セキュリティシステム
【課題】無線通信によるメッシュネットワークを利用したセキュリティシステムにおいて、共通鍵を用いた暗号方式を採用し、セキュリティ性の高いシステムを得る。
【解決手段】記憶部３４には、受信部３１によって新たに受信された乱数値Ｄ５とは別に、過去に受信された複数個の乱数値Ｄ５が記憶されている。また、記憶部３４には、管理センタ１から通知された基地局マスター鍵Ｄ３が予め記憶されている。生成部３３は、基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６を記憶部３４から読み出す。乱数情報Ｄ６は、最新の４個の乱数値Ｄ５が順に配列されたものである。そして、生成部３３は、基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６に基づいてＡＥＳ暗号化処理を行い、例えば１２８ビットの共通鍵Ｄ４を生成する。生成部３３によって生成された共通鍵Ｄ４は、更新制御部３５に入力される。そして、更新制御部３５は、所定のタイミングで、共通鍵の更新処理を行う。
【解決手段】記憶部３４には、受信部３１によって新たに受信された乱数値Ｄ５とは別に、過去に受信された複数個の乱数値Ｄ５が記憶されている。また、記憶部３４には、管理センタ１から通知された基地局マスター鍵Ｄ３が予め記憶されている。生成部３３は、基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６を記憶部３４から読み出す。乱数情報Ｄ６は、最新の４個の乱数値Ｄ５が順に配列されたものである。そして、生成部３３は、基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６に基づいてＡＥＳ暗号化処理を行い、例えば１２８ビットの共通鍵Ｄ４を生成する。生成部３３によって生成された共通鍵Ｄ４は、更新制御部３５に入力される。そして、更新制御部３５は、所定のタイミングで、共通鍵の更新処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セキュリティシステムに関し、特に、メッシュネットワークを利用したセキュリティシステムにおける暗号方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信の技術が進歩しており、セキュリティシステムの分野においても、システム導入時の敷設コストが有線の場合よりも節減できる等の理由から、今後は無線通信の技術が応用されることが予想される。
【０００３】
図１２は、メッシュネットワークを利用したセキュリティシステムの構成例を示す図である。基地局１０２を中心として、複数の端末局１０１（１０１Ａ〜１０１Ｉ）が配置されている。各端末局１０１は、当該セキュリティシステムに加入した各宅内に配置されている。また、各端末局１０１は、通信可能距離が数１００ｍ程度の近距離無線通信によって、他の端末局１０１又は基地局１０２と相互に通信可能であり、これにより、近距離無線通信を利用したメッシュネットワークが構築されている。
【０００４】
当該セキュリティシステムに加入した各宅には、防犯センサや防犯カメラ等を利用した任意のホームセキュリティ機能が提供されており、各宅のセキュリティ情報は、端末局１０１からメッシュネットワークを介して基地局１０２に送信される。これにより、各宅のセキュリティ状態が監視される。
【０００５】
なお、下記特許文献１には、複数の自律分散網を備えるシステムに関して、異なる自律分散網間の通信における暗号技術の一例が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４８０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１２に示したセキュリティシステムでは、無線通信によってセキュリティ情報の相互通信が行われるため、第三者によるセキュリティ情報の盗聴や通信妨害等が、有線の場合よりも容易である。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、無線通信によるメッシュネットワークを利用したセキュリティシステムにおいて、共通鍵を用いた暗号方式を採用し、セキュリティ性の高いシステムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係るセキュリティシステムは、基地局と、各々がセキュリティ機能を有する複数の端末局とを備え、前記基地局及び前記複数の端末局は、共通鍵を用いた暗号方式によってセキュリティ情報を相互に通信し、前記複数の端末局の各々は、前記共通鍵を更新するために新たな共通鍵を生成する生成部を有し、前記生成部は、予め保持している基地局マスター鍵と、外部から受信した乱数情報とに基づいて、前記新たな共通鍵を生成する。
【００１０】
第２の発明に係るセキュリティシステムは、第１の発明に係るセキュリティシステムにおいて特に、前記基地局マスター鍵は、所定の共通マスター鍵と、基地局毎に異なるＩＤ情報とに基づいて生成されることを特徴とする。
【００１１】
第３の発明に係るセキュリティシステムは、第１の発明に係るセキュリティシステムにおいて特に、前記複数の端末局の各々は、現在有効な共通鍵を前記新たな共通鍵に更新するタイミングを制御する更新制御部をさらに有し、前記複数の端末局で同時に共通鍵の更新処理が実行されることを特徴とする。
【００１２】
第４の発明に係るセキュリティシステムは、第１の発明に係るセキュリティシステムにおいて特に、前記乱数情報には、過去の複数の時点で受信した複数の乱数値が含まれることを特徴とする。
【００１３】
第５の発明に係るセキュリティシステムは、第４の発明に係るセキュリティシステムにおいて特に、前記基地局は複数であり、前記複数の乱数値は前記基地局によって生成され、複数の前記基地局の各々毎に独自に乱数値が生成されることを特徴とする。
【００１４】
第６の発明に係るセキュリティシステムは、第４の発明に係るセキュリティシステムにおいて特に、前記複数の乱数値は、前記基地局によって生成されて前記基地局から前記複数の端末局に向けて送信され、前記基地局は、乱数値を送信するタイミングを制御する送信制御部を有し、前記送信制御部は、前記複数の乱数値を、送信の時間間隔が等間隔とならないように送信することを特徴とする。
【００１５】
第７の発明に係るセキュリティシステムは、第４の発明に係るセキュリティシステムにおいて特に、前記基地局を管理する管理センタをさらに備え、前記複数の乱数値は、前記管理センタによって生成されて前記管理センタから前記複数の端末局に向けて送信され、前記管理センタは、乱数値を送信するタイミングを制御する送信制御部を有し、前記送信制御部は、前記複数の乱数値を、送信の時間間隔が等間隔とならないように送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明に係るセキュリティシステムによれば、現在有効な共通鍵は、生成部によって生成された新たな共通鍵に更新される。しかも、生成部は、予め保持している基地局マスター鍵と、外部から受信した乱数情報とに基づいて、新たな共通鍵を生成する。従って、たとえ基地局マスター鍵及び乱数情報の一方が漏洩した場合であっても、第三者は新たな共通鍵の内容を特定できないため、セキュリティ性を高めることができる。
【００１７】
第２の発明に係るセキュリティシステムによれば、基地局毎に異なるＩＤ情報を用いて基地局マスター鍵が生成されるため、基地局マスター鍵の内容は基地局毎に異なる。従って、たとえ一の基地局の基地局マスター鍵の内容が漏洩したとしても、他の基地局には影響を及ぼさないため、被害を最小限に抑えることができる。しかも、基地局毎に異なる既存のＩＤ情報を利用することにより、基地局マスター鍵の生成及び管理に際しての負担が軽減される。
