(57)【要約】【課題】伝送される医用動画像、医用静止画像、その他医療情報等の、データの性質に応じた、暗号鍵の鍵交換タイミングの制御を実施することで、伝送される医療情報データの品質（リアルタイム性、フレームレート等）を落とさない鍵交換制御方式を提供する。【解決手段】データ種別判定手段１により、伝送される医療情報データの種別を判定する。また、暗号化要否判定手段２１により暗号化の要否を判定し、判定結果に基づいて暗号化処理を実施する。また、医療機器制御情報検知手段４１により、医療機器制御情報の有無を検知する。暗号鍵生成手段５２によって暗号鍵の生成・更新が行われると、経過時間検知手段４２は、暗号鍵が生成・更新されてからの経過時間を取得する。取得された経過時間が、鍵交換時間設定手段６によって、予め設定された鍵交換時間に達したか否かを、鍵交換時間判定手段５３によって判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データの種別を判定するデータ種別判定手段と、前記データ種別判定手段の結果に基づいて、データを暗号化する暗号化処理手段と、前記暗号化処理手段でデータを暗号化するために用いる暗号鍵を生成する鍵生成処理手段と、前記鍵生成処理手段で暗号鍵を生成後に経過した時間、および、電子機器からの制御情報の有無を検知する検知手段と、暗号化通信における暗号鍵の鍵交換を行うための時間間隔を、予め、設定する鍵交換時間設定手段と、ネットワークを介して情報端末へデータを伝送する通信制御手段を具備することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記データは、医療情報データであり、ネットワークを介して情報端末へ伝送する医療機器であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記暗号化処理手段は、前記データ種別判定手段により判定された医療情報データの種別に基づいて、医療情報データの暗号化の要否を判断する暗号化要否判定手段と、前記暗号化要否判定手段の結果に基づいて、暗号化処理を実施する暗号化手段とを具備することを特徴とする請求項２を含む請求項１記載の電子機器。
【請求項４】
前記検知手段は、前記鍵生成処理手段で暗号鍵を生成・更新後に経過した時間を取得する経過時間検知手段と、前記医療機器からの医療機器制御情報の有無を検知する医療機器制御情報検知手段を具備することを特徴とする請求項２を含む請求項１記載の電子機器。
【請求項５】
前記鍵生成処理手段は、暗号鍵を生成・更新後に経過した時間を取得する前記経過時間検知手段による検知結果が、前記鍵交換時間設定手段において予め設定された鍵交換時間に達したか否かを判断する鍵交換時間判定手段を具備することを特徴とする請求項２を含む請求項１記載の電子機器。
【請求項６】
前記鍵生成処理手段は、さらに前記鍵交換時間判定手段によって得られた判定結果と、前記医療機器制御情報検知手段で検知された前記医療機器からの医療機器制御情報の有無、および、前記データ種別判定手段により判定された前記医療情報データの種別情報に基づいて、暗号鍵の鍵交換のタイミングを制御する鍵交換タイミング制御手段とを具備したことを特徴とする請求項２を含む、請求項１および５記載の電子機器。
【請求項７】
前記鍵生成処理手段は、さらに前記鍵交換タイミング制御手段によって得られた結果に基づいて、暗号化通信における暗号鍵を生成・更新する暗号鍵生成手段を具備することを特徴とする請求項２を含む、請求項１および５および６記載の電子機器。
【請求項８】
伝送される医療情報データを、前記暗号化要否判定手段における判定結果に基づいて、前記暗号化手段において暗号化した暗号化データ、または暗号化していないデータ、および、前記鍵交換タイミング制御手段の結果に基づいて、前記暗号鍵生成手段において生成、あるいは、更新された暗号鍵データを送受信する前記通信制御手段を具備することを特徴とする請求項１から７記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークを介して、情報端末に医療情報データを伝送する医療機器における、遠隔医療時の端末間における暗号化通信などに用いる鍵交換制御方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、インターネット上で安全な通信を実現する1つの方法として、IPsec（Internet Protocol Security）という技術が、RFC（Request for Comment）2401を中心に、複数のRFCによって規定されている。