通信装置、通信装置の制御方法およびプログラム
【課題】 暗号化された通信を行う通信装置が、他の通信装置と重複してアドレスが設定されてしまう可能性を低減することを目的とする。
【解決手段】 本発明の通信装置は、複数の他の通信装置と通信する通信装置であって、他の通信装置と、通信を暗号化するための暗号鍵を共有することにより、複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能になると、暗号化された通信を用いて通信装置にアドレスを設定するための処理を開始する。
【解決手段】 本発明の通信装置は、複数の他の通信装置と通信する通信装置であって、他の通信装置と、通信を暗号化するための暗号鍵を共有することにより、複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能になると、暗号化された通信を用いて通信装置にアドレスを設定するための処理を開始する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暗号鍵を共有して通信する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠した無線ＬＡＮには、アクセスポイントを介すことなく通信装置同士が直接通信するアドホックモードが規定されている。アドホックモードで通信する通信装置同士は、ＡｕｔｏＩＰにより互いに異なるＩＰアドレスを自動的に設定して通信することができる。ＡｕｔｏＩＰでは、具体的に次のようにしてＩＰアドレスを設定する。まず、第１の通信装置は適当なＩＰアドレスを設定し、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを用いて、同じＩＰアドレスが設定された他の通信装置の有無を問い合わせる。同じＩＰアドレスが設定された通信装置を検出した場合には、第１の通信装置は別のＩＰアドレスを設定し、再びＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを用いて、同じＩＰアドレスが設定された他の通信装置の有無を問い合わせる。同じＩＰアドレスが設定された他の通信装置が無くなるまで、上述の処理を繰り返すことで、通信装置同士は互いに異なるＩＰアドレスを設定することができる。なお、ＡＲＰとは、Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌの略である。
【０００３】
また、無線ＬＡＮでは通信を暗号化し、ネットワークのセキュリティを高めるＷＰＡ（Ｗｉ−Ｆｉ Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ）が規定されている。ＷＰＡに準拠したネットワークに参加する各通信装置は、暗号化された通信（以下、暗号通信）を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｏｃｉｅｔｙ， “ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ − Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｙｓｔｅｍｓ − Ｌｏｃａｌ ａｎｄ ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋｓ − Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ， Ｐａｒｔ １１： Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ”， ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１−２００７， Ｒｅｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１−１９９９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＷＰＡに準拠したネットワークに新たに参加する通信装置が暗号通信を開始するタイミングについて非特許文献１では規定されていない。そのため、アドホックネットワークに既に参加している他の通信装置との間で暗号鍵を共有する前に、通信装置がＡｕｔｏＩＰを行うために暗号通信が開始してしまう場合がある。このような場合、ＡｕｔｏＩＰによるＩＰアドレスの重複検知処理を正常に実施することができない。即ち、通信装置がＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを暗号化して送信した場合に、暗号鍵を共有していない他の通信装置はこのＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを復号できないため、適切な応答をすることができない。これにより、複数の通信装置に同じＩＰアドレスが設定され、その後の通信が正常に行われない場合がある。
【０００６】
上記課題を鑑み、本発明では、暗号化された通信を行う通信装置が、他の通信装置と重複してアドレスが設定されてしまう可能性を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の通信装置は、複数の他の通信装置と通信する通信装置であって、他の通信装置と、通信を暗号化するための暗号鍵を共有することにより、複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能になると、暗号化された通信を用いて通信装置にアドレスを設定するための処理を開始する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、暗号化された通信を行う通信装置が、他の通信装置と重複してアドレスが設定されてしまう可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ネットワーク構成を示す図。
【図２】ＳＴＡ１のハードウェア構成図。
【図３】ＳＴＡ１のソフトウェア機能ブロック図。
【図４】ＳＴＡ１において実現されるフローチャート。
【図５】シーケンスチャート。
【図６】ＳＴＡ１において実現されるフローチャート。
【図７】上限値Ｎが２の場合のシーケンスチャート。
【図８】上限値Ｎが３の場合のシーケンスチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態１＞
本実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠したアドホックモードの無線ＬＡＮシステムについて説明する。ここでアドホックモードとは、アクセスポイントを介すことなく通信装置同士が直接通信する通信形態である。しかしこれに限らず、ネットワーク内の全ての通信装置で暗号鍵を共有し、暗号化された通信を行う通信形態ならば、他の通信形態であってもよい。
【００１１】
図１に本実施形態に係る通信システムのネットワーク構成を示す。１０１はＷＰＡ（Ｗｉ−Ｆｉ Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ）に準拠したアドホックネットワークである。１０２はアドホックネットワーク１０１に新たに参加する第１の通信装置（以下、ＳＴＡ１）である。１０３はアドホックネットワーク１０１に参加している第２の通信装置（以下、ＳＴＡ２）である。また、１０４はＳＴＡ２と同様にアドホックネットワーク１０１に参加している第３の通信装置（ＳＴＡ３）である。ＳＴＡ２およびＳＴＡ３は、ＳＴＡ１の通信相手となる。
【００１２】
図２に、ＳＴＡ１のハードウェア構成を示す。なお、本実施形態ではＳＴＡ２、ＳＴＡ３も同様のハードウェア構成を有する。
【００１３】
制御部２０１はＣＰＵ、ＭＰＵにより構成され、記憶部２０２に記憶されたプログラムを実行することによりＳＴＡ１全体を制御する。記憶部２０２はＲＯＭ、ＲＡＭにより構成され、制御部２０１が実行するプログラムや、通信を暗号化するために用いる暗号鍵等の各種情報を記憶する。後述する各種動作は、記憶部２０２に記憶されたプログラムを制御部２０１が実行することにより行われる。なお、記憶部２０２には、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリの他に、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＤＶＤなどの記憶媒体を用いてもよい。
【００１４】
２０３は各種表示を行う表示部でありＬＣＤやＬＥＤのように視覚で認知可能な情報の出力、あるいはスピーカなどの音出力が可能な機能を有する。２０４はボタン等から構成され、ユーザからの指示を入力するための入力部である。２０５はＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠したアドホックモードの無線通信を行うための無線部である。２０６はアンテナを制御するアンテナ制御部である。また、２０７はアンテナ制御部２０６により制御されるアンテナである。
