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特開2022-81088機器間通信制御方法、機器間通信制御装置、及びプログラム
(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】P2022081088
(43)【公開日】2022-05-31
(54)【発明の名称】機器間通信制御方法、機器間通信制御装置、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H04L 9/08 20060101AFI20220524BHJP
G06F 21/62 20130101ALI20220524BHJP
【ＦＩ】
H04L9/00 601B
G06F21/62 318
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020192406
(22)【出願日】2020-11-19
(71)【出願人】
【識別番号】516196440
【氏名又は名称】株式会社ＧＦＳ
(74)【代理人】
【識別番号】100166006
【弁理士】
【氏名又は名称】泉 通博
(74)【代理人】
【識別番号】100154070
【弁理士】
【氏名又は名称】久恒 京範
(74)【代理人】
【識別番号】100153280
【弁理士】
【氏名又は名称】寺川 賢祐
(72)【発明者】
【氏名】上原 敏幸
(57)【要約】 （修正有）
【課題】電子証明書を用いずに安全な機器間通信を実現する技術を提供する。
【解決手段】通信制御システムにおいて、通信制御装置の通信部は、第１機器から第１機器識別子と第１接続情報とを含む第１接続要求を受信し、第２機器から第２機器識別子と第２接続情報とを含む第２接続要求を受信する。鍵生成部は、第１機器と第２機器との間の機器間通信で用いる共通鍵を生成する。ブロックチェーン操作部は、機器の秘密鍵に対応する公開鍵と、機器識別子とを登録しているブロックチェーンを参照して、第１機器識別子に対応する第１公開鍵と、第２機器識別子に対応する第２公開鍵とを取得する。暗号化部は、共通鍵と第２接続情報とを含む情報を第１公開鍵で暗号化して第１暗号化情報を生成し、共通鍵と第１接続情報とを含む情報を第２公開鍵で暗号化して第２暗号化情報を生成する。通信部は、第１暗号化情報を第１機器に送信し、第２暗号化情報を第２機器に送信する。
【選択図】図３
【解決手段】通信制御システムにおいて、通信制御装置の通信部は、第１機器から第１機器識別子と第１接続情報とを含む第１接続要求を受信し、第２機器から第２機器識別子と第２接続情報とを含む第２接続要求を受信する。鍵生成部は、第１機器と第２機器との間の機器間通信で用いる共通鍵を生成する。ブロックチェーン操作部は、機器の秘密鍵に対応する公開鍵と、機器識別子とを登録しているブロックチェーンを参照して、第１機器識別子に対応する第１公開鍵と、第２機器識別子に対応する第２公開鍵とを取得する。暗号化部は、共通鍵と第２接続情報とを含む情報を第１公開鍵で暗号化して第１暗号化情報を生成し、共通鍵と第１接続情報とを含む情報を第２公開鍵で暗号化して第２暗号化情報を生成する。通信部は、第１暗号化情報を第１機器に送信し、第２暗号化情報を第２機器に送信する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１機器と第２機器との間の機器間通信を管理する通信制御装置が、
前記第１機器から、前記第１機器を識別するための第１機器識別子と、前記第１機器と通信するための情報である第１接続情報と、を含む第１接続要求を受信するステップと、
前記第２機器から、前記第２機器を識別するための第２機器識別子と、前記第２機器と通信するための情報である第２接続情報と、を含む第２接続要求を受信するステップと、
前記第１機器と前記第２機器との間の機器間通信で用いる共通鍵を生成するステップと、
複数の機器それぞれが保持している秘密鍵に対応する公開鍵と、複数の前記機器それぞれを識別するための機器識別子とを対応づけて登録しているブロックチェーンを参照して、前記第１機器識別子に対応する公開鍵である第１公開鍵を取得するステップと、
前記ブロックチェーンを参照して、前記第２機器識別子に対応する公開鍵である第２公開鍵を取得するステップと、
前記共通鍵と前記第２接続情報とを含む情報を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化情報を生成するステップと、
前記共通鍵と前記第１接続情報とを含む情報を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化情報を生成するステップと、
前記第１暗号化情報を前記第１機器に送信するステップと、
前記第２暗号化情報を前記第２機器に送信するステップと、を実行する、
機器間通信制御方法。
前記第１機器から、前記第１機器を識別するための第１機器識別子と、前記第１機器と通信するための情報である第１接続情報と、を含む第１接続要求を受信するステップと、
前記第２機器から、前記第２機器を識別するための第２機器識別子と、前記第２機器と通信するための情報である第２接続情報と、を含む第２接続要求を受信するステップと、
前記第１機器と前記第２機器との間の機器間通信で用いる共通鍵を生成するステップと、
複数の機器それぞれが保持している秘密鍵に対応する公開鍵と、複数の前記機器それぞれを識別するための機器識別子とを対応づけて登録しているブロックチェーンを参照して、前記第１機器識別子に対応する公開鍵である第１公開鍵を取得するステップと、
前記ブロックチェーンを参照して、前記第２機器識別子に対応する公開鍵である第２公開鍵を取得するステップと、
前記共通鍵と前記第２接続情報とを含む情報を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化情報を生成するステップと、
前記共通鍵と前記第１接続情報とを含む情報を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化情報を生成するステップと、
前記第１暗号化情報を前記第１機器に送信するステップと、
前記第２暗号化情報を前記第２機器に送信するステップと、を実行する、
機器間通信制御方法。
【請求項2】
前記通信制御装置が、
前記第１機器識別子、前記第１接続情報、前記第２機器識別子、前記第２接続情報、及び前記共通鍵を含む機器間通信情報を、記憶装置に格納するステップをさらに実行する、
請求項１に記載の機器間通信制御方法。
前記第１機器識別子、前記第１接続情報、前記第２機器識別子、前記第２接続情報、及び前記共通鍵を含む機器間通信情報を、記憶装置に格納するステップをさらに実行する、
請求項１に記載の機器間通信制御方法。
【請求項3】
前記第１機器が、
前記第１機器が保持している秘密鍵である第１秘密鍵を用いて前記第１暗号化情報を復号して前記共通鍵と前記第２接続情報とを取得するステップと、
前記第２機器に送信するための送信データを前記共通鍵で暗号化して暗号化送信データを生成するステップと、
前記第２接続情報を用いて前記暗号化送信データを前記第２機器に送信するステップと、を実行し、
前記第２機器が、
前記第２機器が保持している秘密鍵である第２秘密鍵を用いて前記第２暗号化情報を復号して前記共通鍵と前記第１接続情報とを取得するステップと、
前記第１機器から前記暗号化送信データを受信するステップと、
前記暗号化送信データを前記共通鍵で復号して前記送信データを取得するステップと、を実行する、
請求項１又は２に記載の機器間通信制御方法。
前記第１機器が保持している秘密鍵である第１秘密鍵を用いて前記第１暗号化情報を復号して前記共通鍵と前記第２接続情報とを取得するステップと、
前記第２機器に送信するための送信データを前記共通鍵で暗号化して暗号化送信データを生成するステップと、
前記第２接続情報を用いて前記暗号化送信データを前記第２機器に送信するステップと、を実行し、
前記第２機器が、
前記第２機器が保持している秘密鍵である第２秘密鍵を用いて前記第２暗号化情報を復号して前記共通鍵と前記第１接続情報とを取得するステップと、
前記第１機器から前記暗号化送信データを受信するステップと、
前記暗号化送信データを前記共通鍵で復号して前記送信データを取得するステップと、を実行する、
請求項１又は２に記載の機器間通信制御方法。
【請求項4】
前記通信制御装置が、
前記共通鍵とは異なる新たな共通鍵を生成するステップと、
前記新たな共通鍵を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化共通鍵を生成するステップと、
前記新たな共通鍵を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化共通鍵を生成するステップと、
前記第１暗号化共通鍵を前記第１機器に送信するステップと、
前記第２暗号化共通鍵を前記第２機器に送信するステップと、をさらに実行し、
前記第１機器が、
前記通信制御装置から前記第１暗号化共通鍵を受信するステップと、
前記第１機器が保持している第１秘密鍵を用いて前記第１暗号化共通鍵を復号して前記新たな共通鍵を取得するステップと、
前記共通鍵を破棄するステップと、をさらに実行し、
