JP2021040308A - エンドツーエンドのセキュアな通信のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワーク上での第１のデバイスと第２のデバイスとの間のセキュアな通信のための方法および装置を提供すること。【解決手段】方法は、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、第１のデバイスから第２のデバイスにセキュリティメッセージを送信することと、ネットワーク上で、第１のデバイスと第２のデバイスとの間に、セキュリティメッセージに基づいたセキュアな接続を構成することと、第１のデバイスから第２のデバイスにデータを送信すること、または第２のデバイスから第１のデバイスによってデータを受信することのうちの少なくとも１つによって、セキュアな接続を介してデータを通信することと、を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、エンドツーエンドのセキュアな通信に関し、より詳細には、制約されたネットワーク上でのセキュリティプロトコルに基づいたエンドツーエンドのセキュアな通信のための方法および装置に関する。

ワイヤレスのモノのインターネット（ＩｏＴ）ネットワークにおいて、エンドノードは通常、非インターネットプロトコルベースの（非ＩＰベースの）ワイヤレス通信を通して、データをゲートウェイに送信する。ゲートウェイがエンドノードからデータを受信した後で、ゲートウェイは、インターネットプロトコルベースの（ＩＰベースの）通信を通して、データをクラウドサーバに送信する。データ送信は一般に、エンドノードとゲートウェイとの間、およびゲートウェイとクラウドサーバとの間でセキュアにされる。

しかしながら、ゲートウェイがデータを処理するとき、ゲートウェイは、データを傍受から保護しないことがある。例えば、ゲートウェイが公共の環境にあるとき、ゲートウェイは、傍受またはハッキングの高リスクにあることがある。したがって、ゲートウェイは信頼されないことがある。エンドノードから受信されたデータは、操作されていることがあり、したがって、セキュアにされていない。その上、データは、意図されない、または認可されない目的のために、複製またはリダイレクトされていることがある。

したがって、制約されたネットワーク上でのデバイス間のエンドツーエンドのセキュアな通信のための方法および装置を提供することが望ましい。

本開示の実施形態は、ＩоＴノードとクラウドサーバとの間、２つのＩоＴノード間、およびユーザデバイスとＩоＴノードとの間のエンドツーエンドのセキュリティを改善する、制約されたネットワーク上でのセキュリティプロトコルに基づいたエンドツーエンドのセキュアな通信のための方法および装置を提供する。

これらの実施形態は、ネットワーク上での第１のデバイスと第２のデバイスとの間のセキュアな通信のための方法を含む。方法は、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、第１のデバイスから第２のデバイスにセキュリティメッセージを送信することと、ネットワーク上で、第１のデバイスと第２のデバイスとの間に、セキュリティメッセージに基づいたセキュアな接続を構成することと、第１のデバイスから第２のデバイスにデータを送信すること、または第２のデバイスから第１のデバイスによってデータを受信することのうちの少なくとも１つによって、セキュアな接続を介してデータを通信することを含む。

これらの実施形態はまた、ネットワーク上でのリモートデバイスとのセキュアな通信のためのエンドデバイスを含む。エンドデバイスは、命令を記憶するための少なくとも１つのメモリと、動作を実施するための命令を実行するように構成された少なくとも１つのコントローラとを含む。動作は、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、リモートデバイスにセキュリティメッセージを送信することと、ネットワーク上で、リモートデバイスと、セキュリティメッセージに基づいたセキュアな接続を構成することと、リモートデバイスにデータを送信すること、またはリモートデバイスからデータを受信することのうちの少なくとも１つによって、セキュアな接続を介してデータを通信することを含む。

これらの実施形態は、実行されるときに、コントローラに、ネットワーク上での第１のデバイスと第２のデバイスとの間のセキュアな通信のための動作を実施させる命令を記憶するための、非一時的なコンピュータ可読媒体をさらに含む。動作は、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、第１のデバイスから第２のデバイスにセキュリティメッセージを送信することと、ネットワーク上で、第１のデバイスと第２のデバイスとの間に、セキュリティメッセージに基づいたセキュアな接続を構成することと、第１のデバイスから第２のデバイスにデータを送信すること、または第２のデバイスから第１のデバイスによってデータを受信することのうちの少なくとも１つによって、セキュアな接続を介してデータを通信することを含む。

本開示の実施形態と一致する、典型的なワイヤレスＩоＴネットワークの概略図である。 本開示の実施形態と一致する、ワイヤレスＩоＴネットワークの別の典型的なシナリオの概略図である。 本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信のための典型的なエンドデバイスのブロック図である。 本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信のための典型的なサーバのブロック図である。 本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信のための典型的な通信方法を例示する図である。 本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信のための典型的なプロトコルスタックを例示する図である。 本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信のための別の典型的な通信方法を例示する図である。 本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信を提供するためにエンドデバイスにおいて実施される典型的な方法のフローチャートである。 本開示の実施形態と一致する、エンドツーエンドのセキュアな通信を提供するためにネットワーク上のデバイスにおいて実施される別の典型的な方法のフローチャートである。 本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信を開始するためにエンドデバイスにおいて実施される典型的な方法のフローチャートである。 本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信のための要求を受信するためにエンドデバイスにおいて実施される典型的な方法のフローチャートである。

これより、付属の図面においてその例が例示される典型的な実施形態への参照が詳細に行われることになる。以下の説明は、付属の図面を参照し、異なる図面における同じ番号は、別段そうでないことが表されない限り、同じまたは類似した要素を表す。典型的な実施形態の以下の説明において明記される実装は、本発明と一致したすべての実装を表すものではない。そうではなく、それらは、添付の特許請求の範囲に列挙される通り、本発明に関係した態様と一致した装置および方法の単なる例である。

図１は、本開示の実施形態と一致する、典型的なワイヤレスＩоＴネットワーク１００の概略図である。ワイヤレスＩоＴネットワーク１００は、３つのエンドデバイス１２１、１２２、および１２３と、ゲートウェイ１４０と、サーバ１６０とを含む。エンドデバイス１２１は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック通信プロトコルを使用して、シリアルストリーム１３１上でゲートウェイ１４０に接続する。エンドデバイス１２２は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ通信プロトコルを使用することによって、シリアルストリーム１３２上でゲートウェイ１４０に接続する。エンドデバイス１２３は、例えば、ユニバーサル非同期受信機／送信機（ＵＡＲＴ）通信プロトコルを使用することによって、シリアルストリーム１３３上でゲートウェイ１４０に接続する。ゲートウェイ１４０は、インターネットプロトコル（ＩＰ）通信１５０を介してサーバ１６０に接続する。

エンドデバイス１２１、１２２、または１２３は、制約されたネットワーク上で通信をサポートする、熱センサ、温度センサ、画像センサ、圧力センサ、湿度センサ、加速度計、物体センサ、および動きセンサなどのセンサデバイスであってよい。あるいは、エンドデバイス１２１、１２２、または１２３は、制約されたネットワーク上で通信をサポートする、カメラ、ハンドセット、ラップトップ、コンピュータ、または表示デバイスなどの別のタイプのデバイスであってもよい。

ゲートウェイ１４０は、ＩＰ通信、ならびにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック、Ｚｉｇｂｅｅ、およびユニバーサル非同期受信機／送信機の通信プロトコルのうちの１つまたは複数をサポートするＩоＴゲートウェイであってよい。例えば、図１に示されるように、ゲートウェイ１４０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、およびＵＡＲＴ通信プロトコルを使用することによって、シリアルストリーム１３１、１３２、および１３３を通して、それぞれ、エンドデバイス１２１、１２２、および１２３に接続する。

サーバ１６０は、ＩоＴアプリケーションのためのサポート、環境データ収集、またはエンドデバイス間でのデータ共有を提供するクラウドサーバであってよい。図１に示されるように、サーバ１６０は、ＩＰ通信１５０を介してゲートウェイ１４０に接続する。あるいは、サーバ１６０は、インターネット上で、様々なアプリケーションを実行し、ゲートウェイ１４０に接続されるサーバ装置であってもよい。

図１に示されるように、エンドデバイス１２１およびサーバ１６０は、ワイヤレスＩｏＴネットワーク１００において、シリアルストリーム１３１およびＩＰ通信１５０上でゲートウェイ１４０を通して、互いの間にセキュリティプロトコル接続１５５を確立する。セキュリティプロトコル接続１５５は、２つのエンドノード間、またはエンドノードとサーバとの間のセキュリティプロトコルの接続である。例えば、セキュリティプロトコル接続１５５は、セキュアソケット層（ＳＳＬ）プロトコル、トランスポート層セキュリティ（ＴＬＳ）プロトコル、およびデータグラムＴＬＳ（ＤＴＬＳ）プロトコルなどの、トランスポート層におけるセキュリティプロトコルの接続であってよい。別の例として、セキュリティプロトコル接続１５５は、セキュア／多目的インターネットメール拡張（Ｓ／ＭＩＭＥ）プロトコル、オープン・プリティ・グッド・プライバシー（ＯｐｅｎＰＧＰ）プロトコル、またはセキュア・ハイパーテキスト・トランスファー・プロトコル（Ｓ／ＨＴＴＰ）などの、アプリケーション層のセキュリティプロトコルの接続であってもよい。セキュリティプロトコル接続１５５はまた、トランスポート層とアプリケーション層とにまたがるセキュリティプロトコルの接続であってもよい。

図１に示されるように、ワイヤレスＩоＴネットワーク１００は、エンドデバイス１２１、１２２、および１２３、ゲートウェイ１４０、ならびにサーバ１６０などの複数のネットワークノードを含む。これらのネットワークノードのうちの１つまたは複数は、「制約された」ノードであり得る。制約されたノードは、コスト、またはサイズ、重さなどの物理特性、ならびに利用可能な電力およびエネルギーについての制約のために、多くのインターネットノードに共通である特性のうちのいくつかが獲得可能ではないノードである。電力、メモリ、および処理リソースについての厳しい制約は、状態、符号空間、および処理サイクルのハード上限につながり、エネルギーおよびネットワーク帯域幅使用量の最適化を、すべての設計要件において他に優先する検討事項とする。また、制約されたノードにおいては、完全接続性およびブロードキャスト／マルチキャストなどの、いくつかの第２層サービスが欠けていることがある。

例えば、エンドデバイス１２１は、スマートシティにおけるある場所で湿度を測定するスマートメータであってもよい。スマートメータは、そのシティにおける都合のよい設置のためにサイズおよび重さについて制約される。スマートメータは通常バッテリによって電力供給されるので、スマートメータはまた、湿度を測定し、測定結果をスマートシティの中央サーバに報告するために利用可能な電力およびエネルギーについても制約される。

その上、スマートメータは、時間ごとに一度などの周期的にしか、湿度を測定し、測定結果を報告する必要がないことがある。スマートメータは低いデューティサイクルで湿度を測定する必要しかないために、スマートメータは、湿度センサおよび測定報告用の送信機を制御するだけに十分な処理能力を有するコントローラを収容する。スマートメータはまた、湿度の測定および報告という複雑でない制御のための符号を記憶するだけに十分な最小量のメモリを装備されてよい。したがって、エンドデバイス１２１は、上述された制約のうちの１つまたは複数のために、制約されたノードである。

エンドデバイス１２２および１２３もまた、上述された制約のうちの１つまたは複数のために、制約されたノードであり得る。

ワイヤレスＩоＴネットワーク１００は、制約されたネットワークである。制約されたネットワークは、ＩＰリンクにおいて共通に見られる特性のうちのいくつかが獲得可能ではないネットワークである。例えば、ワイヤレスＩоＴネットワーク１００は、ビットレート、デューティサイクル、配信レート、非対称リンク特性、パケットサイズ、経時的な到達可能性、またはネットワークサービスのうちの少なくとも１つにおいて制約されたリンクを含むことがある。

ワイヤレスＩоＴネットワーク１００におけるリンクは、低く達成可能なビットレートまたはスループットによって制約されることがある。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック通信プロトコルの制限およびエンドデバイス１２１のバッテリの限定された容量のために、エンドデバイス１２１とゲートウェイ１４０との間のリンクが、毎秒２００キロビット（Ｋｂｐｓ）に制約されることがある。ワイヤレスＩоＴネットワーク１００における２００Ｋｂｐｓのレートまたはスループットは、例えば、毎秒１００メガビット（Ｍｂｐｓ）または毎秒１ギガビット（Ｇｂｐｓ）をサポートするワイヤレスＩоＴネットワーク１００における他のリンクと比較して、低いレートである。

