JP7112796B1 - 情報処理装置、情報処理方法及びそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】センサにより計測されたデータを改ざん困難に格納することができるようにする。【解決手段】情報処理装置であって、メモリを有するプロセッサと、センシング部と、センシング部を用いて情報処理装置が配置された環境に応じた計測値を取得する取得部と、計測値に基づいて環境に係る状態を示す環境値を計算する計算部と、環境値を書き込む書き込み要求を通信ネットワーク経由で外部の記憶システムに発行する書き込み部と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置、情報処理方法及びそのプログラムに関する。

センサノードからのデータをゲートウェイ装置で中継するシステムが知られている（特許文献１参照）。

特開２０２１－５７７４０号公報

特許文献１に記載のシステムではセンサノードで計測された計測データはゲートウェイに送信され、クラウドでデータの分析が行われるため、最終的にはクラウドで処理された分析結果や分析対象となる計測データが格納されるものと推測されるが、計測データが格納されるまでの処理プロセスの過程でデータの改ざんが行われる可能性があるという課題がある。

本発明はこのような背景を鑑みてなされたものであり、センサにより計測されたデータを改ざん困難に格納することができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の主たる発明は、情報処理装置であって、メモリを有するプロセッサと、センシング部と、前記センシング部を用いて前記情報処理装置が配置された環境に応じた計測値を取得する取得部と、前記計測値に基づいて前記環境に係る状態を示す環境値を計算する計算部と、前記環境値を書き込む書き込み要求を通信ネットワーク経由で外部の記憶システムに発行する書き込み部と、を備えることを特徴とする。

その他本願が開示する課題やその解決方法については、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。

本発明によれば、センサにより計測されたデータを改ざん困難に格納することができる。

本発明の一実施形態に係る情報処理システムの全体構成例を示す図である。 本発明の一実施形態であるセンサデバイスのハード構成例を示す。 センサデバイス１の機能構成を示すブロック図である。 本実施形態の情報処理システムの動作を説明する図である。

＜発明の概要＞
本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明は、たとえば、以下のような構成を備える。
［項目１］
情報処理装置であって、
メモリを有するプロセッサと、センシング部と、
前記センシング部を用いて前記情報処理装置が配置された環境に応じた計測値を取得する取得部と、
前記計測値に基づいて前記環境に係る状態を示す環境値を計算する計算部と、
前記環境値を書き込む書き込み要求を通信ネットワーク経由で外部の記憶システムに発行する書き込み部と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
［項目２］
項目１に記載の情報処理装置であって、
前記プロセッサと前記センシング部とが分離不能に基板上に実装されること、
を特徴とする情報処理装置。
［項目３］
項目１又は２に記載の情報処理装置であって、
前記書き込み部は、前記環境値を分散台帳に書き込むためのトランザクションを発行すること、
を特徴とする情報処理装置。
［項目４］
項目１ないし３のいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
前記環境値の内容に基づくハッシュ値を計算するハッシュ計算部をさらに備え、
前記書き込み部は、前記環境値とともに前記ハッシュ値を前記記憶システムに書き込むための前記書き込み要求を発行すること、
を特徴とする情報処理装置。
［項目５］
項目１ないし４のいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶部と、
前記環境値に対して前記秘密鍵を用いて電子署名を添付する電子署名部と、をさらに備え、
前記書き込み部は、前記電子署名を前記環境値に添付して前記記憶システムに書き込むための前記書き込み要求を発行すること、
を特徴とする情報処理装置。
［項目６］
メモリを有するプロセッサと、センシング部とを備える情報処理装置が、
前記センシング部を用いて前記情報処理装置が配置された環境に応じた計測値を取得するステップと 、
前記計測値に基づいて前記環境に係る状態を示す環境値を計算するステップと 、
前記環境値を書き込む書き込み要求を通信ネットワーク経由で外部の記憶システムに発行するステップと、
を実行することを特徴とする情報処理方法。
［項目７］
メモリを有するプロセッサと、センシング部とを備える情報処理装置に、
前記センシング部を用いて前記情報処理装置が配置された環境に応じた計測値を取得するステップと 、
前記計測値に基づいて前記環境に係る状態を示す環境値を計算するステップと 、
前記環境値を書き込む書き込み要求を通信ネットワーク経由で外部の記憶システムに発行するステップと、
を実行させるためのプログラム。