前記第２機器が、
前記通信制御装置から前記第２暗号化共通鍵を受信するステップと、
前記第２機器が保持している第２秘密鍵を用いて前記第２暗号化共通鍵を復号して前記新たな共通鍵を取得するステップと、
前記共通鍵を破棄するステップと、をさらに実行する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の機器間通信制御方法。
前記共通鍵とは異なる新たな共通鍵を生成するステップと、
前記新たな共通鍵を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化共通鍵を生成するステップと、
前記新たな共通鍵を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化共通鍵を生成するステップと、
前記第１暗号化共通鍵を前記第１機器に送信するステップと、
前記第２暗号化共通鍵を前記第２機器に送信するステップと、をさらに実行し、
前記第１機器が、
前記通信制御装置から前記第１暗号化共通鍵を受信するステップと、
前記第１機器が保持している第１秘密鍵を用いて前記第１暗号化共通鍵を復号して前記新たな共通鍵を取得するステップと、
前記共通鍵を破棄するステップと、をさらに実行し、
前記第２機器が、
前記通信制御装置から前記第２暗号化共通鍵を受信するステップと、
前記第２機器が保持している第２秘密鍵を用いて前記第２暗号化共通鍵を復号して前記新たな共通鍵を取得するステップと、
前記共通鍵を破棄するステップと、をさらに実行する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の機器間通信制御方法。
【請求項5】
前記通信制御装置が、
前記共通鍵とは異なる新たな共通鍵を生成するステップと、
前記新たな共通鍵を前記共通鍵で暗号化して更新用暗号化共通鍵を生成するステップと、
前記更新用暗号化共通鍵を前記第１機器に送信するステップと、
前記更新用暗号化共通鍵を前記第２機器に送信するステップと、をさらに実行し、
前記第１機器が、
前記通信制御装置から前記更新用暗号化共通鍵を受信するステップと、
前記共通鍵を用いて前記更新用暗号化共通鍵を復号して前記新たな共通鍵を取得するステップと、
前記共通鍵を破棄するステップと、をさらに実行し、
前記第２機器が、
前記通信制御装置から前記更新用暗号化共通鍵を受信するステップと、
前記共通鍵を用いて前記更新用暗号化共通鍵を復号して前記新たな共通鍵を取得するステップと、
前記共通鍵を破棄するステップと、をさらに実行する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の機器間通信制御方法。
前記共通鍵とは異なる新たな共通鍵を生成するステップと、
前記新たな共通鍵を前記共通鍵で暗号化して更新用暗号化共通鍵を生成するステップと、
前記更新用暗号化共通鍵を前記第１機器に送信するステップと、
前記更新用暗号化共通鍵を前記第２機器に送信するステップと、をさらに実行し、
前記第１機器が、
前記通信制御装置から前記更新用暗号化共通鍵を受信するステップと、
前記共通鍵を用いて前記更新用暗号化共通鍵を復号して前記新たな共通鍵を取得するステップと、
前記共通鍵を破棄するステップと、をさらに実行し、
前記第２機器が、
前記通信制御装置から前記更新用暗号化共通鍵を受信するステップと、
前記共通鍵を用いて前記更新用暗号化共通鍵を復号して前記新たな共通鍵を取得するステップと、
前記共通鍵を破棄するステップと、をさらに実行する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の機器間通信制御方法。
【請求項6】
前記通信制御装置が、
前記第１機器と前記第２機器との間の機器間通信を停止することを指示する停止命令を生成するステップと、
前記停止命令を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化停止命令を生成するステップと、
前記停止命令を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化停止命令を生成するステップと、
前記第１暗号化停止命令を前記第１機器に送信するステップと、
前記第２暗号化停止命令を前記第２機器に送信するステップと、をさらに実行する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の機器間通信制御方法。
前記第１機器と前記第２機器との間の機器間通信を停止することを指示する停止命令を生成するステップと、
前記停止命令を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化停止命令を生成するステップと、
前記停止命令を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化停止命令を生成するステップと、
前記第１暗号化停止命令を前記第１機器に送信するステップと、
前記第２暗号化停止命令を前記第２機器に送信するステップと、をさらに実行する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の機器間通信制御方法。
【請求項7】
前記通信制御装置が、
前記第１機器に保持させる第１秘密鍵と、当該第１秘密鍵に対応する前記第１公開鍵とを生成するステップと、
前記第２機器に保持させる第２秘密鍵と、当該第２秘密鍵に対応する前記第２公開鍵とを生成するステップと、
前記第１公開鍵を前記第１機器識別子と対応づけて前記ブロックチェーンに登録するステップと、
前記第２公開鍵を前記第２機器識別子と対応づけて前記ブロックチェーンに登録するステップと、
前記第１秘密鍵を前記第１機器に送付するステップと、
前記第２秘密鍵を前記第２機器に送付するステップと、をさらに実行する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の機器間通信制御方法。
前記第１機器に保持させる第１秘密鍵と、当該第１秘密鍵に対応する前記第１公開鍵とを生成するステップと、
前記第２機器に保持させる第２秘密鍵と、当該第２秘密鍵に対応する前記第２公開鍵とを生成するステップと、
前記第１公開鍵を前記第１機器識別子と対応づけて前記ブロックチェーンに登録するステップと、
前記第２公開鍵を前記第２機器識別子と対応づけて前記ブロックチェーンに登録するステップと、
前記第１秘密鍵を前記第１機器に送付するステップと、
前記第２秘密鍵を前記第２機器に送付するステップと、をさらに実行する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の機器間通信制御方法。
【請求項8】
第１機器と第２機器との間の機器間通信を管理する通信制御装置であって、
前記第１機器から、前記第１機器を識別するための第１機器識別子と、前記第１機器と通信するための情報である第１接続情報と、を含む第１接続要求を受信するとともに、前記第２機器から、前記第２機器を識別するための第２機器識別子と、前記第２機器と通信するための情報である第２接続情報と、を含む第２接続要求を受信する通信部と、
前記第１機器と前記第２機器との間の機器間通信で用いる共通鍵を生成する鍵生成部と、
複数の機器それぞれが保持している秘密鍵に対応する公開鍵と、複数の前記機器それぞれを識別するための機器識別子とを対応づけて登録しているブロックチェーンを参照して、前記第１機器識別子に対応する公開鍵である第１公開鍵と、前記第２機器識別子に対応する公開鍵である第２公開鍵とを取得するブロックチェーン操作部と、
前記共通鍵と前記第２接続情報とを含む情報を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化情報を生成するとともに、前記共通鍵と前記第１接続情報とを含む情報を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化情報を生成する暗号化部と、を備え、
前記通信部は、前記第１暗号化情報を前記第１機器に送信するとともに、前記第２暗号化情報を前記第２機器に送信する、
機器間通信制御装置。
前記第１機器から、前記第１機器を識別するための第１機器識別子と、前記第１機器と通信するための情報である第１接続情報と、を含む第１接続要求を受信するとともに、前記第２機器から、前記第２機器を識別するための第２機器識別子と、前記第２機器と通信するための情報である第２接続情報と、を含む第２接続要求を受信する通信部と、
前記第１機器と前記第２機器との間の機器間通信で用いる共通鍵を生成する鍵生成部と、
複数の機器それぞれが保持している秘密鍵に対応する公開鍵と、複数の前記機器それぞれを識別するための機器識別子とを対応づけて登録しているブロックチェーンを参照して、前記第１機器識別子に対応する公開鍵である第１公開鍵と、前記第２機器識別子に対応する公開鍵である第２公開鍵とを取得するブロックチェーン操作部と、
前記共通鍵と前記第２接続情報とを含む情報を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化情報を生成するとともに、前記共通鍵と前記第１接続情報とを含む情報を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化情報を生成する暗号化部と、を備え、