IPsecを用いた暗号化通信を行うためには、ネットワークを介した端末間で、セキュリティアソシエーション（SA）のパラメータ（データを暗号化するための暗号鍵等）を共有する必要がある。IPsecでは、これらのパラメータを端末間で自動的に交換する方法として、RFC2409で定義されているIKE（Internet Key Exchange）を利用している。IKEは、例えば図６に示すように、IKE自身のSA（ISAKMP SA）のパラメータを交換するPhase１と、確立されたPhase１を利用して、IPsecのSA（IPsec SA）のパラメータを交換するPhase2の、2つのPhaseからなる。IKEの鍵交換の制御方法は、ISAKMP SA、および、IPsec SAの有効期限を設定し、定期的に各SAを更新することで、端末間で暗号鍵の交換を行っている。
【０００３】
ところが、鍵交換中の処理負荷が高いため、スループットに影響を及ぼしてしまい、例えば高フレームレートの動画を伝送した場合、画面が止まってしまうというような問題があった。
【０００４】
このため、特許文献１に示されているような、無線通信のデータ通信の有無を判断し、データ通信が無ければ、暗号鍵の生成・更新後に経過した時間が、設定された暗号鍵最短保有時間に達した時に、暗号鍵の生成・更新を実施し、データ通信中であれば、暗号鍵の生成・更新後に経過した時間が、設定された暗号鍵最長保有時間に達した時に、データ通信を中断し、暗号鍵の生成・更新を実施するように構成したものが知られている。
【０００５】
この鍵交換制御方式によれば、データ通信中における鍵交換の可能性を低減することができる。
【０００６】
また、特許文献２に示されているように、鍵配列の更新が必要か否かを予め定められた鍵配列の更新間隔または頻度情報により判断し、更新が必要な場合は鍵配列の更新を実施するように構成したものが知られている。この鍵交換制御方式によれば、秒オーダで暗号鍵を変更するマルチキャストに対応した暗号化を実現することにより、セキュリティの確保と安価なサービス提供が可能になる。
【特許文献１】特開２００５−１３６８７０号公報
【特許文献２】特開２００３−１７４４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の鍵交換制御方式では、暗号鍵の生成・更新後に経過した時間が、データ通信中に暗号鍵最長保有時間に達した場合に、データ通信を中断して暗号鍵の生成・更新を実施するために、リアルタイム性を必要とする動画像伝送においては、伝送される動画像や音声が途切れてしまうという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２記載の鍵交換制御方式では、暗号鍵の鍵交換は、鍵交換の時間間隔を判断して実施しており、リアルタイム性やフレームレートを必要とする動画像伝送、および、リアルタイム性を必要としない静止画像伝送等、伝送されるデータの性質に応じた暗号鍵の鍵交換を実施することができないために、リアルタイム性やフレームレートを必要とする動画像伝送中に、暗号鍵の鍵交換が実施されると、伝送される動画像や音声が途切れてしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題を解決するために鑑みてなされたものであり、伝送されるデータの性質に応じた、暗号鍵の鍵交換タイミングの制御を実施することで、伝送されるデータの品質（リアルタイム性、フレームレート等）を落とさない鍵交換制御方式を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ネットワークを介して、情報端末にデータを伝送する電子機器において、データの種別を判定するデータ種別判定手段と、前記データ種別判定手段の結果に基づいて、データを暗号化する暗号化処理手段と、前記暗号化処理手段でデータを暗号化するために用いる暗号鍵を生成する鍵生成処理手段と、前記鍵生成処理手段で暗号鍵が生成されてからの経過時間、および、電子機器からの制御情報の有無を検知する検知手段と、暗号化通信における暗号鍵の鍵交換を行うための時間間隔を、予め、設定する鍵交換時間設定手段と、ネットワークを介して情報端末へデータを伝送する通信制御手段によって構成したものである。また、前記データは、医療情報データであることを特徴とし、前記電子機器は、ネットワークを介して前記医療情報データを情報端末へ伝送する医療機器であることを特徴とする。
【００１１】
