(57)【要約】【課題】子機と親機間の認証を短時間に終了し、迅速に通信を開始することのできる、親機と子機間の認証方法を提供する。【解決手段】子機３＿ｊは、認証キーＫＢを親機２＿ｉへ送信する。親機２＿ｉは、受信した認証キーＫＢ＿ｊを、キー変換キーＫＧを用いて暗号キーＫＡ＿ｊと子機識別子に変換する。そして、子機識別子を利用して認証キーの認証を行う。そして、この暗号キーＫＡ＿ｊで親機認証情報を暗号化し、子機３＿ｊへ送信する。子機３＿ｊは、暗号キーＫＡ＿ｊで暗号化された親機認証情報を解読し、親機２＿ｉの認証を行う。さらに、解読した親機認証情報を用いて子機認証情報を生成し、親機２＿ｉへ送信する。親機２＿ｉは、受信した子機認証情報により、子機３＿ｊの認証を行う。その後、子機３＿ｊと親機２＿ｉとの間でデータ通信が行われる。【選択図】  図１
2005006112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
親機と子機とを備える通信システムにおける、前記親機と前記子機とがデータ通信を開始する前に行う、前記親機と前記子機とが互いの認証を行う認証方法において、
前記親機はキー変換キーを有し、前記子機は子機識別子と暗号キーと認証キーとを有し、
前記認証キーは、前記キー変換キーとキー変換関数とを用いて前記識別子と前記暗号キーとを変換したものであり、
前記子機は、前記認証キーと当該子機が親機を認証するために使用する親機認証用値とを含む認証要求信号を生成し、前記親機に対して前記認証要求信号を送信する手順を行い、
前記認証要求信号を受信した親機は、
前記キー変換キーと前記キー変換関数に対するキー逆変換関数とを用いて、前記認証要求信号に含まれる前記認証キーを前記子機識別子と前記暗号キーとに逆変換する手順と、
逆変換により得られた前記子機識別子が予め取得された前記認証要求信号の送信を行った子機の子機識別子に一致するかを確認して、前記認証キーの認証を行う手順と、
前記認証要求信号に含まれる前記親機認証用値と当該親機が子機を認証するために使用する子機認証用値とを含む親機認証情報を生成する手順と、
逆変換により得られた前記暗号キーと暗号化関数とを用いて、前記親機認証情報を暗号化親機認証情報に暗号化する手順と、
前記認証要求信号の送信を行った子機に対して前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を送信する手順と、
を実行し、
前記親機認証信号を受信した子機は、
前記暗号キーと前記暗号化関数の復号関数とを用いて、前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報を前記親機認証情報に復号する手順と、
復号された前記親機認証情報中の前記親機認証用値が前記認証要求信号に含まれる親機認証用値に一致するかを確認して、前記親機認証信号の送信を行った親機の認証を行う手順と、
復号された前記親機認証情報中の子機認証用値を含む子機認証情報を生成し、前記親機認証信号の送信を行った親機に対して前記子機認証情報を含む子機認証信号を送信する手順と、
を実行し、
前記子機認証信号を受信した親機は、
前記子機認証信号に含まれる前記子機認証情報中の前記子機認証用値が前記親機認証情報中の前記子機認証用値に一致するかを確認して、前記子機認証信号の送信を行った子機の認証を行う手順と、を実行することを特徴とする認証方法。
【請求項２】
親機と子機とを備える通信システムにおける、前記親機と前記子機とがデータ通信を開始する前に行う、前記親機と前記子機とが互いの認証を行う認証方法において、
前記親機はキー変換キーを有し、前記子機は子機識別子と暗号キーと認証キーとを有し、
前記認証キーは、前記キー変換キーとキー変換関数とを用いて前記識別子と前記暗号キーとを変換したものであり、
前記子機は、前記認証キーと当該子機が親機を認証するために使用する親機認証用値とを含む認証要求信号を生成し、前記親機に対して前記認証要求信号を送信する手順を行い、
前記認証要求信号を受信した親機は、
前記キー変換キーと前記キー変換関数に対するキー逆変換関数とを用いて、前記認証要求信号に含まれる前記認証キーを前記子機識別子と前記暗号キーとに逆変換する手順と、
逆変換により得られた前記子機識別子が予め取得された前記認証要求信号の送信を行った子機の子機識別子に一致するかを確認して、前記認証キーの認証を行う手順と、
通信暗号キーを生成する手順と、
前記認証要求信号に含まれる前記親機認証用値と前記通信暗号キーとを含む親機認証情報を生成する手順と、
逆変換により得られた前記暗号キーと第１暗号化関数とを用いて、前記親機認証情報を暗号化親機認証情報に暗号化する手順と、
前記認証要求信号の送信を行った子機に対して前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を送信する手順と、
を実行し、
前記親機認証信号を受信した子機は、
前記暗号キーと前記第１暗号化関数の復号関数とを用いて、前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報を前記親機認証情報に復号する手順と、
復号された前記親機認証情報中の前記親機認証用値が前記認証要求信号に含まれる親機認証用値に一致するかを確認して、前記親機認証信号の送信を行った親機の認証を行う手順と、
前記親機認証情報に含まれる前記通信暗号キーと第２暗号化関数とを用いて、自身の子機識別子を含む子機認証情報を暗号化子機認証情報に暗号化する手順と、
前記親機認証信号の送信を行った親機に対して前記暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を送信する手順と、
を実行し、
前記子機認証信号を受信した親機は、
前記通信暗号キーと前記第２暗号化関数の復号関数とを用いて、前記子機認証信号に含まれる前記暗号化子機認証情報を前記子機認証情報に復号する手順と、復号された前記子機認証情報中の前記子機識別子が予め取得した前記子機認証信号の送信を行った子機の子機識別子に一致するかを確認して、前記子機認証信号の送信を行った子機の認証を行う手順と、を実行することを特徴とする認証方法。
【請求項３】
前記親機と前記子機との一方が、前記通信暗号キーと通信暗号化関数とを用いて、送信するデータを暗号化データに暗号化し、暗号化データを含むデータ信号を他方に対して送信する手順を実行し、
前記データ信号を受信した他方は、前記通信暗号キーと前記通信暗号化関数の復号関数とを用いて、受信したデータ信号に含まれる暗号化データを前記データに復号する手順を実行することを特徴とする請求項２に記載の認証方法。
【請求項４】
前記親機と前記子機とに通信ネットワークを介して接続されるキー管理機は、
キー変換キーを生成する手順と、
暗号キーを生成する手順と、
前記キー変換キーとキー変換関数とを用いて、前記暗号キーと子機識別子とを認証キーに変換する手順と、
前記親機に前記キー変換キーを配布する手順と、
前記子機に前記暗号キーと前記認証キーとを配布する手順と、を実行することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の認証方法。
【請求項５】
子機との間でデータ通信を開始する前に、当該子機との間で互いの認証を行う親機において、
前記親機はキー変換キーを有し、前記子機は子機識別子と暗号キーと認証キーとを有し、
前記認証キーは、前記キー変換キーとキー変換関数とを用いて前記識別子と前記暗号キーとを変換したものであり、
キー変換キーを保持するキー変換キー保持手段と、
前記子機から認証キーを含む認証要求信号を受信する認証要求信号受信手段と、
前記キー変換キー保持手段に保持された前記キー変換キーと前記キー変換関数に対するキー逆変換関数とを用いて、前記認証要求信号受信手段により受信された前記認証要求信号に含まれる前記認証キーを前記子機識別子と前記暗号キーとに逆変換するキー逆変換手段と、
前記キー逆変換手段による逆変換により得られた前記子機識別子が予め取得された前記子機の子機識別子に一致するかを確認して、前記認証キーの認証を行うキー認証手段と、
子機が当該親機を認証するために使用する親機認証用値と当該親機が子機を認証するために使用する子機認証用値とを含む親機認証情報を生成する親機認証情報生成手段と、
前記キー逆変換手段による逆変換により得られた前記暗号キーと暗号化関数とを用いて、前記親機認証情報生成手段により生成された前記親機認証情報を暗号化親機認証情報に暗号化する親機認証情報暗号化手段と、
前記親機認証情報暗号化手段により暗号化された前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機へ送信する親機認証信号送信手段と、
前記子機から前記親機認証情報中の子機認証用値が含まれる子機認証情報を含む子機認証信号を受信する子機認証信号受信手段と、
前記子機認証信号受信手段により受信された前記子機認証信号に含まれる前記子機認証情報中の前記子機認証用値が前記親機認証情報生成手段により生成された前記親機認証情報中の前記子機認証用値に一致するかを確認して、前記子機の認証を行う子機認証手段と、
を備えたことを特徴とする親機。
【請求項６】
子機との間でデータ通信を開始する前に、当該子機との間で互いの認証を行う親機において、
前記親機はキー変換キーを有し、前記子機は子機識別子と暗号キーと認証キーとを有し、
前記認証キーは、前記キー変換キーとキー変換関数とを用いて前記識別子と前記暗号キーとを変換したものであり、
キー変換キーを保持するキー変換キー保持手段と、
前記子機から認証キーを含む認証要求信号を受信する認証要求信号受信手段と、
前記キー変換キー保持手段に保持された前記キー変換キーと前記キー変換関数に対するキー逆変換関数とを用いて、前記認証要求信号受信手段により受信された前記認証要求信号に含まれる前記認証キーを前記子機識別子と前記暗号キーとに逆変換するキー逆変換手段と、
前記キー逆変換手段による逆変換により得られた前記子機識別子が予め取得された前記子機の子機識別子に一致するかを確認して、前記認証キーの認証を行うキー認証手段と、
通信暗号キーを生成する通信暗号キー生成手段と、
子機が当該親機を認証するために使用する親機認証用値と前記通信暗号キー生成手段により生成された前記通信暗号キーとを含む親機認証情報を生成する親機認証情報生成手段と、
前記キー逆変換手段による逆変換により得られた前記暗号キーと第１暗号化関数とを用いて、前記親機認証情報生成手段により生成された前記親機認証情報を暗号化親機認証情報に暗号化する親機認証情報暗号化手段と、
前記親機認証情報暗号化手段により暗号化された前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機へ送信する親機認証信号送信手段と、
