JP2008203581A

JP2008203581A - Network system

Info

Publication number: JP2008203581A
Application number: JP2007040249A
Authority: JP
Inventors: Soji Murakami; 宗司村上; Satoyuki Hatanaka; 智行畑中; Osamu Sekine; 修関根; Hiroyasu Nakanishi; 弘泰中西
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2008-09-04

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a network system wherein highly accurate random numbers can be obtained even when, in using an inexpensive built-in device or the like connected to a communication network, accuracy of generated random numbers is low, the built-in device does not have a function of generating random numbers, or generation of random numbers is difficult while various processes are executed. SOLUTION: In the network system A, a client device 1 and a server device 2 are connected for communication. The client device 1 includes a request signal generating section 11 generating a request signal R requesting for generation of a random number N. The server device 2 includes a server side random number generating section 24 generating a random number N. The client device 1 transmits the request signal R to the server device 2. The server device 2 receives the request signal R and transmits the random number N generated by the server side random number generating section 24 to the client device 1. The client device 1 receives the random number N and uses it. COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本願発明は、クライアント装置とサーバ装置がネットワークを介して通信接続されるネットワークシステムに関する。 The present invention relates to a network system in which a client device and a server device are communicatively connected via a network.

互いに通信可能な通信機器に基づく通信ネットワークにおいて、被認証機器と認証機器との間で通信確立を行い、実際にデータの送受信を実施するにあたり、相手の通信機器が信頼関係を保証する機器であるか否かを確認した上で通信を行うことが、安全な通信ネットワークを構築するためには非常に重要である。そこで、安全な通信システムを実現するために、従来から乱数を用いた認証プロトコルや鍵配布プロトコルが用いられている。 In a communication network based on communication devices that can communicate with each other, the communication device of the other party guarantees a trust relationship when establishing communication between the device to be authenticated and the authentication device and actually transmitting and receiving data. It is very important to perform communication after confirming whether or not to establish a secure communication network. Therefore, in order to realize a secure communication system, conventionally, an authentication protocol and a key distribution protocol using random numbers have been used.

例えば、特表２００４−５２５５５８号公報に示されるように、暗号的に強力なランダム数生成装置によって生成される乱数を使用することによって、データのレコード暗号化と暗号解読のための一意的な識別子としての役割を果たすことができることが知られている。 For example, as shown in Japanese Patent Publication No. 2004-525558, a unique identifier for record encryption and decryption of data is obtained by using a random number generated by a cryptographically strong random number generator. It is known that it can play a role.

また、特開２００３−２６４５５２号公報に示されるように、通信手段によりネットワークを用いて通信が可能であるホストとクライアントとの間のネットワークシステムにおいて、クライアントは設定した乱数を暗号化した暗号化乱数を本人認証手段による署名付きでホストへ送信し、ホストは設定した乱数を暗号化した暗号化乱数を本人認証手段による署名付きでクライアントへ送信する。これを受けたホストおよびクライアントはそれぞれ相手から入手した乱数を検証するために検証用暗号化乱数を生成し、この生成した検証用暗号化乱数とそれぞれ相手から入手した暗号化乱数とを比較して検証する。さらに、ホストおよびクライアントが呈示する乱数のビットごとの排他的論理和である公平な乱数を生成する乱数生成方法を用いたネットワークシステムが知られている。
特表２００４−５２５５５８号公報特開２００３−２６４５５２号公報 Also, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-264552, in a network system between a host and a client that can communicate using a network by communication means, the client encrypts a set random number. Is sent to the host with a signature by the personal authentication means, and the host sends an encrypted random number obtained by encrypting the set random number to the client with a signature by the personal authentication means. The host and the client that have received the request generate a verification encrypted random number in order to verify the random number obtained from the other party, and compare the generated verification random number with the encrypted random number obtained from the other party. Validate. Furthermore, there is known a network system using a random number generation method for generating a fair random number that is an exclusive OR for each bit of random numbers presented by a host and a client.
JP-T-2004-525558 JP 2003-264552 A

上記従来例であるネットワークシステムにあっては、いずれにあっても、乱数を用いて安全な通信システムを実現するためには、通信ネットワークに接続される各通信機器が、自ら乱数を生成する機能を備えておく必要がある。しかし、通信機器に安価な組込み機器を用いる場合などでは、スペース又はコストの制約などによって、処理能力の低い演算装置を用いる必要があるなどの理由により、精度の高い乱数を生成することは、非常に困難であるという問題があった。 In any of the conventional network systems, in order to realize a secure communication system using random numbers, each communication device connected to the communication network generates a random number by itself. It is necessary to have. However, when using inexpensive embedded devices for communication devices, it is extremely difficult to generate highly accurate random numbers because it is necessary to use an arithmetic device with low processing capacity due to space or cost constraints. There was a problem that it was difficult.

