JPWO2016035185A1 - 通信制御装置、通信装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

通信制御装置は、受信部と決定部とグループ鍵ブロック生成部と暗号化部と送信部とを含む。受信部は、グループに属する通信装置を指定するメンバ情報とグループ識別情報とを受信する。決定部は、グループに所属させる通信装置を指定する第１のメンバ情報と、グループから離脱させる通信装置を指定する第２のメンバ情報とを決定する。グループ鍵ブロック生成部は、第１のグループ鍵と第１のグループ鍵ブロックとを生成する。暗号化部は、グループ識別情報を第１のグループ鍵で暗号化して第１の暗号化グループ識別情報を生成し、グループ識別情報を第２のグループ鍵で暗号化して第２の暗号化グループ識別情報を生成する。送信部は、第１の暗号化グループ識別情報と第１のグループ鍵ブロックとを含む第１のコマンド、および、第２の暗号化グループ識別情報を含む第２のコマンド、を送信する。

Description

本発明の実施形態は、通信制御装置、通信装置およびプログラムに関する。

操作対象のグループのグループ識別子とグループメンバ情報を含むグループ操作コマンドをマルチキャスト通信により配布することで、機器をグループで管理する技術が提案されている。また、グループメンバにのみ共通のグループ鍵を安全に配布し、それ以降に発行されるグループ宛てコマンドの内容をグループ鍵で暗号化することにより、グループに所属しないメンバからコマンドの内容を秘匿する技術が提案されている。

"Detailed Proposal to IEEE 802.21d based on MKB for TGd"，Y.Hanatani et al．， [online]、 Jan， 2013， retrieved from the Internet: <URL: https://mentor.ieee.org/802.21/documents>

しかしながら、従来技術では、宛先グループに所属する機器であれば、コマンドの内容を取得できた。このため、宛先グループに所属していれば、グループ操作の対象ではない機器もグループ操作コマンドに含まれるグループ識別子などのコマンドの内容を取得できるという問題があった。

実施形態の通信制御装置は、受信部と決定部とグループ鍵ブロック生成部と暗号化部と送信部とを含む。受信部は、グループに属する通信装置を指定するメンバ情報とグループ識別情報とを受信する。決定部は、グループに所属させる通信装置を指定する第１のメンバ情報と、グループから離脱させる通信装置を指定する第２のメンバ情報とを決定する。グループ鍵ブロック生成部は、第１のグループ鍵と第１のグループ鍵ブロックとを生成する。暗号化部は、グループ識別情報を第１のグループ鍵で暗号化して第１の暗号化グループ識別情報を生成し、グループ識別情報を第２のグループ鍵で暗号化して第２の暗号化グループ識別情報を生成する。送信部は、第１の暗号化グループ識別情報と第１のグループ鍵ブロックとを含む第１のコマンド、および、第２の暗号化グループ識別情報を含む第２のコマンド、を送信する。

実施形態にかかる通信システムのブロック図。 実施形態のグループ操作コマンドのデータ構造を示す図。 第１の実施形態の通信制御装置のブロック図。 第１の実施形態の通信装置のブロック図。 第１の実施形態のコマンド送信処理のフローチャート。 第１の実施形態のグループ操作処理のフローチャート。 第２の実施形態の通信制御装置のブロック図。 第２の実施形態の通信装置のブロック図。 第１または第２の実施形態にかかる装置のハードウェア構成図。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる通信制御装置の好適な実施形態を詳細に説明する。

以下の各実施形態にかかる通信制御装置は、グループ操作の対象となる１以上の通信装置の構成に応じて、暗号化グループ識別子と、暗号化コマンド識別子と、指定情報と、グループ鍵ブロック（ＧＫＢ）とを、第２のグループ識別子で指定されるグループのグループメンバ宛てに送信する。暗号化グループ識別子は、操作対象グループを識別する識別情報（第１のグループ識別子）をグループ鍵で暗号化した情報である。暗号化コマンド識別子は、コマンド識別子を暗号化した情報である。コマンド識別子は、グループへの所属を命じるコマンドか、グループからの離脱を命じるコマンドか、を識別する識別情報である。指定情報は、操作対象の通信装置を指定する情報である。グループ鍵ブロックは、グループに属する通信装置で共有されるグループ鍵を導出するための情報である。グループ鍵ブロックは、指定情報で指定された通信装置のみがグループ鍵を入手できるように構成されている。

本実施形態では、上記各情報を第２のグループに宛てて送信することにより、操作対象の通信装置に送信する。通常、第２のグループを宛先グループと呼ぶ。宛先グループには、グループ操作の対象となる通信装置だけではなく、グループ操作の対象ではない通信装置が含まれることがある。

指定情報で指定される操作対象の通信装置は、グループ鍵ブロックより得られるグループ鍵を使って暗号化グループ識別子と暗号化コマンド識別子を復号することで、第１のグループ識別子とコマンド識別子を入手できる。他方、指定情報で指定されていない通信装置は、グループ鍵ブロックよりグループ鍵を得られないため、第１のグループ識別子とコマンド識別子を知ることはできない。

このようにして、宛先グループに所属しているが操作対象ではない通信装置、および、コマンド内容の盗聴を試みる攻撃者に対して、操作対象となるグループ識別子を秘匿しつつ、グループメンバ（グループに所属する通信装置）の指定が可能となる。

