JP4859336B2 - 安全通信装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ネットワーク媒体における安全通信(secured communication)装置及び方法に関する。
携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルド／ラップトップ／デスクトップコンピュータ、セルラー／ワイヤレスホン、センサ付き計測装置、セキュリティ装置、家庭用娯楽／自動化／セキュリティ装置等の装置間は、任意に接続することができる。しかしながら、特定装置間を接続する一方で他の特定装置間の接続を許可しないという認証型の通信を行うには、世界的に信頼されている認証権能、最新の認証抹消リスト並びに堅実な認証発行ポリシーを提供するインフラストラクチャが、求められよう。これら無線及び有線通信を安全化する精巧なシステムは、他方で、使い勝手の良さ及びアクセスの簡便さが重要な環境には、あまり適していない。
本発明は、単一グループ内の複数のメンバ間における安全な通信を可能にする装置、システム及び方法それぞれを、提供する。
本発明に係る安全装置(securing device)は、例えば、単一グループ用の認証(authentication)情報を発生させる論理ユニットを含む。この安全装置は、例えば、その配置(location)が限定されたチャネル送信機を含む。このチャネル送信機は、ユーザ候補即ちユーザになろうとしているものに対する事前認証情報の送信に使用できる。この認証情報を受信したユーザ候補は、それを以て、上掲のグループのメンバとして指定される。グループの各メンバは、当該認証情報を、そのグループの他のメンバとの通信を安全化(secure)するために使用する。また、当該安全装置は、保護グループ(trusted group)を発生させ、制御装置をその保護グループのメンバとして指定する。当該安全装置は、例えば、制御装置とのインタフェースとして制御装置インタフェースを含み、当該制御装置インタフェースは通信媒体を介した他の装置との通信に利用される。
以下、本発明の構成及び利点を述べ、本発明の好適な実施形態に係るシステム及び方法に関し説明する。
なお、本発明の好適な実施形態を説明するに当たって、図１〜図１０の各図を参照する。
本発明の好適な実施形態に係る装置、システム及び方法においては、ユーザは１個以上の個数のグループを発生させることができる。ある一つのグループに含まれるメンバは互いに通信することができるが、非メンバはそのグループ内の通信に参加できない。本発明の好適な実施形態によれば、グループメンバ同士の通信は認証及び／又は暗号化される。認証は、そのメンバがそのグループに属しているか否かを決定／判別する手段となる。一つのグループが有するメンバは多数でもよいし１メンバでもよい。例えば、１個だけの装置からなるグループに、後で他の装置を追加するようにしてもよいし、グループ内の１個だけの装置に、一組のアプリケーション又はサービスについての特定の鍵／認証／信用証明を付加するようにしてもよい。
図１に、本発明に係る一例としてシステム１００を示す。このシステムは、何人かのユーザ１１０1〜１１０n及び装置１２０1〜１２０mをネットワーク６００を介して接続した構成である。ネットワーク６００は有線、無線の何れでもよく、また有線リンクと無線リンクとを組み合わせたものであってもよい。ある種の装置例えば装置１２０3は人間のオペレータを必要としない。図１に示したシステムでは、ユーザ１１０1〜１１０mのうち１人以上が装置１２０1〜１２０mのうち１個以上により行う通信を安全化するため、ユーザ１１０1が安全装置２００を有している。
図２に、本発明に係る安全装置２００の一例を示す。図２に示されるように、安全装置２００は１個以上の論理ユニット２０２、メモリ３００、配置限定型チャネル送受信機２０６及び制御装置インタフェース２０７を備えており、これらは１個以上の通信バス２１０及び／又はＡＰＩ(application programming interface)により互いに接続されている。論理ユニット２０２は、例えば、鍵及び／又は署名中の証明(certificates)を発行及び／又は格納する暗号(cryptographic)アプリケーションの実行、暗号化(encription)／暗号解読(decription)アプリケーションの実行、並びに／或いは認証アプリケーションの実行が可能なよう構成されており、更に好ましくは、メモリ３００に格納されている１個以上のアプリケーション３０２を使用した所望の安全化タスクのうち１個以上を実行する。暗号アプリケーションは、例えば、メモリ３００に格納されている暗号鍵素材３０４を用いる。論理ユニット２０２は、更に、グループメンバの追加及び抹消のためのアプリケーション等を実行してもよく、また例えば、所望の安全化動作をどのように実行するかを決める構成としてもよい。論理ユニット２０２（複数個設ける場合はそのうち１個以上）は、複雑な数学的操作を実行する暗号コプロセッサにより実現できる。安全装置２００は、更に、ダイオードその他のノイズ源を利用した乱数発生器２１２を備える構成とすることができる。
