(57)【要約】【課題】情報処理システム、情報処理装置および情報処理方法を提供すること。【解決手段】周囲の特定の事象に関する状態を検出し、状態を状態信号として出力するセンサ装置１００と、センサ装置の出力に基づいて動作する通信装置とからなる情報処理システム１０であって、通信装置は、センサ装置から状態信号が入力される信号入力部と、信号入力部に入力される状態信号に基づいて所定長さのビット列を生成するビット列生成部と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2007336082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲の特定の事象に関する状態を検出し、該状態を状態信号として出力するセンサ装置と、前記センサ装置が出力する前記状態信号に基づいて情報の処理を行う情報処理装置とからなる情報処理システムであって：
前記情報処理装置は、
前記センサ装置から前記状態信号が入力される信号入力部と；
前記信号入力部に入力される前記状態信号に基づいて所定長さのビット列を生成するビット列生成部と；
を備えることを特徴とする、情報処理システム。
【請求項２】
前記情報処理装置は、
他の情報処理装置と情報の送受信を行う送受信部と；
所定の認証情報を生成し、前記送受信部を介して前記他の情報処理装置に前記認証情報を送信する認証情報生成部と；
前記他の情報処理装置から前記認証情報に対する応答情報を前記送受信部を介して受信し、該応答情報に基づいて前記他の情報処理装置が自己と同一のビット列を生成したか否かを確認する確認部と；
をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項３】
周囲の特定の事象に関する状態を検出し、該状態を状態信号として出力するセンサ装置から、前記状態信号が入力される信号入力部と；
前記信号入力部に入力される前記状態信号に基づいて所定長さのビット列を生成するビット列生成部と；
を備えることを特徴とする、情報処理装置。
【請求項４】
他の情報処理装置と情報の送受信を行う送受信部と；
所定の認証情報を生成し、前記送受信部を介して前記他の情報処理装置に前記認証情報を送信する認証情報生成部と；
前記他の情報処理装置から前記認証情報に対する応答情報を前記送受信部を介して受信し、該応答情報に基づいて前記他の情報処理装置が自己と同一のビット列を生成したか否かを確認する確認部と；
をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
記憶部をさらに備え、該記憶部は、前記確認部により自己と前記他の情報処理装置とが生成した前記ビット列が同一であると確認された場合、該ビット列を記憶することを特徴とする、請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記記憶部に記憶された前記ビット列は、前記他の情報処理装置との間で所定の情報を送受信する際に鍵情報として用いられることを特徴とする、請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記ビット列は、前記状態信号が所定の閾値を境に２値化されたものであることを特徴とする、請求項３〜６に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記ビット列生成部は、所定の閾値を境に２値化された前記状態信号を所定の間隔で区分し、各区分に含まれる第一の値または第二の値のビット数をカウントし、該カウント値を２進数変換して前記ビット列を生成することを特徴とする、請求項３〜６に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記信号入力部に入力される前記状態信号はデジタル形式であることを特徴とする、請求項３〜８に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記信号入力部に入力される前記状態信号はアナログ形式であり、
前記状態信号を、デジタル形式に変換し、前記ビット列生成部に出力するデジタル信号変換部を含むことを特徴とする、請求項３〜８に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
周囲の特定の事象に関する状態を検出し、該状態を状態信号として出力するセンサ装置から、前記状態信号が情報処理装置に入力されるステップと；
前記情報処理装置が前記状態信号に基づいて所定長さのビット列を生成するステップと；
を含むことを特徴とする、情報処理方法。
【請求項１２】
他の情報処理装置が自己と同一のビット列を生成したか否かを確認するステップと；
他の情報処理装置が自己と同一のビット列を生成したことを確認した場合、前記ビット列を記憶するステップと；
を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理システム、情報処理装置および情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信機能を備えた多数のセンサ機器によって形成されるセンサネットワークが提案されている。センサネットワークを形成する無線通信端末装置は、一般的に低コストを重視して開発されるため、コンピュータ装置などと比較すると計算能力が非常に乏しい場合が多い。これら多数の無線通信端末装置間で送受信される情報を暗号化および認証するためには、各無線通信端末装置に暗号化および認証のための鍵情報を設定する必要がある。これら多数の無線通信端末装置に鍵情報をどのようして設定するかは、大きな課題である。
