通信システム、タグ装置、タグリーダ装置及びサーバ装置
【課題】通信のセキュリティを強化する。
【解決手段】タグ装置１００は、タグＩＤを第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成し、サーバＩＤと第１暗号データとを第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成し、第２暗号データをタグリーダ装置に送信し、タグリーダ装置２００は、受信した第２暗号データを第２共通鍵で復号化して、サーバＩＤと第１暗号データとを抽出し、サーバアドレスリストを参照し、サーバＩＤに対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定し、第１暗号データを第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、第３暗号データを、決定したアドレスのサーバ装置へ送信し、サーバ装置３００は、受信した第３暗号データを第３共通鍵で復号化して第１暗号データを抽出し、抽出した第１暗号データを第１共通鍵で復号化して、タグ識別情報を抽出する。
【解決手段】タグ装置１００は、タグＩＤを第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成し、サーバＩＤと第１暗号データとを第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成し、第２暗号データをタグリーダ装置に送信し、タグリーダ装置２００は、受信した第２暗号データを第２共通鍵で復号化して、サーバＩＤと第１暗号データとを抽出し、サーバアドレスリストを参照し、サーバＩＤに対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定し、第１暗号データを第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、第３暗号データを、決定したアドレスのサーバ装置へ送信し、サーバ装置３００は、受信した第３暗号データを第３共通鍵で復号化して第１暗号データを抽出し、抽出した第１暗号データを第１共通鍵で復号化して、タグ識別情報を抽出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タグ装置、タグ装置と通信を行うタグリーダ装置、タグリーダ装置と通信を行うサーバ装置、及び通信端末装置と通信中継装置とサーバ装置とで構成された通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣタグを用いた社会システムが普及してきている。例えば、商品に生産地や流通経路などを記録したＩＣタグを貼付することで、トレーサビリティを実現するなど、様々な応用例が期待されている。総務省も、非特許文献１の中で、ＩＣタグを利用した様々なアプリケーションの可能性について言及している。また、ＪＲ東日本のＳｕｉｃａや、ＪＲ西日本のＩＣＯＣＡのように、既に実現されているサービスもあり、今後、さらにＩＣタグを利用したシステムが登場してくることが予想される。さらに、現在は、パッシブタグを利用したシステムが中心であるが、今後は、より長距離での交信が可能なアクティブタグや、センサを使ったサービスの登場が考えられる。
【０００３】
しかしながら、その際、タグが送信する情報には、時に個人のプライバシーに関する情報も含まれるため、盗聴、改竄、なりすまし及び同定などから情報を守る技術が必要である。
【０００４】
そして、従来は、生態情報を取得して、認証サーバで認証することで、プライバシー侵害やなりすまし脅威を防ぐことができるユーザ認証技術がある（例えば、特許文献１参照）。また、タグがタグリーダに送信するデータを暗号化することで、第三者による不正な情報収集を防ぎ、その非同定性によりタグの不正な同定追跡の防止をはかり、プライバシーを保護する技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１４８９８２号公報
【特許文献２】特開２００５−３４８３０６号公報
【非特許文献１】総務省、“電子タグの高度利活用に向けて−「ユビキタスネットワーク時代における電子タグの高度利活用に関する調査研究会」中間報告”、〔online〕、平成１５年８月１８日、インターネット＜URL:http://www.soumu.go.jp/s-news/2003/030818_4.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に示す構成では、タグリーダに相当するユーザ情報取得装置は、無線タグの暗号化タグ情報を、無条件で認証サーバへ送信するため、複数の認証サーバに送信することができないという課題がある。
【０００６】
さらに、ユーザ情報取得装置は、常に、特定の認証サーバだけにタグ情報を送信するため、通信データの内容を暗号化して盗聴を防ぐことができたとしても、追跡の手段を与えてしまうことになるという課題がある。
【０００７】
そして、上記特許文献２に示す構成では、タグの同定及びなりすましの防止は可能だが、タグリーダのなりすましの防止ができないという課題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、通信のセキュリティを強化することができる通信システム、タグ装置、タグリーダ装置及びサーバ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る通信システムは、通信端末装置と、前記通信端末装置と通信を行う通信中継装置と、前記通信中継装置と通信を行うサーバ装置とで構成された通信システムであって、前記通信端末装置は、前記サーバ装置を識別するためのサーバ識別情報と、前記通信端末装置を識別するための通信端末識別情報と、第１共通鍵と、第２共通鍵とを記憶する記憶部と、前記通信端末識別情報を第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成する第１暗号化部と、前記サーバ識別情報と、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データとを、前記第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成する第２暗号化部と、前記第２暗号化部によって生成された前記第２暗号データを前記通信中継装置に送信する通信部とを備え、前記通信中継装置は、前記第２共通鍵と、第３共通鍵と、前記サーバ識別情報と前記サーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストとを記憶する記憶部と、前記通信端末装置によって送信された前記第２暗号データを受信する第１通信部と、前記第１通信部によって受信された前記第２暗号データを前記第２共通鍵で復号化して、前記サーバ識別情報と前記第１暗号データとを抽出する第１復号化部と、前記記憶部に記憶されている前記サーバアドレスリストを参照し、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定する送信先決定部と、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成する第３暗号化部と、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信する第２通信部とを備え、前記サーバ装置は、前記第１共通鍵と前記第３共通鍵とを記憶する記憶部と、前記通信中継装置によって送信された前記第３暗号データを受信する通信部と、前記通信部によって受信された前記第３暗号データを前記第３共通鍵で復号化して前記第１暗号データを抽出する第２復号化部と、前記第２復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第１共通鍵で復号化して、前記通信端末識別情報を抽出する第３復号化部とを備える。
【００１０】
この構成によれば、通信端末装置において、サーバ装置を識別するためのサーバ識別情報と、通信端末装置を識別するための通信端末識別情報と、第１共通鍵と、第２共通鍵とが記憶部に記憶されている。そして、通信端末識別情報が第１共通鍵で暗号化されて第１暗号データが生成され、サーバ識別情報と第１暗号データとが第２共通鍵で暗号化されて第２暗号データが生成される。その後、生成された第２暗号データが通信中継装置に送信される。次に、通信中継装置において、第２共通鍵と、第３共通鍵と、サーバ識別情報とサーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストとが記憶部に記憶されている。そして、通信端末装置によって送信された第２暗号データが受信され、受信された第２暗号データが第２共通鍵で復号化されて、サーバ識別情報と第１暗号データとが抽出される。続いて、記憶部に記憶されているサーバアドレスリストが参照され、抽出されたサーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスが決定され、抽出された第１暗号データが第３共通鍵で暗号化されて第３暗号データが生成される。生成された第３暗号データが、決定されたアドレスのサーバ装置へ送信される。次に、サーバ装置において、第１共通鍵と第３共通鍵とが記憶部に記憶されている。そして、通信中継装置によって送信された第３暗号データが受信され、受信された第３暗号データが第３共通鍵で復号化されて第１暗号データが抽出される。続いて、抽出された第１暗号データが第１共通鍵で復号化されて、通信端末識別情報が抽出される。
【００１１】
したがって、通信端末識別情報を暗号化した第１暗号データを復号化することができるのはサーバ装置だけであり、通信中継装置は、第１共通鍵を保持しておらず、第１暗号データを復号化することができないので、通信端末装置からサーバ装置までの通信において、タグ識別情報が漏洩することを防止することができ、通信端末装置からサーバ装置までの通信のセキュリティを強化することができる。
【００１２】
また、上記の通信システムにおいて、前記通信端末装置は、タグ装置を含み、前記通信中継装置は、タグリーダ装置を含むことが好ましい。この構成によれば、タグ識別情報を暗号化した第１暗号データを復号化することができるのはサーバ装置だけであり、タグリーダ装置は、第１共通鍵を保持しておらず、第１暗号データを復号化することができないので、タグ装置からサーバ装置までの通信において、タグ識別情報が漏洩することを防止することができ、タグ装置からサーバ装置までの通信のセキュリティを強化することができる。
【００１３】
また、上記の通信システムにおいて、前記タグ装置は、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データと前記第２共通鍵とをハッシュ関数に入力し、出力をタグ認証データとして生成するタグ認証データ生成部をさらに備え、前記タグ装置の前記通信部は、前記第２暗号化部によって生成された前記第２暗号データと、前記タグ認証データ生成部によって生成された前記タグ認証データとを前記タグリーダ装置に送信し、前記タグリーダ装置の第１通信部は、前記タグ装置によって送信された前記第２暗号データと前記タグ認証データとを受信し、前記タグリーダ装置は、前記第１通信部によって受信された前記タグ認証用データと、前記第１復号化部によって復号化された前記第１暗号データと前記第２共通鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合して前記タグ装置を認証するタグ認証部をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、タグ装置において、第１暗号データと第２共通鍵とがハッシュ関数に入力され、出力がタグ認証データとして生成され、第２暗号データとタグ認証データとがタグリーダ装置に送信される。タグリーダ装置において、タグ装置によって送信された第２暗号データとタグ認証データとが受信され、受信されたタグ認証用データと、復号化された第１暗号データと第２共通鍵とがハッシュ関数に入力して得られた出力結果とが照合されてタグ装置が認証される。
【００１５】
したがって、タグ装置において第１暗号データと第２共通鍵とに基づいてタグ認証データが生成され、タグリーダ装置においてタグ認証データと第１暗号データと第２共通鍵とに基づいてタグ装置が認証されるので、第三者によるタグ装置のなりすましを防止することができる。
【００１６】
また、上記の通信システムにおいて、前記タグリーダ装置は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データと前記第３共通鍵とをハッシュ関数に入力し、出力をリーダ認証データとして生成するリーダ認証データ生成部をさらに備え、前記タグリーダ装置の前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データと、前記リーダ認証データ生成部によって生成された前記リーダ認証データとを、前記送信先判定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置に送信し、前記サーバ装置の前記通信部は、前記第３暗号データと前記リーダ認証データとを受信し、前記サーバ装置は、前記通信部によって受信された前記リーダ認証データと、前記第２復号化部によって復号化された前記第１暗号データと前記第３共通鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合して前記タグリーダ装置を認証するリーダ認証部とをさらに備えることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、タグリーダ装置において、第１暗号データと第３共通鍵とがハッシュ関数に入力され、出力がリーダ認証データとして生成され、第３暗号データとリーダ認証データとが、決定されたアドレスのサーバ装置に送信される。そして、サーバ装置において、第３暗号データとリーダ認証データとが受信され、受信されたリーダ認証データと、復号化された第１暗号データと第３共通鍵とがハッシュ関数に入力されて得られた出力結果とが照合されてタグリーダ装置が認証される。
【００１８】
したがって、タグリーダ装置において第１暗号データと第３共通鍵とに基づいてリーダ認証データが生成され、サーバ装置においてリーダ認証データと第１暗号データと第３共通鍵とに基づいてタグリーダ装置が認証されるので、第三者によるタグリーダ装置のなりすましを防止することができる。
【００１９】
また、上記の通信システムにおいて、前記サーバ装置は、複数のサーバ装置を含むことが好ましい。この構成によれば、複数のサーバ装置に第３暗号データを送信することができる。
【００２０】
また、上記の通信システムにおいて、前記サーバ装置は、複数のサーバ装置を含み、前記タグリーダ装置の前記記憶部は、前記サーバ装置毎に異なる第３共通鍵を記憶し、前記送信先決定部は、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを含む複数のサーバ装置のアドレスを決定するとともに、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられている第３共通鍵を決定し、前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを、前記送信先決定部によって決定された前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記複数のサーバ装置へ送信することが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、タグリーダ装置の記憶部には、サーバ装置毎に異なる第３共通鍵が記憶されている。そして、タグリーダ装置において、抽出されたサーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを含む複数のサーバ装置のアドレスが決定されるとともに、抽出されたサーバ識別情報に対応付けられている第３共通鍵が決定される。その後、抽出された第１暗号データが、決定された第３共通鍵で暗号化されて第３暗号データが生成され、生成された第３暗号データが、決定されたアドレスの複数のサーバ装置へ送信される。
【００２２】
したがって、複数のサーバ装置へ第３暗号データが送信されるが、第３共通鍵が一致しないサーバ装置では、タグリーダ装置の認証に失敗し、タグ識別情報を得ることができないので、盗聴者は、タグリーダ装置が実際に複数のサーバ装置うちのどのサーバ装置に対してタグ識別情報を送信しているのかが分からず、タグリーダ装置とサーバ装置との間の通信のセキュリティをより強化することができる。
【００２３】
また、上記の通信システムにおいて、前記第２通信部は、全ての前記サーバ装置へ前記第３暗号データを送信することが好ましい。この構成によれば、全てのサーバ装置へ第３暗号データが送信されるので、盗聴者は、タグリーダ装置が実際に複数のサーバ装置うちのどのサーバ装置に対してタグ識別情報を送信しているのかが分からず、タグリーダ装置とサーバ装置との間の通信のセキュリティをより強化することができる。
【００２４】
また、上記の通信システムにおいて、前記サーバ装置は、複数のサーバ装置を含み、前記タグリーダ装置の前記記憶部は、前記サーバ装置毎に異なる第３共通鍵を記憶し、前記送信先決定部は、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられている前記サーバ装置のアドレスに加えて、ランダムに１つ以上の前記サーバ装置のアドレスを決定するとともに、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられている第３共通鍵を決定し、前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを、前記送信先決定部によって決定された前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信することが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、タグリーダ装置の記憶部には、サーバ装置毎に異なる第３共通鍵が記憶されている。そして、タグリーダ装置において、抽出されたサーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスに加えて、ランダムに１つ以上のサーバ装置のアドレスが決定されるとともに、抽出されたサーバ識別情報に対応付けられている第３共通鍵が決定される。その後、抽出された前記第１暗号データが、決定された第３共通鍵で暗号化されて第３暗号データが生成され、生成された第３暗号データが、決定されたアドレスのサーバ装置へ送信される。
【００２６】
したがって、複数のサーバ装置へ第３暗号データが送信されるが、第３共通鍵が一致しないサーバ装置では、タグリーダ装置の認証に失敗し、タグ識別情報を得ることができないので、盗聴者は、タグリーダ装置が実際に複数のサーバ装置うちのどのサーバ装置に対してタグ識別情報を送信しているのかが分からず、タグリーダ装置とサーバ装置との間の通信のセキュリティをより強化することができる。また、実際にタグ識別情報を送信するサーバ装置に加えて、ランダムに決定された１つ以上のサーバ装置に第３暗号データが送信されるので、タグリーダ装置とサーバ装置との間のネットワークの負荷を軽減することができる。
【００２７】
また、上記の通信システムにおいて、前記タグ装置は、乱数を発生させる乱数発生部をさらに備え、前記タグ装置の前記第１暗号化部は、前記タグ識別情報と前記乱数とを前記第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成し、前記サーバ装置の前記第３復号化部は、前記第２復号化部が抽出した前記第１暗号データを前記第１共通鍵で復号化して、前記タグ識別情報と前記乱数とを抽出することが好ましい。
【００２８】
この構成によれば、タグ装置において、乱数が発生され、タグ識別情報と乱数とが第１共通鍵で暗号化されて第１暗号データが生成される。そして、サーバ装置において、抽出した第１暗号データが第１共通鍵で復号化されて、タグ識別情報と乱数とが抽出される。
【００２９】
したがって、タグ識別情報と乱数とが暗号化されて第１暗号データが生成され、さらに、第１暗号データとサーバ識別情報とが暗号化されて第２暗号データが生成されるので、第１暗号データ及び第２暗号データは、送信する度に異なる値となり、タグ装置の同定を防止することができる。
【００３０】
また、上記の通信システムにおいて、前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データと前記サーバ識別情報とを前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、前記第２復号化部は、前記第３暗号データを復号化して抽出した前記サーバ識別情報が自身の予め記憶するサーバ識別情報と合致しない場合、復号化した前記第１暗号データを破棄することが好ましい。
【００３１】
この構成によれば、タグリーダ装置において、抽出された第１暗号データとサーバ識別情報とが第３共通鍵で暗号化されて第３暗号データが生成され、サーバ装置において、第３暗号データが復号化されて抽出されたサーバ識別情報が自身の予め記憶するサーバ識別情報と合致しない場合、復号化した第１暗号データが破棄される。
【００３２】
したがって、受信したサーバ識別情報と、自身が予め記憶しているサーバ識別情報とを比較することで、受信した第１暗号データが改竄されたものであるか否かを容易に判断することができる。
【００３３】
また、上記の通信システムにおいて、前記サーバ装置は、複数のグループに分けられた複数のサーバ装置を含み、前記サーバ識別情報は、複数のサーバ装置が属するグループを識別するためのグループ識別情報を含み、前記第２暗号化部は、前記グループ識別情報と、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データとを、前記第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成することが好ましい。
【００３４】
この構成によれば、サーバ識別情報には、複数のサーバ装置が属するグループを識別するためのグループ識別情報が含まれる。そして、グループ識別情報と第１暗号データとが、第２共通鍵で暗号化されて第２暗号データが生成される。したがって、複数のサーバ装置にタグ識別情報を送信する場合に、全てのサーバ装置のサーバ識別情報が送信されるのではなく、グループ識別情報のみが送信されるので、タグ装置からタグリーダ装置へ送信するデータ量を削減することができる。
【００３５】
また、上記の通信システムにおいて、前記タグリーダ装置の前記記憶部は、前記グループ識別情報と前記グループ識別情報に属するサーバ装置のアドレスとを対応付けたグループアドレスリストと、前記グループ毎に用いられるグループ鍵とを記憶し、前記送信先決定部は、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報が前記グループ識別情報であった場合、前記記憶部に記憶されている前記グループアドレスリストを参照し、前記グループ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定し、前記第３暗号化部は、前記第１暗号データを前記グループ鍵で暗号化して前記第３暗号データを生成し、前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信することが好ましい。
【００３６】
この構成によれば、タグリーダ装置において、記憶部には、グループ識別情報とグループ識別情報に属するサーバ装置のアドレスとを対応付けたグループアドレスリストと、グループ毎に用いられるグループ鍵とが記憶されている。そして、抽出されたサーバ識別情報がグループ識別情報であった場合、記憶部に記憶されているグループアドレスリストが参照され、グループ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスが決定される。その後、第１暗号データがグループ鍵で暗号化されて第３暗号データが生成され、生成された第３暗号データが、決定されたアドレスのサーバ装置へ送信される。
【００３７】
したがって、グループ単位で共通鍵が設定されており、この共通鍵で第１暗号データが暗号化されて第３暗号データが生成されるので、タグ識別情報を送信すべきサーバ装置毎に共通鍵を記憶しておく必要が無く、タグリーダ装置のデータ記憶量を削減することができる。
【００３８】
また、上記の通信システムにおいて、前記送信先決定部は、前記グループアドレスリストを参照して決定した前記アドレスに加えて、ランダムに１つ以上の前記サーバ装置のアドレスを決定するとともに、前記第１復号化部によって抽出された前記グループ識別情報に対応付けられているグループ鍵を決定し、前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを、前記送信先決定部によって決定された前記グループ鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信することが好ましい。
【００３９】
この構成によれば、タグリーダ装置において、グループアドレスリストを参照して決定したアドレスに加えて、ランダムに１つ以上のサーバ装置のアドレスが決定されるとともに、抽出されたグループ識別情報に対応付けられているグループ鍵が決定される。そして、抽出された第１暗号データが、決定されたグループ鍵で暗号化されて第３暗号データが生成され、生成された第３暗号データが、決定されたアドレスのサーバ装置へ送信される。
【００４０】
