JP5108634B2

JP5108634B2 - 鍵交換方法

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Publication number: JP5108634B2
Application number: JP2008143281A
Authority: JP
Inventors: 宗司村上; 智行畑中; 修関根; 弘泰中西
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2028-05-30
Also published as: JP2009290743A

Description

本発明は、暗号化通信を行う前に通信ノード同士で共通した暗号鍵を保有する鍵交換方法に関する。

従来より、ホームネットワークに接続して用いられる機器間で、機器設定情報を安全かつ容易に設定できる技術としては、下記の特許文献１に記載されたものが知られている。

この特許文献１には、無線ＬＡＮを利用した通信を行うに際して、第１の機器に可搬型のデータ媒体を接続して、当該データ媒体にＷＥＰキー等の機器設定情報を通知するためのプログラム、第１の機器のホスト名、及び第１の暗号鍵が付帯する電子証明書をデータ媒体に記憶させる。そして、当該第１の機器の通信相手の第２の機器にデータ媒体を接続し、第１の機器のホスト名から第１の機器のネットワークアドレスを特定すると共に、通信ネットワークを介して、データ媒体に格納されている第１の暗号鍵を用いて行われる暗号化通信により、機器設定情報を自動的に通知している。
特開２００７−１３４８１９号公報

上述したようにホームネットワーク内の機器間で通信設定を行うことができる。しかしながら、ホームネットワーク外のサーバがホームネットワーク内の複数の機器と通信するに際して、当該ホームネットワーク内の複数の機器が同じホームネットワーク内に存在することを確認して、各種の設定を行うことは困難であった。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、同一宅内にない宅外機器からの宅内の認証サーバへの通信等を宅内の認証サーバで排除する鍵交換方法を提供することを目的とする。

本発明は、外部サーバと、所定のローカルネットワークに接続された認証サーバ及び端末とを備えたネットワークシステムにおける鍵交換方法であって、端末により生成された仮暗号鍵及び端末識別子を、認証サーバによってローカルネットワークを介さずに取得する第１ステップと、認証サーバが、外部サーバに対して、所定のセキュア通信によって、仮暗号鍵及び端末識別子と共に認証要求を送信する第２ステップと、外部サーバが、認証サーバから送信された認証要求に含まれる端末識別子と予め記憶している端末の端末識別子と暗号鍵との対応テーブルとに基づいて、当該端末の端末識別子に対応した暗号鍵を取得し、当該暗号鍵を用いたセキュア通信によって、当該端末宛てに、受信した仮暗号鍵及び端末識別子を含む照合要求を送信する第３ステップと、端末が、外部サーバから送信された照合要求に対して予め記憶された暗号鍵を用いた復号を行い、当該照合要求に含まれる仮暗号鍵と、生成した仮暗号鍵とを照合して、照合結果を外部サーバ宛てに送信する第４ステップと、外部サーバが、端末から送信された照合結果を参照し、外部サーバから送信された仮暗号鍵と生成した仮暗号鍵とが合致している場合には、所定のセキュア通信によって、認証サーバと端末との通信用セッション鍵を、認証サーバに送信する第５のステップと、認証サーバが、外部サーバから送信された通信用セッション鍵と当該端末の端末識別子とを対応付けて記憶する第６ステップと、当該通信用セッション鍵を前記端末によって取得する第７ステップとを有する。

具体的には、本発明は、（１）第１ステップで、ローカルネットワークを介さない効果として、同一宅内という認定を行える。（２）そして、請求項１の第３、４ステップで、外部サーバから端末のアドレスへ送信し、端末にて、照合した結果を外部サーバへ返信することによって、外部サーバにて、その宅内端末が実際に存在するものであることを確認できる。上記（１）（２）の認定、即ち、同一宅内という認定及び実際に端末が存在するという認定によって、はじめて、外部サーバは、認証サーバと端末との通信用セッション鍵を作成し、それぞれにお互いに持たせるように送信する。

