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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022117208
(43)【公開日】2022-08-10
(54)【発明の名称】通信装置及び通信システム
(51)【国際特許分類】
G06F 21/60 20130101AFI20220803BHJP
H04L 9/08 20060101ALI20220803BHJP
【ＦＩ】
G06F21/60 360
H04L9/00 601D
H04L9/00 601E
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021013786
(22)【出願日】2021-01-29
(71)【出願人】
【識別番号】591128453
【氏名又は名称】株式会社メガチップス
(74)【代理人】
【識別番号】100088672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉竹 英俊
(74)【代理人】
【識別番号】100088845
【弁理士】
【氏名又は名称】有田 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】押切 崇
(57)【要約】
【課題】通信装置の安全性を向上することが可能な技術を提供する。
【解決手段】通信装置は、第１の鍵で暗号化されたデータが伝送される信号線と、通信部と、監視部とを備える。通信部は、信号線で伝送されるデータが入力され、入力されたデータを通信装置の外部に送信する。監視部は、信号線を監視し、信号線で伝送されるデータが第１の鍵で暗号化されているか否かを監視する。
【選択図】図４
【解決手段】通信装置は、第１の鍵で暗号化されたデータが伝送される信号線と、通信部と、監視部とを備える。通信部は、信号線で伝送されるデータが入力され、入力されたデータを通信装置の外部に送信する。監視部は、信号線を監視し、信号線で伝送されるデータが第１の鍵で暗号化されているか否かを監視する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
通信装置であって、
第１の鍵で暗号化されたデータが伝送される信号線と、
前記信号線で伝送されるデータが入力され、入力されたデータを前記通信装置の外部に送信する通信部と、
前記信号線を監視し、前記信号線で伝送されるデータが前記第１の鍵で暗号化されているか否かを監視する監視部と
を備える、通信装置。
第１の鍵で暗号化されたデータが伝送される信号線と、
前記信号線で伝送されるデータが入力され、入力されたデータを前記通信装置の外部に送信する通信部と、
前記信号線を監視し、前記信号線で伝送されるデータが前記第１の鍵で暗号化されているか否かを監視する監視部と
を備える、通信装置。
【請求項2】
請求項１に記載の通信装置であって、
前記第１の鍵でデータを暗号化して出力する暗号処理部をさらに備え、
前記信号線は、前記暗号処理部から出力されるデータを伝送する、通信装置。
前記第１の鍵でデータを暗号化して出力する暗号処理部をさらに備え、
前記信号線は、前記暗号処理部から出力されるデータを伝送する、通信装置。
【請求項3】
請求項２に記載の通信装置であって、
前記監視部は、
前記第１の鍵の使用条件を記憶し、
前記信号線を監視して前記使用条件が満たされているか否かを監視する、通信装置。
前記監視部は、
前記第１の鍵の使用条件を記憶し、
前記信号線を監視して前記使用条件が満たされているか否かを監視する、通信装置。
【請求項4】
請求項２に記載の通信装置であって、
前記暗号処理部は、第２の鍵でデータを暗号化して出力し、
前記監視部は、
前記信号線を監視して、前記信号線で伝送される、前記第１の鍵で暗号化されているべきデータが前記第１の鍵で暗号化されているか否かを監視し、
前記信号線を監視して、前記信号線で伝送される、前記第２の鍵で暗号化されているべきデータが前記第２の鍵で暗号化されているか否かを監視する、通信装置。
前記暗号処理部は、第２の鍵でデータを暗号化して出力し、
前記監視部は、
前記信号線を監視して、前記信号線で伝送される、前記第１の鍵で暗号化されているべきデータが前記第１の鍵で暗号化されているか否かを監視し、
前記信号線を監視して、前記信号線で伝送される、前記第２の鍵で暗号化されているべきデータが前記第２の鍵で暗号化されているか否かを監視する、通信装置。
【請求項5】
請求項４に記載の通信装置であって、
前記監視部は、前記第１の鍵の第１使用条件と、前記第２の鍵の第２使用条件とを記憶し、
前記監視部は、
前記信号線を監視して前記第１使用条件が満たされているか否かを監視し、
前記信号線を監視して前記第２使用条件が満たされているか否かを監視する、通信装置。
前記監視部は、前記第１の鍵の第１使用条件と、前記第２の鍵の第２使用条件とを記憶し、
前記監視部は、
前記信号線を監視して前記第１使用条件が満たされているか否かを監視し、
前記信号線を監視して前記第２使用条件が満たされているか否かを監視する、通信装置。
【請求項6】
請求項２から請求項５のいずれか一つに記載の通信装置であって、
前記通信部は、サーバからシードデータを受信し、
前記監視部は、前記シードデータに基づいて前記第１の鍵を生成し、
前記暗号処理部は、前記監視部で生成された前記第１の鍵でデータを暗号化する、通信装置。
前記通信部は、サーバからシードデータを受信し、
前記監視部は、前記シードデータに基づいて前記第１の鍵を生成し、
前記暗号処理部は、前記監視部で生成された前記第１の鍵でデータを暗号化する、通信装置。
【請求項7】
請求項２から請求項５のいずれか一つに記載の通信装置であって、
前記監視部は、時刻情報に基づいて前記第１の鍵を生成し、
前記暗号処理部は、前記監視部で生成された前記第１の鍵でデータを暗号化する、通信装置。
前記監視部は、時刻情報に基づいて前記第１の鍵を生成し、
前記暗号処理部は、前記監視部で生成された前記第１の鍵でデータを暗号化する、通信装置。
【請求項8】
請求項２から請求項７のいずれか一つに記載の通信装置であって、
前記監視部は、監視結果の履歴を示す履歴データを生成し、
前記通信部は、前記履歴データをサーバに送信する、通信装置。
前記監視部は、監視結果の履歴を示す履歴データを生成し、
前記通信部は、前記履歴データをサーバに送信する、通信装置。
【請求項9】
請求項２から請求項７のいずれか一つに記載の通信装置であって、
前記信号線で前記通信部と接続され、前記通信部を制御する制御部を備え、
前記監視部は、監視結果の履歴を示す履歴データを生成し、生成した前記履歴データを第３の鍵で暗号化して前記制御部に入力し、
前記制御部は、前記監視部から入力されるデータを出力し、
前記信号線は、前記制御部から出力されるデータを伝送し、
前記監視部は、
前記信号線を監視し、前記信号線で伝送される、前記第１の鍵で暗号化されているべきデータが前記第１の鍵で暗号化されているか否かを監視し、
前記信号線を監視し、前記信号線で伝送される、前記第３の鍵で暗号化されているべきデータが前記第３の鍵で暗号化されているか否かを監視する、通信装置。
前記信号線で前記通信部と接続され、前記通信部を制御する制御部を備え、
前記監視部は、監視結果の履歴を示す履歴データを生成し、生成した前記履歴データを第３の鍵で暗号化して前記制御部に入力し、
前記制御部は、前記監視部から入力されるデータを出力し、
前記信号線は、前記制御部から出力されるデータを伝送し、
前記監視部は、
前記信号線を監視し、前記信号線で伝送される、前記第１の鍵で暗号化されているべきデータが前記第１の鍵で暗号化されているか否かを監視し、
前記信号線を監視し、前記信号線で伝送される、前記第３の鍵で暗号化されているべきデータが前記第３の鍵で暗号化されているか否かを監視する、通信装置。
【請求項10】
請求項１から請求項９のいずれか一つに記載の通信装置であって、
前記通信部は、前記第１の鍵で暗号化されたデータを受信し、
前記信号線は、前記通信部で受信された受信データを伝送し、
前記監視部は、前記信号線で伝送される前記受信データが前記第１の鍵で暗号化されているか否かを監視する、通信装置。
前記通信部は、前記第１の鍵で暗号化されたデータを受信し、
前記信号線は、前記通信部で受信された受信データを伝送し、
前記監視部は、前記信号線で伝送される前記受信データが前記第１の鍵で暗号化されているか否かを監視する、通信装置。
【請求項11】
請求項６に記載の通信装置と、
前記シードデータを前記通信装置に送信するサーバと
を備える、通信システム。
前記シードデータを前記通信装置に送信するサーバと
を備える、通信システム。
【請求項12】
請求項８または請求項９に記載の通信装置と、
前記通信装置が送信する前記履歴データを受信するサーバと
を備える、通信システム。
前記通信装置が送信する前記履歴データを受信するサーバと
を備える、通信システム。
【請求項13】
請求項１２に記載の通信システムであって、
前記サーバは、受信した前記履歴データに基づいて前記通信装置を制御する、通信システム。
前記サーバは、受信した前記履歴データに基づいて前記通信装置を制御する、通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、通信技術に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、暗号化通信に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００４－１３５１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
通信装置の安全性を向上させることは望ましい。
【0005】
そこで、本開示は上述の点に鑑みて成されたものであり、通信装置の安全性を向上させることが可能な技術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】
【0006】
通信装置の一態様は、第１の鍵で暗号化されたデータが伝送される信号線と、通信部と、監視部とを備える。通信部は、信号線で伝送されるデータが入力され、入力されたデータを通信装置の外部に送信する。監視部は、信号線を監視し、信号線で伝送されるデータが第１の鍵で暗号化されているか否かを監視する。
【発明の効果】
【0007】
通信装置の安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】通信システムの構成の一例を示す図である。
【図2】サーバの構成の一例を示す図である。
【図3】ユーザ機器の構成の一例を示す図である。
【図4】ＩｏＴ機器の構成の一例を示す図である。
【図5】ＩｏＴ機器の制御部が備える機能ブロックの一例を示す図である。
【図6】パケットの送信動作の一例を示すフローチャートである。
【図7】パケットの受信動作の一例を示すフローチャートである。
【図8】通信システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図9】通信システムの動作の一例を示す図である。
【図10】通信システムの動作の一例を示す図である。
【図11】通信システムの動作の一例を示す図である。
【図12】監視部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図13】通信システムの動作の一例を示す図である。
【図14】セッション鍵使用条件の一例を示す図である。
【図15】通信システムの動作の一例を示す図である。
【図16】通信システムの動作の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
＜システム概要＞
図１は通信システム１の構成の一例を示す図である。図１に示されるように、通信システム１は、例えば、サーバ２と、複数の通信装置３と、サーバ２及び複数の通信装置３が接続された通信ネットワーク１０とを備える。各通信装置３は、通信ネットワーク１０（単にネットワーク１０ともいう）を通じて、サーバ２と通信可能である。各通信装置３は、ネットワーク１０を通じて、他の通信装置３と通信可能である。
図１は通信システム１の構成の一例を示す図である。図１に示されるように、通信システム１は、例えば、サーバ２と、複数の通信装置３と、サーバ２及び複数の通信装置３が接続された通信ネットワーク１０とを備える。各通信装置３は、通信ネットワーク１０（単にネットワーク１０ともいう）を通じて、サーバ２と通信可能である。各通信装置３は、ネットワーク１０を通じて、他の通信装置３と通信可能である。
【0010】
通信システム１では、例えば、Ｅ２ＥＥ（end-to-end encryption）通信が行われる。Ｅ２ＥＥ通信とは、コンピュータネットワークの末端に位置する複数の通信装置が、当該複数の通信装置のみが知る暗号鍵を用いて互いに行う暗号化通信である。本例では、通信装置３が、サーバ２、通信装置３及びネットワーク１０を含むコンピュータネットワークの末端に位置する通信装置である。本例では、複数の通信装置３の間においてＥ２ＥＥ通信が行われる。
【0011】
ネットワーク１０には、無線ネットワーク及び有線ネットワークの少なくとも一方が含まれる。本例では、ネットワーク１０には、例えばインターネットが含まれる。ネットワーク１０には、無線ＬＡＮ（Local Area Network）が含まれてもよいし、基地局等を含む、携帯電話システムのネットワークが含まれてもよい。
【0012】
サーバ２は、一種のコンピュータ装置であって、例えばクラウドサーバである。サーバ２は、例えば、通信装置３で使用される暗号鍵の種となるシードデータの通信装置３に対する発行を制御することが可能である。サーバ２は、ＫＭＳ（Key Management Server）ともいう。また、サーバ２は、例えば、通信装置３を制御することによって、通信装置３のハッキングに対する安全性を向上することができる。サーバ２は、例えば、通信装置３と暗号化通信を行う。
【0013】
複数の通信装置３には、例えば、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５が含まれる。ＩｏＴはInternet of Thingsの略語である。図１には、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５がそれぞれ１つ示されているが、複数の通信装置３には、例えば、複数のＩｏＴ機器４と複数のユーザ機器５とが含まれる。以後、説明対象の一のＩｏＴ機器４（言い換えれば、注目する一のＩｏＴ機器４）を対象ＩｏＴ機器４ともいう。また、説明の対象の一のユーザ機器５（言い換えれば、注目する一のユーザ機器５）を対象ユーザ機器５ともいう。
【0014】
ＩｏＴ機器４（ＩｏＴ端末ともいう）とユーザ機器５（ユーザ端末ともいう）とは、例えばＥ２ＥＥ通信を行う。ＩｏＴ機器４は、例えば、家、オフィス、工場あるいは屋外などで使用される。ＩｏＴ機器４は、例えば、センサを有し、当該センサが検出した情報をユーザ機器５等に送信することが可能である。
【0015】
ユーザ機器５は、例えば、ＩｏＴ機器４よりも操作性に富んだ機器である。ユーザ機器５は、ＩｏＴ機器４よりも、ユーザから多様な入力を受け付けることができる。また、ユーザ機器５は、例えば、ＩｏＴ機器４よりも高度な処理を行うことができる。ユーザ機器５は、例えば、スマートフォン等の携帯電話機であってもよいし、タブレット端末であってもよいし、パーソナルコンピュータであってもよいし、ウェアラブル機器であってもよい。
【0016】
なお、通信システム１はサーバ２以外のサーバを備えてもよいし、複数の通信装置３には、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５以外の装置が含まれてもよい。
【0017】
＜サーバの構成例＞
図２はサーバ２の構成の一例を示す図である。図２に示されるように、サーバ２は、例えば、制御部２０と、ネットワーク１０に接続された通信部２１と、表示部２２と、入力部２３と、乱数生成器２４とを備える。
図２はサーバ２の構成の一例を示す図である。図２に示されるように、サーバ２は、例えば、制御部２０と、ネットワーク１０に接続された通信部２１と、表示部２２と、入力部２３と、乱数生成器２４とを備える。
【0018】
表示部２２は、例えば、液晶ディスプレイであってもよいし、有機ＥＬディスプレイであってもよいし、他のディルプレイであってもよい。表示部２２は、制御部２０によって制御されることによって、文字、記号、図形などの各種情報を表示することが可能である。
【0019】
入力部２３は、ユーザからのサーバ２に対する入力を受け付けることが可能である。入力部２３は、例えば、タッチパネルを備えてもよいし、マウスを備えてもよいし、キーボードを備えてもよい。入力部２３は、受け付けた入力を制御部２０に通知する。
【0020】
乱数生成器２４は、例えば、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間のＥ２ＥＥ通信で使用される後述のセッション鍵の生成で使用される乱数を生成する。乱数生成器２４は、真正乱数を生成してもよいし、疑似乱数を生成してもよい。乱数生成器２４は乱数生成回路とも言える。乱数生成器２４は、生成した乱数を制御部２０に入力する。乱数生成器２４は、例えば、乱数を出力するたびに、異なる乱数を出力する。
