JP4385293B2 - 無線通信システム - Google Patents

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Description

本発明は無線通信システムに関し、特に、ユーザの認証を行う場合に用いて好適な、無線通信システムに関する。
近年、有線または無線による通信システムを利用して、ユーザの認証を行い、認証されたユーザ（正規のユーザ）に対して、様々な情報や商品などを提供するサービスが普及している。有線または無線による通信を利用して、ユーザの認証を行う場合、ユーザが操作する端末装置から送信されてくる信号を受信する受信装置から、端末装置までの距離を計測することによって認証を行う方法がある。
従来、受信装置から端末装置までの距離を基に認証を行う方法として、RFID（Radio Frequency Identification）を用いる方法がある。このRFIDを用いる方法においては、ユーザＩＤ（Identification）などの個人情報を記憶しているRFID（ＲＦタグ）を、受信装置であるリーダに近接させることによって無線通信し、ユーザの認証を行う。この場合、ユーザの認証は、ＲＦタグから送信されてくるユーザＩＤと、ＲＦタグからリーダまでの距離とを基に行われる。RFIDを用いた無線通信においては、電磁結合により動作に必要な電力を発生させるものもあり、ＲＦタグに電源を内蔵させる必要がないという特徴がある。
また、GPS（Global Positioning System）によって、ユーザの現在位置を特定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。このユーザの現在位置を特定する方法においては、携帯電話機がGPS衛星からGPS信号を受信し、受信したGPS信号を基に、携帯電話機の現在位置および現在時刻を算出する。そして、携帯電話機は、算出した現在位置および現在時刻を無線通信によりサーバ（受信装置）あてに送信する。
ユーザの位置を基に認証を行う方法として、GPSによりユーザの現在位置を特定し、特定したユーザの現在位置を基に、ユーザの認証を行うものもある。
さらに、認証を行う装置（以下、受信装置と称する）が、ユーザの端末装置あてに電波の信号（以下、送信信号と称する）を送信してから、送信信号に応じて、端末装置から送信されてくる電波の信号（以下、応答信号と称する）を受信するまでの時間を計測することにより、端末装置から受信装置までの距離を算出し、算出した距離を基に、ユーザの認証を行うものもある。
この認証方法においては受信装置が、端末装置あてに送信信号を送信し、端末装置が、受信装置から送信されてきた送信信号を受信する。そして、端末装置は、受信した送信信号に応じて、応答信号を生成し、生成した応答信号を、受信装置あてに送信する。受信装置は、端末装置から送信されてきた応答信号を受信し、受信装置が、端末装置あてに送信信号を送信してから、端末装置から送信されてくる応答信号を受信するまでの時間を計測し、計測した時間を基に、端末装置から受信装置までの距離を算出する。
特開２００４−３２３７６号公報
しかしながら、上述したRFIDを用いてユーザの認証を行う方法では、ＲＦタグをリーダに近接しなければならないので、リーダの位置によってＲＦタグの読みとり位置が決まってしまうという課題があった。また、ＲＦタグから送信されるエネルギーの出力を強くした場合、近傍にあるＲＦタグを誤認識してしまうという課題があった。
さらに、RFIDを用いたユーザの認証においては、ＲＦタグから出力される電界強度を基に、ＲＦタグからリーダまでの距離を求めるので、例えば、悪意の第３者が、ＲＦタグからリーダまでの距離の２倍の距離の位置から、４倍のエネルギーを出力した場合、ＲＦタグを操作するユーザが正規のユーザであると認証されてしまい、第３者によるなりすましを防止することができなかった。
また、上述したGPSを用いた方法においては、携帯電話機がユーザ（携帯電話機）の位置を算出し、算出したユーザの位置をサーバあてに送信するため、携帯電話機において位置の改竄が可能であるという問題があった。
さらに、上述した受信装置が、端末装置あてに送信信号を送信してから、端末装置から送信されてくる応答信号を受信するまでの時間を計測する方法においては、計測された時間が、所定の時間以上である場合に、ユーザが正規のユーザであると認証するとき、ユーザの端末装置において、意図的に応答信号の送信を遅延させることによって、第３者が正規のユーザになりすますことができるという問題があった。
一方、計測された時間が、所定の時間以下である場合に、ユーザが正規のユーザであると認証するとき、送信信号および応答信号の送受信における遅延と、端末装置において、送信信号を受信してから応答信号を送信するまでに要する時間とを考慮しなければならなかった。したがって、処理能力が低い端末装置に合わせた時間設定をする必要があり、処理能力が高い端末装置を操作する第３者によるなりすましを防止することができなかった。
このように、ユーザの端末装置から、端末装置からの信号を受信する受信装置までの距離を基に、認証を行う場合、ユーザが、正規のユーザであると判定される領域（以下、認証領域と称する）は、端末装置からの信号を受信する装置の周辺の領域にしか設定することができなかった。
したがって、複数の認証領域を設けようとする場合、端末装置からの信号を受信する受信装置が、認証領域の数だけ必要となり、システムが煩雑になるばかりでなく、コスト高になってしまうという課題があった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、複数の認証領域を任意の位置に設定することができるようにするものである。また、第３者による成りすましを防止することができるようにするものである。
本発明の無線通信システムは、第１の情報処理装置が、予め保持している秘密鍵を用いて、秘密鍵によってのみ復号可能に情報を暗号化するために用いられる公開鍵を生成する公開鍵生成手段と、公開鍵を無線通信により第２の情報処理装置あてに送信する第１の送信手段とを備え、第２の情報処理装置が、第１の情報処理装置から送信されてきた公開鍵を、複数の位置において受信する第１の受信手段と、複数の位置において受信された公開鍵の受信時刻のそれぞれを基に、第１の情報処理装置の位置を算出する算出手段と、算出された第１の情報処理装置の位置が予め定められた領域内にあるか否かを判定する判定手段と、第１の情報処理装置の位置が領域内にあると判定された場合、第１の情報処理装置との間で通信される情報を暗号化するか、または復号するために必要なセッション鍵のハッシュ値を生成する第１の生成手段と、セッション鍵のハッシュ値によって特定される画像を表示する第１の表示手段と、第１の情報処理装置の位置が領域内にあると判定された場合、セッション鍵を、受信した公開鍵で暗号化する暗号化手段と、公開鍵により暗号化されたセッション鍵を、第１の情報処理装置に送信する第２の送信手段とを備え、第１の情報処理装置は、さらに、第２の情報処理装置から送信されてきたセッション鍵を受信する第２の受信手段と、受信したセッション鍵を秘密鍵により復号する復号手段と、復号されたセッション鍵のハッシュ値を生成する第２の生成手段と、第２の生成手段により生成されたハッシュ値によって特定される画像を表示する第２の表示手段とを備えることを特徴とする。
第１の送信手段は、公開鍵を、UWB（Ultra Wide Band）方式により第２の情報処理装置あてに送信し、第１の受信手段は、UWB方式により、複数の位置において公開鍵を受信するようにすることができる。
本発明の無線通信システムにおいては、第１の情報処理装置によって、予め保持している秘密鍵が用いられて、秘密鍵によってのみ復号可能に情報を暗号化するために用いられる公開鍵が生成され、公開鍵が無線通信により第２の情報処理装置あてに送信され、第２の情報処理装置によって、第１の情報処理装置から送信されてきた公開鍵が、複数の位置において受信され、複数の位置において受信された公開鍵の受信時刻のそれぞれを基に、第１の情報処理装置の位置が算出され、算出された第１の情報処理装置の位置が予め定められた領域内にあるか否かが判定され、第１の情報処理装置の位置が領域内にあると判定された場合、第１の情報処理装置との間で通信される情報を暗号化するか、または復号するために必要なセッション鍵のハッシュ値が生成され、セッション鍵のハッシュ値によって特定される画像が表示され、第１の情報処理装置の位置が領域内にあると判定された場合、セッション鍵が、受信された公開鍵で暗号化され、公開鍵により暗号化されたセッション鍵が、第１の情報処理装置に送信される。そして、第１の情報処理装置によって、さらに、第２の情報処理装置から送信されてきたセッション鍵が受信され、受信されたセッション鍵が秘密鍵により復号され、復号されたセッション鍵のハッシュ値が生成され、生成されたハッシュ値によって特定される画像が表示される。
通信とは、無線通信および有線通信は勿論、無線通信と有線通信とが混在した通信、即ち、ある区間では無線通信が行われ、他の区間では有線通信が行われるようなものであっても良い。さらに、ある装置から他の装置への通信が有線通信で行われ、他の装置からある装置への通信が無線通信で行われるようなものであっても良い。
本発明によれば、より確実に第３者による成りすましを防止することができる。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本明細書に記載の発明と、発明の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本明細書に記載されている発明をサポートする実施の形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。
さらに、この記載は、本明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、本明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により出現、追加される発明の存在を否定するものではない。
