JP7034327B2 - 無線ボディエリアネットワーク及びその鍵生成方法、割当方法及び関連装置 - Google Patents

無線ボディエリアネットワーク及びその鍵生成方法、割当方法及び関連装置 Download PDF

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Description

本願は、コンピュータ科学と応用の技術分野に属し、特に無線ボディエリアネットワーク、コーディネータノード、ウェアラブル機器、無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法、割当方法及びコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。
無線ボディエリアネットワークの急速な発展に伴い、ますます多くのウェアラブル機器が生活の様々な分野に応用されており、個人健康管理、モバイル決済、追跡・測位、ソーシャル・エンタテインメント等が含まれる。
無線ボディエリアネットワークにおいて、ウェアラブル機器が収集・伝送されるデータのプライバシーと高いセキュリティが要求される。また、ウェアラブル機器は、体積が小さく、エネルギーやコンピューティングリソースが限られているため、従来のデータ伝送セキュリティ方法は、リソースが限られているウェアラブル機器には不向きであり、大規模なセンサネットワークに対するネットワークセキュリティ方法のセキュリティレベルは、ウェアラブル機器のセキュリティ応用需要を満たすことができない。
現在、無線ボディエリアネットワークは、鍵割当の安全性と一致性が悪く、計算が複雑であり、多くのコンピューティングリソースが必要となり、リソースが限られているウェアラブル機器には適用できない。
本願の実施例は無線ボディエリアネットワーク、コーディネータノード、ウェアラブル機器、無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法、割当方法及びコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することにより、現在の無線ボディエリアネットワークの鍵割当の安全性と一致性が悪く、多くのリソースを消費するという問題を解決する。
本願の第１の技術案は、コーディネータノードと、前記コーディネータノードと通信可能に接続される少なくとも一つのウェアラブル機器とを備え、前記コーディネータノードと前記ウェアラブル機器のいずれも加速度収集装置が集積されている無線ボディエリアネットワークを提供しており、
前記コーディネータノードは、前記ウェアラブル機器にデータ収集同期メッセージを送信すること、第1の歩容の加速度信号を収集すること、前記第1の歩容の加速度信号における第1の歩容の共通情報を抽出すること、割当対象鍵と前記第1の歩容の共通情報とに基づいて、鍵暗号化情報を生成すること、前記鍵暗号化情報を前記ウェアラブル機器に送信することに用いられており、
前記ウェアラブル機器は、前記データ収集同期メッセージを受信し、前記データ収集同期メッセージに基づいて、第2の歩容の加速度信号を同期的に収集すること、前記第2の歩容の加速度信号における第2の歩容の共通情報を抽出すること、前記鍵暗号化情報を受信すること、前記第2の歩容の共通情報に基づいて前記鍵暗号化情報を復号して、前記割当対象鍵を得ることに用いられており、
ここで、前記第1の歩容の共通情報は、前記第1の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報であり、前記第2の歩容の共通情報は、前記第2の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報である。
このように、コーディネータとウェアラブル機器がそれぞれ集積した加速度収集装置により、歩容の加速度信号を同期的に収集し、その分、歩容の加速度信号におけるピーク値とボトム値の位置情報を歩容の共通情報として抽出し、歩容の共通情報を用いて無線ボディエリアネットワークの鍵割当てを行い、安全性と一致性が高く計算が簡単であり、資源が限られたウェアラブル機器に適用することができる。
具体的には、歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報の抽出処理が簡単で便利であり、無線ボディエリアネットワークの鍵割当手順にかかる計算資源が少なく、資源が限られたウェアラブル機器に適している。鍵割当手順では、歩容の共通情報として位置情報を用いて暗号化と復号化を行い、安全性が高く、かつコーディネータノードのみが鍵を生成し、コーディネータノードとウェアラブル機器とで共有される歩容の共通情報を用いて鍵割当てを行い、一致性が高い。
第１の技術案を参照して、ある実現できる形態では、前記コーディネータノードは、具体的に、前記第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号に基づいて前記割当対象鍵を生成すること、に用いられる。
なお、本願の実施例では、割当対象鍵の生成方式は任意であり、他の方式と比較して、歩容の加速度信号におけるノイズ信号から割当対象鍵を生成することにより、鍵のランダム性と情報エントロピーを向上させることができる。
本願の第２の技術案は、無線ボディエリアネットワークの、加速度収集装置が集積されて少なくとも一つのウェアラブル機器と通信可能に接続されたコーディネータノードを適用する無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法を提供しており、
前記方法は、
第2の歩容の加速度信号を同期的に収集するように前記ウェアラブル機器を指示するためのデータ収集同期メッセージを前記ウェアラブル機器に送信するステップと、
第1の歩容の加速度信号を収集するステップと、
前記第1の歩容の加速度信号における第1の歩容の共通情報を抽出するステップと、
割当対象鍵と前記第1の歩容の共通情報とに基づいて鍵暗号化情報を生成するステップと、
前記ウェアラブル機器に前記鍵暗号化情報を送信し、前記第2の歩容の加速度信号から抽出された第2の歩容の共通情報に基づいて前記鍵暗号化情報を復号して前記割当対象鍵を得るように前記ウェアラブル機器を指示するステップと、を含んでおり、
ここで、前記第1の歩容の共通情報は、前記第1の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報であり、前記第2の歩容の共通情報は、前記第2の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報である。
本願の第３の技術案は、無線ボディエリアネットワークの、加速度収集装置が集積されてコーディネータノードと通信可能に接続されるウェアラブル機器に適用される無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法を提供しており、
前記方法は、
前記コーディネータノードから送信されたデータ収集同期メッセージを受信するステップと、
前記データ収集同期メッセージに基づいて第2の歩容の加速度信号を同期的に収集するステップと、
前記第2の歩容の加速度信号における第2の歩容の共通情報を抽出するステップと、
前記コーディネータノードから送信する、前記コーディネータノードが収集された第1の歩容の加速度信号から抽出された第1の歩容の共通情報及び割当対象鍵に基づいて生成された情報である前記鍵暗号化情報を受信するステップと、
前記第2の歩容の共通情報に基づいて前記鍵暗号化情報を復号し、前記割当対象鍵を得るステップとを含んでおり、
ここで、前記第1の歩容の共通情報は、前記第1の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報であり、前記第2の歩容の共通情報は、前記第2の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報である。
本願の第４の技術案は、無線ボディエリアネットワークの加速度収集装置が集積されたコーディネータノードに適用された無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法を提供しており、
前記方法は、
第1の歩容の加速度信号を収集するステップと、
前記第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出するステップと
前記ノイズ信号に基づいて割当対象鍵を生成するステップと、を含む。
本願の第５の技術案は、加速度収集装置と、メモリと、プロセッサと、前記メモリに格納され、前記プロセッサ上で動作可能なコンピュータプログラムとを備えるコーディネータノードを提供しており、
前記プロセッサが、前記コンピュータプログラムを実行する際に、上記第２の技術案及び第４の技術案のいずれかに記載の方法を実現する。
本願の第６の技術案は、速度収集装置と、メモリと、プロセッサと、前記メモリに格納され、前記プロセッサ上で動作可能なコンピュータプログラムと、を備えるウェアラブル機器を提供しており、
前記プロセッサが、前記コンピュータプログラムを実行する際に、上記第３の技術案に記載の方法を実現する。
本願の第７の技術案は、コンピュータプログラムを格納するコンピュータ読取可能な記録媒体を提供しており、
前記コンピュータプログラムは、プロセッサにより実行される際に、上記第２の技術案及び第４の技術案のいずれかに記載の方法を実現する。
本願の第８の技術案は、コンピュータプログラムを格納するコンピュータ読取可能な記録媒体を提供しており、
前記コンピュータプログラムは、プロセッサにより実行される際に、上記第３の技術案に記載の方法を実現する。
本願の第９の技術案は、コンピュータプログラム製品を提供しており、
コンピュータプログラム製品がコーディネータノード上で動作している際に、上記第２の技術案及び第４の技術案のいずれかに記載の方法をコーディネータノードに実行させる。
本願の第１０の技術案は、コンピュータプログラム製品を提供しており、
コンピュータプログラム製品がウェアラブル機器上で動作している際に、上記第３の技術案に記載の方法をウェアラブル機器に実行させる。
本願の実施例は、コーディネータとウェアラブル機器のそれぞれに集積された加速度収集装置により、歩容の加速度信号を同期的に収集し、その分歩容の加速度信号におけるピーク値とボトム値の位置情報を歩容の共通情報として抽出し、歩容の共通情報を用いて無線ボディエリアネットワークの鍵割当てを行い、安全性と一致性が高く計算が簡単であり、資源が限られたウェアラブル機器に適用する。
本願の実施例における技術的手段をより明確に説明するために、以下に実施例や従来技術の説明に必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、以下に記載する図面は本発明のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
本願の実施例が提供する無線ボディエリアネットワークのシステムアーキテクチャの概略ブロック図である。 本願の実施例が提供するシンボル付きウィンドウ符号化概略図である。 本願の実施例が提供する零相フィルタリングフローの概略図である。 本願の実施例が提供するノイズ信号に基づく符号化概略図である。 本願の実施例が提供する無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法のフロー概略ブロック図である。 本願の実施例が提供するノイズ信号に基づいて割当対象鍵を生成するフロー概略ブロック図である。 本願の実施例が提供する無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法のフロー概略ブロック図である。 本願の実施例が提供する無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法のフロー概略ブロック図である。 本発明の実施例が提供するコーディネータノードとウェアラブル機器との間のインタラクション概略図である。 本願の実施例が提供する無線ボディエリアネットワークの鍵割当装置の構造概略ブロック図である。 本願の実施例が提供する無線ボディエリアネットワークの鍵割当装置の構造概略ブロック図である。 本願の実施例が提供する無線ボディエリアネットワークの鍵生成装置の構造概略ブロック図である。 本願の実施例が提供するコーディネータノードの構造概略図である。 本願の実施例が提供するウェアラブル機器の構造概略図である。
以下の説明では、限定ではなく、説明の便宜上、本願の実施例を完全に理解するために、特定のシステム構成、技術等の具体的な詳細について説明する。
無線体エリアネットワーク（Wireless Body Area Network，WBAN）は、人体を中心に人体に関連する様々なネットワーク要素からなる通信ネットワークである。これらのネットワーク要素は、身体の各部位に配置されたセンサであってもよいし、人体の各部位に装着されたウェアラブル機器であってもよい。ウェアラブル機器とは直接に人体に装着し、又はユーザーの衣服又はアクセサリに統合することができる携帯式機器である。例えば、スマートウォッチ、スマートグラス、スマートブレスレット、その他のウェアラブルな体調モニタ装置である。
図1を参照して、図1は本発明の実施例が提供する無線ボディエリアネットワークのシステムアーキテクチャの概略ブロック図である。該無線ドメインネットワークはコーディネータノード11及びコーディネータノードと通信可能に接続された少なくとも一つのウェアラブル機器12を含み、コーディネータノード11及びウェアラブル機器12はいずれも加速度収集装置が集積される。該加速度収集装置は三軸加速度センサであってもよいが、これに限定されず、コーディネータノード及びウェアラブル機器は該加速度収集装置によりユーザの歩容の加速度信号を収集することができる。
ここで、コーディネータノードは、データ収集同期メッセージをウェアラブル機器に送信し、第1の歩容の加速度信号を収集し、第1の歩容の加速度信号における第1の歩容の共通情報を抽出し、割当対象鍵と第1の歩容の共通情報に基づいて、鍵暗号化情報を生成し、鍵暗号化情報をウェアラブル機器に送信する。第1の歩容の共通情報は第1の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報である。
ウェアラブル機器は、データ収集同期メッセージを受信し、データ収集同期メッセージに基づいて、第2の歩容の加速度信号を同期的に収集し、第2の歩容の加速度信号における第2の歩容の共通情報を抽出し、鍵暗号化情報を受信し、第2の歩容の共通情報に基づいて鍵暗号化情報を復号して、割当対象鍵を得る。第2の歩容の共通情報は第2の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報である。
なお、上記コーディネータノードは、ウエアラブルゲートウェイと呼ばれてもよく、このコーディネータノードは、無線ボディエリアネットワークにおいてゲートウェイとして機能してもよい。コーディネータノードは、少なくとも一つのウェアラブル機器と無線通信可能に接続され、無線通信の方式は任意でよい。
鍵割当の手順において、コーディネータノードは、各ウェアラブル機器にデータ収集同期メッセージを放送して送信し、ウェアラブル機器は、データ収集同期メッセージを受信した後、当該データ収集同期メッセージに基づいて歩容の加速度信号の同期収集を完了する。歩容の加速度信号の同期収集とは、コーディネータノードとウェアラブル機器とが自身の加速度収集装置を介して、同一時刻の歩容加速度情報を収集することである。すなわち上記第1の歩容の加速度信号と第2の歩容の加速度信号は同期的に収集されており、同一時刻の歩容加速度情報であり、第１及び第２はいずれの装置が収集した歩容の加速度信号のみを区別することである。
