JP6943827B2 - 要求データ元を識別可能なようにデータを転送するノード、プログラム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、データの提供元であるデータ元を識別するデータ通信技術に関する。

近年、ＩｏＴ（Internet of Things）技術の進展により、大量の且つ多種多様なデバイスを通信ネットワークに接続し、生成されるビッグデータを解析して、従来にない有用な情報を生成・取得する事業が数多く立ち上がっている。

ここで、接続されるＩｏＴデバイスからは、例えばプライバシにかかわるデータが多数出力される場合も少なくない。このように、ＩｏＴ技術が進展する中、ＩｏＴデバイスから送信されるデータや当該データに係る情報を、データ要求元以外の第三者が取得することのないように、ＩｏＴデバイス（データ元）とデータ要求元との間の通信セキュリティを確保することが非常に重要となっている。

従来、このようなセキュリティを確保する方法として、暗号化されたデータを、通信ネットワークにおいて転送し、データ要求元へ送信することが行われている。具体的には、データ要求元の要求対象となるデータに対し暗号化処理を施した上で、この暗号化データをデータ要求元に宛てて送信するのである。

O. Ascigil, S. Rene, G. Xylomenos, I. Psaras, and G. Pavlou, "A Keyword-based ICN-IoT Platform", ICN '17 Proceedings of the 4th ACM Conference on Information-Centric Networking, Pages 22-28, ２０１７年

しかしながら、このように暗号化技術を用いた場合でも、どのＩｏＴデバイスが要求データを有するものであるかについての情報は、取得可能となっている。例えば、データ要求元へ至る通信経路でのデータ通信の有無を見て、あるＩｏＴデバイスは（要求に応答していないので）要求データを有さないとの情報を得たり、または、ある通信ネットワーク範囲内に要求データを有するＩｏＴデバイスが存在するとの情報を得たりすることも可能となってしまう。

例えば、ＩｏＴデバイスが人物識別の可能な監視カメラ装置群である場合に、データ要求元が「所定人物を識別した」との情報を当該監視カメラ装置群へ要求した際、例えば「ある監視カメラ装置は所定人物を識別していない（当該所定人物は当該監視カメラ装置位置付近にはいない）」とのプライバシ情報を、第三者が取得することも可能となってしまうのである。

ここで、このようなプライバシ情報流出の問題に対処するため、各ＩｏＴデバイスが要求データを有するか否かにかかわらず、データ要求元の要求に対して応答データを送信することも考えられる。しかしながら、この場合、全てのＩｏＴデバイスからの暗号化データをデータ要求元へ送り付けることになるので、今度は通信の輻輳が大きな問題となってくる。

実際、大量のＩｏＴデバイスからのデータが順次集結して最終的にデータ要求元に届く直前では、このデータ通信をもって通信帯域の多くの範囲を消費してしまうことも生じてしまうのである。

これに対し、本願発明者等は、通信ネットワークを構成する中間ノードにおいて転送するデータに対し演算処理を行い、データの転送に工夫を凝らすことによって、上述したプライバシ情報流出の問題、及びデータ通信輻輳の問題を共に解決できないかと考えた。この点、従来例えば非特許文献１に記載された技術のように、ＩＣＮ（Information-Centric Networking）技術を用いた通信ネットワーク内の中間ノードにおいて、所定の演算処理を行う技術が提案されてはいる。

しかしながら、中間ノードでの情報処理を用いて、通信セキュリティを向上させる技術は存在せず、ましてや上述したプライバシ情報流出の問題、及びデータ通信輻輳の問題の両方を解決する試みは何ら行われてこなかったのが実情である。

そこで、本発明は、プライバシ情報流出の問題、及びデータ通信輻輳の問題を共に解決可能なノード、情報通信プログラム及び情報通信方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、複数のデータ元からデータ要求元へ情報を転送可能な通信ネットワークのノードであって、
当該情報は、当該データ要求元の要求に係るデータを提供するデータ元である提供データ元からの情報を自らが含むか否かを示す識別子を含み、
本ノードは、
データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている複数の当該識別子に基づき、複数の当該情報が当該提供データ元の情報を含むか否かを示す新たな識別子を生成するデータ元識別子生成手段と、
当該情報を、当該新たな識別子を含む新たな情報に更新する提供情報更新手段と、
更新された新たな当該情報をデータ要求元側へ送信する通信制御手段と
を有することを特徴とするノードが提供される。

この本発明によるノードにおける一実施形態として、当該情報は、当該情報の当初発信元であるデータ元又は該データ元のデータを特定するデータ元特定情報であって、但し当該情報が複数の非提供データ元のみを当初発信元とする場合にはデータ元を特定しないデータ元特定情報を含み、
本ノードは、データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている複数の識別子及び複数のデータ元特定情報に基づき、この後更新される新たな当該情報の当初発信元となる提供データ元又は該提供データ元のデータを特定する新たなデータ元特定情報であって、但しこの後更新される新たな当該情報が複数の非提供データ元のみを当初発信元とすることになる場合にはデータ元を特定しない新たなデータ元特定情報を生成するデータ元特定情報生成手段を更に有し、
提供情報更新手段は、当該情報を、当該新たなデータ元特定情報も含む新たな情報に更新することも好ましい。

また、この実施形態において具体的に、当該識別子は、当該情報が当該提供データ元の情報を含む場合に非ゼロ値をとり、一方で含まない場合にゼロ値をとり、
当該データ元特定情報は、当該情報の当初発信元であるデータ元又は該データ元のデータを特定する非ゼロ値であって、但し当該情報が複数の非提供データ元のみを当初発信元とする場合にはゼロ値であり、
データ元識別子生成手段は、データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている識別子についての論理和（ＯＲ）の結果に基づき、更新される新たな当該情報が当該提供データ元の情報を含む場合に非ゼロ値をとり、一方で含まない場合にゼロ値をとる新たな当該識別子を生成し、
データ元特定情報生成手段は、データ元側から受信された複数の当該情報の各々に含まれている識別子とデータ元特定情報との論理積（ＡＮＤ）の結果についての、複数の当該情報にわたる論理和（ＯＲ）の結果に基づき、この後更新される新たな当該情報の当初発信元となる提供データ元又は該提供データ元のデータを特定する非ゼロ値である新たなデータ元特定情報であって、但しこの後更新される新たな当該情報が複数の非提供データ元のみを当初発信元とすることになる場合にはゼロ値であるデータ元特定情報を生成することも好ましい。

さらに、本発明によるノードにおける他の実施形態として、当該情報は、当該情報の当初発信元であるデータ元又は該データ元のデータを特定するデータ元特定情報であって、但し当該情報が複数の非提供データ元のみ、又は複数の提供データ元を当初発信元とする場合にはデータ元を特定しないデータ元特定情報を含み、
本ノードは、データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている複数の識別子と複数のデータ元特定情報とに基づき、この後更新される新たな当該情報の当初発信元となる提供データ元又は該提供データ元のデータを特定する新たなデータ元特定情報であって、但しこの後更新される新たな当該情報が複数の非提供データ元のみ、又は複数の提供データ元を当初発信元とすることになる場合にはデータ元を特定しない新たなデータ元特定情報を生成するデータ元特定情報生成手段を更に有し、
提供情報更新手段は、当該情報を、当該新たなデータ元特定情報も含む新たな情報に更新することも好ましい。

また、この実施形態において具体的に、当該識別子は、当該情報が当該提供データ元の情報を含む場合に非ゼロ値をとり、一方で含まない場合にゼロ値をとり、
当該データ元特定情報は、データ元又は該データ元のデータを特定する非ゼロ値であり、但し当該情報が複数の非提供データ元のみ、又は複数の提供データ元を当初発信元とする場合にはゼロ値であり、
データ元識別子生成手段は、データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている識別子についての論理和（ＯＲ）の結果に基づき、更新される新たな当該情報が当該提供データ元の情報を含む場合に非ゼロ値をとり、一方で含まない場合にゼロ値をとる新たな当該識別子を生成し、
データ元特定情報生成手段は、データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている識別子についての排他的論理和（ＸＯＲ）の結果と、複数の当該情報の各々に含まれている識別子及びデータ元特定情報の論理積（ＡＮＤ）の結果との間における論理積（ＡＮＤ）の結果に基づき、この後更新される新たな当該情報の当初発信元となる提供データ元又は該提供データ元のデータを特定する非ゼロ値である新たなデータ元特定情報であって、但しこの後更新される新たな当該情報が複数の非提供データ元のみ、又は複数の提供データ元を当初発信元とすることになる場合にはゼロ値であるデータ元特定情報を生成する
ことも好ましい。

