JP5836534B2

JP5836534B2 - 共通鍵共有システム及びその方法

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Publication number: JP5836534B2
Application number: JP2015500023A
Authority: JP
Inventors: 隆夫村上; 鍛　忠司; 忠司鍛; 井口　慎也; 慎也井口
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2013-02-13
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2033-02-13
Also published as: WO2014125572A1; JPWO2014125572A1

Description

本発明は、共通鍵共有システム及びその方法に関する。

近年、エネルギーの効率的な利用に関するニーズの高まりを受け、電力の自動検針、見える化、最適化などを行うＡＭＩ（ＡｄｖａｎｃｅｄＭｅｔｅｒｉｎｇＩｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）が注目を集めている。ＡＭＩは、電力量計に通信機能を持たせたＳＭ（ＳｍａｒｔＭｅｔｅｒ）、ＳＭから送られてきた電力情報を管理するＭＤＭＳ（ＭｅｔｅｒＤａｔａＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）、家庭内、ビル内、工場内などの電力の見える化や電力抑制・発電などの制御を行うｘＥＭＳ（ＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）、ｘＥＭＳのファームウェアアップデートなどを行うｘＥＭＳサーバなどから構成される。ｘＥＭＳは、家庭内を対象とする場合はＨＥＭＳ（ＨｏｍｅＥＭＳ）、ビル内を対象とする場合はＢＥＭＳ（ＢｉｌｄｉｎｇＥＭＳ）、工場内を対象とする場合はＦＥＭＳ（ＦａｃｔｏｒｙＥＭＳ）、これらを含んだ地域全体を対象とする場合はＣＥＭＳ（ＣｏｍｍｕｎｉｔｙＥＭＳ）と呼ばれる。

ここで、ＳＭとＭＤＭＳの間の通信路は「Ａルート」、ＳＭとｘＥＭＳの間の通信路は「Ｂルート」、ｘＥＭＳとｘＥＭＳサーバの間の通信路は「Ｃルート」と呼ばれる。ＳＭがＡルート経由でＭＤＭＳに電力情報を送ることで自動検針が行われ、ＳＭがＢルート経由でｘＥＭＳに電力情報を送ることで電力使用状況の可視化（電力の見える化）が行われ、ＭＤＭＳがＡルート、Ｂルート経由でｘＥＭＳに電力抑制情報を送り、それを受けてｘＥＭＳが電力抑制・発電を行うことで電力の最適化（デマンド・レスポンス）が行われる。

ＳＭとＭＤＭＳとの通信時、ＳＭとｘＥＭＳとの通信時、ＭＤＭＳとｘＥＭＳとの通信時におけるメッセージの改ざんを防ぐためには機器認証やメッセージ認証、メッセージの漏洩を防ぐためにはメッセージ秘匿を行う必要がある。これらを行うには共通鍵暗号方式か公開鍵暗号方式のいずれかを用いる必要があるが、前者の方が後者よりも高速に処理を行うことができるというメリットを持っている。

共通鍵暗号方式を用いる場合、通信する機器同士であらかじめ共通鍵を共有しておく必要がある。ＳＭとｘＥＭＳは複数台存在するが、ＭＤＭＳにはＳＭのＩＤが、ｘＥＭＳサーバはｘＥＭＳのＩＤが格納されており、ＳＭ−ＭＤＭＳ間の通信、ｘＥＭＳ−ｘＥＭＳサーバ間の通信が可能である。また、ＳＭ−ｘＥＭＳ間は有線、無線、ＰＬＣ（電力線汎用通信）などを用いて通信を行うことができる。また、ＭＤＭＳとｘＥＭＳサーバの間はインターネットなどで接続されている。

このように、ＡＭＩでは１つ目の端末（以後、第１端末）が２つ目の端末（以後、第２端末）に接続され、第１端末が第１端末のＩＤを持っている３つ目の端末（以後、第１端末サーバ）に接続され、第２端末が第２端末のＩＤを持っている４つ目の端末（以後、第２端末サーバ）に接続され、第１端末サーバが第２端末サーバに接続されている。第１端末−第１端末サーバ間共通鍵（以後、共通鍵Ａ）は、公開鍵暗号方式を用いて共通鍵を交換するプロトコルを用いて共有することができる。例えば、特許文献１に記載の技術では、鍵交換システムにおいて、第１端末は、鍵交換用公開鍵及び鍵交換用秘密鍵を生成し、鍵交換用公開鍵を署名用秘密鍵で署名して、電子署名、鍵交換用公開鍵及び署名用公開鍵証明書を含むデータトークンを生成し、第２端末に送信する技術が開示されている。