＜システムの概要＞
図１は、本発明の一実施形態に係る情報処理システムの全体構成例を示す図である。本実施形態の情報処理システムは、センサデバイス１を含んで構成される。センサデバイス１は、記憶システム３と通信ネットワークを介して通信可能に接続される。通信ネットワークは、たとえばインターネットであり、公衆電話回線網や携帯電話回線網、無線通信路、イーサネット（登録商標）などにより構築される。記憶システム３には、通信ネットワークを介して計算機２も通信可能に接続されうる。

記憶システム３は、通信ネットワーク経由で書き込み要求を実行可能なシステムである。本実施形態では、記憶システム３は、例えば、分散台帳を提供する、複数のノードにより構成されるブロックチェーンネットワークを想定する。なお、記憶システム３は、例えば、リレーショナルデータベースシステムとすることもできる。また、記憶システム３は、例えば、サーバコンピュータにより提供されるネットワークファイルシステムとすることもできる。また、記憶システム３は、クラウドコンピューティングにより提供されるストレージサービスとすることもできる。

センサデバイス１は、センサデバイス１の配置された環境に係る状態を示す値（以下、環境値という。）を取得するデバイスである。センサデバイス１は、計測対象４の内部又は表面に配置され、計測対象４の状態（例えば、温度、振動、圧力、電磁波、音量、湿度など）を取得することができる。計測対象４は、例えば、盛土やコンクリートなどであってもよいし、水や空気などであってもよい。本実施形態のセンサデバイス１は通信機能を備えており、記憶システム３に直接データを書き込む。

計算機２は、記憶システム３にアクセスして記憶システム３に記憶されているデータを利用するコンピュータである。いわゆるエンドユーザは、計算機２を使用して、センサデバイス１が取得した環境値の分析等を行うことができる。

＜ハードウェア＞
図２は、本発明の一実施形態であるセンサデバイスのハード構成例を示す。センサデバイス１は、プロセッサ１０とセンシング部３０とを備え、プロセッサ１０はメモリ２０を備える。メモリ２０の少なくとも一部には、不揮発性の記憶デバイスを含め、プロセッサ１０により実行するプログラムを格納することができる。

センシング部３０は、センサデバイスが配備された環境に応じた計測値を計測する。

プロセッサ１０は、センシング部３０で計測した計測値を受信してメモリ２０に記録し、測定値を計算ロジックに与えることで環境値を算出することができる。環境値とは、センサデバイスが配備された環境の状態を示す値であり、例えば、温度、振動、圧力、電磁波、音量、湿度などである。プロセッサ１０は、算出した環境値をメモリ２０に記録する。

本実施形態では、センシング部の一例としてコイル３０を適用した実施形態を説明するが、これに限られない。コイル３０は、隣接して配置される他のセンサデバイスのコイル３０と信号を送受信することができる。本実施形態ではセンサデバイスをペアで用いる。２つのセンサデバイスのコイル同士の相対距離や相対角度が変化することにより、通信強度が変化し、コイルに発生する電圧値又は電圧の振幅値が変化する。本実施形態では、プロセッサ１０は、計算ロジックに基づいて、この電圧を計測値として環境値を算出することができる。メモリ２０は、算出された環境値を一時的に記録することができる。

通信部４０は、外部の装置と通信を行うことができる。通信部４０は、例えば、コイル３０により実現することができる。センシング部３０と通信部４０とは同一のコイルを使用してそれぞれの機能を実現することができる。

プロセッサ１０とセンシング部２０（及び通信部４０）とは、分離不能に、 半導体チップ上（１チップ上）に実装されうる。その場合のセンサデバイス１の直径は、0.3mm程度とすることができる。ここで、半導体チップとは、電子回路が組み込まれたシリコンの小さな薄片（シリコンダイ、又はダイ）と定義する。あるいは、場合によっては、シリコンダイを封止したパッケージと定義することも可能である。

本実施形態のセンサデバイスは、複数の環境値の種類のそれぞれについて計算ロジックを記憶しており、同じ計測値から複数種類の環境値を計算し得る。センサデバイスは、指定された種類に対応する計算ロジックを用いることにより、同じセンサの計測値（コイル３０が測定した電圧）に基づいて異なる種類の環境値を求めることができる。例えば、コイルが測定した電圧値（計測値）に基づいて、第１の計算ロジックにより温度を環境値として算出すると共に、第２の計算ロジックにより振動を環境値として算出することができる。

