JP2008047954A - 無線端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線端末間の通信を行う際に、利用者にとって簡便な方法によって、データの暗号化に使用する鍵情報を相手端末と共有することができる無線端末装置、無線通信システムおよび無線通信方法を提供する。
【解決手段】無線端末１００は、相手端末２００との無線通信を行う無線通信部１１０と、相手機器２００との接触を検知する接触検知部１２０と、暗号鍵情報を処理する暗号鍵生成部１３０及び暗号鍵決定部１３５と、送受信するデータを暗号化または復号化するデータ処理部１４０とを有する。この無線端末１００は、無線通信に使用する暗号鍵情報を、接触検知部１２０によって相手端末２００との接触を検知したタイミングで取得することによって、相手端末２００と鍵情報を共有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に、見通し内の近距離で無線による情報の伝送を行う無線端末装置に関する。

近年、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）やノート型のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯電話といった外出先でも携帯して持ち歩くことが可能な情報端末が普及している。これらの情報端末は、無線通信機能を備えることで、例えばインターネット等のネットワークに接続して情報を取得したり、自宅にあるＰＣやホームサーバとの間でデータを同期、共有したり、情報端末同士でデータを交換したりすることが可能となる。

端末間のデータ交換の用途としては、電話帳などのアドレス情報や、内蔵カメラで撮影した画像などのデータを共有するといった携帯電話におけるアプリケーションがある。将来的には、情報端末に蓄積した写真や動画などの個人コンテンツを、複数の利用者が所持する情報端末で共有して表示させ、利用者間の会話の話題や、会話内容の理解を助ける情報をその場で提供するといった利用形態も想定される。

このように、携帯電話などの情報端末に対して電子データを入出力するという用途へのニーズやその機会は今後ますます高まるものと思われる。これに対し、現状の携帯電話における電子データ交換の手段には、カード型などのメモリ媒体を介した方法や、赤外線通信機能、ブルートゥース（Bluetooth ）といった近距離無線通信機能による方法が提供されている。

また、インターネットへの接続が可能なＰＤＡやノート型ＰＣなどでは、前記の手段に加えて、ネットワーク上に電子ファイル共有のためのサーバを設けて、各情報端末が該サーバにアクセスすることで電子データを交換、共有するという手段も提供されている。

以上のように、電子データを交換する手段は多様であるが、利用者の利便性を考慮すると、簡単かつ即座に電子データの交換や共有が可能であることが望ましい。また、個人の所有するコンテンツを交換するという観点では、第三者には傍受されない安全な交換が可能であることが求められる。

例えば先に示した個人コンテンツを共有してコミュニケーションするといった使い方では、円滑な会話を促すためにも、即時に複数の端末に電子データを伝送して共有する仕組みが必要である。伝送の瞬時性や、１台から複数台への伝送が要件となることを考えると、有線やメディアを用いるのではなく、情報端末間の無線通信を利用することが望ましい。

情報端末間の無線通信として利用可能なものには、ＩｒＤＡといった赤外線通信、ブルートゥースといった近距離無線通信方式、無線ＬＡＮなどが候補として挙げられる。

赤外線通信では、携帯電話に備わる機能を例として考えると、電子データを共有する端末を送信モードと受信モードに各々設定してデータ伝送を行う。この場合、伝送前のモード設定手続きが煩雑であること、情報端末の赤外線受光部が向き合うように位置合わせしなければならないこと、赤外線送信範囲に存在する第三者の情報端末によって伝送データが傍受される可能性があることなどが課題として考えられる。

これに対して、ブルートゥースや無線ＬＡＮなどの無線システムを利用する場合には、電波利用のため端末どうしの位置合わせは不要であり、通信する端末間の認証機能や通信データの暗号化機能も有していることから、赤外線通信の前記課題がある程度解決される。

しかしながら、こうした認証や暗号化といったセキュリティ機能を実施するためには、通信する情報端末の全てにあらかじめ認証のための識別番号や暗号鍵の情報を設定しておく必要があり、通信可能とするまでの設定手続きに関しては赤外線通信よりも煩雑で、簡単かつ即座な電子データの交換を行う上で利用者にとっての障害となりうる。

以上のような背景により、無線通信による簡単かつ安全な電子データの交換という課題に対していくつかの技術が提案されている。

特許文献１で開示された技術は、無線ＬＡＮを利用する場合において、アクセスポイントと無線ＬＡＮカードなどの無線ＬＡＮ接続用デバイスの間で、ＷＥＰ（Wired Equivalent Privacy）などの暗号鍵を安全かつ簡便に交換する手法を提供するものである。

アクセスポイントと端末との間で伝送される無線通信データを暗号化する際に用いる暗号鍵データは、アクセスポイントから無線ＬＡＮ接続用デバイスへ無線通信によって渡される。この際に、アクセスポイントからの無線通信範囲を通常よりも狭くなるようにして送信することによって、無線伝送する暗号鍵データが第三者によって傍受され難くするものである。

利用者が、通信させたい装置に設けられた登録ボタンを押すなどして指示を与えると、特定の無線装置間の無線ＬＡＮ通信を初期設定するために用いられる暗号鍵やＥＳＳＩＤ（Extended Service Set Identifier ）といったネットワーク識別コードなどの設定データが前述の手法によって装置間で取り交わされて、初期設定が自動的に行われる。このため、利用者は手動で複雑かつ面倒な初期設定を行う必要がなく、簡便に無線ＬＡＮの通信設定を実現するというものである。

特許文献２で開示された技術は、簡易な構成によって機密情報等のデータを安全に無線伝送することを可能とするものである。無線通信を行う２つの通信端末間に、データ伝送を行う無線リンクとは別にケーブルなどで接続した有線リンクを設け、一方の端末から他方の端末にデータの暗号化に用いる暗号鍵を無線リンクによって伝送すると共に、伝送した暗号鍵の有効性を示す情報を有線リンクによって伝送する。無線リンクによる暗号鍵の伝送では有効な鍵データに加えて無効なデータも併せて伝送され、有線リンクによる信号によって有効な鍵データ部分が示されるようにする。

