JP2006332903A - 鍵取得機器、鍵提供機器、鍵交換システム及び鍵交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】盗聴や改ざんが可能な通信路を利用して通信を行うデバイス同士が、セッション鍵を安全に共有して、暗号化されたセッションを構築するための鍵交換プロトコルにおいて、ユーザによる認識を必要としない鍵取得機器を提供する。
【解決手段】鍵取得機器１００は、鍵提供機器と暗号通信を行う通信部１０１と、暗号通信に関わるセッション鍵を保存する鍵保存部１０３と、鍵提供機器から発信された、セッション鍵の照合データを受信する認識用データ受信部１０５と、セッション鍵の照合データに基づいて、鍵保存部１０３に保存されたセッション鍵と鍵提供機器に保存されたセッション鍵とが一致するか否かの検証を行うデータ照合部１０７と備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、鍵取得機器、鍵提供機器、鍵交換システム及び鍵交換方法に関する。

初めて出会ったデバイス同士が暗号通信を行うためには、セッションの暗号化を行うためのセッション鍵について、双方のデバイスで合意することが必要である。しかし、デバイス同士の通信が無線通信等の盗聴可能な通信路を介して行われる場合、セッション鍵が通信路上で盗まれるという問題があった。

これに対して、携帯可能な小型デバイス同士が安全な通信路を構築するために、鍵交換の方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、伝送元デバイスが伝送先デバイスに公開鍵を送信し、セッション鍵を作成するための乱数値を公開鍵で暗号化して伝送先デバイスから伝送元デバイスに返信する。そして、公開鍵をすりかえてセッションを支配するMan-in-the-middle攻撃を防止するために、特許文献１の方式では、公開鍵を人間が認識可能な画像データ等に変換し、双方のデバイスで表示することにより、伝送元の公開鍵が正しく伝送先に伝達されていることを確認する。
特開２００２−２６８９９号公報

しかしながら、上記の従来技術においては、公開鍵の情報を双方のデバイスで確認する手間がかかるという問題がある。又、類似した画像データに変換される公開鍵とすりかえてユーザの誤認を誘う攻撃が発生するという問題がある。更に、双方のデバイスにおいて人間が確認するのに適当な出力機能が備わっていない場合に、この方式が適用できないという問題がある。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、盗聴や改ざんが可能な通信路を利用して通信を行うデバイス同士が、セッション鍵を安全に共有して、暗号化されたセッションを構築するための鍵交換プロトコルにおいて、ユーザによる認識を必要としない鍵取得機器、鍵提供機器、鍵交換システム及び鍵交換方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴は、鍵提供機器とセッション鍵を交換して、当該鍵提供機器と暗号通信を行う鍵取得機器であって、（ａ）鍵提供機器と暗号通信を行う通信部と、（ｂ）暗号通信に関わるセッション鍵を保存する鍵保存部と、（ｃ）鍵提供機器から発信された、セッション鍵の照合データを受信する認識用データ受信部と、（ｄ）セッション鍵の照合データに基づいて、鍵保存部に保存されたセッション鍵と鍵提供機器に保存されたセッション鍵とが一致するか否かの検証を行うデータ照合部とを備える鍵取得機器であることを要旨とする。

第１の特徴に係る鍵取得機器によると、鍵提供機器と鍵取得機器の間の鍵交換手順に人間が介在せず、完全に自動化することができるため、人間の誤認を利用した攻撃を防止し、利用における利便性を向上させられる。

又、第１の特徴に係る鍵取得機器は、鍵提供機器によって、セッション鍵の照合データが、鍵取得機器が認識可能なデータに変換されている場合、セッション鍵の照合データを抽出する認識処理部を更に備えてもよい。

この鍵取得機器によると、鍵取得機器と鍵提供機器の間でセッション鍵の送信に利用可能な通信機能が通信部以外に存在しない場合に、液晶ディスプレイとカメラの組み合わせや、スピーカとマイクの組み合わせなどを利用して、画像・映像・音響などの手段でセッション鍵を共有することができる。このため、多様な機器に対して、鍵交換を自動化することが可能となる。

