JP4805739B2

JP4805739B2 - 近距離無線通信端末及びセキュリティレベル設定方法

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Publication number: JP4805739B2
Application number: JP2006188113A
Authority: JP
Inventors: こずえ浜元
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2026-07-07
Also published as: JP2008017301A

Description

本発明は、ピアツーピア（以下、「Ｐ２Ｐ」という）で近距離無線通信を行う近距離無線通信端末及びピアツーピア近距離無線通信におけるセキュリティレベル設定方法に関する。

一般的な無線ＬＡＮネットワークを利用した通信では、無線通信端末からエアーを介してアクセスポイント（ＡＰ）に接続し、アクセスポイントが無線ＬＡＮネットワーク上に設置した認証サーバに問い合わせてユーザ認証を行う。無線通信端末の認証に成功した場合、当該無線通信端末と接続相手との間にセッションを確立しＩＰ通信を行うことができるようにする。このように、無線通信端末がアクセスポイントから無線ＬＡＮネットワーク経由でデータ通信する場合、アクセスポイントにおいて認証を課すことでセキュアな通信を可能にしている。

一方、数ｃｍから数十ｍ程度の近距離では、端末同士が直接無線通信するＰ２Ｐ通信を行うことができる。Ｐ２Ｐ近距離無線通信では、例えばＩｒＤＡ等による赤外線通信や微弱電波を用いたブルートゥース（登録商標）通信が知られている。無線通信端末同士を数ｃｍ程度まで接近させてＰ２Ｐ無線通信する場合、認証・暗号化等の複雑な手順を踏まずに、簡易にデータ交換できることが望まれる。

なお、安全性が確保されたＰ２Ｐ通信を実現する通信方法も提案されている（例えば特許文献１参照）。これは、ＩＰネットワークに接続された他の通信装置が属するネットワークおよび他の通信装置の利用者に関するプレゼンス情報と、他の通信装置の通信パケットの送受信における一連の暗号及び認証規則を示すセキュリティポリシ情報とを用いて、他の通信装置に送信するＩＰパケットのセキュリティポリシを決定するといったものである。

また、端末間距離に応じて通信品質が変化することに対応するために、通信品質に応じてシステムを切替えるようにした無線ＬＡＮ通信技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−２７２７２４号公報特開２００３−３２４４４３号公報

しかしながら、Ｐ２Ｐ近距離無線通信では、通信距離が長くなるにつれて認証等のセキュリティへの要求が高くなる一方、セキュリティレベルを上げると認証等の手順の複雑化で通信オーバーヘッドが肥大化し認証等に時間がかかるといった問題が生じる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、Ｐ２Ｐ無線通信において、通信距離に適応したセキュリティ通信を行うことができ、セキュリティを確保しつつ、認証等に要する時間を短縮可能な近距離無線通信端末及びセキュリティレベル設定方法を提供することを目的とする。

本発明は、ピアツーピアで近距離無線通信を行う無線通信端末であって、相手端末までの距離を測定する距離計測手段と、前記距離計測手段で測定された端末間距離に応じ、相手端末を特定できセキュアな空間を確保できる端末間距離では認証が不要な第１のセキュリティレベルを選択し、セキュアな空間を確保できない端末間距離では認証が課される第２のセキュリティレベルを選択するセキュリティレベル決定手段と、選択されたセキュリティレベルに基づいて相手端末に接続する通信制御手段と、を具備し、相手端末への接続時にセキュリティレベルに対応して要求される接続データが自端末に無い場合、前記第１のセキュリティレベルとなるまで端末間距離を近づけてから相手端末との間で接続データのデータ交換を行い、その後、端末間距離を必要な距離まで離してから取得接続データを用いて第２のセキュリティレベルで認証及びデータ通信を行い、その際、相手を特定しない接続要求に対する周辺端末の応答信号から周囲の端末を検索し、検索された各端末について接続データの有無を一覧表示し、接続データありの端末が選択された場合は当該端末への接続に移行し、接続データなしの端末が選択された場合は接続データ取得画面を表示した上で取得指示があれば接続データを取得する処理へ移行することを特徴とする。

この構成によれば、端末間距離に応じて適応的にセキュリティレベルが選択され、選択されたセキュリティレベルに基づいて相手端末に接続するので、端末間距離に応じてセキュリティ条件を適応的に変化させることができ、通信距離に適応したセキュリティ通信を行うことができる。また、この構成により、相手端末を特定できセキュアな空間を確保できる端末間距離では認証が不要な第１のセキュリティレベルを選択するので、セキュアな空間でのデータ通信で複雑な手順の認証が不要となり、認証等の手順の複雑化で通信オーバーヘッドが肥大化することを防止できる。また、セキュアな空間を確保できない端末間距離では認証が課される第２のセキュリティレベルを選択するので、セキュリティを確保することができる。また、この構成により、相手端末への接続時にセキュリティレベルに対応して要求される接続データが自端末に無い場合、第１のセキュリティレベルとなるまで端末間距離を近づけるだけで必要な接続データを取得することができ、接続データが設定されていない相手端末との第２のセキュリティレベルでの接続が容易になる。また、この構成により、周囲に存在する複数の端末とその接続データの有無を簡単に確認できると共に、接続データが保存されていない端末との接続にも容易に移行することができる。