特開２００７−６３１９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、第２端末が複数台ある場合は、第１端末は複数台ある第２端末のいずれに共通鍵を送信すれば良いかが不明であるため、複数の端末間で共通鍵（以後、共通鍵Ｙ）を共有することが困難である。

開示する共通鍵共有システムは、第１端末と、第１端末サーバと、第２端末と、第２端末サーバとを備え、第１端末サーバと第２端末の間で鍵を共有する。

予め第１端末サーバと第１端末との間で第１共通鍵を共有し、第２端末と第２端末サーバとの間でも第２共通鍵を共有し、第１端末サーバと第２端末サーバとの間でも第３共通鍵を共有し、第１端末サーバは、第１端末サーバと第２端末との間の第４共通鍵を生成し、第１端末サーバは、第４共通鍵及び第１端末の端末IDを第３共通鍵で暗号化して、第２端末サーバに送信し、第２端末サーバは、第１端末と第２端末との対応情報を予め記憶し、暗号化された第４共通鍵及び第１端末の端末IDを第３共通鍵で復号化し、第１端末の端末IDを第２端末の端末IDに変換し、第４共通鍵を第２共通鍵で暗号化して、第２端末の端末IDの第２端末に送信し、第２端末は、第４共通鍵を第２共通鍵で復号化して、第４共通鍵を取得する。

本発明によれば、端末間で共通鍵を安全に共有することができる。その結果、第１端末サーバと第２端末との通信時における安全性が高められることができる。

第一の実施形態の機能構成を示すブロック図である。第一、第二の実施形態のハードウェア構成を示すブロック図である。第一の実施形態の登録処理を示すフロー図である。第一の実施形態の鍵配送処理を示すフロー図である。第二の実施形態の機能構成を示すブロック図である。第二の実施形態の登録処理を示すフロー図である。第二の実施形態の一つ目の鍵配送処理を示すフロー図である。第二の実施形態の二つ目の鍵配送処理を示すフロー図である。

以下、本発明の実施例を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

以下、図面を参照して、１つ目の実施形態について説明する。本実施形態は、第２端末サーバが第１端末に関する情報を持つようにしたものである。

図１に本実施形態の共通鍵共有システムの構成例を示す。このシステムは、第１端末１００と、第２端末２００と、第１端末サーバ３００と、第２端末サーバ４００から構成される。第１端末１００と第２端末２００は複数台存在する。

第１端末１００は、第１端末サーバ３００との相互認証を行って共通鍵Ａ（第１共通鍵）を交換する相互認証・鍵交換機能１０１と、第２端末２００からの接続確認時にユーザを認証するユーザ認証機能１０２と、メッセージ認証子の付与とメッセージの暗号化を施した上で通信を行う認証暗号通信機能１０３と、データベース１１０を有する。データベース１１０は、第１端末の秘密鍵１１１と、第１端末の公開鍵証明書１１２と、第１端末ＩＤ１１３と、パスワードなどのユーザ情報１１４を有する。秘密鍵１１１と公開鍵証明書１１２と第１端末ＩＤ１１３は、第１端末１００導入時に第１端末サーバ３００が発行する。ユーザ情報１１４は、第１端末１００導入時に格納する。

第２端末２００は、第２端末サーバ４００との相互認証を行って第２端末−第２端末サーバ間共通鍵（以後、共通鍵Ｃ（第２共通鍵））を交換する相互認証・鍵交換機能２０１と、第１端末１００への接続確認時にパスワードなどのユーザ情報を取得するユーザ情報取得機能２０２と、メッセージ認証子の付与とメッセージの暗号化を施した上で通信を行う認証暗号通信機能２０３と、データベース２１０を有する。データベース２１０は、第２端末の秘密鍵２１１と、第２端末の公開鍵証明書２１２と、第２端末ＩＤ２１３を有する。これらは、第２端末２００導入時に第２端末サーバ４００が発行する。

