JP2019193044A - 通信装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】親機へ子機を登録する際に認証に成功できなかった場合の利便性を向上する。【解決手段】通信装置は、外部通信装置からの登録要求に応じてその外部通信装置を登録する登録部と、登録部で登録された外部通信装置について認証処理を行う認証部と、認証部による認証処理が成功しなかった場合に、通信装置を、外部通信装置からの登録解除要求を受け付けるための登録解除モードへ移行させる移行部と、を備える。【選択図】 図１Ｂ

Description

本発明は、無線による通信が可能な通信装置及びその制御方法に関する。

電波を使用して通信を行う無線通信には様々な規格が存在する。例えば、IEEE802.11a/b/g/n等で規定されているいわゆる無線LANあるいはWi-Fi、ヘッドホンやキーボード等で広く使用されているBluetoothなどの規格が挙げられる。また、これら以外にもZigbeeやZ-Waveといった規格が存在し、それぞれに周波数、到達距離、消費電力、転送速度、価格等において特徴がある。特許文献１には、IEEE802.11、Zigbee、Z-Wave等の無線通信を用いて各機器が通信を行う無線通信システムが記載されている。

これらの通信規格の中には、セキュリティ等の観点から、Z-Waveのように、子機を親機へ登録する際に、それまでに登録されていた親機の登録状態を解除してからでないと新たな親機への登録が出来ない通信規格がある。

特開２０１４−２２５８５７号公報

親機と子機との間で登録処理を行う際、まず暗号化されていない通信を用いて登録処理を行い、親機から子機にＩＤが割り振られる。引き続き、親機と子機の間で、例えば鍵交換およびＰＩＮコードによる認証が行われ、安全な通信路が確保される。しかしながら、鍵交換などの認証に失敗したり、ユーザが中断を行ったりした場合、安全な通信路の確保は行われない。さらに、このように認証に成功できなかった場合にも、子機の登録は残存し、親機と子機との間で暗号化されない通信が引き続き可能になってしまうという課題がある。また、親機と子機との間の登録状態を解除するためには、ユーザが親機と子機の双方に対して所定の操作を行う必要があり、認証に成功できなかった場合の操作が煩雑になる。

本発明は、親機へ子機を登録する際に認証に成功できなかった場合の利便性を向上することを目的とする。

本発明の一態様による通信装置は、
通信装置であって、
外部通信装置からの登録要求に応じて前記外部通信装置を登録する登録手段と、
前記登録手段により登録された前記外部通信装置について認証処理を行う認証手段と、
前記認証手段による前記認証処理が成功しなかった場合に、前記通信装置を、前記外部通信装置からの登録解除要求を受け付けるための登録解除モードへ移行させる移行手段と、を備える。

本発明によれば、親機へ子機を登録する際に認証に成功できなかった場合の利便性が向上する。

第１実施形態による通信システムの構成例を示すブロック図。 通信親機１００の機能構成例を示すブロック図。 第１実施形態の通信親機による、通信子機の登録処理を示すフローチャート。 （ａ）は認証失敗時における通知画面例を示す図、（ｂ）は登録中断時における通知画面例を示す図。 第２実施形態の通信親機による、通信子機の登録処理を示すフローチャート。 認証処理のシーケンスを示す図。

以下、本発明を実施の形態について添付の図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１Ａは、第１実施形態による通信システムの構成例を示すブロック図である。第１実施形態の通信システムは、無線通信による接続が可能な通信親機１００と通信子機２００、ネットワーク３０２を介して通信親機１００と接続された外部装置３０１を備える。

通信親機１００は、ＣＰＵ１０１とメモリ１０２と無線通信部１０３と有線通信部１０４を備える。ＣＰＵ１０１は１つまたは複数のプロセッサを備え、メモリ１０２に格納された所定のプログラムを実行することにより通信親機１００全体の制御、無線通信部１０３や有線通信部１０４の制御、後述のフローチャートにより示される処理、などを行う。メモリ１０２は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等の１つ以上のメモリによって構成される。無線通信部１０３は、Ｚ−ｗａｖｅ規格に従って、通信親機１００にとっての外部通信装置である通信子機２００との無線通信を制御する。有線通信部１０４は、外部装置３０１とネットワーク３０２を介した通信を制御する。ネットワーク３０２は例えばイーサネット等の有線ＬＡＮであるが、その他の有線ネットワーク又は無線ネットワークであってもよい。尚、通信親機１００は例えばネットワークカメラであり、図１Ａには図示していない撮像部等のその他のハードウエア構成を備えていてもよい。

