(57)【要約】【課題】セキュリティを確保するようにした基地局装置、通信システム、及び通信方法を提供すること。また、端末装置に対して低消費電力化を図るようにした基地局装置、通信システム、及び通信方法を提供すること。【解決手段】固定設置された端末装置と無線通信を行う基地局装置において、前記端末装置から送信された無線信号に基づいて、前記端末装置が前記基地局装置の通信可能範囲において前記基地局装置と無線通信を行っているときの前記通信可能範囲の固有の番号を表す固有番号と、前記端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングを他の端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングと一致させるタイミングを表すタイミング情報とを抽出するセル固有番号抽出部と、前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて、前記端末装置から送信されたデータを暗号化し、暗号化した前記データをサーバ装置へ送信する暗号化処理部とを備える。【選択図】図６
2019016841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定設置された端末装置と無線通信を行う基地局装置において、
前記端末装置から送信された無線信号に基づいて、前記端末装置が前記基地局装置の通信可能範囲において前記基地局装置と無線通信を行っているときの前記通信可能範囲の固有の番号を表す固有番号と、前記端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングを他の端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングと一致させるタイミングを表すタイミング情報とを抽出するセル固有番号抽出部と、
前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて、前記端末装置から送信されたデータを暗号化し、暗号化した前記データをサーバ装置へ送信する暗号化処理部と
を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記暗号化処理部は、前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて作成した暗号鍵を用いて前記データを暗号化することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
【請求項３】
前記暗号化処理部は、前記固有番号と前記タイミング情報とを暗号鍵として、前記固有番号と前記タイミング情報とを用いて前記データを暗号化することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
【請求項４】
前記暗号化処理部は、前記サーバ装置により発行され前記端末装置から送信されたワンタイムパスワードを利用して前記固有番号と前記タイミング情報とを暗号化し、暗号化した前記固有番号と前記タイミング情報とを前記サーバ装置へ送信することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
【請求項５】
固定設置された端末装置と、
前記端末装置と無線通信を行う基地局装置と、
サーバ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記基地局装置は、
前記端末装置から送信された無線信号に基づいて、前記端末装置が前記基地局装置の通信可能範囲において前記基地局装置と無線通信を行っているときの前記通信可能範囲の固有の番号を表す固有番号と、前記端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングを他の端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングと一致させるタイミングを表すタイミング情報とを抽出するセル固有番号抽出部と、
前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて、前記端末装置から送信されたデータを暗号化し、暗号化したデータを前記サーバ装置へ送信する暗号化処理部とを備え、
前記サーバ装置は、前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて、前記基地局装置から受信した前記暗号化されたデータを復号化する暗号化伝送路処理部を備える、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項６】
セル固有番号抽出部と暗号化処理部とを有し、固定設置された端末装置と無線通信を行う基地局装置における通信方法であって、
前記セル固有番号抽出部により、前記端末装置から送信された無線信号に基づいて、前記端末装置が前記基地局装置の通信可能範囲において前記基地局装置と無線通信を行っているときの前記通信可能範囲の固有の番号を表す固有番号と、前記端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングを他の端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングと一致させるタイミングを表すタイミング情報とを抽出し、
前記暗号化処理部により、前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて、前記端末装置から送信されたデータを暗号化し、暗号化した前記データをサーバ装置へ送信する
ことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局装置、通信システム、及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータやスマートフォンのみならず、あらゆるものがインターネットに接続されるようになってきている。そのため、ＩｏＴ（Internet of Things）が注目されている。ＩｏＴとは、例えば、様々な「モノ（物）」がインターネットに接続され、情報交換することにより、相互に制御する仕組みである、とされる。ここでいう「物」とは、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）アドレスを持つスマートフォン、ＩＰアドレスを持つセンサで検知可能な商品、ＩＰアドレスを持つ機器に格納されたコンテンツなどがある。ＩｏＴの例としては、例えば、各家庭において電力計で測定された電力量を、電力計の無線通信機能を利用してサーバなどに送信するスマートメータがある。ＩｏＴによって、例えば、大量の情報が円滑に流通することが可能となり、国民生活における生産性や効率性が向上し、新しい社会システムが実現され得るものと考えられている。
【０００３】
一方、インターネットでは様々なデータが流通している。そのため、ユーザは、暗号化技術を利用して、セキュリティを確保するようにしている。暗号化技術としては、例えば、ＩＰｓｅｃ（Security Architecture for the Internet Protocol）や３ＧＰＰ  ＡＫＡ（The Third Generation Partnership Project Authentication and Key Agreement）などがある。
【０００４】
ＩＰｓｅｃは、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）パケット単位でデータの改ざん防止や秘匿機能などを提供するプロトコルである。ＩＰｓｅｃは、例えば、ＡＨ（Authentication Header）による認証機構とデータの安全性を保証するプロトコルや、ＥＳＰ（Encapsulated Security Payload）によるデータ暗号化のセキュリティプロトコルなど、複数のプロトコルが組み合わされて利用される。
【０００５】
ＩＰＳｅｃに含まれるプロトコルの１つに、ＩＫＥ（Internet Key Exchange Protocol）がある。ＩＫＥは、例えば、送信側と受信側で鍵情報を交換する鍵交換プロトコルである。送信側と受信側は、ＩＫＥで交換された鍵情報を利用して同一の共有鍵を生成し、生成した共有鍵を利用して、送信側は暗号化、受信側は復号化を行う。ＩＫＥｖ２（IKE Version 2）は、ＲＦＣ（Request for Comments）７２９６として規格化されている。
【０００６】
他方、３ＧＰＰ  ＡＫＡは、例えば、移動体通信で利用される相互認証と鍵交換を行うプロコトルである。３ＧＰＰ  ＡＫＡでは、例えば、ＳＩＭ（Subscriber Identifier Module）カードに記憶されたＫ値（K-value）と呼ばれる共有鍵情報を利用して認証と鍵交換とが行われる。
【０００７】
このような暗号化や認証に関する技術として、例えば、以下がある。すなわち、基地局との認証過程で獲得したキーパラメータを用いて認証キーを生成し、基地局識別子などを含む第１保安材料と第１ノンスとを基地局から受信し、第１ノンス、認証キー、及び第１保安材料のうち一つ以上を用いてトラフィック暗号化キーを作成する技術がある。
【０００８】
この技術によれば、機密性の保持されたデータを遅延無しで効率的に送受信することができ、ハンドオフ時に保安を維持しながら途切れなくデータサービスを提供したり受けたりすることができる、とされる。
【０００９】
また、ＲＡ（Remote Access）−ＡＫＡでは、ＲＴＴ（Round Trip Time）やＴＴＬ（Time to Live）の制限を外し、ＲＡ−Ｓｉｎｋの事前登録、利用数制限、鍵供給数制限の際にはＲＴＴやＴＬＬの制限を課し、不特定多数のユーザからのリモートアクセスを制限する技術がある。
【００１０】
この技術によれば、ＲＴＴやＴＴＬの制限を超えつつ、ＷＡＮ（Wide Area Network）などの外部ネットワークを経由したリモートアクセスを通じてコンテンツを安全に伝送することができる、とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２０１１−５２６０９７号公報
【特許文献２】特開２０１１−８２９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、ＩｏＴを利用した端末装置において暗号化や認証が行われない場合、偽装端末により、データの改ざんなどが行われる場合がある。そのため、端末装置に対するセキュリティを確保することができない。
