(57)【要約】【課題】セキュアな伝送メディアとセキュアでない伝送メディアを同時に用いてデータ伝送を行なう。【解決手段】送信側では、送信データは前半と後半に分割され、前半部分を無線伝送路へ、後半部分を電力線伝送路へそれぞれ送信される。その際、送信データ後半部分を用いて暗号鍵を生成し、この暗号鍵を用いて、送信データ前半部分を暗号化する。受信側では、受信データの後半部分から復号鍵を生成し、この復号鍵を用いて、受信データ前半部分を復号して復号済み受信データ前半部分を得ると、受信データ後半部分とともに、受信データを再構成することができる。【選択図】  図３
2008270870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セキュリティ・レベルの異なる第１及び第２の伝送メディアを用いてデータ伝送を行なう通信システムであって、
送信側の通信装置において、伝送データを前記第１及び第２の伝送メディアをそれぞれ経由して伝送する第１の伝送データと第２の伝送データに分け、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて第１の伝送データを暗号化処理して、暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信するとともに第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信し、
受信側の通信装置において、前記第１の伝送メディアを介して暗号化済みの第１の伝送データを受信するとともに前記第２の伝送メディアを介して第２の伝送データを受信し、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号化済みの第１の伝送データを復号処理して、第１及び第２の伝送データから元の伝送データを再構成する、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記送信側の通信装置では、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号鍵を生成し、該暗号鍵を用いて第１の伝送データを暗号化処理し、
前記受信側の通信装置では、前記第２の伝送メディアを介して受信した第２の伝送データの少なくとも一部を用い、前記送信側の通信装置と同じ鍵生成アルゴリズムに従って復号鍵を生成し、前記第１の伝送メディアを介して受信した暗号化済みの第１の伝送データを、前記送信側の通信装置と同じ暗号化処理アルゴリズムに従って該復号鍵を用いて復号処理する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記送信側の通信装置では、第２の伝送データの少なくとも一部との排他的論理和をとって第１の伝送データを暗号化処理し、暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信するとともに第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信し、
前記受信側の通信装置では、前記第２の伝送メディアを介して受信した第２の伝送データの少なくとも一部との排他的論理和をとることによって、前記第１の伝送メディアを介して受信した暗号化済みの第１の伝送データを復号処理する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記送信側の通信装置は、第２の伝送データに対して任意データを付加して構成される十分な長さのデータを基に暗号鍵を生成し、該暗号鍵を用いて第１の伝送データを暗号化処理して、暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信し、第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信するとともに、該任意データを第２の伝送メディアに送信し、
前記受信側の通信装置は、前記第１の伝送メディアを介して暗号化済みの第１の伝送データを受信するとともに前記第２の伝送メディアを介して第２の伝送データ及び該任意データを受信し、第２の伝送データに対して任意データを付加して構成されるデータを基に復号鍵を生成し、該復号鍵を用いて前記第１の伝送メディアを介して受信した暗号化済みの第１の伝送データを復号処理する、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項５】
前記送信側の通信装置は、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号鍵を生成するとともに初期化ベクトルを生成し、該初期化ベクトルを用いて初期化した後に該暗号鍵を用いて第１の伝送データを暗号化処理して、暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信し、第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信するとともに、該初期化ベクトルを第２の伝送メディアに送信し、
前記受信側の通信装置は、前記第１の伝送メディアを介して暗号化済みの第１の伝送データを受信するとともに前記第２の伝送メディアを介して第２の伝送データ及び該初期化ベクトルを受信し、前記第２の伝送メディアを介して受信した第２の伝送データの少なくとも一部を用いて復号鍵を生成し、該初期化ベクトルを用いて初期化した後に該復号鍵を用いて暗号化済みの第１の伝送データを復号処理する、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項６】
セキュリティ・レベルの異なる第１及び第２の伝送メディアにデータを送信する通信装置であって、
伝送データを前記第１及び第２の伝送メディアをそれぞれ経由して伝送する第１の伝送データと第２の伝送データに振り分けるデータ振り分け手段と、
第２の伝送データの少なくとも一部を用いて第１の伝送データを暗号化処理する暗号化処理手段と、
暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信するとともに第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信するデータ送信手段と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項７】
第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号鍵を生成する価木生成手段をさらに備え、
前記暗号化処理手段は、該暗号鍵を用いて第１の伝送データを暗号化処理する、
ことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
前記暗号化処理手段は、第２の伝送データの少なくとも一部との排他的論理和をとって第１の伝送データを暗号化処理する、
ことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項９】
任意データを生成する任意データ生成手段をさらに備え、
前記鍵生成手段は、第２の伝送データに対して任意データを付加して構成される十分な長さのデータを基に暗号鍵を生成し、
前記暗号化処理手段は、該暗号鍵を用いて第１の伝送データを暗号化処理する、
ことを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
【請求項１０】
初期化ベクトルを生成する初期化ベクトル生成手段をさらに備え、
前記鍵生成手段は、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号鍵を生成し、
前記暗号化処理手段は、該初期化ベクトルを用いて初期化した後に、該暗号鍵を用いて第１の伝送データを暗号化処理する、
ことを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
【請求項１１】
セキュリティ・レベルの異なる第１及び第２の伝送メディアを介してデータを受信する通信装置であって、
送信側の通信装置は、伝送データを前記第１及び第２の伝送メディアをそれぞれ経由して伝送する第１の伝送データと第２の伝送データに分け、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて第１の伝送データを暗号化処理して、暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信するとともに第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信しており、
前記第１の伝送メディアを介して暗号化済みの第１の伝送データを受信するとともに前記第２の伝送メディアを介して第２の伝送データを受信するデータ受信手段と、