したがって、複数のサーバ装置へ第３暗号データが送信されるが、グループ鍵が一致しないサーバ装置では、タグリーダ装置の認証に失敗し、タグ識別情報を得ることができないので、盗聴者は、タグリーダ装置が実際に複数のサーバ装置うちのどのサーバ装置に対してタグ識別情報を送信しているのかが分からず、タグリーダ装置とサーバ装置との間の通信のセキュリティをより強化することができる。また、実際にタグ識別情報を送信するサーバ装置に加えて、ランダムに決定された１つ以上のサーバ装置に第３暗号データが送信されるので、全てのサーバ装置に第３暗号データを送信する場合に比べて、タグリーダ装置とサーバ装置との間のネットワークの負荷を軽減することができる。
【００４１】
また、上記の通信システムにおいて、前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データと前記グループ識別情報とを前記グループ鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、前記サーバ装置の前記記憶部は、前記グループ鍵を記憶し、前記第２復号化部は、前記第３暗号データを前記第３共通鍵で復号化した結果、正常に復号化されない場合、前記グループ鍵で前記第３暗号データを復号化することが好ましい。
【００４２】
この構成によれば、タグリーダ装置において、抽出された第１暗号データとグループ識別情報とがグループ鍵で暗号化されて第３暗号データが生成される。そして、サーバ装置において、グループ鍵が記憶部に記憶されており、第３暗号データを第３共通鍵で復号した結果、正常に復号化されない場合、グループ鍵で第３暗号データが復号化される。
【００４３】
したがって、サーバ装置において、第３暗号データがグループ鍵で暗号化されている場合、第３共通鍵では復号化することができないので、予め記憶しているグループ鍵で復号化することにより、第３暗号データを正常に復号化することができる。
【００４４】
本発明に係るタグ装置は、サーバ装置を識別するためのサーバ識別情報と、タグ装置を識別するためのタグ識別情報と、第１共通鍵と、第２共通鍵とを記憶する記憶部と、前記タグ識別情報を前記第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成する第１暗号化部と、前記サーバ識別情報と、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データとを前記第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成する第２暗号化部と、前記第２暗号化部によって生成された前記第２暗号データをタグリーダ装置に送信する通信部とを備える。
【００４５】
この構成によれば、タグ装置において、サーバ装置を識別するためのサーバ識別情報と、タグ装置を識別するためのタグ識別情報と、第１共通鍵と、第２共通鍵とが記憶部に記憶されている。そして、タグ識別情報が第１共通鍵で暗号化されて第１暗号データが生成され、サーバ識別情報と第１暗号データとが第２共通鍵で暗号化されて第２暗号データが生成される。その後、生成された第２暗号データがタグリーダ装置に送信される。したがって、タグ識別情報は第１共通鍵と第２共通鍵とで２重に暗号化されるので、タグ装置からタグリーダ装置までの通信のセキュリティを強化することができる。
【００４６】
本発明に係るタグリーダ装置は、タグ装置を識別するためのタグ識別情報を第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成し、生成した前記第１暗号データとサーバ装置を識別するためのサーバ識別情報とを第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成し、生成した前記第２暗号データを送信するタグ装置から前記第２暗号データを受信する第１通信部と、前記第２共通鍵と、第３共通鍵と、前記サーバ識別情報と前記サーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストとを記憶する記憶部と、前記第１通信部によって受信された前記第２暗号データを前記第２共通鍵で復号化して、前記サーバ識別情報と前記第１暗号データとを抽出する第１復号化部と、前記記憶部に記憶されている前記サーバアドレスリストを参照し、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定する送信先決定部と、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成する第３暗号化部と、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信する第２通信部とを備える。
【００４７】
この構成によれば、タグリーダ装置において、タグ装置を識別するためのタグ識別情報を第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成し、生成した第１暗号データとサーバ装置を識別するためのサーバ識別情報とを第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成し、生成した第２暗号データを送信するタグ装置から第２暗号データが受信される。また、第２共通鍵と、第３共通鍵と、サーバ識別情報とサーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストとが記憶部に記憶されている。そして、受信された第２暗号データが第２共通鍵で復号化されて、サーバ識別情報と第１暗号データとが抽出される。続いて、記憶部に記憶されているサーバアドレスリストが参照され、抽出されたサーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスが決定され、抽出された第１暗号データが第３共通鍵で暗号化されて第３暗号データが生成される。生成された第３暗号データが、決定されたアドレスのサーバ装置へ送信される。
【００４８】
したがって、タグ識別情報を暗号化した第１暗号データを復号化することができるのはサーバ装置だけであり、タグリーダ装置は、第１共通鍵を保持しておらず、第１暗号データを復号化することができないので、タグ装置からサーバ装置までの通信において、タグ識別情報が漏洩することを防止することができ、タグ装置からサーバ装置までの通信のセキュリティを強化することができる。
【００４９】
本発明に係るサーバ装置は、タグ装置を識別するためのタグ識別情報を第１共通鍵で暗号化した第１暗号データを第３共通鍵で暗号化して生成した第３暗号データを送信するタグリーダ装置から前記第３暗号データを受信する通信部と、前記第１共通鍵と前記第３共通鍵とを記憶する記憶部と、前記通信部によって受信された前記第３暗号データを前記第３共通鍵で復号化して前記第１暗号データを抽出する第２復号化部と、前記第２復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第１共通鍵で復号化して前記タグ識別情報を抽出する第３復号化部とを備える。
【００５０】
この構成によれば、サーバ装置において、タグ装置を識別するためのタグ識別情報を第１共通鍵で暗号化した第１暗号データを第３共通鍵で暗号化して生成した第３暗号データを送信するタグリーダ装置から第３暗号データが受信される。また、第１共通鍵と第３共通鍵とが記憶部に記憶されている。そして、受信された第３暗号データが第３共通鍵で復号化されて第１暗号データが抽出される。続いて、抽出された第１暗号データが第１共通鍵で復号化されて、タグ識別情報が抽出される。したがって、タグ識別情報は第１共通鍵と第３共通鍵とで２重に暗号化されるので、タグリーダ装置からサーバ装置までの通信のセキュリティを強化することができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、通信端末識別情報を暗号化した第１暗号データを復号化することができるのはサーバ装置だけであり、通信中継装置は、第１共通鍵を保持しておらず、第１暗号データを復号化することができないので、通信端末装置からサーバ装置までの通信において、タグ識別情報が漏洩することを防止することができ、通信端末装置からサーバ装置までの通信のセキュリティを強化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明の一実施の形態に係るタグ通信システムについて図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。図１に示すタグ通信システムは、タグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００を備える。タグネットワーク４００、ネットワーク５００から構成される。
【００５３】
タグ装置１００は、タグ装置を識別するためのタグＩＤなどの各種データを、タグネットワーク４００を介して、タグリーダ装置２００へ送信する。タグ装置１００は、非接触ＩＣチップを使った記憶媒体と、アンテナを埋め込んだプレート（タグ）とから構成される。タグリーダ装置２００は、タグ装置１００から受信したデータを認証し、再び暗号化した後、ネットワーク５００を介してサーバ装置３００へ転送する。サーバ装置３００は、タグリーダ装置２００によって送信されたタグ装置１００のデータを受信し、データベースなどに記録することで、タグ装置１００からデータを収集する。
【００５４】
タグネットワーク４００は、主に無線であることが想定され、例えば、Ｚｉｇｂｅｅなどがある。ネットワーク５００は、例えば、インターネットなどである。
【００５５】
まず、実施の形態１に係るタグ装置１００の構成について説明する。図２は、実施の形態１に係るタグ装置の構成を示すブロック図である。タグ装置１００は、制御部１１０、記憶部１２０及び通信部１３０を備える。
【００５６】
制御部１１０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）等で構成され、乱数発生部１０１、第１暗号化部１０２、タグ認証データ生成部１０３及び第２暗号化部１０４を備える。記憶部１２０は、例えばＲＷＭ（リライタブルメモリ）で構成され、タグＩＤ記憶部１２１、第１共通鍵記憶部１２２、サーバＩＤ記憶部１２３及び第２共通鍵記憶部１２４を備える。
【００５７】
タグＩＤ記憶部１２１は、タグ装置を識別するためのタグＩＤを記憶する。第１共通鍵記憶部１２２は、タグＩＤを暗号化するために用いる第１共通鍵を記憶する。サーバＩＤ記憶部１２３は、サーバ装置を識別するためのサーバＩＤを記憶する。第２共通鍵記憶部１２４は、後述する第１暗号データ及びサーバＩＤを暗号化するために用いる、第１共通鍵とは異なる第２共通鍵を記憶する。なお、本実施の形態における第２共通鍵は、第１共通鍵と異なる値を有しているが、本発明は特にこれに限定されず、第２共通鍵と第１共通鍵とが同じ値であってもよい。
【００５８】
乱数発生部１０１は、乱数を発生させる。第１暗号化部１０２は、タグＩＤと乱数とを第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成する。タグ認証データ生成部１０３は、第１暗号化部１０２によって生成された第１暗号データと第２共通鍵とをハッシュ関数に入力し、出力をタグ認証データとして生成する。第２暗号化部１０４は、タグＩＤの送信先のサーバ装置を特定するためのサーバＩＤと、第１暗号化部１０２によって生成された第１暗号データとを第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成する。
【００５９】
通信部１３０は、第２暗号化部１０４によって生成された第２暗号データと、タグ認証データ生成部１０３によって生成されたタグ認証データとをタグリーダ装置２００に送信する。
【００６０】
図３は、タグＩＤ、第１共通鍵、サーバＩＤ及び第２共通鍵の一例を示す図であり、図３（ａ）は、タグＩＤの一例を示す図であり、図３（ｂ）は、第１共通鍵の一例を示す図であり、図３（ｃ）は、サーバＩＤの一例を示す図であり、図３（ｄ）は、第２共通鍵の一例を示す図である。
【００６１】
タグＩＤ記憶部１２１は、例えば図３（ａ）に示すタグＩＤ１０６ａを記憶している。第１共通鍵記憶部１２２は、例えば図３（ｂ）に示す第１共通鍵１０７ａを記憶している。サーバＩＤ記憶部１２３は、例えば図３（ｃ）に示すサーバＩＤ１０８ａを記憶している。第２共通鍵記憶部１２４は、例えば図３（ｄ）に示す第２共通鍵１０９ａを記憶している。
【００６２】
次に、実施の形態１に係るタグリーダ装置２００の構成について説明する。図４は、実施の形態１に係るタグリーダ装置の構成を示すブロック図である。図４に示すタグリーダ装置２００は、制御部２１０、記憶部２２０、第１通信部２３０及び第２通信部２４０を備える。
【００６３】
制御部２１０は、例えばＣＰＵ等で構成され、第１復号化部２０１、タグ認証部２０２、送信先決定部２０３、第３暗号化部２０４及びリーダ認証データ生成部２０５を備える。記憶部２２０は、例えばフラッシュメモリ等で構成され、第２共通鍵記憶部２２１、サーバアドレスリスト記憶部２２２及び第３共通鍵束記憶部２２３を備える。
【００６４】
第２共通鍵記憶部２２１は、第２暗号データを復号化するために用いる第２共通鍵を記憶する。サーバアドレスリスト記憶部２２２は、サーバＩＤとサーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストを記憶する。第３共通鍵束記憶部２２３は、第１暗号データを暗号化するために用いる、第１共通鍵及び第２共通鍵とは異なる第３共通鍵を記憶する。なお、第３共通鍵は、サーバ装置毎に異なっており、第３共通鍵束記憶部２２３は、サーバＩＤ毎に第３共通鍵を記憶している。なお、本実施の形態における第３共通鍵は、第１共通鍵及び第２共通鍵と異なる値を有しているが、本発明は特にこれに限定されず、第３共通鍵と第１共通鍵と第２共通鍵とが同じ値であってもよい。
【００６５】
第１通信部２３０は、タグ装置１００によって送信された第２暗号データとタグ認証データとを受信する。第１復号化部２０１は、第１通信部２３０によって受信された第２暗号データを第２共通鍵で復号化して、サーバＩＤと第１暗号データとを抽出する。
【００６６】
タグ認証部２０２は、第１通信部２３０によって受信されたタグ認証用データと、第１復号化部２０１によって復号化された第１暗号データと第２共通鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合してタグ装置を認証する。
【００６７】
送信先決定部２０３は、サーバアドレスリスト記憶部２２２に記憶されているサーバアドレスリストを参照し、第１復号化部２０１によって抽出されたサーバＩＤに対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定する。第３暗号化部２０４は、第１復号化部２０１によって抽出された第１暗号データを第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成する。リーダ認証データ生成部２０５は、第１復号化部２０１によって抽出された第１暗号データと第３共通鍵とをハッシュ関数に入力し、出力をリーダ認証データとして生成する。
【００６８】
第２通信部２４０は、第３暗号化部２０４によって生成された第３暗号データと、リーダ認証データ生成部２０５によって生成されたリーダ認証データとを、送信先決定部２０３によって決定されたアドレスのサーバ装置へ送信する。
【００６９】
図５は、サーバアドレスリスト及び第３共通鍵の一例を示す図であり、図５（ａ）は、サーバアドレスリストの一例を示す図であり、図５（ｂ）は、第３共通鍵の一例を示す図である。
【００７０】
第２共通鍵記憶部２２１が記憶する第２共通鍵は、図３（ｃ）に示す第２共通鍵１０９ａと同様の値である。サーバアドレスリスト記憶部２２２は、例えば図５（ａ）に示すサーバアドレスリスト２０９０を記憶している。サーバアドレスリスト２０９０は、サーバＩＤ２０９ａと、サーバＩＤに対応するサーバ装置のネットワーク上のアドレスを表すサーバアドレス２０９ｂと、第３共通鍵を特定するための鍵番号２０９ｃとが対応付けられている。第３共通鍵束記憶部２２３は、例えば図５（ｂ）に示す第３共通鍵束２１００を記憶している。第３共通鍵束２１００は、鍵番号２１０ａと、第３共通鍵２１０ｂとが対応付けられている。
【００７１】
次に、実施の形態１に係るサーバ装置３００の構成について説明する。図６は、実施の形態１に係るサーバ装置の構成を示すブロック図である。図６に示すサーバ装置３００は、制御部３１０、記憶部３２０及び通信部３３０を備える。
【００７２】
制御部３１０は、例えばＣＰＵ等で構成され、第２復号化部３０１、リーダ認証部３０２及び第３復号化部３０３を備える。記憶部３２０は、例えばフラッシュメモリ等で構成され、第３共通鍵記憶部３２１、第１共通鍵記憶部３２２、サーバＩＤ記憶部３２３及びタグＩＤ記憶部３２４を備える。
【００７３】
第３共通鍵記憶部３２１は、第３暗号データを復号化するために用いる第３共通鍵を記憶する。第１共通鍵記憶部３２２は、第１暗号データを復号化するために用いる第１共通鍵を記憶する。サーバＩＤ記憶部３２３は、サーバ装置自身のサーバＩＤを記憶する。タグＩＤ記憶部３２４は、第３復号化部３０３によって抽出されたタグＩＤをデータベース化して記憶する。
【００７４】
通信部３３０は、タグリーダ装置２００によって送信された第３暗号データとリーダ認証データとを受信する。第２復号化部３０１は、通信部３３０によって受信された第３暗号データを第３共通鍵で復号化して第１暗号データを抽出する。また、第２復号化部３０１は、第３暗号データを復号化して抽出されたサーバＩＤが、サーバＩＤ記憶部３２３に予め記憶されている自身のサーバＩＤと合致しない場合、復号化した第１暗号データを破棄する。
【００７５】
リーダ認証部３０２は、通信部３３０によって受信されたリーダ認証データと、第２復号化部３０１によって復号化された第１暗号データと第３共通鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合してタグリーダ装置２００を認証する。第３復号化部３０３は、第２復号化部３０１によって抽出された第１暗号データを第１共通鍵で復号化してタグＩＤと乱数とを抽出する。
【００７６】
なお、第３共通鍵記憶部３２１が記憶している第３共通鍵は、タグリーダ装置２００が記憶している図５（ｂ）の第３共通鍵２１０ｂと同様の値である。また、第１共通鍵記憶部３２２が記憶している第１共通鍵は、タグ装置１００が記憶している図３（ｂ）の第１共通鍵１０７ａと同様の値である。
【００７７】
また、本実施の形態では、タグ装置１００を通信端末装置の一例とし、タグリーダ装置２００を通信中継装置の一例として説明しているが、本発明は特にこれに限定されず、通信端末装置はパーソナルコンピュータ等であってもよく、通信中継装置はパーソナルコンピュータとネットワーク５００とを接続するルータ等であってもよい。
【００７８】
次に、実施の形態１に係るタグ装置１００の動作について説明する。図７は、実施の形態１に係るタグ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００７９】
最初に、乱数発生部１０１は、乱数を生成する（ステップＳ１）。図８（ａ）は、乱数の一例を示す図である。乱数発生部１０１は、例えば図８（ａ）に示す乱数１０００を生成する。
【００８０】
次に、第１暗号化部１０２は、タグＩＤ１０６ａと、乱数発生部１０１によって生成した乱数１０００とを合わせて第１共通鍵１０７ａで暗号化し、第１暗号データを生成する（ステップＳ２）。暗号化の方法は共通鍵暗号方式であり、例えばＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）などがある。図８（ｂ）は、第１暗号データの一例を示す図である。図８（ｂ）に示すように、タグＩＤ１０６ａと乱数１０００とが第１共通鍵１０７ａを用いて暗号化され、第１暗号データ１００１が生成される。
【００８１】
次に、タグ認証データ生成部１０３は、第１暗号データ１００１と第２共通鍵１０９ａとをハッシュ関数に入力し、その出力値（ハッシュ値）をタグ認証データとして生成する（ステップＳ３）。なお、ハッシュ関数には、例えばＭＤ５（Ｍｅｓｓａｇｅ Ｄｉｇｅｓｔ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ５）などがある。図９は、タグ認証データの一例を示す図である。図９に示すように、第１暗号データ１００１と第２共通鍵１０９ａとがハッシュ関数に入力され、タグ認証データ１００２が生成される。
【００８２】
次に、第２暗号化部１０４は、サーバＩＤ１０８ａと第１暗号データ１００１とを合わせて第２共通鍵１０９ａで暗号化し、第２暗号データを生成する（ステップＳ４）。暗号化の方法は、第１暗号データの生成と同様に、共通鍵暗号方式である。図１０は、第２暗号データの一例を示す図である。図１０に示すように、サーバＩＤ１０８ａと第１暗号データ１００１とが第２共通鍵１０９ａを用いて暗号化され、第２暗号データ１００３が生成される。
【００８３】
次に、通信部１３０は、第２暗号データ１００３とタグ認証データ１００２とを、タグネットワーク４００を介してタグリーダ装置２００に送信する（ステップＳ５）。
【００８４】
続いて、実施の形態１に係るタグリーダ装置２００の動作について説明する。図１１は、実施の形態１に係るタグリーダ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００８５】
まず、第１通信部２３０は、タグ装置１００によって送信された第２暗号データ１００３とタグ認証データ１００２とを受信する（ステップＳ１１）。次に、第１復号化部２０１は、第２暗号データ１００３を第２共通鍵１０９ａで復号化し、サーバＩＤ１０８ａと第１暗号データ１００１とを抽出する（ステップＳ１２）。なお、復号化方法は、タグ装置１００の第２暗号化部１０４が用いた共通鍵暗号方式である。
【００８６】
次に、タグ認証部２０２は、第１復号化部２０１によって抽出された第１暗号データ１００１と、第２共通鍵記憶部２２１に記憶されている第２共通鍵１０９ａとをハッシュ関数に入力してダイジェスト値を生成し、生成したダイジェスト値とタグ認証データ１００２とが一致しているか否かを検証する（ステップＳ１３）。なお、ハッシュ関数は、タグ装置１００のタグ認証データ生成部１０３で用いられたハッシュ関数と同じである。
【００８７】
第１暗号データ１００１と第２共通鍵１０９ａとに基づいて生成したダイジェスト値とタグ認証データ１００２とが一致していない場合（ステップＳ１３でＮＯ）、不正な第２暗号データであるため、タグ認証部２０２は、サーバＩＤ１０８ａ、第１暗号データ１００１及びタグ認証データ１００２を破棄する（ステップＳ１４）。
【００８８】
一方、第１暗号データ１００１と第２共通鍵１０９ａとに基づいて生成したダイジェスト値とタグ認証データ１００２とが一致している場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、送信先決定部２０３は、サーバアドレスリスト記憶部２２２に記憶されているサーバアドレスリスト２０９０を参照し、第１復号化部２０１によって抽出されたサーバＩＤ１０８ａに対応付けられている、サーバ装置３００のアドレスと鍵番号とを決定する（ステップＳ１５）。
【００８９】
ここで、サーバＩＤ１０８ａの値が“Ｓ００１”である場合、サーバアドレスリスト２０９０のサーバＩＤ２０９ａの値に基づいて、送信先のサーバ装置３００のアドレス２０９ｂは“１１１．１１１．１１１．００１”と決定され、鍵番号２０９ｃは“１”と決定される。さらに、送信先決定部２０３は、第３共通鍵束記憶部２２３に記憶されている第３共通鍵束２１００を参照し、サーバアドレスリスト２０９０の鍵番号２０９ｃと一致する第３共通鍵束２１００の鍵番号２１０ａに基づいて、暗号化に使用する第３共通鍵２１０ｂを決定する。ここでは、鍵番号２０９ａは“１”であるため、第３共通鍵２１０ｂは、“６３ｂａ２１９ｂ４ａ９０ｃ３ｂ７６ａ２５０１ｂ６４ｃｄｆｅ９１５”と決定される。
【００９０】
次に、リーダ認証データ生成部２０５は、第１復号化部２０１によって抽出された第１暗号データ１００１と、送信先決定部２０３によって決定された第３共通鍵２１０ｂとをハッシュ関数に入力し、その出力値（ハッシュ値）をリーダ認証データとして生成する（ステップＳ１６）。図１２は、リーダ認証データの一例を示す図である。図１２に示すように、第１暗号データ１００１と第３共通鍵２１０ｂとがハッシュ関数に入力され、リーダ認証データ２０００が生成される。
【００９１】
次に、第３暗号化部２０４は、第１復号化部２０１によって抽出されたサーバＩＤ１０８ａと第１暗号データ１００１とを第３共通鍵２１０ｂで暗号化し、第３暗号データを生成する（ステップＳ１７）。図１３は、第３暗号データの一例を示す図である。図１３に示すように、サーバＩＤ１０８ａと第１暗号データ１００１とが第３共通鍵２１０ｂを用いて暗号化され、第３暗号データ２００１が生成される。
【００９２】
次に、第２通信部２４０は、第３暗号化部２０４によって生成された第３暗号データ２００１と、リーダ認証データ生成部２０５によって生成されたリーダ認証データ２０００とを、送信先決定部２０３によって決定されたサーバ装置３００のアドレス（１１１．１１１．１１１．００１）宛にネットワーク５００を介して送信する（ステップＳ１８）。
【００９３】
続いて、実施の形態１に係るサーバ装置３００の動作について説明する。図１４は、実施の形態１に係るサーバ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００９４】
まず、通信部３３０は、タグリーダ装置２００によって送信された第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを受信する（ステップＳ２１）。次に、第２復号化部３０１は、第３暗号データ２００１を第３共通鍵２１０ｂで復号化し、サーバＩＤ１０８ａと第１暗号データ１００１とを抽出する（ステップＳ２２）。なお、復号化方法は、タグリーダ装置２００の第３暗号化部２０４が用いた共通鍵暗号方式である。
【００９５】
