電気信号に変換し、電気信号から第２の制御信号を抽出して制御手段に伝達する赤外線信号受光手段と、制御手段から伝達された第２の制御信号を赤外線信号に変換して送信する赤外線信号送信手段とを含む。相互認証手段は、第１の制御信号が制御手段から赤外線信号送信手段に伝達されるように伝達経路を切換える信号経路切換手段と、制御手段が第１の制御信号として出力した無線伝送装置に固有な識別情報を、信号経路切換手段を通じて赤外線信号送信手段に伝達する識別情報伝達手段と、伝達された無線伝送装置に固有な識別情報を赤外線信号に変換し、赤外線信号送信手段に対峙して配される伝送相手の無線伝送装置の赤外線信号受光手段に向けて照射する識別情報送信手段と、伝送相手の無線伝送装置の赤外線信号送信手段から照射された赤外線信号を赤外線信号受光手段にて受光する識別情報受信手段と、受光した赤外線信号を制御手段に伝達し、赤外線信号から伝送相手の無線伝送装置に固有な識別情報を取得する認証手段とを含む。

好ましくは、赤外線送信手段は、限られた照射範囲に赤外線信号を照射する赤外線発光素子を含む。識別情報送信手段は、赤外線発光素子の照射範囲内で対峙して配される伝送相手の無線伝送装置の赤外線信号受光手段に向けて照射する。

この発明の別の局面によれば、無線伝送を行なう第１の無線伝送装置と第２の無線伝送装置との間で伝送相手を互いに認証する相互認証方法であって、第１および第２の無線伝送装置は、無線伝送装置全体を制御する制御手段と、データ信号と、制御手段との間で伝達される第１の制御信号とを無線信号に変換して送受信する無線手段と、リモコンから出射された赤外線信号を受光して電気信号に変換し、電気信号から第２の制御信号を抽出して制御手段に伝達する赤外線信号受光手段と、制御手段から伝達された第２の制御信号を赤外線信号に変換して送信する赤外線信号送信手段と、制御手段と無線手段および赤外線信号送信手段との間に配され、第１の制御信号の伝達経路を選択的に切換える信号経路切換手段とをそれぞれ含む。相互認証方法は、第１および第２の無線伝送装置を、一方の赤外線信号受光手段と他方の赤外線信号送信手段とが互いに近接して対峙するように配置するステップと、各第１および第２の無線伝送装置において、信号経路切換手段により、第１の制御信号の伝達経路を制御手段と赤外線信号送信手段との間に形成するステップと、第１の無線伝送装置において、制御手段が第１の制御信号として出力した第１の無線伝送装置に固有な識別情報を赤外線信号送信手段に伝達するステップと、第１の無線伝送装置において、伝達された第１の無線伝送装置に固有な識別情報を第１の赤外線信号に変換し、赤外線信号送信手段から第２の無線伝送装置の赤外線信号受光手段に向けて照射するステップと、第２の無線伝送装置において、制御手段が第１の制御信号として出力した第２の無線伝送装置に固有な識別情報を赤外線信号送信手段に伝達するステップと、第２の無線伝送装置において、伝達された第２の無線伝送装置に固有な識別情報を第２の赤外線信号に変換し、赤外線信号送信手段から第１の無線伝送装置の赤外線信号受光手段に向けて照射するステップと、第１の無線伝送装置において、第２の赤外線信号を赤外線信号受光手段にて受光するステップと、第１の無線伝送装置の制御手段において、第２の赤外線信号から第２の伝送装置に固有な識別情報を取得するステップと、第２の無線伝送装置において、第１の赤外線信号を赤外線信号受光手段にて受光するステップと、第２の無線伝送装置の制御手段において、第１の赤外線信号から第１の伝送装置に固有な識別情報を取得するステップとを備える。

好ましくは、第１および第２の無線伝送装置を、一方の赤外線信号受光手段と他方の赤外線信号送信手段とが互いに近接して対峙するように配置するステップは、一方の赤外線信号受光手段を、他方の赤外線信号送信手段に含まれる赤外線発光素子の照射範囲内で対峙するように配置するステップを含む。