このような構成により、有線による接続がなされない第三の通信端末においては無線伝送されるデータは傍受しうるものの、有効な鍵データがどの部分であるかを知ることが困難であるため、第三者による有効なデータの傍受をされ難くするものである。
特開２００４−２１５２３２号公報 特開２００５−３１８０７９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来の技術では、認証情報交換時に無線電力を小さくしたとしても、電波によって情報を発信している以上、近隣に存在する第三者の無線端末に認証情報を傍受されてしまう可能性を完全に無くすることはできない。暗号鍵などの認証情報を傍受されてしまうと、通信する電子データに暗号化を施すなどしても、第三者にその内容を看破されてしまう可能性がある。

また、特許文献２に開示された従来の技術では、暗号鍵を無線伝送する場合でも第三者にその内容を把握されず安全に共有することが可能となるが、通信端末間に有線リンクを施す必要があり、ケーブルの準備やケーブル接続の作業が煩雑であり、簡便かつ即座に新たな通信端末とデータ交換を行いたいといった場合に、利用者の利便性が損なわれることとなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、利用者が面倒な作業を施す必要がなく、簡便に互いが通信可能な状態にすることができ、かつ安全な無線通信を行うことが可能な無線端末装置を提供することを目的としている。

本発明の無線端末装置は、他の無線端末装置との無線通信を行う無線通信手段と、前記他の無線端末装置との接触を検知する接触検知手段と、前記他の無線端末装置との接触を検知した時点に基づいて、伝送するデータを暗号化するために用いる暗号鍵の候補から有効暗号鍵を決定する暗号鍵決定手段と、を備える。

この構成により、相手機器（他の無線通信端末）との接触という簡便な動作によって、無線通信手段による無線通信に使用する有効暗号鍵を相手機器との間だけで共有することが可能となるため、無線によるデータ通信を安全に行うことができ、暗号化によって第三者に無線通信の内容が傍受されても、データの内容を解読されることを防止できる。

本発明によれば、無線端末装置同士の接触という利用者にとってきわめて簡便な操作によって、該無線端末装置同士の無線伝送に利用する有効暗号鍵を第三者に知られること無く共有することができ、共有した暗号鍵によって第三者による傍受を防止した安全な無線通信を行うことが可能になる。

また、無線通信を行う相手を利用者の動作によって指定することのできる無線端末装置を提供可能である。利用者が通信したい相手の機器と自端末を接触させるという動作を伴うものであることから、利用者は自ずと通信相手を意識することとなり、不特定の第三者とは通信していないという安心感を与えるようなインタフェースを提供できるという効果もある。

本実施形態では、無線端末装置の例として、近距離で無線通信を行って主に情報端末間の電子データ交換を行う携帯型無線情報端末の構成を示す。このような携帯型無線情報端末の機器としては、現状では携帯電話やＰＤＡやノート型パーソナルコンピュータなどといったものが挙げられる。なお、以下の説明では無線端末装置を単に「無線端末」とも記すことにする。また、以下の実施形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る無線端末装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る無線端末の構成を示すブロック図である。図１は無線端末１００と２００の間で無線通信を行うものである。無線端末１００及び２００は、無線通信部１１０及び２１０と、接触検知部１２０及び２２０と、暗号鍵決定部１３５及び２３５と、データ処理部１４０及び２４０とを備えて構成される。また、無線端末１００には暗号鍵生成部１３０を加えて備える。

一般に無線端末を構成する要素である、情報データの表示部や、キー入力といったインタフェースや、メモリやハードディスクなどの情報の記憶部などは本発明の作用に影響するものではなく、図示を省略している。

無線通信部１１０及び２１０は、相手機器との無線通信を行うために必要な処理を行うものであり、無線変復調、無線周波数変換、誤り訂正符号化、無線送受信タイミング制御などといった一般の無線送受信装置が備える機能を有している。

接触検知部１２０及び２２０は、相手端末との接触を検知するものであって、接触した状態を電気信号に変換して出力する機能を有する。この接触検知部を実現するデバイスの例としては、無線端末の筐体表面に設けた電極や圧電によるセンサ、筐体内部において振動を検知するセンサ、電磁界の変化で近距離にある相手機器を検知する電磁誘導を利用したセンサといったものが挙げられる。

ここで、電極や圧電によるセンサは、相手機器のセンサと接触できるように筐体表面に実装される。いずれも接触したという情報を電気信号として取り出せるものとなるが、加えて電極センサでは接触した電極を介して相手機器と簡単な通信を行うこともできる。

しかし、電極及び圧電センサは、筐体表面に設けられることから、利用者の手が触れることによる誤作動を防止する必要がある。また、特に電極センサでは誤って静電気や水をかけて故障させることを防止しなければならない。この対策としては、利用者に対して端末筐体の握り方を制約したり、センサ面積を小さくしたり、センサにカバーを設けるといった処置が考えられるが、センサ同士の接触動作を困難化することとなり利用者にとっての利便性を損ねる可能性がある。

また、電磁誘導型のセンサは、携帯電話などに近年搭載されている非接触式ＩＣカードといったＲＦＩＤの機能が代表的であり、近距離通信を行うものとして134.2KHz帯や13.56MHz帯を使用したシステムが実用化されている。電磁誘導型のセンサを用いると検知だけではなく簡単な通信も可能となる。

但し、電磁誘導型のセンサの現状のシステムは、インフラ側などに設置した情報の読み取りを行う質問器と、ＩＣカードや携帯端末などの応答器による主従関係の構成であり、対等関係である無線端末同士で検知または通信を行おうとする用途には合わない。

また、電磁誘導型のセンサは、もともと非接触通信の用途で開発されたものであり、接触の有無を判定するのは困難である。このため、意図しない第三者が無線端末を近づけてきたような場合でも、応答してしまうといった不都合が生じることが考えられる。

ここで、振動を検知するセンサは、接触時の衝撃によるインパルス状の振動を観測することで、無線端末の接触を検知することが可能であり、筐体内部に実装できるため電極及び圧電センサにおける課題が解決される。

なお、振動を検知するセンサは、本発明の実施形態における接触の検知以外にも、携帯電話に近年搭載されているカメラの手振れ補正機能のための手ぶれ検出器としての用途や、ＧＰＳ機能に有効なジャイロとしての用途や、無線端末を動かしたり振ったりする動作によって機能設定や動作指示をする様なユーザインタフェースを実現するセンサとしての用途や、所定の手順を踏まない場合に振動を検知すると盗難とみなして端末の動作をロックするといった機能を実現するセンサとしての用途などに有効に活用できる。

