特許 6408522 通信システム、端末装置、通信方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6408522

(24)【登録日】2018年9月28日

(45)【発行日】2018年10月17日

(54)【発明の名称】通信システム、端末装置、通信方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 9/08 20060101AFI20181004BHJP

   H04L 9/32 20060101ALI20181004BHJP

   G09C 1/00 20060101ALI20181004BHJP

【ＦＩ】

   H04L9/00 601D

   H04L9/00 675A

   G09C1/00 640E

【請求項の数】13

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2016-143221(P2016-143221)

(22)【出願日】2016年7月21日

(65)【公開番号】特開2018-14628(P2018-14628A)

(43)【公開日】2018年1月25日

【審査請求日】2017年9月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(72)【発明者】

【氏名】竹森 敬祐

(72)【発明者】

【氏名】磯原 隆将

(72)【発明者】

【氏名】本間 輝彰

(72)【発明者】

【氏名】秋山 恭一郎

【審査官】 行田 悦資

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−３０５６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２２３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９９／０３５７８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２２８７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０４６４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０３０７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２６０９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２７６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７４１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０９２９４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−１１６２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 福澤寧子ほか，スマートゲートウェイシステムにおけるセキュリティ技術の開発，情報処理学会研究報告，日本，社団法人情報処理学会，２００１年 ５月２５日，第2001巻，第47号，p.63-69

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ９／０８

Ｇ０９Ｃ １／００

Ｈ０４Ｌ ９／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

端末装置と、該端末装置と通信を行うサーバとを備える通信システムであって、
端末装置は、
共通鍵が設定された家電機器から、該家電機器の識別情報と、サーバの所在を特定する情報とを取得する取得部と、
前記サーバの所在を特定する情報を使用して、該サーバへ前記家電機器の識別情報を送信する送信部と
を備え、
前記サーバは、
前記端末装置から前記家電機器の識別情報を受信する受信部と、
マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成する鍵生成部と、
前記鍵生成部が生成した共通鍵を使用して、前記家電機器との間で相互認証を行う認証部と
を備え、
前記家電機器は、
共通鍵で前記家電機器が記憶している情報を暗号化することによって作成した暗号化データと、該共通鍵を使用して作成した前記暗号化データのメッセージ認証コードを演算することによって署名を作成する暗号化部と、
前記暗号化部が作成した前記暗号化データと、前記署名とを、前記サーバへ送信する通信部と
を備える、通信システム。

【請求項2】

前記家電機器に設定される共通鍵は、複数のマスター鍵のいずれか１つと、前記家電機器の識別情報とに基づいて生成される、請求項１に記載の通信システム。

【請求項3】

前記鍵生成部は、マスター鍵と、前記家電機器の識別情報と、共通鍵の数に応じて用意されるＮ（Ｎは実数）に基づいて、共通鍵を生成する、請求項１に記載の通信システム。

【請求項4】

前記サーバは、
メッセージ認証コードを検証する検証部
を備え、
前記受信部は、前記家電機器が、前記共通鍵で前記家電機器の動作ログを暗号化することによって作成した暗号化データと、該共通鍵を使用して作成した前記暗号化データの第１のメッセージ認証コードを受信し、
前記検証部は、前記受信部が受信した前記第１のメッセージ認証コードを検証する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の通信システム。

【請求項5】

端末装置が、共通鍵が設定された家電機器から、該家電機器の識別情報と、サーバの所在を特定する情報とを取得するステップと、
前記端末装置が、前記サーバの所在を特定する情報を使用して、該サーバへ前記家電機器の識別情報を送信するステップと、
前記サーバが、前記端末装置から前記家電機器の識別情報を受信するステップと、
前記サーバが、マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成するステップと、
前記サーバが、前記共通鍵を生成するステップで生成した共通鍵を使用して、共通鍵が設定された家電機器との間で相互認証を行うステップと、
前記家電機器が、共通鍵で前記家電機器が記憶している情報を暗号化することによって作成した暗号化データと、該共通鍵を使用して作成した前記暗号化データのメッセージ認証コードを演算することによって署名を作成するステップと、
前記家電機器が、前記作成するステップで作成した前記暗号化データと、前記署名とを、前記サーバへ送信するステップと
を実行する、通信方法。

【請求項6】

サーバのコンピュータに、
共通鍵が設定された家電機器から取得される該家電機器の識別情報及びサーバの所在を特定する情報に基づいて、前記サーバの所在を特定する情報を使用して、端末装置から送信された前記家電機器の識別情報を受信するステップと、
マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成するステップと、
前記共通鍵を生成するステップで生成した共通鍵を使用して、共通鍵が設定された家電機器との間で相互認証を行うステップと、
前記家電機器が、共通鍵で前記家電機器が記憶している情報を暗号化することによって作成した暗号化データと、該共通鍵を使用して作成した前記暗号化データのメッセージ認証コードを演算することによって作成した署名とを受信するステップと
を実行させる、プログラム。

【請求項7】

端末装置と、該端末装置と通信を行うサーバとを備える通信システムであって、
端末装置は、
共通鍵が設定された家電機器から、該家電機器の識別情報と、前記サーバの所在を特定する情報とを取得する取得部と、
前記サーバの所在を特定する情報を使用して、該サーバへ前記家電機器の識別情報を送信する送信部と、
マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成する第１の鍵生成部と、
前記第１の鍵生成部が生成した共通鍵を使用して、前記家電機器との間で相互認証を行う認証部と
を備え、
前記送信部は、前記家電機器から受信したデータを前記サーバへ送信し、
前記サーバは、
前記端末装置から前記家電機器の識別情報を受信する受信部と、
マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成する第２の鍵生成部と
を備え、
前記受信部は、前記端末装置から送信される前記データを受信する、通信システム。

【請求項8】

前記家電機器に設定されている共通鍵は、複数のマスター鍵のいずれか１つと、前記家電機器の識別情報とに基づいて生成される、請求項７に記載の通信システム。

【請求項9】

前記家電機器に設定されている共通鍵は、マスター鍵と、前記家電機器の識別情報と、共通鍵の数に応じて用意されるＮ（Ｎは実数）に基づいて生成される、請求項７に記載の通信システム。

【請求項10】

前記端末装置は、
前記第１の鍵生成部が生成した前記共通鍵で前記データを暗号化することによって第１の暗号化データを作成し、該共通鍵を使用して前記第１の暗号化データの第１のメッセージ認証コードを作成する暗号化部
を備え、
前記送信部は、前記サーバへ、前記第１の暗号化データと、前記第１のメッセージ認証コードを送信し、
前記サーバは、
前記端末装置から受信した前記第１のメッセージ認証コードを前記第２の鍵生成部が生成した共通鍵で検証する検証部と、
前記検証部による前記第１のメッセージ認証コードの検証が成功した場合に、前記共通鍵で、前記第１の暗号化データを復号する復号部と
を備える、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の通信システム。

【請求項11】

共通鍵が設定された家電機器から、該家電機器の識別情報と、サーバの所在を特定する情報とを取得する取得部と、
前記サーバの所在を特定する情報を使用して、該サーバへ前記家電機器の識別情報を送信する送信部と、
マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成する鍵生成部と、
前記鍵生成部が生成した共通鍵を使用して、前記家電機器との間で相互認証を行う認証部と
を備え、
前記送信部は、前記家電機器から受信したデータを前記サーバへ送信する、端末装置。

【請求項12】

共通鍵が設定された家電機器から、該家電機器の識別情報と、サーバの所在を特定する情報とを取得するステップと、
前記サーバの所在を特定する情報を使用して、該サーバへ前記家電機器の識別情報を送信するステップと、
マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成するステップと、
前記生成するステップで生成した共通鍵を使用して、前記家電機器との間で相互認証を行うステップと、
前記家電機器から受信したデータを前記サーバへ送信するステップと
を有する、端末装置によって実行される、通信方法。

