ＰＬＣシステムとその共通鍵の設定方法
【課題】 任意の一対の電力線通信装置に対して安全な共通鍵を自動的に設定できるようにして、共通鍵の更新作業を簡単に行える秘匿性に優れたＰＬＣシステムを提供する。
【解決手段】 本発明は、電力線を通信媒体としたローカルネットワークを構成可能な一対の通信装置Ａ，Ｂを備え、一方の通信装置Ａと他方の通信装置Ｂがこれらの間で固有の共通鍵で暗号化された暗号データを変調してなるＰＬＣ信号を送受信するＰＬＣシステムである。一方の通信装置Ａは、他方の通信装置Ｂから受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定するとともに、他方の通信装置Ｂも、一方の通信装置Ａから受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定する。
【解決手段】 本発明は、電力線を通信媒体としたローカルネットワークを構成可能な一対の通信装置Ａ，Ｂを備え、一方の通信装置Ａと他方の通信装置Ｂがこれらの間で固有の共通鍵で暗号化された暗号データを変調してなるＰＬＣ信号を送受信するＰＬＣシステムである。一方の通信装置Ａは、他方の通信装置Ｂから受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定するとともに、他方の通信装置Ｂも、一方の通信装置Ａから受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通鍵で暗号化された暗号データを復調してなるＰＬＣ信号を送受信するＰＬＣシステムと、このシステムにおける共通鍵の設定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電力線通信システム（Power Line Communication System：以下、ＰＬＣシステムという。）は、周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電流が流れる電力線に、通信信号としての高周波信号（数ｋＨｚから高いものでは数十ＭＨｚ以上に及ぶ。）を重畳して通信を行うものである。
かかるＰＬＣシステムは専用の通信回線を使用することなく、各家屋等に引き込まれた既設の電力線（配電線あるいは電灯線とも呼ばれる。）を利用して大容量のデータ送受信が可能なシステムとして注目されている。
【０００３】
上記ＰＬＣシステムでは、宅内に張られた電力線をあたかもＬＡＮのように使うことで宅内の電力線通信装置（ＰＬＣモデムやＰＬＣ通信が可能な情報家電機器等）同士が自由に通信可能である反面、隣接家屋とも電力線を通じて物理的に接続している。
このため、ＰＬＣシステムによってローカルネットワークを構築するためには、そのネットワークを構成する電力線通信装置が当該ネットワークの認証情報を持つ必要があり、この認証情報としては、当該ネットワークを特定するためのネットワークＩＤ、当該ネットワーク内で送受信される信号を暗号化するための暗号鍵などがある。
【０００４】
これらの認証情報を、ローカルネットワークに含まれる電力線通信装置が共有することにより、他のネットワークのデータと自ネットワークのデータを区別して通信することができる。例えば、従来のＰＬＣシステムでは、隣接家屋との通信を避けるために１つの家庭で１つの共通の暗号鍵（共通鍵）を設定し、この共通鍵を用いて暗号化通信を行っている。
この場合、同一のネットワークに含まれる各通信装置は同一の共通鍵を有しているが、この共通鍵は隣接家屋のそれとは異なるため、隣接家屋の他のネットワークに属する電力線通信装置は当該家屋からの通信データを解読できない。このようにして、物理的には接続している電力線においても、論理的にネットワークを分けることができる（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６６２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような共通鍵を用いた暗号化通信を行う場合において、長期間同じ共通鍵を使用していると盗聴者に見破られる可能性が高くなるので、共通鍵を所定期間ごとに設定し直して更新することが好ましい。
しかし、電力線通信装置に対する共通鍵の設定は、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという。）から当該装置にアクセスしてユーザがコマンド入力を行うか、ＰＣから当該装置へのアクセス専用ＧＵＩを利用して入力するのが一般的であり、ネットワークやＰＣの操作に精通していないユーザにとって共通鍵の更新は煩雑な作業であった。
【０００７】
一方、上記特許文献１に記載の共通鍵の設定方法では、ヘッドエンド装置が共通鍵を一元管理しており、そのヘッドエンド装置が、ネットワークへの接続を端緒として共通鍵の付与を要求する各端末に対して当該共通鍵を自動的に付与するようになっている。
しかし、このようにヘッドエンド装置で共通鍵を一元管理する方式においても、そのヘッドエンド装置に対するコマンド入力をＰＣから行う必要がある。また、このような一元管理方式では、任意の一対の端末同士で簡単に暗号鍵の更新作業を行うことができないという欠点もある。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑み、任意の一対の電力線通信装置に対して安全な共通鍵を自動的に設定できるようにして、共通鍵の更新作業を簡単に行える秘匿性に優れたＰＬＣシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
電力線を通信媒体としたＰＬＣシステムにおいては、電力線の分岐、コンセントに対する電力機器の接続の有無、及び、その電力機器の電源のオン・オフや稼働状況等により、電力線を通過するＰＬＣ信号の減衰量が時間の経過に伴って複雑に変化する。
しかし、後述の実施形態（図６）でも述べる通り、互いにＰＬＣ信号を送受信する一対の電力線通信装置（これらの通信装置をモデムＡ及びモデムＢとする。）が接続されるコンセントが決まっている場合、モデムＡからモデムＢに送信されるＰＬＣ信号の減衰量は、モデムＢからモデムＡに送信されるＰＬＣ信号の減衰量と一致し、この減衰量はモデムＡ，Ｂが接続されるコンセントに固有のものである。
【００１０】
従って、上記コンセントとは異なる別のコンセントに、第三の電力線通信装置（モデムＣとする。）を接続しても、モデムＣがモデムＡ及びＢから受信するＰＬＣ信号の減衰量は、モデムＡとモデムＢの間で観測されるＰＬＣ信号の減衰量とは異なる。
このように、ＰＬＣシステムでは、ＰＬＣ信号の減衰量は一対のモデムＡ，Ｂを接続するコンセントの位置によって定まる固有の特性になっているので、かかるＰＬＣ信号の減衰量を利用して生成した暗号鍵をモデムＡとモデムＢの共通鍵として設定すれば、第三者（モデムＣ）が知り得ない共通鍵による暗号化を行うことができる。