あるいは、ワイヤレスＩоＴネットワーク１００におけるリンクは、低いデューティサイクルによって制約されることがある。例えば、エンドデバイス１２１における限定されたバッテリ容量のために、エンドデバイス１２１とゲートウェイ１４０との間のリンクが、時間ごとに一度のみデータを送信するように制約されることがある。ワイヤレスＩоＴネットワーク１００における時間ごとに一送信のデューティサイクルは、例えば、データ送信について２０％または５０％のデューティサイクルをサポートするワイヤレスＩоＴネットワーク１００における他のリンクと比較して、低いデューティサイクルである。

いくつかの実施形態において、ワイヤレスＩоＴネットワーク１００におけるリンクは、低い配信レートによって制約されることがある。例えば、エンドデバイス１２１が不適当な場所に設置され、その結果、ゲートウェイ１４０がエンドデバイス１２１から送信された信号を低い信号対雑音比（ＳＮＲ）で受信して、低い正常なパケット送信レートの原因となるために、エンドデバイス１２１とゲートウェイ１４０との間のリンクが、１０％の正常なパケット送信レートに制約されることがある。ワイヤレスＩоＴネットワーク１００における１０％の正常な送信レートは、例えば、データ送信について７０％または８０％の正常な送信レートをサポートするワイヤレスＩоＴネットワーク１００における他のリンクと比較して、低い。１０％の正常なパケット送信レートは、９０％のパケット損失レートと同等である。

ワイヤレスＩоＴネットワーク１００におけるリンクは、非対称リンク特性によって制約されることがある。例えば、エンドデバイス１２１からサーバ１６０へと、その反対方向よりも多くのメッセージ送信するように、エンドデバイス１２１とゲートウェイ１４０との間のリンクが制約されることがある。ワイヤレスＩоＴネットワーク１００において主に一方向に送信するリンクは、デバイスが互いに同じような量だけデータを通信するワイヤレスＩоＴネットワーク１００における他のリンクと比較して、非対称リンクである。

あるいは、ワイヤレスＩоＴネットワーク１００におけるリンクは、パケットサイズによって制約されることがある。例えば、１キロビット（Ｋｂ）よりも多いパケットが高いパケット損失をもたらすことから、１Ｋｂの最大サイズのパケットを送信するように、エンドデバイス１２１とゲートウェイ１４０との間のリンクが制約されることがある。ワイヤレスＩоＴネットワーク１００において１Ｋｂのみのパケットサイズを扱うリンクは、例えば、４メガバイト（ＭＢ）のデータ送信パケットサイズをサポートすることができるワイヤレスＩоＴネットワーク１００における他のリンクと比較して、パケットサイズについてこうして制約される。

ワイヤレスＩоＴネットワーク１００におけるリンクはまた、経時的な到達可能性によって制約されることがある。例えば、エンドデバイス１２１がバッテリ電力供給型のデバイスであり、すべての測定結果を送信した後にスリープモードに入るために、１時間のうちの短い時間の期間のみ通信するように、エンドデバイス１２１とゲートウェイ１４０との間のリンクが制約されることがある。したがって、エンドデバイス１２１は、エンドデバイス１２１が次の時間に「起きる」まで到達され得ない。ワイヤレスＩоＴネットワーク１００においてエンドデバイス１２１に到達するために限定された時間を有するリンクは、デバイスが経時的に常に到達可能であるワイヤレスＩоＴネットワーク１００における他のリンクと比較して、経時的な到達可能性についてこうして制約される。

あるいは、ワイヤレスＩоＴネットワーク１００におけるリンクは、利用可能なネットワークサービスへの制限によって制約されることがある。例えば、エンドデバイス１２１がサーバ１６０へのユニキャストサービスのみを実施するための限定された量の符号で構成されていることから、エンドデバイス１２１とゲートウェイ１４０との間のリンクが、ＩＰマルチキャストサービスをサポートしないことがある。ワイヤレスＩоＴネットワーク１００における限定されたネットワークサービスのリンクは、例えば、すべてのユニキャスト、マルチキャスト、およびブロードキャストサービスをサポートすることができるワイヤレスＩоＴネットワーク１００における他のリンクと比較して、ネットワークサービスについてこうして制約される。

ワイヤレスＩоＴネットワーク１００におけるエンドデバイス１２２および１２３と他のネットワークノードとの間の他のリンクもまた、上述された特性のうちの１つまたは複数によって制約されることがある。

いくつかの実施形態において、ワイヤレスＩоＴネットワーク１００は、ネットワークがエンドデバイス１２１などの制約されたノードを含むために、制約されたネットワークである。エンドデバイス１２１はサイズ、重さ、ならびに送信を実施するために利用可能な電力およびエネルギーによって限定されることがあるので、エンドデバイス１２１の間のリンクは、ビットレート、デューティサイクル、配信レート、非対称リンク特性、パケットサイズ、経時的な到達可能性、またはネットワークサービスについてこうして制約される。こうして、ワイヤレスＩоＴネットワーク１００は、制約されたネットワークである。

図２は、本開示の実施形態と一致する、ワイヤレスＩоＴネットワーク２００の別の典型的なシナリオの概略図である。ワイヤレスＩоＴネットワーク２００は、５つのエンドデバイス２２１、２２２、２２３、２７０、および２９０と、２つのゲートウェイ２４０および２８０と、インターネット２６０とを含む。エンドデバイス２２１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック通信プロトコルを使用することによって、シリアルストリーム２３１上でゲートウェイ２４０に接続する。エンドデバイス２２２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ通信プロトコルを使用することによって、シリアルストリーム２３２上でゲートウェイ２４０に接続する。エンドデバイス２２３は、ＵＡＲＴ通信プロトコルを使用することによって、シリアルストリーム２３３上でゲートウェイ２４０に接続する。エンドデバイス２７０は、ＩＰ通信２５２上でインターネット２６０に接続する。エンドデバイス２９０は、制約されたシリアルリンク２３９上でゲートウェイ２８０に接続する。ゲートウェイ２４０は、ＩＰ通信２５０を介してインターネット２６０に接続する。ゲートウェイ２８０は、ＩＰ通信２５１を介してインターネット２６０に接続する。

エンドデバイス２２１、２２２、２２３、２７０、および２９０は、制約されたネットワーク上で通信をサポートする、熱センサ、温度センサ、画像センサ、圧力センサ、湿度センサ、加速度計、物体センサ、動きセンサなどのセンサデバイス、カメラ、ハンドセット、ラップトップ、コンピュータ、または表示デバイスであってよい。

ゲートウェイ２４０またはゲートウェイ２８０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック、Ｚｉｇｂｅｅ、およびユニバーサル非同期受信機／送信機などの１つまたは複数の通信プロトコルをサポートするＩоＴゲートウェイであってよい。例えば、図２に示されるように、ゲートウェイ２４０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、およびＵＡＲＴ通信プロトコルを使用することによって、シリアルストリーム２３１、２３２、および２３３を通して、それぞれ、エンドデバイス２２１、２２２、および２２３に接続する。ゲートウェイ２８０は、例えば、Ｚｉｇｂｅｅ通信プロトコルを使用することによって、制約されたシリアルリンク２３９を通してエンドデバイス２９０に接続する。

図２に示されるように、エンドデバイス２２１およびエンドデバイス２９０は、ワイヤレスＩｏＴネットワーク２００において、シリアルストリーム２３１上でゲートウェイ２４０を通して、ＩＰ通信２５０およびＩＰ通信２５１上でインターネット２６０を通して、ならびに制約されたシリアルリンク２３９上でゲートウェイ２８０を通して、互いの間にセキュリティプロトコル接続２５５を確立する。

図２に示されるように、エンドデバイス２７０およびエンドデバイス２９０もまた、ワイヤレスＩоＴネットワーク２００において、ＩＰ通信２５１および２５２上でインターネット２６０を通して、ならびに制約されたシリアルリンク２３９上でゲートウェイ２８０を通して、互いの間に別のセキュリティプロトコル接続２５６を確立する。

セキュリティプロトコル接続２５５および２５６は、２つのエンドノード間、またはエンドノードとサーバとの間のセキュリティプロトコルの接続である。例えば、セキュリティプロトコル接続２５５および２５６は、セキュアソケット層（ＳＳＬ）プロトコル、トランスポート層セキュリティ（ＴＬＳ）プロトコル、およびデータグラムＴＬＳ（ＤＴＬＳ）プロトコルなどの、トランスポート層におけるセキュリティプロトコルの接続であってよい。あるいは、セキュリティプロトコル接続２５５および２５６は、セキュア／多目的インターネットメール拡張（Ｓ／ＭＩＭＥ）プロトコル、オープン・プリティ・グッド・プライバシー（ＯｐｅｎＰＧＰ）プロトコル、およびセキュア・ハイパーテキスト・トランスファー・プロトコル（Ｓ／ＨＴＴＰ）などの、アプリケーション層におけるセキュリティプロトコルの接続であってもよい。セキュリティプロトコル接続２５５および２５６はまた、トランスポート層とアプリケーション層とにまたがるセキュリティプロトコルの接続であってもよい。

ワイヤレスＩоＴネットワーク２００は、制約されたネットワークである。例えば、ワイヤレスＩоＴネットワーク２００は、ワイヤレスＩоＴネットワーク１００におけるエンドデバイス１２１とゲートウェイ１４０との間のリンクについて図１において上で説明されるように、ビットレート、デューティサイクル、配信レート、非対称リンク特性、パケットサイズ、経時的な到達可能性、またはネットワークサービスのうちの少なくとも１つによって制約されたリンクを含む。エンドデバイス２２１とゲートウェイ２４０との間のリンクは、エンドデバイス１２１とゲートウェイ１４０との間の図１におけるリンクと同様のやり方で制約され得る。あるいは、エンドデバイス２９０とゲートウェイ２８０との間のリンクが、エンドデバイス１２１とゲートウェイ１４０との間の図１におけるリンクと同様のやり方で制約されてもよい。

エンドデバイス２２２および２２３と、ワイヤレスＩоＴネットワーク２００における他のネットワークノードとの間のリンクもまた、上で説明された特性のうちの１つまたは複数によって制約されることがある。

いくつかの実施形態において、ワイヤレスＩоＴネットワーク２００は、ネットワークがエンドデバイス２２１などの制約されたノードを含むために、制約されたネットワークである。例えば、エンドデバイス２２１は、サイズ、重さ、ならびに送信を実施するために利用可能な電力およびエネルギーにおいて限定されることがあり、その結果、エンドデバイス２２１の間のリンクが、ビットレート、デューティサイクル、配信レート、非対称リンク特性、パケットサイズ、経時的な到達可能性、またはネットワークサービスによって制約される。こうして、ワイヤレスＩоＴネットワーク２００は、制約されたネットワークである。

図３は、本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信のための典型的なエンドデバイス３００のブロック図である。エンドデバイス３００は、図１に示されたデバイス１２１、１２２、もしくは１２３として、または図２に示された２２１、２２２、２２３、２７０、もしくは２９０として具現化されてよい。エンドデバイス３００は、アンテナ３１０と、トランシーバ３２０と、コントローラ３６０と、メモリ３８０とを含む。エンドデバイス３００のこれらの要素のうちの１つまたは複数は、制約されたネットワーク上でのリモートデバイスとのセキュアな通信のために含まれてよい。これらの要素は、互いの間で、または互いの中でデータを移送する、ならびに命令および信号を送信、または受信するように構成されてよい。

トランシーバ３２０は、エンドデバイス３００の制御信号およびデータを、アンテナ３１０を介して送信および／または受信するための送信機および／または受信機を含むことができる。トランシーバ３２０は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ・モデムおよび無線周波数回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック・モデムおよび無線周波数回路、Ｚｉｇｂｅｅモデムおよび無線周波数回路、ＵＡＲＴトランシーバ、第５世代無線アクセスモデムおよび無線周波数回路、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）モデムおよび無線周波数回路、狭帯域モノのインターネット（ＮＢ−ＩоＴ）および無線周波数回路、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）モデムおよび無線周波数回路、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）モデムおよび無線周波数回路、ならびに／または移動通信のためのグローバル・システム（ＧＳＭ）モデムおよび無線周波数回路を含む、１つまたは複数の通信トランシーバを含むことができる。トランシーバ３２０は、上で説明された図１および図２で例示され、下で説明される図５〜図１１で例示されるように、メッセージおよびデータを送信し、受信するためにそのコンポーネントを制御する制御回路をさらに含んで、制約されたネットワーク上でのリモートデバイスとのセキュアな通信をこうして提供することができる。