安全装置２００は、例えば、外部制御装置２５０1等から制御装置インタフェース２０７及び／又は配置限定型チャネル送受信機２０６を介して、アプリケーション及び／又はコマンドをダウンロード及び受信できるよう、構成され得る。コマンドは安全装置２００に所定のタスクを実行させ得るものであり、各種アプリケーションは安全装置２００に更に洗練されたアプリケーションロジック及び／又は状態制御ロジックを実行させ得る。安全装置２００は、更に、独立して接続及び動作を開始させ得る。その際に用いるのは、配置限定型チャネル送受信機２０６、制御装置インタフェース２０７、及び／又は、当該安全装置２００との通信における制御装置２５０1の能力である。安全装置２００は、他の装置１２０1〜１２０mとの通信のためのメッセージングプロトコルを実行し、当該他の装置１２０1〜１２０mがどのような性能を有しているかを判断し、並びに／或いは、当該他の装置に係る通信意図或いは目的に適合する形態にて信用証明(credentials)及び／又は鍵を発行し得る。
安全装置２００は、多数のアプリケーション３０２を利用することにより、グループを形成させ、グループに属する装置１２０1〜１２０m相互の通信を可能にすべくインフラストラクチャを発生させる。アプリケーション３０２のうちいくつかは、安全装置２００によるサポートをこえて、ユーザからの入力を求めるであろう。他のアプリケーション３０２は、制御装置２５０1によりサポートされる追加的な機能を必要とするであろう。安全装置２００に設けられている機能のうち制御装置２５０1に移転・複製できるものを移転することによって、安全装置２００のサイズを縮小することができる。
制御装置インタフェース２０７及び／又は配置限定型チャネル送受信機２０６は、安全装置２００に通信リンクを提供するであろう。この通信リンクは、安全装置２００が通信できる距離及び／又は方向という物理的な制限を受けている。この通信リンクは、マイクロ波、赤外線、物理的接触、配線、ＵＳＢ接続、シリアルポート接続、パラレルポート接続、及びその他既存若しくは将来開発される各種の通信リンクであり得る。この通信リンクは、短距離多方向通信、例えば短距離ラジオ、音響（可聴域でも超音波でもよい）、Bluetooth（登録商標）、及びその他既存若しくは将来開発される各種の多方向通信リンクであり得る。
任意ネットワーク（ネットワーク６００や制御装置・安全装置間接続）は、有線ネットワーク、無線ネットワーク又はそれら２種類の組合せであり得、また、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、イントラネット、エクストラネット、インターネット、その他分散型処理及び／又は蓄積ネットワークであり得る。
制御装置２５０1は、安全装置２００上の各種の動作を近傍から実行させる権限を得ることができるだけでなく、特定の動作についてはリモートから実行するための権限をも得ることができる。例えば、制御装置２５０1は近傍においては安全装置２００の動作を制御することができるが、安全装置２００の状態チェックは、任意ネットワークを介しての制御装置２５０1によるアクセスでも行うことができる、といった形態である。また、短距離／ローカル通信によって、意図や配置を表現することも可能かもしれない。例えば、安全装置２００が地下鉄のクレジットを含んでいるとする。安全装置２００が回転木戸に接近すると回転木戸は安全装置２００に対して入場料を課しアクセスを許す。逆に、回転木戸から数フィート（１フィート＝約０．３ｍ）以上離れていたら、回転木戸は安全装置２００に対して課金しない。
特別な保護グループにおけるそれらのメンバシップにより制御装置２５０1〜２５０xを識別することによって、複数の制御装置２５０1〜２５０xによる単一の安全装置２００の制御が可能となる。制御装置２５０1〜２５０xは安全装置２００のユーザによって選択され得る。制御装置２５０1〜２５０xは、また、各種の形態を採ることができる。例えば、セルラーホン、ＰＤＡ、ハンドヘルドコンピュータ、ラップトップコンピュータといった、論理ユニットを有する既存の或いは将来的に開発される装置類である。特に、制御装置２５０1〜２５０xのうちのどれを選択するかをユーザ毎に変えることも、可能である。ユーザは、制御装置２５０1〜２５０xの中で自分が慣れているものを選択すればよいのであるから、安全装置２００を制御するために制御装置２５０1〜２５０xの操作をユーザが新たに学ぶ必要はない。安全装置２００の制御は、ユーザにとって、そのユーザの制御装置２５０1〜２５０x上に更なるアプリケーションが現れたかのように見える。例えば、安全装置２００の制御は、制御装置２５０1のユーザインタフェース２５２を介して実行される。
