(57)【要約】  ＩｏＴデバイスを無線ルータ及び／又はアクセスポイントに接続するためのシステム及び方法が記載される。例えば、システムの一実施形態は、無線アクセスポイント又はルータと接続するために必要とされるネットワーク資格情報を収集するためのモノのインターネット（ＩｏＴ）ハブと、ネットワーク資格情報を、ユーザアカウント及び／又は無線アクセスポイント若しくはルータを識別する識別データと共にローカル又は遠隔の資格情報データベースに安全に記憶するためのＩｏＴハブと、ＩｏＴハブ、別のＩｏＴデバイス、及び／又はユーザデータ処理デバイスとの接続を確立するための新しいＩｏＴデバイスであって、ネットワーク資格情報要求を送信し、無線アクセスポイント又はルータとの接続を確立する、新しいＩｏＴデバイスと、を備える。
2018517319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
無線アクセスポイント又はルータと接続するために必要とされるネットワーク資格情報を収集するためのモノのインターネット（ＩｏＴ）ハブであって、
前記ネットワーク資格情報を、ユーザアカウント及び／又は無線アクセスポイント若しくはルータを識別する識別データと共にローカル又は遠隔の資格情報データベース内に安全に記憶するための、ＩｏＴハブと、
前記ＩｏＴハブ、別のＩｏＴデバイス、及び／又はユーザデータ処理デバイスとの接続を確立するための新しいＩｏＴデバイスと、
ネットワーク資格情報要求を送信し、前記無線アクセスポイント又は前記ルータとの接続を確立するための、前記新しいＩｏＴデバイスと、
前記新しいＩｏＴデバイスに代わって前記資格情報データベースへの接続を提供し、前記資格情報データベースから前記ネットワーク資格情報を受信し、前記ネットワーク資格情報を前記新しいＩｏＴデバイスに提供するための、前記ＩｏＴハブ、前記ＩｏＴデバイス、及び／又は前記ユーザデータ処理デバイスと、
前記ネットワーク資格情報を自動的に使用し、前記無線アクセスポイント又は前記ルータとの接続を確立するための、前記新しいＩｏＴデバイスと、を備える、システム。
【請求項２】
前記資格情報が、遠隔資格情報データベースを含み、前記システムが、
前記ネットワーク資格情報を前記ＩｏＴハブから受信し、前記ネットワーク資格情報を前記遠隔資格情報データベース内に安全に記憶するためのクラウドサービスを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記クラウドサービスが、前記ネットワーク資格情報要求を前記ＩｏＴハブ、前記ＩｏＴデバイス、及び／又は前記ユーザデバイスから受信し、それに応じて、前記ユーザの識別、前記新しいＩｏＴデバイスの識別、及び／又は前記アクセスポイント若しくは前記ルータの識別を使用して前記資格情報データベース内でルックアップを行うように構成され、前記クラウドサービスが、前記ネットワーク資格情報を前記ＩｏＴハブ、前記ＩｏＴデバイス、及び／又は前記ユーザデータ処理デバイスに提供するように構成され、かつ前記ＩｏＴハブ、前記ＩｏＴデバイス、及び／又は前記ユーザデータ処理デバイスが、前記ネットワーク資格情報を前記新しいＩｏＴデバイスに提供するように構成された、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記クラウドサービス上の資格情報管理モジュールへの安全な接続を確立し、前記ネットワーク資格情報を前記クラウドサービスに提供するための、前記ＩｏＴハブ上の資格情報管理モジュール、を更に備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記ＩｏＴハブ上の前記資格情報管理モジュールと接続し、前記ネットワーク資格情報要求を送信し、前記ネットワーク資格情報を前記ＩｏＴハブから受信するための、前記新しいＩｏＴデバイス上のネットワーク登録モジュール、を更に備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記ネットワーク資格情報要求が、前記無線アクセスポイント又は前記ルータを一意的に識別する識別データを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記識別データが、前記無線アクセスポイント又は前記ルータのＭＡＣアドレス及び／又はＳＳＩＤを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
優先順序の順に前記ＩｏＴハブ、前記ＩｏＴデバイス、及び前記ユーザのデータ処理デバイスと接続することを試みるための、前記新しいＩｏＴデバイス上のネットワーク登録モジュール、を更に備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項９】
前記優先順序が、まず前記ＩｏＴハブと接続するのを試みること、並びに信頼できる接続が利用不可能である場合、前記ＩｏＴデバイス及び／又は前記ユーザのモバイルデータ処理デバイスと接続するのを試みること、を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記クライアントデバイス上に構成されるブラウザを更に備え、
前記新しいＩｏＴデバイスと接続し、それに応じて、前記ネットワーク資格情報を前記資格情報データベースから取得し、前記ネットワーク資格情報を前記新しいＩｏＴデバイスに提供するための、前記ユーザのデータ処理デバイス上のアプリケーション又はブラウザ、を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
安全に記憶することが、対称鍵又は非対称鍵を使用して前記ネットワーク資格情報データベースとの暗号化された通信チャネルを確立することを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
方法であって、
無線アクセスポイント又はルータと接続するために必要とされるネットワーク資格情報を収集することと、
前記ネットワーク資格情報を、ユーザアカウント及び／又は前記無線アクセスポイント若しくは前記ルータを識別する識別データと共にローカル又は遠隔の資格情報データベース内に安全に記憶することと、
新しいＩｏＴデバイスが、ＩｏＴハブ、別のＩｏＴデバイス、及び／又はユーザデータ処理デバイスとの接続を確立し、前記無線アクセスポイント又はルータとの接続を確立するために必要とされるネットワーク資格情報要求を送信することと、
前記ＩｏＴハブ、前記ＩｏＴデバイス、及び／又は前記ユーザデータ処理デバイスが、前記新しいＩｏＴデバイスに代わって前記資格情報データベースへの接続を提供し、前記ネットワーク資格情報を前記資格情報データベースから受信し、前記ネットワーク資格情報を前記新しいＩｏＴデバイスに提供することと、
前記ネットワーク資格情報を使用して前記新しいＩｏＴデバイスと前記無線アクセスポイント又は前記ルータとの間の接続を自動的に確立することと、を含む方法。
【請求項１３】
前記資格情報データベースが、遠隔資格情報データベースを含み、前記方法が、
クラウドサービスが、前記ネットワーク資格情報を前記ＩｏＴハブから受信し、前記ネットワーク資格情報を前記遠隔資格情報データベース内に安全に記憶すること、を更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記クラウドサービスが、前記ネットワーク資格情報要求を前記ＩｏＴハブ、前記ＩｏＴデバイス、及び／又は前記ユーザデバイスから受信し、それに応じて、前記ユーザの識別、前記新しいＩｏＴデバイスの識別、及び／又は前記アクセスポイント若しくは前記ルータの識別を使用して前記資格情報データベース内でルックアップを行い、前記クラウドサービスが、前記ネットワーク資格情報を前記ＩｏＴハブ、前記ＩｏＴデバイス、及び／又は前記ユーザデータ処理デバイスに提供し、かつ前記ＩｏＴハブ、前記ＩｏＴデバイス、及び／又は前記ユーザデータ処理デバイスが、前記ネットワーク資格情報を前記新しいＩｏＴデバイスに提供する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ＩｏＴハブ上の資格情報管理モジュールが、前記クラウドサービス上の資格情報管理モジュールへの安全な接続を確立し、前記ネットワーク資格情報を前記クラウドサービスに提供することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＩｏＴハブ上の前記資格情報管理モジュールと接続して前記ネットワーク資格情報要求を送信し、前記ネットワーク資格情報を前記ＩｏＴハブから受信するための、前記新しいＩｏＴデバイス上のネットワーク登録モジュール、を更に備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ネットワーク資格情報要求が、前記無線アクセスポイント又は前記ルータを一意的に識別する識別データを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記識別データが、前記無線アクセスポイント又は前記ルータのＭＡＣアドレス及び／又はＳＳＩＤを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
優先順序の順に前記ＩｏＴハブ、前記ＩｏＴデバイス、及び前記ユーザのデータ処理デバイスと接続することを試みることを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記優先順序が、まず前記ＩｏＴハブと接続するのを試みること、並びに信頼できる接続が利用不可能である場合、前記ＩｏＴデバイス及び／又は前記ユーザのモバイルデータ処理デバイスと接続するのを試みること、を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ユーザのデータ処理デバイス上のアプリケーション又はブラウザが、前記新しいＩｏＴデバイスと接続し、それに応じて、前記ネットワーク資格情報を前記資格情報データベースから取得し、前記ネットワーク資格情報を前記新しいＩｏＴデバイスに提供すること、を更に含む、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
本発明は、概して、コンピュータシステムの分野に関する。より具体的には、本発明は、自動的無線ネットワーク認証のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
「モノのインターネット」は、インターネットインフラストラクチャ内に、一意的に識別可能に組み込まれたデバイスの相互接続を指す。最終的に、ＩｏＴは、事実上あらゆるタイプの物理的なモノが、それ自体若しくはその周囲についての情報を提供し得、及び／又はインターネットをわたってクライアントデバイスを介して遠隔制御され得る、広範囲の新しいタイプのアプリケーションをもたらすことが期待される。
【０００３】
ユーザが、ＷｉＦｉに対応したＩｏＴデバイスなどの新しいＷｉＦｉ使用可能なデバイスを手に入れたとき、この新しいデバイスとユーザのホームネットワークの間で登録プロセスが実行される必要がある。このプロセスは、ユーザがＷｉＦｉ資格情報を覚えていない場合、又はデバイスがＷｉＦｉカバレッジエリアの外にある場合、厄介であり得る。更に、デバイスがＷｉＦｉネットワークのカバレッジ縁部にある場合、低カバレッジ状態により登録プロセスが損なわれるため、登録は失敗し、その結果アクセスポイントは新しいデバイスの登録を拒絶することになる。自宅やビジネス内部に複数のＷｉＦｉネットワークを有するユーザにとって、問題はより複雑である。このような状況では、各ネットワークは、それ自体の登録プロセスを必要とすることになる。
【０００４】
