WO2012073340A1 - 鍵更新方法、ノード、ゲートウェイ、サーバ、およびネットワークシステム - Google Patents

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WO2012073340A1
WO2012073340A1 PCT/JP2010/071394 JP2010071394W WO2012073340A1 WO 2012073340 A1 WO2012073340 A1 WO 2012073340A1 JP 2010071394 W JP2010071394 W JP 2010071394W WO 2012073340 A1 WO2012073340 A1 WO 2012073340A1
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WO
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gateway
node
address
key
new key
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PCT/JP2010/071394
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尚 兒島
和快 古川
武仲　正彦
伊豆　哲也
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富士通株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0816—Key establishment, i.e. cryptographic processes or cryptographic protocols whereby a shared secret becomes available to two or more parties, for subsequent use
    • H04L9/0819—Key transport or distribution, i.e. key establishment techniques where one party creates or otherwise obtains a secret value, and securely transfers it to the other(s)
    • H04L9/0827—Key transport or distribution, i.e. key establishment techniques where one party creates or otherwise obtains a secret value, and securely transfers it to the other(s) involving distinctive intermediate devices or communication paths
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/06—Network architectures or network communication protocols for network security for supporting key management in a packet data network
    • H04L63/068—Network architectures or network communication protocols for network security for supporting key management in a packet data network using time-dependent keys, e.g. periodically changing keys
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0891—Revocation or update of secret information, e.g. encryption key update or rekeying

Definitions

  • the present invention relates to a key update method for updating a key for encrypting data, a node, a gateway, a server, and a network system.
  • An ad hoc network is a type of self-configuring network that is linked by wireless communication.
  • An ad hoc network is composed of a plurality of nodes. Each node in the ad hoc network transmits and receives packets by multi-hop communication. Multi-hop communication is a technique in which nodes that do not exist within each other's communication area communicate with each other via another node that exists within the communication area of each node.
  • ad hoc network when connecting an ad hoc network and another network such as the Internet, LAN (Local Area Network), WAN (Wide Area Network), etc., communication between networks is transferred using a relay device called a gateway.
  • LAN Local Area Network
  • WAN Wide Area Network
  • a node capable of wireless communication is incorporated in each home electric power meter, and a worker performs work such as meter confirmation via an ad hoc network without going to the site.
  • a node capable of wireless communication is incorporated in each home electric power meter, and a worker performs work such as meter confirmation via an ad hoc network without going to the site.
  • an ad hoc network that handles personal information such as the amount of power used in each home, it is required to perform secure communication from the viewpoint of confidentiality and tampering prevention.
  • the new node when the new node is initially introduced into the system, the new node cannot communicate securely with other nodes in the ad hoc network until the encryption key is set. For this reason, it is difficult to automatically set an encryption key to a new node via an ad hoc network, and a worker goes to the site to set the encryption key.
  • the candidate gateways can be narrowed down from the address of the node installation location, the communication status changes due to factors such as the weather and the positional relationship with nearby buildings. For this reason, it is necessary for the worker to go to the site to confirm which gateway is actually communicable, and there is a problem in that the work time and work load required for the work of updating the encryption key of the worker are increased. .
  • a node adjacent to one hop can receive a broadcast packet (hereinafter, “BC packet”) from the gateway, but the BC packet is encrypted with a new encryption key (hereinafter, “new key”). ing. Therefore, the packet cannot be decrypted with the currently owned encryption key (hereinafter “current key”), and is not transferred from the gateway to the next two hops.
  • BC packet broadcast packet
  • new key a new encryption key
  • a node that is one hop from the gateway can be set as a new key, but a key that is two hops away from the gateway cannot be set.
  • a node adjacent to two hops from the gateway can update the key only after completing the key update for the node adjacent to one hop from the gateway and receiving a BC packet from the gateway.
  • the present invention provides a key update method, a node, a gateway, a server, and a network system capable of improving the efficiency of updating the encryption key used by a node in an ad hoc network in order to solve the above-described problems caused by the prior art.
  • the purpose is to provide.
  • a gateway in an ad hoc network, a node group in the ad hoc network, and a server capable of communicating with the gateway are provided to each node of the node group.
  • the gateway In updating the gateway-specific current key, the gateway simultaneously notifies the ad hoc network of an encrypted packet obtained by encrypting the current key update notification information with the current key.
  • a unique new key is obtained and stored, and the server obtains the new key and stores the new key in association with the gateway address in a database that associates and stores the gateway address and the current key.
  • the server configures the ad hoc network
  • the address of each node in the node group is received from the gateway
  • information that associates the address of the gateway and the address of each node is created, and each node in the node group sends the encrypted packet to the encrypted packet.
  • the update notification information is obtained by decrypting with a current key, and a specific node connected to a portable terminal capable of communicating with the server in the node group is the update notification information. If determined, the update request packet including the address of the specific node is transmitted to the server via the mobile terminal, and the server is included in the update request packet transmitted in the database. It is determined whether the address of the node in the created information is present.
  • the address of the gateway is determined.
  • the new key associated with the network is extracted from the database, and the server transmits the extracted new key to the specific node via the mobile terminal, and the specific node Examples include a key update method, a node, a gateway, a server, and a network system that update the current key to the transmitted new key.
  • node, gateway, server, and network system According to the key update method, node, gateway, server, and network system according to the present invention, it is possible to improve the efficiency of updating the encryption key used by the nodes in the ad hoc network.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an example of the network system according to the embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram (part 1) illustrating a key update example in the ad hoc network Ai.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram (part 2) of a key update example in the ad hoc network Ai.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram (part 3) illustrating a key update example in the ad hoc network Ai.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram (part 4) illustrating a key update example in the ad hoc network Ai.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram (part 5) illustrating a key update example in the ad hoc network Ai.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an example of the network system according to the embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram (part 1) illustrating a key update example in the ad hoc network Ai.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram (part 2) of
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the data structure of the encrypted packet SPi broadcast from the gateway Gi.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing another example of the data structure of the encrypted packet SPi broadcast from the gateway Gi.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of the data structure of the encrypted response packet RP transmitted from the node Ni to the gateway Gi.
  • FIG. 10 is a block diagram of a hardware configuration example of the management server 101 according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram of a hardware configuration example of the gateway Gi and the nodes Ni-1 to Ni-mi (hereinafter “nodes”) according to the embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of the contents stored in the key information DB 110.
  • FIG. 10 is a block diagram of a hardware configuration example of the management server 101 according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram of a hardware configuration example of the gateway Gi and the nodes Ni-1 to Ni-mi (hereinafter “n
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of the contents stored in the table Ti.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the gateway Gi.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the management server 101.
  • FIG. 16 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the node Ni.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating an example of authentication information of the management server 101.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating an example of authentication information of the mobile terminal H.
  • FIG. 19 is a sequence diagram illustrating a key update sequence example according to the embodiment.
  • FIG. 20 is a flowchart illustrating an example of a detailed processing procedure of the key update pre-processing (step S1907) illustrated in FIG. FIG.
  • FIG. 21 is a flowchart showing an example of a detailed processing procedure of the new key specifying process (step S1915) shown in FIG.
  • FIG. 22 is a block diagram illustrating another example of the functional configuration of the gateway Gi.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating another example of the functional configuration of the management server 101.
  • FIG. 24 is a sequence diagram illustrating another example of the key update sequence according to the embodiment.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an example of the network system according to the embodiment.
  • the network system 100 includes a management server 101, gateways G1 to Gn, and nodes N1-1 to N1-m1, N2-1 to N2-m2,..., Nn-1 to Nn-mn. It is a configuration.
  • the management server 101 and the gateways G1 to Gn are connected to each other via a network NW1 such as the Internet, LAN, or WAN.
  • NW1 such as the Internet, LAN, or WAN.
  • node Ni indicates an arbitrary node among the nodes Ni-1 to Ni-mi constituting an arbitrary ad hoc network Ai.
  • the management server 101 is a computer that includes a key information DB (database) 110 and manages encryption keys unique to the gateways G1 to Gn.
  • the encryption key unique to the gateway Gi (hereinafter referred to as “encryption key Ki”) is key information for encrypting packets transmitted and received between nodes in the ad hoc network Ai to which the gateway Gi belongs.
  • encryption key Ki is key information for encrypting packets transmitted and received between nodes in the ad hoc network Ai to which the gateway Gi belongs.
  • the gateway Gi is a relay device that connects the ad hoc network Ai and the network NW1.
  • the gateway Gi understands both the protocol of the ad hoc network Ai and the protocol of the network NW1, and transfers communication between the ad hoc network Ai and the network NW1.
  • Nodes Ni-1 to Ni-mi are wireless communication devices that perform multi-hop communication with other nodes within a predetermined communication range.
  • the gateway Gi it is not necessary for all the nodes Ni-1 to Ni-mi to directly communicate with the gateway Gi, and it is sufficient that some nodes can communicate with the gateway Gi.
  • the network system 100 can be applied to, for example, a system that collects the amount of power and gas used in each household. Specifically, for example, by incorporating each node Ni-1 to Ni-mi into a power meter or gas meter in each home, the amount of power or gas used in each home is transmitted and received between nodes in the ad hoc network Ai. Note that the power consumption and gas consumption of each household may be measured by each node Ni-1 to Ni-mi, or each node Ni-1 to Ni-mi may be obtained from a power meter or gas meter. Good.
  • the gateway Gi uses the power and gas usage of each home received from the nodes Ni-1 to Ni-mi in the ad hoc network Ai to the server of the power company or gas company (for example, the management server 101) via the network NW1. Send to. As a result, the amount of power and gas used can be collected without the need for workers to visit the site.
  • the packet is encrypted using the encryption key Ki unique to the gateway Gi for each ad hoc network Ai. This ensures secure communication (data confidentiality, tampering prevention, etc.) of the ad hoc network Ai. Moreover, the risk at the time of key leakage is reduced by changing the encryption key Ki for every ad hoc network Ai. Since the received packet is also encrypted with the encryption key Ki, the gateway Gi and its subordinate nodes Ni-1 to Ni-mi can be decrypted with the encryption key Ki.
  • a single gateway Gi is provided in the ad hoc network Ai.
  • a plurality of gateways Gi may be provided in the same ad hoc network Ai.
  • the encryption key Ki for encrypting packets transmitted and received in the ad hoc network Ai is common to a plurality of gateways Gi.
  • the encryption key Ki is key information used in common by the gateway Gi and the nodes Ni-1 to Ni-mi in the ad hoc network Ai.
  • the encryption key Ki is the current key Ki currently used in the ad hoc network Ai and the current key Ki is updated to the new key KKi.
  • FIG. 2 to 6 are explanatory diagrams showing examples of key update in the ad hoc network Ai.
  • FIG. 2 shows a state (A) before the key update.
  • the management server 101 stores the current key Ki for each gateway Gi in the key information DB 110.
  • FIG. 2 shows that the gateway Gi (address) and the current key Ki are associated with each other in the key information DB 110. Further, the gateway Gi and the nodes Ni-1 to Gi-6 also hold the current key Ki.
  • FIG. 3 shows a state (B) transitioned from the state (A) in FIG.
  • the gateway Gi generates a new key KKi and transmits the new key KKi to the management server 101 via the network NW1.
  • the management server 101 Upon receiving the new key KKi from the gateway Gi, the management server 101 designates the gateway Gi record in the key information DB 110 using the address of the gateway Gi that is the transmission source of the new key KKi as a clue. The management server 101 stores the new key KKi in the designated record. As a result, the gateway Gi (address) and the new key KKi are associated with each other. The current key Ki is deleted when the new key KKi is saved.
  • the gateway Gi encrypts the update notification information of the current key Ki with the current key Ki. Then, the gateway Gi broadcasts the encrypted packet SPi to the ad hoc network Ai. When the encrypted packet SPi is broadcast from the gateway Gi, the encrypted packet SPi is distributed to the nodes Ni-1 to Ni-6.
  • FIG. 4 shows a state (C) transitioned from the state (B) in FIG. In the state (C), (4) the nodes Ni-1 to Ni-6 decrypt the encrypted packet SPi with the current key Ki and confirm whether update notification information of the current key Ki is included.
  • an encrypted response packet RP in which the node address of the own node is encrypted with the current key Ki is transmitted to the gateway Gi.
  • the gateway Gi Upon receiving the encryption response packet RP from the nodes Ni-1 to Ni-6, the gateway Gi decrypts it with the current key Ki. Then, the node addresses of the nodes Ni-1 to Ni-6 obtained by decoding are transmitted to the management server 101.
  • the management server 101 Upon receiving the node addresses of the nodes Ni-1 to Ni-6 from the gateway Gi, the management server 101 associates the gateway Gi that is the transmission source with the node addresses of the nodes Ni-1 to Ni-6. Create The table Ti is created for each gateway Gi. The table Ti is information temporarily created when updating to the new key KKi. Therefore, the management server 101 does not need to always hold the tables Ti for the number of gateways Gi. Further, the table Ti is created only for the gateway Gi that performs the update to the new key KKi. Therefore, the management server 101 can save memory.
  • the gateway Gi erases the current key Ki after a lapse of a certain period after the broadcast of the encrypted packet SPi.
  • the certain period can be arbitrarily set, for example, 1 hour. In this way, by limiting the remaining period of the current key Ki, an encrypted packet (not limited to the encrypted response packet RP) transmitted after a certain period of time cannot be decrypted with the current key Ki, and the gateway Gi Discarded.
  • FIG. 5 shows a state (D) transitioned from the state (C) in FIG.
  • the mobile terminal H is connected to the node Ni-3, and the node Ni-3 uses the mobile terminal H as a communication interface to communicate with the management server 101.
  • FIG. 5 illustrates the node Ni-3, the other nodes Ni-1, Ni-2, Ni-4 to Ni-6 are similarly executed.
  • the worker goes to the place where the node Ni-3 is installed and connects the node Ni-3 and the portable terminal H.
  • the portable terminal H is a computer that can communicate with the management server 101. Communication between the portable terminal H and the management server 101 may be established before or after connection of the node Ni-3.
  • the update request packet rp is a packet including the node address of the own node, that is, the node Ni-3 in this case.
  • the communication between the portable terminal H and the management server 101 may use existing encrypted communication such as a public key cryptosystem.
  • the management server 101 Upon receiving the update request packet rp from the node Ni-3, the management server 101 specifies the node address of the node Ni-3 from the update request packet rp. The management server 101 refers to the table Ti and determines whether the node address of the node Ni-3 specified from the update request packet rp is in the table Ti. When there is a node address of the node Ni-3 in the table Ti, the management server 101 refers to the key information DB 110 and extracts a new key KKi associated with the address of the gateway Gi in the table Ti.
  • the management server 101 transmits the new key KKi extracted from the key information DB 110 to the node Ni-3 via the mobile terminal H.
  • the communication between the portable terminal H and the management server 101 may use existing encrypted communication such as a public key cryptosystem.