その結果、宅外機器からのアクセスを排除できるという効果、実際の端末になりすましてセッション鍵の作成をセンターサーバに求めてきた場合には、外部サーバへ、端末からの照合結果が返ってこないので、なりすましを排除できるという効果を発揮できる。

本発明によれば、外部サーバが所定のローカルネットワークを構成する端末及び認証サーバであることを認識して、端末に暗号鍵を設定することによりセキュア通信を実現できる。

すなわち、本発明は、認証サーバと外部サーバ間、及び、端末と外部サーバ間のセキュア通信が確立しているという前提において、同一宅内という認定のもと、認証サーバと端末とのセッション鍵をお互いに持たせることによって、その際、無線LANのようなネットワークにおいて、同一宅内にない宅外機器からの認証サーバへの通信等を認証サーバで排除することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明は、図１に示すように構成されたネットワークシステムに適用される。このネットワークシステムは、一般的な汎用回線であるインターネットＮＷに、外部サーバであるセンター認証サーバ１と、宅内のローカルネットワークに含まれる宅内認証サーバ３（ＡＳ）及び宅内デバイス２（端末）とが接続されて構成されている。このようなネットワークシステムは、センター認証サーバ１、宅内認証サーバ３、宅内デバイス２とが相互に動作することによって、センター認証サーバ１と宅内デバイス２との間でセキュア通信に必要な鍵交換を行うものである。これにより、ネットワークシステムにおいて、宅内デバイス２及び宅内認証サーバ３が同じ宅内に存在する機器であることをセンター認証サーバ１が認識して、宅内デバイス２の暗号鍵を宅内認証サーバ３に設定するものである。

このネットワークシステムにおいて、宅内デバイス２と宅内認証サーバ３とは、所定のローカルネットワークに準拠した通信プロトコルに従って通信を行う。具体的には、このローカルネットワークは、所定の無線ＬＡＮを行うプロトコルに従って、宅内デバイス２と宅内認証サーバ３との間で送受信される無線信号をデータ転送用外部機器４によって中継する。これにより、ローカルネットワーク内における無線信号の授受の確実性を確保している。

このようなネットワークシステムにおいて、宅内認証サーバ３は、ローカルネットワークの宅内デバイス２を制御・監視するコントローラとして機能する。そして、このネットワークシステムにおいては、図示しないユーザの携帯電話等のリクエスト端末装置からのリクエストを宅内認証サーバ３が受け付けると共に、当該リクエストに対するレスポンスをリクエスト端末装置に返信するといったサービスをユーザに提供するものである。

このようなローカルネットワークは、単一の宅内認証サーバ３に対して複数台の宅内デバイス２が宅内に設置されている。この宅内デバイス２としては、住宅に設置された電気錠、温度センサ、人感センサ、エアコン、照明などが挙げられる。これら宅内デバイス２は、ローカルネットワークに含まれる宅内認証サーバ３と接続されている。この宅内認証サーバ３は、宅内デバイス２から変数値を取得し動作させる処理を行う。また、宅内認証サーバ３は、図示しないユーザ端末やアプリケーションサーバと通信を行い、当該ユーザ端末やアプリケーションサーバからのリクエストに応じて、宅内デバイスである宅内デバイス２の状態を表す変数値を通知する。

ローカルネットワークで宅内デバイス２同士及び宅内デバイス２と宅内認証サーバ３とを接続する方式、インターネットＮＷでリクエスト端末装置やセンター認証サーバ１と宅内認証サーバ３及び宅内認証サーバ３とを接続する方式としては、例えば、機器埋め込み型ネットワーク技術を利用したもので良く、宅内デバイス２と宅内認証サーバ３とがパルス幅を変調するベースバンド伝送を行うことによって信号の送受信を実現する所定の多重伝送方式（エヌマスト通信）や、ＬＯＮ（Local Operating Network）と称される分散制御ネットワーク技術を利用するものであっても良い。