請求項１に記載の無線通信システムは、第１の情報処理装置（例えば、図３の携帯電話機１１）が、予め保持している秘密鍵を用いて、秘密鍵によってのみ復号可能に情報を暗号化するために用いられる公開鍵を生成する公開鍵生成手段（例えば、図３の公開鍵生成部５２）と、公開鍵を無線通信によりを第２の情報処理装置（例えば、図４のＰＣ３３）あてに送信する第１の送信手段（例えば、図７のステップＳ５４の処理を実行するアンテナ５４）とを備え、第２の情報処理装置が、第１の情報処理装置から送信されてきた公開鍵を、複数の位置において受信する第１の受信手段（例えば、図２の受信装置３１−１乃至受信装置３１−４）と、複数の位置において受信された公開鍵の受信時刻のそれぞれを基に、第１の情報処理装置の位置を算出する算出手段（例えば、図４の座標位置算出部１２４）と、算出された第１の情報処理装置の位置が予め定められた領域内にあるか否かを判定する判定手段（例えば、図４の判定部１５３）と、第１の情報処理装置の位置が領域内にあると判定された場合、第１の情報処理装置との間で通信される情報を暗号化するか、または復号するために必要なセッション鍵のハッシュ値を生成する第１の生成手段（例えば、図１４のハッシュ値生成部３１８）と、セッション鍵のハッシュ値によって特定される画像を表示する第１の表示手段（例えば、図１４の出力部１９２）と、第１の情報処理装置の位置が領域内にあると判定された場合、セッション鍵を、受信した公開鍵で暗号化する暗号化手段（例えば、図１４の暗号化部３１７）と、公開鍵により暗号化されたセッション鍵を、第１の情報処理装置に送信する第２の送信手段（例えば、図２の送信装置３２）とを備え、第１の情報処理装置は、さらに、第２の情報処理装置から送信されてきたセッション鍵を受信する第２の受信手段（例えば、図１１のステップＳ１１１の処理を実行するアンテナ５４）と、受信したセッション鍵を秘密鍵により復号する復号手段（例えば、図１３の復号部２２５）と、復号されたセッション鍵のハッシュ値を生成する第２の生成手段（例えば、図１３のハッシュ値生成部２２９）と、第２の生成手段により生成されたハッシュ値によって特定される画像を表示する第２の表示手段（例えば、図１３の出力部２０１）とを備えることを特徴とする。
請求項２に記載の無線通信システムは、第１の送信手段（例えば、図３のアンテナ５４）は、公開鍵を、UWB方式により第２の情報処理装置（例えば、図４のＰＣ３３）あてに送信し、第１の受信手段（例えば、図２の受信装置３１−１乃至受信装置３１−４）は、UWB方式により、複数の位置において公開鍵を受信することを特徴とする。
本発明は、例えば、ユーザの認証を行う無線通信システムに適用できる。
まず、本発明を適用した第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る無線通信システムの一実施の形態を示す図である。この無線通信システムにおいては、ユーザが操作する携帯電話機１１およびユーザの認証を行うＰＣ（Personal Computer）が無線通信する。なお、ＰＣは、ディスプレイである出力部１２を備えている。
また、頂点Ｆ１乃至Ｆ８からなる直方体の領域Ｒ１は、予め設定された認証領域である。ユーザが、認証領域Ｒ１の内部において、携帯電話機１１を操作し、認証の処理を行った場合、ＰＣは、ユーザを正規のユーザであると認証し、ユーザが、認証領域Ｒ１の外部において、携帯電話機１１を操作し、認証の処理を行った場合、ＰＣは、ユーザを正規のユーザであると認証しない。
すなわち、ＰＣは、携帯電話機１１から送信されてきた信号を受信し、受信した信号を基に、携帯電話機１１の位置を計測する。そして、ＰＣは、計測した携帯電話機１１の位置が、認証領域Ｒ１の内部であった場合、ユーザを正規のユーザであると認証し、携帯電話機１１の位置が、認証領域Ｒ１の外部であった場合、ユーザを正規のユーザであると認証しない。
さらに、ＰＣのディスプレイである出力部１２には、例えば、認証の処理の説明などを表す画像などが表示される。この場合、ユーザは、ＰＣのディスプレイである出力部１２に表示された画像を参照して、携帯電話機１１を操作することができる。
図２は、本発明に係る無線通信システムの一実施の形態の構成の例を示す図である。
この無線通信システムにおいては、受信装置３１−１乃至受信装置３１−４および送信装置３２が有線によりＰＣ３３に接続されている。
携帯電話機１１は、予め保持している秘密鍵を基に、公開鍵を生成し、生成した公開鍵をウルトラワイドバンド（UWB（Ultra Wideband））通信により受信装置３１−１乃至受信装置３１−４あてに送信する。すなわち、携帯電話機１１は、生成した公開鍵を所定の方式により変調し、変調した公開鍵を、パルス信号であるUWB信号として受信装置３１−１乃至受信装置３１−４あてに送信する。
ここで、秘密鍵とは、予め携帯電話機１１が保持している鍵であり、秘密鍵は公開されない。また、秘密鍵によって暗号化されたデータは、秘密鍵によって生成される公開鍵によってのみ復号することができ、公開鍵によって暗号化されたデータは、秘密鍵によってのみ復号することができる。
なお、秘密鍵および公開鍵についての詳細は、後述するが、秘密鍵および公開鍵は、例えば、RSA（R.Rivest A.Shamir L.Adelman）方式において用いられる秘密鍵および公開鍵である。この場合、秘密鍵および公開鍵は、それぞれ、２つの整数からなる。すなわち、秘密鍵は、２つの整数からなり、公開鍵は、秘密鍵である２つの整数および乱数を基に生成される２つの整数である。また、秘密鍵である２つの整数のうちの１つの整数は、公開鍵である２つの整数のうちの１つの整数と等しい（同一である）。
受信装置３１−１乃至受信装置３１−４のそれぞれは、携帯電話機１１から送信されてきた公開鍵を受信し、受信した公開鍵と、公開鍵を受信した時刻を示す受信時刻情報とをＰＣ３３に供給する。
すなわち、受信装置３１−１は、携帯電話機１１から送信されてきた公開鍵を受信し、受信した公開鍵と、公開鍵を受信した時刻を示す受信時刻情報とをＰＣ３３に供給し、受信装置３１−２は、携帯電話機１１から送信されてきた公開鍵を受信し、受信した公開鍵と、公開鍵を受信した時刻を示す受信時刻情報とをＰＣ３３に供給する。
同様に、受信装置３１−３は、携帯電話機１１から送信されてきた公開鍵を受信し、受信した公開鍵と、公開鍵を受信した時刻を示す受信時刻情報とをＰＣ３３に供給し、受信装置３１−４は、携帯電話機１１から送信されてきた公開鍵を受信し、受信した公開鍵と、公開鍵を受信した時刻を示す受信時刻情報とをＰＣ３３に供給する。
なお、受信装置３１−１乃至受信装置３１−４のそれぞれは、例えば、一箇所に集中しないように、適切な間隔を置いて配置される。
以下、受信装置３１−１乃至受信装置３１−４を個々に区別する必要のない場合、単に受信装置３１と称する。
ＰＣ３３は、受信装置３１から供給された受信時刻情報を基に、携帯電話機１１の位置を算出する。ＰＣ３３は、算出した携帯電話機１１の位置が予め定められた認証領域Ｒ１の内部にあるか否かを判定する。
ＰＣ３３は、携帯電話機１１の位置が予め定められた認証領域Ｒ１の内部にあると判定された場合、携帯電話機１１を操作するユーザが、正規のユーザであると認証し、セッション鍵を生成する。そして、ＰＣ３３は、生成したセッション鍵を受信装置３１から供給された公開鍵で暗号化し、暗号化したセッション鍵を送信装置３２に供給する。
ここで、セッション鍵とは、ＰＣ３３および携帯電話機１１によって用いられる共通の鍵であり、通信する度に生成される。また、セッション鍵で暗号化したデータは、セッション鍵でのみ復号することができる。
ＰＣ３３は、携帯電話機１１の位置が予め定められた認証領域Ｒ１の内部にないと判定された場合、セッション鍵を生成しない。この場合、ＰＣ３３は、携帯電話機１１の位置が、予め定められた認証領域Ｒ１の内部にないので、携帯電話機１１を操作しているユーザが正規のユーザではないと判定し、通信を終了する。
携帯電話機１１の位置が予め定められた認証領域Ｒ１の内部にあると判定された場合、送信装置３２は、ＰＣ３３から供給されたセッション鍵をUWB通信により携帯電話機１１あてに送信する。
携帯電話機１１は、送信装置３２から送信されてきたセッション鍵を受信し、受信したセッション鍵を予め保持している秘密鍵で復号する。そして、携帯電話機１１は、送信装置３２から受信したセッション鍵を用いて、ＰＣ３３とUWB通信する。したがって、例えば、携帯電話機１１は、ユーザを特定するためのユーザＩＤ、所定の情報の送信を要求する旨の信号などを、セッション鍵を用いて暗号化し、UWB通信により受信装置３１あてに送信する。携帯電話機１１およびＰＣ３３は、通信が終了すると、保持しているセッション鍵を破棄する。
したがって、例えば、携帯電話機１１がＰＣ３３から所定の画像データを取得したい場合、携帯電話機１１は、ＰＣ３３が生成し、送信装置３２が送信してきたセッション鍵を受信する。そして、携帯電話機１１は、送信装置３２が送信してくる、ＰＣ３３が記録している画像データを受信するまで、送受信するデータを、セッション鍵を用いて暗号化または復号し、ＰＣ３３と通信する。すなわち、携帯電話機１１は、受信装置３１あてに送信するデータを、セッション鍵を用いて、暗号化し、暗号化したデータをUWB通信により受信装置３１あてに送信する。また、携帯電話機１１は、送信装置３２から送信されてきたデータを受信し、受信したデータを、セッション鍵を用いて復号する。
携帯電話機１１は、送信装置３２が送信してきた画像データを受信し、通信が終了すると、保持しているセッション鍵を破棄する。携帯電話機１１は、新たにＰＣ３３と通信する場合、ＰＣ３３によって新たに生成され、送信装置３２から送信されてくるセッション鍵を受信する。そして、携帯電話機１１は、受信した新たなセッション鍵を用いて、ＰＣ３３と通信する。
図３は、携帯電話機１１の機能の構成を示すブロック図である。
携帯電話機１１は、乱数発生部５１、公開鍵生成部５２、変復調部５３、アンテナ５４、復号部５５、制御部５６、鍵保持部５７、暗号化部５８、記録部５９、出力部６０、およびドライブ６１を含むように構成される。
乱数発生部５１は、乱数を発生させ、発生した乱数を公開鍵生成部５２に供給する。
公開鍵生成部５２は、鍵保持部５７から秘密鍵を取得する。公開鍵生成部５２は、鍵保持部５７から取得した秘密鍵および乱数発生部５１から供給された乱数を基に、公開鍵を生成し、生成した公開鍵を変復調部５３に供給する。
変復調部５３は、公開鍵生成部５２から供給された公開鍵または暗号化部５８から供給されたデータを所定の方式により変調し、変調した公開鍵またはデータをアンテナ５４に供給する。なお、変調方式は、PPM（Pulse Position Modulation）方式、PAM（Pulse Amplitude Modulation）方式、Bi-Phase方式など所望の方式により変調することが可能である。
変復調部５３は、アンテナ５４から供給されたセッション鍵またはデータを、変調方式に対応する方式により復調し、復調したセッション鍵またはデータを復号部５５に供給する。
アンテナ５４は、変復調部５３から供給された公開鍵またはデータをUWB通信により受信装置３１あてに送信する。アンテナ５４は、送信装置３２から送信されてきたセッション鍵またはデータを受信し、受信したセッション鍵またはデータを変復調部５３に供給する。
復号部５５は、鍵保持部５７が保持している秘密鍵を取得し、取得した秘密鍵を基に、変復調部５３から供給されたセッション鍵を復号する。復号部５５は、復号したセッション鍵を制御部５６に供給する。
復号部５５は、鍵保持部５７が保持しているセッション鍵を取得し、取得したセッション鍵を基に、変調部５３から供給されたデータを復号する。復号部５５は、復号したデータを制御部５６に供給する。
