(57)【要約】  アドホックネットワーク（Ａ１）のノード（Ｎ１ａ）は、新規ノード（Ｎｘ）からの暗号化ＧＷ探索フレーム群（Ｋ（ＴＦ））を受信する。暗号鍵（Ｋ２）〜（Ｋ４）で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレーム（Ｋ２（ＴＦ））〜（Ｋ４（ＴＦ））は、暗号鍵（Ｋ１）で復号できないため、ノード（Ｎ１ａ）で廃棄される。一方、暗号鍵（Ｋ１）で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレーム（Ｋ１（ＴＦ））は、ノード（Ｎ１ａ）で復号できる。したがって、暗号化ＧＷ探索フレーム（Ｋ１（ＴＦ））は、アドホックネットワーク（Ａ１）内でマルチホップ通信される。ゲートウェイ（Ｇ１）は、アドホックネットワーク（Ａ１）内でノード（Ｎ１ａ）からマルチホップ通信されてきた暗号化ＧＷ探索フレーム（Ｋ１（ＴＦ））を受信する。ゲートウェイ（Ｇ１）は、鍵通知フレーム（ＮＦ１）を生成し、ネットワーク（ＮＷ１）を介して管理サーバ（１０１）に送信する。
2012114528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアドホックネットワークのいずれのアドホックネットワーク内の、ゲートウェイ固有の鍵が未設定なノードにおける鍵設定方法であって、
前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続されたサーバと通信可能な携帯端末との接続を検知する検知工程と、
前記検知工程によって前記携帯端末との接続が検知された場合、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信する第１の送信工程と、
前記第１の送信工程によって前記送信指示情報が送信された結果、前記サーバから前記携帯端末を介して、前記取得要求が前記各ゲートウェイ固有の鍵でそれぞれ暗号化された暗号化取得要求群を受信する第１の受信工程と、
前記第１の受信工程によって受信された暗号化取得要求群を、前記複数のアドホックネットワークに同時通報する第２の送信工程と、
前記複数のゲートウェイのうち、前記第２の送信工程によって同時通報された暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記サーバから前記携帯端末を介して受信する第２の受信工程と、
前記第２の受信工程によって受信された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記データを暗号化する鍵に設定する設定工程と、
を含むことを特徴とする鍵設定方法。
【請求項２】
前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに前記データを暗号化する鍵の設定先を識別させる前記ノードの識別情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の鍵設定方法。
【請求項３】
前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに通信先を識別させる前記携帯端末の識別情報を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の鍵設定方法。
【請求項４】
前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに前記ノードに対する近隣ゲートウェイを特定させる前記ノードの位置情報を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の鍵設定方法。
【請求項５】
複数のアドホックネットワークのいずれのアドホックネットワーク内で用いられるノードであって、
前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続されたサーバと通信可能な携帯端末との接続を検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記携帯端末との接続が検知された場合、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信する第１の送信手段と、
前記第１の送信手段によって前記送信指示情報が送信された結果、前記サーバから前記携帯端末を介して、前記取得要求が前記各ゲートウェイ固有の鍵でそれぞれ暗号化された暗号化取得要求群を受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段によって受信された暗号化取得要求群を、前記複数のアドホックネットワークに同時通報する第２の送信手段と、
前記複数のゲートウェイのうち、前記第２の送信手段によって同時通報された暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記サーバから前記携帯端末を介して受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段によって受信された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記データを暗号化する鍵に設定する設定手段と、
を備えることを特徴とするノード。
【請求項６】
前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに前記データを暗号化する鍵の設定先を識別させる前記ノードの識別情報を含むことを特徴とする請求項５に記載のノード。
【請求項７】
前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに通信先を識別させる前記携帯端末の識別情報を含むことを特徴とする請求項５または６に記載のノード。
【請求項８】
前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに前記ノードに対する近隣ゲートウェイを特定させる前記ノードの位置情報を含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載のノード。
【請求項９】
複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続されたサーバであって、
前記各ゲートウェイ固有の各鍵を記憶する記憶手段と、
前記サーバに接続された携帯端末を介して、データを暗号化する鍵が未設定なノードから、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段によって前記送信指示情報が受信された場合、前記取得要求を前記各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された暗号化取得要求群を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信する第１の送信手段と、
前記第１の送信手段によって送信された暗号化取得要求群が、前記ノードから前記複数のアドホックネットワークに同時通報された結果、前記暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイから、前記特定のゲートウェイ固有の鍵の通知指示情報を受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段によって受信された通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記記憶手段から抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信する第２の送信手段と、
を備えることを特徴とするサーバ。
【請求項１０】
前記ノードの近隣ゲートウェイを特定する特定手段をさらに備え、
前記記憶手段は、ゲートウェイごとに、前記ゲートウェイ固有の鍵と前記ゲートウェイの位置情報を記憶しており、
前記特定手段は、前記第１の受信手段によって前記送信指示情報が受信され、かつ、前記送信指示情報に前記ノードの位置情報が含まれている場合、前記ノードの位置情報と前記記憶手段により記憶された各ゲートウェイの位置情報とに基づいて、前記ノードの近隣ゲートウェイを特定し、
前記生成手段は、前記取得要求を前記特定手段によって特定された近隣ゲートウェイ固有の各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成することを特徴とする請求項９に記載のサーバ。
【請求項１１】
前記記憶手段は、さらにゲートウェイごとに、前記ゲートウェイが所属するアドホックネットワーク内のノード数を記憶しており、
前記抽出手段は、前記記憶手段に記憶された前記特定のゲートウェイが所属するアドホックネットワーク内のノード数に基づいて、前記第２の受信手段によって受信された通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵の中から設定対象鍵を抽出することを特徴とする請求項９または１０に記載のサーバ。
【請求項１２】
前記抽出手段は、
通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵の中から、前記ノード数が最大の特定のゲートウェイ固有の鍵を抽出することを特徴とする請求項１１に記載のサーバ。
【請求項１３】
前記抽出手段は、
通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵の中から、前記ノード数が最小の特定のゲートウェイ固有の鍵を抽出することを特徴とする請求項１１に記載のサーバ。
【請求項１４】
複数のアドホックネットワークと、前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内のゲートウェイと接続されたサーバと、を含むネットワークシステムであって、
前記サーバは、
前記各ゲートウェイ固有の各鍵を記憶する記憶手段と、
前記サーバに接続された携帯端末を介して、データを暗号化する鍵が未設定なノードから、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段によって前記送信指示情報が受信された場合、前記取得要求を前記各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された暗号化取得要求群を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信する第１の送信手段と、
前記第１の送信手段によって送信された暗号化取得要求群が、前記ノードから前記複数のアドホックネットワークに同時通報された結果、前記暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイから、前記特定のゲートウェイ固有の鍵の通知指示情報を受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段によって受信された通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記記憶手段から抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信する第２の送信手段と、を備え、
前記ノードは、
前記携帯端末との接続を検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記携帯端末との接続が検知された場合、前記送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信する第３の送信手段と、
前記第３の送信手段によって前記送信指示情報が送信された結果、前記サーバから前記携帯端末を介して、前記暗号化取得要求群を受信する第３の受信手段と、
前記第１の受信手段によって受信された暗号化取得要求群を、前記複数のアドホックネットワークに同時通報する第４の送信手段と、
前記複数のゲートウェイのうち、前記第４の送信手段によって同時通報された暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記サーバから前記携帯端末を介して受信する第４の受信手段と、
前記第２の受信手段によって受信された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記データを暗号化する鍵に設定する設定手段と、
を備えることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項１５】
前記サーバは、前記ノードの近隣ゲートウェイを特定する特定手段をさらに備え、
前記記憶手段はゲートウェイごとに、前記ゲートウェイ固有の鍵と前記ゲートウェイの位置情報を記憶しており、
前記特定手段は、前記第１の受信手段によって前記送信指示情報が受信され、かつ、前記送信指示情報に前記ノードの位置情報が含まれている場合、前記ノードの位置情報と前記各ゲートウェイの位置情報とに基づいて、前記ノードの近隣ゲートウェイを特定し、
前記生成手段は、前記取得要求を前記特定手段によって特定された近隣ゲートウェイ固有の各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成し、
前記ノードの前記第３の送信手段は、
前記検知手段によって前記携帯端末との接続が検知された場合、前記ノードに対する近隣ゲートウェイを特定させる前記ノードの位置情報を含む前記送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信することを特徴とする請求項１４に記載の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、データを暗号化するための鍵を設定する鍵設定方法、ノード、サーバおよびネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アドホックネットワークは、無線通信でリンクする自己構成型のネットワークの一種である。アドホックネットワークは複数のノードにより構成される。また、アドホックネットワーク内の各ノードは、マルチホップ通信によりパケットの送受信を行う。マルチホップ通信は、互いの通信圏内に存在しないノード同士が、各ノードの通信圏内に存在する別のノードを介して通信を行う技術である。【０００３】
また、アドホックネットワークとインターネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの他のネットワークとを接続する場合、ゲートウェイと呼ばれる中継機器を用いて、ネットワーク間の通信の転送が行われる。【０００４】
アドホックネットワークを利用した技術として、各家庭の電力メータに無線通信可能なノードを組み込んで、作業員が現地に出向くことなく、アドホックネットワーク経由でメータ確認などの業務を行うシステムがある。各家庭の電力の使用量などの個人情報を扱うアドホックネットワークでは、秘匿性や改ざん防止の観点からセキュアな通信を行うことが要求される。【０００５】
そこで、従来のシステムでは、アドホックネットワーク内のノード間で送受信されるパケットを暗号化することで、セキュアな通信を確保することが行われている。この際、システム内の全ノードで共通の暗号鍵を用いた場合、鍵漏洩時のリスクが大きいため、ゲートウェイごとに暗号鍵を変えるシステムがある。【０００６】
また、システムへの新規ノードの初期導入時などにおいて、新規ノードは、暗号鍵が設定されるまでの間、アドホックネットワーク内の他のノードとセキュアな通信を行うことができない。このため、アドホックネットワーク経由で新規ノードに暗号鍵を自動設定することが難しく、作業員が現地に出向いて暗号鍵の設定作業を行っている。【０００７】
また、セキュア通信に関する先行技術として、たとえば、端末が通信制御を行うのに必要な各種の通信制御情報を端末とは異なる他の通信装置を利用して認証サーバから取得する技術がある（たとえば、下記特許文献１参照。）。また、アドホックネットワークにおいて通信開始時の鍵交換を安定して行うための技術がある（たとえば、下記特許文献２参照。）。また、各通信端末が最寄りの通信端末と公開鍵を用いて相互認証を行うアドホックネットワークに関する技術がある（たとえば、下記特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１３５８７４号公報
【特許文献２】特開２００７−８８７９９号公報
【特許文献３】特開２００７−１３３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、暗号鍵を設定する場合、設定経路となるアドホックネットワークにおいて、設定に必要なデータを特別扱いして、暗号化せずに送信できることとすると、アドホックネットワークに対し、当該設定に必要なデータを用いた再送攻撃が可能となる。したがって、アドホックネットワークの安全性に問題がある。【００１０】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、アドホックネットワークの安全性の向上を図ることができる鍵設定方法、ノード、サーバおよびネットワークシステム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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本願の一観点によれば、複数のアドホックネットワークのいずれのアドホックネットワーク内のゲートウェイ固有の鍵が未設定なノードが、前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続されたサーバと通信可能な携帯端末との接続を検知し、前記携帯端末との接続が検知された場合、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信し、前記送信指示情報が送信された結果、前記サーバから前記携帯端末を介して、前記取得要求が前記各ゲートウェイ固有の鍵でそれぞれ暗号化された暗号化取得要求群を受信し、受信された暗号化取得要求群を、前記複数のアドホックネットワークに同時通報し、前記複数のゲートウェイのうち、同時通報された暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記サーバから前記携帯端末を介して受信し、受信された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記データを暗号化する鍵に設定することができる。【００１２】
また、本発明の一観点によれば、前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続され、前記各ゲートウェイ固有の各鍵を記憶するサーバが、前記サーバに接続された携帯端末を介して、データを暗号化する鍵が未設定なノードから、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を受信し、前記送信指示情報が受信された場合、前記取得要求を前記各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成し、生成された暗号化取得要求群を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信し、送信された暗号化取得要求群が、前記ノードから前記複数のアドホックネットワークに同時通報された結果、前記暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイから、前記特定のゲートウェイ固有の鍵の通知指示情報を受信し、受信された通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を抽出し、抽出された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記携帯端末を介して前記未設定なノードに送信することができる。【００１３】
また、本発明の一観点によれば、前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続され、ゲートウェイごとに、前記ゲートウェイ固有の鍵と前記ゲートウェイの位置情報を記憶するサーバが、前記サーバに接続された携帯端末を介して、データを暗号化する鍵が未設定なノードから、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を受信し、前記送信指示情報が受信され、かつ、前記送信指示情報に前記ノードの位置情報が含まれている場合、前記ノードの位置情報と前記各ゲートウェイの位置情報とに基づいて、前記ノードの近隣ゲートウェイを特定し、前記取得要求を近隣ゲートウェイ固有の各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成し、生成された暗号化取得要求群を、前記携帯端末を介して前記未設定なノードに送信し、送信された暗号化取得要求群が、前記未設定なノードから前記複数のアドホックネットワークに同時通報された結果、前記暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイから、前記特定のゲートウェイ固有の鍵の通知指示情報を受信し、受信された通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を抽出し、抽出された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記携帯端末を介して前記未設定なノードに送信することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の鍵設定方法、ノード、サーバおよびネットワークシステムによれば、アドホックネットワークの安全性の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態１にかかるアップロード型による新規ノードへの暗号鍵の設定例を示す説明図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかるネットワークシステム１００のシステム構成例を示す説明図である。
【図３】図３は、管理サーバ１０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、ノードのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態１にかかるネットワークシステム１００への新規ノードＮｘの導入例を示す説明図である。
【図６】図６は、実施の形態１にかかる新規ノードＮｘの導入時におけるネットワークシステム１００の動作例を示すシーケンス図である。
【図７】図７は、実施の形態１にかかるノードの機能的構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、実施の形態１にかかる送信指示情報ＥＩのデータ構造例を示す説明図である。
【図９】図９は、実施の形態１にかかる暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）のデータ構造例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１にかかるゲートウェイの機能的構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１にかかる鍵通知フレームＮＦｉのデータ構造例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１にかかる管理サーバ１０１の機能的構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１にかかる暗号鍵ＤＢ１１０の記憶内容の一例を示す説明図である。
【図１４】図１４は、実施の形態１にかかる管理サーバ１０１の認証情報の一例を示す説明図である。
【図１５】図１５は、実施の形態１にかかる携帯端末ＭＴの認証情報の一例を示す説明図である。
【図１６】図１６は、実施の形態１にかかるノードＮの鍵設定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施の形態１にかかるゲートウェイの鍵通知処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、実施の形態１にかかる管理サーバ１０１の鍵提供処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、実施の形態２にかかるアップロード型による新規ノードＮｘへの暗号鍵の設定例を示す説明図である。
【図２０】図２０は、実施の形態２にかかる新規ノードＮｘの導入時におけるネットワークシステム１００の動作例を示すシーケンス図である。
【図２１】図２１は、実施の形態２にかかる送信指示情報ＥＩのデータ構造例を示す説明図である。
【図２２】図２２は、実施の形態２にかかる暗号鍵ＤＢ１１０の記憶内容の一例を示す説明図である。
【図２３】図２３は、実施の形態２にかかる管理サーバ１０１の機能的構成を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、実施の形態２にかかる管理サーバ１０１の鍵提供処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる鍵設定方法、ノード、およびネットワークシステムの実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態では、アップストリーム型による暗号鍵設定について説明する。アップストリーム型とは、新規ノードから上流側（ゲートウェイ）に対しゲートウェイを探索するゲートウェイ探索フレーム（以下、「ＧＷ探索フレーム」）をアップロードすることで、鍵設定を行う処理である。
【００１７】
本実施の形態では、それぞれゲートウェイが存在する複数のアドホックネットワークに対し、それぞれのゲートウェイ固有の鍵で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレーム群を、各アドホックネットワークにアップロードする。各アドホックネットワーク内の暗号鍵設定済みのノードは、暗号化されていないパケットや、暗号化されていても復号できないパケットは廃棄する。
【００１８】
したがって、暗号化ＧＷ探索フレーム群が送信されてきても、保持している暗号鍵で復号できない暗号化ＧＷ探索フレームは廃棄される。一方、復号できる暗号化ＧＷパケットは、所属するアドホックネットワーク内でマルチホップ通信されて、ゲートウェイに到達される。これにより、暗号化されていないパケットや、暗号化されていても復号できないパケットのような不正パケットは、アドホックネットワーク内で伝搬しないため、再送攻撃を防止することができる。以下、図面を用いて具体的に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
＜アップロード型による新規ノードへの暗号鍵の設定例＞
図１は、実施の形態１にかかるアップロード型による新規ノードへの暗号鍵の設定例を示す説明図である。図１のネットワークシステム１００では、例として４つのアドホックネットワークＡ１〜Ａ４が構築されている。また、各アドホックネットワークＡ１〜Ａ４を表現している雲形図形の大きさは所属するノード数の多さを表している。図１では、例として、アドホックネットワークＡ１には１０個のノード、アドホックネットワークＡ２には４個のノード、アドホックネットワークＡ３には７個のノード、アドホックネットワークＡ４には３個のノードが属している。
【００２０】
