(57)【要約】  本開示は、キー生成方法および装置を提供する。キー生成方法は、第１のデバイスにより生成された第１のキーファクタを初期キーで暗号化し、暗号化された第１のキーファクタを第１のセキュアチャネルを介して第２のデバイスに送信する段階であって、初期キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスにプリセットされたキーである、段階と、初期キーで暗号化された第２のキーファクタを第１のセキュアチャネルを介して受信する段階であって、第２のキーファクタは、第２のデバイスにより生成される、段階と、第２のキーファクタを取得すべく、初期キーで暗号化され、第１のセキュアチャネルを介して受信された第２のキーファクタを復号する段階と、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを生成する段階とを備える。開示される実施形態によれば、ゲートウェイデバイスは、第１のデバイスおよび第２のデバイスとの間でネゴシエートされた共有キーを取得することができず、それらの間で伝送されるデータのセキュリティを保証し、さらに、データが伝送中に違法にキャプチャーされるリスクが低減される。
2018529271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のデバイスに適用されるキー生成方法であって、
前記第１のデバイスにより生成された第１のキーファクタを初期キーで暗号化し、暗号化された前記第１のキーファクタを第１のセキュアチャネルを介して第２のデバイスに送信する段階であって、前記初期キーは、前記第１のデバイスおよび前記第２のデバイスにプリセットされたキーである、段階と、
前記初期キーで暗号化された第２のキーファクタを、前記第１のセキュアチャネルを介して受信する段階であって、前記第２のキーファクタは、前記第２のデバイスにより生成される、段階と、
前記第２のキーファクタを取得すべく、前記初期キーで暗号化され、前記第１のセキュアチャネルを介して受信された前記第２のキーファクタを復号する段階と、
前記第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタに従って、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の共有キーを生成する段階と
を備える方法。
【請求項２】
前記第１のデバイスにより生成された第１のキーファクタを初期キーで暗号化する段階は、
前記第１のデバイスが前記第２のデバイスとのキーネゴシエーション手順を開始する必要がある場合、擬似ランダム関数によって前記第１のキーファクタを生成する段階と、
第１の暗号化を受けた後の前記第１のキーファクタを取得すべく、前記第１のキーファクタを前記初期キーで暗号化する段階と、
第２の暗号化を受けた後の前記第１のキーファクタを取得すべく、前記第１の暗号化を受けた後の前記第１のキーファクタを、前記第１のセキュアチャネルの第１の暗号化キーで暗号化する段階と
を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記初期キーで暗号化され、前記第１のセキュアチャネルを介して受信された前記第２のキーファクタを復号する段階は、
第１の復号を受けた後の前記第２のキーファクタを取得すべく、二重暗号化された第２のキーファクタを第１の暗号化キーで復号する段階と、
前記第２のキーファクタを取得すべく、前記第１の復号を受けた後の前記第２のキーファクタを前記初期キーで復号する段階と
を有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタに従って、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の共有キーを生成する段階は、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間で共有される前記初期キーと、前記第１のデバイスのデバイスアイデンティティとを決定する段階と、
前記初期キー、前記デバイスアイデンティティ、前記第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタに従って、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーを生成する段階と
を有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記初期キー、前記デバイスアイデンティティ、前記第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタに従って、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の共有キーを生成する前記段階は、
結合ストリングを取得すべく、前記初期キー、前記デバイスアイデンティティ、前記第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタを直列に連結する段階と、
前記結合ストリングを等しい長さの２つのサブストリングに分割する段階と、
２つのハッシュ結果を取得すべく、前記２つのサブストリングにそれぞれハッシュ演算を行う段階と、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーを取得すべく、前記２つのハッシュ結果に対してビットごとにＸＯＲ演算を行う段階と
を含む、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーの交換周期を決定する段階と、
前記交換周期に従って、前記第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタを再計算する段階と、
前記再計算された第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタに従って、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーを交換する段階と
をさらに備える、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のデバイスから前記第２のデバイスに伝送される必要があるデータを決定する段階と、
