JP2018074457A

JP2018074457A - ブルートゥース通信システム

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Publication number: JP2018074457A
Application number: JP2016214052A
Authority: JP
Inventors: 周平近馬; Shuhei Chikama
Original assignee: Gl Solutions Inc
Current assignee: Gl Solutions Inc
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2016-11-01
Publication date: 2018-05-10
Anticipated expiration: 2036-11-01
Also published as: JP6298514B1

Abstract

【課題】ペアリングなしでも、不正な認証行為を排除した通信を確立すること、又、予め通信を確立することが認められた機器間のみで通信を確立して認証出来るブルートゥース通信システムを提供する。【解決手段】マスターモードでスレーブモードのスレーブ機器からの認証のための第一認証情報を受信したマスター機器が、マスターモードをスレーブモードに切り替えてスレーブ機器となり、マスターモードに切り替えたマスター機器に認証のための第二認証情報を送信する。スレーブ機器は第二認証情報送信後に、スレーブモードをマスターモードに切り替えてマスター機器になり、マスターモードでスレーブモードのスレーブ機器からの認証のための第二認証情報を受信したマスター機器が、マスターモードをスレーブモードに切り替えてスレーブ機器となり、スレーブモードをマスターモードに切り替えたマスター機器に認証のための第三認証情報を送信する構成とした。【選択図】図４

Description

本発明は、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））通信システム及びブルートゥース通信方法に関し、詳しくはブルートゥース通信におけるマスター装置とスレーブ装置間における不正認証動作を排除するための通信システム及び通信方法に関する。

ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））通信では、他の通信機器に接続を試みるスレーブ機器とスレーブ機器から接続を試みられたマスター機器間で行う通信であり、マスター機器として作用するためのマスターモードとスレーブ機器として作用するためのスレーブモードでは通信時の動作形態の一部が異なっている。尚、この動作の異なりは、夫々の機器の記憶装置に記憶されたソフトウェア及びハードウェアの違いにより生じるものである。

このようなブルートゥース通信において、様々なデータの送受信を行うに先立って、予め通信が認められた機器間のみで通信を確立出来るように、マスター機器とスレーブ機器間において、アドバタイズ動作にて互いを認証し合い、通信の許可を行った後に認証データ以外のデータの送受信を行う方法が採用されている（特許文献１及び特許文献２）。

そして、スレーブ機器から送信された情報に基づいてマスター機器が当該情報を判断して認証が行われ、通信が確立されている。即ち、スレーブ機器は情報の送信のみを行い、マスター機器は当該情報の受信と当該情報の確認を行うという一方向の認証作業が行われている。

しかし、ブルートゥース通信において、マスター機器とスレーブ機器間において、アドバタイズ動作にて互いの認証データを認証し合う場合に、従来の認証方法では、本来は認証が許可されない状態であるのに、認証データが認証されてしまうことがあり、又、悪意による認証データ構築による等して不正な認証行為がなされる恐れがあった。

そこで、データの送受信を行うに先立って、マスター機器とスレーブ機器間においてペアリングを行い、通信の許可を行った後にデータの送受信を行う方法が採用されている（特許文献２）。

特開２００２−３６７２８０号公報特開２０１３−１２６０９２号公報

しかし、ペアリングは消費電力が大きく、出来るだけ電力を長持ちさせたいブルートゥース通信に用いられるマスター機器とスレーブ機器にとっては好ましくなかった。

そこで、本発明は、ブルートゥース通信において、ペアリングなしでも、不正な認証行為を排除した通信を確立することを目的とする。又、より確実に不正な認証行為を排除した通信を確立することを目的とする。又、予め通信を確立することが認められた機器間のみで通信を確立して認証出来るようにすることを目的とする。

以上のような課題を解決するための手段としての本発明は、ブルートゥース通信に用いられるブルートゥース通信モジュールを備えた第一機器であって、初期状態ではスレーブ機器であり、通信部が、初期状態ではマスター機器である第二機器に認証のための第二認証情報を送信した場合に、マスタースレーブ切替部がスレーブモードをマスターモードに切り替えて、マスター機器として動作し、前記通信部が、マスターモードからスレーブモードに切り替えた前記第二機器からの認証のための第三認証情報を受信した場合に、受信データ判定部が前記第二機器を認証することを特徴とする機器である。

又、上記機器において、ブルートゥース通信に用いられるブルートゥース通信モジュールを備えた第一機器であって、初期状態ではマスター機器であり、マスターモードで通信部がスレーブモードの第二機器からの認証のための第一認証情報を受信した場合に、マスタースレーブ切替部がマスターモードをスレーブモードに切り替えて、スレーブ機器として動作し、前記通信部が、初期状態ではスレーブ機器でありスレーブモードをマスターモードに切り替えた前記第二機器に認証のための第二認証情報を送信した場合に、前記マスタースレーブ切替部がスレーブモードをマスターモードに切り替えて、マスター機器として動作し、マスターモードで前記通信部がスレーブモードの前記第二機器からの認証のための第三認証情報を受信した場合に、前記受信データ判定部が前記第二機器を認証することを特徴とする機器である。

又、ブルートゥース通信に用いられるブルートゥース通信モジュールを備えた第二機器であって、初期状態ではマスター機器であり、通信部が、初期状態ではスレーブ機器である第一機器から認証のための第二認証情報を受信した場合に、マスタースレーブ切替部がマスターモードをスレーブモードに切り替えて、スレーブ機器として動作し、前記通信部が、スレーブモードからマスターモードに切り替えた前記第一機器に認証のための第三認証情報を送信することを特徴とする機器である。

又、上記機器において、ブルートゥース通信に用いられるブルートゥース通信モジュールを備えた第二機器であって、初期状態ではスレーブ機器であり、スレーブモードで通信部がマスターモードの第一機器に認証のための第一認証情報を送信した場合に、マスタースレーブ切替部がスレーブモードをマスターモードに切り替えて、マスター機器として動作し、前記通信部が、初期状態ではマスター機器でありマスターモードをスレーブモードに切り替えた前記第一機器から認証のための第二認証情報を受信した場合に、前記マスタースレーブ切替部がマスターモードをスレーブモードに切り替えて、スレーブ機器として動作し、スレーブモードで前記通信部がマスターモードの前記第一機器に認証のための第三認証情報を送信することを特徴とする機器である。

