(57)【要約】【課題】以下のステップを含む方法を提供すること。【解決手段】方法は、ａ）第１の装置と第２の装置との間でセキュア通信チャネルを確立するステップと、ｂ）対称暗号鍵のセットをセキュア送信条件下でセキュア通信チャネルを通して第１の装置から第２の装置へ送信し、対称暗号鍵のセットを、第１の装置および第２の装置におけるそれぞれの保護された格納メモリ領域に格納するステップと、を含み、第２の装置が前記第１の装置にデータを送信する必要があるとき、以下のステップ：ｃ）第２の装置における上記の対称暗号鍵のうちの１つを選択するステップと、ｄ）データ群を第２の装置において生成し、該データ群を選択された対称暗号鍵によって暗号化するステップと、ｅ）暗号化済みデータ群を第２の装置から第１の装置へ送信するステップと、ｆ）第１の装置における暗号化済みデータ群を選択された対称暗号鍵を使用して復号するステップと、が行われる。【選択図】図４
2018064268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の装置と第２の装置との間のセキュアデータ送信のための方法であって、
ａ）前記第１の装置と前記第２の装置との間でセキュア通信チャネルを確立するステップと、
ｂ）対称暗号鍵のセットをセキュア送信条件下で前記セキュア通信チャネルを通して前記第１の装置から前記第２の装置へ送信し、前記対称暗号鍵のセットを、前記第１の装置および前記第２の装置におけるそれぞれの保護された格納メモリ領域に格納するステップと、を含み、
前記第２の装置が前記第１の装置にデータを送信する必要があるとき、
ｃ）前記第２の装置における前記対称暗号鍵のうちの１つを選択するステップと、
ｄ）データ群を前記第２の装置において生成し、前記データ群を選択された前記対称暗号鍵によって暗号化するステップと、
ｅ）暗号化済み前記データ群を前記第２の装置から前記第１の装置へ送信するステップと、
ｆ）前記第１の装置における前記暗号化済みデータ群を前記選択された対称暗号鍵を使用して復号するステップと、が行われる、方法。
【請求項２】
有効期限時間または有効期限日を、それぞれの対称暗号鍵の属性とするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有効期限時間または有効期限日が、それぞれの対称暗号鍵に対して個々に設けられるか、或いは、前記有効期限時間または有効期限日が、前記対称暗号鍵のセットに全体にわたって割り当てられる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記対称暗号鍵のうちの１つを選択するステップは、前記選択された対称暗号鍵が期限切れになっているかどうかをチェックし、前記選択された対称暗号鍵が期限切れになっている場合、前記選択された対称暗号鍵を破棄し、別の対称暗号鍵を選択するステップを含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の装置は、前記選択された対称暗号鍵を特定する情報を前記第１の装置に送信する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記選択された対称暗号鍵を特定する前記情報は、前記選択された対称暗号鍵を含有せず、前記選択された対称暗号鍵のダイジェストによって導出される情報も含有しない、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記暗号化済みデータ群を送信する前に、前記選択された対称暗号鍵が依然として有効であるかどうかをチェックするステップをさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記選択された対称暗号鍵が依然として有効であるかどうかをチェックするステップは、
前記第２の装置によって選択された前記対称暗号鍵を前記第１の装置が特定するのに適した情報を、前記第２の装置から前記第１の装置へ送信するステップと、
前記第１の装置において、前記選択された対称暗号鍵が有効であるかどうかをチェックし、
ｉ．前記選択された対称暗号鍵が依然として有効である場合は有効鍵メッセージを、または、
ｉｉ．前記選択された対称暗号鍵が無効である場合は無効鍵メッセージを、
前記第１の装置から前記第２の装置へ送信するステップと、を含み、
有効鍵メッセージが前記第２の装置によって受信される場合、前記暗号化済みデータ群を送信するステップが行われ、
無効鍵メッセージが前記第２の装置によって受信される場合、前記暗号化済みデータ群を送信するステップが行われない、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
無効鍵メッセージが受信される場合、異なる対称暗号鍵が選択されるか、或いは、ステップ（ａ）および（ｂ）が繰り返され、対称暗号鍵の新しいセットが前記第１の装置から前記第２の装置へ送信される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
それぞれの対称暗号鍵は一意の鍵識別コードと組み合わされる、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
それぞれの対称暗号鍵は、前記対称暗号鍵に対して無相関であるランダムチェック鍵と組み合わされる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記選択された対称暗号鍵を特定する情報を送信するステップは、暗号学的ハッシュ関数を、前記選択された対称暗号鍵に関連付けられた少なくとも前記ランダムチェック鍵に適用するステップであって、前記情報は前記ランダムチェック鍵のダイジェストを含有する、ステップを含む、少なくとも請求項４に従属するときの請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記選択された対称暗号鍵を特定する情報を送信するステップは、
