JP2017098672A - 通信システム、通信方法及びカメラ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラ装置が撮像した映像データとともにカメラ装置に固有の電子証明書を付加して検証装置に出力し、検証装置が映像データとともに取得した電子証明書の移動過程でのすり替えの有無を容易に検出する。【解決手段】映像データ検証システム５では、監視カメラ１０は、撮像エリアを撮像する撮像部２６を有する。監視カメラ１０は、中間ＣＡ６０により生成されたＭ２Ｍ証明書１０１と、監視カメラ１０により撮像された映像データとを、記録媒体に記録しかつ検出ＰＣ４０に送信する。検出ＰＣ４０は、中間ＣＡ６０の中間ＣＡ証明書をメモリに記憶している。検出ＰＣ４０は、監視カメラ１０から送信されたＭ２Ｍ証明書１０１と中間ＣＡ証明書とを用いて、Ｍ２Ｍ証明書１０１を検証する。【選択図】図１

Description

本発明は、署名生成側のカメラ装置と署名検証側の検証装置とが通信可能に接続された通信システム及び通信方法と、通信システムに用いられるカメラ装置とに関する。

従来、設置された撮像装置が監視対象のエリア（例えば事件現場又は何かしらのトラブルが発生した場所）を撮像して得た映像データに署名（つまり、電子署名）を付与して記録することにより、映像データの証拠性を保つ監視映像記録システムが知られている。

例えば特許文献１には、低精度映像（つまり、原本映像）と高精度映像とに署名を紐付けして記録する監視映像記録装置（例えばレコーダ等の記録装置）が開示されている。特許文献１によれば、監視映像記録装置は、例えば複数枚の時系列映像に基づいて１枚の超解像画像を得るために、原本映像である低精度映像を超解像処理した場合であっても画像の証拠性を保つことができる。

特開２０１０−２１９８８９号公報

特許文献１では、電子署名の生成に用いられた秘密鍵に対応する公開鍵を証明するための電子証明書は監視カメラから送付されていない。ここで、監視カメラが監視カメラの公開鍵を証明するために、電子署名の生成に用いられた秘密鍵に対応する公開鍵を証明するための電子証明書を低精度映像のデータと併せて送信することを想定する。

特許文献１を含む従来技術では、悪意のある第三者によって通信途中で低精度映像のデータに対応する電子証明書が他の電子証明書にすり替えられてしまうと、そのすり替えを検出する術が無かった。このため、悪意のある第三者によって映像データが改ざんされて、改ざん後映像データに対する署名が改ざん後映像データとともに送られ、かつその署名の生成に使用された秘密鍵に対応する公開鍵を保証するための証明書にすり替えられて送られると、検証側ではその署名の検証が成功するので、映像データの改ざんが検出できないという問題があった。

本発明は、上述した従来の状況に鑑みて案出され、カメラ装置が撮像した映像データとともにカメラ装置に固有の電子証明書を付加して検証装置に出力し、検証装置が映像データとともに取得した電子証明書の移動過程でのすり替えの有無を容易に検出することができる通信システム、通信方法及びカメラ装置を提供することを目的とする。

本発明は、カメラ装置と検証装置とを含む通信システムであって、前記カメラ装置は、撮像エリアを撮像する撮像部を有し、前記カメラ装置に対応して設けられた認証局により生成された第１証明書と、前記撮像部により撮像された前記撮像エリアの映像データとを記録媒体に記録し、前記検証装置は、前記認証局に関する第２証明書を有し、前記記録媒体に記録された映像データ及び証明書を読み出した場合に、前記記録媒体から読み出した前記証明書と前記第２証明書とを用いて、前記カメラ装置と前記検証装置との間における前記第１証明書のすり替えの有無を検証する、通信システムを提供する。

また、本発明は、カメラ装置と検証装置とを含む通信システムにおける通信方法であって、前記カメラ装置は、撮像部を有し、前記撮像部により撮像エリアを撮像し、前記カメラ装置に対応して設けられた認証局により生成された第１証明書と、前記撮像部により撮像された前記撮像エリアの映像データとを記録媒体に記録し、前記検証装置は、前記認証局に関する第２証明書を有しており、前記記録媒体に記録された映像データ及び証明書を読み出した場合に、前記記録媒体から読み出した前記証明書と前記第２証明書とを用いて、前記カメラ装置と前記検証装置との間における前記第１証明書のすり替えの有無を検証する、通信方法を提供する。

本発明によれば、カメラ装置が撮像した映像データとともにカメラ装置に固有の電子証明書を付加して検証装置に出力し、検証装置が映像データとともに取得した電子証明書の移動過程でのすり替えの有無を容易に検出することができる。

本実施形態の映像データ検証システムの概略構成の一例を示す図 本実施形態の監視カメラの内部構成の一例を示すブロック図 本実施形態の検出ＰＣの内部構成の一例を示すブロック図 Ｍ２Ｍ証明書、中間ＣＡ証明書、及びルートＣＡ証明書の構成の一例を示す説明図 本実施形態の監視カメラの製造時の動作手順の一例を示すシーケンス図 本実施形態の記録動作手順の一例を示すフローチャート 本実施形態の改ざん検出時の動作概要の一例を示す図 本実施形態の検出ＰＣにおける検証動作手順の一例を示すフローチャート ステップＳ１１におけるすり替え検出手順の一例を示すフローチャート ステップＳ１５における改ざん検出手順の一例を示すフローチャート 改ざん無しかつすり替え無しの場合に表示される画面の一例を示す図 改ざん無しかつすり替え不明の場合に表示される画面の一例を示す図 改ざん有りの場合に表示される画面の一例を示す図 改ざんの検出が行われる事象の説明図