【００１３】
他方、ＩＫＥや３ＧＰＰ  ＡＫＡなどの鍵交換プロトコルが利用される場合、送信側と受信側とで一定のメッセージを交換した後、同一の共有鍵を作成し、作成した共有鍵を利用してデータに対する暗号化や復号化を行う。そのため、送信側と受信側では、メッセージの交換や暗号化、復号化などの処理により、このような鍵交換プロコトルを利用しない場合と比較して、消費電力が増加する。
【００１４】
上述した、第１ノンス、認証キー、及び第１保安材料のうち一つ以上を用いてトラフィック暗号化キーを作成する技術は、例えば、移動局においてトラヒック暗号化キーを作成するようにしている。そのため、移動局において、このような暗号化キーが作成されない場合と比較して、消費電力が増加する。
【００１５】
また、ＲＡ−ＡＫＡではＲＴＴやＴＴＬの制限を外し、ＲＡ−Ｓｉｎｋの事前登録、利用数制限、鍵供給数制限の際に制限を課す技術は、ＲＡ−ＡＫＡの際に制限を外しているためセキュリティを確保することができない場合がある。また、ＲＡ−Ｓｉｎｋの事前登録などの際に制限を課しており、このような制限を課さない場合と比較して、端末装置において処理が増加し、消費電力が増加する場合がある。
【００１６】
そこで、一つの側面は、セキュリティを確保するようにした基地局装置、通信システム、及び通信方法を提供することにある。
【００１７】
また、一つの側面は、端末装置に対して低消費電力化を図るようにした基地局装置、通信システム、及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
一つの態様では、固定設置された端末装置と無線通信を行う基地局装置において、前記端末装置から送信された無線信号に基づいて、前記端末装置が前記基地局装置の通信可能範囲において前記基地局装置と無線通信を行っているときの前記通信可能範囲の固有の番号を表す固有番号と、前記端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングを他の端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングと一致させるタイミングを表すタイミング情報とを抽出するセル固有番号抽出部と、前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて、前記端末装置から送信されたデータを暗号化し、暗号化した前記データをサーバ装置へ送信する暗号化処理部とを備える。
【発明の効果】
【００１９】
一つの側面では、セキュリティを確保することが可能となる。また、一つの側面では、端末装置に対して低消費電力化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は通信システムの構成例を表す図である。
【図２】図２は基地局装置の構成例を表す図である。
【図３】図３はサーバ装置の構成例を表す図である。
【図４】図４は登録済テーブルの構成例を表す図である。
【図５】図５は初回登録時の動作例を表すシーケンス図である。
【図６】図６は通常時の動作例を表すシーケンス図である。
【図７】図７は暗号化伝送路作成の動作例を表すシーケンス図である。
【図８】図８は暗号化伝送路の動作例を表すシーケンス図である。
【図９】図９は暗号化伝送路解放の動作例を表すシーケンス図である。
【図１０】図１０は基地局装置における動作例を表すフローチャートである。
【図１１】図１１はサーバ装置における動作例を表すフローチャートである。
【図１２】図１２は通信システムの構成例を表す図である。
【図１３】図１３（Ａ）と図１３（Ｂ）は通信システムの構成例を表す図である。
【図１４】図１４（Ａ）は基地局装置、図１４（Ｂ）はサーバ装置のハードウェア構成例を夫々表す図である。
【図１５】図１５は端末装置のハードウェア構成例を表す図である。
【図１６】図１６は通信システムの構成例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書における課題及び実施例は一例であり、本願の権利範囲を限定するものではない。そして、各実施の形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、本明細書で使用している用語や記載した技術的内容は、ＲＦＣや３ＧＰＰなど、暗号化や無線通信に関する規格として仕様書に記載された用語や技術的内容が適宜用いられてもよい。
【００２２】
［第１の実施の形態］
＜通信システムの構成例＞
図１は、本第１の実施の形態における通信システム１０の構成例を表す図である。
【００２３】
通信システム１０は、基地局装置（以下、「基地局」と称する場合がある。）１００とＩｏＴ端末装置（又は端末装置。以下、「端末」と称する場合がある。）２００、及びサーバ装置（以下、「サーバ」と称する場合がある。）３００を備える。
【００２４】
基地局１００は、自局の通信可能範囲に在圏する端末２００と無線通信を行うことが可能な無線通信装置である。また、基地局１００は、サーバ３００と接続され、端末２００から送信されたデータをサーバ３００へ送信したり、サーバ３００から送信されたデータを端末２００へ送信したりすることが可能である。
【００２５】
本第１の実施の形態では、基地局１００は、端末２００から送信されたデータに対して、暗号化を行う。その際、基地局１００は、端末２００が在圏するセルのセル固有番号と、端末２００に対するＴＡ（Timing Advance）値とに基づいて暗号化を行う。そして、基地局１００は、暗号化したデータをサーバ３００へ送信する。詳細については後述する。
【００２６】
端末２００は、基地局１００の通信可能範囲において基地局１００と無線通信を行うことが可能な無線通信装置である。端末２００は、例えば、スマートメータ、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、ゲーム装置などでもよいが、ある地点において固定設置される。例えば、端末２００は、センサを備え、又はセンサと接続して、センサで測定されたセンサデータを基地局１００へ送信する。
【００２７】
なお、基地局１００の通信可能範囲は、例えば、セル（又はセル範囲）であってもよい。セルは、セル固有の番号により端末２００において識別可能となっている。セル固有番号（又は固有番号）としては、例えば、セルＩＤ（Identification）がある。基地局１００は、１又は複数のアンテナを備えており、例えば、１つのアンテナにより通信可能な範囲がセルであり、各通信可能範囲がセルＩＤにより識別可能となっている。或いは、１つのアンテナにより利用される周波数帯域毎に１つのセルＩＤが割り当てられ、どのアンテナによりどのような周波数帯域を利用して無線通信を行ったかにより、セルＩＤが異なっていてもよい。
【００２８】
サーバ３００は、基地局１００を介して端末２００との間でデータなどを送受信する。例えば、サーバ３００は、端末２００から送信されたセンサデータを、基地局１００を介して受信する。サーバ３００では、受信したセンサデータに基づいて、各家庭の月ごとの電力使用量やガス使用量などを集計してもよい。
【００２９】
＜基地局装置の構成例＞
図２は基地局１００の構成例を表す図である。
【００３０】
基地局１００は、無線処理部１０１、ベースバンド処理部１０２、制御信号処理部１０３、ユーザデータ伝送路処理部１０４、有線側送受信部１０５を備える。また、基地局１００は、端末ＩＤ（Identification）抽出及び判定部（以下、「端末ＩＤ抽出部」と称する場合がある。）１０６、セル固有番号及びＴＡ情報抽出部（以下、「セル固有番号抽出部」と称する場合がある。）１０７、及び暗号化処理部１０８を備える。
【００３１】
無線処理部１０１は、端末２００から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号に対して、周波数変換処理やＡ／Ｄ（Analogue to Digital）変換処理などを施して、無線帯域の無線信号を、ベースバンド帯域のベースバンド信号へ変換する。無線処理部１０１は、変換後のベースバンド信号をベースバンド処理部１０２へ出力する。また、無線処理部１０１は、ベースバンド処理部１０２から出力されたベースバンド信号に対して、Ｄ／Ａ（Digital to Analogue）変換処理や周波数変換処理などを施して、ベースバンド帯域のベースバンド信号を、無線帯域の無線信号へ変換する。無線処理部１０１は、変換後の無線信号を端末２００へ送信する。
【００３２】
ベースバンド処理部１０２は、無線処理部１０１から出力されたベースバンド信号に対して復調処理や誤り訂正復号化処理などを施して、ベースバンド信号からユーザデータと制御信号、プリアンブル信号などを抽出する。ベースバンド処理部１０２は、制御信号を制御信号処理部１０３へ、ユーザデータをユーザデータ伝送路処理部１０４へ、プリアンブル信号などをセル固有番号抽出部１０７へ夫々出力する。
【００３３】
また、ベースバンド処理部１０２は、制御信号処理部１０３から出力された制御信号と、ユーザデータ伝送路処理部１０４から出力されたユーザデータとに対して、誤り訂正符号化処理や変調処理などを施して、ベースバンド信号へ変換する。ベースバンド処理部１０２は、変換後のベースバンド信号を無線処理部１０１へ出力する。
【００３４】
制御信号処理部１０３は、ベースバンド処理部１０２から出力された制御信号に対して、例えば、再送制御などの無線区間における制御に関連した処理を行う。この際、制御信号処理部１０３は、例えば、端末２００から送信された無線信号をどのアンテナを利用して受信したかを確認し、どのアンテナで受信したかを示す信号を、セル固有番号抽出部１０７へ出力する。
【００３５】
また、制御信号処理部１０３は、例えば、スケジューリングを行って、端末２００に対して無線リソースの割り当てや変調方式などを決定し、スケジューリング結果を示す制御信号を生成してもよい。この場合、制御信号処理部１０３は、生成した制御信号をベースバンド処理部１０２へ出力する。
【００３６】
さらに、制御信号処理部１０３は、サーバ３００と通信を行う際に制御信号を生成し、生成した制御信号を、有線側送受信部１０５を介してサーバ３００へ送信したり、サーバ３００から送信された制御信号を、有線側送受信部１０５を介して受信したりする。
【００３７】
ユーザデータ伝送路処理部１０４は、ベースバンド処理部１０２から出力されたユーザデータ（以下、「データ」と称する場合がある。）を端末ＩＤ抽出部１０６と暗号化処理部１０８へ出力する。ユーザデータ伝送路処理部１０４は、暗号化処理部１０８から暗号化されたデータを受け取ると、例えば、暗号化されたデータをカプセリングしたパケットデータを作成し、作成したパケットデータを有線側送受信部１０５へ出力する。
