JP2015162880A - 通信システム管理装置、情報処理端末及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明によれば、無線ネットワークの各ノードの固有鍵をより安全かつ効率的に配信することができる。【解決手段】 本発明は、無線ネットワークのそれぞれに配置された通信管理装置と、ノードと、通信システム管理装置とを備える通信システムに関する。そして、通信システム管理装置は、それぞれのノードの識別情報と鍵情報を含むノード情報を管理する手段と、それぞれの上記ノードと、それぞれの上記通信管理装置との関連付けを決定する関連付け決定手段と、決定された関連付けの内容に基づいて、ノード情報管理手段で管理している鍵情報を当該鍵情報に係るノードに関連付けられた通信管理装置に配信する手段とを有することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

この発明は、通信システム管理装置、情報処理端末及び通信システムに関し、例えば、鍵情報を配信して認証するシステムを備えた通信システムに適用し得る。

従来、暗号化が適用されたセキュアなネットワークに、センサノードのように入出力インターフェースを期待できないノードを新規追加する場合に、該ネットワークに加入するための認証情報（暗号鍵情報など）を新規ノードに設定する方法として特許文献１が開示されている。

具体的には無線ネットワークの管理端末（センサネットワークにおけるコーディネータ、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）におけるアクセスポイント、特許文献１においてはＡＰと表記している端末。）が管理するネットワーク共通鍵を該新規ノードに設定するために、新規ノードに固有の暗号鍵を製造時に持たせておき、一方インターネットＮ２上の鍵管理サーバにも該ノードの固有鍵のコピーと、無線ネットワーク管理端末のネットワーク共通鍵のコピーを記憶させておき、スマートフォンなどの第３の端末から該鍵管理サーバにノードのＩＤと無線ネットワーク管理端末のＩＤを送り、該サーバはこれを受けて該ノードの鍵で暗号化したネットワーク共通鍵を該無線ネットワーク管理端末に送り、該無線ネットワーク管理端末は該ノードに該暗号化されたネットワーク共通鍵を転送し、ノードは該暗号化されたネットワーク共通鍵を受信してノード固有の暗号鍵でネットワーク共通鍵を復号化することにより該ネットワーク共通鍵を設定してネットワークに加入する。

特開２００９−７１７０７号公報

ところで、従来、ＴＬＳ−ＰＳＫ（ＩＥＴＦ ＲＦＣ４２７９：Ｐｒｅ−Ｓｈａｒｅｄ Ｋｅｙ Ｃｉｐｈｅｒｓｕｉｔｅｓ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）プロトコルを用いて無線ネットワーク管理端末とノードとがピア・ツー・ピアでの暗号通信を行う場合、ＴＬＳ−ＰＳＫのハンドシェイク（以下、ＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイクと呼ぶ）を行う前に、ノードごとに固有の事前共有鍵（ＰｒｅＳｈａｒｅｄ Ｋｅｙ：ＰＳＫ）と呼ばれる共通鍵情報を、無線ネットワーク管理端末とノードとの間で事前共有する必要がある。

事前共有方法の１つとして、無線ネットワーク管理端末が各ノードの事前共通鍵を任意に決めてノードの側にインストールする方法がある。このような事前共有鍵に関する従来技術についても特許文献１に記載されている。

一方、製造時にノードに固有の鍵情報をインストールし、そのコピーを無線ネットワーク管理端末に配信する方法が考えられる。この方法では特許文献１をそのまま適用することは難しいが、こちらの方が事前共有時にノードが通信を行う必要が無いというメリットがある。

ただしこの方法を適用する場合、ノードが接続する無線ネットワーク管理端末を切り替える場合に、ノードの固有鍵を更新しなければ、切り替え前の無線ネットワーク管理端末が、切り替え先の無線ネットワーク管理端末とノードとの間でやりとりする暗号文を解読できることを考慮しなければならない。

上述のような問題点に鑑みて無線ネットワークの各ノードの固有鍵をより安全かつ効率的に配信することができる通信システム管理装置、情報処理端末及び通信システムが望まれている。

第１の本発明は、通信管理装置が配置された１又は複数の無線ネットワークを管理する通信システム管理装置において、（１）それぞれの上記ノードの識別情報と鍵情報を含むノード情報を管理するノード情報管理手段と、（２）それぞれの上記ノードと、それぞれの上記通信管理装置との関連付けを決定する関連付け決定手段と、（３）上記関連付け決定手段で決定された関連付けの内容に基づいて、上記ノード情報管理手段で管理している鍵情報を当該鍵情報に係るノードに関連付けられた上記通信管理装置に配信する鍵配信手段とを有することを特徴とする。

第２の本発明は、１又は複数の無線ネットワークのそれぞれに配置された通信管理装置と、上記無線ネットワークに接続する１又は複数のノードと、通信システム管理装置とを備える通信システムにおいて、上記通信システム管理装置として第１の本発明の通信システム管理装置を適用したことを特徴とする。

