(57)【要約】【課題】端末個体識別は不可能であるが、端末複製時には複製の検出・特定を可能とするデータ送信方法を提供する。【解決手段】複数の端末２−１〜２−ｍのグループと管理サーバ１と受信サーバ３とがネットワーク１００を介して接続する構成において、各端末２−１〜２−ｍから受信サーバ３にデータを送信する方法は、管理サーバ１が端末２−１〜２−ｍに割り当てた各々異なる番号を、受信サーバ３との共有暗号鍵で暗号化した端末識別情報を含むデータを対応する端末２−１〜２−ｍに送信し、端末２−１〜２−ｍが、管理サーバ１から受信・蓄積した端末識別情報を、送信データに付与して端末同士で共通の公開暗号鍵で暗号化して受信サーバ３に送信する過程と、受信サーバ３が、受信したデータを対応する秘密鍵によって復号した端末識別情報を、管理サーバ１との共有暗号鍵でさらに復号して得られる番号の重複の有無を確認する過程とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2008005396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グループを構成する複数の端末と、管理サーバと、受信サーバとがネットワークを介して接続する構成において、各前記端末はデータを含むメッセージを前記受信サーバに送信する方法であって、
前記管理サーバが前記複数の端末に各々異なる番号を割り当て、該番号を前記受信サーバとの共有暗号鍵で暗号化し、この暗号化した端末識別情報を含む第１データを該番号に対応する前記端末に送信する過程と、
前記端末が、前記管理サーバから受信した第１データを蓄積し、送信データに前記端末識別情報を付与して前記グループを構成する端末同士で共通の公開暗号鍵で暗号化した第２データを受信サーバに送信する過程と、
前記受信サーバが、受信した前記第２データを前記公開暗号鍵に対応する秘密鍵によって復号し、復号して得られる前記端末識別情報を、前記管理サーバとの前記共有暗号鍵でさらに復号し、復号して得られる前記番号の重複の有無を確認する過程と
を有することを特徴とするデータ送信方法。
【請求項２】
請求項１のデータ送信方法は、
前記受信サーバが前記端末から受信した前記端末識別情報を復号した前記番号に重複があること検出した場合、
前記受信サーバが管理サーバに重複した前記番号を通知する過程と、
前記管理サーバが受信した前記番号から重複した前記端末を特定する過程と
を有することを特徴とする請求項１に記載のデータ送信方法。
【請求項３】
グループを構成する複数の端末と、管理サーバと、受信サーバとがネットワークを介して接続する構成において、各前記端末はデータを含むメッセージを周期的に前記受信サーバに送信するシステムにおけるデータ送信方法であって、
前記管理サーバが、あらかじめデータ送信周期毎に、各端末に異なる番号である仮ＩＤを割り当て、端末管理情報蓄積部に保持し、認証を保証する周期分の該仮ＩＤと対応する前記データ送信周期情報とを、前記受信サーバとの共有秘密鍵で暗号化し、暗号化した情報を端末ごとにデータ送信順に並べた端末識別情報リストを生成し、該端末識別情報リストを含む第１データを対応する端末に配布する過程と、
各端末は、受信した前記第１データを端末識別情報蓄積部に蓄積し、データ送信時に、該端末識別情報蓄積部から、データ送信周期情報に対応する前記端末識別情報を読み出し、送信データと該端末識別情報とを前記グループを構成する端末同士で共通の公開暗号鍵で暗号化し、この暗号化したデータにグループを識別するグループＩＤを付与した第２データを受信サーバに送信する過程と、
前記受信サーバは、受信した前記第２データに含まれる前記グループＩＤに対応させて暗号鍵を蓄積する暗号鍵蓄積部から読み出す、前記公開暗号鍵に対応する秘密鍵で第２データを復号し、この復号した前記端末識別情報をさらに受信サーバとの共有秘密鍵で復号し、得られた前記データ送信周期情報が、前記第２データを受信した時刻を示す情報と対応していれば、該第２情報の送信元の端末が、該グループに属すると判定し、さらに、前記第２データを受信した周期内で、該第２データに含まれていた前記仮ＩＤと各端末から受信した前記仮ＩＤとの重複の有無を判定する過程と
を有することを特徴とする請求項１に記載のデータ送信方法。
【請求項４】
グループを構成する複数の端末と、管理サーバと、受信サーバとがネットワークを介して接続する構成において、各前記端末はデータを含むメッセージを周期的に前記受信サーバに送信するシステムにおけるデータ送信方法であって、
前記受信サーバが受信した第２データに含まれる前記仮ＩＤに、データを受信する周期内で、重複があることを検出した場合、
前記受信サーバが、重複した前記仮ＩＤと前記グループＩＤと、重複した周期を示す前記データ送信周期情報とを該前記管理サーバに送信する過程と、
該管理サーバが、受信した前記仮ＩＤと前記データ送信周期時刻とに対応する端末を端末管理表において検索することにより特定する過程と
