(57)【要約】【課題】認証システムの初期設定作業を最小限に抑えることが可能な認証システムを提供する。【解決手段】被認証機器は、今回の認証用と次回の認証用に秘密鍵を2種類保有し、次回の秘密鍵を基に次回の認証チャレンジ情報を生成する。被認証機器からの認証要求時に、今回の秘密鍵と次回の認証チャレンジ情報を送信する。認証機器は、受信した今回の秘密鍵を基に今回の認証を行う。前回認証時に記憶した今回の認証チャレンジ情報に基づいて認証を行う。認証成功であれば、認証機器は次回の認証用に次回認証チャレンジ情報を記憶し、前回の認証チャレンジ情報を破棄する。認証成功であれば、認証機器は、続く被認証機器からの送信データを受け付ける。【選択図】  図１
2008294621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被認証機器と、該被認証機器から第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）回目の認証の際に送信された第Ｎの被認証データを検証する認証機器と、を備える認証システムであって、
前記被認証機器は、記憶部と、制御部と、を備え、
前記被認証機器の記憶部は、Ｎ回目の認証に使用する第Ｎの被認証データと、Ｎ回目の認証に使用する第Ｎの鍵と、を記憶し、
前記被認証機器の制御部は、第（Ｎ＋１）回目の認証に使用する第（Ｎ＋１）の鍵を生成する処理と、
前記第Ｎの被認証データと、前記第（Ｎ＋１）の鍵と、を所定の関数に入力することで第（Ｎ＋１）の被認証データを生成する処理と、
前記第（Ｎ＋１）の鍵と、第（Ｎ＋１）の被認証データと、を前記被認証機器の記憶部に記憶させる処理と、
前記第Ｎの鍵と前記第（Ｎ＋１）の被認証データとを含む第Ｎの認証用データを前記認証機器に送信する処理と、を行い、
前記認証機器は、認証情報記憶部と、制御部と、を備え、
前記認証機器の認証情報記憶部は、第（Ｎ−１）回目の認証の際に前記被認証機器から受信した第（Ｎ−１）の認証用データから抽出された第Ｎの被認証データを第Ｎの検証用データとして記憶しており、
前記認証機器の制御部は、前記被認証機器から送信された前記第Ｎの鍵と、前記認証情報記憶部に記憶されている前記第（Ｎ−１）の被認証データと、を前記関数に入力することにより第Ｎの被認証データを生成する処理と、
前記第Ｎの被認証データと、前記認証情報記憶部に記憶されている第Ｎの検証用データと、を比較することで検証する処理と、
前記第Ｎの認証用データから、第（Ｎ＋１）の被認証データを取り出し、第（Ｎ＋１）の検証用データとして前記認証情報記憶部に記憶する処理と、
を行うことを特徴とする認証システム。
【請求項２】
請求項２に記載の認証システムであって、
前記被認証機器の制御部は、さらに、
前記第Ｎの被認証データを検証した結果を前記被認証機器に送信する処理を行う、
ことを特徴とする認証システム。
【請求項３】
請求項２に記載の認証システムであって、
前記被認証機器の記憶部は、さらに、前記認証機器の識別子を記憶し、
前記被認証機器の制御部は、前記第（Ｎ＋１）の被認証データを生成する処理において、前記第Ｎの被認証データと、前記第（Ｎ＋１）の鍵と、に加えて、前記認証機器の識別子を前記所定の関数に入力し、
前記認証機器の前記認証情報記憶部は、さらに、前記認証機器の識別子を記憶し、
前記認証機器の前記制御部は、前記第Ｎの被認証データを生成する処理において、前記被認証機器から送信された前記第Ｎの鍵と、前記認証情報記憶部に記憶されている前記第（Ｎ−１）の被認証データと、に加えて、前記認証情報記憶部に記憶されている前記認証機器の識別子とを前記関数に入力する、
ことを特徴とする認証システム。
【請求項４】
請求項２に記載の認証システムであって、
前記被認証機器の前記制御部が行う前記第（Ｎ＋１）の被認証データを生成する処理において使用する前記所定の関数は、ハッシュ関数である、
ことを特徴とする認証システム。
【請求項５】
請求項２記載の認証システムであって、
前記認証機器の前記認証情報記憶部は、さらに、前記認証機器の識別子を記憶し、
前記認証機器の前記制御部は、
前記認証機器の識別子を更新する更新情報を生成する処理と、
前記認証機器の識別子と、前記更新情報とを入力とする所定の演算を行って前記識別子を新たに生成して前記認証情報記憶部に記憶させる処理と、
前記更新情報を前記被認証機器に送信する処理と、
をさらに行い、
前記被認証機器の前記記憶部は、さらに、前記認証機器の識別子を記憶し、
前記被認証機器の制御部は、
前記認証機器から送信された前記更新情報と、前記記憶部に記憶された前記認証機器の識別子とを入力とする所定の演算を行って前記識別子を新たに生成して前記記憶部に記憶されている前記被認証機器の前記記憶部に記憶させる処理をさらに行う、
ことを特徴とする認証システム。
【請求項６】
請求項５記載の認証システムであって、
前記認証機器の更新処理部が生成する前記更新情報と、前記認証機器の識別子と、前記更新後の前記認証機器の識別子、とのうち、少なくとも任意の二つから残りの一つを特定可能である関係を有する、
ことを特徴とする認証システム。
【請求項７】
請求項５記載の認証システムであって、
前記認証機器の更新処理部が生成する前記更新情報は、前記認証機器の識別子と、前記更新後の前記認証機器の識別子を入力として、各桁の排他的論理和を求めた結果である、
ことを特徴とする認証システム。
【請求項８】
被認証機器から第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）回目の認証の際に送信された第Ｎの被認証データを検証する認証機器であって、
認証情報記憶部と、制御部と、を備え、
前記認証情報記憶部は、第（Ｎ−１）回目の認証の際に前記被認証機器から受信した第（Ｎ−１）の認証用データから抽出された第Ｎの被認証データを第Ｎの検証用データとして記憶しており、
前記認証機器の制御部は、前記被認証機器から送信された前記第Ｎの鍵と、前記認証情報記憶部に記憶されている前記第（Ｎ−１）の被認証データと、を前記関数に入力することにより第Ｎの被認証データを生成する処理と、
前記第Ｎの被認証データと、前記認証情報記憶部に記憶されている第Ｎの検証用データと、を比較することで検証する処理と、
前記第Ｎの認証用データから、第（Ｎ＋１）の被認証データを取り出し、第（Ｎ＋１）の検証用データとして前記認証情報記憶部に記憶する処理と、
を行うことを特徴とする認証機器。
【請求項９】
第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）回目の認証の際に送信した第Ｎの被認証データを認証機器によって検証される被認証機器であって、
記憶部と、制御部と、を備え、
前記記憶部は、Ｎ回目の認証に使用する第Ｎの被認証データと、Ｎ回目の認証に使用する第Ｎの鍵と、を記憶し、
前記制御部は、第（Ｎ＋１）回目の認証に使用する第（Ｎ＋１）の鍵を生成する処理と、
前記第Ｎの被認証データと、前記第（Ｎ＋１）の鍵と、を所定の関数に入力することで第（Ｎ＋１）の被認証データを生成する処理と、
前記第（Ｎ＋１）の鍵と、第（Ｎ＋１）の被認証データと、を前記記憶部に記憶させる処理と、
前記第Ｎの鍵と前記第（Ｎ＋１）の被認証データとを含む第Ｎの認証用データを前記認証機器に送信する処理と、を行う、
ことを特徴とする被認証機器。
【請求項１０】
被認証機器から第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）回目の認証の際に送信された第Ｎの被認証データを認証機器が検証する認証方法であって、
前記被認証機器は、記憶部と、制御部と、を備え、
前記被認証機器の記憶部は、Ｎ回目の認証に使用する第Ｎの被認証データと、Ｎ回目の認証に使用する第Ｎの鍵と、を記憶しており、
前記被認証機器の制御部は、第（Ｎ＋１）回目の認証に使用する第（Ｎ＋１）の鍵を生成するステップと、