通信子機２００は、無線通信部２０１とＣＰＵ２０２とメモリ２０３を備える。無線通信部２０１は、Ｚ−ｗａｖｅ規格に従って、通信子機２００にとっての外部通信装置である通信親機１００との無線通信を制御する。ＣＰＵ２０２は１つまたは複数のプロセッサを備え、メモリ２０３に格納されたプログラムを実行することにより、通信子機２００の各種制御を実現する。メモリ１０２は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等の１つ以上のメモリによって構成される。尚、通信子機は例えば温度センサ、照度センサ、人感センサ等のセンサデバイスであり、各センサの種類に応じて必要な機能を実行するためのハードウエア構成を備えていてもよい。

外部装置３０１は、通信親機１００を使用するユーザが通信親機１００を操作したり、通信親機１００からの情報を表示したりするために使用される。外部装置３０１は、ユーザからの操作を受け付ける操作部（不図示）とユーザに情報を表示する表示部（不図示）とを有する。ネットワーク３０２は、通信親機１００と外部装置３０１との間の通信媒体である。なお、外部装置３０１、ネットワーク３０２、有線通信部１０４は、ユーザからの通信親機１００への操作入力および、通信親機１００からのユーザへの情報を通知するために使用されるものであり、システムとして必須ではない。また、別の構成として、通信親機１００に上述した操作部および表示部の機能を設けるようにしてもよい。尚、外部装置３０１は例えばＰＣであり、通信親機１００としてのネットワークカメラによって撮像された画像や映像をネットワーク３０２を介して取得し、表示することができる。また、ネットワークカメラを制御するための情報をネットワーク３０２を介して通信親機１００へ送信し、ネットワークカメラの撮像に関わる遠隔操作が可能である。また、外部装置３０１はスマートフォン等のモバイル端末であってもよく、その場合ネットワーク３０２は無線ＬＡＮ等の無線ネットワークか、３Ｇ、ＬＴＥ等の公衆無線ネットワークであることが望ましい。

通信親機１００と通信子機２００は、電波を使う都合上、これらの通信装置が通信を行うためには、通信装置同士で登録処理を行う必要がある。また必要に応じてデータ暗号を行うための情報交換処理（ペアリング）を伴う場合がある。なお、本実施形態では、これら通信装置を、それらの役割の違いにより、適宜、親機または子機という呼称を用いて区別している。登録処理には大きく２つの役割がある。一つは、機器同士の接続を決定する役割であり、これにより物理的に接続されていない機器同士で相手を特定して通信が出来るようになる。もう一つは、接続した機器同士間でのみ安全に通信出来るようにするために互いを認証する役割であり、これにより第三者による傍受やなりすましを防ぐことが出来る。

Wi-Fiでは、親機が固有ＩＤ（ＳＳＩＤ）とパスワードを保持しており、子機を親機に接続しようとする際にそのＳＳＩＤとパスワードを使用して接続を試みる。パスワードによる認証が成功した場合にのみ親機と子機との間で通信が可能になる。その認証方法の特徴から、通常親機は子機を管理せず不特定多数の子機からの通信を受け付けるため、パスワードが流出した場合に被害が大きくなる場合がある。また子機を新たな親機に登録する際は、新たな親機のＳＳＩＤとパスワードを使用するだけでよい。Bluetoothでは、親機と子機でほぼ同時に特定の動作（通常はボタンを長押し等）を行い、その間に相互に暗号鍵を交換してデータの暗号化通信が可能になる。また、場合によっては追加でユーザにより数字（ＰＩＮコード）の入力や確認動作を行うことで暗号鍵の正当性を検証する。親機子機共に操作が必要なため、特定の子機のみを登録することが可能であり、また子機を新たな親機に登録する際は、同様の操作を新たな親機と行うだけでよい。

他方、セキュリティ等の観点から、Ｚ−ｗａｖｅ規格では、親機と子機の間の登録状態を解除してからでないと新たな親機への登録が出来ない。本実施形態の通信親機１００と通信子機２００との間の通信は、そのような制約のあるＺ−ｗａｖｅ規格を想定しているが、そのような制約のある通信規格であればＺ−ｗａｖｅに限らず、他の通信規格にも本実施形態は適用可能である。

図１Ｂは、通信親機１００の機能構成例を示すブロック図である。図１Ｂに示されている各機能部は、ＣＰＵ１０１がメモリ１０２に格納されたプログラムを実行することにより実現されてもよいし、専用のハードウエアにより実現されてもよいし、ソフトウエアとハードウエアの協働により実現されてもよい。

