JP2013218532A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】不正なプロビジョニングが行われた無線デバイスの無線通信ネットワークへの参入を防止してセキュリティを高めることができる無線通信システムを提供する。
【解決手段】無線通信システム１は、無線通信ネットワークＮ１にＩ／Ｏデバイス１１を参入させるために必要となる第１情報を生成してＩ／Ｏデバイス１１に設定するとともに、この第１情報と第１情報の設定方法を示す情報及び第１情報の設定作業を行った作業者を示す情報の少なくとも一方を含む第２情報とを対応付けたプロビジョニング情報を作成するプロビジョニングデバイス５０と、プロビジョニングデバイス５０で作成されたプロビジョニング情報を用いて無線通信ネットワークＮ１への参入を許可するＩ／Ｏデバイスの選択を行う管理装置４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信ネットワークを介した通信が可能な無線通信システムに関する。

近年、プラントや工場等においては、無線フィールド機器と呼ばれる無線通信が可能な現場機器（測定器、操作器）を設置し、無線フィールド機器を制御するための制御信号や無線フィールド機器で得られた測定信号等を、無線通信ネットワークを介して通信する無線通信システムが実現されている。このような無線通信システムで用いられる通信規格としては、例えば国際計測制御学会（ＩＳＡ：International Society of Automation）で策定されたインダストリアル・オートメーション用無線通信規格であるＩＳＡ１００．１１ａが挙げられる。

ここで、上記の無線フィールド機器等の無線デバイスを無線通信ネットワークに参入させるには、無線デバイスに対して「プロビジョニング（Provisioning）」と呼ばれる作業を行い、無線通信ネットワークに参入するときに必要となる情報を予め設定する必要がある。尚、プロビジョニングによって設定される情報としては、例えば無線デバイスが参入する無線通信ネットワークのＩＤ、参入時に必要となるパスワードに相当するジョインキー（Join Key）等が挙げられる。

上記の「プロビジョニング」を行う手法は、ＯＴＡ（Over The Air）プロビジョニングと、ＯＯＢ（Out-Of-Band）プロビジョニングとに大別される。ＯＴＡプロビジョニングは、無線デバイスが参入しようとしている無線通信ネットワークを経由してプロビジョニングを行う手法である。これに対し、ＯＯＢプロビジョニングは、無線デバイスが参入しようとしている無線通信ネットワークとは異なる通信手段（例えば、赤外線通信やＲＳ−２３２Ｃ等のシリアル通信）を用いてプロビジョニングを行う手法である。

また、上記のＯＴＡプロビジョニングは、対称鍵暗号方式によって暗号化した情報を無線デバイスに送信してプロビジョニングを行う「ＯＴＡ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ」と、公開鍵暗号方式によって暗号化した情報を無線デバイスに送信してプロビジョニングを行う「ＯＴＡ ＰＫＩ（Public Key Infrastructure）」とに分類される。具体的に、「ＯＴＡ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ」では、プロビジョニングデバイス（無線デバイスに対するプロビジョニングを行うための機器）が対称鍵を用いて無線デバイスに設定すべき情報を暗号化し、無線デバイスが対称鍵を用いてプロビジョニングデバイスからの情報を復号する。これに対し、「ＯＴＡ ＰＫＩ」では、プロビジョニングデバイスが公開鍵を用いて無線デバイスに設定すべき情報を暗号化し、無線デバイスが秘密鍵を用いてプロビジョニングデバイスからの情報を復号する。

以下の非特許文献１，２には、無線フィールド機器を制御するための制御信号や無線フィールド機器で得られた測定信号等を、前述した通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信ネットワークを介して通信する通信システムの一例が開示されている。また、以下の特許文献１には、無線通信ネットワークに参入させる無線フィールド機器に対してプロビジョニングを行うプロビジョニングデバイス（機器パラメータ設定ツール）も開示されている。

山本周二，他２名，「計装を革新するＩＳＡ１００．１１ａ準拠フィールド無線ソリューション」，横河技報，Ｖｏｌ．５３，Ｎｏ．２，２０１０ 山本周二，他３名，「世界初ＩＳＡ１００．１１ａ準拠無線フィールド機器」，横河技報，Ｖｏｌ．５３，Ｎｏ．２，２０１０

ところで、プラントや工場等では信頼性及び安全性が重要であるため、プラントや工場等で実現される無線通信システムは、セキュリティが十分に確保されている必要がある。前述したＯＴＡプロビジョニングは、無線デバイスが参入しようとしている無線通信ネットワークを経由してプロビジョニングを行うものであり、悪意のある者に通信内容が傍受されて無線デバイスに対する不正なプロビジョニングが行われる可能性がある。このため、ＯＴＡプロビジョニングでは、上述の通り無線デバイスに送信される情報を暗号化することによってセキュリティを確保している。

