(57)【要約】【課題】通信デバイスの認証に用いられる証明書の管理を簡素化することができるとともに、証明書の送受信に要するリソースを削減することができる認証システム及び方法を提供する。【解決手段】認証システム１は、無線ネットワークＮ１に接続される無線デバイス１０ａ〜１０ｃを認証するために用いられる証明書を格納する認証データベース５０と、無線デバイス１０ａ〜１０ｃからの接続要求があった場合に、接続要求を行った無線デバイス（例えば、無線デバイス１０ａ）を認証するための証明書を認証データベース５０から読み出し、読み出した証明書を用いて接続要求を行った通信デバイス（例えば、無線デバイス１０ａ）の認証を行うシステムマネージャ４０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに接続される通信デバイスの認証を行う認証システムにおいて、
前記通信デバイスを認証するために用いられる第１証明書を格納するデータベースと、
前記通信デバイスからの接続要求があった場合に、当該接続要求を行った前記通信デバイスを認証するための第１証明書を前記データベースから読み出し、当該第１証明書を用いて当該接続要求を行った前記通信デバイスの認証を行う管理装置と
を備えることを特徴とする認証システム。
【請求項２】
前記データベースに格納される前記第１証明書は、前記第１証明書を検証するための第２証明書を用いて検証されたものであることを特徴とする請求項１記載の認証システム。
【請求項３】
前記ネットワークとは異なるネットワークを介して前記管理装置に接続され、前記データベースに格納された情報を提供するサーバ装置を備えており、
前記管理装置は、前記サーバ装置から前記データベースに格納された前記第１証明書を取得する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の認証システム。
【請求項４】
前記データベースに格納される第１証明書を発行する認証局サーバ装置を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の認証システム。
【請求項５】
前記通信デバイスには、前記第１証明書が付与されており、
前記管理装置は、当該接続要求を行った前記通信デバイスを認証するための前記第１証明書が前記データベースに格納されていない場合には、当該接続要求を行った前記通信デバイスに付与されている前記第１証明書を取得して、当該接続要求を行った前記通信デバイスの認証を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の認証システム。
【請求項６】
ネットワークに接続される通信デバイスの認証を行う認証方法であって、
前記通信デバイスからの接続要求を受信する第１ステップと、
前記通信デバイスを認証するために用いられる第１証明書を格納するデータベースから、前記接続要求を行った前記通信デバイスを認証するための第１証明書を読み出す第２ステップと、
前記第２ステップで読み出した前記第１証明書を用いて、前記接続要求を行った前記通信デバイスの認証を行う第３ステップと
を有することを特徴とする認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークに接続される通信デバイスの認証を行う認証システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラントや工場等においては、高度な自動操業を実現すべく、フィールド機器と呼ばれる現場機器（測定器、操作器）と、これらの制御を行う制御装置とが通信手段を介して接続された分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）が構築されている。このような分散制御システムの基礎をなす通信システムは、有線によって通信を行うものが殆どであったが、近年においてはＩＳＡ１００．１１ａやＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）等の産業用無線通信規格に準拠した無線通信を行うものも実現されている。
【０００３】
上記の通信システムには、セキュリティを確保するために、ＰＫＩ（Public Key Infrastructure：公開鍵基盤）を用いて有線又は無線のネットワークに接続される通信デバイスを認証する認証システムが設けられる。とりわけ、無線ネットワークを介して通信を行う通信システムでは、通信デバイス（無線デバイス）が電波の到達エリア内に配置されていれば無線ネットワークに接続し得るため、セキュリティを確保する観点から上記の認証システムは必須になる。
【０００４】
ここで、上記の認証システムは、信頼できる認証局（ＣＡ：Certification Authority）が発行した証明書を管理するとともに、この証明書を用いて通信デバイスの認証を行う管理装置を備える。具体的に、この管理装置は、通信デバイスから提示される証明書の正当性を、自らが管理している証明書を用いて検証した上で、通信デバイスとの間でチャレンジ・レスポンス方式によりデータ（メッセージ）の送受信を行うことによって通信デバイスの認証を行う。
【０００５】
尚、通信デバイスが管理装置に対して証明書を提示する方法としては、ネットワークへの接続要求（ジョイン要求）とともに証明書を提示する方式（ピギーバック（PiggyBack）方式）と、ネットワークに対して匿名接続を行っている最中に証明書を提示する方式（匿名接続方式）とが挙げられる。以下の特許文献１には、プラントや工場等に設けられる認証システムで用いられるものではないが、従来のＰＫＩを用いたチャレンジ・レスポンス認証方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６７１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した認証局から通信デバイス（認証システムの管理装置によって認証を受ける通信デバイス）に付与される証明書は、一般的にセキュリティを高めるために有効期限が設定されている。このような有効期限が設定された証明書が用いられている場合には、その有効期限が経過する前に、ネットワークを介した安全な通信（セキュアな通信）によって証明書を更新する必要がある。