前記第Ｎの被認証データと、前記第（Ｎ＋１）の鍵と、を所定の関数に入力することで第（Ｎ＋１）の被認証データを生成するステップと、
前記第（Ｎ＋１）の鍵と、第（Ｎ＋１）の被認証データと、を前記被認証機器の記憶部に記憶させるステップと、
前記第Ｎの鍵と前記第（Ｎ＋１）の被認証データとを含む第Ｎの認証用データを前記認証機器に送信するステップと、を行い、
前記認証機器は、認証情報記憶部と、制御部と、を備え、
前記認証機器の認証情報記憶部は、第（Ｎ−１）回目の認証の際に前記被認証機器から受信した第（Ｎ−１）の認証用データから抽出された第Ｎの被認証データを第Ｎの検証用データとして記憶しており、
前記認証機器の制御部は、前記被認証機器から送信された前記第Ｎの鍵と、前記認証情報記憶部に記憶されている前記第（Ｎ−１）の被認証データと、を前記関数に入力することにより第Ｎの被認証データを生成するステップと、
前記第Ｎの被認証データと、前記認証情報記憶部に記憶されている第Ｎの検証用データと、を比較することで検証するステップと、
前記第Ｎの認証用データから、第（Ｎ＋１）の被認証データを取り出し、第（Ｎ＋１）の検証用データとして前記認証情報記憶部に記憶するステップと、
を行うことを特徴とする認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、認証システム、認証機器および認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサネットワークの要求は急速に拡大しており、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、人感センサ、バイタルセンサ等を用いた環境モニタリング、宅内セキュリティ、ヘルスケア等のサービスが提供され始めている。そのようなセンサネットワークを構成する各センサ機器の真正性を確かめる方法として、特許文献１に記載された技術がある。
【０００３】
特許文献１に記載のセンサシステムでは、被認証機器から予め認証機器へ送信した有限回の認証解と、認証の都度被認証機器から認証機器へ送信する認証キーを用いて認証機器が算出した認証チャレンジ情報と、が一致することにより認証許可が完了する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０９４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の従来技術では、被認証機器から認証機器へ予め送信した有限回の認証解を使用して認証を行うため、連続して実施できる認証回数に制限がある。つまり、認証回数が制限回数に達する度に、管理者による初期設定作業が必要となるため、運用負荷が高い。特に、頻繁にセンサデータを伝送する場合は初期設定作業を頻繁に実施せざるを得なくなり、制限回数を超える頻度が高くなり、初期設定作業を行う負担が大きくなる。
【０００６】
本発明の目的は、認証システムの初期設定作業を最小限に抑えることが可能な認証システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では下記のように認証機器及び被認証機器間で任意の回数の機器認証が可能である認証システム、認証機器を提供する。
【０００８】
機器認証を行う認証機器及び被認証機器は、秘密情報入力ＩＦ、認証情報記憶部を備え、被認証機器利用開始時に秘密情報入力ＩＦにＩＣカード等を挿入することにより、予め設定した認証機器固有情報、及び被認証機器が独自に生成する初回の認証チャレンジ情報を共有し、認証機器は、全ての被認証機器の識別情報、認証済みチャレンジ情報、未認証チャレンジ情報を記憶する。一方、被認証機器は、被認証機器識別情報、二種類の認証チャレンジ情報（認証チャレンジ情報Ａ、認証チャレンジ情報Ｂ）を生成した秘密鍵Ａ、秘密鍵Ｂ、認証機器固有情報を記憶する。
【０００９】
データ送信に先立って、被認証機器は認証機器に対して認証要求を送信する。被認証機器は、認証機器に送信済みの未認証チャレンジ情報（認証チャレンジ情報Ａ）を生成した秘密鍵Ａと、秘密鍵Ｂを基に生成した次回の認証チャレンジ情報（認証チャレンジ情報Ｂ）を送信する。
【００１０】
認証機器が、被認証機器から認証要求として前記２つの情報を受信すると、前記秘密鍵Ａを基に検証チャレンジ情報を生成する。該検証チャレンジ情報が、前回の認証要求時に受信した認証チャレンジ情報Ａと一致した場合、認証要求を送信した機器は正規の機器であるとして、認証成功とする。その後、認証チャレンジ情報Ａを認証済チャレンジ情報として記憶し、認証要求時に受信した認証チャレンジ情報Ｂを新しい未認証チャレンジ情報として記憶する。
【００１１】
以上のように、非認証機器は認証要求毎に秘密鍵を生成し、次回認証検証時に該秘密鍵を明らかにすることにより、秘密鍵のワンタイム性を実現する。
【００１２】
例えば、本発明は、被認証機器と、該被認証機器から第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）回目の認証の際に送信された第Ｎの被認証データを検証する認証機器と、を備える認証システムであって、前記被認証機器は、記憶部と、制御部と、を備え、前記被認証機器の記憶部は、Ｎ回目の認証に使用する第Ｎの被認証データと、Ｎ回目の認証に使用する第Ｎの鍵と、を記憶し、前記被認証機器の制御部は、第（Ｎ＋１）回目の認証に使用する第（Ｎ＋１）の鍵を生成する処理と、前記第Ｎの被認証データと、前記第（Ｎ＋１）の鍵と、を所定の関数に入力することで第（Ｎ＋１）の被認証データを生成する処理と、前記第（Ｎ＋１）の鍵と、第（Ｎ＋１）の被認証データと、を前記被認証機器の記憶部に記憶させる処理と、前記第Ｎの鍵と前記第（Ｎ＋１）の被認証データとを含む第Ｎの認証用データを前記認証機器に送信する処理と、を行い、
前記認証機器は、認証情報記憶部と、制御部と、を備え、前記認証機器の認証情報記憶部は、第（Ｎ−１）回目の認証の際に前記被認証機器から受信した第（Ｎ−１）の認証用データから抽出された第Ｎの被認証データを第Ｎの検証用データとして記憶しており、前記認証機器の制御部は、前記被認証機器から送信された前記第Ｎの鍵と、前記認証情報記憶部に記憶されている前記第（Ｎ−１）の被認証データと、を前記関数に入力することにより第Ｎの被認証データを生成する処理と、前記第Ｎの被認証データと、前記認証情報記憶部に記憶されている第Ｎの検証用データと、を比較することで検証する処理と、前記第Ｎの認証用データから、第（Ｎ＋１）の被認証データを取り出し、第（Ｎ＋１）の検証用データとして前記認証情報記憶部に記憶する処理と、を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、認証機器及び被認証機器間で行う認証において、認証回数を有限回に制限することなく実施することが可能であり、情報共有等の初期設定作業は機器利用開始時のみだけで良く、システム管理者の設定作業負担を軽減する認証システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
まず、本発明の第１の実施形態について、図１〜図８を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の認証システムを含むセンサシステム１００の概略図である。
【００１６】
図示するように、センサシステム１００は、Ｗｅｂクライアント１１０と、ネットワーク１２０と、センサ情報処理センタサーバ１３０と、センサゲートウェイ機器（以降、センサＧＷと記載）１４０と、複数台のセンサ機器１５０と、を有して構成される。
【００１７】
Ｗｅｂクライアント１１０は、センサシステム１００を利用するユーザが、センサ機器１５０が収集した情報を閲覧するための、ＰＣ（Personal Computer）やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、あるいは携帯電話等のＷｅｂクライアント機能を有する機器であり、ネットワーク１２０に接続することができる。