以下、適宜図面を参照しながら、本発明に係る通信システム、通信方法及びカメラ装置を具体的に開示した実施形態（以下、本実施形態という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。本実施形態の通信システムは、例えば電子証明書（以下、単に証明書という）を使用して、カメラ装置の一例としての監視カメラにより撮像された映像データを検証する映像データ検証システムに適用される。

図１は、本実施形態の映像データ検証システム５の概略構成の一例を示す図である。映像データ検証システム５は、監視カメラ１０と、検出ＰＣ（Personal computer）４０と、中間認証局（以下、中間ＣＡ（Certification Authority）と略記する）６０とを含む構成である。監視カメラ１０、検出ＰＣ４０、中間ＣＡ６０等は、インターネット８に接続され、相互にデータ通信可能である。

監視カメラ１０は、監視カメラ製造工場Ｃ１で製造及び出荷されるカメラ装置である。監視カメラ製造工場Ｃ１には、監視カメラ１０の製造状況を管理するための製造管理用ＰＣ３０と、製造管理用ＰＣ３０とインターネット８との間の接続を行うためのゲートウェイ３３とが設けられている。図１では、監視カメラ１０は、製造管理用ＰＣ３０及びゲートウェイ３３を介して、インターネット８に接続されるが、直接にインターネット８に接続されてもよい。監視カメラ１０は、既定の撮像エリアを撮像した映像データを出力し、撮像した映像データを提出先Ｃ２の検出ＰＣ４０に送信可能である。なお、インターネット８を経由して提出先Ｃ２の検出ＰＣ４０に映像データを送信する代わりに、提出先Ｃ２に対し、監視カメラ１０を購入したユーザが直接に映像データを記録した記録媒体を持参してもよい。監視カメラ１０の構成及び動作の詳細については後述する。

検出ＰＣ４０は、映像データの提出先Ｃ２（例えば裁判所や検察庁等）に設置された汎用のコンピュータであり、監視カメラ１０から送信された映像データに付随する署名や、監視カメラ１０の公開鍵を証明するための証明書の検証を行う。検出ＰＣ４０の構成及び動作の詳細については後述する。

中間ＣＡ６０は、例えば監視カメラ製造工場Ｃ１における監視カメラ１０の製造時に製造管理用ＰＣ３０から送信される公開鍵の証明書署名要求（ＣＳＲ：Certificate Signing Request））に従い、申請者である監視カメラ１０に対して、例えば監視カメラ１０の固体毎に異なる証明書を発行する。なお、以下の本実施形態において、証明書とは、例えば図４にも示されているように、証明書の所有者の識別名、証明書の所有者の公開鍵、証明書の発行者の識別名、証明書の発行者の署名、及び証明書の拇印を含み、所有者の公開鍵の真正性を証明するための情報であるとして説明する。

つまり、本実施形態では、監視カメラ１０の製造段階で、監視カメラ１０の固体毎に１つ１つ異なる証明書が、監視カメラ１０に対応して設けられた中間ＣＡ６０により発行されてそれぞれの監視カメラ１０に付与される。このため、それぞれの監視カメラ１０は、監視カメラ製造工場Ｃ１から出荷される前に、中間ＣＡ６０により発行された固体毎の証明書がそれぞれの監視カメラ１０に対してプリインストールされている。以下、中間ＣＡ６０によって監視カメラ１０に対して発行された個々の証明書をＭ２Ｍ（Machine to Machine）証明書と称する。この中間ＣＡ６０で発行されたＭ２Ｍ証明書は、監視カメラ１０の製造時又は製造途中で、製造管理用ＰＣ３０によって、監視カメラ１０の内部メモリに保存されてプリンインストールされる。

また、本実施形態では、監視カメラ１０に対してＭ２Ｍ証明書を発行する認証局は、例えば最上位のルートＣＡ７０によって公開鍵の証明書を発行してもらうことで、自らの正当性が証明される中間ＣＡ６０である。中間ＣＡ６０は、ルートＣＡ７０のように公的な機関でもよいが、公的な機関でなくてもよく、例えば監視カメラ１０の製造メーカに関連する企業又は機関でもよい。このように、ルートＣＡ７０でなく、例えば監視カメラ１０の公開鍵の証明書を発行するための特有の認証局（つまり、中間ＣＡ６０）がＭ２Ｍ証明書を発行することで、ルートＣＡ７０が証明書を発行する場合に比べて、証明書の発行期間を短縮でき、また、発行コストを低く抑えることができる。なお、本実施形態において、中間ＣＡ６０の代わりに、ルートＣＡ７０がＭ２Ｍ証明書を発行してもよい。但し、ルートＣＡ７０になり得る認証局になるためには厳しい審査の通過が求められるので、ルートＣＡ７０の配置数は現在限られている。このため、ルートＣＡ７０における証明書の発行に関する審査が中間ＣＡ６０における証明書の発行に関する審査に比べて厳しくなるので、証明書の発行期間が長くなり、また、発行コストが高くなることがある。従って、短期間の製造が要求される監視カメラに対する証明書の発行機関として、通常、ルートＣＡ７０は相応しくないと考えられる。

図２は、本実施形態の監視カメラ１０の内部構成の一例を示すブロック図である。図２において、監視カメラ１０は、レンズ２１、イメージセンサ２２、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３、エンコーダ２４、記録媒体２７及びネットワーク通信部２５を含む構成である。なお、監視カメラ１０は、撮像装置に対応し、レンズ２１とイメージセンサ２２は、撮像装置の撮像部２６を構成する。

レンズ２１は、監視対象のエリア（つまり、撮像エリア）からの反射光を集光し、イメージセンサ２２の受光面上にその光学像を結像させる。イメージセンサ２２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）型イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサを用いて構成され、レンズ２１によって受光面上に結像された光学像の電気信号（つまり、映像を構成する画像の電気信号）をＣＰＵ２３に出力する。

