JP2021019360A

JP2021019360A - 無線通信におけるダイナミックキーの生成方法

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Publication number: JP2021019360A
Application number: JP2020125618A
Authority: JP
Inventors: 賞恩邱; Philippe Chiu
Original assignee: Unabiz Holdings Pte Ltd
Current assignee: Unabiz Holdings Pte Ltd
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2021-02-15
Anticipated expiration: 2040-07-22
Also published as: TWI730355B; JP7017802B2; TW202106060A

Abstract

【課題】無線通信環境におけるデータ安全性を高めるためのダイナミックキーの生成方法を提供する。【解決手段】方法は、暗号化データを伝送する度に、第１キーアレイから暗号化キーを取得し、データの暗号化を行うステップと、第２キーアレイを示し且つ第１認証メッセージを含み、バイト数が伝送される暗号化データのバイト数とは異なる生成メッセージをランダムに生成するステップと、第１キーアレイから暗号化キーを取得し、生成メッセージを暗号化するステップと、暗号化された生成メッセージを送信し、第１認証メッセージが正しいと認証されれば送信される第２認証メッセージを要求するステップと、受信された第２認証メッセージを比較して、第２認証メッセージが正しいである場合、第２キーアレイで第１キーアレイを置き換えることで、暗号化データを伝送する度に、第２キーアレイから暗号化キーを取得して、データの暗号化を行うステップとを含む。【選択図】図２

Description

本発明はダイナミックキーの生成方法に関し、特に無線通信環境に対するダイナミックキーの生成方法に関する。

人類がインターネットを駆使してネット上のデータにアクセスしたり、他人との連絡やコミュニケーションをとったりしてきたが、現在、個々のモノもモノのインターネット（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）によって相互にデータを送り、コミュニケーションをし始めた。エネルギー企業が各地に設置したエネルギー量計が、モノのインターネットでリアルタイムにユーザのエネルギー使用状況をレポートすることにより、エネルギー業者がエネルギーの使用状況を統計分析し、異なる時間帯にエネルギーの変換量や供給輸送量を調整できるため、エネルギーの利用効率を更に高めることが可能になる。食品企業は、モノのインターネットによって各地の農地の温湿度計や土壌測定計で得られた検出データを取得し、農作物の生産状況を統計分析し、農作物の生産状況に基づいて各四半期ごとに生産する食品の種類又は生産力を計画的に調整し、また、生産力に応じてその後のマーケティング戦略を事前に立てる。

正確な統計分析と的確なビジネス決定には、大量の検出データのサポートが不可欠である。大量の検出データを取得するために、データ利用業者はセンサを設置しまくり、モノのインターネットとクラウドストレージでデータの伝送・保存をしなければならない。これにより、データ利用業者に多くの初期コストを消費させる一方、これらの収集された検出データもデータ利用業者の重要資産にもなる。したがって、如何に検出データの安全性を向上させ、データ利用業者の重要資産を守るかがモノのインターネット技術のもう一つの重要な課題となる。

本発明は、ダイナミックキーで検出データを暗号化することにより、検出データの無線通信環境で伝送する際のデータ安全性を高め、データ所有者の重要資産を守る、無線通信におけるダイナミックキーの生成方法を提供することを目的とする。

本発明に開示された無線通信におけるダイナミックキーの生成方法は、暗号化データを伝送する度に、第１キーアレイから暗号化キーを取得し、取得された暗号化キーでデータの暗号化を行うステップと、第２キーアレイを示し且つ第１認証メッセージを含む、バイト数が暗号化データと異なる生成メッセージをランダムに生成するステップと、第１キーアレイから暗号化キーを取得し、生成メッセージを暗号化するステップと、暗号化された生成メッセージを送信し、第１認証メッセージが正しいと認証されれば送信される第２認証メッセージを要求するステップと、受信された第２認証メッセージを比較するステップと、第２認証メッセージが正しいである場合、第２キーアレイで第１キーアレイを置き換えることで、暗号化データを伝送する度に、第２キーアレイから暗号化キーを取得してデータの暗号化を行うステップと、を含む。

本発明に開示された無線通信におけるダイナミックキーの生成方法は、暗号化されたデータパケットを受信する度にデータパケットのバイト数に基づいてデータパケットのタイプを判断するステップと、データパケットが対応する現行キーアレイから複数の暗号化キーのうちの一つを取得し、データパケットを復号するステップと、データパケットが生成メッセージタイプである場合にデータパケットから復号されたデータ内容が正しいか否かを判断するステップと、復号されたデータ内容が正しいである場合、認証メッセージを送信するステップと、生成メッセージタイプのデータパケットから復号されたデータ内容に基づいて、新しいキーアレイを判断して選択し、新しいキーアレイで現行キーアレイを置き換えることで、暗号化されたデータパケットを受信する度に新しいキーアレイから複数の暗号化キーのうちの一つを取得してデータパケットの復号を行うステップと、を含む。

上記本発明に開示された無線通信におけるダイナミックキーの生成方法によれば、データ伝送時に、固定的な暗号化キーを用いて暗号化する代わりに、キーアレイから選択された暗号化キーでデータに暗号化を行うことで、データ暗号化の安全性を更に向上させ、データが傍受されても正確に読み取られなくなる。なお、ダイナミックキーの生成方法では、ランダムに生成されたメッセージによって不定期にキーアレイを更新し、暗号化キーの多様性をさらに向上させる。

以上の本開示内容についての説明、及び、以下の実施形態についての説明は、本発明の思想と原理を例示・解釈するためのものであり、本発明の特許請求の範囲に対する更なる解釈を提供するためのものである。

本発明の一つの実施例による無線通信ネットワークシステムを模式的に示す図である。本発明の一つの実施例による無線通信におけるダイナミックキーの生成方法のフローチャートである。本発明のもう一つの実施例による無線通信におけるダイナミックキーの生成方法のフローチャートである。本発明のまたもう一つの実施例による無線通信におけるダイナミックキーの生成方法のフローチャートである。本発明のさらにもう一つの実施例による無線通信におけるダイナミックキーの生成方法のフローチャートである。

以下、実施形態に本発明の特徴及び利点を詳しく説明する。その内容にて、関連技術の熟練者であれば誰でも本発明の技術内容を理解し、それを以て実施できる。また、本明細書に開示された内容、特許請求の範囲及び図面にて、関連技術の熟練者であれば誰でも本発明に係る目的及び利点を容易に理解できる。以下の実施例は本発明の観点を更に詳しく説明するものであるが、如何なる観点で本発明の範囲を限定するものではない。

図１及び図２を参照しながら説明する。図１は本発明の一つの実施例による無線通信ネットワークシステムを模式的に示す図であり、図２は本発明の一つの実施例による無線通信におけるダイナミックキーの生成方法のフローチャートである。図面に示すように、ダイナミックキーの生成方法は、無線通信ネットワーク環境に運用するものである。無線通信ネットワーク環境は、たとえば、無線検出装置１、基地局２、サーバ３及びデータ使用端末４を有する。無線検出装置１には無線通信機能及びセンサ機能が備えられている。無線通信機能は、たとえば、通信モジュールで実現するものであり、通信モジュールは、長距離伝送の低消費電力広域ネットワーク（Ｌｏｗ−ＰｏｗｅｒＷｉｄｅ−ＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ、ＬＰＷＡＮ）、たとえばＳｉｇＦｏｘ、ＬｏＲａ（ＬｏｎｇＲａｎｇｅ）、ＮＢ−ＩｏＴ（狭帯域モノのインターネット）などの通信方式によって、通信方式が対応する基地局２と接続し、相互にデータやコマンドを送り合う。無線検出装置１の無線通信機能は、ＬＰＷＡＮのほかに、たとえばＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２００、ＷｉＭＡＸ、ＷｉＭＡＸ２、ＩＥＥＥ８０２．１６又はＷｉＦｉ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＦｉｄｅｌｉｔｙ）、Ｚ−ｗａｖｅなどの他の通信方式によって実現でき、本実施例はそれを限定するものではない。