（第１の実施形態）
予め定められた木構造（二分木構造）を利用したＣＳ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ Ｓｕｂｔｒｅｅ）法により、グループに所属するグループメンバ（通信装置）を指定する技術が存在する。この技術では、通信制御装置は、グループ識別子と指定情報とを含むコマンドを発行する。コマンドを受信した通信装置は、指定情報で指定された場合はグループ識別子で指定されるグループに参加し、指定情報で指定されなかった場合はグループ識別子で指定されるグループから離脱する。またこの技術では、指定情報で指定された通信装置のみがグループ鍵を得られるグループ鍵ブロックを含めたコマンドを発行する。これにより、グループメンバにのみグループ鍵を安全に配布できる。

この技術では、グループ鍵は、操作対象となるグループメンバ以外に対して秘匿される。しかし、グループ鍵以外のコマンドに含まれる情報である、操作対象となるグループのグループ識別子、および、指定情報などは、宛先グループの全てのグループメンバが取得できる。すなわち、グループ操作の対象ではない通信装置もコマンドで指示された内容を知ることができるという問題があった。

グループ識別子を操作対象の通信装置以外から秘匿すれば、上述の問題を解決することができる。グループ識別子をグループメンバ以外から秘匿する簡単な方法は、コマンドで配布される最新のグループ鍵でグループ識別子を暗号化することである。しかし、この方法を用いると、操作前のグループに所属しているが操作後のグループからは離脱を命じられるグループメンバは、操作対象のグループ識別子を取得できない。従って、グループからの離脱を命じるコマンドが正しく機能しない。

そこで、第１の実施形態にかかる通信システムでは、通信制御装置は、グループに所属させる通信装置に対しては、最新のグループ鍵を選択し、選択したグループ鍵で第１のグループ識別子を暗号化して暗号化グループ識別子を生成する。また通信制御装置は、選択したグループ鍵で、グループへの所属を命じるコマンドであることを示すコマンド識別子を暗号化した暗号化コマンド識別子を生成する。そして通信制御装置は、暗号化グループ識別子と、暗号化コマンド識別子と、指定情報と、グループ鍵ブロックと、を含むグループ操作コマンドを発行する。

また、通信制御装置は、グループから離脱させる通信装置に対しては、使い捨て鍵を選択し、選択した使い捨て鍵で第１のグループ識別子を暗号化して暗号化グループ識別子を生成する。また通信制御装置は、選択したグループ鍵で、グループからの離脱を命じるコマンドであることを示すコマンド識別子を暗号化した暗号化コマンド識別子を生成する。そして通信制御装置は、暗号化グループ識別子と、暗号化コマンド識別子と、指定情報と、グループ鍵ブロックと、を含むグループ操作コマンドを発行する。

これにより、操作対象となるグループを秘匿しながらも、グループ操作を行うことができる。

グループ鍵ブロックの生成方法として、ＣＳ法が知られている。通常のＣＳ法では、各ノードにノードを識別するためのノードインデックスとノード鍵が割り当てられた管理木を用いて機器を管理する。管理木の構造に従って、各通信装置には、ノードインデックスとノード鍵の組の集合であるデバイス鍵が割り当てられている。グループ管理装置は、すべてのデバイス鍵を保持しており、グループメンバの構成に応じて、ＣＳ法で定められた手順に従ってノード鍵を選択する。グループ管理装置は、選択された各ノード鍵でグループ鍵を暗号化して暗号文を生成する。グループ管理装置は、生成した暗号文の組である暗号化データと、復号に用いるべきノード鍵を指定する暗号化データインデックスを配布する。これにより、所望の通信装置のみに対して安全にグループ鍵を送信できる。暗号化データインデックスと暗号化データとを受け取った通信装置は、暗号化データインデックスで指定されたノード鍵が自身の保持するデバイス鍵に含まれているか否かを検査する。通信装置は、保持していた場合はそのノード鍵を用いて暗号化データを処理し、グループ鍵を導出する。

本実施形態では、通信制御装置が、上記のようなグループ管理装置の役割を兼ねている。また本実施形態では、暗号化データインデックスを指定情報として用いるとともに、暗号化データをグループ鍵ブロックとして用いる。また、グループ鍵を使い捨て鍵とすることで、暗号化データインデックスで指定された通信装置のみが使い捨て鍵を得られるグループ鍵ブロックを作成できる。

なお、上記のように暗号化データインデックスはノード鍵を指定する情報である。通信装置は、暗号化データインデックスで指定されたノード鍵が、自装置内に記憶するデバイス鍵に含まれているか否かにより、自装置が操作対象であるか否かを判定できる。従って、暗号化データインデックスは指定情報として利用できる。

本実施形態にかかる通信システムでは、各通信装置は、木構造の葉（リーフ）のいずれかを表すリーフ識別情報（葉ノードのノードインデックス）を予め記録している。各通信装置は、リーフ識別情報をもとに、木構造の根（ルート）からリーフ識別情報で特定される葉までの経路上の各ノードのノードインデックスを導出できるものとする。各通信装置が、単純に根から葉までの各ノードのノードインデックスを記録するようにしてもよい。

図１は、本実施形態にかかる通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の通信システムは、通信装置２００ａ〜２００ｈと、通信制御装置１００とが、ネットワーク６０ａまたはネットワーク６０ｂで接続された構成となっている。

ネットワーク６０ａ、６０ｂは、インターネットなどのあらゆるネットワーク形態を適用できる。ネットワーク形態は図１に示す形態に限られるものではない。各装置が１のネットワークで接続されてもよいし、３以上のネットワークで接続されてもよい。例えば図１では、通信装置２００ｅがネットワーク６０ａおよび６０ｂの両方を介して通信制御装置１００と接続されている。各通信装置２００ａ〜２００ｈは、通信制御装置１００と直接接続されている必要はない。

通信制御装置１００は、１つに限られるものではなく、２以上の通信制御装置を備えるように構成してもよい。通信装置２００ａ〜２００ｈは同様の構成を備えるため、以下では単に通信装置２００という場合がある。通信装置２００の個数は８に限られるものではない。