本発明者は、上記知見に基づき、ＰＬＣ信号の減衰量に基づく共通鍵を一対の電力線通信装置に自動設定できる構成を採用することにより、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明のＰＬＣシステムは、電力線を通信媒体とした一対の通信装置を備え、一方の通信装置と他方の通信装置がこれらの間で固有の共通鍵で暗号化された暗号データを変調してなるＰＬＣ信号を送受信するＰＬＣシステムであって、前記一方の通信装置は、前記他方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から暗号鍵を生成し、その暗号鍵を前記共通鍵として設定する共通鍵設定処理部を有し、前記他方の通信装置は、前記一方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から暗号鍵を生成し、その暗号鍵を前記共通鍵として設定する共通鍵設定処理部を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明のＰＬＣシステムによれば、一方の通信装置は、他方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定する。逆に、他方の通信装置は、一方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定する。
上記各通信装置が生成する暗号鍵はその各通信装置が接続されるコンセントの位置に固有のものである。このため、本発明のＰＬＣシステムによれば、当該コンセントと異なる他のコンセントに接続される第三者（盗聴者）の通信装置からは知り得ない固有の共通鍵を、任意の一対の通信装置に対して自動的に設定することができる。
【００１３】
ところで、この種のＰＬＣシステムにおいては、一般に直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）によるマルチキャリア変調方式が採用されている。かかる変調方式では、受信されたＰＬＣ信号はフーリエ変換された後で例えばＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式等で復調され、この復調の際に得られた各キャリアの振幅情報に基づいて誤り訂正を行っている。
そこで、本発明のＰＬＣシステムにおいて、前記各通信装置の共通鍵設定処理部として、受信したＰＬＣ信号の復調時に取り出される各キャリアの振幅情報と、前記ＰＬＣ信号の送信時の各キャリアの振幅情報とから当該ＰＬＣ信号の減衰量を算出し、そのキャリアごとに求めた減衰量に基づいて前記暗号鍵を生成するものを採用することが好ましい。
【００１４】
この場合、ＰＬＣの通信装置が本来有する既存機能である誤り訂正を行う前の、ＰＬＣ信号の各キャリアの振幅情報を利用して暗号鍵を生成することができるので、ＰＬＣ信号の減衰量を検出する新たな回路構成を通信装置に実装する必要がなく、本発明を安価に実現できるという利点がある。
【００１５】
また、本発明の共通鍵の設定方法は、一方の通信装置と他方の通信装置がこれらの間で固有の共通鍵で暗号化された暗号データを変調してなるＰＬＣ信号を送受信するＰＬＣシステムにおいて、前記一方の通信装置が、前記他方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を前記共通鍵として設定するとともに、前記他方の通信装置が、前記一方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を前記共通鍵として設定することを特徴とする。
【００１６】
本発明の共通鍵の設定方法よれば、一方の通信装置は、他方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定する。逆に、他方の通信装置は、一方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定する。
上記各通信装置が生成する暗号鍵はその通信装置が接続されるコンセントの位置に固有のものである。このため、本発明の設定方法によれば、当該コンセントと異なる他のコンセントに接続される第三者（盗聴者）の通信装置からは知り得ない固有の共通鍵を、任意の一対の通信装置に対して自動的に設定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明した通り、本発明によれば、第三者の通信装置から知り得ない固有の共通鍵を任意の一対の通信装置に対して自動的に設定できるので、共通鍵の更新作業を簡単に行える秘匿性に優れたＰＬＣシステムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
〔システムのネットワーク構成〕
図１は、複数の家屋Ｈ１，Ｈ２に電力線通信技術を用いて構築された宅内ネットワーク（ＬＡＮ）を示している。
この電力線通信システムによる宅内ネットワークでは、各家屋Ｈ１，Ｈ２内の宅内配電線１０，１１を利用して、それぞれの建物Ｈ１，Ｈ２ごとに独立したネットワーク（ＬＡＮ）が構築されている。
【００１９】
各家屋Ｈ１，Ｈ２の宅内配電線（建物内電力線）１０，１１は、引き込み線１２，１３を介して電柱に架設される等により、家屋Ｈ１，Ｈ２の近傍にある屋外電力線１００に接続されている。
なお、引き込み線１２，１３は、各家屋Ｈ１，Ｈ２の分電盤１４，１５に接続されており、分電盤１４，１５から分岐した複数の宅内配電線１０，１１が各家屋内Ｈ１，Ｈ２に敷設されている。
【００２０】
各宅内配電線１０，１１には、それぞれ、１又は複数の終端部が設けられており、各終端部には複数の電源コンセント（壁面コンセント）１６，１７が接続されている。これらのコンセント１６，１７の差込口に、複数の電力線通信装置（以下、単に「モデム」という。）Ａ〜Ｆがそれぞれ接続されている。この各モデムＡ〜Ｆは、配電線１０，１１を介して、ＰＬＣ信号の伝送を行うとともに電力供給を受ける。
【００２１】
なお、ＰＬＣシステムによりネットワークを構成する場合、当該ネットワークには、電力線通信を制御する親モデムが含まれている必要がある。
もっとも、この親モデムの機能は、親モデム専用機に担わせてもよいが、すべてのモデムが親モデムとしての機能を有していて、最も古くから電源が投入されているモデムが親モデムとなり、後から電源が投入されたモデムは子モデムとなる等により、親モデムがネットワークの状態に応じて適宜決まるようにしてもよい。
【００２２】
