(57)【要約】２つの通信装置間にセキュリティ保護されたピアツーピア型の通信を確立する方法。各通信装置は、他の通信装置との間で事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットをそれぞれ格納している。本方法は、確立されたセキュリティアソシエーションのセットにおいて共通のセキュリティアソシエーションを２つの通信装置が有するか否かを判定することを含む。装置が共通のセキュリティアソシエーションを有している判定した場合、共通のセキュリティアソシエーションに基づく２つの通信装置間の通信リンクを保護する。有していると判定しなかった場合、２つの通信装置間に新しいセキュリティアソシエーションを確立し、新しいセキュリティアソシエーションに基づく通信リンクを保護する。また、本方法は、対応する鍵データを交換することにより、２つの通信装置において事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを対応する他方の通信装置に拡張することを含む。
2006526314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信リンクを介して、第１の通信装置（Ａ）と第２の通信装置（Ｂ）との間にセキュリティ保護されたピアツーピア型の通信を確立する方法であって、各通信装置は、対応する通信装置と他の通信装置との間で事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットをそれぞれ格納しており、
前記方法は、
前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットにおいて共通のセキュリティアソシエーション（ＫＩＣ、ＫＣ）を前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置がそれぞれ有しているかを判定するステップ（２０１，２０２；  ４０１，４０２）と、
前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置が前記共通のセキュリティアソシエーションを有していると判定された場合、該共通のセキュリティアソシエーションに基づいて該第１の通信装置と該第２の通信装置との間の通信リンクを保護（２０４，２０７；  ４０４，４０７）し、一方で、該共通のセキュリティアソシエーションを有していると判定されなかった場合、該第１の通信装置と該第２の通信装置との間に新しいセキュリティアソシエーションを確立して該新しいセキュリティアソシエーションに基づき通信リンクを保護するステップ（２０７；４０７）と、
保護された前記通信リンクを介して対応する鍵のデータを通信することにより、前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置がそれぞれ有する事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを、該第１の通信装置及び該第２の通信装置のうち対応する他方の通信装置に拡張するステップ（２０８，２０９，２１０，２１１；４０８，４０９，４１０，４１１，４１２，４１３）と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置との間に新しいセキュリティアソシエーションを確立するステップは、
前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置のうち少なくとも一方の通信装置によりユーザ入力を受信するステップを含み、
前記ユーザ入力は、対応する他方の通信装置が信頼のおける通信装置であるかどうかを示すものであり、
前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを拡張するステップは、対応する他方の通信装置が信頼のおける通信装置であることを、受信された前記ユーザ入力が示している場合にのみ実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置のうち一方の通信装置における前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットに含まれる前記事前に確立された各セキュリティアソシエーションは、所定の通信装置グループを識別するためのグループ識別情報に関連付けられて格納されており、
前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションを拡張するステップは、前記所定のグループ識別情報に関連付けられた前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションに限定されて実行されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記セキュリティアソシエーションは、対称鍵によるセキュリティメカニズムをベースとしていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットは、対応する個人鍵のセットを含み、各個人鍵は対応する個人鍵インデックスに関連付けて記憶されていることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが共通のセキュリティアソシエーションを有しているかどうかを判定するステップは、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置のうち一方の通信装置から対応する他方の通信装置へと第１の個人鍵インデックスを送信するステップ（２０１）と、
前記他方の通信装置において格納されている少なくとも１つの個人鍵インデックスと、前記第１の個人鍵インデックスとを比較するステップ（２０２）と
を含み、
前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションを拡張するステップは、前記第１の通信装置から前記第２の通信装置へと個人鍵と、該個人鍵に対応する個人鍵インデックスとを少なくとも送信するステップ（２１０）を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
それぞれ前記第１の通信装置に格納されている前記個人鍵の１つに対応する個人鍵インデックスを該第１の通信装置から前記第２の通信装置へと通信するステップ（２０１）と、
前記受信した個人鍵インデックスを、前記第２の通信装置によって格納されている個人鍵と比較することで、既存の共通した個人鍵を識別するステップ（２０２）と、
前記既存の共通した個人鍵が識別されると、該既存の共通した個人鍵に基づいて、認証済みの鍵交換処理を実行することで共通した秘密鍵を確立し（２０４）、一方で、前記既存の共通した個人鍵が識別されなかったときは、ユーザ対話を含む鍵交換を実行することで共通した秘密鍵を確立するステップ（２０６）と、
前記共通した秘密鍵を用いて前記通信リンクを保護するステップ（２０７）と、
前記第１の通信装置から前記第２の通信装置へ、第１の数の個人鍵と、対応する個人鍵インデックスとを送信し（２１０）、受信された該第１の数の個人鍵と、対応する該個人鍵インデックスとを用いて、前記第２の通信装置における前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを更新するステップ（２１１）と、
前記第２の通信装置から前記第１の通信装置へ、第２の数の個人鍵と、対応する個人鍵インデックスとを送信し（２０８）、受信された該第２の数の個人鍵と、対応する該個人鍵インデックスとを用いて、前記第１の通信装置における前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを更新するステップ（２０９）と
を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記セキュリティアソシエーションは、公開鍵によるセキュリティメカニズムをベースとしており、前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションは、事前に確立された公開鍵と対応する証明書のチェーンとを含み、各証明書のチェーンは少なくとも１つの証明書を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが共通のセキュリティアソシエーションを有しているかどうかを判定するステップは、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置うち一方の通信装置から対応する他方の通信装置へと少なくとも第１の公開鍵を識別するための第１のデータを送信するステップ（４０１）と、
前記他方の通信装置において格納されている少なくとも１つの公開鍵を識別するための少なくとも１つのデータと、前記第１のデータとを比較するステップ（４０２）と
を含み、
前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションを拡張するステップは、前記第１の通信装置から前記第２の通信装置へと、対応する公開鍵と、対応する証明書のチェーンとを送信するステップ（４１０）を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
それぞれ前記第１の通信装置に格納されている前記公開鍵の１つに対応するデータを該第１の通信装置から前記第２の通信装置へと通信するステップ（４０１）と、