第３の本発明の情報処理端末は、（１）ユーザ又は無線ネットワークに配置された無線ネットワーク管理端末と、上記無線ネットワークに接続するノードとを関連づける関連付け情報を生成する関連付け情報生成手段と、（２）第１の本発明の通信システム管理装置に、上記関連付け情報生成手段が生成した関連付け情報を送信する関連付け情報送信手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、無線ネットワークの各ノードの固有鍵をより安全かつ効率的に配信することができる。

実施形態に係る通信システムの動作について示したシーケンス図である。 実施形態に係る通信システムの全体構成について示したブロック図である。 実施形態に係る通信システムを構成する無線ノードの機能的構成について示したブロック図である。 実施形態に係る通信システムを構成する無線ＮＷ管理端末の機能的構成について示したブロック図である。 実施形態に係る通信システムを構成するセンターサーバの機能的構成について示したブロック図である。 実施形態に係る通信システムを構成する関連付け端末の機能的構成について示したブロック図である。 実施形態に係るセンターサーバで管理されるノードテーブルの構成例について示した説明図である。 実施形態に係るセンターサーバで管理される無線ネットワーク管理端末テーブルの構成例について示した説明図である。 実施形態に係るセンターサーバで管理されるユーザテーブルの構成例について示した説明図である。 実施形態に係る無線ノードの動作について示したフローチャートである 実施形態に係るセンターサーバの動作について示したフローチャートである。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による通信システム管理装置、情報処理端末及び通信システムの一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。以下では、本発明のシステム管理装置及び情報処理端末を、センターサーバ及び関連付け端末に適用する例について説明する。

（Ａ−１）実施形態の構成
図２は、この実施形態の通信システム１の全体構成について示したブロック図である。

通信システム１には、複数の無線ネットワークＮ１と、インターネットＮ２が配置されている。

各無線ネットワークＮ１には、１又は複数のノード１００と、当該無線ネットワークＮ１でのノード１００の接続等を管理する装置（コーディネータ）として無線ＮＷ管理端末２００が配置されている。なお、通信システム１内での無線ネットワークＮ１の数及びノード１００の数は限定されないものである。

そして、各無線ＮＷ管理端末２００は、インターネットＮ２にも接続されている。また、インターネットＮ２には、１又は複数の関連付け端末４００も接続されている。なお、関連付け端末４００の数は限定されていないものである。

ここでは、無線ＮＷ管理端末２００が各無線ネットワークＮ１におけるアクセスポイントとして機能するものとして説明するが、別途アクセスポイントとなる通信装置を配置し、無線ＮＷ管理端末２００が各ノード１００の管理（認証等）を行うようにしてもよい。

センターサーバ３００はデータベースを保持しており、該データベースでは無線ノード１００と無線ＮＷ管理端末２００およびユーザの各種情報を管理している。センターサーバ３００が保持するデータベースの具体的な構成については後述する。また、センターサーバ３００は、無線ＮＷ管理端末２００に各ノード１００の鍵を配信する機能を担っている。

関連付け端末４００は、センターサーバ３００に関連付ける無線ＮＷ管理端末２００とノード１００の情報を通知するためのユーザーインタフェースとなる端末である。関連付け端末４００としては、例えば、インターネットＮ２に接続されたスマートフォンやタブレット端末を適用することができる。

次に、図３を用いて、各ノード１００の構成について説明する。各ノード１００で異なる構成としてもよいが、ここでは、全てのノード１００は図３のブロック図で示すことができる構成であるものとして説明する。

ノード１００は、無線通信部１０１、接続先決定部１０２、接続先候補保持部１０３、ＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイク部１０４、ＰＳＫ保持部１０５、ＰＳＫ更新部１０６、ＰＳＫ更新鍵保持部１０７、及びＰＳＫ更新制御部１０８を有している。なお、各ノード１００は、例えば、無線通信可能なコンピュータを備える装置に図３に示す各構成要素に対応するプログラム（実施形態の無線通信プログラムを含む）をインストールすることにより実現するようにしてもよい。

無線通信部１０１は、無線ネットワークＮ１にアクセスするための通信インターフェースである。

接続先決定部１０２は接続先となるネットワークが複数ある場合に、その中から接続先を任意に選択するものである。ただし接続先決定部１０２では、その選択方法については限定されないものである。

接続先候補保持部１０３は複数の無線ネットワークＮ１を検知した場合にその情報を一時的に記憶するものである。ただし、接続先候補保持部１０３は認証に失敗した無線ネットワークＮ１については候補から外す。

ＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイク部１０４は、無線ネットワーク管理端末とＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイクを行うことにより、暗号通信路を確立する。

ＰＳＫ保持部１０５は、ＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイクで利用する事前共有鍵（ＰＳＫ）を記憶するものである。この実施形態のノード１００では、その事前共有鍵（ＰＳＫ）が、事前にインストール（製造時にプレインストール）されているものとし、そのコピーがセンターサーバ３００のデータベースにも保持されているものとする。