上記近距離無線通信端末において、自端末から送信した要求信号に対して相手端末が返信した端末位置を示す応答信号から端末間距離を測定するように前記距離計測手段を構成する。

また上記近距離無線通信端末において、自端末から送信した要求信号に対して相手端末が返信した応答信号を受信するまでの時間から端末間距離を測定するように前記距離計測手段を構成する。

本発明によれば、Ｐ２Ｐ近距離無線通信において、通信距離に適応したセキュリティ通信を行うことができ、セキュリティを確保しつつ、適宜、認証時間を短縮することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
本実施の形態に係る無線通信装置は、Ｐ２Ｐによる近距離無線通信機能を搭載した携帯型の無線通信端末である。以下、近距離無線通信機能を搭載した無線通信装置としての携帯電話装置又は携帯型パソコン同士がＰ２Ｐ通信を行う場合を例に説明する。本実施の形態はＰ２Ｐ近距離無線通信として、数ｃｍから数十ｍ程度の通信距離を実現できるＩｒＤＡ等による赤外線通信又はブルートゥース（登録商標）通信を用いるものとするが、その他の近距離無線通信を適用することもできる。

図１は本実施の形態に係る無線通信端末（以下、端末と略す）Ａ、ＢがＰ２Ｐ無線通信を行うための手順を示すシーケンス図である。一方の端末Ａが接続要求信号を送信するものとする。他方の端末Ｂは端末Ａの近距離に配置され、接続要求信号を受信可能である。

一方の端末Ａが接続要求信号を送信すると、その接続要求信号を受信した他方の端末Ｂが応答信号を返信する。他方の端末Ｂが接続要求信号を受信してから応答信号を発信するまでに掛かる時間が既知であれば、一方の端末Ａでは応答信号の受信時間から端末Ｂまでの距離を測定することができる。すなわち、端末Ａにおいて接続要求信号を送信した時刻と応答信号を受信した時刻とが判るので、端末Ｂでの時間ロスを除くことで電波の伝達時間が求められ、電波の伝搬速度と伝達時間との関係から、端末Ａと端末Ｂとの間の距離が判明する。

なお、端末Ａから端末Ｂまでの距離は上記方法によらなくても取得可能である。例えば、接続要求信号を受信した端末Ｂが自分の位置情報を端末Ａへ返信するようにしても良い。

端末Ａは、端末Ｂまでの距離に応じたセキュリティレベルを選択する。端末間距離が数ｃｍ以下であれば、高セキュアな空間を確保できるので認証も暗号化も必要ないが、端末間距離が数ｍ以上になると通信相手以外の端末が存在する可能性があるので認証及び暗号化が必要である。さらに、端末間距離が数十ｍ以上になるとセキュアな空間を確保するのは困難になるので高度な認証及び暗号化が必要である。本実施の形態では、上記したような端末間距離とセキュリティレベルとの関係に基づいてセキュリティレベルを選択する。

例えば、図２に示すように、端末間距離（通信距離）とセキュリティレベルとの対応表を準備しておき、取得された端末間の距離情報に基づいて対応するセキュリティレベルを自動的に選択する。選択されたセキュリティレベルに対応したユーザ認証を行い、Ｐ２Ｐ無線通信を開始する。選択されたセキュリティレベルによっては暗号化通信を行い、送信データの暗号化及び受信データの復号化が行われる。

図３は、それぞれの端末間距離に対応したセキュリティ条件の具体例を示した説明図である。
端末Ａと端末Ｂとの距離が約２ｃｍの場合、高セキュアな空間を確保できるので、セキュリティレベルを「最低レベル」にする。「最低レベル」でのセキュリティ内容は、認証確認及び暗号化は行わないといったものとする。相手端末への呼び掛けは、全ての端末で受信できる特定のＩＰ番号を用いる。また、端末同士が極めて近接しているので、ＣＳＭＡ／ＣＡなどの干渉制御も行わないこととする。

端末Ａと端末Ｂとの距離が約１０ｃｍの場合、セキュアな空間を確保できるので、セキュリティレベルを「最低レベル」にする。認証確認及び暗号化は行わず、相手端末への呼び掛けは全ての端末で受信できる特定のＩＰ番号を用いる。但し、ＣＳＭＡ／ＣＡなどの干渉制御は行うこととする。

端末Ａと端末Ｂとの距離が約１ｍ以内の場合（１０ｃｍ前後までの極近距離を除く）、ある程度セキュアな空間を確保できるので、セキュリティレベルを「低レベル」にする。「低レベル」でのセキュリティ内容は、簡易な認証を行うが、暗号化は行わないといったものとする。通信範囲（半径１ｍ前後の範囲）に通信相手以外の端末がいる可能性があるので、相手端末への呼び掛けは通信相手のＩＰ番号を用いて行う。簡易な認証としてＩＰ番号を照合して通信相手を確認する。他端末との干渉の可能性は十分にあるので干渉制御は行う。