【0021】
制御部２０は、サーバ２の他の構成要素を制御することによって、サーバ２の動作を統括的に管理することが可能である。制御部２０は制御回路であるとも言える。制御部２０は、例えば、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）であって、プロセッサ２００と記憶部２１０とを備える。プロセッサ２００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよいし、他のプロセッサであってもよい。
【0022】
記憶部２１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などの、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を含む。記憶部２１０は記憶回路ともいえる。記憶部２１０には、サーバ２を制御するためのプログラム２１１が記憶されている。制御部２０の各種機能は、プロセッサ２００が記憶部２１０内のプログラム２１１を実行することによって実現される。記憶部２１０は、サーバ２がＩｏＴ機器４との暗号化通信で使用するサービス鍵ＳＡＫｓを予め記憶している。サービス鍵ＳＡＫｓは暗号鍵の一種である。サービス鍵ＳＡＫｓは、例えば、各ＩｏＴ機器４に個別に設けられている。記憶部２１０は、サーバ２がユーザ機器５との暗号化通信で使用する暗号鍵（ユーザ機器用暗号鍵ともいう）も記憶している。ユーザ機器用暗号鍵は、各ユーザ機器５に個別に設けられている。
【0023】
記憶部２１０には初期鍵テーブル２１５が記憶されている。初期鍵テーブル２１５には、ユーザ機器５とＩｏＴ機器４との間の通信の初期設定（単に初期設定ともいう）のときに使用される初期鍵が含まれる。初期鍵は、暗号鍵の一種であって、ユーザ機器５とＩｏＴ機器４との間の初期の暗号化通信のときに使用される。ここで、各ＩｏＴ機器４には固有の識別情報が割り当てられている。この識別情報は、ＵＩＤ（Unique Identification）とも呼ばれる。初期鍵テーブル２１５では、各識別情報と、当該識別情報が割り当てられたＩｏＴ機器４との初期の暗号化通信で使用される初期鍵とが対応付けられている。初期鍵は、例えば、各ＩｏＴ機器４に対して個別に設けられている。
【0024】
記憶部２１０には、現在時刻を示す時刻情報２１８が記憶されている。制御部２０は、例えば、通信部２１を通じて、ネットワーク１０に接続されているＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバから最新の時刻情報を取得する。そして、制御部２０は、取得した時刻情報を時刻情報２１８として記憶する。その後、制御部２０は、時刻情報２１８が常に現在時刻を示すように、自身が有するタイマ等を用いて時刻情報２１８を更新する。制御部２０は、例えば、ＮＴＰサーバから定期的に時刻情報を取得して、記憶部２１０内の時刻情報２１８を更新する。なお、サーバ２が例えばＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を備える場合、当該ＧＰＳ受信機から出力される時刻情報が時刻情報２１８として使用されてもよい。
【0025】
通信部２１は、有線あるいは無線でネットワーク１０に接続されている。通信部２１は通信回路ともいえる。通信部２１は、ネットワーク１０を通じて、ネットワーク１０に接続された、通信装置３等の装置と通信することが可能である。通信部２１は、ネットワーク１０から受信した受信データを制御部２０に入力することが可能である。また通信部２１は、制御部２０から入力された送信データをネットワーク１０に出力することが可能である。
【0026】
なお、サーバ２の構成は図２の例に限られない。例えば、制御部２０は、複数のプロセッサ２００を備えてもよい。この場合、制御部２０は、例えば、少なくとも一つのＤＳＰ（Digital Signal Processor）を備えてもよい。また、制御部２０の全ての機能あるいは制御部２０の一部の機能は、その機能の実現にソフトウェアが不要なハードウェア回路によって実現されてもよい。また記憶部２１０は、ＲＯＭ及びＲＡＭ以外の、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を備えてもよい。記憶部２１０は、例えば、小型のハードディスクドライブ及びＳＳＤ（Solid State Drive）などを備えてもよい。またサーバ２は、制御部２０、通信部２１、表示部２２、入力部２３及び乱数生成器２４以外の構成を備えてもよいし、表示部２２を備えなくてもよい。
【0027】
＜ユーザ機器の構成例＞
図３はユーザ機器５の構成の一例を示す図である。図３に示されるように、ユーザ機器５は、例えば、制御部５０と、ネットワーク１０に接続された通信部５１と、表示部５２と、入力部５３とを備える。ユーザ機器５は、一種のコンピュータ装置であるといえる。
図３はユーザ機器５の構成の一例を示す図である。図３に示されるように、ユーザ機器５は、例えば、制御部５０と、ネットワーク１０に接続された通信部５１と、表示部５２と、入力部５３とを備える。ユーザ機器５は、一種のコンピュータ装置であるといえる。
【0028】
表示部５２は、例えば、液晶ディスプレイであってもよいし、有機ＥＬディスプレイであってもよいし、他のディスプレイであってもよい。表示部５２は、制御部５０によって制御されることによって、文字、記号、図形などの各種情報を表示することが可能である。
【0029】
入力部５３は、ユーザからのユーザ機器５に対する入力を受け付けることが可能である。入力部５３は、例えば、タッチパネルを備えてもよいし、マウスを備えてもよいし、キーボードを備えてもよい。また、入力部２３は、ユーザからの音声入力を受け付けるマイクを備えてもよいし、ユーザからのジェスチャー入力を受け付けるセンサを備えてもよい。入力部５３は、受け付けた入力を制御部５０に通知する。
【0030】
制御部５０は、ユーザ機器５の他の構成要素を制御することによって、ユーザ機器５の動作を統括的に管理することが可能である。制御部５０は制御回路であるとも言える。制御部５０は、例えば、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）であって、プロセッサ５００と記憶部５１０とを備える。プロセッサ５００は、例えば、ＣＰＵであってもよいし、他のプロセッサであってもよい。
【0031】
記憶部５１０は、ＲＯＭ及びＲＡＭなどの、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を含む。記憶部５１０は記憶回路ともいえる。記憶部５１０には、ユーザ機器５を制御するためのプログラム５１１が記憶されている。制御部５０の各種機能は、プロセッサ５００が記憶部５１０内のプログラム５１１を実行することによって実現される。
【0032】
記憶部５１０は、ユーザ機器５がＩｏＴ機器４と暗号化通信するときに使用する初期鍵ＩＫｕ及びセッション鍵ＳＥＫｕを記憶する。初期鍵ＩＫｕは、サーバ２が記憶する初期鍵テーブル２１５に含まれる複数の初期鍵のいずれか一つと一致する。ユーザ機器５が対象ＩｏＴ機器４と通信する場合、後述するように、サーバ２は、初期鍵テーブル２１５に含まれる、対象ＩｏＴ機器４に対応する初期鍵をユーザ機器５に送信する。ユーザ機器５は、サーバ２から受信した初期鍵を、対象ＩｏＴ機器４に対応する初期鍵ＩＫｕとして記憶部５１０に記憶する。セッション鍵ＳＥＫｕは、初期設定後においてユーザ機器５がＩｏＴ機器４との暗号化通信で使用する暗号鍵である。後述するように、ユーザ機器５はセッション鍵ＳＥＫｕを生成して記憶部５１０に記憶する。セッション鍵ＳＥＫｕは適宜更新される。
【0033】
また、記憶部５１０は、セッション鍵ＳＥＫｕの生成で使用されるＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕを記憶する。後述するように、ユーザ機器５は、Ｅ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕを生成して記憶部５１０に記憶する。そして、ユーザ機器５は、生成したＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕに基づいてセッション鍵ＳＥＫｕを生成する。Ｅ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕは、セッション鍵ＳＥＫｕの元になる暗号鍵である。また、記憶部５１０は、ユーザ機器５がサーバ２との暗号化通信で使用する暗号鍵（サーバ用暗号鍵ともいう）を記憶している。対象ユーザ機器５が記憶するサーバ用暗号鍵は、サーバ２が記憶する、対象ユーザ機器５に対応するユーザ機器用暗号鍵と一致する。
【0034】
記憶部５１０は、現在の時刻を示す時刻情報５１８を記憶している。時刻情報５１８は、サーバ２が記憶する時刻情報２１８と同期している。制御部５０は、例えば、通信部５１を通じて、サーバ２から時刻情報２１８を取得する。そして、制御部５０は、取得した時刻情報２１８を時刻情報５１８として記憶する。その後、制御部５０は、時刻情報５１８が常に現在時刻を示すように、自身が有するタイマ等を用いて時刻情報５１８を更新する。これにより、ユーザ機器５での時刻情報５１８が、サーバ２での時刻情報２１８と同期する。制御部５０は、例えば、サーバ２から定期的に時刻情報２１８を取得して記憶部５１０内の時刻情報５１８を更新する。なお、ユーザ機器５が例えばＧＰＳ受信機を備える場合、当該ＧＰＳ受信機から出力される時刻情報が時刻情報５１８として使用されてもよい。
【0035】
通信部５１は、有線あるいは無線でネットワーク１０に接続されている。通信部５１は通信回路ともいえる。通信部５１は、ネットワーク１０を通じて、ネットワーク１０に接続されたＩｏＴ機器４及びサーバ２等と通信することが可能である。通信部５１は、受信したデータを制御部５０に入力することが可能である。また通信部５１は、制御部５０から入力された送信データを送信することが可能である。
【0036】
また、通信部５１は、ＩｏＴ機器４と直接通信することができる。通信部５１は、例えば、ＩｏＴ機器４と近距離無線通信を行うことができる。通信部５１は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔに準拠してＩｏＴ機器４と直接無線通信することができる。通信部５１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に準拠してもよいし、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）に準拠してもよいし、ＮＦＣ（Near Field Communication）に準拠してもよい。また、通信部５１は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉのアドホックモードに準拠してよい。また、通信部５１は、ＩｏＴ機器４と有線で接続されて、ＩｏＴ機器４と有線通信を行ってもよい。この場合、通信部５１は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）に準拠してもよい。
【0037】
なお、ユーザ機器５の構成は図３の例には限られない。例えば、制御部５０は、複数のプロセッサ５００を備えてもよい。この場合、制御部５０は、例えば、少なくとも一つのＤＳＰを備えてもよい。また、制御部５０の全ての機能あるいは制御部５０の一部の機能は、その機能の実現にソフトウェアが不要なハードウェア回路によって実現されてもよい。また記憶部５１０は、ＲＯＭ及びＲＡＭ以外の、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を備えてもよい。記憶部５１０は、例えば、小型のハードディスクドライブ及びＳＳＤなどを備えてもよい。またユーザ機器５は、制御部５０、通信部５１、表示部５２及び入力部５３以外の構成を備えてもよいし、表示部５２を備えなくてもよい。
【0038】
＜ＩｏＴ機器の構成例＞
図４はＩｏＴ機器４の構成の一例を示す図である。図４に示されるように、ＩｏＴ機器４は、例えば、制御部４０と、ネットワーク１０に接続された通信部４１と、ユーザが操作するリセットボタン４２と、センサ装置４３と、監視部４５とを備える。ＩｏＴ機器４は、一種のコンピュータ装置であるといえる。本例では、ＩｏＴ機器４の主な機能は、例えば、センサ装置４３で情報を検出し、検出した情報に対して所定の処理を行い、処理後の情報を外部に送信することである。ＩｏＴ機器４の主な機能は、例えば、制御部４０、通信部４１及びセンサ装置４３によって実現される。ＩｏＴ機器４の主な機能は、これに限られず、他の機能であってもよい。
図４はＩｏＴ機器４の構成の一例を示す図である。図４に示されるように、ＩｏＴ機器４は、例えば、制御部４０と、ネットワーク１０に接続された通信部４１と、ユーザが操作するリセットボタン４２と、センサ装置４３と、監視部４５とを備える。ＩｏＴ機器４は、一種のコンピュータ装置であるといえる。本例では、ＩｏＴ機器４の主な機能は、例えば、センサ装置４３で情報を検出し、検出した情報に対して所定の処理を行い、処理後の情報を外部に送信することである。ＩｏＴ機器４の主な機能は、例えば、制御部４０、通信部４１及びセンサ装置４３によって実現される。ＩｏＴ機器４の主な機能は、これに限られず、他の機能であってもよい。
【0039】
制御部４０は、通信部４１及びセンサ装置４３を制御して、ＩｏＴ機器４の主な機能を制御することが可能である。制御部４０は制御回路であるとも言える。制御部４０は、例えば、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）であって、プロセッサ４００及び記憶部４１０を備える。プロセッサ４００は、例えば、ＣＰＵであってもよいし、他のプロセッサであってもよい。
【0040】
記憶部４１０は、ＲＯＭ及びＲＡＭなどの、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を含む。記憶部４１０は記憶回路ともいえる。記憶部４１０にはプログラム４１１が記憶されている。プログラム４１１には、制御部４０が通信部４１を制御するためのドライバなどが含まれている。制御部４０の各種機能は、プロセッサ４００が記憶部４１０内のプログラム４１１を実行することによって実現される。また、記憶部４１０は、ＩｏＴ機器４がユーザ機器５と暗号化通信するときに使用するセッション鍵ＳＥＫｉを記憶する。セッション鍵ＳＥＫｉは、後述するように監視部４５で生成され、監視部４５から制御部４０に入力される。
【0041】
プロセッサ４００が記憶部４１０内のプログラム４１１を実行することによって、図５に示されるように、制御部４０には機能ブロックとして例えば暗号処理部４２０が構成される。暗号処理部４２０は、通信部４１が送信する対象のデータを暗号化することができる。また、暗号処理部４２０は、通信部４１が受信した暗号化データを復号化することができる。記憶部４１０内のセッション鍵ＳＥＫｉは暗号処理部４２０で使用される。
【0042】
通信部４１は、有線あるいは無線でネットワーク１０に接続されている。通信部４１は通信回路ともいえる。通信部４１は、ネットワーク１０を通じて、ネットワーク１０に接続されたユーザ機器５及びサーバ２等と通信することが可能である。
【0043】
また、通信部４１は、ユーザ機器５の通信部５１と直接通信することができる。通信部４１は、例えば、通信部５１と近距離無線通信を行うことができる。通信部４１は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔに準拠して通信部５１と直接無線通信することができる。通信部４１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に準拠してもよいし、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）に準拠してもよいし、ＮＦＣ（Near Field Communication）に準拠してもよい。また、通信部４１は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉのアドホックモードに準拠してよい。また、通信部４１は、通信部５１と有線で接続されて、通信部５１と有線通信を行ってもよい。この場合、通信部４１はＵＳＢに準拠してもよい。
【0044】
通信部４１と制御部４０は、例えば信号線１４０で接続されている。通信部４１は、信号線１４０を通じて制御部４０と通信することができる。信号線１４０は通信線ともいえる。通信部４１は、ＩｏＴ機器４の外部から受信した受信データを信号線１４０に出力する。信号線１４０を伝搬する受信データは制御部４０に入力される。また、制御部４０は送信データを信号線１４０に入力する。信号線１４０を伝搬する送信データは通信部４１に入力される。通信部４１は、入力された送信データをＩｏＴ機器４の外部に送信する。
【0045】
通信部４１と制御部４０は、例えば、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）あるいはＩ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）に基づいて互いに通信することが可能である。通信部４１と制御部４０との間の通信方式はこれに限られない。