を有することを特徴とする請求項１〜３に記載のデータ送信方法。
【請求項５】
グループを構成する複数の端末と管理サーバと受信サーバとが接続し、前記複数の端末からデータを前記受信サーバに送信するデータ送信システムであって、
あらかじめデータ送信周期毎に、各端末に異なる番号である前記仮ＩＤを割り当てる仮ＩＤ生成部と、該仮ＩＤとデータ送信周期情報とを対応させて端末ごとに記憶する端末管理情報蓄積部と、認証を保証する周期分の該仮ＩＤと対応する前記データ送信周期情報とを、前記受信サーバとの前記共有秘密鍵で暗号化し、この暗号化した情報を端末ごとにデータ送信順に並べた端末識別情報リストを生成し、該端末識別情報リストを含む第１データを対応する端末に配布する暗号化部とを有する管理サーバと、
受信した前記第１データを蓄積する端末識別情報蓄積部と、データ送信時に、該端末識別情報蓄積部から、データ送信周期情報に対応する前記端末識別情報を読み出し、送信データと該端末識別情報とを前記グループを構成する端末同士で共通の公開暗号鍵で暗号化し、この暗号化したデータにグループを識別するグループＩＤを付与した第２データを受信サーバに送信する暗号化部とを有する端末と、
受信した前記第２データに含まれる前記グループＩＤに対応させて暗号鍵を蓄積する暗号鍵蓄積部と、該暗号鍵蓄積部から読み出す、前記公開暗号鍵に対応する秘密鍵で第２データを復号し、この復号した前記端末識別情報をさらに受信サーバとの共有秘密鍵で復号する復号部と、得られた前記データ送信周期情報が、前記第２データを受信した時刻を示す情報と対応していれば、該第２情報の送信元の端末が、該グループに属すると判定するグループ認証部と、さらに、前記第２データを受信した周期内で、該第２データに含まれていた前記仮ＩＤと各端末から受信した前記仮ＩＤとの重複の有無を判定する重複判定部とを有する受信サーバと
を有することを特徴とするデータ送信システム。
【請求項６】
グループを構成する複数の端末と、管理サーバと、受信サーバとがネットワークを介して接続する構成において、各前記端末はデータを含むメッセージを周期的に前記受信サーバに送信するシステムにおけるデータ送信方法であって、
前記受信サーバが受信した第２データに含まれる前記仮ＩＤに、データを受信する周期内で、重複があることを検出した場合、
重複した前記仮ＩＤと前記グループＩＤと、重複した周期を示す前記データ送信周期情報とを該前記管理サーバに送信する重複判定部を有する前記受信サーバと、
受信した前記仮ＩＤと前記データ送信周期時刻とに対応する端末を端末管理表において検索することにより特定する手段を有する該管理サーバと
を有することを特徴とする請求項５に記載のデータ送信システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の情報処理装置として、コンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ送信方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
端末の複製によるなりすましを防ぐ為には、端末と受信サーバの間で、端末の認証が必要である。たとえば、各端末個体の識別が可能な認証方式（以下個体認証方式とする）として、パスワード方式、共有秘密鍵方式などさまざまな方式が使用されている。これら個体認証方式を用いると、ある端末が複製されオリジナルと同時に使用された場合、同じ個体から受信サーバへのメッセージ送信が異なる地点から同時に実施されるため、受信サーバにおいて端末の複製を検出することができる。ところが、個体認証方式を用いた場合、各端末の位置が受信サーバに知られてしまい、端末を保有するユーザのロケーションプライバシーを侵害する問題がある。たとえば、ボランティアに端末を保有してもらい、端末が適宜データを測定し、端末から測定データを受信サーバに送信させ、受信サーバにて測定データを収集するシステムの場合、各ボランティアのプライバシーを守るためには、各ボランティアのいる位置を受信サーバの管理者が知り得ない認証方法が望ましい。本問題への対策として、非特許文献１および非特許文献２に示すような端末のグループ単位で認証を行う案が考えられる。たとえば、同一の公開鍵を、各端末に配布、受信サーバはペアになる秘密鍵で認証することにより、端末個体の識別はできないが、どのグループに属するか認証可能である。
【非特許文献１】加藤、匿名認証技術とその応用、「東芝レビュー」、株式会社東芝、２００５年、Ｖｏｌ．６０、Ｎｏ．６、ｐ．２３−２７