本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その目的は、通信ネットワークに接続されている安価な組込み機器などにおいて、生成した乱数の精度が低い場合や、乱数自体を生成する機能を有しない場合や、種々処理を実行していることにより乱数を生成することが困難な場合においても、精度の高い乱数を取得することができるネットワークシステムを提供することを課題とするものである。 The present invention was invented in view of the above background art, and its purpose is to generate a random number itself when the accuracy of the generated random number is low in an inexpensive embedded device or the like connected to a communication network. It is an object of the present invention to provide a network system that can acquire a highly accurate random number even when it does not have a function or when it is difficult to generate a random number by executing various processes. is there.

上記課題を解決するために、本願請求項１記載の発明では、クライアント装置とサーバ装置がネットワークを介して通信接続されるネットワークシステムであって、クライアント装置は、乱数の生成を要求するリクエスト信号を生成するリクエスト信号生成部を備え、サーバ装置は、乱数を生成するサーバ側乱数生成部を備え、クライアント装置は、前記リクエスト信号をサーバ装置へ送信し、サーバ装置は、前記リクエスト信号を受信し、サーバ側乱数生成部において生成した乱数をクライアント装置へ送信し、クライアント装置は、前記乱数を受信して利用するものであることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, in the invention according to claim 1 of the present application, a client system and a server device are networked in communication connection via a network, and the client device sends a request signal for requesting generation of a random number. A request signal generator for generating, the server device includes a server-side random number generator for generating a random number, the client device transmits the request signal to the server device, the server device receives the request signal, A random number generated in the server-side random number generator is transmitted to the client device, and the client device receives and uses the random number.

本願請求項２記載の発明では、上記請求項１記載のネットワークシステムにおいて、サーバ装置は、クライアント装置へ送信する乱数を暗号化する暗号化部をさらに備え、クライアント装置は、前記暗号化された乱数を復号化する復号化部をさらに備えて、前記復号化された乱数を利用することを特徴としている。 In the invention according to claim 2 of the present application, in the network system according to claim 1, the server device further includes an encryption unit that encrypts a random number to be transmitted to the client device, and the client device includes the encrypted random number. Further, a decryption unit for decrypting is provided, and the decrypted random number is used.

本願請求項３記載の発明では、上記請求項１又は２記載のネットワークシステムにおいて、クライアント装置は、乱数を生成するクライアント側乱数生成部と、サーバ装置から受信した乱数とクライアント側乱数生成部で生成した乱数とに基づいて新たな乱数を生成する乱数処理部とをさらに備えて、前記新たな乱数を利用することを特徴としている。 In the invention according to claim 3 of the present application, in the network system according to claim 1 or 2, the client device generates a client-side random number generator that generates a random number, a random number received from the server device, and a client-side random number generator And a random number processing unit that generates a new random number based on the generated random number, and uses the new random number.

本願請求項１記載の発明のネットワークシステムにおいては、クライアント装置は、乱数の生成を要求するリクエスト信号をリクエスト信号生成部によって生成し、前記リクエスト信号をサーバ装置へ送信するものであり、サーバ装置は、前記リクエスト信号を受信し、サーバ側乱数生成部によって乱数を生成し、前記乱数をクライアント装置へ送信するものであり、クライアント装置は、前記乱数を受信して利用するものであるので、クライアント装置が種々処理を実行していることにより乱数を生成することが困難な場合や、クライアント装置の生成した乱数の精度が低い場合や、クライアント装置が乱数自体を生成する機能を有さない場合でも、サーバ装置で生成した精度の高い乱数を、ネットワークを介して取得して様々な用途に利用することができる。 In the network system according to the first aspect of the present invention, the client device generates a request signal for requesting generation of a random number by the request signal generation unit, and transmits the request signal to the server device. , Receiving the request signal, generating a random number by a server-side random number generation unit, and transmitting the random number to the client device, and the client device receives and uses the random number. Even if it is difficult to generate random numbers by executing various processes, if the accuracy of random numbers generated by the client device is low, or if the client device does not have a function to generate the random number itself, High-accuracy random numbers generated by server devices are acquired via the network and are useful for various purposes. It can be.

本願請求項２記載の発明のネットワークシステムにおいては、特に、サーバ装置は、クライアント装置へ送信する乱数を暗号化する暗号化部を備え、クライアント装置は、前記暗号化された乱数を復号化する復号化部を備えているので、サーバ装置とクライアント装置との間で送受信される乱数を暗号化することができる。このことによって、信頼関係を構築していない他の装置に読み取られる危険性を低減することができるので、安全なネットワークシステムを構築することができる。 In the network system according to the second aspect of the present invention, in particular, the server device includes an encryption unit that encrypts a random number to be transmitted to the client device, and the client device decrypts the encrypted random number. Since the encryption unit is provided, it is possible to encrypt a random number transmitted and received between the server device and the client device. As a result, it is possible to reduce the risk of being read by other devices that have not established a trust relationship, so that a safe network system can be constructed.