【００１８】
第３の発明に係るセキュリティシステムによれば、複数の端末局で同時に共通鍵の更新処理が実行されるため、メッシュネットワークを構成する複数の端末局は、常に同一の共通鍵を共有することができる。
【００１９】
第４の発明に係るセキュリティシステムによれば、乱数情報には、過去の複数の時点で受信した複数の乱数値が含まれる。従って、たとえ最新の乱数値が漏洩したとしても、それ以前の乱数値を知らない第三者は、新たな共通鍵の内容を特定できないため、セキュリティ性をさらに高めることができる。
【００２０】
第５の発明に係るセキュリティシステムによれば、基地局毎に独自に乱数値が生成される。従って、たとえ一の基地局の乱数値が漏洩したとしても、他の基地局には影響を及ぼさないため、被害を最小限に抑えることができる。
【００２１】
第６の発明に係るセキュリティシステムによれば、基地局から乱数値が送信されるタイミングが等間隔ではないため、等間隔で送信される場合と比較すると、第三者によって乱数値が不正に傍受される危険性を低減することができる。
【００２２】
第７の発明に係るセキュリティシステムによれば、管理センタから乱数値が送信されるタイミングが等間隔ではないため、等間隔で送信される場合と比較すると、第三者によって乱数値が不正に傍受される危険性を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
【００２４】
図１は、メッシュネットワークを利用したセキュリティシステムの構成例を示す図である。管理センタ１は、当該セキュリティシステムを統括して管理する機関（例えば警備会社の本社）内に配置されている。基地局２（２Ａ〜２Ｃ）は、警備会社の各営業地域の営業所内に配置されている。端末局３（３Ａ〜３Ｍ）は、当該セキュリティシステムに加入した各宅内に配置されている。また、当該セキュリティシステムに加入した各宅には、防犯センサや防犯カメラ等を利用した任意のホームセキュリティ機能が提供されている。
【００２５】
管理センタ１及び基地局２は、所定の規格（例えばＷｉＭＡＸ）に準拠した広域無線通信のネットワークを構築している。つまり、管理センタ１及び基地局２は、広域無線メッシュネットワークを介して相互に通信可能である。
【００２６】
端末局３Ａ〜３Ｇは、基地局２Ａが管轄する営業地域内に配置されている。基地局２Ａ及び端末局３Ａ〜３Ｇは、所定の規格（例えばＷｉＦｉ）に準拠した近距離無線通信のネットワークを構築している。つまり、基地局２Ａ及び端末局３Ａ〜３Ｇは、近距離無線メッシュネットワークを介して相互に通信可能である。同様に、端末局３Ｈ〜３Ｍは、基地局２Ｂが管轄する営業地域内に配置されており、基地局２Ｂ及び端末局３Ｈ〜３Ｍは、近距離無線メッシュネットワークを介して相互に通信可能である。
【００２７】
各宅のセキュリティ情報が各端末局３から基地局２及び管理センタ１に送信されることにより、基地局２及び管理センタ１によって各宅のセキュリティ状態が監視される。例えば端末局３Ａのセキュリティ情報は、端末局３Ｂ、端末局３Ｄ、及び基地局２Ａをこの順に経由して、管理センタ１に送信される。
【００２８】
ここで、本実施の形態に係るセキュリティシステムにおいては、基地局２及び端末局３は、共通鍵を用いた暗号方式によって相互に通信を行う。同一の営業地域内では同一の共通鍵が使用され、営業地域が異なれば共通鍵も相違する。共通鍵は、基地局２及び端末局３によって生成される。また、セキュリティ性を高めるために、各営業地域において共通鍵は所定のタイミングで更新される。共通鍵の生成手法及び更新手法については、後に詳述する。
【００２９】
図２は、管理センタ１の機能構成を示す図である。管理センタ１は、基地局２との間で広域無線通信を行うための、受信部１１及び送信部１２を有している。また、管理センタ１は、後述する基地局マスター鍵を生成するための、生成部１３及び記憶部１４を有している。
【００３０】
図３は、基地局２の機能構成を示す図である。基地局２は、管理センタ１又は他の基地局２との間で広域無線通信を行うための、及び、端末局３との間で近距離無線通信を行うための、受信部２１及び送信部２２を有している。また、基地局２は、後述する共通鍵を生成するための、生成部２３、記憶部２４、及び乱数生成部２６を有している。また、基地局２は、基地局２が共通鍵を更新するタイミングを制御するための更新制御部２５を有している。また、基地局２は、基地局２から端末局３に乱数値を送信するタイミングを制御するための送信制御部２７を有している。
【００３１】
図４は、端末局３の機能構成を示す図である。端末局３は、防犯センサや防犯カメラ等を利用した任意のセキュリティ機能３０を有している。また、端末局３は、基地局２又は他の端末局３との間で近距離無線通信を行うための、受信部３１及び送信部３２を有している。また、端末局３は、後述する共通鍵を生成するための、生成部３３及び記憶部３４を有している。また、端末局３は、端末局３が共通鍵を更新するタイミングを制御するための更新制御部３５を有している。
【００３２】
＜基地局マスター鍵の生成＞
図５は、図２に示した管理センタ１の機能の一部を抜き出して示すブロック図である。以下、図５を参照して、管理センタ１における基地局マスター鍵の生成手法について説明する。
【００３３】
記憶部１４には、例えば１２８ビットの所定の共通マスター鍵Ｄ１が予め記憶されている。共通マスター鍵Ｄ１の内容は、当該セキュリティシステム全体で共通である。共通マスター鍵Ｄ１は、管理センタ１によって作成され、秘密状態で管理されている。
【００３４】
また、記憶部１４には、例えば１２８ビットの基地局ＩＤ情報Ｄ２が予め記憶されている。基地局ＩＤ情報Ｄ２は、基地局２毎に個別に用意されている。基地局ＩＤ情報には、営業所の所在地である例えば１６ビットの都道府県ＩＤと、営業所別に割り当てられた例えば１６ビットの営業所ＩＤとが含まれている。従って、基地局ＩＤ情報は基地局毎に固有の情報であり、基地局が異なれば基地局ＩＤ情報の内容も相違する。ここで、都道府県ＩＤや営業所ＩＤは、基地局マスター鍵の生成のみを目的として専用に用意された情報ではなく、管理センタ１が全国の基地局２を管理するために使用する情報の一部として、以前から存在する情報である。
【００３５】
生成部１３は、共通マスター鍵Ｄ１及び基地局ＩＤ情報Ｄ２を記憶部１４から読み出す。そして、共通マスター鍵Ｄ１及び基地局ＩＤ情報Ｄ２に基づいてＡＥＳ暗号化処理を行い、例えば１２８ビットの基地局マスター鍵Ｄ３を生成する。なお、暗号化の規格はＡＥＳに限らず、ＤＥＳ等であっても良い。基地局マスター鍵Ｄ３は、基地局２毎に個別に生成される。
【００３６】
管理センタ１によって生成された基地局マスター鍵Ｄ３は、専用有線を用いた通信や、可搬性の記憶媒体を用いた手法等、セキュリティ性の高い任意の方法によって各基地局２及び各端末局３に通知され、各基地局２及び各端末局３において秘密状態で管理される。
【００３７】
＜共通鍵の生成及び更新＞
図６は、図３に示した基地局２の機能の一部を抜き出して示すブロック図である。以下、図６を参照して、基地局２における共通鍵の生成及び更新手法について説明する。
【００３８】
乱数生成部２６は、任意の疑似乱数生成手法によって、例えば３２ビットの乱数値Ｄ５を生成する。乱数生成部２６による乱数値Ｄ５の生成は、所定の頻度かつ所定のタイミングで行われる。以下では、一例として、毎日午前１０時０分に乱数値Ｄ５が生成されるものとする。
【００３９】
乱数生成部２６によって生成された乱数値Ｄ５は、記憶部２４に記憶されるとともに、現在有効な共通鍵を用いて暗号化された後、送信部２２に入力される。