各アドホックネットワークＡ１〜Ａ４内のノードおよびゲートウェイＧ１〜Ｇ４には、ゲートウェイＧ１〜Ｇ４固有の暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４が設定されている。たとえば、アドホックネットワークＡ１内のノードおよびゲートウェイＧ１にはゲートウェイＧ１固有の暗号鍵Ｋ１、アドホックネットワークＡ２内のノードおよびゲートウェイＧ２にはゲートウェイＧ２固有の暗号鍵Ｋ２、アドホックネットワークＡ３内のノードおよびゲートウェイＧ３にはゲートウェイＧ３固有の暗号鍵Ｋ３、アドホックネットワークＡ４内のノードおよびゲートウェイＧ４にはゲートウェイＧ４固有の暗号鍵Ｋ４が設定されている。
【００２１】
また、管理サーバ１０１は、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどのネットワークＮＷ１を介して、各アドホックネットワークのゲートウェイＧ１〜Ｇ４と相互に通信可能に接続されている。管理サーバ１０１は、暗号鍵データベース（ＤＢ）１１０を有する。暗号鍵ＤＢ１１０は、ゲートウェイアドレス（ＧＷアドレス）ごとに、ゲートウェイＧ１〜Ｇ４固有の暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４とゲートウェイＧ１〜Ｇ４が所属するアドホックネットワークＡ１〜Ａ４のノード数を記憶する。
【００２２】
ゲートウェイＧ１〜Ｇ４固有の暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４は、そのゲートウェイＧ１〜Ｇ４が所属するアドホックネットワークＡ１〜Ａ４内のノード間で送受信されるパケットを暗号化するための鍵である。暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４は、たとえば、１２８〜２５６ビット程度のバイナリデータである。また、各暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４は、たとえば、パケットを暗号化するとともに、暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４を用いて暗号化されたパケットを復号することができる共通鍵である。ノード数は、ノードが設定されるとインクリメントされる。また、図１の暗号鍵ＤＢ１１０では、ＧＷアドレスを便宜上Ｇ１〜Ｇ４（ゲートウェイの符号）で表現している。
【００２３】
ここで、新規ノードＮｘを導入する場合について説明する。図１では、新規ノードＮｘを設置した場合、アドホックネットワークＡ１，Ａ２の通信圏内にあり、アドホックネットワークＡ３，Ａ４の通信圏外にあるとする。新規ノードＮｘは、いずれの暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４も未設定であるため、暗号化パケットの送信や受信パケットの復号はできないが、パケットの単なる受信は可能である。
【００２４】
このように、復号ができないにもかかわらずパケットを受信することを、「傍受」と称す。また、傍受されたパケットについては、新規ノードＮｘはいずれの暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４も持っていないため復号できないが、廃棄せずに送信することもできることとする。なお、アドホックネットワークＡ１〜Ａ４では、それぞれの暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４で暗号化されていないパケットは、受信しても廃棄される。
【００２５】
新規ノードＮｘは、アドホックネットワークＡ１〜Ａ４以外のセキュアなネットワーク経由で管理サーバ１０１と通信するため、管理サーバ１０１と通信可能な携帯端末ＭＴに接続する。携帯端末ＭＴは、作業員ＯＰが使用する携帯型の通信装置であり、たとえば、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）電話機、スマートフォン、ノート型のパーソナル・コンピュータなどである。これにより、ネットワークＮＷ３が設定される。また、携帯端末ＭＴと管理サーバ１０１とが接続されることで、携帯端末ＭＴと管理サーバ１０１間で通信が可能となる。これにより、ネットワークＮＷ２が設定される。そして、携帯端末ＭＴは、たとえば、ＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｓｏｃｋｅｔ  Ｌａｙｅｒ）を用いて、管理サーバ１０１とセキュアな通信を行うことができる。
【００２６】
つぎに、ネットワークＮＷ２，ＮＷ３経由での暗号鍵設定処理手順について説明する。（１）まず、携帯端末ＭＴは、ネットワークＮＷ３を介して新規ノードＮｘから新規ノードＮｘのＩＤを取得する。新規ノードＮｘのＩＤとしては、たとえば、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスが挙げられる。ここでは、携帯端末ＭＴが新規ノードＮｘのＩＤを取得することとしているが、新規ノードＮｘが携帯端末ＭＴのＩＤを取得することとしてもよい。
【００２７】
（２）携帯端末ＭＴは、ＧＷ探索フレームの送信指示情報ＥＩを、ネットワークＮＷ２を介して送信する。送信指示情報ＥＩには、送信指示を示す記述データと、携帯端末ＭＴのＩＤと、新規ノードＮｘのＩＤを含む。ここでは、携帯端末ＭＴから送信指示情報ＥＩを送信することとしているが、新規ノードＮｘが携帯端末ＭＴのＩＤを取得した場合は、新規ノードＮｘからネットワークＮＷ３，ＮＷ２を介して送信してもよい。
【００２８】
（３）管理サーバ１０１は、送信指示情報ＥＩを受信すると、送信指示情報ＥＩから新規ノードＮｘのＩＤと携帯端末ＭＴのＩＤとを抽出し、ＧＷ探索フレームに含める。そして、管理サーバ１０１は、ＧＷ探索フレームを、暗号鍵ＤＢ１１０に記憶されている暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４でそれぞれ暗号化した暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を生成する。暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）は、暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ）〜Ｋ４（ＴＦ）である。
【００２９】
（４）管理サーバ１０１は、生成された暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を、ネットワークＮＷ２を介して携帯端末ＭＴに送信する。
【００３０】
（５）携帯端末ＭＴは、管理サーバ１０１からネットワークＮＷ２を介して送信されてくる暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を、ネットワークＮＷ３を介して新規ノードＮｘに転送する。
【００３１】
（６）新規ノードＮｘは、携帯端末ＭＴから転送されてきた暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をブロードキャストする。これにより、新規ノードＮｘの通信圏内にある近隣ノードＮ１ａ，Ｎ２ｂは、それぞれ暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を受信する。これに対し、新規ノードＮｘの通信圏外であるアドホックネットワークＡ３，Ａ４のノードＮ３ｃ，Ｎ４ｄには、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）は受信されない。
【００３２】
（７−１）アドホックネットワークＡ１のノードＮ１ａは、新規ノードＮｘからの暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を受信する。ノードＮ１ａは、ゲートウェイＧ１固有の暗号鍵Ｋ１を保持している。このため、暗号鍵Ｋ２〜Ｋ４で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレームＫ２（ＴＦ）〜Ｋ４（ＴＦ）は、暗号鍵Ｋ１で復号できないため、ノードＮ１ａで廃棄される。
【００３３】
（８−１）一方、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）のうち、暗号鍵Ｋ１で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ）は、ノードＮ１ａで復号できる。したがって、暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ）は、アドホックネットワークＡ１内でマルチホップ通信される。
【００３４】
（９−１）アドホックネットワークＡ１のゲートウェイＧ１は、アドホックネットワークＡ１内でノードＮ１ａからマルチホップ通信されてきた暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ）を受信する。ゲートウェイＧ１は、暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ）をゲートウェイＧ１固有の暗号鍵Ｋ１で復号することで、ＧＷ探索フレームであることを確認する。確認できた場合は、ゲートウェイＧ１は、鍵通知フレームＮＦ１を生成し、ネットワークＮＷ１を介して管理サーバ１０１に送信する。鍵通知フレームＮＦ１は、新規ノードＮｘへのゲートウェイＧ１固有の暗号鍵Ｋ１の送信許可を通知する情報である。
【００３５】
（７−２）上記（７−１）と同様、アドホックネットワークＡ２のノードＮ２ｂは、新規ノードＮｘからの暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を受信する。ノードＮ２ｂは、ゲートウェイＧ２固有の暗号鍵Ｋ２を保持している。このため、暗号鍵Ｋ１，Ｋ３，Ｋ４で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ），Ｋ３（ＴＦ），Ｋ４（ＴＦ）は、暗号鍵Ｋ２で復号できないため、ノードＮ２ｂで廃棄される。
【００３６】
（８−２）一方、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）のうち、暗号鍵Ｋ２で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレームＫ２（ＴＦ）は、ノードＮ２ｂで復号できる。したがって、暗号化ＧＷ探索フレームＫ２（ＴＦ）は、アドホックネットワークＡ２内でマルチホップ通信される。
【００３７】
（９−２）アドホックネットワークＡ２のゲートウェイＧ２は、アドホックネットワークＡ２内でノードＮ２ｂからマルチホップ通信されてきた暗号化ＧＷ探索フレームＫ２（ＴＦ）を受信する。ゲートウェイＧ２は、暗号化ＧＷ探索フレームＫ２（ＴＦ）をゲートウェイＧ２固有の暗号鍵Ｋ２で復号することで、ＧＷ探索フレームであることを確認する。確認できた場合は、ゲートウェイＧ２は、鍵通知フレームＮＦ２を生成し、ネットワークＮＷ１を介して管理サーバ１０１に送信する。鍵通知フレームＮＦ２は、新規ノードＮｘへのゲートウェイＧ２固有の暗号鍵Ｋ２の送信許可を通知する情報である。
【００３８】
（１０）このあと、管理サーバ１０１は、鍵通知フレームＮＦ１，ＮＦ２から提供対象となる暗号鍵Ｋ１，Ｋ２を特定し、暗号鍵ＤＢ１１０から抽出する。図１の例では、管理サーバ１０１は、鍵通知フレームＮＦ１，ＮＦ２を受信しているため、暗号鍵Ｋ１，Ｋ２が特定されるが、新規ノードＮｘに提供される暗号鍵は１つである。したがって、提供対象となる暗号鍵が複数特定された場合は、たとえば、ノード数が多い方のアドホックネットワークのゲートウェイ固有の鍵を、提供対象の暗号鍵とする。
【００３９】
たとえば、図１の例では、ゲートウェイＧ１が所属するアドホックネットワークＡ１のノード数が１０、ゲートウェイＧ２が所属するアドホックネットワークＡ２のノード数が４であるため、暗号鍵Ｋ１が提供対象の暗号鍵として特定される。これにより、新規ノードＮｘは、ノード数が多い方のアドホックネットワークに追加されるため、追加後は、通信経路が多くなり、安定した通信をおこなうことができる。
【００４０】
また、提供対象となる暗号鍵が複数特定された場合は、たとえば、ノード数が少ない方のアドホックネットワークのゲートウェイ固有の鍵を、提供対象の暗号鍵としてもよい。たとえば、図１の例では、ゲートウェイＧ１が所属するアドホックネットワークＡ１のノード数が１０、ゲートウェイＧ２が所属するアドホックネットワークＡ２のノード数が４であるため、暗号鍵Ｋ２が提供対象の暗号鍵として特定される。これにより、新規ノードＮｘは、ノード数が少ない方のアドホックネットワークに追加されるため、アドホックネットワークＡ１〜Ａ４のノード数の平均化を図ることができる。
【００４１】
また、ノード数にかかわらず、先着した鍵通知フレームで特定される暗号鍵を提供対象の暗号鍵としてもよい。たとえば、鍵通知フレームＮＦ１，ＮＦ２のうち鍵通知フレームＮＦ１が先着の場合は、暗号鍵Ｋ１が提供対象の暗号鍵として特定されることとなる。これにより、鍵設定作業の高速化を図ることができる。
【００４２】
（１１）管理サーバ１０１は、提供対象となる暗号鍵を特定すると、特定した暗号鍵を、ネットワークＮＷ２を介して携帯端末ＭＴに送信する。たとえば、暗号鍵Ｋ１が特定されると、管理サーバ１０１は、暗号鍵Ｋ１を携帯端末ＭＴに送信する。
【００４３】
（１２）携帯端末ＭＴは、管理サーバ１０１から送信されてくる暗号鍵を、ネットワークＮＷ３を介して新規ノードＮｘに転送する。たとえば、暗号鍵Ｋ１が送信されてくると、携帯端末ＭＴは、暗号鍵Ｋ１を新規ノードＮｘに転送する。
【００４４】
（１３）新規ノードＮｘは、携帯端末ＭＴから転送されてくる暗号鍵を受信する。たとえば、暗号鍵Ｋ１が送信されてくると、新規ノードＮｘは、暗号鍵Ｋ１を受信する。
【００４５】
（１４）新規ノードＮｘは、受信した暗号鍵を、データを暗号化する鍵に設定する。たとえば、暗号鍵Ｋ１が受信されると、新規ノードＮｘは、暗号鍵Ｋ１により暗号化や復号が可能となる。これにより、新規ノードＮｘは、アドホックネットワークＡ１に組み込まれることになる。したがって、新規ノードＮｘは、アドホックネットワークＡ１内でマルチホップ通信されてくる暗号化パケットを暗号鍵Ｋ１で復号することができる。また、データを送信する場合は、暗号鍵Ｋ１で暗号化して、近隣のノードに送信することができる。
【００４６】
（ネットワークシステム１００の一実施例）
図２は、実施の形態１にかかるネットワークシステム１００のシステム構成例を示す説明図である。図２において、ネットワークシステム１００は、管理サーバ１０１と、ゲートウェイＧ１〜Ｇｎと、ノードＮ１−１〜Ｎ１−ｍ１，Ｎ２−１〜Ｎ２−ｍ２，…，Ｎｎ−１〜Ｎｎ−ｍｎと、を含む構成である。
【００４７】
管理サーバ１０１は、ネットワークＮＷ１を介して、ゲートウェイＧ１〜Ｇｎと相互に通信可能に接続されている。管理サーバ１０１は、各ゲートウェイＧ１〜Ｇｎ固有の暗号鍵を、各ゲートウェイＧ１〜Ｇｎから取得して保持するコンピュータである。
【００４８】
各ゲートウェイＧ１〜Ｇｎ固有の暗号鍵Ｋ１〜Ｋｎは、各ゲートウェイＧ１〜Ｇｎが属する各アドホックネットワークＡ１〜Ａｎ内のノード間で送受信されるデータを暗号化するための鍵情報である。以下の説明では、データの一例として、データ本体を含むペイロード部に宛先などを含むヘッダ部が付加されたパケットを用いて説明する。
【００４９】
また、管理サーバ１０１は、携帯電話網やインターネットなどのネットワークＮＷ２を介して、携帯端末ＭＴと相互に通信可能である。携帯端末ＭＴは、作業員ＯＰが使用する携帯型の通信装置であり、たとえば、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）電話機、スマートフォン、ノート型のパーソナル・コンピュータなどである。
【００５０】
ゲートウェイＧｉは、アドホックネットワークＡｉとネットワークＮＷ１とを接続する中継機器である（ｉ＝１，２，…，ｎ）。具体的には、ゲートウェイＧｉは、アドホックネットワークＡｉを介して、ノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉと接続されている。また、ゲートウェイＧｉは、ネットワークＮＷ１を介して、管理サーバ１０１と接続されている。
【００５１】
ゲートウェイＧｉは、アドホックネットワークＡｉのプロトコルとネットワークＮＷ１のプロトコルの両方を理解し、アドホックネットワークＡｉとネットワークＮＷ１との間の通信の転送を行う。ゲートウェイＧｉは、アドホックネットワークＡｉ内のノード間で送受信されるパケットを暗号化するためのゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを有している。
【００５２】
ノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉは、所定の通信圏内の他ノードとマルチホップ通信を行う無線通信装置である。アドホックネットワークＡｉでは、すべてのノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉがゲートウェイＧｉと直接通信できる必要はなく、一部のノードがゲートウェイＧｉと通信可能であればよい。
【００５３】
ネットワークシステム１００は、たとえば、各家庭の電力やガスの使用量を収集するシステムに適用することができる。具体的には、たとえば、各家庭の電力メータやガスメータに各ノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉを組み込むことで、アドホックネットワークＡｉ内のノード間で各家庭の電力やガスの使用量を送受信する。なお、各家庭の電力やガスの使用量は、各ノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉが計測してもよく、また、各ノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉが電力メータやガスメータから取得してもよい。
【００５４】
ゲートウェイＧｉは、アドホックネットワークＡｉ内のノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉから受信した各家庭の電力やガスの使用量を、ネットワークＮＷ１を介して電力会社やガス会社のサーバ（たとえば、管理サーバ１０１）に送信する。これにより、作業員ＯＰが現地に出向くことなく電力やガスの使用量を収集することができる。
【００５５】
また、ネットワークシステム１００では、アドホックネットワークＡｉごとにゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを用いてパケットを暗号化する。これにより、アドホックネットワークＡｉのセキュア通信（データ秘匿性、改ざん防止など）を確保する。また、アドホックネットワークＡｉごとに暗号鍵Ｋｉを変えることで、鍵漏洩時のリスクを低減させる。
【００５６】
なお、図２の例では、アドホックネットワークＡｉ内に１台のゲートウェイＧｉを設ける構成としたが、同一のアドホックネットワークＡｉ内に複数台のゲートウェイＧｉを設ける構成としてもよい。この場合、アドホックネットワークＡｉ内で送受信されるパケットを暗号化するための暗号鍵Ｋｉは、複数台のゲートウェイＧｉで共通である。
【００５７】
（管理サーバ１０１のハードウェア構成例）
図３は、管理サーバ１０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。図３において、管理サーバ１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０３と、磁気ディスクドライブ３０４と、磁気ディスク３０５と、光ディスクドライブ３０６と、光ディスク３０７と、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３０８と、ディスプレイ３０９と、キーボード３１０と、マウス３１１と、を備えている。また、ＣＰＵ３０１〜マウス３１１はバス３００によってそれぞれ接続されている。
【００５８】
ここで、ＣＰＵ３０１は、管理サーバ１０１の全体の制御を司る。ＲＯＭ３０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用される。磁気ディスクドライブ３０４は、ＣＰＵ３０１の制御に従って磁気ディスク３０５に対するデータのリード／ライトを制御する。磁気ディスク３０５は、磁気ディスクドライブ３０４の制御で書き込まれたデータを記憶する。
【００５９】
光ディスクドライブ３０６は、ＣＰＵ３０１の制御に従って光ディスク３０７に対するデータのリード／ライトを制御する。光ディスク３０７は、光ディスクドライブ３０６の制御で書き込まれたデータを記憶したり、光ディスク３０７に記憶されたデータをコンピュータに読み取らせたりする。
【００６０】
Ｉ／Ｆ３０８は、通信回線を通じてネットワークＮＷ１，ＮＷ２に接続され、このネットワークＮＷ１，ＮＷ２を介して他の装置（たとえば、ゲートウェイＧｉ、携帯端末ＭＴ）に接続される。Ｉ／Ｆ３０８は、ネットワークＮＷ１，ＮＷ２と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。Ｉ／Ｆ３０８には、たとえば、モデムやＬＡＮアダプタなどを採用することができる。
【００６１】
ディスプレイ３０９は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像、機能情報などのデータを表示する。このディスプレイ３０９は、たとえば、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。
【００６２】
キーボード３１０は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを備え、データの入力を行う。また、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。マウス３１１は、カーソルの移動や範囲選択、あるいはウィンドウの移動やサイズの変更などを行う。ポインティングデバイスとして同様に機能を備えるものであれば、トラックボールやジョイスティックなどであってもよい。なお、図１に示した携帯端末ＭＴについても、図３に示した管理サーバ１０１と同様のハードウェア構成により実現できる。
【００６３】
（ノードのハードウェア構成例）
図４は、ノードのハードウェア構成例を示すブロック図である。図４において、ノードは、ＣＰＵ４０１と、ＲＡＭ４０２と、フラッシュメモリ４０３と、Ｉ／Ｆ４０４と、暗号化回路４０５と、を備えている。ＣＰＵ４０１〜暗号化回路４０５は、バス４００によってそれぞれ接続されている。
【００６４】
ここで、ＣＰＵ４０１は、ノード等の全体の制御を司る。ＲＡＭ４０２は、ＣＰＵ４０１のワークエリアとして使用される。フラッシュメモリ４０３は、プログラムや暗号鍵などの鍵情報を記憶している。Ｉ／Ｆ４０４は、マルチホップ通信によりパケットを送受信する。また、ゲートウェイＧｉのＩ／Ｆ４０４は、通信回線を通じてネットワークＮＷ１に接続され、このネットワークＮＷ１を介して管理サーバ１０１に接続される。
【００６５】
暗号化回路４０５は、データを暗号化する場合に暗号鍵によりデータを暗号化する回路である。暗号化をソフトウェア的に実行する場合は、暗号化回路４０５に相当するプログラムをフラッシュメモリ４０３に記憶させておくことで、暗号化回路４０５は不要となる。
【００６６】
（新規ノードＮｘの導入時における暗号鍵Ｋｉの設定例）
つぎに、図２に示したネットワークシステム１００への新規ノードＮｘの導入時における暗号鍵Ｋｉの設定例について説明する。
【００６７】
図５は、実施の形態１にかかるネットワークシステム１００への新規ノードＮｘの導入例を示す説明図である。図５において、ネットワークシステム１００のアドホックネットワークＡｉ内に新規ノードＮｘが導入されている。なお、図５では、アドホックネットワークＡｉ内のノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉのうち、代表としてノードＮｉ−１〜Ｎｉ−３を示している。
【００６８】
新規ノードＮｘの導入時は、作業員ＯＰは新規ノードＮｘがどのアドホックネットワークＡｉに属しているのかわからない。そこで、本実施の形態１では、作業員ＯＰが使用する携帯端末ＭＴを利用して、新規ノードＮｘに設定すべき暗号鍵Ｋｉを管理サーバ１０１から取得して新規ノードＮｘに自動設定する。以下、図５に示した新規ノードＮｘの導入時におけるネットワークシステム１００の動作例について説明する。
【００６９】
図６は、実施の形態１にかかる新規ノードＮｘの導入時におけるネットワークシステム１００の動作例を示すシーケンス図である。図６のシーケンスにおいて、携帯端末ＭＴは、ネットワークＮＷ２を介して管理サーバ１０１に接続されている。この際、携帯端末ＭＴは、たとえば、ＳＳＬを用いて、管理サーバ１０１とセキュアな通信を行う。なお、管理サーバ１０１と携帯端末ＭＴとの間でセキュア通信を実現するための通信方式については、図１５および図１６を用いて後述する。
【００７０】
また、携帯端末ＭＴは、有線または無線のネットワークＮＷ３を介して新規ノードＮｘに接続されている。具体的には、たとえば、作業員ＯＰが、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ケーブルを用いて、携帯端末ＭＴと新規ノードＮｘとを接続することで、携帯端末ＭＴと新規ノードＮｘとの間にネットワークＮＷ３が確立される。
【００７１】
（１）新規ノードＮｘは、携帯端末ＭＴとの接続を検知すると、携帯端末ＭＴに新規ノードＮｘのＩＤを送信する。
【００７２】
（２）携帯端末ＭＴは、新規ノードＮｘのＩＤを受信すると、ＧＷ探索フレームの送信指示情報ＥＩを、ネットワークＮＷ２を介して管理サーバ１０１に送信する。送信指示情報ＥＩには、新規ノードＮｘのＩＤおよび携帯端末ＭＴのＩＤが含まれている。
【００７３】
（３）管理サーバ１０１は、送信指示情報ＥＩを受信すると、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を生成する。
（４）管理サーバ１０１は、生成された暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を、ネットワークＮＷ２を介して携帯端末ＭＴに送信する。暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）は、携帯端末ＭＴにより、新規ノードＮｘに転送される。
【００７４】
（５）新規ノードＮｘは、受信した暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をブロードキャストする。これにより、新規ノードＮｘの通信圏内にある近隣ノードは、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を受信する。
【００７５】
（６）近隣ノードは、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）内の各々のフレームの復号を試みる。近隣ノードは、暗号鍵Ｋ１〜ＫｎのうちゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを保持するため、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）のうち、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）が復号される。復号によりＧＷ探索フレームであることが確認できるため、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）は、アドホックネットワークＡｉ内でマルチホップ通信され、ゲートウェイＧｉに到達する。