又、マスター機器とスレーブ機器を備えたブルートゥース通信システムであって、初期状態ではスレーブ機器であり、通信部が、初期状態ではマスター機器である第二機器に認証のための第二認証情報を送信した場合に、マスタースレーブ切替部がスレーブモードをマスターモードに切り替えて、マスター機器として動作し、前記通信部が、マスターモードからスレーブモードに切り替えた前記第二機器からの認証のための第三認証情報を受信した場合に、受信データ判定部が前記第二機器を認証する第一機器と、初期状態ではマスター機器であり、通信部が、初期状態ではスレーブ機器である第一機器から認証のための第二認証情報を受信した場合に、マスタースレーブ切替部がマスターモードをスレーブモードに切り替えて、スレーブ機器として動作し、前記通信部が、スレーブモードからマスターモードに切り替えた前記第一機器に認証のための第三認証情報を送信する第二機器を備えることを特徴とするブルートゥース通信システムである。

又、上記ブルートゥース通信システムにおいて、マスター機器とスレーブ機器を備えたブルートゥース通信システムであって、初期状態ではマスター機器であり、マスターモードで通信部がスレーブモードの第二機器からの認証のための第一認証情報を受信した場合に、マスタースレーブ切替部がマスターモードをスレーブモードに切り替えて、スレーブ機器として動作し、前記通信部が、初期状態ではスレーブ機器でありスレーブモードをマスターモードに切り替えた前記第二機器に認証のための第二認証情報を送信した場合に、前記マスタースレーブ切替部がスレーブモードをマスターモードに切り替えて、マスター機器として動作し、前記通信部が、マスターモードからスレーブモードに切り替えた前記第二機器からの認証のための第三認証情報を受信した場合に、受信データ判定部が前記第二機器を認証する第一機器と、初期状態ではスレーブ機器であり、スレーブモードで通信部がマスターモードの第一機器に認証のための第一認証情報を送信した場合に、マスタースレーブ切替部がスレーブモードをマスターモードに切り替えて、マスター機器として動作し、前記通信部が、初期状態ではマスター機器でありマスターモードをスレーブモードに切り替えた前記第一機器から認証のための第二認証情報を受信した場合に、前記マスタースレーブ切替部がマスターモードをスレーブモードに切り替えて、スレーブ機器として動作し、前記通信部が、スレーブモードからマスターモードに切り替えた前記第一機器に認証のための第三認証情報を送信する第二機器を備えることを特徴とするブルートゥース通信システムである。

又、上記ブルートゥース通信システムにおいて、前記第一機器が前記第二機器からの認証のための第三認証情報を受信した場合であって、前記第一機器の受信データ判定部が前記第二機器を認証した場合に、前記第一機器と前記第二機器間でペアリングを行うことを特徴するブルートゥース通信システムである。

又、ブルートゥース通信方法であって、スレーブモードでマスターモードのマスター機器に認証のための第二認証情報を送信した後に、スレーブモードをマスターモードに切り替えてマスター機器になり、前記第二認証情報を受信した後にマスターモードをスレーブモードに切り替えたスレーブ機器からの認証のための第三認証情報を受信し、前記第三認証情報を送信した前記スレーブ機器を認証することを特徴とするブルートゥース通信方法である。

又、上記ブルートゥース通信方法において、マスターモードでスレーブモードのスレーブ機器からの認証のための第一認証情報を受信したマスター機器が、マスターモードをスレーブモードに切り替えてスレーブ機器となり、スレーブモードをマスターモードに切り替えたマスター機器に認証のための第二認証情報を送信した後に、スレーブモードをマスターモードに切り替えてマスター機器になり、前記第二認証情報を受信した後にマスターモードをスレーブモードに切り替えたスレーブ機器からの認証のための第三認証情報を受信し、前記第三認証情報を送信した前記スレーブ機器を認証することを特徴とするブルートゥース通信方法である。

又、ブルートゥース通信方法であって、マスター機器が、スレーブ機器からの認証のための第二認証情報を受信した後に、マスターモードをスレーブモードに切り替えてスレーブ機器となり、前記スレーブ機器が、前記第二認証情報を送信した後にスレーブモードをマスターモードに切り替えたマスター機器に、認証のための第三認証情報を送信することを特徴とするブルートゥース通信方法である。

又、上記ブルートゥース通信方法において、ブルートゥース通信方法であって、スレーブモードでマスターモードのマスター機器に認証のための第一認証情報を送信したスレーブ機器が、スレーブモードをマスターモードに切り替えてマスター機器となり、マスターモードをスレーブモードに切り替えたスレーブ機器からの認証のための第二認証情報を受信した後に、マスターモードをスレーブモードに切り替えてスレーブ機器となり、前記スレーブ機器が、前記第二認証情報を送信した後にスレーブモードをマスターモードに切り替えたマスター機器に認証のための第三認証情報を送信することを特徴とするブルートゥース通信方法である。

又、マスターとスレーブを用いたブルートゥース通信方法であって、スレーブ機器がマスター機器に認証のための第一認証情報を送信するステップと、マスター機器がスレーブ機器からの前記第一認証情報を受信するステップと、スレーブ機器がマスター機器に前記第一認証情報を送信した後に、マスター機器に切り替わるステップと、マスター機器がスレーブ機器からの前記第一認証情報を受信した後に、スレーブ機器に切り替わるステップと、スレーブ機器がマスター機器に認証のための第二認証情報を送信するステップと、マスター機器がスレーブ機器からの前記第二認証情報を受信するステップと、前記第二認証情報を受信したマスター機器がスレーブ機器に切り替わるステップと、前記第二認証情報を送信したスレーブ機器がマスター機器に切り替わるステップと、前記第二認証情報を受信したマスター機器が切り替わったスレーブ機器が、前記第二認証情報を送信したスレーブ機器が切り替わったマスター機器に認証のための第三認証情報を送信するステップと、前記第二認証情報を送信したスレーブ機器が切り替わったマスター機器が前記第三認証情報を受信するステップと、前記第三認証情報を受信したマスター機器が、前記第三認証情報を送信したスレーブ機器を認証するステップと、を備えることを特徴とするブルートゥース通信方法である。