【００４０】
記憶部２４には、乱数生成部２６によって新たに生成された乱数値Ｄ５とは別に、過去に生成された複数個の乱数値Ｄ５が記憶されている。以下では、一例として、直近３日分の３個の乱数値Ｄ５がすでに記憶されているものとする。つまり、記憶部２４には、最新の４個の乱数値Ｄ５が記憶されている。
【００４１】
また、記憶部２４には、管理センタ１から通知された基地局マスター鍵Ｄ３が予め記憶されている。
【００４２】
生成部２３は、基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６を記憶部２４から読み出す。乱数情報Ｄ６は、最新の４個の乱数値Ｄ５が順に配列されたものである。ここで、当該セキュリティシステムを初期導入した直後等、記憶部２４に４個の乱数値Ｄ５が蓄積されていない場合は、不足分については例えばオールゼロの乱数値が採用される。また、新たな基地局２を増設した場合等は、専用有線を用いた通信や、可搬性の記憶媒体を用いた手法等、セキュリティ性の高い任意の方法によって、最新の４個の乱数値Ｄ５をその新たな基地局２に対して通知する。
【００４３】
そして、生成部２３は、基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６に基づいてＡＥＳ暗号化処理を行い、例えば１２８ビットの共通鍵Ｄ４を生成する。なお、暗号化の規格はＡＥＳに限らず、ＤＥＳ等であっても良い。また、１２８ビットの共通鍵Ｄ４に対してバイナリ−アスキー変換を行うことにより、２５６ビットの共通鍵を得ても良い。
【００４４】
生成部２３によって生成された共通鍵Ｄ４は、更新制御部２５に入力される。そして、更新制御部２５は、後述する所定のタイミングで、共通鍵の更新処理を行う。つまり、自身の基地局２において現在有効な共通鍵を、新たに生成された共通鍵Ｄ４によって置き換える。
【００４５】
ところで、上記の通り、乱数生成部２６によって生成された乱数値Ｄ５は、現在有効な共通鍵を用いて暗号化された後、送信部２２に入力される。送信部２２は、暗号化された乱数値Ｄ５を、端末局３に向けて送信する。乱数値Ｄ５を送信するタイミング（後述）は、送信制御部２７によって制御される。
【００４６】
図７は、図４に示した端末局３の機能の一部を抜き出して示すブロック図である。以下、図７を参照して、端末局３における共通鍵の生成及び更新手法について説明する。
【００４７】
受信部３１は、基地局２から送信された乱数値Ｄ５（又は基地局２から送信されて他の端末局３によって中継された乱数値Ｄ５）を受信する。受信された乱数値Ｄ５は、現在有効な共通鍵を用いて復号された後、記憶部３４に記憶される。ここで、端末局３において現在有効な共通鍵は、基地局２において現在有効な共通鍵に等しい。
【００４８】
記憶部３４には、受信部３１によって新たに受信された乱数値Ｄ５とは別に、過去に受信された複数個の乱数値Ｄ５が記憶されている。この例では、直近３日分の３個の乱数値Ｄ５がすでに記憶されている。つまり、記憶部３４には、最新の４個の乱数値Ｄ５が記憶されている。ここで、同一の営業地域内では、端末局３の記憶部３４に記憶されている最新の４個の乱数値Ｄ５は、基地局２の記憶部２４に記憶されている最新の４個の乱数値Ｄ５に等しい。
【００４９】
また、記憶部３４には、管理センタ１から通知された基地局マスター鍵Ｄ３が予め記憶されている。ここで、同一の営業地域内では、端末局３の記憶部３４に記憶されている基地局マスター鍵Ｄ３は、基地局２の記憶部２４に記憶されている基地局マスター鍵Ｄ３に等しい。
【００５０】
生成部３３は、基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６を記憶部３４から読み出す。乱数情報Ｄ６は、最新の４個の乱数値Ｄ５が順に配列されたものである。上記と同様に、当該セキュリティシステムを新規に導入した直後等、記憶部３４に４個の乱数値Ｄ５が蓄積されていない場合は、不足分については例えばオールゼロの乱数値が採用される。また、新規加入等によって新たな端末局３が追加された場合等は、専用有線を用いた通信や、可搬性の記憶媒体を用いた手法等、セキュリティ性の高い任意の方法によって、最新の４個の乱数値Ｄ５をその新たな端末局３に対して通知する。
【００５１】
そして、生成部３３は、基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６に基づいてＡＥＳ暗号化処理を行い、例えば１２８ビットの共通鍵Ｄ４を生成する。なお、暗号化の規格はＡＥＳに限らず、ＤＥＳ等であっても良い。また、１２８ビットの共通鍵Ｄ４に対してバイナリ−アスキー変換を行うことにより、２５６ビットの共通鍵を得ても良い。ここで、同一の営業地域内では、端末局３の生成部３３によって生成された共通鍵Ｄ４は、基地局２の生成部２３によって生成された共通鍵Ｄ４に等しい。
【００５２】
生成部３３によって生成された共通鍵Ｄ４は、更新制御部３５に入力される。そして、更新制御部３５は、後述する所定のタイミングで、共通鍵の更新処理を行う。つまり、自身の端末局３において現在有効な共通鍵を、新たに生成された共通鍵Ｄ４によって置き換える。
【００５３】
＜共通鍵の更新タイミング制御＞
図８は、基地局２及び端末局３における共通鍵の更新タイミングを説明するための図である。図８では一例として、図１に示した基地局２Ａ及び端末局３Ａ，３Ｄに着目している。
【００５４】
基地局２は、時刻Ｔ１において、乱数値Ｄ５を端末局３に向けて送信する。端末局３Ｄは、時刻Ｔ２において、乱数値Ｄ５を受信する。一方、図１を参照して、端末局３Ａは、端末局３Ｂ，３Ｄを経由して、基地局２Ａと通信を行う。従って、図８に示すように、端末局３Ａは、時刻Ｔ２よりも遅い時刻Ｔ３において、乱数値Ｄ５を受信する。
【００５５】
基地局２Ａ及び端末局３Ａ，３Ｄは、上記の方法によって独自に新たな共通鍵Ｄ４を生成する。ここで、最新の乱数値Ｄ５を取得した時点で、新たな共通鍵Ｄ４の生成を開始することが可能となるため、通常は、基地局２Ａ→端末局３Ｄ→端末局３Ａの順に、新たな共通鍵Ｄ４の生成処理が完了する。
【００５６】
本実施の形態に係るセキュリティシステムでは、共通鍵Ｄ４の生成処理が完了すると直ちに更新処理を行うのではなく、図８に示すように、基地局２Ａ及び端末局３Ａ，３Ｄは、同時に共通鍵Ｄ４の更新処理を行う。つまり、同一の営業地域内に存在する全ての基地局２及び端末局３が、同時に共通鍵Ｄ４の更新処理を実行する。
【００５７】
具体的には、基地局２の更新制御部２５（図２，６参照）及び端末局３の更新制御部３５（図３，７参照）には、所定の時刻（例えば午後０時０分）が更新時刻として予め設定されている。また、基地局２が端末局３に対して時刻同期制御を行うことにより、又は、基地局２及び端末局３の各々が正確な時計を有していることにより、更新制御部２５，３５は正確な時刻情報を共有している。
【００５８】
そして、更新制御部２５，３５は、生成部２３，３３によって生成された新たな共通鍵Ｄ４を、予め設定された更新時刻が到来するまで保有し、更新時刻が到来すると、現在有効な共通鍵を新たな共通鍵Ｄ４によって更新する。
【００５９】
＜乱数値Ｄ５の送信タイミング制御＞
図９は、基地局２から端末局３への乱数値Ｄ５の送信タイミングを説明するための図である。基地局２は、時刻Ｔ１において乱数値Ｄ５ａを送信し、時刻Ｔ２において乱数値Ｄ５ｂを送信し、時刻Ｔ３において乱数値Ｄ５ｃを送信し、時刻Ｔ４において乱数値Ｄ５ｄを送信している。時刻Ｔ１と時刻Ｔ２との時間間隔をＷ１とし、時刻Ｔ２と時刻Ｔ３との時間間隔をＷ２とし、時刻Ｔ３と時刻Ｔ４との時間間隔をＷ３とすると、図９に示すように、時間間隔Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は互いに一致しない。つまり、基地局２は、送信の時間間隔が等間隔とならないように、図３，６に示した送信制御部２７によって、複数の乱数値Ｄ５ａ〜Ｄ５ｄの送信タイミングを制御している。