【００７６】
（７）また、それ以外の暗号化ＧＷ探索フレームＫｊ（ＴＦ）（ｊ≠ｉ）は、暗号鍵Ｋｉで復号できないため廃棄される。
【００７７】
（８）ゲートウェイＧｉは、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）を受信すると、暗号鍵Ｋｉで復号する。これにより、ゲートウェイＧｉは、ＧＷ探索フレームを確認することができる。そして、ゲートウェイＧｉは、鍵通知フレームＮＦｉを生成する。鍵通知フレームＮＦｉは、暗号鍵Ｋｉの通知許可フラグと、復号で得られた新規ノードＮｘのＩＤおよび携帯端末ＭＴのＩＤとを含む。
【００７８】
（９）ゲートウェイＧｉは、鍵通知フレームＮＦｉを、ネットワークＮＷ１を介して管理サーバ１０１に送信する。
【００７９】
（１０）管理サーバ１０１は、鍵通知フレームＮＦｉの送信元となるゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを、鍵通知フレームＮＦｉから特定し、暗号鍵ＤＢ１１０から抽出する。
【００８０】
（１１）管理サーバ１０１は、暗号鍵Ｋｉを、ネットワークＮＷ２を介して携帯端末ＭＴに送信する。携帯端末ＭＴは、暗号鍵Ｋｉを、ネットワークＮＷ３を介して新規ノードＮｘに送信する。
【００８１】
（１２）新規ノードＮｘは、受信した暗号鍵を、データを暗号化する鍵に設定する。これにより、新規ノードＮｘは、アドホックネットワークＡｉ内でセキュアにマルチホップ通信をおこなうことができる。
【００８２】
なお、携帯端末ＭＴと新規ノードＮｘとの接続は、新規ノードＮｘに対する暗号鍵Ｋｉの設定が終了するまで維持する。また、暗号鍵Ｋｉの設定が終了して携帯端末ＭＴと新規ノードＮｘとの接続を切断すると、携帯端末ＭＴの中から暗号鍵Ｋｉが自動で削除されるようにしてもよい。これにより、携帯端末ＭＴの紛失時などにおけるリスクを低減させることができる。
【００８３】
このように、本実施の形態１のアップロード型では、新規ノードＮｘの設置の際、現地に出向いた作業員が実際にどのゲートウェイと通信可能であるかといった確認作業が不要である。したがって、作業員の暗号鍵の設定作業にかかる作業時間および作業負荷が低減される。また、新規ノードＮｘからは、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をアップロードするため、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を受信できないアドホックネットワーク内で使用される暗号鍵は、提供対象外となる。また、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）が受信できても復号できない暗号化ＧＷ探索フレームは廃棄される。
【００８４】
このように、「どのアドホックネットワークのどのノードが近いか」といったことを作業員が確認しなくても、新規ノードＮｘを設置して暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をブロードキャストするだけで、受信可能な近隣ノードに絞り込むことができる。また、暗号化ＧＷ探索フレーム群が受信されても、復号できない暗号化ＧＷ探索フレームはその近隣ノードで廃棄され、マルチホップ通信されない。
【００８５】
すなわち、復号された暗号化ＧＷ探索フレームのみがマルチホップ通信されて、ゲートウェイまでアップロードされる。したがって、作業員が「どのゲートウェイにアップロードするか」といった確認作業をおこなわなくても、暗号化ＧＷ探索フレーム群が淘汰され、復号可能な暗号化ＧＷ探索フレームのみがアップロードされる。このように、作業員が確認作業をしなくても、新規ノードＮｘに対し、マルチホップ通信に必要な暗号鍵を設定することができる。
【００８６】
また、復号できない暗号化ＧＷ探索フレームは廃棄されるため、大量のパケットを転送させられてネットワークが麻痺する等のＤｏＳ攻撃を受けても、アドホックネットワーク内にはパケットは流通しないこととなる。したがって、暗号化通信の安定性の向上を図ることができる。
【００８７】
（ノードＮの機能的構成）
図７は、実施の形態１にかかるノードの機能的構成を示すブロック図である。図７において、ノードＮ（新規ノードＮｘ含む）は、検知部７０１と、第１の送信部７０２と、第１の受信部７０３と、第２の送信部７０４と、第２の受信部７０５と、設定部７０６と、を含む構成である。各機能部（検知部７０１〜設定部７０６）は、具体的には、たとえば、図４に示したＲＡＭ４０２、フラッシュメモリ４０３などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ４０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ４０４により、その機能を実現する。また、各機能部（検知部７０１〜設定部７０６）の処理結果は、特に指定する場合を除いて、ＲＡＭ４０２、フラッシュメモリ４０３などの記憶装置に記憶される。
【００８８】
検知部７０１は、管理サーバ１０１と通信可能な携帯端末ＭＴとの接続を検知する。具体的には、たとえば、作業員ＯＰがＵＳＢケーブルを用いて携帯端末ＭＴとノードＮとを接続した結果、検知部７０１が、ＵＳＢケーブルを介した携帯端末ＭＴとの接続を検知する。
【００８９】
第１の送信部７０２は、検知部７０１によって携帯端末ＭＴとの接続が検知された場合、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報ＥＩを、携帯端末ＭＴを介して管理サーバ１０１に送信する。ここで、取得要求とは、上述したＧＷ探索フレームである。送信指示情報ＥＩとは、新規ノードＮｘのＩＤと携帯端末ＭＴのＩＤと送信指示記述とを含むパケットである。ここで、送信指示情報ＥＩについて具体的に説明する。
【００９０】
図８は、実施の形態１にかかる送信指示情報ＥＩのデータ構造例を示す説明図である。図８において、送信指示情報ＥＩには、指示記述“ｓｅａｒｃｈ  ｇｗ”と、携帯端末ＭＴのＩＤ「ＭＴ」と、新規ノードＮｘのＩＤ「Ｎｘ」が記憶されている。指示記述“ｓｅａｒｃｈ  ｇｗ”は、アドホックネットワーク内のノードにゲートウェイを探索させるコマンドである。具体的には、各ノードが所属するアドホックネットワークの上流側にＧＷ探索フレームを転送させるコマンドである。
【００９１】
また、送信指示情報ＥＩの送信方法は２種類ある。１つは、第１の送信部７０２が、携帯端末ＭＴのＩＤを携帯端末ＭＴから取得して、送信指示情報ＥＩを生成し、携帯端末ＭＴを介して、送信指示情報ＥＩを管理サーバ１０１に送信する方法である。もう１つは、第１の送信部７０２が、新規ノードＮｘのＩＤを携帯端末ＭＴに送信し、携帯端末ＭＴで送信指示情報ＥＩを生成させて、送信指示情報ＥＩを管理サーバ１０１に送信させる方法である。後者の場合は、第１の送信部７０２から送信指示情報ＥＩの生成指示や送信指示を携帯端末ＭＴに送信する。また、後者の場合、携帯端末ＭＴが、新規ノードＮｘから新規ノードＮｘのＩＤを受信したときに、携帯端末ＭＴが自律的に送信指示情報ＥＩを生成し、管理サーバ１０１に送信することとしてもよい。
【００９２】
第１の受信部７０３は、第１の送信部７０２によって送信指示情報ＥＩが送信された結果、管理サーバ１０１から携帯端末ＭＴを介して、取得要求が各ゲートウェイ固有の鍵でそれぞれ暗号化された暗号化取得要求群を受信する。暗号化取得要求群とは、上述した暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）である。ここで、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）内の暗号化ＧＷ探索フレームのデータ構造について説明する。
【００９３】
図９は、実施の形態１にかかる暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）のデータ構造例を示す説明図である。図９において、（Ａ）は、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）のデータ構造例を示しており、（Ｂ）は、ＧＷ探索フレームＴＦを示している。暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）およびＧＷ探索フレームＴＦは、ヘッダ部９１０とペイロード部９２０とを含む構成である。ヘッダ部９１０には、宛先アドレス、差出アドレス、種別、サイズおよびホップ数が記述されている。
【００９４】
また、宛先アドレスは、送信先のアドレスである。ここでは、ブロードキャスト用のＭＡＣアドレス『ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ』が記述されている。差出アドレスは、送信元のアドレスである。ここでは、新規ノードＮｘのＭＡＣアドレスが記述されている。種別は、フレームの種別である。ここでは、ＧＷ探索フレームを示す『２』が記述されている。サイズは、フレームのデータサイズ（バイト）である。
【００９５】
ホップ数は、ノード間で暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）を残り何回転送するのかを示す残余の転送回数である。新規ノードＮｘからブロードキャストされる暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）のホップ数の最大値は予め設定されている。ホップ数は暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）の転送時にデクリメントされ、ホップ数が『０』となった暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）は棄却される。ここでは、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）のホップ数『１０』が記述されている。
【００９６】
なお、ここでは宛先アドレスおよび差出アドレスの一例として、ＭＡＣアドレスを用いて説明したが、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスなどのアドレスを用いることにしてもよい。
【００９７】
ペイロード部９２０には、携帯端末ＭＴのＩＤおよび新規ノードＮｘのＩＤが暗号化された文字列が記述されている。ＧＷ探索フレームＴＦでは、ペイロード部９２０に、暗号化されていない携帯端末ＭＴのＩＤおよび新規ノードＮｘのＩＤが記述されている。
【００９８】
図７に戻り、第１の受信部７０３は、第１の送信部７０２から送信指示情報ＥＩが送信されてから所定期間、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を待ち受ける。所定期間内に、暗号化ＧＷ探索フレームが１つも受信されなかった場合は、設定エラーとなる。すなわち、その位置では、いずれのアドホックネットワークＡｉにも参加できないことが判明する。これにより、所定期間待機するだけで、新規ノードＮｘの設置位置にふさわしくないことがわかり、設置作業の効率化を図ることができる。
【００９９】
第２の送信部７０４は、第１の受信部７０３によって受信された暗号化取得要求群を、複数のアドホックネットワークに同時通報する。具体的には、たとえば、第２の送信部７０４は、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を複数のアドホックネットワークＡ１〜Ａｎにブロードキャストする。これにより、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）が受信されなかったアドホックネットワークについては、そのゲートウェイ固有の鍵は、新規ノードＮｘに提供されないこととなる。したがって、作業員が「どのゲートウェイにアップロードするか」といった確認作業をおこなう必要がなく、作業負担の軽減を図ることができる。
【０１００】
第２の受信部７０５は、複数のゲートウェイのうち、第２の送信部７０４によって配信された暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイ固有の鍵を、管理サーバ１０１から携帯端末ＭＴを介して受信する。具体的には、たとえば、図１に示したように、第２の受信部７０５は、暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ），Ｋ２（ＴＦ）が到達したゲートウェイＧ１，Ｇ２固有の暗号鍵Ｋ１，Ｋ２のいずれか一方を、携帯端末ＭＴを介して受信する。
【０１０１】
設定部７０６は、第２の受信部７０５によって受信された特定のゲートウェイ固有の鍵を、データを暗号化する鍵に設定する。具体的には、たとえば、図１に示したように、設定部７０６は、受信したゲートウェイＧ１固有の暗号鍵Ｋ１を、データを暗号化する鍵に設定する。
【０１０２】
具体的には、たとえば、設定部７０６は、特定の記憶領域に受信した暗号鍵Ｋｉを書き込む。特定の記憶領域のアドレスは、パケットを暗号化する際、または暗号化パケットを復号する際に指定されるアドレスである。これにより、以降において新規ノードＮｘが送信対象となるパケットを暗号化、および暗号化パケットを復号することが可能となり、アドホックネットワークＡｉ内のノード間でセキュア通信をおこなうことができる。
【０１０３】
（ゲートウェイＧｉの機能的構成例）
図１０は、実施の形態１にかかるゲートウェイの機能的構成例を示すブロック図である。図１０において、ゲートウェイＧｉは、ＧＷ受信部１００１と、作成部１００２と、ＧＷ送信部１００３と、を含む構成である。各機能部（ＧＷ受信部１００１〜ＧＷ送信部１００３）は、具体的には、たとえば、図４に示したＲＡＭ４０２、フラッシュメモリ４０３などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ４０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ４０４により、その機能を実現する。また、各機能部（ＧＷ受信部１００１〜ＧＷ送信部１００３）の処理結果は、ＲＡＭ４０２、フラッシュメモリ４０３などの記憶装置に記憶される。
【０１０４】
ＧＷ受信部１００１は、アドホックネットワークＡｉを介して、新規ノードＮｘからブロードキャストされた暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）を受信する。具体的には、たとえば、ＧＷ受信部１００１が、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）のうち廃棄されずに転送されてきた暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）を受信する。
【０１０５】
作成部１００２は、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）が受信された場合、ゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉで暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）を復号する。作成部１００２は、復号で得られるＧＷ探索フレームＴＦのペイロードに、ゲートウェイＧｉのＩＤを付与することで、鍵通知フレームＮＦｉを生成する。
【０１０６】
図１１は、実施の形態１にかかる鍵通知フレームＮＦｉのデータ構造例を示す説明図である。鍵通知フレームＮＦｉは、携帯端末ＭＴのＩＤと、新規ノードＮｘのＩＤと、ゲートウェイＧｉのＩＤとを含む情報である。ゲートウェイＧｉのＩＤは、ネットワークシステム１００において決めた一意な識別情報であればよく、たとえば、ＭＡＣアドレスやＩＰアドレスが用いられる。
【０１０７】
図１０の説明に戻り、ＧＷ送信部１００３は、ネットワークＮＷ１を介して、鍵通知フレームＮＦｉを管理サーバ１０１に送信する。これにより、管理サーバ１０１では、新規ノードＮｘに設定すべき暗号鍵Ｋｉを特定することができる。
【０１０８】
（管理サーバ１０１の機能的構成例）
図１２は、実施の形態１にかかる管理サーバ１０１の機能的構成例を示すブロック図である。図１２において、管理サーバ１０１は、暗号鍵ＤＢ１１０と、第１の受信部１２０１と、生成部１２０２と、第１の送信部１２０３と、第２の受信部１２０４と、抽出部１２０５と、第２の送信部１２０６と、を含む構成である。各機能部（第１の受信部１２０１〜第２の送信部１２０６）は、具体的には、たとえば、図３に示したＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ４０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ３０８により、その機能を実現する。また、各機能部（第１の受信部１２０１〜第２の送信部１２０６）の処理結果は、たとえば、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶装置に記憶される。
【０１０９】
図１３は、実施の形態１にかかる暗号鍵ＤＢ１１０の記憶内容の一例を示す説明図である。図１３において、暗号鍵ＤＢ１１０は、ゲートウェイＩＤ、暗号鍵、およびノード数のフィールドを有し、各フィールドに情報を設定することで、ゲートウェイＧ１〜Ｇｎごとの鍵情報１３００−１〜１３００−ｎをレコードとして記憶している。
【０１１０】
ここで、ゲートウェイＩＤは、ゲートウェイＧｉの識別子である。暗号鍵は、ゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉである。ノード数は、ゲートウェイＧｉが所属するアドホックネットワークＡｉ内のノード数である。鍵情報１３００−１を例に挙げると、ゲートウェイＧ１固有の暗号鍵Ｋ１、ノード数「１０」が記憶されている。なお、暗号鍵ＤＢ１１０は、たとえば、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶装置により実現される。
【０１１１】
図１２に戻り、第１の受信部１２０１は、サーバに接続された携帯端末ＭＴを介して、データを暗号化する鍵が未設定なノードから、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報ＥＩを受信する。具体的には、たとえば、第１の受信部１２０１は、管理サーバ１０１に接続された携帯端末ＭＴを介して、新規ノードＮｘから、ＧＷ探索フレームＴＦの送信指示情報ＥＩを受信する。
【０１１２】
生成部１２０２は、第１の受信部１２０１によって送信指示情報ＥＩが受信された場合、取得要求を各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成する。具体的には、たとえば、生成部１２０２は、送信指示情報ＥＩが受信されると、送信指示情報ＥＩに含まれている携帯端末ＭＴのＩＤと新規ノードＮｘのＩＤとを抽出する。そして、生成部１２０２は、図９に示したように、抽出された携帯端末ＭＴのＩＤと新規ノードＮｘのＩＤとをペイロード部９２０とするＧＷ探索フレームＴＦを生成する。そして、生成部１２０２は、ＧＷ探索フレームＴＦのペイロード部９２０を各暗号鍵Ｋ１〜Ｋｎで暗号化することにより、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を生成する。
【０１１３】
第１の送信部１２０３は、生成部１２０２によって生成された暗号化取得要求群を、携帯端末ＭＴを介してノードに送信する。具体的には、たとえば、第１の送信部１２０３は、生成部１２０２によって生成された暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を、携帯端末ＭＴを介して新規ノードＮｘに送信する。
【０１１４】
第２の受信部１２０４は、第１の送信部１２０３によって送信された暗号化取得要求群が、ノードから複数のアドホックネットワークに同時通報された結果、暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイから、特定のゲートウェイ固有の鍵の通知指示情報を受信する。
【０１１５】
具体的には、たとえば、第１の送信部１２０３によって送信された暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）が、新規ノードＮｘに受信されると、図１に示したように、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）のうち、廃棄されなかったＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ），Ｋ２（ＴＦ）がゲートウェイＧ１，Ｇ２に到達する。これにより、ゲートウェイＧ１，Ｇ２からそれぞれ鍵通知フレームＮＦｉが送信されるため、第２の受信部１２０４は、その鍵通知フレームＮＦｉを受信する。
【０１１６】
抽出部１２０５は、第２の受信部１２０４によって受信された通知指示情報で指定された特定のゲートウェイ固有の鍵を、暗号鍵ＤＢ１１０から抽出する。具体的には、たとえば、抽出部１２０５は、鍵通知フレームＮＦｉからゲートウェイのＩＤを抽出する。そして、抽出部１２０５は、抽出したゲートウェイＧｉのＩＤに関連づけられている暗号鍵Ｋｉを、暗号鍵ＤＢ１１０から抽出する。
【０１１７】
また、鍵通知フレームＮＦｉが複数のゲートウェイから受信された場合、抽出部１２０５は、抽出したゲートウェイＧｉのＩＤに関連づけられているノード数に基づいて、提供対象となる暗号鍵Ｋｉを１つ抽出する。図１に示したように、ゲートウェイＧ１が所属するアドホックネットワークＡ１のノード数が１０、ゲートウェイＧ２が所属するアドホックネットワークＡ２のノード数が４であるため、具体的には、以下のようになる。
【０１１８】
たとえば、ノード数が多い方のアドホックネットワークのゲートウェイ固有の鍵を提供対象の暗号鍵とする場合、抽出部１２０５は、暗号鍵ＤＢ１１０から暗号鍵Ｋ１を提供対象の暗号鍵として抽出する。これにより、新規ノードＮｘは、ノード数が多い方のアドホックネットワークに追加されるため、追加後は、通信経路が多くなり、安定した通信をおこなうことができる。
【０１１９】
また、ノード数が少ない方のアドホックネットワークのゲートウェイ固有の鍵を提供対象の暗号鍵とする場合、抽出部１２０５は、暗号鍵ＤＢ１１０から暗号鍵Ｋ２を提供対象の暗号鍵として抽出する。これにより、新規ノードＮｘは、ノード数が少ない方のアドホックネットワークに追加されるため、アドホックネットワークＡ１〜Ａ４のノード数の平均化を図ることができる。
【０１２０】
また、ノード数にかかわらず、抽出部１２０５は、先着した鍵通知フレームＮＦｉで特定される暗号鍵Ｋｉを提供対象として抽出してもよい。たとえば、鍵通知フレームＮＦｉＮＦ１，ＮＦ２のうち鍵通知フレームＮＦ１が先着の場合は、抽出部１２０５は、暗号鍵Ｋ１が提供対象の暗号鍵として抽出することとなる。これにより、鍵設定作業の高速化を図ることができる。
【０１２１】
第２の送信部１２０６は、抽出部１２０５によって抽出された特定のゲートウェイ固有の鍵を、携帯端末ＭＴを介して未設定なノードに送信する。具体的には、たとえば、第２の送信部１２０６は、抽出された提供対象となる暗号鍵Ｋｉを、携帯端末ＭＴを介して新規ノードＮｘに送信する。これにより、新規ノードＮｘに暗号鍵Ｋｉが設定されることとなる。
【０１２２】
また、管理サーバ１０１は、ネットワークＮＷ２を介して、複数の携帯端末ＭＴと通信可能に接続されている場合がある。この場合、管理サーバ１０１は、たとえば、鍵通知フレームＮＦｉに含まれるユーザＩＤから送信先の携帯端末ＭＴを識別することができる。鍵通知フレームＮＦｉの例では、管理サーバ１０１は、ユーザＩＤ『Ｄ１』の携帯端末ＭＴに鍵通知フレームＮＦｉを送信する。
【０１２３】
（管理サーバ１０１と携帯端末ＭＴとの間の通信方式）
ここで、管理サーバ１０１と携帯端末ＭＴとの間の通信方式の一実施例について説明する。まず、携帯端末ＭＴからみた管理サーバ１０１のサーバ認証について説明する。具体的には、たとえば、まず、携帯端末ＭＴが、予め決められたＩＰアドレスを用いて管理サーバ１０１に接続する。
【０１２４】
そして、携帯端末ＭＴが、管理サーバ１０１からＳＳＬサーバ証明書を受信する。受信されたＳＳＬサーバ証明書は、たとえば、図１４に示すように管理サーバ１０１のＩＰアドレスと関連づけて携帯端末ＭＴの記憶装置に記憶される。
【０１２５】
図１４は、実施の形態１にかかる管理サーバ１０１の認証情報の一例を示す説明図である。図１４において、管理サーバ１０１の認証情報１４００は、ＩＰアドレスおよびＳＳＬサーバ証明書を有する。ＩＰアドレスは、管理サーバ１０１のＩＰアドレスである。Ｘ．５０９証明書は、管理サーバ１０１のＳＳＬサーバ証明書（公開鍵証明書）である。
【０１２６】
携帯端末ＭＴは、予め自端末に組み込まれている公開鍵を用いて、ＳＳＬサーバ証明書を復号することでサーバ認証を行う。公開鍵は、たとえば、第三者認証機関によって発行されたものである。この公開鍵を用いてＳＳＬサーバ証明書を正しく復号できれば、ＳＳＬサーバ証明書が第三者認証機関によって証明された正しい証明書であることがわかり、ひいては管理サーバ１０１の身元が保証されたことになる。
【０１２７】
つぎに、管理サーバ１０１からみた携帯端末ＭＴのユーザ認証について説明する。ここでは、図１５に示すような携帯端末ＭＴの認証情報１５００を用いて、携帯端末ＭＴのユーザ認証を行う場合を例に挙げて説明する。認証情報１５００は、たとえば、管理サーバ１０１のＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶装置に記憶されている。
【０１２８】
図１５は、実施の形態１にかかる携帯端末ＭＴの認証情報の一例を示す説明図である。図１５において、携帯端末ＭＴの認証情報１５００は、ユーザＩＤおよびパスワードを有する。ユーザＩＤは、携帯端末ＭＴの識別子である。パスワードは、携帯端末ＭＴを使用するユーザを認証するためのものである。
【０１２９】
具体的には、たとえば、まず、携帯端末ＭＴが、ユーザＩＤおよびパスワードのペアを管理サーバ１０１に送信する。このユーザＩＤおよびパスワードは、携帯端末ＭＴの記憶装置に予め登録されていてもよく、また、携帯端末ＭＴの入力装置（不図示）を用いたユーザの操作入力により受け付けてもよい。
【０１３０】
このあと、管理サーバ１０１は、携帯端末ＭＴからのユーザＩＤおよびパスワードのペアを、認証情報１５００のユーザＩＤおよびパスワードのペアと一致判定する。ここで、認証情報１５００のユーザＩＤおよびパスワードと一致すれば、携帯端末ＭＴのユーザの身元が保証されたことになる。
【０１３１】
なお、認証後において、携帯端末ＭＴは、たとえば、管理サーバ１０１のＳＳＬサーバ証明書に含まれる公開鍵を用いてパケットを暗号化して管理サーバ１０１との通信を行う。これにより、管理サーバ１０１と携帯端末ＭＴとの間でセキュアな通信を行うことができる。
【０１３２】
（ノードＮの鍵設定処理手順）
図１６は、実施の形態１にかかるノードＮの鍵設定処理手順の一例を示すフローチャートである。図１６のフローチャートにおいて、まず、ノードＮは、検知部７０１により、管理サーバ１０１と通信可能な携帯端末ＭＴとの接続を検知したか否かを判断する（ステップＳ１６０１）。
【０１３３】
ここで、ノードＮは、携帯端末ＭＴとの接続を検知するのを待って（ステップＳ１６０１：Ｎｏ）、検知した場合（ステップＳ１６０１：Ｙｅｓ）、ノードＮは、第１の送信部７０２により、送信指示情報ＥＩを、携帯端末ＭＴを介して管理サーバ１０１に送信する（ステップＳ１６０２）。
