JP2016039456A - Communication system, communication method, node, data processing device, and communication control device - Google Patents

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JP2016039456A JP2014160643A JP2014160643A JP2016039456A JP 2016039456 A JP2016039456 A JP 2016039456A JP 2014160643 A JP2014160643 A JP 2014160643A JP 2014160643 A JP2014160643 A JP 2014160643A JP 2016039456 A JP2016039456 A JP 2016039456A
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純 中嶋
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純 中嶋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration in security while securing compatibility with general-purpose security communication protocols and reducing a load on a node.SOLUTION: The present invention relates to a communication system including a node, a first data processing device, one or more second data processing devices, a server, and a communication control device for mediating communication between the node and another device. In the communication system of the present invention, the node divides information into first partial integer information and one or more pieces of second partial integer information, transmits the first partial integer information to the first data processing device, transmits the second partial integer information to the second data processing devices, to request calculation of the source of a prescribed cyclic group and calculation based on the source of the prescribed cyclic group, and generates common key information on the basis of the calculation results returned from the first data processing device and the second data processing devices.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、通信システム、通信方法、ノード、データ処理装置、及び通信制御装置に関し、例えば、証明書ベースのＴＬＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）を用いたセキュリティ通信に対応した通信システムに適用し得る。   The present invention relates to a communication system, a communication method, a node, a data processing apparatus, and a communication control apparatus, and can be applied to a communication system that supports security communication using certificate-based TLS (Transport Layer Security), for example.

従来、エンド・エンドの安全な通信路を確保するプロトコルとして、証明書ベースのＴＬＳがＩＰ通信網において普及している。そして近年、無線センサ等のリソースの少ないノードがＩＰリーチャブル化する動きが加速しており、当該センサとインターネット上のサーパの間で暗号通信路を構築する場合に、該ＴＬＳプロトコルを利用できる効果は大きいと期待できる。   Conventionally, certificate-based TLS is widely used in IP communication networks as a protocol for ensuring end-to-end secure communication paths. In recent years, the movement of IP reachable nodes, such as wireless sensors, with less resources has accelerated, and the effect that the TLS protocol can be used when an encrypted communication path is established between the sensor and a server on the Internet is Can be expected to be big.

しかし、センサネットワーク等に用いられる無線ノードは、製造コストを低くするためにＣＰＵやメモリ等の計算リソースは少なく、また通信帯域や消費電力についても制限があることがあるため、証明書の交換におけるトラフィック量や、公開鍵暗号アルゴリズムの計算量が問題になると考えられる。   However, wireless nodes used in sensor networks have few computational resources such as CPUs and memories in order to reduce manufacturing costs, and communication bandwidth and power consumption may be limited. The amount of traffic and the amount of calculation of the public key encryption algorithm are considered to be problems.

上述の問題に対して対応するための従来技術として特許文献１〜３の記載技術がある。   As a conventional technique for dealing with the above-described problems, there are techniques described in Patent Documents 1 to 3.

特許文献１、２で、エンド・エンドの鍵交換処理、および認証処理を、上位ネットワーク側の被計算委託装置にセキュリティ処理の部を負担させることによって端末の負荷を軽減する方法が記載されている。   Patent Documents 1 and 2 describe a method for reducing the load on a terminal by causing an end-to-end key exchange process and an authentication process to be performed by a calculation processing entrusted device on a higher-level network side with a security processing unit. .

また非特許文献１においてエンド・エンドの鍵交換処理を、上位ネットワーク側の被計算委託装置にセキュリティ処理の一部を負担させることによって端末の計算負荷を軽減する方法が開示されている。   Non-Patent Document 1 discloses a method for reducing the calculation load of a terminal by causing an end-to-end key exchange process to be burdened with a part of the security process by a calculation entrusted device on the host network side.

特願２０１２−０１５２１６号公報Japanese Patent Application No. 2012-015216 特願２０１２−１５８７２５号公報Japanese Patent Application No. 2012-158725

大石 和臣、松本 勉、“Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ公開鍵配送方式の依頼計算プロトコル、”信学論（Ｄ）、ｖｏｌ．Ｊ９３−Ｄ、ｎｏ．７、ｐｐ．１２０２−１２１３、Ｊｕｌ．２０１０．Kazuomi Oishi, Tsutomu Matsumoto, “Diffie-Hellman public key distribution method request calculation protocol,” IEICE (D), vol. J93-D, no. 7, pp. 1202-1213, Jul. 2010.

しかしながら、特許文献１の記載技術では、ＴＬＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）等の汎用的なセキュリティ通信のプロトコルと互換性がない。   However, the technology described in Patent Document 1 is not compatible with a general-purpose security communication protocol such as TLS (Transport Layer Security).

また、特許文献２の記載技術では、乱数情報を計算委託先のサーバ（被計算委託サーバ）で生成するため、被計算委託サーバが周期の短い脆弱な疑似乱数列を利用した場合の脆弱性をカバーできない。また被計算委託サーバを切り替える場合の事前共有鍵の設定方法がないため、手動で新しい被計算委託サーバとの事前鍵共有設定を行う必要があった。   Further, in the technique described in Patent Document 2, since random number information is generated by a calculation entrusted server (computed commission server), the vulnerability in the case where the computed commission server uses a weak pseudo random number sequence having a short period is used. I can't cover it. In addition, since there is no setting method for the pre-shared key when switching the calculation entrusted server, it is necessary to manually set the pre-key sharing with a new calculation entrusted server.

さらにまた、特許文献３の記載技術では、計算委託に伴うトラフィック量が膨大となる問題がある。   Furthermore, in the technique described in Patent Document 3, there is a problem that the amount of traffic accompanying the entrustment of calculation becomes enormous.

以上のような問題点に鑑みて、汎用的なセキュリティ通信のプロトコル（例えば、ＴＬＳ等）との互換性確保、及びクライアント側のノードの負荷軽減を実現しつつ、セキュリティ性の低下を抑制することができる通信システム、通信方法、ノード、データ処理装置、及び通信制御装置が望まれている。   In view of the above problems, the compatibility with general-purpose security communication protocols (for example, TLS etc.) is ensured and the load on the node on the client side is reduced, and the deterioration of security is suppressed. A communication system, a communication method, a node, a data processing device, and a communication control device are desired.

第１の本発明は、（１）ノードと、第１のデータ処理装置と、１つ以上の第２のデータ処理装置と、サーバと、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御装置とを有する通信システムであって、（２）上記ノードは、（２−１）整数情報を第１の部分整数情報と１つ以上の第２の部分整数情報に分割する分割手段と、（２−２）上記第１の部分整数情報を上記第１のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報で暗号化して上記通信制御装置を経由して上記第１のデータ処理装置に送信することにより上記第１の部分整数情報に基づく演算処理を依頼する第１の演算依頼手段と、（２−３）それぞれの上記第２の部分整数情報をそれぞれ対応する上記第２のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報でそれぞれ暗号化して上記通信制御装置を経由してそれぞれの上記第２のデータ処理装置に送信することにより上記第２の部分整数情報に基づく演算処理を依頼する第２の演算依頼手段とを有し、（３）上記第１のデータ処理装置は、（３−１）上記ノードから供給されたデータを上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報で復号して得た上記第１の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第１の元情報として保持し、上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報を用いて暗号化し、上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第１の元情報処理手段と、（３−２）上記第１の部分整数情報と、所定の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第２の元情報として保持する第２の元情報処理手段とを有し、（４）それぞれの上記第２のデータ処理装置は、（４−１）上記ノードから供給されたデータを上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報で復号して得た上記第２の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第３の元情報として保持し、上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報を用いて暗号化して、上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第３の元情報処理手段と、（４−２）上記第２の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算に基づいて計算した結果を、第４の元情報として保持し、上記第１のデータ処理装置に送信する第４の元情報処理手段とを有し（５）上記第１のデータ処理装置は、各第４の元情報を受信して、各第４の元情報と上記第２の元情報とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行って得た結果を第５の元情報として保持し、上記第５の巡回群の元情報と、上記暗号化した第１の元情報とを上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第５の元情報処理手段をさらに有し、（６）上記ノードは、暗号化された上記第１の元情報と、暗号化された各上記第３の元情報とを受信して復号し、上記第１の元情報と各上記第３の元情報とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行って得た結果を第６の元情報として保持し、上記第６の元情報に所定の演算を施すことにより共通鍵情報を生成する共通鍵情報処理手段をさらに有し、（７）上記通信制御装置は、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御手段を有することを特徴とする通信システム。   The first aspect of the present invention is (1) mediating communication between a node, a first data processing device, one or more second data processing devices, a server, and the node and another device. (2) The node includes (2-1) a dividing unit that divides integer information into first partial integer information and one or more second partial integer information. (2-2) The first partial integer information is encrypted with advance key information shared in advance with the first data processing device, and the first data processing is performed via the communication control device. First calculation requesting means for requesting calculation processing based on the first partial integer information by transmitting to the device; and (2-3) the second partial integer information corresponding to each of the second partial integer information. Pre-key information shared in advance with the data processing device And second calculation requesting means for requesting calculation processing based on the second partial integer information by transmitting to each of the second data processing devices via the communication control device, 3) The first data processing device is (3-1) the first partial integer information obtained by decrypting the data supplied from the node with pre-key information shared in advance with the node. And the element of the predetermined cyclic group are calculated by an operation defined in the predetermined cyclic group, the result of the operation is held as first original information, and is shared in advance with the node The first original information processing means for encrypting using the prior key information to be transmitted to the node via the communication control device, and (3-2) the first partial integer information and the predetermined element. , Calculate with the operations defined in the predetermined cyclic group And a second original information processing means for holding the result of the operation as second original information. (4) Each of the second data processing devices is (4-1) supplied from the node. The second partial integer information obtained by decrypting the generated data with the pre-key information shared in advance with the node and the element of the predetermined cyclic group are defined in the predetermined cyclic group. And the result of the operation is stored as third original information, encrypted using pre-key information shared in advance with the node, and the node is transmitted via the communication control device. And (4-2) calculating the second partial integer information and the element of the predetermined cyclic group by an operation defined in the predetermined cyclic group. The result calculated based on the operation is held as the fourth original information. And a fourth original information processing means for transmitting to the first data processing apparatus. (5) The first data processing apparatus receives each fourth original information and receives each fourth element. Information and the second original information, the result obtained by calculating with the operation defined in the predetermined cyclic group is held as the fifth original information, the original information of the fifth cyclic group, The system further comprises fifth original information processing means for transmitting the encrypted first original information to the node via the communication control device, and (6) the node includes the encrypted first information The original information and the encrypted third original information are received and decrypted, and the first original information and the third original information are calculated in the predetermined cyclic group. The result obtained by performing the calculation in step 6 is held as the sixth original information, and is common by performing a predetermined calculation on the sixth original information. Further comprising a common key information processing means for generating information, (7) The communication control device, a communication system characterized by having a communication control unit that mediates communication between the nodes and other devices.

第２の本発明は、（１）ノードと、第１のデータ処理装置と、１つ以上の第２のデータ処理装置と、サーバと、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御装置とを有する通信システムの通信方法であって、（２）上記ノードが、整数情報を第１の部分整数情報と１つ以上の第２の部分整数情報に分割する分割工程と、（３）上記ノードが、上記第１の部分整数情報を上記第１のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報で暗号化して上記通信制御装置を経由して上記第１のデータ処理装置に送信することにより上記第１の部分整数情報に基づく演算処理を依頼する第１の演算依頼工程と、（４）上記ノードが、それぞれの上記第２の部分整数情報をそれぞれ対応する上記第２のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報でそれぞれ暗号化して上記通信制御装置を経由してそれぞれの上記第２のデータ処理装置に送信することにより上記第２の部分整数情報に基づく演算処理を依頼する第２の演算依頼工程と、（５）上記第１のデータ処理装置が、上記ノードから供給されたデータを上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報で復号して得た上記第１の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第１の元情報として保持し、上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報を用いて暗号化し、上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第１の元情報処理工程と、（６）上記第１のデータ処理装置が、上記第１の部分整数情報と、所定の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第２の元情報として保持する第２の元情報処理工程と、（７）それぞれの上記第２のデータ処理装置が、受信した上記第２の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第３の元情報として保持し、上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報を用いて暗号化して、上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第３の元情報処理工程と、（８）それぞれの上記第２のデータ処理装置が、上記第２の部分整数情報と、上記所定の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算に基づいて計算した結果を、第４の元情報として保持し、上記第１のデータ処理装置に送信する第４の元情報処理工程と、（９）上記第１のデータ処理装置が、各第４の元情報を受信して、各第４の元情報と上記第２元情報とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行って得た結果を第５の元情報として保持し、上記第５の元情報と、上記暗号化した第１の元情報とを上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第５の元情報処理工程と、（１０）上記ノードが、暗号化された上記第１の元情報と、暗号化された各上記第３の元情報とを受信して復号し、上記第１の元情報と各上記第３の元情報とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行って得た結果を第６の元情報として保持し、上記第６の元情報に所定の演算を施すことにより共通鍵情報を生成する共通鍵情報処理手段と、（１１）上記通信制御装置が、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御工程とを含むことを特徴とする。   The second aspect of the present invention (1) mediates communication between a node, a first data processing device, one or more second data processing devices, a server, and the node and another device. A communication method of a communication system having a communication control device, wherein (2) the node divides integer information into first partial integer information and one or more second partial integer information; 3) The node encrypts the first partial integer information with advance key information shared in advance with the first data processing device, and performs the first data processing via the communication control device. A first calculation requesting step for requesting calculation processing based on the first partial integer information by transmitting to the device; and (4) the first corresponding to the second partial integer information respectively corresponding to the second partial integer information. Sharing in advance between two data processing devices A second calculation requesting step for requesting calculation processing based on the second partial integer information by encrypting each with key information and transmitting to each of the second data processing devices via the communication control device; (5) The first partial integer information obtained by the first data processing device decrypting the data supplied from the node with pre-key information shared in advance with the node; and A pre-key that calculates an element of a predetermined cyclic group with an operation defined in the predetermined cyclic group, holds a result of the operation as first original information, and is shared in advance with the node A first original information processing step of encrypting using information and transmitting the information to the node via the communication control device; and (6) the first data processing device includes the first partial integer information, To the above-mentioned predetermined traveling group A second original information processing step for performing a calculation with an operation defined as follows and holding the result of the operation as second original information; and (7) the second data processing device received by each of the second data processing devices. The partial integer information of 2 and the element of the predetermined cyclic group are calculated by an operation defined in the predetermined cyclic group, and the result of the operation is held as third original information. A third original information processing step of encrypting using pre-key information shared in advance between the two and transmitting to the node via the communication control device; and (8) each of the second data processing devices The second partial integer information and the predetermined element are calculated by an operation defined in the predetermined cyclic group, and a result calculated based on the operation is stored as fourth original information. And a fourth data to be transmitted to the first data processing device (9) the first data processing device receives each fourth source information, and transmits each fourth source information and the second source information in the predetermined cyclic group. A result obtained by performing a calculation with a defined operation is held as fifth original information, and the fifth original information and the encrypted first original information are stored in the node via the communication control device. And (10) the node receives and decrypts the encrypted first original information and each of the encrypted third original information, and A result obtained by calculating the first original information and each of the third original information by an operation defined in the predetermined cyclic group is held as sixth original information, and the sixth original information is stored. A common key information processing means for generating common key information by performing a predetermined operation on the information, and (11) the communication control device Characterized in that it comprises a communication control step for mediating communication between the node and another device.