【０００３】
上記鍵情報の安全な設定方法としては、例えば、ユーザが手動で設定する方法、サーバなどの管理機器と有線接続して鍵情報を配送する方法および無線通信を利用する方法などの様々な態様が考えられる。
【０００４】
これらのうち、ユーザが手動で設定する方法や、有線接続して鍵情報を配送する方法は、多数の無線通信端末装置に順次鍵情報を設定する必要があるため、ユーザに大きな負荷がかかる。一方、無線通信を利用する方法は、鍵情報を設定するのに自由度が高い無線通信を利用するため、上記ユーザが多数の無線通信端末装置に順次鍵情報を設定するといった負荷はかからない。ただし、第３者の装置が、無線通信を傍受して鍵情報が不正に傍受されることを防止する必要がある。
【０００５】
無線通信を利用した鍵情報の配送を、周辺に存在する第３者端末が無線通信を傍受していたとしても、安全に実現する方法としては、例えば、Diffie-Hellman鍵交換方式などに代表される公開鍵手法に基づく鍵交換方式が知られている。しかし、これらの方式は、計算量が大きいため、計算能力に乏しい無線通信端末装置への搭載は困難であるという問題があった。
【０００６】
一方、かかる問題に対応できる技術として、例えば特許文献１には、無線通信を利用した初期鍵の配送方法が開示されている。より詳細には、無線通信端末装置が送信する初期鍵登録要求を受信した固定基地局が、当該固定基地局の無線出力を当該固定基地局の極近傍でのみ通信を行うことができる程度の強度に低下させて、初期鍵登録要求を送信した無線通信端末装置に初期鍵を発行する手法について記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−７９９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の鍵配送方法では、無線通信の特性により、上記極近傍の範囲を明確に線引きできないため、無線ネットワークシステム周辺に存在する不正な第３者の端末装置により、鍵情報あるいはビット列を盗聴されてしまうおそれがあった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、複雑な計算処理を要することなく、所定長さのビット列を生成することが可能な、新規かつ改良された情報処理システム、情報処理装置および情報処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、周囲の特定の事象に関する状態を検出し、該状態を状態信号として出力するセンサ装置と、センサ装置が出力する状態信号に基づいて情報の処理を行う情報処理装置とからなる情報処理システムであって、情報処理装置は、センサ装置から状態信号が入力される信号入力部と、信号入力部に入力される状態信号に基づいて所定長さのビット列を生成するビット列生成部とを備えることを特徴とする、情報処理システムが提供される。
【００１１】
かかる構成によれば、センサ装置は、センサ装置の周囲において不規則に変化する特定の事象の状態に基づいて状態信号を生成するため、異なる時間および環境下で生成された状態信号は非同一となる。また、情報処理装置は、該状態信号に基づいてビット列を生成する。したがって、情報処理装置に複雑な乱数発生機能を設けることなく、該ビット列を乱数情報として用いることが可能となる。
【００１２】
情報処理装置は、他の情報処理装置と情報の送受信を行う送受信部と、所定の認証情報を生成し、送受信部を介して他の情報処理装置に認証情報を送信する認証情報生成部と、他の情報処理装置から認証情報に対する応答情報を送受信部を介して受信し、該応答情報に基づいて他の情報処理装置が自己と同一のビット列を生成したか否かを確認する確認部とをさらに備えるとしてもよい。
【００１３】
かかる構成によれば、複数の情報処理装置の各認証情報生成部は、それぞれ認証情報を生成し、該認証情報を送受信部を介して他の情報処理装置に送信する。他の情報処理装置は該認証情報に基づいて応答情報を生成し、該応答情報を認証情報の送信元の情報処理装置に送信する。したがって、複数の情報処理装置の確認部は、送受信部を介して上記応答情報を受信し、該応答情報に基づいて、複数の情報処理装置間で同一のビット列が生成されたか否かを確認することができる。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、周囲の特定の事象に関する状態を検出し、該状態を状態信号として出力するセンサ装置から、状態信号が入力される信号入力部と、信号入力部に入力される状態信号に基づいて所定長さのビット列を生成するビット列生成部とを備えることを特徴とする、情報処理装置が提供される。
【００１５】
かかる構成によれば、情報処理装置は、センサ装置が検出した周囲の特定の事象に関する状態に対応する状態信号に基づいて所定長さのビット列を生成することができる。したがって、情報処理装置は、特段の乱数発生手段を備えることなく、再現性の極めて低いビット列を生成可能である。
【００１６】
他の情報処理装置と情報の送受信を行う送受信部と、所定の認証情報を生成し、送受信部を介して他の情報処理装置に認証情報を送信する認証情報生成部と、他の情報処理装置から認証情報に対する応答情報を送受信部を介して受信し、該応答情報に基づいて他の情報処理装置が自己と同一のビット列を生成したか否かを確認する確認部とをさらに備えるとしてもよい。
【００１７】