宅内デバイス２には、図２に示すように、ミドルウェア間で宅内デバイス２の検出値や状態値を含む変数値等を送受するＭＯＳ（Micro Object Server）機能部２１が実装され、宅内認証サーバ３には、ミドルウェア間におけるルーティング処理、宅内デバイス２の認識処理等を行うＯＡＳ（Object Access Server）機能部３１が実装され、リクエスト端末装置には、制御対象の宅内デバイス２への制御・監視リクエストを出力すると共に宅内デバイス２の状態表示等を行うＯＡＬ（Object Access Library）機能部（図示せず）が実装されている。

宅内デバイス２は、ＭＯＳ機能部２１に、アプリケーション処理部２２、インターフェースモジュール２３が接続されている。

アプリケーション処理部２２は、例えばセンサとして機能する場合に、検出値を取得するアプリケーションコードが記憶されており、検出値を保持してＭＯＳ機能部２１に受け渡す。

インターフェースモジュール２３は、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルにおけるデータリンク層、ネットワーク層、トランスポート層の処理を行う。例えばデータリンク層においてイーサネット（登録商標）に従った処理を行い、ネットワーク層においてＩＰ（Internet Protocol）に従った処理を行い、トランスポート層においてＵＤＰに従った処理を行う。このインターフェースモジュール２３の通信プロトコルバージョン、通信速度といった能力は、能力テーブル２４に格納されて、ＯＡＳ機能部３１によって取得可能となっている。

また、インターフェースモジュール２３は、後述するように、宅内デバイス２が宅内認証サーバ３との間でセキュア通信を行うための処理、宅内デバイス２がセンター認証サーバ１との間でセキュア通信を行うための処理を行う。なお、このセキュア通信を行うための手順については後述するものとする。

ＭＯＳ機能部２１は、アプリケーション処理部２２によるアプリケーション層とインターフェースモジュール２３によるトランスポート層との間のミドルウェアとして機能する。このＭＯＳ機能部２１には、ＯＡＳ機能部３１によって、宅内デバイス２が機器埋め込み型ネットワーク技術におけるオブジェクトであることを識別するために、オブジェクトＩＤ２１ｄが与えられている。このオブジェクトＩＤ２１ｄは、ＯＡＳ機能部３１と通信するに際して、宅内認証サーバ３に送信するパケットに格納される。

ＭＯＳ機能部２１は、機能（function）２１ａ、イベント（event）２１ｂ、変数（variable）２１ｃで定義された動作を行う。このＭＯＳ機能部２１の動作は、サービステーブル２１ｅして定義されており、宅内認証サーバ３のＯＡＳ機能部３１によって、インターフェースＩＤ（ＩＩＤ）として取得可能となっている。

宅内デバイス２がセンサである場合、機能２１ａは、検出値の出力機能となり、イベント２１ｂは、例えば検出値が所定値となったら検出値を出力するイベントとなり、変数２１ｃは、検出値そのものとなる。このような宅内デバイス２は、検出値が所定値となるとイベント２１ｂでイベントを発生させ、機能２１ａによって変数２１ｃの検出値を出力する。

このような宅内デバイス２は、宅内デバイス２がセンター認証サーバ１との間で暗号鍵の交換を行うための仮暗号鍵、暗号鍵が記憶されている。仮暗号鍵は、宅内デバイス２の暗号鍵を宅内認証サーバ３に記憶させるために必要なデータであり、暗号鍵は、宅内デバイス２が外部の通信機器とデータ通信するために実際に暗号化処理を行うために必要なデータである。仮暗号鍵は、例えば宅内デバイス２と共に販売される可搬型記憶媒体に格納されている。この場合、仮暗号鍵は、可搬型記憶媒体が作業者によって宅内認証サーバ３の再生装置に読み取られることによって、宅内認証サーバ３によって使用される。更に仮暗号鍵及び暗号鍵の格納場所としては、オブジェクトＩＤ２１ｄと共に記憶されていても良く、能力テーブル２４に記憶されていても良い。なお、この仮暗号鍵及び暗号鍵を用いた処理については後述するものとする。