これに対し、前述したＯＯＢプロビジョニングは、赤外線通信やＲＳ−２３２Ｃ等のシリアル通信を用いてプロビジョニングを行うものであり、ＯＴＡプロビジョニングのように、悪意のある者に通信内容が傍受されることはないと考えられる。従って、ＯＯＢプロビジョニングでは、悪意のある者がプラントや工場等に侵入して無線デバイスの設置場所に赴いて不正なプロビジョニングをしない限りは、無線デバイスに対する不正なプロビジョニングは行われないと考えられる。このように、ＯＯＢプロビジョニングは、無線通信ネットワークとは異なる通信手段を用いてプロビジョニングを行うことによってセキュリティを確保している。

しかしながら、前述したＯＴＡプロビジョニングのうちの「ＯＴＡ ＰＫＩ」は無線デバイスに設定された秘密鍵が漏洩しない限りはセキュリティを確保することができると考えられるものの、「ＯＴＡ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ」は、既知の対称鍵を用いて暗号化を行っているため、プロビジョニング時の通信内容が傍受される可能性が考えられる。すると、無線デバイスに対する不正なプロビジョニングが行われてセキュリティが低下する可能性があるという問題がある。

また、プラントや工場等においては、複数の作業者が交代しながら作業を行っているため、悪意のある者が紛れ込む可能性も考えられる。このような悪意のある者が紛れ込んでしまうと、無線デバイスの設置場所に容易に赴くことができるため、無線デバイスに対する不正なプロビジョニングが行われてセキュリティが低下する可能性があるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、不正なプロビジョニングが行われた無線デバイスの無線通信ネットワークへの参入を防止してセキュリティを高めることができる無線通信システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の無線通信システムは、無線通信ネットワーク（Ｎ１）を介した通信が可能な無線通信システム（１）において、前記無線通信ネットワークに無線デバイスを参入させるために必要となる第１情報を生成して前記無線通信ネットワークに参入させるべき無線デバイス（１１）に設定するとともに、当該第１情報と当該第１情報の設定方法を示す情報及び当該第１情報の設定作業を行った作業者を示す情報の少なくとも一方を含む第２情報とを対応付けた設定情報を作成する設定装置（５０）と、前記設定装置で作成された前記設定情報を用いて前記無線通信ネットワークへの参入を許可する無線デバイスの選択を行う管理装置（４０）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、無線デバイスに設定した第１情報と、第１情報の設定方法を示す情報及び当該第１情報の設定作業を行った作業者を示す情報の少なくとも一方を含む第２情報とを対応付けた設定情報が設定装置で作成され、作成された設定情報を用いて無線通信ネットワークへの参入を許可する無線デバイスの選択が管理装置で行われる。
また、本発明の無線通信システムは、前記設定装置で作成される前記設定情報が、所定の暗号化方法で暗号化されており、前記管理装置が、前記設定装置によって作成された前記設定情報を復号してから前記無線通信ネットワークへの参入を許可する無線デバイスの選択を行うことを特徴としている。
また、本発明の無線通信システムは、前記管理装置が、前記無線通信ネットワークへの参入を許可する無線デバイスを選択する条件の入力が可能な入力装置を備えることを特徴としている。
また、本発明の無線通信システムは、前記第２情報が、前記第１情報が前記無線デバイスに設定された時刻を示す時刻情報を含み、前記管理装置が、同一の無線デバイスについての前記設定情報が複数存在する場合には、前記時刻情報が最も新しいものを用いることを特徴としている。
或いは、本発明の無線通信システムは、前記第２情報が、前記第１情報が前記無線デバイスに設定された時刻を示す時刻情報を含み、前記設定装置で作成された前記設定情報を蓄積し、同一の無線デバイスについての前記設定情報が複数存在する場合には、前記時刻情報が最も新しいものを前記管理装置に提供するサーバ装置（６０）を備えることを特徴としている。
また、本発明の無線通信システムは、前記管理装置で選択された無線デバイスを前記無線通信ネットワークに参入させる参入処理を行う制御装置（３０）を備えることを特徴としている。

本発明によれば、無線デバイスに設定した第１情報と、第１情報の設定方法を示す情報及び当該第１情報の設定作業を行った作業者を示す情報の少なくとも一方を含む第２情報とを対応付けた設定情報を設定装置で作成し、この設定情報を用いて無線通信ネットワークへの参入を許可する無線デバイスの選択を管理装置で行っているため、不正なプロビジョニングが行われた無線デバイスの無線通信ネットワークへの参入を防止してセキュリティを高めることができる無線通信システムを提供することができるという効果がある。