前記子機から、当該子機において前記親機認証情報に含まれる前記通信暗号キーと第２暗号化関数とを用いて、当該子機の子機識別子を含む子機認証情報を暗号化した、暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を受信する子機認証信号受信手段と、
前記通信暗号キー生成手段により生成された前記通信暗号キーと前記第２暗号化関数の復号関数とを用いて、前記子機認証情報信号受信手段により受信された前記子機認証信号に含まれる前記暗号化子機認証情報を前記子機認証情報に復号する通信暗号解読手段と、
前記通信暗号解読手段により復号された前記子機認証情報中の前記子機識別子が予め取得した前記子機の子機識別子に一致するかを確認して、前記子機の認証を行う子機認証手段と、
を備えたことを特徴とする親機。
【請求項７】
前記通信暗号キーと通信暗号化関数とを用いて、前記子機に送信するデータを暗号化データに暗号化するデータ暗号化手段と、
前記データ暗号化手段により暗号化された前記暗号化データを含むデータ信号を前記子機へ送信するデータ信号送信手段と、
前記子機から暗号化データを含むデータ信号を受信するデータ信号受信手段と、
前記通信暗号キーと前記通信暗号化関数の復号関数とを用いて、前記データ信号受信手段により受信されたデータ信号に含まれる暗号化データをデータに復号するデータ解読手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の親機。
【請求項８】
前記親機に通信ネットワークを介して接続されるキー管理機から配布されるキー変換キーを受領するキー変換キー受領手段をさらに備えたことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の親機。
【請求項９】
親機との間でデータ通信を開始する前に、当該親機との間で互いの認証を行う子機において、
暗号キーを保持する暗号キー保持手段と、
親機が保持するキー変換キーとキー変換関数とを用いて当該子機の識別子と暗号キーとを変換した認証キーを保持する認証キー保持手段と、
前記認証キー保持手段に保持された前記認証キーと当該子機が親機を認証するために使用する親機認証用値とを含む認証要求信号を生成する認証要求信号送信処理手段と、
前記認証要求信号送信処理手段により生成された前記認証要求信号を前記親機へ送信する認証要求信号送信手段と、
前記親機から、当該親機において前記暗号キーと暗号化関数とを用いて、前記認証要求信号に含まれる前記親機認証用値と当該親機が子機を認証するために使用する子機認証用値とを含む親機認証情報を暗号化した、暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を受信する親機認証信号受信手段と、
前記暗号キー保持手段に保持された前記暗号キーと前記暗号化関数の復号関数とを用いて、前記親機認証信号により受信された前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報を前記親機認証情報に復号する親機認証情報解読手段と、
前記親機認証情報解読手段により復号された前記親機認証情報中の前記親機認証用値が前記認証要求信号生成手段により生成された前記認証要求信号に含まれる親機認証用値に一致するかを確認して、前記親機の認証を行う親機認証手段と、
前記親機認証情報解読手段により復号された前記親機認証情報中の子機認証用値を含む子機認証情報を生成する子機認証情報生成手段と、
前記子機認証情報生成手段により生成された前記子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信する子機認証信号送信手段と、
を備えたことを特徴とする子機。
【請求項１０】
親機との間でデータ通信を開始する前に、当該親機との間で互いの認証を行う子機において、
暗号キーを保持する暗号キー保持手段と、
親機が保持するキー変換キーとキー変換関数とを用いて当該子機の識別子と暗号キーとを変換した認証キーを保持する認証キー保持手段と、
前記認証キー保持手段に保持された前記認証キーと当該子機が親機を認証するために使用する親機認証用値とを含む認証要求信号を生成する認証要求信号送信処理手段と、
前記認証要求信号送信処理手段により生成された前記認証要求信号を前記親機へ送信する認証要求信号送信手段と、
前記親機から、当該親機において前記暗号キーと第１暗号化関数とを用いて、前記認証要求信号に含まれる前記親機認証用値と通信暗号キーとを含む親機認証情報を暗号化した、暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を受信する親機認証信号受信手段と、
前記暗号キー保持手段に保持された前記暗号キーと前記第１暗号化関数の復号関数とを用いて、前記親機認証信号受信手段により受信された前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報を前記親機認証情報に復号する親機認証情報解読手段と、
前記親機認証情報解読手段により復号された前記親機認証情報中の前記親機認証用値が前記認証要求信号処理手段により生成された前記認証要求信号に含まれる親機認証用値に一致するかを確認して、前記親機の認証を行う親機認証手段と、
自身の子機識別子を含む子機認証情報を生成する子機認証情報生成手段と、
前記親機認証情報解読手段により復号された前記親機認証情報に含まれる前記通信暗号キーと第２暗号化関数とを用いて、前記子機認証情報生成手段により生成された前記子機認証情報を暗号化子機認証情報に暗号化する通信暗号暗号化手段と、
前記通信暗号暗号化手段により暗号化された前記暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信する子機認証信号送信手段と、
を備えたことを特徴とする子機。
【請求項１１】
前記通信暗号キーと通信暗号化関数とを用いて、前記親機へ送信するデータを暗号化データに暗号化するデータ暗号化手段と、
前記データ暗号化手段により暗号化された前記暗号化データを含むデータ信号を前記親機へ送信するデータ信号送信手段と、
前記親機から暗号化データを含むデータ信号を受信するデータ信号受信手段と、
前記通信暗号キーと前記通信暗号化関数の復号関数とを用いて、前記データ信号受信手段により受信されたデータ信号に含まれる暗号化データをデータに復号するデータ解読手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１０に記載の子機。
【請求項１２】
前記子機に通信ネットワークを介して接続されるキー管理機から配布される暗号キーを受領する暗号キー受領手段と、前記キー管理機から配布される認証キーを受領する認証キー受領手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の子機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、親機と子機との間において、無線ＬＡＮ通信などのデータ通信を行う前に、親機と子機とが互いに認証を行う認証方法、親機、及び子機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、例えば、センタ局を設け、センタ局が移動機（子機）と基地局（親機）間の鍵（キー）の管理を行う。移動機と基地局間の通信に先立って、センタ局が移動機に応じて鍵を基地局に渡す。これにより、第３者が基地局や移動機になりすますことを防止し、基地局と移動機間の通信データを第３者が傍受することを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この場合、センタ局は、ホームメモリ装置に移動機のＩＤ（識別情報）と鍵との対応を用意しておき、移動機と基地局間の通信を開始する前に、移動機に応じた鍵を検索し基地局にその鍵を渡していた。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２８９３７７５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、移動機（子機）が多数あるとき、移動機のＩＤから対応する鍵を検索し基地局に通知するため、センタ局の負荷が増大し、移動機と基地局間の通信を開始するまでの時間が長くなり、迅速な通信開始ができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、親機と子機との認証を短時間に行うことが可能な親機と子機との間の認証方法、親機、及び子機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の認証方法は、親機と子機とを備える通信システムにおける、前記親機と前記子機とがデータ通信を開始する前に行う、前記親機と前記子機とが互いの認証を行う認証方法において、前記親機はキー変換キーを有し、前記子機は子機識別子と暗号キーと認証キーとを有し、前記認証キーは、前記キー変換キーとキー変換関数とを用いて前記識別子と前記暗号キーとを変換したものであり、前記子機は、前記認証キーと当該子機が親機を認証するために使用する親機認証用値とを含む認証要求信号を生成し、前記親機に対して前記認証要求信号を送信する手順を行い、前記認証要求信号を受信した親機は、前記キー変換キーと前記キー変換関数に対するキー逆変換関数とを用いて、前記認証要求信号に含まれる前記認証キーを前記子機識別子と前記暗号キーとに逆変換する手順と、逆変換により得られた前記子機識別子が予め取得された前記認証要求信号の送信を行った子機の子機識別子に一致するかを確認して、前記認証キーの認証を行う手順と、前記認証要求信号に含まれる前記親機認証用値と当該親機が子機を認証するために使用する子機認証用値とを含む親機認証情報を生成する手順と、逆変換により得られた前記暗号キーと暗号化関数とを用いて、前記親機認証情報を暗号化親機認証情報に暗号化する手順と、前記認証要求信号の送信を行った子機に対して前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を送信する手順と、を実行し、前記親機認証信号を受信した子機は、前記暗号キーと前記暗号化関数の復号関数とを用いて、前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報を前記親機認証情報に復号する手順と、復号された前記親機認証情報中の前記親機認証用値が前記認証要求信号に含まれる親機認証用値に一致するかを確認して、前記親機認証信号の送信を行った親機の認証を行う手順と、復号された前記親機認証情報中の子機認証用値を含む子機認証情報を生成し、前記親機認証信号の送信を行った親機に対して前記子機認証情報を含む子機認証信号を送信する手順と、を実行し、前記子機認証信号を受信した親機は、前記子機認証信号に含まれる前記子機認証情報中の前記子機認証用値が前記親機認証情報中の前記子機認証用値に一致するかを確認して、前記子機認証信号の送信を行った子機の認証を行う手順と、を実行することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の認証方法は、親機と子機とを備える通信システムにおける、前記親機と前記子機とがデータ通信を開始する前に行う、前記親機と前記子機とが互いの認証を行う認証方法において、前記親機はキー変換キーを有し、前記子機は子機識別子と暗号キーと認証キーとを有し、前記認証キーは、前記キー変換キーとキー変換関数とを用いて前記識別子と前記暗号キーとを変換したものであり、前記子機は、前記認証キーと当該子機が親機を認証するために使用する親機認証用値とを含む認証要求信号を生成し、前記親機に対して前記認証要求信号を送信する手順を行い、前記認証要求信号を受信した親機は、前記キー変換キーと前記キー変換関数に対するキー逆変換関数とを用いて、前記認証要求信号に含まれる前記認証キーを前記子機識別子と前記暗号キーとに逆変換する手順と、逆変換により得られた前記子機識別子が予め取得された前記認証要求信号の送信を行った子機の子機識別子に一致するかを確認して、前記認証キーの認証を行う手順と、通信暗号キーを生成する手順と、前記認証要求信号に含まれる前記親機認証用値と前記通信暗号キーとを含む親機認証情報を生成する手順と、逆変換により得られた前記暗号キーと第１暗号化関数とを用いて、前記親機認証情報を暗号化親機認証情報に暗号化する手順と、前記認証要求信号の送信を行った子機に対して前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を送信する手順と、を実行し、前記親機認証信号を受信した子機は、前記暗号キーと前記第１暗号化関数の復号関数とを用いて、前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報を前記親機認証情報に復号する手順と、復号された前記親機認証情報中の前記親機認証用値が前記認証要求信号に含まれる親機認証用値に一致するかを確認して、前記親機認証信号の送信を行った親機の認証を行う手順と、前記親機認証情報に含まれる前記通信暗号キーと第２暗号化関数とを用いて、自身の子機識別子を含む子機認証情報を暗号化子機認証情報に暗号化する手順と、前記親機認証信号の送信を行った親機に対して前記暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を送信する手順と、を実行し、前記子機認証信号を受信した親機は、前記通信暗号キーと前記第２暗号化関数の復号関数とを用いて、前記子機認証信号に含まれる前記暗号化子機認証情報を前記子機認証情報に復号する手順と、復号された前記子機認証情報中の前記子機識別子が予め取得した前記子機認証信号の送信を行った子機の子機識別子に一致するかを確認して、前記子機認証信号の送信を行った子機の認証を行う手順と、を実行することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の認証方法は、前記親機と前記子機との一方が、前記通信暗号キーと通信暗号化関数とを用いて、送信するデータを暗号化データに暗号化し、暗号化データを含むデータ信号を他方に対して送信する手順を実行し、前記データ信号を受信した他方は、前記通信暗号キーと前記通信暗号化関数の復号関数とを用いて、受信したデータ信号に含まれる暗号化データを前記データに復号する手順を実行することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の認証方法は、前記親機と前記子機とに通信ネットワークを介して接続されるキー管理機は、キー変換キーを生成する手順と、暗号キーを生成する手順と、前記キー変換キーとキー変換関数とを用いて、前記暗号キーと子機識別子とを認証キーに変換する手順と、前記親機に前記キー変換キーを配布する手順と、前記子機に前記暗号キーと前記認証キーとを配布する手順と、を実行することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の親機は、子機との間でデータ通信を開始する前に、当該子機との間で互いの認証を行う親機において、前記親機はキー変換キーを有し、前記子機は子機識別子と暗号キーと認証キーとを有し、前記認証キーは、前記キー変換キーとキー変換関数とを用いて前記識別子と前記暗号キーとを変換したものであり、キー変換キーを保持するキー変換キー保持手段と、前記子機から認証キーを含む認証要求信号を受信する認証要求信号受信手段と、前記キー変換キー保持手段に保持された前記キー変換キーと前記キー変換関数に対するキー逆変換関数とを用いて、前記認証要求信号受信手段により受信された前記認証要求信号に含まれる前記認証キーを前記子機識別子と前記暗号キーとに逆変換するキー逆変換手段と、前記キー逆変換手段による逆変換により得られた前記子機識別子が予め取得された前記子機の子機識別子に一致するかを確認して、前記認証キーの認証を行うキー認証手段と、子機が当該親機を認証するために使用する親機認証用値と当該親機が子機を認証するために使用する子機認証用値とを含む親機認証情報を生成する親機認証情報生成手段と、前記キー逆変換手段による逆変換により得られた前記暗号キーと暗号化関数とを用いて、前記親機認証情報生成手段により生成された前記親機認証情報を暗号化親機認証情報に暗号化する親機認証情報暗号化手段と、前記親機認証情報暗号化手段により暗号化された前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機へ送信する親機認証信号送信手段と、前記子機から前記親機認証情報中の子機認証用値が含まれる子機認証情報を含む子機認証信号を受信する子機認証信号受信手段と、前記子機認証信号受信手段により受信された前記子機認証信号に含まれる前記子機認証情報中の前記子機認証用値が前記親機認証情報生成手段により生成された前記親機認証情報中の前記子機認証用値に一致するかを確認して、前記子機の認証を行う子機認証手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の親機は、子機との間でデータ通信を開始する前に、当該子機との間で互いの認証を行う親機において、前記親機はキー変換キーを有し、前記子機は子機識別子と暗号キーと認証キーとを有し、前記認証キーは、前記キー変換キーとキー変換関数とを用いて前記識別子と前記暗号キーとを変換したものであり、キー変換キーを保持するキー変換キー保持手段と、前記子機から認証キーを含む認証要求信号を受信する認証要求信号受信手段と、前記キー変換キー保持手段に保持された前記キー変換キーと前記キー変換関数に対するキー逆変換関数とを用いて、前記認証要求信号受信手段により受信された前記認証要求信号に含まれる前記認証キーを前記子機識別子と前記暗号キーとに逆変換するキー逆変換手段と、前記キー逆変換手段による逆変換により得られた前記子機識別子が予め取得された前記子機の子機識別子に一致するかを確認して、前記認証キーの認証を行うキー認証手段と、通信暗号キーを生成する通信暗号キー生成手段と、子機が当該親機を認証するために使用する親機認証用値と前記通信暗号キー生成手段により生成された前記通信暗号キーとを含む親機認証情報を生成する親機認証情報生成手段と、前記キー逆変換手段による逆変換により得られた前記暗号キーと第１暗号化関数とを用いて、前記親機認証情報生成手段により生成された前記親機認証情報を暗号化親機認証情報に暗号化する親機認証情報暗号化手段と、前記親機認証情報暗号化手段により暗号化された前記暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を前記子機へ送信する親機認証信号送信手段と、前記子機から、当該子機において前記親機認証情報に含まれる前記通信暗号キーと第２暗号化関数とを用いて、当該子機の子機識別子を含む子機認証情報を暗号化した、暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を受信する子機認証信号受信手段と、前記通信暗号キー生成手段により生成された前記通信暗号キーと前記第２暗号化関数の復号関数とを用いて、前記子機認証情報信号受信手段により受信された前記子機認証信号に含まれる前記暗号化子機認証情報を前記子機認証情報に復号する通信暗号解読手段と、前記通信暗号解読手段により復号された前記子機認証情報中の前記子機識別子が予め取得した前記子機の子機識別子に一致するかを確認して、前記子機の認証を行う子機認証手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の親機は、前記通信暗号キーと通信暗号化関数とを用いて、前記子機に送信するデータを暗号化データに暗号化するデータ暗号化手段と、前記データ暗号化手段により暗号化された前記暗号化データを含むデータ信号を前記子機へ送信するデータ信号送信手段と、前記子機から暗号化データを含むデータ信号を受信するデータ信号受信手段と、前記通信暗号キーと前記通信暗号化関数の復号関数とを用いて、前記データ信号受信手段により受信されたデータ信号に含まれる暗号化データをデータに復号するデータ解読手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の親機は、前記親機に通信ネットワークを介して接続されるキー管理機から配布されるキー変換キーを受領するキー変換キー受領手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の子機は、親機との間でデータ通信を開始する前に、当該親機との間で互いの認証を行う子機において、暗号キーを保持する暗号キー保持手段と、親機が保持するキー変換キーとキー変換関数とを用いて当該子機の識別子と暗号キーとを変換した認証キーを保持する認証キー保持手段と、前記認証キー保持手段に保持された前記認証キーと当該子機が親機を認証するために使用する親機認証用値とを含む認証要求信号を生成する認証要求信号送信処理手段と、前記認証要求信号送信処理手段により生成された前記認証要求信号を前記親機へ送信する認証要求信号送信手段と、前記親機から、当該親機において前記暗号キーと暗号化関数とを用いて、前記認証要求信号に含まれる前記親機認証用値と当該親機が子機を認証するために使用する子機認証用値とを含む親機認証情報を暗号化した、暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を受信する親機認証信号受信手段と、前記暗号キー保持手段に保持された前記暗号キーと前記暗号化関数の復号関数とを用いて、前記親機認証信号により受信された前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報を前記親機認証情報に復号する親機認証情報解読手段と、前記親機認証情報解読手段により復号された前記親機認証情報中の前記親機認証用値が前記認証要求信号生成手段により生成された前記認証要求信号に含まれる親機認証用値に一致するかを確認して、前記親機の認証を行う親機認証