前記受信したデータを、前記第２の通信装置によって格納されている公開鍵を識別するためのデータと比較することで、既存の共通した公開鍵を識別するステップ（４０２）と、
前記既存の共通した公開鍵が識別されると、該既存の共通した公開鍵に基づいて、認証済みの鍵交換処理を実行することで共通した秘密鍵を確立し（４０４）、一方で、前記既存の共通した公開鍵が識別されなかったときは、ユーザ対話を含む鍵交換を実行することで共通した秘密鍵を確立するステップ（４０６）と、
前記共通した秘密鍵を用いて前記通信リンクを保護するステップ（４０７）と、
前記第２の通信装置から前記第１の通信装置へ、前記第２の通信装置の第１公開鍵を送信するステップ（４０８）と、
前記第１の通信装置から前記第２の通信装置へ、第１の数の公開鍵と、第１の数の証明書のチェーンとを送信するステップ（４１０）と、
受信された前記第１の数の公開鍵と、対応する前記証明書のチェーンとを用いて、前記第２の通信装置における前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを更新するステップ（４１１）と、
前記第１の通信装置から前記第２の通信装置へ、前記第１の通信装置の第２公開鍵を送信するステップ（４１０）と、
前記第２の通信装置から前記第１の通信装置へ、第２の数の公開鍵と、第２の数の証明書のチェーンとを送信するステップ（４１２）と、
受信された前記第２の数の公開鍵と、対応する前記証明書のチェーンとを用いて、前記第１の通信装置における前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを更新するステップ（４１３）と
を含み、
前記第１の数の証明書のチェーンのそれぞれは、前記第１の数の公開鍵のうち１つの公開鍵に対応しており、かつ、前記受信された第１の公開鍵を証明するものであり、
前記第２の数の証明書のチェーンのそれぞれは、前記第２の数の公開鍵のうち１つの公開鍵に対応しており、かつ、前記受信された第２の公開鍵を証明するものであることを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
通信システムにおける他の通信装置とのピアツーピア型の通信を簡単化する通信装置（１０１）であって、
前記通信装置は、
対応する通信装置と他の通信装置との間で事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを格納する格納手段（１０４）と、
通信リンク（１０５）を介して前記他の通信装置と通信する通信手段と、
処理手段（１０２）と
を含み、
前記処理手段は、
前記確立されたセキュリティアソシエーションのセット中に、前記他の通信装置のセキュリティアソシエーションに対応する共通のセキュリティアソシエーションを前記通信装置が有しているかを判定するステップと、
前記共通のセキュリティアソシエーションを前記通信装置が有していると判定した場合、前記共通のセキュリティアソシエーションに基づいて前記通信リンクを保護し、一方で、前記共通のセキュリティアソシエーションを前記通信装置が有していると判定しなかった場合、前記他の通信装置との新しいセキュリティアソシエーションを確立し、該新しいセキュリティアソシエーションに基づいて前記通信リンクを保護するステップと、
保護された前記通信リンクを介して対応する鍵のデータを通信することにより、前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを前記他の通信装置に拡張するステップと
を実行することを特徴とする通信装置。
【請求項１２】
通信装置の処理手段において実行されると、通信システムにおける他の通信装置とのピアツーピア型の通信を簡単化するコンピュータプログラムであって、
前記通信装置は、対応する通信装置と他の通信装置との間で事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを格納する格納手段と、通信リンクを介して前記他の通信装置と通信する通信手段と、前記処理手段とを含み、
前記処理手段は、
前記確立されたセキュリティアソシエーションのセット中に、前記他の通信装置のセキュリティアソシエーションに対応する共通のセキュリティアソシエーションを前記通信装置が有しているかを判定するステップと、
前記共通のセキュリティアソシエーションを前記通信装置が有していると判定した場合、前記共通のセキュリティアソシエーションに基づいて前記通信リンクを保護し、一方で、前記共通のセキュリティアソシエーションを前記通信装置が有していると判定しなかった場合、前記他の通信装置との新しいセキュリティアソシエーションを確立し、該新しいセキュリティアソシエーションに基づいて前記通信リンクを保護するステップと、
保護された前記通信リンクを介して対応する鍵のデータを通信することにより、前記事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを前記他の通信装置に拡張するステップと
を実行することを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置間にセキュリティ保護されたピアツーピア通信を確立することに関する。
【背景技術】
【０００２】
近距離無線技術の急速な成長により、ユーザの至近距離内のパーソナル通信装置間をローカルに接続できるようになってきている。
【０００３】
今日、いわゆるアドホックネットワークが、さらに頻繁に使用されるようになっている。通常、通信装置間のアドホックネットワークは、特殊用途向けに一時的に確立されている。固定したインフラストラクチャが存在せず、かつ、ネットワークのノードを構成する通信装置が移動式である場合が多い。この場合、通信装置は、無線リンクを使用する。アドホックネットワークは、軍事行動、救出／復旧活動及び遠隔の建設現場等において、動的な広域接続を提供するために使用されうる。アドホックネットワークは、一時的な会議場所、ホームネットワーク及びロボットネットワーク等において、ローカルエリア接続を提供するために使用されうる。さらに、アドホックネットワークは、相互接続された付属装置、アドホック会議用テーブル及びゲーム等において、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）を構成するために使用されうる。例えば、ノードは、移動電話、ラップトップ、テレビ受信機又は洗濯機等から構成されてもよい。
【０００４】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、アドホックネットワークの確立を可能にする技術としてよく知られている。アドホックネットワークは、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂなどの無線ＬＡＮ技術を含む他の技術をベースとしていてもよい。
【０００５】
軍事行動又はビジネス会議などの多くの状況において、ノード間の通信が機密情報を含む場合、通信サービスがセキュリティ保護されていることが非常に重要である。一般に、セキュリティ保護された通信サービスは、異なる通信装置間にセキュリティアソシエーションを作成できる手段を提供すべきである。
【０００６】
一般に、通信装置間のセキュリティアソシエーションは、装置間で共有される秘密鍵又は信頼された鍵を含む。それにより、２つの装置間の信頼関係を得るメカニズムが提供される。共有される秘密鍵又は信頼鍵は、信頼のおける第三者機関に関する情報など、他の情報と組み合わされてもよい。
【０００７】
通信装置間のセキュリティアソシエーションに基づいて、他の通信装置を認証することや、装置間の通信の秘密性や完全性を保護することが可能である。
【０００８】
２つの装置間のセキュリティアソシエーションが、対称な秘密鍵に基づく場合、双方の装置は、装置間で通信されるメッセージを暗号化及び復号化するために使用される同一の秘密鍵を格納しておく必要がある。従って、送信側装置は、対称となる秘密鍵を使用して暗号化したメッセージが、対称となる秘密鍵を知る受信機のみにより解読されることを確信できることになる。受信機は、対称鍵を使用して正常に復号化したメッセージが対称鍵を知る送信機から送信され、かつそのメッセージが送信中に改竄されていないことを確信できる。対称鍵に基づくセキュリティアソシエーションの例は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ仕様（Bluetooth Special Interest Groupによる「The Specification of the Bluetooth System, Core, Baseband Specification」第１．１版、２０００年１２月）で説明されるセキュリティアソシエーション及びＩＰｓｅｃで使用されるセキュリティアソシエーションなどがある。
【０００９】