【００１５】
図３に、ＳＴＡ１の制御部２０１が記憶部２０２に記憶されているプログラムを読み出し、無線部２０５を制御することで実現されるソフトウェア機能ブロックを示す。なお、図３に示すソフトウェア機能ブロックの少なくとも一部をハードウェアにより実現してもよい。なお、本実施形態ではＳＴＡ２、ＳＴＡ３も同様のフトウェア機能ブロック構成を有する。
【００１６】
３０１は、後述する３０４〜３０６の各機能ブロックを含み、無線部２０５を制御するための無線制御部である。３０２は、後述する３０７〜３０９の各機能ブロックを含み、無線の暗号通信を制御するための暗号通信制御部である。３０３は、後述する３１０〜３１４の各機能ブロックを含み、ＳＴＡ１の通信制御を行う通信制御部である。
【００１７】
３０４は、アドホックネットワーク１０１への参加処理を実施する参加部である。３０５は、報知信号の送信処理を行う送信部である。本実施形態では報知信号としてＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠したビーコン（Ｂｅａｃｏｎ）を用いる。３０６は、アドホックネットワークに参加している各々の通信装置（ＳＴＡ１０２、ＳＴＡ１０３）が送信した報知信号の受信処理を行う受信部である。
【００１８】
３０７は、アドホックネットワーク１０１に参加している各々の通信装置間で暗号鍵を共有するための共有処理を行う共有部である。３０８は、共有部３０７により共有した暗号鍵、共有した暗号鍵の保有数、および、通信装置の各々に対応した暗号鍵の有無等を管理する管理部である。３０９は、パケットの暗号化、および、暗号化されたパケットの復号化を行う処理部である。
【００１９】
３１０は、報知信号の受信回数をカウント等を行う計数部である。３１１は、ＳＴＡ１がアドホックネットワーク１０１に参加してからの経過時間等を計測するタイマー部である。３１２は、アドホックネットワーク１０１に参加している全ての通信装置（ＳＴＡ１０２、ＳＴＡ１０３）との間で暗号鍵を共有したか否かを判定する判定部である。本実施形態では、判定部３１２は、ビーコンを受信することで検出した全ての通信装置との間で暗号鍵を共有したか否かを判定する。
【００２０】
３１３は、アドホックネットワーク１０１において暗号化された通信（以下、暗号通信）の開始処理を指示する指示部である。なお、本実施形態では指示部３１３は、ＡｕｔｏＩＰの開始を指示する。ＡｕｔｏＩＰとは、互いに異なるＩＰアドレスを設定するための処理であり、具体的には以下のように動作する。まず、第１の通信装置は適当なＩＰアドレスを設定し、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを用いて、同じＩＰアドレスが設定された他の通信装置の有無を問い合わせる。同じＩＰアドレスが設定された通信装置を検出した場合には、第１の通信装置は別のＩＰアドレスを設定し、再びＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを用いて、同じＩＰアドレスが設定された他の通信装置の有無を問い合わせる。同じＩＰアドレスが設定された他の通信装置が無くなるまで、上述の処理を繰り返すことで、通信装置同士は互いに異なるＩＰアドレスを設定することができる。なお、ＩＰとはＩｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌの略であり、ＡＲＰとは、Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌの略である。
【００２１】
３１４は、通信装置がアドホックモードの通信により接続可能な他の通信装置の台数の上限値Ｎを取得する取得部である。なお、上限値Ｎは、本実施形態ではアプリケーションにより設定される台数であるが、これに限らず、ユーザから指示された台数や予め定められた所定台数であってもよい。
【００２２】
図４に、ＳＴＡ１がアドホックネットワーク１０１に参加する際に、ＳＴＡ１の制御部２０１が記憶部２０２に記憶されているプログラムを読み出すことで実現されるフローチャートを示す。また、図５に、ＳＴＡ２とＳＴＡ３とから構成されるアドホックネットワーク１０１にＳＴＡ１が接続する際の処理を示したシーケンスチャートを示す。なお、これらのフローチャートおよびシーケンスチャートをハードウェアにより実現してもよい。
【００２３】
ＳＴＡ２のＩＰアドレスには１６９．２５４．ｙｙ．ｙｙが設定されており、ＳＴＡ３のＩＰアドレスには１６９．２５４．ｚｚ．ｚｚが設定されている。ＳＴＡ１は初期状態で暗号鍵の保有数Ｋに０、閾値Ｔに１が設定されている。ここで閾値Ｔとは、アドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置（ＳＴＡ２および３）との間で暗号鍵の共有が完了したか否かを判定するために用いられる閾値であり、「保有数Ｋ＋１」により算出される。
【００２４】
ステップＳ４０１において、参加部３０１はアドホックネットワーク１０１への参加処理を行う（Ｆ５０１）。ここでは、送信部３０５が報知信号の一例であるビーコンの送信を開始し、アドホックネットワーク１０１へ参加する。なお、既にアドホックネットワーク１０１に属しているＳＴＡ２または３との間で認証処理を行った後に、アドホックネットワーク１０１に参加するようにしてもよい。この時点ではＳＴＡ１はＳＴＡ２および３と暗号鍵を共有していないため、ＳＴＡ１はＳＴＡ２および３との間で暗号通信を実施することはできない。
【００２５】
アドホックネットワーク１０１への参加処理が完了したら、受信部３０６は、他の通信装置（ＳＴＡ２および３）が送信するビーコンの受信を待受ける（Ｓ４０２）。次に、ＳＴＡ２は８０２．１１シリーズの規格に従い、ビーコンをブロードキャストする（Ｆ５０２）。なお、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠したアドホックモードでは、アドホックネットワーク１０１に参加している通信装置の各々が同確率で順次、ビーコンを送信することが定められている。
【００２６】
ＳＴＡ２からビーコンを受信すると、管理部３０８は、受信したビーコンを送信した通信装置（送信元装置ＳＴＡ２）と既に暗号鍵を共有しているか否かを確認する（Ｓ４０３）。ここでは、暗号鍵が共有されていないため、共有部３０７は暗号鍵を共有するための共有処理を行う（Ｓ４０６、Ｆ５０３）。なお、ここでは暗号鍵を共有するための共有処理として、Ｗｉ−Ｆｉ Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ（以下、ＷＰＡ）で規定された４ Ｗａｙ Ｈａｎｄｓｈａｋｅにより共有される。また、４ Ｗａｙ Ｈａｎｄｓｈａｋｅは２度行われ、ＳＴＡ１からＳＴＡ２への暗号鍵の送付と、ＳＴＡ２からＳＴＡ１への暗号鍵の送付の双方が行われる。これによりＳＴＡ１の暗号鍵の保有数Ｋは１となる。
【００２７】
暗号鍵の共有処理が完了すると、管理部３０８は閾値Ｔの更新を行う（Ｓ４０７、Ｆ５０４）。閾値の更新には現在の暗号鍵の保有数Ｋを元に算出した値を用いる。本実施形態では、閾値Ｔの値を「保有数Ｋ＋１」の値に更新する。ここでは、暗号鍵の保有数Ｋが１であるので、閾値Ｔを２に更新する。その後、計数部３１０はビーコンを連続受信した回数を示す受信カウンタＣをリセット（０にする）し（Ｓ４０８）、ビーコンの受信待受けに戻る（Ｓ４０２）。
【００２８】
次に、ＳＴＡ３がビーコンをブロードキャストする（Ｆ５０５）。ＳＴＡ１はＳＴＡ３からのビーコンを受信すると、ＳＴＡ３と暗号鍵を共有していないこと確認し、暗号鍵の共有処理を実行する（Ｆ５０６）。暗号鍵の共有処理が完了すると、暗号鍵の保有数Ｋは２となる。従って、ＳＴＡ１は閾値Ｔを２から３に更新し（Ｆ５０７）、受信カウンタＣをリセットする。
【００２９】
次に、ＳＴＡ２はＦ５０２と同様にビーコンをブロードキャストする（Ｆ５０８）。ＳＴＡ１はＳＴＡ２からのビーコンを受信すると、ＳＴＡ２と暗号鍵を既に共有していることを確認し（Ｓ４０３）、計数部３１０は受信カウンタＣをインクリメント（１増加）する（Ｓ４０４）。ここでは、受信カウンタＣは１となる。そして、判定部３１２は受信カウンタＣの値と閾値Ｔの値とを比較することで、アドホックネットワーク１０１に参加している全ての通信装置との間で暗号鍵を共有したか否かを判定する（Ｓ４０５）。ここでは、閾値Ｔの値（３）よりも受信カウンタＣの値（１）の方が小さいので（受信カウンタＣ＜閾値Ｔ）、ビーコンの受信待受けに戻る（Ｓ４０２）。
【００３０】