登録部１１１は、外部通信装置である通信子機２００からの登録要求に応じて通信子機２００を登録する。その登録情報は、Ｚ−ｗａｖｅに従った通信において装置を一意に特定するためのＩＤ（識別情報）を少なくとも含み、例えばメモリ１０２に格納される。認証部１１２は、登録部１１１により登録された通信子機２００について認証情報（鍵交換、ＰＩＮコードなど）を用いた認証処理を行う。移行部１１３は、認証部１１２による認証処理が成功しなかった場合に、通信親機１００（無線通信部１０３）を、通信子機２００からの登録解除の要求を受け付けるための登録解除モードへ移行させる。削除部１１４は、登録解除モードにおいて通信子機２００からの登録解除要求を受信したことに応じて、登録部１１１による通信子機２００の登録を削除する。通知部１１５は、認証に失敗した場合に、認証の失敗を外部装置３０１に通知する。なお、通知部１１５は、外部装置への通知に代えて、あるいはそれに加えて、通知内容（認証の失敗の旨）をユーザに報知するようにしてもよい。

なお、移行部１１３は、認証の失敗に応じて無線通信部１０３を登録解除モードへ移行させてもよいが、本実施形態では、通知部１１５によるユーザの指示に応じて無線通信部１０３を登録解除モードへ移行させる。例えば、通知部１１５による認証失敗の通知に応じてユーザが登録解除指示を行った場合に、移行部１１３は無線通信部１０３を登録解除モードへ移行させる。これにより、ユーザが通信子機２００の登録状態の解除か継続かを選択することが可能となる。

次に、図２のフローチャート、図３（ａ）の画面表示例、図５の機器認証シーケンス図を参照して、第１実施形態による通信親機１００による登録処理を説明する。本実施形態の登録処理では、通信親機１００と通信子機２００の間で安全な通信路が確保出来なかった場合に、通信親機１００における通信子機２００の登録状態を速やかに解除する。結果、通信子機２００の再度の登録処理が速やかに行えるようになる。

図２は、第１実施形態による通信親機１００の動作を示すフローチャートである。まず、登録部１１１は、外部装置３０１においてユーザが通信子機２００において行った登録開始の指示を受信すると、無線通信部１０３を登録モードに移行させる（Ｓ５０１）。次に、登録部１１１は、通信子機２００から、無線通信部２０１を介して登録要求が送信されるのを待つ（Ｓ５０２）。通信子機２００からの登録要求の送信は、ユーザが通信子機２００を操作することによりなされる。

登録部１１１は、通信子機２００から登録要求を受信すると（Ｓ５０２でＹＥＳ）、通信親機１００と通信子機２００とで相互に機器の能力や性能等の情報を交換し、通信子機２００を子機として登録する（Ｓ５０３）。ここで交換される機器の能力情報には、暗号通信機能を有しているか否かを示す情報が含まれている。通信親機１００と通信子機２００が共に暗号通信機能を有している場合（Ｓ５０４でＹＥＳ）、認証部１１２は、通信親機１００は通信子機２００との間で機器認証処理を行う（Ｓ５０５）。機器認証処理は、正当な機器であることを特定する認証パスワード（ＰＩＮコード）の入力および確認処理、暗号通信で使用するデータの暗号鍵の交換処理を含む。機器認証処理の詳細は図５を用いて後述する。機器認証が成功した場合（Ｓ５０６でＹＥＳ）、暗号通信が可能な状態となり、通信親機１００と通信子機２００は暗号通信を開始し（Ｓ５０７）、登録処理を終了する。

不正なＰＩＮコードが入力された場合や通信品質の劣化などにより認証が完了しなかった場合等、機器認証が失敗した場合（Ｓ５０６でＮＯ）、通知部１１５は、外部装置３０１に認証の失敗および通信子機２００の残存を通知する（Ｓ５０８）。外部装置３０１は、この通知を受けると、図３（ａ）に示す画面３１０を表示する。画面３１０は、認証に失敗したこと、認証に失敗した通信子機が登録状態となっていることを通知するとともに、解除ボタン３１１、継続ボタン３１２を表示する。解除ボタン３１１、継続ボタン３１２により、ユーザは、登録状態を解除するか登録状態を継続するかを選択することができる。

ユーザが外部装置３０１にて登録継続を指示した場合、すなわち継続ボタン３１２が押下されたことを示す情報が受信された場合（Ｓ５０９でＮＯ）、そのまま本処理は終了する。結果、通信子機２００の登録状態が継続する。他方、ユーザが外部装置３０１にて登録解除を指示した場合、すなわち解除ボタン３１１が押下されたことを示す情報が受信された場合（Ｓ５０９でＹＥＳ）、移行部１１３は、無線通信部１０３を登録解除モードに移行させる（Ｓ５１０）。登録解除モードにおいて、通信親機１００は通信子機２００からの登録解除要求を受け付けることが可能になる。