最終的に、ユーザは、プライベートネットワークをホストする自宅又はビジネス内部にいなくては、新しいデバイスの登録を確立することができない。それ故に、相手先ブランド製造会社（ＯＥＭ）は、初期状態でユーザのＷｉＦｉネットワークに接続する準備ができたデバイスをユーザに送ることができない。
本発明のより良好な理解は、以下の図面と併せた以下の詳細な説明から得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】ＩｏＴシステムアーキテクチャの異なる実施形態を例示する。
【図１Ｂ】ＩｏＴシステムアーキテクチャの異なる実施形態を例示する。
【図２】本発明の一実施形態によるＩｏＴデバイスを例示する。
【図３】本発明の一実施形態によるＩｏＴハブを例示する。
【図４Ａ】ＩｏＴデバイスからのデータを制御及び収集し、通知を生成するための本発明の実施形態を例示する。
【図４Ｂ】ＩｏＴデバイスからのデータを制御及び収集し、通知を生成するための本発明の実施形態を例示する。
【図５】ＩｏＴデバイスからのデータを収集し、ＩｏＴハブ及び／又はＩｏＴサービスからの通知を生成するための本発明の実施形態を例示する。
【図６】暗号化及びデジタル署名などの改善されたセキュリティ技術を実装する本発明の実施形態を例示する。
【図７】ＩｏＴデバイス上に鍵を記憶するために加入者識別モジュール（ＳＩＭ）が使用されるアーキテクチャの一実施形態を例示する。
【図８Ａ】バーコード又はＱＲコードを使用してＩｏＴデバイスが登録される一実施形態を示す。
【図８Ｂ】バーコード又はＱＲコードを使用してペアリングが実行される一実施形態を例示する。
【図９】ＩｏＴハブを使用してＳＩＭをプログラミングするための方法の一実施形態を例示する。
【図１０】ＩｏＴデバイスをＩｏＴハブ及びＩｏＴサービスに登録するための方法の一実施形態を例示する。
【図１１】ＩｏＴデバイスに送信されるデータを暗号化するための方法の一実施形態を例示する。
【図１２】ネットワーク資格情報を収集及び記憶するためのアーキテクチャの一実施形態を例示する。
【図１３】ユーザを無線アクセスポイントに登録するためのアーキテクチャの一実施形態を例示する。
【図１４】ネットワーク資格情報を収集及び記憶するための方法の一実施形態を例示する。
【図１５】記憶された資格情報を使用して新しいデバイスを登録するための方法の一実施形態を例示する。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下の説明では、説明を目的として、以下に記載される本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が示される。しかしながら、本発明の実施形態がこれらの特定の詳細のうちのいくつかを用いずに実施され得ることは、当業者には明らかである。他の例では、本発明の実施形態の根本的な原理を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造及びデバイスをブロック図の形態で示す。
【０００７】
本発明の一実施形態は、新しいＩｏＴデバイス及びアプリケーションを設計及び構築するために開発者によって利用され得るモノのインターネット（ＩｏＴ）プラットフォームを含む。具体的には、一実施形態は、所定のネットワーキングプロトコルスタックを含むＩｏＴデバイス、及びＩｏＴデバイスがインターネットに連結されるＩｏＴハブ用の基本ハードウェア／ソフトウェアプラットフォームを含む。加えて、一実施形態は、ＩｏＴサービスを含み、これを通じてＩｏＴハブ及び接続されたＩｏＴデバイスが、以下に説明するようにアクセスされ、管理され得る。加えて、ＩｏＴプラットフォームの一実施形態は、ＩｏＴサービス、ハブ、及び接続されたデバイスにアクセスし、それらを構成する、ＩｏＴアプリケーション又はウェブアプリケーション（例えば、クライアントデバイス上で実行される）を含む。既存のオンライン小売業者及び他のウェブサイトオペレータは、本明細書に記載されたＩｏＴプラットフォームを利用して、既存のユーザベースに独自のＩｏＴ機能を容易に提供することができる。
【０００８】
図１Ａは、本発明の実施形態を実装することができるアーキテクチャプラットフォームの概要を例示する。具体的には、図示の実施形態は、それ自体インターネット２２０を介してＩｏＴサービス１２０に通信可能に連結されている中央ＩｏＴハブ１１０に、ローカル通信チャネル１３０を介して通信可能に連結された複数のＩｏＴデバイス１０１〜１０５を含む。ＩｏＴデバイス１０１〜１０５のそれぞれは、ローカル通信チャネル１３０のそれぞれを有効にするために、ＩｏＴハブ１１０と最初にペアリングすることができる（例えば、後述するペアリング技術を使用して）。一実施形態では、ＩｏＴサービス１２０は、各ユーザのＩｏＴデバイスから収集されたユーザアカウント情報及びデータを維持するためのエンドユーザデータベース１２２を含む。例えば、ＩｏＴデバイスがセンサ（例えば、温度センサ、加速度計、熱センサ、動作検出器など）を含む場合、データベース１２２は、ＩｏＴデバイス１０１〜１０５により収集されるデータを記憶するように継続的に更新され得る。次いで、データベース１２２内に記憶されたデータは、ユーザデバイス１３５上にインストールされたＩｏＴアプリケーション又はブラウザを介して（又はデスクトップ若しくは他のクライアントコンピュータシステムを介して）エンドユーザに、かつウェブクライアント（例えば、ＩｏＴサービス１２０に加入しているウェブサイト１３０など）に、アクセス可能にされてもよい。
【０００９】
ＩｏＴデバイス１０１〜１０５には、それ自体及びその周辺に関する情報を収集し、収集された情報を、ＩｏＴハブ１１０を介してＩｏＴサービス１２０、ユーザデバイス１３５、及び／又は外部ウェブサイト１３０に提供するための様々なタイプのセンサが備わっていてもよい。ＩｏＴデバイス１０１〜１０５のうちのいくつかは、ＩｏＴハブ１１０を介して送信される制御コマンドに応答して、指定された機能を実行することができる。ＩｏＴデバイス１０１〜１０５によって収集される情報の様々な具体例及び制御コマンドが以下に提供される。以下に説明する一実施形態では、ＩｏＴデバイス１０１は、ユーザ選択を記録し、ユーザ選択をＩｏＴサービス１２０及び／又はウェブサイトに送信するように設計されたユーザ入力デバイスである。
【００１０】
一実施形態では、ＩｏＴハブ１１０は、４Ｇ（例えば、モバイルＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ）又は５Ｇセルラーデータサービスなどのセルラーサービス１１５を介してインターネット２２０への接続を確立するセルラー無線を含む。代替的に、又は加えて、ＩｏＴハブ１１０は、ＷｉＦｉアクセスポイント又はルータ１１６を介してＷｉＦｉ接続を確立するためのＷｉＦｉ無線を含むことができ、これは、ＩｏＴハブ１１０をインターネットに（例えば、エンドユーザにインターネットサービスを提供するインターネットサービスプロバイダを介して）連結する。当然のことながら、本発明の基本的な原理は、特定のタイプの通信チャネル又はプロトコルに限定されないことに留意すべきである。
【００１１】
一実施形態では、ＩｏＴデバイス１０１〜１０５は、電池電力で長期間（例えば、数年）動作することができる超低電力デバイスである。電力を節約するために、ローカル通信チャネル１３０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（ＬＥ）などの低電力無線通信技術を使用して実装することができる。この実施形態では、ＩｏＴデバイス１０１〜１０５及びＩｏＴハブ１１０のそれぞれには、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥ無線及びプロトコルスタックが備わっている。
【００１２】
上述したように、一実施形態では、ＩｏＴプラットフォームは、ユーザが、接続されたＩｏＴデバイス１０１〜１０５、ＩｏＴハブ１１０、及び／又はＩｏＴサービス１２０にアクセスし、それらを構成することを可能にする、ユーザデバイス１３５上で実行されるＩｏＴアプリケーション又はウェブアプリケーションを含む。一実施形態では、アプリケーション又はウェブアプリケーションは、そのユーザベースにＩｏＴ機能性を提供するように、ウェブサイト１３０のオペレータによって設計されてもよい。例示したように、ウェブサイトは、各ユーザに関連するアカウント記録を含むユーザデータベース１３１を維持することができる。
【００１３】
図１Ｂは、複数のＩｏＴハブ１１０〜１１１、１９０に対する追加の接続オプションを例示する。この実施形態では、単一のユーザが、単一のユーザ構内１８０（例えば、ユーザーの自宅又はビジネス）にオンサイトでインストールされた複数のハブ１１０〜１１１を有することができる。これは、例えば、ＩｏＴデバイス１０１〜１０５のすべてを接続するのに必要な無線範囲を拡張するために行われ得る。上述したように、ユーザが複数のハブ１１０、１１１を有する場合、それらは、ローカル通信チャネル（例えば、Ｗｉｆｉ、イーサネット（登録商標）、電力線ネットワーキングなど）を介して接続されてもよい。一実施形態では、ハブ１１０〜１１１のそれぞれは、セルラー１１５又はＷｉＦｉ１１６接続（図１Ｂには明示されていない）を介してＩｏＴサービス１２０への直接接続を確立することができる。代替的に、又は加えて、ＩｏＴハブ１１０などのＩｏＴハブのうちの１つは、「マスター」ハブとして機能することができ、これは、ＩｏＴハブ１１１などのユーザ構内１８０上の他のすべてのＩｏＴハブに接続性及び／又はローカルサービスを提供する（ＩｏＴハブ１１０とＩｏＴハブ１１１を接続する点線で示すように）。例えば、マスターＩｏＴハブ１１０は、ＩｏＴサービス１２０への直接接続を確立する唯一のＩｏＴハブであってもよい。一実施形態では、「マスター」ＩｏＴハブ１１０のみに、ＩｏＴサービス１２０への接続を確立するためのセルラー通信インターフェースが備わっている。このように、ＩｏＴサービス１２０と他のＩｏＴハブ１１１との間のすべての通信は、マスターＩｏＴハブ１１０を通って流れる。この役割において、マスターＩｏＴハブ１１０には、他のＩｏＴハブ１１１とＩｏＴサービス１２０との間で交換されるデータ（例えば、可能であれば、いくつかのデータ要求にローカルでサービスする）に対してフィルタリング動作を実行するための追加のプログラムコードが提供され得る。
【００１４】
ＩｏＴハブ１１０〜１１１がどのように接続されていようとも、一実施形態では、ＩｏＴサービス１２０は、ハブをユーザと論理的に関連付け、接続されたＩｏＴデバイス１０１〜１０５のすべてを、インストールされたアプリケーション１３５（及び／又はブラウザベースのインターフェース）を有するユーザデバイスを介してアクセス可能な、単一の包括的なユーザインターフェースの下に結合する。
【００１５】
この実施形態では、マスターＩｏＴハブ１１０及び１つ以上のスレーブＩｏＴハブ１１１は、ＷｉＦｉネットワーク１１６、イーサネットネットワーク、及び／又は電力線通信（ＰＬＣ）ネットワーキング（例えば、ネットワークの全部若しくは一部がユーザの電力線を介して実行される）、ローカルネットワークを介して接続してもよい。加えて、ＩｏＴハブ１１０〜１１１に対して、ＩｏＴデバイス１０１〜１０５のそれぞれは、いくつか例を挙げると、ＷｉＦｉ、イーサネット、ＰＬＣ、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥなどの、任意のタイプのローカルネットワークチャネルを使用して、ＩｏＴハブ１１０〜１１１と相互接続してもよい。
【００１６】
