(57)【要約】【課題】  伝送路の本来の特性に応じた秘密鍵を生成可能な無線通信システムを提供する。【解決手段】  無線通信システム１００は、無線装置１０，３０と、アンテナ１１と、アレーアンテナ２０とを備える。無線装置１０及び３０は、アレーアンテナ２０の指向性を複数の指向性に変えながら相手方から受信した複数の電波の強度に基づいて秘密鍵を生成する場合、各電波を複数のサンプリングタイミングでサンプリングした複数のサンプリング値から最大値及び最小値を破棄して各電波の強度を検出することにより複数の電波に対応する複数の電波強度を検出し、その検出した複数の電波強度のうち、しきい値以上の複数の電波強度から最大強度及び最小強度を破棄して複数の電波強度を多値化する。そして、無線装置１０，３０は、その多値化したビットパターンを秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２とする。【選択図】        図１
2005333488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性を電気的に切換え可能な第１のアンテナと、
第２のアンテナと、
前記第１及び第２のアンテナを介して無線伝送路により電波を相互に送受信する第１及び第２の無線装置とを備え、
前記第１の無線装置は、前記第１のアンテナの指向性が所定のパターンに従ってｎ（ｎは自然数）個の指向性に変えられたときに前記ｎ個の指向性に対応して前記第２の無線装置から受信したｎ個の電波に基づいて、各指向性に対応して受信した各電波をｍ（ｍは自然数）個のサンプリングタイミングでサンプリングしたｍ個のサンプリング値に基づいて前記各指向性に対応する各電波の電波強度を検出することにより前記ｎ個の電波に対応するｎ個の電波強度を検出する電波強度検出処理と、前記検出したｎ個の電波強度からしきい値以上のｋ（ｋは、ｋ＜ｎを満たす自然数）個の電波強度を検出し、その検出したｋ個の電波強度を多値化して秘密鍵を生成する秘密鍵生成処理とを用いて第１の秘密鍵を生成する場合において、前記ｍ個のサンプリング値または前記ｋ個の電波強度のうち所定の基準からはずれる一部のサンプリング値または電波強度を破棄する適正化処理を前記電波強度検出処理および前記秘密鍵生成処理の少なくとも一方の処理に適用して前記第１の秘密鍵を生成し、
前記第２の無線装置は、前記第１のアンテナの指向性が前記ｎ個の指向性に変えられたときに前記ｎ個の指向性に対応して前記第１の無線装置から受信したｎ個の電波に基づいて、前記電波強度検出処理と前記秘密鍵生成処理とを用いて前記第１の秘密鍵と同じ第２の秘密鍵を生成する場合において、前記電波強度検出処理および前記秘密鍵生成処理との少なくとも一方の処理に前記適正化処理を適用して前記第２の秘密鍵を生成する、無線通信システム。
【請求項２】
前記秘密鍵生成処理における前記適正化処理は、前記第１および第２の無線装置において同時に実行される、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記適正化処理は、前記電波強度検出処理においては、前記ｍ個のサンプリング値の最大値以下の所定数のサンプリング値からなる上側サンプリング値と、前記ｍ個のサンプリング値の最小値以上の所定数のサンプリング値からなる下側サンプリング値との少なくとも一方のサンプリング値を破棄する処理であり、前記秘密鍵生成処理においては、前記ｋ個の電波強度の最大値以下の所定数の電波強度からなる上側電波強度と、前記ｋ個の電波強度の最小値以上の所定数の電波強度からなる下側電波強度との少なくとも一方の電波強度を破棄する処理である、請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記適正化処理は、前記電波強度検出処理においては、前記上側サンプリング値および前記下側サンプリング値の両方を破棄する処理であり、前記秘密鍵生成処理においては、前記上側電波強度および前記下側電波強度の両方を破棄する処理である、請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記適正化処理は、前記ｍ個のサンプリング値または前記ｋ個の電波強度の最大値および最小値の少なくとも一方を破棄することである、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記適正化処理は、前記最大値および前記最小値の両方を破棄することである、請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記適正化処理は、前記ｍ個のサンプリング値または前記ｋ個の電波強度のうち、正規分布からはずれるサンプリング値または電波強度を破棄する処理である、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記適正化処理は、前記ｍ個のサンプリング値または前記ｋ個の電波強度のうち、標準偏差の所定倍離れたサンプリング値または電波強度を破棄することである、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記第１の無線装置は、前記電波強度検出処理および前記秘密鍵生成処理の両方に前記適正化処理を適用して前記第１の秘密鍵を生成し、
前記第２の無線装置は、前記電波強度検出処理および前記秘密鍵生成処理の両方に前記適正化処理を適用して前記第２の秘密鍵を生成する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信システムに関し、特に、暗号化した情報を無線により通信する無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、情報化社会の発展に伴い情報通信が益々重要になるとともに、情報の盗聴または不正利用がより深刻な問題となっている。このような情報の盗聴を防止するために従来から情報を暗号化して送信することが行なわれている。
【０００３】
情報を暗号化して端末間で通信を行なう方式として公開鍵暗号方式と秘密鍵暗号方式とがある。公開鍵暗号方式は、安全性が高いが、大容量のデータの暗号化には向かない。
【０００４】
一方、秘密鍵暗号方式は、処理が比較的簡単であり、大容量のデータの高速暗号化も可能であるが、秘密鍵を通信の相手方に送信する必要がある。また、秘密鍵暗号方式は、同一の秘密鍵を使用し続けると、暗号解読の攻撃を受けやすく、安全性が損なわれる可能性がある。
【０００５】
そこで、秘密鍵を相手方に送信せずに秘密鍵を共有する方法として、２つの端末間の伝送路の特性を測定し、その測定した特性に基づいて各端末で秘密鍵を生成する方法が提案されている（非特許文献１）。
【０００６】
この方法は、２つの端末間でデータを送受信したときの遅延プロファイルを各端末で測定し、その測定した遅延プロファイルをアナログ信号からデジタル信号に変換して各端末で秘密鍵を生成する方法である。即ち、伝送路を伝搬する電波は可逆性を示すために、一方の端末から他方の端末へデータを送信したときの遅延プロファイルは、他方の端末から一方の端末へ同じデータを送信したときの遅延プロファイルと同じになる。従って、一方の端末で測定した遅延プロファイルに基づいて生成された秘密鍵は、他方の端末で測定した遅延プロファイルに基づいて作成された秘密鍵と同じになる。
【０００７】
このように、伝送路特性を用いて秘密鍵を生成する方法は、同じデータを２つの端末間で相互に送受信するだけで同じ秘密鍵を共有することができる。
【非特許文献１】堀池  元樹、笹岡  秀一，「陸上移動通信路の不規則変動に基づく秘密鍵共有方式」，信学技報，社団法人  電子情報通信学会，２００２年１０月，TECHNICAL REPORT OF IEICE RCS2002-173，ｐ．７−１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、２つの端末間で所定のデータを送受信した場合、伝送路のノイズによって電波の強度が急激に変化することもあり、このような急激に変化する電波強度を用いて秘密鍵を生成すると、伝送路の本来の特性に応じた秘密鍵を生成することが困難であるという問題がある。
【０００９】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、伝送路の本来の特性に応じた秘密鍵を生成可能な無線通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、第１及び第２のアンテナと、第１及び第２の無線装置とを備える。第１のアンテナは、指向性を電気的に切換え可能なアンテナである。第１及び第２の無線装置は、第１及び第２のアンテナを介して無線伝送路により電波を相互に送受信する。そして、第１の無線装置は、第１のアンテナの指向性が所定のパターンに従ってｎ（ｎは自然数）個の指向性に変えられたときにｎ個の指向性に対応して第２の無線装置から受信したｎ個の電波に基づいて、各指向性に対応して受信した各電波をｍ（ｍは自然数）個のサンプリングタイミングでサンプリングしたｍ個のサンプリング値に基づいて各指向性に対応する各電波の電波強度を検出することによりｎ個の電波に対応するｎ個の電波強度を検出する電波強度検出処理と、検出したｎ個の電波強度からしきい値以上のｋ（ｋは、ｋ＜ｎを満たす自然数）個の電波強度を検出し、その検出したｋ個の電波強度を多値化して秘密鍵を生成する秘密鍵生成処理とを用いて第１の秘密鍵を生成する場合において、ｍ個のサンプリング値またはｋ個の電波強度のうち所定の基準からはずれる一部のサンプリング値または電波強度を破棄する適正化処理を電波強度検出処理および秘密鍵生成処理の少なくとも一方の処理に適用して第１の秘密鍵を生成する。また、第２の無線装置は、第１のアンテナの指向性がｎ個の指向性に変えられたときにｎ個の指向性に対応して第１の無線装置から受信したｎ個の電波に基づいて、電波強度検出処理と秘密鍵生成処理とを用いて第１の秘密鍵と同じ第２の秘密鍵を生成する場合において、電波強度検出処理および秘密鍵生成処理との少なくとも一方の処理に適正化処理を適用して第２の秘密鍵を生成する。
【００１１】