  • the node Ni-3 updates the current key Ki to the new key KKi received from the management server 101 via the portable terminal H. Thereafter, when the node Ni-3 transmits a packet, it is encrypted and transmitted with the new key KKi, and the received packet is decrypted with the new key KKi.
  • FIG. 6 shows a state (E) transitioned from the state (D) in FIG.
  • the state (E) shows the result of executing the processing shown in the state (D) of FIG. 5 for the other nodes Ni-1, Ni-2, Ni-4 to Ni-6.
  • the new key KKi is distributed to the nodes Ni-1 to Ni-6. Further, the current key Ki is erased from the key information DB 110 and the new key KKi is left. Thereafter, the new key KKi becomes a valid current key Ki in the ad hoc network Ai. Further, the table Ti is erased. Therefore, the management server 101 can save memory.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the data structure of the encrypted packet SPi broadcast from the gateway Gi.
  • the encrypted packet SPi includes a header part 710 and a payload part 720.
  • a destination address, a source address, the number of hops, and a GW address are described.
  • the payload portion 720 describes the encrypted data body (hatched portion in FIG. 7).
  • the destination address is the destination address.
  • the broadcast MAC address “00: 00: 00: 00: 00: 00” is described.
  • the sending address is a sender address.
  • the source address is rewritten by multi-pop communication.
  • the MAC address of another node Ni different from the node Ni in the ad hoc network Ai is described.
  • the number of hops is a remaining transfer count indicating how many times the encrypted packet SPi is transferred.
  • the maximum number of hops of the encrypted packet SPi broadcast from the gateway Gi is set in advance.
  • the hop count is decremented when the encrypted packet SPi is transferred, and the encrypted packet SPi with the hop count of “0” is discarded.
  • the hop number “10” of the encrypted packet SP1 is described.
  • GW address is the address of the gateway Gi.
  • the MAC address “AA: AA: AA: AA: AA: AA” of the gateway Gi is described. Note that although the MAC address is used as an example of the destination address, the sending address, and the GW address here, an IP address or the like may be used.
  • the payload part 720 is decrypted with the encryption key Ki.
  • update notification information including a key update flag 721 and a time stamp 722 is stored.
  • the key update flag is bit information indicating that the current key Ki (encryption key Ki) is updated. For example, by specifying the bit position of the key update flag in advance, it is possible to detect that the key is updated at each of the nodes Ni-1 to Ni-mi.
  • the time stamp is information describing the generation time of the update notification information.
  • the nodes Ni-1 to Ni-mi receive the encrypted packet SPi, they hold the latest one of the time stamps.
  • each of the nodes Ni-1 to Ni-mi compares the held time stamp with the time stamp obtained by decrypting the currently received encrypted packet SPi. . If the time stamp obtained by decrypting the encrypted packet SPi received this time is new, it is assumed that the key update flag is valid, and each of the nodes Ni-1 to Ni-mi executes the key update process. It becomes.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing another example of the data structure of the encrypted packet SPi broadcast from the gateway Gi.
  • the GW address of the gateway Gi that broadcasts the encrypted packet SPi is embedded in the header portion 710.
  • the GW address of the gateway Gi is not embedded in the header portion 810. Instead, the GW address of the gateway Gi is embedded in the decrypted payload portion 820. In the case of the encrypted packet SPi shown in FIG. 8, the GW address of the broadcasted gateway Gi cannot be specified unless the encrypted packet SPi is decrypted with the encryption key Ki.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of the data structure of the encrypted response packet RP transmitted from the node Ni to the gateway Gi.
  • the encrypted response packet RP has a configuration including a header portion 910 and a payload portion 920.
  • a header part 910 a destination address and a source address are described.
  • the payload portion 920 describes the encrypted data body (hatched portion in FIG. 9).
  • the destination address is the destination address.
  • the MAC address “AA: AA: AA: AA: AA: AA: AA” which is the GW address of the gateway Gi is described.
  • the sending address is a sender address.
  • the source address is rewritten by multi-pop communication.
  • the MAC address of another node Ni different from the node Ni in the ad hoc network Ai is described.
  • the payload portion 920 is decrypted with the current key Ki.
  • the decrypted payload portion 920 stores response notification information including the node address of the response node and a response notification flag.
  • the response notification flag is bit information indicating that the update of the current key Ki (encryption key Ki) has been confirmed. For example, by designating the bit position of the response notification flag in advance, the gateway Gi can detect that the node Ni has responded to the encrypted packet SPi.
  • FIG. 10 is a block diagram of a hardware configuration example of the management server 101 according to the embodiment.
  • the management server 101 includes a CPU (Central Processing Unit) 1001, a ROM (Read Only Memory) 1002, a RAM (Random Access Memory) 1003, a magnetic disk drive 1004, a magnetic disk 1005, and an optical disk drive 1006.
  • the CPU 1001 to the mouse 1011 are connected to each other by a bus 1000.
  • the CPU 1001 governs overall control of the management server 101.
  • the ROM 1002 stores a program such as a boot program.
  • the RAM 1003 is used as a work area for the CPU 1001.
  • the magnetic disk drive 1004 controls data read / write with respect to the magnetic disk 1005 under the control of the CPU 1001.
  • the magnetic disk 1005 stores data written under the control of the magnetic disk drive 1004.
  • the optical disc drive 1006 controls reading / writing of data with respect to the optical disc 1007 according to the control of the CPU 1001.
  • the optical disc 1007 stores data written under the control of the optical disc drive 1006, and causes the computer to read data stored on the optical disc 1007.
  • the I / F 1008 is connected to the networks NW1 and NW2 through communication lines, and is connected to other devices (for example, the gateway Gi and the portable terminal H) via the networks NW1 and NW2.
  • the I / F 1008 serves as an internal interface with the networks NW1 and NW2 and controls data input / output from an external device.
  • a modem or a LAN adapter can be employed as the I / F 1008.
  • the display 1009 displays data such as a document, an image, and function information as well as a cursor, an icon, or a tool box.
  • a CRT a CRT
  • a TFT liquid crystal display a plasma display, or the like can be adopted.
  • the keyboard 1010 includes keys for inputting characters, numbers, various instructions, etc., and inputs data. Moreover, a touch panel type input pad or a numeric keypad may be used.
  • the mouse 1011 performs cursor movement, range selection, window movement, size change, and the like. A trackball or a joystick may be used as long as they have the same function as a pointing device. Note that the mobile terminal H shown in FIG. 2 can also be realized with the same hardware configuration as that of the management server 101 shown in FIG.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the gateway Gi and the nodes Ni-1 to Ni-mi (hereinafter, “nodes”) according to the embodiment.
  • the node or the like includes a CPU 1101, a RAM 1102, a flash memory 1103, an I / F 1104, and an encryption circuit 1105.
  • the CPU 1101 to the encryption circuit 1105 are connected by a bus 1100, respectively.
  • the CPU 1101 controls the entire node and the like.
  • the RAM 1102 is used as a work area for the CPU 1101.
  • the flash memory 1103 stores key information such as programs and encryption keys.
  • the I / F 1104 transmits and receives packets by multi-hop communication. Further, the I / F 1104 of the gateway Gi is connected to the network NW1 through a communication line, and is connected to the management server 101 via the network NW1.
  • the encryption circuit 1105 is a circuit that encrypts data using an encryption key when encrypting the data. When encryption is executed by software, the encryption circuit 1105 is not necessary by storing a program corresponding to the encryption circuit 1105 in the flash memory 1103.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of the contents stored in the key information DB 110.
  • the key information DB 110 has fields of ID, GW address, and encryption key. By setting information in each field, the key information 1200-1 to 1200-n for each gateway G1 to Gn is used as a record. I remember it.
  • the ID is an identifier of each gateway Gi used for explanation in this specification.
  • the GW address is the address of the gateway Gi.
  • the GW address for example, the MAC address or IP address of the gateway Gi can be used.
  • the current key is a currently valid encryption key unique to each gateway Gi, and is specifically binary data of about 128 to 256 bits, for example.
  • the new key KKi is an updated encryption key unique to each gateway Gi, and is specifically binary data of about 128 to 256 bits, for example.
  • the new key KKi is stored in the key information DB 110 in the update process, and is stored in the key information DB 110 as the current key when the update process is completed.
  • the gateway G1's GW address is “xx: xx: xx: xx: 12: 34”, and the encryption key is “encryption key K1”.
  • the key information DB 110 is realized by a storage device such as the ROM 1002, the RAM 1003, the magnetic disk 1005, and the optical disk 1007 of the management server 101 shown in FIG.
  • the content stored in the key information DB 110 may be updated when the management server 101 receives the encryption key Ki unique to the gateway Gi from the gateway Gi. Further, the stored content of the key information DB 110 may be updated by a user operation input using the keyboard 1010 or the mouse 1011 shown in FIG.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of the contents stored in the table Ti.
  • the table Ti has fields of ID and node address. By setting information in each field, the node addresses of the nodes Ni1-1 to Ni-6 in the ad hoc network Ai having the gateway Gi are set. It is memorized as a record.
  • the symbol of the node Ni is shown as a node address.
  • As the node address a MAC address or an IP address can be used.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the gateway Gi.
  • the gateway Gi includes a distribution unit 1401, an acquisition unit 1402, and a transmission unit 1403.
  • each functional unit (distribution unit 1401 to transmission unit 1403), for example, causes the CPU 1101 to execute a program stored in a storage device such as the RAM 1102 and the flash memory 1103 illustrated in FIG.
  • the function is realized by the I / F 1104.
  • the processing results of the respective functional units (distribution unit 1401 to transmission unit 1403) are stored in a storage device such as the RAM 1102 or the flash memory 1103, for example.
  • the distribution unit 1401 simultaneously notifies the ad hoc network Ai of the encrypted packet SPi that has the GW address of the gateway Gi and the update notification information of the current key Ki, and at least the update notification information is encrypted with the current key Ki.
  • the data structure of the encrypted packet SPi may be any of the data structures shown in FIG. 7 or FIG.
  • the gateway Gi when the gateway Gi receives an update instruction for the current key Ki, the gateway Gi generates update notification information. Then, the gateway Gi generates an encrypted packet SPi using the generated update notification information as payload portions 720 and 820. The gateway Gi uses the distribution unit 1401 to broadcast the generated encrypted packet SPi to the ad hoc network Ai.
  • the update instruction for the current key Ki may be an operation input to the gateway Gi or an automatic update instruction given periodically.
  • an update instruction for the current key Ki may be received from the management server 101.
  • the acquisition unit 1402 acquires a new key KKi unique to the gateway Gi.
  • the acquisition unit 1402 includes a generation unit 1421 and a storage unit 1422, for example.
  • the generation unit 1421 generates a new key KKi.
  • the generation unit 1421 generates a new key KKi using a random number generation function.
  • the storage unit 1422 stores the new key KKi generated by the generation unit 1421.
  • the storage unit 1422 stores the new key KKi in a storage device such as the RAM 1102 and the flash memory 1103 in the gateway Gi. Further, since the current key Ki needs to decrypt the encrypted response packet RP from the node Ni, it is held for a certain period and then erased.
  • the transmission unit 1403 transmits the new key KKi to the management server 101 via the network NW1. Thereafter, by completing the key update process between each of the nodes Ni-1 to Ni-mi and the management server 101, it is possible to communicate with the packet encrypted with the new key KKi within the ad hoc network Ai. Become.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the management server 101.
  • the management server 101 includes a key information DB 110, an acquisition unit 1501, a creation unit 1502, a reception unit 1503, a determination unit 1504, an extraction unit 1505, and a transmission unit 1506.
  • the key information DB 110 realizes its function by a storage device such as the ROM 1002, the RAM 1003, the magnetic disk 1005, and the optical disk 1007 shown in FIG.
  • each of the functional units specifically stores, for example, a program stored in a storage device such as the ROM 1002, the RAM 1003, the magnetic disk 1005, and the optical disk 1007 shown in FIG.
  • the function is realized by executing or by the I / F 1008.
  • the processing results of the respective functional units are stored in a storage device such as the RAM 1003, the magnetic disk 1005, and the optical disk 1007, for example.
  • the acquisition unit 1501 acquires the new key KKi, stores the new key KKi in the key information DB 110 in association with the current key Ki. Specifically, for example, the acquisition unit 1501 receives the new key KKi from the gateway Gi. The received new key KKi is stored in the new key field of the gateway Gi record of the key information DB 110 using the GW address of the gateway Gi stored as the transmission source in the header of the transmission packet of the new key KKi. .
  • the creating unit 1502 creates information in which the gateway GW's GW address is associated with the node address of each node Ni. Specifically, for example, the creation unit 1502 creates the table Ti described above. The creation unit 1502 deletes the table Ti after the update to the new key KKi is completed. As described above, the table Ti is created only during the update, and is deleted after the update, so that the management server 101 can save memory.
  • SSL Secure SocketTi Layer
  • the determination unit 1504 determines whether or not the node address of a specific node Ni-x (for example, the node Ni-3) included in the update request packet rp is in the table Ti created by the creation unit 1502. . For example, in the example of FIG. 5, since the node address of the node Ni-3 exists in the table Ti, the determination unit 1504 determines that the node address of the node Ni-3 is in the table Ti. The determination unit 1504 may delete the node address determined to be in the table Ti from the table Ti.
  • a specific node Ni-x for example, the node Ni-3 included in the update request packet rp
  • the extraction unit 1505 extracts the current key Ki of the gateway Gi from the key information DB 110 based on the GW address of the gateway Gi. Specifically, for example, when the determination unit 1504 determines that there is a specific node Ni-x (for example, the node Ni-3) included in the update request packet rp, the extraction unit 1505 stores the table Ti The ID of the gateway Gi that is the creation target is specified from the key information DB 110. Then, the extraction unit 1505 extracts the new key KKi from the identified ID record.
  • a specific node Ni-x for example, the node Ni-3
  • the transmission unit 1506 transmits the new key KKi extracted by the extraction unit 1505 to the specific node Ni-x via the mobile terminal H.
  • the new key KKi can be assigned to the specific node Ni-x without going through the ad hoc network Ai.
  • FIG. 16 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the node Ni.
  • the node Ni includes a packet reception unit 1601, a determination unit 1602, a detection unit 1603, a packet transmission unit 1604, a key reception unit 1605, and an update unit 1606.
  • each of the functional units causes the CPU 1101 to execute a program stored in a storage device such as the RAM 1102 and the flash memory 1103 illustrated in FIG.
  • the function is realized by the I / F 1104.
  • the processing results of the respective function units are stored in a storage device such as the RAM 1102 and the flash memory 1103 unless otherwise specified.
  • the packet receiving unit 1601 receives the encrypted packet SPi broadcast from the gateway Gi in the ad hoc network Ai.
  • the encrypted packet SPi is a packet encrypted using the encryption key Ki (current key Ki) unique to the gateway Gi.
  • the encrypted packet SPi is, for example, a packet including update notification information that notifies the ad hoc network Ai of update processing.
