JP2017220698A - 鍵管理装置、通信システム、端末装置、鍵管理方法、通信方法、処理方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】暗号化通信の暗号解読の可能性を軽減し、通信上のセキュリティを高める。【解決手段】鍵管理装置（ＡＰサーバ３）は、端末装置１、２が記憶し利用できる複数の鍵情報のうち利用に適切な鍵情報を検出し、その鍵情報を前記端末装置が通信先との通信時に利用する鍵情報と指定する。また、鍵管理装置は、端末装置が利用済みの鍵情報以外の鍵情報を適切な情報と判定する。さらに鍵管理装置は、端末装置が利用できる複数の鍵情報の数に基づいて端末装置に供給される新たな鍵情報を特定する。【選択図】図１

Description

本発明は、鍵管理装置、通信システム、端末装置、鍵管理方法、通信方法、処理方法、プログラムに関する。

携帯端末の普及によるコミュニケーション手段の多様化が進む反面、携帯端末による通信中に、第三者が通信内容の盗聴及び通信経路の傍受等を実施した結果、不正入手された通信内容が悪用されたり、外部へ漏洩・拡散されるケースが確認されている。又、紛失・盗難された通信端末から第三者が正規ユーザになりすましてシステムに不正に侵入し、システム内のデータを不正入手するだけでなく、システムの改竄や破壊を行うケース等、セキュリティ上の脅威も携帯端末の普及に比例して拡大化、多様化、悪質化している。通信におけるセキュリティ向上のため、鍵情報を利用する技術が特許文献１に開示されている。

国際公開第２０１３／０７６８４８号

このような状況において、携帯電話回線、有線電話網及びインターネット網のどのネットワークにおいても盗聴・傍受可能な技術が確立されており、機材さえ入手できれば誰でも容易にネットワーク回線を介した通信の盗聴・傍受による通信データの不正入手は可能である。暗号強度を図る研究がされているが、強度の高い暗号もいずれは解読される可能性が有り、通信上のセキュリティ高めることが求められている。また鍵情報を用いた通信の場合には、当該鍵情報を利用する際に通信元と通信先との間で復号と暗号にそれぞれ利用される鍵情報の対応関係を維持しながら通信上のセキュリティを高めることが求められている。

そこでこの発明は、上述の課題を解決する鍵管理装置、通信システム、端末装置、鍵管理方法、通信方法、処理方法、プログラムを提供することを目的としている。

本発明の第１の態様によれば、鍵管理装置は、端末装置が記憶し利用できる複数の鍵情報のうち利用に不適切な鍵情報を検出する鍵管理部と、前記複数の鍵情報のうち前記不適切な鍵情報以外の鍵情報を前記端末装置が通信先との通信時に利用する鍵情報と指定する鍵指定部と、を備える。

また本発明の第２の態様によれば、通信システムは、端末装置と鍵管理装置とを備え、前記鍵管理装置が、前記端末装置が記憶し利用できる複数の鍵情報のうち利用に不適切な鍵情報を検出する鍵管理部と、前記複数の鍵情報のうち前記不適切な鍵情報以外の鍵情報を前記端末装置が通信先との通信時に利用する鍵情報と指定する鍵指定部と、を備える。

また本発明の第３の態様によれば、端末装置は、複数の鍵情報を記憶する鍵情報記憶部と、前記鍵情報のうち通信先との通信時に利用する鍵情報を特定する鍵情報特定部と、前記鍵情報の利用に基づいて当該利用した鍵情報を利用不可と決定する利用状態管理部と、前記複数の鍵情報のうちの前記利用不可と決定した鍵情報の数に基づいて鍵供給装置から新たな鍵情報を取得する鍵情報取得部と、を備える。

また本発明の第４の態様によれば、鍵管理方法は、端末装置が記憶し利用できる複数の鍵情報のうち利用に不適切な鍵情報を検出し、前記複数の鍵情報のうち前記不適切な鍵情報以外の鍵情報を前記端末装置が通信先との通信時に利用する鍵情報と指定する。

また本発明の第５の態様によれば、通信方法は、端末装置と鍵管理装置とを備え、通信システムにおいて、前記鍵管理装置が、前記端末装置が記憶し利用できる複数の鍵情報のうち利用に不適切な鍵情報を検出し、前記複数の鍵情報のうち前記不適切な鍵情報以外の鍵情報を前記端末装置が通信先との通信時に利用する鍵情報と指定する。

また本発明の第６の態様によれば、処理方法は、端末装置が、複数の鍵情報を記憶し、前記鍵情報のうち通信先との通信時に利用する鍵情報を特定し、前記鍵情報の利用に基づいて当該利用した鍵情報を利用不可と決定し、前記複数の鍵情報のうちの前記利用不可と決定した鍵情報の数に基づいて鍵供給装置から新たな鍵情報を取得する。

また本発明の第７の態様によれば、プログラムは、鍵管理装置のコンピュータを、端末装置が記憶し利用できる複数の鍵情報のうち利用に不適切な鍵情報を検出する鍵管理手段、前記複数の鍵情報のうち前記不適切な鍵情報以外の鍵情報を前記端末装置が通信先との通信時に利用する鍵情報と指定する鍵指定手段、として機能させる。

