(57)【要約】【課題】  秘密鍵の盗聴を抑制でき、かつ、短時間で秘密鍵を更新可能な無線通信システムを提供する。【解決手段】  一方の無線装置は、暗号通信の開始時に、２つの無線装置間の伝送路の特性に基づいて秘密鍵Ｋｓ１を生成し、他方の無線装置は、暗号通信の開始時に、２つの無線装置間の伝送路の特性に基づいて秘密鍵Ｋｓ１と同じ秘密鍵Ｋｓ２を生成する。そして、一方の無線装置は、伝送路の特性に基づいて部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎを順次生成し、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ１〜ＰＡｎを部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに順次代えて秘密鍵Ｋｓ１を更新する。また、他方の無線装置は、一方の無線装置における秘密鍵Ｋｓ１の更新と同じ方法によって秘密鍵Ｋｓ２を更新する。【選択図】        図１２
2006115103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線装置と、
前記第１の無線装置と相互に暗号通信を行なう第２の無線装置とを備え、
前記第１の無線装置は、前記第２の無線装置との間の伝送路の特性を示す電波に基づいて秘密鍵の一部分を変更することにより前記第２の無線装置との前記暗号通信に用いる第１の秘密鍵をｎ（ｎは正の整数）回更新しながら前記第２の無線装置と前記暗号通信を行ない、
前記第２の無線装置は、前記第１の無線装置との間の伝送路の特性を示す電波に基づいて秘密鍵の一部分を変更することにより前記第１の秘密鍵と同じであり、かつ、前記第１の無線装置との前記暗号通信に用いる第２の秘密鍵を前記ｎ回更新しながら前記第１の無線装置と前記暗号通信を行なう、無線通信システム。
【請求項２】
前記第１の秘密鍵は、第１の初期秘密鍵または第１の更新秘密鍵からなり、
前記第２の秘密鍵は、前記第１の初期秘密鍵と同じである第２の初期秘密鍵、または前記第１の更新秘密鍵と同じである第２の更新秘密鍵からなり、
前記第１の初期秘密鍵は、前記暗号通信の開始時に生成される秘密鍵であり、
前記第１の更新秘密鍵は、前記第１の初期秘密鍵または前記各更新によって生成された秘密鍵を更新することにより生成される秘密鍵であり、
前記第２の初期秘密鍵は、前記暗号通信の開始時に生成される秘密鍵であり、
前記第２の更新秘密鍵は、前記第２の初期秘密鍵または前記各更新によって生成された秘密鍵を更新することにより生成される秘密鍵であり、
前記第１の無線装置は、前記伝送路の特性を示す電波に基づいて前記第１の初期秘密鍵の一部分を順次変えて前記第１の秘密鍵を前記ｎ回更新し、
前記第２の無線装置は、前記伝送路の特性を示す電波に基づいて前記第２の初期秘密鍵の一部分を順次変えて前記第２の秘密鍵を前記ｎ回更新する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
指向性を電気的に切換え可能な第１のアンテナと、
第２のアンテナとをさらに備え、
前記第１および第２の無線装置は、前記第１および第２のアンテナを介して無線伝送路により電波を相互に送受信し、
前記第１の無線装置は、前記第１のアンテナの指向性がｍ（ｍは正の整数）個の指向性に順次変えられたときに前記第２の無線装置からｍ個の電波を受信して前記ｍ個の電波の強度プロファイルに基づく第１の部分秘密鍵を生成する第１の部分秘密鍵生成処理を前記複数の指向性のパターンを順次変えながら前記ｎ回実行してｎ個の第１の部分秘密鍵を順次生成し、その生成したｎ個の第１の部分秘密鍵を用いて前記第１の初期秘密鍵の一部分を順次変更することにより前記第１の秘密鍵を前記ｎ回更新し、
前記第２の無線装置は、前記第１のアンテナの指向性が前記ｍ個の指向性に順次変えられたときに前記第１の無線装置からｍ個の電波を受信して前記ｍ個の電波の強度プロファイルに基づく第２の部分秘密鍵を生成する第２の部分秘密鍵生成処理を前記複数の指向性のパターンを順次変えながら前記ｎ回実行してｎ個の第２の部分秘密鍵を順次生成し、その生成したｎ個の第２の部分秘密鍵を用いて前記第２の初期秘密鍵の一部分を順次変更することにより前記第２の秘密鍵を前記ｎ回更新する、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第１の初期秘密鍵は、外部から前記第１の無線装置に設定された第１の元秘密鍵と前記第１の元秘密鍵に追加された第１の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成され、
前記第２の初期秘密鍵は、外部から前記第２の無線装置に設定された第２の元秘密鍵と前記第２の元秘密鍵に追加された第２の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成され、
前記第１の無線装置は、前記第１の先頭部分秘密鍵を前記ｎ個の第１の部分秘密鍵に順次代えて前記第１の秘密鍵を前記ｎ回更新し、
前記第２の無線装置は、前記第２の先頭部分秘密鍵を前記ｎ個の第２の部分秘密鍵に順次代えて前記第２の秘密鍵を前記ｎ回更新する、請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記第１の無線装置は、前記第２の無線装置との前記暗号通信時、前記第１の秘密鍵によって暗号化した暗号化データのみを前記第２の無線装置へ送信し、
前記第２の無線装置は、前記第２の秘密鍵によって暗号化した暗号化データのみを前記第１の無線装置へ送信する、請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記第１の初期秘密鍵は、外部から前記第１の無線装置に設定された第１の元秘密鍵と前記第１の元秘密鍵に追加された第１の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成され、
前記第２の初期秘密鍵は、外部から前記第２の無線装置に設定された第２の元秘密鍵と前記第２の元秘密鍵に追加された第２の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成され、
前記第１の無線装置は、前記第１の初期秘密鍵の生成時に生成した第１の元先頭部分秘密鍵と前記ｎ個の第１の部分秘密鍵との排他的論理和を順次演算してｎ個の第１の部分代替秘密鍵を生成し、前記第１の先頭部分秘密鍵を前記ｎ個の第１の部分代替秘密鍵に順次代えて前記第１の秘密鍵を前記ｎ回更新し、
前記第２の無線装置は、前記第２の初期秘密鍵の生成時に生成した第２の元先頭部分秘密鍵と前記ｎ個の第２の部分秘密鍵との排他的論理和を順次演算してｎ個の第２の部分代替秘密鍵を生成し、前記第２の先頭部分秘密鍵を前記ｎ個の第２の部分代替秘密鍵に順次代えて前記第２の秘密鍵を前記ｎ回更新する、請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記第１の無線装置は、前記第２の無線装置との前記暗号通信時、前記第１の秘密鍵によって暗号化した暗号化データと、前記第１の元先頭部分秘密鍵とを前記第２の無線装置へ送信し、
前記第２の無線装置は、前記第１の無線装置との前記暗号通信時、前記第２の秘密鍵によって暗号化した暗号化データと、前記第２の元先頭部分秘密鍵とを前記第１の無線装置へ送信する、請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記第１の秘密鍵は、第１の初期秘密鍵または第１の更新秘密鍵からなり、
前記第２の秘密鍵は、前記第１の初期秘密鍵と同じである第２の初期秘密鍵、または前記第１の更新秘密鍵と同じである第２の更新秘密鍵からなり、
前記第１の初期秘密鍵は、前記暗号通信の開始時に生成される秘密鍵であり、
前記第１の更新秘密鍵は、前記第１の初期秘密鍵または前記各更新によって生成された秘密鍵を更新することにより生成される秘密鍵であり、
前記第２の初期秘密鍵は、前記暗号通信の開始時に生成される秘密鍵であり、
前記第２の更新秘密鍵は、前記第２の初期秘密鍵または前記各更新によって生成された秘密鍵を更新することにより生成される秘密鍵であり、
前記第１の無線装置は、前記伝送路の特性を示す電波に基づいて、前記第１の初期秘密鍵および前記第１の更新秘密鍵の一部分を順次変えて前記第１の秘密鍵を前記ｎ回更新し、
前記第２の無線装置は、前記伝送路の特性を示す電波に基づいて、前記第２の初期秘密鍵および前記第２の更新秘密鍵の一部分を順次変えて前記第２の秘密鍵を前記ｎ回更新する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
指向性を電気的に切換え可能な第１のアンテナと、
第２のアンテナとをさらに備え、
前記第１および第２の無線装置は、前記第１および第２のアンテナを介して無線伝送路により電波を相互に送受信し、
前記第１の無線装置は、前記第１のアンテナの指向性がｍ（ｍは正の整数）個の指向性に順次変えられたときに前記第２の無線装置からｍ個の電波を受信して前記ｍ個の電波の強度プロファイルに基づく第１の部分秘密鍵を生成する第１の部分秘密鍵生成処理を前記複数の指向性のパターンを順次変えながら前記ｎ回実行してｎ個の第１の部分秘密鍵を順次生成し、その生成したｎ個の第１の部分秘密鍵を用いて前記第１の初期秘密鍵および前記第１の更新秘密鍵の一部分を順次変更することにより前記第１の秘密鍵を前記ｎ回更新し、
前記第２の無線装置は、前記第１のアンテナの指向性が前記ｍ個の指向性に順次変えられたときに前記第１の無線装置からｍ個の電波を受信して前記ｍ個の電波の強度プロファイルに基づく第２の部分秘密鍵を生成する第２の部分秘密鍵生成処理を前記複数の指向性のパターンを順次変えながら前記ｎ回実行してｎ個の第２の部分秘密鍵を順次生成し、その生成したｎ個の第２の部分秘密鍵を用いて前記第２の初期秘密鍵および前記第２の更新秘密鍵の一部分を順次変更することにより前記第２の秘密鍵を前記ｎ回更新する、請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記第１の初期秘密鍵は、外部から前記第１の無線装置に設定された第１の元秘密鍵と前記第１の元秘密鍵に追加された第１の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成され、
前記第２の初期秘密鍵は、外部から前記第２の無線装置に設定された第２の元秘密鍵と前記第２の元秘密鍵に追加された第２の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成され、
前記第１の更新秘密鍵は、前記第１の元秘密鍵と、前記第１の先頭部分秘密鍵を更新した第１の更新先頭部分秘密鍵とに基づいて生成され、
前記第２の更新秘密鍵は、前記第２の元秘密鍵と、前記第２の先頭部分秘密鍵を更新した第２の更新先頭部分秘密鍵とに基づいて生成され、
前記第１の無線装置は、前記第１の先頭部分秘密鍵および前記第１の更新先頭部分秘密鍵を前記ｎ個の第１の部分秘密鍵に順次代えて前記第１の秘密鍵を前記ｎ回更新し、
前記第２の無線装置は、前記第２の先頭部分秘密鍵および前記第２の更新先頭部分秘密鍵を前記ｎ個の第２の部分秘密鍵に順次代えて前記第２の秘密鍵を前記ｎ回更新する、請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記第１の無線装置は、前記第２の無線装置との前記暗号通信時、前記第１の秘密鍵によって暗号化した暗号化データのみを前記第２の無線装置へ送信し、
前記第２の無線装置は、前記第１の無線装置との前記暗号通信時、前記第２の秘密鍵によって暗号化した暗号化データのみを前記第１の無線装置へ送信する、請求項１０に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記第１の初期秘密鍵は、外部から前記第１の無線装置に設定された第１の元秘密鍵と前記第１の元秘密鍵に追加された第１の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成され、
前記第２の初期秘密鍵は、外部から前記第２の無線装置に設定された第２の元秘密鍵と前記第２の元秘密鍵に追加された第２の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成され、
前記第１の更新秘密鍵は、前記第１の元秘密鍵と、前記第１の先頭部分秘密鍵を更新した第１の更新先頭部分秘密鍵とに基づいて生成され、
前記第２の更新秘密鍵は、前記第２の元秘密鍵と、前記第２の先頭部分秘密鍵を更新した第２の更新先頭部分秘密鍵とに基づいて生成され、
前記第１の無線装置は、前記各更新時に生成した第１の元先頭部分秘密鍵と前記ｎ個の第１の部分秘密鍵との排他的論理和を順次演算してｎ個の第１の部分代替秘密鍵を生成し、前記第１の先頭部分秘密鍵および前記第１の更新先頭部分秘密鍵を前記ｎ個の第１の部分代替秘密鍵に順次代えて前記第１の秘密鍵を前記ｎ回更新し、
前記第２の無線装置は、前記各更新時に生成した第２の元先頭部分秘密鍵と前記ｎ個の第２の部分秘密鍵との排他的論理和を順次演算してｎ個の第２の部分代替秘密鍵を生成し、前記第２の先頭部分秘密鍵および前記第２の更新先頭部分秘密鍵を前記ｎ個の第２の部分代替秘密鍵に順次代えて前記第２の秘密鍵を前記ｎ回更新する、請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記第１の無線装置は、前記第２の無線装置との前記暗号通信時、前記第１の秘密鍵によって暗号化した暗号化データと、前記第１の元先頭部分秘密鍵とを前記第２の無線装置へ送信し、
前記第２の無線装置は、前記第１の無線装置との前記暗号通信時、前記第２の秘密鍵によって暗号化した暗号化データと、前記第２の元先頭部分秘密鍵とを前記第１の無線装置へ送信する、請求項１２に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
無線装置間で暗号通信を行なう無線通信システムに用いられる無線装置であって、
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の第１の無線装置または第２の無線装置からなる無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信システムおよびそれに用いる無線装置に関し、特に、暗号化した情報を無線により通信する無線通信システムおよびそれに用いる無線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、情報化社会の発展に伴い情報通信が益々重要になるとともに、情報の盗聴または不正利用がより深刻な問題となっている。このような情報の盗聴を防止するために従来から情報を暗号化して送信することが行なわれている。
【０００３】
情報を暗号化して端末間で通信を行なう方式として公開鍵暗号方式と秘密鍵暗号方式とがある。公開鍵暗号方式は、安全性が高いが、大容量のデータの暗号化には向かない。
【０００４】
一方、秘密鍵暗号方式は、処理が比較的簡単であり、大容量のデータの高速暗号化も可能であるが、秘密鍵を通信の相手方に送信する必要がある。また、秘密鍵暗号方式は、同一の秘密鍵を使用し続けると、暗号解読の攻撃を受けやすく、安全性が損なわれる可能性がある。
【０００５】
そこで、秘密鍵を相手方に送信せずに秘密鍵を共有する方法として、２つの端末間でアンテナの指向性を複数の指向性に変えながら電波を送受信し、受信した電波の強度プロファイルに基づいて各端末で秘密鍵を生成する方法が提案されている（非特許文献１）。
【０００６】
この方法は、２つの端末間でアンテナの指向性を複数の指向性に変えながら複数の電波を送受信したときの複数の電波の強度プロファイルを各端末で測定し、その測定した強度プロファイルをアナログ信号からデジタル信号に変換して各端末で秘密鍵を生成する方法である。即ち、伝送路を伝搬する電波は可逆性を示すため、一方の端末から他方の端末へアンテナの指向性を複数の指向性に変えながら複数の電波を送信したときの強度プロファイルは、他方の端末から一方の端末へ同じ複数の電波（アンテナの指向性を複数の指向性に変えるパターンを同じにして送信した複数の電波）を送信したときの強度プロファイルと同じになる。従って、一方の端末で測定した強度プロファイルに基づいて生成された秘密鍵は、他方の端末で測定した強度プロファイルに基づいて作成された秘密鍵と同じになる。
【０００７】
このように、伝送路特性を用いて秘密鍵を生成する方法は、同じ複数の電波を２つの端末間で相互に送信するだけで同じ秘密鍵を共有することができる。
【非特許文献１】青野  智之、俵  覚、大平  孝、小宮山  牧兒、北浦  明人、森  浩樹  笹岡  秀一，”リアクタンスドメインＲＳＳＩプロファイルを用いた秘密鍵生成共有方式の提案：物理層ベースの無線セキュリティ確保技術”，社団法人、電子情報通信学会、信学技報、TECHNICAL REPORT OF IEICE, DSP2003-147, SAT2003-144, RCS2003-242(2004-01), pp45-50.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、２つの端末間で送信される複数の電波を盗聴者が各端末の近傍で傍受して強度プロファイルを測定すれば、盗聴者は、各端末で測定した強度プロファイルに近い強度プロファイルを取得することができる。その結果、秘密鍵が解読される可能性がある。
【０００９】
このような盗聴者による秘密鍵の解読を防止するために、一旦、生成した秘密鍵を他の秘密鍵に変えることが考えられるが、その場合、秘密鍵の全体を他の秘密鍵に変更すると、鍵長が１２８ビット程度と長いため、秘密鍵の変更に長時間を要するという問題がある。
【００１０】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、秘密鍵の盗聴を抑制でき、かつ、短時間で秘密鍵を更新可能な無線通信システムを提供することである。
【００１１】
また、この発明の別の目的は、秘密鍵の盗聴を抑制でき、かつ、短時間で秘密鍵を更新可能な無線通信システムに用いる無線装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明によれば、無線通信システムは、第１および第２の無線装置を備える。第２の無線装置は、第１の無線装置と相互に暗号通信を行なう。そして、第１の無線装置は、第２の無線装置との間の伝送路の特性を示す電波に基づいて秘密鍵の一部分を変更することにより第２の無線装置との暗号通信に用いる第１の秘密鍵をｎ（ｎは正の整数）回更新しながら第２の無線装置と暗号通信を行なう。また、第２の無線装置は、第１の無線装置との間の伝送路の特性を示す電波に基づいて秘密鍵の一部分を変更することにより第１の秘密鍵と同じであり、かつ、第１の無線装置との暗号通信に用いる第２の秘密鍵をｎ回更新しながら第１の無線装置と暗号通信を行なう。
【００１３】
好ましくは、第１の秘密鍵は、第１の初期秘密鍵または第１の更新秘密鍵からなる。第２の秘密鍵は、第１の初期秘密鍵と同じである第２の初期秘密鍵、または第１の更新秘密鍵と同じである第２の更新秘密鍵からなる。第１の初期秘密鍵は、暗号通信の開始時に生成される秘密鍵である。第１の更新秘密鍵は、第１の初期秘密鍵または各更新によって生成された秘密鍵を更新することにより生成される秘密鍵である。第２の初期秘密鍵は、暗号通信の開始時に生成される秘密鍵である。第２の更新秘密鍵は、第２の初期秘密鍵または各更新によって生成された秘密鍵を更新することにより生成される秘密鍵である。そして、第１の無線装置は、伝送路の特性を示す電波に基づいて第１の初期秘密鍵の一部分を順次変えて第１の秘密鍵をｎ回更新する。また、第２の無線装置は、伝送路の特性を示す電波に基づいて第２の初期秘密鍵の一部分を順次変えて第２の秘密鍵をｎ回更新する。
【００１４】
好ましくは、無線通信システムは、指向性を電気的に切換え可能な第１のアンテナと、第２のアンテナとをさらに備える。第１および第２の無線装置は、第１および第２のアンテナを介して無線伝送路により電波を相互に送受信する。そして、第１の無線装置は、第１のアンテナの指向性がｍ（ｍは正の整数）個の指向性に順次変えられたときに第２の無線装置からｍ個の電波を受信してｍ個の電波の強度プロファイルに基づく第１の部分秘密鍵を生成する第１の部分秘密鍵生成処理を複数の指向性のパターンを順次変えながらｎ回実行してｎ個の第１の部分秘密鍵を順次生成し、その生成したｎ個の第１の部分秘密鍵を用いて第１の初期秘密鍵の一部分を順次変更することにより第１の秘密鍵をｎ回更新する。また、第２の無線装置は、第１のアンテナの指向性がｍ個の指向性に順次変えられたときに第１の無線装置からｍ個の電波を受信してｍ個の電波の強度プロファイルに基づく第２の部分秘密鍵を生成する第２の部分秘密鍵生成処理を複数の指向性のパターンを順次変えながらｎ回実行してｎ個の第２の部分秘密鍵を順次生成し、その生成したｎ個の第２の部分秘密鍵を用いて第２の初期秘密鍵の一部分を順次変更することにより第２の秘密鍵をｎ回更新する。
【００１５】
好ましくは、第１の初期秘密鍵は、外部から第１の無線装置に設定された第１の元秘密鍵と第１の元秘密鍵に追加された第１の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成される。第２の初期秘密鍵は、外部から第２の無線装置に設定された第２の元秘密鍵と第２の元秘密鍵に追加された第２の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成される。第１の無線装置は、第１の先頭部分秘密鍵をｎ個の第１の部分秘密鍵に順次代えて第１の秘密鍵をｎ回更新する。第２の無線装置は、第２の先頭部分秘密鍵をｎ個の第２の部分秘密鍵に順次代えて第２の秘密鍵をｎ回更新する。
【００１６】
好ましくは、第１の無線装置は、第２の無線装置との暗号通信時、第１の秘密鍵によって暗号化した暗号化データのみを第２の無線装置へ送信する。第２の無線装置は、第２の秘密鍵によって暗号化した暗号化データのみを第１の無線装置へ送信する。
【００１７】
好ましくは、第１の初期秘密鍵は、外部から第１の無線装置に設定された第１の元秘密鍵と第１の元秘密鍵に追加された第１の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成される。第２の初期秘密鍵は、外部から第２の無線装置に設定された第２の元秘密鍵と第２の元秘密鍵に追加された第２の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成される。第１の無線装置は、第１の初期秘密鍵の生成時に生成した第１の元先頭部分秘密鍵とｎ個の第１の部分秘密鍵との排他的論理和を順次演算してｎ個の第１の部分代替秘密鍵を生成し、第１の先頭部分秘密鍵をｎ個の第１の部分代替秘密鍵に順次代えて第１の秘密鍵をｎ回更新する。第２の無線装置は、第２の初期秘密鍵の生成時に生成した第２の元先頭部分秘密鍵とｎ個の第２の部分秘密鍵との排他的論理和を順次演算してｎ個の第２の部分代替秘密鍵を生成し、第２の先頭部分秘密鍵をｎ個の第２の部分代替秘密鍵に順次代えて第２の秘密鍵をｎ回更新する。
【００１８】
好ましくは、第１の無線装置は、第２の無線装置との暗号通信時、第１の秘密鍵によって暗号化した暗号化データと、第１の元先頭部分秘密鍵とを第２の無線装置へ送信する。第２の無線装置は、第１の無線装置との暗号通信時、第２の秘密鍵によって暗号化した暗号化データと、第２の元先頭部分秘密鍵とを第１の無線装置へ送信する。
【００１９】
好ましくは、第１の秘密鍵は、第１の初期秘密鍵または第１の更新秘密鍵からなる。第２の秘密鍵は、第１の初期秘密鍵と同じである第２の初期秘密鍵、または第１の更新秘密鍵と同じである第２の更新秘密鍵からなる。第１の初期秘密鍵は、暗号通信の開始時に生成される秘密鍵である。第１の更新秘密鍵は、第１の初期秘密鍵または各更新によって生成された秘密鍵を更新することにより生成される秘密鍵である。第２の初期秘密鍵は、暗号通信の開始時に生成される秘密鍵である。第２の更新秘密鍵は、第２の初期秘密鍵または各更新によって生成された秘密鍵を更新することにより生成される秘密鍵である。第１の無線装置は、伝送路の特性を示す電波に基づいて、第１の初期秘密鍵および第１の更新秘密鍵の一部分を順次変えて第１の秘密鍵をｎ回更新する。第２の無線装置は、伝送路の特性を示す電波に基づいて、第２の初期秘密鍵および第２の更新秘密鍵の一部分を順次変えて第２の秘密鍵をｎ回更新する。
【００２０】
好ましくは、無線通信システムは、指向性を電気的に切換え可能な第１のアンテナと、第２のアンテナとをさらに備える。第１および第２の無線装置は、第１および第２のアンテナを介して無線伝送路により電波を相互に送受信する。第１の無線装置は、第１のアンテナの指向性がｍ（ｍは正の整数）個の指向性に順次変えられたときに第２の無線装置からｍ個の電波を受信してｍ個の電波の強度プロファイルに基づく第１の部分秘密鍵を生成する第１の部分秘密鍵生成処理を複数の指向性のパターンを順次変えながらｎ回実行してｎ個の第１の部分秘密鍵を順次生成し、その生成したｎ個の第１の部分秘密鍵を用いて第１の初期秘密鍵および第１の更新秘密鍵の一部分を順次変更することにより第１の秘密鍵をｎ回更新する。第２の無線装置は、第１のアンテナの指向性がｍ個の指向性に順次変えられたときに第１の無線装置からｍ個の電波を受信してｍ個の電波の強度プロファイルに基づく第２の部分秘密鍵を生成する第２の部分秘密鍵生成処理を複数の指向性のパターンを順次変えながらｎ回実行してｎ個の第２の部分秘密鍵を順次生成し、その生成したｎ個の第２の部分秘密鍵を用いて第２の初期秘密鍵および第２の更新秘密鍵の一部分を順次変更することにより第２の秘密鍵をｎ回更新する。