好ましくは、秘密鍵生成処理における適正化処理は、第１および第２の無線装置において同時に実行される。
【００１２】
好ましくは、適正化処理は、電波強度検出処理においては、ｍ個のサンプリング値の最大値以下の所定数のサンプリング値からなる上側サンプリング値と、ｍ個のサンプリング値の最小値以上の所定数のサンプリング値からなる下側サンプリング値との少なくとも一方のサンプリング値を破棄する処理であり、秘密鍵生成処理においては、ｋ個の電波強度の最大値以下の所定数の電波強度からなる上側電波強度と、ｋ個の電波強度の最小値以上の所定数の電波強度からなる下側電波強度との少なくとも一方の電波強度を破棄する処理である。
【００１３】
好ましくは、適正化処理は、電波強度検出処理においては、上側サンプリング値および下側サンプリング値の両方を破棄する処理であり、秘密鍵生成処理においては、上側電波強度および下側電波強度の両方を破棄する処理である。
【００１４】
好ましくは、適正化処理は、ｍ個のサンプリング値またはｋ個の電波強度の最大値および最小値の少なくとも一方を破棄することである。
【００１５】
好ましくは、適正化処理は、最大値および最小値の両方を破棄することである。
【００１６】
好ましくは、適正化処理は、ｍ個のサンプリング値またはｋ個の電波強度のうち、正規分布からはずれるサンプリング値または電波強度を破棄する処理である。
【００１７】
好ましくは、適正化処理は、ｍ個のサンプリング値またはｋ個の電波強度のうち、標準偏差の所定倍離れたサンプリング値または電波強度を破棄することである。
【００１８】
好ましくは、第１の無線装置は、電波強度検出処理および秘密鍵生成処理の両方に適正化処理を適用して第１の秘密鍵を生成する。また、第２の無線装置は、電波強度検出処理および秘密鍵生成処理の両方に適正化処理を適用して第２の秘密鍵を生成する。
【発明の効果】
【００１９】
この発明においては、指向性を電気的に切換え可能な第１のアンテナの指向性を複数の指向性に順次変えて受信した複数の電波の強度に基づいて秘密鍵を作成する場合、各電波を複数のサンプリングタイミングでサンプリングして各電波の強度を検出する電波強度検出処理と、複数の電波強度を多値化して秘密鍵を生成する秘密鍵生成処理との少なくとも一方の処理に、複数のサンプリング値または複数の電波強度のうち、所定の基準からはずれるサンプリング値または電波強度を破棄する適正化処理を適用する。その結果、伝送路のノイズ等の影響を受けたサンプリング値および／または電波強度が除去されて第１および第２の秘密鍵が生成される。
【００２０】
従って、この発明によれば、伝送路の本来の特性に応じて秘密鍵を生成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の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。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２２】
図１は、この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。無線通信システム１００は、無線装置１０，３０と、アンテナ１１と、アレーアンテナ２０とを備える。無線装置１０は、例えば、ユーザの移動体通信端末である。また、無線装置３０は、例えば、無線アクセスポイントである。
【００２３】
アンテナ１１は、無線装置１０に装着される。そして、アンテナ１１は、全方位性のアンテナである。アレーアンテナ２０は、アンテナ素子２１〜２７を備える。アンテナ素子２４は、給電素子であり、アンテナ素子２１〜２３，２５〜２７は、無給電素子である。そして、アンテナ素子２１〜２３，２５〜２７は、アンテナ素子２４の周りに略円形に配置される。また、アンテナ素子２１〜２３，２５〜２７は、相互に等間隔に配置される。無給電素子であるアンテナ素子２１〜２３，２５〜２７には、可変容量素子であるバラクタダイオードが装荷され、その装荷されたバラクタダイオードに印加する直流電圧を制御することにより、アレーアンテナ２０は、適応ビーム形成が可能である。
【００２４】
即ち、アレーアンテナ２０は、無線装置３０に含まれるバラクタダイオード（図示せず）に印加する直流電圧を変えることによって指向性が変えられる。従って、アレーアンテナ２０は、電気的に指向性を切換え可能なアンテナである。そして、アレーアンテナ２０は、無線装置３０に装着される。
【００２５】
無線装置１０と無線装置３０との間で通信が行われる場合、電波は、無線装置１０のアンテナ１１と無線装置３０のアレーアンテナ２０との間を直接伝搬したり、中間物４０による影響を受けて伝搬する。中間物４０としては、反射物及び障害物が想定される。中間物４０が反射物である場合、無線装置１０のアンテナ１１または無線装置３０のアレーアンテナ２０から出射した電波は、中間物４０によって反射されて無線装置３０のアレーアンテナ２０または無線装置１０のアンテナ１１へ伝搬する。また、中間物４０が障害物である場合、無線装置１０のアンテナ１１または無線装置３０のアレーアンテナ２０から出射した電波は、中間物４０によって回折されて無線装置３０のアレーアンテナ２０または無線装置１０のアンテナ１１へ伝搬する。
【００２６】
このように、電波は、無線装置１０のアンテナ１１と無線装置３０のアレーアンテナ２０との間を直接伝搬したり、中間物４０による反射を受けて反射波として伝搬したり、中間物４０による回折を受けて回折波として伝搬したりする。そして、電波は、無線装置１０のアンテナ１１から無線装置３０のアレーアンテナ２０（または無線装置３０のアレーアンテナ２０から無線装置１０のアンテナ１１）へ伝搬する場合、直接伝搬成分、反射波成分及び回折波成分が混在しており、無線装置１０のアンテナ１１から無線装置３０のアレーアンテナ２０（または無線装置３０のアレーアンテナ２０から無線装置１０のアンテナ１１）へ伝搬した電波がどのような成分により構成されるかによって無線装置１０と無線装置３０との間の伝送路の特性が決定される。
【００２７】
この発明においては、無線装置１０と無線装置３０との間で通信が行なわれる場合、アレーアンテナ２０の指向性を複数個に変えて時分割復信（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）等により所定のデータが同一の周波数で無線装置１０，３０間で送受信される。そして、無線装置１０，３０は、アレーアンテナ２０の指向性を複数個に変えたときの複数の電波の強度を示す受信信号プロファイルＲＳＳＩを後述する方法によって生成し、その生成した受信信号プロファイルＲＳＳＩに基づいて後述する方法によって秘密鍵を生成する。
【００２８】
秘密鍵が無線装置１０，３０において生成されると、無線装置１０，３０は、生成した秘密鍵により情報を暗号化して相手方へ送信し、相手方から受信した暗号化情報を秘密鍵によって復号して情報を取得する。
【００２９】
図２は、図１に示す一方の無線装置１０の概略ブロック図である。無線装置１０は、信号発生部１１０と、送信処理部１２０と、アンテナ部１３０と、受信処理部１４０と、プロファイル生成部１５０と、鍵作成部１６０と、鍵一致確認部１７０と、鍵記憶部１８０と、鍵一致化部１９０と、暗号部２００と、復号部２１０とを含む。
【００３０】
信号発生部１１０は、秘密鍵を生成するときに無線装置３０へ送信するための所定の信号を生成し、その生成した所定の信号を送信処理部１２０へ出力する。送信処理部１２０は、変調、周波数変換、多元接続及び送信信号の増幅等の送信系の処理を行なう。アンテナ部１３０は、図１に示すアンテナ１１からなり、送信処理部１２０からの信号を無線装置３０へ送信し、無線装置３０からの信号を受信して受信処理部１４０またはプロファイル生成部１５０へ供給する。
【００３１】
受信処理部１４０は、受信信号の増幅、多元接続、周波数変換及び復調等の受信系の処理を行なう。そして、受信処理部１４０は、受信処理を行なった信号を必要に応じて鍵一致確認部１７０、鍵一致化部１９０及び復号部２１０へ出力する。
【００３２】
プロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０の指向性を複数個に変えたときの複数の電波をアンテナ部１３０から順次受け、その受けた複数の電波の強度を後述する方法によって検出する。そして、プロファイル生成部１５０は、検出した複数の強度からなる受信信号プロファイルＲＳＳＩを生成して鍵作成部１６０へ出力する。
【００３３】
鍵作成部１６０は、プロファイル生成部１５０からの受信信号プロファイルＲＳＳＩに基づいて後述する方法によって秘密鍵Ｋｓ１を作成する。そして、鍵作成部１６０は、作成した秘密鍵Ｋｓ１を鍵一致確認部１７０及び鍵一致化部１９０へ出力する。
【００３４】
鍵一致確認部１７０は、所定の信号を送信処理部１２０、アンテナ部１３０及び受信処理部１４０を介して無線装置３０と送受信し、鍵作成部１６０によって作成された秘密鍵Ｋｓ１が無線装置３０において作成された秘密鍵Ｋｓ２に一致するか否かを後述する方法によって確認する。そして、鍵一致確認部１７０は、秘密鍵Ｋｓ１が秘密鍵Ｋｓ２に一致すると確認したとき、秘密鍵Ｋｓ１を鍵記憶部１８０に記憶する。また、鍵一致確認部１７０は、秘密鍵Ｋｓ１が秘密鍵Ｋｓ２に不一致であることを確認したとき、不一致信号ＮＭＴＨを生成して鍵一致化部１９０へ出力する。
【００３５】
鍵記憶部１８０は、鍵一致確認部１７０及び鍵一致化部１９０からの秘密鍵Ｋｓ１を記憶する。また、鍵記憶部１８０は、記憶した秘密鍵Ｋｓ１を暗号部２００及び復号部２１０へ出力する。なお、鍵記憶部１８０は、秘密鍵Ｋｓ１を一時的、例えば、無線装置３０との通信の間だけ記憶するようにしてもよい。
【００３６】
鍵一致化部１９０は、鍵一致確認部１７０から不一致信号ＮＭＴＨを受けると、後述する方法によって秘密鍵Ｋｓ１を秘密鍵Ｋｓ２に一致させる。そして、鍵一致化部１９０は、一致させた秘密鍵が秘密鍵Ｋｓ２に一致することを鍵一致確認部１７０における方法と同じ方法によって確認する。鍵一致化部１９０は、秘密鍵Ｋｓ１を秘密鍵Ｋｓ２に一致させると、秘密鍵Ｋｓ１を鍵記憶部１８０に記憶する。
【００３７】