第１端末サーバ３００は、第１端末１００との相互認証を行って共通鍵Ａを交換する相互認証・鍵交換機能３０１と、第２端末サーバ４００から送られてきた第１端末ＩＤ１１３の正当性を検証する第１端末ＩＤ検証機能３０２と、第１端末−第２端末間共通鍵（以後、共通鍵Ｂ）と共通鍵Ｙを生成して配送を行う共通鍵生成・配送機能３０３と、メッセージ認証子の付与とメッセージの暗号化を施した上で通信を行う認証暗号通信機能３０４と、データベース３１０を有する。データベース３１０は、第１端末サーバ３００の秘密鍵３１１と、第１端末サーバ３００のルート証明書３１２と、第２端末サーバ４００との共通鍵Ｘ３１３（第３共通鍵）と、第１端末情報３２０を有する。第１端末情報３２０は、第１端末毎の情報を記したもので、第１端末ＩＤ３２１を含む。その他に、住所、氏名などの情報を含んでも良い。秘密鍵３１１とルート証明書３１２は第１端末サーバ３００導入時に格納し、第１端末情報３２０は対応する第１端末１００導入時に登録する。共通鍵Ｘ３１３は、第２端末サーバ４００導入後、第２端末サーバ４００と相互認証・鍵交換を行う、オフラインで共有するなどの方法を用いて、第１端末サーバ３００と第２端末サーバ４００の間で共有しておく。

第２端末サーバ４００は、第２端末２００との相互認証を行って共通鍵Ｃを交換する相互認証・鍵交換機能４０１と、第１端末ＩＤ１１３とそれに対応する第２端末ＩＤ２１３のペアを登録する第１端末情報−第２端末情報ペア登録機能４０２と、第１端末サーバ３００から送られてきた第１端末ＩＤ１１３を第２端末ＩＤ２１３に変換するＩＤ変換機能４０３と、メッセージ認証子の付与とメッセージの暗号化を施した上で通信を行う認証暗号通信機能４０４と、データベース４１０を有する。データベース４１０は、第２端末サーバ４００の秘密鍵４１１と、第２端末サーバ４００のルート証明書４１２と、第１端末サーバ３００との共通鍵Ｘ４１３と、第２端末情報４２０を有する。第２端末情報４２０は、第２端末毎の情報を記したもので、第２端末ＩＤ４２１と第１端末ＩＤ４２２を含む。その他に、住所、氏名などの情報を含んでも良い。秘密鍵４１１とルート証明書４１２は第２端末サーバ４００導入時に格納し、第２端末ＩＤ４２１は対応する第２端末２００導入時に登録する。第１端末ＩＤ４２２は第１端末１００と第２端末２００の両方が導入された後、第１端末情報−第２端末情報ペア登録機能４０２を用いて登録する。

図２に、本実施形態における第１端末１００、第２端末２００、第１端末サーバ３００、第２端末サーバ４００のハードウェア構成を示す。これらの端末は、図のようにＣＰＵ５００と、メモリ５０１と、ＨＤＤ５０２と、入力装置５０３と、出力装置５０４と、通信装置５０５とから構成することができる。

図３に、本実施形態における登録の処理手順およびデータの流れを示す。本処理は、第１端末１００と第２端末２００の両方が導入された後に行う。

第１端末１００と第１端末サーバ３００は、秘密鍵１１１、公開鍵証明書１１２、秘密鍵３１１、ルート証明書３１２を用いて相互認証を行い、共通鍵Ａを交換する（ステップＳ１０１）。相互認証および鍵交換は、例えばＴＬＳ、ＤＴＬＳなどのプロトコルを用いて行う。共通鍵Ａは、メッセージ認証とメッセージ秘匿のために用いられる。即ち、メッセージ認証子（ＭＡＣ：ＭｅｓｓａｇｅＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＣｏｄｅ）生成と、暗号化のために用いられる。このとき、ＭＡＣ生成用の共通鍵と暗号化用の共通鍵の２つを別々に交換しても良い。また、メッセージ認証とメッセージ秘匿の機能を併せ持つ認証付暗号方式（ＡＥＳ−ＧＣＭ、ＡＥＳ−ＣＣＭなど）を用いるようにしても良い。このことは、共通鍵Ａ以外の共通鍵についても同様である。

第２端末２００と第２端末サーバ４００は、秘密鍵２１１、公開鍵証明書２１２、秘密鍵４１１、ルート証明書４１２を用いて相互認証を行い、共通鍵Ｃを交換する（ステップＳ１０２）。また、本ステップはステップＳ１０１の前に行っても良い。

第２端末２００は、ユーザからユーザ情報を取得する（ステップＳ１０３）。ユーザ情報は、パスワードであっても良いし、カードやＵＳＢメモリ内の秘密情報であっても良い。また、第２端末２００に接続されたＰＣにおいてユーザ情報を取得し、第２端末２００にユーザ情報を送信するようにしても良い。

第１端末１００は、第２端末２００で取得したユーザ情報の正当性を、ユーザ情報１１４を用いて検証することでユーザ認証を行う（ステップＳ１０５）。ユーザ認証は、例えば、チャレンジ・レスポンス認証によって行う。認証失敗となった場合は、以後の処理を行わない。