ＯＡＳ機能部３１は、サーバ機能部３２、通信モジュール３３が接続されている。

サーバ機能部３２は、ＯＡＳ機能部３１及び通信モジュール３３を統括制御する。このサーバ機能部３２は、ユーザが、ある宅内デバイス２を制御・監視する通信をしたい場合には、その旨のリクエストが供給され、当該リクエストに対するレスポンスを宅内デバイス２に、通信モジュール３３を介して返信する。また、このサーバ機能部３２は、宅内デバイス２に暗号鍵を設定する時に、宅内デバイス２及びセンター認証サーバ１との間で情報の授受を行う。なお、この鍵交換時における宅内認証サーバ３の動作については後述する。

通信モジュール３３は、宅内デバイス２のインターフェースモジュール２３との間で通信を行うと共に、センター認証サーバ１と通信を行う。この通信モジュール３３は、ＯＳＩ参照モデルにおけるデータリンク層、ネットワーク層、トランスポート層の処理を行う。例えばデータリンク層において無線ＬＡＮに従った処理を行い、ネットワーク層においてＩＰに従った処理を行い、トランスポート層においてＴＣＰ又はＵＤＰに従った処理を行う。個々の宅内デバイス２が様々なインターフェースモジュール２３で構成されている場合、通信モジュール３３は、デバイスアクセスコントローラ３１ｃの制御に従って、宅内デバイス２や他のＯＡＳ機能部３１を備えた装置ごとの通信プロトコルバージョン、通信速度といった宅内デバイス２の能力に応じた通信処理を行う。

この通信モジュール３３は、後述する処理によって、同じ宅内に存在する宅内デバイス２の仮暗号鍵を用いて、当該宅内デバイス２の暗号鍵を取得する処理を行う。そして、この暗号鍵を図示しない記憶部に記憶しておき、宅内デバイス２と暗号鍵の対応テーブルを作成する。それ以降においては、対応テーブルに記憶された宅内デバイス２との間で通信を行う場合には当該暗号鍵を用いて、所定の暗号化アルゴリズムに従ってセキュア通信を行う。

ＯＡＳ機能部３１は、サーバ機能部３２の処理と通信モジュール３３によるトランスポート層処理との間のミドルウェアとして機能する。このＯＡＳ機能部３１は、デバイスアクセスサーバ３１ａ、所定のメモリに格納されたサービス情報３１ｂ、デバイスアクセスコントローラ３１ｃを備えて構成されている。

デバイスアクセスサーバ３１ａは、クライアント（ＯＡＬ）との間で通信を行うために、クライアントからのリクエストを通信モジュール３３及びサーバ機能部３２を介して受信する。そしてデバイスアクセスサーバ３１ａは、当該リクエストをデバイスアクセスコントローラ３１ｃ及び通信モジュール３３を介して宅内デバイス２に送信する動作を制御する。これによって、デバイスアクセスコントローラ３１ｃは、リクエスト端末装置１からの要求を宅内デバイス２に伝達して、宅内デバイス２を制御する。

デバイスアクセスコントローラ３１ｃは、宅内デバイス２のインターフェース定義及びサービス情報を取得するために、通信モジュール３３を介して宅内デバイス２のサービステーブル２１ｅ及び能力テーブル２４を検索する。これによって、デバイスアクセスコントローラ３１ｃは、各宅内デバイス２がどのようなサービス（機能２１ａ、イベント２１ｂ、変数２１ｃ）を有するかを判断して、各宅内デバイス２のオブジェクトＩＤ２１ｄ、サービスリストとの対応関係を示すサービス情報３１ｂを作成する。

また、ＯＡＳ機能部３１は、サービス情報３１ｂとして、詳細は後述するが、図５に示すように、オブジェクト識別子、宅内デバイス２のサービスを表す機器名称、宅内デバイス２の保有する変数値、当該変数値の取得時刻である状態取得時刻を含む変数値テーブルを記憶している。また、ＯＡＳ機能部３１は、各変数値が古い情報であるか否かの閾値としての許容時間情報を機器名称ごとに記憶している。

また、デバイスアクセスコントローラ３１ｃは、宅内デバイス２が有している能力テーブル２４の内容を受信して、各宅内デバイス２がどのような能力（通信プロトコルバーション、通信速度）を有するかを認識する。

