JP5321266B2 - 無線通信端末 - Google Patents

Description

本発明は無線通信端末に関する。

Bluetooth（登録商標）の機器同士の認証手続として、従来、例えば共通の１０進４桁
のＰＩＮ番号をユーザに入力させ、両方の数字がマッチするかチェックすることによって成りすまし（Man-In-The-Middle、Active Eavesdropping）を防ぎ、また、ユーザが入力
したＰＩＮ番号からリンクキーを生成することによってリンクキーを隠蔽して立ち聞き（Passive Eavesdropping）を防いでいた。

しかし、この方法では、ユーザビリティとセキュリティの面で課題があった。具体的なユーザビリティの面での課題としては、ユーザが４桁の数字を両方のデバイスに入力する必要があるという課題や、一方のデバイスが数字入力のための入力装置を持たない場合のように数字の入力ができない場合には、固定のＰＩＮ番号をこのデバイスのマニュアル等に記載しておき、ユーザはこのマニュアル等を確認して得られたＰＩＮ番号を他方のデバイスに入力する必要があるという課題があった。また、セキュリティの面での課題としては、リンクキーの候補が９９９９通りしかないため、総当りチェックでリンクキーが突き止められてしまうといった課題があった。

そこで、Secure Simple Pairing（以降、ＳＳＰと称する）と呼ばれる新しい接続認証
手続きが規定されている（非特許文献１参照）。

Bluetooth Specification version2.1 + EDR

ＳＳＰは、認証手続きを簡単化することによってユーザビリティを向上するとともに、リンクキー生成に公開鍵暗号化方式を導入することによって立ち聞きや成りすましへの耐性を高めてセキュリティ性能を向上している。

ＳＳＰの認証手続きには、立ち聞きと成りすましの両方を防ぐことができる認証方式Ａと、立ち聞きを防ぐことができるが成りすましを防ぐことのできない認証方式Ｂとがあり、認証手続きに先立って事前に通知される認証対象の機器のInput / Output能力によって認証する方式を選択する。

認証方式Ａの例としては、Numeric Comparison方式がある。Numeric Comparison方式では、ユーザに接続デバイスが意図したデバイスであることを簡単な操作で確認させることで、成りすましを防ぐ。具体的には、認証手続きの途中でいったんとめて、両デバイスにおいて、両デバイスの公開鍵（Public Key A、Public Key B）から決まった演算によって6桁の数字を生成する。両方のデバイスで同じ数字が表示されたことをユーザが目視で確
認し、Yesボタンを押すことで、認証成功として手続きを継続させる。両方のデバイスで
表示された数字が異なる場合は、Noボタンを押すことで、認証失敗として手続きを終了する。このように、Numeric Comparisonではユーザによる確認手続きを認証手続きの一部に組み込むことによって成りすましを防いでいる。

認証方式Bの例としては、Just Works方式がある。Just Works方式はNumeric Comparisonの認証手続きと基本的には同じであるが、唯一の違いは、ユーザによる確認手続きがな
く、認証を行うデバイスまたは認証されるデバイスにおいて自動で数字の比較を行い、認証手続きを継続するという点である。したがって、公開鍵暗号方式を適用しているために立ち聞きに対する耐性はNumeric Comparison方式と同等だが、成りすましに対する耐性はない。

ＳＳＰでは、プロファイルごとにセキュリティレベルが設定可能であり、相手を特定して接続するように秘匿性を高くする必要がある場合には、ユーザ確認を伴う認証方式Ａを、秘匿性が無く接続手続きを簡単化したい場合にはユーザ確認を伴わない認証方式Ｂを選択できるようになっている。

しかしながら、Bluetoothは様々なデバイスに搭載されることがあり、ユーザ確認を伴
う認証方式を使用できない場合がある。例えば、携帯電話機はBluetoothによって音声通
信やデータ通信のように高いセキュリティを必要とするサービスを行うが、音声通信を使用する際の対向機器としては、カーナビのように操作入力手段とディスプレイとを持つデバイスもあれば、ヘッドセットのように操作入力手段もディスプレイ等の表示手段も持たないデバイスもある。ヘッドセットのように入力表示手段を持たない機器の場合には、ユーザ確認を伴う認証方式を使用することができない。