伝送対象の前記データを前記共有キーで暗号化し、暗号化された前記データを前記第１のセキュアチャネルを介して前記第２のデバイスに送信する段階と
をさらに備える、
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
伝送対象の前記データを受信したときに第２のデバイスにより生成された応答データを、前記第１のセキュアチャネルを介して受信する段階であって、前記応答データは、前記共有キーで既に暗号化されている、段階と、
前記応答データを取得すべく、前記共有キーで暗号化された前記応答データを、前記共有キーを用いて復号する段階と
をさらに備える、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第２のデバイスに適用されるキー生成方法であって、
初期キーで暗号化された第１のキーファクタを、第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスから受信する段階であって、前記初期キーは、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間にプリセットされたキーである、段階と、
前記第１のキーファクタを取得すべく、前記初期キーで暗号化された前記第１のキーファクタを復号する段階と、
前記第１のキーファクタおよび前記第２のデバイスにより生成された第２のキーファクタに従って、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の共有キーを生成する段階と
を備える方法。
【請求項１０】
前記第１のキーファクタおよび前記第２のデバイスにより生成された第２のキーファクタに従って、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の共有キーを生成する前記段階は、
結合ストリングを取得すべく、前記初期キー、前記第１のデバイスのデバイスアイデンティティ、前記第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタを直列に連結する段階と、
前記結合ストリングを等しい長さの２つのサブストリングに分割する段階と、
２つのハッシュ結果を取得すべく、前記２つのサブストリングにそれぞれハッシュ演算を行う段階と、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーを取得すべく、前記２つのハッシュ結果に対してビットごとにＸＯＲ演算を行う段階と
を有する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のデバイスにより生成された前記第２のキーファクタを前記初期キーで暗号化する段階と、
前記初期キーで暗号化された前記第２のキーファクタを、前記第２のセキュアチャネルを介して前記第１のデバイスに送信する段階と
をさらに備える、
請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーの交換周期を決定する段階と、
前記交換周期に従って、前記第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタを再計算する段階と、
前記再計算された第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタに従って、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーを交換する段階と
をさらに備える、
請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記共有キーで暗号化されている伝送対象のデータを、第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスから受信する段階と、
前記伝送対象のデータを前記共有キーで復号する段階と
をさらに備える、
請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記伝送対象のデータを受信した後に応答データを生成する段階と、
前記応答データを前記共有キーで暗号化する段階と、
前記共有キーで暗号化された前記応答データを、前記第２のセキュアチャネルを介して前記第１のデバイスに送信する段階と
をさらに有する、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
第１のデバイスに適用されるキー生成装置であって、
前記第１のデバイスにより生成された第１のキーファクタを初期キーで暗号化し、暗号化された前記第１のキーファクタを第１のセキュアチャネルを介して第２のデバイスに送信する第１の暗号化モジュールであって、前記初期キーは、前記第１のデバイスおよび前記第２のデバイスにプリセットされたキーである、第１の暗号化モジュールと、
前記初期キーで暗号化された第２のキーファクタを前記第１のセキュアチャネルを介して受信する第１の受信モジュールであって、前記第２のキーファクタは、前記第２のデバイスにより生成される、第１の受信モジュールと、
前記第２のキーファクタを取得すべく、前記初期キーで暗号化され、前記第１のセキュアチャネルを介して前記第１の受信モジュールにより受信された前記第２のキーファクタを復号する第１の復号モジュールと、
前記第１のキーファクタおよび前記第１の復号モジュールにより復号された前記第２のキーファクタに従って、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の共有キーを生成する第１のキー生成モジュールと
を備える装置。
【請求項１６】
前記第１の暗号化モジュールは、
前記第１のデバイスが、前記第２のデバイスとのキーネゴシエーション手順を開始する必要がある場合、擬似ランダム関数によって前記第１のキーファクタを生成する第１のファクタ生成部と、
第１の暗号化を受けた後の前記第１のキーファクタを取得すべく、前記第１のファクタ生成部により生成された前記第１のキーファクタを前記初期キーで暗号化する第１の暗号化部と、