さらに、本発明によるノードにおいて、受信された複数の当該情報、及び更新された新たな当該情報は、完全準同型暗号化処理を施された暗号化情報であることも好ましい。さらにまた、本ノードは、ＩＣＮ技術を用いた通信ネットワーク内のノードであることも好ましい。

さらに、本発明の１つの具体例として、当該データ元は、ある対象が撮影画像内に存在しているか否かを判別可能なカメラ装置であって、当該カメラ装置は、送信する当該情報に含める識別子を、当該データ要求元の要求に係る対象が撮影画像内に存在している場合に非ゼロ値として、一方存在していない場合にゼロ値とし、さらに、同じく当該情報に含めるデータ元特定情報を、当該情報の当初発信元であるカメラ装置における非ゼロ値である装置識別子とすることも好ましい。

本発明によれば、また、複数のデータ元からデータ要求元へ情報を転送可能な通信ネットワークのノードに搭載されたコンピュータを機能させる情報通信プログラムであって、
当該情報は、当該データ要求元の要求に係るデータを提供するデータ元である提供データ元からの情報を自らが含むか否かを示す識別子を含み、
本情報通信プログラムは、
データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている複数の当該識別子に基づき、複数の当該情報が当該提供データ元の情報を含むか否かを示す新たな識別子を生成するデータ元識別子生成手段と、
当該情報を、当該新たな識別子を含む新たな当該情報に更新する提供情報生成手段と、
更新された新たな当該情報をデータ要求元側へ送信する通信制御手段と
としてコンピュータを機能させることを特徴とする情報通信プログラムが提供される。

本発明によれば、さらに、複数のデータ元からデータ要求元へ情報を転送可能な通信ネットワークのノードに搭載されたコンピュータにおける情報通信方法であって、
当該情報は、当該データ要求元の要求に係るデータを提供するデータ元である提供データ元からの情報を自らが含むか否かを示す識別子を含み、
本情報通信方法は、
データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている複数の当該識別子に基づき、複数の当該情報が当該提供データ元の情報を含むか否かを示す新たな識別子を生成するステップと、
当該情報を、当該新たな識別子を含む新たな当該情報に更新するステップと、
更新された新たな当該情報をデータ要求元側へ送信するステップと
を有することを特徴とする情報通信方法が提供される。

本発明によれば、プライバシ情報流出の問題、及びデータ通信輻輳の問題を共に解決することが可能となる。

本発明によるノードを含む情報通信システムの一実施形態を示す模式図である。 本発明によるノードの一実施形態における機能構成を示す機能ブロック図である。 本発明による情報通信方法に対する比較例１〜３を説明するための模式図である。 本発明による情報通信方法の一実施形態（総和使用ＰＡＦＡ関数法）を説明するための模式図である。 本発明に係る総和使用ＰＡＦＡ関数法を用いた収集・フィルタリング処理の一実施例を示す模式図である。 本発明による情報通信方法の他の実施形態（ビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法）を説明するための模式図である。 本発明に係るビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法を用いた収集・フィルタリング処理の一実施形態を説明するためのフローチャートである。 本発明に係るビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法を用いた収集・フィルタリング処理の一実施例を示す模式図である。 比較例１〜３、総和使用ＰＡＦＡ関数法、及びビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法における機能・効果の比較結果をまとめたテーブルである。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

［情報通信システム］
図１は、本発明によるノードを含む情報通信システムの一実施形態を示す模式図である。

図１に示した、本実施形態の情報通信システム５は、
（ア）識別・追跡対象の物体を撮影可能であり、撮影した画像（映像）のデータを用いて当該物体の識別・追跡処理が可能な「データ元」装置としての複数のカメラ２と、
（イ）複数のカメラ２に対し当該物体の識別・追跡処理を要求して識別結果を取得する「データ要求元」装置としての端末３と、
（ウ）複数のカメラ２の側から情報（データ）を受信し、当該情報（データ）に対し本発明に係る所定の論理演算処理を施して当該情報（データ）を更新し、更新された当該情報（データ）を、端末３へ向けて転送する、本発明によるノード１と
を備えている。

ここで、上記（ウ）のノード１は通常、複数（多数）設置され、カメラ２から端末３まで情報（データ）が転送される間に、複数のノード１がその転送にかかわるのである。また、ノード１が受信し転送する情報（データ）は、端末３（データ要求元）による要求に係るデータを提供するデータ元である「提供データ元」、本実施形態では「要求データ提供カメラ２」、からの情報を自らが含むか否かを示す識別子である結果[r]を含んでいる。

ここで、複数のカメラ２のうち、
（ａ）「要求データ提供カメラ２」は、端末３が要求してきたデータを自らが有する（例えば、自らが撮影した映像に要求された所定人物が写っている）と判断して、例えば[1]である結果[r]を含む情報（データ）を、端末３に向けて送信する。
（ｂ）一方、「要求データ提供カメラ２」ではないカメラ２は、端末３が要求してきたデータを有していない（例えば、自らが撮影した映像に要求された所定人物は写っていない）と判断して、例えば[0]である結果[r]を含む情報（データ）を、端末３に向けて送信するのである。

また、上記（ウ）の本発明によるノード１は、具体的に、
（Ａ）データ元であるカメラ２側から受信された複数の情報（データ）に含まれている複数の結果[r]（識別子）に基づき、受信された複数の情報が「要求データ提供カメラ２」（提供データ元）の情報を含むか否かを示す新たな結果[r]（識別子）を生成し、
（Ｂ）受信された情報を、新たな[r]（識別子）を含む新たな情報（データ）に更新し、
（Ｃ）更新された新たな情報（データ）を端末３（データ要求元）側へ送信する
といった特徴を有している。

このように、ノード１は、複数のカメラ２からの情報に含まれた結果[r]に基づき、「要求データ提供カメラ２」の情報を含むか否かを示す新たな結果[r]を生成し、この新たな結果[r]をもって情報（データ）を更新している。最終的にこのような情報（データ）を受信した端末３（データ要求元）は、受信した情報（データ）に含まれている結果[r]の値によって、当該情報が「要求データ提供カメラ２」（提供データ元）の情報であるか否かを判断することが可能となるのである。

ここで、ノード１は、「要求データ提供カメラ２」の情報だけを取得し転送するのではなく、複数のカメラ２からの情報に基づいて、生成された新たな結果[r]を含む情報を再構成している。これにより、転送される情報の有無によるプライバシ情報流出の問題は解消される。さらに、受信した複数の情報をそのまま並行して転送するのではなく、再構成した新たな結果[r]を含む情報を端末３側へ転送するので、端末３の近くにおけるデータ通信輻輳の問題も解決することが可能となるのである。

なお、カメラ２が発信する情報や、ノード１が受信する情報、さらにはノード１で更新された新たな情報は、何らかの暗号化処理が施されており、通信セキュリティが確保されている。この点、本実施形態では、当該情報（データ）はＦＨＥ（Fully Homomorphic Encryption，完全準同型暗号）化処理を施された暗号化情報となっている。

ここで、ＦＨＥ化処理は、当該処理によって暗号化されたデータに対し、復号化することなく加法及び乗法を含めた代数演算処理を実施し、暗号化された結果を得ることが可能な処理である。したがって、本実施形態のノード１は、復号化処理を行うことなく、受信したＦＨＥ化情報（データ）に含まれている結果[r]に基づき、後に詳述する論理演算処理を行って新たな結果[r]を生成し、当該情報（データ）を更新することができるのである。

ちなみに、本実施形態では、各カメラ２（データ元）は、送信するデータに対してＦＨＥ化処理を施す機能を有し、一方、端末３（データ要求元）は、対応する復号キーを有していて、受信した当該ＦＨＥ化データを復号可能となっている。