また本発明の第８の態様によれば、プログラムは、端末装置のコンピュータを、複数の鍵情報を記憶する鍵情報記憶手段、前記鍵情報のうち通信先との通信時に利用する鍵情報を特定する鍵情報特定手段、前記鍵情報の利用に基づいて当該利用した鍵情報を利用不可と決定する利用鍵判定手段、前記複数の鍵情報のうちの前記利用不可と決定した鍵情報の数に基づいて鍵供給装置から新たな鍵情報を取得する鍵情報取得手段、として機能させる。

本発明によれば、通信元と通信先との間で通信の暗号化に利用する鍵情報の対応関係を維持しながら、暗号化通信の暗号解読の可能性を軽減し、通信上のセキュリティを高めることができる。

本発明の一実施形態による通信システムの構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるＡＰサーバの機能ブロック図である。 本発明の一実施形態による端末の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態による通信システムの鍵管理機能を示す。 本発明の一実施形態による通信システムの処理フローを示す第一の図である。 本発明の一実施形態による通信システムの処理フローを示す第二の図である。 本発明の一実施形態による鍵情報の管理例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態による鍵管理装置、通信システム、端末装置、鍵管理方法、通信方法、処理方法、プログラムを図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態による通信システムの構成を示す図である。
この図で示す通信システムは、端末１、端末２、アプリケーションサーバ３、認証装置４、第一鍵供給装置５、第二鍵供給装置６、第三鍵供給装置７を備えている。アプリケーションサーバ３を以下ＡＰサーバ３と記載する。端末１と端末２は無線通信回線１０を介してＡＰサーバ３と通信接続する。ＡＰサーバ３、認証装置４、第一鍵供給装置５はＬＡＮ（Local Area Network）２０を介して接続されている。端末１と端末２はＡＰサーバ３を介して認証装置４や第一鍵供給装置５と通信接続することができる。端末１は第二鍵供給装置６と着脱可能に接続され得る。端末２は第三鍵供給装置７と着脱可能に接続され得る。

端末１や端末２は一例としては携帯電話である。図１ではこれら２つの端末を示しているが、実際には多数の端末が本実施形態の通信システムに接続することができる。端末１と端末２は互いに通信元または通信先として機能する。また端末１や端末２にとって、ＡＰサーバ３、認証装置４が通信先となってよい。端末１や端末２は他の端末と通信接続する際にはまずＡＰサーバ３へアクセスする。そして端末１や端末２は認証装置４の機能により認証を受ける。端末１は第一鍵供給装置５、第二鍵供給装置６から鍵情報を取得する。端末２は第一鍵供給装置５、第三鍵供給装置７から鍵情報を取得する。端末１や端末２は取得した鍵情報を通信先との通信に利用する。例えば端末１や端末２は取得した鍵情報を用いて通信先との通信を暗号化または復号化する。または端末１や端末２は取得した鍵情報を用いて通信先に送信する情報を暗号化または復号化する。

本実施形態による通信システムでは、特に、ＡＰサーバ３（鍵管理装置）が、端末１や端末２が記憶し利用できる複数の鍵情報のうち、利用に適切な鍵情報を検出する。ＡＰサーバ３は、複数の鍵情報のうち適切な鍵情報を端末１または端末２が通信先との通信時に利用する鍵情報と指定する。
ＡＰサーバ３は、端末１または端末２が利用済みの鍵情報を不適切な鍵情報と判定してよい。
ＡＰサーバ３はまた、端末１または端末２において不適切と判定した鍵情報に対応する通信先の対応鍵情報の利用不可を、端末１や端末２の通信先に通知してよい。
ＡＰサーバ３はまた、端末１または端末２の利用停止を検出した場合には、当該端末１や端末２の記憶する全ての鍵情報を不適切な鍵情報であると判定してよい。
ＡＰサーバ３はまた、端末１または端末２が利用できる複数の鍵情報の数に基づいて端末１または端末２に供給される新たな鍵情報を特定してよい。

第一鍵供給装置５、第二鍵供給装置６、第三鍵供給装置７は、接続する端末１または端末２が記憶する鍵情報のうち、利用可能な複数の鍵情報の数に基づいて、新たな鍵情報の端末装置への供給を行ってよい。

端末１や端末２は、複数の鍵情報を記憶する。当該複数の鍵情報は第一鍵供給装置５、第二鍵供給装置６、第三鍵供給装置７のうち接続するものから取得した鍵情報であってよい。端末１や端末２は、記憶する鍵情報のうち通信先との通信時に利用する鍵情報を特定する。当該鍵情報の特定は、ＡＰサーバ３が行ってもよいし、自端末で行ってもよい。端末１や端末２は鍵情報の利用に基づいて利用済みの鍵情報を利用不可と決定する。また端末１や端末２は、複数の鍵情報のうちの利用不可と決定した鍵情報の数に基づいて、第一鍵供給装置５、第二鍵供給装置６、第三鍵供給装置７のうち接続するものから新たな鍵情報を取得してよい。端末１や端末２は、複数の鍵情報と利用不可と決定した鍵情報とに基づいて、利用可能な鍵情報の数を表す情報を表示画面などに出力するようにしてよい。

なお本実施形態においてＡＰサーバ３、第一鍵供給装置５、第二鍵供給装置６、第三鍵供給装置７は、それぞれ鍵管理装置の一態様であってよい。ＡＰサーバ３には、第一鍵供給装置５や認証装置４の機能が備わってもよい。