前記通信部は、前記第１暗号化情報を前記第１機器に送信するとともに、前記第２暗号化情報を前記第２機器に送信する、
機器間通信制御装置。
【請求項9】
第１機器と第２機器との間の機器間通信を管理するコンピュータに、
前記第１機器から、前記第１機器を識別するための第１機器識別子と、前記第１機器と通信するための情報である第１接続情報と、を含む第１接続要求を受信する機能と、
前記第２機器から、前記第２機器を識別するための第２機器識別子と、前記第２機器と通信するための情報である第２接続情報と、を含む第２接続要求を受信する機能と、
前記第１機器と前記第２機器との間の機器間通信で用いる共通鍵を生成する機能と、
複数の機器それぞれが保持している秘密鍵に対応する公開鍵と、複数の前記機器それぞれを識別するための機器識別子とを対応づけて登録しているブロックチェーンを参照して、前記第１機器識別子に対応する公開鍵である第１公開鍵を取得する機能と、
前記ブロックチェーンを参照して、前記第２機器識別子に対応する公開鍵である第２公開鍵を取得する機能と、
前記共通鍵と前記第２接続情報とを含む情報を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化情報を生成する機能と、
前記共通鍵と前記第１接続情報とを含む情報を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化情報を生成する機能と、
前記第１暗号化情報を前記第１機器に送信する機能と、
前記第２暗号化情報を前記第２機器に送信する機能と、を実現させる、
プログラム。
前記第１機器から、前記第１機器を識別するための第１機器識別子と、前記第１機器と通信するための情報である第１接続情報と、を含む第１接続要求を受信する機能と、
前記第２機器から、前記第２機器を識別するための第２機器識別子と、前記第２機器と通信するための情報である第２接続情報と、を含む第２接続要求を受信する機能と、
前記第１機器と前記第２機器との間の機器間通信で用いる共通鍵を生成する機能と、
複数の機器それぞれが保持している秘密鍵に対応する公開鍵と、複数の前記機器それぞれを識別するための機器識別子とを対応づけて登録しているブロックチェーンを参照して、前記第１機器識別子に対応する公開鍵である第１公開鍵を取得する機能と、
前記ブロックチェーンを参照して、前記第２機器識別子に対応する公開鍵である第２公開鍵を取得する機能と、
前記共通鍵と前記第２接続情報とを含む情報を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化情報を生成する機能と、
前記共通鍵と前記第１接続情報とを含む情報を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化情報を生成する機能と、
前記第１暗号化情報を前記第１機器に送信する機能と、
前記第２暗号化情報を前記第２機器に送信する機能と、を実現させる、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は機器間通信制御方法、機器間通信制御装置、及びプログラムに関し、特に、人を介在せず機器同士が直接通信する機器間（Machine to Machine；Ｍ２Ｍ）通信を制御する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、通信技術が急激に発達し、多くの電子機器が他の電子機器と通信するための機能を搭載するようになってきている。異なる電子機器が互いに通信接続して情報をやり取りする場合にその情報を漏洩から守るために、通信を暗号化する技術が種々存在する。このような技術として、例えばＴＬＳ（Transport Layer Security）が挙げられる（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】E. Reacorla: "The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.3", RFC 8446, 2018.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ＴＬＳのような技術は、通信をホストする側の電子的な証明書が要求される。このため、例えば工場におけるセンサ機器のように多数存在する機器の間で機器間通信を実現しようとすると、多数の機器それぞれに証明書を付与する必要が生じる場合もある。これは手間もコストもかかり必ずしも実用的とは言えない。
【0005】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、電子証明書を用いずに安全な機器間通信を実現するための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】
本発明の第１の態様は、機器間通信制御方法である。この方法において、第１機器と第２機器との間の機器間通信を管理する通信制御装置が、前記第１機器から、前記第１機器を識別するための第１機器識別子と、前記第１機器と通信するための情報である第１接続情報と、を含む第１接続要求を受信するステップと、前記第２機器から、前記第２機器を識別するための第２機器識別子と、前記第２機器と通信するための情報である第２接続情報と、を含む第２接続要求を受信するステップと、前記第１機器と前記第２機器との間の機器間通信で用いる共通鍵を生成するステップと、複数の機器それぞれが保持している秘密鍵に対応する公開鍵と、複数の前記機器それぞれを識別するための機器識別子とを対応づけて登録しているブロックチェーンを参照して、前記第１機器識別子に対応する公開鍵である第１公開鍵を取得するステップと、前記ブロックチェーンを参照して、前記第２機器識別子に対応する公開鍵である第２公開鍵を取得するステップと、前記共通鍵と前記第２接続情報とを含む情報を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化情報を生成するステップと、前記共通鍵と前記第１接続情報とを含む情報を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化情報を生成するステップと、前記第１暗号化情報を前記第１機器に送信するステップと、前記第２暗号化情報を前記第２機器に送信するステップと、を実行する。
【0007】
前記機器間通信制御方法において、前記通信制御装置が、前記第１機器識別子、前記第１接続情報、前記第２機器識別子、前記第２接続情報、及び前記共通鍵を含む機器間通信情報を、記憶装置に格納するステップをさらに実行してもよい。
【0008】
前記機器間通信制御方法において、前記第１機器が、前記第１機器が保持している秘密鍵である第１秘密鍵を用いて前記第１暗号化情報を復号して前記共通鍵と前記第２接続情報とを取得するステップと、前記第２機器に送信するための送信データを前記共通鍵で暗号化して暗号化送信データを生成するステップと、前記第２接続情報を用いて前記暗号化送信データを前記第２機器に送信するステップと、を実行してもよく、前記第２機器が、前記第２機器が保持している秘密鍵である第２秘密鍵を用いて前記第２暗号化情報を復号して前記共通鍵と前記第１接続情報とを取得するステップと、前記第１機器から前記暗号化送信データを受信するステップと、前記暗号化送信データを前記共通鍵で復号して前記送信データを取得するステップと、を実行してもよい。
【0009】
前記機器間通信制御方法において、前記通信制御装置が、前記共通鍵とは異なる新たな共通鍵を生成するステップと、前記新たな共通鍵を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化共通鍵を生成するステップと、前記新たな共通鍵を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化共通鍵を生成するステップと、前記第１暗号化共通鍵を前記第１機器に送信するステップと、前記第２暗号化共通鍵を前記第２機器に送信するステップと、をさらに実行してもよく、前記第１機器が、前記通信制御装置から前記第１暗号化共通鍵を受信するステップと、前記第１機器が保持している第１秘密鍵を用いて前記第１暗号化共通鍵を復号して前記新たな共通鍵を取得するステップと、前記共通鍵を破棄するステップと、をさらに実行してもよく、前記第２機器が、前記通信制御装置から前記第２暗号化共通鍵を受信するステップと、前記第２機器が保持している第２秘密鍵を用いて前記第２暗号化共通鍵を復号して前記新たな共通鍵を取得するステップと、前記共通鍵を破棄するステップと、をさらに実行してもよい。
【0010】
前記機器間通信制御方法において、前記通信制御装置が、前記共通鍵とは異なる新たな共通鍵を生成するステップと、前記新たな共通鍵を前記共通鍵で暗号化して更新用暗号化共通鍵を生成するステップと、前記更新用暗号化共通鍵を前記第１機器に送信するステップと、前記更新用暗号化共通鍵を前記第２機器に送信するステップと、をさらに実行してもよく、前記第１機器が、前記通信制御装置から前記更新用暗号化共通鍵を受信するステップと、前記共通鍵を用いて前記更新用暗号化共通鍵を復号して前記新たな共通鍵を取得するステップと、前記共通鍵を破棄するステップと、をさらに実行してもよく、前記第２機器が、前記通信制御装置から前記更新用暗号化共通鍵を受信するステップと、前記共通鍵を用いて前記更新用暗号化共通鍵を復号して前記新たな共通鍵を取得するステップと、前記共通鍵を破棄するステップと、をさらに実行してもよい。