コーディネータノード及びウェアラブル機器が歩容の加速度信号を同期的に収集した後に、対応する鍵割当フローを行うことができる。
コーディネータノードは第1の歩容の加速度信号を収集した後に、第1の歩容の加速度信号に基づいて歩容の共通情報を抽出し、さらに抽出された第1の歩容の共通情報に基づいて割当対象鍵を暗号化し、暗号化された鍵暗号化情報を各ウェアラブル機器に送信することができる。
ウェアラブル機器は、第2の歩容の加速度信号を収集した後、第2の歩容の加速度信号における第2の歩容の共通情報を抽出し、ウェアラブル機器がコーディネータノードから送信された鍵暗号化情報を受信した後、第2の歩容の共通情報を用いて復号して、割当対象鍵を得る。このようにして、コーディネータノードが生成した割当対象鍵を無線ボディエリアネットワークの各ウェアラブル機器に共有し、無線ボディエリアネットワークの鍵割当を実現することができる。鍵割当の後、コーディネータノードと各ウェアラブル機器との間に鍵を用いてデータ暗号化転送を行うことができる。
なお、上記歩容の共通情報とは、歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報である。具体的には、一つの歩容の加速度信号カーブで、ピーク値の位置とボトム値の時系列位置に応じて対応符号化を行い、上記位置情報を得る。例えば、スライディングウィンドウにより歩容の共通情報を抽出する際には、スライディングウィンドウを用いて歩容の加速度信号カーブにスライドし、1番目のスライディングウィンドウ内にピーク値が現れると、1に符号化し、２つのスライディングウィンドウにボトム値が現れると、-1に符号化し、その分、3番目のスライディングウィンドウにピーク値とボトム値が現れないと、符号化せずに、歩容の加速度信号カーブ上のピーク値とボトム値の位置情報を抽出する。
幾つの実施例では、コーディネータノードは、具体的には、第1の歩容の加速度信号をローパスフィルタリングすること、ローパスフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を次元圧縮して、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号を得ること、時間領域と周波数領域における次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の第1の位置情報をそれぞれ抽出することに用いられる。
ここで、第1の歩容の加速度信号に対して行われるフィルタリング操作は、具体的にはバターワース型ローパスフィルタであってもよいが、これに限定されるものではない。次元圧縮操作は、主成分分析アルゴリズム（principal components analysis ，PCA）であってもよいが、これに限定されるものではなく、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号に基づいて後続の分析を行うものであってもよい。
Figure 0007034327000001
 例えば、
pca_signal=E(:,1)*r_signal
ここで、r_signalは、上記第1の歩容の加速度信号であり、x、y、zは、それぞれ三軸加速度のx軸、y軸およびz軸を示し、pca_signalは、PCAを用いて次元圧縮された第1の主成分である。もちろん、次元圧縮アルゴリズムは、他のアルゴリズムであってもよく、ここでは限定されない。
第1の歩容の加速度信号を次元圧縮した後、時間領域における第1の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の位置情報と、周波数領域における第1の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の位置情報とを抽出してもよい。位置情報の抽出方式は任意でよい。幾つかの実施例において、シンボル付きスライディング符号化アルゴリズムを用いて抽出することができる。
更に、コーディネータノードは、具体的には、シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムに基づいて、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号と、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号の高速フーリエ変換結果のピーク値及びボトム値の第1の位置情報とを抽出することに用いられるものであり、
ここで、シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズム（Signed sliding window coding，SSWC）の手順は、具体的には以下を含む。
次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号にシンボル付きスライディングウィンドウをスライドさせ、i番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールにiを増加させ、i番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールに-iを増加させ、i番目のウィンドウにピーク値及び/又はボトム値が現れていない場合にはウィンドウのスライドを継続し、iは整数とする。例えば、1番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールに1を増加させ、5番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールに-5を増加させる。
あるいは、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号にシンボル付きスライディングウィンドウをスライドさせ、i番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールに-iを増加させ、i番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールにiを増加させ、i番目のウィンドウにピーク値及び/又はボトム値が現れていない場合にはウィンドウのスライドを継続し、iは整数とする。例えば、1番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールに-1を増加させ、5番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールに５を増加させる。
具体的には、シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムを用いて、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の位置情報と、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号の高速フーリエ変換結果のピーク値及びボトム値の位置情報とを抽出して、上述した第1の位置情報を得る。
周波数領域のウィンドウ符号化は時間領域ウィンドウに続いて符号化を続け、具体的な適用では、時間領域と周波数領域のスライディングウィンドウの大きさをそれぞれWtとWfとし、WtとWfの値を歩容の加速度信号のサンプリング周波数で決定する。図2に示すシンボル付きウィンドウ符号化模式図を参照すると、Wtは20サンプル点、Wfは1Hzとし、時間領域での歩容の加速度信号については、ピーク値とボトム値の位置に応じて、
Figure 0007034327000002
 に符号化し、時間領域の歩容の加速度信号符号化が完了した後、次に周波数領域での歩容の加速度信号カーブを符号化し、引き続き、
Figure 0007034327000003
 に符号化し、時間領域と周波数領域での歩容の加速度信号符号化が完了した後に、対応する符号化情報を得ることができる。
これから分かるように、シンボル付きスライディングウィンドウアルゴリズムにより、歩容の共通情報の抽出の利便性をより向上させることができ、計算量を削減することができる。また、ピーク値とボトム値を異なるシンボル数値で表すことで、符号化率を向上させることができる。
ウェアラブル機器の歩容の共通情報抽出手順はコーディネータノードの歩容の共通情報抽出手順と類似する。幾つかの実施例では、上記ウェアラブル機器は、具体的には、第2の歩容の加速度信号をローパスフィルタリングすること、ローパスフィルタリング後の第2の歩容の加速度信号を次元圧縮操作して、次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号を得ること、時間領域及び周波数領域における次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第2の位置情報をそれぞれ抽出することに用いられる。
ここで、上記の次元圧縮操作は、PCA次元圧縮アルゴリズムであってもよいが、これに限定されるものではない。次元圧縮後、時間領域における第2の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の位置情報と、周波数領域における第2の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の位置情報とをそれぞれ抽出してもよい。位置情報はシンボル付けスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムにより抽出することができる。
さらに、上記ウェアラブル機器は、具体的には、
次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号と、次元圧縮後の第2のステップの加速度信号の高速フーリエ変換結果のピーク値及びボトム値の第2の位置情報とをシンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムに基づいて抽出することに用いられるものであり、
ここで、シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムの手順は具体的に以下を含む。
次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号にシンボル付きスライディングウィンドウをスライドさせ、i番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールにiを増加させ、i番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールに-iを増加させ、i番目のウィンドウにピーク値及び/又はボトム値が現れていない場合にはウィンドウのスライドを継続し、iは整数とする。
あるいは、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号にシンボル付きスライディングウィンドウをスライドさせ、i番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールに-iを増加させ、i番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールにiを増加させ、i番目のウィンドウにピーク値及び/又はボトム値が現れていない場合にはウィンドウのスライドを継続し、iは整数とする。
なお、ウェアラブル機器におけるシンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムは、コーディネータノードにおけるシンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムと同様であり、関連する紹介は上記の相応内容を参照することができ、ここではその説明を省略する。
なお、シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムは、歩容の共通情報の抽出処理をより簡単にし、計算量を少なくすることができ、コンピューティングリソースが限られたウェアラブル機器に適用することができる。
コーディネータノードは、第1の歩容の加速度信号から第1の歩容の共通情報を抽出した後、第1の歩容の共通情報を用いて割当対象鍵を暗号化し、暗号化された鍵暗号化情報を得ることができる。具体的な適用では、Fuzzy Vaultのアルゴリズムに基づいて、第1の歩容の共通情報を用いて割当対象鍵を暗号化し、Fuzzy Vaultを構築することができる。
幾つかの実施例では、上記コーディネータノードは、具体的には、割当対象鍵をN段に分割し、割当対象鍵毎にN次多項式の一つの係数とすること、第1の歩容の共通情報とN次の多項式とに基づいて、鍵暗号化情報であるFuzzy Vaultを構築することに用いられる。
具体的には、Mビットの割当対象鍵はkey_Mであり、Mビットの割当対象鍵はN段に分割され、すなわち、key_M=C0//C1//C2//．．．//CNであり、各段はいずれもN次の多項式の一つの係数であり、N次の多項式は具体的には以下のとおりである。
f(x)=C0+C1x+C2x2+．．．+CNxN
コーディネータノードが抽出した第1の歩容の共通情報は(g1, g2,．．．，gk）であり、kがNよりも大きく、第１の歩容の共通情報を上記f(x)に代入して集合
p={(g1, f(g1),(g2,f(g2),．．．,(gk,f(gk)}
を得、集合Pに雑点集合Cを加え、Vault集合Vを共通に構成する。構築が完了すると、コーディネータノードはvault集合Vをウェアラブル機器に送信する。
もちろん、第1の歩容の共通情報と割当対象鍵から鍵暗号化情報を得る方式は、Fuzzy Vaultに限定されるものではない。
ウェアラブル機器は、第2の歩容の共通情報を抽出した後、コーディネータノードから送信された鍵暗号化情報の受信をずっと待つことができる。ウェアラブル機器が鍵暗号化情報を受信した後に、第2の歩容の共通情報を用いて鍵暗号化情報を復号して、割当対象鍵を得ることができる。
具体的な適用例では、上記ウェアラブル機器は、鍵暗号化情報がFuzzy Vaultである場合には、具体的に、第2の歩容の共通情報に基づいてFuzzy Vaultを復号して、割当対象鍵を得ることに用いられる。
ウェアラブル機器は、vault集合Vを受信した後、第2の歩容の共通情報に基づいて集合Vから集合Pを見付け出し、集合Pから上記多項式f(x)を解くことで多項式係数C0,C1,C2, ．．．,CNを得た後、多項式係数をつなぎ合わせて上記Mビットの割当対象鍵を得る。
このように、コーディネータノードは、歩容の加速度信号における歩容の共通情報により、無線ボディエリアネットワークにおける各ウェアラブル機器に、割当対象鍵を共有する。
なお、上述した割当対象鍵の生成方式は任意である。例えば、歩容の加速度信号を用いて、割当対象鍵を生成するようにしてもよい。割当対象鍵のランダム性と情報エントロピーを向上させるように、歩容の加速度信号に重畳されたノイズ信号から割当対象鍵を生成してもよい。幾つかの実施例では、上記コーディネータノードは具体的には第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号に基づいて割当対象鍵を生成することに用いられる。