該受信した第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号化済みの第１の伝送データを復号処理する復号処理手段と、
該復号した第１の伝送データ及び該受信した第２の伝送データから元の伝送データを再構成するデータ再構成手段と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項１２】
前記送信側の通信装置では、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号鍵を生成し、該暗号鍵を用いて第１の伝送データを暗号化処理しており、
前記第２の伝送メディアを介して受信した第２の伝送データの少なくとも一部を用い、前記送信側の通信装置と同じ鍵生成アルゴリズムに従って復号鍵を生成する鍵生成手段をさらに備え、
前記復号手段は、前記第１の伝送メディアを介して受信した暗号化済みの第１の伝送データを、前記送信側の通信装置と同じ暗号化処理アルゴリズムに従って該復号鍵を用いて復号処理する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の通信装置。
【請求項１３】
前記送信側の通信装置では、第２の伝送データの少なくとも一部との排他的論理和をとって第１の伝送データを暗号化処理し、暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信するとともに第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信しており、
前記符号処理手段は、前記第２の伝送メディアを介して受信した第２の伝送データの少なくとも一部との排他的論理和をとることによって、前記第１の伝送メディアを介して受信した暗号化済みの第１の伝送データを復号処理する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の通信装置。
【請求項１４】
前記送信側の通信装置は、第２の伝送データに対して任意データを付加して構成される十分な長さのデータを基に暗号鍵を生成し、該暗号鍵を用いて第１の伝送データを暗号化処理して、暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信し、第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信するとともに、該任意データを第２の伝送メディアに送信しており、
前記データ受信手段は、前記第２の伝送メディアを介して該任意データをさらに受信し、
前記鍵生成手段は、受信した第２の伝送データに対して任意データを付加して構成されるデータを基に復号鍵を生成し、
前記復号処理手段は、該復号鍵を用いて前記第１の伝送メディアを介して受信した暗号化済みの第１の伝送データを復号処理する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の通信装置。
【請求項１５】
前記送信側の通信装置は、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号鍵を生成するとともに初期化ベクトルを生成し、該初期化ベクトルを用いて初期化した後に該暗号鍵を用いて第１の伝送データを暗号化処理して、暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信し、第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信するとともに、該初期化ベクトルを第２の伝送メディアに送信しており、
前記データ受信手段は、前記第２の伝送メディアを介して該初期化ベクトルをさらに受信し、
前記鍵生成手段は、前記第２の伝送メディアを介して受信した第２の伝送データの少なくとも一部を用いて復号鍵を生成し、
前記復号処理手段は、該初期化ベクトルを用いて初期化した後に該復号鍵を用いて暗号化済みの第１の伝送データを復号処理する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の通信装置。
【請求項１６】
セキュリティ・レベルの異なる第１及び第２の伝送メディアにデータを送信するための通信方法であって、
伝送データを前記第１及び第２の伝送メディアをそれぞれ経由して伝送する第１の伝送データと第２の伝送データに振り分けるデータ振り分けステップと、
第２の伝送データの少なくとも一部を用いて第１の伝送データを暗号化処理する暗号化処理ステップと、
暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信するとともに第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信するデータ送信ステップと、
を具備することを特徴とする通信方法。
【請求項１７】
セキュリティ・レベルの異なる第１及び第２の伝送メディアを介してデータを受信する通信方法であって、
送信側の通信装置は、伝送データを前記第１及び第２の伝送メディアをそれぞれ経由して伝送する第１の伝送データと第２の伝送データに分け、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて第１の伝送データを暗号化処理して、暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信するとともに第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信しており、
前記第１の伝送メディアを介して暗号化済みの第１の伝送データを受信するとともに前記第２の伝送メディアを介して第２の伝送データを受信するデータ受信ステップと、
該受信した第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号化済みの第１の伝送データを復号処理する復号処理ステップと、
該復号した第１の伝送データ及び該受信した第２の伝送データから元の伝送データを再構成するデータ再構成ステップと、
を具備することを特徴とする通信方法。
【請求項１８】
セキュリティ・レベルの異なる第１及び第２の伝送メディアにデータを送信するための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータに対し、
伝送データを前記第１及び第２の伝送メディアをそれぞれ経由して伝送する第１の伝送データと第２の伝送データに振り分けるデータ振り分け手順と、
第２の伝送データの少なくとも一部を用いて第１の伝送データを暗号化処理する暗号化処理手順と、
暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信するとともに第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信するデータ送信手順と、
を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項１９】
セキュリティ・レベルの異なる第１及び第２の伝送メディアを介してデータを受信するための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
送信側の通信装置は、伝送データを前記第１及び第２の伝送メディアをそれぞれ経由して伝送する第１の伝送データと第２の伝送データに分け、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて第１の伝送データを暗号化処理して、暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信するとともに第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信しており、
前記コンピュータ・プログラムは前記コンピュータに対し、
前記第１の伝送メディアを介して暗号化済みの第１の伝送データを受信するとともに前記第２の伝送メディアを介して第２の伝送データを受信するデータ受信手順と、
該受信した第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号化済みの第１の伝送データを復号処理する復号処理手順と、
該復号した第１の伝送データ及び該受信した第２の伝送データから元の伝送データを再構成するデータ再構成手順と、