しかしながら、振動センサでは、それ自体で情報通信を行うことはできず、接触の有無という極めて簡単な情報しか得ることができない。
一方、接触検知部１２０及び２２０に適用可能なセンサは、相手端末との接触の有無という極めて簡単な情報だけを取得できればどのようなものでもよく、前述の振動センサのような通信機能が備わっていないような簡単なものでも有効に作用し、相手機器との間で安全に暗号鍵を共有して無線通信できるという本発明の実施形態の効果を得ることができる。

暗号鍵決定部１３５及び２３５は、接触検知部１２０及び２２０からの接触を検知したという情報に基づいて、複数の暗号鍵の候補から、無線端末１００と２００の間で通信するデータの暗号化処理に使用する有効暗号鍵を決定する役割を有する。暗号鍵決定の方法及び手順については後に説明する。

データ処理部１４０及び２４０は、無線端末が扱う電子情報の管理を行うものであり、データの圧縮、アプリケーションプログラムの実行、蓄積情報の検索、無線伝送や表示のための情報加工などの役割を有し、主としてＣＰＵによって実現される。
本発明に関連する役割は、無線送信するデータの生成と無線受信によるデータの取得である。通信するデータは、第三者による内容の傍受を防止するために、データ処理部１４０及び２４０において暗号化処理されるものとする。

利用する暗号化処理の仕組みについては、従来技術を用いることを前提とし、本発明の実施形態では、相手機器との間で安全かつ簡便に暗号鍵を共有するための技術を提供する。

従来技術の暗号化方法には共通鍵方式や公開鍵方式があり、公開鍵方式では相手機器との暗号鍵の共有が可能となるが復号の処理に多くの計算量を必要とするため、低消費電力化が求められる無線端末においては不利となる。

一方で、共通鍵方式ではより少ない計算量で復号可能であり、低消費電力化に有利であるが、相手機器との暗号鍵の共有方法が課題であった。本実施形態は、相手機器との間で安全に暗号鍵を共有する技術を提供するものであり、共通鍵方式の利用における課題を解決するものとなっている。

暗号鍵生成部１３０は、通信するデータの暗号化に使用する鍵を生成するものである。通信する無線端末のどちらか一方に備わっていればよく、図１の例では無線端末１００に設けた例を示している。

暗号鍵生成部１３０は、接触検知部１２０から接触したという情報を受け取ると、データの暗号化に使用可能な暗号鍵の候補を複数生成し、時間的に順次無線送出されるよう無線通信部１１０に出力する。ここで暗号鍵の複数の候補は、例えば乱数を基にして生成される。

本実施形態に係る無線端末において、データ伝送の暗号化に使用する暗号鍵の共有方法及び手順について、図２乃至図４を参照して説明する。図２は第１の実施形態の無線端末における暗号鍵設定の方法を説明するタイムチャートである。また、図３は無線端末１００における処理手順を示すフローチャートであり、図４は無線端末２００における処理手順を示すフローチャートである。

図２を用いて暗号鍵設定の方法を説明する。まず利用者は、通信開始の際に、すなわち、暗号鍵候補の送信開始の際に、無線端末１００と２００を接触させる動作を行う。この動作によって接触検知部１２０と２２０は検知信号３１を出力する。

暗号鍵生成部１３０は、検知信号３１をトリガとして複数の暗号鍵の候補となる値を生成する。生成した暗号鍵の候補は、時間経過に伴って値が変化する暗号鍵として、無線通信部１１０を介して順次無線送出される。

暗号鍵の候補となる複数の値は、時間的に変化して無線伝送されれば良く、図２に示したように生成した暗号鍵の候補Ｃ１１からＣ１ｎを繰り返しながら送信したり、逐次異なる暗号鍵を生成して送信したりすればよい。

無線端末２００では、接触検知部２２０からの検知信号３１によって無線通信部２１０を待ち受け動作させ、無線端末１００より送信された暗号鍵の候補となるデータを受信する。図２では、無線端末１００が送信した暗号鍵データ列１１を、無線端末２００が暗号鍵データ列２１として受信することを図示している。

次に利用者は、再度無線端末１００と２００を接触させる動作を行う。この動作によって接触検知部１２０と２２０は検知信号３２を出力する。無線端末１００では、暗号鍵決定部１３５が検知信号３２を受けた時点で暗号鍵生成部１３０が生成して無線通信部１１０が送信した暗号鍵Ｃ１３を有効暗号鍵１２として決定する。一方無線端末２００では、暗号鍵決定部２３５が検知信号３２を受けた時点で無線通信部２１０が受信した暗号鍵Ｃ１３を有効暗号鍵２２として決定する。なお、接触を検知した時点から所定時間経過した時点で送信した暗号鍵を有効暗号鍵として決定してもよい。

なお、受信側で有効暗号鍵を決定する際、（検知信号３２を受けた時点＋遅延時間ｔ）に受信した暗号鍵を有効暗号鍵と決定することにより、遅延が大きく、接触を検知した時点において送信した暗号鍵と受信した暗号鍵とが異なる場合であっても、送信側と受信側とで暗号鍵情報を共有できる。

図３を用いて無線端末１００における暗号鍵設定の処理手順を説明する。設定を開始する（ステップＳ１）際には、接触検知部１２０を動作させて（ステップＳ２）接触の検知を待ち受けし、検知した場合には暗号鍵の生成を暗号鍵生成部１３０に要求する（ステップＳ３）。

暗号鍵生成部１３０は暗号鍵を生成し（ステップＳ４）、この鍵情報を無線通信部１１０によって無線送信する（ステップＳ５）。このステップＳ４及びＳ５の処理中においても、接触検知部１２０は２回目の接触検知の待ち受け動作を行う（ステップＳ６及びＳ７）。

ステップＳ７において接触を検知しない場合は、暗号鍵生成部１３０は新たな暗号鍵を生成して無線送信する動作を繰り返し行う。再度の接触を検知した場合には、暗号鍵決定部１３５はその時点で無線通信部１１０が送信している暗号鍵を、データを暗号化するための鍵として決定し（ステップＳ８）、暗号鍵設定の処理が終了する（ステップＳ９）。