無線検出装置１のセンサ機能は、無線検出装置１にセンサを設置することで実現できるが、これに限定されない。センサは、たとえば温度センサ、湿度センサ、ホールセンサ（Ｈａｌｌｓｅｎｓｏｒ）、磁気センサ（Ｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｎｓｏｒ）、地磁気センサ（Ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｎｓｏｒ）、加速度センサ（Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｓｅｎｓｏｒ）、振動センサ（Ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒ）、赤外線センサ（ＩＲｓｅｎｓｏｒ）又は他の適切なセンサである。温度センサと湿度センサを一例として説明すれば、無線検出装置１の温度センサと湿度センサが環境の温度と湿度を検出し、無線通信プロトコルの通信周波数及びデータ量の基準に従い、検出した温湿度データを送信し、基地局２に受信させる。無線検出装置１のセンサの種類や数は、当業者が実際の必要に応じて配置でき、本実施例はそれを限定するものではない。

基地局２は、無線検出装置１に生成された検出データを受信すると、無線又は有線のインターネットを通じてサーバ３に伝送し、サーバ３によってデータの整理・保存が行われる。データ使用端末４も同様に有線又は無線のインターネットを通じてサーバ３に接続し、各データ使用端末４のそれぞれ異なるデータアクセス権限に応じて、サーバ３から検出データを取得する。データ使用端末４は、たとえば、業者又は個人ユーザのコンピュータ、モバイル装置、サーバ、クラウド・ホスティング、バーチャル・プライベート・サーバ又は他の適切な装置であり、本実施例はそれを限定するものではない。総括的に言えば、ダイナミックキーの生成方法を運用する無線通信ネットワーク環境では、無線検出装置１が無線通信方式によってその検出データを基地局２に伝送することとなるが、基地局２、サーバ３及びデータ使用端末４の間に有線で伝送するか無線で伝送するかについては限定されていない。

なお、本願の実施例には、無線通信ネットワーク環境における無線検出装置１、基地局２、サーバ３及びデータ使用端末４それぞれの数についても限定されていない。たとえば、無線検出装置１の無線伝送の範囲内における一つ又は複数の基地局２は、いずれも無線検出装置１によって暗号化された検出データを受信できる。基地局２が収集した検出データは、まず第１層サーバ３に伝送され、そして第１層サーバ３で第２層サーバ３からアクセスされることができる。第１層サーバ３又は第２層サーバ３は、一つ又は複数のデータ使用端末４からアクセスされることができる。データ使用端末４も検出データをさらに他のデータ使用端末４に提供することができる。当業者は実際の必要に応じてアクセス権限、装置数、データのアクセスプロセスを設定することができ、本実施例はそれを限定するものではない。

一方、ダイナミックキーの生成方法も、無線通信ネットワーク環境に応じて様々な運用形態が可能である。たとえば、無線検出装置１が生成した検出データが、暗号化キーで暗号化されてブロードキャストされ、無線検出装置１の無線伝送範囲内の一つ又は複数の基地局２によって受信されて第１層サーバ３に転送され、第１層サーバ３にて検出データの暗号化キーで復号される場合、ダイナミックキーの生成方法は無線検出装置１と第１層サーバ３によって実行される。換言すれば、第１層サーバ３が検出データを受信し、復号せずに検出データの所有者に応じて検出データを分類して第２層サーバ３に伝送し、第２層サーバ３によって検出データの暗号化キーで復号を行う場合、ダイナミックキーの生成方法は無線検出装置１と第２層サーバ３によって実行される。前述した方式以外に、ダイナミックキーの生成方法は、無線検出装置１とデータ使用端末４によって実行されてもよく、第１層サーバ３とデータ使用端末４によって実行されてもよいが、本願の実施例はそれを限定するものではない。

説明の便宜上、以下の実施例では、無線検出装置１が検出データの暗号化を行うことと、サーバ３が検出データの復号を行うこととを例として説明するが、本発明の実施例の適用できる方式を限定するものではない。

ダイナミックキーの生成方法では、図２が示すように、ステップＳ１０１において、無線検出装置１は、暗号化データを伝送する度に、第１キーアレイＫａから複数の暗号化キーのうちの一つを取得し、取得された暗号化キーでデータの暗号化を行う。換言すれば、無線検出装置１は、暗号化すべき検出データを伝送する度に、第１キーアレイＫａから一つの暗号化キーを取得し、当該取得された暗号化キーで検出データを暗号化する。無線検出装置１は、次の検出データを伝送する際、改めて第１キーアレイＫａからもう一つの暗号化キーを取得して検出データの暗号化を行う。一つの実施例では、無線検出装置１が次の検出データを伝送するときに第１キーアレイＫａから取得された暗号化キーは次の順番の暗号化キーであるが、これに限定されない。なお、ステップＳ１０１において、無線検出装置１は、暗号化データを伝送するときだけに暗号化キーを取得してデータを暗号化する。換言すれば、本実施例では、無線検出装置１は必ずしも伝送する全ての検出データに対して暗号化を行うとは限らず、無線検出装置１は伝送データの重要度に応じて選択的に暗号化を行ってもよく、全ての検出データに対して暗号化を行ってもよい。説明の便宜上、以下の実施例では、検出データを暗号化する状況のみを説明するが、無線検出装置１の全ての検出データが暗号化さなければならないと限定するものではない。

一つの実施例では、第１キーアレイＫａがテーブルとして無線検出装置１で保存される。安全性を更に高める場合、第１キーアレイＫａは、テーブルとして無線検出装置１に保存されることではなく、無線検出装置１にソフトウェアや他の適切な方式で実現される。ソフトウェアを例として説明すれば、第１キーアレイＫａは第１関数に対応するものである。無線検出装置１が暗号化データを伝送する度に、ソフトウェアは第１関数を実行し、第１関数に暗号化キーとする一つのキー数列を生成させる。本実施例では、ソフトウェアによる実現方式でデータ安全という目的を達成することに限定されない。

キー数列の長さは検出データの最大有効ペイロード（ｐａｙｌｏａｄ）と同じに設定でき、これにより、異なる長さを持つ検出データがキー数列で暗号化されると、暗号化された検出データの長さがいずれも同じになる。たとえば、検出データの最大有効ペイロードが１２バイト（ｂｙｔｅ）である場合、第１関数が生成したキー数列の長さは１２ｂｙｔｅｓである。一部の検出データの有効ペイロードが１２ｂｙｔｅｓ未満である場合、検出データの有効ペイロードにバイトが補足され、検出データを１２ｂｙｔｅｓにしてから１２ｂｙｔｅｓのキー数列で暗号化を行う。もう一例として、無線検出装置１が伝送する検出データがいずれも９ｂｙｔｅｓしかない場合、第１関数が毎回生成したキー数列を９ｂｙｔｅｓにし、又は１２ｂｙｔｅｓのキー数列を生成し、その中から９ｂｙｔｅｓを暗号化キーとして抽出するように設定できる。

他の実施例では、無線検出装置１がプロセッサの演算性能、内部レジスタサイズなどに制約され、毎回第１関数の実行によって生成されたキー数列の長さは４ｂｙｔｅｓである場合、１２ｂｙｔｅｓの暗号化キーを生成するために、無線検出装置１は複数の４ｂｙｔｅｓのキー数列を生成させ、１２ｂｙｔｅｓの暗号化キーとなるようにキー数列をコンカチネート（結合）する。また、たとえば、第１関数から毎回生成されたキー数列の長さが８ｂｙｔｅｓである場合、１２ｂｙｔｅｓの暗号化キーを生成するために、無線検出装置１は複数の８ｂｙｔｅｓのキー数列を生成させ、キー数列をコンカチネートしてそのうちの１２ｂｙｔｅｓを暗号化キーとして抽出する。説明の便宜上、第１キーアレイＫａの中の第ｎ個の暗号化キーは（Ｋａ，ｎ）で示し、第１キーアレイＫａの中の第ｎ＋１個の暗号化キーは（Ｋａ，ｎ＋１）で示す。換言すれば、（Ｋａ，ｎ）、（Ｋａ，ｎ＋１）、…、（Ｋａ，ｎ＋ｉ）などの暗号化キーは、第１関数から直接生成されたキー数列であっても、キー数列から一部のバイトが抽出されたものであっても、複数のキー数列がコンカチネートされたものであっても、コンカチネートされた複数のキー数列から抽出された一部のバイトであってもよいが、実施例はそれを限定するものではない。さらに、第１キーアレイＫａの中に包有する暗号化キーの数も限定されず、即ち、本実施例では無線検出装置１が第１関数を実行する回数は限定されない。このようにして、暗号化キーが順番どおりに全部使い切られた後にまた同じ順に繰り返されて使用されることによる、暗号化キーが解読される可能性の増加を回避できる。