制御部５６は、例えば、組み込み型のマイクロプロセッサまたはシステムLSI（Large Scale Integration）などからなり、携帯電話機１１全体を制御する。制御部５６は、復号部５５から供給されたセッション鍵を鍵保持部５７に供給する。また、制御部５６は、復号部５５から供給されたデータを必要に応じて、記録部５９または出力部６０に供給する。
制御部５６は、入力部（図示せず）から供給された指令に対応して、所定のデータ（信号）を生成し、生成したデータを暗号化部５８に供給する。例えば、制御部５６は、入力部から供給された指令に対応して、所定の画像データの送信を要求する旨の送信要求信号を生成し、生成した送信要求信号を暗号化部５８に供給する。
制御部５６は、必要に応じて装着された、ドライブ６１から供給されたプログラムを読み込んで、読み込んだプログラムを実行する。また、制御部５６は、ドライブ６１からプログラムやデータが供給された場合、供給されたプログラムやデータを必要に応じて、記録部５９に供給し、記録部５９に記録されたプログラムを読み込み、読み込んだプログラムを実行する。
鍵保持部５７は、例えば、RAM（Random Access Memory）などのメモリからなり、秘密鍵およびセッション鍵を保持している。鍵保持部５７は、セッション鍵保持部８１および秘密鍵保持部８２を備えている。
鍵保持部５７のセッション鍵保持部８１は、制御部５６から供給されたセッション鍵を保持する。鍵保持部５７は、セッション鍵を復号部５５および暗号化部５８に供給する。
鍵保持部５７の秘密鍵保持部８２は、秘密鍵を保持している。鍵保持部５７は、秘密鍵を公開鍵生成部５２、復号部５５、および暗号化部５８に供給する。
暗号化部５８は、必要に応じて、鍵保持部５７からセッション鍵または秘密鍵を取得し、取得したセッション鍵または秘密鍵を用いて、制御部５６から供給されたデータを暗号化する。暗号化部５８は、暗号化したデータを変復調部５３に供給する。
記録部５９は、例えば、ハードディスクまたは不揮発性の半導体メモリなどにより構成され、各種のデータを記録している。記録部５９は、制御部５６から供給されたデータを記録する。また、記録部５９は、記録しているデータを必要に応じて、制御部５６に供給する。
出力部６０は、ディスプレイ、スピーカ、ランプなどよりなり、制御部５６から供給されたデータを出力する。例えば、ディスプレイである出力部６０は、制御部５６から供給された画像データを基に、画像を表示する。
ドライブ６１は、磁気ディスク１０１、光ディスク１０２、光磁気ディスク１０３、或いは半導体メモリ１０４などが装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータなどを取得する。取得されたプログラムやデータは、制御部５６に転送される。
図４は、ＰＣ３３の機能の構成を示すブロック図である。
ＰＣ３３は、出力部１２、復号部１２１、制御部１２２、鍵保持部１２３、座標位置算出部１２４、乱数発生部１２５、セッション鍵生成部１２６、暗号化部１２７、記録部１２８、およびドライブ１２９を含むように構成される。
復号部１２１は、携帯電話機１１から送信されてくる公開鍵またはデータの受信を制御し、受信装置３１から供給された公開鍵および受信時刻情報を制御部１２２に供給する。復号部１２１は、必要に応じて、鍵保持部１２３からセッション鍵または公開鍵を取得し、取得したセッション鍵または公開鍵を用いて、受信装置３１から供給されたデータを復号する。復号部１２１は、復号したデータを制御部１２２に供給する。
制御部１２２は、例えば、組み込み型のマイクロプロセッサまたはシステムLSIなどからなり、ＰＣ３３全体を制御する。制御部１２２は、復号部１２１から供給された公開鍵を鍵保持部１２３に供給する。制御部１２２は、復号部１２１から供給された受信時刻情報を座標位置算出部１２４に供給する。
制御部１２２は、復号部１２１から供給されたデータを必要に応じて、記録部１２８または出力部１２に供給する。
制御部１２２は、必要に応じて、所定のデータを記録部１２８から取得し、取得したデータを暗号化部１２７に供給する。例えば、制御部１２２は、携帯電話機１１から送信されてきた、画像データの送信を要求する旨の送信要求信号が復号部１２１から供給されると、記録部１２８に記録されている画像データを取得し、取得した画像データを暗号化部１２７に供給する。
制御部１２２は、必要に応じて装着された、ドライブ１２９から供給されたプログラムを読み込んで、読み込んだプログラムを実行する。また、制御部１２２は、ドライブ１２９からプログラムやデータが供給された場合、供給されたプログラムやデータを必要に応じて、記録部１２８に供給し、記録部１２８に記録されたプログラムを読み込み、読み込んだプログラムを実行する。
鍵保持部１２３は、例えば、RAMなどのメモリからなり、セッション鍵および公開鍵を保持している。鍵保持部１２３は、セッション鍵保持部１５１および公開鍵保持部１５２を備えている。
鍵保持部１２３のセッション鍵保持部１５１は、セッション鍵生成部１２６から供給されたセッション鍵を保持する。鍵保持部１２３は、セッション鍵を復号部１２１および暗号化部１２７に供給する。
鍵保持部１２３の公開鍵保持部１５２は、制御部１２２から供給された公開鍵を保持する。鍵保持部１２３は、公開鍵を復号部１２１および暗号化部１２７に供給する。
座標位置算出部１２４は、制御部１２２から供給された受信時刻情報を基に、携帯電話機１１の現在位置である座標位置を算出する。例えば、座標位置算出部１２４は、制御部１２２から供給された複数の受信時刻情報のそれぞれに含まれる、受信時刻のそれぞれを基に、受信装置３１から携帯電話機１１までの距離を求め、携帯電話機１１の座標位置を算出する。ここで、携帯電話機１１の座標位置とは、所定の座標系における携帯電話機１１の位置（座標）をいう。なお、座標位置についての詳細は、後述する。
座標位置算出部１２４は、判定部１５３を備えている。座標位置算出部１２４の判定部１５３は、座標位置算出部１２４が算出した携帯電話機１１の座標位置を基に、携帯電話機１１が予め定められた認証領域Ｒ１の内部にあるか否かを判定する。より詳細には、座標位置算出部１２４の判定部１５３は、認証領域Ｒ１を特定するためのデータを予め記憶しており、記憶している認証領域Ｒ１を特定するためのデータおよび座標位置算出部１２４が算出した携帯電話機１１の座標位置を基に、携帯電話機１１が予め定められた認証領域Ｒ１の内部にあるか否かを判定する。
座標位置算出部１２４は、携帯電話機１１が予め定められた認証領域Ｒ１の内部にあると判定された場合、セッション鍵を生成する旨の生成要求信号を生成し、生成した生成要求信号を乱数発生部１２５に供給する。
座標位置算出部１２４は、携帯電話機１１が予め定められた認証領域Ｒ１の内部にないと判定された場合、セッション鍵を生成する旨の生成要求信号を生成しない。
乱数発生部１２５は、座標位置算出部１２４から生成要求信号が供給されると、乱数を発生させ、発生した乱数をセッション鍵生成部１２６に供給する。
セッション鍵生成部１２６は、乱数発生部１２５から供給された乱数を基に、セッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を鍵保持部１２３および暗号化部１２７に供給する。
例えば、セッション鍵生成部１２６は、乱数発生部１２５から供給された乱数を基に、DES（Data Encryption Standard）方式において用いられる56bitのセッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を鍵保持部１２３および暗号化部１２７に供給する。
暗号化部１２７は、鍵保持部１２３から公開鍵を取得し、取得した公開鍵を用いて、セッション鍵生成部１２６から供給されたセッション鍵を暗号化する。暗号化部１２７は、暗号化したセッション鍵を送信装置３２に供給する。また、暗号化部１２７は、鍵保持部１２３からセッション鍵または公開鍵を取得し、取得したセッション鍵または公開鍵を用いて、制御部１２２から供給されたデータを暗号化する。暗号化部１２７は、暗号化したデータを送信装置３２に供給し、送信装置３２に供給したデータまたはセッション鍵の携帯電話機１１への送信を制御する。
記録部１２８は、例えば、ハードディスクまたは不揮発性の半導体メモリなどにより構成され、各種のデータを記録している。記録部１２８は、制御部１２２から供給されたデータを記録する。また、記録部１２８は、記録しているデータを必要に応じて、制御部１２２に供給する。
出力部１２は、ディスプレイ、スピーカ、ランプなどよりなり、制御部１２２から供給されたデータを出力する。例えば、ディスプレイである出力部１２は、制御部１２２から供給された画像データを基に、画像を表示する。
ドライブ１２９は、磁気ディスク１７１、光ディスク１７２、光磁気ディスク１７３、或いは半導体メモリ１７４などが装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータなどを取得する。取得されたプログラムやデータは、制御部１２２に転送される。
次に、図５および図６のフローチャートを参照して、携帯電話機１１によるセッション鍵保持の処理およびＰＣ３３によるセッション鍵の送信の処理を説明する。
ステップＳ１１において、携帯電話機１１は、公開鍵の送信の処理を行う。なお、公開鍵の送信の処理の詳細は、後述するが、公開鍵の送信の処理において、携帯電話機１１は、ＰＣ３３と通信するために、予め保持している秘密鍵を基に、公開鍵を生成する。携帯電話機１１は、生成した公開鍵をUWB通信により受信装置３１あてに送信する。
携帯電話機１１が送信した公開鍵は、復号部１２１の制御のもと、受信装置３１によって受信される。受信装置３１は、携帯電話機１１から送信されてきた公開鍵を受信すると、公開鍵を受信した時刻を示す受信時刻情報を生成する。そして、受信装置３１は、受信した公開鍵および生成した受信時刻情報をＰＣ３３に供給する。
受信装置３１から公開鍵および受信時刻情報が供給されたので、ステップＳ３１において、座標位置算出部１２４は、座標位置算出の処理を行う。なお、座標位置算出の処理の詳細は、後述するが、座標位置算出の処理において、座標位置算出部１２４は、受信装置３１から供給された受信時刻情報に含まれる受信時刻を基に、受信装置３１から携帯電話機１１までの距離を求め、携帯電話機１１の座標位置を算出する。
ステップＳ３２において、座標位置算出部１２４の判定部１５３は、座標位置算出部１２４が算出した携帯電話機１１の座標位置を基に、公開鍵を送信してきた携帯電話機１１が、予め定められた認証領域Ｒ１の内部にあるか否かを判定する。
より詳細には、ステップＳ３２において、座標位置算出部１２４の判定部１５３は、予め記憶している、認証領域Ｒ１を特定するためのデータおよび座標位置算出部１２４が算出した携帯電話機１１の座標位置を基に、公開鍵を送信してきた携帯電話機１１が、予め定められた認証領域Ｒ１の内部にあるか否かを判定する。