さらに、本実施形態において、情報通信システム５の通信ネットワークは、ＩＣＮ（Information-Centric Networking）技術を用いて構築されていてもよい。ＩＣＮは、コンテンツをネットワーク内で共有し、サーバ（ロケーション）ではなくコンテンツ名によってネットワーク機能を動作させてコンテンツをデータ要求元に配信可能とする技術である。これにより、コンテンツのダウンロード時間が短縮されるのである。

このＩＣＮアーキテクチャでは、具体的に、中間にある各ノード１がコンテンツのコピーをキャッシュし、コンテンツをデータ要求元へ転送する。すなわちデータ要求元は、コンテンツ所有者又は発行者に係るサーバとは無関係に、中間ノード（ノード１）からコンテンツのコピーを取得することができる。ここで、データ要求元（端末３）は、リクエストパケットであるインタレストパケットを発信し、コンテンツデータであるデータパケットを取得するが、いずれもコンテンツ名によってルーティングされる。

このようなコンテンツ名ルーティング、及びネットワーク内キャッシングによって、従来のＩＰベースのネットワークに比べ、より効率的且つより高速にコンテンツリトリーバルを実施することができる。実際、本実施形態では、端末３からの要求（インタレストパケット）を受けた各カメラ２が、例えば大容量の映像データを、端末３宛てに効率的に送信することも可能となるのである。

ちなみに、本情報通信システム５において、上述したようなＦＨＥ化処理技術やＩＣＮ技術を適用することは勿論、必須ではない。例えば、ノード１は、通常のＩＰアドレスに基づく通信ネットワークのノードであって、ＦＨＥ以外の暗号化情報（データ）を処理する、といった実施形態も可能ではある。しかしながら、これらの技術を採用することによって、暗号化情報に対し復号することなく目的とする演算処理を行い、通信セキュリティを大幅に向上させることができる。また、より効率的な（すなわちより少ない通信帯域の使用でより低遅延な）情報通信処理が可能となるのである。

さらに、本発明に係るデータ元も当然、カメラ２に限定されるものではない。要求されたデータをデータ要求元宛てに送信可能な種々のＩｏＴデバイスが、当該データ元に該当し得る。なお、通常のＩｏＴ情報通信システムでは、データ要求元からの１つのデータ要求に対し、その要求に相当するデータを有する（例えばData＝1である）ＩｏＴデバイスは１つであって、他のＩｏＴデバイスは要求にかなうデータを有さない（例えばData＝0である）、とすることが可能となっている。

ここで、データ要求元にとって、いずれのＩｏＴデバイスが要求に該当するデータを有しているかは不明である。そこで通常、データ要求元は、対象となり得る全てのＩｏＴデバイスに宛てて要求を送り、これら全てのＩｏＴデバイスから、当該要求に対する応答としてのデータパケットを受信するのである。ここで、このような（大量の）データパケットを途中で盗聴されないようにするため、本実施形態では、全てのＩｏＴデバイスは、送信するデータパケットに対しＦＨＥ化処理を施すことが可能になっている。

［ノードの機能構成］
図２は、本発明によるノード１の一実施形態における機能構成を示す機能ブロック図である。

図２に示すように、本実施形態のノード１は、通信インタフェース１０１と、データキャッシュ１０２と、プロセッサ・メモリとを有する。

ここで、このプロセッサ・メモリは、本発明による情報通信プログラムの一実施形態を保存しており、また、コンピュータ機能を有していて、この情報通信プログラムを実行することによって、情報通信処理を実施する。このことから、ノード１は、専用の通信設備装置又はユニットであってもよいが、本発明による情報通信プログラムを搭載した、例えばパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）やノート型コンピュータ等とすることも可能である。

さらに、このプロセッサ・メモリは、通信制御部１１１と、識別子・特定情報抽出部１１２と、データ元識別子生成部１１３と、データ元特定情報生成部１１４と、提供情報更新部１１５とを有する。なお、これらの機能構成部は、プロセッサ・メモリに保存された情報通信プログラムの機能と捉えることができる。また、図２におけるノード１の機能構成部間を矢印で接続して示した処理の流れは、ノード１における本発明による情報処理方法の一実施形態としても理解される。

同じく図２において、通信制御部１１１は、
（ア）複数のカメラ２から、又は複数のカメラ２との間に設置された他のノード１から、通信インタフェース１０１を介し、データパケット（情報）を受信して、識別子・特定情報抽出部１１２や、データキャッシュ１０２へ出力し、
（イ）提供情報更新部１１５で更新された（新たな結果[r]を含む）データパケットや、
データキャッシュ１０２で一時的に保存されたコンテンツ（映像データ等）を含むデータパケットを、通信インタフェース１０１を介し、データ要求元である端末３に向けて送信する。

ここで送受信されるデータパケット（情報）は、本実施形態において、
（ａ）端末３の要求に係るデータを提供する「要求データ提供カメラ２」（提供データ元）からのデータパケットを自らが含むか（r＝1）又は含まないか（ｒ＝0）を示す結果[r]と、
（ｂ）自らの当初発信元であるカメラ２又はこのカメラ２で生成されたデータを特定するデータ元特定情報であるデバイスＩＤ[ID]と
を含む。ここで、これらの結果[r]及びデバイスＩＤ[ID]は、データパケットの例えばペイロードに含まれていてもよい。

このうち、データ元特定情報は、上記（ｂ）のようなデバイスＩＤ[ID]に限定されるものではない。例えばカメラ２の位置情報や、所属先といったような、カメラ２（データ元）を特定可能な情報ならば種々の情報が、データ元特定情報として採用可能である。

さらに、後に詳細に説明するが、このデータ元特定情報（デバイスＩＤ[ID]）として、
（ｂ１）自らを含むデータパケットが、複数の非「提供データ元」（提供データ元ではないデータ元，本実施形態では非要求データ提供カメラ２）のみを当初発信元とする場合にはデータ元を特定しないデータ元特定情報
を採用することもできる。後に図４及び５を用いて詳細に説明する「総和使用ＰＡＦＡ関数（PAFA function with summation）法」の場合がこれに該当する。具体的にはデバイスＩＤ[ID]の場合において、データ元を特定する場合は、ID＝「そのデータ元の非ゼロ値のＩＤ番号」とし、データ元を特定しない場合には、ID＝0とすることができる。

また、上記とは異なる態様のデータ元特定情報（デバイスＩＤ[ID]）として、
（ｂ２）自らを含むデータパケットが、複数の非「提供データ元」（非要求データ提供カメラ２）のみ、又は複数の「提供データ元」（要求データ提供カメラ２）を当初発信元とする場合にはデータ元を特定しないデータ元特定情報
を採用することも可能である。これは、同じく後に図６〜８を用いて詳細に説明する「ビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数（PAFA function with bitwise operation）法」の場合である。この場合も、具体的にはデバイスＩＤ[ID]の場合において、データ元を特定する場合は、ID＝「そのデータ元の非ゼロ値のＩＤ番号」とし、データ元を特定しない場合には、ID＝0とすることができる。

なお、いずれにしても、通信制御部１１１は、通信インタフェース１０１及びデータキャッシュ１０２と連携して、通信ネットワークにおける中間ノードとしての機能を果たす。例えば、使用される通信ネットワークがＩＣＮネットワークであれば、通信制御部１１１は、コンテンツ等のキャッシング及びフォワーディングを実施可能となっているのである。

同じく図２において、識別子・特定情報抽出部１１２は、（データ元側から）受信された複数のデータパケットの各々から、結果[r]及びデバイスＩＤ[ID]の組を抽出し、抽出した複数の結果[r]を、データ元識別子生成部１１３へ出力する。また、抽出した結果[r]及びデバイスＩＤ[ID]の複数の組を、データ元特定情報生成部１１４へ出力する。

次いで、データ元識別子生成部１１３は、入力した複数の結果[r]に基づき、（データ元側から）受信された複数のデータパケットが「要求データ提供カメラ２」の情報を含むか否かを示す新たな結果[r]を生成する。

一方、データ元特定情報生成部１１４は、入力した結果[r]及びデバイスＩＤ[ID]の複数の組に基づき、この後更新される新たなデータパケット（情報）の当初発信元であるカメラ２又はこのカメラ２で生成されたデータを特定する新たなデバイスＩＤ[ID]を生成するのである。