【0011】
前記機器間通信制御方法において、前記通信制御装置が、前記第１機器と前記第２機器との間の機器間通信を停止することを指示する停止命令を生成するステップと、前記停止命令を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化停止命令を生成するステップと、前記停止命令を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化停止命令を生成するステップと、前記第１暗号化停止命令を前記第１機器に送信するステップと、前記第２暗号化停止命令を前記第２機器に送信するステップと、をさらに実行してもよい。
【0012】
前記機器間通信制御方法において、前記通信制御装置が、前記第１機器に保持させる第１秘密鍵と、当該第１秘密鍵に対応する前記第１公開鍵とを生成するステップと、前記第２機器に保持させる第２秘密鍵と、当該第２秘密鍵に対応する前記第２公開鍵とを生成するステップと、前記第１公開鍵を前記第１機器識別子と対応づけて前記ブロックチェーンに登録するステップと、前記第２公開鍵を前記第２機器識別子と対応づけて前記ブロックチェーンに登録するステップと、前記第１秘密鍵を前記第１機器に送付するステップと、前記第２秘密鍵を前記第２機器に送付するステップと、をさらに実行してもよい。
【0013】
本発明の第２の態様は、第１機器と第２機器との間の機器間通信を管理する通信制御装置である。この装置は、前記第１機器から、前記第１機器を識別するための第１機器識別子と、前記第１機器と通信するための情報である第１接続情報と、を含む第１接続要求を受信するとともに、前記第２機器から、前記第２機器を識別するための第２機器識別子と、前記第２機器と通信するための情報である第２接続情報と、を含む第２接続要求を受信する通信部と、前記第１機器と前記第２機器との間の機器間通信で用いる共通鍵を生成する鍵生成部と、複数の機器それぞれが保持している秘密鍵に対応する公開鍵と、複数の前記機器それぞれを識別するための機器識別子とを対応づけて登録しているブロックチェーンを参照して、前記第１機器識別子に対応する公開鍵である第１公開鍵と、前記第２機器識別子に対応する公開鍵である第２公開鍵とを取得するブロックチェーン操作部と、前記共通鍵と前記第２接続情報とを含む情報を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化情報を生成するとともに、前記共通鍵と前記第１接続情報とを含む情報を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化情報を生成する暗号化部と、を備える。前記通信部は、前記第１暗号化情報を前記第１機器に送信するとともに、前記第２暗号化情報を前記第２機器に送信する。
【0014】
本発明の第３の態様は、プログラムである。このプログラムは、第１機器と第２機器との間の機器間通信を管理するコンピュータに、前記第１機器から、前記第１機器を識別するための第１機器識別子と、前記第１機器と通信するための情報である第１接続情報と、を含む第１接続要求を受信する機能と、前記第２機器から、前記第２機器を識別するための第２機器識別子と、前記第２機器と通信するための情報である第２接続情報と、を含む第２接続要求を受信する機能と、前記第１機器と前記第２機器との間の機器間通信で用いる共通鍵を生成する機能と、複数の機器それぞれが保持している秘密鍵に対応する公開鍵と、複数の前記機器それぞれを識別するための機器識別子とを対応づけて登録しているブロックチェーンを参照して、前記第１機器識別子に対応する公開鍵である第１公開鍵を取得する機能と、前記ブロックチェーンを参照して、前記第２機器識別子に対応する公開鍵である第２公開鍵を取得する機能と、前記共通鍵と前記第２接続情報とを含む情報を前記第１公開鍵で暗号化して第１暗号化情報を生成する機能と、前記共通鍵と前記第１接続情報とを含む情報を前記第２公開鍵で暗号化して第２暗号化情報を生成する機能と、前記第１暗号化情報を前記第１機器に送信する機能と、前記第２暗号化情報を前記第２機器に送信する機能と、を実現させる。
【0015】
このプログラムを提供するため、あるいはプログラムの一部をアップデートするために、このプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供されてもよく、また、このプログラムが通信回線で伝送されてもよい。
【0016】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、データ構造、記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、電子証明書を用いずに安全な機器間通信を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】ＴＬＳ及びＴＬＳを用いた機器間通信を説明するための模式図である。
【図2】実施の形態に係る通信制御システムの全体構成の概要を模式的に示す図である。
【図3】実施の形態に係る通信制御部及び機器それぞれの機能構成を模式的に示す図である。
【図4】実施の形態に係る通信制御システムにおいて実行される機器間通信の共通鍵の共有処理の流れを説明するためのシーケンス図の前半部である。
【図5】実施の形態に係る通信制御システムにおいて実行される機器間通信の共通鍵の共有処理の流れを説明するためのシーケンス図の後半部である。
【図6】実施の形態に係る通信制御システムにおいて実行される機器間通信の流れを説明するためのシーケンス図である。
【図7】実施の形態に係る通信制御システムにおいて実行される共通鍵の更新処理の流れを説明するためのシーケンス図である。
【図8】実施の形態に係る通信制御システムにおいて実行される機器間通信の停止処理の流れを説明するためのシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
＜暗号化通信の一例＞
実施の形態に係る通信制御システムを説明する前に、暗号化通信の一例としてＴＬＳを用いた通信（以下、「ＴＬＳ通信」と記載することがある。）及びＴＬＳ通信を用いた機器間通信について簡単に説明する。
実施の形態に係る通信制御システムを説明する前に、暗号化通信の一例としてＴＬＳを用いた通信（以下、「ＴＬＳ通信」と記載することがある。）及びＴＬＳ通信を用いた機器間通信について簡単に説明する。
【0020】
図１（ａ）－（ｃ）は、ＴＬＳ及びＴＬＳを用いた機器間通信を説明するための模式図である。具体的には、図１（ａ）はＴＬＳの仕組みを説明するための図であり、図１（ｂ）及び図１（ｃ）はＴＬＳを用いた機器間通信を説明するための模式図である。
【0021】
（ＴＬＳ通信の確立）
既知の技術のため詳細な説明は省略するが、図１（ａ）を参照して、送信側の機器Ｔが受信側のサーバＲとＴＬＳ通信を確立するときの流れについて簡単に説明する。図１（ａ）において、文字Ｓが付された鍵はサーバＲの秘密鍵であり、文字Ｐが付された鍵はサーバＲの秘密鍵に対応するサーバＲの公開鍵であり、文字Ｃが付された鍵は機器ＴとサーバＲとの共通鍵である。以下説明の便宜上、サーバＲの秘密鍵を秘密鍵Ｓ、サーバＲの公開鍵を公開鍵Ｐ、機器ＴとサーバＲとの共通鍵を共通鍵Ｃと記載する。
既知の技術のため詳細な説明は省略するが、図１（ａ）を参照して、送信側の機器Ｔが受信側のサーバＲとＴＬＳ通信を確立するときの流れについて簡単に説明する。図１（ａ）において、文字Ｓが付された鍵はサーバＲの秘密鍵であり、文字Ｐが付された鍵はサーバＲの秘密鍵に対応するサーバＲの公開鍵であり、文字Ｃが付された鍵は機器ＴとサーバＲとの共通鍵である。以下説明の便宜上、サーバＲの秘密鍵を秘密鍵Ｓ、サーバＲの公開鍵を公開鍵Ｐ、機器ＴとサーバＲとの共通鍵を共通鍵Ｃと記載する。
【0022】
サーバＲは、機器ＴからＴＳＬ通信の接続要求を受信すると、公開鍵Ｐと公開鍵証明書とを機器Ｔに送信する。ここで、「公開鍵証明書」はデジタル証明書とも呼ばれ、デジタルデータである公開鍵ＰをサーバＲが所有していることを証明する情報である。典型的には、所定の認証局が公開鍵証明書に署名を付すことにより、公開鍵Ｐの所有者がサーバＲであることを保証している。
【0023】
機器Ｔは、サーバＲから受信した公開鍵証明書を検証することで、公開鍵Ｐの正当性を検証することができる。公開鍵Ｐの正当性の検証が成功すると、機器Ｔは、機器ＴとサーバＲとの間でやり取りする情報を暗号化するための共通鍵Ｃを生成し、公開鍵Ｐで暗号化する。機器Ｔは、公開鍵Ｐで暗号化した暗号化共通鍵をサーバＲに送信する。
【0024】