スタンプを生成するステップと、
前記暗号学的ハッシュ関数を、前記ランダムチェック鍵、および前記ランダムチェック鍵に連結される前記スタンプに適用するステップと、
少なくとも、前記スタンプと、前記ランダムチェック鍵、および前記ランダムチェック鍵に連結される前記スタンプの前記ダイジェストとから成る前記情報を、前記第２の装置から前記第１の装置へ送信するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記スタンプはタイムスタンプである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の装置はサーバであり、前記第２の装置は前記サーバとデータ通信するクライアントである、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
少なくともサーバおよび複数のクライアントを含むシステムであって、前記サーバおよび前記クライアントは、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法によってデータをセキュア通信するように構成および配置される、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では装置間におけるデータのセキュア送信のための方法が開示されている。本明細書に開示される実施形態は、複数のクライアントなどの電子装置とサーバとの間のセキュアデータ送信に関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの適用例において、データは、例えば、サーバポータルから管理者またはユーザまでインターネットを介してデータを利用可能にするために、多数のクライアント装置からサーバへ送信されなければならない。このようなデータ送信の必要性が生じる典型的な適用例は、現場で電子装置を監視して、それらの装置の動作に関するデータを取得し、そのデータをサーバに収集することを含む。電子装置は例えば、光起電力パネル、風力タービン、または他の再生可能エネルギー資源の制御ユニットであってよい。動作パラメータ、および装置によって生じたエネルギーなどに関するデータは、データが収集され格納されるサーバへのアクセスを可能にするポータルから利用可能にされなければならない。
【０００３】
本明細書に開示される本発明の適用例は、再生可能エネルギー資源の分野に限定されない。もっと正確に言えば、電子装置は、自動販売機、照明装置、および、例えば、街路照明装置、交通規制装置、ビデオカメラ、侵入検出システム、および、一般に、リモートサーバまたは他の中央ユニットとのデータ接続から利益を得ることができる任意の他の装置といった器具を含むことができる。
【０００４】
この性質のデータは、分別のあるデータおよび／または機密データであることが多く、セキュアな条件下で送信されなければならない。典型的には、セキュアデータ送信条件下のクライアント／サーバデータ通信は、セキュア送信チャネルを確立する予備ステップを必要とする。これによって、データをセキュア条件下で転送することが可能になり、「覗き見」による、データフローに含有される情報のキャプチャまたは改変を防止する。このような送信は、送信チャネルに基づいて、ＳＳＬ（セキュアソケット層）またはＴＬＳ（トランスポート層セキュリティ）を必要とする。
【０００５】
ＳＳＬ／ＴＬＳ送信チャネルを確立することは、例えば、非対称暗号鍵を使用して、ネゴシエーションプロセスから始める。セキュア送信チャネルが確立されると、第１の装置（例えばサーバ）から第２の装置（例えばクライアント）に対称鍵が与えられ、上記の対称暗号鍵は、第２の装置から第１の装置へ、またはその逆も同様に交換されるべきデータを暗号化するために使用される。送信セッションを終えると、対称暗号鍵は破棄される。新しいデータ送信セッションが必要とされる場合、セキュア送信チャネルはＳＳＬハンドシェイキングプロセスによって新たに確立されなければならない。
【０００６】
ＳＳＬ／ＴＬＳセキュア送信チャネルを確立することは、時間およびデータトラフィック両方の観点から、重いプロセスである。状況によっては、セキュアＳＳＬ／ＴＬＳ通信チャネルを確立するのに必要とされるデータは、セキュア送信チャネルが確立されると、２つの装置間で交換される実際に有用なデータを上回る。セキュア送信チャネルを確立するプロセスは、２つの装置間、例えば、リモートユニットおよびサーバの間のそれぞれの新しい接続で再始動されなければならない。
【０００７】
ＳＳＬハンドシェイクプロセスは、典型的には、１回の接続につきおよそ５ｋＢを必要とし、これはＡＤＳＬ接続が利用可能である場合さほど重要ではないが、データトラフィックがデータ量ベースで支払わなければならないとき、このようなトラフィックは無視できない量になる場合がある。
【０００８】
クライアント装置が複数の動作（ｋ）、例えば、データ送信、構成、およびソフトウェアアップグレードなどの３つの動作（ｋ＝３）のために一日当たり数回の接続（例えば、ｎ＝１０接続）を必要とする場合、単にＳＳＬハンドシェイキングに必要とされるデータ送信量は以下になる。
データ量＝ｎ＊ｋ＊５ｋＢ＝３＊１０＊５ｋＢ＝１５０ｋＢ
一ヶ月で、ＳＳＬハンドシェイキングに必要とされるデータトラフィックは以下になる。
３０＊１５０ｋＢ＝４５００ｋＢ＝４．５ＭＢ
【０００９】
この量は、インターネットでブラウズするときに使用するデータトラフィックと比較すると小さい。しかしながら、ほんのわずかなデータしか送信されず、設定およびアップグレードは基本的にチェックのみであり、何の変更もないＭ２Ｍ（機械同士）の世界では、これは、ＳＳＬハンドシェイキングに必要とされるデータトラフィックが実際に転送される情報自体よりかなり多くなることを意味する場合がある。Ｍ２Ｍの適用例では、データは、衛星接続またはセルラー接続を通して送信されることが多く、この場合、データトラフィックは高い費用を伴う。
【００１０】