本実施形態では、通信制御装置１００が、各通信装置２００に対してグループ操作コマンドを送信する。図２は、グループ操作コマンドのデータ構造の一例を示す図である。グループ操作コマンドは、先に述べたとおり、暗号化グループ識別子と、暗号化コマンド識別子と、指定情報と、グループ鍵ブロックと、を含む。

図３は、通信制御装置１００の構成例を表すブロック図である。図３に示すように、通信制御装置１００は、装置情報記憶部１２１と、グループ情報記憶部１２２と、システム情報記憶部１２３と、受信部１０１と、決定部１０２と、ＧＫＢ生成部１０３と、暗号化部１０４と、メッセージ生成部１０５と、送信部１０６と、を備える。

装置情報記憶部１２１は、管理対象の通信装置２００の管理に用いる情報（装置管理情報）を記憶する。装置情報記憶部１２１は、各通信装置２００をＣＳ法に従って管理する。すなわち、管理対象の通信装置２００は、それぞれ、二分木の葉と対応付けられて管理（記憶）される。各通信装置２００は、自身が対応する二分木の葉と根からその葉への経路上の各ノードに対応するノード鍵を予め知らされているものとする。装置管理情報は、例えば、二分木、および、通信装置２００と二分木の葉との対応関係を示す情報である。

グループ情報記憶部１２２は、グループ情報を記憶する。グループ情報は、例えば、１以上の通信装置２００が所属するグループを識別するグループ識別子と、グループ識別子で識別されるグループに属する通信装置２００を識別する識別情報である装置識別子（通信装置ＩＤ）とを含む。例えば上述のリーフ識別情報が、装置識別子として利用できる。

システム情報記憶部１２３は、予め定められたグループへの所属を命じるコマンド識別子と、グループからの離脱を命じるコマンド識別子と、を含むシステム情報を記憶する。また、システム情報記憶部１２３は、グループ操作のためのスケジュールと操作内容とを記憶してもよい。

受信部１０１は、通信装置２００などの外部装置から、グループ操作の対象を指定する情報などの各種情報を受信する。例えば、受信部１０１は、操作対象とするグループのグループ識別子と、操作後のグループに所属させる通信装置２００の装置識別子のリスト（メンバ情報）と、を受信する。受信部１０１よりグループ識別子と装置識別子のリストを受け取るのではなく、通信制御装置１００の内部で決定するように構成してもよい。

決定部１０２は、グループ操作の対象とする通信装置２００を決定する。例えば決定部１０２は、操作対象とするグループのグループ識別子と、メンバ情報とを受信部１０１から受け取る。決定部１０２は、グループ情報記憶部１２２から情報を読み出し、メンバ情報および読み出した情報を参照して、操作対象のグループに所属させる通信装置２００を決定した場合には、第１のリスト（第１のメンバ情報）を生成する。操作対象のグループに所属させる通信装置２００が存在しないなど、通信装置２００を決定できない場合には、第１のリストとして空のリストを生成してもよい。さらに、決定部１０２は、グループ情報記憶部１２２から情報を読み出し、メンバ情報および読み出した情報を参照して、操作対象のグループより離脱させる通信装置２００を決定した場合には、第２のリスト（第２のメンバ情報）を決定する。操作対象のグループより離脱させる通信装置２００が存在しないなど、通信装置２００を決定できない場合には、第２のリストとして空のリストを生成してもよい。

第１のリストは、操作対象のグループに所属させる通信装置２００の装置識別子のリストである。決定部１０２は、例えば受信されたメンバ情報を第１のリストとして決定する。第２のリストは、操作対象のグループから離脱させる通信装置２００の装置識別子のリストである。決定部１０２は、例えば操作対象のグループに現在所属しているが、受信されたメンバ情報に含まれない通信装置２００の装置識別子のリストを、第２のリストとして決定する。決定部１０２は、第１のリストと第２のリストをＧＫＢ生成部１０３に送る。

受信部１０１より受け取ったグループ識別子と装置識別子のリストに基づき、第１のリストと第２のリストを決定する処理例を与えたが、受信部１０１より受け取る情報を用いずに、決定部１０２がグループ識別子と第１のリストと第２のリストを決定してもよい。例えば、予めシステム情報記憶部１２３に記憶されたグループ操作のためのスケジュールと操作内容に基づいてグループ識別子を選択し、第１のリストと第２のリストを決定してもよい。また、例えば、ネットワークの状況を受け取ったら、決定部１０２は、それに基づいてグループ変更の必要性の有無を判断し、グループ変更の必要があると判断した場合には、操作対象とするグループ識別子を選択し、と第１のリストと第２のリストを決定してもよい。

決定部１０２は、操作対象のグループのグループ識別子を暗号化部１０４に送る。また、決定部１０２は、第１のリストと第２のリストとグループ情報記憶部１２２に記憶された情報とから、第１の宛先情報と第２の宛先情報を決定し、それらを送信部１０６に送る。宛先情報は、通信装置２００のグループを特定する情報である。宛先情報は、グループ操作の対象となる通信装置２００を少なくとも１以上含むように選ばれる。

例えば第１の宛先情報は、第１のリストに含まれる装置識別子の通信装置２００を少なくとも含む情報である。例えば第２の宛先情報は、第２のリストに含まれる装置識別子の通信装置２００を少なくとも含む情報である。コマンドをマルチキャスト通信で送信する場合は、例えば１以上のマルチキャストアドレスを宛先情報とすることができる。