【0046】
通信部４１は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）などを含むプロトコルスタックが実装されたソフトウェアを記憶している。また、通信部４１は、ＣＰＵ等のプロセッサを備えている。通信部４１では、プロセッサが、プロトコルスタックが実装されたソフトウェアを実行することによって、制御部４０との通信機能、ネットワーク１０との通信機能及びユーザ機器５との直接通信の機能が実現される。
【0047】
なお、ユーザ機器５において制御部５０及び通信部５１は、ＩｏＴ機器４での制御部４０及び通信部４１の接続と同様に接続されてもよい。また、通信部５１は通信部４１と同様に構成されてもよい。
【0048】
リセットボタン４２は、ユーザが操作できるように、ＩｏＴ機器４の外装ケース（ハウジングともいう）から露出するように、当該ＩｏＴ機器４に設けられている。リセットボタン４２が操作（例えば押圧操作）されると、ＩｏＴ機器４が備える各種回路に入力されるリセット信号がアサートされる。これにより、ＩｏＴ機器４の動作が初期化される。
【0049】
センサ装置４３は、例えば少なくとも一つのセンサを備える。センサ装置４３は、例えば、カメラ等を備える画像センサを備えてもよい。また、センサ装置４３は、気象観測センサを備えてもよい。また、センサ装置４３は、例えば、温度センサ、加速度センサ、地磁気センサ、ジャイロセンサ及び圧力センサの少なくとも一つを備えてもよい。センサ装置４３は、検出した情報を示すデータ（例えば、カメラの視野内の情報を示す画像データ等）を制御部４０に入力する。以後、センサ装置４３が出力するデータをセンサデータともいう。
【0050】
制御部４０は、センサ装置４３から入力されたセンサデータを記憶部４１０に記憶する。制御部４０は、記憶部４１０からセンサデータを読み出して、読み出したセンサデータに対して、例えば、フィルタ処理等を含む加工処理を行う。制御部４０は、加工処理後のセンサデータを、処理済みセンサデータとして記憶部４１０に記憶する。後述のように、記憶部４１０内の処理済みセンサデータは、通信部４１から、ネットワーク１０を通じて例えばユーザ機器５に送信される。
【0051】
監視部４５は、信号線１４０を監視して、信号線１４０で伝送されるデータが暗号化されているか否かを監視する。監視部４５は監視回路ともいえる。監視部４５は、信号線１４１を通じて信号線１４０と接続されている。監視部４５は、信号線１４１を通じて信号線１４０を監視することが可能である。信号線１４０で伝送されるデータは、信号線１４１を通じて監視部４５に入力される。また、監視部４５は、ＩｏＴ機器４で使用される暗号鍵を管理する。
【0052】
監視部４５は、例えば、プロセッサ４５０及び記憶部４６０を備える。プロセッサ４５０は、例えば、ＣＰＵであってもよいし、他のプロセッサであってもよい。記憶部４６０は、ＲＯＭ及びＲＡＭなどの、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を含む。記憶部４６０は記憶回路ともいえる。記憶部４６０にはプログラム４６１が記憶されている。監視部４５の各種機能は、プロセッサ４５０が記憶部４６０内のプログラム４６１を実行することによって実現される。
【0053】
記憶部４６０は、初期鍵ＩＫｉ、Ｅ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｉ、セッション鍵ＳＥＫｉ及びサービス鍵ＳＡＫｉを記憶する。初期鍵ＩＫｉ及びサービス鍵ＳＡＫｉは記憶部４６０に予め記憶されている。対象ＩｏＴ機器４の記憶部４６０が記憶する初期鍵ＩＫｉは、対象ＩｏＴ機器４が通信するユーザ機器５が記憶する初期鍵ＩＫｕと一致する。対象ＩｏＴ機器４の記憶部４６０が記憶するサービス鍵ＳＡＫｉは、サーバ２が記憶する、対象ＩｏＴ機器４に対応するサービス鍵ＳＡＫｓと一致する。対象ＩｏＴ機器４の記憶部４６０が記憶するＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｉは、対象ＩｏＴ機器４が通信するユーザ機器５が記憶するＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕと一致する。後述するように、ユーザ機器５は、生成したＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕをＩｏＴ機器４に送信し、ＩｏＴ機器４で受信されたＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕがＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｉとして記憶部４６０に記憶される。監視部４５は、Ｅ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｉに基づいてセッション鍵ＳＥＫｉを生成して記憶部４６０に記憶する。また、監視部４５は、記憶部４６０内のセッション鍵ＳＥＫｉを制御部４０に入力する。暗号処理部４２０は、制御部４０に入力されたセッション鍵ＳＥＫｉを用いて、データを暗号化したり、復号化したりする。セッション鍵ＳＥＫｉは適宜更新される。
【0054】
対象ＩｏＴ機器４が備える記憶部４６０は、対象ＩｏＴ機器４に固有の識別情報４６５を記憶している。また、記憶部４６０は、監視部４５での信号線１４０の監視結果の履歴を示す履歴データ４６６を記憶している。履歴データ４６６は順次更新される。また、記憶部４６０は、現在の時刻を示す時刻情報４６８を記憶している。時刻情報４６８は、サーバ２が記憶する時刻情報２１８と、ユーザ機器５が記憶する時刻情報５１８と同期している。後述するように、ＩｏＴ機器４は、ユーザ機器５から時刻情報５１８を取得する。そして、ＩｏＴ機器４は、取得した時刻情報５１８を時刻情報４６８として記憶する。その後、ＩｏＴ機器４は、時刻情報４６８が常に現在時刻を示すように、自身が有するタイマ等を用いて時刻情報４６８を更新する。
【0055】
制御部４０、通信部４１及び監視部４５からなる回路は、例えば、一つのダイ（ウェハチップともいう）で構成されてもよい。また、制御部４０、通信部４１及び監視部４５からなる回路は、複数のダイで構成されてもよい。この場合、当該複数のダイは、樹脂等から成る一つのパッケージに収容されてもよいし、複数のパッケージに分けて収容されてもよい。
【0056】
なお、ＩｏＴ機器４の構成は図４の例には限られない。例えば、制御部４０は、複数のプロセッサ４００を備えてもよい。この場合、制御部４０は、例えば、少なくとも一つのＤＳＰを備えてもよい。また、制御部４０の全ての機能あるいは制御部５０の一部の機能は、その機能の実現にソフトウェアが不要なハードウェア回路によって実現されてもよい。また記憶部４１０は、ＲＯＭ及びＲＡＭ以外の、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を備えてもよい。記憶部４１０は、例えば、小型のハードディスクドライブ及びＳＳＤなどを備えてもよい。また、監視部４５は複数のプロセッサ４５０を備えてもよい。また、監視部４５の全ての機能あるいは監視部４５の一部の機能は、その機能の実現にソフトウェアが不要なハードウェア回路によって実現されてもよい。また記憶部４６０は、ＲＯＭ及びＲＡＭ以外の、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を備えてもよい。またＩｏＴ機器４は、制御部４０、通信部４１、リセットボタン４２、センサ装置４３及び監視部４５以外の構成を備えてもよいし、リセットボタン４２を備えなくてもよい。
【0057】
＜送信動作及び受信動作の一例＞
図６は、サーバ、ユーザ機器及びＩｏＴ機器の基本的な送信動作の一例を示すフローチャートである。図７は、サーバ、ユーザ機器及びＩｏＴ機器の基本的な受信動作の一例を示すフローチャートである。以下に、図６及び７を用いて、サーバ２、ユーザ機器５及びＩｏＴ機器４の基本的な送信動作及び受信動作について説明する。
図６は、サーバ、ユーザ機器及びＩｏＴ機器の基本的な送信動作の一例を示すフローチャートである。図７は、サーバ、ユーザ機器及びＩｏＴ機器の基本的な受信動作の一例を示すフローチャートである。以下に、図６及び７を用いて、サーバ２、ユーザ機器５及びＩｏＴ機器４の基本的な送信動作及び受信動作について説明する。
【0058】
＜サーバの送信動作の一例＞
サーバ２が対象ＩｏＴ機器４にデータを送信する場合、制御部２０は、対象ＩｏＴ機器４宛てのメッセージを準備する（図６のステップｓ１０１）。また、受信側での改ざん検知が可能となるように、制御部２０は、例えばメッセージからチェックサムを生成する（ステップｓ１０２）。そして、制御部２０は、対象ＩｏＴ機器４宛てのメッセージと、それから生成したチェックサムとを、記憶部２１０内における、対象ＩｏＴ機器４に対応するサービス鍵ＳＡＫｓで暗号化する（ステップｓ１０３）。以後、メッセージと、それから生成されたチェックサムとをまとめてチェックサム付きメッセージと呼ぶことがある。
サーバ２が対象ＩｏＴ機器４にデータを送信する場合、制御部２０は、対象ＩｏＴ機器４宛てのメッセージを準備する（図６のステップｓ１０１）。また、受信側での改ざん検知が可能となるように、制御部２０は、例えばメッセージからチェックサムを生成する（ステップｓ１０２）。そして、制御部２０は、対象ＩｏＴ機器４宛てのメッセージと、それから生成したチェックサムとを、記憶部２１０内における、対象ＩｏＴ機器４に対応するサービス鍵ＳＡＫｓで暗号化する（ステップｓ１０３）。以後、メッセージと、それから生成されたチェックサムとをまとめてチェックサム付きメッセージと呼ぶことがある。
【0059】
次に、制御部２０は、暗号化されたチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを生成する（ステップｓ１０４）。そして、制御部２０は、通信部２１に、生成したパケットを対象ＩｏＴ機器４に対して送信させる（ステップｓ１０５）。制御部２０は、ＩｏＴ機器４宛てのメッセージを秘匿する必要がなく暗号化する必要が無い場合、ＩｏＴ機器４宛ての平文のチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを通信部２１に送信させる。サーバ２は、ＩｏＴ機器４に対して、暗号化されたチェックサム付きメッセージを送信したり、平文チェックサム付きメッセージを送信したりする。
【0060】
サーバ２が対象ユーザ機器５にデータを送信する場合、制御部２０は、対象ユーザ機器５宛てのメッセージを準備する（ステップｓ１０１）。対象ユーザ機器５宛てのメッセージには、例えば、初期鍵テーブル２１５に含まれる初期鍵が含まれる。制御部２０は、準備したメッセージからチェックサムを生成する（ステップｓ１０２）。これにより、対象ユーザ機器５宛てのチェックサム付きメッセージが生成される。次に、制御部２０は、対象ユーザ機器５宛てのチェックサム付きメッセージを、記憶部２１０内のユーザ機器用暗号鍵で暗号化する（ステップｓ１０３）。次に、制御部２０は、暗号化したチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを生成する（ステップｓ１０４）。そして、制御部２０は、通信部２１に、生成したパケットを対象ユーザ機器５に対して送信させる（ステップｓ１０５）。制御部２０は、ユーザ機器５宛てのメッセージを秘匿する必要がなく暗号化する必要が無い場合、ユーザ機器５宛ての平文のチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを通信部２１に送信させる。
【0061】
＜ユーザ機器の送信動作の一例＞
ユーザ機器５がサーバ２にデータを送信する場合、制御部５０は、サーバ２宛てのメッセージを準備する（ステップｓ１０１）。次に、制御部５０は、準備したメッセージからチェックサムを生成する（ステップｓ１０２）。これにより、サーバ２宛てのチェックサム付きメッセージが生成される。次に、制御部５０は、サーバ２宛てのチェックサム付きメッセージを、記憶部５１０内のサーバ用暗号鍵で暗号化する（ステップｓ１０３）。次に、制御部５０は、暗号化したチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを生成する（ステップｓ１０４）。そして、制御部５０は、通信部５１に、生成したパケットをサーバ２に対して送信させる（ステップｓ１０５）。制御部５０は、サーバ２宛てのメッセージを秘匿する必要がなく暗号化する必要が無い場合、サーバ２宛ての平文のチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを通信部５１に送信させる。
ユーザ機器５がサーバ２にデータを送信する場合、制御部５０は、サーバ２宛てのメッセージを準備する（ステップｓ１０１）。次に、制御部５０は、準備したメッセージからチェックサムを生成する（ステップｓ１０２）。これにより、サーバ２宛てのチェックサム付きメッセージが生成される。次に、制御部５０は、サーバ２宛てのチェックサム付きメッセージを、記憶部５１０内のサーバ用暗号鍵で暗号化する（ステップｓ１０３）。次に、制御部５０は、暗号化したチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを生成する（ステップｓ１０４）。そして、制御部５０は、通信部５１に、生成したパケットをサーバ２に対して送信させる（ステップｓ１０５）。制御部５０は、サーバ２宛てのメッセージを秘匿する必要がなく暗号化する必要が無い場合、サーバ２宛ての平文のチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを通信部５１に送信させる。
【0062】
初期設定後において、ユーザ機器５がＩｏＴ機器４にデータを送信する場合、制御部５０は、ＩｏＴ機器４宛てのメッセージを準備する（ステップｓ１０１）。次に、制御部５０は、準備したメッセージからチェックサムを生成する（ステップｓ１０２）。これにより、ＩｏＴ機器４宛てのチェックサム付きメッセージが生成される。次に、制御部５０は、ＩｏＴ機器４宛てのチェックサム付きメッセージを、記憶部５１０内のセッション鍵ＳＥＫｕで暗号化する（ステップｓ１０３）。次に、制御部５０は、暗号化したチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを生成する（ステップｓ１０４）。そして、制御部５０は、通信部５１に、生成したパケットをＩｏＴ機器４に対して送信させる（ステップｓ１０５）。制御部５０は、ＩｏＴ機器４宛てのメッセージを秘匿する必要がなく暗号化する必要が無い場合、ＩｏＴ機器４宛ての平文のチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを通信部５１に送信させる。
【0063】
＜ＩｏＴ機器の送信動作の一例＞
ＩｏＴ機器４がサーバ２にデータを送信する場合、監視部４５が、サーバ２宛てのメッセージを準備する（ステップｓ１０１）。次に、監視部４５は、準備したメッセージからチェックサムを生成する（ステップｓ１０２）。これにより、サーバ２宛てのチェックサム付きメッセージが生成される。次に、監視部４５は、サーバ２宛てのチェックサム付きメッセージを、記憶部４６０内のサービス鍵ＳＡＫｉで暗号化する（ステップｓ１０３）。暗号化されるサーバ２宛てのメッセージには、例えば履歴データ４６６が含まれる。監視部４５は、暗号化したチェックサム付きメッセージを制御部４０に出力する。制御部４０は、入力されたチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを生成する（ステップｓ１０４）。そして、制御部４０は、信号線１４０を通じて、生成したパケットを通信部４１に入力する。通信部４１は、入力されたパケットをサーバ２に送信する（ステップｓ１０５）。監視部４５は、サーバ２宛てのメッセージを秘匿する必要がなく暗号化する必要が無い場合、サーバ２宛ての平文のチェックサム付きメッセージを制御部４０に出力する。制御部４０は、入力されたサーバ２宛ての平文のチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを通信部４１に送信させる。
ＩｏＴ機器４がサーバ２にデータを送信する場合、監視部４５が、サーバ２宛てのメッセージを準備する（ステップｓ１０１）。次に、監視部４５は、準備したメッセージからチェックサムを生成する（ステップｓ１０２）。これにより、サーバ２宛てのチェックサム付きメッセージが生成される。次に、監視部４５は、サーバ２宛てのチェックサム付きメッセージを、記憶部４６０内のサービス鍵ＳＡＫｉで暗号化する（ステップｓ１０３）。暗号化されるサーバ２宛てのメッセージには、例えば履歴データ４６６が含まれる。監視部４５は、暗号化したチェックサム付きメッセージを制御部４０に出力する。制御部４０は、入力されたチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを生成する（ステップｓ１０４）。そして、制御部４０は、信号線１４０を通じて、生成したパケットを通信部４１に入力する。通信部４１は、入力されたパケットをサーバ２に送信する（ステップｓ１０５）。監視部４５は、サーバ２宛てのメッセージを秘匿する必要がなく暗号化する必要が無い場合、サーバ２宛ての平文のチェックサム付きメッセージを制御部４０に出力する。制御部４０は、入力されたサーバ２宛ての平文のチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを通信部４１に送信させる。