又、上記ブルートゥース通信方法において、前記第三認証情報を受信したマスター機器と前記第三認証情報を送信したスレーブ機器がペアリングを行うステップと、を備えることを特徴とするブルートゥース通信方法である。

又、ブルートゥース通信方法を用いた施解錠方法であって、キー装置がスレーブモードでマスターモードの施解錠制御装置に認証のための第一認証情報を送信するステップと、前記施解錠制御装置がマスターモードでスレーブモードの前記キー装置からの前記第一認証情報を受信するステップと、前記キー装置が前記施解錠制御装置に前記第一認証情報を送信した後に、スレーブモードをマスターモードに切り替えるステップと、前記施解錠制御装置が前記キー装置からの前記第一認証情報を受信した後に、マスターモードをスレーブモードに切り替えるステップと、前記施解錠制御装置がスレーブモードをマスターモードに切り替えた前記キー装置に認証のための第二認証情報を送信するステップと、前記キー装置がマスターモードをスレーブモードに切り替えた前記施解錠制御装置からの前記第二認証情報を受信するステップと、前記キー装置が前記施解錠制御装置からの前記第二認証情報を受信した後に、マスターモードをスレーブモードに切り替えるステップと、前記施解錠制御装置が前記キー装置に前記第二認証情報を送信した後に、スレーブモードをマスターモードに切り替えるステップと、前記キー装置がスレーブモードでマスターモードの前記施解錠制御装置に、施解錠の要求を含む、認証のための第三認証情報を送信するステップと、前記施解錠制御装置がマスターモードでスレーブモードの前記キー装置からの前記第三認証情報を受信するステップと、施解錠の要求を含む前記第三認証情報を受信した前記施解錠制御装置が扉装置に解錠又は施錠を指示するステップと、を備えることを特徴とする施解錠方法である。

又、上記施解錠方法において、前記施解錠制御装置が前記第三認証情報を受信した後に、前記施解錠制御装置と前記キー装置がペアリングを行うステップと、を備えることを特徴とする施解錠方法である。

以上のような本発明によれば、ブルートゥース通信において、ペアリングなしでも、不正な認証行為を排除した通信を確立することが可能となった。又、より確実に不正な認証行為を排除した通信を確立することが可能となった。又、予め通信を確立することが認められた機器間のみで通信を確立して認証することが可能となった。

本発明実施例の概略構成ブロック図ブルートゥース通信モジュールの概略構成ブロック図ブルートゥース通信モジュールの概略構成ブロック図キー装置の動作を示すフロー図キー装置の動作を示すフロー図キー装置の動作を示すフロー図施解錠制御装置の動作を示すフロー図施解錠制御装置の動作を示すフロー図

以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明のブルートゥース通信システム１の概略構成を示すブロック図である。本発明において、ブルートゥースの規格としてはブルートゥースローエナジー（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＬＥ）が用いられる。ブルートゥース通信システム１はマスターとしての施解錠制御装置２とスレーブとしてのキー装置３を備えて構成される通信網であり、図１に示す実施の形態においてはキー装置３は１個で構成されているが、１個の施解錠制御装置２に対して１個又は複数のキー装置３で構成することが出来る。

マスターとしての施解錠制御装置２は、施解錠制御装置２を制御するＣＰＵ２１、ＣＰＵ２１とバス２０で接続された、スレーブとしてのキー装置３との通信をブルートゥースの通信規格に準拠した通信に係る通信処理で実行するブルートゥース通信モジュール２２、記憶装置としてのＲＯＭ２６、図示しない扉装置との通信を行うためのＩ／Ｆ回路２８を備えて構成されている。ＲＯＭ２６にはブルートゥース通信で用いられるマスター用プログラム等を記憶させることも可能である。又、施解錠制御装置２は、扉装置における鍵の位置を把握する錠位置センサ２３、錠駆動回路２４、施解錠制御装置２周囲の人を感知する人感センサ２５、電源としての電池２７、外部電源２７１、ＲＦ回路２００、スイッチ２９等を備えることとしてもよい。

施解錠制御装置２は、常に起動した状態でもよいが、省電力化の為、スイッチ２９の操作により、又は人感センサ２５が施解錠制御装置２周囲の人を感知することにより起動する構成とすることが好ましい。又、電池２７と外部電源２７１は両方備えてもよいがいずれかのみを備える構成としてもよい。

ブルートゥース通信モジュール２２は、アンテナ２２１を含み、その他図２に示すように、ブルートゥース通信モジュール２２を制御するＣＰＵコア７１、ブルートゥース通信のプログラムを格納するプログラム領域のメモリ７２、ブルートゥースローエナジー（ＢＬＥ）関連動作を行うＢＬＥコア７３、ブルートゥース通信ハード部であるＲａｄｉｏトランシーバ７４、外部とのインターフェイスであるＩ／Ｏ７５、その他図示しない電源、発振子等を備えて構成されている。又、図３に示すように、ブルートゥース通信を行う通信部２２２、機器のマスターとスレーブを切り替えさせるマスタースレーブ切替部２２３、スレーブ機器から受信したデータが正しいかを判定する受信データ判定部２２４、暗号化鍵生成部２２５を備え、これらはメモリ７２に格納されたプログラムが制御部２２６であるＣＰＵコア７１の制御のもとに実行されることにより構成される。又、公開鍵、固定の秘密鍵、可変の秘密鍵等のデータはメモリ７２に格納されている。

施解錠制御装置２は、ブルートゥース通信モジュール２２により後述するキー装置３のブルートゥース通信モジュール３２間での通信の確立により、ＣＰＵ２１の制御によりＩ／Ｆ回路２８を介して図示しない扉装置に解錠又は施錠の指示及び扉錠等の状態情報や外部情報の入力や出力を行い、図示しない扉の錠を施解錠させ、更に、錠駆動回路２４を介して図示しない扉装置に解錠又は施錠の指示を行い、図示しない扉の錠を施解錠するための装置である。