【００３８】
また、ユーザデータ伝送路処理部１０４は、暗号化処理部１０８から暗号化に関するメッセージなどを受け取ると、受け取ったメッセージなどを有線側送受信部１０５へ出力する。さらに、ユーザデータ伝送路処理部１０４は、端末ＩＤ抽出部１０６から端末ＩＤを受け取ると、受け取った端末ＩＤを有線側送受信部１０５へ出力する。なお、ユーザデータ伝送路処理部１０４は、例えば、端末ＩＤを受け取ると、サーバ３００に対する接続要求などの各種メッセージを生成し、生成した各種メッセージを有線側送受信部１０５へ出力する。ユーザデータ伝送路処理部１０４は、有線側送受信部１０５を介して、サーバ３００との間で接続要求や応答などのメッセージを交換する。端末ＩＤは、例えば、端末２００を他の端末と識別する識別情報である。
【００３９】
さらに、ユーザデータ伝送路処理部１０４は、有線側送受信部１０５からパケットデータを受け取ると、受け取ったパケットデータから暗号化されたデータを抽出し、抽出した暗号化データを暗号化処理部１０８へ出力する。ユーザデータ伝送路処理部１０４は、復号化されたデータを暗号化処理部１０８から受け取ると、受け取ったデータをベースバンド処理部１０２へ出力する。
【００４０】
有線側送受信部１０５は、制御信号処理部１０３から出力された制御信号や、ユーザデータ伝送路処理部１０４から出力されたパケットデータや各種メッセージなどに対して、有線側のネットワークプロトコルに従うパケットデータを生成する。有線側送受信部１０５は、生成したパケットデータをサーバ３００へ送信する。
【００４１】
また、有線側送受信部１０５は、サーバ３００から送信されたパケットデータを受信すると、受信したパケットデータから制御信号やパケットデータ、各種メッセージなどを抽出し、制御信号を制御信号処理部１０３、パケットデータや各種メッセージなどをユーザデータ伝送路処理部１０４へそれぞれ出力する。
【００４２】
端末ＩＤ抽出部１０６は、ユーザデータ伝送路処理部１０４から受け取ったユーザデータから端末ＩＤを抽出する。そして、端末ＩＤ抽出部１０６は、抽出した端末ＩＤに基づいて、端末ＩＤを有する端末２００が暗号化対象の端末か否かを判定する。端末ＩＤ抽出部１０６は、暗号化対象の端末のときは、暗号化処理部１０８に対して暗号化を指示する信号を出力する。端末ＩＤ抽出部１０６は、暗号化対象の端末ではないときは、暗号化を行わないことを指示する信号を暗号化処理部１０８に出力してもよいし、とくに信号を出力しないようにしてもよい。なお、端末ＩＤ抽出部１０６は、端末２００から送信された制御信号を制御信号処理部１０３から受け取り、受け取った制御信号に基づいて端末ＩＤを抽出してもよい。
【００４３】
セル固有番号抽出部１０７は、制御信号処理部１０３から、どのアンテナを利用して無線信号を受信したかを示す信号を受け取ると、この信号に基づいて、セル固有番号を抽出する。セル固有番号は、例えば、端末２００が基地局１００の通信可能範囲において基地局１００と無線通信を行っているときの基地局１００の通信可能範囲における固有の番号を表す。セル固有番号は、例えば、アンテナ毎に異なる番号となっている。そのため、セル固有番号抽出部１０７は、例えば、無線信号を受信した際のアンテナの識別番号に基づいて、セル固有番号を決定することが可能である。
【００４４】
また、セル固有番号抽出部１０７は、ベースバンド処理部１０２から受け取ったプリアンブル信号などに基づいてＴＡ情報を抽出する。ＴＡ情報は、例えば、端末２００から送信された無線信号が基地局１００で受信するときのタイミングを他の端末から送信された無線信号が基地局１００で受信するときのタイミングと一致させるタイミングを表すタイミング情報である。ＴＡ情報は、例えば、３ＧＰＰ  ＴＳ３６．３００  Ｖ１０．３．０（２０１１−０３）などにおいて規格化されている。ＴＡ情報には、ＴＡ値が含まれ、このＴＡ値は正規化された値でもよい。セル固有番号抽出部１０７は、例えば、端末２００から送信された無線信号に含まれるプリアンブル信号などに基づいてＴＡ情報を抽出する。詳細については動作例で説明する。セル固有番号抽出部１０７は、セル固有番号とＴＡ情報とを暗号化処理部１０８へ出力する。
【００４５】
暗号化処理部１０８は、端末ＩＤ抽出部１０６から暗号化を指示する信号を受け取ると、セル固有番号抽出部１０７から受け取ったセル固有番号とＴＡ情報とに基づいて、ユーザデータ伝送路処理部１０４から受け取ったデータに対して暗号化処理を施す。暗号化処理部１０８は、暗号化したデータをユーザデータ伝送路処理部１０４へ出力する。
【００４６】
また、暗号化処理部１０８は、ユーザデータ伝送路処理部１０４などを介して、サーバ３００との間で暗号化に関するメッセージを交換する。このようなメッセージに交換により、基地局１００はサーバ３００との間で暗号化伝送路を作成したり、作成した暗号化伝送路を解放したりする。暗号化伝送路の作成処理などは動作例で説明する。
【００４７】
さらに、暗号化処理部１０８は、ユーザデータ伝送路処理部１０４から、暗号化されたデータを受け取ると、セル固有番号とＴＡ情報とに基づいて、暗号化されたデータに対して復号化処理を施す。暗号化処理部１０８は、復号化したデータをユーザデータ伝送路処理部１０４へ出力する。
【００４８】
＜サーバの構成例＞
図３はサーバ３００の構成例を表す図である。サーバ３００は、ネットワークＩＦ（Interface）３０１、暗号化伝送路及び復号化処理部（以下、「暗号化伝送路処理部」と称する場合がある。）３０２、登録済リスト検索及び抽出部（以下、「登録済リスト検索部」と称する場合がある。）３０３を備える。また、サーバ３００は、ユーザＩＦ３０４、ワンタイムパスワード発行部３０５、アプリケーション処理部３０６、及び登録済テーブル３０７を備える。
【００４９】
ネットワークＩＦ３０１は、基地局１００から送信されたパケットデータを受信し、受信したパケットデータから、暗号化されたデータや暗号化に関するメッセージ、端末ＩＤなどを抽出する。ネットワークＩＦ３０１は、暗号化されたデータや暗号化伝送路に関するメッセージなどを暗号化伝送路処理部３０２へ出力し、端末ＩＤや接続要求などを登録済リスト検索部３０３へ出力し、端末２００との間で交換されるメッセージなどをユーザＩＦ３０４へ出力する。
【００５０】
また、ネットワークＩＦ３０１は、暗号化伝送路処理部３０２から、暗号化されたユーザデータや制御信号、暗号化に関するメッセージを受け取る。さらに、ネットワークＩＦ３０１は、登録済リスト検索部３０３から、応答メッセージなどを受け取る。さらに、ネットワークＩＦ３０１は、ユーザＩＦ３０４から、端末２００へ送信するメッセージなどを受け取る。ネットワークＩＦ３０１は、これら受け取ったデータやメッセージなどを、有線側のネットワークプロトコルに従うパケットデータに変換して、変換後のパケットデータを基地局１００へ送信する。
【００５１】
暗号化伝送路処理部３０２は、ネットワークＩＦ３０１から受け取った、暗号化されたデータや制御信号に対して、登録済リスト検索部３０３から受け取ったセル固有番号とＴＡ情報とに基づいて、復号化処理を施す。暗号化伝送路処理部３０２は、復号化した制御信号とデータとをアプリケーション処理部３０６へ出力する。
【００５２】
また、暗号化伝送路処理部３０２は、例えば、ネットワークＩＦ３０１から受け取った暗号化に関するメッセージに対して応答メッセージなどを作成する。暗号化伝送路処理部３０２は、作成した応答メッセージなどを、ネットワークＩＦ３０１を介して基地局１００へ送信する。暗号化伝送路処理部３０２は、基地局１００の暗号化処理部１０８との間で、暗号化に関するメッセージを交換する。このようなメッセージの交換により、暗号化伝送路の作成や解放が行われる。
【００５３】
さらに、暗号化伝送路処理部３０２は、例えば、アプリケーション処理部３０６から出力されたユーザデータと制御信号とに対して、登録済リスト検索部３０３から受け取ったセル固有番号とＴＡ情報とに基づいて、暗号化処理を施す。暗号化伝送路処理部３０２は、暗号化したユーザデータと制御信号をネットワークＩＦ３０１へ出力する。
【００５４】
登録済リスト検索部３０３は、ネットワークＩＦ３０１から接続要求と端末ＩＤとを受け取ると、端末ＩＤに対応する登録済リストを、登録済テーブル３０７から検索する。登録済リストの例は後述する。登録済リスト検索部３０３は、接続要求に対する応答を表す応答メッセージを作成し、作成した応答メッセージをネットワークＩＦ３０１へ出力する。
【００５５】
なお、登録済リスト検索部３０３は、端末ＩＤに対応する登録済リストがない場合、基地局１００からセル固有番号とＴＡ情報とを受け取り、端末ＩＤとともにセル固有番号とＴＡ情報とを登録済リストに登録する。この場合は、初回登録となる。
【００５６】
ユーザＩＦ３０４は、例えば、端末２００の設置者や登録担当者向けにＷｅｂページを提供し、Ｗｅｂページを通じて、ワンタイムパスワード発行部３０５から受け取ったワンタイムパスワードを、端末２００へ送信する。
【００５７】
例えば、ユーザＩＦ３０４は、以下の処理を行う。すなわち、ユーザＩＦ３０４は、設置者や登録担当者が利用するパーソナルコンピュータからＷｅｂページの閲覧要求を受けて、Ｗｅｂページに含まれる情報を端末２００へ送信する。ユーザＩＦ３０４は、ネットワークＩＦ３０１を介して、パーソナルコンピュータからワンタイムパスワードの発行要求を受けると、発行要求をワンタイムパスワード発行部３０５へ出力する。そして、ユーザＩＦ３０４は、ワンタイムパスワード発行部３０５からワンタイムパスワードを受け取ると、受け取ったワンタイムパスワードを、ネットワークＩＦ３０１を介して、パーソナルコンピュータへ送信する。これにより、設置者や登録担当者は、サーバ３００で発行されたワインタイムパスワードを受け取ることが可能となる。
【００５８】
ワンタイムパスワード発行部３０５は、ユーザＩＦ３０４から、ワンタイムパスワードの発行要求を受け取ると、ワンタイムパスワードを発行し、発行したワンタイムパスワードをユーザＩＦ３０４へ出力する。ワンタイムパスワードは、例えば、サーバ３００にアクセス可能な一度限り有効なパスワードである。本第１の実施の形態では、ワンタイムパスワードは、例えば、基地局１００がセル固有番号とＴＡ情報とをサーバ３００へ送信する際に使用される。詳細は動作例で説明する。なお、ワンタイムパスワード発行部３０５は、発行したワンタイムパスワードを、ユーザＩＦ３０４と登録済リスト検索部３０３へ出力する。この場合、登録済リスト検索部３０３では、ワンタイムパスワードに基づいて登録済リストへの仮登録を行う。詳細については動作例で説明する。
