JP4750515B2 - 安全なアドホックネットワークを構築するシステム - Google Patents

Description

本発明は、アドホックネットワークを構築する無線通信技術に関し、特に、安全で利便性の高いアドホックネットワークを簡便に構築するネットワーク構築システムとそのセキュリティ構成に関する。

特定の制御局を必要とせずに、デバイス（またはノード）自体が相互通信により自立分散的に構築するローカルなネットワークを、アドホックネットワークと呼ぶ。アドホックネットワークは、マルチホップネットワーク、またはメッシュネットワークとも呼ばれ、各ノードが互いに信号を伝送しながらカバレッジを広げることができる。したがって、任意の通信ネットワークを迅速かつ柔軟に構築できる。

アドホックネットワークのひとつとして、個人が所有するパーソナルな電子機器（ＰＣ、ディジタルビデオカメラ、ＴＶセット、ＤＶＤプレーヤ、エアコンディショナなど）が、近距離の無線チャネルを介して互いに通信するパーソナルネットワークの構築も期待されている。

ところで、特定の制御局による中央制御なしに、ネットワークへの参加者が動的に変化するアドホックな環境では、ネットワークの安全性（セキュリティ）を維持することが困難になる。そこで、認証局（ＣＡ：Certification Authority）の機能をアドホックネットワーク向けに複数分散させる方式が提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。しかし、この方法では、各デバイスにいずれかのＣＡへの接続が要求される。各デバイスが個々に制御局（ＣＡ）とやりとりするので、ネットワークの規模が大きくなるにつれ、通信制御が複雑化し、簡易なアドホックネットワークを構築するという利点が損なわれる。

一方、ネットワーク上に分散された情報を統合することにより、仮想的なＣＡを構築する方式が提案されている（たとえば、非特許文献２参照）。この方式はＣＡへの接続性は要求しないが、各ノードで実行すべき処理が複雑で制御不可が高くなるという問題がある。

中央制御的な認証局（ＣＡ）がない場合には、許可なきアクセスを排除して、ノード間の接続の信頼性を維持する必要がある。ネットワークに対するユーザ・アクセスとその許可を管理する手法として、各デバイスが、最初に秘密鍵を送ってきた者を所有者として認識し、以後は所有者に対してのみ忠実に動作するというネットワークセキュリティモデルが提案されている（たとえば、非特許文献３、４参照）。このモデルは、最初に目に映ったものを親と認識する「アヒルのすり込み（imprinting）」にたとえて、「よみがえるアヒルの子（Resurrecting Duckling）」と呼ばれている。

このモデルは、秘密鍵のすり込みと、所有者が変わった場合のデバイスの引継ぎ、すなわち、デバイスをいったんすり込み可能な白紙状態にしておいて、新たな所有者から秘密鍵をすり込まれることによって生き返るという理論のみを開示しているが、この理論に基づき、具体的にどのようにして安全なアドホックネットワークが構築され得るのかについては、何ら開示されていない。
L. Zhou and J. Haas, "Securing Ad Hoc Networks", IEEE Networks, Vol. 12, Issue 6, 1999 H. Luo et al., "Self-securing Ad Hoc Wireless Networks", IEEE ISCC 2002 F. Stajano and R. Anderson, "The Resurrecting Duckling: Security Issues for Ad-hoc Wireless Networks", Seventh International Workshop on Security Protocols, 1999 F. Stajano, "The Resurrecting Duckling ― what next? Security Protocols", 8th International Workshop, LNCS, 2000

そこで、本発明は、簡単な手法で、安全で簡易、かつ高性能なアドホックネットワークを構築するための基本構成と、安全なアドホックネットワークの構築方法を提供することを課題とする。

上記課題を実現するために、本発明では、携帯電話などの簡便な携帯端末を使用して、ネットワークを構成する各デバイスに必要なセキュリティ情報を設定する。各デバイスは、認証局にアクセスする必要はない。各デバイスを証明するデバイス証明書は、ネットワークに一意なネットワーク証明書で署名されており、各デバイスは、ネットワーク証明書で署名された自己のデバイス証明書を保持するだけでよい。

また、ネットワークに一意の所有者登録鍵を各デバイスに設定し、所有者登録鍵を有する移動端末のみにネットワーク内のデバイスの操作を許可する。

本発明の第１の側面では、セキュアネットワークの構築システムが提供される。このシステムは、
アドホックなネットワークを構成する１以上のデバイスと、
前記デバイスを認証する認証局と、
前記認証局と通信し、前記１以上のデバイスの各々に対して必要な情報を設定、制御する移動端末と、
を含み、
認証局は、ネットワークに一意のネットワーク証明書を発行し、
任意のデバイスが前記ネットワークに参加するたびに、当該デバイスを証明するデバイス証明書を生成し、生成したデバイス証明書を前記ネットワーク証明書で署名して前記移動端末に送信し、
移動端末は、ネットワーク証明書で署名されたデバイス証明書を、前記デバイスに設定する。