さらに、ＳＴＡ３はＦ５０５と同様にビーコンをブロードキャストする（Ｆ５０９）。ＳＴＡ１はＳＴＡ３からのビーコンを受信するとＳＴＡ３のと暗号鍵を既に共有していることを確認し、受信カウンタＣをインクリメントする。ここでは、受信カウンタＣは２となるが、受信カウンタＣ＜閾値Ｔであるので、ＳＴＡ１はビーコンの受信待受けに戻る（Ｓ４０２）。
【００３１】
さらに、ＳＴＡ２はＦ５０２、Ｆ５０８と同様にビーコンをブロードキャストする（Ｆ５１０）。ＳＴＡ１はＳＴＡ２からのビーコンを受信するとＳＴＡ２のと暗号鍵を既に共有していることを確認し、受信カウンタＣをインクリメントする。ここでは、受信カウンタＣは３となり、受信カウンタＣの値と閾値Ｔの値との比較の結果、受信カウンタＣの値（３）が閾値Ｔの値（３）以上となる。従って、判定部３１２は、アドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置との間で暗号鍵の共有が完了したと判定する（Ｓ４０５）。
【００３２】
アドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置との間で暗号鍵の共有が完了したと判定されると、指示部３１３は暗号通信の開始を指示し、ＳＴＡ１は暗号通信を開始する（Ｓ４０９）。ここでは、ＡｕｔｏＩＰを開始し、ＳＴＡ１のＩＰアドレスとして１６９．２５４．ｘｘ．ｘｘを生成する（Ｆ５１２）。ＩＰアドレスが生成されると、ＳＴＡ１はＩＰアドレスの重複を確認するのための信号であるＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔをブロードキャストする（Ｆ５１３）。なお、なお、ＡＲＰとは、Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌの略である。
【００３３】
ＳＴＡ１はアドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置（ＳＴＡ２、３）との間で暗号鍵の共有が完了しているので、各通信装置（ＳＴＡ２、３）はＳＴＡ１が送信したＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを正常に受信することができる。従って、各通信装置（ＳＴＡ２、３）はＳＴＡ１からのＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔに対して正常に応答することができ、ＩＰアドレスの重複確認処理が正常に行われる。
【００３４】
上述の例では、暗号鍵を共有している通信装置からの連続した報知信号の受信回数により、アドホックネットワーク内の通信装置数を推定したが、アドホックネットワークに参加後のＢｅａｃｏｎの総受信数から端末数を推定してもよい。また、ＣＷ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｗｉｎｄｏｗ）を用いて端末数を推定する方法などを用いてもよい。
【００３５】
また、上述の例では閾値Ｔの値を可変としたが、閾値Ｔの値をアドホックネットワークの参加台数の上限値などの固定値としてもよい。
【００３６】
また、本フローチャートでは台数を推定する処理と暗号鍵の共有処理をシーケンシャルに実施する例を示したが、台数を推定する処理と暗号鍵の共有処理を独立に並行して実施してもよい。この場合、暗号鍵の共有処理が完了していない通信装置が存在する間は台数の推定結果が閾値を超えても通信の開始を抑止することで上記シーケンスと同様の効果が得られる。
【００３７】
以上のように、既に暗号鍵を保有する通信装置から報知信号を連続して受信した回数が閾値Ｔを超えた場合、暗号鍵の保有数＝アドホックネットワーク内の端末数であると推定し、暗号通信を開始する。例えば、ＡｕｔｏＩＰの処理や、アプリケーションによるＷＰＡにより暗号化されたデータ通信を開始する。
【００３８】
これにより、ネットワークに参加している全ての装置と暗号鍵を共有することなく暗号化された通信を開始してしまうことにより発生する問題を低減することができる。例えば、ネットワークに参加している全ての装置と暗号鍵を共有する前にＡｕｔｏＩＰが開始されてしまうことで、ＡｕｔｏＩＰが正常に行われなくなってしまうことを防ぐことができる。即ち、ＳＴＡ１が送信したＡＲＰ ＲｅｑｕｅｓｔをＳＴＡ２やＳＴＡ３が復号できなかったために適切な応答が返せず、ＳＴＡとＳＴＡ２やＳＴＡ３のＩＰアドレスが重複してしまうことを防ぐことができる。
【００３９】
＜実施形態２＞
実施形態２では、通信装置がアドホックモードの通信により接続可能な他の通信装置の台数の上限値Ｎが設定されている場合について説明する。実施形態２では、上限値Ｎは通信装置のアプリケーションからの指示により決定される。なお、ユーザの指示により上限値Ｎを決定するようにしてもよい。
【００４０】
なお、実施形態２におけるネットワークシステムの構成、および、通信装置の構成は図１〜３で示され、実施形態１と同様なので同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００４１】
図６に、ＳＴＡ１がアドホックネットワーク１０１に参加する際に、ＳＴＡ１の制御部２０１が記憶部２０２に記憶されているプログラムを読み出すことで実現されるフローチャートを示す。また、ＳＴＡ１がアドホックモードの通信により接続可能な他の通信装置の台数の上限値Ｎが２である場合のシーケンスチャートを図７に示す。
【００４２】
ステップＳ６０１において、ステップＳ４０１と同様に、参加部３０１はアドホックネットワーク１０１への参加処理を行う（Ｆ７０１）。本実施形態では、ＳＴＡ１は、参加処理の際にアドホックネットワーク１０１におけるビーコンの送信間隔Ｉを取得する。次に、タイマー部３１１はタイマーを設定する（Ｓ６０２、Ｆ７０２）。ここで、タイマーとは、ＳＴＡ１がアドホックモードの通信により接続可能な他の通信装置の台数の上限値であるＮ台の通信装置がビーコンを送信するのに必要な時間を計時するためのタイマーである。本実施形態では、ビーコンの送信間隔Ｉと上限値Ｎとに基づいて算出した値（ここでは、送信間隔Ｉと上限値Ｎとの乗算により算出）をタイマー値として設定する。
【００４３】
次に、タイマー部３１１は、ステップＳ６０２において設定したタイマーがタイムアウトしたか否かを判定する（Ｓ６０３）。ここで、タイムアウトしたと判定された場合には、図６に示す処理を終了する。ここでは、タイムアウトしていないと判定され、ステップＳ６０４に進み、受信部３０６は、他の通信装置（ＳＴＡ２および３）が送信するビーコンの受信を待受ける。次に、ＳＴＡ２は８０２．１１シリーズの規格に従い、ビーコンをブロードキャストする（Ｆ７０３）。そして、受信部３０６はビーコンを受信し、ステップＳ６０５に進む。なお、ビーコンを受信しなければステップＳ６０３に戻る。
【００４４】
ステップＳ６０５において、ステップＳ４０３と同様に、管理部３０８は、受信したビーコンを送信した通信装置（送信元装置ＳＴＡ２）と既に暗号鍵を共有しているか否かを確認する。暗号鍵を共有している場合には、Ｓ４０４と同様に計数部３１０が受信カウンタＣをインクリメントし（Ｓ６０６）、Ｓ４０５と同様に判定部３１２は受信カウンタＣと閾値Ｔとを比較する（Ｓ６０７）。比較の結果、受信カウンタＣの値が閾値Ｔを超えていれば、アドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置との間で暗号鍵の共有が完了したと判断し、ステップＳ６１２に進む。受信カウンタＣが閾値Ｔを超えていなければステップＳ６０３に戻る。
【００４５】
ここでは、暗号鍵が共有されていないため、ステップＳ６０８において、ステップＳ４０６と同様に、共有部３０７は暗号鍵を共有するための共有処理を行う（Ｆ７０４）。これにより暗号鍵の保有数Ｋは１となる。
【００４６】
暗号鍵の共有処理が完了すると、判定部３１２は暗号鍵の保有数Ｋの方が上限値Ｎよりも小さいか否かを判定する（Ｓ６０９）。保有数Ｋの方が上限値Ｎよりも小さくない（即ち、保有数Ｋが上限値Ｎ以上の値である）場合、図６に示す処理を終了する。ここでは、保有数Ｋ（１）の方が上限値Ｎ（２）よりも小さいので、ステップＳ６１１に進み、Ｓ４０７と同様に、管理部３０８は閾値Ｔの更新を行う。ここでは、閾値Ｔの値を「保有数Ｋ＋１」の値である２に更新する（Ｆ７０５）。そして、Ｓ４０８と同様に、計数部３１０はビーコンを連続受信した回数を示す受信カウンタＣをリセット（０にする）し（Ｓ６１１）、ステップＳ６０３に戻る。
【００４７】
そして、再びステップＳ６０３においてタイムアウトしていないと判定され、ステップＳ６０４に進み、受信部３０６はＳＴＡ３からのビーコンを受信する（Ｆ７０６）。そして、ＳＴＡ１とＳＴＡ３とは暗号鍵を共有していないことが判定され（Ｓ６０５）、暗号鍵を共有するための共有処理が行われる（Ｓ６０６、Ｆ７０７）。
