JP2007535193A - ピアツーピア電話システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

複数のエンドユーザ（２０、３０）および１つの通信構造（８０）を備え、その通信構造を経由して、通信の目的のために１人以上のエンドユーザ（２０、３０）を組み合わせることのできるピアツーピア電話システム（１０）が提供され、（ａ）上記１人以上のエンドユーザ（２０、３０）を接続する上記ピアツーピア電話システムの中での通信経路のスイッチングに関して、上記通信構造（８０）が実質的に分散していて；（ｂ）上記１人以上のエンドユーザ（２０、３０）が、上記構造（８０）へのアクセスを獲得するために１以上の承認証明書、すなわち、ユーザ識別証明書（ＵＩＣ）の交換に基づいて、上記構造（８０）を通る上記エンドユーザ自身の通信経路を確立するように運用でき；（ｃ）上記構造（８０）が、上記１人以上のエンドユーザ（２０、３０）に対して上記１以上の証明書を発行する管理装置（１００）を含む。

Description

本発明は通信システムに関し、例えば、ピアツーピアの原理により動作する分散通信システムだけでなく、電話システムに関する。さらに、本発明は、そのような電話システムおよび通信システムの動作方法に関する。

現在設けられている従来の通信システム、例えば「公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）」、携帯電話、およびＩＰ電話（ＶｏＩＰ）は、本来実質的に集中システムである。それらは、中継線、ローカルメトロリング、および同様な分散構造により、ユーザに連結された中央電話交換機をしばしば用いている。さらに最近では、ソフトウェア動作によるエンドユーザ装置が、そのような従来の電話システム、例えば、卓上電話、携帯電話、およびＶｏＩＰ装置を接続するために、入手できる。しかし、電話機のサービスプロバイダより提供されるほとんどどの機能を実行するために、エンドユーザ装置は、それらのうちの１以上の所望の機能を実行する中央電話交換機および／または部門電話交換機との通信を強いられる。多くの場合、そのような現在の電話システムの２つのエンドユーザ電話は、２つのエンドユーザ電話を共に連結するシステムの中央電話交換機なしには、互いに直接通信できない。例えば、携帯電話を使用して通話する２者は、１以上の基地局経由で、無線により通信する２つの電話により手助けされ、その２者および各々の携帯電話が同じ建物内に存在する時でさえ、そのような基地局通信が必要とされる。もう１つの例では、ＶｏＩＰソフトウェアを使用して公衆インターネット越しに通話する２者が、中央サーバ経由で通信するそれらのソフトウェアアプリケーションにより手助けされ、たとえ２者の間で直接に通信が確立できても、そのようなサーバが必要になる。

集中電話システムの使用により、中央電話交換機に著しい要求を突きつける。そのような中央電話交換機は、３００ＴＨｚのオーダーの光キャリア周波数で、５０ＧＨｚの波長帯域の周波数間隔で、最高１２０本の光チャネルに分散した高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）を使用した広帯域光接続にますます依存する。そのような中央電話交換機は、極端に高価で、時折の故障に対して影響を受けやすい複雑な装置になり、そのような故障は、顧客に起因する保証金に相当する可能性のある中央交換機を通る通信トラフィックの損失に繋がる。さらにそのような中央電話交換機の運用費用は、エンドユーザの数に比例して増大する。

本発明の発明者は、そのような集中化アプローチが多くの場合に最適であることは当然であると考えたが、他の代わりの電話システム構造の配置から効果が生じることも当然と考えた。

そのような代わりの構造の採用から生じる問題を解決するよう努力するために、発明者は本発明を発明した。

本発明の第１の目的は、実質的に分散した電話ネットワークシステムを提供することである。

本発明の第２の目的は、加入者認証、ネットワークへのアクセス、および課金が、より堅牢であり、より信頼できる方法で実行できるそのような分散電話システムを提供することである。

本発明の第３の目的は、システムのエンドユーザと接続を確立する責任のある転送により、電話システム内での通信トラフィックの集中を緩和するように運用できる分散電話システムを提供することである。

本発明の第１の形態では、複数のエンドユーザおよび１つの通信構造を備え、その通信構造を経由して、通信の目的のために１人以上のエンドユーザを組み合わせることのできるピアツーピア電話システムが提供され、
（ａ）上記１人以上のエンドユーザを接続する上記ピアツーピア電話システムの中での通信経路のスイッチングに関して、上記通信構造が実質的に分散していて；
（ｂ）上記１人以上のエンドユーザが、上記構造へのアクセスを獲得するために１以上の承認証明書の検証に基づいて、上記構造を通る上記エンドユーザ自身の通信経路を確立するように運用でき；
（ｃ）上記構造が、上記１人以上のエンドユーザに対して上記１以上の証明書を発行する管理手段を含む
ことを特徴とする。

本発明は、本発明の少なくとも１つの上記目的を解決するよう努力できるので有利である。

本発明は、あまり集中してない構造に関連する問題を解決するよう努力でき、主に、制御およびユーザ認証の問題、例えば本発明が導く課金／請求書作成の目的に関する。

好ましくは、このシステムでは、管理手段が、通信構造へアクセスするための少なくとも１つのエンドユーザの署名およびエンドユーザの支払いを管理するように運用できる。

より好ましくは、例えば、承認されていないただのおよび／または不正なシステムの使用を避けようとするために、１組以上の秘密鍵と公開鍵の組を生成するための管理手段が運用可能であり、上記管理手段は、上記１以上の秘密鍵を秘密のままにし、上記１以上の対応する公開鍵を証明書認証の目的のためにシステム内で分配する。さらにシステムの中でより好ましくは、リベスト−シャミール−アデルマン（ＲＳＡ）方式を使用した公開鍵の組を生成するために管理手段が運用できる。