端末Ａと端末Ｂとの距離が約５ｍ以内の場合（１ｍ以内の距離を除く）、セキュアな空間を確保できないので、セキュリティレベルを「中レベル」にする。「中レベル」でのセキュリティ内容は、高度な認証を行うと共に簡単な暗号化も行うといったものとする。相手端末への呼び掛けは通信相手のＩＰ番号を用いて行う。高度な認証としてアクセスポイントの識別子であるＳＳＩＤ（Service Set Identifier）を用いた認証が挙げられる。

端末Ａと端末Ｂとの距離が約５ｍ以上の場合（５ｍ未満の距離を除く）、セキュアな空間を確保できず、他の端末のいる可能性があるので、セキュリティレベルを「高レベル」にする。「高レベル」でのセキュリティ内容は、高度な認証を行うと共に高度な暗号化を行うといったものとする。通信相手以外の端末が存在する可能性があるので高度な認証として端末固有のＩＤ番号であるＭＡＣアドレスを用いたＭＡＣ認証を行う。

本実施の形態では、認証も暗号化も行う必要の無いセキュアな空間となる端末間距離では、セキュリティレベル＝「最低レベル」とし、簡易な認証は必要であるが暗号化までは必要のない端末間距離では、セキュリティレベル＝「低レベル」とする。そして、高度な認証と簡易な暗号化が必要となる端末間距離では、セキュリティレベル＝「中レベル」とし、高度な認証と高度な暗号化が必要となる端末間距離では、セキュリティレベル＝「高レベル」としている。セキュリティレベルの設定は、用途及び目的に応じて適切に設定することが望ましく、上記設定に限定されるものではない。例えば、認証が必要か否かでセキュリティレベルを区分けしても良い。または認証が不要なレベル、認証が必要なレベル、暗号化が必要なレベルの３つに区分けしても良い。

次に、上記した端末Ａの構成について説明する。なお、端末Ｂも端末Ａと同様の機能ブロックを有するものとする。

図４は端末Ａの機能ブロック図であり、主に接続時のセキュリティレベルを適応的に変化させる機能に関する部分について示している。ＩＰ制御部１１は、決定したセキュリティレベルに基づいて相手端末との接続（認証およびデータ通信）を制御する通信制御手段を構成する部分である。無線ＩＰ信号送信部１２及び無線送信部１３が送信パケットを無線信号に変換して送出し、無線受信部１４及び無線ＩＰ信号受信部１５が受信信号を受信パケットに変換する部分である。これら構成要素により近距離無線通信機能を構成している。

距離計測部１６は、接続時に返信された相手端末の位置を示す信号から端末間距離を計算する部分である。自己の位置は図示していない位置検出手段から現在位置情報が供給されるものとする。相手端末の位置情報と自端末の位置情報とから端末間距離を計算する。なお、上述したように接続要求信号の送信時刻と応答信号の受信時刻とから端末間距離を計算するようにしても良い。

セキュリティレベル決定部１７は、距離計測部１６により計算された端末間距離に基づいて当該端末Ｂとの通信に適用するセキュリティレベルを自動的に選択するセキュリティレベル決定手段を構成する。セキュリティレベルデータテーブル１８に、端末間距離とセキュリティレベルとの対応表が格納されている。セキュリティレベル決定部１７は、端末間距離に基づいて決定したセキュリティレベルをセキュリティ部１９へ通知する。

セキュリティ部１９は、決定したセキュリティレベルで相手端末との接続が行われるように管理する部分である。セキュリティ部１９からＩＰ制御部１１に対してセキュリティレベルに応じた認証及び暗号化が行われるように指示する。ＩＰ制御部１１は、セキュリティレベルに応じて相手端末のＩＰ番号、ＳＳＩＤ又はＭＡＣアドレスからユーザ認証を行う一方、送信データの暗号化及び受信データの復号化を実行する。

アプリケーション制御部２１は、セキュリティに関するアプリケーション処理を実行する部分である。アプリケーション制御部２１は、Ｐ２Ｐモードの起動から通信開始までの過程で操作入力をユーザに求める画面を出力部２２へ出力する。出力部２２は表示部及びマイクスピーカで構成される。

記憶部２３は、セキュリティに関する情報が格納されている。例えば、全ての端末の呼び出しに使用するＩＰ番号、自己のＩＰ番号、ＳＳＩＤ、ＭＡＣアドレスが格納されていると共に、他の端末との通信又はユーザ入力によって取得された他の端末のＩＰ番号、ＳＳＩＤ、ＭＡＣアドレスが格納される。また、暗号方法に関する情報が格納される。

次に、端末Ａと端末Ｂとで近距離無線通信する際の接続時にセキュリティレベルを適応的に変化させる動作について詳細に説明する。

図５はセキュリティレベルに応じた接続手順を示すシーケンスであり、図６及び図７はセキュリティレベルに応じた接続手順を実行する端末Ａ及び端末Ｂでの処理内容を示すフロー図である。最初に、図５に示すように端末ＡがＰ２Ｐモードを立ち上げて端末Ｂとセキュリティレベル１で通信開始するまでの処理について説明する。