【００１８】
ネットワーク１２０は、インターネットなどの公衆回線網やＬＡＮ（Local Area Network）等である。
【００１９】
センサ情報処理センタサーバ１３０は、システム管理部１３１、センサ情報記憶部１３２を有して構成され、ネットワーク１２０と接続することができる。
【００２０】
このうち、システム管理部１３１は、センサＧＷ１４０が発信したセンサ収集情報を受信し、センサ情報記憶部１３２に格納することで、センサシステム１００全体に関する情報の管理を行う。
【００２１】
センサ情報記憶部１３２は、センサ機器１５０が収集したセンサ収集情報を記憶する記憶部であり、通常はデータベースサーバとして構築される。
【００２２】
センサＧＷ１４０は、認証処理部１４１と、認証情報記憶部１４２と、ネットワークＩＦ１４３と、パケット処理部ＧＷ１４４と、秘密情報入力ＩＦ１４５と、センサネット用無線ＩＦ１４６と、を有して構成される。
【００２３】
このうち、認証処理部１４１は、センサ機器１５０を認証する際に必要なチャレンジ情報を算出し、認証処理を行い、センサネット用無線ＩＦ１４６を介してセンサ機器１５０に認証結果を返却し、ネットワークＩＦ１４３を介してセンサ情報処理センタサーバ１３０にセンサ情報を転送する。
【００２４】
認証情報記憶部１４２は、センサ機器１５０を認証する際に必要な情報を、図３に示すセンサ機器管理情報の形式で記憶する記憶部である。
【００２５】
センサ機器管理情報では、各センサ機器１５０は機器固有情報であるセンサ機器ＩＤ３０１単位にレコードを構成する。
【００２６】
センサ機器仮情報は、センサ機器ＩＤ３０１欄と、認証済チャレンジ情報３０２欄と、未認証チャレンジ情報３０３欄と、センサＧＷ機器固有情報３０４欄と、を有する。
【００２７】
認証済チャレンジ情報３０２欄は、前回（j-1回目。jは２以上の自然数）の認証チャレンジ情報の解であった情報を格納する欄である。
【００２８】
例えば、ID1の機器の、j回目の認証要求受信時点において、前回の認証チャレンジ情報の結果得られた解がＣＨＡ（ID1,j-1）であった場合には、認証済みチャレンジ情報３０２にはＣＨＡ（ID1,j-1）が記憶されている。なお、上記した「ＣＨＡ(ID1,j-1)」という表記は、ID1で識別される機器のj-1回目の認証時の認証解を指す表記である。後述するが、この状態でj回目の認証が成功した後は、j回目の認証で算出した認証チャレンジ情報の解が「前回の認証チャレンジの解」となるため、認証済みチャレンジ情報３０２にはＣＨＡ（ID1,j）が格納され、j+1回目の認証要求を待つこととなる。
【００２９】
未認証チャレンジ情報３０３欄は、今回（j回目）の認証チャレンジの解である情報を格納する欄である。
【００３０】
例えば、ID1の機器の、j回目の認証要求受信時点において、今回（j回目）の認証チャレンジの解として前回（j-1回目）受信した認証チャレンジ情報がＣＨＡ（ID1,j）であった場合には、ＣＨＡ（ID1,j）が記載される。後述するが、j回目の認証が成功した後は、j回目の認証要求に含まれていた次回（j+1回目）の認証チャレンジ情報２０４が「今回の認証チャレンジの解」となるため、認証済みチャレンジ情報３０２にはＣＨＡ（ID1,j+1）が記憶され、センサＧＷ１４０は、j+1回目の認証要求を待つこととなる。
【００３１】
センサＧＷ機器固有情報３０４欄は、センサＧＷ１４０に固有の情報であり、同一のセンサシステム１００上にある複数のセンサ機器１５０と共有する情報を格納する欄である。例えば、あるセンサシステム１００のセンサＧＷ機器固有情報はＨ（ＫＥＹ（GW））として記憶される。なお、上記した「Ｈ（ＫＥＹ（GW））」という表記は、センサＧＷ機器１４０を表す「GW」が持つ秘密情報である「ＫＥＹ」データをハッシュ化関数Ｈにかけた出力を示す表記である。
【００３２】
ネットワークＩＦ１４３は、Ethernet、または無線ネットワーク等のインタフェースであり、ネットワーク１２０を介して通信を行う際のネットワークＩＦとして機能する。
【００３３】
パケット処理部ＧＷ１４４は、後述するセンサネット用無線ＩＦ１４６から受け取った認証用パケット２０１を解釈し、ネットワークＩＦ１４３に受け渡す認証確認用パケット２１０を作成する機能部である。
【００３４】
ここで、認証確認用パケット２１０は、センサＧＷ１４０がセンサ機器１５０から受け付けた認証要求を検証した結果をセンサ機器１５０に対して返送する際のパケットである。認証確認用パケット２１０は、図２（ｂ）に示すとおり、送信元識別情報２１１と、認証ステータス２１２とを有して構成される。
【００３５】
送信元識別情報２１１は、認証確認用パケット２１０を送信したセンサＧＷ１４０を識別するための情報であり、パケット処理部ＧＷ１４４は、認証情報記憶部１４２に記憶されたセンサＧＷ機器１４０固有の識別子であるセンサＧＷ機器固有情報３０４を送信元識別情報２１１として認証確認用パケット２１０を作成する。
【００３６】
認証ステータス２１２は、センサＧＷ１４０が、センサ機器１５０からの認証要求として認証用パケット２０１を受信した後、認証を行った結果である成否を示す情報である。パケット処理部ＧＷ１４４は、認証処理部１４１にて行った認証処理の結果を認証ステータス２１２として認証確認用パケット２１０を作成する。
【００３７】
尚、認証確認用パケット２１０は、上記のデータ形式に限定されるものではなく、センサＧＷ１４０がセンサ機器１５０からの認証要求に対する応答を送信する際に利用することと、認証ステータス２１２を含むデータ形式であることを満足するものであればよい。
【００３８】
秘密情報入力ＩＦ１４５は、センサＧＷ１４０に対して秘密情報を設定するためのインタフェースであり、ＩＣカード等の記憶媒体を挿入可能なデバイス、或いはキーボードのような情報入力デバイスによって実現するものである。
【００３９】
センサネット用無線ＩＦ１４６は、複数のセンサ機器１５０と通信を行うセンサネット、例えばBluetoothやUWB（Ultra Wide Band）などの無線通信の規格に準拠して通信を行うセンサネットを実現する無線インタフェースである。
【００４０】
センサ機器１５０は、予め登録されたセンサＧＷ１４０に対して認証要求を送信する機能を有し、認証を行った該センサＧＷ１４０に対して、後述するセンサ情報取得部１５６が取得したセンサ情報を送信する機能を持つ機器である。
【００４１】
センサ機器１５０は、認証チャレンジ情報生成部１５１と、認証情報記憶部１５２と、秘密鍵更新部１５３と、パケット処理部Ｓｅ１５４と、秘密情報入力ＩＦ１５５と、センサ情報取得部１５６と、センサネット用無線ＩＦ１５７と、を有して構成される。
【００４２】
認証チャレンジ情報生成部１５１は、センサ機器１５０を認証する際に必要な情報である認証チャレンジ情報を生成し、これを基に後述するパケット処理部Ｓｅ１５４に作成させた認証用パケット２０１をセンサネット用無線ＩＦ１５７を介してセンサＧＷ１４０に対して送出し、センサネット用無線ＩＦ１５７を介して受信した認証確認用パケット２１０を確認し、パケット処理部Ｓｅ１５４に作成させたセンサ情報送信用パケット２２０をセンサネット用無線ＩＦ１５７を介してセンサＧＷ１４０に対して送出する処理を行う処理部である。
【００４３】
認証情報記憶部１５２は、センサ機器１５０を認証する際に必要な情報を、図４に示すセンサ機器管理情報の形式で記憶する記憶部である。
【００４４】
センサ機器管理情報では、センサ機器１５０は機器固有情報であるセンサ機器ＩＤ４０１にレコードを構成する。
【００４５】
センサ機器情報は、センサ機器ＩＤ４０１と、秘密鍵Ａ４０２と、秘密鍵Ｂ４０３と、過去の認証チャレンジ情報４０４と、センサＧＷ機器固有情報４０５と、を有する。
【００４６】