【００２１】
好ましくは、第１の初期秘密鍵は、外部から第１の無線装置に設定された第１の元秘密鍵と第１の元秘密鍵に追加された第１の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成される。第２の初期秘密鍵は、外部から第２の無線装置に設定された第２の元秘密鍵と第２の元秘密鍵に追加された第２の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成される。第１の更新秘密鍵は、第１の元秘密鍵と、第１の先頭部分秘密鍵を更新した第１の更新先頭部分秘密鍵とに基づいて生成される。第２の更新秘密鍵は、第２の元秘密鍵と、第２の先頭部分秘密鍵を更新した第２の更新先頭部分秘密鍵とに基づいて生成される。第１の無線装置は、第１の先頭部分秘密鍵および第１の更新先頭部分秘密鍵をｎ個の第１の部分秘密鍵に順次代えて第１の秘密鍵をｎ回更新する。第２の無線装置は、第２の先頭部分秘密鍵および第２の更新先頭部分秘密鍵をｎ個の第２の部分秘密鍵に順次代えて第２の秘密鍵をｎ回更新する。
【００２２】
好ましくは、第１の無線装置は、第２の無線装置との暗号通信時、第１の秘密鍵によって暗号化した暗号化データのみを第２の無線装置へ送信する。第２の無線装置は、第１の無線装置との暗号通信時、第２の秘密鍵によって暗号化した暗号化データのみを第１の無線装置へ送信する。
【００２３】
好ましくは、第１の初期秘密鍵は、外部から第１の無線装置に設定された第１の元秘密鍵と第１の元秘密鍵に追加された第１の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成される。第２の初期秘密鍵は、外部から第２の無線装置に設定された第２の元秘密鍵と第２の元秘密鍵に追加された第２の先頭部分秘密鍵とに基づいて生成される。第１の更新秘密鍵は、第１の元秘密鍵と、第１の先頭部分秘密鍵を更新した第１の更新先頭部分秘密鍵とに基づいて生成される。第２の更新秘密鍵は、第２の元秘密鍵と、第２の先頭部分秘密鍵を更新した第２の更新先頭部分秘密鍵とに基づいて生成される。第１の無線装置は、各更新時に生成した第１の元先頭部分秘密鍵とｎ個の第１の部分秘密鍵との排他的論理和を順次演算してｎ個の第１の部分代替秘密鍵を生成し、第１の先頭部分秘密鍵および第１の更新先頭部分秘密鍵をｎ個の第１の部分代替秘密鍵に順次代えて第１の秘密鍵をｎ回更新する。第２の無線装置は、各更新時に生成した第２の元先頭部分秘密鍵とｎ個の第２の部分秘密鍵との排他的論理和を順次演算してｎ個の第２の部分代替秘密鍵を生成し、第２の先頭部分秘密鍵および第２の更新先頭部分秘密鍵をｎ個の第２の部分代替秘密鍵に順次代えて第２の秘密鍵をｎ回更新する。
【００２４】
好ましくは、第１の無線装置は、第２の無線装置との暗号通信時、第１の秘密鍵によって暗号化した暗号化データと、第１の元先頭部分秘密鍵とを第２の無線装置へ送信する。第２の無線装置は、第１の無線装置との暗号通信時、第２の秘密鍵によって暗号化した暗号化データと、第２の元先頭部分秘密鍵とを第１の無線装置へ送信する。
【００２５】
また、この発明によれば、無線装置は、無線装置間で暗号通信を行なう無線通信システムに用いられる無線装置であって、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の第１の無線装置または第２の無線装置からなる無線装置である。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、２つの無線装置間で暗号通信が行なわれる場合、暗号通信に用いられる第１および第２の秘密鍵が２つの無線装置間の伝送路の特性を示す電波に基づいて秘密鍵の一部分を変更することにより順次更新される。つまり、第１および第２の秘密鍵は、２つの無線装置間で送受信されることなく一部分が変更されることにより更新される。そして、第１および第２の秘密鍵は、順次更新されながら２つの無線装置間の暗号通信に用いられる。
【００２７】
従って、この発明によれば、秘密鍵の盗聴を抑制でき、かつ、短時間で秘密鍵を更新できる。
【００２８】
また、この発明によれば、外部から設定された第１の元秘密鍵と、その第１の元秘密鍵に追加された第１の先頭部分秘密鍵とに基づいて第１の秘密鍵（第１の初期秘密鍵）が生成され、外部から設定された第２の元秘密鍵と、その第２の元秘密鍵に追加された第２の先頭部分秘密鍵とに基づいて第２の秘密鍵（第２の初期秘密鍵）が生成されたとき、第１および第２の無線装置は、それぞれ、第１および第２の秘密鍵によって暗号化した暗号化データのみを相手方へ送信し、それぞれ、第１および第２の先頭部分秘密鍵を相手方へ送信しない。
【００２９】
従って、この発明によれば、秘密鍵の盗聴を抑制でき、かつ、短時間で秘密鍵を更新できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による無線通信システムの概略図である。無線通信システム１００は、無線装置１０，３０と、アンテナ１１と、アレーアンテナ２０とを備える。無線装置１０は、例えば、ユーザの移動体通信端末である。また、無線装置３０は、例えば、無線アクセスポイントである。
【００３２】
アンテナ１１は、無線装置１０に装着される。そして、アンテナ１１は、全方位性のアンテナである。アレーアンテナ２０は、アンテナ素子２１〜２７を備える。アンテナ素子２１〜２６は、無給電素子であり、アンテナ素子２７は、給電素子である。そして、アンテナ素子２１〜２６は、アンテナ素子２７の周りに円形配列される。無給電素子であるアンテナ素子２１〜２６に装荷された可変容量素子であるバラクタダイオードに印加する直流電圧を制御することにより、アレーアンテナ２０は、適応ビーム形成が可能である。
【００３３】
即ち、アレーアンテナ２０は、無線装置３０に含まれるバラクタダイオード（図示せず）に印加する直流電圧を変えることによって指向性が変えられる。従って、アレーアンテナ２０は、電気的に指向性を切換え可能なアンテナである。そして、アレーアンテナ２０は、無線装置３０に装着される。
【００３４】
無線装置１０と無線装置３０との間で通信が行われる場合、電波は、無線装置１０のアンテナ１１と無線装置３０のアレーアンテナ２０との間を直接伝搬したり、中間物４０による影響を受けて伝搬する。中間物４０としては、反射物及び障害物が想定される。中間物４０が反射物である場合、無線装置１０のアンテナ１１または無線装置３０のアレーアンテナ２０から出射した電波は、中間物４０によって反射されて無線装置３０のアレーアンテナ２０または無線装置１０のアンテナ１１へ伝搬する。また、中間物４０が障害物である場合、無線装置１０のアンテナ１１または無線措置３０のアレーアンテナ２０から出射した電波は、中間物４０によって回折されて無線装置３０のアレーアンテナ２０または無線装置１０のアンテナ１１へ伝搬する。
【００３５】
このように、電波は、無線装置１０のアンテナ１１と無線装置３０のアレーアンテナ２０との間を直接伝搬したり、中間物４０による反射を受けて反射波として伝搬したり、中間物４０による回折を受けて回折波として伝搬したりする。そして、電波は、無線装置１０のアンテナ１１（または無線装置３０のアレーアンテナ２０）から無線装置３０のアレーアンテナ２０（または無線装置１０のアンテナ１１）へ伝搬する場合、直接伝搬成分、反射波成分及び回折波成分が混在しており、無線装置１０のアンテナ１１（または無線装置３０のアレーアンテナ２０）から無線装置３０のアレーアンテナ２０（または無線装置１０のアンテナ１１）へ伝搬した電波がどのような成分により構成されるかによって無線装置１０と無線装置３０との間の伝送路の特性が決定される。
【００３６】
この実施の形態１においては、無線装置１０と無線装置３０との間で通信が行なわれる場合、アレーアンテナ２０の指向性を複数個に変えて時分割復信（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）等により所定のデータが同一の周波数で無線装置１０，３０間で送受信される。そして、無線装置１０，３０は、アレーアンテナ２０の指向性を複数の指向性に変えたときの複数の電波の強度プロファイルを示す受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩを生成し、その生成した受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩに基づいて秘密鍵を作成する。
【００３７】
秘密鍵が無線装置１０，３０において生成されると、無線装置１０，３０は、生成した秘密鍵により情報を暗号化して相手方へ送信し、相手方から受信した暗号化情報を秘密鍵により復号して情報を取得する。
【００３８】
そして、無線装置１０，３０は、生成した秘密鍵の一部を定期的に変更して秘密鍵を順次更新し、その更新した更新秘密鍵を用いて情報を暗号化して相手方へ送信するとともに、相手方から受信した暗号化情報を更新秘密鍵により復号して情報を取得する。
【００３９】
図２は、図１に示す一方の無線装置１０の概略ブロック図である。無線装置１０は、信号発生部１１０と、送信処理部１２０と、アンテナ部１３０と、受信処理部１４０と、プロファイル生成部１５０と、鍵作成部１６０と、鍵一致確認部１７０と、鍵記憶部１８０と、鍵一致化部１９０と、鍵更新部２００と、暗号部２１０と、復号部２２０とを含む。
【００４０】
信号発生部１１０は、秘密鍵を生成するときまたは秘密鍵を更新するときに無線装置３０へ送信するための所定の信号を生成し、その生成した所定の信号を送信処理部１２０へ出力する。送信処理部１２０は、変調、周波数変換、多元接続及び送信信号の増幅等の送信系の処理を行なう。アンテナ部１３０は、図１に示すアンテナ１１からなり、送信処理部１２０からの信号を無線装置３０へ送信し、無線装置３０からの信号を受信して受信処理部１４０またはプロファイル生成部１５０へ供給する。
【００４１】
受信処理部１４０は、受信信号の増幅、多元接続、周波数変換及び復調等の受信系の処理を行なう。そして、受信処理部１４０は、受信処理を行なった信号を必要に応じて鍵一致確認部１７０、鍵一致化部１９０及び復号部２２０へ出力する。
【００４２】
プロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０の指向性を複数の指向性に変えたときの複数の電波をアンテナ部１３０から順次受け、その受けた複数の電波の強度を検出する。そして、プロファイル生成部１５０は、検出した複数の強度からなる受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩを生成して鍵作成部１６０または鍵更新部２００へ出力する。
【００４３】
鍵作成部１６０は、プロファイル生成部１５０からの受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩに基づいて秘密鍵Ｋｓ１を作成する。そして、鍵作成部１６０は、作成した秘密鍵Ｋｓ１を鍵一致確認部１７０及び鍵一致化部１９０へ出力する。
【００４４】
鍵一致確認部１７０は、所定の信号を送信処理部１２０、アンテナ部１３０及び受信処理部１４０を介して無線装置３０と送受信し、鍵作成部１６０によって作成された秘密鍵Ｋｓ１が無線装置３０において作成された秘密鍵Ｋｓ２に一致するか否かを後述する方法によって確認する。そして、鍵一致確認部１７０は、秘密鍵Ｋｓ１が秘密鍵Ｋｓ２に一致することを確認したとき、秘密鍵Ｋｓ１を鍵記憶部１８０に記憶する。また、鍵一致確認部１７０は、秘密鍵Ｋｓ１が秘密鍵Ｋｓ２に不一致であることを確認したとき、不一致信号ＮＭＴＨを生成して鍵一致化部１９０へ出力する。
【００４５】
また、鍵一致確認部１７０は、所定の信号を送信処理部１２０、アンテナ部１３０及び受信処理部１４０を介して無線装置３０と送受信し、鍵更新部２００によって更新された更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮが無線装置３０において更新された更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮに一致するか否かを後述する方法によって確認する。そして、鍵一致確認部１７０は、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮが更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮに一致することを確認したとき、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを鍵記憶部１８０に記憶する。また、鍵一致確認部１７０は、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮが更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮに不一致であることを確認したとき、不一致信号ＮＭＴＨを生成して鍵一致化部１９０へ出力する。
【００４６】
鍵記憶部１８０は、鍵一致確認部１７０及び鍵一致化部１９０からの秘密鍵Ｋｓ１または更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを記憶する。また、鍵記憶部１８０は、記憶した秘密鍵Ｋｓ１または更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを鍵更新部２００、暗号部２１０及び復号部２２０へ出力する。なお、鍵記憶部１８０は、秘密鍵Ｋｓ１または更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを一時的、例えば、無線装置３０との通信の間だけ記憶するようにしてもよい。
【００４７】
鍵一致化部１９０は、鍵一致確認部１７０から不一致信号ＮＭＴＨを受けると、後述する方法によって秘密鍵Ｋｓ１を秘密鍵Ｋｓ２に一致させる。また、鍵一致化部１９０は、鍵一致確認部１７０から不一致信号ＮＭＴＨを受けると、後述する方法によって、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを無線装置３０において更新された更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮに一致させる。そして、鍵一致化部１９０は、一致させた秘密鍵（または更新秘密鍵）が秘密鍵Ｋｓ２（または更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮ）に一致することを鍵一致確認部１７０における方法と同じ方法によって確認する。
【００４８】
鍵更新部２００は、鍵作成部１６０によって作成された秘密鍵Ｋｓ１を鍵の一部分を変えることによって順次更新して更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを生成し、その生成した更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを鍵一致確認部１７０および鍵一致化部１９０へ出力する。秘密鍵Ｋｓ１を更新する方法については、後述する。
【００４９】
暗号部２１０は、送信データを鍵記憶部１８０に記憶された秘密鍵Ｋｓ１または更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮによって暗号化して送信処理部１２０へ出力する。復号部２２０は、受信処理部１４０からの信号を鍵記憶部１８０からの秘密鍵Ｋｓ１または更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮによって復号して受信データを生成する。
【００５０】
図３は、図１に示す他方の無線装置３０の概略ブロック図である。無線装置３０は、無線装置１０のアンテナ部１３０をアンテナ部２３０に代え、指向性設定部２４０を追加したものであり、その他は、無線装置１０と同じである。
【００５１】
アンテナ部２３０は、図１に示すアレーアンテナ２０からなる。そして、アンテナ部２３０は、送信処理部１２０からの信号を指向性設定部２４０によって設定された指向性で無線装置１０へ送信し、無線装置１０からの信号を指向性設定部２４０によって設定された指向性で受信して受信処理部１４０またはプロファイル生成部１５０へ出力する。
【００５２】
指向性設定部２４０は、アンテナ部２３０の指向性を設定する。また、指向性設定部２４０は、無線装置１０，３０において秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を生成するとき、または秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２および更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮを更新するとき、後述する方法により所定の順序に従ってアンテナ部２３０の指向性を順次切換える。
【００５３】
なお、無線装置３０のプロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０の指向性を複数の指向性に変えたときの複数の電波をアンテナ部２３０から順次受け、その受けた複数の電波の強度を検出する。そして、プロファイル生成部１５０は、検出した複数の強度からなる受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩを生成して鍵作成部１６０または鍵更新部２００へ出力する。
【００５４】
図４は、図３に示す指向性設定部２４０の概略ブロック図である。指向性設定部２４０は、バラクタダイオード２４１〜２４６と、制御電圧発生回路２４７とを含む。バラクタダイオード２４１〜２４６は、それぞれ、図１に示すアンテナ素子２１〜２６（無給電素子）に装荷される。制御電圧発生回路２４７は、制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｊ（ｊは正の整数）またはＣＬＶ１〜ＣＬＶｍ（ｍは、ｍ＜ｊを満たす正の整数）を順次発生し、その発生した制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｊまたはＣＬＶ１〜ＣＬＶｍをバラクタダイオード２３１〜２３６へ順次出力する。制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｊまたはＣＬＶ１〜ＣＬＶｍの各々は、６個のバラクタダイオード２４１〜２４６に対応して６個の電圧値Ｖ１〜Ｖ６からなる。そして、バラクタダイオード２４１〜２４６は、制御電圧セットＣＬＶ１を受けると、その受けた制御電圧セットＣＬＶ１に応じてアンテナ素子２１〜２６（無給電素子）に装荷される容量（リアクタンス値）を所定の容量（リアクタンス値）に設定し、アレーアンテナ２０の指向性を１つの指向性に設定する。従って、バラクタダイオード２４１〜２４６は、制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｊまたはＣＬＶ１〜ＣＬＶｍに応じて無給電素子であるアンテナ素子２１〜２６に装荷される容量（リアクタンス値）を順次変え、アレーアンテナ２０の指向性を複数の指向性に順次変える。
【００５５】
図５は、図２及び図３に示す鍵一致確認部１７０の概略ブロック図である。鍵一致確認部１７０は、データ発生部１７１と、データ比較部１７２と、結果処理部１７３とを含む。なお、無線装置１０，３０の鍵一致確認部１７０は、同じ構成からなるが、図５においては、秘密鍵Ｋｓ１が秘密鍵Ｋｓ２に一致することを確認する動作を説明するために、無線装置３０においてはデータ発生部１７１のみを示す。
【００５６】
データ発生部１７１は、鍵作成部１６０から秘密鍵Ｋｓ１を受けると、秘密鍵Ｋｓ１が秘密鍵Ｋｓ２に一致することを確認するための鍵確認用データＤＣＦＭ１を発生し、その発生した鍵確認用データＤＣＦＭ１を送信処理部１２０及びデータ比較部１７２へ出力する。
【００５７】
この場合、データ発生部１７１は、秘密鍵Ｋｓ１から非可逆的な演算及び一方向的な演算等により、鍵確認用データＤＣＦＭ１を発生する。より具体的には、データ発生部１７１は、秘密鍵Ｋｓ１またはＫｓ２のハッシュ値を演算することにより、鍵確認用データＤＣＦＭ１を発生する。
【００５８】
データ比較部１７２は、データ発生部１７１から鍵確認用データＤＣＦＭ１を受け、無線装置３０のデータ発生部１７１で発生された鍵確認用データＤＣＦＭ２を受信処理部１４０から受ける。そして、データ比較部１７２は、鍵確認用データＤＣＦＭ１を鍵確認用データＤＣＦＭ２と比較する。データ比較部１７２は、鍵確認用データＤＣＦＭ１が鍵確認用データＤＣＦＭ２に一致するとき、一致信号ＭＴＨを生成して結果処理部１７３へ出力する。
【００５９】
また、データ比較部１７２は、鍵確認用データＤＣＦＭ１が鍵確認用データＤＣＦＭ２に不一致であるとき、不一致信号ＮＭＴＨを生成する。そして、データ比較部１７２は、不一致信号ＮＭＴＨを鍵一致化部１９０へ出力し、不一致信号ＮＭＴＨを送信処理部１２０及びアンテナ部１３０を介して無線装置３０へ送信する。
【００６０】
結果処理部１７３は、データ比較部１７２から一致信号ＭＴＨを受けると、鍵作成部１６０から受けた秘密鍵Ｋｓ１を鍵記憶部１８０へ記憶する。
【００６１】
なお、データ発生部１７１、データ比較部１７２および結果処理部１７３は、上述した動作と同じ動作に従って更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮが更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮに一致するかを確認する。この場合、上記の説明における秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２をそれぞれ更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，ＫＳ２＿ＲｅＮと読み替えればよい。
【００６２】
図６は、図２及び図３に示す鍵一致化部１９０の概略ブロック図である。鍵一致化部１９０は、擬似シンドローム作成部１９１と、不一致ビット検出部１９２と、鍵不一致訂正部１９３と、データ発生部１９４と、データ比較部１９５と、結果処理部１９６とを含む。
【００６３】
なお、無線装置１０，３０の鍵一致化部１９０は、同じ構成からなるが、図６においては、秘密鍵Ｋｓ１を秘密鍵Ｋｓ２に一致させる動作を説明するために、無線装置３０においては擬似シンドローム作成部１９１のみを示す。
【００６４】
擬似シンドローム作成部１９１は、鍵一致確認部１７０のデータ比較部１７２から不一致信号ＮＭＴＨを受けると、鍵作成部１６０から受けた秘密鍵Ｋｓ１のシンドロームｘ１を演算する。より具体的には、擬似シンドローム作成部１９１は、秘密鍵Ｋｓ１のビットパターンｘ１を検出し、ビットパターンｘ１に対して検査行列Ｈを乗算してシンドロームｓ１＝ｘ１ＨＴを演算する。そして、擬似シンドローム作成部１９１は、ビットパターンｘ１を鍵不一致訂正部１９３へ出力し、演算したシンドロームｓ１＝ｘ１ＨＴを不一致ビット検出部１９２へ出力する。
【００６５】
なお、これらの演算は、ｍｏｄ２の演算であり、ＨＴは、検査行列Ｈの転置行列である。
【００６６】
不一致ビット検出部１９２は、擬似シンドローム作成部１９１からシンドロームｓ１を受け、無線装置３０の擬似シンドローム作成部１９１によって演算されたシンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴを受信処理部１４０から受ける。そして、不一致ビット検出部１９２は、シンドロームｓ１とシンドロームｓ２との差分ｓ＝ｓ１−ｓ２を演算する。
【００６７】
なお、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２のビットパターンの差分（鍵不一致のビットパターン）をｅ＝ｘ１−ｘ２とすると、ｓ＝ｅＨＴの関係が成立する。ｓ＝０の場合、ｅ＝０となり、秘密鍵Ｋｓ１のビットパターンは、秘密鍵Ｋｓ２のビットパターンに一致する。
【００６８】
不一致ビット検出部１９２は、演算した差分ｓが０でないとき（即ち、ｅ≠０のとき）、鍵不一致のビットパターンｅを鍵不一致訂正部１９３へ出力する。
【００６９】
鍵不一致訂正部１９３は、擬似シンドローム作成部１９１からビットパターンｘ１を受け、不一致ビット検出部１９２から鍵不一致のビットパターンｅを受ける。そして、鍵不一致訂正部１９３は、ビットパターンｘ１から鍵不一致のビットパターンｅを減算することにより相手方の秘密鍵のビットパターンｘ２＝ｘ１−ｅを演算する。