ＧＫＢ生成部１０３は、指定された通信装置２００のみがグループ鍵を得ることができるグループ鍵ブロックを生成する。例えばＧＫＢ生成部１０３は、決定部１０２から装置識別子のリストを受け取ると、グループ鍵をランダムに選択する。ＧＫＢ生成部１０３は、装置情報記憶部１２１から必要な情報を読み出し、装置識別子のリストで指定された通信装置２００のみがグループ鍵を得ることができるグループ鍵ブロックを生成する。

本実施形態では、ＧＫＢ生成部１０３は、第１のリストと第２のリストを受け取る。このため、ＧＫＢ生成部１０３は、例えば第１のリストで指定された通信装置２００を示す第１の指定情報と、第１の指定情報で指定された通信装置２００のみが第１のグループ鍵を得られる第１のグループ鍵ブロックと、を生成する。またＧＫＢ生成部１０３は、第２のリストで指定された通信装置２００を示す第２の指定情報と、第２の指定情報で指定された通信装置２００のみが第２のグループ鍵を得られる第２のグループ鍵ブロックを生成する。上述の使い捨て鍵が第２のグループ鍵として用いられる。

指定情報（第１の指定情報、第２の指定情報を含む）は、操作対象の通信装置２００を指定する（特定できる）情報であればどのような形式であってもよい。上述のように、暗号化データインデックスが指定情報として利用できる。

なお第１のグループ鍵は、第１のリストに対して選択したグループ鍵を表す。第２のグループ鍵は、第２のリストに対して選択したグループ鍵を表す。ＧＫＢ生成部１０３は、第１のグループ鍵と、第２のグループ鍵とを暗号化部１０４に送る。ＧＫＢ生成部１０３は、第１のグループ鍵ブロックと、第２のグループ鍵ブロックと、をメッセージ生成部１０５に送る。

暗号化部１０４は、入力された情報（コンテンツ）を暗号化した情報（暗号化コンテンツ）を出力する。例えば暗号化部１０４は、操作対象のグループ識別子と第１のグループ鍵を受け取ったら、第１のグループ鍵でグループ識別子を暗号化した第１の暗号化グループ識別子を生成する。また暗号化部１０４は、グループへの所属を命じるコマンド識別子を第１のグループ鍵で暗号化した第１の暗号化コマンド識別子を生成する。また暗号化部１０４は、操作対象のグループ識別子と第２のグループ鍵を受け取ったら、第２のグループ鍵でグループ識別子を暗号化した第２の暗号化グループ識別子を生成する。また暗号化部１０４は、グループからの離脱を命じるコマンド識別子を第２のグループ鍵で暗号化した第２の暗号化コマンド識別子を生成する。暗号化部１０４は、生成した各情報（第１の暗号化グループ識別子、第１の暗号化コマンド識別子、第２の暗号化グループ識別子、第２の暗号化コマンド識別子）をメッセージ生成部１０５に送る。

メッセージ生成部１０５は、ＧＫＢ生成部１０３および暗号化部１０４から受け取った情報をもとに、グループ操作コマンドを生成する。例えばメッセージ生成部１０５は、第１の暗号化グループ識別子と、第１の暗号化コマンド識別子と、第１の指定情報と、第１のグループ鍵ブロックと、を受け取ると、これらを含む第１のグループ操作コマンド（第１のコマンド）を生成する。またメッセージ生成部１０５は、第２の暗号化グループ識別子と、第２の暗号化コマンド識別子と、第２の指定情報と、第２のグループ鍵ブロックと、を受け取ると、これらを含む第２のグループ操作コマンド（第２のコマンド）を生成する。メッセージ生成部１０５は、第１のグループ操作コマンドおよび第２のグループ操作コマンドを送信部１０６に送る。

送信部１０６は、通信装置２００などの外部装置に対して各種データを送信する。例えば送信部１０６は、第１の宛先情報と、第１のグループ操作コマンドと、を受け取ると、第１の宛先情報で特定される通信装置２００に対して第１のグループ操作コマンドを送信する。送信部１０６は、第２の宛先情報と、第２のグループ操作コマンドと、を受け取ると、第２の宛先情報で特定される通信装置２００に対して第２のグループ操作コマンドを送る。コマンドの送信は、例えばマルチキャスト通信により行われるが、ユニキャスト通信などの他の通信形式を用いて送信してもよい。

次に、通信装置２００の構成例について説明する。図４は、通信装置２００の構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、通信装置２００は、装置情報記憶部２２１と、グループ情報記憶部２２２と、システム情報記憶部２２３と、受信部２０１と、ＧＫＢ処理部２０２と、復号部２０３と、操作部２０４と、を備える。

装置情報記憶部２２１は、グループ操作コマンドを処理するための通信装置２００に固有の情報を記憶する。例えば装置情報記憶部２２１は、通信装置２００の管理に用いられる二分木と、二分木の葉のうち自装置に対応する葉を特定する情報と、を記憶する。二分木中の葉を特定する情報としては、対応する葉ノードに割り当てられたノードインデックスを用いることができる。対応する葉ノードのノードインデックス（リーフ識別情報）は、上述のように通信装置２００の装置識別子（通信装置ＩＤ）として利用できる。装置情報記憶部２２１が、通信装置２００に割り当てられたデバイス鍵を記憶してもよい。

グループ情報記憶部２２２は、当該通信装置２００が所属するグループのグループ識別子と、所属するグループに宛てられたコマンドの暗号化に用いられるグループ鍵と、を対応づけて記憶する。