公開鍵インフラストラクチャ（ＰＫＩ）システムでは、対応する２つの対称な鍵を使用して情報を保護する。２つの鍵のうち一方を使用して暗号化される情報は、他方の鍵のみで復号化される。いくつかのＰＫＩシステムにおいて、２つの鍵のいずれかが暗号化に使用され、他方の鍵が復号化に使用される。他のシステムにおいては、１つの鍵が暗号化のためだけに使用され、他の鍵が復号化のために使用される必要がある。ＰＫＩシステムの１つの重要な特徴は、一方の鍵の情報を使用して他方の鍵を推定することが計算上不可能なことである。典型的なＰＫＩシステムにおいて、各システムは、そのような２つの鍵のセットを所有する。一方の鍵は非公開にされ、他方の鍵は自由に公開される。送信者が受信者の公開鍵を使用してメッセージを暗号化する場合、意図された受信者のみがメッセージを復号化できる。意図された受信者のみが公開された公開鍵に対応する秘密の個人鍵を所有しているからである。上述した暗号化を実行する前に、送信者が、送信者の個人鍵を使用してメッセージを暗号化する場合、受信者は、まず受信者の個人鍵を使用して復号化を実行し、次にその結果に対して送信者の公開鍵を使用して復号化を実行する。送信者の公開鍵だけがメッセージを正常に復号化できるように、送信者がメッセージを暗号化できるからである。これにより、秘密が保証されるだけでなく認証も保証される。
【００１０】
公開鍵インフラストラクチャは、個人又は団体、及び格納できるディレクトリサービスを識別でき、かつ必要に応じて証明書を無効にすることができるデジタル証明書に対応している。メッセージの送信者は、証明書及び証明書に含まれる公開鍵を使用して認証されてもよい。この認証は、証明書を発行しかつ証明書にセキュリティ上安全に署名した機関、すなわち、いわゆる認証局（ＣＡ）を受信者が信頼する場合に実行可能である。さらに、証明書中の公開鍵は、鍵交換のために直接又は間接的に使用されてもよい。その結果、証明書は別の証明書により認証され、それにより、証明書のチェーンといわれる証明書の階層構造が作成されてもよい。
【００１１】
公開鍵セキュリティメカニズムの例としては、Ｄｉｆｆｉｅ Ｈｅｌｌｍａｎ鍵交換、ＲＳＡ暗号化／復号化及び楕円曲線公開鍵技術などがある。
【００１２】
２つの通信装置間におけるセキュリティアソシエーションの作成、いわゆるセキュリティ初期化手順は、いくつかの方法で実行されてもよい。例えば、ユーザは、２つの装置に秘密値を入力してもよい。あるいは、装置は、製造中に又はパーソナル化処理の一部として、秘密鍵及び固有の識別情報を搭載されてもよい。秘密鍵は、他の装置又はネットワークサーバに格納されてもよい。あるいは、装置は、製造中に又はパーソナル化処理の一部として、信頼された公開鍵の各セットを搭載される。信頼された公開鍵のセットにおいて、公開鍵に対応する秘密鍵を使用して署名された全ての証明書又は証明書のチェーンは、対応する装置により信頼される。セキュリティアソシエーションは、信頼された証明書に基づいて作成される。
【００１３】
多くの用途において、セキュリティアソシエーションを確立するのは、一般ユーザである。従って、迅速かつ使い易い方法で、セキュリティアソシエーションを作成できることが重要である。
【００１４】
例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈによれば、ユーザが同一の秘密親鍵又はＰＩＮを双方の装置に入力するように要求されている間に、いわゆる組形成（ペアリング）又は結合（バインド）手順により２つの装置間のセキュリティアソシエーションが作成される。この親鍵に基づいて、２つの装置は、鍵交換を実行して、双方の装置に格納される共有の秘密情報、いわゆるリンク鍵を得る。
【００１５】
従って、ｎ個の装置に対してセキュリティアソシエーションを確立するために、ユーザは、装置の各組合せ、すなわちｎ（ｎ １）／２個の組合せに対して親鍵を入力する必要がある。これは、煩雑で時間のかかる手順である。
【００１６】
国際公開公報ＷＯ０１／３１８３６号において、アドホックネットワークにおけるセキュリティの確立方法が説明されている。この方法によると、全てのノードが相互に信頼関係を有するといった信頼グループが確立される。この信頼関係は信頼された公開鍵に基づく。新しいノードが信頼グループに参加する候補ノードである場合、まず、その候補ノードとの既存の信頼関係を有する信頼グループに含まれるあるノード、いわゆるｘノードが識別される。ｘノードは、信頼グループのメンバと候補ノードとの間の信頼関係を提供する。
【特許文献１】ＷＯ０１／３１８３６国際公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述した従来の方法における問題は、信頼関係が他の装置のグループに対して確立されるグループ通信に限定されることである。従って、２つの通信装置間にセキュリティ保護されたピアツーピア通信を確立する方法、すなわち、各通信装置が同等の性能及び役割を有しかつある信頼グループを認識する必要のない通信確立方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した課題及び他の課題は、通信リンクを介して、第１の通信装置と第２の通信装置との間にセキュリティ保護されたピアツーピア通信を確立する方法により解決される。各通信装置は、対応する通信装置と他の通信装置との間の事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットをそれぞれ格納している。方法は、
確立されたセキュリティアソシエーションのセットに共通のセキュリティアソシエーションを第１の通信装置及び第２の通信装置がそれぞれ有しているかを判定するステップと；
第１の通信装置及び第２の通信装置が共通のセキュリティアソシエーションを有していると判定された場合、共通のセキュリティアソシエーションに基づいて第１の通信装置と第２の通信装置との間の通信リンクを保護するステップと、共通のセキュリティアソシエーションを有していると判定されなかった場合、第１の通信装置と第２の通信装置との間に新しいセキュリティアソシエーションを確立し、新しいセキュリティアソシエーションに基づいて通信リンクを保護するステップと；
保護された通信リンクを介して対応する鍵のデータを通信することにより、第１の通信装置及び第２の通信装置がそれぞれ有する事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを、第１の通信装置及び第２の通信装置のうち対応する他方の装置に拡張することとを含む。
【００１９】
従って、２つの通信装置が通信リンクを介して初めて接続されるとき、これらの通信装置は、事前に確立された共通のセキュリティアソシエーションを有するかを判定する。事前に確立されたそのようなセキュリティアソシエーションが存在する場合、セキュリティアソシエーションは、２つの装置間の通信リンクを保護するための基礎として使用される。一方、セキュリティアソシエーションが存在しない場合、新しいセキュリティアソシエーション、好ましくは共有の秘密状態が、通信リンクを保護するために鍵交換プロトコルに基づいて確立される。鍵交換プロトコルは、パスワードによる認証を実行するプロトコルであることが好ましい。すなわち、少なくとも１つの装置にパスワードを入力するようにユーザに対して要求することが好ましい。その後、２つの装置は、それぞれ事前に確立されたセキュリティアソシエーションに関連付けられた鍵データを交換し、それにより、これらの事前のセキュリティアソシエーションを対応する他方の装置に拡張又は伝播する。
【００２０】
その結果、各装置が他の装置とのセキュリティアソシエーションを確立しかつ他方の装置にセキュリティアソシエーションを伝播することを可能にするメカニズムが提供される。すなわち、セキュリティメカニズムは、マスタ装置又は認証サーバ等の存在に依存しない。
【００２１】
効率的でかつセキュリティ上保護された信用委託方法が提供される。すなわち、パーソナルエリアネットワークにおける複数の装置など、複数の装置の新しい組合せを介して、それら装置間でセキュリティアソシエーションを伝播するためのメカニズムが提供される。
【００２２】
さらに、ユーザ対話を必要とする組合せの数を減少させることができるという利点もある。ｎ個の装置に対して相互のセキュリティアソシエーションを確立するために、本発明による方法は、装置が組み合わされる順番に応じて、ユーザ対話を必要とする組合せの数をｎ １ないしｎ（ｎ １）／２に減少させる。
【００２３】
本発明のさらなる利点は、セキュリティアソシエーションを作成するための簡単で使い易い方法を提供することである。
【００２４】
本発明のさらなる利点は、対称鍵に基づくセキュリティアソシエーション及び非対称鍵に基づくセキュリティアソシエーションに対して適用可能なセキュリティ初期化手順を提供することである。
【００２５】
共通のセキュリティアソシエーションに基づいて２つの装置間における通信リンクを保護することには、いずれかの適切な暗号化メカニズムが含まれてもよい。一実施形態において、２つの装置は、認証された鍵交換を実行する。すなわち、通信者らが相互に識別情報を把握していることを通信者らに保証しかつこれらの通信者らのみが知る共有秘密鍵を通信者らに提供するプロトコルを実行する。認証された鍵交換は、判定された共通のセキュリティアソシエーションに基づいて実行される。すなわち、共通のセキュリティアソシエーションは、通信者らが相互の識別情報を知っていることを保証するために使用される。共有の秘密鍵は、データの秘密化、データの完全性又はその両方を提供するために、後で使用される。
【００２６】
一実施形態において、第１の通信装置と第２の通信装置との間に新しいセキュリティアソシエーションを確立するステップは、第１の通信装置及び第２の通信装置のうち少なくとも一方の装置によりユーザ入力を受信することを含む。ユーザ入力は、対応する他方の通信装置が信頼のおける装置であるかを示す。事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを拡張するステップは、受信したユーザ入力が、対応する他方の通信装置が信頼のおける装置であることを示している場合にのみ実行される。