図４を用いて無線端末２００における処理手順を説明する。設定を開始する（ステップＳ１１）際には、接触検知部２２０を動作させて（ステップＳ１２）接触の検知を待ち受けし（ステップＳ１３）、検知した場合には無線通信部２１０に暗号鍵情報を無線受信するよう要求する（ステップＳ１４）。

暗号鍵情報を無線受信している間も、接触検知部２２０は２回目の接触検知の待ち受け動作を行う（ステップＳ１５及びＳ１６）。ステップＳ１６において接触を検知しない場合は、無線通信部２１０は無線装置１００から次々と送信される暗号鍵情報を受信し続ける。

再度の接触を検知した場合には、暗号鍵決定部２３５はその時点で無線通信部２１０が受信した暗号鍵Ｃ１３を、データを暗号化するための鍵として決定し（ステップＳ１７）暗号鍵設定の処理が終了する（ステップＳ１８）。

以上の方法及び処理によると、無線装置１００が生成して無線送信する暗号鍵情報は第三者にも傍受可能であるものの、複数送信される鍵情報のどれが有効であるかは、直接接触する無線端末２００にしか知りえないことから、無線装置１００と２００の間でのみ共有する暗号鍵を設定することが可能である。よって、共有した暗号鍵Ｃ１３を用いて、データ処理部１４０及び２４０でデータの暗号化及び復号化を行うことにより、他人に内容を傍受されない安全な通信を行うことができる。

なお、図１乃至図４では無線装置１００から無線装置２００に無線送信した例を示したが、これは暗号鍵設定の際の動作であって、以後のデータ通信における送受信の関係を制限するものではない。

本実施形態のように、通信の開始時において、利用者に情報端末同士を接触させる動作を行わせ、この接触の有無やタイミングなどを検知して、通信設定に必要な認証情報を無線通信で自動的に交換するように無線端末を構成することにより、利用者は自身の端末との無線通信を許可する相手の端末を動作によって明示的に指定することができるという効果もある。

本実施形態では、利用者が端末の接触動作を行う際に、接触動作が有効であったかを利用者が把握できるように、接触検知部が接触を正常に検知したかどうかを利用者に知らせるようにすることが望ましい。
接触検知部が接触を検知した場合に、暗号鍵の生成や、暗号鍵の決定や、無線通信部による暗号鍵の送受信を行わせる動作に加えて、接触の検知を端末に備えたＬＥＤを発光させたり、ディスプレイに表示させたり、音を出すなどして、利用者に知らせるようにする。

以上説明したように本発明の実施形態に係る無線端末では、相手機器とのデータ通信に利用する暗号鍵情報を、利用者に予め共有させておくという手続きを行わせることなく、通信開始に際して無線端末を相手機器に接触させることにより自動的に共有させ、簡便に安全な無線通信を行うことができるようなるという効果がある。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の無線端末装置の構成について、図５を参照して説明する。図５は本発明の第２の実施形態に係る無線端末装置の構成を示すブロック図である。第２の実施形態の無線端末１００及び２００は、第１の実施形態に係る無線端末と同様の全体構成を有する。ただし、各々の無線端末に、利用者が通信開始の要求（すなわち、暗号鍵の送信または受信開始の要求）を入力するための入力部１５０及び２５０を備えている。

本実施の形態の無線端末は、第１の実施の形態で説明したものとほぼ同様の動作及び効果を有する。入力部１５０及び２５０は、利用者が無線端末１００及び２００の動作を指示したり、無線端末１００に蓄積するデータを入力したりするための入力ユーザインタフェースであり、端末の筐体表面に形成した押しボタンや十字キーやキーボードなどにより構成されている。
また、表示部をタッチパネルとしてボタンアイコンを表示させ、これに触れることで入力を行うようにしてもよい。利用者が通信開始の要求を行う場合には、入力部１５０及び２５０によってその旨を入力するようにする。通信開始に際しては本実施形態の暗号鍵設定が行われる。

この入力部１５０及び２５０は、利用者が通信開始の要求をしている間は常に第１の状態（状態Ａ）を示し、利用者が通信開始の要求をしていない間は常に第２の状態（状態Ｂ）を示すことにより、通信開始の要求が入力された状態か否かを報知するように動作するスイッチ手段（図示しない）を設け、このスイッチ手段が状態Ａとなっている間は、接触検知部１２０及び２２０に接触状態であるかの検知動作を指示する（すなわち、接触検知部の接触検知機能を有効にする）ようにしてもよい。また、状態Ａにおいて接触状態であることを検知した後、状態Ｂに移行してもよい。

本実施形態に係る無線端末において、データ伝送の暗号化に使用する暗号鍵の設定方法について、図６を参照して説明する。図６は図２で示した第１の実施形態の無線端末における暗号鍵設定の方法を説明するタイムチャートとほぼ同じであり、同じ番号を付したものは第１の実施形態で説明したものと同じ動作をする。図６は、図２と比べて入力部１５０及び２５０による利用者からの設定要求の入力が図示されている点が異なる。

まず無線端末１００の利用者は入力部１５０によって通信開始の要求を行い、無線端末２００の利用者は入力部２５０によって通信開始の要求を行う。これらの要求は図６において無線端末１００内のトリガ信号４０と無線端末２００内のトリガ信号４１として示されている。

図６ではトリガ信号４０と４１が同じ時刻に発生したものとして示しているが、実際にはトリガ信号４０は無線端末１００の利用者が要求入力した時刻に発生し、トリガ信号４１は無線端末２００の利用者が要求入力した時刻に発生するものであり、両信号が同じ時刻に発生しなくてもかまわない。

無線端末１００におけるトリガ信号４０は、接触検知部１２０を動作させるとともに、暗号鍵生成部１３０を動作させ、時間的に変化する暗号鍵Ｃ１１〜Ｃ１ｎを送信する。また、無線端末２００におけるトリガ信号４１は、接触検知部２２０を動作させるとともに、無線通信部２１０を動作させ、時間的に変化する暗号鍵Ｃ１１〜Ｃ１ｎを受信する。

以上のように、入力部１５０及び２５０を設けて、利用者からの要求があった場合に暗号鍵生成部や無線通信部を動作させる構成とすることによって、必要なときにだけ暗号鍵生成や無線送受信動作を行わせることが可能となり、不要動作による電力消費を抑えることができる。