【０００８】
しかしながら、プラントや工場等で用いられるフィールド機器等の通信デバイスは、出荷された後で直ちに用いられるもの以外に、予備として長期間保管されるものもある。このような通信デバイスは、保管中に証明書の有効期限が経過してしまうと、ネットワークに接続することができなくなる。上述の通り、証明書の更新は、ネットワークを介した通信により行われるため、証明書の有効期限の経過によってネットワークに接続できなくなると、証明書の更新も行うことができなくなる。このため、従来は、ネットワークに接続される可能性のある全ての通信デバイスについて証明書の期限管理をしなければならず、極めて煩雑な手間を要するという問題があった。
【０００９】
また、上述した無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａ等に準拠した無線ネットワークは、電池を電源として間欠動作を行う無線デバイス（無線フィールド機器）や無線ルータ等によって形成されるため、省電力で低速（通信帯域が狭い）であるという特質を有する。このような特質から、上記の無線ネットワークを介して送受信されるパケットの大きさは、百バイト程度（例えば、１２８バイト）に制限されており、無線デバイスで測定された圧力、流量、温度等のプロセス量を示すデータは、このパケットを単位として通信されている。
【００１０】
しかしながら、無線デバイスの認証に用いられる証明書は、データ量が数キロバイト程度以上であり、上記のプロセス量を示すデータに比べてデータ量が多い。このため、無線デバイスから管理装置に対して証明書を送信するためには、多くのリソースが必要になり、証明書を送信する無線デバイスと管理装置との間の通信経路上に配置された無線ルータ等の無線デバイスのリソースが多く消費されてしまう。これにより、電池の交換時期が早まる、本来のプロセス量のデータ送信に支障が生ずる可能性がある等の問題があった、
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、通信デバイスの認証に用いられる証明書の管理を簡素化することができるとともに、証明書の送受信に要するリソースを削減することができる認証システム及び方法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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の認証システムは、ネットワーク（Ｎ１）に接続される通信デバイス（１０ａ〜１０ｃ）の認証を行う認証システム（１、２）において、前記通信デバイスを認証するために用いられる第１証明書（Ｃ１１〜Ｃ１３）を格納するデータベース（５０）と、前記通信デバイスからの接続要求があった場合に、当該接続要求を行った前記通信デバイスを認証するための第１証明書を前記データベースから読み出し、当該第１証明書を用いて当該接続要求を行った前記通信デバイスの認証を行う管理装置（４０）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、通信デバイスからの接続要求があった場合に、その接続要求を行った通信デバイスを認証するための第１証明書がデータベースから読み出され、読み出された第１証明書を用いて接続要求を行った通信デバイスの認証が管理装置によって行われる。
また、本発明の認証システムは、前記データベースに格納される前記第１証明書が、前記第１証明書を検証するための第２証明書（Ｃ２０）を用いて検証されたものであることを特徴としている。
また、本発明の認証システムは、前記ネットワークとは異なるネットワーク（Ｎ３）を介して前記管理装置に接続され、前記データベースに格納された情報を提供するサーバ装置（７０）を備えており、前記管理装置が、前記サーバ装置から前記データベースに格納された前記第１証明書を取得することを特徴としている。
また、本発明の認証システムは、前記データベースに格納される第１証明書（Ｃ３１〜Ｃ３３）を発行する認証局サーバ装置（８０）を備えることを特徴としている。
また、本発明の認証システムは、前記通信デバイスには、前記第１証明書が付与されており、前記管理装置が、当該接続要求を行った前記通信デバイスを認証するための前記第１証明書が前記データベースに格納されていない場合には、当該接続要求を行った前記通信デバイスに付与されている前記第１証明書を取得して、当該接続要求を行った前記通信デバイスの認証を行うことを特徴としている。
本発明の認証方法は、ネットワーク（Ｎ１）に接続される通信デバイス（１０ａ〜１０ｃ）の認証を行う認証方法であって、前記通信デバイスからの接続要求を受信する第１ステップ（Ｓ２２、Ｓ３１）と、前記通信デバイスを認証するために用いられる第１証明書（Ｃ１１〜Ｃ１３）を格納するデータベース（５０）から、前記接続要求を行った前記通信デバイスを認証するための第１証明書を読み出す第２ステップ（Ｓ２３）と、前記第２ステップで読み出した前記第１証明書を用いて、前記接続要求を行った前記通信デバイスの認証を行う第３ステップ（Ｓ２４）とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、通信デバイスからの接続要求があった場合に、その接続要求を行った通信デバイスを認証するための第１証明書をデータベースから読み出し、読み出した第１証明書を用いて接続要求を行った通信デバイスの認証を行うようにしている。このため、通信デバイスを認証するための第１証明書の管理はデータベースに格納されたものを管理すれば良いため、通信デバイスの認証に用いられる証明書の管理を簡素化することができるという効果がある。また、接続要求を行った通信デバイスとの間で証明書の送受信は行われないため、証明書の送受信に要するリソースを削減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態による認証システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態で用いられるＰＫＩを説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態における証明書の組み込み方法の一例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態による認証システムの第１動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態による認証システムの第１動作を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態による認証システムの第２動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１実施形態による認証システムの第２動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態による認証システムの全体構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３実施形態で用いられるＰＫＩを説明するための図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による認証システムの動作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】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による認証システム及び方法について詳細に説明する。
【００１６】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による認証システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態の認証システム１は、無線デバイス１０ａ〜１０ｃ（通信デバイス）、無線ルータ２０ａ，２０ｂ、バックボーンルータ３０、システムマネージャ４０（管理装置）、及び認証データベース５０（データベース）を備えており、システムマネージャ４０が認証データベース５０を用いて無線ネットワークＮ１（ネットワーク）に接続される無線デバイス１０ａ〜１０ｃの認証を行う。尚、図１に示す無線デバイス１０ａ〜１０ｃ及び無線ルータ２０ａ，２０ｂの数は任意である。
【００１７】
図１中の無線ネットワークＮ１は、システムマネージャ４０の管理制御の下で、無線デバイス１０ａ〜１０ｃ、無線ルータ２０ａ，２０ｂ、及びバックボーンルータ３０によって形成され、省電力で低速（通信帯域が狭い）であるという特質を有する無線のネットワークである。また、バックボーンルータ３０及びシステムマネージャ４０が接続されるバックボーンネットワークＮ２は、広帯域であるという特質を有する認証システム１の基幹となる有線又は無線のネットワークである。
【００１８】
無線デバイス１０ａ〜１０ｃは、例えば流量計や温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器等のプラントや工場に設置される無線フィールド機器である。これら無線デバイス１０ａ〜１０ｃは、電池を電源として間欠動作を行い、インダストリアル・オートメーション用無線通信規格であるＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。
【００１９】
ここで、無線デバイス１０ａ〜１０ｃは、システムマネージャ４０によって認証されなければ正規に無線ネットワークＮ１に接続することができない。このため、これら無線デバイス１０ａ〜１０ｃには、自身が正規の無線デバイスであることを示す証明書Ｃ１１〜Ｃ１３（図２参照）がそれぞれ予め用意されている。但し、詳細は後述するが、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３は、認証データベース５０に格納されるため、必ずしも無線デバイス１０ａ〜１０ｃに保持されている必要は無い。
【００２０】
無線ルータ２０ａ，２０ｂは、無線デバイス１０ａ〜１０ｃ及びバックボーンルータ３０との間で無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行い、無線デバイス１０ａ〜１０ｃとバックボーンルータ３０との間で送受信されるデータを中継する。これら無線ルータ２０ａ，２０ｂも、無線デバイス１０ａ〜１０ｃと同様に、電池を電源として間欠動作を行う。上記の無線デバイス１０ａ〜１０ｃ、無線ルータ２０ａ，２０ｂ、及びバックボーンルータ３０が互いに無線接続されることにより、スター・メッシュ状の無線ネットワークＮ１が形成される。尚、無線ルータ２０ａ，２０ｂに代えて、無線ルータ２０ａ，２０ｂの機能（中継機能）を備える無線デバイスが設けられていても良い。
【００２１】
バックボーンルータ３０は、無線ネットワークＮ１とバックボーンネットワークＮ２とを接続し、無線デバイス１０ａ〜１０ｃ等とシステムマネージャ４０との間で送受信される各種データの中継を行う。このバックボーンルータ３０は、例えばバックボーンネットワークＮ２から供給される直流電力、或いはバックボーンネットワークＮ２とは別の経路を介して供給される直流電力により連続して動作し、上記の無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。
【００２２】
システムマネージャ４０は、例えば商用電源から供給される電力により連続して動作し、認証システム１を統括して管理制御する。例えば、システムマネージャ４０は、無線ネットワークＮ１を介して行われる無線通信の制御を行う。具体的には、無線デバイス１０ａ〜１０ｃ、無線ルータ２０ａ，２０ｂ、及びバックボーンルータ３０に対する無線通信リソース（タイムスロット及び通信チャネル）の割り当て制御を行って、無線ネットワークＮ１を介したＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）による無線通信を実現する。
【００２３】
また、システムマネージャ４０は、認証データベース５０に格納された証明書Ｃ１１〜Ｃ１３及び証明書Ｃ２０（図２参照）を用いて無線ネットワークＮ１に接続される無線デバイス１０ａ〜１０ｃの認証を行う。具体的に、システムマネージャ４０は、無線デバイス１０ａ〜１０ｃからの接続要求があった場合に、認証データベース５０に格納された証明書Ｃ１１〜Ｃ１３（図２参照）を、証明書Ｃ２０（図２参照）を用いて検証した上で、チャレンジ・レスポンス方式により接続要求を行った無線デバイス１０ａ〜１０ｃの認証を行う。
【００２４】
認証データベース５０は、無線デバイス１０ａ〜１０ｃの認証を行うために必要な情報が格納されるデータベースである。具体的に、認証データベース５０には、無線デバイス１０ａ〜１０ｃについての証明書Ｃ１１〜Ｃ１３（第１証明書：図２参照）と、信頼できる認証局によって発行された証明書であって、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３を検証するために用いられる証明書Ｃ２０（第２証明書：図２参照）とが格納される。尚、無線デバイス１０ａ〜１０ｃについての証明書Ｃ１１〜Ｃ１３は、無線デバイス１０ａ〜１０ｃを一意に特定する識別子（例えば、ＥＵＩ６４アドレス）に対応付けられて認証データデース５０に格納される。
【００２５】
ここで、無線デバイス１０ａ〜１０ｃについての証明書Ｃ１１〜Ｃ１３は、本来であれば無線デバイス１０ａ〜１０ｃにそれぞれ保持されるものであるが、本実施形態では、認証データベース５０に格納することとしている。これは、無線デバイス１０ａ〜１０ｃについての証明書の管理を簡素化するとともに、無線ネットワークＮ１を介した証明書Ｃ１１〜Ｃ１３の送受信を無くすことによって、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３の送受信のために必要となるリソースを削減するためである。
【００２６】
図２は、本発明の第１実施形態で用いられるＰＫＩ（Public Key Infrastructure：公開鍵基盤）を説明するための図である。図２に示す通り、無線デバイス１０ａ〜１０ｃについての証明書Ｃ１１〜Ｃ１３、及びこれら証明書Ｃ１１〜Ｃ１３を検証するために用いられる証明書Ｃ２０は、システムマネージャ４０が信頼できる認証局６０（例えば、公的な認証局）によって発行されたものである。この認証局６０によって発行された証明書Ｃ１１〜Ｃ１３及び証明書Ｃ２０は、認証データベース５０に格納される。尚、無線デバイス１０ａ〜１０ｃについての証明書Ｃ１１〜Ｃ１３は、認証データベース５０に格納されるとともに、無線デバイス１０ａ〜１０ｃにそれぞれ保持されていても良い。
【００２７】
ここで、図２では図示を省略しているが、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３及び証明書Ｃ２０にはそれぞれ異なる公開鍵が含まれている。証明書Ｃ１１〜Ｃ１３に含まれている公開鍵に対応する秘密鍵は、無線デバイス１０ａ〜１０ｃにそれぞれ保持されている。証明書Ｃ２０に含まれている公開鍵に対応する秘密鍵は、認証局６０に保持されて厳重に管理されている。
【００２８】
無線ネットワークＮ１に対する接続要求が無線デバイス１０ａからあった場合には、図２に示す通り、認証データベース５０に格納された証明書Ｃ１１と証明書２０とを用いた無線デバイス１０ａの認証がシステムマネージャ４０によって行われる。尚、無線ネットワークＮ１に対する接続要求が無線デバイス１０ｂからあった場合には、認証データベース５０に格納された証明書Ｃ１２と証明書２０とを用いて無線デバイス１０ｂの認証が行われ、同接続要求が無線デバイス１０ｃからあった場合には、認証データベース５０に格納された証明書Ｃ１３と証明書２０とを用いて無線デバイス１０ｃの認証が行われる。
【００２９】
次に、認証局６０によって発行される証明書Ｃ１１〜Ｃ１３及び証明書Ｃ２０の組み込み方法について説明する。図３は、本発明の第１実施形態における証明書の組み込み方法の一例を示す図である。プラントや工場で実現される無線ネットワークＮ１は、インターネット等の一般的なネットワークとは異なり、無線ネットワークＮ１を構成する機器（無線デバイス１０ａ〜１０ｃ、無線ルータ２０ａ，２０ｂ、及びバックボーンルータ３０）の設置場所、数、種類等が綿密に計画されて設計されるネットワークである。このため、無線ネットワークＮ１の設計が終了した段階で、無線ネットワークＮ１に接続させる必要のある無線デバイスが確定し、その認証に必要となる証明書も確定する。
【００３０】
無線ネットワークＮ１の設計が終了すると、無線デバイスのベンダＶは、認証局６０に対し、無線ネットワークＮ１に接続させる必要のある無線デバイス１０ａ〜１０ｃについての証明書Ｃ１１〜Ｃ１３及び証明書Ｃ２０の発行を要求する。認証局６０から発行された証明書Ｃ１１〜Ｃ１３及び証明書Ｃ２０を取得すると、ベンダＶは、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３を無線デバイス１０ａ〜１０ｃにそれぞれ組み込むとともに、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３及び証明書Ｃ２０をＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ（登録商標）−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体Ｍにコピーする。そして、ベンダＶは、証明書の組み込みを終えた無線デバイス（図３に示す例では、無線デバイス１０ａ）並びに証明書Ｃ１１〜Ｃ１３及び証明書Ｃ２０が記録された記録媒体Ｍを、ユーザＵ（例えば、プラントや工場で認証システム１の運用を行っている者）に発送する。
【００３１】
ユーザＵは、ベンダＶから発送されてきた無線デバイス１０ａを、設計段階で規定された位置に設置し、ベンダＶから発送されてきた記録媒体Ｍに記録された証明書Ｃ１１〜Ｃ１３及び証明書Ｃ２０をシステムマネージャ４０に組み込む。尚、システムマネージャ４０に組み込まれた証明書Ｃ１１〜Ｃ１３は、無線デバイス１０ａ〜１０ｃを一意に特定する識別子に対応付けられて認証データデース５０に格納され、システムマネージャ４０に組み込まれた証明書Ｃ２０は、単独で認証データデース５０に格納される。このようにして、認証データベース５０に対する証明書Ｃ１１〜Ｃ１３及び証明書Ｃ２０の組み込みが行われる。
【００３２】
ここで、ユーザＵが無線ネットワークＮ１のネットワーク設計書ＮＤを参照してベンダＶに依頼すれば、無線ネットワークＮ１に接続させようとしている無線デバイスの証明書であって、認証データベース５０に格納されていないものを取得することが可能である。また、ユーザＵがベンダＶに依頼して新たな有効期限が設定された証明書Ｃ１１〜Ｃ１３或いは証明書Ｃ２０を取得すれば、認証データベース５０に格納された証明書Ｃ１１〜Ｃ１３或いは証明書Ｃ２０を更新することも可能である。尚、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３及び証明書Ｃ２０は、公開しても良いものであるため、ユーザＵがベンダＶから記録媒体Ｍを入手する経路は適宜選択することができる。
【００３３】
次に、上記構成における認証システム１の動作について説明する。尚、以下では、無線ネットワークＮ１に接続させようとしている無線デバイスが無線デバイス１０ａであるものとし、この無線デバイス１０ａの認証を行う場合の動作を例に挙げて説明する。ここで、認証システム１の動作は、ピギーバック（PiggyBack）方式に準じた方法で証明書が提示される際の動作（第１動作）と、匿名接続法によって証明書が提示される際の動作（第２動作）とに大別される。以下では、これら第１，第２動作について順に説明する。
【００３４】
〈第１動作〉
図４は、本発明の第１実施形態による認証システムの第１動作を示すフローチャートであり、図５は、同認証システムの第１動作を示すタイミングチャートである。図４，図５に示す通り、まず無線デバイス１０ａを認証するために用いられる証明書を準備するオフライン時の動作が行われ（ステップＳ１０）、次にオフライン時に準備された証明書を用いて無線デバイス１０ａの認証を行うオンライン時の動作が行われる（ステップＳ２０）。
【００３５】
オフライン時の動作が開始されると、まず認証局６０が発行した証明書Ｃ２０を取得して認証データベース５０に格納する処理がシステムマネージャ４０で行われる（ステップＳ１１）。例えば、図３を用いて説明した記録媒体Ｍ（ベンダＶから発送された記録媒体Ｍ）に記録された証明書Ｃ２０をシステムマネージャ４０が読み出して、認証データベース５０に格納する処理が行われる。
【００３６】
次に、認証局６０が発行した証明書Ｃ１１〜Ｃ１３を取得し、これら証明書Ｃ１１〜Ｃ１３の正当性を、証明書Ｃ２０を用いて検証する処理がシステムマネージャ４０で行われる（ステップＳ１２）。例えば、図３を用いて説明した記録媒体Ｍ（ベンダＶから発送された記録媒体Ｍ）に記録された証明書Ｃ１１〜Ｃ１３を読み出すとともに、ステップＳ１１の処理で認証データベース５０に格納した証明書Ｃ２０を読み出し、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３の正当性を、証明書Ｃ２０を用いて検証する処理がシステムマネージャ４０で行われる。
【００３７】
次いで、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３が正当であるか否かがシステムマネージャ４０で判断される（ステップＳ１３）。仮に、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３が不当なものであるとシステムマネージャ４０が判断した場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、図４に示す一連の処理は終了する。これに対し、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３が正当なものであるとシステムマネージャ４０が判断した場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、無線デバイス１０ａ〜１０ｃを一意に特定する識別子に対応付けて証明書Ｃ１１〜Ｃ１３を認証データベース５０に格納する処理が行われる（ステップＳ１４）。以上の処理が終了すると、オフライン時の動作が終了し、オンライン時の動作が開始される。
【００３８】
オンライン時の動作が開始されると、システムマネージャ４０は、無線ネットワークＮ１を介した接続要求の受信待ち状態になる（ステップＳ２１）。かかる状態のときに、無線ネットワークＮ１に対する接続要求が無線デバイス１０ａから送信されたとすると、この接続要求はシステムマネージャ４０で受信される（ステップＳ２２：第１ステップ）。ここで、本来のピギーバック法であれば、接続要求とともに無線デバイス１０ａについての証明書が無線デバイス１０ａからシステムマネージャ４０に送信されるが、本実施形態では証明書は送付されずに接続要求のみが送信される。このため、システムマネージャ２２では、無線デバイス１０ａの接続要求のみが受信される。
【００３９】
無線デバイス１０ａからの接続要求を受信すると、システムマネージャ４０は、無線デバイス１０ａの識別子に対応付けられている証明書Ｃ１１を認証データベース５０から読み出す（ステップＳ２３：第２ステップ）。尚、認証データベース５０を検索する際に用いられる無線デバイス１０ａの識別子は、接続要求に付随して無線デバイス１０ａから送信されたものである。
【００４０】
無線デバイス１０ａについての証明書Ｃ１１を読み出すと、システムマネージャ４０は、チャレンジ・レスポンス方式により無線デバイス１０ａとの間でデータ（メッセージ）の送受信を行って無線デバイス１０ａの認証を行う（ステップＳ２４：第３ステップ）。具体的には、まず、システムマネージャ４０が、ステップＳ２３で認証データベース５０から読み出した証明書Ｃ１１に含まれる公開鍵を用いて特殊なメッセージを暗号化し、この暗号化したメッセージを、無線ネットワークＮ１を介して無線デバイス１０ａに対して送信する（チャレンジ）。
【００４１】
システムマネージャ４０から送信されてきたメッセージを受信すると、無線デバイス１０ａは、自身が保持している秘密鍵を用いてメッセージを復号する。尚、システムマネージャ４０からのメッセージは、無線デバイス１０ａについての証明書Ｃ１１に含まれる公開鍵を用いて暗号化されているため、無線デバイス１０ａに保持されている秘密鍵のみで復号することができる。
【００４２】
システムマネージャ４０からのメッセージを復号すると、無線デバイス１０ａは、復号したメッセージをセキュアな方法でシステムマネージャ４０に提示する（レスポンス）。例えば、無線デバイス１０ａは、システムマネージャ４０の公開鍵を用いてメッセージ（復号したメッセージ）を暗号化し、暗号化したメッセージをシステムマネージャ４０に向けて送信する。
【００４３】
尚、無線デバイス１０ａからシステムマネージャ４０に送信されたメッセージは、システムマネージャ４０に保持されて管理されている秘密鍵のみで復号することができるため、無線デバイス１０ａは、復号したメッセージをセキュアな方法でシステムマネージャ４０に提示することができる。或いは、無線デバイス１０ａが、復号したメッセージの一部を対象鍵とみなし、その鍵によって、復号したメッセージ又はメッセージの一部を暗号処理することで、セキュアな方法でシステムマネージャ４０に提示することができる。
【００４４】
無線デバイス１０ａから提示されたメッセージを受信すると、システムマネージャ４０は、無線デバイス１０ａに送信したメッセージの内容から無線デバイス１０ａの認証に成功したか否かを判断する（ステップＳ２５）。具体的には、無線デバイス１０ａに送信したメッセージと無線デバイス１０ａから提示されたメッセージとが事前に定義された一定の検証ルールに従って一致するか否かによって、無線デバイス１０ａの認証に成功したか否かを判断する。
【００４５】
認証に成功したと判断した場合（ステップＳ２５の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、システムマネージャ４０は、無線デバイス１０ａからの接続要求を受け入れ、認証に成功した旨を示す認証結果を無線デバイス１０ａに通知する（ステップＳ２６）。以上の処理によって、無線デバイス１０ａは、正規に無線ネットワークＮ１に接続され、システムマネージャ４０の管理の下で無線ネットワークＮ１を介した通信が可能になる。
【００４６】
これに対し、認証に失敗したと判断した場合（ステップＳ２５の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、システムマネージャ４０は、無線デバイス１０ａからの接続要求を拒否し、認証に失敗した旨を示す認証結果を無線デバイス１０ａに通知する（ステップＳ２７）。以上の処理によって、無線デバイス１０ａの無線ネットワークＮ１に対する接続要求は拒否されるため、無線デバイス１０ａは、無線ネットワークＮ１に接続されず、無線ネットワークＮ１を介した通信を行うことができない。
【００４７】
〈第２動作〉
図６は、本発明の第１実施形態による認証システムの第２動作を示すフローチャートであり、図７は、同認証システムの第２動作を示すタイミングチャートである。尚、図６，図７においては、図４，図５に示した処理と同様の処理が行われるステップには同一の符号を付してある。図６，図７に示す通り、本動作においても、最初にオフライン時の動作が行われ（ステップＳ１０）、続いてオンライン時の動作が行われる（ステップＳ２０）。但し、本動作におけるオフライン時の動作は第１動作におけるオフライン時の動作と同様であるため、以下ではオフライン時の動作の説明を省略し、オンライン時の動作についてのみ説明する。
【００４８】
オンライン時の動作が開始されると、システムマネージャ４０は、無線ネットワークＮ１を介した接続要求の受信待ち状態になる（ステップＳ２１）。かかる状態のときに、無線ネットワークＮ１に対する匿名接続要求が無線デバイス１０ａから送信されたとすると、この匿名接続要求はシステムマネージャ４０で受信されて受け入れられ、無線デバイス１０ａとシステムマネージャ４０との間で匿名接続が確立される（ステップＳ３１：第１ステップ）。尚、ここでは、従来の匿名接続法と同様に、無線デバイス１０ａからシステムマネージャ４０に対する証明書の送付は行われない。
【００４９】
無線デバイス１０ａとの間の匿名接続が確立されると、システムマネージャ４０は、無線デバイス１０ａの識別子に対応付けられている証明書Ｃ１１を認証データベース５０から読み出す（ステップＳ２３）。尚、認証データベース５０を検索する際に用いられる無線デバイス１０ａの識別子は、匿名接続要求に付随して無線デバイス１０ａから送信されたものである。
【００５０】
無線デバイス１０ａについての証明書Ｃ１１を読み出すと、システムマネージャ４０は、チャレンジ・レスポンス方式により無線デバイス１０ａとの間でデータ（メッセージ）の送受信を行って無線デバイス１０ａの認証を行う（ステップＳ２４）。尚、チャレンジ・レスポンス方式による無線デバイス１０ａの認証は、第１動作と同様の処理により行われるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００５１】
次いで、システムマネージャ４０は、無線デバイス１０ａの認証に成功したか否かを判断する（ステップＳ２５）。認証に成功したと判断した場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、システムマネージャ４０は、無線デバイス１０ａとの間で確立されている匿名接続を正規な接続に切り替える処理を行う（ステップＳ３２）。以上の処理によって、無線デバイス１０ａは、正規に無線ネットワークＮ１に接続され、システムマネージャ４０の管理の下で無線ネットワークＮ１を介した通信が可能になる。
【００５２】
これに対し、認証に失敗したと判断した場合（ステップＳ２５の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、システムマネージャ４０は、無線デバイス１０ａとの間の匿名接続を切断する処理を行う（ステップＳ３３）。以上の処理によって、無線デバイス１０ａは無線ネットワークＮ１から切り離されるため、無線ネットワークＮ１を介した通信を行うことができなくなる。
【００５３】
以上説明した通り、本実施形態では、無線デバイス１０ａ〜１０ｃについての証明書Ｃ１１〜Ｃ１３（証明書Ｃ２０を用いて検証されたもの）を格納する認証データベース５０を設けるようにしている。そして、無線デバイス１０ａからの接続要求又は匿名接続要求があった場合には、システムマネージャ４０が、無線デバイス１０ａについての証明書Ｃ１１を認証データベース５０から読み出して無線デバイス１０ａの認証を行うようにしている。
【００５４】
これにより、無線デバイス１０ａ〜１０ｃについての証明書Ｃ１１〜Ｃ１３の管理は、認証データベース５０に格納されたものについて行えば良く、無線デバイス１０ａ〜１０ｃに保持されるものについては行う必要がなくなるため、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３の管理を簡素化することができる。また、前述した第１，第２動作の何れの動作が行われる場合であっても、無線ネットワークＮ１を介して証明書Ｃ１１〜Ｃ１３が送受信されることが無くなるため、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３の送受信に要するリソースを削減することができる。
【００５５】
〔第２実施形態〕
図８は、本発明の第２実施形態による認証システムの全体構成を示すブロック図である。尚、図８においては、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付してある。図８に示す通り、本実施形態の認証システム２は、認証データベース５０に格納されている証明書を提供する認証サーバ７０（サーバ装置）を設け、システムマネージャ４０と認証サーバ７０とをＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークＮ３で接続した構成である。
【００５６】
前述した第１実施形態の認証システム１では、システムマネージャ４０が認証データベース５０に直接接続されており、システムマネージャ４０が、認証データベース５０からの証明書Ｃ１１〜Ｃ１３の読み出しを行っていた。これに対し、本実施形態の認証システム２では、システムマネージャ４０が、認証サーバ７０に対して証明書Ｃ１１〜Ｃ１３の読み出し要求を行えば、要求に応じた証明書Ｃ１１〜Ｃ１３が認証サーバ７０によって提供される。尚、システムマネージャ４０が、証明書Ｃ１１〜Ｃ１３の読み出し要求を行う場合には、無線デバイス１０ａ〜１０ｃを一意に特定する識別子を認証サーバ７０に提供する必要がある。
【００５７】
以上の通り、本実施形態では、認証データベース５０に格納されている証明書を提供する認証サーバ７０を設けているため、システムマネージャ４０の負荷を低減することができる。尚、図８では、１つの認証サーバ７０がネットワークＮ３を介してシステムマネージャ４０に接続されている構成を例示しているが、複数の認証サーバ７０がネットワークＮ３を介してシステムマネージャ４０に接続されている構成であっても良い。また、認証サーバ７０は、バックボーンネットワークＮ２を介してシステムマネージャ４０に接続されていても良い。
【００５８】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。前述した第１，第２実施形態では、システムマネージャ４０が信頼できる認証局６０（例えば、公的な認証局）が発行した証明書Ｃ１１〜Ｃ１３及び証明書Ｃ２０を用いて無線デバイス１０ａ〜１０ｃの認証を行っていた。これに対し、本実施形態では、ユーザＵが独自に構築した認証局が発行した証明書を用いて無線デバイス１０ａ〜１０ｃの認証を行うものである。
【００５９】
図９は、本発明の第３実施形態で用いられるＰＫＩを説明するための図である。図９に示す通り、本実施形態では、ユーザＵが独自に構築した認証局である認証局サーバ装置００が設けられている。この認証局サーバ装置８０は、無線デバイス１０ａ〜１０ｃの認証を行うために用いられる証明書Ｃ３１〜Ｃ３３（第１証明書）を発行する。尚、認証局サーバ装置８０は、例えば図８に示す認証システム２に設けられているネットワークＮ３に接続されていても良いが、セキュリティを向上させるために認証システム２とは分離されていても良い。
【００６０】
認証局サーバ装置８０が新たに発行した証明書Ｃ３１〜Ｃ３３を認証データベース５０に格納すれば、システムマネージャ４０によって証明書Ｃ３１〜Ｃ３３を用いた無線デバイス１０ａ〜１０ｃの認証が行われる。しかしながら、無線デバイス１０ａ〜１０ｃに格納された秘密鍵を更新することは容易ではない。
【００６１】
そこで、図９に示す通り、システムマネージャ４０が認証データベース５０から、例えば無線デバイス１０ａに対応した証明書Ｃ１１を取り出し、そこに含まれる公開鍵を提示して認証局サーバ装置８０に署名要求を行う。このような認証局サーバ装置８０を設ければ、ユーザＵが独自に構築した認証局を用いて、これまでに述べたようなＰＫＩを用いた無線デバイスの認証が可能となる。また、こうして生成した証明書Ｃ３１を無線デバイス１０ａにシステムマネージャ４０を介して組み込んでも良い。尚、無線デバイス１０ａ〜１０ｃが、秘密鍵を設定するインターフェイスを提供している場合、図３のベンダＶが行ったように認証局サーバ装置８０が秘密鍵とペアになる公開鍵を含む証明書を生成し、システムマネージャ４０を介して、それらを組み込んでも良い。
【００６２】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について説明する。前述した第１，第２実施形態では、システムマネージャ４０が認証データベース５０に格納された証明書Ｃ１１〜Ｃ１３を用いて無線デバイス１０ａ〜１０ｃの認証を行っていた。本実施形態では、無線デバイス１０ａ〜１０ｃの認証を行うための証明書Ｃ１１〜Ｃ１３が認証データベース５０に格納されていない場合にも、無線デバイス１０ａ〜１０ｃに保持されている証明書Ｃ１１〜Ｃ１３を取得することにより、無線デバイス１０ａ〜１０ｃの認証を可能とするものである（フォールバック）。
【００６３】
このため、本実施形態では、有効期限が経過していない証明書Ｃ１１〜Ｃ１３が無線デバイス１０ａ〜１０ｃに保持されていることが前提となる。尚、本実施形態による認証システムの全体構成は、図１に示す第１実施形態による認証システム１或いは図８に示す第２実施形態による認証システム２と同様である。
【００６４】
図１０は、本発明の第４実施形態による認証システムの動作を示すフローチャートである。この図１０に示すフローチャートは、図６に示すフローチャートと同様に、匿名接続法によって証明書が提示される際の動作（第２動作）を示すものである。尚、図１０においては、オフライン時の動作（ステップＳ１０）を省略し、オンライン時の動作（ステップＳ２０）のみを図示している。また、尚、図１０においては、図６に示した処理と同様の処理が行われるステップには同一の符号を付してある。
【００６５】
オンライン時の動作が開始されると、システムマネージャ４０は、第１実施形態における第２動作と同様に、無線ネットワークＮ１を介した接続要求の受信待ち状態になる（ステップＳ２１）。かかる状態のときに、無線ネットワークＮ１に対する匿名接続要求が無線デバイス１０ａから送信されたとすると、この匿名接続要求はシステムマネージャ４０で受信されて受け入れられ、無線デバイス１０ａとシステムマネージャ４０との間で匿名接続が確立される（ステップＳ３１）。尚、ここでは、従来の匿名接続法と同様に、無線デバイス１０ａからシステムマネージャ４０に対する証明書の送付は行われない。
【００６６】
無線デバイス１０ａとの間の匿名接続が確立されると、システムマネージャ４０は、無線デバイス１０ａの識別子に対応付けられている証明書Ｃ１１を認証データベース５０から読み出す（ステップＳ２３）。尚、認証データベース５０を検索する際に用いられる無線デバイス１０ａの識別子は、匿名接続要求に付随して無線デバイス１０ａから送信されたものである。
【００６７】
次に、システムマネージャ４０は、認証データベース５０からの証明書Ｃ１１の読み出しに成功したか否かを判断する（ステップＳ４１）。証明書Ｃ１１の読み出しに成功したと判断した場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、システムマネージャ４０は、第１実施形態と同様に、チャレンジ・レスポンス方式により無線デバイス１０ａの認証を行う（ステップＳ２４）。
【００６８】
これに対し、証明書Ｃ１１の読み出しに失敗したと判断した場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、システムマネージャ４０は、無線デバイス１０ａに対して証明書Ｃ１１の送信要求を行い、無線デバイス１０ａから証明書Ｃ１１を取得する（ステップＳ４２）。そして、無線デバイス１０ａから取得した証明書Ｃ１１に含まれる公開鍵を用いて、チャレンジ・レスポンス方式により無線デバイス１０ａの認証を行う（ステップＳ２４）。
【００６９】
尚、無線デバイス１０ａの認証に成功した場合には、第１実施形態と同様に、無線デバイス１０ａとの間で確立されている匿名接続を正規な接続に切り替える処理がシステムマネージャ４０によって行われる（ステップＳ３２）。また、無線デバイス１０ａの認証に失敗した場合には、第１実施形態と同様に、無線デバイス１０ａとの間の匿名接続を切断する処理がシステムマネージャ４０によって行われる（ステップＳ３３）。
【００７０】
以上説明した通り、本実施形態では、無線デバイス１０ａ〜１０ｃについての証明書Ｃ１１〜Ｃ１３が認証データベース５０に格納されていない場合には、無線デバイス１０ａ〜１０ｃに保持された証明書Ｃ１１〜Ｃ１３を取得して無線デバイス１０ａ〜１０ｃの認証を行うようにしている。このため、例えば認証データベース５０に障害が生じた場合であっても、従来と同じ方法で無線デバイス１０ａ〜１０ｃを無線ネットワークＮ１に接続させることができる。
【００７１】
以上、本発明の実施形態による認証システム及び方法について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、オフライン時（図４，図６中のステップＳ１０）において、無線デバイス１０ａ〜１０ｃの認証に用いられる証明書Ｃ１１〜Ｃ１３を、証明書Ｃ２０を用いて予め検証し、検証されたもののみを認証データベース５０に格納するようにしていた。しかしながら、オフライン時における証明書Ｃ１１〜Ｃ１３の検証（証明書Ｃ２０を用いた検証）は行わず、オンライン時に無線デバイス１０ａ〜１０ｃからの接続要求又は匿名接続要求があったときに上記の検証を行うようにしても良い。
【００７２】
また、上記実施形態では、バックボーンルータ３０とシステムマネージャ４０とが別々に設けられている態様について説明したが、本発明は、バックボーンルータ３０とシステムマネージャ４０とが一体化されている態様であっても良い。かかる態様の場合には、バックボーンネットワークＮ２を省略することができる。また、上記実施形態では、無線ネットワークＮ１に接続される無線デバイス１０ａ〜１０ｃを認証する例について説明したが、本発明は有線のネットワークに接続される通信デバイスの認証にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１，２            認証システム
１０ａ〜１０ｃ    無線デバイス
４０              システムマネージャ
５０              認証データベース
７０              認証サーバ
８０              認証局サーバ装置
Ｃ１１〜Ｃ１３    証明書
Ｃ２０            証明書
Ｃ３１〜Ｃ３３    証明書
Ｎ１              無線ネットワーク
Ｎ３              ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2014042095.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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