なお、認証領域Ｒ１の個数および位置は、座標位置算出部１２４の判定部１５３が記憶している、認証領域Ｒ１を特定するためのデータを更新することにより、容易に変更することが可能である。
ステップＳ３２において、携帯電話機１１が、認証領域Ｒ１の内部にあると判定された場合、携帯電話機１１は、正規のユーザが操作する携帯電話機１１と認証されたので、ステップＳ３３に進み、ＰＣ３３は、セッション鍵の送信の処理を行う。なお、セッション鍵の送信の処理の詳細は、後述するが、セッション鍵の送信の処理において、ＰＣ３３は、セッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を受信装置３１から供給された公開鍵を用いて、暗号化する。ＰＣ３３は、暗号化したセッション鍵を送信装置３２に供給する。
送信装置３２は、暗号化部１２７の制御のもと、ＰＣ３３から供給されたセッション鍵をUWB通信により、携帯電話機１１あてに送信する。
送信装置３２からセッション鍵が送信されてきたので、ステップＳ１２において、携帯電話機１１は、セッション鍵の受信の処理を行う。なお、セッション鍵の受信の処理の詳細は、後述するが、セッション鍵の受信の処理において、携帯電話機１１は、送信装置３２から送信されてきたセッション鍵を受信し、受信したセッション鍵を、秘密鍵を用いて復号する。そして、携帯電話機１１は、復号したセッション鍵を保持する。
携帯電話機１１がセッション鍵を受信すると、携帯電話機１１およびＰＣ３３は、送受信するデータを、セッション鍵を用いて、暗号化または復号し、通信する。以下、携帯電話機１１がＰＣ３３に所定の画像データの送信を要求する場合を例に、その処理を説明する。
ステップＳ１３において、制御部５６は、所定の画像データの送信を要求する旨の送信要求信号を生成し、生成した送信要求信号を暗号化部５８に供給する。
ステップＳ１４において、暗号化部５８は、制御部５６から供給された送信要求信号を暗号化し、暗号化した送信要求信号を変復調部５３に供給する。例えば、ステップＳ１４において、暗号化部５８は、鍵保持部５７からセッション鍵を取得し、取得したセッション鍵を用いて、制御部５６から供給された送信要求信号を暗号化する。暗号化部５８は、暗号化した送信要求信号を変復調部５３に供給する。
ステップＳ１５において、変復調部５３は、暗号化部５８から供給された送信要求信号を所定の変調方式により変調し、変調した送信要求信号をアンテナ５４に供給する。例えば、ステップＳ１５において、変復調部５３は、暗号化部５８から供給された送信要求信号を、PPM方式、PAM方式、Bi-Phase方式などの方式により変調し、変調した送信要求信号をアンテナ５４に供給する。
ステップＳ１６において、アンテナ５４は、変復調部５３から供給された送信要求信号を、パルス信号であるUWB信号として放射することにより、送信要求信号を受信装置３１あてに送信する。
ステップＳ３４において、受信装置３１は、復号部１２１の制御のもと、携帯電話機１１から送信されてきた送信要求信号を受信し、受信した送信要求信号を復号部１２１に供給する。
ステップＳ３５において、復号部１２１は、受信装置３１から供給された送信要求信号を復号し、復号した送信要求信号を制御部１２２に供給する。例えば、ステップＳ３５において、復号部１２１は、鍵保持部１２３からセッション鍵を取得し、取得したセッション鍵を用いて、受信装置３１から供給された送信要求信号を復号する。復号部１２１は、復号した送信要求信号を制御部１２２に供給する。
ステップＳ３６において、制御部１２２は、復号部１２１から画像データの送信を要求する旨の送信要求信号が供給されたので、要求された画像データを記録部１２８から取得し、取得した画像データを暗号化部１２７に供給する。
ステップＳ３７において、暗号化部１２７は、制御部１２２から供給された画像データを暗号化し、暗号化した画像データを送信装置３２に供給する。例えば、ステップＳ３７において、暗号化部１２７は、鍵保持部１２３からセッション鍵を取得し、取得したセッション鍵を用いて、制御部１２２から供給された画像データを暗号化する。暗号化部１２７は、暗号化した画像データを送信装置３２に供給する。
ステップＳ３８において、送信装置３２は、暗号化部１２７の制御のもと、暗号化部１２７から供給された画像データを変復調部５３の変調方式と同一の変調方式により変調する。そして、送信装置３２は、変調した画像データをUWB信号として、携帯電話機１１あてに送信し、セッション鍵の送信の処理は終了する。
一方、ステップＳ３２において、携帯電話機１１が、認証領域Ｒ１の内部にないと判定された場合、携帯電話機１１は、正規のユーザが操作する携帯電話機１１ではないので、ステップＳ３３乃至ステップＳ３８の処理はスキップされ、セッション鍵の送信の処理は終了する。
送信装置３２から画像データが送信されてきたので、ステップＳ１７において、アンテナ５４は、送信装置３２から送信されてきた画像データを受信し、受信した画像データを変復調部５３に供給する。
ステップＳ１８において、変復調部５３は、アンテナ５４から供給された画像データを変復調部５３の変調方式に対応する方式により復調し、復調した画像データを復号部５５に供給する。
ステップＳ１９において、復号部５５は、変復調部５３から供給された画像データを復号し、復号した画像データを制御部５６に供給する。例えば、ステップＳ１９において、復号部５５は、鍵保持部５７からセッション鍵を取得し、取得したセッション鍵を用いて、変復調部５３から供給された画像データを復号する。復号部５５は、復号した画像データを制御部５６に供給する。
ステップＳ２０において、制御部５６は、復号部５５から供給された画像データを記録部５９に供給する。
ステップＳ２１において、記録部５９は、制御部５６から供給された画像データを記録し、セッション鍵保持の処理は、終了する。携帯電話機１１およびＰＣ３３は、通信が終了すると、保持しているセッション鍵を破棄する。
このようにして、携帯電話機１１は、公開鍵を生成し、生成した公開鍵をUWB通信により受信装置３１あてに送信する。そして、携帯電話機１１は、送信装置３２から送信されてきたセッション鍵を受信し、受信したセッション鍵を保持する。
また、ＰＣ３３は、受信装置３１から供給された受信時刻情報を基に、受信装置３１から携帯電話機１１までの距離を求め、携帯電話機１１の所定の座標上の位置である座標位置を算出する。そして、ＰＣ３３は、算出した座標位置を基に、携帯電話機１１が認証領域Ｒ１の内部にあるか否かを判定する。そして、ＰＣ３３は、携帯電話機１１が認証領域Ｒ１の内部にあると判定された場合、セッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を送信装置３２に供給する。例えば、UWBを使用した場合、数センチの誤差で位置が算出される。
なお、携帯電話機１１を操作するユーザが、正規のユーザであると認証された場合、その後の通信は、UWB通信に限らず、他の通信方式で通信するようにしてもよい。また、ＰＣ３３が、携帯電話機１１あてに画像データを送信すると説明したが、画像データに限らず、所定の情報、音声データなどを送信することも可能である。
このように、ＰＣ３３は、受信装置３１が携帯電話機１１から送信されてきた公開鍵を受信した受信時刻を示す受信時刻情報を基に、携帯電話機１１の座標位置を算出するようにしたので、携帯電話機１１の位置をより正確に計測することができ、第３者による成りすましを防止することができる。
また、ＰＣ３３は、携帯電話機１１の座標位置を算出し、算出した座標位置を基に、携帯電話機１１が特定の位置にあるか否かを判定することで、ユーザが正規のユーザであるか否かを判定するようにしたので、認証領域Ｒ１を任意の位置に、任意の数だけ設けることができる。
次に、図７のフローチャートを参照して、図５のステップＳ１１の処理に対応する公開鍵の送信の処理を説明する。
ステップＳ５１において、乱数発生部５１は、乱数を発生させ、発生した乱数を公開鍵生成部５２に供給する。
ステップＳ５２において、公開鍵生成部５２は、公開鍵を生成し、生成した公開鍵を変復調部５３に供給する。例えば、ステップＳ５２において、公開鍵生成部５２は、鍵保持部５７からRSA方式に用いられる、２つの整数からなる秘密鍵を取得し、取得した秘密鍵および乱数発生部５１から供給された乱数を基に、２つの整数からなる公開鍵を生成し、生成した公開鍵を変復調部５３に供給する。
ステップＳ５３において、変復調部５３は、公開鍵生成部５２から供給された公開鍵を所定の方式により変調し、変調した公開鍵をアンテナ５４に供給する。
例えば、ステップＳ５３において、変復調部５３は、公開鍵生成部５２から供給された公開鍵をPPM方式、PAM方式、Bi-Phase方式などの方式により変調し、変調した公開鍵をアンテナ５４に供給する。
ステップＳ５４において、アンテナ５４は、変復調部５３から供給された公開鍵を、パルス信号であるUWB信号として放射することにより、受信装置３１あてに送信し、処理は終了する。
このようにして、携帯電話機１１は、公開鍵を生成し、生成した公開鍵を受信装置３１あてに送信する。
このように、公開鍵を受信装置３１あてに送信することで、公開鍵および秘密鍵を用いたデータの暗号化および復号が可能となり、セッション鍵が第３者に取得されることを防止でき、これにより第３者による成りすましを防止することができる。
図８のフローチャートを参照して、図５のステップＳ３１の処理に対応する座標位置算出の処理を説明する。
ステップＳ７１において、受信装置３１は、復号部１２１の制御のもと、携帯電話機１１から送信されてきた公開鍵を受信する。そして、受信装置３１は、公開鍵を受信した時刻を示す受信時刻情報を生成し、生成した受信時刻情報および受信した公開鍵を復号部１２１に供給する。復号部１２１は、受信装置３１から供給された公開鍵および受信時刻情報を制御部１２２に供給する。
例えば、受信装置３１は、リアルタイムクロックを内蔵している。ＰＣ３３は、受信装置３１のリアルタイムクロックを同期させる。このようにすることで、ＰＣ３３は、同期した受信時刻を含む受信時刻情報を取得することができ、より正確に携帯電話機１１の位置を算出することができる。
ステップＳ７２において、制御部１２２は、復号部１２１から供給された公開鍵を鍵保持部１２３に供給する。
ステップＳ７３において、鍵保持部１２３の公開鍵保持部１５２は、制御部１２２から供給された公開鍵を保持する。
ステップＳ７４において、制御部１２２は、復号部１２１から供給された受信時刻情報を座標位置算出部１２４に供給する。
ステップＳ７５において、座標位置算出部１２４は、制御部１２２から供給された受信時刻情報を基に、受信装置３１から携帯電話機１１までの距離を算出する。例えば、座標位置算出部１２４は、図９に示すように、受信装置３１の位置を基準として、受信装置３１から携帯電話機１１までの距離を算出する。