第２の暗号化を受けた後の前記第１のキーファクタを取得すべく、前記第１の暗号化部による前記第１の暗号化を受けた後の前記第１のキーファクタを、前記第１のセキュアチャネルの第１の暗号化キーで暗号化する第２の暗号化部と
を有する、
請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１の復号モジュールは、
第１の復号を受けた後の前記第２のキーファクタを取得すべく、二重暗号化された第２のキーファクタを第１の暗号化キーで復号する第１の復号部と、
前記第２のキーファクタを取得すべく、前記第１の復号部による前記第１の復号を受けた後の前記第２のキーファクタを前記初期キーで復号する第２の暗号化部と
を有する、
請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１のキー生成モジュールは、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間で共有される初期キーと、前記第１のデバイスのデバイスアイデンティティとを決定する第１の決定部と、
前記初期キー、前記第１の決定部により決定された前記デバイスアイデンティティ、前記第１のキーファクタ、および前記第１の復号モジュールにより取得された前記第２のキーファクタに従って、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーを生成する第１のファクタ生成部と
を有する、
請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１のファクタ生成部はさらに、
結合ストリングを取得すべく、前記初期キー、前記デバイスアイデンティティ、前記第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタを直列に連結し、
前記結合ストリングを等しい長さの２つのサブストリングに分割し、
２つのハッシュ結果を取得すべく、前記２つのサブストリングにそれぞれハッシュ演算を行い、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーを取得すべく、前記２つのハッシュ結果に対してビットごとにＸＯＲ演算を行う、
請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーの交換周期を決定する第１の決定モジュールと、
前記第１の決定モジュールにより決定された前記交換周期に従って、前記第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタを再計算する第２の決定モジュールと、
前記第２の決定モジュールにより再計算された前記第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタに従って、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーを交換する第１の交換モジュールと
をさらに備える、
請求項１５に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１のデバイスから前記第２のデバイスに伝送される必要があるデータを決定する第３の決定モジュールと、
前記第３の決定モジュールにより決定された伝送対象の前記データを前記共有キーで暗号化し、暗号化された前記データを前記第１のセキュアチャネルを介して前記第２のデバイスに送信するデータ暗号化モジュールと
をさらに備える、
請求項１５から２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
伝送対象の前記データを受信したときに前記第２のデバイスにより生成された応答データを、前記第１のセキュアチャネルを介して受信する第２の受信モジュールであって、前記応答データは、前記共有キーで既に暗号化されている、第２の受信モジュールと、
前記応答データを取得すべく、前記共有キーで暗号化された前記応答データを、前記共有キーを用いて復号する第２の復号モジュールと
をさらに有する、
請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
第２のデバイスに適用されるキー生成装置であって、
初期キーで暗号化された第１のキーファクタを、第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスから受信する第３の受信モジュールであって、前記初期キーは、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間にプリセットされたキーである、第３の受信モジュールと、
前記第１のキーファクタを取得すべく、前記初期キーで暗号化された前記第１のキーファクタを復号する第３の復号モジュールと、
前記第１のキーファクタおよび前記第２のデバイスにより生成された第２のキーファクタに従って、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の共有キーを生成する第２のキー生成モジュールと
を備える装置。
【請求項２４】
前記第２のキー生成モジュールはさらに、
結合ストリングを取得すべく、前記初期キー、前記第１のデバイスのデバイスアイデンティティ、前記第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタを直列に連結し、
前記結合ストリングを等しい長さの２つのサブストリングに分割し、
２つのハッシュ結果を取得すべく、前記２つのサブストリングにそれぞれハッシュ演算を行い、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーを取得すべく、前記２つのハッシュ結果に対してビットごとにＸＯＲ演算を行う、
請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記第２のデバイスにより生成された前記第２のキーファクタを前記初期キーで暗号化する第２の暗号化モジュールと、
前記初期キーで暗号化された前記第２のキーファクタを、前記第２のセキュアチャネルを介して前記第１のデバイスに送信する第１の送信モジュールと
をさらに備える、
請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーの交換周期を決定する第３の決定モジュールと、