センサ機器ＩＤ４０１は、センサ機器ｉを識別する情報である。
【００４７】
秘密鍵Ａ４０２は、前回（j-1回目）の認証チャレンジ情報を生成するためのセンサ機器固有の秘密鍵である。例えば、センサ機器ＩＤ４０１がIDiであるレコードの秘密鍵Ａ４０２は、ＫＥＹ（IDi、j-1）である。
【００４８】
なお、上記した「ＫＥＹ(IDi,j-1)」という表記は、IDiで識別される機器のj-1回目の認証時の認証解を導出する際に必要となる鍵「ＫＥＹ」であるデータを指す表記である。
【００４９】
秘密鍵Ｂ４０３は、今回（j回目）の認証チャレンジ情報を生成するためのセンサ機器固有の秘密鍵である。例えば、センサ機器ＩＤ４０１がIDiであるレコードの秘密鍵Ｂ４０３は、ＫＥＹ（IDi、j）である。特に1回目の認証時は秘密情報入力IFより取得した鍵であり、2回目以降の認証では秘密鍵更新部１５３から取得した鍵である。
【００５０】
過去の認証チャレンジ情報４０４は、前回（j-1回目）の際の認証の解である認証チャレンジ情報である。例えば、センサ機器ＩＤ４０１がIDiであるレコードの過去の認証チャレンジ情報４０４は、ＣＨＡ（IDi,j-1）である。特に1回目の認証時は過去の認証チャレンジ情報が存在しないため、任意の情報を用いてよい。例えば、センサＧＷ機器固有情報４０５より取得した情報を用いてもよい。2回目以降の認証では前回の認証チャレンジ情報を用いる。
【００５１】
センサＧＷ機器固有情報４０５は、センサＧＷ１４０のみが保有するセンサＧＷ１４０の秘密情報であるＫＥＹ（GW）にハッシュ関数を適用して生成した情報である。例えば、センサ機器ＩＤ４０１がIDiであるレコードのセンサＧＷ機器固有情報４０５は、Ｈ（ＫＥＹ（GW））である。
【００５２】
秘密鍵更新部１５３は、センサ機器固有の秘密情報である秘密鍵を生成する機能部である。
【００５３】
パケット処理部Ｓｅ１５４は、認証情報記憶部１５２、後述するセンサ情報取得部１５６から受け取った情報を基に、図２（ａ）に示す認証用パケット２０１、または図２（ｃ）に示すセンサ情報送信用パケット２０３、を構成し、センサＧＷ１４０に送信し、図２（ｂ）に示す認証確認用パケット２０２を、センサＧＷ１４０から受信し、解析する処理を行う機能部である。
【００５４】
ここで、認証用パケット２０１は、センサ機器１５０が、センサＧＷ１４０に対して、認証要求を行う際に送信するパケットである。認証用パケット２０１は、認証を要求した送信元を識別する送信元識別情報２０２と、今回の認証に必要となる鍵情報である認証用鍵情報２０３と、次回の同一センサ機器１５０の認証を行う際の解となる認証チャレンジ情報２０４と、を有して構成される。
【００５５】
送信元識別情報２０２は、認証用パケット２０１を送信したセンサ機器１５０を識別するための情報であり、パケット処理部Ｓｅ１５４は、認証情報記憶部１５２に記憶されたセンサ機器１５０固有の識別子であるセンサ機器ＩＤ４０１を送信元識別情報２０２に格納することで認証用パケット２０１を作成する。
【００５６】
認証用鍵情報２０３は、センサＧＷ１４０が認証を実施する際に、認証チャレンジ情報の検証を行うために必要となる鍵情報、すなわちセンサ機器１５０固有の秘密鍵であり、パケット処理部Ｓｅ１５４は、認証情報記憶部１５２に記憶されたセンサ機器１５０固有の識別子である秘密鍵Ａ４０２を認証用鍵情報２０３に格納することで認証用パケット２０１を作成する。
【００５７】
認証チャレンジ情報２０４は、センサ機器１５０がセンサＧＷ１４０に対して次回認証要求時に必要となるチャレンジの解の情報であり、パケット処理部Ｓｅ１５４は、認証チャレンジ情報生成部１５１が生成した認証チャレンジ情報を認証チャレンジ情報２０４に格納させる。
【００５８】
尚、認証用パケット２０１は、上記のデータ形式に限定されるものではなく、センサ機器１５０がセンサＧＷ１４０に認証要求を送信する際に利用することと、認証用鍵情報２０３及び認証チャレンジ情報２０４を含むデータ形式であることを満足するものであればよい。
【００５９】
また、図２（ｃ）に示すように、センサ情報送信用パケット２２０は、センサ機器１５０が収集したセンサ情報をセンサ情報処理センタサーバ１３０に対して送信するパケットである。センサ情報送信用パケット２２０は、送信元識別情報２２１と、データ部２２２と、を有して構成される。
【００６０】
送信元識別情報２２１は、センサ情報送信用パケット２２０を送信したセンサ機器１５０を識別するための情報であり、パケット処理部Ｓｅ１５４は、認証情報記憶部１５２に記憶されたセンサ機器１５０固有の識別子であるセンサ機器ＩＤ４０１を送信元識別情報２２１に格納することでセンサ情報送信用パケット２２０を作成する。
【００６１】
データ部２２２は、センサ情報処理センタサーバ１３０へ送信するセンサ情報を含むデータである。パケット処理部Ｓｅ１５４は、センサ情報取得部１５６から取得したセンサ情報をデータ部２２２に格納することで、センサ情報送信用パケット２２０を作成する。
【００６２】
尚、センサ情報送信用パケット２２０は、上記のデータ形式に限定されるものではなく、センサ機器１５０が取得したセンサ情報を、センサ情報処理センタサーバ１３０へ送信する際に利用することと、データ部２２２を含むデータ形式であることを満足するものであればよい。
【００６３】
秘密情報入力ＩＦ１５５は、センサ機器１５０に対して秘密情報を設定するためのインタフェースである。
【００６４】
センサ情報取得部１５６は、センサ機器１５０が感知対象とするものを感知する機能部である。
【００６５】
センサネット用無線ＩＦ１５７は、センサシステム１００において、センサ機器１５０とセンサＧＷ１４０との通信を実現する無線インタフェースである。
【００６６】
図５は、センサＧＷ１４０と、センサ機器１５０のハードウェアの概略構成を示す図である。
【００６７】
センサＧＷ１４０は、処理装置５０１と、ＲＡＭ５０２と、ＲＯＭ５０３と、センサ通信ＩＦ５０４と、ネットワークＩＦ５０５と、カードリーダ５０６と、を有する。
【００６８】
また、センサ機器１５０は、処理装置５１１と、ＲＡＭ５１２と、ＲＯＭ５１３と、センサ通信ＩＦ５１４と、カードリーダ５１５と、センサ５１６と、を有する。
【００６９】
処理装置５０１は、センサＧＷ１４０が必要とする演算を行う装置であり、プロセッサなどで実現される。
【００７０】
ＲＡＭ５０２に展開される命令コードは、ＲＯＭ５０３に記憶されたものでもよく、また、ネットワークＩＦ５０５を介して、ネットワーク１２０上の装置あるいはインターネット等のネットワーク上の装置から取得されたものでもよい。
【００７１】
ＲＡＭ５０２は、処理装置５０１が実行する命令コードの展開を行う領域だけでなく、認証情報記憶部１４２を展開する領域や、図３に示すセンサ機器管理情報を記録する領域を有する。
【００７２】
ＲＯＭ５０３は、通常のＲＯＭ装置であり、センサＧＷ１４０のソフトウェアや、ソフトウェアが必要とするデータの初期値、その他書き換えの必要がないデータなどを予め記録している。
【００７３】
センサ通信ＩＦ５０４は、後述するセンサ通信ＩＦ５１４を介して、センサ機器１５０との認証に必要な情報やセンサ情報の送・受信を行う。
【００７４】
ネットワークＩＦ５０５を介して、センサＧＷ１４０はネットワーク１２０へ接続し、センサ情報センタサーバ１３０へセンサ情報を送信する。
【００７５】
カードリーダ５０６と、カードリーダ５１５には、それぞれ、ＩＣカード５１７内に記録された情報を読み取る機能を備える。
【００７６】
処理装置５１１は、センサ機器１５０が必要とする演算を行う装置であり、プロセッサなどで実現される。
【００７７】
ＲＡＭ５１２は、処理装置５１１が実行する命令コードの展開を行う領域だけでなく、認証情報記憶部１５２を展開する領域や、図４に示すセンサ機器情報を記録する領域を有する。ＲＡＭ５１２に展開される命令コードは、ＲＯＭ５１３に記憶されたものでもよい。
【００７８】