【０１３４】
つぎに、ノードＮは、第１の受信部７０３により、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）の受信を待ち受ける（ステップＳ１６０３：Ｎｏ）。そして、ノードＮは、送信指示情報ＥＩを送信してから所定期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１６０４）。所定期間経過していない場合（ステップＳ１６０４：Ｎｏ）、ステップＳ１６０３に戻る。一方、所定期間経過した場合（ステップＳ１６０４：Ｙｅｓ）、暗号鍵Ｋｉが設定できないこととなり、一連の処理を終了する。
【０１３５】
また、ステップＳ１６０３において、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）が受信された場合（ステップＳ１６０３：Ｙｅｓ）、ノードＮは、第２の送信部７０４により、受信された暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をブロードキャストする（ステップＳ１６０５）。このあと、ノードＮは、第２の受信部７０５により、携帯端末ＭＴを介して暗号鍵Ｋｉを受信するのを待ち受ける（ステップＳ１６０６：Ｎｏ）。
【０１３６】
そして、ノードＮは、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をブロードキャストしてから所定期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１６０７）。所定期間経過していない場合（ステップＳ１６０７：Ｎｏ）、ステップＳ１６０６に戻る。一方、所定期間経過した場合（ステップＳ１６０７：Ｙｅｓ）、暗号鍵Ｋｉが設定できないこととなり、一連の処理を終了する。
【０１３７】
また、ステップＳ１６０６において、暗号鍵Ｋｉを受信した場合（ステップＳ１６０６：Ｙｅｓ）、ノードＮは、設定部７０６により、受信した暗号鍵Ｋｉを、データを暗号化する鍵に設定する（ステップＳ１６０８）。
【０１３８】
これにより、アドホックネットワークＡｉ内のノード間で送受信されるパケットを暗号化するためのゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを、携帯端末ＭＴを利用して一時的に確立された通信路を介して管理サーバ１０１から取得して設定することができる。
【０１３９】
（ゲートウェイＧｉの鍵通知処理手順）
図１７は、実施の形態１にかかるゲートウェイの鍵通知処理手順の一例を示すフローチャートである。図１７のフローチャートにおいて、まず、ゲートウェイＧｉは、ＧＷ受信部１００１により、アドホックネットワークＡｉを介して、ノードＮからブロードキャストされたＧＷ探索フレームを受信したか否かを判断する（ステップＳ１７０１）。
【０１４０】
ここで、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）を受信するのを待って（ステップＳ１７０１：Ｎｏ）、受信した場合（ステップＳ１７０１：Ｙｅｓ）、ゲートウェイＧｉは、作成部１００２により、ゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉの通知要求を表す鍵通知フレームＮＦｉを作成する（ステップＳ１７０２）。
【０１４１】
そして、ゲートウェイＧｉは、ＧＷ送信部１００３により、ネットワークＮＷ１を介して、作成された鍵通知フレームＮＦｉを管理サーバ１０１に送信して（ステップＳ１７０３）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。
【０１４２】
これにより、アドホックネットワークＡｉ内のノードＮからのＧＷ探索フレームに応じて、ゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉの通知要求を表す鍵通知フレームＮＦｉを管理サーバ１０１に送信することができる。
【０１４３】
（管理サーバ１０１の鍵提供処理手順）
図１８は、実施の形態１にかかる管理サーバ１０１の鍵提供処理手順の一例を示すフローチャートである。図１８のフローチャートにおいて、まず、管理サーバ１０１は、第１の受信部１２０１により、新規ノードＮｘから携帯端末ＭＴを介して、送信指示情報ＥＩの受信を待ち受ける（ステップＳ１８０１：Ｎｏ）。送信指示情報ＥＩを受信した場合（ステップＳ１８０１：Ｙｅｓ）、管理サーバ１０１は、送信指示情報ＥＩを解析する（ステップＳ１８０２）。具体的には、管理サーバ１０１は、送信指示情報ＥＩから携帯端末ＭＴのＩＤと新規ノードＮｘのＩＤとを抽出する。
【０１４４】
そして、管理サーバ１０１は、生成部１２０２により、抽出した携帯端末ＭＴのＩＤおよび新規ノードＮｘのＩＤを含むＧＷ探索フレームＴＦを生成する。さらに、管理サーバ１０１は、生成部１２０２により、暗号鍵Ｋ１〜ＫｎでそれぞれＧＷ探索フレームＴＦを暗号化して、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を生成する（ステップＳ１８０３）。
【０１４５】
そして、管理サーバ１０１は、第１の送信部１２０３により、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を、携帯端末ＭＴを介して新規ノードＮｘに送信する（ステップＳ１８０４）。このあと、管理サーバ１０１は、第２の受信部１２０４により、ゲートウェイＧ１〜Ｇｎから鍵通知フレームＮＦｉを受信するのを待ち受ける（ステップＳ１８０５：Ｎｏ）。そして、管理サーバ１０１は、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を送信してから所定期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１８０６）。所定期間経過していない場合（ステップＳ１８０６：Ｎｏ）、ステップＳ１８０５に戻る。一方、所定期間経過した場合（ステップＳ１８０６：Ｙｅｓ）、暗号鍵Ｋｉが提供できないこととなり、一連の処理を終了する。
【０１４６】
また、ステップＳ１８０５において、鍵通知フレームＮＦｉが受信された場合（ステップＳ１８０５：Ｙｅｓ）、管理サーバ１０１は、鍵通知フレームＮＦｉが所定期間内に複数受信されたか否かを判断する（ステップＳ１８０７）。単数の場合（ステップＳ１８０７：Ｎｏ）、管理サーバ１０１は、抽出部１２０５により、鍵通知フレームＮＦｉで特定されるゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを暗号鍵ＤＢ１１０から抽出する（ステップＳ１８０８）。
【０１４７】
一方、複数の場合（ステップＳ１８０７：Ｙｅｓ）、管理サーバ１０１は、抽出部１２０５により、ノード数の多さ／少なさに基づいて、提供対象となる暗号鍵Ｋｉを抽出する（ステップＳ１８０９）。管理サーバ１０１は、暗号鍵Ｋｉを抽出した場合、第２の送信部１２０６により、抽出した暗号鍵Ｋｉを、携帯端末ＭＴを介して新規ノードＮｘに送信する（ステップＳ１８１０）。これにより、暗号鍵Ｋｉを提供できたこととなり、一連の処理を終了する。
【０１４８】
このように、本実施の形態１によれば、アドホックネットワーク内のノードに対する暗号鍵の設定作業にかかる作業員の作業負担の軽減化および作業時間の短縮化を図ることができる。
【０１４９】
また、新規ノードＮｘからは暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）がブロードキャストされるため、新規ノードＮｘの通信圏外のアドホックネットワークＡｉには送信されない。また、新規ノードＮｘの通信圏内のアドホックネットワークＡｉに送信されても、１ホップ先で受信した近隣ノードでは、当該近隣ノードが保持する暗号鍵Ｋｉで暗号化された暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）だけがアドホックネットワーク内でアップロードされ、残余については廃棄される。
【０１５０】
したがって、アドホックネットワークＡｉ内では、ＧＷ探索フレームＴＦだけを特別扱いして転送を許可する必要がない。したがって、暗号化されていないパケットは、アドホックネットワークＡｉ内では廃棄されるため、暗号鍵Ｋｉで暗号化されていないパケットによるＤｏＳ攻撃を防止することができる。
【０１５１】
また、ノード数の多さにより提供対象の暗号鍵Ｋｉを抽出することにより、新規ノードＮｘに暗号鍵Ｋｉが設定された後において、新規ノードＮｘは、ノード数が多いアドホックネットワークＡｉに参加することができる。したがって、新規ノードＮｘの暗号化通信の通信経路が多くなるため、アドホックネットワークＡｉ内での暗号化通信の安定性を図ることができる。
【０１５２】
また、ノード数の少なさにより提供対象となる暗号鍵Ｋｉを抽出することにより、新規ノードＮｘが導入されたアドホックネットワークのノード数が増加する。したがって、アドホックネットワークＡ１〜Ａｎ間のノード数のばらつきを抑制することができる。このように、ノード数の平均化を図ることで、ノード数が多いアドホックネットワークでは、通信負荷が増大するといった通信負荷のばらつきを低下させることができ、複数のアドホックネットワーク全体での通信の安定性の向上を図ることができる。
【０１５３】
（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２について説明する。実施の形態１では、暗号鍵ＤＢ１１０には、ゲートウェイＧｉごとにゲートウェイＧ１〜Ｇｎ固有の暗号鍵Ｋ１〜Ｋｎを記憶しているが、実施の形態２では、さらに、ゲートウェイＧ１〜Ｇｎの位置情報も記憶しておく。これにより、新規ノードＮｘの近隣ゲートウェイを特定することができるため、ＧＷ探索フレームＴＦを暗号化する暗号鍵Ｋｉを、近隣ゲートウェイ固有の暗号鍵に絞り込む。これにより、新規ノードＮｘを、近隣ゲートウェイが所属するアドホックネットワークに所属させることができる。これにより、新規ノードＮｘを導入する都度、ノードの密集度が高くなり、効率的な暗号化通信をおこなうことができる。
【０１５４】
また、近隣ゲートウェイ固有の暗号鍵だけでＧＷ探索フレームＴＦを暗号化すればよいため、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）の生成の高速化を図ることができる。また、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）内のフレーム数を少なくすることで、新規ノードＮｘからブロードキャストされた場合、近隣ノードが廃棄するフレーム数も低減される。したがって、近隣ノードの処理負荷の低減化を図ることができる。
【０１５５】
以下、実施の形態２について説明するが、以下の説明では、実施の形態１と異なる内容について説明し、特に断りがない限り、それ以外は実施の形態１と同一構成、同一処理とする。
【０１５６】
＜アップロード型による新規ノードＮｘへの暗号鍵の設定例＞
図１９は、実施の形態２にかかるアップロード型による新規ノードＮｘへの暗号鍵の設定例を示す説明図である。図１９のネットワークシステム１００では、管理サーバ１０１において、ゲートウェイＧ１〜Ｇ４の位置情報Ｐ１〜Ｐ４が暗号鍵ＤＢ１１０に記憶されている。また、（２）で送信される送信指示情報ＥＩに、携帯端末ＭＴの位置情報が含まれる。また、（３）では、送信指示情報ＥＩに含まれる携帯端末ＭＴの位置情報と所定距離以内の位置情報となる近隣ゲートウェイを特定し、近隣ゲートウェイ固有の暗号鍵でそれぞれ暗号化された暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）が生成される。図１９では、具体的には、暗号鍵Ｋ１，Ｋ２で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ），Ｋ２（ＴＦ）が暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）となる。
【０１５７】
また、（６）では、新規ノードＮｘは暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をブロードキャストするが、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）は、暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ），Ｋ２（ＴＦ）だけなので、（７−１）では、暗号化ＧＷ探索フレームＫ２（ＴＦ）が廃棄される。同様に、（７−２）では、暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ）が廃棄されることとなる。
【０１５８】
図２０は、実施の形態２にかかる新規ノードＮｘの導入時におけるネットワークシステム１００の動作例を示すシーケンス図である。図２０では、図６において、（２３）が追加された処理となる。すなわち、（２３）では、送信指示情報ＥＩに含まれている携帯端末ＭＴの位置情報から所定距離以内（たとえば、半径１０［ｋｍ］）となる位置情報のゲートウェイＧｉ（近隣ゲートウェイ）を、暗号鍵ＤＢ１１０に記憶されている位置情報から特定する。携帯端末ＭＴやゲートウェイの位置情報は、たとえば、緯度経度などで表現される座標値であるため、２点間距離を算出することで、所定距離以内であるか特定される。
【０１５９】
図２１は、実施の形態２にかかる送信指示情報ＥＩのデータ構造例を示す説明図である。図２１では、図８においてさらに、携帯端末ＭＴの位置情報が付加されている。携帯端末ＭＴは、たとえば、内蔵のＧＰＳにより位置情報を特定することができるため、送信指示情報ＥＩに、携帯端末ＭＴの位置情報を付加することができる。
【０１６０】
図２２は、実施の形態２にかかる暗号鍵ＤＢ１１０の記憶内容の一例を示す説明図である。図２２では、図１３において、さらに、位置情報のフィールドを有している。位置情報のフィールドには、ゲートウェイの位置情報が記憶されている。たとえば、各ゲートウェイＧ１〜Ｇｎの位置情報Ｐ１〜Ｐｎは、各ゲートウェイＧ１〜Ｇｎから暗号鍵Ｋ１〜Ｋｎとともに送信されて、暗号鍵ＤＢ１１０に記憶される。
【０１６１】
（管理サーバ１０１の機能的構成）
図２３は、実施の形態２にかかる管理サーバ１０１の機能的構成を示すブロック図である。図２３は、図１２において、特定部１２０７が追加された構成である。特定部１２０７は、具体的には、たとえば、図３に示したＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ３０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ３０８により、その機能を実現する。また、特定部１２０７の処理結果は、たとえば、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶装置に記憶される。
【０１６２】
特定部１２０７は、第１の受信部１２０１によって送信指示情報ＥＩが受信され、かつ、送信指示情報ＥＩにノードＮの位置情報が含まれている場合、ノードＮの位置情報と各ゲートウェイの位置情報とに基づいて、ノードＮの近隣ゲートウェイを特定する。具体的には、たとえば、携帯端末ＭＴやゲートウェイの位置情報は、緯度経度などで表現される座標値であるため、特定部１２０７は、２点間距離を算出することで、所定距離以内であるか判断することで、所定距離以内のゲートウェイを近隣ゲートウェイとして特定する。
【０１６３】
（管理サーバ１０１の鍵提供処理手順）
図２４は、実施の形態２にかかる管理サーバ１０１の鍵提供処理手順の一例を示すフローチャートである。図２４のフローチャートにおいて、まず、管理サーバ１０１は、第１の受信部１２０１により、新規ノードＮｘから携帯端末ＭＴを介して、送信指示情報ＥＩの受信を待ち受ける（ステップＳ２４０１：Ｎｏ）。送信指示情報ＥＩを受信した場合（ステップＳ２４０１：Ｙｅｓ）、管理サーバ１０１は、送信指示情報ＥＩを解析する（ステップＳ２４０２）。具体的には、管理サーバ１０１は、送信指示情報ＥＩから携帯端末ＭＴのＩＤと新規ノードＮｘのＩＤとを抽出する。
【０１６４】
つぎに、管理サーバ１０１は、特定部１２０７により、携帯端末ＭＴの近隣ゲートウェイを特定する（ステップＳ２４０３）。そして、管理サーバ１０１は、生成部１２０２により、抽出した携帯端末ＭＴのＩＤおよび新規ノードＮｘのＩＤを含むＧＷ探索フレームＴＦを生成する。さらに、管理サーバ１０１は、生成部１２０２により、近隣ゲートウェイＧｉの暗号鍵ＫｉでそれぞれＧＷ探索フレームＴＦを暗号化して、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を生成する（ステップＳ２４０４）。
【０１６５】
そして、管理サーバ１０１は、第１の送信部１２０３により、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を、携帯端末ＭＴを介して新規ノードＮｘに送信する（ステップＳ２４０５）。このあと、管理サーバ１０１は、第２の受信部１２０４により、近隣ゲートウェイＧｉから鍵通知フレームＮＦｉを受信するのを待ち受ける（ステップＳ２４０６：Ｎｏ）。
【０１６６】
そして、管理サーバ１０１は、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を送信してから所定期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ２４０７）。所定期間経過していない場合（ステップＳ２４０７：Ｎｏ）、ステップＳ２４０６に戻る。一方、所定期間経過した場合（ステップＳ２４０７：Ｙｅｓ）、暗号鍵Ｋｉが提供できないこととなり、一連の処理を終了する。
【０１６７】
また、ステップＳ２４０６において、鍵通知フレームＮＦｉが受信された場合（ステップＳ２４０６：Ｙｅｓ）、管理サーバ１０１は、鍵通知フレームＮＦｉが所定期間内に複数受信されたか否かを判断する（ステップＳ２４０８）。単数の場合（ステップＳ２４０８：Ｎｏ）、管理サーバ１０１は、抽出部１２０５により、鍵通知フレームＮＦｉで特定されるゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを暗号鍵ＤＢ１１０から抽出する（ステップＳ２４０９）。
【０１６８】
一方、複数の場合（ステップＳ２４０８：Ｙｅｓ）、管理サーバ１０１は、抽出部１２０５により、ノード数の多さ／少なさに基づいて、提供対象となる暗号鍵Ｋｉを抽出する（ステップＳ２４１０）。管理サーバ１０１は、暗号鍵Ｋｉを抽出した場合、第２の送信部１２０６により、抽出した暗号鍵Ｋｉを、携帯端末ＭＴを介して新規ノードＮｘに送信する（ステップＳ２４１１）。これにより、暗号鍵Ｋｉを提供できたこととなり、一連の処理を終了する。
【０１６９】
このように、実施の形態２によれば、近隣ゲートウェイ固有の暗号鍵だけでＧＷ探索フレームＴＦを暗号化すればよいため、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）の生成の高速化を図ることができる。また、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）内のフレーム数を少なくすることで、新規ノードＮｘからブロードキャストされた場合、近隣ノードが廃棄するフレーム数も低減される。したがって、近隣ノードの処理負荷の低減化を図ることができる。また、新規ノードＮｘを、近隣ゲートウェイが所属するアドホックネットワークに所属させることができる。これにより、新規ノードＮｘを導入する都度、ノードの密集度が高くなり、効率的な暗号化通信をおこなうことができる。
【０１７０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、新規ノードＮｘの近隣ノードが、暗号化されていないパケットを廃棄するという性質を利用することで、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をアップロードすることで、近隣ノードの暗号鍵Ｋｉで復号できる暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）をゲートウェイＧｉに到達させ、残余のフレームを廃棄することができる。このように、ＧＷ探索フレームであっても例外を認めることなく暗号化されていないデータを廃棄できるため、不正なパケットによる攻撃を受けにくくなり、アドホックネットワークＡｉの安全性の向上を図ることができる。
【０１７１】
また、ノードＮの鍵設定時に、ノードＮに設定すべき暗号鍵Ｋｉを容易に取得することができ、ノードＮが用いる暗号鍵Ｋｉの設定作業の効率化を図ることができる。具体的には、たとえば、ノードＮの初期導入時などにおいて、作業員ＯＰが地理的に絞り込まれた候補となるゲートウェイとノードＮとの通信状況をしらみつぶしに確認するなどの作業が不要となり、ノードＮに対する暗号鍵Ｋｉの設定作業の効率化を図ることができる。また、確認作業のために候補となる各ゲートウェイの暗号鍵を携帯端末ＭＴなどに記録しておく必要がないため、持ち運びの際の情報漏洩のリスクを低減させることができる。このように、アドホックネットワーク内のノードに対する暗号鍵の設定作業にかかる作業員の作業負担の軽減化および作業時間の短縮化を図ることができる。
【０１７２】
なお、本実施の形態で説明した鍵設定方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。本鍵設定プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また本鍵設定プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布してもよい。
【符号の説明】
【０１７３】
１００  ネットワークシステム
１０１  管理サーバ
７０１  検知部
７０２  第１の送信部（ノード側）
７０３  第１の受信部（ノード側）
７０４  第２の送信部（ノード側）
７０５  第２の受信部（ノード側）
７０６  設定部
１２０１  第１の受信部（サーバ側）
１２０２  生成部
１２０３  第１の受信部（サーバ側）
１２０４  第２の受信部（サーバ側）
１２０５  抽出部
１２０６  第２の送信部（サーバ側）
１２０７  特定部
ＭＴ  携帯端末
Ｎｘ  新規ノード
【図１】
2012114528.tif 000003
【図２】
2012114528.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012114528.tif 000006
【図５】
2012114528.tif 000007
【図６】
2012114528.tif 000008
【図７】
2012114528.tif 000009
【図８】
2012114528.tif 000010
【図９】
2012114528.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2012114528.tif 000015
【図１４】
2012114528.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2012114528.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2012114528.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年6月20日(2013.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアドホックネットワークのいずれのアドホックネットワーク内の、ゲートウェイ固有の鍵が未設定なノードにおける鍵設定方法であって、
前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続されたサーバと通信可能な携帯端末との接続を検知する検知工程と、
前記検知工程によって前記携帯端末との接続が検知された場合、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信する第１の送信工程と、
前記第１の送信工程によって前記送信指示情報が送信された結果、前記サーバから前記携帯端末を介して、前記取得要求が前記各ゲートウェイ固有の鍵でそれぞれ暗号化された暗号化取得要求群を受信する第１の受信工程と、
前記第１の受信工程によって受信された暗号化取得要求群を、前記複数のアドホックネットワークに同時通報する第２の送信工程と、
複数の前記ゲートウェイのうち、前記第２の送信工程によって同時通報された暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記サーバから前記携帯端末を介して受信する第２の受信工程と、
前記第２の受信工程によって受信された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記データを暗号化する鍵に設定する設定工程と、
を含むことを特徴とする鍵設定方法。
【請求項２】
前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに前記ノードに対する近隣ゲートウェイを特定させる前記ノードの位置情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の鍵設定方法。
【請求項３】
複数のアドホックネットワークのいずれのアドホックネットワーク内で用いられるノードであって、
前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続されたサーバと通信可能な携帯端末との接続を検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記携帯端末との接続が検知された場合、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信する第１の送信手段と、
前記第１の送信手段によって前記送信指示情報が送信された結果、前記サーバから前記携帯端末を介して、前記取得要求が前記各ゲートウェイ固有の鍵でそれぞれ暗号化された暗号化取得要求群を受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段によって受信された暗号化取得要求群を、前記複数のアドホックネットワークに同時通報する第２の送信手段と、
複数の前記ゲートウェイのうち、前記第２の送信手段によって同時通報された暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記サーバから前記携帯端末を介して受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段によって受信された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記データを暗号化する鍵に設定する設定手段と、
を備えることを特徴とするノード。
【請求項４】
前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに前記ノードに対する近隣ゲートウェイを特定させる前記ノードの位置情報を含むことを特徴とする請求項３に記載のノード。
【請求項５】
複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続されたサーバであって、
前記各ゲートウェイ固有の各鍵を記憶する記憶手段と、