【非特許文献２】Ｇ．Ａｔｅｎｉｅｓｅ、Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｐｒｏｖａｂｌｙ  Ｓｅｃｕｒｅ  Ｃｏａｌｉｔｉｏｎ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｇｒｏｕｐ  Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ  Ｓｃｈｅｍｅ、“Ａｄｖａｃｅｓ  ｉｎ  Ｃｒｙｐｔｏｌｏｇｙ−ＣＲＹＰＴＯ２０００．  Ｍｉｈｉｒ  Ｂｅｌｌａｒｅ．Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ，２０００−０８，ＩＡＣＲ．”、Ｂｅｒｌｉｎ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、２０００、ｐ．２５５−２７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の技術においては、全端末からのメッセージ送信があった場合を除き、複製の検出はできず、また、複製を検出したとしても、どの個体が複製されたのかを特定することができない問題がある。
【０００４】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は上記の問題点を解決し、グループ単位で端末を認証し、端末個体の識別を不可能とするが、端末が複製された場合には複製の検出・特定を可能とする認証によるデータ送信方法を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明のデータ送信方法は、グループを構成する複数の端末と管理サーバと受信サーバとが接続し、複数の端末からデータ（たとえば実施形態における環境データ）を受信サーバに送信する方法であって、管理サーバが複数の端末に各々異なる番号（たとえば実施形態における仮ＩＤ）を割り当て、番号を受信サーバとの共有暗号鍵（たとえば実施形態におけるサーバ共有秘密鍵）で暗号化し、この暗号化した端末識別情報（たとえば実施形態における第２端末識別情報）を含む第１データ（たとえば実施形態における第２端末識別情報とグループ名）を番号に対応する端末に送信する過程と、端末が、管理サーバから受信した第１データを蓄積し、送信データに端末識別情報（たとえば実施形態における第２端末識別情報）を付与してグループを構成する端末同士で共通の公開暗号鍵（たとえば実施形態におけるグループ暗号鍵）で暗号化した第２データを受信サーバに送信する過程と、受信サーバが、受信した第２データを公開暗号鍵に対応する秘密鍵（たとえば実施形態におけるグループ秘密鍵）によって復号し、復号して得られる端末識別情報を、管理サーバとの共有暗号鍵でさらに復号し、復号して得られる番号の重複の有無を確認する過程とを有することを特徴とする。
【０００６】
本発明のデータ送信方法は、受信サーバが端末から受信した端末識別情報を復号した番号に重複があることを検出した場合、受信サーバが管理サーバに重複した番号を通知する過程と、管理サーバが受信した番号から重複した端末を特定する過程とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明におけるデータ送信方法は、グループを構成する複数の端末と、管理サーバと、受信サーバとがネットワークを介して接続する構成において、各前記端末はデータを含むメッセージを周期的に前記受信サーバに送信するシステムにおけるデータ送信方法であって、管理サーバが、あらかじめデータ送信周期毎に、各端末に異なる番号である仮ＩＤを割り当て、端末管理情報蓄積部に保持し、認証を保証する周期分の仮ＩＤと対応するデータ送信周期情報（たとえば実施形態における送信周期番号）とを、受信サーバとの共有秘密鍵で暗号化し、暗号化した情報を端末ごとにデータ送信順に並べた端末識別情報リストを生成し、端末識別情報リストを含む第１データを対応する端末に配布する過程と、各端末は、受信した第１データを端末識別情報蓄積部に蓄積し、データ送信時に、端末識別情報蓄積部から、データ送信周期情報に対応する端末識別情報を読み出し、送信データと端末識別情報とをグループを構成する端末同士で共通の公開暗号鍵で暗号化し、この暗号化したデータにグループを識別するグループＩＤ（たとえば実施形態におけるグループ名）を付与した第２データを受信サーバに送信する過程と、受信サーバは、受信した第２データに含まれるグループＩＤに対応させて暗号鍵を蓄積する暗号鍵蓄積部から読み出す、公開暗号鍵に対応する秘密鍵で第２データを復号し、この復号した端末識別情報をさらに受信サーバとの共有秘密鍵で復号し、得られたデータ送信周期情報が、第２データを受信した時刻を示す情報（たとえば実施形態における送信周期番号）と対応していれば、第２情報の送信元の端末が、グループに属すると判定し、さらに、第２データを受信した周期内で、第２データに含まれていた仮ＩＤと各端末から受信した仮ＩＤとの重複の有無を判定する過程とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明におけるデータ送信方法は、グループを構成する複数の端末と、管理サーバと、受信サーバとがネットワークを介して接続する構成において、各端末はデータを含むメッセージを周期的に受信サーバに送信するシステムにおけるデータ送信方法であって、受信サーバが受信した第２データに含まれる仮ＩＤに、データを受信する周期内で、重複があることを検出した場合、受信サーバが、重複した仮ＩＤとグループＩＤと、重複した周期を示すデータ送信周期情報とを管理サーバに送信する過程と、管理サーバは、受信した仮ＩＤとデータ送信周期時刻とに対応する端末を端末管理表（たとえば実施形態における端末管理情報蓄積部１５）において検索することにより特定する過程とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明におけるデータ送信システムは、グループを構成する複数の端末と管理サーバと受信サーバとが接続し、複数の端末からデータを受信サーバに送信するデータ送信システムであって、あらかじめデータ送信周期毎に、各端末に異なる番号である仮ＩＤを割り当てる仮ＩＤ生成部と、仮ＩＤとデータ送信周期情報とを対応させて端末ごとに記憶する端末管理情報蓄積部と、認証を保証する周期分の仮ＩＤと対応するデータ送信周期情報とを、受信サーバとの共有秘密鍵で暗号化し、この暗号化した情報を端末ごとにデータ送信順に並べた端末識別情報リストを生成し、端末識別情報リストを含む第１データを対応する端末に配布する暗号化部とを有する管理サーバと、受信した第１データを蓄積する端末識別情報蓄積部と、データ送信時に、端末識別情報蓄積部から、データ送信周期情報に対応する端末識別情報を読み出し、送信データと端末識別情報とをグループを構成する端末同士で共通の公開暗号鍵で暗号化し、この暗号化したデータにグループを識別するグループＩＤを付与した第２データを受信サーバに送信する暗号化部とを有する端末と、受信した第２データに含まれるグループＩＤに対応させて暗号鍵を蓄積する暗号鍵蓄積部と、暗号鍵蓄積部から読み出す、公開暗号鍵に対応する秘密鍵で第２データを復号し、この復号した端末識別情報をさらに受信サーバとの共有秘密鍵で復号する復号部と、得られたデータ送信周期情報が、第２データを受信した時刻を示す情報と対応していれば、第２情報の送信元の端末が、グループに属すると判定するグループ認証部と、さらに、第２データを受信した周期内で、第２データに含まれていた仮ＩＤと各端末から受信した仮ＩＤとの重複の有無を判定する重複判定部とを有する受信サーバとを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明におけるデータ送信システムは、グループを構成する複数の端末と、管理サーバと、受信サーバとがネットワークを介して接続する構成において、各端末はデータを含むメッセージを周期的に受信サーバに送信するシステムにおけるデータ送信方法であって、受信サーバが受信した第２データに含まれる仮ＩＤに、データを受信する周期内で、重複があることを検出した場合、受信サーバが、重複した仮ＩＤとグループＩＤと、重複した周期を示すデータ送信周期情報とを管理サーバに送信する重複判定部を有する受信サーバと、受信した仮ＩＤとデータ送信周期時刻とに対応する端末を端末管理表において検索することにより特定する手段を有する管理サーバとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、この発明によれば、グループ単位で端末を認証し端末個体の識別を不可能とするが、端末が複製された場合には複製の検出・特定を可能とすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明におけるデータ送信システムの全体構成を示すブロック図である。この実施形態においては、グループを構成する複数の端末が周期的に測定し、収集したたとえば大気の汚染データや気温、湿度などの環境データを含むメッセージを通信網であるネットワーク１００を介して受信サーバ３に送信する場合を例に説明する。
このとき、受信サーバ３は仮ＩＤに対応して環境データのみを保持し、管理サーバ１は端末に対応させて生成した仮ＩＤと、対応する端末を識別する情報のみを保持するため、受信サーバ３は仮ＩＤと端末との対応は識別出来ず、また、管理サーバ１は環境データを保持しないため、端末が環境データを送信した際の位置情報及び時刻情報は特定出来ない構成である。
【００１３】
この図においてデータ送信システムは、端末識別情報を管理する管理サーバ１とデータを送信する端末２−１〜２−ｍとそのデータを受信し、蓄積する受信サーバ３とがネットワーク１００を介して接続されている。
ネットワーク１００は、たとえば固定電話網、携帯電話網、インターネットなどの公衆網や、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、専用線などの私設網、移動体網、近距離通信網からなる。
【００１４】