コーディネータノードは、第1の歩容の加速度信号を収集した後に、第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を先に抽出し、ノイズ信号に基づいて上記の割当対象鍵を生成してもよい。すなわち、上記コーディネータノードは、具体的には、第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出すること、ノイズ信号を符号化して鍵を得ること、鍵に対して鍵増強操作を行い、割当対象鍵を得ることに用いられる。
歩容の加速度信号に重畳されたノイズ信号に基づいて割当対象鍵を生成することはノイズ抽出、ノイズ符号化及び鍵増強などのステップを含むことができる。
ノイズ抽出ステップについて、まず、第1の歩容の加速度信号をフィルタリングした後、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号とフィルタリング前の第1の歩容の加速度信号とを減算してノイズ情報を得るようにしてもよい。すなわち、前記コーディネータノードは、具体的には、第1の歩容の加速度信号に対して零相フィルタリングを行い、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得ること、第1の歩容の加速度信号からフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を減算してノイズ信号を得ることに用いられる。
より具体的には、前記零相フィルタリングの手順は、具体的には、バターワース型ローパスフィルタに第1の歩容の加速度信号を入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号をバターワース型ローパスフィルタに入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号である2回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得るステップとを含む。
本発明の実施例が提供する零相フィルタリングの手順をよりよく説明するために、以下に図3に示す零相フィルタリングフローの概略図を参照して説明する。
図3に示すように、元の第1の歩容の加速度信号r_sig=x1,x2,x3, ．．．,xN-1,xNをバターワース型ローパスフィルタに入力し、1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号
Figure 0007034327000004
 を得、その後、f_sigに対して時間反転操作を行い、1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号
Figure 0007034327000005
 を得、さらにrev_f_sigをバターワース型ローパスフィルタに入力して2回目のフィルタリングを行い、2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号
Figure 0007034327000006
 を得、最後にff_sigに対して2回目の時間反転を行い、2回目の反転後の第1の歩容の加速度信号
Figure 0007034327000007
 を得る。rev_ff_sigは零相フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号である。
次に、元の第1の歩容の加速度信号から零相フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を減算してノイズ信号を得る。すなわち、n_sig=r_sig-rev_ff_sigであり、n_sigは第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号である。
第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出した後、ノイズ信号を符号化してもよい。一般に、コーディネータノード上の加速度収集装置は、三軸加速度センサであり、三軸加速度センサによりx軸、y軸及びz軸の加速度信号が収集され、このとき、ノイズ信号は、x軸の第1のノイズ信号と、y軸の第2のノイズ信号と、z軸の第3のノイズ信号とを含み、前記コーディネータノードは、具体的には、第1のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第1のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第1の鍵を得ること、第2のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第2のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第2の鍵を得ること、第3のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第3のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第3の鍵を得ることに用いられたものであり、
ここで、ノイズ信号におけるk番目のビットが0以上である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第1の数値とし、ノイズ信号におけるk番目のビットが0未満である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第2の数値とし、kは整数とする。
具体的には、上記第1の数値は1であってもよく、その分、第2の数値は0である。もちろん、上記第1の数値は0であってもよく、その分、第2の数値は1である。
例えば、第1のノイズ信号における1番目のビットが0以上であれば、第1のランダムバイナリシーケンスの1番目のビットを1とし、第1のノイズ信号における2番目のビットが0未満であれば、第1のランダムバイナリシーケンスの2番目のビットを0とし、このように類推して、第1のノイズ信号における各ビットの数値の大きさに応じて、第1のランダムバイナリシーケンスの対応するビットを対応する数値に設定する。
図4に示すノイズ信号に基づく符号化模式図を参照すると、三枚の画像からなり、上から下にそれぞれx軸、y軸、z軸に対応する歩容の加速度信号カーブと零相フィルタリング後の歩容の加速度信号カーブである。元の歩容の加速度信号とフィルタリング後の歩容の加速度信号から、ランダムバイナリシーケンスkey_x、key_y、key_zが得られ、その中で、key_x=0000011100・・・110000、key_y=0111111001・・・011111、key_z=0000110001…111000。
ノイズ信号を符号化した後、得られた鍵に対して鍵増強操作を行う。幾つかの実施例では、鍵を増強する手順は、具体的には、第1鍵、第2鍵、及び第3鍵を排他的論理和演算してMビットの割当対象鍵を得るステップを含んでもよい。すなわち、
Figure 0007034327000008
 。
また、他の実施例では、鍵を増強する手順は、第1鍵、第2鍵、及び第3鍵を排他的論理和演算して、排他的論理和演算後の鍵を得るステップと、排他的論理和演算後の鍵をダウンサンプリングして、割当対象鍵を得るステップとをさらに含む。
なお、鍵を排他的論理和演算することにより、生成される割当対象鍵のランダム性と情報エントロピーをさらに向上させることができる。さらに、排他的論理和演算後にダウンサンプリング操作を行うことで、割当対象鍵のランダム性と情報エントロピーをさらに向上させることができる。
無線ボディエリアネットワークのコーディネータノード及びウェアラブル機器を紹介した後、以下にコーディネータノード側のワークフロー及びウェアラブル機器側のワークフローをそれぞれ紹介する。
まずコーディネータノード側のワークフローを説明する。図5を参照すると、これは、本発明の実施例が提供する無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法のフロー概略ブロック図であり、無線ボディエリアネットワークのコーディネータノードを適用することができ、コーディネータノードは加速度収集装置が集積され、このコーディネータノードは少なくとも一つのウェアラブル機器と通信可能に接続されている。上記方法は以下のステップを含むことができる。
ステップS501、第2の歩容の加速度信号を同期的に収集させるようにウェアラブル機器を指示するためのデータ収集同期メッセージをウェアラブル機器に送信する。
具体的には、コーディネータノードは、上記データ収集同期メッセージを放送することにより、無線ボディエリアネットワークにおける各ウェアラブル機器が当該データ収集同期メッセージに基づき、コーディネータノードが第1の歩容の加速度信号を収集する際に、それぞれの加速度センサによって第2の歩容の加速度信号を同期的に収集する。
ステップS502、第1の歩容の加速度信号を収集する。
ステップS503、第1の歩容の加速度信号における第1の歩容の共通情報を抽出する。
ここで、第1の歩容の共通情報の抽出手順は、具体的には、第1の歩容の加速度信号をローパスフィルタリングするステップと、ローパスフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を次元圧縮操作して、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、時間領域と周波数領域における次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の第1の位置情報をそれぞれ抽出するステップとを含む。
更に具体的には、時間領域及び周波数領域における次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第1の位置情報をそれぞれ抽出する手順は、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号と、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号の高速フーリエ変換結果のピーク値及びボトム値の第1の位置情報とを、シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムに基づいて抽出することを含み、
ここで、シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムの手順は具体的に以下を含む。
次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号にシンボル付きスライディングウィンドウをスライドさせ、i番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールにiを増加させ、i番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールに-iを増加させ、i番目のウィンドウにピーク値及び/又はボトム値が現れていない場合にはウィンドウのスライドを継続し、iは整数とする。
なお、第1の歩容の共通情報の抽出手順に関する紹介は、以上の対応する内容を参照することができ、ここでは説明を省略する。
ステップS504、割当対象鍵及び第1の歩容の共通情報に基づいて、鍵暗号化情報を生成する。
なお、鍵暗号化情報の生成方式は、Fuzzy Vaultであってもよいが、これに限定されるものではない。幾つかの実施例では、鍵暗号化情報がFuzzy Vaultである場合、具体的な手順は、割当対象鍵をN段に分割し、割当対象鍵毎にN次の多項式の一つの係数とするステップと、第1の歩容の共通情報とN次の多項式に基づいて、鍵暗号化情報であるFuzzy Vaultを構築するステップとを含む。関連紹介は以上の対応する内容を参照することができ、ここでは説明を省略する。
ステップS505、ウェアラブル機器に鍵暗号化情報を送信し、第2の歩容の加速度信号から抽出された第2の歩容の共通情報に基づいて鍵暗号化情報を復号して、割当対象鍵を得るようにウェアラブル機器を指示し、その中で、第1の歩容の共通情報が第1の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報であり、第2の歩容の共通情報が第2の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報である。
具体的には、コーディネータノードが、無線ボディエリアネットワーク内の各ウェアラブル機器に鍵暗号化情報を送信した後、自身が抽出した第2の歩容の共通情報に基づいて、ウェアラブル機器が復号して、割当対象鍵を得ることができる。
なお、割当対象鍵の生成方式は任意である。しかし、鍵のランダム性と情報エントロピーを向上させるために、歩容の加速度信号に重畳されたノイズ信号に基づいて鍵を生成することができる。
図6を参照して、これはノイズ信号から割当対象鍵を生成すフローの概略ブロック図であり、第1の歩容の加速度信号に重畳されるノイズ信号から割当対象鍵を生成する手順は、具体的には以下を含む。
ステップS601、第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出する。
具体的には、ノイズ信号の抽出処理は、具体的には、第1の歩容の加速度信号を零相フィルタリングするステップと、第1の歩容の加速度信号からフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を減算することにより、第1の歩容の加速度信号に重畳されたノイズ信号を得るステップとを含む。ここで、零相フィルタリングの手順は上記の図3に対応する関連紹介を参照することができ、ここでは説明を省略する。
ステップS602、ノイズ信号を符号化し、鍵を得る。
なお、ノイズ符号化の手順は、上述の対応する内容を参照することができ、ここでは説明を省略する。
ステップS603、鍵に鍵増強操作を行い、割当対象鍵を得る。
具体的には、第1鍵、第2鍵、及び第3鍵を排他的論理和演算して、割当対象鍵を得ることができる。第1鍵、第2鍵、及び第3鍵を排他的論理和演算し、排他的論理和演算後の鍵を得て、排他的論理和演算後の鍵をダウンサンプリングして、割当対象鍵を得るようにしてもよい。
幾つかの実施例では、割当対象鍵の生成手順は、具体的には、第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号から、割当対象鍵を生成することである。
更に、上記第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号から割当対象鍵を生成する手順は、具体的には、第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出するステップと、ノイズ信号を符号化して鍵を得るステップと、鍵に対して鍵の増強操作を行って、割当対象鍵を得るステップとを含む。
具体的には、上記第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出する手順は、第1の歩容の加速度信号を零相フィルタリングし、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、第1の歩容の加速度信号からフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を減算してノイズ信号を得るステップとを含んでもよい。
零相フィルタリングの手順は、具体的には、バターワース型ローパスフィルタに第1の歩容の加速度信号を入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力する1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、