ＣＰＵ２３は、監視カメラ１０の各部の動作制御を全体的に統括するための信号処理、他の各部との間のデータの入出力処理、データの演算処理及びデータの記憶処理を行う。ＣＰＵ２３の代わりに、ＭＰＵ（Microprocessor）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサを用いて構成されてもよい。例えばＣＰＵ２３は、イメージセンサ２２の出力（つまり、画像の電気信号）を用いて、人が認識可能なＲＧＢ（Red Green Blue）形式の画像データ又はＹＵＶ（輝度、色差）形式の画像データを生成する。

また、ＣＰＵ２３は、映像データを生成する度にエンコーダ２４に渡して符号化の実行を指示する。ＣＰＵ２３は、エンコーダ２４により符号化された映像データを取得してキャッシュ（不図示）又はＲＡＭ（Random Access Memory、不図示）に一時的に保存する。また、ＣＰＵ２３は、映像データを構成するビット列又はバイナリデータの全部又は一部を用いて、所定の関数（例えば検出ＰＣ４０との間で予め共有するように既知としたハッシュ関数）によってハッシュ値（ダイジェストとも呼ばれる）を計算し、得られたハッシュ値を監視カメラ１０の秘密鍵で暗号化することで署名を生成する。ＣＰＵ２３は、生成した署名を、一時的に保存している映像データに付与することで署名付き映像データを生成する。ＣＰＵ２３は、生成した署名付き映像データをネットワーク通信部２５に出力し、ネットワーク通信部２５からインターネット８を経由して提出先Ｃ２の検出ＰＣ４０に送信する。

また、ＣＰＵ２３は、事前（即ち、署名付き映像データの送信を行う前）に、監視カメラ１０の公開鍵と秘密鍵との鍵ペアのデータを生成している。ＣＰＵ２３は、ＣＳＲを中間ＣＡ６０に送信する前に、監視カメラ１０の公開鍵と秘密鍵との鍵ペアを生成する。ＣＰＵ２３は、ＣＳＲを生成し、製造管理用ＰＣ３０を介して中間ＣＡ６０に送信する。なお、一般的に監視カメラ１０と中間ＣＡ６０との間はＳＳＬ（Secure Sockets Layer）／ＴＬＳ（Transport Layer Security ）通信によって暗号化され、監視カメラ１０と中間ＣＡ６０との間におけるＣＳＲの改ざん有無の検出は行われない。また、ＣＰＵ２３は、上記ハッシュ値（つまり、映像データのハッシュ値）の暗号化処理の際に、上記秘密鍵を用いる。

また、ＣＰＵ２３は、中間ＣＡ６０から発行されたＭ２Ｍ証明書に公開鍵のデータを格納して保持してもよいし、Ｍ２Ｍ証明書とは関係なく公開鍵のデータを単独で保持してもよい。例えば本実施形態では、監視カメラ１０から検出ＰＣ４０には、監視カメラ１０の公開鍵のデータがＭ２Ｍ証明書に含まれた状態で渡される。

証明書の渡し方として、本実施形態では、監視カメラ１０が署名付き映像データにＭ２Ｍ証明書を添付して検出ＰＣ４０に送信し、検出ＰＣ４０がこれらを受信する。また、監視カメラ１０が署名付き映像データとＭ２Ｍ証明書とを記録媒体２７に記録し、この記録媒体２７を、ユーザが提出先Ｃ２に直接持参し、提出先Ｃ２に設置された検出ＰＣ４０が記録媒体２７からこれらのデータを読み取ってもよい。

図２中に示す鍵生成処理２３１、ハッシュ計算処理２３２、暗号処理２３３及び証明書管理処理２３５のそれぞれは、ＣＰＵ２３によるソフトウェア処理として実行される。鍵生成処理２３１では、ＣＰＵ２３により、監視カメラ１０の公開鍵のデータと秘密鍵のデータとが生成される。ハッシュ計算処理２３２では、ＣＰＵ２３により、映像データの一部又は全部を用いて、ハッシュ値の計算が行われる。暗号処理２３３では、ＣＰＵ２３により、例えば映像データに付与される署名を生成するためにハッシュ値の暗号化が行われる。証明書管理処理２３５では、中間ＣＡ６０で発行された監視カメラ１０のＭ２Ｍ証明書が管理される。

エンコーダ２４は、ＣＰＵ２３より映像データが与えられる度に、所定の送信フォーマットに適合するために、映像データを符号化してＣＰＵ２３に返す。

ネットワーク通信部２５は、インターネット８を介して中間ＣＡ６０及び検出ＰＣ４０と相互に通信を行う。

図３は、本実施形態の検出ＰＣ４０の内部構成の一例を示すブロック図である。図３において、検出ＰＣ４０は、ネットワーク通信部４１、マウス４２、キーボード４９、モニタ４３、ハードディスクドライブ４５、メモリカードリーダ４７、メモリ４８及びＣＰＵ４６を含む構成である。

メモリ４８には、特定の認証局の情報（以下、「特定ＣＡ」ともいう）、つまり、監視カメラ１０のＭ２Ｍ証明書を発行するための中間ＣＡ６０や、中間ＣＡ６０に関する中間ＣＡ証明書を発行するためのルートＣＡ７０に関する情報が登録されている。以下、本実施形態における特定の認証局の情報は、例えば中間ＣＡ６０に関する情報が登録されているとして説明する。これらの特定の認証局の情報は、後述する証明書のすり替えの検証に用いられる（図９参照）。また、これらの特定の認証局に関する情報は、監視カメラ１０を製造するメーカがインターネット８上に公開している監視カメラ１０に関する製品情報から、例えば検出ＰＣ４０のユーザの操作によって取得されてからメモリ４８に保存されてもよい。また、これらの特定の認証局に関する情報は、監視カメラ１０が映像データを検出ＰＣ４０に送信する際に、監視カメラ１０がオプション情報として付加することで取得されてからメモリ４８に保存されてもよい。

