(57)【要約】【課題】正当な通信相手であることを判断して、安全な無線通信を実現することのできる技術を提供する。【解決手段】無線親局２および複数の無線子局からなる無線通信システムにおいて、無線親局２および無線子局３の認証情報生成手段が、それぞれの無線局において保有する電波伝搬特性情報を用いて、互いに相手の無線装置側で認証を行わせるための認証情報を生成する。送信手段が、生成した認証情報を互いに相手の無線装置に送信する。受信手段が、無線親局２および無線子局３それぞれの相手の無線装置の認証情報生成手段において生成された認証情報を受信する。検証情報生成手段が、相手の無線装置が正当であることを検証するための検証情報を、電波伝搬特性情報を用いてそれぞれ生成する。無線親局２および無線子局３それぞれの認証手段が、検証情報と認証情報とに基づいて、相互に相手の無線装置の認証を行う。【選択図】図１
2008217497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の無線装置からなる無線通信システムであって、
相互に通信を開始しようとする第１および第２の無線装置において、該第１および第２の無線装置においてそれぞれ保有する電波伝搬特性情報を用いて、互いに相手の無線装置側で認証を行わせるための認証情報を生成する認証情報生成手段と、
前記生成した認証情報を、互いに相手の無線装置に送信する送信手段と、
前記第１および第２の無線装置において、それぞれ相手の無線装置の認証情報生成手段において生成された認証情報を受信する受信手段と、
前記第１および第２の無線装置において、前記相手の無線装置が正当であることを検証するための検証情報を、前記電波伝搬特性情報を用いてそれぞれ生成する検証情報生成手段と、
前記検証情報と前記認証情報とに基づいて、前記第１および第２の無線装置において相互に相手の無線装置の認証を行う認証手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記認証情報および検証情報は、それぞれ前記第１および第２の無線装置を識別するための、第１および第２の識別情報を用いて生成される
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記電波伝搬特性情報に基づいて暗号化鍵を生成する鍵生成手段と、
を更に備え、
前記２つの無線装置のそれぞれの前記認証手段において相手装置が正当と判断された場合は、前記暗号化鍵を使用して、該２つの無線装置間で暗号通信を行う
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記電波伝搬特性情報に基づいて暗号化鍵を生成する鍵生成手段と、
を更に備え、
前記認証情報は、前記暗号化鍵を用いて暗号化されて送信される
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記認証情報および前記検証情報は、前記電波伝搬特性情報に基づく乱数と、前記相手装置および自装置を示す識別情報とを用いて生成される情報について、不可逆演算を行うことにより得られる
ことを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
【請求項６】
２以上の無線装置が無線ネットワークを介して通信するための無線通信方法であって、
相互に通信を開始しようとする第１および第２の無線装置において、該第１および第２の無線装置においてそれぞれ保有する電波伝搬特性情報を用いて、互いに相手の無線装置側で認証を行わせるための認証情報を生成し、
前記生成した認証情報を、互いに相手の無線装置に送信し、
前記第１および第２の無線装置において、それぞれ相手の無線装置において生成された認証情報を受信し、
前記第１および第２の無線装置において、前記相手の無線装置が正当であることを検証するための検証情報を、前記電波伝搬特性情報を用いてそれぞれ生成し、
前記検証情報と前記認証情報とに基づいて、前記第１および第２の無線装置において相互に相手の無線装置の認証を行う
処理を備えたことを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
所定の無線装置と無線ネットワークを介して通信することのできる無線装置であって、