また、利用者からの要求があった場合に接触検知部を動作させる構成とすることによって、誤動作を防ぐことが可能となる。例えば、無線端末１００及び２００の収納場所において端末が何かとぶつかったり圧迫されたりすることによって、利用者の意図しない通信設定のための処理が勝手に行われるということが防止される。

また、接触検知部１２０及び２２０から送られてくる信号の継続時間や信号のＯＮ、ＯＦＦ、強弱などのパターンを観測することによって、利用者が意図した接触動作であるかを判定させることも可能である。

具体的には、時間が極端に短い場合や極端に長い場合には、無線端末が収納場所において瞬間的に何かにぶつかったり圧迫されたりしている状態であるとも考えられるため、このような場合には接触と判定しないようにする。また、利用者に接触のパターンを予め指示しておき、接触検知部が観測した信号が該パターンと一致している場合のみ設定を行うようにするという方法もある。これらの方法により、相手端末との接触を精度良く検知できる。

なお、本実施の形態では、第１の実施形態における１回目の接触によるトリガ信号３１を、入力部が発生する信号４０及び４１に置き換えた例として、接触を１回だけ行わせる場合を示したが、信号４０及び４１によって接触検知部１２０及び２２０を起動させる（すなわち、接触検知部の接触検知機能を有効にする）だけの動作を行わせて、以後第１の実施形態と同様の２回の接触動作をさらに行わせて暗号鍵を設定するようにしても良い。

（第３の実施形態）
第３の実施形態の無線端末の構成について、図７を参照して説明する。図７は本発明の第３の実施形態に係る無線端末の構成を示すブロック図である。第３の実施形態の無線端末１００及び２００は、第１の実施形態に係る無線端末１００及び２００とほぼ同様の構成を有する。ただし、無線端末２００も、暗号鍵生成部２３０を有する、すなわち、無線端末１００と同様の構成を備えているという点で図１に示す図とは異なる。

本実施の形態では、通信しようとする無線端末１００と２００との間に、親機と子機というような主従関係がなく、図７に示したように同様の構成を有する対等の関係であるような場合に、暗号鍵を設定する方法を説明する。図８は第３の実施形態の無線端末における暗号鍵設定の方法を説明するタイムチャートである。また、図９は処理手順を示すフローチャートである。

まず図８を用いて設定方法を説明する。本実施の形態では、通信しようとする無線端末１００と２００のどちらが暗号鍵を生成して送信する側となるかがあらかじめ定められていないものとする。

接触検知部１２０及び２２０が接触を検知すると、無線端末１００と２００は各々乱数などによって無線待ち受け時間を算出する。図８では無線端末１００が時間ｔ１、無線端末２００が時間ｔ２を算出した例を示している。

各々の無線端末では、接触を検知してから算出した無線待ち受け時間だけ、相手端末から暗号鍵が無線によって送られてくるかをモニタして、受信しなかった場合には自ら生成した暗号鍵の送信を開始する。

図８では、時間ｔ１よりもｔ２の方が短い場合の例を示しており、この場合、無線端末２００が接触から時間ｔ２だけ待ち受け受信動作を行っても、相手端末１００からの無線鍵の送信信号を受信できないこととなるため、無線端末２００側が暗号鍵生成部２３０によって時間的に変化する暗号鍵Ｃ２１〜Ｃ２ｎを生成し、無線通信部２１０によって暗号鍵を無線送信する。

一方で無線端末１００では、接触から時間ｔ１だけ待ち受け受信動作をしている間に無線端末２００から送信された暗号鍵Ｃ２１〜Ｃ２ｎを受信することとなり、この場合には、２回目の接触を検知するまで無線装置２００からの送信暗号を引き続き受信する。２回目の接触検知による暗号鍵決定の方法は第１の実施形態と同様である。

図９を用いて無線端末１００、２００における暗号鍵設定の処理手順を説明する。無線端末１００、２００は対等関係であり処理手順は同じである。設定を開始する（ステップＳ２１）際には、接触検知部を動作させて（ステップＳ２２）接触の検知を待ち受ける（ステップＳ２３）。

接触を検知すると乱数などの方法によって待ち受け時間を決定し（ステップＳ２４）、無線通信部によって受信待ち受けする（ステップＳ２５）。自ら設定した待ち受け時間内に暗号鍵を無線受信したかどうかを判定し（ステップＳ２６）、受信した場合にはステップＳ３１、受信しなかった場合にはステップＳ４１の処理を行う。

無線待ち受け時間内に暗号鍵を受信した場合には、引き続き、時間変化しながら送信されてくる暗号鍵を受信し（ステップＳ３１）、同時に２回目の接触検知を待ち受けする（ステップＳ３２、３３）。そして、暗号鍵決定部（１３５、２３５）において、再度の接触を検知したタイミングで受信した暗号鍵を、以降の通信でデータを暗号化する際に使用する暗号鍵として決定する（ステップＳ２６）。

無線待ち受け時間内に暗号鍵を受信しなかった場合には、暗号鍵生成部（１３０、２３０）において暗号鍵を生成し（ステップＳ４２）、無線通信部（１１０、２１０）より無線送信する（ステップＳ４３）。同時に２回目の接触検知を待ち受けして（ステップＳ４４、４５）、再度の接触を検知したタイミングで送信した暗号鍵を、以降の通信でデータを暗号化する際に使用する暗号鍵として決定する（ステップＳ４６）。以上の手順により、暗号鍵設定の処理が終了する（ステップＳ５０）。

本実施の形態で説明した、ネットワークにおいて対等な関係となる２つの無線端末に対して、暗号鍵を生成して送信する側と受信する側を定める方法及び手順は、２つの機器間での主従関係を取り決める方法及び手順ともなり、以後の無線データ通信における無線送受信の制御処理における各機器の役割を決定することにも利用できる。

例えば暗号鍵を送信した機器を親機と定め、受信した側を子機と定めることにより、以後の無線通信制御における送受信動作のプロトコル制御を親機として定めた機器に支配させるといった動作が可能となる。

