(57)【要約】【課題】データ通信の暗号鍵が推定されることを防止する。【解決手段】第１の通信装置１００は、鍵生成部１１０で複数の暗号鍵を生成し、鍵記憶部１０５にそれらを記憶する。複数の暗号鍵の情報は、データ変換部１０６で画像データに変換され、画像表示部１０７に画像として表示される。そして第２の通信装置２００は、画像読取部２１１で画像表示部１０７の画像を読み取り、鍵復号部２１２でそれを元の複数の暗号鍵に復号し、鍵記憶部２０５にそれらを記憶する。第１の通信装置１００と第２の通信装置２００は、互いに対応して複数の暗号鍵を順次切替えながら、それを用いたデータ通信を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信装置および第２の通信装置を含む通信システムであって、
前記第１の通信装置は、
複数の暗号鍵を生成する鍵生成部と、
前記複数の暗号鍵を記憶する第１の鍵記憶部と、
前記複数の暗号鍵を前記第２の通信装置に付与することが可能な鍵付与部と、
前記第１の鍵記憶部が記憶している前記複数の暗号鍵のうちの１つを用いてデータ通信を行う第１のデータ通信部と、
前記第１のデータ通信部が前記データ通信に用いる暗号鍵の切替えを行う第１の鍵切替制御部とを備え、
前記第２の通信装置は、
前記第１の通信装置の前記鍵付与部から前記複数の暗号鍵を取得することが可能な鍵取得部と、
前記鍵取得部が取得した前記複数の暗号鍵を記憶する第２の鍵記憶部と、
前記第２の鍵記憶部が記憶している前記複数の暗号鍵のうちの１つを用いて前記データ通信を行う第２のデータ通信部と、
前記第２のデータ通信部が前記データ通信に用いる暗号鍵の切替えを行う第２の鍵切替制御部とを備え、
前記第１の鍵切替制御部および前記第２の鍵切替制御部は、それぞれ前記第１のデータ通信部および前記第２のデータ通信部が前記データ通信に用いる暗号鍵を、互いに対応して順次切替える
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の通信システムであって、
前記第１のデータ通信部と前記第２のデータ通信部との間の前記データ通信は、第１の無線通信により行なわれ、
前記鍵付与部と前記鍵取得部との間の前記複数の暗号鍵の授受は、第２の無線通信により行なわれ、
前記第２の無線通信の通信可能範囲は、前記第１の無線通信の通信可能範囲よりも狭い
ことを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項２記載の通信システムであって、
前記鍵付与部は、
前記複数の暗号鍵を第１画像データに変換するデータ変換部と、
前記第１画像データを画像として表示する画像表示部とを含み、
前記鍵取得部は、
前記画像表示部に表示される前記画像を第２画像データとして取り込み可能な画像読取部と、
前記第２画像データから前記複数の暗号鍵を復号する鍵復号部とを含む
ことを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項３記載の通信システムであって、
前記データ変換部は、前記複数の暗号鍵を複数の前記第１画像データに変換し、
前記画像表示部は、前記複数の第１画像データに基づく複数の画像を連続的に表示することが可能であり、
前記画像読取部は、
前記画像表示部に連続的に表示される前記複数の画像を前記第２画像データとして順次取り込むことが可能である
ことを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか記載の通信システムであって、
前記データ通信は、パケット通信であり、
前記第１の通信装置および前記第２の通信装置のうち少なくとも一方の通信装置は、前記パケット通信で送受信されたパケット数をカウントするパケットカウンタを備え、
前記パケット数のカウント値が所定の値に達すると、
前記第１の鍵切替制御部および前記第２の鍵切替制御部は、それぞれ前記第１のデータ通信部および前記第２のデータ通信部が前記データ通信に用いる暗号鍵を切替え、
前記パケットカウンタは、前記カウント値をリセットする
ことを特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか記載の通信システムであって、
前記鍵生成部は、
前記データ通信の実行に先立ち、当該データ通信で送受信しようとするデータ量に基づいて、生成する前記暗号鍵の数を決定する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか記載の通信システムであって、
前記第１の通信装置および前記第２の通信装置のうち少なくとも一方の通信装置は、使用者が暗号鍵の追加指示を入力可能な入力スイッチをさらに備え、
前記入力スイッチを介して前記追加指示が入力されると、
前記第１の通信装置において、前記鍵生成部が前記暗号鍵を所定の数だけ追加生成し、前記第１の鍵記憶部が前記追加生成された暗号鍵を追加記憶し、前記鍵付与部が前記追加生成された暗号鍵を前記第２の通信装置に付与する各工程が行われ、
前記第２の通信装置において、前記鍵取得部が前記鍵付与部から前記追加生成された暗号鍵を取得し、第２の鍵記憶部が当該追加生成された暗号鍵を追加記憶する各工程が行われる
ことを特徴とする通信システム。
【請求項８】
複数の暗号鍵を生成する鍵生成部と、
前記複数の暗号鍵を記憶する鍵記憶部と、
前記複数の暗号鍵を他の通信装置に付与することが可能な鍵付与部と、
前記鍵記憶部が記憶している前記複数の暗号鍵のうちの１つを用いてデータ通信を行うデータ通信部と、
前記データ通信部が前記データ通信に用いる暗号鍵を順次切替える鍵切替制御部とを備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項９】
請求項８記載の通信装置であって、
前記データ通信部が行う前記データ通信は、第１の無線通信により行なわれ、
前記鍵付与部が行う暗号鍵の付与は、第２の無線通信により行なわれ、
前記第２の無線通信の通信可能範囲は、前記第１の無線通信の通信可能範囲よりも狭い
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１０】
請求項９記載の通信装置であって、
前記鍵付与部は、
前記複数の暗号鍵を画像データに変換するデータ変換部と、
前記画像データを画像として表示する画像表示部とを含む
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の通信装置であって、
前記データ変換部は、前記複数の暗号鍵を複数の前記画像データに変換し、
前記画像表示部は、前記複数の画像データに基づく複数の画像を連続的に表示することが可能である
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１のいずれか記載の通信装置であって、
前記データ通信は、パケット通信であり、
当該通信装置は、前記パケット通信で送受信されたパケット数をカウントするパケットカウンタを備え、
前記パケット数のカウント値が所定の値に達すると、
前記鍵切替制御部は、前記データ通信部が前記データ通信に用いる暗号鍵を切替え、
前記パケットカウンタは、前記カウント値をリセットする
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２のいずれか記載の通信装置であって、
前記鍵生成部は、
前記データ通信の実行に先立ち、当該データ通信で送受信しようとするデータ量に基づいて、生成する前記暗号鍵の数を決定する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１４】
請求項８から請求項１２のいずれか記載の通信装置であって、
使用者が暗号鍵の追加指示を入力可能な入力スイッチをさらに備え、
前記入力スイッチを介して前記追加指示が入力されると、
前記鍵生成部は前記暗号鍵を所定の数だけ追加生成し、前記鍵記憶部は前記追加生成された暗号鍵を追加記憶し、前記鍵付与部は前記追加生成された暗号鍵を他の通信装置へと出力する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１５】
請求項８から請求項１２のいずれか記載の通信装置であって、
他の通信装置からの要求に応じて、
前記鍵生成部は前記暗号鍵を所定の数だけ追加生成し、前記鍵記憶部は前記追加生成された暗号鍵を追加記憶し、前記鍵付与部は前記追加生成された暗号鍵を前記他の通信装置へと出力する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１６】