次に、第２復号化部３０１は、抽出したサーバＩＤが、サーバＩＤ記憶部３２３に予め記憶されているサーバＩＤと一致するか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここで、サーバＩＤが一致しないと判断された場合（ステップＳ２３でＮＯ）、第２復号化部３０１は、受信したサーバＩＤ１０８ａ、第１暗号データ１００１及びリーダ認証データ２０００を破棄する（ステップＳ２４）。
【００９６】
一方、サーバＩＤが一致していると判断された場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）、リーダ認証部３０２は、第２復号化部３０１によって抽出された第１暗号データ１００１と、第３共通鍵記憶部３２１に記憶されている第３共通鍵２１０ｂとをハッシュ関数に入力してダイジェスト値を生成し、生成したダイジェスト値とリーダ認証データ２０００とが一致しているか否かを検証する（ステップＳ２５）。
【００９７】
第１暗号データ１００１と第３共通鍵２１０ｂとに基づいて生成したダイジェスト値とリーダ認証データ２０００とが一致していない場合（ステップＳ２５でＮＯ）、不正なタグリーダ装置２００であるため、リーダ認証部３０２は、受信したサーバＩＤ１０８ａ、第１暗号データ１００１及びリーダ認証データ２０００を破棄する（ステップＳ２４）。
【００９８】
一方、第１暗号データ１００１と第３共通鍵２１０ｂとに基づいて生成したダイジェスト値とリーダ認証データ２０００とが一致している場合（ステップＳ２５でＹＥＳ）、第３復号化部３０３は、第１暗号データ１００１を第１共通鍵１０７ａで復号化し、タグＩＤ１０６ａ及び乱数１０００を抽出する（ステップＳ２６）。復号化方法は、タグ装置１００の第１暗号化部１０２が用いた共通鍵暗号方式である。
【００９９】
次に、第３復号化部３０３は、抽出したタグＩＤ１０６ａをデータベース化してタグＩＤ記憶部３２４に記憶する（ステップＳ２７）。
【０１００】
なお、本実施の形態では、第３暗号化部２０４は、第１暗号データ１００１とサーバＩＤ１０８ａとを第３共通鍵２１０ｂを用いて暗号化して第３暗号データ２００１を生成しているが、本発明は特にこれに限定されず、第１暗号データ１００１のみを第３共通鍵２１０ｂを用いて暗号化して第３暗号データを生成してもよい。この場合、上記ステップＳ２３の処理は省略される。
【０１０１】
また、本実施の形態におけるタグ装置１００は、パッシブタグに限らず、自発的に電波を発するアクティブなどにも有用であり、さらに、本実施の形態におけるタグ通信システムは、センサなど常に状態の変化するデータを送受信するセンサネットワークなどにも有用である。
【０１０２】
このように、タグ装置１００の乱数発生部１０１によって乱数を発生させ、第１暗号化部１０２によってタグＩＤと乱数とが暗号化されて第１暗号データが生成され、さらに、第２暗号化部１０４によって第１暗号データとサーバＩＤとが暗号化されて第２暗号データが生成されるので、第１暗号データ及び第２暗号データは、送信する度に異なる値となる。そのため、タグ装置１００の同定を防止することが可能である。
【０１０３】
また、タグ装置１００のタグ認証データ生成部１０３がタグ認証データを生成し、タグリーダ装置２００のタグ認証部２０２が受信したタグ認証データに基づいてタグ装置１００を認証するので、第三者によるタグ装置１００のなりすましを防止することが可能である。
【０１０４】
また、タグ装置１００は、第２共通鍵で暗号化した第２暗号データをタグリーダ装置２００へ送信するので、第三者によるタグ装置１００とタグリーダ装置２００との間の通信の盗聴を防ぐことができる。
【０１０５】
さらに、タグＩＤは、第１共通鍵で暗号化されており、タグリーダ装置２００は、第１共通鍵を保持していないので、第１の暗号データを復号化することができず、タグＩＤを判読することができない。そのため、タグ装置１００からサーバ装置３００へ送信するデータを中継するタグリーダ装置２００からタグＩＤが漏洩することを防止することができる。
【０１０６】
さらにまた、タグリーダ装置２００の送信先決定部２０３は、サーバＩＤをキーにしてサーバアドレスリストから、送信するサーバ装置３００のアドレスを決定するので、タグリーダ装置２００は、複数のサーバ装置３００へ第３暗号データを送信することが可能である。
【０１０７】
また、タグリーダ装置２００のリーダ認証データ生成部２０５がリーダ認証データを生成し、サーバ装置３００のリーダ認証部３０２が受信したリーダ認証データからタグリーダ装置２００を認証するので、第三者によるタグリーダ装置２００のなりすましを防止することが可能である。
【０１０８】
また、タグリーダ装置２００は、第３共通鍵で暗号化した第３暗号データをサーバ装置３００へ送信するので、第三者によるタグリーダ装置２００とサーバ装置３００との間の通信の盗聴を防ぐことができる。
【０１０９】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係るタグ通信システムについて説明する。図１５は、実施の形態２に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。
【０１１０】
タグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００は、実施の形態１と同様であり、サーバ装置６００、サーバ装置７００は、サーバ装置３００と同様の構成を有する。タグリーダ装置２００は、図５（ａ）に示すサーバアドレスリスト２０９０と、図５（ｂ）に示す第３共通鍵束２１００とを保持する。サーバ装置３００のサーバＩＤを“Ｓ００１”、サーバ装置６００のサーバＩＤを“Ｓ００２”、サーバ装置７００のサーバＩＤを“Ｓ００３”とする。特に断りがない限り、各装置の動作は、実施の形態１と同様である。
【０１１１】
タグ装置１００の動作は、実施の形態１と同様である。タグリーダ装置２００の送信先決定部２０３は、サーバＩＤ１０８ａに関わらず、サーバ装置３００、サーバ装置６００及びサーバ装置７００の３つのアドレスを決定する。また、送信先決定部２０３は、第２暗号データ１００３に含まれるサーバＩＤ１０８ａが“Ｓ００１”であることから、鍵番号２１０ａが“１”である第３共通鍵２１０ｂを選択する。第２通信部２４０は、全サーバ装置３００，６００，７００に対して第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを送信する。
【０１１２】
サーバ装置６００及びサーバ装置７００の通信部３３０が第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを受信し、第２復号化部３０１が第３暗号データ２００１を第３共通鍵で復号化し、リーダ認証部３０２がタグリーダ装置２００を認証するが、第３共通鍵が異なるため認証に失敗し、受信した第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを破棄する。サーバ装置３００は、実施の形態１と同様の方法で、タグＩＤ１０６ａを受信し、データベースなどに記憶する。
【０１１３】
このように、タグＩＤの送信先であるサーバ装置３００とは別に、ネットワーク５００に接続されている他のサーバ装置６００，７００にも第３暗号データが送信されるので、盗聴者は、タグリーダ装置２００が実際にサーバ装置３００，６００，７００のうちのどのサーバ装置に対してタグＩＤを送信しているのかが分からないため、タグリーダ装置２００とサーバ装置３００との間の通信のセキュリティをより強化することができる。
【０１１４】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係るタグ通信システムについて説明する。なお、実施の形態３に係るタグ通信システムの全体構成は、図１５に示す本実施の形態２に係るタグ通信システムの全体構成と同じである。
【０１１５】
タグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００は、実施の形態１と同様の構成であり、サーバ装置６００及びサーバ装置７００は、サーバ装置３００と同様の構成を有する。タグリーダ装置２００は、図５（ａ）に示すサーバアドレスリスト２０９０と、図５（ｂ）に示す第３共通鍵束２１００とを保持する。サーバ装置３００のサーバＩＤを“Ｓ００１”、サーバ装置６００のサーバＩＤを“Ｓ００２”、サーバ装置７００のサーバＩＤを“Ｓ００３”とする。特に断りがない限り、各装置の動作は、実施の形態１と同様である。
【０１１６】
タグ装置１００の動作は、実施の形態１と同様である。タグリーダ装置２００の送信先決定部２０３は、サーバアドレスリスト２０９０を参照し、サーバＩＤ１０８ａと一致したサーバＩＤ２０９ａに対応したアドレス２０９ｂを決定する。ここでは、サーバＩＤ１０８ａが“Ｓ００１”であるため、送信先決定部２０３は、“１１１．１１１．１１１．０００１”をアドレスとして決定する。
【０１１７】
さらに、送信先決定部２０３は、ランダムに１つ以上のアドレスを決定する。例えば、送信先決定部２０３は、サーバ装置７００のアドレス“１．２．３．４”を決定する。送信先決定部２０３は、第２暗号データ１００３に含まれるサーバＩＤ１０８ａが“Ｓ００１”であることから、鍵番号２１０ａが“１”である第３共通鍵２１０ｂを選択する。第２通信部２４０は、サーバ装置３００及びサーバ装置７００に対して第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを送信する。
【０１１８】
サーバ装置７００の通信部３３０が第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを受信し、第２復号化部３０１が第３暗号データ２００１を第３共通鍵で復号化し、リーダ認証部３０２がタグリーダ装置２００を認証するが、第３共通鍵が異なるため認証に失敗し、受信した第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを破棄する。サーバ装置３００は、実施の形態１と同様の方法でタグＩＤ１０６ａを受信し、データベースなどに記憶する。
【０１１９】
このように、タグＩＤの送信先であるサーバ装置３００とは別に、ランダムに選択したサーバ装置７００にも第３暗号データが送信されるので、盗聴者は、タグリーダ装置２００がサーバ装置３００，７００のうちのどのサーバ装置に対してタグＩＤ送信しているのかが分からず、タグリーダ装置２００とサーバ装置３００との間の通信のセキュリティをより強化することができる。また、ネットワーク５００に接続されている全てのサーバ装置６００，７００に第３暗号データを送信するのではなく、ランダムに選択されたサーバ装置７００に第３暗号データを送信するので、実施の形態３よりもネットワーク５００の通信量が少なくなり、ネットワーク５００に負荷をかけずにセキュリティを強化することができる。
【０１２０】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係るタグ通信システムについて説明する。なお、実施の形態４に係るタグ通信システムの全体構成は、図１５に示す本実施の形態２に係るタグ通信システムの全体構成と同じである。
【０１２１】
図１６は、実施の形態４に係るタグ装置の構成を示すブロック図である。図１７は、実施の形態４に係るタグリーダ装置の構成を示すブロック図である。図１８は、実施の形態４に係るサーバ装置の構成を示すブロック図である。図１９は、グループＩＤ、グループアドレスリスト及びグループ鍵の一例を示す図であり、図１９（ａ）は、グループＩＤの一例を示す図であり、図１９（ｂ）は、グループアドレスリストの一例を示す図であり、図１９（ｃ）は、グループ鍵の一例を示す図である。なお、実施の形態１と同様の構成については、説明を省略する。
【０１２２】
図１６に示すタグ装置１００は、サーバＩＤ記憶部１２３に替わり、グループＩＤ記憶部１２５を備える。グループＩＤ記憶部１２５は、複数のサーバ装置が属するグループを識別するためのグループＩＤを記憶する。グループＩＤ記憶部１２５は、例えば図１９（ａ）に示すグループＩＤ１１０ａを記憶している。
【０１２３】
図１７に示すタグリーダ装置２００は、サーバアドレスリスト記憶部２２２及び第３共通鍵束記憶部２２３に替わり、グループアドレスリスト記憶部２２４及びグループ鍵束記憶部２２５を備える。
【０１２４】
グループアドレスリスト記憶部２２４は、グループＩＤと、グループＩＤに属するサーバ装置のアドレスと、第３共通鍵の鍵番号とを対応付けたグループアドレスリストを記憶する。グループアドレスリスト記憶部２２４は、例えば図１９（ｂ）に示すグループアドレスリスト２１１０を記憶している。グループアドレスリスト２１１０は、グループＩＤ２１１ａ、グループＩＤに属するサーバ装置のアドレス２１１ｂ及びグループ鍵の鍵番号２１１ｃから構成される。サーバ装置アドレス２１１ｂは、１つ以上のサーバ装置のアドレスが存在している。
【０１２５】
グループ鍵束記憶部２２５は、グループＩＤ毎にグループ鍵（共通鍵）を記憶している。グループ鍵束記憶部２２５は、例えば図１９（ｃ）に示すグループ鍵束２１２０を記憶している。グループ鍵束２１２０は、鍵番号２１２ａと、グループ鍵２１２ｂとが対応付けられている。
【０１２６】
図１８に示すサーバ装置３００は、第３共通鍵記憶部３２１及びサーバＩＤ記憶部３２３に替わり、グループ鍵記憶部３２５及びグループＩＤ記憶部３２６を備える。グループ鍵記憶部３２５は、第３暗号データを復号化するために用いるグループ鍵を記憶する。サーバ装置６００及びサーバ装置７００は、サーバ装置３００と同様の構成を有する。なお、本実施の形態において、サーバ装置３００のグループ鍵２１２ｂは、サーバ装置６００のグループ鍵２１２ｂとは同じ値であり、サーバ装置７００のグループ鍵２１２ｂとは異なる値であるとする。
【０１２７】
グループＩＤ記憶部３２６は、自身が属するグループを特定するためのグループＩＤを記憶する。
【０１２８】
タグ装置１００の動作は、サーバＩＤ１０８ａがグループＩＤ１１０ａに替わる以外は、実施の形態１と同様である。
【０１２９】
タグリーダ装置２００の第１通信部２３０、第１復号化部２０１及びタグ認証部２０２の動作は、実施の形態１と同様である。送信先決定部２０３は、グループアドレスリスト記憶部２２４に記憶されているグループアドレスリスト２１１０を参照し、第１復号化部２０１によって抽出されたグループＩＤ１１０ａに対応付けられている、１つ以上のサーバ装置のアドレス２１１ｂを決定する。ここでは、グループＩＤ１１０ａが“Ｇ００１”であるため、サーバ装置のアドレス２１１ｂとして、サーバ装置３００のアドレス“１１１．１１１．１１１．００１”と、サーバ装置６００のアドレス“１２３．１２３．１２３．００１”とが決定される。
【０１３０】
さらに、送信先決定部２０３は、グループＩＤが“Ｇ００１”であることから、グループ鍵束記憶部２２５を参照し、鍵番号２１１ｃが“１”であるグループ鍵２１２ｂを選択する。第３暗号化部２０４は、第１暗号データとグループＩＤとをグループ鍵２１２ｂで暗号化して第３暗号データを生成する。第２通信部２４０は、サーバ装置３００及びサーバ装置６００に対して第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを送信する。
【０１３１】
サーバ装置３００及びサーバ装置６００の第２復号化部３０１は、第３暗号データを、グループ鍵記憶部３２５に記憶されているグループ鍵を用いて復号化して第１暗号データ及びグループＩＤを抽出する。また、第２復号化部３０１は、第３暗号データを復号化して抽出されたグループＩＤが、グループＩＤ記憶部３２６に予め記憶されている自身のグループＩＤと合致しない場合、復号化した第１暗号データを破棄する。
【０１３２】
リーダ認証部３０２は、通信部３３０によって受信されたリーダ認証データと、第２復号化部３０１によって復号化された第１暗号データとグループ鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合してタグリーダ装置２００を認証する。第３復号化部３０３の動作は、実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同様の方法でタグＩＤ１０６ａを受信し、データベースなどに記憶する。
【０１３３】
このように、第１暗号データとグループＩＤとを第２共通鍵で暗号化した第２暗号データがタグ装置１００からタグリーダ装置２００へ送信され、第３暗号データがタグリーダ装置２００からグループＩＤで特定される１つ以上のサーバ装置に送信されるので、１つのタグＩＤを同時に複数のサーバ装置へ送信することが可能となる。
【０１３４】
なお、実施の形態１のタグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００の構成と、実施の形態４のタグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００の構成とを組み合わせてもよい。すなわち、図２に示すタグ装置１００の構成にグループＩＤ記憶部１２５をさらに付加し、図４に示すタグリーダ装置２００の構成にグループアドレスリスト記憶部２２４及びグループ鍵束記憶部２２５をさらに付加し、図６に示すサーバ装置３００の構成にグループ鍵記憶部３２５及びグループＩＤ記憶部３２６を付加してもよい。
【０１３５】
１つのサーバ装置にタグＩＤを送信する場合、タグ装置１００は、サーバＩＤを第１暗号データに付加して第２暗号データを生成し、タグリーダ装置２００は、第３共通鍵を用いて第１暗号データを暗号化して第３暗号データを生成し、サーバ装置３００は、第３共通鍵を用いて第３暗号データを復号化する。
【０１３６】
一方、複数のサーバ装置にタグＩＤを送信する場合、タグ装置１００は、グループＩＤを第１暗号データに付加して第２暗号データを生成し、タグリーダ装置２００は、グループ鍵を用いて第１暗号データを暗号化して第３暗号データを生成し、サーバ装置３００は、グループ鍵を用いて第３暗号データを復号化する。このとき、サーバ装置の第２復号化部３０１は、第３暗号データを第３共通鍵で復号化した結果、正常に復号化されない場合、グループ鍵で第３暗号データを復号化する。
【０１３７】
（実施の形態５）
次に、実施の形態５に係るタグ通信システムについて説明する。なお、実施の形態５に係るタグ通信システムの全体構成は、図１５に示す本実施の形態２に係るタグ通信システムの全体構成と同じである。また、実施の形態５に係るタグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００の構成は、図１６、図１７及び図１８に示す実施の形態４に係るタグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００の構成と同じである。特に断りがない限り、各装置の構成と動作とは、実施の形態４と同様である。
【０１３８】
タグリーダ装置２００の送信先決定部２０３は、グループアドレスリスト２１１０を参照し、第１復号化部２０１が抽出したグループＩＤ１１０ａに対応付けられている１つ以上のサーバ装置のアドレス２１１ｂを決定する。さらに、送信先決定部２０３は、グループＩＤ１１０ａに対応付けられているアドレス２１１ｂ以外のアドレスの中から、でランダムにサーバ装置のアドレスを１つ以上決定する。例えば、送信先決定部２０３は、サーバ装置７００のアドレス“１．２．３．４”を決定する。送信先決定部２０３は、グループＩＤが“Ｇ００１”であることから、鍵番号２１０ａが“１”である第３共通鍵２１０ｂを選択する。第２通信部２４０は、サーバ装置３００、サーバ装置６００及びサーバ装置７００に対して第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを送信する。
【０１３９】
サーバ装置７００の通信部３３０が第３暗号データ２００１を受信し、第２復号化部３０１が第３共通鍵３０５で復号化し、リーダ認証部３０２がタグリーダ装置２００を認証するが、第３共通鍵が異なるため認証に失敗し、受信したグループＩＤ１１０ａ、第１暗号データ１００１及びリーダ認証データ２０００を破棄する。
【０１４０】
一方、サーバ装置３００及びサーバ装置６００は、実施の形態１と同様の方法でタグＩＤ１０６ａを受信し、データベースなどに記録する。
【０１４１】
このように、ランダムに選択されたサーバ装置にも第３暗号データが送信されるので、ネットワーク５００のデータの流れを見ただけでは、タグリーダ装置２００が実際にどのサーバ装置に対してデータを送信したかが分からず、タグリーダ装置２００とサーバ装置３００，６００との間のセキュリティを強化することができる。
【０１４２】
以上説明したように、本実施の形態１〜５に係るタグ通信システムにおいて、タグリーダ装置２００が、受信したサーバＩＤ又はグループＩＤに基づいて、転送先のサーバ装置のアドレスと共通鍵とを決定することで、タグ装置１００からサーバ装置３００までの通信をセキュアに行うことができる。
【０１４３】
なお、本実施の形態１〜５において、第１暗号化部１０２は、タグＩＤと、乱数発生部１０１によって発生した乱数とを第１暗号鍵で暗号化しているが、本発明は特にこれに限定されず、タグＩＤと、例えば時間などの変化する値とを第１暗号鍵で暗号化してもよい。
【０１４４】
本実施の形態１〜５では、タグＩＤと乱数とを第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成しているが、タグＩＤと乱数の他に、タグ装置１００が埋め込まれる製品に関するデータを加えて第１共通鍵で暗号化してもよい。
【０１４５】
本実施の形態１〜５では、共通鍵暗号方式の例としてＡＥＳを取り上げているが、本発明は特にこれに限定されず、他の共通鍵暗号方式、例えば３ＤＥＳ（Ｔｒｉｐｌｅ Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）などを用いてもよい。また、本実施の形態１〜５では、ハッシュ関数の例としてＭＤ５を取り上げているが、本発明は特にこれに限定されず、他のハッシュ関数、例えばＳＨＡ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｈａｓｈ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）−１などを用いてもよい。
【０１４６】
（実施の形態６）
次に、実施の形態６に係るタグ通信システムについて説明する。図２０は、実施の形態６に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。実施の形態６は、タグ通信システムを物流システムに適用した場合の応用例であり、製品をコンテナに格納して船便で別港へ輸送する例を取り上げる。
【０１４７】
図２０に示すタグ通信システムは、各製品１２，１４，２２に設けられたタグ装置（以下、ＩＣタグとも言う）１３，１５，２３、各港１，２，３に設けられたタグリーダ装置１０，２０，３０、Ａ社が運営するＡ社サーバ装置５及びＢ社が運営するＢ社サーバ装置６を備える。
【０１４８】
なお、タグ装置１３，１５，２３は、実施の形態１〜５に示すタグ装置１００と同じ構成であり、タグリーダ装置１０，２０，３０は、実施の形態１〜５に示すタグリーダ装置２００と同じ構成であり、Ａ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６は、実施の形態１〜５に示すサーバ装置３００と同じ構成であり、ネットワーク４は、実施の形態１〜５に示すネットワーク５００と同じ構成である。
【０１４９】
まず、他流通経路から、トラックなどの輸送手段で、製品１２及び製品１４が港１へ輸送される。製品１２と製品１４とは、それぞれ発送元及び発送先が異なり、別々の運送会社が管理しており、製品１２はＡ社が、製品１４はＢ社が管理しているものとする。製品１２には、ＩＣタグ（タグ装置）１３が埋め込まれ、製品１４には、ＩＣタグ１５が埋め込まれている。ＩＣタグ１３，１５には、製品のシリアルナンバーや製造年月日など、その製品に関する製品情報（タグＩＤ）が記憶されている。
【０１５０】
港１に到着した製品１２及び製品１４は、コンテナ１１に格納される。このコンテナ１１への格納の際、タグリーダ装置１０は、製品１２，１４に埋め込まれたＩＣタグ１３，１５から製品情報を読み出す。タグリーダ装置１０は、ＩＣタグ１３から読み出した製品情報を、ネットワーク４を介してＡ社サーバ装置５へ送信する。さらに、タグリーダ装置１０は、ＩＣタグ１５から読み出した製品情報を、ネットワーク４を介してＢ社サーバ装置６へ送信する。このとき、タグリーダ装置１０は、製品情報とともに、港１及びコンテナ１１を特定するための情報をＡ社サーバ装置５又はＢ社サーバ装置６に送信する。
【０１５１】
Ａ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６は、ＩＣタグ１３，１５の製品情報をそれぞれ受信すると、製品１２，１４が港１でコンテナ１１に格納された旨をデータベースなどに記憶する。コンテナ１１に製品１２，１４が格納されると、コンテナ１１を積み込んだ船が港２へ輸送する。
【０１５２】
船が港２に到着すると、船からコンテナ１１が降ろされる。この際、タグリーダ装置２０は、ＩＣタグ１３，１５から製品情報を読み出し、タグリーダ装置１０と同様にＡ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６へネットワーク４を介して製品情報を送信する。このとき、タグリーダ装置２０は、製品情報とともに、港２及びコンテナ１１を特定するための情報をＡ社サーバ装置５又はＢ社サーバ装置６に送信する。Ａ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６は、タグリーダ装置２０から製品情報を受信すると、製品１２，１４が港２に到着した旨をデータベースなどに記憶する。
【０１５３】
また、図２０の例では、港２で、コンテナ１１からコンテナ２１へ製品１２，１４を載せ替え、さらに、製品２２を新たにコンテナ２１へ追加で格納する。なお、製品２２はＡ社が管理しているものとする。製品２２にも、製品１２，１４と同様に製品情報を格納したＩＣタグ２３が埋め込まれている。
【０１５４】