1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、
1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号をバターワース型ローパスフィルタに入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力する2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、
2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号である2回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得るステップとを含む。
幾つかの実施例では、加速度収集装置は、三軸加速度センサであり、ノイズ信号はx軸の第1のノイズ信号と、y軸の第2のノイズ信号と、z軸の第3のノイズ信号とを含み、
上記したノイズ信号を符号化し、鍵を得る具体的な手順は、
第1のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第1のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第1の鍵を得るステップと、
第2のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第2のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第2の鍵を得るステップと、
第3のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第3のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第3の鍵を得るステップとを含むことができ、
ここで、ノイズ信号におけるk番目のビットが0以上であれば、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第1の数値とし、ノイズ信号におけるk番目のビットが0未満であれば、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第2の数値とし、kは整数とする。
更に、上記した鍵に対して鍵増強操作を行うことにより、割当対象鍵を得る手順は、
第1鍵、第2鍵、及び第3鍵を排他的論理和演算し、割当対象鍵を得るステップ、
あるいは、
第1鍵、第2鍵及び第3鍵を排他的論理和演算し、排他的論理和演算後の鍵を得るステップと、
排他的論理和演算後の鍵をダウンサンプリングして、割当対象鍵を得るステップと
を含むことができる。
幾つかの実施例では、上記した第1の歩容の加速度信号における第1の歩容の共通情報を抽出する手順は、
第1の歩容の加速度信号をローパスフィルタリングするステップと、
ローパスフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を次元圧縮操作して、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、
時間領域及び周波数領域における次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第1の位置情報をそれぞれ抽出するステップとを含むことができる。
幾つかの実施例では、上記時間領域及び周波数領域における次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第1の位置情報をそれぞれ抽出する手順は具体的には、
次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号と、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号の高速フーリエ変換結果のピーク値及びボトム値の第1の位置情報とを、シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムに基づいて抽出することを含み、
ここで、シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムの手順は具体的に以下を含む。
次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号にシンボル付きスライディングウィンドウをスライドさせ、i番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールにiを増加させ、i番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールに-iを増加させ、i番目のウィンドウにピーク値及び/又はボトム値が現れていない場合にはウィンドウのスライドを継続し、iは整数とする。
幾つかの実施例では、上記した割当対象鍵及び第1の歩容の共通情報に基づいて、鍵暗号化情報を生成する手順は具体的に、
割当対象鍵をN段に分割し、割当対象鍵毎にN次の多項式の一つの係数とするステップと、
第1の歩容の共通情報とN次多項式に基づいて、鍵暗号化情報であるFuzzy Vaultを構築するステップとを含む。
なお、上記コーディネータノードのワークフローに関する紹介は他の実施例を参照することができ、ここでは説明を省略する。
コーディネータノード側のワークフローを紹介した後、次にウェアラブル機器側のワークフローを紹介する。
図7を参照すると、これは本発明の実施例が提供する無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法のフロー概略ブロック図であり、無線ボディエリアネットワークのウェアラブル機器に適用可能であり、ウェアラブル機器は加速度収集装置が集積されており、ウェアラブル機器はコーディネータノードと通信可能に接続されている。上記方法は以下のステップを含むことができる。
ステップS701、コーディネータノードから送信されたデータ収集同期メッセージを受信する。
ステップS702、データ収集同期メッセージに基づいて、第2の歩容の加速度信号を同期的に収集する。
ステップS703、第2の歩容の加速度信号における第2の歩容の共通情報を抽出する。
なお、第2の歩容の共通情報の抽出手順は、第1の歩容の共通情報の抽出手順と類似しており、また、歩容の共通情報の抽出手順についても、上述した対応する内容を参照することができる。ここでは説明を省略する。
ステップS704、コーディネータノードから送信された鍵暗号化情報を受信し、鍵暗号化情報はコーディネータノードが収集された第1の歩容の加速度信号から抽出された第1の歩容の共通情報及び割当対象鍵に基づいて生成された情報である。
ステップS705、第2の歩容の共通情報に基づいて、鍵暗号化情報を復号して、割当対象鍵を得、その中で、第1の歩容の共通情報が第1の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の位置情報であり、第2の歩容の共通情報が第2の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の位置情報である。
幾つかの実施例では、上記した第2の歩容の加速度信号における第2の歩容の共通情報を抽出する手順は、
第2の歩容の加速度信号をローパスフィルタリングするステップと、
ローパスフィルタリング後の第2の歩容の加速度信号を次元圧縮操作して、次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号を得るステップと、
時間領域及び周波数領域における次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第2の位置情報をそれぞれ抽出するステップとを含むことができる。
さらに、上記した時間領域及び周波数領域における次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第2の位置情報をそれぞれ抽出する手順は、
次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号と、次元圧縮後の第2のステップの加速度信号の高速フーリエ変換結果のピーク値及びボトム値の第2の位置情報とをシンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムに基づいて抽出することを含むことができ、
ここで、シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムの手順は具体的に、以下を含む。
次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号にシンボル付きスライディングウィンドウをスライドさせ、i番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールにiを増加させ、i番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールに-iを増加させ、i番目のウィンドウにピーク値及び/又はボトム値が現れない場合にはウィンドウのスライドを継続し、iは整数とする。
幾つかの実施例では、鍵暗号化情報がFuzzy Vaultであり、上述した第2の歩容の共通情報に基づいて鍵暗号化情報を復号し、割当対象鍵を得る具体的な手順は、第2の歩容の共通情報に基づいてFuzzy Vaultを復号し、割当対象鍵を得ることを含むことができる。
なお、上記ウェアラブル機器のワークフローに関する紹介は、他の実施例を参照することができ、ここでは説明を省略する。
コーディネータノード側とウェアラブル機器側のワークフローを紹介した後、次に個別でコーディネータノードの一度の鍵生成手順を紹介する。
図8に示した無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法のフロー概略ブロック図を参照し、この鍵生成方法は、無線ボディエリアネットワークのコーディネータノードに適用され、コーディネータノードは加速度収集装置が集積されており、上記方法は、以下のステップを含むことができる。
ステップS801、第1の歩容の加速度信号を収集する。
ステップS802、第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出する。
ステップS803、ノイズ信号に基づいて割当対象鍵を生成する。
具体的には、第1の歩容の加速度信号を収集した後、第1の歩容の加速度信号を零相フィルタリングして、第1の歩容の加速度信号からフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を減算してノイズ信号を抽出することができる。そして、ノイズ信号を符号化し、符号化した後に鍵増強操作を行い、上記の割当対象鍵を生成する。
第1の歩容の加速度信号に重畳されたノイズ信号に基づいて上記割当対象鍵を生成することにより、鍵のランダム性及び情報エントロピーを向上させることができる。
幾つかの実施例では、上記第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出する手順は、第1の歩容の加速度信号を零相フィルタリングして、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、第1の歩容の加速度信号からフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を減算してノイズ信号を得るステップとを含むことができる。さらに、上記第1の歩容の加速度信号を零相フィルタリングして、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得る手順は、第1の歩容の加速度信号をバターワース型ローパスフィルタに入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号をバターワース型ローパスフィルタに入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、2回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、2回目の反転後の第1の歩容の加速度信号をフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号とするステップとを含むことができる。
幾つかの実施例では、上記ノイズ信号から割当対象鍵を生成する手順は、ノイズ信号を符号化して鍵を得るステップと、鍵に対して鍵増強操作を行い、割当対象鍵を得るステップとを含むことができる。
幾つかの実施例では、加速度収集装置は三軸加速度センサであり、ノイズ信号がx軸の第1のノイズ信号と、y軸の第2のノイズ信号と、z軸の第3のノイズ信号とを含み、
上記したノイズ信号を符号化し、鍵を得る手順は、第1のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第1のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第1の鍵を得るステップと、第2のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第2のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第2の鍵を得るステップと、第3のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第3のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第3の鍵を得るステップと、を含むことができ、
ここで、ノイズ信号におけるk番目のビットが0以上である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第1の数値とし、ノイズ信号におけるk番目のビットが0未満である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第2の数値とし、kは整数とする。
幾つかの実施例では、上述した鍵に対して鍵増強操作を行い、割当対象鍵を得る手順は、第1鍵、第2鍵、及び第3鍵を排他的論理和演算して、割当対象鍵を得ることを含み、或いは第1鍵、第2鍵、及び第3鍵を排他的論理和演算し、排他的論理和演算後の鍵を得るステップと、排他的論理和演算後の鍵をダウンサンプリングして、割当対象鍵を得るステップとを含むことができる。
なお、第1の歩容の加速度信号に重畳されたノイズ信号に基づいて、割当対象鍵を生成する手順について、具体的な紹介は上述した対応する内容を参照することができ、ここでは説明を省略する。
また、本発明の実施例で提供されるノイズ信号を用いて鍵を生成する技術的手段を単独で用いても、本発明の実施例の技術的範囲に属することは理解されるべきである。
次に、図9に示すコーディネータノードとウェアラブル機器との間のインタラクションの模式図を結合して、コーディネータノードとウェアラブル機器との間のインタラクション手順を紹介する。該インタラクション手順は以下を含むことができる。
ステップS901、コーディネータノードはデータ収集同期メッセージをウェアラブル機器に送信する。
ステップS902、コーディネータノードは第1の歩容の加速度信号を収集する。
ステップS903、ウェアラブル機器はデータ収集同期メッセージに基づいて、第2の歩容の加速度信号を同期的に収集する。