かかる構成によれば、複数の情報処理装置の各認証情報生成部は、それぞれ認証情報を生成し、該認証情報を送受信部を介して他の情報処理装置に送信する。他の情報処理装置は該認証情報に基づいて応答情報を生成し、該応答情報を認証情報の送信元の情報処理装置に送信する。したがって、複数の情報処理装置の確認部は、送受信部を介して上記応答情報を受信し、該応答情報に基づいて、複数の情報処理装置間で同一のビット列が生成されたか否かを確認することができる。
【００１８】
記憶部をさらに備え、該記憶部は、確認部により自己と他の情報処理装置とが生成したビット列が同一であると確認された場合、該ビット列を記憶するとしてもよい。かかる構成により、情報処理装置は、目的や用途尾に応じて、情報処理装置において過去に生成されたビット列を読み出して使用することができる。
【００１９】
記憶部に記憶されたビット列は、他の情報処理装置との間で所定の情報を送受信する際に鍵情報として用いられるとしてもよい。かかる構成によれば、同一のビット列を共有する情報処理装置間において、一方の情報処理装置がビット列を用いて暗号化したデータを他方の情報処理装置に送信し、該他の情報処理装置が、該暗号化されたデータを上記ビット列を用いて復号することができる。
【００２０】
ビット列は、状態信号が所定の閾値を境に２値化されたものであるとしてもよい。かかる構成によれば、信号受信部に入力される状態信号のデータ容量を抑制し、センサ装置と情報処理装置との通信効率の向上を図ることができる。
【００２１】
ビット列生成部は、所定の閾値を境に２値化された状態信号を所定の間隔で区分し、各区分に含まれる第一の値または第二の値のビット数をカウントし、該カウント値を２進数変換してビット列を生成するとしてもよい。かかる構成によれば、上記所定の閾値や、間隔を適宜設定することができる。したがって、ある使用者の情報処理装置群と同一環境下に第三者の情報処理装置が存在したとしても、上記ある使用者の情報処理装置においては、第三者の情報処理装置が生成するビット列と異なるビット列を生成することができる。
【００２２】
信号入力部に入力される状態信号はデジタル形式であるとしてもよい。かかる構成によれば、情報処理装置にＡ／Ｄ変換部を設けることなく、信号入力部に入力される状態信号を、直接ビット列の生成に用いることができる。
【００２３】
信号入力部に入力される状態信号はアナログ形式であり、状態信号を、デジタル形式に変換し、ビット列生成部に出力するデジタル信号変換部を含むとしてもよい。かかる構成によれば、ビット列生成部は、デジタル信号変換部が信号入力部に入力される状態信号をデジタル変換することにより、該デジタル変換された状態信号に基づいて所定長さのビット列を生成することができる。
【００２４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、周囲の特定の事象に関する状態を検出し、該状態を状態信号として出力するセンサ装置から、状態信号が情報処理装置に入力されるステップと、情報処理装置が状態信号に基づいて所定長さのビット列を生成するステップとを含むことを特徴とする、情報処理方法が提供される。
【００２５】
かかる構成を有する情報処理方法によれば、センサ装置が検出した周囲の特定の事象に関する状態に対応する状態信号に基づいて所定長さのビット列を生成することができる。したがって、該情報処理方法によれば、特段の乱数発生工程を含むことなく、再現性の極めて低いビット列を乱数として生成可能である。
【００２６】
他の情報処理装置が自己と同一のビット列を生成したか否かを確認するステップと、他の情報処理装置が自己と同一のビット列を生成したことを確認した場合、ビット列を記憶するステップと、を含むとしてもよい。かかる構成によれば、各情報処理装置は、同一環境下にある複数の情報処理装置において同一のビット列が生成されたか否かを確認し、同一のビット列が生成された場合には各情報処理装置は該ビット列を記憶する。したがって、同一環境下にある複数の情報処理装置において、同一のビット列を乱数情報として共有することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によれば、複雑な計算処理を要することなく所定長さのビット列を生成することが可能な情報処理システム、情報処理装置および情報処理方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２９】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態にかかる情報処理システムついて説明する。
【００３０】
図１は、本実施形態にかかる情報処理システム１０の構成を示したブロック図である。情報処理システム１０は、センサ装置１００および情報処理装置としての通信端末装置２００を含む。
【００３１】
センサ装置１００は、検出部１１０、状態信号生成部１２０およびデジタル信号出力部１３０を含む。センサ装置１００としては、例えば、人や物の存在を感知する人（物）センサ、振動を感知する振動センサ、気体中の成分を感知する気体成分センサ、光を感知する光センサ、赤外線や体温を感知する赤外線センサ、音を感知する音センサおよび風向きや風速を感知する風向・風速センサなどがあげられる。
【００３２】
検出部１１０は、周囲の特定の事象に関する状態あるいは状態値を検出する。例えば、周囲の振動の大きさ、光の明るさ、音の大きさおよび風向・風速などの状態あるいは状態値を検出する。
【００３３】
状態信号生成部１２０は、検出部１１０により検出された状態に基づいて状態信号を生成する。本実施形態における状態信号は、検出部１１０が検出した状態値に基づいて生成されたデジタル形式の信号である。しかし、状態信号生成部１２０は、状態値の大小を状態信号に必ずしも正確に反映させる必要は無く、状態値が所定の境界を越えるか否かに応じて２値化された状態信号を生成するとしてもよい。