コントローラ３６０は、任意の適切なタイプの汎用もしくは特殊目的のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、またはマイクロコントローラを含む。コントローラ３６０は、エンドデバイス１２１、１２２、１２３、２２１、２２２、２２３、２７０、または２９０における１つもしくは複数のプロセッサまたはコントローラを表すことができる。コントローラ３６０は、図１および図２で例示され、図５〜図１１において下で説明される方法および装置に関して、エンドデバイス３００の動作を実施するためにメモリ３８０に記憶された１つまたは複数のプログラムによって構成されてよい。

メモリ３８０は、コントローラ３６０が動作するために必要とすることがある任意のタイプの情報を記憶するために提供される任意の適切なタイプの大容量記憶域を含むことができる。メモリ３８０は、限定はされないが、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、およびスタティックＲＡＭを含む、揮発性もしくは不揮発性、磁気、半導体、テープ、光学式、リムーバブル、非リムーバブル、または他のタイプの記憶デバイス、または有形の（すなわち、非一時的な）コンピュータ可読媒体であってよい。メモリ３８０は、本明細書で開示されるように、制約されたネットワーク上でのリモートデバイスとのセキュアな通信のために、コントローラ３６０による実行のための１つまたは複数のプログラムを記憶するように構成されてよい。メモリ３８０は、コントローラ３６０によって使用される情報およびデータを記憶するようにさらに構成されてよい。例えば、メモリ３８０は、エンドデバイス３００のために、受信されたセキュリティメッセージ、キー、証明書、およびデータをその中に記憶するように構成されてよい。

図４は、本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信のための典型的なサーバ４００のブロック図である。サーバ４００は、例えば、図１に示されたサーバ１６０として具現化されてよい。サーバ４００は、トランシーバ４２０と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース４４０と、プロセッサ４６０と、メモリ４８０とを含む。エンドデバイス４００のこれらの要素のうちの１つまたは複数は、ネットワーク上でのリモートデバイスとのセキュアな通信のために含まれてよい。これらの要素は、互いの間で、または互いの中でデータを移送する、ならびに命令および信号を送信、または受信するように構成されてよい。

トランシーバ４２０は、サーバ４００の制御信号およびデータを送信および／または受信するための送信機および／または受信機を含むことができる。トランシーバ４２０は、例えば、イーサネットモデム、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）モデムおよび無線周波数回路、デジタル加入者線（ＤＳＬ）モデム、光ファイバーモデム、第５世代無線アクセスモデムおよび無線周波数回路、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）モデムおよび無線周波数回路、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）モデムおよび無線周波数回路、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）モデムおよび無線周波数回路、ならびに／または移動通信のためのグローバル・システム（ＧＳＭ）モデムおよび無線周波数回路を含む、１つまたは複数の通信トランシーバを含むことができる。いくつかの実施形態において、トランシーバ４２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ・モデムおよび無線周波数回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック・モデムおよび無線周波数回路、Ｚｉｇｂｅｅモデムおよび無線周波数回路、またはＵＡＲＴトランシーバなどの、１つまたは複数の通信トランシーバを含むことができる。

トランシーバ４２０は、図１で例示され、図５、図６、および図９において下で説明されるように、メッセージおよびデータを送信し、受信するためにそのコンポーネントを制御する制御回路をさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、プロセッサ４６０は、図１で例示され、図５、図６、および図９において下で説明されるように、ネットワーク上でのリモートデバイスとのセキュアな通信のためにトランシーバ４２０を制御することができる。

プロセッサ４６０は、任意の適切なタイプの汎用もしくは特殊目的のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、またはマイクロコントローラを含む。プロセッサ４６０は、サーバ４００における１つまたは複数のプロセッサを表すことができる。プロセッサ４６０は、図１で例示され、図５、図６、および図９において下で説明される方法、回路、および装置に関して説明される、サーバ４００の動作を実施するためにメモリ４８０に記憶された１つまたは複数のプログラムによって構成されてよい。

メモリ４８０は、プロセッサ４６０が動作するために必要とすることがある任意のタイプの情報を記憶するために提供される任意の適切なタイプの大容量記憶域を含むことができる。メモリ４８０は、限定はされないが、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、およびスタティックＲＡＭを含む、揮発性もしくは不揮発性、磁気、半導体、テープ、光学式、リムーバブル、非リムーバブル、または他のタイプの記憶デバイス、または有形の（すなわち、非一時的な）コンピュータ可読媒体であってよい。メモリ４８０は、本明細書で開示されるように、ネットワーク上でのリモートデバイスとのセキュアな通信のために、プロセッサ４６０による実行のための１つまたは複数のプログラムを記憶するように構成されてよい。メモリ４８０は、プロセッサ４６０によって使用される情報およびデータを記憶するようにさらに構成されてよい。例えば、メモリ４８０は、サーバ４００のために、受信されたセキュリティメッセージ、キー、証明書、およびデータをその中に記憶するように構成されてよい。

図５は、本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信のための典型的な通信方法５００を例示する。図５において、制約されたネットワークは、エンドノード５２０と、ゲートウェイ５４０と、サーバ５６０とを含む。エンドデバイス５２０は、制約されたリンク上で、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通してゲートウェイ５４０に接続する。ゲートウェイ５４０は、ＩＰリンクを通してサーバ５６０に接続する。エンドデバイス５２０は、制約されたネットワークにおいて、ゲートウェイ５４０を通してサーバ５６０とのエンドツーエンドのセキュアな通信を確立するように構成される。

エンドデバイス５２０は、図１に示されたエンドデバイス１２１、１２２、または１２３として具現化されてよい。サーバ５６０は、図１に示されたサーバ１６０として具現化されてよい。ゲートウェイ５４０は、図１に示されたゲートウェイ１４０として具現化されてよい。エンドデバイス５２０とゲートウェイ５４０との間の制約されたリンク上でパケット断片化を使用したシリアルデータストリームは、図１で例示されたシリアルストリーム１３１、１３２、または１３３として具現化されてよい。ゲートウェイ５４０とサーバ５６０との間のＩＰリンクは、図１で説明されたＩＰ通信１５０として具現化されてよい。図５におけるエンドデバイス５２０とサーバ５６０との間のエンドツーエンドのセキュアな通信は、図１で例示されたセキュリティプロトコル接続１５５として具現化されてよい。いくつかの実施形態において、図５におけるエンドデバイス５２０とサーバ５６０との間のエンドツーエンドのセキュアな通信はまた、図１で例示された、ゲートウェイ１４０を通したエンドデバイス１２２または１２３とサーバ１６０との間のセキュリティプロトコル接続として具現化されてもよい。

図５に示されるように、エンドデバイス５２０は、２段階において、ゲートウェイ５４０を通して、サーバ５６０とのエンドツーエンドのセキュアな通信を確立するように構成される。第１の段階において、エンドデバイス５２０は、例えば、ゲートウェイ５４０を通して、サーバ５６０とＴＬＳプロトコル接続を確立するように構成される。第２の段階において、エンドデバイス５２０は、ＴＬＳプロトコル接続を介して、サーバ５６０とデータを通信するように構成される。

方法５００の第１の段階において、エンドデバイス５２０は、セキュリティ要求メッセージをサーバ５６０に送ることによって、サーバ５６０とのＴＬＳプロトコル接続のためのキー交渉を始めるように構成される。図５に示されるように、エンドデバイス５２０は、エンドデバイス５２０とゲートウェイ５４０との間の制約されたリンク上で、シリアルデータストリームを通して、セキュリティ要求５１１をゲートウェイ５４０に送るように構成される。ゲートウェイ５４０がセキュリティ要求５１１を受信した後で、ゲートウェイ５４０は、シリアルデータストリームの形式のセキュリティ要求５１１を、ゲートウェイ５４０とサーバ５６０との間のＩＰリンクの形式のセキュリティ要求５１２に変換するように構成される。変換後、ゲートウェイ５４０は、セキュリティ要求５１２をサーバ５６０に送るように構成される。ゲートウェイは、第１のメッセージを、第２のメッセージの修正の形式で第２のリンクに転送することによって、第１のリンクにおける第１のメッセージを、第２のリンクにおける第２のメッセージに変換するように構成され、修正は、第１のリンクと第２のリンクとの間のパケット手続きまたはプロトコルにおける違いを適応させるための一定の手続き変更を含む。しかしながら、ゲートウェイによる変換は、第１のメッセージの内容へのいかなる変更ももたらさない。

サーバ５６０がセキュリティ要求５１２を受信し、サーバ５６０がセキュリティプロトコル接続を確立するように利用可能であるとき、サーバ５６０は、セキュリティ応答メッセージをエンドデバイス５２０に送るように構成される。図５に示されるように、サーバ５６０は、ゲートウェイ５４０とサーバ５６０との間のＩＰリンクを通して、セキュリティ応答５３１をゲートウェイ５４０に送るように構成される。ゲートウェイ５４０がセキュリティ応答５３１を受信した後で、ゲートウェイ５４０は、セキュリティ応答５３１を、ＩＰリンクの形式から、シリアルデータストリームの形式のセキュリティ応答５３２に変換するように構成される。ゲートウェイ５４０は、エンドデバイス５２０とゲートウェイ５４０との間の制約されたリンク上で、シリアルデータストリームを通して、セキュリティ応答５３２をエンドデバイス５２０に送るように構成される。

エンドデバイス５２０およびゲートウェイ５４０は、互いの間の制約されたリンクを、シリアルデータストリームであるようにモデル化するように構成される。エンドデバイス５２０およびゲートウェイ５４０がセキュリティ要求５１１またはセキュリティ応答５３２などのセキュリティメッセージを通信するとき、エンドデバイス５２０およびゲートウェイ５４０は、図１で例示されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック通信プロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ通信プロトコル、またはＵＡＲＴ通信プロトコルなどの通信プロトコルに従って、１つまたは複数のパケットにおいてセキュリティメッセージを送るように構成される。

これらの通信プロトコルのうちの１つのパケットは、データの最大量、すなわち、最大転送単位（ＭＴＵ）のみを搬送することができる。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ通信プロトコルのパケットは、２３バイトのデフォルトパケットサイズを有することができる。セキュリティメッセージが２３バイトよりも大きいとき、エンドデバイス５２０およびゲートウェイ５４０は、セキュリティメッセージを、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ通信プロトコルの複数のパケットに断片化し、これらのパケットをゲートウェイ５４０およびエンドデバイス５２０に連続的に送るように構成される。ゲートウェイ５４０およびエンドデバイス５２０は、これらのパケットの断片化を解消して、セキュリティメッセージを取得するように構成される。ゲートウェイ５４０およびエンドデバイス５２０はまた、セキュリティメッセージ、すなわち、上位層のメッセージが正しく送られ、受信されるのを確実にするために、シリアルデータストリーム上でフロー制御を実施するように構成されてもよい。このやり方で、エンドデバイス５２０およびゲートウェイ５４０は互いに、制約されたリンク上で、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、そのセキュリティメッセージおよび他のセキュリティメッセージを通信する。

いくつかの実施形態において、エンドデバイス５２０とゲートウェイ５４０との間の制約されたリンク上のシリアルデータストリームは、セキュリティプロトコルのセキュリティメッセージを伝達するために、多様なビットレートを要する、または多様なサイズのパケットデータ単位を提供することがある。エンドデバイス５２０およびゲートウェイ５４０は、セキュリティメッセージを、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ通信プロトコルの多様なサイズのパケットに動的に断片化し、もう一方に送るように構成される。このやり方で、エンドデバイス５２０およびゲートウェイ５４０は互いに、制約されたリンク上で、動的な断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、そのセキュリティメッセージおよび他のセキュリティメッセージを通信する。

エンドデバイス５２０は、エンドデバイス５２０が確認し、信頼することができるサーバの識別情報のリストを含む、信頼された認証機関により設置される。エンドデバイス５２０は、信頼された認証機関に従ってサーバ５６０の識別情報を確認するように構成される。例えば、エンドデバイス５２０がセキュリティ応答５３２を受信した後で、エンドデバイス５２０は、サーバ５６０の識別情報を、信頼された認証機関においてリストにされたサーバと比較することによって、セキュリティ応答５３２または別のセキュリティメッセージに収容されたサーバ５６０の識別情報を確認するように構成される。サーバ５６０の識別情報が信頼された認証機関におけるサーバの識別情報のうちの１つと一致するとき、エンドデバイス５２０は、サーバ５６０が信頼できると判定するように構成される。識別情報は、サーバのシリアル番号、サーバのＴＬＳ証明書、またはサーバに指定された参照文字であってよい。