ハードディスクドライブ４５には、改ざん検出処理４５１に用いられる、改ざん検出ソフトウェアが記憶されている。ＣＰＵ４６は、改ざん検出処理を行う際、ハードディスクドライブ４５に記憶されている改ざん検出ソフトウェアをメモリ４８にロードして実行する。

ネットワーク通信部４１は、インターネット８を介して監視カメラ１０と相互に通信を行う。マウス４２及びキーボード４９は、ユーザが操作可能な入力デバイスであり、文字の入力やＣＰＵ４６を制御するための各種コマンドの入力を行う。モニタ４３は、各種の操作画面や映像データの検証結果の画面等を表示する。

メモリカードリーダ４７は、記録媒体２７（例えばＳＤカード等の半導体メモリカード）が挿抜自在であり、挿入された記録媒体２７に記憶されたデータを読み取る。記録媒体２７には、前述したように、署名付き映像データ及び監視カメラ１０のＭ２Ｍ証明書のデータが記憶されており、これらのデータが読み取られる。

ＣＰＵ４６は、監視カメラ１０から送信される、署名付き映像データ及びＭ２Ｍ証明書を検証し、Ｍ２Ｍ証明書の正当性（つまり、Ｍ２Ｍ証明書のすり替えの有無）及び署名付き映像データの改ざんの有無（つまり、署名が付与された映像データの改ざんの有無）を判定する。ＣＰＵ４６は、署名付き映像データ及びＭ２Ｍ証明書の各検証結果を、モニタ４３の画面（図１１、図１２、図１３参照）に表示する。

ＣＰＵ４６は、映像データとともに入力した第１の証明書（以下、入力証明書Ａという）を検証する際、その証明書を発行した認証局の情報が、予めメモリ４８に記憶されている特定ＣＡの情報と一致するか否か（以下、「第１条件」ともいう。図９のステップＳ３１参照）を判別する。ＣＰＵ４６は、第１条件を満たさない（言い換えると、入力証明書Ａに含まれる認証局情報と特定ＣＡの情報とが一致しない）と判別した場合、入力証明書Ａが別の証明書にすり替えられたと判定する（図９参照）。また、ＣＰＵ４６は、第１条件を満たす（言い換えると、入力証明書Ａの認証局情報と特定ＣＡの情報とが一致する）と判別した場合、入力証明書Ａが中間ＣＡ６０により発行されたＭ２Ｍ証明書の可能性があると判断する。

ここで、特定ＣＡ（例えば中間ＣＡ６０）の情報の取得については、ＣＰＵ４６が、改ざん検出ソフトウェアのインストール時に、特定ＣＡの証明書をメモリ４８に登録しておいてもよいし、所定のウェブサイトからインターネットを介して特定ＣＡの証明書をダウンロードしてメモリ４８に登録してもよい。また、特定ＣＡの証明書が記録媒体２７に記録されている場合に、ＣＰＵ４６が、記録媒体２７に記録された署名付き映像データ及びＭ２Ｍ証明書を読み込む時に、オプションとして特定ＣＡの証明書を同時に読み込んで登録しておいてもよい。なお、ＣＡを識別する情報として、ここでは所有者の識別名（ＤＮ：Distinguished Name）（図４参照）を用いたが、認証局鍵識別子（Authority Key Identifier）が用いられてもよい。

ＣＰＵ４６は、入力した署名付き映像データの署名に対し、記録媒体２７に記憶されているＭ２Ｍ証明書の公開鍵を用いて復号する。また、ＣＰＵ４６は、映像データについてのハッシュ値を計算する。なお、監視カメラ１０と検出ＰＣ４０とでは、ハッシュ値を計算する際、同一のハッシュ関数が使用される。ＣＰＵ４６は、署名を復号して得られたハッシュ値と、署名が付与された映像データの計算により得られたハッシュ値とを比較する。ＣＰＵ４６は、それぞれのハッシュ値が一致していると判断した場合には、映像データが改ざんされていないと判断する。一方、ＣＰＵ４６は、それぞれのハッシュ値が一致していないと判断した場合には、映像データが改ざんされていると判断する。

図３中に示すすり替え検出処理４５２及び改ざん検出処理４５１のそれぞれは、ＣＰＵ４６によるソフトウェア処理として実行される。すり替え検出処理４５２では、Ｍ２Ｍ証明書のすり替えの有無が検出される。改ざん検出処理４５１では、映像データの改ざんの有無が検出される。

図４は、Ｍ２Ｍ証明書１０１、中間ＣＡ証明書１０２、及びルートＣＡ証明書１０３の構成の一例を示す図である。Ｍ２Ｍ証明書１０１、中間ＣＡ証明書１０２、及びルートＣＡ証明書１０３のいずれも、所有者の識別名（ＤＮ：Distinguished Name）、所有者の公開鍵、発行者の識別名、発行者の署名及び拇印から構成される。

Ｍ２Ｍ証明書１０１において、所有者は監視カメラ１０である。発行者は中間ＣＡ６０である。所有者の識別名ＤＮは、機種名ｅｎとＭＡＣアドレスｅａとで表される（図１１参照）。本実施形態では、機種名は、監視カメラ１０の機種名である。ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスは、監視カメラ１０に付与されたインターネット上の固有の識別番号である。所有者の公開鍵は、監視カメラ１０の公開鍵である。発行者の識別名は、中間ＣＡ６０の識別名である。拇印は、所有者の識別名、所有者の公開鍵、及び発行者の識別名を、一方向関数（ハッシュ関数）を用いて計算（導出）したハッシュ値である。なお、一方向性関数として、ＳＨＡ（Secure Hash Algorithm）、ＭＤ５（Message Digest 5）等のハッシュ関数が挙げられる。発行者の署名は、拇印が発行者（中間ＣＡ）の秘密鍵により暗号化された情報である。