図９において、点Ａ１は、点Ａ１を基準として、ｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向を軸とする座標系における受信装置３１−１の位置である。点Ａ１の座標（座標位置）は、点Ａ１のｘ座標、ｙ座標、およびｚ座標のそれぞれが０であるので、（０，０，０）で表される。
同様に、点Ａ２は、点Ａ１を基準として、ｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向を軸とする座標系における受信装置３１−２の位置を表し、点Ａ３は、受信装置３１−３の位置を表し、点Ａ４は、受信装置３１−４の位置を表す。
点Ａ２のｘ座標は１であり、ｙ座標は０であり、ｚ座標は０であるので、点Ａ２の座標は（１，０，０）で表され、点Ａ３のｘ座標は０であり、ｙ座標は１であり、ｚ座標は０であるので、点Ａ３の座標は（０，１，０）で表される。同様に、点Ａ４のｘ座標は０であり、ｙ座標は０であり、ｚ座標は１であるので、点Ａ４の座標は（０，０，１）で表される。
また、点Ｂは、携帯電話機１１の位置を表す。ここで、点Ｂの座標を（ｘ，ｙ，ｚ）とし、点Ａ１から点Ｂまでの距離をｒ１とし、点Ａ２から点Ｂまでの距離をｒ２とし、点Ａ３から点Ｂまでの距離をｒ３とし、点Ａ４から点Ｂまでの距離をｒ４として、ｒ１、ｒ２、ｒ３、およびｒ４を算出する。
ここで、点Ａ１を中心とする半径がｒ１の球は、式（１）で表される。
ｘ2＋ｙ2＋ｚ2＝（ｒ１）2 ・・・（１）
同様に、点Ａ２を中心とする半径がｒ２の球は、式（２）で表され、点Ａ３を中心とする半径がｒ３の球は、式（３）で表され、点Ａ４を中心とする半径がｒ４の球は、式（４）で表される。
（ｘ−１）2＋ｙ2＋ｚ2＝（ｒ２）2 ・・・（２）
ｘ2＋（ｙ−１）2＋ｚ2＝（ｒ３）2 ・・・（３）
ｘ2＋ｙ2＋（ｚ−１）2＝（ｒ４）2 ・・・（４）
式（１）、式（２）、式（３）、および式（４）より式（５）、式（６）、および式（７）が得られる。ここで、得られる式（５）、式（６）、および式（７）のそれぞれは、携帯電話機１１の位置を表す点Ｂのｘ座標、ｙ座標、およびｚ座標のそれぞれを表す式である。
ｘ＝（１＋（ｒ１）2−（ｒ２）2）／２ ・・・（５）
ｙ＝（１＋（ｒ１）2−（ｒ３）2）／２ ・・・（６）
ｚ＝（１＋（ｒ１）2−（ｒ４）2）／２ ・・・（７）
ところで、携帯電話機１１がUWB信号を送信した時刻をｔ０とし、UWB信号の速度をｖとし、受信装置３１−１が携帯電話機１１から送信されてきたUWB信号を受信した時刻をｔ１とすると、点Ａ１から点Ｂまでの距離ｒ１は、式（８）で表される。ここで、UWB信号の速度ｖは、予め求められている定数である。
ｒ１＝ｖ（ｔ１−ｔ０） ・・・（８）
同様に、受信装置３１−２が携帯電話機１１から送信されてきたUWB信号を受信した時刻をｔ２とすると、点Ａ２から点Ｂまでの距離ｒ２は、式（９）で表され、受信装置３１−３が携帯電話機１１から送信されてきたUWB信号を受信した時刻をｔ３とすると、点Ａ３から点Ｂまでの距離ｒ３は、式（１０）で表され、受信装置３１−４が携帯電話機１１から送信されてきたUWB信号を受信した時刻をｔ４とすると、点Ａ４から点Ｂまでの距離ｒ４は、式（１１）で表される。
ｒ２＝ｖ（ｔ２−ｔ０） ・・・（９）
ｒ３＝ｖ（ｔ３−ｔ０） ・・・（１０）
ｒ４＝ｖ（ｔ４−ｔ０） ・・・（１１）
ここで、式（８）と式（９）との差を求めることにより式（１２）が得られ、式（８）と式（１０）との差を求めることにより式（１３）が得られ、式（８）と式（１１）との差を求めることにより式（１４）が得られる。このように、受信時刻の差を求めることにより、送信時刻ｔ０を式から消去することができる。したがって、送信時刻ｔ０を必要とせずに携帯電話機１１の座標位置を算出することができるので、第３者による位置の偽装を防止することができ、これにより第３者による成りすましを防止することができる。
ｒ２＝ｒ１−ｖ（ｔ１−ｔ２） ・・・（１２）
ｒ３＝ｒ１−ｖ（ｔ１−ｔ３） ・・・（１３）
ｒ４＝ｒ１−ｖ（ｔ１−ｔ４） ・・・（１４）
また、ｖ（ｔ１−ｔ２）をαとし、ｖ（ｔ１−ｔ３）をβとし、ｖ（ｔ１−ｔ４）をγとすると、式（４）、式（５）、式（６）、式（７）、式（１２）、式（１３）、および式（１４）より式（１５）が得られる。式（１５）は、受信装置３１−１から携帯電話機１１までの距離ｒ１を表す式であり、式（１５）には変数が含まれていない。また、ｒ１の値は、常に正であるから、式（１５）よりｒ１の値が一意に求まる。
Figure 0004385293
 ・・・（１５）
なお、式（１５）におけるＭ、Ｎ、およびＱのそれぞれは、式（１６）、式（１７）、および式（１８）のそれぞれで表される。
Ｍ＝（α2＋β2＋γ2−１） ・・・（１６）
Ｎ＝α（１−α2）＋β（１−β2）＋γ（１−γ2） ・・・（１７）
Ｑ＝（１−α2）2＋（１−β2）2＋（１−γ2）2 ・・・（１８）
座標位置算出部１２４は、式（１５）を演算することによって、ｒ１を算出する。また、座標位置算出部１２４は、式（１５）を演算することによって得られたｒ１の値を式（１２）、式（１３）、および式（１４）のそれぞれに代入することによって、ｒ２、ｒ３、およびｒ４のそれぞれを算出する。
図８の説明に戻り、例えば、ステップＳ７５において、座標位置算出部１２４は、制御部１２２から供給された受信時刻情報を基に、式（１２）、式（１３）、式（１４）、および式（１５）を演算することによって、受信装置３１から携帯電話機１１までの距離を算出する。
したがって、例えば、α、β、およびγの値のそれぞれが（−１）である場合、Ｍの値は２となり、ＮおよびＱの値は０とされるので、式（１５）よりｒ１の値は０となる。また、式（１２）、式（１３）、および式（１４）より、ｒ２、ｒ３、およびｒ４の値のそれぞれは１（０−（−１））となる。
ステップＳ７６において、座標位置算出部１２４は、算出した受信装置３１から携帯電話機１１までの距離を基に、携帯電話機１１の座標位置を算出し、処理は終了する。
例えば、ステップＳ７６において、座標位置算出部１２４は、算出した受信装置３１から携帯電話機１１までの距離を基に、式（５）、式（６）、および式（７）のそれぞれを演算することにより、携帯電話機１１の座標位置を算出し、処理は終了する。
この場合、例えば、図９の例において、ｒ１の値が０であり、ｒ２、ｒ３、およびｒ４の値のそれぞれが１であるとき、式（５）より、携帯電話機１１のｘ座標は、０（（１＋０−１）／２）とされ、式（６）より、携帯電話機１１のｙ座標は、０（（１＋０−１）／２）とされ、式（７）より、携帯電話機１１のｚ座標は、０（（１＋０−１）／２）とされるので、携帯電話機１１の座標位置は（０，０，０）となる。
なお、受信装置３１から携帯電話機１１までの距離を求め、携帯電話機１１の座標位置を算出すると説明したが、例えば、式（１）、式（２）、式（３）、式（４）、式（１２）、式（１３）、および式（１４）を基に、受信装置３１から携帯電話機１１までの距離を求めずに、直接、携帯電話機１１の座標位置を算出するようにしてもよい。
このようにして、ＰＣ３３は、受信装置３１から供給された受信時刻情報を基に、携帯電話機１１の座標位置を算出する。このように、携帯電話機１１から送信されたUWB信号を基に、携帯電話機１１の座標位置を算出することによって、携帯電話機１１の位置をより正確に計測することができ、第３者による成りすましを防止することができる。
また、携帯電話機１１の座標位置を算出し、算出した座標位置を基に、携帯電話機１１が特定の位置にあるか否かを判定することで、ユーザが正規のユーザであるか否かを判定するようにしたので、認証領域Ｒ１を任意の位置に、任意の数だけ設定することができ、さらに、認証領域Ｒ１の数および位置を容易に変更することができる。
次に、図１０のフローチャートを参照して、図５のステップＳ３３の処理に対応するセッション鍵の送信の処理を説明する。
携帯電話機１１が、認証領域Ｒ１の内部にあると判定されたので、ステップＳ９１において、座標位置算出部１２４は、セッション鍵を生成する旨の生成要求信号を生成し、生成した生成要求信号を乱数発生部１２５に供給する。
ステップＳ９２において、乱数発生部１２５は、座標位置算出部１２４から生成要求信号が供給されたので、乱数を発生させ、発生した乱数をセッション鍵生成部１２６に供給する。
ステップＳ９３において、セッション鍵生成部１２６は、乱数発生部１２５から供給された乱数を基に、セッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を鍵保持部１２３および暗号化部１２７に供給する。例えば、ステップＳ９３において、セッション鍵生成部１２６は、乱数発生部１２５から供給された乱数を基に、DES方式において用いられる56bitのセッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を鍵保持部１２３および暗号化部１２７に供給する。
ステップＳ９４において、鍵保持部１２３のセッション鍵保持部１５１は、セッション鍵生成部１２６から供給されたセッション鍵を保持する。
ステップＳ９５において、暗号化部１２７は、セッション鍵生成部１２６から供給されたセッション鍵を暗号化し、暗号化したセッション鍵を送信装置３２に供給する。より詳細には、ステップＳ９５において、暗号化部１２７は、鍵保持部１２３から公開鍵を取得し、取得した公開鍵を用いて、セッション鍵生成部１２６から供給されたセッション鍵を暗号化し、暗号化したセッション鍵を送信装置３２に供給する。
例えば、公開鍵が２つの整数１３および３９１である場合、ステップＳ９５において、暗号化部１２７は、式（１９）を演算することにより、セッション鍵生成部１２６から供給されたセッション鍵を暗号化し、暗号化したセッション鍵を送信装置３２に供給する。
（暗号化されたセッション鍵）＝（（セッション鍵）13）mod（３９１）
・・・（１９）
ここで、modは、例えば、所定の数を所定の数で割り算した余りを示す。したがって例えば、（Ａ）mod（Ｂ）は、ＡをＢで割った余りを示す。
ステップＳ９６において、送信装置３２は、暗号化部１２７の制御のもと、暗号化部１２７から供給されたセッション鍵を変復調部５３の変調方式と同一の変調方式により変調する。そして、送信装置３２は、変調したセッション鍵をUWB信号として、携帯電話機１１あてに送信し、処理は終了する。
このようにして、ＰＣ３３は、セッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を携帯電話機１１あてに送信する。
このように、セッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を携帯電話機１１あてに送信するようにしたので、ＰＣ３３および携帯電話機１１は、セッション鍵を用いたデータの暗号化および復号が可能となり、第３者による成りすましを防止することができる。