暗号部２００は、送信データを鍵記憶部１８０に記憶された秘密鍵Ｋｓ１によって暗号化して送信処理部１２０へ出力する。復号部２１０は、受信処理部１４０からの信号を鍵記憶部１８０からの秘密鍵Ｋｓ１によって復号して受信データを生成する。
【００３８】
図３は、図１に示す他方の無線装置３０の概略ブロック図である。無線装置３０は、無線装置１０のアンテナ部１３０をアンテナ部２２０に代え、指向性設定部２３０を追加したものであり、その他は、無線装置１０と同じ構成からなる。
【００３９】
アンテナ部２２０は、図１に示すアレーアンテナ２０からなる。そして、アンテナ部２２０は、送信処理部１２０からの信号を指向性設定部２３０によって設定された指向性で無線装置１０へ送信し、無線装置１０からの信号を指向性設定部２３０によって設定された指向性で受信して受信処理部１４０またはプロファイル生成部１５０へ出力する。
【００４０】
指向性設定部２３０は、アンテナ部２２０の指向性を設定する。また、指向性設定部２３０は、無線装置１０，３０において秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を生成するとき、後述する方法により所定の順序に従ってアンテナ部２２０の指向性を順次切換える。
【００４１】
なお、無線装置３０のプロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０の指向性を複数個に変えたときの複数の電波をアンテナ部２２０から順次受け、その受けた複数の電波の強度を後述する方法によって検出する。そして、プロファイル生成部１５０は、検出した複数の強度からなる受信信号プロファイルＲＳＳＩを生成して鍵作成部１６０へ出力する。
【００４２】
図４は、図３に示す指向性設定部２３０の概略ブロック図である。指向性設定部２３０は、バラクタダイオード２３１〜２３６と、制御電圧発生回路２３７とを含む。バラクタダイオード２３１〜２３６は、それぞれ、図１に示すアンテナ素子２１〜２３，２５〜２７に装荷される。制御電圧発生回路２３７は、制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｎ（ｎは自然数）を順次発生し、その発生した制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｎをバラクタダイオード２３１〜２３６へ順次出力する。制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｎの各々は、６個のバラクタダイオード２３１〜２３６に対応して６個の電圧値Ｖ１〜Ｖ６からなる。そして、バラクタダイオード２３１〜２３６は、制御電圧セットＣＬＶ１を受けると、その受けた制御電圧セットＣＬＶ１に応じて無給電素子２１〜２３，２５〜２７に装荷される容量を所定の容量に設定し、アレーアンテナ２０の指向性を１つの指向性に設定する。従って、バラクタダイオード２３１〜２３６は、制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｎに応じて無給電素子であるアンテナ素子２１〜２３，２５〜２７に装荷される容量を順次変え、アレーアンテナ２０の指向性を複数の指向性に順次変える。
【００４３】
図５は、図２及び図３に示す鍵一致確認部１７０の概略ブロック図である。鍵一致確認部１７０は、データ発生部１７１と、データ比較部１７２と、結果処理部１７３とを含む。なお、無線装置１０，３０の鍵一致確認部１７０は、同じ構成からなるが、図５においては、秘密鍵Ｋｓ１が秘密鍵Ｋｓ２に一致することを確認する動作を説明するために、無線装置３０においてはデータ発生部１７１のみを示す。
【００４４】
データ発生部１７１は、鍵作成部１６０から秘密鍵Ｋｓ１を受けると、秘密鍵Ｋｓ１が秘密鍵Ｋｓ２に一致することを確認するための鍵確認用データＤＣＦＭ１を発生し、その発生した鍵確認用データＤＣＦＭ１を送信処理部１２０及びデータ比較部１７２へ出力する。
【００４５】
この場合、データ発生部１７１は、秘密鍵Ｋｓ１から非可逆的な演算及び一方向的な演算等により、鍵確認用データＤＣＦＭ１を発生する。より具体的には、データ発生部１７１は、秘密鍵Ｋｓ１またはＫｓ２のハッシュ値を演算することにより、鍵確認用データＤＣＦＭ１を発生する。
【００４６】
データ比較部１７２は、データ発生部１７１から鍵確認用データＤＣＦＭ１を受け、無線装置３０のデータ発生部１７１で発生された鍵確認用データＤＣＦＭ２を受信処理部１４０から受ける。そして、データ比較部１７２は、鍵確認用データＤＣＦＭ１を鍵確認用データＤＣＦＭ２と比較する。データ比較部１７２は、鍵確認用データＤＣＦＭ１が鍵確認用データＤＣＦＭ２に一致するとき、一致信号ＭＴＨを生成して結果処理部１７３へ出力する。
【００４７】
また、データ比較部１７２は、鍵確認用データＤＣＦＭ１が鍵確認用データＤＣＦＭ２に不一致であるとき、不一致信号ＮＭＴＨを生成する。そして、データ比較部１７２は、不一致信号ＮＭＴＨを鍵一致化部１９０へ出力し、不一致信号ＮＭＴＨを送信処理部１２０及びアンテナ部１３０を介して無線装置３０へ送信する。
【００４８】
結果処理部１７３は、データ比較部１７２から一致信号ＭＴＨを受けると、鍵作成部１６０から受けた秘密鍵Ｋｓ１を鍵記憶部１８０へ記憶する。
【００４９】
図６は、図２及び図３に示す鍵一致化部１９０の概略ブロック図である。鍵一致化部１９０は、擬似シンドローム作成部１９１と、不一致ビット検出部１９２と、鍵不一致訂正部１９３と、データ発生部１９４と、データ比較部１９５と、結果処理部１９６とを含む。
【００５０】
なお、無線装置１０，３０の鍵一致化部１９０は、同じ構成からなるが、図６においては、秘密鍵Ｋｓ１を秘密鍵Ｋｓ２に一致させる動作を説明するために、無線装置３０においては擬似シンドローム作成部１９１のみを示す。
【００５１】
擬似シンドローム作成部１９１は、鍵一致確認部１７０のデータ比較部１７２から不一致信号ＮＭＴＨを受けると、鍵作成部１６０から受けた秘密鍵Ｋｓ１のシンドロームｓ１を演算する。より具体的には、擬似シンドローム作成部１９１は、秘密鍵Ｋｓ１のビットパターンｘ１を検出し、ビットパターンｘ１に対して検査行列Ｈを乗算してシンドロームｓ１＝ｘ１ＨＴを演算する。そして、擬似シンドローム作成部１９１は、ビットパターンｘ１を鍵不一致訂正部１９３へ出力し、演算したシンドロームｓ１＝ｘ１ＨＴを不一致ビット検出部１９２へ出力する。
【００５２】
なお、これらの演算は、ｍｏｄ２の演算であり、ＨＴは、検査行列Ｈの転置行列である。
【００５３】
不一致ビット検出部１９２は、擬似シンドローム作成部１９１からシンドロームｓ１を受け、無線装置３０の擬似シンドローム作成部１９１によって演算されたシンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴを受信処理部１４０から受ける。そして、不一致ビット検出部１９２は、シンドロームｓ１とシンドロームｓ２との差分ｓ＝ｓ１−ｓ２を演算する。
【００５４】
なお、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２のビットパターンの差分（鍵不一致のビットパターン）をｅ＝ｘ１−ｘ２とすると、ｓ＝ｅＨＴの関係が成立する。ｓ＝０の場合、ｅ＝０となり、秘密鍵Ｋｓ１のビットパターンは、秘密鍵Ｋｓ２のビットパターンに一致する。
【００５５】
不一致ビット検出部１９２は、演算した差分ｓが０でないとき（即ち、ｅ≠０のとき）、鍵不一致のビットパターンｅを鍵不一致訂正部１９３へ出力する。
【００５６】
鍵不一致訂正部１９３は、擬似シンドローム作成部１９１からビットパターンｘ１を受け、不一致ビット検出部１９２から鍵不一致のビットパターンｅを受ける。そして、鍵不一致訂正部１９３は、ビットパターンｘ１から鍵不一致のビットパターンｅを減算することにより相手方の秘密鍵のビットパターンｘ２＝ｘ１−ｅを演算する。
【００５７】
このように、鍵一致化部１９０は、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の不一致を誤りと見なして誤り訂正の応用により秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の不一致を解消する。
【００５８】
この秘密鍵を一致させる方法は、鍵不一致のビット数が誤り訂正能力以上である場合に鍵の一致化に失敗する可能性があるので、鍵一致化の動作を行なった後に鍵一致の確認を行なう必要がある。
【００５９】
データ発生部１９４は、一致化後のビットパターン（鍵）ｘ２＝ｘ１−ｅを鍵不一致訂正部１９３から受けると、ビットパターン（鍵）ｘ２に基づいて鍵確認用データＤＣＦＭ３を発生させ、その発生させた鍵確認用データＤＣＦＭ３をデータ比較部１９５へ出力する。また、データ発生部１９４は、発生させた鍵確認用データＤＣＦＭ３を送信処理部１２０及びアンテナ部１３０を介して無線装置３０へ送信する。
【００６０】
なお、データ発生部１９４は、鍵一致確認部１７０のデータ発生部１７１による鍵確認用データＤＣＦＭ１の発生方法と同じ方法により鍵確認用データＤＣＦＭ３を発生する。
【００６１】
データ比較部１９５は、データ発生部１９４から鍵確認用データＤＣＦＭ３を受け、無線装置３０で発生された鍵確認用データＤＣＦＭ４を受信処理部１４０から受ける。そして、データ比較部１９５は、鍵確認用データＤＣＦＭ３を鍵確認用データＤＣＦＭ４と比較する。
【００６２】
データ比較部１９５は、鍵確認用データＤＣＦＭ３が鍵確認用データＤＣＦＭ４に一致するとき、一致信号ＭＴＨを生成して結果処理部１９６へ出力する。
【００６３】
また、データ比較部１９５は、鍵確認用データＤＣＦＭ３が鍵確認用データＤＣＦＭ４に不一致であるとき、不一致信号ＮＭＴＨを生成する。そして、データ比較部１９５は、不一致信号ＮＭＴＨを送信処理部１２０及びアンテナ部１３０を介して無線装置３０へ送信する。
【００６４】
結果処理部１９６は、データ比較部１９５から一致信号ＭＴＨを受けると、鍵不一致訂正部１９３から受けたビットパターン（鍵）ｘ２＝ｘ１−ｅを鍵記憶部１８０へ記憶する。
【００６５】