又、第１の特徴に係る鍵取得機器は、鍵取得機器と鍵提供機器において共有するセッション鍵を照合する照合データを生成する照合データ生成部を更に備えてもよい。

この鍵取得機器によると、セッション鍵を送信するために十分な伝送データの容量を確保できない場合に、まず公開鍵を共有し、その公開鍵を用いて暗号化してセッション鍵を共有することにより、さらに多様な機器に対して、鍵交換を自動化することが可能となる。

又、第１の特徴に係る鍵取得機器は、鍵交換の方法を保存する鍵送信方法保持部を更に備えてもよい。

この鍵取得機器によると、鍵取得機器と鍵提供機器との間で鍵の照合データの送信方法を決定する手順を含めることにより、多様な機器との鍵交換において複数の鍵交換の方式を利用する過程を自動化することができる。

本発明の第２の特徴は、鍵取得機器とセッション鍵を交換して、当該鍵取得機器と暗号通信を行う鍵提供機器であって、（ａ）鍵取得機器と暗号通信を行う通信部と、（ｂ）暗号通信に関わるセッション鍵を保存する鍵保存部と、（ｃ）鍵取得機器へ、セッション鍵の照合データを発信する認識用データ発信部とを備え、（ｄ）鍵取得機器が、セッション鍵の照合データに基づいて、鍵保存部に保存されたセッション鍵と鍵提供機器に保存されたセッション鍵とが一致するか否かの検証を行った後に、鍵取得機器と暗号通信を行う鍵提供機器であることを要旨とする。

第２の特徴に係る鍵提供機器によると、鍵提供機器と鍵取得機器の間の鍵交換手順に人間が介在せず、完全に自動化することができるため、人間の誤認を利用した攻撃を防止し、利用における利便性を向上させられる。

又、第２の特徴に係る鍵提供機器は、セッション鍵の照合データを、鍵取得機器が認識可能なデータに変換する認識用データ変換部を更に備えてもよい。

この鍵提供機器によると、鍵取得機器と鍵提供機器の間でセッション鍵の送信に利用可能な通信機能が通信部以外に存在しない場合に、液晶ディスプレイとカメラの組み合わせや、スピーカとマイクの組み合わせなどを利用して、画像・映像・音響などの手段でセッション鍵を共有することができる。このため、多様な機器に対して、鍵交換を自動化することが可能となる。

又、第２の特徴に係る鍵提供機器は、鍵取得機器と鍵提供機器において共有するセッション鍵を照合する照合データを生成する照合データ生成部を更に備えてもよい。

この鍵提供機器によると、セッション鍵を送信するために十分な伝送データの容量を確保できない場合に、まず公開鍵を共有し、その公開鍵を用いて暗号化してセッション鍵を共有することにより、さらに多様な機器に対して、鍵交換を自動化することが可能となる。

又、第２の特徴に係る鍵提供機器は、鍵交換の方法を決定する鍵送信方法決定部を更に備えてもよい。

この鍵提供機器によると、鍵取得機器と鍵提供機器との間で鍵の照合データの送信方法を決定する手順を含めることにより、多様な機器との鍵交換において複数の鍵交換の方式を利用する過程を自動化することができる。

又、第２の特徴に係る鍵提供機器は、認証処理の開始を許可する認証開始許可部を更に備えてもよい。

この提供機器によると、不正に鍵の照合を要求するアクセスを排除し、DoS攻撃を防止することができる。

本発明の第３の特徴は、鍵提供機器と、当該鍵提供機器とセッション鍵を交換して、暗号通信を行う鍵取得機器とを備える鍵交換システムであって、（ａ）鍵取得機器は、鍵提供機器と暗号通信を行う通信部と、暗号通信に関わるセッション鍵を保存する鍵保存部と、鍵提供機器から発信された、セッション鍵の照合データを受信する認識用データ受信部と、セッション鍵の照合データに基づいて、鍵保存部に保存されたセッション鍵と鍵提供機器に保存されたセッション鍵とが一致するか否かの検証を行うデータ照合部とを備え、（ｂ）鍵提供機器は、鍵取得機器と暗号通信を行う通信部と、暗号通信に関わるセッション鍵を保存する鍵保存部と、鍵取得機器へ、セッション鍵の照合データを発信する認識用データ発信部とを備え、鍵取得機器が、セッション鍵の照合データに基づいて、鍵保存部に保存されたセッション鍵と鍵提供機器に保存されたセッション鍵とが一致するか否かの検証を行った後に、鍵取得機器と暗号通信を行う鍵交換システムであることを要旨とする。

