JP7176451B2 - 無線通信システム及び暗号鍵送受信方法 - Google Patents
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[形態1]セキュリティシステムにおいて用いられる無線通信システムであって、複数の無線通信装置であって、それぞれ複数の無線通信部を有し、前記複数の無線通信部を用いた複数の無線通信を相互間で実行可能な前記複数の無線通信装置を備え、前記複数の無線通信装置は、それぞれ前記複数の無線通信のうちの少なくとも1つにおいて、暗号鍵を用いた通信内容の暗号化または復号を実行し、前記複数の無線通信装置のうちの少なくとも1つの無線通信装置である暗号鍵送信装置は、他の無線通信装置のうちの少なくとも1つの無線通信装置に対して、前記複数の無線通信のそれぞれにおいて前記暗号鍵の基となる暗号鍵基情報を送信し、前記他の無線通信装置のうちの前記暗号鍵基情報を受信した無線通信装置である暗号鍵受信装置は、前記複数の無線通信においてそれぞれ受信した前記暗号鍵基情報をいずれも用いて、前記暗号鍵を生成し、前記複数の無線通信装置は、無線通信端末と、前記無線通信端末から無線出力されたデータを中継して無線出力する1以上のレピータ装置と、前記無線通信端末用の前記暗号鍵を決定する暗号鍵生成装置であって、前記レピータ装置と前記複数の無線通信を実行可能な暗号鍵生成装置と、を含み、前記レピータ装置は、前記無線通信端末から無線出力され暗号化されたデータを、前記暗号鍵を利用して復号し、復号後のデータが予め定められた条件を満たす場合に、該データを前記暗号鍵を用いて暗号化して出力する、無線通信システム。
(2)上記形態の無線通信システムにおいて、前記暗号鍵送信装置は、前記暗号鍵を分割し、分割された前記暗号鍵のうちの一部を前記暗号鍵基情報として前記複数の無線通信のうちの一部の無線通信を利用して送信し、分割された前記暗号鍵のうちの残りを前記暗号鍵基情報として前記複数の無線通信のうちの残りの無線通信を利用して送信し、前記暗号鍵受信装置は、前記複数の無線通信により受信した前記暗号鍵基情報を結合することにより、前記暗号鍵を生成してもよい。この形態の無線通信システムによれば、暗号鍵送信装置は、暗号鍵を分割し、分割された暗号鍵のうちの一部を暗号鍵基情報として複数の無線通信のうちの一部の無線通信を利用して送信し、分割された暗号鍵のうちの残りを暗号鍵基情報として複数の無線通信のうちの残りの無線通信を利用して送信し、暗号鍵受信装置は、複数の無線通信により受信した暗号鍵基情報を結合することにより、暗号鍵を生成するので、仮に一部の無線通信により送受信される暗号鍵基情報が漏洩しても、暗号鍵自体が漏洩することを抑制できる。加えて、暗号鍵送信装置は、暗号鍵の分割という簡易な処理により暗号鍵基情報を得ることができ、また、暗号鍵受信装置は、複数の暗号鍵基情報の結合という簡易な処理により暗号鍵を生成できるので、暗号鍵生成装置および暗号鍵受信装置の処理負荷を低減できる。
(3)上記形態の無線通信システムにおいて、前記暗号鍵送信装置は、予め定められた演算の対象となる演算対象情報であって複数の該演算対象情報を対象に前記演算が実行されることにより前記暗号鍵を得ることができる演算対象情報を、前記暗号鍵基情報として、前記複数の無線通信のそれぞれにおいて送信し、前記暗号鍵受信装置は、前記複数の無線通信を利用してそれぞれ受信した前記演算対象情報を対象として前記演算を実行することにより、前記暗号鍵を生成してもよい。この形態の無線通信システムによれば、暗号鍵送信装置は、複数の無線通信において暗号鍵基情報として演算対象情報を送信するので、仮に各無線通信により送受信される暗号鍵基情報がいずれも漏洩したとしても、予め定められた演算の内容が特定されない限り、暗号鍵は漏洩されない。このため、暗号鍵の漏洩をより確実に抑制できる。