通信を開始しようとする相手の無線装置を認証するための電波伝搬特性情報を用いて生成された認証情報を、該相手の無線装置から受信する受信手段と、
前記相手の無線装置が正当であることを検証するための検証情報を、保有する電波伝搬特性情報を用いて生成する検証情報生成手段と、
前記検証情報と前記認証情報とに基づいて、前記相手の無線装置の認証を行う認証手段と
を備えたことを特徴とする無線装置。
【請求項８】
親局装置と複数の子局装置とからなる無線通信システムであって、
相互に通信を開始しようとする前記親局装置および１機の子局装置において、該親局装置および子局装置においてそれぞれ保有する電波伝搬特性情報を用いて、互いに相手の無線装置側で認証を行わせるための認証情報を生成する認証情報生成手段と、
前記生成した認証情報を、互いに相手の無線装置に送信する送信手段と、
前記親局装置および子局装置において、それぞれ相手の無線装置の認証情報生成手段において生成された、認証情報を受信する受信手段と、
前記親局装置および子局装置において、前記相手の無線装置が正当であることを検証するための検証情報を、前記電波伝搬特性情報を用いてそれぞれ生成する検証情報生成手段と、
前記検証情報と前記認証情報とに基づいて、前記親局装置および子局装置において相互に相手の無線装置の認証を行う認証手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信技術に関し、特に、無線通信において通信相手を認証する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信を利用した情報通信システムがますます広く普及してきている。無線通信においては空間が通信路となるため、送受信する情報の第三者への漏洩を防止する技術が必要である。そこで、公開鍵方式や共通鍵方式等の暗号化通信を行うことにより、無線傍受や盗聴等の不正利用への対策が講じられてきている。対策の一つとして、無線通信特有の特性を暗号化通信に応用した技術が挙げられる。
【０００３】
無線通信特有の特性の一つには電波伝搬特性がある。一般的に無線通信路は時変性を有する電波伝搬特性（例えば、遅延プロファイル）を有し、異なる無線通信路間ではその電波伝搬特性の相関関係は非常に低くなる。反対に、Ａ地点からＢ地点への電波伝搬特性とＢ地点からＡ地点への電波伝搬特性とでは、基本的には可逆性が成立する。
【０００４】
通信の秘匿性を高める目的で電波伝搬特性を応用した従来技術としては、電波伝搬特性の遅延プロファイルに基づいて、それぞれの無線局で独自に秘密鍵を生成し、共有された秘密鍵を用いて通信を行うことのできる技術について提供されている（例えば、特許文献１）。また、伝搬環境の推定を行って、これを符号化等に利用して安全な通信を行うことのできる技術についても提供されている（例えば、特許文献１および２、非特許文献２）。
【０００５】
なお、各無線機において電波伝搬特性を推定するための公知技術としては、相手の無線機から受信した参照信号と予め自装置において保有している基準信号を比較測定する等のチャネル推定手法が存在する（例えば、非特許文献１および２）。
【特許文献１】特開２００４−１８７１９７号公報
【特許文献２】特開２００４−３２６７９号公報
【非特許文献１】Ｊ．Ｇ．プロアキス（Jhon G. Proakis）、「ディジタルコミュニケーション（Digital Communications Fourth Edition）」
【非特許文献２】“ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）関連技術”、［online］、２００５年３月２５日、特許庁、［２００６年８月５日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gijutsu/mimo/mokuji.htm＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無線傍受や盗聴等による不正利用等に対して、公開鍵方式や共通鍵方式等をベースとする暗号化技術が一般的に用いられている。暗号化技術を用いることで送受信する情報を暗号化して情報の漏洩や改ざんを防止することはできるが、通信相手自体の正当性を確認することはできない。