を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のブリッジ装置を用いてデータ送信先まで中継を行なう通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、２以上の伝送メディアによって接続されるブリッジ装置間を用いてデータ伝送を中継する通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、セキュアな伝送メディアとセキュアでない伝送メディアを同時に用いてデータ伝送を行なう通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、セキュアでない伝送メディアに振り分けられた送信データについても、セキュアな伝送メディアに振り分けられた送信データと同様にセキュアに伝送するデータ伝送通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、インターネットに代表される、広域ネットワーク上で構築される情報提供サービスの利用が盛んであり、大容量データ・ファイルのダウンロードや動画像ストリーム配信などを行なう機会が多い。この種のサービスを家庭内などで享受する一般的な形態として、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｎｃｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）や）などの広帯域の有線通信を通してルータなどのブリッジ装置をインターネットなどのバックボーン・ネットワークに接続するとともに、家庭内に敷設したＬＡＮを経由してブリッジ装置からパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの情報端末にデータを転送することが考えられる。
【０００４】
図１３には、家庭内でインターネットを利用するための通信システムの構成例を示している。家庭内には、ルータなどのブリッジ装置１０３が設置されており、このブリッジ装置１０３はインターネットなどの外部ネットワーク１０２を経由して、情報提供元となるサーバ１０１に接続されている。また、家庭内には、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などのローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）が敷設され、ＰＣなどの通信端末１０５がＬＡＮ上に接続されている。そして、通信端末１０５にはＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が実装されており、インターネット上のサーバ１０１からデータを取得して、ブラウザ画面などを介して閲覧することができる。なお、ＩＰは、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ）が発行するＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｅｎｔ）の７９１番にて規定されている。
【０００５】
最近ではＬＡＮの無線化が急速に進められている。この場合、ブリッジ装置は、インターネットなどのバックボーン・ネットワークに接続するとともに、家庭内では無線ＬＡＮのアクセスポイントとして機能して、無線通信端末に対してサービスエリアを提供することになる。無線ＬＡＮによれば柔軟なインターネット接続が可能であり、既存の有線ＬＡＮを置き換えるだけでなく、ホテルや空港ラウンジ、駅、カフェといった公共の場所でもインターネット接続手段を提供することができる。
【０００６】
図１４には、無線ＬＡＮを利用した通信システムの構成例を模式的に示している。同図において、一方の無線ブリッジ２０３は、サーバ２０１と有線伝送路２０２を介して接続するネットワーク・インターフェース機能と、無線端末に対する無線ＬＡＮのアクセスポイント機能を備え、サーバ２０１から取得したデータを無線伝送路２０４上に伝送する。また、他方の無線ブリッジ２０５は、例えばアクセスポイントに接続する端末局として動作して、無線伝送路２０４を介して受信したデータを、さらに有線伝送路２０６経由でパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの情報端末２０７へ転送する。
【０００７】
また、建造物内でネットワークを敷設する技術として、電力線を介して電力の供給を受ける通信機能を有する機器が通信信号を電力線に重畳して、他の同様な機能を有する機器との間で電力線を介して通信を行なう電力線通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）が挙げられる。電力線通信によれば、ＡＣコンセントが配設された部屋間であれば機器間で通信を行なうことができ、相手の機器がどの場所にいるかに制限されない。電力線通信を用いた通信システムは、既存の電力線を利用することにより新たな通信線を敷設することなしに、しかも１００Ｍｂｐｓ以上の高速通信を実現することができる。
【０００８】
図１５には、サーバ３０１とＰＣなどの通信端末３０７の間の有線伝送路の一部を、一組のＰＬＣブリッジ装置３０３によって電力線伝送路３０４に置き換えた通信システムの構成例を示している。図示の例では、ＰＬＣブリッジ装置３０３は、サーバ３０１と有線伝送路３０２を介して接続するネットワーク・インターフェース機能と、ＰＬＣインターフェース機能を備えている。ＰＬＣブリッジ装置３０３は、電力線３０４を介して他方のＰＣＬブリッジ装置３０５が接続されている。また、ＰＬＣブリッジ装置３０５は、有線伝送路３０６を経由して、ＰＣなどの末端の情報端末３０７へリレーしている。
【０００９】
図１５に示した例では、有線伝送路３０２又は３０６は、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）に代表される有線ＬＡＮである。例えば、ＰＬＣ  ＬＡＮと該ＰＬＣ  ＬＡＮとは異なるネットワーク技術装置との間をパケットが効率よく通過できるように、ＰＬＣ  ＭＡＣブリッジによるＰＬＣネットワークのエッジで受信されたパケットを接続処理する方法について提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【００１０】
ところで、データ通信においては、伝送メディアが第３者に傍受されてしまうという問題があるため、重要なデータの送受信の際にはセキュリティの対策が必須である。
【００１１】
通信システムが持つセキュリティ・レベルは、使用する伝送メディアに応じて区々である。有線通信はセキュリティ・レベルが高い。通信ケーブルへのアクセス手段がない限り、伝送メディア中を流れるデータを取り出すことが難しい。例えば家庭内に敷設されたＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）や上述のＰＬＣなどで伝送されるデータは、家庭の中に入り込まない限り取得することはできない。これに対し、無線通信は、空間中にデータが伝搬され、且つ伝送メディアが無指向であることから、第３者に容易に傍受されてしまう。例えば、家庭内で無線の伝送メディアを用いて伝送されるデータは、屋外からでも取得できてしまう。
【００１２】
多くの通信システムにおいては、使用する伝送メディアが持つセキュリティ・レベルに応じた対策が講じられている。セキュリティ技術の代表例は、伝送メディアの暗号化である。データを暗号化しておけば、伝送メディアの途中でデータが外部に漏れても、データの内容を容易に把握することはできない。
【００１３】
例えば無線ＬＡＮの代表規格であるＩＥＥＥ８０２．１１では、オプション規格としてＷＥＰ（Ｗｉｒｅｄ  Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｐｒｉｖａｃｙ）を利用したセキュリティが導入されている。ＷＥＰは、共通鍵暗号化方式を用いて無線の伝送メディアを暗号化し、有線の伝送メディアとほぼ同等なセキュリティを実現する機能であり（例えば、特許文献２を参照のこと）、具体的には、ＲＣ（Ｒｉｖｅｓｔ  Ｃｉｐｈｅｒ）４の擬似乱数ビット列生成機能ＷＥＰ  ＰＲＮＧ（Ｐｓｅｕｄｏ−Ｒａｎｄｏｍ  Ｎｕｍｂｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を用いてパケット毎に生成される６４ビットの系列の下位４０ビットを暗号鍵に用いる。また、安全性を高めるために１０４ビット鍵を用いる製品もある。
【００１４】
伝送メディアの暗号化には、暗号鍵が必要である。すなわち、送信側では送信データを暗号化する際に、受信側では受信データを復号する際に、それぞれ暗号鍵を使用する。多くの場合、送信側と受信側で同じ鍵を使用する共通鍵暗号方式が採用されている。そして、データ通信に先立って、送信側と受信側で鍵を共有する仕組みが別途必要であるが、無線ＬＡＮなどではユーザがあらかじめ送受信の双方の機器に鍵データを設定するようになっている。
【００１５】
他方、複数の伝送メディアを同時に利用することで、データ伝送を高速化する通信システムが知られている。例えば、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の２つの周波数帯を利用した無線通信システムを同時に利用することで高速化を実現するシステムについて提案がなされている（例えば、特許文献３を参照のこと）。
【００１６】