タグリーダ装置２０は、ＩＣタグ１３，１５から製品情報を読み出し、Ａ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６へ送信する。さらに、タグリーダ装置２０は、ＩＣタグ２３から製品情報を読み出し、Ａ社サーバ装置５へ送信する。このとき、タグリーダ装置２０は、製品情報とともに、港２及びコンテナ２１を特定するための情報をＡ社サーバ装置５又はＢ社サーバ装置６に送信する。Ａ社サーバ装置５は、製品１２が積み替えられたこと、製品２２が追加されたことをデータベースなどに記憶する。Ｂ社サーバ装置は、製品１４が積み替えられたことをデータベースなどに記録する。コンテナ２１に製品１２，１４，２２が格納されると、コンテナ２１を積み込んだ船が港３へ輸送する。
【０１５５】
船が港３に到着すると、船からコンテナ２１が降ろされる。この際、タグリーダ装置３０は、ＩＣタグ１３，１５，２３を読み出し、タグリーダ装置１０，２０と同様にＡ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６へネットワーク４を介して製品情報を送信する。このとき、タグリーダ装置３０は、製品情報とともに、港３及びコンテナ２１を特定するための情報をＡ社サーバ装置５又はＢ社サーバ装置６に送信する。
【０１５６】
製品１２及び製品２２の製品情報を受信したＡ社サーバ装置５は、製品１２，２２が港３に到着した旨をデータベースなどに記憶する。製品１４の製品情報を受信したＢ社サーバ装置６は、製品１４が港３に到着した旨をデータベースなどに記憶する。港３に到着したコンテナ２１は解体され、製品１２，１４，２２は、それぞれの発送先へ向けてトラックなどの他輸送手段で輸送される。このようにして、製品輸送におけるトレーサビリティを実現することが可能となる。
【０１５７】
この物流システムを実現するにあたり、以下の７つの要件を満たす必要がある。
（１）タグ装置１３，１５，２３の同定を防止する。
（２）タグ装置１３，１５，２３のなりすましを防止する。
（３）タグ装置１３，１５，２３とタグリーダ装置１０，２０，３０との間の通信が盗聴されないようにする。
（４）タグリーダ装置１０，２０，３０は、Ａ社及びＢ社共通であるため、ＩＣタグ１３，１５，２３から読み込んだ製品情報の内容を判読できないようにする。
（５）タグリーダ装置１０，２０，３０は、Ａ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６のように、複数の管理会社サーバへデータを送信できるようにする。
（６）タグリーダ装置１０，２０，３０のなりすましを防止する。
（７）タグリーダ装置１０，２０，３０とＡ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６との間の通信が盗聴されないようにする。
【０１５８】
上記（１）については、タグ装置１３，１５，２３の乱数発生部１０１によって乱数を発生させ、第１暗号化部１０２によってタグＩＤと乱数とを暗号化して第１暗号データを生成し、さらに、第２暗号化部１０４によって第１暗号データとサーバＩＤとを暗号化して第２暗号データを生成することにより、第１暗号データ及び第２暗号データは、送信する度に異なる値となり、タグ装置１３，１５，２３の同定を防止することが可能である。
【０１５９】
上記（２）については、タグ装置１３，１５，２３のタグ認証データ生成部１０３がタグ認証データを生成し、タグリーダ装置１０，２０，３０のタグ認証部２０２が受信したタグ認証データに基づいてタグ装置１００を認証することにより、第三者によるタグ装置１３，１５，２３のなりすましを防止することが可能である。
【０１６０】
上記（３）については、タグ装置１３，１５，２３は、第２共通鍵で暗号化した第２暗号データをタグリーダ装置１０，２０，３０へ送信するので、第三者によるタグ装置１３，１５，２３とタグリーダ装置１０，２０，３０との間の通信の盗聴を防ぐことができる。
【０１６１】
上記（４）については、タグＩＤは、第１共通鍵で暗号化されており、タグリーダ装置１０，２０，３０は、第１共通鍵を保持していないので、第１の暗号データを復号化することができず、タグＩＤを判読することができない。そのため、タグ装置１３，１５，２３からＡ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６へ送信するデータを中継するタグリーダ装置１０，２０，３０からタグＩＤが漏洩することを防止することができる。
【０１６２】
上記（５）については、タグリーダ装置１０，２０，３０の送信先決定部２０３は、サーバＩＤをキーにしてサーバアドレスリストから、送信するサーバ装置のアドレスを決定するので、タグリーダ装置１０，２０，３０は、複数のサーバ装置へ第３暗号データを送信することが可能である。
【０１６３】
上記（６）については、タグリーダ装置１０，２０，３０のリーダ認証データ生成部２０５がリーダ認証データを生成し、Ａ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６のリーダ認証部３０２が受信したリーダ認証データからタグリーダ装置１０，２０，３０を認証するので、第三者によるタグリーダ装置１０，２０，３０のなりすましを防止することが可能である。
【０１６４】
上記（７）については、タグリーダ装置１０，２０，３０は、第３共通鍵で暗号化した第３暗号データをＡ社サーバ装置５又はＢ社サーバ装置６へ送信するので、第三者によるタグリーダ装置１０，２０，３０とＡ社サーバ装置５又はＢ社サーバ装置６との間の通信の盗聴を防ぐことができる。
【０１６５】
（実施の形態７）
次に、実施の形態７に係るタグ通信システムについて説明する。図２１は、実施の形態７に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。実施の形態７は、タグ通信システムをヘルスケアシステムに適用した場合の応用例である。
【０１６６】
図２１に示すタグ通信システムは、ユーザ７０が所持するヘルスケアモニタ機器７１、所定の場所に設定されているタグリーダ装置７５、ホームヘルスサーバ装置７７及び自宅に設置された表示機器７８を備える。
【０１６７】
なお、ヘルスケアモニタ機器７１は、実施の形態１〜５に示すタグ装置１００と同じ構成であり、タグリーダ装置７５は、実施の形態１〜５に示すタグリーダ装置２００と同じ構成であり、ホームヘルスサーバ装置７７は、実施の形態１〜５に示すサーバ装置３００と同じ構成であり、ネットワーク７６は、実施の形態１〜５に示すネットワーク５００と同じ構成である。
【０１６８】
ユーザ７０は、ＩＣタグを搭載したヘルスケアモニタ機器７１を携帯している。ユーザ７０は、行く先々（例えば、自宅８１、フィットネスクラブ８２、病院８３など）で体重計７２，７３，７４に乗り、体重を測定する。例えば、自宅８１の体重計７２に乗り体重などを測定した場合、ヘルスケアモニタ機器７１は、自宅８１の体重計７２とアドホックに無線接続される。
【０１６９】
自宅８１の体重計７２は、ユーザ７０の体重、体脂肪率及び骨量などの健康データをヘルスケアモニタ機器７１に送信する。ヘルスケアモニタ機器７１は、受信した健康データを記憶する。同様に、ユーザ７０がフィットネスクラブ８２の体重計７３や病院８３の体重計７４に乗ると、ヘルスケアモニタ機器７１は、健康データを受信し、記憶する。
【０１７０】
ユーザ７０が移動してタグリーダ装置７５が設置してある場所に近づくと、ヘルスケアモニタ機器７１は、これまで記憶してきた健康データをタグリーダ装置７５へ送信する。タグリーダ装置７５は、自宅８１のみならず、街角や公共施設など、適切な場所に設置されている。健康データを受信したタグリーダ装置７５は、ネットワーク７６を介して、ホームヘルスサーバ装置７７へ健康データを送信する。ホームヘルスサーバ装置７７は、健康データを受信すると、ユーザ毎に健康データをデータベースなどに記憶する。
【０１７１】
自宅８１などに設置されたで表示機器７８は、ネットワーク７６を介してホームヘルスサーバ装置７７へアクセスし、健康データを取得し、取得した健康データを表示する。これにより、ユーザ７０は、健康データを閲覧することができる。なお、表示機器７８は、ネットワーク対応テレビ及びパーソナルコンピュータなどで構成される。また、表示機器７８の画面上では、過去の健康データの履歴をグラフなどで表示することも可能である。
【０１７２】
このように、本実施の形態に係るＩＣタグを用いることで、ユーザが手間をかけることなく、自動的に健康データを収集し、かつ手軽に結果を閲覧することができるヘルスケアシステムを構築することができる。
【０１７３】
本実施の形態の中で、ヘルスケアモニタ機器７１とタグリーダ装置７５との通信方法及びタグリーダ装置７５とホームヘルスサーバ装置７７との通信方法は、実施の形態１〜５と同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
本発明に係る通信システム、タグ装置、タグリーダ装置及びサーバ装置は、通信のセキュリティを強化することができ、ＩＣタグを用いた医療、物流、交通及び教育などの様々なサービスに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】実施の形態１に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係るタグ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】タグＩＤ、第１共通鍵、サーバＩＤ及び第２共通鍵の一例を示す図である。
【図４】実施の形態１に係るタグリーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】サーバアドレスリスト及び第３共通鍵の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１に係るサーバ装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態１に係るタグ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】乱数及び第１暗号データの一例を示す図である。
【図９】タグ認証データの一例を示す図である。
【図１０】第２暗号データの一例を示す図である。
【図１１】実施の形態１に係るタグリーダ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】リーダ認証データの一例を示す図である。
【図１３】第３暗号データの一例を示す図である。
【図１４】実施の形態１に係るサーバ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】実施の形態２に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。
【図１６】実施の形態４に係るタグ装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】実施の形態４に係るタグリーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態４に係るサーバ装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】グループＩＤ及びグループアドレスリストの一例を示す図である。
【図２０】実施の形態６に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。
【図２１】実施の形態７に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１７６】
１００ タグ装置
１０１ 乱数発生部
１０２ 第１暗号化部
１０３ タグ認証データ生成部
１０４ 第２暗号化部
１１０ 制御部
１２０ 記憶部
１２１ タグＩＤ記憶部
１２２ 第１共通鍵記憶部
１２３ サーバＩＤ記憶部
１２４ 第２共通鍵記憶部
１２５ グループＩＤ記憶部
１３０ 通信部
２００ タグリーダ装置
２０１ 第１復号化部
２０２ タグ認証部
２０３ 送信先決定部
２０４ 第３暗号化部
２０５ リーダ認証データ生成部
２１０ 制御部
２２０ 記憶部
２２１ 第２共通鍵記憶部
２２２ サーバアドレスリスト記憶部
２２３ 第３共通鍵束記憶部
２２４ グループアドレスリスト記憶部
２３０ 第１通信部
２４０ 第２通信部
３００，６００，７００ サーバ装置
３０１ 第２復号化部
３０２ リーダ認証部
３０３ 第３復号化部
３１０ 制御部
３２０ 記憶部
３２１ 第３共通鍵記憶部
３２２ 第１共通鍵記憶部
３２３ サーバＩＤ記憶部
３２４ タグＩＤ記憶部
３３０ 通信部
４００ タグネットワーク
５００ ネットワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タグ装置、タグ装置と通信を行うタグリーダ装置、タグリーダ装置と通信を行うサーバ装置、及び通信端末装置と通信中継装置とサーバ装置とで構成された通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣタグを用いた社会システムが普及してきている。例えば、商品に生産地や流通経路などを記録したＩＣタグを貼付することで、トレーサビリティを実現するなど、様々な応用例が期待されている。総務省も、非特許文献１の中で、ＩＣタグを利用した様々なアプリケーションの可能性について言及している。また、ＪＲ東日本のＳｕｉｃａや、ＪＲ西日本のＩＣＯＣＡのように、既に実現されているサービスもあり、今後、さらにＩＣタグを利用したシステムが登場してくることが予想される。さらに、現在は、パッシブタグを利用したシステムが中心であるが、今後は、より長距離での交信が可能なアクティブタグや、センサを使ったサービスの登場が考えられる。
【０００３】
しかしながら、その際、タグが送信する情報には、時に個人のプライバシーに関する情報も含まれるため、盗聴、改竄、なりすまし及び同定などから情報を守る技術が必要である。
【０００４】
そして、従来は、生態情報を取得して、認証サーバで認証することで、プライバシー侵害やなりすまし脅威を防ぐことができるユーザ認証技術がある（例えば、特許文献１参照）。また、タグがタグリーダに送信するデータを暗号化することで、第三者による不正な情報収集を防ぎ、その非同定性によりタグの不正な同定追跡の防止をはかり、プライバシーを保護する技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１４８９８２号公報
【特許文献２】特開２００５−３４８３０６号公報
【非特許文献１】総務省、“電子タグの高度利活用に向けて−「ユビキタスネットワーク時代における電子タグの高度利活用に関する調査研究会」中間報告”、〔online〕、平成１５年８月１８日、インターネット＜URL:http://www.soumu.go.jp/s-news/2003/030818_4.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に示す構成では、タグリーダに相当するユーザ情報取得装置は、無線タグの暗号化タグ情報を、無条件で認証サーバへ送信するため、複数の認証サーバに送信することができないという課題がある。
【０００６】
さらに、ユーザ情報取得装置は、常に、特定の認証サーバだけにタグ情報を送信するため、通信データの内容を暗号化して盗聴を防ぐことができたとしても、追跡の手段を与えてしまうことになるという課題がある。
【０００７】
そして、上記特許文献２に示す構成では、タグの同定及びなりすましの防止は可能だが、タグリーダのなりすましの防止ができないという課題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、通信のセキュリティを強化することができる通信システム、タグ装置、タグリーダ装置及びサーバ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る通信システムは、通信端末装置と、前記通信端末装置と通信を行う通信中継装置と、前記通信中継装置と通信を行うサーバ装置とで構成された通信システムであって、前記通信端末装置は、前記サーバ装置を識別するためのサーバ識別情報と、前記通信端末装置を識別するための通信端末識別情報と、第１共通鍵と、第２共通鍵とを記憶する記憶部と、前記通信端末識別情報を第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成する第１暗号化部と、前記サーバ識別情報と、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データとを、前記第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成する第２暗号化部と、前記第２暗号化部によって生成された前記第２暗号データを前記通信中継装置に送信する通信部とを備え、前記通信中継装置は、前記第２共通鍵と、第３共通鍵と、前記サーバ識別情報と前記サーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストとを記憶する記憶部と、前記通信端末装置によって送信された前記第２暗号データを受信する第１通信部と、前記第１通信部によって受信された前記第２暗号データを前記第２共通鍵で復号化して、前記サーバ識別情報と前記第１暗号データとを抽出する第１復号化部と、前記記憶部に記憶されている前記サーバアドレスリストを参照し、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定する送信先決定部と、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成する第３暗号化部と、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信する第２通信部とを備え、前記サーバ装置は、前記第１共通鍵と前記第３共通鍵とを記憶する記憶部と、前記通信中継装置によって送信された前記第３暗号データを受信する通信部と、前記通信部によって受信された前記第３暗号データを前記第３共通鍵で復号化して前記第１暗号データを抽出する第２復号化部と、前記第２復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第１共通鍵で復号化して、前記通信端末識別情報を抽出する第３復号化部とを備える。
【００１０】
この構成によれば、通信端末装置において、サーバ装置を識別するためのサーバ識別情報と、通信端末装置を識別するための通信端末識別情報と、第１共通鍵と、第２共通鍵とが記憶部に記憶されている。そして、通信端末識別情報が第１共通鍵で暗号化されて第１暗号データが生成され、サーバ識別情報と第１暗号データとが第２共通鍵で暗号化されて第２暗号データが生成される。その後、生成された第２暗号データが通信中継装置に送信される。次に、通信中継装置において、第２共通鍵と、第３共通鍵と、サーバ識別情報とサーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストとが記憶部に記憶されている。そして、通信端末装置によって送信された第２暗号データが受信され、受信された第２暗号データが第２共通鍵で復号化されて、サーバ識別情報と第１暗号データとが抽出される。続いて、記憶部に記憶されているサーバアドレスリストが参照され、抽出されたサーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスが決定され、抽出された第１暗号データが第３共通鍵で暗号化されて第３暗号データが生成される。生成された第３暗号データが、決定されたアドレスのサーバ装置へ送信される。次に、サーバ装置において、第１共通鍵と第３共通鍵とが記憶部に記憶されている。そして、通信中継装置によって送信された第３暗号データが受信され、受信された第３暗号データが第３共通鍵で復号化されて第１暗号データが抽出される。続いて、抽出された第１暗号データが第１共通鍵で復号化されて、通信端末識別情報が抽出される。
【００１１】
したがって、通信端末識別情報を暗号化した第１暗号データを復号化することができるのはサーバ装置だけであり、通信中継装置は、第１共通鍵を保持しておらず、第１暗号データを復号化することができないので、通信端末装置からサーバ装置までの通信において、タグ識別情報が漏洩することを防止することができ、通信端末装置からサーバ装置までの通信のセキュリティを強化することができる。
【００１２】
また、上記の通信システムにおいて、前記通信端末装置は、タグ装置を含み、前記通信中継装置は、タグリーダ装置を含むことが好ましい。この構成によれば、タグ識別情報を暗号化した第１暗号データを復号化することができるのはサーバ装置だけであり、タグリーダ装置は、第１共通鍵を保持しておらず、第１暗号データを復号化することができないので、タグ装置からサーバ装置までの通信において、タグ識別情報が漏洩することを防止することができ、タグ装置からサーバ装置までの通信のセキュリティを強化することができる。
【００１３】
また、上記の通信システムにおいて、前記タグ装置は、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データと前記第２共通鍵とをハッシュ関数に入力し、出力をタグ認証データとして生成するタグ認証データ生成部をさらに備え、前記タグ装置の前記通信部は、前記第２暗号化部によって生成された前記第２暗号データと、前記タグ認証データ生成部によって生成された前記タグ認証データとを前記タグリーダ装置に送信し、前記タグリーダ装置の第１通信部は、前記タグ装置によって送信された前記第２暗号データと前記タグ認証データとを受信し、前記タグリーダ装置は、前記第１通信部によって受信された前記タグ認証用データと、前記第１復号化部によって復号化された前記第１暗号データと前記第２共通鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合して前記タグ装置を認証するタグ認証部をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、タグ装置において、第１暗号データと第２共通鍵とがハッシュ関数に入力され、出力がタグ認証データとして生成され、第２暗号データとタグ認証データとがタグリーダ装置に送信される。タグリーダ装置において、タグ装置によって送信された第２暗号データとタグ認証データとが受信され、受信されたタグ認証用データと、復号化された第１暗号データと第２共通鍵とがハッシュ関数に入力して得られた出力結果とが照合されてタグ装置が認証される。
【００１５】
したがって、タグ装置において第１暗号データと第２共通鍵とに基づいてタグ認証データが生成され、タグリーダ装置においてタグ認証データと第１暗号データと第２共通鍵とに基づいてタグ装置が認証されるので、第三者によるタグ装置のなりすましを防止することができる。
【００１６】
また、上記の通信システムにおいて、前記タグリーダ装置は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データと前記第３共通鍵とをハッシュ関数に入力し、出力をリーダ認証データとして生成するリーダ認証データ生成部をさらに備え、前記タグリーダ装置の前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データと、前記リーダ認証データ生成部によって生成された前記リーダ認証データとを、前記送信先判定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置に送信し、前記サーバ装置の前記通信部は、前記第３暗号データと前記リーダ認証データとを受信し、前記サーバ装置は、前記通信部によって受信された前記リーダ認証データと、前記第２復号化部によって復号化された前記第１暗号データと前記第３共通鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合して前記タグリーダ装置を認証するリーダ認証部とをさらに備えることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、タグリーダ装置において、第１暗号データと第３共通鍵とがハッシュ関数に入力され、出力がリーダ認証データとして生成され、第３暗号データとリーダ認証データとが、決定されたアドレスのサーバ装置に送信される。そして、サーバ装置において、第３暗号データとリーダ認証データとが受信され、受信されたリーダ認証データと、復号化された第１暗号データと第３共通鍵とがハッシュ関数に入力されて得られた出力結果とが照合されてタグリーダ装置が認証される。
【００１８】
したがって、タグリーダ装置において第１暗号データと第３共通鍵とに基づいてリーダ認証データが生成され、サーバ装置においてリーダ認証データと第１暗号データと第３共通鍵とに基づいてタグリーダ装置が認証されるので、第三者によるタグリーダ装置のなりすましを防止することができる。
【００１９】
また、上記の通信システムにおいて、前記サーバ装置は、複数のサーバ装置を含むことが好ましい。この構成によれば、複数のサーバ装置に第３暗号データを送信することができる。
【００２０】
また、上記の通信システムにおいて、前記サーバ装置は、複数のサーバ装置を含み、前記タグリーダ装置の前記記憶部は、前記サーバ装置毎に異なる第３共通鍵を記憶し、前記送信先決定部は、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを含む複数のサーバ装置のアドレスを決定するとともに、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられている第３共通鍵を決定し、前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを、前記送信先決定部によって決定された前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記複数のサーバ装置へ送信することが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、タグリーダ装置の記憶部には、サーバ装置毎に異なる第３共通鍵が記憶されている。そして、タグリーダ装置において、抽出されたサーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを含む複数のサーバ装置のアドレスが決定されるとともに、抽出されたサーバ識別情報に対応付けられている第３共通鍵が決定される。その後、抽出された第１暗号データが、決定された第３共通鍵で暗号化されて第３暗号データが生成され、生成された第３暗号データが、決定されたアドレスの複数のサーバ装置へ送信される。