管理サーバ１において、通信部１０はネットワーク１００を介して端末２−１〜２−ｍまたは受信サーバ３との通信を実現するものである。
端末情報蓄積部１６には図２に示すように、端末２−１〜２−ｍを識別する情報、たとえば管理サーバ１から端末２−１〜２−ｍへデータを送信する際の宛先情報（アドレス情報）がグループごとにあらかじめ記憶されている。
【００１５】
仮ＩＤ生成部１１は、各端末２−１〜２−ｍのデータ送信周期ごとに割り当てる仮ＩＤを生成する。ここで、送信周期番号とは、端末２−１〜２−ｍがデータの送信周期の回数を示す番号でこのとき、仮ＩＤ生成部１１は、暗号鍵蓄積部１７から対応するグループ名を検索キーとして、ＩＤ生成秘密鍵を読み出し、読み出したＩＤ生成秘密鍵によって第１端末識別情報と送信周期番号とを暗号化することによって仮ＩＤを生成する。また、仮ＩＤ生成部１１は生成した仮ＩＤをデータ送信周期に対応させて、端末宛先に対応するテーブルに書き込む。この端末宛先に対応するテーブルは端末管理情報蓄積部１５に格納されている。
【００１６】
暗号鍵蓄積部１７には、図３に示すように、受信サーバ３とのサーバ共有秘密鍵とＩＤ生成秘密鍵とがグループ名に対応させてあらかじめ記憶されている。
端末管理情報蓄積部１５には、図４に示すように、端末宛先ごとにあらかじめグループ名が記憶されている。また、その端末の送信周期番号ごとの仮ＩＤは、対応する送信周期番号に対応付けられて、対応する端末宛先のテーブルに、仮ＩＤ生成部１１によって書き込まれる。
【００１７】
暗号化部１２は、送信周期番号を第１の送信周期番号として、第１の送信周期番号と仮ＩＤとを受信サーバ３とのサーバ共有秘密鍵によって暗号化し、その暗号文を送信周期番号順に並べて、第２端末識別情報として通信部１０を介して対応する端末２−１〜２−ｍに送信する。このとき暗号化部１２は、受信サーバ３とのサーバ共有秘密鍵を、対応するグループ名を検索キーとして暗号鍵蓄積部１７から読み出す。また、第１の送信周期番号とは受信サーバ３におけるグループ認証に用いられる情報である。
【００１８】
次に、データを送信する端末２−１〜２−ｍの構成について説明する。
通信部２０は、ネットワーク１００を介して管理サーバ１または受信サーバ３との通信を実現するものである。また、通信部２０は、管理サーバ１から送信された第２端末識別情報を端末識別情報蓄積部２７に書き込む。
【００１９】
周期単位記憶部２５には、データを送信する１周期分の期間を示す周期単位とデータ送信開始時刻とがあらかじめ記憶されている。
周期番号記憶部２６には、環境データを送信した回数を示す送信周期番号が記憶されている。
【００２０】
送信時刻管理部２１は、データを送信する時刻を算出し、送信時刻になるとデータ収集部にデータ収集命令を出力する。
データ収集部２２は、入力されたデータ収集命令により、大気の汚染状況や、温度、湿度、雨量のうちの１つあるいは複数を組み合わせである環境データを対応するセンサで測定して収集し、収集した環境データを暗号化部２３に出力する。
【００２１】
暗号化部２３は、環境データを受信すると、周期番号記憶部２６から送信周期番号を読み出す。暗号化部２３は、読み出した送信周期番号に対応する第２端末識別情報と、グループ名とを端末識別情報蓄積部２７から読み出す。暗号化部２３は、読み出したグループ名を検索キーとしてグループ暗号鍵を暗号鍵蓄積部２８から読み出す。
暗号化部２３は、送信周期番号を第２の送信周期番号として、読み出したグループ暗号鍵によって、第２の送信周期番号と、第２端末識別情報と、環境データとを暗号化し、セキュリティ情報を付加して収集データとして通信部２０を介して受信サーバ３に送信する。このセキュリティ情報は、グループ名を含む。
このとき、グループ暗号鍵は同一グループに属する端末間で共通の公開暗号鍵であり、復号は受信サーバ３のみが持つ秘密鍵であるグループ秘密鍵によってのみ行うことが出来るものである。また、第２の送信周期番号は、受信サーバ３におけるグループ認証に用いられる情報である。
【００２２】
端末識別情報蓄積部２７には、図５に示すように、第２端末識別情報がデータを送信する順に記憶されている。
【００２３】
受信サーバ３において、通信部３０は、収集データを受信し、復号部３１に出力する。また、なりすましによる重複した端末が検出された場合は、通信部３０は、管理サーバ１に重複した端末を識別する情報を送信する。
復号部３１は、通信部３０で受信した収集データのセキュリティ情報から、グループ名を抽出し、抽出したグループ名を検索キーとしてグループ秘密鍵と、サーバ共有秘密鍵とを暗号鍵蓄積部３５から読み出す。復号部３１は、読み出したグループ秘密鍵により、第２の送信周期番号と第２端末識別情報と環境データとを復号する。復号部３１は、復号した第２端末識別情報を読み出したサーバ共有秘密鍵によってさらに復号し、仮ＩＤと第１の送信周期番号とを得る。
復号部３１は、得られた受信データをグループ認証部３２に出力する。
【００２４】