このように、データ発生部１９４、データ比較部１９５及び結果処理部１９６は、鍵一致確認部１７０における確認方法と同じ方法によって一致化が施された鍵の一致を確認する。
【００６６】
図７は、受信信号プロファイルＲＳＳＩの概念図である。指向性設定部２３０の制御電圧発生回路２３７は、各々が電圧Ｖ１〜Ｖ６からなる制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｎを順次発生してバラクタダイオード２３１〜２３６へ出力する。この場合、電圧Ｖ１〜Ｖ６は、それぞれ、アンテナ素子２１〜２３，２５〜２７に装荷される容量を変えるための電圧である。そして、電圧Ｖ１〜Ｖ６の各々は、８ビットのデータからなる。したがって、制御電圧発生回路２３７は、電圧Ｖ１〜Ｖ６の各々の電圧値を８ビットのデータにより変えることによって各制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｎを決定し、その決定した各制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｎをバラクタダイオード２３１〜２３６へ出力する。
【００６７】
バラクタダイオード２３１〜２３６は、パターンＰ１からなる制御電圧セットＣＬＶ１に応じてアレーアンテナ２０の指向性をある１つの指向性に設定する。そして、アレーアンテナ２０は、設定された指向性で無線装置１０からの電波を受信してプロファイル生成部１５０へ供給する。プロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０（アンテナ部２２０）から受けた電波の強度ＷＩ１を後述する方法によって検出する。
【００６８】
次に、バラクタダイオード２３１〜２３６は、パターンＰ２からなる制御電圧セットＣＬＶ２に応じてアレーアンテナ２０の指向性を別の指向性に設定する。そして、アレーアンテナ２０は、設定された指向性で無線装置１０からの電波を受信してプロファイル生成部１５０へ供給する。プロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０（アンテナ部２２０）から受けた電波の強度ＷＩ２を後述する方法によって検出する。
【００６９】
以後、同様にして、バラクタダイオード２３１〜２３６は、それぞれ、パターンＰ３〜Ｐｎからなる制御電圧セットＣＬＶ３〜ＣＬＶｎに応じてアレーアンテナ２０の指向性を順次変える。そして、アレーアンテナ２０は、各々設定された指向性で無線装置１０からの電波を受信してプロファイル生成部１５０へ供給する。プロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０（アンテナ部２２０）から受けた電波の強度ＷＩ３〜ＷＩｎを後述する方法によって順次検出する。
【００７０】
図８は、図７に示す複数の電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎの各々を検出する方法を説明するための概念図である。受信電波ＲＷＶは、アレーアンテナ２０の指向性が１つの指向性に設定されたときに無線装置３０がアレーアンテナ２０を介して無線装置１０から受信した電波である（図８の（ａ）参照）。
【００７１】
無線装置３０のプロファイル生成部１５０は、複数のサンプリングタイミングｔ１〜ｔｍ（ｍは自然数）で受信電波ＲＷＶをサンプリングし、受信信号ＲＳＯを得る（図８の（ｂ）参照）。そして、プロファイル生成部１５０は、受信信号ＲＳＯの最大値ＲＳｍａｘ（＝ＲＳ３）および最小値ＲＳｍｉｎ（＝ＲＳ１６）を検出し、その検出した最大値ＲＳｍａｘ（＝ＲＳ３）および最小値ＲＳｍｉｎ（＝ＲＳ１６）を破棄して受信信号ＲＳＰを生成する。そうすると、プロファイル生成部１５０は、最大値ＲＳｍａｘ（＝ＲＳ３）および最小値ＲＳｍｉｎ（＝ＲＳ１６）を除去した受信信号ＲＳＰの複数のサンプリング値ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ４〜ＲＳ１５，ＲＳ１７〜ＲＳｍの平均値ＡＶ１を演算し、その演算した平均値ＡＶ１を電波強度ＷＩ１として検出する（図８の（ｃ）参照）。
【００７２】
プロファイル生成部１５０は、電波強度ＷＩ２〜ＷＩｎについても、電波強度ＷＩ１と同じ方法によって検出する。
【００７３】
このように、この発明においては、アレーアンテナ２０の複数の指向性に対応して無線装置３０が無線装置１０から受信した複数の電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎの各々を検出する場合、複数のサンプリング値ＲＳ１〜ＲＳｍのうち、最大値ＲＳｍａｘおよび最小値ＲＳｍｉｎを破棄して複数の電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎの各々を検出することを特徴とする。
【００７４】
最大値ＲＳｍａｘおよび最小値ＲＳｍｉｎは、他のサンプリング値と異なっているため、伝送路のノイズ等の影響を受けている可能性が高い。従って、最大値ＲＳｍａｘおよび最小値ＲＳｍｉｎを含めて複数のサンプリング値ＲＳ１〜ＲＳｍの平均値ＡＶ２を電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎとすると、伝送路の本来の特性を反映した電波強度を検出することが困難である。
【００７５】
即ち、最大値ＲＳｍａｘおよび最小値ＲＳｍｉｎを含めた複数のサンプリング値ＲＳ１〜ＲＳｍの平均値ＡＶ２は、最大値ＲＳｍａｘおよび最小値ＲＳｍｉｎを除いた複数のサンプリング値ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ４〜ＲＳ１５，ＲＳ１７〜ＲＳｍの平均値ＡＶ１とは異なり、最大値ＲＳｍａｘおよび最小値ＲＳｍｉｎを除いた複数のサンプリング値ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ４〜ＲＳ１５，ＲＳ１７〜ＲＳｍを反映した値にならない。
【００７６】
そこで、この発明においては、最大値ＲＳｍａｘおよび最小値ＲＳｍｉｎを破棄した後の複数のサンプリング値ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ４〜ＲＳ１５，ＲＳ１７〜ＲＳｍの平均値ＡＶ１を電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎとして検出することにしたものである。
【００７７】
そして、プロファイル生成部１５０は、上述した方法によって複数の指向性に対応して受信された複数の電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎを検出すると、その検出した複数の電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎからなる受信信号プロファイルＲＳＳＩを生成して鍵作成部１６０へ出力する。
【００７８】
パターンＰ１〜Ｐｎによってアレーアンテナ２０の指向性を複数の指向性に順次切換えて無線装置３０から無線装置１０へデータを送信したとき、無線装置１０のプロファイル生成部１５０も、上述した方法によって受信信号プロファイルＲＳＳＩを生成する。
【００７９】
図９は、プロファイル生成部１５０が生成した受信信号プロファイルＲＳＳＩに基づいて秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成する方法を説明するための概念図である。無線装置３０において、鍵作成部１６０は、プロファイル生成部１５０から受信信号プロファイルＲＳＳＩ（＝ＲＳＳＩ２）を受け（図９の（ａ）参照）、その受けた受信信号プロファイルＲＳＳＩ２を構成するｎ個の電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎからしきい値Ｉｔｈ以上のｋ（ｋは、ｋ＜ｎを満たす自然数）個の電波強度ＷＩ６，ＷＩ１１，・・・，ＷＩ８を抽出する（図９の（ｂ）参照）。なお、しきい値Ｉｔｈは、無線装置１０，３０間で無線通信が確立可能な電波強度に設定される。
【００８０】
そして、鍵作成部１６０は、ｋ個の電波強度ＷＩ６，ＷＩ１１，・・・，ＷＩ８から最大強度ＷＩｍａｘ（＝ＷＩ６）および最小強度ＷＩｍｉｎ（＝ＷＩ８）を検出し、その検出した最大強度ＷＩｍａｘ（＝ＷＩ６）および最小強度ＷＩｍｉｎ（＝ＷＩ８）を破棄し、残りの電波強度ＷＩ１１，・・・，ＷＩ９を多値化して秘密鍵Ｋｓ２を作成する。
【００８１】
より具体的には、鍵作成部１６０は、電波強度ＷＩ１１，・・・，ＷＩ９の平均値ＩＡＶを演算し、その演算した平均値ＩＡＶを基準にして電波強度ＷＩ１１，・・・，ＷＩ９を多値化する。即ち、鍵作成部１６０は、電波強度ＷＩ１１，・・・，ＷＩ９が平均値ＩＡＶよりも大きい場合、「１」とし、電波強度ＷＩ１１，・・・，ＷＩ９が平均値ＩＡＶよりも小さい場合、「０」として電波強度ＷＩ１１，・・・，ＷＩ９を多値化する。そして、鍵作成部１６０は、電波強度ＷＩ１１，・・・，ＷＩ９を多値化したビット列［１，０，１，１，１，０，０，・・・，１，０，１］を秘密鍵Ｋｓ２とする。
【００８２】
無線装置１０における鍵作成部１６０も、プロファイル生成部１５０が生成した受信信号プロファイルＲＳＳＩ１に基づいて、上述した方法によって秘密鍵Ｋｓ１を作成する。
【００８３】
このように、この発明においては、受信信号プロファイルＲＳＳＩ１，ＲＳＳＩ２に基づいて、それぞれ、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成する場合、受信信号プロファイルＲＳＳＩ１，ＲＳＳＩ２を構成するｎ個の電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎからしきい値Ｉｔｈ以上のｋ個の電波強度を検出し、その検出したｋ個の電波強度のうち、最大強度ＷＩｍａｘおよび最小強度ＷＩｍｉｎを除去した残りの電波強度を多値化して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成することを特徴とする。
【００８４】