【００２２】
したがって、複数のサーバ装置へ第３暗号データが送信されるが、第３共通鍵が一致しないサーバ装置では、タグリーダ装置の認証に失敗し、タグ識別情報を得ることができないので、盗聴者は、タグリーダ装置が実際に複数のサーバ装置うちのどのサーバ装置に対してタグ識別情報を送信しているのかが分からず、タグリーダ装置とサーバ装置との間の通信のセキュリティをより強化することができる。
【００２３】
また、上記の通信システムにおいて、前記第２通信部は、全ての前記サーバ装置へ前記第３暗号データを送信することが好ましい。この構成によれば、全てのサーバ装置へ第３暗号データが送信されるので、盗聴者は、タグリーダ装置が実際に複数のサーバ装置うちのどのサーバ装置に対してタグ識別情報を送信しているのかが分からず、タグリーダ装置とサーバ装置との間の通信のセキュリティをより強化することができる。
【００２４】
また、上記の通信システムにおいて、前記サーバ装置は、複数のサーバ装置を含み、前記タグリーダ装置の前記記憶部は、前記サーバ装置毎に異なる第３共通鍵を記憶し、前記送信先決定部は、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられている前記サーバ装置のアドレスに加えて、ランダムに１つ以上の前記サーバ装置のアドレスを決定するとともに、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられている第３共通鍵を決定し、前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを、前記送信先決定部によって決定された前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信することが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、タグリーダ装置の記憶部には、サーバ装置毎に異なる第３共通鍵が記憶されている。そして、タグリーダ装置において、抽出されたサーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスに加えて、ランダムに１つ以上のサーバ装置のアドレスが決定されるとともに、抽出されたサーバ識別情報に対応付けられている第３共通鍵が決定される。その後、抽出された前記第１暗号データが、決定された第３共通鍵で暗号化されて第３暗号データが生成され、生成された第３暗号データが、決定されたアドレスのサーバ装置へ送信される。
【００２６】
したがって、複数のサーバ装置へ第３暗号データが送信されるが、第３共通鍵が一致しないサーバ装置では、タグリーダ装置の認証に失敗し、タグ識別情報を得ることができないので、盗聴者は、タグリーダ装置が実際に複数のサーバ装置うちのどのサーバ装置に対してタグ識別情報を送信しているのかが分からず、タグリーダ装置とサーバ装置との間の通信のセキュリティをより強化することができる。また、実際にタグ識別情報を送信するサーバ装置に加えて、ランダムに決定された１つ以上のサーバ装置に第３暗号データが送信されるので、タグリーダ装置とサーバ装置との間のネットワークの負荷を軽減することができる。
【００２７】
また、上記の通信システムにおいて、前記タグ装置は、乱数を発生させる乱数発生部をさらに備え、前記タグ装置の前記第１暗号化部は、前記タグ識別情報と前記乱数とを前記第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成し、前記サーバ装置の前記第３復号化部は、前記第２復号化部が抽出した前記第１暗号データを前記第１共通鍵で復号化して、前記タグ識別情報と前記乱数とを抽出することが好ましい。
【００２８】
この構成によれば、タグ装置において、乱数が発生され、タグ識別情報と乱数とが第１共通鍵で暗号化されて第１暗号データが生成される。そして、サーバ装置において、抽出した第１暗号データが第１共通鍵で復号化されて、タグ識別情報と乱数とが抽出される。
【００２９】
したがって、タグ識別情報と乱数とが暗号化されて第１暗号データが生成され、さらに、第１暗号データとサーバ識別情報とが暗号化されて第２暗号データが生成されるので、第１暗号データ及び第２暗号データは、送信する度に異なる値となり、タグ装置の同定を防止することができる。
【００３０】
また、上記の通信システムにおいて、前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データと前記サーバ識別情報とを前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、前記第２復号化部は、前記第３暗号データを復号化して抽出した前記サーバ識別情報が自身の予め記憶するサーバ識別情報と合致しない場合、復号化した前記第１暗号データを破棄することが好ましい。
【００３１】
この構成によれば、タグリーダ装置において、抽出された第１暗号データとサーバ識別情報とが第３共通鍵で暗号化されて第３暗号データが生成され、サーバ装置において、第３暗号データが復号化されて抽出されたサーバ識別情報が自身の予め記憶するサーバ識別情報と合致しない場合、復号化した第１暗号データが破棄される。
【００３２】
したがって、受信したサーバ識別情報と、自身が予め記憶しているサーバ識別情報とを比較することで、受信した第１暗号データが改竄されたものであるか否かを容易に判断することができる。
【００３３】
また、上記の通信システムにおいて、前記サーバ装置は、複数のグループに分けられた複数のサーバ装置を含み、前記サーバ識別情報は、複数のサーバ装置が属するグループを識別するためのグループ識別情報を含み、前記第２暗号化部は、前記グループ識別情報と、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データとを、前記第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成することが好ましい。
【００３４】
この構成によれば、サーバ識別情報には、複数のサーバ装置が属するグループを識別するためのグループ識別情報が含まれる。そして、グループ識別情報と第１暗号データとが、第２共通鍵で暗号化されて第２暗号データが生成される。したがって、複数のサーバ装置にタグ識別情報を送信する場合に、全てのサーバ装置のサーバ識別情報が送信されるのではなく、グループ識別情報のみが送信されるので、タグ装置からタグリーダ装置へ送信するデータ量を削減することができる。
【００３５】
また、上記の通信システムにおいて、前記タグリーダ装置の前記記憶部は、前記グループ識別情報と前記グループ識別情報に属するサーバ装置のアドレスとを対応付けたグループアドレスリストと、前記グループ毎に用いられるグループ鍵とを記憶し、前記送信先決定部は、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報が前記グループ識別情報であった場合、前記記憶部に記憶されている前記グループアドレスリストを参照し、前記グループ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定し、前記第３暗号化部は、前記第１暗号データを前記グループ鍵で暗号化して前記第３暗号データを生成し、前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信することが好ましい。
【００３６】
この構成によれば、タグリーダ装置において、記憶部には、グループ識別情報とグループ識別情報に属するサーバ装置のアドレスとを対応付けたグループアドレスリストと、グループ毎に用いられるグループ鍵とが記憶されている。そして、抽出されたサーバ識別情報がグループ識別情報であった場合、記憶部に記憶されているグループアドレスリストが参照され、グループ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスが決定される。その後、第１暗号データがグループ鍵で暗号化されて第３暗号データが生成され、生成された第３暗号データが、決定されたアドレスのサーバ装置へ送信される。
【００３７】
したがって、グループ単位で共通鍵が設定されており、この共通鍵で第１暗号データが暗号化されて第３暗号データが生成されるので、タグ識別情報を送信すべきサーバ装置毎に共通鍵を記憶しておく必要が無く、タグリーダ装置のデータ記憶量を削減することができる。
【００３８】
また、上記の通信システムにおいて、前記送信先決定部は、前記グループアドレスリストを参照して決定した前記アドレスに加えて、ランダムに１つ以上の前記サーバ装置のアドレスを決定するとともに、前記第１復号化部によって抽出された前記グループ識別情報に対応付けられているグループ鍵を決定し、前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを、前記送信先決定部によって決定された前記グループ鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信することが好ましい。
【００３９】
この構成によれば、タグリーダ装置において、グループアドレスリストを参照して決定したアドレスに加えて、ランダムに１つ以上のサーバ装置のアドレスが決定されるとともに、抽出されたグループ識別情報に対応付けられているグループ鍵が決定される。そして、抽出された第１暗号データが、決定されたグループ鍵で暗号化されて第３暗号データが生成され、生成された第３暗号データが、決定されたアドレスのサーバ装置へ送信される。
【００４０】
したがって、複数のサーバ装置へ第３暗号データが送信されるが、グループ鍵が一致しないサーバ装置では、タグリーダ装置の認証に失敗し、タグ識別情報を得ることができないので、盗聴者は、タグリーダ装置が実際に複数のサーバ装置うちのどのサーバ装置に対してタグ識別情報を送信しているのかが分からず、タグリーダ装置とサーバ装置との間の通信のセキュリティをより強化することができる。また、実際にタグ識別情報を送信するサーバ装置に加えて、ランダムに決定された１つ以上のサーバ装置に第３暗号データが送信されるので、全てのサーバ装置に第３暗号データを送信する場合に比べて、タグリーダ装置とサーバ装置との間のネットワークの負荷を軽減することができる。
【００４１】
また、上記の通信システムにおいて、前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データと前記グループ識別情報とを前記グループ鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、前記サーバ装置の前記記憶部は、前記グループ鍵を記憶し、前記第２復号化部は、前記第３暗号データを前記第３共通鍵で復号化した結果、正常に復号化されない場合、前記グループ鍵で前記第３暗号データを復号化することが好ましい。
【００４２】
この構成によれば、タグリーダ装置において、抽出された第１暗号データとグループ識別情報とがグループ鍵で暗号化されて第３暗号データが生成される。そして、サーバ装置において、グループ鍵が記憶部に記憶されており、第３暗号データを第３共通鍵で復号した結果、正常に復号化されない場合、グループ鍵で第３暗号データが復号化される。
【００４３】
したがって、サーバ装置において、第３暗号データがグループ鍵で暗号化されている場合、第３共通鍵では復号化することができないので、予め記憶しているグループ鍵で復号化することにより、第３暗号データを正常に復号化することができる。
【００４４】
本発明に係るタグ装置は、サーバ装置を識別するためのサーバ識別情報と、タグ装置を識別するためのタグ識別情報と、第１共通鍵と、第２共通鍵とを記憶する記憶部と、前記タグ識別情報を前記第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成する第１暗号化部と、前記サーバ識別情報と、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データとを前記第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成する第２暗号化部と、前記第２暗号化部によって生成された前記第２暗号データをタグリーダ装置に送信する通信部とを備える。
【００４５】
この構成によれば、タグ装置において、サーバ装置を識別するためのサーバ識別情報と、タグ装置を識別するためのタグ識別情報と、第１共通鍵と、第２共通鍵とが記憶部に記憶されている。そして、タグ識別情報が第１共通鍵で暗号化されて第１暗号データが生成され、サーバ識別情報と第１暗号データとが第２共通鍵で暗号化されて第２暗号データが生成される。その後、生成された第２暗号データがタグリーダ装置に送信される。したがって、タグ識別情報は第１共通鍵と第２共通鍵とで２重に暗号化されるので、タグ装置からタグリーダ装置までの通信のセキュリティを強化することができる。
【００４６】
本発明に係るタグリーダ装置は、タグ装置を識別するためのタグ識別情報を第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成し、生成した前記第１暗号データとサーバ装置を識別するためのサーバ識別情報とを第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成し、生成した前記第２暗号データを送信するタグ装置から前記第２暗号データを受信する第１通信部と、前記第２共通鍵と、第３共通鍵と、前記サーバ識別情報と前記サーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストとを記憶する記憶部と、前記第１通信部によって受信された前記第２暗号データを前記第２共通鍵で復号化して、前記サーバ識別情報と前記第１暗号データとを抽出する第１復号化部と、前記記憶部に記憶されている前記サーバアドレスリストを参照し、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定する送信先決定部と、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成する第３暗号化部と、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信する第２通信部とを備える。
【００４７】
この構成によれば、タグリーダ装置において、タグ装置を識別するためのタグ識別情報を第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成し、生成した第１暗号データとサーバ装置を識別するためのサーバ識別情報とを第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成し、生成した第２暗号データを送信するタグ装置から第２暗号データが受信される。また、第２共通鍵と、第３共通鍵と、サーバ識別情報とサーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストとが記憶部に記憶されている。そして、受信された第２暗号データが第２共通鍵で復号化されて、サーバ識別情報と第１暗号データとが抽出される。続いて、記憶部に記憶されているサーバアドレスリストが参照され、抽出されたサーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスが決定され、抽出された第１暗号データが第３共通鍵で暗号化されて第３暗号データが生成される。生成された第３暗号データが、決定されたアドレスのサーバ装置へ送信される。
【００４８】
したがって、タグ識別情報を暗号化した第１暗号データを復号化することができるのはサーバ装置だけであり、タグリーダ装置は、第１共通鍵を保持しておらず、第１暗号データを復号化することができないので、タグ装置からサーバ装置までの通信において、タグ識別情報が漏洩することを防止することができ、タグ装置からサーバ装置までの通信のセキュリティを強化することができる。
【００４９】
本発明に係るサーバ装置は、タグ装置を識別するためのタグ識別情報を第１共通鍵で暗号化した第１暗号データを第３共通鍵で暗号化して生成した第３暗号データを送信するタグリーダ装置から前記第３暗号データを受信する通信部と、前記第１共通鍵と前記第３共通鍵とを記憶する記憶部と、前記通信部によって受信された前記第３暗号データを前記第３共通鍵で復号化して前記第１暗号データを抽出する第２復号化部と、前記第２復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第１共通鍵で復号化して前記タグ識別情報を抽出する第３復号化部とを備える。
【００５０】
この構成によれば、サーバ装置において、タグ装置を識別するためのタグ識別情報を第１共通鍵で暗号化した第１暗号データを第３共通鍵で暗号化して生成した第３暗号データを送信するタグリーダ装置から第３暗号データが受信される。また、第１共通鍵と第３共通鍵とが記憶部に記憶されている。そして、受信された第３暗号データが第３共通鍵で復号化されて第１暗号データが抽出される。続いて、抽出された第１暗号データが第１共通鍵で復号化されて、タグ識別情報が抽出される。したがって、タグ識別情報は第１共通鍵と第３共通鍵とで２重に暗号化されるので、タグリーダ装置からサーバ装置までの通信のセキュリティを強化することができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、通信端末識別情報を暗号化した第１暗号データを復号化することができるのはサーバ装置だけであり、通信中継装置は、第１共通鍵を保持しておらず、第１暗号データを復号化することができないので、通信端末装置からサーバ装置までの通信において、タグ識別情報が漏洩することを防止することができ、通信端末装置からサーバ装置までの通信のセキュリティを強化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明の一実施の形態に係るタグ通信システムについて図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。図１に示すタグ通信システムは、タグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００を備える。タグネットワーク４００、ネットワーク５００から構成される。
【００５３】
タグ装置１００は、タグ装置を識別するためのタグＩＤなどの各種データを、タグネットワーク４００を介して、タグリーダ装置２００へ送信する。タグ装置１００は、非接触ＩＣチップを使った記憶媒体と、アンテナを埋め込んだプレート（タグ）とから構成される。タグリーダ装置２００は、タグ装置１００から受信したデータを認証し、再び暗号化した後、ネットワーク５００を介してサーバ装置３００へ転送する。サーバ装置３００は、タグリーダ装置２００によって送信されたタグ装置１００のデータを受信し、データベースなどに記録することで、タグ装置１００からデータを収集する。
【００５４】
タグネットワーク４００は、主に無線であることが想定され、例えば、Ｚｉｇｂｅｅなどがある。ネットワーク５００は、例えば、インターネットなどである。
【００５５】
まず、実施の形態１に係るタグ装置１００の構成について説明する。図２は、実施の形態１に係るタグ装置の構成を示すブロック図である。タグ装置１００は、制御部１１０、記憶部１２０及び通信部１３０を備える。
【００５６】
制御部１１０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）等で構成され、乱数発生部１０１、第１暗号化部１０２、タグ認証データ生成部１０３及び第２暗号化部１０４を備える。記憶部１２０は、例えばＲＷＭ（リライタブルメモリ）で構成され、タグＩＤ記憶部１２１、第１共通鍵記憶部１２２、サーバＩＤ記憶部１２３及び第２共通鍵記憶部１２４を備える。
【００５７】
タグＩＤ記憶部１２１は、タグ装置を識別するためのタグＩＤを記憶する。第１共通鍵記憶部１２２は、タグＩＤを暗号化するために用いる第１共通鍵を記憶する。サーバＩＤ記憶部１２３は、サーバ装置を識別するためのサーバＩＤを記憶する。第２共通鍵記憶部１２４は、後述する第１暗号データ及びサーバＩＤを暗号化するために用いる、第１共通鍵とは異なる第２共通鍵を記憶する。なお、本実施の形態における第２共通鍵は、第１共通鍵と異なる値を有しているが、本発明は特にこれに限定されず、第２共通鍵と第１共通鍵とが同じ値であってもよい。
【００５８】
乱数発生部１０１は、乱数を発生させる。第１暗号化部１０２は、タグＩＤと乱数とを第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成する。タグ認証データ生成部１０３は、第１暗号化部１０２によって生成された第１暗号データと第２共通鍵とをハッシュ関数に入力し、出力をタグ認証データとして生成する。第２暗号化部１０４は、タグＩＤの送信先のサーバ装置を特定するためのサーバＩＤと、第１暗号化部１０２によって生成された第１暗号データとを第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成する。
【００５９】
通信部１３０は、第２暗号化部１０４によって生成された第２暗号データと、タグ認証データ生成部１０３によって生成されたタグ認証データとをタグリーダ装置２００に送信する。
【００６０】
図３は、タグＩＤ、第１共通鍵、サーバＩＤ及び第２共通鍵の一例を示す図であり、図３（ａ）は、タグＩＤの一例を示す図であり、図３（ｂ）は、第１共通鍵の一例を示す図であり、図３（ｃ）は、サーバＩＤの一例を示す図であり、図３（ｄ）は、第２共通鍵の一例を示す図である。
【００６１】
タグＩＤ記憶部１２１は、例えば図３（ａ）に示すタグＩＤ１０６ａを記憶している。第１共通鍵記憶部１２２は、例えば図３（ｂ）に示す第１共通鍵１０７ａを記憶している。サーバＩＤ記憶部１２３は、例えば図３（ｃ）に示すサーバＩＤ１０８ａを記憶している。第２共通鍵記憶部１２４は、例えば図３（ｄ）に示す第２共通鍵１０９ａを記憶している。
【００６２】
次に、実施の形態１に係るタグリーダ装置２００の構成について説明する。図４は、実施の形態１に係るタグリーダ装置の構成を示すブロック図である。図４に示すタグリーダ装置２００は、制御部２１０、記憶部２２０、第１通信部２３０及び第２通信部２４０を備える。
【００６３】
制御部２１０は、例えばＣＰＵ等で構成され、第１復号化部２０１、タグ認証部２０２、送信先決定部２０３、第３暗号化部２０４及びリーダ認証データ生成部２０５を備える。記憶部２２０は、例えばフラッシュメモリ等で構成され、第２共通鍵記憶部２２１、サーバアドレスリスト記憶部２２２及び第３共通鍵束記憶部２２３を備える。
【００６４】
第２共通鍵記憶部２２１は、第２暗号データを復号化するために用いる第２共通鍵を記憶する。サーバアドレスリスト記憶部２２２は、サーバＩＤとサーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストを記憶する。第３共通鍵束記憶部２２３は、第１暗号データを暗号化するために用いる、第１共通鍵及び第２共通鍵とは異なる第３共通鍵を記憶する。なお、第３共通鍵は、サーバ装置毎に異なっており、第３共通鍵束記憶部２２３は、サーバＩＤ毎に第３共通鍵を記憶している。なお、本実施の形態における第３共通鍵は、第１共通鍵及び第２共通鍵と異なる値を有しているが、本発明は特にこれに限定されず、第３共通鍵と第１共通鍵と第２共通鍵とが同じ値であってもよい。
【００６５】
第１通信部２３０は、タグ装置１００によって送信された第２暗号データとタグ認証データとを受信する。第１復号化部２０１は、第１通信部２３０によって受信された第２暗号データを第２共通鍵で復号化して、サーバＩＤと第１暗号データとを抽出する。
【００６６】
タグ認証部２０２は、第１通信部２３０によって受信されたタグ認証用データと、第１復号化部２０１によって復号化された第１暗号データと第２共通鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合してタグ装置を認証する。
【００６７】
送信先決定部２０３は、サーバアドレスリスト記憶部２２２に記憶されているサーバアドレスリストを参照し、第１復号化部２０１によって抽出されたサーバＩＤに対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定する。第３暗号化部２０４は、第１復号化部２０１によって抽出された第１暗号データを第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成する。リーダ認証データ生成部２０５は、第１復号化部２０１によって抽出された第１暗号データと第３共通鍵とをハッシュ関数に入力し、出力をリーダ認証データとして生成する。
【００６８】
第２通信部２４０は、第３暗号化部２０４によって生成された第３暗号データと、リーダ認証データ生成部２０５によって生成されたリーダ認証データとを、送信先決定部２０３によって決定されたアドレスのサーバ装置へ送信する。
【００６９】
図５は、サーバアドレスリスト及び第３共通鍵の一例を示す図であり、図５（ａ）は、サーバアドレスリストの一例を示す図であり、図５（ｂ）は、第３共通鍵の一例を示す図である。
【００７０】