第３の特徴に係る鍵交換システムによると、鍵提供機器と鍵取得機器の間の鍵交換手順に人間が介在せず、完全に自動化することができるため、人間の誤認を利用した攻撃を防止し、利用における利便性を向上させられる。

本発明の第４の特徴は、鍵提供機器と鍵取得機器間でセッション鍵を交換して、暗号通信を行う鍵交換方法であって、（ａ）鍵提供機器及び鍵取得機器において、暗号通信に関わるセッション鍵を保存するステップと、（ｂ）鍵提供機器から鍵取得機器へ、セッション鍵の照合データを発信するステップと、（ｃ）鍵取得機器において、セッション鍵の照合データに基づいて、鍵保存部に保存されたセッション鍵と鍵提供機器に保存されたセッション鍵とが一致するか否かの検証を行うステップと、（ｄ）検証を行うステップにおいて一致した場合、鍵提供機器と鍵取得機器間で暗号通信を行うステップとを含む鍵交換方法であることを要旨とする。

第４の特徴に係る鍵交換方法によると、鍵提供機器と鍵取得機器の間の鍵交換手順に人間が介在せず、完全に自動化することができるため、人間の誤認を利用した攻撃を防止し、利用における利便性を向上させられる。

本発明によると、盗聴や改ざんが可能な通信路を利用して通信を行うデバイス同士が、セッション鍵を安全に共有して、暗号化されたセッションを構築するための鍵交換プロトコルにおいて、ユーザによる認識を必要としない鍵取得機器、鍵提供機器、鍵交換システム及び鍵交換方法を提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。

（鍵交換システム）
本実施形態に係る鍵交換システムは、図１及び図２に示すように、鍵取得機器１００と、鍵提供機器２００とを備える。

鍵取得機器１００と鍵提供機器２００は、それぞれ携帯端末と周辺サービスのいずれかに該当する。携帯端末は、入出力機能の拡張・遠隔デバイスとの通信/状態確認/制御等を目的として、周辺サービスと接続する。周辺サービスとは、デジタルカメラ・ビデオカメラ・テレビ・スピーカ等の携帯端末に存在しない入出力機能を有する機器や、ネットワーク機能を有する冷蔵庫・洗濯機・電子レンジ・エアコン等の白物家電や、温度計・湿度計・赤外線センサ・体温計・血圧計・体重計といった各種センサや、他のＰＣ・携帯電話・ＰＤＡといった携帯端末や、ネットワーク上のあらゆるソフトウェアなど、携帯端末に対してなんらかの機能を提供するハードウェアもしくはソフトウェアである。

携帯端末は、これらの周辺サービスに接続することで、携帯端末単体では実現できない多様なアプリケーションを実現する。例えば、高機能なデジタルカメラで撮影した画像を携帯端末に転送して蓄積し、任意の大画面テレビに転送して表示するアプリケーションを実現することができる。また、日々の体温や体重の情報をセンサから取得して携帯端末に蓄積し、1ヶ月の履歴をテレビに表示して確認するといったアプリケーションが考えられる。これらのアプリケーションを実現するためには、携帯端末と周辺サービスが暗号化された通信路において安全に通信することが必要である。

本実施形態に係る鍵取得機器１００は、図１に示すように、通信部１０１、鍵送信方法保存部１０２、鍵保存部１０３、照合データ生成部１０４、認識用データ受信部１０５、認識処理部１０６、データ照合部１０７、暗号化・復号処理部１０８を備える。

通信部１０１は、鍵提供機器２００との通信を行う。通信形態は、Bluetoothや無線LAN、あるいは有線のネットワークなどが使用でき、特に限定されるものではない。

鍵送信方法保存部１０２は、多様な鍵提供機器の出力機能に適応して変更する鍵交換の方法を保存する。例えば、鍵交換に利用するための出力方法や、鍵の照合データの認識アルゴリズムや、認識アルゴリズムにおいて利用するパラメータなどを保存する。鍵送信方法保存部１０２は、ＲＡＭなどの内部記憶装置でもよく、ＨＤなどの外部記憶装置でもよい。