図２はＡＰサーバの機能ブロック図である。
ＡＰサーバ３は、アプリケーションプログラムを実行することにより、内部に通信部３１、呼制御部３２、鍵管理部３３の各機能を保持する。通信部３１は他装置との通信を行う処理部である。呼制御部３２は端末同士の通信の確立の為の制御を行う処理部である。鍵管理部３３は端末１や端末２の記憶する鍵情報を管理する処理部である。

図３は端末の機能ブロック図である。
端末１や端末２は、端末内プログラムを実行することにより、内部に通信制御部１２１、鍵情報特定部１２２、利用状態管理部１２３、鍵情報取得部１２４、鍵情報出力部１２５の各機能を保持する。
通信制御部１２１は通信先との通信を制御する処理部である。
鍵情報特定部１２２は、自端末の記憶する鍵情報のうち通信先との通信時に利用する鍵情報を特定する処理部である。
利用状態管理部１２３は、鍵情報の利用に基づいて当該利用した鍵情報を利用不可と決定する処理部である。なお利用状態管理部１２３は一度利用された鍵情報は利用不可と判定する。利用不可と判定された鍵情報は自端末から削除されてよい。または利用不可と判定された鍵情報は自端末の内部において利用不可の鍵情報として管理されてよい。
鍵情報取得部１２４は、複数の鍵情報のうちの利用不可と決定した鍵情報の数に基づいて第一鍵供給装置５、第二鍵供給装置６、第三鍵供給装置７などから新たな鍵情報を取得する処理部である。
鍵情報出力部１２５は、複数の鍵情報と利用不可と決定した鍵情報とに基づいて、利用可能な鍵情報の数を表す情報を表示画面などに出力する処理部である。

端末１、端末２、ＡＰサーバ３、認証装置４、第一鍵供給装置５、第二鍵供給装置６、第三鍵供給装置７はコンピュータである。つまりそれら各装置は、ハードウェア構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＩＦ（Interface）、通信モジュール、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの構成を備えている。なおＩＦは例えばキーボードやマウスなどからの信号を入力する機能部である。

図４は本実施形態による通信システムの鍵管理機能を示す。
端末１は第一鍵供給装置５またはＡＰサーバ３を介して第二鍵供給装置６から通信先との通信時に暗号または復号の為に利用する複数の鍵情報を取得する。端末２は第一鍵供給装置５またはＡＰサーバ３を介して第二鍵供給装置６から通信先との通信時に暗号または復号の為に利用する複数の鍵情報を取得する。端末１や端末２の通信先は他の端末やＡＰサーバ３などである。ＡＰサーバ３は第一鍵供給装置５から通信先との通信時に暗号または復号の為に利用する複数の鍵情報を取得する。端末１，２やＡＰサーバ３が取得する複数の鍵情報の数は、例えば１００個、１０００個など、数多くの鍵情報であってよい。ＡＰサーバ３にとっての通信先は端末１や端末２である。端末１や端末２やＡＰサーバ３が取得する鍵情報は、通信先が利用する鍵情報に対応する鍵情報である。対応する鍵情報とは公開鍵に対応する鍵情報は秘密鍵、秘密鍵に対応する鍵情報は公開鍵、共通鍵の場合には対応する鍵情報は同一の共通鍵であってよい。端末１、端末２、ＡＰサーバ３の通信先が利用する鍵情報に対応する鍵情報を保持しておくためのアルゴリズムや方法はどのようなものであってもよい。例えば図４には表れない鍵生成装置が端末１、端末２、ＡＰサーバ３の通信先が利用する鍵情報に対応する鍵情報を保持するように鍵情報を生成して第一鍵供給装置５、第二鍵供給装置６、第三鍵供給装置７へ記録するようにしてもよい。または第一鍵供給装置５、第二鍵供給装置６、第三鍵供給装置７は、端末１、端末２、ＡＰサーバ３の通信先が利用する鍵情報に対応する鍵情報を保持するように、自装置で鍵情報を生成するようにしてもよい。

端末１や端末２はＡＰサーバ３による呼制御に基づいて、互いに直接暗号化通信を行うようにしてよい。端末１や端末２はＡＰサーバ３から鍵情報の指定を受け付けて、その指定を受けた鍵情報を通信先との通信時に利用する。ＡＰサーバ３は鍵情報の指定を行う際、利用に適切な鍵情報を検出し、その鍵情報の利用を指定する。ＡＰサーバ３は、例えば、一度利用された鍵情報は不適切な鍵情報と検出する。ＡＰサーバ３は、端末１，２が記憶している複数の鍵情報を記憶している。ＡＰサーバ３が端末１や端末２の保持している鍵情報を把握するためのアルゴリズムや機能はどのようなものであってもよい。一例としては上述した鍵生成装置、第一鍵供給装置５、第二鍵供給装置６、第三鍵供給装置７がＡＰサーバ３へ端末１や端末２が記憶している鍵情報を通知してもよい。ＡＰサーバ３が何らかのアルゴリズムにより端末１や端末２が記憶している鍵情報を算出してもよい。