本願請求項３記載の発明のネットワークシステムにおいては、特に、クライアント装置は、乱数を生成するクライアント側乱数生成部と、サーバ装置から受信した乱数とクライアント側乱数生成部で生成した乱数とに基づいて新たな乱数を生成する乱数処理部とを備えているので、サーバ装置から受信する乱数とクライアント装置で利用する乱数とが同値とはならない。このことによって、信頼関係を構築していない他の装置に送受信される乱数を解読された場合においても、クライアント装置が利用する乱数は、送受信した乱数とは別の値であるので、他の装置にクライアント装置が利用する乱数を解読することは非常に困難となり、さらに安全なネットワークシステムを構築することができる。また、クライアント装置で生成する乱数の精度が低い場合でも、サーバ装置で生成した乱数を用いて新たな乱数を生成するので、精度の高い乱数を取得することが可能となる。 In the network system according to claim 3 of the present application, in particular, the client device is based on a client-side random number generation unit that generates random numbers, a random number received from the server device, and a random number generated by the client-side random number generation unit. Since the random number processing unit that generates a new random number is provided, the random number received from the server device and the random number used by the client device are not the same value. As a result, even when a random number transmitted / received to / from another device that does not have a trust relationship is decrypted, the random number used by the client device is different from the transmitted / received random number. In addition, it is very difficult to decipher random numbers used by client devices, and a more secure network system can be constructed. Further, even when the accuracy of the random number generated by the client device is low, a new random number is generated using the random number generated by the server device, so that it is possible to acquire a highly accurate random number.

図１〜図３は、本願発明の第１の実施形態であるネットワークシステムを示している。図１及び図２に示すように、ネットワークシステムＡは、クライアント装置１とサーバ装置２がネットワーク３を介して通信接続されるものであって、クライアント装置１は、乱数Ｎの生成を要求するリクエスト信号Ｒを生成するリクエスト信号生成部１１と、前記リクエスト信号Ｒをサーバ装置２へネットワーク３を介して送信するクライアント側データ送信部１２と、サーバ装置２で生成した乱数Ｎをサーバ装置２からネットワーク３を介して受信するクライアント側データ受信部１３とを備え、サーバ装置２は、前記リクエスト信号Ｒをクライアント装置１からネットワーク３を介して受信するサーバ側データ受信部２３と、乱数Ｎを生成するサーバ側乱数生成部２４と、前記乱数Ｎをクライアント装置１へネットワーク３を介して送信するサーバ側データ送信部２２とを備えている。また、クライアント装置１は、前記リクエスト信号Ｒをサーバ装置２へクライアント側データ送信部１２によって送信し、サーバ装置２は、サーバ側データ受信部２３によって前記リクエスト信号Ｒを受信し、サーバ側乱数生成部２４において生成した乱数Ｎをクライアント装置１へサーバ側データ送信部２２によって送信し、クライアント装置１は、前記乱数Ｎをクライアント側データ受信部１３によって受信して利用するものである。さらに、サーバ装置２は、クライアント装置１へ送信する乱数Ｎを暗号化する暗号化部２５を備え、クライアント装置１は、前記暗号化された乱数Ｎを復号化する復号化部１５を備えて、前記復号化された乱数Ｎを利用するものである。 1 to 3 show a network system according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, the network system A includes a client apparatus 1 and a server apparatus 2 that are connected to each other via a network 3, and the client apparatus 1 requests generation of a random number N. A request signal generator 11 that generates a signal R, a client-side data transmitter 12 that transmits the request signal R to the server device 2 via the network 3, and a random number N generated by the server device 2 from the server device 2 to the network 3, and the server apparatus 2 receives the request signal R from the client apparatus 1 via the network 3 and generates a random number N. The server-side random number generator 24 and the random number N are sent to the client device 1 via the network 3 And a server-side data transmission unit 22 for. The client device 1 transmits the request signal R to the server device 2 by the client-side data transmission unit 12, and the server device 2 receives the request signal R by the server-side data reception unit 23 to generate a server-side random number. The random number N generated in the unit 24 is transmitted to the client device 1 by the server-side data transmission unit 22, and the client device 1 receives and uses the random number N by the client-side data reception unit 13. Further, the server device 2 includes an encryption unit 25 that encrypts the random number N to be transmitted to the client device 1, and the client device 1 includes a decryption unit 15 that decrypts the encrypted random number N. The decrypted random number N is used.