(4)上記形態の無線通信システムにおいて、前記複数の無線通信における使用周波数帯域は、互いに異なってもよい。この形態の無線通信システムによれば、複数の無線通信における使用周波数帯域は、互いに異なるので、使用周波数帯の特徴に合わせた所望の無線通信システムが構築可能となる。
(5)上記形態の無線通信システムにおいて、前記複数の無線通信装置は、無線通信端末と、前記無線通信端末から無線出力されたデータを中継して無線出力する1以上のレピータ装置と、前記無線通信端末用の前記暗号鍵を決定する暗号鍵生成装置であって、前記レピータ装置と前記複数の無線通信を実行可能な暗号鍵生成装置と、を含み、前記レピータ装置は、前記無線通信端末から無線出力され暗号化されたデータを、前記暗号鍵を利用して復号し、復号後のデータが予め定められた条件を満たす場合に、該データを前記暗号鍵を用いて暗号化して出力してもよい。この形態の無線通信システムによれば、無線通信端末と、1以上のレピータ装置と、暗号鍵生成装置と、を含む無線通信システムにおいて送受信される暗号鍵が漏洩することを抑制できる。また、レピータ装置は、無線通信端末から無線出力され暗号化されたデータを、暗号鍵を利用して復号し、復号後のデータが予め定められた条件を満たす場合に、該データを暗号鍵を用いて暗号化して出力するので、条件を満たしたデータのみがレピータ装置によって中継可能となる。このため、無線通信端末と暗号鍵生成装置間において、セキュリティ性の高いデータ送信を実現できる。
(6)上記形態の無線通信システムにおいて、前記レピータ装置を複数備え、各前記レピータ装置は、前記暗号鍵送信装置であり且つ前記暗号鍵受信装置であり、前記複数の無線通信においてそれぞれ前記暗号鍵基情報を受信した場合に、前記複数の無線通信においてそれぞれ受信した前記暗号鍵基情報をいずれも用いて前記暗号鍵を生成し、受信された前記暗号鍵基情報を、前記複数の無線通信において中継送信してもよい。この形態の無線通信システムによれば、暗号鍵基情報を中継送信するレピータ装置を複数備えるので、無線通信端末と暗号鍵生成装置の距離が、無線通信端末から送信される無線信号が直接暗号鍵生成装置に届かない程度の距離、或いは、無線通信端末から送信される無線信号が単一のレピータ装置により中継されても暗号鍵生成装置に届かない程度の距離である場合であっても、暗号鍵生成装置において生成された暗号鍵を、無線通信端末において受信させることができる。
A1.システム構成:
図1は、本開示の一実施形態としての無線通信システム100の概略構成を示す説明図である。無線通信システム100は、複数の無線通信装置を備え、各無線通信装置間で無線通信を行なうシステムである。本実施形態において、複数の無線通信装置は、図1に示すように、無線通信端末200と、4つのレピータ装置300a、300b、300c、300dと、暗号鍵生成装置400とを含む。本実施形態では、4つのレピータ装置300a、300b、300c、300dを総称する場合、「レピータ装置300」と呼ぶものとする。無線通信端末200は、無線通信によるデータの送受信の主体、換言すると、データ送受信の終端装置として機能する。レピータ装置300は、受信する無線出力されたデータを中継する。暗号鍵生成装置400は、暗号鍵を生成する。この暗号鍵は、無線通信端末200が送信するデータの暗号化および無線通信端末200において受信されたデータの復号に用いられる。暗号鍵生成装置400において生成された暗号鍵は、暗号鍵生成装置400、無線通信端末200および各レピータ装置300において共有される。かかる暗号鍵の共有の詳細については、後述する。なお、無線通信システム100は、無線通信端末200を複数備える構成としてもよい。また、レピータ装置を任意の台数備える構成、或いは、レピータ装置を備えない構成としてもよい。
図5は、暗号鍵生成処理の手順を示すシーケンス図である。無線通信端末200では、無線通信システム100に新たに追加されて電源がオンすると、暗号鍵生成シーケンスが実行される。各レピータ装置300および暗号鍵生成装置400では、それぞれ電源がオンすると暗号鍵生成シーケンスが実行される。