家屋Ｈ１，Ｈ２ごとに独立したネットワーク（ＬＡＮ）を構築しようとしても、ＰＬＣシステムでは、各家屋Ｈ１，Ｈ２の宅内配電線１０，１１が電力線１００を介して繋がっている。従って、一方のネットワークの信号は、他方のネットワークに到達することができる。そこで、各ネットワークを独立化するため、各モデムＡ〜Ｆには、セキュリティ情報としてネットワーク識別子及び暗号鍵に関するデータが設定可能となっている。
なお、ネットワーク識別子は、自他ネットワークを区別すべくネットワーク毎にユニークに設定され、同一ネットワークに属するモデムＡ〜Ｃは、共通のネットワーク識別子を持つ。また、同一ネットワークに属するモデムＡ〜Ｃは、共通の暗号鍵を持ち、ネットワーク外からは信号を読み取れない。
【００２３】
〔モデムの内部構成〕
図２は、上記モデムＡ，Ｂの内部構成を示すブロック図である。なお、他のモデムＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆの内部構成も同様である。
図２に示すように、このモデムＡ，Ｂは、筐体２０から延設された電源コード２１を有し、このコード２１の先端に設けられた電源プラグ２２を介して、コンセントに接続可能となっている。電源コード２１は、筐体２０内の電源回路２３とＰＬＣ送受信部（通信部）２４に接続されている。この送受信部２４は、信号の変復調等の処理を行って他のモデムと電力線通信を行うものである。
【００２４】
また、モデムＡ，Ｂは、ＰＬＣ送受信部２４の制御、送受信データの処理、及び、後述する暗号鍵の生成や設定作業等を行う制御部２５を備えている。モデムＡ，ＢのＰＬＣ送受信部２４は、所定の電力線通信用の周波数帯域において、複数の搬送波（マルチキャリア）を用いる周波数多重方式、より具体的には、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Domain Multiplex）とよばれる変調方式で変調を行う。
このため、ＰＬＣ送受信部２４は、位相偏移変調（ＢＰＳＫ：Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying 等）や直交振幅変調（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulation）といった変調機能を有しており、送信すべきデータを複数のキャリアに分散割当し、割り当てられたデータに基づいてキャリアの振幅（パワー）及び位相を変調する。
【００２５】
なお、本実施形態では、通常の電力線通信の際の周波数帯域として２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚを用い、全帯域（２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）でのキャリア数を２０４８本（Ｎ本）としているが、これに限定されるものではない。
モデムＡ，Ｂの制御部２５は、前記セキュリティ情報の１つである暗号鍵の生成と、生成した暗号鍵を当該モデムＡ，Ｂ間の共通鍵として設定する設定作業を行う共通鍵設定処理部２６を備えている。この処理部２６による暗号鍵の生成と共通鍵の設定については、後述する。
【００２６】
制御部２５には不揮発性のメモリ２７が接続されており、このメモリ２７は暗号鍵の記憶領域を備えている。このメモリ２７には、ＰＣを用いたコマンド入力等によって予め固有の共通鍵が設定されていて、モデムＡ，Ｂは、その固有の共通鍵を利用した所定の暗号方式（例えば、３ＤＥＳやＡＥＳ）で暗号化された暗号データを変調してなるＰＬＣ信号をお互いに送受信することで、暗号通信を行うようになっている。
なお、モデムＡ，Ｂの筐体２０には、共通鍵の設定状態をユーザに認知させるための、ＬＥＤ等よりなる表示部３０が設けられている。
【００２７】
〔ＰＬＣ送受信部の内部構成〕
図３は、モデムＡ，ＢのＰＬＣ送受信部２４の内部構成を示している。
図３に示すように、ＰＬＣ送受信部２４の送信部２４Ａは、イーサネット（登録商標：以下同様。）フレームをＰＬＣで扱う単位（例えば５１２ビット単位）でフレーム化するフレーミング処理部３０と、そのフレームをＯＦＤＭの各サブキャリアに割り当てるビット割当回路３１とを備えている。
【００２８】
ビット割当回路３１で割り当てられたフレームは、ＩＦＦＴ回路３２で逆フーリエ変換されて時間軸上のデータ信号に変換され、この信号に、プリアンブル付加回路３３によって同期用のプリアンブル信号が付加される。
その後、そのプリアンブルが付加されたデータ信号は、Ｄ／Ａ変換器３４によってアナログのＰＬＣ信号に変換され、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）３５及びカップリングトランス３６を通じて電力線１に重畳される。
【００２９】
他方、ＰＬＣ送受信部２４の受信部２４Ｂは、上記送信部２４Ａを逆に辿る経路を備えている。すなわち、電力線からの高周波のＰＬＣ信号は、カップリングトランス３８とアナログフロントエンド（ＡＦＥ）３９を介してＡ／Ｄ変換器４０に入力され、デジタル信号に変換される。このデジタル信号は、プリアンブル除去回路４１によってデータ部の同期が行われ、ＦＦＴ回路４２でフーリエ変換されて単位時間の信号からサブキャリアが抽出される。
その後、ビット取出回路４３において、前記ビット割当回路３１と逆の手順でサブキャリアからビット列を取り出し、取り出された信号はフレーミング処理部４４によってイーサネットフレームに変換されて送信される。
【００３０】
〔共通鍵の設定方法〕
図４は、一対のモデムＡ，Ｂ間で行われる暗号鍵生成のための制御通信の手順を示すシーケンス図である。なお、図４では、送信側がモデムＡでかつ受信側がモデムＢである場合を例示している。
図４に示すように、まず、送信側であるモデムＡの共通鍵設定処理部２６は、新しい暗号鍵の生成のためのテスト波形を受信側のモデムＢに送信する（ステップＳ１）。このテスト波形のサブキャリアごとの振幅情報（送信強度）は予め各モデムＡ，Ｂのメモリ２７に記憶され、既知であるものとする。
【００３１】
上記テスト波形のＰＬＣ信号を受信すると（ステップＳ２）、モデムＢの共通鍵設定処理部２６は、受信したＰＬＣ信号の振幅情報（受信強度）に基づいてサブキャリアごとの減衰量を測定する（ステップＳ３）。
図５は、上記減衰量の演算原理を示す概念図である。図５（ａ）に示すように、モデムＢのＰＬＣ送受信部２４は、ＰＬＣ信号を受信すると、同期処理、フーリエ変換処理及び復調処理を行うが、図５（ｂ）に示すように、モデムＢの共通鍵設定処理部２６は、この復調の際に、受信したＰＬＣ信号の振幅情報をサブキャリアごとに取り出し、自身のメモリ２７に記憶されているサブキャリアごとの振幅情報との差分を取ることにより、サブキャリアごとの減衰量を測定する。
【００３２】
その後、モデムＢの共通鍵設定処理部２６は、上記サブキャリアごとの減衰量に基づいて暗号鍵を生成する（ステップＳ４）。