前記交換周期に従って、前記第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタを再計算する第４の決定モジュールと、
前記再計算された第１のキーファクタおよび前記第２のキーファクタに従って、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の前記共有キーを交換する第２の交換モジュールと
をさらに備える、
請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記共有キーで暗号化されている伝送対象のデータを、前記第２のセキュアチャネルを介して前記第１のデバイスから受信する第４の受信モジュールと、
伝送対象の前記データを前記共有キーで復号する第４の復号モジュールと
をさらに備える、
請求項２３から２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
伝送対象の前記データを受信した後に応答データを生成する応答データ生成モジュールと、
前記応答データを前記共有キーで暗号化する第３の暗号化モジュールと、
前記共有キーで暗号化された前記応答データを、前記第２のセキュアチャネルを介して前記第１のデバイスに送信する第２の送信モジュールと
をさらに備える、
請求項２７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本開示は、「キー生成のための方法および装置」と題して２０１５年８月２６日に出願された中国特許出願第２０１５１０５３１８９２．２号、および「キー生成方法および装置」と題して２０１６年８月１６日に出願されたＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＣＮ１６／９５５２２の優先権の利益を主張するもので、両方がそれらの全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
開示される実施形態は、ネットワークセキュリティ技術分野に関し、特に、キー生成方法および装置に関する。
【０００３】
端末デバイスとゲートウェイデバイスとの間、およびゲートウェイデバイスと公衆ネットワークサーバとの間のセキュアなデータ伝送を保証すべく、それぞれのセキュア伝送チャネルが、端末デバイスとゲートウェイデバイスとの間、およびゲートウェイデバイスと公衆ネットワークサーバとの間に通常確立されている。ゲートウェイデバイスは、データ転送を実施すべく、１つのセキュアチャネルから別のセキュアチャネルにデータを転送する。しかしながら、データ転送時、ゲートウェイデバイスは、データをサーバに転送する前に、端末デバイスにより暗号化されたデータを（端末デバイスと共有されるキーで）復号し、次にサーバと共有されるキーでデータを暗号化する必要がある。従って、ゲートウェイデバイスは、データ情報を漏洩するリスクがある。
【発明の概要】
【０００４】
この欠陥を考慮して、本開示は、ゲートウェイデバイスが２つのデバイス間で共有キーを取得することができなくし、それによりネットワーク伝送中にデータが違法にキャプチャーされるリスクを低減する新規な技術的解決策を提供する。
【０００５】
前述の目標を実現すべく、本開示は、以下の技術的解決策を提供する。
【０００６】
本開示の第１の態様によれば、第１のデバイスに適用されるキー生成方法が提供され、方法は、
第１のデバイスにより生成された第１のキーファクタを初期キーで暗号化し、暗号化された第１のキーファクタを第１のセキュアチャネルを介して第２のデバイスに送信する段階であって、初期キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスのためにプリセットされたキーである、段階と、
初期キーで暗号化された第２のキーファクタを第１のセキュアチャネルを介して受信する段階であって、第２のキーファクタは、第２のデバイスにより生成される、段階と、
第２のキーファクタを取得すべく、初期キーで暗号化され、第１のセキュアチャネルを介して受信された第２のキーファクタを復号する段階と、
第１のキーファクタおよび第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを生成する段階と
を備える。
【０００７】
本開示の第２の態様によれば、第２のデバイスに適用されるキー生成方法が提供され、方法は、
初期キーで暗号化された第１のキーファクタを、第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスから受信する段階であって、初期キーは、第１のデバイスと第２のデバイスとの間にプリセットされたキーである、段階と、
第１のキーファクタを取得すべく、初期キーで暗号化された第１のキーファクタを復号する段階と、
第１のキーファクタおよび第２のデバイスにより生成された第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを生成する段階と
を備える。
【０００８】
本開示の第３の態様によれば、第１のデバイスに適用されるキー生成装置が提供され、装置は、
第１のデバイスにより生成された第１のキーファクタを初期キーで暗号化し、暗号化された第１のキーファクタを第１のセキュアチャネルを介して第２のデバイスに送信するように構成される第１の暗号化モジュールであって、初期キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスにプリセットされたキーである、第１の暗号化モジュールと、
初期キーで暗号化された第２のキーファクタを第１のセキュアチャネルを介して受信するように構成される第１の受信モジュールであって、第２のキーファクタは、第２のデバイスにより生成される、第１の受信モジュールと、
第２のキーファクタを取得すべく、初期キーで暗号化され、第１のセキュアチャネルを介して第１の受信モジュールにより受信された第２のキーファクタを復号するように構成される第１の復号モジュールと
を備える。第１のキー生成モジュールは、第１のキーファクタおよび第１の復号モジュールにより復号された第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを生成するように構成される。