【００６０】
図１０は、送信制御部２７の構成を示すブロック図である。ここでは、図３，６に示した乱数生成部２６が午前１０時０分に新たな乱数値Ｄ５を生成し、また、共通鍵Ｄ４の更新時刻が午後０時０分に設定されているものとする。図１０を参照して、送信制御部２７は、乱数生成部４０と時刻決定部４１とを有している。乱数生成部４０は、例えば、「０」から「６０」までの乱数値Ｄ１０をランダムに生成する。時刻決定部４１は、午前１０時０分に乱数値Ｄ１０を加えた時刻を、乱数値Ｄ５の送信時刻として決定する。例えば乱数値Ｄ１０が「２５」である場合は、午前１０時２５分を送信時刻として決定する。新たな乱数値Ｄ５の送信の度に乱数値Ｄ１０を更新することにより、乱数値Ｄ５毎に送信時刻を変動させることができる。
【００６１】
なお、毎日１回、基地局２から端末局３へ乱数値Ｄ５が送信されるため、この乱数値の送信を各端末局３のヘルスチェックとして利用することも可能である。つまり、乱数値Ｄ５を送信できなかった端末局３が存在する場合は、その端末局３に何らかの異常が生じているものとして、早期に対処することができる。
【００６２】
＜まとめ＞
本実施の形態に係るセキュリティシステムによれば、基地局２及び端末局３において、現在有効な共通鍵は、生成部２３，３３によって生成された新たな共通鍵Ｄ４にそれぞれ更新される。しかも、生成部２３，３３は、予め保持している基地局マスター鍵Ｄ３と、乱数値Ｄ５から得られる乱数情報Ｄ６とに基づいて、新たな共通鍵Ｄ４を生成する。従って、たとえ基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６の一方が漏洩した場合であっても、第三者は新たな共通鍵Ｄ４の内容を特定できないため、システムのセキュリティ性を高めることができる。
【００６３】
また、本実施の形態に係るセキュリティシステムによれば、基地局２毎に異なる基地局ＩＤ情報Ｄ２を用いて基地局マスター鍵Ｄ３が生成されるため、基地局マスター鍵Ｄ３の内容は基地局２毎に異なる。従って、たとえ一の基地局２の基地局マスター鍵Ｄ３の内容が漏洩したとしても、他の基地局２には影響を及ぼさないため、被害を最小限に抑えることができる。しかも、都道府県ＩＤや営業所ＩＤ等、既存のＩＤ情報を利用することにより、基地局マスター鍵Ｄ３の生成及び管理に際しての負担が軽減される。
【００６４】
また、本実施の形態に係るセキュリティシステムによれば、図８に示したように、基地局２及び複数の端末局３で同時に共通鍵Ｄ４の更新処理が実行されるため、メッシュネットワークを構成する基地局２及び複数の端末局３は、常に同一の共通鍵Ｄ４を共有することができる。
【００６５】
また、本実施の形態に係るセキュリティシステムによれば、共通鍵Ｄ４を生成するための乱数情報Ｄ６には、過去の複数の時点における複数個の乱数値Ｄ５が含まれる。従って、たとえ最新の乱数値Ｄ５が漏洩したとしても、それ以前の乱数値Ｄ５を知らない第三者は、新たな共通鍵Ｄ４の内容を特定できないため、セキュリティ性をさらに高めることができる。
【００６６】
また、本実施の形態に係るセキュリティシステムによれば、基地局２毎に独自に乱数値Ｄ５が生成される。従って、たとえ一の基地局２の乱数値Ｄ５が漏洩したとしても、他の基地局２には影響を及ぼさないため、被害を最小限に抑えることができる。
【００６７】
また、本実施の形態に係るセキュリティシステムによれば、図９に示したように、基地局２から乱数値Ｄ５が送信されるタイミングが等間隔ではないため、等間隔で送信される場合と比較すると、第三者によって乱数値Ｄ５が不正に傍受される危険性を低減することができる。
【００６８】
＜変形例＞
図１１は、管理センタ１の変形例を示す図である。以上の説明では、基地局２が乱数生成部２６及び送信制御部２７を有し、基地局２毎に個別に乱数値Ｄ５を生成する例について述べた。これに対し、図１１に示すように、管理センタ１が上記と同様の乱数生成部１５及び送信制御部１６を有し、管理センタ１から全ての基地局２及び全ての端末局３に乱数値Ｄ５を送信する構成としても良い。この場合、全ての営業地域で乱数値Ｄ５が共通することになるが、基地局マスター鍵Ｄ３の内容が営業地域毎に異なるため、共通鍵Ｄ４も営業地域毎に相違する。
【００６９】
本変形例に係るセキュリティシステムにおいても、送信制御部２７と同様の送信制御部１６の制御により、管理センタ１から乱数値Ｄ５が送信されるタイミングが等間隔ではないため、等間隔で送信される場合と比較すると、第三者によって乱数値が不正に傍受される危険性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】メッシュネットワークを利用したセキュリティシステムの構成例を示す図である。
【図２】管理センタの機能構成を示す図である。
【図３】基地局の機能構成を示す図である。
【図４】端末局の機能構成を示す図である。
【図５】図２に示した管理センタの機能の一部を抜き出して示すブロック図である。
【図６】図３に示した基地局の機能の一部を抜き出して示すブロック図である。
【図７】図４に示した端末局の機能の一部を抜き出して示すブロック図である。
【図８】基地局及び端末局における共通鍵の更新タイミングを説明するための図である。
【図９】基地局から端末局への乱数値の送信タイミングを説明するための図である。
【図１０】送信制御部の構成を示すブロック図である。
【図１１】管理センタの変形例を示す図である。
【図１２】メッシュネットワークを利用したセキュリティシステムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 管理センタ
２ 基地局
３ 端末局
１３，２３，３３ 生成部
１４，２４，３４ 記憶部
２５，３５ 更新制御部
２６ 乱数生成部
２７ 送信制御部
３０ セキュリティ機能
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セキュリティシステムに関し、特に、メッシュネットワークを利用したセキュリティシステムにおける暗号方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信の技術が進歩しており、セキュリティシステムの分野においても、システム導入時の敷設コストが有線の場合よりも節減できる等の理由から、今後は無線通信の技術が応用されることが予想される。
【０００３】
図１２は、メッシュネットワークを利用したセキュリティシステムの構成例を示す図である。基地局１０２を中心として、複数の端末局１０１（１０１Ａ〜１０１Ｉ）が配置されている。各端末局１０１は、当該セキュリティシステムに加入した各宅内に配置されている。また、各端末局１０１は、通信可能距離が数１００ｍ程度の近距離無線通信によって、他の端末局１０１又は基地局１０２と相互に通信可能であり、これにより、近距離無線通信を利用したメッシュネットワークが構築されている。
【０００４】
当該セキュリティシステムに加入した各宅には、防犯センサや防犯カメラ等を利用した任意のホームセキュリティ機能が提供されており、各宅のセキュリティ情報は、端末局１０１からメッシュネットワークを介して基地局１０２に送信される。これにより、各宅のセキュリティ状態が監視される。
【０００５】