【００３４】
デジタル信号出力部１３０は、状態信号生成部１２０により生成された状態信号を通信端末装置２００に出力する。
【００３５】
本実施形態においては、デジタル信号出力部１３０の出力する状態信号がデジタル形式である場合を例にとって説明するが、デジタル信号出力部１３０はアナログ形式の状態信号を出力することもできる。アナログ形式の状態信号は、検出部１１０が検出する状態あるいは状態値が連続的に変化するアナログ形式である場合に、その状態値に対して連続的に値が変化する信号である。
【００３６】
センサ装置１００において、検出部１１０が検出する状態あるいは状態値がアナログ形式でも、出力する状態信号を離散的な数値か符号の形をとるデジタル形式の信号とすることもできる。この場合、状態信号の数値は重要でなく、状態値があるレベルより高いか低いかを示す情報であってもよい。例えば、周囲の明るさと、あらかじめ定められた明るさの基準とを比較し、照明を点灯するか、消灯する場合がこれに相当する。一方、検出部１１０が検出する状態も２つの状態のどちらか、すなわちデジタル形式である場合がある。例えば、プリンタに用紙があるか否かを検出部１１０が検出する場合がこれに相当する。
【００３７】
センサ装置１００から出力されるデジタル形式の状態信号の一例としては、上記センサ装置の種類に応じて、ある場所に物体があるか否かの情報、振動があるか否かの情報、気体中にある成分が含まれるか否かの情報、照明が点灯してるか否かの情報、人が近づいたか、離れたかの情報、ある一定音量以上の音が聞こえるか否かの情報、風向がある一定方向を向いているか否かの情報、またはある一定量以上の風が吹いているか否かの情報を含む。
【００３８】
通信端末装置２００は、デジタル信号入力部２１０、乱数情報生成部２２０、乱数情報一致確認部２３０、送信部２４０、受信部２５０および乱数共有部２６０を含む。通信端末装置２００は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）や携帯電話などの情報処理装置より情報処理能力が低くてもよい。情報処理能力が低い装置とは、具体的には、処理能力の低いＣＰＵ（ビット数、クロック数）や容量が少ない記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ）を搭載する装置を想定する。
【００３９】
デジタル信号入力部２１０は、信号入力部として機能し、センサ装置１００のデジタル信号出力部１３０からデジタル形式の状態信号が入力される。デジタル信号入力部２１０は、入力された状態信号を乱数情報生成部２２０に出力する。
【００４０】
ビット列生成部の一例としての乱数情報生成部２２０は、デジタル信号入力部２１０より与えられる、第一の値としての「１」か、第二の値としての「０」かの情報より乱数情報（ビット列）を生成する。乱数情報生成部２２０は、例えば、タイマを内蔵しており、ある一定間隔時間ごとに得られるデジタル形式の状態信号からビット列を生成することができる。また、ある時間間隔に何回の「０」または「１」の状態信号が得られたかのカウント値を２進数変換することでビット列を生成することもできる。また、複数の該カウント値から生成したビット列をつなぎ合わせて新たなビット列を生成することも考えられる。
【００４１】
また、乱数情報生成部２２０は、デジタル形式の状態信号が連続して「０」または「１」である時間に閾値を設けて、当該閾値より短い場合は「０」、長い場合は「１」と規定することによりビット列を生成することも可能である。これらビット列の生成開始・終了は、なんらかの外部トリガや通信コマンドにより行うとしてもよい。
【００４２】
また、ビット列の生成は、システムで規定長のビット列を生成した場合に終了するとしてもよい。乱数情報生成部２２０は、生成した乱数情報(ビット列)を乱数情報一致確認部２３０へ出力する。以下に、図２および３を参照して乱数情報生成部２２０により生成される乱数の具体例を説明する。
【００４３】
図２は、乱数情報生成部２２０が、センサ装置１００の一例としての音センサ装置により検出される音波に基づいて乱数情報を生成する様子を示した説明図である。図２のグラフの横軸は時間を、縦軸は音波の振幅を表している。
【００４４】
音センサ装置の検出部１１０は、図２のグラフに示したように、周期性を有する音波の振幅あるいは波形を検出する。続いて、状態信号生成部１２０において、所定の間隔で音波の振幅値をサンプリングし、該振幅値をデジタル信号出力部１３０が通信端末装置２００に出力する。
【００４５】
そして、乱数情報生成部２２０は、デジタル信号入力部２１０を介して上記振幅値を入力され、該振幅値のそれぞれが、あらかじめ設定されている境界値より大きいか小さいかを判断し、上記振幅値を２値化する。乱数情報生成部２２０は、サンプリングされた振幅値が境界値より大きい場合には「１」を対応させ、サンプリングされた振幅値が境界値より小さい場合には「０」を対応させることにより、サンプリング数と同一のビット列を生成することができる。
【００４６】
図示の例では、最初の振幅のサンプリング値は境界値を上回っているため「１」が対応付けられるが、次の振幅のサンプリング値は境界値を下回っているため「０」が対応付けられる。以下同様の処理がなされ、図示の音波からは「１０１１００００１０１１００００１０」からなるビット列が得られることが理解できる。
【００４７】