好ましくは、システム内のネットワークの堅牢性を増加させる目的のために、この構造は、エンドユーザが相互に接続できるピアツーピア通信ネットワークを含む。より好ましくは、ピアツーピアネットワークは、インタフェースノードおよび記憶ノードの組合せにより実現され、上記記憶ノードは、データベースにアクセスする目的のため、１以上のスロットの中に構成される。有益なのは、この構造が、独自仕様のグローバルインデックスピアツーピアネットワーク技術により実現されることである。

好ましくは、このシステムでは、管理手段が以下のうち１以上を実行するよう構成される。
（ａ）エンドユーザアカウントデータベースの提供；
（ｂ）通信構造の時間基準の同期の提供；
（ｃ）システムのグローバルに設定可能な設定の提供；
（ｄ）上記構造のブート中のピアの発見の提供；
（ｅ）新規エンドユーザ登録の取り扱い；
（ｆ）これらから成る所望の運用モードを制御する構造の運用の監視。

好ましくは、このシステムでは、複数のエンドユーザが相互の通信を開始する前に、相互に認証証明書を交換するよう運用でき、それにより上記証明書のうち少なくとも１つが本物であると同定される。

好ましくは、例えば、実際面で本システムの採用を支援するために、エンドユーザによるシステムの無料試用をサポートするよう配置され、そのような無料試用は、承認を繰り返し発行することにより、管理手段の管理下におかれている。

好ましくは、管理手段は、１人以上のエンドユーザにより行使されるシステムの使用に実質的に関係なく定額で、１人以上のエンドユーザに代金請求するよう運用できる。

好ましくは、既存の装置を用いたこのシステムの使用を促進するために、本システムは、ＰＯＴＳおよび／またはＰＳＴＮと同時に運用するよう構成できる配置である。ＰＯＴＳおよびＰＳＴＮは、各々従来のアナログ電話サービスおよび公衆交換電話網に対応する。

好ましくは、管理手段は、１以上の中央コンピュータサーバにより実現される。そのような実現は、システムが公衆インターネットと併せて構成される時に特に有用である。代わりに、管理手段は、一方で、実質的に集中していない方法で実現される余地がある。

好ましくは、管理手段は、エンドユーザによるシステムへの不正なアクセスを検出するために、エンドユーザ登録およびシステムの使用データのヒューリスティックな不正検出解析を利用して運用できる。

本発明の第２の形態では、複数のエンドユーザおよび１つの通信構造を備え、その通信構造を経由して、通信の目的のために１人以上のエンドユーザを組み合わせることのできるピアツーピア電話システムを運用する方法が提供され、
（ａ）上記１人以上のエンドユーザを接続する上記ピアツーピア電話システムの中での通信経路のスイッチングに関して、実質的に分散している上記通信構造を配置するステップ；
（ｂ）上記構造へのアクセスを獲得するために１以上の認証証明書の検証に基づいて、上記構造を通る上記エンドユーザ自身の通信経路を確立するように運用できる上記１人以上のエンドユーザを配置するステップ；
（ｃ）上記１人以上のエンドユーザに対して上記１以上の証明書を発行する管理手段を含む上記構造を配置するステップ
を含む方法を特徴とする。

本システムを利用することにより、本発明の目的の少なくとも１つを解決するよう努力できるので、本方法は有利である。

好ましくは、この方法では、管理手段が、通信構造へアクセスするための少なくとも１つのエンドユーザの署名およびエンドユーザの支払いを管理するように運用できる。

好ましくは、この方法では、管理手段が、１組以上の秘密鍵と公開鍵の組を生成するように運用できて、上記管理手段は、証明書認証の目的のため、上記１以上の秘密鍵を秘密に保ち、システム内で、上記１以上の対応する公開鍵を分配するように運用できる。

好ましくは、この方法では、リベスト−シャミール−アデルマン（ＲＳＡ）方式を使用して秘密鍵と公開鍵の組を生成するために、管理手段が運用できる。しかし、秘密鍵と公開鍵を生成する他のアプローチもこの方法で使用する余地がある。

好ましくは、この方法では、上記構造が、エンドユーザが相互に接続できるピアツーピア通信ネットワークを含む。さらに好ましくは、ピアツーピアネットワークが、インタフェースノードおよび記憶ノードの組合せにより実現され、上記記憶ノードは、データベースへアクセスする目的のため、１以上のスロットの中に構成される。

好ましくは、この方法では、管理手段が以下のうち１以上を実行するように配置される。
（ａ）エンドユーザアカウントデータベースの提供；
（ｂ）通信構造の時間基準の同期の提供；
（ｃ）システムのグローバルに設定可能な設定の提供；
（ｄ）上記構造のブート中のピアの発見の提供；
（ｅ）新規エンドユーザ登録の取り扱い；
（ｆ）これらから成る所望の運用モードを制御する構造の運用の監視。

好ましくは、この方法では、複数のエンドユーザが相互の通信を開始する前に、相互に認証証明書を交換するよう運用でき、それにより上記証明書のうち少なくとも１つが本物であると同定される。