以下、この実施形態のネットワークシステムをより具体的詳細に説明する。図１及び図２に示すように、同一のネットワーク３に複数のクライアント装置１及びサーバ装置２が接続されている。また、クライアント装置１には、電源１０１、中央処理装置１０２、通信モジュール１０３が搭載され、サーバ装置２には、電源２０１、中央処理装置２０２、通信モジュール２０３が搭載されている。 Hereinafter, the network system of this embodiment will be described in more detail. As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of client devices 1 and server devices 2 are connected to the same network 3. The client device 1 is equipped with a power source 101, a central processing unit 102, and a communication module 103, and the server device 2 is equipped with a power source 201, a central processing unit 202, and a communication module 203.

電源１０１、２０１は、それぞれクライアント装置１及びサーバ装置２の電源を管理するものである。 The power sources 101 and 201 manage the power sources of the client device 1 and the server device 2, respectively.

クライアント装置１の中央処理装置１０２は、リクエスト信号生成部１１と、クライアント側データ送信部１２と、クライアント側データ受信部１３と、復号化部１５とを備えるものである。また、サーバ装置２の中央処理装置２０２は、サーバ側データ送信部２２と、サーバ側データ受信部２３と、サーバ側乱数生成部２４と、暗号化部２５とを備えるものである。この中央処理装置１０２、２０２は、それぞれ電源１０１、２０１より電力が供給されて起動するものである。 The central processing unit 102 of the client apparatus 1 includes a request signal generation unit 11, a client side data transmission unit 12, a client side data reception unit 13, and a decoding unit 15. The central processing unit 202 of the server device 2 includes a server-side data transmission unit 22, a server-side data reception unit 23, a server-side random number generation unit 24, and an encryption unit 25. The central processing units 102 and 202 are activated by power supplied from the power sources 101 and 201, respectively.

通信モジュール１０３、２０３は、中央処理装置１０２、２０２より命令を受けて、ネットワーク３を介してクライアント装置１又はサーバ装置２との通信を行うものである。 The communication modules 103 and 203 receive commands from the central processing units 102 and 202 and communicate with the client device 1 or the server device 2 via the network 3.

次に、クライアント装置１とサーバ装置２との間で行われる通信内容を図３に基づいて説明する。クライアント装置１は、例えば、種々処理を実行していることにより乱数Ｎを生成することが困難な場合や、生成した乱数Ｎの精度が低い場合や、乱数Ｎ自体を生成する機能を有さない場合がある。このような状況下において、乱数Ｎを取得する必要がある場合、リクエスト信号生成部１１は、サーバ装置２に対して乱数Ｎの生成を要求するリクエスト信号Ｒを生成するステップＳ１を実行する。次のステップＳ２において、生成されたリクエスト信号Ｒは、暗号通信に必要な公開鍵Ｋと共にサーバ装置２へ通信モジュール１０３を介して送信される。 Next, the contents of communication performed between the client device 1 and the server device 2 will be described with reference to FIG. For example, the client device 1 does not have a function of generating the random number N when it is difficult to generate the random number N by executing various processes, when the accuracy of the generated random number N is low, or There is a case. Under such circumstances, when it is necessary to acquire the random number N, the request signal generation unit 11 executes Step S1 of generating a request signal R for requesting the server device 2 to generate the random number N. In the next step S 2, the generated request signal R is transmitted to the server apparatus 2 through the communication module 103 together with the public key K necessary for encrypted communication.

次に、サーバ装置２は、通信モジュール２０３を介し、サーバ側データ受信部２３によって、クライアント装置１より送信されたリクエスト信号Ｒ及び公開鍵Ｋを受信するステップＳ３を実行する。このようにリクエスト信号Ｒ及び公開鍵Ｋを受信した場合、サーバ装置２は、サーバ側乱数生成部２４によって、乱数Ｎを生成するステップＳ４を実行する。 Next, the server device 2 executes step S3 of receiving the request signal R and the public key K transmitted from the client device 1 by the server-side data receiving unit 23 via the communication module 203. When the request signal R and the public key K are received in this way, the server device 2 executes step S4 in which the server-side random number generation unit 24 generates a random number N.

ここで、乱数Ｎを生成する方法として、例えば、電気回路の熱雑音（ジョンソンノイズ）などの物理現象を利用した物理乱数を用いることができる。このことによって、周期性が無く、予測できない精度の高い乱数を乱数Ｎとして生成することができる。 Here, as a method for generating the random number N, for example, a physical random number using a physical phenomenon such as thermal noise (Johnson noise) of an electric circuit can be used. As a result, a random number having no periodicity and high accuracy that cannot be predicted can be generated as the random number N.

なお、乱数Ｎを生成する方法は、上記の方法に限定されるものではなく、他の方法によって乱数Ｎを生成してもよい。 The method for generating the random number N is not limited to the above method, and the random number N may be generated by other methods.