ＰＳＫ更新部１０６は事前共有鍵（ＰＳＫ）を更新するものである。

ＰＳＫ更新部１０６が行う更新方法（事前共有鍵の更新方法）は必ずしも１通りではない。この実施形態のＰＳＫ更新部１０６は、鍵更新鍵を用い、現在の事前共有鍵情報と、当該鍵更新鍵とを鍵付ハッシュ関数の入力とし、その出力された情報を更新された事前共有鍵として取得するものとする。鍵付ハッシュ関数は、たとえばＩＥＴＦ ＲＦＣ２１０４において定義されているＨＭＡＣ（Ｋｅｙｅｄ―Ｈａｓｈｉｎｇ ｆｏｒ Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）関数を利用することができる。

ＰＳＫ更新鍵保持部１０７は、ＰＳＫ更新部１０６が取得した鍵更新鍵を記憶するものである。

ＰＳＫ更新制御部１０８はＰＳＫ更新部１０６を動作させるタイミングを制御するものである。この実施形態において、ＰＳＫ更新制御部１０８が、鍵更新を行うタイミングを、新しい無線ネットワークＮ１に接続するときとして説明するが、鍵更新のタイミングについては限定されないものである。

次に、図４を用いて無線ＮＷ管理端末２００の構成について説明する。

無線ＮＷ管理端末２００は、無線通信部２０１、ＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイク部２０２、ＰＳＫ保持部２０３、インターネット通信部２０４、及びネットワーク管理部２０５を有している。なお、無線ＮＷ管理端末２００は、例えば、無線通信可能なコンピュータを備える装置に、図４に示す各構成要素に対応するプログラム（実施形態の通信管理プログラムを含む）をインストールすることにより実現するようにしてもよい。

無線通信部２０１は、無線ネットワークＮ１のノードと通信するための通信インターフェースである。

ＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイク部２０２は、ノード１００とＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイクを行うことにより、暗号通信路を確立するものである。

ＰＳＫ保持部２０３は、配下の各ノード１００の事前共有鍵情報を記憶するものである。

インターネット通信部２０４はインターネットＮ２にアクセスするためのインターフェースであり、センターサーバ３００と通信するため等に利用される。この実施形態では、無線ＮＷ管理端末２００がセンターサーバ３００と行う通信はすべて暗号化されているものとする。無線ＮＷ管理端末２００とセンターサーバ３００との間の暗号化通信路の確立手段としては、例えば、ＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｏｃｋｅｔ Ｌａｙｅｒ）やＩＰＳｅｃ等の種々の手段を適用することができる。

ネットワーク管理部２０５は、無線ネットワークＮ１のコーディネータ機能を実装した部分である。この実施形態では、ネットワーク管理部２０５は、ＴＬＳ−ＰＳＫによる暗号通信路を確立できたノード１００を、無線ＮＷ管理端末２００による管理下のネットワークに参加するものとして扱う。

次に、図５を用いてセンターサーバ３００の構成について説明する。

センターサーバ３００は、インターネット通信部３０１、ログイン管理部３０２、関連付け決定部３０３、関連付け参照子保持部３０４、テーブル操作部３０５、データベース３０６、鍵配送部３０７、ＰＳＫ更新部３０８、及びＰＳＫ更新制御部３０９を有している。なお、センターサーバ３００は、例えば、ネットワーク接続可能なコンピュータを備える装置に、図５に示す各構成要素に対応するプログラム（実施形態の通信システム管理プログラムを含む）をインストールすることにより実現するようにしてもよい。

インターネット通信部３０１はインターネットＮ２にアクセスして、各無線ＮＷ管理端末及び、各関連付け端末４００と通信するためのインターフェースである。

ログイン管理部３０２は、ユーザが関連付け端末４００から送ってきたログイン情報に対してデータベース３０６にアクセスして、ユーザＩＤとパスワードの組が正しいかどうかを検証すると共に、ログイン状態を管理する。

なお、ログイン管理部３０２が管理するログイン方法に関しては、上述の例に限定されないものであり、種々のアカウント管理と同様の構成を適用することができる。

関連付け決定部３０３は関連付け端末４００から、関連付け情報を受け取り、該関連付け情報を解釈して、関連付け端末４００を操作するユーザと無線ＮＷ管理端末２００及びノード１００とを関連付けると共に、関連付け参照子保持部３０４に無線ＮＷ管理端末ＩＤとノードＩＤとを送る。また、関連付け決定部３０３は、ノード１００の機器ＩＤについては鍵配送部３０７にも送る。関連付け情報の例としては、ノード１００と無線ＮＷ管理端末２００の機器ＩＤを連結した情報が考えられるが、これ以外にユーザＩＤと無線ＮＷ管理端末２００とが１対１に対応するならば、ユーザＩＤとノードＩＤの連結でも良い。この実施形態では、関連付け決定部３０３が処理する関連付け情報の構成に関して特定の構成に限定されないものである。