【請求項13】

端末装置のコンピュータに、
共通鍵が設定された家電機器から、該家電機器の識別情報と、サーバの所在を特定する情報とを取得するステップと、
前記サーバの所在を特定する情報を使用して、該サーバへ前記家電機器の識別情報を送信するステップと、
マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成するステップと、
前記生成するステップで生成した共通鍵を使用して、前記家電機器との間で相互認証を行うステップと、
前記家電機器から受信したデータを前記サーバへ送信するステップと
を実行させる、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、通信システム、通信装置、通信方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

これまで、家電メーカは、家電製品が何処でどのように利用されているかの実態を把握しきれていなかった。その理由の一つに、家電製品の購入者には、ハガキを返送することによって利用者登録を行うことが要求されているが、ハガキ返送による利用者登録の煩雑性から、回収率が上がらないことがあげられる。
また、家電メーカは、製品の使用ログを直接集める手段を有しておらず、家電製品に故障や不具合が発生し、家電メーカが家電製品を回収、修理するタイミングでしか製品の使用ログを取得できない状況にある。
また、家電製品に、３Ｇ／ＬＴＥ通信モジュールを搭載して、通信ネットワークを利用してログを直接収集することが想定されるが、デバイスや回線コストの面から、普及に至っていない。

【0003】

家電製品を操作する技術に関して、携帯電話機から簡単な操作で家庭内の家電品の操作を行うことが可能な技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、携帯電話機のインターネットホームページ閲覧機能を利用し、インターネットと公衆回線に接続されたホームページを提供するサービス機器を設け、携帯電話機を用いホームページ上で家電製品の操作を指示することにより、家庭に設置された遠隔操作アダプタに公衆回線経由で操作指示を行い、遠隔操作アダプタが家電品を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−１２２８０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

利用者登録の回収率が上がらない状態で、仮に不具合によるリコールが必要になった際には、家電メーカのホームページに回収修理を呼びかける情報を長期に渡って掲載し続けることや、広告などを通じて周知を図ったりすることが必要になる場合がある。これによって、コストと時間を要してしまう場合がある。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、家電製品の利用者の連絡先等の情報を、家電メーカへ送付する際のセキュリティを向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本発明の一態様は、端末装置と、該端末装置と通信を行うサーバとを備える通信システムであって、端末装置は、共通鍵が設定された家電機器から、該家電機器の識別情報と、サーバの所在を特定する情報とを取得する取得部と、前記サーバの所在を特定する情報を使用して、該サーバへ前記家電機器の識別情報を送信する送信部とを備え、前記サーバは、前記端末装置から前記家電機器の識別情報を受信する受信部と、マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成する鍵生成部と、前記鍵生成部が生成した共通鍵を使用して、前記家電機器との間で相互認証を行う認証部とを備え、前記家電機器は、共通鍵で前記家電機器が記憶している情報を暗号化することによって作成した暗号化データと、該共通鍵を使用して作成した前記暗号化データのメッセージ認証コードを演算することによって署名を作成する暗号化部と、前記暗号化部が作成した前記暗号化データと、前記署名とを、前記サーバへ送信する通信部とを備える、通信システムである。

【0007】

（２）本発明の一態様は、上記（１）に記載の通信システムにおいて、前記家電機器に設定される共通鍵は、複数のマスター鍵のいずれか１つと、前記家電機器の識別情報とに基づいて生成される、通信システムである。

【0008】

（３）本発明の一態様は、上記（１）に記載の通信システムにおいて、前記鍵生成部は、マスター鍵と、前記家電機器の識別情報と、共通鍵の数に応じて用意されるＮ（Ｎは実数）に基づいて、共通鍵を生成する、通信システムである。

【0009】

（４）本発明の一態様は、上記（１）から上記（３）のいずれか一項に記載の通信システムにおいて、前記サーバは、メッセージ認証コードを検証する検証部を備え、前記受信部は、前記家電機器が、前記共通鍵で前記家電機器の動作ログを暗号化することによって作成した暗号化データと、該共通鍵を使用して作成した前記暗号化データの第１のメッセージ認証コードを受信し、前記検証部は、前記受信部が受信した前記第１のメッセージ認証コードを検証する、通信システムである。

【0010】

（５）本発明の一態様は、端末装置が、共通鍵が設定された家電機器から、該家電機器の識別情報と、サーバの所在を特定する情報とを取得するステップと、前記端末装置が、前記サーバの所在を特定する情報を使用して、該サーバへ前記家電機器の識別情報を送信するステップと、前記サーバが、前記端末装置から前記家電機器の識別情報を受信するステップと、前記サーバが、マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成するステップと、前記サーバが、前記共通鍵を生成するステップで生成した共通鍵を使用して、共通鍵が設定された家電機器との間で相互認証を行うステップと、前記家電機器が、共通鍵で前記家電機器が記憶している情報を暗号化することによって作成した暗号化データと、該共通鍵を使用して作成した前記暗号化データのメッセージ認証コードを演算することによって署名を作成するステップと、前記家電機器が、前記作成するステップで作成した前記暗号化データと、前記署名とを、前記サーバへ送信するステップとを実行する、通信方法である。

【0011】

（６）本発明の一態様は、サーバのコンピュータに、共通鍵が設定された家電機器から取得される該家電機器の識別情報及びサーバの所在を特定する情報に基づいて、前記サーバの所在を特定する情報を使用して、端末装置から送信された前記家電機器の識別情報を受信するステップと、マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成するステップと、前記共通鍵を生成するステップで生成した共通鍵を使用して、共通鍵が設定された家電機器との間で相互認証を行うステップと、前記家電機器が、共通鍵で前記家電機器が記憶している情報を暗号化することによって作成した暗号化データと、該共通鍵を使用して作成した前記暗号化データのメッセージ認証コードを演算することによって作成した署名とを受信するステップとを実行させる、プログラムである。

【0012】

（７）本発明の一態様は、端末装置と、該端末装置と通信を行うサーバとを備える通信システムであって、端末装置は、共通鍵が設定された家電機器から、該家電機器の識別情報と、前記サーバの所在を特定する情報とを取得する取得部と、前記サーバの所在を特定する情報を使用して、該サーバへ前記家電機器の識別情報を送信する送信部と、マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成する第１の鍵生成部と、前記第１の鍵生成部が生成した共通鍵を使用して、前記家電機器との間で相互認証を行う認証部とを備え、前記送信部は、前記家電機器から受信したデータを前記サーバへ送信し、前記サーバは、前記端末装置から前記家電機器の識別情報を受信する受信部と、マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成する第２の鍵生成部とを備え、前記受信部は、前記端末装置から送信される前記データを受信する、通信システムである。

【0013】

（８）本発明の一態様は、上記（７）に記載の通信システムにおいて、前記家電機器に設定されている共通鍵は、複数のマスター鍵のいずれか１つと、前記家電機器の識別情報とに基づいて生成される、通信システムである。

【0014】

（９）本発明の一態様は、上記（７）に記載の通信システムにおいて、前記家電機器に設定されている共通鍵は、マスター鍵と、前記家電機器の識別情報と、Ｎ（Ｎは実数）に基づいて生成される、通信システムである。

【0015】

（１０）本発明の一態様は、上記（７）から上記（９）に記載の通信システムにおいて、前記端末装置は、前記第１の鍵生成部が生成した前記共通鍵で前記データを暗号化することによって第１の暗号化データを作成し、該共通鍵を使用して前記第１の暗号化データの第１のメッセージ認証コードを作成する暗号化部を備え、前記送信部は、前記サーバへ、前記第１の暗号化データと、前記第１のメッセージ認証コードを送信し、前記サーバは、前記端末装置から受信した前記第１のメッセージ認証コードを前記第２の鍵生成部が生成した共通鍵で検証する検証部と、前記検証部による前記第１のメッセージ認証コードの検証が成功した場合に、前記共通鍵で、前記第１の暗号化データを復号する復号部とを備える、通信システムである。

