JP7047186B2 - 無線メッシュネットワークを介する安全なピアツーピア通信 - Google Patents

Description

本発明は、概して、ネットワークを介する通信に関する。より具体的には、ただし限定的にではなく、本発明は、無線メッシュネットワークを介する安全な（すなわち、セキュリティが保護された）アプリケーションレイヤピアツーピア通信に関する。

無線メッシュネットワークは、相互接続されてメッシュを形成する複数の無線ネットワークノードによって形成される。無線メッシュネットワークは、測定する（リソース分配システムにおけるスマート計量のような、複数の異なるアプリケーションに使用可能である。例えば、無線メッシュネットワークを用いることによって、スマートメータは消費情報をヘッドエンドシステムに送信し、請求書発行を自動化し、コストを削減し、高度な解析を提供することを支援することができる。

しかしながら、無線メッシュネットワークは、ネットワーク上のすべてのノード間における安全なネットワークレベルの通信を可能にできるが、無線メッシュネットワークは、ネットワークノードのサブグループ間におけるアプリケーションレベルでの安全にメッセージ通信を容易にするものではない。従って、特定のノードのみを宛先とする通信は、他のノードによって読み出される可能性がある。仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）のような他のソリューションは、ネットワークを介して接続された任意の装置間の安全なネットワークレベルの通信を提供するが、ネットワークノードのサブグループに対してアプリケーションレベルの通信を提供しない。

従って、新たなソリューションが必要である。

所定の態様及び特徴は、ネットワークパケット及びチームパケットを送受信するように構成されたネットワークノードと、ネットワークノードのうちの１つ又は複数に通信可能に接続されたヘッドエンドシステムとを含むネットワークに関する。ヘッドエンドシステムは様々な動作を実行するように構成される。本動作は、ネットワークノードに対してネットワークパケットを送受信することを含む。本動作は、複数のネットワークノードのうちの第１のノード及び複数のネットワークノードのうちの第２のノードをノードのサブグループとして指定する要求を受信することに応答して、ノードのサブグループにとって一意的なサブグループ暗号鍵を生成し、サブグループ暗号鍵及びサブグループノードリストを第１のノード及び第２のノードに送信することをさらに含む。ネットワークノードのそれぞれは、ネットワークにおいて通信するように構成される。

第１のノードは、第１の動作セットを実行するようにさらに構成される。第１の動作セットは、ヘッドエンドシステムからサブグループ暗号鍵を受信することを含む。第１の動作セットは、第２のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージを生成することを含む。第１の動作セットは、第２のノードがノードのサブグループにあると決定することを含む。第１の動作セットは、サブグループ暗号鍵を用いてアプリケーションレイヤメッセージを暗号化することを含む。第１の動作セットは、ノードのサブグループのための識別子を含むヘッダを有するチームパケットに、暗号化されたアプリケーションレイヤメッセージを挿入することを含む。第１の動作セットは、チームパケットを第２のノードに送信することを含む。第２のノードは、第２の動作セットを実行するようにさらに構成される。第２の動作セットは、ヘッドエンドシステムからサブグループ暗号鍵を受信することを含む。第２の動作セットは、第１のノードからチームパケットを受信することを含む。第２の動作セットは、チームパケットにおけるノードのサブグループのための識別子を検査して、チームパケットを処理するか否かを決定することを含む。第２の動作セットは、チームパケットを処理すると決定された場合、チームパケットからアプリケーションレイヤメッセージを抽出することを含む。第２の動作セットは、サブグループ暗号鍵を用いてアプリケーションレイヤメッセージを復号することを含む。

これらの例示的な実施例は、本開示を限定又は定義するためではなく、その理解を支援する実施例を提供するために言及される。発明を実施するための形態において、追加の実施例及びさらなる説明が提供される。

本開示のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の詳細な説明が添付の図面を参照して読まれるとき、さらに理解される。

本発明の態様に係る通信ネットワークを示す図である。 ピアツーピア通信を実施する装置を備えた電力分配システムの例示的な物理的トポロジーを示す図である。 本発明の態様に係るアプリケーションレベルのピアツーピア通信のための例示的な方法を示すフローチャートである。 本発明の態様に係るチームパケットの生成を示す図である。 本発明の態様に係る例示的なネットワーク装置を示す図である。

本開示の態様は、複数のネットワークノードの指定されたグループ又はチームにおけるネットワークノード間の安全な通信に関する。一実施例では、チーム通信は、既存のネットワークを介してチームノード間でルーティングされ、また、他のネットワークレベルの通信と同時に行われてもよい。チームノード間の暗号化及び認証は、任意の暗号化がネットワークレイヤにおいて実行されることとは対照的に、ネットワークスタックのアプリケーションレイヤにおいて実行される。チーム通信が既存のネットワークにおいて行われるので、典型的には、追加のハードウェアは必要ではない。

ピアツーピア通信は、無線メッシュネットワーク、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）のような他の無線ネットワーク、有線ネットワーク、又は有線・無線の混合ネットワークのような、異なるタイプのネットワークにおいて実施可能である。メッシュネットワークは、中央ノードあり又はなしの、短距離の無線ネットワークであってもよい。ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４ネットワークのようなメッシュネットワークは、典型的には短距離、低ビットレート、かつ自己識別するネットワークである、無線パーソナルネットワークである。

ピアツーピア通信のための例示的なアプリケーションは、先進計量インフラストラクチャ（Advanced Metering Infrastructure：ＡＭＩ）を含む（ただしこれに限定されない）。所定の態様は、１つ又は複数のエンドユーザ構内におけるスマートメータ、自動車充電器、バッテリー、又はソーラーパネルのようなＡＭＩ装置間の安全な通信を可能にする。暗号化又はメッセージ認証のようなセキュリティ機能を用いることによって、所定の態様は、消費量又は電力使用の特性のようなプライベートデータ（これから、個人の活動を導出することができる）が安全なままであると保証することを支援する。安全に交換することができる情報の他の例は、消費量、リソースの利用可能性、圧力、温度、又は流量、負荷、又は診断である。さらに、この情報に基づく動作を装置に実行させるコマンドは、ピアツーピア通信を用いることで安全に交換及び認証することができる。

次の非限定的な実施例が例示の目的で導入される。無線メッシュネットワークは、第１のエンドユーザ構内及び第２のエンドユーザ構内からの装置を含む。構内の例は、世帯用又は業務用を含む。第１のエンドユーザ構内は、第１のスマートメータと、空気調和装置（エアコンディショナ）に関連付けられた負荷コントローラとを含む。第１のスマートメータ及び負荷コントローラは、無線メッシュネットワークに接続される。第２のユーザ構内に位置したスマートメータもまたメッシュネットワークに接続される。

第１の構内に関連付けられた装置間におけるピアツーピアのプライベートな通信を容易にするために、ヘッドエンドシステムは、第１のスマートメータ及び負荷コントローラからなるチームを生成する。負荷コントローラは、電力グリッドに接続可能であり、例えば、空気調和装置の負荷をしきい値内に保持することで、空気調和装置を制御可能である。ヘッドエンドシステムは、サブグループ暗号鍵を生成し、サブグループ暗号鍵を第１のスマートメータ及び空気調和装置に送る。次いで、第１のスマートメータは、サブグループ暗号鍵を用いて、空気調和装置を所定期間にわたって停止させるように指示するアプリケーションレベルメッセージを暗号化する。第１のスマートメータは、チームを識別する識別子を含むチームパケットにメッセージを挿入する。メッセージは既存の無線メッシュネットワークを介して伝搬するが、チームにのみ知られた鍵を用いてメッセージの内容が暗号化されるので、第２のスマートメータのような他の装置は、メッセージを復号することができない。負荷コントローラは、メッセージを受信し、サブグループ暗号鍵を用いてメッセージを復号し、所定期間にわたって空気調和装置を停止する。