図6は、暗号鍵共有化処理の手順を示すシーケンス図である。無線通信端末200、レピータ装置300および暗号鍵生成装置400では、暗号鍵生成シーケンスが完了すると、暗号鍵共有化シーケンスが実行される。
図9は、第2実施形態の無線通信システムにおける暗号鍵基情報の生成方法を模式的に示す説明図である。第2実施形態の無線通信システム100の構成は、第1実施形態の無線通信システム100と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第2実施形態における暗号鍵生成シーケンスおよび暗号鍵共有シーケンスは、いずれも第1実施形態と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第2実施形態の無線通信システム100は、暗号鍵から暗号鍵基情報を生成する方法と、暗号鍵基情報から暗号鍵を生成する方法において、第1実施形態の無線通信システム100と異なる。
図10は、第3実施形態の無線通信システムにおける暗号鍵基情報の生成方法を模式的に示す説明図である。第3実施形態の無線通信システム100の構成は、第1実施形態の無線通信システム100と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第3実施形態における暗号鍵生成シーケンスおよび暗号鍵共有シーケンスは、いずれも第1実施形態と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第3実施形態の無線通信システム100は、暗号鍵から暗号鍵基情報を生成する方法と、暗号鍵基情報から暗号鍵を生成する方法において、第1実施形態の無線通信システム100と異なる。
(D1)各実施形態では、第1無線通信の使用周波数帯域は420MHzであり、第2無線通信の使用周波数帯域は920MHzであったが、本開示はこれらに限定されない。第1無線通信および第2無線通信の使用周波数帯域は、任意の周波数帯域であってもよい。例えば、第1無線通信の使用周波数帯域を420MHzとし、第2無線通信の使用周波数帯域を2.4GHzとしてもよい。なお、第1無線通信と第2無線通信とで使用周波数帯域を互いに一致させても、互いに異ならせてもよい。一致させる場合としては、例えば、第1無線通信および第2無線通信のいずれにおいても使用周波数帯域を2.4GHzとした上で、一方の無線通信をWiFi(商標登録)規格に準拠したプロトコルにより実行される無線通信とし、他方の無線通信をWiFi規格に準拠しないプロトコルにより実行される無線通信としてもよい。また、各実施形態において、第1無線通信および第2無線通信に加えて、任意の数の無線通信を利用して、暗号鍵基情報の送受信が行なわれてもよい。より多くの無線通信を利用して暗号鍵基情報の送受信がおこなわれることにより、暗号鍵の漏洩をより確実に抑制できる。
Claims (6)
- セキュリティシステムにおいて用いられる無線通信システムであって、
複数の無線通信装置であって、それぞれ複数の無線通信部を有し、前記複数の無線通信部を用いた複数の無線通信を相互間で実行可能な前記複数の無線通信装置を備え、
前記複数の無線通信装置は、それぞれ前記複数の無線通信のうちの少なくとも1つにおいて、暗号鍵を用いた通信内容の暗号化または復号を実行し、
前記複数の無線通信装置のうちの少なくとも1つの無線通信装置である暗号鍵送信装置は、他の無線通信装置のうちの少なくとも1つの無線通信装置に対して、前記複数の無線通信のそれぞれにおいて前記暗号鍵の基となる暗号鍵基情報を送信し、
前記他の無線通信装置のうちの前記暗号鍵基情報を受信した無線通信装置である暗号鍵受信装置は、前記複数の無線通信においてそれぞれ受信した前記暗号鍵基情報をいずれも用いて、前記暗号鍵を生成し、
前記複数の無線通信装置は、
無線通信端末と、