【0016】

（１１）本発明の一態様は、共通鍵が設定された家電機器から、該家電機器の識別情報と、サーバの所在を特定する情報とを取得する取得部と、前記サーバの所在を特定する情報を使用して、該サーバへ前記家電機器の識別情報を送信する送信部と、マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成する鍵生成部と、前記鍵生成部が生成した共通鍵を使用して、前記家電機器との間で相互認証を行う認証部とを備え、前記送信部は、前記家電機器から受信したデータを前記サーバへ送信する、端末装置である。

【0017】

（１２）本発明の一態様は、共通鍵が設定された家電機器から、該家電機器の識別情報と、サーバの所在を特定する情報とを取得するステップと、前記サーバの所在を特定する情報を使用して、該サーバへ前記家電機器の識別情報を送信するステップと、マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成するステップと、前記生成するステップで生成した共通鍵を使用して、前記家電機器との間で相互認証を行うステップと、前記家電機器から受信したデータを前記サーバへ送信するステップとを有する、端末装置によって実行される、通信方法である。

【0018】

（１３）本発明の一態様は、端末装置のコンピュータに、共通鍵が設定された家電機器から、該家電機器の識別情報と、サーバの所在を特定する情報とを取得するステップと、前記サーバの所在を特定する情報を使用して、該サーバへ前記家電機器の識別情報を送信するステップと、マスター鍵と、前記家電機器の識別情報に基づいて、共通鍵を生成するステップと、前記生成するステップで生成した共通鍵を使用して、前記家電機器との間で相互認証を行うステップと、前記家電機器から受信したデータを前記サーバへ送信するステップとを実行させる、プログラムである。

【発明の効果】

【0019】

本発明の実施形態によれば、家電製品の利用者の連絡先や動作ログを、端末装置を経由して家電メーカへ送付することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本実施形態に係る通信システムを示す図である。

【図2】本実施形態に係る端末装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図3】本実施形態に係る家電管理サーバ、及び家電機器のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図4】本実施形態に係る通信システムの一例を示す機能ブロック図である。

【図5】本実施形態に係る通信システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。

【図6】本実施形態に係る通信システムの一例を示す機能ブロック図である。

【図7】本実施形態に係る通信システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

＜第１の実施形態＞
＜通信システム＞
図１は、本実施形態に係る通信システムを示す図である。通信システム１は、端末装置１００と家電管理サーバ２００と家電機器３００とを備える。端末装置１００と家電管理サーバ２００とは、インターネット等の通信網５０を介して接続され、端末装置１００と家電機器３００とは近距離無線通信によって接続される。
家電機器３００は、ブルートゥース(Bluetooth)（登録商標）、ワイファイ(WiFi)（登録商標）、近距離無線通信技術(Near Field Communication: NFC)等の無線通信技術で無線通信を行う無線デバイスを搭載する。

【0022】

また、家電機器３００には、近距離無線デバイスと接続するのに必要な情報（以下、「接続設定情報」という）、家電メーカの家電管理サーバ２００の通信アドレス、及び家電機器３００の製造番号等の識別情報を格納した二次元バーコード(ＱＲ(Quick Response)コード)等の情報コードが添付される。通信アドレスの一例は、ＵＲＬ(Uniform Resource Locator)である。また、家電機器３００には、マスター鍵(Master Secret)と家電機器３００の製造番号とから生成される共通鍵がプリセットされる。また、家電機器３００は、動作ログを記憶する。

【0023】

家電機器３００は、共通鍵で、動作ログと家電機器３００の製造番号とを暗号化する。さらに、家電機器３００は、動作ログと家電機器３００の製造番号と共通鍵とからメッセージ認証コード(MAC: Message Authentication code)を演算することによって署名を作成する。家電機器３００は、家電管理サーバ２００とセッションを構築した後、動作ログと家電機器３００の製造番号とを暗号化した結果に署名を付与し、端末装置１００を経由して、家電管理サーバ２００へ送信する。

【0024】

端末装置１００は、家電機器３００に添付された情報コードを読み取ると、該情報コードに格納された接続設定情報、家電メーカの家電管理サーバ２００の通信アドレス、家電機器３００の製造番号等の情報を取得する。端末装置１００は、接続設定情報を用いて、家電管理サーバ２００との間でセッションを構築する。端末装置１００は、情報コードから取得した家電管理サーバ２００の通信アドレスに基づいて、家電管理サーバ２００へ、家電メーカのウェブサイトをリクエストする。そして、端末装置１００は、家電管理サーバ２００へ家電機器３００の製造番号を送信する。さらに、端末装置１００は、家電メーカのウェブサイト上でユーザが入力した家電機器３００の利用者情報を送信する。

【0025】

家電管理サーバ２００は、マスター鍵を記憶している。このマスター鍵は、家電機器３００にプリセットされる共通鍵を生成する際に使用されるマスター鍵と同じである。家電管理サーバ２００は、端末装置１００から家電機器３００の利用者情報と家電機器３００の製造番号とを取得する。家電管理サーバ２００は、家電機器３００の利用者情報を登録する。さらに家電管理サーバ２００は、記憶しているマスター鍵と家電機器３００の製造番号とから共通鍵を生成する。家電管理サーバ２００は、家電機器３００が送信した動作ログと家電機器３００の製造番号とを暗号化した結果と署名とを取得すると、共通鍵で当該結果を復号し、復号した結果と共通鍵とからメッセージ認証コードを演算する。そして、家電機器３００は、復号した結果と共通鍵とを演算することによって得られるメッセージ認証コードと、家電機器３００から取得した署名とが一致するか否かを判定することで、動作ログと家電機器３００の製造番号の正真性を検証する。家電機器３００は、一致する場合には検証が成功であり、動作ログと家電機器３００の製造番号とが間違いなく家電機器３００から送信されたものであると判定する。一方、家電機器３００は、一致しない場合には検証が失敗であり、動作ログと家電機器３００の製造番号とが家電機器３００から送信されたものでないと判定する。

【0026】

＜端末装置の構成＞
図２は、本実施形態に係る端末装置１００のハードウェア構成の一例を示す。端末装置１００の一例は、携帯電話、スマートフォン、ＰＣ、タブレットＰＣ、セットトップボックス(Set Top Box :STB)、ゲーム機等である。端末装置１００は、ＣＰＵ１０２と、メモリ１０４と、不揮発性メモリ１０６と、ディスプレイ１１０と、操作部１１２と、通信Ｉ／Ｆ１１６と、読取部１１８と、内部バス１２０とを備えている。

【0027】

ＣＰＵ１０２は、例えば不揮発性メモリ１０６に格納されるプログラム１０６２を実行し、メモリ１０４をワークメモリとして使用して、端末装置１００の各部を制御する。メモリ１０４は、半導体素子を利用した揮発性のメモリ等のＲＡＭによって構成され、ＣＰＵ１０２のワークメモリとして使用される。不揮発性メモリ１０６は、例えばＲＯＭ等によって構成される。不揮発性メモリ１０６には、ＣＰＵ１０２によって実行されるプログラム１０６２が格納される。

【0028】

ディスプレイ１１０は、ＣＰＵ１０２によって制御され、画像、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等を表示する。ＣＰＵ１０２は、プログラムを実行することによって制御信号や、ディスプレイ１１０に表示する画像を表す映像信号を生成する。ＣＰＵ１０２は、画像を表す映像信号をディスプレイ１１０へ出力する。ディスプレイ１１０は、ＣＰＵ１０２によって出力された映像信号を処理することによって、映像を表示する。