なお、下記特許文献１には、複数の自律分散網を備えるシステムに関して、異なる自律分散網間の通信における暗号技術の一例が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４８０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１２に示したセキュリティシステムでは、無線通信によってセキュリティ情報の相互通信が行われるため、第三者によるセキュリティ情報の盗聴や通信妨害等が、有線の場合よりも容易である。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、無線通信によるメッシュネットワークを利用したセキュリティシステムにおいて、共通鍵を用いた暗号方式を採用し、セキュリティ性の高いシステムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係るセキュリティシステムは、基地局と、各々がセキュリティ機能を有する複数の端末局とを備え、前記基地局及び前記複数の端末局は、共通鍵を用いた暗号方式によってセキュリティ情報を相互に通信し、前記複数の端末局の各々は、前記共通鍵を更新するために新たな共通鍵を生成する生成部を有し、前記生成部は、予め保持している基地局マスター鍵と、外部から受信した乱数情報とに基づいて、前記新たな共通鍵を生成する。
【００１０】
第２の発明に係るセキュリティシステムは、第１の発明に係るセキュリティシステムにおいて特に、前記基地局マスター鍵は、所定の共通マスター鍵と、基地局毎に異なるＩＤ情報とに基づいて生成されることを特徴とする。
【００１１】
第３の発明に係るセキュリティシステムは、第１の発明に係るセキュリティシステムにおいて特に、前記複数の端末局の各々は、現在有効な共通鍵を前記新たな共通鍵に更新するタイミングを制御する更新制御部をさらに有し、前記複数の端末局で同時に共通鍵の更新処理が実行されることを特徴とする。
【００１２】
第４の発明に係るセキュリティシステムは、第１の発明に係るセキュリティシステムにおいて特に、前記乱数情報には、過去の複数の時点で受信した複数の乱数値が含まれることを特徴とする。
【００１３】
第５の発明に係るセキュリティシステムは、第４の発明に係るセキュリティシステムにおいて特に、前記基地局は複数であり、前記複数の乱数値は前記基地局によって生成され、複数の前記基地局の各々毎に独自に乱数値が生成されることを特徴とする。
【００１４】
第６の発明に係るセキュリティシステムは、第４の発明に係るセキュリティシステムにおいて特に、前記複数の乱数値は、前記基地局によって生成されて前記基地局から前記複数の端末局に向けて送信され、前記基地局は、乱数値を送信するタイミングを制御する送信制御部を有し、前記送信制御部は、前記複数の乱数値を、送信の時間間隔が等間隔とならないように送信することを特徴とする。
【００１５】
第７の発明に係るセキュリティシステムは、第４の発明に係るセキュリティシステムにおいて特に、前記基地局を管理する管理センタをさらに備え、前記複数の乱数値は、前記管理センタによって生成されて前記管理センタから前記複数の端末局に向けて送信され、前記管理センタは、乱数値を送信するタイミングを制御する送信制御部を有し、前記送信制御部は、前記複数の乱数値を、送信の時間間隔が等間隔とならないように送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明に係るセキュリティシステムによれば、現在有効な共通鍵は、生成部によって生成された新たな共通鍵に更新される。しかも、生成部は、予め保持している基地局マスター鍵と、外部から受信した乱数情報とに基づいて、新たな共通鍵を生成する。従って、たとえ基地局マスター鍵及び乱数情報の一方が漏洩した場合であっても、第三者は新たな共通鍵の内容を特定できないため、セキュリティ性を高めることができる。
【００１７】
第２の発明に係るセキュリティシステムによれば、基地局毎に異なるＩＤ情報を用いて基地局マスター鍵が生成されるため、基地局マスター鍵の内容は基地局毎に異なる。従って、たとえ一の基地局の基地局マスター鍵の内容が漏洩したとしても、他の基地局には影響を及ぼさないため、被害を最小限に抑えることができる。しかも、基地局毎に異なる既存のＩＤ情報を利用することにより、基地局マスター鍵の生成及び管理に際しての負担が軽減される。
【００１８】
第３の発明に係るセキュリティシステムによれば、複数の端末局で同時に共通鍵の更新処理が実行されるため、メッシュネットワークを構成する複数の端末局は、常に同一の共通鍵を共有することができる。
【００１９】
第４の発明に係るセキュリティシステムによれば、乱数情報には、過去の複数の時点で受信した複数の乱数値が含まれる。従って、たとえ最新の乱数値が漏洩したとしても、それ以前の乱数値を知らない第三者は、新たな共通鍵の内容を特定できないため、セキュリティ性をさらに高めることができる。
【００２０】
第５の発明に係るセキュリティシステムによれば、基地局毎に独自に乱数値が生成される。従って、たとえ一の基地局の乱数値が漏洩したとしても、他の基地局には影響を及ぼさないため、被害を最小限に抑えることができる。
【００２１】
第６の発明に係るセキュリティシステムによれば、基地局から乱数値が送信されるタイミングが等間隔ではないため、等間隔で送信される場合と比較すると、第三者によって乱数値が不正に傍受される危険性を低減することができる。
【００２２】
第７の発明に係るセキュリティシステムによれば、管理センタから乱数値が送信されるタイミングが等間隔ではないため、等間隔で送信される場合と比較すると、第三者によって乱数値が不正に傍受される危険性を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
【００２４】
図１は、メッシュネットワークを利用したセキュリティシステムの構成例を示す図である。管理センタ１は、当該セキュリティシステムを統括して管理する機関（例えば警備会社の本社）内に配置されている。基地局２（２Ａ〜２Ｃ）は、警備会社の各営業地域の営業所内に配置されている。端末局３（３Ａ〜３Ｍ）は、当該セキュリティシステムに加入した各宅内に配置されている。また、当該セキュリティシステムに加入した各宅には、防犯センサや防犯カメラ等を利用した任意のホームセキュリティ機能が提供されている。
【００２５】
管理センタ１及び基地局２は、所定の規格（例えばＷｉＭＡＸ）に準拠した広域無線通信のネットワークを構築している。つまり、管理センタ１及び基地局２は、広域無線メッシュネットワークを介して相互に通信可能である。
【００２６】
端末局３Ａ〜３Ｇは、基地局２Ａが管轄する営業地域内に配置されている。基地局２Ａ及び端末局３Ａ〜３Ｇは、所定の規格（例えばＷｉＦｉ）に準拠した近距離無線通信のネットワークを構築している。つまり、基地局２Ａ及び端末局３Ａ〜３Ｇは、近距離無線メッシュネットワークを介して相互に通信可能である。同様に、端末局３Ｈ〜３Ｍは、基地局２Ｂが管轄する営業地域内に配置されており、基地局２Ｂ及び端末局３Ｈ〜３Ｍは、近距離無線メッシュネットワークを介して相互に通信可能である。
【００２７】
各宅のセキュリティ情報が各端末局３から基地局２及び管理センタ１に送信されることにより、基地局２及び管理センタ１によって各宅のセキュリティ状態が監視される。例えば端末局３Ａのセキュリティ情報は、端末局３Ｂ、端末局３Ｄ、及び基地局２Ａをこの順に経由して、管理センタ１に送信される。
【００２８】
ここで、本実施の形態に係るセキュリティシステムにおいては、基地局２及び端末局３は、共通鍵を用いた暗号方式によって相互に通信を行う。同一の営業地域内では同一の共通鍵が使用され、営業地域が異なれば共通鍵も相違する。共通鍵は、基地局２及び端末局３によって生成される。また、セキュリティ性を高めるために、各営業地域において共通鍵は所定のタイミングで更新される。共通鍵の生成手法及び更新手法については、後に詳述する。
