JP4223330B2 - 親機と子機間の認証方法、親機及び子機、ならびに、コンピュータプログラム - Google Patents
親機と子機間の認証方法、親機及び子機、ならびに、コンピュータプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4223330B2 JP4223330B2 JP2003168198A JP2003168198A JP4223330B2 JP 4223330 B2 JP4223330 B2 JP 4223330B2 JP 2003168198 A JP2003168198 A JP 2003168198A JP 2003168198 A JP2003168198 A JP 2003168198A JP 4223330 B2 JP4223330 B2 JP 4223330B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- authentication
- unit
- key
- authentication information
- slave unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Telephone Function (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信等の親機と子機間の通信のように、通信中の信号を第３者が傍受可能であり、第３者が親機や子機に対して信号を送信可能な親機と子機間の通信において、第３者が親機や子機に成りすますことを防止し、親機と子機間のデータを第３者が傍受することを防止することができる親機と子機間の認証方法、親機及び子機に関し、特に、多数の子機に対して認証を行う場合の、認証に要する時間を短縮可能な、親機と子機間の認証方法、親機及び子機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、例えば、センタ局を設け、センタ局が移動機（子機）と基地局（親機）間の鍵（キー）の管理を行う。移動機（子機）と基地局（親機）間の通信に先立って、センタ局が移動機（子機）に応じて鍵を基地局（親機）に渡す。これにより、第３者が基地局（親機）や移動機（子機）に成りすますことを防止し、基地局（親機）と移動機（子機）間の通信データを第３者が傍受することを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この場合、センタ局は、ホームメモリ装置に移動機（子機）のＩＤ（識別情報）と鍵との対応を用意しておき、移動機（子機）と基地局（親機）間の通信を開始する前に、移動機（子機）に応じた鍵を検索し基地局（親機）にその鍵を渡していた。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２８９３７７５号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された発明では、移動機（子機）が多数あるとき、移動機（子機）のＩＤから対応する鍵を検索し基地局（親機）に通知するため、センタ局の負荷が増大し、移動機（子機）と基地局（親機）間の通信を開始するまでの時間が長くなり、迅速な通信開始ができないという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、子機と親機間の認証を短時間に終了し、迅速に通信を開始することのできる、親機と子機間の認証方法、親機及び子機、ならびに、コンピュータプログラムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決すべくなされたもので、請求項１に記載の発明は、親機と子機とからなる通信システムにおいて、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、前記親機及び子機が互いの認証を行うための親機と子機間の認証方法であって、前記子機は、キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶し、前記親機へ前記認証キーを含んだ認証要求信号を送信し、前記親機は、キー変換キーを記憶し、前記子機から認証要求信号を受信し、受信した前記認証要求信号に含まれる認証キーを、内部に記憶している前記キー変換キーにより暗号キーへと変換し、自身の親機識別情報とランダム値とから親機認証情報を生成し、生成した前記親機認証情報を、変換した前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成し、前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信し、前記子機は、前記親機から親機認証信号を受信し、前記親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報を、内部に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号し、前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、復号した前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証し、前記親機を認証した場合に、復号した前記親機認証情報内のランダム値と自身の子機識別情報とから子機認証情報を生成し、生成した前記子機認証情報を内部に記憶している前記暗号キーにより暗号化して暗号化子機認証情報を生成し、生成した前記暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信し、前記親機は、受信した前記子機認証信号に含まれる暗号化子機認証情報を変換した前記暗号キーにより子機認証情報へ復号し、復号した前記子機認証情報内のランダム値が、自身の送信したランダム値と一致するか否かにより前記子機を認証する、ことを特徴とする親機と子機間の認証方法である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、親機と子機とからなる通信システムにおいて、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、前記親機及び子機が互いの認証を行うための親機と子機間の認証方法であって、前記子機は、キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶し、前記親機へ前記認証キーを含んだ認証要求信号を送信し、前記親機は、キー変換キーを記憶し、前記子機から認証要求信号を受信し、受信した前記認証要求信号に含まれる認証キーを、内部に記憶している前記キー変換キーにより暗号キーへと変換し、都度異なる通信暗号キーを生成し、自身の親機識別情報と生成した前記通信暗号キーとから親機認証情報を生成し、生成した前記親機認証情報を、変換した前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成し、前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信し、前記子機は、前記親機から親機認証信号を受信し、前記親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報を、内部に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号し、前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、復号した前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証し、前記親機を認証した場合に、自身の子機識別情報から子機認証情報を生成し、生成した前記子機認証情報を、復号した前記親機認証情報内の通信暗号キーにより暗号化して暗号化子機認証情報を生成し、生成した暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信し、前記親機は、受信した前記子機認証信号に含まれる暗号化子機認証情報を、前記子機へ送信した前記通信暗号キーにより復号し、前記子機認証信号の送信元の前記子機の子機識別情報が、復号した前記子機認証情報で示される子機識別情報と一致するか否かにより該子機を認証する、ことを特徴とする親機と子機間の認証方法である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の親機と子機間の認証方法であって、前記親機は、前記子機を認証した場合に、該子機へ送信した前記通信暗号キーによりデータを暗号化して該子機へ送信するとともに、該子機から受信した暗号化されたデータを該通信暗号キーにより復号し、前記子機は、前記親機を認証した場合に、該親機から受信した前記通信暗号キーによりデータを暗号化して該親機へ送信するとともに、該親機から受信した暗号化されたデータを該通信暗号キーにより復号する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの項に記載の親機と子機間の認証方法であって、前記通信システムは、さらに、キー管理機からなり、前記キー管理機が、キー変換キーを生成し、それぞれの子機に対応した暗号キーを生成し、前記暗号キーと前記キー変換キーとからそれぞれの子機に対応した認証キーを生成し、前記親機に前記キー変換キーを配布し、前記子機に該子機に対応した前記暗号キー及び認証キーを配布し、前記親機は、前記キー管理機から受信したキー変換キーを内部に記憶し、前記子機は、前記キー管理機から受信した自身の暗号キー及び認証キーを内部に記憶する、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる親機であって、暗号キーと認証キーとを相互に変換するためのキー変換キーを記憶するキー変換キー保持手段と、子機から受信した認証要求信号から認証キーを取り出す認証要求信号受信処理手段と、取り出した前記認証キーを前記キー変換キー保持手段内のキー変換キーにより暗号キーへ変換するキー逆変換手段と、自身の親機識別情報とランダム値とから親機認証情報を生成する親機認証情報生成手段と、生成された前記親機認証情報を、前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成する親機認証情報暗号化手段と、前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信する親機認証信号送信処理手段と、前記親機認証信号に対応して前記子機から受信した子機認証信号に含まれる暗号化子機認証情報を変換した前記暗号キーにより子機認証情報へ復号する子機認証信号受信処理手段と、復号した前記子機認証情報内のランダム値が自身の送信したランダム値と一意するか否かにより前記子機を認証する子機認証手段と、認証した子機へ送信するデータ信号を生成するデータ信号送信処理手段と、認証した子機からデータ信号を受信するデータ信号受信処理手段と、を備え、前記暗号化子機認証情報は、前記親機から受信した前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報が前記子機により該子機の内部に記憶されている前記暗号キーを用いて前記親機認証情報へ復号され、復号された前記親機認証情報内のランダム値と前記子機の子機識別情報とから前記子機認証情報が前記子機により生成され、生成された前記子機認証情報が前記子機により該子機の内部に記憶されている前記暗号キーを用いて暗号化された情報である、ことを特徴とする親機である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる親機であって、暗号キーと認証キーとを相互に変換するためのキー変換キーを記憶するキー変換キー保持手段と、子機から受信した認証要求信号から認証キーを取り出す認証要求信号受信処理手段と、取り出した前記認証キーを前記キー変換キー保持手段内のキー変換キーにより暗号キーへ変換するキー逆変換手段と、都度異なる通信暗号キーを生成する通信暗号キー生成手段と、生成した前記通信暗号キーを記憶する通信暗号キー保持手段と、自身の親機識別情報と生成した前記通信暗号キーとから親機認証情報を生成する親機認証情報生成手段と、生成された前記親機認証情報を、前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成する親機認証情報暗号化手段と、前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信する親機認証信号送信処理手段と、前記親機認証信号に対応して前記子機から子機認証信号を受信する子機認証信号受信処理手段と、前記子機認証信号に含まれる暗号化された子機認証情報を、前記通信暗号キー保持手段内に記憶していた前記通信暗号キーにより復号する通信暗号解読手段と、前記子機認証信号の送信元の前記子機の子機識別情報が、復号した前記子機認証情報で示される子機識別情報と一致するか否かにより該子機を認証する子機認証手段と、認証した子機へデータを送信するためのデータ信号を生成するデータ信号送信処理手段と、認証した子機からのデータを含むデータ信号を受信するデータ信号受信処理手段と、を備えることを特徴とする親機である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の親機であって、通信暗号暗号化手段は、データを前記通信暗号キーにより暗号化し、前記データ信号送信処理手段は、前記通信暗号暗号化手段が暗号化したデータを含むデータ信号を認証した子機へ送信し、前記データ信号受信処理手段は、認証した子機から暗号化されたデータを含むデータ信号を受信し、通信暗号解読手段は、受信したデータ信号内の暗号化されたデータを、前記通信暗号キーにより復号する、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項５から請求項７のいずれかの項に記載の親機であって、さらに、キー管理機から配布されたキー変換キーを受領し、前記キー変換キー保持手段に書き込むキー変換キー受領手段、を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる子機であって、キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶するキー保持手段と、前記キー保持手段内に記憶している前記認証キーを含んだ認証要求信号を生成して前記親機へ送信する認証要求信号送信処理手段と、前記認証要求信号に対応して前記親機から受信した親機認証信号から暗号化親機認証情報を取り出す親機認証信号受信処理手段と、前記暗号化親機認証情報を、キー保持手段内に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号する親機認証情報解読手段と、前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証する親機認証手段と、前記親機を認証した場合に、復号した前記親機認証情報内のランダム値と自身の子機識別情報とから子機認証情報を生成する子機認証情報生成手段と、生成した前記子機認証情報を内部に記憶している前記暗号キーにより暗号化して暗号化子機認証情報を生成する暗号化子機認証情報生成手段と、生成した前記暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信する子機認証信号送信処理手段と、認証した親機へ送信するデータ信号を生成するデータ信号送信処理手段と、認証した親機からデータ信号を受信するデータ信号受信処理手段と、を備え、前記暗号化親機認証情報は、前記子機から受信した前記認証キーが前記キー変換キーを用いて前記親機により前記暗号キーへと変換されるとともに、前記親機により該親機の前記親機識別情報とランダム値とから前記親機認証情報が生成され、生成された前記親機認証情報が変換された前記暗号キーを用いて前記親機により暗号化された情報であり、前記暗号化子機認証情報は、変換された前記暗号キーを用いて前記親機により前記子機認証情報が復号され、復号された前記子機認証情報内のランダム値と前記親機により送信されたランダム値とが一致するか否かにより前記子機が前記親機により認証されるための情報である、ことを特徴とする子機である。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる子機であって、キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶するキー保持手段と、前記キー保持手段内に記憶している前記認証キーを含んだ認証要求信号を生成して前記親機へ送信する認証要求信号送信処理手段と、前記認証要求信号に対応して前記親機から受信した親機認証信号から暗号化された親機認証情報を取り出す親機認証信号受信処理手段と、前記暗号化された親機認証情報を、キー保持手段内に記憶している前記暗号キーにより復号する親機認証情報解読手段と、前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証する親機認証手段と、前記親機を認証した場合に、自身の子機識別情報を基に生成した子機認証情報を生成する子機認証情報生成手段と、前記子機認証情報を、前記親機認証情報内の通信暗号キーにより暗号化した暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信する子機認証信号送信処理手段と、認証した親機へ送信するデータ信号を生成するデータ信号送信処理手段と、認証した親機からデータ信号を受信するデータ信号受信処理手段と、を備えることを特徴とする子機である。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の子機であって、通信暗号暗号化手段は、データを前記通信暗号キーにより暗号化し、前記データ信号送信処理手段は、前記通信暗号暗号化手段が暗号化したデータを含むデータ信号を認証した親機へ送信し、前記データ信号受信処理手段は、認証した親機から暗号化されたデータを含むデータ信号を受信し、前記通信暗号解読手段は、受信したデータ信号内の暗号化されたデータを、前記通信暗号キーにより復号する、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項９から請求項１１のいずれかに記載の子機であって、さらに、キー管理機から配布された認証キー及び暗号キーを受領し、前記キー保持手段に書き込むキー受領手段、を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる親機のコンピュータプログラムであって、暗号キーと認証キーとを相互に変換するためのキー変換キーを記憶するステップと、前記子機から認証要求信号を受信するステップと、受信した前記認証要求信号に含まれる認証キーを、内部に記憶している前記キー変換キーにより暗号キーへと変換するステップと、自身の親機識別情報とランダム値とから親機認証情報を生成するステップと、生成した前記親機認証情報を、変換した前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成するステップと、前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信するステップと、前記親機認証信号に対応して受信した前記子機認証信号に含まれる暗号化子機認証情報を変換した前記暗号キーにより子機認証情報へ復号するステップと、復号した前記子機認証情報内のランダム値が、自身の送信したランダム値と一意するか否かにより前記子機を認証するステップと、をコンピュータに実行させ、前記暗号化子機認証情報は、前記親機から受信した前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報が前記子機により該子機の内部に記憶されている前記暗号キーを用いて前記親機認証情報へ復号され、復号された前記親機認証情報内のランダム値と前記子機の子機識別情報とから前記子機認証情報が前記子機により生成され、生成された前記子機認証情報が前記子機により該子機の内部に記憶されている前記暗号キーを用いて暗号化された情報である、ことを特徴とするコンピュータプログラムである。