【0029】

操作部１１２は、ユーザの操作を受け付ける入力デバイスである。通信Ｉ／Ｆ１１６は、外部機器や、通信網５０に接続された家電管理サーバ２００等と通信して、データの送受信を行うためのインターフェースである。具体的には、通信Ｉ／Ｆ１１６は、ブルートゥース（登録商標）、ワイファイ（登録商標）、近距離無線通信技術等の無線通信技術で無線通信を行う無線デバイスによって構成される。読取部１１８は、情報コードを光学的に読み取り、該情報コードに格納されている情報を取得する。内部バス１２０は、ＣＰＵ１０２、メモリ１０４、不揮発性メモリ１０６、ディスプレイ１１０、操作部１１２、通信Ｉ／Ｆ１１６、及び読取部１１８を互いに接続する。内部バス１２０に接続される各部は、内部バス１２０を介して互いにデータのやり取りを行うことができるようにされている。

【0030】

＜家電管理サーバの構成＞
図３は、家電管理サーバ２００のハードウェア構成の一例を示す。家電管理サーバ２００は、ＣＰＵ２０２と、メモリ２０４と、不揮発性メモリ２０６と、通信Ｉ／Ｆ２１６と、内部バス２１８とを備えている。
ＣＰＵ２０２は、例えば不揮発性メモリ２０６に格納されるプログラムを実行し、メモリ２０４をワークメモリとして使用して、家電管理サーバ２００の各部を制御する。メモリ２０４は、半導体素子を利用した揮発性のメモリ等のＲＡＭによって構成される。メモリ２０４は、ＣＰＵ２０２のワークメモリとして使用される。
不揮発性メモリ２０６は、例えばハードディスクやＲＯＭ等によって構成され、ＣＰＵ２０２によって実行されるプログラム２０６２が格納される。通信Ｉ／Ｆ２１６は、端末装置１００等の外部機器と通信して、データの送受信を行うためのインターフェースである。具体的には、通信Ｉ／Ｆ２１６は、ブルートゥース（登録商標）、ワイファイ（登録商標）、近距離無線通信技術等の無線通信技術で無線通信を行う無線デバイスによって構成される。内部バス２１８は、ＣＰＵ２０２、メモリ２０４、不揮発性メモリ２０６、及び通信Ｉ／Ｆ２１６を互いに接続する。内部バス２１８に接続される各部は、内部バス２１８を介して互いにデータのやりとりを行うことができるようにされている。

【0031】

＜家電機器の構成＞
家電機器３００のハードウェア構成は、図３に示した家電管理サーバ２００のハードウェア構成を適用できる。ただし、家電機器３００の不揮発性メモリ２０６は、家電機器３００のＣＰＵ２０２によって実行されるプログラム２０６２に加えて、家電機器３００の動作ログが格納される。

【0032】

＜本実施形態に係る無線通信システムの機能構成＞
図４は、本実施形態の無線通信システムを構成する端末装置１００、家電管理サーバ２００、及び家電機器３００の機能ブロック図である。
＜端末装置の機能構成＞
端末装置１００は、通信部１５２、取得部１５４、通信制御部１５６、記憶部１５８及び上記各構成要素を図４に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等のバスライン１６０を有している。これらの各部は、図４に示されている各構成要素のいずれかが、不揮発性メモリ１０６からメモリ１０４上に展開されたプログラム１０６２を実行するＣＰＵ１０２からの命令によって動作することで実現される機能である。

【0033】

＜端末装置の各機能構成＞
図２及び図４を用いて、端末装置１００の各機能構成について詳細に説明する。
端末装置１００の通信部１５２は、ＣＰＵ１０２からの命令、及び通信Ｉ／Ｆ１１６によって実現される。通信部１５２は、家電管理サーバ２００、家電機器３００等の他の装置との間でセッションが構築された後、各種データの送受信を行う。具体的には、通信部１５２は、家電管理サーバ２００へ、家電機器３００から取得した家電機器３００の製造番号と端末装置１００へ入力された家電機器３００の利用者情報とを送信する。また、通信部１５２は、家電管理サーバ２００へ、家電機器３００が送信した動作ログと家電機器３００の製造番号とを暗号化した結果と署名とを送信する。
取得部１５４は、ＣＰＵ１０２からの命令、及び読取部１１８によって実現される。取得部１５４は、家電機器３００に添付された情報コードを読み取り、該情報コードに格納された情報を取得する。具体的には、取得部１５４は、家電機器３００に添付されている情報コードに格納されている接続設定情報、家電管理サーバ２００の通信アドレス、及び家電機器３００の製造番号を取得する。

【0034】

通信制御部１５６は、ＣＰＵ１０２からの命令、及び通信Ｉ／Ｆ１１６によって実現される。通信制御部１５６は、通信部１５２と家電管理サーバ２００との間でのセッションの構築や、通信制御を行う。具体的には、通信制御部１５６は、ユーザが操作部１１２を用いて操作することによって、接続設定情報、家電管理サーバ２００の通信アドレスに基づいて、家電管理サーバとの間でセッションを構築する。そして、通信制御部１５６は、家電メーカのウェブサイトをリクエストし、取得部１５４が取得した家電機器３００の製造番号を通信部１５２から送信する。通信部１５２から送信された家電機器３００の製造番号が家電管理サーバ２００によって受信されると、端末装置１００のディスプレイ１１０には、当該家電機器３００の製造番号に対応する利用者情報の入力画面が表示される。ユーザは、該入力画面で、操作部１１２を操作することで利用者情報を入力する。ユーザが入力した利用者情報は、家電管理サーバ２００へ送信され、家電管理サーバ２００は、利用者情報を登録する。利用者情報の一例は、端末装置１００の電話番号、メールアドレス、利用者の住所、氏名等である。
記憶部１５８は、不揮発性メモリ１０６によって実現される。記憶部１５８は、端末装置１００の識別情報等を記憶する。

【0035】

＜家電管理サーバの機能構成＞
家電管理サーバ２００は、通信部２５２、鍵生成部２５４、通信制御部２５６、記憶部２５８、認証部２６０、サービス提供部２６２、検証部２６３、及び上記各構成要素を図４に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等のバスライン２６４を有している。記憶部２５８には、マスター鍵が記憶される。これらの各部は、図４に示されている各構成要素のいずれかが、家電管理サーバ２００のハードウェア構成において、不揮発性メモリ２０６からメモリ２０４上に展開されたプログラム２０６２を実行するＣＰＵ２０２からの命令によって動作することで実現される機能である。

【0036】

＜家電管理サーバの各機能構成＞
図２及び図４を用いて、家電管理サーバ２００の各機能構成について詳細に説明する。
家電管理サーバ２００の通信部２５２は、家電管理サーバ２００のＣＰＵ２０２からの命令及び通信Ｉ／Ｆ２１６によって実現される。通信部２５２は、端末装置１００、家電機器３００等の他の装置との間でセッションが構築された後、各種データの送受信を行う。具体的には、通信部２５２は、端末装置１００が送信した家電機器３００の製造番号と、家電機器３００の利用者情報とを受信する。
また、通信部２５２は、家電管理サーバ２００と家電機器３００との間で認証が成功した後に、家電機器３００が送信した動作ログと家電機器３００の製造番号とを暗号化した結果と署名とを受信する。

【0037】

鍵生成部２５４は、通信部２５２が受信した家電機器３００の製造番号と、記憶部２５８に記憶されているマスター鍵２５８２とから共通鍵を生成する。記憶部２５８に記憶されているマスター鍵２５８２は、家電機器３００にプリセットされる共通鍵を生成する際に使用されるマスター鍵と同じであるため、鍵生成部２５４か生成する共通鍵は、家電機器３００にプリセットされる共通鍵を同じである。鍵生成部２５４は、生成した共通鍵を記憶部２５８に記憶する。
鍵生成部２５４は、以下に示される生成方法で、共通鍵を生成する。
（共通鍵の生成方法の例１）
共通鍵の生成方法の例１では、ハッシュ関数を利用する。例えば、マスター鍵と家電機器３００の製造番号の連結データを入力値に使用してハッシュ値を算出し、算出したハッシュ値を共通鍵に使用してもよい。
（共通鍵の生成方法の例２）
共通鍵の生成方法の例２では、排他的論理和演算を利用する。例えば、マスター鍵と家電機器３００の製造番号の排他的論理和演算を実行し、演算結果の値「マスター鍵 ｘｏｒ 家電機器３００の製造番号」を共通鍵に使用してもよい。
但し、「Ａ ｘｏｒ Ｂ」はＡとＢの排他的論理和である。