システム情報記憶部２２３は、予め定められたグループへの所属を命じるコマンド識別子と、グループからの離脱を命じるコマンド識別子と、を含むシステム情報を記憶する。

受信部２０１は、通信制御装置１００などの外部装置から各種情報を受信する。例えば受信部２０１は、暗号化グループ識別子と、暗号化コマンド識別子と、指定情報と、グループ鍵ブロックとを含むグループ操作コマンドを受信する。受信部２０１は、暗号化グループ識別子と、暗号化コマンド識別子とを復号部２０３に送り、指定情報と、グループ鍵ブロックとをＧＫＢ処理部２０２に送る。

ＧＫＢ処理部２０２は、装置情報記憶部１２１に、指定情報で指定されたノード鍵が記憶されているかを検査する。記憶されていなかった場合、ＧＫＢ処理部２０２は処理を終了する。記憶されていた場合、ＧＫＢ処理部２０２は、指定されたノード鍵を用いてグループ鍵ブロックを処理し、グループ鍵を得る。そしてＧＫＢ処理部２０２は、得られたグループ鍵を復号部２０３に送る。

復号部２０３は、暗号化部１０４により暗号化された各情報を復号する。例えば復号部２０３は、グループ鍵と暗号化グループ識別子と暗号化コマンド識別子とを受け取ったら、グループ鍵を用いて暗号化グループ識別子を復号してグループ識別子を求め、グループ鍵を用いて暗号化コマンド識別子を復号してコマンド識別子を求める。そして復号部２０３は、グループ識別子とコマンド識別子とグループ鍵とを操作部２０４に送信する。

操作部２０４は、グループ識別子とコマンド識別子に応じてグループを操作する。例えば操作部２０４は、コマンド識別子がグループからの離脱を命じるコマンドを示す場合は、グループ情報記憶部２２２にグループ識別子と共に記録されている情報を削除し、グループ識別子で指定されるグループから自装置を離脱させる。また操作部２０４は、コマンド識別子がグループへの参加を命じるコマンドを示す場合は、受け取ったグループ識別子とグループ鍵を用いてグループ情報記憶部２２２に記憶されている情報を更新することで、グループ識別子で指定されるグループに自装置を所属させる。コマンド識別子がグループからの離脱を命じるコマンドを示すか、グループへの参加を命じるコマンドを示すかは、例えば、システム情報記憶部２２３に記憶されたシステム情報を参照することにより判断できる。

なお、受信部１０１、決定部１０２、ＧＫＢ生成部１０３、暗号化部１０４、メッセージ生成部１０５、送信部１０６、受信部２０１、ＧＫＢ処理部２０２、復号部２０３、および、操作部２０４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Integrated Circuit）などのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。

また、上記各記憶部（装置情報記憶部１２１、グループ情報記憶部１２２、システム情報記憶部１２３、装置情報記憶部２２１、グループ情報記憶部２２２、システム情報記憶部２２３）は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、光ディスク、メモリカード、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの一般的に利用されているあらゆる記憶媒体により構成することができる。

次に、このように構成された第１の実施形態にかかる通信制御装置１００によるコマンド送信処理について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態のコマンド送信処理の一例を示すフローチャートである。

通信制御装置１００の受信部１０１は、操作対象のグループのグループ識別子と、操作対象のグループに所属させる通信装置２００の装置識別子のリストと、を受信する（ステップＳ１０１）。決定部１０２は、操作対象のグループに所属させる通信装置２００、および、操作対象のグループから離脱させる通信装置２００を決定する（ステップＳ１０２）。決定部１０２は、例えば、操作対象のグループに所属させる通信装置２００の装置識別子のリストである第１のリストと、操作対象のグループから離脱させる通信装置２００の装置識別子のリストである第２のリストと、を決定する。

ＧＫＢ生成部１０３は、指定情報で指定された通信装置２００のみがグループ鍵を得られるグループ鍵ブロックを生成する（ステップＳ１０３）。例えばＧＫＢ生成部１０３は、第１のリストで指定された通信装置２００を示す第１の指定情報を生成するとともに、第１の指定情報で指定された通信装置２００のみが第１のグループ鍵を得られる第１のグループ鍵ブロックを生成する。同様にしてＧＫＢ生成部１０３は、第２の指定情報と第２のグループ鍵ブロックを生成する。

暗号化部１０４は、受信部１０１よりグループ識別子を受け取り、ＧＫＢ生成部１０３から第１のグループ鍵と第２のグループ鍵を受け取ったら、予め定められたグループへの所属を命じるコマンド識別子とグループからの離脱を命じるコマンド識別子をシステム情報記憶部１２３から読み出す。暗号化部１０４は、第１のグループ鍵でグループ識別子を暗号化した第１の暗号化グループ識別子と第１のグループ鍵でグループへの所属を命じるコマンド識別子を暗号化した第１の暗号化コマンド識別子と第２のグループ鍵でグループ識別子を暗号化した第２の暗号化グループ識別子と第２のグループ鍵でグループからの離脱を命じるコマンド識別子を暗号化した第２の暗号化コマンド識別子を生成する（ステップＳ１０４）。

メッセージ生成部１０５は、ＧＫＢ生成部１０３および暗号化部１０４から受け取った情報をもとにグループ操作コマンドを生成する（ステップＳ１０５）。送信部１０６は、メッセージ生成部１０５により生成されたグループ操作コマンドを、決定部１０２により決定された宛先情報が示す宛先に送信する（ステップＳ１０６）。

次に、このように構成された第１の実施形態にかかる通信装置２００によるグループ操作処理について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態のグループ操作処理の一例を示すフローチャートである。

通信装置２００の受信部２０１は、通信制御装置１００からグループ操作コマンドを受信する（ステップＳ２０１）。ＧＫＢ処理部２０２は、グループ操作コマンド内の指定情報（暗号化データインデックスなど）により指定されたノード鍵が、装置情報記憶部２２１等に記憶されているか（自装置のデバイス鍵に含まれるか）否かを判断する（ステップＳ２０２）。