これは、ｎ個の電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎのうち、しきい値Ｉｔｈ以下の電波強度は、無線装置１０，３０における検出可能レベル以下の強度であるため、これを除去し、ｋ個の電波強度のうち、最大強度ＷＩｍａｘおよび最小強度ＷＩｍｉｎは、伝送路のノイズ等の影響を受けている可能性が高いので、伝送路のノイズ等の影響を除去して伝送路の本来の特性を反映した秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成するために、ｋ個の電波強度のうち、最大強度ＷＩｍａｘおよび最小強度ＷＩｍｉｎを破棄することにしたものである。
【００８５】
図１０および図１１は、それぞれ、図１に示す２つの無線装置１０，３０間で通信を行なう動作を説明するための第１および第２のフローチャートである。一連の動作が開始されると、無線装置３０の送信処理部１２０は、ｋ＝１を設定する（ステップＳ１）。そして、指向性設定部２３０は、パターンＰ１によりアレーアンテナ２０の指向性を１つの指向性Ｄｋに設定する（ステップＳ２）。
【００８６】
その後、無線装置１０の信号発生部１１０は、所定の信号を発生して送信処理部１２０へ出力する。送信処理部１２０は、所定の信号に変調等の処理を施し、アンテナ１１を介して無線装置３０へ所定の信号を構成する電波を送信する（ステップＳ３）。
【００８７】
無線装置３０は、１つの指向性Ｄｋに設定されたアレーアンテナ２０を介して無線装置１０からの電波を受信し、その受信した電波をプロファイル生成部１５０へ出力する。プロファイル生成部１５０は、アレーアンテナ２０から受けた受信電波ＲＷＶを複数のサンプリングタイミングｔ１〜ｔｍでサンプリングし（ステップＳ４）、複数のサンプリング値ＲＳ１〜ＲＳｍのうち、最大値ＲＳｍａｘおよび最小値ＲＳｍｉｎを破棄する。そして、プロファイル生成部１５０は、最大値ＲＳｍａｘおよび最小値ＲＳｍｉｎを除去した残りの複数のサンプリング値の平均値ＡＶ１を演算して指向性Ｄｋに対応する電波強度Ｉ２ｋを検出する（ステップＳ５）。
【００８８】
その後、無線装置３０の信号発生部１１０は、所定の信号を発生して送信処理部１２０へ出力する。送信処理部１２０は、所定の信号に変調等の処理を施し、アレーアンテナ２０を介して無線装置１０へ所定の信号を構成する電波を送信する（ステップＳ６）。
【００８９】
無線装置１０は、アンテナ１１を介して無線装置３０からの電波を受信し、その受信した電波をプロファイル生成部１５０へ出力する。プロファイル生成部１５０は、アンテナ１１から受けた受信電波を複数のサンプリングタイミングｔ１〜ｔｍでサンプリングし（ステップＳ７）、複数のサンプリング値ＲＳ１〜ＲＳｍのうち、最大値ＲＳｍａｘおよび最小値ＲＳｍｉｎを破棄して指向性Ｄｋに対応した電波強度Ｉ１ｋを検出する（ステップＳ８）。
【００９０】
その後、無線装置３０の送信処理部１２０は、ｋ＝ｎであるか否かを判定する（ステップＳ９）。そして、ｋ＝ｎでないとき、送信処理部１２０は、ｋ＝ｋ＋１を設定し（ステップＳ１０）、その後、ステップＳ２〜Ｓ１０が繰返し実行される。即ち、アレーアンテナ２０の指向性がパターンＰ１〜Ｐｎによってｎ個の指向性に変えられて、無線装置１０のアンテナ１１と無線装置３０のアレーアンテナ２０との間で所定の信号を構成する電波が送受信され、強度Ｉ１１〜Ｉ１ｎ及びＩ２１〜Ｉ２ｎが検出されるまで、ステップＳ２〜Ｓ１０が繰返し実行される。
【００９１】
ステップＳ９において、ｋ＝ｎであると判定されると、無線装置３０において、プロファイル生成部１５０は、ｎ個の電波強度Ｉ２１〜Ｉ２ｎからなる受信信号プロファイルＲＳＳＩ２を生成して鍵作成部１６０へ出力する。
【００９２】
鍵作成部１６０は、受信信号プロファイルＲＳＳＩ２を構成するｎ個の電波強度Ｉ２１〜Ｉ２ｎのうち、しきい値Ｉｔｈ２以上のｋ個の電波強度を抽出し（ステップＳ１１）、その抽出したｋ個の電波強度から最大強度ＷＩｍａｘ２および最小強度ＷＩｍｉｎ２を検出し、その検出した最大強度ＷＩｍａｘ２および最小強度ＷＩｍｉｎ２を破棄し、残りの複数の電波強度を平均値ＩＡＶによって多値化して秘密鍵Ｋｓ２を生成する（ステップＳ１２）。
【００９３】
また、無線装置１０のプロファイル生成部１５０は、ｎ個の電波強度Ｉ１１〜Ｉ１ｎから受信信号プロファイルＲＳＳＩ１を生成して鍵作成部１６０へ出力する。鍵作成部１６０は、受信信号プロファイルＲＳＳＩ１を構成するｎ個の電波強度Ｉ１１〜Ｉ１ｎのうち、しきい値Ｉｔｈ１以上のｋ個の電波強度を抽出し（ステップＳ１３）、その抽出したｋ個の電波強度から最大強度ＷＩｍａｘ１および最小強度ＷＩｍｉｎ１を検出し、その検出した最大強度ＷＩｍａｘ１および最小強度ＷＩｍｉｎ１を破棄し、残りの複数の電波強度を平均値ＩＡＶによって多値化して秘密鍵Ｋｓ１を生成する（ステップＳ１４）。
【００９４】
その後、無線装置１０において、鍵作成部１６０は、秘密鍵Ｋｓ１を鍵一致確認部１７０へ出力する。鍵一致確認部１７０のデータ発生部１７１は、上述した方法によって鍵確認用データＤＣＦＭ１を発生して送信処理部１２０及びデータ比較部１７２へ出力する。送信処理部１２０は、鍵確認用データＤＣＦＭ１に変調等の処理を施し、アンテナ部１３０を介して無線装置３０へ鍵確認用データＤＣＦＭ１を送信する。
【００９５】
そして、アンテナ部１３０は、無線装置３０において発生された鍵確認用データＤＣＦＭ２を無線装置３０から受信し、その受信した鍵確認用データＤＣＦＭ２を受信処理部１４０へ出力する。受信処理部１４０は、鍵確認用データＤＣＦＭ２に所定の処理を施し、鍵一致確認部１７０のデータ比較部１７２へ鍵確認用データＤＣＦＭ２を出力する。
【００９６】
データ比較部１７２は、データ発生部１７１からの鍵確認用データＤＣＦＭ１を受信処理部１４０からの鍵確認用データＤＣＦＭ２と比較する。そして、データ比較部１７２は、鍵確認用データＤＣＦＭ１が鍵確認用データＤＣＦＭ２に一致しているとき、一致信号ＭＴＨを生成して結果処理部１７３へ出力する。結果処理部１７３は、一致信号ＭＴＨに応じて、鍵作成部１６０からの秘密鍵Ｋｓ１を鍵記憶部１８０に記憶する。
【００９７】
一方、鍵確認用データＤＣＦＭ１が鍵確認用データＤＣＦＭ２に不一致であるとき、データ比較部１７２は、不一致信号ＮＭＴＨを生成して送信処理部１２０及び鍵一致化部１９０へ出力する。送信処理部１２０は、不一致信号ＮＭＴＨをアンテナ部１３０を介して無線装置３０へ送信する。そして、無線装置３０は、無線装置１０において秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の不一致が確認されたことを検知する。
【００９８】
これにより、無線装置１０における鍵一致の確認が終了する（ステップＳ１５）。
【００９９】
なお、無線装置１０における鍵一致確認に代えて、無線装置３０において鍵一致確認を行なってもよい（ステップＳ１６）。
【０１００】
ステップＳ１５において、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の不一致が確認されたとき、無線装置１０において、鍵一致化部１９０の擬似シンドローム作成部１９１は、鍵一致確認部１７０から不一致信号ＮＭＴＨを受ける。そして、擬似シンドローム作成部１９１は、不一致信号ＮＭＴＨに応じて、鍵作成部１６０から受けた秘密鍵Ｋｓ１のビットパターンｘ１を検出し、その検出したビットパターンｘ１のシンドロームｓ１＝ｘ１ＨＴを演算する。
【０１０１】
擬似シンドローム作成部１９１は、演算したシンドロームｓ１＝ｘ１ＨＴを不一致ビット検出部１９２へ出力し、ビットパターンｘ１を鍵不一致訂正部１９３へ出力する。
【０１０２】
一方、無線装置３０は、ステップＳ１５において無線装置１０から不一致信号ＮＭＴＨを受信し、その受信した不一致信号ＮＭＴＨに応じて、シンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴを演算して無線装置１０へ送信する。
【０１０３】
無線装置１０のアンテナ部１３０は、無線装置３０からシンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴを受信して受信処理部１４０へ出力する。受信処理部１４０は、シンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴに対して所定の処理を施し、シンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴを鍵一致化部１９０へ出力する。
【０１０４】
鍵一致化部１９０の不一致ビット検出部１９２は、受信処理部１４０から無線装置３０において作成されたシンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴを受ける。そして、不一致ビット検出部１９２は、無線装置１０で作成されたシンドロームｓ１＝ｘ１ＨＴと無線装置３０において作成されたシンドロームｓ２＝ｘ２ＨＴとの差分ｓ＝ｓ１−ｓ２を演算する。
【０１０５】
その後、不一致ビット検出部１９２は、ｓ≠０であることを確認し、鍵不一致のビットパターンｅ＝ｘ１−ｘ２をｓ＝ｅＨＴに基づいて演算し、その演算した鍵不一致のビットパターンｅを鍵不一致訂正部１９３へ出力する。
【０１０６】
鍵不一致訂正部１９３は、擬似シンドローム作成部１９１からのビットパターンｘ１と、不一致ビット検出部１９２からの鍵不一致のビットパターンｅとに基づいて、無線装置３０において作成された秘密鍵Ｋｓ２のビットパターンｘ２＝ｘ１−ｅを演算する。
【０１０７】
そして、データ発生部１９４、データ比較部１９５及び結果処理部１９６は、鍵一致確認部１７０における鍵一致確認の動作と同じ動作によって、一致化された鍵ｘ２＝ｘ１−ｅの一致を確認する。
【０１０８】
これにより、鍵不一致対策が終了する（ステップＳ１７）。
【０１０９】
なお、無線装置１０における鍵不一致対策に代えて、無線装置３０において鍵不一致対策をしてもよい（ステップＳ１８）。
【０１１０】