図１１のフローチャートを参照して、図５のステップＳ１２の処理に対応するセッション鍵の受信の処理を説明する。
送信装置３２からセッション鍵が送信されてきたので、ステップＳ１１１において、アンテナ５４は、セッション鍵を受信し、受信したセッション鍵を変復調部５３に供給する。
ステップＳ１１２において、変復調部５３は、アンテナ５４から供給されたセッション鍵を、変復調部５３の変調方式に対応する方式により復調し、復調したセッション鍵を復号部５５に供給する。
ステップＳ１１３において、復号部５５は、変復調部５３から供給されたセッション鍵を復号し、復号したセッション鍵を制御部５６に供給する。より詳細には、ステップＳ１１３において、復号部５５は、鍵保持部５７から秘密鍵を取得し、取得した秘密鍵を用いて、変復調部５３から供給されたセッション鍵を復号する。そして、復号部５５は、復号したセッション鍵を制御部５６に供給する。
例えば、秘密鍵が２つの整数１４９および３９１である場合、ステップＳ１１３において、復号部５５は、式（２０）を演算することにより、変復調部５３から供給されたセッション鍵を復号し、復号したセッション鍵を制御部５６に供給する。
（復号されたセッション鍵）＝（（暗号化されたセッション鍵）149）mod（３９１）
・・・（２０）
ステップＳ１１４において、制御部５６は、復号部５５から供給されたセッション鍵を鍵保持部５７に供給する。
ステップＳ１１５において、鍵保持部５７のセッション鍵保持部８１は、制御部５６から供給されたセッション鍵を保持し、処理は終了する。
このようにして、携帯電話機１１は、セッション鍵を受信し、受信したセッション鍵を保持する。
このように、携帯電話機１１は、送信装置３２から送信されてきたセッション鍵を受信し、受信したセッション鍵を保持することで、セッション鍵を用いたデータの暗号化および復号が可能となり、第３者による成りすましを防止することができる。
以上のように、ＰＣ３３は、受信時刻情報を基に、ユーザが操作する携帯電話機１１の座標位置を算出し、算出した座標位置を基に、携帯電話機１１が特定の位置にあるか否かを判定することで、ユーザが正規のユーザであるか否かを判定するようにしたので、複数の認証領域Ｒ１を任意の位置に設定することができる。また、ＰＣ３３は、受信時刻情報を基に、ユーザが操作する携帯電話機１１の座標位置を算出するようにしたので、携帯電話機１１の位置をより正確に計測することができ、第３者による成りすましを防止することができる。
本発明によれば、携帯電話機とＰＣとが通信するようにしたので、データを送受信することができる。また、本発明によれば、受信時刻情報を基に、ユーザが操作する携帯電話機の座標位置を算出し、算出した座標位置を基に、携帯電話機が特定の位置にあるか否かを判定することで、ユーザが正規のユーザであるか否かを判定するようにしたので、複数の認証領域を任意の位置に設定することができる。
さらに、本発明によれば、受信時刻情報を基に、ユーザが操作する携帯電話機の座標位置を算出するようにしたので、携帯電話機の位置をより正確に計測することができ、第３者による成りすましを防止することができる。
次に、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。
図１２は、本発明に係る無線通信システムの一実施の形態を示す図である。この無線通信システムにおいては、ユーザが操作する携帯電話機１９１およびユーザの認証を行うＰＣが無線通信する。なお、ＰＣは、ディスプレイである出力部１９２を備えている。
また、頂点Ｆ２１乃至Ｆ２８からなる直方体の領域Ｒ２１は、予め設定された認証領域である。ユーザが、認証領域Ｒ２１の内部において、携帯電話機１９１を操作し、認証の処理を行った場合、ＰＣは、ユーザを正規のユーザであると認証し、ユーザが、認証領域Ｒ２１の外部において、携帯電話機１９１を操作し、認証の処理を行った場合、ＰＣは、ユーザを正規のユーザであると認証しない。
すなわち、ＰＣは、携帯電話機１９１から送信されてきた信号を受信し、受信した信号を基に、携帯電話機１９１の位置を計測する。そして、ＰＣは、携帯電話機１９１の位置が、認証領域Ｒ２１の内部であった場合、ユーザを正規のユーザであると認証し、携帯電話機１９１の位置が、認証領域Ｒ２１の外部であった場合、ユーザを正規のユーザであると認証しない。
例えば、携帯電話機１９１は、予め保持している秘密鍵を基に、公開鍵を生成し、生成した公開鍵をUWB通信によりＰＣあてに送信する。
ＰＣは、携帯電話機１９１から送信されてきた公開鍵を受信する。そして、ＰＣは、公開鍵を受信した時刻を示す受信時刻情報を基に、携帯電話機１９１の現在位置である座標位置を算出する。
ＰＣは、算出した座標位置が認証領域Ｒ２１の内部にあるか否かを判定することにより、携帯電話機１９１を操作しているユーザが正規のユーザであるか否かの認証を行う。
ＰＣは、算出した座標位置が認証領域Ｒ２１の内部にあると判定された場合、携帯電話機１９１を操作するユーザが正規のユーザであると認証するので、セッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を、受信した公開鍵を用いて、暗号化する。そして、ＰＣは、暗号化したセッション鍵を、UWB通信により携帯電話機１９１あてに送信する。また、ＰＣは、セッション鍵のハッシュ値を生成し、生成したセッション鍵のハッシュ値をディスプレイである出力部１９２の領域２０２に表示する。この場合、ディスプレイである出力部１９２の領域２０２には、ハッシュ値“ＡＢ０１”が表示される。
一方、携帯電話機１９１は、ＰＣから送信されてきたセッション鍵を受信し、受信したセッション鍵を、予め保持している秘密鍵を用いて復号する。携帯電話機１９１は、復号したセッション鍵のハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値を携帯電話機１９１のディスプレイである出力部２０１に表示する。この場合、ディスプレイである出力部２０１には、ハッシュ値“ＡＢ０１”が表示される。
ここで、ユーザは、ＰＣのディスプレイである出力部１９２の領域２０２に表示されているハッシュ値と、携帯電話機１９１のディスプレイである出力部２０１に表示されているハッシュ値とを比較することにより、携帯電話機１９１が正しくＰＣと通信しているか否かを確認することができる。
また、ＰＣは、算出した座標位置が認証領域Ｒ２１の内部にないと判定された場合、携帯電話機１９１を操作するユーザが正規のユーザであると認証しないので、セッション鍵を生成しない。
図１３は、携帯電話機１９１の機能の構成を示すブロック図である。
携帯電話機１９１は、出力部２０１、乱数発生部２２１、公開鍵生成部２２２、変復調部２２３、アンテナ２２４、復号部２２５、制御部２２６、鍵保持部２２７、暗号化部２２８、ハッシュ値生成部２２９、記録部２３０、およびドライブ２３１を含むように構成される。
なお、乱数発生部２２１、公開鍵生成部２２２、変復調部２２３、アンテナ２２４、復号部２２５、鍵保持部２２７、暗号化部２２８、記録部２３０、およびドライブ２３１のそれぞれは、図３における乱数発生部５１、公開鍵生成部５２、変復調部５３、アンテナ５４、復号部５５、鍵保持部５７、暗号化部５８、記録部５９、およびドライブ６１のそれぞれと同様なので、その説明は省略する。
制御部２２６は、例えば、組み込み型のマイクロプロセッサまたはシステムLSIなどからなり、携帯電話機１９１全体を制御する。制御部２２６は、復号部２２５から供給されたセッション鍵を鍵保持部２２７およびハッシュ値生成部２２９に供給する。また、制御部２２６は、復号部２２５から供給されたデータを必要に応じて、記録部２３０または出力部２０１に供給する。
制御部２２６は、必要に応じて、所定のデータを記録部２３０から取得し、取得したデータを暗号化部２２８に供給する。例えば、制御部２２６は、送信装置（図示せず）から送信されてきた、ユーザＩＤの送信を要求する旨の信号が復号部２２５から供給されると、記録部２３０に記録されているユーザＩＤを取得し、取得したユーザＩＤを暗号化部２２８に供給する。
制御部２２６は、必要に応じて装着された、ドライブ２３１から供給されたプログラムを読み込んで、読み込んだプログラムを実行する。また、制御部２２６は、ドライブ２３１からプログラムやデータが供給された場合、供給されたプログラムやデータを必要に応じて、記録部２３０に供給し、記録部２３０に記録されたプログラムを読み込み、読み込んだプログラムを実行する。
ハッシュ値生成部２２９は、制御部２２６から供給されたセッション鍵を基に、予め記憶しているハッシュ関数を演算することにより、セッション鍵のハッシュ値を生成する。ハッシュ値生成部２２９は、生成したハッシュ値を制御部２２６に供給する。また、ハッシュ値生成部２２９は、ハッシュ値を表示させるためのデータを生成し、生成したハッシュ値を表示させるためのデータを出力部２０１に供給する。
ここで、ハッシュ関数とは、不定長の入力値を固定長の出力値（ハッシュ値）に変換する一方向性の関数である。ハッシュ値生成部２２９は、例えば、SHA（Secure Hash Algorithm）、ＭＤ（Massage Digest）５などのハッシュ値生成部３１８（図１４）が記憶しているハッシュ関数と同一のハッシュ関数を予め記憶している。
出力部２０１は、ディスプレイ、スピーカ、ランプなどよりなり、制御部２２６から供給されたデータを出力する。例えば、ディスプレイである出力部２０１は、制御部２２６から供給された画像データを基に、画像を表示する。
出力部２０１は、ハッシュ値生成部２２９から供給された、ハッシュ値を表示させるためのデータを基に、ディスプレイである出力部２０１にハッシュ値を表示する。
図１４は、ＰＣの機能の構成を示す図である。
ＰＣ２９１は、出力部１９２、復号部３１１、制御部３１２、鍵保持部３１３、座標位置算出部３１４、乱数発生部３１５、セッション鍵生成部３１６、暗号化部３１７、ハッシュ値生成部３１８、記録部３１９、およびドライブ３２０を含むように構成される。
なお、復号部３１１、制御部３１２、鍵保持部３１３、座標位置算出部３１４、乱数発生部３１５、暗号化部３１７、記録部３１９、およびドライブ３２０のそれぞれは、図４における復号部１２１、制御部１２２、鍵保持部１２３、座標位置算出部１２４、乱数発生部１２５、暗号化部１２７、記録部１２８、およびドライブ１２９のそれぞれと同様なので、その説明は省略する。
セッション鍵生成部３１６は、乱数発生部３１５から供給された乱数を基に、セッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を鍵保持部３１３、暗号化部３１７、およびハッシュ値生成部３１８に供給する。
ハッシュ値生成部３１８は、セッション鍵生成部３１６から供給されたセッション鍵を基に、予め記憶しているハッシュ関数を演算することにより、セッション鍵のハッシュ値を生成する。ハッシュ値生成部３１８は、生成したハッシュ値を、制御部３１２に供給する。また、ハッシュ値生成部３１８は、生成したハッシュ値を表示させるためのデータを生成し、生成したハッシュ値を表示させるためのデータを出力部１９２に供給する。