ここで図面を参照すると、図１は、本発明の態様に係る通信ネットワーク１００を示す図である。通信ネットワーク１００は、無線、有線、又はそれらの混合物のような、任意のタイプのネットワークであってもよい。通信ネットワーク１００は、ヘッドエンドシステム１１０、コレクタ（collector）１３０、コレクタ１４０、コレクタ１５０、ノード１３１～１３４、１４１～１４３、及び１５１～１５３を含む。

図示したように、通信ネットワークは３つの無線メッシュネットワーク、すなわち、ノード１３１～１３４を含み、コレクタ１３０を介してヘッドエンドシステム１１０と通信する第１のネットワークと、ノード１４１～１４３を含み、コレクタ１４０を介してヘッドエンドシステム１１０と通信する第２のネットワークと、ノード１５１～１５３を含み、コレクタ１５０を介してヘッドエンドシステム１１０と通信する第３のネットワークとを含む。ヘッドエンドシステム１１０は、コレクタ１３０、１４０、及び１５０を介して、ノード１３１～１３４、１４１～１４３、及び１５１～１５３から消費量及び状態情報を受信するように構成可能である。コレクタ１３０、コレクタ１４０、及びコレクタ１５０は、各無線メッシュネットワークにおける１つ又は複数のノードに接続される。

任意のノードは、安全なピアツーピア通信を用いるように構成可能である。ある場合には、コレクタ１３０、１４０、及び１５０のうちの１つ又は複数は、パーソナルエリアネットワーク（Personal Area Network：ＰＡＮ）のコーディネータノードであってもよい。他の論理接続も可能である。さらに、メッシュネットワークは適応的であり、従って、例えば、１つのノードが追加されるかネットワークから除去される場合、又は、状態がノードの関係を変化させる場合、ネットワークトポロジーは時間とともに変化する可能性がある。

通信ネットワークに加入することができる装置又はノードの例は、産業用電気メータ、キャパシタバンク、ソーラーパネル、風力発電機、又はサーモスタットのような産業用タイプの機器に加えて、スマートメータ（ＡＭＩメータ）、水ポンプ、電気自動車充電器負荷コントローラ、空気調和装置負荷コントローラである。ノードは、情報を収集すること、情報に基づいて動作を実行すること、又は、情報をコレクタ１３０、１４０、１５０、又はヘッドエンドシステム１１０に中継する中間地点となることができる。

ヘッドエンドシステム１１０は、アプリケーション１１２及びデータベース１１３を含む。アプリケーション１１２は、チームを決定すること、暗号鍵を生成すること、暗号鍵をチーム装置に提供すること、などのような、本願において説明した機能を実行することができる。アプリケーション１１２は、図５を参照して説明する計算装置のような計算装置によって実行される。アプリケーション１１２は、暗号鍵、チームノード情報、又は他の情報をデータベース１１３に格納することができる。ヘッドエンドシステム１１０はまた、消費量情報又は診断情報を記録するような、スマート計量機能を実行することもできる。

図２及び図３を参照してさらに説明するように、ヘッドエンドシステム１１０は、ノードのチームを生成、更新、又は除去することができる。チームは、既存のネットワーク内において安全なメッセージを互いに送受信するように構成可能である２つ以上の装置を含む。図１に示すように、複数のノードは２つのチーム、すなわち、チーム１６０及びチーム１７０に組織化される。チーム１６０はノード１３１～１３４を含み、チーム１７０はノード１４３、１５２、及び１５３を含む。図示するように、チーム１７０は、異なるコネクタに接続されたノードを含む。ノード１４３はノード１４１を介してコレクタ１４０に接続され、それに対して、ノード１５２はノード１５１を介してコレクタ１５０に接続され、ノード１５３はノード１５２及び１５１を介してコレクタ１５０に接続される。

ネットワーク通信に関連してピアツーピア通信が行われてもよい。例えば、チーム１７０におけるノード１３１は、ピアツーピア通信を用いて、同じくチーム１７０におけるノード１３４と通信することができる。同時に、ノード１３１は、従来のネットワーク通信を用いて、通信ネットワークを介してノード１３４と通信することができる。このように、ピアツーピア通信は安全に維持され、それに対して、他の通信は通常どおりに進行することができる。

図２は、ピアツーピア通信を実施する装置を備えた電力分配システムの例示的な物理的トポロジーを示す図である。リソース分配システム２００は、ソース２０１、トランス２０２、給電線２０３、分配線２０４～２０５、構内２４０、構内２４１、及びヘッドエンドシステム２１０を含む。トランス２０２は、ソース２０１から出力された電圧を、給電線２０３に適したレベルに変換する。給電線２０３は分配線２０４～２０５に供給する。次いで、分配線２０４は構内２４０に電力を提供し、分配線２０５は構内２４１に電力を提供する。

構内２４０及び２４１は各々、様々な装置を含んでもよい。例えば、構内２４０はスマートメータ２２０を含み、構内２４１は、スマートメータ２３０、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１、電気自動車充電器２３５、空気調和装置負荷コントローラ２３２、及び空気調和装置負荷コントローラ２３２を含む。装置の一部又はすべては、無線メッシュネットワーク及びより大きな通信ネットワークに接続されてもよい。例えば、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は、電力グリッドに接続可能であり、電気自動車充電器２３５の動作を制御可能である。同様に、空気調和装置負荷コントローラ２３２は、電力グリッドに接続可能であり、空気調和装置２３６の動作を制御可能である。図示したように、スマートメータ２３０、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１、及び空気調和装置負荷コントローラ２３２は、メッシュネットワークに接続される。電気自動車充電器負荷コントローラ２３１及び空気調和装置負荷コントローラ２３２は、スマートメータ２３０及びスマートメータ２２０を介してヘッドエンドシステム２１０に接続可能である。

接続２６１～２６５は、メッシュネットワークのための論理ネットワークトポロジーを示す。見てわかるように、接続２６０はヘッドエンドシステム２１０をコレクタ２１５に接続し、接続２６１はコレクタ２１５をスマートメータ２２０に接続し、無線接続２６２はスマートメータ２２０を電気自動車充電器負荷コントローラ２３１に接続し、無線接続２６３は電気自動車充電器負荷コントローラ２３１を空気調和装置負荷コントローラ２３２に接続し、無線接続２６４はスマートメータ２３０を空気調和装置負荷コントローラ２３２に接続し、無線接続２６５はスマートメータ２３０を電気自動車充電器負荷コントローラ２３１に接続する。接続は、無線、有線、又は組み合わせであってもよい。一実施例では、接続２６０は有線及び無線の組み合わせであり、接続２６１～２６５は無線である。

スマートメータ２３０、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１、及び空気調和装置負荷コントローラ２３２は、チーム２７０に組織化される。図示したように、スマートメータ２３０、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１、及び空気調和装置負荷コントローラ２３２によって送られたネットワークパケットは、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１を通過して、異なる構内に位置したスマートメータ２２０に送られる。チーム通信を用いることによって、スマートメータ２３０、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１、及び空気調和装置負荷コントローラ２３２は、スマートメータ２２０が存在する場合においてさえ、安全に通信することができる。

図２は、無線メッシュネットワークにおけるチーム通信を用いるように構成された例示的な装置を示す。他の装置及びアプリケーションもまた可能である。一実施例では、スマート装置のチームは、特定の需要制限より小さい要求を維持するように動作することができる。各接続された装置は、その消費量（例えば、消費されたキロワット時）に関する情報をスマートメータに提供することができ、次いで、スマートメータは消費量を管理することができる。例えば、スマートメータは、合計電力消費量をしきい値量より小さく維持するために、所定期間にわたって動作を停止するか、デューティサイクルを変化させるために、空気調和装置又はドライヤーに安全なメッセージを送信することができる。