【００７０】
このように、鍵一致化部１９０は、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の不一致を誤りと見なして誤り訂正の応用により秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の不一致を解消する。
【００７１】
この秘密鍵を一致させる方法は、鍵不一致のビット数が誤り訂正能力以上である場合に鍵の一致化に失敗する可能性があるので、鍵一致化の動作を行なった後に鍵一致の確認を行なう必要がある。
【００７２】
データ発生部１９４は、一致化後の鍵ｘ２＝ｘ１−ｅを鍵不一致訂正部１９３から受けると、鍵ｘ２に基づいて鍵確認用データＤＣＦＭ３を発生させ、その発生させた鍵確認用データＤＣＦＭ３をデータ比較部１９５へ出力する。また、データ発生部１９４は、発生させた鍵確認用データＤＣＦＭ３を送信処理部１２０及びアンテナ部１３０を介して無線装置３０へ送信する。
【００７３】
なお、データ発生部１９４は、鍵一致確認部１７０のデータ発生部１７１による鍵確認用データＤＣＦＭ１の発生方法と同じ方法により鍵確認用データＤＣＦＭ３を発生する。
【００７４】
データ比較部１９５は、データ発生部１９４から鍵確認用データＤＣＦＭ３を受け、無線装置３０で発生された鍵確認用データＤＣＦＭ４を受信処理部１４０から受ける。そして、データ比較部１９５は、鍵確認用データＤＣＦＭ３を鍵確認用データＤＣＦＭ４と比較する。
【００７５】
データ比較部１９５は、鍵確認用データＤＣＦＭ３が鍵確認用データＤＣＦＭ４に一致するとき、一致信号ＭＴＨを生成して結果処理部１９６へ出力する。
【００７６】
また、データ比較部１９５は、鍵確認用データＤＣＦＭ３が鍵確認用データＤＣＦＭ４に不一致であるとき、不一致信号ＮＭＴＨを生成する。そして、データ比較部１９５は、不一致信号ＮＭＴＨを送信処理部１２０及びアンテナ部１３０を介して無線装置３０へ送信する。
【００７７】
結果処理部１９６は、データ比較部１９５から一致信号ＭＴＨを受けると、鍵不一致訂正部１９３から受けた鍵ｘ２＝ｘ１−ｅを鍵記憶部１８０へ記憶する。
【００７８】
このように、データ発生部１９４、データ比較部１９５及び結果処理部１９６は、鍵一致確認部１７０における確認方法と同じ方法によって一致化が施された鍵の一致を確認する。
【００７９】
なお、擬似シンドローム作成部１９１、不一致ビット検出部１９２、鍵不一致訂正部１９３、データ発生部１９４、データ比較部１９５および結果処理部１９６は、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮに一致させるとき、上述した動作と同じ動作に従って更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮに一致させる。この場合、上記の説明における秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２をそれぞれ更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，ＫＳ２＿ＲｅＮと読み替えればよい。
【００８０】
図７は、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を生成するときの受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩの概念図である。指向性設定部２４０の制御電圧発生回路２４７は、各々が電圧Ｖ１〜Ｖ６からなる制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｊを順次発生してバラクタダイオード２４１〜２４６へ出力する。この場合、電圧Ｖ１〜Ｖ６は、それぞれ、アンテナ素子２１〜２６（無給電素子）にそれぞれ装荷されるバラクタダイオード２４１〜２４６の容量（リアクタンス値）を変えるための電圧であり、０〜２０Ｖの範囲で変えられる。そして、電圧Ｖ１〜Ｖ６が０Ｖからなるとき、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンス値は、最小になり、電圧Ｖ１〜Ｖ６が２０Ｖからなるとき、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンス値は、最大になる。従って、バラクタダイオード２４１〜２４６にそれぞれ供給される電圧Ｖ１〜Ｖ６の値を制御することにより、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスパターンを制御でき、アレーアンテナ２０の指向性を制御できる。
【００８１】
制御電圧セットＣＬＶ１がバラクタダイオード２４１〜２４６へ供給されたとき、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６は、リアクタンスセットＸ１＝（ｘ１１〜ｘ１６）になる。また、制御電圧セットＣＬＶ２がバラクタダイオード２４１〜２４６へ供給されたとき、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６は、リアクタンスセットＸ２＝（ｘ２１〜ｘ２６）になる。以下、同様にして、制御電圧セットＣＬＶｋ（ｋ＝３〜ｊ）がバラクタダイオード２４１〜２４６へ供給されたとき、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｋ１〜ｘｋ６は、リアクタンスセットＸｋ＝（ｘｋ１〜ｘｋ６）になる。
【００８２】
図８は、図１に示すアレーアンテナ２０の平面図である。バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６がリアクタンスセットＸ１＝（ｘ１１〜ｘ１６）であるとき、アレーアンテナ２０は、ビームパターンＢＰＭ１を形成する。また、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６がリアクタンスセットＸ２＝（ｘ２１〜ｘ２６）であるとき、アレーアンテナ２０は、ビームパターンＢＰＭ２を形成する。以下、同様にして、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６がリアクタンスセットＸｋ＝（ｘｋ１〜ｘｋ６）（ｋ＝３〜ｊ）であるとき、アレーアンテナ２０は、ビームパターンＢＰＭｋを形成する。ビームパターンＢＰＭ１〜ＢＰＭｊは、それぞれ、指向性ＤＩＲ１〜ＤＩＲｊを有する。
【００８３】
従って、バラクタダイオード２４１〜２４６にそれぞれ供給される電圧Ｖ１〜Ｖ６を制御することによって、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６がリアクタンスセットＸ１〜Ｘｊに順次切換わり、アレーアンテナ２０の指向性が指向性ＤＩＲ１〜ＤＩＲｊに順次切換わる。
【００８４】
バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６がリアクタンスセットＸ１に設定されると、アレーアンテナ２０の指向性は、指向性ＤＩＲ１に設定され、アレーアンテナ２０は、設定された指向性ＤＩＲ１で無線装置１０からの電波を受信してプロファイル生成部１５０へ供給する。そして、プロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０（アンテナ部２３０）から受けた電波の強度ＷＩ１を検出する。
【００８５】
次に、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６がリアクタンスセットＸ２に設定されると、アレーアンテナ２０の指向性は、別の指向性ＤＩＲ２に設定され、アレーアンテナ２０は、設定された指向性ＤＩＲ２で無線装置１０からの電波を受信してプロファイル生成部１５０へ供給する。そして、プロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０（アンテナ部２３０）から受けた電波の強度ＷＩ２を検出する。
【００８６】
以後、同様にして、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６がリアクタンスセットＸ３〜Ｘｊに順次設定されると、アレーアンテナ２０の指向性は、指向性ＤＩＲ３〜ＤＩＲｊに順次変えられ、アレーアンテナ２０は、各々設定された指向性ＤＩＲ３〜ＤＩＲｊで無線装置１０からの電波を受信してプロファイル生成部１５０へ供給する。そして、プロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０（アンテナ部２３０）から受けた電波の強度ＷＩ３〜ＷＩｊを順次検出する。
【００８７】
そうすると、プロファイル生成部１５０は、強度ＷＩ１〜ＷＩｊからなる強度プロファイルを示す受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩを生成して鍵作成部１６０へ出力する。
【００８８】
リアクタンスセットＸ１〜Ｘｊによってアレーアンテナ２０の指向性を複数の指向性ＤＩＲ１〜ＤＩＲｊに順次切換えて無線装置３０から無線装置１０へデータを送信したとき、無線装置１０のプロファイル生成部１５０も、上述した動作に従って受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩを生成する。
【００８９】
鍵作成部１６０は、プロファイル生成部１５０から受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩを受け、その受けた受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩに基づいて強度ＷＩ１〜ＷＩｊの平均値ＷＩａｖｅ１を演算する。そして、鍵作成部１６０は、平均値ＷＩａｖｅ１によって各強度ＷＩ１〜ＷＩｊを多値化する。鍵作成部１６０は、多値化した各値を検出し、その検出した各値をビットパターンとする秘密鍵Ｋｓ１またはＫｓ２を作成する。
【００９０】
図９は、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐを生成するときの受信信号プロファイルの概念図である。指向性設定部２４０の制御電圧発生回路２４７は、各々が電圧Ｖ１〜Ｖ６からなる制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｍを順次発生してバラクタダイオード２４１〜２４６へ出力する。
【００９１】
制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｍがバラクタダイオード２４１〜２４６に供給されると、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６は、それぞれ、リアクタンスセットＸｐ１１＝（ｘｐ１１１〜ｘｐ１１６）〜Ｘｐ１ｍ＝（ｘｐ１ｍ１〜ｘｐ１ｍ６）になる。
【００９２】
バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６がリアクタンスセットＸｐ１１に設定されると、アレーアンテナ２０の指向性は、ある１つの指向性に設定され、アレーアンテナ２０は、設定された指向性で無線装置１０からの電波を受信してプロファイル生成部１５０へ供給する。そして、プロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０（アンテナ部２３０）から受けた電波の強度ＷＩｐ１１を検出する。
【００９３】
次に、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６がリアクタンスセットＸｐ１２に設定されると、アレーアンテナ２０の指向性は、別の指向性に設定され、アレーアンテナ２０は、設定された指向性で無線装置１０からの電波を受信してプロファイル生成部１５０へ供給する。そして、プロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０（アンテナ部２３０）から受けた電波の強度ＷＩｐ１２を検出する。
【００９４】
以下、同様にして、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６がリアクタンスセットＸｐ１３〜Ｘｐ１ｍに順次設定されると、アレーアンテナ２０の指向性は、複数の指向性に順次変えられ、アレーアンテナ２０は、各々設定された指向性で無線装置１０からの電波を受信してプロファイル生成部１５０へ供給する。そして、プロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０（アンテナ部２３０）から受けた電波の強度ＷＩｐ１３〜ＷＩｐ１ｍを順次検出する。
【００９５】
そして、プロファイル生成部１５０は、強度ＷＩｐ１３〜ＷＩｐ１ｍからなる強度プロファイルを示す受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ１を生成して鍵更新部２００へ出力する。
【００９６】
リアクタンスセットＸｐ１１〜Ｘｐ１ｍによってアレーアンテナ２０の指向性を複数の指向性に順次切換えて無線装置３０から無線装置１０へデータを送信したとき、無線装置１０のプロファイル生成部１５０も、上述した動作に従って受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ１を生成する。
【００９７】
図１０は、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐを生成するときの受信信号プロファイルの他の概念図であり、図１１は、図１０に示す各受信信号プロファイルが得られるときのリアクタンスセットを示す図である。
【００９８】
部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐを生成するとき、図９に示す受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ１以外に、図１０に示す受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ２〜ＰＲ＿ＲＳＳＩ＿ｐ５が得られるようにバラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６が変えられる。
【００９９】
図１１の（ａ）は、図１０に示す受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ２が得られるときのリアクタンスセットパターンＸｐ２１〜Ｘｐ２ｍを示し、図１１の（ｂ）は、図１０に示す受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ３が得られるときのリアクタンスセットパターンＸｐ３１〜Ｘｐ３ｍを示し、図１１の（ｃ）は、図１０に示す受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ４が得られるときのリアクタンスセットパターンＸｐ４１〜Ｘｐ４ｍを示し、図１１の（ｄ）は、図１０に示す受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ５が得られるときのリアクタンスセットパターンＸｐ５１〜Ｘｐ５ｍを示す。
【０１００】
鍵更新部２００は、プロファイル生成部１５０から受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ１を受け、その受けた受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ１に基づいて強度ＷＩｐ１１〜ＷＩｐ１ｍの平均値ＷＩａｖｅ２を演算する。そして、鍵更新部２００は、平均値ＷＩａｖｅ２によって各強度ＷＩｐ１１〜ＷＩｐ１ｍを多値化する。鍵更新部２００は、多値化した各値を検出し、その検出した各値をビットパターンとする部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１またはＫｓ２＿ｐ１を作成する。
【０１０１】
鍵更新部２００は、プロファイル生成部１５０から受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ２〜ＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ５を受けたときも、同様にして部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ２〜Ｋｓ１＿ｐ５またはＫｓ２＿ｐ２〜Ｋｓ２＿ｐ５を作成する。
【０１０２】
図１２は、秘密鍵の更新を示す概念図である。バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６をｊ個のリアクタンスセットＸ１〜Ｘｊ（図７参照）に順次変えて無線装置１０，３０間でｊ個の電波が送受信されると、無線装置１０は、秘密鍵Ｋｓ１を生成し、無線装置３０は、秘密鍵Ｋｓ１と同じ秘密鍵Ｋｓ２を生成する。
【０１０３】
無線装置１０において秘密鍵Ｋｓ１を更新する場合について説明する。無線装置１０は、初期秘密鍵生成時に秘密鍵Ｋｓ１を生成する。そして、無線装置１０は、秘密鍵Ｋｓ１を更新するとき、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６をｍ個のリアクタンスセットＸｐ１１〜Ｘｐ１ｍ（図９参照）に順次変えて無線装置３０からｍ個の電波を受信し、上述した方法によって部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１を生成する。
【０１０４】
そうすると、無線装置１０は、秘密鍵Ｋｓ１の先頭の一部分を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１を生成する。従って、無線装置１０は、第１回更新時に更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１を生成する。
【０１０５】
その後、無線装置１０は、第２回更新時に、バラクタダイオード２４１〜２４６のリアクタンスセットｘｉ１〜ｘｉ６をｍ個のリアクタンスセットＸｐ２１〜Ｘｐ２ｍ（図１０の（ａ）参照）に順次変えて無線装置３０からｍ個の電波を受信し、上述した方法によって部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ２を生成する。
【０１０６】
そして、無線装置１０は、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１の一部分を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ２に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２を生成する。この場合、無線装置１０は、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１の部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１に隣接する一部分を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ２に代える。従って、無線装置１０は、第２回更新時に更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２を生成する。
【０１０７】
以下、同様にして更新秘密鍵は、順次、更新され、最終的に更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮｎ（ｎは正の整数）が生成される。
【０１０８】
このように、秘密鍵Ｋｓ１のｎ回の更新においては、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ１〜ＰＡｎが、順次、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに変えられ、秘密鍵Ｋｓ１は、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮｎに順次更新される。
【０１０９】
この場合、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎの鍵長（ビット長）は、例えば、次のように設定される。秘密鍵Ｋｓ１の鍵長（ビット長）を１２８ビットとした場合、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎの鍵長（ビット長）は、１６ビットから３２ビットの範囲に設定され、典型的には、２０ビットに設定される。
【０１１０】
部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎの鍵長（ビット長）が１６ビットまたは３２ビットに設定された場合、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎの個数ｎは、整数になるが（１２８／１６＝８、１２８／３２＝４）、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎの鍵長（ビット長）が２０ビットに設定された場合、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎの個数は、整数にならない。即ち、更新を６回繰返した時点で、秘密鍵Ｋｓ１の最後の８ビットが部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｎに変えられないで残っている状態であるが、第７回目の更新において、最後の８ビットと、第１回目の更新において設定された部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１の１２ビットとを第７回目の更新において生成された部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ７に代えることによって、秘密鍵Ｋｓ１を順次更新できる。
【０１１１】
従って、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎの鍵長（ビット長）は、初期秘密鍵Ｋｓ１の鍵長（ビット長）に無関係に設定される。そして、この発明においては、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎの鍵長（ビット長）は、上述した１６ビット、２０ビットおよび３２ビットに限らず、１ビットであってもよく、秘密鍵Ｋｓ１を迅速に更新できる鍵長（ビット長）であれば、どのように設定されてもよい。
【０１１２】
図１３は、秘密鍵の更新を示す他の概念図である。図１２に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、秘密鍵Ｋｓ１の一部分を秘密鍵Ｋｓ１の先頭（図１２において秘密鍵Ｋｓ１の左端）から順に選択して部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに代えることによって秘密鍵Ｋｓ１を更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮｎに順次更新した。
【０１１３】
図１３に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、秘密鍵Ｋｓ１の一部分を秘密鍵Ｋｓ１の任意の場所から順に選択して部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに代えることによって秘密鍵Ｋｓ１を更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮｎに順次更新する。即ち、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ１，ＰＡ３，ＰＡｎ，・・・，ＰＡ２の順に一部分を選択して部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに代えることによって秘密鍵Ｋｓ１を更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮｎに順次更新する。
【０１１４】
