特開 2022-135723 メッシュネットワークシステム

(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】P2022135723

(43)【公開日】2022-09-15

(54)【発明の名称】メッシュネットワークシステム

(51)【国際特許分類】

   H04L 9/08 20060101AFI20220908BHJP

   H04L 9/32 20060101ALI20220908BHJP

   G09C 1/00 20060101ALI20220908BHJP

   G06F 21/44 20130101ALI20220908BHJP

【ＦＩ】

H04L9/00 601B

H04L9/00 675A

G09C1/00 640E

G06F21/44

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021035705

(22)【出願日】2021-03-05

(71)【出願人】

【識別番号】518407272

【氏名又は名称】株式会社Ｆｒｅｅ－Ｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100154748

【弁理士】

【氏名又は名称】菅沼 和弘

(72)【発明者】

【氏名】横内 直人

(57)【要約】

【課題】メッシュ型の通信ネットワークを用いて、動画データの要求元と動画データの送信元とを結ぶ複数のLPWA回線を形成する方法を提供すること。
【解決手段】認証鍵を発行し、ノードのネットワーク情報とノード間のルート情報とを管理する認証／管理サーバーＡＳと、認証処理を行い、分散アクセスポイントへのアクセス鍵を発行する鍵管理サーバーＫＭＳと、同期鍵が伝送される際に、前記同期鍵が経由するノードであるキーポイントルータＫＰＳとを備えたメッシュネットワークシステムを構成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

認証鍵を発行し、ノードのネットワーク情報とノード間のルート情報とを管理する認証／管理サーバーと、
認証処理を行い、分散アクセスポイントへのアクセス鍵を発行する鍵管理サーバーと、
同期鍵が伝送される際に、前記同期鍵が経由するノードであるキーポイントルータとを備えたメッシュネットワークシステムであって、
前記認証／管理サーバーと前記鍵管理サーバーと前記キーポイントルータとは、それぞれ別のノードである、メッシュネットワークシステム。

【請求項2】

認証鍵を発行し、ノードのネットワーク情報とノード間のルート情報とを管理する認証／管理サーバーと、
認証処理を行い、分散アクセスポイントへのアクセス鍵を発行する鍵管理サーバーと、
同期鍵が伝送される際に、前記同期鍵が経由するノードであるキーポイントルータとを備えたメッシュネットワークシステムであって、
前記認証／管理サーバーと前記鍵管理サーバーとは同じノードであり、前記キーポイントルータは、前記認証／管理サーバー及び前記鍵管理サーバーとは別のノードである、メッシュネットワークシステム。

【請求項3】

認証鍵を発行し、ノードのネットワーク情報とノード間のルート情報とを管理する認証／管理サーバーと、
認証処理を行い、分散アクセスポイントへのアクセス鍵を発行する鍵管理サーバーと、
同期鍵が伝送される際に、前記同期鍵が経由するノードであるキーポイントルータとを備えたメッシュネットワークシステムであって、
前記認証／管理サーバーと前記鍵管理サーバーと前記キーポイントルータとは、同じ一つのノードである、メッシュネットワークシステム。

【請求項4】

前記メッシュネットワークシステムを用いて動画データの送信元から動画データの要求元へ動画データを送信する際に、動画データの前記送信元において、圧縮前又は圧縮後の動画を複数の部分データに分割し、各部分データをそれぞれ異なる回線を使って送信することを特徴とする、請求項１－３のいずれかに記載のメッシュネットワークシステム。

【請求項5】

動画データの前記送信元から動画データの前記要求元へ、前記動画の部分データを送信する回線とは別の回線を使って、音データを送信することを特徴とする、請求項４に記載のメッシュネットワークシステム。

【請求項6】

動画データの前記送信元から動画データの前記要求元へ、前記動画の部分データ及び前記音データを送信する回線とは別の回線を使って、同期鍵を送信することを特徴とする、請求項５に記載のメッシュネットワークシステム。

【請求項7】

動画データの前記送信元から動画データの前記要求元へ、前記動画の部分データ、前記音データ及び前記同期鍵を送信する回線とは別の回線を使って、ダミーデータを送信することを特徴とする、請求項６に記載のメッシュネットワークシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、メッシュ型の通信ネットワークに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、動画を提供するサービスが増えてきている。動画はデータ量が多いので、通常、圧縮して伝送する。圧縮してもなおデータ量が多い場合には、１枚の画像を複数の部分に分割して、複数の回線を用いて、各回線毎に分割した画像を伝送することが考えられる。
本発明者は、既に、特許文献１において、動画データをLPWA（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）で通信可能な帯域に合わせて圧縮・分割し、複数のLPWA回線を使用して分割伝送を行い、分割された動画データを受信側で、復元・同期再生することを提案している。