もう１つの実施例では、産業用設定、例えば商用設定におけるスマート装置はチームを形成し、安全に通信することができる。そのような装置の例は、ラインセンサ、スマートメータ、又はキャパシタバンクを含んでもよい。産業構内が適切量よりも多くの無効電力を使用していることをスマートメータが検出した場合、スマートメータは、キャパシタバンクに起動する安全なメッセージを送り、それによって、力率を変更することができる。安全なチーム通信は、他の産業上の顧客又は粗悪装置が産業用設定で電力を制御することなく、生産性又は機器機能に悪影響を与えないことを保証する。

例示的な動作方法．
チーム通信を用いると、複数の装置のチーム又はサブグループは、無線メッシュネットワークのような既存の通信ネットワークを介して安全に通信することができる。既存の無線メッシュネットワークは、消費量、請求書発行、又は診断情報を通信することのような、ヘッドエンドシステムとのネットワーク全体にわたる通信に使用し続けてもよい。ある場合には、複数の通信ネットワークは、互いに異なる複数のパーソナルエリアネットワークに組織化されてもよい。チームに基づく通信は、パーソナルエリアネットワーク通信インフラストラクチャ内で動作可能である。例えば、チームの一部であるノードは、パーソナルエリアネットワークの一部にもなりうる。

図３は、本発明の態様に係るアプリケーションレベルのピアツーピア通信のための例示的な方法３００を示すフローチャートである。例示的の目的で、図３は、図２に関して議論したリソース分配ネットワークと、図４に関して議論したデータ構造にと関連して議論される。

より具体的には、図３は、ヘッドエンドシステム２１０、スマートメータ２３０（第１のノード）、及び電気自動車充電器負荷コントローラ２３１（第２のノード）、空気調和装置負荷コントローラ２３２（第３のノード）、及びスマートメータ２２０を含む、簡単化された通信ネットワークに関して議論される。ヘッドエンドシステム２１０は、最初に、スマートメータ２３０及び電気自動車充電器負荷コントローラ２３１を含む、ネットワークノードのチームを形成する。各ネットワークノードはチームメッセージを送受信することができるが、チームに含まれるもののみがアプリケーションレイヤチームメッセージの内容を復号することができる。

ヘッドエンドシステム２１０は、チームに対してノードを追加又は除去することができ、また、サブグループ暗号鍵を更新することのような、他の管理機能を実行することができる。しかしながら、他の構成もまた可能である。例えば、これらの機能を実行するために、特定のネットワークノードが指定されてもよい。

ブロック３０１において、方法３００は、複数のネットワークノードのうちの第１のノード及び複数のネットワークノードのうちの第２のノードをノードのサブグループとして指定する要求を受信することに応答して、ノードのサブグループにとって一意的なサブグループ暗号鍵を生成し、サブグループ暗号鍵及びサブグループノードリストを第１のノード及び第２のノードに送信することを含む。図４は、サブグループ暗号鍵及びサブグループノードリストを示す。

ヘッドエンドは、個々のノードのうちの１つから、サブグループを形成する要求を受信することができる。例えば、スマートメータは、同じ構内における特定のスマート装置を含むサブグループをヘッドエンドが形成することを要求することができる。要求は、ノードの初期サブグループの一部を形成する１つ又は複数のノードのリストを含んでもよい。この要求は、サブグループの一部でありたい個々のノードから、又は、管理目的でヘッドエンドシステムに接続するコントローラ装置のような外部装置から受信されてもよい。

図４は、本発明の態様に係るチームパケットの生成を示す図である。図４は、ヘッドエンドシステム４００、第１のノード４０１、及び第２のノード４０２を示す。ヘッドエンドシステム４００は、ヘッドエンドシステム２１０によって生成されるデータ構造を図示する。第１のノード４０１は、第１のノードによって実行される動作と、関連付けられたデータ構造とを表す。第２のノード４０２は、第２のノードによって実行される動作と、関連付けられたデータ構造とを表す。例示の目的で、第１のノード４０１は、暗号化を含むパケットの準備を含み、それに対して、第２のノード４０２はパケットの復号を含む。しかし、チームにおける各ノードは、チームパケットの暗号化及び復号を実行することができる。

より具体的には、ヘッドエンドシステム４００は、サブグループノードリスト４１０及びサブグループ暗号鍵４１２を生成する。第１のノード４０１は、アプリケーションレイヤ復号エンジン４８０及びネットワークレイヤ暗号化エンジン４８１を含む。第１のノード４０１は、アプリケーションレイヤメッセージ４１１，４２２、宛先アドレス４１６、暗号化されたメッセージ４１３、及びチームパケット４２０を生成する。チームパケット４２０は、ヘッダ４１４、チーム識別子４１９、及びパケット内容４１５のうちの１つ又は複数を含む。第２のノード４０２は、ネットワークレイヤ復号エンジン４８２及びアプリケーションレイヤ復号エンジン４８３を含む。第２のノード４０２は、アプリケーションレイヤメッセージ４２２及びメッセージ４２５を生成する。

ある場合には、第１のノード４０１が宛先アドレス４１６を生成し、これが第２のノード４０２のための識別子になりうる。宛先アドレス４１６を受信すると、第２のノード４０２は、チームパケット４２０が第２のノード４０２を宛先とするものであると決定する。他の場合において、第１のノード４０１は、宛先アドレス４１６において１つよりも多くのノード識別子を指定することで、チームパケット４２０を複数の宛先に送ることができる。追加の場合において、第１のノード４０１は宛先アドレス４１６を送信せず、従って、サブグループにおけるすべてのノードは、チームパケット４２０を読み出して処理してもよい。

図３に戻って、ヘッドエンドシステム２１０は、スマートメータ２３０及び電気自動車充電器負荷コントローラ２３１をチームに追加する要求を受信する。これに応答して、ヘッドエンドシステム２１０は、サブグループ暗号鍵４１２及びサブグループノードリスト４１０を生成する。ヘッドエンドシステム２１０は、サブグループ暗号鍵４１２及びサブグループノードリスト４１０を、スマートメータ２３０及び電気自動車充電器負荷コントローラ２３１に提供する。ヘッドエンドシステム２１０は、サブグループ暗号鍵４１２及びサブグループノードリスト４１０を、メモリ又はデータベース、例えばデータベース１１３に格納してもよい。

ブロック３０２において、方法３００は、第１のノードにおいて、ヘッドエンドシステムからサブグループ暗号鍵を受信することを含む。スマートメータ２３０は、ヘッドエンドシステム２１０からサブグループ暗号鍵４１２及びサブグループノードリスト４１０を受信する。スマートメータ２３０は、サブグループ暗号鍵４１２及びサブグループノードリスト４１０をデータ構造又はデータベースに格納してもよい。

ブロック３０３において、方法３００は、第１のノードにおいて、第２のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージを生成することを含む。例示的なアプリケーションレイヤメッセージは、最大需要制限又は力率不均衡に応答して、リソースを起動又は非活性化する。スマートメータ２３０は、（例えば需給制限に起因して）電気自動車充電器負荷コントローラ２３１が電気自動車充電器２３５をオフするためのメッセージを含むアプリケーションレイヤメッセージ４１１を生成する。

ブロック３０４において、方法３００は、第１のノードにおいて、第２のノードがノードのサブグループにあると決定することを含む。サブグループノードリスト４１０を検索することによって、第１のノードは、サブグループが第２のノードも含むと決定する。

ブロック３０５において、方法３００は、第１のノードにおいて、サブグループ暗号鍵を用いてアプリケーションレイヤメッセージを暗号化することを含む。第１のノードは、アプリケーションレイヤ復号エンジン４８０を用いて、サブグループノードリスト４１０及びアプリケーションレイヤメッセージ４１１を暗号化する。アプリケーションレイヤ復号エンジンは、暗号化されたメッセージ４１３を生成する。
異なる暗号化プロトコル及び鍵長が使用されてもよい。