第２共通鍵記憶部２２１が記憶する第２共通鍵は、図３（ｃ）に示す第２共通鍵１０９ａと同様の値である。サーバアドレスリスト記憶部２２２は、例えば図５（ａ）に示すサーバアドレスリスト２０９０を記憶している。サーバアドレスリスト２０９０は、サーバＩＤ２０９ａと、サーバＩＤに対応するサーバ装置のネットワーク上のアドレスを表すサーバアドレス２０９ｂと、第３共通鍵を特定するための鍵番号２０９ｃとが対応付けられている。第３共通鍵束記憶部２２３は、例えば図５（ｂ）に示す第３共通鍵束２１００を記憶している。第３共通鍵束２１００は、鍵番号２１０ａと、第３共通鍵２１０ｂとが対応付けられている。
【００７１】
次に、実施の形態１に係るサーバ装置３００の構成について説明する。図６は、実施の形態１に係るサーバ装置の構成を示すブロック図である。図６に示すサーバ装置３００は、制御部３１０、記憶部３２０及び通信部３３０を備える。
【００７２】
制御部３１０は、例えばＣＰＵ等で構成され、第２復号化部３０１、リーダ認証部３０２及び第３復号化部３０３を備える。記憶部３２０は、例えばフラッシュメモリ等で構成され、第３共通鍵記憶部３２１、第１共通鍵記憶部３２２、サーバＩＤ記憶部３２３及びタグＩＤ記憶部３２４を備える。
【００７３】
第３共通鍵記憶部３２１は、第３暗号データを復号化するために用いる第３共通鍵を記憶する。第１共通鍵記憶部３２２は、第１暗号データを復号化するために用いる第１共通鍵を記憶する。サーバＩＤ記憶部３２３は、サーバ装置自身のサーバＩＤを記憶する。タグＩＤ記憶部３２４は、第３復号化部３０３によって抽出されたタグＩＤをデータベース化して記憶する。
【００７４】
通信部３３０は、タグリーダ装置２００によって送信された第３暗号データとリーダ認証データとを受信する。第２復号化部３０１は、通信部３３０によって受信された第３暗号データを第３共通鍵で復号化して第１暗号データを抽出する。また、第２復号化部３０１は、第３暗号データを復号化して抽出されたサーバＩＤが、サーバＩＤ記憶部３２３に予め記憶されている自身のサーバＩＤと合致しない場合、復号化した第１暗号データを破棄する。
【００７５】
リーダ認証部３０２は、通信部３３０によって受信されたリーダ認証データと、第２復号化部３０１によって復号化された第１暗号データと第３共通鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合してタグリーダ装置２００を認証する。第３復号化部３０３は、第２復号化部３０１によって抽出された第１暗号データを第１共通鍵で復号化してタグＩＤと乱数とを抽出する。
【００７６】
なお、第３共通鍵記憶部３２１が記憶している第３共通鍵は、タグリーダ装置２００が記憶している図５（ｂ）の第３共通鍵２１０ｂと同様の値である。また、第１共通鍵記憶部３２２が記憶している第１共通鍵は、タグ装置１００が記憶している図３（ｂ）の第１共通鍵１０７ａと同様の値である。
【００７７】
また、本実施の形態では、タグ装置１００を通信端末装置の一例とし、タグリーダ装置２００を通信中継装置の一例として説明しているが、本発明は特にこれに限定されず、通信端末装置はパーソナルコンピュータ等であってもよく、通信中継装置はパーソナルコンピュータとネットワーク５００とを接続するルータ等であってもよい。
【００７８】
次に、実施の形態１に係るタグ装置１００の動作について説明する。図７は、実施の形態１に係るタグ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００７９】
最初に、乱数発生部１０１は、乱数を生成する（ステップＳ１）。図８（ａ）は、乱数の一例を示す図である。乱数発生部１０１は、例えば図８（ａ）に示す乱数１０００を生成する。
【００８０】
次に、第１暗号化部１０２は、タグＩＤ１０６ａと、乱数発生部１０１によって生成した乱数１０００とを合わせて第１共通鍵１０７ａで暗号化し、第１暗号データを生成する（ステップＳ２）。暗号化の方法は共通鍵暗号方式であり、例えばＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）などがある。図８（ｂ）は、第１暗号データの一例を示す図である。図８（ｂ）に示すように、タグＩＤ１０６ａと乱数１０００とが第１共通鍵１０７ａを用いて暗号化され、第１暗号データ１００１が生成される。
【００８１】
次に、タグ認証データ生成部１０３は、第１暗号データ１００１と第２共通鍵１０９ａとをハッシュ関数に入力し、その出力値（ハッシュ値）をタグ認証データとして生成する（ステップＳ３）。なお、ハッシュ関数には、例えばＭＤ５（Ｍｅｓｓａｇｅ Ｄｉｇｅｓｔ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ５）などがある。図９は、タグ認証データの一例を示す図である。図９に示すように、第１暗号データ１００１と第２共通鍵１０９ａとがハッシュ関数に入力され、タグ認証データ１００２が生成される。
【００８２】
次に、第２暗号化部１０４は、サーバＩＤ１０８ａと第１暗号データ１００１とを合わせて第２共通鍵１０９ａで暗号化し、第２暗号データを生成する（ステップＳ４）。暗号化の方法は、第１暗号データの生成と同様に、共通鍵暗号方式である。図１０は、第２暗号データの一例を示す図である。図１０に示すように、サーバＩＤ１０８ａと第１暗号データ１００１とが第２共通鍵１０９ａを用いて暗号化され、第２暗号データ１００３が生成される。
【００８３】
次に、通信部１３０は、第２暗号データ１００３とタグ認証データ１００２とを、タグネットワーク４００を介してタグリーダ装置２００に送信する（ステップＳ５）。
【００８４】
続いて、実施の形態１に係るタグリーダ装置２００の動作について説明する。図１１は、実施の形態１に係るタグリーダ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００８５】
まず、第１通信部２３０は、タグ装置１００によって送信された第２暗号データ１００３とタグ認証データ１００２とを受信する（ステップＳ１１）。次に、第１復号化部２０１は、第２暗号データ１００３を第２共通鍵１０９ａで復号化し、サーバＩＤ１０８ａと第１暗号データ１００１とを抽出する（ステップＳ１２）。なお、復号化方法は、タグ装置１００の第２暗号化部１０４が用いた共通鍵暗号方式である。
【００８６】
次に、タグ認証部２０２は、第１復号化部２０１によって抽出された第１暗号データ１００１と、第２共通鍵記憶部２２１に記憶されている第２共通鍵１０９ａとをハッシュ関数に入力してダイジェスト値を生成し、生成したダイジェスト値とタグ認証データ１００２とが一致しているか否かを検証する（ステップＳ１３）。なお、ハッシュ関数は、タグ装置１００のタグ認証データ生成部１０３で用いられたハッシュ関数と同じである。
【００８７】
第１暗号データ１００１と第２共通鍵１０９ａとに基づいて生成したダイジェスト値とタグ認証データ１００２とが一致していない場合（ステップＳ１３でＮＯ）、不正な第２暗号データであるため、タグ認証部２０２は、サーバＩＤ１０８ａ、第１暗号データ１００１及びタグ認証データ１００２を破棄する（ステップＳ１４）。
【００８８】
一方、第１暗号データ１００１と第２共通鍵１０９ａとに基づいて生成したダイジェスト値とタグ認証データ１００２とが一致している場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、送信先決定部２０３は、サーバアドレスリスト記憶部２２２に記憶されているサーバアドレスリスト２０９０を参照し、第１復号化部２０１によって抽出されたサーバＩＤ１０８ａに対応付けられている、サーバ装置３００のアドレスと鍵番号とを決定する（ステップＳ１５）。
【００８９】
ここで、サーバＩＤ１０８ａの値が“Ｓ００１”である場合、サーバアドレスリスト２０９０のサーバＩＤ２０９ａの値に基づいて、送信先のサーバ装置３００のアドレス２０９ｂは“１１１．１１１．１１１．００１”と決定され、鍵番号２０９ｃは“１”と決定される。さらに、送信先決定部２０３は、第３共通鍵束記憶部２２３に記憶されている第３共通鍵束２１００を参照し、サーバアドレスリスト２０９０の鍵番号２０９ｃと一致する第３共通鍵束２１００の鍵番号２１０ａに基づいて、暗号化に使用する第３共通鍵２１０ｂを決定する。ここでは、鍵番号２０９ａは“１”であるため、第３共通鍵２１０ｂは、“６３ｂａ２１９ｂ４ａ９０ｃ３ｂ７６ａ２５０１ｂ６４ｃｄｆｅ９１５”と決定される。
【００９０】
次に、リーダ認証データ生成部２０５は、第１復号化部２０１によって抽出された第１暗号データ１００１と、送信先決定部２０３によって決定された第３共通鍵２１０ｂとをハッシュ関数に入力し、その出力値（ハッシュ値）をリーダ認証データとして生成する（ステップＳ１６）。図１２は、リーダ認証データの一例を示す図である。図１２に示すように、第１暗号データ１００１と第３共通鍵２１０ｂとがハッシュ関数に入力され、リーダ認証データ２０００が生成される。
【００９１】
次に、第３暗号化部２０４は、第１復号化部２０１によって抽出されたサーバＩＤ１０８ａと第１暗号データ１００１とを第３共通鍵２１０ｂで暗号化し、第３暗号データを生成する（ステップＳ１７）。図１３は、第３暗号データの一例を示す図である。図１３に示すように、サーバＩＤ１０８ａと第１暗号データ１００１とが第３共通鍵２１０ｂを用いて暗号化され、第３暗号データ２００１が生成される。
【００９２】
次に、第２通信部２４０は、第３暗号化部２０４によって生成された第３暗号データ２００１と、リーダ認証データ生成部２０５によって生成されたリーダ認証データ２０００とを、送信先決定部２０３によって決定されたサーバ装置３００のアドレス（１１１．１１１．１１１．００１）宛にネットワーク５００を介して送信する（ステップＳ１８）。
【００９３】
続いて、実施の形態１に係るサーバ装置３００の動作について説明する。図１４は、実施の形態１に係るサーバ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００９４】
まず、通信部３３０は、タグリーダ装置２００によって送信された第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを受信する（ステップＳ２１）。次に、第２復号化部３０１は、第３暗号データ２００１を第３共通鍵２１０ｂで復号化し、サーバＩＤ１０８ａと第１暗号データ１００１とを抽出する（ステップＳ２２）。なお、復号化方法は、タグリーダ装置２００の第３暗号化部２０４が用いた共通鍵暗号方式である。
【００９５】
次に、第２復号化部３０１は、抽出したサーバＩＤが、サーバＩＤ記憶部３２３に予め記憶されているサーバＩＤと一致するか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここで、サーバＩＤが一致しないと判断された場合（ステップＳ２３でＮＯ）、第２復号化部３０１は、受信したサーバＩＤ１０８ａ、第１暗号データ１００１及びリーダ認証データ２０００を破棄する（ステップＳ２４）。
【００９６】
一方、サーバＩＤが一致していると判断された場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）、リーダ認証部３０２は、第２復号化部３０１によって抽出された第１暗号データ１００１と、第３共通鍵記憶部３２１に記憶されている第３共通鍵２１０ｂとをハッシュ関数に入力してダイジェスト値を生成し、生成したダイジェスト値とリーダ認証データ２０００とが一致しているか否かを検証する（ステップＳ２５）。
【００９７】
第１暗号データ１００１と第３共通鍵２１０ｂとに基づいて生成したダイジェスト値とリーダ認証データ２０００とが一致していない場合（ステップＳ２５でＮＯ）、不正なタグリーダ装置２００であるため、リーダ認証部３０２は、受信したサーバＩＤ１０８ａ、第１暗号データ１００１及びリーダ認証データ２０００を破棄する（ステップＳ２４）。
【００９８】
一方、第１暗号データ１００１と第３共通鍵２１０ｂとに基づいて生成したダイジェスト値とリーダ認証データ２０００とが一致している場合（ステップＳ２５でＹＥＳ）、第３復号化部３０３は、第１暗号データ１００１を第１共通鍵１０７ａで復号化し、タグＩＤ１０６ａ及び乱数１０００を抽出する（ステップＳ２６）。復号化方法は、タグ装置１００の第１暗号化部１０２が用いた共通鍵暗号方式である。
【００９９】
次に、第３復号化部３０３は、抽出したタグＩＤ１０６ａをデータベース化してタグＩＤ記憶部３２４に記憶する（ステップＳ２７）。
【０１００】
なお、本実施の形態では、第３暗号化部２０４は、第１暗号データ１００１とサーバＩＤ１０８ａとを第３共通鍵２１０ｂを用いて暗号化して第３暗号データ２００１を生成しているが、本発明は特にこれに限定されず、第１暗号データ１００１のみを第３共通鍵２１０ｂを用いて暗号化して第３暗号データを生成してもよい。この場合、上記ステップＳ２３の処理は省略される。
【０１０１】
また、本実施の形態におけるタグ装置１００は、パッシブタグに限らず、自発的に電波を発するアクティブなどにも有用であり、さらに、本実施の形態におけるタグ通信システムは、センサなど常に状態の変化するデータを送受信するセンサネットワークなどにも有用である。
【０１０２】
このように、タグ装置１００の乱数発生部１０１によって乱数を発生させ、第１暗号化部１０２によってタグＩＤと乱数とが暗号化されて第１暗号データが生成され、さらに、第２暗号化部１０４によって第１暗号データとサーバＩＤとが暗号化されて第２暗号データが生成されるので、第１暗号データ及び第２暗号データは、送信する度に異なる値となる。そのため、タグ装置１００の同定を防止することが可能である。
【０１０３】
また、タグ装置１００のタグ認証データ生成部１０３がタグ認証データを生成し、タグリーダ装置２００のタグ認証部２０２が受信したタグ認証データに基づいてタグ装置１００を認証するので、第三者によるタグ装置１００のなりすましを防止することが可能である。
【０１０４】
また、タグ装置１００は、第２共通鍵で暗号化した第２暗号データをタグリーダ装置２００へ送信するので、第三者によるタグ装置１００とタグリーダ装置２００との間の通信の盗聴を防ぐことができる。
【０１０５】
さらに、タグＩＤは、第１共通鍵で暗号化されており、タグリーダ装置２００は、第１共通鍵を保持していないので、第１の暗号データを復号化することができず、タグＩＤを判読することができない。そのため、タグ装置１００からサーバ装置３００へ送信するデータを中継するタグリーダ装置２００からタグＩＤが漏洩することを防止することができる。
【０１０６】
さらにまた、タグリーダ装置２００の送信先決定部２０３は、サーバＩＤをキーにしてサーバアドレスリストから、送信するサーバ装置３００のアドレスを決定するので、タグリーダ装置２００は、複数のサーバ装置３００へ第３暗号データを送信することが可能である。
【０１０７】
また、タグリーダ装置２００のリーダ認証データ生成部２０５がリーダ認証データを生成し、サーバ装置３００のリーダ認証部３０２が受信したリーダ認証データからタグリーダ装置２００を認証するので、第三者によるタグリーダ装置２００のなりすましを防止することが可能である。
【０１０８】
また、タグリーダ装置２００は、第３共通鍵で暗号化した第３暗号データをサーバ装置３００へ送信するので、第三者によるタグリーダ装置２００とサーバ装置３００との間の通信の盗聴を防ぐことができる。
【０１０９】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係るタグ通信システムについて説明する。図１５は、実施の形態２に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。
【０１１０】
タグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００は、実施の形態１と同様であり、サーバ装置６００、サーバ装置７００は、サーバ装置３００と同様の構成を有する。タグリーダ装置２００は、図５（ａ）に示すサーバアドレスリスト２０９０と、図５（ｂ）に示す第３共通鍵束２１００とを保持する。サーバ装置３００のサーバＩＤを“Ｓ００１”、サーバ装置６００のサーバＩＤを“Ｓ００２”、サーバ装置７００のサーバＩＤを“Ｓ００３”とする。特に断りがない限り、各装置の動作は、実施の形態１と同様である。
【０１１１】
タグ装置１００の動作は、実施の形態１と同様である。タグリーダ装置２００の送信先決定部２０３は、サーバＩＤ１０８ａに関わらず、サーバ装置３００、サーバ装置６００及びサーバ装置７００の３つのアドレスを決定する。また、送信先決定部２０３は、第２暗号データ１００３に含まれるサーバＩＤ１０８ａが“Ｓ００１”であることから、鍵番号２１０ａが“１”である第３共通鍵２１０ｂを選択する。第２通信部２４０は、全サーバ装置３００，６００，７００に対して第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを送信する。
【０１１２】
サーバ装置６００及びサーバ装置７００の通信部３３０が第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを受信し、第２復号化部３０１が第３暗号データ２００１を第３共通鍵で復号化し、リーダ認証部３０２がタグリーダ装置２００を認証するが、第３共通鍵が異なるため認証に失敗し、受信した第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを破棄する。サーバ装置３００は、実施の形態１と同様の方法で、タグＩＤ１０６ａを受信し、データベースなどに記憶する。
【０１１３】
このように、タグＩＤの送信先であるサーバ装置３００とは別に、ネットワーク５００に接続されている他のサーバ装置６００，７００にも第３暗号データが送信されるので、盗聴者は、タグリーダ装置２００が実際にサーバ装置３００，６００，７００のうちのどのサーバ装置に対してタグＩＤを送信しているのかが分からないため、タグリーダ装置２００とサーバ装置３００との間の通信のセキュリティをより強化することができる。
【０１１４】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係るタグ通信システムについて説明する。なお、実施の形態３に係るタグ通信システムの全体構成は、図１５に示す本実施の形態２に係るタグ通信システムの全体構成と同じである。
【０１１５】
タグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００は、実施の形態１と同様の構成であり、サーバ装置６００及びサーバ装置７００は、サーバ装置３００と同様の構成を有する。タグリーダ装置２００は、図５（ａ）に示すサーバアドレスリスト２０９０と、図５（ｂ）に示す第３共通鍵束２１００とを保持する。サーバ装置３００のサーバＩＤを“Ｓ００１”、サーバ装置６００のサーバＩＤを“Ｓ００２”、サーバ装置７００のサーバＩＤを“Ｓ００３”とする。特に断りがない限り、各装置の動作は、実施の形態１と同様である。
【０１１６】
タグ装置１００の動作は、実施の形態１と同様である。タグリーダ装置２００の送信先決定部２０３は、サーバアドレスリスト２０９０を参照し、サーバＩＤ１０８ａと一致したサーバＩＤ２０９ａに対応したアドレス２０９ｂを決定する。ここでは、サーバＩＤ１０８ａが“Ｓ００１”であるため、送信先決定部２０３は、“１１１．１１１．１１１．０００１”をアドレスとして決定する。
【０１１７】
さらに、送信先決定部２０３は、ランダムに１つ以上のアドレスを決定する。例えば、送信先決定部２０３は、サーバ装置７００のアドレス“１．２．３．４”を決定する。送信先決定部２０３は、第２暗号データ１００３に含まれるサーバＩＤ１０８ａが“Ｓ００１”であることから、鍵番号２１０ａが“１”である第３共通鍵２１０ｂを選択する。第２通信部２４０は、サーバ装置３００及びサーバ装置７００に対して第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを送信する。
【０１１８】
サーバ装置７００の通信部３３０が第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを受信し、第２復号化部３０１が第３暗号データ２００１を第３共通鍵で復号化し、リーダ認証部３０２がタグリーダ装置２００を認証するが、第３共通鍵が異なるため認証に失敗し、受信した第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを破棄する。サーバ装置３００は、実施の形態１と同様の方法でタグＩＤ１０６ａを受信し、データベースなどに記憶する。
【０１１９】
このように、タグＩＤの送信先であるサーバ装置３００とは別に、ランダムに選択したサーバ装置７００にも第３暗号データが送信されるので、盗聴者は、タグリーダ装置２００がサーバ装置３００，７００のうちのどのサーバ装置に対してタグＩＤ送信しているのかが分からず、タグリーダ装置２００とサーバ装置３００との間の通信のセキュリティをより強化することができる。また、ネットワーク５００に接続されている全てのサーバ装置６００，７００に第３暗号データを送信するのではなく、ランダムに選択されたサーバ装置７００に第３暗号データを送信するので、実施の形態３よりもネットワーク５００の通信量が少なくなり、ネットワーク５００に負荷をかけずにセキュリティを強化することができる。
【０１２０】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係るタグ通信システムについて説明する。なお、実施の形態４に係るタグ通信システムの全体構成は、図１５に示す本実施の形態２に係るタグ通信システムの全体構成と同じである。
【０１２１】
図１６は、実施の形態４に係るタグ装置の構成を示すブロック図である。図１７は、実施の形態４に係るタグリーダ装置の構成を示すブロック図である。図１８は、実施の形態４に係るサーバ装置の構成を示すブロック図である。図１９は、グループＩＤ、グループアドレスリスト及びグループ鍵の一例を示す図であり、図１９（ａ）は、グループＩＤの一例を示す図であり、図１９（ｂ）は、グループアドレスリストの一例を示す図であり、図１９（ｃ）は、グループ鍵の一例を示す図である。なお、実施の形態１と同様の構成については、説明を省略する。
【０１２２】
図１６に示すタグ装置１００は、サーバＩＤ記憶部１２３に替わり、グループＩＤ記憶部１２５を備える。グループＩＤ記憶部１２５は、複数のサーバ装置が属するグループを識別するためのグループＩＤを記憶する。グループＩＤ記憶部１２５は、例えば図１９（ａ）に示すグループＩＤ１１０ａを記憶している。
【０１２３】
図１７に示すタグリーダ装置２００は、サーバアドレスリスト記憶部２２２及び第３共通鍵束記憶部２２３に替わり、グループアドレスリスト記憶部２２４及びグループ鍵束記憶部２２５を備える。
【０１２４】
グループアドレスリスト記憶部２２４は、グループＩＤと、グループＩＤに属するサーバ装置のアドレスと、第３共通鍵の鍵番号とを対応付けたグループアドレスリストを記憶する。グループアドレスリスト記憶部２２４は、例えば図１９（ｂ）に示すグループアドレスリスト２１１０を記憶している。グループアドレスリスト２１１０は、グループＩＤ２１１ａ、グループＩＤに属するサーバ装置のアドレス２１１ｂ及びグループ鍵の鍵番号２１１ｃから構成される。サーバ装置アドレス２１１ｂは、１つ以上のサーバ装置のアドレスが存在している。
【０１２５】
グループ鍵束記憶部２２５は、グループＩＤ毎にグループ鍵（共通鍵）を記憶している。グループ鍵束記憶部２２５は、例えば図１９（ｃ）に示すグループ鍵束２１２０を記憶している。グループ鍵束２１２０は、鍵番号２１２ａと、グループ鍵２１２ｂとが対応付けられている。
【０１２６】
図１８に示すサーバ装置３００は、第３共通鍵記憶部３２１及びサーバＩＤ記憶部３２３に替わり、グループ鍵記憶部３２５及びグループＩＤ記憶部３２６を備える。グループ鍵記憶部３２５は、第３暗号データを復号化するために用いるグループ鍵を記憶する。サーバ装置６００及びサーバ装置７００は、サーバ装置３００と同様の構成を有する。なお、本実施の形態において、サーバ装置３００のグループ鍵２１２ｂは、サーバ装置６００のグループ鍵２１２ｂとは同じ値であり、サーバ装置７００のグループ鍵２１２ｂとは異なる値であるとする。
【０１２７】
グループＩＤ記憶部３２６は、自身が属するグループを特定するためのグループＩＤを記憶する。
【０１２８】
タグ装置１００の動作は、サーバＩＤ１０８ａがグループＩＤ１１０ａに替わる以外は、実施の形態１と同様である。
【０１２９】
タグリーダ装置２００の第１通信部２３０、第１復号化部２０１及びタグ認証部２０２の動作は、実施の形態１と同様である。送信先決定部２０３は、グループアドレスリスト記憶部２２４に記憶されているグループアドレスリスト２１１０を参照し、第１復号化部２０１によって抽出されたグループＩＤ１１０ａに対応付けられている、１つ以上のサーバ装置のアドレス２１１ｂを決定する。ここでは、グループＩＤ１１０ａが“Ｇ００１”であるため、サーバ装置のアドレス２１１ｂとして、サーバ装置３００のアドレス“１１１．１１１．１１１．００１”と、サーバ装置６００のアドレス“１２３．１２３．１２３．００１”とが決定される。
【０１３０】
さらに、送信先決定部２０３は、グループＩＤが“Ｇ００１”であることから、グループ鍵束記憶部２２５を参照し、鍵番号２１１ｃが“１”であるグループ鍵２１２ｂを選択する。第３暗号化部２０４は、第１暗号データとグループＩＤとをグループ鍵２１２ｂで暗号化して第３暗号データを生成する。第２通信部２４０は、サーバ装置３００及びサーバ装置６００に対して第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを送信する。
【０１３１】
サーバ装置３００及びサーバ装置６００の第２復号化部３０１は、第３暗号データを、グループ鍵記憶部３２５に記憶されているグループ鍵を用いて復号化して第１暗号データ及びグループＩＤを抽出する。また、第２復号化部３０１は、第３暗号データを復号化して抽出されたグループＩＤが、グループＩＤ記憶部３２６に予め記憶されている自身のグループＩＤと合致しない場合、復号化した第１暗号データを破棄する。
【０１３２】