【００２７】
従って、セキュリティアソシエーションの伝播は、信頼のおける装置に限定される。すなわち、新しい装置への伝播はユーザ承認に依存する。これにより、制御不可能な方法でのセキュリティアソシエーションの伝播を防止し、システムのセキュリティを向上させる。ユーザ入力は、例えばユーザが承認の入力を要求されたことに応答して、例えばキーボード又は他のいずれかの入力装置を介して、適切ないずれかの形式で受信されてもよい。あるいは、ユーザ入力は、装置カスタマイズ設定の一部であってもよい。装置カスタマイズ設定は、信頼すべき装置又は装置の種類に関するルールを提供するものである。
【００２８】
他の実施形態において、第１の通信装置及び第２の通信装置のうち、一方の装置における事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットに含まれる事前に確立された各セキュリティアソシエーションは、通信装置の所定のグループを識別するグループ識別情報に関連付けられて格納される。事前に確立されたセキュリティアソシエーションを拡張するステップは、所定のグループ識別情報に関連付けられた事前に確立されたセキュリティアソシエーションに限定される。
【００２９】
従って、セキュリティアソシエーションの伝播は、あるコンテキスト、例えば、あるサービス、ある装置の種類等に制限されてもよい。この制限により、セキュリティアソシエーションが際限なく継続することをユーザの制御なしで防止できるため、方法のセキュリティが向上する。さらに、単一の通信装置は、混同されるべきではないセキュリティアソシエーションの独立グループを有してもよい。例えば、装置は、ローカル無線ＬＡＮ上の装置（企業におけるコンピュータ及び他の装置など）とのセキュリティアソシエーションを有してもよい。ビジネス会議に関連して、装置は、ビジネス会議に参加している他の装置に対して別のセキュリティアソシエーションのグループを確立してもよい。しかし、ローカル無線ＬＡＮに関連付けられたセキュリティアソシエーションは、ビジネス会議の他の参加者に拡張されるべきではない。従って、セキュリティアソシエーションの伝播を所定のグループコンテキストに限定することにより、融通性のあるセキュリティ保護されたメカニズムが提供される。以下において、他の装置に伝播される鍵は、信頼鍵とも呼ばれる。
【００３０】
さらなる好適な実施形態は、添付の特許請求の範囲において開示される。
【００３１】
本発明は、上述した方法、通信システムおよび手段、並びに以下で説明する方法、通信システム及び手段を含む、様々な手法により実現される。各手法は、最初に説明した手法に関して説明された１以上の利益及び利点をもたらす。また、各手法は、最初に説明した手法に関して説明されかつ特許請求の範囲において開示された好適な実施形態に対応する１以上の好適な実施形態を有する。
【００３２】
１つの面によると、上述の問題は、通信システムにおける他の通信装置とのピアツーピア通信を簡単化する通信装置により解決される。通信装置は、対応する通信装置と他の通信装置との間の事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを格納する格納手段と、通信リンクを介して別の通信装置と通信する通信手段と、以下のステップを実行するために適応される処理手段とを含む。ステップは、
確立されたセキュリティアソシエーションのセット中に、別の通信装置のセキュリティアソシエーションに対応する共通のセキュリティアソシエーションを通信装置が有するかを判定するステップと、
通信装置が共通のセキュリティアソシエーションを有していると判定した場合、共通のセキュリティアソシエーションに基づいて通信リンクを保護し、一方で、有していると判定しなかった場合、別の通信装置との新しいセキュリティアソシエーションを確立し、新しいセキュリティアソシエーションに基づいて通信リンクを保護するステップと、
保護された通信リンクを介して対応する鍵データを通信することにより、事前に確立されたセキュリティアソシエーションのセットを別の通信装置に拡張するステップとを含む。
【００３３】
用語「通信装置」は、有線方式又は無線方式により他の通信装置と通信する通信手段を具備するいずれかの電子機器を含むことを意図されている。特に、用語「通信装置」は、全ての携帯無線通信機器、及び他のハンドヘルド通信装置又は携帯通信装置を含む。用語「携帯無線通信機器」は、移動電話、ページャ、発信機等の全ての機器、すなわち電子手帳、スマートフォン、ＰＤＡ、ハンドヘルドコンピュータ、ポータブルコンピュータ又はラップトップ等を含む。
【００３４】
同様に、用語「通信手段」は、有線通信リンク又は無線通信リンクを介して、別の通信装置とのデータ送受信を可能にするいずれかの回路又は装置を含むことを意図されている。例えば、通信手段は、無線送信機及び無線受信機を含んでもよい。通信手段のさらなる例は、赤外線通信等の他の無線技術を使用する送信機／受信機を含む。
【００３５】
用語「格納手段」は、例えば電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、又はハードディスク等の磁気記憶装置等のデータ記憶装置に対するいずれかの適切な構成又は装置を含むことを意図されている。記憶手段は、電子装置に搭載されてもよく、あるいは、例えば取外し可能に挿入されるなど、前記装置に接続されてもよい。例えば、格納手段は、メモリカード、ＰＣＭＣＩＡカード又はスマートカード等の取外し可能な記憶媒体であってもよい。
【００３６】
用語「処理手段」は、適切にプログラムされたいずれかの汎用又は専用プログラマブルマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣ、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等、又はそれらの組合せを含むことを意図する。
【００３７】
上述した方法の特徴及び以下で説明する特徴は、ソフトウェアに実装され、コンピュータ実行可能な命令を実行することにより起動される処理手段において実行されてもよいことは理解されるべきである。命令は、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭ等の記憶媒体から、あるいはコンピュータネットワークを介して別のコンピュータから、ＲＡＭ等のメモリにロードされるプログラムコードであってもよい。あるいは、上述した特徴は、ソフトウェアの代わりにハードワイヤード回路により実現されてもよく、又はソフトウェアと組み合わせて実現されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の上述の面及び他の面は、図面を参照して以下に説明される実施形態から明らかとなろう。
【００３９】
図１は、通信装置のブロック図である。通信装置１０１は、処理ユニット１０２と、処理ユニットに接続された無線通信ユニット１０３と、処理ユニットに接続された記憶媒体１０４とを具備する。
【００４０】
無線通信ユニット１０３は、処理ユニット１０２から受信したデータを、通信ネットワークが採用した無線チャネル１０５を介して伝送する。また、無線通信ユニット１０３は、無線チャネルからデータを受信し、そのデータを処理ユニットに転送する。例えば、無線通信ユニット１０３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ技術に基づき、２．４５ＧＨｚのＩＳＭバンドで送信や受信を実行してもよい。一実施形態において、通信ネットワークは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのピコネットである。
【００４１】
処理ユニット１０２は、通信装置により実現された機能に従って、他の装置から受信したデータ及び他の装置に送信されるべきデータを処理する。特に、処理ユニットは、以下で説明されるセキュリティ機能を実装するために適切にプログラムされる。セキュリティ機能の一例としては、別の装置との鍵交換の実行、別の装置との認証された鍵交換の実行、他の装置と通信されるデータの保護（例：完全性の保護、暗号化及び認証など）、並びに他の装置へのセキュリティアソシエーションの伝播などがある。
【００４２】
ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又はハードディスクなどの記憶媒体１０４は、例えば秘密鍵のリスト又は公開鍵のリストとして、セキュリティアソシエーションのセットを格納している。セキュリティアソシエーションのセットは、適切にインデックスが付けられてもよい。各エントリは、例えばグループ識別情報又は有効期間などの追加の情報を含んでもよい。
【００４３】
なお、通信装置は、図１の概略的なブロック図では省略されたさらなる構成要素を具備してもよい。例えば、通信装置は、受信機、復号器又は符号器などに接続された自動利得制御（ＡＧＣ）ユニットをさらに具備してもよい。
【００４４】
図２は、対称鍵に基づくセキュリティアソシエーションを使用して、２つの通信装置間にセキュリティ保護されたピアツーピア型の通信リンクを確立する方法を示すフローチャートである。フローチャート２００は、２つの列２２２及び２２３を含む。各列は、相互に通信する２つの通信装置Ａ及びＢのうち一方を表す。装置Ａにより実行されるステップを表すボックスは列２２２に配置されている。装置Ｂにより実行されるステップを表すボックスは列２２３に配置されている。双方の装置により実行されるステップを表すボックスは、双方の列に共有されている。