本発明の一実施形態による無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態で作成されるプロビジョニング情報の一例を示す図である。 本発明の一実施形態におけるプロビジョニング時の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるジョイン時の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における管理装置の選択条件入力画面の一例を示す図である。 本発明の一実施形態による無線通信システムの第１変形例を説明するための図である。 本発明の一実施形態による無線通信システムの第２変形例を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による無線通信システムについて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態の無線通信システム１は、Ｉ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅ（無線デバイス）、Ｉ／Ｏデバイス１１（無線デバイス）、ルーティングデバイス２０ａ，２０ｂ、ゲートウェイ３０（制御装置）、管理装置４０、及びプロビジョニングデバイス５０（設定装置）を備えており、ゲートウェイ３０の制御によってＩ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅと管理装置４０との間で無線通信ネットワークＮ１を介した通信が可能である。

ここで、図１に示すＩ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅは、無線通信ネットワークＮ１に参入しているＩ／Ｏデバイスを示しており、Ｉ／Ｏデバイス１１は、これから無線通信ネットワークＮ１に参入させようとしているＩ／Ｏデバイスを示している。尚、図１に示すＩ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅ、Ｉ／Ｏデバイス１１、及びルーティングデバイス２０ａ，２０ｂの各々の数は任意である。

Ｉ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅ及びＩ／Ｏデバイス１１は、例えば流量計や温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、その他のプラントや工場等の現場に設置されるフィールド機器である。これらＩ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅ及びＩ／Ｏデバイス１１は、インダストリアル・オートメーション用無線通信規格であるＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信が可能である。

また、Ｉ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅ及びＩ／Ｏデバイス１１は、赤外線通信機能を有しており、外部の赤外線通信機器との間で各種情報の送受信が可能である。このため、無線通信ネットワークＮ１に参入していないＩ／Ｏデバイス１１は、プロビジョニングデバイス５０との間で赤外線通信を行って、無線通信ネットワークＮ１に参入するために必要な情報を取得することができる。尚、無線通信ネットワークＮ１に参入するために必要な情報としては、無線通信ネットワークＮ１に割り当てられているネットワークＩＤ、参入時に必要となるパスワードに相当するジョインキー（Join Key）等が挙げられる。

ルーティングデバイス２０ａ，２０ｂは、Ｉ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅ及びゲートウェイ３０との間でＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行い、無線通信ネットワークＮ１の経路情報やメッセージの伝達を行うとともに、Ｉ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅとゲートウェイ３０との間で送受信されるデータを中継する。これらＩ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅ、ルーティングデバイス２０ａ，２０ｂ、及びゲートウェイ３０が互いに無線接続されることにより、スター・メッシュ状の無線通信ネットワークＮ１が形成される。尚、ルーティングデバイス２０ａ，２０ｂに代えて、ルーティングデバイス２０ａ，２０ｂの機能（中継機能）を備えるＩ／Ｏデバイスが設けられていても良い。

ゲートウェイ３０は、ゲートウェイ部３１、システムマネージャ部３２、及びセキュリティマネージャ部３３を備えており、無線通信システム１で行われる通信の制御を行う。ゲートウェイ部３１は、Ｉ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅ等によって形成される無線通信ネットワークＮ１と、管理装置４０が接続される有線のプラントネットワークＮ２とを接続し、Ｉ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅ等と管理装置４０との間で送受信される各種データの中継を行う。このゲートウェイ部３１は、上述した無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。

システムマネージャ部３２は、無線通信ネットワークＮ１を介して行われる無線通信の管理及び制御を行う。具体的に、システムマネージャ部３２は、無線通信ネットワークＮ１の周波数チャネル、通信スケジュール、通信経路等のリソースの管理及び制御を行う。また、システムマネージャ部３２は、セキュリティマネージャ部３３と協働して、Ｉ／Ｏデバイス１１を無線通信ネットワークＮ１に参入させる参入処理を行う。

セキュリティマネージャ部３３は、システムマネージャ部３２の下で、セキュリティの管理を行う。例えば、セキュリティマネージャ部３３には、無線通信ネットワークＮ１への参入が許可されているＩ／Ｏデバイスを示すホワイトリストや、無線通信ネットワークＮ１への参入が拒否されているＩ／Ｏデバイスを示すブラックリスト等が登録されており、セキュリティマネージャ部３３は、これらのリストを参照して無線通信ネットワークＮ１に参入しているＩ／Ｏデバイスの管理を行う。尚、システムマネージャ部３２は、セキュリティマネージャ部３３に登録された上記のリストの内容を参照して上記の参入処理を行う。