次に、サーバ装置２は、生成した乱数Ｎを暗号化部２５によって、公開鍵Ｋを用いて暗号化するステップＳ５を実行する。ここで、サーバ装置２は、クライアント装置１より受信した公開鍵Ｋを用いて暗号化を行う。さらに、サーバ装置２は、暗号化部２５で暗号化した乱数Ｅ（Ｎ）をサーバ側データ送信部２２によりクライアント装置１へ通信モジュール２０３を介して送信するステップＳ６を実行する。 Next, the server device 2 executes Step S5 in which the generated random number N is encrypted by the encryption unit 25 using the public key K. Here, the server device 2 performs encryption using the public key K received from the client device 1. Further, the server device 2 executes step S6 in which the random number E (N) encrypted by the encryption unit 25 is transmitted to the client device 1 by the server-side data transmission unit 22 via the communication module 203.

次に、クライアント装置１は、サーバ装置２のサーバ側データ送信部２２により送信された暗号化された乱数Ｅ（Ｎ）を、通信モジュール１０３を介し、クライアント側データ受信部１３によって受信するステップＳ７を実行する。さらに、クライアント装置１は、復号化部１５により公開鍵Ｋと対となる秘密鍵Ｋ’を用いて、暗号化された乱数Ｅ（Ｎ）の復号化を行うステップＳ８を実行し、乱数Ｎを取得する。クライアント装置１は、ステップＳ９によって、取得した乱数Ｎをメモリ部１０４へ格納する。クライアント装置１は、この取得した乱数Ｎを独自の機能や、他のクライアント装置１などとの安全性を確保した暗号化通信を行う際に用いられるナンスなどに利用する。 Next, the client device 1 receives the encrypted random number E (N) transmitted by the server-side data transmission unit 22 of the server device 2 by the client-side data reception unit 13 via the communication module 103 (step S7). Execute. Further, the client device 1 executes step S8 of decrypting the encrypted random number E (N) using the secret key K ′ paired with the public key K by the decryption unit 15, and calculates the random number N. get. The client device 1 stores the acquired random number N in the memory unit 104 in step S9. The client device 1 uses the acquired random number N for a unique function or a nonce used when performing encrypted communication with other client devices 1 or the like to ensure safety.

なお、上記のクライアント装置１とサーバ装置２で行われる暗号化及び復号化の方法は、本実施形態で示した暗号化及び復号化の方法に限定されるものではなく、他の暗号化及び復号化の方法を用いて乱数Ｎの送受信を行ってもよい。さらに、ネットワークシステムＡの安全性が確保されているなどの環境下においては、暗号化を行わずに乱数Ｎを送受信するものであってもよい。 Note that the encryption and decryption methods performed by the client device 1 and the server device 2 are not limited to the encryption and decryption methods shown in the present embodiment, but other encryption and decryption methods. The random number N may be transmitted / received using the conversion method. Furthermore, in an environment where the security of the network system A is ensured, the random number N may be transmitted and received without encryption.

したがって、クライアント装置１は、乱数Ｎの生成を要求するリクエスト信号Ｒをリクエスト信号生成部１１によって生成し、前記リクエスト信号Ｒをサーバ装置２へ送信するものであり、サーバ装置２は、前記リクエスト信号Ｒを受信し、サーバ側乱数生成部２４によって乱数Ｎを生成し、前記乱数Ｎをクライアント装置１へ送信するものであり、クライアント装置１は、前記乱数Ｎを受信して利用するものであるので、クライアント装置１が種々処理を実行していることにより乱数Ｎを生成することが困難な場合や、クライアント装置１の生成した乱数Ｎの精度が低い場合や、クライアント装置１が乱数Ｎ自体を生成する機能を有さない場合でも、サーバ装置２で生成した精度の高い乱数Ｎを、ネットワーク３を介して取得して様々な用途に利用することができる。 Therefore, the client device 1 generates the request signal R for requesting generation of the random number N by the request signal generation unit 11 and transmits the request signal R to the server device 2. The server device 2 R is received, a random number N is generated by the server-side random number generator 24, and the random number N is transmitted to the client device 1. The client device 1 receives and uses the random number N. When it is difficult to generate the random number N because the client device 1 executes various processes, or when the accuracy of the random number N generated by the client device 1 is low, or the client device 1 generates the random number N itself. The random number N with high accuracy generated by the server device 2 is acquired via the network 3 even if it does not have a function to perform various purposes. It can be used to.