この発明の別の局面によれば、無線伝送を行なう第１の無線伝送装置と第２の無線伝送装置との間で伝送相手を互いに認証する相互認証プログラムであって、第１および第２の無線伝送装置は、無線伝送装置全体を制御する制御手段と、データ信号と、制御手段との間で伝達される第１の制御信号とを無線信号に変換して送受信する無線手段と、リモコンから出射された赤外線信号を受光して電気信号に変換し、電気信号から第２の制御信号を抽出して制御手段に伝達する赤外線信号受光手段と、制御手段から伝達された第２の制御信号を赤外線信号に変換して送信する赤外線信号送信手段と、制御手段と無線手段および赤外線信号送信手段との間に配され、第１の制御信号の伝達経路を選択的に切換える信号経路切換手段とをそれぞれ含む。相互認証プログラムは、コンピュータに、第１および第２の無線伝送装置を、一方の赤外線信号受光手段と他方の赤外線信号送信手段とが互いに近接して対峙するように配置するステップと、各第１および第２の無線伝送装置において、信号経路切換手段により、第１の制御信号の伝達経路を制御手段と赤外線信号送信手段との間に形成するステップと、第１の無線伝送装置において、制御手段が第１の制御信号として出力した第１の無線伝送装置に固有な識別情報を赤外線信号送信手段に伝達するステップと、第１の無線伝送装置において、伝達された第１の無線伝送装置に固有な識別情報を第１の赤外線信号に変換し、赤外線信号送信手段から第２の無線伝送装置の赤外線信号受光手段に向けて照射するステップと、第２の無線伝送装置において、制御手段が第１の制御信号として出力した第２の無線伝送装置に固有な識別情報を赤外線信号送信手段に伝達するステップと、第２の無線伝送装置において、伝達された第２の無線伝送装置に固有な識別情報を第２の赤外線信号に変換し、赤外線信号送信手段から第１の無線伝送装置の赤外線信号受光手段に向けて照射するステップと、第１の無線伝送装置において、第２の赤外線信号を赤外線信号受光手段にて受光するステップと、第１の無線伝送装置の制御手段において、第２の赤外線信号から第２の伝送装置に固有な識別情報を取得するステップと、第２の無線伝送装置において、第１の赤外線信号を赤外線信号受光手段にて受光するステップと、第２の無線伝送装置の制御手段において、第１の赤外線信号から第１の伝送装置に固有な識別情報を取得するステップとを実行させる。

この発明によれば、簡易な構成により、相互認証時の他の家庭やオフィスとの誤認混信を回避することができ、無線伝送システムにおける高いセキュリティの保持が可能となる。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

図１は、この発明の実施の形態に従う無線伝送機器の全体構成を示す機能ブロック図である。以下の実施の形態では、無線伝送機器の一例として、ＡＶデータを伝送する無線伝送機器について説明する。

図１を参照して、無線伝送機器１０は、ＡＶデータが入力／出力されるＡＶ入出力部１と、ＡＶデータを符号化または復号化するコーデック部２と、無線伝送を行なう相手の無線伝送機器（図示せず）に無線信号を送受する無線部３およびアンテナ４と、各種プログラムを記憶するメモリ５と、機器全体を制御する制御部６とを備える。

無線伝送機器１０は、さらに図示しないユーザの操作によってリモートコントローラ（以下、リモコンとも称する）から出射された赤外線信号を受信して電気信号に変換する赤外線受光部７と、制御部６から転送された制御情報である電気信号を赤外線信号に変換する赤外線送信部８とを備える。赤外線送信部８は、赤外線信号を送信するための赤外線発光モジュール２０に接続される。

ＡＶ入出力部１は、図示しないＡＶデータ信号出力端子とＡＶデータ信号入力端子とを含む。たとえば図７に示したような使用形態において、無線伝送機器１０がＡＶデータ表示装置４０ｂ,４０ｃにそれぞれ接続されるときには、図示しないＡＶデータ信号出力端子は、ＡＶデータ表示装置４０ｂ,４０ｃのＡＶデータ入力端子（図示せず）にそれぞれ結合される。これにより、無線伝送機器１０のＡＶ入出力部１は、ＡＶデータ再生装置３０から、無線伝送機器７０ａ，７０ｂあるいは無線伝送機器７０ａ，７０ｃを介して受信したＡＶデータを対応するＡＶデータ表示装置４０ｂ,４０ｃに転送する。

一方、無線伝送機器１０が図７のＡＶデータ再生装置３０に接続されるときには、図示しないＡＶデータ信号入力端子は、ＡＶデータ再生装置３０のＡＶデータ信号出力端子（図示せず）に結合される。これにより、無線伝送機器１０のＡＶ入出力部１は、ＡＶデータ再生装置３０にて再生されたＡＶデータを受ける。