前記サーバに接続された携帯端末を介して、データを暗号化する鍵が未設定なノードから、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段によって前記送信指示情報が受信された場合、前記取得要求を前記各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された暗号化取得要求群を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信する第１の送信手段と、
前記第１の送信手段によって送信された暗号化取得要求群が、前記ノードから前記複数のアドホックネットワークに同時通報された結果、前記暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイから、前記特定のゲートウェイ固有の鍵の通知指示情報を受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段によって受信された通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記記憶手段から抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信する第２の送信手段と、
を備えることを特徴とするサーバ。
【請求項６】
前記ノードの近隣ゲートウェイを特定する特定手段をさらに備え、
前記記憶手段は、ゲートウェイごとに、前記ゲートウェイ固有の鍵と前記ゲートウェイの位置情報を記憶しており、
前記特定手段は、前記第１の受信手段によって前記送信指示情報が受信され、かつ、前記送信指示情報に前記ノードの位置情報が含まれている場合、前記ノードの位置情報と前記記憶手段により記憶された各ゲートウェイの位置情報とに基づいて、前記ノードの近隣ゲートウェイを特定し、
前記生成手段は、前記取得要求を前記特定手段によって特定された近隣ゲートウェイ固有の各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成することを特徴とする請求項５に記載のサーバ。
【請求項７】
前記記憶手段は、さらにゲートウェイごとに、前記ゲートウェイが所属するアドホックネットワーク内のノード数を記憶しており、
前記抽出手段は、前記記憶手段に記憶された前記特定のゲートウェイが所属するアドホックネットワーク内のノード数に基づいて、前記第２の受信手段によって受信された通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵の中から設定対象鍵を抽出することを特徴とする請求項５または６に記載のサーバ。
【請求項８】
前記抽出手段は、
通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵の中から、前記ノード数が最大の特定のゲートウェイ固有の鍵を抽出することを特徴とする請求項７に記載のサーバ。
【請求項９】
前記抽出手段は、
通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵の中から、前記ノード数が最小の特定のゲートウェイ固有の鍵を抽出することを特徴とする請求項７に記載のサーバ。
【請求項１０】
複数のアドホックネットワークと、前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内のゲートウェイと接続されたサーバと、を含むネットワークシステムであって、
前記サーバは、
前記各ゲートウェイ固有の各鍵を記憶する記憶手段と、
前記サーバに接続された携帯端末を介して、データを暗号化する鍵が未設定なノードから、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段によって前記送信指示情報が受信された場合、前記取得要求を前記各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された暗号化取得要求群を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信する第１の送信手段と、
前記第１の送信手段によって送信された暗号化取得要求群が、前記ノードから前記複数のアドホックネットワークに同時通報された結果、前記暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイから、前記特定のゲートウェイ固有の鍵の通知指示情報を受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段によって受信された通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記記憶手段から抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信する第２の送信手段と、を備え、
前記ノードは、
前記携帯端末との接続を検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記携帯端末との接続が検知された場合、前記送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信する第３の送信手段と、
前記第３の送信手段によって前記送信指示情報が送信された結果、前記サーバから前記携帯端末を介して、前記暗号化取得要求群を受信する第３の受信手段と、
前記第３の受信手段によって受信された暗号化取得要求群を、前記複数のアドホックネットワークに同時通報する第４の送信手段と、
複数の前記ゲートウェイのうち、前記第４の送信手段によって同時通報された暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記サーバから前記携帯端末を介して受信する第４の受信手段と、
前記第４の受信手段によって受信された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記データを暗号化する鍵に設定する設定手段と、
を備えることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項１１】
前記サーバは、前記ノードの近隣ゲートウェイを特定する特定手段をさらに備え、
前記記憶手段はゲートウェイごとに、前記ゲートウェイ固有の鍵と前記ゲートウェイの位置情報を記憶しており、
前記特定手段は、前記第１の受信手段によって前記送信指示情報が受信され、かつ、前記送信指示情報に前記ノードの位置情報が含まれている場合、前記ノードの位置情報と前記各ゲートウェイの位置情報とに基づいて、前記ノードの近隣ゲートウェイを特定し、
前記生成手段は、前記取得要求を前記特定手段によって特定された近隣ゲートウェイ固有の各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成し、
前記ノードの前記第３の送信手段は、
前記検知手段によって前記携帯端末との接続が検知された場合、前記ノードに対する近隣ゲートウェイを特定させる前記ノードの位置情報を含む前記送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信することを特徴とする請求項１０に記載のネットワークシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを暗号化するための鍵を設定する鍵設定方法、ノード、サーバおよびネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アドホックネットワークは、無線通信でリンクする自己構成型のネットワークの一種である。アドホックネットワークは複数のノードにより構成される。また、アドホックネットワーク内の各ノードは、マルチホップ通信によりパケットの送受信を行う。マルチホップ通信は、互いの通信圏内に存在しないノード同士が、各ノードの通信圏内に存在する別のノードを介して通信を行う技術である。
【０００３】
また、アドホックネットワークとインターネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの他のネットワークとを接続する場合、ゲートウェイと呼ばれる中継機器を用いて、ネットワーク間の通信の転送が行われる。
【０００４】
アドホックネットワークを利用した技術として、各家庭の電力メータに無線通信可能なノードを組み込んで、作業員が現地に出向くことなく、アドホックネットワーク経由でメータ確認などの業務を行うシステムがある。各家庭の電力の使用量などの個人情報を扱うアドホックネットワークでは、秘匿性や改ざん防止の観点からセキュアな通信を行うことが要求される。
【０００５】
そこで、従来のシステムでは、アドホックネットワーク内のノード間で送受信されるパケットを暗号化することで、セキュアな通信を確保することが行われている。この際、システム内の全ノードで共通の暗号鍵を用いた場合、鍵漏洩時のリスクが大きいため、ゲートウェイごとに暗号鍵を変えるシステムがある。
【０００６】
また、システムへの新規ノードの初期導入時などにおいて、新規ノードは、暗号鍵が設定されるまでの間、アドホックネットワーク内の他のノードとセキュアな通信を行うことができない。このため、アドホックネットワーク経由で新規ノードに暗号鍵を自動設定することが難しく、作業員が現地に出向いて暗号鍵の設定作業を行っている。
【０００７】
また、セキュア通信に関する先行技術として、たとえば、端末が通信制御を行うのに必要な各種の通信制御情報を端末とは異なる他の通信装置を利用して認証サーバから取得する技術がある（たとえば、下記特許文献１参照。）。また、アドホックネットワークにおいて通信開始時の鍵交換を安定して行うための技術がある（たとえば、下記特許文献２参照。）。また、各通信端末が最寄りの通信端末と公開鍵を用いて相互認証を行うアドホックネットワークに関する技術がある（たとえば、下記特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１３５８７４号公報
【特許文献２】特開２００７−８８７９９号公報
【特許文献３】特開２００７−１３３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、暗号鍵を設定する場合、設定経路となるアドホックネットワークにおいて、設定に必要なデータを特別扱いして、暗号化せずに送信できることとすると、アドホックネットワークに対し、当該設定に必要なデータを用いた再送攻撃が可能となる。したがって、アドホックネットワークの安全性に問題がある。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、アドホックネットワークの安全性の向上を図ることができる鍵設定方法、ノード、サーバおよびネットワークシステム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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本願の一観点によれば、複数のアドホックネットワークのいずれのアドホックネットワーク内のゲートウェイ固有の鍵が未設定なノードが、前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続されたサーバと通信可能な携帯端末との接続を検知し、前記携帯端末との接続が検知された場合、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信し、前記送信指示情報が送信された結果、前記サーバから前記携帯端末を介して、前記取得要求が前記各ゲートウェイ固有の鍵でそれぞれ暗号化された暗号化取得要求群を受信し、受信された暗号化取得要求群を、前記複数のアドホックネットワークに同時通報し、複数の前記ゲートウェイのうち、同時通報された暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記サーバから前記携帯端末を介して受信し、受信された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記データを暗号化する鍵に設定することができる。
【００１２】
また、本発明の一観点によれば、前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続され、前記各ゲートウェイ固有の各鍵を記憶するサーバが、前記サーバに接続された携帯端末を介して、データを暗号化する鍵が未設定なノードから、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を受信し、前記送信指示情報が受信された場合、前記取得要求を前記各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成し、生成された暗号化取得要求群を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信し、送信された暗号化取得要求群が、前記ノードから前記複数のアドホックネットワークに同時通報された結果、前記暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイから、前記特定のゲートウェイ固有の鍵の通知指示情報を受信し、受信された通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を抽出し、抽出された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信することができる。
【００１３】
また、本発明の一観点によれば、前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続され、ゲートウェイごとに、前記ゲートウェイ固有の鍵と前記ゲートウェイの位置情報を記憶するサーバが、前記サーバに接続された携帯端末を介して、データを暗号化する鍵が未設定なノードから、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を受信し、前記送信指示情報が受信され、かつ、前記送信指示情報に前記ノードの位置情報が含まれている場合、前記ノードの位置情報と前記各ゲートウェイの位置情報とに基づいて、前記ノードの近隣ゲートウェイを特定し、前記取得要求を近隣ゲートウェイ固有の各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成し、生成された暗号化取得要求群を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信し、送信された暗号化取得要求群が、前記未設定なノードから前記複数のアドホックネットワークに同時通報された結果、前記暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイから、前記特定のゲートウェイ固有の鍵の通知指示情報を受信し、受信された通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を抽出し、抽出された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の鍵設定方法、ノード、サーバおよびネットワークシステムによれば、アドホックネットワークの安全性の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態１にかかるアップロード型による新規ノードへの暗号鍵の設定例を示す説明図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかるネットワークシステム１００のシステム構成例を示す説明図である。
【図３】図３は、管理サーバ１０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、ノードのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態１にかかるネットワークシステム１００への新規ノードＮｘの導入例を示す説明図である。
【図６】図６は、実施の形態１にかかる新規ノードＮｘの導入時におけるネットワークシステム１００の動作例を示すシーケンス図である。
【図７】図７は、実施の形態１にかかるノードの機能的構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、実施の形態１にかかる送信指示情報ＥＩのデータ構造例を示す説明図である。
【図９】図９は、実施の形態１にかかる暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）のデータ構造例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１にかかるゲートウェイの機能的構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１にかかる鍵通知フレームＮＦｉのデータ構造例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１にかかる管理サーバ１０１の機能的構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１にかかる暗号鍵ＤＢ１１０の記憶内容の一例を示す説明図である。
【図１４】図１４は、実施の形態１にかかる管理サーバ１０１の認証情報の一例を示す説明図である。
【図１５】図１５は、実施の形態１にかかる携帯端末ＭＴの認証情報の一例を示す説明図である。
【図１６】図１６は、実施の形態１にかかるノードＮの鍵設定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施の形態１にかかるゲートウェイの鍵通知処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、実施の形態１にかかる管理サーバ１０１の鍵提供処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、実施の形態２にかかるアップロード型による新規ノードＮｘへの暗号鍵の設定例を示す説明図である。
【図２０】図２０は、実施の形態２にかかる新規ノードＮｘの導入時におけるネットワークシステム１００の動作例を示すシーケンス図である。
【図２１】図２１は、実施の形態２にかかる送信指示情報ＥＩのデータ構造例を示す説明図である。
【図２２】図２２は、実施の形態２にかかる暗号鍵ＤＢ１１０の記憶内容の一例を示す説明図である。
【図２３】図２３は、実施の形態２にかかる管理サーバ１０１の機能的構成を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、実施の形態２にかかる管理サーバ１０１の鍵提供処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる鍵設定方法、ノード、サーバおよびネットワークシステムの実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態では、アップストリーム型による暗号鍵設定について説明する。アップストリーム型とは、新規ノードから上流側（ゲートウェイ）に対しゲートウェイを探索するゲートウェイ探索フレーム（以下、「ＧＷ探索フレーム」）をアップロードすることで、鍵設定を行う処理である。
【００１７】
本実施の形態では、それぞれゲートウェイが存在する複数のアドホックネットワークに対し、それぞれのゲートウェイ固有の鍵で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレーム群を、各アドホックネットワークにアップロードする。各アドホックネットワーク内の暗号鍵設定済みのノードは、暗号化されていないパケットや、暗号化されていても復号できないパケットは廃棄する。
【００１８】
したがって、暗号化ＧＷ探索フレーム群が送信されてきても、保持している暗号鍵で復号できない暗号化ＧＷ探索フレームは廃棄される。一方、復号できる暗号化ＧＷパケットは、所属するアドホックネットワーク内でマルチホップ通信されて、ゲートウェイに到達される。これにより、暗号化されていないパケットや、暗号化されていても復号できないパケットのような不正パケットは、アドホックネットワーク内で伝搬しないため、再送攻撃を防止することができる。以下、図面を用いて具体的に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
＜アップロード型による新規ノードへの暗号鍵の設定例＞
図１は、実施の形態１にかかるアップロード型による新規ノードへの暗号鍵の設定例を示す説明図である。図１のネットワークシステム１００では、例として４つのアドホックネットワークＡ１〜Ａ４が構築されている。また、各アドホックネットワークＡ１〜Ａ４を表現している雲形図形の大きさは所属するノード数の多さを表している。図１では、例として、アドホックネットワークＡ１には１０個のノード、アドホックネットワークＡ２には４個のノード、アドホックネットワークＡ３には７個のノード、アドホックネットワークＡ４には３個のノードが属している。
【００２０】
各アドホックネットワークＡ１〜Ａ４内のノードおよびゲートウェイＧ１〜Ｇ４には、ゲートウェイＧ１〜Ｇ４固有の暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４が設定されている。たとえば、アドホックネットワークＡ１内のノードおよびゲートウェイＧ１にはゲートウェイＧ１固有の暗号鍵Ｋ１、アドホックネットワークＡ２内のノードおよびゲートウェイＧ２にはゲートウェイＧ２固有の暗号鍵Ｋ２、アドホックネットワークＡ３内のノードおよびゲートウェイＧ３にはゲートウェイＧ３固有の暗号鍵Ｋ３、アドホックネットワークＡ４内のノードおよびゲートウェイＧ４にはゲートウェイＧ４固有の暗号鍵Ｋ４が設定されている。
【００２１】
また、管理サーバ１０１は、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどのネットワークＮＷ１を介して、各アドホックネットワークのゲートウェイＧ１〜Ｇ４と相互に通信可能に接続されている。管理サーバ１０１は、暗号鍵データベース（ＤＢ）１１０を有する。暗号鍵ＤＢ１１０は、ゲートウェイアドレス（ＧＷアドレス）ごとに、ゲートウェイＧ１〜Ｇ４固有の暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４とゲートウェイＧ１〜Ｇ４が所属するアドホックネットワークＡ１〜Ａ４のノード数を記憶する。
【００２２】
ゲートウェイＧ１〜Ｇ４固有の暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４は、そのゲートウェイＧ１〜Ｇ４が所属するアドホックネットワークＡ１〜Ａ４内のノード間で送受信されるパケットを暗号化するための鍵である。暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４は、たとえば、１２８〜２５６ビット程度のバイナリデータである。また、各暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４は、たとえば、パケットを暗号化するとともに、暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４を用いて暗号化されたパケットを復号することができる共通鍵である。ノード数は、ノードが設定されるとインクリメントされる。また、図１の暗号鍵ＤＢ１１０では、ＧＷアドレスを便宜上Ｇ１〜Ｇ４（ゲートウェイの符号）で表現している。
【００２３】
ここで、新規ノードＮｘを導入する場合について説明する。図１では、新規ノードＮｘを設置した場合、アドホックネットワークＡ１，Ａ２の通信圏内にあり、アドホックネットワークＡ３，Ａ４の通信圏外にあるとする。新規ノードＮｘは、いずれの暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４も未設定であるため、暗号化パケットの送信や受信パケットの復号はできないが、パケットの単なる受信は可能である。
【００２４】
このように、復号ができないにもかかわらずパケットを受信することを、「傍受」と称す。また、傍受されたパケットについては、新規ノードＮｘはいずれの暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４も持っていないため復号できないが、廃棄せずに送信することもできることとする。なお、アドホックネットワークＡ１〜Ａ４では、それぞれの暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４で暗号化されていないパケットは、受信しても廃棄される。
【００２５】
新規ノードＮｘは、アドホックネットワークＡ１〜Ａ４以外のセキュアなネットワーク経由で管理サーバ１０１と通信するため、管理サーバ１０１と通信可能な携帯端末ＭＴに接続する。携帯端末ＭＴは、作業員ＯＰが使用する携帯型の通信装置であり、たとえば、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）電話機、スマートフォン、ノート型のパーソナル・コンピュータなどである。これにより、ネットワークＮＷ３が設定される。また、携帯端末ＭＴと管理サーバ１０１とが接続されることで、携帯端末ＭＴと管理サーバ１０１間で通信が可能となる。これにより、ネットワークＮＷ２が設定される。そして、携帯端末ＭＴは、たとえば、ＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｓｏｃｋｅｔ  Ｌａｙｅｒ）を用いて、管理サーバ１０１とセキュアな通信を行うことができる。
【００２６】
つぎに、ネットワークＮＷ２，ＮＷ３経由での暗号鍵設定処理手順について説明する。（１）まず、携帯端末ＭＴは、ネットワークＮＷ３を介して新規ノードＮｘから新規ノードＮｘのＩＤを取得する。新規ノードＮｘのＩＤとしては、たとえば、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスが挙げられる。ここでは、携帯端末ＭＴが新規ノードＮｘのＩＤを取得することとしているが、新規ノードＮｘが携帯端末ＭＴのＩＤを取得することとしてもよい。
【００２７】
（２）携帯端末ＭＴは、ＧＷ探索フレームの送信指示情報ＥＩを、ネットワークＮＷ２を介して送信する。送信指示情報ＥＩには、送信指示を示す記述データと、携帯端末ＭＴのＩＤと、新規ノードＮｘのＩＤを含む。ここでは、携帯端末ＭＴから送信指示情報ＥＩを送信することとしているが、新規ノードＮｘが携帯端末ＭＴのＩＤを取得した場合は、新規ノードＮｘからネットワークＮＷ３，ＮＷ２を介して送信してもよい。
【００２８】
（３）管理サーバ１０１は、送信指示情報ＥＩを受信すると、送信指示情報ＥＩから新規ノードＮｘのＩＤと携帯端末ＭＴのＩＤとを抽出し、ＧＷ探索フレームに含める。そして、管理サーバ１０１は、ＧＷ探索フレームを、暗号鍵ＤＢ１１０に記憶されている暗号鍵Ｋ１〜Ｋ４でそれぞれ暗号化した暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を生成する。暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）は、暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ）〜Ｋ４（ＴＦ）である。
【００２９】
（４）管理サーバ１０１は、生成された暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を、ネットワークＮＷ２を介して携帯端末ＭＴに送信する。
【００３０】