鍵保存部１０３は、セッション鍵の共有までに利用する公開鍵・秘密鍵・セッション鍵などを保存するとともに、セッション鍵の生成も行う。セッション鍵の生成は、鍵取得機器１００と鍵提供機器２００のいずれで行ってもよい。

照合データ生成部１０４は、鍵取得機器１００と鍵提供機器２００において共有するセッション鍵や公開鍵を照合する照合データを生成する。例えば、鍵データをハッシュ化した文字列に変換する。

認識用データ受信部１０５は、鍵提供機器２００から発信された、セッション鍵の照合データを受信する。具体的には、認識用データ受信部１０５は、赤外線などの近距離通信機能や、画像を撮影可能なカメラ機能や、音声を収集可能なスピーカなどのいずれでもよい。

認識処理部１０６は、画像データや音響データとして鍵の照合データを取得した場合に、画像認識や音響認識によってセッション鍵の照合データを抽出する。

データ照合部１０７は、鍵提供機器２００から取得したセッション鍵の照合データに基づいて、鍵保存部１０３に保存されたセッション鍵と鍵提供機器２００に保存されたセッション鍵が一致するか否かの検証を行う。又、データ照合部１０７は、認識処理部１０６から取得したセッション鍵の照合データと照合データ生成部１０４から取得したセッション鍵の照合データを比較することにより、鍵取得機器１００に保存されたセッション鍵と鍵提供機器２００に保存されたセッション鍵が一致するか否かの検証を行う。

暗号化・復号処理部１０８は、鍵取得機器１００と鍵提供機器２００において共有されたセッション鍵を利用して通信する際に、暗号化・復号を行う。また、公開鍵を利用してセッション鍵を暗号化して送信する場合に、セッション鍵の暗号化・復号を行う。

送受信データ保存部１０９は、鍵提供機器２００と送受信したデータを保存する。送受信データ保存部１０９は、ＲＡＭなどの内部記憶装置でもよく、ＨＤなどの外部記憶装置でもよい。

又、本実施形態に係る鍵取得機器１００は、処理制御装置（ＣＰＵ）を有し、照合データ生成部１０４、認識処理部１０６、データ照合部１０７などをモジュールとして機能させる構成とすることができる。これらのモジュールは、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータにおいて、所定のプログラム言語を利用するための専用プログラムを実行することにより実現することができる。
尚、図示してはいないが、鍵取得機器１００は、照合データ生成処理、認識処理、データ照合処理等の機能を実行させるためのプログラムを保存する記録媒体を備えていても良い。記録媒体は、例えば、ハードディスク、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、ＩＣチップ、カセットテープなどが挙げられる。このようなプログラムを保持した記録媒体によれば、プログラムの保存、運搬、販売などを容易に行うことができる。

本実施形態に係る鍵提供機器２００は、図２に示すように、通信部２０１、鍵送信方法決定部２０２、鍵保存部２０３、照合データ生成部２０４、認識用データ変換部２０５、認識用データ発信部２０６、暗号化・復号処理部２０７、送受信データ保存部２０８、認証開始許可部２０９を備える。

通信部２０１は、鍵取得機器１００との通信を行う。通信形態は、Bluetoothや無線LAN、あるいは有線のネットワークなどが使用でき、特に限定されるものではない。

鍵送信方法決定部２０２は、鍵提供機器２００の出力機能あるいは通信機能と、鍵取得機器１００の入力機能あるいは通信機能に応じて、適切な鍵の照合データの送信方法を決定する。

鍵保存部２０３は、セッション鍵の共有までに利用する公開鍵・秘密鍵・セッション鍵などを保存するとともに、セッション鍵の生成も行う。セッション鍵の生成は、鍵取得機器１００と鍵提供機器２００のいずれで行ってもよい。

照合データ生成部２０４は、鍵取得機器１００と鍵提供機器２００において共有するセッション鍵や公開鍵を照合するため、データを生成する。例えば、鍵データをハッシュ化した文字列に変換する。

認識用データ変換部２０５は、鍵送信方法決定部２０２において、鍵取得機器１００が認識処理を行って鍵の照合データを抽出する方法を採用した場合に、鍵の照合データを鍵取得機器が認識可能なデータに変換する。