ステップS904、コーディネータノードは第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出する。
ステップS905、コーディネータノードは、ノイズ信号を符号化した後、鍵増強操作を行い、割当対象鍵を生成する。
その中で、他の幾つかの実施例では、第1の歩容の加速度信号又は他の形態から、割当対象鍵を生成する。但し、歩容の加速度信号におけるノイズ信号から割当対象鍵を生成することにより、鍵のランダム性と情報エントロピーを向上させることができる。
ステップS906、コーディネータノードは第1の歩容の加速度信号における第1の歩容の共通情報を抽出する。
ここで、この第1の歩容の共通情報とは、第1の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報である。歩容の共通情報の抽出手順は上記の対応する内容を参照することができ、ここでは説明を省略する。
ステップS907、コーディネータノードは歩容の共通情報及び割当対象鍵に基づいて、Fuzzy Vaultを構築する。
他の幾つかの実施例では、他の形態を用いて、割当対象鍵を暗号化してもよいことは理解されるべきである。
ステップS908、コーディネータノードはFuzzy Vaultをウェアラブル機器に送信させる。
ステップS909、ウェアラブル機器は第2の歩容の加速度信号における第2の歩容の共通情報を抽出する。
ここで、第2の歩容の共通情報とは、第2の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報である。歩容の共通情報の抽出手順は上記の対応する内容を参照することができ、ここでは説明を省略する。
ステップS910、ウェアラブル機器はFuzzy Vaultを受信した後、第2の歩容の共通情報に基づいてFuzzy Vaultを復号し、割当対象鍵を得る。
なお、上述した実施例における各ステップの番号の大小は、実行順序の先後を意味するものではなく、各ステップの実行順序はその機能および固有の論理で決定されると理解すべきであり、本発明の実施例の実施の手順に対して何ら限定されるものではない。
以下に上記方法に対応する装置を説明する。図10を参照し、これは本発明の実施例が提供する無線ボディエリアネットワークの鍵割当装置の構造概略ブロック図であり、無線ボディエリアネットワークのコーディネータノードが適用され、コーディネータノードは加速度収集装置が集積されており、コーディネータノードは少なくとも一つのウェアラブル機器と通信可能に接続されており、該装置は、
第2の歩容の加速度信号を同期的に収集させるようにウェアラブル機器を指示するためのデータ収集同期メッセージをウェアラブル機器に送信するための同期メッセージ送信モジュール101と、
第1の歩容の加速度信号を収集するための第１の収集モジュール102と、
第1の歩容の加速度信号における第1の歩容の共通情報を抽出するための第1の抽出モジュール103と、
割当対象鍵と第1の歩容の共通情報とに基づいて、鍵暗号化情報を生成するための暗号化情報生成モジュール104と、
鍵暗号化情報をウェアラブル機器に送信し、第2の歩容の加速度信号から抽出した第2の歩容の共通情報に基づいて、鍵暗号化情報を復号して割当対象鍵を得るようにウェアラブル機器を指示するための暗号化情報送信モジュール105と、
を備え、
ここで、第1の歩容の共通情報は、第1歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報であり、第2の歩容の共通情報は、第2歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報である。
なお、上記無線ボディエリアネットワークの鍵割当装置は、コーディネータノードにおけるソフトウェアプログラムであることができ、上記無線ボディエリアネットワークの鍵割当装置の各モジュールは、対応するソフトウェアプログラムモジュールであることができる。
幾つかの実施例では、上記装置は、第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号に基づいて、割当対象鍵を生成するための鍵生成モジュールをさらに備える。
さらに、上記鍵生成モジュールは、具体的には、第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出すること、ノイズ信号を符号化して鍵を得ること、鍵に対して鍵増強操作を行い、割当対象鍵を得ることに用いられる。
さらに、前記鍵生成モジュールは、具体的には、第1の歩容の加速度信号を零相フィルタリングして、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得ること、第1の歩容の加速度信号からフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を減算してノイズ信号を得ることに用いられる。
さらに、前記鍵生成モジュールは、具体的には、第1の歩容の加速度信号をバターワース型ローパスフィルタに入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得ること、
1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得ること、
1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号をバターワース型ローパスフィルタに入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得ること、
2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作し、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号である2回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得ること、に用いられる。
幾つかの実施例では、加速度収集装置は三軸加速度センサであり、ノイズ信号はx軸の第1のノイズ信号と、y軸の第2のノイズ信号と、z軸の第3のノイズ信号とを含み、
前記鍵生成モジュールは、具体的には、第1のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第1のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第1の鍵を得ること、
第2のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第2のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第2の鍵を得ること、
第3のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第3のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第3の鍵を得ること、に用いられるものであり、
ここで、ノイズ信号におけるk番目のビットが0以上である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第1の数値とし、ノイズ信号におけるk番目のビットが0未満である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第2の数値とし、kは整数とする。
更に、上記鍵生成モジュールは、具体的には、第1鍵、第2鍵及び第3鍵を排他的論理和演算し、割当対象鍵を得ること、或いは、
第1鍵、第2鍵及び第3鍵を排他的論理和演算し、排他的論理和演算後の鍵を得ること、排他的論理和演算後の鍵をダウンサンプリングして、割当対象鍵を得ること、に用いられる。
幾つかの実施例では、上記第1の抽出モジュールは、具体的には、第1の歩容の加速度信号をローパスフィルタリングすること、ローパスフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を次元圧縮して、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号を得ること、時間領域及び周波数領域における次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第1の位置情報をそれぞれ抽出すること、に用いられる。
幾つかの実施例において、上記第1の抽出モジュールは、具体的に、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号と、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号の高速フーリエ変換結果のピーク値及びボトム値の第1の位置情報とを、シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムに基づいて抽出することに用いられるものであり、
ここで、シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムの手順は、具体的に、
次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号にシンボル付きスライディングウィンドウをスライドさせ、i番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールにiを増加させ、i番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールに-iを増加させ、i番目のウィンドウにピーク値及び/又はボトム値が現れていない場合にはウィンドウのスライドを継続し、iは整数とする。
幾つかの実施例では、上記暗号化情報生成モジュールは、具体的に、
割当対象鍵をN段に分割し、割当対象鍵毎にN次多項式の一つの係数とすること、
第1の歩容の共通情報とN次多項式に基づいて、鍵暗号化情報であるFuzzy Vaultを構築すること、に用いられる。
なお、上記コーディネータノードのワークフローに関する紹介は、他の実施例を参照することができ、ここでは説明を省略する。
図11を参照し、これは本発明の実施例が提供する無線ボディエリアネットワークの鍵割当装置の構造概略ブロック図であり、無線ボディエリアネットワークのウェアラブル機器に適用され、ウェアラブル機器は加速度採取装置が集積され、ウェアラブル機器はコーディネータノードと通信可能に接続されており、当該装置は、
コーディネータノードから送信されたデータ収集同期メッセージを受信する第1の受信モジュール111と、
データ収集同期メッセージに基づいて第2の歩容の加速度信号を同期的に収集するための同期収集モジュール112と、
第2の歩容の加速度信号における第2の歩容の共通情報を抽出するための第２の抽出モジュール113と、
コーディネータノードから送信した、コーディネータノードが収集された第1の歩容の加速度信号から抽出された第1の歩容の共通情報と割当対象鍵とに基づいて、生成した情報である鍵暗号化情報を受信するための第2の受信モジュール114と、
第2の歩容の共通情報に基づいて、鍵暗号化情報を復号して、割当対象鍵を得るための復号モジュール115と、
を備え、
ここで、第1の歩容の共通情報は、第1の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報であり、第2の歩容の共通情報は、第2の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報である。
なお、上記無線ボディエリアネットワークの鍵割当装置は、ウェアラブル機器中のソフトウェアプログラムであることができ、上記無線ボディエリアネットワークの鍵割当装置の各ブロックは、対応するソフトウェアプログラムモジュールである。
幾つかの実施例では、上記第2の抽出モジュールは、具体的には、
第2の歩容の加速度信号をローパスフィルタリングすること、ローパスフィルタリング後の第2の歩容の加速度信号を次元圧縮して、次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号を得ること、時間領域及び周波数領域における次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第2の位置情報をそれぞれ抽出すること、に用いられる。
さらに、上記第2の抽出モジュールは、具体的には、
次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号と、次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号の高速フーリエ変換結果のピーク値及びボトム値の第2の位置情報とをシンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムに基づいて抽出することに用いられるものであり、
ここで、シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムの手順は具体的に以下を含む。
次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号にシンボル付きスライディングウィンドウをスライドさせ、i番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールにiを増加させ、i番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールに-iを増加させ、i番目のウィンドウにピーク値及び/又はボトム値が現れない場合には、ウィンドウのスライドを継続し、iは整数とする。
幾つかの実施例では、鍵暗号化情報は、Fuzzy Vaultであり、上記復号モジュールは、具体的には、第2の歩容の情報に基づいて、Fuzzy Vaultを復号して、割当対象鍵を得ることに用いられる。
なお、上記ウェアラブル機器のワークフローに関する紹介は、他の実施例を参照することができ、ここでは説明を省略する。
図12を参照して、これは本発明の実施例が提供する無線ボディエリアネットワークの鍵生成装置の構造概略ブロック図であり、無線ボディエリアネットワークのコーディネータノードに適用され、コーディネータノードは加速度収集装置が集積されており、該装置は、
第1の歩容の加速度信号を収集するための第2の収集モジュール121と、
第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出するためのノイズ抽出モジュール122と、
ノイズ信号から割当対象鍵を生成するための鍵生成モジュール123とを備える。
なお、図10、図11及び図12に示した装置は、上述した方法と一対一に対応しており、関連する紹介は上記の対応する内容を参照することができ、ここでは説明を省略する。
なお、上述した装置間の情報交換、実行手順等の内容は、本発明の方法実施例と同一の思想に基づいており、その具体的な機能及び関連の技術的効果は、具体的には、方法実施例部分を参照することができ、ここでは説明を省略する。
なお、上記無線ボディエリアネットワークの鍵生成装置は、コーディネータノードにおけるソフトウェアプログラムであることができ、上記無線ボディエリアネットワークの鍵生成装置の各モジュールは、対応するソフトウェアプログラムモジュールである。
幾つかの実施例では、上記ノイズ抽出モジュールは、具体的に、