ブロック３０６において、方法３００は、第１のノードにおいて、アプリケーションレイヤメッセージをチームパケットに挿入することを含む。スマートメータ２３０は、チーム識別子４１９をチームパケット４２０に挿入する。チーム識別子４１９は、スマートメータ２３０及び電気自動車充電器負荷コントローラ２３１を含むチームを識別する。ネットワークにおいて複数のチームが動作可能であるので、各チームに異なるチーム識別子を使用可能である。さらに、スマートメータ２３０は、宛先アドレス４１６をヘッダ４１４に挿入する。宛先アドレス４１６は、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１のアドレス、例えばメディアアクセスレイヤ（Media Access Layer：ＭＡＣ）アドレスを含む。

チームパケットは、いくつかの点でネットワークパケットとは異なる。例えば、チームパケット４２０は、サブグループに含まれるノードによってのみ読み出し可能である、アプリケーションレイヤの暗号化されたメッセージを含んでもよい。対照的に、ネットワークパケットは、ネットワークパケットを受信するネットワークにおける任意のノードによって読み出し可能である。例えば、ネットワークレベルの暗号鍵はすべてのノードで共用される。チームパケットは、ネットワークにおいてなおルーティングされる。そのため、チームパケットもネットワークレベルで暗号化されてもよい。

スマートメータ２３０は、オプションで、チームパケット４２０のネットワークレイヤ暗号化を実行してもよい。そうであるならば、ネットワークレイヤ暗号化エンジン４８１は、ネットワークにおいてチームパケット４２０が送信される前に、チームパケット４２０を暗号化する。ネットワークレイヤ暗号化プロトコル及び鍵長は、使用されている特定の無線プロトコルによって決定されてもよい。

ブロック３０７において、方法３００は、第１のノードにおいて、チームパケットを第２のノードに送信することを含む。送信は既存のネットワークを介して行われてもよく、既存のネットワークは無線又は有線であってもよい。ネットワーク構成に依存して、チームパケットは、ヘッドエンドシステム又はコレクタを介してルーティング可能である。ある場合には、送信は、他のノードを通過することなく、第１のノードから第２のノードに直接的に行われてもよい。引き続き実施例を参照すると、スマートメータ２３０は、チームパケット４２０を電気自動車充電器負荷コントローラ２３１に送信する。

ブロック３０８において、方法３００は、第２のノードにおいて、ヘッドエンドシステムからサブグループ暗号鍵及びサブグループノードリストを受信することを含む。引き続き実施例を参照すると、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は、ヘッドエンドシステム２１０からサブグループ暗号鍵４１２及びサブグループノードリスト４１０を受信する。電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は、サブグループ暗号鍵４１２及びサブグループノードリスト４１０をデータ構造又はデータベースに格納することができる。

ある場合には、ブロック３０８及びブロック３０２において説明された動作は、方法３００における異なるブロックにおいて行われてもよい。例えば、スマートメータ２３０及び電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は、スマートメータ２３０がメッセージを送信のために準備する前に、サブグループ暗号鍵４１２及びサブグループノードリスト４１０を受信してもよい。このように、任意の追加の動作が行われる前に、サブグループにおけるすべてのノードは、サブグループの一部として構成される。

ブロック３０９において、方法３００は、第２のノードにおいて、第１のノードからチームパケットを受信することを含む。電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は、チームパケット４２０を受信する。チームパケット４２０がスマートメータ２３０によってネットワークレベルで暗号化された場合、第２のノードは、ネットワークレイヤ復号エンジン４８２を用いてチームパケット４２０を復号し、アプリケーションレイヤメッセージ４２２、宛先アドレス４１６、チーム識別子４１９、アプリケーションレイヤメッセージ４２２を出力する。ブロック３０９において実行される動作は、ブロック３０８における動作と同時に行われてもよい。例えば、サブグループ暗号鍵４１２、サブグループノードリスト４１０、及びチームパケット４２０は、同時に受信されてもよい。

ブロック３１０において、方法３００は、第２のノードにおいて、チームパケットにおけるノードのサブグループのための識別子を検査して、チームパケットを処理するか否かを決定することを含む。電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は、受信された識別子がノードの正しいサブグループを示すことを検証する。そうであるならば、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は、アプリケーションレイヤメッセージ４２２を処理することができる。受信された識別子がノードの正しいサブグループを示さない場合、電気自動車充電器２３１は、チームパケット４２０の処理を終了してもよい。

さらに、チームパケット４２０を受信すると、特定のノードは、チームパケット４２０が当該特定のノードをアドレス指定したものであるか否かを決定してもよい。チームパケット４２０が特定のノードをアドレス指定したものでないと決定したことに応答して、特定のノードは、チームパケット４２０を無視することを選択してもよい。

ある場合には、特定のノードが２つのサブグループの一部であってもよい。そうであるならば、チーム識別子４１９は、受信されたチームパケット４２０が関連付けられた特定のサブグループを識別する。

ブロック３１１において、方法３００は、決定がチームパケットを処理すると決定したとき、第２のノードにおいて、チームパケットからアプリケーションレイヤメッセージを抽出することを含む。電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は、チームパケット４２０からアプリケーションレイヤメッセージ４２２を抽出する。

ブロック３１２において、方法３００は、第２のノードにおいて、サブグループ暗号鍵を用いてアプリケーションレイヤメッセージを復号することを含む。電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は、アプリケーションレイヤメッセージ４２２を復号して、メッセージ４２５を取得する。メッセージ４２５の内容に基づいて、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は、電気自動車充電器２３５によって引き出される負荷を低減する。方法３００は、第１及び第２のノードが追加のメッセージを交換し続けることを含んでもよい。例えば、各ノードは、ステップ３０２～３１２のうちの１つ又は複数を実行してもよい。

さらに、ヘッドエンドシステム２１０は、チームに対してノードを追加又は除去してもよい。例えば、ヘッドエンドシステム２１０は、空気調和装置負荷コントローラ２３２をノードのサブグループに追加する要求を受信する。ヘッドエンドシステム２１０は、サブグループ暗号鍵４１２及びサブグループノードリスト４１０を、空気調和装置負荷コントローラ２３２に送信する。空気コンディショナ負荷コントローラ２３２は、ヘッドエンドシステム２１０からサブグループ暗号鍵４１２及びサブグループノードリスト４１０を受信する。スマートメータ２３０及び電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は、空気調和装置負荷コントローラ２３２と安全に通信することができる。例えば、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は、サブグループ暗号鍵を用いてアプリケーションレイヤメッセージを暗号化し、ブロック３０２～３０７に関して説明されたものに実質的に類似した動作を実行する。

ある場合には、ヘッドエンドシステム２１０が、時間経過長のしきい値に基づいて、又は、サブグループにおけるノードの変化に基づいて、サブグループ暗号鍵４１２を更新してもよい。例えば、十分に長い期間が経過した場合、又は、チームにノードが追加される場合、ヘッドエンドシステム２１０はサブグループ暗号鍵４１２を更新してもよい。

ヘッドエンドシステム２１０は、チームからノードを除去してもよい。例えば、自動車充電器が他の所有者に売却されていることを理由として、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１がチームから除去されてもよい。電気自動車充電器負荷コントローラ２３１をサブグループから除去する要求を受信することに応答して、ヘッドエンドシステム２１０は、サブグループノードリストから電気自動車充電器負荷コントローラ２３１を除去する。ヘッドエンドシステム２１０は、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１に追加のメッセージを送る。第２のノードが追加のメッセージを受信した場合、第２のメッセージは、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１にサブグループ暗号鍵を削除させる。電気自動車充電器負荷コントローラ２３１がサブグループ暗号鍵を削除しない場合に、電気自動車充電器負荷コントローラ２３１がチームにおいて通信することを防ぐために、ヘッドエンドシステム２１０は、追加のサブグループ暗号鍵を生成し、追加のサブグループ暗号鍵をスマートメータ２３０及び空気調和装置負荷コントローラ２３２に送信する。