上記では無線の伝送メディア同士の組み合わせであるが、本発明者らは、無線の伝送メディアと有線の伝送メディアを組み合わせても、同様に高速化を実現することができると思料する。
【００１７】
ここで、伝送メディア毎にセキュリティ・レベルが区々であり、必要となるセキュリティ対策も異なるという問題がある。すなわち、無線の伝送メディアでは暗号化が必須であるが、有線の伝送メディアでは暗号化は必要ない。したがって、無線の伝送メディアと有線の伝送メディアを組み合わせた通信システムにおいては、有線の伝送メディアでは暗号化が不要であるにも拘らず、システム全体としては、鍵の設定やその管理が必要となる。
【００１８】
【特許文献１】特開２００５−３９８１４号公報
【特許文献２】特開２００１−３４５８１９号公報
【特許文献３】特許第３８３８２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、複数の伝送メディアを同時に利用することで、データ伝送を高速化することができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、セキュアな伝送メディアとセキュアでない伝送メディアを同時に用いてデータ伝送を行なうことができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００２１】
本発明のさらなる目的は、セキュアでない伝送メディアに振り分けられた送信データについても、セキュアな伝送メディアに振り分けられた送信データと同様にセキュアに伝送することができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、セキュリティ・レベルの異なる第１及び第２の伝送メディアを用いてデータ伝送を行なう通信システムであって、
送信側の通信装置において、伝送データを前記第１及び第２の伝送メディアをそれぞれ経由して伝送する第１の伝送データと第２の伝送データに分け、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて第１の伝送データを暗号化処理して、暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信するとともに第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信し、
受信側の通信装置において、前記第１の伝送メディアを介して暗号化済みの第１の伝送データを受信するとともに前記第２の伝送メディアを介して第２の伝送データを受信し、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号化済みの第１の伝送データを復号処理して、第１及び第２の伝送データから元の伝送データを再構成する、
ことを特徴とする通信システムである。
【００２３】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない（以下、同様）。
【００２４】
本発明に係る通信システムは、例えば無線伝送路及び電力線伝送路のように２以上の伝送メディアを用いて構成され、送信元及び受信先の通信装置は複合ブリッジ機能を備えた複合ブリッジ装置を通して接続されている。
【００２５】
この複合ブリッジ装置は、転送対象となるデータを分割して、無線伝送路と電力線伝送路に交互に振り分けて送信する。したがって、伝送形態や通信状態に応じて各伝送メディアの合成又は選択を行なうことにより、高速通信を可能にするとともに通信品質を確保しながら、効率の良い伝送を実現することができる。すなわち、いずれか一方の伝送メディアしか使用しない通信システムに比べると、通信速度は高速化する。
【００２６】
ところで、データ通信においては、伝送メディアが第３者に傍受されてしまうという問題があるため、重要なデータの送受信の際にはセキュリティの対策が必須である。一般には、伝送メディアが持つセキュリティ・レベルに応じて暗号化技術を適用することで、伝送データの秘匿性が保たれる。ところが、２以上の伝送メディアを同時に使用する通信システムにおいては、伝送メディア毎にセキュリティ・レベルが区々であり、電力線伝送路については暗号化が不要であるのに対し、無線伝送路では暗号化が必須となる。
【００２７】
伝送メディアの暗号化には、暗号化鍵が必要であるとともに、送信側と受信側で鍵を共有する仕組みが別途必要である。無線の伝送メディアと有線の伝送メディアを組み合わせた通信システムにおいては、有線の伝送メディアでは暗号化が不要であるにも拘らず、システム全体としては、鍵の設定やその管理が必要となる。
【００２８】
本発明に係る通信システムは、無線ＬＡＮのようにセキュリティ・レベルが低くデータを秘匿するために暗号化が必須となる第１の伝送メディアと、電力線伝送路やその他の有線通信のようにセキュリティ・レベルが高く暗号化がほぼ不要となる第２の伝送メディアを複合して構成される。
【００２９】
送信側の通信装置では、伝送データを分割して第１及び第２の伝送メディアをそれぞれ経由して伝送する第１の伝送データと第２の伝送データに振り分ける際に、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号鍵を生成し、該暗号鍵を用いて第１の伝送データを暗号化処理する。そして、暗号化済みの第１の伝送データを第１の伝送メディアに送信するとともに、第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信する。したがって、第１及び第２の伝送メディアのいずれにおいてもセキュアにデータ伝送を行なうことができる。
【００３０】
一方、受信側の通信装置では、第１の伝送メディアを介して暗号化済みの第１の伝送データを受信するとともに、第２の伝送メディアを介して第２の伝送データを受信する。そして、第２の伝送データの少なくとも一部を用い、送信側で暗号鍵を生成したときと同一のアルゴリズムによって復号鍵を生成するとともに、この復号鍵を用いて送信側と同じ暗号化アルゴリズムに従って暗号化済みの第１の伝送データを復号処理することができる。第１及び第２の伝送データから元の伝送データを再構成すると、これを上位アプリケーションに伝達する。
【００３１】
伝送メディアの暗号化には送信側と受信側で鍵を共有する必要があるが、本発明に係る通信システムによれば、セキュアな第２の伝送メディアを介して伝送される第２の伝送データを基に暗号鍵を生成することから、ユーザがあらかじめ送受信の双方の機器に鍵データを設定するといった鍵共有のための特別な操作や仕組みは不要である。
【００３２】
また、本発明に係る通信システムでは、セキュアでない第１の伝送メディアを暗号化処理するための暗号鍵を送信パケット毎に変化させることができる。１つの鍵を比較的長く使い続ける旧来の通信システムでは「総当り攻撃」によって暗号解読が行なわれる危険があるが、本発明によれば、１つのパケットの鍵が判明しても他のパケットには適用できないので、このような暗号解読手法を無力化することができる。
【００３３】
本発明に係る通信システムは、データ部分のみに暗号化を施す以外は旧来の通信システムからの変更点はない。したがって、旧来のセキュアでないネットワークとの互換性を保つことができ、レガシー機器と同時に通信する機器を構成することも可能である。
【００３４】
また、本発明に係る通信システムでは、送信側及び受信側の各通信装置において行なう暗号化及び復号化の処理をさらに単純化することもできる。
【００３５】
具体的には、送信側の通信装置では、第２の伝送データを用いて暗号鍵を生成するのではなく、第２の伝送データの少なくとも一部との排他的論理和をとることによって、第１の伝送データを簡易に暗号化処理することができる。この場合、受信側の通信装置では、前記第２の伝送メディアを介して受信した第２の伝送データの少なくとも一部との排他的論理和をとることによって、前記第１の伝送メディアを介して受信した暗号化済みの第１の伝送データを復号処理することができる。
【００３６】
ＡＥＳなどの暗号化処理の代わりに排他的論理和を適用することで、非常に少ない計算量で暗号化処理を行なうことができる。例えば、計算パワーの少ない組み込み機器などへの応用が容易になる。
【００３７】
また、本発明に係る通信システムは、送信側の通信装置において伝送データを第１及び第２の伝送データに分割する際のデータ長に拘わらず、第１の伝送メディアをセキュアにすることができる。
【００３８】
例えば、各伝送メディアにおける送信時間を均一にするように伝送データを分配する場合には、それぞれの伝送メディアの通信品質の差によっては第２のデータ後半部分のデータ長が短くなる可能性がある。他方、暗号鍵のセキュリティ強度は鍵生成器への入力データの長さに依存することから、第２の伝送データを用いて暗号鍵を生成するシステムにおいてはデータ長の縮減に伴う鍵の強度低下が懸念される。
【００３９】
これに対し、本発明に係る通信システムでは、送信側の通信装置において、任意データを生成し、第２の伝送データに対してこの任意データを付加して、十分な強度を持つのに必要な長さを満たした入力データを構成して暗号鍵を生成することによって、伝送データを分割した際のデータ長に拘わらず暗号の強度を維持することができる。