第３の本発明は、（１）ノードと、第１のデータ処理装置と、１つ以上の第２のデータ処理装置と、サーバと、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御装置とを有する通信システムを構成するノードであって、（２）整数情報を第１の部分整数情報と１つ以上の第２の部分整数情報に分割する分割手段と、（３）上記第１の部分整数情報を上記第１のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報で暗号化し、上記通信制御装置を経由して上記第１のデータ処理装置に送信することにより上記第１の部分整数情報に基づく演算処理を依頼する第１の演算依頼手段と、（４）それぞれの上記第２の部分整数情報をそれぞれ対応する上記第２のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報でそれぞれ暗号化し、上記通信制御装置を経由してそれぞれの上記第２のデータ処理装置に送信することにより上記第２の部分整数情報に基づく演算処理を依頼する第２の演算依頼手段と、（５）上記第１のデータ処理装置から、上記第１の演算依頼手段の依頼に基づいて返答されたデータを上記第１のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報で復号して上記所定の巡回群に係る第１の元情報を取得し、さらに、それぞれの上記第２のデータ処理装置から、上記第２の演算依頼手段の依頼に基づいて返答されたデータを当該第２のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報で復号して、所定の巡回群に係る第３の元情報を取得し、上記第１の元情報と各上記第３の元情報とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行って得た結果を第６の元情報として保持し、上記第６の元情報に所定の演算を施すことにより共通鍵情報を生成する共通鍵情報処理手段とを有することを特徴とする。   The third aspect of the present invention is (1) mediating communication between a node, a first data processing device, one or more second data processing devices, a server, and the node and another device. A node constituting a communication system having a communication control device, (2) dividing means for dividing integer information into first partial integer information and one or more second partial integer information; and (3) the above The first partial integer information is encrypted with advance key information shared in advance with the first data processing device, and is transmitted to the first data processing device via the communication control device. Between the first calculation requesting means for requesting calculation processing based on the first partial integer information, and (4) the second data processing device corresponding to each of the second partial integer information in advance. Encrypt with each pre-key information to be shared Second calculation requesting means for requesting calculation processing based on the second partial integer information by transmitting to each of the second data processing devices via the control device; (5) the first data The data returned from the processing device based on the request of the first calculation request means is decrypted with the pre-key information shared in advance with the first data processing device, and the predetermined cyclic group is concerned The first original information is acquired, and data returned from each of the second data processing devices based on the request of the second calculation requesting unit is exchanged with the second data processing device. Decrypting with the pre-shared key information in advance to obtain third original information related to the predetermined cyclic group, and the first original information and each of the third original information in the predetermined cyclic group The result obtained by calculating with the defined operation is the sixth It held as information, and having a common key information processing means for generating a common key information by performing a predetermined calculation based on information of the sixth.

第４の本発明は、（１）ノードと、第１のデータ処理装置と、１つ以上の第２のデータ処理装置と、サーバと、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御装置とを有する通信システムを構成する第１のデータ処理装置であって、（２）上記ノードから供給されたデータを上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報で復号して、整数情報から分割された第１の部分整数情報を保持し、上記第１の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第１の巡回群の元情報として保持し、上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報を用いて暗号化し、上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第１の元情報処理手段と、（３）上記第１の部分整数情報と、所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第２の巡回群の元情報として保持する第２の元情報処理手段と、（４）それぞれの上記第２のデータ処理装置から、上記整数情報から分割された複数の第２の部分整数情報のうちの１つと、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行った結果得られた第４の巡回群の元情報が供給されると、それぞれの上記第２のデータ処理装置から得た上記第４の巡回群の元情報と、上記第２の巡回群の元情報とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行って得た結果を第５の巡回群の元情報として保持し、上記第５の巡回群の元情報と、上記暗号化した第１の元情報とを上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第５の元情報処理手段とを有することを特徴とする。   The fourth aspect of the present invention is (1) mediating communication between a node, a first data processing device, one or more second data processing devices, a server, and the node and another device. A first data processing device constituting a communication system having a communication control device, (2) decrypting data supplied from the node with prior key information shared in advance with the node; The first partial integer information divided from the integer information is held, and the first partial integer information and the element of the predetermined cyclic group are calculated by the operation defined in the predetermined cyclic group and the predetermined cyclic group. Perform calculation, hold the result of the operation as original information of the first cyclic group, encrypt using the pre-key information shared in advance with the node, and store it in the node via the communication control device First original information processing means for transmitting, (3) the first 2nd original information which calculates partial integer information and the element of a predetermined cyclic group by the calculation defined in the said predetermined cyclic group, and hold | maintains the result of the calculation as original information of a 2nd cyclic group (4) from each of the second data processing devices, one of a plurality of second partial integer information divided from the integer information and the element of the predetermined cyclic group, When the original information of the fourth cyclic group obtained as a result of performing the calculation defined in the predetermined cyclic group is supplied, the fourth cyclic group obtained from each of the second data processing devices. And the result obtained by calculating the original information of the second cyclic group by the operation defined in the predetermined cyclic group is held as original information of the fifth cyclic group, and Communication of the original information of 5 cyclic groups and the encrypted first original information Via the control device and having a source information processing unit of the fifth to be sent to the node.

第５の本発明は、（１）ノードと、第１のデータ処理装置と、１つ以上の第２のデータ処理装置と、サーバと、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御装置とを有する通信システムを構成する第２のデータ処理装置であって、（２）整数情報から分割された第１の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行った結果得られた第２の元情報が、上記第１のデータ処理装置から供給されると、上記第２の元情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第３の元情報として保持し、上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報を用いて暗号化して、上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第３の元情報処理手段と（３）上記ノードから供給されたデータを上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報で復号して得た上記整数情報から分割された第２の部分整数情報と、所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算に基づいて計算した結果を、巡回群の元情報として保持し、上記第１のデータ処理装置に送信する第４の元情報処理手段とを有することを特徴とする。   The fifth aspect of the present invention is (1) mediating communication between a node, a first data processing device, one or more second data processing devices, a server, and the node and another device. A second data processing device constituting a communication system having a communication control device, wherein (2) the first partial integer information divided from the integer information and the element of the predetermined cyclic group are When the second original information obtained as a result of performing the calculation defined in the cyclic group is supplied from the first data processing device, the second original information and the predetermined cyclic group Using the pre-key information shared in advance with the above node, holding the result of the operation as third original information, and calculating with the operation defined in the predetermined cyclic group A third encrypted data is transmitted to the node via the communication control device. (3) second partial integer information divided from the integer information obtained by decrypting data supplied from the node with advance key information shared in advance with the node; And the result of the calculation based on the calculation is stored as the original information of the cyclic group, and the first data processing device stores the result of the cyclic group element in the first data processing apparatus. It has the 4th original information processing means to transmit, It is characterized by the above-mentioned.

第６の本発明は、（１）ノードと、第１のデータ処理装置と、１つ以上の第２のデータ処理装置と、サーバと、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御装置とを有する通信システムを構成する上記通信制御装置であって、（２）上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御手段を有することを特徴とする。   The sixth aspect of the present invention is (1) mediating communication between a node, a first data processing device, one or more second data processing devices, a server, and the node and another device. The communication control device constituting a communication system having a communication control device, characterized in that (2) communication control means for mediating communication between the node and another device.

本発明によれば、汎用的なセキュリティ通信のプロトコルとの互換性確保、及びクライアント側のノードの負荷軽減を実現しつつ、セキュリティ性の低下を抑制することができる通信システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the communication system which can suppress the fall of security property can be provided, ensuring compatibility with the protocol of a general-purpose security communication, and implement | achieving the load reduction of the node of a client side. .

実施形態に係るネットワークシステムの全体構成について示したブロック図である。1 is a block diagram showing an overall configuration of a network system according to an embodiment. 実施形態に係るノードの機能的構成について示したブロック図である。It is the block diagram shown about the functional structure of the node which concerns on embodiment. 実施形態に係る無線ＮＷ管理端末の機能的構成について示したブロック図である。It is the block diagram shown about the functional structure of the radio | wireless NW management terminal which concerns on embodiment. 実施形態に係る第１の被計算委託サーバの機能的構成について示したブロック図である。It is the block diagram shown about the functional structure of the 1st calculation consignment server which concerns on embodiment. 実施形態に係る第２の被計算委託サーバの機能的構成について示したブロック図である。It is the block diagram shown about the functional structure of the 2nd calculation consignment server which concerns on embodiment. 実施形態に係る鍵共有サーバの機能的構成について示したブロック図である。It is the block diagram shown about the functional structure of the key sharing server which concerns on embodiment. 実施形態に係る通信システムの動作について示したフローチャートである。It is the flowchart shown about operation | movement of the communication system which concerns on embodiment.

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による通信システム、通信方法、ノード、データ処理装置、及び通信制御装置の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。なお、この実施形態のデータ処理装置、及び通信制御装置は、それぞれ被計算委託サーバ及び無線ＮＷ管理端末であるものとして説明する。 (A) Main Embodiment Hereinafter, an embodiment of a communication system, a communication method, a node, a data processing device, and a communication control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the data processing apparatus and the communication control apparatus of this embodiment will be described as being a calculation-commissioned server and a wireless NW management terminal, respectively.

（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、この実施形態の通信システム１の全体構成について示したブロック図である。 (A-1) Configuration of Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a communication system 1 of this embodiment.

図１に示すように、通信システム１には、複数のノード１００、無線ＮＷ管理端末２００、２台の被計算委託サーバ３００、４００、鍵共有サーバ５００、及びＴＬＳサーバ６００が配置されている。なお、以下では、被計算委託サーバ３００を、「第１の被計算委託サーバ」、被計算委託サーバ４００を「第２の被計算委託サーバ」とも呼ぶ場合がある。なお、この実施形態では、第２の被計算委託サーバ４００は１台であるものとして説明するが複数台で構成するようにしてもよい。   As shown in FIG. 1, in the communication system 1, a plurality of nodes 100, a wireless NW management terminal 200, two calculation-commissioned servers 300 and 400, a key sharing server 500, and a TLS server 600 are arranged. In the following description, the calculated entrusted server 300 may be referred to as a “first calculated entrusted server” and the calculated entrusted server 400 may be referred to as a “second calculated entrusted server”. In this embodiment, the second calculation entrusted server 400 is described as being one unit, but may be configured by a plurality of units.

この実施形態の通信システム１では、証明書ベースのＴＬＳハンドシェイクプロトコルを、ＴＬＳクライアント側（ノード１００）が、２台の被計算委託サーバ３００、４００に計算委託を行いながら実行する構成となっている。   In the communication system 1 according to this embodiment, the certificate-based TLS handshake protocol is executed by the TLS client side (node 100) while performing the calculation entrustment to the two computation entrusted servers 300 and 400. Yes.

通信システム１では、各ノード１００は、無線ネットワークＮ２に接続している。また、第１の被計算委託サーバ３００、第２の被計算委託サーバ４００、鍵共有サーバ５００及びＴＬＳサーバ６００は、それぞれインターネットＮ１に接続している。さらに、無線ＮＷ管理端末２００は、インターネットＮ１は、インターネットＮ１と無線ネットワークＮ２の両方に接続可能な構成となっている。   In the communication system 1, each node 100 is connected to the wireless network N2. In addition, the first calculation consignment server 300, the second calculation consignment server 400, the key sharing server 500, and the TLS server 600 are each connected to the Internet N1. Further, in the wireless NW management terminal 200, the Internet N1 can be connected to both the Internet N1 and the wireless network N2.

なお、以下の説明において、「ｇ」は、巡回群＜Ｇ、・＞の生成元であり、システム共通のパラメータであるものとする。また、以下の説明において、「ｎ」は巡回群Ｇに属する所定の元「ｇ」の位数であるものとする。さらに、以下では、巡回群Ｇの元「α、β」に対して「α・β∈Ｇ」は、αとβとを被演算子として巡回群Ｇで定義されている演算「・」を行うことを意味するものとする。さらにまた、以下では、巡回群Ｇの元αと整数βに対して、「α＾β∈Ｇ」は、αを被演算子として巡回群Ｇで定義されている演算をβ回行うことを意味する。例えば、巡回群Ｇが楕円曲線Ｅ上の有理点のなす群であった場合、「α・β∈Ｇ」は楕円曲線Ｅ上でのαとβとの楕円加算を意味し、「α＾β∈Ｇ」はαの楕円スカラーβ倍算を意味するものとする。   In the following description, “g” is a generator of the cyclic group <G,..., And is a parameter common to the system. In the following description, “n” is the order of a predetermined element “g” belonging to the cyclic group G. Further, in the following, “α · β∈G” for the element “α, β” of the cyclic group G performs the operation “•” defined in the cyclic group G with α and β as operands. It means that. Furthermore, in the following, for the element α and the integer β of the cyclic group G, “α ^ β∈G” means that the operation defined in the cyclic group G is performed β times with α as an operand. To do. For example, when the cyclic group G is a group formed by rational points on the elliptic curve E, “α · β∈G” means an elliptic addition of α and β on the elliptic curve E, and “α ^ β “∈G” means an elliptic scalar β multiplication of α.

また、以下では、整数ａに対し整数ａの属す法Ｎの剰余類を「ａ ｍｏｄ Ｎ」と表すものとする。さらに、以下では、法Ｎの有限体をＦNと表し、ＦNの可逆な剰余類全体のなす乗法群をＦN *と表すものとする。 In the following, the remainder class of the modulus N to which the integer a belongs with respect to the integer a is represented as “a mod N”. Further, in the following, a finite field of modulus N is represented as F N , and a multiplicative group formed by the entire reversible remainder class of F N is represented as F N * .

さらにまた、以下では、整数「ａ∈Ｆn *」は、ノード１００の秘密鍵であり、「Ｐa＝ｇ＾ａ∈Ｇ」は、ノード１００の公開鍵であるものとする。 Furthermore, in the following, it is assumed that the integer “a∈F n * ” is the secret key of the node 100, and “P a = g ^ a∈G” is the public key of the node 100.

また、以下では、「整数ｂ∈Ｆn *」は、ＴＬＳサーバ６００の秘密鍵であり、「Ｐb＝ｇ＾ｂ∈Ｇ」は、ＴＬＳサーバ６００の公開鍵であるものとする。さらに、以下では、ｂ及びＰbはそれぞれＤＨ秘密鍵及びＤＨ公開鍵でもあるものとする。さらにまた、以下では、整数「ｘ∈Ｆn *」は、Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ鍵共有においてノード１００のＤＨ秘密鍵であり、「Ｐx＝ｇ＾ｘ∈Ｇ」は同ＤＨ公開鍵であるものとする。 In the following, it is assumed that “integer bεF n * ” is a secret key of the TLS server 600 and “P b = g ^ bεG” is a public key of the TLS server 600. Further, in the following, it is assumed that b and P b are also a DH private key and a DH public key, respectively. Furthermore, in the following, the integer “x∈F n * ” is the DH private key of the node 100 in Diffie-Hellman key sharing, and “P x = g ^ x∈G” is the same DH public key. To do.

また、整数ｘ1、ｘ2は部分ＤＨ秘密鍵情報であり、「ｘ1＋ｘ2＝ｘ ｍｏｄ ｎ」を満たすものとする。さらに、以下では、Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ鍵共有の結果共有する共通鍵情報を、共有鍵Ｋと表記するものとする。さらにまた、以下では、事前鍵情報ＰＳＫi（ｉ＝１、２）、事前鍵情報更新鍵情報ｑ、及び上記共有鍵Ｋは、共通鍵暗号方式で利用される鍵情報であるものとする。 The integers x 1 and x 2 are partial DH secret key information, and satisfy “x 1 + x 2 = x mod n”. Further, hereinafter, the common key information shared as a result of Diffie-Hellman key sharing is referred to as a shared key K. Furthermore, in the following, it is assumed that the advance key information PSK i (i = 1, 2), the advance key information update key information q, and the shared key K are key information used in the common key cryptosystem.

次に、ノード１００、無線ＮＷ管理端末２００、第１の被計算委託サーバ３００、第２の被計算委託サーバ４００、鍵共有サーバ５００のそれぞれの詳細構成について説明する。   Next, detailed configurations of the node 100, the wireless NW management terminal 200, the first calculated consignment server 300, the second calculated consignment server 400, and the key sharing server 500 will be described.