管理装置４０は、有線のプラントネットワークＮ２に接続されており、例えば無線通信システム１の管理者によって操作され、管理者の指示に応じて、Ｉ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅで測定された測定データの収集やＩ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅに対するパラメータの設定等を行う。また、管理装置４０は、管理者の指示に応じて、プロビジョニングデバイス５０で作成されるプロビジョニングファイルを読み込み、このプロビジョニングファイルに格納されているプロビジョニング情報を用いて無線通信ネットワークＮ１への参入を許可するＩ／Ｏデバイスの選択を行う。尚、上記のプロビジョニングファイルに格納されるプロビジョニング情報の詳細については後述する。

ここで、プロビジョニングデバイス５０で作成されるプロビジョニングファイルは、セキュリティを高めるために予め定められた所定の暗号化方法で暗号化されている。このため、管理装置４０は、読み込んだプロビジョニングファイルを復号してから、上記のプロビジョニング情報を用いたＩ／Ｏデバイスの選択を行う。管理装置４０は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータによって実現され、キーボードやマウス等の入力装置（図示省略）によってＩ／Ｏデバイスを選択する選択条件を入力することができる。

プロビジョニングデバイス５０は、例えば無線通信ネットワークＮ１に参入していないＩ／Ｏデバイス１１の設置を行う作業者によって操作され、Ｉ／Ｏデバイス１１に対する各種情報の設定を行う。具体的に、プロビジョニングデバイス５０は、無線通信ネットワークＮ１にＩ／Ｏデバイス１１を参入させるために必要となるジョインキー等の情報（第１情報）を作成し、Ｉ／Ｏデバイス１１に対するプロビジョニングを行って上記の情報をＩ／Ｏデバイス１１に設定する。

ここで、プロビジョニングデバイス５０は、前述した無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信機能、赤外線通信機能、及びＲＳ−２３２Ｃ等のシリアル通信機能を備えている。このため、プロビジョニングデバイス５０は、Ｉ／Ｏデバイス１１が参入しようとしている無線通信ネットワークＮ１を経由してＩ／Ｏデバイス１１のプロビジョニングを行うＯＴＡプロビジョニング、及び無線通信ネットワークＮ１とは異なる通信手段（赤外線通信やＲＳ−２３２Ｃ等のシリアル通信）を用いてプロビジョニングを行うＯＯＢプロビジョニングの双方が可能である。

尚、プロビジョニングデバイス５０は、ＯＴＡプロビジョニングを行う場合には、「ＯＴＡ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ」と「ＯＴＡ ＰＫＩ」との何れもが可能である。「ＯＴＡ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ」は、対称鍵暗号方式によって暗号化した情報をＩ／Ｏデバイス１１に送信してＯＴＡプロビジョニングを行うものである。また、「ＯＴＡ ＰＫＩ」は、公開鍵暗号方式によって暗号化した情報をＩ／Ｏデバイス１１に送信してプロビジョニングを行うものである。

また、プロビジョニングデバイス５０は、プロビジョニングを行ってＩ／Ｏデバイス１１に設定したジョインキー等の情報と、プロビジョニングに関連する関連情報（第２情報）とを対応付けたプロビジョニング情報（設定情報）を作成する。ここで、プロビジョニングデバイス５０は、作成したプロビジョニング情報をプロビジョニングファイルに格納し、セキュリティを高めるために予め定められた所定の暗号化方法でプロビジョニングファイルを暗号化する。尚、プロビジョニングを暗号化する方法は、任意の暗号化方法を用いることができる。

図２は、本発明の一実施形態で作成されるプロビジョニング情報の一例を示す図である。図２に示す通り、プロビジョニング情報は、プロビジョニング時にＩ／Ｏデバイス１１との間で送受信される送受信情報Ａ１と、プロビジョニングに関連する関連情報Ｂ１とが対応付けられた情報であって、無線通信ネットワークＮ１に参入していないＩ／Ｏデバイス１１に対するプロビジョニングを行う度に生成される。

送受信情報Ａ１は、「ＥＵＩ６４」，「ネットワークＩＤ」，「タグ」，「ジョインキー」からなる。上記「ＥＵＩ６４」は、Ｉ／Ｏデバイス１１を一意に識別するためにＩ／Ｏデバイス１１に割り当てられた６４ビットの情報である。上記「ネットワークＩＤ」は、Ｉ／Ｏデバイス１１を参入させようとしている無線通信ネットワークＮ１に割り当てられている識別子である。上記「タグ」は、作業者によるＩ／Ｏデバイスの識別を容易にするためにＩ／Ｏデバイス１１に付される情報である。上記「ジョインキー」は、Ｉ／Ｏデバイス１１が無線通信ネットワークＮ１に参入する時に必要となるパスワードに相当する情報である。

上記「ＥＵＩ６４」は、プロビジョニングデバイス５０がＩ／Ｏデバイス１１と通信を行うことによって、Ｉ／Ｏデバイス１１からプロビジョニングデバイス５０に取得される。上記「ネットワークＩＤ」及び「タグ」は、Ｉ／Ｏデバイス１１の設置を行う作業者によってプロビジョニング５０に入力される。上記「ジョインキー」は、プロビジョニングデバイス５０によって作成される。