図２は、図１における制御部６の詳細な構成を説明するための機能ブロック図である。

図２を参照して、制御部６は、無線伝送機器１０に内蔵される各回路部を制御する部位として、入出力制御部６１、コーデック制御部６２、無線制御部６３、メモリ制御部６４および赤外線制御部６５を備える。

入出力制御部６１、コーデック制御部６２および無線制御部６３は、ＡＶ入出力部１、コーデック部２および無線部３をそれぞれ制御する。メモリ制御部６４は、メモリ５を制御する。赤外線制御部６５は、赤外線受光部７および赤外線送信部８を制御する。

制御部６は、さらに、これらの制御部を統括する部位として、中央制御部６０を備える。中央制御部６０は、各制御部６１〜６５との間で制御信号を送受する。各制御部６１〜６５は、中央制御部６０から送られた制御信号に応じて対応する回路部を指示し、制御内容に応じた動作を実行させる。

ここで、図２に示すように、中央制御部６０と無線制御部６３および赤外線制御部６５との間には、切換部６６が配される。

切換部６６は、中央制御部６０と無線制御部６３および赤外線制御部６５との間のそれぞれの結合状態を切換える部位である。切換部６６は、無線伝送を行なう通常動作時と相互認証を行なう認証モード時とで結合状態を切換える。

図３は、図２における切換部６６の切換動作を説明するための概略図である。

図３を参照して、通常動作時（図３（ａ）参照）には、切換部６６は、中央制御部６０と無線制御部６３および赤外線制御部６５とを１対１に結合する。

これにより、中央制御部６０と無線制御部６３とは、無線部３を制御する信号（以下、無線部制御信号とも称する）を送受する。同様に、中央制御部６０と赤外線制御部６５とは、赤外線受光部７および赤外線送信部８を制御する信号（以下、赤外線制御信号とも称する）を送受する。

これに対して、認証モード時（図３（ｂ）参照）には、切換部６６は、先の１対１の結合状態を切り離して、中央制御部６０と無線制御部６３との経路を赤外線制御部６５に繋がるように切換える。これにより、本来中央制御部６０から無線制御部６３に送られるはずの無線制御信号が、赤外線制御部６５に転送されることになる。このため、認証モードにおいては、赤外線受光部７および赤外線送信部８には、赤外線制御部６５を通じて、無線制御信号が与えられることとなる。

このような構成としたのは、以下の理由による。相互認証は、図８の従来例にて説明したように、無線伝送を行なう機器同士で、自己の機器に固有な識別情報を無線信号に変換して送信し合い、受信した識別情報から伝送相手を認証することによって完結する。このとき、無線信号は、意図しない空間にまで伝搬して不特定多数の機器に受信され得ることから、他の機器と間で誤認証や混信を起こすおそれがある。したがって、識別情報を伝送相手となる機器間でのみ既知の鍵を用いて暗号化して送信することにより、セキュリティの保持を図っている。

一方、無線伝送機器１０においては、リモコンなどの遠隔操作に赤外線信号が用いられる。この赤外線信号は、赤外線発光モジュール２０内のＬＥＤ（Light Emitting Diode）で赤外線を発光して生成される。このＬＥＤは、ある程度の指向性を持ち、照射範囲が狭いという性質を有する。このため、赤外線信号は、極めて限られた近隣の空間においてのみ受信される。

そこで、本実施の形態では、秘匿性が求められる識別情報の送信については、照射範囲が狭い赤外線信号を用いて行ない、限られた受信範囲に設置した所望の無線伝送機器のみに受信させることによって、認証動作を行なうこととする。

これによれば、従来の相互認証方法に求められていた複雑な暗号化処理を必要とせず、簡易に高いセキュリティを保つことができる。

ここで、最初に、図１の無線伝送機器１０において通常動作時に行なわれるＡＶデータの無線伝送について説明する。図４は、２つの無線伝送機器（たとえば１０Ａ，１０Ｂとする）の間で行なわれるＡＶデータの無線伝送を説明するための概略図である。

図４を参照して、無線伝送機器１０Ａは、ＡＶ入出力部１ａにおいてＡＶデータ表示装置４０ａが接続される。無線伝送機器１０Ｂは、ＡＶ入出力部１ｂにおいてＡＶデータ再生装置３０ｂが接続される。なお、以下において、無線伝送を行なう２つの無線伝送機器１０Ａ，１０Ｂをそれぞれ、機器Ａおよび機器Ｂとも称する。