第１端末１００は、第１端末ＩＤ１１３を、共通鍵Ａを用いて認証子生成・暗号化を施した上で、第２端末２００に送信する（ステップＳ１０６）。

第２端末２００は、共通鍵Ａで暗号化されている第１端末ＩＤ１１３を、共通鍵Ｃを用いてさらに認証子生成・暗号化を施した上で、第２端末２００に送信する（ステップＳ１０７）。

第２端末サーバ４００は、共通鍵ＡとＣで暗号化されている第１端末ＩＤ１１３を、共通鍵Ｃを用いて復号・認証子検証を行った上で、共通鍵Ｘを用いてさらに認証子生成・暗号化を施した上で、第１端末サーバ３００に送信する（ステップＳ１０８）。

第１端末サーバ３００は、共通鍵ＡとＸで暗号化されている第１端末ＩＤ１１３を、共通鍵Ｘを用いて復号・認証子検証を行った上で、共通鍵Ａを用いてさらに復号・認証子検証を行うことで、第１端末ＩＤ１１３が第１端末１００によって送信されたものかどうかを検証する（ステップＳ１０９）。

第１端末サーバ３００は、検証結果（検証成功または検証失敗）を、共通鍵Ｘを用いて認証子生成・暗号化を施した上で、第２端末サーバ４００に送信する（ステップＳ１１０）。

第２端末サーバ４００は、検証結果を、共通鍵Ｃを用いて復号・認証子検証を行う。検証結果が検証成功であれば第１端末ＩＤ１１３と対応する第２端末２００の第２端末ＩＤ２１３のペアを、第２端末情報４２０に登録する（ステップＳ１１１）。検証失敗であれば何もしない。或いは、第２端末２００からのアクセスを以後拒否するようにしても良い。また、第１端末ＩＤ１１３は、次に説明する鍵配送が終わった後で削除しても良い。

図４に、本実施形態における鍵配送の処理手順およびデータの流れを示す。本処理は、登録処理の直後、或いは鍵更新時に行う。

第１端末サーバ３００は、共通鍵Ｂと共通鍵Ｙ（第４共通鍵）を生成する（ステップＳ２０１）。

第１端末サーバ３００は、共通鍵Ｂ（第５共通鍵）を、共通鍵Ａを用いて認証子生成・暗号化を施した上で、第１端末１００に送信する（ステップＳ２０２）。

第１端末１００は、共通鍵Ｂを、共通鍵Ａを用いて復号・認証子検証を行った上で、データベース１１０に保存する（ステップＳ２０３）。

第１端末サーバ３００は、共通鍵Ｂと共通鍵Ｙと第１端末ＩＤ３２１を、共通鍵Ｘを用いて認証子生成・暗号化を施した上で、第２端末サーバ４００に送信する（ステップＳ２０４）。

第２端末サーバ４００は、共通鍵Ｘで暗号化されている共通鍵Ｂと共通鍵Ｙと第１端末ＩＤ３２１を、共通鍵Ｘを用いて復号・認証子検証を行う。その後、第２端末情報４２０を用いて、第１端末ＩＤ３２１を第２端末ＩＤ４２１に変換する（ステップＳ２０５）。

第２端末サーバ４００は、共通鍵Ｂと共通鍵Ｙを、共通鍵Ｃを用いて認証子生成・暗号化を施した上で、第２端末サーバ４００に送信する（ステップＳ２０６）。

第２端末２００は、共通鍵Ｃで暗号化されている共通鍵Ｂと共通鍵Ｙを、共通鍵Ｃを用いて復号・認証子検証を行った上で、データベース２１０に保存する（ステップＳ２０７）。

このように本実施形態では、ステップＳ１１１とステップＳ２０５に記されているように、第１端末ＩＤと第２端末ＩＤのペアを第２端末サーバ４００に登録しておき、鍵配送時には第２端末サーバ４００が第１端末ＩＤから第２端末ＩＤへの変換を行う。このようにすることで、共通鍵Ｙの共有を行うことが可能となる。その結果、第１端末サーバと第２端末との通信時における安全性が高まる、という効果が得られる。また、このようにすることで、共通鍵Ｂの共有を行うことも可能である。本実施形態では、第１端末と第２端末でユーザ情報を共有しているが、長期間運用しているうちにユーザ情報が漏洩する恐れがある。従って、共通鍵Ｂを共有し、鍵更新を行うことで、第１端末サーバと第２端末との通信時における安全性が高まる、という効果が得られる。