好ましくは、本システムの採用を促進するために、エンドユーザによるシステムの無料試用をサポートするよう配置され、そのような無料試用は、承認を繰り返し発行することにより、管理手段の管理下におかれている。

好ましくは、この方法では、管理手段は、１人以上のエンドユーザにより行使されるシステムの使用に実質的に関係なく定額で、１人以上のエンドユーザに代金請求するよう運用できる。

好ましくは、既存の電話基幹施設が存在するこのシステムの使用を促進するために、本システムが、ＰＯＴＳおよび／またはＰＳＴＮと同時に運用するよう構成できる配置であるように、本方法が実現される。ＰＯＴＳおよびＰＳＴＮは、各々従来のアナログ電話サービスおよび公衆交換電話網に対応する。

好ましくは、この方法では、管理手段は、１以上の中央コンピュータサーバにより実現される。

好ましくは、この方法を実現する時のシステムの不正使用を避けるために、管理手段は、エンドユーザによるシステムへの不正なアクセスを検出するために、エンドユーザ登録およびシステムの使用データのヒューリスティックな不正検出解析を利用して運用できる。

本発明の第３の形態では、本発明の第１の形態にかかる電話システムの少なくとも一部を実現するように運用できるソフトウェアが提供される。

本発明の第４の形態では、本発明の第２の形態にかかる方法の少なくとも一部を実行するように運用できるソフトウェアが提供される。

本発明の特徴が、本発明の範囲から離れずに任意の組合せに組み合わせられる余地があるのは当然である。

以下、２つの例として添付の図を参照して発明の実施の形態を説明する。

本発明にかかる電話システムは、ピアツーピア通信ネットワークにより接続されたエンドユーザの空間的に分散した配置を含む実質的に分散した構造である。この構造は、通信ネットワークの使用に関する加入者の署名および支払いなどのある特定のネットワーク管理機能を実行する１以上の管理ノードを除き、任意の形の中央電話交換機を実質的に欠いている。分散した構造では、最もありきたりの機能、例えば、電話をかける機能は、互いに実質的に直接通信するか、公衆インターネット上の光メトロリングまたは分散リレーノードなどのローカル電話交換機のある形を経由して、運用できるエンドユーザ装置により完全に取り扱われる。

本発明にかかるシステム、すなわち、図１の１０により一般的に示されるシステムでは、システムの第２のエンドユーザ（ＳＥＵ）３０にメッセージを送ることを所望するシステム１０の第１のエンドユーザ（ＦＥＵ）２０は、以下のような通信方法を採用する。
（ａ）第１のエンドユーザ２０は第２のエンドユーザ３０の場所を見つけ、その場所の探索は、ピアツーピア技術により実行され、例えば、後で説明する「グローバルインデックス」（ＧＩ）独自仕様のピアツーピア技術の使用、または、ノード検索機能を提供するために配置された最新の「分散ハッシュテーブル」技術の使用；
（ｂ）第１エンドユーザ２０による、第２のエンドユーザのアドレスと、第１のエンドユーザ２０から第２のエンドユーザ３０へ接続するために使用される１以上の通信経路５０、６０の詳細とに関する情報の受信；および
（ｃ）次に、第１のエンドユーザが、第２のエンドユーザ３０へ１以上の通信経路５０、６０を確立する手順。

ＧＩピアツーピア技術では、分散通信ネットワーク経由で、相互接続された参加ノードのネットワークが提供される。参加ノードは、インタフェースノードまたは記憶ノードのどちらかであるように割り当てられる。好ましくは、記憶ノードの数は、例えばインタフェースノードが記憶ノードよりも１００多いというように、インタフェースノードの数よりも著しく少ないように配置される。さらに、記憶ノードはデータレコードを格納する責任があるけれども、インタフェースノードは、クエリーを処理し、そのクエリーに応答して記憶ノードからデータレコードを送信するために記憶ノードに要求を送信する責任がある。さらに、インタフェースノードは、格納するデータレコードを受信し、記憶ノードの１以上の適切なグループを決定して、記憶ノードの中の記憶装置用のデータレコードを受信する責任がある。記憶ノードは、スロットとして知られるグループに配置され、そのスロットの中では、与えられた記憶ノードの特定のスロットとの関連は、記憶ノードの各々に保持されたアドレスデータに依存する。ＧＩ技術は、本特許出願とほぼ同時期の特許出願に記載され、ここでのＧＩ技術特許出願の内容は、本発明の電話システムを説明する目的で参照により組み入れられている。

システム１０では、加入者の認証、アクセス制御、および課金に著しい要求がある。システム１０の１以上のエンドユーザがそのような機能に対して支払いをするか、そのような機能へのアクセスを承認された時のみ、システム１０の主なシステムの機能を使用できる。最新の従来の電話システムでは、システムの１以上の主な機能へのエンドユーザによるアクセスは、集中制御で、システムの中央電話局により検査される。対照的に、システム１０では、公開鍵暗号法を使用してエンドユーザの装置によりアクセスが検査される。そのような暗号法では、加入者とも呼ばれる各エンドユーザは、エンドユーザの装置により作成された暗号法の鍵の組と関係づけられる。加入者の署名または支払いに際して、システム１０の中央電話局が加入者にデジタル証明書を発行し、そのような証明書はユーザ識別証明書（ＵＩＣ）とも呼ばれ、それにより中央電話局が、この鍵の組の所有者が承認された加入者であることを証明する。