【００４８】
暗号鍵の共有処理が完了すると、判定部３１２は暗号鍵の保有数Ｋの方が上限値Ｎよりも小さいか否かを判定する（Ｓ６０９）。ここでは、保有数Ｋ（２）の値は上限値Ｎ（２）以上であるので、ステップＳ６１２に進む。
【００４９】
上述のように、アドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置との間で暗号鍵の共有が完了したと判定されると、ステップＳ４０９と同様に、指示部３１３は暗号通信の開始を指示し、ＳＴＡ１は暗号通信を開始する（Ｓ６１２）。ここでは、ＡｕｔｏＩＰを開始し、ＳＴＡ１のＩＰアドレスとして１６９．２５４．１１．３３を生成する（Ｆ７０９）。ＩＰアドレスが生成されると、ＳＴＡ１はＩＰアドレスの重複を確認するための信号であるＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔをブロードキャストする（Ｆ７１０）。ＳＴＡ１はアドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置との間で暗号鍵の共有が完了しているので、各通信装置（ＳＴＡ２、３）はＳＴＡ１が送信したＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを正常に受信することができる。従って、各通信装置（ＳＴＡ２、３）はＳＴＡ１からのＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔに対して正常に応答することができ、ＩＰアドレスの重複確認処理が正常に行われる。
【００５０】
次に、ＳＴＡ１がアドホックモードの通信により接続可能な他の通信装置の台数の上限値Ｎが３である場合のシーケンスチャートを図８に示す。
【００５１】
まず、ＳＴＡ１はアドホックネットワーク１０１への参加処理を行う（Ｆ８０１）。参加処理が完了するとＳＴＡ１はタイマーを設定する（Ｆ８０２）。この例では、ＳＴＡ１がアドホックモードの通信により接続可能な他の通信装置の台数の上限値Ｎが３であるので、ビーコンの送信間隔Ｉ×３の値をタイマーに設定する。その後、Ｆ８０３〜Ｆ８０７については、Ｆ７０３〜Ｆ７０７と同様の処理が行われ、暗号鍵の保有数Ｋが２となる。また、閾値Ｔは３となる。
【００５２】
上限値Ｎが３である場合、保有数Ｋ（２）の方が上限値Ｎ（３）よりも小さいので、ＳＴＡ１は閾値Ｔの更新を行われ（Ｆ８０８）、受信カウンタＣがリセットされる。その後、ＳＴＡ２とＳＴＡ３は各々ビーコンをブロードキャストする（Ｆ８０９、８１０）。ここで、ＳＴＡ１はＳＴＡ２、３とは既に暗号鍵を共有しているので受信カウンタＣは２となる。この段階では、受信カウンタＣの値（２）は閾値Ｔ（３）の値よりも小さいので、図６に示すステップＳ６０７からステップＳ６０３に進む。そして、ステップＳ６０３においてタイムアウトしていると判定され、ステップＳ６１２に進む（Ｆ６１１）。その後は、Ｆ７０９、７１０と同様に、Ｆ８１２、８１３の処理が行われる。
【００５３】
実施形態２によれば、通信装置が接続可能な他の通信装置の上限台数が設定されている場合、暗号鍵の保有数が上限台数に達したことまたは上限台数から算出したタイムアウト時間が経過したことで暗号鍵の共有処理が完了したと判断する。これにより、実施形態１と比べ早く暗号鍵の共有処理が完了したと判断することが可能となり、通信開始までの時間を短縮することができる。なお、通信装置が接続可能な他の通信装置の上限台数の代わりに、ネットワークに参加可能な通信装置の上限台数を用いるようにしてもよい。
【００５４】
また、上述の実施形態１、２では、ネットワーク内で検出された全ての通信装置と暗号鍵の共有処理を行った後に、ＡｕｔｏＩＰを実施した。しかしながら、ネットワーク内にＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔをブロードキャストする際に必要なブロードキャスト用の暗号鍵がネットワーク内の通信装置で共通している場合には、全ての通信装置と暗号鍵の共有処理を行う必要はない。１台の通信装置とブロードキャスト用の暗号鍵の共有処理を行うだけで、ネットワーク内の全ての通信装置と暗号化された通信を行うことができるようになるためである。従って、ブロードキャスト用の暗号鍵がネットワーク内の通信装置で共通している場合には、１台の通信装置とブロードキャスト用の暗号鍵の共有処理を行った後に、ＡｕｔｏＩＰを実施すればよい。これにより、ブロードキャスト用の暗号鍵がネットワーク内の通信装置で共通している場合には、簡単かつ処理負荷を軽減しつつ、本願の目的を達成することができる。
【００５５】
以上のようにして、複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能になると、通信装置にアドレスを設定するための処理を開始する。これにより、複数の他の通信装置は暗号化された通信を復号できるので、他の通信装置と重複してアドレスが設定されてしまう可能性を低減することができる。
【００５６】
また、所定の時間が経過したことで、ネットワークにおいて通信装置の通信相手となる全ての他の通信装置と暗号化された通信が可能になったことを判定する。これにより、簡単にネットワークに参加している全ての他の通信装置と暗号鍵が共有されていることを判定することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０１ アドホックネットワーク
１０２ ＳＴＡ１
１０３ ＳＴＡ２
１０４ ＳＴＡ３
２０１ 制御部
２０２ 記憶部
２０３ 表示部
２０４ 入力部
２０５ 無線部
２０６ アンテナ制御部
２０７ アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暗号鍵を共有して通信する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠した無線ＬＡＮには、アクセスポイントを介すことなく通信装置同士が直接通信するアドホックモードが規定されている。アドホックモードで通信する通信装置同士は、ＡｕｔｏＩＰにより互いに異なるＩＰアドレスを自動的に設定して通信することができる。ＡｕｔｏＩＰでは、具体的に次のようにしてＩＰアドレスを設定する。まず、第１の通信装置は適当なＩＰアドレスを設定し、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを用いて、同じＩＰアドレスが設定された他の通信装置の有無を問い合わせる。同じＩＰアドレスが設定された通信装置を検出した場合には、第１の通信装置は別のＩＰアドレスを設定し、再びＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを用いて、同じＩＰアドレスが設定された他の通信装置の有無を問い合わせる。同じＩＰアドレスが設定された他の通信装置が無くなるまで、上述の処理を繰り返すことで、通信装置同士は互いに異なるＩＰアドレスを設定することができる。なお、ＡＲＰとは、Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌの略である。
【０００３】
また、無線ＬＡＮでは通信を暗号化し、ネットワークのセキュリティを高めるＷＰＡ（Ｗｉ−Ｆｉ Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ）が規定されている。ＷＰＡに準拠したネットワークに参加する各通信装置は、暗号化された通信（以下、暗号通信）を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｏｃｉｅｔｙ， “ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ − Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｙｓｔｅｍｓ − Ｌｏｃａｌ ａｎｄ ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋｓ − Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ， Ｐａｒｔ １１： Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ”， ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１−２００７， Ｒｅｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１−１９９９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＷＰＡに準拠したネットワークに新たに参加する通信装置が暗号通信を開始するタイミングについて非特許文献１では規定されていない。そのため、アドホックネットワークに既に参加している他の通信装置との間で暗号鍵を共有する前に、通信装置がＡｕｔｏＩＰを行うために暗号通信が開始してしまう場合がある。このような場合、ＡｕｔｏＩＰによるＩＰアドレスの重複検知処理を正常に実施することができない。即ち、通信装置がＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを暗号化して送信した場合に、暗号鍵を共有していない他の通信装置はこのＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを復号できないため、適切な応答をすることができない。これにより、複数の通信装置に同じＩＰアドレスが設定され、その後の通信が正常に行われない場合がある。