【００２０】
請求項１４に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる親機のコンピュータプログラムであって、暗号キーと認証キーとを相互に変換するためのキー変換キーを記憶するステップと、前記子機から認証要求信号を受信するステップと、受信した前記認証要求信号に含まれる認証キーを、内部に記憶している前記キー変換キーにより暗号キーへと変換するステップと、都度異なる通信暗号キーを生成するステップと、自身の親機識別情報と生成した前記通信暗号キーとから親機認証情報を生成するステップと、生成した前記親機認証情報を、変換した前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成するステップと、前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信するステップと、前記親機認証信号に対応して受信した前記子機認証信号に含まれる暗号化された子機認証情報を、前記子機へ送信した前記通信暗号キーにより復号するステップと、前記子機認証信号の送信元の前記子機の子機識別情報が、復号した前記子機認証情報で示される子機識別情報と一致するか否かにより該子機を認証するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラムである。
【００２１】
請求項１５に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる子機のコンピュータプログラムであって、キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶するステップと、前記親機へ前記認証キーを含んだ認証要求信号を送信するステップと、前記認証要求信号に対応して前記親機から親機認証信号を受信するステップと、前記親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報を、内部に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号するステップと、前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証するステップと、前記親機を認証した場合に、前記親機認証情報内のランダム値と自身の子機識別情報とから子機認証情報を生成するステップと、生成した前記子機認証情報を内部に記憶している前記暗号キーにより暗号化して暗号化子機認証情報を生成するステップと、生成した前記暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信するステップと、をコンピュータに実行させ、前記暗号化親機認証情報は、前記子機から受信した前記認証キーが前記キー変換キーを用いて前記親機により前記暗号キーへと変換されるとともに、前記親機により該親機の前記親機識別情報とランダム値とから前記親機認証情報が生成され、生成された前記親機認証情報が変換された前記暗号キーを用いて前記親機により暗号化された情報であり、前記暗号化子機認証情報は、変換された前記暗号キーを用いて前記親機により前記子機認証情報が復号され、復号された前記子機認証情報内のランダム値と前記親機により送信されたランダム値とが一致するか否かにより前記子機が前記親機により認証されるための情報である、ことを特徴とするコンピュータプログラムである。
【００２２】
請求項１６に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる子機のコンピュータプログラムであって、キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶するステップと、前記親機へ前記認証キーを含んだ認証要求信号を送信するステップと、前記認証要求信号に対応して前記親機から親機認証信号を受信するステップと、前記親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報を、内部に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号するステップと、前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証するステップと、前記親機を認証した場合に、自身の子機識別情報から生成した子機認証情報を生成するステップと、前記子機認証情報を、前記親機認証情報内の通信暗号キーにより暗号化した暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラムである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の認証方法を適用した無線通信システムの動作概要を示す図である。
同図において、複数の無線通信システムの親機２０−１〜Ｍ（以下、親機２０）と、複数の子機１０−１〜Ｎ（以下、子機１０）とが存在し、親機２０と子機１０とは、例えば無線ＬＡＮなどの無線通信を行う。この無線通信に際して、親機２０と子機１０との間で認証が行われる。
各子機１０は、暗号キー及び認証キーを保有し、任意の子機１０−ｊ（１≦ｊ≦Ｎ）の暗号キーをＫＡ＿ｊ、認証キーをＫＢ＿ｊとする。また、親機２０は、キー変換キーＫＧを保有する。
このキー変換キーＫＧは、キー変換関数Ｇにより、暗号キーＫＡ＿ｊを認証キーＫＢ＿ｊに変換し、また、キー逆変換関数Ｇ’により、認証キーＫＢ＿ｊを暗号キーＫＡ＿ｊに逆変換する。これには、トリプルＤＥＳ（Data Encryption Standard）やＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）などの共通鍵暗号方式が使用される。一方、暗号キーＫＡ＿ｊは、暗号化関数Ｆにより、任意の平文Ｐを暗号文Ｃに暗号化し、また、解読関数Ｆ’により、暗号文Ｃを平文Ｐに復号する。ここでも、トリプルＤＥＳやＡＥＳなどの共通鍵暗号方式が使用される。
【００２４】
子機１０−ｊが、ある親機２０−ｉ（１≦ｉ≦Ｍ）との間で無線通信を行う場合、子機１０−ｊは、自身が内部に記憶している認証キーＫＢ＿ｊを送信する（ステップＳ１）。親機２０−ｉは、受信した認証キーＫＢ＿ｊを、自身が内部に記憶しているキー変換キーＫＧを用いて暗号キーＫＡ＿ｊに変換する（ステップＳ２）。そして、この暗号キーＫＡ＿ｊを用いて親機認証情報を暗号化し、子機１０−ｊへ返送する（ステップＳ３）。
子機１０−ｊは、自身が内部に記憶している暗号キーＫＡ＿ｊを用いて、暗号化された親機認証情報を解読し、親機２０−ｉの認証を行う（ステップＳ４）。親機２０−ｉを認証した場合、解読した親機認証情報を用いて子機認証情報を生成し、親機２０−ｉに送信する（ステップＳ５）。親機２０−ｉは、受信した子機認証情報により、子機１０−ｊの認証を行う（ステップＳ６）。子機１０−ｊが認証されると、子機１０−ｊと親機２０−ｉとの間でデータ送受信が実行される。
【００２５】
図２は、第１の実施形態による子機１０の内部構成を示すブロック図である。子機１０は、認証キー保持手段１０１、暗号キー保持手段１０２、送受信手段１０３、認証要求信号送信処理手段１０４、親機認証信号受信処理手段１０５、親機認証情報解読手段１０６、親機認証手段１０７、子機認証情報生成手段１０８、子機認証信号送信処理手段１０９、データ通信手段１１０、データ信号送信処理手段１１１、及び、データ信号受信処理手段１１２から構成される。
【００２６】
認証キー保持手段１０１は、自身の認証キーを記憶する。すなわち、子機１０−ｊであれば、認証キーＫＢ＿ｊを記憶している。
暗号キー保持手段１０２は、自身の暗号キーを記憶する。すなわち、子機１０−ｊであれば、暗号キーＫＡ＿ｊを記憶している。
送受信手段１０３は、親機２０との間で無線通信方式により通信を行う。
認証要求信号送信処理手段１０４は、認証キー保持手段１０１内から読み出した認証キーを含む認証要求信号を生成する。
親機認証信号受信処理手段１０５は、親機２０から受信した親機認証信号から暗号化親機認証情報Ｃａを取り出す。
親機認証情報解読手段１０６は、暗号キーと解読関数Ｆ’を用いて、暗号化親機認証情報Ｃａを解読し、親機認証情報Ｐａを得る。
親機認証手段１０７は、親機認証情報Ｐａに基づいて親機２０の認証を行う。また、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスなど、認証した親機２０を識別する認証済み親機ＩＤをデータ通信手段１１０へ受け渡す。
子機認証情報生成手段１０８は、親機認証情報Ｐａ内の情報に基づいて子機認証情報Ｐｓを生成する。
子機認証信号送信処理手段１０９は、子機認証情報Ｐｓを含む子機認証信号を生成する。
データ通信手段１１０は、認証済み親機ＩＤで示される認証済みの親機２０とのデータ通信を行う。
データ信号送信処理手段１１１は、データ通信手段１１０が生成したデータを、親機２０へ送信するためのデータ信号を生成する。
データ信号受信処理手段１１２は、親機２０から受信したデータ信号内のデータをデータ通信手段１１０へ受け渡す。
【００２７】
図３は、第１の実施形態による親機２０の内部構成を示すブロック図である。親機２０は、キー変換キー保持手段２０１、送受信手段２０２、認証要求信号受信処理手段２０３、キー逆変換手段２０４、親機認証情報生成手段２０５、親機認証情報暗号化手段２０６、親機認証信号送信処理手段２０７、子機認証信号受信処理手段２０８、子機認証手段２０９、データ通信手段２１０、データ信号送信処理手段２１１、及び、データ信号受信処理手段２１２から構成される。
【００２８】
キー変換キー保持手段２０１は、キー変換キーＫＧを記憶する。
送受信手段２０２は、子機１０との間で無線通信方式により通信を行う。
認証要求信号受信処理手段２０３は、子機１０から受信した認証要求信号から認証キーを取り出す。
キー逆変換手段２０４は、キー変換キーＫＧとキー逆変換関数Ｇ’を用いて、認証キーを暗号キーに逆変換する。
親機認証情報生成手段２０５は、認証用ランダム値Ｒと自身のＭＡＣアドレス（親機識別情報）から親機認証情報Ｐａを生成する。
親機認証情報暗号化手段２０６は、暗号キーと暗号化関数Ｆを用いて、親機認証情報Ｐａを暗号化し、暗号化親機認証情報Ｃａを生成する。
親機認証信号送信処理手段２０７は、暗号化親機認証情報Ｃａを含む親機認証信号を生成する。
子機認証信号受信処理手段２０８は、子機１０から受信した子機認証信号から子機認証情報Ｐｓを取り出す。
子機認証手段２０９は、子機認証情報Ｐｓに基づいて子機１０の認証を行う。また、ＭＡＣアドレスなどの認証した子機１０を識別する認証済み子機ＩＤをデータ通信手段２１０へ受け渡す。
データ通信手段２１０は、認証済み子機ＩＤで示される認証済みの子機１０とのデータ通信を行う。
データ信号送信処理手段２１１は、データ通信手段２１０が生成したデータを、子機１０へ送信するためのデータ信号を生成する。
データ信号受信処理手段２１２は、子機１０から受信したデータ信号内のデータをデータ通信手段２１０へ受け渡す。
【００２９】
図２及び図３の実施の形態の動作を、図４に示す流れ図を参照して説明する。ここでは、任意の子機１０―ｊと任意の親機２０−ｉとの間で無線通信が行われ、予め、子機１０−ｊは、暗号キーＫＡ＿ｊと認証キーＫＢ＿ｊを保持し、親機２０−ｉは、キー変換キーＫＧを保持しているものとする。
子機１０−ｊの認証要求信号送信処理手段１０４は、認証キー保持手段１０１内に記憶されている認証キーＫＢ＿ｊを読み出し、この認証キーＫＢ＿ｊを含む認証要求信号を生成する（ステップＳ３０５）。生成された認証要求信号は、送受信手段１０３により、親機２０−ｉへ送信される（ステップＳ３１０）。
親機２０−ｉの送受信手段２０２が子機１０−ｊから認証要求信号を受信すると、認証要求信号受信処理手段２０３はこの認証要求信号から認証キーＫＢ＿ｊを取り出す（ステップＳ３１５）。そして、キー逆変換手段２０４は、この読み出した認証キーＫＢ＿ｊと、キー変換キー保持手段２０１内に記憶していたキー変換キーＫＧとから、以下により暗号キーＫＡ＿ｊを算出する（ステップＳ３２０）。
ＫＡ＿ｊ ＝ Ｇ’（ＫＢ＿ｊ，ＫＧ)
但し、Ｇ’は、認証キーとキー変換キーの２つから、暗号キーを算出するキー逆変換関数である。
【００３０】
続いて、親機２０−ｉの親機認証情報生成手段２０５は、認証用にランダム値Ｒを発生させる。そして、この発生させた認証用ランダム値Ｒと、自身のＭＡＣアドレスとを、予め決められた規則により組み合わせて親機認証情報Ｐａを生成する（ステップＳ３２５）。親機認証情報暗号化手段２０６は、親機認証情報生成手段２０５が生成した親機認証情報Ｐａを、ステップＳ３２０においてキー逆変換手段２０４が算出した暗号キーＫＡ＿ｊにより暗号化し、暗号化親機認証情報Ｃａを得る（ステップＳ３３０）。暗号化親機認証情報Ｃａは、以下により算出される。
Ｃａ ＝ Ｆ（Ｐａ、ＫＡ＿ｊ)
但し、Ｆは、平文とキーから共通鍵暗号方式により暗号文を得るための暗号化関数である。
【００３１】
親機認証信号送信処理手段２０７は、親機認証情報暗号化手段２０６が暗号化した暗号化親機認証情報Ｃａを含む親機認証信号を生成する（ステップＳ３３５）。この親機認証信号は、送受信手段２０２により子機１０−ｊへ送信される（ステップＳ３４０）。
子機１０−ｊの親機認証信号受信処理手段１０５は、受信した親機認証信号から、暗号化親機認証情報Ｃａを取り出す（ステップＳ３４５）。そして、親機認証情報解読手段１０６は、以下により、暗号化親機認証情報Ｃａを復号し、親機認証情報Ｐａを得る（ステップＳ３５０）。
Ｐａ＝Ｆ’（Ｃａ，ＫＡ＿ｊ）
但し、Ｆ’は、暗号文とキーから共通鍵暗号方式により平文を得るための解読関数である。
【００３２】
親機認証手段１０７は、復号された親機認証情報Ｐａから、予め決められた規則に従って、親機２０−ｉのＭＡＣアドレスを取得する。そして、親機２０−ｉから受信した親機認証信号中の送信元アドレス情報で示されるＭＡＣアドレスと、親機認証情報Ｐａから取得したＭＡＣアドレスを比較し、一致するか否かにより認証を行う（ステップＳ３５５）。親機認証手段１０７は、両者が一致する場合には親機２０−ｉが正当であると判断する。そして、この親機２０−ｉのＭＡＣアドレス（認証済み親機ＩＤ）を、データ通信手段１１０へ受け渡す。
【００３３】
さらに、親機２０−ｉが正当であると認証された場合、子機認証情報生成手段１０８は、復号された親機認証情報Ｐａ内の認証用ランダム値Ｒと、自身のＭＡＣアドレスとを予め決められた規則に従って組み合わせ、子機認証情報Ｐｓを生成する。そして、子機認証信号送信処理手段１０９は、この子機認証情報Ｐｓを含んだ子機認証信号を生成し、送受信手段１０３へ指示することにより、親機２０−ｉへ送信する（ステップＳ３６０、ステップＳ３６５）。
【００３４】
親機２０−ｉの子機認証信号受信処理手段２０８は、送受信手段２０２を介して子機認証信号を受信すると、この子機認証信号から子機認証情報Ｐｓを取り出す（ステップＳ３７０）。さらに、子機認証手段２０９は、予め決められた規則に従って子機認証情報Ｐｓから認証用ランダム値Ｒを取り出し、ステップＳ３２５で自身の生成した認証用ランダム値Ｒと一致するか否かにより認証を行う。一致すれば、子機１０−ｊが正当であると判断し、この子機１０−ｊのＭＡＣアドレス（認証済み子機ＩＤ）をデータ通信手段２１０へ受け渡す。
【００３５】
上記の手順により認証が成功した場合には、子機１０−ｊと親機２０−ｉの間でデータの送受信を行う。すなわち、認証済み子機ＩＤで示される認証済みの子機１０−ｊに対して送信すべきデータが、親機２０−ｉのデータ通信手段２１０からデータ信号送信処理手段２１１に受け渡される。データ信号送信処理手段２１１は、このデータを含んだデータ信号を生成し、送受信手段２０２は、生成されたデータ信号を無線通信により子機１０−ｊへ送出する。また、データ信号受信処理手段２１２が、送受信手段２０２を介して子機１０−ｊから無線通信により受信したデータは、データ通信手段２１０へ受け渡される。
同様に、認証済み親機ＩＤで示される認証済みの親機２０−ｉに対して送信すべきデータが、子機１０−ｊのデータ通信手段１１０からデータ信号送信処理手段１１１に受け渡される。データ信号送信処理手段１１１は、このデータを含んだデータ信号を生成し、送受信手段１０３は、生成されたデータ信号を無線通信により親機２０−ｉへ送出する。また、データ信号受信処理手段１１２が、送受信手段１０３を介して親機２０−ｉから無線通信により受信したデータは、データ通信手段１１０へ受け渡される。
【００３６】
なお、ステップＳ３６０において、上述したように暗号化しない子機認証情報Ｐｓを送信する代わりに、暗号キーＫＡ＿ｊで暗号化した子機認証情報Ｐｓ、すなわち、Ｆ（Ｐｓ，ＫＡ＿ｊ）を子機認証信号で送信してもよい。この場合、親機２０−ｉは、この暗号化された子機認証情報Ｐｓを、ステップＳ３２０で生成した暗号キーＫＡ＿ｊで復号する。そして、復号された子機認証情報Ｐｓを用いて、ステップＳ３７０からの処理を行う。
【００３７】
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、キー管理機４０から子機１１−１〜Ｎ（以下、子機１１）及び親機２１−１〜Ｍ（以下、親機２１）に各種キーを配布する。
図５は、キー管理機４０から暗号キー及び認証キーの配布を受ける子機１１の内部構成を示すブロック図であり、この図において、図２の各部と同一部分には同一の符号が付してある。
子機１１は、認証キー保持手段１０１、暗号キー保持手段１０２、送受信手段１０３、認証要求信号送信処理手段１０４、親機認証信号受信処理手段１０５、親機認証情報解読手段１０６、親機認証手段１０７、子機認証情報生成手段１０８、子機認証信号送信処理手段１０９、データ通信手段１１０、データ信号送信処理手段１１１、データ信号受信処理手段１１２、認証キー受領手段１２１、及び、暗号キー受領手段１２２からなる。