従って、セキュアデータ送信を可能にしながらも、セキュア送信チャネルを確立するのに必要とされるデータトラフィックを少なくする方法に対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本明細書に開示される実施形態によると、先行技術の欠点の１つまたは複数を取り去るまたは軽減するために、サーバなどの第１の装置と、クライアントなどの第２の装置との間のセキュアデータ送信のための新しい方法が提供される。いくつかの実施形態によると、方法は、第１の装置と第２の装置との間でセキュア通信チャネルを確立するステップを含む。セキュア通信チャネルが確立されると、対称暗号鍵のセットは、セキュア送信条件下で、第１の装置から第２の装置へ、セキュア通信チャネルを通して送信できる。対称暗号鍵は、今後の使用のために、第１の装置および第２の装置におけるそれぞれの保護された格納メモリ領域に格納される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これらの予備ステップが行われると、第２の装置が第１の装置にデータを送信する必要があるとき、以下のステップが行われる。第２の装置における上記の対称暗号鍵のうちの１つが選択され、データ群（すなわちデータパッケージ）は、第２の装置において生成され、選択された対称暗号鍵によって暗号化される。データ群が暗号化されると、暗号化済みデータ群は第２の装置から第１の装置へ送信される。第１の装置によって受信された暗号化済みデータ群は、その後、選択された対称暗号鍵を使用して復号可能である。
【００１３】
方法は、サーバなどの第１の装置と、複数の第２の装置との間のデータ送信に使用可能である。それぞれの第２の装置は、自身の対称暗号鍵のセットを備えることができる。
【００１４】
方法は、例えば、風力タービンおよび光起電力パネルなどの再生可能エネルギーを使用して、例えば、電気エネルギー源からデータを収集するために使用できる。それぞれの電気エネルギー源または電気エネルギー源のセットは、対応する第２の装置とインターフェース接続可能であり、これによって、電気エネルギー源から、動作パラメータ、データ、または他の情報を収集し、かつ、収集されたデータをサーバに送信する。これらのデータは、その後、サーバを通して、許可されたユーザによる参照に対して利用可能になる。
【００１５】
第１の装置と第２の装置との間でセキュア通信チャネルを確立するステップは、例えば、非対称暗号鍵の使用に基づいて、任意の既知のプロセスによって行われ得る。例えば、ＳＳＬまたはＴＬＳプロセスは使用可能である。上記のように、セキュア送信チャネルが確立されようとするときの２つの装置間のハンドシェイキングは、コンピュータ的に重いプロセスである。本明細書に開示された方法によると、上記のプロセスは、通信チャネルを確立する目的で、第１の装置と第２の装置との間のデータ送信が必要とされる度に行われない。もっと正確に言えば、該プロセスは、セキュア送信条件下で、第１の装置から第２の装置へ対称暗号鍵のセットを送信するために、一度行われる。上記の対称暗号鍵は、その後、第２の装置から第１の装置へのデータ送信が必要とされる度に選択的に使用される。このように、非対称暗号鍵または他のコンピュータ的に重いプロセスを使用する新しいハンドシェイキングプロセスを不要とすることができ、少なくとも以前に交換されている限り、対称暗号鍵は、データ暗号化に利用可能でありかつ有効である。
【００１６】
方法のセキュリティを改善するために、それぞれの対称暗号鍵は、有効期限時間または有効期限日を設けることができる。よって、対称暗号鍵は、所与の時間間隔のみ通信を利用可能であり、その後、対称鍵は使用できなくなる。無効なまたは期限切れの対称暗号鍵によって暗号化されるデータ群またはデータパッケージの送信を防止するために、格納された対称暗号鍵のうちの１つを選択するステップは、次に、選択された対称暗号鍵がデータ送信に上記の鍵を使用する前に期限切れになっているかどうかをチェックするステップを含むことができる。選択された対称暗号鍵が期限切れであった場合、選択された対称暗号鍵は破棄可能であり、代わりに別の対称暗号鍵が使用できる。他の実施形態では、選択された対称暗号鍵が期限切れであった場合、新しい対称暗号鍵のセットをセキュア送信チャネルを通して送信かつ格納するステップを新たに行うことができる。このように、無効な（期限切れの）対称暗号鍵によって暗号化されるデータパッケージの送信は回避され、データトラフィックはセーブされる。
【００１７】
いくつかの実施形態によると、対称暗号鍵の有効性をチェックするステップは、データ暗号化のためにどの対称暗号鍵が選択されたかについて第１の装置に通知し、かつ、選択された対称暗号鍵が依然として有効な暗号鍵であることの第１の装置からの確認を待つステップを含むことができる。このように、対称暗号鍵の有効期限日または有効期限時間は、暗号鍵のセットが送信されるときに第１の装置から第２の装置へ送信されたデータに含まれる必要はない。チェックされる対称暗号鍵に有効期限がない場合、第１の装置が有効期限日を知っていることで十分である。
【００１８】
他の実施形態では、それぞれの対称暗号鍵がその有効期限日または有効期限時間と共に第２の装置によって格納される場合、期限のない対称暗号鍵についての事前のチェックが第２の装置によって直接行われることが可能である。
【００１９】
しかしながら、対称暗号鍵がその有効期限日または有効期限時間と共に第２の装置によって格納される場合にも第１の装置において鍵有効性チェックを行うことは、有用である可能性があるが、これは、これらの実際の有効期限日に関係なく、例えばサーバ管理者によって対称暗号鍵を手動で無効にすることができるからである。これは、例えば、潜在的なセキュリティ問題が生じるときに起こる場合がある。鍵無効化手順は、第１の装置、例えばサーバの側でトリガされてよい。しかしながら、これは唯一の可能性ではない。いくつかの実施形態では、鍵を無効化する、および／または、第２の装置、すなわちクライアント装置から代わりの鍵をリクエストするオプションが予見可能である。