図１Ｂはまた、第２のユーザ構内１８１にインストールされたＩｏＴハブ１９０を示す。実質的に無制限の数のそのようなＩｏＴハブ１９０は、世界中のユーザ構内のＩｏＴデバイス１９１〜１９２からデータを収集するようにインストールされ、構成され得る。一実施形態では、２つのユーザ構内１８０〜１８１は、同じユーザに対して構成されてもよい。例えば、一方のユーザ構内１８０がユーザの基本的なホームであり、他方のユーザ構内１８１がユーザのバケーションホームであってもよい。そのような場合、ＩｏＴサービス１２０は、ＩｏＴハブ１１０〜１１１、１９０をユーザと論理的に関連付け、取り付けられたすべてのＩｏＴデバイス１０１〜１０５、１９１〜１９２を、単一の包括的なユーザインターフェースの下に結合し、インストールされたアプリケーション１３５（及び／又はブラウザベースのインターフェース）を有するユーザデバイスを介してアクセス可能にする。
【００１７】
図２に例示するように、ＩｏＴデバイス１０１の例示的な実施形態は、プログラムコード及びデータ２０１〜２０３を記憶するメモリ２１０と、プログラムコードを実行しデータを処理する低電力マイクロコントローラ２００とを含む。メモリ２１０は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）などの揮発性メモリであってもよいし、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリであってもよい。一実施形態では、不揮発性メモリを永続記憶に使用し、揮発性メモリをプログラムコードの実行及びデータの実行に使用することができる。更に、メモリ２１０は、低電力マイクロコントローラ２００内に統合されてもよく、バス又は通信ファブリックを介して低電力マイクロコントローラ２００に連結されてもよい。本発明の根本的な原理は、メモリ２１０のいかなる特定の実装にも限定されない。
【００１８】
例示したように、プログラムコードは、ＩｏＴデバイス１０１のアプリケーション開発者によって利用され得る所定のビルディングブロックのセットを含む、ＩｏＴデバイス２０１及びライブラリコード２０２によって実行される特定用途向けの機能セットを定義するアプリケーションプログラムコード２０３を含むことができる。一実施形態では、ライブラリコード２０２は、各ＩｏＴデバイス１０１とＩｏＴハブ１１０との間の通信を可能にするための通信プロトコルスタック２０１などのＩｏＴデバイスを実装するために必要とされる基本機能のセットを含む。上述したように、一実施形態では、通信プロトコルスタック２０１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥプロトコルスタックを含む。この実施形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥ無線機及びアンテナ２０７は、低電力マイクロコントローラ２００内に統合されてもよい。しかしながら、本発明の基本原理は、いかなる特定の通信プロトコルにも限定されない。
【００１９】
図２に示す特定の実施形態はまた、ユーザ入力を受信し、ユーザ入力を低電力マイクロコントローラに提供する複数の入力デバイス又はセンサ２１０を含み、低電力マイクロコントローラは、アプリケーションコード２０３及びライブラリコード２０２に従ってユーザ入力を処理する。一実施形態では、入力デバイスのそれぞれは、エンドユーザにフィードバックを提供するＬＥＤ２０９を含む。
【００２０】
加えて、例示した実施形態は、低電力マイクロコントローラに電力を供給するための電池２０８を含む。一実施形態では、非充電式コイン型電池が使用される。しかしながら、別の実施形態では、統合された充電式電池を使用することができる（例えば、交流電源（図示せず）にＩｏＴデバイスを接続することによって再充電可能）。
【００２１】
オーディオを発生するためのスピーカ２０５も設けられている。一実施形態では、低電力マイクロコントローラ２９９は、スピーカ２０５上にオーディオを発生するために圧縮されたオーディオストリーム（例えば、ＭＰＥＧ−４／アドバンストオーディオコーディング（ＡＡＣ）ストリーム）を復号するための、オーディオ復号ロジックを含む。代替的に、低出力マイクロコントローラ２００及び／又はアプリケーションコード／データ２０３が、ユーザが入力デバイス２１０を介して選択を入力すると、エンドユーザに口頭のフィードバックを提供するための、デジタルでサンプリングされたオーディオスニペットを含むことができる。
【００２２】
一実施形態では、ＩｏＴデバイス１０１が設計される特定用途に基づいて、１つ以上の他の／代替のＩ／Ｏデバイス又はセンサ２５０が、ＩｏＴデバイス１０１に含まれてもよい。例えば、温度、圧力、湿度などを測定するために環境センサを含めることができる。ＩｏＴデバイスがセキュリティデバイスとして使用される場合には、セキュリティセンサ及び／又はドアロックオープナが含まれてもよい。当然のことながら、これらの例は、単に例示のために提供されている。本発明の基本原理は、いかなる特定のタイプのＩｏＴデバイスにも限定されない。実際に、ライブラリコード２０２が備わった低電力マイクロコントローラ２００の高度にプログラマブルな性質を考慮すると、アプリケーション開発者は、新しいアプリケーションコード２０３及び新しいＩ／Ｏデバイス２５０を容易に開発して、実質的に任意のタイプのＩｏＴアプリケーションのために低電力マイクロコントローラとインターフェースをとることができる。
【００２３】
一実施形態では、低電力マイクロコントローラ２００はまた、通信を暗号化するための、及び／又は署名を生成するための暗号化鍵を記憶するための安全な鍵ストアを含む。代替的に、鍵は、加入者識別するモジュール（ＳＩＭ）内に確保されてもよい。
【００２４】
一実施形態では、実質的に電力を消費していない超低電力状態からＩｏＴデバイスを起動させるために、ウェイクアップ受信機２０７が含まれる。一実施形態では、ウェイクアップ受信機２０７は、図３に示すように、ＩｏＴハブ１１０上に構成されたウェイクアップ送信機３０７から受信されたウェイクアップ信号に応答して、ＩｏＴデバイス１０１をこの低電力状態から出させるように構成される。具体的には、一実施形態では、送信機３０７と受信機２０７は共に、テスラコイルなどの電気共振トランス回路を形成する。動作中、ハブ１１０が非常に低い電力状態からＩｏＴデバイス１０１を復帰させる必要がある場合、エネルギーは送信機３０７から受信機２０７への無線周波数信号を介して送信される。エネルギー移動の理由で、ＩｏＴデバイス１０１は、それが低電力状態にあるときには、ハブからの信号を継続的に「聞く」必要がないので、実質的に電力を消費しないように構成することができる（ネットワーク信号を介してデバイスを起動させることができる、ネットワークプロトコルの場合と同様に）。むしろ、ＩｏＴデバイス１０１のマイクロコントローラ２００は、送信機３０７から受信機２０７に電気的に送信されたエネルギーを使用することによって、事実上パワーダウンされた後にウェイクアップするように構成される。
【００２５】
図３に例示するように、ＩｏＴハブ１１０はまた、プログラムコード及びデータ３０５を記憶するためのメモリ３１７と、プログラムコードを実行しデータを処理するためのマイクロコントローラなどのハードウェアロジック３０１とを含む。広域ネットワーク（ＷＡＮ）インターフェース３０２及びアンテナ３１０は、ＩｏＴハブ１１０をセルラーサービス１１５に連結する。代替的に、上述したように、ＩｏＴハブ１１０は、ローカルエリアネットワーク通信チャネルを確立するためにＷｉＦｉインターフェース（及びＷｉＦｉアンテナ）又はイーサネットインターフェースなどのローカルネットワークインターフェース（図示せず）を含むこともできる。一実施形態では、ハードウェアロジック３０１はまた、通信を暗号化するための、及び／又は署名を生成／検証するための暗号化鍵を記憶するための安全な鍵ストアを含む。代替的に、鍵は、加入者識別するモジュール（ＳＩＭ）内に確保されてもよい。
【００２６】
ローカル通信インターフェース３０３及びアンテナ３１１は、ＩｏＴデバイス１０１〜１０５のそれぞれとのローカル通信チャネルを確立する。上述したように、一実施形態では、ローカル通信インターフェース３０３／アンテナ３１１はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥ規格を実装する。しかしながら、本発明の根底にある原理は、ＩｏＴデバイス１０１〜１０５とのローカル通信チャネルを確立するためのいかなる特定のプロトコルにも限定されない。図３においては別個のユニットとして示されているが、ＷＡＮインターフェース３０２及び／又はローカル通信インターフェース３０３は、ハードウェアロジック３０１と同じチップ内に組み込まれてもよい。
【００２７】
一実施形態では、プログラムコード及びデータは、ローカル通信インターフェース３０３及びＷＡＮインターフェース３０２を介して通信するための別個のスタックを含む通信プロトコルスタック３０８を含む。加えて、デバイスペアリングプログラムコード及びデータ３０６は、ＩｏＴハブを新しいＩｏＴデバイスとペアリングすることができるようにメモリに記憶され得る。一実施形態では、各新しいＩｏＴデバイス１０１〜１０５には、ペアリングプロセス中にＩｏＴハブ１１０に通信される一意的なコードが割り当てられる。例えば、一意的なコードは、ＩｏＴデバイス上のバーコードに組み込まれてもよく、かつバーコードリーダ１０６によって読み取られてもよく、又はローカル通信チャネル１３０を介して通信されてもよい。別の実施形態では、一意的なＩＤコードがＩｏＴデバイスに磁気的に組み込まれ、ＩｏＴハブは、無線周波数ＩＤ（ＲＦＩＤ）又は近距離通信（ＮＦＣ）センサなどの磁気センサを有し、ＩｏＴデバイス１０１がＩｏＴハブ１１０の数インチ内で移動するとき、コードを検出する。
【００２８】
一実施形態では、一意的なＩＤが通信されると、ＩｏＴハブ１１０は、ローカルデータベース（図示せず）に問い合わせること、コードが許容可能であることを検証するためにハッシュを実行すること、及び／又はＩｏＴサービス１２０と通信することによって、一意的なＩＤの妥当性を確認し、ユーザデバイス１３５及び／又はウェブサイト１３０でＩＤコードを認証する。妥当性が確認されると、一実施形態では、ＩｏＴハブ１１０は、ＩｏＴデバイス１０１をペアリングし、メモリ３１７（これは、上述したように、不揮発性メモリを含むことができる）にペアリングデータを記憶する。ペアリングが完了すると、ＩｏＴハブ１１０は、本明細書に記載の様々な機能を実行するためにＩｏＴデバイス１０１と接続することができる。
【００２９】
一実施形態では、ＩｏＴサービス１２０を実行する組織は、開発者が新しいＩｏＴサービスを容易に設計できるように、ＩｏＴハブ１１０及び基本ハードウェア／ソフトウェアプラットフォームを提供することができる。具体的には、ＩｏＴハブ１１０に加えて、開発者には、ハブ１１０内で実行されるプログラムコード及びデータ３０５を更新するためのソフトウェア開発キット（ＳＤＫ）が提供されてもよい。加えて、ＩｏＴデバイス１０１については、ＳＤＫは、様々な異なるタイプのアプリケーション１０１の設計を容易にするために、ベースのＩｏＴハードウェア（例えば、低電力マイクロコントローラ２００及び図２に示す他の構成要素）用に設計された広範なライブラリコード２０２のセットを含んでもよい。一実施形態では、ＳＤＫは、開発者がＩｏＴデバイスの入力と出力を指定するだけでよいグラフィカル設計インターフェースを含む。ＩｏＴデバイス１０１がハブ１１０及びサービス１２０に接続することを可能にする通信スタック２０１を含むネットワーキングコードはすべて、開発者のために既に配置されている。加えて、一実施形態では、ＳＤＫは、モバイルデバイス（例えば、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）及びＡｎｄｒｏｉｄデバイス）用のアプリケーションの設計を容易にするライブラリコードベースも含む。
【００３０】