第1の歩容の加速度信号を零相フィルタリングして、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得ること、第1の歩容の加速度信号からフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を減算してノイズ信号を得ることに用いられる。
さらに、前記ノイズ抽出モジュールは、具体的には、バターワース型ローパスフィルタに第1の歩容の加速度信号を入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得ること、1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得ること、1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号をバターワース型ローパスフィルタに入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得ること、2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号である2回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得ること、に用いられる。
幾つかの実施例では、上記鍵生成モジュールは、具体的には、ノイズ信号を符号化して鍵を得ること、鍵に対して鍵増強操作を行い、割当対象鍵を得ることに用いられる。
幾つかの実施例では、加速度収集装置は、三軸加速度センサであり、ノイズ信号がx軸の第1のノイズ信号と、y軸の第2のノイズ信号と、z軸の第3のノイズ信号とを含み、
前記鍵生成モジュールは、具体的には、第1のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第1のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第1の鍵を得ること、第2のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第2のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第2の鍵を得ること、第3のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第3のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第3の鍵を得ることに用いられるものであり、
ここで、ノイズ信号におけるk番目のビットが0以上である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第1の数値とし、ノイズ信号におけるk番目のビットが0未満である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第2の数値とし、kは整数とする。
幾つかの実施例では、上記鍵生成モジュールは、具体的には、第1鍵、第2鍵及び第3鍵を排他的論理和演算して、割当対象鍵を得ること、又は、第1鍵、第2鍵及び第3鍵を排他的論理和演算し、排他的論理和演算後の鍵を得ること及び排他的論理和演算後の鍵をダウンサンプリングして、割当対象鍵を得ることに用いられる。
なお、第1の歩容の加速度信号に重畳されたノイズ信号に基づいて、割当対象鍵を生成する手順について、具体的な紹介は上記の対応する内容を参照することができ、ここでは説明を省略する。
図13は本発明の一実施例が提供するコーディネータノードの構造概略図である。図13に示すように、この実施例のコーディネータノード13は、少なくとも一つのプロセッサ130と、メモリ131と、前記メモリ131に格納され、前記少なくとも一つのプロセッサ130上で動作可能なコンピュータプログラム132とを含み、前記プロセッサ130は、前記コンピュータプログラム132を実行する際に、前記任意の各無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法の実施例または無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法の実施例におけるステップを実現する。
前記コーディネータノード13はウエアラブルゲートウェイであってもよい。このコーディネータノードは、プロセッサ130、メモリ131、加速度収集装置133を含むことができるが、これらに限られるものではない。当業者であれば理解されるように、図13は、コーディネータノード13の一例に過ぎず、コーディネータノード13を限定するものではなく、図示よりも多く又はより少ない部品を含んでいてもよく、或いは、何らかの部品を組み合わせたり、異なる部品を組み合わせたりしてもよく、例えば、入出力デバイス、ネットワークアクセスデバイス等を含んでいてもよい。
前記プロセッサ130は、中央処理装置（Central Processing Unit，CPU）であってもよく、このプロセッサ130は、他の汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor，DSP）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field - Programmable Gate Array，FPGA）又はその他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート又はトランジスタロジックデバイス、ディスクリートハードウェアコンポーネント等であってもよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよく、又は該プロセッサが任意の一般的なプロセッサ等であってもよい。
幾つかの実施例では、前記メモリ131は、例えば、前記コーディネータノード13の内部記憶装置、例えばコーディネータノード13のハードディスクやメモリであってもよい。他の実施例では、前記メモリ131は、前記コーディネータノード13の外部記憶デバイス、例えば、前記コーディネータノード13に備えられたプラグイン式ハードディスク、スマートメモリカード（Smart Media (登録商標)Card，SMC）、SD（Secure Digital）カード、フラッシュメモリカード（Flash Card）等であってもよい。さらに、前記メモリ131は、前記コーディネータノード13の内部記憶装置および外部記憶装置の両方を含んでいてもよい。前記メモリ131は、オペレーティングシステム、アプリケーション、ブートローダ（Boot Loader）、データ及びその他のプログラム等、例えば前記コンピュータプログラムのプログラムコード等を記憶することに用いられる。さらに、前記メモリ131は、出力済み又は出力しようとするデータを一時的に記憶することに用いられるものであってもよい。
図14は本発明の一実施例が提供するウェアラブル機器の構造概略図である。図14に示すように、この実施例のウェアラブル機器14は、少なくとも一つのプロセッサ140と、メモリ141と、前記メモリ141に記憶され、前記少なくとも一つのプロセッサ140上で動作可能なコンピュータプログラム142とを備え、前記プロセッサ140は、前記コンピュータプログラム142を実行する際に、前記任意の各無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法の実施例におけるステップを実現する。
前記ウェアラブル機器14は、ウェアラブルウォッチ、スマートブレスレット、及びスマートグラス等であることができる。このウェアラブル機器は、プロセッサ140、メモリ141、加速度収集装置143を含むことができるが、これらに限定されるものではない。当業者であれば理解されるように、図14は、ウェアラブル機器14の一例に過ぎず、ウェアラブル機器14を限定するものではなく、図示よりも多く又はより少ない部品を含んでいてもよく、或いは、何らかの部品を組み合わせたり、異なる部品を組み合わせたりしてもよく、例えば、入出力デバイス、ネットワークアクセスデバイス等を含んでいてもよい。
前記プロセッサ140は、中央処理装置（Central Processing Unit，CPU）であってもよく、このプロセッサ140は、他の汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor，DSP）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field - Programmable Gate Array，FPGA）又はその他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート又はトランジスタロジックデバイス、ディスクリートハードウェアコンポーネント等であってもよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよく又は該プロセッサが任意の一般的なプロセッサ等であってもよい。
幾つかの実施例では、前記メモリ141は、ウェアラブル機器14の内部記憶装置、例えばウェアラブル機器14のハードディスクやメモリであってもよい。他の実施形態では、前記メモリ141は、前記ウェアラブル機器14の外部記憶装置、例えば、ウェアラブル機器14に備えられたプラグイン式ハードディスク、スマートメモリカード（Smart Media （登録商標）Card，SMC）、SD（Secure Digital）カード、フラッシュメモリカード（Flash Card）等であってもよい。さらに、前記メモリ141は、前記ウェアラブル機器14の内部記憶装置および外部記憶装置の両方を含んでいてもよい。前記メモリ141は、オペレーティングシステム、アプリケーション、ブートローダ（Boot Loader）、データ、その他のプログラム等、例えば前記コンピュータプログラムのプログラムコード等を記憶することに用いられる。さらに、前記メモリ141は、出力済み又は出力しようとするデータを一時的に記憶することに用いられるものであってもよい。
本発明の実施例はさらにコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供し、前記コンピュータ読取可能な記憶媒体は、プロセッサによって実行される際に、前記各無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法の実施例又は無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法の実施例におけるステップを実現し得るコンピュータプログラムを記憶する。
本発明の実施例はコンピュータプログラム製品を提供し、コンピュータプログラム製品がコーディネータノード上で動作する際に、コーディネータノードによって実行される場合に、上記各無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法の実施例又は無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法の実施例におけるステップを実現することができる。あるいは、コンピュータプログラム製品がウェアラブル機器上で動作する際に、ウェアラブル機器によって実行される場合に、上述各無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法の実施例におけるステップを実現することができる。
前記集積されたユニットはソフトウェア機能ユニットの形式で実現されかつ独立した製品として販売されるか又は使用される場合、一つのコンピュータ読取可能な記憶媒体に記憶されることができる。このような理解に基づいて、本発明は、上述した実施例の方法のうちの全部または一部のフローを実現するものであり、コンピュータプログラムによって関連するハードウェアを指令して実行することが可能であり、前記コンピュータプログラムは、コンピュータ読取可能な記憶媒体に記憶されることができ、そのコンピュータプログラムは、プロセッサによって実行される際に、上述した各方法の実施例のステップを実現することができる。ここで、前記コンピュータプログラムは、コンピュータプログラムコードを含み、前記コンピュータプログラムコードは、ソースコード形式、オブジェクトコード形式、実行可能なファイル又は幾つかの中間形態等であってもよい。前記コンピュータ読取可能な媒体は、少なくとも、コンピュータプログラムコードを、撮影装置/端末装置の任意の実体、装置、記録媒体、コンピュータメモリ、リードオンリーメモリ（ROM ,Read-Only Memory）、ランダムアクセスメモリ（RAM ,Random Access Memory）、電気搬送波信号、電気通信信号、及びソフトウェア配信媒体に搬送することができる。例えば、Uディスク、リムーバブルハードディスク、磁気ディスク、又は光ディスク等である。ある司法管轄領域において、コンピュータ読取可能な媒体は、立法と特許の実践に応じて、電気搬送波信号と電気通信信号になることはできない。
上述実施例では、各実施例に関する説明点が異なり、ある実施例において詳細に説明または記載されていない部分については、他の実施例に関する説明を参照することができる。
当業者であれば意識できるように、本明細書に開示されている実施例に記載された各例のユニット及びアルゴリズムステップを組み合わせて、電子ハードウェア、又はコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせで実現することができる。これらの機能がハードウェアで実行されるかソフトウェアで実行されるかは、技術的解決手段の特定のアプリケーションや設計制約条件に依存する。当業者は特定のアプリケーション毎に異なる方法を用いて説明された機能を実現することができるが、このような実現は本発明の範囲を超えると考えられるべきではない。
本発明が提供する実施例では、開示された装置・ネットワークデバイス・方法は、他の形態で実現されてもよいと理解されるべきである。例えば、上述したデバイス・ネットワークデバイスの実施例はただ模式的なものであり、例えば、前記モジュールやユニットの分割は、論理的な機能分割のみであり、実際に実現される場合には他の分割方式、例えば、複数のユニットやコンポーネントが結合されていてもよいし、他のシステムに集積されていてもよいし、幾つかの特徴が無視されてもよいし、実行されなくてもよい。さらに、表示または議論された相互間の結合または直接結合または通信接続は、何らかのインタフェースを介してもよいし、装置またはユニット間の間接的な結合または通信接続は、電気的、機械的または他の態様であってもよい。
上記した分離部品として説明したユニットは、物理的に分離されてもよいし、物理的に分離されていなくてもよく、ユニットとして表示される部品は、物理的なユニットでもよいし、物理的なユニットでなくてもよく、即ち、一つの場所にあってもよいし、あるいは複数のネットワークユニット上に分布していてもよい。実際の必要に応じてそのうちの一部又は全部のユニットを選択して本実施例の技術的手段の目的を達成することができる。
以上の前記実施例は本発明の技術的手段を説明するためのものに過ぎず、これに限定されるものではなく、前記実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者であれば理解されるように、前記各実施例に記載された技術的手段を修正したり、その中の部分的な技術的特徴を同等に置換したりすることが可能であり、それらの修正や置換は、対応する技術的手段の本質を本発明の各実施例の技術的手段の趣旨と範囲から逸脱させることなく、いずれも本発明の保護範囲に含まれるべきである。
１１ コーディネータノード
１２ ウェアラブル機器
１３ コーディネータノード
１４ ウェアラブル機器