また、中間ＣＡ証明書１０２において、所有者は中間ＣＡ６０である。発行者はルートＣＡ７０である。所有者の識別名ＤＮは、所有者は中間ＣＡ６０の識別名である。所有者の公開鍵は、中間ＣＡ６０の公開鍵である。発行者の識別名は、ルートＣＡ７０の識別名である。拇印は、所有者の識別名、所有者の公開鍵、及び発行者の識別名を、一方向関数を用いて導出したハッシュ値である。発行者の署名は、拇印が発行者（ルートＣＡ）の秘密鍵により暗号化された情報である。

また、ルートＣＡ証明書１０３において、所有者及び発行者はいずれもルートＣＡ７０である。ここで、ルートＣＡ７０は、更なる上位のＣＡの認証を受けずに、自身の正当性を証明するために、自ら署名して証明書を発行できる、社会的に信用力の高い機関である。所有者の識別名ＤＮは、ルートＣＡ７０の識別名である。所有者の公開鍵は、ルートＣＡ７０の公開鍵である。発行者の識別名は、ルートＣＡ７０の識別名である。拇印は、所有者の識別名、所有者の公開鍵、及び発行者の識別名を、一方向関数を用いて導出したハッシュ値である。発行者の署名は、拇印が発行者（ルートＣＡ）の秘密鍵により暗号化された情報である。

上記構成を有する映像データ検証システム５の動作を説明する。

図５は、本実施形態の監視カメラ１０の製造時の動作手順の一例を示すシーケンス図である。監視カメラ製造工場Ｃ１において、監視カメラ１０の組み立て及び検査が行われ（Ｔ１）、組み立て及び検査が完了すると、製造管理用ＰＣ３０は、監視カメラ１０に対し、鍵生成及び証明書署名要求（ＣＳＲ：Certificate Signing Request）の生成を要求する（Ｔ２）。

監視カメラ１０は、製造管理用ＰＣ３０から、鍵生成及びＣＳＲ生成要求を受けると、鍵ペアとなる公開鍵及び暗号鍵を生成する（Ｔ３）。更に、監視カメラ１０は、ＣＳＲを生成し（Ｔ４）、このＣＳＲを製造管理用ＰＣ３０に送る（Ｔ５）。

製造管理用ＰＣ３０は、監視カメラ１０からＣＳＲを中間ＣＡ６０に転送してアップロードする（Ｔ６）。中間ＣＡ６０は、ＣＳＲを受信すると、その受信応答を製造管理用ＰＣ３０に返す（Ｔ７）。製造管理用ＰＣ３０は、ＣＳＲの受信応答を受けると、更に、中間ＣＡ６０に対し、証明書発行要求を行う（Ｔ８）。中間ＣＡ６０は、証明書発行要求を受信すると、その受信応答を製造管理用ＰＣ３０に返す（Ｔ９）。

中間ＣＡ６０は、監視カメラ１０のＭ２Ｍ証明書１０１を生成する（Ｔ１０）。そして、製造管理用ＰＣ３０は、中間ＣＡ６０に対し、Ｍ２Ｍ証明書１０１のダウンロードを要求すると（Ｔ１１）、中間ＣＡ６０は、Ｍ２Ｍ証明書１０１を製造管理用ＰＣ３０に送信する（Ｔ１２）。

製造管理用ＰＣ３０は、中間ＣＡ６０からＭ２Ｍ証明書１０１を受信すると、監視カメラ１０に出力する（Ｔ１３）。監視カメラ１０は、製造管理用ＰＣ３０からＭ２Ｍ証明書１０１を入力すると、記録媒体２７に保存する（Ｔ１４）。監視カメラ１０は、Ｍ２Ｍ証明書１０１の記録媒体２７への保存を完了すると、その応答を製造管理用ＰＣ３０に返す（Ｔ１５）。この後、監視カメラ１０は出荷される（Ｔ１６）。

図６は、本実施形態の記録動作手順の一例を示すフローチャートである。この動作は、監視カメラ１０内のＣＰＵ２３によって行われる。まず、ＣＰＵ２３は、ハッシュ計算処理２３２において、一方向関数（ハッシュ関数）を用いて、記録対象の映像データのハッシュ値を計算する（Ｓ１）。

ＣＰＵ２３は、監視カメラ１０の秘密鍵（つまり、図５のステップＴ３において生成した秘密鍵）で、ステップＳ１で計算されたハッシュ値を暗号化することで、署名を生成する（Ｓ２）。ＣＰＵ２３は、生成した署名を映像データに付加する（Ｓ３）。署名の付加は、例えば映像データのヘッダに挿入する、映像データのペイロード（データ本体）のオプション領域に重畳する等、いずれの方法でもよい。

ＣＰＵ２３は、署名が付加された映像データ、及びＭ２Ｍ証明書１０１を記録媒体２７に記録する（Ｓ４）。この後、ＣＰＵ２３は記録動作を終了する。

図７は、本実施形態の改ざん検出時の動作概要の一例を示す図である。監視カメラ１０は、記録媒体２７に記録された、署名が付加された映像データ及びＭ２Ｍ証明書１０１を、例えばインターネット８を介して、検出ＰＣ４０に送信する。なお、検出ＰＣ４０に対し、データを送信する代わりに、図７に示すように、ユーザが記録媒体２７を提出先Ｃ２に直接持参し、提出先Ｃ２の監視室等に設置された、検出ＰＣ４０に読み込ませるようにしてもよい。

図８は、本実施形態の検出ＰＣ４０における検証動作手順の一例を示すフローチャートである。この動作は、検出ＰＣ４０内のＣＰＵ４６によって実行される。ＣＰＵ４６は、データを受信すると、受信したデータに含まれる証明書のすり替え検出処理を行う（Ｓ１１）。このすり替え検出処理の詳細については後述する。