良好な構成例では、移動端末は、非接触型のＩＣカードや赤外線短距離無線通信機能を有し、これらの機能を利用して、デバイス証明書を含むセキュリティ情報をワンタッチでデバイスに設定する。

本発明の第２の側面では、セキュアなネットワークを構築するシステムで用いられる認証局を提供する。認証局は、
（ａ）移動端末からのネットワーク生成要求に応じて、当該ネットワークを証明するためのネットワーク証明書を作成し、新たなデバイスが前記ネットワークに参加するたびに、当該デバイスを証明するデバイス証明書を作成する証明書作成部と、
（ｂ）前記１以上のデバイスを動作させるための登録鍵を生成する鍵生成部と、
（ｃ）前記ネットワーク証明書、デバイス証明書、および登録鍵を含むネットワーク情報を管理するネットワーク情報管理部と、
（ｄ）前記各デバイスのネットワークへの登録時に、前記ネットワーク証明書で署名されたデバイス証明書と、前記登録鍵を、前記移動端末に送信する通信インタフェースと
を備える。

ネットワークに一意のネットワーク証明書で各デバイスを署名することによって、各デバイスを証明し、証明されたデバイスのみがネットワークに参加できる。

各デバイスは認証局にアクセスする必要はなく、移動端末のワンタッチ操作で、必要なセキュリティ情報をデバイスに設定できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るアドホックネットワークを構築するためのシステムの概略図である。図１において、システムは、管理ネットワーク１０と、移動端末１３と、アドホックネットワーク１４を含む。管理ネットワーク１０は、認証装置１１と認証管理サーバ１２を含み、これらを一体として認証局１０する構成としてもよい。認証装置１１は、安全なアドホックネットワーク１４の構築と、構築されたアドホックネットワーク１４を利用する安全なグループの生成を実現するために、必要な証明書や鍵等を発行する。証管理装置１２は、生成された証明書、鍵等を管理して、生成されたグループを管理する。

アドホックネットワーク１４は、複数のメッシュデバイス（ＭＡＰ：Mesh Network Access Point）であるＭＡＰ＃１〜ＭＡＰ＃５を含む。これらのデバイスは、たとえば、ＴＶセット、プリンタ、パーソナルコンピュータなど、メッシュネットワークのアクセスポイントとして機能し得る無線通信機能を有するデバイスである。メッシュデバイスの配下には、１以上の端末機器（ステーション）が有線または無線で接続されていてもよい。

図２は、図１のシステムにおいて、安全なアドホックネットワークを構築するための大まかな手順を示す図である。基本的な構成として、個々のメッシュデバイス２０−１〜２０−５は、認証装置１１にアクセスする必要がなく、各デバイス２０−１〜２０−５に必要なセキュリティ情報は、移動端末１３を介してデバイスに設定される。これを実現するために、認証装置１１において、ネットワークに一意に与えられるネットワーク証明書３１を用いて、各デバイスを証明するデバイス証明書３３を発行し、移動端末１３を介してデバイス証明書３３とネットワーク証明書３１を各デバイス２０−１〜２０−２に設定する。

また、ネットワークごとに、ネットワーク内で各デバイスを動作させるための所有者登録鍵（imprinting key）を発行し、各デバイス２０−１〜２０−５に設定する。所有者登録鍵を有する者だけが、ネットワーク内のデバイス（メッシュデバイス）２０を動作させることができる。

認証装置１１にアクセスするのは移動端末１３だけであり、移動端末１３を用いて、アドホックネットワーク１４内の各メッシュデバイス２０−１〜２０−５のセキュリティと動作を制御することができる。移動端末１３と認証装置１１の間の通信は、安全性の高い通信リンク、たとえばＳＳＬ（Secure Socket Layer）で通信される。