暗号鍵蓄積部３５には、図６に示すように、グループに対応させてグループ秘密鍵とサーバ共有秘密鍵とがテーブルとして記憶されている。
データ蓄積部３７には、図７に示すように、周期番号ごとのテーブルに仮ＩＤに対応させて環境データが記憶されている。
【００２５】
グループ認証部３２は、入力された受信データのうち、セキュリティ情報と、復号された情報とが一致しているかどうかによって受信データが正しいグループに属している端末から送信されているかを認証する。グループ認証部３２は、グループ認証された場合、受信データを重複判定部３３に出力し、グループ認証が棄却された場合、不正なデータとしてデータを破棄する。
【００２６】
重複判定部３３は、受信データが複製端末によるなりすましによって得られたデータであるか否かを判定する。この判定は受信した仮ＩＤを周期ごとに蓄積しておく収集ＩＤ蓄積部３６を参照することによって行う。もし、仮ＩＤが重複していなければ、重複判定部３３は環境データを仮ＩＤに対応させて、送信周期番号に対応するデータ蓄積部３７のテーブルに書き込む。
【００２７】
次に、図１の構成におけるシステムの動作例について図８のフローチャートを用いて説明する。ここでは、△□情報グループに所属する端末２−１〜２−ｍから受信サーバ３へ環境データを周期的に送信する状況を例にして説明する。
この動作は、端末２−１〜２−ｍから受信サーバ３への第１回目のデータ送信を開始する前までに行う事前処理過程と、端末２−１〜２−ｍが受信サーバ３へデータを送信するデータ送信過程との２つの過程からなる。
【００２８】
＜事前処理過程＞
管理サーバ１において、仮ＩＤ生成部１１は、端末情報蓄積部１６から△□情報グループに所属するすべての端末の第１端末識別情報である端末の宛先情報を読み出す。仮ＩＤ生成部１１は、暗号鍵蓄積部１７からグループ名に対応するＩＤ生成秘密鍵を読み出す。仮ＩＤ生成部１１は、送信周期番号と読み出した第１端末識別情報とを、読み出したＩＤ生成秘密鍵によって暗号化する事で１つの端末の１周期分の仮ＩＤを生成し、生成した仮ＩＤと対応する送信周期番号とを、端末宛先情報に対応する端末管理情報蓄積部１５のテーブルに書き込む。
仮ＩＤ生成部１１は、この動作を認証を保証する周期回数、すなわち、端末２−１〜２−ｍから受信サーバ３へデータを送信する予定の回数として、たとえばｎ回分繰り返し、１端末分の仮ＩＤを生成する。仮ＩＤ生成部１１は、暗号化部１２にその端末を識別する第１端末識別情報を出力する（ステップＳ１）。
【００２９】
暗号化部１２は、入力された第１端末識別情報に対応するテーブルを端末管理情報蓄積部１５から読み出す。また、暗号化部１２は、読み出したグループ名に対応するサーバ共有秘密鍵を、暗号鍵蓄積部１７から読み出す。暗号化部１２は、第１の送信周期番号となる送信周期番号と仮ＩＤとを読み出したサーバ共有秘密鍵で送信周期ごとに暗号化し、第２端末識別情報を生成する（ステップＳ２）。暗号化部１２は、この第２端末識別情報の生成を送信周期回数分繰り返した後、暗号化部１２は、送信周期番号順の第２端末識別情報とグループ名とを入力された通信部１０を介して第１端末識別情報に対応する端末２−１〜２−ｍに送信する（ステップＳ３）。
【００３０】
端末２−１〜２−ｍにおいて、通信部２０は、第２端末識別情報とグループ名とを受信する（ステップＳ４）。通信部２０は、受信した第２端末識別情報とグループ名とを端末識別情報蓄積部２７に格納されているグループ名に対応するテーブルに書き込む（ステップＳ５）。
以上のステップＳ１〜Ｓ５までをグループに所属する全端末について、端末２−１〜２−ｍから受信サーバ３への環境データ送信の事前に管理サーバ１が行う動作の説明である。
【００３１】
＜データ送信過程＞
次に、端末２−１〜２−ｍから受信サーバ３に環境データを送信する際の動作について説明する。送信時刻管理部２１は、データ収集開始時刻情報と周期単位とを周期単位記憶部２５から読み出し、さらに今まで送信した回数を示す送信周期番号を周期番号記憶部２６から読み出す。送信時刻管理部２１は読み出した送信周期番号と周期単位との積をとり、データ収集開始時刻情報に加算し、次のデータ送信時刻を得て常に現在時刻とデータ送信時刻との比較を行う。送信時刻管理部２１は、現在時刻とデータ送信時刻が一致した事を検知すると、データ収集部２２に環境データを収集する収集命令情報を送信する（ステップＳ１１）。
【００３２】
データ収集部２２は、収集命令情報を受信すると、位置情報を含む環境データを収集し、環境データを暗号化部２３に出力する（ステップＳ１２）。この位置情報は、位置を識別するものであり、たとえばあらかじめ端末２−１〜２−ｍにＧＰＳ機能を付加し、座標情報を得ても良いし、ネットワーク１００の最寄りの基地局にアクセスして基地局の所在地を位置情報としても良い。
【００３３】