エンドデバイス５２０はまた、クライアント認証のために、クライアント証明書メッセージをサーバ５６０に送るように構成されてもよい。図５に示されるように、エンドデバイス５２０は、クライアント証明書メッセージ５５１をゲートウェイ５４０に送るように構成される。ゲートウェイ５４０は、シリアルデータストリームの形式のクライアント証明書メッセージ５５１を、ＩＰリンクの形式のクライアント証明書メッセージ５５２に変換し、クライアント証明書メッセージ５５２をサーバ５６０に送るように構成される。サーバ５６０は、クライアント証明書メッセージ５５２に収容されたエンドデバイス５２０の識別情報を、サーバ５６０における信頼できるエンドデバイスのデータベースと比較することによって、エンドデバイス５２０を確認するように構成される。エンドデバイス５２０の識別情報が信頼できるエンドデバイスの識別情報のうちの１つと一致するとき、サーバ５６０は、エンドデバイス５２０が信頼できると判定するように構成される。エンドデバイスの識別情報は、エンドデバイスのシリアル番号、エンドデバイスのＴＬＳ証明書、またはエンドデバイスに指定された参照文字であってよい。

エンドデバイス５２０およびサーバ５６０がセキュリティ要求５１１および５１２、ならびにセキュリティ応答５３１および５３２を交換するとき、エンドデバイス５２０およびサーバ５６０は、エンドデバイス５２０とサーバ５６０との間のＴＬＳプロトコル接続におけるデータ通信用に使用される暗号化アルゴリズムを交渉するように構成されてよい。例えば、エンドデバイス５２０は、セキュリティ要求５１１において、１つまたは複数のサポートされる暗号化アルゴリズムを送ることができる。サーバ５６０がセキュリティ要求メッセージ５１２においてエンドデバイス５２０のサポートされる暗号化アルゴリズムを受信するとき、サーバ５６０は、これらの暗号化アルゴリズムの中で、ＴＬＳプロトコル接続におけるデータ通信用の暗号化アルゴリズムを選択するように構成される。サーバ５６０は、セキュリティ応答５３１において、選択された暗号化アルゴリズムを送るように構成されてよい。エンドデバイス５２０がセキュリティ応答５３２を受信するとき、エンドデバイス５２０は、ＴＬＳプロトコル接続のための選択された暗号化アルゴリズムを取得する。

図５に示されるように、エンドデバイス５２０およびサーバ５６０はまた、ＴＬＳプロトコル接続のためのキー情報を交換するように構成される。エンドデバイス５２０およびサーバ５６０は、シリアルデータストリームの形式のキー交換メッセージ５７１、およびＩＰリンクの形式のキー交換メッセージ５７２によって、キー情報を交換するように構成される。キー交換メッセージ５７１および５７２は、エンドデバイス５２０とサーバ５６０との間のキー交換のための１つまたは複数のメッセージを含むことができる。エンドデバイス５２０がサーバ５６０とキー情報を交換するとき、エンドデバイス５２０は、エンドデバイス５２０の秘密キーおよび／または公開キーについての情報を送るように構成されてよい。サーバ５６０がエンドデバイス５２０とキー情報を交換するとき、サーバ５６０もまた、サーバ５６０の秘密キーおよび／または公開キーについての情報を送るように構成されてよい。

エンドデバイス５２０がサーバ５６０のキー情報およびＴＬＳプロトコル接続のための暗号化アルゴリズムを取得するとき、エンドデバイス５２０は、暗号化情報およびサーバ５６０のキー情報、ならびにエンドデバイス５２０の秘密キーおよび／または公開キーに基づいて、セッションキーを計算するように構成される。サーバ５６０がエンドデバイス５２０のキー情報およびＴＬＳプロトコル接続のための暗号化アルゴリズムを取得するとき、サーバ５６０は、暗号化情報およびエンドデバイス５２０のキー情報、ならびにサーバ５６０の秘密キーおよび／または公開キーに基づいて、セッションキーを計算するように構成される。エンドデバイス５２０およびサーバ５６０は、それぞれ、それら自身によって計算されたセッションキーに基づいて、ＴＬＳプロトコル接続上でデータを暗号化する、および／または復号するように構成される。

いくつかの実施形態において、エンドデバイス５２０およびサーバ５６０のうちの１つが、上で説明されるように、セッションキーを計算し、ＴＬＳプロトコル接続上で、データ暗号化および復号のためにセッションキーをもう一方に送るように構成されてもよい。

方法５００の第２の段階において、エンドデバイス５２０は、ＴＬＳプロトコル接続を介して互いにデータを通信するように構成される。例えば、図５に示されるように、エンドデバイス５２０は、セッションキーによってデータを暗号化し、データメッセージ５８１をゲートウェイ５４０に送るように構成される。ゲートウェイ５４０がデータメッセージ５８１を受信した後で、ゲートウェイ５４０は、データメッセージ５８１を、ＩＰリンクの形式のデータメッセージ５８２に変換し、データメッセージ５８２をサーバ５６０に送る。サーバ５６０は次いで、セッションキーによってデータメッセージ５８２を復号し、エンドデバイス５２０によって送信されたデータを取得するように構成される。

別の例として、図５に示されるように、サーバ５６０は、セッションキーによってデータを暗号化し、データメッセージ５９１をゲートウェイ５４０に送るように構成される。ゲートウェイ５４０がデータメッセージ５９１を受信した後で、ゲートウェイ５４０は、データメッセージ５９１を、制約されたリンクのシリアルデータストリームの形式のデータメッセージ５９２に変換し、データメッセージ５９２をエンドデバイス５２０に送る。エンドデバイス５２０は次いで、セッションキーによってデータメッセージ５９２を復号し、サーバ５６０によって送信されたデータを取得するように構成される。

エンドデバイス５２０およびサーバ５６０は互いに、確立されたＴＬＳプロトコル接続を介して、例えば、エンドデバイス５２０からサーバ５６０へ、もしくはサーバ５６０からエンドデバイス５２０へと一方向に、または両方の二方向に、データを通信するように構成されてもよい。

エンドデバイス５２０およびサーバ５６０はＴＬＳプロトコル接続を介してデータを通信することから、エンドデバイス５２０およびサーバ５６０のうちの１つによって送られたデータは、もう一方によってのみ復号され得る。それによって、エンドデバイス５２０は、サーバ５６０とのセキュアな通信を有し、逆もまた同様である。

図６は、本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク６００上でのエンドツーエンドのセキュアな通信のための典型的なプロトコルスタックを例示する。制約されたネットワーク６００は、エンドノード６２０と、ゲートウェイ６４０と、サーバ６６０とを含む。エンドデバイス６２０は、図５で説明された方法５００のように、制約されたネットワーク６００において、ゲートウェイ６４０を通して、ＴＬＳプロトコル接続６５０によってサーバ６６０とのセキュアな通信６７０を確立するように構成される。エンドデバイス６２０は、制約されたリンク上で、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通してゲートウェイ６４０に接続する。ゲートウェイ６４０は、ＩＰリンクを通してサーバ６６０に接続する。

エンドデバイス６２０は、図１に示されたエンドデバイス１２１、１２２、または１２３として具現化されてよい。サーバ６６０は、図１に示されたサーバ１６０として具現化されてよい。ゲートウェイ６４０は、図１に示されたゲートウェイ１４０として具現化されてよい。エンドデバイス６２０とゲートウェイ６４０との間の制約されたリンク上でパケット断片化を使用したシリアルデータストリームは、図１で例示されたシリアルストリーム１３１、１３２、または１３３として具現化されてよい。ゲートウェイ６４０とサーバ６６０との間のＩＰリンクは、図１で説明されたＩＰ通信１５０として具現化されてよい。図６におけるエンドデバイス６２０とサーバ６６０との間のＴＬＳプロトコル接続６５０は、図１で例示されたセキュリティプロトコル接続１５５として具現化されてよい。いくつかの実施形態において、ＴＬＳプロトコル接続６５０はまた、図１で例示された、ゲートウェイ１４０を通したエンドデバイス１２２または１２３とサーバ１６０との間のセキュリティプロトコル接続として具現化されてもよい。

ＴＬＳプロトコル接続６５０は、エンドデバイス６２０とサーバ６６０との間のトランスポート層におけるセキュアな通信である。図６に示されるように、エンドデバイス６２０のプロトコルスタックは、物理層６２１と、リンク層６２２と、トランスポート層６２３と、アプリケーション層６２４とを含む。アプリケーション層６２４は、ＴＬＳレベル６２４−１およびセンサレベル６２４−２を含む。

サーバ６６０のプロトコルスタックは、物理層６６１と、リンク層６６２と、トランスポート層６６３と、アプリケーション層６６４とを含む。アプリケーション層６６４は、ＴＬＳレベル６６４−１およびセンサレベル６６４−２を含む。

ゲートウェイ６４０のプロトコルスタックは、シリアルデータストリームのための物理層６４１−１およびＩＰリンクのための物理層６４１−２と、シリアルデータストリームのためのリンク層６４２−１およびＩＰリンクのためのリンク層６４２−２と、シリアルデータストリームのためのトランスポート層６４３−１およびＩＰリンクのためのトランスポート層６４３−２と、制約されたストリームとＩＰベースの通信との間のプロトコル変換６４４とを含む。

ＴＬＳプロトコル接続６５０はまた、エンドデバイス６２０とサーバ６６０との間のＴＬＳトンネルとして認識されてもよい。図６に示されるように、ＴＬＳトンネルを通して、エンドデバイス６２０およびサーバ６６０は互いにデータを通信することができる。ＴＬＳプロトコル接続６５０は、エンドデバイス６２０とゲートウェイ６４０との間のシリアルデータストリーム、およびゲートウェイ６４０とサーバ６６０との間のＩＰリンクを含む。

エンドデバイス６２０は、センサレベル６２４−２によって、データを測定または収集し、ＴＬＳレベル６２４−１によって、ＴＬＳプロトコル接続を通してデータをサーバ６６０に送るように構成される。エンドデバイス６２０のＴＬＳレベル６２４−１は、トランスポート層６２３、リンク層６２２、物理層６２１によって、シリアルデータストリーム上で、それぞれ、ゲートウェイ６４０の対応するトランスポート層６４３−１、リンク層６４２−１、物理層６４１−１にデータを送るように構成される。ゲートウェイ６４０の制約されたストリームとＩＰベースの通信との間のプロトコル変換６４４は、シリアルデータストリームのデータメッセージを、ＩＰリンクのデータメッセージに変換するように構成される。

ゲートウェイ６４０は、トランスポート層６４３−２、リンク層６４２−２、物理層６４１−２によって、ＩＰリンク上で、それぞれ、サーバ６６０の対応するトランスポート層６６３、リンク層６６２、物理層６６１にデータを送るように構成される。サーバ６６０におけるアプリケーション層６６４のＴＬＳレベル６６４−１は、ＴＬＳプロトコル接続６５０を通してデータを取得し、そのデータをサーバ６６０におけるアプリケーション層６６４のセンサレベル６６４−２に提供する。サーバ６６０は、様々なアプリケーションに従って、データを収集し、活用することができる。

サーバ６６０がエンドデバイス６２０にデータを送るように構成されるとき、サーバ６６０は、これらのプロトコル層を反対方向で利用して、データを送るように構成されてよい。

図７は、本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信のための別の典型的な通信方法７００を例示する。図７において、制約されたネットワークは、エンドノード７２０と、ゲートウェイ７４０と、別のエンドデバイス７６０とを含む。エンドデバイス７２０は、制約されたリンク上で、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通してゲートウェイ７４０に接続する。ゲートウェイ７４０は、別の制約されたリンク上で、パケット断片化を使用した別のシリアルデータストリームを通してエンドデバイス７６０に接続する。

エンドデバイス７２０は、図２に示されたエンドデバイス２２１、２２２、または２２３として具現化されてよい。エンドデバイス７６０は、図２に示されたエンドデバイス２９０として具現化されてよい。ゲートウェイ７４０は、図２に示されたゲートウェイ２４０として具現化されてよい。エンドデバイス７２０とゲートウェイ７４０との間の制約されたリンク上でパケット断片化を使用したシリアルデータストリームは、図２で例示されたシリアルストリーム２３１、２３２、または２３３として具現化されてよい。エンドデバイス７６０とゲートウェイ７４０との間のリンクは、図２で説明されたＩＰ通信２５０、インターネット２６０におけるリンク、ＩＰ通信２５１、および制約されたシリアルリンク２３９の組合せとして具現化されてよい。図７におけるエンドデバイス７２０とエンドデバイス７６０との間のエンドツーエンドのセキュアな通信は、図２で例示されたセキュリティプロトコル接続２５５として具現化されてよい。