１０１ 同期メッセージ送信モジュール
１０２ 第１の収集モジュール
１０３ 第１の抽出モジュール
１０４ 暗号化情報生成モジュール
１０５ 暗号化情報送信モジュール
１１１ 第１の受信モジュール
１１２ 同期収集モジュール
１１３ 第２の抽出モジュール
１１４ 第２の受信モジュール
１１５ 復号モジュール
１２１ 第２の収集モジュール
１２２ ノイズ抽出モジュール
１２３ 鍵生成モジュール
１３０ プロセッサ
１３１ メモリ
１３２ コンピュータプログラム
１３３ 加速度収集装置
１４０ プロセッサ
１４１ メモリ
１４２ コンピュータプログラム
１４３ 加速度収集装置

Claims (32)

  1. コーディネータノードと、前記コーディネータノードと通信可能に接続される少なくとも一つのウェアラブル機器とを備え、前記コーディネータノードと前記ウェアラブル機器とのいずれも加速度収集装置が集積されている無線ボディエリアネットワークであって、
    前記コーディネータノードは、前記ウェアラブル機器にデータ収集同期メッセージを送信すること、第1の歩容の加速度信号を収集すること、前記第1の歩容の加速度信号における第1の歩容の共通情報を抽出すること、前記第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号に基づいて割当対象鍵を生成すること、前記割当対象鍵と前記第1の歩容の共通情報とに基づいて、鍵暗号化情報を生成すること、前記鍵暗号化情報を前記ウェアラブル機器に送信することに用いられており、
    前記ウェアラブル機器は、前記データ収集同期メッセージを受信し、前記データ収集同期メッセージに基づいて、第2の歩容の加速度信号を同期的に収集すること、前記第2の歩容の加速度信号における第2の歩容の共通情報を抽出すること、前記鍵暗号化情報を受信すること、前記第2の歩容の共通情報に基づいて前記鍵暗号化情報を復号して、前記割当対象鍵を得ることに用いられており、
    ここで、前記第1の歩容の共通情報は、前記第1の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報であり、前記第2の歩容の共通情報は、前記第2の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報であることを特徴とする無線ボディエリアネットワーク。
  2. 前記コーディネータノードは、具体的には、
    前記第1の歩容の加速度信号における前記ノイズ信号を抽出すること、
    前記ノイズ信号を符号化して鍵を得ること、
    前記鍵に鍵補強操作を行い、前記割当対象鍵を得ること、に用いられることを特徴とする請求項1に記載の無線ボディエリアネットワーク。
  3. 前記コーディネータノードは、具体的には、
    前記第1の歩容の加速度信号を零相フィルタリングして、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得ること、
    前記第1の歩容の加速度信号から前記フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を減算して前記ノイズ信号を得ること、に用いられることを特徴とする請求項2に記載の無線ボディエリアネットワーク。
  4. 前記コーディネータノードは、具体的には、
    前記第1の歩容の加速度信号をバターワース型ローパスフィルタに入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得ること、
    前記1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得ること、
    前記1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号をバターワース型ローパスフィルタに入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得ること、
    前記2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、前記フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号である2回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得ること、に用いられることを特徴とする請求項3に記載の無線ボディエリアネットワーク。
  5. 前記加速度収集装置は、三軸加速度センサであり、前記ノイズ信号がx軸の第1のノイズ信号と、y軸の第2のノイズ信号と、z軸の第3のノイズ信号とを含んでおり、
    前記コーディネータノードは、具体的に、
    前記第1のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第1のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第1の鍵を得ること、
    前記第2のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第2のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第2の鍵を得ること、
    前記第3のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第3のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第3の鍵を得ること、に用いられており、
    ここで、ノイズ信号におけるk番目のビットが0以上である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第1の数値とし、ノイズ信号におけるk番目のビットが0未満である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第2の数値とし、kは整数とすることを特徴とする請求項2に記載の無線ボディエリアネットワーク。
  6. 前記コーディネータノードは、具体的には、
    前記第1の鍵、前記第2の鍵、及び前記第3の鍵を排他的論理和演算して、前記割当対象鍵を得ること、
    あるいは、
    前記第1の鍵、前記第2の鍵及び前記第3の鍵を排他的論理和演算して、排他的論理和演算後の鍵を得ること、
    前記排他的論理和演算後の鍵をダウンサンプリングし、前記割当対象鍵を得ること、に用いられることを特徴とする請求項5に記載の無線ボディエリアネットワーク。
  7. 前記コーディネータノードは、具体的には、
    前記第1の歩容の加速度信号をローパスフィルタリングすること、
    ローパスフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を次元圧縮操作して、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号を得ること、
    時間領域及び周波数領域における前記次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第1の位置情報をそれぞれ抽出すること、に用いられることを特徴とする請求項1に記載の無線ボディエリアネットワーク。
  8. 前記コーディネータノードは、具体的には、
    シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムに基づいて、前記次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号と前記次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号の高速フーリエ変換結果のピーク値及びボトム値の第1の位置情報を抽出することに用いられており、
    ここで、前記シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムの手順は具体的に以下を含んでおり、
    次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号にシンボル付きスライディングウィンドウをスライドさせ、i番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールにiを増加させ、i番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールに-iを増加させ、i番目のウィンドウにピーク値及び/又はボトム値が現れていない場合にはウィンドウのスライドを継続し、iは整数とすることを特徴とする請求項7に記載の無線ボディエリアネットワーク。
  9. 前記ウェアラブル機器は、具体的には、
    前記第2の歩容の加速度信号をローパスフィルタリングすること、
    ローパスフィルタリング後の第2の歩容の加速度信号を次元圧縮操作して、次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号を得ること、
    時間領域及び周波数領域における前記次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第2の位置情報をそれぞれ抽出すること、に用いられることを特徴とする請求項1に記載の無線ボディエリアネットワーク。
  10. 前記ウェアラブル機器は、具体的には、
    シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムに基づいて、前記次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号と前記次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号の高速フーリエ変換結果のピーク値及びボトム値の第2の位置情報を抽出することに用いられており、
    ここで、前記シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムの手順は具体的に以下を含んでおり、
    次元圧縮後の第2ステップの加速度信号にシンボル付きスライディングウィンドウをスライドさせ、i番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールにiを増加させ、i番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールに-iを増加させ、i番目のウィンドウにピーク値及び/又はボトム値が現れていない場合にはウィンドウのスライドを継続し、iは整数とすることを特徴とする請求項9に記載の無線ボディエリアネットワーク。
  11. 無線ボディエリアネットワークの、加速度収集装置が集積されて少なくとも一つのウェアラブル機器と通信可能に接続されたコーディネータノードを適用する無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法であって、
    前記方法は、
    第2の歩容の加速度信号を同期的に収集するように前記ウェアラブル機器を指示するためのデータ収集同期メッセージを前記ウェアラブル機器に送信するステップと、
    第1の歩容の加速度信号を収集するステップと、
    前記第1の歩容の加速度信号における第1の歩容の共通情報を抽出するステップと、
    前記第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号に基づいて割当対象鍵を生成するステップと、
    前記割当対象鍵と前記第1の歩容の共通情報とに基づいて鍵暗号化情報を生成するステップと、
    前記ウェアラブル機器に前記鍵暗号化情報を送信し、前記第2の歩容の加速度信号から抽出された第2の歩容の共通情報に基づいて前記鍵暗号化情報を復号して前記割当対象鍵を得るように前記ウェアラブル機器を指示するステップと、を含んでおり、
    ここで、前記第1の歩容の共通情報は、前記第1の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報であり、前記第2の歩容の共通情報は、前記第2の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報であることを特徴とする無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法。
  12. 前記した前記第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号に基づいて前記割当対象鍵を生成することは、
    前記第1の歩容の加速度信号における前記ノイズ信号を抽出するステップと、
    前記ノイズ信号を符号化して鍵を得るステップと、
    前記鍵に鍵増強操作を行い、前記割当対象鍵を得るステップとを含むことを特徴とする請求項11に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法。
  13. 前記した前記第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出することは、
    前記第1の歩容の加速度信号を零相フィルタリングし、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、
    前記第1の歩容の加速度信号から前記フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を減算して前記ノイズ信号を得るステップとを含むことを特徴とする請求項12に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法。
  14. 前記した前記第1の歩容の加速度信号を零相フィルタリングし、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得ることは、
    前記第1の歩容の加速度信号をバターワース型ローパスフィルタに入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、
    前記1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、
    前記1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号をバターワース型ローパスフィルタに入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、
    前記2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、前記フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号である2回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得るステップとを含むことを特徴とする請求項13に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法。
  15. 前記加速度収集装置は、三軸加速度センサであり、前記ノイズ信号がx軸の第1のノイズ信号と、y軸の第2のノイズ信号と、z軸の第3のノイズ信号とを含んでおり、
    前記した前記ノイズ信号を符号化して鍵を得ることは、