【0003】

また、動画データに同期している音データを切り分けて圧縮した上で、動画データとは別のLPWA回線で伝送することも提案している。
更に、分割されて伝送される動画データ並びに音データは、使用するLPWA回線によって遅延時間が異なるので、同期タイミングを世界標準時間で計り、同期のタイミングを合わせる同期鍵データを作成し、動画データや音データとは別のLPWA回線で伝送することも提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特願２０２１－００３４７４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、動画データの要求元と動画データの送信元とを結ぶ複数のLPWA回線を、どのようにして形成するのかについては、特許文献１は何ら言及していない。

【0006】

本発明は、メッシュ型の通信ネットワークを用いて、動画データの要求元と動画データの送信元とを結ぶ複数のLPWA回線を形成する方法を提案することを目的としたものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、認証鍵を発行し、ノードのネットワーク情報とノード間のルート情報とを管理する認証／管理サーバーと、認証処理を行い、分散アクセスポイントへのアクセス鍵を発行する鍵管理サーバーと、同期鍵が伝送される際に、前記同期鍵が経由するノードであるキーポイントルータとを備えたメッシュネットワークシステムにより、動画データの要求元と動画データの送信元とを結ぶ複数のLPWA回線を形成することを見出し、本発明を完成するに至った。

【0008】

メッシュネットワークシステムは、無線メッシュネットワークシステムであってもよいし、有線メッシュネットワークシステムであっても構わない。

【0009】

［１］ 認証鍵を発行し、ノードのネットワーク情報とノード間のルート情報とを管理する認証／管理サーバーと、認証処理を行い、分散アクセスポイントへのアクセス鍵を発行する鍵管理サーバーと、同期鍵が伝送される際に、前記同期鍵が経由するノードであるキーポイントルータとを備えたメッシュネットワークシステムであって、前記認証／管理サーバーと前記鍵管理サーバーと前記キーポイントルータとは、それぞれ別のノードである、メッシュネットワークシステム。
［２］ 認証鍵を発行し、ノードのネットワーク情報とノード間のルート情報とを管理する認証／管理サーバーと、認証処理を行い、分散アクセスポイントへのアクセス鍵を発行する鍵管理サーバーと、同期鍵が伝送される際に、前記同期鍵が経由するノードであるキーポイントルータとを備えたメッシュネットワークシステムであって、前記認証／管理サーバーと前記鍵管理サーバーとは同じノードであり、前記キーポイントルータは、前記認証／管理サーバー及び前記鍵管理サーバーとは別のノードである、メッシュネットワークシステム。
［３］ 認証鍵を発行し、ノードのネットワーク情報とノード間のルート情報とを管理する認証／管理サーバーと、認証処理を行い、分散アクセスポイントへのアクセス鍵を発行する鍵管理サーバーと、同期鍵が伝送される際に、前記同期鍵が経由するノードであるキーポイントルータとを備えたメッシュネットワークシステムであって、前記認証／管理サーバーと前記鍵管理サーバーと前記キーポイントルータとは、同じ一つのノードである、メッシュネットワークシステム。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、認証／管理サーバーＡＳと鍵管理サーバーＫＭＳとキーポイントルータＫＰＳとを、互いに物理的に１ｋｍ以上離して設置することが可能であり、動画データや音声データを盗むためには、認証／管理サーバーＡＳと鍵管理サーバーＫＭＳとキーポイントルータＫＰＳの３箇所において、同時にデータを盗む必要があるので、動画データや音声データの盗視、盗聴に対する安全性が非常に高い、動画データの要求元と動画データの送信元とを結ぶ複数のLPWA回線を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態の構成を示す図である。