図１４は、秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。図１２および図１３に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、秘密鍵Ｋｓ１の一部分を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１を生成し、その生成した更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１の一部分を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ２に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２を生成し、さらに、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２の一部分を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ３に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ３を生成するというように、更新された更新秘密鍵を順次更新する方式を採用する。
【０１１５】
図１４に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、初期に生成された秘密鍵Ｋｓ１の一部分を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに順次代えることによって秘密鍵Ｋｓ１を更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮｎに順次更新する。
【０１１６】
即ち、第１回目の更新において、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ１を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１を生成し、第２回目の更新において、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ２を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ２に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２を生成する。以下、同様にして、第ｎ回目の更新において、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡｎを部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｎに代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮｎを生成する。
【０１１７】
このように、図１４に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、常に秘密鍵Ｋｓ１の一部分を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに順次代えることを特徴とする。
【０１１８】
図１５は、秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。図１４に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、ｎ回の更新において秘密鍵Ｋｓ１の一部分を変更する場合、秘密鍵Ｋｓ１の一部分を秘密鍵Ｋｓ１の先頭（図１４において秘密鍵Ｋｓ１の左端）から順に選択して部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに代えることによって秘密鍵Ｋｓ１を更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮｎに順次更新した。
【０１１９】
図１５に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、秘密鍵Ｋｓ１の一部分を秘密鍵Ｋｓ１の任意の場所から順に選択して部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに代えることによって秘密鍵Ｋｓ１を更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮｎに順次更新する。即ち、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ１，ＰＡ３，ＰＡｎ，・・・，ＰＡ２の順に一部分を選択して部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに代えることによって秘密鍵Ｋｓ１を更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮｎに順次更新する。
【０１２０】
図１６は、秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。図１２から図１５に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎは、全て同じ鍵長（ビット長）である。
【０１２１】
これに対し、図１６に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎは、相互に異なる鍵長（ビット長）を有する。第１回目の更新においては、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ１が部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１に代えられて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１が生成される。そして、第２回目の更新においては、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１の一部分ＰＡ２が部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１と異なる鍵長（ビット長）を有する部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ２に代えられて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２が生成される。
【０１２２】
更に、第３回目の更新においては、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２の一部分ＰＡ３が部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１，Ｋｓ１＿ｐ２と異なる鍵長（ビット長）を有する部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ３に代えられて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ３が生成される。以下、同様にして、第ｎ回目の更新においては、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ（ｎ−１）の一部分ＰＡｎが部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐ（ｎ−１）と異なる鍵長（ビット長）を有する部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｎに代えられて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮｎが生成される。
【０１２３】
この場合、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎを生成するときのリアクタンスセットＸｐ１１〜Ｘｐ１ｍ，Ｘｐ２１〜Ｘｐ２ｍ，Ｘｐ３１〜Ｘｐ３ｍ，・・・，Ｘｐｎ１〜Ｘｐｎｍの個数ｍを相互に異なるようにすればよい。
【０１２４】
例えば、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１を生成するときのリアクタンスセットＸｐ１１〜Ｘｐ１ｍの個数ｍを１６個に設定し、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ２を生成するときのリアクタンスセットＸｐ２１〜Ｘｐ２ｍの個数ｍを１８個に設定し、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ３を生成するときのリアクタンスセットＸｐ３１〜Ｘｐ３ｍの個数ｍを２０個に設定し、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｎを生成するときのリアクタンスセットＸｐｎ１〜Ｘｐｎｍの個数ｍを１６＋２（ｎ−１）個に設定する。
【０１２５】
なお、図１６に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎの鍵長（ビット長）を順次長くしてもよいし、順次短くしてもよい。また、図１３に示すように、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに代える一部分を任意の場所から選択してもよい。
【０１２６】
図１７は、秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。図１７に示す秘密鍵の更新は、図１４に示す秘密鍵の更新において部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎの相互の鍵長（ビット長）を変えたものに相当する。この場合、ｎ回の更新においては、常に、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ１〜ＰＡｎが相互に異なる鍵長（ビット長）を有する部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに変えられる。
【０１２７】
なお、図１７に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎの鍵長（ビット長）を順次長くしてもよいし、順次短くしてもよい。また、図１５に示すように、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに代える一部分を任意の場所から選択してもよい。
【０１２８】
図１８は、秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。図１２から図１７に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、秘密鍵Ｋｓ１の異なる一部分を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに順次代えて秘密鍵Ｋｓ１を更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮｎに順次更新した。
【０１２９】
図１８に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、秘密鍵Ｋｓ１の同じ一部分ＰＡ１を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに順次代えて秘密鍵Ｋｓ１を更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮｎに順次更新する。
【０１３０】
図１８に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、第１回更新：秘密鍵Ｋｓ１→更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１、第２回更新：更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１→更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２、・・・、第ｎ回更新：更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ（ｎ−１）→更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮｎのように更新してもよく、第１回更新：秘密鍵Ｋｓ１→更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１、第２回更新：秘密鍵Ｋｓ１→更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２、・・・、第ｎ回更新：秘密鍵Ｋｓ１→更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮｎのように更新してもよい。
【０１３１】
また、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ１を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに順次代える場合に限らず、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ１〜ＰＡｎのいずれかを部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに順次代えてもよい。
【０１３２】
図１９は、秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。図１９に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新は、図１８に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新において、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎの鍵長（ビット長）を相互に異なるようにしたものである。
【０１３３】
図１９に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、第１回更新：秘密鍵Ｋｓ１→更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１、第２回更新：更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１→更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２、・・・、第ｎ回更新：更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ（ｎ−１）→更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮｎのように更新してもよく、第１回更新：秘密鍵Ｋｓ１→更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１、第２回更新：秘密鍵Ｋｓ１→更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２、・・・、第ｎ回更新：秘密鍵Ｋｓ１→更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮｎのように更新してもよい。
【０１３４】
また、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ１を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに順次代える場合に限らず、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ１〜ＰＡｎのいずれかを部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに順次代えてもよい。
【０１３５】
更に、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎの鍵長（ビット長）を順次長くしてもよいし、順次短くしてもよい。
【０１３６】
図２０は、秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。図１２から図１９に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、秘密鍵Ｋｓ１の１つの一部分を変更したが、図２０に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、秘密鍵Ｋｓ１の２つの一部分を変更する。
【０１３７】
第１回目の更新においては、生成された部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１を２つの部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１＿１，Ｋｓ１＿ｐ１＿２に分割し、秘密鍵Ｋｓ１の２つの一部分１，２をそれぞれ部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１＿１，Ｋｓ１＿ｐ１＿２に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１を生成する。
【０１３８】
そして、第２回目の更新においては、生成された部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ２を２つの部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ２＿１，Ｋｓ１＿ｐ２＿２に分割し、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１の２つの一部分３，４をそれぞれ部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ２＿１，Ｋｓ１＿ｐ２＿２に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２を生成する。
【０１３９】
更に、第３回目の更新においては、生成された部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ３を２つの部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ３＿１，Ｋｓ１＿ｐ３＿２に分割し、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ３の２つの一部分５，６をそれぞれ部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ３＿１，Ｋｓ１＿ｐ３＿２に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ３を生成する。
【０１４０】
以下、同様にして２つの一部分を順次代えて、第ｎ回目の更新において更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮｎを生成する。
【０１４１】
部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎをそれぞれ２つの部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１＿１，Ｋｓ１＿ｐ１＿２〜Ｋｓ１＿ｐｎ＿１，Ｋｓ１＿ｐｎ＿２に分割したときの各部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１＿１，Ｋｓ１＿ｐ１＿２〜Ｋｓ１＿ｐｎ＿１，Ｋｓ１＿ｐｎ＿２の鍵長（ビット長）は、どのように設定されてもよい。
【０１４２】
また、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１＿１〜Ｋｓ１＿ｐｎ＿１は、相互に同じ鍵長（ビット長）であってもよく、相互に同じ鍵長（ビット長）でなくてもよい。
【０１４３】
なお、図１２から図２０に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新においては、秘密鍵Ｋｓ１の一部分を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎに代えることによって秘密鍵Ｋｓ１を更新したが、この発明は、これに限らず、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ（一部分ＰＡ１〜ＰＡｎのいずれか）と部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ（部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎのいずれか）との排他的論理和（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ＯＲ）を演算し、一部分ＰＡ（一部分ＰＡ１〜ＰＡｎのいずれか）を排他的論理和の演算結果に代えてもよい。
【０１４４】
また、秘密鍵Ｋｓ１の一部分ＰＡ（一部分ＰＡ１〜ＰＡｎのいずれか）と部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ（部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎのいずれか）との論理和等、排他的論理和以外の演算方法によって演算し、一部分ＰＡ（一部分ＰＡ１〜ＰＡｎのいずれか）をその演算結果に代えてもよい。
【０１４５】
無線装置３０は、図１２から図２０に示す秘密鍵Ｋｓ１の更新方法と同じ方法によって秘密鍵Ｋｓ２を更新する。この場合、無線装置１０における秘密鍵Ｋｓ１の更新方法と無線装置３０における秘密鍵Ｋｓ２の更新方法とは同じである。
【０１４６】
無線装置１０，３０は、上述した秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の更新を定期的、例えば、１つのパケットを送信する度毎、１つの通信毎、１秒毎、１分毎、および１時間毎等に行なう。
【０１４７】
そして、無線装置１０は、秘密鍵Ｋｓ１または更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮｎを使用してデータを暗号化し、その暗号化したデータを無線装置３０へ送信するとともに、無線装置３０から受信した暗号化データを秘密鍵Ｋｓ１または更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮｎを使用して復号する。また、無線装置３０は、秘密鍵Ｋｓ２または更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ２＿ＲｅＮｎを使用してデータを暗号化し、その暗号化したデータを無線装置１０へ送信するとともに、無線装置１０から受信した暗号化データを秘密鍵Ｋｓ２または更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ２＿ＲｅＮｎを使用して復号する。
【０１４８】
図２１は、図１に示す２つの無線装置１０，３０間で秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を生成して暗号通信を行なう動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、無線装置３０の送信処理部１２０は、ｋ＝１を設定する（ステップＳ１）。そして、指向性設定部２４０は、リアクタンスセットＸ１によりアレーアンテナ２０の指向性を１つの指向性に設定する（ステップＳ２）。
【０１４９】
その後、無線装置１０の信号発生部１１０は、所定のデータを発生して送信処理部１２０へ出力する。送信処理部１２０は、所定のデータに変調等の処理を施し、アンテナ１１を介して無線装置３０へ所定のデータを構成する電波を送信する（ステップＳ３）。
【０１５０】
無線装置３０において、アレーアンテナ２０は、無線装置１０からの電波を受信し、その受信した電波をプロファイル生成部１５０へ出力する。プロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０から受けた電波の強度Ｉ２ｋを検出する（ステップＳ４）。
【０１５１】
その後、無線装置３０の信号発生部１１０は、所定のデータを発生して送信処理部１２０へ出力する。送信処理部１２０は、所定のデータに変調等の処理を施し、アレーアンテナ２０を介して無線装置１０へ所定のデータを構成する電波を送信する（ステップＳ５）。
【０１５２】
無線装置１０において、アンテナ１１は、無線装置３０からの電波を受信し、その受信した電波をプロファイル生成部１５０へ出力する。プロファイル生成部１５０は、アンテナ１１から受けた電波の強度Ｉ１ｋを検出する（ステップＳ６）。
【０１５３】