サーバＲは、機器Ｔから受信した暗号化共通鍵を秘密鍵Ｓで復号し、共通鍵Ｃを取得する。これにより、機器ＴとサーバＲとは共通鍵Ｃを共有できるため、送信側が受信側に送信すべき情報を共通鍵Ｃで暗号化して送信すれば、受信側は受信したデータを共通鍵Ｃで復号して元の情報を取得することができる。万が一送信されたデータが第三者に漏洩したとしても、第三者は共通鍵Ｃを所持していないため、データを復号することができない。このように、ＴＬＳ通信を確立することにより、機器ＴとサーバＲとは安全な通信をすることができる。
【0025】
（ＴＬＳ通信を用いた機器間通信）
続いて、ＴＬＳ通信を用いて機器間通信をする場合の態様について検討する。
続いて、ＴＬＳ通信を用いて機器間通信をする場合の態様について検討する。
【0026】
［第１の態様］
ＴＬＳ通信を用いた機器間通信の第１の態様として、機器間通信を行う可能性がある全ての機器について公開鍵証明書を取得することが挙げられる。これにより、任意の２つの機器間同士でＴＬＳ通信が可能となる。しかしながら、第１の態様は少なくとも２つの課題が挙げられる。
ＴＬＳ通信を用いた機器間通信の第１の態様として、機器間通信を行う可能性がある全ての機器について公開鍵証明書を取得することが挙げられる。これにより、任意の２つの機器間同士でＴＬＳ通信が可能となる。しかしながら、第１の態様は少なくとも２つの課題が挙げられる。
【0027】
１つ目の課題は、機器間通信を行う可能性がある全ての機器について公開鍵証明書を取得することは、コスト及び手間が発生しうることである。信頼のおける公開鍵であることを保証するためには所定の認証局に対価を支払って公開鍵証明書を取得する必要がある。このため、例えば工場におけるセンサ機器のように多数の機器が存在する場合にその全ての機器について公開鍵証明書を取得することは費用の点で必ずしも現実的とはいえない。
【0028】
２つ目の課題は、ＴＬＳ通信は１対１の通信が前提となっていることである。したがって、３以上の機器で機器間通信を実行するためには各機器で一つの共通鍵Ｃを共有する必要があるが、ＴＬＳ通信では各機器がそれぞれ共通鍵Ｃを発行するため、いずれかの共通鍵Ｃに統一するための調整の手間が発生する。
【0029】
［第２の態様］
図１（ｂ）は、ＴＬＳ通信を用いた機器間通信の第２の態様を示す模式図である。図１（ｂ）において、実線はＴＬＳ通信を示し、一点鎖線は機器間通信を示している。また、破線で囲まれた機器Ｔは、プライベートネットワークＮｐを構成していることを示している。
図１（ｂ）は、ＴＬＳ通信を用いた機器間通信の第２の態様を示す模式図である。図１（ｂ）において、実線はＴＬＳ通信を示し、一点鎖線は機器間通信を示している。また、破線で囲まれた機器Ｔは、プライベートネットワークＮｐを構成していることを示している。
【0030】
図１（ｂ）において、第２の態様は、機器間通信を行う可能性がある全ての機器のうち少なくとも１つのゲートウェイ機器Ｔｇが定められているとともに、他の機器Ｔ（機器Ｔ１、機器Ｔ２、機器Ｔ３、及び機器Ｔ４）はプライベートネットワークＮｐに閉じ込められている。この場合、プライベートネットワークＮｐ内の機器Ｔは暗号化をしないで機器間通信を開始できる。ゲートウェイ機器ＴｇのみがプライベートネットワークＮｐの外部のサーバＲとＴＬＳ通信をし、プライベートネットワークＮｐの内部の機器Ｔが外部のサーバＲと通信する場合にはゲートウェイ機器Ｔｇを中継する。これにより、機器間通信を行う可能性がある全ての機器Ｔについて公開鍵証明書を取得しなくても、３以上の機器Ｔで機器間通信を実行することができる。
【0031】
しかしながら、第２の態様では、プライベートネットワークＮｐ内の機器Ｔ間の通信は暗号化されていないため、万が一ゲートウェイ機器Ｔｇが第三者に侵入されると、プライベートネットワークＮｐ内の全ての機器Ｔ間の通信が傍受され得るという課題がある。機器間通信を行う可能性がある全ての機器について公開鍵証明書を取得ればこの問題を回避できるが、これは第１の態様と同様の課題が生じる。
【0032】
［第３の態様］
図１（ｃ）は、ＴＬＳ通信を用いた機器間通信の第３の態様を示す模式図である。図１（ｃ）において、第３の態様は、３つの機器Ｔ（機器Ｔ１、機器Ｔ２、及び機器Ｔ３）が、ゲートウェイ機器を介さずにサーバＲと通信可能な態様で直接接続している。このため、３つの機器Ｔは、それぞれサーバＲと独立にＴＬＳ通信を開始することができる。
図１（ｃ）は、ＴＬＳ通信を用いた機器間通信の第３の態様を示す模式図である。図１（ｃ）において、第３の態様は、３つの機器Ｔ（機器Ｔ１、機器Ｔ２、及び機器Ｔ３）が、ゲートウェイ機器を介さずにサーバＲと通信可能な態様で直接接続している。このため、３つの機器Ｔは、それぞれサーバＲと独立にＴＬＳ通信を開始することができる。
【0033】
３つの機器ＴがそれぞれサーバＲと独立にＴＬＳ通信を開始できれば、３つの機器Ｔは、サーバＲを介して通信することができる。そこで、３つの機器ＴがサーバＲを介して共通鍵Ｃを共有することで、３つの機器Ｔは互いに機器間通信を実行することができる。
【0034】
しかしながら、第３の態様においても、上述した第１の態様の２つ目の課題と同様に、２以上の機器で機器間通信を実行するためには各機器で１つの共通鍵Ｃを共有する必要がある。このため、機器間通信を開始するためにいずれかの共通鍵Ｃに統一するための調整ための手間が発生する。
【0035】
［ＴＬＳ通信を用いた機器間通信の課題］
以上を踏まえると、ＴＬＳ通信を用いた機器間通信が抱える課題の１つの要因として、サーバＲではなく各機器Ｔ（機器Ｔｇ）がそれぞれ共通鍵Ｃを生成することが考えられる。すなわち、複数の機器Ｔそれぞれが共通鍵Ｃを生成すると複数の「共通鍵Ｃ」が存在することになり、もはや「共通」ではなくなる。このため、共通鍵Ｃに統一するための調整が必要となる。また、サーバＲとは異なり、各機器Ｔの身元が所定の認証局によって証明されていることは必ずしも保証されない。このため、機器Ｔが生成する共通鍵Ｃの信頼性が担保されているとは言えないことになる。
以上を踏まえると、ＴＬＳ通信を用いた機器間通信が抱える課題の１つの要因として、サーバＲではなく各機器Ｔ（機器Ｔｇ）がそれぞれ共通鍵Ｃを生成することが考えられる。すなわち、複数の機器Ｔそれぞれが共通鍵Ｃを生成すると複数の「共通鍵Ｃ」が存在することになり、もはや「共通」ではなくなる。このため、共通鍵Ｃに統一するための調整が必要となる。また、サーバＲとは異なり、各機器Ｔの身元が所定の認証局によって証明されていることは必ずしも保証されない。このため、機器Ｔが生成する共通鍵Ｃの信頼性が担保されているとは言えないことになる。
【0036】
＜実施の形態の概要＞
図２、実施の形態に係る通信制御システムＳの全体構成の概要を模式的に示す図である。図２に示すように、通信制御システムＳは、機器間通信を実施しようとする２つの機器２（第１機器２ａ及び第２機器２ｂ）と、第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信を管理する通信制御装置１と、通信制御装置１のみがアクセス可能なセキュアな記憶装置３と、ブロックチェーンＢとを備えている。図２に示す例では、第１機器２ａは監視カメラであり第２機器２ｂは計測機器であるが、これらに限定されない。また、機器間通信を実施しようとする機器２の数も２に限られず、３以上であってもよい。以下、本明細書において、第１機器２ａと第２機器２ｂとを特に区別しない場合には、単に「機器２」と記載することがある。
図２、実施の形態に係る通信制御システムＳの全体構成の概要を模式的に示す図である。図２に示すように、通信制御システムＳは、機器間通信を実施しようとする２つの機器２（第１機器２ａ及び第２機器２ｂ）と、第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信を管理する通信制御装置１と、通信制御装置１のみがアクセス可能なセキュアな記憶装置３と、ブロックチェーンＢとを備えている。図２に示す例では、第１機器２ａは監視カメラであり第２機器２ｂは計測機器であるが、これらに限定されない。また、機器間通信を実施しようとする機器２の数も２に限られず、３以上であってもよい。以下、本明細書において、第１機器２ａと第２機器２ｂとを特に区別しない場合には、単に「機器２」と記載することがある。
【0037】
実施の形態に係る通信制御システムＳにおいては、通信制御装置１と機器２との間で通信する際に情報を暗号化するための共通鍵Ｃを通信制御装置１が生成する点で、従来のＴＬＳ通信と異なる。これを実現するために、実施の形態に係る通信制御システムＳにおいては、各機器２がそれぞれ保持している秘密鍵に対応する公開鍵を、各機器２を特定するための機器識別子と対応づけてあらかじめブロックチェーンＢが格納している。
【0038】
周知のように、ブロックチェーンＢは耐改ざん性に優れており、ひとたびブロックチェーンＢに格納された情報は事後的に書き換えることは実質的に不可能と考えられている。通信制御装置１は、機器２から受信した機器識別子を用いることで、機器識別子に対応する機器２の公開鍵をブロックチェーンＢから取得することができる。
【0039】
【0040】
（１）通信制御装置１は、第１機器２ａから、第１機器２ａを識別するための第１機器識別子と、第１機器２ａと通信するための情報である第１接続情報と、を含む第１接続要求を受信する。ここで第１接続情報は、例えば、第１機器２ａのＩＰ（Internet Protocol）アドレスや、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスである。また、第１機器２ａが携帯電話通信網を利用した通信をする場合には、第１接続情報は、第１機器２ａが備えるＳＩＭ（Subscriber Identity Module）に紐づけられた電話番号であってもよい。