認識用データ発信部２０６は、鍵の照合データを鍵取得機器１００に向けて発信する。具体的には、認識用データ発信部２０６は、赤外線通信などの近距離無線機能であっても、液晶ディスプレイやデジタルの文字盤のような画像を表示する機能であっても、スピーカのような音響を発する機能であってもよい。

暗号化・復号処理部２０７は、鍵取得機器１００と鍵提供機器２００において共有されたセッション鍵を利用して通信する際に、暗号化・復号を行う。また、公開鍵を利用してセッション鍵を暗号化して送信する場合に、暗号化・復号を行う。

送受信データ保存部２０８は、鍵取得機器１００と送受信したデータを保存する。送受信データ保存部２０８は、ＲＡＭなどの内部記憶装置でもよく、ＨＤなどの外部記憶装置でもよい。

認証開始許可部２０９は、認証開始の許可を行う。又、鍵取得機器１００は、認証開始許可部２０９において許可された場合にのみ鍵の照合データを作成する。

又、本実施形態に係る鍵提供機器２００は、処理制御装置（ＣＰＵ）を有し、鍵送信方法決定部２０２、照合データ生成部２０４、認識用データ変換部２０５などをモジュールとして機能させる構成とすることができる。これらのモジュールは、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータにおいて、所定のプログラム言語を利用するための専用プログラムを実行することにより実現することができる。
尚、図示してはいないが、鍵提供機器２００は、鍵送信方法決定処理、照合データ生成処理、認識用データ交換処理等の機能を実行させるためのプログラムを保存する記録媒体を備えていても良い。記録媒体は、例えば、ハードディスク、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、ＩＣチップ、カセットテープなどが挙げられる。このようなプログラムを保持した記録媒体によれば、プログラムの保存、運搬、販売などを容易に行うことができる。

（鍵交換方法）
次に、本実施形態に係る鍵交換方法について、図３〜図８を用いて説明する。

図３〜５は、セッション鍵の鍵データを鍵提供機器２００から鍵取得機器１００に直接送信するシーケンスであり、認識用データ発信部２０６と認識用データ受信部１０５の間で十分なデータ転送容量や通信帯域が確保できる場合に採用される。

まず、図５のステップＳ３０１において、鍵取得機器１００の鍵送信方法保存部１０２は、鍵提供機器２００の鍵送信方法決定部２０２へ鍵の送信方法の要求を行う（図３のステップＳ１０１及び図４のステップＳ２０１）。そして、ステップＳ３０３において、鍵送信方法決定部２０２は、鍵の送信方法を決定し（図４のステップＳ２０３）、鍵の送信方法を鍵送信方法保存部１０２へ通知する（図３のステップＳ１０２）。そして、ステップＳ３０４において、鍵送信方法保存部１０２は、認識処理部１０６へ認識方法を通知する（図３のステップＳ１０３）。ただし、鍵の照合方法について事前に合意が行われている場合には、この手順を省略してもよい。

次に、図５のステップＳ３０２において、鍵送信方法決定部２０２は、鍵保存部２０３へセッション鍵の生成要求を行う（図４のステップＳ２０２）。鍵保存部２０３は、セッション鍵を生成し、図５のステップＳ３０５において、認識用データ変換部２０５は、鍵の照合データを、鍵取得機器１００が認識可能なデータ（例えば、ＱＲコード）へ変換し（図４のステップＳ２０４）、図５のステップＳ３０６において、液晶ディスプレイに表示する（図４のステップＳ２０５）。

次に、図５のステップＳ３０７において、認識用データ発信部２０６は、鍵の照合データを認識用データ受信部１０５へ発信する（図４のステップＳ２０６及び図３のステップＳ１０４）。このとき、認識用データ受信部１０５は、カメラ機能によって、液晶ディスプレイに表示されたＱＲコードを撮影することにより、認識可能なデータを取得してもよい。認識用データ発信部２０６が液晶ディスプレイの場合にはこのような手順をとるが、認識用データ発信部２０６が赤外線通信機能のように鍵取得機器において認識処理が不要の場合には、認識用データ変換部２０５は存在しなくてもよく、認識処理部１０６における認識処理は行わなくてもよい。