ある場合には、メッセージのアプリケーションレイヤの暗号化に加えて、又はその代わりに、メッセージ認証は実行されてもよい。メッセージ認証は、メッセージがチームの一部である送信者から発信されたことを検証する。一実施例では、ヘッドエンドシステム２１０は、メッセージ認証コードを生成し、このコードを、チームにおける各ノード、例えばスマートメータ２３０及び電気自動車充電器負荷コントローラ２３１に提供する。次いで、スマートメータ２３０及び電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は各々、ヘッドエンドシステムからメッセージ認証コードのコピーを受信する。チームメンバー間でチームパケットを送る場合、スマートメータ２３０及び電気自動車充電器負荷コントローラ２３１は各々、チームパケット４２０にメッセージ認証コードを含める。チーム識別子は、オプションで、チームパケット４２０になお含まれてもよい。チームパケット４２０を受信した場合、ノードは、受信されたメッセージ認証コードが、ヘッドエンドシステム２１０から受信されたメッセージ認証コードのコピーと一致することを検証する。コードが一致しない場合、ノードは、チームパケットを廃棄したり、又は、不一致についてヘッドエンドシステムに通知したりといった動作を行ってもよい。アプリケーションレベル暗号化の代わりに、又は追加として、メッセージ認証を行ってもよい。

もう１つの態様において、ヘッドエンドシステム２１０は、公開鍵暗号を用いて暗号化を実行してもよい。例えば、ネットワークにおける各ノードは、公開鍵及び秘密鍵を有してもよい。公開鍵はチームメンバー間で交換されてもよい。各メッセージは、メッセージの宛先に一致する公開鍵を用いて暗号化されてもよい。

さらに他の態様では、公開鍵の交換に加えて、個々のノードは、デジタル署名を用いることで、受信されたメッセージの発信元であるノードのＭＡＣアドレスを検証してもよい。例えば、受信側ノードは、ローカルに格納されたデジタル署名を用いて、受信されたデジタル署名を検証することで、メッセージが実際に期待されるソースノードから発信されたことを保証することができる。署名に失敗した場合、受信側ノードはパケットを廃棄してもよい。

例示的な計算環境．
図５は、本発明の態様に係る、ネットワークノードの所定の機能を実装するために用いられる計算環境５００を示す。ヘッドエンドシステム又はネットワークノードの機能を実装することのような、本願において説明した動作を実行するために、任意の適切な計算システム又は装置が使用されてもよい。図示した計算装置５０１は、１つ又は複数のメモリ装置５０４に通信可能に接続されたプロセッサ５０２を含む。プロセッサ５０２は、メモリ装置５０４に格納されたコンピュータ実行可能なプログラムコード５３０を実行するか、メモリ装置５０４に格納されたデータ５２０にアクセスするか、又はそれらの両方を行う。プロセッサ５０２の例は、マイクロプロセッサ、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」）、又は他の任意の適切な処理装置を含む。プロセッサ５０２は、単一の処理装置を含む、任意個数の処理装置又はコアを含んでもよい。計算装置の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、又はファームウェア、又はそれらの組み合わせで実装されてもよい。

メモリ装置５０４は、データ、プログラムコード、又は両方を格納するための任意の適切な非一時的なコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読命令又は他のプログラムコードをプロセッサに提供することができる、任意の電子的、光学的、磁気的、他の記憶装置を含んでもよい。コンピュータ可読媒体の非限定的な例は、処理装置が命令を読み出すことができるフラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、又は他の任意の媒体を含む。これらの命令は、例えば、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、Ｊａｖａ（登録商標）、又はスクリプト言語を含む任意の適切なコンピュータプログラミング言語で書かれたコードからコンパイラ又はインタプリタによって生成されたプロセッサ固有の命令を含んでもよい。

計算装置５０１はまた、入力又は出力装置のような、多数の外部又は内部装置を含んでもよい。例えば、計算装置５０１は、１つ又は複数の入力／出力（input/output：「Ｉ／Ｏ」）インターフェース５０８に示される。Ｉ／Ｏインターフェース５０８は、入力装置から入力を受信すること又は出力装置に出力を提供することが可能である。計算装置５０１には、１つ又は複数のバス５０６も含まれる。バス５０６は、各１つの計算装置５０１の１つ又は複数の構成要素を通信可能に接続する。

計算装置５０１は、本願において説明した動作のうちの１つ又は複数を実行するようにプロセッサ５０２を構成するプログラムコード５３０を実行する。例えば、プログラムコード５３０は、図３において説明した動作をプロセッサに実行させる。

計算装置５０１は、ネットワークインターフェース装置５１０も含む。ネットワークインターフェース装置５１０は、１つ又は複数のデータ又は通信ネットワークへの有線又は無線データ接続を確立するのに適した任意の装置、又は装置のグループを含む。ネットワークインターフェース装置５１０は、無線装置であってもよく、アンテナ５１４を有してもよい。計算装置５０１は、ネットワークインターフェース装置５１０を用いて、データネットワークを介して計算装置又は他の機能を実装する１つ又は複数の他の計算装置と通信してもよい。

計算装置５０１はまた、ディスプレイ装置５１２を含んでもよい。ディスプレイ装置５１２は、ＬＣＤ、ＬＥＤ、タッチスクリーン、又は計算装置５０１に関する情報を表示するように動作可能である他の装置であってもよい。例えば、情報は、計算装置の動作状態、ネットワーク状態、などを含んでもよい。

本願の主題をその特定の態様に関して詳述したが、当業者は、上述したことを理解することにより、そのような態様の変更、変形、及び等価物を容易に作成しうることが認識されるであろう。従って、本開示が限定ではなく例示の目的で提示され、当業者に容易に明らかになるように、本願の主題に係るそのような変更、変形、及び／又は追加を含むことを除外しないことは理解されるべきである。

Claims (40)