ＲＯＭ５１３は、通常のＲＯＭ装置であり、センサ機器１５０のソフトウェアや、ソフトウェアが必要とするデータの初期値、その他書き換えの必要がないデータなどを予め記録している。
【００７９】
センサ通信ＩＦ５１４は、センサ通信ＩＦ５０４を介して、センサＧＷ１４０と、認証に必要な情報や、センサ情報の送・受信を行う。
【００８０】
センサ５１６は、例えば温湿度センサ、人感センサ、バイタルセンサ等であり、検知対象５１８を検知する装置である。
【００８１】
ＩＣカード５１７内には、初期化情報として使用される初期認証鍵と、初期認証チャレンジ情報と、センサＧＷ機器固有情報と、が記憶されている。
【００８２】
ＩＣカード５１７は、センサ情報処理センタサーバ１３０のシステム管理部１３１によって、予め上記情報を記憶されるものである。
【００８３】
上述の図１の認証処理部１４１と、パケット処理部ＧＷ１４４とは、その処理を処理装置５０１がＲＡＭ５０２に展開された命令コードを実行することで実現される。
【００８４】
認証情報記憶部１４２は、ＲＡＭ５０２を用いて、ネットワークＩＦ１４３は、ネットワークＩＦ５０５を用いて、秘密情報入力ＩＦ１４５は、カードリーダ５０６を用いて、センサネット用無線ＩＦ１４６は、センサ通信ＩＦ５０４を用いて、実現される。
【００８５】
同様に、図１の認証チャレンジ情報生成部１５１と、秘密鍵更新部１５３と、パケット処理部Ｓｅ１５４と、は、その処理を処理装置５１１がＲＡＭ５１２またはＲＯＭ５１３に展開された命令コードを実行することで実現される。
【００８６】
認証情報記憶部１５２は、ＲＡＭ５１２により、秘密情報入力ＩＦ１５５は、カードリーダ５１５により、センサ情報取得部１５６は、センサ５１６により、センサネット用無線ＩＦ１５７は、センサ通信ＩＦ５１４により、実現される。
【００８７】
これらのハードウェア装置と各機能部の動作により、本願の認証システムが実現できる。
【００８８】
次に、第１の実施形態におけるセンサシステム１００の認証に関する動作について、図６〜図８を用いて説明する。
【００８９】
図６に、センサ機器１５０からセンサ情報処理センタサーバ１３０に対してセンサ情報を送信する際の処理フロー全体の概要を示す。
【００９０】
まず、センサ機器１５０は、センサ情報取得部１５６を介してセンサ情報を収集したうえで、認証用パケット２０１の生成を行う（ステップ６０１）。
【００９１】
次に、センサ機器１５０は、ステップ６０１で作成した認証用パケット２０１をセンサＧＷ１４０へ送信する（ステップ６０２）。
【００９２】
センサＧＷ１４０は、ステップ６０２で受信した認証用パケット２０１の検証を行う（ステップ６０３）。
【００９３】
認証が成功したら、センサＧＷ１４０は、認証確認用パケット２１０をセンサ機器１５０へ送信する（ステップ６０４）。
【００９４】
センサ機器１５０は、認証確認用パケット２１０を受信して認証が成功したことを確認すると、センサ情報送信用パケット２２０を生成し、センサＧＷ１４０へ送信する（ステップ６０５）。
【００９５】
センサＧＷ１４０は、センサ情報送信用パケット２２０を受信すると、認証が成功したセンサ機器１５０であることを確認した上で、センサ機器識別情報と、センサ情報とをセンサ情報処理センタサーバ１３０のシステム管理部１３１へ送信する（ステップ６０６）。
【００９６】
システム管理部１３１は、センサ情報記憶部１３２にセンサ情報を登録する（ステップ６０７）。
【００９７】
以上のステップ６０１からステップ６０７までの処理を、各センサ機器単位に、各センサ機器の固有の周期で実施することにより、センサ機器１５０が収集したセンサ情報は、センサＧＷ１４０による機器認証を経て、センサ情報処理センタサーバ１３０へ登録される。
【００９８】
次に、図７を用いて、この動作のうちセンサ機器１５０がセンサＧＷ１４０に対してセンサ情報を送信する処理についての処理フローを説明する。
【００９９】
図７は、センサ機器１５０の識別情報がIDiであるセンサ機器１５０による認証用パケット２０１及びセンサ情報送信用パケット２２０を送信する際の処理手順を示す。
【０１００】
ステップ７０１は、センサ機器１５０にとって初めてのセンサ情報送信であるか否かを判定する処理である。このステップでは、センサ機器１５０が何らかのセンサＧＷ１４０に対して、過去に認証チャレンジ情報を送信したことがない場合に、始めてのセンサ情報送信であると判定する。
【０１０１】
該判定は、具体的には、センサ機器１５０が、自身の認証情報記憶部１５２に記憶されているセンサ機器情報のデータを確認することで実施する。
【０１０２】
センサ機器１５０の認証チャレンジ情報生成部１５１は、認証情報記憶部１５２に記憶された図４に示すセンサ機器情報のうち、センサ機器ＩＤ４０１以外の項目のデータが全て空データである場合に、過去に認証チャレンジ情報を送信したことがないとして、初めてのセンサ情報送信であると判定する。
【０１０３】
ステップ７０１の判定により、初めてのセンサ情報送信であるとの判定結果を得た場合には、認証チャレンジ情報生成部１５１は、ステップ７０２と、ステップ７０３と、ステップ７０４以降を実施する。そうでない場合には、ステップ７０４以降を実施する。
【０１０４】
ステップ７０２は、認証チャレンジ情報生成部１５１が、認証情報記憶部１５２の初期設定情報を設定するための情報を取得する処理ステップである。具体的には、センサ機器１５０は、秘密情報入力ＩＦ１５５を介してＩＣカード５１７に予め記憶された、初期認証鍵ＫＥＹ（IDi、1）、初期認証チャレンジ情報ＣＨＡ（IDi、1）及びセンサＧＷ機器固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW））を取得する。
【０１０５】
ステップ７０３は、ステップ７０２で取得した初期設定情報を認証情報記憶部１５２に登録する処理ステップである。具体的には、認証チャレンジ情報生成部１５１は、ステップ７０２で取得した初期認証鍵、初期認証チャレンジ情報、及びセンサＧＷ機器固有情報を、認証情報記憶部１５２の秘密鍵Ｂ４０３、過去の認証チャレンジ情報４０４、及びセンサＧＷ機器固有情報４０５に格納する。続けて、ステップ７０４を実施する。
【０１０６】
ステップ７０４は、認証チャレンジ情報生成部１５１が、秘密鍵更新部１５３から、あらたな認証用秘密鍵を取得する処理ステップである。具体的には、認証チャレンジ情報生成部１５１は、秘密鍵更新部１５３が算出した秘密鍵、例えばj回目の認証用秘密鍵に対して、任意の値あるいはランダムな値との排他的論理和などを取ることで得られるj回目の認証用鍵とは全く相関のない値、を秘密鍵ＫＥＹ（IDi、j+1）として取得する。
【０１０７】
ステップ７０５は、ステップ７０４で取得した認証用秘密鍵を用いて、認証情報記憶部１５２に格納されている秘密鍵を更新する処理である。具体的には、認証チャレンジ情報生成部１５１は、認証情報記憶部１５２に格納されている秘密鍵Ａ４０２を破棄し、秘密鍵Ｂ４０３に格納されているＫＥＹ（IDi、j）を今回の認証に使用する鍵情報である秘密鍵Ａ４０２として格納し、ステップ７０４で取得した新たな秘密鍵ＫＥＹ（IDi、j+1）を次回の認証に使用する鍵情報である秘密鍵Ｂ４０３として格納する。
【０１０８】
ステップ７０６は、次回の認証の解となる認証チャレンジ情報を生成する処理ステップである。具体的には、センサ機器１５０の認証チャレンジ情報生成部１５１は、秘密鍵Ｂ４０３、前回の認証チャレンジ情報４０４、及びセンサＧＷ機器固有情報４０５を認証情報記憶部１５２から受け取り、上記3つの情報を順に連結した情報を入力情報として、一方向性関数によりj回目の認証要求時に送信するj+1回目の認証解である認証チャレンジ情報ＣＨＡ（IDi、j+1）を生成する。
【０１０９】