手段と、前記親機認証情報解読手段により復号された前記親機認証情報中の子機認証用値を含む子機認証情報を生成する子機認証情報生成手段と、前記子機認証情報生成手段により生成された前記子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信する子機認証信号送信手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の子機は、親機との間でデータ通信を開始する前に、当該親機との間で互いの認証を行う子機において、暗号キーを保持する暗号キー保持手段と、親機が保持するキー変換キーとキー変換関数とを用いて当該子機の識別子と暗号キーとを変換した認証キーを保持する認証キー保持手段と、前記認証キー保持手段に保持された前記認証キーと当該子機が親機を認証するために使用する親機認証用値とを含む認証要求信号を生成する認証要求信号送信処理手段と、前記認証要求信号送信処理手段により生成された前記認証要求信号を前記親機へ送信する認証要求信号送信手段と、前記親機から、当該親機において前記暗号キーと第１暗号化関数とを用いて、前記認証要求信号に含まれる前記親機認証用値と通信暗号キーとを含む親機認証情報を暗号化した、暗号化親機認証情報を含む親機認証信号を受信する親機認証信号受信手段と、前記暗号キー保持手段に保持された前記暗号キーと前記第１暗号化関数の復号関数とを用いて、前記親機認証信号受信手段により受信された前記親機認証信号に含まれる前記暗号化親機認証情報を前記親機認証情報に復号する親機認証情報解読手段と、前記親機認証情報解読手段により復号された前記親機認証情報中の前記親機認証用値が前記認証要求信号処理手段により生成された前記認証要求信号に含まれる親機認証用値に一致するかを確認して、前記親機の認証を行う親機認証手段と、自身の子機識別子を含む子機認証情報を生成する子機認証情報生成手段と、前記親機認証情報解読手段により復号された前記親機認証情報に含まれる前記通信暗号キーと第２暗号化関数とを用いて、前記子機認証情報生成手段により生成された前記子機認証情報を暗号化子機認証情報に暗号化する通信暗号暗号化手段と、前記通信暗号暗号化手段により暗号化された前記暗号化子機認証情報を含む子機認証信号を前記親機へ送信する子機認証信号送信手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に記載の子機は、前記通信暗号キーと通信暗号化関数とを用いて、前記親機へ送信するデータを暗号化データに暗号化するデータ暗号化手段と、前記データ暗号化手段により暗号化された前記暗号化データを含むデータ信号を前記親機へ送信するデータ信号送信手段と、前記親機から暗号化データを含むデータ信号を受信するデータ信号受信手段と、前記通信暗号キーと前記通信暗号化関数の復号関数とを用いて、前記データ信号受信手段により受信されたデータ信号に含まれる暗号化データをデータに復号するデータ解読手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に記載の子機は、前記子機に通信ネットワークを介して接続されるキー管理機から配布される暗号キーを受領する暗号キー受領手段と、前記キー管理機から配布される認証キーを受領する認証キー受領手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。
《第１の実施の形態》
図１は、本発明が適用される第１の実施の形態における通信システムの概要を示す図である。通信システム１は、Ｍ台の親機２＿１〜２＿Ｍ、及びＮ台の子機３＿１〜３＿Ｎを備えており、親機と子機とは、互いの認証を行った後に、データ通信を開始する。尚、第１の実施の形態、及び後述する実施の形態においては、特に明示する場合を除き、トリプルＤＥＳ（Ｔｒｉｐｌｅ  Ｄａｔａ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）やＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）などの共通鍵暗号方式（暗号化鍵と復号鍵が同一の暗号化方式）により暗号化や復号を行うものとする。
【００２０】
親機２＿１〜２＿Ｍは、夫々、キー変換キーＫＧを保持している。子機３＿１〜３＿Ｎは、夫々、暗号キーＫＡ＿１〜ＫＡ＿Ｎを保持するとともに、認証キーＫＢ＿１〜ＫＢ＿Ｎを保持している。キー変換キーＫＧ、暗号キーＫＡ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）、認証キーＫＢ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）は、トリプルＤＥＳやＡＥＳなどの共通鍵暗号方式の共通鍵である。但し、認証キーＫＢ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）は、キー変換関数Ｇとキー変換キーＫＧとを用いて、情報ｘ（子機識別子ＩＤ＿ｊと暗号キーＫＡ＿ｊとを並べた情報）を変換したものである（ＫＢ＿ｊ＝Ｇ（ｘ，ＫＧ））。但し、子機識別子ＩＤ＿ｊは、子機３＿ｊのＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスである。尚、ＭＡＣアドレス以外であっても子機３＿ｊを識別できる情報などであればよい。
【００２１】
図２は、図１の親機２＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）の構成を示すブロック図である。尚、通信対象の子機が子機３＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）であるとして記載する。
親機２＿ｉは、送受信手段２０１、キー変換キー保持手段２０２、認証要求信号受信処理手段２０３、キー逆変換手段２０４、キー認証手段２０５、親機認証情報生成手段２０６、親機認証情報暗号化手段２０７、親機認証信号送信処理手段２０８、子機認証信号受信処理手段２０９、子機認証手段２１０、データ通信手段２１１、データ信号送信処理手段２１２、及びデータ信号受信処理手段２１３を備えている。
【００２２】
送受信手段２０１は、子機３＿ｊから認証要求信号と子機認証信号とデータ信号などを受信するとともに、子機３＿ｊに対して親機認証信号とデータ信号などを送信する。尚、送受信手段２０１が、認証要求信号受信手段、親機認証信号送信手段、及び子機認証信号受信手段に相当する。
キー変換キー保持手段２０２は、キー変換キーＫＧを保持する。
認証要求信号受信処理手段２０３は、送受信手段２０１から入力される認証要求信号から認証キーＫＢ＿ｊを取り出してキー逆変換手段２０４へ出力する。また、認証要求信号受信処理手段２０３は、送受信手段２０１から入力される認証要求信号から親機認証用ランダム値（親機認証用値）Ｒａを取り出して親機認証情報生成手段２０６へ出力する。
【００２３】
キー逆変換手段２０４は、キー変換キー保持手段２０２に保持されているキー変換キーＫＧとキー逆変換関数Ｇ’とを用いて、認証要求信号受信処理手段２０３からの認証キーＫＢ＿ｊを子機識別子ＩＤ＿ｊと暗号キーＫＡ＿ｊとに逆変換する（（ＩＤ＿ｊ，ＫＡ＿ｊ）＝Ｇ’（ＫＢ＿ｊ，ＫＧ））。そして、キー逆変換手段２０４は、子機識別子ＩＤ＿ｊをキー認証手段２０５へ出力し、暗号キーＫＡ＿ｊを親機認証情報暗号化手段２０７へ出力する。但し、キー逆変換関数Ｇ’は、キー変換関数Ｇの復号関数である。
キー認証手段２０５は、キー逆変換手段２０４からの子機識別子ＩＤ＿ｊが予め取得して保持している子機３＿ｊのＩＤ＿ｊであるＭＡＣアドレスに一致しているかを確認し、認証キーＫＢ＿ｊの認証を行う。そして、キー認証手段２０５は、両者が一致していることを確認した場合、正当な認証キーＫＢ＿ｊであると判断し、認証済みの子機識別子ＩＤ＿ｊを子機認証手段２１０へ出力する。
【００２４】
親機認証情報生成手段２０６は、子機認証用ランダム値（子機認証用値）Ｒｓと認証要求信号受信処理手段２０３からの親機認証用ランダム値Ｒａとを並べて親機認証情報Ｐａを生成し、親機認証情報暗号化手段２０７へ出力する。但し、子機認証用ランダム値Ｒｓは、親機２＿ｉが子機３＿ｊを認証するために使用する情報であり、親機認証情報Ｐａの生成ごとに異なる値として生成される。
親機認証情報暗号化手段２０７は、キー逆変換手段２０４からの暗号キーＫＡ＿ｊと暗号化関数Ｆを用いて、親機認証情報生成手段２０６からの親機認証情報Ｐａを暗号化親機認証情報Ｃａに暗号化し（Ｃａ＝Ｆ（Ｐａ，ＫＡ＿ｊ））、親機認証信号送信処理手段２０８へ出力する。
親機認証信号送信処理手段２０８は、親機認証情報暗号化手段２０７からの暗号化親機認証情報Ｃａを含む親機認証信号を生成し、送受信手段２０１へ出力する。
【００２５】
子機認証信号受信処理手段２０９は、送受信手段２０１から入力される子機認証信号から子機認証情報Ｐｓを取り出して子機認証手段２１０へ出力する。
子機認証手段２１０は、子機認証信号受信処理手段２０９からの子機認証情報Ｐｓ中の子機認証用ランダム値Ｒｓが親機認証情報生成手段２０６により生成された親機認証情報Ｐａ中の子機認証用ランダム値Ｒｓに一致するかを確認し、子機の認証を行う。そして、子機認証手段２１０は、両者が一致していることを確認した場合、正当な子機（暗号キーＫＡ＿ｊと認証キーＫＢ＿ｊとを保持し、認証要求信号の送信を行った子機）であると判断し、キー認証手段２０５からの認証済みの子機識別子ＩＤ＿ｊをデータ通信手段２１１へ出力する。
データ通信手段２１１は、子機認証手段２１０からの認証済みの子機識別子ＩＤ＿ｊを利用して通信相手の子機を特定しながらデータ処理を行う。データ信号送信処理手段２１２は、データ通信手段２１１からのデータに基づいてデータ信号を生成して送受信手段２０１へ出力する。データ信号受信処理手段２１３は、送受信手段２０１から入力されるデータ信号を処理して、処理により得られたデータをデータ通信手段２１１へ出力する。
【００２６】
図３は、図１の子機３＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）の構成を示すブロック図である。尚、通信対象の親機が親機２＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）であるとして記載する。
子機３＿ｊは、送受信手段３０１、認証キー保持手段３０２、暗号キー保持手段３０３、認証要求信号送信処理手段３０４、親機認証信号受信処理手段３０５、親機認証情報解読手段３０６、親機認証手段３０７、子機認証情報生成手段３０８、子機認証信号送信処理手段３０９、データ通信手段３１０、データ信号送信処理手段３１１、及びデータ信号受信処理手段３１２を備えている。
【００２７】
送受信手段３０１は、親機２＿ｉから親機認証信号とデータ信号などを受信するとともに、親機２＿ｉに対して認証要求信号と子機認証信号とデータ信号などを送信する。尚、送受信手段３０１が、認証要求信号送信手段、親機認証信号受信手段、及び子機認証信号送信手段に相当する。