他の通信装置から複数の暗号鍵を取得することが可能な鍵取得部と、
前記鍵取得部が取得した前記複数の暗号鍵を記憶する鍵記憶部と、
前記鍵記憶部が記憶している前記複数の暗号鍵のうちの１つを用いて前記データ通信を行うデータ通信部と、
前記データ通信部が前記データ通信に用いる暗号鍵を順次切替える鍵切替制御部とを備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の通信装置であって、
前記データ通信部が行う前記データ通信は、第１の無線通信により行なわれ、
前記鍵取得部が行う前記複数の暗号鍵の取得は、第２の無線通信により行なわれ、
前記第２の無線通信の通信可能範囲は、前記第１の無線通信の通信可能範囲よりも狭い
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の通信装置であって、
前記鍵取得部は、
画像を画像データとして取り込み可能な画像読取部と、
前記画像データから前記複数の暗号鍵を復号することが可能な鍵復号部を含む
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の通信装置であって、
前記画像読取部は、
連続的に表示される複数の画像を前記画像データとして順次取り込むことが可能である
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２０】
請求項１６から請求項１９のいずれか記載の通信装置であって、
前記データ通信は、パケット通信であり、
当該通信装置は、前記パケット通信で送受信されたパケット数をカウントするパケットカウンタを備え、
前記パケット数のカウント値が所定の値に達すると、
前記鍵切替制御部は、前記データ通信部が前記データ通信に用いる暗号鍵を切替え、
前記パケットカウンタは、前記カウント値をリセットする
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２１】
請求項１６から請求項２０のいずれか記載の通信装置であって、
前記鍵取得部は、他の通信装置から付与される暗号鍵を追加取得することができ、
鍵記憶部は、前記追加取得された暗号鍵を追加記憶する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２２】
請求項１６から請求項２０のいずれか記載の通信装置であって、
使用者が暗号鍵の追加指示を入力可能な入力スイッチをさらに備え、
前記データ通信部は、前記入力スイッチを介して前記追加指示が入力されると、前記追加指示を前記データ通信により他の通信装置へ送信し、
前記鍵取得部は、前記他の通信装置が前記追加指示に応えて付与する暗号鍵を追加取得することができ、
前記鍵記憶部は、前記追加取得された暗号鍵を追加記憶する
ことを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暗号鍵を用いて暗号化されたデータ通信を行なう通信装置、およびそれを用いた通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線データ通信に用いられる半導体部品の高集積化により、無線データ通信を行なう機器の小型化並びに低価格化が進み、無線データ通信が民生分野でも広く使われるようになっている。例えば、携帯型パーソナルコンピュータでは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格（非特許文献１）に基づくマイクロ波を用いた無線ＬＡＮ（Local Area Network）へのアクセスが可能な製品が広く市販されている。また、個人用の情報機器とその周辺機器のための通信距離が約１０ｍ以内の無線ネットワーク（いわゆるＰＡＮ（Personal Area Network））の通信規格であるＩＥＥＥ８０２．１５などもあり、携帯型の情報機器や携帯電話などで用いられている。
【０００３】
例えば電波を媒体とする無線通信は、電波の届く範囲であれば自由にネットワークへの接続が可能であるため、例えばデータ通信を行なう度に通信機器間にケーブルを接続する必要が無いことや、移動しながらの通信が可能となるなどの利点がある。その反面、電波はある範囲内であれば障害物を越えてあらゆる場所に届く上、その電波の到達範囲を精度良く制御するは困難であるため、悪意のある第三者に通信内容を盗み見られたり、ネットワークへ不正に侵入され情報の漏洩や改ざん等の行為をされてしまう可能性があるという弱点もある。
【０００４】
前述のＩＥＥＥ８０２．１１規格では、無線データ通信を行なう端末の双方に予め同一の暗号鍵を共有させておき、送信側はこの暗号鍵用いて通信内容を暗号化して送信し、受信側は送信側と同じ暗号鍵を用いて通信内容を復号するという通信方法が規格されており、無線データ通信における上記弱点の対策が図られている。この通信方式は「共通鍵暗号方式」と呼ばれ、短い暗号鍵長で迅速な暗号化および復号化を行うことができるため、広範な分野で使用されている。
【０００５】
共通鍵暗号方式では、予めそれぞれの端末に何らかの安全な（セキュアな）経路を使って暗号鍵を設定しておく必要があるが、ＩＥＥＥ８０２．１１規格にはそのための手法は規定されていない。一般的には、ネットワークに有線で接続した基地局と、当該基地局に無線で接続しようとする端末の両方に、使用者が手入力により暗号鍵を設定している。また、基地局の管理者と端末の利用者とが異なる場合などには、基地局の管理者が、暗号鍵を含む通信に必要な情報を書面や電子メールにて端末の使用者に知らせ、端末の使用者がその書面や電子メールを参照して手入力で暗号鍵の設定することもある。ネットワーク上の通信の機密性を保持する上で、暗号鍵のような重要な情報を書面や電子メールで受け渡すのは問題があると言われている。
【０００６】
そこで、端末に対する暗号鍵など重要な情報の設定を使用者の手入力以外で行う方法が提案されている。例えば、暗号鍵などの設定を認証カードを介して行なうことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、無線データ通信の実施に先立って、それに使用する暗号鍵の授受を通信距離の短い（即ちセキュリティ性の高い）単方向無線通信を用いて行うという手法もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
しかし、暗号鍵の設定時にその漏洩を防止できたとしても、暗号鍵を用いたデータ通信を傍受して解析することで当該暗号鍵を推定することが可能であるという報告もある（例えば、非特許文献２参照）。一般的な無線ＬＡＮでは、データは複数のパケットに分けられ、それらパケット毎に暗号化されて送受信されるが、同一の暗号鍵で暗号化された１００万個程度のパケットを傍受すれば暗号鍵の推定が可能となる例が報告されている。
【０００８】
現在では、無線データ通信の通信速度の向上がめざましく、単位時間あたりに送受信されるパケット数は増加の傾向にあるので、暗号鍵の推定に必要なパケットの傍受に要する時間は短くなっている。尚且つ、コンピュータの計算速度の向上により、傍受したパケットから暗号鍵を推定する処理に要する時間もますます短時間になると考えられる。そのため、従来の無線ＬＡＮなどの安全性が脅かされてくる可能性がある。この課題に対しては、上記特許文献２に、暗号鍵が設定された満期日を過ぎると通信を停止させることが提案されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１８９７２２号公報（第７頁、第１図）
【特許文献２】特開２０００−２２４１５６号公報（第５−９頁、第１図）
【非特許文献１】ＩＥＥＥ、「ANSI/IEEE Std 802.11, 1999 Edition」、１９９９年、ｐ．６１−６５