スレーブとしてのキー装置３は、マスターとしての施解錠制御装置２との通信をブルートゥースの通信規格に準拠した通信に係る通信処理で実行するブルートゥース通信モジュール３２、記憶装置としてのＲＯＭ３６、電源としての電池３７を備えて構成されている。ＲＯＭ３６にはブルートゥース通信で用いられるスレーブ用プログラムやスレーブ機器ＩＤ等を記憶させることも可能である。又、キー装置３はＮＦＣダイナミックタグとアンテナを備えたＮＦＣモジュール等の通信モジュール３３、スイッチ３８、振動センサ３９を備えることとしてもよい。通信モジュール３３を設けることによりキー装置３をＩＣタグ等として使用することが出来る。尚、スレーブ機器ＩＤはＮＦＣダイナミックタグに記憶させることが出来、このような構成により、キー装置３をＩＣタグ等として使用する場合にブルートゥース通信で使用したスレーブ機器ＩＤと同じＩＤとして扱うことが出来る。

又、キー装置３は、常に起動した状態でもよいが、省電力化の為、スイッチ３８の操作により電源の入切を手入力で行い、又は、振動センサ３９がキー装置３の振動を感知することにより振動がないときには電源を切り、振動がある時には電源を入れることとしてもよい。又、キー装置３は、図示しない解錠ボタン及び施錠ボタンを設け、ブルートゥース通信モジュール３２が押下されたボタンが解錠又は施錠するかのボタンの状態を判定して、錠を解錠するか施錠するかの要求を施解錠制御装置２に送る。

尚、キー装置３には解錠ボタン及び施錠ボタンを設けず、施解錠制御装置２に送られる要求は、解錠する要求のみとしてもよい。この場合、施解錠制御装置２は図示しない扉装置に解錠の指示を行い、更に所定時間経過後に施解錠制御装置２は扉装置に施錠の指示を行う構成とすることが出来る。又、キー装置３には解錠ボタン及び施錠ボタンを設けず、施解錠制御装置２に送られる要求は、錠の現在の解錠状態又は施錠状態と逆の状態とする要求とすることとしてもよい。

ブルートゥース通信モジュール３２は、アンテナ３２１を含み、その他図２に示すように、ブルートゥース通信モジュール２２を制御するＣＰＵコア７１、ブルートゥース通信のプログラムを格納するプログラム領域のメモリ７２、ブルートゥースローエナジー（ＢＬＥ）関連動作を行うＢＬＥコア７３、ブルートゥース通信ハード部であるＲａｄｉｏトランシーバ７４、外部とのインターフェイスであるＩ／Ｏ７５、その他図示しない電源、発振子等を備えている。又、図３に示すように、ブルートゥース通信を行う通信部３２２、マスタースレーブ切替部３２３、ＩＤ生成部３２４、暗号化制御データ生成部３２５を備え、これらはメモリに格納されたプログラムが制御部３２６であるＣＰＵコアの制御のもとに実行されることにより構成される。又、公開鍵、固定の秘密鍵、可変の秘密鍵等のデータはメモリ７２に格納されている。

キー装置３は、ブルートゥース通信モジュール３２により施解錠制御装置２のブルートゥース通信モジュール２２間での通信の確立により、施解錠制御装置２の錠の解錠又は施錠或いは更に扉を開け閉めさせるための装置である。

ブルートゥース通信モジュール２２とブルートゥース通信モジュール３２を同一の構成とすることで、施解錠制御装置２をマスター機器としてもスレーブ機器としても作用させることが出来、キー装置３をスレーブ機器としてもマスター機器としても作用させることが出来る。そして、施解錠制御装置２とキー装置３は、ブルートゥース通信モジュール２２、３２においてマスタースレーブ切替部２２３、３２３からの切替指令に従って、即ち、メモリ７２に格納されたプログラムに従って、マスター機器として作用するマスターモードからスレーブ機器として作用するスレーブモードへ、或いはスレーブ機器として作用するスレーブモードからマスター機器として作用するマスターモードへの切替を行う。

上記の構成の施解錠制御装置２及びキー装置３の動作について図４〜図８を参照して説明する。図４は初期状態としてスレーブとしてのキー装置３の処理手順を示すフロー図であり、図５は図４のＳ２０２のダミーＩＤの作成の詳細な処理手順を示すフロー図であり、図６は図４のＳ２０７の暗号化制御データの生成の詳細な処理手順を示すフロー図であり、図７は初期状態としてマスターとしての施解錠制御装置２の処理手順を示すフロー図であり、図８は図７のＳ４０５の暗号化制御データの生成の詳細な処理手順を示すフロー図である。尚、施解錠制御装置２及びキー装置３とでの通信が開始される前の初期状態では、施解錠制御装置２がマスター機器として作用しており、キー装置３がスレーブ機器として作用している。

施解錠制御装置２は、スイッチ２９の操作により、又は人感センサ２５が施解錠制御装置２の周囲に人を感知することにより起動する。尚、常時起動している構成としてもよい。キー装置３は、スイッチ３８の操作により、又は、振動センサ３９がキー装置３の振動を感知することにより起動する。尚、常時起動している構成としてもよい。

図４に示すように、キー装置３において、ブルートゥース通信モジュール３２はスレーブモードであり、キー装置３はスレーブ機器として動作を開始するＳ２０１。そして先ず、認証のための第一認証情報としてのダミーＩＤの作成を行うＳ２０２。

Ｓ２０２のダミーＩＤの作成について詳細に説明すると、図５に示すように、ブルートゥース通信モジュール３２、詳しくはＩＤ生成部３２４は、ＮＦＣダイナミックタグ等で構成することが出来る通信モジュール３３内の送受信用ＩＣの特有のＩＤを取得するＳ２１１。そして、メモリ７２内に格納された鍵１のデータを用いて上記特有のＩＤを暗号化しＳ２１２、ダミーＩＤを完成させるＳ２１３。そして、図４に示すように、スレーブ機器としてダミーＩＤをマスターとしての施解錠制御装置２に通信部３２２が送信するＳ２０３。尚、鍵１はＣＰＵコア又はＢＬＥコアの記憶領域に格納する構成としてもよい。