上記の方法のステップ（ｃ）で、第１のエンドユーザ２０が他の加入者装置と通信する時、第１のエンドユーザ２０は、加入者である証明として、証明書、つまり上記のＵＩＣを提供する。システム１０では、エンドユーザ装置が、そのような加入者である証明のない相互通信を拒否するように配置されている。さらに公開鍵暗号法を使用して、システム１０のエンドユーザ装置が、証明書（ＵＩＣ）を発行する責任のあるシステム１０の上記中央電話局と通信する必要なしに、互いの証明書（ＵＩＣ）を検証するように運用できるよう配置されている。このように、システム１０は、エンドユーザ２０、３０間の通信経路を確立する時に、システム１０の中央電話局と通信する必要のないエンドユーザ２０、３０により、分散して機能する。

システムの装置、例えば第１のエンドユーザ２０の加入が、受信者、例えば第２のエンドユーザ３０の場所を見つけると、それに続いて相互に通信する必要がある。そのような通信は、好ましくは直接経路により、例えば図１に示された経路６０に沿っている。しかし、例えば空間分布および／または地形のために、そのような直接経路が常に技術的に実現可能であるわけではない。例えば、第１のエンドユーザ２０から第２のエンドユーザ３０まで、公衆インターネットを経由した通信が望まれる時、第２のエンドユーザ３０が、システム１０のローカルネットワークの外側からアクセス不可能なプライベートアドレスを持つと、そのような通信は実現不可能である。直接通信が実現不可能な場合には、システム１０は、ピアツーピア構造８０の１以上のピアノードを経由する通信をルーティングして、第１のエンドユーザ２０と第２のエンドユーザ３０とが相互に通信するのを支援する。これらの１以上のピアノードは、好ましくは加入者装置により実現され、それらの加入者装置は、第１のエンドユーザ２０および第２のエンドユーザ３０の間の通話に関わる第１のエンドユーザ２０および第２のエンドユーザ３０に必ずしも属す必要はない。したがって、例えば直接接続が実現不可能なシナリオでは、加入者は直接アクセス可能なもう１つの装置と通信し、このもう１つの装置が最後の受信装置と直接通信する。

次に、システム１０のアーキテクチャ形態をさらに詳細に説明する。ピアツーピア構造８０は、図２に示されているように２つの区分に再分割、つまり、一方に中央サーバ（ＣＳ）１００、もう一方にピアツーピアネットワーク（Ｐ２ＰＮ）１１０に再分割される。

中央サーバ１００は、好ましくは、構造８０の所有者により運営される。これらのサーバ１００は、以下のタスクのうちの１以上を実行するように配置される。
（ｉ）エンドユーザの課金の詳細を記録するエンドユーザアカウントデータベースの提供；
（ii）構造８０用の同期時間基準の提供；
（iii）システム１０用のグローバルに設定可能な設定の提供；
（iv）構造８０のブート中のピア発見の提供および新エンドユーザ登録の取り扱い；
（ｖ）システム１０の所有者のみに知られている秘密暗号法鍵を使用した、システム１０に関する重要な情報への電子的署名、例えば、上に説明したようなエンドユーザの同定、例えば、上記のユーザ識別証明書（ＵＩＣ）への署名；
（vi）１以上の所有者の基幹施設、賃貸基幹施設、およびアウトソーシングした基幹施設による追加サービスの提供；
（vii）中央サーバ１００およびネットワーク１１０の所望の動作モードを保証する運用の監視。

上記の（vi）で参照される追加サービスは以下のうち１以上に関連する。
（１）「公衆交換電話網」（ＰＳＴＮ）および／または「従来のアナログ電話回線サービス」（ＰＯＴＳ）から“Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ”（ＶｏＩＰ）への接続性、トラフィックの終了、およびこれらの反対の組み合わせ、例えばＰＯＴＳから独自仕様のシステムへの接続性、トラフィックの終了；
（２）「インスタントメッセージ」（ＩＭ）から「ショートメッセージサービス」（ＳＭＳ）への接続性の取り扱い；および
（３）中央サーバ１００内に含まれるバックエンドサーバと組み合わせることができるエンドユーザ会議、ボイスメール、および同様な働きの取り扱い。

ピアツーピアネットワーク１１０は、好ましくは、システム１０の所有者に提供されるソフトウェアをエンドユーザコンピュータ装置上で実行するように配置されたエンドユーザコンピュータ装置を含む。ネットワーク１１０も、好ましくは、システム１０の所有者によりカスタマイズされた上記ＧＩプロトコルのバージョンに基づく。ネットワーク１１０は、以下のうち１以上を好ましくは含む機能を実行するように運用できる。
（ａ）エンドユーザ仲間リストの管理；
（ｂ）エンドユーザの嗜好、例えば仲間のオンライン／オフライン通知の取り扱い；
（ｃ）ノード識別（ＩＤ）、ユーザ名、エンドユーザプロファイルデータのうちの１以上によるエンドユーザ同定の提供；
（ｄ）基本的統計、例えば、システム１０内で現在アクティブに通信しているエンドユーザの数の維持；
（ｅ）ネットワーク１１０を通る通信をサポートする臨時のプロキシとして機能するネットワーク１１０内のランダムピアノード経由で、ファイアウォールおよび／または“Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ”（ＮＡＴ）の横断の維持。