図２〜図６は、それぞれ、ノード１００、無線ＮＷ管理端末２００、第１の被計算委託サーバ３００、第２の被計算委託サーバ４００、鍵共有サーバ５００内部の機能的構成について示したブロック図である。なお、通信システム１において、ＴＬＳサーバ６００は、種々のＴＬＳプロトコルに係るサーバ機能を搭載したサーバマシンを適用することができるため、内部構成については図示を省略する。   2 to 6 are block diagrams showing the functional configurations of the node 100, the wireless NW management terminal 200, the first calculated consignment server 300, the second calculated consignment server 400, and the key sharing server 500, respectively. It is. In the communication system 1, the TLS server 600 can be a server machine equipped with server functions related to various TLS protocols.

[ノード１００の内部構成]
次に、ノード１００の内部構成について図２を用いて説明する。 [Internal configuration of node 100]
Next, the internal configuration of the node 100 will be described with reference to FIG.

ノード１００は、送受信部１０１、暗号部１０２、復号部１０３、秘密情報記憶部１０４、秘密情報分割部１０５、事前鍵情報記憶部１０６、事前鍵情報更新部１０７、事前鍵情報更新制御部１０８、共有鍵情報生成部１０９、署名情報生成部１１０、乱数生成部１１１、アドレス情報入力部１１２、Ｆｉｎｉｓｈｅｄ生成部１１３、及びＦｉｎｉｓｈｅｄ比較部１１４を有している。   The node 100 includes a transmission / reception unit 101, an encryption unit 102, a decryption unit 103, a secret information storage unit 104, a secret information division unit 105, an advance key information storage unit 106, an advance key information update unit 107, an advance key information update control unit 108, It has a shared key information generation unit 109, a signature information generation unit 110, a random number generation unit 111, an address information input unit 112, a Finished generation unit 113, and a Finished comparison unit 114.

送受信部１０１は、無線ネットワークＮ２に接続するエンティティ（他の通信装置）と通信をするネットワークインタフェースの機能を担っている。   The transmission / reception unit 101 has a network interface function for communicating with an entity (another communication device) connected to the wireless network N2.

暗号部１０２はデータ暗号化を行うものであり、この実施形態では、例として、ＡＥＳ等の共通鍵暗号方式が適用されているものとして説明する。暗号鍵情報は事前鍵情報記憶部１０６に記憶されている鍵情報を利用する。この実施形態では秘密情報分割部１０５から出力された部分ＤＨ秘密鍵情報ｘ1、ｘ2（詳細については後述する）をそれぞれＰＳＫ1、ＰＳＫ2を鍵として暗号化し、送受信部１０１を介してそれぞれ第１の被計算委託サーバ３００及び第２の被計算委託サーバ４００に送信するものとする。 The encryption unit 102 performs data encryption, and in this embodiment, as an example, a description will be given assuming that a common key encryption method such as AES is applied. The encryption key information uses the key information stored in the advance key information storage unit 106. In this embodiment, partial DH secret key information x 1 and x 2 (details will be described later) output from the secret information division unit 105 are encrypted using PSK 1 and PSK 2 as keys, respectively, and are transmitted via the transmission / reception unit 101. It is assumed that the data is transmitted to the first calculated consignment server 300 and the second calculated consignment server 400.

復号部１０３は、暗号化された暗号文を復号するものである。具体的には、復号部１０３は、暗号化された部分ＤＨ共有鍵情報Ｅｎｃ（ＰＳＫ1、Ｐb＾（ｘ1））及びＥｎｃ（ＰＳＫ2、Ｐb＾（ｘ2））を、無線ＮＷ管理端末２００から受信して復号し、共有鍵情報生成部１０９に出力する。復号部１０３は、復号のための鍵情報として、事前鍵情報記憶部１０６に記憶されている鍵情報を利用するものとする。 The decryption unit 103 decrypts the encrypted ciphertext. Specifically, the decryption unit 103 transmits the encrypted partial DH shared key information Enc (PSK 1 , P b ^ (x 1 )) and Enc (PSK 2 , P b ^ (x 2 )) to the wireless NW. Received from the management terminal 200, decrypted, and output to the shared key information generation unit 109. It is assumed that the decryption unit 103 uses key information stored in the prior key information storage unit 106 as key information for decryption.

秘密情報記憶部１０４は、公開鍵暗号ペア（ａ、Ｐa）のうちの秘密鍵情報ａと、事前鍵情報更新鍵情報ｑを予め記憶している。また乱数生成部１１１が任意に生成した整数ｘをＴＬＳハンドシェイクが終わるまで一時的に記憶する。また、秘密情報記憶部１０４は、共有鍵情報生成部１０９が生成したＤＨ共有鍵情報Ｋを必要な期間だけ一時的に記憶する。 The secret information storage unit 104 stores secret key information a of the public key encryption pair (a, P a ) and pre-key information update key information q in advance. Further, the integer x arbitrarily generated by the random number generator 111 is temporarily stored until the TLS handshake is completed. The secret information storage unit 104 temporarily stores the DH shared key information K generated by the shared key information generation unit 109 for a necessary period.

秘密情報分割部１０５はＤＨ秘密鍵ｘを、整数ｘ1、及びｘ2に対しｘ1とｘ2の和がｘとなるよう任意に分割するものである。なお、この実施形態では、ｘ1、ｘ2を、それぞれ「第１の部分ＤＨ秘密鍵情報」、「第２の部分ＤＨ秘密鍵情報」と呼ぶこととする。 The secret information dividing unit 105 arbitrarily divides the DH secret key x so that the sum of x 1 and x 2 is x with respect to the integers x 1 and x 2 . In this embodiment, x 1 and x 2 are referred to as “first partial DH private key information” and “second partial DH private key information”, respectively.

事前鍵情報記憶部１０６は第１の事前鍵情報ＰＳＫ1と、第２の事前鍵情報ＰＳＫ2とを記憶するものである。 The advance key information storage unit 106 stores the first advance key information PSK 1 and the second advance key information PSK 2 .

事前鍵情報更新部１０７は事前鍵情報記憶部１０６に記憶されている事前鍵情報を更新するものである。この実施形態では、事前鍵情報更新部１０７は、鍵付一方向性関数を実装し、鍵情報として秘密鍵記憶部１０４に記憶されている事前鍵情報更新鍵情報ｑを用いて、事前鍵情報記憶部１０６に記憶されている事前鍵情報を該鍵付一方向性関数に入力して、その出力情報の全部または一部を新しい事前鍵情報とするものとする。   The advance key information update unit 107 updates the advance key information stored in the advance key information storage unit 106. In this embodiment, the pre-key information update unit 107 implements a keyed one-way function, and uses the pre-key information update key information q stored in the secret key storage unit 104 as key information. The prior key information stored in the storage unit 106 is input to the keyed one-way function, and all or part of the output information is used as new prior key information.

事前鍵情報更新制御部１０８は事前鍵情報更新部１０７を動作させるタイミングを判断する処理と、事前鍵情報更新部１０７を制御する信号を出力する処理を行うものである。タイミングを判断する処理とは、この実施形態においては送受信部１０１を介して無線ＮＷ管理端末２００から事前共有鍵更新命令（ＵｐｄａｔｅＰＳＫ）を受信したことを検知することである。   The advance key information update control unit 108 performs a process of determining a timing for operating the advance key information update unit 107 and a process of outputting a signal for controlling the advance key information update unit 107. In this embodiment, the process of determining the timing is to detect that a pre-shared key update command (UpdatePSK) has been received from the wireless NW management terminal 200 via the transmission / reception unit 101.

共有鍵情報生成部１０９は、復号部１０３から第１の部分共有鍵情報Ｐb＾（ｘ1）及び第２の部分共有鍵情報Ｐb＾（ｘ2）を受け取って共有鍵Ｋを以下の（１）式により求め、その共有鍵ＫをＴＬＳセッション鍵として秘密情報記憶部１０４に記憶させる。 The shared key information generation unit 109 receives the first partial shared key information P b ^ (x 1 ) and the second partial shared key information P b ^ (x 2 ) from the decryption unit 103, and uses the shared key K as The shared key K is obtained from the equation (1), and the shared key K is stored in the secret information storage unit 104 as a TLS session key.

Ｋ＝Ｆ（Ｐb＾（ｘ1）・Ｐb＾（ｘ2）） …（１）
ここでＰb＾（ｘ1）及びＰb＾（ｘ2）は巡回群Ｇの元であり、Ｆ（Ｚ）は巡回群Ｇの元Ｚを鍵情報に変換する関数であり、この実施形態では上記巡回群Ｇの元のほかに、クライアントランダム値及びサーバランダム値と呼ばれる予備情報を用いたＴＬＳに規定の関数である。 K = F (P b ^ ( x 1) · P b ^ (x 2)) ... (1)
Here, P b ^ (x 1 ) and P b ^ (x 2 ) are elements of the cyclic group G, and F (Z) is a function for converting the element Z of the cyclic group G into key information. Then, in addition to the elements of the cyclic group G, this is a function defined in TLS using spare information called a client random value and a server random value.

署名情報生成部１１０は、ノード１００の秘密鍵ａと、乱数生成部が生成した乱数ｘとを秘密情報記憶部１０４から読み出すと共に、送受信部１０１を介して無線ＮＷ管理端末２００から送られてくる整数情報ｈ、ｒを受け取り、署名情報ｓを、以下の（２）式により計算して無線ＮＷ管理端末２００に送信する。なお、（２）式において、ｘ-1はｘの逆元である。 The signature information generation unit 110 reads the secret key a of the node 100 and the random number x generated by the random number generation unit from the secret information storage unit 104 and is transmitted from the wireless NW management terminal 200 via the transmission / reception unit 101. Integer information h and r are received, and signature information s is calculated by the following equation (2) and transmitted to the wireless NW management terminal 200. In the equation (2), x −1 is an inverse element of x.

ｓ＝ｘ-1×（ｈ＋ａ×ｒ） ｍｏｄ ｎ …（２）
乱数生成部１１１は、有限体Ｆnの元の中から任意の元を生成して秘密情報記憶部１０４に出力するものである。 s = x −1 × (h + a × r) mod n (2)
The random number generation unit 111 generates an arbitrary element from the elements of the finite field F n and outputs it to the secret information storage unit 104.

アドレス情報入力部１１２は、ＴＬＳハンドシェイクを行う場合のＴＬＳサーバのアドレス情報（インターネットＵＲＬ等）を外部から受け取るためのインターフェースを備える。そして、アドレス情報入力部１１２は、入力されたアドレス情報を、送受信部１０１を介して無線ＮＷ管理端末２００に送信する。   The address information input unit 112 includes an interface for receiving TLS server address information (Internet URL or the like) from the outside when performing a TLS handshake. Then, the address information input unit 112 transmits the input address information to the wireless NW management terminal 200 via the transmission / reception unit 101.

Ｆｉｎｉｓｈｅｄ生成部１１３は、無線ＮＷ管理端末２００から、無線ＮＷ管理端末２００がＴＬＳサーバと送受信したＴＬＳハンドシェイクメッセージのハッシュ値を受け取り、上述の共有鍵Ｋと当該ハッシュ値とＴＬＳハンドシェイクプロトコルに規定のメッセージを用いてクライアントＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージもしくは、サーパＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージを生成する。   The Finished generation unit 113 receives the hash value of the TLS handshake message transmitted / received by the wireless NW management terminal 200 to / from the TLS server from the wireless NW management terminal 200, and is defined in the shared key K, the hash value, and the TLS handshake protocol. The client Finished message or the server Finished message is generated using this message.

Ｆｉｎｉｓｈｅｄ比較部１１４は、Ｆｉｎｉｓｈｅｄ生成部１１３が生成したサーバＦｉｎｉｓｈｅｄと、無線ＮＷ管理端末２００から受信したサーバＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージを比較し、一致しない場合に、ＴＬＳハンドシェイクの失敗を検知する。   The Finished comparison unit 114 compares the server Finished generated by the Finished generation unit 113 with the server Finished message received from the wireless NW management terminal 200, and detects a TLS handshake failure if they do not match.

[無線ＮＷ管理端末２００]
次に無線ＮＷ管理端末２００の装置構成について図３を用いて説明する。 [Wireless NW management terminal 200]
Next, the device configuration of the wireless NW management terminal 200 will be described with reference to FIG.

無線ＮＷ管理端末２００は、無線ＮＷ送受信部２０１、インターネット送受信部２０２、ＴＬＳハンドシェイク制御部２０３、ＴＬＳハンドシェイクメッセージ生成部２０４、無線ＮＷ管理部２０５、及びパラメータ生成部２０６を有している。   The wireless NW management terminal 200 includes a wireless NW transmission / reception unit 201, an Internet transmission / reception unit 202, a TLS handshake control unit 203, a TLS handshake message generation unit 204, a wireless NW management unit 205, and a parameter generation unit 206.

無線ＮＷ送受信部２０１は、無線ネットワークＮ２に接続して、エンティティ（他の通信装置）と通信するネットワークインタフェースの機能を担っている。   The wireless NW transmission / reception unit 201 is connected to the wireless network N2 and functions as a network interface that communicates with an entity (another communication device).

インターネット送受信部２０２はインターネットＮ１に接続するエンティティ（他の通信装置）と通信をするネットワークインタフェースの機能を担っている。   The Internet transmission / reception unit 202 has a function of a network interface for communicating with an entity (another communication device) connected to the Internet N1.

ＴＬＳハンドシェイク制御部２０３は、ノードに代わってＴＬＳハンドシェイクメッセージのやり取りを行う処理の制御を行うものである。   The TLS handshake control unit 203 controls processing for exchanging TLS handshake messages on behalf of nodes.

具体的には、ＴＬＳハンドシェイク制御部２０３は、ＴＬＳサーバとやり取りするＴＬＳハンドシェイクメッセージの生成について、ＴＬＳハンドシェイクメッセージ生成部２０４に生成させて送受信部を介して送信すると共に、ＴＬＳハンドシェイクメッセージ生成部２０４がＴＬＳメッセージを生成する過程でノード１００の秘密情報を用いた処理が必要な場合には、当該ノード１００に必要なパラメータ情報を与える。そして、ＴＬＳハンドシェイク制御部２０３は、当該ノード１００から秘密情報を用いた処理の結果を受信した上で、ＴＬＳハンドシェイクメッセージ生成部２０４に与える。そして、ＴＬＳハンドシェイク制御部２０３は、パラメータについては、パラメータ生成部２０６から受け取る。そして、ＴＬＳハンドシェイク制御部２０３は、パラメータ生成部２０６から受け取るパラメータ情報のうち、サーバ公開鍵情報Ｐbについては第１の被計算委託サーバ３００及び第２の被計算委託サーバ４００にインターネット送受信部２０２を介して送信する。そして、ＴＬＳハンドシェイク制御部２０３は、整数情報ｈ、ｒ、サーバランダム情報ｒａｎｄs、及びクライアントランダム情報ｒａｎｄcについてはノード１００に無線ＮＷ送受信部２０１を介して送信する。そして、ＴＬＳハンドシェイク制御部２０３は、第１の被計算委託サーバ３００及び第２の被計算委託サーバ４００からそれぞれ暗号化された部分共有鍵情報Ｅｎｃ（ＰＳＫ1、Ｐb＾（ｘ1））及びＥｎｃ（ＰＳＫ2、Ｐb＾（ｘ2））を受信してノード１００に転送する。また、ＴＬＳハンドシェイク制御部２０３は、鍵共有サーバ５００からノード１００宛の事前鍵情報更新命令について、インターネット送受信部２０２を介して受信した場合、当該事前鍵情報更新命令を無線ＮＷ送受信部２０１を介してノード１００に転送する。 Specifically, the TLS handshake control unit 203 causes the TLS handshake message generation unit 204 to generate a TLS handshake message to be exchanged with the TLS server, and transmits the generated TLS handshake message via the transmission / reception unit. When processing using the secret information of the node 100 is necessary in the process in which the generation unit 204 generates the TLS message, necessary parameter information is given to the node 100. Then, the TLS handshake control unit 203 receives the result of the process using the secret information from the node 100 and gives it to the TLS handshake message generation unit 204. Then, the TLS handshake control unit 203 receives parameters from the parameter generation unit 206. Then, TLS handshake control unit 203, among the parameter information received from the parameter generating unit 206, the server public key information P b Internet transceiver to the first of the calculated consignment server 300 and the second to-be-calculated consignment server 400 Via 202. Then, the TLS handshake control unit 203 transmits the integer information h, r, server random information rand s , and client random information rand c to the node 100 via the wireless NW transmission / reception unit 201. The TLS handshake control unit 203 then encrypts the partial shared key information Enc (PSK 1 , P b ^ (x 1 )) respectively encrypted from the first computed commission server 300 and the second computed commission server 400. And Enc (PSK 2 , P b ^ (x 2 )) are received and transferred to the node 100. When the TLS handshake control unit 203 receives the advance key information update command addressed to the node 100 from the key sharing server 500 via the Internet transmission / reception unit 202, the TLS handshake control unit 203 sends the advance key information update command to the wireless NW transmission / reception unit 201. To the node 100.