（５）携帯端末ＭＴは、管理サーバ１０１からネットワークＮＷ２を介して送信されてくる暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を、ネットワークＮＷ３を介して新規ノードＮｘに転送する。
【００３１】
（６）新規ノードＮｘは、携帯端末ＭＴから転送されてきた暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をブロードキャストする。これにより、新規ノードＮｘの通信圏内にある近隣ノードＮ１ａ，Ｎ２ｂは、それぞれ暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を受信する。これに対し、新規ノードＮｘの通信圏外であるアドホックネットワークＡ３，Ａ４のノードＮ３ｃ，Ｎ４ｄには、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）は受信されない。
【００３２】
（７−１）アドホックネットワークＡ１のノードＮ１ａは、新規ノードＮｘからの暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を受信する。ノードＮ１ａは、ゲートウェイＧ１固有の暗号鍵Ｋ１を保持している。このため、暗号鍵Ｋ２〜Ｋ４で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレームＫ２（ＴＦ）〜Ｋ４（ＴＦ）は、暗号鍵Ｋ１で復号できないため、ノードＮ１ａで廃棄される。
【００３３】
（８−１）一方、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）のうち、暗号鍵Ｋ１で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ）は、ノードＮ１ａで復号できる。したがって、暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ）は、アドホックネットワークＡ１内でマルチホップ通信される。
【００３４】
（９−１）アドホックネットワークＡ１のゲートウェイＧ１は、アドホックネットワークＡ１内でノードＮ１ａからマルチホップ通信されてきた暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ）を受信する。ゲートウェイＧ１は、暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ）をゲートウェイＧ１固有の暗号鍵Ｋ１で復号することで、ＧＷ探索フレームであることを確認する。確認できた場合は、ゲートウェイＧ１は、鍵通知フレームＮＦ１を生成し、ネットワークＮＷ１を介して管理サーバ１０１に送信する。鍵通知フレームＮＦ１は、新規ノードＮｘへのゲートウェイＧ１固有の暗号鍵Ｋ１の送信許可を通知する情報である。
【００３５】
（７−２）上記（７−１）と同様、アドホックネットワークＡ２のノードＮ２ｂは、新規ノードＮｘからの暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を受信する。ノードＮ２ｂは、ゲートウェイＧ２固有の暗号鍵Ｋ２を保持している。このため、暗号鍵Ｋ１，Ｋ３，Ｋ４で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ），Ｋ３（ＴＦ），Ｋ４（ＴＦ）は、暗号鍵Ｋ２で復号できないため、ノードＮ２ｂで廃棄される。
【００３６】
（８−２）一方、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）のうち、暗号鍵Ｋ２で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレームＫ２（ＴＦ）は、ノードＮ２ｂで復号できる。したがって、暗号化ＧＷ探索フレームＫ２（ＴＦ）は、アドホックネットワークＡ２内でマルチホップ通信される。
【００３７】
（９−２）アドホックネットワークＡ２のゲートウェイＧ２は、アドホックネットワークＡ２内でノードＮ２ｂからマルチホップ通信されてきた暗号化ＧＷ探索フレームＫ２（ＴＦ）を受信する。ゲートウェイＧ２は、暗号化ＧＷ探索フレームＫ２（ＴＦ）をゲートウェイＧ２固有の暗号鍵Ｋ２で復号することで、ＧＷ探索フレームであることを確認する。確認できた場合は、ゲートウェイＧ２は、鍵通知フレームＮＦ２を生成し、ネットワークＮＷ１を介して管理サーバ１０１に送信する。鍵通知フレームＮＦ２は、新規ノードＮｘへのゲートウェイＧ２固有の暗号鍵Ｋ２の送信許可を通知する情報である。
【００３８】
（１０）このあと、管理サーバ１０１は、鍵通知フレームＮＦ１，ＮＦ２から提供対象となる暗号鍵Ｋ１，Ｋ２を特定し、暗号鍵ＤＢ１１０から抽出する。図１の例では、管理サーバ１０１は、鍵通知フレームＮＦ１，ＮＦ２を受信しているため、暗号鍵Ｋ１，Ｋ２が特定されるが、新規ノードＮｘに提供される暗号鍵は１つである。したがって、提供対象となる暗号鍵が複数特定された場合は、たとえば、ノード数が多い方のアドホックネットワークのゲートウェイ固有の鍵を、提供対象の暗号鍵とする。
【００３９】
たとえば、図１の例では、ゲートウェイＧ１が所属するアドホックネットワークＡ１のノード数が１０、ゲートウェイＧ２が所属するアドホックネットワークＡ２のノード数が４であるため、暗号鍵Ｋ１が提供対象の暗号鍵として特定される。これにより、新規ノードＮｘは、ノード数が多い方のアドホックネットワークに追加されるため、追加後は、通信経路が多くなり、安定した通信をおこなうことができる。
【００４０】
また、提供対象となる暗号鍵が複数特定された場合は、たとえば、ノード数が少ない方のアドホックネットワークのゲートウェイ固有の鍵を、提供対象の暗号鍵としてもよい。たとえば、図１の例では、ゲートウェイＧ１が所属するアドホックネットワークＡ１のノード数が１０、ゲートウェイＧ２が所属するアドホックネットワークＡ２のノード数が４であるため、暗号鍵Ｋ２が提供対象の暗号鍵として特定される。これにより、新規ノードＮｘは、ノード数が少ない方のアドホックネットワークに追加されるため、アドホックネットワークＡ１〜Ａ４のノード数の平均化を図ることができる。
【００４１】
また、ノード数にかかわらず、先着した鍵通知フレームで特定される暗号鍵を提供対象の暗号鍵としてもよい。たとえば、鍵通知フレームＮＦ１，ＮＦ２のうち鍵通知フレームＮＦ１が先着の場合は、暗号鍵Ｋ１が提供対象の暗号鍵として特定されることとなる。これにより、鍵設定作業の高速化を図ることができる。
【００４２】
（１１）管理サーバ１０１は、提供対象となる暗号鍵を特定すると、特定した暗号鍵を、ネットワークＮＷ２を介して携帯端末ＭＴに送信する。たとえば、暗号鍵Ｋ１が特定されると、管理サーバ１０１は、暗号鍵Ｋ１を携帯端末ＭＴに送信する。
【００４３】
（１２）携帯端末ＭＴは、管理サーバ１０１から送信されてくる暗号鍵を、ネットワークＮＷ３を介して新規ノードＮｘに転送する。たとえば、暗号鍵Ｋ１が送信されてくると、携帯端末ＭＴは、暗号鍵Ｋ１を新規ノードＮｘに転送する。
【００４４】
（１３）新規ノードＮｘは、携帯端末ＭＴから転送されてくる暗号鍵を受信する。たとえば、暗号鍵Ｋ１が送信されてくると、新規ノードＮｘは、暗号鍵Ｋ１を受信する。
【００４５】
（１４）新規ノードＮｘは、受信した暗号鍵を、データを暗号化する鍵に設定する。たとえば、暗号鍵Ｋ１が受信されると、新規ノードＮｘは、暗号鍵Ｋ１により暗号化や復号が可能となる。これにより、新規ノードＮｘは、アドホックネットワークＡ１に組み込まれることになる。したがって、新規ノードＮｘは、アドホックネットワークＡ１内でマルチホップ通信されてくる暗号化パケットを暗号鍵Ｋ１で復号することができる。また、データを送信する場合は、暗号鍵Ｋ１で暗号化して、近隣のノードに送信することができる。
【００４６】
（ネットワークシステム１００の一実施例）
図２は、実施の形態１にかかるネットワークシステム１００のシステム構成例を示す説明図である。図２において、ネットワークシステム１００は、管理サーバ１０１と、ゲートウェイＧ１〜Ｇｎと、ノードＮ１−１〜Ｎ１−ｍ１，Ｎ２−１〜Ｎ２−ｍ２，…，Ｎｎ−１〜Ｎｎ−ｍｎと、を含む構成である。
【００４７】
管理サーバ１０１は、ネットワークＮＷ１を介して、ゲートウェイＧ１〜Ｇｎと相互に通信可能に接続されている。管理サーバ１０１は、各ゲートウェイＧ１〜Ｇｎ固有の暗号鍵を、各ゲートウェイＧ１〜Ｇｎから取得して保持するコンピュータである。
【００４８】
各ゲートウェイＧ１〜Ｇｎ固有の暗号鍵Ｋ１〜Ｋｎは、各ゲートウェイＧ１〜Ｇｎが属する各アドホックネットワークＡ１〜Ａｎ内のノード間で送受信されるデータを暗号化するための鍵情報である。以下の説明では、データの一例として、データ本体を含むペイロード部に宛先などを含むヘッダ部が付加されたパケットを用いて説明する。
【００４９】
また、管理サーバ１０１は、携帯電話網やインターネットなどのネットワークＮＷ２を介して、携帯端末ＭＴと相互に通信可能である。携帯端末ＭＴは、作業員ＯＰが使用する携帯型の通信装置であり、たとえば、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）電話機、スマートフォン、ノート型のパーソナル・コンピュータなどである。
【００５０】
ゲートウェイＧｉは、アドホックネットワークＡｉとネットワークＮＷ１とを接続する中継機器である（ｉ＝１，２，…，ｎ）。具体的には、ゲートウェイＧｉは、アドホックネットワークＡｉを介して、ノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉと接続されている。また、ゲートウェイＧｉは、ネットワークＮＷ１を介して、管理サーバ１０１と接続されている。
【００５１】
ゲートウェイＧｉは、アドホックネットワークＡｉのプロトコルとネットワークＮＷ１のプロトコルの両方を理解し、アドホックネットワークＡｉとネットワークＮＷ１との間の通信の転送を行う。ゲートウェイＧｉは、アドホックネットワークＡｉ内のノード間で送受信されるパケットを暗号化するためのゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを有している。
【００５２】
ノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉは、所定の通信圏内の他ノードとマルチホップ通信を行う無線通信装置である。アドホックネットワークＡｉでは、すべてのノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉがゲートウェイＧｉと直接通信できる必要はなく、一部のノードがゲートウェイＧｉと通信可能であればよい。
【００５３】
ネットワークシステム１００は、たとえば、各家庭の電力やガスの使用量を収集するシステムに適用することができる。具体的には、たとえば、各家庭の電力メータやガスメータに各ノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉを組み込むことで、アドホックネットワークＡｉ内のノード間で各家庭の電力やガスの使用量を送受信する。なお、各家庭の電力やガスの使用量は、各ノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉが計測してもよく、また、各ノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉが電力メータやガスメータから取得してもよい。
【００５４】
ゲートウェイＧｉは、アドホックネットワークＡｉ内のノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉから受信した各家庭の電力やガスの使用量を、ネットワークＮＷ１を介して電力会社やガス会社のサーバ（たとえば、管理サーバ１０１）に送信する。これにより、作業員ＯＰが現地に出向くことなく電力やガスの使用量を収集することができる。
【００５５】
また、ネットワークシステム１００では、アドホックネットワークＡｉごとにゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを用いてパケットを暗号化する。これにより、アドホックネットワークＡｉのセキュア通信（データ秘匿性、改ざん防止など）を確保する。また、アドホックネットワークＡｉごとに暗号鍵Ｋｉを変えることで、鍵漏洩時のリスクを低減させる。
【００５６】
なお、図２の例では、アドホックネットワークＡｉ内に１台のゲートウェイＧｉを設ける構成としたが、同一のアドホックネットワークＡｉ内に複数台のゲートウェイＧｉを設ける構成としてもよい。この場合、アドホックネットワークＡｉ内で送受信されるパケットを暗号化するための暗号鍵Ｋｉは、複数台のゲートウェイＧｉで共通である。
【００５７】
（管理サーバ１０１のハードウェア構成例）
図３は、管理サーバ１０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。図３において、管理サーバ１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０３と、磁気ディスクドライブ３０４と、磁気ディスク３０５と、光ディスクドライブ３０６と、光ディスク３０７と、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３０８と、ディスプレイ３０９と、キーボード３１０と、マウス３１１と、を備えている。また、ＣＰＵ３０１〜マウス３１１はバス３００によってそれぞれ接続されている。
【００５８】
ここで、ＣＰＵ３０１は、管理サーバ１０１の全体の制御を司る。ＲＯＭ３０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用される。磁気ディスクドライブ３０４は、ＣＰＵ３０１の制御に従って磁気ディスク３０５に対するデータのリード／ライトを制御する。磁気ディスク３０５は、磁気ディスクドライブ３０４の制御で書き込まれたデータを記憶する。
【００５９】
光ディスクドライブ３０６は、ＣＰＵ３０１の制御に従って光ディスク３０７に対するデータのリード／ライトを制御する。光ディスク３０７は、光ディスクドライブ３０６の制御で書き込まれたデータを記憶したり、光ディスク３０７に記憶されたデータをコンピュータに読み取らせたりする。
【００６０】
Ｉ／Ｆ３０８は、通信回線を通じてネットワークＮＷ１，ＮＷ２に接続され、このネットワークＮＷ１，ＮＷ２を介して他の装置（たとえば、ゲートウェイＧｉ、携帯端末ＭＴ）に接続される。Ｉ／Ｆ３０８は、ネットワークＮＷ１，ＮＷ２と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。Ｉ／Ｆ３０８には、たとえば、モデムやＬＡＮアダプタなどを採用することができる。
【００６１】
ディスプレイ３０９は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像、機能情報などのデータを表示する。このディスプレイ３０９は、たとえば、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。
【００６２】
キーボード３１０は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを備え、データの入力を行う。また、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。マウス３１１は、カーソルの移動や範囲選択、あるいはウィンドウの移動やサイズの変更などを行う。ポインティングデバイスとして同様に機能を備えるものであれば、トラックボールやジョイスティックなどであってもよい。なお、図１に示した携帯端末ＭＴについても、図３に示した管理サーバ１０１と同様のハードウェア構成により実現できる。
【００６３】
（ノードのハードウェア構成例）
図４は、ノードのハードウェア構成例を示すブロック図である。図４において、ノードは、ＣＰＵ４０１と、ＲＡＭ４０２と、フラッシュメモリ４０３と、Ｉ／Ｆ４０４と、暗号化回路４０５と、を備えている。ＣＰＵ４０１〜暗号化回路４０５は、バス４００によってそれぞれ接続されている。
【００６４】
ここで、ＣＰＵ４０１は、ノード等の全体の制御を司る。ＲＡＭ４０２は、ＣＰＵ４０１のワークエリアとして使用される。フラッシュメモリ４０３は、プログラムや暗号鍵などの鍵情報を記憶している。Ｉ／Ｆ４０４は、マルチホップ通信によりパケットを送受信する。また、ゲートウェイＧｉのＩ／Ｆ４０４は、通信回線を通じてネットワークＮＷ１に接続され、このネットワークＮＷ１を介して管理サーバ１０１に接続される。
【００６５】
暗号化回路４０５は、データを暗号化する場合に暗号鍵によりデータを暗号化する回路である。暗号化をソフトウェア的に実行する場合は、暗号化回路４０５に相当するプログラムをフラッシュメモリ４０３に記憶させておくことで、暗号化回路４０５は不要となる。
【００６６】
（新規ノードＮｘの導入時における暗号鍵Ｋｉの設定例）
つぎに、図２に示したネットワークシステム１００への新規ノードＮｘの導入時における暗号鍵Ｋｉの設定例について説明する。
【００６７】
図５は、実施の形態１にかかるネットワークシステム１００への新規ノードＮｘの導入例を示す説明図である。図５において、ネットワークシステム１００のアドホックネットワークＡｉ内に新規ノードＮｘが導入されている。なお、図５では、アドホックネットワークＡｉ内のノードＮｉ−１〜Ｎｉ−ｍｉのうち、代表としてノードＮｉ−１〜Ｎｉ−３を示している。
【００６８】
新規ノードＮｘの導入時は、作業員ＯＰは新規ノードＮｘがどのアドホックネットワークＡｉに属しているのかわからない。そこで、本実施の形態１では、作業員ＯＰが使用する携帯端末ＭＴを利用して、新規ノードＮｘに設定すべき暗号鍵Ｋｉを管理サーバ１０１から取得して新規ノードＮｘに自動設定する。以下、図５に示した新規ノードＮｘの導入時におけるネットワークシステム１００の動作例について説明する。
【００６９】
図６は、実施の形態１にかかる新規ノードＮｘの導入時におけるネットワークシステム１００の動作例を示すシーケンス図である。図６のシーケンスにおいて、携帯端末ＭＴは、ネットワークＮＷ２を介して管理サーバ１０１に接続されている。この際、携帯端末ＭＴは、たとえば、ＳＳＬを用いて、管理サーバ１０１とセキュアな通信を行う。なお、管理サーバ１０１と携帯端末ＭＴとの間でセキュア通信を実現するための通信方式については、図１５および図１６を用いて後述する。
【００７０】
また、携帯端末ＭＴは、有線または無線のネットワークＮＷ３を介して新規ノードＮｘに接続されている。具体的には、たとえば、作業員ＯＰが、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ケーブルを用いて、携帯端末ＭＴと新規ノードＮｘとを接続することで、携帯端末ＭＴと新規ノードＮｘとの間にネットワークＮＷ３が確立される。
【００７１】
（１）新規ノードＮｘは、携帯端末ＭＴとの接続を検知すると、携帯端末ＭＴに新規ノードＮｘのＩＤを送信する。
【００７２】
（２）携帯端末ＭＴは、新規ノードＮｘのＩＤを受信すると、ＧＷ探索フレームの送信指示情報ＥＩを、ネットワークＮＷ２を介して管理サーバ１０１に送信する。送信指示情報ＥＩには、新規ノードＮｘのＩＤおよび携帯端末ＭＴのＩＤが含まれている。
【００７３】
（３）管理サーバ１０１は、送信指示情報ＥＩを受信すると、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を生成する。
（４）管理サーバ１０１は、生成された暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を、ネットワークＮＷ２を介して携帯端末ＭＴに送信する。暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）は、携帯端末ＭＴにより、新規ノードＮｘに転送される。
【００７４】
（５）新規ノードＮｘは、受信した暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をブロードキャストする。これにより、新規ノードＮｘの通信圏内にある近隣ノードは、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を受信する。
【００７５】
（６）近隣ノードは、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）内の各々のフレームの復号を試みる。近隣ノードは、暗号鍵Ｋ１〜ＫｎのうちゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを保持するため、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）のうち、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）が復号される。復号によりＧＷ探索フレームであることが確認できるため、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）は、アドホックネットワークＡｉ内でマルチホップ通信され、ゲートウェイＧｉに到達する。
【００７６】
（７）また、それ以外の暗号化ＧＷ探索フレームＫｊ（ＴＦ）（ｊ≠ｉ）は、暗号鍵Ｋｉで復号できないため廃棄される。
【００７７】
（８）ゲートウェイＧｉは、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）を受信すると、暗号鍵Ｋｉで復号する。これにより、ゲートウェイＧｉは、ＧＷ探索フレームを確認することができる。そして、ゲートウェイＧｉは、鍵通知フレームＮＦｉを生成する。鍵通知フレームＮＦｉは、暗号鍵Ｋｉの通知許可フラグと、復号で得られた新規ノードＮｘのＩＤおよび携帯端末ＭＴのＩＤとを含む。
【００７８】
（９）ゲートウェイＧｉは、鍵通知フレームＮＦｉを、ネットワークＮＷ１を介して管理サーバ１０１に送信する。
【００７９】
（１０）管理サーバ１０１は、鍵通知フレームＮＦｉの送信元となるゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを、鍵通知フレームＮＦｉから特定し、暗号鍵ＤＢ１１０から抽出する。
【００８０】
（１１）管理サーバ１０１は、暗号鍵Ｋｉを、ネットワークＮＷ２を介して携帯端末ＭＴに送信する。携帯端末ＭＴは、暗号鍵Ｋｉを、ネットワークＮＷ３を介して新規ノードＮｘに送信する。
【００８１】
（１２）新規ノードＮｘは、受信した暗号鍵を、データを暗号化する鍵に設定する。これにより、新規ノードＮｘは、アドホックネットワークＡｉ内でセキュアにマルチホップ通信をおこなうことができる。
【００８２】
なお、携帯端末ＭＴと新規ノードＮｘとの接続は、新規ノードＮｘに対する暗号鍵Ｋｉの設定が終了するまで維持する。また、暗号鍵Ｋｉの設定が終了して携帯端末ＭＴと新規ノードＮｘとの接続を切断すると、携帯端末ＭＴの中から暗号鍵Ｋｉが自動で削除されるようにしてもよい。これにより、携帯端末ＭＴの紛失時などにおけるリスクを低減させることができる。
【００８３】
このように、本実施の形態１のアップロード型では、新規ノードＮｘの設置の際、現地に出向いた作業員が実際にどのゲートウェイと通信可能であるかといった確認作業が不要である。したがって、作業員の暗号鍵の設定作業にかかる作業時間および作業負荷が低減される。また、新規ノードＮｘからは、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をアップロードするため、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を受信できないアドホックネットワーク内で使用される暗号鍵は、提供対象外となる。また、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）が受信できても復号できない暗号化ＧＷ探索フレームは廃棄される。
【００８４】
このように、「どのアドホックネットワークのどのノードが近いか」といったことを作業員が確認しなくても、新規ノードＮｘを設置して暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をブロードキャストするだけで、受信可能な近隣ノードに絞り込むことができる。また、暗号化ＧＷ探索フレーム群が受信されても、復号できない暗号化ＧＷ探索フレームはその近隣ノードで廃棄され、マルチホップ通信されない。
【００８５】
すなわち、復号された暗号化ＧＷ探索フレームのみがマルチホップ通信されて、ゲートウェイまでアップロードされる。したがって、作業員が「どのゲートウェイにアップロードするか」といった確認作業をおこなわなくても、暗号化ＧＷ探索フレーム群が淘汰され、復号可能な暗号化ＧＷ探索フレームのみがアップロードされる。このように、作業員が確認作業をしなくても、新規ノードＮｘに対し、マルチホップ通信に必要な暗号鍵を設定することができる。
【００８６】
また、復号できない暗号化ＧＷ探索フレームは廃棄されるため、大量のパケットを転送させられてネットワークが麻痺する等のＤｏＳ攻撃を受けても、アドホックネットワーク内にはパケットは流通しないこととなる。したがって、暗号化通信の安定性の向上を図ることができる。
【００８７】
（ノードＮの機能的構成）
図７は、実施の形態１にかかるノードの機能的構成を示すブロック図である。図７において、ノードＮ（新規ノードＮｘ含む）は、検知部７０１と、第１の送信部７０２と、第１の受信部７０３と、第２の送信部７０４と、第２の受信部７０５と、設定部７０６と、を含む構成である。各機能部（検知部７０１〜設定部７０６）は、具体的には、たとえば、図４に示したＲＡＭ４０２、フラッシュメモリ４０３などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ４０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ４０４により、その機能を実現する。また、各機能部（検知部７０１〜設定部７０６）の処理結果は、特に指定する場合を除いて、ＲＡＭ４０２、フラッシュメモリ４０３などの記憶装置に記憶される。
【００８８】
検知部７０１は、管理サーバ１０１と通信可能な携帯端末ＭＴとの接続を検知する。具体的には、たとえば、作業員ＯＰがＵＳＢケーブルを用いて携帯端末ＭＴとノードＮとを接続した結果、検知部７０１が、ＵＳＢケーブルを介した携帯端末ＭＴとの接続を検知する。
【００８９】
第１の送信部７０２は、検知部７０１によって携帯端末ＭＴとの接続が検知された場合、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報ＥＩを、携帯端末ＭＴを介して管理サーバ１０１に送信する。ここで、取得要求とは、上述したＧＷ探索フレームである。送信指示情報ＥＩとは、新規ノードＮｘのＩＤと携帯端末ＭＴのＩＤと送信指示記述とを含むパケットである。ここで、送信指示情報ＥＩについて具体的に説明する。
【００９０】
図８は、実施の形態１にかかる送信指示情報ＥＩのデータ構造例を示す説明図である。図８において、送信指示情報ＥＩには、指示記述“ｓｅａｒｃｈ  ｇｗ”と、携帯端末ＭＴのＩＤ「ＭＴ」と、新規ノードＮｘのＩＤ「Ｎｘ」が記憶されている。指示記述“ｓｅａｒｃｈ  ｇｗ”は、アドホックネットワーク内のノードにゲートウェイを探索させるコマンドである。具体的には、各ノードが所属するアドホックネットワークの上流側にＧＷ探索フレームを転送させるコマンドである。
【００９１】