【0038】

通信制御部２５６は、家電管理サーバ２００のＣＰＵ２０２からの命令、及び通信Ｉ／Ｆ２１６によって実現される。通信制御部２５６は、通信部２５２と端末装置１００との間でのセッションの構築や、通信制御を行う。具体的には、通信制御部２５６は、端末装置１００によるアクセスに応じてセッションを構築する。そして、通信制御部２５６は、端末装置１００が送信した家電メーカのウェブサイトのリクエストに応じて、ウェブサイトの画面情報を端末装置１００へ送信する。通信制御部２５６は、通信部２５２から、端末装置１００が送信する家電機器３００の製造番号を取得し、当該家電機器３００の製造番号に対応する利用者情報の入力画面情報を端末装置１００へ送信する。さらに、通信制御部２５６は、利用者情報の入力画面に対してユーザが入力した利用者情報を取得し、記憶部２５８に登録する。さらに、通信制御部１５６は、家電機器３００が送信した動作ログと家電機器３００の製造番号とを暗号化した結果と、署名とを取得し、検証部２６３へ出力する。

【0039】

認証部２６０は、家電管理サーバ２００のＣＰＵ２０２からの命令によって実現される。認証部２６０は、家電機器３００の認証部３６０との間で後述する相互認証を行う。
サービス提供部２６２は、家電管理サーバ２００のＣＰＵ２０２からの命令によって実現される。サービス提供部２６２は、利用者情報を入力したユーザに対して、図書券や、家電製品を購入する際に利用できるクーポン券や、電子マネー等を作成し、通信部２５２から端末装置１００へ送信することによってサービスを提供する。さらに、サービス提供部２６２は、家電機器３００が送信した動作ログを分析することによって、経年劣化等によって買い替え時期と判断された家電機器３００のユーザに対して、買い替えを促す広告を、通信部２５２から端末装置１００へ送信することによってサービスを提供する。

【0040】

検証部２６３は、家電管理サーバ２００のＣＰＵ２０２からの命令によって実現される。検証部２６３は、通信制御部２５６から動作ログと家電機器３００の製造番号とを暗号化した結果と、署名とを取得すると、動作ログと家電機器３００の製造番号の正真性を検証する。具体的には、検証部２６３は、共通鍵で、動作ログと家電機器３００の製造番号とを暗号化した結果を復号し、復号した結果と共通鍵とからメッセージ認証コードを演算する。そして、検証部２６３は、復号した結果と共通鍵とを演算することによって得られるメッセージ認証コードと、署名とが一致するか否かを判定する。検証部２６３は、一致する場合には検証が成功であり、動作ログと家電機器３００の製造番号とが間違いなく家電機器３００から送信されたものであると判定する。一方、検証部２６３は、一致しない場合には検証が失敗であり、動作ログと家電機器３００の製造番号とが家電機器３００から送信されたものでないと判定する。検証部２６３は、検証が失敗である場合には、所定のエラー処理を行ってもよい。検証部２６３は、検証が成功である場合には、通信制御部２５６へ検証が成功したことを通知するとともに、復号した結果を記憶部２５８へ出力する。
記憶部２５８は、不揮発性メモリ２０６によって実現される。記憶部２５８は、家電管理サーバ２００の識別情報、マスター鍵２５８２、鍵生成部２５４が生成した共通鍵等を記憶する。さらに、記憶部２５８は、検証部２６３が出力した動作ログを、家電機器３００の製造番号と関連付けて記憶する。

【0041】

＜家電機器の機能構成＞
家電機器３００は、通信部３５２、動作ログ処理部３５４、通信制御部３５６、記憶部３５８、認証部３６０、暗号化部３６２、及び上記各構成要素を図４に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等のバスライン３６４を有している。記憶部３５８には、共通鍵３５８２、製造番号３５８４、及び動作ログ３５８６が記憶される。これらの各部は、図４に示されている各構成要素のいずれかが、家電機器３００の不揮発性メモリ２０６からメモリ２０４上に展開されたプログラム２０６２を実行するＣＰＵ２０２からの命令によって動作することで実現される機能である。

【0042】

＜家電機器の各機能構成＞
図２及び図４を用いて、家電機器３００の各機能構成について詳細に説明する。
家電機器３００の通信部３５２は、家電機器３００のＣＰＵ２０２からの命令及び通信Ｉ／Ｆ２１６によって実現される。通信部３５２は、端末装置１００、家電管理サーバ２００等の他の装置との間でセッションが構築された後、各種データの送受信を行う。具体的には、通信部３５２は、家電管理サーバ２００と家電機器３００との間で認証が成功した後、通信部３５２は、家電機器３００の動作ログと家電機器３００の製造番号とを暗号化した結果と、署名とを送信する。
動作ログ処理部３５４は、家電機器３００のＣＰＵ２０２からの命令によって実現される。動作ログ処理部３５４は、家電機器３００の動作ログを収集し、記憶部３５８の動作ログ３５８６に記憶する。動作ログの一例は、利用時間、消費電力、メニューの設定等の動作情報である。

【0043】

通信制御部３５６は、家電機器３００のＣＰＵ２０２からの命令及び通信Ｉ／Ｆ２１６によって実現される。通信制御部３５６は、通信部３５２と家電管理サーバ２００との間でのセッションの構築や、通信制御を行う。具体的には、通信制御部３５６は、端末装置１００を経由して、家電管理サーバ２００の通信制御部２５６との間で、セッションの構築を行う。

【0044】

認証部３６０は、家電機器３００のＣＰＵ２０２からの命令によって実現される。認証部３６０は、家電管理サーバ２００の認証部２６０との間で相互認証を行う。この相互認証方法の一例として、本実施形態では、チャレンジ／レスポンス認証方式を用いる。チャレンジ／レスポンス認証方式では、一方（家電管理サーバ２００の認証部２６０）からチャレンジ値（例えば、家電管理サーバ２００の認証部２６０が発生した乱数）をもう一方（家電機器３００の認証部３６０）へ送る。家電機器３００の認証部３６０は、記憶部３５８に格納されている共通鍵３５８２で該チャレンジ値を暗号化し、該チャレンジ値の暗号データをレスポンス値として家電管理サーバ２００の認証部２６０へ送る。家電管理サーバ２００の認証部２６０は、鍵生成部２５４が生成した共通鍵で該レスポンス値を復号し、該復号結果がチャレンジ値に一致するかを検査する。このレスポンス値の検査が合格である場合には、一方向（家電管理サーバ２００が家電機器３００を認証する方向）の認証が成功である。もう一方向（家電機器３００が家電管理サーバ２００を認証する方向）についても同様に実施し、レスポンス値の検査が合格である場合には、もう一方向（家電管理サーバ２００が家電機器３００を認証する方向）の認証が成功である。両方向の認証が成功である場合には家電機器３００と家電管理サーバ２００の相互認証が成功であり、いずれかの方向の認証が失敗である場合には家電機器３００と家電管理サーバ２００の相互認証が失敗である。

【0045】

暗号化部３６２は、家電機器３００のＣＰＵ２０２からの命令によって実現される。暗号化部３６２は、通信制御部３５６によって家電管理サーバ２００との間でセッションの構築が行われた後、動作ログ処理部３５４が記憶部３５８に記憶した動作ログ３５８６と製造番号３５８４とを取得する。暗号化部３６２は、共通鍵３５８２で、動作ログ３５８６と製造番号３５８４とを暗号化する。さらに、暗号化部３６２は、動作ログ３５８６と製造番号３５８４と、共通鍵３５８２とからメッセージ認証コードを演算することによって署名を作成する。暗号化部３６２は、通信部３５２へ動作ログ３５８６と製造番号３５８４とを暗号化した結果と、署名とを出力する。
記憶部３５８は、家電機器３００の不揮発性メモリ２０６によって実現される。記憶部３５８は、家電機器３００の識別情報、共通鍵３５８２、製造番号３５８４、及び動作ログ３５８６等を記憶する。