このようにキー装置３が施解錠制御装置２に送信するＩＤ、即ち認証のための第一認証情報としてダミーＩＤを用いることで、よりセキュリティーを高めることが出来る。尚、ここでキー装置３が施解錠制御装置２に送信するＩＤはダミーＩＤではなく、予めブルートゥース通信モジュール３２内のメモリに記憶されたＩＤを用いてもよい。この場合にはキー装置３は通信モジュール３３を備えなくてもよい。

キー装置３は、図４に示すように、ダミーＩＤを施解錠制御装置２に送信した後、マスタースレーブ切替部３２３が、言い換えればメモリ７２に格納されたプログラムがＣＰＵコア７１の制御のもとに実行されて、ブルートゥース通信モジュール３２をマスターモードに切替えて、キー装置３をマスター機器に切り替えて待ち受け動作となるＳ２０４。

図７に示すように、施解錠制御装置２においてブルートゥース通信モジュール２２はマスターモードであり、施解錠制御装置２はマスター機器として動作を開始するＳ４０１。そして、スレーブ機器としてのキー装置３からの信号を待ち受ける動作を行うＳ４０２。そして、受信データ判定部２２４がスレーブ機器としてのキー装置３からの返信の有無を確認するＳ４０３。キー装置３からの返信がある場合（Ｙｅｓ）には、メモリ７２に格納された照合用のデータを参照して、キー装置３からのデータ、第一認証情報としてのダミーＩＤが正しいか否かを判定するＳ４０４。キー装置３からの返信がない場合（Ｎｏ）には、Ｓ４０１へ戻る。

Ｓ４０４でデータ、ダミーＩＤが正しいと判断した場合（Ｙｅｓ）には、暗号化鍵生成部２２５は認証のための第二認証情報としての暗号化鍵データの生成を行うＳ４０５。Ｓ４０５の暗号化鍵データの生成は、図８に示すように、ブルートゥース通信モジュール２２の暗号化鍵生成部２２５が、乱数を発生させＳ４２１、メモリ７２内のプログラムに格納された鍵１のデータを用いて乱数データを「鍵１」で暗号化しＳ４２２、暗号化鍵データ（鍵２データ）の生成を行う。そして、図７に示すように、マスタースレーブ切替部２２３が、施解錠制御装置２をスレーブ機器に切り替えてＳ４０６、Ｓ４０５で生成した暗号化鍵データ（鍵２データ）を、通信部２２２がマスター機器としてのキー装置３に送信するＳ４０７。そして、マスタースレーブ切替部２２３が、施解錠制御装置２をマスター機器に切り替えて、キー装置３からの信号を待ち受ける動作を行うＳ４０８。尚、Ｓ４２１及びＳ４２２において、乱数を発生させて用いるのではなく、暗号化鍵生成部２２５が、乱数データ以外の変数を発生させ又は固定値を取得し、それらを「鍵１」で暗号化して用いることとしてもよい。

このように、スレーブ機器である一方の機器からマスター機器である他方の機器へのデータの通信による認証が終了後には、一方の機器はスレーブ機器からマスター機器に、他方の機器はマスター機器からスレーブ機器に切り替える。このような切り替えは、夫々の装置のブルートゥース通信モジュール内のプログラム領域に記憶させているソフトウェアで実現させている。

一方、キー装置３は、図４に示すように、暗号化制御データ生成部３２５がスレーブ機器に切替わった施解錠制御装置２からの返信の有無を確認するＳ２０５。施解錠制御装置２からの返信がある場合（Ｙｅｓ）、即ち図７のＳ４０７で施解錠制御装置２が第二認証情報としての暗号化鍵データ（鍵２データ）を送信し、キー装置３がその暗号化鍵データ（鍵２データ）を受信した場合には、暗号化制御データ生成部３２５がその暗号化鍵データ（鍵２データ）が正しい相手から、即ちキー装置３がＳ２０３でダミーＩＤを送信した施解錠制御装置２から送信されてきたデータか否かを判定するＳ２０６。

キー装置３、詳しくは暗号化制御データ生成部３２５は、Ｓ２０６で暗号化鍵データ（鍵２データ）が正しい相手から送信されてきたと判断した場合（Ｙｅｓ）には、暗号化制御データの生成を行うＳ２０７。正しい相手とは、予め対応付けられた施解錠制御装置２と施解錠制御装置２を解錠又は施錠可能に設定されたキー装置３である。Ｓ２０７の暗号化制御データの生成は、図６に示すように、先ず、ブルートゥース通信モジュール３２の暗号化制御データ生成部３２５は、メモリ７２内のプログラムに格納された鍵１のデータを用いて施解錠制御装置２からの暗号化鍵データを複合化しＳ２２１、そして、複合化したデータから「鍵２」を取り出しＳ２２２、ＮＦＣダイナミックタグ等で構成することが出来る通信モジュール３３内の送受信用ＩＣの特有のＩＤを取得しＳ２２３、キー装置３のボタン状態、即ち解錠ボタン又は施錠ボタンの何れかが押下されているかの情報を取得しＳ２２４、特有のＩＤを「鍵２」のデータで暗号化しＳ２２５、そしてボタン情報を暗号化データに付加しＳ２２６、認証のための第三認証情報としての暗号化制御データを完成させるＳ２２７。

尚、Ｓ２２４において、ボタン情報は、解錠する要求の情報のみとしてもよい。この場合、施解錠制御装置２は図示しない扉装置に解錠の指示を行い、更に所定時間経過後に施解錠制御装置２は扉装置に施錠の指示を行う構成とすることが出来る。又、キー装置３には解錠ボタン及び施錠ボタンを設けていない場合には、Ｓ２２４を省略し、Ｓ２２６で錠の現在の解錠状態又は施錠状態と逆の状態とする要求の情報を暗号化データに付加する構成とすることが出来る。

