特許 7635791 システム、及びシステムの動作方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-17

(45)【発行日】2025-02-26

(54)【発明の名称】システム、及びシステムの動作方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 9/32 20060101AFI20250218BHJP

【ＦＩ】

H04L9/32 200B

H04L9/32 200D

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023017888

(22)【出願日】2023-02-08

(65)【公開番号】P2024112677

(43)【公開日】2024-08-21

【審査請求日】2024-04-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100139491

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 隆慶

(72)【発明者】

【氏名】マルセロ フレイタス

(72)【発明者】

【氏名】フランチェスコ デリージ

(72)【発明者】

【氏名】マイケル パドン

【審査官】行田 悦資

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１００２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２５９１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１０２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－０１０２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１１７５６０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００５－３２８３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－００６１３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ９／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

端末装置と、前記端末装置と通信する機器とを有するシステムであって、
前記端末装置は、前記機器にて生成される電子証明書署名要求に応答して電子署名を生成し、
前記機器は、前記電子証明書署名要求、前記電子署名及び電子証明書を、ユーザと前記端末装置を対応付けた情報を有するサーバへ送り、前記サーバと連係する認証局で前記電子証明書が認証されることを条件として、前記サーバとの通信を確立する、
システム。

【請求項2】

請求項１において、
前記サーバにて、前記電子署名が前記ユーザと前記端末装置を対応付けた情報に対応することを条件として、前記電子証明書署名要求及び前記電子証明書が前記認証局へ送られ、当該認証局から送られる認証済みの電子証明書が前記機器へ送られる、
システム。

【請求項3】

請求項２において、
前記機器は、前記端末装置を有線又は無線で認識すると前記電子証明書署名要求を前記端末装置へ送る、
システム。

【請求項4】

端末装置と、前記端末装置と通信する機器とを有するシステムの動作方法であって、
前記端末装置が、前記機器にて生成される電子証明書署名要求に応答して電子署名を生成するステップと、
前記機器が、前記電子証明書署名要求、前記電子署名及び電子証明書を、ユーザと前記端末装置を対応付けた情報を有するサーバへ送り、前記サーバと連係する認証局で前記電子証明書が認証されることを条件として、前記サーバとの通信を確立するステップと、
を含む動作方法。

【請求項5】

請求項４において、
前記サーバにて、前記電子署名に含まれる情報が前記ユーザと前記端末装置を対応付けた情報に対応することを条件として、前記電子証明書署名要求及び前記電子証明書が前記認証局へ送られ、当該認証局から送られる認証済みの電子証明書が前記機器へ送られるステップを更に含む、
動作方法。

【請求項6】

請求項５において、
前記機器が、前記端末装置を有線又は無線で認識すると前記電子証明書署名要求を前記端末装置へ送る、
動作方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、システム、及びシステムの動作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩｏＴ（Internet Of Things）又はいわゆるモノのインターネットでは、住宅、車両、家電製品、電子機器といった種々のＩｏＴ機器をインターネットに接続することで、機器同士での情報の送受、機器の遠隔制御等が行われる。各種ＩｏＴ機器がインターネット経由でサーバ装置等との通信を確立する際、なりすまし等の不正を未然に防ぐべく、ＩｏＴ機器の真正性を証明するための技術が提案されている。かかる技術に関連し、例えば特許文献１には、インターネット経由で他の機器と通信を行うＩｏＴ機器の真正性又は送受される情報の真正性を認証するための電子証明書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】

【文献】特許６４６５４２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＩｏＴ機器の真正性について認証を得る手続きは概して煩雑であるので、手続きを効率化する余地がある。

【0005】

本開示は、ＩｏＴ機器の真正性についての認証取得の効率向上を可能にするシステム等を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示におけるシステムは、端末装置と、前記端末装置と通信する機器とを有するシステムであって、前記端末装置は、前記機器にて生成される電子証明書署名要求に応答して電子署名を生成し、前記機器は、前記電子証明書署名要求、前記電子署名及び電子証明書を、ユーザと前記端末装置を対応付けた情報を有するサーバへ送り、前記サーバと連係する認証局で前記電子証明書が認証されることを条件として、前記サーバとの通信を確立する。

【0007】

本開示におけるシステムの動作方法は、端末装置と、前記端末装置と通信する機器とを有するシステムの動作方法であって、前記端末装置が、前記機器にて生成される電子証明書署名要求に応答して電子署名を生成するステップと、前記機器が、前記電子証明書署名要求、前記電子署名及び電子証明書を、ユーザと前記端末装置を対応付けた情報を有するサーバへ送り、前記サーバと連係する認証局で前記電子証明書が認証されることを条件として、前記サーバとの通信を確立するステップと、を含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示におけるシステム等によれば、ＩｏＴ機器の真正性についての認証取得の効率向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ＩｏＴシステムの構成例を示す図である。