【００２９】
図２は、管理センタ１の機能構成を示す図である。管理センタ１は、基地局２との間で広域無線通信を行うための、受信部１１及び送信部１２を有している。また、管理センタ１は、後述する基地局マスター鍵を生成するための、生成部１３及び記憶部１４を有している。
【００３０】
図３は、基地局２の機能構成を示す図である。基地局２は、管理センタ１又は他の基地局２との間で広域無線通信を行うための、及び、端末局３との間で近距離無線通信を行うための、受信部２１及び送信部２２を有している。また、基地局２は、後述する共通鍵を生成するための、生成部２３、記憶部２４、及び乱数生成部２６を有している。また、基地局２は、基地局２が共通鍵を更新するタイミングを制御するための更新制御部２５を有している。また、基地局２は、基地局２から端末局３に乱数値を送信するタイミングを制御するための送信制御部２７を有している。
【００３１】
図４は、端末局３の機能構成を示す図である。端末局３は、防犯センサや防犯カメラ等を利用した任意のセキュリティ機能３０を有している。また、端末局３は、基地局２又は他の端末局３との間で近距離無線通信を行うための、受信部３１及び送信部３２を有している。また、端末局３は、後述する共通鍵を生成するための、生成部３３及び記憶部３４を有している。また、端末局３は、端末局３が共通鍵を更新するタイミングを制御するための更新制御部３５を有している。
【００３２】
＜基地局マスター鍵の生成＞
図５は、図２に示した管理センタ１の機能の一部を抜き出して示すブロック図である。以下、図５を参照して、管理センタ１における基地局マスター鍵の生成手法について説明する。
【００３３】
記憶部１４には、例えば１２８ビットの所定の共通マスター鍵Ｄ１が予め記憶されている。共通マスター鍵Ｄ１の内容は、当該セキュリティシステム全体で共通である。共通マスター鍵Ｄ１は、管理センタ１によって作成され、秘密状態で管理されている。
【００３４】
また、記憶部１４には、例えば１２８ビットの基地局ＩＤ情報Ｄ２が予め記憶されている。基地局ＩＤ情報Ｄ２は、基地局２毎に個別に用意されている。基地局ＩＤ情報には、営業所の所在地である例えば１６ビットの都道府県ＩＤと、営業所別に割り当てられた例えば１６ビットの営業所ＩＤとが含まれている。従って、基地局ＩＤ情報は基地局毎に固有の情報であり、基地局が異なれば基地局ＩＤ情報の内容も相違する。ここで、都道府県ＩＤや営業所ＩＤは、基地局マスター鍵の生成のみを目的として専用に用意された情報ではなく、管理センタ１が全国の基地局２を管理するために使用する情報の一部として、以前から存在する情報である。
【００３５】
生成部１３は、共通マスター鍵Ｄ１及び基地局ＩＤ情報Ｄ２を記憶部１４から読み出す。そして、共通マスター鍵Ｄ１及び基地局ＩＤ情報Ｄ２に基づいてＡＥＳ暗号化処理を行い、例えば１２８ビットの基地局マスター鍵Ｄ３を生成する。なお、暗号化の規格はＡＥＳに限らず、ＤＥＳ等であっても良い。基地局マスター鍵Ｄ３は、基地局２毎に個別に生成される。
【００３６】
管理センタ１によって生成された基地局マスター鍵Ｄ３は、専用有線を用いた通信や、可搬性の記憶媒体を用いた手法等、セキュリティ性の高い任意の方法によって各基地局２及び各端末局３に通知され、各基地局２及び各端末局３において秘密状態で管理される。
【００３７】
＜共通鍵の生成及び更新＞
図６は、図３に示した基地局２の機能の一部を抜き出して示すブロック図である。以下、図６を参照して、基地局２における共通鍵の生成及び更新手法について説明する。
【００３８】
乱数生成部２６は、任意の疑似乱数生成手法によって、例えば３２ビットの乱数値Ｄ５を生成する。乱数生成部２６による乱数値Ｄ５の生成は、所定の頻度かつ所定のタイミングで行われる。以下では、一例として、毎日午前１０時０分に乱数値Ｄ５が生成されるものとする。
【００３９】
乱数生成部２６によって生成された乱数値Ｄ５は、記憶部２４に記憶されるとともに、現在有効な共通鍵を用いて暗号化された後、送信部２２に入力される。
【００４０】
記憶部２４には、乱数生成部２６によって新たに生成された乱数値Ｄ５とは別に、過去に生成された複数個の乱数値Ｄ５が記憶されている。以下では、一例として、直近３日分の３個の乱数値Ｄ５がすでに記憶されているものとする。つまり、記憶部２４には、最新の４個の乱数値Ｄ５が記憶されている。
【００４１】
また、記憶部２４には、管理センタ１から通知された基地局マスター鍵Ｄ３が予め記憶されている。
【００４２】
生成部２３は、基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６を記憶部２４から読み出す。乱数情報Ｄ６は、最新の４個の乱数値Ｄ５が順に配列されたものである。ここで、当該セキュリティシステムを初期導入した直後等、記憶部２４に４個の乱数値Ｄ５が蓄積されていない場合は、不足分については例えばオールゼロの乱数値が採用される。また、新たな基地局２を増設した場合等は、専用有線を用いた通信や、可搬性の記憶媒体を用いた手法等、セキュリティ性の高い任意の方法によって、最新の４個の乱数値Ｄ５をその新たな基地局２に対して通知する。
【００４３】
そして、生成部２３は、基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６に基づいてＡＥＳ暗号化処理を行い、例えば１２８ビットの共通鍵Ｄ４を生成する。なお、暗号化の規格はＡＥＳに限らず、ＤＥＳ等であっても良い。また、１２８ビットの共通鍵Ｄ４に対してバイナリ−アスキー変換を行うことにより、２５６ビットの共通鍵を得ても良い。
【００４４】
生成部２３によって生成された共通鍵Ｄ４は、更新制御部２５に入力される。そして、更新制御部２５は、後述する所定のタイミングで、共通鍵の更新処理を行う。つまり、自身の基地局２において現在有効な共通鍵を、新たに生成された共通鍵Ｄ４によって置き換える。
【００４５】
ところで、上記の通り、乱数生成部２６によって生成された乱数値Ｄ５は、現在有効な共通鍵を用いて暗号化された後、送信部２２に入力される。送信部２２は、暗号化された乱数値Ｄ５を、端末局３に向けて送信する。乱数値Ｄ５を送信するタイミング（後述）は、送信制御部２７によって制御される。
【００４６】
図７は、図４に示した端末局３の機能の一部を抜き出して示すブロック図である。以下、図７を参照して、端末局３における共通鍵の生成及び更新手法について説明する。
【００４７】
受信部３１は、基地局２から送信された乱数値Ｄ５（又は基地局２から送信されて他の端末局３によって中継された乱数値Ｄ５）を受信する。受信された乱数値Ｄ５は、現在有効な共通鍵を用いて復号された後、記憶部３４に記憶される。ここで、端末局３において現在有効な共通鍵は、基地局２において現在有効な共通鍵に等しい。
【００４８】
記憶部３４には、受信部３１によって新たに受信された乱数値Ｄ５とは別に、過去に受信された複数個の乱数値Ｄ５が記憶されている。この例では、直近３日分の３個の乱数値Ｄ５がすでに記憶されている。つまり、記憶部３４には、最新の４個の乱数値Ｄ５が記憶されている。ここで、同一の営業地域内では、端末局３の記憶部３４に記憶されている最新の４個の乱数値Ｄ５は、基地局２の記憶部２４に記憶されている最新の４個の乱数値Ｄ５に等しい。
【００４９】
また、記憶部３４には、管理センタ１から通知された基地局マスター鍵Ｄ３が予め記憶されている。ここで、同一の営業地域内では、端末局３の記憶部３４に記憶されている基地局マスター鍵Ｄ３は、基地局２の記憶部２４に記憶されている基地局マスター鍵Ｄ３に等しい。
【００５０】