1. ネットワークパケット及びチームパケットを送受信するように構成された複数のネットワークノードと、
   上記複数のネットワークノードのうちの１つ又は複数に通信可能に接続されたヘッドエンドシステムとを備えたネットワークであって、
   上記ヘッドエンドシステムは、
   上記複数のネットワークノードに対してネットワークパケットを送受信することと、
   上記複数のネットワークノードのうちの第１のノード及び上記複数のネットワークノードのうちの第２のノードをノードのサブグループとして指定する要求を受信することに応答して、上記ノードのサブグループにとって一意的なサブグループ暗号鍵を生成し、上記サブグループ暗号鍵及びサブグループノードリストを上記第１のノード及び上記第２のノードに送信することとを含む動作を実行するように構成され、
   上記複数のネットワークノードのそれぞれは、上記ネットワークにおいて通信するように構成され、
   上記第１のノードは、
   上記ヘッドエンドシステムから上記サブグループ暗号鍵及び上記サブグループノードリストを受信し、
   上記第２のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージを生成し、
   上記第２のノードが上記ノードのサブグループにあることを決定し、
   上記サブグループ暗号鍵を用いて上記アプリケーションレイヤメッセージを暗号化し、
   上記ノードのサブグループのための識別子を含むヘッダを有するチームパケットに、上記アプリケーションレイヤメッセージを挿入し、
   上記チームパケットを上記第２のノードに送信するようにさらに構成され、
   上記第２のノードは、
   上記ヘッドエンドシステムから上記サブグループ暗号鍵及び上記サブグループノードリストを受信し、
   上記第１のノードから上記チームパケットを受信し、
   上記チームパケットにおける上記ノードのサブグループのための識別子を検査して、上記チームパケットを処理するか否かを決定し、
   上記チームパケットを処理すると決定した場合、上記チームパケットから上記アプリケーションレイヤメッセージを抽出し、
   上記サブグループ暗号鍵を用いて上記アプリケーションレイヤメッセージを復号するようにさらに構成される、
   ネットワーク。
2. 上記第１のノードは、ネットワーク暗号鍵を用いて上記チームパケットを暗号化するようにさらに構成され、上記第２のノードは、上記ネットワーク暗号鍵を用いて上記チームパケットを復号するようにさらに構成される、
   請求項１記載のネットワーク。
3. 上記第１のノードは、
   上記ヘッドエンドシステムから、上記ノードのサブグループにおける各ノードを識別する情報を受信し、
   上記情報をデータベースに格納するようにさらに構成される、
   請求項１記載のネットワーク。
4. 上記複数のネットワークノードは、第１のパーソナルエリアネットワーク及び第２のパーソナルエリアネットワークに組織化され、上記第１のパーソナルエリアネットワークは上記第１のノードを備え、上記第２のパーソナルエリアネットワークは上記第２のノードを備え、
   上記第１のノードが上記チームパケットを上記第２のノードに送信する場合、上記チームパケットは上記ヘッドエンドシステムを介してルーティングされる、
   請求項１記載のネットワーク。
5. 上記ヘッドエンドシステムは、
   メッセージ認証コードを生成し、
   上記メッセージ認証コードを上記ノードのサブグループにおける各ノードに提供するようにさらに構成され、
   上記第１のノードは、
   上記ヘッドエンドシステムから上記メッセージ認証コードを受信し、
   上記アプリケーションレイヤメッセージとともに上記メッセージ認証コードを送信するように構成され、
   上記第２のノードは、
   上記ヘッドエンドシステムから上記メッセージ認証コードの追加のコピーを受信し、
   上記第１のノードから上記アプリケーションレイヤメッセージとともに上記メッセージ認証コードを受信し、
   上記メッセージ認証コードに対して上記メッセージ認証コードの追加のコピーを検証するように構成される、
   請求項１記載のネットワーク。
6. 上記ネットワークは第３のノードをさらに備え、
   上記ヘッドエンドシステムは、上記ノードのサブグループの上記第３のノードを追加する要求を受信し、上記サブグループ暗号鍵及び上記サブグループノードリストを上記第３のノードに送信するようにさらに構成され、
   上記第３のノードは、上記ヘッドエンドシステムから上記サブグループ暗号鍵を受信するように構成され、
   上記第１のノードは、
   上記第３のノードが上記ノードのサブグループにあることを決定し、
   上記サブグループ暗号鍵を用いて上記アプリケーションレイヤメッセージを暗号化し、
   上記ノードのサブグループのための識別子を含むヘッダを有する追加のチームパケットに、上記アプリケーションレイヤメッセージを挿入し、
   上記追加のチームパケットを上記第３のノードに送信するように構成される、
   請求項１記載のネットワーク。
7. 上記ヘッドエンドシステムは、上記ノードのサブグループから上記第２のノードを削除する要求を受信することに応答して、
   上記サブグループノードリストから上記第２のノードを除去して、更新されたサブグループノードリストを生成し、
   上記第２のノードに上記サブグループ暗号鍵を削除させる追加のメッセージを、上記第２のノードに送信し、
   上記第１及び第３のノードにとって一意的な追加のサブグループ暗号鍵を生成し、
   上記追加のサブグループ暗号鍵を上記第１のノード及び上記第３のノードに送信するようにさらに構成される、
   請求項６記載のネットワーク。
8. 上記アプリケーションレイヤメッセージは、（ｉ）最大需要制限と、（ｉｉ）無効電力をネットワークに追加する要求とのうちの一方を含む、
   請求項１記載のネットワーク。
9. 無線メッシュネットワークにおける複数のピア間で通信する方法であって、上記方法は、
   ヘッドエンドシステムにおいて、複数のネットワークノードのうちの第１のノード及び上記複数のネットワークノードのうちの第２のノードをノードのサブグループとして指定する要求を受信することに応答して、上記ノードのサブグループにとって一意的なサブグループ暗号鍵を生成し、上記サブグループ暗号鍵及びサブグループノードリストを上記第１のノード及び上記第２のノードに送信することと、
   上記第１のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから上記サブグループ暗号鍵及び上記サブグループノードリストを受信することと、
   上記第１のノードにおいて、上記第２のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージを生成することと、
   上記第１のノードにおいて、上記第２のノードが上記ノードのサブグループにあることを決定することと、
   上記第１のノードにおいて、上記サブグループ暗号鍵を用いて上記アプリケーションレイヤメッセージを暗号化することと、
   上記第１のノードにおいて、上記ノードのサブグループのための識別子を含むヘッダを有するチームパケットに、上記アプリケーションレイヤメッセージを挿入することと、
   上記第１のノードにおいて、上記チームパケットを上記第２のノードに送信することと、
   上記第２のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから上記サブグループ暗号鍵及び上記サブグループノードリストを受信することと、
   上記第２のノードにおいて、上記第１のノードから上記チームパケットを受信することと、
   上記第２のノードにおいて、上記チームパケットにおける上記ノードのサブグループのための識別子を検査して、上記チームパケットを処理するか否かを決定することと、
   上記チームパケットを処理すると決定した場合、上記第２のノードにおいて、上記チームパケットから上記アプリケーションレイヤメッセージを抽出することと、
   上記第２のノードにおいて、上記サブグループ暗号鍵を用いて上記アプリケーションレイヤメッセージを復号することとを含む、
   方法。
10. 上記チームパケットは、ヘッダ及びペイロードを有し、
    上記方法は、上記第１のノードにおいて、ネットワーク暗号鍵を用いて上記チームパケットを暗号化することと、上記第２のノードにおいて、上記ネットワーク暗号鍵を用いて上記チームパケットを復号することとをさらに含む、
    請求項９記載の方法。
11. 上記ヘッドエンドシステムから、各ノードを識別する情報を受信することと、
    上記情報をデータベースに格納することとを含む、
    請求項９記載の方法。
12. 上記ヘッドエンドシステムにおいて、メッセージ認証コードを生成することと、
    上記ヘッドエンドシステムにおいて、上記メッセージ認証コードを上記ノードのサブグループにおける各ノードに提供することと、
    上記第１のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから上記メッセージ認証コードの第１のコピーを受信することと、
    上記第１のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから上記メッセージ認証コードを受信することと、
    上記第１のノードにおいて、上記アプリケーションレイヤメッセージとともに上記メッセージ認証コードを送信することと、
    上記第２のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから上記メッセージ認証コードの第２のコピーを受信することと、
    上記第２のノードにおいて、上記第１のノードから上記メッセージ認証コードの第１のコピーを受信することと、
    上記第２のノードにおいて、上記メッセージ認証コードの第２のコピーに対して上記メッセージ認証コードの第１のコピーを検証することとを含む、
    請求項９記載の方法。
13. 上記ノードのサブグループの第３のノードを追加する要求を受信することと、
    上記サブグループ暗号鍵及び上記サブグループノードリストを上記第３のノードに送信することと、
    上記第３のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから上記サブグループ暗号鍵を受信することと、
    上記第１のノードにおいて、上記第３のノードが上記ノードのサブグループにあることを決定することと、