【００４５】
通信装置Ａ及びＢの各々は、信頼のおける秘密鍵の内部データベースを具備する。これらの鍵は、以下に説明するように、多数の信頼のおける装置に配信されてもよいため、これら秘密鍵は（信頼のおける）グループ鍵とも呼ばれる。データベース２１４及び２１５の各々は、信頼されたグループ鍵のレコードのリストを含む。各レコードは、グループ鍵インデックス及びそのインデックスに対応する信頼されたグループ鍵を含む。図２の例において、装置Ａのデータベース２１４に格納される信頼のおけるグループ鍵は、ＫＡ１，．．．，ＫＡＮで示され、対応するインデックスは、Ａ１，．．．，ＡＮで示される。同様に、装置Ｂのデータベース２１５に格納される信頼のおけるグループ鍵は、ＫＢ１，．．．，ＫＢＭで示される。対応するインデックスは、Ｂ１，．．．，ＢＭで示される。例えば、製造中に、少なくとも１つの鍵インデックス及び対応するグループ鍵が各装置に事前に設定されてもよい。あるいは、装置は、鍵が事前に設定されずに出荷されてもよい。装置が他の目的のためにさらなる鍵が格納されうることも、理解されるべきである。しかしながら、本方法は、信頼のおけるグループ鍵ＫＡ１，．．．，ＫＡＮ及びＫＢ１，．．．，ＫＢＭの専用セットの各々に対して適用されるものとする。これら鍵のセットは、本方法の一部として、他の信頼のおける装置へ伝播されることになる。例えば、鍵ＫＡ１，．．．，ＫＡＮ及びＫＢ１，．．．，ＫＢＭは、それぞれ、専用のデータベースに格納されてもよく、又は、他の鍵から分離されてもよい。あるいは、それらの鍵が他の鍵と共にデータベースに格納されてもよく、本方法のための信頼のおけるグループ鍵が本方法のための信頼鍵としてマークが付与される。上述したように、各信頼のおけるグループ鍵は、装置のグループ又はサービスなどの特定のコンテキストを識別するグループ識別情報に関連付けられてもよい。対応する鍵の伝播は、このコンテキストに限定される。
【００４６】
一実施形態において、鍵インデックスは、所定のインデックス空間から無作為に選択されてもよい。２つの異なる秘密鍵が同一のインデックスを有する可能性を減少させるのに十分な大きさのインデックス空間が選択されることが好ましい。例えば、インデックスは、４８ビットのインデックス空間から選択されてもよい。しかし、インデックスは共通のグループ鍵を識別するためだけに使用されるため、インデックスが固有であることは、厳密な必要条件ではない。２つの異なる鍵がインデックスの競合のために誤って共通の鍵として取り扱われる場合、これらの鍵に基づく暗号化など、次のセキュリティ機能の確立が失敗してしまうだろう。この場合、別の鍵が識別のために使用されてもよいし、あるいはマニュアルで組の形成が実行されてもよい。
【００４７】
以下において、通信装置は、例えばケーブル、無線チャネル又は他のいずれかの適切な技術など、有線通信媒体又は無線通信媒体を介して、相互に通信可能であるものと仮定される。例えば、通信装置は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈエアインタフェースを使用して通信してもよい。ユーザが初めて２つの装置Ａ及びＢを接続することを望む場合、すなわち、２つの装置が事前に相互に通信していなかった場合、以下のステップが実行される。
【００４８】
最初のステップ２０１において、装置Ａは、装置Ａのデータベース２１４に格納される鍵インデックスＡ１，．．．，ＡＮのリストを装置Ｂに送信する。
【００４９】
ステップ２０２において、装置Ｂは、受信したインデックスのリストを装置Ｂのデータベース２１５に格納されるインデックスＢ１，．．．，ＢＭと比較する。装置ＢがＩＣで示される共通のインデックスを識別できた場合、すなわち、ＩＣ∈｛Ａ１，．．．，ＡＮ｝∩｛Ｂ１，．．．，ＢＭ｝が存在する場合、ステップ２０３に移行する。一方、共通のインデックスが存在しない場合、ステップ２０５に移行する。装置Ｂが２つ以上の共通の鍵インデックスを識別できた場合、共通のインデックスのうちいずれか１つが選択される。
【００５０】
ステップ２０３において、すなわち、共通のインデックスＩＣがステップ２０２において識別された場合、装置Ｂは、共通のインデックスＩＣを装置Ａに送信する。
【００５１】
次のステップ２０４において、２つの装置は、認証された鍵交換を実行して、共有される秘密情報を取得する。この認証処理は、識別された共通のインデックスＩＣに対応する共通の信頼のおけるグループ鍵ＫＩＣに基づいて実行される。認証された鍵交換は、既知であるいずれかの適切な認証された鍵交換処理に従って実行されてもよい。一実施形態において、認証された鍵交換は、共通のグループ鍵ＫＩＣがＰＩＮ又は初期鍵として使用されるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ仕様に従って実行される。例えば、Bluetooth Special Interest Groupによる「The Specification of the Bluetooth System, Core, Baseband Specification」第１．１版、２０００年１２月を参照のこと。認証された鍵交換の他の例は、認証されたDiffie Hellman鍵交換である。認証された鍵交換が完了した後、ステップ２０７に移行する。
【００５２】
ステップ２０５において、すなわち、共通の鍵インデックスがステップ２０２において識別されなかった場合、装置Ｂは、例えば、対応する応答メッセージを送信することにより、又はマニュアルによる組の形成の要求を送信することにより、共通の鍵インデックスが識別されなかったことを装置Ａに通知する。
【００５３】
次のステップ２０６において、鍵交換が実行され、共有秘密情報を取得する。一実施形態において、鍵交換は、例えば、２つの装置の組を形成するための要求を送信することにより、装置Ａにより開始される。一実施形態において、ユーザは受け入れの入力要求がされ、組形成の要求は、ユーザの入力に応じて、受け入れられるか又は拒否される。装置Ｂが要求を拒否する場合、処理は終了する。一方、受け入れる場合、鍵交換を含む組形成処理が、２つの装置により実行される。鍵交換の一部として、装置によりユーザ対話が要求される。例えば、装置を制御中のユーザは、双方の装置にパスコードを入力するように要求される。別の実施形態において、パスコードは、１つの装置により生成されかつユーザに対して表示される。ユーザは、生成されたパスコードを他方の装置に入力するように要求される。鍵交換は、パスワードに基づくいずれかの既知の適切な鍵交換処理に従って実行されてもよい。一実施形態において、鍵交換は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ仕様（「The Specification of the Bluetooth System, Core, Baseband Specification」同上書）に従って実行される。
【００５４】
鍵交換処理の一部として、ユーザは、装置Ａ及びＢが各々のセキュリティアソシエーションの交換を続行すべきか否か、すなわち、他の各装置が高信頼のおける装置と考えられるか否かの判定を要求される（ステップ２１２）。ユーザがセキュリティアソシエーションの交換を拒否する場合、処理は完了する。すなわち、この場合、２つの装置は組みを形成し、共有秘密状態を確立したことになるが、事前に確立されたセキュリティアソシエーションを他の各装置には拡張しない。例えば、確立された共有秘密状態は、暗号化や完全性の保護等を確立するなどにより、２つの装置間における後続の通信を保護するために使用されてもよい。一実施形態において、セキュリティアソシエーションの交換は、あるセキュリティアソシエーションのグループに限定されてもよい。例えば、グループ鍵の各レコードがグループ識別情報をさらに含む一実施形態において、ユーザは、１以上のグループ識別情報を入力すること又はリストから選択することを要求されてもよい。その後、選択されたグループ識別情報のセキュリティアソシエーションのみが交換される。ユーザが鍵交換ステップの完了後に少なくともいくつかのセキュリティアソシエーションの交換を受け入れる場合、ステップ２０７に移行する。
【００５５】
ステップ２０７において、すなわち、既存の共通の鍵ＫＩＣにより認証されたステップ２０４の認証済み鍵交換により、又はユーザ対話を含むステップ２０６のパスコードに基づく鍵交換により、共有秘密状態が装置間で確立されると、装置は、合意された共有秘密状態を使用して、暗号化接続に切り替える。暗号化は、ＳＡＦＥＲ＋、ＡＥＳ、ＤＥＳ、ＲＣ５、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈＥ０、ＧＳＭ Ａ５／３など、いずれかの適切な暗号化アルゴリズムに基づいて実行されてもよい。一実施形態において、装置間の通信は、さらに完全性が保護される。
【００５６】
ステップ２０８において、装置Ｂは、データベース２１５に格納される信頼のおけるグループ鍵及び対応するインデックスのリストを装置Ａに送信する。装置Ｂは、装置Ａから事前に受信した鍵インデックスのリストを有している。そのため、一実施形態において、装置Ｂは、事前に受信したインデックスとは異なるインデックス及び対応する鍵のみをデータベース２１５から送信してもよい。これにより、必要な通信源を減少させることができる。信頼のおけるグループ鍵のセットが１以上のグループ識別情報に関連付けられたグループ鍵のみを含むように制限される場合、選択されたグループ識別情報に関連付けられた鍵のみが送信される。装置Ｂが、例えば、いずれの鍵も含まず出荷されかつ信頼鍵を別の装置と事前に交換していないために、いずれの信頼のおけるグループ鍵もデータベース２１５に格納されていない場合、装置Ｂは、グループ鍵及び対応するインデックスを生成する。例えば、鍵及びインデックスの双方は、適切な各空間から無作為に生成されてもよい。