まず、所望のＡＶデータ表示装置４０ａにてＡＶデータを視聴したいユーザは、リモコン８０Ａを操作し、ＡＶデータ表示装置４０ａに接続される無線伝送機器１０ＡにＡＶデータ再生を指示する制御信号となる赤外線信号を照射する。この赤外線信号は、無線伝送機器１０Ａの赤外線受光部７ａにおいて受信されると、電気信号に変換される。

電気信号は、さらに制御部６ａに転送される。制御部６ａの内部では、中央制御部６０が赤外線制御部６５を介して電気信号から制御情報を抽出し、これに応じた無線制御信号を生成する。無線制御信号は、無線制御部６３を通じて無線部３ａに送られると、無線信号に変換されてアンテナ４ａから送信される。無線信号は、ＡＶデータ再生装置３０ｂに接続される無線伝送機器１０Ｂのアンテナ４ｂにて受信される。

次に、ＡＶデータ再生装置３０ｂに接続される無線伝送機器１０Ｂでは、受信した無線信号が無線部３ｂで無線制御信号に変換され、制御部６ｂに転送される。制御部６ｂでは、中央制御部６０が、無線制御部６３から送られた無線信号から制御情報を抽出し、これに応じた赤外線制御信号を生成する。赤外線制御信号は、赤外線制御部６５を通じて赤外線送信部８ｂに転送される。

赤外線送信部８ｂは、赤外線制御信号に基づいて赤外線信号を生成し、赤外線発光モジュール２０Ｂから照射する。赤外線発光モジュール２０Ｂから照射された赤外線信号は、ＡＶデータ再生装置３０ｂ内部の赤外線受光部（ともに図示せず）において受信される。ＡＶデータ再生装置３０ｂは、赤外線信号に含まれる制御情報を認識し、ユーザの指示する動作を行なう。

ＡＶデータ再生装置３０ｂは、再生したＡＶデータを当該装置に接続される無線伝送機器１０Ｂに送信する。無線伝送機器１０Ｂは、ＡＶ入出力部１ｂにおいてＡＶデータを受けると、コーデック部２ｂにおいて符号化する。符号化されたＡＶデータは、無線部３ｂにおいて無線信号に変換されてアンテナ４ｂより送信される。

最後に、無線信号は、ＡＶデータ表示装置４０ａに接続される無線伝送機器１０Ａのアンテナ４ａで受信されると、コーデック部２ａによって元のＡＶデータに変換される。変換されたＡＶデータは、ＡＶ入出力部１ａからＡＶデータ表示装置４０ａに転送される。ＡＶデータ表示装置４０ａでは、ＡＶデータの映像信号に基づいて映像が再生表示されるとともに、ＡＶデータの音声信号に基づいて音声が再生される。

以上のように、複数の無線伝送機器間で制御信号である赤外線信号とＡＶデータとを無線伝送することにより、ユーザはＡＶデータ再生装置を遠隔操作して所望のＡＶデータ表示装置により映像音声を視聴することができる。

ここで、かかる動作を誤認や混信を生ずることなく正確に行なうためには、先述のように、無線伝送を実行する無線伝送機器の間で、互いに相手を確認し合う相互認証がなされていることが必要とされる。以下に、本実施の形態に係る無線伝送機器間の相互認証方法について説明する。なお、相互認証を行なう認証モードは、無線伝送の開始前に行なわれるものであり、たとえば無線伝送機器１０の接続時に行なわれる初期設定において併せて実行される。

図５は、図１の無線伝送機器における相互認証方法を原理的に説明するための概略図である。

認証モードにおいて、無線伝送機器１０Ａ（機器Ａ）と無線伝送機器１０Ｂ（機器Ｂ）とは、図５に示すように、近接して配置される。このとき、一方の無線伝送機器１０Ａ（または１０Ｂ）に接続される赤外線発光モジュール２０Ａ（または２０Ｂ）が、他方の無線伝送機器１０Ｂ（または１０Ａ）の赤外線受光部７ｂ（または７ａ）に対峙するように配置することに留意する。

詳細には、機器Ａに接続される赤外線発光モジュール２０Ａは、機器Ｂの赤外線受光部７ｂに対峙させて配置される。また、機器Ｂに接続される赤外線発光モジュール２０Ｂは、機器Ａの赤外線受光部７ａに対峙させて配置される。このときの配置位置は、赤外線発光モジュール２０Ａ，２０Ｂから照射される赤外線信号が対峙する赤外線受光部７ｂ，７ａ以外に受光されることがないよう、できるだけ近接させることが望ましい。