図５は通信システムの処理フローを示す第一の図である。
図６は通信システムの処理フローを示す第二の図である。
次に本実施形態における通信システムの処理フローを順を追って説明する。
以降の処理は端末１が端末２と通信する際の処理フローである。端末１と端末２の各機能部の処理は図３で説明したが、同様の構成のため一つの図で説明している、従って説明の便宜上、以降の説明において端末１の各機能部を説明する際には、図３の各機能部の符号にａを付して説明する。また以降の説明において端末２の各機能部を説明する際には、図３の各機能部の符号にｂを付して説明する。

端末１は予め第二鍵供給装置６から認証鍵を取得する（Ｓ５０１）。また同様に端末２は予め第三鍵供給装置７から認証鍵を取得している。このような状況において端末１の通信制御部１２１ａは端末２との通信を行う通信プログラムが起動されると、端末１のＩＤをＡＰサーバ３へ送信する（Ｓ５０２）。ＡＰサーバ３の呼制御部３２は端末１のＩＤを認証装置４へ送信する（Ｓ５０３）。認証装置４は端末１のＩＤに基づいて端末１との間で認証セッションを張り認証処理を行う（Ｓ５０４）。この時、認証装置４は、ＡＰサーバ３の鍵管理部３３に鍵情報の指定を要求する。鍵管理部３３は端末１のＩＤに関連付けて、端末１で記憶する複数の鍵情報のうち利用できる鍵情報と利用できない鍵情報とを保持した鍵情報テーブルを記憶部３５に記憶している。鍵管理部３３は鍵情報テーブルから端末１で利用できる認証鍵Ａを検出し端末１がＡＰサーバ３と通信する際に利用する鍵情報と指定する。鍵管理部３３は指定した認証鍵Ａを呼制御部３２に通知する。呼制御部３２は認証セッションを認証鍵Ａで暗号化している。この時、呼制御部３２は、端末１に認証鍵Ａを用いることを通知してよい。端末１の鍵情報特定部１２２ａは認証鍵Ａを利用することを特定する。そして端末１の通信制御部１２１ａも認証鍵Ａを用いてＡＰサーバ３との認証セッション（Ａ）により通信を行う。認証装置４は、認証セッションにおいて、認証の成功または不成功を示す認証結果をＡＰサーバ３へ通知する。ＡＰサーバ３の呼制御部３２は認証が成功していれば、認証成功を端末１へ送信する。

次に端末１の通信制御部１２１ａはアドレス帳情報要求をＡＰサーバ３へ送信する（Ｓ５０５）。ＡＰサーバ３の呼制御部３２は記憶部３５に記憶するアドレス帳情報を取得して、端末１へ送信する（Ｓ５０６）。当該アドレス帳情報には端末１が通信できる端末のＩＤの一覧が含まれる。例えば当該アドレス帳情報には端末２のＩＤも含まれる。端末１はアドレス帳情報を表示画面に出力する。端末１のユーザはアドレス帳情報に基づいて通信先となる端末を指定することができる。ユーザは通信先として端末２を指定する。すると端末１の通信制御部１２１ａは端末２のＩＤを含む呼び出し要求（ＩＮＶＩＴＥ）を認証鍵Ａで暗号化してＡＰサーバ３へ送信する（Ｓ５０７）。ＡＰサーバ３の呼制御部３２は呼び出し要求を認証鍵Ａで復号する。呼制御部３２は呼び出し要求に基づいて端末１に呼び出し中信号を送信する（Ｓ５０８）。端末１の通信制御部１２１ａは呼び出し中信号に基づいて呼び出し音を端末１のスピーカから出力する（Ｓ５０９）。

他方、呼制御部３２は呼び出し要求に含まれる端末２のＩＤと通信する場合の鍵情報の特定を鍵管理部３３に要求する。鍵管理部３３は端末２の鍵情報テーブルを記憶部３５から読み取り、端末２で利用できる認証鍵Ｂを検出し端末２がＡＰサーバ３と通信する際に利用する鍵情報と指定する。鍵管理部３３は指定した認証鍵Ｂを呼制御部３２に通知する。呼制御部３２は、認証鍵Ｂを用いて暗号化した呼び出し要求（ＩＮＶＩＴＥ）を端末２へ送信する（Ｓ５１０）。この時呼制御部３２は、端末２に認証鍵Ｂを用いることを通知する。端末２の鍵情報特定部１２２ｂは認証鍵Ｂを利用することを特定する。そして端末２の通信制御部１２１ｂは、ＩＮＶＩＴＥ要求を認証鍵Ｂで復号する。通信制御部１２１ｂは呼び出し要求に基づいて、呼び出し音を端末２のスピーカから出力する（Ｓ５１１）。また通信制御部１２１ｂは呼び出し中信号をＡＰサーバ３へ送信する（Ｓ５１２）。

端末２のユーザがオフフック操作をおこなうと（Ｓ５１３）、通信制御部１２１ｂは認証鍵Ｂで暗号化した呼び出し成功信号（Ｂ）をＡＰサーバ３へ送信する（Ｓ５１４）。ＡＰサーバ３の呼制御部３２は呼び出し成功信号（Ｂ）を復号して、認証鍵Ａで暗号化した呼び出し成功信号（Ａ）を端末１へ送信する（Ｓ５１５）。端末１の通信制御部１２１ａは認証鍵Ａで暗号化した確認応答（Ａ）をＡＰサーバ３へ送信する（Ｓ５１６）。また通信制御部１２１ａは呼び出し音の出力を停止する（Ｓ５１７）。