認証キー受領手段１２１は、キー管理機４０から自身の認証キーを受信し、認証キー保持手段１０１に書き込む。
暗号キー受領手段１２２は、キー管理機４０から自身の暗号キーを受信し、暗号キー保持手段１０２に書き込む。
【００３８】
図６は、キー管理機４０からキー変換キーＫＧの配布を受ける親機２１の内部構成を示すブロック図であり、この図において、図３の各部と同一部分には同一の符号が付してある。
親機２１は、キー変換キー保持手段２０１、送受信手段２０２、認証要求信号受信処理手段２０３、キー逆変換手段２０４、親機認証情報生成手段２０５、親機認証情報暗号化手段２０６、親機認証信号送信処理手段２０７、子機認証信号受信処理手段２０８、子機認証手段２０９、データ通信手段２１０、データ信号送信処理手段２１１、データ信号受信処理手段２１２、及び、キー変換キー受領手段２２１からなる。
キー変換キー受領手段２２１は、キー管理機４０からキー変換キーＫＧを受信し、キー変換キー保持手段２０１に書き込む。
【００３９】
図５及び図６の実施の形態の動作を、図７を参照して説明する。
キー管理機４０は、まず、キー変換キーＫＧと、各子機１１−１〜Ｎに対応した暗号キーＫＡ＿１〜ＫＡ＿Ｎ、及び、認証キーＫＢ＿１〜ＫＢ＿Ｎを生成する（ステップＳ５１０）。そして、生成したキー変換キーＫＧを親機２１−１〜Ｍへ配布するとともに（ステップＳ５２０−１）、生成した暗号キーＫＡ＿１〜ＫＡ＿Ｎ及び認証キーＫＢ＿１〜ＫＢ＿Ｎを、それぞれ対応する子機１１−１〜Ｎへ配布する（ステップＳ５２０−２）。このステップＳ５２０−１及びステップＳ５２０−２におけるキーの配布は、ＰＧＰ（Pretty Good Privacy）などの機密性、完全性、及び、認証が保証される手段などにより行う。そして、親機２１と子機１１との間で、キー管理機４０から受信したそれぞれのキーを用いて通信開始前の認証を行う（ステップＳ５３０）。
【００４０】
図８は、ステップＳ５１０における、キー管理機４０の動作を示すフローチャートである。
キー管理機４０は、まず、子機１１−１〜Ｎのそれぞれに配布すべき暗号キーＫＡ＿１〜ＫＡ＿Ｎと、キー変換キーＫＧとを生成する（ステップＳ５１１）。次に、以下の式により、認証キーＫＢ＿１〜ＫＢ＿Ｎを生成する（ステップＳ５１２）。
ＫＢ＿ｊ＝Ｇ（ＫＡ＿ｊ，ＫＧ）
但し、Ｇは、暗号キー及びキー変換キーから認証キーを算出するためのキー変換関数である。
キー管理機４０は、この生成したキーを、ステップＳ５２０−１及び−２において、子機１１及び親機２１へ配布する。
【００４１】
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施形態では、親機が生成した通信暗号キーにより暗号化した認証情報を用いて、親機と子機との間で相互認証を行う。この通信暗号キーは、暗号化関数Ｈにより、任意の平文を暗号文に暗号化し、また、解読関数Ｈ’により、暗号文を平文に復号する。これには、トリプルＤＥＳやＡＥＳなどの共通鍵暗号方式が使用される。
【００４２】
図９は、子機１２−１〜Ｎ（以下、子機１２）の内部構成を示すブロック図であり、この図において、図５の各部と同一部分には同一の符号が付してある。
子機１２は、認証キー保持手段１０１、暗号キー保持手段１０２、送受信手段１０３、認証要求信号送信処理手段１０４、親機認証信号受信処理手段１０５、親機認証情報解読手段１０６、親機認証手段１０７、データ通信手段１１０、データ信号送信処理手段１１１、データ信号受信処理手段１１２、認証キー受領手段１２１、暗号キー受領手段１２２、通信暗号キー保持手段１３１、子機認証情報生成手段１３２、子機認証信号送信処理手段１３３、及び、通信暗号暗号化手段１３４からなる。
通信暗号キー保持手段１３１は、親機２２から受信した親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報Ｃａを復号して得た親機認証情報Ｐａ内から取り出した通信暗号キーを記憶する。
子機認証情報生成手段１３２は、自身のＭＡＣアドレスを基に子機認証情報Ｐｓを生成する。
子機認証信号送信処理手段１３３は、子機認証情報Ｐｓを通信暗号暗号化手段１３４に受け渡すとともに、子機認証情報Ｐｓを暗号化した暗号化子機認証情報Ｃｓを含んだ子機認証信号を生成する。
通信暗号暗号化手段１３４は、子機認証情報Ｐｓを通信暗号キーで暗号化し、暗号化子機認証情報Ｃｓを生成する。
【００４３】
図１０は、親機２２−１〜Ｎ（以下、親機２２）の内部構成を示すブロック図であり、この図において、図６の各部と同一部分には同一の符号が付してある。親機２２は、キー変換キー保持手段２０１、送受信手段２０２、認証要求信号受信処理手段２０３、キー逆変換手段２０４、親機認証情報暗号化手段２０６、親機認証信号送信処理手段２０７、子機認証信号受信処理手段２０８、データ通信手段２１０、データ信号送信処理手段２１１、データ信号受信処理手段２１２、キー変換キー受領手段２２１、通信暗号キー生成手段２３１、通信暗号キー保持手段２３２、親機認証情報生成手段２３３、通信暗号解読手段２３４、及び、子機認証手段２３５からなる。
通信暗号キー生成手段２３１は、通信暗号キーを生成する。
通信暗号キー保持手段２３２は、通信暗号キーを記憶する。
親機認証情報生成手段２３３は、通信暗号キーと、自身のＭＡＣアドレスとから親機認証情報Ｐａを生成する。
通信暗号解読手段２３４は、子機１２から受信した暗号化子機認証情報Ｃｓを通信暗号キーを用いて復号し、子機認証情報Ｐｓを得る。
子機認証手段２３５は、子機認証情報Ｐｓに基づいて子機１２の認証を行う。また、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスなど、認証した子機１２を識別する認証済み子機ＩＤをデータ通信手段２１０へ受け渡す。
【００４４】
図９及び図１０の実施の形態の動作を、図１１に示す流れ図を参照して説明する。
ここでは、子機１２―ｊと親機２２−ｉとの間で無線通信が行われ、予め、子機１０−ｊは、暗号キーＫＡ＿ｊと認証キーＫＢ＿ｊを保持し、親機２０−ｉは、キー変換キーＫＧを保持しているものとする。
子機１２−ｊが認証キーＫＢ＿ｊを含む認証要求信号を生成して、親機２２−ｉへ送信し、親機２２−ｉにおいて、受信した認証キーＫＢ＿ｊと、内部に記憶していたキー変換キーＫＧとから、暗号キーＫＡ＿ｊを算出するステップＳ６０５〜ステップＳ６２０までの手順は、図４のステップＳ３０５〜ステップＳ３２０と同様である。
【００４５】
親機２２−ｉの通信暗号キー生成手段２３１は、この子機１２−ｊとの間で使用する通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを生成し、通信暗号キー保持手段２３２に書き込む（ステップＳ６２５）。そして、親機認証情報生成手段２３３は、生成された通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと、自身のＭＡＣアドレスとを予め決められた規則により組み合わせて親機認証情報Ｐａを生成する（ステップＳ６３０）。親機認証情報暗号化手段２０６は、親機認証情報生成手段２３３が生成した親機認証情報Ｐａを、ステップＳ６２０においてキー逆変換手段２０４が算出した暗号キーＫＡ＿ｊで暗号化し、暗号化親機認証情報Ｃａを得る（ステップＳ６３５）。暗号化親機認証情報Ｃａは、以下により算出される。
Ｃａ ＝ Ｆ（Ｐａ、ＫＡ＿ｊ)
但し、Ｆは、平文とキーから共通鍵暗号方式により暗号文を得るための暗号化関数である。
【００４６】
親機認証信号送信処理手段２０７は、親機認証情報暗号化手段２０６が暗号化した暗号化親機認証情報Ｃａを含む親機認証信号を生成する（ステップＳ６４０）。この親機認証信号は、送受信手段２０２により子機１２−ｊへ送信される（ステップＳ６４５）。
子機１２−ｊが、受信した親機認証信号から取り出した暗号化親機認証情報Ｃａを暗号キーＫＡ＿ｊで復号して得られた親機認証情報Ｐａにより、親機２２−ｉを認証するステップＳ６５０〜ステップＳ６６０までの手順は、図４のステップＳ３４５〜ステップＳ３５５と同様である。
【００４７】
親機２２−ｉが認証された場合、通信暗号キー保持手段１３１は、復号された親機認証情報Ｐａから取り出した通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを記憶する（ステップＳ６６５）。続いて、子機認証情報生成手段１３２は、自身のＭＡＣアドレスを基に子機認証情報Ｐｓを生成する（ステップＳ６７０）。子機認証信号送信処理手段１３３は、生成された子機認証情報Ｐｓを通信暗号暗号化手段１３４へ受け渡す。通信暗号暗号化手段１３４は、通信暗号キー保持手段１３１内に記憶している通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊにより子機認証情報Ｐｓを暗号化し、暗号化子機認証情報Ｃｓを生成する（ステップＳ６７５）。暗号化子機認証情報Ｃｓは、以下により算出される。
Ｃｓ ＝ Ｈ（Ｐｓ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ）
但し、Ｈは、平文とキーから共通鍵暗号方式により暗号文を得るための暗号化関数である。
【００４８】
子機認証信号送信処理手段１３３は、この暗号化子機認証情報Ｃｓを含んだ子機認証信号を生成し、送受信手段１０３へ指示することにより、親機２２−ｉへ送信する（ステップＳ６８０、ステップＳ６８５）。
親機２２−ｉの子機認証信号受信処理手段２０８は、送受信手段２０２を介して子機認証信号を受信すると、この子機認証信号から暗号化子機認証情報Ｃｓを取り出す（ステップＳ６９０）。そして、通信暗号解読手段２３４は、通信暗号キー保持手段２３２に記憶している通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊにより暗号化子機認証情報Ｃｓを復号し、子機認証情報Ｐｓを得る（ステップＳ６９５）。暗号化子機認証情報Ｃｓは、以下により算出される。
Ｐｓ＝Ｈ’（Ｃｓ，ＫＡ＿ｊ）
但し、Ｈ’は、暗号文とキーから共通鍵暗号方式により平文を得るための解読関数である。
【００４９】
子機認証手段２３５は、復号された子機認証情報Ｐｓから子機１２−ｊのＭＡＣアドレスを取得する。そして、子機１２−ｊから受信した親機認証信号中の送信元アドレス情報で示されるＭＡＣアドレスと、子機認証情報Ｐｓから取得したＭＡＣアドレスを比較し、一致するか否かにより認証を行う（ステップＳ７００）。一致すれば、子機１２−ｊが正当であると判断し、この子機１２−ｊのＭＡＣアドレス（認証済み子機ＩＤ）をデータ通信手段２１０へ受け渡す。
上記の手順により認証が成功した場合には、第１の実施形態（図４）と同様の手順により、子機１２−ｊと親機２２−ｉの間でデータの送受信を行う。
【００５０】
次に、第４の実施の形態について説明する。第４の実施形態では、第３の実施形態に示す子機及び親機間の相互認証後、親機及び子機が通信暗号キーを使用してデータを暗号化し、データ信号の送受信を行う。
図１２は、子機１３−１〜Ｎ（以下、子機１３）の内部構成を示すブロック図であり、この図において、図９の各部と同一部分には同一の符号が付してある。子機１３は、認証キー保持手段１０１、暗号キー保持手段１０２、送受信手段１０３、認証要求信号送信処理手段１０４、親機認証信号受信処理手段１０５、親機認証情報解読手段１０６、親機認証手段１０７、データ通信手段１１０、認証キー受領手段１２１、暗号キー受領手段１２２、通信暗号キー保持手段１３１、子機認証情報生成手段１３２、子機認証信号送信処理手段１３３、通信暗号暗号化手段１３４、データ信号送信処理手段１４１、通信暗号暗号化手段１４２、データ信号受信処理手段１４３、及び、通信暗号解読手段１４４からなる。
データ信号送信処理手段１４１は、データ通信手段１１０から受信したデータＰｄａを通信暗号暗号化手段１４２に受け渡すとともに、データＰｄａを暗号化した暗号化データＣｄａを含んだデータ信号を親機２３へ送信する。
通信暗号暗号化手段１４２は、データＰｄａを通信暗号キーにより暗号化した暗号化データＣｄａを生成する。
データ信号受信処理手段１４３は、親機２３から受信したデータ信号から暗号化データＣｄｓを取り出し、通信暗号解読手段１４４へ受け渡す。
通信暗号解読手段１４４は、暗号化データＣｄｓを通信暗号キーにより復号し、データＰｄｓを得る。
【００５１】
図１３は、親機２３−１〜Ｎ（以下、親機２３）の内部構成を示すブロック図であり、この図において、図１０の各部と同一部分には同一の符号が付してある。
親機２３は、キー変換キー保持手段２０１、送受信手段２０２、認証要求信号受信処理手段２０３、キー逆変換手段２０４、親機認証情報暗号化手段２０６、親機認証信号送信処理手段２０７、子機認証信号受信処理手段２０８、データ通信手段２１０、キー変換キー受領手段２２１、通信暗号キー生成手段２３１、通信暗号キー保持手段２３２、親機認証情報生成手段２３３、通信暗号解読手段２３４、子機認証手段２３５、データ信号送信処理手段２４１、通信暗号暗号化手段２４２、データ信号受信処理手段２４３、及び、通信暗号解読手段２４４からなる。
データ信号送信処理手段２４１は、データ通信手段２１０から受信したデータＰｄｓを通信暗号暗号化手段２４２に受け渡すとともに、データＰｄｓを暗号化した暗号化データＣｄｓを含んだデータ信号を子機１３へ送信する。
通信暗号暗号化手段２４２は、データＰｄｓを通信暗号キーにより暗号化した暗号化データＣｄｓを生成する。
データ信号受信処理手段２４３は、子機１３から受信したデータ信号から暗号化データＣｄａを取り出し、通信暗号解読手段１４４へ受け渡す。
通信暗号解読手段１４４は、暗号化データＣｄａを通信暗号キーにより復号し、データＰｄａを得る。
【００５２】
図１２及び図１３の実施の形態の動作を、図１４に示す流れ図を参照して説明する。
ここでは、子機１３―ｊと親機２３−ｉとの間で無線通信が行われるとする。そして、子機１３―ｊと親機２３−ｉとの間では、図１１に示すステップＳ６０５〜ステップＳ７００までの手順と同様に認証が行われる。
子機１３―ｊから親機２３−ｉへデータ送信が行われる場合、子機１３―ｊのデータ通信手段１１０は、親機２３−ｉへ送信すべきデータＰｄａを生成する（ステップＳ８０５）。データ信号送信処理手段１４１は、この生成されたデータＰｄａを通信暗号暗号化手段１４２へ受け渡す。そして、通信暗号暗号化手段１４２は、通信暗号キー保持手段１３１内に記憶している通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを用いてデータＰｄａを暗号化し、暗号化データＣｄａを生成する（ステップＳ８１０）。暗号化データＣｄａは、以下により算出される。
Ｃｄａ ＝ Ｈ（Ｐｄａ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ）
但し、Ｈは、平文とキーから共通鍵暗号方式により暗号文を得るための暗号化関数である。
データ信号送信処理手段１４１は、暗号化データＣｄａを含んだデータ信号を生成し、送受信手段１０３へ指示することにより、親機２３−ｉへ送信する（ステップＳ８１５、ステップＳ８２０）。
【００５３】
親機２３−ｉのデータ信号受信処理手段２４３は、送受信手段２０２を介して子機１３―ｊからデータ信号を受信すると、このデータ信号から暗号化データＣｄａを取り出す（ステップＳ８２５）。そして、通信暗号解読手段２４４は、通信暗号キー保持手段２３２に記憶している通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊにより暗号化データＣｄａを復号し、データＰｄａを得る（ステップＳ８３０）。データＰｄａは、以下により算出される。
Ｐｄａ＝Ｈ’（Ｃｄａ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ）
但し、Ｈ’は、暗号文とキーから共通鍵暗号方式により平文を得るための解読関数である。
データ信号受信処理手段２４３は、復号されたデータＰｄａをデータ通信手段２１０へ受け渡す（ステップＳ８３５）。
【００５４】
一方、親機２３−ｉから子機１３―ｊへデータ送信が行われる場合、親機２３−ｉのデータ通信手段２１０は、子機１３―ｊへ送信すべきデータＰｄｓを生成する（ステップＳ９０５）。データ信号送信処理手段２４１は、この生成されたデータＰｄｓを通信暗号暗号化手段２４２へ受け渡す。そして、通信暗号暗号化手段２４２は、通信暗号キー保持手段２３２内に記憶している通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを用いてデータＰｄｓを暗号化し、暗号化データＣｄｓを得る（ステップＳ９１０）。暗号化データＣｄｓは、以下により算出される。
Ｃｄｓ ＝ Ｈ（Ｐｄｓ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ）
但し、Ｈは、平文とキーから共通鍵暗号方式により暗号文を得るための暗号化関数である。
データ信号送信処理手段２４１は、暗号化データＣｄｓを含んだデータ信号を生成し、送受信手段２０２へ指示することにより、子機１３―ｊへ送信する（ステップＳ９１５、ステップＳ９２０）。
【００５５】
子機１３―ｊのデータ信号受信処理手段１４３は、送受信手段１０３を介して親機２３−ｉからデータ信号を受信すると、このデータ信号から暗号化データＣｄｓを取り出す（ステップＳ９２５）。そして、通信暗号解読手段１４４は、通信暗号キー保持手段１３１に記憶している通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊにより暗号化データＣｄｓを復号し、データＰｄｓを得る（ステップＳ９３０）。データＰｄｓは、以下により算出される。
Ｐｄｓ＝Ｈ’（Ｃｄｓ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ）
但し、Ｈ’は、暗号文とキーから共通鍵暗号方式により平文を得るための解読関数である。
データ信号受信処理手段１４３は、復号されたデータＰｄｓをデータ通信手段１１０へ受け渡す（ステップＳ９３５）。
【００５６】
以上説明したように、上記実施形態によれば、キー変換キーは非公開であるため、第３者は知りえない。また、暗号キーも非公開であるため、第３者は知りえない。すなわち、キー変換キーを知らない第３者は、認証キーから暗号キーを知ることもできない。よって、第３者が親機になりすまそうとしても、子機が暗号キーを使って暗号化した通信に対して正しく応答することができないため、親機に成りすますことはできない。また、第３者が子機になりすまそうとしても、キー変換キーを知らないため、認証キーと暗号キーの組み合わせを作ることができず、子機に成りすますことはできない。また、親機と子機の間は、この第３者が知りえない暗号キーにより暗号化された通信を行うため、第３者に通信の内容を傍受されない。