このような配置構成において、さらに、機器Ａおよび機器Ｂ内部の制御部６ａ，６ｂでは、図３に示したように、切換部６６によって、中央制御部６０と赤外線制御部６５との間に無線制御信号の伝送経路が形成される。

以上の構成において、認証モードにエントリすると、機器Ａおよび機器Ｂの制御部６ａ，６ｂにおいて、中央制御部６０から、無線ＡＶ伝送装置１０に固有な識別情報である無線部ＭＡＣ（Media Access Control address）アドレスが無線制御信号としてそれぞれ出力される。

このとき、制御部６ａ，６ｂでは、先述のように、無線制御信号の伝送経路が切換えられていることから、無線部ＭＡＣアドレスは、無線制御部６３ではなく、赤外線制御部６５に転送される。これによって、無線部ＭＡＣアドレスは、赤外線制御部６５を通じて赤外線送信部８ａ，８ｂに転送され、赤外線信号に変換されて赤外線発光モジュール２０Ａ，２０Ｂからそれぞれ照射されることとなる。

赤外線発光モジュール２０Ａから照射された赤外線信号は、対峙して配置される機器Ｂの赤外線受光部７ｂにより受光される。赤外線発光モジュール２０Ｂから照射された赤外線信号についても同様に、対峙して配置される機器Ａの赤外線受光部７ａにより受光される。このとき、両者は互いに近接して配置されていることから、赤外線信号は、対峙する赤外線受光部７ａ，７ｂ以外には受光されない。

機器Ａにおいて、赤外線受光部７ａは、受光した赤外線信号を電気信号に変換して制御部６ａに転送する。制御部６ａでは、伝送経路の切換えにより、電気信号が無線制御信号として中央制御部６０ａ（図示せず）に転送される。中央制御部６０ａは、電気信号を解読して無線部ＭＡＣアドレスを抽出する。抽出した無線部ＭＡＣアドレスは、機器Ｂに固有の識別情報であることから、機器Ａは、機器Ｂを伝送相手と認証し、機器Ｂの無線部ＭＡＣアドレスをメモリ５ａに記憶する。

機器Ｂにおいても同様に、赤外線受光部７ｂは、受光した赤外線信号を電気信号に変換して制御部６ｂに転送する。制御部６ｂでは、電気信号が無線制御信号として中央制御部６０ｂ（図示せず）に転送される。中央制御部６０ｂは、電気信号を解読して無線部ＭＡＣアドレスを抽出する。抽出した無線部ＭＡＣアドレスは、機器Ａに固有の識別情報であることから、機器Ｂは、機器Ａを伝送相手と認証し、機器Ａの無線部ＭＡＣアドレスをメモリ５ｂに記憶する。

以上の動作によって相互認証が完了すると、機器Ａおよび機器Ｂは認証モードを終了し、通常動作に移行する。通常動作時には、それぞれの制御部６ａ，６ｂの伝送経路は図３（ａ）に示す正常状態に復帰しているため、制御部６ａ，６ｂは、それぞれ得られた無線部ＭＡＣアドレスを宛先に指定して、無線部３ａ，３ｂよりＡＶデータを伝送する。

なお、図５に示した機器Ａと機器Ｂとの間の相互認証は、実際には、機器Ａ，Ｂの制御部６ａ，６ｂをそれぞれ構成するＣＰＵ（Central Processing Unit）によってソフトウェアで実行されるものである。ＣＰＵは、上記の認証モードの各ステップを備えるプログラムをメモリ５ａ，５ｂからそれぞれ読出し、その読出したプログラムを実行して相互認証を行なう。

図６は、図５における機器Ａと機器Ｂとの間で行なわれる相互認証シーケンスを示す図である。

図６を参照して、機器Ａには、自己に固有の無線部ＭＡＣアドレス（たとえば［１３４．１９９．１３０．１００］とする）が与えられている。機器Ｂにおいても同様に、自己に固有の無線部ＭＡＣアドレス（たとえば［１３４．１９９．１２０．１０１］とする）が与えられている。

認証モードの開始に先立って、機器Ａの赤外線発光モジュール２０Ａが機器Ｂの赤外線受光部７ｂに対峙して配置される。同時に、機器Ｂの赤外線発光モジュール２０Ｂが機器Ａの赤外線受光部７ａに対峙して配置される。