図７において、エンドデバイス７２０は、ゲートウェイ７４０を通して、エンドデバイス７６０とのエンドツーエンドのセキュアな通信を確立するように構成される。最初に、エンドデバイス７２０は、ゲートウェイ７４０を通して、エンドデバイス７６０と、例えばＤＴＬＳプロトコル接続を確立するように構成される。エンドデバイス７２０は次いで、ＤＴＬＳプロトコル接続を介して、エンドデバイス７６０とデータを通信するように構成される。

図７に示されるように、エンドデバイス７２０は、ゲートウェイ７４０を通して、Ｃｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１をエンドデバイス７６０に送るように構成される。Ｃｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１は、エンドデバイス７２０によってサポートされるＤＴＬＳバージョンおよび暗号スイートなどの暗号法情報を収容する。暗号スイートは、ＤＴＬＳプロトコル接続をセキュアにするのに役立つアルゴリズムの組である。アルゴリズムの組は、キー交換アルゴリズム、一括暗号化アルゴリズム、および／またはメッセージ認証符号アルゴリズムを含むことができる。

エンドデバイス７６０がＣｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１を受信した後で、エンドデバイス７６０は、Ｃｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１においてエンドデバイス７２０によって提供された暗号スイートの中で、ある暗号スイートを選ぶように構成される。エンドデバイス７６０は、ゲートウェイ７４０を通して、Ｓｅｒｖｅｒ Ｈｅｌｌｏ７１２をエンドデバイス７２０に送るように構成される。Ｓｅｒｖｅｒ Ｈｅｌｌｏ７１２は、エンドデバイス７６０によって選ばれた暗号スイート、およびセッション識別情報を収容する。

ゲートウェイ７４０がエンドデバイス７２０からＣｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１を受信する、またはエンドデバイス７６０からＳｅｒｖｅｒ Ｈｅｌｌｏ７１２を受信するとき、ゲートウェイ７４０は、図５におけるゲートウェイ５４０による変換で説明されるように、Ｃｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１およびＳｅｒｖｅｒ Ｈｅｌｌｏ７１２を、シリアルデータストリームの形式とＩＰリンクの形式との間で変換するように構成される。ゲートウェイ７４０はまた、図７におけるエンドデバイス７２０とエンドデバイス７６０との間で他のメッセージを変換するように構成される。

エンドデバイス７２０およびゲートウェイ７４０は、互いの間の制約されたリンクを、シリアルデータストリームであるようにモデル化するように構成される。エンドデバイス７２０およびゲートウェイ７４０がＣｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１またはＳｅｒｖｅｒ Ｈｅｌｌｏ７１２などのセキュリティメッセージを通信するとき、エンドデバイス７２０およびゲートウェイ７４０は互いに、図５で例示されるように、制約されたリンク上で、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、そのセキュリティメッセージおよび他のセキュリティメッセージを通信するように構成される。

いくつかの実施形態において、エンドデバイス７２０とゲートウェイ７４０との間の制約されたリンク上のシリアルデータストリームは、セキュリティプロトコルのセキュリティメッセージを伝達するために、多様なビットレートを要する、または多様なサイズのパケットデータ単位を提供することがある。エンドデバイス７２０およびゲートウェイ７４０はまた、互いに、図５で例示されるように、制約されたリンク上で、動的な断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、そのセキュリティメッセージおよび他のセキュリティメッセージを通信するように構成されてもよい。

いくつかの実施形態において、エンドデバイス７６０はまた、エンドデバイス７６０のサーバ証明書を、エンドデバイス７２０に送るように構成される。エンドデバイス７６０がクライアント認証のためにデジタル証明書を要する場合、エンドデバイス７６０は、エンドデバイス７６０によってサポートされる証明書の複数のタイプ、および容認可能な証明機関の識別名を含むクライアント証明書要求を、エンドデバイス７２０に送るようにさらに構成される。ＤＴＬＳクライアント証明書およびサーバ証明書は、例えば、４キロバイト（ＫＢ）であってよい。エンドデバイス７２０および７６０は、パケット断片化を使用した複数のパケットによって、セキュリティメッセージにおいてＤＴＬＳクライアント証明書およびサーバ証明書を送るように構成されてよい。あるいは、エンドデバイス７２０および７６０は、異なるデータレートでの動的な断片化を使用した複数のパケットによって、セキュリティメッセージにおいてＤＴＬＳクライアント証明書およびサーバ証明書を送るように構成されてもよい。

図７に示されるように、エンドデバイス７６０は、ゲートウェイ７４０を通して、Ｓｅｒｖｅｒ Ｈｅｌｌｏ Ｄｏｎｅ７１３をエンドデバイス７２０に送るように構成される。Ｓｅｒｖｅｒ Ｈｅｌｌｏ Ｄｏｎｅ７１３は、エンドデバイス７６０からのＳｅｒｖｅｒ Ｈｅｌｌｏ７１２および他のメッセージの終了を指し示す。

エンドデバイス７２０がＳｅｒｖｅｒ Ｈｅｌｌｏ Ｄｏｎｅ７１３を受信した後で、エンドデバイス７２０は、Ｓｅｒｖｅｒ Ｈｅｌｌｏ７１２に収容されたパラメータが容認可能であるかどうかを検査し、エンドデバイス７２０がエンドデバイス７６０のサーバ証明書を受信した場合に、エンドデバイス７６０を確認するように構成される。エンドデバイス７２０がＳｅｒｖｅｒ Ｈｅｌｌｏ７１２に収容されたパラメータを容認し、エンドデバイス７６０を有効なＤＴＬＳサーバとして確認したとき、エンドデバイス７２０は、エンドデバイス７２０がクライアント証明書要求を受信した場合に、クライアント証明書メッセージをエンドデバイス７６０に送るように構成されてよい。

エンドデバイス７２０および７６０がＣｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１およびＳｅｒｖｅｒ Ｈｅｌｌｏ７１２を交換した後で、エンドデバイス７２０は、Ｃｌｉｅｎｔ Ｋｅｙ Ｅｘｃｈｅｎｇｅ７１４をエンドデバイス７６０に送るように構成される。Ｃｌｉｅｎｔ Ｋｅｙ Ｅｘｃｈａｎｇｅ７１４の内容は、エンドデバイス７２０および７６０がＣｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１およびＳｅｒｖｅｒ Ｈｅｌｌｏ７１２を交換したときに選ばれた公開キーアルゴリズムに依存する。例えば、エンドデバイス７２０は、キー合意および認証のために、リベストシャミアエーデルマン（ＲＳＡ）アルゴリズム、またはディフィーヘルマン（ＤＨ）アルゴリズムによって暗号化されたいずれかのパラメータキーを使用することができる。エンドデバイス７２０がサーバ認証およびキー交換のためにＲＳＡアルゴリズムを使用する場合の例において、エンドデバイス７２０は、ｐｒｅ＿ｍａｓｔｅｒ＿ｓｅｃｒｅｔを生成し、それをエンドデバイス７６０のサーバ公開キーの下で暗号化し、それをＣｌｉｅｎｔ Ｋｅｙ Ｅｘｃｈａｎｇｅ７１４においてエンドデバイス７６０に送るように構成されてよい。エンドデバイス７６０は、ｐｒｅ＿ｍａｓｔｅｒ＿ｓｅｃｒｅｔを復号するために秘密キーを使用することができる。エンドデバイス７２０および７６０は次いで、ｐｒｅ＿ｍａｓｔｅｒ＿ｓｅｃｒｅｔを、ｍａｓｔｅｒ＿ｓｅｃｒｅｔに変えることができる。

図７に示されるように、エンドデバイス７２０は次いで、Ｃｈａｎｇｅ Ｃｉｐｈｅｒ Ｓｐｅｃ７１５をエンドデバイス７６０に送るように構成される。Ｃｈａｎｇｅ Ｃｉｐｈｅｒ Ｓｐｅｃ７１５は、暗号化戦略における遷移をエンドデバイス７６０に通知する。例えば、Ｃｈａｎｇｅ Ｃｉｐｈｅｒ Ｓｐｅｃ７１５は、後続のメッセージまたはデータが最も新しく交渉された暗号仕様およびキーの下で保護されていることを、エンドデバイス７６０に通知することができる。

エンドデバイス７２０はまた、キー交換および認証プロセスが正常であったことを確認するために、Ｃｈａｎｇｅ Ｃｉｐｈｅｒ Ｓｐｅｃ７１５を送った直後に、Ｆｉｎｉｓｈｅｄ７１６を送るように構成される。Ｆｉｎｉｓｈｅｄ７１６は、最も新しく交渉されたアルゴリズム、キー、および秘密を用いて最初に保護されるパケットである。一旦エンドデバイス７６０がＦｉｎｉｓｈｅｄ７１６を受信すると、エンドデバイス７６０は、Ｆｉｎｉｓｈｅｄ７１６の内容が正しいことを確認するように構成される。

図７に示されるように、エンドデバイス７６０は、Ｃｈａｎｇｅ Ｃｉｐｈｅｒ Ｓｐｅｃ７１７をエンドデバイス７２０に送って、後続のメッセージまたはデータが最も新しく交渉された暗号仕様およびキーの下で保護されていることを、エンドデバイス７２０に通知するように構成される。

エンドデバイス７６０はまた、キー交換および認証プロセスが正常であったことを確認するために、Ｃｈａｎｇｅ Ｃｉｐｈｅｒ Ｓｐｅｃ７１７を送った直後に、Ｆｉｎｉｓｈｅｄ７１８を送るように構成される。Ｆｉｎｉｓｈｅｄ７１８は、最も新しく交渉されたアルゴリズム、キー、および秘密を使用した、エンドデバイス７６０からエンドデバイス７２０への最初に保護されるパケットである。一旦エンドデバイス７２０がＦｉｎｉｓｈｅｄ７１８を受信すると、エンドデバイス７２０は、Ｆｉｎｉｓｈｅｄ７１８の内容が正しいことを確認するように構成される。

次いで、エンドデバイス７２０は、ＤＴＬＳプロトコル接続を介して、エンドデバイス７６０とデータを通信するように構成される。例えば、エンドデバイス７２０は、それ自身によって計算されたセッションキーによってデータを暗号化し、暗号化されたデータ７３０をエンドデバイス７６０に送るように構成されてよい。エンドデバイス７６０は、それ自身によって計算されたセッションキーによってデータ７３０を復号し、エンドデバイス７２０から送られたデータを取得するように構成される。

あるいは、エンドデバイス７６０が、セッションキーによってデータを暗号化し、暗号化されたデータ７５０をエンドデバイス７２０に送るように構成されてもよい。エンドデバイス７２０は、セッションキーによってデータ７５０を復号し、エンドデバイス７６０から送られたデータを取得するように構成される。

いくつかの実施形態において、エンドデバイス７２０および７６０のうちの１つが、上で説明されるように、セッションキーを計算し、ＤＴＬＳプロトコル接続上で、データ暗号化および復号のためにセッションキーをもう一方に送るように構成されてもよい。

いくつかの実施形態において、エンドデバイス７２０および７６０は、図２に示されたエンドデバイス２９０および２７０として具現化されてよい。ゲートウェイ７４０は、図２におけるゲートウェイ２８０として具現化されてよい。ゲートウェイ７４０は、ＩＰリンクを通してエンドデバイス７６０に、および制約されたリンク上で、シリアルデータストリームを通してエンドデバイス７２０に接続することができる。エンドデバイス７２０と７６０との間のＤＴＬＳプロトコル接続は、図２におけるエンドデバイス２９０と２７０との間として具現化されてよい。

いくつかの実施形態においては、エンドデバイス７６０および７２０が、ＤＴＬＳクライアントおよびＤＴＬＳサーバであるように構成され、図７において上で説明されるように、方法７００におけるエンドデバイス７２０および７６０の動作を実施する。

エンドデバイス７２０およびエンドデバイス７６０は互いに、確立されたＤＴＬＳプロトコル接続を介して、例えば、エンドデバイス７２０からエンドデバイス７６０へ、もしくはエンドデバイス７６０からエンドデバイス７２０へと一方向に、または両方の二方向に、データを通信するように構成されてよい。

エンドデバイス７２０およびエンドデバイス７６０はＤＴＬＳプロトコル接続を介してデータを通信することから、エンドデバイス７２０およびエンドデバイス７６０のうちの１つによって送られたデータは、もう一方によってのみ復号され得る。それによって、エンドデバイス７２０は、エンドデバイス７６０とのセキュアな通信を有し、逆もまた同様である。