ステップ７０７は、認証用パケット２０１をセンサＧＷ１４０に対して送信する処理ステップである。具体的には、認証チャレンジ情報生成部１５１は、認証情報記憶部１５２に記憶されている秘密鍵Ａ４０２と、ステップ７０６で生成したj+1回目の認証解である認証チャレンジ情報とをパケット処理部Ｓｅ１５４に受け渡し、パケット処理部Ｓｅ１５４で認証用パケット２０１を生成し、センサネット用無線IF１５７を通じて該パケットを送信する。
【０１１０】
ステップ７０８は、認証確認パケット２１０を受信する処理である。具体的には、認証チャレンジ情報生成部１５１は、センサＧＷ１４０から送信された認証確認用パケット２１０を受信する。
【０１１１】
ステップ７０９は、認証が成功したかどうか調べる処理ステップである。具体的には、認証チャレンジ情報生成部１５１は、ステップ７０８でセンサ機器１５０が受信した認証確認用パケット２１０の認証ステータス情報２１２を読みこみ、認証成功の情報であるかどうかを判定する。
【０１１２】
ステップ７０９において判定した結果、認証が成功であった場合には、認証チャレンジ情報生成部１５１は、ステップ７１０とステップ７１１を実施する。そうでない場合には、ステップ７１２を実施する。
【０１１３】
ステップ７１０は、次の認証に向けて、認証チャレンジ情報を更新する処理ステップである。具体的には、認証チャレンジ情報生成部１５１は、認証情報記憶部１５２の過去の認証チャレンジ情報４０４に格納されている情報を破棄し、j回目の認証解である認証チャレンジ情報ＣＨＡ（IDi、j）を過去の認証チャレンジ情報４０４として新たに格納する。
【０１１４】
ステップ７１１は、センサ情報送信用パケット２２０を送信する処理ステップである。具体的には、センサ機器１５０はセンサ情報取得部１５６から取得したセンサ情報を基にセンサ情報送信用パケット２２０を生成し、センサＧＷ１４０に対して該センサ情報送信用パケットを送信する。
【０１１５】
ステップ７１２は、認証用パケット２０１を再送する処理ステップである。具体的には、センサ機器１５０が認証用パケット２０１をセンサＧＷ１４０に再送する。再送後、認証確認パケット２１０を受信するステップ７０８へ処理ステップを戻す。
【０１１６】
以上のステップ７０１〜ステップ７１２の処理を実施することで、センサ機器１５０はセンサ情報をセンサ情報処理センタサーバ１３０に対して送信する処理を実現できる。
【０１１７】
次に、図８を用いて、センサＧＷ１４０が、センサ機器１５０から送信された認証情報を用いて認証し、認証後に送信されるセンサ情報をセンサ情報センタサーバ１３０に転送する処理のフローを説明する。
【０１１８】
ステップ８０１は、認証用パケット２０１を受信する処理ステップである。具体的には、パケット処理部ＧＷ１４４は、センサネット用無線ＩＦ１４６を介してセンサ機器１５０から認証用パケット２０１を受信する。
【０１１９】
ステップ８０２は、センサ機器１５０を初めて認証するか否かを判定する処理ステップである。具体的には、認証処理部１４１は、認証用パケット２０１の送信元識別情報２０２から、送信元のセンサ機器１５０をこれまでに認証したことがあるか否かを判定する。センサＧＷ１４０の認証処理部１４１は、認証情報記憶部１４２に記憶された図３に示すセンサ機器管理情報のうち、センサ機器ＩＤ３０１のデータが空データまたは該当するＩＤが無い場合に、過去に認証チャレンジ情報を送信したことがないものとして、初めてのセンサ情報受信であると判定する。
【０１２０】
ステップ８０２の判定により、初めてのセンサ情報受信であると判定を得た場合には、認証処理部１４１は、ステップ８０３と、ステップ８０４と、ステップ８０５と、ステップ８０８以降と、を実施する。そうでない場合には、ステップ８０６と、ステップ８０７と、ステップ８０８以降と、を実施する。
【０１２１】
ステップ８０３は、認証処理部１４１が、認証情報記憶部１４２の初期設定情報を設定するための情報を取得する処理ステップである。具体的には、認証処理部１４１は、秘密情報入力ＩＦ１４５を介して、ＩＣカード５１７に予め記憶された初期認証チャレンジ情報ＣＨＡ（IDi、1）及びセンサＧＷ機器固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW））を取得する。取得後、ステップ８０４を実施する。
【０１２２】
ステップ８０４は、ステップ８０３で取得した初期設定情報を登録する処理である。具体的には、認証処理部１４１は、ステップ８０３で取得した初期認証チャレンジ情報、及びセンサＧＷ機器固有情報を、認証情報記憶部１４２の未認証チャレンジ情報３０３、及びセンサＧＷ機器固有情報３０４に格納する。また、あわせて、センサＧＷ機器固有情報を認証済チャレンジ情報３０２にダミーとして格納する。
【０１２３】
ステップ８０５は、初回の認証を行うために必要となる未認証チャレンジ情報の検証情報を生成する処理ステップである。具体的には、認証処理部１４１は、ステップ８０３で認証記憶部１４２が格納した未認証チャレンジ情報３０３を認証の成否を判定するための情報とする。これにより、初回の認証は必ず成功することとなる。該ステップ８０５を実施後、ステップ８０８を実施する。
【０１２４】
ステップ８０６は、初回の認証でない場合に、認証済チャレンジ情報を取得する処理ステップである。具体的には、認証処理部１４１は認証情報記憶部１４２の前回の認証時の解であった認証済チャレンジ情報ＣＨＡ（IDi、j-1）３０２、及びセンサＧＷ機器固有情報３０４を取得する。
【０１２５】
ステップ８０７は、今回の認証を行うために必要となる未認証チャレンジ情報の検証情報を生成する処理ステップである。具体的には、認証処理部１４１は、ステップ８０６で取得したセンサＧＷ機器固有情報３０４及び認証済チャレンジ情報３０２と、ステップ８０１で受信した認証用パケット２０１に含まれる認証鍵情報２０３の3つの情報を順に連結した情報を入力情報として、一方向性関数により認証の成否を判定するための情報を生成し、これを検証情報とする。
【０１２６】
ステップ８０８は、認証が成功か否かを判定する処理ステップである。具体的には、認証処理部１４１は、ステップ８０５またはステップ８０７で生成した認証の成否を判定するための検証情報と、認証情報記憶部１４２に格納された未認証チャレンジ情報３０３が一致しているか否かを判定する。一致していれば、認証成功と判定する。
【０１２７】
ステップ８０８の判定により、認証が成功であるとの判定を得た場合には、認証処理部１４１は、ステップ８０９〜８１３を実施する。それ以外の場合は、ステップ８１４へ進む。
【０１２８】
ステップ８０９は、次の認証に向けて、認証済みチャレンジ情報を更新する処理ステップである。具体的には、認証処理部１４１は、認証情報記憶部１４２の認証済チャレンジ情報３０２を破棄し、未認証チャレンジ情報３０３であったデータを認証済チャレンジ情報３０２として登録する。
【０１２９】
ステップ８１０は、未認証チャレンジ情報３０３を更新する処理である。具体的には、認証処理部１４１は、パケット処理部ＧＷ１４４が受信した認証用パケット２０１のj+1回目の認証解である認証チャレンジ情報２０４を、未認証チャレンジ情報３０３として格納する。
【０１３０】
ステップ８１１は、ステップ８０８にて判定した結果、認証が成功した旨を送信する処理ステップである。具体的には、認証処理部１４１は、認証ステータス情報２１２を認証成功とした認証確認用パケット２１０を作成し、パケット処理部ＧＷ１４４はセンサネット用無線ＩＦ１４６を介して、センサ機器１５０に対して認証確認用パケットを送信する。
【０１３１】
ステップ８１２は、センサ情報を受信する処理ステップである。具体的には、パケット処理部ＧＷ１４４は、センサネット用無線ＩＦ１４６を介して、センサ機器１５０から送信されたセンサ情報送信用パケット２２０を受信する。
【０１３２】