そして、図４に示すように、暗号化制御データの完成後、マスタースレーブ切替部３２３が、スレーブ機器に切り替えてＳ２０８、通信部３２２が第三認証情報としての暗号化制御データを施解錠制御装置２へ送信するＳ２０９。Ｓ２０６でデータが正しくない相手から送信されてきたと判断した場合（Ｎｏ）には、Ｓ２０１へ戻る。

一方、施解錠制御装置２は、図７に示すように、受信データ判定部２２４がスレーブ機器としてのキー装置３からの返信（暗号化制御データの送信）の有無を確認するＳ４０９。キー装置３からの返信がある場合（Ｙｅｓ）には、受信データ判定部２２４が、受信したデータ内に認証のための第三認証情報としての暗号化制御データは入っているか否かを判定するＳ４１０。キー装置３からの返信がない場合（Ｎｏ）には、Ｓ４０１へ戻る。Ｓ４１０で暗号化制御データが入っている場合（Ｙｅｓ）、即ちＳ２０９でキー装置３が暗号化制御データを施解錠制御装置２に送信した場合には、暗号化制御データ内のボタン状態の情報、即ち錠の解錠又は施錠の要求を取り出すＳ４１１。暗号化制御データが入っていない場合（Ｎｏ）には、Ｓ４０１へ戻る。そして、Ｓ４１１でボタン状態を取り出した後、制御部２２６が錠の解錠又は施錠の要求に従ってＩ／Ｆ回路２８を介して図示しない扉装置に解錠又は施錠の指示を行うＳ４１２。図示しない扉装置は当該指示に従って扉の錠を解錠又は施錠する。尚、自動ドアの場合には、扉装置は当該指示に従って扉を開ける。又、解錠した状態の錠は、扉が開いた状態から閉まった状態となった信号を受信した場合や錠が解錠した状態となってから一定時間経過後に錠駆動回路２４を介して施錠の指示を受けた扉装置により施錠する構成とすることが出来る。

尚、施解錠制御装置２には錠位置センサ回路２３を設け、施解錠制御装置２が錠の施解錠を扉装置に指示する際には錠位置センサ回路２３により予め錠の解錠状態又は施錠状態を確認してから指示をする構成とすることが出来る。尚、錠位置センサ回路２３により正常に施解錠することが出来たかの情報も取得することが出来る。

このように、スレーブ機器である一方の機器からマスター機器である他方の機器へのデータの通信（アドバタイズ通信）による認証が終了後には、一方の機器はスレーブ機器からマスター機器に、他方の機器はマスター機器からスレーブ機器に切り替える。そして、スレーブ機器に切り替えられた他方の機器からマスター機器に切り替えられた一方の機器へのデータの通信（アドバタイズ通信）による認証が終了後には、一方の機器はマスター機器からスレーブ機器に、他方の機器はスレーブ機器からマスター機器に切り替えられて、初期の状態に戻る。そして、スレーブ機器である一方の機器からマスター機器である他方の機器へのデータの通信（アドバタイズ通信）により、マスター機器によるスレーブ機器の認証及びスレーブ機器からの施解錠の指示情報の受信を行う。尚、マスター機器とスレーブ機器間のこのような切り替えは、夫々の装置のブルートゥース通信モジュール内のプログラム領域に記憶させているソフトウェアで実現させている。

このように、本発明は、アドバタイズ通信を用いて双方向に認証を行うので、ペアリングのようにいくつかの決まったデータを送る必要があるために消費電力が大きくなる方法を用いずに認証を行えるので、マスター側の消費電力を非常に低く抑えることが出来、又、マスター機器とスレーブ機器を切り替えて使用するので、施解錠制御装置２及びキー装置３のような通信行う双方の機器がスレーブ機器となるので、双方の機器の消費電力を非常に低く抑えることが可能となっている。

又、本発明は、アドバタイズ通信を用いて相互にて認証を行うので、或いは更に認証時に毎回異なる鍵値での暗号化が可能であり、不正機が同様のデータを送っても、次の送信時には異なる鍵となっているために、通信が確立できず、不正な認証行為を排除した通信を確立することが可能となっている。又、予め通信を確立することが認められた機器間のみで通信を確立して認証することが可能となっている。

更に、このようにして双方からの認証の後、スレーブ機器からの施解錠の指示情報の受信前後に、更にマスター機器とスレーブ機器間においてペアリングを行うことが出来る。ペアリングを用いることにより、より確実に不正な認証行為を排除した通信を確立することが可能となっている。

上記の実施形態では、初期状態として施解錠制御装置２をマスター機器とし、キー装置３をスレーブ機器とし、キー装置３から施解錠制御装置２へ認証のための第一認証情報を送信して施解錠制御装置２が受信した後、施解錠制御装置２がスレーブ機器となり、キー装置３がマスター機器となって、施解錠制御装置２からキー装置３へ認証のための第二認証情報を送信してキー装置３が受信した後、施解錠制御装置２がマスター機器となり、キー装置３がスレーブ機器となって、キー装置３から施解錠制御装置２へ認証のための第三認証情報を送信して、施解錠制御装置２が第三認証情報を受信して双方の認証を完了させている。即ち、３回のアドバタイズ通信を１ルーチンとして認証を完了させている。

更に、他の実施形態としては、初期状態としてキー装置３をマスター機器とし、施解錠制御装置２をスレーブ機器とし、施解錠制御装置２からキー装置３へ第二認証情報を送信してキー装置３が受信した後、キー装置３がスレーブ機器なり、施解錠制御装置２がマスター機器となって、キー装置３から施解錠制御装置２へ第三認証情報を送信して、施解錠制御装置２が第三認証情報を受信して双方の認証を完了させてもよい。即ち、スレーブ機器としてのキー装置３からマスター機器としての施解錠制御装置２への第一認証情報の送信を行わない構成としてもよい。即ち、２回のアドバタイズ通信を１ルーチンとして認証を完了させている。