【図2】ＩｏＴシステムにおける各機器の動作手順例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら実施の形態について説明する。

【0011】

図１は、一実施形態におけるＩｏＴシステムの構成例を示す図である。ＩｏＴシステム１は、ネットワーク１４を介して互いに情報通信可能に接続される、それぞれ一以上の機器１１、バックエンドサーバ１２及び認証サーバ１３を有する。また、ＩｏＴシステム１は、機器１１と直接的に通信可能に構成される端末装置１０を有する。機器１１は、通信機能と情報処理機能とを備える、例えば、各種家電製品、各種センサ機器、各種住居設備等である。バックエンドサーバ１２は、例えば、クラウドコンピューティングシステム又はその他のコンピューティングシステムに属し、各種機能を実装するサーバとして機能するサーバコンピュータである。バックエンドサーバ１２は、機器１１から収集する各種情報を処理したり、機器１１間の情報の授受、制御を中継したりする。認証サーバ１３は、機器１１がバックエンドサーバ１２と接続する際に機器１１の真正性を担保するための認証処理を行う認証局のサーバである。端末装置１０は、機器１１と有線又は無線で直接的に通信する機能を有するとともに、機器１１の認証のために必要な情報の処理及び格納をする、ハードウェアトークン、ＩＣ（Integrated Circuit）カード等である。ネットワーク１４は、例えばインターネットであるが、アドホックネットワーク、ＬＡＮ、ＭＡＮ(Metropolitan Area Network)、もしくは他のネットワーク又はこれらいずれかの組合せを含んでもよい。

【0012】

本実施形態において、ＩｏＴシステム１では、端末装置１０、機器１１及びバックエンドサーバ１２は、各種情報を公開鍵暗号方式に基づいて暗号化して送受したり、復号すしたりする。端末装置１０は、機器１１にて生成されて送られる電子証明書署名要求（以下、ＣＳＲ（Certificate Signature Request）という）に応答して電子署名を生成して機器１１へ送る。機器１１は、ＣＳＲ、電子署名及び電子証明書を、ユーザと端末装置１０を対応付けた情報を有するバックエンドサーバ１２へ送る。バックエンドサーバ１２と連係する認証局、つまり認証サーバ１３で電子証明書が認証されることを条件として、機器１１とバックエンドサーバ１２との通信が確立される。ユーザは、端末装置１０を機器１１と通信させることで、機器１１に認証に必要な情報を直接的に入力することなく、機器１１の真正性についての認証を取得して機器１１のバックエンドサーバ１２との接続を確立することが可能となる。よって、ＩｏＴ機器の真正性についての認証取得の効率向上が可能になる。

【0013】

次いで、ＩｏＴシステム１の各部の構成について説明する。

【0014】

端末装置１０は、通信部１０１、記憶部１０２、制御部１０３及び入出力部１０４を有する。

【0015】

通信部１０１は、一以上の通信用インタフェースを含む。通信用インタフェースは、機器１１と通信可能な、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の有線インタフェース、又はBluetooth（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）等の近距離無線インタフェースである。

【0016】

記憶部１０２は、例えば、一以上の半導体メモリ、一以上の磁気メモリ、一以上の光メモリ、又はこれらのうち少なくとも２種類の組み合わせを含む。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）又はＲＯＭ（Read Only Memory）である。ＲＡＭは、例えば、ＳＲＡＭ（Static RAM）又はＤＲＡＭ（Dynamic RAM）である。ＲＯＭは、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）である。

【0017】

制御部１０３は、一以上のプロセッサ、一以上の専用回路、又はこれらの組み合わせを含む。プロセッサは、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。専用回路は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等である。

【0018】

入出力部１０４は、ユーザの入力を検出して入力情報を制御部１０３に送る入力インタフェースと、制御部１０３が生成する情報をユーザに対して出力する出力インタフェースを有する。入力インタフェースは、例えば、物理キー、静電容量キー、パネルディスプレイと一体的に設けられたタッチスクリーン等である。また、出力インタフェースは、例えば、出力する情報に応じて点灯・消灯する照明、情報を画像として出力するディスプレイ、情報を音声として出力するスピーカ等である。

【0019】

機器１１は、通信部１１１、記憶部１１２、及び制御部１１３を有する。

【0020】

通信部１１１は、一以上の通信用インタフェースを含む。通信用インタフェースは、例えば、有線若しくは無線のＬＡＮインタフェース、又はＬＴＥ（Long Term Evolution）、４Ｇ（4th Generation）、若しくは５Ｇ（5th Generation）等の移動通信規格に対応したインタフェース、端末装置１０と通信可能なＵＳＢ等の有線インタフェース、又はBluetooth、ＮＦＣ等の近距離無線インタフェースである。通信部１１１は、制御部１１３の動作に用いられる情報を端末装置１０、バックエンドサーバ１２から受信し、また制御部１１３の動作によって得られる情報を送信する。