暗号化部２３は環境データを受信すると、周期番号記憶部２６から今まで送信した回数を示す送信周期番号を読み出し、その送信周期番号に１を加算した番号目の第２端末識別情報を端末識別情報蓄積部２７から読み出す。また、暗号化部２３は、暗号鍵蓄積部２８から同一グループ間で共通のグループ暗号鍵を読み出し、受信した環境データと読み出した第２端末識別情報と第２の送信周期番号となる送信周期番号とをグループ暗号鍵で暗号化する（ステップＳ１３）。このとき、第２の送信周期番号は元の送信周期番号に１を加算した値である。
暗号化部２３は、暗号化したデータとセキュリティ情報であるグループ名とを通信部２０を介して受信サーバ３に送信し、第２の送信周期番号を周期番号記憶部２６に書き込む（ステップＳ１４）。
【００３４】
受信サーバ３において通信部３０は、暗号化されたデータとセキュリティ情報であるグループ名とを受信すると、受信した情報を復号部３１に出力する（ステップＳ１５）。
【００３５】
復号部３１は、入力されたグループ名を検索キーとしてグループ秘密鍵とサーバ共有秘密鍵とを暗号鍵蓄積部３５から読み出す。このグループ秘密鍵はグループ暗号鍵と対になる暗号鍵であり、グループ暗号鍵で暗号化された暗号文は対になるグループ秘密鍵のみによって復号可能である。
復号部３１は、読み出したグループ秘密鍵で入力された暗号化したデータを復号する（ステップＳ１６）。復号部３１は、復号したデータに含まれる第２端末識別情報を読み出したサーバ共有秘密鍵でさらに復号して第１の送信周期番号と仮ＩＤとを取得し、第２の送信周期番号と環境データと第１の送信周期番号と仮ＩＤとをグループ認証部３２に出力する（ステップＳ１７）。
【００３６】
グループ認証部３２は、入力された第２の送信周期番号と第１の送信周期番号とが一致しているか否かによってグループ認証を行う（ステップＳ１８）。
これは悪意のあるユーザによって端末２−１〜２−ｍと同様の機能を持つ別グループの端末から不正な情報が送信された場合、管理サーバ１から送信される第２端末識別情報と第２の送信周期番号の正しい組み合わせを取得しなければグループ認証によって不正データとして廃棄する事を可能とする効果がある。
【００３７】
グループ認証された場合、グループ認証部３２は環境データと仮ＩＤと送信周期番号とグループ名とを重複判定部３３に出力する。重複判定部３３は入力された仮ＩＤを検索キーとして収集ＩＤ蓄積部３６に格納される送信周期番号に対応するテーブルを検索し、一致する仮ＩＤが送信周期番号に対応するテーブル内に存在するか否かによってなりすましによる複製端末の仮ＩＤの重複判定を行う（ステップＳ１９）。
【００３８】
重複判定部３３は、一致する仮ＩＤが検索されなかった場合、環境情報と仮ＩＤとを対応付けてデータ蓄積部３７に格納されている送信周期番号に対応するテーブルに書き込み、さらにその仮ＩＤを収集ＩＤ蓄積部３６の周期番号に対応するテーブルに書き込む（ステップＳ２０）。
【００３９】
ステップＳ１８のグループ判定が棄却された場合、グループ認証部３２は受信データを不正なものとしてデータを破棄する（ステップＳ３０）。
これは悪意のあるユーザによって端末２−１〜２−ｍのいずれかが複製された場合、複製端末および複製元端末から同一の仮ＩＤを含む第２端末識別情報が送信されることになるため、同一の仮ＩＤがあるか否かによって複製端末の存在の有無が確認できることになる効果がある。
【００４０】
重複判定部３３は、一致する仮ＩＤが検索された場合、なりすましを目的とした複製端末による不正なデータとして入力された環境データを破棄し、さらにその仮ＩＤに対応する仮ＩＤと環境データからなるレコードをデータ蓄積部３７から削除する。また、その仮ＩＤと送信周期番号とグループ名とを複製された端末の情報として通信部３０を介して管理サーバ１に送信する（ステップＳ４０）。
【００４１】
管理サーバ１において、通信部１０は受信した仮ＩＤと送信周期番号とを仮ＩＤ生成部１１に出力する（ステップＳ４１）。仮ＩＤ生成部１１は仮ＩＤと送信周期番号とが入力されると、暗号鍵蓄積部１７からグループ名に対応するＩＤ生成秘密鍵を読み出す。読み出したＩＤ生成秘密鍵によって入力された仮ＩＤを復号し、第１端末識別情報と送信周期番号とを取得し、複製された端末を特定する。仮ＩＤ生成部１１は、特定した端末の仮ＩＤを再発行し、ステップＳ２〜５と同様にして第２端末識別情報を該当する端末に送信する（ステップＳ４２）。このとき仮ＩＤ生成部１１は、第１端末識別情報と送信周期番号とに加えて素数とをＩＤ生成秘密鍵によって暗号化することによって仮ＩＤの再発行を行う。
【００４２】
本実施形態において仮ＩＤの生成は、端末識別情報と周期番号とをＩＤ生成秘密鍵によって暗号化する事によって行ったが、データ送信周期ごとに同じグループに所属する端末同士で重複が無いようなＩＤであればどのようなＩＤでも良い。
また、端末２−１〜２−ｍから受信サーバ３へ予定の送信回数分のデータを送信した後、継続して端末２−１〜２−ｍにデータ送信をさせる場合には、ステップＳ１〜ステップＳ５と同様の動作を繰り返して新たな仮ＩＤを生成し、各端末２−１〜２−ｍに新たな第２端末識別情報とグループ名とを送信してもよい。