  • the packet receiving unit 1601 receives the encrypted packet SPi from another node Ni in the ad hoc network Ai by multihop communication. However, if the gateway Gi exists in the communication area of the node Ni, the packet receiving unit 1601 may directly receive the encrypted packet SPi from the gateway Gi.
  • the determination unit 1602 determines whether each node Ni-1 to Ni-mi in the node group constituting the ad hoc network Ai has update notification information by decrypting the encrypted packet SPi with the current key Ki. To do. Specifically, for example, the node Ni determines whether or not a key update flag is set at a bit position designated in advance in a packet decrypted from the encrypted packet SPi. Further, the determination unit 1602 may determine whether or not the encrypted packet SPi received this time is the latest as compared with the time stamp of the update notification information stored last time.
  • the determining unit 1602 may determine whether there is a GW address that is not encrypted with the current key Ki. Further, when the encrypted packet SPi has the data structure shown in FIG. 8, the determination unit 1602 also determines whether or not the update notification information obtained by decrypting the encrypted packet SPi with the current key Ki has a GW address. It is good. In this case, since the GW address cannot be specified unless decryption is possible, the update process can be performed securely if the current key Ki is not leaked.
  • the detection unit 1603 detects a connection with the mobile terminal H that can communicate with the management server 101. Specifically, for example, as a result of the worker connecting the portable terminal H and the new node N using a USB cable, the detection unit 1603 detects the connection with the portable terminal H via the USB cable.
  • the packet transmission unit 1604 transmits an encrypted response packet RP obtained by encrypting the node address of the own node with the current key Ki to the gateway Gi.
  • the packet transmission unit 1604 may transmit the update request packet RP to the GW address.
  • the packet transmission unit 1604 transmits an update request packet rp including the node address of the own node to the management server 101 via the mobile terminal H. Specifically, for example, the packet transmission unit 1604 transmits the update request packet rp to the mobile terminal H via the network NW3 such as a USB cable. As a result, the mobile terminal H transmits an update request packet rp from the node Ni to the management server 101 via the network NW2.
  • the key receiving unit 1605 receives the encryption key KKi unique to the gateway Gi from the management server 101 via the mobile terminal H.
  • the encryption key KKi is, for example, a common key that can encrypt a packet at the node Ni-x and decrypt the encrypted packet SPi encrypted using the encryption key KKi.
  • the update unit 1606 updates the current key Ki to the new key KKi. Thereby, the encryption of the packet to be transmitted by the node Ni and the decryption of the encrypted packet SPi are executed with the new key KKi. Therefore, secure communication can be performed between nodes in the ad hoc network Ai.
  • the update unit 1606 may update the new key KKi by overwriting the current key Ki, and the current key Ki may be updated until the node Ni transmits the encrypted packet SPi to the management server 101. It may be erased.
  • the mobile terminal H receives the SSL server certificate from the management server 101.
  • the received SSL server certificate is stored in a storage device such as the RAM 1102 or the flash memory 1103 of the mobile terminal H in association with the IP address of the management server 101, for example.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of authentication information of the management server 101.
  • the authentication information 1700 of the management server 101 has an IP address and an SSL server certificate.
  • the IP address is the IP address of the management server 101.
  • the 509 certificate is an SSL server certificate (public key certificate) of the management server 101.
  • the mobile terminal H performs server authentication by decrypting the SSL server certificate using a public key incorporated in the terminal in advance.
  • the public key is issued by, for example, a third-party certification body. If the SSL server certificate can be correctly decrypted using this public key, it can be seen that the SSL server certificate is a correct certificate certified by a third-party certification authority, and that the identity of the management server 101 has been guaranteed. Become.
  • the authentication information 1800 is stored in a storage device such as the ROM 1002, the RAM 1003, the magnetic disk 1005, and the optical disk 1007 of the management server 101, for example.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram showing an example of authentication information of the mobile terminal H.
  • the authentication information 1800 of the mobile terminal H has a user ID and a password.
  • the user ID is an identifier of the mobile terminal H.
  • the password is for authenticating a user who uses the mobile terminal H.
  • the mobile terminal H transmits a user ID and password pair to the management server 101.
  • This user ID and password may be registered in advance in the flash memory 1103 of the mobile terminal H, or may be received by a user operation input using an input device (not shown) of the mobile terminal H.
  • the management server 101 determines that the user ID and password pair from the portable terminal H matches the user ID and password pair of the authentication information 1800.
  • the user ID and password of the authentication information 1800 match, the identity of the user of the portable terminal H is guaranteed.
  • the mobile terminal H communicates with the management server 101 by encrypting the packet using, for example, a public key included in the SSL server certificate of the management server 101. Thereby, secure communication can be performed between the management server 101 and the portable terminal H.
  • FIG. 19 is a sequence diagram illustrating a key update sequence example according to the embodiment.
  • the gateway Gi generates a new key KKi unique to the gateway Gi (step S1901).
  • the gateway Gi transmits the generated new key KKi and the GW address of the gateway Gi to the management server 101 (step S1902).
  • the management server 101 secures a record of ID: i designating the gateway Gi, and stores the received new key KKi in the record of ID: i in the key information DB 110 in association with the GW address of the gateway Gi (step S1903).
  • the gateway Gi generates update notification information (step S1904), and encrypts the update notification information with the current key Ki to generate an encrypted packet SPi (step S1905).
  • the gateway Gi broadcasts the encrypted packet SPi within the ad hoc network Ai (step S1906). As a result, the encrypted packet SPi is distributed to the nodes Ni-1 to Ni-mi through multi-hop communication in the ad hoc network Ai.
  • the nodes Ni-1 to Ni-mi execute key update pre-processing (step S1907). Details of the key update pre-processing (step S1907) will be described later with reference to FIG.
  • the nodes Ni-1 to Ni-mi transmit the encryption response packet RP to the gateway Gi (step S1908). Then, the gateway Gi decrypts each transmitted encrypted packet RP with the current key Ki (step S1909). When the encrypted packet RP is decrypted, the node address of each transmission source is detected. The gateway Gi transmits the GW address of the gateway Gi and the node address group obtained by decryption to the management server 101 via the network NW1 (step S1910).
  • the gateway Gi deletes the current key Ki when a certain period has elapsed after the broadcast of the encrypted packet SPi (step S1911). Thereby, the gateway Gi will now distribute the packet encrypted with the new key KKi to the ad hoc network Ai and decrypt the packet received from the ad hoc network Ai with the new key KKi. Packets that cannot be decrypted with the new key KKi are discarded.
  • the management server 101 receives the GW address and node address group of the gateway Gi transmitted from the gateway Gi, and creates a table Ti (step S1912).
  • the gateway Gi ID is specified from the key information DB 110 using the gateway GW address as a clue.
  • the creation unit creates the table Ti by associating the identified ID with the received node address group.
  • the nodes Ni-1 to Ni-mi determine the connection with the mobile terminal H after transmitting the encryption response packet RP (step S1913). In FIG. 19, it is assumed that the connection of the node Ni-3 with the mobile terminal H is detected.
  • the node Ni-3 transmits the update request packet rp including the node address of the node Ni-3 to the management server 101 via the mobile terminal H (step S1914).
  • the management server 101 executes a new key specifying process (step S1915). Details of the new key specifying process (step S1915) will be described later with reference to FIG.
  • the management server 101 transmits the new key KKi specified in the new key specifying process (step S1915) to the node Ni-3 via the portable terminal H (step S1916).
  • the node Ni-3 When the node Ni-3 receives the new key KKi from the management server 101 via the mobile terminal H, the node Ni-3 updates the key used in the ad hoc network Ai from the current key Ki to the new key KKi (step S1917).
  • the worker can sequentially perform key update operations from arbitrarily selected nodes Ni without checking which node Ni in the ad hoc network Ai is how many hops away from the gateway Gi. Therefore, the efficiency of the key update work can be improved.
  • FIG. 20 is a flowchart showing an example of a detailed processing procedure of the key update pre-processing (step S1907) shown in FIG.
  • the node Ni decrypts the encrypted packet SPi broadcast from the gateway Gi with the current key Ki (step S2001).
  • the node Ni determines whether or not the packet decrypted from the encrypted packet SPi is update notification information (step S2002). If it is not update notification information (step S2002: No), the key update pre-processing (step S1907) is terminated. In this case, the key update is not performed.
  • step S2002 determines whether it is update notification information (step S2002: Yes).
  • the node Ni generates an encrypted response packet RP using the current key Ki (step S2003).
  • the node Ni writes the encrypted response packet RP in the transmission buffer in the node Ni.
  • the pre-key update process (step S1907) is terminated, and the encrypted response packet RP is transmitted to the gateway Gi.
  • FIG. 21 is a flowchart showing an example of a detailed processing procedure of the new key specifying process (step S1915) shown in FIG.
  • the management server 101 detects a node address included in the update request packet rp (step S2101).
  • the management server 101 determines whether or not the detected node address is registered in the table Ti (step S2102). If not registered in the table Ti (step S2102: No), the management server 101 executes an error process (step S2104) and ends the new key specifying process (step S1915).
  • the extraction unit transmits an error message indicating that the new key KKi could not be extracted to the specific node Ni-x via the mobile terminal H. It may be.
  • Error processing is executed, for example, when the encrypted packet SPi has been tampered with or when a part of the encrypted packet SPi has been lost. According to this error processing, it is possible to prompt the retransmission of the encrypted packet SPi by the specific node Ni-x.
  • step S2102 if registered in the table Ti (step S2102: Yes), the management server 101 extracts a new key KKi unique to the gateway Gi from the key information DB 110 using the gateway Gi ID of the table Ti as a clue. (Step S2103).
  • the management server 101 transmits the new key KKi specified in the new key specifying process (step S1915) to the node Ni-3 via the portable terminal H (step S1916).
  • the new key KKi can be securely and efficiently given to the specific node Ni-x connected to the mobile terminal H via the mobile terminal H.
  • the management server 101 may generate the new key KKi.
  • the management server 101 executes the generation of the new key KKi, the processing load of each gateway Gi can be reduced. Further, since the generation of the new key KKi can be concentrated on a single computer called the management server 101, the cost of the gateways G1 to Gn can be reduced.
  • the management server 101 generates a new key KKi will be described.
  • FIG. 22 is a block diagram illustrating another example of the functional configuration of the gateway Gi.
  • the same components as those shown in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the gateway Gi includes a distribution unit 1401 and an acquisition unit 2202.
  • each function unit (distribution unit 1401 and acquisition unit 2202) causes the CPU 1101 to execute a program stored in a storage device such as the RAM 1102 and the flash memory 1103 illustrated in FIG.
  • the function is realized by the I / F 1104.
  • the processing results of the respective functional units are stored in a storage device such as the RAM 1102 or the flash memory 1103, for example.
  • the acquisition unit 2202 acquires a new key KKi unique to the gateway Gi.
  • the acquisition unit 2202 includes a reception unit 2221 and a storage unit 2222, for example.
  • the receiving unit 2221 receives the new key KKi from the management server 101.
  • the storage unit 2222 stores the new key KKi received by the reception unit 2221.
  • the storage unit 2222 stores the new key KKi in a storage device such as the RAM 1102 or the flash memory 1103 in the gateway Gi. Since the current key Ki needs to decrypt the encrypted response packet RP from the node Ni, it is held for a certain period and then erased.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating another example of the functional configuration of the management server 101.
  • the same components as those shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the management server 101 includes a key information DB 110, an acquisition unit 2300, a first transmission unit 2301, a creation unit 1502, a reception unit 1503, a determination unit 1504, an extraction unit 1505, and a second transmission unit 2302. It is equipped with.
  • each of the functional units executes a program stored in a storage device such as the ROM 1002, the RAM 1003, the magnetic disk 1005, and the optical disk 1007 shown in FIG.
  • the function is realized by executing the function or by the I / F 1008.
  • the processing results of the respective function units are stored in a storage device such as the RAM 1003, the magnetic disk 1005, and the optical disk 1007, for example.
  • the acquiring unit 2300 acquires the new key KKi and stores the new key KKi in the key information DB 110 in association with the GW address of the gateway Gi.
  • the acquisition unit 2300 includes, for example, a generation unit 2311 and a storage unit 2312.
  • the generation unit 2311 generates a new key KKi for the gateway Gi to be updated. For example, the generation unit 2311 generates a new key KKi using a random number generation function.
  • the storage unit 2312 stores the new key KKi generated by the generation unit 2311. For example, the storage unit 2312 stores the new key KKi in the key information DB 110 in association with the GW address of the gateway Gi.
  • the first transmission unit 2301 transmits the new key KKi unique to the gateway Gi generated by the generation unit 2311 of the management server 101 to the gateway Gi.
  • the transmitted new key KKi is stored in the gateway Gi.
  • the second transmission unit 2302 transmits the new key KKi extracted by the extraction unit 1505 to the specific node Ni-x via the mobile terminal H.
  • the new key KKi can be assigned to the specific node Ni-x without going through the ad hoc network Ai.
  • FIG. 24 is a sequence diagram illustrating another example of the key update sequence according to the embodiment.
  • symbol is attached
  • the management server 101 generates a new key KKi unique to the gateway Gi (step S2401). Then, the management server 101 transmits the generated new key KKi to the gateway Gi via the network NW1 (step S2402).
  • the gateway Gi When the gateway Gi receives the new key KKi from the management server 101 in step S2402, the gateway Gi generates update notification information (step S1904). Further, when generating the new key KKi, the management server 101 stores the new key KKi in the key information DB 110 in association with the GW address of the gateway Gi (step S2403).
  • the worker can arbitrarily determine which node Ni in the ad hoc network Ai is how many hops away from the gateway Gi.
  • the key update operation can be sequentially performed from the node Ni selected in the above. Therefore, the efficiency of the key update work can be improved.
  • the node Ni can acquire the new key KKi from the networks NW2 and NW3 other than the ad hoc network Ai in exchange for the node address. There is no need to exhaustively search which node Ni is how many hops away from the gateway Gi. Therefore, it is possible to reduce the burden of the key update work by the worker. Further, even if the current key Ki is leaked, the key update operation is efficiently performed. Therefore, the encrypted communication in the ad hoc network Ai can be recovered early by updating to the new key KKi.
  • the key update method described in the present embodiment can be realized by executing a program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation.
  • the key setting program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk, a CD-ROM, an MO, and a DVD, and is executed by being read from the recording medium by the computer.