【非特許文献２】Adam Stubblefield、John Ioannidis、Aviel D. Rubin著、「Using the Fluhrer, Mantin, and Shamir Attack to Break WEP」AT&T Labs Technical Report TD-4ZCPZZ、２００１年８月２１日、ｐ．６−８、[Online]「２００４年１月３０日検索」、インターネット＜http://www.uninett.no/wlan/download/wep_attack.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、暗号鍵の設定時における漏洩を防止できたとしても、その暗号鍵を用いたデータ通信を傍受して解析することで当該暗号鍵が推定される恐れがあり、さらに近年の無線データ通信速度の向上およびコンピュータの計算速度の向上によって暗号鍵の推定に要する時間が短くなっている。そのため、無線データ通信の安全性をさらに向上させる手法が望まれている。
【００１１】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、暗号鍵を用いたデータ通信において当該暗号鍵が推定されることを防止して、安全性の高い通信が可能な通信装置および通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る通信システムは、第１の通信装置および第２の通信装置を含む通信システムであって、前記第１の通信装置は、複数の暗号鍵を生成する鍵生成部と、前記複数の暗号鍵を記憶する第１の鍵記憶部と、前記複数の暗号鍵を前記第２の通信装置に付与することが可能な鍵付与部と、前記第１の鍵記憶部が記憶している前記複数の暗号鍵のうちの１つを用いてデータ通信を行う第１のデータ通信部と、前記第１のデータ通信部が前記データ通信に用いる暗号鍵の切替えを行う第１の鍵切替制御部とを備え、前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置の前記鍵付与部から前記複数の暗号鍵を取得することが可能な鍵取得部と、前記鍵取得部が取得した前記複数の暗号鍵を記憶する第２の鍵記憶部と、前記第２の鍵記憶部が記憶している前記複数の暗号鍵のうちの１つを用いて前記データ通信を行う第２のデータ通信部と、前記第２のデータ通信部が前記データ通信に用いる暗号鍵の切替えを行う第２の鍵切替制御部とを備え、前記第１の鍵切替制御部および前記第２の鍵切替制御部は、それぞれ前記第１のデータ通信部および前記第２のデータ通信部が前記データ通信に用いる暗号鍵を、互いに対応して順次切替えるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の通信システムにおいては、第１の通信装置および第２の通信装置が複数個の暗号鍵を共有し、それぞれがデータ通信に用いる暗号鍵が互いに対応して順次切替わる。よって、暗号鍵の切替えタイミングを適切に設定すれば、第三者がデータ通信の送受信データを傍受したとしても、当該第三者は暗号鍵の推定に必要なだけの送受信データ量（パケット数）を取得することができない。従って、暗号鍵が推定されるのを防止でき、安全性の高い無線データ通信を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１の通信システムの構成を示す模式図である。第１の通信装置１００と第２の通信装置２００とは、互いに無線データ通信（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１で規格されている無線ＬＡＮによるデータ通信）を行うことができる。本実施の形態では、第１の通信装置１００は一定の場所に設置されたものであり、第２の通信装置２００は携帯型のものであるとする。即ち、第１の通信装置１００のホストシステム１０１は、例えばデータを蓄積するコンピュータなどであり、第２の通信装置２００のホストシステム２０１は例えばデジタルカメラなどである。
【００１５】
この通信システムは、第１の通信装置１００のホストシステム１０１と第２の通信装置２００のホストシステム２０１との間で無線データ通信を行うためのものである。ホストシステム１０１，２０１のそれぞれは、主に無線データ通信の開始指示や終了指示といった上位の制御を行う。また第１の通信装置１００は、ベースバンドプロセッサ（Baseband Processor）およびＭＡＣ（Media Access Controller）１０２（以下「ＢＢＰ／ＭＡＣ」）、無線通信回路１０３およびアンテナ１０４により構成される一般的な無線データ通信を行なうための第１のデータ通信部を備えている。ＢＢＰ／ＭＡＣ１０２は、無線データ通信の通信制御、誤り訂正、パケット生成、暗号鍵を用いた暗号化並びに復号、などを行うものである。第２の通信装置２００も同様に、ＢＢＰ／ＭＡＣ２０２、無線通信回路２０３およびアンテナ２０４から成る第２のデータ通信部を備えている。なお、以下の説明においても、説明の便宜上、第１の通信装置１００のＢＢＰ／ＭＡＣ１０２、無線通信回路１０３およびアンテナ１０４を総じて「第１のデータ通信部」と称し、第２の通信装置２００のＢＢＰ／ＭＡＣ２０２、無線通信回路２０３およびアンテナ２０４を総じて「第２のデータ通信部」と称することもある。
【００１６】
本実施の形態では、第１のデータ通信部と第２のデータ通信部との間の無線データ通信は、パケット通信であるとする。つまり、当該無線データ通信では、送受信の対象となるデータ（以下「対象データ」と称する）は複数のパケットに分割され、それらパケット毎に暗号化された上で送受信される。また本実施の形態において、当該無線データ通信は、ＩＥＥＥ８０２．１１で規格されている無線ＬＡＮによるデータ通信（第１の無線通信）であるとする。つまり当該無線データ通信では、送信側は所定の暗号鍵用いて対象データを暗号化して送信し、受信側は送信側と同じ暗号鍵を用いて通信内容を復号する必要がある。
【００１７】
第１の通信装置１００はさらに、図１の如く、鍵生成部１１０、鍵記憶部１０５、データ変換部１０６、画像表示部１０７および鍵切替制御部１０８を備えている。鍵生成部１１０は、無線データ通信における暗号化処理および復号処理に用いる暗号鍵を複数個（Ｎ個（Ｎ≧２））生成する。鍵記憶部１０５は、鍵生成部１１０で生成されたＮ個の暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）を記憶する。データ変換部１０６は、鍵記憶部１０５に記憶されている暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）を画像データ（例えばＩＳＯ／ＩＥＣ１８００４で規定されている２次元コード）に変換する。画像表示部１０７は、データ変換部１０６で生成された画像データを画像として表示する。つまり、画像表示部１０７には暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の情報を含む画像（以下「鍵画像」と称する）が表示される。
【００１８】
鍵切替制御部１０８は、第１の通信装置１００の無線データ通信に用いる暗号鍵の切替えの制御を行うものである。より具体的には、鍵切替制御部１０８は、ＢＢＰ／ＭＡＣ１０２が暗号化処理および復号処理に用いる暗号鍵を、鍵記憶部１０５に記憶された暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の中から１つを順次選択して切替える。つまり、第１の通信装置１００の第１のデータ通信部は、暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）のうちの１つを用いた無線データ通信を行い、当該無線データ通信で使用される暗号鍵は、鍵切替制御部１０８によって暗号鍵Ｅ（１），暗号鍵Ｅ（２），・・・，暗号鍵Ｅ（Ｎ）という順番で所定の間隔をもって順次切替えられることになる。また、鍵切替制御部１０８は、第１の通信装置１００が暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）のうちの何番目のものを無線データ通信に使用するのかを示す鍵カウンタ１０８ａと、第１のデータ通信部が送受信したパケット数をカウントするパケットカウンタ１０８ｂとを備えている。
【００１９】
一方、第２の通信装置２００はさらに、画像読取部２１１、鍵復号部２１２、鍵記憶部２０５、鍵切替制御部２０８、鍵残数通知部２１３を備えている。画像読取部２１１は、第１の通信装置１００の画像表示部１０７に表示される鍵画像を画像データとして読取り可能なカメラ（例えば固体撮像素子を用いたカメラ）から成っている。上記のように、画像表示部１０７に表示される鍵画像は、データ変換部１０６が暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）を基にして生成した画像データによるものであり、暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の情報を含んでいる。鍵復号部２１２は、画像読取部２１１が得た鍵画像の画像データから暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）を復号する。それにより、第１の通信装置１００の鍵生成部１１０が生成した暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）が、第２の通信装置２００に取得されることになる。