ここで、新たなデバイスＩＤ[ID]は、後に図４及び５を用いて詳細に説明する「総和使用ＰＡＦＡ関数法」の場合のように、この後更新される新たなデータパケット（情報）が複数の非「要求データ提供カメラ２」のみを当初発信元とすることになる場合にはデータ元を特定しない値となるように設定されてもよい。

または、新たなデバイスＩＤ[ID]は、後に図６〜８を用いて詳細に説明する「ビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数（PAFA function with bitwise operation）法」の場合のように、この後更新される新たなデータパケット（情報）が複数の非「要求データ提供カメラ２」のみ、又は複数の「要求データ提供カメラ２」を当初発信元とすることになる場合にはデータ元を特定しない値となるように設定されてもよい。

提供情報更新部１１５は、受信されたデータパケット（情報）を、生成された新たな結果[r]及び新たなデバイスＩＤ[ID]を含む新たな情報に更新する。具体的には例えば、受信されたデータパケット（情報）のうちで結果[r]が[1]（r＝1）であるデータパケットについて、当該結果[r]及びデバイスＩＤ[ID]を、生成された新たな結果[r]及び新たなデバイスＩＤ[ID]に置き換えた新たなデータパケット（情報）を生成することも好ましい。

このように提供情報更新部１１５で更新（生成）されたデータパケット（情報）は、この後、通信制御部１１１及び通信インタフェース１０１を介して、端末３側へ転送される。

［本発明による情報通信方法に対する比較例］
図３は、本発明による情報通信方法に対する比較例１〜３を説明するための模式図である。

最初に、図３（Ａ）に比較例１を示す。図３（Ａ）によれば、端末３からの要求を受け取った全てのカメラ２が、結果[r]及びデバイスＩＤ[ID]を含む暗号化データパケットを、端末３に向けて送信する。このような情報通信方法では、通信経路の如何なる位置においても、盗聴者がデータパケットの内容を知ることはできず、また、どのカメラ２が、要求に該当するデータを有するかについての何らかの情報を入手することもできない。

ここで、これらの暗号化データパケットは、複数の中間ノードを介し、最終的に全て端末３に受信される。したがって、端末３へ向かう通信経路において、当該データ通信に使用される通信帯域の範囲は概ね、データパケットの数、すなわちカメラ２の数に比例して増加し、通信の輻輳が大きな問題となってくる。さらに、端末３は自ら、これらのデータパケットから所望のデータを有するデータパケットをフィルタリングしなければならないのである。

次いで、図３（Ｂ）に比較例２を示す。図３（Ｂ）によれば、端末３からの要求を受け取ったカメラ２のうち、自ら要求に該当するデータを有すると判断したカメラ２（要求データ提供カメラ２）だけが、結果[r]及びデバイスＩＤ[ID]を含む暗号化データパケットを、端末３に向けて送信する。このような情報通信方法では、使用される通信帯域の範囲がデータパケットの数に比例することはなく、上記の比較例１で見られたような通信輻輳の問題は発生しない。

しかしながら、盗聴者は、通信経路のある位置において当該暗号化データパケットをタップすることによって、すなわち、当該位置における当該暗号化データパケットの有無を観察することによって、どのカメラ２が要求に係るデータを有しているか、または、どのカメラ２が要求に係るデータを有していないかについての情報を知得することが可能となる。

最後に、図３（Ｃ）に比較例３を示す。図３（Ｃ）によれば図３（Ａ）と同じく、端末３からの要求を受け取った全てのカメラ２が、結果[r]及びデバイスＩＤ[ID]を含む暗号化データパケットを、端末３に向けて送信する。このような情報通信方法では、通信経路の如何なる位置においても、盗聴者がデータパケットの内容を知ることはできず、また、どのカメラが要求に該当するデータを有するかについての何らかの情報を入手することもできない。

ここで、本比較例３においては、少なくとも１つの中間ノードが、復号キーを有していて暗号化データパケットを復号し、次いでルックアップ関数を用いてその内容を確認する。この中間ノードは、要求に該当するデータが含まれている暗号化データパケットのみを、改めて暗号化した上で端末３に向けて転送する。その結果、比較例１に見られたような通信輻輳の問題が回避可能となっている。

しかしながら、このルックアップ関数を有する中間ノードにおいて、暗号化データパケットのデータの内容が知られてしまうので、中間ノードにおいてプライバシ情報が流出し得る問題が生じる。

以上、比較例１〜３のいずれも、通信帯域を効率的に利用し、かつ、盗聴者や中間ノードに対し、プライバシ情報、すなわちＩｏＴデバイス（カメラ２）からのデータに係る情報を保護するような効率的かつセキュアな情報転送方法とはなっていない。本発明による情報通信方法は、このような共に解決することの困難な問題を解決するものとなっているのである。

［本発明による情報通信方法の一実施形態：PAFA function with summation法］
図４は、本発明による情報通信方法の一実施形態を説明するための模式図である。

この図４には、本発明による情報通信方法の１つの実施形態である"PAFA (Privacy-Aware Filtered Aggregation) function with summation"法（以下、総和使用ＰＡＦＡ関数法とする）におけるデータ処理のフローが概略的に示されている。

この総和使用ＰＡＦＡ関数法は、全てのＩｏＴデバイス（本実施形態では全てのカメラ２）は誤検知することなく常に正しい結果[r]を返送する、すなわち[1]である結果[r]を送信するＩｏＴデバイスは１つである、との仮定が成り立つ場合に好適なデータ収集・フィルタリング方法となっている。

ここで本実施形態において、転送されるデータパケットは、ＦＨＥ化処理を施された暗号化データパケットであって、中間のノード１（図２）は、この暗号化データパケットを復号・解読することなくデータ処理を行う。また、この暗号化データパケットのペイロードには、
（ａ）当該データパケットが提供データ元（要求データ提供カメラ２）のデータを含む場合に「非ゼロ値」をとり、一方で含まない場合に「ゼロ値」をとる結果[r]と、
（ｂ）当該データパケットの当初発信元であるデータ元（カメラ２）又はこのデータ元のデータを特定する「非ゼロ値」であって、ただし当該データパケットが複数の非提供データ元（非要求データ提供カメラ２）のみを当初発信元とする場合には「ゼロ値」であるデバイスＩＤ[ID]と
が含まれている。

本実施形態において具体的には、
（ａ）結果[r_i]（r_i＝1,2，i＝1,2,・・・,N (Nはデバイス数)）、及び
（ｂ）デバイスＩＤ[ID_i]（ID_i＝i，ｉ＝1,2,・・・,N）
の組がペイロードに含まれている。

同じく図４に示すように、総和使用ＰＡＦＡ関数法においては、データ元識別子生成部１１３は、データ元（カメラ２）側から受信された複数の暗号化データパケットに含まれている結果[r_i]についての論理和（ＯＲ）（図４では総和Σ_i）の結果に基づき、更新される新たな暗号化データパケットが提供データ元（要求データ提供カメラ２）の情報を含む場合に「非ゼロ値」をとり、一方で含まない場合に「ゼロ値」をとる新たな結果[r_i*]を生成する。

より具体的に、データ元識別子生成部１１３は、新たな結果[r_i*]を、次式
（１）[r_i*]＝Σ_i[r_i]
によって算出する。ここで上式（１）において、Σ_iは、デバイス（カメラ２）を区別する指数i（＝1,2,・・・,N (Nはデバイス数)）についての総和であり、[r_i]及び[r_i*]はそれぞれ、（受信された）ＦＨＥ化処理された結果及び（算出された）ＦＨＥ化処理された結果となっている。また、指数i*は、要求に該当するデータを有するデバイス（要求データ提供カメラ２）を示す。

上式（１）によれば、算出される新たな結果[r_i*]について、
（ａ）収集した暗号化データパケットの中に、要求データ提供カメラ２からのものが含まれている場合、すなわち、収集した暗号化データパケットから抽出された結果[r_i]の中で値1をとるものが（１つだけ）存在する場合、結果[r_i*]は、値1をとり、
（ｂ）一方、収集した暗号化データパケットの中に、要求データ提供カメラ２からのものが含まれていない場合、すなわち、収集した暗号化データパケットから抽出された結果[r_i]は全て値0をとる場合、結果[r_i*]は、値0をとる。