【００５９】
アプリケーション処理部３０６は、暗号化伝送路処理部３０２からユーザデータと制御信号を受け取ると、制御信号に従ってユーザデータに対する処理を行う。また、アプリケーション処理部３０６は、ユーザデータと制御信号とを作成して、暗号化伝送路処理部３０２へ出力する。
【００６０】
登録済テーブル３０７は、例えば、メモリに記憶されたテーブルであって、登録済リストが記憶される。なお、以下では、登録済テーブルと登録リストとを区別しないで用いる場合がある。
【００６１】
図４は登録済テーブル３０７に記憶された登録済リストの例を表す図である。登録済テーブル３０７は、端末ＩＤごとに、セル固有番号とＴＡ情報とが記憶される。登録済テーブル３０７には、更に、「仮登録フラグ」の領域がある。「仮登録フラグ」が「１」のとき、「セル固有番号」と「ＴＡ情報」には、セル固有番号とＴＡ情報とが登録されておらず、ワンタイムパスワードが登録される。図４の例では、ワンタイムパスワードとして、「ａｂｃｄ１２３４ｅｆｇｈ」が登録されている。登録済リスト検索部３０３は、初回登録の際に、基地局１００からセル固有番号とＴＡ情報とを受信すると、登録済テーブル３０７の該当するエントリに、受信したセル固有番号とＴＡ情報とを記憶し、「仮登録フラグ」を「１」から「０」に変更する。
【００６２】
＜動作例＞
次に動作例について説明する。動作例は、全体として、サーバ３００においてセル固有番号とＴＡ情報とを初回登録する動作例と、その後、通常時の動作として、基地局１００とサーバ３００において暗号化や復号化を行う動作例とがある。初回登録時の動作例を先に説明し、次に、通常時の動作例について説明する。
【００６３】
＜１．初回登録時の動作例＞
図５は、初回登録時の動作例を表すシーケンス図である。
【００６４】
端末２００の設置者や登録担当者は、例えば、パーソナルコンピュータなどを介して、サーバ３００へアクセスする。サーバ３００は、パーソナルコンピュータから受信した、端末２００の端末ＩＤを含む発行要求に対して、ワンタイムパスワードを発行する（Ｓ０１）。サーバ３００ではワンタイムパスワードを発行し、発行要求に含まれる端末ＩＤを仮登録する。例えば、図４に示すように、サーバ３００では、登録済リストにおいて、端末ＩＤ「５５５５６６６６」に対してワンタイムパスワード「ａｂｃｄ１２３４ｅｆｇｈ」を登録する。この仮登録により、サーバ３００は自身が発行したワンタイムパスワードを保持することが可能となる。
【００６５】
次に、設置者や登録担当者による端末２００の操作により、端末２００は、端末ＩＤとワンタイムパスワードとを基地局１００へ送信する（Ｓ１０）。
【００６６】
次に、基地局１００は、端末ＩＤに基づいて判定処理を行い、セル固有番号とＴＡ情報とを抽出する（Ｓ１１）。
【００６７】
例えば、基地局１００は、以下の処理により判定処理を行う。すなわち、端末ＩＤ抽出部１０６は、Ｓ１０により送信された端末ＩＤを含むユーザデータを、ユーザデータ伝送路処理部１０４から受け取り、受け取ったユーザデータから端末ＩＤを抽出する。端末ＩＤ抽出部１０６は、例えば、内部メモリにＩｏＴ端末の端末ＩＤを保持しており、抽出した端末ＩＤと内部メモリに保持した端末ＩＤが一致すれば、暗号化対象の端末であると判定し、一致しなければ暗号化対象外の端末と判定する。基地局１００では、抽出した端末ＩＤが対象の端末のときは以降の処理を行い、そうでないときは以降の処理を行わないようにしてもよい。
【００６８】
また、基地局１００は、例えば、以下の処理によりセル固有番号を抽出する。すなわち、セル固有番号抽出部１０７は、Ｓ１０により端末２００から送信された無線信号を受信したアンテナに基づいて、セル固有番号を抽出する。
【００６９】
さらに、基地局１００は、例えば、以下の処理によりＴＡ情報を抽出する。すなわち、セル固有番号抽出部１０７は、端末２００がＳ１０で送信する無線信号の無線リソースの情報を受け取り、プリアンブル信号の送信時間を確認する。また、セル固有番号抽出部１０７は、ベースバンド処理部１０２からプリアンブル信号を受け取ったときの時間を受信時間とする。セル固有番号抽出部１０７は、受信時間と送信時間との差分を、伝送遅延時間として計算する。セル固有番号抽出部１０７は、更に、内部メモリから基準時間を読み出し、基準時間と伝送遅延時間との差分を計算する。セル固有番号抽出部１０７は、この差分時間を、ＴＡ値とする。この際、セル固有番号抽出部１０７は、差分時間を正規化した値をＴＡ値としてもよい。セル固有番号抽出部１０７は、計算したＴＡ値をＴＡ情報とする。
【００７０】
次に、基地局１００は、端末ＩＤと接続要求とをサーバ３００へ送信する（Ｓ１２）。基地局１００は、例えば、以下の処理を行う。すなわち、端末ＩＤ抽出部１０６は、端末ＩＤが暗号化対象の端末であることの判定結果と抽出した端末ＩＤとを、ユーザデータ伝送路処理部１０４へ出力する。ユーザデータ伝送路処理部１０４は、この判定結果を受け取ると接続要求メッセージを作成し、作成した接続要求メッセージと端末ＩＤとを、有線側送受信部１０５を介してサーバ３００へ送信する。この場合、ユーザデータ伝送路処理部１０４は、端末ＩＤを含む接続要求メッセージを作成してもよい。
【００７１】
次に、サーバ３００は、接続要求を受信すると、受信した端末ＩＤが登録済リストに登録されていないことを確認する（Ｓ１３）。サーバ３００では、例えば、以下の処理を行う。すなわち、登録済リスト検索部３０３は、ネットワークＩＦ３０１を介して基地局１００から接続要求を受信すると、受信した端末ＩＤを検索キーにして、登録済テーブル３０７に登録された登録済リストを検索する。この場合、登録済リスト検索部３０３は、端末ＩＤそのものが登録済リストに登録されていない場合や、端末ＩＤは登録済リストに登録されているものの、「仮登録フラグ」が「１」になっている場合、登録済リストに登録されていないと判定する。図４の例では、端末ＩＤが「５５５５６６６６」の場合、登録済リスト検索部３０３は、この端末ＩＤは登録済リストには登録されていないと判定する。
【００７２】
次に、サーバ３００は、端末ＩＤは登録済リストには登録されていないことを示す結果応答を基地局１００へ送信する（Ｓ１４）。例えば、登録済リスト検索部３０３は、受信した端末ＩＤが登録済リストには登録されていないことを判定すると、登録済リストには登録されていないことを示す結果応答メッセージを生成し、ネットワークＩＦ３０１を介して基地局１００へ送信する。
【００７３】
次に、基地局１００は、セル固有番号とＴＡ情報とを暗号化して送信する（Ｓ１５）。基地局１００では、例えば、以下の処理を行う。すなわち、ユーザデータ伝送路処理部１０４は、結果応答（Ｓ１４）を受信すると、その旨を示す信号を暗号化処理部１０８へ出力する。暗号化処理部１０８は、この信号を受け取ると、ワンタイムパスワードを共有秘密鍵として、Ｓ１１で抽出したセル固有番号とＴＡ情報とに対して、暗号化処理を施す。具体的には、暗号化処理部１０８は、Ｓ１０において受信した際に内部メモリに保持したワンタイムパスワードを読み出し、ワンタイムパスワードとセル固有番号との排他的論理和を計算する。また、暗号化処理部１０８は、ワンタイムパスワードとＴＡ情報との排他的論理和を計算する。暗号化処理部１０８は、計算した２つの計算結果を、暗号化したセル固有番号とＴＡ情報として、ユーザデータ伝送路処理部１０４などを介して、サーバ３００へ送信する。この際、ユーザデータ伝送路処理部１０４は、端末ＩＤ抽出部１０６から受け取った端末ＩＤも、サーバ３００へ送信する。
【００７４】
次に、サーバ３００は、暗号化されたセル固有番号とＴＡ情報とを復号化し、復号化したセル固有番号とＴＡ情報、及び端末ＩＤを、登録済リストへ登録する（Ｓ１６）。サーバ３００は、例えば、以下の処理を行う。すなわち、暗号化伝送路処理部３０２は、ネットワークＩＦ３０１を介して、基地局１００から送信された、暗号化されたセル固有番号とＴＡ情報とを復号化する。この際、暗号化伝送路処理部３０２は、ワンタイムパスワードを、登録済リスト検索部３０３を介して、ワンタイムパスワード発行部３０５から受け取る。そして、暗号化伝送路処理部３０２は、ワンタイムパスワードを、共有秘密鍵として、暗号化されたセル固有番号とＴＡ情報とに対して復号化処理を行う。具体的には、暗号化伝送路処理部３０２は、暗号化されたセル固有番号とワンタイムパスワードとで、排他的論理和による演算を行う。また、暗号化伝送路処理部３０２は、暗号化されたＴＡ情報とワンタイムパスワードとで、排他的論理和による演算を行う。暗号化伝送路処理部３０２は、復号化したセル固有番号とＴＡ情報とを登録済リスト検索部３０３へ出力する。登録済リスト検索部３０３は、ネットワークＩＦ３０１を介して、端末ＩＤを受け取ると、端末ＩＤに対応する登録済リストのエントリのうち「仮登録フラグ」を「１」から「０」に変更する。そして、登録済リスト検索部３０３は、該当するエントリの「セル固有番号」と「ＴＡ情報」に、暗号化伝送路処理部３０２から受け取ったセル固有番号とＴＡ情報とをそれぞれ登録する。
【００７５】
次に、サーバ３００は、受領応答を基地局１００へ送信する（Ｓ１７）。例えば、登録済リスト検索部３０３は、セル固有番号とＴＡ情報とを登録済リストへの登録が完了すると、受領応答メッセージを生成し、ネットワークＩＦ３０１を介して基地局１００へ送信する。
【００７６】
次に、サーバ３００は、完了応答を端末２００へ送信する（Ｓ１８）。例えば、ユーザデータ伝送路処理部１０４は、有線側送受信部１０５を介してサーバ３００から受領応答メッセージを受信すると、完了応答メッセージを生成し、ベースバンド処理部１０２などを介して端末２００へ送信する。
【００７７】
以上の処理により、基地局１００とサーバ３００は、セル固有番号とＴＡ情報とを共有することが可能となる。
【００７８】
＜２．通常時の動作例＞
図６は、通常時の動作例を表すシーケンス図である。
【００７９】
端末２００は、端末ＩＤとデータとを基地局１００へ送信する（Ｓ２０）。データとしては、例えば、端末２００内のセンサ（又は端末２００に接続されたセンサ）により測定されたセンサデータなどがある。
【００８０】
次に、基地局１００は、端末ＩＤに基づいて判定処理を行い、セル固有番号とＴＡ情報とを抽出する（Ｓ２１）。例えば、基地局１００は、図５のＳ１１と同様に、端末ＩＤが暗号化対象の端末か否かにより判別する。また、基地局１００は、例えば、図５のＳ１１と同様に、端末ＩＤとデータとを含む無線信号（Ｓ２０）を端末２００から受信した際のアンテナの番号に基づいてセル固有番号を抽出する。さらに、基地局１００は、例えば、図５のＳ１１と同様に、端末ＩＤとデータとを含む無線信号（Ｓ２０）に含まれるプリアンブル信号に基づいてＴＡ情報を抽出する。