このため、セキュリティを重視すると接続できないデバイスが存在することになる。また、反対に接続性を重視すると十分なセキュリティを確保できないケースが発生することが考えられる。

そこで本発明は、セキュリティを確保しつつ、可能な限り認証を簡単化する無線通信端末を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による無線通信端末は、近距離無線通信を行う近距離無線通信手段と、前記近距離無線通信手段を用いた接続確立の要求を対向機器から受信した場合に、その対向機器が自端末の要求するセキュリティレベルを満たす認証手続きを実行可能であるか否かと、その対向機器が既に自端末と認証済みであるか否かを判定し、その対向機器が自端末の要求するセキュリティレベルを満たす認証手続きを実行不可能であって、自端末と既に認証済みの対向機器でなければ、その対向機器からの接続要求を拒否する認証判定手段とを有することを特徴としている。

本発明によれば、セキュリティを確保しつつ、可能な限り認証を簡単化する無線通信端末を提供することができる。

本発明の実施形態に係る携帯電話機の構成を示すブロック図。 本発明の実施形態に係る携帯電話機が接続要求を受ける場合の処理を示すフローチャート。 本発明の実施形態に係る携帯電話機が接続要求を受ける場合の処理を示すフローチャート。 本発明の実施形態に係る携帯電話機が接続要求を行う場合の処理を示すフローチャート。 本発明の実施形態に係る携帯電話機が接続要求を行う場合に表示部へ表示する画面の例。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ここでは携帯電話機を例にして無線通信端末を説明するが、携帯電話機に限定されることは無く、カーナビやＰＣ等、近距離無線通信機能を有しており、近距離無線通信の接続確立するときには認証することを前提とするデバイスであれば、本発明を適用することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る携帯電話機の構成を示したブロック図である。携帯電話機１は、制御部５１、操作部５２、表示部５３、音声入出力部５４、無線電話通信部５５、記憶部５６、近距離無線通信部５７を有する。

制御部５１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成され、携帯電話機１全体の制御を行う。

操作部５２は、操作キーまたはタッチパッド、タッチパネルなどから構成され、ユーザの操作に応じた信号を制御部５１に入力する。

表示部５３は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどによって構成され、制御部５１の制御に応じて文字や画像を表示する。

音声入出力部５４は、スピーカおよびマイクロホンから成り、無線電話通信部５５によって通信される音声の入出力や音楽コンテンツや動画コンテンツの音声・音楽の出力などを行う。

無線電話通信部５５は、基地局を介して音声通信やパケット通信を行う。例えば、音声通信によって音声を送信する場合、音声入出力部５４のマイクロホンから音声を収音して得られた音声データに対して、符号化や誤り制御などの信号処理を行ったデータを電波に変換して、基地局へ送信する。また、受話音声は、基地局からの電波を受信し、電波から電気信号に変換した後、復号や誤り訂正などの信号処理を行い、音声入出力部５４のスピーカから音声を出力する。

記憶部５６は、各種アプリケーションソフトウェアや、ユーザが登録した情報などを記憶する。

近距離無線通信部５７は、Bluetoothなどの、無線電話通信部５５よりも無線送信電力
の小さい電波を用いた無線通信モジュールなどから構成され、対向機器との無線通信を行う。以降では、近距離無線通信部５７はBluetoothによる接続を行うとして説明する。

制御部５１は、近距離無線通信部５７による通信接続のために、プロトコル制御部８１、プロファイル制御部８２、認証制御部８３、認証判定部８４、セキュリティレベル判定部８５、機器登録制御部８６、近距離無線通信制御部８７を有する。

プロトコル制御部８１は、近距離無線通信にてデータを送信するための通信プロトコルを制御する。つまり、BasebandからRFCOMMまでのBluetooth Stackが提供する機能を実行
する。