認証キー保持手段３０２は、認証キーＫＢ＿ｊを保持する。暗号キー保持手段３０３は、暗号キーＫＡ＿ｊを保持する。
認証要求信号送信処理手段３０４は、認証キー保持手段３０２に保持されている認証キーＫＢ＿ｊと親機認証用ランダム値Ｒａとを並べて認証要求信号を生成し、認証要求信号を送受信手段３０１へ出力する。但し、親機認証用ランダム値Ｒａは、子機３＿ｊが親機２＿ｉを認証するために使用する情報であり、認証要求信号の生成ごとに異なる値として生成される。
【００２８】
親機認証信号受信処理手段３０５は、送受信手段３０１から入力される親機認証信号から暗号化親機認証情報Ｃａを取り出して親機認証情報解読手段３０６へ出力する。
親機認証情報解読手段３０６は、暗号キー保持手段３０３に保持されている暗号キーＫＡ＿ｊと解読関数Ｆ’とを用いて、親機認証信号受信処理手段３０５からの暗号化親機認証情報Ｃａを親機認証情報Ｐａに解読し（Ｐａ＝Ｆ’（Ｃａ，ＫＡ＿ｊ））、親機認証手段３０７及び子機認証情報生成手段３０８へ出力する。但し、解読関数Ｆ’は、暗号化関数Ｆの復号関数である。
親機認証手段３０７は、親機認証情報解読手段３０６からの親機認証情報Ｐａ中の親機認証用ランダム値Ｒａが認証要求信号送信処理手段３０４により生成された認証要求信号中の親機認証用ランダム値Ｒａに一致するかを確認し、親機の認証を行う。そして、親機認証手段３０７は、両者が一致していることを確認した場合、正当な親機（キー変換キーＫＧを保持し、認証要求信号が送信された親機）であると判断し、親機２＿ｉのＭＡＣアドレスを認証済みの親機識別子としてデータ通信手段３１０へ出力する。
【００２９】
子機認証情報生成手段３０８は、親機認証情報解読手段３０６からの親機認証情報Ｐａに含まれる子機認証用ランダム値Ｒｓを含む子機認証情報Ｐｓを生成し、子機認証情報Ｐｓを子機認証信号送信処理手段３０９へ出力する。
子機認証信号送信処理手段３０９は、子機認証情報生成手段３０８からの子機認証情報Ｐｓを含む子機認証信号を生成し、子機認証信号を送受信手段３０１へ出力する。例えば、子機認証情報を暗号化しないでそのまま子機認証信号に含めるようにする。或いは、暗号キーＫＡ＿ｊと暗号化関数Ｆを用いて、子機認証信号Ｐｓを暗号化し、暗号化した子機認証情報Ｐｓを子機認証信号に含めるようにする。
データ通信手段３１０は、親機認証手段３０７からの認証済みの親機識別子を利用して通信相手の親機を特定しながら、データ処理を行う。データ信号送信処理手段３１１は、データ通信手段３１０からのデータに基づいてデータ信号を生成し、送受信手段３０１へ出力する。データ信号受信処理手段３１２は、送受信手段３０１から入力されるデータ信号を処理し、処理により得られたデータをデータ通信手段３１０へ出力する。
【００３０】
図４は、親機２＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）と子機３＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）とがデータ通信を開始する前に親機２＿ｉと子機３＿ｊとが互いの認証を行う認証方法の手順を示す図である。
子機３＿ｊにおいて、認証要求信号送信処理手段３０４は、認証キーＫＢ＿ｊと親機認証用ランダム値Ｒａとを並べて認証要求信号を生成し（Ｓ１０１）、送受信手段３０１から認証要求信号が親機２＿ｉへ送信される（Ｓ１０２）。
【００３１】
親機２＿ｉにおいて、送受信手段２０１により認証要求信号が受信されると、認証要求信号受信処理手段２０３は、認証要求信号から認証キーＫＢ＿ｊと親機認証用ランダム値Ｒａを取出す（Ｓ１０３）。そして、キー逆変換手段２０４は、キー変換キーＫＧとキー逆変換関数Ｇ’とを用いて、Ｓ１０３において取り出された認証キーＫＢ＿ｊを子機ＩＤ＿ｊと暗号キーＫＡ＿ｊとに逆変換する（Ｓ１０４）。続いて、キー認証手段２０５は、Ｓ１０４において得られた子機ＩＤ＿ｊが予め取得し保持している子機３＿ｊのＩＤ＿ｊであるＭＡＣアドレスに一致するかを確認し、認証キーＫＢ＿ｊの認証を行う（Ｓ１０５）。そして、両者が一致していることを確認した場合、親機認証情報生成手段２０６は、子機認証用ランダム値ＲｓとＳ１０３において取り出された親機認証用ランダム値Ｒａとを並べて親機認証情報Ｐａを生成する（Ｓ１０６）。続いて、親機認証情報暗号化手段２０７は、Ｓ１０４において得られた暗号キーＫＡ＿ｊと暗号化関数Ｆとを用いて、Ｓ１０６において生成された親機認証情報Ｐａを暗号化親機認証情報Ｃａに暗号化する（Ｓ１０７）。続いて、親機認証信号送信処理手段２０８は、Ｓ１０７において得られた暗号化親機認証情報Ｃａを含む親機認証信号を生成する（Ｓ１０８）。そして、送受信手段２０１からＳ１０８において生成された親機認証信号が子機３＿ｊへ送信される（Ｓ１０９）。
【００３２】
子機３＿ｊにおいて、送受信手段３０１によって親機認証信号が受信されると、親機認証信号受信処理手段３０５は、親機認証信号から暗号化親機認証情報Ｃａを取り出す（Ｓ１１０）。続いて、親機認証情報解読手段３０６は、暗号キーＫＡ＿ｊと解読関数Ｆ’とを用いて、Ｓ１１０において取り出された暗号化親機認証情報Ｃａを親機認証情報Ｐａに解読する（Ｓ１１１）。続いて、親機認証手段３０７は、Ｓ１１１において得られた親機認証情報Ｐａ中の親機認証用ランダム値ＲａがＳ１０１において生成された認証要求信号中の親機認証用ランダム値Ｒａに一致するかを確認し、親機の認証を行う（Ｓ１１２）。そして、両者が一致していることを確認した場合、子機認証情報生成手段３０８は、Ｓ１１１において得られた親機認証情報Ｐａ中の子機認証用ランダム値Ｒｓを含む子機認証情報Ｐｓを生成する。さらに、子機認証信号送信処理手段３０９は、生成された子機認証情報Ｐｓを含む子機認証信号を生成する（Ｓ１１３）。そして、送受信手段３０１からＳ１１３において生成された子機認証信号が親機２＿ｉへ送信される（Ｓ１１４）。
【００３３】
親機２＿ｉにおいて、送受信手段２０１によって子機認証信号が受信されると、子機認証信号受信処理手段２０９は、受信した子機認証信号から子機認証情報Ｐｓを取り出す（Ｓ１１５）。続いて、子機認証手段２１０は、取り出された子機認証情報Ｐｓ中の子機認証用ランダム値ＲｓがＳ１０６において生成された親機認証情報Ｐａ中の子機認証用ランダム値Ｒｓに一致するかを確認し、子機３＿ｊの認証を行う（Ｓ１１６）。そして、両者が一致することを確認した場合、以降において、親機２＿ｉと子機３＿ｊとは、データ通信を開始する。尚、上記何れかの認証において、認証が正しく行われなかった場合には、データ通信が行われない。
【００３４】
以上説明した第１の実施の形態によれば、キー変換キーＫＧは非公開であるため、第３者は知ることができない。また、暗号キーＫＡ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）は非公開であるため、第３者は知ることができない。さらに、キー変換キーＫＧを知らない第３者は、認証キーＫＢ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）から暗号キーＫＡ＿ｊを知ることができない。
第３者は暗号キーＫＡ＿ｊを知ることができないため、第３者は暗号キーを使って暗号化した正しい親機認証情報Ｐａを含む親機認証信号を子機３＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）へ送信できない。この結果、子機３＿ｊは、第３者が子機になりすますことを見破ることができる。
また、第３者はキー変換キーを知らないため、認証キーと暗号キーとの組み合わせを作ることができない。このため、第３者は親機２＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）からの親機認証信号に含まれる親機認証情報Ｐａに対して正しい子機認証情報Ｐｓを含む子機認証信号を返信することができない。この結果、親機２＿ｉは、第３者が子機になりすますことを見破ることができる。
さらに、親機２＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）は認証キーＫＢ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）中の子機識別子ＩＤ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）を得ることができるため、子機３＿ｊがその認証キーと暗号キーとを使って他の子機になりすますことを見破ることができる。
【００３５】
また、子機３＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）から親機２＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）へ暗号キーＫＡ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）を渡す構成となっている。このため、親機２＿ｉと子機３＿ｊとの間で通信を開始する度に、親機２＿ｉは子機識別子ＩＤ＿ｊに基づいて暗号キーＫＡ＿ｊを検索して取得する必要がない。この結果、親機２＿ｉと子機３＿ｊとの間で行われる互いの認証に要する時間を短縮できる。
【００３６】
《第２の実施の形態》
図５は、第２の実施の形態における通信システムの概要を示す図である。通信システム１ａは、Ｍ台の親機２ａ＿１〜２ａ＿Ｍ、Ｎ台の子機３ａ＿１〜３ａ＿Ｎ、及び親機と子機と通信ネットワークを介して接続されたキー管理機４を備えている。この通信システム１ａにおいては、キー管理機４がキー変換キーＫＧ、暗号キーＫＡ＿ｊ、認証キーＫＢ＿ｊを生成する（ｊ＝１〜Ｎ）。そして、キー管理機４は、生成したキー変換キーＫＧを親機２ａ＿ｉへ配布する（ｉ＝１〜Ｍ）。また、キー管理機４は、生成した暗号キーＫＡ＿ｊを子機３ａ＿ｊへ配布するとともに、認証キーＫＢ＿ｊを子機３ａ＿ｊへ配布する（ｊ＝１〜Ｎ）。そして、親機２ａ＿ｉと子機３ａ＿ｊは通信を開始する前に、第１の実施の形態と同様の認証方法により、親機２ａ＿ｉと子機３ａ＿ｊとを互いに認証する（ｉ＝１〜Ｍ、ｊ＝１〜Ｎ）。尚、上記各種キーの配布は、例えば、ＰＧＰ（Ｐｒｅｔｔｙ  Ｇｏｏｄ  Ｐｒｉｖａｃｙ）などの機密性と安全性と認証とが保障される手段により行われる。
【００３７】
図６は、図５の親機２ａ＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）の構成を示すブロック図である。親機２ａ＿ｉは、キー管理機４が配布するキー変換キーＫＧを受領し、それを保持する構成となっている点で、第１の実施の形態の親機２＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）と異なっている。尚、第１の実施の形態の親機２＿ｉの構成部分と実質的に同様の処理を行う構成部分には同じ符号を付し、第１の実施の形態の説明が適用できるためその説明を省略する。