なお、上記ビット列は、センサ装置１００の状態信号生成部１２０において生成され、通信端末装置２００に出力されるとしてもよい。かかる構成により、デジタル信号出力部１３０がデジタル信号入力部２１０に出力するデータ量の削減を図ることができる。ここで、上記ビット列をそのまま乱数として用いる場合には、乱数情報生成部２２０は、所定の開始点および終了点の間で所定長さのビット列を抽出する。また、２値化されたビット列を、さらに図３に示すように変換するとしてもよい。
【００４８】
図３は、乱数情報生成部２２０による乱数生成方法の一例を示した説明図である。図３(ａ)は、２値化された振幅値のビット列である。乱数情報生成部２２０は、該ビット列を例えば８ビットごとに区分し、各区分において値が「１」であるビット数をカウントし、該カウント値を図３（ｂ）のように２進数変換して乱数情報を生成することができる。
【００４９】
図３に示した例では、２値化された振幅値のビット列の最初の８ビットには、値が「１」であるビットが３つあるので、「３」を２進数変換した「０１１」が得られる。同様に、２値化された振幅値のビット列の次の８ビットにも、値が「１」であるビットが３つあるので、「３」を２進数変換した「０１１」が得られる。したがって、全体として、乱数情報生成部２２０により、図３（ａ）に基づいて、「０１１０１１」からなるビット列が生成される。すなわち、音や風速などの周囲の事象は、時々刻々と不規則に変化するため、該音や風速に基づいて生成されるビット列を、乱数情報とみなすことができる。
【００５０】
上記では、説明の明瞭性の観点から、乱数情報生成部２２０が生成する乱数のビット数が６ビットや１８ビットである例を説明したが、ビット数は１２８ビット、２５６ビットおよび１０２４ビットなどに、目的や用途に応じて幅広い範囲で可変とすることができる。
【００５１】
図１の説明に戻ると、乱数情報一致確認部２３０は、後述する認証情報生成部としての機能を含み、該認証情報に基づいて他の通信端末装置と同じ乱数情報を生成できたか否かを確認する確認部として機能する。該確認方法としては、例えば、チャレンジ・レスポンス方式を用いた相互認証が考えられる。
【００５２】
詳細に説明すると、乱数情報一致確認部２３０は、他の通信端末装置と同じ乱数情報を生成したかどうかを確認するにあたり、認証情報としてのチャレンジ情報を生成し、送信部２４０を介して他の通信端末装置へ該チャレンジ情報を送信する。そして、受信部２５０を介して、他の通信端末装置においてチャレンジ情報に基づいて生成され、自己に向けて送信された応答情報としてのレスポンス情報を受信する。続いて、乱数情報一致確認部２３０は、受信したレスポンス情報に基づいて、他の通信端末装置が自己と同じ乱数情報を生成したか否かを確認する。
【００５３】
また、乱数情報一致確認部２３０は、受信部２５０を介して他の通信端末装置が生成したチャレンジ情報を受信する。そして、乱数情報一致確認部２３０は、該チャレンジ情報に対応するレスポンス情報を生成し、送信部２４０を介してチャレンジ情報の送信元である他の通信端末装置に該レスポンス情報を送信する。その後、該レスポンス情報は、上記他の通信端末装置における乱数情報の一致確認処理に用いられる。
【００５４】
上記認証の過程で交換するチャレンジ情報やレスポンス情報にとしては、例えば、通信端末装置２００に固有に付与されるＩＤ情報(固有アドレス情報)、上記乱数情報とは別に生成した認証用乱数情報、またはＩＤ情報や認証用乱数情報を上記乱数情報を用いて変換した情報があげられる。
【００５５】
乱数情報一致確認部２３０は、他の通信端末装置と同じ乱数情報が乱数情報生成部２２０により生成されたことを確認した場合には、生成された乱数情報を乱数情報共有部２６０へ出力する。乱数情報一致確認部２３０は、他の通信端末装置と同じ乱数情報が乱数情報生成部２２０により生成されなかった場合には、生成された乱数情報を破棄し、再度乱数情報生成部２２０に乱数情報の生成を指示するとしてもよい。
【００５６】
乱数情報共有部２６０は、記憶部の一例であり、乱数情報一致確認部２３０から出力された乱数情報を記憶、あるいは格納する。乱数情報共有部２６０に格納された乱数情報は、例えば他の通信端末装置と通信する情報の暗号化・認証のための鍵情報として用いてもよい。
【００５７】
送信部２４０は、乱数情報一致確認部２３０から入力される乱数情報一致確認のための各種情報を他の通信端末装置に送信し、受信部２５０は、他の通信端末装置から入力される乱数情報一致確認のための各種情報を受信し、それぞれ送受信部として機能する。
【００５８】
上述したように、乱数情報生成部２２０は、センサ装置１００が検出する周囲のある事象の状態に基づいて乱数情報を生成するため、複数の通信端末装置の乱数情報生成部２２０が同一の乱数情報を生成するには、複数の通信端末装置が同一環境下に配されている必要がある。同一環境下について、図４および図５を参照して説明する。
【００５９】
図４は、複数の通信端末装置と、その周囲の音波に関する状態を示した説明図である。音センサと接続された通信端末装置２０１および２０２の周辺には、音源１、音源２および音源３があり、それぞれの音波到達範囲１〜３を点線で示している。
【００６０】
図４に示した例では、通信端末装置２０１および２０２が、共に、音源１、音源２および音源３の音波到達範囲１〜３の重畳領域に位置している。したがって、通信端末装置２０１および２０２の周囲の音波に関する状態は近似しているため、両者が同一の乱数情報を生成する可能性は高い。
【００６１】
図５は、複数の通信端末装置と、その周囲の音波に関する状態を示した他の説明図である。音センサと接続された通信端末装置２０１〜２０８、および光センサが接続された通信端末装置２０９の周辺には、音源１、音源２、音源３および音源４があり、それぞれの音波到達範囲１〜４を点線で示している。