【0021】

記憶部１１２は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能する一以上の半導体メモリ、一以上の磁気メモリ、一以上の光メモリ、又はこれらのうち少なくとも２種類の組み合わせを含む。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭである。ＲＡＭは、例えば、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭである。ＲＯＭは、例えば、ＥＥＰＲＯＭである。記憶部１１２は、制御部１１３の動作に用いられる情報と、制御部１１３の動作によって得られた情報とを格納する。

【0022】

制御部１１３は、一以上のプロセッサ、一以上の専用回路、又はこれらの組み合わせを含む。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵなどの汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。専用回路は、例えば、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等である。制御部１１３は、機器１１の各部を制御しながら、機器１１の動作に係る情報処理を実行する。

【0023】

バックエンドサーバ１２は、通信部１２１、記憶部１２２、及び制御部１２３を有する。バックエンドサーバ１２は、例えば、一のコンピュータである。または、バックエンドサーバ１２は、情報通信可能に接続されて連携動作する二以上のコンピュータで構成されてもよい。その場合、図１に示す構成は二以上のコンピュータに適宜に配置される。

【0024】

通信部１２１は、一以上の通信用インタフェースを含む。通信用インタフェースは、例えば、有線又は無線のＬＡＮインタフェースである。通信部１２１は、バックエンドサーバ１２の動作に用いられる情報を受信し、またバックエンドサーバ１２の動作によって得られる情報を送信する。バックエンドサーバ１２は、通信部１２１によりネットワーク１４に接続され、ネットワーク１４経由で機器１１及び認証サーバ１３と情報通信を行う。

【0025】

記憶部１２２は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能する一以上の半導体メモリ、一以上の磁気メモリ、一以上の光メモリ、又はこれらのうち少なくとも２種類の組み合わせを含む。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭである。ＲＡＭは、例えば、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭである。ＲＯＭは、例えば、ＥＥＰＲＯＭである。記憶部１２２は、制御部１２３の動作に用いられる情報と、制御部１２３の動作によって得られた情報とを格納する。

【0026】

制御部１２３は、一以上のプロセッサ、一以上の専用回路、又はこれらの組み合わせを含む。プロセッサは、例えば、ＣＰＵなどの汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化したＧＰＵ等の専用プロセッサである。専用回路は、例えば、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等である。制御部１２３は、バックエンドサーバ１２の各部を制御しながら、バックエンドサーバ１２の動作に係る情報処理を実行する。

【0027】

バックエンドサーバ１２の機能は、制御プログラムを、制御部１２３に含まれるプロセッサで実行することにより実現される。制御プログラムは、バックエンドサーバ１２の動作に含まれるステップの処理をコンピュータに実行させることで、そのステップの処理に対応する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムである。すなわち、制御プログラムは、コンピュータをバックエンドサーバ１２として機能させるためのプログラムである。また、バックエンドサーバ１２の一部又は全ての機能が、制御部１０３に含まれる専用回路により実現されてもよい。また、制御プログラムは、バックエンドサーバ１２に読取り可能な非一過性の記録・記憶媒体に格納され、バックエンドサーバ１２が媒体から読み取ってもよい。

【0028】

認証サーバ１３は、バックエンドサーバ１２と同等の構成を有する。認証サーバ１３は、一以上のコンピュータにより構成される。

【0029】

図２は、ＩｏＴシステム１における端末装置１０、機器１１、バックエンドサーバ１２及び認証サーバ１３の動作手順例を示すシーケンス図である。図２における端末装置１０、機器１１、バックエンドサーバ１２及び認証サーバ１３の各種情報処理に係るステップは、それぞれの制御部１０３、１１３、１２３及び１２３により実行される。また、各種情報の送受に係るステップは、制御部１０３、１１３、１２３及び１２３が、それぞれ通信部１０１、１１１、１２１及び１２１を介して互いに情報を送受することにより実行される。

【0030】

図２の手順は、ユーザが端末装置１０を用いて機器１１のバックエンドサーバ１２との通信を確立させるときの手順である。図２の手順は、ユーザが端末装置１０を機器１１に対し物理的に接続又は接近させることで開始される。

【0031】

ステップＳ２０１において、端末装置１０は、機器１１に物理的に接続されることで、機器１１により認識され機器１１との情報の送受が可能となる。あるいは、端末装置１０は、近距離無線通信により機器１１に認識され機器１１との情報の送受が可能となる。

【0032】

ステップＳ２０３において、機器１１は、秘密鍵と公開鍵、電子証明書、及びＣＳＲを生成する。

【0033】

ステップＳ２０５において、機器１１は、ＣＳＲへの電子署名要求を端末装置１０に送る。端末装置１０は、予め秘密鍵と公開鍵を生成し、公開鍵を含む公開鍵証明書を認証サーバ１３から取得することで、端末装置１０は認証を得る。