安全装置２００は、制御装置２５０1〜２５０xのうち初期化処理中に信頼を与えた少なくとも１個の制御装置のアイデンティティにより、“刻印”される。安全装置２００のための初期化処理の一部として、安全装置２００は、そのメモリ３００内に特別な保護グループを生成する。この保護グループに加え得るのは制御装置２５０1〜２５０xであり、安全装置２００は、初期化処理中に、いずれか少なくとも１個の制御装置（２５０1〜２５０x）をこの保護グループ内に加えるよう、ユーザに要求する。制御装置２５０1〜２５０xのうち選択された制御装置は、当該特別な保護グループにおける当該制御装置のメンバシップにより暗号的に区別／識別され、及び／又は安全装置２００用のインタフェースを提供するアプリケーションを実行する能力によって更に区別／識別される。
複数の制御装置２５０1〜２５０xを設けることは、信頼性を築く上で役立つ。例えば、制御装置２５０1はそのディスプレイスクリーン２５６上に安全装置２００の状態を表示させる（或いはそれを許可する）。更に、制御装置２５０1は、ユーザからのコマンドを安全装置２００に送る。第２の制御装置２５０2が安全装置２００の状態証明／照合に使用されるため、もし制御装置２５０1が偽造品であってもその偽造がおよそ検出されるであろう。ある種の制御装置２５０1〜２５０x例えばセルラーホンのソフトウエアを改変することは、不可能ではないにしても難しいことである。ある種の実施形態では、高安全性要求型(high security-sensitive)アプリケーションのため、そのソフトウエアを変更できない専用の改造対抗型制御装置を、安全装置２００に対するインタフェースとして用いる。
安全性(security)を高めるため、指紋センサ等を始め既存の又は将来開発される生態特徴(biometric)入力２０８を、安全装置２００に設けることができる。生態特徴入力２０８は、安全装置２００内の重要データ(sensitive data)を保護するために使用できる生態特徴識別信号を発生させる。これは、安全ボタンと類似の機能を有しているといえる。生態特徴識別信号は、グループ内通信にて使用される鍵並びに／或いはメモリ３００内のデータを暗号化及び／又は安全化させるための鍵を発生させるために、使用できる。生態特徴識別信号は、また、安全装置２００が正当ユーザであれば機能しそれ以外の者に対しては役立たないよう、使用できる。オプションとして、安全装置２００には、更にＬＣＤ（液晶ディスプレイ），ＬＥＤ（発光ダイオード）等のディスプレイ２０９、及び／又はモノトーン或いはマルチトーンのオーディオディスプレイを設けることができる。これらのディスプレイは、安全装置２００の状態及び／又はそれに関する情報を知らせる。
独立した安全装置２００が必要でない場合は、安全装置２００と例えばホストの制御装置２５０1とを一緒にパッケージして単一の集積型装置とすることもできる。例えば、安全装置２００はセルラーホン内に集積／組込可能である。セルラーホンに更にインタフェースを組み込んで、セルラーホン内に組み込まれた安全装置２００を他の制御装置が制御できるようにしてもよい。
安全装置２００と制御装置２５０1〜２５０xとの間の通信は、アプリケーションに適した距離及び／又は手許の環境において認証及び実行される。距離的な制限は、選択した通信媒体によって決定づけられる。安全装置２００と制御装置２５０1〜２５０xとの間の通信は、グループをサポートできる公知の暗号信用証明プロトコルに従って認証及び暗号化される。このプロトコルは、例えば、秘密鍵共有、ディジタル証明、個体ベース(identity-based)暗号化、個体ベース署名、グループ署名、信用証明システム（匿名性を抹消することができ認証をサポートできるよう変形されたもの）及び／又は既存の若しくは将来開発されるプロトコルである。信用証明は、通常、認証及び鍵変更のどちらもサポートできるようにする。鍵変更及び認証をサポートするため短期鍵(ephemeral key)を用いてもよい。
ユーザは、装置１２０1〜１２０mをグループに追加するために安全装置２００を使用できる。一例としては、ユーザが安全装置２００の配置限定型チャネル送受信機２０６を用いターゲットたる装置例えば１２０1を指定する、というやり方がある。これは、例えば、ターゲット装置１２０1に対し赤外ビームによって情報を送信する、ターゲットたる所望の装置１２０1に対し安全装置２００が接触する接触インタフェースを用いる、等のやり方で実現できる。何れのやり方を採ったにせよ、これは、ターゲット装置１２０1に対し当該装置１２０1がメンバに加えられ安全装置２００と当該装置１２０1とが配置限定型チャネル送受信機２０６により認証情報を交換することが許可されることを、表している。認証情報の交換により、双方の装置に対し安全通信のセットアップが許可され、引き続いて両者間の通信が行われる。これは、任意ネットワーク乃至通信リンクの形成を意味している。
引き続く相互通信においては、安全装置２００は、ターゲット装置１２０1に対し新メンバ信用証明とグループについてのサポート情報とを送信する。ここでいうサポート情報とは、例えば、グループルート証明や、現時点での抹消リストである。また、安全装置２００がオプションとして追加情報を送信するようにしてもよい。追加情報としては、例えばグループ通信用の追加鍵や、グループの現在メンバのアドレスに関する情報その他がある。ターゲット装置１２０1は、この情報を受信し、この新グループのメンバであることを示すべくその内部記憶データを更新する。ターゲット装置１２０1は、グループ信用証明、抹消情報その他のサポート情報を記憶する。