ＴＬＳハンドシェイクメッセージ生成部２０４は、ＴＬＳハンドシェイクメッセージの生成を行い、ＴＬＳハンドシェイク制御部２０３に供給するものである。ただし、ＴＬＳハンドシェイクにおいてノード１００の秘密鍵情報が必要となるメッセージとして、ＣｌｉｅｎｔＫＸ、ＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｅＶｅｒｉｆｙ、クライアントＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージがあるが、ＴＬＳハンドシェイクメッセージ生成部２０４は、ＣｌｉｅｎｔＫＸに含めるＤＨ公開鍵情報Ｐxは第１の被計算委託サーバ３００からＴＬＳハンドシェイク制御部２０３を介して受け取る。また、ＴＬＳハンドシェイクメッセージ生成部２０４は、ＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｅＶｅｒｉｆｙに含めるディジタル署名情報ｓ、及びクライアントＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージについてはノード１００から、ＴＬＳハンドシェイク制御部２０３を介して受け取る。 The TLS handshake message generation unit 204 generates a TLS handshake message and supplies it to the TLS handshake control unit 203. However, as a message secret key information of the node 100 is required in the TLS handshake, ClientKX, CertificateVerify, there is a client Finished message, TLS handshake message generator 204, DH public key information P x including ClientKX the first It is received from the first calculation entrusted server 300 via the TLS handshake control unit 203. Also, the TLS handshake message generation unit 204 receives the digital signature information s included in the CertificateVerify and the client Finished message from the node 100 via the TLS handshake control unit 203.

無線ＮＷ管理部２０５は、無線ネットワークＮ２に接続する配下のノード１００に関する、「アドレス情報」、「公開鍵証明書情報」、「ＴＬＳセッション情報」、「接続先ＴＬＳサーバ情報」、及び「被計算委託サーバのアドレス情報」を管理するものであり、必要に応じてＴＬＳハンドシェイク制御部２０３に情報を与える。尚、無線ＮＷ管理部２０５は、ノード１００の公開鍵証明書については、例えば鍵共有サーバに予め持たせておいて、これをダウンロードしても良いし、別途入力用インターフェースから手動でインストールするなどしても良い。また無線ＮＷ管理部２０５は、無線ＮＷ管理端末２００が該事前鍵情報更新命令（ＵｐｄａｔｅＰＳＫ）を受信すると、被計算委託サーバ３００、４００のアドレス情報をノード１００用の計算委託サーバのアドレスとして無線ＮＷ管理部２０５に記憶しておく。   The wireless NW management unit 205 includes “address information”, “public key certificate information”, “TLS session information”, “connection destination TLS server information”, and “calculated” regarding the subordinate node 100 connected to the wireless network N2. The management server manages the address information of the consignment server, and gives information to the TLS handshake control unit 203 as necessary. Note that the wireless NW management unit 205 may have the public key certificate of the node 100 stored in advance in a key sharing server, for example, and may download it or install it manually from an input interface. You may do it. In addition, when the wireless NW management terminal 200 receives the advance key information update command (UpdatePSK), the wireless NW management unit 205 uses the wireless NW as address of the calculation consignment server for the node 100 using the address information of the calculation consignment servers 300 and 400. Stored in the management unit 205.

パラメータ生成部２０６は、送受信部２０１から送受信されるＴＬＳメッセージからパラメータ情報を生成もしくは抽出する。具体的には、パラメータ生成部２０６は、所定の時点までにＴＬＳサーバに対して送受信したＴＬＳメッセージのハッシュ値ｈ、ｈ’、ｈ’’およびＤＨ公開鍵情報Ｐxから生成されるパラメータｒを生成し、サーバランダム値情報ｒａｎｄsについてはインターネット送受信部２０２が受信したＳｅｒｖｅｒＨｅｌｌｏメッセージから抽出し、クライアントランダム値情報ｒａｎｄcについてはインターネット送受信部２０２から送信されるＣｌｉｅｎｔＨｅｌｌｏメッセージから抽出する。パラメータ生成部２０６は、パラメータｒについては、ＤＨ公開鍵情報Ｐxから生成する。また、パラメータ生成部２０６は、ＴＬＳサーバ６００のＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｅメッセージからサーバ公開鍵Ｐbを抽出する。
[第１の被計算委託サーバ３００]
次に第１の被計算委託サーバ３００の装置構成について図４を参照しながら説明する。 The parameter generation unit 206 generates or extracts parameter information from the TLS message transmitted / received from the transmission / reception unit 201. Specifically, the parameter generation unit 206 generates the parameter r generated from the hash values h, h ′, h ″ of the TLS message transmitted / received to / from the TLS server and the DH public key information P x by a predetermined time. The server random value information rand s is extracted from the ServerHello message received by the Internet transmitting / receiving unit 202, and the client random value information rand c is extracted from the ClientHello message transmitted from the Internet transmitting / receiving unit 202. Parameter generating unit 206, for the parameters r, generated from the DH public key information P x. In addition, the parameter generation unit 206 extracts the server public key P b from the Certificate message of the TLS server 600.
[First calculation entrusted server 300]
Next, the apparatus configuration of the first calculation entrustment server 300 will be described with reference to FIG.

第１の被計算委託サーバ３００は、送受信部３０１、鍵情報受信部３０２、鍵情報記憶部３０３、復号部３０４、秘密情報記憶部３０５、一般パラメータ記憶部３０６、演算部３０７、暗号部３０８からなる。   The first calculation entrusted server 300 includes a transmission / reception unit 301, a key information reception unit 302, a key information storage unit 303, a decryption unit 304, a secret information storage unit 305, a general parameter storage unit 306, a calculation unit 307, and an encryption unit 308. Become.

送受信部３０１はインターネットＮ１に接続するエンティティ（他の通信装置）と通信をするネットワークインタフェースの機能を担っている。   The transmission / reception unit 301 has a function of a network interface for communicating with an entity (another communication device) connected to the Internet N1.

鍵情報受信部３０２は鍵共有サーバ５００からノード１００の第１の事前鍵情報ＰＳＫ1を盗聴や改ざんに対して安全に受信する処理を行う。例えば、鍵情報受信部３０２は、ＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｏｃｋｅｔ Ｌａｙｅｒ）を利用して鍵共有サーバ５００と安全な通信路を構築して受信するようにしてもよい。鍵情報受信部３０２は、ここで得られた事前鍵情報は鍵情報記憶部３０３に記憶させる。 The key information receiving unit 302 performs a process of securely receiving the first pre-key information PSK 1 of the node 100 from the key sharing server 500 against eavesdropping or tampering. For example, the key information receiving unit 302 may construct and receive a secure communication path with the key sharing server 500 using SSL (Secure Socket Layer). The key information receiving unit 302 stores the pre-key information obtained here in the key information storage unit 303.

鍵情報記憶部３０３は事前鍵情報ＰＳＫ1を記憶し、それぞれ復号部３０４及び暗号部３０８に必要に応じて当該事前鍵情報を提供する。 The key information storage unit 303 stores the advance key information PSK 1 and provides the advance key information to the decryption unit 304 and the encryption unit 308 as necessary.

復号部３０４は、第１の事前鍵情報ＰＳＫ1で暗号化された第１の部分ＤＨ鍵情報Ｅｎｃ（ＰＳＫ1、ｘ1）を受け取って復号し、当該第１の部分ＤＨ鍵情報を秘密情報記憶部３０５に一時的に記憶させる。 The decryption unit 304 receives and decrypts the first partial DH key information Enc (PSK 1 , x 1 ) encrypted with the first pre-key information PSK 1 , and the first partial DH key information is secret information. The information is temporarily stored in the storage unit 305.

秘密情報記憶部３０５は第１の部分ＤＨ秘密鍵情報ｘ1を一時的に記憶し、必要に応じて演算部３０７に提供する。 The secret information storage unit 305 temporarily stores the first partial DH secret key information x 1 and provides it to the calculation unit 307 as necessary.

一般パラメータ記憶部３０６は、巡回群Ｇの生成元ｇを予め記憶している。また、一般パラメータ記憶部３０６は、無線ＮＷ管理端末２００から送受信部３０１を介して、ＴＬＳサーパのサーバ公開鍵Ｐbを受信して一時的に記憶する。さらに、一般パラメータ記憶部３０６は、演算部３０７から第１の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ1）を受け取って一時的に記憶し、第２の被計算委託サーバ４００から第２の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ2）を送受信部３０１を介して受信して一時的に記憶する。一般パラメータ記憶部３０６は、これらのパラメータ情報は必要に応じて演算部３０７に出力する。 The general parameter storage unit 306 stores a generation source g of the cyclic group G in advance. In general parameter storage unit 306 via the transceiver unit 301 from the wireless NW management terminal 200, and temporarily stores the received server public key P b of TLS Sapa. Further, the general parameter storage unit 306 receives the first partial DH public key information g ^ (x 1 ) from the computing unit 307 and temporarily stores it, and then stores the second partial DH from the second computation entrusted server 400. The public key information g ^ (x 2 ) is received via the transmission / reception unit 301 and temporarily stored. The general parameter storage unit 306 outputs the parameter information to the calculation unit 307 as necessary.

演算部３０７は、一般パラメータ記憶部３０６からサーバ公開鍵情報Ｐbを受け取ると共に、秘密情報記憶部３０５から第１の部分ＤＨ秘密鍵情報ｘ1を受け取り、第１の部分共有鍵情報ｐb＾（ｘ1）を計算して暗号部３０８に出力する。また、演算部３０７は、一般パラメータ記憶部３０６から巡回群Ｇの生成元ｇを受け取ると共に、秘密情報記憶部３０６から第１の部分ＤＨ秘密鍵情報ｘ1を受け取り、第１の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ1）を計算して一般パラメータ記憶部３０６に一時的に記憶させる。さらに、演算部３０７は、一般パラメータ記憶部３０６から第１の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ1）と、第２の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ2）を受け取って、以下の（３）式によりクライアントＤＨ公開鍵情報Ｐxを計算して無線ＮＷ管理端末２００に送受信部３０１を介して送信する。 The calculation unit 307 receives the server public key information P b from the general parameter storage unit 306 and also receives the first partial DH secret key information x 1 from the secret information storage unit 305, and the first partial shared key information p b ^ (X 1 ) is calculated and output to the encryption unit 308. The arithmetic unit 307, the general parameter storage unit 306 with receiving the generator g of the cyclic group G, receiving a first portion DH private key information x 1 from the secret information storage unit 306, the first portion DH public key Information g ^ (x 1 ) is calculated and temporarily stored in the general parameter storage unit 306. Further, the calculation unit 307 receives the first partial DH public key information g ^ (x 1 ) and the second partial DH public key information g ^ (x 2 ) from the general parameter storage unit 306 and receives the following ( 3) The client DH public key information Px is calculated from the equation (3) and is transmitted to the wireless NW management terminal 200 via the transmission / reception unit 301.

Ｐx＝ｇ＾（ｘ1）・ｇ＾（ｘ2） …（３）
暗号部３０８は第１の部分ＤＨ共有鍵情報Ｐb＾（ｘ1）を演算部から受け取ると、鍵情報記憶部３０３から第１の事前鍵情報ＰＳＫ1を読み出し、該第１の事前鍵情報ＰＳＫ1を用いて該第１の部分ＤＨ共有鍵情報Ｐb＾（ｘ1）を暗号化した情報Ｅｎｃ（ＰＳＫ1、Ｐb＾（ｘ1））を生成し、送受信部３０１を介して無線ＮＷ管理端末２００に送信する。 P x = g ^ (x 1 ) · g ^ (x 2 ) (3)
When the encryption unit 308 receives the first partial DH shared key information P b ^ (x 1 ) from the calculation unit, the encryption unit 308 reads the first pre-key information PSK 1 from the key information storage unit 303, and the first pre-key information ^ first portion DH shared key information P b a (x 1) encrypted information Enc (PSK 1, P b ^ (x 1)) to generate using PSK 1, wirelessly via the transceiver 301 It transmits to the NW management terminal 200.

[第２の被計算委託サーバ４００]
次に第２の被計算委託サーバ４００について、図５を参照しながら説明する。 [Second calculation entrusted server 400]
Next, the second calculation entrusted server 400 will be described with reference to FIG.

なお、以下では、第２の被計算委託サーバ４００について、第１の被計算委託サーバ３００との差異を中心に説明する。   In the following, the second calculated consignment server 400 will be described focusing on the differences from the first calculated consignment server 300.

第２の被計算委託サーバ４００は、送受信部４０１、鍵情報受信部４０２、鍵情報記憶部４０３、復号部４０４、秘密情報記憶部４０５、一般パラメータ記憶部４０６、演算部４０７、暗号部４０８からなる。   The second calculation entrusted server 400 includes a transmission / reception unit 401, a key information reception unit 402, a key information storage unit 403, a decryption unit 404, a secret information storage unit 405, a general parameter storage unit 406, a calculation unit 407, and an encryption unit 408. Become.

送受信部４０１は第１の被計算委託サーバ３００の送受信部３０１と同様の構成である。   The transmission / reception unit 401 has the same configuration as the transmission / reception unit 301 of the first calculation-commissioned server 300.

鍵情報受信部４０２も第１の被計算委託サーバ３００の鍵情報受信部３０２と同様の構成であるが、第２の事前鍵情報ＰＳＫ2を受信する点のみ異なる。 The key information receiving unit 402 has the same configuration as that of the key information receiving unit 302 of the first calculation entrusted server 300 except that the key information receiving unit 402 receives the second pre-key information PSK 2 .

鍵情報記憶部４０３は、第２の事前鍵情報ＰＳＫ2を記憶するものである。 The key information storage unit 403 is configured to store a second pre-key information PSK 2.

復号部４０４は、第２の事前鍵情報ＰＳＫ2で暗号化された第２の部分ＤＨ秘密鍵情報ｘ2を受け取って復号し、当該第２の部分ＤＨ秘密鍵情報ｘ2を秘密情報記憶部４０５に一時的に記憶させる。 The decryption unit 404 receives and decrypts the second partial DH private key information x 2 encrypted with the second pre-key information PSK 2 and decrypts the second partial DH private key information x 2 405 is temporarily stored.

秘密情報記憶部４０５は第２の部分ＤＨ秘密鍵情報ｘ2を一時的に記憶し、必要に応じて演算部４０７に提供する。 The secret information storage unit 405 temporarily stores the second partial DH secret key information x 2 and provides it to the calculation unit 407 as necessary.

一般パラメータ記憶部４０６は、巡回群Ｇの生成元ｇを予め記憶している。また、一般パラメータ記憶部４０６は、無線ＮＷ管理端末２００から送受信部４０１を介してＴＬＳサーバ６００のサーバ公開鍵Ｐbを受信して一時的に記憶する。また、一般パラメータ記憶部４０６は、これらのパラメータ情報は必要に応じて演算部４０７に出力する。 The general parameter storage unit 406 stores a generation source g of the cyclic group G in advance. In general parameter storage unit 406 temporarily stores the received server public key P b of TLS server 600 via the transceiver unit 401 from the wireless NW management terminal 200. Further, the general parameter storage unit 406 outputs these parameter information to the calculation unit 407 as necessary.