ＡＰサーバ３の呼制御部３２は確認応答（Ａ）を受信すると端末２のＩＤを認証装置４へ送信する（Ｓ５１８）。認証装置４は端末２のＩＤに基づいて端末２との間で認証セッションを張り認証処理を行う（Ｓ５１９）。呼制御部３２は認証セッションを認証鍵Ｂで暗号化する。認証装置４は、認証セッションにおいて、認証の成功または不成功を示す認証結果をＡＰサーバ３へ通知する（Ｓ５２０）。ＡＰサーバ３の呼制御部３２は認証が成功していれば、認証成功を端末２へ送信する。呼制御部３２は端末２の認証が成功すると、第一鍵供給装置５へ端末１と端末２が直接通信接続するための共通鍵の供給を要求する（Ｓ５２１）。第一鍵供給装置５は端末１と端末２がそれぞれ保持する複数の鍵情報のうち利用できる鍵情報を記憶している。第一鍵供給装置５は端末１と端末２の両方で利用できる同じ共通鍵Ｃを特定する。例えば第一鍵供給装置５は既に利用した共通鍵以外の共通鍵Ｃを特定する。第一鍵供給装置５は共通鍵ＣをＡＰサーバ３へ送信する（Ｓ５２２）。ＡＰサーバ３の呼制御部３２は、共通鍵Ｃを認証鍵Ａで暗号化して端末１へ送信する（Ｓ５２３）。また呼制御部３２は、共通鍵Ｃを認証鍵Ｂで暗号化して端末２へ送信する（Ｓ５２４）。

端末１の通信制御部１２１ａは認証鍵Ａで共通鍵Ｃを復号する。端末２の通信制御部１２１ｂは認証鍵Ｂで共通鍵Ｃを復号する。そして端末１の通信制御部１２１ａと端末２の通信制御部１２１ｂは通信回線１０を介して直接ＲＴＰ通信を行う（Ｓ５２５）。そして相互に通信接続が行われると、端末１の通信制御部１２１ａと端末２の通信制御部１２１ｂは共通鍵Ｃを用いた暗号接続を行い相互に暗号通信（暗号通話）を行う（Ｓ５２６）。端末１または端末２の少なくとも一方で通話終了の操作が行われると、端末１の通信制御部１２１ａと端末２の通信制御部１２１ｂはそれぞれＡＰサーバ３に対して認証鍵と共通鍵の廃棄を通知する（Ｓ５２７，Ｓ５２８）。ＡＰサーバ３の鍵管理部３３は、端末１及び端末２からの認証鍵及び共通鍵の廃棄通知を受信後、認証装置４と第一鍵供給装置５に利用済みの認証鍵及び共通鍵の廃棄を通知する（Ｓ５２９）。またＡＰサーバ３の鍵管理部３３は記憶部３５内に保持する認証鍵から、利用済みの認証鍵Ａと認証鍵Ｂを廃棄する（Ｓ５３０）。またＡＰサーバ３の鍵管理部３３は記憶部３５内に共通鍵Ｃが保持されていれば、その共通鍵Ｃを廃棄してよい。同様に認証装置４は認証鍵Ａ，認証鍵Ｂ、共通鍵Ｃを廃棄してよい（Ｓ５３１）。同様に第一鍵供給装置５は認証鍵Ａ，認証鍵Ｂ、共通鍵Ｃを廃棄してよい（Ｓ５３２）。または、ＡＰサーバ３、認証装置４、第一鍵供給装置５は、利用済みの認証鍵Ａ，認証鍵Ｂ、共通鍵Ｃが、後に利用されないように利用済みフラグなどを付して管理するようにしてもよい。また端末１の利用状態管理部１２３ａは、認証鍵Ａと共通鍵Ｃを記憶部１４６ａから廃棄したり、利用済みフラグを付して管理する。同様に端末２の利用状態管理部１２３ｂは、認証鍵Ａと共通鍵Ｃを記憶部１４６ｂから廃棄したり、利用済みフラグを付して管理する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述の処理によれば、ＡＰサーバ３は、端末１や端末２が記憶し利用できる複数の認証鍵や共通鍵のうち利用に適切な認証鍵や共通鍵を検出し、その認証鍵や共通鍵を端末１や端末２が通信先との通信時に利用する鍵情報と指定する。なお上述の例では、端末１や端末２が利用済みの鍵情報以外の認証鍵や共通鍵を利用に適切な鍵情報と判定し、利用済みの鍵情報を暗号通信に利用しない。これにより暗号化通信の暗号解読の可能性を軽減することができる。