【００８１】
次に、基地局１００は、端末ＩＤと接続要求とをサーバ３００へ送信する（Ｓ２２）。この場合も、基地局１００は、図５のＳ１２と同様にして、端末ＩＤと接続要求とをサーバ３００へ送信する。
【００８２】
次に、サーバ３００は、端末ＩＤが登録済リストに登録済であることを確認し、端末ＩＤに対応するセル固有番号とＴＡ情報とを登録済リストから抽出する（Ｓ２３）。例えば、登録済リスト検索部３０３は、登録済リストに登録ＩＤが登録され、かつ、「仮登録フラグ」が「０」になっているかを確認する。そして、登録済リスト検索部３０３は、登録済リストから、端末ＩＤに対応するセル固有番号とＴＡ情報とを抽出する。
【００８３】
次に、サーバ３００は、許可応答を基地局１００へ送信する（Ｓ２４）。例えば、登録済リスト検索部３０３は、セル固有番号とＴＡ情報とが登録済リストに登録されていることを確認すると、暗号化データの送信を許可することを示す許可応答メッセージを生成し、基地局１００へ送信する。この許可応答により、基地局１００は、暗号化伝送路を作成し、暗号化したデータをサーバ３００へ送信することが可能となる。
【００８４】
次に、基地局１００とサーバ３００は、セル固有番号とＴＡ情報とを用いた暗号化伝送路を作成する（Ｓ２５）。例えば、基地局１００のユーザデータ伝送路処理部１０４は、サーバ３００から送信された許可応答メッセージを受信すると、許可応答メッセージを受信した旨を示す信号を暗号化処理部１０８へ出力する。暗号化処理部１０８は、この信号を受け取ると、暗号化伝送路の作成を開始する。
【００８５】
暗号化伝送路の作成方法としては、例えば、ＩＫＥ（又はＩＫＥｖ２）を利用する場合と、３ＧＰＰ  ＡＫＡを利用する場合の２つがある。以下、この２つの暗号化伝送路の作成方法について説明する。
【００８６】
＜２．１  ＩＫＥを利用した暗号化伝送路の作成＞
図７は、ＩＫＥを利用した場合の暗号化伝送路の作成例を表すシーケンス図である。図７の各処理は、例えば、基地局１００の暗号化処理部１０８、サーバ３００の暗号化伝送路処理部３０２において行われる。
【００８７】
基地局１００は、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ  ｒｅｑｕｅｓｔをサーバ３００へ送信する（Ｓ２５０）。例えば、暗号化処理部１０８は、サーバ３００からデータ送信の許可応答（図６のＳ２４）を受信すると、暗号化アルゴリズムの提案、鍵生成のための情報（又は鍵生成情報。以下では、「鍵生成のための情報」と称する場合がある。）などを含むＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ  ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを生成し、サーバ３００へ送信する。暗号化アルゴリズムとしては、例えば、ＤＥＳ（Data Encryption Standard）、３ＤＥＳ（Triple DES）、ＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）などがある。また、鍵生成のための情報としては、例えば、ＤＨ（Diffie Hellman）グループの提案や鍵計算に使用する値などがある。この場合、暗号化処理部１０８は、例えば、以下により鍵計算に使用する値を計算してもよい。
【００８８】
すなわち、暗号化処理部１０８は、図６のＳ２１で抽出したセル固有番号とＴＡ情報とを用いて数値を生成する。そして、暗号化処理部１０８は、生成した数値を利用して計算した値（例えば、生成した数値ｘ１に対する２のべき乗（２ｘ１）をＤＨグループのグループ毎に決められた既知の値で除算した余り）を、鍵計算に使用する値としてもよい。
【００８９】
次に、サーバ３００は、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ  ｒｅｓｐｏｎｓｅを基地局１００へ送信する（Ｓ２５１）。例えば、暗号化伝送路処理部３０２は、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ  ｒｅｑｕｅｓｔにより提案された暗号化アルゴリズムの中から選択した暗号化アルゴリズムや鍵生成のための情報などを含むＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ  ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを生成する。そして、暗号化伝送路処理部３０２は、生成したＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ  ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを、基地局１００へ送信する。鍵生成のための情報としては、例えば、選択したＤＨグループの番号や鍵計算に使用する値などがある。この場合、暗号化伝送路処理部３０２は、図６のＳ２３で抽出したセル固有番号とＴＡ情報とを、登録済リスト検索部３０３から受け取り、セル固有番号とＴＡ情報と用いて数値ｘ２を生成する。そして、暗号化伝送路処理部３０２は、生成した数値ｘ２を利用して計算した値（例えば、生成した数値ｘ２に対する２のべき乗（２ｘ２）を、選択したＤＨグループのグループ毎に決められた既知の値で除算した余り）を、鍵計算に使用する値としてもよい。
【００９０】
次に、基地局１００は、フェーズ２で使用する暗号鍵を生成する（Ｓ２５２）。暗号化処理部１０８は、例えば、セル固有番号とＴＡ情報とを利用して、フェーズ２で使用する暗号鍵を生成する。暗号化処理部１０８は、例えば、以下により暗号鍵を生成する。すなわち、暗号化処理部１０８は、Ｓ２５０と同様に、セル固有番号とＴＡ情報とを利用して数値ｘ１を生成する。そして、暗号化処理部１０８は、生成した数値ｘ１と、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ  ｒｅｓｐｏｎｓｅに含まれる鍵計算に使用する値と、を利用して計算した値を、フェーズ２で使用する暗号鍵とする。すなわち、暗号化処理部１０８は、生成した数値ｘ１に対して、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ  ｒｅｓｐｏｎｓｅに含まれる鍵計算に使用する値ｙ１のべき乗（ｙ１ｘ１）を計算し、その値をＤＨグループ毎に決められた既知の値で除算した余りを、フェーズ２で使用する暗号鍵としてもよい。
【００９１】
次に、サーバ３００は、フェーズ２で使用する暗号鍵を生成する（Ｓ２５３）。この場合も、暗号化伝送路処理部３０２は、セル固有番号とＴＡ情報とを利用して、フェーズ２で使用する暗号鍵を生成する。暗号化伝送路処理部３０２は、例えば、以下により暗号鍵を生成する。すなわち、暗号化伝送路処理部３０２は、Ｓ２５１と同様に、セル固有番号とＴＡ情報とを利用して数値ｘ２を生成し、生成した数値ｘ２と、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ  ｒｅｑｕｅｓｔに含まれる鍵計算に使用する値とを利用して計算した値を、フェーズ２で使用する暗号鍵とする。すなわち、暗号化伝送路処理部３０２は、生成した数値ｘ２に対して、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ  ｒｅｑｕｅｓｔに含まれる鍵計算に使用する値ｙ２のべき乗（ｙ２ｘ２）を計算し、その値をＤＨグループ毎に決められた既知の値で除算した余りを、フェーズ２で使用する暗号鍵としてもよい。
【００９２】
次に、基地局１００は、ＩＫＥ＿ＡＵＴＨ  ｒｅｑｕｅｓｔをサーバ３００へ送信する（Ｓ２５５）。例えば、暗号化処理部１０８は、以下の処理を行う。すなわち、暗号化処理部１０８は、ユーザデータに対する暗号化アルゴリズムの提案や認証情報、鍵生成のための情報などを、Ｓ２５２で生成した暗号鍵とＳ２５１で選択された暗号化アルゴリズムを利用して暗号化する。そして、暗号化処理部１０８は、暗号化したこれらの情報を含むＩＫＥ＿ＡＵＴＨ  ｒｅｑｕｅｓｔを生成し、サーバ３００へ送信する。暗号化の際の暗号化アルゴリズムは、Ｓ２５１により、サーバ３００において選択された暗号化アルゴリズムが用いられる。また、鍵生成のための情報としては、Ｓ２５０の場合と同様に、ユーザデータの暗号化の際に利用するＤＨグループの提案、ユーザデータの暗号化の際に利用する暗号鍵に用いる鍵計算に使用する値などがある。この場合も、暗号化処理部１０８は、Ｓ２５０の場合と同様に、セル固有番号とＴＡ情報とに基づいて数値ｘ３を生成し、生成した数値ｘ３を利用して鍵計算に使用する値を計算してもよい。
【００９３】
次に、サーバ３００は、ＩＫＥ＿ＡＵＴＨ  ｒｅｓｐｏｎｓｅを基地局１００へ送信する（Ｓ２５６）。例えば、暗号化伝送路処理部３０２は、以下の処理を行う。すなわち、暗号化伝送路処理部３０２は、Ｓ２５３で生成した暗号鍵と、Ｓ２５１で選択した暗号化アルゴリズムとを利用して、暗号化されたＩＫＥ＿ＡＵＴＨ  ｒｅｑｕｅｓｔに含まれる情報を復号化する。そして、暗号化伝送路処理部３０２は、暗号化アルゴリズムやＤＨグループの中から１つを選択したり、鍵計算に使用する値を計算したりする。この場合も、暗号化伝送路処理部３０２は、鍵計算に使用する値の計算も、Ｓ２５１と同様に、セル固有番号とＴＡ情報とに基づいて数値ｘ４を生成し、生成した数値ｘ４を利用して鍵計算に使用する値を計算してもよい。そして、暗号化伝送路処理部３０２は、選択した暗号化アルゴリズムや鍵生成のための情報などに対して、Ｓ２５３で生成した暗号鍵とＳ２５１で選択した暗号化アルゴリズムとを利用して暗号化する。暗号化伝送路処理部３０２は、暗号化されたこれらの情報を含むＩＫＥ＿ＡＵＴＨ  ｒｅｓｐｏｎｓｅを生成して、基地局１００へ送信する。
【００９４】
次に、基地局１００は、ユーザデータに対する暗号鍵を生成する（Ｓ２５６）。例えば、暗号化処理部１０８は、以下の処理を行う。すなわち、暗号化処理部１０８は、Ｓ２５２で生成した暗号鍵と、Ｓ２５１で選択された暗号化アルゴリズムとを利用して、ＩＫＥ＿ＡＵＴＨ  ｒｅｓｐｏｎｓｅに含まれる各情報を復号化する。暗号化処理部１０８は、Ｓ２５２と同様に、セル固有番号とＴＡ情報とを利用して、暗号鍵を生成する。この際、暗号化処理部１０８は、Ｓ２５２と同様に、セル固有番号とＴＡ情報とを利用して数値ｘ３を生成し、生成した数値ｘ３と、ＩＫＥ＿ＡＵＴＨ  ｒｅｓｐｏｎｓｅに含まれる鍵計算に使用する値とを利用して計算した値を、暗号鍵としてもよい。
【００９５】