ハッシュ値生成部３１８は、例えば、SHA、ＭＤ５などのハッシュ値生成部２２９が記憶しているハッシュ関数と同一のハッシュ関数を予め記憶している。
出力部１９２は、ディスプレイ、スピーカ、ランプなどよりなり、制御部３１２から供給されたデータを出力する。例えば、ディスプレイである出力部１９２は、制御部３１２から供給された画像データを基に、画像を表示する。また、出力部１９２は、ハッシュ値生成部３１８から供給された、ハッシュ値を表示させるためのデータを基に、ディスプレイである出力部１９２にハッシュ値を表示する。
以下、図１５および図１６を参照して、具体的な処理を説明する。なお、携帯電話機１９１によるセッション鍵保持の処理およびＰＣ２９１によるセッション鍵の送信の処理は、図５および図６のフローチャートを参照して説明した処理と同様であるので、その説明は省略する。
図１５のフローチャートを参照して、ＰＣ２９１による、セッション鍵の送信の処理を説明する。なお、ステップＳ１３１の処理およびステップＳ１３２の処理は、図１０におけるステップＳ９１の処理およびステップＳ９２の処理と同様なので、その説明は省略する。
ステップＳ１３３において、セッション鍵生成部３１６は、乱数発生部３１５から供給された乱数を基に、セッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を鍵保持部３１３、暗号化部３１７、およびハッシュ値生成部３１８に供給する。例えば、ステップＳ１３３において、セッション鍵生成部３１６は、乱数発生部３１５から供給された乱数を基に、DES方式において用いられる56bitのセッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を鍵保持部３１３、暗号化部３１７、およびハッシュ値生成部３１８に供給する。
ステップＳ１３４において、鍵保持部３１３のセッション鍵保持部３４１は、セッション鍵生成部３１６から供給されたセッション鍵を保持する。
ステップＳ１３５において、ハッシュ値生成部３１８は、セッション鍵生成部３１６から供給されたセッション鍵を基に、セッション鍵のハッシュ値を生成する。ハッシュ値生成部３１８は、生成したハッシュ値を基に、ハッシュ値を表示させるためのデータを生成し、生成したハッシュ値を表示させるためのデータを出力部１９２に供給する。
例えば、ステップＳ１３５において、ハッシュ値生成部３１８は、セッション鍵生成部３１６から供給されたセッション鍵を基に、SHA、ＭＤ５などのハッシュ値生成部２２９が記憶しているハッシュ関数と同一のハッシュ関数を演算することにより、セッション鍵のハッシュ値を生成する。ハッシュ値生成部３１８は、生成したハッシュ値を基に、ハッシュ値を表示させるためのデータを生成し、生成したハッシュ値を表示させるためのデータを出力部１９２に供給する。
ステップＳ１３６において、出力部１９２は、ハッシュ値生成部３１８から供給されたハッシュ値を表示するためのデータを基に、ディスプレイである出力部１９２にハッシュ値を表示する。
ステップＳ１３７の処理およびステップＳ１３８の処理は、図１０におけるステップＳ９５の処理およびステップＳ９６の処理と同様なので、その説明は省略する。
このようにして、ＰＣ２９１は、セッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を携帯電話機１９１あてに送信する。また、ＰＣ２９１は、生成したセッション鍵のハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値をディスプレイである出力部１９２に表示する。
このように、生成したセッション鍵のハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値をディスプレイである出力部１９２に表示することで、ＰＣ２９１は、ＰＣ２９１が携帯電話機１９１と正しく通信していることをユーザに知らせることができる。
次に、図１６のフローチャートを参照して、携帯電話機１９１による、セッション鍵の受信の処理を説明する。なお、ステップＳ１５１乃至ステップＳ１５３の処理のそれぞれは、図１１におけるステップＳ１１１乃至ステップＳ１１３の処理のそれぞれと同様なので、その説明は省略する。
ステップＳ１５４において、制御部２２６は、復号部２２５から供給されたセッション鍵を鍵保持部２２７およびハッシュ値生成部２２９に供給する。
ステップＳ１５５において、鍵保持部２２７のセッション鍵保持部２５１は、制御部２２６から供給されたセッション鍵を保持する。
ステップＳ１５６において、ハッシュ値生成部２２９は、制御部２２６から供給されたセッション鍵を基に、セッション鍵のハッシュ値を生成する。ハッシュ値生成部２２９は、生成したハッシュ値を表示させるためのデータを生成し、生成したハッシュ値を表示させるためのデータを出力部２０１に供給する。
例えば、ステップＳ１５６において、ハッシュ値生成部２２９は、制御部２２６から供給されたセッション鍵を基に、予め記憶しているSHA、ＭＤ５などのハッシュ関数を演算することにより、セッション鍵のハッシュ値を生成する。ハッシュ値生成部２２９は、生成したハッシュ値を表示させるためのデータを生成し、生成したハッシュ値を表示させるためのデータを出力部２０１に供給する。
ステップＳ１５７において、出力部２０１は、ハッシュ値生成部２２９から供給されたハッシュ値を表示させるためのデータを基に、ディスプレイである出力部２０１にハッシュ値を表示し、処理は終了する。
このようにして、携帯電話機１９１は、送信装置から送信されてきたセッション鍵を受信し、受信したセッション鍵を保持する。また、携帯電話機１９１は、セッション鍵のハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値をディスプレイである出力部２０１に表示する。
このように、携帯電話機１９１は、セッション鍵のハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値を表示することで、携帯電話機１９１がＰＣ２９１と正しく通信しているかをユーザに知らせることができる。また、ユーザは、携帯電話機１９１のディスプレイである出力部２０１に表示されたハッシュ値と、ＰＣ２９１のディスプレイである出力部１９２に表示されたハッシュ値とが異なる場合、第３者による不正な通信が行われていると判断し、通信を中止させることで、第３者による成りすましを防止することができる。
以上のように、受信時刻情報を基に、ユーザが操作する携帯電話機１９１の座標位置を算出し、算出した座標位置を基に、携帯電話機１９１が特定の位置にあるか否かを判定することで、ユーザが正規のユーザであるか否かを判定するようにしたので、複数の認証領域Ｒ２１を任意の位置に設定することができる。また、受信時刻情報を基に、ユーザが操作する携帯電話機１９１の座標位置を算出するようにしたので、携帯電話機１９１の位置をより正確に計測することができ、第３者による成りすましを防止することができる。
本発明によれば、携帯電話機とＰＣとが通信するようにしたので、データを送受信することができる。また、本発明によれば、受信時刻情報を基に、ユーザが操作する携帯電話機の座標位置を算出し、算出した座標位置を基に、携帯電話機が特定の位置にあるか否かを判定することで、ユーザが正規のユーザであるか否かを判定するようにしたので、複数の認証領域を任意の位置に設定することができる。
さらに、本発明によれば、受信時刻情報を基に、ユーザが操作する携帯電話機の座標位置を算出するようにしたので、携帯電話機の位置をより正確に計測することができ、第３者による成りすましを防止することができる。
なお、ＰＣ２９１および携帯電話機１９１において、セッション鍵のハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値を表示すると説明したが、図１７に示すように、ハッシュ値に対応する画像を表示するようにしてもよい。
図１７において、図１２における場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、繰り返しになるので、その説明は省略する。
ＰＣ２９１は、セッション鍵のハッシュ値を生成し、生成したセッション鍵のハッシュ値に対応する画像をディスプレイである出力部１９２の領域２０２に表示する。ここで、ハッシュ値に対応する画像とは、例えば、ハッシュ値を、画像データを特定するためのＩＤとする画像データを基に表示される画像である。
この場合、ハッシュ値生成部３１８は、セッション鍵生成部３１６から供給されたセッション鍵を基に、セッション鍵のハッシュ値を生成し、生成したセッション鍵のハッシュ値を制御部３１２に供給する。そして、制御部３１２は、ハッシュ値生成部３１８から供給されたハッシュ値によって特定される画像データを記録部３１９から取得し、取得した画像データを出力部１９２に供給する。そして、出力部１９２は、制御部３１２から供給された画像データを基に、ディスプレイである出力部１９２に画像を表示する。
したがって、例えば、ＰＣ２９１が生成したハッシュ値が“ＡＢ０１”であった場合、ＰＣ２９１は、ＩＤが“ＡＢ０１”である画像データを基に、ディスプレイである出力部１９２の領域２０２に画像を表示する。
一方、携帯電話機１９１は、ＰＣ２９１から送信されてきたセッション鍵を受信し、受信したセッション鍵を、予め保持している秘密鍵を用いて復号する。携帯電話機１９１は、復号したセッション鍵のハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値に対応する画像を携帯電話機１９１のディスプレイである出力部２０１に表示する。
この場合、ハッシュ値生成部２２９は、制御部２２６から供給されたセッション鍵を基に、セッション鍵のハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値を制御部２２６に供給する。制御部２２６は、ハッシュ値生成部２２９から供給されたハッシュ値によって特定される画像データを記録部２３０から取得し、取得した画像データを出力部２０１に供給する。そして、出力部２０１は、制御部２２６から供給された画像データを基に、ディスプレイである出力部２０１に画像を表示する。
したがって、例えば、携帯電話機１９１が受信したセッション鍵のハッシュ値が“ＡＢ０１”であった場合、携帯電話機１９１は、ＩＤが“ＡＢ０１”である画像データを基に、ディスプレイである出力部２０１に画像を表示する。
このように、ユーザは、ＰＣ２９１のディスプレイである出力部１９２の領域２０２に表示される画像と、携帯電話機１９１のディスプレイである出力部２０１に表示される画像とを比較することにより、携帯電話機１９１が正しくＰＣ２９１と通信しているか否かを確認することができる。