また、送信指示情報ＥＩの送信方法は２種類ある。１つは、第１の送信部７０２が、携帯端末ＭＴのＩＤを携帯端末ＭＴから取得して、送信指示情報ＥＩを生成し、携帯端末ＭＴを介して、送信指示情報ＥＩを管理サーバ１０１に送信する方法である。もう１つは、第１の送信部７０２が、新規ノードＮｘのＩＤを携帯端末ＭＴに送信し、携帯端末ＭＴで送信指示情報ＥＩを生成させて、送信指示情報ＥＩを管理サーバ１０１に送信させる方法である。後者の場合は、第１の送信部７０２から送信指示情報ＥＩの生成指示や送信指示を携帯端末ＭＴに送信する。また、後者の場合、携帯端末ＭＴが、新規ノードＮｘから新規ノードＮｘのＩＤを受信したときに、携帯端末ＭＴが自律的に送信指示情報ＥＩを生成し、管理サーバ１０１に送信することとしてもよい。
【００９２】
第１の受信部７０３は、第１の送信部７０２によって送信指示情報ＥＩが送信された結果、管理サーバ１０１から携帯端末ＭＴを介して、取得要求が各ゲートウェイ固有の鍵でそれぞれ暗号化された暗号化取得要求群を受信する。暗号化取得要求群とは、上述した暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）である。ここで、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）内の暗号化ＧＷ探索フレームのデータ構造について説明する。
【００９３】
図９は、実施の形態１にかかる暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）のデータ構造例を示す説明図である。図９において、（Ａ）は、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）のデータ構造例を示しており、（Ｂ）は、ＧＷ探索フレームＴＦを示している。暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）およびＧＷ探索フレームＴＦは、ヘッダ部９１０とペイロード部９２０とを含む構成である。ヘッダ部９１０には、宛先アドレス、差出アドレス、種別、サイズおよびホップ数が記述されている。
【００９４】
また、宛先アドレスは、送信先のアドレスである。ここでは、ブロードキャスト用のＭＡＣアドレス『ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ』が記述されている。差出アドレスは、送信元のアドレスである。ここでは、新規ノードＮｘのＭＡＣアドレスが記述されている。種別は、フレームの種別である。ここでは、ＧＷ探索フレームを示す『２』が記述されている。サイズは、フレームのデータサイズ（バイト）である。
【００９５】
ホップ数は、ノード間で暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）を残り何回転送するのかを示す残余の転送回数である。新規ノードＮｘからブロードキャストされる暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）のホップ数の最大値は予め設定されている。ホップ数は暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）の転送時にデクリメントされ、ホップ数が『０』となった暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）は棄却される。ここでは、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）のホップ数『１０』が記述されている。
【００９６】
なお、ここでは宛先アドレスおよび差出アドレスの一例として、ＭＡＣアドレスを用いて説明したが、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスなどのアドレスを用いることにしてもよい。
【００９７】
ペイロード部９２０には、携帯端末ＭＴのＩＤおよび新規ノードＮｘのＩＤが暗号化された文字列が記述されている。ＧＷ探索フレームＴＦでは、ペイロード部９２０に、暗号化されていない携帯端末ＭＴのＩＤおよび新規ノードＮｘのＩＤが記述されている。
【００９８】
図７に戻り、第１の受信部７０３は、第１の送信部７０２から送信指示情報ＥＩが送信されてから所定期間、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を待ち受ける。所定期間内に、暗号化ＧＷ探索フレームが１つも受信されなかった場合は、設定エラーとなる。すなわち、その位置では、いずれのアドホックネットワークＡｉにも参加できないことが判明する。これにより、所定期間待機するだけで、新規ノードＮｘの設置位置にふさわしくないことがわかり、設置作業の効率化を図ることができる。
【００９９】
第２の送信部７０４は、第１の受信部７０３によって受信された暗号化取得要求群を、複数のアドホックネットワークに同時通報する。具体的には、たとえば、第２の送信部７０４は、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を複数のアドホックネットワークＡ１〜Ａｎにブロードキャストする。これにより、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）が受信されなかったアドホックネットワークについては、そのゲートウェイ固有の鍵は、新規ノードＮｘに提供されないこととなる。したがって、作業員が「どのゲートウェイにアップロードするか」といった確認作業をおこなう必要がなく、作業負担の軽減を図ることができる。
【０１００】
第２の受信部７０５は、複数のゲートウェイのうち、第２の送信部７０４によって配信された暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイ固有の鍵を、管理サーバ１０１から携帯端末ＭＴを介して受信する。具体的には、たとえば、図１に示したように、第２の受信部７０５は、暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ），Ｋ２（ＴＦ）が到達したゲートウェイＧ１，Ｇ２固有の暗号鍵Ｋ１，Ｋ２のいずれか一方を、携帯端末ＭＴを介して受信する。
【０１０１】
設定部７０６は、第２の受信部７０５によって受信された特定のゲートウェイ固有の鍵を、データを暗号化する鍵に設定する。具体的には、たとえば、図１に示したように、設定部７０６は、受信したゲートウェイＧ１固有の暗号鍵Ｋ１を、データを暗号化する鍵に設定する。
【０１０２】
具体的には、たとえば、設定部７０６は、特定の記憶領域に受信した暗号鍵Ｋｉを書き込む。特定の記憶領域のアドレスは、パケットを暗号化する際、または暗号化パケットを復号する際に指定されるアドレスである。これにより、以降において新規ノードＮｘが送信対象となるパケットを暗号化、および暗号化パケットを復号することが可能となり、アドホックネットワークＡｉ内のノード間でセキュア通信をおこなうことができる。
【０１０３】
（ゲートウェイＧｉの機能的構成例）
図１０は、実施の形態１にかかるゲートウェイの機能的構成例を示すブロック図である。図１０において、ゲートウェイＧｉは、ＧＷ受信部１００１と、作成部１００２と、ＧＷ送信部１００３と、を含む構成である。各機能部（ＧＷ受信部１００１〜ＧＷ送信部１００３）は、具体的には、たとえば、図４に示したＲＡＭ４０２、フラッシュメモリ４０３などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ４０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ４０４により、その機能を実現する。また、各機能部（ＧＷ受信部１００１〜ＧＷ送信部１００３）の処理結果は、ＲＡＭ４０２、フラッシュメモリ４０３などの記憶装置に記憶される。
【０１０４】
ＧＷ受信部１００１は、アドホックネットワークＡｉを介して、新規ノードＮｘからブロードキャストされた暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）を受信する。具体的には、たとえば、ＧＷ受信部１００１が、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）のうち廃棄されずに転送されてきた暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）を受信する。
【０１０５】
作成部１００２は、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）が受信された場合、ゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉで暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）を復号する。作成部１００２は、復号で得られるＧＷ探索フレームＴＦのペイロードに、ゲートウェイＧｉのＩＤを付与することで、鍵通知フレームＮＦｉを生成する。
【０１０６】
図１１は、実施の形態１にかかる鍵通知フレームＮＦｉのデータ構造例を示す説明図である。鍵通知フレームＮＦｉは、携帯端末ＭＴのＩＤと、新規ノードＮｘのＩＤと、ゲートウェイＧｉのＩＤとを含む情報である。ゲートウェイＧｉのＩＤは、ネットワークシステム１００において決めた一意な識別情報であればよく、たとえば、ＭＡＣアドレスやＩＰアドレスが用いられる。
【０１０７】
図１０の説明に戻り、ＧＷ送信部１００３は、ネットワークＮＷ１を介して、鍵通知フレームＮＦｉを管理サーバ１０１に送信する。これにより、管理サーバ１０１では、新規ノードＮｘに設定すべき暗号鍵Ｋｉを特定することができる。
【０１０８】
（管理サーバ１０１の機能的構成例）
図１２は、実施の形態１にかかる管理サーバ１０１の機能的構成例を示すブロック図である。図１２において、管理サーバ１０１は、暗号鍵ＤＢ１１０と、第１の受信部１２０１と、生成部１２０２と、第１の送信部１２０３と、第２の受信部１２０４と、抽出部１２０５と、第２の送信部１２０６と、を含む構成である。各機能部（第１の受信部１２０１〜第２の送信部１２０６）は、具体的には、たとえば、図３に示したＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ４０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ３０８により、その機能を実現する。また、各機能部（第１の受信部１２０１〜第２の送信部１２０６）の処理結果は、たとえば、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶装置に記憶される。
【０１０９】
図１３は、実施の形態１にかかる暗号鍵ＤＢ１１０の記憶内容の一例を示す説明図である。図１３において、暗号鍵ＤＢ１１０は、ゲートウェイＩＤ、暗号鍵、およびノード数のフィールドを有し、各フィールドに情報を設定することで、ゲートウェイＧ１〜Ｇｎごとの鍵情報１３００−１〜１３００−ｎをレコードとして記憶している。
【０１１０】
ここで、ゲートウェイＩＤは、ゲートウェイＧｉの識別子である。暗号鍵は、ゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉである。ノード数は、ゲートウェイＧｉが所属するアドホックネットワークＡｉ内のノード数である。鍵情報１３００−１を例に挙げると、ゲートウェイＧ１固有の暗号鍵Ｋ１、ノード数「１０」が記憶されている。なお、暗号鍵ＤＢ１１０は、たとえば、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶装置により実現される。
【０１１１】
図１２に戻り、第１の受信部１２０１は、サーバに接続された携帯端末ＭＴを介して、データを暗号化する鍵が未設定なノードから、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報ＥＩを受信する。具体的には、たとえば、第１の受信部１２０１は、管理サーバ１０１に接続された携帯端末ＭＴを介して、新規ノードＮｘから、ＧＷ探索フレームＴＦの送信指示情報ＥＩを受信する。
【０１１２】
生成部１２０２は、第１の受信部１２０１によって送信指示情報ＥＩが受信された場合、取得要求を各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成する。具体的には、たとえば、生成部１２０２は、送信指示情報ＥＩが受信されると、送信指示情報ＥＩに含まれている携帯端末ＭＴのＩＤと新規ノードＮｘのＩＤとを抽出する。そして、生成部１２０２は、図９に示したように、抽出された携帯端末ＭＴのＩＤと新規ノードＮｘのＩＤとをペイロード部９２０とするＧＷ探索フレームＴＦを生成する。そして、生成部１２０２は、ＧＷ探索フレームＴＦのペイロード部９２０を各暗号鍵Ｋ１〜Ｋｎで暗号化することにより、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を生成する。
【０１１３】
第１の送信部１２０３は、生成部１２０２によって生成された暗号化取得要求群を、携帯端末ＭＴを介してノードに送信する。具体的には、たとえば、第１の送信部１２０３は、生成部１２０２によって生成された暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を、携帯端末ＭＴを介して新規ノードＮｘに送信する。
【０１１４】
第２の受信部１２０４は、第１の送信部１２０３によって送信された暗号化取得要求群が、ノードから複数のアドホックネットワークに同時通報された結果、暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイから、特定のゲートウェイ固有の鍵の通知指示情報を受信する。
【０１１５】
具体的には、たとえば、第１の送信部１２０３によって送信された暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）が、新規ノードＮｘに受信されると、図１に示したように、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）のうち、廃棄されなかったＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ），Ｋ２（ＴＦ）がゲートウェイＧ１，Ｇ２に到達する。これにより、ゲートウェイＧ１，Ｇ２からそれぞれ鍵通知フレームＮＦｉが送信されるため、第２の受信部１２０４は、その鍵通知フレームＮＦｉを受信する。
【０１１６】
抽出部１２０５は、第２の受信部１２０４によって受信された通知指示情報で指定された特定のゲートウェイ固有の鍵を、暗号鍵ＤＢ１１０から抽出する。具体的には、たとえば、抽出部１２０５は、鍵通知フレームＮＦｉからゲートウェイのＩＤを抽出する。そして、抽出部１２０５は、抽出したゲートウェイＧｉのＩＤに関連づけられている暗号鍵Ｋｉを、暗号鍵ＤＢ１１０から抽出する。
【０１１７】
また、鍵通知フレームＮＦｉが複数のゲートウェイから受信された場合、抽出部１２０５は、抽出したゲートウェイＧｉのＩＤに関連づけられているノード数に基づいて、提供対象となる暗号鍵Ｋｉを１つ抽出する。図１に示したように、ゲートウェイＧ１が所属するアドホックネットワークＡ１のノード数が１０、ゲートウェイＧ２が所属するアドホックネットワークＡ２のノード数が４であるため、具体的には、以下のようになる。
【０１１８】
たとえば、ノード数が多い方のアドホックネットワークのゲートウェイ固有の鍵を提供対象の暗号鍵とする場合、抽出部１２０５は、暗号鍵ＤＢ１１０から暗号鍵Ｋ１を提供対象の暗号鍵として抽出する。これにより、新規ノードＮｘは、ノード数が多い方のアドホックネットワークに追加されるため、追加後は、通信経路が多くなり、安定した通信をおこなうことができる。
【０１１９】
また、ノード数が少ない方のアドホックネットワークのゲートウェイ固有の鍵を提供対象の暗号鍵とする場合、抽出部１２０５は、暗号鍵ＤＢ１１０から暗号鍵Ｋ２を提供対象の暗号鍵として抽出する。これにより、新規ノードＮｘは、ノード数が少ない方のアドホックネットワークに追加されるため、アドホックネットワークＡ１〜Ａ４のノード数の平均化を図ることができる。
【０１２０】
また、ノード数にかかわらず、抽出部１２０５は、先着した鍵通知フレームＮＦｉで特定される暗号鍵Ｋｉを提供対象として抽出してもよい。たとえば、鍵通知フレームＮＦｉＮＦ１，ＮＦ２のうち鍵通知フレームＮＦ１が先着の場合は、抽出部１２０５は、暗号鍵Ｋ１が提供対象の暗号鍵として抽出することとなる。これにより、鍵設定作業の高速化を図ることができる。
【０１２１】
第２の送信部１２０６は、抽出部１２０５によって抽出された特定のゲートウェイ固有の鍵を、携帯端末ＭＴを介して未設定なノードに送信する。具体的には、たとえば、第２の送信部１２０６は、抽出された提供対象となる暗号鍵Ｋｉを、携帯端末ＭＴを介して新規ノードＮｘに送信する。これにより、新規ノードＮｘに暗号鍵Ｋｉが設定されることとなる。
【０１２２】
また、管理サーバ１０１は、ネットワークＮＷ２を介して、複数の携帯端末ＭＴと通信可能に接続されている場合がある。この場合、管理サーバ１０１は、たとえば、鍵通知フレームＮＦｉに含まれるユーザＩＤから送信先の携帯端末ＭＴを識別することができる。鍵通知フレームＮＦｉの例では、管理サーバ１０１は、ユーザＩＤ『Ｄ１』の携帯端末ＭＴに鍵通知フレームＮＦｉを送信する。
【０１２３】
（管理サーバ１０１と携帯端末ＭＴとの間の通信方式）
ここで、管理サーバ１０１と携帯端末ＭＴとの間の通信方式の一実施例について説明する。まず、携帯端末ＭＴからみた管理サーバ１０１のサーバ認証について説明する。具体的には、たとえば、まず、携帯端末ＭＴが、予め決められたＩＰアドレスを用いて管理サーバ１０１に接続する。
【０１２４】
そして、携帯端末ＭＴが、管理サーバ１０１からＳＳＬサーバ証明書を受信する。受信されたＳＳＬサーバ証明書は、たとえば、図１４に示すように管理サーバ１０１のＩＰアドレスと関連づけて携帯端末ＭＴの記憶装置に記憶される。
【０１２５】
図１４は、実施の形態１にかかる管理サーバ１０１の認証情報の一例を示す説明図である。図１４において、管理サーバ１０１の認証情報１４００は、ＩＰアドレスおよびＳＳＬサーバ証明書を有する。ＩＰアドレスは、管理サーバ１０１のＩＰアドレスである。Ｘ．５０９証明書は、管理サーバ１０１のＳＳＬサーバ証明書（公開鍵証明書）である。
【０１２６】
携帯端末ＭＴは、予め自端末に組み込まれている公開鍵を用いて、ＳＳＬサーバ証明書を復号することでサーバ認証を行う。公開鍵は、たとえば、第三者認証機関によって発行されたものである。この公開鍵を用いてＳＳＬサーバ証明書を正しく復号できれば、ＳＳＬサーバ証明書が第三者認証機関によって証明された正しい証明書であることがわかり、ひいては管理サーバ１０１の身元が保証されたことになる。
【０１２７】
つぎに、管理サーバ１０１からみた携帯端末ＭＴのユーザ認証について説明する。ここでは、図１５に示すような携帯端末ＭＴの認証情報１５００を用いて、携帯端末ＭＴのユーザ認証を行う場合を例に挙げて説明する。認証情報１５００は、たとえば、管理サーバ１０１のＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶装置に記憶されている。
【０１２８】
図１５は、実施の形態１にかかる携帯端末ＭＴの認証情報の一例を示す説明図である。図１５において、携帯端末ＭＴの認証情報１５００は、ユーザＩＤおよびパスワードを有する。ユーザＩＤは、携帯端末ＭＴの識別子である。パスワードは、携帯端末ＭＴを使用するユーザを認証するためのものである。
【０１２９】
具体的には、たとえば、まず、携帯端末ＭＴが、ユーザＩＤおよびパスワードのペアを管理サーバ１０１に送信する。このユーザＩＤおよびパスワードは、携帯端末ＭＴの記憶装置に予め登録されていてもよく、また、携帯端末ＭＴの入力装置（不図示）を用いたユーザの操作入力により受け付けてもよい。
【０１３０】
このあと、管理サーバ１０１は、携帯端末ＭＴからのユーザＩＤおよびパスワードのペアを、認証情報１５００のユーザＩＤおよびパスワードのペアと一致判定する。ここで、認証情報１５００のユーザＩＤおよびパスワードと一致すれば、携帯端末ＭＴのユーザの身元が保証されたことになる。
【０１３１】
なお、認証後において、携帯端末ＭＴは、たとえば、管理サーバ１０１のＳＳＬサーバ証明書に含まれる公開鍵を用いてパケットを暗号化して管理サーバ１０１との通信を行う。これにより、管理サーバ１０１と携帯端末ＭＴとの間でセキュアな通信を行うことができる。
【０１３２】
（ノードＮの鍵設定処理手順）
図１６は、実施の形態１にかかるノードＮの鍵設定処理手順の一例を示すフローチャートである。図１６のフローチャートにおいて、まず、ノードＮは、検知部７０１により、管理サーバ１０１と通信可能な携帯端末ＭＴとの接続を検知したか否かを判断する（ステップＳ１６０１）。
【０１３３】
ここで、ノードＮは、携帯端末ＭＴとの接続を検知するのを待って（ステップＳ１６０１：Ｎｏ）、検知した場合（ステップＳ１６０１：Ｙｅｓ）、ノードＮは、第１の送信部７０２により、送信指示情報ＥＩを、携帯端末ＭＴを介して管理サーバ１０１に送信する（ステップＳ１６０２）。
【０１３４】
つぎに、ノードＮは、第１の受信部７０３により、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）の受信を待ち受ける（ステップＳ１６０３：Ｎｏ）。そして、ノードＮは、送信指示情報ＥＩを送信してから所定期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１６０４）。所定期間経過していない場合（ステップＳ１６０４：Ｎｏ）、ステップＳ１６０３に戻る。一方、所定期間経過した場合（ステップＳ１６０４：Ｙｅｓ）、暗号鍵Ｋｉが設定できないこととなり、一連の処理を終了する。
【０１３５】
また、ステップＳ１６０３において、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）が受信された場合（ステップＳ１６０３：Ｙｅｓ）、ノードＮは、第２の送信部７０４により、受信された暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をブロードキャストする（ステップＳ１６０５）。このあと、ノードＮは、第２の受信部７０５により、携帯端末ＭＴを介して暗号鍵Ｋｉを受信するのを待ち受ける（ステップＳ１６０６：Ｎｏ）。
【０１３６】
そして、ノードＮは、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をブロードキャストしてから所定期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１６０７）。所定期間経過していない場合（ステップＳ１６０７：Ｎｏ）、ステップＳ１６０６に戻る。一方、所定期間経過した場合（ステップＳ１６０７：Ｙｅｓ）、暗号鍵Ｋｉが設定できないこととなり、一連の処理を終了する。
【０１３７】
また、ステップＳ１６０６において、暗号鍵Ｋｉを受信した場合（ステップＳ１６０６：Ｙｅｓ）、ノードＮは、設定部７０６により、受信した暗号鍵Ｋｉを、データを暗号化する鍵に設定する（ステップＳ１６０８）。
【０１３８】
これにより、アドホックネットワークＡｉ内のノード間で送受信されるパケットを暗号化するためのゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを、携帯端末ＭＴを利用して一時的に確立された通信路を介して管理サーバ１０１から取得して設定することができる。
【０１３９】
（ゲートウェイＧｉの鍵通知処理手順）
図１７は、実施の形態１にかかるゲートウェイの鍵通知処理手順の一例を示すフローチャートである。図１７のフローチャートにおいて、まず、ゲートウェイＧｉは、ＧＷ受信部１００１により、アドホックネットワークＡｉを介して、ノードＮからブロードキャストされたＧＷ探索フレームを受信したか否かを判断する（ステップＳ１７０１）。
【０１４０】
ここで、暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）を受信するのを待って（ステップＳ１７０１：Ｎｏ）、受信した場合（ステップＳ１７０１：Ｙｅｓ）、ゲートウェイＧｉは、作成部１００２により、ゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉの通知要求を表す鍵通知フレームＮＦｉを作成する（ステップＳ１７０２）。
【０１４１】
そして、ゲートウェイＧｉは、ＧＷ送信部１００３により、ネットワークＮＷ１を介して、作成された鍵通知フレームＮＦｉを管理サーバ１０１に送信して（ステップＳ１７０３）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。
【０１４２】
これにより、アドホックネットワークＡｉ内のノードＮからのＧＷ探索フレームに応じて、ゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉの通知要求を表す鍵通知フレームＮＦｉを管理サーバ１０１に送信することができる。
【０１４３】
（管理サーバ１０１の鍵提供処理手順）
図１８は、実施の形態１にかかる管理サーバ１０１の鍵提供処理手順の一例を示すフローチャートである。図１８のフローチャートにおいて、まず、管理サーバ１０１は、第１の受信部１２０１により、新規ノードＮｘから携帯端末ＭＴを介して、送信指示情報ＥＩの受信を待ち受ける（ステップＳ１８０１：Ｎｏ）。送信指示情報ＥＩを受信した場合（ステップＳ１８０１：Ｙｅｓ）、管理サーバ１０１は、送信指示情報ＥＩを解析する（ステップＳ１８０２）。具体的には、管理サーバ１０１は、送信指示情報ＥＩから携帯端末ＭＴのＩＤと新規ノードＮｘのＩＤとを抽出する。
【０１４４】
そして、管理サーバ１０１は、生成部１２０２により、抽出した携帯端末ＭＴのＩＤおよび新規ノードＮｘのＩＤを含むＧＷ探索フレームＴＦを生成する。さらに、管理サーバ１０１は、生成部１２０２により、暗号鍵Ｋ１〜ＫｎでそれぞれＧＷ探索フレームＴＦを暗号化して、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を生成する（ステップＳ１８０３）。
【０１４５】
そして、管理サーバ１０１は、第１の送信部１２０３により、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を、携帯端末ＭＴを介して新規ノードＮｘに送信する（ステップＳ１８０４）。このあと、管理サーバ１０１は、第２の受信部１２０４により、ゲートウェイＧ１〜Ｇｎから鍵通知フレームＮＦｉを受信するのを待ち受ける（ステップＳ１８０５：Ｎｏ）。そして、管理サーバ１０１は、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を送信してから所定期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１８０６）。所定期間経過していない場合（ステップＳ１８０６：Ｎｏ）、ステップＳ１８０５に戻る。一方、所定期間経過した場合（ステップＳ１８０６：Ｙｅｓ）、暗号鍵Ｋｉが提供できないこととなり、一連の処理を終了する。
【０１４６】
また、ステップＳ１８０５において、鍵通知フレームＮＦｉが受信された場合（ステップＳ１８０５：Ｙｅｓ）、管理サーバ１０１は、鍵通知フレームＮＦｉが所定期間内に複数受信されたか否かを判断する（ステップＳ１８０７）。単数の場合（ステップＳ１８０７：Ｎｏ）、管理サーバ１０１は、抽出部１２０５により、鍵通知フレームＮＦｉで特定されるゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを暗号鍵ＤＢ１１０から抽出する（ステップＳ１８０８）。
【０１４７】