次に、サーバ３００は、ユーザデータに対する暗号鍵を生成する（Ｓ２５７）。例えば、暗号化伝送路処理部３０２は、以下の処理を行う。すなわち、暗号化伝送路処理部３０２は、Ｓ２５３で生成した暗号鍵とＳ２５１で選択した暗号化アルゴリズムとを利用して、ＩＫＥ＿ＡＵＴＨ  ｒｅｓｐｏｎｓｅに含まれる各情報を復号化する。そして、暗号化伝送路処理部３０２は、Ｓ２５３と同様に、セル固有番号とＴＡ情報とを利用して暗号鍵を生成する。この際、暗号化伝送路処理部３０２は、Ｓ２５３と同様に、セル固有番号とＴＡ情報とを利用して数値ｘ４を生成し、生成した数値ｘ４と、ＩＫＥ＿ＡＵＴＨ  ｒｅｑｕｅｓｔに含まれる鍵計算に使用する値とを利用して計算した値を、暗号鍵としてもよい。
【００９６】
＜２．２  ３ＧＰＰ  ＡＫＡを利用した暗号化伝送路の作成＞
図８は、３ＧＰＰ  ＡＫＡを利用した暗号化伝送路の作成例を表すシーケンス図である。図８に示す各処理も、例えば、基地局１００の暗号化処理部１０８とサーバ３００の暗号化伝送路処理部３０２とで行われる。
【００９７】
サーバ３００は、認証リクエストを生成して基地局１００へ送信する（Ｓ２６０）。認証リクエストには、ネットワーク認証トークンＡＵＴＮと、ランダムチャレンジＲＡＮＤとを含む。ランダムチャレンジＲＡＮＤは、例えば、乱数である。例えば、暗号化伝送路処理部３０２は、許可応答（図５のＳ２４）を送信後、ネットワーク認証トークンＡＵＴＮとランダムチャレンジＲＡＮＤとを含む認証リクエストを生成し、基地局１００へ送信する。
【００９８】
次に、基地局１００は、認証を行い、認証応答ＲＥＳを生成してサーバ３００へ送信する（Ｓ２６１）。例えば、暗号化処理部１０８では、以下の処理を行う。すなわち、暗号化処理部１０８は、共有秘密鍵であるＫ値と、認証リクエスト（Ｓ２６０）のシーケンス番号とを利用して、ネットワーク認証トークンＡＵＴＮを検証する。暗号化処理部１０８は、検証が成功すると、ネットワークから認証されていることを確認し、内部メモリから読み出した共有秘密鍵Ｋ値と、受信したランダムチャレンジＲＡＮＤと、を使用して認証応答ＲＥＳの計算やその他の演算を行う。暗号化処理部１０８は、認証応答ＲＥＳと演算結果とをサーバ３００へ送信する。
【００９９】
次に、基地局１００は暗号鍵を生成する（Ｓ２６２）。例えば、暗号化処理部１０８は、図５のＳ２１で抽出したセル固有番号とＴＡ情報とを、Ｋ値の代わりに、共有秘密鍵として利用する。そして、暗号化処理部１０８は、セル固有番号とＴＡ情報とを利用して暗号鍵を生成する。
【０１００】
次に、サーバ３００は暗号鍵を生成する（Ｓ２６３）。例えば、暗号化伝送路処理部３０２は、Ｓ２３で抽出したセル固有番号とＴＡ情報とを、Ｋ値の代わりに、共有秘密鍵として利用する。そして、暗号化伝送路処理部３０２は、セル固有番号とＴＡ情報とを利用して暗号鍵を生成する。
【０１０１】
以上が、暗号化伝送路の作成処理（Ｓ２５）の例である。これにより、基地局１００とサーバ３００は、暗号鍵を生成する。
【０１０２】
なお、サーバ３００は暗号化伝送路を作成したときにタイマを起動する。例えば、暗号化伝送路処理部３０２は、暗号鍵を生成したとき（Ｓ２５７，Ｓ２６３）に内部のタイマを起動する。
【０１０３】
図６に戻り、基地局１００とサーバ３００は暗号化伝送路を作成した後（Ｓ２５）、基地局１００は、端末２００から送信されたデータ（Ｓ２０）に対して、暗号化伝送路作成処理で作成した暗号鍵を利用して暗号化処理を行う。そして、基地局１００は、暗号化したデータをサーバ３００へ送信する（Ｓ２７）。例えば、基地局１００の暗号化処理部１０８は、生成した暗号鍵（Ｓ２５６，Ｓ２６２）を利用してデータを暗号化する。この場合、暗号化処理部１０８は、ＩＫＥを利用して暗号鍵を生成したときは、選択された暗号化アルゴリズム（例えば、ＤＥＳ、３ＤＥＳ、ＡＥＳなど）を利用して暗号化を行ってもよい。また、暗号化処理部１０８は、３ＧＰＰ  ＡＫＡを利用して暗号化鍵を生成したときは、暗号鍵とデータとの排他的論理和を計算することで暗号化を行ってもよい。
【０１０４】
次に、サーバ３００は、暗号化されたデータを受信し、受領応答を基地局１００へ送信する（Ｓ２７）。例えば、サーバ３００の暗号化伝送路処理部３０２は、暗号化されたデータに対して、生成した暗号鍵（Ｓ２５７，Ｓ２６３）を利用して復号化する。この場合、暗号化伝送路処理部３０２は、ＩＫＥを利用して暗号鍵を生成したときは、サーバ３００が選択した暗号化アルゴリズムを利用して復号化してもよい。また、暗号化伝送路処理部３０２は、３ＧＰＰ  ＡＫＡを使用して暗号鍵を生成したときは、暗号鍵と暗号化データとの排他的論理和による演算を行うことで復号化を行ってもよい。暗号化伝送路処理部３０２は、データを復号化した後、受領応答メッセージを生成し、基地局１００へ送信する。
【０１０５】
次に、基地局１００は、受領応答を端末２００へ送信する（Ｓ２９）。例えば、暗号化処理部１０８は、サーバ３００から送信された受領応答メッセージを受信すると、受信した受領応答メッセージを端末２００へ送信する。
【０１０６】
端末２００と基地局１００、及びサーバ３００は、タイマを起動後、一定時間内であれば、データの送信（Ｓ２０，Ｓ２７）と応答（Ｓ２８，Ｓ２９）を繰り返し実施する（Ｓ３０）。
【０１０７】
一定時間が経過すると、基地局１００とサーバ３００は、暗号化伝送路を解放する（Ｓ３１）。
【０１０８】
図９は暗号化伝送路の解放処理の例を表すシーケンス図である。
【０１０９】
サーバ３００は、一定時間が経過すると、解放要求を生成し、基地局１００へ送信する（Ｓ３１０）。例えば、暗号化伝送路処理部３０２は、内部のタイマの時間が一定時間になることを確認すると、解放要求メッセージを生成し、基地局１００へ送信する。
【０１１０】
次に、基地局１００は、解放応答を生成し、サーバ３００へ送信する（Ｓ３１１）。例えば、暗号化処理部１０８は、解放要求メッセージを受信すると、解放応答メッセージを生成し、サーバ３００へ送信する。
【０１１１】
次に、基地局１００は、生成した暗号鍵（Ｓ２５６、Ｓ２６２）を破棄する（Ｓ３１２）。例えば、暗号化処理部１０８は、解放応答メッセージを送信後、内部メモリに記憶した暗号鍵を内部メモリから削除し、暗号鍵に関する情報も記憶したときはこの情報を内部メモリから削除する。
【０１１２】
次に、サーバ３００は、生成した暗号鍵（Ｓ２５７，Ｓ２６３）を破棄する（Ｓ３１３）。例えば、暗号化伝送路処理部３０２は、解放応答メッセージを受信後、内部メモリに記憶した暗号鍵を内部メモリから削除し、暗号鍵に関する情報も削除する。
【０１１３】
なお、図９において、基地局１００がサーバ３００よりも先に解放要求を送信してもよい。その場合、解放要求を受信したサーバ３００が開放応答を基地局１００へ送信する。
【０１１４】
＜３．基地局における処理＞
図１０は基地局１００における動作例を表すフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、初回登録時の動作例と通常時の動作例とを合せたものであり、上述した説明と重複した説明となるため簡単に説明する。
【０１１５】
基地局１００は、処理を開始すると（Ｓ４０）、端末２００から送信された端末ＩＤとデータとを受信する。そして、基地局１００は、端末ＩＤとデータとを送信した端末２００が暗号化対象のＩｏＴ端末か否かを判別する（Ｓ４１）。
【０１１６】
基地局１００は、端末２００が暗号化対象のＩｏＴ端末のとき（Ｓ４１でＹｅｓ）、制御信号やプリアンブル信号などに基づいて、セル固有番号とＴＡ情報とを抽出する（Ｓ４２）。
【０１１７】
次に、基地局１００は、サーバ３００に対して端末２００の接続要求を送信し、端末２００の端末ＩＤが登録済リストに登録済か否かを問い合わせる（Ｓ４３）。
【０１１８】
基地局１００は、端末ＩＤが登録済リストに登録されていないとき（Ｓ４４でＮｏ）、セル固有番号とＴＡ情報とを暗号化してサーバ３００へ送信する（Ｓ４５）。本処理は、上述した＜１．初回登録時の動作例＞における図５のＳ１５に対応する処理である。基地局１００は、例えば、ワンタイムパスワードを共有秘密鍵として、ワンタイムパスワードを利用して、セル固有番号とＴＡ情報とを暗号化する。
【０１１９】
そして、基地局１００は、一連の処理を終了する（Ｓ４６）。
【０１２０】
一方、基地局１００は、端末ＩＤが登録済リストに登録されているとき（Ｓ４４でＹｅｓ）、抽出したセル固有番号とＴＡ情報とを用いて暗号化伝送路を作成する（Ｓ５０）。本処理は、上述した＜２．通常時の動作例＞における図６のＳ２５に対応する処理である。上述したように、基地局１００は、例えば、ＩＫＥを利用して暗号化伝送路を作成したり（＜２．１  ＩＫＥを利用した暗号化伝送路の作成＞）、３ＧＰＰ  ＡＫＡを利用して暗号化伝送路を作成したりしてもよい（＜２．２  ３ＧＰＰ  ＡＫＡを利用した暗号化伝送路の作成＞）。いずれにしても、基地局１００は、セル固有番号とＴＡ情報とを用いて暗号鍵を作成する。
【０１２１】
次に、基地局１００は、端末２００からのデータを暗号化してサーバ３００へ送信する（Ｓ５１）。基地局１００は、暗号化伝送路の作成の際に作成した暗号鍵を用いて、端末２００から送信されたデータに対して暗号化処理を施す。
【０１２２】
基地局１００は、例えば、暗号鍵を作成した後、一定時間内であれば、端末２００から送信されたデータに対して、暗号化伝送路の作成（Ｓ５０）の際に作成した暗号鍵を用いて暗号化処理を施す（Ｓ５２）。
【０１２３】
基地局１００は、暗号鍵作成後、一定時間経過すると、暗号化伝送路を解放し、暗号化伝送路作成の際に作成した暗号鍵を破棄する（Ｓ５３）。
【０１２４】
そして、基地局１００は、一連の処理を終了する（Ｓ４６）。
【０１２５】
一方、基地局１００は、端末２００が暗号化対象のＩｏＴ端末ではないとき（Ｓ４１でＮｏ）、暗号化処理を行うことなく、一連の処理を終了する（Ｓ４６）。
【０１２６】
＜４．サーバにおける処理＞
図１１は、サーバ３００における動作例を表すフローチャートである。図１１に示すフローチャートも、初回登録時の動作例と通常時の動作例とを合せたものとなっている。
【０１２７】
サーバ３００は、処理を開始すると（Ｓ６０）、基地局１００から送信された接続要求を受信し、端末２００の端末ＩＤが登録済リストに登録済か否かを確認して（Ｓ６１）、登録済であるか否かを判別する（Ｓ６２）。
【０１２８】
サーバ３００は、端末ＩＤが登録済リストに登録されていないとき（Ｓ６２でＮｏ）、初回登録を行う旨を基地局１００へ応答する（Ｓ６３）。Ｓ６３〜Ｓ６６の処理は、上述した＜１．初回登録時の動作例＞に対応する処理となっている。
【０１２９】