上述の通信システムにおける各処理によれば、予め端末１及び端末２内に保持する鍵情報は、ＡＰサーバ３及び認証装置４との通信に利用する認証鍵のみとし、端末同士の暗号通信に利用する共通鍵については認証装置４との認証後に第一鍵供給装置５から別途配信を受ける。これにより端末１，２内に保持する鍵情報を複数の認証鍵のみに抑えることができる。
また上述の処理において、ＡＰサーバ３や認証装置４や第一鍵供給装置５は、端末１と端末２が利用する認証鍵と共通鍵の保持・利用状況を記憶してよい。そして、ＡＰサーバ３や認証装置４や第一鍵供給装置は、端末１や端末２が利用した認証鍵や共通鍵をその利用後に廃棄し、以降は利用しないと判定する。これにより端末１や端末２が利用済みの認証鍵や共通鍵を用いた暗号通信を行わず、毎回変更する。したがって、暗号通信の暗号解読などのリスクを軽減できる。
また端末１や端末２は通信先の端末との通信に必要なアドレス帳情報を毎回ＡＰサーバ３より取得する。これにより、端末内にアドレス帳情報を残さず、端末が紛失したり盗難にあったりした場合でもアドレス帳情報の漏洩を回避することができる。
また、端末１及び端末２に対し、予め認証鍵を配送しておく仕組みを設けることにより、端末１及び端末２と認証装置４間の認証時間を短縮できると共に、公開鍵による鍵交換等を行わない場合には、将来的な暗号強度維持に不安要素のある暗号方式を適用しないことにより、安全な通信を実現することができる。なお本発明は公開鍵や秘密鍵を用いるようにしてもよい。
更に、端末１及び端末２に対し、認証後に第一鍵供給装置５から端末同士で暗号通信を行うための共通鍵を認証鍵で暗号化して配送する仕組みを設ける。これにより端末１と端末２の間の暗号接続の時間を短縮できると共に、公開鍵による鍵交換等、将来的な暗号強度維持に不安要素のある暗号方式を適用しないことにより、安全な通信を実現することができる。
また端末１及び端末２は、年齢・性別・専門知識の有無に関わらず、幅広いユーザ層による運用を想定しているため、専門的な知識を持たずとも、簡単かつ日常慣れ親しんだ操作で暗号通信を実施できる様な操作手段を実現できる。

上述の例において第二鍵供給装置６や第三鍵供給装置７は、例えば端末１や端末２が電源供給を受けるクレードル装置の内部に設けられてよい。例えば端末１をクレードルに接続すると端末１の電池に電力が供給される。一方クレードル内部に設けられた第二鍵供給装置６は、端末１と通信して利用されていない鍵情報の数を取得する。第二鍵供給装置６は取得した鍵情報の数が所定値以下である場合や、前回取得した鍵情報からの数の減少が所定値以上である場合など、鍵情報の供給を行うと判定する。第二鍵供給装置６は、鍵情報を供給すると判定すると、端末１の記憶部１４６ａに鍵情報を書き込む。鍵情報は認証鍵や共通鍵であってよい。なお第二鍵供給装置６や第三鍵供給装置７は、端末１，端末２との間で通信接続可能なインタフェースを備えていればよい。例えば、第二鍵供給装置６や第三鍵供給装置７と端末１，２との間のインタフェースは、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等の有線インタフェース、ＦｅＬｉＣａ Ａｄ−ｈｏｃ Ｌｉｎｋ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（以下、「ＦＡＬＰ」）等の非接触シリアルインタフェース、ｍｉｃｒｏＳＤカード等の記録媒体等であってよい。

第二鍵供給装置６や第三鍵供給装置７は、第一鍵供給装置５やＡＰサーバ３から端末１や端末２など接続された端末に対して鍵情報を出力するよう指示を受けるようにしてもよい。この場合、ＡＰサーバ３の鍵管理部３３や第一鍵供給装置５は、何等かの手法によって端末１や端末２の鍵情報の数を取得する。ＡＰサーバ３の鍵管理部３３や第一鍵供給装置５は、例えば端末１や端末２から利用していない鍵情報の数の通知を受けてもよい。ＡＰサーバ３の鍵管理部３３や第一鍵供給装置５は、取得した端末の鍵情報の数が所定値以下である場合や、当該端末について前回取得した鍵情報からの数の減少が所定値以上である場合など、鍵情報の供給を行うと判定する。ＡＰサーバ３の鍵管理部３３や第一鍵供給装置５は、鍵情報を供給すると判定すると、対象となる端末に対応する第二鍵供給装置６や第三鍵供給装置７に対して鍵情報の送出を指示する。ＡＰサーバ３の鍵管理部３３や第一鍵供給装置５は、送出する鍵情報の種類や数を第二鍵供給装置６や第三鍵供給装置７へ通知してよい。これにより第二鍵供給装置６や第三鍵供給装置７は端末１や端末２に対して１つまたは複数の鍵情報を自身で生成し、その鍵情報を送出するようにしてよい。または第二鍵供給装置６や第三鍵供給装置７は端末１や端末２に対して送出する鍵情報を鍵生成装置から取得してその鍵情報を送出するようにしてよい。