その後、無線装置３０の送信処理部１２０は、ｋ＝ｊであるか否かを判定する（ステップＳ７）。そして、ｋ＝ｊでないとき、送信処理部１２０は、ｋ＝ｋ＋１を設定し（ステップＳ８）、ステップＳ７においてｋ＝ｊであると判定されるまで、ステップＳ２〜Ｓ８が繰返し実行される。即ち、アレーアンテナ２０の指向性がリアクタンスセットＸ１〜Ｘｊによってｊ個に変えられて、無線装置１０のアンテナ１１と無線装置３０のアレーアンテナ２０との間で所定の信号を構成する電波が送受信され、強度Ｉ１１〜Ｉ１ｊ及びＩ２１〜Ｉ２ｊが検出されるまで、ステップＳ２〜Ｓ８が繰返し実行される。
【０１５４】
ステップＳ７において、ｋ＝ｊであると判定されると、無線装置３０において、プロファイル生成部１５０は、強度Ｉ２１〜Ｉ２ｊから受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ２（受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩの一種）を作成して鍵作成部１６０へ出力する。
【０１５５】
鍵作成部１６０は、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ２から平均値ＷＩａｖｅ１２（平均値ＷＩａｖｅ１の一種）を演算し、その演算した平均値ＷＩａｖｅ１２によって強度Ｉ２１〜Ｉ２ｊを多値化する。そして、鍵作成部１６０は、多値化した各値をビットパターンとする秘密鍵Ｋｓ２を生成する（ステップＳ９）。
【０１５６】
また、無線装置１０のプロファイル生成部１５０は、強度Ｉ１１〜Ｉ１ｊから受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ１（受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩの一種）を作成して鍵作成部１６０へ出力する。鍵作成部１６０は、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ１から平均値ＷＩａｖｅ１１（平均値ＷＩａｖｅ１の一種）を演算し、その演算した平均値ＷＩａｖｅ１１によって強度Ｉ１１〜Ｉ１ｊを多値化する。そして、鍵作成部１６０は、多値化した各値をビットパターンとする秘密鍵Ｋｓ１を生成する（ステップＳ１０）。
【０１５７】
その後、無線装置１０において、鍵作成部１６０は、秘密鍵Ｋｓ１を鍵一致確認部１７０へ出力する。鍵一致確認部１７０のデータ発生部１７１は、上述した方法によって鍵確認用データＤＣＦＭ１を発生して送信処理部１２０及びデータ比較部１７２へ出力する。送信処理部１２０は、鍵確認用データＤＣＦＭ１に変調等の処理を施し、アンテナ部１３０を介して無線装置３０へ鍵確認用データＤＣＦＭ１を送信する。
【０１５８】
そして、アンテナ部１３０は、無線装置３０において発生された鍵確認用データＤＣＦＭ２を無線装置３０から受信し、その受信した鍵確認用データＤＣＦＭ２を受信処理部１４０へ出力する。受信処理部１４０は、鍵確認用データＤＣＦＭ２に所定の処理を施し、鍵一致確認部１７０のデータ比較部１７２へ鍵確認用データＤＣＦＭ２を出力する。
【０１５９】
データ比較部１７２は、データ発生部１７１からの鍵確認用データＤＣＦＭ１を受信処理部１４０からの鍵確認用データＤＣＦＭ２と比較する。そして、データ比較部１７２は、鍵確認用データＤＣＦＭ１が鍵確認用データＤＣＦＭ２に一致しているとき、一致信号ＭＴＨを生成して結果処理部１７３へ出力する。結果処理部１７３は、一致信号ＭＴＨに応じて、鍵作成部１６０からの秘密鍵Ｋｓ１を鍵記憶部１８０に記憶する。
【０１６０】
一方、鍵確認用データＤＣＦＭ１が鍵確認用データＤＣＦＭ２に不一致であるとき、データ比較部１７２は、不一致信号ＮＭＴＨを生成して送信処理部１２０及び鍵一致化部１９０へ出力する。送信処理部１２０は、不一致信号ＮＭＴＨをアンテナ部１３０を介して無線装置３０へ送信する。そして、無線装置３０は、無線装置１０において秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の不一致が確認されたことを検知する。
【０１６１】
これにより、無線装置１０における鍵一致の確認が終了する（ステップＳ１１）。
【０１６２】
なお、無線装置１０における鍵一致確認に代えて、無線装置３０において鍵一致確認をしてもよい（ステップＳ１２）。
【０１６３】
ステップＳ１１において、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の不一致が確認されたとき、無線装置１０において、鍵一致化部１９０の擬似シンドローム作成部１９１は、鍵一致確認部１７０から不一致信号ＮＭＴＨを受ける。そして、擬似シンドローム作成部１９１は、不一致信号ＮＭＴＨに応じて、鍵作成部１６０から受けた秘密鍵Ｋｓ１のビットパターンｘ１を検出し、その検出したビットパターンｘ１のシンドロームｓ１＝ｘ１ＨＴを演算する。
【０１６４】
擬似シンドローム作成部１９１は、演算したシンドロームｓ１＝ｘ１ＨＴを不一致ビット検出部１９２へ出力し、ビットパターンｘ１を鍵不一致訂正部１９３へ出力する。
【０１６５】
一方、無線装置３０は、ステップＳ１１において無線装置１０から不一致信号ＮＭＴＨを受信し、その受信した不一致信号ＮＭＴＨに応じて、シンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴを演算して無線装置１０へ送信する。
【０１６６】
無線装置１０のアンテナ部１３０は、無線装置３０からシンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴを受信して受信処理部１４０へ出力する。受信処理部１４０は、シンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴに対して所定の処理を施し、シンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴを鍵一致化部１９０へ出力する。
【０１６７】
鍵一致化部１９０の不一致ビット検出部１９２は、受信処理部１４０から無線装置３０において作成されたシンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴを受ける。そして、不一致ビット検出部１９２は、無線装置１０で作成されたシンドロームｓ１＝ｘ１ＨＴと無線装置３０において作成されたシンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴとの差分ｓ＝ｓ１−ｓ２を演算する。
【０１６８】
その後、不一致ビット検出部１９２は、ｓ≠０であることを確認し、鍵不一致のビットパターンｅ＝ｘ１−ｘ２をｓ＝ｅＨＴに基づいて演算し、その演算した鍵不一致のビットパターンｅを鍵不一致訂正部１９３へ出力する。
【０１６９】
鍵不一致訂正部１９３は、擬似シンドローム作成部１９１からのビットパターンｘ１と、不一致ビット検出部１９２からの鍵不一致のビットパターンｅとに基づいて、無線装置３０において作成された秘密鍵Ｋｓ２のビットパターンｘ２＝ｘ１−ｅを演算する。
【０１７０】
そして、データ発生部１９４、データ比較部１９５及び結果処理部１９６は、鍵一致確認部１７０における鍵一致確認の動作と同じ動作によって、一致化された鍵ｘ２＝ｘ１−ｅの一致を確認する。
【０１７１】
これにより、鍵不一致対策が終了する（ステップＳ１３）。
【０１７２】
なお、無線装置１０における鍵不一致対策に代えて、無線装置３０において鍵不一致対策をしてもよい（ステップＳ１４）。
【０１７３】
ステップＳ１１において、秘密鍵Ｋｓ１が秘密鍵Ｋｓ２に一致することが確認されたとき、またはステップＳ１３において鍵不一致対策がなされたとき、暗号部２１０は、鍵記憶部１８０から秘密鍵Ｋｓ１を読出して送信データを暗号化し、その暗号化した送信データを送信処理部１２０へ出力する。そして、送信処理部１２０は、暗号化された送信データに変調等を施し、アンテナ部１３０を介して暗号化された送信データを無線装置３０へ送信する。
【０１７４】
また、アンテナ部１３０は、暗号化された送信データを無線装置３０から受信し、その受信した暗号化された送信データを受信処理部１４０へ出力する。受信処理部１４０は、暗号化された送信データに所定の処理を施し、暗号化された送信データを復号部２２０へ出力する。
【０１７５】
復号部２２０は、受信処理部１４０からの暗号化された送信データを秘密鍵Ｋｓ１によって復号して受信データを取得する。
【０１７６】
これにより、秘密鍵Ｋｓ１による暗号・復号が終了する（ステップＳ１５）。
【０１７７】
無線装置３０においても、無線装置１０と同じ動作によって秘密鍵Ｋｓ２による暗号・復号が行なわれる（ステップＳ１６）。そして、一連の動作が終了する。
【０１７８】
図２１に示すステップＳ３，Ｓ４の動作は、無線装置３０において受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ２を生成するための電波を無線装置１０のアンテナ１１から無線装置３０のアレーアンテナ２０へ送信し、かつ、無線装置３０において電波の強度Ｉ２ｋを検出する動作であり、ステップＳ５，Ｓ６に示す動作は、無線装置１０において受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ１を生成するための電波を無線装置３０のアレーアンテナ２０から無線装置１０のアンテナ１１へ送信し、かつ、無線装置１０において電波の強度Ｉ１ｋを検出する動作である。そして、所定の信号を構成する電波の無線装置１０のアンテナ１１から無線装置３０のアレーアンテナ２０への送信及び所定のデータを構成する電波の無線装置３０のアレーアンテナ２０から無線装置１０のアンテナ１１への送信は、アレーアンテナ２０の指向性を１つの指向性に設定して交互に行なわれる。つまり、所定のデータを構成する電波は、無線装置１０のアンテナ１１と無線装置３０のアレーアンテナ２０との間で時分割復信（ＴＤＤ）等により送受信される。
【０１７９】
従って、アレーアンテナ２０の指向性を１つの指向性に設定して無線装置１０のアンテナ１１から無線装置３０のアレーアンテナ２０へ所定のデータを構成する電波を送信し、無線装置３０において電波の強度Ｉ２ｋを検出した直後に、同じ所定のデータを構成する電波を無線装置３０のアレーアンテナ２０から無線装置１０のアンテナ１１へ送信し、無線装置１０において電波の強度Ｉ１ｋを検出することができる。その結果、無線装置１０，３０間において同じ伝送路特性を確保して所定のデータを構成する電波を無線装置１０，３０間で送受信でき、電波の可逆性により電波の強度Ｉ１１〜Ｉ１ｊをそれぞれ電波の強度Ｉ２１〜Ｉ２ｊに一致させることができる。そして、無線装置１０において作成される秘密鍵Ｋｓ１を無線装置３０において作成される秘密鍵Ｋｓ２に容易に一致させることができる。
【０１８０】
また、所定のデータを構成する電波は、無線装置１０，３０間で時分割復信（ＴＤＤ）等により送受信されるので、電波の干渉を抑制して１つのアレーアンテナ２０を介して所定のデータを構成する電波を無線装置１０，３０間で送受信できる。
【０１８１】
更に、鍵確認用データＤＣＦＭ１〜４は、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２に非可逆的な演算、または一方向的な演算を施して発生されるので、鍵確認用データＤＣＦＭ１〜４が盗聴されても秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２が解読される危険性を極めて低くできる。
【０１８２】
更に、シンドロームｓ１，ｓ２は、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２のビットパターンを示す鍵ｘ１，ｘ２に検査行列Ｈの転置行列ＨＴを乗算して得られるので、シンドロームｓ１，ｓ２が盗聴されても直ちに情報のビットパターンが推測されることは特殊な符号化を想定しない限り起こらない。従って、盗聴を抑制して秘密鍵を一致させることができる。
【０１８３】
図２２は、秘密鍵を更新して２つの無線装置１０，３０間で暗号通信を行なう動作を説明するためのフローチャートである。図２２に示すフローチャートは、図２１に示すフローチャートのステップＳ７，Ｓ９，Ｓ１０をステップＳ７Ａ，Ｓ９Ａ，Ｓ９Ｂ，Ｓ１０Ａ，Ｓ１０Ｂに代え、ステップＳ１５，Ｓ１６をステップＳ１５Ａ，Ｓ１６Ａに代えたものであり、その他は、図２１に示すフローチャートと同じである。
【０１８４】
ステップＳ６が終了すると、無線装置３０の送信処理部１２０は、ｋ＝ｍであるか否かを判定し（ステップＳ７Ａ）、ｋ＝ｍでないとき、上述したステップＳ８が実行される。そして、ステップＳ７Ａにおいて、ｋ＝ｍであると判定されるまで、ステップＳ１〜Ｓ６，Ｓ７Ａ，Ｓ８が繰返し実行される。
【０１８５】
ステップＳ７Ａにおいて、ｋ＝ｍであると判定されると、無線装置３０において、プロファイル生成部１５０は、強度Ｉ２１〜Ｉ２ｍから受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ（ＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ１〜ＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ５のいずれか）を作成して鍵更新部２００へ出力する。
【０１８６】
鍵更新部２００は、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐから平均値ＷＩａｖｅ２２（平均値ＷＩａｖｅ２の一種）を演算し、その演算した平均値ＷＩａｖｅ２２によって強度Ｉ２１〜Ｉ２ｍを多値化する。そして、鍵更新部２００は、多値化した各値をビットパターンとする部分秘密鍵Ｋｓ２＿ｐを生成する（ステップＳ９Ａ）。
【０１８７】
また、無線装置１０において、プロファイル生成部１５０は、強度Ｉ１１〜Ｉ１ｍから受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐを作成して鍵更新部２００へ出力する。鍵更新部２００は、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐから平均値ＷＩａｖｅ２１（平均値ＷＩａｖｅ２の一種）を演算し、その演算した平均値ＷＩａｖｅ２１によって強度Ｉ１１〜Ｉ１ｍを多値化する。そして、鍵更新部２００は、多値化した各値をビットパターンとする部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐを生成する（ステップＳ９Ｂ）。
【０１８８】
その後、無線装置３０の鍵更新部２００は、上述した図１２から図２０に示すいずれかの方法により秘密鍵Ｋｓ２の一部分を部分秘密鍵Ｋｓ２＿ｐに代えて更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮを生成する（ステップＳ１０Ａ）。そして、無線装置１０の鍵更新部２００も、上述した図１２から図２０に示すいずれかの方法により秘密鍵Ｋｓ１の一部分を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐに代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを生成する（ステップＳ１０Ｂ）。なお、この場合、無線装置１０の鍵更新部２００および無線装置３０の鍵更新部２００は、同じ方法によってそれぞれ秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の一部を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐに代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮを生成する。
【０１８９】
そうすると、図２１において説明したステップＳ１１，Ｓ１３（またはステップＳ１２，Ｓ１４）を用いて、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮの鍵一致確認および鍵不一致対策が行なわれる。
【０１９０】
そして、ステップＳ１１において、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮが更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮに一致することが確認されたとき、またはステップＳ１３において鍵不一致対策がなされたとき、暗号部２１０は、鍵記憶部１８０から更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを読出して送信データを暗号化し、暗号化した送信データを送信処理部１２０へ出力する。そして、送信処理部１２０は、暗号化された送信データに変調等を施し、アンテナ部１３０を介して暗号化された送信データを無線装置３０へ送信する。
【０１９１】
また、アンテナ部１３０は、暗号化された送信データを無線装置３０から受信し、その受信した暗号化された送信データを受信処理部１４０へ出力する。受信処理部１４０は、暗号化された送信データに所定の処理を施し、暗号化された送信データを復号部２２０へ出力する。
【０１９２】
復号部２２０は、受信処理部１４０からの暗号化された送信データを更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮにより復号して受信データを取得する。
【０１９３】
これにより、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮによる暗号・復号が終了する（ステップＳ１５Ａ）。
【０１９４】
無線装置３０においても、無線装置１０と同じ動作によって更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮによる暗号・復号が行なわれる（ステップＳ１６Ａ）。そして、一連の動作が終了する。
【０１９５】
図２２に示すフローチャートに従って秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を更新した後、上述した一定期間が経過すると、図２２に示すフローチャートが繰り返し実行され、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮが一定期間毎に順次更新される。
【０１９６】
図２２に示すステップＳ３，Ｓ４の動作は、部分秘密鍵Ｋｓ２＿ｐを生成するための電波強度Ｉ２１〜Ｉ２ｍを無線装置３０が検出する動作であり、ステップＳ５，Ｓ６に示す動作は、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐを生成するための電波強度Ｉ１１〜Ｉ１ｍを無線装置１０が検出する動作である。そして、電波強度Ｉ１１〜Ｉ１ｍは、上述した理由により、電波強度Ｉ２１〜Ｉ２ｍにそれぞれ一致するので、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐは、部分秘密鍵Ｋｓ２＿ｐに一致する。
【０１９７】
また、図２２のステップＳ１〜Ｓ６，Ｓ７Ａ，Ｓ８，９Ａ，９Ｂ，１０Ａ，１０Ｂに示すように、アレーアンテナ２０の指向性をｍ個の指向性に順次変化させて所定のデータを構成する電波を無線装置１０，３０間で送受信し、その受信電波強度である電波強度Ｉ１１〜Ｉ１ｍ，Ｉ２１〜Ｉ２ｍに基づいてそれぞれ部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐを生成し、さらに、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の一部分をそれぞれ部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐに代えることによって秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を更新するので、この発明は、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を更新するための部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐを無線装置１０，３０間の伝送路特性を利用して生成することを第１の特徴とし、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を更新するための部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐを無線装置１０，３０間で通信することなく秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を更新することを第２の特徴とする。
【０１９８】
そして、第１の特徴により、無線装置１０，３０の近傍に盗聴装置５０が存在していても、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐが盗聴装置５０によって盗聴されるのを抑制できる。
【０１９９】
また、第２の特徴により、無線装置１０，３０の近傍に盗聴装置５０が存在していても、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮが盗聴装置５０によって盗聴されるのを防止できる。つまり、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の更新に用いる部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐは、無線装置１０，３０間で通信されないので、盗聴装置５０は、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐ自体を、一切、傍受できない。その結果、盗聴装置５０は、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮを生成することができない。
【０２００】
この場合、盗聴装置５０は、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐを生成する元になる電波を傍受できたとしても、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２のいずれの一部分を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐに代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮを生成するかを検知できないので、結局、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮを生成できない。
【０２０１】
このように、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の更新に用いる部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐを無線装置１０，３０間で通信せずに秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を更新することによって、無線装置１０，３０間の暗号通信に用いる秘密鍵（秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２および更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮ）の盗聴装置５０による盗聴を防止でき、暗号通信のセキュリティを向上できる。
【０２０２】
更に、この発明においては、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の一部分を部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ，Ｋｓ２＿ｐに代えることによって秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を更新するので、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を迅速に更新できる。
【０２０３】
なお、無線装置１０，３０間で暗号通信を行なう動作は、実際には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、無線装置１０に搭載されたＣＰＵは、図２１に示す各ステップＳ３，Ｓ６，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５、または図２２に示す各ステップＳ３，Ｓ６，Ｓ９Ｂ，Ｓ１０Ｂ，Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５Ａを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、無線装置３０に搭載されたＣＰＵは、図２１に示す各ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１６、または図２２に示す各ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７Ａ，Ｓ８，Ｓ９Ａ，Ｓ１０Ａ，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１６Ａを備えるプログラムをＲＯＭから読出し、無線装置１０，３０に搭載された２つのＣＰＵは、その読出したプログラムを実行して図２１および図２２に示すフローチャートに従って無線装置１０，３０間で暗号通信を行なう。