さらに、サーバ装置２は、クライアント装置１へ送信する乱数Ｎを暗号化する暗号化部２５を備え、クライアント装置１は、前記暗号化された乱数Ｅ（Ｎ）を復号化する復号化部１５を備えているので、クライアント装置１とサーバ装置２との間で送受信される乱数Ｎを暗号化することができる。このことによって、信頼関係を構築していない他の装置に読み取られる危険性を低減することができるので、安全なネットワークシステムＡを構築することができる。 Further, the server device 2 includes an encryption unit 25 that encrypts the random number N to be transmitted to the client device 1, and the client device 1 includes a decryption unit 15 that decrypts the encrypted random number E (N). Since it is provided, the random number N transmitted / received between the client apparatus 1 and the server apparatus 2 can be encrypted. As a result, it is possible to reduce the risk of being read by other devices that have not established a trust relationship, and thus a safe network system A can be constructed.

図４及び図５は、本願発明の第２の実施形態であるネットワークシステムを示している。ここでは、上記第１の実施形態と相違する事項についてのみ説明し、その他の事項（構成、作用効果等）については、上記第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。 4 and 5 show a network system according to the second embodiment of the present invention. Here, only matters different from those in the first embodiment will be described, and other matters (configuration, operational effects, and the like) are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof will be omitted.

図４に示すように、クライアント装置１は、乱数Ｎｃを生成するクライアント側乱数生成部１４と、サーバ装置２から受信した乱数Ｎｓとクライアント側乱数生成部１４で生成した乱数Ｎｃとに基づいて新たな乱数Ｎｎを生成する乱数処理部１６とをさらに備えたものである。 As shown in FIG. 4, the client device 1 newly generates a random number Nc based on the client side random number generation unit 14, the random number Ns received from the server device 2, and the random number Nc generated by the client side random number generation unit 14. And a random number processing unit 16 for generating a random number Nn.

次に、クライアント装置１とサーバ装置２との間で行われる通信内容を図５に基づいて説明する。クライアント装置１は、精度の高い乱数Ｎを取得する必要がある場合、リクエスト信号生成部１１によって、サーバ装置２に対して乱数Ｎの生成を要求するリクエスト信号Ｒを生成するステップＳ１１を実行する。次のステップＳ１２において、生成されたリクエスト信号Ｒは、暗号通信に必要な公開鍵Ｋと共にサーバ装置２へ通信モジュール１０３を介して送信される。また、クライアント装置１は、クライアント側乱数生成部１４により乱数Ｎｃを生成し、メモリ部１０４へ格納するステップＳ１７及び１８を実行する。 Next, contents of communication performed between the client device 1 and the server device 2 will be described with reference to FIG. When the client device 1 needs to acquire the random number N with high accuracy, the request signal generation unit 11 executes step S11 of generating a request signal R for requesting the server device 2 to generate the random number N. In the next step S 12, the generated request signal R is transmitted to the server apparatus 2 through the communication module 103 together with the public key K necessary for encrypted communication. Further, the client apparatus 1 executes steps S17 and S18 in which the client-side random number generation unit 14 generates a random number Nc and stores it in the memory unit 104.

ここで、乱数Ｎｃを生成する方法として、例えば、クライアント装置１が起動してから最初にパケットを受信するまでに要した時間を基に乱数Ｎｃの初期値を生成することができる。クライアント装置１が起動した時刻をメモリ部１０４に保存し、最初にパケットを受信した時刻との差分によって、上記時間を算出することができる。 Here, as a method for generating the random number Nc, for example, an initial value of the random number Nc can be generated based on the time required from when the client apparatus 1 is activated until the first packet is received. The time when the client device 1 is activated is stored in the memory unit 104, and the time can be calculated from the difference from the time when the packet is first received.

また、乱数Ｎｃを生成する他の方法として、例えば、カウンタ変数を予め用意しておき、カウンタ変数の値を基に乱数Ｎｃを生成することができる。カウンタ変数の演算については、ソフトウェアの割り込みの発生があった場合に、カウンタ変数に１を加算するものとし、クライアント装置１が起動してから最初にパケットを受信するまで繰り返すことでカウンタ変数の演算を行う。ここで、ソフトウェアの割り込み発生間隔は一定時間でなくても構わない。 As another method for generating the random number Nc, for example, a counter variable is prepared in advance, and the random number Nc can be generated based on the value of the counter variable. Regarding the calculation of the counter variable, when a software interrupt occurs, 1 is added to the counter variable, and the calculation of the counter variable is performed by repeating until the client device 1 starts up to receive a packet for the first time. I do. Here, the software interrupt generation interval may not be a fixed time.

さらに、乱数Ｎｃを生成する他の方法として、例えば、線形合同法を用いて行うことができる。線形合同法は、漸化式Ｎｃ（ｎ＋１）＝（ａ×Ｎｃ（ｎ）＋ｂ）ｍｏｄＭを用いることによって乱数を生成する方法である。 Furthermore, as another method for generating the random number Nc, for example, a linear congruential method can be used. The linear congruential method is a method of generating a random number by using a recurrence formula Nc (n + 1) = (a × Nc (n) + b) modM.