    前記第1のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第1のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第1の鍵を得るステップと、
    前記第2のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第2のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第2の鍵を得るステップと、
    前記第3のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第3のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第3の鍵を得るステップとを含んでおり、
    ここで、ノイズ信号におけるk番目のビットが0以上である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第1の数値とし、ノイズ信号におけるk番目のビットが0未満である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第2の数値とし、kは整数とすることを特徴とする請求項12に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法。
  16. 前記した前記鍵に対して鍵増強操作を行い、前記割当対象鍵を得ることは、
    前記第1の鍵、前記第2の鍵、及び前記第3の鍵を排他的論理和演算して、前記割当対象鍵を得ることを含み、
    あるいは、
    前記第1の鍵、前記第2の鍵及び前記第3の鍵を排他的論理和演算して、排他的論理和演算後の鍵を得るステップと、
    前記排他的論理和演算後の鍵をダウンサンプリングし、前記割当対象鍵を得るステップとを含むことを特徴とする請求項15に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法。
  17. 前記した前記第1の歩容の加速度信号における第1の歩容の共通情報を抽出することは、
    前記第1の歩容の加速度信号をローパスフィルタリングするステップと、
    ローパスフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を次元圧縮操作して、次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、
    時間領域及び周波数領域における前記次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第1の位置情報をそれぞれ抽出するステップとを含むことを特徴とする請求項11に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法。
  18. 前記した時間領域及び周波数領域における前記次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第1の位置情報をそれぞれ抽出することは、
    シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムに基づいて、前記次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号と前記次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号の高速フーリエ変換結果のピーク値及びボトム値の第1の位置情報を抽出することを含んでおり、
    ここで、前記シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムの手順は具体的に以下を含んでおり、
    次元圧縮後の第1の歩容の加速度信号にシンボル付きスライディングウィンドウをスライドさせ、i番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールにiを増加させ、i番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールに-iを増加させ、i番目のウィンドウにピーク値及び/又はボトム値が現れていない場合にはウィンドウのスライドを継続し、iは整数とすることを特徴とする請求項17に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法。
  19. 無線ボディエリアネットワークの、加速度収集装置が集積されてコーディネータノードと通信可能に接続されるウェアラブル機器に適用される無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法であって、
    前記方法は、
    前記コーディネータノードから送信されたデータ収集同期メッセージを受信するステップと、
    前記データ収集同期メッセージに基づいて第2の歩容の加速度信号を同期的に収集するステップと、
    前記第2の歩容の加速度信号における第2の歩容の共通情報を抽出するステップと、
    前記コーディネータノードから送信する、前記コーディネータノードが収集された第1の歩容の加速度信号から抽出された第1の歩容の共通情報及び前記第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号に基づいて生成された割当対象鍵に基づいて生成された情報である鍵暗号化情報を受信するステップと、
    前記第2の歩容の共通情報に基づいて前記鍵暗号化情報を復号し、前記割当対象鍵を得るステップとを含んでおり、
    ここで、前記第1の歩容の共通情報は、前記第1の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報であり、前記第2の歩容の共通情報は、前記第2の歩容の加速度信号のピーク値とボトム値の位置情報であることを特徴とする無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法。
  20. 前記した前記第2の歩容の加速度信号における第2の歩容の共通情報を抽出することは、
    前記第2の歩容の加速度信号をローパスフィルタリングするステップと、
    ローパスフィルタリング後の第2の歩容の加速度信号を次元圧縮操作して、次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号を得るステップと、
    時間領域及び周波数領域における前記次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第2の位置情報をそれぞれ抽出するステップとを含むことを特徴とする請求項19に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法。
  21. 前記した時間領域及び周波数領域における前記次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号のピーク値及びボトム値の第2の位置情報をそれぞれ抽出することは、
    シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムに基づいて、前記次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号と前記次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号の高速フーリエ変換結果のピーク値及びボトム値の第2の位置情報を抽出することを含んでおり、
    ここで、前記シンボル付きスライディングウィンドウ符号化アルゴリズムの手順は具体的に以下を含んでおり、
    次元圧縮後の第2の歩容の加速度信号にシンボル付きスライディングウィンドウをスライドさせ、i番目のウィンドウにピーク値が現れると、共通情報プールにiを増加させ、i番目のウィンドウにボトム値が現れると、共通情報プールに-iを増加させ、i番目のウィンドウにピーク値及び/又はボトム値が現れていない場合にはウィンドウのスライドを継続し、iは整数とすることを特徴とする請求項20に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵割当方法。
  22. 無線ボディエリアネットワークの加速度収集装置が集積されたコーディネータノードに適用された無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法であって、
    前記方法は、
    第1の歩容の加速度信号を収集するステップと、
    前記第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出するステップと
    前記ノイズ信号に基づいて割当対象鍵を生成するステップと、を含むことを特徴とする無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法。
  23. 前記した前記第1の歩容の加速度信号におけるノイズ信号を抽出することは、
    前記第1の歩容の加速度信号を零相フィルタリングして、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、
    前記第1の歩容の加速度信号から前記フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を減算して前記ノイズ信号を得るステップとを含むことを特徴とする請求項22に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法。
  24. 前記した前記第1の歩容の加速度信号を零相フィルタリングして、フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得ることは、
    前記第1の歩容の加速度信号をバターワース型ローパスフィルタに入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、
    前記1回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、
    前記1回目の反転後の第1の歩容の加速度信号をバターワース型ローパスフィルタに入力し、バターワース型ローパスフィルタから出力した2回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、
    前記２回目のフィルタリング後の第1の歩容の加速度信号を時間反転操作して、前記フィルタリング後の第1の歩容の加速度信号である２回目の反転後の第1の歩容の加速度信号を得るステップと、を含むことを特徴とする請求項23に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法。
  25. 前記した前記ノイズ信号から割当対象鍵を生成することは、
    前記ノイズ信号を符号化して鍵を得るステップと、
    前記鍵に鍵増強操作を行い、前記割当対象鍵を得るステップとを含むことを特徴とする請求項22に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法。
  26. 前記加速度収集装置は、三軸加速度センサであり、前記ノイズ信号がx軸の第1のノイズ信号と、y軸の第2のノイズ信号と、z軸の第3のノイズ信号とを含んでおり、
    前記した前記ノイズ信号を符号化して鍵を得ることは、
    前記第1のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第1のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第1の鍵を得るステップと、
    前記第2のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第2のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第2の鍵を得るステップと、
    前記第3のノイズ信号における各ビットの数値に基づいて、第3のランダムバイナリシーケンスの対応ビットを対応数値とし、第3の鍵を得るステップと、を含んでおり、
    ここで、ノイズ信号におけるk番目のビットが0以上である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第1の数値とし、ノイズ信号におけるk番目のビットが0未満である場合には、ランダムバイナリシーケンスのk番目のビットを第2の数値とし、kは整数とすることを特徴とする請求項25に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法。
  27. 前記した前記鍵に対して鍵増強操作を行い、前記割当対象鍵を得ることは、
    前記第1の鍵、前記第2の鍵、及び前記第3の鍵を排他的論理和演算して、前記割当対象鍵を得ること、を含み、
    あるいは、
    前記第1の鍵、前記第2の鍵及び前記第3の鍵を排他的論理和演算し、排他的論理和演算後の鍵を得るステップと、
    前記排他的論理和演算後の鍵をダウンサンプリングし、前記割当対象鍵を得るステップとを、含むことを特徴とする請求項26に記載の無線ボディエリアネットワークの鍵生成方法。
  28. 加速度収集装置と、メモリと、プロセッサと、前記メモリに格納され、前記プロセッサ上で動作可能なコンピュータプログラムとを備えるコーディネータノードであって、
    前記プロセッサが、前記コンピュータプログラムを実行する際に、請求項11乃至18または22乃至27のいずれか一項に記載の方法を実現することを特徴とするコーディネータノード。
  29. 加速度収集装置と、メモリと、プロセッサと、前記メモリに格納され、前記プロセッサ上で動作可能なコンピュータプログラムと、を備えるウェアラブル機器であって、
    前記プロセッサが、前記コンピュータプログラムを実行する際に、請求項19乃至21のいずれか一項に記載の方法を実現することを特徴とするウェアラブル機器。
  30. コンピュータプログラムを格納するコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
    前記コンピュータプログラムは、プロセッサにより実行される際に、請求項11乃至18のいずれか一項に記載の方法を実現することを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
  31. コンピュータプログラムを格納するコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
    前記コンピュータプログラムは、プロセッサにより実行される際に、請求項19乃至21のいずれか一項に記載の方法を実現することを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
  32. コンピュータプログラムを格納するコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
    前記コンピュータプログラムは、プロセッサにより実行される際に、請求項22乃至27のいずれか一項に記載の方法を実現することを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
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