  • Management server 110 Key information DB Ai Ad hoc network Gi Gateway H Mobile terminal Ki Current key (encryption key) KKi new key (encryption key) Ni node SPi encrypted packet RP encrypted response packet rp update request packet Ti table

Abstract

　作業員は、ノード（Ｎｉ－３）の設置場所に行き、ノード（Ｎｉ－３）と携帯端末（Ｈ）とを接続する。ノード（Ｎｉ－３）は、更新要求パケット（ｒｐ）を管理サーバ（１０１）に送信する。管理サーバ（１０１）は、更新要求パケット（ｒｐ）をノード（Ｎｉ－３）から受信すると、更新要求パケット（ｒｐ）からノード（Ｎｉ－３）のアドレスを特定する。ノード（Ｎｉ－３）のアドレスが更新要求パケット（ｒｐ）から特定されるため、管理サーバ（１０１）は、テーブル（Ｔｉ）を参照して、ゲートウェイ（Ｇｉ）を特定する。そして、管理サーバ（１０１）は、鍵情報ＤＢ（１１０）を参照して、ゲートウェイ（Ｇｉ）固有の新鍵（ＫＫｉ）を抽出する。管理サーバ（１０１）は、鍵情報ＤＢ（１１０）から抽出された新鍵（ＫＫｉ）を、携帯端末（Ｈ）を介してノード（Ｎｉ－３）に送信する。

Description

鍵更新方法、ノード、ゲートウェイ、サーバ、およびネットワークシステム
　本発明は、データを暗号化するための鍵を更新する鍵更新方法、ノード、ゲートウェイ、サーバ、およびネットワークシステムに関する。
　アドホックネットワークは、無線通信でリンクする自己構成型のネットワークの一種である。アドホックネットワークは複数のノードにより構成される。また、アドホックネットワーク内の各ノードは、マルチホップ通信によりパケットの送受信を行う。マルチホップ通信は、互いの通信圏内に存在しないノード同士が、各ノードの通信圏内に存在する別のノードを介して通信を行う技術である。
　また、アドホックネットワークとインターネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの他のネットワークとを接続する場合、ゲートウェイと呼ばれる中継機器を用いて、ネットワーク間の通信の転送が行われる。
　アドホックネットワークを利用した技術として、各家庭の電力メータに無線通信可能なノードを組み込んで、作業員が現地に出向くことなく、アドホックネットワーク経由でメータ確認などの業務を行うシステムがある。各家庭の電力の使用量などの個人情報を扱うアドホックネットワークでは、秘匿性や改ざん防止の観点からセキュアな通信を行うことが要求される。
　そこで、従来のシステムでは、アドホックネットワーク内のノード間で送受信されるパケットを暗号化することで、セキュアな通信を確保することが行われている。この際、システム内の全ノードで共通の暗号鍵を用いた場合、鍵漏洩時のリスクが大きいため、ゲートウェイごとに暗号鍵を変えるシステムがある。
　また、システムへの新規ノードの初期導入時などにおいて、新規ノードは、暗号鍵が設定されるまでの間、アドホックネットワーク内の他のノードとセキュアな通信を行うことができない。このため、アドホックネットワーク経由で新規ノードに暗号鍵を自動設定することが難しく、作業員が現地に出向いて暗号鍵の設定作業を行っている。
　また、セキュア通信に関する先行技術として、たとえば、ブロードキャストにより通信を行うネットワークの暗号鍵を管理する技術がある（たとえば、下記特許文献１参照。）。また、アドホックネットワークにおいて通信開始時の鍵交換を安定して行うための技術がある（たとえば、下記特許文献２参照。）。また、アドホックネットワーク内の各ノードが適応ゲートウェイを選択するための技術がある（たとえば、下記特許文献３参照。）。また、異なるネットワーク間に所属する複数のデバイスに鍵を渡し、それを用いてアドホックネットワークを構成する技術がある（たとえば、下記特許文献４参照。）。
特開２００３－３４８０７２号公報 特開２００７－８８７９９号公報 特開２００９－８１８５４号公報 特表２００９－５３５９２１号公報
　しかしながら、上述した従来技術では、アドホックネットワーク内の各ノードに設定する暗号鍵をゲートウェイごとに更新する場合、ノードが属するゲートウェイを特定することが難しいという問題があった。
　たとえば、ノードの設置場所の住所から候補となるゲートウェイを絞り込むことはできても、天候や近傍の建物との位置関係などの要因により通信状況が変化する。このため、実際にどのゲートウェイと通信可能であるかを作業員が現地に出向いて確認する必要があり、作業員の暗号鍵の更新作業にかかる作業時間および作業負荷の増大を招くという問題がある。
　また、ゲートウェイが暗号鍵を更新したタイミングで暗号鍵を更新できるのはゲートウェイから１ホップ隣のノードのみである。具体的には、１ホップ隣のノードがゲートウェイからのブロードキャストパケット（以下、「ＢＣパケット」）を受信することはできるが、ＢＣパケットは新しい暗号鍵（以下、「新鍵」）で暗号化されている。したがって、当該パケットは現在所有している暗号鍵（以下、「現鍵」）で復号することができず、ゲートウェイから２ホップ隣まで転送されないからである。
　すなわち、アドホックネットワークでの鍵更新の開始直後には、ゲートウェイから１ホップ隣のノードは新鍵に設定できるが、ゲートウェイから２ホップ先のノード以降は鍵設定することができない。換言すれば、ゲートウェイから２ホップ隣のノードは、ゲートウェイから1ホップ隣のノードについて鍵更新が完了し、ゲートウェイからのＢＣパケットを受信可能となって初めて鍵更新が可能となる。
　しかしながら、どのノードがゲートウェイから何ホップ先であるかを調査するのは非常に困難である。また、ノードの設置時に何ホップ先であるかを記録していても、上述したように、各種要因により通信状況が変化する。したがって、結局、実際にどのノードがゲートウェイから何ホップ先であるかを、作業員が現地に出向いてその都度確認する必要がある。このように、従来では、作業員の暗号鍵の更新作業にかかる作業時間および作業負荷の増大を招くという問題がある。
　本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、アドホックネットワーク内のノードが用いる暗号鍵の更新作業の効率化を図ることができる鍵更新方法、ノード、ゲートウェイ、サーバ、およびネットワークシステムを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するため、アドホックネットワーク内のゲートウェイと、前記アドホックネットワーク内のノード群と、前記ゲートウェイと通信可能なサーバと、を備え、前記ノード群の各ノードに付与された前記ゲートウェイ固有の現鍵を更新するにあたって、前記ゲートウェイが、前記現鍵の更新通知情報を前記現鍵で暗号化した暗号化パケットを、前記アドホックネットワークに同時通報し、前記ゲートウェイが、前記ゲートウェイ固有の新鍵を取得して保存し、前記サーバが、前記新鍵を取得して、前記ゲートウェイのアドレスおよび前記現鍵を関連付けて保存するデータベースにおいて、前記ゲートウェイのアドレスに関連付けて前記新鍵を保存し、前記サーバが、前記アドホックネットワークを構成するノード群の各ノードのアドレスを、前記ゲートウェイから受信した場合、前記ゲートウェイのアドレスと前記各ノードのアドレスとを関連付けた情報を作成し、前記ノード群内の各ノードが、前記暗号化パケットを前記現鍵で復号することにより、前記更新通知情報であるか否かを判断し、前記ノード群内の前記サーバと通信可能な携帯端末と接続された特定のノードが、前記更新通知情報であると判断された場合、前記特定のノードのアドレスを含む更新要求パケットを、前記携帯端末を介して前記サーバに送信し、前記サーバが、前記データベースにおいて送信された更新要求パケットに含まれている前記特定のノードのアドレスが、作成された情報にあるか否かを判定し、前記サーバが、あると判定された場合、前記ゲートウェイのアドレスに関連付けられている前記新鍵を、前記データベースから抽出し、前記サーバが、抽出された前記新鍵を、前記携帯端末を介して前記特定のノードに送信し、前記特定のノードが、前記現鍵から、送信された前記新鍵に更新する鍵更新方法、ノード、ゲートウェイ、サーバ、およびネットワークシステムが一例として挙げられる。
　本発明にかかる鍵更新方法、ノード、ゲートウェイ、サーバ、およびネットワークシステムによれば、アドホックネットワーク内のノードが用いる暗号鍵の更新作業の効率化を図ることができるという効果を奏する。
図１は、実施の形態にかかるネットワークシステムの一実施例を示す説明図である。 図２は、アドホックネットワークＡｉにおける鍵更新例を示す説明図（その１）である。 図３は、アドホックネットワークＡｉにおける鍵更新例を示す説明図（その２）である。 図４は、アドホックネットワークＡｉにおける鍵更新例を示す説明図（その３）である。 図５は、アドホックネットワークＡｉにおける鍵更新例を示す説明図（その４）である。 図６は、アドホックネットワークＡｉにおける鍵更新例を示す説明図（その５）である。 図７は、ゲートウェイＧｉからブロードキャストされる暗号化パケットＳＰｉのデータ構造の一例を示す説明図である。 図８は、ゲートウェイＧｉからブロードキャストされる暗号化パケットＳＰｉのデータ構造の他の例を示す説明図である。 図９は、ノードＮｉからゲートウェイＧｉ宛に送信される暗号化応答パケットＲＰのデータ構造の一例を示す説明図である。 図１０は、実施の形態にかかる管理サーバ１０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図１１は、実施の形態にかかるゲートウェイＧｉおよびノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉ（以下、「ノード等」）のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図１２は、鍵情報ＤＢ１１０の記憶内容の一例を示す説明図である。 図１３は、テーブルＴｉの記憶内容の一例を示す説明図である。 図１４は、ゲートウェイＧｉの機能的構成例を示すブロック図である。 図１５は、管理サーバ１０１の機能的構成例を示すブロック図である。 図１６は、ノードＮｉの機能的構成例を示すブロック図である。 図１７は、管理サーバ１０１の認証情報の一例を示す説明図である。 図１８は、携帯端末Ｈの認証情報の一例を示す説明図である。 図１９は、実施の形態にかかる鍵更新シーケンス例を示すシーケンス図である。 図２０は、図１９に示した鍵更新前処理（ステップＳ１９０７）の詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。 図２１は、図１９に示した新鍵特定処理（ステップＳ１９１５）の詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。 図２２は、ゲートウェイＧｉの機能的構成の他の例を示すブロック図である。 図２３は、管理サーバ１０１の機能的構成の他の例を示すブロック図である。 図２４は、実施の形態にかかる鍵更新シーケンスの他の例を示すシーケンス図である。
　以下に添付図面を参照して、この発明にかかる鍵更新方法、ノード、ゲートウェイ、サーバ、およびネットワークシステムの実施の形態を詳細に説明する。
（ネットワークシステムの一実施例）
　図１は、実施の形態にかかるネットワークシステムの一実施例を示す説明図である。図１において、ネットワークシステム１００は、管理サーバ１０１と、ゲートウェイＧ１～Ｇｎと、ノードＮ１－１～Ｎ１－ｍ１，Ｎ２－１～Ｎ２－ｍ２，…，Ｎｎ－１～Ｎｎ－ｍｎと、を含む構成である。
　ネットワークシステム１００において、管理サーバ１０１とゲートウェイＧ１～Ｇｎは、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどのネットワークＮＷ１を介して相互に通信可能に接続されている。また、ゲートウェイＧｉとノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉは、アドホックネットワークＡｉを介して接続されている（ｉ＝１，２，…，ｎ）。なお、以降の説明で、単に「ノードＮｉ」と表記した場合は、任意のアドホックネットワークＡｉを構成するノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉの中の任意のノードを示すこととする。
　ここで、管理サーバ１０１は、鍵情報ＤＢ（データベース）１１０を備え、各ゲートウェイＧ１～Ｇｎ固有の暗号鍵を管理するコンピュータである。ゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵（以下、「暗号鍵Ｋｉ」という）は、ゲートウェイＧｉが属するアドホックネットワークＡｉ内のノード間で送受信されるパケットを暗号化するための鍵情報である。なお、鍵情報ＤＢ１１０についての詳細な説明は、図１２を用いて後述する。
　ゲートウェイＧｉは、アドホックネットワークＡｉとネットワークＮＷ１とを接続する中継機器である。ゲートウェイＧｉは、アドホックネットワークＡｉのプロトコルとネットワークＮＷ１のプロトコルの両方を理解し、アドホックネットワークＡｉとネットワークＮＷ１との間の通信の転送を行う。
　ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉは、所定の通信圏内の他ノードとマルチホップ通信を行う無線通信装置である。アドホックネットワークＡｉでは、すべてのノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉがゲートウェイＧｉと直接通信できる必要はなく、一部のノードがゲートウェイＧｉと通信可能であればよい。
　ネットワークシステム１００は、たとえば、各家庭の電力やガスの使用量を収集するシステムに適用することができる。具体的には、たとえば、各家庭の電力メータやガスメータに各ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉを組み込むことで、アドホックネットワークＡｉ内のノード間で各家庭の電力やガスの使用量を送受信する。なお、各家庭の電力やガスの使用量は、各ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉが計測してもよく、また、各ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉが電力メータやガスメータから取得してもよい。
　ゲートウェイＧｉは、アドホックネットワークＡｉ内のノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉから受信した各家庭の電力やガスの使用量を、ネットワークＮＷ１を介して電力会社やガス会社のサーバ（たとえば、管理サーバ１０１）に送信する。これにより、作業員が現地に出向くことなく電力やガスの使用量を収集することができる。