安全装置２００は、更に、どの装置がメンバかを示すメンバシップ情報３０６を保持している。安全装置２００は、また、例えば秘密(private)グループ鍵を記憶することによって、そのグループのオーナ情報３０８を保持する。安全装置２００は、例えば、メンバシップ情報３０６として、その安全装置２００がオーナでないものを含めその安全装置２００がメンバとなっているグループのリストを格納する。それらのグループそれぞれについて、安全装置２００は、例えば、メンバ信用証明及びオーナ信用証明を記憶する。更に、安全装置２００が、そのグループの現在のメンバのリスト及びそれらの最新既知アドレスをキャッシュするようにしてもよく、例えばそれらのメンバの信用証明に関する情報をもキャッシュ対象に含めてもよい。安全装置２００は、オーナ情報３０８として、例えば各グループのルート鍵を記憶する。
安全装置２００は、メンバシップ情報３０６として、何れのグループにも関係していないユーザに属する信用証明を記憶することができる。例えば、安全装置２００は、標準的なスマートカード或いは信用ウォレットとして振る舞うべく、それを許す各種のプロトコルを実行する。その信用証明は特定のグループについてのメンバ信用証明の形態を採ってもよい。一例として、もしユーザが、コンピュータデータベースへのアクセスに際し要求されるであろうマネージドＰＫＩ用のＸ．５０９標準の証明を有しているならば、その証明及び秘密鍵を安全装置２００内に記憶するようにしてもよい。どのようにして信用証明を示すか知っている安全装置２００は、コンピュータに対して必要な信用証明を示せるであろう。ディジタルウォレットアプリケーションの場合、安全装置２００は例えば少なくとも次の２通りの役割を果たす。一つ目の役割は、それ自身としての動作、即ち既に生成したグループ毎の信用証明の記憶及び管理であり、二つ目の役割は、人間であるオーナに対する動作である。二つ目の役割においては、安全装置２００は、当該オーナの利益となるように、暗号信用証明を格納及び実行する。例えば、安全装置２００は人間たるオーナ用のスマートカードである。信用証明を示す役割を制御装置が有するようにしてもよい。例えば、安全装置が予約デスクに対して航空チケットの信用証明を示す正常なデータインタフェースを有していない場合でも、制御装置例えばＰＤＡが当該インタフェースを有していればよい。
安全装置２００が監査情報３０９を保持するようにしてもよい。この監査情報３０９は、通信実行環境及び／又はグループ内メンバリストの状態についての監査及び変更に関する情報である。当該監査情報３０９は例えばメモリ３００内に記憶させればよい。或いは若しくはこれと共に、安全装置２００から離れた場所、例えば制御装置２５０1のメモリ２５４内その他のオフボード記憶箇所に記憶させてもよい。そのようにすれば、冗長性を高めること或いは安全装置２００上の記憶スペースを節約（最小化）することができる。監査情報３０９は、その一体性を保持するべく署名してもよいし、また重要な情報が含まれているのであれば監査情報３０９を暗号化してもよい。
安全装置２００は、メモリ３００の内容を他の装置のメモリ（例えば制御装置２５０1のメモリ２５４）内にバックアップするようにしてもよい。これにより、安全装置２００が紛失／故障した場合であっても、安全装置２００の状態及び安全装置２００が記憶している情報を、少なくとも部分的には回復できるようになる。
安全装置２００は、当該安全装置２００が生成した各グループのメンバであってもよい。しかしながら、ある装置を複数個のグループのメンバにすると、その装置がグループ間の垣根を越えて情報をもたらす通路として働く、という安全性上の不安が生じる。従って、このような環境においては、ひとときにはひとつのグループのメンバにしかなれないように制限を課すのが望ましいであろう。
図３は、一実施形態におけるグループへのメンバ追加手順を示すフローチャートである。図３に示すように、動作はステップＳ１００にて始まり、安全装置が新グループを生成するステップＳ１１０へと続く。新グループは、当該新グループに固有の識別可能な鍵対を生成することにより、生成される。この鍵対即ち“ルート”鍵対は、安全装置に対し証明機関(ＣＡ:Certification Authority)として動作すること、即ち新グループメンバの公開鍵(public key)を含むディジタル証明にサインすることを許す。次のステップＳ１２０においては、安全装置はルート公開鍵を含み自らがサインしたルート証明を発生させる。オプションとして、このルート証明に、グループを識別する情報、例えばフレンドリーな名前を含ませることができる。動作はステップＳ１３０へと移行し、（第２の鍵対が存在していない場合）安全装置により第２の鍵対が生成される。第２の鍵対は、安全装置のそのグループに対してのメンバ信用証明として使用され、安全装置は自分自身に対してメンバ証明を発行する。ルート鍵が特別に重要なもの、特別に重要な特性であることから、このステップは、ルート鍵が通常の通信に適していない場合に実行される。別の言い方をすれば、ＣＡによる証明は、ネットワーク通信を安全化するために通常使用される証明とは異なった拡張乃至特権の如く、その形式において異なることとしてもよい。動作はステップＳ１４０へと続く。