この暗号鍵の生成は、例えば、サブキャリアごとの減衰量を所定の閾値と比較して大きいか小さいかによって二値化し、この二値化データをサブキャリアの順番に並べてビット列を作成することによって生成することができる。従って、この場合には、サブキャリアの数と同じビット数の暗号鍵が得られる。
【００３３】
モデムＢの共通鍵設定処理部２６は、上記のようにして新たに生成した暗号鍵をメモリ２７に上書きすることにより、その暗号鍵をモデムＡとの暗号通信で使用する共通鍵として設定する（ステップＳ５）。
共通鍵の設定が終了すると、モデムＢの共通鍵設定処理部２６は、その終了を送信側のモデムＡに通知する（ステップＳ６及びステップＳ７）。
【００３４】
また、本実施形態では、上記とは反対に、モデムＢからモデムＡに対してもテスト波形の送信が行われる。これにより、受信側のモデムＡの共通鍵設定処理部２６においてサブキャリアごとの減衰量に基づく暗号鍵が生成され、この新たに生成した暗号鍵がモデムＢとの暗号通信で使用する共通鍵として設定されるようになっている。
モデムＡ及びモデムＢの共通鍵設定処理部２６は、上記のような減衰量の測定に基づく共通鍵の設定を一定時間ごとに繰り返し行っており、これによって両モデムＡ，Ｂで使用する共通鍵が一定時間おきに自動的に更新される。
【００３５】
このように、本実施形態のＰＬＣシステムによれば、ローカルネットワークを構成可能な一対のモデムＡ及びＢのうち、一方のモデムＡが、他方のモデムＢから受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定し、逆に、他方のモデムＢが、一方のモデムＡから受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定する。
【００３６】
図６は、上記減衰量に基づく共通鍵の安全性を示すためのＰＬＣシステムの構成図である。
図６に示すように、モデムＡはコンセントａに接続し、モデムＢはコンセントｂに接続するというように、互いにＰＬＣ信号を送受信するモデムＡとモデムＢが接続されるコンセントが決まっているとする。この場合、モデムＡからモデムＢに送信されるＰＬＣ信号の減衰量は、モデムＢからモデムＡに送信されるＰＬＣ信号の減衰量と一致し、この減衰量はモデムＡ，Ｂが接続されるコンセントａ，ｂの位置に固有のものである。
【００３７】
また、電力線を通信媒体としたＰＬＣシステムにおいては、概ね次の（１）〜（３）の原因により、電力線を通過するＰＬＣ信号の減衰量が時間の経過に伴って複雑に変化するが、これらの場合でもコンセントａ，ｂ間での減衰量は一定である。
（１） 電力線の分岐
（２） コンセントに対する電力機器の接続の有無
（３） コンセントに接続された電力機器の電源のオン・オフや稼働状況
【００３８】
一方、上記コンセントａ，ｂとは異なる別のコンセントｃに、第三者（盗聴者）のモデムＣを接続しても、モデムＣがモデムＡやモデムＢから受信するＰＬＣ信号の減衰量は、モデムＡとモデムＢの間で観測されるＰＬＣ信号の減衰量とは異なる。
このように、ＰＬＣ信号の減衰量は一対のモデムＡ，Ｂを接続するコンセントａ，ｂの位置によって定まる固有の特性になっていて、他のコンセントｃから観測することができない。従って、本実施形態のように、ＰＬＣ信号の減衰量を利用して生成した暗号鍵をモデムＡ及びＢの共通鍵として設定すれば、モデムＣ（盗聴者）が知り得ない共通鍵を用いた暗号通信を行うことができる。
【００３９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、簡単のために２つのモデムＡ，Ｂ間での共通鍵の設定作業を例示したが、ネットワーク内にある３つ以上のモデムに本発明を適用することも可能である。この場合には、３つ以上の複数のモデム間で、まず、本発明の共通鍵の設定方法を行う一対のモデム同士を確定する制御通信を行わせ、その上で当該共通鍵の設定方法を実施すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】複数の家屋に構築された宅内ネットワークの構成図である。
【図２】ＰＬＣモデムの内部構成を示すブロック図である。
【図３】ＰＬＣ送受信部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】モデム間で行われる暗号鍵生成のための制御通信の手順を示すシーケンス図である。
【図５】減衰量の演算原理を示す概念図である。
【図６】減衰量に基づく共通鍵の安全性を示すためのＰＬＣシステムの構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｈ１：家屋、Ｈ２：家屋、１０：宅内配電線、１１：宅内配電線、１２：引き込み線、
１３：引き込み線、１４：分電盤、１５：分電盤、１６：電源コンセント、
１７：電源コンセント、２０：筐体、２１：電源コード、２２：電源プラグ、
２３：電源回路、２４：ＰＬＣ送受信部（通信部）、２５：制御部、
２６：共通鍵設定処理部、２７：メモリ、２８：表示部、
３０：フレーミング処理部、３１：ビット割当回路、３２：ＩＦＦＴ回路、
３３：プリアンブル付加回路、３４：Ｄ／Ａ変換器、３５：アナログフロントエンド、
３６：カップリングトランス、３８：カップリングトランス、
３９：アナログフロントエンド、４０：Ａ／Ｄ変換器、４１：プリアンブル除去回路、
４２：ＦＦＴ回路、４３：ビット取出回路、４４：フレーミング処理部、
１００：屋外電力線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通鍵で暗号化された暗号データを復調してなるＰＬＣ信号を送受信するＰＬＣシステムと、このシステムにおける共通鍵の設定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電力線通信システム（Power Line Communication System：以下、ＰＬＣシステムという。）は、周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電流が流れる電力線に、通信信号としての高周波信号（数ｋＨｚから高いものでは数十ＭＨｚ以上に及ぶ。）を重畳して通信を行うものである。
かかるＰＬＣシステムは専用の通信回線を使用することなく、各家屋等に引き込まれた既設の電力線（配電線あるいは電灯線とも呼ばれる。）を利用して大容量のデータ送受信が可能なシステムとして注目されている。
【０００３】
上記ＰＬＣシステムでは、宅内に張られた電力線をあたかもＬＡＮのように使うことで宅内の電力線通信装置（ＰＬＣモデムやＰＬＣ通信が可能な情報家電機器等）同士が自由に通信可能である反面、隣接家屋とも電力線を通じて物理的に接続している。