また、本実施形態では、ステップＳ１０５に記されているように、第１端末１００が、第２端末２００で取得したユーザ情報の正当性を、ユーザ情報１１４を用いて検証することでユーザ認証を行う。このようにすることで、隣人など他人の第２端末２００が第１端末１００に接続してきた場合に、認証失敗として以後の処理を行わないようにすることができ、他人同士の第１端末１００と第２端末２００が接続されてしまうことを防げる。その結果、第１端末と第２端末との通信時、および第１端末サーバと第２端末との通信時における安全性がより一層高まる、という効果が得られる。

また、本実施形態では、ステップ１０８〜１１１に記されているように、第２端末サーバ４００が第１端末サーバ３００に第１端末ＩＤを送信し、第１端末サーバ３００で第１端末ＩＤの検証が正しく行われた場合に第１端末ＩＤを登録するようにしている。このようにすることで、第１端末１００或いは第１端末１００になりすました別の端末が、不正な第１端末ＩＤを第２端末２００に送ってきた場合に、第１端末サーバ３００がその攻撃を検証時に検知し、第２端末サーバ４００が不正な第１端末ＩＤを登録してしまうことを防げる。その結果、鍵配送が正しく行われ、安全性がより一層高まる、という効果が得られる。

また、本実施形態では、ステップＳ１１１に記されているように、第２端末サーバ４００が第１端末ＩＤ４２２を、鍵配送が終わった後で削除しても良い。このようにすることで、第２端末サーバは第１端末に関する情報を持たなくて良いようになる。その結果、必要なデータベース容量が小さくなる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して、２つ目の実施形態について説明する。本実施形態は、第１端末サーバが第２端末に関する情報を持つようにしたものである。

図２に本実施形態の共通鍵共有システムの構成例を示す。ここでは、図１と異なる点について述べる。

第１端末サーバ３００は、第１端末ＩＤ１１３とそれに対応する第２端末に関する情報（第２端末ＩＤ２１３と公開鍵証明書２１２）のペアを登録する第１端末情報−第２端末情報ペア登録機能３０５を有する。第１端末情報３２０は、第２端末ＩＤ３２１に対応する第２端末ＩＤ３２２と第２端末公開鍵証明書３２３を含む。第２端末ＩＤ３２２と第２端末公開鍵証明書３２３は第１端末１００と第２端末２００の両方が導入された後、第１端末情報−第２端末情報ペア登録機能３０５を用いて登録する。第２端末サーバは、第１端末ＩＤ−第２端末ＩＤ登録機能４０２と、ＩＤ変換機能４０３を持たない。第２端末情報４２０は、第１端末ＩＤ４２２を含まない。

本実施形態における第１端末１００、第２端末２００、第１端末サーバ３００、第２端末サーバ４００のハードウェア構成は図２と同じである。

図６に、本実施形態における登録の処理手順およびデータの流れを示す。図６のステップＳ１０１〜Ｓ１０６は、図３のステップＳ１０１〜１０６と同じである。

第２端末２００は、共通鍵Ａで暗号化されている第１端末ＩＤ１１３に第２端末の公開鍵証明書２１２を加えて、共通鍵Ｃを用いてさらに認証子生成・暗号化を施した上で、第２端末サーバ４００に送信する（ステップＳ１０７ａ）。

第２端末サーバ４００は、共通鍵Ｃで暗号化されている、共通鍵Ａで暗号化されている第１端末ＩＤ１１３と第２端末の公開鍵証明書２１２を、共通鍵Ｃを用いて復号・認証子検証を行う。その後、共通鍵Ａで暗号化されている第１端末ＩＤ１１３と第２端末の公開鍵証明書２１２に第２端末ＩＤ２１３を加えて、共通鍵Ｘを用いてさらに認証子生成・暗号化を施した上で、第１端末サーバ３００に送信する（ステップＳ１０８ａ）。

第１端末サーバ３００は、共通鍵Ｘで暗号化されている、共通鍵Ａで暗号化されている第１端末ＩＤ１１３と第２端末の公開鍵証明書２１２と第２端末ＩＤ２１３を、共通鍵Ｘを用いて復号・認証子検証を行う。その後、共通鍵Ａで暗号化されている第１端末ＩＤ１１３を、共通鍵Ａを用いてさらに復号・認証子検証を行うことで、第１端末ＩＤ１１３が第１端末１００によって送信されたものかどうかを検証する（ステップＳ１０９ａ）。