【0064】
初期設定後において、ＩｏＴ機器４がユーザ機器５にデータを送信する場合、制御部４０は、ユーザ機器５宛てのメッセージを準備する（ステップｓ１０１）。次に、制御部４０は、準備したメッセージからチェックサムを生成する（ステップｓ１０２）。これにより、ユーザ機器５宛てのチェックサム付きメッセージが生成される。次に、制御部４０の暗号処理部４２０は、ユーザ機器５宛てのチェックサム付きメッセージを、監視部４５からのセッション鍵ＳＥＫｉで暗号化する（ステップｓ１０３）。暗号化されるユーザ機器５宛てのメッセージには、例えば処理済みセンサデータが含まれる。次に、制御部４０は、暗号処理部４２０で暗号化されたチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを生成する（ステップｓ１０４）。そして、制御部４０は、信号線１４０を通じて、生成したパケットを通信部４１に入力する。通信部４１は、入力されたパケットをユーザ機器５に送信する（ステップｓ１０５）。制御部４０は、ユーザ機器５宛てのメッセージを秘匿する必要がなく暗号化する必要が無い場合、ユーザ機器５宛ての平文のチェックサム付きメッセージとヘッダとを含むパケットを通信部４１に送信させる。
【0065】
＜サーバの受信動作の一例＞
サーバ２の通信部２１は、ネットワーク１０を通じて対象ＩｏＴ機器４からパケットを受信すると（図７のステップｓ１１１）、その受信パケットを制御部２０に入力する。制御部２０は、入力された受信パケットに暗号化されたチェックサム付きメッセージが含まれている場合、当該暗号化されたチェックサム付きメッセージを、記憶部２１０内における、対象ＩｏＴ機器４に対応するサービス鍵ＳＡＫｓで復号化する（ステップｓ１１２）。これにより、制御部２０は、対象ＩｏＴ機器４が準備したサーバ２宛ての平文のチェックサム付きメッセージを取得することができる。つまり、制御部２０は、対象ＩｏＴ機器４が準備したサーバ２宛ての平文のメッセージとそれから生成された平文のチェックサムとを取得することができる。なお、受信パケットに平文のチェックサム付きメッセージが含まれる場合には、制御部２０は、復号化処理を行うことなく、平文のチェックサム付きメッセージを取得することができる。以後、受信側で取得された平文のメッセージ及び平文のチェックサムをそれぞれ受信メッセージ及び受信チェックサムと呼ぶことがある。
サーバ２の通信部２１は、ネットワーク１０を通じて対象ＩｏＴ機器４からパケットを受信すると（図７のステップｓ１１１）、その受信パケットを制御部２０に入力する。制御部２０は、入力された受信パケットに暗号化されたチェックサム付きメッセージが含まれている場合、当該暗号化されたチェックサム付きメッセージを、記憶部２１０内における、対象ＩｏＴ機器４に対応するサービス鍵ＳＡＫｓで復号化する（ステップｓ１１２）。これにより、制御部２０は、対象ＩｏＴ機器４が準備したサーバ２宛ての平文のチェックサム付きメッセージを取得することができる。つまり、制御部２０は、対象ＩｏＴ機器４が準備したサーバ２宛ての平文のメッセージとそれから生成された平文のチェックサムとを取得することができる。なお、受信パケットに平文のチェックサム付きメッセージが含まれる場合には、制御部２０は、復号化処理を行うことなく、平文のチェックサム付きメッセージを取得することができる。以後、受信側で取得された平文のメッセージ及び平文のチェックサムをそれぞれ受信メッセージ及び受信チェックサムと呼ぶことがある。
【0066】
制御部２０は、平文のチェックサム付きメッセージを取得すると、それに含まれるメッセージ（つまり受信メッセージ）の改ざん検知を行う（ステップｓ１１３）。例えば、制御部２０は、受信メッセージからチェックサムを生成する。このチェックサムを生成チェックサムと呼ぶ。制御部２０は、受信チェックサムと、生成チェックサムとを比較し、両者が一致している場合、受信メッセージは改ざんされていないと判定する。一方で、制御部２０は、両者が一致していない場合、受信メッセージは改ざんされていると判定する。制御部２０は、受信メッセージが改ざんされていると判定すると、例えば当該受信メッセージを破棄する。
【0067】
制御部２０が取得した受信メッセージには、例えば、対象ＩｏＴ機器４で生成された履歴データ４６６が含まれる。制御部２０は、メッセージに含まれる履歴データ４６６に基づいて、例えば対象ＩｏＴ機器４を制御する。この点については後で詳細に説明する。
【0068】
通信部２１は、ネットワーク１０を通じて対象ユーザ機器５からパケットを受信すると（ステップｓ１１１）、その受信パケットを制御部２０に入力する。制御部２０は、受信パケットに暗号化されたチェックサム付きメッセージが含まれている場合、当該暗号化されたチェックサム付きメッセージを、記憶部２１０内における、対象ユーザ機器５に対応するユーザ機器用暗号鍵で復号化する（ステップｓ１１２）。これにより、制御部２０は、対象ユーザ機器５が準備した平文のチェックサム付きメッセージを取得することができる。制御部２０は、上記と同様にして、取得した受信メッセージの改ざん検知を行う（ステップｓ１１３）。そして、制御部２０は、受信メッセージが改ざんされていると判定すると、例えば当該受信メッセージを破棄する。
【0069】
＜ユーザ機器の受信動作の一例＞
ユーザ機器５の通信部５１は、ネットワーク１０を通じてサーバ２からパケットを受信すると（ステップｓ１１１）、その受信パケットを制御部５０に入力する。制御部５０は、入力された受信パケットに暗号化されたチェックサム付きメッセージが含まれている場合、当該暗号化されたチェックサム付きメッセージを、記憶部５１０内におけるサーバ通信用暗号鍵で復号化する（ステップｓ１１２）。これにより、制御部５０は、サーバ２が準備したユーザ機器５宛ての平文のチェックサム付きメッセージを取得することができる。制御部５０が取得した受信メッセージには、例えば初期鍵が含まれる。制御部５０は、制御部２０と同様にして、取得した受信メッセージの改ざん検知を行う（ステップｓ１１３）。そして、制御部５０は、受信メッセージが改ざんされていると判定すると、例えば当該受信メッセージを破棄する。
ユーザ機器５の通信部５１は、ネットワーク１０を通じてサーバ２からパケットを受信すると（ステップｓ１１１）、その受信パケットを制御部５０に入力する。制御部５０は、入力された受信パケットに暗号化されたチェックサム付きメッセージが含まれている場合、当該暗号化されたチェックサム付きメッセージを、記憶部５１０内におけるサーバ通信用暗号鍵で復号化する（ステップｓ１１２）。これにより、制御部５０は、サーバ２が準備したユーザ機器５宛ての平文のチェックサム付きメッセージを取得することができる。制御部５０が取得した受信メッセージには、例えば初期鍵が含まれる。制御部５０は、制御部２０と同様にして、取得した受信メッセージの改ざん検知を行う（ステップｓ１１３）。そして、制御部５０は、受信メッセージが改ざんされていると判定すると、例えば当該受信メッセージを破棄する。
【0070】
通信部５１は、ネットワーク１０を通じてＩｏＴ機器４からパケットを受信すると（ステップｓ１１１）、その受信パケットを制御部５０に入力する。制御部５０は、受信パケットに暗号化されたチェックサム付きメッセージが含まれている場合、当該暗号化されたチェックサム付きメッセージを、記憶部５１０内のセッション鍵ＳＥＫｕで復号化する（ステップｓ１１２）。これにより、制御部５０は、ＩｏＴ機器４が準備したユーザ機器５宛ての平文のチェックサム付きメッセージを取得することができる。制御部５０は、制御部２０と同様にして、取得した受信メッセージの改ざん検知を行う（ステップｓ１１３）。そして、制御部５０は、受信メッセージが改ざんされていると判定すると、例えば当該受信メッセージを破棄する。
【0071】
制御部５０が取得した受信メッセージには、例えば、ＩｏＴ機器４が生成した処理済みセンサデータが含まれる。制御部５０は、例えば、取得した処理済みセンサデータに基づいて所定の処理を行う。制御部５０は、処理済みセンサデータを表示部５２に表示してもよい。また、制御部５０は、通信部５１に、処理済みセンサデータをネットワーク１０に接続された特定の装置に対して送信させてもよい。
【0072】
＜ＩｏＴ機器の受信動作の一例＞
ＩｏＴ機器４の通信部４１は、ネットワーク１０を通じてサーバ２からパケットを受信すると（ステップｓ１１１）、その受信パケットを信号線１４０を通じて制御部４０に入力する。制御部４０は、入力された受信パケットを監視部４５に出力する。監視部４５は、入力された受信パケットに暗号化されたチェックサム付きメッセージが含まれている場合、当該暗号化されたチェックサム付きメッセージを記憶部４６０内のサービス鍵ＳＡＫｉで復号化する（ステップｓ１１２）。これにより、監視部４５は、サーバ２が準備したＩｏＴ機器４宛ての平文のチェックサム付きメッセージを取得することができる。監視部４５は、制御部２０と同様にして、取得した受信メッセージの改ざん検知を行う（ステップｓ１１３）。そして、監視部４５は、受信メッセージが改ざんされていると判定すると、例えば当該受信メッセージを破棄する。
ＩｏＴ機器４の通信部４１は、ネットワーク１０を通じてサーバ２からパケットを受信すると（ステップｓ１１１）、その受信パケットを信号線１４０を通じて制御部４０に入力する。制御部４０は、入力された受信パケットを監視部４５に出力する。監視部４５は、入力された受信パケットに暗号化されたチェックサム付きメッセージが含まれている場合、当該暗号化されたチェックサム付きメッセージを記憶部４６０内のサービス鍵ＳＡＫｉで復号化する（ステップｓ１１２）。これにより、監視部４５は、サーバ２が準備したＩｏＴ機器４宛ての平文のチェックサム付きメッセージを取得することができる。監視部４５は、制御部２０と同様にして、取得した受信メッセージの改ざん検知を行う（ステップｓ１１３）。そして、監視部４５は、受信メッセージが改ざんされていると判定すると、例えば当該受信メッセージを破棄する。
【0073】
通信部４１は、ネットワーク１０を通じてユーザ機器５からパケットを受信すると（ステップｓ１１１）、その受信パケットを信号線１４０を通じて制御部４０に入力する。制御部４０は、入力された受信パケットに暗号化されたチェックサム付きメッセージが含まれている場合、制御部４０の暗号処理部４２０は、暗号化されたチェックサム付きメッセージを、監視部４５からのセッション鍵ＳＥＫｉで復号化する（ステップｓ１１２）。これにより、制御部４０は、ユーザ機器５が準備したＩｏＴ機器４宛ての平文のチェックサム付きメッセージを取得することができる。制御部４０、制御部２０と同様にして、取得した受信メッセージの改ざん検知を行う（ステップｓ１１３）。そして、制御部４０は、受信メッセージが改ざんされていると判定すると、例えば当該受信メッセージを破棄する。
【0074】
なお、上記の例では、受信側の装置が受信メッセージの改ざんを検知する方法として、チェックサム方式が採用されているが、他の改ざん検知方式が採用されてもよい。例えばＡＥＳ－ＧＣＭ等の他の改ざん検知方式が採用されてもよい。ＡＥＳは、Advanced Encryption Standardの略語であり、ＧＣＭは、Galois Counter Modeの略語である。
【0075】
以下の説明では、特に断らない限り、サーバ２とユーザ機器５との間のメッセージ（詳細にはメッセージを含むパケット）の送受信、サーバ２とＩｏＴ機器４との間のメッセージの送受信及びＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間のメッセージの送受信は、詳細を説明しなくても、上記のようにして行われるものとする。
【0076】
＜ＩｏＴ機器とユーザ機器との間の通信の初期設定例＞
図８は、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間の通信の初期設定が行われる場合の通信システム１の動作の一例を示すフローチャートである。図８に示されるように、通信システム１では、ステップｓ１において、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間で初期鍵が共有される初期鍵共有処理が実行される。次に、ステップｓ２において、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間でＥ２ＥＥ暗号鍵が共有されるＥ２ＥＥ暗号鍵共有処理が実行される。ステップｓ２が実行されると、初期設定が終了する。初期設定では、例えば、ＩｏＴ機器４は、ネットワーク１０を通じてユーザ機器５と通信するのではなく、ユーザ機器５と直接通信を行う。また、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５は、例えば同じユーザによって操作される。
図８は、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間の通信の初期設定が行われる場合の通信システム１の動作の一例を示すフローチャートである。図８に示されるように、通信システム１では、ステップｓ１において、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間で初期鍵が共有される初期鍵共有処理が実行される。次に、ステップｓ２において、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間でＥ２ＥＥ暗号鍵が共有されるＥ２ＥＥ暗号鍵共有処理が実行される。ステップｓ２が実行されると、初期設定が終了する。初期設定では、例えば、ＩｏＴ機器４は、ネットワーク１０を通じてユーザ機器５と通信するのではなく、ユーザ機器５と直接通信を行う。また、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５は、例えば同じユーザによって操作される。
【0077】
図９はステップｓ１の初期鍵共有処理を説明するための図である。初期鍵共有処理では、まずステップｓ１１において、ＩｏＴ機器４のリセットボタン４２が、自身に対する操作を検出すると、ＩｏＴ機器４の動作が初期化される。初期化後のＩｏＴ機器４は、まず初期設定モードで動作する。初期設定モードのＩｏＴ機器４では、通信部４１は、制御部４０による制御によって、例えばＷｉ－Ｆｉのアクセスポイントとして機能する。これにより、ユーザ機器５の通信部５１は、ＩｏＴ機器４の通信部４１と直接通信することが可能となる。
【0078】
次にステップｓ１２において、ユーザ機器５の入力部５３がユーザからの所定の入力を受け付けると、ステップｓ１３において、ユーザ機器５は、ＩｏＴ機器４に対して、識別情報４６５の送信を要求するメッセージ（ＩＤ要求メッセージともいう）を送信する。このとき、ＩＤ要求メッセージはユーザ機器５から暗号化されずにＩｏＴ機器４に直接送信される。ＩＤ要求メッセージを受信したＩｏＴ機器４は、ステップｓ１４において、自身が記憶している識別情報４６５を示すメッセージをユーザ機器５に送信する。ステップｓ１４では、制御部４０は、通信部４１からＩＤ要求メッセージを受け取ると、監視部４５から識別情報４６５を取得する。そして、制御部４０は、取得した識別情報４６５を示すメッセージを含むパケットを通信部４１に入力する。通信部４１は、入力されたパケットをユーザ機器５に送信する。このとき、識別情報４６５を含むメッセージは暗号化されずにＩｏＴ機器４からユーザ機器５に送信される。
【0079】
ユーザ機器５は、ＩｏＴ機器４から識別情報４６５を受信すると、ステップｓ１５において、ＩｏＴ機器４とのペアリングの承認を要求するメッセージ（承認要求メッセージともいう）をネットワーク１０を通じてサーバ２に送信する。承認要求メッセージには識別情報４６５が含まれている。承認要求メッセージは、例えば暗号化されてユーザ機器５からサーバ２に送信される。
【0080】
サーバ２は、ユーザ機器５から承認要求メッセージを受信すると、ステップｓ１６において、所定の方法でユーザ機器５の認証を行う。サーバ２は、認証の結果、ユーザ機器５が正当であると判断すると、ステップｓ１７において、初期鍵テーブル２１５から、ユーザ機器５から受信した識別情報４６５に対応する初期鍵を取得する。そして、サーバ２は、取得した初期鍵を示すメッセージをユーザ機器５に送信する。これにより、ユーザ機器５は、識別情報４６５に対応する初期鍵を取得することができる。初期鍵は、例えば暗号化されてサーバ２からユーザ機器５に送信される。一方で、サーバ２は、認証の結果、ユーザ機器５が正当ではないと判断すると、例えば、ユーザ機器５に対してその旨を通知する。
【0081】
ユーザ機器５は、サーバ２から、識別情報４６５に対応する初期鍵を取得すると、取得した初期鍵を初期鍵ＩＫｕとして記憶部５１０に記憶する。この初期鍵ＩＫｕは、ＩｏＴ機器４が記憶する初期鍵ＩＫｉと一致する。これにより、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間で初期鍵が共有され、初期鍵共有処理が終了する。初期鍵共有処理の終了で、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５とのペアリングが完了する。