このため、ＰＬＣシステムによってローカルネットワークを構築するためには、そのネットワークを構成する電力線通信装置が当該ネットワークの認証情報を持つ必要があり、この認証情報としては、当該ネットワークを特定するためのネットワークＩＤ、当該ネットワーク内で送受信される信号を暗号化するための暗号鍵などがある。
【０００４】
これらの認証情報を、ローカルネットワークに含まれる電力線通信装置が共有することにより、他のネットワークのデータと自ネットワークのデータを区別して通信することができる。例えば、従来のＰＬＣシステムでは、隣接家屋との通信を避けるために１つの家庭で１つの共通の暗号鍵（共通鍵）を設定し、この共通鍵を用いて暗号化通信を行っている。
この場合、同一のネットワークに含まれる各通信装置は同一の共通鍵を有しているが、この共通鍵は隣接家屋のそれとは異なるため、隣接家屋の他のネットワークに属する電力線通信装置は当該家屋からの通信データを解読できない。このようにして、物理的には接続している電力線においても、論理的にネットワークを分けることができる（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６６２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような共通鍵を用いた暗号化通信を行う場合において、長期間同じ共通鍵を使用していると盗聴者に見破られる可能性が高くなるので、共通鍵を所定期間ごとに設定し直して更新することが好ましい。
しかし、電力線通信装置に対する共通鍵の設定は、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという。）から当該装置にアクセスしてユーザがコマンド入力を行うか、ＰＣから当該装置へのアクセス専用ＧＵＩを利用して入力するのが一般的であり、ネットワークやＰＣの操作に精通していないユーザにとって共通鍵の更新は煩雑な作業であった。
【０００７】
一方、上記特許文献１に記載の共通鍵の設定方法では、ヘッドエンド装置が共通鍵を一元管理しており、そのヘッドエンド装置が、ネットワークへの接続を端緒として共通鍵の付与を要求する各端末に対して当該共通鍵を自動的に付与するようになっている。
しかし、このようにヘッドエンド装置で共通鍵を一元管理する方式においても、そのヘッドエンド装置に対するコマンド入力をＰＣから行う必要がある。また、このような一元管理方式では、任意の一対の端末同士で簡単に暗号鍵の更新作業を行うことができないという欠点もある。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑み、任意の一対の電力線通信装置に対して安全な共通鍵を自動的に設定できるようにして、共通鍵の更新作業を簡単に行える秘匿性に優れたＰＬＣシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
電力線を通信媒体としたＰＬＣシステムにおいては、電力線の分岐、コンセントに対する電力機器の接続の有無、及び、その電力機器の電源のオン・オフや稼働状況等により、電力線を通過するＰＬＣ信号の減衰量が時間の経過に伴って複雑に変化する。
しかし、後述の実施形態（図６）でも述べる通り、互いにＰＬＣ信号を送受信する一対の電力線通信装置（これらの通信装置をモデムＡ及びモデムＢとする。）が接続されるコンセントが決まっている場合、モデムＡからモデムＢに送信されるＰＬＣ信号の減衰量は、モデムＢからモデムＡに送信されるＰＬＣ信号の減衰量と一致し、この減衰量はモデムＡ，Ｂが接続されるコンセントに固有のものである。
【００１０】
従って、上記コンセントとは異なる別のコンセントに、第三の電力線通信装置（モデムＣとする。）を接続しても、モデムＣがモデムＡ及びＢから受信するＰＬＣ信号の減衰量は、モデムＡとモデムＢの間で観測されるＰＬＣ信号の減衰量とは異なる。
このように、ＰＬＣシステムでは、ＰＬＣ信号の減衰量は一対のモデムＡ，Ｂを接続するコンセントの位置によって定まる固有の特性になっているので、かかるＰＬＣ信号の減衰量を利用して生成した暗号鍵をモデムＡとモデムＢの共通鍵として設定すれば、第三者（モデムＣ）が知り得ない共通鍵による暗号化を行うことができる。
本発明者は、上記知見に基づき、ＰＬＣ信号の減衰量に基づく共通鍵を一対の電力線通信装置に自動設定できる構成を採用することにより、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明のＰＬＣシステムは、電力線を通信媒体とした一対の通信装置を備え、一方の通信装置と他方の通信装置がこれらの間で固有の共通鍵で暗号化された暗号データを変調してなるＰＬＣ信号を送受信するＰＬＣシステムであって、前記一方の通信装置は、前記他方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から暗号鍵を生成し、その暗号鍵を前記共通鍵として設定する共通鍵設定処理部を有し、前記他方の通信装置は、前記一方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から暗号鍵を生成し、その暗号鍵を前記共通鍵として設定する共通鍵設定処理部を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明のＰＬＣシステムによれば、一方の通信装置は、他方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定する。逆に、他方の通信装置は、一方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定する。
上記各通信装置が生成する暗号鍵はその各通信装置が接続されるコンセントの位置に固有のものである。このため、本発明のＰＬＣシステムによれば、当該コンセントと異なる他のコンセントに接続される第三者（盗聴者）の通信装置からは知り得ない固有の共通鍵を、任意の一対の通信装置に対して自動的に設定することができる。
【００１３】
ところで、この種のＰＬＣシステムにおいては、一般に直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）によるマルチキャリア変調方式が採用されている。かかる変調方式では、受信されたＰＬＣ信号はフーリエ変換された後で例えばＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式等で復調され、この復調の際に得られた各キャリアの振幅情報に基づいて誤り訂正を行っている。
そこで、本発明のＰＬＣシステムにおいて、前記各通信装置の共通鍵設定処理部として、受信したＰＬＣ信号の復調時に取り出される各キャリアの振幅情報と、前記ＰＬＣ信号の送信時の各キャリアの振幅情報とから当該ＰＬＣ信号の減衰量を算出し、そのキャリアごとに求めた減衰量に基づいて前記暗号鍵を生成するものを採用することが好ましい。
【００１４】