リーダ認証部３０２は、通信部３３０によって受信されたリーダ認証データと、第２復号化部３０１によって復号化された第１暗号データとグループ鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合してタグリーダ装置２００を認証する。第３復号化部３０３の動作は、実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同様の方法でタグＩＤ１０６ａを受信し、データベースなどに記憶する。
【０１３３】
このように、第１暗号データとグループＩＤとを第２共通鍵で暗号化した第２暗号データがタグ装置１００からタグリーダ装置２００へ送信され、第３暗号データがタグリーダ装置２００からグループＩＤで特定される１つ以上のサーバ装置に送信されるので、１つのタグＩＤを同時に複数のサーバ装置へ送信することが可能となる。
【０１３４】
なお、実施の形態１のタグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００の構成と、実施の形態４のタグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００の構成とを組み合わせてもよい。すなわち、図２に示すタグ装置１００の構成にグループＩＤ記憶部１２５をさらに付加し、図４に示すタグリーダ装置２００の構成にグループアドレスリスト記憶部２２４及びグループ鍵束記憶部２２５をさらに付加し、図６に示すサーバ装置３００の構成にグループ鍵記憶部３２５及びグループＩＤ記憶部３２６を付加してもよい。
【０１３５】
１つのサーバ装置にタグＩＤを送信する場合、タグ装置１００は、サーバＩＤを第１暗号データに付加して第２暗号データを生成し、タグリーダ装置２００は、第３共通鍵を用いて第１暗号データを暗号化して第３暗号データを生成し、サーバ装置３００は、第３共通鍵を用いて第３暗号データを復号化する。
【０１３６】
一方、複数のサーバ装置にタグＩＤを送信する場合、タグ装置１００は、グループＩＤを第１暗号データに付加して第２暗号データを生成し、タグリーダ装置２００は、グループ鍵を用いて第１暗号データを暗号化して第３暗号データを生成し、サーバ装置３００は、グループ鍵を用いて第３暗号データを復号化する。このとき、サーバ装置の第２復号化部３０１は、第３暗号データを第３共通鍵で復号化した結果、正常に復号化されない場合、グループ鍵で第３暗号データを復号化する。
【０１３７】
（実施の形態５）
次に、実施の形態５に係るタグ通信システムについて説明する。なお、実施の形態５に係るタグ通信システムの全体構成は、図１５に示す本実施の形態２に係るタグ通信システムの全体構成と同じである。また、実施の形態５に係るタグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００の構成は、図１６、図１７及び図１８に示す実施の形態４に係るタグ装置１００、タグリーダ装置２００及びサーバ装置３００の構成と同じである。特に断りがない限り、各装置の構成と動作とは、実施の形態４と同様である。
【０１３８】
タグリーダ装置２００の送信先決定部２０３は、グループアドレスリスト２１１０を参照し、第１復号化部２０１が抽出したグループＩＤ１１０ａに対応付けられている１つ以上のサーバ装置のアドレス２１１ｂを決定する。さらに、送信先決定部２０３は、グループＩＤ１１０ａに対応付けられているアドレス２１１ｂ以外のアドレスの中から、でランダムにサーバ装置のアドレスを１つ以上決定する。例えば、送信先決定部２０３は、サーバ装置７００のアドレス“１．２．３．４”を決定する。送信先決定部２０３は、グループＩＤが“Ｇ００１”であることから、鍵番号２１０ａが“１”である第３共通鍵２１０ｂを選択する。第２通信部２４０は、サーバ装置３００、サーバ装置６００及びサーバ装置７００に対して第３暗号データ２００１とリーダ認証データ２０００とを送信する。
【０１３９】
サーバ装置７００の通信部３３０が第３暗号データ２００１を受信し、第２復号化部３０１が第３共通鍵３０５で復号化し、リーダ認証部３０２がタグリーダ装置２００を認証するが、第３共通鍵が異なるため認証に失敗し、受信したグループＩＤ１１０ａ、第１暗号データ１００１及びリーダ認証データ２０００を破棄する。
【０１４０】
一方、サーバ装置３００及びサーバ装置６００は、実施の形態１と同様の方法でタグＩＤ１０６ａを受信し、データベースなどに記録する。
【０１４１】
このように、ランダムに選択されたサーバ装置にも第３暗号データが送信されるので、ネットワーク５００のデータの流れを見ただけでは、タグリーダ装置２００が実際にどのサーバ装置に対してデータを送信したかが分からず、タグリーダ装置２００とサーバ装置３００，６００との間のセキュリティを強化することができる。
【０１４２】
以上説明したように、本実施の形態１〜５に係るタグ通信システムにおいて、タグリーダ装置２００が、受信したサーバＩＤ又はグループＩＤに基づいて、転送先のサーバ装置のアドレスと共通鍵とを決定することで、タグ装置１００からサーバ装置３００までの通信をセキュアに行うことができる。
【０１４３】
なお、本実施の形態１〜５において、第１暗号化部１０２は、タグＩＤと、乱数発生部１０１によって発生した乱数とを第１暗号鍵で暗号化しているが、本発明は特にこれに限定されず、タグＩＤと、例えば時間などの変化する値とを第１暗号鍵で暗号化してもよい。
【０１４４】
本実施の形態１〜５では、タグＩＤと乱数とを第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成しているが、タグＩＤと乱数の他に、タグ装置１００が埋め込まれる製品に関するデータを加えて第１共通鍵で暗号化してもよい。
【０１４５】
本実施の形態１〜５では、共通鍵暗号方式の例としてＡＥＳを取り上げているが、本発明は特にこれに限定されず、他の共通鍵暗号方式、例えば３ＤＥＳ（Ｔｒｉｐｌｅ Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）などを用いてもよい。また、本実施の形態１〜５では、ハッシュ関数の例としてＭＤ５を取り上げているが、本発明は特にこれに限定されず、他のハッシュ関数、例えばＳＨＡ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｈａｓｈ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）−１などを用いてもよい。
【０１４６】
（実施の形態６）
次に、実施の形態６に係るタグ通信システムについて説明する。図２０は、実施の形態６に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。実施の形態６は、タグ通信システムを物流システムに適用した場合の応用例であり、製品をコンテナに格納して船便で別港へ輸送する例を取り上げる。
【０１４７】
図２０に示すタグ通信システムは、各製品１２，１４，２２に設けられたタグ装置（以下、ＩＣタグとも言う）１３，１５，２３、各港１，２，３に設けられたタグリーダ装置１０，２０，３０、Ａ社が運営するＡ社サーバ装置５及びＢ社が運営するＢ社サーバ装置６を備える。
【０１４８】
なお、タグ装置１３，１５，２３は、実施の形態１〜５に示すタグ装置１００と同じ構成であり、タグリーダ装置１０，２０，３０は、実施の形態１〜５に示すタグリーダ装置２００と同じ構成であり、Ａ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６は、実施の形態１〜５に示すサーバ装置３００と同じ構成であり、ネットワーク４は、実施の形態１〜５に示すネットワーク５００と同じ構成である。
【０１４９】
まず、他流通経路から、トラックなどの輸送手段で、製品１２及び製品１４が港１へ輸送される。製品１２と製品１４とは、それぞれ発送元及び発送先が異なり、別々の運送会社が管理しており、製品１２はＡ社が、製品１４はＢ社が管理しているものとする。製品１２には、ＩＣタグ（タグ装置）１３が埋め込まれ、製品１４には、ＩＣタグ１５が埋め込まれている。ＩＣタグ１３，１５には、製品のシリアルナンバーや製造年月日など、その製品に関する製品情報（タグＩＤ）が記憶されている。
【０１５０】
港１に到着した製品１２及び製品１４は、コンテナ１１に格納される。このコンテナ１１への格納の際、タグリーダ装置１０は、製品１２，１４に埋め込まれたＩＣタグ１３，１５から製品情報を読み出す。タグリーダ装置１０は、ＩＣタグ１３から読み出した製品情報を、ネットワーク４を介してＡ社サーバ装置５へ送信する。さらに、タグリーダ装置１０は、ＩＣタグ１５から読み出した製品情報を、ネットワーク４を介してＢ社サーバ装置６へ送信する。このとき、タグリーダ装置１０は、製品情報とともに、港１及びコンテナ１１を特定するための情報をＡ社サーバ装置５又はＢ社サーバ装置６に送信する。
【０１５１】
Ａ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６は、ＩＣタグ１３，１５の製品情報をそれぞれ受信すると、製品１２，１４が港１でコンテナ１１に格納された旨をデータベースなどに記憶する。コンテナ１１に製品１２，１４が格納されると、コンテナ１１を積み込んだ船が港２へ輸送する。
【０１５２】
船が港２に到着すると、船からコンテナ１１が降ろされる。この際、タグリーダ装置２０は、ＩＣタグ１３，１５から製品情報を読み出し、タグリーダ装置１０と同様にＡ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６へネットワーク４を介して製品情報を送信する。このとき、タグリーダ装置２０は、製品情報とともに、港２及びコンテナ１１を特定するための情報をＡ社サーバ装置５又はＢ社サーバ装置６に送信する。Ａ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６は、タグリーダ装置２０から製品情報を受信すると、製品１２，１４が港２に到着した旨をデータベースなどに記憶する。
【０１５３】
また、図２０の例では、港２で、コンテナ１１からコンテナ２１へ製品１２，１４を載せ替え、さらに、製品２２を新たにコンテナ２１へ追加で格納する。なお、製品２２はＡ社が管理しているものとする。製品２２にも、製品１２，１４と同様に製品情報を格納したＩＣタグ２３が埋め込まれている。
【０１５４】
タグリーダ装置２０は、ＩＣタグ１３，１５から製品情報を読み出し、Ａ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６へ送信する。さらに、タグリーダ装置２０は、ＩＣタグ２３から製品情報を読み出し、Ａ社サーバ装置５へ送信する。このとき、タグリーダ装置２０は、製品情報とともに、港２及びコンテナ２１を特定するための情報をＡ社サーバ装置５又はＢ社サーバ装置６に送信する。Ａ社サーバ装置５は、製品１２が積み替えられたこと、製品２２が追加されたことをデータベースなどに記憶する。Ｂ社サーバ装置は、製品１４が積み替えられたことをデータベースなどに記録する。コンテナ２１に製品１２，１４，２２が格納されると、コンテナ２１を積み込んだ船が港３へ輸送する。
【０１５５】
船が港３に到着すると、船からコンテナ２１が降ろされる。この際、タグリーダ装置３０は、ＩＣタグ１３，１５，２３を読み出し、タグリーダ装置１０，２０と同様にＡ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６へネットワーク４を介して製品情報を送信する。このとき、タグリーダ装置３０は、製品情報とともに、港３及びコンテナ２１を特定するための情報をＡ社サーバ装置５又はＢ社サーバ装置６に送信する。
【０１５６】
製品１２及び製品２２の製品情報を受信したＡ社サーバ装置５は、製品１２，２２が港３に到着した旨をデータベースなどに記憶する。製品１４の製品情報を受信したＢ社サーバ装置６は、製品１４が港３に到着した旨をデータベースなどに記憶する。港３に到着したコンテナ２１は解体され、製品１２，１４，２２は、それぞれの発送先へ向けてトラックなどの他輸送手段で輸送される。このようにして、製品輸送におけるトレーサビリティを実現することが可能となる。
【０１５７】
この物流システムを実現するにあたり、以下の７つの要件を満たす必要がある。
（１）タグ装置１３，１５，２３の同定を防止する。
（２）タグ装置１３，１５，２３のなりすましを防止する。
（３）タグ装置１３，１５，２３とタグリーダ装置１０，２０，３０との間の通信が盗聴されないようにする。
（４）タグリーダ装置１０，２０，３０は、Ａ社及びＢ社共通であるため、ＩＣタグ１３，１５，２３から読み込んだ製品情報の内容を判読できないようにする。
（５）タグリーダ装置１０，２０，３０は、Ａ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６のように、複数の管理会社サーバへデータを送信できるようにする。
（６）タグリーダ装置１０，２０，３０のなりすましを防止する。
（７）タグリーダ装置１０，２０，３０とＡ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６との間の通信が盗聴されないようにする。
【０１５８】
上記（１）については、タグ装置１３，１５，２３の乱数発生部１０１によって乱数を発生させ、第１暗号化部１０２によってタグＩＤと乱数とを暗号化して第１暗号データを生成し、さらに、第２暗号化部１０４によって第１暗号データとサーバＩＤとを暗号化して第２暗号データを生成することにより、第１暗号データ及び第２暗号データは、送信する度に異なる値となり、タグ装置１３，１５，２３の同定を防止することが可能である。
【０１５９】
上記（２）については、タグ装置１３，１５，２３のタグ認証データ生成部１０３がタグ認証データを生成し、タグリーダ装置１０，２０，３０のタグ認証部２０２が受信したタグ認証データに基づいてタグ装置１００を認証することにより、第三者によるタグ装置１３，１５，２３のなりすましを防止することが可能である。
【０１６０】
上記（３）については、タグ装置１３，１５，２３は、第２共通鍵で暗号化した第２暗号データをタグリーダ装置１０，２０，３０へ送信するので、第三者によるタグ装置１３，１５，２３とタグリーダ装置１０，２０，３０との間の通信の盗聴を防ぐことができる。
【０１６１】
上記（４）については、タグＩＤは、第１共通鍵で暗号化されており、タグリーダ装置１０，２０，３０は、第１共通鍵を保持していないので、第１の暗号データを復号化することができず、タグＩＤを判読することができない。そのため、タグ装置１３，１５，２３からＡ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６へ送信するデータを中継するタグリーダ装置１０，２０，３０からタグＩＤが漏洩することを防止することができる。
【０１６２】
上記（５）については、タグリーダ装置１０，２０，３０の送信先決定部２０３は、サーバＩＤをキーにしてサーバアドレスリストから、送信するサーバ装置のアドレスを決定するので、タグリーダ装置１０，２０，３０は、複数のサーバ装置へ第３暗号データを送信することが可能である。
【０１６３】
上記（６）については、タグリーダ装置１０，２０，３０のリーダ認証データ生成部２０５がリーダ認証データを生成し、Ａ社サーバ装置５及びＢ社サーバ装置６のリーダ認証部３０２が受信したリーダ認証データからタグリーダ装置１０，２０，３０を認証するので、第三者によるタグリーダ装置１０，２０，３０のなりすましを防止することが可能である。
【０１６４】
上記（７）については、タグリーダ装置１０，２０，３０は、第３共通鍵で暗号化した第３暗号データをＡ社サーバ装置５又はＢ社サーバ装置６へ送信するので、第三者によるタグリーダ装置１０，２０，３０とＡ社サーバ装置５又はＢ社サーバ装置６との間の通信の盗聴を防ぐことができる。
【０１６５】
（実施の形態７）
次に、実施の形態７に係るタグ通信システムについて説明する。図２１は、実施の形態７に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。実施の形態７は、タグ通信システムをヘルスケアシステムに適用した場合の応用例である。
【０１６６】
図２１に示すタグ通信システムは、ユーザ７０が所持するヘルスケアモニタ機器７１、所定の場所に設定されているタグリーダ装置７５、ホームヘルスサーバ装置７７及び自宅に設置された表示機器７８を備える。
【０１６７】
なお、ヘルスケアモニタ機器７１は、実施の形態１〜５に示すタグ装置１００と同じ構成であり、タグリーダ装置７５は、実施の形態１〜５に示すタグリーダ装置２００と同じ構成であり、ホームヘルスサーバ装置７７は、実施の形態１〜５に示すサーバ装置３００と同じ構成であり、ネットワーク７６は、実施の形態１〜５に示すネットワーク５００と同じ構成である。
【０１６８】
ユーザ７０は、ＩＣタグを搭載したヘルスケアモニタ機器７１を携帯している。ユーザ７０は、行く先々（例えば、自宅８１、フィットネスクラブ８２、病院８３など）で体重計７２，７３，７４に乗り、体重を測定する。例えば、自宅８１の体重計７２に乗り体重などを測定した場合、ヘルスケアモニタ機器７１は、自宅８１の体重計７２とアドホックに無線接続される。
【０１６９】
自宅８１の体重計７２は、ユーザ７０の体重、体脂肪率及び骨量などの健康データをヘルスケアモニタ機器７１に送信する。ヘルスケアモニタ機器７１は、受信した健康データを記憶する。同様に、ユーザ７０がフィットネスクラブ８２の体重計７３や病院８３の体重計７４に乗ると、ヘルスケアモニタ機器７１は、健康データを受信し、記憶する。
【０１７０】
ユーザ７０が移動してタグリーダ装置７５が設置してある場所に近づくと、ヘルスケアモニタ機器７１は、これまで記憶してきた健康データをタグリーダ装置７５へ送信する。タグリーダ装置７５は、自宅８１のみならず、街角や公共施設など、適切な場所に設置されている。健康データを受信したタグリーダ装置７５は、ネットワーク７６を介して、ホームヘルスサーバ装置７７へ健康データを送信する。ホームヘルスサーバ装置７７は、健康データを受信すると、ユーザ毎に健康データをデータベースなどに記憶する。
【０１７１】
自宅８１などに設置されたで表示機器７８は、ネットワーク７６を介してホームヘルスサーバ装置７７へアクセスし、健康データを取得し、取得した健康データを表示する。これにより、ユーザ７０は、健康データを閲覧することができる。なお、表示機器７８は、ネットワーク対応テレビ及びパーソナルコンピュータなどで構成される。また、表示機器７８の画面上では、過去の健康データの履歴をグラフなどで表示することも可能である。
【０１７２】
このように、本実施の形態に係るＩＣタグを用いることで、ユーザが手間をかけることなく、自動的に健康データを収集し、かつ手軽に結果を閲覧することができるヘルスケアシステムを構築することができる。
【０１７３】
本実施の形態の中で、ヘルスケアモニタ機器７１とタグリーダ装置７５との通信方法及びタグリーダ装置７５とホームヘルスサーバ装置７７との通信方法は、実施の形態１〜５と同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
本発明に係る通信システム、タグ装置、タグリーダ装置及びサーバ装置は、通信のセキュリティを強化することができ、ＩＣタグを用いた医療、物流、交通及び教育などの様々なサービスに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】実施の形態１に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係るタグ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】タグＩＤ、第１共通鍵、サーバＩＤ及び第２共通鍵の一例を示す図である。
【図４】実施の形態１に係るタグリーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】サーバアドレスリスト及び第３共通鍵の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１に係るサーバ装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態１に係るタグ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】乱数及び第１暗号データの一例を示す図である。
【図９】タグ認証データの一例を示す図である。
【図１０】第２暗号データの一例を示す図である。
【図１１】実施の形態１に係るタグリーダ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】リーダ認証データの一例を示す図である。
【図１３】第３暗号データの一例を示す図である。
【図１４】実施の形態１に係るサーバ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】実施の形態２に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。
【図１６】実施の形態４に係るタグ装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】実施の形態４に係るタグリーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態４に係るサーバ装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】グループＩＤ及びグループアドレスリストの一例を示す図である。
【図２０】実施の形態６に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。
【図２１】実施の形態７に係るタグ通信システムの全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１７６】
１００ タグ装置
１０１ 乱数発生部
１０２ 第１暗号化部
１０３ タグ認証データ生成部
１０４ 第２暗号化部
１１０ 制御部
１２０ 記憶部
１２１ タグＩＤ記憶部
１２２ 第１共通鍵記憶部
１２３ サーバＩＤ記憶部
１２４ 第２共通鍵記憶部
１２５ グループＩＤ記憶部
１３０ 通信部
２００ タグリーダ装置
２０１ 第１復号化部
２０２ タグ認証部
２０３ 送信先決定部
２０４ 第３暗号化部
２０５ リーダ認証データ生成部
２１０ 制御部
２２０ 記憶部
２２１ 第２共通鍵記憶部
２２２ サーバアドレスリスト記憶部
２２３ 第３共通鍵束記憶部
２２４ グループアドレスリスト記憶部
２３０ 第１通信部
２４０ 第２通信部
３００，６００，７００ サーバ装置
３０１ 第２復号化部
３０２ リーダ認証部
３０３ 第３復号化部
３１０ 制御部
３２０ 記憶部
３２１ 第３共通鍵記憶部
３２２ 第１共通鍵記憶部
３２３ サーバＩＤ記憶部
３２４ タグＩＤ記憶部
３３０ 通信部
４００ タグネットワーク
５００ ネットワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末装置と、前記通信端末装置と通信を行う通信中継装置と、前記通信中継装置と通信を行うサーバ装置とで構成された通信システムであって、
前記通信端末装置は、
前記サーバ装置を識別するためのサーバ識別情報と、前記通信端末装置を識別するための通信端末識別情報と、第１共通鍵と、第２共通鍵とを記憶する記憶部と、
前記通信端末識別情報を第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成する第１暗号化部と、
前記サーバ識別情報と、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データとを、前記第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成する第２暗号化部と、
前記第２暗号化部によって生成された前記第２暗号データを前記通信中継装置に送信する通信部とを備え、
前記通信中継装置は、
前記第２共通鍵と、第３共通鍵と、前記サーバ識別情報と前記サーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストとを記憶する記憶部と、
前記通信端末装置によって送信された前記第２暗号データを受信する第１通信部と、
前記第１通信部によって受信された前記第２暗号データを前記第２共通鍵で復号化して、前記サーバ識別情報と前記第１暗号データとを抽出する第１復号化部と、
前記記憶部に記憶されている前記サーバアドレスリストを参照し、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定する送信先決定部と、
前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成する第３暗号化部と、
前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信する第２通信部とを備え、
前記サーバ装置は、
前記第１共通鍵と前記第３共通鍵とを記憶する記憶部と、
前記通信中継装置によって送信された前記第３暗号データを受信する通信部と、
前記通信部によって受信された前記第３暗号データを前記第３共通鍵で復号化して前記第１暗号データを抽出する第２復号化部と、
前記第２復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第１共通鍵で復号化して、前記通信端末識別情報を抽出する第３復号化部とを備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記通信端末装置は、タグ装置を含み、
前記通信中継装置は、タグリーダ装置を含むことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記タグ装置は、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データと前記第２共通鍵とをハッシュ関数に入力し、出力をタグ認証データとして生成するタグ認証データ生成部をさらに備え、