【図2】本発明の実施形態のプロセスを示す図である。

【図3】本発明の実施形態のプロセスを示す図である。

【図4】本発明の実施形態のプロセスを示す図である。

【図5】本発明の実施形態のプロセスを示す図である。

【図6】本発明の実施形態のプロセスを示す図である。

【図7】本発明の実施形態の信号フロー図である。

【図8】本発明の実施形態のプロセスを示す図である。

【図9】本発明の実施形態のプロセスを示す図である。

【図10】本発明の実施形態のプロセスを示す図である。

【図11】本発明の実施形態の信号フロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を引用して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明のメッシュネットワークの概念を示す図である。図１の丸印は、それぞれが通信装置である。
図１においてＣＳ（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｓｅｒｖｅｒ）は、圧縮サーバーである。ＡＳ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｅｒ）は、認証／管理サーバーである。ＣＭＰ（Ｃｏｎｔｅｎｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）は、視聴装置である。ＫＭＳ（Ｋｅｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｅｒｖｅｒ）は、鍵管理サーバーである。ＫＰＳ（Ｋｅｙ Ｐｏｉｎｔ Ｒｏｕｔｅｒ）は、キーポイントルータである。ＡＰＲ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ Ｒｏｕｔｅｒ）は、分散アクセスポイントである。

【0013】

図１の空間には、表示されていない複数の通信装置が分布している。無線メッシュネットワークシステムである場合、各無線通信装置は、当該無線通信装置から約１ｋｍ以内の距離に存在する他の無線通信装置と通信を行うことが可能である。図１に示されている名前の付いている通信装置間の通信は、図１に示されていない複数の通信装置の間でバケツリレー式に転送が行われることによって、実現される。図１に示されている通信装置、及び図１に示されていない通信装置は、「ノード（ｎｏｄｅ）」と総称される。

【0014】

圧縮サーバーＣＳは、動画データや音声データを所有しているサーバーである。実際の動画データや音声データは、分散アクセスポイントＡＰＲから配信される。分散アクセスポイントＡＰＲは７つあり、それぞれ、分割された４つの動画データと、音データと、同期鍵と、ダミーデータを配信する。
視聴装置ＣＭＰは、動画データや音声データの配信を要求する要求元である。

【0015】

認証／管理サーバーＡＳは、認証鍵を発行する。また、認証／管理サーバーＡＳは、各ノードが存在する場所を示す情報（以下、「ネットワーク情報」という。）、及びあるノードから他のノードへの通信経路の情報（以下、「ルート情報」という。）を保持し、管理している。
鍵管理サーバーＫＭＳは、認証鍵を用いて認証処理を行う。また、鍵管理サーバーＫＭＳは、分散アクセスポイントＡＰＲへのアクセス鍵を発行する。
キーポイントルータＫＰＳは、同期鍵が伝送される際に、必ず通るノードである。

【0016】

最初の状態では、視聴装置ＣＭＰは、分散アクセスポイントＡＰＲや、鍵管理サーバーＫＭＳや、キーポイントルータＫＰＳのネットワーク情報及びそれらへのルート情報を有していない。最初の状態では、視聴装置ＣＭＰは、認証／管理サーバーＡＳのみにアクセスすることができる。

【0017】

図２～図６のプロセスを、図７の信号フロー図にまとめている。また、図８～図１０のプロセスを、図１１の信号フロー図にまとめている。
図２のステップＳ１０１において、圧縮サーバーＣＳは、自身のネットワーク情報を認証／管理サーバーＡＳへ送信する。
図３のステップＳ２０１において、視聴装置ＣＭＰは、認証／管理サーバーＡＳにログインする。

【0018】

図４のステップＳ３０１において、認証／管理サーバーＡＳは、圧縮サーバーＣＳ用の認証鍵を圧縮サーバーＣＳへ送信する。
図４のステップＳ３０２において、認証／管理サーバーＡＳは、視聴装置ＣＭＰ用の認証鍵を視聴装置ＣＭＰへ送信する。

【0019】

図５のステップＳ４０１において、圧縮サーバーＣＳは、圧縮サーバーＣＳ用の認証鍵を鍵管理サーバーＫＭＳへ送信する。
図５のステップＳ４０２において、視聴装置ＣＭＰは、視聴装置ＣＭＰ用の認証鍵を鍵管理サーバーＫＭＳへ送信する。
図５のステップＳ４０３において、認証／管理サーバーＡＳは、認証／管理サーバーＡＳ用の認証鍵を鍵管理サーバーＫＭＳへ送信する。
この状態で、鍵管理サーバーＫＭＳは、受信した３つの認証鍵を使って認証処理を行う。