関連付け参照子保持部３０４は、関連付け決定部３０３から無線ＮＷ管理端末２００のＩＤとノード１００のＩＤとを受け取り、これをキーとしてデータベース３０６に対して、無線ＮＷ管理端末２００のＩＰアドレスと、ノード１００の事前共有鍵情報を問い合わせる。関連付け参照子保持部３０４は、問い合わせの結果を、関連付け決定部３０３に供給する。

テーブル操作部３０５はデータベース３０６にアクセスして、検索や情報の登録を行う。

データベース３０６は、ノードテーブル３０６ａと無線ネットワーク管理端末テーブル３０６ｂと、ユーザテーブル３０６ｃを有している。

ノードテーブル３０６ａは、図７に示すように、各ノード１００について管理するためのテーブルである。図７に示すノードテーブル３０６ａは、各ノード１００について、識別子としての機器ＩＤ（ノードＩＤ）と、各ノード１００にプレインストールされている事前共有鍵情報と、当該事前共有鍵情報に対応する更新鍵の情報（ＰＳＫ更新鍵情報）の情報をキーとするテーブルとなっている。

なお、この実施形態では、ＰＳＫ更新鍵情報については、無線ノード１００とセンターサーバ３００とで同じ内容が共有されているものとして説明する。

また無線ネットワーク管理端末テーブル３０６ｂは図８に示すように、各無線ＮＷ管理端末２００について管理するためのテーブルである。図８に示す無線ネットワーク管理端末テーブル３０６ｂは、各無線ＮＷ管理端末２００について、無線ＮＷ管理端末２００の機器ＩＤ（無線ＮＷ管理端末ＩＤ）とそのグローバルＩＰアドレスの情報を管理するテーブルとなっている。

ユーザテーブル３０６ｃは、図９に示すように、各ユーザ（無線ノード１００のユーザ）に係る情報を管理するためのテーブルである。図９に示すユーザテーブル３０６ｃは、各ユーザについて、当該ユーザのユーザＩＤ、当該ユーザＩＤに対応するパスワード、当該ユーザが所有する無線ＮＷ管理端末２００のリスト（識別子としての機器ＩＤのリスト）、当該ユーザが所有する無線ノード１００のリスト（識別子としての機器ＩＤのリスト）の情報を管理するテーブルとなっている。

鍵配送部３０７は、関連付け決定部３０３からノード１００の機器ＩＤを受け取ると共に、データベース３０６から無線ＮＷ管理端末２００のＩＰアドレスと、ノード１００の事前共有鍵情報とを受け取る。そして、鍵配送部３０７は、当該無線ＮＷ管理端末２００のＩＰアドレスに対して、当該ノード１００の機器ＩＤ情報と鍵情報をインターネット通信部３０１を介して配信する。

ＰＳＫ更新部３０８は、各ノード１００の事前共有鍵（ＰＳＫ）を更新する。更新方法はノード１００における事前共有鍵更新（ＰＳＫ更新）と同様の手順であり、この実施形態では、例として、ノードテーブル３０６ａからＰＳＫとＰＳＫ更新鍵情報（鍵更新鍵情報）を読み出して鍵付ハッシュ関数を適用した結果の情報を新しい事前共有鍵情報とする。

ＰＳＫ更新制御部３０９はＰＳＫ更新部３０８を動作させるタイミングを制御する。この実施形態では、ＰＳＫ更新制御部３０９は、例として、鍵更新タイミングを、関連付けが決定したときとする。

次に、図６を用いて関連付け端末４００の構成について説明する。

関連付け端末４００は、インターネット通信部４０１、センターサーバアドレス保持部４０２、認証情報入力部４０３、機器ＩＤ取得部４０４、及び関連付け指定部４０５を有している。なお、関連付け端末４００は、例えば、ネットワーク接続可能なコンピュータを備える装置（例えば、スマートホンやタブレットＰＣ等）に、図６に示す各構成要素に対応するプログラム（実施形態の情報処理プログラムを含む）をインストールすることにより実現するようにしてもよい。

インターネット通信部４０１はインターネットＮ２にアクセスするためのインターフェースであり、センターサーバ３００と通信するために利用される。この実施形態では、センターサーバ３００との通信はすべて暗号化されているものとする。暗号化通信路の確立手段としては、インターネットＮ２において広く普及している暗号化技術であるＳＳＬやＩＰＳｅｃなどを適用することができる。

センターサーバアドレス保持部４０２はセンターサーバ３００のグローバルＩＰアドレスを保持するものである。

認証情報入力部４０３は、センターサーバ３００に対してログインをするための認証情報をユーザが入力する手段であり、本実施例では特定の方法に限定することはしないが、例えば直接タッチキーから入力したりする方法が考えられる。