ＣＰＵ４６は、すり替え検出処理の結果、証明書のすり替えが検出されたか否かを判別する（Ｓ１２）。すり替えが検出されなかった場合（Ｓ１２、ＮＯ）、ＣＰＵ４６は、すり替え検出フラグＦ１を値０にクリアする（Ｓ１３）。一方、すり替えが検出された場合（Ｓ１２、ＹＥＳ）、ＣＰＵ４６は、すり替え検出フラグＦ１を値１にセットする（Ｓ１４）。

ステップＳ１３、Ｓ１４の処理後、ＣＰＵ４６は、映像データの改ざんの有無の検出を行う（Ｓ１５）。この改ざん検出処理の詳細については後述する。

ＣＰＵ４６は、改ざん検出処理の結果、映像データの改ざんが検出されたか否かを判別する（Ｓ１６）。改ざんが検出されなかった場合（Ｓ１６、ＮＯ）、ＣＰＵ４６は、すり替え検出フラグＦ１が値１であるか否かを判別する（Ｓ１７）。

すり替え検出フラグＦ１が値０である場合（Ｓ１７、ＮＯ）、つまり、証明書のすり替えが行われていない場合、ＣＰＵ４６は、証明書のすり替えが無くかつ改ざんが無かった旨の画面（図１１参照）をモニタ４３に表示する（Ｓ１８）。この後、ＣＰＵ４６は図８に示す処理を終了する。

一方、すり替え検出フラグＦ１が値１である場合（Ｓ１７、ＹＥＳ）、証明書のすり替えが行われた可能性があるので、ＣＰＵ４６は、証明書のすり替えが不明でありかつ改ざんが無かった旨の画面（図１２参照）をモニタ４３に表示する（Ｓ１９）。この場合、改ざんが無いことは確認されたが、すり替えが無いことは確認できなかったので、ユーザに対し、Ｍ２Ｍ証明書の公開鍵と鍵ペアでない秘密鍵で署名されていることを報知する。つまり、この映像データが監視カメラ１０からダウンロードされたものでない可能性があるので、一致しているか否かの確認を促し、注意を喚起する。この後、ＣＰＵ４６は図８に示す処理を終了する。

また、映像データの改ざんが検出された場合（Ｓ１６、ＹＥＳ）、ＣＰＵ４６は、改ざんが有った旨の画面（図１３参照）をモニタ４３に表示する（Ｓ２０）。この後、ＣＰＵ４６は図８に示す処理を終了する。

図９は、ステップＳ１１におけるすり替え検出手順の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ４６は、映像データとともに入力した入力証明書Ａを発行した認証局の情報が、予めメモリ４８に記憶されている特定ＣＡ（つまり、中間ＣＡ６０）の情報と一致するか否かを判別する（Ｓ３１）。

ステップＳ３１の処理において、ＣＰＵ４６は、入力証明書Ａに含まれる認証局の情報（例えば発行者の識別名）が特定ＣＡ（つまり、中間ＣＡ６０）の情報（つまり、中間ＣＡの識別名）と一致しないと判断した場合（Ｓ３１、ＮＯ）、ＣＰＵ４６は、入力証明書ＡがＭ２Ｍ証明書から別の証明書にすり替えられたと判定し（Ｓ３７）、図９に示す処理を終了する。本実施形態では、監視カメラ１０から映像データ及びＭ２Ｍ証明書がネットワーク上で送信される過程又は映像データ及びＭ２Ｍ証明書が記録された記録媒体２７が物理的な移動によって検出ＰＣ４０に届くまでの過程ですり替えがされていなければ、検出ＰＣ４０が入力した入力証明書Ａは監視カメラ１０のために発行されたＭ２Ｍ証明書である。ところが、ステップＳ３７で入力証明書Ａの認証局情報（例えば、発行者の識別名）が中間ＣＡ６０の識別名でない場合には、入力証明書Ａは中間ＣＡ６０により発行されたＭ２Ｍ証明書ではないことになる。この場合、入力証明書Ａは、Ｍ２Ｍ証明書１０１ではなく、すり替えられた別の証明書となる。

一方、ステップＳ３１で一致する場合、つまり、入力証明書Ａの認証局の情報と特定ＣＡの情報とが同じである場合（Ｓ３１、ＹＥＳ）、検出ＰＣ４０のＣＰＵ４６は、入力証明書Ａ（つまり、この時点ではＭ２Ｍ証明書と判断可能）に含まれる署名を特定ＣＡ（つまり、この時点では中間ＣＡと判断可能）に関する中間ＣＡ証明書１０２に含まれる公開鍵（つまり、中間ＣＡ６０の公開鍵）で復号し、入力証明書Ａのハッシュ値Ｃを導出する（Ｓ３２）。更に、ＣＰＵ４６は、一方向性関数を用いて、入力証明書Ａのハッシュ値Ｄを計算する（Ｓ３３）。

ＣＰＵ４６は、ステップＳ３２で復号した入力証明書Ａのハッシュ値Ｃと、ステップＳ３３で計算した入力証明書Ａのハッシュ値Ｄとが一致するか否かを判別する（Ｓ３４）。一致した場合、ＣＰＵ４６は、入力証明書のすり替え無し、つまり、入力証明書Ａが正当な（つまり、改ざんがされていない）Ｍ２Ｍ証明書であると判定する（Ｓ３５）。この後、ＣＰＵ４６は図９に示す処理を終了する。一方、ステップＳ３５で一致しなかった場合、すり替え有り、つまり、入力証明書Ａが正当な（つまり、改ざんがされていない）Ｍ２Ｍ証明書でないと判定する（Ｓ３６）。この後、ＣＰＵ４６は図９に示す処理を終了する。

図１０は、ステップＳ１５における改ざん検出手順の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ４６は、映像データに付加された署名を抽出する（Ｓ４１）。ＣＰＵ４６は、図８に示すステップＳ１２において映像データとともに入手した入力証明書ＡがＭ２Ｍ証明書であると判断できた場合に、Ｍ２Ｍ証明書に含まれる監視カメラ１０の公開鍵を用いて、署名を復号し、ハッシュ値ＨＡを導出する（Ｓ４２）。