さらに、機器Ａおよび機器Ｂ内部の制御部６ａ，６ｂでは、切換部６６ａ，６６ｂによって、無線制御信号の伝送経路が無線制御部６３ａ，６３ｂから赤外線制御部６５ａ，６５ｂに通じるようにそれぞれ切換えられる。

以上の設定が完了したことに応じて、認証モードが開始する。まず、機器Ａは、自己の無線部ＭＡＣアドレス［１３４．１９９．１３０．１００］を、赤外線制御部６５ａを介して赤外線送信部８ａに転送し、赤外線発光モジュール２０Ａから赤外線信号として照射する。機器Ａは、赤外線信号を照射した後、受信待機状態となる。

一方、機器Ｂは、自己の無線部ＭＡＣアドレス［１３４．１９９．１２０．１０１］を、赤外線制御部６５ｂを介して赤外線送信部８ｂに転送し、赤外線発光モジュール２０Ｂから赤外線信号として照射する。機器Ｂも同様に、赤外線信号を照射した後、受信待機状態となる。

次に、機器Ａは、赤外線受光部７ａにおいて赤外線モジュール２０Ｂから照射された赤外線信号を受光すると、電気信号に変換して機器Ｂの無線部ＭＡＣアドレス［１３４．１９９．１２０．１０１］を抽出する。機器Ａは、機器Ｂを伝送相手と認証し、抽出した機器Ｂの無線部ＭＡＣアドレスを記憶して認証モードを終了する。

一方、機器Ｂは、赤外線受光部７ｂにおいて赤外線モジュール２０Ａから照射された赤外線信号を受光すると、電気信号に変換して機器Ａの無線部ＭＡＣアドレス［１３４．１９９．１３０．１００］を抽出する。機器Ｂは、機器Ａを伝送相手と認証し、抽出した機器Ａの無線部ＭＡＣアドレスを記憶して認証モードを終了する。

機器Ａおよび機器Ｂは、以降の通常動作においては、記憶している無線部ＭＡＣアドレスを送信先に指定して無線伝送を実行する。

なお、この発明において、無線制御信号は、「第１の制御信号」を構成し、赤外線制御信号は、「第２の制御信号」を構成する。

また、この発明による無線伝送機器は、上述したＡＶデータの無線伝送以外に、プログラムなどのデータ信号の無線伝送においても適用可能であることは明らかである。この場合の無線伝送機器は、図１に示すＡＶ入出力部１およびコーデック部２に代えて、無線伝送機器が接続される家電製品またはコンピュータなどを制御するための機器制御部が配置された構成となる。

以上のように、この発明の実施の形態によれば、赤外線信号を用いて認証動作を行なうことから、無線信号を用いた認証動作時に起きていた他の家庭やオフィスとの誤認混信を回避することができ、無線伝送システムにおける高いセキュリティの保持が可能となる。

さらに、相互認証は、機器内部の制御信号経路の切換と赤外線発光モジュールの配置位置とを設定するのみによって行なうことができることから、相互認証方法の簡易化を図ることができる。

また、この発明による無線伝送機器によれば、データ信号の無線伝送において、高い秘匿性が確保されることから、信頼性の高い無線ホームネットワークの一層の普及が実現される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態に従う無線伝送機器の全体構成を示す機能ブロック図である。図１における制御部の詳細な構成を説明するための機能ブロック図である。図２における切換部の切換動作を説明するための概略図である。２つの無線伝送機器の間で行なわれるＡＶデータの無線伝送を説明するための概略図である。図１の無線伝送機器における相互認証方法を原理的に説明するための概略図である。図５における機器Ａと機器Ｂとの間で行なわれる相互認証シーケンスを示す図である。無線伝送機器の使用形態の一例を説明するための概略図である。特許文献１に記載の相互認証方式を説明するための構成図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂＡＶ入出力部、２，２ａ，２ｂコーデック部、３，３ａ，３ｂ無線部、４，４ａ，４ｂアンテナ、５，５ａ，５ｂメモリ、６，６ａ，６ｂ制御部、７，７ａ，７ｂ赤外線受光部、８，８ａ，８ｂ赤外線送信部、１０，１０Ａ，１０Ｂ，７０ａ〜７０ｃ無線伝送機器、２０，２０Ａ，２０Ｂ赤外線発光モジュール、３０ＡＶデータ再生装置、４０ａ〜４０ｃＡＶデータ表示装置、５０家庭、６０中央制御部、６１入出力制御部、６２コーデック制御部、６３無線制御部、６４メモリ制御部、６５赤外線制御部、６６切換部、１００情報担体、１０１第１の記憶手段、１０２第２の記憶手段、１０３第１の復号化手段、１０４結合手段、１０５第１の暗号化手段、１０６乱数生成手段、１０７第１の比較手段、１０８第１の伝送手段、１１０情報処理装置、１１１第３の記憶手段、１１２データ処理手段、１１３第２の暗号化手段、１１４分離手段、１１５第２の復号化手段、１１６鍵生成手段、１１７第２の比較手段、１１８第２の伝送手段。