一実施形態では、ＩｏＴハブ１１０は、ＩｏＴデバイス１０１〜１０５とＩｏＴサービス１２０との間のデータの連続的な双方向ストリームを管理する。ＩｏＴデバイス１０１〜１０５への／からの更新がリアルタイムで要求される状況では（例えば、ユーザがセキュリティデバイス又は環境読み取りの現在の状態を見る必要がある状況）、ＩｏＴハブは、ユーザデバイス１３５及び／又は外部のウェブサイト１３０に定期的な更新を提供するためにオープンＴＣＰソケットを維持することができる。更新を提供するために使用される特定のネットワーキングプロトコルは、基本用途のニーズに基づいて調整されてもよい。例えば、連続的な双方向ストリームを有することが理にかなっていない可能性がある場合、必要なときに情報を収集するために単純な要求／応答プロトコルを使用することができる。
【００３１】
一実施形態では、ＩｏＴハブ１１０及びＩｏＴデバイス１０１〜１０５の両方が、ネットワークを介して自動的に更新可能である。具体的には、ＩｏＴハブ１１０について新しい更新が利用可能であるとき、ＩｏＴサービス１２０から更新を自動的にダウンロードしてインストールすることができる。それは、古いプログラムコードを交換する前に、まず、更新されたコードをローカルメモリにコピーし、実行して、更新を検証し得る。同様に、ＩｏＴデバイス１０１〜１０５のそれぞれについて更新が利用可能である場合、更新は、ＩｏＴハブ１１０によって最初にダウンロードされ、ＩｏＴデバイス１０１〜１０５のそれぞれにプッシュアウトされてもよい。各ＩｏＴデバイス１０１〜１０５は、ＩｏＴハブに関して上述したのと同様の方法で更新を適用し、更新の結果をＩｏＴハブ１１０に報告することができる。更新が成功した場合、ＩｏＴハブ１１０は、更新をそのメモリから削除し、（例えば、各ＩｏＴデバイスについての新しい更新を確認し続けることができるように）それぞれのＩｏＴデバイスにインストールされている最新バージョンのコードを記録することができる。
【００３２】
一実施形態では、ＩｏＴハブ１１０は、Ａ／Ｃ電力を介して給電される。具体的には、ＩｏＴハブ１１０は、Ａ／Ｃ電源コードを介して供給されるＡ／Ｃ電圧をより低いＤＣ電圧に変換するための変圧器を備えた電源ユニット３９０を含むことができる。
【００３３】
図４Ａは、ＩｏＴシステムを使用してユニバーサル遠隔制御操作を実行するための、本発明の一実施形態を例示する。具体的には、この実施形態では、ＩｏＴデバイス１０１〜１０３のセットには、（ほんの数例を挙げると）空気調節装置／ヒータ４３０、照明システム４３１、及び視聴覚機器４３２を含む、様々な異なるタイプの電子機器を制御する遠隔制御コードを送信するための、赤外線（ＩＲ）及び／又は無線周波数（ＲＦ）ブラスタ４０１〜４０３がそれぞれ備わっている。図４Ａに示される実施形態では、ＩｏＴデバイス１０１〜１０３にはまた、以下に説明するように、それらが制御するデバイスの動作を検出するためのセンサ４０４〜４０６がそれぞれ備わっている。
【００３４】
例えば、ＩｏＴデバイス１０１におけるセンサ４０４は、現在の温度／湿度を検知し、それに応じて、現在の所望の温度に基づき空気調節装置／ヒータ４３０を制御するための温度及び／又は湿度センサであってもよい。この実施形態では、空気調節装置／ヒータ４３０は、遠隔制御デバイス（典型的には、それ自体が温度センサをその中に組み込んだ遠隔制御装置）を介して制御されるように設計されるものである。一実施形態では、ユーザは、ユーザデバイス１３５上にインストールされたアプリケーション又はブラウザを介して、所望の温度をＩｏＴハブ１１０に提供する。ＩｏＴハブ１１０上で実行される制御ロジック４１２は、センサ４０４から現在の温度／湿度を受信し、それに応じて、所望の温度／湿度に従ってＩＲ／ＲＦブラスタ４０１を制御するように、ＩｏＴデバイス１０１にコマンドを送信する。例えば、温度が所望の温度未満である場合、制御ロジック４１２は、温度を上げるように、ＩＲ／ＲＦブラスタ４０１を介して空気調節装置／ヒータにコマンドを送信してもよい（例えば、空気調節装置をオフにすることか、又はヒータをオンにすることのいずれかによって）。コマンドは、ＩｏＴハブ１１０上のデータベース４１３に記憶された必要な遠隔制御コードを含んでもよい。代替的に、又は加えて、ＩｏＴサービス４２１は、指定されたユーザ選好及び記憶された制御コード４２２に基づき電子機器４３０〜４３２を制御するために、制御ロジック４２１を実装してもよい。
【００３５】
例示した実施例におけるＩｏＴデバイス１０２は、照明４３１を制御するために使用される。具体的には、ＩｏＴデバイス１０２のセンサ４０５は、照明設備４３１（又は他の照明装置）によってもたらされている光の現在の輝度を検出するように構成された光センサ又は光検出器であってもよい。ユーザは、ユーザデバイス１３５を介して、ＩｏＴハブ１１０に所望の照明レベル（オン又はオフの表示を含む）を指定してもよい。それに応答して、制御ロジック４１２は、照明４３１の現在の輝度レベルを制御するように、ＩＲ／ＲＦブラスタ４０２にコマンドを送信する（例えば、現在の輝度が低すぎる場合は照明を明るくするか、若しくは現在の輝度が高すぎる場合は照明を暗くするか、又は単純に照明をオン若しくはオフにする）。
【００３６】
例示した実施例におけるＩｏＴデバイス１０３は、視聴覚機器４３２（例えば、テレビ、Ａ／Ｖ受信器、ケーブル／衛星受信器、ＡｐｐｌｅＴＶ（商標）など）を制御するように構成される。ＩｏＴデバイス１０３のセンサ４０６は、現在の周囲音量レベルを検出するためのオーディオセンサ（例えば、マイクロホン及び関連ロジック）、並びに／又はテレビによって生成された光に基づき、（例えば、指定されたスペクトル内の光を測定することによって）テレビがオンであるか、それともオフであるかを検出するための光センサであってもよい。代替的に、センサ４０６は、検出された温度に基づき、オーディオ機器がオンであるか、それともオフであるかを検出するための、視聴覚機器に接続された温度センサを含んでもよい。この場合も、ユーザデバイス１３５を介したユーザ入力に応答して、制御ロジック４１２は、ＩｏＴデバイス１０３のＩＲブラスタ４０３を介して視聴覚機器にコマンドを送信してもよい。
【００３７】
上記が本発明の一実施形態の単なる例示した実施例であることに留意すべきである。本発明の基本原理は、ＩｏＴデバイスによって制御されるいかなる特定のタイプのセンサ又は機器にも限定されない。
【００３８】
ＩｏＴデバイス１０１〜１０３がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥ接続を介してＩｏＴハブ１１０に連結される実施形態では、センサデータ及びコマンドは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥチャネルを介して送信される。しかしながら、本発明の基本原理は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥ又はいずれの他の通信標準にも限定されない。
【００３９】
一実施形態では、電子機器のそれぞれを制御するために必要とされる制御コードは、ＩｏＴハブ１１０上のデータベース４１３及び／又はＩｏＴサービス１２０上のデータベース４２２に記憶される。図４Ｂに例示するように、制御コードは、ＩｏＴサービス１２０上で維持される異なる機器に対して、制御コード４２２のマスターデータベースからＩｏＴハブ１１０に提供されてもよい。エンドユーザは、ユーザデバイス１３５上で実行されるアプリケーション又はブラウザを介して制御される電子（又は他の）機器のタイプを指定してもよく、それに応答して、ＩｏＴハブ上の遠隔制御コード学習モジュール４９１は、ＩｏＴサービス１２０上の遠隔制御コードデータベース４９２から、必要とされるＩＲ／ＲＦコードを取得してもよい（例えば、一意的なＩＤを有する各電子機器を識別する）。
【００４０】
加えて、一実施形態では、ＩｏＴハブ１１０には、遠隔制御コード学習モジュール４９１が、電子機器と共に提供された元の遠隔制御装置４９５から直接新しい遠隔制御コードを「学習」することを可能にする、ＩＲ／ＲＦインターフェース４９０が備わっている。例えば、空気調節装置４３０と共に提供された元の遠隔制御装置の制御コードが、遠隔制御データベースに含まれていない場合、ユーザは、ユーザデバイス１３５上のアプリケーション／ブラウザを介してＩｏＴハブ１１０と対話して、元の遠隔制御装置によって生成される様々な制御コードをＩｏＴハブ１１０に教えてもよい（例えば、温度を上げる、温度を下げるなど）。遠隔制御コードが学習されると、それらは、ＩｏＴハブ１１０上の制御コードデータベース４１３に記憶されてもよく、かつ／又は中央遠隔制御コードデータベース４９２に含められるように、ＩｏＴサービス１２０に送り返されてもよい（続いて、同じ空気調節装置ユニット４３０を有する他のユーザによって使用されてもよい）。
【００４１】
一実施形態では、ＩｏＴデバイス１０１〜１０３のそれぞれは、極端に小さいフォームファクタを有し、両面テープ、小さい釘、磁気アタッチメントなどを使用して、それらの対応する電子機器４３０〜４３２の上又は付近に取り付けられてもよい。空気調節装置４３０などの１つの機器を制御するために、ＩｏＴデバイス１０１を十分に離して配置し、センサ４０４が自宅内の周囲温度を正確に測定することができるようにすることが望ましい（例えば、空気調節装置上に直接ＩｏＴデバイスを配置すると、温度測定値は、空気調節装置が作動しているときは低すぎになり、ヒータが作動しているときは高すぎになるであろう）。対照的に、照明を制御するために使用されるＩｏＴデバイス１０２は、センサ４０５が現在の照明レベルを検出するために、照明設備４３１の上又は付近に配置されてもよい。
【００４２】
記載される一般的な制御機能を提供することに加えて、ＩｏＴハブ１１０及び／又はＩｏＴサービス１２０の一実施形態は、各電子機器の現在の状態に関連した通知をエンドユーザに送信する。通知は、テキストメッセージ及び／又はアプリケーション特有の通知であってもよく、次いで、通知は、ユーザのモバイルデバイス１３５のディスプレイ上に表示されてもよい。例えば、ユーザの空気調節装置が長期間オンであるが温度が変化していない場合、ＩｏＴハブ１１０及び／又はＩｏＴサービス１２０は、空気調節装置が適切に機能していないという通知をユーザに送信してもよい。ユーザが自宅におらず（このことは、人感センサを介して検出されてもよく、若しくはユーザの現在の検出された位置に基づいてもよい）、センサ４０６が、視聴覚機器４３０がオンであることを示すか、又はセンサ４０５が、照明がオンであることを示す場合、ユーザが視聴覚機器４３２及び／又は照明４３１をオフにすることを希望するか尋ねる通知がユーザに送信されてもよい。同じタイプの通知が、任意の機器のタイプに対して送信されてもよい。
【００４３】
ユーザが通知を受信すると、彼／彼女は、ユーザデバイス１３５上のアプリケーション又はブラウザを介して電子機器４３０〜４３２を遠隔制御してもよい。一実施形態では、ユーザデバイス１３５は、タッチスクリーンデバイスであり、アプリケーション又はブラウザは、機器４３０〜４３２を制御するためのユーザが選択可能なボタンを含む遠隔制御装置の画像を表示する。通知を受信した後、ユーザは、グラフィカル遠隔制御装置を開き、様々な異なる機器をオフにするか、又は調節してもよい。ＩｏＴサービス１２０を介して接続されている場合、ユーザの選択は、ＩｏＴサービス１２０からＩｏＴハブ１１０に転送されてもよく、ＩｏＴハブ１１０は、次いで制御ロジック４１２を介して機器を制御することになる。代替的に、ユーザ入力は、ユーザデバイス１３５からＩｏＴハブ１１０に直接送信されてもよい。
【００４４】
一実施形態では、ユーザは、電子機器４３０〜４３２に対して様々な自動制御機能を実行するように、ＩｏＴハブ１１０上の制御ロジック４１２をプログラミングしてもよい。上記の所望の温度、輝度レベル、及び音量レベルを維持することに加えて、制御ロジック４１２は、ある特定の条件が検出された場合に電子機器を自動的にオフにしてもよい。例えば、制御ロジック４１２が、ユーザが自宅にいないこと、及び空気調節装置が機能していないことを検出する場合、制御ロジック４１２は、空気調節装置を自動的にオフにしてもよい。同様に、ユーザが自宅におらず、センサ４０６が、視聴覚機器４３０がオンであることを示すか、又はセンサ４０５が、照明がオンであることを示す場合、制御ロジック４１２は、視聴覚機器及び照明をそれぞれオフにするように、ＩＲ／ＲＦブラスタ４０３及び４０２を介してコマンドを自動的に送信してもよい。