更に、キー装置３から施解錠制御装置２へ第三認証情報を送信した後に、マスタースレーブ切替部２２３が、施解錠制御装置２をスレーブ機器に切り替えて、施解錠制御装置２がスレーブ機器となり、マスタースレーブ切替部３２３が、キー装置３をマスター機器に切り替えて、キー装置３がマスター機器となって、施解錠制御装置２からキー装置３へ、施解錠の結果の情報を送信する構成を備えることとしてもよい。即ち、４回のアドバタイズ通信を１ルーチンとして、４回目のアドバタイズ通信において、施解錠の結果の情報を送信する構成を備えることとしてもよい。

又、３回又は２回のアドバタイズ通信を１ルーチンとして認証を完了させている場合、２ルーチン目の施解錠制御装置２からキー装置３への情報の送信の際に、施解錠の結果の情報を送信する構成を備えることとしてもよい。

更に、施解錠制御装置２が第三認証情報を受信した後、施解錠制御装置２とキー装置３でペアリングを行う構成としてもよい。このように、ペアリングを行うことにより、よりセキュリティーを高めることが出来、より不正な認証動作の排除を確実に行える。勿論、このペアリングの動作は省略してもよい。

マスターとスレーブを扉装置の施解錠制御装置２とその施解錠のためのキー装置３として説明したが、マスターとスレーブはこの構成に限定されることなく、他の認証を行うマスター機器とスレーブ機器で構成することが出来る。

以上のような本発明によれば、ブルートゥース通信を用いた各種機器間において、不正な認証動作の排除を確実に行えるので、セキュリティーの向上により、扉の施解錠システムや個人の認証システム等に使用することが出来る。