【０００６】
上記課題を鑑み、本発明では、暗号化された通信を行う通信装置が、他の通信装置と重複してアドレスが設定されてしまう可能性を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の通信装置は、複数の他の通信装置と通信する通信装置であって、他の通信装置と、通信を暗号化するための暗号鍵を共有することにより、複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能になると、暗号化された通信を用いて通信装置にアドレスを設定するための処理を開始する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、暗号化された通信を行う通信装置が、他の通信装置と重複してアドレスが設定されてしまう可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ネットワーク構成を示す図。
【図２】ＳＴＡ１のハードウェア構成図。
【図３】ＳＴＡ１のソフトウェア機能ブロック図。
【図４】ＳＴＡ１において実現されるフローチャート。
【図５】シーケンスチャート。
【図６】ＳＴＡ１において実現されるフローチャート。
【図７】上限値Ｎが２の場合のシーケンスチャート。
【図８】上限値Ｎが３の場合のシーケンスチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態１＞
本実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠したアドホックモードの無線ＬＡＮシステムについて説明する。ここでアドホックモードとは、アクセスポイントを介すことなく通信装置同士が直接通信する通信形態である。しかしこれに限らず、ネットワーク内の全ての通信装置で暗号鍵を共有し、暗号化された通信を行う通信形態ならば、他の通信形態であってもよい。
【００１１】
図１に本実施形態に係る通信システムのネットワーク構成を示す。１０１はＷＰＡ（Ｗｉ−Ｆｉ Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ）に準拠したアドホックネットワークである。１０２はアドホックネットワーク１０１に新たに参加する第１の通信装置（以下、ＳＴＡ１）である。１０３はアドホックネットワーク１０１に参加している第２の通信装置（以下、ＳＴＡ２）である。また、１０４はＳＴＡ２と同様にアドホックネットワーク１０１に参加している第３の通信装置（ＳＴＡ３）である。ＳＴＡ２およびＳＴＡ３は、ＳＴＡ１の通信相手となる。
【００１２】
図２に、ＳＴＡ１のハードウェア構成を示す。なお、本実施形態ではＳＴＡ２、ＳＴＡ３も同様のハードウェア構成を有する。
【００１３】
制御部２０１はＣＰＵ、ＭＰＵにより構成され、記憶部２０２に記憶されたプログラムを実行することによりＳＴＡ１全体を制御する。記憶部２０２はＲＯＭ、ＲＡＭにより構成され、制御部２０１が実行するプログラムや、通信を暗号化するために用いる暗号鍵等の各種情報を記憶する。後述する各種動作は、記憶部２０２に記憶されたプログラムを制御部２０１が実行することにより行われる。なお、記憶部２０２には、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリの他に、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＤＶＤなどの記憶媒体を用いてもよい。
【００１４】
２０３は各種表示を行う表示部でありＬＣＤやＬＥＤのように視覚で認知可能な情報の出力、あるいはスピーカなどの音出力が可能な機能を有する。２０４はボタン等から構成され、ユーザからの指示を入力するための入力部である。２０５はＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠したアドホックモードの無線通信を行うための無線部である。２０６はアンテナを制御するアンテナ制御部である。また、２０７はアンテナ制御部２０６により制御されるアンテナである。
【００１５】
図３に、ＳＴＡ１の制御部２０１が記憶部２０２に記憶されているプログラムを読み出し、無線部２０５を制御することで実現されるソフトウェア機能ブロックを示す。なお、図３に示すソフトウェア機能ブロックの少なくとも一部をハードウェアにより実現してもよい。なお、本実施形態ではＳＴＡ２、ＳＴＡ３も同様のフトウェア機能ブロック構成を有する。
【００１６】
３０１は、後述する３０４〜３０６の各機能ブロックを含み、無線部２０５を制御するための無線制御部である。３０２は、後述する３０７〜３０９の各機能ブロックを含み、無線の暗号通信を制御するための暗号通信制御部である。３０３は、後述する３１０〜３１４の各機能ブロックを含み、ＳＴＡ１の通信制御を行う通信制御部である。
【００１７】
３０４は、アドホックネットワーク１０１への参加処理を実施する参加部である。３０５は、報知信号の送信処理を行う送信部である。本実施形態では報知信号としてＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠したビーコン（Ｂｅａｃｏｎ）を用いる。３０６は、アドホックネットワークに参加している各々の通信装置（ＳＴＡ１０２、ＳＴＡ１０３）が送信した報知信号の受信処理を行う受信部である。
【００１８】
３０７は、アドホックネットワーク１０１に参加している各々の通信装置間で暗号鍵を共有するための共有処理を行う共有部である。３０８は、共有部３０７により共有した暗号鍵、共有した暗号鍵の保有数、および、通信装置の各々に対応した暗号鍵の有無等を管理する管理部である。３０９は、パケットの暗号化、および、暗号化されたパケットの復号化を行う処理部である。
【００１９】
３１０は、報知信号の受信回数をカウント等を行う計数部である。３１１は、ＳＴＡ１がアドホックネットワーク１０１に参加してからの経過時間等を計測するタイマー部である。３１２は、アドホックネットワーク１０１に参加している全ての通信装置（ＳＴＡ１０２、ＳＴＡ１０３）との間で暗号鍵を共有したか否かを判定する判定部である。本実施形態では、判定部３１２は、ビーコンを受信することで検出した全ての通信装置との間で暗号鍵を共有したか否かを判定する。
【００２０】
３１３は、アドホックネットワーク１０１において暗号化された通信（以下、暗号通信）の開始処理を指示する指示部である。なお、本実施形態では指示部３１３は、ＡｕｔｏＩＰの開始を指示する。ＡｕｔｏＩＰとは、互いに異なるＩＰアドレスを設定するための処理であり、具体的には以下のように動作する。まず、第１の通信装置は適当なＩＰアドレスを設定し、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを用いて、同じＩＰアドレスが設定された他の通信装置の有無を問い合わせる。同じＩＰアドレスが設定された通信装置を検出した場合には、第１の通信装置は別のＩＰアドレスを設定し、再びＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを用いて、同じＩＰアドレスが設定された他の通信装置の有無を問い合わせる。同じＩＰアドレスが設定された他の通信装置が無くなるまで、上述の処理を繰り返すことで、通信装置同士は互いに異なるＩＰアドレスを設定することができる。なお、ＩＰとはＩｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌの略であり、ＡＲＰとは、Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌの略である。
【００２１】
３１４は、通信装置がアドホックモードの通信により接続可能な他の通信装置の台数の上限値Ｎを取得する取得部である。なお、上限値Ｎは、本実施形態ではアプリケーションにより設定される台数であるが、これに限らず、ユーザから指示された台数や予め定められた所定台数であってもよい。