このように、収集された結果[r_i]と同じように、要求データ提供カメラ２（提供データ元）からのデータパケットであるか（r_i*＝1）又はそうではないか（r_i*＝0）を示す結果[r_i*]を生成することができる。ここで、中間となる各ノード１において上記と同様の識別子生成処理を実施することによって、最終的に、結果[r_i*]を端末３（データ要求元）に提示し、提供データ元（要求データ提供カメラ２）からのデータパケットか否かを判断させることが可能となるのである。

同じく図４において一方、データ元特定情報生成部１１４は、データ元（カメラ２）側から受信された複数の暗号化データパケットの各々に含まれている結果[r_i]とデバイスＩＤ[ID_i]との論理積（ＡＮＤ）（図４では「×」）の結果についての、複数の当該パケットにわたる論理和（ＯＲ）（図４では総和Σ_i）の結果に基づき、
（ａ）更新される新たな暗号化データパケットの当初発信元となる提供データ元（要求データ提供カメラ２）又はこの提供データ元のデータを特定する「非ゼロ値」である新たなデバイスＩＤ[ID_i*]であって、
（ｂ）ただし、更新される新たな暗号化データパケットが複数の非提供データ元（非要求データ提供カメラ２）のみを当初発信元とすることになる場合には「ゼロ値」である新たなデバイスＩＤ[ID_i*]を生成する。

より具体的に、データ元特定情報生成部１１４は、新たなデバイスＩＤ[ID_i*]を、次式
（２） [ID_i*]＝Σ_i[r_i]×[ID_i]
によって算出する。ここで上式（２）において、[ID_i]及び[ID_i*]はそれぞれ、（受信された）ＦＨＥ化処理されたデバイスＩＤ及び（算出された）ＦＨＥ化処理されたデバイスＩＤとなっている。

上式（２）によれば、算出される新たなデバイスＩＤ[ID_i*]について、
（ａ）収集した暗号化データパケットの中に、要求データ提供カメラ２からのものが含まれている場合、すなわち、収集した暗号化データパケットから抽出された結果[r_i]の中で、値1をとるものが（１つだけ）存在する場合、デバイスＩＤ[ID_i*]は、値1をとる結果[r_i]と組になっていたデバイスＩＤ[ID_i]と同値となり（すなわち、要求データ提供カメラ２のデバイスＩＤ[ID_i]を継承し）、
（ｂ）一方、収集した暗号化データパケットの中に、要求データ提供カメラ２からのものが含まれていない場合、すなわち、収集した暗号化データパケットから抽出された結果[r_i]は全て値0をとる場合、デバイスＩＤ[ID_i*]は、要求データ提供カメラ２からのデータパケットではないことを示す値0をとる。

このように、収集されたデバイスＩＤ[ID_i]と同じように、要求データ提供カメラ２（提供データ元）のデバイスＩＤを指し示すデバイスＩＤ[ID_i*]を生成することができる。ここで、中間となる各ノード１において上記と同様のデバイスＩＤ生成処理を実施することによって、最終的に、結果[r_i*]と合わせてデバイスＩＤ[ID_i*]を端末３（データ要求元）に提示し、提供データ元（要求データ提供カメラ２）を特定させる（いずれのカメラ２が要求に該当するデータを持っているかを判断させる）ことが可能となるのである。

図５は、本発明に係る総和使用ＰＡＦＡ関数法を用いた収集・フィルタリング処理の一実施例を示す模式図である。

図５（Ａ）に示すように、総和使用ＰＡＦＡ関数法によれば最初に、端末３から複数の中間となるノード１を介し、データのリクエストパケット（要求）が、対象となり得る全てのカメラ２（図５では、#1〜#4の４つのカメラ２）に向けて送信される。ここで、このリクエストパケットを受信したカメラ２のうち、#1のカメラ２だけが、当該リクエストパケットにおける要求内容に合致したデータを有する。

次いで、図５（Ｂ）に示すように、リクエストパケットを受信した全ての（#1〜#4の）カメラ２は、応答として、結果[r]及びデバイスＩＤ[ID]を含むＦＨＥ化処理されたデータパケットを、端末３に向けて送信する。ここで、当該データパケットに含まれる結果[r]及びデバイスＩＤ[ID]は、具体的に、
#1のカメラ２からのデータパケット：結果[1]及びデバイスＩＤ[1]
#2のカメラ２からのデータパケット：結果[0]及びデバイスＩＤ[2]
#3のカメラ２からのデータパケット：結果[0]及びデバイスＩＤ[3]
#4のカメラ２からのデータパケット：結果[0]及びデバイスＩＤ[4]
となっている。

このうち、#1及び#2のカメラ２からのデータパケットが、１つ目となるノード１に受信される。ここで、このノード１において、上式（１）及び（２）を用い、新たな結果[1]及び新たなデバイスＩＤ[1]が算出され、例えば#1のカメラ２からのデータパケットにおいて、含まれる結果を新たな結果[1]とし、含まれるデバイスＩＤを新たなデバイスＩＤ[1]とした新たなデータパケットが生成されて、端末３に向けて送信される。

一方、#3及び#4のカメラ２からのデータパケットが、同じく１つ目となる別のノード１に受信される。ここで、このノード１において、同じく上式（１）及び（２）を用い、新たな結果[0]及び新たなデバイスＩＤ[0]が算出され、例えば#3のカメラ２からのデータパケットにおいて、含まれる結果を新たな結果[0]とし、含まれるデバイスＩＤを新たなデバイスＩＤ[0]とした新たなデータパケットが生成されて、端末３に向けて送信される。

その後、上記２つの１つ目となるノード１のそれぞれからデータパケットを受信した２つ目となるノード１において、同じく上式（１）及び（２）を用い、新たな結果[1]及び新たなデバイスＩＤ[1]が算出され、結果が[1]である方のデータパケットにおいて、含まれる結果を新たな結果[1]とし、含まれるデバイスＩＤを新たなデバイスＩＤ[1]とした新たなデータパケットが生成されて、端末３へ送信される。

このような暗号化データパケットを受信した端末３は、当該データパケットを復号した後、含まれている結果[1]及びデバイスＩＤ[1]を認識し、これにより、自らが要求したデータは、#1のカメラ２が有していることを知得するのである。

以上説明した実施例でも理解されるように、総和使用ＰＡＦＡ関数法によれば、データパケットがデータ要求元（端末３）に集中することによる通信輻輳の問題を生じさせることなく、通信経路や中間ノードにおけるプライバシ流出を防止しつつ、データ要求元（端末３）へ要求に該当するデータを転送し、しかも当該データが要求に該当するものであることを、データ要求元（端末３）に確認させることが可能となるのである。

ちなみに、上述したように、この総和使用ＰＡＦＡ関数法は、全てのＩｏＴデバイス（本実施形態では全てのカメラ２）が、誤検知することなく常に正しい結果[r]を返送する、すなわち[1]である結果[r]を送信するＩｏＴデバイスは１つである、との仮定が成り立つ場合に好適な方法となっている。

しかしながら、現実のＩｏＴシステムでは、ＩｏＴデバイスが、誤検知によって誤った結果[r]を返送する、すなわち、要求に該当するデータを有しないにもかかわらず、[1]である結果[r]を送信する場合も生じ得る。この場合、[1]である結果[r]を送信するＩｏＴデバイスが複数存在する事態が生じることもあり得るが、以上に説明した総和使用ＰＡＦＡ関数法では、このような誤った結果がデータ要求元（端末３）へ転送されることを防止できない。

ここで、このようにデータ要求元（端末３）が誤った結果を受け取ってしまうと、このデータ要求元（端末３）が、自ら要求したデータとは別の（他者の）データの所在位置についての情報を知得してしまい、結局、プライバシ情報が、本来通知すべきでない端末３へ流出してしまうことになるのである。

そこで、以下、ＩｏＴデバイスが誤検知し得る場合においてもプライバシ情報流出の問題を生じさせない、他の実施形態の情報通信方法を説明する。

［本発明の情報通信方法の他の実施形態：PAFA function with bitwise operation法］
図６は、本発明による情報通信方法の他の実施形態を説明するための模式図である。