親機２ａ＿ｉは、第１の実施の形態の親機の各手段、及びキー変換キー受領手段２２１を備えている。キー変換キー受領手段２２１は、キー管理機４によって配布されるキー変換キーＫＧを受領し、受領したキー変換キーＫＧをキー変換キー保持手段２０２へ出力する。これにより、キー変換キーＫＧがキー変換キー保持手段２０２に保持される。
【００３８】
図７は、図５の子機３ａ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）の構成を示すブロック図である。子機３ａ＿ｊは、キー管理機４が配布する暗号キーＫＡ＿ｊと認証キーＫＢ＿ｊを受領し、それらを保持する構成となっている点で、第１の実施の形態の子機３＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）と異なっている。尚、第１の実施の形態の子機３＿ｊの構成部分と実質的に同様の処理を行う構成部分には同じ符号を付し、第１の実施の形態の説明が適用できるためその説明を省略する。
子機３ａ＿ｊは、第１の実施の形態の子機の各手段、認証キー受領手段３２１、及び暗号キー受領手段３２２を備えている。認証キー受領手段３２１は、キー管理機４によって配布される認証キーＫＢ＿ｊを受領し、受領した認証キーＫＢ＿ｊを認証キー保持手段３０２へ出力する。これによって、認証キーＫＢ＿ｊが認証キー保持手段３０２に保持される。暗号キー受領手段３２２は、キー管理機４によって配布される暗号キーＫＡ＿ｊを受領し、受領した認証キーＫＡ＿ｊを暗号キー保持手段３０３へ出力する。これによって、暗号キーＫＡ＿ｊが暗号キー保持手段３０３に保持される。
【００３９】
図８は、キー管理機４によって行われるキー変換キーＫＧ、暗号キーＫＡ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）、及び認証キーＫＢ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）を作成するキー作成処理の流れを示すフローチャートである。
キー管理機４は、キー変換キーＫＧを生成する（Ｓ２０１）。続いて、変数ｊを１に設定する（Ｓ２０２）。キー管理機４は、変数ｊが値Ｎ（Ｎは子機の数）より大きいか否かを判定する（Ｓ２０３）。大きくないと判定された場合には（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０４の処理へ移行する。一方、大きいと判定された場合には（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、子機３ａ＿１〜３ａ＿Ｎへ配布する暗号キーＫＡ＿１〜ＫＡ＿Ｎ及び認証キーＫＢ＿１〜ＫＢ＿Ｎの生成が終わったので、Ｓ２０７の処理へ移行する。
【００４０】
キー管理機４は、暗号キーＫＡ＿ｊを生成する（Ｓ２０４）。続いて、Ｌｘバイトの子機ＩＤ＿ｊ（子機２ａ＿ｊのＭＡＣアドレス）とＬｙバイトの暗号キーＫＡ＿ｊとを並べた（Ｌｘ＋Ｌｙ）バイト長の情報ｘを生成する（ｘ＝（ＩＤ＿ｊ，ＫＡ＿ｊ））。さらに、キー管理機４は、Ｓ２０１において生成されたキー変換キーＫＧとキー変換関数Ｇとを用いて、生成された情報ｘを認証キーＫＢ＿ｊに変換する（ＫＢ＿ｊ＝Ｇ（ｘ，ＫＧ））（Ｓ２０５）。続いて、変数ｊに１を加算し（ｊ＝ｊ＋１）（Ｓ２０６）、Ｓ２０３の処理へ戻る。
【００４１】
キー管理機４は、Ｓ２０１において作成されたキー変換キーＫＧを親機２ａ＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）へ配布する。これとともに、Ｓ２０４において作成された暗号キーＫＡ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）、及びＳ２０５において作成された認証キーＫＢ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）を子機３ａ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）へ配布する（Ｓ２０７）。これにより図８の処理を終了する。
【００４２】
以上説明した第２の実施の形態によると、第１の実施の形態の効果に加え、簡単な構成及び手法により、親機２ａ＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）はキー変換キーＫＧを取得することが可能になる。同様に、簡単な構成及び手法により、子機３ａ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）は、暗号キーＫＡ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）及び認証キーＫＢ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）を取得することが可能になる。
【００４３】
《第３の実施の形態》
第３の実施の形態における通信システムは、Ｍ台の親機２ｂ＿１〜２ｂ＿Ｍ、及びＮ台の子機３ｂ＿１〜３ｂ＿Ｎを備えており、親機と子機とは、互いの認証を行った後に、データ通信を開始する。
図９は、第３の実施の形態の親機２ｂ＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）の構成を示すブロック図である。尚、第１の実施の形態の親機２＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）の構成部分と実質的に同様の処理を行う構成部分には同じ符号を付し、第１の実施の形態の説明が適用できるためその説明を省略する。また、通信対象の子機が子機３ｂ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）であるとして記載する。
【００４４】
親機２ｂ＿ｉは、送受信手段２０１、キー変換キー保持手段２０２、認証要求信号受信処理手段２０３、キー逆変換手段２０４、キー認証手段２０５、親機認証情報生成手段２０６ｂ、親機認証情報暗号化手段２０７ｂ、親機認証信号送信処理手段２０８ｂ、子機認証信号受信処理手段２０９ｂ、子機認証手段２１０ｂ、データ通信手段２１１、データ信号送信処理手段２１２、データ信号受信処理手段２１３、通信暗号キー生成手段２３１、通信暗号キー保持手段２３２、及び通信暗号解読手段２３３を備えている。
通信暗号キー生成手段２３１は、トリプルＤＥＳやＡＥＳなどの共通鍵暗号化方式で使用する共通鍵として、生成の度に異なる値を持つ通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを生成し、通信暗号キー保持手段２３１へ出力する。但し、暗号化関数をＨとする。
通信暗号キー保持手段２３２は、通信暗号キー生成手段２３１から入力された通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを保持する。
【００４５】
親機認証情報生成手段２０６ｂは、通信暗号キー生成手段２３１からの通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと、認証要求信号受信処理手段２０３からの親機認証用ランダム値Ｒａとを並べて親機認証情報Ｐａｂを生成し、親機認証情報暗号化手段２０７ｂへ出力する。
親機認証情報暗号化手段２０７ｂは、キー逆変換手段２０４からの暗号キーＫＡ＿ｊと暗号化関数Ｆとを用いて、親機認証情報Ｐａｂを暗号化親機認証情報Ｃａｂに暗号化し（Ｃａｂ＝Ｆ（Ｐａｂ，ＫＡ＿ｊ））、親機認証信号送信処理手段２０８ｂへ出力する。
親機認証信号送信処理手段２０８ｂは、親機認証情報暗号化手段２０７ｂからの暗号化親機認証情報Ｃａｂを含む親機認証信号を生成し、送受信手段２０１へ出力する。
【００４６】
子機認証信号受信処理手段２０９ｂは、送受信手段２０１からの子機認証信号から暗号化子機認証情報Ｃｓを取り出して通信暗号解読手段２３３へ出力する。
通信暗号解読手段２３３は、通信暗号キー保持手段２３２に保持されている通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと解読関数Ｈ’とを用いて、子機認証信号受信処理手段２０９ｂからの暗号化子機認証情報Ｃｓを子機認証情報Ｐｓｂに復号する（Ｐｓｂ＝Ｈ’（Ｃｓ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ））。そして、通信暗号解読手段２３３は、子機認証情報Ｐｓｂを子機認証手段２１０ｂへ出力する。但し、解読関数Ｈ’は、暗号化関数Ｈの復号関数である。
子機認証手段２１０ｂは、通信暗号解読手段２３３からの子機認証情報Ｐｓ中の子機識別子が予め取得した子機３＿ｊの子機識別子に一致するかを確認し、子機の認証を行う。そして、子機認証手段２１０ｂは、両者が一致していることを確認した場合、正当な子機（暗号キーＫＡ＿ｊと認証キーＫＢ＿ｊとを保持し、認証要求信号の送信を行った子機）であると判断し、キー認証手段２０５からの認証済みの子機識別子ＩＤ＿ｊをデータ通信手段２１１へ出力する。
【００４７】
図１０は、第３の実施の形態の子機３ｂ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）の構成を示すブロック図である。尚、第１の実施の形態の子機３＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）の構成部分と実質的に同様の処理を行う構成部分には同じ符号を付し、第１の実施の形態の説明が適用できるためその説明を省略する。また、通信対象の親機が親機２ｂ＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）であるとして記載する。
子機３ｂ＿ｊは、送受信手段３０１、認証キー保持手段３０２、暗号キー保持手段３０３、認証要求信号送信処理手段３０４、親機認証信号受信処理手段３０５ｂ、親機認証情報解読手段３０６ｂ、親機認証手段３０７ｂ、子機認証情報生成手段３０８ｂ、子機認証信号送信処理手段３０９ｂ、データ通信手段３１０、データ信号送信処理手段３１１、データ信号受信処理手段３１２、通信暗号キー保持手段３３１、及び通信暗号暗号化手段３３２を備えている。
【００４８】
親機認証信号受信処理手段３０５ｂは、送受信手段３０１から入力された親機認証信号から暗号化親機認証情報Ｃａｂを取り出し、親機認証情報解読手段３０６ｂへ出力する。
親機認証情報解読手段３０６ｂは、暗号キー保持手段３０３に保持されている暗号キーＫＡ＿ｊと解読関数Ｆ’とを用いて、親機認証信号受信処理手段３０５ｂからの暗号化親機認証情報Ｃａｂを親機認証情報Ｐａｂに解読する（Ｐａｂ＝Ｆ’（Ｃａｂ，ＫＡ＿ｊ））。そして、親機認証情報解読手段３０６ｂは、親機認証情報Ｐａｂを親機認証手段３０７ｂ及び通信暗号キー保持手段３３１へ出力する。但し、解読関数Ｆ’は、暗号化関数Ｆの復号関数である。