【０００９】
本開示の第４の態様によれば、第２のデバイスに適用されるキー生成装置が提供され、装置は、
初期キーで暗号化された第１のキーファクタを、第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスから受信するように構成される第３の受信モジュールであって、初期キーは、第１のデバイスと第２のデバイスとの間にプリセットされたキーである、第３の受信モジュールと、
第１のキーファクタを取得すべく、初期キーで暗号化された第１のキーファクタを復号するように構成される第３の復号モジュールと
を備える。第２のキー生成モジュールは、第１のキーファクタおよび第２のデバイスにより生成された第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを生成するように構成される。
【００１０】
前述の技術的解決策から分かるように、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタは、ゲートウェイデバイスにより転送されるときに初期キーで両方が暗号化される。初期キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスにプリセットされたキーである。従って、ゲートウェイデバイスは、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを知ることができないこととなり、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーは、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを介して生成される。従って、最終的にネゴシエートされた共有キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスに知られるのみである。ゲートウェイデバイスはやはり、ネゴシエートされた共有キーを取得することができない、従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間のセキュアなデータ伝送を保証し、さらにデータが伝送中に違法にキャプチャーされるリスクが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。
【００１２】
【図２】本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。
【００１３】
【図３】本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。
【００１４】
【図４】本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。
【００１５】
【図５】本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。
【００１６】
【図６】本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。
【００１７】
【図７】本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。
【００１８】
【図８】本開示のいくつかの実施形態による端末デバイスとサーバとの間のキーネゴシエーションを示すスイムレーン図である。
【００１９】
【図９】本開示のいくつかの実施形態による端末デバイスとサーバとの間のデータ伝送を示すスイムレーン図である。
【００２０】
【図１０】本開示のいくつかの実施形態による端末デバイスを示すブロック図である。
【００２１】
【図１１】本開示のいくつかの実施形態によるサーバを示すブロック図である。
【００２２】
【図１２】本開示のいくつかの実施形態によるキー生成装置を示すブロック図である。
【００２３】
【図１３】本開示のいくつかの実施形態によるキー生成装置を示すブロック図である。
【００２４】
【図１４】本開示のいくつかの実施形態によるキー生成装置を示すブロック図である。
【００２５】
【図１５】本開示のいくつかの実施形態によるキー生成装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
例示的な実施形態は、ここで詳細に説明され、その例は、図面において示される。以下の説明は図面を参照し、別段の指示がない限り、異なる図面における同一番号は、同一または同様な要素を指す。以下の例示的な実施形態に説明される実施は、本開示と整合する全ての実施を表すものではない。代わりに、それらは、添付の特許請求の範囲に説明される開示のいくつかの態様と整合する装置および方法の例にすぎない。
【００２７】
本開示に使用される用語は、特定の実施形態を説明するだけのためであり、本開示を限定するように意図されない。本開示において使用される単数形の「ａ（１つ）」、「ａｎ（１つ）」および「ｔｈｅ（その）」は、文脈上明白に他の意味に解釈すべき場合を除き、複数形を含むようにも意図される。本明細書に使用される用語「および／または」は、関連列挙項目の１または複数の任意または全ての可能な組み合わせを指し、包含することも理解されるべきである。
【００２８】
様々なタイプの情報が、例えば、本開示の第１、第２および第３などの用語を用いて説明され得るが、そのような情報は、これらの用語により限定されるべきではないことは、理解されるべきである。これらの用語は、あるタイプの情報を別のタイプの情報と区別するために使用されるだけである。本開示の範囲を逸脱しなければ、例えば、第１の情報は、第２の情報とも称せられ得、同様に、第２の情報は、第１の情報とも称せられ得る。文脈に応じて、本明細書に使用される単語「ｉｆ（ならば）」は、「ｗｈｅｎ...（場合）」または「ｕｐｏｎ...（時）」または「ｉｎ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｔｏ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ...（決定に応じて）」を意味するように解釈され得る。
【００２９】
以下の実施形態は、本開示をさらに説明すべく提供される。
【００３０】