より具体的には、以下の手順が行なわれる。
（１）認証装置１１は携帯端末１３からの要求に応じて、アドホックネットワーク１４を構築、利用するユーザグループを安全に作成するために、ネットワークに１対１対応で付与されるネットワーク証明書３１と、ネットワークを構成するメッシュデバイス２０ごとに与えられるデバイス証明書３３と、メッシュデバイス２０を動作させるためのネットワーク１４に固有の所有者登録鍵３２と、アドホックネットワーク１４から排除されるべきデバイスをリストした排除リスト（ＤＲＬ：Device Revocation List）を生成し、発行する。
（２）携帯端末１３は、ネットワーク参加に必要なセキュリティ情報（ネットワークア証明書、デバイス証明書、所有者登録鍵、ＤＲＬ等）を認証装置１１から受信して、対応するメッシュデバイス２０に入力する。このとき、安全性と簡便性の側面から、携帯端末１３は、ＦｅｌｉＣａ（登録商標）、ＩｒＤＡといった非接触型、あるいは超短距離無線通信用のＩＣカードを利用して、セキュリティ情報をメッシュデバイス２０にワンタッチ入力するのが望ましい。
（３）認証装置１１は、発行した証明書や鍵、ＩＤ、ＤＲＬなどを認証管理装置１２に渡し、認証管理装置１２は、これらの情報をグループ単位で保存、管理する。

図３は、安全なアドホックネットワーク１４を構築する際の具体的な手順を示すフローチャートである。

まず、ユーザは安全なネットワーク構築のためのサービスに登録する（Ｓ１１）。１つのサービスにつき、ひとつの管理グループが形成される。管理グループは、たとえば家族、サークル等、任意のグループである。したがって、１つのサービスに複数のユーザを登録することが可能である。管理グループに属するユーザが、管理グループが持つネットワークの管理者となる。同じ管理グループに属する移動端末は、同一の権限をもって、管理グループ内のすべてのデバイスを制御することができる。管理グループには、システム内で一意の値をもつグループアカウントＩＤが付与される。

サービス登録が完了すると、管理グループに所属するユーザは、ネットワークを生成する（Ｓ１２）。１つの管理グループ内で複数のネットワークを構築することができる。たとえば、家族の場合、共用スペースでのネットワークと、プライベートスペースでのネットワークをそれぞれ構築することができる。この場合も、認証装置１１によって、ネットワークごとに、所有者登録鍵（imprinting key）３２とネットワーク証明書３３が生成、発行される。同じネットワークに属するデバイスは、同じ所有者登録鍵を有しており、移動端末１３から１つの所有者登録鍵３２で、ネットワーク１４内のデバイスを設定、制御することができる。

所有者登録鍵３２は、管理グループに所属するユーザの移動端末１３から、ネットワーク１４内のすべてのデバイス２０−１〜２０−５に入力される。このとき、上述したように、ＩｒＤＡなど、非接触無線通信の機能を利用して、ワンタッチ入力するのが望ましい。操作が簡単であることと、情報が任意の方向に飛ぶ無線通信において、ネットワークに入れたくないデバイスに所有者登録鍵がすりこまれることを防止する必要があるからである。所有者登録鍵３２は、移動端末１３に保存することも可能であるが、紛失等のおそれもあり、安全面からは、認証管理サーバ１２のみで保存、管理されるのが望ましい。

ネットワーク生成の際に、ネットワークから排除すべきデバイスをリストしたＤＲＬ（device Revocation List）を生成する。ＤＲＬは適宜更新されるが、ネットワーク生成時は、排除すべきデバイスがリストされていないＤＲＬが生成される。このＤＲＬも、ネットワーク内のすべてのデバイスに設定される。ＤＲＬは、移動端末１３によるワンタッチ入力でもよいし、ネットワーク内で近距離無線通信によるブロードキャスト送信でもよい。

次に、ネットワークを構成するデバイスの登録を行う（Ｓ１３）。デバイスごとに、デバイス証明書３３が発行される。各デバイス証明書３３は、ネットワークに固有のネットワーク証明書３１で署名されており、ネットワーク証明書３１により署名されたデバイス証明書３３を有するデバイスだけが、ネットワークに参加することができる。各デバイスへのデバイス証明書３３の設定も、移動端末１３によるワンタッチ入力が望ましい。

次に、ＤＲＬが適宜、更新され、更新されたＤＲＬがネットワーク１４内のすべてのデバイス２０に設定される（Ｓ１４）。

図４は、図３のネットワーク生成ステップ（Ｓ１２）における、移動端末１３、認証局１０（認証装置１１および認証管理サーバ１２を含む）、メッシュデバイス２０間の動作シーケンスを示す図である。

ステップ４０２で、ネットワークの開設に際してに、ユーザは移動端末１３からユーザが選択した簡易なネットワークＩＤと、グループアカウントＩＤを入力する。簡易ネットワークＩＤは、たとえば「Ｈｏｍｅ」など、ユーザフレンドリーなＩＤであり、管理グループ内で一意の値である。