【0041】
（２）通信制御装置１は、第２機器２ｂから、第２機器２ｂを識別するための第２機器識別子と、第２機器２ｂと通信するための情報である第２接続情報と、を含む第２接続要求を受信する。第１接続情報と同様に、第２接続情報は、例えば第２機器２ｂのＩＰアドレスや、ＭＡＣアドレス、又は第２機器２ｂが備えるＳＩＭに紐づけられた電話番号である。
【0042】
（３）通信制御装置１は、第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信で用いる共通鍵Ｃを生成する。
（４）通信制御装置１は、ブロックチェーンＢを参照して、第１機器識別子に対応する公開鍵である第１公開鍵を取得する。同様に、通信制御装置１は、ブロックチェーンＢを参照して、第２機器識別子に対応する公開鍵である第２公開鍵を取得する。
（４）通信制御装置１は、ブロックチェーンＢを参照して、第１機器識別子に対応する公開鍵である第１公開鍵を取得する。同様に、通信制御装置１は、ブロックチェーンＢを参照して、第２機器識別子に対応する公開鍵である第２公開鍵を取得する。
【0043】
（５）通信制御装置１は、共通鍵Ｃと第２接続情報とを含む情報を第１公開鍵で暗号化して第１暗号化情報を生成する。同様に、通信制御装置１は、共通鍵Ｃと第１接続情報とを含む情報を第２公開鍵で暗号化して第２暗号化情報を生成する。
【0044】
（６）通信制御装置１は、第１暗号化情報を第１機器２ａに送信する。
（７）通信制御装置１は、第２暗号化情報を第２機器２ｂに送信する。
（８）通信制御装置１は、第１機器識別子、第１接続情報、第２機器識別子、第２接続情報、及び共通鍵Ｃを含む機器間通信情報を、記憶装置３に格納する。
（７）通信制御装置１は、第２暗号化情報を第２機器２ｂに送信する。
（８）通信制御装置１は、第１機器識別子、第１接続情報、第２機器識別子、第２接続情報、及び共通鍵Ｃを含む機器間通信情報を、記憶装置３に格納する。
【0045】
これにより、第１機器２ａと第２機器２ｂとはそれぞれ通信制御装置１が生成した共通鍵Ｃを受信することで共通鍵Ｃを共有できるので、共通鍵Ｃを統一するための調整は不要である。第１機器２ａと第２機器２ｂとは、共通鍵Ｃを用いることで、互いに情報を暗号化して機器間通信をすることができる。万が一、第１機器２ａと第２機器２ｂとが共有する共通鍵Ｃが第三者に漏洩した場合、通信制御装置１は新たな共通鍵Ｃを生成して第１機器２ａと第２機器２ｂとに送信することにより、情報の漏洩を止めることができる。
【0046】
実施の形態に係る通信制御システムＳはいわゆる公開鍵暗号における「公開鍵」を利用しているが、各機器２の「公開鍵」は、耐改ざん性に優れたデータベースであるブロックチェーンＢにおいて管理され、むやみに公開してよい情報とはなっていない。この意味で、実施の形態に係る通信制御システムＳにおける公開鍵は、「暗号化鍵」と言うこともできる。実施の形態に係る通信制御システムＳにおいて、通信制御装置１は、各機器２に送信する共通鍵Ｃを暗号化するための公開鍵を耐改ざん性に優れたブロックチェーンＢから取得することにより、公開鍵の出所の信頼性を担保している。
【0047】
この信頼性をより強化するために、実施の形態に係る通信制御システムＳにおいては、通信制御装置１又は通信制御装置１の管理下における装置が各機器２の秘密鍵及び公開鍵を生成し、生成した公開鍵をブロックチェーンＢに登録してもよい。また、通信制御装置１が生成した秘密鍵は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリに格納して機器２の所有者に郵送してもよいし、機器２の製造時に製造者が機器２の安全な記憶領域に格納するようにしてもよい。
【0048】
このように、実施の形態に係る通信制御システムＳは、従来型の電子証明書を用いずに、第１機器２ａと第２機器２ｂとの間で安全な機器間通信を実現することができる。
【0049】
＜実施の形態に係る通信制御装置１及び機器２の機能構成＞
図３は、実施の形態に係る通信制御装置１及び機器２それぞれの機能構成を模式的に示す図である。通信制御装置１は、記憶部１０、通信部１１、及び制御部１２を備える。また、機器２は、記憶部２０、通信部２１、復号部２２、暗号化部２３、及び鍵更新部２４を備える。
図３は、実施の形態に係る通信制御装置１及び機器２それぞれの機能構成を模式的に示す図である。通信制御装置１は、記憶部１０、通信部１１、及び制御部１２を備える。また、機器２は、記憶部２０、通信部２１、復号部２２、暗号化部２３、及び鍵更新部２４を備える。
【0050】
図３において、矢印は主なデータの流れを示しており、図３に示していないデータの流れがあってもよい。図３において、各機能ブロックはハードウェア（装置）単位の構成ではなく、機能単位の構成を示している。そのため、図３に示す機能ブロックは単一の装置内に実装されてもよく、あるいは複数の装置内に分かれて実装されてもよい。機能ブロック間のデータの授受は、データバス、ネットワーク、可搬記憶媒体等、任意の手段を介して行われてもよい。
【0051】
記憶部１０は、通信制御装置１を実現するコンピュータのＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）や通信制御装置１の作業メモリとなるＲＡＭ（Random Access Memory）、ＯＳ（Operating System）やアプリケーションプログラム、当該アプリケーションプログラムの実行時に参照される種々の情報を格納するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量記憶装置である。同様に、記憶部２０は、機器２を実現するコンピュータのＢＩＯＳ等を格納するＲＯＭや機器２の作業メモリとなるＲＡＭ、ＯＳやアプリケーションプログラム、当該アプリケーションプログラムの実行時に参照される種々の情報を格納する記憶装置である。
【0052】
通信部１１は、通信制御装置１が外部の装置と通信するための通信インタフェースであり、既知のＬＡＮ（Local Area Network）モジュールや、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）モジュール等の無線通信モジュールによって実現される。同様に、通信制御装置１は、機器２が外部の装置と通信するための通信インタフェースであり、既知のＬＡＮモジュールや、Ｗｉ－Ｆｉモジュール、携帯通信モジュール等である。
【0053】
制御部１２は、通信制御装置１のＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサであり、記憶部１０に記憶されたプログラムを実行することによって、鍵生成部１２０、ブロックチェーン操作部１２１、暗号化部１２２、停止命令生成部１２３、及び記憶装置操作部１２４として機能する。なお、図３は、通信制御装置１が単一の装置で構成されている場合の例を示している。しかしながら、通信制御装置１は、例えばクラウドコンピューティングシステムのように複数のプロセッサやメモリ等の計算リソースによって実現されてもよい。この場合、制御部１２を構成する各部は、複数の異なるプロセッサの中の少なくともいずれかのプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。
【0054】
【0055】
（機器間通信の共通鍵の共有）
図４は、実施の形態に係る通信制御システムＳにおいて実行される機器間通信における共通鍵の共有処理の流れを説明するためのシーケンス図の前半部である。また、図５は、実施の形態に係る通信制御システムＳにおいて実行される機器間通信の共通鍵の共有処理の流れを説明するためのシーケンス図の後半部である。以下、図４及び図５を参照して実施の形態に係る機器間通信の共通鍵の共有処理の流れを説明する。
図４は、実施の形態に係る通信制御システムＳにおいて実行される機器間通信における共通鍵の共有処理の流れを説明するためのシーケンス図の前半部である。また、図５は、実施の形態に係る通信制御システムＳにおいて実行される機器間通信の共通鍵の共有処理の流れを説明するためのシーケンス図の後半部である。以下、図４及び図５を参照して実施の形態に係る機器間通信の共通鍵の共有処理の流れを説明する。
【0056】
図４において、第１機器２ａの通信部２１は、第１機器２ａを識別するための第１機器識別子と、第１機器２ａと通信するための情報である第１接続情報と、を含む第１接続要求を通信制御装置１に送信する（Ｓ２）。通信制御装置１の通信部１１は、第１機器２ａから送信された第１接続要求を受信する（Ｓ４）。
【0057】
第２機器２ｂの通信部２１は、第２機器２ｂを識別するための第２機器識別子と、第２機器２ｂと通信するための情報である第２接続情報と、を含む第２接続要求を通信制御装置１に送信する（Ｓ６）。通信制御装置１の通信部１１は、第２機器２ｂから送信された第２接続要求を受信する（Ｓ８）。
【0058】