　また、ネットワークシステム１００では、アドホックネットワークＡｉごとにゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを用いてパケットを暗号化する。これにより、アドホックネットワークＡｉのセキュア通信（データ秘匿性、改ざん防止など）を確保する。また、アドホックネットワークＡｉごとに暗号鍵Ｋｉを変えることで、鍵漏洩時のリスクを低減させる。また、受信されるパケットも暗号鍵Ｋｉで暗号化されているため、ゲートウェイＧｉやその配下のノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉは、暗号鍵Ｋｉで復号することができる。
　なお、図１の例では、アドホックネットワークＡｉ内に１台のゲートウェイＧｉを設ける構成としたが、同一のアドホックネットワークＡｉ内に複数台のゲートウェイＧｉを設ける構成としてもよい。この場合、アドホックネットワークＡｉ内で送受信されるパケットを暗号化するための暗号鍵Ｋｉは、複数台のゲートウェイＧｉで共通である。
（現鍵Ｋｉの更新例）
　暗号鍵Ｋｉは、アドホックネットワークＡｉ内のゲートウェイＧｉおよびノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉで共通に使用される鍵情報である。以下では、アドホックネットワークＡｉで暗号鍵Ｋｉを現在利用されている現鍵Ｋｉとし、現鍵Ｋｉを新鍵ＫＫｉに更新する例について説明する。
　図２～図６は、アドホックネットワークＡｉにおける鍵更新例を示す説明図である。図２は、鍵更新前の状態（Ａ）を示している。管理サーバ１０１は、鍵情報ＤＢ１１０においてゲートウェイＧｉごとに現鍵Ｋｉを保存している。図２では、鍵情報ＤＢ１１０において、ゲートウェイＧｉ（のアドレス）と現鍵Ｋｉとが関連付けられていることを示している。また、ゲートウェイＧｉおよびノードＮｉ－１～Ｇｉ－６も現鍵Ｋｉを保持している。
　図３は、図２の状態（Ａ）から遷移した状態（Ｂ）を示している。状態（Ｂ）では、（１）ゲートウェイＧｉは、新鍵ＫＫｉを生成し、ネットワークＮＷ１を介して管理サーバ１０１に新鍵ＫＫｉを送信する。
（２）管理サーバ１０１は、ゲートウェイＧｉから新鍵ＫＫｉを受信すると、新鍵ＫＫｉの送信元であるゲートウェイＧｉのアドレスを手がかりとして、鍵情報ＤＢ１１０のゲートウェイＧｉのレコードを指定する。管理サーバ１０１は、指定したレコードに新鍵ＫＫｉを保存する。これにより、ゲートウェイＧｉ（のアドレス）と新鍵ＫＫｉとが関連付けられる。現鍵Ｋｉは、新鍵ＫＫｉが保存されると消去される。
（３）ゲートウェイＧｉは、現鍵Ｋｉで現鍵Ｋｉの更新通知情報を暗号化する。そして、ゲートウェイＧｉは、暗号化パケットＳＰｉをアドホックネットワークＡｉに対しブロードキャストする。ゲートウェイＧｉから暗号化パケットＳＰｉがブロードキャストされると、各ノードＮｉ－１～Ｎｉ－６に暗号化パケットＳＰｉが行き渡る。
　図４は、図３の状態（Ｂ）から遷移した状態（Ｃ）を示している。状態（Ｃ）では、（４）ノードＮｉ－１～Ｎｉ－６は暗号化パケットＳＰｉを現鍵Ｋｉで復号し、現鍵Ｋｉの更新通知情報が含まれているかを確認する。更新通知情報が含まれている場合は、自ノードのノードアドレスを現鍵Ｋｉで暗号化した暗号化応答パケットＲＰをゲートウェイＧｉ宛に送信する。
（５）ゲートウェイＧｉは、ノードＮｉ－１～Ｎｉ－６から暗号化応答パケットＲＰを受信すると、現鍵Ｋｉで復号する。そして、復号で得られたノードＮｉ－１～Ｎｉ－６のノードアドレスを管理サーバ１０１に送信する。
（６）管理サーバ１０１は、ゲートウェイＧｉからノードＮｉ－１～Ｎｉ－６のノードアドレスを受信すると、送信元であるゲートウェイＧｉとノードＮｉ－１～Ｎｉ－６のノードアドレスとを関連付けたテーブルＴｉを作成する。テーブルＴｉは、ゲートウェイＧｉごとに作成される。テーブルＴｉは、新鍵ＫＫｉへの更新時に一時的に作成される情報である。したがって、管理サーバ１０１は、ゲートウェイＧｉの台数分のテーブルＴｉを常時保持しておく必要がない。また、新鍵ＫＫｉへの更新をおこなうゲートウェイＧｉについてのみテーブルＴｉを作成する。したがって、管理サーバ１０１において省メモリ化を図ることができる。
（７）ゲートウェイＧｉは、暗号化パケットＳＰｉのブロードキャスト後、一定期間経過後に現鍵Ｋｉを消去する。一定期間は、たとえば、１時間など任意に設定することができる。このように、現鍵Ｋｉの残存期間を制限することで、一定期間経過後に送信されてきた暗号化パケット（暗号化応答パケットＲＰに限られない）は現鍵Ｋｉで復号できなくなり、ゲートウェイＧｉで破棄される。
　図５は、図４の状態（Ｃ）から遷移した状態（Ｄ）を示している。状態（Ｄ）では、ノードＮｉ－３に携帯端末Ｈを接続し、ノードＮｉ－３が携帯端末Ｈを通信インターフェースとして利用して、管理サーバ１０１と通信をおこなう例を示している。図５では、ノードＮｉ－３について説明しているが、他のノードＮｉ－１，Ｎｉ－２，Ｎｉ－４～Ｎｉ－６も同様に実行する。
（８）作業員は、ノードＮｉ－３の設置場所に行き、ノードＮｉ－３と携帯端末Ｈとを接続する。携帯端末Ｈは、管理サーバ１０１と通信可能なコンピュータである。携帯端末Ｈと管理サーバ１０１との通信の確立は、ノードＮｉ－３の接続前でも接続後でもよい。
（９）ノードＮｉ－３と携帯端末Ｈとが接続されると、ノードＮｉ－３は、更新要求パケットｒｐを管理サーバ１０１に送信する。更新要求パケットｒｐとは、自ノード、すなわち、ここでは、ノードＮｉ－３のノードアドレスを含むパケットである。なお、携帯端末Ｈと管理サーバ１０１間の通信は、公開鍵暗号方式などの既存の暗号化通信を利用してもよい。
（１０）管理サーバ１０１は、更新要求パケットｒｐをノードＮｉ－３から受信すると、更新要求パケットｒｐからノードＮｉ－３のノードアドレスを特定する。管理サーバ１０１は、テーブルＴｉを参照して、更新要求パケットｒｐから特定されたノードＮｉ－３のノードアドレスが、テーブルＴｉにあるか否かを判定する。テーブルＴｉにノードＮｉ－３のノードアドレスがある場合、管理サーバ１０１は、鍵情報ＤＢ１１０を参照して、テーブルＴｉでのゲートウェイＧｉのアドレスに関連付けられている新鍵ＫＫｉを抽出する。
（１１）そして、管理サーバ１０１は、鍵情報ＤＢ１１０から抽出された新鍵ＫＫｉを、携帯端末Ｈを介してノードＮｉ－３に送信する。なお、携帯端末Ｈと管理サーバ１０１間の通信は、公開鍵暗号方式などの既存の暗号化通信を利用してもよい。
（１２）このあと、ノードＮｉ－３は、現鍵Ｋｉから、管理サーバ１０１から携帯端末Ｈを介して受信された新鍵ＫＫｉに更新する。これ以降、ノードＮｉ－３がパケットを送信する場合は、新鍵ＫＫｉで暗号化して送信し、受信されたパケットについては新鍵ＫＫｉで復号することとなる。
　図６は、図５の状態（Ｄ）から遷移した状態（Ｅ）を示している。状態（Ｅ）では、図５の状態（Ｄ）で示した処理を、他のノードＮｉ－１，Ｎｉ－２，Ｎｉ－４～Ｎｉ－６についても実行した結果を示している。状態（Ｅ）では、各ノードＮｉ－１～Ｎｉ－６に新鍵ＫＫｉが行き渡っている。また、鍵情報ＤＢ１１０から現鍵Ｋｉが消去され新鍵ＫＫｉが残されている。このあと、新鍵ＫＫｉがアドホックネットワークＡｉでの有効な現鍵Ｋｉとなる。また、テーブルＴｉは消去される。したがって、管理サーバ１０１において省メモリ化を図ることができる。
（暗号化パケットＳＰｉのデータ構造例）
　つぎに、ゲートウェイＧｉからブロードキャストされる暗号化パケットＳＰｉのデータ構造例について説明する。
　図７は、ゲートウェイＧｉからブロードキャストされる暗号化パケットＳＰｉのデータ構造の一例を示す説明図である。図７において、暗号化パケットＳＰｉは、ヘッダ部７１０とペイロード部７２０とを含む構成である。ヘッダ部７１０には、宛先アドレス、差出アドレス、ホップ数およびＧＷアドレスが記述されている。ペイロード部７２０には、暗号化されたデータ本体が記述されている（図７中ハッチ部分）。
　ここで、宛先アドレスは、送信先のアドレスである。ここでは、ブロードキャスト用のＭＡＣアドレス『００：００：００：００：００：００』が記述されている。差出アドレスは、送信元のアドレスである。差出アドレスは、マルチポップ通信により書き換わる。ここでは、アドホックネットワークＡｉ内のノードＮｉとは異なる他のノードＮｉのＭＡＣアドレスが記述されている。
　ホップ数は、暗号化パケットＳＰｉを残り何回転送するのかを示す残余の転送回数である。ゲートウェイＧｉからブロードキャストされる暗号化パケットＳＰｉのホップ数の最大値は予め設定されている。ホップ数は暗号化パケットＳＰｉの転送時にデクリメントされ、ホップ数が『０』となった暗号化パケットＳＰｉは棄却される。ここでは、暗号化パケットＳＰ１のホップ数『１０』が記述されている。
　ＧＷアドレスは、ゲートウェイＧｉのアドレスである。ここでは、ゲートウェイＧｉのＭＡＣアドレス『ＡＡ：ＡＡ：ＡＡ：ＡＡ：ＡＡ：ＡＡ』が記述されている。なお、ここでは宛先アドレス、差出アドレスおよびＧＷアドレスの一例として、ＭＡＣアドレスを用いて説明したが、ＩＰアドレスなどのアドレスを用いることにしてもよい。
　ペイロード部７２０は、暗号鍵Ｋｉで復号される。復号されたペイロード部７２０には、鍵更新フラグ７２１とタイムスタンプ７２２を含む更新通知情報が記憶されている。鍵更新フラグとは、現鍵Ｋｉ（暗号鍵Ｋｉ）の更新をおこなうことを示すビット情報である。たとえば、鍵更新フラグのビット位置をあらかじめ指定しておくことで、各ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉで鍵の更新をおこなうことが検出できる。
　また、タイムスタンプは、更新通知情報の生成時刻を記述した情報である。各ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉは、暗号化パケットＳＰｉを受信する都度、そのタイムスタンプのうち最新のものを保持しておく。あらたに暗号化パケットＳＰｉを受信したときは、各ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉは、保持されているタイムスタンプと今回受信した暗号化パケットＳＰｉを復号して得られたタイムスタンプとを比較する。そして、今回受信した暗号化パケットＳＰｉを復号して得られたタイムスタンプが新しければ、鍵更新フラグは有効であるとして、各ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉは、鍵更新処理を実行することとなる。
　図８は、ゲートウェイＧｉからブロードキャストされる暗号化パケットＳＰｉのデータ構造の他の例を示す説明図である。図７に示した暗号化パケットＳＰｉでは、暗号化パケットＳＰｉをブロードキャストしたゲートウェイＧｉのＧＷアドレスがヘッダ部７１０に埋め込まれていた。
　これに対し、図８に示す暗号化パケットＳＰｉでは、ヘッダ部８１０には、ゲートウェイＧｉのＧＷアドレスが埋め込まれていない。そのかわりに、復号されたペイロード部８２０に、ゲートウェイＧｉのＧＷアドレスが埋め込まれている。図８に示した暗号化パケットＳＰｉの場合は、暗号化パケットＳＰｉを暗号鍵Ｋｉで復号しなければ、ブロードキャストしたゲートウェイＧｉのＧＷアドレスを特定することができない。
　図９は、ノードＮｉからゲートウェイＧｉ宛に送信される暗号化応答パケットＲＰのデータ構造の一例を示す説明図である。図９において、暗号化応答パケットＲＰは、ヘッダ部９１０とペイロード部９２０とを含む構成である。ヘッダ部９１０には、宛先アドレスおよび差出アドレスが記述されている。ペイロード部９２０には、暗号化されたデータ本体が記述されている（図９中ハッチ部分）。
　ここで、宛先アドレスは、送信先のアドレスである。ここでは、ゲートウェイＧｉのＧＷアドレスであるＭＡＣアドレス『ＡＡ：ＡＡ：ＡＡ：ＡＡ：ＡＡ：ＡＡ』が記述されている。なお、ここでは宛先アドレス、差出アドレスおよびＧＷアドレスの一例として、ＭＡＣアドレスを用いて説明したが、ＩＰアドレスなどのアドレスを用いることにしてもよい。差出アドレスは、送信元のアドレスである。差出アドレスは、マルチポップ通信により書き換わる。ここでは、アドホックネットワークＡｉ内のノードＮｉとは異なる他のノードＮｉのＭＡＣアドレスが記述されている。
　ペイロード部９２０は、現鍵Ｋｉで復号される。復号されたペイロード部９２０には、応答ノードのノードアドレスと応答通知フラグを含む応答通知情報が記憶されている。応答通知フラグとは、現鍵Ｋｉ（暗号鍵Ｋｉ）の更新を確認したことを示すビット情報である。たとえば、応答通知フラグのビット位置をあらかじめ指定しておくことで、ゲートウェイＧｉは、ノードＮｉが暗号化パケットＳＰｉに応答したことを検出できる。
（管理サーバ１０１のハードウェア構成）
　図１０は、実施の形態にかかる管理サーバ１０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。図１０において、管理サーバ１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１００１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）１００２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１００３と、磁気ディスクドライブ１００４と、磁気ディスク１００５と、光ディスクドライブ１００６と、光ディスク１００７と、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１００８と、ディスプレイ１００９と、キーボード１０１０と、マウス１０１１と、を備えている。また、ＣＰＵ１００１～マウス１０１１はバス１０００によってそれぞれ接続されている。
　ここで、ＣＰＵ１００１は、管理サーバ１０１の全体の制御を司る。ＲＯＭ１００２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭ１００３は、ＣＰＵ１００１のワークエリアとして使用される。磁気ディスクドライブ１００４は、ＣＰＵ１００１の制御に従って磁気ディスク１００５に対するデータのリード／ライトを制御する。磁気ディスク１００５は、磁気ディスクドライブ１００４の制御で書き込まれたデータを記憶する。
　光ディスクドライブ１００６は、ＣＰＵ１００１の制御に従って光ディスク１００７に対するデータのリード／ライトを制御する。光ディスク１００７は、光ディスクドライブ１００６の制御で書き込まれたデータを記憶したり、光ディスク１００７に記憶されたデータをコンピュータに読み取らせたりする。
　Ｉ／Ｆ１００８は、通信回線を通じてネットワークＮＷ１，ＮＷ２に接続され、このネットワークＮＷ１，ＮＷ２を介して他の装置（たとえば、ゲートウェイＧｉ、携帯端末Ｈ）に接続される。Ｉ／Ｆ１００８は、ネットワークＮＷ１，ＮＷ２と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。Ｉ／Ｆ１００８には、たとえば、モデムやＬＡＮアダプタなどを採用することができる。
　ディスプレイ１００９は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像、機能情報などのデータを表示する。このディスプレイ１００９は、たとえば、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。