第１端末サーバ３００は、検証結果が検証成功であれば第１端末ＩＤ１１３と対応する第２端末２００の第２端末ＩＤ２１３、公開鍵証明書２１２のペアを、第２端末情報３２０に登録する（ステップＳ１１０ａ）。検証失敗であれば何もしない。また、第２端末２００の第２端末ＩＤ２１３と公開鍵証明書２１２は、次に説明する鍵配送が終わった後で削除しても良い。

図７に、本実施形態における１つ目の鍵配送の処理手順およびデータの流れを示す。図７のステップＳ２０１〜Ｓ２０３は、図４のステップＳ２０１〜２０３と同じである。また、図４のステップＳ２０５は本実施形態では実施しない。

第１端末サーバ３００は、共通鍵Ｂと共通鍵Ｙを、第２端末公開鍵証明書３２３に含まれている公開鍵で暗号化し、これに第２端末ＩＤ３２２を加えて、共通鍵Ｘを用いて認証子生成・暗号化を施した上で、第２端末サーバ４００に送信する（ステップＳ２０４ａ）。

第２端末サーバ４００は、受信した共通鍵Ｂと共通鍵Ｙと第１端末ＩＤ３２２を、共通鍵Ｘを用いて復号・認証子検証を行う。その後、共通鍵Ｂと共通鍵Ｙを、共通鍵Ｃを用いてさらに認証子生成・暗号化を施した上で、第２端末サーバ４００に送信する（ステップＳ２０６ａ）。

第２端末２００は、共通鍵Ｂと共通鍵Ｙを、共通鍵Ｃを用いて復号・認証子検証を行う。その後、秘密鍵２１１を用いてさらに復号を行った上で、データベース２１０に保存する（ステップＳ２０７ａ）。

このように本実施形態では、ステップＳ１１０ａに記されているように、第１端末のＩＤと第２端末のＩＤ、公開鍵証明書のペアを第１端末サーバ３００に登録する。このようにすることで、共通鍵Ａ、Ｂに加え、共通鍵Ｙの共有も行うことが可能となる。その結果、第１端末と第１端末サーバとの通信時、第１端末と第２端末との通信時に加え、第１端末サーバと第２端末との通信時における安全性が高まる、という効果が得られる。

また、本実施形態では、ステップＳ２０４ａに記されているように、第１端末サーバ３００が共通鍵Ｂと共通鍵Ｙを、第２端末の公開鍵公開鍵で暗号化した上で第２端末サーバ４００に送信する。このようにすることで、第２端末サーバ４００は共通鍵Ｂと共通鍵Ｙを復号することができず、従って共通鍵Ｂと共通鍵Ｙを誤って、或いは故意に漏洩させることもできなくなる。その結果、第１端末と第２端末との通信時、第１端末サーバと第２端末との通信時における安全性がより一層高まる、という効果が得られる。

また、本実施形態では、ステップＳ１１０ａに記されているように、第１端末サーバ３００が第２端末２００の第２端末ＩＤ２１３と公開鍵証明書２１２を、鍵配送が終わった後で削除しても良い。このようにすることで、第１端末サーバは第２端末に関する情報を持たなくて良いようになる。その結果、必要なデータベース容量が小さくなる、という効果が得られる。

図８に、本実施形態における２つ目の鍵配送の処理手順およびデータの流れを示す。図８のステップＳ２０１〜Ｓ２０３は、図４のステップＳ２０１〜２０３と同じである。また、図４のステップＳ２０５は本実施形態では実施しない。

第１端末サーバ３００は、共通鍵Ｂと共通鍵Ｙを、第２端末公開鍵証明書３２３に含まれている公開鍵で暗号化し、共通鍵Ａを用いてさらに認証子生成・暗号化を施した上で、第１端末１００に送信する（ステップＳ２０４ｂ）。

第１端末１００は、第２端末２００の公開鍵と共通鍵Ａで暗号化されている共通鍵Ｂと共通鍵Ｙを、共通鍵Ａを用いて復号・認証子検証を行う。その後、第２端末２００の公開鍵で暗号化されている共通鍵Ｂと共通鍵Ｙを、第２端末２００に送信する（ステップＳ２０６ｂ）。

第２端末２００は、第２端末２００の公開鍵で暗号化されている共通鍵Ｂと共通鍵Ｙを、秘密鍵２１１を用いて復号を行った上で、データベース２１０に保存する（ステップＳ２０７ｂ）。

このように、本実施形態では、第１端末サーバ−第２端末サーバ−第２端末のルートではなく、第１端末サーバ−第１端末−第２端末のルートを経由して共通鍵Ｂと共通鍵Ｙを配送することができる。このようにすることで、第１端末サーバ−第２端末サーバ−第２端末のルートに障害があったときに、別のルートを経由して鍵配送を行うことができるようになる。その結果、より確実に鍵配送が行える、という効果が得られる。