【００６２】
図５に示した例では、通信端末装置２０１〜２０７は、共通して音源１、音源２および音源３が発する音波を検出するため、同一の乱数情報を生成する可能性は高い。しかし、通信端末装置２０８は、音源１、音源２および音源３の音波到達範囲１〜３に含まれず、音源４が発する音波にのみ基づいて乱数情報を生成するため、通信端末装置２０１〜２０７と同一の乱数情報を生成することができない。
【００６３】
また、通信端末装置２０９は、接続されるセンサ装置が光センサであり、通信端末装置２０１〜２０８が接続されている音センサと異なるため、通信端末装置２０９においても通信端末装置２０１〜２０７と同一の乱数情報を理論的には生成することができない。
【００６４】
このように、同一の乱数情報を生成できる通信端末装置は、同一種類のセンサ装置と接続され、該センサ装置が検出する特定の事象に関して同一の環境下にあるものに限られる。
【００６５】
次に、図６を参照して本実施形態にかかる通信端末装置２００における動作について説明する。
【００６６】
図６は、本実施形態にかかる通信端末装置２００の動作の流れを示したフローチャートである。まず、通信端末装置２００は、センサ装置１００からデジタル形式の状態信号の入力を受ける（Ｓ４００）。そして、通信端末装置２００は、該入力された状態信号に基づいて乱数情報を生成する（Ｓ４０４）。ここで、通信端末装置２００の乱数情報生成部２２０は、例えば、デジタル信号入力部２１０を介して入力される「０」か「１」かの情報を監視し、任意時間以上連続して「１」または「０」の状態である場合に値が「０」であるビットを生成し、そうでない場合に値が「１」であるビットを生成し、生成したビットを連結させることにより、規定のビット長のビット列からなる乱数情報を生成することができる。
【００６７】
次いで、通信端末装置２００は、他の通信端末装置と同一の乱数情報を生成できたか否かの確認処理を行う（Ｓ４０８）。当該確認方法としては、チャレンジ・レスポンス方式が考えられるが、詳細については図１を参照して説明したとおりであるので、ここでは説明を省略する。
【００６８】
さらに、通信端末装置２００は、Ｓ４０８の確認処理の結果、自己と他の通信端末装置とが同一の乱数情報を生成できたと判断した場合（Ｓ４１２）、生成した乱数情報を記憶する（Ｓ４１６）。また、自己と他の通信端末装置とが同一の乱数情報を生成できなかったと判断した場合には、Ｓ４００に戻って、再度乱数情報の生成処理を行う。
【００６９】
以上説明したように、本発明の第一の実施形態にかかる通信端末装置２００は、センサ装置１００から出力されるデジタル形式の状態信号を利用して乱数情報を生成することができる。かかる構成によれば、特定の事象の状態が近似するあるいは同一の環境（センシング環境）下における複数の通信端末装置間でのみ、同じ乱数情報を生成し、共有することができる。したがって、センサネットワークを形成する多数の通信端末装置に順次鍵情報を設定することなく、センシング環境を共有する通信端末装置に対し、一括して同じ鍵情報を設定することができる。
【００７０】
すなわち、センシング環境を共有しない通信端末装置は、センシング環境を共有する通信端末と同じ乱数情報を生成できないため、センシング環境を共有する通信端末装置のみが第３者に対して秘密の乱数情報を生成することが可能である。
【００７１】
なお、上記では、音波を検出するセンサ装置１００に基づいて動作する通信端末装置２００を例にとって説明したが、通信端末装置２００の機能がこれに限られることはなく、以下図７を参照して説明するように、他の事象の状態に基づいて機能するとしてもよい。
【００７２】
図７は、赤外線センサ装置と接続された通信端末装置の一例を示した説明図である。図７には、８台の赤外線センサ装置と接続された通信端末装置２８１〜２８８と、1台のその他のセンサ装置と接続された通信端末装置２８９を示している。ここで、赤外線センサは、生体が発する体温を検出するため、生体の接近を検知することができる。
【００７３】
図７に示した例では、通信端末装置２８１〜２８７の赤外線検出範囲は共通であり、生体１、２、３から発せられる体温を検出し、生体の接近を検知することができる。一方、通信端末装置２８８は、生体1の接近のみを検知できる。
【００７４】
したがって、センシング環境を共有する通信端末装置２８１〜２８７に入力されるデジタル形式の状態信号は共通となるので、通信端末装置２８１〜２８７は理論的には同じ乱数情報を生成し、共有することができる。一方、生体１の接近のみしか検知しない通信端末装置２８８と、７台の通信端末装置２８１〜２８７と共通のセンサ装置を搭載しない通信端末装置２８９とは、通信端末装置２８１〜２８７とセンシング環境が異なるため、７台の通信端末装置２８１〜２８７とは同じ乱数情報を生成することができない。
【００７５】
このように、本実施形態に適用可能なセンサ装置は、音波センサに限られず、赤外線センサ、光センサおよび振動センサなど、周囲の事象の状態を検出可能なあらゆるセンサ装置を適用することができる。
【００７６】
（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態にかかる情報処理システムついて説明する。本実施形態にかかる情報処理システムを構成する通信端末装置は、センサ装置からアナログ形式の状態信号を入力される点で第一の実施形態と異なる。以下、本実施形態にかかる情報処理システムついて、第一の実施形態との差異点を抽出して説明する。
【００７７】