【００２０】
このように、第１の通信装置１００から第２の通信装置２００への暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の授受は、データ変換部１０６、画像表示部１０７、画像読取部２１１および鍵復号部２１２によって実現される。つまり第１の通信装置１００のデータ変換部１０６および画像表示部１０７は、暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）を第２の通信装置２００に付与する鍵付与部として機能し、第２の通信装置２００の画像読取部２１１および鍵復号部２１２は、当該鍵付与部から暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）を取得する鍵取得部として機能している。なお、以下の説明においても、データ変換部１０６および画像表示部１０７を「鍵付与部」、画像読取部２１１および鍵復号部２１２を「鍵取得部」と総称することもある。
【００２１】
この暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の授受は、画像表示部１０７で鍵画像を表示してそれを画像読取部２１１のカメラで読み取るという、映像を媒体にした一種の無線通信（第２の無線通信）により行われる。従って、暗号鍵の授受の際に、第１の通信装置１００と第２の通信装置２００との間にケーブルを接続する必要はなく、容易に暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の授受を行うことができる。また、映像を媒体にした無線通信の通信可能範囲は、映像をカメラで視認できる範囲に限定され、障害物を越えるようなことはない。例えば、画像表示部１０７の画面サイズを小さくしたり、画面の周りを遮蔽物で囲むことによって、通信可能範囲を容易に狭くすることができる。つまり、悪意のある第三者に暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）を傍受されることを、容易に防止することができる。本実施の形態では、暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の授受をよりセキュアに実行できるように、鍵付与部と鍵取得部との間の無線通信（第２の無線通信）における通信可能範囲を、第１のデータ通信部と第２のデータ通信部との間の無線データ通信（第１の無線通信）の通信可能範囲よりも狭くしている。
【００２２】
また、画像表示部１０７は、必ずしも暗号鍵の授受に専用のものである必要はなく、現在も多くの電子機器に備えられている液晶ディスプレイなどを利用してもよい。同様に画像読取部２１１も、現存の携帯電話やＰＤＡなどに搭載されているデジタルカメラを利用してもよい。このように既存の電子機器に使用されているハードウェアを利用すれば、本発明の実施に要するコストを削減することができる。
【００２３】
鍵記憶部２０５は、鍵復号部２１２により復号された暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）を記憶するためのものである。また鍵残数通知部２１３は、鍵記憶部２０５に記憶されている暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）のうち未だ使用されていないものの個数（以下「鍵残数」）を第２の通信装置２００の使用者に通知するためのものである。
【００２４】
鍵切替制御部２０８は、第２の通信装置２００の無線データ通信に用いる暗号鍵の切替えの制御を行うものである。より具体的には、鍵切替制御部２０８は、ＢＢＰ／ＭＡＣ２０２が暗号化処理および復号処理に用いる暗号鍵を、鍵記憶部２０５に記憶された暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の中から１つを順次選択して切替える。つまり、第２の通信装置２００の第２のデータ通信部は、暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）のうちの１つを用いた無線データ通信を行い、当該無線データ通信で使用される暗号鍵は、鍵切替制御部２０８によって暗号鍵Ｅ（１），暗号鍵Ｅ（２），・・・，暗号鍵Ｅ（Ｎ）という順番で所定の間隔をもって順次切替えられることになる。鍵切替制御部２０８は、第２の通信装置２００が暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）のうちの何番目のものを無線データ通信に使用するのかを示す鍵カウンタ２０８ａを備えている。
【００２５】
上記のように、本実施の形態における無線データ通信は、ＩＥＥＥ８０２．１１で規格されている無線ＬＡＮによるデータ通信であるので、送信側と受信側とは同じ暗号鍵を用いる必要がある。よって、鍵切替制御部１０８および鍵切替制御部２０８は、第１の通信装置１００および第２の通信装置２００のそれぞれが無線データ通信に用いる暗号鍵が、常に同じになるように互いに対応して切替えるようになっている（詳細は後述する）。
【００２６】
図２は、第１の通信装置１００の動作を示すフローチャートであり、図３は、第２の通信装置２００の動作を示すフローチャートである。以下、この図２および図３を参照しながら、本発明に係る通信システムの動作を説明する。
【００２７】
まず、無線データ通信に先立って、第１の通信装置１００の鍵生成部１１０は、Ｎ個（Ｎ≧２）個の暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）を生成する（図２のＳ１０１）。これら暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）は、鍵記憶部１０５に記憶される（Ｓ１０２）。次いで、データ変換部１０６は、鍵記憶部１０５に記憶された暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）を画像データに変換し（Ｓ１０３）、画像表示部１０７はそれを鍵画像として表示する（Ｓ１０４）。
【００２８】
このとき第２の通信装置２００の画像読取部２１１は、第１の通信装置１００の画像表示部１０７に表示された鍵画像を読取ることで、暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の情報を含む画像データを取得する（図３のＳ２０１）。この読取りのためには、画像読取部２１１のカメラが画像表示部１０７に表示される鍵画像を読取り可能な程度に、第２の通信装置２００を第１の通信装置１００に近づける必要がある。そのため、第三者が暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）を不正に取得することは防止される。なお、第２の通信装置２００が鍵画像の読取（暗号鍵の取得）を行なった後は、無線データ通信の電波が到達する範囲であれば、第２の通信装置２００はどこに移動させてもよい。
【００２９】
第２の通信装置２００の画像読取部２１１が読取った鍵画像の画像データは、鍵復号部２１２によりＮ個の暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）へと復号される（Ｓ２０２）。そして復号された暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）は、鍵記憶部２０５に記憶される（Ｓ２０３）。
【００３０】
例えば、データ変換部１０６が生成する画像データとして、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８００４で規定されている２次元コードを適用した場合、１つの２次元コードには最大２９５３ビットのデータを含ませることができる。現在の一般的な無線ＬＡＮで用いられている暗号鍵のデータ量は、数十〜百数十ビットであるので、１つの鍵画像に１０個の以上を暗号鍵の情報を含ませることができる。