Claims

データ信号を無線伝送する無線伝送装置であって、
無線伝送を行なう前記無線伝送装置間で伝送相手を互いに認証する相互認証手段と、
認証した前記無線伝送装置との間で前記データ信号の無線伝送を行なう無線伝送手段とを備え、
前記無線伝送手段は、
前記無線伝送装置全体を制御する制御手段と、
前記データ信号と、前記制御手段との間で伝達される第１の制御信号とを無線信号に変換して送受信する無線手段と、
赤外線信号を受光して電気信号に変換し、前記電気信号から第２の制御信号を抽出して前記制御手段に伝達する赤外線信号受光手段と、
前記制御手段から伝達された前記第２の制御信号を赤外線信号に変換して送信する赤外線信号送信手段とを含み、
前記相互認証手段は、
前記第１の制御信号が前記制御手段から前記赤外線信号送信手段に伝達されるように伝達経路を切換える信号経路切換手段と、
前記制御手段が前記第１の制御信号として出力した前記無線伝送装置に固有な識別情報を、前記信号経路切換手段を通じて前記赤外線信号送信手段に伝達する識別情報伝達手段と、
伝達された前記無線伝送装置に固有な識別情報を前記赤外線信号に変換し、前記赤外線信号送信手段に対峙して配される前記伝送相手の無線伝送装置の前記赤外線信号受光手段に向けて照射する識別情報送信手段と、
前記伝送相手の無線伝送装置の前記赤外線信号送信手段から照射された前記赤外線信号を前記赤外線信号受光手段にて受光する識別情報受信手段と、
受光した前記赤外線信号を前記制御手段に伝達し、前記赤外線信号から前記伝送相手の無線伝送装置に固有な識別情報を取得する認証手段とを含む、無線伝送装置。
前記赤外線送信手段は、限られた照射範囲に前記赤外線信号を照射する赤外線発光素子を含み、
前記識別情報送信手段は、前記赤外線発光素子の前記照射範囲内で対峙して配される前記伝送相手の無線伝送装置の前記赤外線信号受光手段に向けて照射する、請求項１に記載の無線伝送装置。
無線伝送を行なう第１の無線伝送装置と第２の無線伝送装置との間で伝送相手を互いに認証する相互認証方法であって、
前記第１および第２の無線伝送装置は、
前記無線伝送装置全体を制御する制御手段と、
前記データ信号と、前記制御手段との間で伝達される第１の制御信号とを無線信号に変換して送受信する無線手段と、
リモコンから出射された赤外線信号を受光して電気信号に変換し、前記電気信号から第２の制御信号を抽出して前記制御手段に伝達する赤外線信号受光手段と、
前記制御手段から伝達された前記第２の制御信号を赤外線信号に変換して送信する赤外線信号送信手段と、
前記制御手段と前記無線手段および前記赤外線信号送信手段との間に配され、前記第１の制御信号の伝達経路を選択的に切換える信号経路切換手段とをそれぞれ含み、
前記第１および第２の無線伝送装置を、一方の前記赤外線信号受光手段と他方の前記赤外線信号送信手段とが互いに近接して対峙するように配置するステップと、
各前記第１および第２の無線伝送装置において、前記信号経路切換手段により、前記第１の制御信号の伝達経路を前記制御手段と前記赤外線信号送信手段との間に形成するステップと、
前記第１の無線伝送装置において、前記制御手段が前記第１の制御信号として出力した前記第１の無線伝送装置に固有な識別情報を前記赤外線信号送信手段に伝達するステップと、
前記第１の無線伝送装置において、伝達された前記第１の無線伝送装置に固有な識別情報を第１の前記赤外線信号に変換し、前記赤外線信号送信手段から前記第２の無線伝送装置の前記赤外線信号受光手段に向けて照射するステップと、
前記第２の無線伝送装置において、前記制御手段が前記第１の制御信号として出力した前記第２の無線伝送装置に固有な識別情報を前記赤外線信号送信手段に伝達するステップと、
前記第２の無線伝送装置において、伝達された前記第２の無線伝送装置に固有な識別情報を第２の前記赤外線信号に変換し、前記赤外線信号送信手段から前記第１の無線伝送装置の前記赤外線信号受光手段に向けて照射するステップと、