なお、上記のクライアント装置１のクライアント側乱数生成部１４によって行われる乱数Ｎｃの生成方法は、上記の生成方法に限定されるものではなく、他の生成方法を用いて乱数Ｎｃの生成を行ってもよい。 Note that the random number Nc generation method performed by the client-side random number generation unit 14 of the client device 1 is not limited to the above-described generation method, and the random number Nc is generated using another generation method. Also good.

次に、サーバ装置２は、通信モジュール２０３を介し、サーバ側データ受信部２３によって、クライアント装置１より送信されたリクエスト信号Ｒ及び公開鍵Ｋを受信するステップＳ１３を実行する。このようにリクエスト信号Ｒ及び公開鍵Ｋを受信した場合、サーバ装置２は、サーバ側乱数生成部２４によって、乱数Ｎｓを生成するステップＳ１４を実行する。 Next, the server device 2 executes step S13 of receiving the request signal R and the public key K transmitted from the client device 1 by the server-side data receiving unit 23 via the communication module 203. When the request signal R and the public key K are received in this way, the server device 2 executes step S14 in which the server-side random number generation unit 24 generates a random number Ns.

さらに、サーバ装置２は、生成した乱数Ｎｓを暗号化部２５によって、公開鍵Ｋを用いて暗号化するステップＳ１５を実行する。ここで、サーバ装置２は、クライアント装置１より受信した公開鍵Ｋを用いて暗号化を行う。さらに、サーバ装置２は、暗号化部２５で暗号化した乱数Ｅ（Ｎｓ）をサーバ側データ送信部２２によりクライアント装置１へ通信モジュール２０３を介して送信するステップＳ１６を実行する。 Furthermore, the server device 2 executes Step S15 in which the generated random number Ns is encrypted by the encryption unit 25 using the public key K. Here, the server device 2 performs encryption using the public key K received from the client device 1. Further, the server device 2 executes step S16 in which the random number E (Ns) encrypted by the encryption unit 25 is transmitted to the client device 1 by the server side data transmission unit 22 via the communication module 203.

次に、クライアント装置１は、通信モジュール１０３を介し、サーバ装置２のサーバ側データ送信部２２により送信された暗号化された乱数Ｅ（Ｎｓ）を、クライアント側データ受信部１３によって受信するステップＳ１９を実行する。さらに、クライアント装置１は、復号化部１５により公開鍵Ｋと対となる秘密鍵Ｋ’を用いて、暗号化された乱数Ｅ（Ｎｓ）の復号化を行うステップＳ２０を実行し、乱数Ｎｓを取得する。クライアント装置１は、ステップＳ２１によって、取得した乱数Ｎｓをメモリ部１０４へ格納する。 Next, the client device 1 receives the encrypted random number E (Ns) transmitted by the server-side data transmission unit 22 of the server device 2 via the communication module 103 by the client-side data reception unit 13 (step S19). Execute. Further, the client device 1 executes step S20 for decrypting the encrypted random number E (Ns) by using the secret key K ′ paired with the public key K by the decryption unit 15, and obtains the random number Ns. get. The client device 1 stores the acquired random number Ns in the memory unit 104 in step S21.

クライアント装置１は、メモリ部１０４に格納されているクライアント側乱数生成部１４により生成した乱数Ｎｃと、サーバ装置２より受信した乱数Ｎｓとを用いて、乱数処理部１６によって、新たな乱数Ｎｎを生成するステップＳ２２を実行する。 The client device 1 uses the random number Nc generated by the client-side random number generation unit 14 stored in the memory unit 104 and the random number Ns received from the server device 2 to generate a new random number Nn by the random number processing unit 16. Step S22 to generate is executed.

ここで、新たな乱数Ｎｎを生成する方法として、例えば、２つの乱数を加算する方法（ｆ（Ｎｃ、Ｎｓ）＝Ｎｃ＋Ｎｓ）や、重み付け加算する方法（ｆ（Ｎｃ、Ｎｓ）＝Ｎｃ＋ａＮｓ（ａは整数））や、論理演算する方法（ｆ（Ｎｃ、Ｎｓ）＝（Ｎｃ）ＸＯＲ（Ｎｓ）（ＸＯＲはビットごとの排他的論理和））によって、新たな乱数Ｎｎを生成することができる。 Here, as a method of generating a new random number Nn, for example, a method of adding two random numbers (f (Nc, Ns) = Nc + Ns) or a method of weighted addition (f (Nc, Ns) = Nc + aNs (a is Integer)) and a method of performing a logical operation (f (Nc, Ns) = (Nc) XOR (Ns) (XOR is an exclusive OR for each bit)), a new random number Nn can be generated.