【００３１】
もし、一つの鍵画像に鍵生成部１１０が生成したＮ個の暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）を収めきれない場合は、複数個の鍵画像を用いればよい。その場合、例えば複数個の鍵画像を画像表示部１０７に同時に並べて表示させ、画像読取部２１１がそれを一括して取得するようにしてもよい。また、複数個の鍵画像を画像表示部１０７に１個ずつ（あるいは数個ずつ）連続的に表示させ、画像読取部２１１が画像表示部１０７に連続的に表示される鍵画像を順次取得するよう構成してもよい。前者の手法では、暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の授受を短時間で行うことができるという利点があるが、画像表示部１０７に同時に表示できる鍵画像の個数には限界があるため、授受できる暗号鍵の個数に限界がある。逆に後者の手法では、暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の授受に要する時間は長くなるが、画像表示部１０７の表示を切替える回数を増やすことで、生成する暗号鍵の個数Ｎが多い場合にも対応できる。また後者では、画像表示部１０７の表示画面が小さくても大量の暗号鍵の授受ができるので、第１の通信装置１００の小型化にも寄与できる。
【００３２】
第１の通信装置１００において、暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の付与（図２のＳ１０４）が完了すると、鍵切替制御部１０８は鍵カウンタ１０８ａのカウント値（鍵カウント値）ｋを１にセットする（Ｓ１０５）。続いて、ＢＢＰ／ＭＡＣ１０２は、通常の無線データ通信（ＩＥＥＥ８０２．１１規格）の手順に従い、相互の認証や通信条件の決定など、無線データ通信を開始するための所定の処理を行う（Ｓ１０６）。鍵カウンタ２０８ａの鍵カウント値ｋ１は、第１の通信装置１００が複数個の暗号鍵のうちの何番目の暗号鍵を無線データ通信に用いるのかを示すものである。つまり、鍵カウント値ｋ１＝ｉのとき、第１の通信装置１００は無線データ通信に暗号鍵Ｅ（ｉ）を使用することになる。
【００３３】
一方、第２の通信装置２００においても、暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の記憶（図３のＳ２０３）が完了すると、鍵切替制御部２０８は鍵カウンタ２０８ａのカウント値（鍵カウント値）ｋ２を１し（Ｓ２０４）、ＢＢＰ／ＭＡＣ２０２は、通常の無線データ通信の手順に従い、無線データ通信を開始するための所定の処理を行う（Ｓ２０５）。鍵カウンタ２０８ａの鍵カウント値ｋ２は、第２の通信装置２００が複数個の暗号鍵のうちの何番目の暗号鍵を無線データ通信に用いるのかを示すものである。つまり、鍵カウント値ｋ２＝ｊのとき、第２の通信装置２００は無線データ通信に暗号鍵Ｅ（ｊ）を使用することになる。
【００３４】
第１の通信装置１００および第２の通信装置２００双方の無線データ通信開始処理（Ｓ１０６，Ｓ２０５）が完了すると、第１の通信装置１００は、鍵切替制御部１０８のパケットカウンタ１０８ｂのカウント値（パケットカウント値）ｐを０にリセットする（図２のＳ１０７）。そして、第１のデータ通信部（ＢＢＰ／ＭＡＣ１０２，無線通信回路１０３，アンテナ１０４）は、暗号鍵Ｅ（ｋ１）を用いた無線データ通信により対象データの送受信を行う（Ｓ１０８）。このとき第１のデータ通信部により送受信されたパケット数ｃは、鍵カウンタ１０８ａによってカウントされて、パケットカウント値ｐに加算される（Ｓ１０９）。
【００３５】
そして、無線データ通信を終了するかの判定を行い（Ｓ１１０）、例えばホストシステム１０１からデータ通信を終了する指示があった場合や、第２の通信装置２００との通信が一定時間途絶えた場合などは、通常の無線データ通信の手順に従い、無線データ通信終了のための所定の処理を行い（Ｓ１１７）、一連の処理を終了する。
【００３６】
無線データ通信を継続する場合は、パケットカウント値ｐが所定の判定値Ｍを越えていないかの判定を行なう（Ｓ１１１）。この判定値Ｍは、送受信パケットの傍受および解析によって暗号鍵の推定が可能になるパケット数よりも小さい値に予め設定しておく。例えば、１００万パケットを解析すれば暗号鍵の推定が可能になると考えられるのであれば、判定値Ｍは１０万パケット程度にしておけばよい。パケットカウント値ｐが判定値Ｍを超えていなければ、鍵カウント値ｋ１の値はそのままで、続けて暗号鍵Ｅ（ｋ１）を用いた無線データ通信を行う（Ｓ１０８）。パケットカウント値ｐが判定値Ｍを超えていれば、無線データ通信を傍受した第三者に暗号鍵を推定される恐れがあるので、それを防止するために暗号鍵の切替えを行う。その場合は、まず鍵カウント値ｋ１が鍵生成部１１０が生成した暗号鍵の個数Ｎと等しいかどうかを判定する（Ｓ１１２）。
【００３７】
ステップＳ１１２において、鍵カウント値ｋ１が暗号鍵Ｅの個数Ｎと等しくなければ、鍵記憶部１０５内にはまだ未使用の暗号鍵が残っているので、暗号鍵の切替えを行う。その場合、第１の通信装置１００は第１のデータ通信部を用いた無線データ通信により第２の通信装置２００に暗号鍵の切替えを行なわせるためのコマンドである「鍵切替命令」を送信する（Ｓ１１３）。その後、第２の通信装置２００から当該鍵切替命令を正しく受信したことを示す確認応答が返信されれば、鍵カウント値ｋ１に１を加える（Ｓ１１４，Ｓ１１５）。それにより、第１の通信装置１００が無線データ通信に使用する暗号鍵が、暗号鍵Ｅ（ｉ）から暗号鍵Ｅ（ｉ＋１）に切替わることになる（ｉは、ステップＳ１１５実行前の鍵カウント値ｋ２に相当）。
【００３８】
そして、再びパケットカウント値ｐを０にリセットしてから（Ｓ１０７）、暗号鍵Ｅ（ｋ１）を用いた無線データ通信を行う（Ｓ１０８）。以降、ステップＳ１１０において通信終了と判定されるまで、あるいはステップＳ１１２において鍵カウント値ｋ１が暗号鍵の生成個数Ｎに等しくなるまで、上記ステップＳ１０７〜Ｓ１１５を繰り返す。
【００３９】
なお、ステップＳ１１２において、鍵カウント値ｋが暗号鍵の個数Ｎと等しくなれば、鍵記憶部１０５に記憶されている暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）は全て使用済みであるので、その場合、第１の通信装置１００は第１のデータ通信部を用いた無線データ通信により第２の通信装置２００に鍵が不足したことを知らせる信号である「鍵不足通知」を送信する（Ｓ１１６）。その後は通常の無線データ通信の手順に従い、無線データ通信終了のための所定の処理を行って（Ｓ１１７）、一連の処理を終了する。無線データ通信は中断されることとなる。
【００４０】
一方、第２の通信装置２００においては、無線データ通信開始処理（図３のＳ２０５）が完了すると、鍵残数通知部２１３が、鍵記憶部２０５に記憶している暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）のうち未だ使用されていない個数（鍵残数）Ｎ−ｋの値を表示し（Ｓ２０６）、続いて第２のデータ通信部が、暗号鍵Ｅ（ｋ１）を用いた無線データ通信により対象データの送受信を行う（Ｓ２０７）。
【００４１】
鍵残数通知部２１３は、第１の通信装置１００から得た暗号鍵を用いた無線データ通信があとどの程度可能であるかの目安を、第２の通信装置２００の使用者に与えるものである。ここで、鍵残数通知部２１３が通知する内容はＮ−ｋの値に限らず、例えば（Ｎ−ｋ）／Ｎや、Ｎ／ｋなどの値でもよい。また、鍵残数通知部２１３が使用者に鍵残数を通知する手段としては、鍵残数を数字として表示するものに限らず、グラフなどの図形、あるいは色、音声、さらにこれらの組み合わせて使用者に通知するものでもよい。
【００４２】
そして、無線データ通信を終了するかの判定を行い（Ｓ２０８）、例えばホストシステム２０１からデータ通信を終了する指示があった場合や、第１の通信装置１００との通信が一定時間途絶えた場合などは、通常の無線データ通信の手順に従い、無線データ通信終了のための所定の処理を行い（Ｓ２１４）、一連の処理を終了する。
【００４３】