関連情報Ｂ１は、「プロビジョニング方法」，「スタックバージョン」，「作業者」，「パスワード」からなる。上記「プロビジョニング方法」は、Ｉ／Ｏデバイス１１に対するプロビジョニング方法を示す情報（第１情報の設定方法を示す情報）であって、「ＯＴＡ（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）」，「ＯＴＡ（ＰＫＩ）」，「ＯＯＢ（赤外線）」，「ＯＯＢ（ＲＳ２３２）」の何れかである。上記「スタックバージョン」は、Ｉ／Ｏデバイス１１に設けられているスタックのバージョンを示す情報である。

上記「作業者」は、Ｉ／Ｏデバイス１１に対するプロビジョニング作業を行う作業者を示す情報（第１情報の設定作業を行った作業者を示す情報）であり、上記「パスワード」は、作業者がプロビジョニングデバイス５０を使用するために必要なパスワードを示す情報である。これら「作業者」及び「パスワード」は、作業者がプロビジョニングデバイス５０を使用するためにログインするときに入力される。

次に、上記構成における無線通信システム１において、無線通信ネットワークＮ１に参入していないＩ／Ｏデバイス１１を無線通信ネットワークＮ１に参入させる場合に行われる動作について説明する。Ｉ／Ｏデバイス１１を無線通信ネットワークＮ１に参入させるには、まずＩ／Ｏデバイス１１に対してプロビジョニングを行い、次にプロビジョニングを終えたＩ／Ｏデバイス１１を無線通信ネットワークＮ１に参入させる必要がある。以下、Ｉ／Ｏデバイス１１に対してプロビジョニングを行う場合の動作（プロビジョニング時の動作）と、プロビジョニングを終えたＩ／Ｏデバイス１１を無線通信ネットワークＮ１に参入させる場合の動作（ジョイン時の動作）とを順に説明する。

〈プロビジョニング時の動作〉
図３は、本発明の一実施形態におけるプロビジョニング時の動作を示すフローチャートである。まず、作業者がプロビジョニングデバイス５０を操作して作業者名及びパスワードを入力し、プロビジョニングデバイス５０にログインする（ステップＳ１１）。プロビジョニング５０は、複数の作業者によって使用されるものであり、悪意のある者による不正使用を防止するためにプロビジョニングデバイス５０へのログインが必要とされている。尚、ログイン用のパスワードは、作業者毎に異なるものが設定されている。

プロビジョニングデバイス５０へのログインが完了し、作業者がプロビジョニングデバイス５０を操作して機器情報の取得指示を行うと、プロビジョニングデバイス５０はＩ／Ｏデバイス１１との間で通信を行って、プロビジョニングデバイス５０に設定されている機器情報を取得する（ステップＳ１２）。具体的に、プロビジョニングデバイス５０は、Ｉ／Ｏデバイス１１に割り当てられた６４ビットの情報であるＥＵＩ６４フォーマットのアドレス情報等を取得する。

機器情報が取得されると、Ｉ／Ｏデバイス１１に付すべきタグ及びＩ／Ｏデバイス１１を参入させる無線通信ネットワークＮ１に割り当てられているネットワークＩＤの入力を要求する入力画面がプロビジョニングデバイス５０に表示される。作業者がプロビジョニングデバイス５０を操作して上記の入力画面にタグ及びネットワークＩＤを入力すると、Ｉ／Ｏデバイス１１に対するプロビジョニングが実行される（ステップＳ１３）。尚、ここでは説明を簡単にするために、赤外線通信機能を用いたＯＯＢプロビジョニングが行われるものとする。

プロビジョニングが実行されると、まずプロビジョニングデバイス５０でジョインキーが作成される（ステップＳ１４）。そして、ステップＳ１３で入力されたタグ及びネットワークＩＤとステップＳ１４で作成されたジョインキーとが赤外線通信によってプロビジョニングデバイス５０から送信されてＩ／Ｏデバイス１１で受信される。これにより、無線通信ネットワークＮ１にＩ／Ｏデバイス１１を参入させるために必要となる情報がＩ／Ｏデバイス１１に設定される（ステップＳ１５）。

Ｉ／Ｏデバイス１１に対するプロビジョニングが完了すると、プロビジョニングデバイス５０は、図２に示すプロビジョニング情報を作成して保存する（ステップＳ１６）。具体的に、プロビジョニングデバイス５０は、Ｉ／Ｏデバイス１１に設定した情報（ネットワークＩＤ、タグ、ジョインキー）とステップＳ１２で取得した機器情報（ＥＵＩ６４フォーマットのアドレス情報）とを図２に示す送受信情報Ａ１とする。また、プロビジョニングデバイス５０は、ステップＳ１１で入力された情報（作業者名及びパスワード）、プロビジョニング方法を示す情報、及びＩ／Ｏデバイス１１に設けられているスタックのバージョンを示す情報を図２に示す関連情報Ｂ１とする。そして、送受信情報Ａ１と関連情報Ｂ１とを対応付けたプロビジョニング情報を作成して保存する。