機器ＩＤ取得部４０４は、ユーザが無線ＮＷ管理端末２００やノード１００の機器ＩＤを関連付け端末４００に入力する手段である。例えば、機器ＩＤ取得部４０４は、タッチキーなどのユーザ入力インターフェースや、ＱＲコード（登録商標）をカメラで撮像してデコードすることによる方法により、ＩＤ入力を受付けるようにしてもよい。

関連付け指定部４０５は、無線ＮＷ管理端末２００とノード１００とを関連付けることを、インターネット通信部４０１を介してセンターサーバ３００に通知するものである。この実施形態では、関連付け指定部４０５は、無線ＮＷ管理端末２００とノード１００の各機器ＩＤを用いて、関連付けの指定を行うものとして説明する。なお、関連付け指定部４０５は、機器ＩＤについて、機器ＩＤ取得部４０４から入力させて取得するようにしてもよい。また、関連付け指定部４０５は、無線ＮＷ管理端末２００の機器ＩＤについて、例えばログインしたときにユーザが所有する無線ＮＷ管理端末２００のＩＤをダウンロードすることによって取得しても良い。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の通信システム１の動作を説明する。

図１は、通信システム１の動作について示したシーケンス図である。

ここでは、まず任意のノード１００のＰＳＫ保持部１０５には初期に事前共有鍵（ＰＳＫ）が設定されており、そのコピーがセンターサーバ３００のデータベース３０６にも記憶されているものとする（Ｓ１０１）。この事前設定は例えば製造時にランダムに生成したビット列を事前共有鍵としてノード１００にインストールし、そのコピーをセンターサーバ３００に安全に送ることにより実現できるが、この事前設定方法だけに限定されないものである。

次に、ステップＳ１０１で初期ＰＳＫが事前設定された任意のノード１００に係る情報について、センターサーバ３００及び無線ＮＷ管理端末２００に登録される動作（後述するステップＳ１０２〜Ｓ１０５）について説明する。

まず、当該ノード１００のユーザが、当該ノード１００を所望の無線ネットワークＮ１に係る無線ＮＷ管理端末２００と関連付けを行うために、関連付け端末４００を用いてセンターサーバ３００にログインしたものとする（Ｓ１０２）。

ここでは、当該ユーザが、関連付け端末４００（認証情報入力部４０３）に対してユーザＩＤとパスワードを入力してログインが行われるものとする。そして、関連付け端末４００（インターネット通信部４０１）は、センターサーバアドレス保持部４０２に記憶されているセンターサーバ３００のアドレスに対してＳＳＬ等を用いて暗号通信セッションを構築する。そして、関連付け端末４００（インターネット通信部４０１）は、入力されたユーザＩＤとパスワードをセンターサーバ３００に送る。そして、センターサーバ３００では、送られてきたユーザＩＤとパスワードをログイン管理部３０２においてテーブル操作部３０５を操作してデータベース３０６のユーザテーブルから該当するユーザＩＤと対応するパスワードを読み出して照合し、一致した場合、認証成功を無線ＮＷ管理端末２００に回答すると共に、当該ユーザがログインした状態となったものとして管理を行う。

そして、関連付け端末４００でログインが成功し、運用担当者の操作により、無線ＮＷ管理端末２００とノード１００の各機器ＩＤが、機器ＩＤ取得部４０４に入力され、さらに、各機器ＩＤから関連付け情報が生成され、センターサーバ３００に送信されたものとする（Ｓ１０３）。

そして、センターサーバ３００（関連付け決定部３０３）は、関連付け端末４００からの制御に基づいて、当該関連付け情報を解釈し、ノード１００と無線ＮＷ管理端末２００の各機器ＩＤを関連付け参照子保持部３０４に送る。関連付け参照子保持部３０４はテーブル操作部３０５を操作して、ノード１００の事前共有鍵をノードテーブル３０６ａから、無線ＮＷ管理端末２００のＩＰアドレスを無線ネットワーク管理端末テーブル３０６ｂからそれぞれ読み出して鍵配送部３０７に出力させる。

センターサーバ３００では、上述のステップＳ１０２のログイン後、関連付け端末４００から関連付け情報が送られてきたタイミングでＰＳＫ更新制御部３０９がＰＳＫ更新部３０８に事前共有鍵（ＰＳＫ）を更新するように指示する。これにより、センターサーバ３００のＰＳＫ更新部３０８は、テーブル操作部３０５を制御してデータベース３０６のノードテーブル３０６ａからノードのＰＳＫ更新鍵情報を読み取って事前共有鍵（ＰＳＫ）を更新する（Ｓ１０４）。

次に、センターサーバ３００の鍵配送部３０７は、当該無線ＮＷ管理端末２００のＩＰアドレスに対してインターネット通信部３０１を介してセキュアに接続し、ノード１００の機器ＩＤと事前共有鍵（ＰＳＫ）を配信する（Ｓ１０５）。