また、例えば４つの端末とは、第１端末がSMであり、第２端末がHEMSであり、第１端末サーバがMDMSであり、第２端末サーバがHEMSサーバである。

１００第１端末
１０１相互認証・鍵交換機能
１０２ユーザ認証機能
１０３認証暗号通信機能
１１０データベース
１１１秘密鍵
１１２公開鍵証明書
１１３第１端末ＩＤ
１１４ユーザ情報
２００第２端末
２０１相互認証・鍵交換機能
２０２ユーザ情報取得機能
２０３認証暗号通信機能
２１０データベース
２１１秘密鍵
２１２公開鍵証明書
２１３第２端末ＩＤ
３００第１端末サーバ
３０１相互認証・鍵交換機能
３０２第１端末ＩＤ検証機能
３０３共通鍵生成・配送機能
３０４認証暗号通信機能
３０５第１端末情報−第２端末情報ペア登録機能
３１０データベース
３１１秘密鍵
３１２ルート証明書
３１３共通鍵Ｘ
３２０第１端末情報
３２１第１端末ＩＤ
３２２第２端末ＩＤ
３２３第２端末公開鍵証明書
４００第２端末サーバ
４０１相互認証・鍵交換機能
４０２第１端末情報−第２端末情報ペア登録機能
４０３ＩＤ変換機能
４０４認証暗号通信機能
４１０データベース
４１１秘密鍵
４１２ルート証明書
４１３共通鍵Ｘ
４２０第２端末情報
４２１第２端末ＩＤ
４２２第１端末ＩＤ