ステップＳ１５において、秘密鍵Ｋｓ１が秘密鍵Ｋｓ２に一致することが確認されたとき、またはステップＳ１７において鍵不一致対策がなされたとき、暗号部２００は、鍵記憶部１８０から秘密鍵Ｋｓ１を読出して送信データを暗号化し、暗号化した送信データを送信処理部１２０へ出力する。そして、送信処理部１２０は、暗号化された送信データに変調等を施し、アンテナ部１３０を介して暗号化された送信データを無線装置３０へ送信する。
【０１１１】
また、アンテナ部１３０は、暗号化された送信データを無線装置３０から受信し、その受信した暗号化された送信データを受信処理部１４０へ出力する。受信処理部１４０は、暗号化された送信データに所定の処理を施し、暗号化された送信データを復号部２１０へ出力する。
【０１１２】
復号部２１０は、受信処理部１４０からの暗号化された送信データを復号して受信データを取得する。
【０１１３】
これにより、秘密鍵Ｋｓ１による暗号・復号が終了する（ステップＳ１９）。
【０１１４】
無線装置３０においても、無線装置１０と同じ動作によって秘密鍵Ｋｓ２による暗号・復号が行なわれる（ステップＳ２０）。そして、一連の動作が終了する。
【０１１５】
図１２および図１３は、それぞれ、図１に示す２つの無線装置１０，３０間で通信を行なう動作を説明するための他の第１および第２のフローチャートである。この発明においては、図１に示す無線装置１０，３０は、図１２および図１３に示すフローチャートに従って通信を行なってもよい。
【０１１６】
図１２および図１３に示すフローチャートは、図１０および図１１に示すフローチャートのステップＳ１２〜ステップＳ１４をステップＳ３１〜ステップＳ３７に代えたものであり、その他は、図１０および図１１に示すフローチャートと同じである。
【０１１７】
ステップＳ１１の後、無線装置３０は、ｋ個の電波強度のうち、最大値ＷＩｍａｘ２および最小値ＷＩｍｉｎ２を抽出し、その抽出した最大値ＷＩｍａｘ２および最小値ＷＩｍｉｎ２を無線装置１０へ送信する（ステップＳ３１）。
【０１１８】
そして、無線装置１０は、無線装置３０から最大値ＷＩｍａｘ２および最小値ＷＩｍｉｎ２を受信する（ステップＳ３２）。その後、無線装置１０において、プロファイル生成部１５０は、ｎ個の電波強度Ｉ１１〜Ｉ１ｎから受信信号プロファイルＲＳＳＩ１を生成して鍵作成部１６０へ出力する。鍵作成部１６０は、受信信号プロファイルＲＳＳＩ１を構成するｎ個の電波強度Ｉ１１〜Ｉ１ｎのうち、しきい値Ｉｔｈ１以上のｋ個の電波強度を抽出し（ステップＳ３３）、その抽出したｋ個の電波強度から最大強度ＷＩｍａｘ１および最小強度ＷＩｍｉｎ１を抽出し、その抽出した最大強度ＷＩｍａｘ１および最小強度ＷＩｍｉｎ１を無線装置３０へ送信する（ステップＳ３４）。
【０１１９】
無線装置３０は、無線装置１０から最大強度ＷＩｍａｘ１および最小強度ＷＩｍｉｎ１を受信する（ステップＳ３５）。そうすると、無線装置３０の鍵作成部１６０は、ステップＳ１１で抽出したｋ個の電波強度の中から、無線装置３０において抽出された最大強度ＷＩｍａｘ２および最小強度ＷＩｍｉｎ２と無線装置１０において抽出された最大強度ＷＩｍａｘ１および最小強度ＷＩｍｉｎ１とを破棄し、残りの複数の電波強度を多値化して秘密鍵Ｋｓ２を生成する（ステップＳ３６）。
【０１２０】
引き続いて、無線装置１０の鍵作成部１６０は、ステップＳ３３で抽出したｋ個の電波強度の中から、無線装置１０において抽出された最大強度ＷＩｍａｘ１および最小強度ＷＩｍｉｎ１と無線装置３０において抽出された最大強度ＷＩｍａｘ２および最小強度ＷＩｍｉｎ２とを破棄し、残りの複数の電波強度を多値化して秘密鍵Ｋｓ１を生成する（ステップＳ３７）。
【０１２１】
その後、上述したステップＳ１５〜ステップＳ２０が実行される。
【０１２２】
無線装置３０で抽出された最大強度ＷＩｍａｘ２および最小強度ＷＩｍｉｎ２を無線装置１０へ送信すれば、無線装置１０の鍵作成部１６０は、無線装置３０から受信した最大強度ＷＩｍａｘ２および最小強度ＷＩｍｉｎ２が無線装置１０において抽出されたｋ個の電波強度の何番目に存在する電波強度かを検知できる。また、無線装置１０で抽出された最大強度ＷＩｍａｘ１および最小強度ＷＩｍｉｎ１を無線装置３０へ送信すれば、無線装置３０の鍵作成部１６０は、無線装置１０から受信した最大強度ＷＩｍａｘ１および最小強度ＷＩｍｉｎ１が無線装置３０において抽出されたｋ個の電波強度の何番目に存在する電波強度かを検知できる。
【０１２３】
したがって、無線装置１０，３０において、ｋ個の電波強度から最大値ＷＩｍａｘ１，ＷＩｍａｘ２および最小値ＷＩｍｉｎ１，ＷＩｍｉｎ２を破棄した残りの電波強度は、その個数および分布パターンが等しくなる。その結果、生成された秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２は、相互に一致する。
【０１２４】
このように、図１２および図１３に示すフローチャートは、破棄した電波強度を無線装置１０，３０間で相互に通知し合って秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を生成することを特徴とする。
【０１２５】
上述したステップＳ３〜Ｓ５に示す動作は、無線装置３０において受信信号プロファイルＲＳＳＩ２を生成するための電波を無線装置１０のアンテナ１１から無線装置３０のアレーアンテナ２０へ送信し、かつ、無線装置３０において電波強度Ｉ２ｋを検出する動作であり、ステップＳ６〜Ｓ８に示す動作は、無線装置１０において受信信号プロファイルＲＳＳＩ１を生成するための電波を無線装置３０のアレーアンテナ２０から無線装置１０のアンテナ１１へ送信し、かつ、無線装置１０において電波強度Ｉ１ｋを検出する動作である。そして、所定の信号を構成する電波の無線装置１０のアンテナ１１から無線装置３０のアレーアンテナ２０への送信及び所定の信号を構成する電波の無線装置３０のアレーアンテナ２０から無線装置１０のアンテナ１１への送信は、アレーアンテナ２０の指向性を１つの指向性Ｄｋに設定して交互に行なわれる。つまり、所定の信号を構成する電波は、無線装置１０のアンテナ１１と無線装置３０のアレーアンテナ２０との間で時分割通信により送受信される。
【０１２６】
従って、アレーアンテナ２０の指向性を１つの指向性Ｄｋに設定して無線装置１０のアンテナ１１から無線装置３０のアレーアンテナ２０へ所定の信号を構成する電波を送信し、無線装置３０において電波の強度Ｉ２ｋを検出した直後に、同じ所定の信号を構成する電波を無線装置３０のアレーアンテナ２０から無線装置１０のアンテナ１１へ送信し、無線装置１０において電波の強度Ｉ１ｋを検出することができる。その結果、無線装置１０，３０間において同じ伝送路特性を確保して所定の信号を構成する電波を無線装置１０，３０間で送受信でき、電波の可逆性により電波強度Ｉ１１〜Ｉ１ｎの分布パターンをそれぞれ電波強度Ｉ２１〜Ｉ２ｎの分布パターンに一致させることができる。そして、無線装置１０において作成される秘密鍵Ｋｓ１を無線装置３０において作成される秘密鍵Ｋｓ２に容易に一致させることができる。
【０１２７】
また、電波強度Ｉ１１〜Ｉ１ｎ及びＩ２１〜Ｉ２ｎの各々を検出するとき、複数のサンプリング値ＲＳ１〜ＲＳｍのうち、最大値ＲＳｍａｘおよび最小値ＲＳｍｉｎを破棄し（ステップＳ５，Ｓ８参照）、さらに、ｋ個の電波強度を平均値ＩＡＶによって多値化して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成するとき、ｋ個の電波強度のうち、最大強度ＷＩｍａｘおよび最小強度ＷＩｍｉｎを破棄するので（ステップＳ１２，Ｓ１４参照）、伝送路のノイズ等によるイレギュラーな値を除去して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成できる。
【０１２８】
更に、所定の信号を構成する電波は、無線装置１０，３０間で時分割復信（ＴＤＤ）等により送受信されるので、電波の干渉を抑制して１つのアレーアンテナ２０を介して所定の信号を構成する電波を無線装置１０，３０間で送受信できる。
【０１２９】
更に、アレーアンテナ２０の指向性を１つの指向性に設定して無線装置１０，３０間で所定の信号を構成する電波を送受信し、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成するための受信信号プロファイルを生成するので、図１に示すようにアレーアンテナ２０を装着した無線装置３０の近傍にアンテナ５１を装着した盗聴装置５０が配置されていても、盗聴装置５０による秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の盗聴を抑制できる。特に、無線装置１０，３０においては、ｎ個の電波強度Ｉ１１〜Ｉ１ｎおよびＩ２１〜Ｉ２ｎを検出するとき、及びｋ個の電波強度を多値化して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成するとき、一部のデータ（最大値、最小値、最大強度、及び最小強度）を破棄するので、無線装置１０，３０において作成された秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２が盗聴装置５０において作成された秘密鍵に一致しない可能性を更に高くでき、盗聴装置５０による秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の盗聴をより一層抑制できる。
【０１３０】
即ち、盗聴装置５０は、無線装置１０，３０において、ｎ個の電波強度Ｉ１１〜Ｉ１ｎおよびＩ２１〜Ｉ２ｎを検出するとき、及びｋ個の電波強度を多値化して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成するとき、一部のデータを破棄していることを検知できないので、無線装置１０，３０において作成された秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２は、盗聴装置５０において作成された秘密鍵と必然的に異なる秘密鍵になる。
【０１３１】
更に、鍵確認用データＤＣＦＭ１〜４は、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２に非可逆的な演算、または一方向的な演算を施して発生されるので、鍵確認用データＤＣＦＭ１〜４が盗聴されても秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２が解読される危険性を極めて低くできる。