ピアツーピアネットワーク１１０に関する上記（ｃ）において、ユーザ名が、システム１０内で「電話番号」として効果的に使用できる。さらに、エンドユーザプロファイルデータは、エンドユーザから提供されると、データレコードに関連し、そのようなデータレコードは、実際の名前（例えば、ロジャースミス、アニーハンセン）、空間位置（例えば、ワシントン、ＵＳＡ；コペンハーゲン、デンマーク）、生年月日、および電子メールアドレスのうちの１以上を含む。

発明者は、システム１０の運用が、例えば、システム内での公開鍵暗号の使用により提供されるセキュリティに依存することを当然であると考えた。システム１０を工夫すると、ピアツーピアＩＭ／ＶｏＩＰシステムが、本質的に１以上の中央サーバに依存するＰＯＴＳまたは任意の比較できる電話システムよりもセキュアでないことをさらに当然と思っていて、上記のように、ＩＭ、ＶｏＩＰ、およびＰＯＴＳは、各々「インスタントメッセージ」、“Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ”、および「従来のアナログ電話回線サービス」を参照する。システム１０では、発明者は、システム１０の中で最も基本的なセキュリティ要求を満たす最新のリベスト−シャミール−アデルマン（ＲＳＡ）公開鍵暗号および関連する電子署名を使用するために配置した。しかし、公開鍵暗号の他のタイプはシステム１０に使用される余地があることは当然である。

エンドユーザ、例えば中央サーバ１００における登録を求めているエンドユーザ２０、３０の１つに関し、エンドユーザは、ＲＳＡ暗号鍵、つまり、秘密鍵から公開鍵が導けず、その逆も不可能な最新の秘密鍵および公開鍵の組を生成し続ける。エンドユーザの公開鍵は、エンドユーザに提供されたユーザ識別証明書（ＵＩＣ）に現れるけれども、秘密鍵はエンドユーザの施設にローカルに格納される。

通信を開始する前の第１のエンドユーザ２０から第２のエンドユーザ３０への通話設定の間と、同様にインスタントメッセージ（ＩＭ）の送信中に、両エンドユーザは、他に対して適切であるとしてシステム１０が受け付けるように設定されているユーザ識別証明書（ＵＩＣ）、または臨時識別番号（ＴＩＮ）を示し、エンドユーザがユーザ名を持っていると、ＵＩＣを示す。ＵＩＣが、エンドユーザ２０、３０のうち第１のエンドユーザから第２のエンドユーザに示されると、第２のエンドユーザは、第１のエンドユーザにより提供された署名を検証し、そのような検証は中央サーバへの接続を要求しない。さらに第２のエンドユーザは、第１のユーザの公開鍵に関するチャレンジデータパケットを発行することにより、第１のエンドユーザが対応する秘密鍵を持つことを検証し、第１のエンドユーザがそれを復号できることを検査する。そのような働きの完了後、第１のエンドユーザは、第１のエンドユーザが、保持すると要求したユーザ名を合法的に持つと支障なく信じる位置にある。

システム１０の中で通話する時、限られた使用期間の許可が保証されないと、通話により支払いが請求されるので、追加の検査が必要になる。システム１０では、セキュアな方法で、通話時間および通話回数を監視するのが難しく、この点で、発明者は、システム１０内の課金／請求書作成に基づいて、時間ベースの加入権を使用する効果があることは当然であると考える。したがって、そのような時間ベースの加入権を実現するために、ユーザ識別証明書（ＵＩＣ）の特典が検査され、上記の例のエンドユーザ２０、３０のいずれも期限のない加入権の特典をもつユーザ識別証明書（ＵＩＣ）を持たないと、試用通話でない通話はピアツーピアネットワーク１１０を通っては通信できない。言い換えると、１以上のエンドユーザ２０、３０が有効な加入権または試用権をもつと、通話がピアツーピアネットワーク経由で伝播する。

加入権が期限切れにならないように、システム１０のエンドユーザは、例えば次の月／年の料金を支払うことにより、ユーザ識別証明書（ＵＩＣ）を定期的に更新することを強要し、他の支払期間が可能であるか、または支払い以外の他の基準に基づいてＵＩＣが延長可能であることは当然である。更新支払いの受け取りに際して、中央サーバ１００は、エンドユーザの前の名前に応答して、新しいＵＩＣを発行するよう運用でき、新しいＵＩＣは新しい加入者特典期限の詳細に関連する。クレジット／デビットカードの課金／請求書作成が、システム１０の１以上のエンドユーザにより承認された時、課金／請求書作成は、関連するエンドユーザの介入の必要なく、中央サーバ１００により自動的に実行される余地がある。

したがって、システム１０では、通話の好ましい支払い方法は、システム１０で無制限に通話する権利をユーザに与える月々の定額加入または年間定額加入である。そのような通話をする時、中央電話交換機の資源は実質的に利用されないので、通話はシステム１０の所有者に運用費用を被らせないために、仕事の観点から、そのような課金／請求書作成の配置はシステム１０に受け入れられる。対照的に、ＰＯＴＳ／ＰＳＴＮからの通話は実際の分あたりの運用コストを被り、それ故、システム１０の発明にかかる通話から別々および区別して適切に課金される。

ピアツーピア構造が上記のＧＩプロトコルにより実現されると、図１に示されていない他のエンドユーザを含む図１のエンドユーザ２０、３０、中央サーバ１００、およびピアツーピアネットワーク１１０は、有効に参加するノードである。そのような構成では、各エンドユーザは、その存在を、ＧＩ記憶ノードに、その識別に関する情報、またはシステム１０が臨時識別番号を受け付ける構成である時は、臨時識別番号（ＴＩＮ）を定期的に送信することにより、通知する。１人以上のエンドユーザが、例えば電話帳問い合わせと類似のＧＩクエリーを作成する時、記憶ノードは、そのようなクエリーに応答するデータパケットとしてそのような格納されたユーザ識別証明書（ＵＩＣ）または臨時識別番号（ＴＩＮ）の送信に応答する。