本開示の実施形態によれば、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタは、ゲートウェイデバイスにより転送されるときに初期キーで両方が暗号化される。初期キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスにプリセットされたキーである。従って、ゲートウェイデバイスは、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを知ることができないこととなる。第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーが、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを介して生成される。従って、最終的にネゴシエートされた共有キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスに知られるのみである。ゲートウェイデバイスはやはり、ネゴシエートされた共有キーを取得することができず、従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間のセキュアなデータ伝送が保証され、さらにデータが伝送中に違法にキャプチャーされるリスクが低減される。
【００３１】
図１は、本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。例示された実施形態において、第１のデバイスは、端末デバイスであり得、第２のデバイスは、サーバであり得る。あるいは、第１のデバイスは、サーバであり得、第２のデバイスは、端末デバイスであり得る。図示された実施形態は、例として、端末デバイスに適用されることにより例示的に説明される。図１に示されるように、キー生成方法は、以下のステップを含む。
【００３２】
ステップ１０１：第１のデバイスにより生成された第１のキーファクタを初期キーで暗号化し、暗号化された第１のキーファクタを、第１のセキュアチャネルを介して第２のデバイスに送信する。初期キーは、第１のデバイスと第２のデバイスにプリセットされたキーである。
【００３３】
ステップ１０２：第１のセキュアチャネルを介して、初期キーで暗号化された第２のキーファクタを受信し、第２のキーファクタは、第２のデバイスにより生成される。
【００３４】
ステップ１０３：第２のキーファクタを取得すべく、初期キーで暗号化され、第１のセキュアチャネルを介して受信された第２のキーファクタを復号する。
【００３５】
ステップ１０４：第１のキーファクタおよび第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを生成する。
【００３６】
ステップ１０１に関して、一実施形態において、初期キーＫｂａｓｉｃは、第１のデバイスが使用される前に、第２のデバイスにより第１のデバイスに発行され得る。初期キーＫｂａｓｉｃは、第１のデバイスのハードウェアに初期キーを書き込むことにより当該デバイスに発行され得る。一実施形態において、関連情報が、第１のデバイスと第２のデバイスとの間でゲートウェイデバイスにより転送され、第１のセキュアチャネルは、第１のデバイスとゲートウェイデバイスとの間のネゴシエーションを介して確立され得る。関連情報は、第１のセキュアチャネルを介して伝送される。第２のセキュアチャネルが、サーバとゲートウェイデバイスとの間のネゴシエーションを介して確立され得る。関連情報は、第２のセキュアチャネルを介して伝送される。当業者は、第１のセキュアチャネルおよび第２のセキュアチャネルを確立するプロセスが、既存のセキュリティプロトコルを用いて実行され得ることを理解すべきである。例えば、セキュア・ソケット・レイヤー（略して、ＳＳＬ）またはトランスポート・レイヤー・セキュリティ（略して、ＴＬＳ）のキーネゴシエーション機構が、この目的で使用され得る。
【００３７】
一実施形態において、第１のデバイスが、第２のデバイスとのキーネゴシエーション手順を開始する必要がある場合、第１のキーファクタは、擬似ランダム関数によって生成される。第１のキーファクタは、第１の暗号化を受けた後の第１のキーファクタを取得すべく、初期キーを用いて暗号化される。第１の暗号化を受けた後の第１のキーファクタは、第２の暗号化を受けた後の第１のキーファクタを取得すべく、第１のセキュアチャネルの第１の暗号化キーを用いて暗号化される。第１のキーファクタは、第１のキーファクタがゲートウェイデバイスに知られないように二重暗号化され、第１のキーファクタがゲートウェイデバイスで違法にキャプチャーされるリスクが回避される。
【００３８】
ステップ１０３において、二重暗号化された第２のキーファクタは、第１の復号を受けた後の第２のキーファクタを取得すべく、第１の暗号化キーで復号される。第１の復号を受けた後の第２のキーファクタは、第２のキーファクタを取得すべく、初期キーで復号される。第２のキーファクタが、第２のデバイスで既に二重暗号化されているので、第２のキーファクタが、ゲートウェイデバイスに知られることはなく、第２のキーファクタがゲートウェイデバイス側で違法にキャプチャーされるリスクが回避される。
【００３９】
ステップ１０４において、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを生成する方法に関して、本明細書に説明される実施形態の説明が参照され得る。ステップ１０４は、本明細書では詳細に説明されていないが、本明細書の説明は、その全体を参照することにより組み込まれている。
【００４０】
上記の説明から分かるように、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタは、ゲートウェイデバイスにより転送されるときに初期キーで両方が暗号化される。初期キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスにプリセットされたキーである。従って、ゲートウェイデバイスは、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを知ることができないこととなる。第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーは、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを介して生成される。従って、最終的にネゴシエートされた共有キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスに知られるのみである。ゲートウェイデバイスはやはり、ネゴシエートされた共有キーを取得することができない、従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間のセキュアなデータ伝送を保証し、さらにデータが伝送中に違法にキャプチャーされるリスクが低減される。