デバイスアクセスコントローラ３１ｃは、ＭＯＳ機能部２１でイベントのイベントパケットを通信モジュール３３で受信すると、デバイスアクセスコントローラ３１ｃによって当該イベントパケットを解析して、デバイスアクセスサーバ３１ａに通知する。また、リクエスト端末装置１からのリクエストを宅内デバイス２に送信する場合には、当該リクエストに応答できるＭＯＳ機能部２１を、サービス情報３１ｂを参照して認識する。そして、当該リクエストに送信先のオブジェクトＩＤ２１ｄを付加し、宅内デバイス２の能力に合わせて通信モジュール３３から宅内デバイス２にパケットを送信させる。

また、ＯＡＳ機能部３１には、他のミドルウェア対応機器が当該ＯＡＳ機能部３１を識別するために、オブジェクトＩＤ３１ｄ（ＯＩＤ）が与えられている。このオブジェクトＩＤ３１ｄは、宅内デバイス２のＭＯＳ機能部２１や、他のＯＡＬが実装されたリクエスト端末装置１（携帯電話やパーソナルコンピュータ）等のミドルウェア対応機器と通信するに際して、送信するパケットに格納される。

このような宅内認証サーバ３は、当該宅内認証サーバ３の設置時においては宅内デバイス２の暗号鍵が設定されていないために、宅内デバイス２の暗号鍵を設定して宅内デバイス２との間でセキュア通信を行う必要がある。そこで宅内認証サーバ３には、第三者に仮暗号鍵を知られることなく正確に宅内デバイス２の仮暗号鍵を取得するための機構を備えている。例えば例えば宅内デバイス２の仮暗号鍵が、当該宅内デバイス２と共に販売される可搬型記憶媒体に格納されている場合、宅内認証サーバ３は、図示しない媒体読み取り装置によって、宅内デバイス２の仮暗号鍵を取得する。これにより仮暗号鍵の漏洩なく、同じ宅内に設置される宅内デバイス２の仮暗号鍵を取得することができる。

そして宅内認証サーバ３は、この仮暗号鍵を用いて、同じ宅内に存在する宅内デバイス２の暗号鍵を取得して記憶しておくことができるが、この処理については後述するものとする。

つぎに、センター認証サーバ１、宅内デバイス２及び宅内認証サーバ３によって、同じ住宅内に存在する宅内デバイス２の暗号鍵を宅内認証サーバ３に設定する動作について図３を参照して説明する。

このネットワークシステムにおいては、その前提として、宅内デバイス２及び宅内認証サーバ３に、それぞれの製造時において暗号鍵が設定されているものとする。なお、この暗号鍵を設定する時期は、本稼働時までであれば、宅内デバイス２及び宅内認証サーバ３の設置時であっても良い。また、宅内デバイス２及び宅内認証サーバ３が保有している暗号鍵は、当該宅内デバイス２及び宅内認証サーバ３の機器識別子（オブジェクトＩＤ）に対応させて、予めセンター認証サーバ１に記憶されている。これにより、宅内デバイス２及び宅内認証サーバ３は、設置時においてセンター認証サーバ１との間でセキュア通信が可能となっている。なお、センター認証サーバ１と宅内デバイス２及び宅内認証サーバ３との間における暗号化方式は共通鍵暗号化方式とである。以下、このようなネットワークシステムにおいて、宅内デバイス２及び宅内認証サーバ３が同じ宅内に存在する機器であることをセンター認証サーバ１が認識して、宅内デバイス２の暗号鍵を宅内認証サーバ３に設定する動作について説明する。

先ずステップＳＴ１において、宅内デバイス２によって、仮暗号鍵の生成を行う。この宅内デバイス２の仮暗号鍵は、宅内デバイス２自身で生成する場合には図示しない乱数発生器を用いる手法やソフトウェア処理によって擬似乱数を発生させる手法によって、生成される。