プロファイル制御部８２は、Bluetoothにて実行するサービス（プロファイル）毎に規
定された手続きを実行する。プロファイルには、例えばハンズフリー通話を実現するためのＨＦＰ（Hands-Free Profile）、音声を伝送するためのＡ２ＤＰ（Advanced Audio Distribution Profile）、リモコン機能を実現するためのＡＶＲＣＰ（Audio/Video Remote Control Profile）等がある。

認証制御部８３は、公開鍵、デバイスアドレス、時間情報等から算出したキーによって認証を行う。認証の手続きは、Bluetooth Stack、Generic Access ProfileといったBluetooth Core Specで規定されている。

認証判定部８４は、対向機器の入力表示能力、サービス（プロファイル）ごとに設定されたセキュリティレベルから認証方式を決定し、決定した認証方式によって認証制御部８３による認証手続きを実行する。

セキュリティレベル設定部８５は、サービス（プロファイル）毎に設定されたセキュリティレベルを保持する。そして、認証判定部８４からの問い合わせに応じて、サービス毎に選択すべきセキュリティレベルを応答する。セキュリティレベル設定部８５が保持するセキュリティレベルには、セキュリティレベル２とセキュリティレベル３が含まれている。セキュリティレベル２は、ユーザ確認を伴わない認証方式での認証を可能とするセキュリティレベルである。それに対して、セキュリティレベル３は、ユーザ確認を伴う認証方式での認証を必要とするセキュリティレベルである。

例えば、ＨＦＰのように音声通信に関するプロファイルは、高いセキュリティを必要とするため、セキュリティレベルが「３」に設定される。それに対して、例えばＯＰＰ（Object Push Profile）は、電話帳データの送出を可能とするプロファイルであるが、電話
帳データを送出するときにユーザが送信先を確認するため、高いセキュリティを必要としないとも考えられる。そのためこのような高いセキュリティを必要としないプロファイルに対しては、セキュリティレベルが「２」に設定することが考えられる。

機器登録制御部８６は、対向機器と認証するためのリンクキーを生成し、このリンクキーをデバイスアドレスと対応付けて保持する。

近距離無線通信制御部８７は、近距離無線通信部５７による近距離無線通信のベースバンドを制御する。

図２は、携帯電話機１が接続要求を受ける場合の処理を示したフローチャートである。

なお、この接続要求は、セキュリティレベル３の認証方式を必要とするサービスに対する接続要求であるとする。携帯電話機１がこの接続要求を受けると（Ｓ１０１）、認証制御部１４は、対向機器の入出力能力を取得する（Ｓ１０２）。対向機器の入出力能力は、表示が不可能で、数字やＹｅｓ／Ｎｏ等を入力することが不可能な場合（以降、Ｉ／Ｏ能力１と称する）と、それ以外の場合（以降、Ｉ／Ｏ能力２と称する）とがある。対向機器がＩ／Ｏ能力１の場合、表示も入力も不可能なため、ユーザ確認を伴う認証方式に対応することができない。つまり、セキュリティレベル３に対応できない。

そこで、認証判定部８４は、ステップＳ１０２によって得た対向機器の入出力能力に応じて、対向機器がセキュリティレベル３に対応できるか否かを判定する（Ｓ１０３）。そして、認証判定部８４が対向機器はセキュリティレベル３に対応できると判定した場合（Ｓ１０３のＹｅｓ）、認証判定部８４は認証のセキュリティレベルを「３」と決定し、セキュリティレベル３を認証制御部８５に指示する。認証制御部８５は、このセキュリティレベルを受けて、セキュリティレベル３のリンクキーを生成し、このリンクキーを用いて認証を行う（Ｓ１０４）。