ステップ８１３は、ステップ８１２で受信したセンサ情報をセンサ情報処理センタサーバ１３０に送信する処理ステップである。具体的には、センサＧＷ１４１は、ステップ８１２で受信したセンサ情報送信用パケット２２０に含まれる送信元識別情報２２１を読み取り、ステップ８０７において認証が成功したセンサ機器１５０からの送信情報であれば、センサ情報識別情報２２１と共にデータ部２２２をセンサ情報処理センタサーバ１３０へ送信する。
【０１３３】
ステップ８１４は、認証が失敗であった旨を送信する処理ステップである。具体的には、センサＧＷ１４０は、認証ステータス情報２１２を認証失敗とした認証確認用パケット２１０を作成し、パケット処理部ＧＷ１４４はセンサネット用無線ＩＦ１４６を介して、センサ機器１５０に対して認証確認用パケットを送信する。
【０１３４】
以上のステップ８０１〜８１４を処理後は、認証処理部１４１は、再度センサ機器１５０からj+1回目の認証用パケット２０１が送信されるのを待機する。
【０１３５】
以上の第１の実施形態では、センサ機器１５０から、次回の認証時に必要となる認証解と、今回の認証に使用する認証キーと、をセンサＧＷ１４０に認証の都度送信することで、認証回数に制限をもたせることなく認証を実施することが可能となり、認証情報共有のための初期設定作業は機器利用開始時のみだけで良くなる。すなわち、端末管理者の設定作業負担を軽減する認証システムを提供することができる。また、センサ機器からセンサ情報を送信するタイミングに合わせて認証を行うことができるため、送信タイミングが異なる機器、例えば即応性が求められるリアルタイムセンサとそうでないセンサとを同一のセンサシステム上に併設することができる。
【０１３６】
また、第１の実施形態では、センサ機器１５０の秘密鍵更新部１５３は、ステップ７０４において、認証用秘密鍵をランダムに生成しているが、これに限るものではない。
【０１３７】
例えば、認証用秘密鍵を特定の規則に従って並び替えたり、並び替えた後に特定のビット列についてビットを反転させたり、特定のビット列との排他的論理和をとった結果と入れ替えることでステップ７０４の生成処理としてもよい。
【０１３８】
以下、本発明の第２の実施形態について、図９〜１２を用いて説明する。
【０１３９】
第２の実施形態では、第1の実施形態と基本的な構成は同様であるが、図９に示すように、センサＧＷ１４０に鍵更新処理部９４７を追加している点と、センサ機器１５０の秘密鍵更新部９５３の処理内容が変更されている点が異なる。
【０１４０】
図９に示す鍵更新処理部９４７は、センサ機器１５０を機器認証する際に必要な、センサＧＷ１４０固有情報を生成しセンサ機器１５０に対して配布する機能部である。鍵更新処理部９４７は、直前まで使用していたＧＷ秘密鍵と、新たな秘密鍵の２つの鍵を入力として、前記情報だけでは新たな秘密鍵が推測できないような値を固有情報更新情報として出力し、またその他鍵更新の制御機能を実現する。
【０１４１】
例えばＫＥＹ（GW、k-1）（kは２以上の自然数）を直前の秘密鍵とし、またＫＥＹ（GW、k）を新たな秘密鍵とする場合に、前記２つの秘密鍵の排他的論理和を求め固有情報更新情報として出力する機能を有する。ここで、上記した「ＫＥＹ(GW,k-1)」という表記は、GWで識別される機器（すなわちセンサＧＷ１４０）のk-1番目の秘密鍵「ＫＥＹ」であるデータを指す表記である。
【０１４２】
図１０に、第２の実施形態に特有の鍵更新用パケット１０００のデータ形式を示す。
【０１４３】
鍵更新用パケット１０００は、センサＧＷ１４０が、センサ機器１５０に対して、センサＧＷ１４０の秘密鍵の変更を通知する際に送信するパケットである。鍵更新用パケット１０００は、鍵の変更を通知する送信元を識別する送信元識別情報１００１と、鍵の変更内容のキーとなる固有情報更新情報１００２と、を有して構成される。
【０１４４】
送信元識別情報１００１は、鍵更新用パケット１０００を送信したセンサＧＷ１４０を識別するための情報であり、パケット処理部ＧＷ１４４は、認証情報記憶部１４２に記憶されたセンサＧＷ機器１４０固有の識別子であるセンサＧＷ機器固有情報３０４を送信元識別情報１００１に格納することで鍵更新用パケット１０００を作成する。
【０１４５】
固有情報更新情報１００２は、鍵更新のために必要な固有情報更新情報であり、パケット処理部ＧＷ１４４は、鍵更新処理部９４７が新たに作成した固有情報更新情報を固有情報更新情報１００２に格納することで鍵更新用パケット１０００を作成する。
【０１４６】
図１１は、第２の実施形態におけるセンサＧＷ１４０が認証情報記憶部１４２に記憶するセンサ機器管理情報を示す図である。
【０１４７】
各レコードは、センサ機器ＩＤ３０１と、認証済チャレンジ情報３０２と、未認証チャレンジ情報３０３と、センサＧＷ機器固有情報３０４と、に加えて、旧センサＧＷ機器固有情報３０５と、更新フラグ３０６と、を有する。
【０１４８】
旧センサＧＷ機器固有情報３０５は、センサＧＷ機器固有情報３０４に更新があった際に、更新前のセンサＧＷ機器固有情報３０４を退避するためのエリアである。
【０１４９】
更新フラグ３０６は、前記した更新前のセンサＧＷ機器固有情報を有効にすべきか否かを示すフラグであり、ＹＥＳかＮＯかの二値の情報を持つ。
【０１５０】
以下に、第２の実施形態における鍵更新処理部９４７と、秘密鍵更新部９５３の動作について、図１２を用いて説明する。
【０１５１】
図１２は、センサＧＷ１４０とセンサ機器１５０の間で実施する固有情報更新処理の流れを示す図である。これは、センサＧＷ１４０が設定したセンサＧＷ固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW、k-1））（kは２以上の自然数）をセンサＧＷ１４０とセンサ機器１５０間でＨ（ＫＥＹ（GW、k））へ更新する手順を示すシーケンスを示す図である。
【０１５２】
該シーケンスで示す固有情報更新の処理は、センサシステム１００上において、手動指示等による任意のタイミング、あるいは所定のタイミング、所定の周期性のあるタイミングで実施するかを問わない。
【０１５３】
最初に、センサＧＷ１４０の鍵更新処理部９４７は、センサＧＷ機器秘密情報ＫＥＹ（GW、k）を生成する処理を行う（ステップ１２０１）。
【０１５４】
具体的には、鍵更新処理部９４７は、センサＧＷ機器秘密情報ＫＥＹ（GW、k）をランダムな値としてもよいし、例えばk-1番目のセンサＧＷ機器秘密情報ＫＥＹ（GW、k-1）に対して、ランダムな値との排他的論理和を取ることで得られる値などとしても良い。
【０１５５】
次に、鍵更新処理部９４７は、センサＧＷ機器固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW、k））を生成する（ステップ１２０２）。
【０１５６】
具体的には、鍵更新処理部９４７は、ステップ１２０１で得られたセンサＧＷ機器秘密情報ＫＥＹ（GW、k）を所定のハッシュ関数Ｈに入力して得られる値を、Ｈ（ＫＥＹ（GW、k））とする。
【０１５７】
次に、鍵更新処理部９４７は、センサＧＷ１４０の現在の固有情報であるＨ（ＫＥＹ（GW、k-1））と、更新後の固有情報であるＨ（ＫＥＹ（GW、k））から、固有情報更新情報Ｈ´（GW、k）を生成する（ステップ１２０３）。具体的には、前記した現在の固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW、k-1））、更新後の固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW、k））、固有情報更新情報Ｈ´（GW、k）の3つの情報のうち少なくとも任意の2つを知っていれば残りの1つが生成可能となるように固有情報更新情報Ｈ´（GW、k）を算出する。例えば、Ｈ（ＫＥＹ（GW、k-1））とＨ（ＫＥＹ（GW、k））を入力とする排他的論理和を求め、これを固有情報更新情報Ｈ´（GW、k）とする。
【０１５８】