ステップ４０４で、認証局１０はユーザによる簡易ネットワークＩＤとグループアカウントＩＤから、管理グループ内の一意性が確認され、確認後、システム内で一意の認証局ネットワークＩＤ（ＣＡ ＮＷ ＩＤ）が生成される。この認証局によるネットワークＩＤが、ネットワーク証明書の発行に必要となってくる。ユーザからみると、最小限のインタラクションで、システムで一意のネットワークＩＤを得ることができる。

認証局１０によるネットワークＩＤの生成において、ユーザの利便性とシステム内での一意性を確保するために、次の２つの手法が考えられる。第１の手法は、ユーザの簡易ネットワークＩＤにランダム値を付加して拡張する方法である。第２の手法は、通常のアドレス生成のように、ユーザ名、ドメイン名など、階層的な値を設定する方法である。

第１の手法では、ユーザの移動端末１３にはランダム値は表示されず、あくまでもユーザが選択した簡易ネットワークＩＤが表示される。たとえば、ユーザがネットワークＩＤとして「Ｈｏｍｅ」を選択した場合、認証局１０は、１６進数のランダム値を追加し、たとえば「Ｈｏｍｅ２５４０ＢＥ４００」という認証局ネットワークＩＤを生成する。ユーザの移動端末１３と認証管理サーバ１３は、この認証局ネットワークＩＤを格納する。ユーザの移動端末１３には、「Ｈｏｍｅ」とのみ表示される。

第２の手法では、たとえば、ユーザがサービス登録する際に、システム内で一意のグループ名を選択しておき、これを認証管理サーバ１２に保存しておく。ユーザがネットワークを生成するために簡易ネットワークＩＤとグループアカウントＩＤを入力すると、認証局１０は、グループ名と簡易ネットワークＩＤを組み合わせて、システム内で一意の認証局ネットワークＩＤとする。

システムで一意のネットワークＩＤに基づき、認証局１０はさらに、ネットワークに固有の所有者登録鍵（imprinting key）とネットワーク証明書を生成する。また、ネットワーク証明書を暗号化、復号化するための秘密鍵と公開鍵のペア、およびＤＲＬを生成する。これらのセキュリティ情報は、認証管理サーバ１２に格納され、管理される。認証局ネットワークＩＤは移動端末１３に送信される。

ステップ４０６で、ネットワークが生成された旨が移動端末１３に表示される。なお、図４のシーケンスは、サービス登録後、最初にネットワークを構築する場合を想定しているが、別のネットワークをさらに生成する場合は、認証局１０が認証管理サーバ１２を検索してネットワークＩＤの重複の有無を確認する。ユーザが今回入力した簡易ネットワークＩＤがグループ内で重複する場合は、認証局１０はその旨を移動端末１３に返信し、移動端末にネットワークＩＤが重複する旨が表示され、ユーザは別の簡易ネットワークＩＤを選択して入力する。

図５は、上述したネットワーク証明書の発行要求を示す概略図である。
（ａ）ユーザが移動端末１３から簡易ネットワークＩＤを入力する。
（ｂ）移動端末１３と認証装置１１との間にＳＳＬなどの安全なリンクが設定される。
（ｃ）簡易ネットワークＩＤから生成された認証局ネットワークＩＤに基づいて、ネットワーク証明書と、これを暗号化するための鍵ペアが生成される。また、ネットワークＩＤに基づいて、所有者登録鍵が生成される。
（ｄ）認証局ネットワークＩＤが移動端末１３に送信される。また、新規デバイスの購入を機としてネットワークを生成する場合は、そのデバイスに設定するための所有者登録鍵とネットワーク証明書が、移動端末１３に送信される。
（ｅ）ネットワーク証明書と所有者登録鍵を、ネットワークＩＤと関連づけて、認証管理サーバ１２に登録する。

図６は、所有者登録鍵のメッシュデバイスへの設定シーケンスを示す図である。

ステップ４１０で、移動端末１３はあるデバイスをネットワーク１４に組み入れるために、所有者登録鍵の取得要求を認証局１０に対して送信する。このとき、グループアカウントＩＤが自動的に認証局１０に対して送信される。

ステップ４１１で、認証局１０はグループアカウントに基づいて、この管理グループが使用しているネットワークのネットワークＩＤ一覧を表示する。

ステップ４１２で、ユーザは移動端末１３上で、メッシュデバイスとして組み込むべきネットワークのＩＤを選択し、所有者登録鍵インストールボタンをセットして、移動端末１３をデバイスに近づける。本実施形態では、非接触ＩＣカードの機能を利用して、移動端末１３をデバイスにワンタッチするだけで、所有者登録鍵をデバイスにインプリントすることができる。