ノード鍵が記憶されていない場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、グループ操作処理を終了する。ノード鍵が記憶されている場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ＧＫＢ処理部２０２は、ノード鍵を用いてグループ鍵ブロックを処理することにより、グループ鍵を取得する（ステップＳ２０３）。

復号部２０３は、得られたグループ鍵を用いて、グループ操作コマンドに含まれる暗号化グループ識別子および暗号化コマンド識別子を復号し、グループ識別子およびコマンド識別子を求める（ステップＳ２０４）。

操作部２０４は、コマンド識別子により、グループへの所属を命じるコマンドか、グループからの離脱を命じるコマンドか、を識別し、識別したコマンドに応じたグループ操作を実行する（ステップＳ２０５）。

（変形例１）
グループ操作コマンドは、グループ識別子に対応するマルチキャストアドレスをグループ鍵で暗号化した、暗号化マルチキャストアドレスを含んでもよい。

（変形例２）
コマンド識別子は暗号化せずに送ってもよい。少なくともグループ識別子が暗号化されていれば、攻撃者に対して操作対象となるグループのグループ識別子を秘匿することが可能となる。

（変形例３）
装置情報記憶部１２１およびグループ情報記憶部１２２は、通信制御装置１００の内部に備えるのではなく、外部装置として実現し、必要な情報を都度読み出すように構成してもよい。

（変形例４）
所属を命じるコマンドと離脱を命じるコマンドを連結し、１つのコマンドとして送ってもよい。この場合、通信装置２００は、例えば１つのコマンドから所属を命じるコマンドと、離脱を命じるコマンドとを分離し、分離した各コマンドに対して上記処理を実行すればよい。またこの場合、コマンド識別子の送信は省略してもよい。

（変形例５）
グループ鍵ブロックの生成および処理に用いる暗号方式は認証付暗号とし、グループ操作コマンドは指定情報を含まなくてもよい。認証付暗号は、復号処理に成功したか否かを判定可能な暗号方式である。通信装置２００のＧＫＢ処理部２０２は、自身に割り当てられたすべてのノード鍵を用いてグループ鍵ブロックの処理を試み、処理に成功した場合、得られたグループ鍵を復号部２０３に送信する。これにより、第１の実施形態と同じ機能を実現できる。

認証付暗号は、ＭＡＣ−ｔｈｅｎ-Ｅｎｃｒｙｐｔ法、ＡＥＳ−ＣＣＭ、および、ＡＥＳ−ＧＣＭのような暗号化利用モードなど、様々な技術により実現できる。

このように、第１の実施形態によれば、グループ操作の内容をグループ操作の対象ではない通信装置から秘匿することができる。

（変形例６）
決定部１０２、ＧＫＢ生成部１０３、暗号化部１０４、メッセージ生成部１０５、装置情報記憶部１２１、および、グループ情報記憶部１２２は、１台の通信制御装置１００が備える例を与えたが、複数の通信制御装置により実現してもよい。例えば、決定部１０２とグループ情報記憶部１２２とを備える第１の通信制御装置と、ＧＫＢ生成部１０３と暗号化部１０４とメッセージ生成部１０５と装置情報記憶部１２１を備える第２の通信制御装置とを構成し、第１の通信制御装置と第２の通信制御装置とをネットワークを介して接続することにより、通信制御装置１００を実現してもよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態にかかる通信システムは、グループからの離脱を命じるコマンドとして、操作対象となるグループに対して現在割り当てられているグループ鍵によりグループ識別子を暗号化した暗号化グループ識別子と、グループからの離脱を命じるコマンド識別子と、指定情報とを含むグループ操作コマンドを用いる。

図７は、第２の実施形態にかかる通信制御装置１００−２の構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、通信制御装置１００−２は、装置情報記憶部１２１と、グループ情報記憶部１２２と、システム情報記憶部１２３と、受信部１０１と、決定部１０２と、ＧＫＢ生成部１０３−２と、暗号化部１０４と、メッセージ生成部１０５−２と、送信部１０６と、を備える。

第２の実施形態では、ＧＫＢ生成部１０３−２およびメッセージ生成部１０５−２の機能が、第１の実施形態と異なっている。その他の構成および機能は、第１の実施形態にかかる通信制御装置１００のブロック図である図３と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。

ＧＫＢ生成部１０３−２は、グループから離脱させる通信装置２００−２に対しては、グループ鍵ブロックを生成せず、グループに所属させる通信装置２００−２に対してのみ、グループ鍵ブロックを生成する。

メッセージ生成部１０５−２は、グループから離脱させる場合のコマンドとして、グループ鍵ブロックを含まないグループ操作コマンドを生成する。具体的には、グループからの離脱を命じるグループ操作コマンドは、操作対象となるグループで現在用いられているグループ鍵によりグループ識別子を暗号化した暗号化グループ識別子と、グループからの離脱を命じるコマンド識別子と、指定情報（第２のリストで指定された通信装置２００−２を示す第２の指定情報）とを含む。

このように本実施形態では、操作対象となるグループで現在用いられているグループ鍵が、第２のグループ鍵として用いられる。グループ操作コマンドが、コマンド識別子の代わりに、コマンド識別子をグループ鍵（第２のグループ鍵）で暗号化した暗号化コマンド識別子を含んでもよい。

図８は、第２の実施形態にかかる通信装置２００−２の構成の一例を示すブロック図である。図８に示すように、通信装置２００−２は、装置情報記憶部２２１と、グループ情報記憶部２２２と、システム情報記憶部２２３と、受信部２０１と、ＧＫＢ処理部２０２と、復号部２０３−２と、操作部２０４−２と、を備える。