図８は、本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信を提供するためにエンドデバイスにおいて実施される典型的な方法８００のフローチャートである。方法８００は、エンドデバイス１２１、１２２、１２３、２２１、２２２、２２３、２７０、２９０、３００、５２０、６２０、７２０、または７６０によって実践されてよい。方法８００は、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、第１のデバイスから第２のデバイスにセキュリティメッセージを送信すること（ステップ８１０）と、ネットワーク上で、第１のデバイスと第２のデバイスとの間に、セキュリティメッセージに基づいたセキュアな接続を構成すること（ステップ８２０）と、第１のデバイスから第２のデバイスにデータを送信すること、または第２のデバイスから第１のデバイスによってデータを受信することのうちの少なくとも１つによって、セキュリティプロトコル接続を介してデータを通信すること（ステップ８３０）とを含む。

ステップ８１０は、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、第１のデバイスから第２のデバイスにセキュリティメッセージを送信することを含む。例えば、図５に示されるように、エンドデバイス５２０は、エンドデバイス５２０とゲートウェイ５４０との間の制約されたリンク上で、シリアルデータストリームを通して、セキュリティ要求５１１をサーバ５６０に送る。別の例として、サーバ５６０は、エンドデバイス５２０とゲートウェイ５４０との間の制約されたリンク上で、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通したセキュリティ応答５３２を使って、セキュリティ応答５３１をエンドデバイス５２０に送る。

ステップ８２０は、ネットワーク上で、第１のデバイスと第２のデバイスとの間に、セキュリティメッセージに基づいたセキュアな接続を構成することを含む。例えば、図５に示され、説明されるように、エンドデバイス５２０は、制約されたネットワーク上で、エンドデバイス５２０とサーバ５６０との間にＴＬＳプロトコル接続を確立する。エンドデバイス５２０は、セキュリティ要求５１１およびセキュリティ応答５３２に基づいてＴＬＳプロトコル接続を構成する。制約されたネットワークは、エンドデバイス５２０と、ゲートウェイ５４０と、サーバ５６０とを含む。エンドデバイス５２０およびサーバ５６０は、制約されたネットワーク上でＴＬＳプロトコル接続を確立する。

ステップ８３０は、第１のデバイスから第２のデバイスにデータを送信すること、または第２のデバイスから第１のデバイスによってデータを受信することのうちの少なくとも１つによって、セキュリティプロトコル接続を介してデータを通信することを含む。例えば、図５に示されるように、エンドデバイス５２０は、ゲートウェイ５４０によってデータメッセージ５８２に変換されたデータメッセージ５８１をサーバ５６０に送信することによって、ＴＬＳプロトコル接続を介してサーバ５６０とデータを通信する。あるいは、エンドデバイス５２０はまた、ゲートウェイ５４０によってデータメッセージ５９１から変換されたデータメッセージ５９２をサーバ５６０から受信することによって、ＴＬＳプロトコル接続を介してサーバ５６０とデータを通信することができる。エンドデバイス５２０はまた、図５で説明されたデータメッセージ５８１および５９２のように、サーバ５６０にデータを送信し、サーバ５６０からデータを受信することによって、ＴＬＳプロトコル接続を介してサーバ５６０とデータを通信することができる。

いくつかの実施形態において、方法８００における制約されたネットワークは、ビットレート、デューティサイクル、配信レート、非対称リンク特性、パケットサイズ、経時的な到達可能性、またはネットワークサービスのうちの少なくとも１つにおいて制約されたリンクを含む。例えば、図１で例示されるように、ワイヤレスＩоＴネットワーク１００は、２００Ｋｂｐｓの低く達成可能なビットレート、時間ごとに一送信の低いデューティサイクル、１０％の正常なパケット送信の低い配信レート、非対称リンク特性、１Ｋｂの限定されたパケットサイズ、時間ごとに一回の低い到達可能性、および／またはユニキャストサービスのみの限定されたネットワークサービスについて制約されたリンクを含む。

あるいは、方法８００における制約されたネットワークは、例えば、図１で例示され、説明されるように、上の制約のうちの１つまたは複数のために制約されたノードであるエンドデバイス１２１を含む。

いくつかの実施形態において、方法８００におけるセキュアな接続は、トランスポート層またはアプリケーション層のセキュリティプロトコルに従って構成される。例えば、エンドデバイス５２０は、エンドデバイス５２０とサーバ５６０との間に、ＴＬＳプロトコルに従ってセキュアな接続を構成する。あるいは、エンドデバイス５２０は、ＤＴＬＳプロトコルに従ってセキュアな接続を構成することができる。いくつかの実施形態において、エンドデバイス５２０は、セキュア／多目的インターネットメール拡張（Ｓ／ＭＩＭＥ）プロトコル、オープン・プリティ・グッド・プライバシー（ＯｐｅｎＰＧＰ）プロトコル、およびセキュア・ハイパーテキスト・トランスファー・プロトコル（Ｓ／ＨＴＴＰ）などのアプリケーション層プロトコルに従って、セキュアな接続を構成することができる。

いくつかの実施形態において、ステップ８１０は、ネットワークにおいて、動的な断片化を使用したシリアルデータストリームを通してセキュリティメッセージを送信することによって、セキュリティメッセージを送信することを含む。例えば、図５で説明されるように、エンドデバイス５２０およびゲートウェイ５４０は、セキュリティメッセージを、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ通信プロトコルの多様なサイズのパケットに動的に断片化し、もう一方に送るように構成される。このやり方で、エンドデバイス５２０は、制約されたネットワークにおいて、動的な断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、セキュリティメッセージをゲートウェイ５４０に送信する。セキュリティメッセージは、例えば、セキュリティ要求５１１、クライアント証明書メッセージ５５１、キー交換メッセージ５７１、およびＴＬＳハンドシェーキングのための他のセキュリティメッセージを含む。

いくつかの実施形態において、ステップ８１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック、Ｚｉｇｂｅｅ、またはユニバーサル非同期受信機／送信機の通信プロトコルのうちの少なくとも１つを使用することによって、第２のデバイスにセキュリティメッセージを送信することを含む。例えば、図１に示されるように、エンドデバイス１２１、１２２、および１２３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、およびＵＡＲＴ通信プロトコルをそれぞれ使用することによって、シリアルストリーム１３１、１３２、および１３３を通してゲートウェイ１４０に接続する。図５で例示されるように、エンドデバイス１２１、１２２、または１２３がゲートウェイ１４０とセキュリティメッセージを通信するとき、エンドデバイス１２１、１２２、または１２３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、またはＵＡＲＴ通信プロトコルを使用することによって、ゲートウェイ１４０にセキュリティメッセージを送信するように構成される。

いくつかの実施形態において、ステップ８２０は、暗号化アルゴリズムを交渉すること、キー情報を交換すること、信頼された認証機関に従って第２のデバイスの識別情報を確認すること、ならびに暗号化アルゴリズムおよびキー情報に基づいてセッションキーを計算することによって、セキュアな接続を構成することを含む。例えば、図５で例示されるように、エンドデバイス５２０は、エンドデバイス５２０とサーバ５６０との間のＴＬＳプロトコル接続におけるデータ通信用に使用される暗号化アルゴリズムをサーバ５６０と交渉するように構成される。エンドデバイス５２０はまた、シリアルデータストリームの形式のキー交換メッセージ５７１、およびＩＰリンクの形式のキー交換メッセージ５７２によって、サーバ５６０とキー情報を交換するように構成される。エンドデバイス５２０はまた、サーバ５６０の識別情報を、信頼された認証機関におけるサーバと比較することによって、セキュリティ応答５３２に収容されたサーバ５６０の識別情報を確認するように構成される。エンドデバイス５２０は、暗号化情報およびサーバ５６０のキー情報、ならびにエンドデバイス５２０の秘密キーおよび／または公開キーに基づいて、セッションキーを計算するようにさらに構成される。

いくつかの実施形態において、ステップ８３０は、セッションキーに基づいてデータを暗号化すること、および暗号化されたデータを第２のデバイスに送信することによって、または第２のデバイスからデータを受信すること、および受信されたデータをセッションキーに基づいて復号することによって、データを通信することを含む。例えば、図５で例示されるように、エンドデバイス５２０は、セッションキーによってデータを暗号化し、データメッセージ５８１をゲートウェイ５４０に送るように構成される。あるいは、エンドデバイス５２０は、セッションキーによってデータメッセージ５９２を復号し、サーバ５６０によって送信されたデータを取得するように構成される。

方法８００はまた、第１のデバイスと第２のデバイスとの間のセッションのステータスを検査すること、および第２のデバイスでステータスが回復可能であると判定された場合に、セッションを更新することを含むことができる。ステップ８３０は、更新されたセッションに関連付けられたセッションキーに基づいてデータを交換することによって、データを通信することを含む。

例えば、図５におけるエンドデバイス５２０がスリープモードから出た後で、エンドデバイス５２０は、サーバ５６０との確立されたＴＬＳプロトコル接続を介して、セッションのステータスを検査するように構成される。エンドデバイス５２０は次いで、サーバ５６０でステータスが回復可能であると判定された場合に、セッションを更新するように構成される。エンドデバイス５２０は、更新されたセッションキーによってデータを暗号化し、データメッセージをゲートウェイ５４０に送るように構成されてよい。あるいは、エンドデバイス５２０は、更新されたセッションキーによってデータメッセージを復号し、サーバ５６０によって送信されたデータを取得するように構成されてもよい。

いくつかの実施形態において、方法８００における第２のデバイスは、インターネットプロトコルリンクを介してゲートウェイに接続されたサーバを含む。第１のデバイスは、セキュアな接続を介してサーバと通信しているエンドデバイスを含む。ステップ８３０は、ゲートウェイを通してエンドデバイスとサーバとの間でデータを交換することによって、データを通信することを含む。例えば、図１で例示されるように、サーバ１６０は、ＩＰ通信１５０を介してゲートウェイ１４０に接続される。エンドデバイス１２１は、セキュリティプロトコル接続１５５を介してサーバ１６０と通信する。エンドデバイス１２１およびサーバ１６０は、ゲートウェイ１４０を通してデータを交換することによって、データを通信する。

図９は、本開示の実施形態と一致する、エンドツーエンドのセキュアな通信を提供するためにネットワーク上のデバイスにおいて実施される別の典型的な方法９００のフローチャートである。方法９００は、サーバ１６０または５６０によって実践されてよい。方法９００は、ＩＰリンクを介してセキュリティ要求を受信すること（ステップ９１０）と、ＩＰリンクを介してエンドデバイスとのセキュアな接続を構成すること（ステップ９２０）と、ＩＰリンクを介して、セキュアな接続を通してエンドデバイスとデータを通信すること（ステップ９３０）を含む。

ステップ９１０は、ＩＰリンクを介してセキュリティ要求を受信することを含む。例えば、図５に示されるように、サーバ５６０は、ゲートウェイ５４０とサーバ５６０との間のＩＰリンクを介して、セキュリティ要求５１２を受信するように構成される。

ステップ９２０は、ＩＰリンクを介してエンドデバイスとのセキュアな接続を構成することを含む。例えば、図５で例示されるように、サーバ５６０は、ゲートウェイ５４０とサーバ５６０との間のＩＰリンクを介して、エンドデバイス５２０とＴＬＳプロトコル接続を確立するように構成される。

ステップ９３０は、ＩＰリンクを介して、セキュアな接続を通してエンドデバイスとデータを交換することを含む。例えば、図５で例示されるように、サーバ５６０は、ゲートウェイ５４０とサーバ５６０との間のＩＰリンクを介して、確立されたＴＬＳプロトコル接続を通してエンドデバイス５２０とデータを交換するように構成される。

図１０は、本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信を開始するためにエンドデバイスにおいて実施される典型的な方法１０００のフローチャートである。方法１０００は、エンドデバイス２２１、２２２、２２３、２７０、２９０、３００、７２０、または７６０によって実践されてよい。方法１０００は、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、第１のデバイスから第２のデバイスにセキュリティ要求を送信すること（ステップ１０１０）と、ネットワーク上で、第１のデバイスと第２のデバイスとの間に、セキュリティ要求に基づいたセキュアな接続を構成すること（ステップ１０２０）と、第１のデバイスから第２のデバイスにデータを送信すること、または第２のデバイスから第１のデバイスによってデータを受信することのうちの少なくとも１つによって、セキュアな接続を介してデータを通信すること（ステップ１０３０）とを含む。

ステップ１０１０は、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、第１のデバイスから第２のデバイスにセキュリティ要求を送信することを含む。例えば、図７に示されるように、エンドデバイス７２０は、エンドデバイス７２０とゲートウェイ７４０との間の制約されたリンク上で、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、Ｃｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１をエンドデバイス７６０に送るように構成される。