無線検出装置１が、暗号化される検出データを伝送するためにその度第１キーアレイＫａから取得する暗号化キーは、同一のものであっても異なるものであってもよい。データ安全性をさらに向上させる場合には、毎回異なる暗号化キーを取得するようにしてもよい。無線検出装置１が生成した検出データが、その前後のいくつかの検出データと同じ又は近似する可能性があるので、各検出データをそれぞれ異なる暗号化キーで暗号化すれば、暗号化された検出データは、その前後のいくつかの暗号化された検出データとは差があり、同じデータ内容の繰り返しによる傍受・解読が容易にされるリスクが避けられる。

サーバ３が無線検出装置１の検出データを受信した場合、サーバ３は、無線検出装置１に対応するダイナミックキー生成方式で、検出データを復号できる暗号化キーを生成し、検出データを復号する。具体的な説明は後述する。

ステップＳ１０３において、無線検出装置１は生成メッセージをランダムに生成する。無線検出装置１が第１キーアレイＫａを一定時間使用すると、無線検出装置１は第１キーアレイＫａを更新するプロセスを実行し始める。無線検出装置１が第１キーアレイＫａの更新をトリガーする仕組みは、たとえば、定期的に決まった時点で更新を行うことであっても、ソフトウェアの実行順に応じて更新を行うことであっても、他の仕組みでソフトウェアをトリガーして更新を行うことであってもよいが、本実施例はそれを限定するものではない。換言すれば、無線検出装置１が第１キーアレイＫａを更新する場合、無線検出装置１は生成メッセージをランダムに生成し、あらかじめサーバ３に伝送し、サーバ３を、第１キーアレイＫａを更新できるプロセスへ移行させる。一つの実施例では、生成メッセージの有効ペイロードのバイト数と検出データの有効ペイロードのバイト数とが異なることにより、サーバ３は、受信されたメッセージが検出データでなく、第１キーアレイＫａの更新を告げるための生成メッセージであると判断できる。実例で説明すれば、無線検出装置１が毎回伝送した、暗号化された検出データが１２ｂｙｔｅｓである場合、生成メッセージの有効ペイロードのバイト数は１１ｂｙｔｅｓ、１０ｂｙｔｅｓ、９０ｂｉｔｓ又は他の数であってもよいが、本実施例はそれを限定するものではない。

なお、生成メッセージには、第２キーアレイを示すメッセージｓｅｅｄ_ｂ及び第１認証メッセージＶａを含む。第２キーアレイを示すメッセージｓｅｅｄ_ｂはランダムに生成されるものであり、第１認証メッセージＶａはランダムに生成されるものに限らない。ステップＳ１０５において、無線検出装置１は第１キーアレイＫａからもう一つの暗号化キーを取得し、取得された暗号化キーで生成メッセージを暗号化する。一つの実施例では、無線検出装置１が生成メッセージを生成させる前に、無線検出装置１が伝送した最後の検出データが暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ）で暗号化されていた場合、無線検出装置１は、第１キーアレイＫａの中の次の暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋１）で生成メッセージに暗号化を行うことができる。一つの実施例では、無線検出装置１が暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋１）の一部のバイトを抽出し、生成メッセージに対して暗号化を行うが、これに限定されない。

ステップＳ１０７においては、暗号化された生成メッセージを送信し、第２認証メッセージＶｂを要求する。換言すれば、生成メッセージが一つのデータパケットに包まれて送信され、且つ、生成メッセージを含むデータパケットが更にサーバ３にメッセージの応答を要求する。一つの実施例では、生成メッセージを含むデータパケットのヘッダ（Ｈｅａｄｅｒ）における一部のビット（ｂｉｔ）に基づいて、サーバ３は無線検出装置１にメッセージを返信すべきと判断できる。したがって、サーバ３が生成メッセージを含むデータパケットを受信すると、まず生成メッセージが正しいか否かを認証し、生成メッセージが正しいである場合、第２認証メッセージＶｂを含むデータパケットを無線検出装置１に返信する。

ステップＳ１０９においては、無線検出装置１が第２認証メッセージＶｂを含むデータパケットを受信すると、無線検出装置１は第２認証メッセージＶｂを比較し、第２認証メッセージＶｂが正しいか否かを判断する。一つの実施例では、第１認証メッセージＶａと第２認証メッセージＶｂは、たとえば無線検出装置１やサーバ３に保存された固定的なデータ内容である。換言すれば、無線検出装置１は第２キーアレイを示すためのランダムに生成されたメッセージｓｅｅｄ_ｂと、固定的なデータ内容である第１認証メッセージＶａとを生成メッセージとしてコンカチネートし、その生成メッセージを暗号化してからサーバ３に伝送し、その後、サーバ３は生成メッセージの中に固定的なデータ内容である第１認証メッセージＶａが含まれているか否かに基づいて、受信されたメッセージが本当に無線検出装置１からのものであるか否か、即ち、生成メッセージが正しいか否かを判断する。同様に、無線検出装置１は、サーバ３から返信されたデータパケットを受信すると、データパケットのデータ内容にあらかじめ決められた第２認証メッセージＶｂが含まれているか否かに基づいて、第２認証メッセージＶｂが正しいか否か、即ちデータパケットが本当にサーバ３からのものであるか否かを判断する。

なお、生成メッセージは検証メッセージを更に含むことができ、無線検出装置１は検証メッセージに基づいて生成メッセージが正しいか否かを判断する。検証メッセージについては、たとえば第２キーアレイを示すメッセージｓｅｅｄ_ｂと第１認証メッセージＶａのフォーマットに埋め込まれてもよく、改めて生成メッセージの一部のバイトを検証メッセージの位置として設定してもよいが、本実施例はそれを限定するものではない。

もう一つの実施例では、第２認証メッセージＶｂは第１認証メッセージＶａに基づいて生成される。換言すれば、第１認証メッセージＶａがランダムに生成されるものである場合、サーバ３は、生成メッセージが正しいと検証すると、生成メッセージから第１認証メッセージＶａを第２認証メッセージＶｂとして抽出し、無線検出装置１に返信する。無線検出装置１がサーバ３から第２認証メッセージＶｂを含むメッセージを受信し、第２認証メッセージＶｂと第１認証メッセージＶａが同じであると検証した場合、このことは第２認証メッセージＶｂが正しいであることを意味する。

他の実施例では、第２認証メッセージは第１認証メッセージＶａの一部のバイトであってもよい。つまり、サーバ３は、第１認証メッセージＶａから一部のバイトを第２認証メッセージＶｂとして抽出し、比較用に無線検出装置１に返信する。第２認証メッセージＶｂにより、無線検出装置１は、受信されたメッセージが安全なサーバ３から送信されてきたものであることを確認でき、また、サーバ３が既に生成メッセージを受信したことを確認できる。当業者は実際の必要に応じて、無線検出装置１の運用による、メッセージの送信元を確認する方法を設計でき、本実施例はそれを限定するものではない。

第２認証メッセージＶｂが正しいである場合、ステップＳ１１１において、無線検出装置１は、第２キーアレイＫｂで第１キーアレイＫａを置き換えることで、後の一定時間内には、暗号化データを伝送する度に、第２キーアレイＫｂから暗号化キーを取得してデータの暗号化を行い、即ち、第２キーアレイＫｂにおける暗号化キーを用いて検出データを暗号化する。当業者が前記の内容にしたがって実施でき、本実施例では繰り返しはしない。