ステップＳ１４０において、メンバ候補をグループに加えようとするときは、安全装置は１個より多くグループがあるかどうかを判別する。もしいくつかのグループが既に生成されているならば、ステップＳ１５０において、どのグループにそのメンバ候補を加えるべきか選択を行う。そして動作はステップＳ１６０に続く。逆に、ただ一つのグループが生成されているのみだと判別されたならば、動作は直ちに即ちＳ１５０を経ずにステップＳ１６０に続く。ステップＳ１６０においては、配置限定型チャネルが安全装置とメンバ候補の間の安全通信確立に用いられる。安全通信が確立されると、ステップＳ１７０において、安全装置とメンバ候補が公開鍵及び照会情報(contact information)についての誓約(commitment)を取り交わす。ここでいう照会情報とは、例えば、安全装置とメンバ候補が任意ネットワーク乃至通信リンクを介して互いに発見しあえるようにするためのＩＰアドレスである。次のステップＳ１８０においては、安全装置とメンバ候補の間での配置限定型チャネルを用いた通信が終端される。動作はステップＳ１９０において再開される。
ステップＳ１９０においては、安全装置は、照会情報を用い、また任意ネットワーク又は通信リンクを用いて、メンバ候補との更なる通信を行う。次に、ステップＳ２００においては、安全装置及びメンバ候補は、それらが用いる公開鍵が配置限定型チャネルを介して交わした誓約に適合することを保証することにより、お互いの認証のために自ら選択した鍵交換プロトコルを保証する。そしてステップＳ２１０においては、安全装置とメンバ候補が互いに認証した後、安全装置がメンバ候補に対し信号を発し、グループへ参加する意思があるかどうか、並びにメンバ候補自身が自らの公開鍵をそのグループにおいて用いることを望んでいるかどうかを、調べる。メンバ候補が応じなければ、動作はステップＳ２４０に続き動作は終端される。逆に、メンバ候補が応じたならば、動作はステップＳ２２０へと続く。ステップＳ２２０においては、安全装置は、メンバ候補の公開鍵と並びグループルート鍵を含む各種のサポート情報に署名することにより、メンバ候補の公開鍵を用いてそのメンバ候補用の新メンバ証明を発生させる。その公開鍵を用いないとの決定をメンバ候補が下した場合においては、安全装置は、自らが発生させた鍵対から公開鍵を得て新メンバ証明を発生させる。そして、ステップＳ２３０においては、安全装置は、その新メンバに対して新メンバ証明、グループルート証明、並びにグループについての各種サポート情報を送信する。送信するサポート情報としては、例えば、現在抹消されている装置に関する情報、マルチキャスト通信を安全化するための補助鍵(auxiliary keys)等がある。安全装置が鍵対を発生させた場合においては安全装置は秘密鍵(private key)も送信する。新メンバは、受信した証明及びサポート情報をそのローカルメモリ内に記憶する。新メンバは、それにより、グループ内の他のメンバとの間の通信を確立することが可能になる。動作はステップＳ２４０へと続き、安全装置と新メンバとの通信は終端される。
以上述べた実施形態に代わる実施形態としては、違う暗号機構をグループメンバ信用証明として使用するものがあり得る。例えば、全グループメンバによって供給される秘密鍵(secret keys)は実際上単純であるが、当該秘密鍵はとグループメンバーとの区別（例えば、安全装置とメンバ装置との区別）をサポートしていない、というものである。つまり、共有秘密鍵に対してアクセスした装置がグループのメンバになる。更に他の実施形態としては、匿名信用証明(anonymous credentials)を用いるもの、個体ベース(identity-based)暗号化又は署名システムをグループメンバシップの基礎になる暗号信用証明として用いるもの等があり得る。
図４は、本発明におけるグループ内メンバ同士の通信の一例を示すフローチャートである。この図に示すように、ステップＳ３００にて動作が始まり、ステップＳ３１０へと続く。ステップＳ３１０においては、まず任意ネットワーク乃至通信リンクを介し特定の鍵交換プロトコルを取り決めることにより、メンバは他のメンバとの間の通信を始める。鍵交換プロトコルとしては、例えば、ＳＳＬ／ＴＬＳ又はＩＫＥや、ＩＰＳＥＣ通信用の鍵交換プロトコルがある。そして、ステップＳ３２０においては、各メンバは自分のグループメンバ証明を互いに示しあい、当該証明の公開鍵に対応した秘密鍵の所有権を証明する。次のステップＳ３３０においては、各メンバは、示された証明が参加しようとしているグループ用のものであること及びそのグループのグループルート鍵により署名されていることを確認する。次に、ステップＳ３４０においては、確認が成り立ったメンバ２者間で、任意ネットワーク乃至通信リンクを介し互いに安全に通信を行う。通信が終わると、動作はステップＳ３５０へと続き、終端される。メンバは、通信を行った他のグループメンバの個別性(identities)や最近のアドレス等の情報をキャッシュしておくこともできる。