【００４０】
また、入力データの長さを充足するために用いられた任意データは、勿論、受信側で復号に使用する暗号鍵を生成する際にも必要となる。そこで、送信側の通信装置は、生成した任意データをセキュアな第２の伝送メディアを介して受信側の通信装置に通知する。そして、受信側の通信装置は、第１の伝送メディアを介して暗号化済みの第１の伝送データを受信するとともに第２の伝送メディアを介して第２の伝送データ及び該任意データを受信すると、第２の伝送データに対して任意データを付加して構成されるデータを基に復号鍵を生成して、この復号鍵を用いて前記第１の伝送メディアを介して受信した暗号化済みの第１の伝送データを復号処理することができる。
【００４１】
また、複数のデータを送るときに、同じデータが続く場合には鍵を推測できる可能性が高まり暗号化された伝送メディアが脆弱になる危険がある。そこで、送信側で生成した任意データを上述のように鍵生成器への入力データ長の充足としてではなく、暗号処理を初期化する初期化ベクトルとして利用する方法が考えられる。
【００４２】
このような場合、送信側の通信装置は、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号鍵を生成するとともに初期化ベクトルを生成して、該初期化ベクトルを用いて初期化した後に該暗号鍵を用いて第１の伝送データを暗号化処理する。そして、暗号化済みの第１の伝送データを第１の伝送メディアに送信するとともに、第２の伝送データと初期化ベクトルを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信する。
【００４３】
一方の受信側の通信装置は、第１の伝送メディアを介して暗号化済みの第１の伝送データを受信するとともに第２の伝送メディアを介して第２の伝送データ及び該初期化ベクトルを受信する。そして、第２の伝送メディアを介して受信した第２の伝送データの少なくとも一部を用いて復号鍵を生成すると、該初期化ベクトルを用いて初期化した後に該復号鍵を用いて、第１の伝送メディアを介して受信した暗号化済みの第１の伝送データを復号処理することができる。
【００４４】
本発明に係る通信システムでは、セキュアでない第１の伝送メディアを暗号化処理するための暗号鍵を送信パケット毎に変化させることから、総当り攻撃などにより暗号解読手法をほぼ無力化することができる。そして、さらに初期化ベクトルを適宜切り替えることによって暗号解読をより困難なものとし、同じデータが続く場合であっても秘匿性を保障することができる。
【００４５】
また、本発明の第２の側面は、セキュリティ・レベルの異なる第１及び第２の伝送メディアにデータを送信するための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータに対し、
伝送データを前記第１及び第２の伝送メディアをそれぞれ経由して伝送する第１の伝送データと第２の伝送データに振り分けるデータ振り分け手順と、
第２の伝送データの少なくとも一部を用いて第１の伝送データを暗号化処理する暗号化処理手順と、
暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信するとともに第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信するデータ送信手順と、
を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００４６】
また、本発明の第３の側面は、セキュリティ・レベルの異なる第１及び第２の伝送メディアを介してデータを受信するための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
送信側の通信装置は、伝送データを前記第１及び第２の伝送メディアをそれぞれ経由して伝送する第１の伝送データと第２の伝送データに分け、第２の伝送データの少なくとも一部を用いて第１の伝送データを暗号化処理して、暗号化済みの第１の伝送データを前記第１の伝送メディアに送信するとともに第２の伝送データを暗号化しないまま第２の伝送メディアに送信しており、
前記コンピュータ・プログラムは前記コンピュータに対し、
前記第１の伝送メディアを介して暗号化済みの第１の伝送データを受信するとともに前記第２の伝送メディアを介して第２の伝送データを受信するデータ受信手順と、
該受信した第２の伝送データの少なくとも一部を用いて暗号化済みの第１の伝送データを復号処理する復号処理手順と、
該復号した第１の伝送データ及び該受信した第２の伝送データから元の伝送データを再構成するデータ再構成手順と、
を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００４７】
本発明の第２乃至第３の各側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２乃至第３の各側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータにインストールすることによってコンピュータ上では協働的作用が発揮され、本発明の第１の側面に係る通信システムにおいてそれぞれ送信側並びに受信側の通信装置として動作する。そして、これら送信側並びに受信側となる通信装置がセキュリティ・レベルの異なる第１及び第２の伝送メディアを同時に利用してデータ伝送を行なうことによって、本発明の第１の側面に係る通信システムと同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、複数の伝送メディアを同時に利用することで、データ伝送を高速化することができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００４９】
また、本発明によれば、セキュアな伝送メディアとセキュアでない伝送メディアを同時に用いてデータ伝送を行なうことができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００５０】
また、本発明によれば、セキュアでない伝送メディアに振り分けられた送信データについても、セキュアな伝送メディアに振り分けられた送信データと同様にセキュアに伝送することができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００５１】
伝送メディアの暗号化には送信側と受信側で鍵を共有する必要があるが、本発明に係る通信システムによれば、セキュアな第２の伝送メディアを介して伝送される第２の伝送データを基に暗号鍵を生成することから、ユーザがあらかじめ送受信の双方の機器に鍵データを設定するといった鍵共有のための特別な操作や仕組みは不要である。
【００５２】
また、本発明に係る通信システムでは、セキュアでない第１の伝送メディアを暗号化処理するための暗号鍵を送信パケット毎に変化させることから、１つのパケットの鍵が判明しても他のパケットには適用できないので、総当り攻撃のような暗号解読手法を無力化することができる。
【００５３】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００５５】
本発明は、ブリッジ装置間で電力線伝送路を用いてデータ伝送を中継する通信システムに関する。電力線通信を利用した通信システムは、通信を行なう家屋の構造によってその振る舞いが異なり、また、生活リズムに起因して生じるノイズによる影響を受け易い。そこで、本発明の一実施形態では、ブリッジ装置は、無線伝送路及び電力線伝送路からなる複合メディアで中継を行なう複合ブリッジ機能によりアクセスポイント間通信を行なうように構成される。
【００５６】
例えば、本出願人に既に譲渡されている特開２００６−１０９０２２号公報には、無線伝送路及び電力線伝送路の両者を併用して、それぞれの伝送メディアの合成又は選択を行なうことにより通信状態に応じた伝送形態によって、両者の通信品質を補完し合いながら、効率の良い伝送を実現するという、ハイブリッド式の通信システムについて提案がなされている。
【００５７】
無線通信は、同じ周波数チャネルを利用する他のシステムとの干渉の影響を受け易い。また、無線ＬＡＮは、電波関連の法規制や、他のシステムとの干渉回避などのため、送信出力が抑制されており、通信距離が制限されることや、壁越えが不得手で部屋間通信を行なうことができない、という問題がある。一方、電力線通信によれば、既存の設備を利用して部屋間通信を行なうことができるが、家屋の構造によってその振る舞いが異なることや、生活リズムに起因して生じるノイズ（コードの抜き差しやドライヤの使用により生じるノイズなど）による影響を受け易い、といった問題がある。
【００５８】