【０００７】
すなわち、無線通信においては、通信路が空間であることに加え、無線機自体を容易に持ち運びができること等により、盗難・紛失およびすりかえの危険性が常に存在するのに対し、無線機の複製やなりすまし等に対する防御手段は存在していないのが実情である。通信の安全性および機密性をより高めるには、送受信される情報の漏洩・改ざんを防ぐだけではなく、正当な通信相手であることを確認した上で通信を開始できる手段を備えるこ
とが好ましい。
【０００８】
通信相手の正当性を確認するための公知技術として、認証処理がある。認証処理においては、通信を開始する前に互いに相手装置から所定の情報を受信し、その受信した情報と自装置において生成した情報を比較して、互いに一致する場合にのみ通信を許可する。かかる認証技術においても、正当な無線機のみが使用可能な情報を用いて認証処理を行うことで、無線通信の安全性・機密性を更に高めることができる。
【０００９】
本発明は、正当な通信相手であることを判断して、安全な無線通信を実現することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る無線通信システムは、２以上の無線装置からなる無線通信システムであって、相互に通信を開始しようとする第１および第２の無線装置において、該第１および第２の無線装置においてそれぞれ保有する電波伝搬特性情報を用いて、互いに相手の無線装置側で認証を行わせるための認証情報を生成する認証情報生成手段と、前記生成した認証情報を、互いに相手の無線装置に送信する送信手段と、前記第１および第２の無線装置において、それぞれ相手の無線装置の認証情報生成手段において生成された認証情報を受信する受信手段と、前記第１および第２の無線装置において、前記相手の無線装置が正当であることを検証するための検証情報を、前記電波伝搬特性情報を用いてそれぞれ生成する検証情報生成手段と、前記検証情報と前記認証情報とに基づいて、前記第１および第２の無線装置において相互に相手の無線装置の認証を行う認証手段とを備えた構成とする。
【００１１】
無線通信を開始する前に行う認証処理において、電波伝搬特性情報に基づいて相手装置において生成された認証情報と、自装置において生成した検証情報とを用いて認証処理を行う。電波伝搬特性情報は、時変性を有し、また、送信／受信の通信方向が逆になった場合であってもその特性は変化しない性質（可逆性）を有するため、この電波伝搬特性情報を使用して認証を行うことで、無線装置の複製やなりすましの検出が容易にされる。
【００１２】
また、前記認証情報および検証情報は、それぞれ前記第１および第２の無線装置を識別するための、第１および第２の識別情報を用いて生成されることとしてもよい。正当な無線装置間で共有される情報を用いて認証情報および検証情報を生成することにより、無線装置の複製やなりすましの検出を更に確実に行うことができる。
【００１３】
更には、前記電波伝搬特性情報に基づいて暗号化鍵を生成する鍵生成手段と、を更に備え、前記２つの無線装置のそれぞれの前記認証手段において相手装置が正当と判断された場合は、前記暗号化鍵を使用して、該２つの無線装置間で暗号通信を行うこととしてもよい。
【００１４】
更には、前記電波伝搬特性情報に基づいて暗号化鍵を生成する鍵生成手段と、を更に備え、前記認証情報は、前記暗号化鍵を用いて暗号化されて送信されることとしてもよい。
更には、前記認証情報および前記検証情報は、前記電波伝搬特性情報に基づく乱数と、前記相手装置および自装置を示す識別情報とを用いて生成される情報について、不可逆演算を行うことにより得られることとしてもよい。
【００１５】
なお、本発明は、上記無線通信システムに限定されるものではない。例えば親局装置と複数の子局装置から構成される無線通信システムや、あるいは上記の認証方法およびその方法を採用する無線装置等であっても、本発明に含まれる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、認証処理において正当な通信相手であることをより確実に検出して、通信の安全性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な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。