通信暗号キー保持手段３３１は、親機認証情報解読手段３０６ｂからの親機認証情報Ｐａｂから通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを取り出し、取り出した通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを保持する。
【００４９】
親機認証手段３０７ｂは、親機認証情報解読手段３０６ｂからの親機認証情報Ｐａｂ中の親機認証用ランダム値Ｒａが認証要求信号送信処理手段３０４により生成された認証要求信号中の親機認証用ランダム値Ｒａに一致するかを確認し、親機の認証を行う。そして、親機認証手段３０７ｂは、両者が一致していることを確認した場合、正当な親機（キー変換キーＫＧを保持し、認証要求信号を受信した親機）であると判断し、対象の親機のＭＡＣアドレスを認証済みの親機識別子としてデータ通信手段３１０へ出力する。
【００５０】
子機認証情報生成手段３０８ｂは、自身の子機識別子（ＭＡＣアドレスなど）を含む子機認証情報Ｐｓｂを生成し、子機認証情報Ｐｓｂを通信暗号暗号化手段３３２へ出力する。
通信暗号暗号化手段３３２は、通信暗号キー保持手段３３１に保持されている通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと暗号化関数Ｈとを用いて、子機認証情報生成手段３０８からの子機認証情報Ｐｓｂを暗号化子機認証情報Ｃｓに暗号化する（Ｃｓ＝Ｈ（Ｐｓｂ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ））。そして、通信暗号暗号化手段３３２は、暗号化子機認証情報Ｃｓを子機認証信号送信処理手段３０９ｂへ出力する。
子機認証信号送信処理手段３０９ｂは、通信暗号暗号化手段３３２からの暗号化子機認証情報Ｃｓを含む子機認証信号を生成し、生成した子機認証信号を送受信手段３０１へ出力する。
【００５１】
図１１は、親機２ｂ＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）と子機３ｂ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）とが通信を開始する前に親機２ｂ＿ｉと子機３ｂ＿ｊとが互いの認証を行う認証方法の手順を示す図である。
子機３ｂ＿ｊにおいて、Ｓ１０１及びＳ１０２と同様の処理がなされて（Ｓ３０１、Ｓ３０２）、さらに、親機２ｂ＿ｉにおいて、Ｓ１０３、Ｓ１０４及びＳ１０５と同様の処理がなされる（Ｓ３０３、Ｓ３０４、Ｓ３０５）。
【００５２】
通信暗号キー生成手段２３１は、通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを生成し、生成された通信暗号―キーＫｃ＿ｉ＿ｊが通信暗号キー保持手段２３２に保持される（Ｓ３０６）。続いて、親機認証情報生成手段２０６ｂは、Ｓ３０６において生成された通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊとＳ３０３で取り出された親機認証用ランダム値Ｒａとを並べて親機認証情報Ｐａｂを生成する（Ｓ３０６）。さらに続いて、親機認証情報暗号化手段２０７ｂは、Ｓ３０４において得られた暗号キーＫＡ＿ｊと暗号化関数Ｆとを用いて、Ｓ３０６において生成された親機認証情報Ｐａｂを暗号化親機認証情報Ｃａｂに暗号化する（Ｓ３０８）。続いて、親機認証信号送信処理手段２０８ｂは、Ｓ３０８において生成された暗号化親機認証情報Ｃａｂを含む親機認証信号を生成する（Ｓ３０９）。そして、送受信手段２０１からＳ３０９において生成された親機認証信号が子機３ｂ＿ｊへ送信される（Ｓ３１０）。
【００５３】
子機３ｂ＿ｊにおいて、送受信手段３０１によって親機認証信号が受信されると、親機認証信号受信処理手段３０５ｂは、受信した親機認証信号から暗号化親機認証情報Ｃａｂを取り出す（Ｓ３１１）。続いて、親機認証情報解読手段３０６ｂは、暗号キーＫＡ＿ｊと解読関数Ｆ’とを用いて、Ｓ３１１において取り出された暗号化親機認証情報Ｃａｂを親機認証情報Ｐａｂに解読する（Ｓ３１２）。続いて、親機認証手段３０７ｂは、Ｓ３１２において得られた親機認証情報Ｐａｂ中の親機認証用ランダム値ＲａがＳ３０１において生成された認証要求信号中の親機認証用ランダム値Ｒａに一致するかを確認し、親機の認証を行う（Ｓ３１３）。そして、両者が一致していることを確認した場合、通信暗号キー保持手段３３１は、親機認証情報Ｐａｂから通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを取り出し、取り出した通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊを保持する（Ｓ３１４）。
【００５４】
子機認証情報生成手段３０８ｂは、自身のＭＡＣアドレスを含む子機認証情報Ｐｓｂを生成する（Ｓ３１５）。続いて、通信暗号暗号化手段３３２は、通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと暗号化関数Ｈとを用いて、Ｓ３１５において生成された子機認証情報Ｐｓｂを暗号化子機認証情報Ｃｓに暗号化する（Ｓ３１６）。続いて、子機認証信号送信処理手段３０９ｂは、Ｓ３１６において生成された暗号化子機認証情報Ｃｓを含む子機認証信号を生成し（Ｓ３１７）、送受信手段３０１から子機認証信号が親機２ｂ＿ｉへ送信される（Ｓ３１８）。
【００５５】
親機２ｂ＿ｉにおいて、送受信手段２０１によって子機認証信号が受信されると、子機認証信号受信処理手段２０９ｂは、受信した子機認証信号から暗号化子機認証情報Ｃｓを取り出す（Ｓ３１９）。続いて、通信暗号解読手段２３３は、通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと解読関数Ｈ’とを用いて、Ｓ３１９において取り出された暗号化子機認証情報Ｃｓを子機認証情報Ｐｓｂに解読する（Ｓ３２０）。続いて、子機認証手段２１０ｂは、Ｓ３２０において得られた子機認証情報Ｐｓｂ中の子機識別子が予め取得した子機３＿ｊの子機識別子に一致するかを確認し、子機の認証を行う（Ｓ３２１）。そして、両者が一致することを確認した場合、以降において、親機２ｂ＿ｉと子機３ｂ＿ｊとは、データ通信を開始する。尚、上記何れかの認証において、認証が正しく行われなかった場合には、データ通信が行われない。
【００５６】
以上説明した第３の実施の形態によると、第１の実施の形態の効果に加え、子機の認証に通信暗号キーを利用しているため、より効果的に子機のなりすましを防ぐことができる。
尚、親機２ｂ＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）が第２の実施の形態で説明したキー変換キー受領手段を備えるように構成してもよい。また、子機３ｂ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）が第２の実施の形態で説明した暗号キー受領手段及び認証キー受領手段を備えるように構成してもよい。
【００５７】
《第４の実施の形態》
第４の実施の形態における通信システムは、Ｍ台の親機２ｃ＿１〜２ｃ＿Ｍ、及びＮ台の子機３ｃ＿１〜３ｃ＿Ｎを備えており、親機と子機とは、互いの認証を行った後に、データ通信を開始する。尚、第４の実施の形態における認証処理は、第３の実施の形態における認証処理（図１１）と同様である。
図１２は、第４の実施の形態の親機２ｃ＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）の構成を示すブロック図である。尚、第１の実施の形態の親機２＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）又は第３の実施の形態の親機２ｂ＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）の構成部分と実質的に同様の処理を行う構成部分には同じ符号を付し、第１又は第３の実施の形態の説明が適用できるためその説明を省略する。また、通信対象の子機が子機３ｃ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）であるとして記載する。
【００５８】
親機２ｃ＿ｉは、第３の実施の形態の親機の各手段（データ信号送信処理手段２１２、データ信号受信処理手段２１３を除く。）、データ信号送信処理手段２１２ｃ、データ信号受信処理手段２１３ｃ、通信暗号暗号化手段（データ暗号化手段）２４１、及び通信暗号解読手段（データ解読手段）２４２を備えている。尚、送受信手段２０１は、さらに、データ信号送信手段と、データ信号受信手段に対応する。
【００５９】
通信暗号暗号化手段２４１は、通信暗号キー保持手段２３２に保持されている通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと暗号化関数Ｈとを用いて、データ信号送信処理手段２１２ｃを介してデータ通信手段２１１から入力されるデータＰｄｓを暗号化データＣｄｓに暗号化する（Ｃｄｓ＝Ｈ（Ｐｄｓ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ））。そして、通信暗号暗号化手段２４１は、暗号化データＣｄｓをデータ信号送信処理手段２１２ｃへ出力する。データ信号送信処理手段２１２ｃは、通信暗号暗号化手段２４１からの暗号化データＣｄｓを含むデータ信号を生成し、データ信号を送受信手段２０１へ出力する。
【００６０】
データ信号受信処理手段２１３ｃは、送受信手段２０１から入力されるデータ信号から暗号化データＣｄａを取り出し、暗号化データＣｄａを通信暗号解読手段２４２へ出力する。通信暗号解読手段２４２は、通信暗号キー保持手段２３２に保持されている通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと解読関数Ｈ’とを用いて、データ信号受信処理手段２１３ｃからの暗号化データＣｄａをデータＰｄａに復号する（Ｐｄａ＝Ｈ’（Ｃｄａ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ））。そして、通信暗号解読手段２４２は、データＰｄａをデータ信号受信処理手段２１３ｃを介してデータ通信手段２１１へ出力する。但し、解読関数Ｈ’は、暗号化関数Ｈの復号関数である。
【００６１】
図１３は、第４の実施の形態の子機３ｃ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｍ）の構成を示すブロック図である。尚、第１の実施の形態の子機３＿ｊ（ｊ＝１〜Ｍ）又は第３の実施の形態の子機３ｂ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｍ）の構成部分と実質的に同様の処理を行う構成部分には同じ符号を付し、第１又は第３の実施の形態の説明が適用できるためその説明を省略する。また、通信対象の親機が親機２ｃ＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）であるとして記載する。