この構成により、ネットワークを介して、医療情報データを情報端末に伝送する際に、伝送される医療情報データの種別に基づいて、医療情報データを暗号化することが可能となり、暗号化に使用する暗号鍵を生成・更新することが可能となる。また、暗号鍵が生成されてから経過した時間と、医療機器からの医療機器制御情報の有無を検知することが可能となる。さらに、暗号鍵の鍵交換を行う時間間隔を予め設定することが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明の電子機器の前記暗号化処理手段は、前記データ種別判定手段により判定された前記医療情報データの種別に基づいて、医療情報データの暗号化の要否を判断する暗号化要否判定手段と、前記暗号化要否判定手段の結果に基づいて、暗号化処理を実施する暗号化手段によって構成したものである。
【００１３】
この構成により、医療情報データの種別に基づいて、暗号化の要否を判定することが可能となり、また、暗号化の要否の判定結果に基づいて、暗号化処理を実施することが可能となる。
【００１４】
さらに、本発明の電子機器の前記検知手段は、前記鍵生成処理手段で暗号鍵を生成・更新後に経過した時間を取得する経過時間検知手段と、医療機器からの医療機器制御情報の有無を検知する医療機器制御情報検知手段によって構成したものである。
【００１５】
この構成により、暗号鍵を生成・更新後に経過した時間を取得することが可能となり、また、医療機器からの医療機器制御情報の有無を検知することが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明の電子機器の前記鍵生成処理手段は、暗号鍵を生成・更新後に経過した時間を取得する前記経過時間検知手段による検知結果が、前記鍵交換時間設定手段において予め設定された鍵交換時間に達したか否かを判断する鍵交換時間判定手段を具備したものである。
【００１７】
この構成により、暗号鍵を生成・更新後に経過した時間が、予め設定された暗号鍵の鍵交換時間に達したか否かを判断することが可能となる。
【００１８】
さらに、本発明の電子機器の前記鍵生成処理手段は、前記鍵交換時間判定手段によって得られた判定結果と、前記医療機器制御情報検知手段で検知された医療機器からの医療機器制御情報の有無、および、前記データ種別判定手段により判定された前記医療情報データの種別に基づいて、暗号鍵の鍵交換のタイミングを制御する鍵交換タイミング制御手段を具備したものである。
【００１９】
この構成により、暗号鍵を生成・更新後に経過した時間が、予め設定された鍵交換時間に達したか否かの判定結果と、医療機器の医療機器制御情報の有無と、医療情報データの種別に基づいて、暗号鍵の鍵交換のタイミングを制御することが可能となる。
【００２０】
さらに、本発明の電子機器の前記鍵生成処理手段は、前記鍵交換タイミング制御手段によって得られた結果に基づいて、暗号化通信における暗号鍵を生成・更新する暗号鍵生成手段を具備したものである。
【００２１】
この構成により、暗号鍵の鍵交換タイミングを制御することによって得られる制御結果に基づいて、暗号鍵の生成・更新を制御することが可能となる。
【００２２】
さらに、本発明の電子機器は、伝送される医療情報データを、前記暗号化要否判定手段における判定結果に基づいて、前記暗号化手段において暗号化した暗号化データ、または暗号化していないデータ、および、前記鍵交換タイミング制御手段の結果に基づいて、前記暗号鍵生成手段において生成・更新された暗号鍵データを、送受信する前記通信制御手段を具備したものである。
【００２３】
この構成により、暗号化された医療情報データ、暗号化していない医療情報データ、および、暗号鍵データを、ネットワークを介して情報端末へ伝送することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
このように、本発明によれば、ネットワークを介して、情報端末に医療情報データを伝送する医療機器において、伝送されるデータの性質に応じた暗号鍵の鍵交換タイミングの制御を実施することにより、伝送される医療情報データの品質(リアルタイム性、フレームレート等)を落とさない鍵交換制御方式を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２６】
例として、超音波診断装置等の医療機器が、ネットワークを介して情報端末に、医療情報データを伝送する場合を説明する。ここで、医療情報データとは、動画像データ、静止画像データ、あるいは、電子カルテなどである。
【００２７】
（第１の実施形態）
例として、超音波診断装置等の医療機器が、ネットワークを介して情報端末に、医療情報データとして動画像データを伝送する場合を図１から図３を用いて説明する。