前記実施例では、サーバ３がランダムに生成されたメッセージｓｅｅｄ_ｂによって第２キーアレイＫｂを導き出すようにしているが、無線検出装置１もまた、ランダムに生成されたメッセージｓｅｅｄ_ｂによって第２キーアレイＫｂを生成する。一例として、無線検出装置１は配列生成関数を実行でき、配列生成関数はランダムに生成されたメッセージｓｅｅｄ_ｂに基づいて、第２キーアレイＫｂに係る第２関数を生成する。つまり、無線検出装置１は、第２キーアレイＫｂで第１キーアレイＫａを置き換えると、その後無線検出装置１が暗号化データを伝送する度に、ソフトウェアによって第２関数を実行し、第２関数から、検出データを暗号化するための暗号化キーとしてキー数列を生成する。同様に、サーバ３は、第２キーアレイを示すメッセージｓｅｅｄ_ｂを受信した後、第２キーアレイを示すメッセージｓｅｅｄ_ｂを利用して第２キーアレイＫｂを生成し、第２キーアレイＫｂにおける暗号化キーで、受信されたメッセージに対する復号を行う。

実務上、無線検出装置１は、ステップＳ１０７においてサーバ３から返信されたメッセージを受信しなかった場合、暗号化された生成メッセージをもう一度送信する。一つの実施例では、無線検出装置１はステップＳ１０５を実行し直し、もう一つの暗号化キーで生成メッセージを暗号化し直す。具体的には、無線検出装置１が暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋１）で生成メッセージに対する暗号化を行い、且つ暗号化された生成メッセージを送信してもサーバ３からの返信を受信しなかった場合、無線検出装置１は再び次の順番の暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋２）で生成メッセージに対する暗号化を行い、あらためて暗号化された生成メッセージを送信し、サーバ３に応答を要求する。当業者は、生成メッセージを送信し直すために使用される暗号化キーを適宜決めることができ、本実施例では必ずしも次の順番の暗号化キーで暗号化を行うことに限定されない。

なお、安全性を高める場合には、サーバ３は、第２認証メッセージＶｂを返信するとき、第２認証メッセージＶｂに対して暗号化を行うことができる。サーバ３が第２認証メッセージＶｂを暗号化する方式は、たとえば、第１キーアレイＫａから一つの暗号化キーを取得し、取得された暗号化キーで第２認証メッセージＶｂを暗号化するものである。具体的には、サーバ３が受信した生成メッセージが暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋１）で暗号化されたものであれば、サーバ３は次の順番の暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋２）で第２認証メッセージＶｂを暗号化できる。サーバ３が受信した生成メッセージが暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋２）で暗号化されたものであれば、サーバ３は次の順番の暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋３）で第２認証メッセージＶｂを暗号化するが、これに限定されない。換言すれば、サーバ３が第２認証メッセージＶｂに対して暗号化を行い、且つ無線検出装置１が第２認証メッセージＶｂを含むデータパケットを受信した場合、無線検出装置１は第２認証メッセージＶｂを復号するステップをさらに有する。

図１及び図３を参照しながら説明する。図３は本発明のもう一つの実施例による無線通信におけるダイナミックキーの生成方法のフローチャートである。図面に示すように、ステップＳ３０１において、無線検出装置１は、暗号化される検出データを伝送しようとする度に、第１キーアレイＫａから複数の暗号化キーのうちの一つを取得し、取得された暗号化キーで検出データの暗号化を行う。検出データの暗号化に第１キーアレイＫａが一定時間にわたって使用されると、無線検出装置１は第１キーアレイＫａを更新するプロセスを実行し始める。よって、ステップＳ３０３において、無線検出装置１は、第２キーアレイＫｂを示すメッセージと第１認証メッセージＶａとを含む生成メッセージをランダムに生成する。ステップＳ３０５において、無線検出装置１は第１キーアレイＫａから暗号化キーを取得し、取得された暗号化キーで生成メッセージを暗号化する。ステップＳ３０７において、無線検出装置１は暗号化された生成メッセージを送信し、第２認証メッセージＶｂを要求する。サーバ３が生成メッセージを含むデータパケットを受信し、生成メッセージの検証が成功すると、サーバ３は、第２認証メッセージＶｂを含むデータパケットを無線検出装置１に返信する。ステップＳ３０９において、無線検出装置１は第２認証メッセージＶｂを受信し、比較を行って第２認証メッセージＶｂが正しいか否かを判断する。

図３の実施例では、ステップＳ３０１からステップＳ３０９までは図１の実施例とは大体同じであるため、当業者が図１の実施例を参照して変化させ、ステップＳ３０１からステップＳ３０９に運用できるので、繰り返しはしない。続いて、ステップＳ３１１において、比較の結果第２認証メッセージＶｂが正しいである場合、無線検出装置１は待機メッセージを生成し、第１キーアレイＫａ又は第２キーアレイＫｂのうちの一つから暗号化キーを取得して、待機メッセージを暗号化する。

待機メッセージは固定的なデータ内容であっても、第１キーアレイＫａの一つの暗号化キーから取得されるものであっても、第２キーアレイＫｂの一つの暗号化キーから取得されるものであってもよいが、本実施例はそれを限定するものではない。具体的には、待機メッセージが固定的なデータ内容である場合、無線検出装置１は第１キーアレイＫａ又は第２キーアレイＫｂのうちの一つから暗号化キーを取得して待機メッセージを暗号化するように設定できる。待機メッセージが第１キーアレイＫａの一つの暗号化キーから取得されたものである場合、無線検出装置１は、第２キーアレイＫｂから暗号化キーを取得して待機メッセージを暗号化できる。待機メッセージが第２キーアレイＫｂの一つの暗号化キーから取得されたものである場合、無線検出装置１は第１キーアレイＫａから暗号化キーを取得して待機メッセージを暗号化できる。本実施例では、待機メッセージのデータ内容と、待機メッセージを暗号するために用いる暗号化キーとについて限定はしない。

次に、ステップＳ３１３において、無線検出装置１は暗号化された待機メッセージを送信し、応答メッセージを要求する。換言すれば、待機メッセージが一つのデータパケットに包まれて送信され、且つ、待機メッセージを含むデータパケットがサーバ３にメッセージの応答を要求する。一つの実施例では、待機メッセージを含むデータパケットが、サーバ３にメッセージの返信を要求するためのビットを有するため、サーバ３はデータパケットを受信したとき、このビットに基づいて無線検出装置１に応答メッセージを返信すべきと判断できる。一つの実施例では、待機メッセージのバイト数は、生成メッセージのバイト数及び検出データ有効ペイロードのバイト数とは異なる。サーバ３は受信したデータパケットのバイト数に基づいて、受信したデータパケットが待機メッセージに係るものと判断できる。換言すれば、サーバ３はデータパケットのタイプに基づいて無線検出装置１に第２認証メッセージＶｂ又は応答メッセージを返信すべきと判断できる。

無線検出装置１がサーバ３から返信された応答メッセージを受信すると、ステップＳ３１５において、無線検出装置１は応答メッセージを比較する。応答メッセージが正しいである場合、ステップＳ３１７において、無線検出装置１は、第２キーアレイＫｂで第１キーアレイＫａを置き換えることで、後の一定時間内には、暗号化データを伝送する度に、第２キーアレイＫｂから暗号化キーを取得してデータの暗号化を行う。

より具体的に説明するため、実際例として、無線検出装置１がステップＳ３０５において暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋１）で生成メッセージを暗号化し、ステップＳ３０９においてサーバ３から返信された第２認証メッセージＶｂを受信し、且つ第２認証メッセージＶｂが正しいである場合、無線検出装置１はステップＳ３１１において暗号化キー（Ｋｂ，１）から一部のバイトを待機メッセージとして抽出し、第１キーアレイＫａの次の順番の暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋２）で待機メッセージを暗号化し、暗号化された待機メッセージを送信して、サーバ３からの返信を待ち受ける。サーバ３が返信する応答メッセージは、待機メッセージに用いられる暗号化キーに基づいて同じまたはその次の順番の暗号化キーで暗号化することができ、すなわち、たとえば暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋２）又は暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋３）で待機メッセージを暗号化できる。暗号化キーのバイト数が、待機メッセージ及び応答メッセージのバイト数とは異なるので、無線検出装置１とサーバ３は、暗号化キーの一部のバイトのみで待機メッセージと応答メッセージとを暗号化するように設定できる。