なお、無線待ち受けする時間ｔ１とｔ２が同じ時間となってしまう場合や、待ち受け時間を終了して送信動作を行う処理の間に相手機器から暗号鍵が送信されてきてしまうなどして、図９の暗号鍵設定終了のステップＳ５０まで到達しない事態が考えられる。

この様な場合には、例えば、１回目の接触動作を確認してから暗号鍵の設定処理を終了するまでの処理時間の上限を定めておき、上限の処理時間を経過しても暗号鍵を設定できない場合には、ステップＳ２４の無線待ち受け時間の設定を再度行わせたり、ステップＳ２１からの暗号鍵設定手順を再び行わせるよう利用者に通知したりするなどの方法によって上記の事態を回避することが可能である。

以上のように、無線通信において自機器と相手機器が対等の関係であり、親機と子機といった主従関係があらかじめ定められていない場合においても、本実施形態によって、暗号鍵を生成して無線送信する側の機器を１回目の接触動作によって決定し、無線通信に使用する暗号鍵を２回目の接触動作によって決定することができることから、利用者にとって簡便な方法によって、相手機器との安全なデータ通信を開始することが可能となる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態の無線端末の構成について、図１０を参照して説明する。図１０は本発明の第４の実施形態に係る無線端末の構成を示すブロック図である。第４の実施形態の無線端末１００は、第１の実施形態に係る無線端末１００と同様の構成を有する。ただし、接触時間を計測する時間計測部１６０と、複数の暗号鍵を記憶し索引により取り出すことのできる暗号鍵テーブル１３６を備えている。

本実施の形態の無線端末は、第１の実施の形態で説明したものとほぼ同様の動作及び効果を有する。図１０は図１と異なり一方の無線端末しか図示していないが、通信相手となる無線端末も同じ構成を有しているものとする。

時間計測部１６０は、接触検知部１２０からの接触検知信号を受けて、１回目の接触を検知した時点から２回目の接触を検知した時点までの時間ｔ３を計測する。計測した時間ｔ３は暗号鍵決定部１３５に渡される。

暗号鍵テーブル１３６は、暗号鍵候補となる複数の値を記憶しているものであり、索引と関連付けられている。暗号鍵テーブル１３６に索引を与えると、対応する暗号鍵の値を返すよう動作する。このテーブルの暗号鍵情報の内容はあらかじめ通信相手となる無線端末と共有しておくものとする。

暗号鍵決定部１３５では、接触時間ｔ３またはｔ３をパラメータとして計算された値を索引として、暗号鍵テーブル１３６より暗号鍵を得る。接触時間ｔ３は実際に接触する２つの無線端末にしか知ることのできない情報であることから、この接触時間を基に導出した暗号鍵を第３者の無線端末が知ることは困難である。

例えば、暗号鍵テーブル１３６の内容が第３者に知られたような場合でも、テーブルは複数の暗号鍵を有しており、そのうちのどの鍵が実際に使用されるかは接触した端末間でしか知ることができず第３者には分からないものとなる。

本実施の形態では、暗号鍵のデータを無線伝送することなく相手機器との間で共有できることから、第三者によってデータ通信に使用する有効暗号鍵を無線傍受される可能性を無くすることができ、より安全に相手機器とのデータ通信を行うことが可能となる。

なお、時間計測部１６０は、接触している間の時間（すなわち、接触を検知した時点から接触解除を検知した時点までの経過時間）を計測し、その値を用いて有効暗号鍵を決定するようにしても良い。また、時間計測部１６０が計測した時間をパラメータとして、暗号鍵テーブルを参照する方法によらず、暗号鍵の全部ないし一部を、該パラメータを用いた演算によって生成するようにしても同様の効果が得られる。

なお、以上の説明では、暗号鍵を送受信する例を示したが、暗号鍵以外にも、相手を認証するためのＩＤ番号などの有効な情報を送受信してもよい。

以上説明したように、本発明の無線端末装置は、他の無線端末装置との無線通信を行う無線通信手段と、前記他の無線端末装置との接触を検知する接触検知手段と、前記他の無線端末装置との接触を検知した時点に基づいて、伝送するデータを暗号化するために用いる暗号鍵の候補から有効暗号鍵を決定する暗号鍵決定手段と、を備える。

この構成により、相手機器（他の無線通信端末）との接触という簡便な動作によって、無線通信手段による無線通信に使用する有効暗号鍵を相手機器との間だけで共有することが可能となるため、無線によるデータ通信を安全に行うことができ、暗号化によって第三者に無線通信の内容が傍受されても、データの内容を解読されることを防止できる。

また、本発明の無線端末装置は、前記無線通信手段は、時間経過に伴って変化する暗号鍵を送信し、前記暗号鍵決定手段が、前記他の無線端末装置との接触を検知した時点に対応する暗号鍵を前記有効暗号鍵として決定するものである。また、本発明の無線端末装置は、前記無線通信手段が、時間経過に伴って変化する暗号鍵を前記他の無線端末装置より受信し、前記暗号鍵決定手段が、前記他の無線端末装置との接触を検知した時点に対応する暗号鍵を前記有効暗号鍵として決定するものである。

この構成により、上記の無線端末装置の効果に加えて、たとえば、接触を検知した時点に送信または受信された暗号鍵を有効鍵として決定することができる効果を奏する。

また、本発明の無線端末装置は、複数の暗号鍵を生成し、順次無線送出されるよう前記無線通信手段に出力する暗号鍵生成手段を備え、前記暗号鍵決定手段が、前記他の無線端末装置との接触を検知した時点で送信した暗号鍵を前記有効暗号鍵として決定するものである。

この構成により、上記の無線端末装置の効果に加えて、暗号鍵候補を自ら生成できる効果を奏する。

また、本発明の無線端末装置は、前記無線通信手段が、前記他の無線端末装置との最初の接触を検知した時点に対応して、前記暗号鍵の送信を開始するものである。

この構成により、上記の無線端末装置の効果に加えて、相手機器との２回（最初と次）の接触動作という利用者にとって簡単な動作によって、無線通信に使用する暗号鍵が無線伝送される時間を相手機器との間で共有することが可能となり、不必要に暗号鍵を無線送信することを無くすることができるため、暗号鍵共有の処理の効率化が図れ、第三者による暗号鍵データの無線傍受を一層防止することができる。