ステップ１０２０は、ネットワーク上で、第１のデバイスと第２のデバイスとの間に、セキュリティ要求に基づいたセキュアな接続を構成することを含む。例えば、図７で例示されるように、エンドデバイス７２０は、制約されたネットワーク上で、エンドデバイス７６０とのＤＴＬＳプロトコル接続を確立するように構成される。エンドデバイス７２０は、Ｃｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１における情報に基づいて、ＤＴＬＳプロトコル接続を構成する。

ステップ１０３０は、第１のデバイスから第２のデバイスにデータを送信すること、または第２のデバイスから第１のデバイスによってデータを受信することのうちの少なくとも１つによって、セキュアな接続を介してデータを通信することを含む。例えば、図７に示されるように、エンドデバイス７２０は、制約されたネットワーク上で、ＤＴＬＳプロトコル接続を通して、エンドデバイス７６０にデータ７３０を送るように構成される。あるいは、エンドデバイス７２０は、制約されたネットワーク上で、ＤＴＬＳプロトコル接続を通して、エンドデバイス７６０からデータ７５０を受信するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、エンドデバイス７２０は、ＤＴＬＳプロトコル接続を介して、エンドデバイス７６０にデータを送り、エンドデバイス７６０からデータを受信するように構成されてもよい。

いくつかの実施形態において、方法１０００における制約されたネットワークは、方法８００で説明されるように、ビットレート、デューティサイクル、配信レート、非対称リンク特性、パケットサイズ、経時的な到達可能性、またはネットワークサービスのうちの少なくとも１つにおいて制約されたリンクを含む。

あるいは、方法１０００における制約されたネットワークは、例えば、図２で例示され、説明されるように、上の制約のうちの１つまたは複数のために制約されたノードであるエンドデバイス２２１を含む。

いくつかの実施形態において、方法１０００におけるセキュアな接続は、トランスポート層またはアプリケーション層のセキュリティプロトコルに従って構成される。例えば、エンドデバイス７２０は、エンドデバイス７２０とエンドデバイス７６０との間に、ＤＴＬＳプロトコルに従ってセキュアな接続を構成する。あるいは、エンドデバイス７２０は、ＴＬＳプロトコルに従ってセキュアな接続を構成することができる。いくつかの実施形態において、エンドデバイス７２０は、セキュア／多目的インターネットメール拡張（Ｓ／ＭＩＭＥ）プロトコル、オープン・プリティ・グッド・プライバシー（ＯｐｅｎＰＧＰ）プロトコル、およびセキュア・ハイパーテキスト・トランスファー・プロトコル（Ｓ／ＨＴＴＰ）などのアプリケーション層プロトコルに従って、セキュアな接続を構成することができる。

いくつかの実施形態において、ステップ１０１０は、方法８００または図７のエンドデバイス７２０で説明されるように、制約されたネットワークにおいて、動的な断片化を使用したシリアルデータストリームを通してセキュリティ要求を送ることによって、セキュリティ要求を送ることを含む。

いくつかの実施形態において、ステップ１０１０は、方法８００で例示されるように、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック、Ｚｉｇｂｅｅ、またはユニバーサル非同期受信機／送信機の通信プロトコルのうちの少なくとも１つを使用してセキュリティ要求を送ることによって、セキュリティ要求を送ることを含む。

いくつかの実施形態において、ステップ１０２０は、方法８００のステップ８２０で例示されるように、暗号化アルゴリズムを交渉すること、キー情報を交換すること、信頼された認証機関に従って第２のデバイスの識別情報を確認すること、ならびに暗号化アルゴリズムおよびキー情報に基づいてセッションキーを計算することによって、セキュアな接続を構成することを含む。

いくつかの実施形態において、ステップ１０３０は、方法８００のステップ８３０で説明されるように、セッションキーに基づいてデータを暗号化すること、および暗号化されたデータを第２のデバイスに送信することによって、または第２のデバイスからデータを受信すること、および受信されたデータをセッションキーに基づいて復号することによって、データを通信することを含む。

方法１０００はまた、方法８００で説明されるように、第１のデバイスと第２のデバイスとの間のセッションのステータスを検査すること、および第２のデバイスでステータスが回復可能であると判定された場合に、セッションを更新することを含むことができる。ステップ１０３０は、更新されたセッションに関連付けられたセッションキーに基づいてデータを交換することを含む。

図１１は、本開示の実施形態と一致する、制約されたネットワーク上でのエンドツーエンドのセキュアな通信のための要求を受信するためにエンドデバイスにおいて実施される典型的な方法１１００のフローチャートである。方法１１００は、エンドデバイス２２１、２２２、２２３、２７０、２９０、３００、７２０、または７６０によって実践されてよい。方法１１００は、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通してセキュリティ要求を受信すること（ステップ１１１０）と、第１のデバイスと第２のデバイスとの間に、セキュリティ要求に基づいたセキュアな接続を構成すること（ステップ１１２０）と、第１のデバイスからデータを受信すること、または第１のデバイスにデータを送信することのうちの少なくとも１つによって、セキュアな接続を介してデータを通信すること（ステップ１１３０）とを含む。

ステップ１１１０は、パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通してセキュリティ要求を受信することを含む。例えば、図７に示されるように、エンドデバイス７６０は、エンドデバイス７２０とゲートウェイ７４０との間、および／またはエンドデバイス７６０とゲートウェイ７４０との間の制約されたリンク上で、シリアルデータストリームを通して、エンドデバイス７２０からＣｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１を受信する。Ｃｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１は、図７で説明されるように、パケット断片化を使用して、制約されたリンクを通して送信されてよい。

ステップ１１２０は、第１のデバイスと第２のデバイスとの間に、セキュリティ要求に基づいたセキュアな接続を構成することを含む。例えば、図７で例示されるように、エンドデバイス７６０は、制約されたネットワーク上で、エンドデバイス７２０とＤＴＬＳプロトコル接続を確立するように構成される。エンドデバイス７６０は、Ｃｌｉｅｎｔ Ｈｅｌｌｏ７１１に基づいてＤＴＬＳプロトコル接続を構成する。

ステップ１１３０は、第１のデバイスからデータを受信すること、または第１のデバイスにデータを送信することのうちの少なくとも１つによって、セキュアな接続を介してデータを通信することを含む。例えば、図７に示されるように、エンドデバイス７６０は、制約されたネットワーク上で、ＤＴＬＳプロトコル接続を介して、エンドデバイス７２０からデータ７３０を受信するように構成される。あるいは、エンドデバイス７６０は、制約されたネットワーク上で、ＤＴＬＳプロトコル接続を介して、エンドデバイス７２０にデータ７５０を送るように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、エンドデバイス７６０は、ＤＴＬＳプロトコル接続を介して、エンドデバイス７２０からデータを受信し、エンドデバイス７２０にデータを送るように構成されてもよい。

いくつかの実施形態において、方法１１１０における制約されたネットワークは、方法８００で説明されるように、ビットレート、デューティサイクル、配信レート、非対称リンク特性、パケットサイズ、経時的な到達可能性、またはネットワークサービスのうちの少なくとも１つにおいて制約されたリンクを含む。

あるいは、方法１１００における制約されたネットワークは、例えば、図２で例示され、説明されるように、上の制約のうちの１つまたは複数のために制約されたノードであるエンドデバイス２２１を含む。

いくつかの実施形態において、方法１１００におけるセキュアな接続は、トランスポート層またはアプリケーション層のセキュリティプロトコルに従って構成される。例えば、エンドデバイス７６０は、エンドデバイス７６０とエンドデバイス７２０との間に、ＤＴＬＳプロトコルに従ってセキュアな接続を構成する。あるいは、エンドデバイス７６０は、ＴＬＳプロトコルに従ってセキュアな接続を構成することができる。いくつかの実施形態において、エンドデバイス７６０は、セキュア／多目的インターネットメール拡張（Ｓ／ＭＩＭＥ）プロトコル、オープン・プリティ・グッド・プライバシー（ＯｐｅｎＰＧＰ）プロトコル、およびセキュア・ハイパーテキスト・トランスファー・プロトコル（Ｓ／ＨＴＴＰ）などのアプリケーション層プロトコルに従って、セキュアな接続を構成することができる。

いくつかの実施形態において、ステップ１１１０は、方法８００または図７のエンドデバイス７６０で例示されるように、制約されたネットワークにおいて、動的な断片化を使用したシリアルデータストリームを通してセキュリティ要求を受信することによって、セキュリティ要求を受信することを含む。

いくつかの実施形態において、ステップ１１１０は、方法８００で例示されるように、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクラシック、Ｚｉｇｂｅｅ、またはユニバーサル非同期受信機／送信機の通信プロトコルのうちの少なくとも１つを使用してセキュリティ要求を受信することによって、セキュリティ要求を受信することを含む。

いくつかの実施形態において、ステップ１１２０は、方法８００のステップ８２０または図７のエンドデバイス７６０で説明されるように、暗号化アルゴリズムを交渉すること、キー情報を交換すること、信頼された認証機関に従って第１のデバイスの識別情報を確認すること、ならびに暗号化アルゴリズムおよびキー情報に基づいてセッションキーを計算することによって、セキュアな接続を構成することを含む。

いくつかの実施形態において、ステップ１１３０は、方法８００のステップ８３０または図７のエンドデバイス７６０で説明されるように、セッションキーに基づいてデータを暗号化すること、および暗号化されたデータを第１のデバイスに送信することによって、または第１のデバイスからデータを受信すること、および受信されたデータをセッションキーに基づいて復号することによって、データを通信することを含む。

方法１１００はまた、方法８００または図７のエンドデバイス７６０で説明されるように、第１のデバイスと第２のデバイスとの間のセッションのステータスを検査すること、および第２のデバイスでステータスが回復可能であると判定された場合に、セッションを更新することを含むことができる。ステップ１１３０は、更新されたセッションに関連付けられたセッションキーに基づいてデータを交換することを含む。

いくつかの実施形態において、方法１０００または１１００における制約されたリンクは、第１の制約されたリンクである。第１のデバイスは、第１の制約されたリンク上で、シリアルデータストリームを通して第１のゲートウェイに接続された第１のエンドデバイスを含む。第２のデバイスは、第２の制約されたリンク上で、第２のゲートウェイに接続された第２のエンドデバイスを含む。第１のゲートウェイおよび第２のゲートウェイは、インターネットプロトコルリンクを介して接続される。第１のエンドデバイスおよび第２のエンドデバイスは互いに、第１のゲートウェイおよび第２のゲートウェイを通して、セキュリティプロトコル接続を介して通信する。ステップ１０３０または１１３０は、第１のゲートウェイおよび第２のゲートウェイを通して、第１のエンドデバイスと第２のエンドデバイスとの間のセキュアな接続を介してデータを交換することを含む。

その上、第１のエンドデバイスは、セキュアな接続におけるクライアントを含む。第２のエンドデバイスは、セキュアな接続におけるサーバを含む。

例えば、図２に示されるように、シリアルストリーム２３１は、第１の制約されたリンクであってよい。エンドデバイス２２１は、シリアルストリーム２３１を通してゲートウェイ２４０に接続される。エンドデバイス２９０は、制約されたシリアルリンク２３９上でゲートウェイ２８０に接続される。ゲートウェイ２４０およびゲートウェイ２８０は、ＩＰ通信２５０、インターネット２６０のリンク、およびＩＰ通信２５１を介して接続される。エンドデバイス２２１およびエンドデバイス２９０は互いに、ゲートウェイ２４０およびゲートウェイ２８０を通して、セキュリティプロトコル接続２５５を介して通信する。エンドデバイス２２１およびエンドデバイス２９０は、ゲートウェイ２４０およびゲートウェイ２８０を通して、セキュリティプロトコル接続２５５を介してデータを交換する。

その上、エンドデバイス２２１は、セキュリティプロトコル接続２５５におけるクライアントであるように構成されてよい。エンドデバイス２９０は、セキュリティプロトコル接続２５５におけるサーバであるように構成されてよい。例えば、エンドデバイス２２１および２９０は、ＴＬＳプロトコル接続におけるＴＬＳクライアントおよびＴＬＳサーバであるように構成される。別の例として、エンドデバイス２２１および２９０は、ＤＴＬＳプロトコル接続におけるＤＴＬＳクライアントおよびＤＴＬＳサーバであるように構成される。