図１は、本実施形態に係る無線通信システムの構成図である。無線通信システム１は、例えば１機の無線親局２と複数機の無線子局３（図１においては無線子局３Ａ、３Ｂ、…、３Ｎを記載）から構成される。例えば無線ＬＡＮシステム等においては、無線親局２は、アクセスポイントに対応する。そして、無線子局３は、アクセスポイント（無線親局２）を介して無線ＬＡＮシステム上のサーバにアクセスする端末装置に対応している。
【００１８】
一般的に、各無線子局３は、無線通信システム１において通信を行うためには、無線親局２との間で認証（Authentication）処理を行う必要がある。本実施形態においては、暗号化鍵を用いて秘匿通信を開始しようとしている相手局が正当な無線局であるか否かについて、無線親局２と無線子局３とのそれぞれにおいて認証した上で暗号化鍵を用いた秘匿通信を開始する。以下、本実施形態に係る相互の無線局の認証方法について、具体的に説明する。
【００１９】
図２は、無線局の機能ブロック図である。図２においては、無線親局２のデータの送受信系統についての構成を示しており、他の構成については省略している。なお、図２に示す送受信系統の構成は、無線親局２および無線子局３に共通している。
【００２０】
無線親局２は、アンテナ２０１、無線受信・復調部２０２、伝搬特性推定部２０３、伝搬特性算出部２０４、乱数生成部２０５、不可逆演算部２０６、ＩＤ管理部２０７、暗号化鍵生成部２０８、復号化部２０９、認証データ検証部２１０、暗号化部２１１および無線送信・変調部２１２を含んで構成される。
【００２１】
アンテナ２０１は、無線子局３に送信すべきデータを送出し、無線子局３から送信されたデータを受信する。無線受信・復調部２０２は、アンテナ２０１を介して受信した受信波を復調して受信信号を得る。伝搬特性推定部２０３は、アンテナ２０１を介した受信波成分から必要な情報を読み出して、電波伝搬特性（例えば、遅延プロファイル）を推定する。なお、遅延プロファイルとは、マルチパス環境において、直接波に対する１以上の反射波の到着タイミングに関する情報で、具体的には、各パス成分の遅延時間、パワー、位相等が含まれる。伝搬特性算出部２０４は、伝搬特性推定部２０３の推定結果に基づいて、特定の演算処理により電波伝搬特性を算出する。なお、実施例においては、伝搬特性推定部２０３の電波伝搬特性を推定する処理については、公知のチャネル推定技術等を用いている。
【００２２】
乱数生成部２０５は、算出された伝搬特性を種として、乱数を生成する。ＩＤ管理部２０７は、自装置や自装置配下の無線子局についての識別情報を管理する。不可逆演算部２０６は、乱数生成部２０５において生成された乱数とＩＤ管理部２０７において管理される識別情報とを用いて、ハッシュ関数等を用いた不可逆演算を実行し、相手装置を認証するためのデータを得る。認証データ検証部２１０は、不可逆演算部２０６から出力されたデータと無線子局３から受信したデータとを比較して、その無線子局３は正当な通信相手であるか否かを判断し、パケットの送受信を制御する制御部（図２においては不図示）にその検証結果を与える。
【００２３】
暗号化鍵生成部２０８は、各種データの復号化や暗号化に用いるための暗号化鍵を生成する。暗号化鍵の生成には、伝搬特性算出部２０４において算出された電波伝搬特性が使
用される。暗号化部２１１は、不図示の制御部から与えられた送信データを暗号化する。無線送信・変調部２１２は、無線子局３に対して送信する暗号文を変調する。
【００２４】
無線局は、無線親局２および無線子局３の識別情報、および電波伝搬特性の値から生成した乱数を用いて、無線親局２と無線子局３との間で相互認証するための認証データを作成する。無線親局２は、無線子局３から暗号化して送信された認証データを復号化して、自局において検証用に生成した検証データと比較する。比較の結果、相手局から送信されたデータと自局において生成したデータとが一致する場合に限り、相手局を正当な通信相手と判断する。互いに相手局を正当と判断した場合は、秘匿通信を開始させる。
【００２５】