これに対し、２以上の伝送メディアによって接続されるブリッジ装置間を用いてデータ伝送を中継する通信システムによれば、複合ブリッジ装置は、それぞれの伝送メディアの合成又は選択を行なうことにより、伝送形態や通信状態に応じて、高速通信を可能にするとともに通信品質を確保しながら、効率の良い伝送を実現することができる。複合ブリッジ装置が転送対象となるデータを分割して無線伝送路と電力線伝送路に交互に振り分けて送信すれば、いずれか一方の伝送メディアしか使用しない場合に比べると、通信速度は高速化する。したがって、例えばサーバから情報端末へ、大容量データのダウンロードや、動画像ストリーミングなどのアイソクロナス性が要求されるアプリケーションに好適である。
【００５９】
図１には、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を模式的に示している。図示のシステムでは、図１５に示した通信システムおける各ＰＬＣブリッジ装置を、ＰＬＣインターフェースとともに無線ＬＡＮインターフェースを備えた複合ブリッジ装置４０３及び４０６に置き換えた構成となっている。なお、無線伝送路の具体的な周波数については特に制約はないが、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇなどの標準的な無線ＬＡＮ規格に従う場合には２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯を使用することが考えられ、一方、電力線による伝送メディアでは、一般的に短波帯すなわち３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯域が用いられる。
【００６０】
一方の複合ブリッジ装置４０３は、情報提供元としてのサーバ４０１とはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などの有線伝送路４０２を介して接続するとともに、他方の複合ブリッジ装置４０６とは無線伝送路４０４及び電力線伝送路４０５の両者を併用したハイブリッドな伝送メディアを介して接続され、アクセスポイント間通信が行なわれ、そして、他方の複合ブリッジ装置４０６は、有線伝送路４０７を介して、末端にあるＰＣなどの情報要求元となる情報端末４０８にリレーする。
【００６１】
図１に示した通信システムは、例えば住居において、１階にインターネットとの接続点を持つ複合ブリッジ装置４０３を設置するとともに、２階に複合ブリッジ装置４０６を設置して、２階の情報端末４０８からもインターネット接続をできるような構成に適用することができる。
【００６２】
図示の通信システムにおいて、サーバ４０１から無線通信端末４０８へデータを伝送する際、データはまずＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などの有線伝送路４０２を通って、複合ブリッジ装置４０３へと伝送される。
【００６３】
複合ブリッジ装置４０３では、受信データを複合ブリッジ装置４０６へパケットを転送する際、無線伝送路４０４又は電力線伝送路４０５のうちいずれかのメディアを選択するか、若しくは伝送データを分割して両方のメディアに振り分けて伝送する。そして、複合ブリッジ装置４０６は、受信したデータを、有線伝送路４０７経由で無線通信端末４０８へ送信する。以下の説明では、複合ブリッジ装置４０３は、サーバ４０１からの伝送データを分割して両方のメディアに振り分けて伝送するとともに、対向する複合ブリッジ装置４０６では分割されたデータの再構成を行なうものとする。
【００６４】
なお、図１に示した実施形態では、複合ブリッジ装置４０３及び４０６を用いて複合メディアに中継されているが、複合ブリッジ機能がサーバ４０１や通信端末４０８などのホスト機器に組み込まれていてもよい。
【００６５】
また、図１に示した実施形態では、複合ブリッジ装置４０３及び４０６間は２本のメディアで接続されるが、その変形例としてｎ本のメディアで接続することもできる（但し、ｎは３以上の整数）。この場合、複合ブリッジ装置４０３において、伝送データをｎ個に分割して各メディアに振り分けて送信し、対向する複合ブリッジ装置４０６で元の伝送データを再構成すればよい。
【００６６】
図２には、サーバ４０１と無線通信端末４０８間をリレーする複合ブリッジ装置４０３と複合ブリッジ装置４０６間で通信を行なう際の、無線伝送路及び電力線伝送路の各メディアに送信パケットを振り分けて伝送する様子を示している。
【００６７】
同図において、Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、…は送信パケットであり、下付きの数字は元の送信ストリーム中での順番を示している。図示のように、分割した送信データを無線伝送路４０４と電力線伝送路４０５に交互に振り分けて送信しているので、いずれか一方の伝送メディアしか使用しない場合に比べると、通信速度は高速化する。したがって、例えばサーバ４０１から無線通信端末４０８へ、大容量データのダウンロードや、動画像ストリーミングなどのアイソクロナス性が要求されるアプリケーションに好適である。
【００６８】
送信側の複合ブリッジ４０３は、例えばインターネット・プロトコル（ＩＰ）で規定されているＩＰパケットを分割するフラグメント機能を利用して、複合メディア４０４及び４０５上で両方のメディアに振り分けて効率的なデータ伝送を行なう。一方、受信側の複合ブリッジ４０６又は通信端末４０８においてはフラグメントされたＩＰパケットのデフラグメント（再構成）を行なう。
【００６９】
なお、フラグメントは、元来は、ルータなどの通信機器においてＩＰパケットを転送する際、転送先のネットワークの最大転送ユニットＭＴＵ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｕｎｉｔ）より転送するＩＰパケット長が大きい場合に、ＩＰパケットをＭＴＵサイズ以下に分割して転送する機能である。
【００７０】
ところで、データ通信においては、伝送メディアが第３者に傍受されてしまうという問題があるため、重要なデータの送受信の際にはセキュリティの対策が必須である。伝送メディア毎にセキュリティ・レベルが区々であり、必要となるセキュリティ対策も異なる。図１に示した通信システムにおいては、無線伝送路４０４では暗号化が必須であるが、電力線伝送路４０５では暗号化は必要ない。
【００７１】
ここで、サーバ４０１から通信端末４０８へデータを送信する場合について考察してみる。
【００７２】
まず、サーバ４０１から送信されたデータは、有線伝送路４０２を介して複合ブリッジ４０３に到達する。
【００７３】
複合ブリッジ４０３では、受信したデータを、無線伝送路４０４及び電力線伝送路４０５へ送信する。複合ブリッジ４０３は、受信した１パケットのデータをフラグメント機能などにより分割して無線伝送路４０４及び電力線伝送路４０５に分配してもよいし、パケットの分割を行なわずに、パケット毎に無線伝送路４０４及び電力線伝送路４０５に交互に振り分けるようにしてもよい。以下では、複合ブリッジ４０３がパケットして無線伝送路４０４及び電力線伝送路４０５に分配して伝送する場合について説明する。
【００７４】
パケットを分割する際には、伝送メディアの品質などに応じて適切に分割する（例えば、特許文献３を参照のこと）。
【００７５】
図３には、複合ブリッジ４０３において、送信データを分割する様子を示している。同図において、送信データ２１は、送信データ前半２２と送信データ後半２６に分割され、前半部分を無線伝送路４０４へ、後半部分を電力線伝送路４０５へそれぞれ送信される。
【００７６】
無線伝送路４０４へ送出される送信データ前半部分２２は暗号化する必要がある。そこで、まず、鍵生成器２５が、送信データ後半部分２６を用いて暗号鍵を生成する。
【００７７】
暗号鍵を生成するためのアルゴリズムは任意であり、特定の方法に限定されない。但し、受信側（複合ブリッジ４０６又は通信端末４０８）でも同一のアルゴリズムを使用する必要がある。
【００７８】
比較的簡単な鍵生成アルゴリズムとして、送信データ後半部分２６の先頭から鍵サイズ分を切り出して、暗号鍵として用いる方法が挙げられる。また、その他のアルゴリズムとして、ＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）１３２１で記載されているＭＤ（Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｄｉｇｅｓｔ）５メッセージ・ダイジェスト・アルゴリズムを挙げることができ、送信データ後半２６を同アルゴリズムの入力として所定の鍵サイズ分のデータを取得することができる。
【００７９】
暗号器２３は、このようにして生成された暗号鍵を用いて、送信データ前半部分２２を暗号化して、暗号済み送信データ前半２４を得る。
【００８０】
暗号器２３における暗号処理のアルゴリズムも任意であり、特定の方法に限定されるものではない。例えば、共通鍵暗号方式であるＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）などを用いることができる。但し、受信側（複合ブリッジ４０６又は通信端末４０８）でも同一のアルゴリズムを使用する必要がある。