この場合、ＰＬＣの通信装置が本来有する既存機能である誤り訂正を行う前の、ＰＬＣ信号の各キャリアの振幅情報を利用して暗号鍵を生成することができるので、ＰＬＣ信号の減衰量を検出する新たな回路構成を通信装置に実装する必要がなく、本発明を安価に実現できるという利点がある。
【００１５】
また、本発明の共通鍵の設定方法は、一方の通信装置と他方の通信装置がこれらの間で固有の共通鍵で暗号化された暗号データを変調してなるＰＬＣ信号を送受信するＰＬＣシステムにおいて、前記一方の通信装置が、前記他方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を前記共通鍵として設定するとともに、前記他方の通信装置が、前記一方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を前記共通鍵として設定することを特徴とする。
【００１６】
本発明の共通鍵の設定方法よれば、一方の通信装置は、他方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定する。逆に、他方の通信装置は、一方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定する。
上記各通信装置が生成する暗号鍵はその通信装置が接続されるコンセントの位置に固有のものである。このため、本発明の設定方法によれば、当該コンセントと異なる他のコンセントに接続される第三者（盗聴者）の通信装置からは知り得ない固有の共通鍵を、任意の一対の通信装置に対して自動的に設定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明した通り、本発明によれば、第三者の通信装置から知り得ない固有の共通鍵を任意の一対の通信装置に対して自動的に設定できるので、共通鍵の更新作業を簡単に行える秘匿性に優れたＰＬＣシステムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
〔システムのネットワーク構成〕
図１は、複数の家屋Ｈ１，Ｈ２に電力線通信技術を用いて構築された宅内ネットワーク（ＬＡＮ）を示している。
この電力線通信システムによる宅内ネットワークでは、各家屋Ｈ１，Ｈ２内の宅内配電線１０，１１を利用して、それぞれの建物Ｈ１，Ｈ２ごとに独立したネットワーク（ＬＡＮ）が構築されている。
【００１９】
各家屋Ｈ１，Ｈ２の宅内配電線（建物内電力線）１０，１１は、引き込み線１２，１３を介して電柱に架設される等により、家屋Ｈ１，Ｈ２の近傍にある屋外電力線１００に接続されている。
なお、引き込み線１２，１３は、各家屋Ｈ１，Ｈ２の分電盤１４，１５に接続されており、分電盤１４，１５から分岐した複数の宅内配電線１０，１１が各家屋内Ｈ１，Ｈ２に敷設されている。
【００２０】
各宅内配電線１０，１１には、それぞれ、１又は複数の終端部が設けられており、各終端部には複数の電源コンセント（壁面コンセント）１６，１７が接続されている。これらのコンセント１６，１７の差込口に、複数の電力線通信装置（以下、単に「モデム」という。）Ａ〜Ｆがそれぞれ接続されている。この各モデムＡ〜Ｆは、配電線１０，１１を介して、ＰＬＣ信号の伝送を行うとともに電力供給を受ける。
【００２１】
なお、ＰＬＣシステムによりネットワークを構成する場合、当該ネットワークには、電力線通信を制御する親モデムが含まれている必要がある。
もっとも、この親モデムの機能は、親モデム専用機に担わせてもよいが、すべてのモデムが親モデムとしての機能を有していて、最も古くから電源が投入されているモデムが親モデムとなり、後から電源が投入されたモデムは子モデムとなる等により、親モデムがネットワークの状態に応じて適宜決まるようにしてもよい。
【００２２】
家屋Ｈ１，Ｈ２ごとに独立したネットワーク（ＬＡＮ）を構築しようとしても、ＰＬＣシステムでは、各家屋Ｈ１，Ｈ２の宅内配電線１０，１１が電力線１００を介して繋がっている。従って、一方のネットワークの信号は、他方のネットワークに到達することができる。そこで、各ネットワークを独立化するため、各モデムＡ〜Ｆには、セキュリティ情報としてネットワーク識別子及び暗号鍵に関するデータが設定可能となっている。
なお、ネットワーク識別子は、自他ネットワークを区別すべくネットワーク毎にユニークに設定され、同一ネットワークに属するモデムＡ〜Ｃは、共通のネットワーク識別子を持つ。また、同一ネットワークに属するモデムＡ〜Ｃは、共通の暗号鍵を持ち、ネットワーク外からは信号を読み取れない。
【００２３】
〔モデムの内部構成〕
図２は、上記モデムＡ，Ｂの内部構成を示すブロック図である。なお、他のモデムＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆの内部構成も同様である。
図２に示すように、このモデムＡ，Ｂは、筐体２０から延設された電源コード２１を有し、このコード２１の先端に設けられた電源プラグ２２を介して、コンセントに接続可能となっている。電源コード２１は、筐体２０内の電源回路２３とＰＬＣ送受信部（通信部）２４に接続されている。この送受信部２４は、信号の変復調等の処理を行って他のモデムと電力線通信を行うものである。
【００２４】
また、モデムＡ，Ｂは、ＰＬＣ送受信部２４の制御、送受信データの処理、及び、後述する暗号鍵の生成や設定作業等を行う制御部２５を備えている。モデムＡ，ＢのＰＬＣ送受信部２４は、所定の電力線通信用の周波数帯域において、複数の搬送波（マルチキャリア）を用いる周波数多重方式、より具体的には、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Domain Multiplex）とよばれる変調方式で変調を行う。
このため、ＰＬＣ送受信部２４は、位相偏移変調（ＢＰＳＫ：Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying 等）や直交振幅変調（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulation）といった変調機能を有しており、送信すべきデータを複数のキャリアに分散割当し、割り当てられたデータに基づいてキャリアの振幅（パワー）及び位相を変調する。
【００２５】
なお、本実施形態では、通常の電力線通信の際の周波数帯域として２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚを用い、全帯域（２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）でのキャリア数を２０４８本（Ｎ本）としているが、これに限定されるものではない。