【0034】

ステップＳ２０７において、電子署名要求に応答して端末装置１０は、電子署名を促す通知をユーザへ向けて出力し、ユーザによる操作を受け付ける。通知は、例えば、照明の点滅、文字情報の表示又は音声出力等により出力される。ユーザは、電子署名要求の通知を受けて電子署名に承諾すると、承諾に対応する操作を行う。ユーザの操作は、例えば、操作ボタン等に対する接触、押下等である。

【0035】

ステップＳ２０９において、端末装置１０は、ユーザによる操作に応答して、端末装置１０の秘密鍵によりＣＳＲのハッシュ値を暗号化することで電子署名を生成する。そして、端末装置１０は、ＣＳＲに対する電子署名と認証済み公開鍵を含む公開鍵証明書を機器１１へ送る。

【0036】

ステップＳ２１１において、機器１１は、端末装置１０から受け取った電子署名と公開鍵証明書をＣＳＲに付加する。

【0037】

ステップＳ２１３において、機器１１は、電子署名を付加したＣＳＲと、端末装置１０から受け取った公開鍵証明書とを、バックエンドサーバ１２へ送る。

【0038】

ステップＳ２１５において、バックエンドサーバ１２は、ＣＳＲの有効性の確認を行う。バックエンドサーバ１２は、ＣＳＲに付加された電子署名を、機器１１から送られた公開鍵証明書に含まれる端末装置１０の認証済み公開鍵で復号し、ＣＳＲのハッシュ値と照合することでＣＳＲの有効性を判断するバックエンドサーバ１２は、端末装置１０から機器１１を介して取得した公開鍵証明書が、予め認証サーバ１３から取得した公開鍵証明書と一致することを条件に、ユーザの真正性を確認する。なお、ＣＳＲの有効性が確認されない場合、又はユーザの真正性が確認されない場合には、バックエンドサーバ１２は、ステップＳ２１７において機器１１にエラーを通知して、図２の手順は終了される。

【0039】

ステップＳ２１９において、バックエンドサーバ１２は、ユーザによる認証を受け付ける。ユーザは、任意の情報処理装置によりネットワーク１４経由でバックエンドサーバ１２にアクセスし、ユーザの識別情報を情報処理装置からサーバ装置へ送る。バックエンドサーバ１２は、ユーザから送られる識別情報が公開鍵証明書の情報と一致することを条件として、ユーザによる認証を受け付ける。このようにして、真正のユーザが予め対応づけられた端末装置１０を用いることで機器１１のＣＳＲが電子署名されたことが確認される。

【0040】

ユーザの真正性が確認されると、ステップＳ２２１において、バックエンドサーバ１２は、ＣＳＲと、機器１１から受け取った電子証明書を、認証サーバ１３へ送る。電子証明書には、機器１１が生成した公開鍵が含まれる。

【0041】

ステップＳ２２３において、認証サーバ１３は、機器１１の電子証明書から公開鍵を取得して認証し、公開鍵証明書を生成する。認証サーバ１３は、公開鍵証明書に秘密鍵により電子署名をしてバックエンドサーバ１２へ送る。

【0042】

ステップＳ２２５において、バックエンドサーバ１２は、認証サーバ１３から受けた署名済みの公開鍵証明書を機器１１へ送る。

【0043】

ステップＳ２２７において、機器１１は、バックエンドサーバ１２から受けた署名済みの公開鍵証明書を取得する。そして、機器１１は、公開鍵証明書、つまり認証サーバ１３にて認証された自らの公開鍵を設定する。このようにして、機器１１の真正性が確認される。

【0044】

本実施形態によれば、ユーザは、端末装置１０を機器１１と通信させることで、機器１１の認証のために必要な情報を機器１１に直接的に入力することなく、機器１１の真正性についての認証を取得して機器１１のバックエンドサーバ１２との接続を確立することが可能となる。よって、ＩｏＴ機器の真正性についての認証取得の効率向上が可能になる。

【0045】

図２では、機器１１がバックエンドサーバ１２との接続を確立する場合を例とした。しかしながら、バックエンドサーバ１２の代わりに機器１１とは別のＩｏＴ機器がステップＳ２１３～Ｓ２２５を実行することで、機器１１と他のＩｏＴ機器の接続を確立することも可能である。

【0046】

上述において、実施形態を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形及び修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段、ステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0047】

１ ＩｏＴシステム
１０ 端末装置
１１ 機器
１２ バックエンドサーバ
１３ 認証サーバ
１４ ネットワーク
１０１、１１１、１２１ 通信部
１０２、１１２、１２２ 記憶部
１０３、１１３、１２３ 制御部
１０４ 入出力部

【図1】

【図2】