【０２０４】
従って、ＲＯＭは、無線装置１０，３０間で暗号通信を行なう動作をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０２０５】
そして、図２１および図２２に示す各ステップを備えるプログラムは、アレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変えて受信した複数の電波に基づいて、無線装置１０，３０間における暗号通信をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるプログラムである。
【０２０６】
上記においては、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長は、１２８ビットであるとして説明したが、これに限らず、この発明においては、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長は、無線装置１０，３０間の通信環境に応じて決定されてもよい。即ち、無線装置１０，３０間の通信環境が盗聴し易い環境であるとき、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長を相対的に長くし、無線装置１０，３０間の通信環境が盗聴し難い環境であるとき、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長を相対的に短くする。
【０２０７】
更に、定期的に秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長を変えるようにしてもよい。
【０２０８】
更に、無線装置１０，３０間で送受信する情報の機密性に応じて秘密鍵Ｋｓ１、Ｋｓ２の鍵長を変えるようにしてもよい。即ち、情報の機密性が高いとき秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長を相対的に長くし、情報の機密性が低いとき秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長を相対的に短くする。
【０２０９】
そして、この鍵長は、アレーアンテナ２０の指向性を変化させる個数、即ち、制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｊの個数により制御される。秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２は、検出された電波の強度Ｉ１１〜Ｉ１ｊ，Ｉ２１〜Ｉ２ｊの個数からなるビットパターンを有し、電波の強度Ｉ１１〜Ｉ１ｊ，Ｉ２１〜Ｉ２ｊの個数は、アレーアンテナ２０の指向性を変化させる個数に等しいからである。つまり、制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｊの個数により秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長を制御できる。
【０２１０】
このように、この発明においては、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長は、電気的に指向性を切換え可能なアレーアンテナ２０の指向性を変化させる個数によって決定される。
【０２１１】
更に、上記においては、２つの無線装置間において秘密鍵を生成する場合、即ち、１つの無線装置が１つの無線装置と暗号通信する場合について説明したが、この発明は、これに限らず、１つの無線装置が複数の無線装置と通信する場合についても適用される。この場合、１つの無線装置は、通信の相手毎にアレーアンテナ２０の指向性の切換パターンを変えて秘密鍵を生成する。１つの無線装置は、アレーアンテナ２０の指向性の切換パターンを１つに固定して複数の無線装置との間で秘密鍵を生成することも可能であるが（複数の無線装置の設置場所によって１つの無線装置との伝送路が異なるので、通信の相手毎に異なる秘密鍵を生成できる）、盗聴を効果的に抑制するには、通信の相手毎にアレーアンテナ２０の指向性の切換パターンを変えて秘密鍵を生成するのが好ましい。
【０２１２】
なお、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩに基づいて生成された秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２は、それぞれ、「第１の初期秘密鍵」および「第２の初期秘密鍵」を構成する。
【０２１３】
また、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮｎは、「第１の更新秘密鍵」を構成し、更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ２＿ＲｅＮｎは、「第２の更新秘密鍵」を構成する。
【０２１４】
更に、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎは、「ｎ個の第１の部分秘密鍵」を構成し、部分秘密鍵Ｋｓ２＿ｐ１〜Ｋｓ２＿ｐｎは、「ｎ個の第２の部分秘密鍵」を構成する。
【０２１５】
［実施の形態２］
図２３は、実施の形態２による無線通信システムの概略図である。実施の形態２による無線通信システム１００Ａは、図１に示す無線通信システム１００の無線装置１０，３０をそれぞれ無線装置１０Ａ，３０Ａに代えたものであり、その他は、無線通信システム１００と同じである。
【０２１６】
図２４は、図２３に示す一方の無線装置１０Ａの概略ブロック図である。無線装置１０Ａは、図２に示す無線装置１０の鍵作成部１６０および鍵更新部２００をそれぞれ鍵作成部１６０Ａおよび鍵更新部２００Ａに代えたものであり、その他は、無線装置１０と同じである。
【０２１７】
ＷＥＰ（Ｗｉｒｅｄ  Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｐｒｉｖａｃｙ）暗号通信方式は、秘密鍵に初期ベクタＩＶ（Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｖｅｃｔｏｒ）を追加し、その追加結果である秘密鍵／初期ベクタＩＶを擬似乱数発生器に通して秘密鍵を生成するとともに、その生成した秘密鍵とデータ（平文）との排他的論理和を演算することによってデータを暗号化し、その暗号化データに初期ベクタＩＶを付加して相手方へ送信する。
【０２１８】
このＷＥＰ暗号通信方式では、秘密鍵を生成するための初期ベクタＩＶが平文の状態で無線通信により送信されるため、この初期ベクタＩＶが盗聴され、結果的に暗号通信に用いる秘密鍵が盗聴される危険性がある。
【０２１９】
そこで、この実施の形態２においては、このＷＥＰ暗号通信方式を用いた場合にも盗聴を防止してセキュリティを向上させることができる無線通信システムについて説明する。
【０２２０】
鍵作成部１６０Ａは、ＡＳＣＩＩ文字列からなり、１６進数に変換された秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅを保持しており、プロファイル生成部１５０から受けた受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩに基づいて初期ベクタＩＶ１＿０を生成する。そして、鍵作成部１６０Ａは、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅに初期ベクタＩＶ１＿０を追加し、その追加したビット列に基づいて擬似乱数を発生させることにより秘密鍵Ｋｓ１を生成して鍵一致確認部１７０および鍵一致化部１９０へ出力する。
【０２２１】
なお、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅは、例えば、１０４ビットからなり、無線装置１０Ａのユーザによって予め鍵作成部１６０Ａに設定される。また、初期ベクタＩＶ１＿０は、例えば、２４ビットからなり、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩを構成する複数の強度ＷＩ１〜ＷＩｊを平均値ＷＩａｖｅ１によって多値化して生成されるので、実施の形態２においては、ｊ＝２４である。秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅが１０４ビットからなり、初期ベクタＩＶ１＿０が２４ビットからなる結果、秘密鍵Ｋｓ１は、１２８ビットからなる。
【０２２２】
鍵更新部２００Ａは、鍵作成部１６０Ａと同様に秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅを保持しており、プロファイル生成部１５０から受けた受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐ１〜ＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎに基づいて初期ベクタＩＶ＿１〜ＩＶ＿ｎを生成する。そして、鍵更新部２００Ａは、予め保持していた秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅに初期ベクタＩＶ＿１〜ＩＶ＿ｎを追加して秘密鍵Ｋｓ１を更新し、その更新した更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを鍵一致確認部１７０および鍵一致化部１９０へ出力する。
【０２２３】
図２５は、図２３に示す他方の無線装置３０Ａの概略ブロック図である。無線装置３０Ａは、図３に示す無線装置３０の鍵作成部１６０および鍵更新部２００をそれぞれ鍵作成部１６０Ａおよび鍵更新部２００Ａに代えたものであり、その他は、無線装置３０と同じである。
【０２２４】
鍵作成部１６０Ａは、無線装置３０Ａのユーザによって予め設定された秘密鍵Ｋｓ２＿ｐｒｅを保持しており、無線装置１０Ａの鍵作成部１６０Ａが秘密鍵Ｋｓ１を生成する方法と同じ方法によって秘密鍵Ｋｓ２を生成する。そして、鍵作成部１６０Ａは、秘密鍵Ｋｓ２を鍵一致確認部１７０および鍵一致化部１９０へ出力する。なお、鍵作成部１６０Ａは、秘密鍵Ｋｓ２＿ｐｒｅに初期ベクタＩＶ２＿０を追加して秘密鍵Ｋｓ２を生成する。
【０２２５】
また、鍵更新部２００Ａは、無線装置１０Ａの鍵更新部２００Ａが秘密鍵Ｋｓ１を更新する方法と同じ方法によって秘密鍵Ｋｓ２を更新して更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮを生成し、その生成した更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮを鍵一致確認部１７０および鍵一致化部１９０へ出力する。
【０２２６】
図２６は、実施の形態２による秘密鍵の生成と暗号化の概念を示す概念図である。初期ベクタＩＶ１＿０は、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩに基づいて生成される。より具体的には、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩを構成するｊ個の強度ＷＩ１〜ＷＩｊの平均値ＷＩａｖｅ１が演算され、ｊ個の強度ＷＩ１〜ＷＩｊが平均値ＷＩａｖｅ１によって多値化されることによって、初期ベクタＩＶ１＿０が生成される。
【０２２７】
そして、生成された初期ベクタＩＶ１＿０は、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅに追加され、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１＿０は、擬似乱数発生器に通され、秘密鍵Ｋｓ１が生成される。
【０２２８】
ＷＥＰ暗号通信方式においては、データである平文ＰＬＴＸＴに一貫性検査値ＩＣＶ（Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ  Ｖａｌｕｅ）が付加されている。この一貫性検査値ＩＣＶは、平文ＰＬＴＸＴが改竄されたか否かを検査するための検査値である。
【０２２９】
このうち、データである平文ＰＬＴＸＴと、上述した方法によって生成された秘密鍵Ｋｓ１との排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）が演算され、平文ＰＬＴＸＴは、暗号化される。そして、暗号化された暗号化データは、一貫性検査値ＩＣＶが付加されて相手方の無線装置へ送信される。
【０２３０】
なお、秘密鍵Ｋｓ２は、秘密鍵Ｋｓ１と同じ方法によって生成され、無線装置３０Ａにおける平文ＰＬＴＸＴの暗号化も、上述した暗号化の方法と同じである。
【０２３１】
また、通信の相手方では、上述した方法と同じ方法によって生成された秘密鍵Ｋｓ１またはＫｓ２と暗号化データとの排他的論理和が演算され、暗号化データが復号される。
【０２３２】
このように、実施の形態２においては、アレーアンテナ２０の指向性がｊ個の指向性に変えられたときに相手方の無線装置から受信したｊ個の強度ＷＩ１〜ＷＩｊを多値化して初期ベクタＩＶ１＿０（またはＩＶ２＿０）が生成され、その生成された初期ベクタＩＶ１＿０（またはＩＶ２＿０）を秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ（またはＫｓ２＿ｐｒｅ）に追加して秘密鍵Ｋｓ１（またはＫｓ２）が生成される。
【０２３３】
従って、この発明においては、初期ベクタＩＶ１＿０，ＩＶ２＿０自体を通信の相手方に送信することなく、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２が生成される。
【０２３４】
また、実施の形態２においては、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を用いてデータを暗号化した後、初期ベクタＩＶ１＿０，ＩＶ２＿０を通信の相手方へ送信することはなく、暗号化データ／一貫性検査値ＩＣＶを通信の相手方へ送信する。
【０２３５】
従って、ＷＥＰ暗号通信方式においては、初期ベクタＩＶは、平文のままで暗号化データと共に通信の相手方へ送信されるが、この実施の形態２においては、秘密鍵Ｋｓ１（またはＫｓ２）を生成するために用いられた初期ベクタＩＶ１＿０（またはＩＶ２＿０）は、暗号化データとともに通信の相手方へ送信されることはない。その結果、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２が盗聴されるのを防止できる。
【０２３６】
図２７は、実施の形態２による秘密鍵の更新と暗号化の概念を示す概念図である。初期ベクタＩＶ１＿ｎは、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎ（ｎは正の整数）に基づいて生成される。より具体的には、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎを構成するｍ個の強度ＷＩｐｎ１〜ＷＩｐｎｍの平均値ＷＩａｖｅ２が演算され、ｍ個の強度ＷＩｐｎ１〜ＷＩｐｎｍは、平均値ＷＩａｖｅ２によって多値化され、その多値化されたビット列からなる初期ベクタＩＶ１＿ｎが生成される。
【０２３７】
そして、生成された初期ベクタＩＶ１＿ｎは、秘密鍵Ｋｓ１の作成に用いられた秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１＿０の初期ベクタＩＶ１＿０の代わりに秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅに追加される。従って、初期ベクタＩＶ１＿ｎは、初期ベクタＩＶ１＿０と同じビット数からなり、実施の形態２においては、ｊ＝ｍである。
【０２３８】
その後、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１＿ｎは、擬似乱数発生器に通され、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮが生成される。
【０２３９】
そうすると、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮと、データである平文ＰＬＴＸＴとの排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）が演算され、暗号化データが生成される。そして、暗号化データに一貫性検査値ＩＣＶが追加され、暗号化データ／ＩＣＶが通信の相手方へ送信される。
【０２４０】
なお、秘密鍵Ｋｓ２は、秘密鍵Ｋｓ１と同じ方法によって更新され、更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮを用いた暗号化の方法は、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを用いた暗号化の方法と同じである。
【０２４１】
また、通信の相手方では、上述した方法と同じ方法によって生成された更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮまたはＫｓ２＿ＲｅＮと暗号化データとの排他的論理和が演算され、暗号化データが復号される。
【０２４２】
このように、実施の形態２においては、アレーアンテナ２０の指向性がｍ個の指向性に変えられたときに相手方の無線装置から受信したｍ個の強度ＷＩｐｎ１〜ＷＩｐｎｍを多値化して初期ベクタＩＶ１＿ｎ（またはＩＶ２＿ｎ）が生成され、その生成された初期ベクタＩＶ１＿ｎ（またはＩＶ２＿ｎ）を秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ（またはＫｓ２＿ｐｒｅ）に追加して秘密鍵Ｋｓ１（またはＫｓ２）が更新される。
【０２４３】
従って、この発明においては、初期ベクタＩＶ１＿ｎ，ＩＶ２＿ｎ自体を通信の相手方に送信することなく、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２が更新される。
【０２４４】
また、実施の形態２においては、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮを用いてデータを暗号化した後、初期ベクタＩＶ１＿ｎ，ＩＶ２＿ｎを通信の相手方へ送信することはなく、暗号化データ／一貫性検査値ＩＣＶを通信の相手方へ送信する。
【０２４５】
従って、ＷＥＰ暗号通信方式においては、秘密鍵の更新時においても、初期ベクタＩＶは、平文のままで暗号化データと共に通信の相手方へ送信されるが、この実施の形態２においては、秘密鍵Ｋｓ１（またはＫｓ２）を更新するために用いられた初期ベクタＩＶ１＿ｎ（またはＩＶ２＿ｎ）は、暗号化データとともに通信の相手方へ送信されることはない。これにより、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮが盗聴されるのを防止できる。
【０２４６】
図２８は、図２３に示す２つの無線装置１０Ａ，３０Ａ間で秘密鍵を生成して暗号通信を行なう動作を説明するための実施の形態２におけるフローチャートである。図２８に示すフローチャートは、図２１に示すフローチャートのステップＳ９，Ｓ１０をステップＳ９１〜Ｓ９４に代えたものであり、その他は、図２１に示すフローチャートと同じである。
【０２４７】
ステップＳ７において、ｋ＝ｊであると判定されると、無線装置３０Ａのプロファイル生成部１５０は、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ２を生成して鍵作成部１６０Ａへ出力する。鍵作成部１６０Ａは、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ２を構成するｊ個の強度ＷＩ１〜ＷＩｊの平均値ＷＩａｖｅ１２を演算し、ｊ個の強度ＷＩ１〜ＷＩｊを平均値ＷＩａｖｅ１２によって多値化して初期ベクタＩＶ２＿０を生成する（ステップＳ９１）。
【０２４８】
一方、無線装置１０Ａにおいても、プロファイル生成部１５０は、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ１を生成して鍵作成部１６０Ａへ出力する。鍵作成部１６０Ａは、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ１を構成するｊ個の強度ＷＩ１〜ＷＩｊの平均値ＷＩａｖｅ１１を演算し、ｊ個の強度ＷＩ１〜ＷＩｊを平均値ＷＩａｖｅ１１によって多値化して初期ベクタＩＶ１＿０を生成する（ステップＳ９２）。
【０２４９】
そして、無線装置３０Ａの鍵作成部１６０Ａは、予め保持している秘密鍵Ｋｓ２＿ｐｒｅに初期ベクタＩＶ２＿０を追加し、その追加したＫｓ２＿ｐｒｅ／ＩＶ２＿０を擬似乱数発生器に通して擬似乱数を発生し、秘密鍵Ｋｓ２を生成する（ステップＳ９３）。
【０２５０】
一方、無線装置１０Ａにおいても、鍵作成部１６０Ａは、予め保持している秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅに初期ベクタＩＶ１＿０を追加し、その追加したＫｓ１＿ｐｒｅ／ＩＶ１＿０を擬似乱数発生器に通して擬似乱数を発生し、秘密鍵Ｋｓ１を生成する（ステップＳ９４）。その後、上述したステップＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１５，Ｓ１６（またはステップＳ１２，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６）が実行され、一連の動作が終了する。なお、ステップＳ１５，Ｓ１６における暗号通信においては、生成した初期ベクタＩＶ１＿０，ＩＶ２＿０を暗号化データに付加して通信の相手方へ送信することはない。
【０２５１】
初期ベクタＩＶ１＿０は、アレーアンテナ２０の指向性をｊ個の指向性に順次変えたときの受信電波の強度Ｉ１１〜Ｉ１ｊに基づいて生成され（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５〜Ｓ８，Ｓ９２参照）、初期ベクタＩＶ２＿０は、アレーアンテナ２０の指向性をｊ個の指向性に順次変えたときの受信電波の強度Ｉ２１〜Ｉ２ｊに基づいて生成され（ステップＳ１〜Ｓ４，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９１参照）、強度Ｉ１１〜Ｉ１ｊは、強度Ｉ２１〜Ｉ２ｊと交互に検出されるので、電波の可逆性により、強度Ｉ１１〜Ｉ１ｊは、それぞれ、強度Ｉ２１〜Ｉ２ｊに一致し、初期ベクタＩＶ１＿０を初期ベクタＩＶ２＿０に一致させることができる。
【０２５２】
また、初期ベクタＩＶ１＿０、ＩＶ２＿０自体を通信の相手方へ送信しないので、初期ベクタＩＶ１＿０，ＩＶ２＿０が盗聴装置５０によって盗聴されることはない。その結果、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ，Ｋｓ２＿ｐｒｅおよび初期ベクタＩＶ１＿０，ＩＶ２＿０が盗聴装置５０によって盗聴されるのを防止でき、ＷＥＰ暗号通信方式のセキュリティを向上させることができる。
【０２５３】
図２９は、秘密鍵を更新して２つの無線装置１０Ａ，３０Ａ間で暗号通信を行なう動作を説明するための実施の形態２におけるフローチャートである。図２９に示すフローチャートは、図２２に示すフローチャートのステップＳ９Ａ，Ｓ９Ｂ，Ｓ１０Ａ，Ｓ１０ＢをステップＳ９１Ａ，Ｓ９２Ａ，Ｓ９３Ａ，Ｓ９４Ａに代えたものであり、その他は、図２２に示すフローチャートと同じである。
【０２５４】
ステップＳ７Ａにおいて、ｋ＝ｍであると判定されると、無線装置３０のプロファイル生成部１５０は、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎを生成して鍵作成部１６０Ａへ出力する。鍵作成部１６０Ａは、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎを構成するｍ個の強度ＷＩＰｎ１〜ＷＩＰｎｍの平均値ＷＩａｖｅ２２を演算し、ｍ個の強度ＷＩＰｎ１〜ＷＩＰｎｍを平均値ＷＩａｖｅ２２によって多値化して初期ベクタＩＶ２＿ｎを生成する（ステップＳ９１Ａ）。
【０２５５】