図７は鍵情報の管理例を示す図である。
図７においては端末１、端末２、端末３が保持する鍵情報の量を示している。縦軸は鍵対応関係と鍵情報の記憶範囲を示しており、縦軸の幅で表される量の鍵情報を各端末が保持しているとする。また縦軸の位置が一致する鍵情報を保持している端末同士は、対応する鍵情報をそれぞれ保持していることを示す。図７より端末１はｔ２〜ｔ６の範囲の鍵情報を保持している。端末２はｔ４〜ｔ７の範囲の鍵情報を保持している。端末３はｔ１〜ｔ３，ｔ５〜ｔ７の範囲の鍵情報を示している。鍵情報の範囲は例えば数値によって表される範囲であってよい。端末１が盗難、紛失などによって利用不可となった場合、ＡＰサーバ３または第一鍵供給装置５は端末１が利用不可となったことの情報を取得する。例えば管理者によって端末１が利用不可であることの情報が入力されてもよい。または利用不可となったことを示す情報を基地局などから信号として受信するようにしもよい。そうするとＡＰサーバ３の鍵管理部３３や第一鍵供給装置５は、自身で記憶する端末１の鍵情報に基づいて端末１が記憶する鍵情報を検出する。例えばＡＰサーバ３の鍵管理部３３や第一鍵供給装置５は端末１の記憶する鍵情報の範囲ｔ２〜ｔ６を検出する。鍵管理部３３は利用不可となった端末１のＩＤと、鍵情報の範囲を記憶しておく。そして端末１が再度利用可能となった場合には、新たに端末１が保持することとなる鍵情報の範囲を記憶してよい。ＡＰサーバ３の鍵管理部３３や第一鍵供給装置５は端末１が通信先と通信する場合には、利用不可として記憶したｔ２〜ｔ６の範囲外の鍵情報を特定し、端末１にその鍵情報を利用するよう指示する。ＡＰサーバ３の鍵管理部３３や第一鍵供給装置５は、端末１のＩＤとその端末１が使用できない鍵情報の範囲ｔ２〜ｔ６の情報を通信先（端末２や端末３など）に通知するようにしてもよい。端末１が保持するｔ２〜ｔ６の範囲の鍵情報が利用不可となった場合には、対応する鍵情報のうち端末２が保持するｔ４〜ｔ６の範囲の鍵情報と、端末３が保持するｔ２〜ｔ３，ｔ５〜ｔ６の範囲の鍵情報は、端末１との通信時には利用できないと判定されてよい。

関連する端末間通信におけるセキュリティ技術としては、比較的、固定通信網における通信機器への適用を考慮したものが多く、携帯電話などの無線端末におけるデータ通信システムに適用する上で以下の課題を全て満たす技術が乏しい。具体的には、（１）暗号方式における将来的な不安要素の解消、（２）即時性通信に対応した処理時間の短縮、（３）携帯端末のハードウェア上の制約及び保全性、（４）不特定ユーザに適応した容易な操作といった、暗号方式や携帯端末固有に内在する課題に適応したセキュリティ技術が求められていた。

［暗号方式における将来的な不安要素］
暗号通信に多く使われる、事前に設定した共通鍵を一定期間（日単位、週単位等）固定的に使用する方式については、共通鍵の固定使用期間内に複数回通信を傍受された場合、鍵情報が同一のため、傍受されたデータから暗号アルゴリズムや元の通信内容を解析・解読されやすいというリスクを有する。現在世界中の研究機間や企業にて研究が推進されている量子計算機が将来普及した場合、公開鍵や秘密鍵を用いた鍵交換方式（「Ｄｅｆｆｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ（以下、「ＤＨ」）方式」や「ＲＳＡ方式」等）については、暗号アルゴリズムが容易に解析されると言われている。したがって、長期的な運用において暗号強度面に不安要素を有する。そのため、暗号通信に使用する認証鍵及び共通鍵については長期間使用せず使い捨てする方式及び装置構成、傍受されたとしても容易に解析されない暗号方式及び認証鍵及び共通鍵を安全に伝送可能な接続方式及び装置構成等について検討・適用する必要があった。

［即時性通信に対応した処理時間短縮］
また一例として、セキュリティに関する技術の一つ、公開鍵暗号による端末とサーバ間での、Ｄｅｆｆｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ（以下、「ＤＨ」）方式を用いた鍵交換（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｋｅｙ Ｅｘｃｈａｎｇｅ（以下、「ＩＫＥ」））プロトコルについて述べる。この技術においては暗号接続を実施する場合、まずは端末同士または端末とサーバ間で鍵生成に必要なデータの交換から鍵生成を実施し、その後生成された鍵情報を用いての暗号接続に移行する動作となる。この鍵交換から鍵生成手順は暗号接続手順の中に含まれるため、即時通話を求められる端末においては、ユーザが発信操作を行ってから通信できるまでの接続時間が増加する結果、ユーザにストレスを与える要因となる。よって、接続時間に影響するような暗号接続方式（公開鍵の使用による鍵交換方式等）に代わり、端末及びサーバが高速かつ安全に、暗号接続に必要な鍵情報伝送できる接続方式及び装置構成について検討・適用する必要があった。

［端末のハードウェア上の制約及び保全性］
端末のハードウェア、ソフトウェア性能は向上しているとはいえ、演算機能や鍵管理・保持機能等、暗号処理に関する機能、性能（以下、「暗号関連機能」）をハードウェアで作り込みできる固定系の通信装置と比べると、携帯端末は暗号関連機能をソフトウェアのみで実現させなければならない制約がある。よって携帯端末は、暗号関連機能を含む携帯端末用の実行アプリケーション（以下、「アプリ」）については、携帯端末のハードウェア、ソフトウェア（オペレーティング・システム、以下「ＯＳ」を含む）への負荷を極力低減する様な処理方式及び構成を検討・適用する必要がある。加えて、携帯端末は小型・軽量で持ち運びに便利な反面、紛失や盗難に脆弱な面を持つため、これら携帯端末の脆弱面を考慮した接続方式、情報の保全方式及びそれを可能にする装置構成についても検討・適用する必要があった。