端末Ａにおいて、Ｐ２Ｐモードを立ち上げて周囲の端末を検索する。周辺端末の検索には、全ての端末を呼び出す特定のＩＰ番号を記憶部２３から読み出して使用する。なお、通信相手のＩＰ番号を既に取得している場合は周辺端末の検索は不要である。

次に、端末Ａは通信相手に対してベアラとアプリケーションを指定して接続要求を送信する（ステップＳ１）。例えば、ベアラとして無線ＬＡＮを指定し、アプリケーションとしてＳＩＰ接続を指定する。

端末Ｂは、端末Ａが送信した接続要求を受信して応答可能か否か判定する（ステップＴ１）。例えば、端末Ｂがアプリケーションに指定されたＳＩＰをサポートしていなければ接続不可の応答信号を返信する（ステップＴ２）。端末Ｂは、接続要求に対して応答可能と判断した場合は接続可の応答信号を返信する（ステップＴ３）。本実施の形態では接続可の応答信号に端末Ｂの位置情報を付加して送信する。

端末Ａは、接続要求に対して接続可の応答信号を受信すると、距離計測部１６において応答信号に付加された位置情報から端末Ａから端末Ｂまでの距離を計算する（ステップＳ２）。また、端末が自己の位置情報を応答信号に付加する機能を備えていない場合は、接続要求信号の送信時刻と接続可の応答信号の受信時刻とから端末間距離を計算するようにしても良い。

端末Ａのセキュリティレベル決定部１７は、距離計測部１６から端末間距離を取り込み、図２に示す端末間距離とセキュリティレベルとの対応表を参照して（ステップＳ３）、現在の端末Ａと端末Ｂとの距離に適したセキュリティレベルを決定する（ステップＳ４）。端末間距離とセキュリティレベルとの対応表はセキュリティレベルデータテーブル１８に予め格納している。例えば、端末Ａと端末Ｂとの距離が１０ｃｍ以下であればセキュリティレベル１と判定する。セキュリティレベル決定部１７が決定したセキュリティレベルはセキュリティ部１９へ通知される。

セキュリティ部１９は、決定したセキュリティレベルに基づいたセキュリティ管理を行う。セキュリティレベル１であれば、認証及び暗号化を行わないといったセキュリティ内容をＩＰ制御部１１に指示する。ＩＰ制御部１１は、セキュリティレベル１が指示されている場合は認証及び暗号化を行うことなく、即座に端末Ｂとの通信を開始する（ステップＳ５）。

一方、セキュリティ部１９は、セキュリティレベル決定部１７から通知されたセキュリティレベルが２以上であれば、セキュリティレベルに対応した認証処理へ移行する。すなわち、端末Ａから相手端末（端末Ｂ）の認証要求を行うと共に自端末(端末Ａ)の識別情報を送信する（ステップＳ６）。

図５に示すように、セキュリティレベル２以上の場合、相手端末へ認証要求と自端末の識別情報を送信して認証をした上で通信開始する。相手端末との通信開始に当たり、相手端末と通信リンクを確立するための接続データ（認証方法及び認証情報、暗号化方法及び暗号化情報等のセキュリティレベルに応じて端末間の接続に必要なデータ）が必要となる。相手端末に関する接続データを保持していない場合は、相手端末に接続データを要求し、接続データを取得してから通信を開始する。後述するが、簡易に相手端末から接続データを取得する方法として端末同士をセキュリティレベル１まで接近させてデータ交換する方法がある。

図６に示すステップＳ４の判定において、端末Ａがセキュリティレベル２以上と判定した場合、認証処理のために相手端末の認証要求と自端末の識別情報を送信する(ステップＳ６)。例えば、自端末の識別情報として自己のＩＰ番号、ＳＳＩＤ、ＭＡＣアドレス等を用いることができるが、本発明は上記識別情報に限定されるものではない。

端末Ｂでは、端末Ａから受信した認証要求に対して応答可能か判定する(ステップＴ４)。端末Ａの識別情報から認証に成功しなかった場合は応答不可と判定するが、それだけではなく必要な認証方法をサポートしていない場合も応答不可と判定する。応答不可と判定した場合は、認証されなかったことを示す認証不可の応答信号を返信する(ステップＴ５)。また、端末Ａを認証できた場合は、認証可の応答及び自端末(端末Ｂ)の識別情報を返信する(ステップＴ６)。例えば、自端末の識別情報としては自己のＩＰ番号、ＳＳＩＤ、ＭＡＣアドレス等が挙げられる。