【００２８】
図２は、伝送される医療情報データのパケット構造の一例である。医療情報データは、Ethernet(登録商標)ヘッダ、IPヘッダ、TCP／UDPヘッダ、データ種別情報ヘッダ、暗号化情報ヘッダ、データ部で構成されている。
【００２９】
図３は、鍵交換時間設定部６によって設定された鍵交換の時間間隔をＴ１とし、伝送される医療情報データが動画像データである場合の、鍵交換シーケンス図である。
【００３０】
医療機器が、医療情報データを伝送する際に、まず、データ種別判定部１によって、図２に示すような、伝送される医療情報データのデータ種別情報ヘッダを判別し、医療情報データが動画像データであると判定される。データ種別情報ヘッダには、動画像データ、および、静止画像データ等の情報に応じたデータが入っている。
【００３１】
次に、暗号化要否判定部２１によって、図２に示すような、伝送される医療情報データの暗号化情報ヘッダを判別し、動画像データの暗号化の要否を判定する。暗号化情報ヘッダには、伝送される医療情報データの暗号化の要否を判定する情報が入っている。伝送される医療情報データの暗号化が必要である場合は、暗号鍵生成部５２によって生成・更新された暗号鍵を用いて、医療情報データのデータ部を暗号化部２２により暗号化し、暗号化が必要ない場合は、医療情報データのデータ部を暗号化しない。暗号化で用いられる暗号化アルゴリズムは、例えば、DES、３DES、AES等の一般的なアルゴリズムで良く、また、状況に応じて、暗号化アルゴリズムを選択できるようにしても良い。
【００３２】
図３に示すように、暗号鍵生成部５２によって暗号鍵の生成・更新が行われると、経過時間検知部４２は、暗号鍵が生成・更新されてからの経過時間を取得する。経過時間の取得方法は、例えば、経過時間検知部にタイマーを設け、暗号鍵生成部５２が暗号鍵を生成・更新後にタイマーを起動させ、暗号鍵を生成・更新後に経過した時間を測定し、経過時間を取得するようにする。
【００３３】
経過時間検知部４２によって取得された経過時間が、鍵交換時間設定部６によって、予め設定された鍵交換時間Ｔ１に達したか否かを、鍵交換時間判定部５３によって判定する。
【００３４】
鍵交換タイミング制御部５１は、暗号鍵を生成・更新後に経過した時間が、予め設定された鍵交換時間Ｔ１に達し、かつ、データ種別判定結果が動画像データであるため、暗号鍵の鍵交換タイミングを制御し、暗号鍵生成部５２が暗号鍵の生成・更新を実施しないようにする。
【００３５】
また、鍵交換タイミング制御部５１は、暗号鍵を生成・更新後に経過した時間が、予め設定された鍵交換時間Ｔ１に達していない場合、暗号鍵の生成・更新を実施しないようにする。
【００３６】
通信制御部３は、暗号化部２２によって出力された、暗号化された動画像データ、および、暗号化されていない動画像データ、および、暗号鍵生成部５２によって生成・更新された暗号鍵データを、ネットワークを介して情報端末に伝送する。
【００３７】
このように、伝送されるデータが動画像データの場合には、暗号鍵の生成・更新をしないように制御することができ、暗号化の要否判定の結果に基づいて、伝送される動画像データを暗号化して伝送することができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、超音波診断装置等の医療機器が、ネットワークを介して情報端末に、医療情報データとして静止画像データを伝送する場合を、第１の実施形態と同様に、図1、および、図2、および図４を用いて説明する。
【００３９】
図４は、鍵交換時間設定部６によって設定された、鍵交換の時間間隔をＴ２とし、伝送される医療情報データが静止画像データである場合の、鍵交換シーケンス図である。
【００４０】
医療機器が医療情報データを伝送する際に、まず、データ種別判定部１によって、伝送される医療情報データが静止画像データであると判定される。次に、暗号化要否判定部２１によって、静止画像データの暗号化の要否を判定し、判定結果に基づいて静止画像データに暗号化処理を施す。
【００４１】
また、鍵交換タイミングの制御においては、図４に示すように、鍵交換タイミング制御部５１は、暗号鍵を生成・更新後に経過した時間が、予め設定された鍵交換時間Ｔ２に達し、かつ、データ種別判定結果が静止画像データであるため、暗号鍵の鍵交換タイミングを制御せず、暗号鍵生成部５２が暗号鍵の生成・更新を実施するようにする。
【００４２】
また、鍵交換タイミング制御部５１は、暗号鍵を生成・更新後に経過した時間が、予め設定された鍵交換時間Ｔ２に達していない場合、暗号鍵の生成・更新を実施しないようにする。