ＣＰＵ４６は、一方向性関数を用いて、映像データのハッシュ値ＨＢを計算する（Ｓ４３）。ＣＰＵ４６は、ステップＳ４２で導出されたハッシュ値ＨＡと、ステップＳ４３で計算されたハッシュ値ＨＢとが一致するか否を判別する（Ｓ４４）。

ハッシュ値ＨＡとハッシュ値ＨＢとが一致する場合、ＣＰＵ４６は、改ざんが無しであると判定する（Ｓ４５）。一方、ハッシュ値ＨＡとハッシュ値ＨＢとが不一致である場合、ＣＰＵ４６は、改ざんが有りと判定する（Ｓ４６）。ステップＳ４５、Ｓ４６の処理後、ＣＰＵ４６は図１０に示す処理を終了する。

図１１は、改ざん無しかつすり替え無しの場合に表示される画面の一例を示す図である。ステップＳ１８で、映像データの改ざんが無しかつ証明書のすり替えが無しであると判定された場合、モニタ４３には、映像データの改ざん及び証明書のすり替えがともに無く、安全であるとして、「ＯＫ（安全です）」のメッセージ及びこの背景色（例えば緑）を含む画面がポップアップ表示される。また、この画面の中央には、監視カメラ１０の機種名ｅｎ及びＭＡＣアドレスｅａが記載されている。これにより、検出ＰＣ４０は、ユーザに対し、映像データの改ざんが無く、Ｍ２Ｍ証明書のすり替えが無く、安全であることを簡単に視認させることができる。

図１２は、改ざん無しかつすり替え不明の場合に表示される画面の一例を示す図である。ステップＳ１９で、映像データの改ざんが無しかつ証明書のすり替えが有りと判定された場合、モニタ４３には、改ざんが無しとして、「ＯＫ」のメッセージ及びこの背景色（例えば青）を含む画面がポップアップ表示される。また、この画面には、第三者が署名していること、つまり、Ｍ２Ｍ証明書でない証明書の公開鍵と鍵ペアである秘密鍵で署名が行われていること、及び使用した証明書が監視カメラ１０からダウンロードしたものであるかの確認を促すことが表示される。これにより、検出ＰＣ４０は、ユーザに対し、証明書が変わっていることの注意喚起を行うことができる。

図１３は、改ざん有りの場合に表示される画面の一例を示す図である。ステップＳ２０で、映像データの改ざんが有りと判定された場合、モニタ４３には、改ざん有りとして、「改ざん検出」のメッセージ、「×」マーク及び背景色（例えば赤）を含む画面がポップアップ表示される。これにより、検出ＰＣ４０は、ユーザに対し、映像データが改ざんされていることを警告できる。

以上により、本実施形態の映像データ検証システム５では、次のような事象を防ぐことが可能である。図１４は、改ざんの検出が行われる事象の説明図である。監視カメラ１０は、撮像された映像データに署名を付加したファイルと、Ｍ２Ｍ証明書のファイルとの２つのファイルを記録媒体２７に記録する。ユーザが記録媒体２７を提出先Ｃ２に持参し、検出ＰＣ４０が記録媒体２７に記録された２つのファイルを読み込むまでの間に、悪意のあるユーザが改ざん用ＰＣ９０を用いて映像データを改ざんし、署名及び証明書の両方を差し替えることを想定する。即ち、Ｍ２Ｍ証明書１０１は、別の証明書１０１Ａにすり替えられ、監視カメラ１０により撮像された映像データに対して生成された署名が別の署名にすり替えられる。ここで、別の署名とは、例えば映像データが悪意のあるユーザによって改ざんされてしまった後の改ざん後映像データに対して生成された署名である。

このような場合、上記別の署名を生成するために、改ざん用ＰＣ９０で生成された秘密鍵が使用され、上記別の証明書１０１Ａにはその秘密鍵に対応する公開鍵が含まれることになる。従って、署名及び証明書の両方が悪意あるユーザによりすり替えられてしまうと、検出ＰＣ４０は、改ざん後映像データに対して生成された署名の検証を行う際、別の証明書１０１Ａに含まれる公開鍵（即ち、悪意あるユーザの改ざん用ＰＣ９０で生成された公開鍵）を使用するので、改ざん後映像データに対する署名の検証が成功し、映像データの改ざんを検出することができない。

しかしながら、本実施形態では、監視カメラ１０の製造段階で監視カメラ１０に特有のＭ２Ｍ証明書１０１が中間ＣＡ６０によって発行され、出荷前に監視カメラ１０にＭ２Ｍ証明書１０１がプリインストールされる。このため、監視カメラ１０の映像データに付随する署名は、中間ＣＡ６０により発行されたＭ２Ｍ証明書１０１に含まれる公開鍵に対応する秘密鍵で生成される。Ｍ２Ｍ証明書１０１は、監視カメラ１０に対応して設けられた証明書であり、その発行者である中間ＣＡ６０に関する中間ＣＡ証明書１０２が検出ＰＣ４０に取得されていれば、中間ＣＡ証明書１０２によってその正当性が確認される。検出ＰＣ４０は、上記第１条件を含む図９のフローに従って、証明書のすり替えの有無を判断することができる。従って、映像データ検証システム５によれば、映像データとともに記録されたＭ２Ｍ証明書１０１が悪意あるユーザによって別の証明書にすり替えられた場合には、そのすり替えを容易に検出することができるので、例えば映像データの真正性（例えば改ざんの有無）を正確に確認することができる。

また、監視カメラ１０は、Ｍ２Ｍ証明書１０１及び映像データとともに、映像データに付与された署名を検出ＰＣ４０に送信する。検出ＰＣ４０は、署名を用いて映像データの改ざんを検出する。このように、正当な証明書を用いることで、映像データの改ざんの有無において、正しい検証結果が得られる。