ステップ４１４で、メッシュデバイスとして新たにネットワークに参加するデバイスに所有者登録鍵と認証局ネットワークＩＤが設定される。以後、移動端末１３は、メッシュデバイスを制御する権限を有する。所有者登録鍵は、家族等のグループ内で複数のユーザによって共有してもよい。この所有者登録鍵を有さない移動端末からは、所有者登録鍵がすり込まれたメッシュデバイスの設定情報（セキュリティ情報を含む）を制御することはできない。

ステップ４１６で、メッシュデバイスに対する所有者登録鍵のインプリントが正常に完了した旨が、移動端末１３に表示される。

上述したように、所有者登録鍵は、移動端末１３が保持してもよいし、必要に応じて認証局１０からダウンロードしてもよい。移動端末１３が保持する場合は、ＳＩＭカードのような、不正変更が困難な耐タンパな環境に保存することが望ましい。ＳＩＭカードのような手段を利用できない場合は、たとえば、個人識別番号（ＰＩＮ）で所有者登録鍵を暗号かしておき、ユーザがＰＩＮコードを入力した場合にのみ所有者登録鍵がの暗号化が解除されるようにする。ユーザによるすり込み処理（所有者登録鍵のメッシュデバイスへの設定）が終了すると、所有者登録鍵は再度暗号化される。暗号化されていない状態での所有者登録鍵の複製は禁止される。

図７は、図３に示すデバイス登録ステップ（Ｓ１３）のうち、デバイスＩＤの生成シーケンスを示す図である。まず、任意のデバイスをメッシュデバイス２０としてアドホックネットワーク１４に参加させるために、ユーザは移動端末１３にネットワークＩＤとユーザが選択した簡易デバイスＩＤを入力する（Ｓ５０２）。ネットワークＩＤの入力は、簡易ネットワークＩＤを入力してもよいし、画面上でネットワーク名を選択することにより、自動的に認証局ネットワークＩＤが送信される構成としてもよい。簡易デバイスＩＤは、たとえば「ＰＣ」、「ＤＶＤ」などのデバイスの簡単な識別名である。

ステップ５０４で、認証局１０は、ネットワークＩＤに対応するネットワークが登録されていることを確認する。ネットワークが登録されていない場合は、その旨を移動端末１３に通知し、図４の動作を行うことを促す。ネットワークが登録されている場合は、ユーザにより入力された簡易デバイスＩＤが、ネットワーク内で重複しないことを確認し、認証局デバイスＩＤ（ＣＡ Ｄｅｖｉｃｅ ＩＤ）を生成する。重複していても、サフィックスを付けることにより重複を回避できる場合は、認証局１０において新たな簡易デバイスＩＤと、それに対応する認証局デバイスＩＤを生成する。

認証局１０はまた、入力されたネットワークＩＤに対応する所有者登録鍵を検索し、所有者登録鍵を簡易デバイスＩＤ、認証局デバイスＩＤとともに、移動端末１３に送信する。

ステップ５０６で、デバイスＩＤが生成された旨と、簡易デバイスＩＤが移動端末１３に表示される。

図８は、図３に示すデバイス登録ステップ（Ｓ１３）のうち、デバイス証明書の生成シーケンスを示す図である。

ステップ５０８で、移動端末１３は、デバイスに対して証明書発行要求（ＣＳＲ：Certificate Signature Request）を生成させる。たとえば、移動端末１３の「ＣＳＲ生成ボタン」を押下して、移動端末１３をデバイス登録の対象であるデバイスに近接あるいはワンタッチする。ＩｒＤＡなどにより、移動端末１３とデバイスの間でチャレンジ／レスポンスによる認証を行なう。一例として、デバイスにすでに設定されている所有者登録鍵と、移動端末１３が保持する所有者登録鍵の比較による認証を行なう。認証が成功すると、移動端末１３は認証局デバイスＩＤをデバイスに送信する。

ステップ５１０で、デバイスは、公開鍵／秘密鍵のペアと、証明書発行要求（ＣＳＲ）を生成し、これを移動端末１３に送信する。ステップ５１２で、ＣＳＲが作成され、受信された旨が表示される。

ステップ５１４で、移動端末１３はデバイスから取得したＣＳＲを認証局１０に送信する。ステップ５１６で、認証局１０は、受信した証明書発行要求に対応するデバイス証明書を生成する。そして、生成したデバイス証明書を、このデバイスが属することになるネットワークのネットワーク証明書とＤＲＬとともに、移動端末１３に送信する。すなわち、デバイス証明書はネットワーク証明書で署名されており、かつ、対応のＤＲＬとセットになって用いられる。ステップＳ５１８で、移動端末１３にデバイス証明書の受信を表示する。