【００４３】
また、通信制御部3は、暗号化部２２によって出力された、暗号化された静止画像データ、および、暗号化されていない静止画像データ、および、暗号鍵生成部５２によって生成・更新された暗号鍵データを、ネットワークを介して情報端末に伝送することができる。
【００４４】
このように、伝送されるデータが静止画像データの場合には、暗号鍵の生成・更新を実施し、暗号化の要否判定の結果に基づいて、伝送される静止画像データを暗号化して伝送することができる。なお、本実施例では静止画像データの場合を説明したが、電子カルテの場合も同様である。
【００４５】
（第３の実施形態）
さらに、動画像データ伝送時に医療機器から出力される医療機器制御情報を用いて、暗号鍵の鍵交換タイミングを制御する場合を、第１の実施形態と同様に図１、および、図２、および、図５を用いて説明する。
【００４６】
図５は、鍵交換の時間間隔をＴ３とし、伝送される医療情報データが動画像データであり、動画像データ伝送時に医療機器から出力される医療機器制御情報を検知した場合の、鍵交換シーケンス図である。
【００４７】
医療機器は、医療機器制御検知部４１によって、動画像データ伝送時に医療機器から出力される医療機器制御情報を検知する。医療機器制御情報は、例えば、超音波診断装置の超音波送信制御信号である。また、超音波診断装置の超音波受信信号の振幅情報等の計測情報を用いても良い。
【００４８】
また、暗号鍵を生成・更新する際の鍵交換タイミング制御において、図５に示すように、鍵交換タイミング制御部５１は、暗号鍵を生成・更新後に経過した時間が、予め設定された鍵交換時間Ｔ３に達し、かつ、医療機器からの医療機器制御情報を検知した場合、暗号鍵の鍵交換タイミングを制御し、暗号鍵生成部５２が、暗号鍵の生成・更新を実施しないようにする。
【００４９】
また、鍵交換タイミング制御部５１は、暗号鍵を生成・更新後に経過した時間が、予め設定された鍵交換時間Ｔ３に達していない場合、暗号鍵の生成・更新を実施しないようにする。
【００５０】
このように、伝送されるデータが動画像データの場合、動画像データ伝送時に医療機器から出力される医療機器制御情報を用いることで、暗号鍵の生成・更新を実施しないように制御することができ、また、暗号化の要否判定の結果に基づいて、伝送される動画像データを暗号化して伝送することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ネットワークを介して、情報端末にデータを伝送する電子機器において、データの種別を判定するデータ種別判定手段と、前記データ種別判定手段の結果に基づいて、データを暗号化する暗号化処理手段と、前記暗号化処理手段でデータを暗号化するために用いる暗号鍵を生成する鍵生成処理手段と、前記鍵生成処理手段で暗号鍵が生成されてからの経過時間、および、電子機器からの制御情報の有無を検知する検知手段と、暗号化通信における暗号鍵の鍵交換を行うための時間間隔を、予め設定する鍵交換時間設定手段と、ネットワークを介して情報端末へデータを伝送する通信制御手段を備えたものであり、伝送されるデータの性質に応じた暗号鍵の鍵交換タイミングの制御を実施することにより、伝送されるデータの品質(リアルタイム性、フレームレート等)を落とさない鍵交換制御方式を提供することができるため、ネットワークを介して情報端末に医療情報データを伝送する医療機器、特に遠隔医療システム等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態１における医療機器の概略ブロック図
【図２】本発明の実施形態１における医療情報データのパケット構造図
【図３】本発明の実施形態１における鍵交換シーケンス図
【図４】本発明の実施形態２における鍵交換シーケンス図
【図５】本発明の実施形態３における鍵交換シーケンス図
【符号の説明】
【００５３】
1    データ種別判定部
2    暗号化処理部
3    通信制御部
4    検知部
5    鍵生成処理部
6    鍵交換時間設定部
7    ネットワーク
21    暗号化要否判定部
22    暗号化部
41    医療機器制御情報検知部
42    経過時間検知部
51    鍵交換タイミング制御部
52    暗号鍵生成部
53    鍵交換時間判定部
101    医療機器
201    情報端末
301    医療情報データ
【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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