そして、当該宅内デバイス２の機器識別子Ｓ１と共に、この宅内デバイス２の仮暗号鍵Ｓ２は、同じ宅内に設置する宅内認証サーバ３によって取得される。これにより、端末（宅内デバイス２）により生成された仮暗号鍵（仮暗号鍵Ｓ２）及び端末識別子（機器識別子Ｓ１）を、認証サーバ（宅内認証サーバ３）によってローカルネットワークを介さずに取得するステップが実現される。

この宅内認証サーバ３が宅内デバイス２の仮暗号鍵Ｓ２を取得する手法としては、第三者の仮暗号鍵の盗聴を防止するために、所定の盗聴されない手法が採用される。具体的には、予め宅内デバイス２に実装されていた可搬型記録媒体を宅内認証サーバ３に読み取らせる手法や、宅内デバイス２及び宅内認証サーバ３にそれぞれ外部機器接続機構を設けてローカルのシリアル専用通信路によって送信しても良く、専用外部機器を介して送信しても良い。

宅内認証サーバ３が、宅内デバイス２から機器識別子Ｓ１及び仮暗号鍵Ｓ２を取得すると、機器識別子Ｓ１及び仮暗号鍵Ｓ２を含む認証要求Ｓ３を暗号化してセンター認証サーバ１に送信する。このとき宅内認証サーバ３は、センター認証サーバ１との間で相手認証処理を行うことや、宅内認証サーバ３自身の暗号鍵を用いて認証要求Ｓ３を送信する処理を行って、センター認証サーバ１との間でセキュア通信を行う。これにより、認証サーバ（宅内認証サーバ３）が外部サーバ（センター認証サーバ１）に対して、所定のセキュア通信によって、仮暗号鍵（仮暗号鍵Ｓ２）及び端末識別子（機器識別子Ｓ１）と共に認証要求（認証要求Ｓ３）を送信するステップを実現する。

次にセンター認証サーバ１は、宅内認証サーバ３から認証要求Ｓ３を受信すると、当該認証要求Ｓ３に含まれる宅内認証サーバ３の機器識別子を参照して、当該宅内認証サーバ３の暗号鍵を用いた復号を行う。

そして、センター認証サーバ１は、宅内認証サーバ３から送信された認証要求Ｓ３に含まれる機器識別子Ｓ１と予め記憶している宅内デバイス２の機器識別子と暗号鍵との対応テーブルとに基づいて、当該宅内デバイス２の端末識別子に対応した暗号鍵を取得し、当該暗号鍵を用いたセキュア通信によって、当該宅内デバイス２宛てに、受信した機器識別子Ｓ１及び仮暗号鍵Ｓ２を含む照合要求Ｓ４を送信する。

ここで、センター認証サーバ１が宅内デバイス２との接続を確立する手法としては、予めセンター認証サーバ１に宅内デバイス２のネットワークアドレス（ＩＰアドレス）を記憶しておき、センター認証サーバ１から宅内デバイス２に通信接続を確立する要求を行うことが挙げられる。

次に宅内デバイス２は、ステップＳＴ１にて生成した仮暗号鍵Ｓ２と、センター認証サーバ１から送信された仮暗号鍵Ｓ２との照合を行い（ステップＳＴ２）、相互の仮暗号鍵が合致するか否かを表す照合結果Ｓ５をセンター認証サーバ１に返信する。

すなわち、端末（宅内デバイス２）が、外部サーバ（センター認証サーバ１）から送信された照合要求Ｓ４に対して予め記憶された暗号鍵を用いた復号を行い、当該照合要求Ｓ４に含まれる仮暗号鍵Ｓ２と、ステップＳＴ１にて生成した仮暗号鍵Ｓ２とを照合する。

そして、宅内デバイス２は、照合結果Ｓ５を外部サーバ（センター認証サーバ１）宛てに送信する。なお、照合結果Ｓ５を送信する場合には、セキュア通信であってもセキュア通信でなくても良い。