ステップ５２０で、たとえば移動端末１３上の「証明書インストールボタン」が押下され、移動端末１３がデバイス２０に近接（またはワンタッチ接触）される。

ステップ５２２で、デバイス２０はチャレンジレスポンスにより移動端末１３の認証を行なう。移動端末１３が提示する所有者登録鍵（imprinting key）が、デバイス２０に設定された鍵と異なっていれば、移動端末１３は認証されず、デバイス２０に対してそれ以上の操作をすることはできない。移動端末１３が適切に認証されると、移動端末１３からデバイス２０にネットワーク証明書、デバイス証明書、およびＤＲＬがインストールされる。

ステップ５２４で、証明書発行要求に応じたデバイス証明書のインストール完了が移動端末１３に表示される。以降、メッシュデバイス２０は、隣接する他のメッシュデバイス２０と相互認証を行い、ネットワーク証明書で署名されたデバイス証明書と、排除リストＤＲＬをやり取りすることにより、セキュアなアドホックネットワークに参加することができる。メッシュデバイス２０−１〜２０−５の各々は、交換したＤＲＬを参照することによって、通信すべきでないデバイスを認識することができる。

なお、図７および図８のシーケンス図には示されていないが、発行されたデバイスＩＤ、デバイス証明書、ＤＲＬは、ネットワークＩＤと関連付けて、認証局１０を構成する認証管理サーバ１２に保管される。

図９は、ＤＲＬの更新シーケンスを示す図である。アドホックネットワーク１４を構成するデバイスは一定であるとは限らず、デバイス２０の処分、盗難、譲り渡し、紛失などにより、もはやアドホックネットワーク１４の構成要素となり得ない場合がある。そのような場合、ネットワーク１４から排除されるべきデバイスのリストであるＤＲＬに記載することにより、ＤＲＬを更新し、更新したリストをアドホックネットワーク１４内に配布することによって、ネットワーク１４の安全性を維持することができる。

まず、ステップ６０２で、ユーザ（ネットワーク管理者）は、ネットワークＩＤを提示して、認証局１０に対してアドホックネットワーク１４を構成するデバイスリストを要求する。ステップ６０４で認証局１０は、指定されたネットワークに所属するデバイス一覧を検索して、移動端末１３に送信する。ステップ６０６で、デバイス一覧が移動端末１３に表示される。

ステップ６０８で、ユーザは、アドホックネットワーク１４から排除したいデバイス２０を選択し、認証局１０に通知する。これに応じて、認証局１０は排除されるべきデバイスをＤＲＬに追加し、更新したＤＲＬを移動端末１３に送信する（Ｓ６１０）。ステップ６１２で、更新済みのＤＲＬを受信した旨が移動端末１３に表示される。

ステップ６１４で、移動端末１３上で、最新のＤＲＬをアドホックネットワーク１４内のメッシュデバイス２０に配布するためのボタン操作が行なわれ、ステップ６１６でメッシュデバイス２０にＤＲＬがインストールされる。ステップ６１８で、移動端末１３上にＤＲＬの配布完了が表示される。

移動端末１３からメッシュデバイス２０へのＤＲＬの配布は、上述したワンタッチ設定でもよいし、近距離無線通信を利用したブロードキャスト送信でもよい。ワンタッチ設定の場合は、最初に更新ＤＲＬを設定されたメッシュデバイス２０−１が、隣接するメッシュデバイスと相互認証し、ＤＲＬにリストされていないすべてのメッシュデバイスに対して自律的に更新ＤＲＬを送信する。これにより、盗難、紛失などによりアドホックネットワーク１４を構成しなくなったデバイスを迅速に排除し、アドホックネットワーク１４の安全性を維持することができる。

図１０は、図１に示す安全なネットワークを構築するためのシステムで用いられる認証局１０の構成を示す。図１０の例は、認証装置１１と認証管理サーバ１２を一体として構成した例である。

認証局１０は、通信インタフェース２０２、受付制御部２０４、証明書生成部２２２、証明書作成部２２４、鍵生成部２２６、およびアドホックネットワーク情報管理部２００を有する。アドホックネットワーク情報管理部２００は、ネットワーク管理者管理部２０６、ネットワークメンバ管理部２０８、ネットワークＩＤ管理部２１０、ネットワーク証明書管理部２１２、所有者登録鍵管理部２１４、デバイスＩＤ管理部２１６、デバイス証明書管理部２１８、およびＤＲＬ管理部２２０を含む。