また、検出ＰＣ４０は、Ｍ２Ｍ証明書１０１を検証した後、映像データの改ざんを検出する。これにより、ユーザに対し、映像データの改ざんが無かったと判定されても、証明書がすり替わっていることの注意喚起を行うことができる。

また、検出ＰＣ４０は、検証の結果、Ｍ２Ｍ証明書１０１の正当性が確認され、かつ、改ざんが検出されなかった場合、Ｍ２Ｍ証明書１０１のすり替えが無くかつ改ざんが無かった旨の画面をモニタ４３に表示する。これにより、ユーザは、モニタ４３の画面でＭ２Ｍ証明書１０１のすり替え無し及び映像データの改ざん無しであることを視認でき、安全であることを確認できる。

また、検出ＰＣ４０は、検証の結果、Ｍ２Ｍ証明書１０１の正当性が確認されず、かつ、映像データの改ざんが検出されなかった場合、Ｍ２Ｍ証明書１０１のすり替えが不明でありかつ改ざんが無かった旨の画面をモニタ４３に表示する。これにより、ユーザは、モニタ４３の画面でＭ２Ｍ証明書のすり替え有り及び映像データの改ざん無しであることを確認できる。従って、ユーザに対し、映像データが改ざんされている可能性があることの注意喚起を行うことができる。

また、検出ＰＣ４０は、映像データの改ざんが検出された場合、改ざんが有った旨の画面をモニタ４３に表示する。これにより、ユーザは、モニタ４３の画面で映像データが改ざんされていることを視認できる。従って、ユーザに対し、映像データが改ざんされていることを警告できる。

以上、図面を参照しながら実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、カメラ装置が撮像した映像データとともにカメラ装置に固有の電子証明書を付加して検証装置に出力し、検証装置が映像データとともに取得した電子証明書の移動過程でのすり替えの有無を容易に検出する通信システム、通信方法として有用であり、また、その通信システムにおいて使用されるカメラ装置としても有用である。

５ 映像データ検証システム
８ インターネット
１０ 監視カメラ
２１ レンズ
２２ イメージセンサ
２３、４６ ＣＰＵ
２４ エンコーダ
２５ ネットワーク通信部
２６ 撮像部
２７ 記録媒体
３０ 製造管理用ＰＣ
３３ ゲートウェイ
４０ 検出ＰＣ
４１ ネットワーク通信部
４２ マウス
４３ モニタ
４５ ハードディスクドライブ
４７ メモリカードリーダ
４８ メモリ
４９ キーボード
６０ 中間ＣＡ
７０ ルートＣＡ
９０ 改ざん用ＰＣ
１０１ Ｍ２Ｍ証明書
１０２ 中間ＣＡ証明書
１０３ ルートＣＡ証明書

Claims (8)

1. カメラ装置と検証装置とを含む通信システムであって、
   前記カメラ装置は、撮像エリアを撮像する撮像部を有し、前記カメラ装置に対応して設けられた認証局により生成された第１証明書と、前記撮像部により撮像された前記撮像エリアの映像データとを記録媒体に記録し、
   前記検証装置は、前記認証局に関する第２証明書を有し、前記記録媒体に記録された映像データ及び証明書を読み出した場合に、前記記録媒体から読み出した前記証明書と前記第２証明書とを用いて、前記カメラ装置と前記検証装置との間における前記第１証明書のすり替えの有無を検証する、
   通信システム。
2. 請求項１に記載の通信システムであって、
   前記カメラ装置は、前記撮像エリアの映像データに対応する署名を生成して前記映像データに付与し、前記署名が付与された前記映像データを前記第１証明書とともに前記記録媒体に記録し、
   前記検証装置は、前記署名を用いて、前記カメラ装置と前記検証装置との間における前記映像データの改ざんの有無を検証する、
   通信システム。
3. 請求項２に記載の通信システムであって、
   前記検証装置は、前記第１証明書のすり替えの有無を検証した後、前記署名が付与された前記映像データの改ざんの有無を検証する、
   通信システム。
4. 請求項２又は３に記載の通信システムであって、
   前記検証装置は、モニタを有し、前記検証の結果、前記第１証明書のすり替えが検出されず、かつ前記映像データの改ざんが検出されなかった場合に、前記第１証明書のすり替えが無くかつ前記映像データの改ざんが無かった旨を前記モニタに表示する、
   通信システム。
5. 請求項２又は３に記載の通信システムであって、
   前記検証装置は、モニタを有し、前記検証の結果、前記第１証明書のすり替えの有無が検証できず、かつ、前記映像データの改ざんが検出されなかった場合に、前記第１証明書のすり替えが不明でありかつ前記映像データの改ざんが無かった旨を前記モニタに表示する、
   通信システム。
6. 請求項２又は３に記載の通信システムであって、
   前記検証装置は、モニタを有し、前記映像データの改ざんが検出された場合に、前記映像データの改ざんが有った旨を前記モニタに表示する、
   通信システム。
7. カメラ装置と検証装置とを含む通信システムにおける通信方法であって、
   前記カメラ装置は、撮像部を有し、前記撮像部により撮像エリアを撮像し、前記カメラ装置に対応して設けられた認証局により生成された第１証明書と、前記撮像部により撮像された前記撮像エリアの映像データとを記録媒体に記録し、
   前記検証装置は、前記認証局に関する第２証明書を有しており、前記記録媒体に記録された映像データ及び証明書を読み出した場合に、前記記録媒体から読み出した前記証明書と前記第２証明書とを用いて、前記カメラ装置と前記検証装置との間における前記第１証明書のすり替えの有無を検証する、
   通信方法。
8. 請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の通信システムに用いられる、
   カメラ装置。

Images