一方、複数の場合（ステップＳ１８０７：Ｙｅｓ）、管理サーバ１０１は、抽出部１２０５により、ノード数の多さ／少なさに基づいて、提供対象となる暗号鍵Ｋｉを抽出する（ステップＳ１８０９）。管理サーバ１０１は、暗号鍵Ｋｉを抽出した場合、第２の送信部１２０６により、抽出した暗号鍵Ｋｉを、携帯端末ＭＴを介して新規ノードＮｘに送信する（ステップＳ１８１０）。これにより、暗号鍵Ｋｉを提供できたこととなり、一連の処理を終了する。
【０１４８】
このように、本実施の形態１によれば、アドホックネットワーク内のノードに対する暗号鍵の設定作業にかかる作業員の作業負担の軽減化および作業時間の短縮化を図ることができる。
【０１４９】
また、新規ノードＮｘからは暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）がブロードキャストされるため、新規ノードＮｘの通信圏外のアドホックネットワークＡｉには送信されない。また、新規ノードＮｘの通信圏内のアドホックネットワークＡｉに送信されても、１ホップ先で受信した近隣ノードでは、当該近隣ノードが保持する暗号鍵Ｋｉで暗号化された暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）だけがアドホックネットワーク内でアップロードされ、残余については廃棄される。
【０１５０】
したがって、アドホックネットワークＡｉ内では、ＧＷ探索フレームＴＦだけを特別扱いして転送を許可する必要がない。したがって、暗号化されていないパケットは、アドホックネットワークＡｉ内では廃棄されるため、暗号鍵Ｋｉで暗号化されていないパケットによるＤｏＳ攻撃を防止することができる。
【０１５１】
また、ノード数の多さにより提供対象の暗号鍵Ｋｉを抽出することにより、新規ノードＮｘに暗号鍵Ｋｉが設定された後において、新規ノードＮｘは、ノード数が多いアドホックネットワークＡｉに参加することができる。したがって、新規ノードＮｘの暗号化通信の通信経路が多くなるため、アドホックネットワークＡｉ内での暗号化通信の安定性を図ることができる。
【０１５２】
また、ノード数の少なさにより提供対象となる暗号鍵Ｋｉを抽出することにより、新規ノードＮｘが導入されたアドホックネットワークのノード数が増加する。したがって、アドホックネットワークＡ１〜Ａｎ間のノード数のばらつきを抑制することができる。このように、ノード数の平均化を図ることで、ノード数が多いアドホックネットワークでは、通信負荷が増大するといった通信負荷のばらつきを低下させることができ、複数のアドホックネットワーク全体での通信の安定性の向上を図ることができる。
【０１５３】
（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２について説明する。実施の形態１では、暗号鍵ＤＢ１１０には、ゲートウェイＧｉごとにゲートウェイＧ１〜Ｇｎ固有の暗号鍵Ｋ１〜Ｋｎを記憶しているが、実施の形態２では、さらに、ゲートウェイＧ１〜Ｇｎの位置情報も記憶しておく。これにより、新規ノードＮｘの近隣ゲートウェイを特定することができるため、ＧＷ探索フレームＴＦを暗号化する暗号鍵Ｋｉを、近隣ゲートウェイ固有の暗号鍵に絞り込む。これにより、新規ノードＮｘを、近隣ゲートウェイが所属するアドホックネットワークに所属させることができる。これにより、新規ノードＮｘを導入する都度、ノードの密集度が高くなり、効率的な暗号化通信をおこなうことができる。
【０１５４】
また、近隣ゲートウェイ固有の暗号鍵だけでＧＷ探索フレームＴＦを暗号化すればよいため、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）の生成の高速化を図ることができる。また、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）内のフレーム数を少なくすることで、新規ノードＮｘからブロードキャストされた場合、近隣ノードが廃棄するフレーム数も低減される。したがって、近隣ノードの処理負荷の低減化を図ることができる。
【０１５５】
以下、実施の形態２について説明するが、以下の説明では、実施の形態１と異なる内容について説明し、特に断りがない限り、それ以外は実施の形態１と同一構成、同一処理とする。
【０１５６】
＜アップロード型による新規ノードＮｘへの暗号鍵の設定例＞
図１９は、実施の形態２にかかるアップロード型による新規ノードＮｘへの暗号鍵の設定例を示す説明図である。図１９のネットワークシステム１００では、管理サーバ１０１において、ゲートウェイＧ１〜Ｇ４の位置情報Ｐ１〜Ｐ４が暗号鍵ＤＢ１１０に記憶されている。また、（２）で送信される送信指示情報ＥＩに、携帯端末ＭＴの位置情報が含まれる。また、（３）では、送信指示情報ＥＩに含まれる携帯端末ＭＴの位置情報と所定距離以内の位置情報となる近隣ゲートウェイを特定し、近隣ゲートウェイ固有の暗号鍵でそれぞれ暗号化された暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）が生成される。図１９では、具体的には、暗号鍵Ｋ１，Ｋ２で暗号化された暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ），Ｋ２（ＴＦ）が暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）となる。
【０１５７】
また、（６）では、新規ノードＮｘは暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をブロードキャストするが、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）は、暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ），Ｋ２（ＴＦ）だけなので、（７−１）では、暗号化ＧＷ探索フレームＫ２（ＴＦ）が廃棄される。同様に、（７−２）では、暗号化ＧＷ探索フレームＫ１（ＴＦ）が廃棄されることとなる。
【０１５８】
図２０は、実施の形態２にかかる新規ノードＮｘの導入時におけるネットワークシステム１００の動作例を示すシーケンス図である。図２０では、図６において、（２３）が追加された処理となる。すなわち、（２３）では、送信指示情報ＥＩに含まれている携帯端末ＭＴの位置情報から所定距離以内（たとえば、半径１０［ｋｍ］）となる位置情報のゲートウェイＧｉ（近隣ゲートウェイ）を、暗号鍵ＤＢ１１０に記憶されている位置情報から特定する。携帯端末ＭＴやゲートウェイの位置情報は、たとえば、緯度経度などで表現される座標値であるため、２点間距離を算出することで、所定距離以内であるか特定される。
【０１５９】
図２１は、実施の形態２にかかる送信指示情報ＥＩのデータ構造例を示す説明図である。図２１では、図８においてさらに、携帯端末ＭＴの位置情報が付加されている。携帯端末ＭＴは、たとえば、内蔵のＧＰＳにより位置情報を特定することができるため、送信指示情報ＥＩに、携帯端末ＭＴの位置情報を付加することができる。
【０１６０】
図２２は、実施の形態２にかかる暗号鍵ＤＢ１１０の記憶内容の一例を示す説明図である。図２２では、図１３において、さらに、位置情報のフィールドを有している。位置情報のフィールドには、ゲートウェイの位置情報が記憶されている。たとえば、各ゲートウェイＧ１〜Ｇｎの位置情報Ｐ１〜Ｐｎは、各ゲートウェイＧ１〜Ｇｎから暗号鍵Ｋ１〜Ｋｎとともに送信されて、暗号鍵ＤＢ１１０に記憶される。
【０１６１】
（管理サーバ１０１の機能的構成）
図２３は、実施の形態２にかかる管理サーバ１０１の機能的構成を示すブロック図である。図２３は、図１２において、特定部１２０７が追加された構成である。特定部１２０７は、具体的には、たとえば、図３に示したＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ３０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ３０８により、その機能を実現する。また、特定部１２０７の処理結果は、たとえば、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶装置に記憶される。
【０１６２】
特定部１２０７は、第１の受信部１２０１によって送信指示情報ＥＩが受信され、かつ、送信指示情報ＥＩにノードＮの位置情報が含まれている場合、ノードＮの位置情報と各ゲートウェイの位置情報とに基づいて、ノードＮの近隣ゲートウェイを特定する。具体的には、たとえば、携帯端末ＭＴやゲートウェイの位置情報は、緯度経度などで表現される座標値であるため、特定部１２０７は、２点間距離を算出することで、所定距離以内であるか判断することで、所定距離以内のゲートウェイを近隣ゲートウェイとして特定する。
【０１６３】
（管理サーバ１０１の鍵提供処理手順）
図２４は、実施の形態２にかかる管理サーバ１０１の鍵提供処理手順の一例を示すフローチャートである。図２４のフローチャートにおいて、まず、管理サーバ１０１は、第１の受信部１２０１により、新規ノードＮｘから携帯端末ＭＴを介して、送信指示情報ＥＩの受信を待ち受ける（ステップＳ２４０１：Ｎｏ）。送信指示情報ＥＩを受信した場合（ステップＳ２４０１：Ｙｅｓ）、管理サーバ１０１は、送信指示情報ＥＩを解析する（ステップＳ２４０２）。具体的には、管理サーバ１０１は、送信指示情報ＥＩから携帯端末ＭＴのＩＤと新規ノードＮｘのＩＤとを抽出する。
【０１６４】
つぎに、管理サーバ１０１は、特定部１２０７により、携帯端末ＭＴの近隣ゲートウェイを特定する（ステップＳ２４０３）。そして、管理サーバ１０１は、生成部１２０２により、抽出した携帯端末ＭＴのＩＤおよび新規ノードＮｘのＩＤを含むＧＷ探索フレームＴＦを生成する。さらに、管理サーバ１０１は、生成部１２０２により、近隣ゲートウェイＧｉの暗号鍵ＫｉでそれぞれＧＷ探索フレームＴＦを暗号化して、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を生成する（ステップＳ２４０４）。
【０１６５】
そして、管理サーバ１０１は、第１の送信部１２０３により、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を、携帯端末ＭＴを介して新規ノードＮｘに送信する（ステップＳ２４０５）。このあと、管理サーバ１０１は、第２の受信部１２０４により、近隣ゲートウェイＧｉから鍵通知フレームＮＦｉを受信するのを待ち受ける（ステップＳ２４０６：Ｎｏ）。
【０１６６】
そして、管理サーバ１０１は、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）を送信してから所定期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ２４０７）。所定期間経過していない場合（ステップＳ２４０７：Ｎｏ）、ステップＳ２４０６に戻る。一方、所定期間経過した場合（ステップＳ２４０７：Ｙｅｓ）、暗号鍵Ｋｉが提供できないこととなり、一連の処理を終了する。
【０１６７】
また、ステップＳ２４０６において、鍵通知フレームＮＦｉが受信された場合（ステップＳ２４０６：Ｙｅｓ）、管理サーバ１０１は、鍵通知フレームＮＦｉが所定期間内に複数受信されたか否かを判断する（ステップＳ２４０８）。単数の場合（ステップＳ２４０８：Ｎｏ）、管理サーバ１０１は、抽出部１２０５により、鍵通知フレームＮＦｉで特定されるゲートウェイＧｉ固有の暗号鍵Ｋｉを暗号鍵ＤＢ１１０から抽出する（ステップＳ２４０９）。
【０１６８】
一方、複数の場合（ステップＳ２４０８：Ｙｅｓ）、管理サーバ１０１は、抽出部１２０５により、ノード数の多さ／少なさに基づいて、提供対象となる暗号鍵Ｋｉを抽出する（ステップＳ２４１０）。管理サーバ１０１は、暗号鍵Ｋｉを抽出した場合、第２の送信部１２０６により、抽出した暗号鍵Ｋｉを、携帯端末ＭＴを介して新規ノードＮｘに送信する（ステップＳ２４１１）。これにより、暗号鍵Ｋｉを提供できたこととなり、一連の処理を終了する。
【０１６９】
このように、実施の形態２によれば、近隣ゲートウェイ固有の暗号鍵だけでＧＷ探索フレームＴＦを暗号化すればよいため、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）の生成の高速化を図ることができる。また、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）内のフレーム数を少なくすることで、新規ノードＮｘからブロードキャストされた場合、近隣ノードが廃棄するフレーム数も低減される。したがって、近隣ノードの処理負荷の低減化を図ることができる。また、新規ノードＮｘを、近隣ゲートウェイが所属するアドホックネットワークに所属させることができる。これにより、新規ノードＮｘを導入する都度、ノードの密集度が高くなり、効率的な暗号化通信をおこなうことができる。
【０１７０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、新規ノードＮｘの近隣ノードが、暗号化されていないパケットを廃棄するという性質を利用することで、暗号化ＧＷ探索フレーム群Ｋ（ＴＦ）をアップロードすることで、近隣ノードの暗号鍵Ｋｉで復号できる暗号化ＧＷ探索フレームＫｉ（ＴＦ）をゲートウェイＧｉに到達させ、残余のフレームを廃棄することができる。このように、ＧＷ探索フレームであっても例外を認めることなく暗号化されていないデータを廃棄できるため、不正なパケットによる攻撃を受けにくくなり、アドホックネットワークＡｉの安全性の向上を図ることができる。
【０１７１】
また、ノードＮの鍵設定時に、ノードＮに設定すべき暗号鍵Ｋｉを容易に取得することができ、ノードＮが用いる暗号鍵Ｋｉの設定作業の効率化を図ることができる。具体的には、たとえば、ノードＮの初期導入時などにおいて、作業員ＯＰが地理的に絞り込まれた候補となるゲートウェイとノードＮとの通信状況をしらみつぶしに確認するなどの作業が不要となり、ノードＮに対する暗号鍵Ｋｉの設定作業の効率化を図ることができる。また、確認作業のために候補となる各ゲートウェイの暗号鍵を携帯端末ＭＴなどに記録しておく必要がないため、持ち運びの際の情報漏洩のリスクを低減させることができる。このように、アドホックネットワーク内のノードに対する暗号鍵の設定作業にかかる作業員の作業負担の軽減化および作業時間の短縮化を図ることができる。
【０１７２】
なお、本実施の形態で説明した鍵設定方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。本鍵設定プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また本鍵設定プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布してもよい。
【０１７３】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１７４】
（付記１）複数のアドホックネットワークのいずれのアドホックネットワーク内の、ゲートウェイ固有の鍵が未設定なノードにおける鍵設定方法であって、
前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続されたサーバと通信可能な携帯端末との接続を検知する検知工程と、
前記検知工程によって前記携帯端末との接続が検知された場合、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信する第１の送信工程と、
前記第１の送信工程によって前記送信指示情報が送信された結果、前記サーバから前記携帯端末を介して、前記取得要求が前記各ゲートウェイ固有の鍵でそれぞれ暗号化された暗号化取得要求群を受信する第１の受信工程と、
前記第１の受信工程によって受信された暗号化取得要求群を、前記複数のアドホックネットワークに同時通報する第２の送信工程と、
複数の前記ゲートウェイのうち、前記第２の送信工程によって同時通報された暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記サーバから前記携帯端末を介して受信する第２の受信工程と、
前記第２の受信工程によって受信された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記データを暗号化する鍵に設定する設定工程と、
を含むことを特徴とする鍵設定方法。
【０１７５】
（付記２）前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに前記データを暗号化する鍵の設定先を識別させる前記ノードの識別情報を含むことを特徴とする付記１に記載の鍵設定方法。
【０１７６】
（付記３）前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに通信先を識別させる前記携帯端末の識別情報を含むことを特徴とする付記１または２に記載の鍵設定方法。
【０１７７】
（付記４）前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに前記ノードに対する近隣ゲートウェイを特定させる前記ノードの位置情報を含むことを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の鍵設定方法。
【０１７８】
（付記５）複数のアドホックネットワークのいずれのアドホックネットワーク内で用いられるノードであって、
前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続されたサーバと通信可能な携帯端末との接続を検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記携帯端末との接続が検知された場合、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信する第１の送信手段と、
前記第１の送信手段によって前記送信指示情報が送信された結果、前記サーバから前記携帯端末を介して、前記取得要求が前記各ゲートウェイ固有の鍵でそれぞれ暗号化された暗号化取得要求群を受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段によって受信された暗号化取得要求群を、前記複数のアドホックネットワークに同時通報する第２の送信手段と、
複数の前記ゲートウェイのうち、前記第２の送信手段によって同時通報された暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記サーバから前記携帯端末を介して受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段によって受信された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記データを暗号化する鍵に設定する設定手段と、
を備えることを特徴とするノード。
【０１７９】
（付記６）前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに前記データを暗号化する鍵の設定先を識別させる前記ノードの識別情報を含むことを特徴とする付記５に記載のノード。
【０１８０】
（付記７）前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに通信先を識別させる前記携帯端末の識別情報を含むことを特徴とする付記５または６に記載のノード。
【０１８１】
（付記８）前記送信指示情報内の前記取得要求は、前記サーバに前記ノードに対する近隣ゲートウェイを特定させる前記ノードの位置情報を含むことを特徴とする付記５〜７のいずれか一つに記載のノード。
【０１８２】
（付記９）複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内の各ゲートウェイと接続されたサーバであって、
前記各ゲートウェイ固有の各鍵を記憶する記憶手段と、
前記サーバに接続された携帯端末を介して、データを暗号化する鍵が未設定なノードから、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段によって前記送信指示情報が受信された場合、前記取得要求を前記各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された暗号化取得要求群を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信する第１の送信手段と、
前記第１の送信手段によって送信された暗号化取得要求群が、前記ノードから前記複数のアドホックネットワークに同時通報された結果、前記暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイから、前記特定のゲートウェイ固有の鍵の通知指示情報を受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段によって受信された通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記記憶手段から抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信する第２の送信手段と、
を備えることを特徴とするサーバ。
【０１８３】
（付記１０）前記ノードの近隣ゲートウェイを特定する特定手段をさらに備え、
前記記憶手段は、ゲートウェイごとに、前記ゲートウェイ固有の鍵と前記ゲートウェイの位置情報を記憶しており、
前記特定手段は、前記第１の受信手段によって前記送信指示情報が受信され、かつ、前記送信指示情報に前記ノードの位置情報が含まれている場合、前記ノードの位置情報と前記記憶手段により記憶された各ゲートウェイの位置情報とに基づいて、前記ノードの近隣ゲートウェイを特定し、
前記生成手段は、前記取得要求を前記特定手段によって特定された近隣ゲートウェイ固有の各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成することを特徴とする付記９に記載のサーバ。
【０１８４】
（付記１１）前記記憶手段は、さらにゲートウェイごとに、前記ゲートウェイが所属するアドホックネットワーク内のノード数を記憶しており、
前記抽出手段は、前記記憶手段に記憶された前記特定のゲートウェイが所属するアドホックネットワーク内のノード数に基づいて、前記第２の受信手段によって受信された通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵の中から設定対象鍵を抽出することを特徴とする付記９または１０に記載のサーバ。
【０１８５】
（付記１２）前記抽出手段は、
通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵の中から、前記ノード数が最大の特定のゲートウェイ固有の鍵を抽出することを特徴とする付記１１に記載のサーバ。
【０１８６】
（付記１３）前記抽出手段は、
通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵の中から、前記ノード数が最小の特定のゲートウェイ固有の鍵を抽出することを特徴とする付記１１に記載のサーバ。
【０１８７】
（付記１４）複数のアドホックネットワークと、前記複数のアドホックネットワークの各アドホックネットワーク内のゲートウェイと接続されたサーバと、を含むネットワークシステムであって、
前記サーバは、
前記各ゲートウェイ固有の各鍵を記憶する記憶手段と、
前記サーバに接続された携帯端末を介して、データを暗号化する鍵が未設定なノードから、データを暗号化する鍵の取得要求の送信指示情報を受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段によって前記送信指示情報が受信された場合、前記取得要求を前記各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された暗号化取得要求群を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信する第１の送信手段と、
前記第１の送信手段によって送信された暗号化取得要求群が、前記ノードから前記複数のアドホックネットワークに同時通報された結果、前記暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイから、前記特定のゲートウェイ固有の鍵の通知指示情報を受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段によって受信された通知指示情報で指定された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記記憶手段から抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記携帯端末を介して前記ノードに送信する第２の送信手段と、を備え、
前記ノードは、
前記携帯端末との接続を検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記携帯端末との接続が検知された場合、前記送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信する第３の送信手段と、
前記第３の送信手段によって前記送信指示情報が送信された結果、前記サーバから前記携帯端末を介して、前記暗号化取得要求群を受信する第３の受信手段と、
前記第３の受信手段によって受信された暗号化取得要求群を、前記複数のアドホックネットワークに同時通報する第４の送信手段と、
複数の前記ゲートウェイのうち、前記第４の送信手段によって同時通報された暗号化取得要求群の中のいずれかの暗号化取得要求が到達した特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記サーバから前記携帯端末を介して受信する第４の受信手段と、
前記第４の受信手段によって受信された前記特定のゲートウェイ固有の鍵を、前記データを暗号化する鍵に設定する設定手段と、
を備えることを特徴とするネットワークシステム。
【０１８８】
（付記１５）前記サーバは、前記ノードの近隣ゲートウェイを特定する特定手段をさらに備え、
前記記憶手段はゲートウェイごとに、前記ゲートウェイ固有の鍵と前記ゲートウェイの位置情報を記憶しており、
前記特定手段は、前記第１の受信手段によって前記送信指示情報が受信され、かつ、前記送信指示情報に前記ノードの位置情報が含まれている場合、前記ノードの位置情報と前記各ゲートウェイの位置情報とに基づいて、前記ノードの近隣ゲートウェイを特定し、
前記生成手段は、前記取得要求を前記特定手段によって特定された近隣ゲートウェイ固有の各鍵でそれぞれ暗号化した暗号化取得要求群を生成し、
前記ノードの前記第３の送信手段は、
前記検知手段によって前記携帯端末との接続が検知された場合、前記ノードに対する近隣ゲートウェイを特定させる前記ノードの位置情報を含む前記送信指示情報を、前記携帯端末を介して前記サーバに送信することを特徴とする付記１４に記載のネットワークシステム。
【符号の説明】
【０１８９】
１００  ネットワークシステム
１０１  管理サーバ
７０１  検知部
７０２  第１の送信部（ノード側）
７０３  第１の受信部（ノード側）
７０４  第２の送信部（ノード側）
７０５  第２の受信部（ノード側）
７０６  設定部
１２０１  第１の受信部（サーバ側）
１２０２  生成部
１２０３  第１の受信部（サーバ側）
１２０４  第２の受信部（サーバ側）
１２０５  抽出部
１２０６  第２の送信部（サーバ側）
１２０７  特定部
ＭＴ  携帯端末
Ｎｘ  新規ノード
【国際調査報告】
2012114528.tif 000027
2012114528.tif 000028