生成部３３は、基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６を記憶部３４から読み出す。乱数情報Ｄ６は、最新の４個の乱数値Ｄ５が順に配列されたものである。上記と同様に、当該セキュリティシステムを新規に導入した直後等、記憶部３４に４個の乱数値Ｄ５が蓄積されていない場合は、不足分については例えばオールゼロの乱数値が採用される。また、新規加入等によって新たな端末局３が追加された場合等は、専用有線を用いた通信や、可搬性の記憶媒体を用いた手法等、セキュリティ性の高い任意の方法によって、最新の４個の乱数値Ｄ５をその新たな端末局３に対して通知する。
【００５１】
そして、生成部３３は、基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６に基づいてＡＥＳ暗号化処理を行い、例えば１２８ビットの共通鍵Ｄ４を生成する。なお、暗号化の規格はＡＥＳに限らず、ＤＥＳ等であっても良い。また、１２８ビットの共通鍵Ｄ４に対してバイナリ−アスキー変換を行うことにより、２５６ビットの共通鍵を得ても良い。ここで、同一の営業地域内では、端末局３の生成部３３によって生成された共通鍵Ｄ４は、基地局２の生成部２３によって生成された共通鍵Ｄ４に等しい。
【００５２】
生成部３３によって生成された共通鍵Ｄ４は、更新制御部３５に入力される。そして、更新制御部３５は、後述する所定のタイミングで、共通鍵の更新処理を行う。つまり、自身の端末局３において現在有効な共通鍵を、新たに生成された共通鍵Ｄ４によって置き換える。
【００５３】
＜共通鍵の更新タイミング制御＞
図８は、基地局２及び端末局３における共通鍵の更新タイミングを説明するための図である。図８では一例として、図１に示した基地局２Ａ及び端末局３Ａ，３Ｄに着目している。
【００５４】
基地局２は、時刻Ｔ１において、乱数値Ｄ５を端末局３に向けて送信する。端末局３Ｄは、時刻Ｔ２において、乱数値Ｄ５を受信する。一方、図１を参照して、端末局３Ａは、端末局３Ｂ，３Ｄを経由して、基地局２Ａと通信を行う。従って、図８に示すように、端末局３Ａは、時刻Ｔ２よりも遅い時刻Ｔ３において、乱数値Ｄ５を受信する。
【００５５】
基地局２Ａ及び端末局３Ａ，３Ｄは、上記の方法によって独自に新たな共通鍵Ｄ４を生成する。ここで、最新の乱数値Ｄ５を取得した時点で、新たな共通鍵Ｄ４の生成を開始することが可能となるため、通常は、基地局２Ａ→端末局３Ｄ→端末局３Ａの順に、新たな共通鍵Ｄ４の生成処理が完了する。
【００５６】
本実施の形態に係るセキュリティシステムでは、共通鍵Ｄ４の生成処理が完了すると直ちに更新処理を行うのではなく、図８に示すように、基地局２Ａ及び端末局３Ａ，３Ｄは、同時に共通鍵Ｄ４の更新処理を行う。つまり、同一の営業地域内に存在する全ての基地局２及び端末局３が、同時に共通鍵Ｄ４の更新処理を実行する。
【００５７】
具体的には、基地局２の更新制御部２５（図２，６参照）及び端末局３の更新制御部３５（図３，７参照）には、所定の時刻（例えば午後０時０分）が更新時刻として予め設定されている。また、基地局２が端末局３に対して時刻同期制御を行うことにより、又は、基地局２及び端末局３の各々が正確な時計を有していることにより、更新制御部２５，３５は正確な時刻情報を共有している。
【００５８】
そして、更新制御部２５，３５は、生成部２３，３３によって生成された新たな共通鍵Ｄ４を、予め設定された更新時刻が到来するまで保有し、更新時刻が到来すると、現在有効な共通鍵を新たな共通鍵Ｄ４によって更新する。
【００５９】
＜乱数値Ｄ５の送信タイミング制御＞
図９は、基地局２から端末局３への乱数値Ｄ５の送信タイミングを説明するための図である。基地局２は、時刻Ｔ１において乱数値Ｄ５ａを送信し、時刻Ｔ２において乱数値Ｄ５ｂを送信し、時刻Ｔ３において乱数値Ｄ５ｃを送信し、時刻Ｔ４において乱数値Ｄ５ｄを送信している。時刻Ｔ１と時刻Ｔ２との時間間隔をＷ１とし、時刻Ｔ２と時刻Ｔ３との時間間隔をＷ２とし、時刻Ｔ３と時刻Ｔ４との時間間隔をＷ３とすると、図９に示すように、時間間隔Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は互いに一致しない。つまり、基地局２は、送信の時間間隔が等間隔とならないように、図３，６に示した送信制御部２７によって、複数の乱数値Ｄ５ａ〜Ｄ５ｄの送信タイミングを制御している。
【００６０】
図１０は、送信制御部２７の構成を示すブロック図である。ここでは、図３，６に示した乱数生成部２６が午前１０時０分に新たな乱数値Ｄ５を生成し、また、共通鍵Ｄ４の更新時刻が午後０時０分に設定されているものとする。図１０を参照して、送信制御部２７は、乱数生成部４０と時刻決定部４１とを有している。乱数生成部４０は、例えば、「０」から「６０」までの乱数値Ｄ１０をランダムに生成する。時刻決定部４１は、午前１０時０分に乱数値Ｄ１０を加えた時刻を、乱数値Ｄ５の送信時刻として決定する。例えば乱数値Ｄ１０が「２５」である場合は、午前１０時２５分を送信時刻として決定する。新たな乱数値Ｄ５の送信の度に乱数値Ｄ１０を更新することにより、乱数値Ｄ５毎に送信時刻を変動させることができる。
【００６１】
なお、毎日１回、基地局２から端末局３へ乱数値Ｄ５が送信されるため、この乱数値の送信を各端末局３のヘルスチェックとして利用することも可能である。つまり、乱数値Ｄ５を送信できなかった端末局３が存在する場合は、その端末局３に何らかの異常が生じているものとして、早期に対処することができる。
【００６２】
＜まとめ＞
本実施の形態に係るセキュリティシステムによれば、基地局２及び端末局３において、現在有効な共通鍵は、生成部２３，３３によって生成された新たな共通鍵Ｄ４にそれぞれ更新される。しかも、生成部２３，３３は、予め保持している基地局マスター鍵Ｄ３と、乱数値Ｄ５から得られる乱数情報Ｄ６とに基づいて、新たな共通鍵Ｄ４を生成する。従って、たとえ基地局マスター鍵Ｄ３及び乱数情報Ｄ６の一方が漏洩した場合であっても、第三者は新たな共通鍵Ｄ４の内容を特定できないため、システムのセキュリティ性を高めることができる。
【００６３】
また、本実施の形態に係るセキュリティシステムによれば、基地局２毎に異なる基地局ＩＤ情報Ｄ２を用いて基地局マスター鍵Ｄ３が生成されるため、基地局マスター鍵Ｄ３の内容は基地局２毎に異なる。従って、たとえ一の基地局２の基地局マスター鍵Ｄ３の内容が漏洩したとしても、他の基地局２には影響を及ぼさないため、被害を最小限に抑えることができる。しかも、都道府県ＩＤや営業所ＩＤ等、既存のＩＤ情報を利用することにより、基地局マスター鍵Ｄ３の生成及び管理に際しての負担が軽減される。
【００６４】
また、本実施の形態に係るセキュリティシステムによれば、図８に示したように、基地局２及び複数の端末局３で同時に共通鍵Ｄ４の更新処理が実行されるため、メッシュネットワークを構成する基地局２及び複数の端末局３は、常に同一の共通鍵Ｄ４を共有することができる。
【００６５】
また、本実施の形態に係るセキュリティシステムによれば、共通鍵Ｄ４を生成するための乱数情報Ｄ６には、過去の複数の時点における複数個の乱数値Ｄ５が含まれる。従って、たとえ最新の乱数値Ｄ５が漏洩したとしても、それ以前の乱数値Ｄ５を知らない第三者は、新たな共通鍵Ｄ４の内容を特定できないため、セキュリティ性をさらに高めることができる。
【００６６】
また、本実施の形態に係るセキュリティシステムによれば、基地局２毎に独自に乱数値Ｄ５が生成される。従って、たとえ一の基地局２の乱数値Ｄ５が漏洩したとしても、他の基地局２には影響を及ぼさないため、被害を最小限に抑えることができる。
【００６７】
また、本実施の形態に係るセキュリティシステムによれば、図９に示したように、基地局２から乱数値Ｄ５が送信されるタイミングが等間隔ではないため、等間隔で送信される場合と比較すると、第三者によって乱数値Ｄ５が不正に傍受される危険性を低減することができる。