前記無線通信端末から無線出力されたデータを中継して無線出力する1以上のレピータ装置と、
前記無線通信端末用の前記暗号鍵を決定する暗号鍵生成装置であって、前記レピータ装置と前記複数の無線通信を実行可能な暗号鍵生成装置と、
を含み、
前記レピータ装置は、前記無線通信端末から無線出力され暗号化されたデータを、前記暗号鍵を利用して復号し、復号後のデータが予め定められた条件を満たす場合に、該データを前記暗号鍵を用いて暗号化して出力する、
無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記暗号鍵送信装置は、前記暗号鍵を分割し、分割された前記暗号鍵のうちの一部を前記暗号鍵基情報として前記複数の無線通信のうちの一部の無線通信を利用して送信し、分割された前記暗号鍵のうちの残りを前記暗号鍵基情報として前記複数の無線通信のうちの残りの無線通信を利用して送信し、
前記暗号鍵受信装置は、前記複数の無線通信により受信した前記暗号鍵基情報を結合することにより、前記暗号鍵を生成する、
無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記暗号鍵送信装置は、予め定められた演算の対象となる演算対象情報であって複数の該演算対象情報を対象に前記演算が実行されることにより前記暗号鍵を得ることができる演算対象情報を、前記暗号鍵基情報として、前記複数の無線通信のそれぞれにおいて送信し、
前記暗号鍵受信装置は、前記複数の無線通信を利用してそれぞれ受信した前記演算対象情報を対象として前記演算を実行することにより、前記暗号鍵を生成する、
無線通信システム。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、
前記複数の無線通信における使用周波数帯域は、互いに異なる、
無線通信システム。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、
前記レピータ装置を複数備え、
各前記レピータ装置は、前記暗号鍵送信装置であり且つ前記暗号鍵受信装置であり、前記複数の無線通信においてそれぞれ前記暗号鍵基情報を受信した場合に、前記複数の無線通信においてそれぞれ受信した前記暗号鍵基情報をいずれも用いて前記暗号鍵を生成し、受信された前記暗号鍵基情報を、前記複数の無線通信において中継送信する、
無線通信システム。 - セキュリティシステムにおいて用いられる暗号鍵を複数の無線通信装置間において無線通信により送受信する暗号鍵送受信方法であって、
前記複数の無線通信装置は、それぞれ複数の無線通信部を有し、前記複数の無線通信部を用いた複数の無線通信を相互間で実行し、それぞれ前記複数の無線通信のうちの少なくとも1つにおいて、前記暗号鍵を用いた通信内容の暗号化または復号を実行し、
前記複数の無線通信装置のうちの少なくとも1つの無線通信装置である暗号鍵送信装置において、他の無線通信装置のうちの少なくとも1つの無線通信装置に対して、前記複数の無線通信のそれぞれにおいて、前記暗号鍵の基となる暗号鍵基情報を送信し、
前記他の無線通信装置のうちの前記暗号鍵基情報を受信した無線通信装置である暗号鍵受信装置において、前記複数の無線通信においてそれぞれ受信した前記暗号鍵基情報をいずれも用いて、前記暗号鍵を生成し、
前記複数の無線通信装置は、
無線通信端末と、
前記無線通信端末から無線出力されたデータを中継して無線出力する1以上のレピータ装置と、
前記無線通信端末用の前記暗号鍵を決定する暗号鍵生成装置であって、前記レピータ装置と前記複数の無線通信を実行可能な暗号鍵生成装置と、
を含み、
前記レピータ装置は、前記無線通信端末から無線出力され暗号化されたデータを、前記暗号鍵を利用して復号し、復号後のデータが予め定められた条件を満たす場合に、該データを前記暗号鍵を用いて暗号化して出力する、
暗号鍵送受信方法。
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