モデムＡ，Ｂの制御部２５は、前記セキュリティ情報の１つである暗号鍵の生成と、生成した暗号鍵を当該モデムＡ，Ｂ間の共通鍵として設定する設定作業を行う共通鍵設定処理部２６を備えている。この処理部２６による暗号鍵の生成と共通鍵の設定については、後述する。
【００２６】
制御部２５には不揮発性のメモリ２７が接続されており、このメモリ２７は暗号鍵の記憶領域を備えている。このメモリ２７には、ＰＣを用いたコマンド入力等によって予め固有の共通鍵が設定されていて、モデムＡ，Ｂは、その固有の共通鍵を利用した所定の暗号方式（例えば、３ＤＥＳやＡＥＳ）で暗号化された暗号データを変調してなるＰＬＣ信号をお互いに送受信することで、暗号通信を行うようになっている。
なお、モデムＡ，Ｂの筐体２０には、共通鍵の設定状態をユーザに認知させるための、ＬＥＤ等よりなる表示部３０が設けられている。
【００２７】
〔ＰＬＣ送受信部の内部構成〕
図３は、モデムＡ，ＢのＰＬＣ送受信部２４の内部構成を示している。
図３に示すように、ＰＬＣ送受信部２４の送信部２４Ａは、イーサネット（登録商標：以下同様。）フレームをＰＬＣで扱う単位（例えば５１２ビット単位）でフレーム化するフレーミング処理部３０と、そのフレームをＯＦＤＭの各サブキャリアに割り当てるビット割当回路３１とを備えている。
【００２８】
ビット割当回路３１で割り当てられたフレームは、ＩＦＦＴ回路３２で逆フーリエ変換されて時間軸上のデータ信号に変換され、この信号に、プリアンブル付加回路３３によって同期用のプリアンブル信号が付加される。
その後、そのプリアンブルが付加されたデータ信号は、Ｄ／Ａ変換器３４によってアナログのＰＬＣ信号に変換され、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）３５及びカップリングトランス３６を通じて電力線１に重畳される。
【００２９】
他方、ＰＬＣ送受信部２４の受信部２４Ｂは、上記送信部２４Ａを逆に辿る経路を備えている。すなわち、電力線からの高周波のＰＬＣ信号は、カップリングトランス３８とアナログフロントエンド（ＡＦＥ）３９を介してＡ／Ｄ変換器４０に入力され、デジタル信号に変換される。このデジタル信号は、プリアンブル除去回路４１によってデータ部の同期が行われ、ＦＦＴ回路４２でフーリエ変換されて単位時間の信号からサブキャリアが抽出される。
その後、ビット取出回路４３において、前記ビット割当回路３１と逆の手順でサブキャリアからビット列を取り出し、取り出された信号はフレーミング処理部４４によってイーサネットフレームに変換されて送信される。
【００３０】
〔共通鍵の設定方法〕
図４は、一対のモデムＡ，Ｂ間で行われる暗号鍵生成のための制御通信の手順を示すシーケンス図である。なお、図４では、送信側がモデムＡでかつ受信側がモデムＢである場合を例示している。
図４に示すように、まず、送信側であるモデムＡの共通鍵設定処理部２６は、新しい暗号鍵の生成のためのテスト波形を受信側のモデムＢに送信する（ステップＳ１）。このテスト波形のサブキャリアごとの振幅情報（送信強度）は予め各モデムＡ，Ｂのメモリ２７に記憶され、既知であるものとする。
【００３１】
上記テスト波形のＰＬＣ信号を受信すると（ステップＳ２）、モデムＢの共通鍵設定処理部２６は、受信したＰＬＣ信号の振幅情報（受信強度）に基づいてサブキャリアごとの減衰量を測定する（ステップＳ３）。
図５は、上記減衰量の演算原理を示す概念図である。図５（ａ）に示すように、モデムＢのＰＬＣ送受信部２４は、ＰＬＣ信号を受信すると、同期処理、フーリエ変換処理及び復調処理を行うが、図５（ｂ）に示すように、モデムＢの共通鍵設定処理部２６は、この復調の際に、受信したＰＬＣ信号の振幅情報をサブキャリアごとに取り出し、自身のメモリ２７に記憶されているサブキャリアごとの振幅情報との差分を取ることにより、サブキャリアごとの減衰量を測定する。
【００３２】
その後、モデムＢの共通鍵設定処理部２６は、上記サブキャリアごとの減衰量に基づいて暗号鍵を生成する（ステップＳ４）。
この暗号鍵の生成は、例えば、サブキャリアごとの減衰量を所定の閾値と比較して大きいか小さいかによって二値化し、この二値化データをサブキャリアの順番に並べてビット列を作成することによって生成することができる。従って、この場合には、サブキャリアの数と同じビット数の暗号鍵が得られる。
【００３３】
モデムＢの共通鍵設定処理部２６は、上記のようにして新たに生成した暗号鍵をメモリ２７に上書きすることにより、その暗号鍵をモデムＡとの暗号通信で使用する共通鍵として設定する（ステップＳ５）。
共通鍵の設定が終了すると、モデムＢの共通鍵設定処理部２６は、その終了を送信側のモデムＡに通知する（ステップＳ６及びステップＳ７）。
【００３４】
また、本実施形態では、上記とは反対に、モデムＢからモデムＡに対してもテスト波形の送信が行われる。これにより、受信側のモデムＡの共通鍵設定処理部２６においてサブキャリアごとの減衰量に基づく暗号鍵が生成され、この新たに生成した暗号鍵がモデムＢとの暗号通信で使用する共通鍵として設定されるようになっている。
モデムＡ及びモデムＢの共通鍵設定処理部２６は、上記のような減衰量の測定に基づく共通鍵の設定を一定時間ごとに繰り返し行っており、これによって両モデムＡ，Ｂで使用する共通鍵が一定時間おきに自動的に更新される。
【００３５】
このように、本実施形態のＰＬＣシステムによれば、ローカルネットワークを構成可能な一対のモデムＡ及びＢのうち、一方のモデムＡが、他方のモデムＢから受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定し、逆に、他方のモデムＢが、一方のモデムＡから受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を共通鍵として設定する。
【００３６】
図６は、上記減衰量に基づく共通鍵の安全性を示すためのＰＬＣシステムの構成図である。
図６に示すように、モデムＡはコンセントａに接続し、モデムＢはコンセントｂに接続するというように、互いにＰＬＣ信号を送受信するモデムＡとモデムＢが接続されるコンセントが決まっているとする。この場合、モデムＡからモデムＢに送信されるＰＬＣ信号の減衰量は、モデムＢからモデムＡに送信されるＰＬＣ信号の減衰量と一致し、この減衰量はモデムＡ，Ｂが接続されるコンセントａ，ｂの位置に固有のものである。
【００３７】
また、電力線を通信媒体としたＰＬＣシステムにおいては、概ね次の（１）〜（３）の原因により、電力線を通過するＰＬＣ信号の減衰量が時間の経過に伴って複雑に変化するが、これらの場合でもコンセントａ，ｂ間での減衰量は一定である。
（１） 電力線の分岐
（２） コンセントに対する電力機器の接続の有無
（３） コンセントに接続された電力機器の電源のオン・オフや稼働状況
【００３８】