以上の処理が終了すると、プロビジョニングデバイス５０は、作業者の指示に基づいてプロビジョニングすべきＩ／Ｏデバイス１１があるか否かを判断する（ステップＳ１７）。プロビジョニングすべきＩ／Ｏデバイス１１があると判断した場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、ステップＳ１２〜Ｓ１６の処理が再び行われる。これに対し、プロビジョニングすべきＩ／Ｏデバイス１１が無いと判断した場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、プロビジョニングデバイス５０を用いた図３に示す一連の動作が終了する。

〈ジョイン時の動作〉
図４は、本発明の一実施形態におけるジョイン時の動作を示すフローチャートである。まず、プロビジョニングデバイス５０によって、暗号化されたプロビジョニングファイルが作成される（ステップＳ２１）。具体的に、プロビジョニングデバイス５０は、Ｉ／Ｏデバイス１１に対するプロビジョニングを行って保存したプロビジョニング情報をプロビジョニングファイルに格納し、予め定められた所定の暗号化方法で暗号化することによって、上記の暗号化されたプロビジョニングファイルを作成する。

プロビジョニングデバイス５０で作成されたプロビジョニングファイルは、管理装置４０に入力されて復号され（ステップＳ２２）、プロビジョニングファイルに格納されているプロビジョニング情報が管理装置４０に読み込まれる（ステップＳ２３）。プロビジョニング情報の読み込みが行われると、管理装置４０は自身の動作モードが選択モード（ゲートウェイ３０のセキュリティマネージャ部３３に出力するプロビジョニング情報を自動的に選択する）に設定されているか否かを判断する（ステップＳ２４）。

動作モードが選択モードに設定されていると判断した場合（ステップＳ２４の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、管理装置４０は、ステップＳ２３で読み込んだプロビジョニング情報を、キーボードやマウス等の不図示の入力装置によって入力された選択条件に基づいて選択する（ステップＳ２５）。尚、動作モードが選択モードに設定されていないと判断した場合（ステップＳ２４の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、管理装置４０はプロビジョニング情報の選択は行わない。

図５は、本発明の一実施形態における管理装置の選択条件入力画面の一例を示す図である。図５に示す選択条件入力画面Ｗには、プロビジョニング方法についての選択条件を入力する入力欄Ｒ１と、作業者についての選択条件を入力する入力欄Ｒ２とが設けられている。入力欄Ｒ１には、ステップＳ２３で読み込んだプロビジョニング情報に含まれているプロビジョニング方法の一覧（具体的には、「ＯＴＡ（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）」，「ＯＴＡ（ＰＫＩ）」，「ＯＯＢ（赤外線）」，「ＯＯＢ（ＲＳ２３２）」）がチェックボックスとともに表示されている。また、入力欄Ｒ２には、ステップＳ２３で読み込んだプロビジョニング情報に含まれている作業者の一覧（具体的には、「Ｂｏｂ」，「Ｊｏｈｎ」，「Ｍｉｋｅ」）がチェックボックスとともに表示されている。

管理装置４０を操作する管理者は、入力欄Ｒ１に一覧表示されたプロビジョニング方法のうち、選択したいプロビジョニング方法に対応しているチェックボックスにチェックマークを設定する。同様に、入力欄Ｒ２に一覧表示された作業者のうち、選択したい作業者に対応しているチェックボックスにチェックマークを設定する。かかる設定を行うことで、チェックマークが設定されたプロビジョニング方法（図５に示す例では、「ＯＴＡ（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）」及び「ＯＯＢ（赤外線）」）が含まれるプロビジョニング情報と、チェックマークが設定された作業者（図５に示す例では、「Ｂｏｂ」，「Ｍｉｋｅ」）が含まれるプロビジョニング情報とが選択される。

以上の処理が終了した場合、或いは、動作モードが選択モードに設定されていないと判断した場合（ステップＳ２４の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、管理装置４０は、ゲートウェイ３０のセキュリティマネージャ部３３にプロビジョニング情報を出力するのにパスワード認証が必要な設定になっているか否かを判断する（ステップＳ２６）。尚、かかる設定は、例えば管理装置４０を起動したときの初期画面で行うことができる。