【００６８】
＜変形例＞
図１１は、管理センタ１の変形例を示す図である。以上の説明では、基地局２が乱数生成部２６及び送信制御部２７を有し、基地局２毎に個別に乱数値Ｄ５を生成する例について述べた。これに対し、図１１に示すように、管理センタ１が上記と同様の乱数生成部１５及び送信制御部１６を有し、管理センタ１から全ての基地局２及び全ての端末局３に乱数値Ｄ５を送信する構成としても良い。この場合、全ての営業地域で乱数値Ｄ５が共通することになるが、基地局マスター鍵Ｄ３の内容が営業地域毎に異なるため、共通鍵Ｄ４も営業地域毎に相違する。
【００６９】
本変形例に係るセキュリティシステムにおいても、送信制御部２７と同様の送信制御部１６の制御により、管理センタ１から乱数値Ｄ５が送信されるタイミングが等間隔ではないため、等間隔で送信される場合と比較すると、第三者によって乱数値が不正に傍受される危険性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】メッシュネットワークを利用したセキュリティシステムの構成例を示す図である。
【図２】管理センタの機能構成を示す図である。
【図３】基地局の機能構成を示す図である。
【図４】端末局の機能構成を示す図である。
【図５】図２に示した管理センタの機能の一部を抜き出して示すブロック図である。
【図６】図３に示した基地局の機能の一部を抜き出して示すブロック図である。
【図７】図４に示した端末局の機能の一部を抜き出して示すブロック図である。
【図８】基地局及び端末局における共通鍵の更新タイミングを説明するための図である。
【図９】基地局から端末局への乱数値の送信タイミングを説明するための図である。
【図１０】送信制御部の構成を示すブロック図である。
【図１１】管理センタの変形例を示す図である。
【図１２】メッシュネットワークを利用したセキュリティシステムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 管理センタ
２ 基地局
３ 端末局
１３，２３，３３ 生成部
１４，２４，３４ 記憶部
２５，３５ 更新制御部
２６ 乱数生成部
２７ 送信制御部
３０ セキュリティ機能
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と、
各々がセキュリティ機能を有する複数の端末局と
を備え、
前記基地局及び前記複数の端末局は、共通鍵を用いた暗号方式によってセキュリティ情報を相互に通信し、
前記複数の端末局の各々は、前記共通鍵を更新するために新たな共通鍵を生成する生成部を有し、
前記生成部は、予め保持している基地局マスター鍵と、外部から受信した乱数情報とに基づいて、前記新たな共通鍵を生成する、セキュリティシステム。
【請求項２】
前記基地局マスター鍵は、所定の共通マスター鍵と、基地局毎に異なるＩＤ情報とに基づいて生成される、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項３】
前記複数の端末局の各々は、現在有効な共通鍵を前記新たな共通鍵に更新するタイミングを制御する更新制御部をさらに有し、
前記複数の端末局で同時に共通鍵の更新処理が実行される、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項４】
前記乱数情報には、過去の複数の時点で受信した複数の乱数値が含まれる、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項５】
前記基地局は複数であり、
前記複数の乱数値は前記基地局によって生成され、
複数の前記基地局の各々毎に独自に乱数値が生成される、請求項４に記載のセキュリティシステム。
【請求項６】
前記複数の乱数値は、前記基地局によって生成されて前記基地局から前記複数の端末局に向けて送信され、
前記基地局は、乱数値を送信するタイミングを制御する送信制御部を有し、
前記送信制御部は、前記複数の乱数値を、送信の時間間隔が等間隔とならないように送信する、請求項４に記載のセキュリティシステム。
【請求項７】
前記基地局を管理する管理センタをさらに備え、
前記複数の乱数値は、前記管理センタによって生成されて前記管理センタから前記複数の端末局に向けて送信され、
前記管理センタは、乱数値を送信するタイミングを制御する送信制御部を有し、
前記送信制御部は、前記複数の乱数値を、送信の時間間隔が等間隔とならないように送信する、請求項４に記載のセキュリティシステム。
【請求項１】
基地局と、
各々がセキュリティ機能を有する複数の端末局と
を備え、
前記基地局及び前記複数の端末局は、共通鍵を用いた暗号方式によってセキュリティ情報を相互に通信し、
前記複数の端末局の各々は、前記共通鍵を更新するために新たな共通鍵を生成する生成部を有し、
前記生成部は、予め保持している基地局マスター鍵と、外部から受信した乱数情報とに基づいて、前記新たな共通鍵を生成する、セキュリティシステム。
【請求項２】
前記基地局マスター鍵は、所定の共通マスター鍵と、基地局毎に異なるＩＤ情報とに基づいて生成される、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項３】
前記複数の端末局の各々は、現在有効な共通鍵を前記新たな共通鍵に更新するタイミングを制御する更新制御部をさらに有し、
前記複数の端末局で同時に共通鍵の更新処理が実行される、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項４】
前記乱数情報には、過去の複数の時点で受信した複数の乱数値が含まれる、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項５】
前記基地局は複数であり、
前記複数の乱数値は前記基地局によって生成され、
複数の前記基地局の各々毎に独自に乱数値が生成される、請求項４に記載のセキュリティシステム。
【請求項６】
前記複数の乱数値は、前記基地局によって生成されて前記基地局から前記複数の端末局に向けて送信され、
前記基地局は、乱数値を送信するタイミングを制御する送信制御部を有し、
前記送信制御部は、前記複数の乱数値を、送信の時間間隔が等間隔とならないように送信する、請求項４に記載のセキュリティシステム。
【請求項７】
前記基地局を管理する管理センタをさらに備え、
前記複数の乱数値は、前記管理センタによって生成されて前記管理センタから前記複数の端末局に向けて送信され、
前記管理センタは、乱数値を送信するタイミングを制御する送信制御部を有し、
前記送信制御部は、前記複数の乱数値を、送信の時間間隔が等間隔とならないように送信する、請求項４に記載のセキュリティシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−１７２７２８（Ｐ２００８−１７２７２８Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６３７３（Ｐ２００７−６３７３）
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（５０００４０９０８）株式会社メガチップスシステムソリューションズ (80)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（５０００４０９０８）株式会社メガチップスシステムソリューションズ (80)
【Ｆターム（参考）】
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