Claims

第１端末と、第１端末サーバと、第２端末と、第２端末サーバとを備え、前記第１端末サーバと前記第２端末の間で鍵を共有する鍵共有システムにおいて、
予め前記第１端末サーバと前記第１端末との間で第１共通鍵を共有し、前記第２端末と前記第２端末サーバとの間でも第２共通鍵を共有し、前記第１端末サーバと前記第２端末サーバとの間でも第３共通鍵を共有し、
前記第１端末サーバは、
前記第１端末サーバと前記第２端末との間の第４共通鍵を生成し、
前記第１端末サーバは、
前記第４共通鍵及び前記第１端末の端末IDを前記第３共通鍵で暗号化して、前記第２端末サーバに送信し、
前記第２端末サーバは、
前記第１端末と前記第２端末との対応情報を予め記憶し、
前記暗号化された前記第４共通鍵及び前記第１端末の端末IDを前記第３共通鍵で復号化し、前記第１端末の端末IDを前記第２端末の端末IDに変換し、
前記第４共通鍵を前記第２共通鍵で暗号化して、前記第２端末の端末IDの前記第２端末に送信し、
前記第２端末は、
前記第４共通鍵を前記第２共通鍵で復号化して、前記第４共通鍵を取得する
ことを特徴とする共通鍵共有システム。
請求項１に記載の共通鍵共有システムにおいて、
前記第１端末サーバは、
前記第１端末と前記第２端末との間の第５共通鍵を生成し、
前記第５共通鍵を前記第１共通鍵で暗号化して前記第1端末に送信し、
前記第１端末は、
暗号化された前記第５共有鍵を前記第１共通鍵で復号化して取得し、
前記第１端末サーバは、
前記第５共通鍵を前記第４共通鍵及び前記第１端末の端末IDに加えて前記第３共通鍵で暗号化して、前記第２端末サーバに送信し、
前記第２端末サーバは、
前記暗号化された前記第５共通鍵及び前記第４共通鍵及び前記第１端末の端末IDを前記第３共通鍵で復号化し、前記第１端末の端末IDを前記第２端末の端末IDに変換し、
前記第５共通鍵及び前記第４共通鍵を前記第２共通鍵で暗号化して、前記第２端末の端末IDの前記第２端末に送信し、
前記第２端末は、
前記第５共通鍵及び前記第４共通鍵を前記第２共通鍵で復号化して、前記第５共通鍵及び前記第４共通鍵を取得する
ことを特徴とする共通鍵共有システム。
請求項１ないし２に記載の共通鍵共有システムにおいて、
前記第１端末は、さらに、
前記第２端末から接続されたときにユーザ認証を行うユーザ認証機能を持つ
ことを特徴とする共通鍵共有システム。
請求項１ないし３に記載の共通鍵共有システムにおいて、
前記第１端末サーバは、さらに、
前記第２端末サーバから送られてきた前記第１端末の端末IDを検証する
ことを特徴とする共通鍵共有システム。
請求項１ないし４に記載の共通鍵共有システムにおいて、
前記第１端末サーバは、さらに、
前記第２端末の端末IDの前記第２端末に送信した後、前記第２端末の端末IDを削除する
ことを特徴とする共通鍵共有システム。
請求項１ないし５に記載の共通鍵共有システムにおいて、
前記第１端末は、さらに、
前記第１端末サーバが発行した秘密鍵と公開鍵証明書とを取得し、前記秘密鍵と前記公開鍵証明書に基づいて相互認証を行い、
前記第２端末は、さらに、
前記第２端末サーバが発行した秘密鍵と公開鍵証明書とを取得し、前記秘密鍵と前記公開鍵証明書に基づいて相互認証を行う
ことを特徴とする共通鍵共有システム。
第１端末と、第１端末サーバと、第２端末と、第２端末サーバとを備え、前記第１端末サーバと前記第２端末の間で鍵を共有する鍵共有システムにおいて、
予め前記第１端末サーバと前記第１端末との間で第１共通鍵を共有し、前記第２端末と前記第２端末サーバとの間でも第２共通鍵を共有し、前記第１端末サーバと前記第２端末サーバとの間でも第３共通鍵を共有し、
前記第１端末サーバは、
前記第１端末サーバと前記第２端末との間の第４共通鍵を生成し、
前記第１端末サーバは、
前記第４共通鍵及び前記第１端末の端末IDを前記第３共通鍵で暗号化して、前記第２端末サーバに送信し、
前記第２端末サーバは、
前記第１端末と前記第２端末との対応情報を予め記憶し、
前記暗号化された前記第４共通鍵及び前記第１端末の端末IDを前記第３共通鍵で復号化し、前記第１端末の端末IDを前記第２端末の端末IDに変換し、
前記第４共通鍵を前記第２共通鍵で暗号化して、前記第２端末の端末IDの前記第２端末に送信し、
前記第２端末は、
前記第４共通鍵を前記第２共通鍵で復号化して、前記第４共通鍵を取得する
ことを特徴とする共通鍵共有方法。
請求項７に記載の共通鍵共有方法において、
前記第１端末サーバは、
前記第１端末と前記第２端末との間の第５共通鍵を生成し、
前記第５共通鍵を前記第１共通鍵で暗号化して前記第1端末に送信し、
前記第１端末は、
暗号化された前記第５共有鍵を前記第１共通鍵で復号化して取得し、
前記第１端末サーバは、
前記第５共通鍵を前記第４共通鍵及び前記第１端末の端末IDに加えて前記第３共通鍵で暗号化して、前記第２端末サーバに送信し、
前記第２端末サーバは、
前記暗号化された前記第５共通鍵及び前記第４共通鍵及び前記第１端末の端末IDを前記第３共通鍵で復号化し、前記第１端末の端末IDを前記第２端末の端末IDに変換し、
前記第５共通鍵及び前記第４共通鍵を前記第２共通鍵で暗号化して、前記第２端末の端末IDの前記第２端末に送信し、
前記第２端末は、
前記第５共通鍵及び前記第４共通鍵を前記第２共通鍵で復号化して、前記第５共通鍵及び前記第４共通鍵を取得する
ことを特徴とする共通鍵共有方法。
請求項７ないし８に記載の共通鍵共有方法において、
前記第１端末は、さらに、
前記第２端末から接続されたときにユーザ認証を行うユーザ認証機能を持つ
ことを特徴とする共通鍵共有方法。
請求項７ないし９に記載の共通鍵共有方法において、
前記第１端末サーバは、さらに、
前記第２端末サーバから送られてきた前記第１端末の端末IDを検証する
ことを特徴とする共通鍵共有方法。
請求項７ないし１０に記載の共通鍵共有方法において、
前記第１端末サーバは、さらに、
前記第２端末の端末IDの前記第２端末に送信した後、前記第２端末の端末IDを削除する
ことを特徴とする共通鍵共有方法。
請求項７ないし１１に記載の共通鍵共有方法において、
前記第１端末は、さらに、
前記第１端末サーバが発行した秘密鍵と公開鍵証明書とを取得し、前記秘密鍵と前記公開鍵証明書に基づいて相互認証を行い、
前記第２端末は、さらに、
前記第２端末サーバが発行した秘密鍵と公開鍵証明書とを取得し、前記秘密鍵と前記公開鍵証明書に基づいて相互認証を行う
ことを特徴とする共通鍵共有方法。