無線検出装置１は、待機メッセージを送信してもサーバ３からの返信を受信しなかった場合、暗号化された待機メッセージをサーバ３にもう一度送信し、あるいはステップＳ３１１を繰り返して第１キーアレイＫａの次の順番の暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋３）で待機メッセージを暗号化し直し、暗号化し直された待機メッセージを送信してサーバ３の返信を要求できる。ここで、サーバ３は、暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋３）で暗号化された待機メッセージを受信すると、暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋３）又は暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋４）で応答メッセージを暗号化し、無線検出装置１に返信できる。

もう一例として、無線検出装置１がステップＳ３０５において暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋１）で生成メッセージを暗号化し、ステップＳ３０９においてサーバ３から返信された第２認証メッセージＶｂを受信し、且つ第２認証メッセージＶｂが正しいである場合、ステップＳ３１１において、無線検出装置１は、次の順番の暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋２）から一部のバイトを待機メッセージとして抽出し、第２キーアレイＫｂの一番はじめの暗号化キー（Ｋｂ，１）で待機メッセージを暗号化し、暗号化された待機メッセージを送信してサーバ３からの返信を待ち受ける。ここで、サーバ３が返信する応答メッセージは、待機メッセージに用いられる暗号化キーに基づいて同じまたはその次の順番の暗号化キーで暗号化することができ、たとえば暗号化キー（Ｋｂ，１）又は暗号化キー（Ｋｂ，２）を使用して応答メッセージを暗号化できる。

無線検出装置１は、待機メッセージを送信したがサーバ３からの返信を受信しなかった場合、暗号化された待機メッセージをサーバ３にもう一度送信し、あるいはステップＳ３１１を繰り返して第１キーアレイＫａの次の順番の暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋３）から一部のバイトを待機メッセージとして抽出し、同じ暗号化キー（Ｋｂ，１）で待機メッセージを暗号化し直し、暗号化された待機メッセージを送信し直してサーバ３からの返信を要求する。

サーバ３から返信された応答メッセージが暗号化されたものである場合、ステップＳ３１５の前に、当然応答メッセージを復号するステップを有することは、当業者であれば理解でき、ここで説明を省略する。

サーバ３は、待機メッセージを受信したか否かに基づいて、無線検出装置１が第２認証メッセージＶｂを受信したことを確認してもよく、待機メッセージのデータ内容に基づいて、生成メッセージから導き出された第２キーアレイＫｂが正しいか否かをもう一度確認してもよい。また、サーバ３から返信された応答メッセージのデータ内容は、固定的なものであってもよく、待機メッセージから抽出されたデータ内容であってもよいが、本実施例はそれを限定するものではない。

一つの実施例では、無線検出装置１は、応答メッセージが正しいであることを確認すると、第２キーアレイＫｂで第１キーアレイＫａを置き換え、且つ第２キーアレイＫｂの中の未使用の暗号化キーで検出データを暗号化して、データの伝送を行う。具体的には、無線検出装置１がステップＳ３１１において暗号化キー（Ｋｂ，１）から一部のバイトを待機メッセージとして抽出した場合、暗号化キー（Ｋｂ，１）は使用済みの暗号化キーとする。無線検出装置１は、検出データの伝送を再開すると、未使用の暗号化キー（Ｋｂ，２）を用いて、伝送を再開するときの最初の検出データを暗号化する。なお、たとえば、無線検出装置１がステップＳ３１１において暗号化キー（Ｋａ，ｎ＋ｉ＋２）から一部のバイトを待機メッセージとして抽出し、暗号化キー（Ｋｂ，１）を用いて待機メッセージを暗号化した場合、無線検出装置１は、検出データの伝送を再開すると、同様に、暗号化キー（Ｋｂ，２）を用いて、検出データの伝送を再開するときの最初のデータを暗号化する。

続いて、無線通信におけるダイナミックキーの生成方法をサーバ３に運用する実施例を説明する。図１及び図４を参照しながら説明する。図４は本発明のさらにもう一つの実施例による無線通信におけるダイナミックキーの生成方法のフローチャートである。図面に示すように、ステップＳ５０１において、サーバ３は、暗号化されたデータパケットを受信する度に、データパケットのバイト数に基づいてデータパケットのタイプを判断する。生成メッセージの有効ペイロードのバイト数と検出データの有効ペイロードのバイト数とは異なるので、サーバ３は、受信したデータパケットのバイト数に基づいてデータパケットのタイプを判断できる。たとえば、サーバ３は、有効ペイロードが１２ｂｙｔｅｓであるデータパケットを受信すると、このデータパケットが検出データタイプであると判断し、有効ペイロードが１１ｂｙｔｅｓであるデータパケットを受信すると、このデータパケットが生成メッセージタイプであると判断するが、これに限定されない。

ステップＳ５０３において、サーバ３はデータパケットが対応する現行キーアレイから複数の暗号化キーのうちの一つを取得し、データパケットを復号する。無線検出装置１が暗号化すべきデータを伝送する度に、第１キーアレイＫｃから一つの暗号化キーを取得し、当該取得された暗号化キーでデータを暗号化するので、サーバ３も無線検出装置１に対応するダイナミックキーの生成方法によりデータパケットを復号する。具体的には、サーバ３は、基地局２に介して無線検出装置１からの暗号化データパケットを受信する度に、データパケットに基づいて送信元の無線検出装置１を識別し、無線検出装置１が対応する現行キーアレイから暗号化キーを取得してデータパケットを復号する。一つの実施例では、サーバ３は暗号化キーの一部のバイトを用いてデータパケットを復号できるが、本実施例はそれを限定するものではない。説明の便宜上、以降では、第１キーアレイＫｃをサーバ３中の現行キーアレイとする。

一つの実施例では、サーバ３はデータパケットのシーケンス番号（ＳｅｑｕｅｎｃｅＮｕｍｂｅｒ）に基づいて、データパケットに用いられた暗号化キーを推測する。第１キーアレイＫｃがたとえばテーブルとしてサーバ３に保存されている場合、サーバ３はデータパケットのシーケンス番号に基づいて、第１キーアレイＫｃのテーブルからデータパケットの暗号化キーを調べられる。もう一つの実施例では、第１キーアレイＫｃは、テーブルとしてサーバ３に保存することではなく、ソフトウェアや他の適切な方式で実現される。ソフトウェアを例として説明すれば、暗号化データを受信する度に、サーバ３のソフトウェアは第１関数を実行し、第１関数から生成されたキー数列を暗号化キーとして、データパケットを復号する。この場合、サーバ３は、前回受信したデータパケットのシーケンス番号と今回受信したデータパケットのシーケンス番号とを比較して第１関数の実行回数を選択し、第１関数の実行によって最後に生成されたキー数列を暗号化キーとする。実際例として、前回サーバ３が受信したデータパケットのシーケンス番号が５であり、今回受信したデータパケットのシーケンス番号が６である場合、サーバ３は、二つのシーケンス番号を比較し、シーケンス番号の差が１であることで第１関数を一回実行して、今回のデータパケットの暗号化キーを取得する。また、たとえば、前回サーバ３が受信したデータパケットのシーケンス番号が５であり、今回受信したデータパケットのシーケンス番号が８である場合、サーバ３は二つのシーケンス番号を比較し、シーケンス番号の差が３であることで第１関数を三回実行して、三回目の第１関数の実行によって取得されたキー数列を、今回データパケットを復号するための暗号化キーとする。このソフトウェアが第１関数を実行する実現方式、シーケンス番号の値は説明用だけのものであり、具体的な実施形態、及び本発明による請求の範囲を限定するものではない。