この図６には、本発明による情報通信方法の１つの実施形態である"PAFA function with bitwise operation"法（以下、ビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法とする）におけるデータ処理のフローが概略的に示されている。

このビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法は、ＩｏＴデバイス（本実施形態ではカメラ２）が、誤検知して誤った結果[r]を返送する場合もあり得る、すなわち[1]である結果[r]を送信するＩｏＴデバイスが複数存在する事態も生じ得るとして、そのような場合・事態でもプライバシ情報の流出を回避することができるようなデータ収集・フィルタリング方法となっている。

ここで本実施形態においても、転送されるデータパケットは、ＦＨＥ化処理を施された暗号化データパケットであって、中間のノード１（図２）は、この暗号化データパケットを復号・解読することなくデータ処理を行う。また、この暗号化データパケットのペイロードには、
（ａ）当該データパケットが提供データ元（要求データ提供カメラ２）のデータを含む場合に「非ゼロ値」をとり、一方で含まない場合に「ゼロ値」をとる結果[r]と、
（ｂ）当該データパケットの当初発信元であるデータ元（カメラ２）又はこのデータ元のデータを特定する「非ゼロ値」であって、ただし当該データパケットが複数の非提供データ元（非要求データ提供カメラ２）のみ、又は複数の提供データ元（要求データ提供カメラ２）を当初発信元とする場合には「ゼロ値」であるデバイスＩＤ[ID]と
が含まれている。

本実施形態において具体的には、
（ａ）結果[r_i]（r_i＝1,2，i＝1,2,・・・,N (Nはデバイス数)）、及び
（ｂ）デバイスＩＤ[ID_i]（ID_i＝i，ｉ＝1,2,・・・,N）
の組がペイロードに含まれている。

同じく図６に示すように、ビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法においては、データ元識別子生成部１１３は、データ元（カメラ２）側から受信された複数の暗号化データパケットに含まれている結果[r_i]についての論理和（ＯＲ）の結果に基づき、更新される新たな暗号化データパケットが提供データ元（要求データ提供カメラ２）の情報を含む場合に「非ゼロ値」をとり、一方で含まない場合に「ゼロ値」をとる新たな結果[r_i*]を生成する。

より具体的に、データ元識別子生成部１１３は、受信された２つの結果[r_i]及び[r_j]について、
（３） OR([r_i], [r_j])
を計算し、後に図７のフローチャートを用いて説明する手順によって、新たな結果[r_i*]を算出する。ここで上式（３）においても、[r_i]、 [r_j]、及び計算結果であるOR([r_i], [r_j])はいずれも、ＦＨＥ化処理されたデータとなっている。ちなみに、上式（３）のＯＲ演算によるフィルタリングによって、提供データ元（要求データ提供カメラ２）が抽出されるのである。

同じく図６において一方、データ元特定情報生成部１１４は、データ元（カメラ２）側から受信された複数の暗号化データパケットに含まれている結果[r_i]についての排他的論理和（ＸＯＲ）の結果と、これらの暗号化データパケットの各々に含まれている結果[r_i]及びデバイスＩＤ[ID_i]の論理積（ＡＮＤ）の結果との間における論理積（ＡＮＤ）の結果に基づき、
（ａ）更新される新たな暗号化データパケットの当初発信元となる提供データ元（要求データ提供カメラ２）又はこの提供データ元のデータを特定する「非ゼロ値」である新たなデバイスＩＤ[ID_i*]であって、
（ｂ）ただし、更新される新たな暗号化データパケットが複数の非提供データ元（非要求データ提供カメラ２）のみ、又は複数の提供データ元（要求データ提供カメラ２）を当初発信元とすることになる場合には「ゼロ値」である新たなデバイスＩＤ[ID_i*]を生成するのである。

より具体的に、データ元特定情報生成部１１４は、受信された２つの結果[r_i]及び[r_j]について、
（４） NOR([r_i], [r_j])×([r_i]×[ID_i]＋[r_j]×[ID_j])
を計算し、この後図７のフローチャートを用いて説明する手順によって、新たなデバイスＩＤ[ID_i*]を算出する。ここで上式（４）においても、[r_i]、 [r_j]、[ID_i]、[ID_j]、及び計算結果であるNOR([r_i], [r_j])×([r_i]×[ID_i]＋[r_j]×[ID_j])はいずれも、ＦＨＥ化処理されたデータとなっている。ちなみに、上式（４）のＮＯＲ演算によるフィルタリングによって、正しい（すなわち要求に該当するデータを有する）提供データ元（要求データ提供カメラ２）が抽出されるのである。

図７は、本発明に係るビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法を用いた収集・フィルタリング処理の一実施形態を説明するためのフローチャートである。

図７のフローチャートにおいて、
（Ｓ１０１）最初に、全てのＩｏＴデバイス（本実施形態では全てのカメラ２）からの暗号化データパケットを受信する。ここで以下、Nは2以上の値であってデータパケット数（ＩｏＴデバイス数）となっている。また、jは当初、値1をとり（j＝1）、N_R及びN_IDは当初、それぞれ[r₁]及び[ID₁]となっている。

（Ｓ１０２）jを１だけ増分する（j＝j＋1）
（Ｓ１０３）次式（５）を用いて、新たなデバイスＩＤであるN_IDを算出する。
（５） N_ID＝NOR(N_R, [r_j])×(N_R×N_ID＋[r_j]×[ID_j])
（Ｓ１０４）次式（６）を用いて、新たな結果であるN_Rを算出する。
（６） N_R＝OR(N_R, [r_j])

（Ｓ１０５）jがN以上であるか否か（実際にはjがNに等しいか否か）を判定する。ここで偽（j＜N）の判定を行った場合、ステップＳ１０２に戻って次のデータパケットを取り込んだ演算処理を行う。一方、真（j≧N）の判定を行った場合、対象となる全てのデータパケットについて演算処理を完了したとして、本収集・フィルタリング処理を終了する。

以上説明したフローによって算出された新たな結果[r_i*]（＝N_R）は、
（ａ）収集した暗号化データパケットの中に、要求データ提供カメラ２からのものが含まれている場合、すなわち、収集した暗号化データパケットから抽出された結果[r_i]の中で、値1をとるものが存在する場合、値1をとり、
（ｂ）一方、収集した暗号化データパケットの中に、要求データ提供カメラ２からのものが含まれていない場合、すなわち、収集した暗号化データパケットから抽出された結果[r_i]は全て値0をとる場合、値0をとる。

このように、収集された結果[r_i]と同じように、要求データ提供カメラ２（提供データ元）からのデータパケットであるか（r_i*＝1）又はそうではないか（r_i*＝0）を示す結果[r_i*]を生成することができる。ここで、中間となる各ノード１において上記と同様の識別子生成処理を実施することによって、最終的に、結果[r_i*]を端末３（データ要求元）に提示し、提供データ元（要求データ提供カメラ２）からのデータパケットか否かを判断させることが可能となるのである。

ただし、本実施形態では、提供データ元（要求データ提供カメラ２）が必ずしも要求に該当する正しいデータを有しているとは限らないので、端末３は、[1]である結果[r_i*]を受け取った場合でも、この後に説明するデバイスＩＤ[ID_i*]の値を確認して、要求に該当するデータか否かを判断することになる。

一方、以上説明したフローによって算出された新たなデバイスＩＤ[ID_i*]（＝N_ID）は、
（ａ）収集した暗号化データパケットの中に、要求データ提供カメラ２からのものが１つだけ含まれている場合、すなわち、収集した暗号化データパケットから抽出された結果[r_i]の中で、値1をとるものが１つだけ存在する場合、デバイスＩＤ[ID_i*]は、値1をとる結果[r_i]と組になっていたデバイスＩＤ[ID_i]と同値となり（すなわち、この１つの要求データ提供カメラ２のデバイスＩＤ[ID_i]を継承し）、
（ｂ）一方、収集した暗号化データパケットの中に、要求データ提供カメラ２からのものが含まれていない場合（収集した暗号化データパケットから抽出された結果[r_i]は全て値0をとる場合）、又は要求データ提供カメラ２からのものが複数含まれている場合（収集した暗号化データパケットから抽出された結果[r_i]のうち、２つ以上が値1をとる場合）デバイスＩＤ[ID_i*]は、正しい（すなわち要求に該当するデータを有する）要求データ提供カメラ２からのデータパケットではないことを示す値0をとる。