ＵＩＣの場合、ＧＩ記憶ノードにより送り出された対応するデータパケットはエンドユーザに受信され、エンドユーザはエンドユーザの秘密鍵を持つデータパケットを承認し、それにより、１以上のクエリーを出したエンドユーザが、対応する公開鍵を使用して、例えば問い合わせに応答して、データパケットを受信した脅威の認証を検証できる。誰もユーザ識別証明書（ＵＩＣ）のエンドユーザの要覧のエントリを偽造できないことを実質的に保証するので、そのような配置は有利である。そのようなアプローチの論理的根拠は、必要ならば、１以上の記憶ノードおよびもう１つの参加ノードに、参加ノードのＵＩＣに対応する秘密鍵の署名付きのデータパケットを送信するように、例えば参加ノードがその存在を通知した時、ユーザ識別証明書を所有する参加ノードが運用できることである。１以上の記憶ノードから受信し、次の送信のためにそこに格納される署名付きのＵＩＣは、対応する公開鍵を使用することにより、参加ノードに問い合わせをする時に検証される。そのような配置により、ＵＩＣの改ざんおよび偽造を回避できる。

システム１０には、さらに無料試用機能が設けられ、そのような機能は、新しいエンドユーザをシステム１０に惹きつける目的で商業的に有利である。好ましくは、そのような無料試用機能は、Ｘ₁日間無料または代わりか追加でＸ₂回無料通話に関する。そのような無料試用期間および無料試用通話のために、中央サーバ１００は各無料通話に明確な許可を与える必要がある。好ましくは、与えられるか要求される全ての許可は、例えば後で説明するヒューリスティックな不正行為検出目的のために、システム１０のデータベース内に記録されている。エンドユーザが、割り当てられた無料期間および／または無料通話回数を使い切ってしまうと、中央サーバ１００から許可が与えられず、ユーザがまだシステム１０内で通話することを望むならば、続いてエンドユーザに支払い要求が来る。

システム１０は、従来の電話システム、例えば、インターネットを実現できる従来の電話システムの中で、またはそれと組み合わせて同時に使用できる。

上記の無料試用許可スキームは、発明者が、システム１０に関してのみ意図していることである。システム１０に接続して保証される従来の支払い加入者通話のために、通常の従来の加入者型が適用され、通話毎の許可は要求も記録もされない。無料試用スキームは、場合によってはシステム１０と接続して設けることができないけれども、ＰＳＴＮ通話用の無料試用スキームは付随しない。

システム１０で受信された無料通話許可要求の各々に関し、中央サーバ１００は、通話に関する以下のパラメータのうち少なくとも１つを記録するように運用できる。
（ａ）ユーザ名または臨時識別番号（ＴＩＮ）の形の発呼するエンドユーザの同一性；
（ｂ）発呼するエンドユーザのコンピュータ識別子（ＩＤ）；
（ｃ）発呼するエンドユーザのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス；
（ｄ）ユーザ名またはＴＩＮの形の着呼するエンドユーザの同一性；
（ｅ）着呼するエンドユーザのコンピュータＩＤ
（ｆ）着呼するコンピュータのエンドユーザＩＰアドレス
（ｇ）通話日時
（ｈ）その通話に許可が与えられたか否か

したがって、システム１０では、「試用ユーザ」の明確なステータスが提供されず、好ましくは、ただ単に、エンドユーザが、定められた開始日Ｄから何回かの無料通話をする必要性がある。任意のエンドユーザの最初の無料通話がＸ₁日前よりも最近であると（またはエンドユーザがシステム１０の中の無料通話オプション権をまだ行使していないと）、そのエンドユーザは無料通話をする権利が与えられる。代わりにシステム１０は、無料通話期間がＸ日間ではなく、Ｘ回の通話回数から成っていてもよいという設定にできる。

システム１０ソフトウェアバージョンがハックされると、不正エンドユーザが、システム１０で試用される無料試用許可要求および許可検査対策を省略できるようになる。しかし、発呼エンドユーザ許可検査、および着呼エンドユーザ許可検査の両方を実現するシステム１０によって、そのようなハッキングにより、不正なエンドユーザは、他の不正なエンドユーザのみと無料で通話できるようになり、言い換えると、海賊版の不正なエンドユーザソフトウェアは、システム１０上で使用される時、とても限られた利益しか提供しない。多くの場合、システム１０のそのような限られた不正使用は、システム１０の所有者に対する著しい経済的損失なく提供できる。

ハッカーがユーザ名およびコンピュータＩＤを偽装しようとし、新規無料試用を繰り返して始めようとした時、システム１０には多くの不正行為の機会が存在することを発明者は当然であると考えてきた。そのような多くの不正行為の機会は、ハッカーに、システム１０に互換性のあるソフトウェアから、全てのローカルシェアウエアタイプの検査を省略させる要求をする。そのような不正行為に対抗するため、中央サーバ１００は、繰り返しの不正行為パターンを同定するヒューリスティックな不正行為検出を実行するようにプログラムされる。例えば中央サーバ１００は、無料通話の提供をＺ回求め、次に、それに続いて同じＩＰアドレスと新規のコンピュータＩＤで、同じ人に通話する新規の無料通話許可を求める不正なエンドユーザを検出するように運用できる。システム１０内での明確な無料通話の許可は中央サーバ１００から要求されるので、システム１０内で実行されているそのようなヒューリスティックな不正行為検出ソフトウェエアへの入力に関して、システム１０内で著しい情報が入手可能である。しかし、発明者は、そのようなヒューリスティックな不正行為検出は、システム１０内で発生する全てのハッキングのケースを検出できる見込みはない。