【0082】
図１０はステップｓ２のＥ２ＥＥ暗号鍵共有処理を説明するための図である。初期鍵共有処理が終了すると、すぐにＥ２ＥＥ暗号鍵共有処理が開始する。Ｅ２ＥＥ暗号鍵共有処理では、まずステップｓ２１において、ユーザ機器５の制御部５０が、Ｅ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕを生成して記憶部５１０に記憶する。次にステップｓ２２において、制御部５０は、生成したＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕと、記憶部５１０内の時刻情報５１８とを、記憶部５１０内の初期鍵ＩＫｕで暗号化する。次にステップｓ２３において、ユーザ機器５は、初期鍵ＩＫｕで暗号化されたＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕ及び時刻情報５１８を、暗号化されたメッセージとしてＩｏＴ機器４に直接送信する。
【0083】
ＩｏＴ機器４は、初期鍵ＩＫｕで暗号化されたＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕ及び時刻情報５１８を受信すると、ステップｓ２４において、当該Ｅ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕ及び時刻情報５１８を初期鍵ＩＫｉで復号化する。これにより、ＩｏＴ機器４は、平文のＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕ及び時刻情報５１８を取得できる。ステップｓ２４では、制御部４０は、通信部４１から受け取った、暗号化されたＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕ及び時刻情報５１８を監視部４５に出力する。監視部４５は、入力された、暗号化されたＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕ及び時刻情報５１８を、記憶部４６０内の初期鍵ＩＫｉで復号化する。これにより、監視部４５は、平文のＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕ及び時刻情報５１８を取得できる。
【0084】
監視部４５は、平文のＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕを取得すると、ステップｓ２５において、取得した平文のＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕをＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｉとして記憶部４６０に保存する。これにより、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間でＥ２ＥＥ暗号鍵が共有される。また、ステップｓ２５において、監視部４５は、取得した平文の時刻情報５１８を時刻情報４６８として記憶部４６０に保存する。その後、監視部４５は、時刻情報４６８が常に現在の時刻を示すように、自身が有するタイマ等を用いて時刻情報４６８を更新する。これにより、サーバ２、ユーザ機器５及びＩｏＴ機器４での時刻情報が互いに同期する。なお、ＩｏＴ機器４が例えばＧＰＳ受信機を備える場合、当該ＧＰＳ受信機から出力される時刻情報が時刻情報４６８として使用されてもよい。
【0085】
ステップｓ２５が実行されると、Ｅ２ＥＥ暗号鍵共有処理が終了する。Ｅ２ＥＥ暗号鍵は、サーバ２を介さずに、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間で共有されることから、サーバ２はＥ２ＥＥ暗号鍵を認識していない。ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間でＥ２ＥＥ暗号鍵が共有されることで、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間でＥ２ＥＥ通信が可能となる。Ｅ２ＥＥ暗号期鍵共有処理に終了により、初期設定が終了し、ＩｏＴ機器４では初期設定モードが解除される。ＩｏＴ機器４は、初期設定モードが解除されると、ネットワーク１０を通じてユーザ機器５と通信を行う。
【0086】
上記のように、本例では、ユーザ機器５が初期鍵を取得するためには、サーバ２での認証の成立が必要である。このため、ハッカーの装置が初期鍵を取得することは困難となる。これより、ハッカーが、例えばＩｏＴ機器４のリセットボタン４２を操作できたとしても、ハッカーの装置はＥ２ＥＥ暗号鍵を取得するが困難となる。
【0087】
対象ＩｏＴ機器４と複数のユーザ機器５との間で初期鍵共有処理及びＥ２ＥＥ暗号共有処理が実行されることにより、対象ＩｏＴ機器４は複数のユーザ機器５とペアリングされ、対象ＩｏＴ機器４と複数のユーザ機器５との間で同じ初期鍵と同じＥ２ＥＥ暗号鍵が共有される。複数のユーザ機器５は、複数のユーザ機器５どうしの間でＥ２ＥＥ暗号鍵を送受信して共有してもよい。
【0088】
＜セッション鍵の生成方法例＞
図１１は、通信システム１でのセッション鍵生成処理の一例を示すフローチャートである。セッション鍵は、一時的に使用される暗号鍵であって、所定の条件に基づいて新たに生成されて更新される。セッション鍵は、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５のそれぞれで独自に生成される。
図１１は、通信システム１でのセッション鍵生成処理の一例を示すフローチャートである。セッション鍵は、一時的に使用される暗号鍵であって、所定の条件に基づいて新たに生成されて更新される。セッション鍵は、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５のそれぞれで独自に生成される。
【0089】
ＩｏＴ機器４は、セッション鍵ＳＥＫｉを生成する場合、図１１に示されるように、ステップｓ３１において、サーバ２に対して、セッション鍵ＳＥＫｉの種になるシードデータの送信を要求するシード要求メッセージを送信する。ステップｓ３１では、監視部４５がシード要求メッセージを生成する。監視部４５で生成されたシード要求メッセージは、サービス鍵ＳＡＫｉで暗号化されて、制御部４０を通って、通信部４１からサーバ２に送信される。
【0090】
また、ユーザ機器５は、セッション鍵ＳＥＫｕを生成する場合、図１１に示されるように、ステップｓ３２においてシード要求メッセージを送信する。ステップｓ３２では、制御部５０が、シード要求メッセージを生成し、生成したシード要求メッセージをサーバ用暗号鍵で暗号化する。暗号化されたシード要求メッセージは、通信部５１からサーバ２に送信される。
【0091】
シード要求メッセージを受信したサーバ２では、制御部２０が、乱数生成器２４から乱数を取得し、取得した乱数をシードデータとする。サーバ２がシード要求メッセージを受信するたびに、制御部２０は、乱数生成器２４から異なる乱数を取得する。したがって、シードデータは、シード要求メッセージが発行されるたびに異なるデータとなる。
【0092】
制御部２０は、取得したシードデータをメッセージとしてサービス鍵ＳＡＫｓで暗号化する。サーバ２は、ステップｓ３３において、暗号化したシードデータをＩｏＴ機器４に送信する。また、サーバ２は、取得したシードデータをユーザ機器用暗号鍵で暗号化する。サーバ２は、ステップｓ３４において、暗号化したシードデータをユーザ機器５に送信する。サーバ２は、対象ＩｏＴ機器４からシード要求メッセージを受信した場合（つまり、ステップｓ３１が実行された場合）、ステップｓ３３において対象ＩｏＴ機器４に対して暗号化されたシードデータを送信するとともに、ステップｓ３４において、対象ＩｏＴ機器４とペアリングされたユーザ機器５に対して暗号化されたシードデータを送信する。また、サーバ２は、対象ユーザ機器５からシード要求メッセージを受信した場合（つまり、ステップｓ３２が実行された場合）、ステップｓ３３において、対象ユーザ機器５とペアリングされたＩｏＴ機器４に対して暗号化されたシードデータを送信するとともに、ステップｓ３４において対象ユーザ機器５に対して暗号化されたシードデータを送信する。
【0093】
サーバ２から暗号化されたシードデータ（本例では乱数）を受信したＩｏＴ機器４では、当該暗号化されたシードデータが監視部４５に入力される。監視部４５は、暗号化されたシードデータをサービス鍵ＳＡＫｉで復号化して、平文のシードデータを取得する。監視部４５は、平文のシードデータを取得すると、ステップｓ３５において、取得したシードデータと、記憶部４６０内のＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｉとに基づいて、セッション鍵ＳＥＫｉを生成する。例えば、監視部４５は、セッション鍵生成用の関数にＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｉとシードデータを代入して、当該関数の出力をセッション鍵ＳＥＫｉとする。次に、ステップｓ３６において、監視部４５は、生成したセッション鍵ＳＥＫｉを記憶部４６０に保存する。また、監視部４５は、セッション鍵ＳＥＫｉを制御部４０に出力し、制御部４０は、入力されたセッション鍵ＳＥＫｉを記憶部４１０に記憶する。制御部４０は、記憶部４１０内のセッション鍵ＳＥＫｉを用いてメッセージの暗号化及び復号化を行う。
【0094】
また、暗号化されたシードデータを受信したユーザ機器５では、制御部５０が、当該暗号化されたシードデータをサーバ用暗号鍵で復号化して、平文のシードデータを取得する。制御部５０は、平文のシードデータを取得すると、ステップｓ３７において、取得したシードデータと、記憶部４６０内のＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕとに基づいて、セッション鍵ＳＥＫｕを生成する。例えば、制御部５０は、ＩｏＴ機器４で使用されるセッション鍵生成用の関数と同じ関数にＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕとシードデータを代入して、当該関数の出力をセッション鍵ＳＥＫｕとする。次に、ステップｓ３８において、制御部５０は、生成したセッション鍵ＳＥＫｕを記憶部５１０に保存する。ステップｓ３７で生成されたセッション鍵ＳＥＫｕと、ステップｓ３５で生成されたセッション鍵ＳＥＫｉとは互いに一致する。
【0095】
サーバ２が発行するシードデータは、上述のように、シード要求メッセージが発行されるたびに変化する。したがって、シード要求メッセーが、ＩｏＴ機器４から発行されるか、ユーザ機器５から発行されるかにかかわらず、シード要求メッセージが発行されるたびに、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５が生成するセッション鍵は更新される。
【0096】
本例では、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５と間のＥ２ＥＥ通信で使用されるセッション鍵の生成には、サーバ２が発行するシードデータが必要である。したがって、サーバ２は、シードデータの発行を制御することによって、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５と間のＥ２ＥＥ通信を制御することができる。
【0097】
セッション鍵が更新される条件としては、様々な条件が考えられる。例えば、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５は、所定の時刻になると、シード要求メッセージを発行し、サーバ２から受け取った新たなシードデータに基づいて新たなセッション鍵を生成して、セッション鍵を更新してもよい。
【0098】
他の例として、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５は、例えば、セッション鍵の使用条件（セッション鍵使用条件ともいう）に基づいてセッション鍵を更新してもよい。この場合、例えば、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５は、現在の状況がセッション鍵使用条件内であれば、現在のセッション鍵を使用することができる。一方で、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５は、現在の状況がセッション鍵使用条件外であれば、シード要求メッセージを発行し、新たなセッション鍵を生成して更新する。
【0099】
セッション鍵使用条件は、例えばサーバ２で管理されてもよい。例えば、セッション鍵使用条件は、サーバ２の記憶部２１０に記憶されてもよい。サーバ２は、例えば、シード要求メッセージの受信に応じて、シードデータと、当該シードデータに基づいて生成されるセッション鍵の使用条件とを送信してもよい。この場合、上述のステップｓ３３において、サーバ２は、シードデータとセッション鍵使用条件を含むメッセージを暗号化してＩｏＴ機器４に送信する。また、ステップｓ３４において、サーバ２は、シードデータとセッション鍵使用条件を含むメッセージを暗号化してユーザ機器５に送信する。ＩｏＴ機器４では、上述のステップｓ３６において、監視部４５が、生成したセッション鍵ＳＥＫｉと、サーバ２からのセッション鍵使用条件とを対応付けて記憶部４６０に記憶する。また、監視部４５は、セッション鍵ＳＥＫｉ及びセッション鍵使用条件を制御部４０に出力する。制御部４０は、入力されたセッション鍵ＳＥＫｉ及びセッション鍵使用条件を互いに対応付けて記憶部４１０に記憶する。制御部４０は、記憶部４１０内のセッション鍵使用条件に応じて、記憶部４１０のセッション鍵ＳＥＫｉを使用する。ユーザ機器５では、ステップｓ３８において、制御部５０が、生成したセッション鍵ＳＥＫｕと、サーバ２からのセッション鍵使用条件とを対応付けて記憶部５１０に記憶する。制御部５０は、記憶部５１０内のセッション鍵使用条件に応じて、記憶部５１０のセッション鍵ＳＥＫｉを使用する。
【0100】
ＩｏＴ機器４では、制御部４０は、現在の状況が記憶部４１０内のセッション鍵使用条件外となると、新たなセッション鍵ＳＥＫｉの発行を監視部４５に要求する。この要求を受けた監視部４５は、シード要求メッセージを生成し、生成したシード要求メッセージをサービス鍵ＳＡＫｉで暗号化して制御部４０に入力する。制御部４０は、通信部４１に、暗号化されたシード要求メッセージをサーバ２に対して送信させる。これにより、サーバ２から新たなシードデータとセッション鍵使用条件が、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５に送信され、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５では、セッション鍵及びセッション鍵使用条件の更新が行われる。
【0101】
例えば、セッション鍵使用条件がセッション鍵の使用時間の上限値である場合を考える。この場合、制御部４０は、現在のセッション鍵ＳＥＫｉの使用を開始してからの経過時間（つまり、現在のセッション鍵ＳＥＫｉの使用時間）が使用時間の上限値を超えると、新たなセッション鍵ＳＥＫｉの発行を監視部４５に要求する。言い換えれば、制御部４０は、現在のセッション鍵ＳＥＫｉが記憶部４１０に記憶されてからの経過時間が使用時間の上限値と超えると、新たなセッション鍵ＳＥＫｉの発行を監視部４５に要求する。制御部４０は、自身が備えるタイマ等で経過時間（つまり、現在のセッション鍵ＳＥＫｉの使用時間）を計測することができる。
【0102】
他の例として、セッション鍵使用条件が、セッション鍵で暗号化されたメッセージの送信データ量の上限値である場合を考える。この場合、制御部４０は、現在のセッション鍵ＳＥＫｉで暗号化されたメッセージの送信データ量が上限値になると、新たなセッション鍵ＳＥＫｉの発行を監視部４５に要求する。
【0103】
なお、セッション鍵使用条件には、使用時間の上限値と送信データ量の上限値とが含まれてもよいし、他の条件が含まれてもよい。例えば、セッション鍵使用条件には、送信先または送信元が含まれてもよい。
【0104】
ユーザ機器５では、制御部５０は、現在の状況が記憶部４１０内のセッション鍵使用条件外となると、シード要求メッセージを生成してサーバ用暗号鍵で暗号化する。そして、制御部５０は、通信部５１に、暗号化されたシード要求メッセージをサーバ２に対して送信させる。これにより、サーバ２から新たなシードデータとセッション鍵使用条件が、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５に送信され、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５では、セッション鍵及びセッション鍵使用条件の更新が行われる。
【0105】
＜監視部の信号線の監視動作例＞
監視部４５は信号線１４０を監視する。監視部４５は、例えば、上述の初期設定が終了したとき（言い換えればＥ２ＥＥ暗号鍵共有処理が終了したとき）に、信号線１４０の監視を開始する。