第２の実施形態では、復号部２０３−２および操作部２０４−２の機能が第１の実施形態と異なっている。その他の構成および機能は、第１の実施形態にかかる通信装置２００のブロック図である図４と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。

復号部２０３−２は、コマンド識別子がグループからの離脱を命じるコマンドを示す場合は、グループ情報記憶部２２２に記憶されているグループ鍵を用いて暗号化グループ識別子を復号してグループ識別子を求める点が、第１の実施形態の復号部２０３と異なる。

操作部２０４−２は、得られたグループ識別子で現在用いられているグループ鍵と、復号に用いたグループ鍵とが一致するか否かを判断し、一致した場合、得られたグループ識別子で特定されるグループから離脱する。

なおグループへの所属を命じる場合の処理は第１の実施形態と同様である。本実施形態では、第１の実施形態と異なり、グループから離脱を命じる場合は暗号化に用いたグループ鍵を配送する必要がない。このため、グループ鍵ブロックをコマンドに含める必要がなく、通信コストに優れる。一方で、操作対象となるグループに所属する通信装置２００−２はコマンドの内容を取得できるため、第１の実施形態と比較すると弱いセキュリティしか満たさない。しかし、グループから離脱を命じる場合であっても、グループ操作の内容を、少なくとも操作対象となるグループに所属していない通信装置からは秘匿することができる。

（変形例）
グループ識別子の暗号化に認証付暗号を用いてもよい。グループ操作コマンドを受信した通信装置２００−２（復号部２０３−２）は、各グループ鍵を用いて暗号化グループ識別子の復号を試みる。復号に成功した場合、操作部２０４−２は、復号の結果得られたグループ識別子で特定されるグループから離脱する。

以上説明したとおり、第１から第２の実施形態によれば、グループ操作の内容の秘匿性を高めることができる。

次に、第１または第２の実施形態にかかる装置（通信制御装置、通信装置）のハードウェア構成について図９を用いて説明する。図９は、第１または第２の実施形態にかかる装置のハードウェア構成を示す説明図である。

第１または第２の実施形態にかかる装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１などの制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２やＲＡＭ（Random Access Memory）５３などの記憶装置と、ネットワークに接続して通信を行う通信Ｉ／Ｆ５４と、各部を接続するバス６１を備えている。

第１または第２の実施形態にかかる装置で実行されるプログラムは、ＲＯＭ５２等に予め組み込まれて提供される。

第１または第２の実施形態にかかる装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ（Compact Disk Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供されるように構成してもよい。

さらに、第１または第２の実施形態にかかる装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、第１または第２の実施形態にかかる装置で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

第１または第２の実施形態にかかる装置で実行されるプログラムは、コンピュータを上述した装置の各部として機能させうる。このコンピュータは、ＣＰＵ５１がコンピュータ読取可能な記憶媒体からプログラムを主記憶装置上に読み出して実行することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (16)