【００２２】
図４に、ＳＴＡ１がアドホックネットワーク１０１に参加する際に、ＳＴＡ１の制御部２０１が記憶部２０２に記憶されているプログラムを読み出すことで実現されるフローチャートを示す。また、図５に、ＳＴＡ２とＳＴＡ３とから構成されるアドホックネットワーク１０１にＳＴＡ１が接続する際の処理を示したシーケンスチャートを示す。なお、これらのフローチャートおよびシーケンスチャートをハードウェアにより実現してもよい。
【００２３】
ＳＴＡ２のＩＰアドレスには１６９．２５４．ｙｙ．ｙｙが設定されており、ＳＴＡ３のＩＰアドレスには１６９．２５４．ｚｚ．ｚｚが設定されている。ＳＴＡ１は初期状態で暗号鍵の保有数Ｋに０、閾値Ｔに１が設定されている。ここで閾値Ｔとは、アドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置（ＳＴＡ２および３）との間で暗号鍵の共有が完了したか否かを判定するために用いられる閾値であり、「保有数Ｋ＋１」により算出される。
【００２４】
ステップＳ４０１において、参加部３０１はアドホックネットワーク１０１への参加処理を行う（Ｆ５０１）。ここでは、送信部３０５が報知信号の一例であるビーコンの送信を開始し、アドホックネットワーク１０１へ参加する。なお、既にアドホックネットワーク１０１に属しているＳＴＡ２または３との間で認証処理を行った後に、アドホックネットワーク１０１に参加するようにしてもよい。この時点ではＳＴＡ１はＳＴＡ２および３と暗号鍵を共有していないため、ＳＴＡ１はＳＴＡ２および３との間で暗号通信を実施することはできない。
【００２５】
アドホックネットワーク１０１への参加処理が完了したら、受信部３０６は、他の通信装置（ＳＴＡ２および３）が送信するビーコンの受信を待受ける（Ｓ４０２）。次に、ＳＴＡ２は８０２．１１シリーズの規格に従い、ビーコンをブロードキャストする（Ｆ５０２）。なお、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠したアドホックモードでは、アドホックネットワーク１０１に参加している通信装置の各々が同確率で順次、ビーコンを送信することが定められている。
【００２６】
ＳＴＡ２からビーコンを受信すると、管理部３０８は、受信したビーコンを送信した通信装置（送信元装置ＳＴＡ２）と既に暗号鍵を共有しているか否かを確認する（Ｓ４０３）。ここでは、暗号鍵が共有されていないため、共有部３０７は暗号鍵を共有するための共有処理を行う（Ｓ４０６、Ｆ５０３）。なお、ここでは暗号鍵を共有するための共有処理として、Ｗｉ−Ｆｉ Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ（以下、ＷＰＡ）で規定された４ Ｗａｙ Ｈａｎｄｓｈａｋｅにより共有される。また、４ Ｗａｙ Ｈａｎｄｓｈａｋｅは２度行われ、ＳＴＡ１からＳＴＡ２への暗号鍵の送付と、ＳＴＡ２からＳＴＡ１への暗号鍵の送付の双方が行われる。これによりＳＴＡ１の暗号鍵の保有数Ｋは１となる。
【００２７】
暗号鍵の共有処理が完了すると、管理部３０８は閾値Ｔの更新を行う（Ｓ４０７、Ｆ５０４）。閾値の更新には現在の暗号鍵の保有数Ｋを元に算出した値を用いる。本実施形態では、閾値Ｔの値を「保有数Ｋ＋１」の値に更新する。ここでは、暗号鍵の保有数Ｋが１であるので、閾値Ｔを２に更新する。その後、計数部３１０はビーコンを連続受信した回数を示す受信カウンタＣをリセット（０にする）し（Ｓ４０８）、ビーコンの受信待受けに戻る（Ｓ４０２）。
【００２８】
次に、ＳＴＡ３がビーコンをブロードキャストする（Ｆ５０５）。ＳＴＡ１はＳＴＡ３からのビーコンを受信すると、ＳＴＡ３と暗号鍵を共有していないこと確認し、暗号鍵の共有処理を実行する（Ｆ５０６）。暗号鍵の共有処理が完了すると、暗号鍵の保有数Ｋは２となる。従って、ＳＴＡ１は閾値Ｔを２から３に更新し（Ｆ５０７）、受信カウンタＣをリセットする。
【００２９】
次に、ＳＴＡ２はＦ５０２と同様にビーコンをブロードキャストする（Ｆ５０８）。ＳＴＡ１はＳＴＡ２からのビーコンを受信すると、ＳＴＡ２と暗号鍵を既に共有していることを確認し（Ｓ４０３）、計数部３１０は受信カウンタＣをインクリメント（１増加）する（Ｓ４０４）。ここでは、受信カウンタＣは１となる。そして、判定部３１２は受信カウンタＣの値と閾値Ｔの値とを比較することで、アドホックネットワーク１０１に参加している全ての通信装置との間で暗号鍵を共有したか否かを判定する（Ｓ４０５）。ここでは、閾値Ｔの値（３）よりも受信カウンタＣの値（１）の方が小さいので（受信カウンタＣ＜閾値Ｔ）、ビーコンの受信待受けに戻る（Ｓ４０２）。
【００３０】
さらに、ＳＴＡ３はＦ５０５と同様にビーコンをブロードキャストする（Ｆ５０９）。ＳＴＡ１はＳＴＡ３からのビーコンを受信するとＳＴＡ３のと暗号鍵を既に共有していることを確認し、受信カウンタＣをインクリメントする。ここでは、受信カウンタＣは２となるが、受信カウンタＣ＜閾値Ｔであるので、ＳＴＡ１はビーコンの受信待受けに戻る（Ｓ４０２）。
【００３１】
さらに、ＳＴＡ２はＦ５０２、Ｆ５０８と同様にビーコンをブロードキャストする（Ｆ５１０）。ＳＴＡ１はＳＴＡ２からのビーコンを受信するとＳＴＡ２のと暗号鍵を既に共有していることを確認し、受信カウンタＣをインクリメントする。ここでは、受信カウンタＣは３となり、受信カウンタＣの値と閾値Ｔの値との比較の結果、受信カウンタＣの値（３）が閾値Ｔの値（３）以上となる。従って、判定部３１２は、アドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置との間で暗号鍵の共有が完了したと判定する（Ｓ４０５）。
【００３２】
アドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置との間で暗号鍵の共有が完了したと判定されると、指示部３１３は暗号通信の開始を指示し、ＳＴＡ１は暗号通信を開始する（Ｓ４０９）。ここでは、ＡｕｔｏＩＰを開始し、ＳＴＡ１のＩＰアドレスとして１６９．２５４．ｘｘ．ｘｘを生成する（Ｆ５１２）。ＩＰアドレスが生成されると、ＳＴＡ１はＩＰアドレスの重複を確認するのための信号であるＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔをブロードキャストする（Ｆ５１３）。なお、なお、ＡＲＰとは、Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌの略である。
【００３３】
ＳＴＡ１はアドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置（ＳＴＡ２、３）との間で暗号鍵の共有が完了しているので、各通信装置（ＳＴＡ２、３）はＳＴＡ１が送信したＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを正常に受信することができる。従って、各通信装置（ＳＴＡ２、３）はＳＴＡ１からのＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔに対して正常に応答することができ、ＩＰアドレスの重複確認処理が正常に行われる。
【００３４】
上述の例では、暗号鍵を共有している通信装置からの連続した報知信号の受信回数により、アドホックネットワーク内の通信装置数を推定したが、アドホックネットワークに参加後のＢｅａｃｏｎの総受信数から端末数を推定してもよい。また、ＣＷ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｗｉｎｄｏｗ）を用いて端末数を推定する方法などを用いてもよい。
【００３５】
また、上述の例では閾値Ｔの値を可変としたが、閾値Ｔの値をアドホックネットワークの参加台数の上限値などの固定値としてもよい。
【００３６】
また、本フローチャートでは台数を推定する処理と暗号鍵の共有処理をシーケンシャルに実施する例を示したが、台数を推定する処理と暗号鍵の共有処理を独立に並行して実施してもよい。この場合、暗号鍵の共有処理が完了していない通信装置が存在する間は台数の推定結果が閾値を超えても通信の開始を抑止することで上記シーケンスと同様の効果が得られる。
【００３７】
以上のように、既に暗号鍵を保有する通信装置から報知信号を連続して受信した回数が閾値Ｔを超えた場合、暗号鍵の保有数＝アドホックネットワーク内の端末数であると推定し、暗号通信を開始する。例えば、ＡｕｔｏＩＰの処理や、アプリケーションによるＷＰＡにより暗号化されたデータ通信を開始する。
【００３８】