【００８１】
このようにして、セキュリティ・レベルの低い無線伝送路４０４へは暗号化された送信データ前半部分２４が送出され、セキュリティ・レベルの高い電力線伝送路４０５へは送信データの後半部分２６が暗号化されないまま送出される。
【００８２】
図４には、受信側において、無線伝送路４０４及び電力線伝送路４０５経由でそれぞれ送信データを受け取ってデータの再構成を行なう様子を示している。ここでは、複合ブリッジ４０６がデータ復号処理を行なうものとする。
【００８３】
上述したように、電力線伝送路４０５経由での受信データの後半部分３６は暗号化されていないが、無線伝送路４０４経由での受信データの前半部部分３４には暗号化が施されており、これを復号する必要がある。
【００８４】
復号に用いる鍵は、送信側の複合ブリッジ４０３で暗号化に用いたものと同一の暗号鍵でなければならない。したがって、鍵生成器３５は、受信データの後半部分３６から復号鍵を生成する。例えば、受信データ後半部分３６の先頭から鍵サイズ分を切り出して暗号鍵に用いたり、あるいは受信データ後半３６の所定の鍵サイズ分のデータを入力に用いてＭＤ５アルゴリズムによって復号鍵を生成したりする（同上）。
【００８５】
そして、復号器３３は、このようにして生成された復号鍵を用いて、受信データ前半部分３２を復号して、復号済み受信データ前半３４を得る。復号器３３における復号処理のアルゴリズムは任意であるが、送信側複合ブリッジ４０３と同一のアルゴリズムである必要がある。
【００８６】
復号処理によって復号済み受信データ前半部分３２を得ると、受信データ後半部分３６とともに、受信データ３１を再構成することができる。
【００８７】
複合ブリッジ４０６は、このようにしてデータを再構成すると、これを有線伝送路４０７経由で受信先の通信端末４０８へ伝達する。
【００８８】
なお、図３及び図４に示した構成例では、暗号化及び復号化に用いる鍵を鍵生成器２５及び３５によって生成するように構成されているが、暗号化及び復号化の処理をさらに単純化することもできる。
【００８９】
例えば、送信データ後半部分を用いて暗号鍵を生成するのではなく、送信データ前半部分と送信データ後半部分との排他的論理和（ＸＯＲ）をとることによって、送信データ前半部分を簡易に暗号化処理することができる。この場合、受信側では、暗号化済みの受信データ前半部分と受信データ後半部分とのＸＯＲを取ることによって復号処理することができる。図５及び図６には、暗号化及び復号化処理にＸＯＲを適用した場合の送信データを分割する様子、並びに受信データを再構成する様子をそれぞれ示している。
【００９０】
送信データ４１は、送信データ前半４２と送信データ後半４６に分割され、前半部分を無線伝送路４０４へ、後半部分を電力線伝送路４０５へそれぞれ送信される。このとき、無線伝送路４０４へ送出される送信データ前半部分４２は暗号化する必要があるので、ＸＯＲ４３にて送信データ後半部分４５との排他的論理和をとり、暗号化処理を施す。そして、セキュリティ・レベルの低い無線伝送路４０４へは暗号化された送信データ前半部分４４が送出され、セキュリティ・レベルの高い電力線伝送路４０５へは送信データの後半部分４６が暗号化されないまま送出される。
【００９１】
一方、受信側では、電力線伝送路４０５経由での受信データの後半部分５６は暗号化されていないが、無線伝送路４０４経由での受信データの前半部部分５４には暗号化が施されており、これを復号する必要がある。そこで、ＸＯＲ５３にて受信データ後半部分５５との排他的論理和をとり、暗号化処理を施す。送信データの後半部分４５は暗号化されていない、すなわち、送信データ後半部分４５＝受信データ前半部分５５であることから、下式に示すように排他的論理和によって元の送信データ前半部分４２が得られることを理解できよう。
【００９２】
送信データ前半４２  ＸＯＲ  送信データ後半４５  ＸＯＲ  送信データ後半５５
＝  送信データ前半４２  ＸＯＲ  ０
＝  送信データ前半４２
【００９３】
復号処理によって復号済み受信データ前半部分５２を得ると、受信データ後半部分５６とともに、受信データ５１を再構成することができる。そして、複合ブリッジ４０６は、このようにしてデータを再構成すると、これを有線伝送路４０７経由で受信先の通信端末４０８へ伝達する
【００９４】
図５及び図６に示した送受信のシステム構成によれば、複雑な暗号化／復号処理を全く必要とせずに、無線伝送路４０４で伝送されるデータを秘匿することができる。すなわち、ＡＥＳなどの暗号化処理の代わりに排他的論理和を適用することで、非常に少ない計算漁で暗号化処理を行なうことができる。例えば、計算パワーの少ない組み込み機器などへの応用が容易になる。
【００９５】
ここまでの説明では、送信側において送信データを分割する際のデータ長に関しては特に言及しなかったが、送信データ前半部分と後半部分のデータ長に依らず、本発明を適用することができる。
【００９６】
例えば、本出願人に既に譲渡されている特開２００６−１０９０２２号公報には、無線通信と電力線伝送からなる複合メディアを利用した通信システムにおいて、分配された送信データ同士が実質的に等しい時間長で送信されるように各伝送メディアに送信データを分配することが開示されている。転送対象となるデータを分割した前半部及び後半部の変調方式に関わるビット数をそれぞれｍ１及びｍ２とし、各伝送メディアの符号化率をそれぞれｒ１及びｒ２とすると、以下の比に従ってデータを分割して、各伝送メディアに分配すれば両者の送信時間が等しくなる。
【００９７】
ｍ１×ｒ１：ｍ２×ｒ２
【００９８】
暗号化される無線伝送路４０４におけるセキュリティの強度は、一般に、暗号鍵を生成する鍵生成器への入力データの長さに依存する。ところが、上述したように送信データの前半部分と後半部分とのデータ長の比率を制御する仕組みを導入した場合、それぞれの伝送メディアの通信品質の差によっては送信データ後半部分のデータ長が短くなり、鍵生成器において十分な強度の暗号鍵を得るために必要なデータ長に満たなくなる事態も想定される。
【００９９】
そこで、送信側では、送信データ後半部分に対して任意のデータを付加することで、鍵生成器への入力が十分な強度を持つのに必要な長さになることを保障するようにすればよい。
【０１００】
送信側でこの任意データを生成する方法はまさしく任意である。また、入力データの長さを充足するために用いられた任意データは、勿論、受信側で復号に使用する暗号鍵を生成する際にも必要となる。送信側で生成した任意データを、セキュアな電力線伝送路４０５を介して受信側に通知することで、暗号化された無線伝送路４０４の安全性を失わずに済む。
【０１０１】
図７には、任意データを用いて鍵生成処理における入力データを充足するように構成された通信システムの構成例を示している。
【０１０２】
送信側では、元の送信データ６１を分割して得られる前半部分を無線伝送路４０４へ、後半部分を電力線伝送路４０５へそれぞれ送信される。その際、セキュリティ・レベルの低い無線伝送路４０４へ送出される送信データ前半部分６２を暗号化する必要がある。鍵生成器６５は、送信データ後半部分６６を用いて暗号鍵を生成するが、この入力データは十分な強度を持つのに必要な長さに満たない。そこで、送信側では、任意データ６７を生成して、これを併せて鍵生成器６５への入力として暗号鍵を生成する。暗号鍵を生成するためのアルゴリズムは任意であるが、受信側と同一である必要がある（同上）。
【０１０３】
暗号器６３は、このようにして生成された暗号鍵を用いて、送信データ前半部分６２を暗号化して、暗号済み送信データ前半６４を得る。暗号処理のアルゴリズムは任意であるが、受信側と同一である必要がある（同上）。
【０１０４】
このようにして、セキュリティ・レベルの低い無線伝送路４０４へは暗号化された送信データ前半部分６４が送出され、セキュリティ・レベルの高い電力線伝送路４０５へは送信データの後半部分６６が暗号化されないまま送出される。また、入力データの長さを充足するために用いられた任意データ６７は、受信側で復号に使用する暗号鍵を生成する際にも必要であるから、セキュアな電力線伝送路４０５を介して受信側にそのまま通知する。
【０１０５】
一方、受信側では、電力線伝送路４０５経由での受信データの後半部分７３は暗号化されていないが、無線伝送路４０４経由での受信データの前半部部分６９には暗号化が施されており、これを復号する必要がある。
【０１０６】
復号に用いる鍵は、送信側の複合ブリッジ４０３で暗号化に用いたものと同一の暗号鍵でなければならない。したがって、鍵生成器７２は、電力線伝送路４０５を介して受け取った受信データ後半部分７３と、同じく電力線伝送路４０５を介して受け取った任意データ７４を入力として、復号鍵を生成する。
【０１０７】
復号器７０は、このようにして生成された復号鍵を用いて、受信データ前半部分６９を復号して、復号済み受信データ前半７１を得る。そして、受信データ後半部分７３とともに、受信データ７５を再構成することができる。複合ブリッジ４０６は、このようにしてデータを再構成すると、これを有線伝送路４０７経由で受信先の通信端末４０８へ伝達する。