以上のような動作により、それぞれの無線ノード１００に係る機器ＩＤと事前共有鍵（ＰＳＫ）が、無線ＮＷ管理端末２００に配信される。

次に、無線ＮＷ管理端末２００に機器ＩＤと事前共有鍵（ＰＳＫ）が配信されたノード１００が、無線ネットワークＮ１（機器ＩＤと事前共有鍵が配信された無線ＮＷ管理端末２００）に接続する際の動作（後述するステップＳ１０６〜Ｓ１１１）について説明する。

まず、利用者により、ノード１００の電源がオンにされたものとする（Ｓ１０６）。

ノード１００は、起動すると直ちに接続先の無線ネットワークＮ１の候補を探すため待機し、ビーコン（無線ＮＷ管理端末２００からのビーコン）を受信したものとする（Ｓ１０７）。

ビーコンを受信すると、ノード１００は、そのビーコンの情報（ビーコンに含まれる送信元の情報）から無線ＮＷ管理端末２００に対して接続要求を送信する（Ｓ１０８）。

そして、無線ＮＷ管理端末２００は、ノード１００に対して仮の接続許可を送信する（Ｓ１０９）。

この接続はＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイクを実行するための仮の接続であり、ＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイクが失敗した場合には、無線ＮＷ管理端末２００は、強制的に当該仮の接続を切断する。

仮の接続が確立すると、ノード１００（ＰＳＫ更新制御部１０８）は、無線ＮＷ管理端末２００が、前回ＴＬＳ−ＰＳＫを実行した相手と違う場合に、ＰＳＫ更新部１０６に事前共有鍵情報の更新を指示し、ＰＳＫ更新部１０６はＰＳＫ更新鍵保持部１０７からＰＳＫ更新鍵情報を読み出して、事前共有鍵（ＰＳＫ）を更新する（Ｓ１１０）。

次に、ノード１００（ＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイク部１０４）は、ＰＳＫ保持部１０５に記憶されている事前共有鍵（ＰＳＫ）を用いて、無線ＮＷ管理端末２００と事前共有鍵を用いたＴＬＳ−ＰＳＫを実行する。無線ＮＷ管理端末２００ではＰＳＫ保持郡２０３に記憶されている、ノード１００に対応した事前共有鍵をＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイクの事前共有鍵としてＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイク部２０２に送り、ノード１００とＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイクを実行することにより、ＴＬＳ暗号通信セッションを確立する（Ｓ１１１）。

次に、図１０のフローチャートを用いて、無線ノード１００で電源がＯＮになった場合の動作（上述のステップＳ１０６以後の動作）について図１０のフローチャートを用いて説明する。

無線ノード１００は電源ＯＮとなり（Ｓ２０１）、起動後に通信部１０１がビーコンを受信すると、当該ビーコンの送信元（無線ＮＷ管理端末２００）へ、接続要求を送信する（Ｓ２０２）。

そして、無線ノード１００は、接続要求を送信した無線ＮＷ管理端末２００からの応答を確認して（Ｓ２０３）、接続ＯＫの応答があった場合後述するステップＳ２０４から動作し、そうでない場合には接続先の無線ＮＷ管理端末２００を変更（他のビーコンを受信した無線ＮＷ管理端末２００を選択）して上述のステップＳ２０２から動作する。

接続ＯＫを受信すると無線ノード１００は、当該接続先の無線ＮＷ管理端末２００について前回と異なる無線ネットワークＮ１であるか否か（送信元の無線ＮＷ管理端末２００の識別子が前回と異なるか否か）を確認する（Ｓ２０４）。すなわち、各無線ノード１００では、前回接続した無線ネットワークＮ１（無線ＮＷ管理端末２００）に対応する事前共有鍵（ＰＳＫ）のバックアップを保持しているものとする。

無線ノード１００は、前回と異なる無線ネットワークＮ１へ接続する場合には、無線ＮＷ管理端末２００と事前共有鍵（ＰＳＫ）の鍵更新を行うシーケンスを実行してからＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイクにより通信を確立する（Ｓ２０５、Ｓ２０６）。

一方、前回と同じ無線ネットワークＮ１へ接続する場合には、無線ノード１００は、鍵更新を行わずに、現在の事前共有鍵（ＰＳＫ）を用いて、ステップＳ２０６へ進み、ＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイクにより通信を確立する。

次に、図１１のフローチャートを用いて、センターサーバ３００における関連付け端末４００からの要求に基づいた動作を説明する。

まず、センターサーバ３００が待ち状態で、関連付け端末４００からログイン要求（接続要求）があり、ログイン認証が行われる（Ｓ３０２、Ｓ３０３）。センターサーバ３００は、ログイン認証に失敗した場合上述のステップＳ３０１に戻って待機状態となる。

一方、ログイン認証が成功すると、センターサーバ３００は、関連付け端末４００から送信されるメッセージ（例えば、関連付け情報等）を受信して内容を確認し（Ｓ３０４）、受信メッセージが関連付け情報の場合は後述するステップＳ３０５から動作し、そうでない場合には、当該受信メッセージに対応する処理を行って（Ｓ３０７）、上述のステップＳ３０１の処理に戻ることになる。