【００２０】
いくつかの実施形態によると、第２の装置は、対称暗号鍵が有効期限時間または有効期限日を有さない場合でも、選択された対称暗号鍵を特定する情報を第１の装置に送信することができる。これは、例えば、対称暗号鍵の無効化が、その期限終了によってではなく、セキュリティを高めるために、第１の装置によって手動のみでまたはランダムなやり方で引き起こされる場合に有用である可能性がある。
【００２１】
一般的に言えば、選択された対称暗号鍵についての情報は、暗号化済みデータ群の送信前、送信中、または送信後のいずれかに、第２の装置から第１の装置へ送られ得る。しかしながら、上記のように、かかる情報が、無駄なデータトラフィックを回避するために選択された対称暗号鍵の有効性についての事前のチェックに必要とされる場合、上記の情報は、暗号化済みデータの送信前に、好ましくはまた、送信されるべきデータを暗号化する前に送信されることで、選択された対称暗号鍵の有効性が検証されたときに、暗号化プロセスのみが行われるようにする。
【００２２】
改善されたデータ送信セキュリティについて、本明細書に開示された方法のいくつかの実施形態によると、選択された対称暗号鍵を特定する情報は、選択された対称暗号鍵自体を含有しないし、選択された対称暗号鍵から導出される情報、例えば、暗号学的ハッシュ関数を適用することによって得られる、選択された対称暗号鍵のハッシュ値またはダイジェストも含有しない。これによって、選択された対称暗号鍵の有効性を検証することを目的とするかかる事前にチェックするステップにおいて第１の装置と第２の装置との間で交換されるデータトラフィックから抽出できないように徹底する。
【００２３】
本明細書において理解されるように、一般に、鍵、データのセット、またはメッセージのダイジェストは、鍵、データ、またはメッセージに適用される暗号化関数の出力である。
【００２４】
いくつかの実施形態において、選択された対称暗号鍵の有効性をチェックすることが必要であるときに、以下のステップを予見することができる。第２の装置によって選択された対称暗号鍵を第１の装置が特定するのに適した情報が、第２の装置から第１の装置へ送信される。第１の装置は次いで、選択された対称暗号鍵が有効であるかどうかをチェックし、選択された対称暗号鍵が依然として有効である場合は有効鍵メッセージを、または、選択された対称暗号鍵が無効である場合は無効鍵メッセージを第２の装置に送信する。有効鍵メッセージが第２の装置によって受信される場合、暗号化済みデータ群を送信するステップが行われる。逆に、無効鍵メッセージが第２の装置によって受信される場合、暗号化済みデータ群を送信するステップは行われない。
【００２５】
いくつかの実施形態によると、無効鍵メッセージが受信される場合、異なる対称暗号鍵は、利用可能な対称暗号鍵のセットから選択され、この後者の選択された対称暗号鍵の有効性は上述されるようにチェックされる。あるいは、無効鍵メッセージが受信される場合、格納された対称暗号鍵のセット全体が破棄可能、例えば、第２の装置の格納メモリから消去可能であり、新規の対称暗号鍵のセットのセキュア送信のプロセスが新たに行われ得る。
【００２６】
いくつかの実施形態によると、それぞれの対称暗号鍵は、一意の鍵識別コードと組み合わせ可能であり、このコードは、第２の装置に割り当てられる、複数の送信済み対称暗号鍵のうちの１つを一義的に特定する。
【００２７】
いくつかの実施形態では、それぞれの対称暗号鍵は、対称暗号鍵に対して無相関であるランダムチェック鍵と組み合わされる。上記のランダムチェック鍵を使用して、どの対称暗号鍵が第２の装置によって選択されたかについて第１の装置に通知する。
【００２８】
選択された対称暗号鍵を特定する情報を送信するステップが提供される場合、上記のステップは、暗号学的ハッシュ関数を、選択された対称暗号鍵に関連付けられた少なくともランダムチェック鍵に適用することを含むことができる。このように、選択された対称暗号鍵を特定する情報は、ランダムチェック鍵のダイジェストを含有する。
【００２９】
送信セキュリティを改善するために、選択された対称暗号鍵を特定する情報を送信するステップは、下記のステップ：
−スタンプ、例えばタイムスタンプを生成するステップと、
−暗号学的ハッシュ関数を、ランダムチェック鍵、およびランダムチェック鍵に連結されるスタンプに適用するステップと、
−少なくとも、スタンプと、ランダムチェック鍵、およびランダムチェック鍵に連結されるスタンプのダイジェストとから成る情報を、第２の装置から第１の装置へ送信するステップとを含むことができる。
【００３０】
好ましくは、一意の鍵特定コードも送信され、それによって、第１の装置の側の妥当性検査がより速くかつより効率的に行われる。
【００３１】
本開示はまた、少なくともサーバおよび複数のクライアントを含むシステムであって、サーバおよびクライアントが上で開示された方法によるセキュア通信のために構成および配置される、システムに関する。
【００３２】
本発明の方法およびシステムのさらなる詳細および追加の特徴は、この例示の実施形態を参照して、ここで以下のように示される。
【００３３】
本発明の開示された実施形態、およびこの付随する利点の多くは、添付の図面に関連して検討される際に下記の詳細な説明に言及することによってより良く理解されるようになるため、さらに詳しく理解することが容易になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】サーバなどの第１の装置、および、第１の装置と通信するように配置されかつ構成される複数の第２の装置を含むシステムを示す図である。
【図２】ＳＳＬハンドシェイキングおよび対称暗号鍵交換のステップを示すフローチャートである。
【図３】対称暗号鍵を格納するための格納メモリの概略図である。
【図４】本明細書に開示される方法の一実施形態におけるデータ暗号化および送信プロセスのステップをまとめたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