【0046】

＜通信システムの動作＞
図５は、本実施形態に係る通信システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。
ステップＳ５０２では、端末装置１００の取得部１５４は、家電機器３００に添付された情報コードを読み取り、該情報コードに格納されている接続設定情報と家電管理サーバ２００の通信アドレスと家電機器３００の製造番号とを取得する。
ステップＳ５０４では、端末装置１００の通信制御部１５６は、取得部１５４が取得した接続設定情報を用いて、家電管理サーバ２００の通信制御部２５６との間でセッションを構築する（ステップＳ５０４）。

【0047】

ステップＳ５０６では、端末装置１００の通信制御部１５６は、家電管理サーバ２００の通信制御部２５６との間でセッションが構築されると、家電管理サーバ２００の通信アドレスに基づいて、家電メーカのウェブサイトをリクエストする。そして、端末装置１００の通信制御部１５６は、家電機器３００の製造番号を送信し、当該製造番号に対応して表示される利用者情報の入力画面に対してユーザが入力した利用者情報を送信する。家電管理サーバ２００の通信制御部２５６は、通信部２５２によって端末装置１００が送信した家電機器３００の利用者情報が受信されると、当該利用者情報を記憶部２５８へ記憶する。
ステップＳ５０８では、家電管理サーバ２００の鍵生成部２５４は、家電機器３００の製造番号と、記憶部２５８に記憶されているマスター鍵２５８２とから共通鍵を生成する。

【0048】

ステップＳ５１０では、家電機器３００の動作ログ処理部３５４は、家電機器３００の動作ログを取得し、記憶部３５８の動作ログ３５８６に記憶する。
ステップＳ５１２では、家電管理サーバ２００のサービス提供部２６２は、利用者情報を入力したユーザに対して、図書券や、家電製品を購入する際に利用できるクーポン券等を作成し、通信部２５２から端末装置１００へ送信する。サービス提供部２６２は、利用者情報に含まれる電話番号宛のＳＭＳ（short message service）や、メールアドレス宛にクーポンを提供する。端末装置１００の通信部１５２は、家電管理サーバ２００が送信したクーポンを受信する。端末装置１００のユーザはクーポンを使用することによって、様々なサービスを受けることができる。これによって、端末装置１００のユーザに家電機器３００を家電管理サーバ２００へ登録することを促すことができる。
ステップＳ５１４では、家電管理サーバ２００の通信制御部２５６は、家電機器３００の通信制御部３５６との間で、セッションを構築する。
ステップＳ５１６では、家電管理サーバ２００の認証部２６０と家電機器３００の認証部３６０との間で相互認証が行われる。ここでは、相互認証が成功したとして説明を続ける。家電管理サーバ２００の認証部２６０と家電機器３００の認証部３６０との間で、相互認証が失敗した場合には、所定のエラー処理が行われてもよい。

【0049】

ステップＳ５１８では、家電機器３００の動作ログ処理部３５４は、通信制御部３５６によって家電管理サーバ２００との間でセッションの構築が行われた後、記憶部３５８に記憶されている動作ログ３５８６と製造番号３５８４とを取得し、暗号化部３６２に出力する。暗号化部３６２は、動作ログ処理部３５４から取得した動作ログ３５８６と製造番号３５８４とを暗号化する。さらに、暗号化部３６２は、動作ログ３５８６と製造番号３５８４と、共通鍵３５８２とからメッセージ認証コードを演算することによって署名を作成する。暗号化部３６２は、通信部３５２へ動作ログ３５８６と製造番号３５８４とを暗号化した結果と、署名とを出力する。通信部３５２は、家電管理サーバ２００へ、暗号化部３６２から出力された動作ログ３５８６と製造番号３５８４とを暗号化した結果と、署名とを送信する。
家電管理サーバ２００は、家電機器３００から動作ログ３５８６と製造番号３５８４とを暗号化した結果と、署名とを受信すると、動作ログと家電機器３００の製造番号の正真性を検証する。

【0050】

ステップＳ５２０では、家電管理サーバ２００のサービス提供部２６２は、家電機器３００が送信した動作ログを分析することによって、経年劣化等によって買い替え時期と判断された家電機器３００のユーザに対して、買い替えを促す広告を、通信部２５２から端末装置１００へ送信する。

【0051】

図５に示されるシーケンスチャートのステップＳ５０６において、端末装置１００は、家電管理サーバ２００へ、利用者情報と製造番号とに加え、端末装置１００の位置情報を送信してもよい。ここで、端末装置１００が送信する位置情報は、家電機器３００の近傍の位置であるのが好ましい。家電管理サーバ２００の通信制御部２５６は、通信部２５２によって端末装置１００が送信した位置情報が受信されると、当該位置情報を記憶部２５８へ記憶する。そして、ステップＳ５１８において、端末装置１００は、家電機器３００が送信した動作ログと製造番号とを暗号化した結果と署名に、端末装置１００の位置情報を付加して送信するようにしてもよい。これによって、家電管理サーバ２００は、端末装置１００から動作ログと製造番号とを暗号化した結果と署名とに付加して送信された端末装置１００の位置情報を受信すると、該位置情報と記憶部２５８に記憶している位置情報とを比較することによって、家電機器３００の位置が変更されているか否かを判定できる。具体的には、家電機器３００の位置が所定の閾値以上移動されていると判定された場合には、引っ越しが行われたと推測できる。さらに、家電管理サーバ２００は、家電機器３００の位置が所定の閾値以上移動されていると判定した場合に、位置情報を再登録することを促すようにしてもよい。
本実施形態においては、家電機器３００が、動作ログと家電機器３００の製造番号とを暗号化した結果と、署名とを送信する場合について説明したが、これに限られない。例えば、家電機器３００は、署名は作成せず、動作ログと家電機器３００の製造番号とを暗号化した結果を送信するようにしてもよい。
また、本実施形態においては、家電機器３００にマスター鍵と家電機器３００の製造番号とから生成される共通鍵がプリセットされる場合について説明したが、これに限られない。例えば、家電機器３００にマスター鍵と家電機器３００の製造番号とＮ（Ｎは実数）から生成される共通鍵がプリセットされてもよい。この場合、Ｎは、暗号化、署名等の利用したい共通鍵の数に応じて用意される。また、家電機器３００にマスター鍵が複数プリセットされてもよい。

【0052】

本実施形態に係る通信システムの運用例について説明する。例えば、一定間隔で、冷蔵庫等の家電機器３００と端末装置１００とが家電機器３００に添付された情報コードに格納されている近距離無線の通信設定情報を用いて相互認証を行う。相互認証後、家電機器３００は、動作ログと製造番号を暗号化し、署名(CMAC）を付与し、端末装置１００へ送付する。端末装置１００は、家電機器３００からの情報を、情報コードに格納された家電メーカの家電管理サーバ２００のアドレスに向けて送付する。家電メーカの家電管理サーバ２００は、マスター鍵と製造番号から共通鍵を生成し、当該共通鍵を使用して、復号や署名検証を行い、動作ログを分析する。分析の結果、経年劣化などの買い替え時期と判断されると、家電管理サーバ２００は、買い替えを促す広告を端末装置へ返送してもよい。