状況によって、サーバ３がプロセッサの演算能力、メモリサイズなどに制約されるので、第１関数を実行するときに生成するキー数列の長さは限られる。たとえば、サーバ３が第１関数を実行する度に４ｂｙｔｅｓのキー数列しか生成されない。より長い長さの、たとえば１２ｂｙｔｅｓの暗号化キーを取得するために、サーバ３は第１関数を複数回実行し、キー数列を暗号化キーとしてコンカチネートし、即ち、１２ｂｙｔｅｓの暗号化キーとなるように複数の４ｂｙｔｅｓのキー数列をコンカチネートする。また、たとえば第１関数が一度生成できるキー数列の長さが８ｂｙｔｅｓである場合、１２ｂｙｔｅｓの暗号化キーを生成するために、サーバ３は複数の８ｂｙｔｅｓのキー数列を生成し、キー数列をコンカチネートして、そのうちの１２ｂｙｔｅｓを暗号化キーとして抽出する。換言すれば、サーバ３が、前回受信したデータパケットのシーケンス番号と今回受信したデータパケットのシーケンス番号を比較して選んだ第１関数の実行回数は、第１関数が生成できる数列の長さにも依存する。サーバ３が第１関数を実行する度に４ｂｙｔｅｓのキー数列が生成され、暗号化キーが１２ｂｙｔｅｓに設定される例を挙げると、前回サーバ３が受信したデータパケットのシーケンス番号が５であり、今回受信したデータパケットのシーケンス番号が６である場合、サーバ３は、シーケンス番号の差が１であることで第１関数を三回実行し、一回目から三回目まで生成されたキー数列を今回のデータパケットの暗号化キーとしてコンカチネートする。また、たとえば、前回サーバ３が受信したデータパケットのシーケンス番号が５であり、今回受信したデータパケットのシーケンス番号が８である場合、サーバ３はシーケンス番号の差が３であることで第１関数を９回実行して、７回目から９回目まで生成されたキー数列を今回のデータパケットの暗号化キーとしてコンカチネートする。

実務上、ソフトウェアで第１キーアレイＫｃを実現する方式では、第１キーアレイＫｃの中に包有できる暗号化キーの数が限定されず、即ち、サーバ３が第１関数を実行する回数は制限がない。このことにより、暗号化キーの数に制限があって全部使い切られると暗号化キーが同じ順に繰り返されて利用されるという状況をなくすことができ、その結果、暗号化データが傍受されて解読される可能性を更に下げることができる。

サーバ３は、このデータパケットが検出データタイプであると判断した場合、データパケットを復号した後に、復号されたデータ内容を保存し、アクセスできるように、対応のデータアクセス権限を持つデータ使用端末４に供する。このデータパケットが生成メッセージタイプである場合、サーバ３が、データパケットを復号した後に、さらに無線検出装置１に合わせて第１キーアレイＫｃを更新するためのプロセスを実行するので、ステップＳ５０５において、サーバ３はデータパケットから復号されたデータ内容が正しいか否かを判断する。

一つの実施例では、サーバ３の中に決まった第１認証メッセージＶ１を有し、且つ、復号されたデータ内容のうちの一部のバイトを無線検出装置１が第１認証メッセージＶ１を配置する位置と設定したので、サーバ３は、第１認証メッセージＶ１の配置予定の位置である前記バイトから認証待ちメッセージＶｃを読み取り、認証待ちメッセージＶｃと、あらかじめ決められた第１認証メッセージＶ１とを比較することができる。認証待ちメッセージＶｃと第１認証メッセージＶ１が同じであるか否かにより、データパケットから復号されたデータ内容が正しいか否かを判断する。もう一つの実施例では、サーバ３は復号されたデータ内容の正しいフォーマットをあらかじめ決められる。サーバによって復号されたデータ内容のフォーマットが、あらかじめ決められたフォーマットと合致する場合、データパケットから復号されたデータ内容が正しいであると判断する。他の実施例では、サーバ３は、復号されたデータ内容のうちの一部のバイトを、検証メッセージが配置される位置としてあらかじめ決めてもよい。サーバ３は、検証メッセージが正しいか否かにより、復号されたデータ内容が正しいか否かを判断する。

サーバ３が、受信されたデータパケットが正しいであると判断することは、復号されたデータ内容には無線検出装置１によって生成された生成メッセージが含まれ、即ち、新しいキーアレイを示すメッセージｓｅｅｄ_ｄ及び第１認証メッセージＶ１が含まれることを意味し、且つデータパケットはサーバ３にメッセージの返信を要求する。つまり、復号されたデータ内容が正しいである場合、ステップＳ５０７において、サーバ３は認証メッセージＶｄを無線検出装置１に送信し、無線検出装置１の要求を応答する。一つの実施例では、サーバ３は、抽出された認証待ちメッセージＶｃを、無線検出装置１に返信する認証メッセージＶｄとし、認証メッセージＶｄをデータパケットの中に包んで無線検出装置１に返信する。もう一つの実施例では、サーバ３は認証待ちメッセージＶｃから一部のバイトだけを抽出して、認証メッセージＶｄとして無線検出装置１に返信できる。サーバ３が、復号されたデータ内容の中の認証待ちメッセージＶｃを用いて返信することにより、無線検出装置１は、受信されたメッセージが安全なサーバ３から送信されてきたものであることと、サーバ３が既に生成メッセージを受信したこととを確認できる。当業者は実際の必要に応じて、サーバ３から無線検出装置１に返信するデータ内容を適宜決めることができ、本実施例はそれを限定するものではない。

一つの例として、サーバ３は第１キーアレイＫｃから暗号化キー取得し、取得された暗号化キーで認証メッセージＶｄに暗号化を行い、無線検出装置１に返信できる。実際例として説明すると、サーバ３は、受信したデータパケットが暗号化キー（Ｋｃ，ｎ＋ｉ＋１）で暗号化されたものであれば、次の順番の暗号化キー（Ｋｃ，ｎ＋ｉ＋２）で認証メッセージＶｄを暗号化できる。サーバ３は、受信したデータパケットが暗号化キー（Ｋｃ，ｎ＋ｉ＋２）で暗号化されたものであれば、次の順番の暗号化キー（Ｋｃ，ｎ＋ｉ＋３）で認証メッセージＶｄを暗号化するが、これに限定されない。実務上、暗号化キーと認証メッセージＶｄのバイト数の違いにより、暗号化キーの一部のバイトを抽出して認証メッセージＶｄを暗号化することができるが、本実施例はそれを限定するものではない。

ステップＳ５０９において、サーバ３は、生成メッセージタイプのデータパケットから復号されたデータ内容に基づいて新しいキーアレイを判断して選択し、新しいキーアレイで現行キーアレイを置き換えることで、後の一定時間に、暗号化されたデータパケットを受信する度に、新しいキーアレイから複数の暗号化キーのうちの一つを取得してデータパケットの復号を行う。具体的には、サーバ３が既に、復号されたデータ内容のうちの一部のバイトが、無線検出装置１が新しいキーアレイを示すためのメッセージｓｅｅｄ_ｄであると設定したので、サーバ３は新しいキーアレイを示すメッセージｓｅｅｄ_ｄに基づいて、無線検出装置１が更新によりこれから使用する新しいキーアレイを識別できる。新しいキーアレイは、無線検出装置１において第１キーアレイＫｃを更新するための第２キーアレイＫｄとは同じものである。説明の便宜上、以降では第２キーアレイＫｄをサーバ３によって生成された新しいキーアレイとする。

一例として、サーバ３が配列生成関数を実行でき、配列生成関数は第２キーアレイＫｄを示すメッセージｓｅｅｄ_ｄに基づいて、第２キーアレイＫｄに係る第２関数を生成する。つまり、サーバ３は、第２キーアレイＫｄで第１キーアレイＫｃを置き換えると、暗号化データを復号する度に、ソフトウェアによって第２関数を実行し、第２関数から、データを復号するための暗号化キーとしてキー数列を生成する。第２関数がキー数列を生成する方法について、前記実施例を参照できるので、繰り返しはしない。

図１及び図５を参照しながら説明する。図５は本発明のさらにもう一つの実施例による無線通信におけるダイナミックキーの生成方法のフローチャートである。図面に示すように、ステップＳ７０１において、サーバ３は、暗号化されたデータパケットを受信する度に、データパケットのバイト数に基づいてデータパケットのタイプを判断する。ステップＳ７０３において、サーバ３はデータパケットが対応する現行キーアレイから複数の暗号化キーのうちの一つ取得し、データパケットを復号する。サーバ３は、このデータパケットが検出データタイプであると判断した場合、データパケットを復号した後に、復号されたデータ内容を保存し、アクセスできるように、対応のデータアクセス権限を持つデータ使用端末４に供する。このデータパケットが生成メッセージタイプである場合、サーバ３は、無線検出装置１に合わせて第１キーアレイＫｃを更新するためのプロセスを実行するので、ステップＳ７０５において、データパケットから復号されたデータ内容が正しいか否かを判断し、データパケットから復号されたデータ内容が正しいであると判断した場合、ステップＳ７０７において、認証メッセージＶｄを無線検出装置１に送信する。