通信制御装置１の鍵生成部１２０は、第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信で用いる共通鍵Ｃを生成する（Ｓ１０）。通信制御装置１のブロックチェーン操作部１２１は、複数の機器２それぞれが保持している秘密鍵に対応する公開鍵と、複数の機器２それぞれを識別するための機器識別子とを対応づけて登録しているブロックチェーンＢに、第１機器識別子に対応する公開鍵である第１公開鍵と、第２機器識別子に対応する公開鍵である第２公開鍵とを問い合わせる（Ｓ１２）。ブロックチェーン操作部１２１は、ブロックチェーンＢをから、第１公開鍵と第２公開鍵とを取得する（Ｓ１４）。
【0059】
図５において、通信制御装置１の暗号化部１２２は、共通鍵Ｃと第２機器２ｂから取得した第２接続情報とを含む情報を第１公開鍵で暗号化して第１暗号化情報を生成する（Ｓ１６）。同様に、暗号化部１２２は、共通鍵Ｃと第１機器２ａから取得した第１接続情報とを含む情報を第２公開鍵で暗号化して第２暗号化情報を生成する（Ｓ１８）。
【0060】
通信制御装置１の通信部１１は、第１暗号化情報を第１機器２ａに送信する（Ｓ２０）。第１機器２ａの通信部２１は、通信制御装置１が送信した第１暗号化情報を受信する（Ｓ２２）。また、通信制御装置１の通信部１１は、第２暗号化情報を第２機器２ｂに送信する（Ｓ２４）。第２機器２ｂの通信部２１は、通信制御装置１が送信した第２暗号化情報を受信する（Ｓ２６）。これにより、第１機器２ａと第２機器２ｂとは、互いの機器間通信で用いるための共通鍵Ｃを共有することができる。
【0061】
なお、通信制御装置１の記憶装置操作部１２４は、第１機器識別子、第１接続情報、第２機器識別子、第２接続情報、及び共通鍵を含む機器間通信情報を、記憶装置３に格納する。これにより、通信制御装置１は、第１機器２ａ及び第２機器２ｂとの間で行われている機器間通信を管理することができる。
【0062】
【0063】
第１機器２ａの復号部２２は、第１機器２ａが保持している秘密鍵である第１秘密鍵を用いて第１暗号化情報を復号することにより、共通鍵Ｃと第２接続情報とを取得する（Ｓ２８）。共通鍵Ｃと第２接続情報とは、第１機器２ａの記憶部２０に格納される。
【0064】
第１機器２ａの暗号化部２３は、第２機器に送信するための送信データを共通鍵Ｃで暗号化して（Ｓ３０）暗号化送信データを生成する。第１機器２ａの通信部２１は、第２接続情報を用いて暗号化送信データを第２機器２ｂに送信する（Ｓ３２）。
【0065】
第２機器２ｂの通信部２１は、第１機器２ａが送信した暗号化送信データを受信する（Ｓ３４）。第２機器２ｂの復号部２２は、第２機器２ｂが保持している秘密鍵である第２秘密鍵を用いて第２暗号化情報を復号することにより（Ｓ３６）、共通鍵Ｃと第１接続情報とを取得する。共通鍵Ｃと第１接続情報とは、第２機器２ｂの記憶部２０に格納される。第２機器２ｂの復号部２２は、第１機器２ａから受信した暗号化送信データを共通鍵Ｃで復号し（Ｓ３８）、送信データを取得する。これにより、第１機器２ａは、第２機器２ｂに対して情報を安全に送信することができる。
【0066】
なお、暗号化送信データは共通鍵Ｃを用いて暗号化されているため、第１機器２ａは、暗号化されていない通常の通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ通信）を用いて第２機器２ｂに対して情報を送信すればよい。第２機器２ｂから第１機器２ａに対して情報を送信する際も同様である。
【0067】
このように、第１機器２ａと第２機器２ｂとがそれぞれ通信制御装置１から共通鍵Ｃを受信することにより、第１機器２ａと第２機器２ｂとは安全に機器間通信を実行することができる。
【0068】
（共通鍵の更新）
図７は、実施の形態に係る通信制御システムＳにおいて実行される共通鍵Ｃの更新処理の流れを説明するためのシーケンス図である。通信制御装置１は、例えば第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信で用いられている共通鍵Ｃが漏洩したことを検知した場合や、あるいは第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信の安全性をより高めることを目的として定期的に、共通鍵Ｃを更新する処理を実行する。以下、図７を参照して、共通鍵Ｃの更新の流れを説明する。
図７は、実施の形態に係る通信制御システムＳにおいて実行される共通鍵Ｃの更新処理の流れを説明するためのシーケンス図である。通信制御装置１は、例えば第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信で用いられている共通鍵Ｃが漏洩したことを検知した場合や、あるいは第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信の安全性をより高めることを目的として定期的に、共通鍵Ｃを更新する処理を実行する。以下、図７を参照して、共通鍵Ｃの更新の流れを説明する。
【0069】
通信制御装置１の鍵生成部１２０は、第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信で用いられている共通鍵Ｃとは異なる新たな共通鍵Ｃ２を生成する（Ｓ４０）。通信制御装置１の暗号化部１２２は、新たな共通鍵Ｃ２を第１公開鍵で暗号化して第１暗号化共通鍵を生成する（Ｓ４２）。同様に、通信制御装置１の暗号化部１２２は、新たな共通鍵Ｃ２を第２公開鍵で暗号化して第２暗号化共通鍵を生成する（Ｓ４４）。
【0070】
通信制御装置１の通信部１１は、第１暗号化共通鍵を第１機器２ａに送信する（Ｓ４６）。第１機器２ａの通信部２１は、通信制御装置１から第１暗号化共通鍵を受信する（Ｓ４８）。第１機器２ａの復号部２２は、第１機器２ａが保持している第１秘密鍵を用いて第１暗号化共通鍵を復号して（Ｓ５０）、新たな共通鍵Ｃ２を取得する。第１機器２ａの鍵更新部２４は、第１機器２ａの記憶部２０に格納された共通鍵Ｃを破棄するとともに（Ｓ５２）、新たな共通鍵Ｃ２を第１機器２ａの記憶部２０に格納する。
【0071】
通信制御装置１の通信部１１は、第２暗号化共通鍵を第２機器２ｂに送信する（Ｓ５４）。第２機器２ｂの通信部２１は、通信制御装置１から第２暗号化共通鍵を受信する（Ｓ５６）。第２機器２ｂの復号部２２は、第２機器２ｂが保持している第２秘密鍵を用いて第２暗号化共通鍵を復号して（Ｓ５８）、新たな共通鍵Ｃ２を取得する。第２機器２ｂの鍵更新部２４は、第２機器２ｂの記憶部２０に格納された共通鍵Ｃを破棄するとともに（Ｓ６０）、新たな共通鍵Ｃ２を第２機器２ｂの記憶部２０に格納する。
【0072】
これにより、第１機器２ａと第２機器２ｂとは、古い共通鍵Ｃを破棄するととともに、新たな共通鍵Ｃ２を共有することができる。通信制御装置１は、第１公開鍵及び第２公開鍵を用いて新たな共通鍵Ｃ２を暗号化するため、たとえ共通鍵Ｃが第三者に漏洩されていたとしても、新たな共通鍵Ｃ２を第１機器２ａと第２機器２ｂとに安全に送信することができる。なお、通信制御装置１の記憶装置操作部１２４は、記憶装置３に格納されている機器間通信情報のうち、古い共通鍵Ｃを新たな共通鍵Ｃ２で上書きして更新する。
【0073】
（共通鍵の更新の別の態様）
第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信の安全性をより高めることを目的として定期的に共通鍵Ｃを更新する場合等、共通鍵Ｃが第三者に漏洩されていることが確認されていない場合には、通信制御装置１は、新たな共通鍵Ｃ２を既存の共通鍵Ｃで暗号化してもよい。この場合、通信制御装置１の復号部２２は１度の暗号化処理で各機器２に送信するデータを生成できるため、特に機器間通信を実施している機器２の数が多い場合には計算リソースを抑制できる点で効果がある。以下、この場合について説明する。
第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信の安全性をより高めることを目的として定期的に共通鍵Ｃを更新する場合等、共通鍵Ｃが第三者に漏洩されていることが確認されていない場合には、通信制御装置１は、新たな共通鍵Ｃ２を既存の共通鍵Ｃで暗号化してもよい。この場合、通信制御装置１の復号部２２は１度の暗号化処理で各機器２に送信するデータを生成できるため、特に機器間通信を実施している機器２の数が多い場合には計算リソースを抑制できる点で効果がある。以下、この場合について説明する。
【0074】
通信制御装置１の暗号化部１２２は、鍵生成部１２０が生成した新たな共通鍵Ｃ２を、既に第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信で用いられている共通鍵Ｃで暗号化して更新用暗号化共通鍵を生成する。通信制御装置１の通信部１１は、更新用暗号化共通鍵を第１機器２ａと第２機器２ｂとのそれぞれに送信する。
【0075】
第１機器２ａの通信部２１と第２機器２ｂの通信部２１とは、それぞれ通信制御装置１から更新用暗号化共通鍵を受信する。その後、第１機器２ａの復号部２２と第２機器２ｂの復号部２２とは、それぞれ共通鍵Ｃを用いて更新用暗号化共通鍵を復号することにより、新たな共通鍵Ｃ２を取得する。第１機器２ａの鍵更新部２４は、第１機器２ａの記憶部２０に格納された共通鍵Ｃを破棄するとともに、新たな共通鍵Ｃ２を第１機器２ａの記憶部２０に格納する。同様に、第２機器２ｂの鍵更新部２４は、第２機器２ｂの記憶部２０に格納された共通鍵Ｃを破棄するとともに、新たな共通鍵Ｃ２を第２機器２ｂの記憶部２０に格納する。