一方、無線装置１０Ａにおいても、プロファイル生成部１５０は、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎを生成して鍵作成部１６０Ａへ出力する。鍵作成部１６０Ａは、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎを構成するｍ個の強度ＷＩＰｎ１〜ＷＩＰｎｍの平均値ＷＩａｖｅ２１を演算し、ｍ個の強度ＷＩＰｎ１〜ＷＩＰｎｍを平均値ＷＩａｖｅ２１によって多値化して初期ベクタＩＶ１＿ｎを生成する（ステップＳ９２Ａ）。
【０２５６】
そして、無線装置３０の鍵作成部１６０Ａは、秘密鍵Ｋｓ２の生成に用いた秘密鍵Ｋｓ２＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ２＿０の初期ベクタＩＶ２＿０を初期ベクタＩＶ２＿ｎに代え、Ｋｓ２＿ｐｒｅ／ＩＶ２＿ｎを擬似乱数発生器に通して擬似乱数を発生し、更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮを生成する（ステップＳ９３Ａ）。
【０２５７】
一方、無線装置１０Ａにおいても、鍵作成部１６０Ａは、秘密鍵Ｋｓ１の生成に用いた秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１＿０の初期ベクタＩＶ１＿０を初期ベクタＩＶ１＿ｎに代え、Ｋｓ１＿ｐｒｅ／ＩＶ１＿ｎを擬似乱数発生器に通して擬似乱数を発生し、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを生成する（ステップＳ９４Ａ）。その後、上述したステップＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１５Ａ，Ｓ１６Ａ（またはステップＳ１２，１Ｓ１４，Ｓ１５Ａ，Ｓ１６Ａ）が実行され、一連の動作が終了する。なお、ステップＳ１５Ａ，Ｓ１６Ａにおける暗号通信においては、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を更新する毎に順次生成される初期ベクタＩＶ１＿ｎ，ＩＶ２＿ｎを暗号化データに付加して通信の相手方へ送信することはない。
【０２５８】
初期ベクタＩＶ１＿ｎは、アレーアンテナ２０の指向性をｍ個の指向性に順次変えたときの受信電波の強度Ｉ１１〜Ｉ１ｍに基づいて生成され（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７Ａ，Ｓ８，Ｓ９２Ａ参照）、初期ベクタＩＶ２＿ｎは、アレーアンテナ２０の指向性をｍ個の指向性に順次変えたときの受信電波の強度Ｉ２１〜Ｉ２ｍに基づいて生成され（ステップＳ１〜Ｓ４，Ｓ７Ａ，Ｓ８，Ｓ９１Ａ参照）、強度Ｉ１１〜Ｉ１ｍは、強度Ｉ２１〜Ｉ２ｍと交互に検出されるので、電波の可逆性により、強度Ｉ１１〜Ｉ１ｍは、それぞれ、強度Ｉ２１〜Ｉ２ｍに一致し、初期ベクタＩＶ１＿２を初期ベクタＩＶ２＿２に一致させることができる。
【０２５９】
また、初期ベクタＩＶ１＿ｎ，ＩＶ２＿ｎ自体を通信の相手方へ送信しないので、初期ベクタＩＶ１＿ｎ，ＩＶ２＿ｎが盗聴装置５０によって盗聴されることはない。その結果、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２および初期ベクタＩＶ１＿ｎ、ＩＶ２＿ｎが盗聴装置５０によって盗聴されるのを防止でき、ＷＥＰ暗号通信方式のセキュリティを向上させることができる。
【０２６０】
更に、初期ベクタＩＶ１＿０〜ＩＶ１＿ｎ−１，ＩＶ２＿０〜ＩＶ２＿ｎ−１を初期ベクタＩＶ１＿１〜ＩＶ１＿ｎ，ＩＶ２＿１〜ＩＶ２＿ｎに順次代えることにより秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２および更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮ（ｎ−１），Ｋｓ２＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ２＿ＲｅＮ（ｎ−１）を更新するので、秘密鍵を迅速に更新できる。
【０２６１】
上記においては、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１＿０の初期ベクタＩＶ１＿０を初期ベクタＩＶ１＿１〜ＩＶ１＿ｎに順次代えることによって秘密鍵Ｋｓ１を順次更新すると説明したが、この発明においては、これに限られず、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１＿０の初期ベクタＩＶ１＿０を初期ベクタＩＶ１＿１に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１を生成し、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１＿１の初期ベクタＩＶ１＿１を初期ベクタＩＶ１＿２に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２を生成し、以下、同様にして、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１＿ｎ−１の初期ベクタＩＶ１＿ｎ−１を初期ベクタＩＶ１＿ｎに代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮｎを生成し、秘密鍵Ｋｓ１を順次更新してもよい。秘密鍵Ｋｓ２の更新についても同様である。
【０２６２】
なお、無線装置１０Ａ，３０Ａ間で暗号通信を行なう動作は、実際には、ＣＰＵによって行なわれ、無線装置１０Ａに搭載されたＣＰＵは、図２８に示す各ステップＳ３，Ｓ６，Ｓ９２，Ｓ９４，Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５、または図２９に示す各ステップＳ３，Ｓ６，Ｓ９２Ａ，Ｓ９４Ａ，Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５Ａを備えるプログラムをＲＯＭから読出し、無線装置３０Ａに搭載されたＣＰＵは、図２８に示す各ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９１，Ｓ９３，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１６、または図２９に示す各ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７Ａ，Ｓ８，Ｓ９１Ａ，Ｓ９３Ａ，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１６Ａを備えるプログラムをＲＯＭから読出し、無線装置１０Ａ，３０Ａに搭載された２つのＣＰＵは、その読出したプログラムを実行して図２８および図２９に示すフローチャートに従って無線装置１０Ａ，３０Ａ間で暗号通信を行なう。
【０２６３】
従って、ＲＯＭは、無線装置１０Ａ，３０Ａ間で暗号通信を行なう動作をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０２６４】
そして、図２８および図２９に示す各ステップを備えるプログラムは、アレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変えて受信した複数の電波に基づいて、無線装置１０Ａ，３０Ａ間における暗号通信をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるプログラムである。
【０２６５】
秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１＿０は、「第１の初期秘密鍵」を構成し、秘密鍵Ｋｓ２＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ２＿０は、「第２の初期秘密鍵」を構成する。
【０２６６】
また、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ，Ｋｓ２＿ｐｒｅは、それぞれ、「第１の元秘密鍵」および「第２の元秘密鍵」を構成する。
【０２６７】
更に、初期ベクタＩＶ１＿０，ＩＶ２＿０は、それぞれ、「第１の先頭部分秘密鍵」および「第２の先頭部分秘密鍵」を構成する。
【０２６８】
更に、初期ベクタＩＶ１＿１〜ＩＶ１＿ｎは、「ｎ個の第１の部分秘密鍵」を構成し、初期ベクタＩＶ２＿１〜ＩＶ２＿ｎは、「ｎ個の第２の部分秘密鍵」を構成する。
【０２６９】
［実施の形態３］
図３０は、実施の形態３による無線通信システムの概略図である。実施の形態３による無線通信システム１００Ｂは、図１に示す無線通信システム１００の無線装置１０，３０をそれぞれ無線装置１０Ｂ，３０Ｂに代えたものであり、その他は、無線通信システム１００と同じである。
【０２７０】
図３１は、図３０に示す一方の無線装置１０Ｂの概略ブロック図である。無線装置１０Ｂは、図２に示す無線装置１０の鍵作成部１６０および鍵更新部２００をそれぞれ鍵作成部１６０Ｂおよび鍵更新部２００Ｂに代えたものであり、その他は、無線装置１０と同じである。
【０２７１】
実施の形態３においても、ＷＥＰ暗号通信方式におけるセキュリティを向上させる方法について説明する。
【０２７２】
鍵作成部１６０Ｂは、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅを予め保持しており、プロファイル生成部１５０から受けた受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩに基づいて、上述した方法によって初期ベクタＩＶ１＿０を作成する。そして、鍵作成部１６０Ｂは、ＷＥＰ暗号通信方式に従って初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐを作成し、その作成した初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐと初期ベクタＩＶ１＿０との排他的論理和を演算して初期ベクタＩＶ１’＿０を作成する。
【０２７３】
そうすると、鍵作成部１６０Ｂは、予め保持している秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅに初期ベクタＩＶ１’＿０を追加し、その追加結果である秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１’＿０を擬似乱数発生器に通して秘密鍵Ｋｓ１を作成する。そして、鍵作成部１６０Ｂは、生成した秘密鍵Ｋｓ１を鍵一致確認部１７０および鍵一致化部１９０へ出力する。
【０２７４】
鍵更新部２００Ｂは、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅを予め保持しており、プロファイル生成部１５０から受けた受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎに基づいて、上述した方法によって初期ベクタＩＶ１＿ｎを作成する。そして、鍵更新部２００Ｂは、ＷＥＰ暗号通信方式に従って初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐを作成し、その作成した初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐと初期ベクタＩＶ１＿ｎとの排他的論理和を演算して初期ベクタＩＶ１’＿ｎを作成する。
【０２７５】
そうすると、鍵更新部２００Ｂは、秘密鍵Ｋｓ１の生成に用いられた秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１＿０の初期ベクタＩＶ１＿０を初期ベクタＩＶ１’＿ｎに代え、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１’＿ｎを擬似乱数発生器に通して更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを生成する。そして、鍵更新部２００Ｂは、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを鍵一致確認部１７０および鍵一致化部１９０へ出力する。
【０２７６】
図３２は、図３０に示す他方の無線装置３０Ｂの概略ブロック図である。無線装置３０Ｂは、図３に示す無線装置３０の鍵作成部１６０および鍵更新部２００をそれぞれ鍵作成部１６０Ｂおよび鍵更新部２００Ｂに代えたものであり、その他は、無線装置３０と同じである。
【０２７７】
鍵作成部１６０Ｂは、無線装置３０Ｂのユーザによって予め設定された秘密鍵Ｋｓ２＿ｐｒｅを保持しており、無線装置１０Ｂの鍵作成部１６０Ｂが秘密鍵Ｋｓ１を生成する方法と同じ方法によって秘密鍵Ｋｓ２を生成する。そして、鍵作成部１６０Ｂは、秘密鍵Ｋｓ２を鍵一致確認部１７０および鍵一致化部１９０へ出力する。なお、鍵作成部１６０Ｂは、秘密鍵Ｋｓ２＿ｐｒｅに初期ベクタＩＶ２＿０を追加して秘密鍵Ｋｓ２を生成する。
【０２７８】
また、鍵更新部２００Ｂは、無線装置１０Ｂの鍵更新部２００Ｂが秘密鍵Ｋｓ１を更新する方法と同じ方法によって秘密鍵Ｋｓ２を更新して更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮを生成し、その生成した更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮを鍵一致確認部１７０および鍵一致化部１９０へ出力する。
【０２７９】
図３３は、実施の形態３による秘密鍵の生成と暗号化の概念を示す概念図である。初期ベクタＩＶ１＿０は、実施の形態２において説明した方法によって受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩに基づいて生成される。また、ＷＥＰ暗号通信方式に従って初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐが生成される。
【０２８０】
そうすると、初期ベクタＩＶ１＿０と初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐとの排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）が演算され、初期ベクタＩＶ１’＿０が生成される。そして、生成された初期ベクタＩＶ１’＿０は、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅに追加され、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１’＿０は、擬似乱数発生器に通され、秘密鍵Ｋｓ１が生成される。
【０２８１】
その後、実施の形態２において説明したように、データである平文ＰＬＴＸＴと、秘密鍵Ｋｓ１との排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）が演算され、暗号化データが生成される。そして、一貫性検査値ＩＣＶおよび初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐが暗号化データに追加され、一貫性検査値ＩＣＶ／暗号化データ／初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐが通信の相手方へ送信される。
【０２８２】
なお、秘密鍵Ｋｓ２は、秘密鍵Ｋｓ１と同じ方法によって生成され、秘密鍵Ｋｓ２を用いたデータの暗号化方法は、秘密鍵Ｋｓ１を用いた暗号化方法と同じである。
【０２８３】
また、通信の相手方では、上述した方法と同じ方法によって生成された秘密鍵Ｋｓ１またはＫｓ２と暗号化データとの排他的論理和が演算され、暗号化データが復号される。
【０２８４】
図３４は、実施の形態３による秘密鍵の更新と暗号化の概念を示す概念図である。初期ベクタＩＶ１＿ｎは、実施の形態２において説明した方法によって、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎに基づいて生成される。従って、実施の形態３においても、ｊ＝ｍである。また、初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐは、ＷＥＰ暗号通信方式に従って生成される。
【０２８５】
そして、初期ベクタＩＶ１＿ｎと初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐとの排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）が演算され、初期ベクタＩＶ１’＿ｎが生成される。そうすると、秘密鍵Ｋｓ１の生成に用いられた秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１’＿０の初期ベクタＩＶ１’＿０に代えて初期ベクタＩＶ１’＿ｎが秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅに追加される。そして、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１’＿ｎが擬似乱数発生器に通され、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮが生成される。
【０２８６】
その後、実施の形態２において説明したように、データである平文ＰＬＴＸＴと、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮとの排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）が演算され、暗号化データが生成される。そして、一貫性検査値ＩＣＶおよび初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐが暗号化データに追加され、一貫性検査値ＩＣＶ／暗号化データ／初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐが通信の相手方へ送信される。
【０２８７】
なお、更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮは、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮと同じ方法によって生成され、更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮを用いたデータの暗号化方法は、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを用いた暗号化方法と同じである。
【０２８８】
また、通信の相手方では、上述した方法と同じ方法によって生成された更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮまたはＫｓ２＿ＲｅＮと暗号化データとの排他的論理和が演算され、暗号化データが復号される。
【０２８９】
このように、実施の形態３においては、アレーアンテナ２０の指向性がｊ個の指向性に変えられたときに相手方の無線装置から受信したｊ個の強度ＷＩ１〜ＷＩｊを多値化して初期ベクタＩＶ１＿０（またはＩＶ２＿０）を生成し、その生成した初期ベクタＩＶ１＿０（またはＩＶ２＿０）と、ＷＥＰ暗号通信方式に用いられる初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐとの排他的論理和を演算して初期ベクタＩＶ１’＿０（またはＩＶ２’＿０）を生成するとともに、その生成した初期ベクタＩＶ１’＿０（またはＩＶ２’＿０）を秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ（またはＫｓ２＿ｐｒｅ）に追加して秘密鍵Ｋｓ１（またはＫｓ２）を生成する。
【０２９０】
また、秘密鍵Ｋｓ１（またはＫｓ２）の更新においても、秘密鍵Ｋｓ１（またはＫｓ２）の生成時と同じ方法によって秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ（またはＫｓ２＿ｐｒｅ）に追加すべき初期ベクタＩＶ１’＿ｎ（またはＩＶ２’＿ｎ）を演算し、その演算した初期ベクタＩＶ１’＿ｎ（またはＩＶ２’＿ｎ）を秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ（またはＫｓ２＿ｐｒｅ）に追加して更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ（またはＫｓ２＿ＲｅＮ）を生成する。
【０２９１】
従って、初期ベクタＩＶ１’＿０，ＩＶ２’＿０，ＩＶ１’＿ｎ，ＩＶ２’＿ｎ自体を通信の相手方に送信することなく、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の生成および更新が行なわれる。その結果、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２および更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮの盗聴を抑制できる。
【０２９２】
また、実施の形態３においては、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２または更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮによってデータが暗号化された後、初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐ，ＩＶ２＿ｗｅｐは、暗号化データに付加されて平文の状態で通信の相手方へ送信されるが、初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐ，ＩＶ２＿ｗｅｐ自体は、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２および更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮの生成に関与しないので、初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐ，ＩＶ２＿ｗｅｐが盗聴装置５０によって盗聴されても、秘密鍵鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２または更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ，Ｋｓ２＿ＲｅＮは、盗聴装置５０によって盗聴されない。
【０２９３】
このように、実施の形態３においては、初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐ，ＩＶ２＿ｗｅｐは、暗号化データと共に通信の相手方へ送信されるのは、ＷＥＰ暗号通信方式をそのまま利用してＷＥＰ暗号通信方式におけるセキュリティを向上させるためである。
【０２９４】
図３５は、図３０に示す２つの無線装置１０Ｂ，３０Ｂ間で秘密鍵を生成して暗号通信を行なう動作を説明するための実施の形態３におけるフローチャートである。
【０２９５】
図３５に示すフローチャートは、図２８に示すフローチャートのステップＳ９１〜Ｓ９４をステップＳ１０１〜Ｓ１０８に代え、ステップＳ１５，Ｓ１６をステップＳ１５Ｂ，Ｓ１６Ｂに代えたものであり、その他は、図２８に示すフローチャートと同じである。
【０２９６】
ステップＳ７において、ｋ＝ｊであると判定されると、無線装置３０Ｂのプロファイル生成部１５０は、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ２を生成して鍵作成部１６０Ｂへ出力する。鍵作成部１６０Ｂは、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ２を構成するｊ個の強度ＷＩ１〜ＷＩｊの平均値ＷＩａｖｅ１２を演算し、ｊ個の強度ＷＩ１〜ＷＩｊを平均値ＷＩａｖｅ１２によって多値化して初期ベクタＩＶ２＿０を生成する（ステップＳ１０１）。
【０２９７】
そして、鍵作成部１６０Ｂは、初期ベクタＩＶ２＿ｗｅｐを発生し（ステップＳ１０２）、初期ベクタＩＶ２＿０と初期ベクタＩＶ２＿ｗｅｐとの排他的論理和を演算して初期ベクタＩＶ２’＿０を生成する（ステップＳ１０３）。
【０２９８】
一方、無線装置１０Ｂにおいても、プロファイル生成部１５０は、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ１を生成して鍵作成部１６０Ｂへ出力する。鍵作成部１６０Ｂは、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ１を構成するｊ個の強度ＷＩ１〜ＷＩｊの平均値ＷＩａｖｅ１１を演算し、ｊ個の強度ＷＩ１〜ＷＩｊを平均値ＷＩａｖｅ１１によって多値化して初期ベクタＩＶ１＿０を生成する（ステップＳ１０４）。
【０２９９】