ステップＳ２０８で無線データ通信を継続するよう判定された場合であっても、第１の通信装置１００から前述の「鍵不足通知」を受信した場合は（Ｓ２０９）、鍵残数通知部２１３は暗号鍵の不足を示すメッセージを表示して第２の通信装置２００の使用者に通知し（Ｓ２１３）、無線データ通信終了のための所定の処理を行って（Ｓ２１４）、一連の処理を終了する。このとき無線データ通信は中断されることとなる。なお、鍵残数通知部２１３による暗号鍵の不足のユーザーへの通知も、メッセージの表示に限らず、図形の表示や、ライトの点灯、音声や発信音、あるいはそれらの組み合わせによるものでもよい。
【００４４】
一方、ステップＳ２０９で鍵不足通知が受信されていない場合は、続いて第１の通信装置１００からの鍵切替命令の受信の有無を判定する（Ｓ２１０）。鍵切替命令を受信した場合は、第１の通信装置１００に対してそれを正常に受信したことを示す確認応答を送信し（Ｓ２１１）、鍵切替制御部２０８の鍵カウント値ｋ２に１を加える（Ｓ２１２）。それにより、第２の通信装置２００が無線データ通信に使用する暗号鍵が、暗号鍵Ｅ（ｊ）から暗号鍵Ｅ（ｊ＋１）に切替わることになる（ｊは、ステップＳ２１２実行前の鍵カウント値ｋ２に相当）。
【００４５】
このように第２の通信装置２００が使用する暗号鍵は、第１の通信装置１００からの鍵切替命令に基づいて切替わるので、両者が無線データ通信に使用する暗号鍵は常に互いに同じになる。従って、一連の無線データ通信の途中で暗号鍵を切替えても、対象データの送受信は正常に行われる。
【００４６】
鍵カウント値ｋ２を１増加させると鍵残数が１つ減少するので、ステップＳ２１２の処理後は鍵残数の表示を更新し（Ｓ２０６）、暗号鍵Ｅ（ｋ２）を用いた無線データ通信を行う（Ｓ２０７）。以降、ステップＳ２０８において通信終了と判定されるまで、あるいはステップＳ２０９において鍵不足通知の受信判定がなされるまで、上記ステップＳ２０６〜Ｓ２１２を繰り返す。
【００４７】
以上、第１の通信装置１００および第２の通信装置２００の動作を個々に説明したが、ここからは両者の動作の対応関係を図４および図５のシーケンスチャートを用いて説明する。
【００４８】
まず図４に示すように、無線データ通信に先立って、第１の通信装置１００はＮ個（Ｎ≧２）の暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）を生成し、それらを第２の通信装置２００に付与する。暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の授受が完了すると、第１の通信装置１００および第２の通信装置２００は無線データ通信を開始するための所定の処理を行う。このとき第１の通信装置１００においては、鍵カウント値ｋ１は１にセットされるので暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）のうちから暗号鍵Ｅ（１）が選択され、第２の通信装置２００でも鍵カウント値ｋ２が１にセットされるので暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）のうちから暗号鍵Ｅ（１）が選択される。そして第１の通信装置１００と第２の通信装置２００との間で、暗号鍵Ｅ（１）を用いた無線データ通信が実行される。このとき送受信されるパケット数は第１の通信装置１００が有するパケットカウンタ１０８ｂによりパケットカウント値ｐとして積算される。そしてパケットカウント値ｐが所定の判定値Ｍに達すると、第１の通信装置１００は第２の通信装置２００へ鍵切替命令を送信する。
【００４９】
第２の通信装置２００は鍵切替命令を受信すると、その確認応答を第１の通信装置１００に返信し、鍵カウント値ｋ２に１を加えてｋ２＝２とする。第１の通信装置１００は当該確認応答を受信すると、鍵カウント値ｋ１に１を加えてｋ１＝２とし、パケットカウント値ｐを０にリセットする。そして今度は、第１の通信装置１００と第２の通信装置２００との間で、暗号鍵Ｅ（２）を用いた無線データ通信が実行される。このときも送受信されるパケット数は第１の通信装置１００によりパケットカウント値ｐとして積算され、その値が所定の判定値Ｍに達すると、第１の通信装置１００は再び第２の通信装置２００へ鍵切替命令を送信する。
【００５０】
以下同様に、第１の通信装置１００および第２の通信装置２００が、鍵切替命令の確認応答の送受信の際に鍵カウント値ｋ１，ｋ２にそれぞれ１を加え、パケットカウント値ｐが判定値Ｍに達するまで暗号鍵Ｅ（ｋ１），Ｅ（ｋ２）を用いた無線データ通信を実行し、パケットカウント値ｐが判定値Ｍに達すれば第１の通信装置１００が鍵切替命令を送信する、という動作を繰り返す。その結果、無線データ通信の実行時には常にｋ１＝ｋ２となるので、両者が無線データ通信に使用する暗号鍵Ｅ（ｋ１），Ｅ（ｋ２）は常に同じになり、正常な無線データ通信を行うことができる。
【００５１】
そして図５のように、鍵カウント値ｋ１，ｋ２が暗号鍵の生成個数Ｎまで到達し、暗号鍵Ｅ（Ｎ）を用いた無線データ通信でのパケットカウント値ｐが判定値Ｍに達すると、暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の全てが使用済みになる。その場合、第１の通信装置１００は第２の通信装置２００に鍵不足通知を送信して、無線データ通信を終了する。第２の通信装置２００も、鍵不足通知を受信すると無線データ通信を終了する。
【００５２】
このように本実施の形態に係る通信システムおいては、第１の通信装置１００および第２の通信装置２００に互いに複数個の暗号鍵を共有させ、無線データ通信の際に両者が互いに対応してそれらの暗号鍵を順次切替えるように構成されている。従って、暗号鍵の切替えタイミングを規定する判定値Ｍを適度に小さく設定すれば、第三者が無線データ通信の送受信データを傍受したとしても、当該第三者は暗号鍵の推定に必要なだけの送受信データ量（パケット数）を取得することができない。従って、暗号鍵が推定されるのを防止でき、安全性の高い無線データ通信を実現することができる。
【００５３】
また、暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の授受は、画像表示部１０７で鍵画像を表示してそれを画像読取部２１１のカメラで読み取るという、通信可能範囲の狭い無線通信により行われるので、暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の授受の際にそれが第三者に傍受されることを、容易に防止することができる。また、映像を媒体にした無線通信の通信可能範囲は、映像をカメラで視認できる範囲に限定され、障害物を越えるようなことはないので、画像表示部１０７の画面サイズを小さくしたり、画面の周りを遮蔽物で囲むことによって、通信可能範囲を容易に狭くすることができる。さらに、鍵画像として例えばＩＳＯ／ＩＥＣ１８００４で規定されている２次元コードなどを適用すれば、暗号鍵を文書や電子メールで受け渡す際に起こり得る盗み見やに起因する漏洩も防止できる。
【００５４】
また、本実施の形態では、暗号鍵の切替えるタイミングを無線データ通信で送受信したパケット数（パケットカウント値ｐ）を基準にしている。暗号鍵の切替えタイミングの基準はこれに限定されず、例えば通信時間を基準としてもよい。即ち、無線データ通信を開始してから一定時間毎に第１の通信装置１００と第２の通信装置２００とが対応して暗号鍵を順次切替えるようにしてもよい。但し、通信時間を基準とすると、通信速度が遅い場合や一時的な通信の途切れがあった場合は、少量のパケットしか送受信していなくても暗号鍵が切替わるので効率的ではない。本実施の形態のように、送受信したパケット数を基準にすることで、少ない個数の暗号鍵で、より多くのパケットを安全に送受信することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、パケットカウント値ｐをカウントするパケットカウンタを、第１の通信装置１００が有する構成を示したが、逆に第２の通信装置２００が備えるよう構成してもよい。その場合、第１の通信装置１００と第２の通信装置２００との間における鍵切替命令およびその確認応答の授受の関係を、上の説明と逆にすればよい。即ち、パケットカウント値ｐは第２の通信装置２００側でカウントし、それが判定値Ｍに達すると第２の通信装置２００から第１の通信装置１００へ鍵切替命令を送信する。第１の通信装置１００は、当該鍵切替命令を受信するとその確認応答を返信し、鍵カウント値ｋ１に１を加える。そして第２の通信装置２００が、当該確認応答を受信すると、鍵カウント値ｋ２に１を加えると共にパケットカウント値ｐをリセットする。このような構成にしても、上記と同様の効果が得られる。