端末Ａは、端末Ｂから認証可の情報と一緒に端末Ｂの識別情報とを受信すると、その識別情報を用いて相手端末の識別を行い(ステップＳ７)、必要な認証レベルと受信データの照合を行って接続できるか否か判定する(ステップＳ８)。例えば、セキュリティレベル２では、認証レベルとしてＩＰ番号で相手端末を特定し、ＳＳＩＤを用いた認証を行う。その結果、認証に失敗すれば接続不可の応答信号を返信する(ステップＳ９)。また、認証に成功し、かつステップＳ４で判定したセキュリティレベルが２であれば、端末Ｂとの通信を開始する（ステップＳ１０）。

セキュリティレベル３以上の場合、端末Ａは暗号化接続に必要な接続データ（暗号化方法及び鍵等の暗号化データ）を端末Ｂに要求する(ステップＳ１１)。

端末Ｂは、端末Ａから暗号化接続に要する暗号化データを要求されると、当該要求に応答可能か否か判定する(ステップＴ７)。高度な認証を課さなければ暗号化データは渡せない。また、端末Ｂが高度な暗号化通信をサポートしていない場合もある。このような場合は、暗号化接続はできないことを示す接続不可の応答信号を返信する(ステップＴ８)。また、ステップＴ４での認証で高度な認証に成功している場合であって端末Ｂが暗号化通信をサポートしている場合は暗号化接続可を示す応答と自端末の情報（暗号化データ等）を返信する（ステップＴ９）。なお、後述するように、端末同士をセキュリティレベル１まで近づけて暗号化に必要なデータを交換して暗号化通信可能な状態に設定することもできる。

端末Ａは、端末Ｂから暗号化接続可を示す応答信号を受信した場合、必要な暗号のレベルと受信データの照合とを行う(ステップＳ１２)。端末Ｂの暗号化レベルがセキュリティレベル３で要求される暗号化レベルを満足していない場合は接続不可の応答信号を端末Ｂへ送信する(ステップＳ１３)。また、端末Ｂの暗号化レベルがセキュリティレベル３で要求される暗号化レベルを満足する場合は当該暗号化方法を使用して通信を行う(ステップＳ１４)。

このように、端末Ａと端末Ｂの接続時に端末間距離を判定し、端末間距離に応じてセキュリティレベルを適応的に変化させることにより、セキュアな空間を確保できる程度に端末間が接近している場合は認証及び暗号化を行うことなく通信開始でき、複雑な認証手順等で通信開始までの時間が長くなる問題を解決できる。また、セキュアな空間を確保できない程に端末間が離れている場合は、必要なセキュリティレベルに応じた認証及び暗号化を行うので適切なセキュリティを確保できる。

次に、相手端末の接続データが保存されていなかった場合に、双方の端末を近づけてセキュリティレベル１として簡易に接続データをデータ交換する動作について説明する。

図８及び図９は、上記基本フロー図に対して、端末同士を近づけてセキュリティレベル１として簡易に接続データをデータ交換する場合の動作を追加したフロー図である。なお、図６，７と同一ステップには同一符号を付して説明の重複を避ける。

図８に示すように、ステップＳ４においてセキュリティレベル２以上と判定した場合、端末Ａから端末Ｂに対して認証要求と自端末の識別情報とを送信する(ステップＳ６)。そして、端末Ｂでは認証要求と識別情報とを受信して応答可能か否か判定する(ステップＴ４)。このとき、端末Ｂにセキュリティレベル２以上で接続するための接続データがないために応答不可と判定されたものとする。

本実施の形態では、セキュリティレベル２以上で接続するための接続データが端末Ａ，Ｂになかった場合、端末間通信のセキュリティレベルを１にして必要な接続データをデータ交換する。すなわち、端末Ａにおいて、端末ＢがステップＴ４で応答不可と判定した応答信号を受信したら、端末Ａと端末Ｂとの間の距離を近づけられるか否か判断する(ステップＳ２１)。例えば、端末Ａが応答不可の応答信号を受信した際に端末同士を近づけるか否か確認するメッセージを出力部２２に表示し、該メッセージに対するユーザの操作入力から判定を行うように構成する。端末Ａ，Ｂを近づけていく過程で、端末Ａから端末Ｂに接続要求を繰り返し送信し、各接続要求に対して端末Ｂが繰り返し応答信号を返信する。端末Ａが各応答信号に対して端末間距離をそれぞれ測定する。端末Ａのセキュリティレベル決定部１７は端末間距離の測定結果が所定値になったところで決定したセキュリティレベル１をセキュリティ部１９に通知する。セキュリティ部１９はＩＰ制御部１１にセキュリティレベル１での通信を指示する。端末Ａと端末Ｂとの間で、セキュリティレベル１で認証及び暗号化を実行することなく、セキュリティレベル２の認証で必要な情報を直接データ交換する(ステップＳ２４)。セキュリティレベル２の認証で必要な情報は端末Ａ及び端末Ｂの記憶部２３に格納され、以降のセキュリティレベル２以上の通信開始時の認証で参照可能になる。

この結果、端末Ｂにはセキュリティレベル２以上の認証で必要な接続データが格納されたことになる。端末ＡからステップＳ６で送信された認証要求に対して応答可の状態となるので、ステップＴ６において認証可の応答と自端末の識別情報とを返信する。端末Ａが端末Ｂから送信された認証可及び識別情報を受信してからステップＳ１０でセキュリティレベル２での通信を開始するまでの動作は上記した通りである。