このように、収集されたデバイスＩＤ[ID_i]と同じように、正しい要求データ提供カメラ２（提供データ元）のデバイスＩＤを指し示すデバイスＩＤ[ID_i*]を生成することができる。ここで、中間となる各ノード１において上記と同様のデバイスＩＤ生成処理を実施することによって、最終的に、結果[r_i*]と合わせてデバイスＩＤ[ID_i*]を端末３（データ要求元）に提示し、正しい提供データ元（要求データ提供カメラ２）を特定させる（いずれのカメラ２が要求に該当するデータを持っているかを判断させる）ことが可能となるのである。

図８は、本発明に係るビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法を用いた収集・フィルタリング処理の一実施例を示す模式図である。

図８（Ａ）に示すように、ビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法によれば最初に、端末３から複数の中間となるノード１を介し、データのリクエストパケット（要求）が、対象となり得る全てのカメラ２（図８では、#1〜#4の４つのカメラ２）に向けて送信される。ここで、このリクエストパケットを受信したカメラ２のうち、#1のカメラ２だけが、当該リクエストパケットにおける要求内容に合致したデータを有する。

しかしながら、本実施例では、#3及び#4のカメラ２もリクエストの誤検知によって、自らは要求に該当するデータを有していると判断し、[1]である結果[r]を応答に含めてしまうものとする。

次いで、図８（Ｂ）に示すように、リクエストパケットを受信した全ての（#1〜#4の）カメラ２は、応答として、結果[r]及びデバイスＩＤ[ID]を含むＦＨＥ化処理されたデータパケットを、端末３に向けて送信する。ここで、当該データパケットに含まれる結果[r]及びデバイスＩＤ[ID]は、具体的に、
#1のカメラ２からのデータパケット：結果[1]及びデバイスＩＤ[1]
#2のカメラ２からのデータパケット：結果[0]及びデバイスＩＤ[2]
#3のカメラ２からのデータパケット：結果[1]及びデバイスＩＤ[3]
#4のカメラ２からのデータパケット：結果[1]及びデバイスＩＤ[4]
となっている。

このうち、#1及び#2のカメラ２からのデータパケットが、１つ目となるノード１に受信される。ここで、このノード１において、上式（１）及び（２）を用い、新たな結果[1]及び新たなデバイスＩＤ[1]が算出され、例えば#1のカメラ２からのデータパケットにおいて、含まれる結果を新たな結果[1]とし、含まれるデバイスＩＤを新たなデバイスＩＤ[1]とした新たなデータパケットが生成されて、端末３に向けて送信される。

一方、#3及び#4のカメラ２からのデータパケットが、同じく１つ目となる別のノード１に受信される。ここで、このノード１において、同じく上式（１）及び（２）を用い、新たな結果[1]及び新たなデバイスＩＤ[0]が算出され、例えば#3のカメラ２からのデータパケットにおいて、含まれる結果を新たな結果[1]とし、含まれるデバイスＩＤを新たなデバイスＩＤ[0]とした新たなデータパケットが生成されて、端末３に向けて送信される。

その後、上記２つの１つ目となるノード１のそれぞれからデータパケットを受信した２つ目となるノード１において、同じく上式（１）及び（２）を用い、新たな結果[1]及び新たなデバイスＩＤ[0]が算出され、例えば#1のカメラ２からのパケットに相当するデータパケットにおいて、含まれる結果を新たな結果[1]とし、含まれるデバイスＩＤを新たなデバイスＩＤ[0]とした新たなデータパケットが生成されて、端末３へ送信される。

このようなデータパケットを受信した端末３は、含まれている結果[1]及びデバイスＩＤ[0]を認識し、これにより、
「（結果[r]が[1]であるので、）自らが要求したデータを有するとした提供データ元（要求データ提供カメラ２）は存在するものの、（デバイスＩＤ[ID]が[0]であるので、）そのうちに誤検知を行ったものが存在し、結果的に、いずれのカメラ２が正しいデータ元（すなわち要求に該当するデータを有するデータ元）であるかについては不明である」
旨を知得する。

このように、ビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法によれば、データ元の誤検知に基づくデータ要求元へのプライバシ情報流出の問題が解消されるのである。ちなみに、このビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法を、図５に示した、誤検知を行わないカメラ２系に適用した場合は、上述した総和使用ＰＡＦＡ関数法と同様の結果となり、端末３は、受信したデータパケットに含まれている結果[1]及びデバイスＩＤ[1]を認識し、これにより、自らが要求したデータは、#1のカメラ２が有していることを知得することができる。

すなわち、ビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法によっても、総和使用ＰＡＦＡ関数法と同じく、データパケットがデータ要求元（端末３）に集中することによる通信輻輳の問題を生じさせることなく、通信経路や中間ノードにおけるプライバシ流出を防止しつつ、データ要求元（端末３）へ要求に該当するデータを転送し、しかも当該データが要求に該当するものであることを、データ要求元（端末３）に確認させることが可能となるのである。

［情報通信方法の比較まとめ］
図９は、以上に説明した比較例１〜３、総和使用ＰＡＦＡ関数法、及びビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法における機能・効果の比較結果をまとめたテーブルである。

図９（Ａ）のテーブルには、ＩｏＴデバイスは誤検知することなく必ず正しい結果を返送する場合における、比較例１〜３、及び総和使用ＰＡＦＡ関数法の比較結果が示されている。同テーブルによれば、比較例２及び３では、ノードからの流出を含めプライバシ情報流出の問題が生じ得るのに対し、比較例１及び総和使用ＰＡＦＡ関数法では、プライバシ情報流出は防止されている。

しかしながら、このうち比較例１では、使用通信帯域の範囲（幅）がデータパケットの数（ＩｏＴデバイスの数）Nに比例して増大し、通信輻輳の問題が生じ得る。これに対し、総和使用ＰＡＦＡ関数法では、応答データパケット１つ分の帯域範囲しか消費されないので、この通信輻輳の問題が解消されている。このように、本発明に係る総和使用ＰＡＦＡ関数法によれば、従来一緒には解決できなかったプライバシ情報流出及び通信輻輳の問題を共に解消することが可能となるのである。

ちなみに、この総和使用ＰＡＦＡ関数法では、ルックアップ関数を用いる比較例３と同様、中間ノードにおいてデータに対する演算処理を実施する必要がある。

次に、図９（Ｂ）のテーブルには、ＩｏＴデバイスが誤検知して誤った結果を返送する可能性がある場合における、比較例１〜３、総和使用ＰＡＦＡ関数法、及びビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法の比較結果が示されている。

同テーブルによれば、比較例２及び３では図９（Ａ）の場合と同じく、通信経路・ノードからのプライバシ情報流出の問題が生じ得るのに対し、比較例１、総和使用ＰＡＦＡ関数法、及びビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法では、通信経路・ノードからのプライバシ情報流出は防止されている。

しかしながら、このうち比較例１では図９（Ａ）の場合と同じく、使用通信帯域の範囲（幅）がデータパケットの数（ＩｏＴデバイスの数）Nに比例して増大し、通信輻輳の問題が生じ得る。これに対し、総和使用ＰＡＦＡ関数法及びビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法では、応答データパケット１つ分の帯域範囲しか消費されないので、この通信輻輳の問題が解消されているのである。

ところが今度は、ＩｏＴデバイスが誤検知し得る状況において、総和使用ＰＡＦＡ関数法においては、比較例１〜３と同様、この誤検知に起因するプライバシ情報流出の問題が生じ得る。これに対し、ビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法は、この問題も解消しており、データ要求元でのプライバシ情報流出も阻止可能となっているのである。

ちなみに、このビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法でも、総和使用ＰＡＦＡ関数法やルックアップ関数を用いる比較例３と同様、中間ノードにおいてデータに対する演算処理を実施する必要がある。ここで、この演算処理における演算量のオーダを比較すると、ビット単位オペレーションＰＡＦＡ関数法では、総和使用ＰＡＦＡ関数法や比較例３での演算（O(1)）と比較して、より複雑かつ多くの演算（O(N)）を行う必要が生じるのである。