これにより、ネットワークに参加している全ての装置と暗号鍵を共有することなく暗号化された通信を開始してしまうことにより発生する問題を低減することができる。例えば、ネットワークに参加している全ての装置と暗号鍵を共有する前にＡｕｔｏＩＰが開始されてしまうことで、ＡｕｔｏＩＰが正常に行われなくなってしまうことを防ぐことができる。即ち、ＳＴＡ１が送信したＡＲＰ ＲｅｑｕｅｓｔをＳＴＡ２やＳＴＡ３が復号できなかったために適切な応答が返せず、ＳＴＡとＳＴＡ２やＳＴＡ３のＩＰアドレスが重複してしまうことを防ぐことができる。
【００３９】
＜実施形態２＞
実施形態２では、通信装置がアドホックモードの通信により接続可能な他の通信装置の台数の上限値Ｎが設定されている場合について説明する。実施形態２では、上限値Ｎは通信装置のアプリケーションからの指示により決定される。なお、ユーザの指示により上限値Ｎを決定するようにしてもよい。
【００４０】
なお、実施形態２におけるネットワークシステムの構成、および、通信装置の構成は図１〜３で示され、実施形態１と同様なので同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００４１】
図６に、ＳＴＡ１がアドホックネットワーク１０１に参加する際に、ＳＴＡ１の制御部２０１が記憶部２０２に記憶されているプログラムを読み出すことで実現されるフローチャートを示す。また、ＳＴＡ１がアドホックモードの通信により接続可能な他の通信装置の台数の上限値Ｎが２である場合のシーケンスチャートを図７に示す。
【００４２】
ステップＳ６０１において、ステップＳ４０１と同様に、参加部３０１はアドホックネットワーク１０１への参加処理を行う（Ｆ７０１）。本実施形態では、ＳＴＡ１は、参加処理の際にアドホックネットワーク１０１におけるビーコンの送信間隔Ｉを取得する。次に、タイマー部３１１はタイマーを設定する（Ｓ６０２、Ｆ７０２）。ここで、タイマーとは、ＳＴＡ１がアドホックモードの通信により接続可能な他の通信装置の台数の上限値であるＮ台の通信装置がビーコンを送信するのに必要な時間を計時するためのタイマーである。本実施形態では、ビーコンの送信間隔Ｉと上限値Ｎとに基づいて算出した値（ここでは、送信間隔Ｉと上限値Ｎとの乗算により算出）をタイマー値として設定する。
【００４３】
次に、タイマー部３１１は、ステップＳ６０２において設定したタイマーがタイムアウトしたか否かを判定する（Ｓ６０３）。ここで、タイムアウトしたと判定された場合には、図６に示す処理を終了する。ここでは、タイムアウトしていないと判定され、ステップＳ６０４に進み、受信部３０６は、他の通信装置（ＳＴＡ２および３）が送信するビーコンの受信を待受ける。次に、ＳＴＡ２は８０２．１１シリーズの規格に従い、ビーコンをブロードキャストする（Ｆ７０３）。そして、受信部３０６はビーコンを受信し、ステップＳ６０５に進む。なお、ビーコンを受信しなければステップＳ６０３に戻る。
【００４４】
ステップＳ６０５において、ステップＳ４０３と同様に、管理部３０８は、受信したビーコンを送信した通信装置（送信元装置ＳＴＡ２）と既に暗号鍵を共有しているか否かを確認する。暗号鍵を共有している場合には、Ｓ４０４と同様に計数部３１０が受信カウンタＣをインクリメントし（Ｓ６０６）、Ｓ４０５と同様に判定部３１２は受信カウンタＣと閾値Ｔとを比較する（Ｓ６０７）。比較の結果、受信カウンタＣの値が閾値Ｔを超えていれば、アドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置との間で暗号鍵の共有が完了したと判断し、ステップＳ６１２に進む。受信カウンタＣが閾値Ｔを超えていなければステップＳ６０３に戻る。
【００４５】
ここでは、暗号鍵が共有されていないため、ステップＳ６０８において、ステップＳ４０６と同様に、共有部３０７は暗号鍵を共有するための共有処理を行う（Ｆ７０４）。これにより暗号鍵の保有数Ｋは１となる。
【００４６】
暗号鍵の共有処理が完了すると、判定部３１２は暗号鍵の保有数Ｋの方が上限値Ｎよりも小さいか否かを判定する（Ｓ６０９）。保有数Ｋの方が上限値Ｎよりも小さくない（即ち、保有数Ｋが上限値Ｎ以上の値である）場合、図６に示す処理を終了する。ここでは、保有数Ｋ（１）の方が上限値Ｎ（２）よりも小さいので、ステップＳ６１１に進み、Ｓ４０７と同様に、管理部３０８は閾値Ｔの更新を行う。ここでは、閾値Ｔの値を「保有数Ｋ＋１」の値である２に更新する（Ｆ７０５）。そして、Ｓ４０８と同様に、計数部３１０はビーコンを連続受信した回数を示す受信カウンタＣをリセット（０にする）し（Ｓ６１１）、ステップＳ６０３に戻る。
【００４７】
そして、再びステップＳ６０３においてタイムアウトしていないと判定され、ステップＳ６０４に進み、受信部３０６はＳＴＡ３からのビーコンを受信する（Ｆ７０６）。そして、ＳＴＡ１とＳＴＡ３とは暗号鍵を共有していないことが判定され（Ｓ６０５）、暗号鍵を共有するための共有処理が行われる（Ｓ６０６、Ｆ７０７）。
【００４８】
暗号鍵の共有処理が完了すると、判定部３１２は暗号鍵の保有数Ｋの方が上限値Ｎよりも小さいか否かを判定する（Ｓ６０９）。ここでは、保有数Ｋ（２）の値は上限値Ｎ（２）以上であるので、ステップＳ６１２に進む。
【００４９】
上述のように、アドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置との間で暗号鍵の共有が完了したと判定されると、ステップＳ４０９と同様に、指示部３１３は暗号通信の開始を指示し、ＳＴＡ１は暗号通信を開始する（Ｓ６１２）。ここでは、ＡｕｔｏＩＰを開始し、ＳＴＡ１のＩＰアドレスとして１６９．２５４．１１．３３を生成する（Ｆ７０９）。ＩＰアドレスが生成されると、ＳＴＡ１はＩＰアドレスの重複を確認するための信号であるＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔをブロードキャストする（Ｆ７１０）。ＳＴＡ１はアドホックネットワーク１０１内の全ての通信装置との間で暗号鍵の共有が完了しているので、各通信装置（ＳＴＡ２、３）はＳＴＡ１が送信したＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを正常に受信することができる。従って、各通信装置（ＳＴＡ２、３）はＳＴＡ１からのＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔに対して正常に応答することができ、ＩＰアドレスの重複確認処理が正常に行われる。
【００５０】
次に、ＳＴＡ１がアドホックモードの通信により接続可能な他の通信装置の台数の上限値Ｎが３である場合のシーケンスチャートを図８に示す。
【００５１】
まず、ＳＴＡ１はアドホックネットワーク１０１への参加処理を行う（Ｆ８０１）。参加処理が完了するとＳＴＡ１はタイマーを設定する（Ｆ８０２）。この例では、ＳＴＡ１がアドホックモードの通信により接続可能な他の通信装置の台数の上限値Ｎが３であるので、ビーコンの送信間隔Ｉ×３の値をタイマーに設定する。その後、Ｆ８０３〜Ｆ８０７については、Ｆ７０３〜Ｆ７０７と同様の処理が行われ、暗号鍵の保有数Ｋが２となる。また、閾値Ｔは３となる。
【００５２】
上限値Ｎが３である場合、保有数Ｋ（２）の方が上限値Ｎ（３）よりも小さいので、ＳＴＡ１は閾値Ｔの更新を行われ（Ｆ８０８）、受信カウンタＣがリセットされる。その後、ＳＴＡ２とＳＴＡ３は各々ビーコンをブロードキャストする（Ｆ８０９、８１０）。ここで、ＳＴＡ１はＳＴＡ２、３とは既に暗号鍵を共有しているので受信カウンタＣは２となる。この段階では、受信カウンタＣの値（２）は閾値Ｔ（３）の値よりも小さいので、図６に示すステップＳ６０７からステップＳ６０３に進む。そして、ステップＳ６０３においてタイムアウトしていると判定され、ステップＳ６１２に進む（Ｆ６１１）。その後は、Ｆ７０９、７１０と同様に、Ｆ８１２、８１３の処理が行われる。
【００５３】
実施形態２によれば、通信装置が接続可能な他の通信装置の上限台数が設定されている場合、暗号鍵の保有数が上限台数に達したことまたは上限台数から算出したタイムアウト時間が経過したことで暗号鍵の共有処理が完了したと判断する。これにより、実施形態１と比べ早く暗号鍵の共有処理が完了したと判断することが可能となり、通信開始までの時間を短縮することができる。なお、通信装置が接続可能な他の通信装置の上限台数の代わりに、ネットワークに参加可能な通信装置の上限台数を用いるようにしてもよい。
【００５４】
また、上述の実施形態１、２では、ネットワーク内で検出された全ての通信装置と暗号鍵の共有処理を行った後に、ＡｕｔｏＩＰを実施した。しかしながら、ネットワーク内にＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔをブロードキャストする際に必要なブロードキャスト用の暗号鍵がネットワーク内の通信装置で共通している場合には、全ての通信装置と暗号鍵の共有処理を行う必要はない。１台の通信装置とブロードキャスト用の暗号鍵の共有処理を行うだけで、ネットワーク内の全ての通信装置と暗号化された通信を行うことができるようになるためである。従って、ブロードキャスト用の暗号鍵がネットワーク内の通信装置で共通している場合には、１台の通信装置とブロードキャスト用の暗号鍵の共有処理を行った後に、ＡｕｔｏＩＰを実施すればよい。これにより、ブロードキャスト用の暗号鍵がネットワーク内の通信装置で共通している場合には、簡単かつ処理負荷を軽減しつつ、本願の目的を達成することができる。