【００５７】
ステップ２０９において、装置Ａは、データベース２１４の信頼鍵のリストを、鍵及び対応するインデックスの受信したリストで更新する。
【００５８】
ステップ２１０において、装置Ａは、データベース２１４に格納される信頼鍵及び対応するインデックスのリストを装置Ｂに送信する。一実施形態において、装置Ａは、装置Ｂから受信したインデックスとは異なるインデックス及び対応する鍵のみをデータベース２１４から送信してもよい。これにより、必要な通信源を減少させることができる。
【００５９】
ステップ２１１において、装置Ｂは、データベース２１５の信頼鍵のリストを、鍵及び対応するインデックスの受信したリストで更新する。
【００６０】
別の実施形態において、例えば、装置Ａが装置Ｂの対応するリストを受信する前にグループ鍵のリストを最初に送信するように、ステップ２０８ないしステップ２１１の順番を変更してもよいことは理解されるべきである。
【００６１】
このように、上述した説明において、装置Ａと装置Ｂとの間に対称鍵に基づくセキュリティアソシエーションを確立する手順が開示された。ここで、事前に確立されたセキュリティアソシエーションは、他の各装置に伝播される。その結果、ユーザにより入力されるパスコードを要求する組形成の数が減少される。
【００６２】
図３ａないし図３ｅは、４つの通信装置を使用する場合の図２に示した方法の一例を示す図である。この例において、１人以上のユーザが、それぞれ、３０１、３０２、３０３及び３０４で示される４つの通信装置Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ間にセキュリティアソシエーションを確立することを望んでいるものとする。
【００６３】
図３ａは、最初の状況を示す。この例において、装置３０１ないし装置３０４のいずれにも、グループ鍵が事前に設定されていない。すなわち、いずれの装置も、各々のグループ鍵のリストにグループ鍵が格納されていない。
【００６４】
図３ｂは、装置３０１と装置３０２との間における第１の組形成のステップを示している。装置３０１及び３０２は初めて接続される。双方の装置ともグループ鍵を格納していない。従って、これら装置は、矢印３０５により示されるように、双方の装置に入力されたＰＩＮ又はパスワードに基づくマニュアルの組形成を実行する。双方の装置のユーザは、この形成された組が高い信頼のおける装置との組であることを、適切なユーザ入力を介して各装置に提示する。すなわち、ユーザは、グループ鍵の交換を開始する。その結果、認証しかつ暗号化へ切り替えた後、一方の装置（装置３０１）は、インデックスＩ１を有する信頼のおけるグループ鍵ＫＩ１を生成し、矢印３０６により示されるように、生成した鍵及びインデックスを他方の装置（装置３０２）に送信する。双方の装置は、信頼のおけるグループ鍵ＫＩ１及び対応するインデックスＩ１を各々のデータベースに格納する。
【００６５】
図３ｃは、次の装置３０３及び３０４の接続中の状況を示す。装置３０３及び３０４は初めて接続される。双方の装置ともグループ鍵を格納していない。従って、それら装置は、矢印３０７により示されるように、双方の装置に入力されたＰＩＮ又はパスワードに基づくマニュアルによる組形成を実行する。双方の装置のユーザは、この組形成が高い信頼のおける装置との組であることを、適切なユーザ入力を介して各装置に提示する。すなわち、ユーザは、グループ鍵の交換を開始する。認証及び暗号化の後、一方の装置（装置３０３）は、インデックスＩ２を有する信頼のおけるグループ鍵ＫＩ２を生成し、矢印３０８により示されるように、生成した鍵及びインデックスを他方の装置（装置３０４）に送信する。双方の装置は、信頼のおけるグループ鍵ＫＩ２及び対応するインデックスＩ２を各々のデータベースに格納する。
【００６６】
図３ｄは、次の装置３０１及び３０３の接続中の状況を示す。装置３０１及び３０３は、初めて相互に接続される。装置３０１は、信頼鍵ＫＩ１を既に格納しているため、矢印３０９により示されるように、対応するインデックスＩ１を装置３０３に送信する。装置３０３は、インデックスＩ１を有する鍵がデータベースに格納されていないため、組形成の要求を返信する（矢印３１０）。それら装置は、矢印３１１により示されるように、２つの装置に入力されたＰＩＮ又はパスワードに基づくマニュアルによる組形成を実行する。双方の装置のユーザは、この組合せが高信頼のおける装置との組合せであることを、適切なユーザ入力を介して各装置に示す。すなわち、ユーザは、グループ鍵の交換を開始する。認証しかつ暗号化へ切り替えた後、装置３０１は、信頼のおけるグループ鍵のリスト、すなわちＫＩ１及び対応するインデックスＩ１を装置３０３に送信する（矢印３１２）。装置３０３は、信頼のおけるグループ鍵のリスト、すなわちＫＩ２及び対応するインデックスＩ２を返信する（矢印３１３）。双方の装置は、各々の新しい鍵を各々のデータベースに格納する。
【００６７】
図３ｅは、次の装置３０１及び３０４の接続中の状況を示す。装置３０１及び３０４は、初めて相互に接続される。装置３０１は、矢印３１４により示されるように、グループ鍵インデックスのリスト、すなわちインデックスＩ１及びＩ２を装置３０４に送信する。装置３０４は、インデックスＩ２を有する鍵がデータベースに格納されており、鍵インデックスＩ２を返信する（矢印３１５）。これにより、インデックスＩ２を有する共通の鍵を使用する認証された鍵交換を要求する。それら装置は、共通の鍵ＫＩ２に基づいて、認証された鍵交換を実行する（矢印３１６）。認証しかつ暗号化へ切り替えた後、それら装置は、各々のグループ鍵のリストを交換する。装置３０１は、信頼のおけるグループ鍵ＫＩ１及び対応するインデックスＩ１を装置３０４に送信する（矢印３１７）。鍵ＫＩ２が既に共通の鍵として識別されているため、装置３０１は、鍵ＫＩ２を送信する必要がない。装置３０４は、受信した鍵ＫＩ１及び対応するインデックスＩ１をデータベースに格納する。装置３０４は、装置３０１が認識していない追加の鍵をデータベースに格納していないため、装置３０４から装置３０１に送信される鍵はない。
【００６８】
図４は、公開鍵に基づくセキュリティアソシエーションを使用して、２つの通信装置間にセキュリティ保護されたピアツーピア型の通信リンクを確立する方法を示すフローチャートである。フローチャート４００は、２つの列４２２及び４２３を含み、各列は、上述したように、２つの通信装置Ａ及びＢのうち一方を表す。
【００６９】
通信装置Ａ及びＢの各々は、信頼された公開鍵と信頼された公開鍵を証明する証明書とによる内部データベースを具備する。データベース４１４及び４１５の各々は、レコードのリストを含む。各レコードは、信頼された公開鍵及び対応する証明書のチェーンを含む。図４の例において、装置Ａのデータベース４１４に格納される公開鍵は、ＫＡ１，．．．，ＫＡＮで示され、対応する証明書のチェーンは、ＣＡ１，．．．，ＣＡＮで示される。ＣＡ１は、信頼された公開鍵ＫＡ１を装置Ａの公開鍵にリンクする１以上の証明書のチェーンを示す。同様に、装置Ｂのデータベース４１５に格納される公開鍵は、ＫＢ１，．．．，ＫＢＭで示され、対応する証明書のチェーンは、ＣＢ１，．．．，ＣＢＭで示される。さらに、データベース４１４は、それぞれ対応する自己署名証明書を有する少なくとも１つの公開鍵ＫＡ，ＰＵ及び秘密鍵ＫＡ，ＰＲを含む。同様に、装置Ｂのデータベース４１５は、それぞれ対応する自己署名証明書を有する少なくとも１つの公開鍵ＫＢ，ＰＵ及び秘密鍵ＫＢ，ＰＲを含む。例えば、製造中に、少なくとも１つの公開鍵及び秘密鍵、並びに自己署名証明書が各装置に事前に設定されてもよい。ここで、少なくとも１つの公開鍵と秘密鍵との組が署名機能を実現する。これらの装置が他の目的のためにさらなる鍵又は証明書を格納してもよいことも、理解されるべきである。しかしながら、本方法は、信頼のおける公開鍵ＫＡ１，．．．，ＫＡＮ及びＫＢ１，．．．，ＫＢＭの専用セット、並びに、証明書ＣＡ１，．．．，ＣＡＮ及びＣＢ１，．．．，ＣＢＭに対してそれぞれ適用される。これら鍵のセット及び証明書は、本方法の一部として、他の信頼のおける装置へ伝播されることになる。上述したように、各公開鍵はグループ識別情報に関連付けられてもよいことも理解されるべきである。
【００７０】
以下において、通信装置は、例えばケーブル、無線チャネル又はいずれかの他の適切な技術など、有線通信媒体又は無線通信媒体を介して、相互に通信可能であるものとする。例えば、装置は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈエアインタフェースを使用して通信してもよい。ユーザが初めて２つの装置Ａ及びＢを接続することを望む場合、すなわち、２つの装置が事前に相互にコンタクトしていなかった場合、以下のステップが実行される。
【００７１】
最初のステップ４０１において、装置Ａは、装置Ａのデータベース４１４に格納される公開鍵ＫＡ１，．．．，ＫＡＮに対応するハッシュ値ＨＡ１，．．．，ＨＡＮのリストを装置Ｂに送信する。ハッシュ値ＨＡ１，．．．，ＨＡＮは、対応する鍵に関して事前に計算された値として、データベース４１４に格納されてもよい。あるいは、装置Ａは、送信する前に、格納された鍵からハッシュ値を計算してもよい。
【００７２】