一方、ステップＳ１０３で認証判定部８４が対向機器はセキュリティレベル３に対応できないと判定した場合（Ｓ１０３のＮｏ）、認証判定部８４は当該対向機器が既に機器登録済みであるか否かを判定する（Ｓ１０６）。機器登録済みであれば、機器登録制御部８６がその対向機器のデバイスアドレスと対応付けてリンクキーを保持している。そこで、認証制御部８５は、保持しているリンクキーを用いて認証を行う（Ｓ１０７）。

以上のように認証判定部８４は、対向機器の入力表示能力の情報と認証済みの機器であるか否かという情報とを用いて認証方式を判定する。そして、対向機器がセキュリティレベル３に対応できず、なおかつ認証済みの機器ではない場合に、その対向機器との接続を拒否することによってセキュリティを確保する。一方、セキュリティレベル３に対応できる対向機器または認証済みの対向機器の場合には、認証を行って接続を可能とすることによって、表示も入力も不可能なＩ／Ｏ能力１の対向機器との接続も可能な限り実現することができる。

なお、図２のフローチャートでは、ステップＳ１０３にて対向機器がセキュリティレベル３に対応できるか判断し、対応できない場合に、ステップＳ１０６にて当該対向機器が認証済みであるか否かを判断すると説明したが、ステップＳ１０３とステップＳ１０６の順番は逆でも良い。

図３は、ステップＳ１０６がステップＳ１０３よりも先に行われる場合の処理を示したフローチャートである。つまり、図３に示したフローチャートでは、先に認証判定部８４がステップＳ１０６の判断を行って、対向機器が既に認証済みの機器である場合には、認証制御部８３が保持しているリンクキーでの認証を行い、対向機器が認証済みの機器ではない場合に、認証判定部８４は当該対向機器がセキュリティレベル３に対応することができるか否かを判定し、セキュリティレベル３に対応できる対向機器であれば、認証制御部８３がセキュリティレベル３のリンクキーを生成して認証を行う。

図４は、携帯電話機１が任意の対向機器に対して接続要求を行う場合の処理を示したフローチャートである。なお、この接続要求は、セキュリティレベル２での認証方式での認証が可能であるサービスに対する接続要求であるとする。認証判定部８４は、セキュリティレベル２での認証を伴う接続要求を行うと判定すると、機器登録制御部８６に記憶されている認証済みの機器を読み出す。そして、表示部５３が、この認証済みの機器を一覧表示する（Ｓ２０２）。認証済みの機器の一覧は、例えば図５のように表示される。図５の例では、「プリンタＡ」、「パソコンＡ」、「パソコンＢ」という３つの認証済みの機器の情報が表示されており、ユーザは、表示部５３に一覧表示された機器から操作部５２を介して接続を要求する機器を選択することができる。操作部５２がユーザの選択操作を受け付けると、認証判定部８４は、選択された対向機器に対して接続要求を行う（Ｓ２０３）。そして、機器登録制御部８６に記憶されたリンクキーを用いて接続確立のための認証を行う（Ｓ２０４）。

このように、対向機器に対して接続要求をする際に、ユーザ確認を伴わない認証方式で認証が行われる場合には、認証済みの機器のみを接続要求の対象にする。もし、このようなユーザによる接続要求先の機器選択を受けずにユーザ確認を伴わない認証方式での認証を行うとすると、認証の過程でユーザの確認操作が行われないため、ユーザが意図していない機器と接続してしまう可能性がある。それに対して、図４に示した処理では、ユーザによる接続要求先の機器選択が行われることによって、ユーザが意図していない機器と接続する可能性を回避することができる。更に、図４に示した処理では、機器選択の対象として表示部５３に表示されるのは、認証済みの機器であるため、セキュリティレベルの低い認証によって対向機器と接続する場合に、ユーザのオペレーションミスにより誤った機器と接続される可能性も低減することができる。

以上のような実施形態の構成をとることで、接続要求を行う場合にも接続要求を受ける場合にも、セキュリティを確保しつつ、可能な限り認証方式を簡単化することができる。

なお、上記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更しても良い。

１ 携帯電話機、５１ 制御部、５２ 操作部、５３ 表示部、５４ 音声入出力部、５５ 無線電話通信部、５６ 記憶部、５７ 近距離無線通信部、８１プロトコル制御部、８２ プロファイル制御部、８３ 認証制御部、８４ 認証判定部、８５ セキュリティレベル設定部、８６ 機器登録制御部、８７ 近距離無線通信制御部