演算部４０７は、一般パラメータ記憶部４０６からサーバ公開鍵情報Ｐbを受け取ると共に、秘密情報記憶部４０５から第２の部分ＤＨ秘密鍵情報ｘ2を受け取り、第２の部分共有鍵情報Ｐb＾（ｘ2）を計算して暗号部４０８に出力する。また、演算部４０７は、一般パラメータ記憶部４０６から巡回群Ｇの生成元ｇを受け取り、秘密情報記憶部４０６から第２の部分ＤＨ秘密鍵情報ｘ2を受け取り、第２の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ2）を計算して、その結果を送受信部４０１を介して第１の被計算委託サーバ３００に送信する。 The calculation unit 407 receives the server public key information P b from the general parameter storage unit 406 and also receives the second partial DH secret key information x 2 from the secret information storage unit 405, and receives the second partial shared key information P b ^ (X 2 ) is calculated and output to the encryption unit 408. The arithmetic unit 407, general parameters received from the storage unit 406 of the generator g of the cyclic group G, receives secret information storage unit 406 the second portion from the DH private key information x 2, second portion DH public key information g ^ (x 2 ) is calculated, and the result is transmitted to the first calculation entrusted server 300 via the transmission / reception unit 401.

暗号部４０８は第２の部分ＤＨ共有鍵情報Ｐb＾（ｘ2）を演算部４０７から受け取ると、鍵情報記憶部４０３から第２の事前鍵情報ＰＳＫ2を読み出す。そして、暗号部４０８は、当該第２の事前鍵情報ＰＳＫ2を用いて該第２の部分ＤＨ共有鍵情報Ｐb＾（ｘ2）を暗号化した情報Ｅｎｃ（ＰＳＫ2、Ｐb＾（ｘ2））について、送受信部４０１を介して無線ＮＷ管理端末２００に送信する。 When the encryption unit 408 receives the second partial DH shared key information P b ^ (x 2 ) from the calculation unit 407, the encryption unit 408 reads the second pre-key information PSK 2 from the key information storage unit 403. Then, the encryption unit 408 encrypts the second partial DH shared key information P b ^ (x 2 ) using the second prior key information PSK 2 , and the information Enc (PSK 2 , P b ^ (x 2 )) is transmitted to the wireless NW management terminal 200 via the transceiver 401.

[鍵共有サーバ５００]
次に鍵共有サーバ５００の構成について図６を用いて説明する。 [Key sharing server 500]
Next, the configuration of the key sharing server 500 will be described with reference to FIG.

鍵共有サーバ５００は、送受信部５０１、ノード情報記憶部５０２、事前鍵情報更新部５０３、事前鍵情報更新制御部５０４、鍵配送部５０５を有している。   The key sharing server 500 includes a transmission / reception unit 501, a node information storage unit 502, an advance key information update unit 503, an advance key information update control unit 504, and a key distribution unit 505.

送受信部５０１はインターネットＮ１に接続するエンティティ（他の通信装置）と通信をするネットワークインタフェースの機能を担っている。   The transmission / reception unit 501 functions as a network interface that communicates with an entity (another communication device) connected to the Internet N1.

ノード情報記憶部５０２は、ノード１００の識別子、当該ノード１００の事前鍵情報記憶部１０６に記憶されている事前鍵情報ＰＳＫiのコピー、及び秘密情報記憶部１０４に記憶されている事前鍵情報更新鍵情報ｑのコピー等を記憶している。ノード情報記憶部５０２記憶する上述の情報は、例えばノード１００製造時（導入時）に、ノード情報記憶部５０２に記憶させるなどして設定（例えば、図示しない入力インターフェースを用いて設定）しておくようにしてもよい。 The node information storage unit 502 includes an identifier of the node 100, a copy of the advance key information PSK i stored in the advance key information storage unit 106 of the node 100, and an update of the advance key information stored in the secret information storage unit 104. A copy of the key information q is stored. The above-mentioned information stored in the node information storage unit 502 is set (for example, set using an input interface (not shown)) by, for example, storing it in the node information storage unit 502 when the node 100 is manufactured (at the time of introduction). You may do it.

事前鍵情報更新部５０３は、ノード１００の事前鍵情報更新部１０７と同一の事前鍵情報更新処理を実行可能なものである。   The advance key information update unit 503 can execute the same advance key information update process as the advance key information update unit 107 of the node 100.

事前鍵情報更新制御部５０４は、所定のタイミングで事前鍵情報更新部５０３に事前鍵情報更新命令（ＵｐｄａｔｅＰＳＫ）を供給すると共に、ノード１００宛の事前鍵情報更新命令を送受信部５０１を介して無線ＮＷ管理端末２００に送信する。この事前鍵情報更新命令は、第１の被計算委託サーバ３００と第２の被計算委託サーバ４００のインターネットアドレス情報を含んでいる。   The advance key information update control unit 504 supplies the advance key information update command (UpdatePSK) to the advance key information update unit 503 at a predetermined timing, and wirelessly transmits the advance key information update command addressed to the node 100 via the transmission / reception unit 501. It transmits to the NW management terminal 200. This pre-key information update command includes the Internet address information of the first calculated consignment server 300 and the second calculated consignment server 400.

鍵配送部５０５は、事前鍵情報ＰＳＫi（ｉ＝１、２）を各被計算委託サーバにＳＳＬ等を利用して盗聴・改ざんに対して安全に配送するものである。 The key distribution unit 505 safely distributes the pre-key information PSK i (i = 1, 2) to wiretapping / falsification using SSL or the like to each calculation-commissioned server.

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の通信システム１の動作（実施形態に係る通信方法）を説明する。 (A-2) Operation | movement of embodiment Next, operation | movement (communication method which concerns on embodiment) of the communication system 1 of this embodiment which has the above structures is demonstrated.

図７は、通信システム１の全体の動作例について示したシーケンス図である。   FIG. 7 is a sequence diagram showing an overall operation example of the communication system 1.

図７のフローチャートの初期状態において、第１の被計算委託サーバ３００及び第２の被計算委託サーバ４００は未だノード１００の事前鍵情報ＰＳＫi（ｉ＝１、２）を有していないものとする。そこで鍵共有サーバ５００が該事前鍵情報を共有させるにあたり、事前鍵情報更新制御部５０４からノード１００の事前鍵情報更新命令（ＵｐｄａｔｅＰＳＫ）がそれぞれ事前鍵情報更新部５０３と、送受信部５０１を介して無線ＮＷ管理端末２００に送信される（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。 In the initial state of the flowchart of FIG. 7, the first calculated consignment server 300 and the second calculated consignment server 400 do not yet have the prior key information PSK i (i = 1, 2) of the node 100. To do. Therefore, when the key sharing server 500 shares the advance key information, the advance key information update command (UpdatePSK) of the node 100 is sent from the advance key information update control unit 504 via the advance key information update unit 503 and the transmission / reception unit 501, respectively. It is transmitted to the wireless NW management terminal 200 (S101, S102).

事前鍵情報更新部５０３はノード１００の事前鍵情報更新命令を受けて、ノード１００の事前鍵情報ＰＳＫi（ｉ＝１、２）と、ノード１００の事前鍵情報更新鍵情報ｑをノード情報記憶部５０２から読み出して更新し、ノード情報記憶部５０２に記憶されているノード１００の事前鍵情報を上書き更新すると共に、更新された両事前鍵情報を鍵配送部５０５に出力し、鍵配送部５０５は第１の事前鍵情報ＰＳＫiについては第１の被計算委託サーバ３００に送受信部５０１を介して安全に配送し（Ｓ１０４）、第２の事前鍵情報ＰＳＫ２については第２の被計算委託サーバ４００に送受信部５０１を介して安全に配送する（Ｓ１０５）。被計算委託サーバ３００、４００では、配送された事前鍵情報を、それぞれの鍵情報受信部３０２および鍵情報受信部４０２で受信して鍵情報記憶部３０３および鍵情報記憶部４０３に記憶する。 The advance key information update unit 503 receives the advance key information update command of the node 100 and stores the advance key information PSK i (i = 1, 2) of the node 100 and the advance key information update key information q of the node 100 as node information. The information is read from the unit 502 and updated to overwrite and update the advance key information of the node 100 stored in the node information storage unit 502, and the updated advance key information is output to the key delivery unit 505. The first pre-key information PSK i is securely delivered to the first calculation entrusted server 300 via the transmission / reception unit 501 (S104), and the second pre-key information PSK2 is transmitted to the second calculation entrusted server 400 is safely delivered to 400 via the transmission / reception unit 501 (S105). In the entrusted servers 300 and 400, the distributed pre-key information is received by the key information receiving unit 302 and the key information receiving unit 402 and stored in the key information storage unit 303 and the key information storage unit 403.

無線ＮＷ管理端末２００はインターネット送受信部２０２を介してＴＬＳハンドシェイク制御部２０３にて該メッセージを受信してノード１００宛の事前鍵情報更新命令であることを認識し、無線ＮＷ送受信部２０１を介してノード１００に転送する（Ｓ１０３）。また、無線ＮＷ管理端末２００は、事前鍵情報更新命令に含まれる第１の被計算委託サーバ３００及び第２の被計算委託サーバ４００のインターネットアドレス情報を無線ＮＷ管理部２０５に記憶させる。   The wireless NW management terminal 200 receives the message at the TLS handshake control unit 203 via the Internet transmission / reception unit 202, recognizes that the command is an advance key information update instruction addressed to the node 100, and passes the wireless NW transmission / reception unit 201. To the node 100 (S103). Also, the wireless NW management terminal 200 causes the wireless NW management unit 205 to store the Internet address information of the first calculated consignment server 300 and the second calculated consignment server 400 included in the advance key information update command.

ノード１００は送受信部１０１を介して該事前鍵情報更新命令を事前鍵情報更新制御部１０８で受け取る。そして、ノード１００では、事前鍵情報更新制御部１０８が、事前鍵情報更新命令を事前鍵情報更新部１０７に出力し、事前鍵情報更新部１０７が、事前鍵情報記憶部１０６と秘密情報記憶部１０４からそれぞれ事前鍵情報ＰＳＫi（ｉ＝１、２）と事前鍵情報更新鍵情報ｑを読み出して事前鍵情報を更新し、事前鍵情報記憶部１０６に上書き記憶させる（Ｓ１０６）。 The node 100 receives the advance key information update command by the advance key information update control unit 108 via the transmission / reception unit 101. In the node 100, the advance key information update control unit 108 outputs an advance key information update command to the advance key information update unit 107, and the advance key information update unit 107 includes the advance key information storage unit 106 and the secret information storage unit. The pre-key information PSK i (i = 1, 2) and the pre-key information update key information q are read from the respective 104, the pre-key information is updated, and is overwritten and stored in the pre-key information storage unit 106 (S106).

以上のステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理が、通信システム１における事前処理であり、以後被計算委託サーバを変更することが無い限り、事前鍵情報更新制御部５０４が事前鍵情報更新命令を出さないため、上記の処理は実行されることは無い。   Since the processing of the above steps S101 to S106 is pre-processing in the communication system 1, and the pre-key information update control unit 504 does not issue a pre-key information update command unless the calculation entrusted server is subsequently changed, The above processing is not executed.

次に、ノード１００においてアドレス情報入力部１１２にＴＬＳサーバのアドレス情報が入力されることにより、該アドレス情報が無線ＮＷ管理端末２００に送信される（Ｓ１０７）。   Next, the address information of the TLS server is input to the address information input unit 112 in the node 100, whereby the address information is transmitted to the wireless NW management terminal 200 (S107).

無線ＮＷ管理端末２００は無線ＮＷ送受信部２０１を介してＴＬＳハンドシェイク制御部２０３において該ＴＬＳサーバ６００のアドレス情報を受信し、ＴＬＳハンドシェイクサーバ６００に対してＴＬＳハンドシェイクメッセージプロトコルに規定されるＣｌｉｅｎｔＨｅｌｌｏメッセージを該ＴＬＳサーバ６００に送信する（Ｓ１０８）。   The wireless NW management terminal 200 receives the address information of the TLS server 600 in the TLS handshake control unit 203 via the wireless NW transmission / reception unit 201, and the Client Hello specified in the TLS handshake message protocol is transmitted to the TLS handshake server 600. A message is transmitted to the TLS server 600 (S108).

ＴＬＳサーバ６００はＴＬＳハンドシェイクプロトコルに規定のＳｅｒｖｅｒＨｅｌｌｏ、Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ、ＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｅＲｅｑｕｅｓｔ、ＳｅｒｖｅｒＨｅｌｌｏＤｏｎｅを無線ＮＷ管理端末２００に送信する（Ｓ１０９）。   The TLS server 600 transmits ServerHello, Certificate, CertificateRequest, ServerHelloDone defined in the TLS handshake protocol to the wireless NW management terminal 200 (S109).

次に、無線ＮＷ管理端末２００は、パラメータ生成部２０６にて上記ＳｅｒｖｅｒＨｅｌｌｏメッセージからサーバランダム値ｒａｎｄsを抽出して一時的に記憶しておくと共に、上記ＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｅメッセージからＴＬＳサーバ６００の公開鍵情報Ｐbを抽出する。さらに、無線ＮＷ管理端末２００は、無線ＮＷ管理部２０５に記憶されている第１の被計算委託サーバ３００と第２の被計算委託サーバ４００のアドレスを読み込んで、ＴＬＳサーバ６００の公開鍵情報Ｐbを、被計算委託サーバ３００、４００にそれぞれ送信する（Ｓ１１０、Ｓ１１１）。被計算委託サーバ３００、４００では、該公開鍵情報Ｐbをそれぞれ一般パラメータ記憶部３０６及び一般パラメータ記憶部４０６に記憶する。 Next, the wireless NW management terminal 200 extracts the server random value rand s from the ServerHello message and temporarily stores it in the parameter generation unit 206 and also stores the public key information P of the TLS server 600 from the Certificate message. Extract b . Further, the wireless NW management terminal 200 reads the addresses of the first calculated consignment server 300 and the second calculated consignment server 400 stored in the wireless NW management unit 205, and public key information P of the TLS server 600. b is transmitted to the calculation entrusted servers 300 and 400, respectively (S110, S111). In the calculation consignment server 300 and 400, respectively stored in the general parameter storage unit 306 and the general parameter storage unit 406 the public key information P b.

そして、ノード１００は、乱数生成部１１１において整数ｘ∈Ｆnを任意に生成し、秘密情報記憶部１０４に記憶させると共に、該整数ｘは秘密情報記憶部から読み出されて秘密情報分割部１０５に入力され、第１の部分ＤＨ秘密鍵ｘ1と第２の部分ＤＨ秘密鍵ｘ2とに分割されて暗号部１０２に出力される（Ｓ１１２）。 Then, the node 100 arbitrarily generates an integer xεF n in the random number generation unit 111 and stores it in the secret information storage unit 104, and the integer x is read from the secret information storage unit and is stored in the secret information division unit 105. Is divided into a first partial DH private key x 1 and a second partial DH private key x 2 and output to the encryption unit 102 (S 112).

さらに、ノード１００では、暗号部１０２により、第１の部分ＤＨ秘密鍵ｘ1が第１の事前鍵情報ＰＳＫ1で暗号化され、第２の部分ＤＨ秘密鍵ｘ2が第２の事前鍵情報ＰＳＫ2で暗号化され、送受信部１０１を介して無線ＮＷ管理端末２００に送信される（Ｓ１１３）。 Furthermore, the node 100, the encryption unit 102, the first portion DH private key x 1 is encrypted by the first pre-key information PSK 1, second part DH private key x 2 is the second pre-key information The data is encrypted by PSK 2 and transmitted to the wireless NW management terminal 200 via the transmission / reception unit 101 (S113).