【００４５】
図５は、電子機器５３０及び５３１を監視するためのセンサ５０３及び５０４が備わった、ＩｏＴデバイス１０４及び１０５の追加の実施形態を例示する。具体的には、この実施形態のＩｏＴデバイス１０４は、コンロがオンのままであるときを検出するためにコンロ５３０の上又は付近に配置されてもよい、温度センサ５０３を含む。一実施形態では、ＩｏＴデバイス１０４は、温度センサ５０３によって測定された現在の温度をＩｏＴハブ１１０及び／又はＩｏＴサービス１２０に送信する。コンロが閾値期間を超えてオンであることが検出される場合（例えば、測定された温度に基づき）、制御ロジック５１２は、ストーブ５３０がオンであることをユーザに通知する通知を、エンドユーザのデバイス１３５に送信してもよい。加えて、一実施形態では、ＩｏＴデバイス１０４は、ユーザからの命令を受信することに応答して、又は自動的に（制御ロジック５１２がそうするようにユーザによってプログラミングされる場合）、のいずれかによって、コンロをオフにするための制御モジュール５０１を含んでもよい。一実施形態では、制御ロジック５０１は、コンロ５３０への電気又はガスを遮断するためのスイッチを備える。しかしながら、他の実施形態では、制御ロジック５０１は、コンロ自体内に統合されてもよい。
【００４６】
図５はまた、洗濯機及び／又は乾燥機などのある特定のタイプの電子機器の動作を検出するための動作センサ５０４を有する、ＩｏＴデバイス１０５を例示する。使用され得る別のセンサは、周囲の音量レベルを検出するためのオーディオセンサ（例えば、マイクロホン及びロジック）である。上記の他の実施形態のように、この実施形態は、ある特定の指定された条件が満たされた場合、エンドユーザに通知を送信してもよい（例えば、動作が長期間検出され、洗濯機／乾燥機がオフになっていないことを示す場合）。図５に示されないが、ＩｏＴデバイス１０５にはまた、自動的に、かつ／又はユーザ入力に応答して、（例えば、電気／ガスをオフに切り替えることによって）洗濯機／乾燥機５３１をオフにするための制御モジュールが備わっていてもよい。
【００４７】
一実施形態では、制御ロジック及びスイッチを有する第１のＩｏＴデバイスは、ユーザの自宅内のすべての電力をオフにするように構成されてもよく、制御ロジック及びスイッチを有する第２のＩｏＴデバイスは、ユーザの自宅内のすべてのガスをオフにするように構成されてもよい。次いで、センサを有するＩｏＴデバイスは、ユーザの自宅内の電気又はガス駆動の機器の上又は付近に位置付けられてもよい。特定の機器がオンのままである（例えば、コンロ５３０）ことをユーザが通知された場合、ユーザは、自宅内のすべての電気又はガスをオフにするコマンドを送信して、損害を防止してもよい。代替的に、ＩｏＴハブ１１０及び／又はＩｏＴサービス１２０の制御ロジック５１２は、そのような状況において電気又はガスを自動的にオフにするように構成されてもよい。
【００４８】
一実施形態では、ＩｏＴハブ１１０及びＩｏＴサービス１２０は、周期的な間隔で通信する。ＩｏＴサービス１２０が、ＩｏＴハブ１１０への接続が切れていることを検出する場合（例えば、指定された継続時間、ＩｏＴハブからの要求又は応答を受信していないことによって）、ＩｏＴサービス１２０は、この情報をエンドユーザのデバイス１３５に通信することになる（例えば、テキストメッセージ又はアプリケーション特有の通知を送信することによって）。
改善されたセキュリティのための実施形態
【００４９】
一実施形態では、各ＩｏＴデバイス１０１の低電力マイクロコントローラ２００及びＩｏＴハブ１１０の低電力ロジック／マイクロコントローラ３０１は、以下に説明する実施形態によって使用される暗号化鍵を記憶するための安全な鍵ストアを含む（例えば、図６〜１１及び関連する文章を参照されたい）。代替的に、キーは、後述するように、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）内に確保されてもよい。
【００５０】
図６は、ＩｏＴサービス１２０、ＩｏＴハブ１１０、並びにＩｏＴデバイス１０１及び１０２の間の通信を暗号化するために公開鍵インフラストラクチャ（ＰＫＩ）技術及び／又は対称鍵交換／暗号化技術を使用する、俯瞰的なアーキテクチャを例示する。
【００５１】
公開／秘密鍵ペアを使用する実施形態をまず説明し、続いて、対称鍵交換／暗号化技術を使用する実施形態を説明する。具体的には、ＰＫＩを使用するある実施形態において、一意的な公開／秘密鍵ペアが、各ＩｏＴデバイス１０１〜１０２、各ＩｏＴハブ１１０、及びＩｏＴサービス１２０に関連付けられる。一実施形態では、新しいＩｏＴハブ１１０がセットアップされるとき、その公開鍵がＩｏＴサービス１２０に提供され、新しいＩｏＴデバイス１０１が設定されるとき、その公開鍵がＩｏＴハブ１１０とＩｏＴサービス１２０との両方に提供される。デバイス間で公開鍵を安全に交換するための様々な技術を以下に説明する。一実施形態では、いかなる受信デバイスも、署名の妥当性を確認することによって公開鍵の妥当性を検証することができるように、すべての公開鍵が、受信デバイスのすべてに既知である親鍵（すなわち、一種の証明書）によって署名される。したがって、未加工の公開鍵を単に交換するのではなく、むしろこれらの証明書が交換されることになる。
【００５２】
例示したように、一実施形態では、各ＩｏＴデバイス１０１、１０２は、各デバイスの秘密鍵を記憶するセキュリティのために、それぞれ、安全な鍵ストア６０１、６０３を含む。次いで、セキュリティロジック６０２、１３０４が、安全に記憶された秘密鍵を用いて、本明細書に記載される暗号化／解読動作を実行する。同様に、ＩｏＴハブ１１０は、ＩｏＴハブ秘密鍵、並びにＩｏＴデバイス１０１及び１０２とＩｏＴサービス１２０の公開鍵を記憶するための安全な記憶装置６１１、並びに、鍵を使用して暗号化／解読動作を実行するためのセキュリティロジック６１２を含む。最後に、ＩｏＴサービス１２０は、それ自体の秘密鍵、様々なＩｏＴデバイス及びＩｏＴハブの公開鍵を記憶するセキュリティのための安全な記憶装置６２１、並びに鍵を使用してＩｏＴハブ及びデバイスとの通信を暗号化／解読するためのセキュリティロジック６１３を含んでもよい。一実施形態では、ＩｏＴハブ１１０がＩｏＴデバイスから公開鍵証明書を受信すると、ＩｏＴハブ１１０は、それを（例えば、上記の親鍵を使用して署名の妥当性を確認することにより）検証し、次いで、その中から公開鍵を抽出し、その公開鍵をその安全な鍵ストア６１１内に記憶することができる。
【００５３】
一例として、一実施形態では、ＩｏＴサービス１２０が、コマンド又はデータ（例えば、ドアを開錠するコマンド、センサを読み取る要求、ＩｏＴデバイスにより処理／表示されるべきデータなど）をＩｏＴデバイス１０１に送信する必要があるとき、セキュリティロジック６１３は、ＩｏＴデバイス１０１の公開鍵を使用してそのデータ／コマンドを暗号化して、暗号化されたＩｏＴデバイスパケットを生成する。一実施形態では、次いで、セキュリティロジック６１３は、ＩｏＴハブ１１０の公開鍵を使用し、ＩｏＴデバイスパケットを暗号化して、ＩｏＴハブパケットを生成し、ＩｏＴハブパケットをＩｏＴハブ１１０に送信する。一実施形態では、デバイス１０１が、それが信頼されるソースから変更されていないメッセージを受信していることを検証することができるように、サービス１２０は、その秘密鍵又は上述の親鍵を用いて、暗号化されたメッセージに署名する。次いで、デバイス１０１は、秘密鍵及び／又は親鍵に対応する公開鍵を使用して、署名の妥当性を確認してもよい。上述したように、対称鍵交換／暗号化技術が、公開／秘密鍵暗号化の代わりに使用されてもよい。これらの実施形態では、１つの鍵をプライベートに記憶し、対応する公開鍵を他のデバイスに提供するのではなく、それぞれのデバイスに、暗号化のために、かつ署名の妥当性を確認するために使用されるものと同じ対称鍵のコピーを提供してもよい。対称鍵アルゴリズムの一例は高度暗号化標準（ＡＥＳ）であるが、本発明の基本原理は、いかなるタイプの特定の対称鍵にも限定されない。
【００５４】
ある対称鍵実装形態を使用すると、各デバイス１０１は、ＩｏＴハブ１１０と対称鍵を交換するために、安全な鍵交換プロトコルに入る。動的対称鍵プロビジョニングプロトコル（ＤＳＫＰＰ）などの安全な鍵プロビジョニングプロトコルが、安全な通信チャネルを介して鍵を交換するために使用され得る（例えば、コメント要求（ＲＦＣ）６０６３を参照されたい）。しかしながら、本発明の基本原理は、いかなる特定の鍵プロビジョニングプロトコルにも限定されるものではない。
【００５５】
対称鍵が交換されると、それらは、各デバイス１０１及びＩｏＴハブ１１０によって、通信を暗号化するために使用され得る。同様に、ＩｏＴハブ１１０及びＩｏＴサービス１２０は、安全な対称鍵交換を実行し、次いで、交換された対称鍵を使用して通信を暗号化し得る。一実施形態では、新しい対称鍵が、デバイス１０１とハブ１１０との間、及びハブ１１０とＩｏＴサービス１２０との間で定期的に交換される。一実施形態では、デバイス１０１、ハブ１１０、及びサービス１２０の間での新しい通信セッションのたびに、新しい対称鍵が交換される（例えば、通信セッション毎に新しい鍵が生成され、安全に交換される）。一実施形態では、ＩｏＴハブ内のセキュリティモジュール６１２が信頼される場合、サービス１２０は、ハブセキュリティモジュール１３１２とセッション鍵を交渉し得、次いで、セキュリティモジュール６１２が、各デバイス１２０とセッション鍵をネゴシエートすることになる。次いで、サービス１２０からのメッセージは、ハブセキュリティモジュール６１２で解読及び検証され、その後、デバイス１０１への送信のために再暗号化される。
【００５６】
一実施形態では、ハブセキュリティモジュール６１２でのセキュリティ侵害を防止するために、１回限りの（恒久的な）インストール鍵が、インストール時にデバイス１０１とサービス１２０との間でネゴシエートされてもよい。メッセージをデバイス１０１に送るとき、サービス１２０は、まずこのデバイスインストール鍵を用いて暗号化／ＭＡＣし、次いでハブのセッション鍵を用いてそれを暗号化／ＭＡＣし得る。次いで、ハブ１１０は、暗号化されたデバイスブロブを検証及び抽出し、それをデバイスに送ることになる。
【００５７】
本発明の一実施形態では、リプレイアタックを防止するためにカウンタ機構が実装される。例えば、デバイス１０１からハブ１１０へ（又は逆もまた同様）の連続する通信それぞれに、継続的に増加するカウンタ値が割り当てられ得る。ハブ１１０とデバイス１０１との両方がこの値を追跡し、デバイス間での連続する通信それぞれにおいてその値が正しいことを検証する。これと同じ技術が、ハブ１１０とサービス１２０との間に実装され得る。この方法でカウンタを使用すると、各デバイス間での通信を偽装することがより困難になるであろう（カウンタ値が誤ったものになるため）。しかしながら、これを用いずとも、サービスとデバイスとの間で共有されたインストール鍵は、すべてのデバイスに対するネットワーク（ハブ）規模の攻撃を防止するであろう。
【００５８】
一実施形態では、公開／秘密鍵暗号化を使用するとき、ＩｏＴハブ１１０は、その秘密鍵を使用してＩｏＴハブパケットを解読し、暗号化されたＩｏＴデバイスパケットを生成し、それを、関連付けられたＩｏＴデバイス１０１に送信する。次いで、ＩｏＴデバイス１０１は、その秘密鍵を使用してＩｏＴデバイスパケットを解読して、ＩｏＴサービス１２０を起点とするコマンド／データを生成する。次いで、ＩｏＴデバイス１０１は、データを処理し、かつ／又はコマンドを実行してもよい。対称暗号化を使用すると、各デバイスは、共有された対称鍵を用いて暗号化及び解読を行う。いずれかの場合であれば、各送信デバイスはまた、受信デバイスがメッセージの信頼性を検証することができるように、その秘密鍵を用いてメッセージに署名してもよい。