また、ＰＣ２９１のディスプレイである出力部１９２の領域２０２に表示される画像と、携帯電話機１９１のディスプレイである出力部２０１に表示される画像とが異なる場合、ユーザは、第３者による不正な通信が行われていると判断し、通信を中止させることで、第３者による成りすましを防止することができる。
また、上述した無線通信システムは、図１８乃至図２０に示すように利用することもできる。
図１８において、ユーザ４１１は、携帯電話機４１２を操作し、ＰＣ（図示せず）に接続する。認証領域（図示せず）は、サインボード４１３の周囲に設定されており、サインボード４１３には、例えば、ユーザ４１１がＰＣに接続することによって得られるサービス、接続の方法、携帯電話機４１２の操作方法などが掲示されている。
このように、ユーザ４１１は、サインボード４１３に掲示されている、ユーザ４１１がＰＣに接続することによって得られるサービス、接続の方法、携帯電話機４１２の操作方法などを参照して、携帯電話機４１２を操作することにより、サインボード４１３に掲示された情報をダウンロードするなどのサービスを受けることができる。また、携帯電話機４１２は、公開鍵によって暗号化されたセッション鍵を受信し、受信したセッション鍵を用いて、通信するデータを暗号化するので、第３者に通信を傍受されても、情報が漏洩する心配がない。
また、図１９に示すように、ユーザが携帯電話機４３１を、ＰＣ（図示せず）に接続されているディスプレイ４３２上に配置することで、ＰＣに接続するようにすることもできる。この場合、認証領域（図示せず）は、ディスプレイ４３２の表示領域４５１の近傍に設けられている。
ディスプレイ４３２の表示領域４５１には、ＰＣが提供するサービスの内容、サービスを受けるために必要な処理を行うための携帯電話機４３１の操作方法などが表示される。ユーザは、ディスプレイ４３２の表示領域４５１に表示されているＰＣが提供するサービスの内容、サービスを受けるために必要な処理を行うための携帯電話機４３１の操作方法などを参照して、携帯電話機４３１を操作する。
このように、ユーザは、携帯電話機４３１をディスプレイ４３２上に配置するだけで、ＰＣに接続することができる。
さらに、UWB信号を利用した位置計測は、計測誤差が数センチ単位での位置計測が可能であり、認証領域の場所および認証領域の数は、ＰＣによって、任意に変更することができる。
したがって、図２０に示すように、ＰＣ（図示せず）に接続されているディスプレイ４７１の表示領域４９１に領域４９２および領域４９３を設け、携帯電話機４７２を領域４９２の上に配置するか、領域４９３の上に配置するかで、処理を指定することができる。
例えば、領域４９２には、文字“サンプルをダウンロード”が表示され、ユーザは、携帯電話機４７２を領域４９２の上に配置することによって、音楽のサンプルデータをダウンロードするための処理を開始することができる。
一方、例えば、領域４９３には、文字“音楽を購入”が表示され、ユーザは、携帯電話機４７２を領域４９３の上に配置することによって、音楽データを購入するための処理を開始することができる。
なお、携帯電話機とＰＣとがUWB方式により通信すると説明したが、UWB方式に限らず、CDMA（Code Division Multiple Access）方式などにより通信するようにしてもよい。また、ＰＣに送信装置および受信装置が接続されていると説明したが、送信装置および受信装置がＰＣに組み込まれた構成とすることも可能である。
さらに、無線通信システムは、携帯電話機およびＰＣにより構成されると説明したが、携帯電話機およびＰＣに限らず、専用の端末装置、PDA（Personal Digital Assistant）などにより構成するようにしてもよい。
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているＰＣまたは携帯電話機、あるいは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、ＰＣまたは携帯電話機などに、記録媒体からインストールされる。
この記録媒体は、例えば、図４に示すように、ＰＣとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク１７１（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク１７２（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク１７３（ＭＤ(Mini-Disc)（商標）を含む）、若しくは半導体メモリ１７４などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、ＰＣに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM（図示せず）や、記録部１２８に含まれるハードディスクなどで構成される。
なお、上述した一連の処理を実行させるプログラムは、必要に応じてルータ、モデムなどのインタフェースを介して、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の通信媒体を介してＰＣまたは携帯電話機にインストールされるようにしてもよい。
また、本明細書において、記録媒体に格納されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
本発明に係る無線通信システムの一実施の形態を示す図である。 本発明に係る無線通信システムの一実施の形態の構成の例を示す図である。 携帯電話機の機能の構成を示すブロック図である。 ＰＣの機能の構成を示すブロック図である。 携帯電話機によるセッション鍵保持の処理およびＰＣによるセッション鍵の送信の処理を説明するフローチャートである。 携帯電話機によるセッション鍵保持の処理およびＰＣによるセッション鍵の送信の処理を説明するフローチャートである。 公開鍵の送信の処理を説明するフローチャートである。 座標位置算出の処理を説明するフローチャートである。 座標位置を説明するための図である。 セッション鍵の送信の処理を説明するフローチャートである。 セッション鍵の受信の処理を説明するフローチャートである。 本発明に係る無線通信システムの一実施の形態を示す図である。 携帯電話機の機能の構成を示すブロック図である。 ＰＣの機能の構成を示すブロック図である。 セッション鍵の送信の処理を説明するフローチャートである。 セッション鍵の受信の処理を説明するフローチャートである。 本発明に係る無線通信システムの一実施の形態を示す図である。 本発明に係る無線通信システムの一実施の形態を示す図である。 本発明に係る無線通信システムの一実施の形態を示す図である。 本発明に係る無線通信システムの一実施の形態を示す図である。
符号の説明
１１ 携帯電話機， １２ 出力部， ３１−１乃至３１−４，３１ 受信装置， ３２ 送信装置， ３３ ＰＣ， ５１ 乱数発生部， ５２ 公開鍵生成部， ５３ 変復調部， ５４ アンテナ， ５６ 制御部， ５７ 鍵保持部， ５９ 記録部， ６０ 出力部， ８１ セッション鍵保持部， ８２ 秘密鍵保持部， １０１ 磁気ディスク， １０２ 光ディスク， １０３ 光磁気ディスク， １０４ 半導体メモリ， １２２ 制御部， １２３ 鍵保持部， １２４ 座標位置算出部， １２６ セッション鍵生成部， １２８ 記録部， １５１ セッション鍵保持部， １５２ 公開鍵保持部， １５３ 判定部， １７１ 磁気ディスク， １７２ 光ディスク， １７３ 光磁気ディスク， １７４ 半導体メモリ， １９１ 携帯電話機， １９２ 出力部， ２０１ 出力部， ２２２ 公開鍵生成部， ２２６ 制御部， ２２７ 鍵保持部， ２２９ ハッシュ値生成部， ２３０ 記録部， ２５１ セッション鍵保持部， ２５２ 秘密鍵保持部， ２７１ 磁気ディスク， ２７２ 光ディスク， ２７３ 光磁気ディスク， ２７４ 半導体メモリ， ２９１ ＰＣ， ３１２ 制御部， ３１３ 鍵保持部， ３１４ 座標位置算出部， ３１６ セッション鍵生成部， ３１８ ハッシュ値生成部， ３１９ 記録部， ３４１ セッション鍵保持部， ３４２ 公開鍵保持部， ３４３ 判定部， ３６１ 磁気ディスク， ３６２ 光ディスク， ３６３ 光磁気ディスク， ３６４ 半導体メモリ

Claims (2)

  1. 無線通信する第１の情報処理装置と第２の情報処理装置とからなる無線通信システムにおいて、
    前記第１の情報処理装置は、
    予め保持している秘密鍵を用いて、前記秘密鍵によってのみ復号可能に情報を暗号化するために用いられる公開鍵を生成する公開鍵生成手段と、
    前記公開鍵を無線通信により前記第２の情報処理装置あてに送信する第１の送信手段と
    を備え、
    前記第２の情報処理装置は、
    前記第１の情報処理装置から送信されてきた前記公開鍵を、複数の位置において受信する第１の受信手段と、
    複数の前記位置において受信された前記公開鍵の受信時刻のそれぞれを基に、前記第１の情報処理装置の位置を算出する算出手段と、
    算出された前記第１の情報処理装置の前記位置が予め定められた領域内にあるか否かを判定する判定手段と、
    前記第１の情報処理装置の前記位置が前記領域内にあると判定された場合、前記第１の情報処理装置との間で通信される情報を暗号化するか、または復号するために必要なセッション鍵のハッシュ値を生成する第１の生成手段と、
    前記セッション鍵の前記ハッシュ値によって特定される画像を表示する第１の表示手段と、
    前記第１の情報処理装置の前記位置が前記領域内にあると判定された場合、前記セッション鍵を、受信した前記公開鍵で暗号化する暗号化手段と、
    前記公開鍵により暗号化された前記セッション鍵を、前記第１の情報処理装置に送信する第２の送信手段と
    を備え、
    前記第１の情報処理装置は、さらに、
    前記第２の情報処理装置から送信されてきた前記セッション鍵を受信する第２の受信手段と、
    受信した前記セッション鍵を前記秘密鍵により復号する復号手段と、
    復号された前記セッション鍵のハッシュ値を生成する第２の生成手段と、
    前記第２の生成手段により生成された前記ハッシュ値によって特定される画像を表示する第２の表示手段と
    を備える
    ことを特徴とする無線通信システム。
  2. 前記第１の送信手段は、前記公開鍵を、UWB（Ultra Wide Band）方式により前記第２の情報処理装置あてに送信し、
    前記第１の受信手段は、UWB方式により、複数の位置において前記公開鍵を受信する
    ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
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