なお、上記のクライアント装置１の乱数処理部１６によって行われる新たな乱数Ｎｎの生成方法は、本実施形態で示した生成方法に限定されるものではなく、他の生成方法を用いて乱数Ｎｎの生成を行ってもよい。 Note that the generation method of the new random number Nn performed by the random number processing unit 16 of the client device 1 is not limited to the generation method shown in the present embodiment, and the random number Nn is generated using other generation methods. Generation may be performed.

したがって、クライアント装置１は、乱数Ｎｃを生成するクライアント側乱数生成部１４と、サーバ装置２から受信した乱数Ｎｓとクライアント側乱数生成部１４で生成した乱数Ｎｃとに基づいて新たな乱数Ｎｎを生成する乱数処理部１６とを備えているので、サーバ装置２から受信する乱数Ｎｓとクライアント装置１で利用する新たな乱数Ｎｎとが同値とはならない。このことによって、信頼関係を構築していない他の装置に送受信される乱数Ｎｓを解読された場合においても、クライアント装置１が利用する新たな乱数Ｎｎは、送受信した乱数Ｎｓとは別の値であるので、他の装置にクライアント装置１が利用する新たな乱数Ｎｎを解読することは非常に困難となり、さらに安全なネットワークシステムＡを構築することができる。また、クライアント装置１で生成する乱数Ｎｃの精度が低い場合でも、サーバ装置２で生成した乱数Ｎｓを用いて新たな乱数Ｎｎを生成するので、精度の高い乱数Ｎを取得することが可能となる。 Therefore, the client device 1 generates a new random number Nn based on the client-side random number generation unit 14 that generates the random number Nc, the random number Ns received from the server device 2, and the random number Nc generated by the client-side random number generation unit 14. Therefore, the random number Ns received from the server device 2 and the new random number Nn used by the client device 1 do not have the same value. As a result, even when the random number Ns transmitted / received to / from another device that does not establish the trust relationship is decrypted, the new random number Nn used by the client device 1 is a value different from the transmitted / received random number Ns. Therefore, it becomes very difficult to decrypt a new random number Nn used by the client device 1 for other devices, and a more secure network system A can be constructed. Further, even when the accuracy of the random number Nc generated by the client device 1 is low, a new random number Nn is generated using the random number Ns generated by the server device 2, so that it is possible to acquire a highly accurate random number N. .

本願発明の第1の実施形態であるネットワークシステムの概略システム構成図である。1 is a schematic system configuration diagram of a network system according to a first embodiment of the present invention. 同ネットワークシステムの構成を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the structure of the network system. 同ネットワークシステムにおけるクライアント装置とサーバ装置との間の通信内容を示すフローチャート及びシーケンス図である。It is the flowchart and sequence figure which show the communication content between the client apparatus and server apparatus in the network system. 本願発明の第２の実施形態であるネットワークシステムの構成を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the structure of the network system which is the 2nd Embodiment of this invention. 同ネットワークシステムにおけるクライアント装置とサーバ装置との間の通信内容を示すフローチャート及びシーケンス図である。It is the flowchart and sequence figure which show the communication content between the client apparatus and server apparatus in the network system.

Explanation of symbols

１クライアント装置
２サーバ装置
３ネットワーク
１１リクエスト信号生成部
１２クライアント側データ送信部
１３クライアント側データ受信部
１４クライアント側乱数生成部
１５復号化部
１６乱数処理部
２２サーバ側データ送信部
２３サーバ側データ受信部
２４サーバ側乱数生成部
２５暗号化部
Ａネットワークシステム
Ｎ乱数
Ｒリクエスト信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Client apparatus 2 Server apparatus 3 Network 11 Request signal generation part 12 Client side data transmission part 13 Client side data reception part 14 Client side random number generation part 15 Decoding part 16 Random number processing part 22 Server side data transmission part 23 Server side data reception Unit 24 Server-side random number generator 25 Encryption unit A Network system N Random number R Request signal

Claims

A network system in which a client device and a server device are communicatively connected via a network, wherein the client device includes a request signal generation unit that generates a request signal for requesting generation of a random number, and the server device generates a random number A server-side random number generation unit, the client device transmits the request signal to the server device, the server device receives the request signal, transmits the random number generated in the server-side random number generation unit to the client device, A network system, wherein the apparatus receives and uses the random number.

The server device further includes an encryption unit that encrypts a random number to be transmitted to the client device, and the client device further includes a decryption unit that decrypts the encrypted random number, and the decrypted random number is stored in the client device. The network system according to claim 1, wherein the network system is used.

The client device further includes a client-side random number generation unit that generates a random number, and a random number processing unit that generates a new random number based on the random number received from the server device and the random number generated by the client-side random number generation unit, 3. The network system according to claim 1, wherein the new random number is used.