このとき、宅内デバイス２が、照合要求Ｓ４に含まれる仮暗号鍵Ｓ２と生成した仮暗号鍵Ｓ２とを照合するときに、生成した仮暗号鍵Ｓ２の有効期限を判定して、照合結果を変更しても良い。すなわち、宅内デバイス２で仮暗号鍵Ｓ２を生成した時刻又は宅内認証サーバ３に仮暗号鍵Ｓ２を取得させた時刻から、センター認証サーバ１から仮暗号鍵Ｓ２を受信した時刻までの期間が、所定の有効期限内であるかを判定する。そして、センター認証サーバ１から送信された仮暗号鍵Ｓ２の受信時刻から見て有効期限が切れている時には、仮暗号鍵Ｓ２が合致している照合結果とはしない。

次にセンター認証サーバ１は、宅内デバイス２から送信された照合結果から、宅内デバイス２にて生成された仮暗号鍵Ｓ２とセンター認証サーバ１から宅内デバイス２に送信された仮暗号鍵Ｓ２とが合致している場合には、通信用セッション鍵Ｓ６を宅内認証サーバ３に送信する。なお、この通信用セッション鍵Ｓ６は、認証要求Ｓ３に含める仮暗号鍵や照合要求Ｓ４に含める仮暗号鍵とは異なるものであり、センター認証サーバ１が新たに乱数発生等により生成するものである。

一方、宅内デバイス２にて生成された仮暗号鍵Ｓ２とセンター認証サーバ１から宅内デバイス２に送信された仮暗号鍵Ｓ２とが合致していない場合には、センター認証サーバ１は、宅内デバイス２用の暗号鍵は宅内認証サーバ３に送信しない。

このようにセンター認証サーバ１は、宅内認証サーバ３から送信された宅内デバイス２の仮暗号鍵Ｓ２を宅内デバイス２に送信して、当該宅内デバイス２によって生成した仮暗号鍵Ｓ２とセンター認証サーバ１から送信された仮暗号鍵Ｓ２を照合させる。

そして、宅内デバイス２からセンター認証サーバ１に、双方の仮暗号鍵Ｓ２が合致した場合に、宅内デバイス２からセンター認証サーバ１に直接的に照合結果を送信する。これにより、センター認証サーバ１は、宅内認証サーバ３と宅内デバイス２とが同じ宅内に設置されたものであることを認識して、宅内認証サーバ３に、宅内デバイス２用の暗号鍵を記憶させることができる。

宅内認証サーバ３は、ステップＳＴ４において、センター認証サーバ１から宅内デバイス２用の暗号鍵が送信されると、当該宅内デバイス２は、宅内デバイス２の機器識別子に対応付けて、受信した宅内デバイス２用の暗号鍵を記憶する。これにより宅内認証サーバ３は、同じ宅内に存在し、センター認証サーバ１と通信可能な宅内デバイス２の暗号鍵を当該宅内デバイス２の機器識別子と対応付けて記憶することができる。

そして宅内認証サーバ３は、記憶した宅内デバイス２の通信用セッション鍵Ｓ７を当該宅内デバイス２に送信して記憶させる。この時、宅内認証サーバ３は、ステップＳＴ１にて生成した仮暗号鍵Ｓ２を宅内認証サーバ３で取得した手法と同様の手法によって、宅内デバイス２に暗号鍵を取得させる。すなわち、宅内デバイス２へ記憶させる通信用セッション鍵Ｓ７は、ローカルネットワークを介さずに記憶させる。なお、通信用セッション鍵Ｓ７は、ローカルネットワークを介して、ステップＳＴ１によって生成された仮暗号鍵Ｓ２で暗号化して送信しても良い。

以上説明したように、本発明を適用したネットワークシステムによれば、外部サーバであるセンター認証サーバ１が所定のローカルネットワークを構成する宅内デバイス２及び宅内認証サーバ３であることを認識して、宅内デバイス２に暗号鍵を設定することによりセキュア通信を実現できる。