無線ＮＷ管理端末２００は、上記暗号化された第１の部分ＤＨ秘密鍵情報を第１の被計算委託サーバ３００にそのまま転送する（Ｓ１１４）と共に、上記暗号化された第２の部分ＤＨ秘密鍵情報を第２の被計算委託サーバ４００にそのまま転送する（Ｓ１１５）。   The wireless NW management terminal 200 transfers the encrypted first partial DH private key information as it is to the first calculation-commissioned server 300 (S114), and the encrypted second partial DH private key The information is transferred as it is to the second calculation entrusted server 400 (S115).

第２の被計算委託サーバ４００では暗号化された第２の部分ＤＨ秘密鍵情報Ｅｎｃ（ＰＳＫ2、ｘ2）を復号部４０４で復号し、秘密情報記憶部４０５に記憶させると共に、演算部４０７に出力する。そして、演算部４０７は、一般パラメータ記憶部４０６から生成元ｇを読み込んで第２の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ2）を作成して送受信部４０１を介して第１の被計算委託サーバ３００に送信する（Ｓ１１６）と共に、一般パラメータ記憶部４０６から公開鍵情報Ｐbを読み込んで第２の部分ＤＨ共有鍵情報Ｐb＾（ｘ2）を計算して暗号部４０８に出力する。 In the second calculation entrusted server 400, the encrypted second partial DH secret key information Enc (PSK 2 , x 2 ) is decrypted by the decryption unit 404 and stored in the secret information storage unit 405, and the calculation unit 407 Output to. Then, the calculation unit 407 reads the generation source g from the general parameter storage unit 406 to create the second partial DH public key information g ^ (x 2 ), and sends the first calculated entrusted server via the transmission / reception unit 401. 300 (S 116), the public key information P b is read from the general parameter storage unit 406, the second partial DH shared key information P b ^ (x 2 ) is calculated and output to the encryption unit 408.

そして、暗号部４０８は事前鍵情報ＰＳＫ2で該第２の部分ＤＨ共有鍵情報Ｐb＾（ｘ2）を暗号化して送受信部４０１を介して無線ＮＷ管理端末２００に送信する（Ｓ１１８）。 Then, the encryption unit 408 encrypts the second partial DH shared key information P b ^ (x 2 ) with the prior key information PSK 2 and transmits it to the wireless NW management terminal 200 via the transmission / reception unit 401 (S118).

一方、第１の被計算委託サーバ３００では暗号化された第１の部分ＤＨ秘密鍵情報Ｅｎｃ（ＰＳＫ1、ｘ1）を復号部３０４で復号し、秘密情報記憶部３０５に記憶させると共に、演算部３０７に出力する。そして、演算部３０７は、一般パラメータ記憶部３０６から生成元ｇを読み込んで第１の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ1）を作成して一般パラメータ記憶部３０６に一時的に記憶させると共に、一般パラメータ記憶部３０６から公開鍵情報Ｐbを読み込んで第１の部分ＤＨ共有鍵情報Ｐb＾（ｘ1）を計算して暗号部３０８に出力する。そして、暗号部３０８は事前鍵情報ＰＳＫ1で該第１の部分ＤＨ共有鍵情報Ｐb＾（ｘ1）を暗号化して送受信部３０１を介して無線ＮＷ管理端末２００に送信する。さらに、第１の被計算委託サーバ３００では、第２の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ2）を受信すると、一般パラメータ記憶部３０６に一時的に記憶させる。そして、一般パラメータ記憶部３０６から第１の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ1）と第２の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ2）が演算部３０７に出力される。そして、演算部３０７で巡回群Ｇに定義される演算で演算することにより、ＤＨ公開鍵情報Ｐxを生成して送受信部３０１を介して無線ＮＷ管理端末２００に送信する（Ｓ１１７）。 On the other hand, in the first calculation entrusted server 300, the encrypted first partial DH secret key information Enc (PSK 1 , x 1 ) is decrypted by the decryption unit 304, stored in the secret information storage unit 305, and calculated. Output to the unit 307. Then, the calculation unit 307 reads the generator g from the general parameter storage unit 306 to create first partial DH public key information g ^ (x 1 ) and temporarily stores the first partial DH public key information g ^ (x 1 ) in the general parameter storage unit 306. The public key information P b is read from the general parameter storage unit 306, the first partial DH shared key information P b ^ (x 1 ) is calculated and output to the encryption unit 308. Then, the encryption unit 308 encrypts the first partial DH shared key information P b ^ (x 1 ) with the pre-key information PSK 1 and transmits it to the wireless NW management terminal 200 via the transmission / reception unit 301. Further, when receiving the second partial DH public key information g ^ (x 2 ), the first calculation entrusted server 300 temporarily stores it in the general parameter storage unit 306. Then, the first partial DH public key information g ^ (x 1 ) and the second partial DH public key information g ^ (x 2 ) are output from the general parameter storage unit 306 to the calculation unit 307. Then, the DH public key information Px is generated and calculated by the calculation unit 307 by the calculation defined for the cyclic group G, and transmitted to the wireless NW management terminal 200 via the transmission / reception unit 301 (S117).

そして、無線ＮＷ管理端末２００は、ＴＬＳハンドシェイクを開始してからＴＬＳサーバと送受したメッセージのハッシュ値ｈと、第１の被計算委託サーバ３００から受信したＤＨ公開鍵情報Ｐxから生成したパラメータｒと、パラメータ生成部２０６で抽出したクライアントランダム値ｒａｎｄcと、サーバランダム値ｒａｎｄsと、各被計算委託サーバから暗号化した第１の部分ＤＨ共有鍵情報Ｅｎｃ（ＰＳＫ1、Ｐb＾（ｘ1））と、暗号化した第２の部分ＤＨ共有鍵情報Ｅｎｃ（ＰＳＫ2、Ｐb＾（ｘ2））をノード１００に送信する（Ｓ１１９）。 The wireless NW management terminal 200, the hash value h of the messages exchanged with the TLS server from the start of the TLS handshake, parameters generated from DH public key information P x received from the first of the calculated consignment server 300 r, the client random value rand c extracted by the parameter generation unit 206, the server random value rand s, and the first partial DH shared key information Enc (PSK 1 , P b ^ ( x 1 )) and the encrypted second partial DH shared key information Enc (PSK 2 , P b ^ (x 2 )) are transmitted to the node 100 (S 119).

ノード１００は第１及び第２の部分ＤＨ共有鍵情報を受信すると、復号部１０３において、事前鍵情報記憶部１０６に記憶されている事前鍵情報ＰＳＫi（ｉ＝１、２）を用いて復号して共有鍵情報生成部１０９に出力する。さらに、ノード１００は、受信したクライアントランダム値ｒａｎｄc、サーバランダム値ｒａｎｄsも用いて共有鍵情報生成部１０９でＤＨ共有鍵情報Ｋを上記の（１）式によって生成し、秘密情報記憶部１０４に記憶させる。さらに、ノード１００は、無線ＮＷ管理端末２００から受信したハッシュ値ｈ及びパラメータｒ、及び秘密情報記憶部に記憶されている秘密鍵情報ａ及びＤＨ秘密鍵情報ｘを署名情報生成部１１０に与えて、上記の（２）式によって署名情報ｓを計算して無線ＮＷ管理端末２００に送受信部１０１を介して送信する（Ｓ１２０）。 When the node 100 receives the first and second partial DH shared key information, the decryption unit 103 decrypts the pre-key information PSK i (i = 1, 2) stored in the pre-key information storage unit 106. And output to the shared key information generation unit 109. Further, the node 100 uses the received client random value rand c and server random value rand s to generate the DH shared key information K in the shared key information generation unit 109 according to the above equation (1), and the secret information storage unit 104 Remember me. Further, the node 100 provides the signature information generation unit 110 with the hash value h and parameter r received from the wireless NW management terminal 200 and the secret key information a and DH secret key information x stored in the secret information storage unit. The signature information s is calculated by the above equation (2) and transmitted to the wireless NW management terminal 200 via the transmission / reception unit 101 (S120).

次に、無線ＮＷ管理端末２００は上記署名情報ｓを無線ＮＷ送受信部２０１から受信すると、ＴＬＳハンドシェイク制御部２０３がＴＬＳハンドシェイクメッセージ生成部２０４にこれを与える。そして、ＴＬＳハンドシェイクメッセージ生成部２０４は、無線ＮＷ管理部２０４からノード１００の公開鍵証明書を読み出してＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｅメッセージを作成し、ＤＨ公開鍵情報ＰxからＣｌｉｅｎｔＫＸを作成し、署名情報ｓ及びパラメータｒからＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｅＶｅｒｉｆｙ情報を作成し、これらと、ＣｈａｎｇｅＣｉｐｈｅｒｓｐｅｃメッセージを、インターネット送受信部２０２を介してＴＬＳサーバ６００に送信する（Ｓ１２１）。 Next, when the wireless NW management terminal 200 receives the signature information s from the wireless NW transmission / reception unit 201, the TLS handshake control unit 203 gives it to the TLS handshake message generation unit 204. Then, TLS handshake message generator 204 creates a Certificate message from the wireless NW management unit 204 reads the public key certificate of the node 100, to create a ClientKX from DH public key information P x, signature information s and parameters CertificateVerify information is created from r, and these and ChangeCipherspec messages are transmitted to the TLS server 600 via the Internet transmitting / receiving unit 202 (S121).

次に、無線ＮＷ管理端末２００は、ここまででＴＬＳサーバ６００から送受信したメッセージのハッシュ値ｈ’を、無線ＮＷ送受信部２０１を介してノード１００に送信する（Ｓ１２２）。   Next, the wireless NW management terminal 200 transmits the hash value h ′ of the message transmitted / received from the TLS server 600 so far to the node 100 via the wireless NW transmission / reception unit 201 (S122).

また、ノード１００は、該ハッシュ値ｈ’をＦｉｎｉｓｈｅｄ生成部１１３で受け取り、ＴＬＳハンドシェイクプロトコルに規定のクライアントＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージＦｉｎｉｓｈｅｄｃを生成して送受信部１０１を介して無線ＮＷ管理端末２００に送信する（Ｓ１２３）。   In addition, the node 100 receives the hash value h ′ by the Finished generation unit 113, generates a client Finished message Finishedc defined in the TLS handshake protocol, and transmits it to the wireless NW management terminal 200 via the transmission / reception unit 101 (S123). ).

次に、無線ＮＷ管理端末２００は、該クライアントＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージをＴＬＳサーバ６００に送信する（Ｓ１２４）。   Next, the wireless NW management terminal 200 transmits the client Finished message to the TLS server 600 (S124).

また、無線ＮＷ管理端末２００は、ここまででＴＬＳサーパ６００と送受信したメッセージのハッシュ値ｈ’を、構成図中には図示していないが適当な記憶手段を用いて一時的に記憶し、ＴＬＳサーバ６００からＣｈａｎｇｅＣｉｐｅｒｓｐｅｃメッセージとＴＬＳハンドシェイクプロトコルに規定のサーバＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージＦｉｎｉｓｈｅｄsをインターネット送受信部２０２から受信したものとする（Ｓ１２５）。 Also, the wireless NW management terminal 200 temporarily stores the hash value h ′ of the message transmitted / received to / from the TLS server 600 so far using an appropriate storage means (not shown in the configuration diagram), and the TLS It is assumed that a ChangeCiperspec message from the server 600 and a server Finished message Finished s defined in the TLS handshake protocol are received from the Internet transmitting / receiving unit 202 (S125).

そして、無線ＮＷ管理端末２００は、該サーバＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージを上記ハッシュ値ｈ’’と共に無線ＮＷ送受信部２０１を介してノード１００に送信する（Ｓ１２６）。   Then, the wireless NW management terminal 200 transmits the server Finished message together with the hash value h ″ to the node 100 via the wireless NW transmission / reception unit 201 (S126).

ノード１００では、ｈ’をＦｉｎｉｓｈｅｄ生成部１１３に入力してサーバＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージＦｉｎｉｓｈｅｄsを生成して比較部１１４に出力すると共に、無線ＮＷ管理端末２００から受信したサーバＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージを比較部１１４に入力する。比較部１１４で両サーバＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージが一致するかどうかを吟味して、一致しない場合はＴＬＳハンドシェイクが失敗したこととする。 In the node 100, h ′ is input to the Finished generation unit 113 to generate the server Finished message Finished s and output to the comparison unit 114, and the server Finished message received from the wireless NW management terminal 200 is input to the comparison unit 114. . The comparison unit 114 examines whether or not the two servers Finished messages match, and if they do not match, it is assumed that the TLS handshake has failed.

（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。 (A-3) Effects of Embodiment According to this embodiment, the following effects can be achieved.

この実施形態の通信システム１では、ノード１００におけるＴＬＳハンドシェイクプロトコルの一部計算を、外部装置（第１の被計算委託サーバ３００、及び第２の被計算委託サーバ４００）に安全に痛くすることができる。   In the communication system 1 of this embodiment, the partial calculation of the TLS handshake protocol in the node 100 is safely hurt by an external device (the first calculation consignment server 300 and the second calculation consignment server 400). Can do.

また、乱数情報をノード１００側で生成することによりセキュリティ上のリスク（成りすまし等危険度）の抑制や、ＴＬＳハンドシェイクプロトコルに必要なトラフィック量を低減（例えば、特許文献３に記載されたシステムと比較して低減）することができる。   In addition, by generating random number information on the node 100 side, security risks (risk of impersonation, etc.) can be suppressed, and the traffic volume required for the TLS handshake protocol can be reduced (for example, the system described in Patent Document 3) Can be reduced).

さらに、通信システム１では、鍵共有とディジタル署名生成のための計算委託の回数を１回に抑えたことと、無線ＮＷ管理端末２００で各被計算委託サーバとノード１００との聞の通信をまとめることにより、ノード１００における計算・通信にかかる負担を軽減している。   Further, in the communication system 1, the number of calculation entrustments for key sharing and digital signature generation is reduced to one, and the communication between each calculated entrusted server and the node 100 is summarized by the wireless NW management terminal 200. As a result, the burden on calculation and communication in the node 100 is reduced.

（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。 (B) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and may include modified embodiments as exemplified below.

（Ｂ−１）上記の実施形態において、秘密情報分割部１０５は、整数ｘ＝ｘ1＋ｘ2となるよう分割するものとして説明したが、乱数生成部１１１でｘ1、ｘ2を生成し、これを暗号部１０２に与えて第１・第２の被計算委託サーバ３００、４００に配信すると共に、別途整数合成部を用意してｘ1＋ｘ2＝ｘを計算し、これを秘密情報記憶部１０４に記憶させるような構成にしても良い。 (B-1) In the above embodiment, the secret information dividing unit 105 has been described as dividing the integer x = x 1 + x 2. However, the random number generating unit 111 generates x 1 and x 2 , This is given to the encryption unit 102 to be distributed to the first and second calculation-commissioned servers 300 and 400, and an integer synthesis unit is prepared separately to calculate x 1 + x 2 = x, which is stored as a secret information storage unit The configuration may be such that it is stored in 104.

（Ｂ−２）上記の実施形態では、事前鍵情報更新命令を出すタイミングを被計算委託サーバに事前鍵情報を配信する前であると説明したが、そのほかのタイミング（例えば、管理者の手動操作によるタイミングやタイマー処理）で更新を行っても良い。   (B-2) In the above-described embodiment, the timing for issuing the advance key information update command has been described as before the advance key information is distributed to the server to be calculated. However, other timing (for example, manual operation by the administrator) The timing may be updated at the timing or timer processing.

（Ｂ−３）ノード１００は、ＤＨ共有鍵Ｋを、無線ＮＷ管理端末２００に送り、無線ＮＷ管理端末２００がクライアントＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージの生成及びＴＬＳサーバからのサーバＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージを認証してもよい。これにより、ノード１００のＦｉｎｉｓｈｅｄメッセージの送受による通信量を削減できる。   (B-3) The node 100 may send the DH shared key K to the wireless NW management terminal 200, and the wireless NW management terminal 200 may authenticate the generation of the client Finished message and the server Finished message from the TLS server. As a result, it is possible to reduce the amount of communication due to the transmission and reception of the Finished message of the node 100.