また、本発明の無線端末装置は、前記無線通信手段が、前記他の無線端末装置との最初の接触を検知した時点に対応して、前記暗号鍵の受信を開始するものである。

この構成により、相手機器との２回（最初と次）の接触動作という利用者にとって簡単な動作によって、無線通信に使用する暗号鍵が無線伝送される時間を相手機器との間で共有することが可能となり、暗号鍵を無線受信すべき時間を把握して必要な時間だけ待ち受けをするなど、暗号鍵共有の処理の効率化を図ることができる。

また、本発明の無線端末装置は、前記無線通信手段が、前記暗号鍵の送信開始の要求を入力する入力手段を備え、前記要求に応じて、前記暗号鍵の送信を開始するものである。

この構成により、入力手段を操作した後に利用者による１回の接触動作によっても、無線通信に使用する暗号鍵が無線伝送される時間を相手機器との間で共有することが可能となり、暗号鍵を無線受信すべき時間を把握して必要な時間だけ待ち受けをするなど、暗号鍵共有の処理の効率化を図ることができる。

また、本発明の無線端末装置は、前記暗号鍵の送信開始の要求を入力する入力手段を備え、前記要求が入力された場合に、前記接触検知手段の接触検知機能を有効にするものである。

この構成により、利用者が入力手段から通信開始の要求を入力した際に相手機器との接触の検知動作を行わせることによって、接触検知手段を必要時間だけ動作させるようにすることができ省電力化を図ることができる。また、利用者の意図しない接触によって暗号鍵の共有処理が開始されるのを防止することができる。

また、本発明の無線端末装置は、前記要求が入力された状態か否かを報知する状態報知手段を備える。

この構成により、スイッチなどの状態報知手段によって無線端末装置の状態を確認することができ、利用者の利便性を高めることができる。

また、本発明の無線端末装置は、前記暗号鍵決定手段が、前記他の無線端末装置との最初の接触を検知した時点から所定時間内に、前記他の無線端末装置から送信された、時間経過に伴って変化する暗号鍵の受信を開始した場合は、前記他の無線端末装置との次の接触を検知した時点に対応する暗号鍵を有効暗号鍵として決定し、前記他の無線端末装置との最初の接触を検知した時点から所定時間内に、前記他の無線端末装置から送信された、時間経過に伴って変化する暗号鍵の受信を開始しなかった場合は、前記所定時間経過後に、時間経過に伴って変化する暗号鍵の送信を開始し、前記他の無線端末装置との次の接触を検知した時点に対応する暗号鍵を有効暗号鍵として決定するものである。

この構成により、無線通信において自機器と相手機器が対等の関係であり、親機と子機といった主従関係があらかじめ定められていない場合においても、本発明において暗号鍵を生成して無線送信する側の機器を最初の接触動作によって決定し、無線通信に使用する暗号鍵を次の接触動作によって決定することができることから、利用者にとって簡便な方法によって、相手機器との安全なデータ通信を開始することが可能となる。

また、本発明の無線端末装置は、前記他の無線端末装置と最初に接触した時点から次に接触した時点までの経過時間を計測する時間計測手段を備え、前記暗号鍵決定手段が、前記暗号鍵の候補を保持する暗号鍵テーブルを参照して、前記経過時間または前記経過時間を用いて算出された値に基づいて有効暗号鍵を決定するものである。また、本発明の無線端末装置は、前記他の無線端末装置との接触を検知した時点から接触解除を検知した時点までの経過時間を計測する時間計測手段を備え、前記暗号鍵決定手段が、前記暗号鍵の候補を保持する暗号鍵テーブルを参照して、前記経過時間または前記経過時間を用いて算出された値に基づいて有効暗号鍵を決定するものである。

この構成により、暗号鍵のデータを無線伝送することなく相手機器との間で共有できることから、第三者によってデータ通信に使用する暗号鍵を無線傍受される可能性を無くすることができ、より安全に相手機器とのデータ通信を行うことが可能となる。

また、本発明の無線端末装置は、前記接触検知手段が接触を検知したことを報知する接触報知手段を備える。

この構成により、利用者が本発明の無線端末装置を相手機器と接触させる際に、確実に接触したか確認することが可能となり、接触検知が表示されない場合は再度接触動作をさせるなどして、利用者による誤操作を防止することが可能となる。

また、本発明の情報共有方法は、無線端末装置が、他の無線端末装置と情報を共有する方法であって、時間の経過に伴って変化する情報を送信し、前記他の無線端末装置との接触を検知し、接触を検知した時点で送信した情報を、有効な情報として決定する方法である。また、本発明の情報共有方法は、他の無線端末装置と情報を共有する方法であって、時間の経過に伴って変化する情報を受信し、前記他の無線端末装置との接触を検知し、接触を検知した時点で受信した情報を、有効な情報として決定する方法である。

この構成によれば、送信した情報を第三者に傍受されたとしても、第三者は有効な情報を特定できないため、簡便な方法で、接触した無線端末装置とのみ、有効な情報を共有できる。有効な情報としては、暗号鍵、相手を認証するためのＩＤ番号等が利用できる。

本発明は、利用者が面倒な設定手続きを行うことなく、簡便にお互いが通信可能な状態にすることができ、かつ第三者にデータ通信に使用する暗号鍵の情報を傍受されてしまうことを防止することができる効果を有し、特に、見通し内の近距離で無線による情報の伝送を行う無線端末装置等に有用である。この様な機器としては、現状では携帯電話やＰＤＡやノート型パーソナルコンピュータなどといったものが挙げられる。

また、目の前にある機器と簡単かつ安全に通信のための暗号鍵設定が行えるという利点から、例えば、個人コンテンツを蓄積し、外出先などで出会った友人などと画像データなど該個人コンテンツを交換するといった機能を備えたコミュニケーション用端末に適用することも有効である。

このような端末では、個人コンテンツを交換するという点から、無線通信に関する高い安全性が要求される。本発明は、端末間の無線通信がその場で簡便かつ安全に設定可能であるような端末を提供するものであるから、コミュニケーション用端末として有効である。

さらに、無線接続設定時やデータ伝送時に利用者に端末の接触という動作を伴わせることから、コミュニケーションという点で好適なインタフェースを提供するものにもなっている。