1. 複数の通信装置とネットワークを介して接続された通信制御装置であって、
   前記複数の通信装置のうちグループに属する通信装置を指定するメンバ情報と前記グループを識別するグループ識別情報とに基づいて、前記グループに所属させる通信装置を指定する第１のメンバ情報と、前記グループから離脱させる通信装置を指定する第２のメンバ情報とを決定する決定部と、
   前記第１のメンバ情報に基づいて、第１のグループ鍵と、前記第１のメンバ情報で指定される通信装置が前記第１のグループ鍵を得られる第１のグループ鍵ブロックと、を生成するグループ鍵ブロック生成部と、
   前記グループ識別情報を前記第１のグループ鍵で暗号化して第１の暗号化グループ識別情報を生成し、前記グループ識別情報を第２のグループ鍵で暗号化して第２の暗号化グループ識別情報を生成する暗号化部と、
   前記第１の暗号化グループ識別情報と前記第１のグループ鍵ブロックとを含む第１のコマンド、および、前記第２の暗号化グループ識別情報を含む第２のコマンド、を少なくとも１つの前記複数の通信装置に送信する送信部と、
   を備える通信制御装置。
2. 前記グループ鍵ブロック生成部は、さらに、前記第２のメンバ情報に基づいて、第２のグループ鍵と、前記第２のメンバ情報で指定される通信装置が前記第２のグループ鍵を得られる第２のグループ鍵ブロックと、を生成し、
   前記送信部は、前記第２の暗号化グループ識別情報と前記第２のグループ鍵ブロックとを含む前記第２のコマンドを送信する、
   請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記送信部は、前記第１のメンバ情報で指定されない通信装置を少なくとも１つ含む通信装置の宛先グループに対して、前記第１のコマンドを送信し、前記第２のメンバ情報で指定されない通信装置を少なくとも１つ含む通信装置の宛先グループに対して、前記第２のコマンドを送信する、
   請求項１に記載の通信制御装置。
4. 前記送信部は、前記第１のコマンドと前記第２のコマンドとを含む１つのコマンドを送信する、
   請求項１に記載の通信制御装置。
5. 前記送信部は、前記第１のメンバ情報および前記第２のメンバ情報で指定されない通信装置を少なくとも１つ含む通信装置の宛先グループに対して前記１つのコマンドを送信する、
   請求項４に記載の通信制御装置。
6. 複数の前記通信装置を識別する装置識別情報を二分木構造で管理する管理木を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記グループ鍵ブロック生成部は、前記管理木で管理される前記装置識別情報のうち指定された前記装置識別情報に基づきＣＳ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ Ｓｕｂｔｒｅｅ）法により表した情報であって、前記グループに属する前記通信装置の前記装置識別情報を指定する指定情報と、前記第１のグループ鍵ブロックと、を生成する、
   請求項１に記載の通信制御装置。
7. 前記第２のグループ鍵は、前記グループに対して割り当てられているグループ鍵である、
   請求項１に記載の通信制御装置。
8. 前記暗号化部は、さらに、前記第１のコマンドであるか否かを識別するコマンド識別情報を暗号化して第１の暗号化コマンド識別情報を生成し、
   前記送信部は、前記第１の暗号化グループ識別情報と前記第１のグループ鍵ブロックと前記第１の暗号化コマンド識別情報とを含む前記第１のコマンドを送信する、
   請求項１に記載の通信制御装置。
9. 前記グループ鍵ブロック生成部は、認証付暗号方式に基づき、前記第１のグループ鍵ブロックを生成する、
   請求項１に記載の通信制御装置。
10. 複数の通信装置とネットワークを介して接続されたコンピュータを、
    前記複数の通信装置のうちグループに属する通信装置を指定するメンバ情報と前記グループを識別するグループ識別情報とに基づいて、前記グループに所属させる通信装置を指定する第１のメンバ情報と、前記グループから離脱させる通信装置を指定する第２のメンバ情報とを決定する決定部と、
    前記第１のメンバ情報に基づいて、第１のグループ鍵と、前記第１のメンバ情報で指定される通信装置が前記第１のグループ鍵を得られる第１のグループ鍵ブロックと、を生成するグループ鍵ブロック生成部と、
    前記グループ識別情報を前記第１のグループ鍵で暗号化して第１の暗号化グループ識別情報を生成し、前記グループ識別情報を第２のグループ鍵で暗号化して第２の暗号化グループ識別情報を生成する暗号化部と、
    前記第１の暗号化グループ識別情報と前記第１のグループ鍵ブロックとを含む第１のコマンド、および、前記第２の暗号化グループ識別情報を含む第２のコマンド、を少なくとも１つの前記複数の通信装置に送信する送信部、
    として機能させるためのプログラム。
11. 暗号化グループ識別情報を含むコマンドを受信する受信部と、
    グループ鍵によって前記暗号化グループ識別情報を復号することによりグループ識別情報を生成する復号部と、
    前記グループ識別情報と前記グループ鍵とを用いて、前記グループ識別情報で識別されるグループに自装置を所属または離脱させる操作部と、
    を備える通信装置。
12. 前記受信部は、第１の暗号化グループ識別情報と第１のグループ鍵ブロックとを含む第１のコマンド、および、第２の暗号化グループ識別情報と第２のグループ鍵ブロックとを含む第２のコマンド、を受信し、
    前記第１のグループ鍵ブロックに基づいて第１のグループ鍵を求め、前記第２のグループ鍵ブロックに基づいて第２のグループ鍵を求めるグループ鍵ブロック処理部をさらに備え、
    前記復号部は、前記第１のグループ鍵によって前記第１の暗号化グループ識別情報を復号することにより第１のグループ識別情報を生成し、前記第２のグループ鍵によって前記第２の暗号化グループ識別情報を復号することにより第２のグループ識別情報を生成し、
    前記操作部は、前記第１のグループ識別情報と前記第１のグループ鍵とを用いて前記第１のグループ識別情報で識別されるグループに自装置を所属させ、前記第２のグループ識別情報と前記第２のグループ鍵とを用いて前記第２のグループ識別情報で識別されるグループから自装置を離脱させる、
    請求項１１に記載の通信装置。
13. 前記通信装置が所属するグループのグループ識別情報とグループ鍵とを対応づけて記憶するグループ情報記憶部をさらに備え、
    前記復号部は、前記グループ情報記憶部に記憶された前記グループ鍵によって前記暗号化グループ識別情報を復号することによりグループ識別情報を生成し、
    前記操作部は、生成されたグループ識別情報と前記グループ情報記憶部に記憶されたグループ鍵とを用いて、生成されたグループ識別情報で識別されるグループから自装置を離脱させる、
    請求項１１に記載の通信装置。
14. 前記受信部は、第１の暗号化コマンド識別子を更に含んだコマンド、および、第２の暗号化コマンド識別子を更に含んだコマンドを受信し、
    前記復号部は、前記第１のグループ鍵によって前記第１の暗号化コマンド識別子を復号することにより第１のコマンド識別子を生成し、前記第２のグループ鍵によって前記第２の暗号化コマンド識別子を復号することにより第２のコマンド識別子を生成し、
    前記操作部は、前記第１のグループ識別情報と前記第１のグループ鍵と前記第１のコマンド識別子とを用いて、前記第１のグループ識別情報で識別されるグループに自装置を所属させ、前記第２のグループ識別情報と前記第２のグループ識別子とを用いて、前記第２のグループ識別情報で識別されるグループから自装置を離脱させる、
    請求項１２に記載の通信装置。
15. 前記受信部は、暗号化コマンド識別子を更に含んだコマンド、を受信し、
    前記復号部は、前記グループ鍵によって前記暗号化コマンド識別子を復号することによりコマンド識別子を生成し、
    前記操作部は、前記グループ識別情報と前記グループ鍵と前記コマンド識別子とを用いて、前記グループ識別情報で識別されるグループへ自装置を所属または離脱させる、
    請求項１３に記載の通信装置。
16. 前記暗号化グループ識別情報は、認証付暗号方式により暗号化され、
    前記復号部は、前記認証付暗号方式に基づいて前記暗号化グループ識別情報の復号を実行し、
    前記操作部は、復号に成功したときのグループ識別情報と前記グループ鍵とを用いて、前記グループ識別情報で識別されるグループへ自装置を所属または離脱させる、
    請求項１１に記載の通信装置。

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