このように、第３者が親機や子機に成りすますことを防止し、親機と子機間の通信開始の度に、子機の識別情報からの暗号キーを検索することが不要となり、多数の子機との間で認証を行う場合にも、認証に要する時間を短縮することができる。親機からの親機認証信号に対して正しい子機認証信号を親機に返信できず、親機は、子機の成りすましを見破ることができる。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、図２、図５、図９、図１２に示す子機内の各手段、及び図３、図６、図１０、図１３に示す親機内の各手段は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびＣＰＵ（中央処理装置）により構成され、各手段の機能を実現するためのプログラム（図示せず）をメモリのロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。また、図２、図５、図９、図１２に示す子機内の各手段、及び図３、図６、図１０、図１３に示す親機内の各手段の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、図２、図５、図９、図１２に示す子機内の各手段、及び図３、図６、図１０、図１３に示す親機内の各手段に必要な処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００５８】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの（伝送媒体ないしは伝送波）、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００５９】
さらに、本発明の認証方法、親機、及び子機は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、キー変換キーを知らない第３者は、認証キーから暗号キーを知ることはできない。すなわち、第３者が親機になりすまそうとしても、子機が暗号キーを使って暗号化した通信に対して正しく応答することができないため、親機に成りすますことはできない。また、第３者が子機になりすまそうとしても、キー変換キーを知らないため、認証キーと暗号キーの組み合わせを作ることができず、子機に成りすますことはできない。また、親機と子機の間は、暗号キーにより暗号化された通信を行うため、第３者に通信の内容を傍受されない。このように、第３者が親機や子機に成りすますことを防止し、親機と子機間の通信開始の度に、子機の識別情報からの暗号キーを検索することが不要となり、多数の子機との間で認証を行う場合にも、認証に要する時間を短縮することができる。親機からの親機認証信号に対して正しい子機認証信号を親機に返信できず、親機は、子機の成りすましを見破ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の認証方法を適用した無線通信システムの動作概要を示す図である。
【図２】 第１の実施形態による子機の内部構成を示すブロック図である。
【図３】 第１の実施形態による親機の内部構成を示すブロック図である。
【図４】 第１の実施形態による無線通信システムの動作を説明するための流れ図である。
【図５】 第２の実施形態による子機の内部構成を示すブロック図である。
【図６】 第２の実施形態による親機の内部構成を示すブロック図である。
【図７】 第２の実施形態による無線通信システムの動作を説明するための流れ図である。
【図８】 第２の実施形態によるキー管理機の動作を示すフローチャートである。
【図９】 第３の実施形態による子機の内部構成を示すブロック図である。
【図１０】 第３の実施形態による親機の内部構成を示すブロック図である。
【図１１】 第３の実施形態による無線通信システムの動作を説明するための流れ図である。
【図１２】 第４の実施形態による子機の内部構成を示すブロック図である。
【図１３】 第４の実施形態による親機の内部構成を示すブロック図である。
【図１４】 第４の実施形態による無線通信システムの動作を説明するための流れ図である。
【符号の説明】
１０−１〜Ｎ、１１−１〜Ｎ、１２−ｊ、１３−ｊ…子機
２０−１〜Ｍ、２１−１〜Ｍ、２２−ｊ、２３−ｊ…親機
４０…キー管理機
１０１…認証キー保持手段
１０２…暗号キー保持手段
１０３、２０２…送受信手段
１０４…認証要求信号送信処理手段
１０５…親機認証信号受信処理手段
１０６…親機認証情報解読手段
１０７…親機認証手段
１０８、１３２…子機認証情報生成手段
１０９、１３３…子機認証信号送信処理手段
１１０、２１０…データ通信手段
１１１、１４１、２１１、２４１…データ信号送信処理手段
１１２、２１２、１４３、２４３…データ信号受信処理手段
１２１…認証キー受領手段
１２２…暗号キー受領手段
１３１、２３２…通信暗号キー保持手段
１３４、１４２、２４２…通信暗号暗号化手段
１４４、２３４、２４４…通信暗号解読手段
２０１…キー変換キー保持手段
２０３…認証要求信号受信処理手段
２０４…キー逆変換手段
２０５、２３３…親機認証情報生成手段
２０６…親機認証情報暗号化手段
２０７…親機認証信号送信処理手段
２０８…子機認証信号受信処理手段
２０９、２３５…子機認証手段
２２１…キー変換キー受領手段
２３１…通信暗号キー生成手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信等の親機と子機間の通信のように、通信中の信号を第３者が傍受可能であり、第３者が親機や子機に対して信号を送信可能な親機と子機間の通信において、第３者が親機や子機に成りすますことを防止し、親機と子機間のデータを第３者が傍受することを防止することができる親機と子機間の認証方法、親機及び子機に関し、特に、多数の子機に対して認証を行う場合の、認証に要する時間を短縮可能な、親機と子機間の認証方法、親機及び子機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、例えば、センタ局を設け、センタ局が移動機（子機）と基地局（親機）間の鍵（キー）の管理を行う。移動機（子機）と基地局（親機）間の通信に先立って、センタ局が移動機（子機）に応じて鍵を基地局（親機）に渡す。これにより、第３者が基地局（親機）や移動機（子機）に成りすますことを防止し、基地局（親機）と移動機（子機）間の通信データを第３者が傍受することを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この場合、センタ局は、ホームメモリ装置に移動機（子機）のＩＤ（識別情報）と鍵との対応を用意しておき、移動機（子機）と基地局（親機）間の通信を開始する前に、移動機（子機）に応じた鍵を検索し基地局（親機）にその鍵を渡していた。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２８９３７７５号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された発明では、移動機（子機）が多数あるとき、移動機（子機）のＩＤから対応する鍵を検索し基地局（親機）に通知するため、センタ局の負荷が増大し、移動機（子機）と基地局（親機）間の通信を開始するまでの時間が長くなり、迅速な通信開始ができないという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、子機と親機間の認証を短時間に終了し、迅速に通信を開始することのできる、親機と子機間の認証方法、親機及び子機、ならびに、コンピュータプログラムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決すべくなされたもので、請求項１に記載の発明は、親機と子機とからなる通信システムにおいて、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、前記親機及び子機が互いの認証を行うための親機と子機間の認証方法であって、前記子機は、キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶し、前記親機へ前記認証キーを含んだ認証要求信号を送信し、前記親機は、キー変換キーを記憶し、前記子機から認証要求信号を受信し、受信した前記認証要求信号に含まれる認証キーを、内部に記憶している前記キー変換キーにより暗号キーへと変換し、自身の親機識別情報とランダム値とから親機認証情報を生成し、生成した前記親機認証情報を、変換した前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成し、前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信し、前記子機は、前記親機から親機認証信号を受信し、前記親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報を、内部に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号し、前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、復号した前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証し、前記親機を認証した場合に、復号した前記親機認証情報内のランダム値と自身の子機識別情報とから子機認証情報を生成し、生成した前記子機認証情報を内部に記憶している前記暗号キーにより暗号化して暗号化子機認証情報を生成し、生成した前記暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信し、前記親機は、受信した前記子機認証信号に含まれる暗号化子機認証情報を変換した前記暗号キーにより子機認証情報へ復号し、復号した前記子機認証情報内のランダム値が、自身の送信したランダム値と一致するか否かにより前記子機を認証する、ことを特徴とする親機と子機間の認証方法である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、親機と子機とからなる通信システムにおいて、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、前記親機及び子機が互いの認証を行うための親機と子機間の認証方法であって、前記子機は、キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶し、前記親機へ前記認証キーを含んだ認証要求信号を送信し、前記親機は、キー変換キーを記憶し、前記子機から認証要求信号を受信し、受信した前記認証要求信号に含まれる認証キーを、内部に記憶している前記キー変換キーにより暗号キーへと変換し、都度異なる通信暗号キーを生成し、自身の親機識別情報と生成した前記通信暗号キーとから親機認証情報を生成し、生成した前記親機認証情報を、変換した前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成し、前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信し、前記子機は、前記親機から親機認証信号を受信し、前記親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報を、内部に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号し、前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、復号した前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証し、前記親機を認証した場合に、自身の子機識別情報から子機認証情報を生成し、生成した前記子機認証情報を、復号した前記親機認証情報内の通信暗号キーにより暗号化して暗号化子機認証情報を生成し、生成した暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信し、前記親機は、受信した前記子機認証信号に含まれる暗号化子機認証情報を、前記子機へ送信した前記通信暗号キーにより復号し、前記子機認証信号の送信元の前記子機の子機識別情報が、復号した前記子機認証情報で示される子機識別情報と一致するか否かにより該子機を認証する、ことを特徴とする親機と子機間の認証方法である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の親機と子機間の認証方法であって、前記親機は、前記子機を認証した場合に、該子機へ送信した前記通信暗号キーによりデータを暗号化して該子機へ送信するとともに、該子機から受信した暗号化されたデータを該通信暗号キーにより復号し、前記子機は、前記親機を認証した場合に、該親機から受信した前記通信暗号キーによりデータを暗号化して該親機へ送信するとともに、該親機から受信した暗号化されたデータを該通信暗号キーにより復号する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの項に記載の親機と子機間の認証方法であって、前記通信システムは、さらに、キー管理機からなり、前記キー管理機が、キー変換キーを生成し、それぞれの子機に対応した暗号キーを生成し、前記暗号キーと前記キー変換キーとからそれぞれの子機に対応した認証キーを生成し、前記親機に前記キー変換キーを配布し、前記子機に該子機に対応した前記暗号キー及び認証キーを配布し、前記親機は、前記キー管理機から受信したキー変換キーを内部に記憶し、前記子機は、前記キー管理機から受信した自身の暗号キー及び認証キーを内部に記憶する、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる親機であって、暗号キーと認証キーとを相互に変換するためのキー変換キーを記憶するキー変換キー保持手段と、子機から受信した認証要求信号から認証キーを取り出す認証要求信号受信処理手段と、取り出した前記認証キーを前記キー変換キー保持手段内のキー変換キーにより暗号キーへ変換するキー逆変換手段と、自身の親機識別情報とランダム値とから親機認証情報を生成する親機認証情報生成手段と、生成された前記親機認証情報を、前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成する親機認証情報暗号化手段と、前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信する親機認証信号送信処理手段と、前記親機認証信号に対応して前記子機から受信した子機認証信号に含まれる暗号化子機認証情報を変換した前記暗号キーにより子機認証情報へ復号する子機認証信号受信処理手段と、復号した前記子機認証情報内のランダム値が自身の送信したランダム値と一意するか否かにより前記子機を認証する子機認証手段と、認証した子機へ送信するデータ信号を生成するデータ信号送信処理手段と、認証した子機からデータ信号を受信するデータ信号受信処理手段と、を備え、前記暗号化子機認証情報は、前記親機から受信した前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報が前記子機により該子機の内部に記憶されている前記暗号キーを用いて前記親機認証情報へ復号され、復号された前記親機認証情報内のランダム値と前記子機の子機識別情報とから前記子機認証情報が前記子機により生成され、生成された前記子機認証情報が前記子機により該子機の内部に記憶されている前記暗号キーを用いて暗号化された情報である、ことを特徴とする親機である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる親機であって、暗号キーと認証キーとを相互に変換するためのキー変換キーを記憶するキー変換キー保持手段と、子機から受信した認証要求信号から認証キーを取り出す認証要求信号受信処理手段と、取り出した前記認証キーを前記キー変換キー保持手段内のキー変換キーにより暗号キーへ変換するキー逆変換手段と、都度異なる通信暗号キーを生成する通信暗号キー生成手段と、生成した前記通信暗号キーを記憶する通信暗号キー保持手段と、自身の親機識別情報と生成した前記通信暗号キーとから親機認証情報を生成する親機認証情報生成手段と、生成された前記親機認証情報を、前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成する親機認証情報暗号化手段と、前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信する親機認証信号送信処理手段と、前記親機認証信号に対応して前記子機から子機認証信号を受信する子機認証信号受信処理手段と、前記子機認証信号に含まれる暗号化された子機認証情報を、前記通信暗号キー保持手段内に記憶していた前記通信暗号キーにより復号する通信暗号解読手段と、前記子機認証信号の送信元の前記子機の子機識別情報が、復号した前記子機認証情報で示される子機識別情報と一致するか否かにより該子機を認証する子機認証手段と、認証した子機へデータを送信するためのデータ信号を生成するデータ信号送信処理手段と、認証した子機からのデータを含むデータ信号を受信するデータ信号受信処理手段と、を備えることを特徴とする親機である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の親機であって、通信暗号暗号化手段は、データを前記通信暗号キーにより暗号化し、前記データ信号送信処理手段は、前記通信暗号暗号化手段が暗号化したデータを含むデータ信号を認証した子機へ送信し、前記データ信号受信処理手段は、認証した子機から暗号化されたデータを含むデータ信号を受信し、通信暗号解読手段は、受信したデータ信号内の暗号化されたデータを、前記通信暗号キーにより復号する、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項５から請求項７のいずれかの項に記載の親機であって、さらに、キー管理機から配布されたキー変換キーを受領し、前記キー変換キー保持手段に書き込むキー変換キー受領手段、を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる子機であって、キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶するキー保持手段と、前記キー保持手段内に記憶している前記認証キーを含んだ認証要求信号を生成して前記親機へ送信する認証要求信号送信処理手段と、前記認証要求信号に対応して前記親機から受信した親機認証信号から暗号化親機認証情報を取り出す親機認証信号受信処理手段と、前記暗号化親機認証情報を、キー保持手段内に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号する親機認証情報解読手段と、前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証する親機認証手段と、前記親機を認証した場合に、復号した前記親機認証情報内のランダム値と自身の子機識別情報とから子機認証情報を生成する子機認証情報生成手段と、生成した前記子機認証情報を内部に記憶している前記暗号キーにより暗号化して暗号化子機認証情報を生成する暗号化子機認証情報生成手段と、生成した前記暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信する子機認証信号送信処理手段と、認証した親機へ送信するデータ信号を生成するデータ信号送信処理手段と、認証した親機からデータ信号を受信するデータ信号受信処理手段と、を備え、前記暗号化親機認証情報は、前記子機から受信した前記認証キーが前記キー変換キーを用いて前記親機により前記暗号キーへと変換されるとともに、前記親機により該親機の前記親機識別情報とランダム値とから前記親機認証情報が生成され、生成された前記親機認証情報が変換された前記暗号キーを用いて前記親機により暗号化された情報であり、前記暗号化子機認証情報は、変換された前記暗号キーを用いて前記親機により前記子機認証情報が復号され、復号された前記子機認証情報内のランダム値と前記親機により送信されたランダム値とが一致するか否かにより前記子機が前記親機により認証されるための情報である、ことを特徴とする子機である。