さらに、本発明に開示した無線端末の技術を据え置きの家電機器等の電子機器に適用することによって、無線端末と該据え置き電子機器間の無線通信に関する暗号鍵を設定するといったことも可能である。例えば、携帯電話とハードディスクレコーダの間で、ハードディスクレコーダに蓄積された電子データを携帯電話に無線転送するといった用途に応用できる。

また、外出先でインターネットに接続可能な無線ＬＡＮによるホットスポットなどの無線環境がある場合に、本発明による無線端末を該無線環境で利用可能とするために、設定用の相手機器として本発明を適用した固定の端末を設置するといった応用も可能である。

本発明の第１の実施形態に係る無線端末装置の構成を示すブロック図 本発明の第１の実施形態に係る無線端末装置における暗号鍵設定の方法を示すタイムチャート 本発明の第１の実施形態に係る送信側無線端末装置における暗号鍵設定の処理手順を示すフローチャート 本発明の第１の実施形態に係る受信側無線端末装置における暗号鍵設定の処理手順を示すフローチャート 本発明の第２の実施形態に係る無線端末装置の構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態に係る無線端末装置における暗号鍵設定の方法を示すタイムチャート 本発明の第３の実施形態に係る無線端末装置の構成を示すブロック図 本発明の第３の実施形態に係る無線端末装置における暗号鍵設定の方法を示すタイムチャート 本発明の第３の実施形態に係る無線端末装置における暗号鍵設定の処理手順を示すフローチャート 本発明の第４の実施形態に係る無線端末装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１００、２００ 無線端末
１１０、２１０ 無線通信部
１２０、２２０ 接触検知部
１３０、２３０ 暗号鍵生成部
１３５、２３５ 暗号鍵決定部
１３６ 暗号鍵テーブル
１４０、２４０ データ処理部
１５０、２５０ 入力部
１６０ 時間計測部
１１、１２、２１、２２ 暗号鍵
３０、３１、３２ 接触検知部信号
４０、４１ 入力部信号
６１、６２ 無線受信待ち受け時間

Claims (15)

1. 他の無線端末装置との無線通信を行う無線通信手段と、
   前記他の無線端末装置との接触を検知する接触検知手段と、
   前記他の無線端末装置との接触を検知した時点に基づいて、伝送するデータを暗号化するために用いる暗号鍵の候補から有効暗号鍵を決定する暗号鍵決定手段と、
   を備える無線端末装置。
2. 前記無線通信手段は、時間経過に伴って変化する暗号鍵を送信し、
   前記暗号鍵決定手段は、前記他の無線端末装置との接触を検知した時点に対応する暗号鍵を前記有効暗号鍵として決定する請求項１記載の無線端末装置。
3. 前記無線通信手段は、時間経過に伴って変化する暗号鍵を前記他の無線端末装置より受信し、
   前記暗号鍵決定手段は、前記他の無線端末装置との接触を検知した時点に対応する暗号鍵を前記有効暗号鍵として決定する請求項１記載の無線端末装置。
4. 複数の暗号鍵を生成し、順次無線送出されるよう前記無線通信手段に出力する暗号鍵生成手段を備え、
   前記暗号鍵決定手段は、前記他の無線端末装置との接触を検知した時点で送信した暗号鍵を前記有効暗号鍵として決定する請求項２記載の無線端末装置。
5. 前記無線通信手段は、前記他の無線端末装置との最初の接触を検知した時点に対応して、前記暗号鍵の送信を開始する請求項１または４記載の無線端末装置。
6. 前記無線通信手段は、前記他の無線端末装置との最初の接触を検知した時点に対応して、前記暗号鍵の受信を開始する請求項３記載の無線端末装置。
7. 前記暗号鍵の送信開始の要求を入力する入力手段を備え、
   前記無線通信手段は、前記要求に応じて、前記暗号鍵の送信を開始する請求項２または４記載の無線端末装置。
8. 前記暗号鍵の送信開始の要求を入力する入力手段を備え、
   前記要求が入力された場合に、前記接触検知手段の接触検知機能を有効にする請求項２または４記載の無線端末装置。
9. 前記要求が入力された状態か否かを報知する状態報知手段を備える請求項７または８記載の無線端末装置。
10. 前記暗号鍵決定手段は、
    前記他の無線端末装置との最初の接触を検知した時点から所定時間内に、前記他の無線端末装置から送信された、時間経過に伴って変化する暗号鍵の受信を開始した場合は、前記他の無線端末装置との次の接触を検知した時点に対応する暗号鍵を有効暗号鍵として決定し、
    前記他の無線端末装置との最初の接触を検知した時点から所定時間内に、前記他の無線端末装置から送信された、時間経過に伴って変化する暗号鍵の受信を開始しなかった場合は、前記所定時間経過後に、時間経過に伴って変化する暗号鍵の送信を開始し、前記他の無線端末装置との次の接触を検知した時点に対応する暗号鍵を有効暗号鍵として決定する請求項１記載の無線端末装置。
11. 前記他の無線端末装置と最初に接触した時点から次に接触した時点までの経過時間を計測する時間計測手段を備え、
    前記暗号鍵決定手段は、前記暗号鍵の候補を保持する暗号鍵テーブルを参照して、前記経過時間または前記経過時間を用いて算出された値に基づいて有効暗号鍵を決定する請求項１記載の無線端末装置。
12. 前記他の無線端末装置との接触を検知した時点から接触解除を検知した時点までの経過時間を計測する時間計測手段を備え、
    前記暗号鍵決定手段は、前記暗号鍵の候補を保持する暗号鍵テーブルを参照して、前記経過時間または前記経過時間を用いて算出された値に基づいて有効暗号鍵を決定する請求項１記載の無線端末装置。
13. 前記接触検知手段が接触を検知したことを報知する接触報知手段を備える請求項１ないし１１のいずれか一項記載の無線端末装置。
14. 無線端末装置が、他の無線端末装置と情報を共有する方法であって、
    時間の経過に伴って変化する情報を送信し、
    前記他の無線端末装置との接触を検知し、
    接触を検知した時点で送信した情報を、有効な情報として決定する方法。
15. 無線端末装置が、他の無線端末装置と情報を共有する方法であって、
    時間の経過に伴って変化する情報を受信し、
    前記他の無線端末装置との接触を検知し、
    接触を検知した時点で受信した情報を、有効な情報として決定する方法。

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