端末間距離からセキュリティレベル３以上であると判定された場合、端末Ａから暗号化接続に必要な接続データが要求される(ステップＳ１１)。この接続要求を受けた端末Ｂは応答可能な否か判断するが（ステップＴ７）、要求されている暗号化接続に必要な接続データを保持していない場合は暗号化接続不可の応答信号を返信することになる。

端末Ａでは、暗号化接続データの要求に対して暗号化接続不可の応答信号を受信した場合、端末Ａと端末Ｂとの間の距離を近づけられるか否か判断する(ステップＳ３１)。上記同様に、端末同士を近づけるか否か確認するメッセージを出力部２２に表示し、該メッセージに対するユーザの操作入力から判定を行うように構成する。端末Ａ，Ｂを近づけていく過程で、端末Ａから端末Ｂに接続要求を繰り返し送信し、各接続要求に対して端末Ｂが繰り返し応答信号を返信する。端末Ａが各応答信号に対して端末間距離をそれぞれ測定する。端末Ａのセキュリティレベル決定部１７は端末間距離の測定結果が所定値になったところで決定したセキュリティレベル１をセキュリティ部１９に通知する。セキュリティ部１９はＩＰ制御部１１にセキュリティレベル１での通信を指示する。端末Ａと端末Ｂとの間で、セキュリティレベル１で認証及び暗号化を実行することなく、セキュリティレベル３の暗号化接続で必要な情報を直接データ交換する(ステップＳ３４)。セキュリティレベル３の暗号化接続で必要な情報は端末Ａ及び端末Ｂの記憶部２３に格納され、以降のセキュリティレベル３以上の通信開始時の認証及び暗号化で参照可能になる。

この結果、端末Ｂにはセキュリティレベル３以上の認証及び暗号化で必要な接続データが格納されたことになる。端末ＡからステップＳ６で送信された暗号化接続データの要求に対して応答可の状態となるので、ステップＴ９において暗号化可の応答と自端末の識別情報とを返信する。端末Ａが端末Ｂから送信された暗号化可及び識別情報を受信してからステップＳ１４でセキュリティレベル３で暗号化通信を開始するまでの動作は上記した通りである。

このように、相手端末の接続データが保存されていなかった場合であっても双方の端末Ａ，Ｂを近づけることにより、自動的にセキュリティレベルを下げて相手端末の接続データを取得でき、その取得した接続データを用いて相手端末に接続することにより高いセキュリティレベルでの通信を開始できる。

図１０は端末間距離変動時にセキュリティレベルが追従する様子を示すフロー図である。なお、端末間距離ｘが距離ａ未満であれば認証及び暗号化を行わないセキュリティレベル１とし、端末間距離ｘが距離ａから距離ｂの間であれば認証を行うセキュリティレベル２とし、端末間距離ｘが距離ｂより大きければ暗号化を行うセキュリティレベル３とする。

端末Ａは、端末Ｂに対する接続制御を開始して端末Ｂから応答信号を受信すると、該応答信号を用いて端末間距離を測定する（ステップＳ４０）。端末間距離ｘが距離ａ未満であれば（ステップＳ４１）、セキュリティレベル１と決定し（ステップＳ４２）、認証せずにデータ通信可の状態にする(ステップＳ４３)。

端末間距離を離す指示がない場合（ステップＳ４４）、データ通信を継続する（ステップＳ４５）。また、高いセキュリティレベルに対応した接続データ（認証用、暗号化用のデータ）を取得するために端末間距離を近づけた場合は、ステップＳ４６へ移行して任意の距離に対応したセキュリティレベルを満たす認証用・暗号用のデータを送受信してデータ交換する(ステップＳ４６)。そして端末間距離を任意の距離まで離し(ステップＳ４７)、データ通信可の状態から(ステップＳ４８)、端末Ａと端末Ｂとの間で接続要求信用と応答信号を送受信する。

端末Ａは、端末距離ｘを測定した結果、端末間距離ｘが距離ａから距離ｂの間であった場合は(ステップＳ４９)、認証を行うセキュリティレベル２に変化させる（ステップＳ５０）。認証用のデータが保存されているか否か判定し（ステップＳ５１）、データが保持している場合はデータ通信可の状態にする(ステップＳ５２)。通信の指示があれば認証してから通信を開始する(ステップＳ５３)。

一方、ステップＳ５１の判定で認証用のデータが保存されていないと判定された場合、端末距離を近づけられるか判定し（ステップＳ５４）、近づける旨の指示が入力されればセキュリティレベル１になるまでステップＳ４０へ戻るように遷移する（ステップＳ５５）。ステップＳ５５を経て端末間距離ｘがａ未満になった場合は、ステップＳ４４の判定でステップＳ４６へ移行することとなる。なお、ステップＳ５４の処理において端末距離を近づけられない旨の指示が入力された場合は接続不可の応答信号を送信する(ステップＳ５６)。