【0053】

本実施形態に係る通信システムによれば、家電機器３００と端末装置１００と家電管理サーバ２００とを共通鍵を用いて、安全に接続することができる。共通鍵を使用することで、家電製品に組み込まれる非力なマイコンでも暗号化や署名付与などの演算が可能になる。また、マスター鍵と製造番号から生成される共通鍵を用いるため、煩雑になりがちな鍵管理の機構が不要になる。端末装置等などから簡易な手順で動作ログを収集できるようになり、家電メーカによる利用者登録や動作ログの直接的な収集が可能になる。
家電メーカは、動作ログを分析することによって、次の製品開発に活かすことができる。さらに、家電管理サーバ２００によって、家電機器３００の利用者情報が登録されるため、仮に家電等に不具合が発生し、リコール等が必要になった場合でも、利用者へ直接通知できる。これによって、不具合が発生した家電機器に対して、早急に修理を進めることができる。さらに、経年劣化等によって家電機器に発生する不具合や故障を把握して、買い替え時期であることを利用者へ通知できるため、新製品の販売に繋げることができる。

【0054】

＜第２の実施形態＞
＜通信システム＞
本実施形態に係る通信システムは、図１を適用できる。ただし、端末装置１００の代わりに端末装置４００を備え、家電管理サーバ２００の代わりに家電管理サーバ５００を備える。なお、家電機器３００は、前述した家電機器３００を適用できる。前述した第１の実施形態では、端末装置１００は、単に通信の土管として使用されていた。そして、家電管理サーバ２００のみによってマスター鍵が管理されていた。本実施形態に係る通信システムでは、端末装置４００及び家電管理サーバ５００の両方がマスター鍵を管理する。

【0055】

端末装置４００には、ＳＩＭ(Subscriber Identity Module)等のセキュアエレメントが搭載され、当該セキュアエレメントにマスター鍵が安全にセットされる。このマスター鍵は、家電機器３００にプリセットされる共通鍵を生成する際に使用されるマスター鍵と同じである。このマスター鍵のセットは、通信事業者のサーバと端末装置４００の安全な領域（セキュアエレメント）を直接暗号化通信路で繋ぐオーバーザエアー(Over the Air)によって行われる。
端末装置４００は、家電機器３００に添付された情報コードを読み取ると、該情報コードに格納された接続設定情報、家電メーカの家電管理サーバ５００の通信アドレス、家電機器３００の製造番号等の情報を取得する。端末装置４００は、取得した情報のうち、家電機器３００の製造番号とセキュアエレメントに記憶されているマスター鍵と家電機器３００の製造番号とから共通鍵を生成する。

【0056】

端末装置４００は、接続設定情報を用いて、家電管理サーバ５００との間でセッションを構築する。端末装置４００は、情報コードから取得した家電管理サーバ５００の通信アドレスに基づいて、家電管理サーバ５００へ、家電メーカのウェブサイトをリクエストする。そして、端末装置４００は、家電機器３００の製造番号を、家電管理サーバ５００へ送信する。
さらに、端末装置４００は、共通鍵で、家電メーカのウェブサイト上でユーザが入力した家電機器３００の利用者情報を暗号化する。さらに、端末装置４００は、家電機器３００の利用者情報と共通鍵とからメッセージ認証コードを演算することによって署名を作成する。端末装置４００は、家電機器３００の利用者情報を暗号化した結果に署名を付与し、家電管理サーバ５００へ送信する。端末装置４００は、家電機器３００との間で相互認証を行う。

【0057】

家電管理サーバ５００は、マスター鍵を記憶している。このマスター鍵は、家電機器３００にプリセットされる共通鍵を生成する際に使用されるマスター鍵と同じである。家電管理サーバ５００は、端末装置４００から家電機器３００の製造番号を取得すると、記憶しているマスター鍵と家電機器３００の製造番号とから共通鍵を生成する。家電管理サーバ５００は、端末装置４００から家電機器３００の利用者情報を暗号化した結果と署名とを取得すると、共通鍵で当該結果を復号し、復号した結果と共通鍵とからメッセージ認証コードを演算する。そして、家電管理サーバ５００は、復号した結果と共通鍵とを演算することによって得られるメッセージ認証コードと端末装置４００から取得した署名とが一致するか否かを判定することで、利用者情報の正真性を検証する。家電管理サーバ５００は、一致する場合には検証が成功であり、利用者情報が間違いなく端末装置４００から送信されたものであると判定する。一方、家電管理サーバ５００は、一致しない場合には検証が失敗であり、利用者情報が端末装置４００から送信されたものでないと判定する。

【0058】

本実施形態に係る端末装置４００のハードウェア構成は図２を適用でき、家電管理サーバ５００のハードウェア構成は図３を適用できる。
＜本実施形態に係る無線通信システムの機能構成＞
図６は、本実施形態の通信システム２を構成する端末装置４００、家電管理サーバ５００、及び家電機器３００の機能ブロック図である。なお、家電機器３００の機能ブロック図は、前述した第１の実施形態と同じである。

【0059】

＜端末装置の機能構成＞
端末装置４００は、通信部４５２、取得部４５４、通信制御部４５６、記憶部４５８、鍵生成部４６１、暗号化部４６２、認証部４６３、及び上記各構成要素を図６に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等のバスライン４６０を有している。

【0060】

＜端末装置の各機能構成＞
図２及び図６を用いて、端末装置４００の各機能構成について詳細に説明する。なお、以下では、端末装置４００の各機能構成を説明するにあたって、図２に示されている各構成要素のうち、端末装置４００の各機能構成を実現させるための主なハードウェアとの関係も説明する。
端末装置４００の通信部４５２、取得部４５４、通信制御部４５６、及び記憶部４５８は、端末装置１００の通信部１５２、取得部１５４、通信制御部１５６、及び記憶部１５８を適用できる。ただし、記憶部４５８は、セキュアエレメントで構成され、マスター鍵４５８２が記憶される。

【0061】

鍵生成部４６１は、取得部４５４が取得した家電機器３００の製造番号と、記憶部４５８に記憶されているマスター鍵４５８２とから共通鍵を生成する。共通鍵の生成方法については前述したので、その説明を省略する。記憶部４５８に記憶されているマスター鍵４５８２は、家電機器３００にプリセットされる共通鍵を生成する際に使用されるマスター鍵と同じであるため、鍵生成部４６１か生成する共通鍵は、家電機器３００にプリセットされる共通鍵を同じである。鍵生成部４６１は、生成した共通鍵を記憶部４５８に記憶する。
暗号化部４６２は、ＣＰＵ１０２からの命令によって実現される。暗号化部４６２は、通信制御部４５６によって家電管理サーバ５００との間でセッションの構築が行われた後、鍵生成部４６１が生成した共通鍵で、利用者情報を暗号化する。さらに、暗号化部４６２は、利用者情報と、共通鍵とからメッセージ認証コードを演算することによって署名を作成する。暗号化部４６２は、通信部４５２へ利用者情報を暗号化した結果と、署名とを出力する。
認証部４６３は、ＣＰＵ１０２からの命令によって実現される。認証部４６３は、家電機器３００の認証部３６０との間で相互認証を行う。この相互認証方法の一例として、本実施形態では、チャレンジ／レスポンス認証方式を用いる。チャレンジ／レスポンス認証方式については前述したので、その説明を省略する。

【0062】

＜家電管理サーバの機能構成＞
家電管理サーバ５００は、通信部５５２、鍵生成部５５４、通信制御部５５６、記憶部５５８、サービス提供部５６２、検証部５６３、及び上記各構成要素を図６に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等のバスライン５６４を有している。これらの各部は、図６に示されている各構成要素のいずれかが、家電管理サーバ５００の不揮発性メモリ２０６からメモリ２０４上に展開されたプログラム２０６２を実行するＣＰＵ２０２からの命令によって動作することで実現される機能である。

【0063】

＜家電管理サーバの各機能構成＞
図２及び図６を用いて、家電管理サーバ５００の各機能構成について詳細に説明する。家電管理サーバ５００の通信部５５２、鍵生成部５５４、通信制御部５５６、記憶部５５８、サービス提供部５６２、及び検証部５６３は、家電管理サーバ２００の通信部２５２、鍵生成部２５４、通信制御部２５６、記憶部２５８、サービス提供部２６２、及び検証部２６３を適用できる。