＜ソフトウェア＞
図３は、センサデバイス１の機能構成を示すブロック図である。センサデバイス１は、取得部１１１と、計算部１１２と、ハッシュ計算部１１３と、電子署名部１１４と、書き込み部１１５と、秘密鍵記憶部１３１と、測定値記憶部１３２と、環境値記憶部１３３と、を含んで構成される。

なお、取得部１１１と、計算部１１２と、ハッシュ計算部１１３と、電子署名部１１４と、書き込み部１１５とは、プロセッサ１０が、メモリ２０に記憶されているプログラムを実行することにより実現されうる。また、秘密鍵記憶部１３１と、測定値記憶部１３２と、環境値記憶部１３３とは、メモリ２０により実現されうる。

秘密鍵記憶部１３１は、秘密鍵を記憶する。 秘密鍵は、デバイス製造時に予め設定されていても良く、デバイス製造後であってデバイスを利用する前に適宜設定するようにしても良い。更には、デバイスを利用したシステム運用中に適宜秘密鍵の設定を変更することも可能である。 例えば、センサデバイス１が秘密鍵及び公開鍵のペアを生成する鍵生成部と、公開鍵を記憶する公開鍵記憶部とを備えるようにしてもよい。鍵生成部は、秘密鍵及び公開鍵のペアを生成し、秘密鍵を秘密鍵記憶部１３１に登録するとともに、公開鍵を公開鍵記憶部に登録することができる。また、鍵生成部は、外部からのリクエストに応じて公開鍵を出力することもできる。

測定値記憶部１３２は、測定値を含む情報（以下、測定値情報という。）を記憶する。測定値情報には、タイムスタンプ及び測定値が含まれる。タイムスタンプは、センシング部３０が計測値を計測した時点、プロセッサ１０がセンシング部３０から計測値を取得した時点、測定値情報が測定値記憶部１３２に登録された時点などとすることができる。

環境値記憶部１３３は、環境値を含む情報（以下、環境値情報という。）記憶する。本実施形態の環境値記憶部１３３は、種類ごとに環境値の履歴を記憶することができる。環境値情報には、タイムスタンプ、種類（温度、振動、圧力、電磁波、音量、湿度など）、及び環境値を含めることができる。タイムスタンプは、例えば、プロセッサ１０が計測値に基づいて環境値を計算した時点や、環境値情報が環境値記憶部１３３に登録された時点などとすることができる。

取得部１１１は、センシング部３０を用いて、センサデバイス１が配置された環境に応じた計測値（計測対象４に応じた値）を取得する。本実施形態の取得部１１１は、コイル３０に発生する電圧の値を計測値として取得することができる。取得部１１１は、センシング部３０から取得した計測値を含む計測値情報を作成して計測値記憶部１３２に登録することができる。

計算部１１２は、計測値に基づいて環境値を計算する。計算部１１２は、設定された種類に対応する計算ロジックにより計測値から環境値を計算することができる。計算ロジックは、例えば、予め種類ごとにメモリ２０に記憶されていてよい。また、計算するべき環境値の種類もメモリ２０に予め記憶されていてよい。計算部１１２は、設定された種類に対応する計算ロジックに、取得部１１１が取得した計測値を与えて環境値を算出することができる。計算部１１２は、算出した環境値を含む環境値情報を作成して環境値記憶部１３３に登録することができる。計算部１１２は、取得部１１１が取得した計測値に代えて又は加えて、測定値記憶部１３２に記録されている測定値の履歴を計算ロジックに与えて環境値を算出するようにしてもよい。

ハッシュ計算部１１３は、環境値の内容に基づくハッシュ値を計算する。ハッシュ計算部１１３は、例えば、ＳＨＡ－２５６やＳＨＡ－５１２、ＭＤ５など任意のハッシュ関数を用いてハッシュ値を計算することができる。

電子署名部１１４は、環境値に対して 電子署名を添付する。電子署名部１１４は、例えば、秘密鍵記憶部１３１に記憶されている秘密鍵を用いてハッシュ値計算部１１３が計算したハッシュ値を暗号化することで電子署名を生成することができる。また、電子署名部１１４は、例えば、プロセッサ の初期設定においてプロセッサ毎にユニークな識別情報を登録し、あるいはプロセッサの製造時に割り当てられている識別情報を用いて、当該識別情報を環境値に対して添付することで、環境値を生成したプロセッサの識別を行うこともできる。