【００５６】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、鍵生成部１１０が生成したＮ個の暗号鍵Ｅ（１）〜Ｅ（Ｎ）の全てを使用してしまうと、セキュリティ保護のため無線データ通信を中断するようにしていた（図２のステップＳ１１２）。しかしその場合、送受信が中断された対象データを再度送受信し直す手間が生じてしまう。そこで、実施の形態２では、無線データ通信の実行に先立ち、当該無線データ通信で送受信しようとする対象データの量に基づいて、生成する暗号鍵の個数Ｎを決定する。
【００５７】
図６は、実施の形態２に係る通信システムにおける第１の通信装置１００の動作を示すフローチャートである。同図において、図２と同様の処理を行うステップには同一符号を付してある。図２に示したフローチャートと異なるのは、暗号鍵の生成を行うステップＳ１０１の前に、暗号鍵の生成個数Ｎを決定を行うステップＳ３００が実行される点である。その処理以降は、図２に示したフローチャートと同じである。また、第２の通信装置２００の動作は図３のフローチャートと同様である。
【００５８】
図７は、図６のステップＳ３００における具体的な処理を示したフローチャートである。当該ステップＳ３００においては、まず、無線データ通信で送受信しようとする対象データの指定が行われる（Ｓ３０１）。次いで、指定した対象データの総量を計算し（Ｓ３０２）、その計算結果に基づいて対象データの送受信に必要なパケット数の見積りを行う（Ｓ３０３）。そしてその見積り結果に応じて、生成する暗号鍵の個数Ｎを決定する（Ｓ３０４）。
【００５９】
例えば、第１の通信装置１００のホストシステム１０１が複数の動画ファイルを蓄積したコンピュータであり、第２の通信装置２００のホストシステム２０１が携帯型の動画再生装置であるケースを考える。第１の通信装置１００は、第２の通信装置２００からの要求に応じて、一つ以上の動画ファイルを無線データ通信で送信することができる。このケースにおいて、第２の通信装置２００が、第１の通信装置１００に対し複数個の動画ファイルの送信を要求したとする。第１の通信装置１００はその要求に応じて、送信の対象とする複数の動画ファイル（対象データ）を指定する（Ｓ３０１）。そして各動画ファイルの大きさに基づいて送信する総データ量を計算し（Ｓ３０２）、当該動画ファイルを無線データ通信で送信するときに必要なパケット数を算出する（Ｓ３０３）。
【００６０】
送受信に最低限必要なパケット数は、当該動画ファイルおよびその他無線データ通信に必要な制御情報の総データ量と、１パケットで送信可能なデータ量との比から算出できる。但し、データの送信中にデータ誤りが生じた場合など、パケットの再送信によって必要なパケット数が増加する可能性もある。それに備え、当該ステップＳ３０３では、必要最低限のパケット数に、ある程度余分のパケット数を加えたものを必要なパケット数として見積ることが望ましい。
【００６１】
そしてステップＳ３０３で見積もったパケット数と、実施の形態１で説明した暗号鍵の切替えの基準となる判定値Ｍとの比から、鍵生成部１１０で生成する暗号鍵の個数Ｎを算出する（Ｓ３０４）。その後は、図６のステップＳ１０１に進み、Ｎ個の暗号鍵を鍵生成部１１０で生成する。以降の第１の通信装置１００および第２の通信装置２００の動作は、実施の形態１で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００６２】
このように本実施の形態では、無線データ通信を開始する前に、予め送受信しようとする対象データの総量に基づいて、必要となる暗号鍵の個数Ｎを計算しておくので、暗号鍵の不足による無線データ通信の中断を回避することができる。
【００６３】
また、以上の説明では、第１の通信装置１００から第２の通信装置２００への対象データの送信を行う場合について説明したが、第１の通信装置１００が第２の通信装置２００から対象データを受信する場合にも適用可能である。その場合は、図７のステップＳ３０１，Ｓ３０２の処理を第２の通信装置２００側で行い、得られた結果（第２の通信装置２００が送信しようとする対象データの総量の情報）を第１の通信装置１００に送信してやればよい。そして第１の通信装置１００が、第２の通信装置２００から受信した対象データの総量の情報に基づいて、ステップＳ３０３以降の処理を行えば、予め必要な暗号鍵の個数Ｎを見積ることができ、暗号鍵の不足による無線データ通信の中断を回避することができる。
【００６４】
＜実施の形態３＞
実施の形態３では、暗号鍵の不足による無線データ通信の中断を回避するために、使用者が任意に暗号鍵を追加できるようにする。
【００６５】
図８は、本実施の形態の通信システムの構成を示す模式図である。この図において、図１に示したものと同様の機能を有する要素には、同一符号を付してある。図１の通信システムと異なる点は、第１の通信装置１００がさらに、鍵追加スイッチ１１４および鍵追加制御部１１５を有し、第２の通信装置２００がさらに鍵追加制御部２１５を有している点である。鍵追加スイッチ１１４は、例えば押しボタンスイッチなどであり、使用者が暗号鍵の追加指示（以下「鍵追加指示」）を入力可能なものである。鍵追加制御部１１５は、鍵追加スイッチ１１４に使用者からの鍵追加指示が入力された場合に、第１の通信装置１００内の各要素を制御して、暗号鍵を追加するための所定の処理を行うものである。また鍵追加制御部２１５は、第１の通信装置１００からの要求に応じて、第２の通信装置２００内の各要素を制御して、暗号鍵を追加するための所定の処理を行うものである。
【００６６】
以下、この通信システムの動作を説明する。図９および図１０はそれぞれ、実施の形態３に係る通信システムにおける第１の通信装置１００および第２の通信装置２００の動作を示すフローチャートである。これらの図では、図２，図３と同様の処理を行うステップには同一符号を付してある。図９において、図２と異なるのは、無線データ通信を行うステップＳ１０８の前に、ステップＳ４００，Ｓ４１０が実行される点である。ステップＳ４００は、鍵追加スイッチ１１４へ鍵追加指示の入力がなされていないか判定するステップである。ステップＳ４１０は、ステップＳ４００で鍵追加指示が検出された場合に暗号鍵を追加生成するステップである。これらの処理が追加されたことを除いては、図２に示したフローチャートと同じである。
【００６７】
また図１０において、図３と異なるのは、無線データ通信を行うステップＳ２０７の前に、ステップＳ５００，Ｓ５１０が実行される点である。ステップＳ５００は、第１の通信装置１００から暗号鍵追加の通知信号（以下「鍵追加通知」）が送信されていないかを判定するステップである。ステップＳ５１０は、ステップＳ５００で鍵追加通知が検出された場合に、第１の通信装置１００から暗号鍵を追加取得するステップである。これらの処理が追加されたことを除いては、図３に示したフローチャートと同じである。
【００６８】
以下、本実施の形態係るにおける通信システムの動作を説明する。まず、第１の通信装置１００の使用者が、鍵追加スイッチ１１４を用いて鍵追加指示を入力していなければ、ステップＳ４００およびＳ５００では共に“ｎｏ”と判定されるので、第１の通信装置１００および第２の通信装置２００は、共に実施の形態１と同じ動作を行う。この動作については上で説明したとおりである。
【００６９】
無線データ通信の実行を継続するうちに、未使用の暗号鍵の個数（鍵残数）は次第に減少するが、第２の通信装置２００の使用者は、鍵残数通知部２１３の表示から当該残数を認知することができる。使用者は、暗号鍵の不足による無線データ通信の中断を回避したいときは、第１の通信装置１００の鍵追加スイッチ１１４を操作して鍵追加指示を入力する。その際は、第１の通信装置１００と第２の通信装置２００との間で暗号鍵の授受が可能になるように、使用者は再び画像読取部２１１のカメラが画像表示部１０７に表示される鍵画像を読取り可能な程度に、第２の通信装置２００を第１の通信装置１００に近づける必要がある。
【００７０】