前記第１の無線伝送装置において、前記第２の赤外線信号を前記赤外線信号受光手段にて受光するステップと、
前記第１の無線伝送装置の前記制御手段において、前記第２の赤外線信号から前記第２の伝送装置に固有な識別情報を取得するステップと、
前記第２の無線伝送装置において、前記第１の赤外線信号を前記赤外線信号受光手段にて受光するステップと、
前記第２の無線伝送装置の前記制御手段において、前記第１の赤外線信号から前記第１の伝送装置に固有な識別情報を取得するステップとを備える、相互認証方法。
前記第１および第２の無線伝送装置を、一方の前記赤外線信号受光手段と他方の前記赤外線信号送信手段とが互いに近接して対峙するように配置するステップは、前記一方の赤外線信号受光手段を、前記他方の赤外線信号送信手段に含まれる赤外線発光素子の照射範囲内で対峙するように配置するステップを含む、請求項３に記載の相互認証方法。
無線伝送を行なう第１の無線伝送装置と第２の無線伝送装置との間で伝送相手を互いに認証する相互認証プログラムであって、
前記第１および第２の無線伝送装置は、
前記無線伝送装置全体を制御する制御手段と、
前記データ信号と、前記制御手段との間で伝達される第１の制御信号とを無線信号に変換して送受信する無線手段と、
リモコンから出射された赤外線信号を受光して電気信号に変換し、前記電気信号から第２の制御信号を抽出して前記制御手段に伝達する赤外線信号受光手段と、
前記制御手段から伝達された前記第２の制御信号を赤外線信号に変換して送信する赤外線信号送信手段と、
前記制御手段と前記無線手段および前記赤外線信号送信手段との間に配され、前記第１の制御信号の伝達経路を選択的に切換える信号経路切換手段とをそれぞれ含み、コンピュータに、
前記第１および第２の無線伝送装置を、一方の前記赤外線信号受光手段と他方の前記赤外線信号送信手段とが互いに近接して対峙するように配置するステップと、
各前記第１および第２の無線伝送装置において、前記信号経路切換手段により、前記第１の制御信号の伝達経路を前記制御手段と前記赤外線信号送信手段との間に形成するステップと、
前記第１の無線伝送装置において、前記制御手段が前記第１の制御信号として出力した前記第１の無線伝送装置に固有な識別情報を前記赤外線信号送信手段に伝達するステップと、
前記第１の無線伝送装置において、伝達された前記第１の無線伝送装置に固有な識別情報を第１の前記赤外線信号に変換し、前記赤外線信号送信手段から前記第２の無線伝送装置の前記赤外線信号受光手段に向けて照射するステップと、
前記第２の無線伝送装置において、前記制御手段が前記第１の制御信号として出力した前記第２の無線伝送装置に固有な識別情報を前記赤外線信号送信手段に伝達するステップと、
前記第２の無線伝送装置において、伝達された前記第２の無線伝送装置に固有な識別情報を第２の前記赤外線信号に変換し、前記赤外線信号送信手段から前記第１の無線伝送装置の前記赤外線信号受光手段に向けて照射するステップと、
前記第１の無線伝送装置において、前記第２の赤外線信号を前記赤外線信号受光手段にて受光するステップと、
前記第１の無線伝送装置の前記制御手段において、前記第２の赤外線信号から前記第２の伝送装置に固有な識別情報を取得するステップと、
前記第２の無線伝送装置において、前記第１の赤外線信号を前記赤外線信号受光手段にて受光するステップと、
前記第２の無線伝送装置の前記制御手段において、前記第１の赤外線信号から前記第１の伝送装置に固有な識別情報を取得するステップとを実行させる、相互認証プログラム。
前記第１および第２の無線伝送装置を、一方の前記赤外線信号受光手段と他方の前記赤外線信号送信手段とが互いに近接して対峙するように配置するステップは、前記一方の赤外線信号受光手段を、前記他方の赤外線信号送信手段に含まれる赤外線発光素子の照射範囲内で対峙するように配置するステップを含む、請求項５に記載の相互認証プログラム。