監視部４５は信号線１４０を監視する。監視部４５は、例えば、上述の初期設定が終了したとき（言い換えればＥ２ＥＥ暗号鍵共有処理が終了したとき）に、信号線１４０の監視を開始する。
【0106】
ここで、例えば、ＩｏＴ機器４の制御部４０及び通信部４１の少なくとも一方がハッキングされた場合、信号線１４０を伝搬するデータが、本来は暗号化されているべきであるにもかかわらず暗号化されていないことが発生する可能性がある。
【0107】
そこで、監視部４５は、信号線１４０を監視して、信号線１４０で伝送される、セッション鍵で暗号化されているべきデータがセッション鍵で暗号化されているか否かを監視する。具体的には、監視部４５は、信号線１４０を監視して、信号線１４０で伝送される、セッション鍵で暗号化されているべきユーザ機器５宛てのチェックサム付きメッセージがセッション鍵で暗号化されているか否かを監視する。また、監視部４５は、信号線１４０を監視して、信号線１４０で伝送される、セッション鍵で暗号化されているべきユーザ機器５からのチェックサム付きメッセージがセッション鍵で暗号化されているか否かを監視する。
【0108】
また、監視部４５は、信号線１４０を監視して、信号線１４０で伝送される、サービス鍵で暗号化されているべきデータがサービス鍵で暗号化されているか否かを監視する。具体的には、監視部４５は、信号線１４０を監視して、信号線１４０で伝送される、サービス鍵で暗号化されているべきサーバ２宛てのチェックサム付きメッセージがサービス鍵で暗号化されているか否かを監視する。また、監視部４５は、信号線１４０を監視して、信号線１４０で伝送される、サービス鍵で暗号化されているべきサーバ２からのチェックサム付きメッセージがサービス鍵で暗号化されているか否かを監視する。
【0109】
【0110】
暗号化確認処理において、監視部４５は、信号線１４０で伝送されるパケットが信号線１４０から信号線１４１を通じて入力されると（ステップｓ５１）、ステップｓ５２を実行する。ステップｓ５１で監視部４５に入力されるパケットを対象パケットと呼ぶことがある。
【0111】
ステップｓ５２では、監視部４５は、対象パケットに含まれるヘッダ（対象ヘッダともいう）に基づいて、対象パケットに含まれるチェックサム付きメッセージ（対象チェックサム付きメッセージともいう）が暗号化されているべきか否かを判定する。パケットに含まれるヘッダには、例えば、当該パケットに含まれるチェックサム付きメッセージが暗号化されているべきか否かを示す情報が含まれている。監視部４５は、対象ヘッダに含まれる当該情報に基づいて、対象チェックサム付きメッセージが暗号化されているべきか否かを判定することができる。
【0112】
ステップｓ５２においてＹＥＳと判定されると、ステップｓ５３において、監視部４５は、対象チェックサム付きメッセージの暗号化で使用されているべき暗号鍵が、セッション鍵であるのか、サービス鍵であるのかを判定する。
【0113】
ここで、ＩｏＴ機器４が送信するパケット（送信パケットともいう）に含まれるヘッダには、当該パケットの送信先を示す送信先情報が含まれる。また、ＩｏＴ機器４が受信するパケット（受信パケットともいう）に含まれるヘッダには、当該パケットの送信元を示す送信元情報が含まれる。
【0114】
監視部４５は、対象パケットが送信パケットである場合、対象パケットのヘッダに含まれる送信先情報に基づいて、対象パケットの送信先を特定する。監視部４５は、送信先がユーザ機器５である場合、対象チェックサム付きメッセージの暗号化で使用されているべき暗号鍵はセッション鍵であると判定する。一方で、監視部４５は、送信先がサーバ２である場合、対象チェックサム付きメッセージの暗号化で使用されているべき暗号鍵はサービス鍵であると判定する。なお、パケットに含まれるヘッダは、当該パケットがどの暗号鍵で暗号化されているかを示す情報を含んでもよい。この場合、監視部４５は、当該情報に基づいて、当該パケットの暗号化に使用されているべき暗号鍵を判定してもよい。
【0115】
また、監視部４５は、対象パケットが受信パケットである場合、対象パケットのヘッダに含まれる送信元情報に基づいて、対象パケットの送信元を特定する。監視部４５は、送信元がユーザ機器５である場合、対象チェックサム付きメッセージの暗号化で使用されているべき暗号鍵はセッション鍵であると判定する。一方で、監視部４５は、送信元がサーバ２である場合、対象チェックサム付きメッセージの暗号化で使用されているべき暗号鍵はサービス鍵であると判定する。
【0116】
ステップｓ５３において、対象チェックサム付きメッセージの暗号化で使用されているべき暗号鍵はセッション鍵であると判定されると、ステップｓ５４において、監視部４５は、対象チェックサム付きメッセージがセッション鍵で暗号化されているか否かを判定する。一方で、ステップｓ５３において、対象チェックサム付きメッセージの暗号化で使用されているべき暗号鍵はサービス鍵であると判定されると、ステップｓ５５において、監視部４５は、対象チェックサム付きメッセージがサービス鍵で暗号化されているか否かを判定する。
【0117】
ステップｓ５４において、監視部４５は、まず、対象チェックサム付きメッセージに対して、記憶部４６０内のセッション鍵ＳＥＫｉを用いた復号化処理を行う。次に、監視部４５は、復号化処理で得られた、平文のメッセージに相当するデータからチェックサムを生成する。次に、監視部４５は、生成したチェックサムと、復号化処理で得られた、平文のチェックサムに相当するデータとを比較する。監視部４５は、両者が一致する場合、対象チェックサム付きメッセージがセッション鍵で暗号化されていると判定する。一方で、監視部４５は、両者が一致しない場合、対象チェックサム付きメッセージがセッション鍵で暗号化されていないと判定する。
【0118】
ここで、対象のデータが所定の暗号鍵で暗号化されていないにもかかわらず、対象のデータに対して所定の暗号鍵を用いた復号化処理を行うと、対象のデータの平文を正しく得ることはできない。これより、監視部４５は、上記のような処理によって、対象チェックサム付きメッセージがセッション鍵で暗号化されているか否かを判定することができる。
【0119】
ステップｓ５４と同様に、ステップｓ５５において、監視部４５は、まず、対象チェックサム付きメッセージを記憶部４６０内のサービス鍵ＳＡＫｉで復号化する。次に、監視部４５は、復号化で得られた、平文のメッセージに相当するデータからチェックサムを生成する。次に、監視部４５は、生成したチェックサムと、復号化で得られた、平文のチェックサムに相当するデータとを比較する。監視部４５は、両者が一致する場合、対象チェックサム付きメッセージがサービス鍵で暗号化されていると判定する。一方で、監視部４５は、両者が一致しない場合、対象チェックサム付きメッセージがサービス鍵で暗号化されていないと判定する。
【0120】
ステップｓ５４が実行されると、ステップｓ５６が実行される。またステップｓ５５が実行された場合にも、ステップｓ５６が実行される。ステップｓ５４の後のステップｓ５６では、監視部４５は、ステップｓ５４での判定結果に基づいて履歴データ４６６を更新する。例えば、監視部４５は、ステップｓ５４での判定結果を暗号化確認結果とし、当該暗号化確認結果と現在の時刻情報４６８とを互いに対応付けて履歴データ４６６に登録する。ステップｓ５５の後のステップｓ５６では、監視部４５は、ステップｓ５５での判定結果に基づいて履歴データ４６６を更新する。例えば、監視部４５は、ステップｓ５５での判定結果を暗号化確認結果とし、当該暗号化確認結果と現在の時刻情報４６８とを互いに対応付けて履歴データ４６６に登録する。履歴データ４６６では、時刻情報４６８と、それが示す時刻での暗号化確認結果とが互いに対応付けられている。
【0121】
ステップｓ５６の後、監視部４５に新たなパケットが入力されると（ステップｓ５１）、ステップｓ５２が実行される。以後、監視部４５は同様に動作する。また、ステップｓ５２においてＮｏと判定され、その後、監視部４５に新たなパケットが入力されると（ステップｓ５１）、ステップｓ５２が実行される。以後、監視部４５は同様に動作する。監視部４５は、入力されるパケットが、送信パケットであるのか、受信パケットであるのかにかかわらず、パケットが入力されるたびに、暗号化確認処理を実行する。暗号化確認処理が繰り返し実行されることによって、履歴データ４６６には、暗号化確認結果と時刻情報４６８の対が複数対登録された暗号化監視履歴が含まれる。
【0122】
監視部４５は、上述のように、セッション鍵ＳＥＫｉとセッション鍵使用条件とを対応付けて記憶する場合、信号線１４０を監視して、セッション鍵使用条件が満たされているか否か監視してもよい。
【0123】
例えば、セッション鍵使用条件がセッション鍵の使用時間の上限値である場合を考える。ここで、監視部４５は、暗号化確認処理のステップｓ５４において、対象チェックサム付きメッセージがセッション鍵ＳＥＫｉで暗号化されているか否かを判定している。対象チェックサム付きメッセージがセッション鍵ＳＥＫｉで暗号化されていることは、当該セッション鍵ＳＥＫｉが使用されていることを意味する。したがって、監視部４５は、ステップｓ５４での判定結果と時刻情報４６８とに基づいて、現在のセッション鍵ＳＥＫｉの使用時間を特定することができる。監視部４５は、現在のセッション鍵ＳＥＫｉの使用時間が上限値以下であるか否かの使用条件充足確認処理を例えば繰り返し実行する。そして、監視部４５は、使用条件充足確認処理を実行するたびに、その結果と、そのときの時刻情報４６８とを互いに対応付けて履歴データ４６６に登録する。履歴データ４６６では、使用条件充足確認処理の結果（使用条件充足確認結果ともいう）と、その結果が得られたときの時刻情報４６８とが互いに対応付けられている。履歴データ４６６には、使用条件充足確認結果と時刻情報４６８の対が複数対登録された使用条件充足監視履歴が含まれる。
【0124】
他の例として、セッション鍵使用条件が、セッション鍵で暗号化されたメッセージの送信データ量の上限値である場合を考える。パケットに含まれるヘッダには、当該パケットに含まれるメッセージのデータ量を示す情報が含まれる。監視部４５は、暗号化確認処理のステップｓ５４において、対象チェックサム付きメッセージがセッション鍵ＳＥＫｉで暗号化されていると判定したとき、対象ヘッダに基づいて対象チェックサム付きメッセージに含まれるメッセージのデータ量を特定することができる。これにより、監視部４５は、現在のセッション鍵ＳＥＫｉで暗号化されたデータの送信データ量を特定することができる。監視部４５は、現在のセッション鍵ＳＥＫｉで暗号化されたデータの送信データ量が上限値以下であるか否かの使用条件充足確認処理を例えば繰り返し実行する。そして、監視部４５は、使用条件充足確認処理を実行するたびに、その結果と、そのときの時刻情報４６８とを互いに対応付けて履歴データ４６６に登録する。
【0125】
なお上記の例では、監視部４５は、初期設定後に信号線１４０の監視を開始しているが、ＩｏＴ機器４が初期化されてから初期設定が終了するまでの間にも、信号線１４０を監視してもよい。この場合、監視部４５は、信号線１４０を監視して、例えば、ステップｓ１４において記憶部４６０内の識別情報４６５と同じ情報が制御部４０から通信部４１に実際に出力されているか否かを監視してもよい。また、監視部４５は、信号線１４０を監視して、信号線１４０に流れるユーザ機器５からのＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕ及び時刻情報５１８が初期鍵で実際に暗号化されているか否かを監視してもよい。監視部４５は、ＩｏＴ機器４が初期化されてから初期設定が終了するまでの間の信号線１４０の監視結果（初期監視結果ともいう）を履歴データ４６６に登録してもよい。この場合、初期監視結果には、ステップｓ１４において記憶部４６０内の識別情報４６５と同じ情報が制御部４０から通信部４１に実際に出力されているか否かの判定結果と、その判定が行われたときの時刻情報４６８とが互いに対応付けられて登録されていてもよい。また、初期監視結果には、信号線１４０に流れるユーザ機器５からのＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕ及び時刻情報５１８が初期鍵で実際に暗号化されているか否かの判定結果と、その判定が行われたときの時刻情報４６８とが互いに対応付けられて登録されていてもよい。
【0126】
＜サーバによる履歴データに基づくＩｏＴ機器の制御例＞
ＩｏＴ機器４は、例えば定期的に履歴データ４６６をサーバ２に送信する。サーバ２は、対象ＩｏＴ機器４から受信した履歴データ４６６に基づいて対象ＩｏＴ機器４を制御する。これにより、対象ＩｏＴ機器４がハッキングされて対象ＩｏＴ機器４の動作が異常となった場合に、サーバ２は対象ＩｏＴ機器４を制御して対象ＩｏＴ機器４の安全性を向上させることができる。以下に、サーバ２による履歴データ４６６に基づくＩｏＴ機器４の制御例について詳細に説明する。
ＩｏＴ機器４は、例えば定期的に履歴データ４６６をサーバ２に送信する。サーバ２は、対象ＩｏＴ機器４から受信した履歴データ４６６に基づいて対象ＩｏＴ機器４を制御する。これにより、対象ＩｏＴ機器４がハッキングされて対象ＩｏＴ機器４の動作が異常となった場合に、サーバ２は対象ＩｏＴ機器４を制御して対象ＩｏＴ機器４の安全性を向上させることができる。以下に、サーバ２による履歴データ４６６に基づくＩｏＴ機器４の制御例について詳細に説明する。
【0127】
サーバ２の制御部２０は、対象ＩｏＴ機器４からの履歴データ４６６に基づいて、対象ＩｏＴ機器４が異常であるか否かを判定する。そして、制御部２０は、対象ＩｏＴ機器４が異常であると判定すると、対象ＩｏＴ機器４を制御するためのメッセージ（制御メッセージともいう）を生成する。そして、制御部２０は、通信部２１に、暗号化した制御メッセージを対象ＩｏＴ機器４に送信させる。
【0128】
制御部２０は、履歴データ４６６に含まれる暗号化監視履歴に基づいて、ＩｏＴ機器４が異常であるか否かを判定してもよい。この場合、制御部２０は、暗号化監視履歴を参照して、例えば、連続して所定回数以上、セッション鍵で暗号化されているべきチェックサム付きメッセージがセッション鍵で暗号化されていないと判定されている場合、対象ＩｏＴ機器４が異常であると判定する。また、制御部２０は、暗号化監視履歴を参照して、例えば、連続して所定回数以上、サービス鍵で暗号化されているべきチェックサム付きメッセージがサービス鍵で暗号化されていないと判定されている場合、対象ＩｏＴ機器４が異常であると判定してもよい。
【0129】
履歴データ４６６が使用条件充足監視履歴を含む場合、サーバ２は、使用条件充足監視履歴に基づいてＩｏＴ機器４が異常であるか否かを判定してもよい。この場合、サーバ２は、使用条件充足監視履歴を参照して、セッション鍵使用条件が満たされていないと判定されたことを特定すると、対象ＩｏＴ機器４が異常であると判定する。
【0130】
履歴データ４６６が初期監視結果を含む場合、サーバ２は、初期監視結果に基づいて対象ＩｏＴ機器４が異常であるか否かを判定してもよい。この場合、サーバ２は、初期監視結果を参照して、例えば、Ｅ２ＥＥ暗号鍵共有処理において信号線１４０に流れるユーザ機器５からのＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕ及び時刻情報５１８が初期鍵で暗号化されていないと判定されたことを特定すると、対象ＩｏＴ機器４が異常であると判定してもよい。
【0131】
ＩｏＴ機器４では、受信された制御メッセージは、監視部４５で復号化される。監視部４５は、得られた平文の制御メッセージに基づいてＩｏＴ機器４を制御する。例えば、制御メッセージに、ＩｏＴ機器４の主な機能の停止を指示するデータが含まれる場合、監視部４５は、主な機能を実現するための制御部４０、通信部４１及びセンサ装置４３の動作を停止する。この場合、監視部４５は、例えば、制御部４０、通信部４１及びセンサ装置４３に対するクロック信号の供給を停止することによって制御部４０、通信部４１及びセンサ装置４３の動作を停止してもよい。また、監視部４５は、制御部４０、通信部４１及びセンサ装置４３に供給されるリセット信号をアサート状態にし続けることによって制御部４０、通信部４１及びセンサ装置４３の動作を停止してもよい。制御部４０、通信部４１及びセンサ装置４３の動作停止方法はこの限りではない。
【0132】
制御部４０、通信部４１及びセンサ装置４３の動作が停止した場合、例えばリセットボタン４２が操作されると、制御部４０、通信部４１及びセンサ装置４３の動作が復帰する。
【0133】
なお、制御メッセージによって指示されるＩｏＴ機器４の制御は、主な機能の停止以外であってもよい。例えば、制御メッセージには、制御部４０、通信部４１及びセンサ装置４３の一部だけの動作の停止を指示するデータが含まれてもよい。また、制御メッセージには、制御部４０の処理速度の低下を指示するデータが含まれてもよい。この場合、監視部４５は、例えば、制御部４０に供給されるクロック信号の周波数を低下させることによって、制御部４０の処理速度を低下させてもよい。
【0134】
上記の例では、サーバ２は、ＩｏＴ機器４に制御メッセージを送信することで、ＩｏＴ機器４を制御しているが、サーバ２が履歴データ４６６に基づいてＩｏＴ機器４を制御する方法はこの限りではない。以下にサーバ２がＩｏＴ機器４を制御する方法の他の例について説明する。
【0135】