【０１３２】
更に、シンドロームｓ１，ｓ２は、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２のビットパターンを示す鍵ｘ１，ｘ２に検査行列Ｈの転置行列ＨＴを乗算して得られるので、シンドロームｓ１，ｓ２が盗聴されても直ちに情報のビットパターンが推測されることは特殊な符号化を想定しない限り起こらない。従って、盗聴を抑制して秘密鍵を一致させることができる。
【０１３３】
なお、図１０および図１１に示すフローチャートに従って無線装置１０，３０間で通信を行なう動作は、実際には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、無線装置１０に搭載されたＣＰＵは、図１０及び図１１に示す各ステップＳ３，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１３〜Ｓ１５，Ｓ１７，Ｓ１９を備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、無線装置３０に搭載されたＣＰＵは、図１０及び図１１に示す各ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４〜Ｓ６，Ｓ９〜Ｓ１２，Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ２０を備えるプログラムをＲＯＭから読出し、無線装置１０，３０に搭載された２つのＣＰＵは、その読出したプログラムを実行して図１０及び図１１に示すフローチャートに従って無線装置１０，３０間で通信を行なう。
【０１３４】
また、図１２および図１３に示すフローチャートに従って無線装置１０，３０間で通信を行なう動作は、実際には、ＣＰＵによって行なわれ、無線装置１０に搭載されたＣＰＵは、図１２及び図１３に示す各ステップＳ３，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ３２〜Ｓ３４，Ｓ３７，Ｓ１５，Ｓ１７，Ｓ１９を備えるプログラムをＲＯＭから読出し、無線装置３０に搭載されたＣＰＵは、図１２及び図１３に示す各ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４〜Ｓ６，Ｓ９〜Ｓ１１，Ｓ３１，Ｓ３５，Ｓ３６，Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ２０を備えるプログラムをＲＯＭから読出し、無線装置１０，３０に搭載された２つのＣＰＵは、その読出したプログラムを実行して図１２及び図１３に示すフローチャートに従って無線装置１０，３０間で通信を行なう。
【０１３５】
従って、ＲＯＭは、無線装置１０，３０間で通信を行なう動作をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１３６】
なお、アレーアンテナ２０の指向性を複数の指向性に順次変化させて受信した複数の受信電波の各々を複数のサンプリングタイミングでサンプリングし、そのサンプリングされた複数のサンプリング値に基づいて各受信電波の強度を検出することにより複数の受信電波に対応する複数の電波強度を検出する処理は、「電波強度検出処理」を構成する。
【０１３７】
また、複数の電波強度を多値化して秘密鍵を生成する処理は、「秘密鍵生成処理」を構成する。
【０１３８】
そして、上記においては、電波強度検出処理および秘密鍵生成処理の両方に一部のデータ（最大値、最小値、最大強度、および最小強度）を破棄する「適正化処理」を適用すると説明したが、この発明は、これに限らず、電波強度検出処理および秘密鍵生成処理の少なくとも一方に適正化処理を適用して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成するようにしてもよい。
【０１３９】
そして、電波強度検出処理のみに適正化処理が適用される場合、図１０のステップＳ１２および図１１のステップＳ１４においては、ｋ個の電波強度を多値化して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２が生成される。また、図１２のステップＳ３１，Ｓ３２および図１３のステップＳ３３〜Ｓ３５は実行されず、図１３のステップＳ３６、Ｓ３７においては、ｋ個の電波強度を多値化して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２が生成される。
【０１４０】
また、秘密鍵生成処理のみに適正化処理が適用される場合、図１０および図１２のステップＳ５，Ｓ８においては、複数のサンプリング値全体の平均値を演算して各指向性Ｄｋに対応する電波強度Ｉ１ｋ，Ｉ２ｋが検出される。
【０１４１】
図１４は、他の適正化処理を説明するための概念図である。適正化処理は、電波強度検出処理においては、ｍ個のサンプリング値ＲＳ１〜ＲＳｍのうち、最大値ＲＳｍａｘ（＝ＲＳ３）から大きい順にｉ（ｉは自然数）個のサンプリング値を選択し、その選択したｉ個のサンプリング値からなる上側サンプリング値と、最小値ＲＳｍｉｎ（＝ＲＳ１５）から小さい順にｊ（ｊは自然数）個のサンプリング値を選択し、その選択したｊ個のサンプリング値からなる下側サンプリング値との少なくとも一方のサンプリング値を破棄する処理（図１４の（ａ）参照）であってもよい。また、適正化処理は、秘密鍵生成処理においては、しきい値Ｉｔｈ以上のｋ個の電波強度のうち、最大強度ＷＩｍａｘ（＝ＷＩ６）から大きい順にｐ（ｐは自然数）個の電波強度を選択し、その選択したｐ個の電波強度からなる上側電波強度と、最小強度ＷＩｍｉｎ（＝ＷＩ８）から小さい順にｓ（ｓは自然数）個の電波強度を選択し、その選択したｓ個の電波強度からなる下側電波強度との少なくとも一方を破棄する処理（図１４の（ｂ）参照）であってもよい。
【０１４２】
そして、上側サンプリング値の個数（ｉ個）は、下側サンプリング値の個数（ｊ個）と同じであってもよく、異なっていてもよい。また、上側電波強度の個数（ｐ個）は、下側電波強度の個数（ｓ個）と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【０１４３】
従って、
（ａ）上側サンプリング値の個数（ｉ個）が下側サンプリング値の個数（ｊ個
）と同じであり、かつ、上側電波強度の個数（ｐ個）が下側電波強度の個
数（ｓ個）と同じである場合
（ｂ）上側サンプリング値の個数（ｉ個）が下側サンプリング値の個数（ｊ個
）と異なっており、かつ、上側電波強度の個数（ｐ個）が下側電波強度の
個数（ｓ個）と同じである場合
（ｃ）上側サンプリング値の個数（ｉ個）が下側サンプリング値の個数（ｊ個
）と同じであり、かつ、上側電波強度の個数（ｐ個）が下側電波強度の個
数（ｓ個）と同じである場合
（ｄ）上側サンプリング値の個数（ｉ個）が下側サンプリング値の個数（ｊ個
）と異なっており、かつ、上側電波強度の個数（ｐ個）が下側電波強度の
個数（ｓ個）と異なっている場合
が存在する。
【０１４４】
そして、上側サンプリング値および下側サンプリング値を破棄し、上側電波強度および下側電波強度を破棄する場合、図１０および図１２のステップＳ５，Ｓ８においては、最大値および最小値に代えて、上側サンプリング値および下側サンプリング値が破棄され、図１０のステップＳ１２、図１１のＳ１４、および図１３のステップＳ３６，Ｓ３７においては、最大値および最小値に代えて、上側電波強度および下側電波強度が破棄される。
【０１４５】
また、上側サンプリング値および下側サンプリング値のいずれか一方を破棄し、上側電波強度および下側電波強度のいずれか一方を破棄する場合、図１０および図１２のステップＳ５，Ｓ８においては、上側サンプリング値および下側サンプリング値のいずれか一方が破棄され、図１０のステップＳ１２、図１１のステップＳ１４および図１３のステップＳ３６，Ｓ３７においては、上側電波強度および下側電波強のいずれか一方が破棄される。
【０１４６】
このように、ｍ個のサンプリング値の最大値側に存在するｉ個のサンプリング値および／または最小値側に存在するｊ個のサンプリング値を破棄し、ｋ個の電波強度の最大強度側に存在するｐ個の電波強度および／または最小強度側に存在するｓ個の電波強度を破棄することにより、伝送路のノイズ等の影響を更に除去して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を生成できる。
【０１４７】
更に、適正化処理は、次の２つの処理のいずれかからなっていてもよい。
【０１４８】
（１）正規分布からはずれたデータを破棄する。
【０１４９】
（２）正規分布における標準偏差の所定倍離れたデータを破棄する。
【０１５０】
複数のサンプリング値ＲＳ１〜ＲＳｍ及び複数の電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎは、伝送路の特性がノイズ等の影響を受けない場合、正規分布に従って分布するため、この正規分布からはずれたサンプリング値または電波強度を破棄することによってノイズ等の影響を除去して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成できる。
【０１５１】
また、各サンプリング値または電波強度が正規分布の標準偏差から所定倍離れれば、ノイズ等の影響を受けている可能性が高いため、正規分布の標準偏差から所定倍離れたサンプリング値または電波強度を破棄することにより、ノイズ等の影響を除去して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成できる。
【０１５２】
適正化処理が上記の（１）からなる場合、図１０および図１２のステップＳ５，Ｓ８においては、最大値および最小値に代えて、正規分布からはずれるサンプリング値が破棄され、図１０のステップＳ１２、図１１のステップＳ１４および図１３のステップＳ３６，Ｓ３７においては、最大値および最小値に代えて、正規分布からはずれる電波強度が破棄される。