上に説明した発明の実施の形態は、本発明の範囲から離れずに変更できる余地があることは当然である。

前述のように、システム１０は、臨時識別番号（ＴＩＮ）の使用をサポートできるとして説明した。しかし、システム１０は、その中でＴＩＮが利用されないように変更できるので、ユーザ名、および関連する時間制限付きの実質的に費用のかからない特典をもつ関連したユーザ識別証明書（ＵＩＣ）は、無料試用目的に使用される。必要とされるならば、システム１０は、前に説明したような無料試用がエンドユーザに供給されるように構成される余地さえあり、代わりに無料試用の他の配置、例えば最初払った加入費用の払い戻しなどが利用できる。

システム１０は、好ましくは、少なくとも部分的にコンピュータハードウェア上で実行可能なソフトウェアを使用して、実現される。そのようなソフトウェアは、インターネットなどの通信ネットワークを経由しておよび／またはユーザに提供されるＣＤＲＯＭ等の適切なデータキャリア上に格納されたソフトウェアにより、ユーザに配布できる。

電話システム１０に関する発明の実施の形態の上記の説明では、本発明が一般的に通信システムに関連し、それ故、用語「電話」はそのように解釈されるのは当然である。具体的に、当該システムと共に実施する余地のある通信の他の形態は、テレビ電話、電話会議、およびテキスト・メッセージを含む。

前述のように、「含む」「備える」「持つ」「である」「組み入れる」「包含する」は、排他的ではないように解釈されるよう意図していて、開示されていない他の要素が存在する可能性もある。

本発明にかかる電話システムの概略図 図１のシステムのピアツーピア構造の概略図

符号の説明

１０ システム
２０ 第１のエンドユーザ
３０ 第２のエンドユーザ
５０ 通信経路
６０ 通信経路
８０ 通信構造
１００ 管理手段（中央サーバ）
１１０ ピアツーピアネットワーク

Claims (29)