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる子機であって、キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶するキー保持手段と、前記キー保持手段内に記憶している前記認証キーを含んだ認証要求信号を生成して前記親機へ送信する認証要求信号送信処理手段と、前記認証要求信号に対応して前記親機から受信した親機認証信号から暗号化された親機認証情報を取り出す親機認証信号受信処理手段と、前記暗号化された親機認証情報を、キー保持手段内に記憶している前記暗号キーにより復号する親機認証情報解読手段と、前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証する親機認証手段と、前記親機を認証した場合に、自身の子機識別情報を基に生成した子機認証情報を生成する子機認証情報生成手段と、前記子機認証情報を、前記親機認証情報内の通信暗号キーにより暗号化した暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信する子機認証信号送信処理手段と、認証した親機へ送信するデータ信号を生成するデータ信号送信処理手段と、認証した親機からデータ信号を受信するデータ信号受信処理手段と、を備えることを特徴とする子機である。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の子機であって、通信暗号暗号化手段は、データを前記通信暗号キーにより暗号化し、前記データ信号送信処理手段は、前記通信暗号暗号化手段が暗号化したデータを含むデータ信号を認証した親機へ送信し、前記データ信号受信処理手段は、認証した親機から暗号化されたデータを含むデータ信号を受信し、前記通信暗号解読手段は、受信したデータ信号内の暗号化されたデータを、前記通信暗号キーにより復号する、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項９から請求項１１のいずれかに記載の子機であって、さらに、キー管理機から配布された認証キー及び暗号キーを受領し、前記キー保持手段に書き込むキー受領手段、を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる親機のコンピュータプログラムであって、暗号キーと認証キーとを相互に変換するためのキー変換キーを記憶するステップと、前記子機から認証要求信号を受信するステップと、受信した前記認証要求信号に含まれる認証キーを、内部に記憶している前記キー変換キーにより暗号キーへと変換するステップと、自身の親機識別情報とランダム値とから親機認証情報を生成するステップと、生成した前記親機認証情報を、変換した前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成するステップと、前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信するステップと、前記親機認証信号に対応して受信した前記子機認証信号に含まれる暗号化子機認証情報を変換した前記暗号キーにより子機認証情報へ復号するステップと、復号した前記子機認証情報内のランダム値が、自身の送信したランダム値と一意するか否かにより前記子機を認証するステップと、をコンピュータに実行させ、前記暗号化子機認証情報は、前記親機から受信した前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報が前記子機により該子機の内部に記憶されている前記暗号キーを用いて前記親機認証情報へ復号され、復号された前記親機認証情報内のランダム値と前記子機の子機識別情報とから前記子機認証情報が前記子機により生成され、生成された前記子機認証情報が前記子機により該子機の内部に記憶されている前記暗号キーを用いて暗号化された情報である、ことを特徴とするコンピュータプログラムである。
【００２０】
請求項１４に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる親機のコンピュータプログラムであって、暗号キーと認証キーとを相互に変換するためのキー変換キーを記憶するステップと、前記子機から認証要求信号を受信するステップと、受信した前記認証要求信号に含まれる認証キーを、内部に記憶している前記キー変換キーにより暗号キーへと変換するステップと、都度異なる通信暗号キーを生成するステップと、自身の親機識別情報と生成した前記通信暗号キーとから親機認証情報を生成するステップと、生成した前記親機認証情報を、変換した前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成するステップと、前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信するステップと、前記親機認証信号に対応して受信した前記子機認証信号に含まれる暗号化された子機認証情報を、前記子機へ送信した前記通信暗号キーにより復号するステップと、前記子機認証信号の送信元の前記子機の子機識別情報が、復号した前記子機認証情報で示される子機識別情報と一致するか否かにより該子機を認証するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラムである。
【００２１】
請求項１５に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる子機のコンピュータプログラムであって、キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶するステップと、前記親機へ前記認証キーを含んだ認証要求信号を送信するステップと、前記認証要求信号に対応して前記親機から親機認証信号を受信するステップと、前記親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報を、内部に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号するステップと、前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証するステップと、前記親機を認証した場合に、前記親機認証情報内のランダム値と自身の子機識別情報とから子機認証情報を生成するステップと、生成した前記子機認証情報を内部に記憶している前記暗号キーにより暗号化して暗号化子機認証情報を生成するステップと、生成した前記暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信するステップと、をコンピュータに実行させ、前記暗号化親機認証情報は、前記子機から受信した前記認証キーが前記キー変換キーを用いて前記親機により前記暗号キーへと変換されるとともに、前記親機により該親機の前記親機識別情報とランダム値とから前記親機認証情報が生成され、生成された前記親機認証情報が変換された前記暗号キーを用いて前記親機により暗号化された情報であり、前記暗号化子機認証情報は、変換された前記暗号キーを用いて前記親機により前記子機認証情報が復号され、復号された前記子機認証情報内のランダム値と前記親機により送信されたランダム値とが一致するか否かにより前記子機が前記親機により認証されるための情報である、ことを特徴とするコンピュータプログラムである。
【００２２】
請求項１６に記載の発明は、親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる子機のコンピュータプログラムであって、キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶するステップと、前記親機へ前記認証キーを含んだ認証要求信号を送信するステップと、前記認証要求信号に対応して前記親機から親機認証信号を受信するステップと、前記親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報を、内部に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号するステップと、前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証するステップと、前記親機を認証した場合に、自身の子機識別情報から生成した子機認証情報を生成するステップと、前記子機認証情報を、前記親機認証情報内の通信暗号キーにより暗号化した暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラムである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の認証方法を適用した無線通信システムの動作概要を示す図である。
同図において、複数の無線通信システムの親機２０−１〜Ｍ（以下、親機２０）と、複数の子機１０−１〜Ｎ（以下、子機１０）とが存在し、親機２０と子機１０とは、例えば無線ＬＡＮなどの無線通信を行う。この無線通信に際して、親機２０と子機１０との間で認証が行われる。
各子機１０は、暗号キー及び認証キーを保有し、任意の子機１０−ｊ（１≦ｊ≦Ｎ）の暗号キーをＫＡ＿ｊ、認証キーをＫＢ＿ｊとする。また、親機２０は、キー変換キーＫＧを保有する。
このキー変換キーＫＧは、キー変換関数Ｇにより、暗号キーＫＡ＿ｊを認証キーＫＢ＿ｊに変換し、また、キー逆変換関数Ｇ’により、認証キーＫＢ＿ｊを暗号キーＫＡ＿ｊに逆変換する。これには、トリプルＤＥＳ（Data Encryption Standard）やＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）などの共通鍵暗号方式が使用される。一方、暗号キーＫＡ＿ｊは、暗号化関数Ｆにより、任意の平文Ｐを暗号文Ｃに暗号化し、また、解読関数Ｆ’により、暗号文Ｃを平文Ｐに復号する。ここでも、トリプルＤＥＳやＡＥＳなどの共通鍵暗号方式が使用される。
【００２４】
子機１０−ｊが、ある親機２０−ｉ（１≦ｉ≦Ｍ）との間で無線通信を行う場合、子機１０−ｊは、自身が内部に記憶している認証キーＫＢ＿ｊを送信する（ステップＳ１）。親機２０−ｉは、受信した認証キーＫＢ＿ｊを、自身が内部に記憶しているキー変換キーＫＧを用いて暗号キーＫＡ＿ｊに変換する（ステップＳ２）。そして、この暗号キーＫＡ＿ｊを用いて親機認証情報を暗号化し、子機１０−ｊへ返送する（ステップＳ３）。
子機１０−ｊは、自身が内部に記憶している暗号キーＫＡ＿ｊを用いて、暗号化された親機認証情報を解読し、親機２０−ｉの認証を行う（ステップＳ４）。親機２０−ｉを認証した場合、解読した親機認証情報を用いて子機認証情報を生成し、親機２０−ｉに送信する（ステップＳ５）。親機２０−ｉは、受信した子機認証情報により、子機１０−ｊの認証を行う（ステップＳ６）。子機１０−ｊが認証されると、子機１０−ｊと親機２０−ｉとの間でデータ送受信が実行される。
【００２５】
図２は、第１の実施形態による子機１０の内部構成を示すブロック図である。子機１０は、認証キー保持手段１０１、暗号キー保持手段１０２、送受信手段１０３、認証要求信号送信処理手段１０４、親機認証信号受信処理手段１０５、親機認証情報解読手段１０６、親機認証手段１０７、子機認証情報生成手段１０８、子機認証信号送信処理手段１０９、データ通信手段１１０、データ信号送信処理手段１１１、及び、データ信号受信処理手段１１２から構成される。
【００２６】
認証キー保持手段１０１は、自身の認証キーを記憶する。すなわち、子機１０−ｊであれば、認証キーＫＢ＿ｊを記憶している。
暗号キー保持手段１０２は、自身の暗号キーを記憶する。すなわち、子機１０−ｊであれば、暗号キーＫＡ＿ｊを記憶している。
送受信手段１０３は、親機２０との間で無線通信方式により通信を行う。
認証要求信号送信処理手段１０４は、認証キー保持手段１０１内から読み出した認証キーを含む認証要求信号を生成する。
親機認証信号受信処理手段１０５は、親機２０から受信した親機認証信号から暗号化親機認証情報Ｃａを取り出す。
親機認証情報解読手段１０６は、暗号キーと解読関数Ｆ’を用いて、暗号化親機認証情報Ｃａを解読し、親機認証情報Ｐａを得る。
親機認証手段１０７は、親機認証情報Ｐａに基づいて親機２０の認証を行う。また、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスなど、認証した親機２０を識別する認証済み親機ＩＤをデータ通信手段１１０へ受け渡す。
子機認証情報生成手段１０８は、親機認証情報Ｐａ内の情報に基づいて子機認証情報Ｐｓを生成する。
子機認証信号送信処理手段１０９は、子機認証情報Ｐｓを含む子機認証信号を生成する。
データ通信手段１１０は、認証済み親機ＩＤで示される認証済みの親機２０とのデータ通信を行う。
データ信号送信処理手段１１１は、データ通信手段１１０が生成したデータを、親機２０へ送信するためのデータ信号を生成する。
データ信号受信処理手段１１２は、親機２０から受信したデータ信号内のデータをデータ通信手段１１０へ受け渡す。
【００２７】
図３は、第１の実施形態による親機２０の内部構成を示すブロック図である。親機２０は、キー変換キー保持手段２０１、送受信手段２０２、認証要求信号受信処理手段２０３、キー逆変換手段２０４、親機認証情報生成手段２０５、親機認証情報暗号化手段２０６、親機認証信号送信処理手段２０７、子機認証信号受信処理手段２０８、子機認証手段２０９、データ通信手段２１０、データ信号送信処理手段２１１、及び、データ信号受信処理手段２１２から構成される。
【００２８】
キー変換キー保持手段２０１は、キー変換キーＫＧを記憶する。
送受信手段２０２は、子機１０との間で無線通信方式により通信を行う。
認証要求信号受信処理手段２０３は、子機１０から受信した認証要求信号から認証キーを取り出す。
キー逆変換手段２０４は、キー変換キーＫＧとキー逆変換関数Ｇ’を用いて、認証キーを暗号キーに逆変換する。
親機認証情報生成手段２０５は、認証用ランダム値Ｒと自身のＭＡＣアドレス（親機識別情報）から親機認証情報Ｐａを生成する。
親機認証情報暗号化手段２０６は、暗号キーと暗号化関数Ｆを用いて、親機認証情報Ｐａを暗号化し、暗号化親機認証情報Ｃａを生成する。
親機認証信号送信処理手段２０７は、暗号化親機認証情報Ｃａを含む親機認証信号を生成する。
子機認証信号受信処理手段２０８は、子機１０から受信した子機認証信号から子機認証情報Ｐｓを取り出す。
子機認証手段２０９は、子機認証情報Ｐｓに基づいて子機１０の認証を行う。また、ＭＡＣアドレスなどの認証した子機１０を識別する認証済み子機ＩＤをデータ通信手段２１０へ受け渡す。
データ通信手段２１０は、認証済み子機ＩＤで示される認証済みの子機１０とのデータ通信を行う。
データ信号送信処理手段２１１は、データ通信手段２１０が生成したデータを、子機１０へ送信するためのデータ信号を生成する。
データ信号受信処理手段２１２は、子機１０から受信したデータ信号内のデータをデータ通信手段２１０へ受け渡す。
【００２９】
図２及び図３の実施の形態の動作を、図４に示す流れ図を参照して説明する。ここでは、任意の子機１０―ｊと任意の親機２０−ｉとの間で無線通信が行われ、予め、子機１０−ｊは、暗号キーＫＡ＿ｊと認証キーＫＢ＿ｊを保持し、親機２０−ｉは、キー変換キーＫＧを保持しているものとする。
子機１０−ｊの認証要求信号送信処理手段１０４は、認証キー保持手段１０１内に記憶されている認証キーＫＢ＿ｊを読み出し、この認証キーＫＢ＿ｊを含む認証要求信号を生成する（ステップＳ３０５）。生成された認証要求信号は、送受信手段１０３により、親機２０−ｉへ送信される（ステップＳ３１０）。
親機２０−ｉの送受信手段２０２が子機１０−ｊから認証要求信号を受信すると、認証要求信号受信処理手段２０３はこの認証要求信号から認証キーＫＢ＿ｊを取り出す（ステップＳ３１５）。そして、キー逆変換手段２０４は、この読み出した認証キーＫＢ＿ｊと、キー変換キー保持手段２０１内に記憶していたキー変換キーＫＧとから、以下により暗号キーＫＡ＿ｊを算出する（ステップＳ３２０）。
ＫＡ＿ｊ ＝ Ｇ’（ＫＢ＿ｊ，ＫＧ)
但し、Ｇ’は、認証キーとキー変換キーの２つから、暗号キーを算出するキー逆変換関数である。
【００３０】
続いて、親機２０−ｉの親機認証情報生成手段２０５は、認証用にランダム値Ｒを発生させる。そして、この発生させた認証用ランダム値Ｒと、自身のＭＡＣアドレスとを、予め決められた規則により組み合わせて親機認証情報Ｐａを生成する（ステップＳ３２５）。親機認証情報暗号化手段２０６は、親機認証情報生成手段２０５が生成した親機認証情報Ｐａを、ステップＳ３２０においてキー逆変換手段２０４が算出した暗号キーＫＡ＿ｊにより暗号化し、暗号化親機認証情報Ｃａを得る（ステップＳ３３０）。暗号化親機認証情報Ｃａは、以下により算出される。
Ｃａ ＝ Ｆ（Ｐａ、ＫＡ＿ｊ)
但し、Ｆは、平文とキーから共通鍵暗号方式により暗号文を得るための暗号化関数である。
【００３１】
親機認証信号送信処理手段２０７は、親機認証情報暗号化手段２０６が暗号化した暗号化親機認証情報Ｃａを含む親機認証信号を生成する（ステップＳ３３５）。この親機認証信号は、送受信手段２０２により子機１０−ｊへ送信される（ステップＳ３４０）。
子機１０−ｊの親機認証信号受信処理手段１０５は、受信した親機認証信号から、暗号化親機認証情報Ｃａを取り出す（ステップＳ３４５）。そして、親機認証情報解読手段１０６は、以下により、暗号化親機認証情報Ｃａを復号し、親機認証情報Ｐａを得る（ステップＳ３５０）。
Ｐａ＝Ｆ’（Ｃａ，ＫＡ＿ｊ）
但し、Ｆ’は、暗号文とキーから共通鍵暗号方式により平文を得るための解読関数である。
【００３２】