１ブルートゥース通信システム
２施解錠制御装置２
２２ブルートゥース通信モジュール
３キー装置
３２ブルートゥース通信モジュール

Claims

ブルートゥース通信に用いられるブルートゥース通信モジュールを備えた第一機器であって、初期状態ではスレーブ機器であり、通信部が、初期状態ではマスター機器である第二機器に認証のための第二認証情報を送信した場合に、マスタースレーブ切替部がスレーブモードをマスターモードに切り替えて、マスター機器として動作し、前記通信部が、マスターモードからスレーブモードに切り替えた前記第二機器からの認証のための第三認証情報を受信した場合に、受信データ判定部が前記第二機器を認証することを特徴とする機器。
ブルートゥース通信に用いられるブルートゥース通信モジュールを備えた第一機器であって、初期状態ではマスター機器であり、マスターモードで通信部がスレーブモードの第二機器からの認証のための第一認証情報を受信した場合に、マスタースレーブ切替部がマスターモードをスレーブモードに切り替えて、スレーブ機器として動作し、前記通信部が、初期状態ではスレーブ機器でありスレーブモードをマスターモードに切り替えた前記第二機器に認証のための第二認証情報を送信した場合に、前記マスタースレーブ切替部がスレーブモードをマスターモードに切り替えて、マスター機器として動作し、マスターモードで前記通信部がスレーブモードの前記第二機器からの認証のための第三認証情報を受信した場合に、前記受信データ判定部が前記第二機器を認証することを特徴とする請求項１に記載の機器。
ブルートゥース通信に用いられるブルートゥース通信モジュールを備えた第二機器であって、初期状態ではマスター機器であり、通信部が、初期状態ではスレーブ機器である第一機器から認証のための第二認証情報を受信した場合に、マスタースレーブ切替部がマスターモードをスレーブモードに切り替えて、スレーブ機器として動作し、前記通信部が、スレーブモードからマスターモードに切り替えた前記第一機器に認証のための第三認証情報を送信することを特徴とする機器。
ブルートゥース通信に用いられるブルートゥース通信モジュールを備えた第二機器であって、初期状態ではスレーブ機器であり、スレーブモードで通信部がマスターモードの第一機器に認証のための第一認証情報を送信した場合に、マスタースレーブ切替部がスレーブモードをマスターモードに切り替えて、マスター機器として動作し、前記通信部が、初期状態ではマスター機器でありマスターモードをスレーブモードに切り替えた前記第一機器から認証のための第二認証情報を受信した場合に、前記マスタースレーブ切替部がマスターモードをスレーブモードに切り替えて、スレーブ機器として動作し、スレーブモードで前記通信部がマスターモードの前記第一機器に認証のための第三認証情報を送信することを特徴とする請求項３に記載の機器。
マスター機器とスレーブ機器を備えたブルートゥース通信システムであって、初期状態ではスレーブ機器であり、通信部が、初期状態ではマスター機器である第二機器に認証のための第二認証情報を送信した場合に、マスタースレーブ切替部がスレーブモードをマスターモードに切り替えて、マスター機器として動作し、前記通信部が、マスターモードからスレーブモードに切り替えた前記第二機器からの認証のための第三認証情報を受信した場合に、受信データ判定部が前記第二機器を認証する第一機器と、初期状態ではマスター機器であり、通信部が、初期状態ではスレーブ機器である第一機器から認証のための第二認証情報を受信した場合に、マスタースレーブ切替部がマスターモードをスレーブモードに切り替えて、スレーブ機器として動作し、前記通信部が、スレーブモードからマスターモードに切り替えた前記第一機器に認証のための第三認証情報を送信する第二機器を備えることを特徴とするブルートゥース通信システム。
マスター機器とスレーブ機器を備えたブルートゥース通信システムであって、初期状態ではマスター機器であり、マスターモードで通信部がスレーブモードの第二機器からの認証のための第一認証情報を受信した場合に、マスタースレーブ切替部がマスターモードをスレーブモードに切り替えて、スレーブ機器として動作し、前記通信部が、初期状態ではスレーブ機器でありスレーブモードをマスターモードに切り替えた前記第二機器に認証のための第二認証情報を送信した場合に、前記マスタースレーブ切替部がスレーブモードをマスターモードに切り替えて、マスター機器として動作し、前記通信部が、マスターモードからスレーブモードに切り替えた前記第二機器からの認証のための第三認証情報を受信した場合に、受信データ判定部が前記第二機器を認証する第一機器と、初期状態ではスレーブ機器であり、スレーブモードで通信部がマスターモードの第一機器に認証のための第一認証情報を送信した場合に、マスタースレーブ切替部がスレーブモードをマスターモードに切り替えて、マスター機器として動作し、前記通信部が、初期状態ではマスター機器でありマスターモードをスレーブモードに切り替えた前記第一機器から認証のための第二認証情報を受信した場合に、前記マスタースレーブ切替部がマスターモードをスレーブモードに切り替えて、スレーブ機器として動作し、前記通信部が、スレーブモードからマスターモードに切り替えた前記第一機器に認証のための第三認証情報を送信する第二機器を備えることを特徴とする請求項５に記載のブルートゥース通信システム。
前記第一機器が前記第二機器からの認証のための第三認証情報を受信した場合であって、前記第一機器の受信データ判定部が前記第二機器を認証した場合に、前記第一機器と前記第二機器間でペアリングを行うことを特徴する請求項５又は６に記載のブルートゥース通信システム。
ブルートゥース通信方法であって、スレーブモードでマスターモードのマスター機器に認証のための第二認証情報を送信した後に、スレーブモードをマスターモードに切り替えてマスター機器になり、前記第二認証情報を受信した後にマスターモードをスレーブモードに切り替えたスレーブ機器からの認証のための第三認証情報を受信し、前記第三認証情報を送信した前記スレーブ機器を認証することを特徴とするブルートゥース通信方法。
ブルートゥース通信方法であって、マスターモードでスレーブモードのスレーブ機器からの認証のための第一認証情報を受信したマスター機器が、マスターモードをスレーブモードに切り替えてスレーブ機器となり、スレーブモードをマスターモードに切り替えたマスター機器に認証のための第二認証情報を送信した後に、スレーブモードをマスターモードに切り替えてマスター機器になり、前記第二認証情報を受信した後にマスターモードをスレーブモードに切り替えたスレーブ機器からの認証のための第三認証情報を受信し、前記第三認証情報を送信した前記スレーブ機器を認証することを特徴とする請求項８に記載のブルートゥース通信方法。
ブルートゥース通信方法であって、マスター機器が、スレーブ機器からの認証のための第二認証情報を受信した後に、マスターモードをスレーブモードに切り替えてスレーブ機器となり、前記スレーブ機器が、前記第二認証情報を送信した後にスレーブモードをマスターモードに切り替えたマスター機器に、認証のための第三認証情報を送信することを特徴とするブルートゥース通信方法。
ブルートゥース通信方法であって、スレーブモードでマスターモードのマスター機器に認証のための第一認証情報を送信したスレーブ機器が、スレーブモードをマスターモードに切り替えてマスター機器となり、マスターモードをスレーブモードに切り替えたスレーブ機器からの認証のための第二認証情報を受信した後に、マスターモードをスレーブモードに切り替えてスレーブ機器となり、前記スレーブ機器が、前記第二認証情報を送信した後にスレーブモードをマスターモードに切り替えたマスター機器に認証のための第三認証情報を送信することを特徴とする請求項１０に記載のブルートゥース通信方法。
マスターとスレーブを用いたブルートゥース通信方法であって、
スレーブ機器がマスター機器に認証のための第一認証情報を送信するステップと、
マスター機器がスレーブ機器からの前記第一認証情報を受信するステップと、
スレーブ機器がマスター機器に前記第一認証情報を送信した後に、マスター機器に切り替わるステップと、
マスター機器がスレーブ機器からの前記第一認証情報を受信した後に、スレーブ機器に切り替わるステップと、
スレーブ機器がマスター機器に認証のための第二認証情報を送信するステップと、
マスター機器がスレーブ機器からの前記第二認証情報を受信するステップと、
前記第二認証情報を受信したマスター機器がスレーブ機器に切り替わるステップと、
前記第二認証情報を送信したスレーブ機器がマスター機器に切り替わるステップと、
前記第二認証情報を受信したマスター機器が切り替わったスレーブ機器が、前記第二認証情報を送信したスレーブ機器が切り替わったマスター機器に認証のための第三認証情報を送信するステップと、
前記第二認証情報を送信したスレーブ機器が切り替わったマスター機器が前記第三認証情報を受信するステップと、
前記第三認証情報を受信したマスター機器が、前記第三認証情報を送信したスレーブ機器を認証するステップと、
を備えることを特徴とするブルートゥース通信方法。
前記第三認証情報を受信したマスター機器と前記第三認証情報を送信したスレーブ機器がペアリングを行うステップと、
を備えることを特徴とする請求項１２に記載のブルートゥース通信方法。
ブルートゥース通信方法を用いた施解錠方法であって、
キー装置がスレーブモードでマスターモードの施解錠制御装置に認証のための第一認証情報を送信するステップと、
前記施解錠制御装置がマスターモードでスレーブモードの前記キー装置からの前記第一認証情報を受信するステップと、
前記キー装置が前記施解錠制御装置に前記第一認証情報を送信した後に、スレーブモードをマスターモードに切り替えるステップと、
前記施解錠制御装置が前記キー装置からの前記第一認証情報を受信した後に、マスターモードをスレーブモードに切り替えるステップと、
前記施解錠制御装置がスレーブモードをマスターモードに切り替えた前記キー装置に認証のための第二認証情報を送信するステップと、
前記キー装置がマスターモードをスレーブモードに切り替えた前記施解錠制御装置からの前記第二認証情報を受信するステップと、
前記キー装置が前記施解錠制御装置からの前記第二認証情報を受信した後に、マスターモードをスレーブモードに切り替えるステップと、
前記施解錠制御装置が前記キー装置に前記第二認証情報を送信した後に、スレーブモードをマスターモードに切り替えるステップと、
前記キー装置がスレーブモードでマスターモードの前記施解錠制御装置に、施解錠の要求を含む、認証のための第三認証情報を送信するステップと、
前記施解錠制御装置がマスターモードでスレーブモードの前記キー装置からの前記第三認証情報を受信するステップと、
施解錠の要求を含む前記第三認証情報を受信した前記施解錠制御装置が扉装置に解錠又は施錠を指示するステップと、
を備えることを特徴とする施解錠方法。
前記施解錠制御装置が前記第三認証情報を受信した後に、前記施解錠制御装置と前記キー装置がペアリングを行うステップと、
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の施解錠方法。