【００５５】
以上のようにして、複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能になると、通信装置にアドレスを設定するための処理を開始する。これにより、複数の他の通信装置は暗号化された通信を復号できるので、他の通信装置と重複してアドレスが設定されてしまう可能性を低減することができる。
【００５６】
また、所定の時間が経過したことで、ネットワークにおいて通信装置の通信相手となる全ての他の通信装置と暗号化された通信が可能になったことを判定する。これにより、簡単にネットワークに参加している全ての他の通信装置と暗号鍵が共有されていることを判定することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０１ アドホックネットワーク
１０２ ＳＴＡ１
１０３ ＳＴＡ２
１０４ ＳＴＡ３
２０１ 制御部
２０２ 記憶部
２０３ 表示部
２０４ 入力部
２０５ 無線部
２０６ アンテナ制御部
２０７ アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の他の通信装置と通信する通信装置であって、
前記他の通信装置と、通信を暗号化するための暗号鍵を共有する共有手段と、
前記共有手段により、前記複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能になると、暗号化された通信を用いて前記通信装置にアドレスを設定するための処理を開始する開始手段と、
を有することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記他の通信装置からの報知信号により、当該他の通信装置を検出する検出手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能と判定する判定手段を更に有し、
前記開始手段は、前記判定手段による判定の結果に基づいて、前記通信装置にアドレスを設定するための処理を開始する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信装置が接続可能な台数を管理する管理手段を更に有し、
前記判定手段は、前記管理手段により管理された前記台数と前記共有手段により前記暗号鍵を共有した前記他の通信装置の台数とに基づいて、前記複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能と判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記通信装置が前記ネットワークに参加してから所定の時間が経過した場合に、前記複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能と判定することを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
【請求項６】
前記通信装置が接続可能な台数を管理する管理手段と、
前記ネットワークで送信される報知信号の送信間隔を取得する取得手段とを更に有し、
前記所定の時間は、前記管理手段により管理された前記前記所定の台数と前記取得手段により取得された前記送信間隔とに基づいて算出される
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記他の通信装置が共通の暗号鍵により暗号化して前記ネットワーク内にブロードキャストする場合、前記共有手段により１台の前記他の通信装置と暗号鍵を共有すると、前記判定手段は前記複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能と判定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項８】
ネットワークに参加している複数の他の通信装置と通信する通信装置の制御方法であって、
前記他の通信装置と、通信を暗号化するための暗号鍵を共有する共有工程と、
前記共有工程において、前記複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能になると、前記通信装置にアドレスを設定するための処理を開始する開始工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項９】
コンピュータを請求項１乃至７のいずれか１項に記載の通信装置として動作させるためのプログラム。
【請求項１】
複数の他の通信装置と通信する通信装置であって、
前記他の通信装置と、通信を暗号化するための暗号鍵を共有する共有手段と、
前記共有手段により、前記複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能になると、暗号化された通信を用いて前記通信装置にアドレスを設定するための処理を開始する開始手段と、
を有することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記他の通信装置からの報知信号により、当該他の通信装置を検出する検出手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能と判定する判定手段を更に有し、
前記開始手段は、前記判定手段による判定の結果に基づいて、前記通信装置にアドレスを設定するための処理を開始する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信装置が接続可能な台数を管理する管理手段を更に有し、
前記判定手段は、前記管理手段により管理された前記台数と前記共有手段により前記暗号鍵を共有した前記他の通信装置の台数とに基づいて、前記複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能と判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記通信装置が前記ネットワークに参加してから所定の時間が経過した場合に、前記複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能と判定することを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
【請求項６】
前記通信装置が接続可能な台数を管理する管理手段と、
前記ネットワークで送信される報知信号の送信間隔を取得する取得手段とを更に有し、
前記所定の時間は、前記管理手段により管理された前記前記所定の台数と前記取得手段により取得された前記送信間隔とに基づいて算出される
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記他の通信装置が共通の暗号鍵により暗号化して前記ネットワーク内にブロードキャストする場合、前記共有手段により１台の前記他の通信装置と暗号鍵を共有すると、前記判定手段は前記複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能と判定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項８】
ネットワークに参加している複数の他の通信装置と通信する通信装置の制御方法であって、
前記他の通信装置と、通信を暗号化するための暗号鍵を共有する共有工程と、
前記共有工程において、前記複数の他の通信装置と暗号化された通信が可能になると、前記通信装置にアドレスを設定するための処理を開始する開始工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項９】
コンピュータを請求項１乃至７のいずれか１項に記載の通信装置として動作させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１２４６６５（Ｐ２０１２−１２４６６５Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７２７０１（Ｐ２０１０−２７２７０１）
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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