【００４３】
本実施形態においては、ステップＳ１８におけるグループ認証を第１の送信周期番号と第２の送信周期番号とを用いて行ったが、第１の送信周期番号および第２の送信周期番号に代えてグループ名を用いてもよいし、グループ名と送信周期番号との組み合わせなど複数の情報を組み合わせて行っても良い。
【００４４】
また、複製された端末を特定した後、仮ＩＤ生成部１１は、特定した端末の第１端末識別情報を検索キーとして端末管理情報蓄積部１５の仮ＩＤをすべて読み出し、通信部１０を介して仮ＩＤを受信サーバ３に送信する。受信サーバ３は管理サーバ１から仮ＩＤを受信すると、受信した仮ＩＤを収集ＩＤ蓄積部３６に複製端末のＩＤとして蓄積しておき、不正データを破棄する構成でも良い。
本実施形態においては、仮ＩＤの再発行に素数を用いたが、複製された端末と異なる仮ＩＤであればよいため、グループ名・周期単位など、付加する値はどのような値であっても仮ＩＤの再発行を行うことが可能である。
【００４５】
本実施形態においては、測定して収集するデータを大気の汚染状況といった環境データとしたが、収集するデータの種類はたとえば電波状況といった通信環境のデータなど、どのような測定あるいは観測するデータについても適用可能である。
【００４６】
また、本実施形態においてサーバ共有秘密鍵は、グループごとに１つとしたが、たとえば送信周期番号ごとなど、一定期間ごとに異なるサーバ共有秘密鍵を設定することも可能である。この場合、暗号鍵蓄積部１７及び暗号鍵蓄積部３５にはグループ名および周期ごとにサーバ共有秘密鍵を対応付けて記憶される。
これにより、たとえいずれかのサーバ共有秘密鍵を解析されたとしても、そのサーバ共有秘密鍵を適用すべき周期とグループ名とを得た上で、さらに他の端末と重複しない仮ＩＤを用いなければ、受信サーバ３においてグループ認証部３２または重複判定部３３によって不正なデータとして破棄されてしまうため、データをデータ蓄積部３７に登録することができない。
【００４７】
本手法によるデータ送信方法によれば、端末を識別する第１端末識別情報をもつ管理サーバ１は環境データに含まれる位置情報を保持しない。一方、位置情報を取得する受信サーバ３では、その位置情報をもつ端末を識別する第１端末識別情報を保持しない。
また、複製端末によるなりすましが存在した場合、該当する不正データを破棄することが可能である。さらに、別の端末がグループを詐称した場合、該当する不正データを破棄することが可能である。
したがって本発明によって、端末２−１〜２−ｍを携帯する人間のロケーションプライバシーの保護と、不正データの抽出および複製端末の特定とを両立するデータ送信システムが実現可能である。たとえば、ボランティアに端末を保有してもらい、端末が適宜データを測定し、端末が測定データと位置情報とを受信サーバに送信し、受信サーバにて測定データを収集するシステムの場合などに適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるデータ送信システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】端末情報蓄積部１６に記憶される第１端末識別情報の一例を示す図面である。
【図３】暗号鍵蓄積部１７に記憶されるＩＤ生成秘密鍵およびサーバ共有秘密鍵の一例を示す図面である。
【図４】端末管理情報蓄積部１５に記憶されるグループ名および仮ＩＤの一例を示す図面である。
【図５】端末識別情報蓄積部２７に記憶される第２端末識別情報の一例を示す図面である。
【図６】暗号鍵蓄積部３５に記憶されるグループ秘密鍵とサーバ共有秘密鍵の一例を示す図面である。
【図７】データ蓄積部３７に周期番号ごとのテーブルに仮ＩＤに対応させて記憶される環境データの一例を示す図面である。
【図８】第１の実施の形態によるデータ送信システムの動作フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１  管理サーバ
２−１〜２−ｍ  端末
３  受信サーバ
１０  通信部
１１  仮ＩＤ生成部
１２  暗号化部
１５  端末管理情報蓄積部
１６  端末情報蓄積部
１７  暗号鍵蓄積部
２０  通信部
２１  送信時刻管理部
２２  データ収集部
２３  暗号化部
２５  周期単位記憶部
２６  周期番号記憶部
２７  端末識別情報蓄積部
２８  暗号鍵蓄積部
３０  通信部
３１  復号部
３２  グループ認証部
３３  重複判定部
３５  暗号鍵蓄積部
３６  収集ＩＤ蓄積部
３７  データ蓄積部
１００  ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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