［不特定ユーザに適応した容易な操作］
携帯端末同士の接続及び携帯端末とサーバ間にて暗号接続を実施する場合、パスワード操作や鍵共有操作等を増やせばセキュリティ性は向上するが、同時に操作性は低下し、ユーザにストレスを与える要素にもなる。携帯端末は、年齢・性別・専門知識の有無を問わず、様々なユーザによって使用されるため、専門的な知識を持たなくても簡単に操作できる必要がある。例えば、暗号による音声通信を実現する場合を考えると、ユーザが暗号通信を行うための特別な手順や操作を意識せず、普段ユーザ自身の持つ携帯端末にて日常的に行う操作（ダイヤル操作や電話帳選択等）による発信操作と最小限の認証行為（パスワード入力等）によって、確実に認証や暗号接続に移行できる様な接続方式及びそれを可能にする装置構成等を充分検討する必要があった。

本発明は以上の課題点に鑑みなされたものである。本実施形態による通信システムによれば、端末１，２とＡＰサーバ３及び認証装置４間及び端末１，２間における通信の安全性を充分確保できる認証、暗号通信方式を採用すると共に、ユーザ自身が通信システムを意識せず、かつ簡単に暗号通信を実現できる。

上述の各装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１，２・・・端末
３・・・ＡＰサーバ
４・・・認証装置
５・・・第一鍵供給装置
６・・・第二鍵供給装置
７・・・第三鍵供給装置

Claims (14)

1. 端末装置が記憶し利用できる複数の鍵情報のうち利用に適切な鍵情報を検出し、その鍵情報を前記端末装置が通信先との通信時に利用する鍵情報と指定する鍵管理部と、
   を備える鍵管理装置。
2. 前記鍵管理部は、前記端末装置が利用済みの鍵情報以外の鍵情報を適切な鍵情報と判定する
   請求項１に記載の鍵管理装置。
3. 前記鍵管理部は、不適切な鍵情報に対応する前記通信先の対応鍵情報の利用不可を前記通信先に通知する
   請求項１または請求項２に記載の鍵管理装置。
4. 前記鍵管理部は、前記端末装置の利用停止を検出した場合に、当該端末装置の記憶する全ての鍵情報を不適切な鍵情報であると判定する
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の鍵管理装置。
5. 前記鍵管理部は、前記端末装置が利用できる複数の鍵情報の数に基づいて前記端末装置に供給される新たな鍵情報を特定する
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載の鍵管理装置。
6. 端末装置と鍵管理装置とを備え、
   前記鍵管理装置が、
   端末装置が記憶し利用できる複数の鍵情報のうち利用に適切な鍵情報を検出し、その鍵情報を前記端末装置が通信先との通信時に利用する鍵情報と指定する鍵管理部と、
   を備える通信システム。
7. 前記端末装置が利用できる複数の鍵情報の数に基づいて、新たな鍵情報の前記端末装置への供給を行う鍵供給装置と、
   を備える請求項６に記載の通信システム。
8. 複数の鍵情報を記憶する鍵情報記憶部と、
   前記鍵情報のうち通信先との通信時に利用する鍵情報を特定する鍵情報特定部と、
   前記鍵情報の利用に基づいて当該利用した鍵情報を利用不可と決定する利用状態管理部と、
   前記複数の鍵情報のうちの前記利用不可と決定した鍵情報の数に基づいて鍵供給装置から新たな鍵情報を取得する鍵情報取得部と、
   を備える端末装置。
9. 前記複数の鍵情報と前記利用不可と決定した鍵情報とに基づいて、利用可能な鍵情報の数を表す情報を出力する鍵情報出力部と、を備える請求項８に記載の端末装置。
10. 端末装置が記憶し利用できる複数の鍵情報のうち利用に適切な鍵情報を検出し、その鍵情報を前記端末装置が通信先との通信時に利用する鍵情報と指定する
    鍵管理方法。
11. 端末装置と鍵管理装置とを備え、通信システムにおいて、
    前記鍵管理装置が、
    端末装置が記憶し利用できる複数の鍵情報のうち利用に適切な鍵情報を検出し、その鍵情報を前記端末装置が通信先との通信時に利用する鍵情報と指定する
    通信方法。
12. 端末装置が、
    複数の鍵情報を記憶し、
    前記鍵情報のうち通信先との通信時に利用する鍵情報を特定し、
    前記鍵情報の利用に基づいて当該利用した鍵情報を利用不可と決定し、
    前記複数の鍵情報のうちの前記利用不可と決定した鍵情報の数に基づいて鍵供給装置から新たな鍵情報を取得する
    処理方法。
13. 鍵管理装置のコンピュータを、
    端末装置が記憶し利用できる複数の鍵情報のうち利用に適切な鍵情報を検出し、その鍵情報を前記端末装置が通信先との通信時に利用する鍵情報と指定する鍵管理手段、
    として機能させるプログラム。
14. 端末装置のコンピュータを、
    複数の鍵情報を記憶する鍵情報記憶手段、
    前記鍵情報のうち通信先との通信時に利用する鍵情報を特定する鍵情報特定手段、
    前記鍵情報の利用に基づいて当該利用した鍵情報を利用不可と決定する利用鍵判定手段、
    前記複数の鍵情報のうちの前記利用不可と決定した鍵情報の数に基づいて鍵供給装置から新たな鍵情報を取得する鍵情報取得手段、
    として機能させるプログラム。

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