例示の実施形態の下記の詳細な説明は、添付の図面に言及する。異なる図面における同じ参照番号は同じまたは同様の要素を特定する。さらに、図面は必ずしも一定の尺度で描かれているわけではない。また、下記の詳細な説明は本発明を限定しない。それよりむしろ、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって定められる。
【００３６】
本明細書を通して「１つの実施形態」または「一実施形態」または「いくつかの実施形態」に言及することは、一実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が開示される主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。よって、本明細書を通してさまざまな場所に「１つの実施形態において」または「一実施形態において」または「いくつかの実施形態において」という語句が現れることは、必ずしも同じ実施形態に言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適したやり方で組み合わされてよい。
【００３７】
図１は、第１の装置３、例えばサーバ、および、本明細書では装置または「クライアント」５とも呼ばれることになる複数の第２の装置５Ａ、５Ｂ、５Ｃを備えるシステム１を概略的に示す。このような第２の装置が３つだけ図面に示されるが、実際は、システムにははるかに多い数のかかる第２の装置が存在することになることは理解されるべきである。さらに、いくつかの実施形態において、２つ以上の第１の装置３が予見可能である。場合によっては、第２の装置の１つまたは複数は、上記の第１の装置３の１つまたは複数と通信関係にある可能性がある。
【００３８】
第１の装置３は、汎用の送信チャネルを通して第２の装置またはクライアント５Ａ、５Ｂ、５Ｃとデータ通信関係にある可能性があり、これには、図１に概略的に示されような、セルラー接続または衛星接続を含むことができる。参照番号６は、例えば、送信衛星を示す。
【００３９】
それぞれの第２の装置５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、コンピュータ、マイクロコンピュータ、またはＰＬＣなどのプログラマブル制御ユニットを含むことができる。それぞれの第２の装置５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、１つまたは複数の電気機器または電子機器７Ａ、７Ｂ、７Ｃに機能的に結合可能である。単なる例として、機器７Ａおよび７Ｃは複数の光起電力パネル９Ａ、９Ｃを含み、機器７Ｂは複数の風力タービン９Ｂを含む。
【００４０】
第２の装置５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、動作データ、およびそれら装置が接続される機器７Ａ、７Ｂ、７Ｃに関する情報を収集するように構成および配置可能である。例えば、収集された情報は、生じた全エネルギー、該機器によって生成された瞬時電力および平均電力、（風力タービンの場合の）電圧、電流、温度、回転速度といった制御機器パラメータ、ならびに、該機器を制御し、かつ、それらによって生じた有用な電力についての情報を抽出するのに有用である可能性がある他のデータを含むことができる。
【００４１】
許可されたユーザは、適した送信チャネル、例えばインターネットを通して、第１の装置３、例えばサーバから情報を抽出することができる。図１では、１ユーザのみが示され、１１と標示される。しかしながら、何人かの許可されたユーザがサーバ３によって収集されたデータにアクセスできることは理解されるべきである。それぞれの許可されたユーザには、１つまたは複数の選択された第２の装置５からデータを抽出する権限が与えられてよい。
【００４２】
図１の例示の実施形態において、第２の装置は、光起電力パネルおよび風力タービンなどの再生可能エネルギー源を制御するように配置されかつ構成されるが、他の実施形態では、第２の装置は種々の目的のために構成可能である。限定的な例ではない例示として、第２の装置は自動販売機を含むことができる。これらは、私有地および公有地など（事務所、工場、病院、鉄道駅、地下鉄駅、空港など）のいくつかの場所に設置可能であり、機械の適正な動作、販売された商品の量および性質、および、メンテナンスまたは補充の必要性などについてのデータを収集しかつ送信するためにサーバとデータ通信することができる。他の適用例として、照明装置、侵入検出装置、および、セキュリティ目的のビデオ／カメラ設備などを含むことができる。
【００４３】
それぞれの第２の装置５Ａ〜５Ｃから第１の装置３へ送信できるデータは、機密とすることができ、セキュア送信条件下で送信される必要がある場合がある。また、第１の装置３から第２の装置５Ａ〜５Ｃへのデータ通信が行われる場合がある。このようなデータは、限定ではないが、第２の装置５Ａ〜５Ｃへの命令、またはソフトウェアまたはファームウェアのアップグレードなどを含むことができる。
【００４４】
それぞれの第２の装置５Ａ〜５Ｃと第１の装置３との間のデータ交換は一日当たり数回行われる場合がある。上記のように、現行技術によると、セキュア通信チャネルが第２の装置５Ａ〜５Ｃのうちの１つと第１の装置３との間で確立されることになる度に、いわゆるＳＳＬまたはＴＬＳハンドシェイキングプロセスが行われるものとし、その間に、第１の装置３によって該当する第２の装置５Ａ〜５Ｃに対称暗号鍵が提供される。対称暗号鍵は、１回の通信セッションだけに使用されるセッション鍵であり、その後破棄される。当業者には既知であるように、ＳＳＬまたはＴＬＳプロセスは、データトラフィックの観点から言うと、時間がかかりかつ重いが、これは、非対称暗号鍵の使用を伴うからである。本説明で先に記したように、状況によっては、第１の装置３と該当する第２の装置５Ａ〜５Ｃとの間のハンドシェイキングおよびセキュア送信チャネルの確立に必要とされるデータトラフィックは、２つの装置間で交換される有用なデータの実際の量を軽く超える場合がある。これは、特に、データ量ベースでトラフィックが支払われる場合の懸念事項である。