ハッシュ値は、例えばＳＨＡ １又はＭＤ５など、いずれかの既知の適切なハッシュ関数に基づいて計算されてもよい。一般に、ハッシュテーブル・ルックアップに対するハッシュ関数は、高速でかつ競合を可能な限り低減させるべきである。すなわち、異なる鍵が同一のハッシュ値を有することを殆どなくすべきである。しかし、２つの鍵がハッシュ値の競合のために誤って共通の鍵として提示された場合、これらの鍵に基づく暗号化などのセキュリティ機能を確立することは、失敗するであろう。この場合、別の鍵が代わりに特定されてもよく、又はマニュアルによる組形成が実行されてもよい。
【００７３】
ステップ４０２において、装置Ｂは、受信したハッシュリストを装置Ｂのデータベース４１５に格納される鍵ＫＢ１，．．．，ＫＢＮのハッシュと比較する。装置Ｂが共通のハッシュ値を識別できた場合、すなわち、ＨＣ∈｛ＨＡ１，．．．，ＨＡＮ｝∩｛ＨＡＳＨ（ＫＢ１），．．．，ＨＡＳＨ（ＫＢＮ）｝が存在する場合、ステップ４０３に移行する。存在しない場合、ステップ４０５に移行する。装置Ｂが２以上の共通のハッシュ値を識別できた場合、共通のハッシュ値のうちいずれか１つが選択される。
【００７４】
ステップ４０３において、すなわち、共通のハッシュ値ＨＣがステップ４０２において識別された場合、装置Ｂは、共通のハッシュ値ＨＣを装置Ａに送信する。以下において、共通のハッシュ値ＨＣに対応する共通の公開鍵は、ＫＣとして示される。
【００７５】
次のステップ４０４において、２つの装置は、認証された鍵交換を実行して、共有秘密状態を取得する。認証は、共通の公開鍵ＫＣに結び付けられた証明書又は公開鍵に基づいて実行される。すなわち、公開鍵ＫＣは、証明書チェーンの公開ルート鍵として使用される。認証された鍵交換は、ＩＫＥｖ２又はＴＬＳなどの公開鍵又は証明書に基づくいずれかの既知の適切な認証された鍵交換処理に従って実行されてもよい。
【００７６】
ステップ４０５において、すなわち、共通のハッシュ値がステップ４０２において識別されなかった場合、装置Ｂは、例えば、対応する応答メッセージを送信することにより、又はマニュアルによる組形成の要求を送信することにより、共通のハッシュ値が識別されなかったことを装置Ａに通知する。
【００７７】
次のステップ４０６において、鍵交換が実行され、共有秘密状態を得る。鍵交換は、例えば２つの装置の組形成を実行する要求を送信することにより、装置Ａにより開始されてもよい。一実施形態において、ユーザは入力要求に依存する受け入れを促される。組形成の要求は、ユーザの入力に応じて、受け入れられるか又は拒否される。装置Ｂが要求を拒否する場合、処理は終了する。受け入れる場合、鍵交換を含む組形成処理が、２つの装置により実行される。鍵交換の一部として、装置によりユーザ対話が要求される。例えば、装置を制御中のユーザは、双方の装置にパスコードを入力することを要求される。別の実施形態において、パスコードは、１つの装置により生成されかつユーザに対して表示される。ユーザは、生成されたパスコードを他方の装置に入力するように要求される。鍵交換は、いずれかの既知の適切なパスワードに基づく鍵交換処理に従って実行されてもよい。一実施形態において、鍵交換は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ仕様（「The Specification of the Bluetooth System, Core, Baseband Specification」同上書）に従って実行される。
【００７８】
鍵交換処理の一部として、ユーザは、装置Ａ及びＢが各々のセキュリティアソシエーションの交換を続行すべきか否か、すなわち、他の各装置が高い信頼のおける装置と考えられるか否かの判定を要求される（ステップ４１６）。ユーザがセキュリティアソシエーションの交換を拒否する場合、処理は完了する。すなわち、この場合、２つの装置は組となり、共有秘密状態を確立するが、事前に確立されたセキュリティアソシエーションを他の各装置には拡張しない。例えば、確立された共有秘密状態は、暗号化や完全性の保護等を確立するなどにより、２つの装置間における後続の通信を保護するために使用されてもよい。一実施形態において、セキュリティアソシエーションの交換は、あるセキュリティアソシエーションのグループに限定されてもよい。例えば、公開鍵の各レコードがグループ識別情報をさらに含む一実施形態において、ユーザは、１以上のグループ識別情報を入力すること又はリストから選択することを要求されてもよい。その後、選択されたグループ識別情報のセキュリティアソシエーションのみが交換される。ユーザが鍵交換ステップの完了後に、少なくともいくつかのセキュリティアソシエーションの交換を受け入れる場合、ステップ４０７に移行する。
【００７９】
ステップ４０７において、すなわち、既存の共通の鍵ＫＣに基づいて認証されたステップ４０４の認証済み鍵交換により、又はユーザ対話を含むステップ４０６のパスコードに基づく鍵交換により、共有秘密状態が装置間で確立されると、装置は、一致した共有秘密状態を使用する暗号化接続に切り替える。暗号化は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ１．１のＥ０又はＡＥＳなどのいずれかの適切な暗号化アルゴリズムに基づいてもよい。一実施形態において、装置間の通信は、さらに完全性が保護される。
【００８０】
ステップ４０８において、装置Ｂは、公開鍵ＫＢ，ＰＵ又は自己署名証明書を装置Ａに送信する。
【００８１】
ステップ４０９において、装置Ａは、装置Ｂの公開鍵を受信する。装置Ａは、自身の秘密鍵を使用して、装置Ｂの公開鍵に署名することを選択してもよい。
【００８２】
次に、ステップ４１０において、装置Ａは、データベース４１４に格納される信頼のおける公開鍵ＫＡ１，．．．，ＫＡＮ、及び対応する証明書又は証明書チェーンＣ'Ａ１，．．．，Ｃ'ＡＮのリストを装置Ｂに送信する。証明書／証明書チェーンＣ'Ａ１，．．．，Ｃ'ＡＮは、データベース４１４に格納される証明書／証明書チェーンＣＡ１，．．．，ＣＡＮに対応し、それに加え、信頼のおける公開鍵ＫＡ１，．．．，ＫＡＮの各々に対して、受信した装置Ｂの公開鍵ＫＢ，ＰＵをさらに証明する。さらに、装置Ａは、自身の公開鍵ＫＡ，ＰＵ又は自己署名証明書を装置Ｂに送信する。装置Ａは、装置Ｂから事前に受信したハッシュ値のリストを有する。そのため、一実施形態において、装置Ａは、事前に受信したハッシュとは異なるハッシュを有する公開鍵のみをデータベース４１４から送信してもよい。信頼された鍵の２つのセットに相違点がない場合、装置Ａは、いずれの鍵も送信しないことを選択してもよい。信頼公開鍵のセットが１以上のグループ識別情報に関連付けられた鍵のみを含むように制限される場合、選択されたグループ識別情報に関連付けられた鍵のみが送信される。装置Ａ及び装置Ｂの双方において、信頼のおけるグループ鍵が各々のデータベースに格納されていない場合、装置Ａは、自身の公開鍵、すなわちルート鍵を作成し、ルート鍵（又は自己署名証明書中のルート鍵）及びルート鍵に対する装置Ｂの公開鍵を証明する証明書のみを装置Ｂに送信する。
【００８３】
ステップ４１１において、装置Ｂは、公開鍵及び証明書／証明書チェーンのリストを装置Ａから受信する。装置Ｂは、信頼公開鍵及び信頼鍵に対する自身の公開鍵を証明する証明書のリストを更新する。装置Ｂは、自身の秘密鍵を使用して、装置Ａの公開鍵に署名することを選択してもよい。
【００８４】
次に、ステップ４１２において、装置Ｂは、データベース４１５に格納される信頼公開鍵ＫＢ１，．．．，ＫＢＭ及び対応する証明書／証明書チェーンＣ'Ｂ１，．．．，Ｃ'ＢＭのリストを送信する。証明書／証明書チェーンＣ'Ｂ１，．．．，Ｃ'ＢＭは、それぞれ、信頼公開鍵ＫＢ１，．．．，ＫＢＭに対して、受信した装置Ａの公開鍵ＫＡ，ＰＵを証明する。装置Ｂは、装置Ａから事前に受信したハッシュ値のリストを有するため、一実施形態において、装置Ｂは、事前に受信したハッシュとは異なるハッシュを有する公開鍵のみをデータベース４１５から送信してもよい。信頼のおける鍵の２つのセットに相違点がない場合、装置Ｂは、いずれの鍵も送信しないことを選択してもよい。信頼のおける公開鍵のセットが１つ以上のグループ識別情報に関連付けられた鍵のみを含むように制限される場合、選択されたグループ識別情報に関連付けられた鍵のみが送信される。
【００８５】
ステップ４１３において、装置Ａは、公開鍵及び証明書／証明書チェーンのリストを装置Ｂから受信する。装置Ａは、信頼のおける公開鍵のリスト及び信頼のおける鍵に対する自身の公開鍵を証明する証明書のリストを更新する。
【００８６】
鍵交換ステップ４０８ないし４１１の順番を変更してもよいことは理解されるべきである。
【００８７】
従って、上述した説明において、装置Ａと装置Ｂとの間に公開鍵に基づくセキュリティアソシエーションを確立する手順が開示された。ここで、事前に確立されたセキュリティアソシエーションは、他の各装置に伝播される。
【００８８】
上述のように、上述した方法は、装置が組み合わされる順番に応じて、ユーザ対話を要求する組合せの数をｎ １ないしｎ（ｎ １）／２に減少させる。以下において、このことは、５つの通信装置において組を形成する場合の２つの例に関連して示される。
【００８９】
図５ａないし図５ｅは、５つの通信装置に関して組を形成する場合の第１の例を示す。この例において、１人以上のユーザが、それぞれ、５０１、５０２、５０３、５０４及び５０５で示される５つの通信装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥ間にセキュリティアソシエーションを確立することを望むと仮定される。
【００９０】