そして、鍵作成部１６０Ｂは、初期ベクタＩＶ２＿ｗｅｐと同じ初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐを発生し（ステップＳ１０５）、初期ベクタＩＶ１＿０と初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐとの排他的論理和を演算して初期ベクタＩＶ１’＿０を生成する（ステップＳ１０６）。
【０３００】
そうすると、無線装置３０Ｂの鍵作成部１６０Ｂは、予め保持している秘密鍵Ｋｓ２＿ｐｒｅに初期ベクタＩＶ２’＿０を追加し、その追加したＫｓ２＿ｐｒｅ／ＩＶ２’＿０を擬似乱数発生器に通して擬似乱数を発生し、秘密鍵Ｋｓ２を生成する（ステップＳ１０７）。
【０３０１】
一方、無線装置１０Ｂにおいても、鍵作成部１６０Ｂは、予め保持している秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅに初期ベクタＩＶ１’＿０を追加し、その追加したＫｓ１＿ｐｒｅ／ＩＶ１’＿０を擬似乱数発生器に通して擬似乱数を発生し、秘密鍵Ｋｓ１を生成する（ステップＳ１０８）。その後、上述したステップＳ１１，Ｓ１３（またはステップＳ１２，Ｓ１４）が実行される。
【０３０２】
そして、秘密鍵Ｋｓ１と秘密鍵Ｋｓ２との鍵一致確認または鍵不一致対策が行なわれた後、無線装置１０Ｂは、秘密鍵Ｋｓ１を用いてデータを暗号化して初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐ／暗号化データを無線装置３０Ｂへ送信するとともに、無線装置３０Ｂから受信した暗号化データを秘密鍵Ｋｓ１によって復号する（ステップＳ１５Ｂ）。
【０３０３】
また、無線装置３０Ｂは、秘密鍵Ｋｓ２を用いてデータを暗号化して初期ベクタＩＶ２＿ｗｅｐ／暗号化データを無線装置１０Ｂへ送信するとともに、無線装置１０Ｂから受信した暗号化データを秘密鍵Ｋｓ２によって復号する（ステップＳ１６Ｂ）。そして、一連の動作が終了する。
【０３０４】
初期ベクタＩＶ１＿０は、アレーアンテナ２０の指向性をｊ個の指向性に順次変えたときの受信電波の強度Ｉ１１〜Ｉ１ｊに基づいて生成され（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５〜Ｓ８，Ｓ１０４参照）、初期ベクタＩＶ２＿０は、アレーアンテナ２０の指向性をｊ個の指向性に順次変えたときの受信電波の強度Ｉ２１〜Ｉ２ｊに基づいて生成され（ステップＳ１〜Ｓ４，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１０１参照）、強度Ｉ１１〜Ｉ１ｊは、強度Ｉ２１〜Ｉ２ｊと交互に検出されるので、電波の可逆性により、強度Ｉ１１〜Ｉ１ｊは、それぞれ、強度Ｉ２１〜Ｉ２ｊに一致し、初期ベクタＩＶ１＿０を初期ベクタＩＶ２＿０に一致させることができる。
【０３０５】
また、初期ベクタＩＶ１’＿０は、初期ベクタＩＶ１＿０と初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐとの排他的論理和を演算することにより生成され、初期ベクタＩＶ２’＿０は、初期ベクタＩＶ２＿０と初期ベクタＩＶ２＿ｗｅｐとの排他的論理和を演算することにより生成され、更に、初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐは、初期ベクタＩＶ２＿ｗｅｐと同じであるので、初期ベクタＩＶ１’＿０を初期ベクタＩＶ２’＿０に一致させることができる。
【０３０６】
更に、初期ベクタＩＶ１’＿０、ＩＶ２’＿０自体を通信の相手方へ送信しないので、初期ベクタＩＶ１’＿０，ＩＶ２’＿０が盗聴装置５０によって盗聴されることはない。その結果、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ，Ｋｓ２＿ｐｒｅおよび初期ベクタＩＶ１’＿０，ＩＶ２’＿０が盗聴装置５０によって盗聴されるのを防止でき、ＷＥＰ暗号通信方式のセキュリティを向上させることができる。
【０３０７】
図３６は、秘密鍵を更新して２つの無線装置間で暗号通信を行なう動作を説明するための実施の形態３におけるフローチャートである。図３６に示すフローチャートは、図２９に示すフローチャートのステップＳ９１Ａ〜Ｓ９４ＡをステップＳ１０１Ａ〜Ｓ１０８Ａに代え、ステップＳ１５Ｂ，Ｓ１６ＢをステップＳ１５Ｃ，１６Ｃに代えたものであり、その他は、図２９に示すフローチャートと同じである。
【０３０８】
ステップＳ７Ａにおいて、ｋ＝ｍであると判定されると、無線装置３０Ｂのプロファイル生成部１５０は、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎを生成して鍵更新部２００Ｂへ出力する。鍵更新部２００Ｂは、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎを構成するｍ個の強度ＷＩｐｎ１〜ＷＩｐｎｍの平均値ＷＩａｖｅ２２を演算し、ｍ個の強度ＷＩｐｎ１〜ＷＩｐｎｍを平均値ＷＩａｖｅ２２によって多値化して初期ベクタＩＶ２＿ｎを生成する（ステップＳ１０１Ａ）。
【０３０９】
そして、鍵作成部１６０Ｂは、初期ベクタＩＶ２＿ｗｅｐを発生し（ステップＳ１０２Ａ）、初期ベクタＩＶ２＿ｎと初期ベクタＩＶ２＿ｗｅｐとの排他的論理和を演算して初期ベクタＩＶ２’＿ｎを生成する（ステップＳ１０３Ａ）。
【０３１０】
一方、無線装置１０Ｂにおいても、プロファイル生成部１５０は、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎを生成して鍵更新部２００Ｂへ出力する。鍵更新部２００Ｂは、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎを構成するｍ個の強度ＷＩｐｎ１〜ＷＩｐｎｍの平均値ＷＩａｖｅ２１を演算し、ｍ個の強度ＷＩｐｎ１〜ＷＩｐｎｍを平均値ＷＩａｖｅ２１によって多値化して初期ベクタＩＶ１＿ｎを生成する（ステップＳ１０４Ａ）。
【０３１１】
そして、鍵更新部２００Ｂは、初期ベクタＩＶ２＿ｗｅｐと同じ初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐを発生し（ステップＳ１０５Ａ）、初期ベクタＩＶ１＿ｎと初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐとの排他的論理和を演算して初期ベクタＩＶ１’＿ｎを生成する（ステップＳ１０６Ａ）。
【０３１２】
そうすると、無線装置３０Ｂの鍵更新部２００Ｂは、Ｋｓ２＿ｐｒｅ／ＩＶ２’＿０の初期ベクタＩＶ２’＿０を初期ベクタＩＶ２’＿ｎに代えて秘密鍵Ｋｓ２＿ｐｒｅに追加し、その追加したＫｓ２＿ｐｒｅ／ＩＶ２’＿ｎを擬似乱数発生器に通して擬似乱数を発生し、更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮを生成する（ステップＳ１０７Ａ）。
【０３１３】
一方、無線装置１０Ｂにおいても、鍵更新部２００Ｂは、Ｋｓ１＿ｐｒｅ／ＩＶ１’＿０の初期ベクタＩＶ１’＿０を初期ベクタＩＶ１’＿ｎに代えて秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅに追加し、その追加したＫｓ１＿ｐｒｅ／ＩＶ１’＿ｎを擬似乱数発生器に通して擬似乱数を発生し、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを生成する（ステップＳ１０８Ａ）。その後、上述したステップＳ１１，Ｓ１３（またはステップＳ１２，Ｓ１４）が実行される。
【０３１４】
そして、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮと更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮとの鍵一致確認または鍵不一致対策が行なわれた後、無線装置１０Ｂは、更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮを用いてデータを暗号化して初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐ／暗号化データを無線装置３０Ｂへ送信するとともに、無線装置３０Ｂから受信した暗号化データを更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮによって復号する（ステップＳ１５Ｃ）。
【０３１５】
また、無線装置３０Ｂは、更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮを用いてデータを暗号化して初期ベクタＩＶ２＿ｗｅｐ／暗号化データを無線装置１０Ｂへ送信するとともに、無線装置１０Ｂから受信した暗号化データを更新秘密鍵Ｋｓ２＿ＲｅＮによって復号する（ステップＳ１６Ｃ）。そして、一連の動作が終了する。
【０３１６】
初期ベクタＩＶ１’＿ｎは、アレーアンテナ２０の指向性をｍ個の指向性に順次変えたときの受信電波の強度Ｉ１１〜Ｉ１ｍに基づいて生成され（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７Ａ，Ｓ８，Ｓ１０４Ａ参照）、初期ベクタＩＶ２’＿ｎは、アレーアンテナ２０の指向性をｍ個の指向性に順次変えたときの受信電波の強度Ｉ２１〜Ｉ２ｍに基づいて生成され（ステップＳ１〜Ｓ４，Ｓ７Ａ，Ｓ８，Ｓ１０１Ａ参照）、強度Ｉ１１〜Ｉ１ｍは、強度Ｉ２１〜Ｉ２ｍと交互に検出されるので、電波の可逆性により、強度Ｉ１１〜Ｉ１ｍは、それぞれ、強度Ｉ２１〜Ｉ２ｍに一致し、初期ベクタＩＶ１’＿ｎを初期ベクタＩＶ２’＿ｎに一致させることができる。
【０３１７】
また、初期ベクタＩＶ１’＿ｎは、初期ベクタＩＶ１＿ｎと初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐとの排他的論理和を演算することにより生成され、初期ベクタＩＶ２’＿ｎは、初期ベクタＩＶ２＿ｎと初期ベクタＩＶ２＿ｗｅｐとの排他的論理和を演算することにより生成され、更に、初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐは、初期ベクタＩＶ２＿ｗｅｐと同じであるので、初期ベクタＩＶ１’＿ｎを初期ベクタＩＶ２’＿ｎに一致させることができる。
【０３１８】
更に、初期ベクタＩＶ１’＿ｎ，ＩＶ２’＿ｎ自体を通信の相手方へ送信しないので、初期ベクタＩＶ１’＿ｎ，ＩＶ２’＿ｎが盗聴装置５０によって盗聴されることはない。その結果、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２および初期ベクタＩＶ１’＿ｎ、ＩＶ２’＿ｎが盗聴装置５０によって盗聴されるのを防止でき、ＷＥＰ暗号通信方式のセキュリティを向上させることができる。
【０３１９】
更に、初期ベクタＩＶ１’＿０〜ＩＶ１’＿ｎ−１，ＩＶ２’＿０〜ＩＶ２’＿ｎ−１を初期ベクタＩＶ１’＿１〜ＩＶ１’＿ｎ，ＩＶ２’＿１〜ＩＶ２’＿ｎに順次代えることにより秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２および更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ１＿ＲｅＮ（ｎ−１），Ｋｓ２＿ＲｅＮ１〜Ｋｓ２＿ＲｅＮ（ｎ−１）を更新するので、秘密鍵を迅速に更新できる。
【０３２０】
上記においては、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１’＿０の初期ベクタＩＶ１’＿０を初期ベクタＩＶ１’＿１〜ＩＶ１’＿ｎに順次代えることによって秘密鍵Ｋｓ１を順次更新すると説明したが、この発明においては、これに限られず、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１’＿０の初期ベクタＩＶ１’＿０を初期ベクタＩＶ１’＿１に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ１を生成し、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１’＿１の初期ベクタＩＶ１’＿１を初期ベクタＩＶ１’＿２に代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮ２を生成し、以下、同様にして、秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１’＿ｎ−１の初期ベクタＩＶ１’＿ｎ−１を初期ベクタＩＶ１’＿ｎに代えて更新秘密鍵Ｋｓ１＿ＲｅＮｎを生成し、秘密鍵Ｋｓ１を順次更新してもよい。秘密鍵Ｋｓ２の更新についても同様である。
【０３２１】
なお、無線装置１０Ｂ，３０Ｂ間で暗号通信を行なう動作は、実際には、ＣＰＵによって行なわれ、無線装置１０Ｂに搭載されたＣＰＵは、図３５に示す各ステップＳ３，Ｓ６，Ｓ１０４〜Ｓ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５Ｂ、または図３６に示す各ステップＳ３，Ｓ６，Ｓ１０４Ａ，Ｓ１０６Ａ，Ｓ１０８Ａ，Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５Ｃを備えるプログラムをＲＯＭから読出し、無線装置３０Ｂに搭載されたＣＰＵは、図３５に示す各ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１０１〜Ｓ１０３，Ｓ１０７，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１６Ｂ、または図３６に示す各ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７Ａ，Ｓ８，Ｓ１０１Ａ〜Ｓ１０３Ａ，Ｓ１０７Ａ，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１６Ｃを備えるプログラムをＲＯＭから読出し、無線装置１０Ｂ，３０Ｂに搭載された２つのＣＰＵは、その読出したプログラムを実行して図３５および図３６に示すフローチャートに従って無線装置１０Ｂ，３０Ｂ間で暗号通信を行なう。
【０３２２】
従って、ＲＯＭは、無線装置１０Ｂ，３０Ｂ間で暗号通信を行なう動作をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０３２３】
そして、図３５および図３６に示す各ステップを備えるプログラムは、アレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変えて受信した複数の電波に基づいて、無線装置１０Ｂ，３０Ｂ間における暗号通信をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるプログラムである。
【０３２４】
秘密鍵Ｋｓ１＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ１’＿０は、「第１の初期秘密鍵」を構成し、秘密鍵Ｋｓ２＿ｐｒｅ／初期ベクタＩＶ２’＿０は、「第２の初期秘密鍵」を構成する。
【０３２５】
更に、初期ベクタＩＶ１’＿０，ＩＶ２’＿０は、それぞれ、「第１の先頭部分秘密鍵」および「第２の先頭部分秘密鍵」を構成する。
【０３２６】
更に、初期ベクタＩＶ１＿ｗｅｐは、「第１の元先頭部分秘密鍵」を構成し、初期ベクタＩＶ２＿ｗｅｐは、「第２の元先頭部分秘密鍵」を構成する。
【０３２７】
更に、初期ベクタＩＶ１’＿１〜ＩＶ１’＿ｎは、「ｎ個の第１の部分代替秘密鍵」を構成し、初期ベクタＩＶ２’＿１〜ＩＶ２’＿ｎは、「ｎ個の第２の部分代替秘密鍵」を構成する。
【０３２８】
更に、初期ベクタＩＶ１’＿１〜ＩＶ１’＿ｎは、「第１の更新先頭部分秘密鍵」を構成し、初期ベクタＩＶ２’＿１〜ＩＶ２’＿ｎは、「第２の更新先頭部分秘密鍵」を構成する。
【０３２９】
その他は、実施の形態２と同じである。
【０３３０】
上述した実施の形態１〜実施の形態３においては、電気的に指向性を切換え可能なアレーアンテナ２０を無線装置３０のみに装着すると説明したが、この発明においては、アレーアンテナ２０は、無線装置１０，１０Ａ，１０Ｂ及び３０，３０Ａ，３０Ｂの両方に装着されてもよい。
【０３３１】
即ち、この発明においては、アレーアンテナ２０は、無線装置１０，１０Ａ，１０Ｂおよび無線装置３０，３０Ａ，３０Ｂのうち、少なくとも一方の無線装置に装着されていればよい。そして、アレーアンテナ２０を装着した無線装置は、好ましくは、盗聴装置５０の近傍に配置される。
【０３３２】
また、上記においては、受信信号プロファイルＰＲ＿ＲＳＳＩ，ＰＲ＿ＲＳＳＩ＿Ｐｎを構成する複数の強度ＷＩ１〜ＷＩｊ，ＷＩｐｎ１〜ＷＩｐｎｍの平均値ＷＩａｖｅ１，ＷＩａｖｅ２を演算し、複数の強度ＷＩ１〜ＷＩｊ，ＷＩｐｎ１〜ＷＩｐｎｍを平均値ＷＩａｖｅ１，ＷＩａｖｅ２によって多値化して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎ，Ｋｓ２＿ｐ１〜Ｋｓ２＿ｐｎおよび初期ベクタＩＶ１＿０〜ＩＶ１＿ｎ，ＩＶ２＿０〜ＩＶ２＿ｎ，ＩＶ１’＿０〜ＩＶ１’＿ｎ，ＩＶ２’＿０〜ＩＶ２’＿ｎを生成すると説明したが、この発明においては、これに限らず、複数の強度ＷＩ１〜ＷＩｊ，ＷＩｐｎ１〜ＷＩｐｎｍの中央値を演算し、その演算した中央値によって複数の強度ＷＩ１〜ＷＩｊ，ＷＩｐｎ１〜ＷＩｐｎｍを多値化して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２、部分秘密鍵Ｋｓ１＿ｐ１〜Ｋｓ１＿ｐｎ，Ｋｓ２＿ｐ１〜Ｋｓ２＿ｐｎおよび初期ベクタＩＶ１＿０〜ＩＶ１＿ｎ，ＩＶ２＿０〜ＩＶ２＿ｎ，ＩＶ１’＿０〜ＩＶ１’＿ｎ，ＩＶ２’＿０〜ＩＶ２’＿ｎを生成してもよい。
【０３３３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０３３４】
この発明は、秘密鍵の盗聴を抑制でき、かつ、短時間で秘密鍵を更新可能な無線通信システムに適用される。また、この発明は、秘密鍵の盗聴を抑制でき、かつ、短時間で秘密鍵を更新可能な無線通信システムに用いる無線装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０３３５】
【図１】この発明の実施の形態１による無線通信システムの概略図である。
【図２】図１に示す一方の無線装置の概略ブロック図である。
【図３】図１に示す他方の無線装置の概略ブロック図である。
【図４】図３に示す指向性設定部の概略ブロック図である。
【図５】図２及び図３に示す鍵一致確認部の概略ブロック図である。
【図６】図２及び図３に示す鍵一致化部の概略ブロック図である。
【図７】秘密鍵を生成するときの受信信号プロファイルの概念図である。
【図８】図１に示すアレーアンテナの平面図である。
【図９】部分秘密鍵を生成するときの受信信号プロファイルの概念図である。
【図１０】部分秘密鍵を生成するときの受信信号プロファイルの他の概念図である。
【図１１】図１０に示す各受信信号プロファイルが得られるときのリアクタンスセットを示す図である。
【図１２】秘密鍵の更新を示す概念図である。
【図１３】秘密鍵の更新を示す他の概念図である。
【図１４】秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。
【図１５】秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。
【図１６】秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。
【図１７】秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。
【図１８】秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。
【図１９】秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。
【図２０】秘密鍵の更新を示す更に他の概念図である。
【図２１】図１に示す２つの無線装置間で秘密鍵を生成して暗号通信を行なう動作を説明するためのフローチャートである。
【図２２】秘密鍵を更新して２つの無線装置間で暗号通信を行なう動作を説明するためのフローチャートである。
【図２３】実施の形態２による無線通信システムの概略図である。
【図２４】図２３に示す一方の無線装置の概略ブロック図である。
【図２５】図２３に示す他方の無線装置の概略ブロック図である。
【図２６】実施の形態２による秘密鍵の生成と暗号化の概念を示す概念図である。
【図２７】実施の形態２による秘密鍵の更新と暗号化の概念を示す概念図である。
【図２８】図２３に示す２つの無線装置間で秘密鍵を生成して暗号通信を行なう動作を説明するための実施の形態２におけるフローチャートである。
【図２９】秘密鍵を更新して２つの無線装置間で暗号通信を行なう動作を説明するための実施の形態２におけるフローチャートである。
【図３０】実施の形態３による無線通信システムの概略図である。
【図３１】図３０に示す一方の無線装置の概略ブロック図である。
【図３２】図３０に示す他方の無線装置の概略ブロック図である。
【図３３】実施の形態３による秘密鍵の生成と暗号化の概念を示す概念図である。
【図３４】実施の形態３による秘密鍵の更新と暗号化の概念を示す概念図である。
【図３５】図３０に示す２つの無線装置間で秘密鍵を生成して暗号通信を行なう動作を説明するための実施の形態３におけるフローチャートである。
【図３６】秘密鍵を更新して２つの無線装置間で暗号通信を行なう動作を説明するための実施の形態３におけるフローチャートである。
【符号の説明】
【０３３６】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，３０，３０Ａ，３０Ｂ  無線装置、１１，５１  アンテナ、２０  アレーアンテナ、２１〜２７  アンテナ素子、４０  中間物、５０  盗聴装置、１００，１００Ａ，１００Ｂ  無線通信システム、１１０  信号発生部、１２０  送信処理部、１３０，２２０  アンテナ部、１４０  受信処理部、１５０  プロファイル生成部、１６０，１６０Ａ，１６０Ｂ  鍵作成部、１７０  鍵一致確認部、１７１，１９４  データ発生部、１７２，１９５  データ比較部、１７３，１９６  結果処理部、１８０  鍵記憶部、１９０  鍵一致化部、１９１  擬似シンドローム作成部、１９２  不一致ビット検出部、１９３  鍵不一致訂正部、２００，２００Ａ，２００Ｂ  鍵更新部、２１０  暗号部、２２０  復号部、２４０  指向性設定部、２４１〜２４６  バラクタダイオード、２４７  制御電圧発生回路。
【図１】
2006115103.tif 000003
【図２】
2006115103.tif 000004
【図３】
2006115103.tif 000005
【図４】
2006115103.tif 000006
【図５】
2006115103.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006115103.tif 000009
【図８】
2006115103.tif 000010
【図９】
2006115103.tif 000011
【図１０】
2006115103.tif 000012
【図１１】
2006115103.tif 000013
【図１２】
2006115103.tif 000014
【図１３】
2006115103.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2006115103.tif 000017
【図１６】
2006115103.tif 000018
【図１７】
2006115103.tif 000019
【図１８】
2006115103.tif 000020
【図１９】
2006115103.tif 000021
【図２０】
2006115103.tif 000022
【図２１】
2006115103.tif 000023
【図２２】
2006115103.tif 000024
【図２３】
2006115103.tif 000025
【図２４】
2006115103.tif 000026
【図２５】
2006115103.tif 000027
【図２６】
2006115103.tif 000028
【図２７】
2006115103.tif 000029
【図２８】
2006115103.tif 000030
【図２９】
2006115103.tif 000031
【図３０】
2006115103.tif 000032
【図３１】
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【図３２】
2006115103.tif 000034
【図３３】
2006115103.tif 000035
【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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