【0020】

認証処理が完了した場合は、図５のステップＳ４０４において、鍵管理サーバーＫＭＳは、圧縮サーバーＣＳと視聴装置ＣＭＰの間の通信をキーポイントルータＫＰＳ経由で行うことを許可する情報を、キーポイントルータＫＰＳに送信する。

【0021】

図６のステップＳ４０５において、鍵管理サーバーＫＭＳは、キーポイントルータＫＰＳを認証／管理サーバーＡＳに紹介する。
図６のステップＳ４０６において、認証／管理サーバーＡＳは、キーポイントルータＫＰＳ経由の視聴装置ＣＭＰへのルート情報を、圧縮サーバーＣＳに送信する。
図６のステップＳ４０７において、認証／管理サーバーＡＳは、キーポイントルータＫＰＳ経由の圧縮サーバーＣＳへのルート情報を、視聴装置ＣＭＰに送信する。

【0022】

図８のステップＳ５０１及びステップＳ５０２において、圧縮サーバーＣＳは、同期鍵をキーポイントルータＫＰＳ経由で視聴装置ＣＭＰへ送信する。
図９のステップＳ６０１で、圧縮サーバーＣＳは、分散アクセスポイントＡＰＲのネットワーク情報を認証／管理サーバーＡＳへ送信する。

【0023】

図９のステップＳ６０２で、認証／管理サーバーＡＳは、分散アクセスポイントＡＰＲのネットワーク情報を鍵管理サーバーＫＭＳへ送信する。
図９のステップＳ６０３で、鍵管理サーバーＫＭＳは、分散アクセスポイントＡＰＲへのアクセス鍵を発行し視聴装置ＣＭＰへ送信する。
図９のステップＳ７０１で、認証／管理サーバーＡＳは、分散アクセスポイントＡＰＲへのルート情報を視聴装置ＣＭＰへ送信する。

【0024】

図１０において、視聴装置ＣＭＰは、Ｓ６０３で受信した分散アクセスポイントＡＰＲへのアクセス鍵、及びステップＳ７０１で受信した分散アクセスポイントＡＰＲへのルート情報を用いて、分散アクセスポイントＡＰＲと接続される。
図１０の接続状態で、同期鍵については、数フレームから数分おきに新たな同期鍵が配信される。動画については、圧縮前または圧縮後の動画が、４分割されて、各々の回線で配信される。音データとダミーデータについても、各々の回線で配信される。

【0025】

この実施形態の構成では、認証／管理サーバーＡＳと鍵管理サーバーＫＭＳとキーポイントルータＫＰＳとは、互いに１ｋｍ以上離れている。動画データや音声データを盗むためには、認証／管理サーバーＡＳと鍵管理サーバーＫＭＳとキーポイントルータＫＰＳの３箇所において、同時にデータを盗む必要がある。したがって、認証／管理サーバーＡＳと鍵管理サーバーＫＭＳとキーポイントルータＫＰＳとが、互いに１ｋｍ以上離れている実施形態の構成では、動画データや音声データの盗視、盗聴に対する安全性が非常に高くなっている。

【0026】

また、ダミーデータを付加したことにより、データを盗んだ者は、分割された動画の部分データとダミーデータとを合成する方法を考えることになるので、更に安全性が向上する。

【0027】

ただし、本発明は、必ずしも、認証／管理サーバーＡＳと鍵管理サーバーＫＭＳとキーポイントルータＫＰＳとを、それぞれ別のノードとして設けなければならないわけではない。

【0028】

セキュリティレベルは少し低下するが、認証／管理サーバーＡＳと鍵管理サーバーＫＭＳとを同一のノードとし、キーポイントルータＫＰＳだけは、別のノードとしてもよい。
また、セキュリティレベルは低下するが、認証／管理サーバーＡＳと鍵管理サーバーＫＭＳとキーポイントルータＫＰＳとを、同一のノードとしてもよい。

【0029】

本実施形態では、動画を４分割したが、動画を分割する分割数は、「４」に制限されない。
また、分割する動画は、圧縮前の動画であってもよいし、圧縮後の動画であってもよい。また、送信する前に暗号化し、視聴装置ＣＭＰにおいて、暗号化を解除した後に、同期・統合することとしてもよい。

【0030】

以上、本実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0031】

ＣＳ 圧縮サーバー
ＡＳ 認証／管理サーバー
ＣＭＰ 視聴装置
ＫＭＳ 鍵管理サーバー
ＫＰＳ キーポイントルータ
ＡＰＲ 分散アクセスポイント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】