親機認証手段１０７は、復号された親機認証情報Ｐａから、予め決められた規則に従って、親機２０−ｉのＭＡＣアドレスを取得する。そして、親機２０−ｉから受信した親機認証信号中の送信元アドレス情報で示されるＭＡＣアドレスと、親機認証情報Ｐａから取得したＭＡＣアドレスを比較し、一致するか否かにより認証を行う（ステップＳ３５５）。親機認証手段１０７は、両者が一致する場合には親機２０−ｉが正当であると判断する。そして、この親機２０−ｉのＭＡＣアドレス（認証済み親機ＩＤ）を、データ通信手段１１０へ受け渡す。
【００３３】
さらに、親機２０−ｉが正当であると認証された場合、子機認証情報生成手段１０８は、復号された親機認証情報Ｐａ内の認証用ランダム値Ｒと、自身のＭＡＣアドレスとを予め決められた規則に従って組み合わせ、子機認証情報Ｐｓを生成する。そして、子機認証信号送信処理手段１０９は、この子機認証情報Ｐｓを含んだ子機認証信号を生成し、送受信手段１０３へ指示することにより、親機２０−ｉへ送信する（ステップＳ３６０、ステップＳ３６５）。
【００３４】
親機２０−ｉの子機認証信号受信処理手段２０８は、送受信手段２０２を介して子機認証信号を受信すると、この子機認証信号から子機認証情報Ｐｓを取り出す（ステップＳ３７０）。さらに、子機認証手段２０９は、予め決められた規則に従って子機認証情報Ｐｓから認証用ランダム値Ｒを取り出し、ステップＳ３２５で自身の生成した認証用ランダム値Ｒと一致するか否かにより認証を行う。一致すれば、子機１０−ｊが正当であると判断し、この子機１０−ｊのＭＡＣアドレス（認証済み子機ＩＤ）をデータ通信手段２１０へ受け渡す。
【００３５】
上記の手順により認証が成功した場合には、子機１０−ｊと親機２０−ｉの間でデータの送受信を行う。すなわち、認証済み子機ＩＤで示される認証済みの子機１０−ｊに対して送信すべきデータが、親機２０−ｉのデータ通信手段２１０からデータ信号送信処理手段２１１に受け渡される。データ信号送信処理手段２１１は、このデータを含んだデータ信号を生成し、送受信手段２０２は、生成されたデータ信号を無線通信により子機１０−ｊへ送出する。また、データ信号受信処理手段２１２が、送受信手段２０２を介して子機１０−ｊから無線通信により受信したデータは、データ通信手段２１０へ受け渡される。
同様に、認証済み親機ＩＤで示される認証済みの親機２０−ｉに対して送信すべきデータが、子機１０−ｊのデータ通信手段１１０からデータ信号送信処理手段１１１に受け渡される。データ信号送信処理手段１１１は、このデータを含んだデータ信号を生成し、送受信手段１０３は、生成されたデータ信号を無線通信により親機２０−ｉへ送出する。また、データ信号受信処理手段１１２が、送受信手段１０３を介して親機２０−ｉから無線通信により受信したデータは、データ通信手段１１０へ受け渡される。
【００３６】
なお、ステップＳ３６０において、上述したように暗号化しない子機認証情報Ｐｓを送信する代わりに、暗号キーＫＡ＿ｊで暗号化した子機認証情報Ｐｓ、すなわち、Ｆ（Ｐｓ，ＫＡ＿ｊ）を子機認証信号で送信してもよい。この場合、親機２０−ｉは、この暗号化された子機認証情報Ｐｓを、ステップＳ３２０で生成した暗号キーＫＡ＿ｊで復号する。そして、復号された子機認証情報Ｐｓを用いて、ステップＳ３７０からの処理を行う。
【００３７】
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、キー管理機４０から子機１１−１〜Ｎ（以下、子機１１）及び親機２１−１〜Ｍ（以下、親機２１）に各種キーを配布する。
図５は、キー管理機４０から暗号キー及び認証キーの配布を受ける子機１１の内部構成を示すブロック図であり、この図において、図２の各部と同一部分には同一の符号が付してある。
子機１１は、認証キー保持手段１０１、暗号キー保持手段１０２、送受信手段１０３、認証要求信号送信処理手段１０４、親機認証信号受信処理手段１０５、親機認証情報解読手段１０６、親機認証手段１０７、子機認証情報生成手段１０８、子機認証信号送信処理手段１０９、データ通信手段１１０、データ信号送信処理手段１１１、データ信号受信処理手段１１２、認証キー受領手段１２１、及び、暗号キー受領手段１２２からなる。
認証キー受領手段１２１は、キー管理機４０から自身の認証キーを受信し、認証キー保持手段１０１に書き込む。
暗号キー受領手段１２２は、キー管理機４０から自身の暗号キーを受信し、暗号キー保持手段１０２に書き込む。
【００３８】
図６は、キー管理機４０からキー変換キーＫＧの配布を受ける親機２１の内部構成を示すブロック図であり、この図において、図３の各部と同一部分には同一の符号が付してある。
親機２１は、キー変換キー保持手段２０１、送受信手段２０２、認証要求信号受信処理手段２０３、キー逆変換手段２０４、親機認証情報生成手段２０５、親機認証情報暗号化手段２０６、親機認証信号送信処理手段２０７、子機認証信号受信処理手段２０８、子機認証手段２０９、データ通信手段２１０、データ信号送信処理手段２１１、データ信号受信処理手段２１２、及び、キー変換キー受領手段２２１からなる。
キー変換キー受領手段２２１は、キー管理機４０からキー変換キーＫＧを受信し、キー変換キー保持手段２０１に書き込む。
【００３９】
図５及び図６の実施の形態の動作を、図７を参照して説明する。
キー管理機４０は、まず、キー変換キーＫＧと、各子機１１−１〜Ｎに対応した暗号キーＫＡ＿１〜ＫＡ＿Ｎ、及び、認証キーＫＢ＿１〜ＫＢ＿Ｎを生成する（ステップＳ５１０）。そして、生成したキー変換キーＫＧを親機２１−１〜Ｍへ配布するとともに（ステップＳ５２０−１）、生成した暗号キーＫＡ＿１〜ＫＡ＿Ｎ及び認証キーＫＢ＿１〜ＫＢ＿Ｎを、それぞれ対応する子機１１−１〜Ｎへ配布する（ステップＳ５２０−２）。このステップＳ５２０−１及びステップＳ５２０−２におけるキーの配布は、ＰＧＰ（Pretty Good Privacy）などの機密性、完全性、及び、認証が保証される手段などにより行う。そして、親機２１と子機１１との間で、キー管理機４０から受信したそれぞれのキーを用いて通信開始前の認証を行う（ステップＳ５３０）。
【００４０】
図８は、ステップＳ５１０における、キー管理機４０の動作を示すフローチャートである。
キー管理機４０は、まず、子機１１−１〜Ｎのそれぞれに配布すべき暗号キーＫＡ＿１〜ＫＡ＿Ｎと、キー変換キーＫＧとを生成する（ステップＳ５１１）。次に、以下の式により、認証キーＫＢ＿１〜ＫＢ＿Ｎを生成する（ステップＳ５１２）。
ＫＢ＿ｊ＝Ｇ（ＫＡ＿ｊ，ＫＧ）
但し、Ｇは、暗号キー及びキー変換キーから認証キーを算出するためのキー変換関数である。
キー管理機４０は、この生成したキーを、ステップＳ５２０−１及び−２において、子機１１及び親機２１へ配布する。
【００４１】
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施形態では、親機が生成した通信暗号キーにより暗号化した認証情報を用いて、親機と子機との間で相互認証を行う。この通信暗号キーは、暗号化関数Ｈにより、任意の平文を暗号文に暗号化し、また、解読関数Ｈ’により、暗号文を平文に復号する。これには、トリプルＤＥＳやＡＥＳなどの共通鍵暗号方式が使用される。
【００４２】
図９は、子機１２−１〜Ｎ（以下、子機１２）の内部構成を示すブロック図であり、この図において、図５の各部と同一部分には同一の符号が付してある。
子機１２は、認証キー保持手段１０１、暗号キー保持手段１０２、送受信手段１０３、認証要求信号送信処理手段１０４、親機認証信号受信処理手段１０５、親機認証情報解読手段１０６、親機認証手段１０７、データ通信手段１１０、データ信号送信処理手段１１１、データ信号受信処理手段１１２、認証キー受領手段１２１、暗号キー受領手段１２２、通信暗号キー保持手段１３１、子機認証情報生成手段１３２、子機認証信号送信処理手段１３３、及び、通信暗号暗号化手段１３４からなる。
通信暗号キー保持手段１３１は、親機２２から受信した親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報Ｃａを復号して得た親機認証情報Ｐａ内から取り出した通信暗号キーを記憶する。
子機認証情報生成手段１３２は、自身のＭＡＣアドレスを基に子機認証情報Ｐｓを生成する。
子機認証信号送信処理手段１３３は、子機認証情報Ｐｓを通信暗号暗号化手段１３４に受け渡すとともに、子機認証情報Ｐｓを暗号化した暗号化子機認証情報Ｃｓを含んだ子機認証信号を生成する。
通信暗号暗号化手段１３４は、子機認証情報Ｐｓを通信暗号キーで暗号化し、暗号化子機認証情報Ｃｓを生成する。
【００４３】
図１０は、親機２２−１〜Ｎ（以下、親機２２）の内部構成を示すブロック図であり、この図において、図６の各部と同一部分には同一の符号が付してある。親機２２は、キー変換キー保持手段２０１、送受信手段２０２、認証要求信号受信処理手段２０３、キー逆変換手段２０４、親機認証情報暗号化手段２０６、親機認証信号送信処理手段２０７、子機認証信号受信処理手段２０８、データ通信手段２１０、データ信号送信処理手段２１１、データ信号受信処理手段２１２、キー変換キー受領手段２２１、通信暗号キー生成手段２３１、通信暗号キー保持手段２３２、親機認証情報生成手段２３３、通信暗号解読手段２３４、及び、子機認証手段２３５からなる。
通信暗号キー生成手段２３１は、通信暗号キーを生成する。
通信暗号キー保持手段２３２は、通信暗号キーを記憶する。
親機認証情報生成手段２３３は、通信暗号キーと、自身のＭＡＣアドレスとから親機認証情報Ｐａを生成する。
通信暗号解読手段２３４は、子機１２から受信した暗号化子機認証情報Ｃｓを通信暗号キーを用いて復号し、子機認証情報Ｐｓを得る。
子機認証手段２３５は、子機認証情報Ｐｓに基づいて子機１２の認証を行う。また、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスなど、認証した子機１２を識別する認証済み子機ＩＤをデータ通信手段２１０へ受け渡す。
【００４４】
図９及び図１０の実施の形態の動作を、図１１に示す流れ図を参照して説明する。
ここでは、子機１２―ｊと親機２２−ｉとの間で無線通信が行われ、予め、子機１０−ｊは、暗号キーＫＡ＿ｊと認証キーＫＢ＿ｊを保持し、親機２０−ｉは、キー変換キーＫＧを保持しているものとする。
子機１２−ｊが認証キーＫＢ＿ｊを含む認証要求信号を生成して、親機２２−ｉへ送信し、親機２２−ｉにおいて、受信した認証キーＫＢ＿ｊと、内部に記憶していたキー変換キーＫＧとから、暗号キーＫＡ＿ｊを算出するステップＳ６０５〜ステップＳ６２０までの手順は、図４のステップＳ３０５〜ステップＳ３２０と同様である。
【００４５】
親機２２−ｉの通信暗号キー生成手段２３１は、この子機１２−ｊとの間で使用する通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを生成し、通信暗号キー保持手段２３２に書き込む（ステップＳ６２５）。そして、親機認証情報生成手段２３３は、生成された通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと、自身のＭＡＣアドレスとを予め決められた規則により組み合わせて親機認証情報Ｐａを生成する（ステップＳ６３０）。親機認証情報暗号化手段２０６は、親機認証情報生成手段２３３が生成した親機認証情報Ｐａを、ステップＳ６２０においてキー逆変換手段２０４が算出した暗号キーＫＡ＿ｊで暗号化し、暗号化親機認証情報Ｃａを得る（ステップＳ６３５）。暗号化親機認証情報Ｃａは、以下により算出される。
Ｃａ ＝ Ｆ（Ｐａ、ＫＡ＿ｊ)
但し、Ｆは、平文とキーから共通鍵暗号方式により暗号文を得るための暗号化関数である。
【００４６】
親機認証信号送信処理手段２０７は、親機認証情報暗号化手段２０６が暗号化した暗号化親機認証情報Ｃａを含む親機認証信号を生成する（ステップＳ６４０）。この親機認証信号は、送受信手段２０２により子機１２−ｊへ送信される（ステップＳ６４５）。
子機１２−ｊが、受信した親機認証信号から取り出した暗号化親機認証情報Ｃａを暗号キーＫＡ＿ｊで復号して得られた親機認証情報Ｐａにより、親機２２−ｉを認証するステップＳ６５０〜ステップＳ６６０までの手順は、図４のステップＳ３４５〜ステップＳ３５５と同様である。
【００４７】
親機２２−ｉが認証された場合、通信暗号キー保持手段１３１は、復号された親機認証情報Ｐａから取り出した通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを記憶する（ステップＳ６６５）。続いて、子機認証情報生成手段１３２は、自身のＭＡＣアドレスを基に子機認証情報Ｐｓを生成する（ステップＳ６７０）。子機認証信号送信処理手段１３３は、生成された子機認証情報Ｐｓを通信暗号暗号化手段１３４へ受け渡す。通信暗号暗号化手段１３４は、通信暗号キー保持手段１３１内に記憶している通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊにより子機認証情報Ｐｓを暗号化し、暗号化子機認証情報Ｃｓを生成する（ステップＳ６７５）。暗号化子機認証情報Ｃｓは、以下により算出される。
Ｃｓ ＝ Ｈ（Ｐｓ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ）
但し、Ｈは、平文とキーから共通鍵暗号方式により暗号文を得るための暗号化関数である。
【００４８】
子機認証信号送信処理手段１３３は、この暗号化子機認証情報Ｃｓを含んだ子機認証信号を生成し、送受信手段１０３へ指示することにより、親機２２−ｉへ送信する（ステップＳ６８０、ステップＳ６８５）。
親機２２−ｉの子機認証信号受信処理手段２０８は、送受信手段２０２を介して子機認証信号を受信すると、この子機認証信号から暗号化子機認証情報Ｃｓを取り出す（ステップＳ６９０）。そして、通信暗号解読手段２３４は、通信暗号キー保持手段２３２に記憶している通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊにより暗号化子機認証情報Ｃｓを復号し、子機認証情報Ｐｓを得る（ステップＳ６９５）。暗号化子機認証情報Ｃｓは、以下により算出される。
Ｐｓ＝Ｈ’（Ｃｓ，ＫＡ＿ｊ）
但し、Ｈ’は、暗号文とキーから共通鍵暗号方式により平文を得るための解読関数である。
【００４９】
子機認証手段２３５は、復号された子機認証情報Ｐｓから子機１２−ｊのＭＡＣアドレスを取得する。そして、子機１２−ｊから受信した親機認証信号中の送信元アドレス情報で示されるＭＡＣアドレスと、子機認証情報Ｐｓから取得したＭＡＣアドレスを比較し、一致するか否かにより認証を行う（ステップＳ７００）。一致すれば、子機１２−ｊが正当であると判断し、この子機１２−ｊのＭＡＣアドレス（認証済み子機ＩＤ）をデータ通信手段２１０へ受け渡す。
上記の手順により認証が成功した場合には、第１の実施形態（図４）と同様の手順により、子機１２−ｊと親機２２−ｉの間でデータの送受信を行う。
【００５０】
次に、第４の実施の形態について説明する。第４の実施形態では、第３の実施形態に示す子機及び親機間の相互認証後、親機及び子機が通信暗号キーを使用してデータを暗号化し、データ信号の送受信を行う。
図１２は、子機１３−１〜Ｎ（以下、子機１３）の内部構成を示すブロック図であり、この図において、図９の各部と同一部分には同一の符号が付してある。子機１３は、認証キー保持手段１０１、暗号キー保持手段１０２、送受信手段１０３、認証要求信号送信処理手段１０４、親機認証信号受信処理手段１０５、親機認証情報解読手段１０６、親機認証手段１０７、データ通信手段１１０、認証キー受領手段１２１、暗号キー受領手段１２２、通信暗号キー保持手段１３１、子機認証情報生成手段１３２、子機認証信号送信処理手段１３３、通信暗号暗号化手段１３４、データ信号送信処理手段１４１、通信暗号暗号化手段１４２、データ信号受信処理手段１４３、及び、通信暗号解読手段１４４からなる。
データ信号送信処理手段１４１は、データ通信手段１１０から受信したデータＰｄａを通信暗号暗号化手段１４２に受け渡すとともに、データＰｄａを暗号化した暗号化データＣｄａを含んだデータ信号を親機２３へ送信する。
通信暗号暗号化手段１４２は、データＰｄａを通信暗号キーにより暗号化した暗号化データＣｄａを生成する。
データ信号受信処理手段１４３は、親機２３から受信したデータ信号から暗号化データＣｄｓを取り出し、通信暗号解読手段１４４へ受け渡す。
通信暗号解読手段１４４は、暗号化データＣｄｓを通信暗号キーにより復号し、データＰｄｓを得る。
【００５１】
図１３は、親機２３−１〜Ｎ（以下、親機２３）の内部構成を示すブロック図であり、この図において、図１０の各部と同一部分には同一の符号が付してある。
親機２３は、キー変換キー保持手段２０１、送受信手段２０２、認証要求信号受信処理手段２０３、キー逆変換手段２０４、親機認証情報暗号化手段２０６、親機認証信号送信処理手段２０７、子機認証信号受信処理手段２０８、データ通信手段２１０、キー変換キー受領手段２２１、通信暗号キー生成手段２３１、通信暗号キー保持手段２３２、親機認証情報生成手段２３３、通信暗号解読手段２３４、子機認証手段２３５、データ信号送信処理手段２４１、通信暗号暗号化手段２４２、データ信号受信処理手段２４３、及び、通信暗号解読手段２４４からなる。
データ信号送信処理手段２４１は、データ通信手段２１０から受信したデータＰｄｓを通信暗号暗号化手段２４２に受け渡すとともに、データＰｄｓを暗号化した暗号化データＣｄｓを含んだデータ信号を子機１３へ送信する。
通信暗号暗号化手段２４２は、データＰｄｓを通信暗号キーにより暗号化した暗号化データＣｄｓを生成する。
データ信号受信処理手段２４３は、子機１３から受信したデータ信号から暗号化データＣｄａを取り出し、通信暗号解読手段１４４へ受け渡す。
通信暗号解読手段１４４は、暗号化データＣｄａを通信暗号キーにより復号し、データＰｄａを得る。
【００５２】
図１２及び図１３の実施の形態の動作を、図１４に示す流れ図を参照して説明する。
ここでは、子機１３―ｊと親機２３−ｉとの間で無線通信が行われるとする。そして、子機１３―ｊと親機２３−ｉとの間では、図１１に示すステップＳ６０５〜ステップＳ７００までの手順と同様に認証が行われる。
子機１３―ｊから親機２３−ｉへデータ送信が行われる場合、子機１３―ｊのデータ通信手段１１０は、親機２３−ｉへ送信すべきデータＰｄａを生成する（ステップＳ８０５）。データ信号送信処理手段１４１は、この生成されたデータＰｄａを通信暗号暗号化手段１４２へ受け渡す。そして、通信暗号暗号化手段１４２は、通信暗号キー保持手段１３１内に記憶している通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを用いてデータＰｄａを暗号化し、暗号化データＣｄａを生成する（ステップＳ８１０）。暗号化データＣｄａは、以下により算出される。
Ｃｄａ ＝ Ｈ（Ｐｄａ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ）
但し、Ｈは、平文とキーから共通鍵暗号方式により暗号文を得るための暗号化関数である。
データ信号送信処理手段１４１は、暗号化データＣｄａを含んだデータ信号を生成し、送受信手段１０３へ指示することにより、親機２３−ｉへ送信する（ステップＳ８１５、ステップＳ８２０）。