１機の無線親局２の配下には複数の無線子局３が配置されており、無線親局２は、通信開始の要求を無線親局２宛てに送信した無線子局３について、以下の認証処理を実行する。無線子局３においても同様に、これから通信を開始しようとしている無線親局２について認証処理を実行する。以下、電波伝搬特性を用いて、秘匿通信を開始しようとしている無線子局３と無線親局２との間で相互に認証を行う方法について、図３を参照しながら具体的に説明する。説明中、無線子局３とは、無線親局２配下の複数の無線子局３のうち、ｎ番目（ｎは自然数）の無線子局３（３ｎ）について述べているものとする。
【００２６】
図３は、秘匿通信を開始するまでに各無線局において実行される処理を説明するための図である。図３に示す一連の処理は、例えば、無線親局２が、１機の無線子局３からの無線通信システム１へのアクセス要求メッセージを受信したことを契機として開始される。要求メッセージを受信した無線子局３が複数存在する場合は、無線親局２は、無線子局３のそれぞれとの間で図３に示す処理を実行する。
【００２７】
なお、以下の説明においては、情報Ｙに対して特定の処理Ｘを実行した結果得られる情報については、Ｘ［Ｙ］と表記することとする。情報ＹをＸにて暗号化した情報については、Ｘ（Ｙ）と表記し、そして、情報Ｘに情報Ｙを加算した情報については、Ｘ＋Ｙと表記することとする。
【００２８】
まず、ステップＳ１で、無線子局３は、無線親局２に対して、無線子局３において保有している所定の参照信号Ｄｒ＿ｔｎｂを送信する。ステップＳ２で、無線親局２は、受信した参照信号Ｄｒ＿ｔｎｂに基づいて、電波伝搬特性を検出し、電波伝搬特性情報Ｆα＿ｂを保有する。なお、電波伝搬特性の検出方法は、参照信号等を利用した一般的な公知の手法を用いればよい。電波伝搬特性情報Ｆα＿ｂを取得すると、ステップＳ３の処理に進む。ステップＳ３で、無線親局２は、無線子局３に対して、自局において保有している参照信号Ｄｒ＿ｂｔｎを送信する。参照信号Ｄｒ＿ｂｔｎを受信した無線子局３は、ステップＳ４で、無線親局２と同様に、参照信号に基づいて電波伝搬特性情報を取得する。無線子局３において保有する電波伝搬特性情報を、Ｆα＿ｔｎと表記する。
【００２９】
ここで、各種信号や情報を表す記号の添え字に関しては、相互に相手の無線局に送信する参照信号については、無線親局２から無線子局（ｎ番目の無線子局３ｎ）へと送信する信号には「＿ｂｔｎ」、無線子局３ｎから無線親局２へと送信する信号には「＿ｔｎｂ」としている。参照信号から推定される電波伝搬特性情報Ｆαについては、無線親局２において取得した情報については「＿ｂ」とし、無線子局３ｎについては、「＿ｔｎ」とする。また、以下の説明において、電波伝搬特性情報Ｆαに基づいて生成される各種情報についても、無線親局２において保有する電波伝搬特性に基づき生成した情報については「＿ｂ」、無線子局３ｎにおいて保有する電波伝搬特性に基づき生成した情報については「＿ｔｎ」と表記する。
【００３０】
各無線局において電波伝搬特性情報を取得する処理が完了すると、ステップＳ５で、無
線子局３側は、取得した電波伝搬特性情報Ｆα＿ｔｎを用いて暗号化鍵Ｋｔ＿ｔｎ＝Ｘ［（Ｆα＿ｔｎ）］を生成する。そして、ステップＳ６で、無線親局２において自局（無線子局３）を認証する際に使用するための認証データを生成し、生成した認証データを暗号化して無線親局２に送信する。一方、無線親局２においても同様に、ステップＳ７において取得した電波伝搬特性情報Ｆα＿ｂを用いて暗号化鍵Ｋｔ＿ｂ＝Ｘ［（Ｆα＿ｂ）］を生成する。なお、Ｘ［（・）］とは、暗号化鍵Ｋｔを生成するために各無線局において予め用意されている鍵生成関数であり、実施例においては、電波伝搬特性情報Ｆαに依存する関数である。無線親局２と無線子局３は、共通の鍵生成関数Ｘ［（Ｆα）］を保有している。
【００３１】
なお、鍵生成関数Ｘ［（・）］については、後述する擬似乱数生成関数ＲＮ［（・）］を用いることとしてもよく、入力値（ここでは電波伝搬特性情報Ｆα）が同じである場合は、同じ出力値が得られる。
【００３２】
無線親局２は、無線子局３において生成された認証データを受信するとステップＳ８に進み、その認証データを用いて、通信相手が正当な無線局であるか否かを検証する。検証処理の詳細については後述する。
【００３３】