本例では、ＩｏＴ機器４は、サーバ２から、当該ＩｏＴ機器４の動作許可を示す動作許可情報を受信する。動作許可情報には、例えば、ＩｏＴ機器４の主な機能が動作することが可能な期間（動作可能期間ともいう）を示す情報が含まれている。ＩｏＴ機器４は、動作許可情報を受信してからそれが示す動作可能期間だけ、主な機能を動作させることができる。本例のＩｏＴ機器４、動作可能期間内に履歴データ４６６をサーバ２に送信する。ＩｏＴ機器４が、動作可能期間内に履歴データ４６６をサーバ２に送信すると、その動作期間内に新たな動作許可情報をサーバ２から受信する。ＩｏＴ機器４は、動作可能期間内に新たな動作許可情報を受信すると、そこから、当該新たな動作許可情報が示す動作可能期間だけ動作することができる。よって、ＩｏＴ機器４は、動作可能期間内に履歴データ４６６を送信する限り、新たな動作可能期間が設定され続けて、連続して動作することが可能である。このような場合、サーバ２は、履歴データ４６６に基づいて対象ＩｏＴ機器４が異常であると判定すると、その後、履歴データ４６６を受信したとしても新たな動作許可情報を対象ＩｏＴ機器４に送信しない。これにより、対象ＩｏＴ機器４では、現在の動作可能期間が経過した後に、主な機能が停止する。
【0136】
また、サーバ２は、対象ＩｏＴ機器４から、あるいは対象ＩｏＴ機器４とペアリングされえたユーザ機器５からシード要求メッセージを受信した場合、対象ＩｏＴ機器４からの履歴データ４６６に基づいて対象ＩｏＴ機器４が異常であるか否かを判定してもよい。そして、サーバ２は、対象ＩｏＴ機器４が異常であると判定した場合、シードデータを発行しなくてもよい。この場合、対象ＩｏＴ機器４はセッション鍵ＳＥＫｉを生成することができないことから、対象ＩｏＴ機器４はユーザ機器５とＥ２ＥＥ通信ができなくなる。
【0137】
なお、サーバ２は履歴データ４６６に基づいてＩｏＴ機器４を制御しなくてもよい。この場合、例えば、監視部４５が履歴データ４６６に基づいてＩｏＴ機器４を制御してもよい。監視部４５は、例えば、サーバ２が履歴データ４６６に基づいてＩｏＴ機器４を制御する場合と同様に、履歴データ４６６に基づいてＩｏＴ機器４を制御してもよい。例えば、監視部４５は、履歴データ４６６に含まれる暗号化監視履歴を参照して、連続して所定回数以上、サービス鍵で暗号化されているべきチェックサム付きメッセージがサービス鍵で暗号化されていないと判定されている場合、制御部４０、通信部４１及びセンサ装置４３の動作を停止して、ＩｏＴ機器４の主な機能を停止してもよい。また、監視部４５は、履歴データ４６６に含まれる使用条件充足監視履歴に基づいてＩｏＴ機器４を制御してもよいし、履歴データ４６６に含まれる初期監視結果に基づいてＩｏＴ機器４を制御してもよい。
【0138】
以上のように、本例では、監視部４５が、信号線１４０を監視して信号線１４０で伝送されるデータが適切な暗号鍵で暗号化されているか否かを監視している。これにより、監視部４５での監視結果（例えば履歴データ４６６）が利用されてＩｏＴ機器４が制御されることによって、ＩｏＴ機器４の安全性を向上することができる。例えば、ＩｏＴ機器４の制御部４０及び通信部４１の少なくとも一方がハッキングされて、信号線１４０で伝送されるデータが適切な暗号鍵で暗号化されなくなった場合に、上述のようにサーバ２等によってＩｏＴ機器４が制御されることによって、ＩｏＴ機器４の安全性を向上することができる。
【0139】
また、監視部４５は、信号線１４０を監視して、セッション鍵の使用条件が満たされているか否かを監視することから、この監視結果が利用されてＩｏＴ機器４が制御されることによって、ＩｏＴ機器４の安全性を向上することができる。例えば、ＩｏＴ機器４の制御部４０及び通信部４１の少なくとも一方がハッキングされて、セッション鍵の使用条件が満たされなくなった場合に、上述のようにサーバ２等によってＩｏＴ機器４が制御されることによって、ＩｏＴ機器４の安全性を向上することができる。
【0140】
上記の例では、セッション鍵は、Ｅ２ＥＥ暗号鍵とサーバ２からのシードデータとに基づいて生成されているが、セッション鍵の生成方法はこの限りではない。例えば、サーバ２ではなく監視部４５がシードデータを生成し、セッション鍵は、Ｅ２ＥＥ暗号鍵と、監視部４５が生成したシードデータとに基づいて生成されてもよい。監視部４５が生成するシードデータは例えば乱数であり、監視部４５は、過去に一度使用された乱数が繰り返し使用されることがないよう、乱数の生成を行う。また、セッション鍵は、Ｅ２ＥＥ暗号鍵と時刻情報とに基づいて生成されてもよい。以下にセッション鍵がＥ２ＥＥ暗号鍵と時刻情報とに基づいて生成される場合の通信システム１の動作例について説明する。以後、説明の便宜上、ＩｏＴ機器４によるユーザ機器５に対するデータの送信を上り通信と呼ぶことがある。また、ユーザ機器５によるＩｏＴ機器４に対するデータの送信を、言い換えればＩｏＴ機器４によるユーザ機器５からのデータの受信を、下り通信と呼ぶことがある。
【0141】
本例では、上り通信で使用されるセッション鍵と、下り通信で使用されるセッション鍵とが互いに異なる。前者のセッション鍵を上り用セッション鍵とし、後者のセッション鍵を下り用セッション鍵と呼ぶことがある。
【0142】
ＩｏＴ機器４では、監視部４５が、記憶部４６０内のＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｉ及び時刻情報４６８に基づいて上り用セッション鍵ＳＥＫｉを生成する。例えば、監視部４５は、セッション鍵生成用の関数にＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｉと現在の時刻情報４６８を代入して、当該関数の出力を上り用セッション鍵ＳＥＫｉとする。監視部４５は、生成した上り用セッション鍵ＳＥＫｉと、その生成で使用した時刻情報４６８（第１特定時刻情報４６８ともいう）とを互いに対応付けて記憶部４６０に記憶するとともに、制御部４０に出力する。制御部４０は、監視部４５から受け取った上り用セッション鍵ＳＥＫｉ及び第１特定時刻情報４６８を互いに対応付けて記憶部４１０に記憶する。
【0143】
ＩｏＴ機器４がユーザ機器５宛てのメッセージを送信する場合（つまり上り通信が行われる場合）、制御部４０は、記憶部４１０から上り用セッション鍵ＳＥＫｉ及び第１特定時刻情報４６８を取得する。次に、制御部４０は、ユーザ機器５宛てのチェックサム付きメッセージを生成し、それを記憶部４１０内の上り用セッション鍵ＳＥＫｉで暗号化する。次に、制御部４０は、暗号化したチェックサム付きメッセージと平文の第１特定時刻情報４６８を含むパケットを生成する。そして、制御部４０は、通信部４１に、生成したパケットをユーザ機器５に対して送信させる。ＩｏＴ機器４は、ユーザ機器５に対して、暗号化されたチェックサム付きメッセージを含むパケットを送信する場合には常に、第１特定時刻情報４６８を含むパケットを送信する。
【0144】
ＩｏＴ機器４からパケットを受信したユーザ機器５では、制御部５０は、受信されたパケット内の第１特定時刻情報４６８と、記憶部４１０内のＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕとに基づいて上り用セッション鍵ＳＥＫｕを生成する。例えば、制御部５０は、ＩｏＴ機器４と同じセッション鍵生成用の関数にＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕと第１特定時刻情報４６８を代入して、当該関数の出力を上り用セッション鍵ＳＥＫｕとする。そして、制御部５０は、生成した上り用セッション鍵ＳＥＫｕで、受信されたパケット内のチェックサム付きメッセージを復号化する。これにより、制御部５０は、平文のチェックサム付きメッセージを取得することができる。本例では、ユーザ機器５は、ＩｏＴ機器４から、暗号化されたチェックサム付きメッセージを含むパケットを受信するたびに、上り用セッション鍵ＳＥＫｕを生成し、生成した上り用セッション鍵ＳＥＫｕでチェックサム付きメッセージを復号化する。
【0145】
ユーザ機器５は、ＩｏＴ機器４と同様に、Ｅ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕ及び時刻情報５１８に基づいて下り用セッション鍵ＳＥＫｕを生成する。例えば、ユーザ機器５の制御部５０は、セッション鍵生成用の関数にＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｕと現在の時刻情報５１８を代入して、当該関数の出力を下り用セッション鍵ＳＥＫｕとする。制御部５０は、生成した下り用セッション鍵ＳＥＫｕと、その生成で使用した時刻情報５１８（第２特定時刻情報５１８ともいう）とを互いに対応付けて記憶部５１０に記憶する。
【0146】
ユーザ機器５がＩｏＴ機器４宛てのメッセージを送信する場合（つまり、下り通信が行われる場合）、制御部５０は、記憶部５１０から下り用セッション鍵ＳＥＫｕ及び第２特定時刻情報５１８を取得する。次に、制御部５０は、ＩｏＴ機器４宛てのチェックサム付きメッセージを生成し、それを下り用セッション鍵ＳＥＫｕで暗号化する。次に、制御部５０は、暗号化したチェックサム付きメッセージと平文の第２特定時刻情報５１８を含むパケットを生成する。そして、制御部５０は、通信部５１に、生成したパケットをＩｏＴ機器４に対して送信させる。ユーザ機器５は、ＩｏＴ機器４に対して、暗号化されたチェックサム付きメッセージを含むパケットを送信する場合には常に、第２特定時刻情報５１８を含むパケットを送信する。
【0147】
ユーザ機器５からパケットを受信したＩｏＴ機器４では、受信されたパケットが監視部４５に入力される。監視部４５は、受信されたパケット内の第２特定時刻情報５１８と、記憶部４６０内のＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｉとに基づいて下り用セッション鍵ＳＥＫｉを生成する。例えば、監視部４５は、セッション鍵生成用の関数にＥ２ＥＥ暗号鍵ＥＫｉと第２特定時刻情報５１８を代入して、当該関数の出力を下り用セッション鍵ＳＥＫｉとする。監視部４５は、生成した下り用セッション鍵ＳＥＫｉを記憶部４６０に記憶するとともに、制御部４０に出力する。制御部４０は、受け取った下り用セッッション鍵ＳＥＫｉを記憶部４１０に記憶する。制御部４０の暗号処理部４２０は、受信されたパケットに含まれるチェックサム付きメッセージを下り用セッション鍵ＳＥＫｉで復号化する。これにより、制御部４０は、平文のチェックサム付きメッセージを取得することができる。本例では、ＩｏＴ機器４は、ユーザ機器５から、暗号化されたチェックサム付きメッセージを含むパケットを受信するたびに、下り用セッション鍵ＳＥＫｉを生成し、生成した下り用セッション鍵ＳＥＫｉでチェックサム付きメッセージを復号化する。
【0148】
暗号化されたチェックサム付きメッセージを含む上り通信のパケットのヘッダには、チェックサム付きメッセージの暗号に上り用セッション鍵が使用されていることを示す情報が含まれる。また、暗号化されたチェックサム付きメッセージを含む下り通信のパケットのヘッダには、チェックサム付きメッセージの暗号に下り用セッション鍵が使用されていることを示す情報が含まれる。これにより、監視部４５は、信号線１４０に流れるパケットのヘッダを解析して、当該パケットに含まれるチェックサム付きメッセージが上り用セッション鍵で暗号化されているべきか、下り用セッション鍵で暗号化されているべきかを特定することができる。よって、監視部４５は、上り用セッション鍵で暗号化されているべきチェックサム付きメッセージを上り用セッション鍵で暗号化されているか否かを監視することができる。また、監視部４５は、下り用セッション鍵で暗号化されているべきチェックサム付きメッセージを下り用セッション鍵で暗号化されているか否かを監視することができる。
【0149】
このように、ＩｏＴ機器４から第１特定時刻情報４６８を含むパケットが送信される場合、監視部４５は、信号線１４０を監視して、上り用セッション鍵の使用時間が、セッション鍵使用条件に含まれる上限値以下であるか否かを第１特定時刻情報４６８に基づいて判定することができる。監視部４５には、第１特定時刻情報４６８が、信号線１４１を通じて信号線１４０から入力される。第１特定時刻情報４６８は、現在の上り用セッション鍵が生成された時刻、つまり、上り用セッション鍵の使用開始時刻を示す。監視部４５は、第１特定時刻情報４６８が示す時刻と、記憶部４６０内の現在の時刻情報４６８が示す現在時刻と比較して、その差分を求める。監視部４５は、求めた差分が、セッション鍵使用条件に含まれる上限値以下であれば、上り用セッション鍵の使用時間が上限値以下であると判定する。一方で、監視部４５は、求めた差分が、セッション鍵使用条件に含まれる上限値よりも大きければ、上り用セッション鍵の使用時間が上限値を超えていると判定する。
【0150】
ユーザ機器５から第２特定時刻情報５１８を含むパケットが送信される場合、ＩｏＴ機器４は、同様にして、信号線１４０を監視して、下り用セッション鍵の使用時間が上限値以下であるか否かを第２特定時刻情報５１８に基づいて判定することができる。
【0151】
ＩｏＴ機器４は、複数のセッション鍵を使い分けてもよい。ＩｏＴ機器４は、複数のセッション鍵を、例えば、メッセージの内容に応じて使い分けてもよいし、通信相手に応じて使い分けてもよいし、送信か受信かで使い分けてもよい。以下、ＩｏＴ機器４が複数のセッション鍵を使い分ける場合の通信システム１の動作例について説明する。
【0152】
図１３は、本例に係る通信システム１の構成の一例を示す図である。図１３に示されるように、本例では、ＩｏＴ機器４とペアリングされた複数のユーザ機器５が複数のグループに分けられている。当該複数のユーザ機器５は、例えば、第１グループＧ１、第２グループＧ２及び第３グループＧ３に分けられている。各グループは、例えば、少なくとも１つのユーザ機器５を含む。同じユーザ機器５が複数のグループに属してもよい。
【0153】
本例では、ＩｏＴ機器４のセンサ装置４３は画像センサ及び気象観測センサを有する。画像センサは、例えば、ＩｏＴ機器４の周辺の様子が写る画像を示す画像データを出力する。気象観測センサは、例えば、ＩｏＴ機器４の周辺の気象を示す気象データを出力する。
【0154】
図１４は、サーバ２が記憶部２１０に記憶する複数のセッション鍵使用条件の一例を示す図である。記憶部２１０に記憶される複数のセッション鍵使用条件には、例えば、セッション鍵使用条件６０１，６０２，６０３が含まれる。セッション鍵使用条件６０１は、ＩｏＴ機器４と第１グループＧ１のユーザ機器５との間の上り通信において、画像データについての伝送レート５Ｍバイト／秒の５分間だけの伝送でセッション鍵が使用されることを示している。セッション鍵使用条件６０２は、ＩｏＴ機器４と第２グループＧ２のユーザ機器５との間の上り通信において、１２８バイトの気象データについての１回だけの伝送でセッション鍵が使用されることを示している。セッション鍵使用条件６０３は、ＩｏＴ機器４と第３グループＧ３のユーザ機器５との間の下り通信において、メンテナンス指示を示す４Ｋバイトのメッセージについての１回だけの伝送でセッション鍵が使用されることを示している。図１４の例では、セッション鍵は、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間の上り通信及び下り通信のいずれかでのみ使用されているが、同一のセッション鍵が上り通信と下り通信との両方で使用されてもよい。その場合、上り通信と下り通信とで異なるセッション鍵使用条件が設定されてもよい。
【0155】
以下に、図１３を用いて、ＩｏＴ機器４が画像データを送信する場合の通信システム１の動作例について説明する。ＩｏＴ機器４は画像データをユーザ機器５に送信する場合、図１３のステップｓ６１に示されるように、画像データを送信したいことを通知するメッセージを含むパケット（第１パケットともいう）をサーバ２に送信する。
【0156】
第１パケットを受信したサーバ２は、ステップｓ６２において、画像データに関するセッション鍵使用条件６０１と乱数生成器２４から取得した乱数（第１乱数ともいう）とを含むメッセージを生成する。そして、サーバ２は、生成したメッセージを含むパケット（第２パケットともいう）をＩｏＴ機器４に送信する。また、ステップｓ６３において、サーバ２は、第２パケットを第１グループＧ１の各ユーザ機器５に送信する。
【0157】
第１グループＧ１の各ユーザ機器５は、サーバ２から受信した第２パケットに含まれるセッション鍵使用条件６０１を記憶部２１０に記憶する。また、第１グループＧ１の各ユーザ機器５は、第２パケットに含まれる第１乱数に基づいて上述のようにセッション鍵ＳＥＫｕを生成して記憶部２１０に記憶する。第１乱数に基づいて生成されるセッション鍵を第１セッション鍵と呼ぶことがある。
【0158】
同様に、ＩｏＴ機器４は、サーバ２から受信した第２パケットに含まれるセッション鍵使用条件６０１を記憶部４６０に記憶する。また、ＩｏＴ機器４は、第２パケットに含まれる第１乱数に基づいて上述のように第１セッション鍵ＳＥＫｉを生成して記憶部４６０に記憶する。ＩｏＴ機器４は、送信対象の画像データの一部を含むメッセージとそれに対応するチェックサムを第１セッション鍵ＳＥＫｉで暗号化する。そして、ＩｏＴ機器４は、暗号化したチェックサム付きメッセージを含むパケット（第３パケットともいう）を第１グループＧ１の各ユーザ機器５に送信する。本例では、ＩｏＴ機器４は、送信対象の画像データの一部を含むメッセージを複数回ユーザ機器５に送信することによって（言い換えれば、第３パケットをユーザ機器５に複数回送信することによって）、送信対象の画像データのすべてをユーザ機器５に送信することが可能である。ＩｏＴ機器４は、セッション鍵使用条件６０１を満たすように第１セッション鍵ＳＥＫｉを使用する。これにより、ＩｏＴ機器４から、画像データが、第１グループＧ１の各ユーザ機器５に対して、伝送レート５Ｍバイト／秒で５分間だけ送信される。ＩｏＴ機器４は、画像データを第１グループＧ１の各ユーザ機器５に送信した旨をサーバ２に通知してもよい。