【0064】

＜通信システムの動作＞
図７は、本実施形態に係る通信システム２の動作の一例を示すシーケンスチャートである。
ステップＳ７０２−Ｓ７１０は、図５に示されるステップＳ５０２−Ｓ５１０を適用できる。
ステップＳ７１２では、端末装置４００の鍵生成部４６１は、家電機器３００の製造番号と、記憶部４５８に記憶されているマスター鍵４５８２とから共通鍵を生成する。
ステップＳ７１４では、家電管理サーバ５００のサービス提供部５６２は、利用者情報を入力したユーザに対して、前述したようにクーポン券等を作成し、通信部５５２から端末装置４００へ送信する。端末装置４００の通信部４５２は、家電管理サーバ５００が送信したクーポンを受信する。

【0065】

ステップＳ７１６では、端末装置４００の通信制御部４５６は、家電機器３００の通信制御部３５６との間で、セッションを構築する。
ステップＳ７１８では、端末装置４００の認証部４６３と家電機器３００の通信制御部３５６との間で、相互認証が行われる。ここでは、相互認証が成功したとして説明を続ける。端末装置４００の認証部４６３と家電機器３００の通信制御部３５６との間で、相互認証が失敗した場合には、所定のエラー処理が行われてもよい。

【0066】

ステップＳ７２０では、家電機器３００の動作ログ処理部３５４は、認証部３６０によって端末装置４００の認証部４６３との間で相互認証が行われた後、記憶部３５８に記憶されている動作ログ３５８６を取得し、通信部３５２から端末装置４００へ送信する。端末装置４００の通信部４５２は、家電機器３００が送信した動作ログ３５８６を受信する。
ステップＳ７２２では、端末装置４００の暗号化部４６２は、通信部４５２が動作ログを受信すると、当該動作ログを取得する。暗号化部４６２は、動作ログ３５８６と製造番号３５８４とを暗号化する。さらに、暗号化部４６２は、動作ログ３５８６と製造番号３５８４と、共通鍵３５８２とからメッセージ認証コードを演算することによって署名を作成する。暗号化部４６２は、通信部４５２へ動作ログ３５８６と製造番号３５８４とを暗号化した結果と、署名とを出力する。通信部４５２は、家電管理サーバ５００へ、暗号化部４６２から出力された動作ログ３５８６と製造番号３５８４とを暗号化した結果と、署名とを送信する。家電管理サーバ５００は、端末装置４００から動作ログ３５８６と製造番号３５８４とを暗号化した結果と、署名とを受信すると、動作ログ３５８６と家電機器３００の製造番号の正真性を検証する。
ステップＳ７２４では、家電管理サーバ５００のサービス提供部５６２は、端末装置４００が送信した動作ログを分析することによって、経年劣化等によって買い替え時期と判断された家電機器３００のユーザに対して、買い替えを促す広告を、通信部５５２から端末装置１００へ送信する。

【0067】

本実施形態においては、端末装置４００が、動作ログと家電機器３００の製造番号とを暗号化した結果と、署名とを送信する場合について説明したが、これに限られない。例えば、端末装置４００は、署名は作成せず、動作ログと家電機器３００の製造番号とを暗号化した結果を送信するようにしてもよい。

【0068】

また、本実施形態においては、家電機器３００にマスター鍵と家電機器３００の製造番号とから生成される共通鍵がプリセットされる場合について説明したが、この限りではない。例えば、家電機器３００にマスター鍵と家電機器３００の製造番号とＮ（Ｎは実数）から生成される共通鍵がプリセットされてもよい。この場合、Ｎは、暗号化、署名等の利用したい共通鍵の数に応じて用意される。また、家電機器３００にマスター鍵が複数プリセットされてもよい。

【0069】

本実施形態に係る通信システムの運用例について説明する。例えば、一定間隔で、冷蔵庫等の家電機器３００と端末装置４００とが共通鍵もしくは家電機器３００に添付された情報コードに格納されている近距離無線の通信設定情報を用いて相互認証を行う。相互認証後、家電機器３００は、動作ログを端末装置４００へ送付し、製造番号とともに共通鍵を用いて暗号化や署名(CMAC)の付与を行う。端末装置４００は、家電機器３００からの情報を情報コードに格納された家電メーカの家電管理サーバ５００のアドレスに向けて送付する。家電メーカの家電管理サーバ５００は、マスター鍵と製造番号から共通鍵を生成し、当該共通鍵を使用して、復号や署名検証を行い、動作ログを分析する。分析の結果、経年劣化などの買い替え時期と判断されると、家電管理サーバ５００は、買い替えを促す広告を端末装置４００へ返送してもよい。

【0070】

本実施形態に係る通信システムによれば、第１の実施形態と同様に、家電機器３００と端末装置４００と家電管理サーバ５００とを共通鍵を用いて、安全に接続することができる。共通鍵を使用することで、家電製品に組み込まれる非力なマイコンでも暗号化や署名付与などの演算が可能になる。また、マスター鍵と製造番号から生成される共通鍵を用いるため、煩雑になりがちな鍵管理の機構が不要になる。端末装置等などから簡易な手順で動作ログを収集できるようになり、家電メーカによる利用者登録や動作ログの直接的な収集が可能になる。

【0071】

前述した実施形態では、家電機器３００に近距離無線デバイスとの間の接続設定情報、家電メーカの家電管理サーバの通信アドレス、及び家電機器３００の製造番号等の情報を格納した二次元バーコード(ＱＲ(Quick Response)コード)等の情報コードが添付される場合について説明したがこの例に限られない。例えば、ＮＦＣタグに家電機器３００に近距離無線デバイスとの間の接続設定情報、家電メーカの家電管理サーバの通信アドレス、及び家電機器３００の製造番号等の情報を格納し、当該ＮＦＣタグを家電機器３００に添付するようにしてもよい。

【0072】

以上、本発明の実施形態及びその変形例を説明したが、これらの実施形態及びその変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態及びその変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組合せを行うことができる。これら実施形態及びその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【0073】

なお、前述の端末装置、家電管理サーバ、及び家電機器は内部にコンピュータを有している。そして、前述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【0074】

前述した実施形態において、端末装置１００及び端末装置４００は通信装置の一例であり、家電管理サーバ２００及び家電管理サーバ５００はサーバに一例であり、通信アドレスはサーバの所在を特定する情報の一例であり、家電機器３００は装置の一例であり、家電機器の製造番号は装置の識別情報の一例である。

【符号の説明】

【0075】

５０…通信網、１００…端末装置、１０２…ＣＰＵ、１０４…メモリ、１０６…不揮発性メモリ、１１０…ディスプレイ、１１２…操作部、１１６…通信Ｉ／Ｆ、１１８…読取部、１２０…内部バス、１５２…通信部、１５４…取得部、１５６…通信制御部、１５８…記憶部、１６０…バスライン、２００…家電管理サーバ、２０２…ＣＰＵ、２０４…メモリ、２０６…不揮発性メモリ、２１６…通信Ｉ／Ｆ、２１８…内部バス、２５２…通信部、２５４…鍵生成部、２５６…通信制御部、２５８…記憶部、２６０…認証部、２６２…サービス提供部、２６３…検証部、２６４…バスライン、３００…家電機器、３５２…通信部、３５４…動作ログ処理部、３５６…通信制御部、３５８…記憶部、３６０…認証部、３６２…暗号化部、３６４…バスライン、４００…端末装置、４５２…通信部、４５４…取得部、４５６…通信制御部、４５８…記憶部、４６０…バスライン、
４６１…鍵生成部、４６２…暗号化部、４６３…認証部、５００…家電管理サーバ、５５２…通信部、５５４…鍵生成部、５５６…通信制御部、５５８…記憶部、５６２…サービス提供部、５６３…検証部、５６４…バスライン、１０６２…プログラム、２０６２…プログラム、２５８２…マスター鍵、３５８２…共通鍵、３５８４…製造番号、３５８６…動作ログ、４５８２…マスター鍵、５５８２…マスター鍵

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】