以上詳細に説明したように、本発明によれば、データ元からデータ要求元へのデータ通信において、プライバシ情報流出の問題、及びデータ通信輻輳の問題を共に解決することが可能となる。

特に、本発明は、今後設置数の爆発的な増大が見込まれるＩｏＴデバイスとの通信において、セキュアかつ効率的なデータ収集の実現に大いに資するものとなる。また、本発明は、今後通信量に占める割合がますます増大すると予想される映像データや大容量コンテンツを、遅延なく良好に伝送させることを見据えたＩＣＮ技術との親和性も高く、将来の新たな通信ネットワークにおける重要な技術になるものと考えられる。

以上に述べた本発明の種々の実施形態において、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

１ ノード
１０１ 通信インタフェース
１０２ データキャッシュ
１１１ 通信制御部
１１２ 識別子・特定情報抽出部
１１３ データ元識別子生成部
１１４ データ元特定情報生成部
１１５ 提供情報更新部
２ カメラ（データ元デバイス）
３ 端末（データ要求元装置）
５ 情報通信システム

Claims (10)

1. 複数のデータ元からデータ要求元へ情報を転送可能な通信ネットワークのノードであって、
   当該情報は、当該データ要求元の要求に係るデータを提供するデータ元である提供データ元からの情報を自らが含むか否かを示す識別子を含み、
   前記ノードは、
   データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている複数の当該識別子に基づき、複数の当該情報が当該提供データ元の情報を含むか否かを示す新たな識別子を生成するデータ元識別子生成手段と、
   当該情報を、当該新たな識別子を含む新たな情報に更新する提供情報更新手段と、
   更新された新たな当該情報をデータ要求元側へ送信する通信制御手段と
   を有することを特徴とするノード。
2. 当該情報は、当該情報の当初発信元であるデータ元又は該データ元のデータを特定するデータ元特定情報であって、但し当該情報が複数の非提供データ元のみを当初発信元とする場合にはデータ元を特定しないデータ元特定情報を含み、
   前記ノードは、データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている複数の識別子及び複数のデータ元特定情報に基づき、この後更新される新たな当該情報の当初発信元となる提供データ元又は該提供データ元のデータを特定する新たなデータ元特定情報であって、但しこの後更新される新たな当該情報が複数の非提供データ元のみを当初発信元とすることになる場合にはデータ元を特定しない新たなデータ元特定情報を生成するデータ元特定情報生成手段を更に有し、
   前記提供情報更新手段は、当該情報を、当該新たなデータ元特定情報も含む新たな情報に更新する
   ことを特徴とする請求項１に記載のノード。
3. 当該識別子は、当該情報が当該提供データ元の情報を含む場合に非ゼロ値をとり、一方で含まない場合にゼロ値をとり、
   当該データ元特定情報は、当該情報の当初発信元であるデータ元又は該データ元のデータを特定する非ゼロ値であって、但し当該情報が複数の非提供データ元のみを当初発信元とする場合にはゼロ値であり、
   前記データ元識別子生成手段は、データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている識別子についての論理和（ＯＲ）の結果に基づき、更新される新たな当該情報が当該提供データ元の情報を含む場合に非ゼロ値をとり、一方で含まない場合にゼロ値をとる新たな当該識別子を生成し、
   前記データ元特定情報生成手段は、データ元側から受信された複数の当該情報の各々に含まれている識別子とデータ元特定情報との論理積（ＡＮＤ）の結果についての、複数の当該情報にわたる論理和（ＯＲ）の結果に基づき、この後更新される新たな当該情報の当初発信元となる提供データ元又は該提供データ元のデータを特定する非ゼロ値である新たなデータ元特定情報であって、但しこの後更新される新たな当該情報が複数の非提供データ元のみを当初発信元とすることになる場合にはゼロ値であるデータ元特定情報を生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載のノード。
4. 当該情報は、当該情報の当初発信元であるデータ元又は該データ元のデータを特定するデータ元特定情報であって、但し当該情報が複数の非提供データ元のみ、又は複数の提供データ元を当初発信元とする場合にはデータ元を特定しないデータ元特定情報を含み、
   前記ノードは、データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている複数の識別子と複数のデータ元特定情報とに基づき、この後更新される新たな当該情報の当初発信元となる提供データ元又は該提供データ元のデータを特定する新たなデータ元特定情報であって、但しこの後更新される新たな当該情報が複数の非提供データ元のみ、又は複数の提供データ元を当初発信元とすることになる場合にはデータ元を特定しない新たなデータ元特定情報を生成するデータ元特定情報生成手段を更に有し、
   前記提供情報更新手段は、当該情報を、当該新たなデータ元特定情報も含む新たな情報に更新する
   ことを特徴とする請求項１に記載のノード。
5. 当該識別子は、当該情報が当該提供データ元の情報を含む場合に非ゼロ値をとり、一方で含まない場合にゼロ値をとり、
   当該データ元特定情報は、データ元又は該データ元のデータを特定する非ゼロ値であり、但し当該情報が複数の非提供データ元のみ、又は複数の提供データ元を当初発信元とする場合にはゼロ値であり、
   前記データ元識別子生成手段は、データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている識別子についての論理和（ＯＲ）の結果に基づき、更新される新たな当該情報が当該提供データ元の情報を含む場合に非ゼロ値をとり、一方で含まない場合にゼロ値をとる新たな当該識別子を生成し、
   前記データ元特定情報生成手段は、データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている識別子についての排他的論理和（ＸＯＲ）の結果と、複数の当該情報の各々に含まれている識別子及びデータ元特定情報の論理積（ＡＮＤ）の結果との間における論理積（ＡＮＤ）の結果に基づき、この後更新される新たな当該情報の当初発信元となる提供データ元又は該提供データ元のデータを特定する非ゼロ値である新たなデータ元特定情報であって、但しこの後更新される新たな当該情報が複数の非提供データ元のみ、又は複数の提供データ元を当初発信元とすることになる場合にはゼロ値であるデータ元特定情報を生成する
   ことを特徴とする請求項４に記載のノード。
6. 受信された複数の当該情報、及び更新された新たな当該情報は、完全準同型暗号化処理を施された暗号化情報であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のノード。
7. 前記ノードは、ＩＣＮ（Information-Centric Networking）技術を用いた通信ネットワーク内のノードであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のノード。
8. 当該データ元は、ある対象が撮影画像内に存在しているか否かを判別可能なカメラ装置であって、当該カメラ装置は、送信する当該情報に含める識別子を、当該データ要求元の要求に係る対象が撮影画像内に存在している場合に非ゼロ値として、一方存在していない場合にゼロ値とし、さらに、同じく当該情報に含めるデータ元特定情報を、当該情報の当初発信元であるカメラ装置における非ゼロ値である装置識別子とすることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のノード。
9. 複数のデータ元からデータ要求元へ情報を転送可能な通信ネットワークのノードに搭載されたコンピュータを機能させる情報通信プログラムであって、
   当該情報は、当該データ要求元の要求に係るデータを提供するデータ元である提供データ元からの情報を自らが含むか否かを示す識別子を含み、
   前記情報通信プログラムは、
   データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている複数の当該識別子に基づき、複数の当該情報が当該提供データ元の情報を含むか否かを示す新たな識別子を生成するデータ元識別子生成手段と、
   当該情報を、当該新たな識別子を含む新たな当該情報に更新する提供情報生成手段と、
   更新された新たな当該情報をデータ要求元側へ送信する通信制御手段と
   としてコンピュータを機能させることを特徴とする情報通信プログラム。
10. 複数のデータ元からデータ要求元へ情報を転送可能な通信ネットワークのノードに搭載されたコンピュータにおける情報通信方法であって、
    当該情報は、当該データ要求元の要求に係るデータを提供するデータ元である提供データ元からの情報を自らが含むか否かを示す識別子を含み、
    前記情報通信方法は、
    データ元側から受信された複数の当該情報に含まれている複数の当該識別子に基づき、複数の当該情報が当該提供データ元の情報を含むか否かを示す新たな識別子を生成するステップと、
    当該情報を、当該新たな識別子を含む新たな当該情報に更新するステップと、
    更新された新たな当該情報をデータ要求元側へ送信するステップと
    を有することを特徴とする情報通信方法。
    
    

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