ステップＳ９で、無線親局２において、検証の結果を判定する。すなわち、認証データの送信元である無線子局３が正当であるか否かを判定する。検証の結果、無線子局３が正当でないと判定した場合は特に処理を行わず、処理を終了する。検証の結果、無線子局３が正当と判定した場合は、ステップＳ１０に進む。
【００３４】
ステップＳ１０で、無線親局２は、認証データの送信元である無線子局３に対して応答を返し、更に、無線子局３が上記の通りステップＳ６で認証データを生成した手順と同様に認証データを生成し、無線子局３に対してその認証データを送信する。無線子局３において実行されるステップＳ１１からステップＳ１３の処理については、無線親局２において実行されるステップＳ８からステップＳ１０の処理とそれぞれ同様であるので、ここでは説明を割愛する。無線親局２および無線子局３の双方において相手局が正当な無線局であることが確認されると、ステップＳ１４で秘匿通信を開始する。秘匿通信を行う際には、上記ステップで生成した暗号化鍵Ｋｔ＿ｂおよびＫｔ＿ｔｎを用いることとしてもよい。
【００３５】
図３に示す処理を実行することにより、秘匿通信を開始しようとする無線子局３は、無線親局２との間で、相互に認証を行う。生成した認証情報を相手の無線局に送信する際は、電波伝搬特性を用いて取得した暗号化鍵を利用する。
【００３６】
図４は、各無線局において認証データを生成する処理を説明するための図である。図４を参照して、上記のステップＳ６の処理について具体的に説明する。
まず、各無線局の記憶領域に格納されている自局ＩＤ（無線子局の場合、ＩＤ＿ｔｎとする）と相手局ＩＤ（無線子局の場合、相手局である無線親局の識別情報ＩＤ＿ｂ）とを加算し、情報（ＩＤ＿ｔｎ＋ＩＤ＿ｂ）を生成し（Ｓ２１）、得られた情報に更に、電波伝搬特性情報Ｆα＿ｔｎを種とする乱数値ＲＮ［（Ｆα＿ｔｎ）］（Ｓ２２）を加算する（Ｓ２３）。Ｓ３３の処理を実行することにより得られる情報は、情報Ｄｔｎ＝（ＩＤ＿ｔｎ＋ＩＤ＿ｂ＋ＲＮ［（Ｆα＿ｔｎ）］）である。
【００３７】
そして、情報Ｄｔｎに不可逆演算処理を行い、認証データＤｔｎ＿ａｕｔｈを取得する（Ｓ２４）。実施例においては、不可逆演算処理としては、例えばＳＨＡ−１（Secure Hash Algorithm 1）等のハッシュ関数Ｈ［（・）］を使用し、認証データはＤｔｎ＿ａｕｔｈ＝Ｈ［（ＩＤ＿ｔｎ＋ＩＤ＿ｂ＋ＲＮ［（Ｆα＿ｔｎ）］）］で表される。
【００３８】
なお、Ｓ２４の処理に関しては、例えば自局ＩＤや相手局ＩＤ等の識別情報ＩＤが一定長のデータではない場合等は、不可逆演算処理を実行する前に予めそのデータ（ここでは識別情報ＩＤ）にパディング処理等をすることによって一定長のデータとした上でハッシュ処理等の不可逆演算処理を行う。
【００３９】
生成した認証データＤｔｎ＿ａｕｔｈを既述の暗号化鍵Ｋｔ＿ｔｎ＝Ｘ［（Ｆα＿ｔｎ）］を用いて（Ｓ２５）暗号化する（Ｓ２６）。そして、得られたデータＤｔｎ＿ｓｅｎｄ＝Ｋｔ＿ｔｎ（Ｄｔｎ＿ａｕｔｈ）を相手局（ここでは無線親局２）に送信するための認証データとして出力する。
【００４０】
生成されたデータＤｔｎ＿ｓｅｎｄは、正当な無線局であれば無線親局２と無線子局３とで互いに一致すべき識別ＩＤ（ＩＤ＿ｔｎおよびＩＤ＿ｂ）、および乱数ＲＮ［（Ｆα＿ｔｎ）］を不可逆演算処理すなわち関数Ｈ［（・）］により得る。相手の無線局に送信する際には、電波伝搬特性情報Ｆα＿ｔｎから生成した暗号化鍵生成関数Ｘ［（Ｆα＿ｔｎ）］を用いているため、秘匿性を高めることができる。これにより、第三者に認証データが漏洩しにくいことに加え、正当な無線局でなければ保有し得ない識別ＩＤを用いて認証データを生成するため、無線局の複製やなりすまし等があっても容易に判断ができる。
【００４１】
図５は、各無線局において実行される検証処理を示したフローチャートである。図５に示す一連の処理は、無線親局２および無線子局３のそれぞれにおいて実行され、それぞれ上記のステップＳ８およびステップＳ１１の処理に対応する。以下、図５を参照して、各無線局において、相手局が正当であるか否かを検証する具体的な方法について説明する。ここでは、ステップＳ８における検証処理、すなわち無線親局２が相手の無線子局が正当な無線局であるかについて検証する処理について説明する。
【００４２】