【0076】
これにより、第１機器２ａと第２機器２ｂとは古い共通鍵Ｃを破棄して新たな共通鍵Ｃ２に更新することができる。一つの共通鍵Ｃを使い続ける場合と比較して、通信の安全性をより高めうる点で効果がある。
【0077】
（機器間通信の停止）
図８は、実施の形態に係る通信制御システムＳにおいて実行される機器間通信の停止処理の流れを説明するためのシーケンス図である。以下、図８を参照して、機器間通信の停止処理の流れを説明する。
図８は、実施の形態に係る通信制御システムＳにおいて実行される機器間通信の停止処理の流れを説明するためのシーケンス図である。以下、図８を参照して、機器間通信の停止処理の流れを説明する。
【0078】
通信制御装置１の停止命令生成部１２３は、第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信を停止することを指示する停止命令を生成する（Ｓ６２）。通信制御装置１の暗号化部１２２は、停止命令生成部１２３が生成した停止命令を第１公開鍵で暗号化して第１暗号化停止命令を生成する（Ｓ６４）。同様に、通信制御装置１の暗号化部１２２は、停止命令生成部１２３が生成した停止命令を第２公開鍵で暗号化して第２暗号化停止命令を生成する（Ｓ６６）。
【0079】
通信制御装置１の通信部１１は、第１暗号化停止命令を第１機器２ａに送信する（Ｓ６８）。第１機器２ａの通信部２１は、通信制御装置１から第１暗号化停止命令を受信する（Ｓ７０）。第１機器２ａの復号部２２は、第１秘密鍵を用いて第１暗号化停止命令を復号し（Ｓ７２）、停止命令を取得する。第１機器２ａの通信部２１は、停止命令にしたがって、第２機器２ｂとの間の機器間通信を停止する（Ｓ７４）。
【0080】
通信制御装置１の通信部１１は、第２暗号化停止命令を第２機器２ｂに送信する（Ｓ７６）。第２機器２ｂの通信部２１は、通信制御装置１から第２暗号化停止命令を受信する（Ｓ７８）。第２機器２ｂの復号部２２は、第２秘密鍵を用いて第２暗号化停止命令を復号し（Ｓ８０）、停止命令を取得する。第２機器２ｂの通信部２１は、停止命令にしたがって、第１機器２ａとの間の機器間通信を停止する（Ｓ８２）。
【0081】
このように、実施の形態に係る通信制御システムＳにおいては、機器間通信を確立している第１機器２ａ及び第２機器２ｂとは異なる通信制御装置１が、第１機器２ａと第２機器２ｂとの間の機器間通信に介入し、機器間通信を停止させることができる。
【0082】
（秘密鍵及び公開鍵の生成）
上述したように、実施の形態に係る通信制御システムＳにおいては、各機器２が保持する秘密鍵を通信制御装置１が生成してもよい。この場合、通信制御装置１の鍵生成部１２０が第１機器２ａに保持させる第１秘密鍵と、その第１秘密鍵に対応する第１公開鍵とを生成する。同様に、通信制御装置１の鍵生成部１２０は、第２機器２ｂに保持させる第２秘密鍵と、その第２秘密鍵に対応する第２公開鍵とを生成する。
上述したように、実施の形態に係る通信制御システムＳにおいては、各機器２が保持する秘密鍵を通信制御装置１が生成してもよい。この場合、通信制御装置１の鍵生成部１２０が第１機器２ａに保持させる第１秘密鍵と、その第１秘密鍵に対応する第１公開鍵とを生成する。同様に、通信制御装置１の鍵生成部１２０は、第２機器２ｂに保持させる第２秘密鍵と、その第２秘密鍵に対応する第２公開鍵とを生成する。
【0083】
通信制御装置１のブロックチェーン操作部１２１は、第１公開鍵を第１機器識別子と対応づけてブロックチェーンＢに登録するとともに、第２公開鍵を第２機器識別子と対応づけてブロックチェーンＢに登録する。その後、通信制御装置１の通信部１１は、第１秘密鍵を第１機器２ａに送付するとともに、第２秘密鍵を第２機器２ｂに送付する。これは、第１機器２ａと第２機器２ｂとが、それぞれ通信制御装置１とＴＬＳ通信等の安全な通信を確立できる場合には、通信部１１は第１秘密鍵と第２秘密鍵とをそれぞれ第１機器２ａと第２機器２ｂとに電気通信によって送信してもよい。
【0084】
また、第１機器２ａと第２機器２ｂとがそれぞれ通信制御装置１と安全な通信を確立できない場合には、通信制御装置１の管理者は、第１秘密鍵と第２秘密鍵とをそれぞれＵＳＢメモリ等の記録媒体に格納し、第１機器２ａと第２機器２ｂとの管理者に郵送によって送付してもよい。この場合、通信制御装置１の通信部１１は、第１秘密鍵と第２秘密鍵とを図示しない通信制御装置１の出力インタフェースを介して記録媒体に出力するとともに、記録媒体の送付先を印字したラベルも出力してもよい。
【0085】
これにより、ブロックチェーンＢに登録されている各機器２の公開鍵は、各機器２が保持している秘密鍵に対応させることができる。また、ブロックチェーンＢは耐改ざん性に優れているため、ブロックチェーンＢに登録されている公開鍵は各機器２が保持する秘密鍵に対応する公開鍵として通信制御装置１が生成したことを保証できる。
【0086】
＜実施の形態に係る通信制御システムＳの利用シーン＞
実施の形態に係る通信制御システムＳの利用シーンの一例を説明する。
実施の形態に係る通信制御システムＳの利用シーンの一例を説明する。
【0087】
実施の形態に係る通信制御システムＳは、一例として、工場等において各種情報を計測するために設置された多数のＩｏＴ（Internet Of Things）機器の間で機器間通信を実行するために用いられる。ここで、多くのＩｏＴ機器は、一般的なＰＣ（Personal Computer）やスマートホンと比較して非常に乏しい計算リソースしか持たない場合も想定されている。さらに、機器間通信を行うＩｏＴ機器が置かれた環境が、例えば、人が常駐したり頻繁に立ち入ったりすることが難しい過酷な環境である場合等に、無人を前提として機器間通信を運用することが望まれる場合にも、実施の形態に係る通信制御システムＳを利用することができる。
【0088】
ブロックチェーンＢは、各ＩｏＴ機器を識別するための機器識別子と、各ＩｏＴ機器が保持している秘密鍵に対応する公開鍵とを紐づけてあらかじめ格納している。ＩｏＴ機器の利用者は機器間通信を確立させたいＩｏＴ機器群を選択してそれらの機器識別子を通信制御装置１に通知するとともに、各ＩｏＴ機器に対して機器間通信を開始することを指示する。各ＩｏＴ機器が、自身の機器識別子と接続情報とを含む識別要求を通信制御装置１に送信すると、通信制御装置１は、機器間通信を確立させたいＩｏＴ機器それぞれの機器識別子に基づいて、各ＩｏＴ機器に共通鍵Ｃと接続情報とを送信する。
【0089】
これにより、各ＩｏＴ機器は機器間通信を行うＩｏＴ機器の接続情報と、機器間通信に用いる共通鍵Ｃを取得できるので、機器間通信を開始することができる。なお、本手法は、機器間通信を構成するネットワークの形状に依存しない。各ＩｏＴ機器が通信制御装置１と通信して接続情報と共通鍵Ｃとを取得できればよく、各ＩｏＴ機器がそれらの情報を取得した後は、機器間通信を構成するネットワークが仮にスター形状であってもメッシュ形状であっても、機器間通信を実施することができる。また、本手法は、ＩｏＴが機器間通信を構成しているか否かに関わらず、通信制御装置１は、各ＩｏＴが保持する秘密鍵のみがそれぞれ復号することができる暗号化された情報を各ＩｏＴ機器に送信することができる。これにより、通信制御装置１は、ＩｏＴ機器による機器間通信を、いわば中央集権的に制御することができる。
【0090】
＜実施の形態に係る通信制御システムＳが奏する効果＞
以上説明したように、実施の形態に係る通信制御システムＳによれば、電子証明書を用いずに安全な機器間通信を実現することができる。
以上説明したように、実施の形態に係る通信制御システムＳによれば、電子証明書を用いずに安全な機器間通信を実現することができる。
【0091】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果をあわせ持つ。
【0092】
１・・・通信制御装置
１０・・・記憶部
１１・・・通信部
１２・・・制御部
１２０・・・鍵生成部
１２１・・・ブロックチェーン操作部
１２２・・・暗号化部
１２３・・・停止命令生成部
１２４・・・停止命令生成部
２・・・機器
２ａ・・・第１機器
２ｂ・・・第２機器
２０・・・記憶部
２１・・・通信部
２２・・・復号部
２３・・・暗号化部
２４・・・鍵更新部
３・・・記憶装置
Ｂ・・・ブロックチェーン
Ｎ・・・ネットワーク
Ｓ・・・通信制御システム
１０・・・記憶部
１１・・・通信部
１２・・・制御部
１２０・・・鍵生成部
１２１・・・ブロックチェーン操作部
１２２・・・暗号化部
１２３・・・停止命令生成部
１２４・・・停止命令生成部
２・・・機器
２ａ・・・第１機器
２ｂ・・・第２機器
２０・・・記憶部
２１・・・通信部
２２・・・復号部
２３・・・暗号化部
２４・・・鍵更新部
３・・・記憶装置
Ｂ・・・ブロックチェーン
Ｎ・・・ネットワーク
Ｓ・・・通信制御システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】