図５は、安全装置における初期化プロセスの一例を示すフローチャートである。この図に示すように、初期化プロセスはステップＳ４００にて始まり、安全装置の初期化が始まるステップＳ４１０へと続く。ステップＳ４１０においては、安全装置は、将来において信用証明及びグループ情報を格納するためのデータ構造を生成する。安全装置は、識別用に１個以上の鍵対を生成する。消去することができない鍵対或いは信用証明をも、製造者が安全装置に与えておいてもよい。そして、ステップＳ４２０においては、安全装置は、保護すべき(trusted)装置のグループ用のルート鍵及び信用証明を生成する。次のステップＳ４３０においては、安全装置は、制御装置インタフェース又は配置限定型チャネルを用いて、選択した制御装置と交信する。次に、ステップＳ４４０においては、安全装置は、制御装置に対してその公開鍵に関する誓約を送信する。これは、配置限定型チャネルを介した事前認証情報の交換の初期化である。次に、ステップＳ４５０においては、制御装置は、安全装置に対してその公開鍵に関する誓約を送信することによって、応答する。動作は更にステップＳ４６０へと続く。ステップＳ４６０においては、制御装置インタフェース、配置限定型チャネルその他の通信媒体たる所望の媒体を介した認証及び／又は暗号化通信が再開(resume)される。
ステップＳ４７０においては、制御装置が安全装置に対し各種の追加的なユーザ入力を送信する。安全装置はそのメモリ内にこれを格納できる。ユーザは、制御装置に設けられているユーザインタフェースを用いることができる。例えば、ユーザは自分向けにカスタマイズ即ちパーソナライズされたアプリケーションやフレンドリーな名前等を入力できる。ステップＳ４８０においては、安全装置は、制御装置に対し、保護される装置のグループのメンバとして、信用証明を作成する。これは、例えば、制御装置により安全装置に与えられる公開鍵を証明することにより行う。そして、ステップＳ４９０においては、安全装置は、制御装置に対し、新しい信用証明を必要なグループサポート情報(supporting group information)と共に送信し、制御装置はそのメモリ内に格納する。上掲の新しい信用証明及び必要なグループサポート情報は、それ以後毎度の安全装置との通信に際し制御装置により使用される。動作はステップＳ５００へと続き処理は終端される。
制御装置・安全装置間の以後の通信は、安全装置に対する一次ユーザコマンドであり、制御装置上でユーザインタフェースとして実行される追加的なアプリケーションコードを必要とするであろう。当該アプリケーションコードは、アプリケーションプログラム、Ｊａｖａコード、ウエブページ等の形態を採ることができる。また、このアプリケーションコードは、事前に制御装置によりインストールしておく、使用時点でダウンロードする、安全装置から取得する等、何れの形態で取得してもよい。また、保護グループに制御装置を追加することができ、当該追加は、例えば、図３に示した動作によって実行できる。
図６は、グループに対し追加オーナとして安全装置をもう１個追加する方法の一例を示すフローチャートである。この動作はステップＳ６００にて始まり、ステップＳ６１０へと続く。ステップＳ６１０においては、第２の安全装置が、まず、例えば図３に示した如き動作により安全グループ(secure group)にメンバとして追加される。次に、ステップＳ６２０においては、安全グループに第２の安全装置が追加された後、オーナの安全装置がそのアドレスを取得し、第２の安全装置との安全化通信を始める。ステップＳ６３０においては、安全チャネル(secure channel)を介し、オーナの安全装置が、第２の安全装置に対し、このグループのオーナシップを共有することに応じる意思があるかどうかを問いかける。第２の安全装置がこのオーナシップを受け入れた場合は、動作はステップＳ６４０へと続く。ステップＳ６４０においては、そのグループについてのオーナ証明が第２の安全装置へと送られる。このオーナ証明は、特に、例えばＸ．５０９証明の場合において、これがＣＡ証明であることを示す基本的制限及び鍵用途拡張セットを持てることを、示すものとなろう。この証明を受け取った第２の安全装置は、それによって、グループのオーナと認められる。動作はステップＳ６５０へと続き、終端される。また、ステップＳ６３０において、第２の安全装置が共有オーナシップを拒んだ場合は、動作はステップＳ６５０へと続いて終端される。
上掲の一例動作においては、オリジナルのグループオーナが第２の安全装置に対して安全接続(secure connection)を一旦形成した後、オーナの安全装置が第２の安全装置用に新たなグループ証明、即ちグループのＣＡであることを証明する鍵により署名された証明を生成している。これはグループルート証明とすることができ、或いはグループのもう一つの即ち第２のオーナに属する証明とすることができる。これは、第２の安全装置がそのグループのＣＡとして振る舞うことを認証することを、示すものである。第２の安全装置の鍵は、そのグループのメンバ信用証明に使用されるものと同じものであってもよいし、第２の安全装置が新たな鍵対を生成することもできる。第２の安全装置がグループに新メンバを追加するときには、第２の安全装置は、その新メンバに対しそのグループのルート証明だけでなく、自分のＣＡ証明及びルートからつながっている一連のＣＡ証明、即ちそのＣＡ証明に署名した装置のＣＡ証明等からルートにより署名されたＣＡ証明に達するまでの一連のＣＡ証明を、供給する。