次に、サーバ３００は、暗号化されたセル固有番号とＴＡ情報とを基地局１００から受信する（Ｓ６５）。この際、サーバ３００は、ワンタイムパスワードを用いて、暗号化されたセル固有番号とＴＡ情報とを復号化する。
【０１３０】
次に、サーバ３００は、セル固有番号とＴＡ情報とを登録済リストに登録する（Ｓ６６）。上述したように、ワンタイムパスワード発行の際（図５のＳ０１）には、登録済リストには、図４に示すように、該当する端末ＩＤのエントリにはワンタイムパスワードが登録され、仮登録されている。その後、本処理により、該当する端末ＩＤに、セル固有番号とＴＡ情報とが登録済リストに登録されることになる。
【０１３１】
図１１に戻り、そして、サーバ３００は、一連の処理を終了する（Ｓ６８）。
【０１３２】
一方、サーバ３００は、端末ＩＤが登録済リストに登録されているとき（Ｓ６２でＹｅｓ）、データ送信の許可応答を基地局１００へ送信する（Ｓ７０）。Ｓ７０〜Ｓ７４の処理は、上述した＜２．通常時の動作例＞に対応する処理である。
【０１３３】
次に、サーバ３００は、登録済リストで登録済を確認したセル固有番号とＴＡ情報と用いて暗号化伝送路を作成する（Ｓ７１）。上述したように、サーバ３００は、例えば、ＩＫＥを利用して暗号化伝送路を作成したり（＜２．１  ＩＫＥを利用した暗号化伝送路の作成＞）、３ＧＰＰ  ＡＫＡを利用して暗号化伝送路を作成したりしてもよい（＜２．２  ３ＧＰＰ  ＡＫＡを利用した暗号化伝送路の作成＞）。いずれにしても、サーバ３００は、セル固有番号とＴＡ情報とを用いて暗号鍵を作成する。
【０１３４】
次に、サーバ３００は、暗号化されたデータを基地局１００から受信し、暗号化伝送路の作成の際に作成した暗号鍵を用いて、暗号化されたデータを復号化する（Ｓ７２）。
【０１３５】
次に、サーバ３００は、暗号鍵を作成後、一定時間経過するまでは、作成した暗号鍵を利用して、基地局１００から受信した暗号化データを復号化する（Ｓ７３）。
【０１３６】
サーバ３００は、暗号鍵を作成後、一定時間経過すると、暗号化伝送路を解放し、作成した暗号鍵を破棄する（Ｓ７４）。
【０１３７】
そして、サーバ３００は一連の処理を終了する。
【０１３８】
＜５．効果について＞
図１２は、通信システム１０の構成例を表す図である。図１２を利用して本第１の実施の形態における効果について説明する。
【０１３９】
サーバ３００の登録済リストには、端末２００−１の端末ＩＤ＃１が登録されているものとする。図１２では、悪意を持った利用者が端末２００−２を利用して、端末２００−１の端末ＩＤ＃１を利用して、偽のデータをサーバ３００へ送信する例を表している。端末２００−１は、なりすまし端末となっている。
【０１４０】
この場合、なりすまし端末２００−２は、端末２００−１と同一の端末ＩＤ＃を利用しても、通信する基地局１００−２は、端末２００−１が端末ＩＤを登録した際に利用した基地局１００−１とは異なる基地局となっている。この場合、基地局１００−２は、セル固有番号を抽出して、サーバ３００へ送信することになる。この際、基地局１００−１のセル固有番号と基地局１００−２のセル固有番号とは異なる。そのため、サーバ３００では、暗号化伝送路作成の際に、基地局１００−１のセル固有番号に基づく暗号鍵と、基地局１００−２のセル固有番号に基づく暗号鍵との不一致を検出する。この場合、サーバ３００は、例えば、暗号化伝送路を解放するなどして、基地局１００−２のセル固有番号に基づく暗号鍵を使用しないようにする。基地局１００−２は、暗号鍵を用いてデータを暗号化することができず、サーバ３００への送信もできなくなる。従って、基地局１００−２は、なりすまし端末２００−２から送信されたデータをサーバ３００へ送信することができなくなる。
【０１４１】
このように、なりすまし端末２００−２が基地局１００−２へデータを送信しても、基地局１００−２では、データの送信をサーバ３００から許可されず、データをサーバ３００へ送信しない。そのため、本通信システム１０では、偽データが基地局１００−２からサーバ３００へ送信することがなくなり、なりすまし端末２００−２に対してセキュリティを確保することが可能となる。
【０１４２】
図１３（Ａ）は、登録済リストに登録された端末２００を、悪意を持った利用者などが無許可で移動したり、持ち去ったりする場合の例である。この場合、端末２００と基地局１００との距離が変化することになる。この距離の変化により、移動後の端末２００に対して基地局１００が取得したＴＡ情報は、移動前のＴＡ情報と異なる。従って、サーバ３００では、図１２の場合と同様に、移動前後のＩｏＴ端末２００のＴＡ情報に基づいて作成した暗号鍵の不一致を検出する。そして、基地局１００は、移動後のＴＡ情報に基づいて作成した暗号鍵を使用することができなくなる。そのため、基地局１００は、移動後のＩｏＴ端末２００から受信したデータを暗号化してサーバ３００へ送信することができなくなる。よって、端末２００の無許可移動や持ち去りなどの場合でも、本通信システム１０はセキュリティを確保することができる。
【０１４３】
図１３（Ｂ）は、端末２００から基地局１００を経由してサーバ３００へ至る経路とは異なる別経路から、偽データが送信される例を表す図である。端末２００に対するセル固有番号とＴＡ情報は、サーバ３００内部に登録済リストとして記憶された情報である。従って、サーバ３００の外部から、セル固有番号とＴＡ情報とを知ることができない。そのため、図１３（Ｂ）に示すように別経路から偽データが送信されても、サーバ３００は、セル固有番号とＴＡ情報とに基づいて作成された暗号鍵と一致する暗号鍵を作成することはできない。そのため、サーバ３００は、偽データに対して暗号鍵を用いて復号化を行うことはしない。これにより、本通信システム１０においては、偽経路による偽装行為は行われることができなくなる。よって、本通信システム１０は、セキュリティを確保することができる。
【０１４４】
また、上述したように、端末２００自身は暗号化伝送路を作成したり、暗号化処理や復号化処理を行ったりすることはしない。従って、端末２００においてこのような処理が行われる場合と比較して、本通信システム１０では、端末２００に対する消費電力の削減を図ることが可能となる。
【０１４５】
第１の実施の形態においては、＜２．通常時の動作例＞において暗号化伝送路を作成して暗号鍵を作成する例について説明した（例えば図６のＳ２５）。本通信システム１０においては、暗号化伝送路を作成しなくてもよい。この場合、基地局１００は、セル固有番号とＴＡ情報自体を、暗号鍵とし、例えば、暗号鍵とデータとの排他的論理和をとって暗号化処理を行ってもよい。一方、サーバ３００は、セル固有番号とＴＡ情報とを暗号鍵として、例えば、暗号化データを暗号鍵との排他的論理和の演算を行うことで、復号化処理を行ってもよい。
【０１４６】
また、第１の実施の形態においては、＜２．通常時の動作例＞において、端末２００からサーバ３００へのデータ送信について説明した。例えば、サーバ３００から端末２００へのデータ送信についても、第１の実施の形態と同様に実施することが可能である。例えば、図６のＳ２０においては、データが送信されず、Ｓ２７の処理においては、サーバ３００から基地局１００へ暗号化データが送信されることになる。この場合、サーバ３００において暗号化処理が行われ、基地局１００において復号化処理が行われる。
【０１４７】
＜その他の実施の形態＞
図１４（Ａ）は、基地局１００のハードウェア構成例を表す図である。
【０１４８】
基地局１００は、アンテナ１２０、無線回路１２１、ネットワークＩＦ１２２、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２３、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１２４、及びメモリ１２５を備える。
【０１４９】
ＣＰＵ１２３は、メモリ１２５に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、制御信号処理部１０３、ユーザデータ伝送路処理部１０４、端末ＩＤ抽出部１０６、セル固有番号抽出部１０７、及び暗号化処理部１０８の機能を実現する。ＣＰＵ１２３は、例えば、制御信号処理部１０３、ユーザデータ伝送路処理部１０４、端末ＩＤ抽出部１０６、セル固有番号抽出部１０７、及び暗号化処理部１０８に対応する。
【０１５０】
また、アンテナ１２０と無線回路１２１は、例えば、無線処理部１０１に対応する。さらに、ＤＳＰ１２４は、例えば、ベースバンド処理部１０２に対応する。さらに、ネットワークＩＦ１２２は、例えば、有線側送受信部１０５に対応する。
【０１５１】
図１４（Ｂ）は、サーバ３００のハードウェア構成例を表す図である。
【０１５２】
サーバ３００は、ＣＰＵ３２１、ネットワークＩＦ３０１、及びメモリ３２３を備える。ＣＰＵ３２１は、メモリ３２３に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、暗号化伝送路処理部３０２、登録済リスト検索部３０３、ユーザＩＦ３０４、ワンタイムパスワード発行部３０５、及びアプリケーション処理部３０６の機能を実現する。ＣＰＵ３２１は、例えば、暗号化伝送路処理部３０２、登録済リスト検索部３０３、ユーザＩＦ３０４、ワンタイムパスワード発行部３０５、及びアプリケーション処理部３０６に対応する。また、メモリ３２３は、例えば、登録済テーブル３０７に対応する。
【０１５３】
図１５は端末２００の構成例を表す図である。端末２００は、アンテナ２２０、無線回路２２１、ユーザＩＦ２２２、モニタ２２３、入出力部２２４、ＣＰＵ２２５、メモリ２２６、及びセンサ２２７を備える。
【０１５４】
ＣＰＵ２２５は、メモリ２２６に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、端末ＩＤとワンタイムパスワードを基地局１００へ送信したり、端末ＩＤとデータとを基地局１００へ送信したりする。この際、ＣＰＵ２２５は、入出力部２２４から入力されたワンタイムパスワードを、ユーザＩＦ２２２を介して受け取り、メモリ２２６から端末ＩＤを読み出して、端末ＩＤとワンタイムパスワードとを送信することが可能となる。また、ＣＰＵ２２５は、センサ２２７で生成されたデータ（センサデータなど）をセンサ２２７から受け取って、データを基地局１００へ送信することが可能となる。また、ＣＰＵ２２５は、プログラムを実行することで、基地局１００から送信された完了応答や受領応答などを受信することが可能となる。
【０１５５】
図１６は、通信システム１０の構成例を表す図である。通信システム１０は、基地局１００、端末２００、及びサーバ３００を備える。また、基地局１００は、セル固有番号抽出部１０７と暗号化処理部１０８を備える。基地局１００は、固定設置された端末２００と無線通信を行う。