また端末Ａは、端末距離ｘを測定した結果、端末間距離ｘが距離ｂよりも大きい場合は(ステップＳ４９)、暗号化を行うセキュリティレベル３に変化させる（ステップＳ５７）。暗号化用のデータが保存されているか否か判定し（ステップＳ５８）、データを保持している場合はデータ通信可の状態にする(ステップＳ５９)。通信の指示があれば暗号化通信を開始する(ステップＳ６０)。また、暗号化用のデータが保持されていない場合は（ステップＳ５８）、ステップＳ５４へ移行する。セキュリティデータレベル３の暗号用データを取得するため端末間距離を近づけ、ステップＳ４６の処理において暗号化用のデータを交換して取得する。

図１１（ａ）〜（ｅ）はＰ２Ｐモードを起動してからセキュリティレベル２で接続するまでの端末Ａの画面遷移図である。かかる遷移画面は出力部２２の表示画面に表示される。Ｐ２Ｐモードの起動画面（図１１（ａ））において「はい」を選択すると、接続相手を検索している間は検索中の待機画面となる（図１１（ｂ））。接続相手から応答信号を受信して端末間距離に応じたセキュリティレベルが決定すると、接続相手の情報が表示される(図１１（ｃ）)。同図には、接続相手の情報としてベアラ＝ＷＬＡＮ、アプリケーション＝ＳＩＰ通信、距離レベル＝２、セキュリティレベル＝２、通信＝可能が表示される例を示している。「次へ」のボタンが選択されたら、接続指示画面に遷移させる(図１１（ｄ）)。接続指示画面で「はい」を選択すると、接続相手１で現れた端末ＢにＳＩＰ接続する(図１１（ｅ）)。

図１２（ａ）〜（ｇ）は端末間距離を近づけてセキュリティレベル３の接続データを取得してから接続するまでの端末Ａの画面遷移図である。初期状態では端末Ａと接続相手１とはセキュリティレベル３の状態まで離れている。端末Ａが、この端末間距離でＰ２Ｐモードを起動し（図１２（ａ））、接続要求信号を送信している。相手端末から応答信号が受信されるまで検索待機画面（図１２（ｂ））となり、応答信号を受信して端末間距離及びセキュリティレベルが決定すると、検索された接続相手１の情報を表示する(図１２（ｃ）)。いま、接続相手１から応答不可の応答信号が返信されたことにより、端末同士を近づけて接続データを取得するか否か決定するための「取得」ボタンが表示されている。「取得」ボタンが選択されると、接続相手１の接続データ取得確認画面へ遷移し(図１２（ｄ）)、「はい」が選択されると、上述した端末を近づけての接続データの取得処理が実行される。接続相手１の接続データの取得に成功した場合は、接続相手１の情報を画面表示する（図１２（ｅ））。セキュリティレベル３で通信「可能」となっている画面において「次へ」を選択することにより接続相手１との接続確認画面に遷移し(図１２（ｆ）)、「はい」が選択されると接続画面に遷移する(図１２（ｇ）)。

図１３（ａ）〜（ｉ）は接続相手が複数検索され、接続相手を追加していく過程の画面遷移図である。初期状態では、端末Ａと接続相手１とはセキュリティレベル３の状態まで離れている。また、端末Ａの周囲に存在する複数の接続相手２，３との接続データが予め登録されている。端末Ａが、この端末間距離でＰ２Ｐモードを起動し（図１３（ａ））、接続要求信号を送信する。周辺端末から応答信号が受信されるまで検索待機画面（図１３（ｂ））となる。周囲に複数の接続相手１，２，３・・・が存在していて、各接続相手から応答信号を受信したことにより、各接続相手１，２，３・・・について接続データの有無情報を一覧表示する(図１３（ｃ）)。同図では、接続相手１、４については接続データが登録されていないが、接続相手２，３については接続データが登録されていることを示している。この中から接続相手１を選択した結果、接続相手１の情報を表示する画面に遷移している（図１３（ｄ）)。一覧表の中から一番上に表示している接続相手１について情報を表示し、接続データの取得を操作入力するための「取得」ボタンを表示する。「取得」ボタンを選択すると、接続データの取得を確認する画面に遷移する（図１３（ｅ））。例えば、端末Ａと接続相手１との距離を数ｃｍまで近づけてセキュリオティレベル１で接続データの交換を行う。その結果、接続相手１から接続データを取得してセキュリティレベル３での通信が可能な状態となる。端末Ａの画面は接続相手１の情報を表示する画面に遷移し（図１３（ｆ））、接続相手１との通信で要求されるセキュリティレベル３での通信が可能と表示される。「次へ」のボタンを選択すると接続相手１に接続中であることを示すと共に他の接続相手を追加するか否か確認する画面に遷移する（図１３（ｇ））。「接続相手の追加」を選択すると、一覧表の中から二番目に表示している接続相手２について情報を表示し（図１３（ｈ））、所定時間内に「戻る」ボタンが選択されなければ、接続相手２に接続する処理を実行する。接続相手２に接続中であることを示すと共に他の接続相手を追加するか否か確認する画面に遷移する（図１３（ｉ））。なお、接続相手２の接続データが登録されていない場合は、図１３（ｄ）に示す画面に遷移して接続相手２の情報を表示すると共に接続データを取得するための「取得」ボタンを表示させる。以下、同様にして接続相手を追加することができるようになっている。