第１の安全装置が第２の安全装置をそのグループのオーナとして追加するとき、そのグループルート秘密鍵のコピーを引き渡すことによったとしたら、それらオーナ２者により新たな装置に対し発行される信用証明は互いに区別できない。それは、同一の鍵により署名されているためである。従って、メンバ信用証明を確認するために使用する機構は、たとえそれらオーナが互いに通信し合うことなく新メンバに対し並行して信用証明を発行することができても、ユニークに識別可能なようにすべきである。例えば、第２の安全装置をそのグループのもう一つのオーナとして生成するとき、当該新オーナを生成する安全装置は当該新オーナのためのシリアルナンバースペースを保持しておくことができる。しかしながら、暗号ダイジェストによるユニークに識別可能な信用証明はこの問題に対して免疫を有している。即ち、同一の鍵により署名された２個の証明を同一の鍵により区別できるようにするには、信用証明システムを、証明発行日等の情報を信用証明に含ませる設計とすればよい。
すべての発行者が同一のルートキーを使用することによって生じる第１の利点は、証明に署名した特定のオーナの証明に署名することなく抹消情報を回付できることにある。即ち、グループのすべてのメンバがルートキーを有していると保証されており、それを用いて抹消情報を証明できるためである。もう一つの利点としては、この種のアプローチが、証明ベースのシステムに限らず、あらゆる種類の暗号証明システムにて動作しうることである。
第２の安全装置は予めグループのメンバとしておいてもよい。その場合は、ユーザはそのグループ内の装置のリストを受け取り、そのグループ内のいずれか一つの装置を選ぶよう問いかけられる。
図７は、抹消メンバリストを生成する方法の一例を示すフローチャートである。動作はステップＳ８００にて始まり、グループのメンバからのメンバ信用証明が抹消されるステップＳ８１０へと続く。そして、ステップＳ８２０においては、抹消の事実が安全装置へと知らされる。ステップＳ８３０においては、安全装置が、抹消メンバのメンバ信用証明を抹消メンバリストに追加する。ステップＳ８４０においては、安全装置はグループ内の他のメンバと接触し、接触先のメンバに対して、更新版抹消メンバリストの署名済みコピーが送信される。更新版抹消メンバリストを得たメンバは、署名されたリストを、接触してきた更に他のメンバに送ることができる。動作はステップＳ８６０へと続き、終端される。グループ内のすべてのメンバが一旦すべて抹消された場合は、そのグループは滅びたものと認められる。安全装置は、監査目的上、グループの存否に関する記録を保持することもできる。
図８は、安全装置２００がリセットアプリケーション４１２を有する例を示している。リセットアプリケーション４１２は、１個又はそれ以上の個数の装置１２０1〜１２０mをリセットするために使用される。リセットアプリケーション４１２はメモリ３００内に格納しておけばよく、論理ユニット２０２にて実行されると、１個又はそれ以上の個数の装置１２０1〜１２０mが安全装置２００の制御の許に初期状態へとリセットされる。図９は、メンバ装置１２０1にリセットボタン５０２が設けられた例を示している。リセットボタン５０２は、メンバ信用証明、鍵及び／又はメンバシップリスト等、メモリ３００内に格納されている情報を除去するためのボタンである。リセットボタン５０２を操作すると、メンバ装置１２０1はその初期状態に戻される。図１０は、各装置１２０1〜１２０mにリセット５１２1〜５１２mを設けた例を示している。リセット５１２1〜５１２mは、装置１２０1〜１２０m内の論理ユニットにより実行されるアプリケーションとすることができる。このアプリケーションは、安全装置２００のコマンドの下に、装置１２０を実質的に“抜き取られた”状態とする。これにより、関連するグループでの通信に関する情報がそのメモリ内から失われる。ある種の環境においては、この種のリセットアプリケーションが、許容できないサービス否定的攻撃の通路となるかもしれない。そのような環境においては、安全装置の存在の許に動作するリセットボタンを装置に設け、そのボタンによって装置自身をグループから除去するようにしてもよい。
上述したように、本発明に係る装置及び方法は、少なくとも２個の装置に対して、ネットワーク媒体を介した安全な通信を提供する。本発明に係る装置及び方法においては、配置限定型チャネルを媒体として用いることができ、公開鍵アルゴリズムを鍵誓約用に用いることができ、並びに／或いはネットワーク媒体上での最終的な認証鍵交換アルゴリズムをダイナミックに選択できる。