まず、ステップＳ３１で、相手局から受信したデータＤｔｎ＿ｓｅｎｄをＫｔ＿ｂ＝Ｘ［（Ｆα＿ｂ）］で復号化して、認証データＤｔｎ＿ａｕｔｈを得る。次に、ステップＳ３２で、復号化して得られた認証データＤｔｎ＿ａｕｔｈと比較して検証するための、検証データＤｂ＿ｖｅｒｆｙを自局において生成する。なお、検証データＤｂ＿ｖｅｒｆｙは、図３のステップＳ６やステップＳ１０において各無線局において生成する認証データＤｔｎ＿ａｕｔｈ／Ｄｂ＿ａｕｔｈと同様の手順で生成される。検証データＤｂ＿ｖｅｒｆｙを生成すると、ステップＳ３３に進む。
【００４３】
ステップＳ３３で、無線子局３から受信したデータを復号化した認証データＤｔｎ＿ａｕｔｈと、自局において生成した検証データＤｂ＿ｖｅｒｆｙとを比較して、一致するか否かを判定する。ここで、無線子局３が正当な相手局である場合、認証データＤｔｎ＿ａｕｔｈの生成に使用されるデータや関数は、自局すなわち無線親局２と一致するため、認証データＤｔｎ＿ａｕｔｈと検証データＤｂ＿ｖｅｒｆｙとは一致する。これは、各無線局を識別するための識別情報である識別ＩＤ、乱数列を生成するための関数ＲＮ［（Ｆα）］およびその種であるＦα、不可逆演算処理のためのハッシュ関数Ｈは、互いに正当な無線局であれば、無線親局２と無線子局３とで互いに一致し、これらのデータおよび関数を用いて認証データ、検証データが生成されていることに基づく。
【００４４】
ステップＳ３３の判定において、相手局である無線子局３から受信した認証データＤｔｎ＿ａｕｔｈと自局（ここでは無線親局２）において生成した検証データＤｂ＿ｖｅｒｆｙとが一致した場合は、ステップＳ３４で、認証が成功した場合の処理を実行し、処理を終了する。一方、２つのデータが一致しない場合は、ステップＳ３５に進み、認証が失敗した場合の処理を実行し、処理を終了する。
【００４５】
以上、本実施形態に係る通信方法によれば、秘匿通信を開始する前に、正当な無線局において共有される情報等を用いて各局において認証データを生成し、相手局には暗号化して送信する。そして、それぞれの無線局において、自局で生成したデータと、相手局において生成したデータとを比較する。一方が無線局の複製やなりすまし等による、正当でない無線局の場合、比較される２つのデータが一致しない。また、互いの無線局において比較の処理を実行し、双方において比較の結果データが一致しない限り、通信を開始させない。これにより、一方が正当でない無線局であっても、その無線局を他方の（正当な）無線局において確実に検出することができる。
【００４６】
なお、上記の実施形態においては、無線親局と複数の無線子局のうちの１機の無線子局との間における相互認証について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。相互に相手の無線装置についての認証処理を実行する無線通信方法、およびその方法を採用する無線通信システムおよび無線装置であれば、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態に係る無線通信システムの構成図である。
【図２】無線局の機能ブロック図である。
【図３】秘匿通信を開始するまでに各無線局において実行される処理を説明するための図である。
【図４】各無線局において認証データを生成する処理を説明するための図である。
【図５】各無線局において実行される検証処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１      無線通信システム
２      無線親局
３      無線子局
２０１      アンテナ
２０２      無線受信・復調部
２０３      伝搬特性推定部
２０４      伝搬特性算出部
２０５      乱数生成部
２０６      不可逆演算部
２０７      ＩＤ管理部
２０８      暗号化鍵生成部
２０９      復号化部
２１０      認証データ検証部
２１１      暗号化部
２１２      無線送信・変調部
【図１】
2008217497.tif 000003
【図２】
2008217497.tif 000004
【図３】
2008217497.tif 000005
【図４】
2008217497.tif 000006
【図５】
2008217497.tif 000007