通信インタフェース２０２は、移動端末１３との間の通信インタフェースであり、ＳＳＬなどの安全性の高い通信方式で、通信を行なう。受付制御部２０４は、移動端末１３との間でやりとりされる信号の送受信を制御する。鍵生成部２２６は、ネットワークに一意の所有者登録鍵（imprinting key）や、ネットワーク証明書を暗号化するためのネットワーク鍵ペア（公開鍵および秘密鍵）を生成する。なお、鍵生成部２２６で、デバイス証明書を暗号化するためのデバイス鍵ペアを生成する構成としてもよいが、安全性の観点からは、各メッシュデバイス２０で耐タンパセキュアＩＣカードなどを用いて鍵ペアを生成し、移動端末１３経由で、公開鍵を認証局１０に渡す構成とするのが望ましい。

アドホックネットワーク情報管理部２００は、認証管理サーバ１２の機能に該当し、鍵の管理（所有者登録鍵、ネットワーク鍵ペア等）、ＩＤの管理（グループアカウントＩＤ、ネットワークＩＤ、デバイスＩＤ等）、各種証明書の管理（ネットワーク証明書、デバイス証明書）、ＤＲＬの管理を行う。また、管理グループに所属するネットワーク管理者やユーザを管理し、管理グループへのユーザの追加、削除を管理する。

同じ管理グループに属する移動端末１３、たとえば、家族内で各自が有する移動端末は、同じ管理権限で、ネットワークを構成するメッシュデバイス２０の追加、削除を行なえる。

以上述べたように、本発明によれば、同じネットワーク１４に属するメッシュデバイス２０−１〜２０−５は、同じ所有者登録鍵を有しており、移動端末１３は、ひとつの所有者登録鍵３２で、ネットワーク１４内のすべてのデバイス２０にセキュリティ情報を設定し、動作を制御することができる。

また、ネットワークに一意のネットワーク証明書３１を発行し、各デバイス用に、ネットワーク証明書３１で署名したデイバス証明書３３を発行する。ネットワーク証明書３１、デバイス証明書３３、および所有者登録鍵３２のデバイス２０への設定は、すべて移動端末１３を介してワンタッチ方式で行なわれるので、各デバイス２０が認証局１０にアクセスする必要がない。各デバイスは、ネットワーク証明書で署名された自ノードのデバイス証明書と、所有者登録鍵、およびＤＲＬを格納するだけでよい。

このような構成により、安全性の高いアドホックネットワーク１４を簡便に構築することができる。

なお、アドホックネットワーク１４のセキュリティをさらに有効にするために、所有者登録鍵（imprinting key）３２を定期的または不定期に更新するのが望ましい。たとえば、所有者登録鍵３２の設定後、一定期間経過後に、移動端末１３はユーザに対して所有者登録鍵の更新を促す構成としてもよい。さらに、ネットワークＩＤも各ネットワークに一意に与えられるものであるので、所有者登録鍵３２の更新と同時に、ネットワークＩＤも一緒に更新する構成としてもよい。

本発明が適用される安全なアドホックネットワークを構築するシステムの概略図である。 図１のシステムで行なわれるセキュアなネットワーク構築のための基本構成を示す図である。 図１のシステムで行なわれる安全なネットワーク構築の大まかな手順を示すフローチャートである。 図３のフローにおけるネットワーク生成ステップの詳細なシーケンス図である。 図４のネットワーク生成ステップの概略図である。 デバイスへの所有者登録鍵の設置シーケンスを示す図である。 図３のフローにおけるデバイス登録ステップのデバイスＩＤ生成シーケンスを示す図である。 図３のフローにおけるデバイス登録ステップのデバイス証明書発行シーケンスを示す図である。 図３のフローにおけるＤＲＬの更新シーケンスを示す図である。 図１のシステムで用いられる認証局の機能ブロック図である。

符号の説明

１ セキュアネットワーク構築システム
１０ 管理ネットワーク（認証局）
１１ 認証装置
１２ 認証管理サーバ
１３ 移動端末
１４ アドホックネットワーク
２００ アドホックネットワーク情報管理部
２０２ 通信インタフェース
２２４ 証明書作成部
２２６ 鍵生成部

Claims (10)