次に、図５のステップＳ３０８において、認識処理部１０６は、画像データや音響データとして鍵の照合データを取得した場合に、画像認識や音響認識によって鍵の照合データを抽出し、認識用データを取得する（図３のステップＳ１０５）。そして、ステップＳ３０９において、セッション鍵を取得し（図３のステップＳ１０６）、鍵保存部１０３にセッション鍵を保存する。そして、ステップＳ３１０において、鍵保存部１０３は、暗号化・復号処理部１０８へセッション鍵を通知する（図３のステップＳ１０７）。

次に、図５のステップＳ３１１において、暗号化・復号処理部１０８及び暗号化・復号処理部２０７は、鍵取得機器１００と鍵提供機器２００とにおいて共有されたセッション鍵を利用して、暗号化・復号を行う（図３のステップＳ１０８及び図４のステップＳ２０７）。

図６〜８は、セッション鍵の鍵データを共有する前に、まず鍵提供機器２００の公開鍵を共有するシーケンスであり、認識用データ発信部２０６と認識用データ受信部２０５の間で十分なデータ転送容量や通信帯域が確保できない場合に採用される。

まず、図８のステップＳ６０１〜Ｓ６０３（図６のステップＳ４０１〜Ｓ４０３、図７のステップＳ５０１〜Ｓ５０２）は、図５のステップＳ３０１、Ｓ３０３、Ｓ３０４と同様であるので、ここでは説明を省略する。

次に、図８のステップＳ６０４において、鍵提供機器２００の鍵送信方法決定部２０２は、鍵保存部２０３へ公開鍵の送信を要求し、ステップＳ６０５において、通信部１０１、１０２を介して、鍵提供機器２００鍵保存部２０３から鍵取得機器１００の鍵保存部１０３へ公開鍵が送信される（図６のステップＳ４０４及び図７のステップＳ５０３）。そして、ステップＳ６０６において、鍵保存部１０３は公開鍵の照合データの生成・保存を行い、データ照合部１０７へ送信する（図６のステップＳ４０５）。

次に、図８のステップＳ６０７において、鍵保存部２０３は、公開鍵の照合データを生成し、認識用データ変換部２０５は、鍵取得機器１００が認識可能なデータ（例えば、デジタル文字コード）へ変換し、図８のステップＳ６０８において、液晶ディスプレイに表示する（図７のステップＳ５０５）。

次に、図８のステップＳ６０９において、認識用データ発信部２０６は、公開鍵の照合データを認識用データ受信部１０５へ発信する（図６のステップＳ４０６及び図７のステップＳ５０６）。このとき、認識用データ受信部１０５は、カメラ機能によって、液晶ディスプレイに表示されたデジタル文字コードを撮影することにより、認識可能なデータを取得してもよい。認識用データ発信部２０６が液晶ディスプレイの場合にはこのような手順をとるが、認識用データ発信部２０６が赤外線通信機能のように鍵取得機器において認識処理が不要の場合には、認識用データ変換部２０５は存在しなくてもよく、認識処理部１０６における認識処理は行わなくてもよい。

次に、図８のステップＳ６１０において、認識処理部１０６は、画像データや音響データとして公開鍵の照合データを取得した場合に、画像認識や音響認識によって公開鍵の照合データを抽出し、認識用データを取得する（図６のステップＳ４０７）。

次に、図８のステップＳ６１１において、データ照合部１０７は、認識処理部１０６から取得した鍵の照合データと、照合データ生成部１０４あるいは照合データ生成部２０４から取得した鍵の照合データを比較することにより、鍵取得機器１００に保存された鍵と鍵提供機器２００に保存された鍵が一致するか否かの検証を行う（図６のステップＳ４０８）。これは、取得した公開鍵は悪意のある第三者によってすり換えられている可能性があるためである。

正しい公開鍵であることが確認されると、図８のステップＳ６１２において、データ照合部１０７は、鍵保存部１０３へセッション鍵の生成要求を送信し（図６のステップＳ４０９）、鍵保存部１０３は、データ照合部１０７へセッション鍵を送信する。そして、ステップＳ６１４において、データ照合部１０７は、暗号化・復号処理部１０８によって、セッション鍵を鍵提供機器２００の公開鍵で暗号化して、鍵提供機器２００に送信する（図６のステップＳ４１０及び図７のステップＳ５０７）。