　キーボード１０１０は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを備え、データの入力を行う。また、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。マウス１０１１は、カーソルの移動や範囲選択、あるいはウィンドウの移動やサイズの変更などを行う。ポインティングデバイスとして同様に機能を備えるものであれば、トラックボールやジョイスティックなどであってもよい。なお、図２に示した携帯端末Ｈについても、図１０に示した管理サーバ１０１と同様のハードウェア構成により実現できる。
（ゲートウェイＧｉおよびノードＮｉのハードウェア構成）
　図１１は、実施の形態にかかるゲートウェイＧｉおよびノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉ（以下、「ノード等」）のハードウェア構成例を示すブロック図である。図１１において、ノード等は、ＣＰＵ１１０１と、ＲＡＭ１１０２と、フラッシュメモリ１１０３と、Ｉ／Ｆ１１０４と、暗号化回路１１０５と、を備えている。ＣＰＵ１１０１～暗号化回路１１０５は、バス１１００によってそれぞれ接続されている。
　ここで、ＣＰＵ１１０１は、ノード等の全体の制御を司る。ＲＡＭ１１０２は、ＣＰＵ１１０１のワークエリアとして使用される。フラッシュメモリ１１０３は、プログラムや暗号鍵などの鍵情報を記憶している。Ｉ／Ｆ１１０４は、マルチホップ通信によりパケットを送受信する。また、ゲートウェイＧｉのＩ／Ｆ１１０４は、通信回線を通じてネットワークＮＷ１に接続され、このネットワークＮＷ１を介して管理サーバ１０１に接続される。
　暗号化回路１１０５は、データを暗号化する場合に暗号鍵によりデータを暗号化する回路である。暗号化をソフトウェア的に実行する場合は、暗号化回路１１０５に相当するプログラムをフラッシュメモリ１１０３に記憶させておくことで、暗号化回路１１０５は不要となる。
（鍵情報ＤＢ１１０の記憶内容）
　図１２は、鍵情報ＤＢ１１０の記憶内容の一例を示す説明図である。図１２において、鍵情報ＤＢ１１０は、ＩＤ、ＧＷアドレス、暗号鍵のフィールドを有し、各フィールドに情報を設定することで、ゲートウェイＧ１～Ｇｎごとの鍵情報１２００－１～１２００－ｎをレコードとして記憶している。
　ここで、ＩＤは、本明細書において説明上用いる各ゲートウェイＧｉの識別子である。ＧＷアドレスは、ゲートウェイＧｉのアドレスである。ＧＷアドレスとしては、たとえば、ゲートウェイＧｉのＭＡＣアドレスやＩＰアドレスを用いることができる。現鍵は、各ゲートウェイＧｉ固有の現在有効な暗号鍵であり、具体的には、たとえば、１２８～２５６ビット程度のバイナリデータである。
　新鍵ＫＫｉは、各ゲートウェイＧｉ固有の更新後の暗号鍵であり、具体的には、たとえば、１２８～２５６ビット程度のバイナリデータである。新鍵ＫＫｉは、更新処理において鍵情報ＤＢ１１０に保存され、更新処理が完了することで、現鍵として鍵情報ＤＢ１１０に保存される。
　鍵情報１２００－１を例に挙げると、ゲートウェイＧ１のＧＷアドレスは『ｘｘ：ｘｘ：ｘｘ：ｘｘ：１２：３４』、暗号鍵は『暗号鍵Ｋ１』である。なお、鍵情報ＤＢ１１０は、たとえば、図１０に示した管理サーバ１０１のＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００３、磁気ディスク１００５、光ディスク１００７などの記憶装置により実現される。
　鍵情報ＤＢ１１０の記憶内容は、管理サーバ１０１がゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵ＫｉをゲートウェイＧｉから受信することで更新してもよい。また、図１０に示したキーボード１０１０やマウス１０１１を用いたユーザの操作入力により、鍵情報ＤＢ１１０の記憶内容を更新することにしてもよい。
　図１３は、テーブルＴｉの記憶内容の一例を示す説明図である。図１３において、テーブルＴｉは、ＩＤおよびノードアドレスのフィールドを有し、各フィールドに情報を設定することで、ゲートウェイＧｉを有するアドホックネットワークＡｉ内の各ノードＮｉ１－１～Ｎｉ－６のノードアドレスをレコードとして記憶している。図１３では、便宜上、ノードＮｉの符号をノードアドレスとして表記している。ノードアドレスは、ＭＡＣアドレスやＩＰアドレスを用いることができる。
（ネットワークシステム１００の機能的構成例）
　つぎに、ネットワークシステム１００の機能的構成例について、図１４～図１６を用いて説明する。
　図１４は、ゲートウェイＧｉの機能的構成例を示すブロック図である。ゲートウェイＧｉは、配信部１４０１と、取得部１４０２と、送信部１４０３とを備えている。各機能部（配信部１４０１～送信部１４０３）は、具体的には、たとえば、図１１に示したＲＡＭ１１０２やフラッシュメモリ１１０３などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ１１０４により、その機能を実現する。また、各機能部（配信部１４０１～送信部１４０３）の処理結果は、たとえば、ＲＡＭ１１０２やフラッシュメモリ１１０３などの記憶装置に記憶される。
　配信部１４０１は、ゲートウェイＧｉのＧＷアドレスおよび現鍵Ｋｉの更新通知情報を有し少なくとも更新通知情報を現鍵Ｋｉで暗号化した暗号化パケットＳＰｉを、アドホックネットワークＡｉに同時通報する。暗号化パケットＳＰｉのデータ構造は、図７または図８に示したデータ構造のいずれでもよい。
　また、ゲートウェイＧｉは、現鍵Ｋｉの更新指示を受け付けると、更新通知情報を生成する。そして、ゲートウェイＧｉは、生成された更新通知情報をペイロード部７２０，８２０として暗号化パケットＳＰｉを生成する。ゲートウェイＧｉは、配信部１４０１により、生成された暗号化パケットＳＰｉをアドホックネットワークＡｉにブロードキャストする。なお、現鍵Ｋｉの更新指示は、ゲートウェイＧｉに対する操作入力でもよく、定期的に与えられる自動更新指示でもよい。また、管理サーバ１０１から現鍵Ｋｉの更新指示を受け付けることとしてもよい。
　取得部１４０２は、ゲートウェイＧｉ固有の新鍵ＫＫｉを取得する。取得部１４０２は、具体的には、たとえば、生成部１４２１と保存部１４２２とを備える。生成部１４２１は、新鍵ＫＫｉを生成する。生成部１４２１は、たとえば、乱数生成機能により新鍵ＫＫｉを生成する。
　保存部１４２２は、生成部１４２１で生成された新鍵ＫＫｉを保存する。たとえば、保存部１４２２は、新鍵ＫＫｉを、ゲートウェイＧｉ内のＲＡＭ１１０２やフラッシュメモリ１１０３などの記憶装置に保存する。また、現鍵ＫｉはノードＮｉからの暗号化応答パケットＲＰを復号する必要があるため、一定期間保持され、その後に消去される。
　送信部１４０３は、ネットワークＮＷ１を経由して、管理サーバ１０１に新鍵ＫＫｉを送信する。このあと、各ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉと管理サーバ１０１との間で鍵更新処理が完了することで、アドホックネットワークＡｉ内で、新鍵ＫＫｉで暗号化したパケットで通信することが可能となる。
　図１５は、管理サーバ１０１の機能的構成例を示すブロック図である。管理サーバ１０１は、鍵情報ＤＢ１１０と、取得部１５０１と、作成部１５０２と、受信部１５０３と、判定部１５０４と、抽出部１５０５と、送信部１５０６と、を備えている。鍵情報ＤＢ１１０は、具体的には、たとえば、図１０に示したＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００３、磁気ディスク１００５、光ディスク１００７などの記憶装置によりその機能を実現する。
　また、各機能部（取得部１５０１～送信部１５０６）は、具体的には、たとえば、図１０に示したＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００３、磁気ディスク１００５、光ディスク１００７などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ１００１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ１００８により、その機能を実現する。また、各機能部（取得部１５０１～送信部１５０６）の処理結果は、たとえば、ＲＡＭ１００３、磁気ディスク１００５、光ディスク１００７などの記憶装置に記憶される。
　取得部１５０１は、新鍵ＫＫｉを取得して、新鍵ＫＫｉを現鍵Ｋｉに関連付けて鍵情報ＤＢ１１０に保存する。具体的には、たとえば、取得部１５０１は、ゲートウェイＧｉから新鍵ＫＫｉを受信する。受信された新鍵ＫＫｉは、新鍵ＫＫｉの送信パケットのヘッダに送信元として記憶されているゲートウェイＧｉのＧＷアドレスを手がかりとして、鍵情報ＤＢ１１０のゲートウェイＧｉのレコードの新鍵のフィールドに保存される。
　作成部１５０２は、アドホックネットワークＡｉを構成するノード群の各ノードＮｉのノードアドレスを、ゲートウェイＧｉから受信した場合、ゲートウェイＧｉのＧＷアドレスと各ノードＮｉのノードアドレスとを関連付けた情報を作成する。具体的には、たとえば、作成部１５０２は、上述したテーブルＴｉを作成する。また、作成部１５０２は、新鍵ＫＫｉへの更新が完了したあとに、テーブルＴｉを消去する。このように、テーブルＴｉは、更新中のみ作成され、更新後には消去されるため、管理サーバ１０１での省メモリ化を図ることができる。
　受信部１５０３は、ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉのうち携帯端末Ｈが接続された特定のノードＮｉ－ｘ（図５ではｘ＝３）から、携帯端末Ｈを介して、更新要求パケットｒｐ（図５を参照）を受信する。なお、携帯端末Ｈと管理サーバ１０１との間では、たとえば、ＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ　ＳｏｃｋｅＴｉ　Ｌａｙｅｒ）などのセキュアな通信が行われる。
　判定部１５０４は、更新要求パケットｒｐに含まれている特定のノードＮｉ－ｘ（たとえば、ノードＮｉ－３）のノードアドレスが、作成部１５０２によって作成されたテーブルＴｉにあるか否かを判定する。たとえば、図５の例では、ノードＮｉ－３のノードアドレスがテーブルＴｉに存在するため、判定部１５０４は、ノードＮｉ－３のノードアドレスがテーブルＴｉにあると判定する。テーブルＴｉにあると判定されたノードアドレスについては、判定部１５０４は、テーブルＴｉから消去してもよい。
　抽出部１５０５は、ゲートウェイＧｉのＧＷアドレスに基づいて、鍵情報ＤＢ１１０からゲートウェイＧｉの現鍵Ｋｉを抽出する。具体的には、たとえば、判定部１５０４によって、更新要求パケットｒｐに含まれている特定のノードＮｉ－ｘ（たとえば、ノードＮｉ－３）がありと判定された場合、抽出部１５０５は、テーブルＴｉの作成対象となったゲートウェイＧｉのＩＤを鍵情報ＤＢ１１０から特定する。そして、抽出部１５０５は、特定されたＩＤのレコードから新鍵ＫＫｉを抽出する。
　送信部１５０６は、抽出部１５０５によって抽出された新鍵ＫＫｉを、携帯端末Ｈを介して特定のノードＮｉ－ｘに送信する。これにより、アドホックネットワークＡｉを経由せずに、特定のノードＮｉ－ｘに新鍵ＫＫｉを付与することができる。
　図１６は、ノードＮｉの機能的構成例を示すブロック図である。ノードＮｉは、パケット受信部１６０１と、判断部１６０２と、検知部１６０３と、パケット送信部１６０４と、鍵受信部１６０５と、更新部１６０６と、を含む構成である。
　各機能部（パケット受信部１６０１～更新部１６０６）は、具体的には、たとえば、図１１に示したＲＡＭ１１０２、フラッシュメモリ１１０３などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ１１０４により、その機能を実現する。また、各機能部（パケット受信部１６０１～更新部１６０６）の処理結果は、特に指定する場合を除いて、ＲＡＭ１１０２、フラッシュメモリ１１０３などの記憶装置に記憶される。
　パケット受信部１６０１は、アドホックネットワークＡｉ内のゲートウェイＧｉからブロードキャストされた暗号化パケットＳＰｉを受信する。暗号化パケットＳＰｉは、ゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉ（現鍵Ｋｉ）を用いて暗号化されたパケットである。暗号化パケットＳＰｉは、たとえば、アドホックネットワークＡｉに対し更新処理を知らせる更新通知情報を含んだパケットである。
　具体的には、たとえば、パケット受信部１６０１が、アドホックネットワークＡｉ内の他のノードＮｉからマルチホップ通信により暗号化パケットＳＰｉを受信する。ただし、ノードＮｉの通信圏内にゲートウェイＧｉが存在していれば、パケット受信部１６０１は、ゲートウェイＧｉから暗号化パケットＳＰｉを直接受信する場合もある。
　判断部１６０２は、アドホックネットワークＡｉを構成するノード群内の各ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉが、暗号化パケットＳＰｉを現鍵Ｋｉで復号することにより、更新通知情報があるか否かを判断する。具体的には、たとえば、ノードＮｉが、暗号化パケットＳＰｉから復号されたパケットにおいて、あらかじめ指定されたビット位置に鍵更新フラグが立っているか否かを判定する。また、判断部１６０２は、前回保存しておいた更新通知情報のタイムスタンプと比較して、今回受信した暗号化パケットＳＰｉが最新であるか否かも判断することとしてもよい。
　判断部１６０２は、暗号化パケットＳＰｉが図７に示したデータ構造である場合、現鍵Ｋｉで暗号化されていないＧＷアドレスがあるか否かも判断することとしてもよい。また、判断部１６０２は、暗号化パケットＳＰｉが図８に示したデータ構造である場合、暗号化パケットＳＰｉを現鍵Ｋｉで復号された更新通知情報に、ＧＷアドレスがあるか否かも判断することとしてもよい。この場合、復号できないとＧＷアドレスを特定できないため、現鍵Ｋｉが漏洩していない場合は更新処理をセキュアにおこなうことができる。
　検知部１６０３は、管理サーバ１０１と通信可能な携帯端末Ｈとの接続を検知する。具体的には、たとえば、作業員がＵＳＢケーブルを用いて携帯端末Ｈと新規ノードＮとを接続した結果、検知部１６０３が、ＵＳＢケーブルを介した携帯端末Ｈとの接続を検知する。
　パケット送信部１６０４は、判断部１６０２によって更新通知情報があると判断された場合、自ノードのノードアドレスを現鍵Ｋｉで暗号化した暗号化応答パケットＲＰを、ゲートウェイＧｉ宛に送信する。この場合、パケット送信部１６０４は、さらに、判断部１６０２によってＧＷアドレスがあると判断された場合に、そのＧＷアドレス宛に更新要求パケットＲＰを送信することとしてもよい。
　また、パケット送信部１６０４は、携帯端末Ｈとの接続が検知された場合、携帯端末Ｈを介して、自ノードのノードアドレスを含む更新要求パケットｒｐを管理サーバ１０１に送信する。具体的には、たとえば、パケット送信部１６０４が、ＵＳＢケーブルなどのネットワークＮＷ３を介して、更新要求パケットｒｐを携帯端末Ｈに送信する。この結果、携帯端末Ｈが、ネットワークＮＷ２を介して、ノードＮｉからの更新要求パケットｒｐを管理サーバ１０１に送信する。