図５ａは、最初の状況を示す。この例において、装置５０１〜装置５０５は、グループ鍵が事前に設定されていないと仮定される。すなわち、いずれの装置も、グループ鍵をグループ鍵の各リストに格納していない。
【００９１】
図５ｂは、装置５０１と装置５０２との間の第１の組形成のステップを示す。装置５０１及び５０２は、初めて接続される。双方の装置ともグループ鍵を格納していないため、それら装置は、上述されたようにかつ点線５０６により示されるように、ＰＩＮ又はパスワードに基づくマニュアルによる組形成を実行する。認証しかつ暗号化へ切り替えた後、一方の装置は、信頼のおけるグループ鍵Ｋ１を生成し、生成した鍵を他方の装置に送信する。双方の装置は、信頼のおけるグループ鍵Ｋ１を各々のデータベースに格納する。いくつかの実施形態において、鍵Ｋ１は、上述したように、対応するインデックスに関連して格納されることが理解される。
【００９２】
図５ｃは、次の装置５０１及び５０３の接続後の状況を示す。装置５０１及び５０３は、共通の鍵を有していないため、それら装置は、点線５０７により示されるように、２つの装置に入力されたＰＩＮ又はパスワードに基づくマニュアルによる組形成を実行する。認証しかつ暗号化へ切り替えた後、装置５０１は、信頼のおけるグループ鍵のリスト、すなわち鍵Ｋ１を、鍵Ｋ１が格納される装置５０３に送信する。
【００９３】
図５ｄは、次の装置５０１及び５０５の接続後の状況を示す。装置５０１及び５０５は、点線５０８により示されるように、マニュアルによる組形成を実行する。装置５０１は、信頼のおけるグループ鍵Ｋ１を、鍵Ｋ１が格納される装置５０５に送信する。
【００９４】
図５ｅは、次の装置５０１及び５０４の接続後の状況を示す。装置５０１及び５０４は、点線５０９により示されるように、マニュアルによる組形成を実行する。装置５０１は、信頼のおけるグループ鍵Ｋ１を、鍵Ｋ１が格納される装置５０４に送信する。
【００９５】
従って、この例において、４回のマニュアルによる組形成の後、全ての５つの装置（ｎ＝５）は他の全ての装置と共通の信頼のおけるグループ鍵を有する。従って、１つの装置（装置５０２）が、ｎ １個ある他の全ての装置と手動で組み合わせられる上述の手順は、ｎ １回のマニュアルによる組形成を必要とする手順の一例である。
【００９６】
図６ａないし図６ｆは、上述した５つの通信装置を組み合わせる場合の第２の例を示す。１人以上のユーザが、５つの通信装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥ間にセキュリティアソシエーションを確立することを望むものと仮定する。
【００９７】
図６ａは、装置５０１〜装置５０５のいずれも、グループ鍵が事前に設定されていない最初の状況を示す。
【００９８】
図６ｂは、装置５０１と装置５０２との間における第１の組形成のステップを示す。この組形成ステップは、上述し、そして点線６０６により示されるように、ＰＩＮ又はパスワードに基づくマニュアルによる組形成を含む。この組形成のステップ及び次のセキュリティアソシエーションの交換は、双方の装置に格納される鍵Ｋ１を結果として提供する。
【００９９】
図６ｃは、装置５０３と装置５０４との間における次の組形成のステップを実行した後の状況を示す。いずれの装置もグループ鍵を格納していないため、これらの装置は、点線６０７により示されるように、ＰＩＮ又はパスワードに基づくマニュアルによる組形成を実行する。認証しかつ暗号化へ切り替えた後、一方の装置は、信頼のおけるグループ鍵Ｋ２を生成し、生成した鍵を他方の装置へ送信する。双方の装置は、信頼のおけるグループ鍵Ｋ２を各々のデータベースに格納する。
【０１００】
図６ｄは、次の装置５０１及び５０５の接続後の状況を示す。装置５０１及び５０５は、点線６０８により示されるように、マニュアルによる組形成を実行する。装置５０１は、信頼のおけるグループ鍵Ｋ１を、鍵Ｋ１が格納される装置５０５に送信する。
【０１０１】
図６ｅは、次の装置５０４及び５０５の接続後の状況を示す。接続前、装置５０４は鍵Ｋ２のみを格納しており、装置５０５は鍵Ｋ１のみを格納している。従って、それら装置は、共通の鍵を有しておらず、点線６０９により示されるように、マニュアルによる組形成を実行する。その後、それら装置は、鍵Ｋ１及びＫ２をそれぞれ交換する。従って、結果として、双方の鍵Ｋ１及びＫ２は、この時点で、装置５０４及び５０５の双方に格納されている。
【０１０２】
最後に、図６ｆは、次の装置５０２及び５０３の接続後の状況を示す。接続前、装置５０２は鍵Ｋ１のみを格納しており、装置５０３は鍵Ｋ２のみを格納している。従って、それら装置は、共通の鍵を有しておらず、点線６１０により示されるように、マニュアルによる組形成を実行する。その後、それら装置は、鍵Ｋ１及びＫ２をそれぞれ交換する。従って、結果として、双方の鍵Ｋ１及びＫ２は、この時点で、装置５０２及び５０３の双方に格納されている。
【０１０３】
この例において、５回のマニュアルによる組形成の後、全ての５つの装置（ｎ＝５）は、他の全ての装置と共通の信頼のおけるグループ鍵を少なくとも１つ有する。従って、上述の手順は、ｎ １回よりも多くかつｎ（ｎ １）／２回よりも少ないマニュアルによる組形成を必要とする手順の一例である。
【０１０４】
上述の実施形態において、２つの装置が各々のグループ鍵のリストを２回以上交換してもよいことが理解されるであろう。例えば、グループ鍵のリストを事前に交換した２つの装置が次のセッションにおいて再び接続される場合、それら装置は、各々の信頼のおけるグループ鍵のリストを再び交換してもよい。２つの装置における最初の接続後、一方の装置又は双方の装置は、１つ以上の他の装置と組を形成したために各々のグループ鍵のリストを拡張している可能性がある。それら装置が再び接続された場合、この拡張されたリストが、２つの装置のうち対応する他方の装置に伝播されてもよい。これにより、鍵配信の効率が向上し、かつ１つの装置が新しい装置に初めて接続する場合に利用可能な共通のセキュリティアソシエーションが少なくとも１つ存在する可能性が高くなる。従って、一実施形態において、それら装置は、接続する度にセキュリティアソシエーションのリストを交換し、他の各装置のリストからの新しいセキュリティアソシエーションが存在する場合は、その新しいセキュリティアソシエーションを使用して各々のリストを拡張する。
【０１０５】
なお、本明細書において使用される用語「具備する」は、上述した特徴、数字、ステップ及び構成要素の存在を特定するために使用されるが、１以上の他の特徴、数字、ステップ、構成要素又はそれらのグループの存在又は追加を除外するものではない。
【０１０６】
本発明の好適な実施形態を説明するとともに例示したが、本発明はこれらに限定されることはない。特許請求の範囲において定義される技術的思想の範囲内で他の方法により実現されもよい。例えば、本発明は、主に無線通信技術に関連して説明されたが、有線通信の場合に適用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】図１は、通信装置のブロック図である。
【図２】図２は、対称鍵に基づくセキュリティアソシエーションを使用して、２つの通信装置間にセキュリティ保護されたピアツーピア通信リンクを確立する方法を示すフローチャートである。
【図３ａ】、
【図３ｂ】、
【図３ｃ】、
【図３ｄ】、
【図３ｅ】図３ａないし図３ｅは、４つの装置を使用する場合の図２の方法の例を示す図である。
【図４】図４は、公開鍵に基づくセキュリティアソシエーションを使用して、２つの通信装置間にセキュリティ保護されたピアツーピア通信リンクを確立する方法を示すフローチャートである。
【図５ａ】、
【図５ｂ】、
【図５ｃ】、
【図５ｄ】、
【図５ｅ】図５ａないし図５ｅは、５つの通信装置を組み合わせる場合の第１の例を示す図である。
【図６ａ】、
【図６ｂ】、
【図６ｃ】、
【図６ｄ】、
【図６ｅ】、
【図６ｆ】図６ａないし図６ｆは、５つの通信装置を組み合わせる場合の第２の例を示す図である。
【図１】
2006526314.tif 000003
【図２】
2006526314.tif 000004
【図３ａ】
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【図３ｂ】
2006526314.tif 000006
【図３ｃ】
2006526314.tif 000007
【図３ｄ】
2006526314.tif 000008
【図３ｅ】
2006526314.tif 000009
【図４】
2006526314.tif 000010
【図５ａ】
2006526314.tif 000011
【図５ｂ】
2006526314.tif 000012
【図５ｃ】
2006526314.tif 000013
【図５ｄ】
2006526314.tif 000014
【図５ｅ】
2006526314.tif 000015
【図６ａ】
2006526314.tif 000016
【図６ｂ】
2006526314.tif 000017
【図６ｃ】
2006526314.tif 000018
【図６ｄ】
2006526314.tif 000019
【図６ｅ】
2006526314.tif 000020
【図６ｆ】
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【国際調査報告】
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2006526314.tif 000023
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