次に、鍵更新処理部９４７は、認証情報記憶部１４２の全てのレコードに対して、センサＧＷ機器固有情報３０４を、旧センサＧＷ機器固有情報３０５に退避し、固有情報更新フラグ３０６をＹＥＳに設定する。そして、ステップ１２０２で作成した更新後の固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW、k））を、認証情報記憶部１４２のセンサＧＷ機器固有情報３０４として、全てのレコードに対して格納する（ステップ１２０４）。
【０１５９】
次に、鍵更新処理部９４７は、固有情報更新情報Ｈ´（GW、k）を、センサ機器１５０へ送信する（ステップ１２０５）。
【０１６０】
ステップ１２０５で送信された固有情報更新情報Ｈ´（GW、k）を受信すると、秘密鍵更新部９５３は、認証情報記憶部１５２のセンサＧＷ機器固有情報４０５に格納されている現在のセンサＧＷ機器固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW、k-1））と、固有情報更新情報Ｈ´（GW、k）から更新後の固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW、k））を生成する（ステップ１２０６）。
【０１６１】
具体的には、固有情報更新情報Ｈ´（GW、k）は、現在のセンサＧＷ機器固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW、k-1））と、求める更新後の固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW、k））との排他的論理和であることから、秘密鍵更新部９５３は、現在のセンサＧＷ機器固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW、k-1））と、固有情報更新情報Ｈ´（GW、k）との排他的論理和を取ることで、求める更新後の固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW、k））を生成する。
【０１６２】
秘密鍵更新部９５３は、更新後の固有情報Ｈ（ＫＥＹ（GW、k））を、認証情報記憶部１５２のセンサＧＷ機器固有情報４０５として格納する（ステップ１２０７）。
【０１６３】
以上が、新たなセンサＧＷ機器固有情報４０５を更新する処理の流れとなる。
【０１６４】
図１３に示すように、第２の実施形態では、センサＧＷ側の認証処理のフローにも変更が発生する。
【０１６５】
第２の実施形態におけるセンサＧＷ１４０が、センサ機器１５０から送信された認証情報を用いて認証し、認証後に送信されるセンサ情報をセンサ情報センタサーバ１３０に転送する処理のフローは、基本的には図８に示すフローチャートと同様である。
【０１６６】
ただし、ステップ８０６と、ステップ８１０の処理内容が異なる。具体的には、上記のセンサＧＷ１４０のセンサＧＷ機器固有情報の更新を実施した場合に、センサ機器１５０側の該情報は即時で切り替えて問題ないが、センサＧＷ側の該情報については更新前のセンサＧＷ機器固有情報を用いて認証チャレンジを行わなければならないため、次回の認証が終わるまでは切り替えてはいけない。このことを担保するための処理を、ステップ８０６と、ステップ８１０と、に変えて、それぞれステップ１３０６と、ステップ１３１０としている点に相違がある。
【０１６７】
ステップ１３０６は、認証済チャレンジ情報を取得する処理ステップである。具体的には、認証処理部１４１は認証情報記憶部１４２の前回の認証時の解であった認証済チャレンジ情報ＣＨＡ（IDi、j-1）３０２、及びセンサＧＷ機器固有情報３０４を取得する。
【０１６８】
ただし、センサＧＷ機器固有情報３０４の取得にあたり、認証処理部１４１は認証情報記憶部１４２の更新フラグ３０６がＹＥＳであるか否かを判定し、ＹＥＳであれば、センサＧＷ機器固有情報３０４からではなく、旧センサＧＷ機器固有情報３０５から取得する。
【０１６９】
また、ステップ１３１０は、未認証チャレンジ情報３０３を更新する処理であるが、あわせて、認証情報記憶部１４２の更新フラグ３０６をＮＯに設定する。具体的には、認証処理部１４１は、パケット処理部ＧＷ１４４が受信した認証用パケット２０１の認証チャレンジ情報２０４を、未認証チャレンジ情報３０３として格納すると共に、更新フラグ３０６がＹＥＳであればこれをＮＯに上書きする。
【０１７０】
以上の処理を実施することにより、センサＧＷ１４０とセンサ機器１５０間でセンサＧＷ機器固有情報の更新が可能となる。
【０１７１】
第２の実施形態により、センサシステム１００で共有する秘密情報であるセンサＧＷ機器固有情報を安全に任意のタイミングまたは特定の周期で更新することが可能となり、第１の実施形態に比較してセキュリティレベルを向上させることができる。
【０１７２】
上記第１と第２の実施形態は、本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれらに限定されることは無い。例えば、上記実施形態では、認証を要求する機器としてセンサ機器を例に説明したが、これは機器認証を要求する任意の機器でよく、センサ機器に限定するものではない。同様に、認証を行う機器としてセンサＧＷを例に説明したが、これは機器を認証する任意の機器でよく、センサＧＷに限定するものではない。
【０１７３】
また、上記実施形態では、センサ機器とセンサＧＷとの間での機器認証、及び、センサ機器とセンサＧＷとセンサ情報処理センタサーバとの間でのセンサ情報の送信についての実施の形態を説明したが、センサ機器を認証する主体はセンサ情報処理センタサーバでもよく、上記システム構成に限定されるものではない。
【０１７４】
なお、上記のセンサシステム１００は、システムとして取引対象とするだけでなく、各機器単位、またはその機器の動作を実現するプログラム部品単位で取引対象とすることも可能である。
【０１７５】
以上が、本発明の実施形態である。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】第１の実施形態におけるセンサシステムの全体構成図である。
【図２】認証用パケット、認証確認用パケットおよびセンサ情報送信用パケットのデータ形式を示す図である。
【図３】第１の実施形態におけるセンサＧＷ上のセンサ機器管理情報を示す図である。
【図４】第１の実施形態におけるセンサ機器上のセンサ機器情報を示す図である。
【図５】第１の実施形態におけるセンサ機器とセンサＧＷのハードウェア構成図である。
【図６】第１の実施形態における認証とセンサ情報送信の流れの概要を示す図である。
【図７】第１の実施形態におけるセンサ機器のセンサ情報送信処理フロー図である。
【図８】第１の実施形態におけるセンサＧＷの機器認証とセンサ情報転送処理フロー図である。
【図９】第２の実施形態におけるセンサシステムの全体構成図である。
【図１０】鍵更新用パケットのデータ形式を示す図である。
【図１１】第２の実施形態におけるセンサＧＷ上のセンサ機器管理情報を示す図である。
【図１２】第２の実施形態におけるセンサＧＷ固有情報を更新する流れの概要を示す図である。
【図１３】第２の実施形態におけるセンサＧＷの機器認証とセンサ情報転送処理フロー図である。
【符号の説明】
【０１７７】
１００：センサシステム、１１０：Ｗｅｂクライアント、１２０：ネットワーク、１３０：センサ情報処理センタサーバ、１４０：センサＧＷ、１５０：センサ機器、２０１：認証パケット、２１０：認証確認用パケット、２２０：センサ情報送信用パケット、１０００：鍵更新用パケット
【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９】
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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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