【００５３】
親機２３−ｉのデータ信号受信処理手段２４３は、送受信手段２０２を介して子機１３―ｊからデータ信号を受信すると、このデータ信号から暗号化データＣｄａを取り出す（ステップＳ８２５）。そして、通信暗号解読手段２４４は、通信暗号キー保持手段２３２に記憶している通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊにより暗号化データＣｄａを復号し、データＰｄａを得る（ステップＳ８３０）。データＰｄａは、以下により算出される。
Ｐｄａ＝Ｈ’（Ｃｄａ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ）
但し、Ｈ’は、暗号文とキーから共通鍵暗号方式により平文を得るための解読関数である。
データ信号受信処理手段２４３は、復号されたデータＰｄａをデータ通信手段２１０へ受け渡す（ステップＳ８３５）。
【００５４】
一方、親機２３−ｉから子機１３―ｊへデータ送信が行われる場合、親機２３−ｉのデータ通信手段２１０は、子機１３―ｊへ送信すべきデータＰｄｓを生成する（ステップＳ９０５）。データ信号送信処理手段２４１は、この生成されたデータＰｄｓを通信暗号暗号化手段２４２へ受け渡す。そして、通信暗号暗号化手段２４２は、通信暗号キー保持手段２３２内に記憶している通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを用いてデータＰｄｓを暗号化し、暗号化データＣｄｓを得る（ステップＳ９１０）。暗号化データＣｄｓは、以下により算出される。
Ｃｄｓ ＝ Ｈ（Ｐｄｓ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ）
但し、Ｈは、平文とキーから共通鍵暗号方式により暗号文を得るための暗号化関数である。
データ信号送信処理手段２４１は、暗号化データＣｄｓを含んだデータ信号を生成し、送受信手段２０２へ指示することにより、子機１３―ｊへ送信する（ステップＳ９１５、ステップＳ９２０）。
【００５５】
子機１３―ｊのデータ信号受信処理手段１４３は、送受信手段１０３を介して親機２３−ｉからデータ信号を受信すると、このデータ信号から暗号化データＣｄｓを取り出す（ステップＳ９２５）。そして、通信暗号解読手段１４４は、通信暗号キー保持手段１３１に記憶している通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊにより暗号化データＣｄｓを復号し、データＰｄｓを得る（ステップＳ９３０）。データＰｄｓは、以下により算出される。
Ｐｄｓ＝Ｈ’（Ｃｄｓ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ）
但し、Ｈ’は、暗号文とキーから共通鍵暗号方式により平文を得るための解読関数である。
データ信号受信処理手段１４３は、復号されたデータＰｄｓをデータ通信手段１１０へ受け渡す（ステップＳ９３５）。
【００５６】
以上説明したように、上記実施形態によれば、キー変換キーは非公開であるため、第３者は知りえない。また、暗号キーも非公開であるため、第３者は知りえない。すなわち、キー変換キーを知らない第３者は、認証キーから暗号キーを知ることもできない。よって、第３者が親機になりすまそうとしても、子機が暗号キーを使って暗号化した通信に対して正しく応答することができないため、親機に成りすますことはできない。また、第３者が子機になりすまそうとしても、キー変換キーを知らないため、認証キーと暗号キーの組み合わせを作ることができず、子機に成りすますことはできない。また、親機と子機の間は、この第３者が知りえない暗号キーにより暗号化された通信を行うため、第３者に通信の内容を傍受されない。
このように、第３者が親機や子機に成りすますことを防止し、親機と子機間の通信開始の度に、子機の識別情報からの暗号キーを検索することが不要となり、多数の子機との間で認証を行う場合にも、認証に要する時間を短縮することができる。親機からの親機認証信号に対して正しい子機認証信号を親機に返信できず、親機は、子機の成りすましを見破ることができる。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、図２、図５、図９、図１２に示す子機内の各手段、及び図３、図６、図１０、図１３に示す親機内の各手段は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびＣＰＵ（中央処理装置）により構成され、各手段の機能を実現するためのプログラム（図示せず）をメモリのロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。また、図２、図５、図９、図１２に示す子機内の各手段、及び図３、図６、図１０、図１３に示す親機内の各手段の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、図２、図５、図９、図１２に示す子機内の各手段、及び図３、図６、図１０、図１３に示す親機内の各手段に必要な処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００５８】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの（伝送媒体ないしは伝送波）、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００５９】
さらに、本発明の認証方法、親機、及び子機は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、キー変換キーを知らない第３者は、認証キーから暗号キーを知ることはできない。すなわち、第３者が親機になりすまそうとしても、子機が暗号キーを使って暗号化した通信に対して正しく応答することができないため、親機に成りすますことはできない。また、第３者が子機になりすまそうとしても、キー変換キーを知らないため、認証キーと暗号キーの組み合わせを作ることができず、子機に成りすますことはできない。また、親機と子機の間は、暗号キーにより暗号化された通信を行うため、第３者に通信の内容を傍受されない。このように、第３者が親機や子機に成りすますことを防止し、親機と子機間の通信開始の度に、子機の識別情報からの暗号キーを検索することが不要となり、多数の子機との間で認証を行う場合にも、認証に要する時間を短縮することができる。親機からの親機認証信号に対して正しい子機認証信号を親機に返信できず、親機は、子機の成りすましを見破ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の認証方法を適用した無線通信システムの動作概要を示す図である。
【図２】 第１の実施形態による子機の内部構成を示すブロック図である。
【図３】 第１の実施形態による親機の内部構成を示すブロック図である。
【図４】 第１の実施形態による無線通信システムの動作を説明するための流れ図である。
【図５】 第２の実施形態による子機の内部構成を示すブロック図である。
【図６】 第２の実施形態による親機の内部構成を示すブロック図である。
【図７】 第２の実施形態による無線通信システムの動作を説明するための流れ図である。
【図８】 第２の実施形態によるキー管理機の動作を示すフローチャートである。
【図９】 第３の実施形態による子機の内部構成を示すブロック図である。
【図１０】 第３の実施形態による親機の内部構成を示すブロック図である。
【図１１】 第３の実施形態による無線通信システムの動作を説明するための流れ図である。
【図１２】 第４の実施形態による子機の内部構成を示すブロック図である。
【図１３】 第４の実施形態による親機の内部構成を示すブロック図である。
【図１４】 第４の実施形態による無線通信システムの動作を説明するための流れ図である。
【符号の説明】
１０−１〜Ｎ、１１−１〜Ｎ、１２−ｊ、１３−ｊ…子機
２０−１〜Ｍ、２１−１〜Ｍ、２２−ｊ、２３−ｊ…親機
４０…キー管理機
１０１…認証キー保持手段
１０２…暗号キー保持手段
１０３、２０２…送受信手段
１０４…認証要求信号送信処理手段
１０５…親機認証信号受信処理手段
１０６…親機認証情報解読手段
１０７…親機認証手段
１０８、１３２…子機認証情報生成手段
１０９、１３３…子機認証信号送信処理手段
１１０、２１０…データ通信手段
１１１、１４１、２１１、２４１…データ信号送信処理手段
１１２、２１２、１４３、２４３…データ信号受信処理手段
１２１…認証キー受領手段
１２２…暗号キー受領手段
１３１、２３２…通信暗号キー保持手段
１３４、１４２、２４２…通信暗号暗号化手段
１４４、２３４、２４４…通信暗号解読手段
２０１…キー変換キー保持手段
２０３…認証要求信号受信処理手段
２０４…キー逆変換手段
２０５、２３３…親機認証情報生成手段
２０６…親機認証情報暗号化手段
２０７…親機認証信号送信処理手段
２０８…子機認証信号受信処理手段
２０９、２３５…子機認証手段
２２１…キー変換キー受領手段
２３１…通信暗号キー生成手段
Claims (16)
- 親機と子機とからなる通信システムにおいて、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、前記親機及び子機が互いの認証を行うための親機と子機間の認証方法であって、
前記子機は、
キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶し、
前記親機へ前記認証キーを含んだ認証要求信号を送信し、
前記親機は、
キー変換キーを記憶し、
前記子機から認証要求信号を受信し、
受信した前記認証要求信号に含まれる認証キーを、内部に記憶している前記キー変換キーにより暗号キーへと変換し、
自身の親機識別情報とランダム値とから親機認証情報を生成し、
生成した前記親機認証情報を、変換した前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成し、
前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信し、
前記子機は、
前記親機から親機認証信号を受信し、
前記親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報を、内部に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号し、
前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、復号した前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証し、
前記親機を認証した場合に、復号した前記親機認証情報内のランダム値と自身の子機識別情報とから子機認証情報を生成し、
生成した前記子機認証情報を内部に記憶している前記暗号キーにより暗号化して暗号化子機認証情報を生成し、
生成した前記暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信し、
前記親機は、
受信した前記子機認証信号に含まれる暗号化子機認証情報を変換した前記暗号キーにより子機認証情報へ復号し、
復号した前記子機認証情報内のランダム値が、自身の送信したランダム値と一致するか否かにより前記子機を認証する、
ことを特徴とする親機と子機間の認証方法。 - 親機と子機とからなる通信システムにおいて、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、前記親機及び子機が互いの認証を行うための親機と子機間の認証方法であって、
前記子機は、
キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶し、
前記親機へ前記認証キーを含んだ認証要求信号を送信し、
前記親機は、
キー変換キーを記憶し、
前記子機から認証要求信号を受信し、
受信した前記認証要求信号に含まれる認証キーを、内部に記憶している前記キー変換キーにより暗号キーへと変換し、
都度異なる通信暗号キーを生成し、
自身の親機識別情報と生成した前記通信暗号キーとから親機認証情報を生成し、
生成した前記親機認証情報を、変換した前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成し、
前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信し、
前記子機は、
前記親機から親機認証信号を受信し、
前記親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報を、内部に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号し、
前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、復号した前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証し、
前記親機を認証した場合に、自身の子機識別情報から子機認証情報を生成し、
生成した前記子機認証情報を、復号した前記親機認証情報内の通信暗号キーにより暗号化して暗号化子機認証情報を生成し、
生成した暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信し、
前記親機は、
受信した前記子機認証信号に含まれる暗号化子機認証情報を、前記子機へ送信した前記通信暗号キーにより復号し、
前記子機認証信号の送信元の前記子機の子機識別情報が、復号した前記子機認証情報で示される子機識別情報と一致するか否かにより該子機を認証する、
ことを特徴とする親機と子機間の認証方法。 - 前記親機は、
前記子機を認証した場合に、該子機へ送信した前記通信暗号キーによりデータを暗号化して該子機へ送信するとともに、該子機から受信した暗号化されたデータを該通信暗号キーにより復号し、
前記子機は、
前記親機を認証した場合に、該親機から受信した前記通信暗号キーによりデータを暗号化して該親機へ送信するとともに、該親機から受信した暗号化されたデータを該通信暗号キーにより復号する、
ことを特徴とする請求項２に記載の親機と子機間の認証方法。 - 前記通信システムは、さらに、キー管理機からなり、
前記キー管理機が、
キー変換キーを生成し、
それぞれの子機に対応した暗号キーを生成し、
前記暗号キーと前記キー変換キーとからそれぞれの子機に対応した認証キーを生成し、
前記親機に前記キー変換キーを配布し、
前記子機に該子機に対応した前記暗号キー及び認証キーを配布し、
前記親機は、
前記キー管理機から受信したキー変換キーを内部に記憶し、
前記子機は、
前記キー管理機から受信した自身の暗号キー及び認証キーを内部に記憶する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかの項に記載の親機と子機間の認証方法。 - 親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる親機であって、
暗号キーと認証キーとを相互に変換するためのキー変換キーを記憶するキー変換キー保持手段と、
子機から受信した認証要求信号から認証キーを取り出す認証要求信号受信処理手段と、
取り出した前記認証キーを前記キー変換キー保持手段内のキー変換キーにより暗号キーへ変換するキー逆変換手段と、
自身の親機識別情報とランダム値とから親機認証情報を生成する親機認証情報生成手段と、
生成された前記親機認証情報を、前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成する親機認証情報暗号化手段と、
前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信する親機認証信号送信処理手段と、
前記親機認証信号に対応して前記子機から受信した子機認証信号に含まれる暗号化子機認証情報を変換した前記暗号キーにより子機認証情報へ復号する子機認証信号受信処理手段と、
復号した前記子機認証情報内のランダム値が自身の送信したランダム値と一意するか否かにより前記子機を認証する子機認証手段と、
認証した子機へ送信するデータ信号を生成するデータ信号送信処理手段と、
認証した子機からデータ信号を受信するデータ信号受信処理手段と、
を備え、
前記暗号化子機認証情報は、
前記親機から受信した前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報が前記子機により該子機の内部に記憶されている前記暗号キーを用いて前記親機認証情報へ復号され、復号された前記親機認証情報内のランダム値と前記子機の子機識別情報とから前記子機認証情報が前記子機により生成され、生成された前記子機認証情報が前記子機により該子機の内部に記憶されている前記暗号キーを用いて暗号化された情報である、
ことを特徴とする親機。 - 親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる親機であって、
暗号キーと認証キーとを相互に変換するためのキー変換キーを記憶するキー変換キー保持手段と、
子機から受信した認証要求信号から認証キーを取り出す認証要求信号受信処理手段と、
取り出した前記認証キーを前記キー変換キー保持手段内のキー変換キーにより暗号キーへ変換するキー逆変換手段と、
都度異なる通信暗号キーを生成する通信暗号キー生成手段と、
生成した前記通信暗号キーを記憶する通信暗号キー保持手段と、
自身の親機識別情報と生成した前記通信暗号キーとから親機認証情報を生成する親機認証情報生成手段と、
生成された前記親機認証情報を、前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成する親機認証情報暗号化手段と、
前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信する親機認証信号送信処理手段と、
前記親機認証信号に対応して前記子機から子機認証信号を受信する子機認証信号受信処理手段と、
前記子機認証信号に含まれる暗号化された子機認証情報を、前記通信暗号キー保持手段内に記憶していた前記通信暗号キーにより復号する通信暗号解読手段と、
前記子機認証信号の送信元の前記子機の子機識別情報が、復号した前記子機認証情報で示される子機識別情報と一致するか否かにより該子機を認証する子機認証手段と、
認証した子機へデータを送信するためのデータ信号を生成するデータ信号送信処理手段と、
認証した子機からのデータを含むデータ信号を受信するデータ信号受信処理手段と、
を備えることを特徴とする親機。 - 通信暗号暗号化手段は、データを前記通信暗号キーにより暗号化し、
前記データ信号送信処理手段は、前記通信暗号暗号化手段が暗号化したデータを含むデータ信号を認証した子機へ送信し、
前記データ信号受信処理手段は、認証した子機から暗号化されたデータを含むデータ信号を受信し、