書き込み部１１５は、環境値を書き込むことを要求する書き込み要求（コマンド）を通信ネットワーク経由で外部の記憶システム３に発行する。書き込み部１１５は、例えば、外部ストレージデバイスに対するＷＲＩＴＥコマンドを発行することができる。

また、書き込み部１１５は、電子署名部１１４が作成した電子署名を環境値に添付して記憶システム３に書き込むように、書き込み要求を発行することができる。例えば、書き込み部１１５は、環境値をブロックチェーンにより管理される分散台帳に書き込むためのトランザクションを発行することができる。

また、書き込み部１１５は、環境値とともに、ハッシュ計算部１１３が計算したハッシュ値を記憶システム３に書き込むように、書き込み要求を発行するようにしてもよい。

＜動作＞
図４は、本実施形態の情報処理システムの動作を説明する図である。

センサデバイス１は、センシング部３０（コイル）による計測値を取得し（Ｓ４０１）、取得した計測値に所定の計算ロジックを適用して環境値を計算する（Ｓ４０２）。センサデバイス１は、環境値のハッシュ値を計算して（Ｓ４０３）、ハッシュ値を添付した環境値を記憶システム３に書き込むための書き込み要求を記憶システム３に送信する（Ｓ４０４）。

以上のようにして、本実施形態の情報処理システムでは、計測対象４の内部に配置されたセンサデバイス１が、計測対象４の状態を示す環境値を算出するとともに、その環境値を記憶システム３に直接書き込むことができる。したがって、センサデバイス１から環境値が取り出されて改ざんされた後に記憶システム３に登録されるという可能性を排除し、データの完全性を担保することができる。

以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。

１ センサデバイス
２ 計算機
３ 記憶システム
４ 計測対象
１０ プロセッサ
２０ メモリ
３０ センシング部
４０ 通信部

Claims (7)

1. 情報処理装置であって、
   メモリを有するプロセッサと、センシング部と、
   前記センシング部を用いて前記情報処理装置が配置された環境に応じた計測値を取得する取得部と、
   前記計測値に基づいて前記環境に係る状態を示す環境値を計算する計算部と、
   前記センシング部を介して外部の記憶システムと通信を行う通信部と、
   前記環境値を書き込む書き込み要求を前記通信部を介して外部の前記記憶システムに発行する書き込み部と、
   を備えることを特徴とする情報処理装置。
2. 請求項１に記載の情報処理装置であって、
   前記プロセッサと前記センシング部とが分離不能に１チップ上に実装されること、
   を特徴とする情報処理装置。
3. 請求項１又は２に記載の情報処理装置であって、
   前記書き込み部は、前記環境値を分散台帳に書き込むためのトランザクションを発行すること、
   を特徴とする情報処理装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
   前記環境値の内容に基づくハッシュ値を計算するハッシュ計算部をさらに備え、
   前記書き込み部は、前記環境値とともに前記ハッシュ値を前記記憶システムに書き込むための前記書き込み要求を発行すること、
   を特徴とする情報処理装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
   秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶部と、
   前記環境値に対して前記秘密鍵を用いて電子署名を添付する電子署名部と、をさらに備え、
   前記書き込み部は、前記電子署名を前記環境値に添付して前記記憶システムに書き込むための前記書き込み要求を発行すること、
   を特徴とする情報処理装置。
6. メモリを有するプロセッサと、センシング部と、前記センシング部を介して外部の記憶システムと通信を行う通信部とを備える情報処理装置が、
   前記センシング部を用いて前記情報処理装置が配置された環境に応じた計測値を取得するステップと、
   前記計測値に基づいて前記環境に係る状態を示す環境値を計算するステップと、
   前記環境値を書き込む書き込み要求を前記通信部を介して外部の前記記憶システムに発行するステップと、
   を実行することを特徴とする情報処理方法。
7. メモリを有するプロセッサと、センシング部と、前記センシング部を介して外部の記憶システムと通信を行う通信部とを備える情報処理装置に、
   前記センシング部を用いて前記情報処理装置が配置された環境に応じた計測値を取得するステップと、
   前記計測値に基づいて前記環境に係る状態を示す環境値を計算するステップと、
   前記環境値を書き込む書き込み要求を前記通信部を介して外部の前記記憶システムに発行するステップと、
   を実行させるためのプログラム。
   

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