【００４５】
しかしながら、送信が行われる度に負担となるハンドシェイキングの必要性を回避して、データをセキュア通信条件下で送信されるようにするために、本明細書に開示される実施形態に従って、方法が提供される。この場合、非対称暗号鍵を利用するＳＳＬまたは同様のセキュア送信モードは、該当する第２の装置５Ａ〜５Ｃに対称暗号鍵のセットを提供するために予備段階として使用される。対称暗号鍵は次いで、ＳＳＬハンドシェイクプロセスを必要としない複数の後続の送信セッションに選択的に使用される。
【００４６】
図２のフローチャートは、第１の装置３から第２の装置５Ａ〜５Ｃのうちの選択された１つへの、ＳＳＬまたは同様のセキュア送信条件下の対称セッション鍵送信の予備ステップを示す。この送信は、既知のＳＳＬプロトコルまたは任意の他のセキュア送信プロトコルを使用して行われる可能性がある。この手順は１０１で始められ、ＳＳＬハンドシェイクのステップ１０３を伴う。ステップ１０５を参照すると、第１の装置３と該当する第２の装置５Ａ〜５Ｃとの間のセキュア通信チャネルが確立されると、第１の装置３は第２の装置５Ａ〜５Ｃに、（ｊ＝１…ｍの）ｍ個の対称暗号鍵ＳＥＫｊのセットを送信する。これらの対称暗号鍵は次いで、装置５Ａ〜５Ｃの安全な格納メモリ領域において装置５Ａ〜５Ｃによって安全に格納され、この領域は該装置の外部からアクセスすることができない。ステップ１０７を参照されたい。最後に、ＳＳＬ送信を終了させる（ステップ１０９）。
【００４７】
対称暗号鍵のセットは、第１の装置３によってそれぞれの第２の装置５Ａ〜５Ｃに提供可能であり、該セット全ては第１の装置３の保護されたメモリ領域にセキュアに格納されており、それぞれのセットはそれぞれの対応する第２の装置５Ａ〜５Ｃの保護されたメモリ領域にセキュアに格納される。図３は、第１の装置３がそれぞれの第２の装置５Ａ〜５Ｃに対する鍵のセットを格納するサーバ格納メモリ、および、上記の第２の装置５Ａ〜５Ｃの汎用のもの（装置＃Ｊ）の格納メモリを概略的に示す。
【００４８】
対称暗号鍵のそれぞれのセットがＳＳＬまたはＴＬＳプロトコルを介して送信されるため、この送信は高セキュリティ標準下で行われる。装置の外部からアクセスすることができないセキュア格納メモリ領域において送信された対称暗号鍵を格納することによって、サードパーティが対称暗号鍵についての情報を集められないようにする。本明細書に開示される方法によると、結果的にそれぞれの第２の装置５Ａ〜５Ｃに配信された対称暗号鍵は、データ送信セッションが始まる度にＳＳＬハンドシェイクプロセスを行う必要なく、後続のデータ送信セッションにおいて使用されることになり、それによって、ＳＳＬ（または同様の）プロトコルと接続されるデータトラフィックを不要にすることができる。
【００４９】
本開示の背景において、ＳＳＬまたはＴＬＳプロトコルは、セキュア送信チャネル上で送信されるデータの機密性および保全性を提供し、さらには、送信が行われるパーティ（第１の装置および第２の装置）を特定して、悪質なサードパーティが情報をキャプチャするもしくは変えること、または、他には、自身を通信に関与するパーティのうちの１つと置き換えることを防止する、送信プロトコルの可能な例としてのみ与えられる。
【００５０】
いくつかの実施形態によると、それぞれの対称暗号鍵は、適正なセッション鍵、および有効期限日または有効期限時間を含むことができる。有効期限時間または有効期限日は、対称暗号鍵が有効である期間を指示する。有効期限時間切れになると、対称暗号鍵はもはや使用不可能になる。有効期限日は、対称暗号鍵の生成の数日前、数週間前、または数か月前とすることができ、これは、セキュリティを改善するために可能な限り頻繁に鍵を新しくしたいという願望と、期限満了になると利用可能な対称暗号鍵のセットを更新するために必要とされるデータトラフィックの費用との兼ね合いに左右される（以下を参照）。
【００５１】
それぞれの対称暗号鍵はそれ自体の有効期限日を有することができる。この日にちは、同じ対称暗号鍵のセットの全ての鍵に対して同じであってよい。他の実施形態では、同じ対称暗号鍵のセット内でも、種々の鍵に対して種々の有効期限日を設けることができる。なおさらなる実施形態では、単一の有効期限日が、それぞれの対称暗号鍵から別個に送信可能であり、セット全体の属性とされ得る（ａｔｔｒｉｂｕｔｅ  ｔｏ）。
【００５２】
対称暗号鍵はさらに、それぞれ、鍵シリアル番号とすることができる一意の識別コードＩＤで特徴付けられてよい。例えば、３つの対称暗号鍵が与えられる場合、ＩＤ＝１、ＩＤ＝２、ＩＤ＝３によってそれぞれの単一鍵を特定する。
【００５３】
セキュリティの改善のために、後に説明されるように、それぞれの対称暗号鍵は、例えば、適正なセッション鍵に関連しないランダムな数といったランダムチェック鍵（ＲＫ）をさらに含む。関連しない、とは、目下の文脈において、ランダムチェック鍵は、セッション鍵自体から（例えば暗号学的ハッシュ関数を適用することによって）生成されないが、第１の装置３によって全体的にランダムなやり方でセッション鍵に割り当てられていることを意味する。
【００５４】
対称暗号鍵に関連付けられた追加の情報は、例えば、ＡＥＳ（高度暗号化標準）、または３ＤＥＳ（トリプルデータ暗号化標準）など、上記の鍵で使用される暗号化方法またはアルゴリズムとすることができる。
【００５５】
汎用の第２の装置５が自身の対称暗号鍵ＳＥＫのセットを受信すると、データパッケージ送信が以下のように行われ得る。後述される例において、送信はインターネットを通して行われるが、他の送信手段は、例えば、携帯電話、衛星通信、さらには、Ｗｉ−Ｆｉ、ジグビー、および電力線変調（ＰＬＭ）などの他の無線通信システムおよび有線通信システムによって使用可能である。送信技術が、交換されるデータの量に左右される、高費用を伴うような場合において最大の優位性を達成できても、送信はＡＤＳＬによるものとすることができる。