    上記第１のノードにおいて、上記サブグループ暗号鍵を用いて上記アプリケーションレイヤメッセージを暗号化することと、
    上記第１のノードにおいて、上記ノードのサブグループのための識別子を含むヘッダを有するチームパケットに、上記アプリケーションレイヤメッセージを挿入することと、
    上記第１のノードにおいて、上記チームパケットを上記第３のノードに送信することとを含む、
    請求項９記載の方法。
14. 上記ヘッドエンドシステムにおいて、上記ノードのサブグループから上記第２のノードを削除する要求を受信することに応答して、
    上記サブグループノードリストから上記第２のノードを除去して、追加のサブグループノードリストを生成することと、
    上記第２のノードに上記サブグループ暗号鍵を削除させる追加のメッセージを、上記第２のノードに送信することと、
    上記第１及び第３のノードにとって一意的な追加のサブグループ暗号鍵を生成することと、
    上記追加のサブグループ暗号鍵を上記第１のノード及び上記第３のノードに送信することとを含む、
    請求項１３記載の方法。
15. 上記アプリケーションレイヤメッセージは、（ｉ）最大需要制限と、（ｉｉ）無効電力をネットワークに追加する要求とのうちの一方を含む、
    請求項９記載の方法。
16. 処理装置によって実行可能なプログラムコードを具体化する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、上記非一時的なコンピュータ可読媒体は、
    第１のノードにおいて、ヘッドエンドシステムから、無線メッシュネットワークにおける複数のノード間のメッセージを暗号化するために使用されるネットワーク暗号鍵を受信し、
    上記第１のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから、上記無線メッシュネットワークにおけるノードのサブグループにとって一意的なサブグループ暗号鍵と、サブグループ識別子と、上記サブグループ識別子に関連付けられた上記サブグループのノードを列挙するサブグループノードリストとを受信し、
    上記ノードのサブグループの第２のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージをアプリケーションレイヤにおいて生成し、
    上記サブグループ暗号鍵を用いて上記アプリケーションレイヤメッセージを暗号化し、
    選択されたノードを宛先アドレスとして有し、上記暗号化されたアプリケーションレイヤメッセージ及び上記サブグループ識別子を含むチームパケットを生成し、
    上記ネットワーク暗号鍵を用いて上記チームパケットを暗号化し、
    上記暗号化されたチームパケットを上記選択されたノードに送信するためのプログラムコードを備える、
    非一時的なコンピュータ可読媒体。
17. 第２のチームパケットを受信し、
    上記第２のチームパケットが上記第１のノードを宛先アドレスとして有するか否かを決定し、
    上記第２のチームパケットが上記第１のノードを宛先アドレスとして有する場合、上記第２のチームパケットが上記サブグループ識別子を含むか否かを決定し、
    上記第２のチームパケットが上記サブグループ識別子を含む場合、上記サブグループ暗号鍵を用いて、上記第２のチームパケットにおけるアプリケーションレイヤメッセージを復号するためのプログラムコードをさらに備える、
    請求項１６記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
18. 第２のチームパケットを受信し、
    上記第２のチームパケットが上記第１のノードを宛先アドレスとして有するか否かを決定し、
    上記第２のチームパケットが上記第１のノードを宛先アドレスとして有する場合、上記第２のチームパケットに含まれるサブグループ識別子が上記サブグループ識別子に対応するか否かを決定し、
    上記第２のチームパケットに含まれるサブグループ識別子が上記サブグループ識別子に対応しない場合、上記チームパケットの処理を停止するためのプログラムコードをさらに備える、
    請求項１６記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
19. 上記ノードのサブグループから除外される第３のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージを上記アプリケーションレイヤにおいて生成し、
    上記ネットワーク暗号鍵を用いて、上記第３のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージを含むパケットを暗号化し、
    上記暗号化されたパケットを上記第３のノードに送信するためのプログラムコードをさらに備える、
    請求項１６記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
20. 上記第１のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから、上記ノードのサブグループから少なくとも１つのノードを除去したノードの第２のサブグループにとって一意的な第２のサブグループ暗号鍵と、第２のサブグループ識別子と、上記第２のサブグループ識別子に関連付けられた上記第２のサブグループのノードを列挙する第２のサブグループノードリストとを受信するためのプログラムコードをさらに備える、
    請求項１６記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
21. 第１のノードにおいて、ヘッドエンドシステムから、無線メッシュネットワークにおける複数のノード間のメッセージを暗号化するために使用されるネットワーク暗号鍵を受信することと、
    上記第１のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから、上記無線メッシュネットワークにおけるノードのサブグループにとって一意的なサブグループ暗号鍵と、サブグループ識別子と、上記サブグループ識別子に関連付けられた上記サブグループのノードを列挙するサブグループノードリストとを受信することと、
    上記第１のノードにおいて、上記ノードのサブグループの第２のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージをアプリケーションレイヤにおいて生成することと、
    上記第１のノードにおいて、上記サブグループ暗号鍵を用いて上記アプリケーションレイヤメッセージを暗号化することと、
    上記第１のノードにおいて、選択されたノードを宛先アドレスとして有し、上記暗号化されたアプリケーションレイヤメッセージ及び上記サブグループ識別子を含むチームパケットを生成することと、
    上記第１のノードにおいて、上記ネットワーク暗号鍵を用いて上記チームパケットを暗号化することと、
    上記第１のノードにおいて、上記暗号化されたチームパケットを上記選択されたノードに送信することとを含む、
    方法。
22. 第２のチームパケットを受信することと、
    上記第２のチームパケットが上記第１のノードを宛先アドレスとして有するか否かを決定することと、
    上記第２のチームパケットが上記第１のノードを宛先アドレスとして有する場合、上記第２のチームパケットが上記サブグループ識別子を含むか否かを決定することと、
    上記第２のチームパケットが上記サブグループ識別子を含む場合、上記サブグループ暗号鍵を用いて、上記第２のチームパケットにおけるアプリケーションレイヤメッセージを復号することとをさらに含む、
    請求項２１記載の方法。
23. 第２のチームパケットを受信することと、
    上記第２のチームパケットが上記第１のノードを宛先アドレスとして有するか否かを決定することと、
    上記第２のチームパケットが上記第１のノードを宛先アドレスとして有する場合、上記第２のチームパケットに含まれるサブグループ識別子が上記サブグループ識別子に対応するか否かを決定することと、
    上記第２のチームパケットに含まれるサブグループ識別子が上記サブグループ識別子に対応しない場合、上記チームパケットの処理を停止することとをさらに含む、
    請求項２１記載の方法。
24. 上記ノードのサブグループから除外される第３のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージを上記アプリケーションレイヤにおいて生成することと、
    上記ネットワーク暗号鍵を用いて、上記第３のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージを含むパケットを暗号化することと、
    上記暗号化されたパケットを上記第３のノードに送信することとをさらに含む、
    請求項２１記載の方法。
25. 上記第１のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから、上記ノードのサブグループから少なくとも１つのノードを除去したノードの第２のサブグループにとって一意的な第２のサブグループ暗号鍵と、第２のサブグループ識別子と、上記第２のサブグループ識別子に関連付けられた上記第２のサブグループのノードを列挙する第２のサブグループノードリストとを受信することをさらに含む、
    請求項２１記載の方法。
26. メッセージ認証コードを受信することと、
    上記アプリケーションレイヤメッセージとともに上記メッセージ認証コードを送信することとをさらに含む、
    請求項２１記載の方法。
27. 上記ヘッドエンドシステムからメッセージ認証コードを受信することと、
    ピアノードから追加のメッセージ認証コードを受信することと、
    上記メッセージ認証コードに対して上記追加のメッセージ認証コードを検証することとをさらに含む、
    請求項２１記載の方法。
28. コンピュータ実行可能なプログラム命令を格納した非一時的なコンピュータ可読媒体と、
    上記非一時的なコンピュータ可読媒体に通信可能に接続されて上記コンピュータ実行可能なプログラム命令を実行する処理装置とを備えたネットワークノードであって、
    上記コンピュータ実行可能なプログラム命令を実行することで、上記処理装置は、
    ヘッドエンドシステムから、無線メッシュネットワークにおける複数のノード間のメッセージを暗号化するために使用されるネットワーク暗号鍵を受信することと、