ユーザは、通信子機２００を操作し、無線通信部２０１を介して登録解除要求を送信させる。削除部１１４は、登録解除モードである場合に通信子機２００から登録解除要求を受信すると、通信子機２００を通信子機２００の登録から削除し（Ｓ５１１）、本処理を終了する。

図５は、Ｓ５０５における機器認証処理の一例を説明する図である。本実施形態では公開鍵暗号方式を想定しているが、この方式に限定されるものではない。また、処理の実行箇所、実行順序も図示のものに限定されない。

まず以後の鍵交換処理で使用される情報（対応する暗号アルゴリズム等）を、通信親機１００と通信子機２００の間で交換する（Ｓ７０１）。Ｓ７０１で交換した情報を使用して、通信子機２００は公開鍵を通信親機１００に送信する（Ｓ７０２）。ユーザは通信親機１００へＰＩＮコードを入力する（Ｓ７０３）。通信親機１００の認証部１１２は、公開鍵を通信子機２００に送信する（Ｓ７０４）。認証部１１２は受信した公開鍵を使用して、入力されたＰＩＮコードの正当性を確認する（Ｓ７０５）。ＰＩＮコードが不正と判断されると認証失敗となる。ＰＩＮコードが正当であると確認されると、通信親機１００と通信子機２００は、以後の通信で使用するデータ暗号鍵を交換する（Ｓ７０６）。以上の処理を経て、通信親機１００と通信子機２００の暗号通信路が確保される（Ｓ７０７）。

以上説明したように、第１実施形態によれば、通信親機が通信子機との認証処理に失敗した場合に、通信親機は、自動的にもしくは図５（ａ）に示したような通知画面における簡単な操作で登録削除モードに移行する。したがって、認証に失敗して安全な通信経路を確保できない場合の対処が容易となる。また、図５（ａ）に示したような通知画面を採用したことにより、ユーザは、登録状態を継続するか否かを選択することが可能となり、認証に失敗した際の対処の柔軟性および操作性が向上する。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、認証の失敗に応じて通信子機の登録状態を解除する処理を説明した。第２実施形態では、認証処理中に中断が指示された場合に、通信子機の登録状態を解除する処理を説明する。第２実施形態では、通信親機１００と通信子機２００の間での安全な通信路の確保中にユーザにより中断が指示された場合に、通信子機２００の登録解除を速やかに行えるようになる通信親機１００の処理が示される。なお、通信システム、通信親機１００、通信子機２００の構成、認証処理は第１実施形態（図１Ａ、図１Ｂ，図５）と同様である。

図４は第２実施形態の通信親機による通信子機の登録処理を示すフローチャートである。また、図３（ｂ）は、登録中断時における通知画面例を示す図である。以下、図４、図３（ｂ）を用いて、第２実施形態による通信親機１００の動作を説明する。

機器認証処理を行うＳ５０５までの処理（Ｓ５０１〜Ｓ５０５）は第１実施形態と同様である。機器認証処理が開始してから認証に成功するまでの間（Ｓ６１０でＮＯの間）にユーザから中断が指示されたかを確認する（Ｓ６０１）。中断指示がなく（Ｓ６０１でＮＯ）、認証に成功した（Ｓ６１０でＹＥＳ）場合、暗号通信が可能な状態となり、通信親機１００と通信子機２００は暗号通信を開始し（Ｓ５０７）、登録処理を終了する。

認証成功を確認する前に中断指示があった場合（Ｓ６０１でＹＥＳ）、認証部１１２は無線通信部１０３との機器認証処理を中断し（Ｓ６０２）する。通知部１１５は、認証部１１２が認証処理を中断すると、これを通知する（Ｓ６０３）。外部装置３０１は、この通知を受けると、図３（ｂ）に示す画面３２０を表示する。画面３２０では、機器認証を含む登録処理が中断されたこと、通信子機２００が登録状態であること、その登録状態を解除することが通知される。この場合、ユーザによる登録の中断の意思が明瞭であり、登録状態は直ちに解除されるべきである。よって、画面３１０とは異なり、画面３２０では、登録解除か登録継続かをユーザに選択させるための解除ボタン３１１、継続ボタン３１２は提供されない。