1. アドホックなネットワークを構成する１以上のデバイスと、
   前記デバイスを認証する認証局と、
   前記認証局と通信し、前記１以上のデバイスの各々に対して必要な情報を設定、制御する移動端末と、
   を含み、
   前記認証局は、前記移動端末からの要求に応じて前記ネットワークに一意のネットワーク証明書を生成し、
   任意のデバイスが前記ネットワークに参加するたびに、前記移動端末からのデバイス証明書発行要求に応じて当該デバイスを証明するデバイス証明書を生成し、生成したデバイス証明書を前記ネットワーク証明書で署名して、前記移動端末に送信し、
   前記移動端末は、前記ネットワーク証明書で署名されたデバイス証明書を前記デバイスに設定する
   ことを特徴とするセキュアネットワーク構築システム。
2. 前記移動端末は、非接触型無線通信機能または赤外線短距離無線通信機能を有し、当該無線通信機能を用いて、前記デバイス証明書を含むセキュリティ情報を各デバイスに設定することを特徴とする請求項１に記載のセキュアネットワーク構築システム。
3. 前記認証局は、前記ネットワークに一意の所有者登録鍵を生成し、
   前記移動端末は、前記認証局から前記所有者登録鍵を受信して各デバイスに設定し、
   前記所有者登録鍵を有する移動端末だけに、前記ネットワークを構成するデバイスの動作制御を許可することを特徴とする請求項１に記載のセキュアネットワーク構築システム。
4. 前記認証局は、前記アドホックネットワークのネットワーク識別子を生成し、前記ネットワーク証明書と前記登録鍵を、前記ネットワーク識別子と関連付けて管理することを特徴とする請求項３に記載のセキュアネットワーク構築システム。
5. 前記認証局は、前記移動端末から送信されてくるユーザ選択による簡易なネットワークＩＤに基づいて、システムで一意の前記ネットワーク識別子を生成することを特徴とする請求項４に記載のセキュアネットワーク構築システム。
6. セキュアなネットワークを構築するシステムで用いられる認証局であって、
   移動端末からのネットワーク生成要求に応じて、当該ネットワークを証明するためのネットワーク証明書を作成し、新たなデバイスが前記ネットワークに参加するたびに、前記移動端末からのデバイス証明書発行要求に応じて当該デバイスを証明するデバイス証明書を作成する証明書作成部と、
   前記１以上のデバイスを動作させるための登録鍵を生成する鍵生成部と、
   前記ネットワーク証明書、デバイス証明書、および登録鍵を含むネットワーク情報を管理するネットワーク情報管理部と、
   前記各デバイスのネットワークへの登録時に、前記ネットワーク証明書で署名されたデバイス証明書と、前記登録鍵を、前記移動端末に送信する通信インタフェースと
   を備えることを特徴とする認証局。
7. 前記ネットワーク情報管理部は、前記ネットワークから排除されるべきデバイスをリストした排除リストを管理し、任意のデバイスが前記ネットワークから除外されるたびに、前記排除リストを更新し、
   前記通信インタフェースは、更新したリストを前記移動端末に送信する
   ことを特徴とする請求項６に記載の認証局。
8. 前記鍵生成部は、定期的または不定期に前記登録鍵を更新し、
   前記通信インタフェースは、更新した登録鍵を前記移動端末に送信することを特徴とする請求項６に記載の認証局。
9. 認証局において、移動端末からのネットワーク生成要求に応じて、ネットワークを証明するネットワーク証明書を生成し、
   認証局において、前記ネットワークに一意の登録鍵を生成し、
   任意のデバイスが前記ネットワークに参加する際に、前記移動端末が送信する当該デバイスを証明するデバイス証明書の発行要求を前記認証局において受信し、
   前記認証局において前記移動端末からの前記デバイス証明書の発行要求に応じて当該デバイスを証明するデバイス証明書を作成し、
   認証局において、前記デバイス証明書を前記ネットワーク証明書で署名し、前記登録鍵とともに前記移動端末に送信し、
   前記移動端末により、前記ネットワーク証明書で署名されたデバイス証明書と登録鍵とを、前記デバイスに設定する
   ことを特徴とするセキュアなネットワーク構築方法。
10. 移動端末からのネットワーク生成要求に応じて、ネットワークを証明するネットワーク証明書を作成する手順と、
    前記ネットワークに一意の登録鍵を生成する手順と、
    任意のデバイスが前記ネットワークに参加するたびに、前記移動端末からのデバイス証明書発行要求に応じて、当該デバイスを証明するデバイス証明書を作成する手順と、
    前記デバイス証明書を前記ネットワーク証明書で署名して、前記登録鍵とともに前記移動端末に送信する手順と、
    記ネットワーク証明書、デバイス証明書、および登録鍵を、前記ネットワークに関連付けて保管する手順と、
    を認証局に実行させるコンピュータプログラム。

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