【００４１】
図２は、本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。この実施形態は、例として図１に示される実施形態におけるステップ１０４の第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを介して、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを生成する方法を用いることにより、例示的に説明される。図２に示されるように、キー生成方法は、以下のステップを含む。
【００４２】
ステップ２０１：第１のデバイスと第２のデバイスとの間で共有される初期キーと、第１のデバイスのデバイスアイデンティティとを決定する。
【００４３】
ステップ２０２：結合ストリングを取得すべく、初期キー、デバイスアイデンティティ、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを直列に連結する。
【００４４】
ステップ２０３：結合ストリングを等しい長さの２つのサブストリングに分割する。
【００４５】
ステップ２０４：２つのハッシュ結果を取得すべく、２つのサブストリングにそれぞれハッシュ演算を実行する。
【００４６】
ステップ２０５：第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを取得すべく、２つのハッシュ結果に対してビットごとに排他的ＯＲ（ＸＯＲ）演算を実行する。
【００４７】
第１のデバイスが、図１に示される実施形態におけるステップ１０３を介して第２のキーファクタを取得した後、第１のデバイスは、第１のキーファクタｐおよび第２のキーファクタｑを有する。第１のデバイスは、第１のキーファクタｐおよび第２のキーファクタｑを入力として使用し得、キーＫＡＣを取得すべく、共有キー生成アルゴリズム（ＫｅｙＧｅｎｅｒａｔｅ）を使用し得る。キー生成アルゴリズムは、以下のとおりである。ＫＡＣ＝ＫｅｙＧｅｎｅｒａｔｅ（Ｋｂａｓｉｃ，ＳｈａｒｅｄＫｅｙ，ｐ，ｑ）
【００４８】
ここで、Ｋｂａｓｉｃは、初期キーであり、ＳｈａｒｅｄＫｅｙは、第１のデバイスのデバイスアイデンティティである。デバイスアイデンティティは、第１のデバイスのデバイスシリアル番号、またはＭＡＣアドレス、あるいは両者の組み合わせ等であり得る。第２のデバイスが、第１のデバイスをデバイスアイデンティティを介して他のデバイスと区別することができるものであれば、それで十分であろう。
【００４９】
さらに、関数ＫｅｙＧｅｎｅｒａｔｅによって共有キーを生成するプロセスにおいて、初期キーＫｂａｓｉｃ、ＳｈａｒｅｄＫｅｙ、ｐおよびｑに対応するストリングが、結合ストリングを取得すべく、直列に連結され得る。共有キーＫＡＣは、関数ＫｅｙＧｅｎｅｒａｔｅを用いて結合ストリングから生成される。
【００５０】
一実施形態において、関数ＫｅｙＧｅｎｅｒａｔｅにより実施されるプロセスは、入力された結合ストリングを等しい長さの２つのサブストリングに分割する段階（結合ストリングの長さが奇数である場合、１が結合ストリングの最後のビットに加えられる）と、その後に、２つのサブストリングにハッシュ演算（例えば、ＭＤ５）を個別に行う段階と、２つの取得された計算結果に対してビットごとにＸＯＲ演算を行う段階とを備え得る。取得された結果は、共有キーＫＡＣである。
【００５１】
例示的な説明は、例として、ＭＤ５を用いることにより行われる。ＭＤ５は、任意の長さの入力を１２８ビット長の結果に変換することができるので、共有キーＫＡＣの長さは、１２８ビットであり、それにより、共有キー計算の複雑さが低減される。共有キーＫＡＣの計算は、ＭＤ５を使用するので、計算負担は、限定的な計算力を有する第１のデバイスにとって耐えられる。
【００５２】
この実施形態において、共有キーＫＡＣが、第１のキーファクタ、第２のキーファクタ、初期キーおよび第１のデバイスのデバイスアイデンティティを介して生成され、それにより、共有キーＫＡＣは、第１のデバイスと第２のデバイスとの間でセキュアにネゴシエートされ、共有される。共有キーＫＡＣは、中間ノードとして機能するゲートウェイデバイスに知られず、従って、第１のデバイスが、第２のデバイスに送信されるデータを暗号化するために共有キーＫＡＣを使用することができることが保証され、ネットワーク伝送中のデータのセキュリティが保証される。
【００５３】
図３は、本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。前述の実施形態に基づいて、図３に示されるように、キー生成方法は、以下のステップを含む。
【００５４】
ステップ３０１：第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーの交換周期を決定する。
【００５５】
ステップ３０２：交換周期に従って、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを再計算する。
【００５６】
ステップ３０３：再計算された第１のキーファクタおよび第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを交換する。
【００５７】
一実施形態において、第１のデバイスおよび第２のデバイスは、共有キーＫＡＣの交換周期を特定し得る。共有キーＫＡＣが、交換周期に対応した時間の間使用された後、共有キーＫＡＣを生成する手順が、第１のデバイスと第２のデバイスとの間で再び開始され、それにより共有キーＫＡＣのセキュリティとネットワーク伝送中のデータセキュリティとがさらに保証され、共有キーＫＡＣが解読される可能性がさらに低減する。