関連付けメッセージを受信した場合、センターサーバ３００は、当該関連付け情報に基づき、対応する無線ノード１０に係る事前共有鍵（ＰＳＫ）を更新して（Ｓ３０５）、ノードＩＤと共に、対応する無線ＮＷ管理端末２００に送信して、処理を終了し、上述のステップＳ３０１に戻って動作する。

（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

通信システム１では、無線ノード１００と無線ＮＷ管理端末２００との間で、事前共有鍵（ＰＳＫ）の共有に際して、無線ノード１００が通信を行うことなく事前共有鍵（ＰＳＫ）を共有することができるようになる。

また、無線ノード１００が接続する無線ＮＷ管理端末２００（無線ネットワークＮ１）の切替えにあたって、事前共有鍵（ＰＳＫ）をオフラインで更新することにより、ノードが通信を行うことなく、無線ネットワークＮ１ごとの事前共有鍵（ＰＳＫ）を使用することができるようになる。

（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｂ−１）通信システム１では、ＴＬＳ−ＰＳＫ以外にも、事前に鍵を共有する必要のあるプロトコルを無線ノード１００の認証に適用することができる。

（Ｂ−２）上記の実施形態では、センターサーバ３００は、関連付け情報を受信すると、直ちに無線ＮＷ管理端末２００に対してノードＩＤ及び事前共有鍵（ＰＳＫ）を配信していたが、この場合は、無線ＮＷ管理端末２００がインターネットＮ２の通信ボートを開いておく必要があり、セキュリティ上の脆弱性を作りやすくなる。

そこで、無線ＮＷ管理端末２００は、無線ノード１００が、当該無線ＮＷ管理端末２００に接続したタイミングで、センターサーバに接続して、このタイミングで関連付け情報に基づいて、ノードＩＤと事前共有鍵（ＰＳＫ）を取得するようにしてもよい。

この場合、センターサーバ３００側では、関連付け情報を受信した後、すぐに無線ＮＷ管理端末２００に対してノードＩＤ及び事前共有鍵（ＰＳＫ）を配信せずに、当該無線ＮＷ管理端末２００からの要求に応じたタイミングで配信することになる。さらにこの場合、センターサーバ３００において、無線ＮＷ管理端末２００のＩＰアドレス情報を把握している必要はない。

（Ｂ−３）上記の実施形態では、センターサーバ３００での事前共有鍵（ＰＳＫ）の更新タイミングは、無線ＮＷ管理端末２００に配信する直前（ステップＳ１０５の直前のステップＳ１０４）に行っているが、配信直後に実行（ステップＳ１０５の後にステップＳ１０４を実行）し、無線ノード１００側では、無線ＮＷ管理端末２００とのＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイクにより通信路が確立した後に鍵更新を実行（ステップＳ１１１の後にステップ１１０の処理を実行）するようにしてもよい。

また、センターサーバ３００では任意のタイミングで鍵更新を行い、その後に、センターサーバ３００から、無線ＮＷ管理端末２００を介して、無線ノード１００に鍵更新の命令を行い、無線ノード１００側では命令を受信したタイミングで鍵更新を行うようにしてもよい。

（Ｂ−５）センターサーバ３００は、無線ＮＷ管理端末２００に無線ノード１００の事前共有鍵（ＰＳＫ）を配信するのに先立って、当該無線ＮＷ管理端末を認証しても良い。無線ＮＷ管理端末の認証方法は、特に限定されるものではないが、例えば既存のＥＡＰ−ＴＬＳ等を利用することができる。

（Ｂ−６）無線ＮＷ管理端末１台について１つのユーザログイン情報を作成しても良い。この場合、関連付けられる無線ＮＷ管理端末は一意に特定されるため、関連付け情報から無線ＮＷ管理端末情報を省略することができる。また、この場合、無線ＮＷ管理端末テーブルとユーザテーブルは統合でき、例えばユーザテーブルのＩＤ情報を無線ＮＷ管理端末のＩＤで置き換え、所有する無線ＮＷ管理端末リストは抹消したテーブルとして統合する形態が考えられる。

１…通信システム、Ｎ１…無線ネットワーク、Ｎ２…インターネット、１００…無線ノード、１０１…通信部、１０２…接続先決定部、１０３…接続先候補保持部、１０４…ＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイク部、１０５…ＰＳＫ保持部、１０６…ＰＳＫ更新部、１０７…ＰＳＫ更新鍵保持部、１０８…ＰＳＫ更新制御部、２００…無線ＮＷ管理端末、２０１…無線通信部、２０２…ＴＬＳ−ＰＳＫハンドシェイク部、２０３…ＰＳＫ保持部、２０４…インターネット通信部、２０５…ネットワーク管理部、３００…センターサーバ、３０１…インターネット通信部、３０２…ログイン管理部、３０３…関連付け決定部、３０４…関連付け参照子保持部、３０５…テーブル操作部、３０６…データベース、３０６ａ…ノードテーブル、３０６ｂ…無線ネットワーク管理端末テーブル、３０６ｃ…ユーザテーブル、３０７…鍵配送部、３０８…ＰＳＫ更新部、３０９…ＰＳＫ更新制御部、４００…関連付け端末、４０１…インターネット通信部、４０２…センターサーバアドレス保持部、４０３…認証情報入力部、４０４…機器ＩＤ取得部、４０５…関連付け指定部。