パスワード認証が必要な設定になっていると判断した場合（ステップＳ２６の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、管理装置４０に認証用のパスワードを入力するための入力画面が表示される。この入力画面に正しいパスワードを入力すれば（ステップＳ２７）、ゲートウェイ３０のセキュリティマネージャ部３３にプロビジョニング情報を出力することが可能になる。勿論、正しいパスワードを入力しなければ、ゲートウェイ３０のセキュリティマネージャ部３３にプロビジョニング情報を出力することはできない。尚、パスワード認証が必要な設定になっていない判断した場合（ステップＳ２６の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、パスワードを入力しなくともゲートウェイ３０のセキュリティマネージャ部３３にプロビジョニング情報を出力することができる。

ステップＳ２７の処理が終了した場合、或いは、パスワード認証が必要な設定になっていないと判断した場合（ステップＳ２６の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、管理装置４０は、プロビジョニング情報をゲートウェイ３０のセキュリティマネージャ部３３に出力する（ステップＳ２８）。具体的に、管理装置４０は、動作モードが選択モードに設定されていないと判断した場合（ステップＳ２４の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、ステップＳ２３で読み込んだプロビジョニング情報を出力する。これに対し、動作モードが選択モードに設定されてると判断した場合（ステップＳ２４の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、ステップＳ２５で選択したプロビジョニング情報を出力する。

以上の処理がなされると、無線通信ネットワークＮ１への参入が許可されたＩ／Ｏデバイス１１についてのプロビジョニング情報がゲートウェイ３０のセキュリティマネージャ部３３に登録されたことになる。このため、プロビジョニング情報がセキュリティマネージャ部３３に登録されたＩ／Ｏデバイス１１からの参入要求（ジョイン要求）があると、システムマネージャ部３２の制御の下で、そのＩ／Ｏデバイス１１に対する参入処理が行われる（ステップＳ２９）。

以上の通り、本実施形態では、プロビジョニングデバイス５０が、プロビジョニング時にＩ／Ｏデバイス１１との間で送受信した送受信情報Ａ１とプロビジョニングに関連する関連情報Ｂ１とを対応付けたプロビジョニング情報を作成し、管理装置４０が、プロビジョニングデバイス５０で作成されたプロビジョニング情報を用いて無線通信ネットワークＮ１への参入を許可するＩ／Ｏデバイス１１の選択を行っている。これにより、不正なプロビジョニングが行われたＩ／Ｏデバイス（例えば、許可されていないプロビジョニング方法でプロビジョニングが行われたＩ／Ｏデバイス、或いは不明な作業者によってプロビジョニングが行われたＩ／Ｏデバイス等）の無線通信ネットワークへＮ１の参入を防止してセキュリティを高めることができる。

また、本実施形態では、プロビジョニングデバイス５０によって作成されるプロビジョニングファイルが暗号化されているため、仮にプロビジョニングファイルが外部に持ち出されたとしても、プロビジョニングファイルに格納されたプロビジョニング情報の外部への漏洩を防止することができ、セキュリティを確保することができる。加えて、本実施形態では、管理装置４０からセキュリティマネージャ部３３にプロビジョニング情報を出力する際にパスワード認証が必要になる設定にすることができるため、セキュリティを強化することができる。

図６は、本発明の一実施形態による無線通信システムの第１変形例を説明するための図である。本変形例では、図６に示す通り、プロビジョニングデバイス５０と管理装置４０とがＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルやＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル等のケーブルＣで接続され、プロビジョニングデバイス５０で作成されたプロビジョニングファイルＦがケーブルＣを介して管理装置４０に入力される。

ここで、プラント等におけるプロビジョニング作業は、複数の作業者が複数のプロビジョニングデバイス５０を用いて行われることが多いため、図６に示す通り、管理装置４０には、複数のプロビジョニングデバイス５０が時を変えてケーブルＣを介して接続される場合がある。このような場合には、同一のＩ／Ｏデバイス１１についてのプロビジョニングファイルＦが管理装置４０に入力される状況が生じ得る。例えば、新たにプロビジョニングを行って、既にプロビジョニングが行われたＩ／Ｏデバイスに設定された情報を変更する場合である。かかる場合に、変更前のプロビジョニング情報が管理装置４０で選択されると、そのＩ／Ｏデバイスを無線通信ネットワークＮ１に参入させる場合に不具合が生ずることが考えられる。

本変形例は、プロビジョニングデバイス５０で作成されるプロビジョニング情報の関連情報にプロビジョニングが行われた時刻を示す時刻情報を含め、同一のＩ／Ｏデバイス１１についてのプロビジョニングファイルＦが管理装置４０に複数入力された場合に、管理装置４０がプロビジョニング情報に含まれる時刻情報が最も新しいものを用いるようにしている。時刻情報が最も新しいプロビジョニング情報が用いられることによって、時刻情報が古いプロビジョニング情報がいわば無効になるため、上記の不具合が防止される。