次に、図８のステップＳ６１６において、鍵保存部１０３は、暗号化・復号処理部１０８へセッション鍵を通知する。そして、ステップＳ６１７において、暗号化・復号処理部１０８及び暗号化・復号処理部２０７は、鍵取得機器１００と鍵提供機器２００とにおいて共有されたセッション鍵を利用して、暗号化・復号を行う（図６のステップＳ４１１及び図７のステップＳ５０８）。

（作用及び効果）
本実施形態に係る、鍵取得機器１００、鍵提供機器２００、鍵交換システム、鍵交換方法によると、鍵提供機器と鍵取得機器の間の鍵交換手順に人間が介在せず、完全に自動化することができるため、人間の誤認を利用した攻撃を防止し、利用における利便性を向上させられる。このように、盗聴や改ざんが可能な通信路を利用して通信を行うデバイス同士が、セッション鍵を安全に共有して、暗号化されたセッションを構築するための鍵交換プロトコルにおいて、ユーザによる認識を必要としなくすることができる。

又、鍵提供機器２００が、セッション鍵の照合データを、鍵取得機器が認識可能なデータに変換する認識用データ変換部２０５を備え、鍵取得機器１００が、セッション鍵の照合データを抽出する認識処理部１０６を備えることにより、鍵取得機器１００と鍵提供機器２００の間でセッション鍵の送信に利用可能な通信機能が通信部以外に存在しない場合に、液晶ディスプレイとカメラの組み合わせや、スピーカとマイクの組み合わせなどを利用して、画像・映像・音響などの手段でセッション鍵を共有することができる。このため、多様な機器に対して、鍵交換を自動化することが可能となる。

又、鍵取得機器１００及び鍵提供機器２００が、鍵取得機器と鍵提供機器において共有するセッション鍵を照合する照合データを生成する照合データ生成部１０４、２０４を備えることにより、セッション鍵を送信するために十分な伝送データの容量を確保できない場合に、まず公開鍵を共有し、その公開鍵を用いて暗号化してセッション鍵を共有することにより、さらに多様な機器に対して、鍵交換を自動化することが可能となる。

又、鍵提供機器２００が、鍵交換の方法を決定する鍵送信方法決定部２０２を備え、鍵取得機器１００が、鍵交換の方法を決定する鍵送信方法保存部１０２を備えることにより、鍵取得機器と鍵提供機器との間で鍵の照合データの送信方法を決定する手順を含めることにより、多様な入出力の機能を持つことが想定される小型デバイスなど、多様な機器との鍵交換において複数の鍵交換の方式を利用する過程を自動化することができる。

又、鍵提供機器２００が、認証処理の開始を許可する認証開始許可部２０９を備えることにより、不正に鍵の照合を要求するアクセスを排除し、DoS攻撃を防止することができる。

本実施形態に係る鍵取得機器の構成ブロック図である。 本実施形態に係る鍵提供機器の構成ブロック図である。 本実施形態に係る鍵取得方法を示すフローチャートである（その１）。 本実施形態に係る鍵提供方法を示すフローチャートである（その１）。 本実施形態に係る鍵交換方法を示すシーケンス図である（その１）。 本実施形態に係る鍵取得方法を示すフローチャートである（その２）。 本実施形態に係る鍵提供方法を示すフローチャートである（その２）。 本実施形態に係る鍵交換方法を示すシーケンス図である（その２）。

符号の説明

１００…鍵取得機器
１０１…通信部
１０２…鍵送信方法保存部
１０３…鍵保存部
１０４…照合データ生成部
１０５…認識用データ受信部
１０６…認識処理部
１０７…データ照合部
１０８…暗号化・復号処理部
１０９…送受信データ保存部
２００…鍵提供機器
２０１…通信部
２０２…鍵送信方法決定部
２０３…鍵保存部
２０４…照合データ生成部
２０５…認識用データ受信部
２０５…認識用データ変換部
２０６…認識用データ発信部
２０７…暗号化・復号処理部
２０８…送受信データ保存部
２０９…認証開始許可部

Claims (11)