Claims (5)

1. 近距離無線通信を行う近距離無線通信手段と、
   前記近距離無線通信手段を用いた接続確立の要求を対向機器から受信した場合に、その対向機器が自端末の要求するセキュリティレベルを満たす認証手続きを実行可能であるか否かと、その対向機器が既に自端末と認証済みであるか否かを判定し、その対向機器が自端末の要求するセキュリティレベルを満たす認証手続きを実行不可能であって、自端末と既に認証済みの対向機器でなければ、その対向機器からの接続要求を拒否する認証判定手段とを有し、
   前記自端末の要求するセキュリティレベルとは、ユーザの確認操作を伴う認証方式での認証を必要とするセキュリティレベルであって、
   前記認証判定手段は、前記接続確立の要求を行った対向機器がユーザからの入力操作を受け付ける入力手段および情報を表示する表示手段を有している場合に、当該対向機器は自端末の要求するセキュリティレベルでの認証手続きを実行可能であると判定する、ことを特徴とする無線通信端末。
2. 前記認証判定手段は、自端末の要求するセキュリティレベルを満たす認証手続きを実行可能な対向機器であれば、自端末の要求するセキュリティレベルでの認証を行うと判定し、自端末の要求するセキュリティレベルを満たす認証手続きを実行不可能な対向機器であってもその対向機器が既に自端末と認証済みである場合には、自端末が保持しているリンクキーを用いた認証を行うと判定し、
   前記認証判定手段が認証を行うと判定した場合には認証を行う認証制御手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。
3. 前記認証判定手段は、前記対向機器が既に自端末と認証済みである場合には、自端末が保持しているリンクキーを用いた認証を行うと判定し、自端末と認証済みでない対向機器であっても自端末の要求するセキュリティレベルを満たす認証手続きを実行可能な対向機器であれば、自端末の要求するセキュリティレベルでの認証を行うと判定し、
   前記認証判定手段が認証を行うと判定した場合には認証を行う認証制御手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。
4. 近距離無線通信を行う近距離無線通信手段と、
   前記近距離無線通信手段を用いた接続確立の要求を対向機器から受信した場合に、ユーザの確認操作を伴う認証が必要な接続確立の要求であれば、その対向機器がユーザの確認操作を伴う認証方式に対向可能であるか否かと、その対向機器が既に自端末と認証済みであるか否かを判定し、その対向機器がユーザの確認操作を伴う認証方式に対応不可能であって、自端末と既に認証済みの対向機器でなければ、その対向機器からの接続要求を拒否し、ユーザの確認操作を伴う認証方式に対応可能な対向機器であれば、ユーザの確認操作を伴う認証方式での認証を行うと判定し、ユーザの確認操作を伴う認証方式に対応不可能な対向機器であってもその対向機器が既に自端末と認証済みである場合には、自端末が保持しているリンクキーを用いた認証を行うと判定する認証判定手段と、
   前記認証判定手段が認証を行うと判定した場合には認証を行う認証制御手段を有し、
   前記認証判定手段は、前記接続確立の要求を行った対向機器がユーザからの入力操作を受け付ける入力手段および情報を表示する表示手段を有している場合に、当該対向機器は自端末の要求するセキュリティレベルでの認証手続きを実行可能であると判定する、ことを特徴とする無線通信端末。
5. 認証済みの機器の識別情報とリンクキーとを対応付けて記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された認証済みの機器の情報を表示する表示手段と、
   前記表示手段に表示された認証済みの機器の情報から接続要求を行う機器を選択する操作を受け付ける入力手段と、
   前記入力手段によって選択を受けた機器に対してユーザの確認操作を伴わない認証を行う接続要求を必要とする接続要求手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の無線通信端末。

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