一方、上記コンセントａ，ｂとは異なる別のコンセントｃに、第三者（盗聴者）のモデムＣを接続しても、モデムＣがモデムＡやモデムＢから受信するＰＬＣ信号の減衰量は、モデムＡとモデムＢの間で観測されるＰＬＣ信号の減衰量とは異なる。
このように、ＰＬＣ信号の減衰量は一対のモデムＡ，Ｂを接続するコンセントａ，ｂの位置によって定まる固有の特性になっていて、他のコンセントｃから観測することができない。従って、本実施形態のように、ＰＬＣ信号の減衰量を利用して生成した暗号鍵をモデムＡ及びＢの共通鍵として設定すれば、モデムＣ（盗聴者）が知り得ない共通鍵を用いた暗号通信を行うことができる。
【００３９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、簡単のために２つのモデムＡ，Ｂ間での共通鍵の設定作業を例示したが、ネットワーク内にある３つ以上のモデムに本発明を適用することも可能である。この場合には、３つ以上の複数のモデム間で、まず、本発明の共通鍵の設定方法を行う一対のモデム同士を確定する制御通信を行わせ、その上で当該共通鍵の設定方法を実施すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】複数の家屋に構築された宅内ネットワークの構成図である。
【図２】ＰＬＣモデムの内部構成を示すブロック図である。
【図３】ＰＬＣ送受信部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】モデム間で行われる暗号鍵生成のための制御通信の手順を示すシーケンス図である。
【図５】減衰量の演算原理を示す概念図である。
【図６】減衰量に基づく共通鍵の安全性を示すためのＰＬＣシステムの構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｈ１：家屋、Ｈ２：家屋、１０：宅内配電線、１１：宅内配電線、１２：引き込み線、
１３：引き込み線、１４：分電盤、１５：分電盤、１６：電源コンセント、
１７：電源コンセント、２０：筐体、２１：電源コード、２２：電源プラグ、
２３：電源回路、２４：ＰＬＣ送受信部（通信部）、２５：制御部、
２６：共通鍵設定処理部、２７：メモリ、２８：表示部、
３０：フレーミング処理部、３１：ビット割当回路、３２：ＩＦＦＴ回路、
３３：プリアンブル付加回路、３４：Ｄ／Ａ変換器、３５：アナログフロントエンド、
３６：カップリングトランス、３８：カップリングトランス、
３９：アナログフロントエンド、４０：Ａ／Ｄ変換器、４１：プリアンブル除去回路、
４２：ＦＦＴ回路、４３：ビット取出回路、４４：フレーミング処理部、
１００：屋外電力線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を通信媒体とした一対の通信装置を備え、一方の通信装置と他方の通信装置がこれらの間で固有の共通鍵で暗号化された暗号データを変調してなるＰＬＣ信号を送受信するＰＬＣシステムであって、
前記一方の通信装置は、前記他方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から暗号鍵を生成し、その暗号鍵を前記共通鍵として設定する共通鍵設定処理部を有し、
前記他方の通信装置は、前記一方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から暗号鍵を生成し、その暗号鍵を前記共通鍵として設定する共通鍵設定処理部を有することを特徴とするＰＬＣシステム。
【請求項２】
前記各通信装置の共通鍵設定処理部は、受信したＰＬＣ信号の復調時に取り出される各キャリアの振幅情報と、前記ＰＬＣ信号の送信時の各キャリアの振幅情報とから当該ＰＬＣ信号の減衰量を算出し、そのキャリアごとに求めた減衰量に基づいて前記暗号鍵を生成する請求項１に記載のＰＬＣシステム。
【請求項３】
一方の通信装置と他方の通信装置がこれらの間で固有の共通鍵で暗号化された暗号データを変調してなるＰＬＣ信号を送受信するＰＬＣシステムにおいて、
前記一方の通信装置が、前記他方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を前記共通鍵として設定するとともに、
前記他方の通信装置が、前記一方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を前記共通鍵として設定することを特徴とするＰＬＣシステムにおける共通鍵の設定方法。
【請求項１】
電力線を通信媒体とした一対の通信装置を備え、一方の通信装置と他方の通信装置がこれらの間で固有の共通鍵で暗号化された暗号データを変調してなるＰＬＣ信号を送受信するＰＬＣシステムであって、
前記一方の通信装置は、前記他方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から暗号鍵を生成し、その暗号鍵を前記共通鍵として設定する共通鍵設定処理部を有し、
前記他方の通信装置は、前記一方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から暗号鍵を生成し、その暗号鍵を前記共通鍵として設定する共通鍵設定処理部を有することを特徴とするＰＬＣシステム。
【請求項２】
前記各通信装置の共通鍵設定処理部は、受信したＰＬＣ信号の復調時に取り出される各キャリアの振幅情報と、前記ＰＬＣ信号の送信時の各キャリアの振幅情報とから当該ＰＬＣ信号の減衰量を算出し、そのキャリアごとに求めた減衰量に基づいて前記暗号鍵を生成する請求項１に記載のＰＬＣシステム。
【請求項３】
一方の通信装置と他方の通信装置がこれらの間で固有の共通鍵で暗号化された暗号データを変調してなるＰＬＣ信号を送受信するＰＬＣシステムにおいて、
前記一方の通信装置が、前記他方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を前記共通鍵として設定するとともに、
前記他方の通信装置が、前記一方の通信装置から受信したＰＬＣ信号の周波数ごとの減衰量から生成した暗号鍵を前記共通鍵として設定することを特徴とするＰＬＣシステムにおける共通鍵の設定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−４４４０７（Ｐ２００９−４４４０７Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０６７０１（Ｐ２００７−２０６７０１）
【出願日】平成１９年８月８日（２００７．８．８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月８日（２００７．８．８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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