無線データ通信の実行途中に、第１の通信装置１００の鍵追加スイッチ１１４に使用者からの鍵追加指示が入力されると、鍵追加制御部１１５は暗号鍵を追加生成するための所定の処理を行う（図９のＳ４００，Ｓ４１０）。ステップＳ４１０で行われる具体的な処理を図１１のフローチャートに示す。当該ステップＳ４１０では、鍵追加制御部１１５は、まず第１のデータ通信部（ＢＢＰ／ＭＡＣ１０２、無線通信回路１０３、アンテナ１０４）を制御して鍵追加通知を、第２の通信装置２００へ無線データ通信で送信する（Ｓ４１１）。その後、第１の通信装置１００は、第２の通信装置２００からの確認応答を待つ（Ｓ４１２）。
【００７１】
一方、第２の通信装置２００においては、第２のデータ通信部（ＢＢＰ／ＭＡＣ２０２、無線通信回路２０３、アンテナ２０４）が鍵追加通知を受信すると、鍵追加制御部２１５が暗号鍵を追加取得するための所定の処理を行う（図１０のＳ５００，Ｓ５１０）。ステップＳ５１０で行われる具体的な処理を、図１２のフローチャートに示す。当該ステップＳ５１０では、鍵追加制御部２１５は、まず第２のデータ通信部を制御し、鍵追加通知を正常に受信したことを示す確認応答を第１の通信装置１００に返信する（Ｓ５１１）。
【００７２】
第１の通信装置１００が第２の通信装置２００からの確認応答を受信すると、鍵追加制御部１１５は、鍵生成部１１０に暗号鍵を所定の追加個数αだけ追加生成させる（図１１のＳ４１３）。つまり、鍵生成部１１０により暗号鍵Ｅ（Ｎ＋１）〜Ｅ（Ｎ＋α）が生成される。この追加個数αは予め定めた一定の値でもよいし、使用者が鍵追加スイッチ１１４を操作する際に、当該個数αの値を任意に設定できるようにしてもよい。鍵生成部１１０が生成した暗号鍵Ｅ（Ｎ＋１）〜Ｅ（Ｎ＋α）は、鍵記憶部１０５に追加記憶される（Ｓ４１４）。また、暗号鍵の生成個数ＮはステップＳ１１２の判定の基準となるので、それにもαを加えておく（Ｓ４１５）。
【００７３】
そして鍵追加制御部１１５は、データ変換部１０６を制御して、暗号鍵Ｅ（Ｎ＋１）〜Ｅ（Ｎ＋α）を画像データに変換し（Ｓ４１６）、画像表示部１０７にそれを鍵画像（追加鍵画像）として表示させることで、暗号鍵Ｅ（Ｎ＋１）〜Ｅ（Ｎ＋α）を第２の通信装置２００へと出力する（Ｓ４１７）。その後は、第２の通信装置２００から、暗号鍵の追加取得処理が正常に完了したことを示す信号である「鍵追加完了通知」が送られてくるのを待つ（Ｓ４１８）。
【００７４】
一方、第２の通信装置２００の鍵追加制御部１１５は、画像読取部２１１を制御して画像表示部１０７に表示された追加鍵画像を読取り、暗号鍵Ｅ（Ｎ＋１）〜Ｅ（Ｎ＋α）の情報を含む画像データを取得する（図１２のＳ５１２）。そして、鍵復号部２１２を制御して追加鍵画像の画像データをα個の暗号鍵Ｅ（Ｎ＋１）〜Ｅ（Ｎ＋α）へと復号する（Ｓ５１３）。復号された暗号鍵Ｅ（Ｎ＋１）〜Ｅ（Ｎ＋α）は、鍵記憶部２０５に追加記憶される（Ｓ５１４）。また、暗号鍵の生成個数Ｎの値は、鍵残数通知部２１３に表示する鍵残数を計算するのに使用されるので、それにもαを加え（Ｓ５１５）、その後計算した鍵残数を鍵残数通知部２１３に表示する（Ｓ５１６）。そして、暗号鍵の追加取得処理が正常に完了したことを示す上記「鍵追加完了通知」を無線データ通信で第１の通信装置１００に送信する（Ｓ５１７）。
【００７５】
鍵追加完了通知を送信した第２の通信装置２００は、図１０のステップＳ２０７に復帰する。また、第１の通信装置１００は、その鍵追加完了通知を受信すると図１１のステップＳ１０８に復帰する。以降、第１の通信装置１００および第２の通信装置２００は、再び実施の形態１と同じ動作に戻る。
【００７６】
以上の処理により、第１の通信装置１００と第２の通信装置２００とで共有する暗号鍵の個数は、Ｎ個からＮ＋α個に増える。使用者は、鍵残数通知部２１３で鍵残数を確認しつつ無線データ通信を行えば、鍵残数が少なくなっても鍵追加スイッチ１１４を操作して暗号鍵の追加を行うことによって、暗号鍵の不足による通信の途中終了を回避できる。例えば、送受信しようとするデータの大きさが予め予想できないようなケースに有効である。
【００７７】
なお、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ４１３〜Ｓ４１７は、ステップＳ４１２で暗号鍵通知に対する確認応答の受信を待った後にに実行されるよう説明した。しかし、当該ステップＳ４１３〜Ｓ４１７は、無線データ通信を利用するものではないので、無線データ通信と並行して行わせてもよい。例えば、ステップＳ４１２における確認応答の待ち時間の間に当該ステップＳ４１３〜Ｓ４１７の処理を進めておけば、暗号鍵の追加生成処理（ステップＳ４１０）に要する時間の短縮を図ることができる。
【００７８】
また本実施の形態では、使用者に鍵残数を通知する鍵残数通知部２１３を携帯可能な第２の通信装置２００に設け、その一方で、使用者が鍵追加指示を入力するための鍵追加スイッチ１１４を通信相手側の第１の通信装置１００に設けた。そのため第２の通信装置２００の使用者は、暗号鍵の追加を行うとき鍵追加スイッチ１１４を操作するために第１の通信装置１００に近づく必要が生じる。このことは一見不便に見えるかもしれないが、上述のとおり、暗号鍵の追加処理の際には、第１の通信装置１００と第２の通信装置２００との距離を、暗号鍵の授受が可能になるように近づける必要があるので、それを自然と使用者に促すことができるという利点がある。
【００７９】
もちろん、鍵追加スイッチ１１４を第２の通信装置２００に設ける構成にすることも可能である。その場合は、使用者から鍵追加指示を入力された第２の通信装置２００が、その鍵追加指示を第１の通信装置１００へ無線データ通信で送信してやればよい。そして第１の通信装置１００が、図１１のステップＳ４００で無線データ通信における鍵追加指示の有無を判定し、鍵追加指示を受信した場合に暗号鍵の追加生成処理（ステップＳ４１０）を行なえばよい。それ以外の処理は、上記と同様でよい。鍵追加スイッチ１１４を第２の通信装置２００に設けた場合、使用者は自己所有の第２の通信装置２００のみを操作するだけで暗号鍵を追加することができるようになり、操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施の形態１に係る通信システムの構成を示す模式図である。
【図２】実施の形態１に係る第１の通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態１に係る第２の通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１に係る通信システムにおける、第１の通信装置および第２の通信装置の動作の対応関係を示すシーケンスチャートである。
【図５】実施の形態１に係る通信システムにおける、第１の通信装置および第２の通信装置の動作の対応関係を示すシーケンスチャートである。
【図６】実施の形態２に係る第１の通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２に係る第１の通信装置における、暗号鍵の生成個数の決定処理のフローチャートである。
【図８】実施の形態３に係る通信システムの構成を示す模式図である。
【図９】実施の形態３に係る第１の通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態３に係る第２の通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態３に係る第１の通信装置における、暗号鍵の追加生成処理のフローチャートである。
【図１２】実施の形態３に係る第２の通信装置における、暗号鍵の追加取得処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１００  第１の通信装置、１０１  ホストシステム、１０２  ＢＢＰ／ＭＡＣ、１０３  無線通信回路、１０４  アンテナ、１０５  鍵記憶部、１０６  データ変換部、１０７  画像表示部、１０８  鍵切替制御部、１０８ａ  鍵カウンタ、１０８ｂ  パケットカウンタ、１１０  鍵生成部、１１４  鍵追加スイッチ、１１５  鍵追加制御部、２００  第２の通信装置、２０１  ホストシステム、２０２  ＢＢＰ／ＭＡＣ、２０３  無線通信回路、２０４  アンテナ、２０５  鍵記憶部、２０８  鍵切替制御部、２０８ａ  鍵カウンタ、２１１  画像読取部、２１２  鍵復号部、２１３  鍵残数通知部、２１５  鍵追加制御部。
【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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