具体的には、このネットワークシステムによれば、（１）ローカルネットワークを介さない効果として、同一宅内という認定を行える。（２）そして、センター認証サーバ１から宅内デバイス２のアドレスへ送信し、宅内デバイス２にて、照合した結果をセンター認証サーバ１へ返信することによって、センター認証サーバ１にて、その宅内デバイス２が実際に存在するものであることを確認できる。上記（１）（２）の認定、即ち、同一宅内という認定及び実際に宅内デバイス２が存在するという認定によって、はじめて、センター認証サーバ１は、宅内認証サーバ３と宅内デバイス２との通信用セッション鍵を作成し、それぞれにお互いに持たせるように送信する。

その結果、宅外機器からのアクセスを排除できるという効果、実際の宅内デバイス２になりすましてセッション鍵の作成をセンター認証サーバ１に求めてきた場合には、センター認証サーバ１へ、端末からの照合結果が返ってこないので、なりすましを排除できるという効果を発揮できる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明を適用したネットワークシステムの構成図である。本発明を適用したネットワークシステムにおける宅内デバイス、宅内認証サーバの機能的な構成を示すブロック図である。本発明を適用したネットワークシステムにおいて、センター認証サーバ、宅内デバイス及び宅内認証サーバの間で授受される情報のやり取りを示すシーケンス図である。

符号の説明

１センター認証サーバ
２宅内デバイス
３宅内認証サーバ
４データ転送用外部機器
２１ＭＯＳ機能部
２１ａ機能
２１ｂイベント
２１ｃ変数
２１ｄオブジェクトＩＤ
２１ｅサービステーブル
２２アプリケーション処理部
２３インターフェースモジュール
２４能力テーブル
３１ＯＡＳ機能部
３１ａデバイスアクセスサーバ
３１ｂサービス情報
３１ｃデバイスアクセスコントローラ
３１ｄオブジェクトＩＤ
３２サーバ機能部
３３通信モジュール

Claims

外部サーバと、所定のローカルネットワークに接続された認証サーバ及び端末とを備えたネットワークシステムにおける鍵交換方法であって、
前記端末により生成された仮暗号鍵及び端末識別子を、前記認証サーバによって前記ローカルネットワークを介さずに取得する第１ステップと、
前記認証サーバが、前記外部サーバに対して、所定のセキュア通信によって、前記仮暗号鍵及び端末識別子と共に認証要求を送信する第２ステップと、
前記外部サーバが、前記認証サーバから送信された認証要求に含まれる端末識別子と予め記憶している前記端末の端末識別子及び暗号鍵の対応テーブルとに基づいて、当該端末の端末識別子に対応した暗号鍵を取得し、当該暗号鍵を用いたセキュア通信によって、当該端末宛てに、前記受信した仮暗号鍵及び端末識別子を含む照合要求を送信する第３ステップと、
前記端末が、前記外部サーバから送信された照合要求に対して予め記憶された暗号鍵を用いた復号を行い、当該照合要求に含まれる仮暗号鍵と、前記生成した仮暗号鍵とを照合して、照合結果を前記外部サーバ宛てに送信する第４ステップと、
前記外部サーバが、前記端末から送信された照合結果を参照し、前記外部サーバから送信された仮暗号鍵と前記生成した仮暗号鍵とが合致している場合には、前記所定のセキュア通信によって、前記認証サーバと前記端末との通信用セッション鍵を、前記認証サーバに送信する第５のステップと、
前記認証サーバが、前記外部サーバから送信された通信用セッション鍵と当該端末の端末識別子とを対応付けて記憶する第６ステップと、
当該通信用セッション鍵を前記端末によって取得する第７ステップと
を有することを特徴とする鍵交換方法。
前記認証サーバが仮暗号鍵を取得する第１ステップは、前記端末に備えられた仮暗号鍵が記憶された記憶媒体を前記認証サーバによって読み込む工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の鍵交換方法。
前記端末が、照合要求に含まれる仮暗号鍵と前記生成した仮暗号鍵とを照合する第４ステップにおいて、前記生成した仮暗号鍵の有効期限を判定し、照合要求を受信した時に当該生成した仮暗号鍵の有効期限が切れている時には、仮暗号鍵が合致している照合結果とはしないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鍵交換方法。