Claims (13)

1. 通信管理装置が配置された１又は複数の無線ネットワークを管理する通信システム管理装置において、
   それぞれの上記ノードの識別情報と鍵情報を含むノード情報を管理するノード情報管理手段と、
   それぞれの上記ノードと、それぞれの上記通信管理装置との関連付けを決定する関連付け決定手段と、
   上記関連付け決定手段で決定された関連付けの内容に基づいて、上記ノード情報管理手段で管理している鍵情報を当該鍵情報に係るノードに関連付けられた上記通信管理装置に配信する鍵配信手段と
   を有することを特徴とする通信システム管理装置。
2. ユーザごとに、対応するノードのノード識別子、及び対応する通信管理装置の管理装置識別子を管理するユーザ情報管理手段をさらに備え、
   上記関連付け決定手段は、上記ユーザ情報管理手段が管理する情報に基づいて、それぞれの上記ノードと、それぞれの上記通信管理装置との関連付けを決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム管理装置。
3. 通信管理装置ごとに、対応するノードのノード識別子を管理する通信管理装置情報管理手段をさらに備え、
   上記関連付け決定手段は、上記通信管理装置情報管理手段が管理する情報に基づいて、それぞれ上記ノードと、当該通信管理装置との関連付けを決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム管理装置。
4. 外部の情報処理端末から、ユーザ又は上記通信管理装置と、上記ノードとを関連付ける関連付け情報を取得する関連付け情報受信手段をさらに備え、
   上記ユーザ情報管理手段は、取得した関連付け情報に基づいて、管理する情報を更新する
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の通信システム管理装置。
5. ユーザ又は無線ネットワークに配置された無線ネットワーク管理端末と、上記無線ネットワークに接続するノードとを関連づける関連付け情報を生成する関連付け情報生成手段と、
   請求項３に記載の通信システム管理装置に、上記関連付け情報生成手段が生成した関連付け情報を送信する関連付け情報送信手段と
   を有することを特徴とする情報処理端末。
6. 上記関連付け情報生成手段は、ユーザからの入力操作に応じて関連付け情報を生成することを特徴とする請求項５に記載の情報処理端末。
7. １又は複数の無線ネットワークのそれぞれに配置された通信管理装置と、上記無線ネットワークに接続する１又は複数のノードと、通信システム管理装置とを備える通信システムにおいて、
   上記通信システム管理装置として請求項１に記載の通信システム管理装置を適用したことを特徴とする通信システム。
8. 上記通信システム管理装置として請求項３に記載の通信システム管理装置を適用し、
   さらに、請求項５に記載の情報処理端末を有することを特徴とする通信システム。
9. 上記通信システム管理装置は、上記ノード情報管理手段が保持する鍵情報を所定の方式で更新する鍵更新手段をさらに備え
   上記鍵配信手段は、上記鍵更新手段により更新された鍵情報を対応する上記通信管理装置に配信する
   ことを特徴とする請求項８に記載の通信システム。
10. 上記ノードは、接続先の上記通信管理装置が切り替わった時点で、上記通信システム管理装置と同様の方式で保持している鍵情報を更新することを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
11. 上記通信システム管理装置は、記鍵更新手段により鍵更新が行われた場合、当該更新された鍵情報に対応する上記ノードに対して鍵更新命令を送信する命令送信手段をさらに有し、
    上記ノードは、上記通信システム管理装置から鍵更新命令を受信したタイミングで保持している鍵情報を更新する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の通信システム。
12. 上記通信管理装置は、当該通信管理装置が管理する無線ネットワークに、上記ノードが接続したタイミングで、当該ノードの鍵情報の配信を上記通信システム管理装置に要求する鍵情報要求手段をさらに有し、
    上記通信システム管理装置は、上記通信管理装置からの要求に応じて、当該要求に対応するノードの鍵情報を、当該通信管理装置に配信する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の通信システム。
13. 上記ノードが、接続する無線ネットワーク管理端末を第１の無線ネットワーク管理端末から第２の無線ネットワーク管理端末に変える前に、第１の無線ネットワーク管理端末と共有する事前鍵情報を保持しておき、再び第１の無線ネットワーク管理端末に接続する場合には、鍵更新を行うのではなく保持してある鍵情報を利用することを特徴とする請求項１２に記載の通信システム。

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