図８は、本実施形態にかかる情報処理システム１０の構成を示したブロック図である。情報処理システム１０は、センサ装置１００と通信端末装置２００を含む。センサ装置１００は、検出部１１０、状態信号生成部１２０およびアナログ信号出力部１４０を含む。
【００７８】
状態信号生成部１２０は、検出部１１０が検出した周囲の特定の事象に関する状態に基づいて、アナログ形式の状態信号を生成する。生成するアナログ信号は、正確に測定しやすい量である直流の電圧や電流であっても、周波数変調信号であってもよい。
【００７９】
状態信号生成部１２０が生成する状態信号としては、例えば、温度センサで計測された温度情報、湿度センサで計測された湿度情報、赤外線センサで計測された赤外線(体温)の遠近情報、脈拍センサで計測された脈拍数情報、音(周波数)センサで計測された音楽や人の声の周波数情報、照度センサで計測された明るさ情報、風向・風速センサで計測された風速情報または風向情報、赤外線を照射し、その反射光により計測された対象物までの距離情報があげられる。
【００８０】
アナログ信号出力部１４０は、上記の状態信号生成部１２０が生成したアナログ信号を通信端末装置２００に出力する。
【００８１】
通信端末装置２００は、アナログ信号入力部２１２、デジタル信号変換部２１６、乱数情報生成部２２０、乱数情報一致確認部２３０、送信部２４０、受信部２５０および乱数共有部２６０を含む。
【００８２】
デジタル信号変換部２１６は、アナログ信号入力部２１２を介してセンサ装置１００が生成したアナログ形式の状態信号を入力され、該状態信号をデジタル形式に変換する。アナログ信号からデジタル信号への変換には、例えば、アナログ形式の状態信号や、入力信号の推定値の連続値をサンプリングし、該サンプリング値を２進数表現したり、周波数変換した信号の主成分値を２進数表現したりすることでデジタル変換してもよい。デジタル信号変換部２１６は、デジタル形式に変換した状態信号を乱数情報生成部２２０へ出力する。
【００８３】
乱数情報生成部２２０は、デジタル信号変換部２１６から入力されるデジタル形式の状態信号の任意のビットのビット値が、前後のビット値と比較して増加する場合には「１」を、減少する場合には「０」を対応させてデジタル変換してもよい。デジタル信号変換部２１６は、デジタル形式に変換した状態信号を乱数情報生成部２２０へ出力する。
【００８４】
乱数情報生成部２２０、乱数情報一致確認部２３０、送信部２４０、受信部２５０および乱数共有部２６０の機能および構成については、第一の実施形態で説明した内容と実質的に同一であるので、説明を省略する。
【００８５】
次に、本実施形態にかかる通信端末装置２００の動作を図９および図１０を参照して説明する。
【００８６】
図９は、風速センサと接続された通信端末装置２９１、２９２および周囲の風に関する状態を示した説明図である。通信端末装置２９１、２９２は、風を検知可能な風検知範囲が共通し、周囲では風１〜３が順に吹くものとする。なお、図示の例における風１〜３の矢印は、風１〜３のベクトルを表しており、少なくとも矢印で示した位置では各風１〜３が吹いている状態を示している。
【００８７】
図１０は、本実施形態にかかる通信端末装置２００の一例として、風速センサと接続された通信端末装置２９１、２９２の動作の流れを示した説明図である。まず、通信端末装置２９１、２９２は、接続されている風速センサにより測定された風１〜３の風速値を順次アナログ信号入力部２１２を介して入力される（Ｓ４５０）。
【００８８】
そして、デジタル信号変換部２１６は、アナログ信号入力部２１２に入力された状態信号としての風１〜３の風速値を２進数のデジタル形式に変換する処理を行う（Ｓ４５４）。次いで、乱数情報生成部２２０は、デジタル形式に変換された風１〜３の風速値に基づいて、規定のビット長のビット列からなる乱数情報を生成する（Ｓ４５８）。
【００８９】
さらに、通信端末装置２９１、２９２のそれぞれの乱数情報一致確認部２３０が、通信端末装置２９１、２９２のそれぞれの乱数情報生成部２２０が同一の乱数情報を生成したか否かの確認処理を行う（Ｓ４６２）。当該確認処理としては、第一の実施形態で説明したチャレンジ・レスポンス方式があげられる。
【００９０】
さらに、通信端末装置２９１、２９２のそれぞれは、Ｓ４６２の確認処理の結果、自己と他の通信端末装置とが同一の乱数情報を生成できたと判断した場合（Ｓ４６６）、生成した乱数情報を記憶する（Ｓ４７０）。また、自己と他の通信端末装置とが同一の乱数情報を生成できなかったと判断した場合には、Ｓ４５０に戻って、再度乱数情報の生成処理を行う。ただし、図９に示した例では、通信端末装置２９１、２９２は、共通して風１〜３を検出できる環境下に、すなわち同一のセンシング環境にあるため、同じ乱数情報を生成できる可能性が高い。
【００９１】
一方、第一の実施形態と同様に、センシング環境を共有しない通信端末装置間では、同一の乱数情報を生成することができない。その様子を図１１に示す。
【００９２】
図１１は、複数の通信端末装置と、その周囲の風に関する状態を示した説明図である。図１１には、８台の風速センサ装置と接続された通信端末装置２９１〜２９８と、1台のその他のセンサ装置と接続された通信端末装置２９９を示している。
【００９３】
図１１に示した例では、通信端末装置２９１〜２９７の風検出範囲は共通であり、風１〜３の風速を検出することができる。したがって、通信端末装置２９１〜２９７のセンシング環境は近似あるいは同一であるため、通信端末装置２９１〜２９７は、理論的には同一の乱数情報を生成し、該乱数情報を共有することができる。
【００９４】
一方、通信端末装置２９８は、通信端末装置２９１〜２９７との間に遮蔽物３００が存在するため、風１〜３を検出することができない。その結果、通信端末装置２９８が生成する乱数情報は、通信端末装置２９１〜２９７が生成する乱数情報と異なるものとなる。