　鍵受信部１６０５は、携帯端末Ｈを介して、ゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵ＫＫｉを管理サーバ１０１から受信する。この暗号鍵ＫＫｉは、たとえば、ノードＮｉ－ｘでパケットを暗号化するとともに、暗号鍵ＫＫｉを用いて暗号化された暗号化パケットＳＰｉを復号することができる共通鍵である。
　更新部１６０６は、現鍵Ｋｉから新鍵ＫＫｉに更新する。これにより、以降においてノードＮｉが送信対象となるパケットの暗号化、および暗号化パケットＳＰｉの復号は、新鍵ＫＫｉで実行されることとなる。したがって、アドホックネットワークＡｉ内のノード間でセキュア通信を行うことができる。
　なお、更新部１６０６では、新鍵ＫＫｉを現鍵Ｋｉに上書きすることで更新してもよく、また、ノードＮｉが暗号化パケットＳＰｉを管理サーバ１０１に送信するまでの間に、現鍵Ｋｉを消去してもよい。
（管理サーバ１０１と携帯端末Ｈとの間の通信方式）
　ここで、管理サーバ１０１と携帯端末Ｈとの間の通信方式の一実施例について説明する。まず、携帯端末Ｈからみた管理サーバ１０１のサーバ認証について説明する。具体的には、たとえば、まず、携帯端末Ｈが、予め決められたＩＰアドレスを用いて管理サーバ１０１に接続する。
　そして、携帯端末Ｈが、管理サーバ１０１からＳＳＬサーバ証明書を受信する。受信されたＳＳＬサーバ証明書は、たとえば、管理サーバ１０１のＩＰアドレスと関連付けて携帯端末ＨのＲＡＭ１１０２やフラッシュメモリ１１０３などの記憶装置に記憶される。
　図１７は、管理サーバ１０１の認証情報の一例を示す説明図である。図１７において、管理サーバ１０１の認証情報１７００は、ＩＰアドレスおよびＳＳＬサーバ証明書を有する。ＩＰアドレスは、管理サーバ１０１のＩＰアドレスである。Ｘ．５０９証明書は、管理サーバ１０１のＳＳＬサーバ証明書（公開鍵証明書）である。
　携帯端末Ｈは、予め自端末に組み込まれている公開鍵を用いて、ＳＳＬサーバ証明書を復号することでサーバ認証を行う。公開鍵は、たとえば、第三者認証機関によって発行されたものである。この公開鍵を用いてＳＳＬサーバ証明書を正しく復号できれば、ＳＳＬサーバ証明書が第三者認証機関によって証明された正しい証明書であることがわかり、ひいては管理サーバ１０１の身元が保証されたことになる。
　つぎに、管理サーバ１０１からみた携帯端末Ｈのユーザ認証について説明する。ここでは、図１８に示すような携帯端末Ｈの認証情報１８００を用いて、携帯端末Ｈのユーザ認証を行う場合を例に挙げて説明する。認証情報１８００は、たとえば、管理サーバ１０１のＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００３、磁気ディスク１００５、光ディスク１００７などの記憶装置に記憶されている。
　図１８は、携帯端末Ｈの認証情報の一例を示す説明図である。図１８において、携帯端末Ｈの認証情報１８００は、ユーザＩＤおよびパスワードを有する。ユーザＩＤは、携帯端末Ｈの識別子である。パスワードは、携帯端末Ｈを使用するユーザを認証するためのものである。
　具体的には、たとえば、まず、携帯端末Ｈが、ユーザＩＤおよびパスワードのペアを管理サーバ１０１に送信する。このユーザＩＤおよびパスワードは、携帯端末Ｈのフラッシュメモリ１１０３に予め登録されていてもよく、また、携帯端末Ｈの入力装置（不図示）を用いたユーザの操作入力により受け付けてもよい。
　このあと、管理サーバ１０１は、携帯端末ＨからのユーザＩＤおよびパスワードのペアを、認証情報１８００のユーザＩＤおよびパスワードのペアと一致判定する。ここで、認証情報１８００のユーザＩＤおよびパスワードと一致すれば、携帯端末Ｈのユーザの身元が保証されたことになる。
　なお、認証後において、携帯端末Ｈは、たとえば、管理サーバ１０１のＳＳＬサーバ証明書に含まれる公開鍵を用いてパケットを暗号化して管理サーバ１０１との通信を行う。これにより、管理サーバ１０１と携帯端末Ｈとの間でセキュアな通信を行うことができる。
（鍵更新シーケンス）
　図１９は、実施の形態にかかる鍵更新シーケンス例を示すシーケンス図である。まず、ゲートウェイＧｉは、ゲートウェイＧｉ固有の新鍵ＫＫｉを生成する（ステップＳ１９０１）。そして、ゲートウェイＧｉは、生成された新鍵ＫＫｉとゲートウェイＧｉのＧＷアドレスとを管理サーバ１０１に送信する（ステップＳ１９０２）。管理サーバ１０１は、ゲートウェイＧｉを指定するＩＤ：ｉのレコードを確保し、受信された新鍵ＫＫｉをゲートウェイＧｉのＧＷアドレスに関連付けて鍵情報ＤＢ１１０のＩＤ：ｉのレコードに保存する（ステップＳ１９０３）。
　また、ゲートウェイＧｉは、更新通知情報を生成し（ステップＳ１９０４）、更新通知情報を現鍵Ｋｉで暗号化して暗号化パケットＳＰｉを生成する（ステップＳ１９０５）。そして、ゲートウェイＧｉは、暗号化パケットＳＰｉをアドホックネットワークＡｉ内にブロードキャストする（ステップＳ１９０６）。これにより、アドホックネットワークＡｉでマルチホップ通信されることで、暗号化パケットＳＰｉがノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉに行き渡る。
　このあと、ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉは、鍵更新前処理を実行する（ステップＳ１９０７）。鍵更新前処理（ステップＳ１９０７）の詳細については、図２０で後述する。また、ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉは、暗号化応答パケットＲＰをゲートウェイＧｉに送信する（ステップＳ１９０８）。そして、ゲートウェイＧｉは、送信された暗号化パケットＲＰの各々を、現鍵Ｋｉで復号する（ステップＳ１９０９）。暗号化パケットＲＰが復号されると、それぞれの送信元のノードアドレスが検出される。ゲートウェイＧｉは、ゲートウェイＧｉのＧＷアドレスと復号で得られたノードアドレス群とを、ネットワークＮＷ１を介して管理サーバ１０１に送信する（ステップＳ１９１０）。
　このあと、ゲートウェイＧｉは、暗号化パケットＳＰｉのブロードキャスト後一定期間経過すると、現鍵Ｋｉを消去する（ステップＳ１９１１）。これにより、ゲートウェイＧｉは今後、新鍵ＫＫｉで暗号化されたパケットをアドホックネットワークＡｉに配信し、アドホックネットワークＡｉから受信されるパケットを新鍵ＫＫｉで復号することとなる。なお、新鍵ＫＫｉで復号できないパケットは破棄されることとなる。
　また、管理サーバ１０１は、ゲートウェイＧｉから送信されてきたゲートウェイＧｉのＧＷアドレスおよびノードアドレス群を受信し、テーブルＴｉを作成する（ステップＳ１９１２）。このとき、ゲートウェイＧｉのＧＷアドレスを手がかりとして、鍵情報ＤＢ１１０からゲートウェイＧｉのＩＤを特定する。作成部は、特定されたＩＤと受信されたノードアドレス群とを関連付けてテーブルＴｉを作成することとなる。
　一方、ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉでは、暗号化応答パケットＲＰの送信後、携帯端末Ｈとの接続を判断する（ステップＳ１９１３）。図１９では、ノードＮｉ－３が携帯端末Ｈとの接続が検知されているものとする。
　ノードＮｉ－３は、携帯端末Ｈを介して、ノードＮｉ－３のノードアドレスを含む更新要求パケットｒｐを、管理サーバ１０１に送信する（ステップＳ１９１４）。管理サーバ１０１は、ノードＮｉ－３から更新要求パケットｒｐを受信すると、新鍵特定処理を実行する（ステップＳ１９１５）。新鍵特定処理（ステップＳ１９１５）の詳細については図２１で後述する。管理サーバ１０１は、新鍵特定処理（ステップＳ１９１５）で特定された新鍵ＫＫｉを、携帯端末Ｈを介して、ノードＮｉ－３に送信する（ステップＳ１９１６）。
　ノードＮｉ－３は、携帯端末Ｈを介して管理サーバ１０１から新鍵ＫＫｉを受信すると、アドホックネットワークＡｉで使用する鍵を、現鍵Ｋｉから新鍵ＫＫｉに更新する（ステップＳ１９１７）。これにより、作業員は、アドホックネットワークＡｉ内のどのノードＮｉがゲートウェイＧｉから何ホップ先であるか調査することなく、任意に選んだノードＮｉから順次鍵更新作業をおこなうことができる。したがって、鍵更新作業の効率化を図ることができる。
　図２０は、図１９に示した鍵更新前処理（ステップＳ１９０７）の詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、ノードＮｉは、ゲートウェイＧｉからブロードキャストされた暗号化パケットＳＰｉを現鍵Ｋｉで復号する（ステップＳ２００１）。つぎに、ノードＮｉは、暗号化パケットＳＰｉから復号されたパケットが更新通知情報であるか否かを判断する（ステップＳ２００２）。更新通知情報でない場合（ステップＳ２００２：Ｎｏ）、鍵更新前処理（ステップＳ１９０７）を終了する。この場合は、鍵更新はおこなわれない。
　一方、ステップＳ２００２において、更新通知情報であると判断された場合（ステップＳ２００２：Ｙｅｓ）、ノードＮｉは、現鍵Ｋｉを用いて暗号化応答パケットＲＰを生成する（ステップＳ２００３）。たとえば、ノードＮｉは、暗号化応答パケットＲＰをノードＮｉ内の送信バッファに書き込む。これにより、鍵更新前処理（ステップＳ１９０７）を終了し、暗号化応答パケットＲＰをゲートウェイＧｉに送信することとなる。
　図２１は、図１９に示した新鍵特定処理（ステップＳ１９１５）の詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、管理サーバ１０１は、更新要求パケットｒｐに含まれているノードアドレスを検出する（ステップＳ２１０１）。つぎに、管理サーバ１０１は、検出されたノードアドレスがテーブルＴｉに登録されているか否かを判定する（ステップＳ２１０２）。テーブルＴｉに登録されていない場合（ステップＳ２１０２：Ｎｏ）、管理サーバ１０１は、エラー処理を実行して（ステップＳ２１０４）、新鍵特定処理（ステップＳ１９１５）を終了する。
　この場合、エラー処理（ステップＳ２１０４）の具体例として、たとえば、抽出部が、携帯端末Ｈを介して、新鍵ＫＫｉを抽出できなかった旨のエラーメッセージを特定のノードＮｉ－ｘに送信することにしてもよい。エラー処理（ステップＳ２１０４）は、たとえば、暗号化パケットＳＰｉが改ざんされた場合や暗号化パケットＳＰｉの一部が欠落した場合などに実行される。このエラー処理によれば、特定のノードＮｉ－ｘによる暗号化パケットＳＰｉの再送信を促すことができる。
　一方、ステップＳ２１０２において、テーブルＴｉに登録されている場合（ステップＳ２１０２：Ｙｅｓ）、テーブルＴｉのゲートウェイＧｉのＩＤを手がかりとして、管理サーバ１０１は、鍵情報ＤＢ１１０からゲートウェイＧｉ固有の新鍵ＫＫｉを抽出する（ステップＳ２１０３）。
　このあと、管理サーバ１０１は、新鍵特定処理（ステップＳ１９１５）で特定された新鍵ＫＫｉを、携帯端末Ｈを介して、ノードＮｉ－３に送信することとなる（ステップＳ１９１６）。これにより、携帯端末Ｈと接続された特定のノードＮｉ－ｘに対して、携帯端末Ｈを介して、新鍵ＫＫｉをセキュアで、かつ、効率的に付与することができる。
（他の構成例）
　なお、上述した実施の形態では、ゲートウェイＧｉが新鍵ＫＫｉを生成する構成について説明したが、新鍵ＫＫｉの生成は、管理サーバ１０１がおこなうこととしてもよい。新鍵ＫＫｉの生成を管理サーバ１０１が実行することで、各ゲートウェイＧｉの処理負荷を低減することができる。また、新鍵ＫＫｉの生成を管理サーバ１０１という１台のコンピュータに集約することができるため、ゲートウェイＧ１～Ｇｎの低コスト化を図ることができる。以下、管理サーバ１０１が新鍵ＫＫｉを生成する例について説明する。
（ゲートウェイＧｉの機能的構成の他の例）
　図２２は、ゲートウェイＧｉの機能的構成の他の例を示すブロック図である。なお、図１４に示した構成と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。ゲートウェイＧｉは、配信部１４０１と、取得部２２０２とを備えている。
　各機能部（配信部１４０１および取得部２２０２）は、具体的には、たとえば、図１１に示したＲＡＭ１１０２やフラッシュメモリ１１０３などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ１１０４により、その機能を実現する。また、各機能部（配信部１４０１および取得部２２０２）の処理結果は、たとえば、ＲＡＭ１１０２やフラッシュメモリ１１０３などの記憶装置に記憶される。
　取得部２２０２は、ゲートウェイＧｉ固有の新鍵ＫＫｉを取得する。取得部２２０２は、具体的には、たとえば、受信部２２２１と保存部２２２２とを備える。受信部２２２１は、管理サーバ１０１から新鍵ＫＫｉを受信する。
　保存部２２２２は、受信部２２２１で受信された新鍵ＫＫｉを保存する。たとえば、保存部２２２２は、新鍵ＫＫｉを、ゲートウェイＧｉ内のＲＡＭ１１０２やフラッシュメモリ１１０３などの記憶装置に保存する。現鍵ＫｉはノードＮｉからの暗号化応答パケットＲＰを復号する必要があるため、一定期間保持され、その後に消去される。
　このあと、各ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉと管理サーバ１０１との間で鍵更新処理が完了することで、アドホックネットワークＡｉ内で、新鍵ＫＫｉで暗号化したパケットで通信することが可能となる。
　図２３は、管理サーバ１０１の機能的構成の他の例を示すブロック図である。なお、図１５に示した構成と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。管理サーバ１０１は、鍵情報ＤＢ１１０と、取得部２３００と、第１の送信部２３０１と、作成部１５０２と、受信部１５０３と、判定部１５０４と、抽出部１５０５と、第２の送信部２３０２と、を備えている。
　各機能部（取得部２３００～第２の送信部２３０２）は、具体的には、たとえば、図１０に示したＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００３、磁気ディスク１００５、光ディスク１００７などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ１００１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ１００８により、その機能を実現する。また、各機能部（取得部２３００～第２の送信部２３０２）の処理結果は、たとえば、ＲＡＭ１００３、磁気ディスク１００５、光ディスク１００７などの記憶装置に記憶される。
　取得部２３００は、新鍵ＫＫｉを取得して、新鍵ＫＫｉをゲートウェイＧｉのＧＷアドレスに関連付けて鍵情報ＤＢ１１０に保存する。取得部２３００は、具体的には、たとえば、生成部２３１１と保存部２３１２とを備える。