このように、相手を特定しない接続要求に対する周辺端末の応答信号から周囲の端末を検索し、検索された各端末について接続データの有無を一覧表示し、接続データありの端末が選択された場合は当該端末への接続に移行し、接続データなしの端末が選択された場合は接続データ取得画面を表示した上で取得指示があれば接続データを取得する処理へ移行することとしたので、周囲に存在する複数の端末とその接続データの有無を簡単に確認できると共に、接続データがない端末との接続にも容易に移行することができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形実施可能である。例えば、セキュリティレベル１とセキュリティレベル２の２つから選択する用にようにしても良い。また、本発明により、通信端末がピアツーピアで近距離無線通信を行う際に端末間距離を測定し、測定された端末間距離に応じ、相手端末を特定できセキュアな空間を確保できる端末間距離では認証が不要な第１のセキュリティレベルを通信端末において選択し、セキュアな空間を確保できない端末間距離では認証が課される第２のセキュリティレベルを通信端末において選択し、端末同士が選択されたセキュリティレベルに適した接続を行うことを特徴とするピアツーピア近距離無線通信におけるセキュリティレベル設定方法が提供される。

本発明は、Ｐ２Ｐ近距離無線通信に際して適切なセキュリティレべルで相手端末に接続する近距離無線通信端末に適用可能である。

一実施の形態に係る無線通信端末がＰ２Ｐ近距離無線通信を行うための手順を示すシーケンス図端末間距離とセキュリティレベルとの対応関係を示す図端末間距離に対応したセキュリティ条件の具体例を示した説明図上記実施の形態に係る無線通信端末の機能ブロック図セキュリティレベルに応じた接続手順を示すシーケンス図上記実施の形態においてセキュリティレベルに応じた接続手順を実行する端末Ａ及び端末Ｂでの前半部の処理内容を示すフロー図上記実施の形態においてセキュリティレベルに応じた接続手順を実行する端末Ａ及び端末Ｂでの後半部の処理内容を示すフロー図上記実施の形態において端末同士を近づけて簡易に接続データをデータ交換する動作を追加した前半部のフロー図上記実施の形態において端末同士を近づけて簡易に接続データをデータ交換する動作を追加した後半部のフロー図端末間距離変動時にセキュリティレベルが追従する様子を示すフロー図（ａ）〜（ｅ）はＰ２Ｐモードを起動してからセキュリティレベル２で接続するまでの端末Ａの画面遷移図端末間距離を近づけてセキュリティレベル３の接続データを取得してから接続するまでの端末Ａの画面遷移図接続相手が複数検索され、接続相手を追加していく過程の画面遷移図

符号の説明

１１ＩＰ制御部
１２無線ＩＰ信号送信部
１３無線送信部
１４無線受信部
１５無線ＩＰ信号受信部
１６距離計測部
１７セキュリティレベル決定部
１８セキュリティレベルデータテーブル
１９セキュリティ部
２１アプリケーション制御部
２２出力部
２３記憶部

Claims

ピアツーピアで近距離無線通信を行う無線通信端末であって、
相手端末までの距離を測定する距離計測手段と、前記距離計測手段で測定された端末間距離に応じ、相手端末を特定できセキュアな空間を確保できる端末間距離では認証が不要な第１のセキュリティレベルを選択し、セキュアな空間を確保できない端末間距離では認証が課される第２のセキュリティレベルを選択するセキュリティレベル決定手段と、選択されたセキュリティレベルに基づいて相手端末に接続する通信制御手段と、を具備し、
相手端末への接続時にセキュリティレベルに対応して要求される接続データが自端末に無い場合、前記第１のセキュリティレベルとなるまで端末間距離を近づけてから相手端末との間で接続データのデータ交換を行い、その後、端末間距離を必要な距離まで離してから取得接続データを用いて第２のセキュリティレベルで認証及びデータ通信を行い、その際、相手を特定しない接続要求に対する周辺端末の応答信号から周囲の端末を検索し、検索された各端末について接続データの有無を一覧表示し、接続データありの端末が選択された場合は当該端末への接続に移行し、接続データなしの端末が選択された場合は接続データ取得画面を表示した上で取得指示があれば接続データを取得する処理へ移行することを特徴とする近距離無線通信端末。
前記距離計測手段は、自端末から送信した要求信号に対して相手端末が返信した端末位置を示す応答信号から端末間距離を測定することを特徴とする請求項１記載の近距離無線通信端末。
前記距離計測手段は、自端末から送信した要求信号に対して相手端末が返信した応答信号を受信するまでの時間から端末間距離を測定することを特徴とする請求項１記載の近距離無線通信端末。