1. 鍵提供機器とセッション鍵を交換して、当該鍵提供機器と暗号通信を行う鍵取得機器であって、
   前記鍵提供機器と暗号通信を行う通信部と、
   前記暗号通信に関わるセッション鍵を保存する鍵保存部と、
   前記鍵提供機器から発信された、前記セッション鍵の照合データを受信する認識用データ受信部と、
   前記セッション鍵の照合データに基づいて、前記鍵保存部に保存されたセッション鍵と前記鍵提供機器に保存されたセッション鍵とが一致するか否かの検証を行うデータ照合部と
   を備えることを特徴とする鍵取得機器。
2. 前記鍵提供機器によって、前記セッション鍵の照合データが、鍵取得機器が認識可能なデータに変換されている場合、前記セッション鍵の照合データを抽出する認識処理部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の鍵取得機器。
3. 前記鍵取得機器と前記鍵提供機器において共有するセッション鍵を照合する照合データを生成する照合データ生成部を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の鍵取得機器。
4. 鍵交換の方法を保存する鍵送信方法保持部を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鍵取得機器。
5. 鍵取得機器とセッション鍵を交換して、当該鍵取得機器と暗号通信を行う鍵提供機器であって、
   前記鍵取得機器と暗号通信を行う通信部と、
   前記暗号通信に関わるセッション鍵を保存する鍵保存部と、
   前記鍵取得機器へ、前記セッション鍵の照合データを発信する認識用データ発信部とを備え、
   前記鍵取得機器が、前記セッション鍵の照合データに基づいて、前記鍵保存部に保存されたセッション鍵と前記鍵提供機器に保存されたセッション鍵とが一致するか否かの検証を行った後に、前記鍵取得機器と暗号通信を行うことを特徴とする鍵提供機器。
6. 前記セッション鍵の照合データを、鍵取得機器が認識可能なデータに変換する認識用データ変換部を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の鍵提供機器。
7. 前記鍵取得機器と前記鍵提供機器において共有するセッション鍵を照合する照合データを生成する照合データ生成部を更に備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の鍵提供機器。
8. 鍵交換の方法を決定する鍵送信方法決定部を更に備えることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の鍵提供機器。
9. 認証処理の開始を許可する認証開始許可部を更に備えることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の鍵提供機器。
10. 鍵提供機器と、当該鍵提供機器とセッション鍵を交換して、暗号通信を行う鍵取得機器とを備える鍵交換システムであって、
    前記鍵取得機器は、
    前記鍵提供機器と暗号通信を行う通信部と、
    前記暗号通信に関わるセッション鍵を保存する鍵保存部と、
    前記鍵提供機器から発信された、前記セッション鍵の照合データを受信する認識用データ受信部と、
    前記セッション鍵の照合データに基づいて、前記鍵保存部に保存されたセッション鍵と前記鍵提供機器に保存されたセッション鍵とが一致するか否かの検証を行うデータ照合部とを備え、
    前記鍵提供機器は、
    前記鍵取得機器と暗号通信を行う通信部と、
    前記暗号通信に関わるセッション鍵を保存する鍵保存部と、
    前記鍵取得機器へ、前記セッション鍵の照合データを発信する認識用データ発信部とを備え、
    前記鍵取得機器が、前記セッション鍵の照合データに基づいて、前記鍵保存部に保存されたセッション鍵と前記鍵提供機器に保存されたセッション鍵とが一致するか否かの検証を行った後に、前記鍵取得機器と暗号通信を行うことを特徴とする鍵交換システム。
11. 鍵提供機器と鍵取得機器間でセッション鍵を交換して、暗号通信を行う鍵交換方法であって、
    前記鍵提供機器及び前記鍵取得機器において、前記暗号通信に関わるセッション鍵を保存するステップと、
    前記鍵提供機器から前記鍵取得機器へ、前記セッション鍵の照合データを発信するステップと、
    前記鍵取得機器において、前記セッション鍵の照合データに基づいて、前記鍵保存部に保存されたセッション鍵と前記鍵提供機器に保存されたセッション鍵とが一致するか否かの検証を行うステップと、
    前記検証を行うステップにおいて一致した場合、前記鍵提供機器と前記鍵取得機器間で暗号通信を行うステップと
    を含むことを特徴とする鍵交換方法。
    
    

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