　生成部２３１１は、更新対象となるゲートウェイＧｉについて新鍵ＫＫｉを生成する。生成部２３１１は、たとえば、乱数生成機能により新鍵ＫＫｉを生成する。保存部２３１２は、生成部２３１１で生成された新鍵ＫＫｉを保存する。たとえば、保存部２３１２は、新鍵ＫＫｉを、ゲートウェイＧｉのＧＷアドレスに関連付けて、鍵情報ＤＢ１１０に保存する。
　第１の送信部２３０１は、管理サーバ１０１の生成部２３１１で生成されたゲートウェイＧｉ固有の新鍵ＫＫｉを、ゲートウェイＧｉに送信する。送信された新鍵ＫＫｉは、ゲートウェイＧｉで保存される。
　第２の送信部２３０２は、抽出部１５０５によって抽出された新鍵ＫＫｉを、携帯端末Ｈを介して特定のノードＮｉ－ｘに送信する。これにより、アドホックネットワークＡｉを経由せずに、特定のノードＮｉ－ｘに新鍵ＫＫｉを付与することができる。
　このあと、各ノードＮｉ－１～Ｎｉ－ｍｉと管理サーバ１０１との間で鍵更新処理が完了することで、アドホックネットワークＡｉ内で、新鍵ＫＫｉで暗号化したパケットで通信することが可能となる。
（鍵更新シーケンス）
　図２４は、実施の形態にかかる鍵更新シーケンスの他の例を示すシーケンス図である。なお、図１９に示した処理と同一処理には同一符号を付し、その説明を省略する。管理サーバ１０１は、ゲートウェイＧｉ固有の新鍵ＫＫｉを生成する（ステップＳ２４０１）。そして、管理サーバ１０１は、生成された新鍵ＫＫｉを、ネットワークＮＷ１を介してゲートウェイＧｉに送信する（ステップＳ２４０２）。
　ゲートウェイＧｉでは、ステップＳ２４０２で管理サーバ１０１から新鍵ＫＫｉを受信すると、更新通知情報を生成することとする（ステップＳ１９０４）。また、管理サーバ１０１は、新鍵ＫＫｉを生成すると、鍵情報ＤＢ１１０に新鍵ＫＫｉをゲートウェイＧｉのＧＷアドレスに関連付けて保存する（ステップＳ２４０３）。
　以降は、図１９の場合と同様、ステップＳ１９０１、Ｓ１９０４～Ｓ１９１７を実行することで、作業員は、アドホックネットワークＡｉ内のどのノードＮｉがゲートウェイＧｉから何ホップ先であるか調査することなく、任意に選んだノードＮｉから順次鍵更新作業をおこなうことができる。したがって、鍵更新作業の効率化を図ることができる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、ノードＮｉはノードアドレスと引き換えに、アドホックネットワークＡｉ以外のネットワークＮＷ２，ＮＷ３から新鍵ＫＫｉを取得できるため、作業員は、アドホックネットワークＡｉ内のどのノードＮｉがゲートウェイＧｉから何ホップ先であるかをしらみつぶしに探す必要はない。したがって、作業員による鍵更新作業の負担軽減を図ることができる。また、現鍵Ｋｉが漏洩しても鍵更新作業が効率的に実施されるため、新鍵ＫＫｉへ更新することにより、アドホックネットワークＡｉ内の暗号化通信の早期復旧を図ることができる。
　なお、本実施の形態で説明した鍵更新方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。本鍵設定プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。
１００　ネットワークシステム
１０１　管理サーバ
１１０　鍵情報ＤＢ
Ａｉ　アドホックネットワーク
Ｇｉ　ゲートウェイ
Ｈ　携帯端末
Ｋｉ　 現鍵（暗号鍵）
ＫＫｉ　新鍵（暗号鍵）
Ｎｉ　ノード
ＳＰｉ　暗号化パケット
ＲＰ　暗号化応答パケット
ｒｐ　更新要求パケット
Ｔｉ　テーブル

Claims (15)

  1. 　アドホックネットワーク内のゲートウェイから前記アドホックネットワーク内のノード群の各ノードに付与された前記ゲートウェイ固有の現鍵を更新する鍵更新方法であって、
    　前記現鍵の更新通知情報を前記現鍵で暗号化した暗号化パケットを、前記ゲートウェイから受信する第１の受信工程と、
    　前記第１の受信工程によって受信された前記暗号化パケットを前記現鍵で復号する復号工程と、
    　前記復号工程によって復号された情報に前記更新通知情報があるか否かを判断する判断工程と、
    　前記判断工程によって前記更新通知情報があると判断された場合、自ノードのアドレスを前記現鍵で暗号化した暗号化応答パケットを前記ゲートウェイに送信する第１の送信工程と、
    　前記ゲートウェイによって前記暗号化応答パケットから抽出された前記自ノードのアドレスおよび前記ゲートウェイ固有の新鍵を関連付けて保存するサーバと通信可能な携帯端末との接続を検知する検知工程と、
    　前記検知工程によって接続が検知された場合、前記自ノードのアドレスを含む更新要求パケットを、前記携帯端末を介して前記サーバに送信する第２の送信工程と、
    　前記第２の送信工程によって送信された前記更新要求パケット内の前記自ノードのアドレスに関連付けられている前記新鍵を、前記携帯端末を介して前記サーバから受信する第２の受信工程と、
    　前記現鍵から、前記第２の受信工程によって受信された前記新鍵に更新する更新工程と、
    　を前記ノードが実行することを特徴とする鍵更新方法。
  2. 　前記判断工程は、
    　前記暗号化パケットに前記ゲートウェイのアドレスがあるか否かを判断し、
    　前記第１の送信工程は、
    　前記ゲートウェイのアドレスがあった場合、前記暗号化応答パケットを前記ゲートウェイに送信することを特徴とする請求項１に記載の鍵更新方法。
  3. 　前記判断工程は、
    　前記暗号化パケットから復号された情報に前記ゲートウェイのアドレスがあるか否かを判断し、
    　前記第１の送信工程は、
    　前記ゲートウェイのアドレスがあった場合、前記暗号化応答パケットを前記ゲートウェイに送信することを特徴とする請求項１に記載の鍵更新方法。
  4. 　アドホックネットワークを構成するノード群内のノードであって、
    　前記アドホックネットワーク内のゲートウェイ固有の現鍵の更新通知情報を前記現鍵で暗号化した暗号化パケットを、前記ゲートウェイから受信する第１の受信手段と、
    　前記第１の受信手段によって受信された前記暗号化パケットを前記現鍵で復号することにより、前記更新通知情報があるか否かを判断する判断手段と、
    　前記判断手段によって前記更新通知情報があると判断された場合、自ノードのアドレスを前記現鍵で暗号化した暗号化応答パケットを前記ゲートウェイに送信する第１の送信手段と、
    　前記ゲートウェイによって前記暗号化応答パケットから抽出された前記自ノードのアドレスおよび前記ゲートウェイ固有の新鍵を関連付けて保存するサーバと通信可能な携帯端末との接続を検知する検知手段と、
    　前記検知手段によって接続が検知された場合、前記自ノードのアドレスを含む更新要求パケットを、前記携帯端末を介して前記サーバに送信する第２の送信手段と、
    　前記第２の送信手段によって送信された前記更新要求パケット内の前記自ノードのアドレスに関連付けられている前記新鍵を、前記携帯端末を介して前記サーバから受信する第２の受信手段と、
    　前記現鍵から、前記第２の受信手段によって受信された前記新鍵に更新する更新手段と、
    　を備えることを特徴とするノード。
  5. 　前記判断手段は、
    　前記暗号化パケットに前記ゲートウェイのアドレスがあるか否かを判断し、
    　前記第１の送信手段は、
    　前記ゲートウェイのアドレスがあった場合、前記暗号化応答パケットを前記ゲートウェイに送信することを特徴とする請求項４に記載のノード。
  6. 　前記判断手段は、
    　前記復号手段によって前記暗号化パケットから復号された情報に前記ゲートウェイのアドレスがあるか否かを判断し、
    　前記第１の送信手段は、
    　前記ゲートウェイのアドレスがあった場合、前記暗号化応答パケットを前記ゲートウェイに送信することを特徴とする請求項４に記載のノード。
  7. 　アドホックネットワーク内のゲートウェイであって、
    　前記ゲートウェイ固有の現鍵の更新通知情報を前記現鍵で暗号化した暗号化パケットを、前記アドホックネットワークに同時通報する配信手段と、
    　前記ゲートウェイ固有の新鍵を生成する生成手段と、
    　前記生成手段によって生成された前記新鍵および前記ゲートウェイのアドレスを、前記アドホックネットワーク内の各ノードに当該各ノードに接続された携帯端末を介して通信可能なサーバに送信する送信手段と、
    　を備えることを特徴とするゲートウェイ。
  8. 　アドホックネットワーク内のゲートウェイであって、
    　前記ゲートウェイ固有の現鍵の更新通知情報を前記現鍵で暗号化した暗号化パケットを、前記アドホックネットワークに同時通報する配信手段と、
    　前記ゲートウェイ固有の新鍵を、前記アドホックネットワーク内の各ノードに当該各ノードに接続された携帯端末を介して前記新鍵を送信可能なサーバから受信する受信手段と、
    　を備えることを特徴とするゲートウェイ。
  9. 　アドホックネットワーク内のゲートウェイと通信可能なサーバであって、
    　前記ゲートウェイのアドレスおよび前記ゲートウェイ固有の現鍵を関連付けて保存するデータベースと、
    　前記ゲートウェイのアドレスおよび前記ゲートウェイ固有の新鍵を前記ゲートウェイから受信して、前記ゲートウェイのアドレスに関連付けて前記データベースに前記新鍵を保存する取得手段と、
    　前記アドホックネットワークを構成するノード群の各ノードのアドレスを、前記ゲートウェイから受信した場合、前記ゲートウェイのアドレスと前記各ノードのアドレスとを関連付けた情報を作成する作成手段と、
    　前記ノード群内の前記サーバと通信可能な携帯端末と接続された特定のノードから、前記特定のノードのアドレスを含む更新要求パケットを、前記携帯端末を介して受信する受信手段と、
    　前記受信手段によって受信された前記更新要求パケットに含まれている特定のノードのアドレスが、前記作成手段によって作成された情報にあるか否かを判定する判定手段と、
    　前記判定手段によってあると判定された場合、前記ゲートウェイのアドレスに関連付けられている前記新鍵を、前記データベースから抽出する抽出手段と、
    　前記抽出手段によって抽出された前記新鍵を、前記携帯端末を介して前記特定のノードに送信する送信手段と、
    　を備えることを特徴とするサーバ。
  10. 　アドホックネットワーク内のゲートウェイと通信可能なサーバであって、
    　前記ゲートウェイのアドレスおよび前記ゲートウェイ固有の現鍵を関連付けて保存するデータベースと、
    　前記ゲートウェイ固有の新鍵を生成し、生成された前記新鍵を、前記データベース内の前記ゲートウェイのアドレスに関連付けて保存する取得手段と、
    　前記新鍵を前記ゲートウェイに送信する第１の送信手段と、
    　前記アドホックネットワークを構成するノード群の各ノードのアドレスを、前記ゲートウェイから受信した場合、前記ゲートウェイのアドレスと前記各ノードのアドレスとを関連付けた情報を作成する作成手段と、
    　前記ノード群内の前記サーバと通信可能な携帯端末と接続された特定のノードから、前記特定のノードのアドレスを含む更新要求パケットを、前記携帯端末を介して受信する受信手段と、
    　前記受信手段によって受信された前記更新要求パケットに含まれている前記特定のノードのアドレスが、前記作成手段によって作成された情報にあるか否かを判定する判定手段と、
    　前記判定手段によってあると判定された場合、前記ゲートウェイのアドレスに関連付けられている前記新鍵を、前記データベースから抽出する抽出手段と、
    　前記抽出手段によって抽出された前記新鍵を、前記携帯端末を介して前記特定のノードに送信する第２の送信手段と、
    　を備えることを特徴とするサーバ。
  11. 　前記作成手段は、
    　前記ノード群のすべてのノードに前記新鍵が前記携帯端末を介して送信された場合、前記情報を消去することを特徴とする請求項９または１０に記載のサーバ。
  12. 　アドホックネットワーク内のゲートウェイと、前記アドホックネットワーク内のノード群と、前記ゲートウェイと通信可能なサーバと、を備え、前記ノード群の各ノードに付与された前記ゲートウェイ固有の現鍵を更新するネットワークシステムであって、
    　前記ゲートウェイが、前記現鍵の更新通知情報を前記現鍵で暗号化した暗号化パケットを、前記アドホックネットワークに同時通報する配信手段と、
    　前記ゲートウェイが、前記ゲートウェイ固有の新鍵を取得して保存する第１の取得手段と、
    　前記サーバが、前記新鍵を取得して、前記ゲートウェイのアドレスおよび前記現鍵を関連付けて保存するデータベースにおいて、前記ゲートウェイのアドレスに関連付けて前記新鍵を保存する第２の取得手段と、
    　前記サーバが、前記アドホックネットワークを構成するノード群の各ノードのアドレスを、前記ゲートウェイから受信した場合、前記ゲートウェイのアドレスと前記各ノードのアドレスとを関連付けた情報を作成する作成手段と、
    　前記ノード群内の各ノードが、前記暗号化パケットを前記現鍵で復号することにより、前記更新通知情報であるか否かを判断する判断手段と、
    　前記ノード群内の前記サーバと通信可能な携帯端末と接続された特定のノードが、前記判断手段によって前記更新通知情報であると判断された場合、前記特定のノードのアドレスを含む更新要求パケットを、前記携帯端末を介して前記サーバに送信する第１の送信手段と、
    　前記サーバが、前記データベースにおいて前記第１の送信手段によって送信された更新要求パケットに含まれている前記特定のノードのアドレスが、前記作成手段によって作成された情報にあるか否かを判定する判定手段と、
    　前記サーバが、前記判定手段によってあると判定された場合、前記ゲートウェイのアドレスに関連付けられている前記新鍵を、前記データベースから抽出する抽出手段と、
    　前記サーバが、前記抽出手段によって抽出された前記新鍵を、前記携帯端末を介して前記特定のノードに送信する第２の送信手段と、
    　前記特定のノードが、前記現鍵から前記第２の送信手段によって送信された前記新鍵に更新する更新手段と、
    　を備えることを特徴とするネットワークシステム。
  13. 　前記第１の取得手段は、
    　前記ゲートウェイが、前記新鍵を生成して保存し、
    　前記第２の取得手段は、
    　前記サーバが、前記ゲートウェイによって生成された前記新鍵および前記ゲートウェイのアドレスを受信し、前記ゲートウェイのアドレスに関連付けて前記新鍵を前記データベースに保存することを特徴とする請求項１２に記載のネットワークシステム。
  14. 　前記第２の取得手段は、
    　前記サーバが、前記新鍵を生成して、前記ゲートウェイのアドレスに関連付けて前記新鍵を前記データベースに保存し、
    　前記第１の取得手段は、
    　前記ゲートウェイが、前記サーバによって生成された前記新鍵を受信して保存することを特徴とする請求項１２に記載のネットワークシステム。
  15. 　前記作成手段は、
    　前記ノード群のすべてのノードに前記新鍵が前記携帯端末を介して送信された場合、前記情報を消去することを特徴とする請求項１２に記載のネットワークシステム。
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