前記タグ装置の前記通信部は、前記第２暗号化部によって生成された前記第２暗号データと、前記タグ認証データ生成部によって生成された前記タグ認証データとを前記タグリーダ装置に送信し、
前記タグリーダ装置の第１通信部は、前記タグ装置によって送信された前記第２暗号データと前記タグ認証データとを受信し、
前記タグリーダ装置は、前記第１通信部によって受信された前記タグ認証用データと、前記第１復号化部によって復号化された前記第１暗号データと前記第２共通鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合して前記タグ装置を認証するタグ認証部をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【請求項４】
前記タグリーダ装置は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データと前記第３共通鍵とをハッシュ関数に入力し、出力をリーダ認証データとして生成するリーダ認証データ生成部をさらに備え、
前記タグリーダ装置の前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データと、前記リーダ認証データ生成部によって生成された前記リーダ認証データとを、前記送信先判定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置に送信し、
前記サーバ装置の前記通信部は、前記第３暗号データと前記リーダ認証データとを受信し、
前記サーバ装置は、前記通信部によって受信された前記リーダ認証データと、前記第２復号化部によって復号化された前記第１暗号データと前記第３共通鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合して前記タグリーダ装置を認証するリーダ認証部とをさらに備えることを特徴とする請求項２又は３記載の通信システム。
【請求項５】
前記サーバ装置は、複数のサーバ装置を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項６】
前記サーバ装置は、複数のサーバ装置を含み、
前記タグリーダ装置の前記記憶部は、前記サーバ装置毎に異なる第３共通鍵を記憶し、
前記送信先決定部は、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを含む複数のサーバ装置のアドレスを決定するとともに、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられている第３共通鍵を決定し、
前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを、前記送信先決定部によって決定された前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、
前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記複数のサーバ装置へ送信することを特徴とする請求項４記載の通信システム。
【請求項７】
前記第２通信部は、全ての前記サーバ装置へ前記第３暗号データを送信することを特徴とする請求項６記載の通信システム。
【請求項８】
前記サーバ装置は、複数のサーバ装置を含み、
前記タグリーダ装置の前記記憶部は、前記サーバ装置毎に異なる第３共通鍵を記憶し、
前記送信先決定部は、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられている前記サーバ装置のアドレスに加えて、ランダムに１つ以上の前記サーバ装置のアドレスを決定するとともに、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられている第３共通鍵を決定し、
前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを、前記送信先決定部によって決定された前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、
前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信することを特徴とする請求項４記載の通信システム。
【請求項９】
前記タグ装置は、乱数を発生させる乱数発生部をさらに備え、
前記タグ装置の前記第１暗号化部は、前記タグ識別情報と前記乱数とを前記第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成し、
前記サーバ装置の前記第３復号化部は、前記第２復号化部が抽出した前記第１暗号データを前記第１共通鍵で復号化して、前記タグ識別情報と前記乱数とを抽出することを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１０】
前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データと前記サーバ識別情報とを前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、
前記第２復号化部は、前記第３暗号データを復号化して抽出した前記サーバ識別情報が自身の予め記憶するサーバ識別情報と合致しない場合、復号化した前記第１暗号データを破棄することを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１１】
前記サーバ装置は、複数のグループに分けられた複数のサーバ装置を含み、
前記サーバ識別情報は、複数のサーバ装置が属するグループを識別するためのグループ識別情報を含み、
前記第２暗号化部は、前記グループ識別情報と、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データとを、前記第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成することを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【請求項１２】
前記タグリーダ装置の前記記憶部は、前記グループ識別情報と前記グループ識別情報に属するサーバ装置のアドレスとを対応付けたグループアドレスリストと、前記グループ毎に用いられるグループ鍵とを記憶し、
前記送信先決定部は、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報が前記グループ識別情報であった場合、前記記憶部に記憶されている前記グループアドレスリストを参照し、前記グループ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定し、
前記第３暗号化部は、前記第１暗号データを前記グループ鍵で暗号化して前記第３暗号データを生成し、
前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信することを特徴とする請求項１１記載の通信システム。
【請求項１３】
前記送信先決定部は、前記グループアドレスリストを参照して決定した前記アドレスに加えて、ランダムに１つ以上の前記サーバ装置のアドレスを決定するとともに、前記第１復号化部によって抽出された前記グループ識別情報に対応付けられているグループ鍵を決定し、
前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを、前記送信先決定部によって決定された前記グループ鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信することを特徴とする請求項１２記載の通信システム。
【請求項１４】
前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データと前記グループ識別情報とを前記グループ鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、
前記サーバ装置の前記記憶部は、前記グループ鍵を記憶し、
前記第２復号化部は、前記第３暗号データを前記第３共通鍵で復号化した結果、正常に復号化されない場合、前記グループ鍵で前記第３暗号データを復号化することを特徴とする請求項１３記載の通信システム。
【請求項１５】
サーバ装置を識別するためのサーバ識別情報と、タグ装置を識別するためのタグ識別情報と、第１共通鍵と、第２共通鍵とを記憶する記憶部と、
前記タグ識別情報を前記第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成する第１暗号化部と、
前記サーバ識別情報と、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データとを前記第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成する第２暗号化部と、
前記第２暗号化部によって生成された前記第２暗号データをタグリーダ装置に送信する通信部とを備えることを特徴とするタグ装置。
【請求項１６】
タグ装置を識別するためのタグ識別情報を第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成し、生成した前記第１暗号データとサーバ装置を識別するためのサーバ識別情報とを第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成し、生成した前記第２暗号データを送信するタグ装置から前記第２暗号データを受信する第１通信部と、
前記第２共通鍵と、第３共通鍵と、前記サーバ識別情報と前記サーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストとを記憶する記憶部と、
前記第１通信部によって受信された前記第２暗号データを前記第２共通鍵で復号化して、前記サーバ識別情報と前記第１暗号データとを抽出する第１復号化部と、
前記記憶部に記憶されている前記サーバアドレスリストを参照し、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定する送信先決定部と、
前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成する第３暗号化部と、
前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信する第２通信部とを備えることを特徴とするタグリーダ装置。
【請求項１７】
タグ装置を識別するためのタグ識別情報を第１共通鍵で暗号化した第１暗号データを第３共通鍵で暗号化して生成した第３暗号データを送信するタグリーダ装置から前記第３暗号データを受信する通信部と、
前記第１共通鍵と前記第３共通鍵とを記憶する記憶部と、
前記通信部によって受信された前記第３暗号データを前記第３共通鍵で復号化して前記第１暗号データを抽出する第２復号化部と、
前記第２復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第１共通鍵で復号化して前記タグ識別情報を抽出する第３復号化部とを備えることを特徴とするサーバ装置。
【請求項１】
通信端末装置と、前記通信端末装置と通信を行う通信中継装置と、前記通信中継装置と通信を行うサーバ装置とで構成された通信システムであって、
前記通信端末装置は、
前記サーバ装置を識別するためのサーバ識別情報と、前記通信端末装置を識別するための通信端末識別情報と、第１共通鍵と、第２共通鍵とを記憶する記憶部と、
前記通信端末識別情報を第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成する第１暗号化部と、
前記サーバ識別情報と、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データとを、前記第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成する第２暗号化部と、
前記第２暗号化部によって生成された前記第２暗号データを前記通信中継装置に送信する通信部とを備え、
前記通信中継装置は、
前記第２共通鍵と、第３共通鍵と、前記サーバ識別情報と前記サーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストとを記憶する記憶部と、
前記通信端末装置によって送信された前記第２暗号データを受信する第１通信部と、
前記第１通信部によって受信された前記第２暗号データを前記第２共通鍵で復号化して、前記サーバ識別情報と前記第１暗号データとを抽出する第１復号化部と、
前記記憶部に記憶されている前記サーバアドレスリストを参照し、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定する送信先決定部と、
前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成する第３暗号化部と、
前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信する第２通信部とを備え、
前記サーバ装置は、
前記第１共通鍵と前記第３共通鍵とを記憶する記憶部と、
前記通信中継装置によって送信された前記第３暗号データを受信する通信部と、
前記通信部によって受信された前記第３暗号データを前記第３共通鍵で復号化して前記第１暗号データを抽出する第２復号化部と、
前記第２復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第１共通鍵で復号化して、前記通信端末識別情報を抽出する第３復号化部とを備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記通信端末装置は、タグ装置を含み、
前記通信中継装置は、タグリーダ装置を含むことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記タグ装置は、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データと前記第２共通鍵とをハッシュ関数に入力し、出力をタグ認証データとして生成するタグ認証データ生成部をさらに備え、
前記タグ装置の前記通信部は、前記第２暗号化部によって生成された前記第２暗号データと、前記タグ認証データ生成部によって生成された前記タグ認証データとを前記タグリーダ装置に送信し、
前記タグリーダ装置の第１通信部は、前記タグ装置によって送信された前記第２暗号データと前記タグ認証データとを受信し、
前記タグリーダ装置は、前記第１通信部によって受信された前記タグ認証用データと、前記第１復号化部によって復号化された前記第１暗号データと前記第２共通鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合して前記タグ装置を認証するタグ認証部をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【請求項４】
前記タグリーダ装置は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データと前記第３共通鍵とをハッシュ関数に入力し、出力をリーダ認証データとして生成するリーダ認証データ生成部をさらに備え、
前記タグリーダ装置の前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データと、前記リーダ認証データ生成部によって生成された前記リーダ認証データとを、前記送信先判定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置に送信し、
前記サーバ装置の前記通信部は、前記第３暗号データと前記リーダ認証データとを受信し、
前記サーバ装置は、前記通信部によって受信された前記リーダ認証データと、前記第２復号化部によって復号化された前記第１暗号データと前記第３共通鍵とをハッシュ関数に入力して得られた出力結果とを照合して前記タグリーダ装置を認証するリーダ認証部とをさらに備えることを特徴とする請求項２又は３記載の通信システム。
【請求項５】
前記サーバ装置は、複数のサーバ装置を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項６】
前記サーバ装置は、複数のサーバ装置を含み、
前記タグリーダ装置の前記記憶部は、前記サーバ装置毎に異なる第３共通鍵を記憶し、
前記送信先決定部は、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを含む複数のサーバ装置のアドレスを決定するとともに、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられている第３共通鍵を決定し、
前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを、前記送信先決定部によって決定された前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、
前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記複数のサーバ装置へ送信することを特徴とする請求項４記載の通信システム。
【請求項７】
前記第２通信部は、全ての前記サーバ装置へ前記第３暗号データを送信することを特徴とする請求項６記載の通信システム。
【請求項８】
前記サーバ装置は、複数のサーバ装置を含み、
前記タグリーダ装置の前記記憶部は、前記サーバ装置毎に異なる第３共通鍵を記憶し、
前記送信先決定部は、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられている前記サーバ装置のアドレスに加えて、ランダムに１つ以上の前記サーバ装置のアドレスを決定するとともに、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられている第３共通鍵を決定し、
前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを、前記送信先決定部によって決定された前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、
前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信することを特徴とする請求項４記載の通信システム。
【請求項９】
前記タグ装置は、乱数を発生させる乱数発生部をさらに備え、
前記タグ装置の前記第１暗号化部は、前記タグ識別情報と前記乱数とを前記第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成し、
前記サーバ装置の前記第３復号化部は、前記第２復号化部が抽出した前記第１暗号データを前記第１共通鍵で復号化して、前記タグ識別情報と前記乱数とを抽出することを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１０】
前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データと前記サーバ識別情報とを前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、
前記第２復号化部は、前記第３暗号データを復号化して抽出した前記サーバ識別情報が自身の予め記憶するサーバ識別情報と合致しない場合、復号化した前記第１暗号データを破棄することを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１１】
前記サーバ装置は、複数のグループに分けられた複数のサーバ装置を含み、
前記サーバ識別情報は、複数のサーバ装置が属するグループを識別するためのグループ識別情報を含み、
前記第２暗号化部は、前記グループ識別情報と、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データとを、前記第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成することを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【請求項１２】
前記タグリーダ装置の前記記憶部は、前記グループ識別情報と前記グループ識別情報に属するサーバ装置のアドレスとを対応付けたグループアドレスリストと、前記グループ毎に用いられるグループ鍵とを記憶し、
前記送信先決定部は、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報が前記グループ識別情報であった場合、前記記憶部に記憶されている前記グループアドレスリストを参照し、前記グループ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定し、
前記第３暗号化部は、前記第１暗号データを前記グループ鍵で暗号化して前記第３暗号データを生成し、
前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信することを特徴とする請求項１１記載の通信システム。
【請求項１３】
前記送信先決定部は、前記グループアドレスリストを参照して決定した前記アドレスに加えて、ランダムに１つ以上の前記サーバ装置のアドレスを決定するとともに、前記第１復号化部によって抽出された前記グループ識別情報に対応付けられているグループ鍵を決定し、
前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを、前記送信先決定部によって決定された前記グループ鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、前記第２通信部は、前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信することを特徴とする請求項１２記載の通信システム。
【請求項１４】
前記第３暗号化部は、前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データと前記グループ識別情報とを前記グループ鍵で暗号化して第３暗号データを生成し、
前記サーバ装置の前記記憶部は、前記グループ鍵を記憶し、
前記第２復号化部は、前記第３暗号データを前記第３共通鍵で復号化した結果、正常に復号化されない場合、前記グループ鍵で前記第３暗号データを復号化することを特徴とする請求項１３記載の通信システム。
【請求項１５】
サーバ装置を識別するためのサーバ識別情報と、タグ装置を識別するためのタグ識別情報と、第１共通鍵と、第２共通鍵とを記憶する記憶部と、
前記タグ識別情報を前記第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成する第１暗号化部と、
前記サーバ識別情報と、前記第１暗号化部によって生成された前記第１暗号データとを前記第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成する第２暗号化部と、
前記第２暗号化部によって生成された前記第２暗号データをタグリーダ装置に送信する通信部とを備えることを特徴とするタグ装置。
【請求項１６】
タグ装置を識別するためのタグ識別情報を第１共通鍵で暗号化して第１暗号データを生成し、生成した前記第１暗号データとサーバ装置を識別するためのサーバ識別情報とを第２共通鍵で暗号化して第２暗号データを生成し、生成した前記第２暗号データを送信するタグ装置から前記第２暗号データを受信する第１通信部と、
前記第２共通鍵と、第３共通鍵と、前記サーバ識別情報と前記サーバ装置のアドレスとを対応付けたサーバアドレスリストとを記憶する記憶部と、
前記第１通信部によって受信された前記第２暗号データを前記第２共通鍵で復号化して、前記サーバ識別情報と前記第１暗号データとを抽出する第１復号化部と、
前記記憶部に記憶されている前記サーバアドレスリストを参照し、前記第１復号化部によって抽出された前記サーバ識別情報に対応付けられているサーバ装置のアドレスを決定する送信先決定部と、
前記第１復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第３共通鍵で暗号化して第３暗号データを生成する第３暗号化部と、
前記第３暗号化部によって生成された前記第３暗号データを、前記送信先決定部によって決定されたアドレスの前記サーバ装置へ送信する第２通信部とを備えることを特徴とするタグリーダ装置。
【請求項１７】
タグ装置を識別するためのタグ識別情報を第１共通鍵で暗号化した第１暗号データを第３共通鍵で暗号化して生成した第３暗号データを送信するタグリーダ装置から前記第３暗号データを受信する通信部と、
前記第１共通鍵と前記第３共通鍵とを記憶する記憶部と、
前記通信部によって受信された前記第３暗号データを前記第３共通鍵で復号化して前記第１暗号データを抽出する第２復号化部と、
前記第２復号化部によって抽出された前記第１暗号データを前記第１共通鍵で復号化して前記タグ識別情報を抽出する第３復号化部とを備えることを特徴とするサーバ装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００９−４９７１（Ｐ２００９−４９７１Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６２５０３（Ｐ２００７−１６２５０３）
【出願日】平成１９年６月２０日（２００７．６．２０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２０日（２００７．６．２０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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