【００９５】
また、風速センサ装置以外のセンサ装置と接続された通信端末装置２９９も、風１〜３を検出できないため、通信端末装置２９１〜２９７が生成する乱数情報と同一の乱数情報を生成することができない。
【００９６】
以上説明したように、本発明の第二の実施形態にかかる通信端末装置２００は、センサ装置１００から出力されるアナログ形式の状態信号をデジタル変換し、当該デジタル変換された状態信号を利用して乱数情報を生成することができる。かかる構成によれば、センシング環境を共有する複数の通信端末装置間でのみ、同じ乱数情報を生成し、共有することができる。したがって、センサネットワークを形成する多数の通信端末装置に順次鍵情報を設定することなく、センシング環境を共有する通信端末装置に対し、一括して同じ鍵情報を設定することができる。
【００９７】
すなわち、センシング環境を共有しない通信端末装置は、センシング環境を共有する通信端末装置と同じ乱数情報を生成できないため、センシング環境を共有する通信端末装置のみが第３者に対して秘密の乱数情報を生成することが可能である。
【００９８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９９】
例えば、上記第一、第二の実施形態では、各通信端末装置がそれぞれ一つのセンサ装置を利用する例を挙げて説明したが、本発明はかかる例に限定されず、各通信端末装置が、それぞれ複数のセンサ装置を利用して乱数情報を生成するとしてもよい。かかる構成によれば、各通信端末装置は、複数の周囲の事象に関する状態値に基づいて乱数情報を生成する。したがって、例えば、偶然、別個の位置に配された通信端末装置同士が同じ音波を検出したとしても、さらに同一の風速を検出しなければ同一の乱数情報を生成することができないよう構成することができる。
【０１００】
また、第一、二の実施形態では、各通信端末装置がそれぞれ一つのセンサ装置を利用する例をあげて説明したが、本発明はかかる例に限定されず、各通信端末装置が、１つ以上のセンサ装置を共有し、それらセンサ装置からの出力信号を利用して乱数情報を生成するとしてもよい。かかる構成によれば、各通信端末装置と一つのセンサ装置とをそれぞれ独立して接続した場合、各センサ装置の位置や性能の微妙な差異に起因し、各通信端末装置が同一の乱数を生成できないという問題を防止できる。
【０１０１】
また、第一、二の実施形態では、乱数情報を生成した通信端末装置が、その他の通信端末装置と、乱数情報の一致を確認する例で説明したが、本発明はかかる例に限定されず、乱数情報の一致を確認しなくてもよいし、別途、乱数情報の一致を確認する装置を設けるとしてもよい。
【０１０２】
さらに、第一、二の実施形態では、センシング環境を共有する複数の通信端末装置が乱数情報を共有する例で説明したが、本発明はかかる例に限定されず、各通信端末装置が、生成した乱数情報を他の通信端末装置と共有せず、単に乱数情報として利用するとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる情報処理システムの構成を示したブロック図である。
【図２】同実施形態にかかる乱数情報生成部が、音センサ装置により検出される音波に基づいて乱数情報を生成する様子を示した説明図である。
【図３】同実施形態にかかる乱数情報生成部による乱数生成方法の一例を示した説明図である。
【図４】同実施形態にかかる複数の通信端末装置と、その周囲の音波に関する状態を示した説明図である。
【図５】同実施形態にかかる複数の通信端末装置と、その周囲の音波に関する状態を示した他の説明図である。
【図６】同実施形態にかかる通信端末装置の動作の流れを示したフローチャートである。
【図７】同実施形態にかかる赤外線センサ装置と接続された通信端末装置の一例を示した説明図である。
【図８】本発明の第二の実施形態にかかる情報処理システムの構成を示したブロック図である。
【図９】同実施形態にかかる風速センサと接続された通信端末装置および周囲の風に関する状態を示した説明図である。
【図１０】同実施形態にかかる風速センサと接続された通信端末装置の動作の流れを示した説明図である。
【図１１】同実施形態にかかる複数の通信端末装置と、その周囲の風に関する状態を示した説明図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０      情報処理システム
１００    センサ装置
１１０    検出部  
１２０    状態信号生成部
１３０    デジタル信号出力部
２００    通信端末装置
２１０    デジタル信号入力部  
２１２    アナログ信号入力部
２１６    デジタル信号変換部
２２０    乱数情報生成部
２３０    乱数情報一致確認部
２４０    送信部
２５０    受信部
２６０    乱数情報共有部
【図１】
2007336082.tif 000003
【図２】
2007336082.tif 000004
【図３】
2007336082.tif 000005
【図４】
2007336082.tif 000006
【図５】
2007336082.tif 000007
【図６】
2007336082.tif 000008
【図７】
2007336082.tif 000009
【図８】
2007336082.tif 000010
【図９】
2007336082.tif 000011
【図１０】
2007336082.tif 000012
【図１１】
2007336082.tif 000013