（Ｂ−４）上記の実施形態では、第２の被計算委託サーバ４００は１つであるものと説明したが、第２の被計算委託サーバ４００を複数配置するようにしてもよい。   (B-4) In the above-described embodiment, it has been described that there is one second calculated consignment server 400, but a plurality of second calculated consignment servers 400 may be arranged.

第２の被計算委託サーバ４００が複数台の場合、ノード１００の秘密情報分割部１０５は、ＤＨ秘密鍵ｘを、被計算委託サーバの台数分（第１の被計算委託サーバ３００と第２の被計算委託サーバ４００の合計数分）分割する。便宜上Ｍ台の第２の被計算委託サーバ４００に与える部分ＤＨ秘密鍵を、それぞれｘ21、ｘ22、・・・、ｘ2Mとする。 In the case where there are a plurality of second calculated entrustment servers 400, the secret information dividing unit 105 of the node 100 assigns the DH secret key x to the number of calculated entrusted servers (the first calculated entrusted server 300 and the second calculated entrusted server 300). Divide by the total number of calculation entrusted servers 400). For convenience, let the partial DH private keys given to the M second entrusted servers 400 be x 21 , x 22 ,.

また、第２の被計算委託サーバ４００が複数台の場合、第１の被計算委託サーバ３００は、それぞれの第２の被計算委託サーバ４００から、第２の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ21）〜ｇ＾（ｘ2M）を受信することになる。そして、第１の被計算委託サーバ３００は、第１の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ1）と、それぞれの第２の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ21）〜ｇ＾（ｘ2M）を演算部３０７に供給する。そして、演算部３０７では、第１の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ1）と、それぞれの第２の部分ＤＨ公開鍵情報ｇ＾（ｘ2）〜ｇ＾（ｘ2M）について、巡回群Ｇに定義される演算で演算することにより、ＤＨ公開鍵情報Ｐxを生成してノード１００に送信することになる。 Further, when there are a plurality of second calculated entrustment servers 400, the first calculated entrustment server 300 sends second partial DH public key information g ^ (x from each second calculated entrustment server 400. 21 ) to g ^ (x 2M ) are received. The first calculation entrusted server 300 includes the first partial DH public key information g ^ (x 1 ) and the respective second partial DH public key information g ^ (x 21 ) to g ^ (x 2M ) Is supplied to the calculation unit 307. Then, in the arithmetic unit 307, for the first partial DH public key information g ^ (x 1 ) and the respective second partial DH public key information g ^ (x 2 ) to g ^ (x 2M ), the cyclic group By calculating with the calculation defined in G, DH public key information P x is generated and transmitted to the node 100.

さらに、第２の被計算委託サーバ４００が複数台の場合、第１の被計算委託サーバ３００から供給された第１の部分ＤＨ共有鍵情報と、それぞれの第２の被計算委託サーバ４００から供給された第２の部分ＤＨ共有鍵情報に基づいてＤＨ共有鍵情報Ｋを生成する。   Furthermore, when there are a plurality of second calculation entrustment servers 400, the first partial DH shared key information supplied from the first calculation entrustment server 300 and the supply from each second calculation entrustment server 400 DH shared key information K is generated based on the second partial DH shared key information.

（Ｂ−５）ノード１００のＤＨ公開鍵ペアをＰＫＩ発行の公開鍵ペアを利用する場合は、ディジタル署名を生成する必要はない（ＴＬＳハンドシェイクの暗号スイートがｆｉｘｅｄ＿ＥＣＤＨの場合）。   (B-5) When a public key pair issued by PKI is used as the DH public key pair of the node 100, it is not necessary to generate a digital signature (when the cipher suite of the TLS handshake is fixed_ECDH).

（Ｂ−６）ＴＬＳプロトコルが失敗したとき、ノード１００は、被計算委託サーバに委託した計算を検算し、被計算委託サーバが正しく計算をしたかどうかをチェックしても良い。また、ノード１００は、検算の結果被計算委託サーバが正しい計算をしていなかった場合に、利用する被計算委託サーバを変更しても良い。   (B-6) When the TLS protocol fails, the node 100 may check the calculation entrusted to the calculation entrusted server and check whether the calculation entrusted server correctly calculated. In addition, the node 100 may change the calculation entrusted server to be used when the calculation entrusted server does not perform a correct calculation as a result of the verification.

１…通信システム、１００…ノード、１０１…送受信部、１０２…暗号部、１０３…復号部、１０４…秘密情報記憶部、１０５…秘密情報分割部、１０６…事前鍵情報記憶部、１０７…事前鍵情報更新部、１０８…事前鍵情報更新制御部、１０９…共有鍵情報生成部、１１０…署名情報生成部、１１１…乱数生成部、１１２…アドレス情報入力部、１１３…Ｆｉｎｉｓｈｅｄ生成部、１１４…Ｆｉｎｉｓｈｅｄ比較部、２００…無線ＮＷ管理端末、２０１…無線ＮＷ送受信部、２０２…インターネット送受信部、２０３…ＴＬＳハンドシェイク制御部、２０４…ＴＬＳハンドシェイクメッセージ生成部、２０５…無線ＮＷ管理部、２０６…パラメータ生成部、３００…第１の被計算委託サーバ、３０１…送受信部、３０２…鍵情報受信部、３０３…鍵情報記憶部、３０４…復号部、３０５…秘密情報記憶部、３０６…一般パラメータ記憶部、３０７…演算部、３０８…暗号部、４００…第２の被計算委託サーバ、４０１…送受信部、４０２…鍵情報受信部、４０３…鍵情報記憶部、４０４…復号部、４０５…秘密情報記憶部、４０６…一般パラメータ記憶部、４０７…演算部、４０８…暗号部、５００…鍵共有サーバ、５００…鍵共有サーバ、５０２…ノード情報記憶部、５０３…事前鍵情報更新部、５０４…事前鍵情報更新制御部、５０５…鍵配送部、６００…ＴＬＳサーバ、Ｎ１…インターネット、Ｎ２…無線ネットワーク。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Communication system, 100 ... Node, 101 ... Transmission / reception part, 102 ... Encryption part, 103 ... Decryption part, 104 ... Secret information storage part, 105 ... Secret information division part, 106 ... Advance key information storage part, 107 ... Advance key Information update unit 108 ... Advance key information update control unit 109 ... Shared key information generation unit 110 110 Signature information generation unit 111 ... Random number generation unit 112 ... Address information input unit 113 ... Finished generation unit 114 ... Finished Comparison unit 200 ... Wireless NW management terminal 201 ... Wireless NW transmission / reception unit 202 ... Internet transmission / reception unit 203 ... TLS handshake control unit 204 ... TLS handshake message generation unit 205 ... Wireless NW management unit 206 ... Parameter Generating unit, 300... First calculation entrusted server, 301 ... transmitting / receiving unit, 302 ... key information receiving unit, 3 DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Key information storage part, 304 ... Decryption part, 305 ... Secret information storage part, 306 ... General parameter storage part, 307 ... Operation part, 308 ... Encryption part, 400 ... 2nd calculation entrusted server, 401 ... Transmission / reception part 402: Key information receiving unit, 403 ... Key information storage unit, 404 ... Decryption unit, 405 ... Secret information storage unit, 406 ... General parameter storage unit, 407 ... Operation unit, 408 ... Encryption unit, 500 ... Key sharing server, 500 ... Key sharing server, 502 ... Node information storage unit, 503 ... Advance key information update unit, 504 ... Advance key information update control unit, 505 ... Key distribution unit, 600 ... TLS server, N1 ... Internet, N2 ... Wireless network.

Claims (15)