【００６２】
子機３ｃ＿ｊは、第３の実施の形態の子機の各手段（データ信号送信処理手段３１１、データ信号受信処理手段３１２）、データ信号送信処理手段３１１ｃ、データ信号受信処理手段３１２ｃ、通信暗号暗号化手段（データ信号暗号化手段）３４１、及び通信暗号解読手段（データ解読手段）３４２を備えている。尚、送受信手段２０１は、さらに、データ信号送信手段と、データ信号受信手段に対応する。
【００６３】
通信暗号暗号化手段３４１は、通信暗号キー保持手段３３１に保持されている通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと暗号化関数Ｈとを用いて、データ信号送信処理手段３１１ｃを介してデータ通信手段３１０から入力されるデータＰｄａを暗号化データＣｄａに暗号化する（Ｃｄａ＝Ｈ（Ｐｄａ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ））。そして、通信暗号暗号化手段３４１は、暗号化データＣｄａをデータ信号送信処理手段３１１ｃへ出力する。データ信号送信処理手段３１１ｃは、通信暗号暗号化手段３４１からの暗号化データＣｄａを含むデータ信号を生成し、データ信号を送受信手段２０１へ出力する。
【００６４】
データ信号受信処理手段３１２ｃは、送受信手段２０１から入力されるデータ信号から暗号化データＣｄｓを取り出し、暗号化データＣｄｓを通信暗号解読手段３４２へ出力する。通信暗号解読手段３４２は、通信暗号キー保持手段３３１に保持されている通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと解読関数Ｈ’とを用いて、データ信号受信処理手段３１２ｃからの暗号化データＣｄｓをデータＰｄｓに復号する（Ｐｄｓ＝Ｈ’（Ｃｄｓ，Ｋｃ＿ｉ＿ｊ））。そして、通信暗号解読手段３４２は、データＰｄｓをデータ信号受信処理手段３１２ｃを介してデータ通信手段３１０へ出力する。但し、解読関数Ｈ’は、暗号化関数Ｈの復号関数である。
【００６５】
図１４は、親機２ｃ＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）と子機３ｃ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）とが行う通信処理の手順を示す図である。尚、図１４の処理は、図１１を参照して説明した処理の後に行われる。
【００６６】
子機３ｃ＿ｊにおいて、データ通信手段３１０は、親機２ｃ＿ｉへ送るデータＰｄａを生成する（Ｓ４０１）。続いて、通信暗号暗号化手段３４１は、通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと暗号化関数Ｈとを用いて、Ｓ４０１において生成されたデータＰｄａを暗号化データＣｄａに暗号化する（Ｓ４０２）。さらに続いて、データ信号送信処理手段３１１ｃは、暗号化データＣｄａを含むデータ信号を生成し（Ｓ４０３）、データ信号が送受信手段３０１から親機２ｃ＿ｉへ送信される（Ｓ４０４）。親機２ｃ＿ｉにおいて、データ信号を受信すると、データ信号受信処理手段２１３ｃは、受信したデータ信号から暗号化データＣｄａを取り出す（Ｓ４０５）。続いて、通信暗号解読手段２４２は、通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと解読関数Ｈ’とを用いて、暗号化データＣｄａをデータＰｄａに解読し（Ｓ４０６）、データ通信手段２１１は、データＰｄａを受け取る（Ｓ４０７）。Ｓ４０１〜Ｓ４０７の一連の処理が適宜行われることにより、子機３ｃ＿ｊから親機２ｃ＿ｉへデータの受け渡しが行われる。
【００６７】
親機２ｃ＿ｉにおいて、データ通信手段２１１は、子機３ｃ＿ｊへ送るデータＰｄｓを生成する（Ｓ４０８）。続いて、通信暗号暗号化手段２４１は、通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと暗号化関数Ｈとを用いて、データＰｄｓを暗号化データＣｄｓに暗号化する（Ｓ４０９）。さらに続いて、データ信号送信処理手段２１２ｃは、暗号化データＣｄｓを含むデータ信号を生成し（Ｓ４１０）、データ信号が送受信手段２０１から子機３ｃ＿ｊへ送信される（Ｓ４１１）。子機３ｃ＿ｊにおいて、データ信号を受信すると、データ信号受信処理手段３１２ｃは、受信したデータ信号から暗号化データＣｄｓを取り出す（Ｓ４１２）。続いて、通信暗号解読手段３４２は、通信暗号キーＫｃ＿ｉ＿ｊと解読関数Ｈ’とを用いて、暗号化データＣｄｓをデータＰｄｓに解読し（Ｓ４１３）、データ通信手段３１２は、データＰｄａを受け取る（Ｓ４１４）。Ｓ４０８〜Ｓ４１４の一連の処理が適宜行われることにより、親機２ｃ＿ｉから子機３ｃ＿ｊへデータの受け渡しが行われる。
【００６８】
以上説明した第４の実施の形態によると、第１及び第３の実施の形態の効果に加え、親機から子機へ渡された通信暗号キーを利用してデータ通信を行っているため、データ通信を安全に行うことが可能になる。
尚、親機２ｃ＿ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）が第２の実施の形態で説明したキー変換キー受領手段を備えるように構成してもよい。また、子機３ｃ＿ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）が第２の実施の形態で説明した暗号キー受領手段及び認証キー受領手段を備えるように構成してもよい。
【００６９】
尚、第１、第２、第３、及び第４の実施の形態において説明した親機を構成する各手段の夫々で実行される手順をプログラムの形式でコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行することにより本発明の親機が実現されるようにしてもよい。また、第１、第２、第３、及び第４の実施の形態において説明した子機を構成する各手段の夫々で実行される手順をプログラムの形式でコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行することにより本発明の子機が実現されるようにしてもよい。そして、このように実現された親機と子機とを利用して、第１、第２、第３、及び第４の実施の形態において説明した親機と子機との間で行われる互いの認証や、認証後のデータ通信を実行するようにしてもよい。ここでコンピュータが読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００７０】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものになっている。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、キー変換キーは非公開であるため、第３者は知ることができない。また、暗号キーは非公開であるため、第３者は知ることができない。さらに、キー変換キーＫＧを知らない第３者は、認証キーから暗号キーを知ることができない。
第３者は暗号キーを知ることができないため、第３者は暗号キーを使って暗号化した正しい親機認証情報Ｐａを含む親機認証信号を子機へ送信できない。この結果、子機は、第３者が子機になりすますことを見破ることができる。
また、第３者はキー変換キーを知らないため、認証キーと暗号キーとの組み合わせを作ることができない。このため、第３者は親機からの親機認証信号に含まれる親機認証情報に対して正しい子機認証情報を含む子機認証信号を返信することができない。この結果、親機は、第３者が子機になりすますことを見破ることができる。
さらに、親機は認証キー中の子機識別子を知ることができるため、子機がその認証キーと暗号キーとを使って他の子機になりすますことを見破ることができる。
また、子機から親機へ暗号キーを渡す構成となっているため、親機と子機との間で通信を開始する度に、親機は子機識別子に基づいて暗号キーを検索して取得する必要がない。この結果、親機と子機との間で行われる互いの認証に要する時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における通信システムの概要を示す図。
【図２】図１の親機の構成を示すブロック図。
【図３】図１の子機の構成を示すブロック図。
【図４】第１の実施の形態における親機と子機との間で行われる認証方法の手順を示す図。
【図５】第２の実施の形態における通信システムの概要を示す図。
【図６】図５の親機の構成を示すブロック図。
【図７】図５の子機の構成を示すブロック図。
【図８】図５のキー管理機によるキー作成処理を示すフローチャート。
【図９】第３の実施の形態の親機の構成を示すブロック図。
【図１０】第３の実施の形態の子機の構成を示すブロック図。
【図１１】第３の実施の形態における親機と子機との間で行われる認証方法の手順を示す図。
【図１２】第４の実施の形態の親機の構成を示すブロック図。
【図１３】第４の実施の形態の子機の構成を示すブロック図。
【図１４】第４の実施の形態における親機と子機との間で行われるデータ通信の処理手順を示す図。
【符号の説明】
１  通信システム、  ２＿１〜２＿Ｍ  親機、３＿１〜３＿Ｎ  子機、２０１  送受信手段、  ２０２  キー変換キー保持手段、  ２０３  認証要求信号受信処理手段、  ２０４  キー逆変換手段、  ２０５  キー認証手段、  ２０６  親機認証情報生成手段、  ２０７  親機認証情報暗号化手段、  ２０８  親機認証信号送信処理手段、  ２０９  子機認証信号受信処理手段、  ２１０  子機認証手段、  ２１１  データ通信手段、  ２１２  データ信号送信処理手段、  ２１３データ信号受信処理手段、３０１  送受信手段、  ３０２  認証キー保持手段、  ３０３  暗号キー保持手段、  ３０４  認証要求信号送信処理手段、  ３０５  親機認証信号受信処理手段、  ３０６  親機認証情報解読手段、  ３０７  親機認証手段、  ３０８  子機認証情報生成手段、  ３０９  子機認証信号送信処理手段、  ３１０  データ通信手段、  ３１１  データ信号送信処理手段、  ３１２  データ信号受信処理手段
【図１】
2005006112.tif 000003
【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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【図１４】
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