【００５９】
異なる鍵のセットが、ＩｏＴデバイス１０１からＩｏＴハブ１１０への通信及びＩｏＴサービス１２０への通信を暗号化するために使用されてもよい。例えば、ある公開／秘密鍵構成を使用すると、一実施形態では、ＩｏＴデバイス１０１上のセキュリティロジック６０２が、ＩｏＴハブ１１０の公開鍵を使用して、ＩｏＴハブ１１０に送信されたデータパケットを暗号化する。次いで、ＩｏＴハブ１１０上のセキュリティロジック６１２は、ＩｏＴハブの秘密鍵を使用して、データパケットを解読し得る。同様に、ＩｏＴデバイス１０１上のセキュリティロジック６０２及び／又はＩｏＴハブ１１０上のセキュリティロジック６１２は、ＩｏＴサービス１２０の公開鍵を使用して、ＩｏＴサービス１２０に送信されたデータパケットを暗号化し得る（これは次いで、ＩｏＴサービス１２０上のセキュリティロジック６１３によって、サービスの秘密鍵を使用して解読され得る）。対称鍵を使用すると、デバイス１０１及びハブ１１０は、ある対称鍵を共有し得、一方でハブ及びサービス１２０は、異なる対称鍵を共有し得る。
【００６０】
上記の説明において、ある特定の具体的詳細が上に記載されているが、本発明の基本原理は様々な異なる暗号化技術を使用して実装され得ることに留意すべきである。例えば、上述した一部の実施形態は非対称の公開／秘密鍵ペアを使用するが、別の実施形態は、様々なＩｏＴデバイス１０１〜１０２、ＩｏＴハブ１１０、及びＩｏＴサービス１２０の間で安全に交換される対称鍵を使用し得る。更に、一部の実施形態では、データ／コマンド自体は暗号化されないが、データ／コマンド（又は他のデータ構造）上の署名を生成するために鍵が使用される。次いで、受信者が、その鍵を使用して署名の妥当性を確認し得る。
【００６１】
図７に例示するように、一実施形態では、各ＩｏＴデバイス１０１上の安全な鍵ストアは、プログラマブル加入者識別モジュール（ＳＩＭ）７０１を使用して実装される。この実施形態では、ＩｏＴデバイス１０１は、ＩｏＴデバイス１０１上のＳＩＭインターフェース７００内に据え付けられたプログラムされていないＳＩＭカード７０１と共にエンドユーザに最初に提供され得る。１つ以上の暗号鍵のセットを用いてＳＩＭをプログラミングするために、ユーザは、プログラマブルＳＩＭカード７０１をＳＩＭインターフェース５００から取り出し、それをＩｏＴハブ１１０上のＳＩＭプログラミングインターフェース７０２に挿入する。次いで、ＩｏＴハブ上のプログラミングロジック７２５が、ＩｏＴデバイス１０１をＩｏＴハブ１１０及びＩｏＴサービス１２０に登録／ペアリングするように、ＳＩＭカード７０１を安全にプログラミングする。一実施形態では、公開／秘密鍵ペアは、プログラミングロジック７２５によってランダムに生成されてもよく、次いで、このペアの公開鍵は、ＩｏＴハブの安全な記憶デバイス４１１内に記憶されてもよく、一方で秘密鍵は、プログラマブルＳＩＭ７０１内に記憶されてもよい。加えて、プログラミングロジック５２５は、ＩｏＴハブ１１０、ＩｏＴサービス１２０、及び／又は任意の他のＩｏＴデバイス１０１の公開鍵を、（ＩｏＴデバイス１０１上のセキュリティロジック１３０２による発信データの暗号化に使用するために）ＳＩＭカード６０１上に記憶してもよい。ＳＩＭ７０１がプログラミングされると、新しいＩｏＴデバイス１０１に、ＳＩＭを安全な識別子として使用して（例えば、ＳＩＭを用いてデバイスを登録するための既存の技術を使用して）ＩｏＴサービス１２０がプロビジョニングされ得る。プロビジョニング後、ＩｏＴハブ１１０とＩｏＴサービス１２０との両方が、ＩｏＴデバイスの公開鍵のコピーを、ＩｏＴデバイス１０１との通信を暗号化する際に使用されるように安全に記憶する。
【００６２】
図７に関して上述した技術は、新しいＩｏＴデバイスをエンドユーザに提供する際に多大な柔軟性を提供する。（現在行われているのと同様に）ユーザが販売／購入の際に各ＳＩＭを特定のサービスプロバイダに直接登録することを要するのではなく、ＳＩＭは、エンドユーザによりＩｏＴハブ１１０を介して直接プログラミングされてもよく、プログラミングの結果は、ＩｏＴサービス１２０に安全に通信され得る。それ故に、新しいＩｏＴデバイス１０１がオンライン又はローカルの小売業者からエンドユーザに販売され、後にＩｏＴサービス１２０が安全にプロビジョニングされ得る。
【００６３】
ＳＩＭ（加入者識別モジュール）という具体的な文脈において登録及び暗号化技術を上述したが、本発明の基本原理は「ＳＩＭ」デバイスに限定されない。むしろ、本発明の基本原理は、暗号鍵セットを記憶するための安全な記憶装置を有する、いかなるタイプのデバイスを使用して実装されてもよい。更に、上記の実施形態は取り外し可能なＳＩＭデバイスを含むのに対し、一実施形態では、ＳＩＭデバイスは取り外し可能でないが、ＩｏＴデバイス自体が、ＩｏＴハブ１１０のプログラミングインターフェース７０２に挿入されてもよい。
【００６４】
一実施形態では、ユーザがＳＩＭ（又は他のデバイス）をプログラミングすることを要するのではなく、ＳＩＭは、エンドユーザへの流通前に、ＩｏＴデバイス１０１に予めプログラミングされる。この実施形態において、ユーザがＩｏＴデバイス１０１をセットアップするとき、本明細書に記載される様々な技術が、ＩｏＴハブ１１０／ＩｏＴサービス１２０と新しいＩｏＴデバイス１０１との間で暗号鍵を安全に交換するために使用され得る。
【００６５】
例えば、図８Ａに例示するように、各ＩｏＴデバイス１０１又はＳＩＭ４０１は、ＩｏＴデバイス１０１及び／又はＳＩＭ７０１を一意的に識別するバーコード又はＱＲコード（登録商標）７０１と共に梱包されていてもよい。一実施形態では、バーコード又はＱＲコード８０１は、ＩｏＴデバイス１０１又はＳＩＭ１００１の公開鍵の符号化表現を含む。代替的に、バーコード又はＱＲコード８０１は、ＩｏＴハブ１１０及び／又はＩｏＴサービス１２０によって、公開鍵を識別又は生成するために使用されてもよい（例えば、安全な記憶装置内に既に記憶されている公開鍵に対するポインタとして使用される）。バーコード又はＱＲコード６０１は、別個のカード上に（図８Ａに示されるように）印刷されてもよく、又はＩｏＴデバイス自体上に直接印刷されてもよい。バーコードが印刷される場所に関わらず、一実施形態では、ＩｏＴハブ１１０には、バーコードを読み取り、得られたデータをＩｏＴハブ１１０上のセキュリティロジック１０１２及び／又はＩｏＴサービス１２０上のセキュリティロジック１０１３に提供するための、バーコードリーダ２０６が備わっている。次いで、ＩｏＴハブ１１０上のセキュリティロジック１０１２は、その安全な鍵ストア１０１１内にＩｏＴデバイスの公開鍵を記憶してもよく、ＩｏＴサービス１２０上のセキュリティロジック１０１３は、その安全な記憶装置１０２１内に公開鍵を（後の暗号化通信に使用するために）記憶してもよい。
【００６６】
一実施形態では、バーコード又はＱＲコード８０１内に含まれるデータはまた、インストールされたＩｏＴアプリケーション又はＩｏＴサービスプロバイダにより設計されたブラウザベースのアプレットを用いて、ユーザデバイス１３５（例えば、ｉＰｈｏｎｅ又はＡｎｄｒｏｉｄデバイスなど）によりキャプチャされてもよい。キャプチャされると、バーコードデータは、安全な接続（例えば、セキュアソケットレイヤー（ＳＳＬ）接続など）を介して、ＩｏＴサービス１２０に安全に通信され得る。バーコードデータはまた、安全なローカル接続を介して（例えば、ローカルＷｉＦｉ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥ接続を介して）クライアントデバイス１３５からＩｏＴハブ１１０に提供されてもよい。
【００６７】
ＩｏＴデバイス１０１上のセキュリティロジック１００２及びＩｏＴハブ１１０上のセキュリティロジック１０１２は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせを使用して実装され得る。例えば、一実施形態では、セキュリティロジック１００２、１０１２は、ＩｏＴデバイス１０１とＩｏＴハブ１１０との間にローカル通信チャネル１３０を確立するために使用されるチップ（例えば、ローカルチャネル１３０がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥである場合は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥチップ）内に実装される。セキュリティロジック１００２、１０１２の具体的な位置に関わらず、一実施形態では、セキュリティロジック１００２、１０１２は、ある特定のタイプのプログラムコードを実行するために安全な実行環境を確立するように設計される。これは、例えば、ＴｒｕｓｔＺｏｎｅ技術（一部のＡＲＭプロセッサで利用可能）及び／又はトラステッド・エグゼキューション・テクノロジー（Ｉｎｔｅｌにより設計）を使用することによって、実装され得る。当然のことながら、本発明の基本原理は、いかなる特定のタイプの安全な実行技術にも限定されない。
【００６８】
一実施形態では、バーコード又はＱＲコード７０１は、各ＩｏＴデバイス１０１をＩｏＴハブ１１０とペアリングするために使用され得る。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥデバイスをペアリングするために現在使用されている標準的な無線ペアリングプロセスを使用するのではなく、バーコード又はＱＲコード７０１内に組み込まれたペアリングコードをＩｏＴハブ１１０に提供して、ＩｏＴハブを対応するＩｏＴデバイスとペアリングしてもよい。
【００６９】
図８Ｂは、ＩｏＴハブ１１０上のバーコードリーダ２０６が、ＩｏＴデバイス１０１に関連付けられたバーコード／ＱＲコード８０１をキャプチャする、一実施形態を例示する。上述したように、バーコード／ＱＲコード８０１は、ＩｏＴデバイス１０１上に直接印刷されてもよく、又はＩｏＴデバイス１０１と共に提供される別個のカード上に印刷されてもよい。いずれの場合においても、バーコードリーダ２０６は、バーコード／ＱＲコード８０１からペアリングコードを読み取り、このペアリングコードをローカル通信モジュール８８０に提供する。一実施形態では、ローカル通信モジュール８８０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥチップ及び関連付けられたソフトウェアであるが、本発明の基本原理は、いかなる特定のプロトコル標準にも限定されない。ペアリングコードが受信されると、それは、ペアリングデータ８８５を含む安全な記憶装置内に記憶され、ＩｏＴデバイス１０１とＩｏＴハブ１１０とが自動的にペアリングされる。この方法でＩｏＴハブが新しいＩｏＴデバイスとペアリングされるたびに、そのペアリングに関するペアリングデータが、安全な記憶装置６８５内に記憶される。一実施形態では、ＩｏＴハブ１１０のローカル通信モジュール８８０がペアリングコードを受信すると、それは、このコードを鍵として使用して、ローカル無線チャネルを介したＩｏＴデバイス１０１との通信を暗号化し得る。
【００７０】
同様に、ＩｏＴデバイス１０１側では、ローカル通信モジュール８９０が、ＩｏＴハブとのペアリングを示すペアリングデータを、ローカルの安全な記憶デバイス８９５内に記憶する。ペアリングデータ８９５は、バーコード／ＱＲコード８０１で識別される予めプログラミングされたペアリングコードを含んでもよい。ペアリングデータ８９５はまた、安全なローカル通信チャネルを確立するために必要な、ＩｏＴハブ１１０上のローカル通信モジュール８８０から受信されるペアリングデータ（例えば、ＩｏＴハブ１１０との通信を暗号化するための追加の鍵）を含んでもよい。
【００７１】