【０１０８】
ここまでの説明では、複数のデータを送るときに、同じデータが続く場合における秘匿性に関しては特に言及しなかった。同じデータが続く場合には鍵を推測できる可能性が高まり暗号化された伝送メディアが脆弱になる危険がある。そこで、送信側で生成した任意データを上述のように鍵生成器への入力データ長の充足としてではなく、暗号処理を初期化する初期化ベクトルとして利用する方法が考えられる。
【０１０９】
図８には、任意データを初期化ベクトルに用いて無線伝送路４０４を暗号化するように構成された通信システムの構成例を示している。
【０１１０】
送信側では、元の送信データ８１を分割して得られる前半部分８２を無線伝送路４０４へ、後半部分８６を電力線伝送路４０５へそれぞれ送信される。その際、セキュリティ・レベルの低い無線伝送路４０４へ送出される送信データ前半部分８２を暗号化する必要がある。
【０１１１】
鍵生成器８５は、送信データ後半部分８６の少なくとも一部を用いて暗号鍵を生成する。暗号鍵を生成するためのアルゴリズムは任意であるが、受信側と同一である必要がある（同上）。また、初期化ベクトル生成部８７は、任意の方法により初期化ベクトルを生成する。
【０１１２】
暗号器８３は、初期化ベクトルを用いて初期化するとともに、送信データ後半部分８６から得られた暗号鍵を用いて、送信データ前半部分８２を暗号化して、暗号済み送信データ前半８４を得る。暗号処理のアルゴリズムは任意であるが、受信側と同一である必要がある（同上）。
【０１１３】
このようにして、セキュリティ・レベルの低い無線伝送路４０４へは暗号化された送信データ前半部分８４が送出され、セキュリティ・レベルの高い電力線伝送路４０５へは送信データの後半部分８６が暗号化されないまま送出される。また、初期化ベクトル７４は、受信側で復号に使用する暗号鍵を生成する際にも必要であるから、セキュアな電力線伝送路４０５を介して受信側にそのまま通知される。
【０１１４】
一方、受信側では、電力線伝送路４０５経由での受信データの後半部分９３は暗号化されていないが、無線伝送路４０４経由での受信データの前半部部分８９には暗号化が施されており、これを復号する必要がある。
【０１１５】
復号に用いる鍵は、送信側の複合ブリッジ４０３で暗号化に用いたものと同一の暗号鍵でなければならない。したがって、鍵生成器９２は、電力線伝送路４０５を介して受け取った受信データ後半部分７３の後半部分を用いて復号鍵を生成する。
【０１１６】
復号器９０は、同じく電力線伝送路４０５を介して受け取った初期化ベクトル９４を用いて初期化した後、受信データの後半部分９３から得られた復号鍵を用いて、受信データ前半部分８９を復号して、復号済み受信データ前半９１を得る。そして、受信データ後半部分９３とともに、受信データ９５を再構成することができる。複合ブリッジ４０６は、このようにしてデータを再構成すると、これを有線伝送路４０７経由で受信先の通信端末４０８へ伝達する。
【０１１７】
主にブロック暗号などでは、直前のブロックの暗号文を用いて暗号化することで解読を困難にする手法が採用される。先頭のブロックでは直前のブロックが存在しないことから、直前のブロックに代用される適切な長さのランダムなビット列が初期化ベクトル（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ）である。
【０１１８】
図９Ａ及び図９Ｂには、同じデータを異なる初期化ベクトルを用いて暗号化処理する様子を示している。両図を比較すれば、異なる初期化ベクトルを用いることにより同じ入力データから異なる暗号鍵が得られるので、同じ伝送データを同じ暗号処理アルゴリズムによって暗号化しても、異なる暗号データが生成されることが判る。さらに、暗号化に用いた初期化ベクトルをそれぞれ用いて暗号処理時と同じアルゴリズムで復号すると、暗号データは異なっていても元の同じデータを再現することができる。
【０１１９】
本実施形態に係る通信システムでは、セキュアでない無線伝送路４０４を暗号化処理するための暗号鍵を送信パケット毎に変化させることから、総当り攻撃などにより暗号解読手法をほぼ無力化することができる。そして、さらに初期化ベクトルを適宜切り替えることによって暗号解読をより困難なものとし、同じデータが続く場合であっても秘匿性を保障することができる。
【０１２０】
なお、ここまでの説明では、図１０に示すように、複数の伝送メディアを用いてデータを伝送する際、伝送データを分割してそれぞれの伝送メディアに送信し、受信側で結合することを前提としていた。しかしながら、図１１に示すような、パケットを分割せずに，送信したいパケットを順次複数の伝送メディアに割り当てるような通信方式に対しても、同様に本発明を適用することができる。但し、後者の場合には、暗号化データとそれを復号するための情報を紐付ける必要があり、それは各データに識別子を付加することにより、受信側で対応をとることができる（図１２を参照のこと）。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１２２】
本明細書では、無線伝送路と電力線伝送路からなる複合メディアを経由してデータ伝送を行なう通信システムに適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨は必ずしもこれに限定されるものではない。セキュリティ・レベルが相違し、暗号化が必須となる伝送メディアと暗号化する必要のない伝送メディアの組み合わせからなるさまざまな複合メディアを利用した通信システムに対して、同様に本発明を適用することができる。
【０１２３】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、サーバ４０１と無線通信端末４０８間をリレーする複合ブリッジ装置４０３と複合ブリッジ装置４０６間で通信を行なう際の、無線伝送路及び電力線伝送路の各伝送メディアに送信パケットを振り分けて伝送する様子を示した図である。
【図３】図３は、複合ブリッジ４０３において、送信データを分割する様子を示した図である。
【図４】図４は、受信側において、無線伝送路４０４及び電力線伝送路４０５経由でそれぞれ送信データを受け取ってデータの再構成処理を行なう様子を示した図である。
【図５】図５は、暗号化処理にＸＯＲを適用した場合の、送信データを分割する様子を示した図である。
【図６】図６は、暗号化処理にＸＯＲを適用した場合の、無線伝送路４０４及び電力線伝送路４０５経由でそれぞれ送信データを受け取ってデータの再構成処理を行なう様子を示した図である。
【図７】図７は、任意データを用いて鍵生成処理における入力データを充足するように構成された通信システムの構成例を示した図である。
【図８】図８は、任意データを初期化ベクトルに用いて無線伝送路４０４を暗号化するように構成された通信システムの構成例を示した図である。
【図９Ａ】図９Ａは、同じデータを異なる初期化ベクトルを用いて暗号化処理する様子を示した図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、同じデータを異なる初期化ベクトルを用いて暗号化処理する様子を示した図である。
【図１０】図１０は、複数の伝送メディアを用いてデータを伝送する際、伝送データを分割してそれぞれの伝送メディアに送信し、受信側で結合する様子を示した図である。
【図１１】図１１は、パケットを分割せずに，送信したいパケットを順次複数の伝送メディアに割り当てる通信方式を示した図である。
【図１２】図１２は、各伝送メディアに振り分けられたデータに識別子を付加して、暗号化データとそれを復号するための情報を紐付けた様子を示した図である。
【図１３】図１３は、家庭内でインターネットを利用するための通信システムの構成例を示した図である。
【図１４】図１４は、無線ＬＡＮを利用した通信システムの構成例を模式的に示した図である。
【図１５】図１５は、サーバ３０１とＰＣなどの通信端末３０７の間の有線伝送路の一部を電力線伝送路３０４に置き換えた通信システムの構成例を示した図である。
【符号の説明】
【０１２５】
２３、６３、８３…暗号器
３３、７０、９０…復号器
２５、３５、６５、７２、８５、９２…鍵生成器
８７…初期化ベクトル生成部
４０１…サーバ
４０２…有線伝送路
４０３…複合ブリッジ装置
４０４…無線伝送路
４０５…電力線伝送路
４０６…複合ブリッジ装置
４０７…有線伝送路
４０８…情報端末
【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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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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