本実施例では、前記ステップＳ７０１からステップＳ７０７までの内容は前記実施例と大体同じであるため、当業者が前記実施例の内容に応じて変化を加えて実施できるので、本実施例で繰り返しはしない。図５の実施例では、無線検出装置１は、認証メッセージＶｄを受信して認証メッセージＶｄが正しいであると確認した場合、待機メッセージを再び送信することで、第２キーアレイＫｄに更新するプロセスを行うことを無線検出装置１とサーバ３に再び確認させる。よって、サーバ３は、暗号化されたデータパケットを再び受信したとき、ステップＳ７０１に戻り、データパケットのバイト数に基づいてデータパケットのタイプを判断し、ステップＳ７０１においてデータパケットが対応する現行キーアレイから暗号化キーを取得してデータパケットに対する復号を行う。本実施例では、待機メッセージのバイト数と、生成メッセージのバイト数と、検出データの有効ペイロードのバイト数とが全部異なるため、サーバ３は受信されたデータパケットのバイト数に基づいてデータパケットのタイプを判断でき、これにより無線検出装置１が現時点で第１キーアレイＫｃを更新するプロセスにある否かをも把握できる。なお、サーバ３はまた、無線検出装置１の設定に合わせて、無線検出装置１が現時点で用いているキーアレイを使用してデータパケットを復号するように設定する。

次に、サーバ３が、受信されたデータパケットが待機メッセージタイプであると判断した場合、ステップＳ７０９において、サーバ３はデータパケットから復号されたデータ内容が正しいか否かを判断する。一つの実施例では、無線検出装置１が生成した待機メッセージは固定的なデータ内容であり、且つ、サーバ３の中にもあらかじめ決められた正確な待機メッセージのデータ内容がある。したがって、サーバ３はデータパケットを復号した後、データパケットから復号されたデータ内容が正しいか否かを判断できる。

もう一つの実施例では、無線検出装置１が生成した待機メッセージが、第２キーアレイＫｄのうちの一つの暗号化キーで生成され、且つ第１キーアレイＫｃの中の暗号化キーで暗号化されたものである。そのため、サーバ３が待機メッセージタイプのデータパケットを受信すると、ステップＳ７０３において、サーバ３は第１キーアレイＫｃから暗号化キーを取得し、取得された暗号化キーでデータパケットに復号を行う。ステップＳ７０９において、サーバ３は、復号されたデータ内容と第２キーアレイＫｄの中の暗号化キーとを比較して、比較の結果に基づいて待機メッセージタイプのデータパケットが正しいか否かを判断する。

もう一つの実施例では、無線検出装置１が生成した待機メッセージは、第１キーアレイＫｃのうちの一つの暗号化キーで生成され、且つ第２キーアレイＫｄの中の暗号化キーで暗号化されたものである。したがって、サーバ３は待機メッセージタイプのデータパケットを受信すると、ステップＳ７０３において、第２キーアレイＫｄから暗号化キーを取得し、取得された暗号化キーでデータパケットに復号を行う。ステップＳ７０９において、サーバ３は、復号されたデータ内容と第１キーアレイＫｃの暗号化キーとを比較して、比較の結果に基づいて待機メッセージタイプのデータパケットが正しいか否かを判断する。待機メッセージが、暗号化キーの一部のバイトからなるものであってもよく、暗号化キーの一部のバイトのみで暗号化されてもよいことは、本実施例で繰り返して説明しない。

ステップＳ７１１において、サーバ３は、待機メッセージが正しいであると確認すると、応答メッセージを無線検出装置１に送信する。応答メッセージは固定的なデータ内容であってもよく、待機メッセージから抽出された一部のバイトであってもよいが、本実施例はそれを限定するものではない。なお、サーバ３は応答メッセージに暗号化を行ってもよい。たとえば、受信された待機メッセージタイプのデータパケットが、第１キーアレイＫｃの中の暗号化キー（Ｋｃ，ｎ＋ｉ＋２）で暗号化されたものである場合、サーバ３は暗号化キー（Ｋｃ，ｎ＋ｉ＋３）で応答メッセージを暗号化できる。受信された待機メッセージタイプのデータパケットが、第２キーアレイＫｄの中の暗号化キー（Ｋｄ，１）で暗号化されたものである場合、サーバ３は暗号化キー（Ｋｄ，２）で応答メッセージを暗号化できる。

ステップＳ７１３において、サーバ３は、生成メッセージタイプのデータパケットから復号されたデータ内容に基づいて、新しいキーアレイを判断して選択し、新しいキーアレイで現行キーアレイを置き換えることで、後の一定時間内に、暗号化されたデータパケットを受信する度に、新しいキーアレイから複数の暗号化キーのうちの一つを取得してデータパケットの復号を行う。無線検出装置１が暗号化キー（Ｋｄ，１）から一部のバイトを待機メッセージとして抽出する例として説明すれば、無線検出装置１は、サーバ３から送信された応答メッセージを受信すると、検出データの伝送を再開し、第２キーアレイＫｄの次の順番の暗号化キー（Ｋｄ，２）で検出データを暗号化する。したがって、サーバ３は、暗号化されたデータパケットを受信すると、第２キーアレイＫｄの次の順番の暗号化キー（Ｋｄ，２）でデータパケットを復号する。無線検出装置１が第１キーアレイＫｃの中の暗号化キーから一部のバイトを待機メッセージとして抽出する例では、無線検出装置１がサーバ３から送信された応答メッセージを受信して検出データの伝送を再開する場合、第２キーアレイＫｄのうちの一番はじめの暗号化キー（Ｋｄ，１）が待機メッセージのデータ内容とされるため、サーバ３は、暗号化されたデータパケットを受信するとき、第２キーアレイＫｄの次の順番の暗号化キー（Ｋｄ，２）でデータパケットを復号する。

以上より、本発明の実施例は、データ伝送時にキーアレイから必ずしも同じではない暗号化キーを取得して、データに暗号化を行うことで、データ暗号化の安全性をより向上させる無線通信におけるダイナミックキーの生成方法を提供する。更に、ダイナミックキーの生成方法がランダムに生成されたメッセージに基づいて不定期にキーアレイを更新するため、暗号化データに用いられた暗号化キーはより難解なものとなる。本来使用されていたキーアレイが傍受で取得されても、ダイナミックキーの生成方法によってキーアレイが更新されると、傍受で取得されたキーアレイが使用できなくなるので、無線通信環境におけるデータ伝送の安全性がさらに高まり、データ所有者の重要資産が保護される。

本発明は前記実施例により以上のように開示されているが、本発明を限定するものではない。本発明の精神と範囲を逸脱しない限りなされた変更や改良は、いずれも本発明の保護範囲に含まれる。