いくつかの実施形態において、エンドデバイス２２１は、セキュリティプロトコル接続２５５におけるサーバであるように構成されてもよい。エンドデバイス２９０は、セキュリティプロトコル接続２５５におけるクライアントであるように構成されてもよい。例えば、エンドデバイス２２１および２９０は、ＴＬＳプロトコル接続におけるＴＬＳサーバおよびＴＬＳクライアントであるように構成される。別の例として、エンドデバイス２２１および２９０は、ＤＴＬＳプロトコル接続におけるＤＴＬＳサーバおよびＤＴＬＳクライアントであるように構成される。

いくつかの実施形態において、方法１０００または１１００は、制約されたリンク上で、第１のエンドデバイスをゲートウェイに接続することを含む。第１のデバイスは、第１のエンドデバイスを含む。第２のデバイスは、インターネットプロトコルリンクを介してゲートウェイに接続された第２のエンドデバイスを含む。第１のエンドデバイスおよび第２のエンドデバイスは互いに、ゲートウェイを通して、セキュアな接続を介して通信する。ステップ１０３０または１１３０は、ゲートウェイを通して、第１のエンドデバイスと第２のエンドデバイスとの間のセキュアな接続を介してデータを交換することを含む。

その上、第１のエンドデバイスは、セキュアな接続におけるクライアントまたはサーバのうちの１つを含む。第１のエンドデバイスがクライアントを含むとき、第２のエンドデバイスは、サーバを含む。第１のデバイスがサーバを含むとき、第２のエンドデバイスは、クライアントを含む。

例えば、図２に示されるように、エンドデバイス２９０は、制約されたシリアルリンク２３９上で、ゲートウェイ２８０に接続するように構成される。エンドデバイス２７０は、ＩＰ通信２５２、インターネット２６０のリンク、およびＩＰ通信２５１を介して、ゲートウェイ２８０に接続するように構成される。エンドデバイス２９０およびエンドデバイス２７０は互いに、ゲートウェイ２８０を通して、セキュリティプロトコル接続２５６を介して通信する。エンドデバイス２９０およびエンドデバイス２７０は、ゲートウェイ２８０を通して、セキュリティプロトコル接続２５６を介してデータを交換するように構成される。

その上、エンドデバイス２９０は、セキュリティプロトコル接続２５６におけるクライアントまたはサーバのうちの１つであるように構成されてもよい。エンドデバイス２９０がＴＬＳクライアントであるように構成されるとき、エンドデバイス２７０は、ＴＬＳサーバであるように構成される。エンドデバイス２９０がＴＬＳサーバであるように構成されるとき、エンドデバイス２７０は、ＴＬＳクライアントであるように構成される。エンドデバイス２９０がＤＴＬＳクライアントであるように構成されるとき、エンドデバイス２７０は、ＤＴＬＳサーバであるように構成される。エンドデバイス２９０がＤＴＬＳサーバであるように構成されるとき、エンドデバイス２７０は、ＤＴＬＳクライアントであるように構成される。

本開示の別の態様は、実行されるときに、１つまたは複数のプロセッサに、上述されるように方法を実施させる命令を記憶する、非一時的なコンピュータ可読媒体に向けられる。例えば、命令は、コントローラ３６０による実行のためにエンドデバイス３００のメモリ３８０に含まれる、またはプロセッサ４６０による実行のためにサーバ４００のメモリ４８０に含まれる非一時的なコンピュータ可読媒体上に記憶されてよい。コンピュータ可読媒体は、揮発性もしくは不揮発性、磁気、半導体、テープ、光学式、リムーバブル、非リムーバブル、または他のタイプのコンピュータ可読媒体、またはコンピュータ可読記憶デバイスを含むことができる。例えば、コンピュータ可読媒体は、開示されるようにコンピュータ命令をその上に記憶している記憶デバイスまたはメモリ・モジュールであってよい。いくつかの実施形態において、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ命令をその上に記憶しているディスクまたはフラッシュ・ドライブであってもよい。

本開示は、上で説明され、付属の図面で例示されてきた厳密な構造には限定されず、その範囲から逸脱することなく様々な修正および変更が行われ得ることが理解されるであろう。本出願の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきことが意図されている。

Claims (20)

1. ネットワーク上での第１のデバイスと第２のデバイスとの間のセキュアな通信のための方法であって、
   パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、前記第１のデバイスから前記第２のデバイスにセキュリティメッセージを送信することと、
   前記ネットワーク上で、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間に、前記セキュリティメッセージに基づいたセキュアな接続を構成することと、
   前記第１のデバイスから前記第２のデバイスにデータを送信すること、または前記第２のデバイスから前記第１のデバイスによってデータを受信することのうちの少なくとも１つによって、前記セキュアな接続を介してデータを通信することと、
   を含む方法。
2. 前記ネットワークが、
   ビットレート、
   デューティサイクル、
   配信レート、
   非対称リンク特性、
   パケットサイズ、
   経時的な到達可能性、または
   ネットワークサービス
   のうちの少なくとも１つにおいて制約されたリンクを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ネットワークが制約されたノードを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記セキュリティメッセージを送信することが、前記ネットワークにおいて動的な断片化を使用した前記シリアルデータストリームを通して前記セキュリティメッセージを送信することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記セキュアな接続が、トランスポート層またはアプリケーション層のうちの少なくとも１つのセキュリティプロトコルに従って構成される、請求項１に記載の方法。
6. 前記セキュアな接続を構成することが、
   暗号化アルゴリズムを交渉することと、
   キー情報を交換することと、
   信頼された認証機関に従って前記第２のデバイスの識別情報を確認することと、
   前記暗号化アルゴリズムおよび前記キー情報に基づいてセッションキーを計算することと、を含む、請求項１に記載の方法。
7. データを通信することが、
   セッションキーに基づいてデータを暗号化すること、および前記第１のデバイスから前記第２のデバイスに暗号化されたデータを送信すること、または
   前記第２のデバイスから前記第１のデバイスによってデータを受信すること、および前記セッションキーに基づいて受信された前記データを復号すること、
   のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間のセッションのステータスを検査することと、
   前記第２のデバイスで前記ステータスが回復可能であると判定された場合に、前記セッションを更新することと、を含み、
   前記データを通信することが、更新された前記セッションに関連付けられたセッションキーに基づいて前記データを交換することを含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記第２のデバイスが、インターネットプロトコルリンクを介してゲートウェイに接続されたサーバを含み、
   前記第１のデバイスが、前記セキュアな接続を介して前記サーバと通信するエンドデバイスを含み、
   前記データを通信することが、前記ゲートウェイを通して前記エンドデバイスと前記サーバとの間で前記データを交換することを含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記ネットワークが、前記第１のデバイスと第１のゲートウェイとの間に第１の制約されたリンクを含み、
    前記第１のデバイスが、前記第１の制約されたリンク上で前記シリアルデータストリームを通して前記第１のゲートウェイに接続された第１のエンドデバイスを含み、
    前記第２のデバイスが、第２の制約されたリンク上で第２のゲートウェイに接続された第２のエンドデバイスを含み、
    前記第１のゲートウェイおよび前記第２のゲートウェイが互いに、インターネットプロトコルリンクを介して接続され、
    前記第１のエンドデバイスおよび前記第２のエンドデバイスが互いに、前記第１のゲートウェイおよび前記第２のゲートウェイを通して前記セキュアな接続を介して通信し、
    前記データを通信することが、前記第１のゲートウェイおよび前記第２のゲートウェイを通して前記第１のエンドデバイスと前記第２のエンドデバイスとの間の前記セキュアな接続を介して前記データを交換することを含む、請求項１に記載の方法。
11. 前記第１のエンドデバイスが、前記セキュアな接続におけるクライアントを含み、
    前記第２のエンドデバイスが、前記セキュアな接続におけるサーバを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 制約されたリンク上で第１のエンドデバイスをゲートウェイに接続すること、を含み、
    前記第１のデバイスが、前記第１のエンドデバイスを含み、
    前記第２のデバイスが、インターネットプロトコルリンクを介して前記ゲートウェイに接続された第２のエンドデバイスを含み、
    前記第１のエンドデバイスおよび前記第２のエンドデバイスが互いに、前記ゲートウェイを通して前記セキュアな接続を介して通信し、
    前記データを通信することが、前記ゲートウェイを通して前記第１のエンドデバイスと前記第２のエンドデバイスとの間の前記セキュアな接続を介して前記データを交換することを含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記第１のエンドデバイスが、前記セキュアな接続におけるクライアントまたはサーバのうちの１つを含み、
    前記第１のエンドデバイスがクライアントを含むとき、前記第２のエンドデバイスがサーバを含み、または
    前記第１のエンドデバイスが前記サーバを含むとき、前記第２のエンドデバイスが前記クライアントを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 命令を記憶するための少なくとも１つのメモリと、
    動作を実施するための前記命令を実行するように構成された少なくとも１つのコントローラと、を含む、ネットワーク上でのリモートデバイスとのセキュアな通信のためのエンドデバイスであって、
    前記動作が、
    パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、前記リモートデバイスにセキュリティメッセージを送信することと、
    前記ネットワーク上で、前記リモートデバイスと、前記セキュリティメッセージに基づいたセキュアな接続を構成することと、
    前記リモートデバイスにデータを送信すること、または
    前記リモートデバイスからデータを受信すること
    のうちの少なくとも１つによって、前記セキュアな接続を介してデータを通信することと、を含む、エンドデバイス。
15. 前記動作が、制約されたリンク上で第１のエンドデバイスをゲートウェイに接続することを含み、
    前記エンドデバイスが、前記第１のエンドデバイスを含み、
    前記リモートデバイスが、インターネットプロトコルリンクを介して前記ゲートウェイに接続された第２のエンドデバイスを含み、
    前記第１のエンドデバイスおよび前記第２のエンドデバイスが互いに、前記ゲートウェイを通して前記セキュアな接続を介して通信し、
    前記データを通信することが、前記ゲートウェイを通して前記第１のエンドデバイスと前記第２のエンドデバイスとの間の前記セキュアな接続を介して前記データを交換することを含む、請求項１４に記載のエンドデバイス。
16. 前記セキュアな接続を構成することが、
    暗号化アルゴリズムを交渉することと、
    キー情報を交換することと、
    信頼された認証機関に従って前記リモートデバイスの識別情報を確認することと、
    前記暗号化アルゴリズムおよび前記キー情報に基づいてセッションキーを計算することと、を含む、請求項１４に記載のエンドデバイス。
17. 前記セキュリティメッセージを送信することが、前記ネットワークにおいて動的な断片化を使用した前記シリアルデータストリームを通して前記リモートデバイスに前記セキュリティメッセージを送信することを含む、請求項１４に記載のエンドデバイス。
18. 前記リモートデバイスが、インターネットプロトコルリンクを介してゲートウェイに接続されたサーバを含み、
    前記エンドデバイスが、前記セキュアな接続を介して前記サーバと通信し、
    前記データを通信することが、前記ゲートウェイを通して前記エンドデバイスと前記サーバとの間で前記データを交換することを含む、請求項１４に記載のエンドデバイス。
19. 前記ネットワークが、前記エンドデバイスと第１のゲートウェイとの間に第１の制約されたリンクを含み、
    前記エンドデバイスが、前記第１の制約されたリンク上で前記シリアルデータストリームを通して前記第１のゲートウェイに接続された第１のエンドデバイスを含み、
    前記リモートデバイスが、第２の制約されたリンク上で第２のゲートウェイに接続された第２のエンドデバイスを含み、
    前記第１のゲートウェイおよび前記第２のゲートウェイが互いに、インターネットプロトコルリンクを介して接続され、
    前記第１のエンドデバイスおよび前記第２のエンドデバイスが互いに、前記第１のゲートウェイおよび前記第２のゲートウェイを通して前記セキュアな接続を介して通信し、
    前記データを通信することが、前記第１のゲートウェイおよび前記第２のゲートウェイを通して前記第１のエンドデバイスと前記第２のエンドデバイスとの間の前記セキュアな接続を介して前記データを交換することを含む、請求項１４に記載のエンドデバイス。
20. 実行されるときに、コントローラに、ネットワーク上での第１のデバイスと第２のデバイスとの間のセキュアな通信のための動作を実施させる命令を記憶するための、非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記動作が、
    パケット断片化を使用したシリアルデータストリームを通して、前記第１のデバイスから前記第２のデバイスにセキュリティメッセージを送信することと、
    前記ネットワーク上で、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間に、前記セキュリティメッセージに基づいたセキュアな接続を構成することと、
    前記第１のデバイスから前記第２のデバイスにデータを送信すること、または
    前記第２のデバイスから前記第１のデバイスによってデータを受信すること
    のうちの少なくとも１つによって、前記セキュアな接続を介してデータを通信することと、を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。

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