【００５６】
新しいデータ群またはデータパッケージが第２の装置５によって第１の装置３に配信されなければならない際に、２つの主要なステップ、すなわち、装置および鍵の妥当性検査ならびにデータ送信に分割できるプロセスを行うことができる。
【００５７】
第１のステップにおいて、装置５は、送信チャネル、例えば、インターネットに接続し、第１の装置３とのｈｔｔｐ接続を始めることで、鍵および装置妥当性検査プロセスを行う。利用可能な対称暗号鍵のうちの１つは、送信されるべきデータパッケージの暗号化のために装置５によって選択される。
【００５８】
ｈｔｔｐ接続が確立されると、第２の装置５は、ＨＴＴＰメッセージを第１の装置３に送って、選択された対称暗号鍵が依然として有効であるかどうかをチェックするために専用の妥当性検査サービスにアクセスする。このプロセスは、帯域幅の浪費を回避するために重要である。実際、選択された対称暗号鍵が期限切れである場合、または、第１の装置３によって手動で、自動的に、またはランダムに無効にされ、それにもかかわらずこの上記の鍵がデータ群を暗号化するために使用される場合、送信された暗号化データは、選択された対称暗号鍵が無効あるため、第１の装置３によって処理されないことになる。（クライアント５によって支払われなければならない）使用されるデータトラフィックは浪費され、データ暗号化および送信プロセスでは、結果として生じるさらなるデータトラフィック消費が繰り返されなければならない。選択された対称暗号鍵の有効性をチェックする予備ステップはこのような状況を防止する。
【００５９】
ｈｔｔｐヘッダーにおいて、ユーザエージェントに対して、第２の装置５は、ある情報を第１の装置３が認識できるフォーマットで送ることによって自身を特定することができる。ｈｔｔｐメッセージの本文において、第２の装置５によって第１の装置３に情報が提供され、これによって、第１の装置３は、装置５によって、この装置に利用可能であるそれらの対称暗号鍵の中からどの対称暗号鍵が選択されているのかを特定することができる。例えば、ＩＤ識別コードを通して識別できるようにされる。さらに、この段階で送信されたデータを使用して、選択された対称暗号鍵が依然として有効であるかどうかをチェックすることができる。
【００６０】
セキュリティを理由として、選択された対称暗号鍵は、ｈｔｔｐメッセージにそれ自体としては導入されないことになる。いくつかの実施形態では、選択された対称暗号鍵の暗号化バージョンを第２の装置５から第１の装置３に送信することが予想可能である。例えば、選択された対称暗号鍵のダイジェストまたはハッシュ値が使用可能である。しかしながら、悪質なサードパーティが、送信を妨害し、ハッシュ値から対称暗号鍵を抽出しようとする恐れがあるため、これはセキュリティリスクを起こしやすい恐れがある。
【００６１】
このリモートセキュリティリスクさえも取り去るために、鍵自体ではなく、実際の対称暗号鍵に関連しているランダムチェック鍵ＲＫが、データ送信プロセスのこの予備ステップにおいて使用される。セキュリティをさらに改善するために、平易なランダムチェック鍵ＲＫを使用するのではなく、この実際の対称暗号鍵がそのように暗号化可能である。さらにセキュリティを高める方策として、ランダムチェック鍵ＲＫを単独で暗号化するのではなく、上記のランダムチェック鍵ＲＫは、例えばタイムスタンプといった連続可変の情報に連結可能である。
【００６２】
よって、いくつかの実施形態によると、ｈｔｔｐ本文では、下記の３つの情報：一意の識別コードＩＤ、タイムスタンプＴＳ、および、選択された対称暗号鍵のタイムスタンプＴＳおよびランダムチェック鍵ＲＫによって形成されるメッセージのハッシュ値またはダイジェストが、平テキストで送信される。
【００６３】
ランダムチェック鍵ＲＫに連結されるタイムスタンプＴＳによって形成されるストリングのハッシュまたはダイジェストは、ＭＤ５、ＳＨＡ１、または任意の同等のものといった任意の適したアルゴリズムによって得られ得る。
【００６４】
例えば、第１の選択された対称暗号鍵が選択され（すなわち、ＩＤ＝１の鍵）、選択された対称暗号鍵に関係しているＲＫが「ｍｉｃｋｅｙ  ｍｏｕｓｅ（ミッキーマウス）」であり、タイムスタンプが「２０１４／０４／０８  １６：１１：０２」である場合、ＭＤ５は、ストリング「ｍｉｃｋｅｙ  ｍｏｕｓｅ２０１４／０４／０８  １６：１１：０２」に対して算出されることになり、ダイジェストは、「４０ｅａｅｅ１ｆ０３４５３ｃａ１２５４９９０８ｂ７ｂ７１ｆ３８ｅ」が得られることになる。
【００６５】
この例では、第２の装置５から第１の装置３へ送られるメッセージは以下になる。
ＧＥＴ／ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ＿ｓｅｒｖｉｃｅ＿ｕｒｉ  ＨＴＴＰ１．１
Ｕｓｅｒ−Ａｇｅｎｔ：ＭＹＤＥＶＩＣＥ／ＳｅｖｅｒａｌＯｔｈｅｒＰｏｓｓｉｂｌｅＵｓｅｆｕｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ＩＤ：１
ＴＳ：２０１４／０４／０８  １６：１１：０２
ＭＤ５：４０ｅａｅｅ１ｆ０３４５３ｃａ１２５４９９０８ｂ７ｂ７１ｆ３８ｅ
【００６６】
このメッセージは１７０バイトの長さである。ＨＴＴＰ１．１は単に可能な送信プロトコルの例として与えられ、本明細書に開示される本発明を実践する目的で他のものも利用可能であり適する。
【００６７】
第１の装置３は、選択された対称暗号鍵が依然として有効であるかどうか、および、選択された対称暗号鍵が本当に要求されているものかどうかをチェックする。一意の識別コードＩＤは、選択された対称暗号鍵が依然として有効であるかどうかを第１の装置３がチェックするには十分である。タイムスタンプに連結されたランダムチェック鍵ＲＫのダイジェストによって、選択された対称暗号鍵が本当に要求されているものかどうかをチェックできるようにする。
【００６８】