したがって、バーコード／ＱＲコード８０１は、ペアリングコードが無線で送信されないため、現在の無線ペアリングプロトコルよりも遥かに安全な方法でローカルペアリングを実行するために使用され得る。加えて、一実施形態では、ペアリングに使用されるものと同じバーコード／ＱＲコード８０１を使用して暗号鍵を識別し、ＩｏＴデバイス１０１からＩｏＴハブ１１０へ、かつＩｏＴハブ１１０からＩｏＴサービス１２０への安全な接続を構築することができる。
【００７２】
本発明の一実施形態によるＳＩＭカードをプログラミングするための方法が、図９に例示される。本方法は、上述のシステムアーキテクチャ内で実装され得るが、いかなる特定のシステムアーキテクチャにも限定されない。
【００７３】
９０１において、ユーザは、空のＳＩＭカードを備えた新しいＩｏＴデバイスを受け取り、８０２において、ユーザは、空のＳＩＭカードをＩｏＴハブに挿入する。９０３において、ユーザは、１つ以上の暗号鍵のセットを用いて空のＳＩＭカードをプログラミングする。例えば、上述のように、一実施形態において、ＩｏＴハブは、公開／秘密鍵ペアをランダムに生成し、秘密鍵をＳＩＭカード上に、かつ公開鍵をそのローカルの安全な記憶装置内に記憶し得る。加えて、９０４において、ＩｏＴデバイスを識別し、かつＩｏＴデバイスとの暗号化通信を確立するために使用され得るように、少なくとも公開鍵がＩｏＴサービスに送信される。上述したように、一実施形態では、「ＳＩＭ」カード以外のプログラマブルデバイスが、図９に示される方法でＳＩＭカードと同じ機能を実行するために使用されてもよい。
【００７４】
新しいＩｏＴデバイスをネットワークに統合するための方法が、図１０に例示される。本方法は、上述のシステムアーキテクチャ内で実装され得るが、いかなる特定のシステムアーキテクチャにも限定されない。
【００７５】
１００１において、ユーザは、暗号鍵が予め割り当てられている新しいＩｏＴデバイスを受け取る。１００２において、この鍵がＩｏＴハブに安全に提供される。上述のように、一実施形態では、これは、ＩｏＴデバイスに関連付けられたバーコードを読み取って、デバイスに割り当てられた公開／秘密鍵ペアの公開鍵を識別することを伴う。バーコードは、ＩｏＴハブによって直接読み取られても、又はアプリケーション若しくはブラウザを介してモバイルデバイスによってキャプチャされてもよい。別の実施形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥチャネル、近距離通信（ＮＦＣ）チャネル、又は安全なＷｉＦｉチャネルなどの安全な通信チャネルが、鍵の交換のためにＩｏＴデバイスとＩｏＴハブとの間に確立されてもよい。鍵の送信方法に関わらず、受信されると、鍵はＩｏＴハブデバイスの安全な鍵ストア内に記憶される。上述のように、セキュアエンクレーブ、トラステッド・エグゼキューション・テクノロジー（ＴＸＴ）、及び／又はＴｒｕｓｔｚｏｎｅなどの様々な安全な実行技術が、鍵の記憶及び保護のためにＩｏＴハブで使用され得る。加えて、１００３において、鍵はＩｏＴサービスに安全に送信され、ＩｏＴサービスは、この鍵をそれ自体の安全な鍵ストア内に記憶する。それは次いで、この鍵を使用して、ＩｏＴデバイスとの通信を暗号化し得る。この場合も、この交換は、証明書／署名付き鍵を使用して実行されてもよい。ハブ１１０内では、記憶された鍵の改変／追加／除去を防止することが特に重要である。
【００７６】
公開／秘密鍵を使用してコマンド／データをＩｏＴデバイスに安全に通信するための方法が、図１１に例示される。本方法は、上述のシステムアーキテクチャ内で実装され得るが、いかなる特定のシステムアーキテクチャにも限定されない。
【００７７】
１１０１において、ＩｏＴサービスは、ＩｏＴデバイス公開鍵を使用してデータ／コマンドを暗号化して、ＩｏＴデバイスパケットを作成する。次いで、ＩｏＴサービスは、ＩｏＴハブの公開鍵を使用し、このＩｏＴデバイスパケットを暗号化して、ＩｏＴハブパケットを作成する（例えば、ＩｏＴデバイスパケット周囲のＩｏＴハブラッパーを作成する）。１１０２において、ＩｏＴサービスは、ＩｏＴハブパケットをＩｏＴハブに送信する。１１０３において、ＩｏＴハブは、ＩｏＴハブの秘密鍵を使用してＩｏＴハブパケットを解読して、ＩｏＴデバイスパケットを生成する。次いで、１１０４において、ＩｏＴハブは、ＩｏＴデバイスパケットをＩｏＴデバイスに送信し、ＩｏＴデバイスは、１１０５において、ＩｏＴデバイス秘密鍵を使用してＩｏＴデバイスパケットを解読して、データ／コマンドを生成する。１１０６において、ＩｏＴデバイスは、データ／コマンドを処理する。
【００７８】
対称鍵を使用するある実施形態において、対称鍵交換は、各デバイス間（例えば、各デバイスとハブと、及びハブとサービスとの間）でネゴシエートされ得る。鍵交換が完了すると、各送信デバイスは、対称鍵を使用して各送信を暗号化し、かつ／又はそれに署名し、その後、データを受信デバイスに送信する。
自動的無線ネットワーク認証のための実施形態
【００７９】
ＩｏＴハブをＷｉＦｉネットワークなどのローカル無線ネットワークに接続するためには、ユーザは、ネットワークセキュリティ鍵又はパスワードなどのネットワーク資格情報を提供しなければならない。ユーザＩＤ／パスワードの組み合わせなどの他の認証層が必要とされることもある。一実施形態では、ＩｏＴハブが、ユーザにより提供されたネットワーク資格情報を使用してローカル無線ネットワークに無事接続すると、ＩｏＴハブは、このネットワーク資格情報をＩｏＴサービス１２０などの安全な記憶位置に安全に送信する。続いて、ユーザが新しいＩｏＴデバイスを受け取るとき、このＩｏＴデバイスは、ネットワーク資格情報要求をＩｏＴハブに送信するように構成されていてもよい。それに応答して、ＩｏＴハブは、この要求をＩｏＴサービス１２０に転送することができ、ＩｏＴサービス１２０は、例えば、ＩｏＴデバイス、ユーザ、及び／又はそれへの接続が必要とされるアクセスポイントの識別を使用して、資格情報データベース内でルックアップを行い、関連するネットワーク資格情報を識別することができる。ネットワーク資格情報が識別され得る場合、ネットワーク資格情報がＩｏＴデバイスに送り返され、次いで、ＩｏＴデバイスは、このネットワーク資格情報を使用してローカル無線ネットワークにシームレスに接続する。
【００８０】
図１２は、ＩｏＴハブ１２０２上の資格情報管理モジュール１２１０が本明細書に記載の資格情報処理技術を実装する、例示的なシステムアーキテクチャを例示する。例示したように、ユーザは、ネットワークセキュリティ鍵又はパスワードなどのネットワーク資格情報をユーザデバイス１３５（これは、モバイルスマートフォンデバイス、装着可能なデータ処理デバイス、ラップトップコンピュータ、又はデスクトップコンピュータであり得る）を介してＩｏＴハブ１２０２に提供し得る。ユーザデバイス１３５は、最初に有線接続又はＢＴＬＥなどの近距離無線接続を通じてＩｏＴハブ１２０２に接続し、ユーザは、ＩｏＴハブ１２０２と接続するように構成されたアプリケーション又はブラウザを介して資格情報を提供する。
【００８１】
一実施形態では、ネットワーク資格情報は、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ  Ａｃｃｅｓｓ（ＷＰＡ）又はＷｉ−Ｆｉ  Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ  Ａｃｃｅｓｓ  ＩＩ（ＷＰＡ２）などのセキュリティ鍵を含む。この実施形態では、ネットワーク資格情報は、ＷＰＡパーソナル実装用の事前共有鍵（ＰＳＫ）の形態であってもよく、又はＷＰＡエンタープライズ（これは、ＲＡＤＩＵＳ認証サーバ及び様々な形態の拡張認証プロトコル（ＥＡＰ）を利用できる）により使用されるものなどのより先進の認証技術に依拠してもよい。
【００８２】
使用される特定の認証／暗号化技術に関わらず、必要なネットワーク資格情報をユーザが提供すると、ＩｏＴハブ１２０２は、その資格情報を使用してＷｉＦｉアクセスポイント／ルータ１２００への安全な無線接続を確立し、次いで、ＷｉＦｉアクセスポイント／ルータ１２００が、インターネット１２２２をわたってクラウドサービス１２２０への接続を提供する。一実施形態では、ＩｏＴハブ１２１０上の資格情報管理モジュール１２１０は、クラウドサービス１２２０上の資格情報管理モジュール１２１５との接続を確立する（例えば、これは、上記のＩｏＴサービス１２０又は外部ウェブサイト１３０であってもよい）。
【００８３】
一実施形態では、上記の鍵ベースの技術のうち１つ以上を用いて、ＩｏＴハブ１２０２上の資格情報管理モジュール１２１０とクラウドサービス１２２０上の資格情報管理モジュール１２１５の間の接続が必ず安全であるようにしてもよい（例えば、対称鍵又は非対称鍵を使用してすべてのネットワートラフィックを暗号化することにより）。安全な接続が確立されると、ＩｏＴハブ１２０２上の資格情報管理モジュール１２１０は、ネットワーク資格情報のコピーをクラウドサービス上の資格情報管理モジュール１２１５に送信し、資格情報管理モジュール１２１５は、資格情報のコピーを安全な資格情報データベース１２３０内に記憶する。資格情報データベース１２３０は、ＩｏＴハブ１２０２を一意的に識別するデータ、ＩｏＴハブ１２０２に関連付けられたユーザアカウントを一意的に識別するデータ、及び／又はＷｉＦｉアクセスポイント／ルータ１２００を一意的に識別するデータ（ネットワーク資格情報が必ず正しいユーザ及びＷｉＦｉアクセスポイント／ルータに関連付けられるようにするために）。
【００８４】
図１３に例示するように、ネットワーク資格情報が資格情報データベース１２３０内に記憶された後で、ユーザが新しいＩｏＴデバイス１３００を購入すると、このＩｏＴデバイスは、そのローカル無線インターフェース（例えば、ＢＴＬＥ）を有効にし、カバレッジ内に有効なデバイス（例えば、ＩｏＴハブ１２０２、他のＩｏＴデバイス、又はユーザのモバイルデバイス）がないか検索することになる。図１３に示される特定の実施形態では、ＩｏＴデバイス１３００は、ＩｏＴハブ１２０２を検出し、それに接続している。一実施形態では、接続が確立されると、ネットワーク登録モジュール１３１０が、ネットワーク資格情報要求をＩｏＴハブ１２０２上の資格情報管理モジュール１２１０に送信する。資格情報要求は、ＩｏＴデバイス１３００が接続することを希望するＷｉＦＩアクセスポイント／ルータ１２００を識別するデータ（例えば、ＳＳＩＤ、ＭＡＣアドレス、又はＷｉＦｉアクセスポイント／ルータ１２００を一意的に識別する他のデータ）、並びにＩｏＴデバイス１３００を一意的に識別するデータを含んでもよい。
【００８５】
次いで、資格情報管理モジュール１２１０は、資格情報管理要求をクラウドサービス１２２０上の資格情報管理モジュール１２１５に安全に送信し、資格情報管理モジュール１２１５は、ユーザ、ＩｏＴデバイス１３００、及び／又はＷｉＦｉアクセスポイント／ルータ１２００を一意的に識別するデータを使用して資格情報データベース１２３０内でルックアップを行う。この場合も、任意の鍵ベースのセキュリティ技術を使用して、ＩｏＴハブとクラウドサービスの間の接続が必ず安全であるようにしてもよい。要求の中で提供されたデータに基づいて資格情報が発見された場合、資格情報管理モジュール１２１５は、ネットワーク資格情報をＩｏＴハブ１２０２上の資格情報管理モジュール１２１０に安全に送り返し、次いで、資格情報管理モジュール１２１０は、そのネットワーク資格情報をＩｏＴデバイス１３００のネットワーク登録モジュール１３１０に提供する。次いで、ＩｏＴデバイス１３００は、ネットワーク資格情報を使用してＷｉＦｉアクセスポイント／ルータ１２００への安全な接続を自動的に確立する。結果として、ユーザは、ＷｉＦｉアクセスポイント／ルータ１２００に接続するために新しいＩｏＴデバイス１３００を手動で構成する必要がない。むしろ、ネットワーク資格情報が既にクラウドサービス１２２０上のそのユーザのアカウントに関連付けられているため、ネットワーク資格情報はＩｏＴデバイス１３００に自動的に提供され得、次いで、ＩｏＴデバイス１３００はシームレスにネットワークに接続することになる。