安全通信システムの一実施形態を示す図である。 安全装置の一実施形態を示す図である。 グループにメンバを追加する手順の一例を示すフローチャートである。 同一メンバ内のあるメンバが他のメンバと通信する手順の一例を示すフローチャートである。 安全装置の初期化手順の一例を示すフローチャートである。 他の安全装置を追加オーナとしてグループに追加する手順の一例を示すフローチャートである。 抹消された装置(revoked device)のリストを発生させる手順の一例を示すフローチャートである。 リセットアプリケーションと共に提供される安全装置の一実施形態を示す図である。 リセットボタンを有する安全装置の一実施形態を示す図である。 各メンバがリセット機能を備える一実施形態を示す図である。
符号の説明
１００ システム、１１０1〜１１０n ユーザ、１２０1〜１２０m 装置、２００ 安全装置、２０２ 論理ユニット、２０６ 配置限定型チャネル送受信機、２０７ 制御装置インタフェース、２０８ 生態特徴入力、２０９ ディスプレイ、２１０ 通信バス、２１２ 乱数発生器、２５０1〜２５０x 外部制御装置、２５２ ユーザインタフェース、２５４，３００ メモリ、２５６ 表示スクリーン、３０２ アプリケーション、３０４ 暗号鍵素材、３０６ メンバシップ情報、３０８ オーナ情報、３０９ 監査情報、４１２，５０２，５１２1〜５１２m リセットアプリケーション又はボタン、６００ ネットワーク。

Claims (12)

  1. ユーザの生体情報の入力に応じてグループについての認証情報を発生させる論理ユニットと、
    前記認証情報をメンバ候補に送信する送信機と、
    リセットアプリケーションを記憶する記憶部と、
    配置限定型チャネルと、を備え、
    ユーザが前記メンバ候補を近接させることにより、前記メンバ候補による前記認証情報の受信により前記メンバ候補を前記グループの１つのメンバと指定し、前記指定されたメンバは前記認証情報を前記グループの他のメンバとの安全な通信に利用し、
    前記論理ユニットは、前記リセットアプリケーションを用いてリセット信号を生成し、
    前記配置限定型チャネルを介して前記リセット信号を前記指定されたメンバへ送信し、前記リセット信号の受信によって前記指定されたメンバの前記認証情報を抹消することを特徴とする安全装置。
  2. 請求項１記載の安全装置であって、
    少なくとも１個の制御装置に対する安全装置のインタフェースである制御装置インタフェースを備えることを特徴とする安全装置。
  3. 請求項２記載の安全装置であって、
    前記制御装置は、安全装置とユーザとの間のユーザインタフェースを提供することを特徴とする安全装置。
  4. 請求項２記載の安全装置であって、
    前記制御装置インタフェースは、ネットワーク媒体を介して前記制御装置と安全装置との通信を行うことを特徴とする安全装置。
  5. 請求項１記載の安全装置であって、
    前記制御装置と集積化されていることを特徴とする方法。
  6. 安全装置を用いて、
    ユーザが第１のメンバ候補を前記安全装置に近接させると共に、ユーザの生体情報の入力に応じてグループについての第１の認証情報を発生させ、
    通信手段を介して前記第１の認証情報を前記第１のメンバ候補に送信し、前記第１の認証情報を前記第１のメンバ候補から受信することによって前記第１のメンバ候補を前記グループのメンバとして指定し、
    記憶部に記憶されたリセットアプリケーションを準備し、前記リセットアプリケーションを用いてリセット信号を生成し、
    配置限定型チャネルを介して前記リセット信号を前記指定されたメンバへ送信し、前記リセット信号を受信することによって前記指定されたメンバの前記認証情報を抹消することを特徴とする方法。
  7. 請求項６記載の方法であって、
    前記第１のメンバ候補に対して前記配置限定型チャネルを用い事前認証情報を交わすことを特徴とする方法。
  8. 請求項６記載の方法であって、
    複数のグループを生成し、前記複数のグループから前記第１のメンバ候補を加えるための前記グループを選択することを特徴とする方法。
  9. 請求項６に記載の方法であって、
    通信を安全化するために、前記通信手段を介して前記第１の認証情報を用いて前記グループの他のメンバと通信することを特徴とする方法。
  10. 請求項６に記載の方法であって、
    安全グループについての第２の認証情報を発生させ、
    前記第２の認証情報を第２のメンバ候補に送信し、前記第２の認証情報の受信によって前記第２のメンバ候補を前記安全グループのメンバとして指定することを特徴とする方法。
  11. 請求項６に記載の方法であって、
    第３のメンバとの安全な通信を初期化し、
    前記第３のメンバにオーナ情報を送信し、前記オーナ情報の受信によって前記グループの共有オーナであるとして前記第３のメンバを指定することを特徴とする方法。
  12. 請求項６に記載の方法であって、
    第４のメンバから認証情報の抹消を受け、
    前記第４のメンバの抹消された認証情報を抹消メンバのリストに加え、
    前記抹消メンバのリストを前記グループの他のメンバに送信することを特徴とする方法。
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