移行部１１３は、ユーザからの操作（登録解除指示）を待つことなく、無線通信部１０３を登録解除モードに移行させる（Ｓ５１０）。以降、Ｓ５１０〜Ｓ５１２は第１実施形態（図２）と同様である。以上のように、認証処理による認証の実行中に登録を中断する指示が受信された場合は、通信親機１００は無線通信部１０３を直ちに登録解除モードへ移行させる。なお、解除ボタン３１１のみを表示して、登録状態の解除をユーザに確認、指示させるようにしてもよい。また、第１実施形態と同様に、画面３２０に解除ボタン３１１と継続ボタン３１２を表示し、通信子機２００の登録状態を解除するか継続するかをユーザに選択させるようにしてもよい。

以上説明したように、第１〜第２実施形態によれば、通信親機と通信子機の間の登録状態を解除してからでないと新たな親機に登録出来ない無線通信規格において、安全な通信路が確保出来なかった場合に、通信子機の登録状態を速やかに解除できる。結果、通信子機の再登録を迅速に行えるようになり、ユーザの利便性が向上する。

なお、第１実施形態では認証の失敗に応じた登録状態の解除処理を、第２実施形態では中断の指示に応じた登録状態の解除処理を説明したが、これらが組み合わされてもよいことは明らかである。その場合、認証処理が成功しなかった原因に応じて第１実施形態の処理と第２実施形態の処理のいずれを実行するかが選択されてもよい。例えば、認証処理の失敗が原因であった場合には図３（ａ）の通知を行い、中断の指示が原因であった場合には図３（ｂ）の通知を行うようにする。また、上記各実施形態において、親機、子機、外部装置の一例としてネットワークカメラ、センサデバイス、ＰＣとしたが、これら以外の装置にも本実施形態を適用可能である。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００：通信親機、１０１：ＣＰＵ、１０２：メモリ、１０３：無線通信部、１０４：有線通信部、２００：通信子機、２０１：無線通信部、２０２：ＣＰＵ、２０３：メモリ、３０１：外部装置、３０２：ネットワーク

Claims (12)

1. 通信装置であって、
   外部通信装置からの登録要求に応じて前記外部通信装置を登録する登録手段と、
   前記登録手段により登録された前記外部通信装置について認証処理を行う認証手段と、
   前記認証手段による前記認証処理が成功しなかった場合に、前記通信装置を、前記外部通信装置からの登録解除要求を受け付けるための登録解除モードへ移行させる移行手段と、を備えることを特徴とする通信装置。
2. 前記登録解除モードにおいて前記外部通信装置からの登録解除要求を受信すると、前記登録手段による前記外部通信装置の登録を削除する削除手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記認証手段による前記認証処理が成功しなかった場合とは、前記認証処理による認証に失敗した場合であり、
   前記認証処理による認証に失敗した場合に、認証の失敗を通知する通知手段をさらに備え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。
4. 前記に小手段による前記認証処理が成功しなかった場合とは、前記認証処理の実行中に登録を中断する指示が受信された場合であり、
   前記認証処理の実行中に登録を中断する指示が受信された場合に、登録の中断を通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記通知手段は、前記外部通信装置の登録を解除するか否かのユーザの選択を受け付け、
   前記移行手段は、前記ユーザの選択が登録を解除することであった場合に、前記登録解除モードへ移行することを特徴とする請求項３または４に記載の通信装置。
6. 前記移行手段は、前記ユーザの選択が登録を継続することであった場合に、前記登録手段による前記外部通信装置の登録を継続することを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
7. 前記認証処理による認証に失敗した場合とは、不正な認証情報が入力された場合、または、通信品質の劣化により認証が完了しない場合を含むことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
8. 前記移行手段は、前記認証処理による認証の実行中に登録を中断する指示が受信された場合には、ユーザからの操作を待たずに前記登録解除モードへ移行することを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
9. 前記通知手段は、通知内容を表示する表示部を含むことを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載の通信装置。
10. 前記通知手段は、前記外部通信装置とは異なる外部装置へ前記通知を送信することを特徴とする請求項３乃至９のいずれか１項に記載の通信装置。
11. 通信装置の制御方法であって、
    外部通信装置からの登録要求に応じて前記外部通信装置を登録する登録工程と、
    前記登録工程で登録された前記外部通信装置について認証処理を行う認証工程と、
    前記認証工程による前記認証処理が成功しなかった場合に、前記通信装置を、前記外部通信装置からの登録解除要求を受け付けるための登録解除モードへ移行させる移行工程と、を備えることを特徴とする通信装置の制御方法。
12. 請求項１１に記載された通信装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。

Images