通信暗号解読手段は、受信したデータ信号内の暗号化されたデータを、前記通信暗号キーにより復号する、
ことを特徴とする請求項６に記載の親機。 - さらに、キー管理機から配布されたキー変換キーを受領し、前記キー変換キー保持手段に書き込むキー変換キー受領手段、
を備えることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかの項に記載の親機。 - 親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる子機であって、
キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶するキー保持手段と、
前記キー保持手段内に記憶している前記認証キーを含んだ認証要求信号を生成して前記親機へ送信する認証要求信号送信処理手段と、
前記認証要求信号に対応して前記親機から受信した親機認証信号から暗号化親機認証情報を取り出す親機認証信号受信処理手段と、
前記暗号化親機認証情報を、キー保持手段内に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号する親機認証情報解読手段と、
前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証する親機認証手段と、
前記親機を認証した場合に、復号した前記親機認証情報内のランダム値と自身の子機識別情報とから子機認証情報を生成する子機認証情報生成手段と、
生成した前記子機認証情報を内部に記憶している前記暗号キーにより暗号化して暗号化子機認証情報を生成する暗号化子機認証情報生成手段と、
生成した前記暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信する子機認証信号送信処理手段と、
認証した親機へ送信するデータ信号を生成するデータ信号送信処理手段と、
認証した親機からデータ信号を受信するデータ信号受信処理手段と、
を備え、
前記暗号化親機認証情報は、
前記子機から受信した前記認証キーが前記キー変換キーを用いて前記親機により前記暗号キーへと変換されるとともに、前記親機により該親機の前記親機識別情報とランダム値とから前記親機認証情報が生成され、生成された前記親機認証情報が変換された前記暗号キーを用いて前記親機により暗号化された情報であり、
前記暗号化子機認証情報は、
変換された前記暗号キーを用いて前記親機により前記子機認証情報が復号され、復号された前記子機認証情報内のランダム値と前記親機により送信されたランダム値とが一致するか否かにより前記子機が前記親機により認証されるための情報である、
ことを特徴とする子機。 - 親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる子機であって、
キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶するキー保持手段と、
前記キー保持手段内に記憶している前記認証キーを含んだ認証要求信号を生成して前記親機へ送信する認証要求信号送信処理手段と、
前記認証要求信号に対応して前記親機から受信した親機認証信号から暗号化された親機認証情報を取り出す親機認証信号受信処理手段と、
前記暗号化された親機認証情報を、キー保持手段内に記憶している前記暗号キーにより復号する親機認証情報解読手段と、
前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証する親機認証手段と、
前記親機を認証した場合に、自身の子機識別情報を基に生成した子機認証情報を生成する子機認証情報生成手段と、
前記子機認証情報を、前記親機認証情報内の通信暗号キーにより暗号化した暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信する子機認証信号送信処理手段と、
認証した親機へ送信するデータ信号を生成するデータ信号送信処理手段と、
認証した親機からデータ信号を受信するデータ信号受信処理手段と、
を備えることを特徴とする子機。 - 通信暗号暗号化手段は、データを前記通信暗号キーにより暗号化し、
前記データ信号送信処理手段は、前記通信暗号暗号化手段が暗号化したデータを含むデータ信号を認証した親機へ送信し、
前記データ信号受信処理手段は、認証した親機から暗号化されたデータを含むデータ信号を受信し、
前記通信暗号解読手段は、受信したデータ信号内の暗号化されたデータを、前記通信暗号キーにより復号する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の子機。 - さらに、キー管理機から配布された認証キー及び暗号キーを受領し、前記キー保持手段に書き込むキー受領手段、
を備えることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれかに記載の子機。 - 親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる親機のコンピュータプログラムであって、
暗号キーと認証キーとを相互に変換するためのキー変換キーを記憶するステップと、
前記子機から認証要求信号を受信するステップと、
受信した前記認証要求信号に含まれる認証キーを、内部に記憶している前記キー変換キーにより暗号キーへと変換するステップと、
自身の親機識別情報とランダム値とから親機認証情報を生成するステップと、
生成した前記親機認証情報を、変換した前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成するステップと、
前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信するステップと、
前記親機認証信号に対応して受信した前記子機認証信号に含まれる暗号化子機認証情報を変換した前記暗号キーにより子機認証情報へ復号するステップと、
復号した前記子機認証情報内のランダム値が、自身の送信したランダム値と一意するか否かにより前記子機を認証するステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記暗号化子機認証情報は、
前記親機から受信した前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報が前記子機により該子機の内部に記憶されている前記暗号キーを用いて前記親機認証情報へ復号され、復号された前記親機認証情報内のランダム値と前記子機の子機識別情報とから前記子機認証情報が前記子機により生成され、生成された前記子機認証情報が前記子機により該子機の内部に記憶されている前記暗号キーを用いて暗号化された情報である、
ことを特徴とするコンピュータプログラム。 - 親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる親機のコンピュータプログラムであって、
暗号キーと認証キーとを相互に変換するためのキー変換キーを記憶するステップと、
前記子機から認証要求信号を受信するステップと、
受信した前記認証要求信号に含まれる認証キーを、内部に記憶している前記キー変換キーにより暗号キーへと変換するステップと、
都度異なる通信暗号キーを生成するステップと、
自身の親機識別情報と生成した前記通信暗号キーとから親機認証情報を生成するステップと、
生成した前記親機認証情報を、変換した前記暗号キーにより暗号化して暗号化親機認証情報を生成するステップと、
前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機に送信するステップと、
前記親機認証信号に対応して受信した前記子機認証信号に含まれる暗号化された子機認証情報を、前記子機へ送信した前記通信暗号キーにより復号するステップと、
前記子機認証信号の送信元の前記子機の子機識別情報が、復号した前記子機認証情報で示される子機識別情報と一致するか否かにより該子機を認証するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる子機のコンピュータプログラムであって、
キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶するステップと、
前記親機へ前記認証キーを含んだ認証要求信号を送信するステップと、
前記認証要求信号に対応して前記親機から親機認証信号を受信するステップと、
前記親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報を、内部に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号するステップと、
前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証するステップと、
前記親機を認証した場合に、前記親機認証情報内のランダム値と自身の子機識別情報とから子機認証情報を生成するステップと、
生成した前記子機認証情報を内部に記憶している前記暗号キーにより暗号化して暗号化子機認証情報を生成するステップと、
生成した前記暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信するステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記暗号化親機認証情報は、
前記子機から受信した前記認証キーが前記キー変換キーを用いて前記親機により前記暗号キーへと変換されるとともに、前記親機により該親機の前記親機識別情報とランダム値とから前記親機認証情報が生成され、生成された前記親機認証情報が変換された前記暗号キーを用いて前記親機により暗号化された情報であり、
前記暗号化子機認証情報は、
変換された前記暗号キーを用いて前記親機により前記子機認証情報が復号され、復号された前記子機認証情報内のランダム値と前記親機により送信されたランダム値とが一致するか否かにより前記子機が前記親機により認証されるための情報である、
ことを特徴とするコンピュータプログラム。 - 親機と子機とからなり、親機と子機との間でデータ通信を行う前に、互いの認証を行う通信システムに用いられる子機のコンピュータプログラムであって、
キー変換キーにより相互に変換可能な認証キーと暗号キーとを記憶するステップと、
前記親機へ前記認証キーを含んだ認証要求信号を送信するステップと、
前記認証要求信号に対応して前記親機から親機認証信号を受信するステップと、
前記親機認証信号に含まれる暗号化親機認証情報を、内部に記憶している前記暗号キーにより親機認証情報へ復号するステップと、
前記親機認証信号の送信元の前記親機の親機識別情報が、前記親機認証情報内の親機識別情報と一致するか否かにより該親機を認証するステップと、
前記親機を認証した場合に、自身の子機識別情報から生成した子機認証情報を生成するステップと、
前記子機認証情報を、前記親機認証情報内の通信暗号キーにより暗号化した暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003168198A JP4223330B2 (ja) | 2003-06-12 | 2003-06-12 | 親機と子機間の認証方法、親機及び子機、ならびに、コンピュータプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003168198A JP4223330B2 (ja) | 2003-06-12 | 2003-06-12 | 親機と子機間の認証方法、親機及び子機、ならびに、コンピュータプログラム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005006111A JP2005006111A (ja) | 2005-01-06 |
| JP4223330B2 true JP4223330B2 (ja) | 2009-02-12 |
Family
ID=34093778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003168198A Expired - Fee Related JP4223330B2 (ja) | 2003-06-12 | 2003-06-12 | 親機と子機間の認証方法、親機及び子機、ならびに、コンピュータプログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4223330B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8129209B2 (en) | 2000-10-17 | 2012-03-06 | Osram Ag | Method for fabricating a semiconductor component based on GaN |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6961951B2 (ja) * | 2017-02-16 | 2021-11-05 | 沖電気工業株式会社 | ネットワーク構築システム、方法及び無線ノード |
-
2003
- 2003-06-12 JP JP2003168198A patent/JP4223330B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8129209B2 (en) | 2000-10-17 | 2012-03-06 | Osram Ag | Method for fabricating a semiconductor component based on GaN |
| US8809086B2 (en) | 2000-10-17 | 2014-08-19 | Osram Gmbh | Method for fabricating a semiconductor component based on GaN |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005006111A (ja) | 2005-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108574569B (zh) | 一种基于量子密钥的认证方法及认证装置 | |
| JP6573627B2 (ja) | 補助デバイスを使用したサービス認可 | |
| JP5279909B2 (ja) | 親機及び子機 | |
| US8078874B2 (en) | Method and apparatus for transmitting data using authentication | |
| TWI642288B (zh) | Instant communication method and system | |
| JPH118620A (ja) | 通信チャネルの認証を効率的に実施し、不正な変更の検出を容易にするシステムおよび方法 | |
| JP2005102163A (ja) | 機器認証システム、機器認証サーバ、端末機器、機器認証方法、機器認証プログラム、及び記憶媒体 | |
| KR101297648B1 (ko) | 서버와 디바이스간 인증방법 | |
| JP2009532970A5 (ja) | ||
| JP6348004B2 (ja) | 暗号化データ管理システム、プロキシサーバ、暗号化データ管理方法およびコンピュータプログラム | |
| RU2005105579A (ru) | Высоконадежное биометрическое устройство | |
| JP5920260B2 (ja) | 通信システム、中継装置及びプログラム | |
| JP4344957B2 (ja) | 処理分散システム、認証サーバ、分散サーバ及び処理分散方法 | |
| JP2007506329A (ja) | Ｗｌａｎセキュリティを向上させる方法 | |
| KR20080050937A (ko) | 인증 수행 방법 및 그 장치 | |
| CN111192050B (zh) | 一种数字资产私钥存储提取方法及装置 | |
| JP2007082208A (ja) | 電子ドキュメントをセキュリティ面で安全にドメイン間で伝送するシステム、方法、およびプログラム | |
| KR101424972B1 (ko) | 모바일 카드를 이용한 컨텐츠 사용 방법, 호스트 장치, 및모바일 카드 | |
| KR101541165B1 (ko) | 모바일 메시지 암호화 방법, 이 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능 기록매체 및 이 방법을 저장한 다운로드 서버 | |
| JP4637612B2 (ja) | 識別情報生成管理装置およびシステムならびにプログラム | |
| JP4223330B2 (ja) | 親機と子機間の認証方法、親機及び子機、ならびに、コンピュータプログラム | |
| JP2002064479A (ja) | ネットワーク装置及びホスト装置 | |
| JP4923582B2 (ja) | 機器バインドコンテンツの受渡方法、コンテンツ保存装置及びプログラム | |
| JP2000358022A (ja) | 暗号通信システム、暗号鍵決定方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 | |
| JP4176560B2 (ja) | 親機と子機間の認証方法、親機、及び子機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050708 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080812 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081006 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081111 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081119 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111128 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111128 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121128 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121128 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131128 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |