(57)【要約】【課題】  計算資源およびメモリ資源等が限られたネット家電等の機器でも、高速かつ安全に鍵交換を成功させることが可能な共有鍵交換方法を提供する。【解決手段】  宅外機器１は、宅内機器２との暗号通信に先立ち、ＩＫＥなどの既存の鍵交換プロトコルに基づくメッセージを、ＨＧＷ３を介して宅内機器２宛てに送信する。ＨＧＷ３は、宅外機器１から鍵交換用のメッセージを受信すると、宅内機器２に代行して、宅外機器１との間で鍵交換処理を行う。ＨＧＷ３は、宅外機器１との間で交換した共有鍵を宅内機器２に配布する。【選択図】  図１
2006041726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、当該第１の通信機器と当該第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する共有鍵交換システムであって、
前記第１の通信機器は、
前記ゲートウェイから配布された前記第２の通信機器との間で共有する共有鍵を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記共有鍵を用いて、前記第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信部とを備え、
前記ゲートウェイは、
前記第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから、前記共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、当該選択したパケットの転送先をゲートウェイ自身に変更するフィルタリング部と、
前記フィルタリング部によって転送先を変更されたパケットに基づいて、前記第２の通信機器との間で共有する前記共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行部と、
前記鍵交換代行部によって生成された前記共有鍵を、前記第１の通信機器に配布する鍵配布部とを備えることを特徴とする、共有鍵交換システム。
【請求項２】
ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、当該第１の通信機器と当該第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する共有鍵交換システムであって、
前記ホームネットワーク内には、前記ゲートウェイおよび前記第１の通信機器と接続され、前記ゲートウェイを介して前記第２の通信機器と接続されている第３の通信機器があり、
前記第１の通信機器は、
前記第３の通信機器から配布された前記第２の通信機器との間で共有する共有鍵を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記共有鍵を用いて、前記第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信部とを備え、
前記ゲートウェイは、
前記第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから、前記共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、当該選択したパケットの転送先を変更して前記第３の通信機器に中継するフィルタリング部を備え、
前記第３の通信機器は、
前記フィルタリング部によって中継されたパケットに基づいて、前記第２の通信機器との間で共有する前記共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行部と、
前記鍵交換代行部によって生成された前記共有鍵を、前記第１の通信機器に配布する鍵配布部とを備えることを特徴とする、共有鍵交換システム。
【請求項３】
ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、当該第１の通信機器と当該第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する共有鍵交換システムであって、
前記ホームネットワーク内には、前記ゲートウェイおよび前記第１の通信機器と接続され、前記ゲートウェイを介して前記第２の通信機器と接続されている第３の通信機器があり、
前記第１の通信機器は、
前記第３の通信機器から配布された前記第２の通信機器との間で共有する共有鍵を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記共有鍵を用いて、前記第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信部と、
前記暗号通信部及び前記第２の通信機器によって送信されるパケットから、前記共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、当該選択したパケットの転送先を変更して前記第３の通信機器に中継するフィルタリング部とを備え、
前記第３の通信機器は、
前記フィルタリング部によって中継されたパケットに基づいて、前記第２の通信機器との間で共有する前記共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行部と、
前記鍵交換代行部によって生成された前記共有鍵を、前記第１の通信機器に配布する鍵配布部とを備えることを特徴とする、共有鍵交換システム。
【請求項４】
ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、当該第１の通信機器と当該第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する共有鍵交換システムであって、
前記ホームネットワーク内には、前記ゲートウェイおよび前記第１の通信機器と接続され、前記ゲートウェイを介して前記第２の通信機器と接続されている第３の通信機器があり、
前記第１の通信機器は、
前記第３の通信機器から配布された前記第２の通信機器との間で共有する共有鍵を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記共有鍵を用いて、前記第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信部とを備え、
前記第３の通信機器は、
前記第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから、前記共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、当該選択したパケットの転送先を第３の通信機器自身に変更するフィルタリング部と、
前記フィルタリング部によって転送先を変更されたパケットに基づいて、前記第２の通信機器との間で共有する前記共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行部と、
前記鍵交換代行部によって生成された前記共有鍵を、前記第１の通信機器に配布する鍵配布部とを備えることを特徴とする、共有鍵交換システム。
【請求項５】
前記フィルタリング部は、前記第２の通信機器から所定の鍵交換プロトコルに基づいて送信されるパケットを、前記共有鍵の交換に用いるパケットとして選択することを特徴とする、請求項１、２、３又は４のいずれかに記載の共有鍵交換システム。
【請求項６】
前記暗号通信部は、前記記憶部に前記共有鍵が記憶されていない場合に、平文パケットを前記第２の通信機器に向けて送信し、
前記フィルタリング部は、前記平文パケットを前記共有鍵の交換に用いるパケットとして選択することを特徴とする、請求項１、２、３、４又は５のいずれかに記載の共有鍵交換システム。
【請求項７】
前記鍵交換代行部は、前記共有鍵を生成する処理にて、前記第２の通信機器に向けてパケットを送信する場合、当該パケットの送信元として前記第１の通信機器のアドレスを設定することを特徴とする、請求項１、２、３又は４のいずれかに記載の共有鍵交換システム。
【請求項８】
前記所定の鍵交換プロトコルは、ＩＫＥであることを特徴とする請求項５に記載の共通鍵交換システム。
【請求項９】
前記所定の鍵交換プロトコルは、ＳＳＬ／ＴＬＳ−Ｈａｎｄｓｈａｋｅであることを特徴とする、請求項５に記載の共有鍵交換システム。
【請求項１０】
前記第３の通信機器は、前記第１の通信機器に接続される通信カードあるいはアダプタであることを特徴とする、請求項２、３又は４のいずれかに記載の共有鍵交換システム。
【請求項１１】
前記ホームネットワークは、さらに第４の通信機器を備え、
前記第３の通信機器は、前記第４の通信機器に接続される通信カードあるいはアダプタであることを特徴とする、請求項２、３又は４のいずれかに記載の共有鍵交換システム。
【請求項１２】
ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とを接続し、当該第１の通信機器と当該第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための共有鍵を交換するゲートウェイ装置であって、
前記第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから、前記共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、当該選択したパケットの転送先をゲートウェイ装置自身に変更するフィルタリング部と、
前記フィルタリング部によって転送先を変更されたパケットに基づいて、前記第２の通信機器との間で共有する前記共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行部と、
前記鍵交換代行部によって生成された前記共有鍵を、前記第１の通信機器に配布する鍵配布部とを備えることを特徴とする、ゲートウェイ装置。
【請求項１３】
ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、当該第１の通信機器と当該第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する共有鍵交換方法であって、
前記第１の通信機器は、
前記ゲートウェイから配布された前記第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、前記第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップを備え、
前記ゲートウェイは、
前記第１および前記第２の通信機器によって送信されるパケットから、前記共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、当該選択したパケットの転送先をゲートウェイ自身に変更するフィルタリングステップと、
前記フィルタリングステップによって転送先を変更されたパケットに基づいて、前記第２の通信機器との間で共有する前記共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、
前記鍵交換代行ステップによって生成された前記共有鍵を、前記第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを備えることを特徴とする、共有鍵交換方法。
【請求項１４】
ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、当該第１の通信機器と当該第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する共有鍵交換方法であって、
前記ホームネットワーク内には、前記ゲートウェイおよび前記第１の通信機器と接続され、前記ゲートウェイを介して前記第２の通信機器と接続されている第３の通信機器があり、
前記第１の通信機器は、
前記第３の通信機器から配布された前記第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、前記第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップを備え、
前記ゲートウェイは、
前記第１および前記第２の通信機器によって送信されるパケットから、前記共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、当該選択したパケットの転送先を変更して前記第３の通信機器に中継するフィルタリングステップを備え、
前記第３の通信機器は、
前記フィルタリングステップによって中継されたパケットに基づいて、前記第２の通信機器との間で共有する前記共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、
前記鍵交換代行ステップによって生成された前記共有鍵を、前記第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを備えることを特徴とする、共有鍵交換方法。
【請求項１５】
ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、当該第１の通信機器と当該第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する共有鍵交換方法であって、
前記ホームネットワーク内には、前記ゲートウェイおよび前記第１の通信機器と接続され、前記ゲートウェイを介して前記第２の通信機器と接続されている第３の通信機器があり、
前記第１の通信機器は、
前記第３の通信機器から配布された前記第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、前記第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップと、
前記暗号通信ステップ及び前記第２の通信機器によって送信されるパケットから、前記共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、当該選択したパケットの転送先を変更して前記第３の通信機器に中継するフィルタリングステップとを備え、
前記第３の通信機器は、
前記フィルタリングステップによって中継されたパケットに基づいて、前記第２の通信機器との間で共有する前記共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、
前記鍵交換代行ステップによって生成された前記共有鍵を、前記第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを備えることを特徴とする、共有鍵交換方法。
【請求項１６】
ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、当該第１の通信機器と当該第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する共有鍵交換方法であって、
前記ホームネットワーク内には、前記ゲートウェイおよび前記第１の通信機器と接続され、前記ゲートウェイを介して前記第２の通信機器と接続されている第３の通信機器があり、
前記第１の通信機器は、
前記第３の通信機器から配布された前記第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、前記第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップを備え、
前記第３の通信機器は、
前記第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから、前記共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、当該選択したパケットの転送先を第３の通信機器自身に変更するフィルタリングステップと、
前記フィルタリングステップによって転送先を変更されたパケットに基づいて、前記第２の通信機器との間で共有する前記共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、
前記鍵交換代行ステップによって生成された前記共有鍵を、前記第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを備えることを特徴とする、共有鍵交換方法。
【請求項１７】
ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、当該第１の通信機器と当該第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する方法を、当該第１の通信機器および当該ゲートウェイに実現させるためのプログラムであって、
前記第１の通信機器に、
前記ゲートウェイから配布された前記第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、前記第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップを実行させ、
前記ゲートウェイに、
前記第１および前記第２の通信機器によって送信されるパケットから、前記共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、当該選択したパケットの転送先をゲートウェイ自身に変更するフィルタリングステップと、
前記フィルタリングステップによって転送先を変更されたパケットに基づいて、前記第２の通信機器との間で共有する前記共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、
前記鍵交換代行ステップによって生成された前記共有鍵を、前記第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを実行させるためのプログラム。
【請求項１８】
ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、当該第１の通信機器と当該第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する方法を、当該第１の通信機器、当該ゲートウェイおよび当該ホームネットワーク内にある第３の通信機器に実現させるためのプログラムであって、
前記第１の通信機器に、
前記第３の通信機器から配布された前記第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、前記第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップを実行させ、
前記ゲートウェイに、
前記第１および前記第２の通信機器によって送信されるパケットから、前記共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、当該選択したパケットの転送先を変更して前記第３の通信機器に中継するフィルタリングステップを実行させ、
前記第３の通信機器に、
前記フィルタリングステップによって中継されたパケットに基づいて、前記第２の通信機器との間で共有する前記共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、
前記鍵交換代行ステップによって生成された前記共有鍵を、前記第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを実行させるためのプログラム。
【請求項１９】
ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、当該第１の通信機器と当該第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する方法を、当該第１の通信機器、および当該ホームネットワーク内にある第３の通信機器に実現させるためのプログラムであって、
前記第１の通信機器に、
前記第３の通信機器から配布された前記第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、前記第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップと、
前記暗号通信ステップ及び前記第２の通信機器によって送信されるパケットから、前記共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、当該選択したパケットの転送先を変更して前記第３の通信機器に中継するフィルタリングステップとを実行させ、
前記第３の通信機器に、
前記フィルタリングステップによって中継されたパケットに基づいて、前記第２の通信機器との間で共有する前記共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、
前記鍵交換代行ステップによって生成された前記共有鍵を、前記第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを実行させるための、プログラム。
【請求項２０】
ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、当該第１の通信機器と当該第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する方法を、当該第１の通信機器、および当該ホームネットワーク内にある第３の通信機器に実現させるためのプログラムであって、
前記第１の通信機器に、
前記第３の通信機器から配布された前記第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、前記第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップを実行させ、
前記第３の通信機器に、
前記第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから、前記共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、当該選択したパケットの転送先を第３の通信機器自身に変更するフィルタリングステップと、
前記フィルタリングステップによって転送先を変更されたパケットに基づいて、前記第２の通信機器との間で共有する前記共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、
前記鍵交換代行ステップによって生成された前記共有鍵を、前記第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを実行させるための、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共有鍵交換システム、共有鍵交換方法及び方法プログラムに関し、より特定的には、ネットワークを介して秘匿性の高いデータを送受信する通信機器間で、暗号化／認証用の鍵を交換及び共有するための共有鍵交換システム、共有鍵交換方法及び方法プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のインターネットの普及により、電子メールや電子商取引等のネットワークを介したサービスが増大し、家庭内にもネットワークに接続できる電化製品、いわゆる「ネット家電」が増えつつある。このネット家電は、エアコンや電子レンジ等の白物家電にも及んでおり、宅外からエアコンを制御したり、電子レンジの調理プログラムをサーバからダウンロードしたりできるサービス等が提案されている。しかしながら、このネットワークの普及拡大に伴い、悪意を持った第三者が、ネットワーク上の電子データを改ざんや盗用（無断視聴）したり、他人になりすましてサービスを受けたりする、といった問題が浮上している。このため、ネットワーク上のセキュリティ対策が重要となってきている。
【０００３】
ネットワーク上のセキュリティ機能を実現する取り組みとしては、暗号化技術や認証技術を使ったプロトコルが、様々に規格化又は実用化されている。例えば、ＩＰパケットのレベルでのセキュリティ機能を規定したプロトコルとして、ＩＰｓｅｃ（ＩＰ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）がある。ＩＰｓｅｃとは、インターネット技術タスクフォース（ＩＥＴＦ；Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ）によって標準化されたプロトコルであり、その内容はＩＥＴＦの仕様書「ＲＦＣ２４０１」（非特許文献１）等によって規定されている。このＩＰｓｅｃでは、ＩＰパケットそのものを暗号化することで盗用者から通信内容を保護し、秘密の漏洩を防ぐことができる。また、その他のセキュリティプロトコルとしては、トランスポート層のレベルでのセキュリティ機能を規定し、ＷＥＢ等で利用されるＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｓｏｃｋｅｔ  Ｌａｙｅｒ）や、ＳＳＬの後継であるＴＬＳ（Ｔｒａｓｎｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）などがあり、その内容はＩＥＴＦの仕様書「ＲＦＣ２２４６」（非特許文献２）等によって規定されている。
【０００４】
例えば、ＩＰｓｅｃ等のプロトコルを使って、機器間で暗号化されたデータを送受信する場合、データ送受信に先立って、“通信相手の機器が正当であるか否かを確認する「機器認証」”、及び“暗号化に用いる鍵（以下、共有鍵と記す）を双方の機器間で交換する「鍵交換」”の手順が必要となる。
「機器認証」の手順としては、不正ユーザによるなりすまし等の脅威を防ぐために用いられ、公開鍵暗号化方式を利用したデジタル署名による認証方法等が知られている。また、「鍵交換」の手順としては、単純にはユーザが手動で共有鍵（秘密鍵）を設定することもできるが、他人に知られずに離れた拠点にある機器に共有鍵を設定する必要があるなど手順が煩雑である。また、１つの共有鍵を長時間に渡って使い続けると、第三者に共有鍵を解読されてしまう可能性が高まるため、必要に応じて共有鍵を更新する必要がある。このようなことから、共有鍵を機器間で共有するために必要な生成、配布及び更新等の処理を、安全かつ簡単に自動的に行うことが好ましく、これについて様々な手法が提案されている。
【０００５】
例えば、２つの機器間で１つの共有鍵を交換させる方法として、広く使われている基本技術に、ディフィーへルマンの鍵交換方法がある。このディフィーへルマンの鍵交換方法（以下、ＤＨ法と記す）は、上述したＩＰｓｅｃの鍵交換プロトコル（機器認証の手順を含む）として標準使用が規定されているＩＫＥ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｋｅｙ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ）にも用いられている。このＩＫＥの概要は、ＩＥＴＦの仕様書「ＲＦＣ２４０７」（非特許文献２）等に開示されている。なお、ＳＳＬやＴＬＳには、標準で使用する鍵交換プロトコルとして、Ｈａｎｄｓｈａｋｅというプロトコルが規定されている。
【０００６】
ところで、ＩＫＥやＳＳＬ／ＴＬＳ−Ｈａｎｄｓｈａｋｅプロトコルの中で行われる「機器認証」及び「鍵交換」は、一般的に高負荷な処理が必要とされる。例えば、デジタル署名による「機器認証」やＤＨ法による「鍵交換」では、多倍長のべき乗演算が必要であり、汎用のＰＣでも数秒の処理時間が必要な場合もある。従って、ネット家電等の低性能なＣＰＵを搭載した機器は、「機器認証」及び「鍵交換」（以下、これらの処理をまとめて「共有鍵交換」と記す）の処理に多大な時間を要する。そのため、暗号通信をすぐに開始できなかったり、ＣＰＵが共有鍵交換だけに長時間占有されるために、他のアプリケーションの動作に支障がでたりする、といった課題があった。
【０００７】
そこで、従来、このような課題の対策の１つとして、ネット家電等の機器が行う共有鍵交換の一部の処理を他の機器に代行させる共有鍵交換方法が開示されている（例えば、特許文献１および特許文献２）。
特許文献１に開示された従来の共有鍵交換方法を、第１従来例の共有鍵交換方法として以下に説明する。図２５は、第１従来例の共有鍵交換方法を説明する図である。図２５において、宅外機器Ａおよび宅内機器Ｂは、その間で暗号通信を行う２つの機器である。ＨＧＷは、宅外機器Ａと宅内機器Ｂとの間で行われる暗号通信に用いる鍵ＡＢの生成処理を代行する。まず、ＨＧＷ−宅外機器Ａ、およびＨＧＷ−宅内機器Ｂの間は、それぞれ事前に鍵ＨＡ、および鍵ＨＢを使ったセキュア通信路が確立されているものとする（ステップＳ１００１、Ｓ１００２）。
宅外機器Ａは、宅内機器Ｂとの間で暗号通信を始める場合には、ＨＧＷにアクセス要求を発行する（ステップＳ１００３）。宅外機器Ａからアクセス要求を受けたＨＧＷは、宅内機器Ｂにアクセスの可否を確認する（ステップＳ１００４）。宅内機器Ｂは、アクセスの可否を判定し、ＨＧＷにアクセス可（ＯＫ）又はアクセス不可（ＮＧ）の通知を返信する（ステップＳ１００５）。ＨＧＷは、アクセス可を受信すると、宅外機器Ａ−宅内機器Ｂ間の暗号通信用の鍵ＡＢを生成し（ステップＳ１００６）、事前に用意されていたセキュア通信路を使って宅外機器Ａおよび宅内機器Ｂに鍵ＡＢを配布する（ステップＳ１００７、Ｓ１００８）。これにより、宅外機器Ａおよび宅内機器Ｂは、鍵ＡＢを使った暗号通信が行える状態となる（ステップＳ１００９）。
【０００８】
次に、特許文献２に開示された従来の共有鍵交換方法を、第２従来例の共有鍵交換方法として以下に説明する。図２６は、第２従来例の共有鍵交換方法を説明する図である。図２６において、宅外機器Ａおよび宅内機器Ｂは、その間で暗号通信を行う２つの通信機器である。鍵交換代行サーバは、宅外機器Ａと宅内機器Ｂとが行う暗号通信に用いられる鍵ＡＢの生成処理及び機器認証処理を代行する。なお、宅外機器Ａと宅内機器Ｂとは、既存の鍵交換プロトコルであるＩＫＥに則ったメッセージの送受信を行う。
ＩＫＥに則ったメッセージとは、ＩＫＥのＰｈａｓｅ１と呼ばれる６つのメッセージ（ＩＫＥ  ＭＭ第１メッセージ〜第６メッセージ）、およびＩＫＥのＰｈａｓｅ２と呼ばれる３つのメッセージ（ＩＫＥ  ＱＭ第１メッセージ〜第３メッセージ）等である。宅内機器Ｂは、宅外機器ＡからＩＫＥメッセージ（ＩＫＥ  ＭＭ第１、３、５メッセージ）を受信する度に、鍵交換代行サーバに各種要求メッセージ（開始要求、鍵生成要求、認証要求など）を送信し、ＩＫＥで決められた処理の一部を鍵交換代行サーバに委託する。具体的には、宅内機器Ｂは、「ＤＨ法による鍵交換処理」や「デジタル署名による機器認証処理」のような、ＩＫＥの中での高負荷な処理を鍵交換代行サーバに依頼する。鍵交換代行サーバは、依頼された処理を代行し、その応答メッセージを宅内機器Ｂに返す。宅内機器Ｂは、鍵交換代行サーバから受信した応答メッセージの内容を元にＩＫＥメッセージを構築し、宅外機器ＡにＩＫＥの応答メッセージとして送信する。
【０００９】
このように、第１従来例または第２従来例の共有鍵交換方法によれば、鍵交換の一部の処理を他の機器に代行させることにより、宅内機器Ｂの処理負荷を軽減させることができる。これにより、少ない計算資源（低性能ＣＰＵ）を搭載した宅内機器（例えば、ネット家電）でも、対向機器との間で共有鍵を問題なく、安全に共有することができるようになる。
【特許文献１】特開２００２−２７１３０９号公報
【特許文献２】特開２００３−１７９５９２号公報
【非特許文献１】標準仕様書「ＲＦＣ２４０１」、ＩＥＴＦ、［平成１６年１月７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ietf.org/rfc/rfc2401.txt＞
【非特許文献２】標準仕様書「ＲＦＣ２２４６」、ＩＥＴＦ、［平成１６年１月７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ietf.org/rfc/rfc2246.txt＞
【非特許文献３】標準仕様書「ＲＦＣ２４０７」、ＩＥＴＦ、［平成１６年１月７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ietf.org/rfc/rfc2407.txt＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記第１従来例の共有鍵交換方法においては、ＨＧＷに共有鍵の生成を依頼するのに独自のプロトコルを使用しているため、汎用的な鍵交換プロトコルであるＩＫＥやＨａｎｄＳｈａｋｅとの互換性が無い。そのため、宅外機器Ａと宅内機器Ｂとの間でＩＰｓｅｃによる暗号通信を行う場合、標準の鍵交換プロトコルであるＩＫＥが使えない。すなわち、第１従来例の共有鍵交換方法においては、宅外機器Ａ、宅内機器ＢおよびＨＧＷの３つの機器に対して、独自の鍵交換プロトコルを組み込む必要がある。従って、本来、処理能力やメモリ上の制約がなく汎用プロトコル（ＩＫＥ等）を使用することができる宅外機器Ａにおいても、独自のプロトコルを組み込まなければならないという課題がある。
【００１１】
また、上記第２従来例の共有鍵交換方法においては、宅外機器Ａと宅内機器Ｂとの間で汎用の鍵交換プロトコルを使用するため、宅外機器Ａに独自の鍵交換プロトコルを組み込む必要がない。しかしながら、鍵交換代行サーバで代行する処理は、ＩＫＥに必要な処理の一部（鍵生成、機器認証）であって、ＩＫＥのメッセージ処理やＳＡ（セキュリティアソシエーション）の管理は、依然として宅内機器Ｂで実行しなければならない。もともとＩＫＥのプロトコルは複雑であることが知られており、例えばＩＫＥメッセージの解釈やＳＡを管理する処理だけでも、１００キロ〜数１００キロバイト程度のプログラムサイズを必要とする。従って、計算資源やメモリ資源が限られたネット家電等の機器には、第２従来例の共有鍵交換方法を採用できないという課題があった。
【００１２】
それ故に、本発明の目的は、計算資源およびメモリ資源等が限られた機器を使用する場合でも、既存の鍵交換プロトコルとの互換性を保ちながら、高速かつ安全に鍵交換を行うことができる共有鍵交換システム、共有鍵交換方法およびその方法プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、第１の通信機器と第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する共有鍵交換システムに向けられている。
そして、上記目的を達成させるために、本発明の共有鍵交換システムでは、第１の通信機器と、ゲートウェイとが以下の構成を備えることを特徴とする。第１の通信機器は、ゲートウェイから配布された第２の通信機器との間で共有する共有鍵を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された共有鍵を用いて、第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信部とを備える。ゲートウェイは、第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、選択したパケットの転送先をゲートウェイ自身に変更するフィルタリング部と、フィルタリング部によって転送先を変更されたパケットに基づいて、第２の通信機器との間で共有する共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行部と、鍵交換代行部によって生成された共有鍵を、第１の通信機器に配布する鍵配布部とを備える。
【００１４】
また、上記目的を達成させるために、本発明の共有鍵交換システムでは、ホームネットワーク内に、ゲートウェイおよび第１の通信機器と接続され、ゲートウェイを介して第２の通信機器と接続されている第３の通信機器を備えることもできる。この場合、第１の通信機器は、第３の通信機器から配布された第２の通信機器との間で共有する共有鍵を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された共有鍵を用いて、第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信部とを備える。ゲートウェイは、第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、選択したパケットの転送先を変更して第３の通信機器に中継するフィルタリング部を備える。第３の通信機器は、フィルタリング部によって中継されたパケットに基づいて、第２の通信機器との間で共有する共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行部と、鍵交換代行部によって生成された共有鍵を、第１の通信機器に配布する鍵配布部とを備える。
【００１５】
また、上記目的を達成させるために、本発明の共有鍵交換システムでは、第１の通信機器と、第３の通信機器とに以下の構成を備えてもよい。第１の通信機器は、第３の通信機器から配布された第２の通信機器との間で共有する共有鍵を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された共有鍵を用いて第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信部と、暗号通信部及び第２の通信機器によって送信されるパケットから共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、選択したパケットの転送先を変更して第３の通信機器に中継するフィルタリング部とを備える。第３の通信機器は、フィルタリング部によって中継されたパケットに基づいて、第２の通信機器との間で共有する共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行部と、鍵交換代行部によって生成された共有鍵を、第１の通信機器に配布する鍵配布部とを備える。この場合、ゲートウェイは、ルータとして機能する。
【００１６】
また、上記目的を達成させるために、本発明の共有鍵交換システムでは、第１の通信機器と、第３の通信機器とに以下の構成を備えてもよい。第１の通信機器は、第３の通信機器から配布された第２の通信機器との間で共有する共有鍵を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された共有鍵を用いて、第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信部とを備える。第３の通信機器は、第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、選択したパケットの転送先を第３の通信機器自身に変更するフィルタリング部と、フィルタリング部によって転送先を変更されたパケットに基づいて、第２の通信機器との間で共有する共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行部と、鍵交換代行部によって生成された共有鍵を、第１の通信機器に配布する鍵配布部とを備える。この場合、ゲートウェイは、ルータとして機能する。
【００１７】
ここで、フィルタリング部は、第２の通信機器から所定の鍵交換プロトコルに基づいて送信されるパケットを、共有鍵の交換に用いるパケットとして選択する。
【００１８】
また、暗号通信部は、記憶部に共有鍵が記憶されていない場合に、平文パケットを第２の通信機器に向けて送信することができる。この場合、フィルタリング部は、平文パケットを共有鍵の交換に用いるパケットとして選択する。
【００１９】
また、鍵交換代行部は、共有鍵を生成する処理にて、第２の通信機器に向けてパケットを送信する場合、パケットの送信元として第１の通信機器のアドレスを設定する。
【００２０】
好ましくは、所定の鍵交換プロトコルは、ＩＫＥである。また、所定の鍵交換プロトコルは、ＳＳＬ／ＴＬＳ−Ｈａｎｄｓｈａｋｅであってもよい。
【００２１】
第３の通信機器は、第１の通信機器に接続される通信カードあるいはアダプタであってもよい。また、ホームネットワークは、さらに第４の通信機器を備えることができる。この場合、第３の通信機器は、第４の通信機器に接続される通信カードあるいはアダプタであってもよい。
【００２２】
また、本発明は、ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とを接続し、第１の通信機器と第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための共有鍵を交換するゲートウェイ装置にも向けられている。
そして、上記目的を達成させるために、本発明のゲートウェイ装置は、第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、選択したパケットの転送先をゲートウェイ装置自身に変更するフィルタリング部と、フィルタリング部によって転送先を変更されたパケットに基づいて、第２の通信機器との間で共有する共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行部と、鍵交換代行部によって生成された共有鍵を、第１の通信機器に配布する鍵配布部とを備える。
【００２３】
また、本発明は、ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、第１の通信機器と第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する共有鍵交換方法にも向けられている。
そして、上記目的を達成させるために、本発明の共有鍵交換方法では、第１の通信機器と、ゲートウェイとが以下のステップを備える。第１の通信機器は、ゲートウェイから配布された第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップを備える。ゲートウェイは、第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、選択したパケットの転送先をゲートウェイ自身に変更するフィルタリングステップと、フィルタリングステップによって転送先を変更されたパケットに基づいて、第２の通信機器との間で共有する共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、鍵交換代行ステップによって生成された共有鍵を、第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを備える。
【００２４】
また、上記目的を達成させるために、本発明の共有鍵交換方法では、第１の通信機器と、第３の通信機器と、ゲートウェイとが以下のステップを備えてもよい。ここで、第３の通信機器は、ホームネットワーク内に存在し、ゲートウェイおよび第１の通信機器と接続され、ゲートウェイを介して第２の通信機器と接続されている。第１の通信機器は、第３の通信機器から配布された第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップを備える。ゲートウェイは、第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、選択したパケットの転送先を変更して第３の通信機器に中継するフィルタリングステップを備える。第３の通信機器は、フィルタリングステップによって中継されたパケットに基づいて、第２の通信機器との間で共有する共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、鍵交換代行ステップによって生成された共有鍵を、第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを備える。
【００２５】
また、上記目的を達成させるために、本発明の共有鍵交換方法では、第１の通信機器と、第３の通信機器とが以下のステップを備えてもよい。第１の通信機器は、第３の通信機器から配布された第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップと、暗号通信ステップ及び第２の通信機器によって送信されるパケットから共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、選択したパケットの転送先を変更して第３の通信機器に中継するフィルタリングステップとを備える。第３の通信機器は、フィルタリングステップによって中継されたパケットに基づいて、第２の通信機器との間で共有する共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、鍵交換代行ステップによって生成された共有鍵を、第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを備える。
【００２６】
また、上記目的を達成させるために、本発明の共有鍵交換方法では、第１の通信機器と、第３の通信機器とが以下のステップを備えてもよい。第１の通信機器は、第３の通信機器から配布された第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップを備える。第３の通信機器は、第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、選択したパケットの転送先を第３の通信機器自身に変更するフィルタリングステップと、フィルタリングステップによって転送先を変更されたパケットに基づいて、第２の通信機器との間で共有する共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、鍵交換代行ステップによって生成された共有鍵を、第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを備える。
【００２７】
また、本発明は、ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、第１の通信機器と第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する方法を、第１の通信機器およびゲートウェイに実現させるためのプログラムにも向けられている。
そして、上記目的を達成させるために、本発明のプログラムは、第１の通信機器とゲートウェイとに以下のステップを実行させる。すなわち、第１の通信機器に、ゲートウェイから配布された第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップを実行させる。また、ゲートウェイに、第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、選択したパケットの転送先をゲートウェイ自身に変更するフィルタリングステップと、フィルタリングステップによって転送先を変更されたパケットに基づいて、第２の通信機器との間で共有する共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、鍵交換代行ステップによって生成された共有鍵を、第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを実行させる。
【００２８】
また、本発明は、ホームネットワーク内にある第１の通信機器と、他のネットワークにある第２の通信機器とがゲートウェイを介して接続され、第１の通信機器と第２の通信機器との間で送受信されるパケットに暗号化処理を施すための鍵を交換する方法を、第１の通信機器、ゲートウェイおよびホームネットワーク内にある第３の通信機器に実現させるためのプログラムにも向けられている。
そして、上記目的を達成させるために、本発明のプログラムは、第１の通信機器と、第３の通信機器と、ゲートウェイとに以下のステップを実行させてもよい。すなわち、第１の通信機器に、第３の通信機器から配布された第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップを実行させる。また、ゲートウェイに、第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、選択したパケットの転送先を変更して第３の通信機器に中継するフィルタリングステップを実行させる。また、第３の通信機器に、フィルタリングステップによって中継されたパケットに基づいて、第２の通信機器との間で共有する共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、鍵交換代行ステップによって生成された共有鍵を、第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを実行させる。
【００２９】
また、上記目的を達成させるために、本発明のプログラムは、第１の通信機器と、第３の通信機器と、ゲートウェイとに以下のステップを実行させてもよい。すなわち、第１の通信機器に、第３の通信機器から配布された第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップと、暗号通信ステップ及び第２の通信機器によって送信されるパケットから共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、選択したパケットの転送先を変更して第３の通信機器に中継するフィルタリングステップとを実行させる。また、第３の通信機器に、フィルタリングステップによって中継されたパケットに基づいて、第２の通信機器との間で共有する共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、鍵交換代行ステップによって生成された共有鍵を、第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを実行させる。
【００３０】
また、上記目的を達成させるために、本発明のプログラムは、第１の通信機器と、第３の通信機器と、ゲートウェイとに以下のステップを実行させてもよい。すなわち、第１の通信機器に、第３の通信機器から配布された第２の通信機器との間で共有する共有鍵を用いて、第２の通信機器との間で暗号通信を行う暗号通信ステップを実行させる。また、第３の通信機器に、第１および第２の通信機器によって送信されるパケットから共有鍵の交換に用いるパケットを選択し、選択したパケットの転送先を第３の通信機器自身に変更するフィルタリングステップと、フィルタリングステップによって転送先を変更されたパケットに基づいて、第２の通信機器との間で共有する共有鍵を生成する処理を行う鍵交換代行ステップと、鍵交換代行ステップによって生成された共有鍵を、第１の通信機器に配布する鍵配布ステップとを実行させる。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明によれば、高負荷かつプログラムサイズが大きい鍵交換処理をＨＧＷに代行させることができる。これにより、計算資源やメモリ資源が限られたネット家電等の宅内機器でも、高速かつ安全に共有鍵の交換を行うことができる。また、ＨＧＷは、汎用の鍵交換プロトコルに基づいて、宅内機器が行ったかのように鍵交換処理を代行する。これにより、宅外機器は、宅内機器が用いる鍵交換プロトコルを意識する必要がなく、汎用の鍵交換プロトコルを使って共有鍵の交換を行うことができる。
また、本発明によれば、鍵交換処理をＨＧＷとは別の通信機器に代行させることもできる。このように鍵交換処理を代行する通信機器を通信カードやアダプタとして、ホームネットワーク内の機器に接続することで、ホームネットワーク内の機器に鍵交換処理を代行する機能を追加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る共有鍵交換方法が適用されるネットワーク構成の一例を示す図である。図１において、第１の実施形態に係る共有鍵交換方法が適用されるネットワークは、宅外機器１、宅内機器２、ＨＧＷ３、及び公衆網４で構成される。また、宅内機器２およびＨＧＷ３は、ホームネットワーク５を構成する。この共有鍵交換方法が適用されるネットワークにおいて、宅内機器２は、ＨＧＷ３およびインターネット等に代表される公衆網４を介して、宅外機器１と接続されている。なお、宅内機器２は、ホームネットワーク５内に設置されるネット家電等を想定した機器である。
【００３３】
図１において、宅外機器１は、ＨＧＷ３との間でＩＫＥプロトコルに基づく鍵交換処理、および宅内機器２との間でＩＰｓｅｃプロトコルに基づく暗号通信を行う。ＨＧＷ３は、受信したパケットの種類によって転送先の振り分け（フィルタリング処理）、および宅内機器２に代行して宅外機器１との間で鍵交換処理（鍵交換代行処理）を行う。また、ＨＧＷ３は、鍵交換代行処理によって交換された共有鍵を宅内機器２に配布する。宅内機器２は、ＨＧＷ３によって配布された共有鍵を用いて宅外機器１との間でＩＰｓｅｃプロトコルに基づく暗号通信を行う。
【００３４】
次に、図２〜図８を用いて、本発明の第１の実施形態に係る共有鍵交換方法が実装される宅外機器１、宅内機器２、およびＨＧＷ３の具体的な構成について説明する。
［宅外機器１の構成］
図２は、第１の実施形態に係る宅外機器１の構成例を示すブロック図である。図２において、宅外機器１は、記憶部１０１、情報設定部１０２、通信アプリケーション１０３、ＩＰｓｅｃ暗号通信部１０４、鍵交換部１０５、通信プロトコル処理部１０６、およびＷＡＮＩ／Ｆ１０７を備える。
【００３５】
記憶部１０１は、宅外機器１が第１の実施形態に係る共有鍵交換方法を実行するために必要な情報を記憶する。図３は、宅外機器１の記憶部１０１が記憶する情報の一例を示す図である。図３において、記憶部１０１は、ＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢ、およびＩＰｓｅｃポリシＤＢを記憶する。
ＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢとは、ＩＰｓｅｃプロトコルに基づく暗号通信に必要な共有鍵を設定するデータベースである。なお、ＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢには、共有鍵の他にさらに共有鍵毎に対応する暗号化アルゴリズム、および暗号化処理を行うパケットの種類（セレクタ）を設定することができる。
ＩＰｓｅｃポリシＤＢとは、宅外機器１が送受信するパケットに対して適用されるセキュリティポリシを設定するデータベースである。ここで設定されるセキュリティポリシとは、受信したパケットを、廃棄するのか、平文のまま送信するのか、ＩＰｓｅｃの暗号化を適用するのか、ＩＰｓｅｃの暗号化を適用するならどんなアルゴリズムを使うのか、などの条件をパケットの種類ごとに規定するものである。なお、本実施形態では、宅外機器１が記憶するＩＰｓｅｃポリシＤＢには、ポリシ１として“宅外機器１と宅内機器２との間の全ての通信をＩＰｓｅｃで暗号化”が設定されているものとする（図３参照）。
なお、記憶部１０１には、その他の情報も記憶することができる。例えば、その他の情報としては、対向機器との相互認証に必要な情報（事前共有鍵やデジタル署名に使う情報）や、ＩＫＥメッセージの送受信に使う各種パラメータ情報などがある。
【００３６】
情報設定部１０２は、記憶部１０１が記憶する情報を設定する。通信アプリケーション１０３は、ＷＥＢブラウザなどのアプリケーションであり、対向機器（宅内機器２）との間でデータを送受信する。
【００３７】
ＩＰｓｅｃ暗号通信部１０４は、対向機器との間でＩＰｓｅｃによる暗号通信を行う。具体的には、ＩＰｓｅｃ暗号通信部１０４は、記憶部１０１に記憶されている情報（例えば、ＩＰｓｅｃ共通鍵ＤＢに記憶されている共有鍵や、ＩＰｓｅｃポリシＤＢに記憶されているポリシなど）を参照して、パケットの暗号化や復号化等の処理を行う。
鍵交換部１０５は、暗号通信を行う対向機器との間でＩＫＥプロトコルに基づいた共有鍵の交換を行う。通信プロトコル処理部１０６は、ＩＰレイヤ、ＴＣＰレイヤなどの通信プロトコルに関する処理を送受信するパケットに対して行う。ＷＡＮＩ／Ｆ１０７は、通信プロトコル処理部１０６と公衆網４とを接続する。
【００３８】
［宅内機器２の構成］
図４は、第１の実施形態に係る宅内機器２の構成例を示すブロック図である。図４において、宅内機器２は、記憶部２０１、通信アプリケーション２０３、ＩＰｓｅｃ暗号通信部２０４、配布鍵設定部２０５、通信プロトコル処理部２０６、およびＬＡＮＩ／Ｆ２０７を備える。
【００３９】
記憶部２０１は、宅外機器１の記憶部１０１（図２参照）と同様に、宅内機器２が第１の実施形態に係る共有鍵交換方法を実行するために必要な情報を記憶する。図５は、宅内機器２の記憶部２０１が記憶する情報の一例を示す図である。図５において、記憶部２０１は、ＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢを記憶している。ＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢは、宅外機器１が記憶するＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢ（図３参照）と同様である。
【００４０】
ＩＰｓｅｃ暗号通信部２０４は、対向機器との間でＩＰｓｅｃによる暗号通信を行う。なお、宅内機器２のＩＰｓｅｃ暗号通信部２０４は、ＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢに共有鍵が記憶されていない場合は、送信するパケットの暗号化を行わない。
配布鍵設定部２０５は、ＨＧＷ３から配布された共有鍵を記憶部２０１（ＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢ）に設定する。ＬＡＮＩ／Ｆ２０７は、通信プロトコル処理部２０６とＨＧＷ３とを接続する。通信アプリケーション２０３および通信プロトコル処理部２０６は、宅外機器１（図２参照）が備える構成と同様である。
【００４１】
［ＨＧＷ３の構成］
図６は、第１の実施形態に係るＨＧＷ３の構成例を示すブロック図である。図６において、ＨＧＷ３は、記憶部３０１、情報設定部３０２、鍵交換代行部３０５、鍵配布部３０７、パケットフィルタ３０８、通信プロトコル処理部３１６、ＷＮＡＩ／Ｆ３１７、通信プロトコル処理部３２６、およびＬＡＮＩ／Ｆ３２７を備える。
【００４２】
図６において、記憶部３０１は、ＨＧＷ３が第１の実施形態に係る共有鍵交換方法を実行するために必要な情報を記憶する。図７は、ＨＧＷ３の記憶部３０１が記憶する情報の一例を示す図である。図７において、記憶部３０１は、ＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢ、ＩＰｓｅｃポリシＤＢ、およびパケットフィルタＤＢを記憶している。ここで、ＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢについては、宅外機器１が記憶するＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢ（図３参照）と同様である。ＩＰｓｅｃポリシＤＢには、宅内機器２に適用されるセキュリティポリシと、ＨＧＷ３に適用されるセキュリティポリシとが設定される。すなわち、ＨＧＷ３は、宅内機器２が行うセキリティポリシの管理を代行している。本実施形態において、ＩＰｓｅｃポリシＤＢには、宅内機器２に適用されるセキュリティポリシとして以下に示す“ポリシ２”が、ＨＧＷ３に適用されるセキュリティポリシとして“ポリシ３”が設定されているものとする（図７参照）。
【００４３】
セキュリティポリシ
・宅内機器２に適用されるポリシ
ポリシ２：“宅外機器１と宅内機器２との間の全ての通信をＩＰｓｅｃで暗号化”
・ＨＧＷ３に適用されるポリシ
ポリシ３：“宅外から受信した平文パケットを全て破棄”
（他のポリシにマッチしたパケットを除く）
【００４４】
パケットフィルタＤＢとは、受信パケットを振り分けるパケットフィルタのルールを設定するデータベースである。なお、このパケットフィルタのルールは、ＩＰｓｅｃポリシＤＢに登録されているセキュリティポリシを元に、情報設定部３０２によって作成される。図８は、第１の実施形態におけるパケットフィルタＤＢに設定されるパケットフィルタのルールの具体例を示す図である。
【００４５】
情報設定部３０２は、宅外機器１が備える情報設定部１０２（図２参照）と比較して、さらにパケットフィルタＤＢにパケットフィルタのルールを設定する。具体的には、情報設定部３０２は、ＩＰｓｅｃポリシＤＢに登録されているポリシ（ポリシ２およびポリシ３）を元にパケットフィルタのルールを設定することができる。例えば、情報設定部３０２は、ポリシ２（宅外機器１と宅内機器２との間の全ての通信をＩＰｓｅｃで暗号化）から、下に示パケットフィルタのルール１〜５を、ポリシ３（宅外から受信した平文パケットを全て破棄）から、下に示すパケットフィルタのルールその他を設定する（図８参照）。
【００４６】
パケットフィルタのルール
（ルール１）発信元＝宅内機器２、送信先＝宅外機器１、パケット＝ＩＰｓｅｃ暗号化パケット５４受信、処理：パケットをそのまま宅外機器１へ中継
（ルール２）発信元＝宅外機器１、送信先＝宅内機器２、パケット＝ＩＰｓｅｃ暗号化パケット５４受信、処理：パケットをそのまま宅内機器２へ中継
（ルール３）発信元＝宅内機器２、送信先＝宅外機器１、パケット＝平文パケット５６受信、処理：ＨＧＷ３内で処理するパケットとして鍵交換代行部３０５へ転送
（ルール４）発信元＝宅外機器１、送信先＝宅内機器２、パケット＝ＩＫＥ鍵交換用パケット５２受信、処理：ＨＧＷ３内で処理するパケットとして鍵交換代行部３０５へ転送
（ルール５）発信元＝宅内機器２、送信先＝ＨＧＷ３、パケット＝鍵配布用パケット５８受信、処理：ＨＧＷ３内で処理するパケットとして鍵配布部３０７へ転送
（その他）発信元＝任意の宅外機器（宅外機器１を含む）、送信先＝ホームネットワーク５内の機器（宅内機器２を含む）、パケット＝上記ルール以外のパケット（例えば、平文パケット５９）受信、処理：パケットを廃棄
【００４７】
鍵交換代行部３０５は、宅外機器１が備える鍵交換部１０５（図２参照）と比較して、さらに新しい共有鍵が生成されたことを鍵配布部３０７に通知する。鍵配布部３０７は、鍵交換代行部３０５が生成した共有鍵を宅内機器１に配布する。パケットフィルタ３０８は、上記パケットフィルタのルールに基づき、公衆網４またはホームネットワーク５から受信したパケットを中継、転送又は破棄する。
【００４８】
通信プロトコル処理部３１６、ＷＡＮ／ＩＦ３１７、通信プロトコル処理部３２６、およびＬＡＮ／ＩＦは、宅外機器１（図２参照）または宅内機器２（図４参照）が備える構成と同様である。すなわち、ＨＧＷ３においては、ＬＡＮＩ／Ｆ３２７および通信プロトコル処理部３２６が、宅内機器２との送受信パケットを処理し、ＷＡＮＩ／Ｆ３１７および通信プロトコル処理部３１６が、宅外機器１との送受信パケットを処理する。
【００４９】
次に、図９〜１１を用いて、本発明の第１の実施形態に係る共有鍵交換方法を説明する。図９は、第１の実施形態において宅外機器１から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法を説明する処理シーケンス図である。図１０は、第１の実施形態において宅内機器２から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法を説明する処理シーケンス図である。図１１は、ＨＧＷ３が行うフィルタリング処理の詳細を説明する図である。図９および図１０において、宅外機器１のアドレスをＩＰａ、宅内機器２のアドレスをＩＰｂ、ＨＧＷ３のアドレスをＩＰｈとする。なお、本実施形態では、宅外機器１およびＨＧＷ３だけでなく、ホームネットワーク５内の宅内機器２にも、グローバルアドレス（ＩＰｂ）が振られているものとする。
【００５０】
第１に、宅外機器１から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法（図９）を説明する。
［事前処理］
図９を参照して、通信を開始する前の事前処理（ステップＳ１０、Ｓ３０、Ｓ３１およびＨＧＷ３−宅内機器２間のセキュア通信路の確保）から説明する。宅外機器１およびＨＧＷ３において、それぞれのＩＰｓｅｃポリシＤＢには、事前にセキュリティポリシが設定されているものとする（ステップＳ１０、ステップＳ３０）。なお、ここで設定されているセキュリティポリシとは、上述したポリシ１〜３であるものとする。すなわち、宅外機器１のＩＰｓｅｃポリシＤＢにはポリシ１（図３参照）が、ＨＧＷ３のＩＰｓｅｃポリシＤＢには、ポリシ２およびポリシ３（図７参照）が設定されている。
ＨＧＷ３において、ＩＰｓｅｃポリシＤＢには、セキリティポリシ（ポリシ２および３）に基づいて、情報設定部３０２が生成したパケットフィルタのルールが登録される（ステップＳ３１）。なお、ここで登録されパケットフィルタのルールとは、上述したルール１〜６であるものとする。
また、ＨＧＷ３と宅内機器２との間には、事前にセキュア通信路が確保されているものとする。例えば、このセキュア通信路は、ユーザがキーボードやリモコン、持ち運び可能な記憶媒体などの入力手段を使って、適当な鍵をオフラインでＨＧＷ３および宅内機器２に設定しておき、ＨＧＷ３と宅内機器２との間で送受信されるデータを当該鍵で暗号化することで確保してもよい。
【００５１】
［宅外機器１での処理］
事前処理の終了後、宅外機器１（図２参照）において、通信アプリケーション１０３は、対向機器（宅内機器２）との間で通信を開始するとき、平文パケット５１をＩＰｓｅｃ暗号通信部１０４に送る（ステップＳ１１）。ＩＰｓｅｃ暗号通信部１０４は、通信アプリケーション１０３から平文パケット５１を受信すると、受信したパケットに対応するセキュリティポリシを記憶部１０１のＩＰｓｅｃポリシＤＢから検索する（ステップＳ１２）。ここで、ＩＰｓｅｃ暗号通信部１０４は、ＩＰｓｅｃポリシＤＢに記憶されているポリシ（ポリシ１）に従って、受信した平文パケットを暗号化すると判断し、平文パケット５１を暗号化するための共有鍵を記憶部１０１のＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢから検索する（ステップＳ１３）。
【００５２】
共有鍵が存在しなければ、ＩＰｓｅｃ暗号通信部１０４は、鍵交換部１０５に共有鍵の生成を依頼する。鍵交換部１０５は、ＩＰｓｅｃ暗号通信部１０４から依頼を受けると、対向の機器（宅内機器２）との間でＩＫＥプロトコルに基づく鍵交換処理を行う（ステップＳ１４）。なお、このとき、実際に宅外機器１との間で鍵交換処理を行っている対向の機器はＨＧＷ３である。ただし、宅内機器１は、送信先に宅内機器２のアドレス（ＩＰｂ）を設定した鍵交換用パケット５２を送信し、送信元として宅内機器２のアドレス（ＩＰｂ）が設定されたＩＫＥ鍵交換用パケット５３を受信するため、ＨＧＷ３の存在を意識しない。この鍵交換処理は、既存のＩＫＥプロトコルに基づく処理であるので詳細な説明を省略する。対向の機器との間で鍵交換が成功すると、鍵交換部１０５は、交換された共有鍵（共有鍵Ｋａｂ）を記憶部１０１のＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢに登録する（ステップＳ１５）。
一方、共有鍵が存在すれば、ＩＰｓｅｃ暗号通信部１０４は、その共有鍵で平文パケット５１を暗号化して、通信プロトコル処理部１０６およびＷＡＮＩ／Ｆ１０７を介して、宅内機器２宛にＩＰｓｅｃ暗号化パケット５４を送信する（ステップＳ４０）。
【００５３】
［ＨＧＷ３での処理］
ＨＧＷ３（図６参照）において、パケットフィルタ３０８は、ＷＡＮＩ／Ｆ３１７および通信プロトコル処理部３１６を介して、宅外機器１から送信先として宅内機器２宛のアドレスが設定されたＩＫＥ鍵交換用パケット５２を受信する。パケットフィルタ３０８は、上述したパケットフィルタのルール（ルール４）に従い、受信したＩＫＥ鍵交換用パケット５２を鍵交換代行部３０５に転送する。このパケットフィルタ３０８が行うフィルタリング処理（図１１）の詳細は後に説明する。
【００５４】
ＩＫＥ鍵交換用パケット５２を受け取った鍵交換代行部３０５は、宅内機器２に代行して対向の機器（宅外機器１）との間で鍵交換処理を行う（ステップＳ３２）。このとき、鍵交換代行部３０５は、必要があれば宅外機器１に対してＩＫＥ鍵交換用パケット５３等を送信する。なお、送信の際、ＩＫＥ鍵交換用パケット５３には、送信元として宅内機器２のＩＰアドレス（ＩＰｂ）を設定する。
【００５５】
対向の機器との間で鍵交換が成功すると、鍵交換代行部３０５は、交換された共有鍵（共有鍵Ｋａｂ）を記憶部３０１のＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢに登録し、鍵配布部３０７に新しい共有鍵が生成されたことを通知する。鍵配布部３０７は、通知を受けるとＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢを読み出し、新しく生成された共有鍵Ｋａｂを鍵配布用パケット５７として宅内機器２に対して送信する（ステップＳ３３）。この宅内機器２への共有鍵Ｋａｂの配布は、事前に用意されたセキュア通信路によって行われる。
【００５６】
次に、パケットフィルタ３０８は、共有鍵Ｋａｂの配布に対して宅内機器２から応答メッセージ（鍵配布用パケット５８）を受信すると、上述したパケットフィルタのルール（ルール５）に従い鍵配布部３０７へ転送する。鍵配布用パケット５８を受け取った鍵配布部３０７は、宅内機器１が共有鍵を受信したことを確認する。なお、この共有鍵を配布する手順は、予め定めた所定の手順に沿うものとする。例えば、所定の手順として、応答メッセージ（鍵配布用パケット５８）の送受信を行わないものとしてもよい。また、鍵配布部３０７は、応答メッセージを受信できない場合には鍵配布用パケット５７の再送信を行うようにしてもよい。
【００５７】
［宅内機器２での処理］
宅内機器２（図４参照）において、配布鍵設定部２０５は、ＬＡＮＩ／Ｆ２０７および通信プロトコル処理部２０６を介して、ＨＧＷ３から鍵配布用パケット５７を受信する。配布鍵設定部２０５は、鍵配布パケット５７にて共有鍵を配布されると、配布された共有鍵を記憶部２０１のＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢに登録する（ステップＳ２３）。
【００５８】
このように、宅外機器１および宅内機器２のＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢに共有鍵Ｋａｂが登録された後は、宅外機器１および宅内機器２は、その共有鍵Ｋａｂを使用して、ＩＰｓｅｃによる暗号通信を行うことができる（ステップＳ４０）。
【００５９】
第２に、宅内機器２から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法（図１０）を説明する。
［事前処理］
図１０を参照して、通信を開始する前の事前処理（ステップＳ１０、Ｓ３０、Ｓ３１およびＨＧＷ３−宅内機器２間のセキュア通信路の確保）は、宅外機器１から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法（図９）と同様である。
【００６０】
［宅内機器２での処理］
事前処理の終了後、宅内機器２（図４参照）において、通信アプリケーション２０３は、対向の機器（宅外機器１）との間で通信を開始するとき、平文パケット５５をＩＰｓｅｃ暗号通信部２０４に送る（ステップＳ２０）。ＩＰｓｅｃ暗号通信部２０４は、通信アプリケーション２０３から平文パケット５５を受信すると、受信した平文パケットを暗号化するための共有鍵を記憶部２０１のＩＰｓｅｃポリシＤＢから検索する（ステップＳ２１）。
【００６１】
共有鍵が存在しなければ、ＩＰｓｅｃ暗号通信部２０４は、通信プロトコル処理部２０６およびＬＡＮ／ＩＦ２０７を介して、暗号化していない平文パケット５６を宅外機器１のアドレス（ＩＰａ）宛に送信する（ステップＳ２２）。なお、ＩＰｓｅｃ暗号通信部２０４は、平文パケット５６を送信する代わりに、何らかの方法を用いてＨＧＷ３に鍵生成を依頼できるものとする。例えば、ＩＰｓｅｃ暗号通信部２０４は、鍵配布用パケット５８と同様の通信路を使って、ＨＧＷ３に鍵生成要求パケットを送信してもよい。宅内機器２におけるその後の処理（ステップＳ２３）は、宅外機器１から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法（図９参照）と同様である。
一方、共有鍵が存在すれば、ＩＰｓｅｃ暗号通信部２０４は、その共有鍵で平文パケット５５を暗号化して、通信プロトコル処理部２０６およびＷＡＮＩ／Ｆ２０７を介して、宅外機器１宛にＩＰｓｅｃ暗号化パケット５４を送信する（ステップＳ４０）。
【００６２】
［ＨＧＷ３での処理］
ＨＧＷ３（図６参照）において、パケットフィルタ３０８は、ＷＡＮＩ／Ｆ３１７および通信プロトコル処理部３１６を介して、宅内機器２から平文パケット５６を受信する。パケットフィルタ３０８は、上述したパケットフィルタのルール（ルール３）に従い、鍵交換代行部３０５に平文パケット５６を転送する。平文パケット５６を受け取った鍵交換代行部３０５は、宅内機器２に代行して対向の機器（宅外機器１）との間で鍵交換処理を行う（ステップＳ３２）。この鍵交換代行部３０５が行う鍵交換処理（ステップ３２）、およびその後の処理は、宅外機器１から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法（図９参照）と同様である。
【００６３】
［宅外機器１での処理］
宅外機器１（図２参照）において、鍵交換部１０５は、ＷＡＮ／ＩＦ１０７および通信プロトコル処理部１０６を介して、ＨＧＷ３からＩＫＥ鍵交換用パケット５３を受信する。ＩＫＥ鍵交換用パケット５３を受け取った鍵交換部１０５は、対向の機器（宅外機器１）との間で鍵交換処理を行う（ステップＳ１４）。この鍵交換代行部３０５が行う鍵交換処理（ステップ１４）、およびその後の処理は、宅外機器１から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法（図９参照）と同様である。
【００６４】
このように、宅外機器１および宅内機器２のＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢに共有鍵Ｋａｂが登録された後では、宅外機器１および宅内機器２は、その共有鍵Ｋａｂを使用して、ＩＰｓｅｃによる暗号通信を行うことができる（ステップＳ４０）。
【００６５】
次に、パケットフィルタ３０８が行うフィルタリング処理の詳細について説明する。図１１において、パケットフィルタ３０８（図６参照）は、宅外機器１または宅内機器２からパケットを受信すると、記憶部３０１のパケットフィルタＤＢに設定されているフィルタリングルール（図８参照）を適用して、受信パケットの振り分けを行う（ステップＳ３１１）。
パケットフィルタ３０８は、宅外機器１または宅内機器２から受信したＩＰｓｅｃ暗号化パケット５４に対して、ルール１またはルール２を適用して、そのまま対向機器へ中継する（ステップＳ３１２）。また、宅内機器２から受信した平文パケット５６に対してはルール３を適用して、宅外機器１から受信したＩＫＥ鍵交換用パケット５２に対してはルール４を適用して、鍵交換代行部３０５に転送する（ステップＳ３１３）。また、宅内機器２から受信した鍵配布用パケット５８に対してはルール５を適用して、鍵配布部３０７に転送する（ステップＳ３１４）。また、その他のパケット（例えば、宅外機器１から受信した平文パケット５９）に対しては、ルールその他を適用してパケットを破棄する（ステップＳ３１５）。
【００６６】
なお、本発明の共有鍵交換方法は、宅内機器２としてネット家電だけに限られず、搭載可能なＣＰＵやメモリのリソース等が制限されるような通信機器にも適用することができる。また、ホームネットワーク５内には、複数の宅内機器２を設置することができる。その場合、ＨＧＷ３は、複数の宅内機器２の鍵交換処理を代行してもよい。
【００６７】
また、本発明の共通鍵交換方法においては、暗号通信プロトコルとして、ＩＰｓｅｃを用いた場合を説明したが、ＳＳＬやＴＬＳなどの暗号通信プロトコルを用いてもよい。また、共有鍵交換プロトコルとしてＩＫＥを用いた場合を説明したが、その他の共有鍵交換プロトコルを用いてもよい。例えば、ＩＫＥの代わりにＳＳＬ／ＴＬＳ−Ｈａｎｄｓｈａｋｅ等の共有鍵交換プロトコルを用いることもできるものとする。
【００６８】
またさらに、宅内機器２のアドレスとして、外部の機器（宅外機器１）から直接指定可能なグローバルアドレスを設定した場合を説明したが、ホームネットワーク５内でのみ有効なプライベートアドレスを設定することもできる。その場合、例えば、ＨＧＷ３は、ＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｔｒａｎｓｒａｔｉｏｎ）の仕組みを利用することで、宅外機器１と宅内機器２との間の通信を中継することができる。
【００６９】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る共有鍵交換方法によれば、高負荷かつプログラムサイズが大きい鍵交換処理をＨＧＷ３に代行させることができる。これにより、計算資源やメモリ資源等が限られたネット家電等の宅内機器２でも、高速かつ安全に共有鍵の交換を行うことができる。
また、ＨＧＷ３は、汎用の鍵交換プロトコルに基づいて、宅内機器２が行ったかのように鍵交換処理を代行する。これにより、宅外機器１は、宅内機器２が用いる鍵交換プロトコルを意識する必要がなく、汎用の鍵交換プロトコルを使って共有鍵の交換を行うことができる。
【００７０】
（第２の実施形態）
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る共有鍵交換方法が適用されるネットワーク構成の一例を示す図である。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の機器および構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。図１２において、第２の実施形態に係る共有鍵交換方法が適用されるネットワークは、第１の実施形態に係る共有鍵交換方法が適用されるネットワーク（図１参照）と比較して、さらにホームネットワーク５内に通信機器６を備える。通信機器６は、宅内機器２に代行して宅外機器１との間で鍵交換処理を行う。そのため、第２の実施形態においてＨＧＷ３２は、鍵交換処理を行わない。
【００７１】
次に、図１３〜図１７を用いて、本発明の第２の実施形態に係る共有鍵交換方法が実装される宅外機器１、宅内機器２、およびＨＧＷ３２の具体的な構成について説明する。
宅外機器１および宅内機器２の構成は、第１の実施形態の宅外機器１（図２参照）および宅内機器２（図４参照）と同様である。
［ＨＧＷ３２の構成］
図１３は、第２の実施形態に係るＨＧＷ３２の構成例を示すブロック図である。図１３において、ＨＧＷ３２は、第１の実施形態に係るＨＧＷ３（図６参照）と比較して、鍵交換代行部３０５、および鍵配布部３０７を備えていない。また、記憶部３２１は、第１の実施形態の記憶部３０１と比較して、ＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢを記憶しない（図１４参照）。これは、ＨＧＷ３２が鍵交換処理を行わないためである。情報設定部３２２は、第１の実施形態の情報設定部３０２と同様に、ＩＰｓｅｃポリシＤＢに登録されているポリシを元にパケットフィルタのルールを作成するが、作成するルールが第１の実施形態（図８参照）と異なる。図１５は、第２の実施形態のパケットフィルタＤＢに設定されるパケットフィルタのルールの具体例を示す図である。図１５において、ルール３〜５が第１の実施形態と異なる。第２の実施形態では、ルール３にて宅内機器２から受信した平文パケット５６を通信機器６に、ルール４にて宅外機器１から受信したＩＫＥ鍵交換用パケット５２を通信機器６に、ルール５にて宅内機器２（通信機器６）から受信したＩＫＥ鍵交換用パケット５３を宅外機器１に中継する。
【００７２】
［通信機器６の構成］
図１６は、第２の実施形態に係る通信機器６の構成例を示すブロック図である。図１６において、通信機器６は、記憶部６０１、情報設定部６０２、鍵交換代行部６０５、鍵配布部６０７、通信プロトコル処理部６１６、およびＬＡＮＩ／Ｆ６１７を備える。記憶部６０１は、ＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢを記憶する（図１７参照）。情報設定部６０２、鍵交換代行部６０５、鍵配布部６０７、通信プロトコル処理部６１６、およびＬＡＮＩ／Ｆ６１７は、第１の実施形態に係るＨＧＷ３（図６参照）が備える構成と同様である。
【００７３】
次に、図１８および図１９を用いて、本発明の第２の実施形態に係る共有鍵交換方法を説明する。図１８は、第２の実施形態において宅外機器１から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法を説明する処理シーケンス図である。図１９は、第２の実施形態において宅内機器２から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法を説明する処理シーケンス図である。図１８および図１９において、通信機器６のアドレスをグローバルアドレスＩＰｓとする。
【００７４】
第１に、宅外機器１から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法（図１８）を説明する。
［事前処理］
図１８を参照して、第２の実施形態では、ＨＧＷ３と宅内機器１との間ではなく、通信機器６と宅内機器２との間にセキュア通信路を確保する。その他の処理（ステップＳ１０、Ｓ３０およびＳ３１）は、第１の実施形態（図９参照）と同様である。なお、通信機器６と宅内機器２とは、ＬＡＮケーブル等の有線ケーブル、無線ＬＡＮや赤外線等の無線通信路などによって直接接続されているものとする。
【００７５】
［宅外機器１での処理］
宅外機器１での処理は、第１の実施形態と同様である。
【００７６】
［ＨＧＷ３２での処理］
ＨＧＷ３２（図１３参照）において、パケットフィルタ３０８は、上述したパケットフィルタのルール（図１５参照）に従い受信パケットに対してフィルタリング処理を行う。
例えば、パケットフィルタ３０８は、ＷＡＮＩ／Ｆ３１７および通信プロトコル処理部３１６を介して宅外機器１から受信した宅内機器２宛のＩＫＥ鍵交換用パケット５２を、ルール４に基づいて通信機器６に中継する。また、パケットフィルタ３０８は、通信機器６から受信したＩＫＥ鍵交換用パケット５３を、ルール５に基づいて宅外機器１に中継する。なお、宅内ネットワークの構成によっては、宅外機器１から受信したＩＫＥ鍵交換用パケット５２の宛先を宅内機器２のままにして転送すると、宅内機器２で受信されてしまい通信機器６にパケットが届かない場合がある。これを防ぐために、パケットフィルタ３０８は、ＩＫＥ鍵交換用パケット５２の宛先（ＩＰアドレスやＭＡＣアドレス）を通信機器６のものに変更する、あるいはＩＫＥ鍵交換用パケット５２をカプセル化して通信機器６の宛先を示すヘッダを付けた後に転送する等の処理を行ってもよい。
【００７７】
［通信機器６での処理］
通信機器６（図１６参照）において、鍵交換代行部６０５は、宅内機器２に代行して対向の機器（宅外機器１）との間で鍵交換処理を行う（ステップＳ６０）。なお、鍵交換代行部６０５は、宅外機器１に対してＩＫＥ鍵交換用パケット５３を送信するとき、送信元のアドレスとして宅内機器２のアドレス（ＩＰｂ）を設定する。
また、鍵交換代行部６０５は、対向の機器との間で鍵交換が成功すると、交換された共有鍵（共有鍵Ｋａｂ）を記憶部６０１のＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢに登録し、鍵配布部６０７に新しい共有鍵が生成されたことを通知する。鍵配布部６０７は、通知を受けるとＩＰｓｅｃ共有鍵ＤＢを読み出し、新しく生成された共有鍵Ｋａｂを鍵配布用パケット５７として宅内機器２宛に送信する（ステップＳ６１）。
【００７８】
［宅内機器２での処理］
宅内機器２での処理は、第１の実施形態と同様である。
【００７９】
第２に、宅内機器２から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法（図１９）を説明する。
［事前処理］
図１９を参照して、通信を開始する前の事前処理（ステップＳ１０、Ｓ３０、Ｓ３１および通信機器６−宅内機器２間のセキュア通信路の確保）は、宅外機器１から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法（図１８参照）と同様である。
［宅内機器２での処理］
宅内機器２での処理は、第１の実施形態（図１０参照）と同様である。
［ＨＧＷ３２での処理］
ＨＧＷ３２（図１３参照）において、パケットフィルタ３０８は、ＬＡＮＩ／Ｆ３２７および通信プロトコル処理部３２６を介して宅内機器２から受信した平文パケット５６を、上述したパケットフィルタのルール３に従い、通信機器６に中継する。
【００８０】
［通信機器６での処理］
通信機器６（図１６参照）において、鍵交換代行部６０５は、ＨＧＷ３から平文パケット５６を受信すると、宅内機器２に代行して対向の機器（宅外機器１）との間で鍵交換処理を行う（ステップＳ６０）。この鍵交換代行部６０５が行う鍵交換処理（ステップ６０、およびその後の処理は、宅外機器１から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法（図１８参照）と同様である。
【００８１】
なお、第２の実施形態においては、通信機器６が宅内機器２に対して鍵配布用パケット５７を直接配布する例を示したが、ＨＧＷ３２を中継させることで宅内機器２に対して鍵配布用パケット５７を配布してもよい。この場合、ＨＧＷ３２が記憶するパケットフィルタＤＢは、さらに鍵配布用パケットに対するルール６〜７を加える。図２０は、鍵配布用パケットに対するルールを加えるパケットフィルタのルールの具体例を示す図である。図２０において、ＨＧＷ３２は、ルール６にて通信機器６から受信した鍵配布用パケット５７を宅内機器２に、ルール７にて宅内機器２から受信した鍵配布用パケット５８を通信機器６に中継する。
【００８２】
また、第２の実施形態においては、ＨＧＷ３２が行うフィルタリング処理を宅内機器２、あるいは通信機器６で実行させてもよい。図２１は、フィルタリング処理を宅内機器２で実行させた場合の共有鍵交換方法が適用されるネットワーク構成の一例を示す図である。図２１において、宅外機器１から送信された鍵交換用パケットは、宅内機器２でフィルタリング処理された後に通信機器６に転送される。また、図２２は、フィルタリング処理を通信機器６で実行させた場合の共有鍵交換方法が適用されるネットワーク構成の一例を示す図である。図２２において、宅外機器１から送信された鍵交換用パケットは、通信機器６でフィルタリング処理され、鍵交換代行処理に転送される。
【００８３】
また、通信機器６は、通信カードあるいはアダプタとして宅内機器２に接続されてもよい。図２３は、通信機器６を通信カードとして宅内機器２に接続した場合の共有鍵交換方法が適用されるネットワーク構成の一例を示す図である。図２３において、通信カードである通信機器６は、宅内機器２に接続（装着）されることで、上述した鍵交換代行処理やフィルタリング処理の機能を宅内機器２に追加することができる。
【００８４】
またさらに、通信機器６は、通信カードあるいはアダプタとして、暗号通信を行う宅内機器２とは別の通信機器に接続されることで、上述した鍵交換代行処理やフィルタリング処理をこの別の機器に追加することができる。図２４は、通信機器６をアダプタとして宅内機器２とは別の通信機器に接続した場合の共有鍵交換方法が適用されるネットワーク構成の一例を示す図である。図２４において、アダプタである通信機器６は、通信機器７に接続されることで、上述した鍵交換代行処理やフィルタリング処理の機能を通信機器７に追加することができる。
【００８５】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る共有鍵交換方法においては、鍵交換処理をＨＧＷ３２とは別の通信機器６に代行させることで、第１の実施形態に係る共有鍵交換方法と同様の効果を得ることができる。また、鍵交換処理を代行する通信機器６を通信カードやアダプタとして、ホームネットワーク内の機器に接続することで、ホームネットワーク内の機器に鍵交換処理を代行する機能を追加することができる。
【００８６】
なお、上述した共有鍵交換方法は、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等）に格納された上述した処理手順を実施可能な所定のプログラムデータが、ＣＰＵによって解釈実行されることで実現される。この場合、プログラムデータは、記憶媒体を介して記憶装置内に導入されてもよいし、記憶媒体上から直接実行されてもよい。なお、記憶媒体は、ＲＯＭやＲＡＭやフラッシュメモリ等の半導体メモリ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクメモリ、ＣＲ−ＲＯＭやＤＶＤやＢＤ等の光ディスクメモリ、及びメモリカード等をいう。また、記憶媒体は、電話回線や搬送路等の通信媒体も含む概念である。
【００８７】
また、本発明の宅内機器、ＨＧＷ、あるいは通信機器を構成する暗号通信部、パケットフィルタ、鍵交換代行部、および鍵配布部の機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩ（集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、又はウルトラＬＳＩ等と称される）として実現される。これらは、個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。
また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構築可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別の技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の共有鍵交換方法は、処理能力やメモリ搭載量が少ないネット家電等の機器が外部の機器と共有鍵の交換等を行う場合等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施形態における共有鍵交換方法が適用されるネットワーク構成の一例を示す図
【図２】第１の実施形態に係る宅外機器１の構成例を示すブロック図
【図３】宅外機器１の記憶部１０１が記憶する情報の一例を示す図
【図４】第１の実施形態に係る宅内機器２の構成例を示すブロック図
【図５】宅内機器２の記憶部２０１が記憶する情報の一例を示す図
【図６】第１の実施形態に係るＨＧＷ３の構成例を示すブロック図
【図７】ＨＧＷ３の記憶部３０１が記憶する情報の一例を示す図
【図８】第１の実施形態におけるパケットフィルタＤＢに設定されるパケットフィルタのルールの具体例を示す図
【図９】第１の実施形態において宅外機器１から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法を説明する処理シーケンス図
【図１０】第１の実施形態において宅内機器２から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法を説明する処理シーケンス図
【図１１】ＨＧＷ３が行うフィルタリング処理の詳細を説明する処理シーケンス図
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る共有鍵交換方法が適用されるネットワーク構成の一例を示す図
【図１３】第２の実施形態に係るＨＧＷ３２の構成例を示すブロック図
【図１４】ＨＧＷ３２の記憶部３２１が記憶する情報の一例を示す図
【図１５】第２の実施形態のパケットフィルタＤＢに設定されるパケットフィルタのルールの具体例を示す図
【図１６】第２の実施形態に係る通信機器６の構成例を示すブロック図
【図１７】通信機器６の記憶部６２１が記憶する情報の一例を示す図
【図１８】第２の実施形態において宅外機器１から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法を説明する処理シーケンス図
【図１９】第２の実施形態において宅内機器２から暗号通信を開始する場合の共有鍵交換方法を説明する処理シーケンス図
【図２０】鍵配布用パケットに対するルールを加えるパケットフィルタのルールの具体例を示す図
【図２１】フィルタリング処理を宅内機器２で実行させた場合の共有鍵交換方法が適用されるネットワーク構成の一例を示す図
【図２２】フィルタリング処理を通信機器６で実行させた場合の共有鍵交換方法が適用されるネットワーク構成の一例を示す図
【図２３】通信機器６を通信カードとして宅内機器２に接続した場合の共有鍵交換方法が適用されるネットワーク構成の一例を示す図
【図２４】通信機器６をアダプタとして宅内機器２とは別の通信機器に接続した場合の共有鍵交換方法が適用されるネットワーク構成の一例を示す図
【図２５】第１従来例の共有鍵交換方法を説明する図
【図２６】第２従来例の共有鍵交換方法を説明する図
【符号の説明】
【００９０】
１  宅外機器
２  宅内機器
３、３２  ＨＧＷ
４  公衆網
５  ホームネットワーク
５１、５５、５６、５９  平文パケット
５２、５３  ＩＫＥ鍵交換用パケット
５４  ＩＰｓｅｃ暗号化パケット
５７、５８  鍵配布用パケット
１０１、２０１、３０１  記憶部
１０２、２０２、３０２  情報設定部
１０３、２０３  通信アプリケーション
１０４、２０４  ＩＰｓｅｃ暗号通信部
１０５、３０５  鍵交換部
１０６、２０６、３１６、３２６  通信プロトコル処理部
１０７、３１７  ＷＡＮ／ＩＦ
２０７、３２７  ＬＡＮ／ＩＦ
３０７  鍵配布部
３０８  パケットフィルタ
【図１】
2006041726.tif 000003
【図２】
2006041726.tif 000004
【図３】
2006041726.tif 000005
【図４】
2006041726.tif 000006
【図５】
2006041726.tif 000007
【図６】
2006041726.tif 000008
【図７】
2006041726.tif 000009
【図８】
2006041726.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【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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【図２５】
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【図２６】
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