【0159】
第１グループＧ１の各ユーザ機器５は、ＩｏＴ機器４から第３パケットを受信するたびに、受信した第３パケットに含まれる暗号化されたチェックサム付きメッセージを第１セッション鍵ＳＥＫｕで復号化する。これにより、第１グループＧ１の各ユーザ機器５は、ＩｏＴ機器４で生成された画像データの平文を取得することができる。第１グループＧ１の各ユーザ機器５は、画像データの平文を取得したことをサーバ２に通知してもよい。
【0160】
図１５は、ＩｏＴ機器４が気象データを第２グループＧ２のユーザ機器５に送信する場合の通信システム１の動作例を示す図である。
【0161】
ＩｏＴ機器４は気象データをユーザ機器５に送信する場合、図１５のステップｓ７１に示されるように、気象データを送信したいことを通知するメッセージを含むパケット（第４パケットともいう）をサーバ２に送信する。
【0162】
第４パケットを受信したサーバ２は、ステップｓ７２において、気象データに関するセッション鍵使用条件６０２と乱数生成器２４から取得した乱数（第２乱数ともいう）とを含むメッセージを生成する。そして、サーバ２は、生成したメッセージを含むパケット（第５パケットともいう）をＩｏＴ機器４に送信する。また、ステップｓ７３において、サーバ２は、第５パケットを第２グループＧ２の各ユーザ機器５に送信する。
【0163】
第２グループＧ２の各ユーザ機器５は、サーバ２から受信した第５パケットに含まれるセッション鍵使用条件６０２を記憶部２１０に記憶する。また、第２グループＧ２の各ユーザ機器５は、第５パケットに含まれる第２乱数に基づいてセッション鍵ＳＥＫｕを生成して記憶部２１０に記憶する。第２乱数に基づいて生成されるセッション鍵を第２セッション鍵と呼ぶことがある。
【0164】
同様に、ＩｏＴ機器４は、サーバ２から受信した第５パケットに含まれるセッション鍵使用条件６０２を記憶部４６０に記憶する。また、ＩｏＴ機器４は、第５パケットに含まれる第２乱数に基づいて第２セッション鍵ＳＥＫｉを生成して記憶部４６０に記憶する。ＩｏＴ機器４は、送信対象の気象データをメッセージとして含むチェックサム付きメッセージを第２セッション鍵ＳＥＫｉで暗号化する。そして、ＩｏＴ機器４は、暗号化したチェックサム付きメッセージを含むパケット（第６パケットともいう）を第２グループＧ２の各ユーザ機器５に送信する。ＩｏＴ機器４は、セッション鍵使用条件６０２を満たすように第２セッション鍵ＳＥＫｉを使用する。これにより、ＩｏＴ機器４から、気象データとしての１２８バイトのメッセージが、第２グループＧ２の各ユーザ機器５に対して１回だけ送信される。ＩｏＴ機器４は、気象データを第２グループＧ２の各ユーザ機器５に送信した旨をサーバ２に通知してもよい。
【0165】
第２グループＧ２の各ユーザ機器５は、ＩｏＴ機器４から受信した第６パケットに含まれる暗号化されたチェックサム付きメッセージを第２セッション鍵ＳＥＫｕで復号化する。これにより、第２グループＧ２の各ユーザ機器５は、ＩｏＴ機器４で生成された気象データの平文を取得することができる。第２グループＧ２の各ユーザ機器５は、気象データの平文を取得したことをサーバ２に通知してもよい。
【0166】
図１６は、第３グループＧ３のユーザ機器５がメンテナンス指示を示すメッセージをＩｏＴ機器４に送信する場合の通信システム１の動作例を示す図である。
【0167】
第３グループＧ３の対象ユーザ機器５がＩｏＴ機器４にメンテナンス指示を行う場合、図１６のステップｓ８１に示されるように、ＩｏＴ機器４にメンテナス指示を行いたいことを通知するメッセージを含むパケット（第７パケットともいう）をサーバ２に送信する。
【0168】
第３グループＧ３のユーザ機器５から第７パケットを受信したサーバ２は、ステップｓ８２において、メンテナンスに関するセッション鍵使用条件６０３と乱数生成器２４から取得した乱数（第３乱数ともいう）とを含むメッセージを生成する。そして、サーバ２は、生成したメッセージを含むパケット（第８パケットともいう）を第３グループＧ３の対象ユーザ機器５に送信する。また、ステップｓ８３において、サーバ２は、第８パケットをＩｏＴ機器４に送信する。サーバ２は、第３グループＧ３以外のグループのユーザ機器５から第７パケットを受信すると、第８パケットを生成しない。このとき、サーバ２は、メンテナンス指示を行うことができないことを、第３グループＧ３以外のグループのユーザ機器５に対して通知してもよい。
【0169】
第３グループＧ３の対象ユーザ機器５は、サーバ２から受信した第８パケットに含まれるセッション鍵使用条件６０３を記憶部２１０に記憶する。また、第３グループＧ３の対象ユーザ機器５は、第８パケットに含まれる第３乱数に基づいてセッション鍵ＳＥＫｕを生成して記憶部２１０に記憶する。第３乱数に基づいて生成されるセッション鍵を第３セッション鍵と呼ぶことがある。第３グループＧ３の対象ユーザ機器５は、メンテナンス指示を示すメッセージを含むチェックサム付きメッセージを第３セッション鍵ＳＥＫｕで暗号化する。そして、対象ユーザ機器５は、暗号化したチェックサム付きメッセージを含むパケット（第９パケットともいう）をＩｏＴ機器４に送信する。対象ユーザ機器５は、セッション鍵使用条件６０３を満たすように第３セッション鍵ＳＥＫｕを使用する。これにより、対象ユーザ機器５から、メンテナンス指示を示す４ＫバイトのメッセージがＩｏＴ機器４に対して１回だけ送信される。対象ユーザ機器５は、メンテンス指示をＩｏＴ機器４に行った旨をサーバ２に通知してもよい。
【0170】
同様に、ＩｏＴ機器４は、サーバ２から受信した第８パケットに含まれるセッション鍵使用条件６０３を記憶部４６０に記憶する。また、ＩｏＴ機器４は、第８パケットに含まれる第３乱数に基づいて第３セッション鍵ＳＥＫｉを生成して記憶部４６０に記憶する。その後、ＩｏＴ機器４は、対象ユーザ機器５から第９パケットを受信すると、第９パケットに含まれる暗号化されたチェックサム付きメッセージを第３セッション鍵ＳＥＫｉで復号化する。これにより、ＩｏＴ機器４は、ユーザ機器５で生成された、メンテナンス指示を示すメッセージの平文を取得することができる。ＩｏＴ機器４は、メンテナンス指示を示すメッセージを取得すると、例えば、ＩｏＴ機器４を初期化してＩｏＴ機器４の再起動を行う。ＩｏＴ機器４は、対象ユーザ機器５からメンテナンス指示を受けると、その旨をサーバ２に通知してもよい。
【0171】
上記の説明から理解できるように、図１３～図１６の例では、ＩｏＴ機器４は、第１セッション鍵、第２セッション鍵及び第３セッション鍵を、メッセージの内容、通信相手及び送信か受信かに応じて使い分けている。本例では、ＩｏＴ機器４の監視部４５は、第１セッション鍵が使用されている場合、信号線１４０を監視してセッション鍵使用条件６０１が満たされているか否かを監視する。また、ＩｏＴ機器４の監視部４５は、第２セッション鍵が使用されている場合、信号線１４０を監視してセッション鍵使用条件６０２が満たされているか否かを監視する。そして、ＩｏＴ機器４の監視部４５は、第３セッション鍵が使用されている場合、信号線１４０を監視してセッション鍵使用条件６０３が満たされているか否かを監視する。本例では、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５との間のＥ２ＥＥ通信で使用されるパケットに含まれるヘッダには、当該パケットに含まれるチェックサム付きメッセージが、第１セッション鍵、第２セッション鍵及び第３セッション鍵のうちのどのセッション鍵で暗号化されているかを示す情報が含まれている。よって、監視部４５は、信号線１４０に流れるヘッダを解析することによって、信号線１４０に流れるチェックサム付きメッセージの暗号化で使用されているセッション鍵を特定することができる。
【0172】
上記の暗号化通信では、暗号化されたチェックサム付きメッセージを含むパケットが使用されているが、暗号化されたメッセージと平文のチェックサムとを含むパケットが使用されてもよい。
【0173】
また、ユーザ機器５は、ＩｏＴ機器４と同様に、制御部５０と通信部５１との間の信号線を監視して、監視結果の履歴を示す履歴データを生成する監視部を備えてもよい。この場合、ユーザ機器５は、履歴データをサーバ２に送信してもよい。
【0174】
また、上記の例では、同じサーバ２が、シードデータの発行と、履歴データ４６６に基づくＩｏＴ機器４の制御とを行っているが、シードデータの発行を行うサーバと、履歴データ４６６に基づいてＩｏＴ機器４の制御を行うサーバとが別々に設けられてもよい。
【0175】
上記の例では、サーバ２とＩｏＴ機器４との間で送受信されるシード要求メッセージ及びシードデータは、共通鍵であるサービス鍵によって暗号化されていたが、代わりに公開鍵暗号方式が使用されて、シード要求メッセージ及びシードデータがサーバ２とＩｏＴ機器４との間で送受信されてもよい。その場合、サーバ２は公開鍵暗号方式を用いてセッション鍵使用条件を暗号化する。そして、サーバ２は、暗号化されたシードデータ及びセッション鍵使用条件をＩｏＴ機器４に送信する。あるいは、サーバ２とＩｏＴ機器４との間では、公開鍵暗号方式が使用されてサービス鍵が共有されてもよい。
【0176】
公開鍵暗号が用いられた暗号通信では、例えば、ＴＬＳ（Transport Layer Security）あるいはＤＴＬＳ（Datagram Transport Layer Security）等のプロトコルが利用されてもよい。ＴＬＳは、ＴＣＰ/ＩＰを利用して、公開鍵証明書（デジタル証明書）による通信相手の認証（一般的にはサーバの認証）と、公開鍵暗号方式で共通鍵の受け渡しを行い、あとは受け渡した共通鍵を使って共通鍵暗号方式（言い換えれば秘密鍵暗号方式）でやり取りすることで、安全（セキュア）な通信路を利用できるようにする仕組みである。ＤＴＬＳは、ＴＬＳにおけるＴＣＰ/ＩＰの変わりに、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を用いる仕組みである。公開鍵暗号方式が用いられる場合、記憶部２１０及び記憶部４６０は、公開鍵暗号方式に必要となる公開鍵証明書及び秘密鍵を記憶する。
【0177】
上記の例では、ＩｏＴ機器４において、ユーザ機器５宛てのメッセージは制御部４０で暗号化されているが、監視部４５で暗号されてもよい。つまり、監視部４５が、サーバ２向けのメッセージもユーザ機器５向けのメッセージも暗号化して制御部４０に入力してもよい。
【0178】
上記の例では、監視部４５は、制御部４０及び通信部４１を介してサーバ２と通信しているといえる。監視部４５は、信号線１４０に流れるメッセージが暗号化されているか否かにかかわらず、信号線１４０を監視して、制御部４０が通信部４１に送信したメッセージが、監視部４５が制御部４０に送信したメッセージと同一であるか否かを監視してもよい。つまり、監視部４５は、信号線１４０を監視して、監視部４５が制御部４０に渡したメッセージと同じメッセージが正しく通信部４１に入力されるか（言い換えれば信号線１４０を流れるか）を監視してもよい。また、監視部４５は、信号線１４０に流れるメッセージが暗号化されているか否かにかかわらず、信号線１４０を監視して、通信部４１から制御部４０に送信されたメッセージが、監視部４５が制御部４０から受信したメッセージと同じであるか否かを監視してもよい。つまり、監視部４５は、信号線１４０を監視して、通信部４１が制御部４０に渡したメッセージ（言い換えれば信号線１４０を流れるメッセージ）と同じメッセージが正しく監視部４５に入力されるかを監視してもよい。このような場合、監視部４５とサーバ２との間で送受信されるパケット(対象パケット)のヘッダ(対象ヘッダ)に、対象パケットに含まれるメッセージ（対象メッセージ）に対してどのような処理が行われるべきかを示す情報が含まれる。そのため、監視部４５は、対象ヘッダに基づいて、対象メッセージが暗号化されているか否かの確認をすべきか、対象メッセージが、監視部４５が送信または受信したメッセージと一致しているかの確認をすべきか、または、上記いずれの確認も行うべきではないかを判定することができる。なお、このような判定は、対象ヘッダに含まれる情報に基づいて行われるのではなく、プロトコル解析によって行われてもよい。このプロトコル解析は、一連のパケットの解析(シーケンス解析)を含めて行ってもよい。
【0179】
上記に記載のＩｏＴ機器４とユーザ機器５との暗号化通信で使用されるセッション鍵は、サーバ２を介して既知の公開鍵方式を用いて共有されてもよい。また、上記セッション鍵は、サーバ２とＩｏＴ機器４の間と、サーバ２とユーザ機器５の間のそれぞれで公開鍵暗号方式により共有され、結果的に三者間で共有されてもよい。
【0180】
上記の例では、通信システム１は、サーバ２、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５の３つの要素からなる通信システムであるが、サーバ２を備えない通信システムであってもよい。サーバ２を備えない通信システム１では、例えば、ＩｏＴ機器４とユーザ機器５は、サーバ２を介さずにＥ２ＥＥ暗号鍵の共有を行い、共有されたＥ２ＥＥ暗号鍵から生成されたセッション鍵、または共有されたＥ２ＥＥ暗号鍵そのものを用いて暗号化通信を行う。
【0181】
上記の例では、通信システム１は、サーバ２、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５が通信ネットワーク１０によって互いに接続された通信システムであるが、サーバ２、ＩｏＴ機器４及びユーザ機器５のいずれか１つの要素を介して他の２つの要素が通信を行う通信システムであってもよい。例えば、ユーザ機器５を介してサーバ２とＩｏＴ機器４が通信を行う場合、ＩｏＴ機器４とサーバ２は直接通信を行わず、常にユーザ機器５を介して間接的に通信を行う。この場合、ＩｏＴ機器４とサーバ２との間の通信が、サービス鍵または公開鍵によって暗号化されることによって、当該通信がユーザ器５を経由した場合であっても、外部への情報流出を防ぐことができる。
【0182】
また、上記の例では、セッション鍵使用条件がサーバからＩｏＴ機器４及びユーザ機器５に通知されているが、セッション鍵使用条件はＩｏＴ機器４及びユーザ機器５の間で予め共有されていてもよい。
【0183】
また、上記の例では、暗号処理部４２０は、制御部４０において、プロセッサ４００がプログラム４１１を実行することによって機能的に実現されているが、制御部４０とは別のハードウェア回路で実現されてもよい。この場合、暗号処理部４２０は、例えば、制御部４０とは別に設けられたＭＣＵ（Micro Controller Unit）において、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することによって機能的に実現されてもよい。また、暗号処理部４２０は、制御部４０とは別に設けられ、その機能の実現にソフトウェアが不要なハードウェア回路によって実現されてもよい。また、暗号処理部４２０は、監視部４５のプロセッサ４５０がプログラム４６１を実行することによって機能的に実現されてもよい。
【0184】
ここに開示される要素の機能は、当該開示される要素を実行するように構成された、あるいは当該開示される機能を実行するようにプログラミングされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（「特定用途向け集積回路」）、従来の回路構成及び／またはそれらの組み合わせを含む回路構成あるいは処理回路構成が用いられて実装されてもよい。プロセッサは、それが、その中にトランジスタ及び他の回路構成を含むとき、処理回路構成あるいは回路構成として見なされる。本開示において、回路構成、ユニットあるいは手段は、挙げられた機能を実行するハードウェア、あるいは当該機能を実行するようにプログラミングされたハードウェアである。ハードウェアは、挙げられた機能を実行するようにプログラミングされた、あるいは当該機能を実行するように構成された、ここで開示されるいかなるハードウェアあるいは既知の他のものであってもよい。ハードウェアが、あるタイプの回路構成として見なされるかもしれないプロセッサであるとき、回路構成、手段あるいはユニットは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、ハードウェアを構成するために用いられるソフトウェア及び／またはプロセッサである。
【0185】
以上のように、通信システム１は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【0186】
１ 通信システム
２ サーバ
３ 通信装置
４ ＩｏＴ機器
５ ユーザ機器
４１，５１ 通信部
４５ 監視部
１４０ 信号線
２ サーバ
３ 通信装置
４ ＩｏＴ機器
５ ユーザ機器
４１，５１ 通信部
４５ 監視部
１４０ 信号線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】