1. 複数のエンドユーザ（２０、３０）および１つの通信構造（８０）を備え、その通信構造を経由して、通信の目的のために１人以上のエンドユーザ（２０、３０）を組み合わせることのできるピアツーピア電話システム（１０）であって、
   （ａ）上記１人以上のエンドユーザ（２０、３０）を接続する上記ピアツーピア電話システムの中での通信経路のスイッチングに関して、上記通信構造（８０）が実質的に分散していて；
   （ｂ）上記１人以上のエンドユーザ（２０、３０）が、上記構造（８０）へのアクセスを獲得するために１以上の承認証明書の検証に基づいて、上記構造（８０）を通る上記エンドユーザ自身の通信経路を確立するように運用でき；
   （ｃ）上記構造（８０）が、上記１人以上のエンドユーザ（２０、３０）に対して上記１以上の証明書を発行する管理手段（１００）を含む
   ことを特徴とするシステム（１０）。
2. 上記管理手段（１００）が、上記通信構造（８０）にアクセスするためのエンドユーザの署名およびエンドユーザの支払いのうち少なくとも１つを管理するように運営できることを特徴とする請求項１に記載のシステム（１０）。
3. 上記管理手段（１００）が１以上の秘密鍵と公開鍵の組を生成するように運用され、証明書の認証の目的のために、上記管理手段（１００）が、上記１以上の秘密鍵を秘密に保持して、上記１以上の対応する公開鍵をシステム（１０）内で配布するように運用可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム（１０）。
4. 上記管理手段（１００）が、リベスト−シャミール−アデルマン（ＲＳＡ）方式を使用して秘密鍵と公開鍵の組を生成するように運用できることを特徴とする請求項３に記載のシステム（１０）。
5. 上記構造（８０）が、ピアツーピア通信ネットワーク（１１０）を含み、上記ピアツーピア通信ネットワークを経由して上記エンドユーザ（２０、３０）が相互に接続可能であることを特徴とする請求項１、２、３、または４に記載のシステム（１０）。
6. 上記ピアツーピアネットワーク（１１０）が、インタフェースノードおよび記憶ノードの組合せにより実現され、上記記憶ノードが、データベースアクセスの目的のため、１以上のスロットの中に構成されることを特徴とする請求項５に記載のシステム（１０）。
7. 上記管理手段（１００）が、
   （ａ）エンドユーザ（２０、３０）アカウントデータベースの提供；
   （ｂ）通信構造（８０）の時間基準の同期の提供；
   （ｃ）システム（１０）のグローバルに設定可能な設定の提供；
   （ｄ）上記構造（８０）のブート中のピアの発見の提供；
   （ｅ）新規エンドユーザ（２０、３０）登録の取り扱い；
   （ｆ）これらから成る所望の運用モードを制御する構造（８０）の運用の監視
   のうち１以上を実行するように配置されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のシステム（１０）。
8. 複数のエンドユーザが、その間の通信を開始する前に、認証証明書を相互に交換するように運用され、その通信では上記証明書のうち少なくとも１つが本物であると同定されることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか１つに記載のシステム（１０）。
9. 上記構造（８０）が、上記システムのエンドユーザによる無料試用をサポートするように配置され、そのような無料試用が、承認を繰り返し発行することにより、管理手段の管理下におかれていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちいずれか１つに記載のシステム（１０）。
10. 上記管理手段（１００）が、上記１以上のエンドユーザ（２０、３０）により行使される上記システム（１０）の使用に実質的に関係のない定額制の１以上のエンドユーザに請求書を発行するように運用できることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１つに記載のシステム（１０）。
11. ＰＯＴＳおよび／またはＰＳＴＮと同時に運用できるように構成できるように配置されることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載のシステム（１０）。
12. 上記管理手段（１００）が、１以上の中央コンピュータサーバにより実現されることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１つに記載のシステム（１０）。
13. 上記管理手段（１００）が、エンドユーザ（２０、３０）による上記システム（１０）への不正アクセスを検出するために、エンドユーザの登録およびシステム（１０）使用データのヒューリスティックな不正手段検出解析を適用するように運用できることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１つに記載のシステム（１０）。
14. 複数のエンドユーザおよび１つの通信構造を備え、その通信構造を経由して、通信の目的のために１人以上のエンドユーザを組み合わせることのできるピアツーピア電話システムを運用する方法であって、
    （ａ）上記１人以上のエンドユーザを接続する上記ピアツーピア電話システムの中での通信経路のスイッチングに関して、実質的に分散している上記通信構造を配置するステップ；
    （ｂ）上記構造へのアクセスを獲得するために１以上の認証証明書の検証に基づいて、上記構造を通る上記エンドユーザ自身の通信経路を確立するように運用できる上記１人以上のエンドユーザを配置するステップ；
    （ｃ）上記１人以上のエンドユーザに対して上記１以上の証明書を発行する管理手段を含む上記構造を配置するステップ
    を含む方法を特徴とする方法。
15. 上記管理手段（１００）が、上記通信構造（８０）にアクセスするためのエンドユーザの署名およびエンドユーザの支払いのうち少なくとも１つを管理するように運営できることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 上記管理手段（１００）が１以上の秘密鍵と公開鍵の組を生成するように運用され、証明書の認証の目的のために、上記管理手段（１００）が、上記１以上の秘密鍵を秘密に保持して、上記１以上の対応する公開鍵をシステム（１０）内で配布するように運用可能であることを特徴とする請求項１４または１５に記載の方法。
17. 上記管理手段（１００）が、リベスト−シャミール−アデルマン（ＲＳＡ）方式を使用して秘密鍵と公開鍵の組を生成するように運用できることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 上記構造（８０）が、ピアツーピア通信ネットワーク（１１０）を含み、上記ピアツーピア通信ネットワークを経由して上記エンドユーザ（２０、３０）が相互に接続可能であることを特徴とする請求項１４、１５、１６、または１７に記載の方法。
19. 上記ピアツーピアネットワーク（１１０）が、インタフェースノードおよび記憶ノードの組合せにより実現され、上記記憶ノードが、データベースアクセスの目的のため、１以上のスロットの中に構成されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 上記管理手段（１００）が、
    （ａ）エンドユーザ（２０、３０）アカウントデータベースの提供；
    （ｂ）通信構造（８０）の時間基準の同期の提供；
    （ｃ）システム（１０）のグローバルに設定可能な設定の提供；
    （ｄ）上記構造（８０）のブート中のピアの発見の提供；
    （ｅ）新規エンドユーザ（２０、３０）登録の取り扱い；
    （ｆ）これらから成る所望の運用モードを制御する構造（８０）の運用の監視
    のうち１以上を実行するように配置されることを特徴とする請求項１４から請求項１９のいずれか１つに記載の方法。
21. 複数のエンドユーザが、その間の通信を開始する前に、認証証明書を相互に交換するように運用され、その通信では上記証明書のうち少なくとも１つが本物であると同定されることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか１つに記載の方法。
22. 上記構造（８０）が、上記システムのエンドユーザによる無料試用をサポートするように配置され、そのような無料試用が、承認を繰り返し発行することにより、管理手段の管理下におかれていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちいずれか１つに記載の方法。
23. 上記管理手段（１００）が、上記１以上のエンドユーザ（２０、３０）により行使される上記システム（１０）の使用に実質的に関係のない定額制の１以上のエンドユーザに請求書を発行するように運用できることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の方法。
24. 上記システム（１０）が、ＰＯＴＳおよび／またはＰＳＴＮと同時に運用できるように構成できるように配置されることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の方法。
25. 上記管理手段（１００）が、１以上の中央コンピュータサーバにより実現されることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１つに記載の方法。
26. 上記管理手段（１００）が、エンドユーザ（２０、３０）による上記システム（１０）への不正アクセスを検出するために、エンドユーザの登録およびシステム（１０）使用データのヒューリスティックな不正手段検出解析を適用するように運用できることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１つに記載の方法。
27. 請求項１にかかる上記システム（１０）の少なくとも一部を実現するソフトウェア。
28. 請求項１４にかかる上記方法の少なくとも１つのステップを実現する、コンピュータハードウェア上で実行可能なソフトウェア。
29. 通信ネットワーク経由でエンドユーザ（２０、３０）と通信可能および／またはデータキャリアに格納されることを特徴とする請求項２７または請求項２８に記載のソフトウェア。

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