【０１５６】
セル固有番号抽出部１０７は、端末２００から送信された無線信号に基づいて、固有番号とタイミング情報とを抽出する。固有番号は、例えば、端末２００が基地局１００の通信可能範囲において基地局１００と無線通信を行っているときの通信可能範囲の固有の番号を表す。固有番号は、例えば、セルＩＤである。また、タイミング情報は、例えば、端末２００から送信された無線信号を基地局１００で受信するときのタイミングを、他の端末から送信された無線信号を基地局１００で受信するときのタイミングと一致させるタイミングを表す。タイミング情報は、例えば、ＴＡ情報である。
【０１５７】
暗号化処理部１０８は、固有番号とタイミング情報とに基づいて、端末２００から送信されたデータを暗号化し、暗号化したデータをサーバ３００へ送信する。
【０１５８】
サーバ３００は、暗号化伝送路処理部３０２を備える。暗号化伝送路処理部３０２は、基地局１００から送信された暗号化データを受信し、固有番号とタイミング情報とに基づいて、暗号化データを復号化する。
【０１５９】
このように、通信システム１０においては、固有番号とタイミング情報とに基づいてデータに対して暗号化を施している。従って、端末２００が基地局１００とは異なる基地局を介してデータを送信しても、固有番号が異なっているため、基地局１００が生成する暗号化データとは異なる暗号化データとなる。サーバ装置３００では、このような暗号化データを受信しても、固有番号が異なるため暗号化データを復号化することができない。従って、なりすまし端末によって異なる基地局からデータを送信しても、サーバ３００では復号化できず、サーバ３００では偽データを拒絶することが可能となる。よって、本通信システム１０は、なりすまし端末に対するセキュリティを確保することが可能となる。
【０１６０】
また、固定設置された端末２００を無許可で移動させたりしても、移動前後で基地局１００との距離が異なることから、移動後の端末２００から送信される無線信号のタイミング情報は、移動前に固定設置された際のタイミング情報とは、異なるものとなる。従って、この場合も、移動後のタイミング情報でデータが暗号化されても、サーバ３００では、タイミング情報が異なることから、暗号化データを復号化できない。よって、本通信システム１０は、無許可で端末２００を移動した場合でも、セキュリティを確保することが可能となる。
【０１６１】
さらに、本通信システム１０では、端末２００において暗号化処理や復号化処理を行うことがない。従って、端末２００に対して暗号化処理や復号化処理を行わせる場合と比較して、本通信システム１０では、端末２００に対する低消費電力化を図ることが可能となる。
【０１６２】
以上まとめると付記のようになる。
【０１６３】
（付記１）
固定設置された端末装置と無線通信を行う基地局装置において、
前記端末装置から送信された無線信号に基づいて、前記端末装置が前記基地局装置の通信可能範囲において前記基地局装置と無線通信を行っているときの前記通信可能範囲の固有の番号を表す固有番号と、前記端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングを他の端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングと一致させるタイミングを表すタイミング情報とを抽出するセル固有番号抽出部と、
前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて、前記端末装置から送信されたデータを暗号化し、暗号化した前記データをサーバ装置へ送信する暗号化処理部と
を備えることを特徴とする基地局装置。
【０１６４】
（付記２）
前記暗号化処理部は、前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて作成した暗号鍵を用いて前記データを暗号化することを特徴とする付記１記載の基地局装置。
【０１６５】
（付記３）
前記暗号化処理部は、前記固有番号と前記タイミング情報とを暗号鍵として、前記固有番号と前記タイミング情報とを用いて前記データを暗号化することを特徴とする付記１記載の基地局装置。
【０１６６】
（付記４）
前記暗号化処理部は、前記固有番号と前記タイミング情報、及び前記サーバ装置から受信した第１の鍵生成情報に基づいて第１の暗号鍵を生成し、前記固有番号と前記タイミング情報、及び前記サーバ装置から受信した、前記第１の暗号鍵を利用して復号化した第２の鍵生成情報に基づいて第２の暗号鍵を生成し、生成した前記第２の暗号鍵を用いて前記データを暗号化することを特徴とする付記２記載の基地局装置。
【０１６７】
（付記５）
前記暗号化処理部は、前記固有番号と前記タイミング情報とを、Ｋ値の代わりに、共有秘密鍵として利用し、前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて前記暗号鍵を作成し、作成した前記暗号鍵を用いて前記データを暗号化することを特徴とする付記２記載の基地局装置。
【０１６８】
（付記６）
前記暗号化処理部は、前記サーバ装置により発行され前記端末装置から送信されたワンタイムパスワードを利用して前記固有番号と前記タイミング情報とを暗号化し、暗号化した前記固有番号と前記タイミング情報とを前記サーバ装置へ送信することを特徴とする付記１記載の基地局装置。
【０１６９】
（付記７）
更に、接続要求と前記端末装置から受信した前記端末装置の識別情報とを前記サーバ装置へ送信し、前記サーバ装置から前記識別情報が登録済リストに登録されていないことを表す結果応答を受信したとき、結果応答を受信したことを示す信号を前記暗号化処理部へ出力するユーザデータ伝送路処理部を備え、
前記暗号化処理部は、前記結果応答を受信したことを示す信号を受け取ったとき、前記ワンタイムパスワードを利用して前記固有暗号と前記タイミング情報とを暗号化することを特徴とする付記６記載の基地局装置。
【０１７０】
（付記８）
更に、接続要求と前記端末装置から受信した前記端末装置の識別情報とを前記サーバ装置へ送信し、暗号化された前記データの送信を許可する許可応答を受信したとき、許可応答を受信したことを示す信号を前記暗号化処理部へ出力するユーザデータ伝送路処理部を備え、
前記暗号化処理部は、前記許可応答を受信したことを示す信号を受け取ったとき、前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて前記暗号鍵を作成することを特徴とする付記２記載の基地局装置。
【０１７１】
（付記９）
前記暗号化処理部は、作成した暗号鍵を、作成後一定時間経過した後に破棄することを特徴とする付記１記載の基地局装置。
【０１７２】
（付記１０）
固定設置された端末装置と、
前記端末装置と無線通信を行う基地局装置と、
サーバ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記基地局装置は、
前記端末装置から送信された無線信号に基づいて、前記端末装置が前記基地局装置の通信可能範囲において前記基地局装置と無線通信を行っているときの前記通信可能範囲の固有の番号を表す固有番号と、前記端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングを他の端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングと一致させるタイミングを表すタイミング情報とを抽出するセル固有番号抽出部と、
前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて、前記端末装置から送信されたデータを暗号化し、暗号化したデータを前記サーバ装置へ送信する暗号化処理部とを備え、
前記サーバ装置は、前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて、前記基地局装置から受信した前記暗号化されたデータを復号化する暗号化伝送路処理部を備える、
ことを特徴とする通信システム。
【０１７３】
（付記１１）
セル固有番号抽出部と暗号化処理部とを有し、固定設置された端末装置と無線通信を行う基地局装置における通信方法であって、
前記セル固有番号抽出部により、前記端末装置から送信された無線信号に基づいて、前記端末装置が前記基地局装置の通信可能範囲において前記基地局装置と無線通信を行っているときの前記通信可能範囲の固有の番号を表す固有番号と、前記端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングを他の端末装置から送信された無線信号を前記基地局装置で受信するときのタイミングと一致させるタイミングを表すタイミング情報とを抽出し、
前記暗号化処理部により、前記固有番号と前記タイミング情報とに基づいて、前記端末装置から送信されたデータを暗号化し、暗号化した前記データをサーバ装置へ送信する
ことを特徴とする通信方法。
【符号の説明】
【０１７４】
１０：通信システム                  １００（１００−１，１００−２）：基地局装置
１０２：ベースバンド処理部          １０３：制御信号処理部
１０４：ユーザデータ伝送路処理部    １０５：有線側送受信部
１０６：端末ＩＤ抽出及び判定部      １０７：セル固有番号及びＴＡ情報抽出部
１０８：暗号化処理部                ２００（２００−１，２００−２）：端末装置
３００：サーバ装置                  ３０２：暗号化伝送路及び復号化処理部
３０３：登録済リスト検索及び抽出部  ３０５：ワンタイムパスワード発行部
３０７：登録済テーブル
【図１】
2019016841.tif 000003
【図２】
2019016841.tif 000004
【図３】
2019016841.tif 000005
【図４】
2019016841.tif 000006
【図５】
2019016841.tif 000007
【図６】
2019016841.tif 000008
【図７】
2019016841.tif 000009
【図８】
2019016841.tif 000010
【図９】
2019016841.tif 000011
【図１０】
2019016841.tif 000012
【図１１】
2019016841.tif 000013
【図１２】
2019016841.tif 000014
【図１３】
2019016841.tif 000015
【図１４】
2019016841.tif 000016
【図１５】
2019016841.tif 000017
【図１６】
2019016841.tif 000018