ノードと、第１のデータ処理装置と、１つ以上の第２のデータ処理装置と、サーバと、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御装置とを有する通信システムであって、
上記ノードは、
整数情報を第１の部分整数情報と１つ以上の第２の部分整数情報に分割する分割手段と、
上記第１の部分整数情報を上記第１のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報で暗号化して上記通信制御装置を経由して上記第１のデータ処理装置に送信することにより上記第１の部分整数情報に基づく演算処理を依頼する第１の演算依頼手段と、
それぞれの上記第２の部分整数情報をそれぞれ対応する上記第２のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報でそれぞれ暗号化して上記通信制御装置を経由してそれぞれの上記第２のデータ処理装置に送信することにより上記第２の部分整数情報に基づく演算処理を依頼する第２の演算依頼手段とを有し、
上記第１のデータ処理装置は、
上記ノードから供給されたデータを上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報で復号して得た上記第１の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第１の元情報として保持し、上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報を用いて暗号化し、上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第１の元情報処理手段と、
上記第１の部分整数情報と、所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第２の元情報として保持する第２の元情報処理手段とを有し、
それぞれの上記第２のデータ処理装置は、
上記ノードから供給されたデータを上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報で復号して得た上記第２の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第３の元情報として保持し、上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報を用いて暗号化して、上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第３の元情報処理手段と、
上記第２の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算に基づいて計算した結果を、第４の元情報として保持し、上記第１のデータ処理装置に送信する第４の元情報処理手段とを有し
上記第１のデータ処理装置は、
各第４の元情報を受信して、各第４の元情報と上記第２の元情報とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行って得た結果を第５の元情報として保持し、上記第５の元情報と、上記暗号化した第１の元情報とを上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第５の元情報処理手段をさらに有し、
上記ノードは、
暗号化された上記第１の元情報と、暗号化された各上記第３の元情報とを受信して復号し、上記第１の元情報と各上記第３の元情報とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行って得た結果を第６の元情報として保持し、上記第６の元情報に所定の演算を施すことにより共通鍵情報を生成する共通鍵情報処理手段をさらに有し、
上記通信制御装置は、
上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御手段を有する
ことを特徴とする通信システム。 A communication system including a node, a first data processing device, one or more second data processing devices, a server, and a communication control device that mediates communication between the node and another device. And
The above node
Dividing means for dividing the integer information into first partial integer information and one or more second partial integer information;
By encrypting the first partial integer information with advance key information shared in advance with the first data processing device and transmitting it to the first data processing device via the communication control device First calculation requesting means for requesting calculation processing based on the first partial integer information;
Each of the second partial integer information is encrypted with advance key information that is shared in advance with the corresponding second data processing device, and the second partial integer information is passed through the communication control device. Second calculation requesting means for requesting calculation processing based on the second partial integer information by transmitting to the data processing device;
The first data processing device includes:
The first partial integer information obtained by decrypting the data supplied from the node with pre-key information shared in advance with the node and the element of the predetermined cyclic group are used as the predetermined cyclic group. The calculation is performed by the operation defined in the group, the result of the operation is held as the first original information, encrypted using the pre-key information shared in advance with the node, and the communication control device First original information processing means for transmitting to the node,
A second element that calculates the first partial integer information and an element of a predetermined cyclic group by an operation defined in the predetermined cyclic group, and holds the result of the operation as second original information Information processing means,
Each of the second data processing devices is
The second partial integer information obtained by decrypting the data supplied from the node with the pre-key information shared in advance with the node and the element of the predetermined cyclic group are used as the predetermined cyclic group. The calculation is performed by the operation defined in the group, the result of the operation is held as the third original information, encrypted using the advance key information shared in advance with the node, and the communication control device is A third original information processing means for transmitting to the node via
The second partial integer information and the element of the predetermined cyclic group are calculated by an operation defined in the predetermined cyclic group, and the result calculated based on the calculation is used as the fourth original information. Holding the fourth original information processing means for transmitting to the first data processing device, the first data processing device,
Each fourth original information is received, and the result obtained by calculating each fourth original information and the second original information by an operation defined in the predetermined cyclic group is a fifth element. A fifth original information processing means for holding the fifth original information and the encrypted first original information to the node via the communication control device,
The above node
The encrypted first original information and each encrypted third original information are received and decrypted, and the first original information and each third original information are converted into the predetermined information. The common key information processing that holds the result obtained by performing the calculation defined in the cyclic group as the sixth original information and generates the common key information by performing a predetermined calculation on the sixth original information Further comprising means,
The communication control device
A communication system comprising communication control means for mediating communication between the node and another device. 上記通信制御装置の上記通信制御手段は、
上記暗号化された第１の元情報と、各暗号化された第３の元情報を上記ノードに送信する際に、上記第５の元情報と、ディジタル署名生成パラメータ情報も含め、
上記ノードは、
上記第５の元情報と上記ディジタル署名生成パラメータ情報を受信し、所定の演算を実行することにより、ディジタル署名情報を生成し、上記ディジタル署名情報を上記通信制御装置に送信するディジタル署名情報処理手段をさらに有し、
上記通信制御装置の上記通信制御手段は、
上記ディジタル署名情報を受信して、上記ディジタル署名情報と上記第５の元情報とを上記サーバに送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。 The communication control means of the communication control device comprises:
When transmitting the encrypted first original information and each encrypted third original information to the node, the fifth original information and the digital signature generation parameter information are included,
The above node
Digital signature information processing means for receiving the fifth original information and the digital signature generation parameter information, generating digital signature information by executing a predetermined calculation, and transmitting the digital signature information to the communication control device Further comprising
The communication control means of the communication control device comprises:
The communication system according to claim 1, wherein the digital signature information is received, and the digital signature information and the fifth original information are transmitted to the server. 上記通信制御装置の上記通信制御手段は、
上記第５の元情報と上記ディジタル署名情報とをサーバに送信した後に、鍵確認情報生成パラメータを生成して上記ノードに送信する鍵確認情報生成パラメータ処理手段をさらに有し、
上記ノードは、上記鍵確認生成情報パラメータを受信して、上記鍵確認生成情報パラメータと、上記共通鍵情報とを用いて第１の鍵確認情報を生成して通信制御装置に送信するパラメータ送信手段をさらに有し、
上記通信制御装置の上記通信制御手段は、上記第１の鍵確認情報を受信して、上記サーバに送信し、
上記サーバは、上記第１の鍵確認情報を受信すると共に、第２の鍵確認情報を生成して上記通信制御装置に送信する第２の鍵確認情報処理手段をさらに有し、
上記通信制御装置の上記通信制御手段は、上記第２の鍵確認情報を受信すること
を特徴とする請求項２に記載の通信システム。 The communication control means of the communication control device comprises:
After transmitting the fifth original information and the digital signature information to the server, further comprising key confirmation information generation parameter processing means for generating a key confirmation information generation parameter and transmitting it to the node;
The node receives the key confirmation generation information parameter, generates first key confirmation information using the key confirmation generation information parameter and the common key information, and transmits the first key confirmation information to the communication control device. Further comprising
The communication control means of the communication control device receives the first key confirmation information, transmits it to the server,
The server further includes second key confirmation information processing means for receiving the first key confirmation information and generating second key confirmation information and transmitting the second key confirmation information to the communication control device,
The communication system according to claim 2, wherein the communication control means of the communication control device receives the second key confirmation information. 上記ノードの上記ディジタル署名情報処理手段は、上記ディジタル署名情報を上記通信制御装置に送信するときに、上記共通鍵情報を合わせて、上記通信制御装置に送信し、
上記通信制御装置の上記通信制御手段は、上記ディジタル署名情報と共通鍵情報を受信し、上記第５の元情報と、上記ディジタル署名情報とを上記サーバに送信すると共に、鍵確認生成情報パラメータを生成して第１の鍵確認情報を生成して上記サーバに送信する鍵確認情報生成パラメータ処理手段をさらに有し、
上記サーバは、上記第１の鍵確認情報を受信すると共に、第２の鍵確認情報を生成して上記通信制御装置に送信する第２の鍵確認情報処理手段をさらに有すること
を特徴とする請求項２に記載の通信システム。 The digital signature information processing means of the node, when transmitting the digital signature information to the communication control device, transmits the common key information together to the communication control device,
The communication control means of the communication control device receives the digital signature information and common key information, transmits the fifth original information and the digital signature information to the server, and sets a key confirmation generation information parameter. Further comprising key confirmation information generation parameter processing means for generating and generating first key confirmation information and transmitting it to the server;
The server further includes second key confirmation information processing means for receiving the first key confirmation information and generating second key confirmation information and transmitting the second key confirmation information to the communication control device. Item 3. The communication system according to Item 2. 上記ノードの事前鍵情報のコピーを記憶して、上記データ処理装置に事前鍵情報を配送する鍵配送サーバをさらに備え、
上記鍵配送サーバは、
事前鍵情報を更新すると共に、事前鍵情報更新命令を上記ノードに送信する鍵配送手段を有し、
上記ノードは
上記事前鍵情報更新命令を受信すると、上記鍵配送サーバが事前鍵情報を更新した方法と同じ方法で事前鍵情報を更新する鍵更新手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の通信システム。 A key distribution server for storing a copy of the prior key information of the node and delivering the prior key information to the data processing device;
The key distribution server
A key distribution means for updating the pre-key information and transmitting a pre-key information update command to the node;
The node further comprises key update means for updating the advance key information in the same manner as the method in which the key distribution server has updated the advance key information when receiving the advance key information update command. 5. The communication system according to any one of 4. 上記ノードは、
乱数を保持する乱数保持手段をさらに有し、
上記分割手段は、上記乱数保持手段が保持した乱数情報を整数情報として用いる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の通信システム。 The above node
A random number holding means for holding a random number;
The communication system according to claim 1, wherein the dividing unit uses the random number information held by the random number holding unit as integer information. 上記サーバはＴＬＳサーバであり、上記ノードは上記サーバに接続するＴＬＳクライアントであり、当該通信制御装置は、ＴＬＳクライアントとして動作する上記ノードに代わって、上記サーバとＴＬＳハンドシェイクを代行するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の通信システム。   The server is a TLS server, the node is a TLS client connected to the server, and the communication control device performs a TLS handshake with the server on behalf of the node operating as a TLS client. The communication system according to any one of claims 1 to 6. 上記ノードは、上記ＴＬＳハンドシェイクが失敗した場合に、上記第１の演算依頼手段、もしくは第２の演算以来手段から依頼した演算をノードが検証する検証手段をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の通信システム。   The node further comprises verification means for verifying an operation requested by the first calculation requesting means or the means since the second calculation when the TLS handshake fails. 8. The communication system according to 7. ノードと、第１のデータ処理装置と、１つ以上の第２のデータ処理装置と、サーバと、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御装置とを有する通信システムの通信方法であって、
上記ノードが、整数情報を第１の部分整数情報と１つ以上の第２の部分整数情報に分割する分割工程と、
上記ノードが、上記第１の部分整数情報を上記第１のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報で暗号化して上記通信制御装置を経由して上記第１のデータ処理装置に送信することにより上記第１の部分整数情報に基づく演算処理を依頼する第１の演算依頼工程と、
上記ノードが、それぞれの上記第２の部分整数情報をそれぞれ対応する上記第２のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報でそれぞれ暗号化して上記通信制御装置を経由してそれぞれの上記第２のデータ処理装置に送信することにより上記第２の部分整数情報に基づく演算処理を依頼する第２の演算依頼工程と、
上記第１のデータ処理装置が、上記ノードから供給されたデータを上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報で復号して得た上記第１の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第１の元情報として保持し、上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報を用いて暗号化し、上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第１の元情報処理工程と、
上記第１のデータ処理装置が、上記第１の部分整数情報と、所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第２の元情報として保持する第２の元情報処理工程と、
それぞれの上記第２のデータ処理装置が、受信した上記第２の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第３の元情報として保持し、上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報を用いて暗号化して、上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第３の元情報処理工程と、
それぞれの上記第２のデータ処理装置が、上記第２の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算に基づいて計算した結果を、第４の元情報として保持し、上記第１のデータ処理装置に送信する第４の元情報処理工程と、
上記第１のデータ処理装置が、各第４の元情報を受信して、各第４の元情報と上記第２の元情報とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行って得た結果を第５の元情報として保持し、上記第５の元情報と、上記暗号化した第１の元情報とを上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第５の元情報処理工程と、
上記ノードが、暗号化された上記第１の元情報と、暗号化された各上記第３の元情報とを受信して復号し、上記第１の元情報と各上記第３の元情報とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行って得た結果を第６の元情報として保持し、上記第６の元情報に所定の演算を施すことにより共通鍵情報を生成する共通鍵情報処理手段と、
上記通信制御装置が、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御工程と
を含むことを特徴とする通信方法。 Communication of a communication system having a node, a first data processing device, one or more second data processing devices, a server, and a communication control device that mediates communication between the node and another device A method,
A dividing step in which the node divides the integer information into first partial integer information and one or more second partial integer information;
The node encrypts the first partial integer information with advance key information shared in advance with the first data processing device, and passes the first data processing device to the first data processing device via the communication control device. A first computation requesting step for requesting computation processing based on the first partial integer information by transmitting;
Each of the nodes encrypts each of the second partial integer information with a prior key information that is shared in advance with the corresponding second data processing device, and passes through the communication control device. A second calculation requesting step for requesting calculation processing based on the second partial integer information by transmitting to the second data processing device;
The first partial integer information obtained by the first data processing device decrypting the data supplied from the node with pre-key information shared in advance with the node, and the predetermined cyclic group Using the pre-key information that is calculated by the operation defined in the predetermined cyclic group, holds the result of the operation as first original information, and is shared in advance with the node A first original information processing step of encrypting and transmitting to the node via the communication control device;
The first data processing device calculates the first partial integer information and an element of a predetermined cyclic group by an operation defined in the predetermined cyclic group, and the result of the operation is a second value. A second original information processing step retained as original information;
Each of the second data processing devices calculates the received second partial integer information and the element of the predetermined cyclic group by an operation defined in the predetermined cyclic group, and A third original information processing step of storing a result as third original information, encrypting the result using pre-key information shared in advance with the node, and transmitting the result to the node via the communication control device When,
Each of the second data processing devices calculates the second partial integer information and the element of the predetermined cyclic group by an operation defined in the predetermined cyclic group, and based on the calculation A fourth original information processing step of storing the calculated result as fourth original information and transmitting it to the first data processing device;
The first data processing device receives each fourth original information and calculates each fourth original information and the second original information by an operation defined in the predetermined cyclic group. The fifth original information is stored as the fifth original information, and the fifth original information and the encrypted first original information are transmitted to the node via the communication control device. Processing steps;
The node receives and decrypts the encrypted first original information and the encrypted third original information, and the first original information and the third original information Is stored as sixth original information, and common key information is generated by performing a predetermined operation on the sixth original information. A common key information processing means;
The communication control device includes a communication control step of mediating communication between the node and another device. ノードと、第１のデータ処理装置と、１つ以上の第２のデータ処理装置と、サーバと、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御装置とを有する通信システムを構成するノードであって、
整数情報を第１の部分整数情報と１つ以上の第２の部分整数情報に分割する分割手段と、
上記第１の部分整数情報を上記第１のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報で暗号化し、上記通信制御装置を経由して上記第１のデータ処理装置に送信することにより上記第１の部分整数情報に基づく演算処理を依頼する第１の演算依頼手段と、
それぞれの上記第２の部分整数情報をそれぞれ対応する上記第２のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報でそれぞれ暗号化し、上記通信制御装置を経由してそれぞれの上記第２のデータ処理装置に送信することにより上記第２の部分整数情報に基づく演算処理を依頼する第２の演算依頼手段と、
上記第１のデータ処理装置から、上記第１の演算依頼手段の依頼に基づいて返答されたデータを上記第１のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報で復号して上記所定の巡回群に係る第１の元情報を取得し、さらに、それぞれの上記第２のデータ処理装置から、上記第２の演算依頼手段の依頼に基づいて返答されたデータを当該第２のデータ処理装置との間で事前に共有する事前鍵情報で復号して、所定の巡回群に係る第３の元情報を取得し、上記第１の元情報と各上記第３の元情報とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行って得た結果を第６の元情報として保持し、上記第６の元情報に所定の演算を施すことにより共通鍵情報を生成する共通鍵情報処理手段と
を有することを特徴とするノード。 A communication system having a node, a first data processing device, one or more second data processing devices, a server, and a communication control device that mediates communication between the node and another device A node that
Dividing means for dividing the integer information into first partial integer information and one or more second partial integer information;
By encrypting the first partial integer information with advance key information shared in advance with the first data processing device, and transmitting the first partial integer information to the first data processing device via the communication control device First calculation requesting means for requesting calculation processing based on the first partial integer information;
Each of the second partial integer information is respectively encrypted with pre-key information shared in advance with the corresponding second data processing device, and each of the second partial integer information is passed through the communication control device. Second calculation requesting means for requesting calculation processing based on the second partial integer information by transmitting to the data processing device;
The data returned from the first data processing device based on the request of the first calculation requesting unit is decrypted with the pre-key information shared in advance with the first data processing device, and the predetermined data The first original information related to the cyclic group is acquired, and data returned from each of the second data processing devices based on the request of the second calculation requesting unit is processed in the second data processing. Decrypting with prior key information shared in advance with the device to obtain third original information related to a predetermined cyclic group, the first original information and each of the third original information, Common key information for holding a result obtained by performing a calculation by a calculation defined in a predetermined cyclic group as sixth original information and generating common key information by performing a predetermined calculation on the sixth original information And a processing means. 上記第１の演算依頼手段もしくは上記第２の演算依頼手段によって依頼に基づいて返答されたデータを検証する検証手段をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載のノード。   11. The node according to claim 10, further comprising verification means for verifying data returned based on the request by the first calculation request means or the second calculation request means. ノードと、第１のデータ処理装置と、１つ以上の第２のデータ処理装置と、サーバと、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御装置とを有する通信システムを構成する第１のデータ処理装置であって、
上記ノードから供給されたデータを上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報で復号して、整数情報から分割された第１の部分整数情報を保持し、上記第１の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第１の元情報として保持し、上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報を用いて暗号化し、上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第１の元情報処理手段と、
上記第１の部分整数情報と、所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第２の元情報として保持する第２の元情報処理手段と、
それぞれの上記第２のデータ処理装置から、上記整数情報から分割された複数の第２の部分整数情報のうちの１つと、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行った結果得られた第４の元情報が供給されると、それぞれの上記第２のデータ処理装置から得た上記第４の元情報と、上記第２の元情報とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行って得た結果を第５の巡回群の元情報として保持し、上記第５の元情報と、上記暗号化した第１の元情報とを上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第５の元情報処理手段と
を有することを特徴とするデータ処理装置。 A communication system having a node, a first data processing device, one or more second data processing devices, a server, and a communication control device that mediates communication between the node and another device A first data processing device, comprising:
The data supplied from the node is decrypted with the pre-key information shared in advance with the node, the first partial integer information divided from the integer information is held, and the first partial integer information and The element of the predetermined cyclic group is calculated by the operation defined in the predetermined cyclic group, the result of the operation is held as the first original information, and is shared in advance with the node First original information processing means for encrypting using prior key information and transmitting to the node via the communication control device;
A second element that calculates the first partial integer information and an element of a predetermined cyclic group by an operation defined in the predetermined cyclic group, and holds the result of the operation as second original information Information processing means;
From each of the second data processing devices, one of a plurality of second partial integer information divided from the integer information and an element of the predetermined cyclic group are defined in the predetermined cyclic group. When the fourth original information obtained as a result of the calculation by the operation is supplied, the fourth original information obtained from each of the second data processing devices and the second original information are obtained. , Holding the result obtained by performing the calculation by the operation defined in the predetermined cyclic group as the original information of the fifth cyclic group, the fifth original information, the encrypted first original information, And a fifth original information processing means for transmitting the information to the node via the communication control device. ノードと、第１のデータ処理装置と、１つ以上の第２のデータ処理装置と、サーバと、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御装置とを有する通信システムを構成する第２のデータ処理装置であって、
整数情報から分割された第１の部分整数情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行った結果得られた第２の元情報が、上記第１のデータ処理装置から供給されると、上記第２の元情報と、上記所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算の結果を第３の元情報として保持し、上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報を用いて暗号化して、上記通信制御装置を介して上記ノードに送信する第３の元情報処理手段と
上記ノードから供給されたデータを上記ノードとの間で事前に共有する事前鍵情報で復号して得た上記整数情報から分割された第２の部分整数情報と、所定の巡回群の元とを、上記所定の巡回群において定義される演算で計算を行い、その演算に基づいて計算した結果を、第４の元情報として保持し、上記第１のデータ処理装置に送信する第４の元情報処理手段と
を有することを特徴とするデータ処理装置。 A communication system having a node, a first data processing device, one or more second data processing devices, a server, and a communication control device that mediates communication between the node and another device A second data processing device,
The second original information obtained as a result of calculating the first partial integer information divided from the integer information and the element of the predetermined cyclic group by an operation defined in the predetermined cyclic group, When supplied from the first data processing device, the second element information and the element of the predetermined cyclic group are calculated by an operation defined in the predetermined cyclic group, and the result of the operation Is stored as third original information, encrypted using prior key information shared in advance with the node, and transmitted to the node via the communication control device; The second partial integer information divided from the integer information obtained by decrypting the data supplied from the node with the advance key information shared in advance with the node, and the element of a predetermined cyclic group The calculation is performed with the operation defined in the predetermined cyclic group. And a fourth original information processing means for holding a result calculated based on the calculation as fourth original information and transmitting the result to the first data processing apparatus. ノードと、第１のデータ処理装置と、１つ以上の第２のデータ処理装置と、サーバと、上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御装置とを有する通信システムを構成する上記通信制御装置であって、
上記ノードと他の装置との間の通信を仲介する通信制御手段を有する
ことを特徴とする通信制御装置。 A communication system having a node, a first data processing device, one or more second data processing devices, a server, and a communication control device that mediates communication between the node and another device The communication control device
A communication control device comprising communication control means for mediating communication between the node and another device. 上記サーバはＴＬＳサーバであり、上記ノードは上記サーバに接続するＴＬＳクライアントであり、上記通信制御手段は、ＴＬＳクライアントとして動作する上記ノードに代わって、上記サーバとＴＬＳハンドシェイクを代行するものであり、
上記通信制御手段は、
上記ノードの上記ＴＬＳクライアントに係る公開鍵証明書情報を少なくとも記憶する記憶手段と、
上記サーバに送信するＴＬＳハンドシェイクメッセージを生成するＴＬＳハンドシェイクメッセージ生成手段と、
上記サーバと送受信したＴＬＳハンドシェイクメッセージから所定のパラメータ情報を抽出もしくは上記ＴＬＳハンドシェイクメッセージを元に所定のパラメータ情報を生成するパラメータ生成手段と、
上記ＴＬＳハンドシェイクメッセージ生成手段と、上記パラメータ生成手段を制御し、上記サーバと、上記第１のデータ処理装置と、上記第２のデータ処理装置との間で、所定の情報を送受信するＴＬＳハンドシェイク制御手段とを有する
ことを特徴とする請求項１４に記載の通信制御装置。 The server is a TLS server, the node is a TLS client connected to the server, and the communication control means performs a TLS handshake with the server on behalf of the node operating as a TLS client. ,
The communication control means is
Storage means for storing at least public key certificate information relating to the TLS client of the node;
TLS handshake message generating means for generating a TLS handshake message to be transmitted to the server;
Parameter generation means for extracting predetermined parameter information from a TLS handshake message transmitted and received with the server or generating predetermined parameter information based on the TLS handshake message;
A TLS hand that controls the TLS handshake message generation means and the parameter generation means, and transmits and receives predetermined information between the server, the first data processing device, and the second data processing device. The communication control apparatus according to claim 14, further comprising a shake control unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11924286B2 (en) * 2021-10-12 2024-03-05 Ricoh Company, Ltd. Encrypted communication processing apparatus, encrypted communication processing system, and non-transitory recording medium

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