図７は、本発明の一実施形態による無線通信システムの第２変形例を説明するための図である。本変形例では、図７に示す通り、管理装置４０が接続されたプラントネットワークＮ２にプロビジョニングデバイス５０とサーバ装置６０が接続されている。尚、本変形例においても、プロビジョニングデバイス５０は、プロビジョニングが行われた時刻を示す時刻情報が関連情報に含まれるプロビジョニング情報を作成する。

サーバ装置６０は、プロビジョニングデバイス５０で生成されたプロビジョニングファイルＦを蓄積し、蓄積したプロビジョニングファイルＦを管理装置４０からの要求に応じて管理装置４０に提供する。また、サーバ装置６０は、同一のＩ／Ｏデバイス１１についてのプロビジョニングファイルＦが蓄積されている場合に、プロビジョニング情報に含まれる時刻情報が最も新しいものを管理装置４０に提供する。このため、第１変形例と同様に、時刻情報が古いプロビジョニング情報がいわば無効になるため、第１変形例で説明した不具合が防止される。

以上、本発明の一実施形態による無線通信システムについて説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、プロビジョニングデバイス５０で作成されるプロビジョニング情報の関連情報Ｂ１に、Ｉ／Ｏデバイス１１に対するプロビジョニング方法を示す情報（「プロビジョニング方法」）と、Ｉ／Ｏデバイス１１に対するプロビジョニング作業を行う作業者を示す情報（「作業者」）とを含める例について説明したが、これらの何れか一方のみを含めても良い。

また、上記実施形態では、ゲートウェイ部３１、システムマネージャ部３２、及びセキュリティマネージャ部３３がゲートウェイ３０に設けられている態様について説明した。しかしながら、ゲートウェイ部３１、システムマネージャ部３２、及びセキュリティマネージャ部３３の機能は、それぞれ別の装置として実現されていても良い。更には、Ｉ／Ｏデバイス１０ａ〜１０ｅ及びルーティングデバイス２０ａ，２０ｂと無線通信を行う機能をゲートウェイ部３１から切り離して無線アクセスポイント装置として実現しても良い。

また、上記実施形態においては、プロビジョニングデバイス５０を用いて、対称鍵暗号方式によって暗号化した情報を無線デバイスに送信してプロビジョニングを行う「ＯＴＡ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ」を行うことができる。しかしながら、「ＯＴＡ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ」は、既知の対称鍵を用いて暗号化を行っているため、プロビジョニング時の通信内容が傍受される可能性が考えられる。そこで、プロビジョニングデバイス５０から出力される無線信号の出力を制限して無線信号が届く範囲を限定することによって、プロビジョニング時の通信内容が傍受される可能性を低下させることが望ましい。

１ 無線通信システム
１１ Ｉ／Ｏデバイス
３０ ゲートウェイ
４０ 管理装置
５０ プロビジョニングデバイス
６０ サーバ装置
Ｎ１ 無線通信ネットワーク

Claims (6)

1. 無線通信ネットワークを介した通信が可能な無線通信システムにおいて、
   前記無線通信ネットワークに無線デバイスを参入させるために必要となる第１情報を生成して前記無線通信ネットワークに参入させるべき無線デバイスに設定するとともに、当該第１情報と当該第１情報の設定方法を示す情報及び当該第１情報の設定作業を行った作業者を示す情報の少なくとも一方を含む第２情報とを対応付けた設定情報を作成する設定装置と、
   前記設定装置で作成された前記設定情報を用いて前記無線通信ネットワークへの参入を許可する無線デバイスの選択を行う管理装置と
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記設定装置で作成される前記設定情報は、所定の暗号化方法で暗号化されており、
   前記管理装置は、前記設定装置によって作成された前記設定情報を復号してから前記無線通信ネットワークへの参入を許可する無線デバイスの選択を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記管理装置は、前記無線通信ネットワークへの参入を許可する無線デバイスを選択する条件の入力が可能な入力装置を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線通信システム。
4. 前記第２情報は、前記第１情報が前記無線デバイスに設定された時刻を示す時刻情報を含み、
   前記管理装置は、同一の無線デバイスについての前記設定情報が複数存在する場合には、前記時刻情報が最も新しいものを用いる
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の無線通信システム。
5. 前記第２情報は、前記第１情報が前記無線デバイスに設定された時刻を示す時刻情報を含み、
   前記設定装置で作成された前記設定情報を蓄積し、同一の無線デバイスについての前記設定情報が複数存在する場合には、前記時刻情報が最も新しいものを前記管理装置に提供するサーバ装置を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の無線通信システム。
6. 前記管理装置で選択された無線デバイスを前記無線通信ネットワークに参入させる参入処理を行う制御装置を備えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の無線通信システム。

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