【０１５３】
また、適正化処理が上記の（２）からなる場合、図１０および図１２のステップＳ５，Ｓ８においては、最大値および最小値に代えて、正規分布の標準偏差の所定倍離れたサンプリング値が破棄され、図１０のステップＳ１２、図１１のステップＳ１４および図１３のステップＳ３６，Ｓ３７においては、最大値および最小値に代えて、正規分布の標準偏差の所定倍離れた電波強度が破棄される。
【０１５４】
上述した各種の適正化処理によってｍ個のサンプリング値またはｋ個の電波強度のうちの一部のサンプリング値または電波強度を破棄することは、所定の基準からはずれる一部のサンプリング値または電波強度を破棄することに相当する。
【０１５５】
このように、この発明においては、ｎ個の電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎに基づいて秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成する場合、ｎ個の電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎのうち、しきい値Ｉｔｈよりも強度が小さいｎ−ｋ個の電波強度を破棄し、さらに、しきい値Ｉｔｈ以上のｋ個の電波強度のうち、適正化処理の内容によって決定される個数の電波強度を破棄して秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成する。
【０１５６】
一方、この発明においては、最終的に作成された秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長は、２ビット以上に設定される。鍵長が２ビット以上であれば、４種類以上のビット列が存在し、盗聴装置５０による秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の盗聴を抑制できるからである。
【０１５７】
したがって、アレーアンテナ２０の指向性をｎ個の指向性に変化させて秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成する場合、ｎ個の電波強度ＷＩ１〜ＷＩｎから破棄する電波強度の個数を考慮し、最終的に作成された秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長が２ビット以上になるようにアレーアンテナ２０の指向性を変化させる個数（ｎ）を決定する。
【０１５８】
上述したように、しきい値Ｉｔｈは、無線装置１０，３０間で無線通信が確立可能な電波強度に設定されるので、しきい値Ｉｔｈ以上のｋ個の電波強度を抽出する際に破棄する電波強度の個数ｎ−ｋは、無線通信環境に依存する。したがって、より具体的には、無線通信環境および適正化処理の内容を考慮し、最終的に作成された秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長が２ビット以上になるようにアレーアンテナ２０の指向性を変化させる個数（ｎ）を決定する。
【０１５９】
この場合、無線装置１０，３０間で電波を送受信した場合、どの程度の電波強度が得られるかを予め調査し、しきい値Ｉｔｈ以上のｋ個の電波強度を抽出する際に破棄する電波強度の個数ｎ−ｋを予め決定した上で秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２を作成するようにしてもよい。
【０１６０】
更に、上記においては、電気的に指向性を切換え可能なアレーアンテナ２０を無線装置３０のみに装着すると説明したが、この発明においては、アレーアンテナ２０は、無線装置１０及び３０の両方に装着されていてもよい。
【０１６１】
即ち、この発明においては、アレーアンテナ２０は、２つの無線装置１０，３０のうち、少なくとも一方の無線装置に装着されていればよい。そして、アレーアンテナ２０を装着した無線装置は、好ましくは、盗聴装置５０の近傍に配置される。
【０１６２】
更に、この発明においては、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長は、無線装置１０，３０間の通信環境に応じて決定されてもよい。即ち、無線装置１０，３０間の通信環境が盗聴し易い環境であるとき、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長を相対的に長くし、無線装置１０，３０間の通信環境が盗聴しにくい環境であるとき、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長を相対的に短くする。
【０１６３】
更に、定期的に秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長を変えるようにしてもよい。
【０１６４】
更に、無線装置１０，３０間で送受信する情報の機密性に応じて秘密鍵Ｋｓ１、Ｋｓ２の鍵長を変えるようにしてもよい。即ち、情報の機密性が高いとき秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長を相対的に長くし、情報の機密性が低いとき秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長を相対的に短くする。
【０１６５】
そして、この鍵長は、アレーアンテナ２０の指向性を変化させる個数、即ち、制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｎの個数により制御される。秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２は、検出された電波の強度Ｉ１１〜Ｉ１ｎ，Ｉ２１〜Ｉ２ｎの個数からなるビットパターンを有し、電波の強度Ｉ１１〜Ｉ１ｎ，Ｉ２１〜Ｉ２ｎの個数は、アレーアンテナ２０の指向性を変化させる個数に等しいからである。つまり、制御電圧セットＣＬＶ１〜ＣＬＶｎの個数により秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長を制御できる。
【０１６６】
このように、この発明においては、秘密鍵Ｋｓ１，Ｋｓ２の鍵長は、電気的に指向性を切換え可能なアレーアンテナ２０の指向性を変化させる個数によって決定される。
【０１６７】
更に、上記においては、２つの無線装置間において秘密鍵を生成する場合、即ち、１つの無線装置が１つの無線装置と通信する場合について説明したが、この発明は、これに限らず、１つの無線装置が複数の無線装置と通信する場合についても適用される。この場合、１つの無線装置は、通信の相手毎にアレーアンテナ２０の指向性の切換パターンを変えて秘密鍵を生成する。１つの無線装置は、アレーアンテナ２０の指向性の切換パターンを１つに固定して複数の無線装置との間で秘密鍵を生成することも可能であるが（複数の無線装置の設置場所によって１つの無線装置との伝送路が異なるので、通信の相手毎に異なる秘密鍵を生成できる）、盗聴を効果的に抑制するには、通信の相手毎にアレーアンテナ２０の指向性の切換パターンを変えて秘密鍵を生成するのが好ましい。
【０１６８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１６９】
この発明は、伝送路の本来の特性に応じた秘密鍵を生成可能な無線通信システムに適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。
【図２】図１に示す一方の無線装置の概略ブロック図である。
【図３】図１に示す他方の無線装置の概略ブロック図である。
【図４】図３に示す指向性設定部の概略ブロック図である。
【図５】図２及び図３に示す鍵一致確認部の概略ブロック図である。
【図６】図２及び図３に示す鍵一致化部の概略ブロック図である。
【図７】受信信号プロファイルの概念図である。
【図８】図７に示す複数の電波強度の各々を検出する方法を説明するための概念図である。
【図９】プロファイル生成部が生成した受信信号プロファイルに基づいて秘密鍵を作成する方法を説明するための概念図である。
【図１０】図１に示す２つの無線装置間で通信を行なう動作を説明するための第１のフローチャートである。
【図１１】図１に示す２つの無線装置間で通信を行なう動作を説明するための第２のフローチャートである。
【図１２】図１に示す２つの無線装置間で通信を行なう動作を説明するための他の第１のフローチャートである。
【図１３】図１に示す２つの無線装置間で通信を行なう動作を説明するための他の第２のフローチャートである。
【図１４】他の適正化処理を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【０１７１】
１０，３０  無線装置、１１，５１  アンテナ、２０  アレーアンテナ、２１〜２７  アンテナ素子、４０  中間物、５０  盗聴装置、１００  無線通信システム、１１０  信号発生部、１２０  送信処理部、１３０，２２０  アンテナ部、１４０  受信処理部、１５０  プロファイル生成部、１６０  鍵作成部、１７０  鍵一致確認部、１７１，１９４  データ発生部、１７２，１９５  データ比較部、１７３，１９６  結果処理部、１８０  鍵記憶部、１９０  鍵一致化部、１９１  擬似シンドローム作成部、１９２  不一致ビット検出部、１９３  鍵不一致訂正部、２００  暗号部、２１０  復号部、２３０  指向性設定部、２３１〜２３６  バラクタダイオード、２３７  制御電圧発生回路。
【図１】
2005333488.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005333488.tif 000005
【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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【図１４】
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