    上記ヘッドエンドシステムから、上記無線メッシュネットワークにおけるノードのサブグループにとって一意的なサブグループ暗号鍵と、サブグループ識別子と、上記サブグループ識別子に関連付けられた上記サブグループのノードを列挙するサブグループノードリストとを受信することと、
    上記ノードのサブグループの第２のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージをアプリケーションレイヤにおいて生成することと、
    上記サブグループ暗号鍵を用いて上記アプリケーションレイヤメッセージを暗号化することと、
    選択されたノードを宛先アドレスとして有し、上記暗号化されたアプリケーションレイヤメッセージ及び上記サブグループ識別子を含むチームパケットを生成することと、
    上記ネットワーク暗号鍵を用いて上記チームパケットを暗号化することと、
    上記暗号化されたチームパケットを上記選択されたノードに送信することとを含む動作を実行するように構成される、
    ネットワークノード。
29. 上記動作は、
    第２のチームパケットを受信することと、
    上記第２のチームパケットが上記ネットワークノードを宛先アドレスとして有するか否かを決定することと、
    上記第２のチームパケットが上記ネットワークノードを宛先アドレスとして有する場合、上記第２のチームパケットが上記サブグループ識別子を含むか否かを決定することと、
    上記第２のチームパケットが上記サブグループ識別子を含む場合、上記サブグループ暗号鍵を用いて、上記第２のチームパケットにおけるアプリケーションレイヤメッセージを復号することとをさらに含む、
    請求項２８記載のネットワークノード。
30. 上記動作は、
    第２のチームパケットを受信することと、
    上記第２のチームパケットが上記ネットワークノードを宛先アドレスとして有するか否かを決定することと、
    上記第２のチームパケットが上記ネットワークノードを宛先アドレスとして有する場合、上記第２のチームパケットに含まれるサブグループ識別子が上記サブグループ識別子に対応するか否かを決定することと、
    上記第２のチームパケットに含まれるサブグループ識別子が上記サブグループ識別子に対応しない場合、上記チームパケットの処理を停止することとをさらに含む、
    請求項２８記載のネットワークノード。
31. 上記動作は、
    上記ノードのサブグループから除外される第３のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージを上記アプリケーションレイヤにおいて生成することと、
    上記ネットワーク暗号鍵を用いて、上記第３のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージを含むパケットを暗号化することと、
    上記暗号化されたパケットを上記第３のノードに送信することとをさらに含む、
    請求項２８記載のネットワークノード。
32. 上記動作は、上記ヘッドエンドシステムから、上記ノードのサブグループから少なくとも１つのノードを除去したノードの第２のサブグループにとって一意的な第２のサブグループ暗号鍵と、第２のサブグループ識別子と、上記第２のサブグループ識別子に関連付けられた上記第２のサブグループのノードを列挙する第２のサブグループノードリストとを受信することをさらに含む、
    請求項２８記載のネットワークノード。
33. 上記動作は、
    メッセージ認証コードを受信することと、
    上記アプリケーションレイヤメッセージとともに上記メッセージ認証コードを送信することとをさらに含む、
    請求項２８記載のネットワークノード。
34. 処理装置によって実行可能なプログラムコードを具体化する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、上記非一時的なコンピュータ可読媒体は、
    ヘッドエンドシステムにおいて、複数のネットワークノードのうちの第１のノード及び上記複数のネットワークノードのうちの第２のノードをノードのサブグループとして指定する要求を受信することに応答して、上記ノードのサブグループにとって一意的なサブグループ暗号鍵を生成し、上記サブグループ暗号鍵及びサブグループノードリストを上記第１のノード及び上記第２のノードに送信し、
    上記第１のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから上記サブグループ暗号鍵及び上記サブグループノードリストを受信し、
    上記第１のノードにおいて、上記第２のノードのためのアプリケーションレイヤメッセージを生成し、
    上記第１のノードにおいて、上記第２のノードが上記ノードのサブグループにあることを決定し、
    上記第１のノードにおいて、上記サブグループ暗号鍵を用いて上記アプリケーションレイヤメッセージを暗号化し、
    上記第１のノードにおいて、上記ノードのサブグループのための識別子を含むヘッダを有するチームパケットに、上記アプリケーションレイヤメッセージを挿入し、
    上記第１のノードにおいて、上記チームパケットを上記第２のノードに送信し、
    上記第２のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから上記サブグループ暗号鍵及び上記サブグループノードリストを受信し、
    上記第２のノードにおいて、上記第１のノードから上記チームパケットを受信し、
    上記第２のノードにおいて、上記チームパケットにおける上記ノードのサブグループのための識別子を検査して、上記チームパケットを処理するか否かを決定し、
    上記チームパケットを処理すると決定した場合、上記第２のノードにおいて、上記チームパケットから上記アプリケーションレイヤメッセージを抽出し、
    上記第２のノードにおいて、上記サブグループ暗号鍵を用いて上記アプリケーションレイヤメッセージを復号するためのプログラムコードを備える、
    非一時的なコンピュータ可読媒体。
35. 上記チームパケットは、ヘッダ及びペイロードを有し、
    上記非一時的なコンピュータ可読媒体は、上記第１のノードにおいて、ネットワーク暗号鍵を用いて上記チームパケットを暗号化し、上記第２のノードにおいて、上記ネットワーク暗号鍵を用いて上記チームパケットを復号するためのプログラムコードをさらに備える、
    請求項３４記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
36. 上記ヘッドエンドシステムから、各ノードを識別する情報を受信し、
    上記情報をデータベースに格納するためのプログラムコードをさらに備える、
    請求項３４記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
37. 上記ヘッドエンドシステムにおいて、メッセージ認証コードを生成し、
    上記ヘッドエンドシステムにおいて、上記メッセージ認証コードを上記ノードのサブグループにおける各ノードに提供し、
    上記第１のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから上記メッセージ認証コードの第１のコピーを受信し、
    上記第１のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから上記メッセージ認証コードを受信し、
    上記第１のノードにおいて、上記アプリケーションレイヤメッセージとともに上記メッセージ認証コードを送信し、
    上記第２のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから上記メッセージ認証コードの第２のコピーを受信し、
    上記第２のノードにおいて、上記第１のノードから上記メッセージ認証コードの第１のコピーを受信し、
    上記第２のノードにおいて、上記メッセージ認証コードの第２のコピーに対して上記メッセージ認証コードの第１のコピーを検証するためのプログラムコードをさらに備える、
    請求項３４記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
38. 上記ノードのサブグループの第３のノードを追加する要求を受信し、
    上記サブグループ暗号鍵及び上記サブグループノードリストを上記第３のノードに送信し、
    上記第３のノードにおいて、上記ヘッドエンドシステムから上記サブグループ暗号鍵を受信し、
    上記第１のノードにおいて、上記第３のノードが上記ノードのサブグループにあることを決定し、
    上記第１のノードにおいて、上記サブグループ暗号鍵を用いて上記アプリケーションレイヤメッセージを暗号化し、
    上記第１のノードにおいて、上記ノードのサブグループのための識別子を含むヘッダを有するチームパケットに、上記アプリケーションレイヤメッセージを挿入し、
    上記第１のノードにおいて、上記チームパケットを上記第３のノードに送信するためのプログラムコードをさらに備える、
    請求項３４記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
39. 上記ヘッドエンドシステムにおいて、上記ノードのサブグループから上記第２のノードを削除する要求を受信することに応答して、
    上記サブグループノードリストから上記第２のノードを除去して、追加のサブグループノードリストを生成し、
    上記第２のノードに上記サブグループ暗号鍵を削除させる追加のメッセージを、上記第２のノードに送信し、
    上記第１及び第３のノードにとって一意的な追加のサブグループ暗号鍵を生成し、
    上記追加のサブグループ暗号鍵を上記第１のノード及び上記第３のノードに送信するためのプログラムコードをさらに備える、
    請求項３８記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
40. 上記アプリケーションレイヤメッセージは、（ｉ）最大需要制限と、（ｉｉ）無効電力をネットワークに追加する要求とのうちの一方を含む、
    請求項３４記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。

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