【００８６】
上述したように、図１３はＩｏＴハブ１２０２を通じて接続するＩｏＴデバイス１３００を例示しているものの、ＩｏＴデバイス１３００は、ＩｏＴハブ１２０２が範囲内にない場合、別のＩｏＴデバイスを通じて接続してもよい。次いで、他のＩｏＴデバイス（これは、ＩｏＴハブに接続されている）が、新しいＩｏＴデバイスをＩｏＴハブ１２０２上の資格情報管理モジュール１２１０に連結してもよい。同様に、ＩｏＴハブと別のＩｏＴの両方が利用不可能（例えば、範囲外）である場合、ＩｏＴデバイス１３００は、ユーザのモバイルデバイス１３５に接続するように構成されてもよく、モバイルデバイス１３５は、クラウドサービス上の資格情報管理モジュール１２１５に（直接、又はＩｏＴハブ１２０２を通じて、のいずれかにより）接続するためのブラウザ／アプリケーションを含んでもよい。
【００８７】
一実施形態では、ＩｏＴハブ１３００上のネットワーク登録モジュール１３１０は、まずＩｏＴハブ１２０２を、次いで別のＩｏＴデバイスを、次いでユーザモバイルデバイスを検索するように構成される。次いで、ネットワーク登録モジュール１３１０は、上記デバイスのうち最初のものに接続し、接続を提供することになる。上記の接続は、ＢＴＬＥを含むが、それに限定されない任意の種類のローカル通信プロトコルを使用して形成することができる。
【００８８】
一実施形態では、ネットワーク資格情報は、ＩｏＴハブ１２０２によりアクセス可能な安全な記憶デバイス内にローカルに記憶されてもよく、又はＩｏＴハブ１２０２内に収容されてもよい（クラウドサービス１２２０上に遠隔にネットワーク資格情報を記憶することに加えて、又はその代わりに）。それ故に、この実施形態では、ネットワーク資格情報は、クラウドサービス１２２０への遠隔クエリの必要性なしに提供され得る。
【００８９】
「クラウドサービス」及び「ＩｏＴクラウドサービス」という用語は、本明細書に記載のＩｏＴデバイス用のネットワーク資格情報を記憶及び提供することができるインターネット上の任意のサービスを指し得る（例えば、上記のＩｏＴサービス及び外部サービスなど）。一実施形態では、クラウドサービス１２２０は、ＩｏＴハブ及びＩｏＴデバイスをエンドユーザに提供する主体と同じ主体により所有及び運営される。別の実施形態では、ＩｏＴデバイスのうち少なくとも一部は、本明細書に記載の技術がクラウドサービス１２２０を使用して必ず実装され得るように、クラウドサービスと協調するＯＥＭにより設計及び販売されてもよい（例えば、合意された事業協定を介して）。
【００９０】
本発明の一実施形態に従ってネットワーク資格情報を収集及び記憶するための方法が、図１４に例示される。本方法は、上記のシステムアーキテクチャとの関連で実装され得るが、いかなる特定のアーキテクチャにも限定されない。
【００９１】
１４０１において、ユーザがネットワーク資格情報をＩｏＴハブに提供する。資格情報は、例えば、ユーザのデータ処理デバイス上にインストールされたブラウザ又はアプリケーション内で実行されるネットワーク設定ウィザードを通じて提供されてもよく、データ処理デバイスは、有線接続又はローカル無線接続（例えば、ＢＴＬＥ）を通じてＩｏＴハブに接続し得る。ネットワーク資格情報が提供されると、１４０２において、ＩｏＴハブは、インターネットをわたってＩｏＴクラウドサービスへの安全な接続を確立し、１４０３において、ネットワーク資格情報をＩｏＴクラウドサービスに安全に送信する。１４０４において、ＩｏＴクラウドサービスは、そのデータベース内にネットワーク資格情報を記憶し、資格情報をＩｏＴクラウドサービス上のユーザのアカウントに、及び／又はそのためにネットワーク資格情報が使用されている特定のＷｉＦｉアクセスポイント／ルータに関連付ける。
【００９２】
図１５は、記憶されたネットワーク資格情報を使用して新しいＩｏＴデバイスをシームレスに更新するための、本発明の一実施形態に従った方法を例示する。本方法は、上記のシステムアーキテクチャとの関連で実装され得るが、いかなる特定のアーキテクチャにも限定されない。
【００９３】
１５０１において、ユーザが新しいＩｏＴデバイスを受け取る。ＩｏＴデバイスは、ＩｏＴクラウドサービスから、及び／又はＩｏＴクラウドサービスと関係があるＯＥＭから注文したものであってもよい。いずれの場合も、新しいＩｏＴデバイスは、新しいＩｏＴデバイスを受け取ったユーザのアカウントに関連付けられている。
【００９４】
１５０２において、新しいＩｏＴデバイスが電源オンされると、新しいＩｏＴデバイスは最初にローカルＩｏＴハブを検索する。上述したように、検索は、ＢＴＬＥなどのローカル無線プロトコルを使用して行われてもよい。新しいＩｏＴデバイスがＩｏＴハブを発見できない場合（例えば、それが範囲外にあるため）、次いで、新しいＩｏＴデバイスは、別のＩｏＴデバイス及び／又はエンドユーザのモバイルデバイスを検索してもよい（ＩｏＴクラウドサービスへの接続を有効にするためにモバイルデバイス上にインストールされたアプリケーション又はブラウザにより）。
【００９５】
１５０３において、新しいＩｏＴデバイスがＩｏＴハブ、別のＩｏＴデバイス、又はユーザのモバイルデバイスの存在を検出したかどうかに関する判定がなされる。ＩｏＴハブが検出された場合、次いで１５０４において、新しいＩｏＴデバイスはＩｏＴハブに接続し、１５０５において、ＩｏＴハブは新しいＩｏＴデバイスに代わってネットワーク資格情報をクラウドサービスから取得し、資格情報を新しいＩｏＴデバイスに提供する。１５１０において、新しいＩｏＴデバイスは、ネットワーク資格情報を使用して無線ネットワークに登録する。
【００９６】
新しいＩｏＴデバイスが別のＩｏＴデバイスを検出した場合、次いで１５０６において、新しいＩｏＴデバイスはその別のＩｏＴデバイスに接続し、１５０７において、ＩｏＴデバイスはネットワーク資格情報をＩｏＴクラウドサービスから取得し、それを新しいＩｏＴデバイスに提供する。一実施形態では、これは、ＩｏＴハブを通じて達成され得る（すなわち、その別のデバイスがＩｏＴハブに接続されている場合）。この場合も、１５１０において、新しいＩｏＴデバイスは、ネットワーク資格情報を使用して無線ネットワークに登録する。
【００９７】
新しいＩｏＴデバイスがユーザのモバイルデバイスを検出した場合、次いで１５０８において、新しいＩｏＴデバイスはそのモバイルデバイスに接続する。一実施形態では、接続は、接続ウィザードなどのアプリケーション又はユーザのモバイルデバイス上のブラウザで実行可能なコードにより管理される。１５０９において、ＩｏＴデバイスは、ネットワーク資格情報をＩｏＴクラウドサービスから取得し、それを新しいＩｏＴデバイスに提供する。一実施形態では、これは、ＩｏＴハブを通じて達成され得る（すなわち、その別のデバイスがＩｏＴハブに接続されている場合）。１５１０において、新しいＩｏＴデバイスは、ネットワーク資格情報を使用して無線ネットワークに登録する。
【００９８】
上述したように、一実施形態では、新しいモバイルデバイス上で実行されるネットワーク登録モジュール１３１０は、接続優先度スキームを利用して、電源オンされたときにネットワーク登録モジュール１３１０が検索すべきデバイスの順序を決定する。一実施形態では、ネットワーク登録モジュール１３１０は、最初にＩｏＴハブを検索し、１つも見つけることができなかった場合、他のＩｏＴデバイスを検索することになる。１つもないか、又は利用可能である場合、次いで、ネットワーク登録モジュール１３１０は、ユーザのモバイルデバイスに接続することを試みる。代替的に、新しいＩｏＴデバイスは、単純に新しいＩｏＴデバイスが発見した最初のデバイスに接続してもよく、かつ／又は新しいＩｏＴデバイスが最も高い信号強度（すなわち、ＲＳＳＩ値）を見出したデバイスに接続してもよい。本発明の基本原理を順守しながら、様々な他の接続技術をネットワーク登録モジュール１３１０内にプログラミングすることができる。
【００９９】
本発明の実施形態は、上で説明した様々な工程を含み得る。本工程は、汎用又は特殊目的のプロセッサに本工程を実行させるために使用され得る、機械実行可能な命令において具現化することができる。代替的に、これらの工程は、工程を実行するためのハードワイヤードロジックを含む特定のハードウェア構成要素によって、又はプログラミングされたコンピュータ構成要素及びカスタムハードウェア構成要素の任意の組み合わせによって、実行することができる。
【０１００】
本明細書に記載される場合に、命令は、ある特定の動作を行うように構成されるか、又は所定の機能若しくはソフトウェア命令が非一時的コンピュータ可読媒体中に具現化されたメモリ内に記憶されている、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの、ハードウェアの特定の構成を指し得る。したがって、図面に示される技術は、１つ以上の電子デバイス（例えば、エンドステーション、ネットワーク要素など）上に記憶及び実行されるコード及びデータを使用して実装され得る。そのような電子デバイスは、非一時的コンピュータ機械可読記憶媒体（例えば、磁気ディスク、光ディスク、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリ、フラッシュメモリデバイス、相変化メモリ）、並びに一時的なコンピュータ機械可読通信媒体（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号などの電気的、光学的、音響的又は他の形態の伝搬信号）などのコンピュータ機械可読記憶媒体を使用して、コード及びデータを記憶及び（内部で及び／又はネットワークを介して他の電子デバイスと）通信する。加えて、そのような電子デバイスは、典型的に、１つ以上の記憶デバイス（非一時的機械可読記憶媒体）、ユーザ入力／出力デバイス（例えば、キーボード、タッチスクリーン、及び／又はディスプレイ）、並びにネットワーク接続などの、１つ以上の他の構成要素に連結された１つ以上のプロセッサのセットを含む。プロセッサの組と他の構成要素との連結は、典型的には、１つ以上のバス及びブリッジ（バスコントローラとも呼ばれる）を通じて行われる。記憶デバイスとネットワークトラフィックを運ぶ信号のそれぞれは、１つ以上の機械可読記憶媒体及び機械可読通信媒体を表す。したがって、所与の電子デバイスの記憶デバイスは、その電子デバイスの１つ以上のプロセッサのセット上で実行するためのコード及び／又はデータを、典型的に記憶する。当然のことながら、本発明の実施形態の１つ以上の部分は、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又はハードウェアの異なる組み合わせを使用して実装されてもよい。
【０１０１】
この詳細な説明全体を通じて、説明を目的として、本発明の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細を記載した。しかしながら、本発明は、これらの具体的な詳細の一部がなくても実施され得ることは、当業者にとって明らかであろう。ある特定の例では、既知の構造及び機能は、本発明の主題を不明瞭にすることを回避するために、詳述しなかった。したがって、本発明の範囲及び趣旨は、以下の特許請求の範囲の観点から判断されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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【図１５】
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【国際調査報告】
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