このチェックの結果に左右されて、第１の装置３は、選択された対称暗号鍵が依然として有効である場合に有効鍵メッセージを送る。逆に、選択された対称暗号鍵が無効である場合、無効鍵メッセージが送られる。例えば、鍵が有効である場合、「２００  ＯＫ」の空のページが送信されるか、或いは、鍵がもはや有効でない場合、「４０１  Ｕｎａｕｔｈｏｒｉｚｅｄ」の空のページが送信される。有効鍵メッセージは１９バイトの長さであるが、無効鍵メッセージは２９バイトの長さである。
【００６９】
典型的には、ヘッダーは上で示される物より長く、ＨＴＴＰ１．１プロトコルに準拠したものである。例えば、ポータルホームページの一例へのアクセスのヘッダー応答は以下になる。
ＨＴＴＰ／１．１  ２００  ＯＫ
Ｃａｃｈｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌ：ｍａｘ−ａｇｅ＝６０４８００
Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ：ｋｅｅｐ−ａｌｉｖｅ
Ｄａｔｅ：Ｔｈｕ、０９  Ｏｃｔ  ２０１４  １４：２３：５４  ＧＭＴ
ＥＴａｇ：Ｗ／“１２２１９０−１４０７８２６４７８０００”
Ｅｘｐｉｒｅｓ：Ｔｈｕ、  １６  Ｏｃｔ  ２０１４  １４：２３：５４  ＧＭＴ
Ｖａｒｙ：Ａｃｃｅｐｔ−Ｅｎｃｏｄｉｎｇ
【００７０】
このヘッダーは１９８バイトの長さである。
【００７１】
無効鍵メッセージが受信される場合、第２の装置５は、利用可能なセットから異なる対称暗号鍵を試すことができる。しかしながら、あるセットの対称暗号鍵全てが同じ有効期限日を有する場合、この新しい試みは失敗に終わり、データトラフィックをただ無駄に消費することになる。従って、好ましくは、無効鍵メッセージが第２の装置５によって受信される場合、この試みはＴＣＰ接続を終了させることになり、新しい鍵取得プロセスを再始動する（図２におけるフローチャートを参照）。
【００７２】
データトラフィックの点で、説明された妥当性検査プロセスに費やされるのはおよそ５００バイト（０．５ｋＢ）であることが想定できる。このプロセスは、毎回、第２の装置５が１つまたは複数のデータ群またはデータパッケージを第１の装置３に送信するために第１の装置との通信プロセスを開始しなければならない度に行われなければならない。第２の装置が、複数（ｋ）の動作、例えば、ｋ＝３（例えば、データ送信、構成、およびソフトウェアのアップグレードなど）のために一日当たりｎ＝１０接続を必要とすると想定すると、妥当性検査に必要とされるデータ送信の量は、毎回ＳＳＬハンドシェイクプロセスが使用されたとしたら必要されることになる１５０ｋＢではなく、
Ｎ＊ｋ＊０．５ｋＢ＝１０＊３＊０．５ｋＢ＝１５ｋＢ
となる。従って、説明された方法によって、一日当たりおよそ１３５ｋＢ、すなわち、一月当たりおよそ４ＭＢがセーブされる。
【００７３】
鍵妥当性検査プロセスが完了すると、第２の装置５は、送信されるべきデータ全て（またはこの一部）を選択し、所望のフォーマットでそれらを書き込んだ後、必要に応じてそのデータを圧縮し、結果として生じたデータ群またはパッケージを選択された対称暗号鍵で暗号化する。最後に、同じ接続中に、第２の装置５はｈｔｔｐ本文で１つまたは複数の暗号化済みデータ群を送る。データ全てがうまく送信されると、接続を終了させることができる。
【００７４】
データ群がどのように構成および／または圧縮されているかは、本開示には無関係である。本明細書に開示されたやり方でいずれのデータも送信できる。また、データ圧縮は、場合によっては、データトラフィックを低減するのに有用である場合があるが、必須ではなく、状況によっては、例えば、送信されるべきデータが．ｊｐｇ画像ファイルなどの既に圧縮済みの形態であるときには、ほとんど利点をもたらし得ないことに留意されたい。
【００７５】
データ送信サービスが最初の妥当性検査プロセスなしで第２の装置５によってリクエストされる場合、サーバは、「４０１  Ｕｎａｕｔｈｏｒｉｚｅｄ」のメッセージで応答しなければならない。
【００７６】
上述されたデータ送信プロセスは、図４のフローチャートにおいてまとめられている。
【００７７】
格納された対称暗号鍵のセットは、それらが有効（すなわち、有効期限日以内）である限り、該当する第２の装置５によって使用可能である。それぞれの第２の装置５は、典型的には、新しくした鍵に対するセッションを、すなわち、
・無効鍵メッセージが妥当性検査ステップ中に受信されるとき、
・接続中に、鍵の有効期限日後にさらなる接続が見込まれる場合、
有効な対称暗号鍵の新しいセットを受信するためのセッションを始めることになる。
【００７８】
必須でない場合でも、それぞれの第２の装置５は、有効な鍵を常に内部に格納することを試みるものとする。よって、内部のチェックルーチンが予見でき、これによって、第２の装置５は、格納された対称暗号鍵が依然として有効であるかどうかを周期的にチェックし、有効でない場合、該装置は有効な対称暗号鍵の新しいセットをリクエストする新しい取得プロセスを始めるように構成でき（図２を参照）、それによって、次のデータ送信プロセス中の予期しない無効鍵メッセージ（図４）が回避できる。このことは、データトラフィックをさらに低減することになる。
【符号の説明】
【００７９】
３  第１の装置
５Ａ  第２の装置
５Ｂ  第２の装置
５Ｃ  第２の装置
７Ａ  電気機器または電子機器
７Ｂ  電気機器または電子機器
７Ｃ  電気機器または電子機器
９Ａ  光起電力パネル
９Ｂ  風力タービン
９Ｃ  光起電力パネル
【図１】
2018064268.tif 000003
【図２】
2018064268.tif 000004
【図３】
2018064268.tif 000005
【図４】
2018064268.tif 000006
【外国語明細書】
2018064268000001.pdf
2018064268000002.pdf
2018064268000003.pdf
2018064268000004.pdf