１無線検出装置
２基地局
３サーバ
４データ使用端末
Ｓ１０１〜Ｓ１１１、Ｓ３０１〜Ｓ３１７、Ｓ５０１〜Ｓ５０９、Ｓ７０１〜Ｓ７１３ステップ

Claims

暗号化データを伝送する度に、第１キーアレイから複数の暗号化キーのうちの一つを取得し、取得された前記暗号化キーでデータの暗号化を行うステップと、
第２キーアレイを示し且つ第１認証メッセージを含む生成メッセージをランダムに生成するステップと、
前記第１キーアレイから前記暗号化キーのうちの一つを取得し、前記生成メッセージを暗号化するステップと、
暗号化された前記生成メッセージを送信し、前記第１認証メッセージが正しいと認証されれば送信される第２認証メッセージを要求するステップと、
受信された前記第２認証メッセージを比較するステップと、
前記第２認証メッセージが正しいである場合、前記第２キーアレイで前記第１キーアレイを置き換えることで、暗号化データを伝送する度に、前記第２キーアレイから複数の暗号化キーのうちの一つを取得してデータの暗号化を行うステップと、を含み、
前記生成メッセージのバイト数は、伝送される暗号化データのバイト数とは異なる、無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記第２認証メッセージを受信しなかった場合、前記第１キーアレイから前記暗号化キーのうちの一つを取得し直し、前記生成メッセージを暗号化し直すステップと、
暗号化し直された前記生成メッセージを送信し、前記第２認証メッセージを要求するステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記第１キーアレイにおける前記暗号化キーのうちの一つを用いて、受信された前記第２認証メッセージを復号するステップをさらに含む、請求項１に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記第１キーアレイから前記暗号化キーのうちの一つを取得して前記生成メッセージを暗号化するステップにおいては、取得された前記暗号化キーのバイトの少なくとも一部を用いて前記生成メッセージを暗号化するステップことを含む、請求項１に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記第１キーアレイは第１関数に係るものであり、暗号化データを伝送する度に前記第１キーアレイから前記暗号化キーのうちの一つを取得するステップにおいては、暗号化データを伝送する度に、前記第１関数を用いて、前記暗号化キーとするキー数列を生成するステップをさらに含む、請求項１に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記第１キーアレイは第１関数に係るものであり、暗号化データを伝送する度に前記第１キーアレイから前記暗号化キーのうちの一つを取得するステップにおいては、
暗号化データを伝送する度に、前記第１関数を用いて複数のキー数列を生成するステップと、
前記キー数列をコンカチネートするステップと、
コンカチネートされた前記キー数列のバイトの少なくとも一部を前記暗号化キーとするステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記第２認証メッセージは前記第１認証メッセージに基づいて生成するものであり、受信された前記第２認証メッセージを比較するステップにおいては、受信された前記第２認証メッセージが前記第１認証メッセージの少なくとも一部を含む場合、前記第２認証メッセージが正しいとする、請求項１に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記第２認証メッセージが正しいである場合に前記第２キーアレイで前記第１キーアレイを置き換えるステップにおいては、
前記第２認証メッセージが正しいである場合、前記第１キーアレイ又は前記第２キーアレイのうちの一つから暗号化キーを取得し、待機メッセージを暗号化するステップと、
暗号化された前記待機メッセージを送信し、応答メッセージを要求するステップと、
受信された前記応答メッセージを比較するステップと、
前記応答メッセージが正しいである場合、前記第２キーアレイで前記第１キーアレイを置き換えるステップと、
を含む、請求項１に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記応答メッセージを受信しなかった場合、暗号化された前記待機メッセージを送信し直し、前記応答メッセージを要求するステップをさらに含む、請求項８に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記第１キーアレイから前記暗号化キーのうちの一つを取得し、取得された前記暗号化キーを用いて前記待機メッセージを生成するステップと、
前記応答メッセージを受信しなかった場合、前記第１キーアレイから前記暗号化キーのうちの一つを取得し直し、取得し直された前記暗号化キーを用いて前記待機メッセージを生成するステップと、
前記第２キーアレイから取得された、前記待機メッセージの暗号化に使用された前記暗号化キーを用いて、生成し直された前記待機メッセージを暗号化するステップと、
生成し直され、且つ、暗号化された前記待機メッセージを送信し、前記応答メッセージを要求するステップと、
をさらに含む、請求項８に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記第２キーアレイから前記暗号化キーのうちの一つを取得し、取得された前記暗号化キーを用いて前記待機メッセージを生成するステップと、
前記応答メッセージを受信しなかった場合、前記第１キーアレイから前記暗号化キーのうちの一つを取得し直し、前記待機メッセージを暗号化するステップと、
生成し直され、且つ、暗号化された前記待機メッセージを送信し、前記応答メッセージを要求するステップと、
をさらに含む、請求項８に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記生成メッセージのバイト数と前記待機メッセージのバイト数とは異なる、請求項８に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記第１キーアレイ又は前記第２キーアレイのうちの一つから取得された暗号化キーで前記待機メッセージを暗号化するステップにおいては、取得された前記暗号化キーのバイトの少なくとも一部を用いて前記待機メッセージを暗号化するステップを含む、請求項８に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
暗号化されたデータパケットを受信する度に、前記データパケットのバイト数に基づいて前記データパケットのタイプを判断するステップと、
前記データパケットが対応する現行キーアレイから複数の暗号化キーのうちの一つを取得し、前記データパケットを復号するステップと、
前記データパケットが生成メッセージタイプである場合、前記データパケットから復号されたデータ内容が正しいか否かを判断するステップと、
復号されたデータ内容が正しいである場合、認証メッセージを送信するステップと、
前記生成メッセージタイプのデータパケットから復号されたデータ内容に基づいて、新しいキーアレイを判断して選択し、前記新しいキーアレイで前記現行キーアレイを置き換えることで、暗号化されたデータパケットを受信する度に、前記新しいキーアレイから複数の暗号化キーのうちの一つを取得してデータパケットの復号を行うステップと、
を含む、無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記データパケットが前記生成メッセージタイプである場合に前記データパケットから復号されたデータ内容が正しいか否かを判断するステップにおいては、
復号された前記データ内容に基づいて、認証待ちメッセージを識別するステップと、
前記認証待ちメッセージを比較するステップとを更に含み、前記認証待ちメッセージが正しいであることは、復号されたデータ内容が正しいであることを意味する、請求項１４に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記認証待ちメッセージに基づいて前記認証メッセージを生成するステップをさらに含む、請求項１５に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記現行キーアレイにおける前記暗号化キーのうちの一つのバイトの一部を用いて前記認証メッセージを暗号化するステップをさらに含む、請求項１５に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記データパケットが対応する前記現行キーアレイから前記暗号化キーのうちの一つを取得して前記データパケットを復号するステップにおいては、取得された前記暗号化キーのバイトの一部を用いて前記データパケットを復号するステップをさらに含む、請求項１４に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記現行キーアレイは第１関数に係るものであり、暗号化されたデータパケットを受信する度に前記現行キーアレイから前記暗号化キーのうちの一つを取得して前記データパケットを復号するステップにおいては、暗号化されたデータパケットを受信する度に、前記第１関数を用いて、前記暗号化キーとするキー数列を生成するステップをさらに含む、請求項１４に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記現行キーアレイは第１関数に係るものであり、前記データパケットが対応する前記現行キーアレイから前記暗号化キーのうちの一つを取得して前記データパケットを復号するステップにおいては、
暗号化データを伝送する度に、前記第１関数を用いて複数のキー数列を生成するステップと、
前記キー数列をコンカチネートするステップと、
コンカチネートされた前記キー数列のバイトの少なくとも一部を前記暗号化キーとするステップと、
をさらに含む請求項１４に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
受信されたデータパケットが待機メッセージタイプである場合、前記データパケットから復号されたデータ内容が正しいか否かを判断するステップと、
前記待機メッセージタイプのデータパケットから復号されたデータ内容が正しいである場合、応答メッセージを送信するステップとをさらに含み、
前記待機メッセージタイプのデータパケットのバイト数は、前記生成メッセージタイプのデータパケットのバイト数とは異なる、
請求項１４に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記待機メッセージタイプのデータパケットから復号されたデータ内容と、前記新しいキーアレイにおける前記暗号化キーのうちの一つとを比較するステップをさらに含み、復号されたデータ内容と前記新しいキーアレイにおける前記暗号化キーのうちの一つのバイトの一部とが同じであることは、前記データパケットから復号されたデータ内容が正しいであることを意味する、請求項２１に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
受信されたデータパケットが待機メッセージタイプである場合、前記現行キーアレイのうちの一つの暗号化キーのバイトの一部で復号を行う、請求項２２に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
前記待機メッセージタイプのデータパケットから復号されたデータ内容と前記現行キーアレイにおける前記暗号化キーのうちの一つとを比較するステップをさらに含み、復号されたデータ内容と前記現行キーアレイにおける前記暗号化キーのうちの一つのバイトの一部とが同じであることは、前記データパケットから復号されたデータ内容が正しいであることを意味する、請求項２１に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。
受信されたデータパケットが待機メッセージタイプである場合、前記新しいキーアレイのうちの一つの暗号化キーのバイトの一部で復号を行う、請求項２４に記載の無線通信におけるダイナミックキーの生成方法。