【００５８】
図４は、本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。共有キーが、図１に示される実施形態において生成された後、第１のデバイスによる伝送対象のデータが、共有キーで暗号化され、第２のデバイスに伝送され得る。図４に示されるように、伝送対象のデータを暗号化し、伝送するプロセスは、以下のステップを含む。
【００５９】
ステップ４０１：第１のデバイスから第２のデバイスに伝送される必要があるデータを決定する。
【００６０】
ステップ４０２：共有キーで伝送対象のデータを暗号化し、暗号化データを第１のセキュアチャネルを介して第２のデバイスに送信する。
【００６１】
ステップ４０３：伝送対象のデータを受信したときに第２のデバイスにより生成された応答データを第１のセキュアチャネルを介して受信する。応答データは、共有キーで既に暗号化されている。
【００６２】
ステップ４０４：応答データを取得すべく、共有キーで暗号化された応答データを共有キーで復号する。
【００６３】
ステップ４０１において、伝送対象のデータは、第１のデバイス上のセンサにより取得されるモノのインターネットのデータであり得る。
【００６４】
ステップ４０２およびステップ４０３における第１のセキュアチャネルの関連説明に関しては、図１に示される実施形態の関連説明を参照されたく、そのことは、ここでは再度詳細に説明されないが、参照によって組み込まれる。
【００６５】
ステップ４０４において、共有キーで暗号化された応答データが、第１のセキュアチャネルを介して受信されるとき、共有キーで暗号化された応答データは、第１のセキュアチャネルの第１の暗号化キーで先ず復号され得る。次に、応答データは、元の応答データを取得すべく、共有キーでもう一度復号される。
【００６６】
この実施形態において、伝送対象のデータがゲートウェイデバイスにより転送されるときに共有キーで暗号化され、共有キーが第１のデバイスと第２のデバイスとの間で共同でネゴシエートされたキーであるので、ゲートウェイデバイスは、共有キーを知らないこととなり、従って、伝送対象のデータは、第１のデバイスと第２のデバイスとの間でよりセキュアに伝送されることを保証し、ネットワーク伝送中にデータが違法にキャプチャーされるリスクがさらに低減される。
【００６７】
図５は、本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。この実施形態において、第１のデバイスは、端末デバイスであり得、第２のデバイスは、サーバであり得る。この実施形態は、第２のデバイスに適用され得る。図５に示されるように、キー生成方法は、以下のステップを含む。
【００６８】
ステップ５０１：初期キーで暗号化された第１のキーファクタを、第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスから受信し、初期キーは、第１のデバイスと第２のデバイスとの間にプリセットされたキーである。
【００６９】
ステップ５０２：初期キーで暗号化された第１のキーファクタを復号し、第１のキーファクタを取得する。
【００７０】
ステップ５０３：第１のキーファクタおよび第２のデバイスにより生成された第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを生成する。
【００７１】
ステップ５０１における第２のセキュアチャネルの関連説明に関して、図１に示される実施形態の関連説明を参照し得、そのことは、本明細書において再度詳細に説明されないが、参照によって組み込まれている。
【００７２】
ステップ５０２において、初期キーで暗号化された第１のキーファクタが第２のセキュアチャネルを介して受信された後、初期キーで暗号化された第１のキーファクタは、第２のセキュアチャネルの第２の暗号化キーで先ず復号され得る。次に、第１のキーファクタは、元の第１のキーファクタを取得すべく、初期キーで二度目に復号される。
【００７３】
ステップ５０３おける第１のキーファクタおよび第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを生成する方法に関して、図２に示される実施形態の説明を参照し得、そのことは、本明細書において再度詳細に説明されないが、参照によって組み込まれている。
【００７４】
上記の説明から分かるように、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタは、ゲートウェイデバイスにより転送されるときに初期キーで両方が暗号化される。初期キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスに対してプリセットされたキーである。従って、ゲートウェイデバイスは、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを知ることができないこととなり、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーが、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを介して生成される。従って、最終的にネゴシエートされた共有キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスに知られるのみである。ゲートウェイデバイスはやはり、ネゴシエートされた共有キーを取得することができず、従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間のセキュアなデータ伝送が保証され、さらにデータが伝送中に違法にキャプチャーされるリスクが低減される。
【００７５】
図６は、本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。図６に示されるように、キー生成方法は、以下のステップを含む。
【００７６】
ステップ６０１：第２のデバイスにより生成された第２のキーファクタを初期キーで暗号化する。
【００７７】
ステップ６０２：初期キーで暗号化された第２のキーファクタを、第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスに送信する。
【００７８】
この実施形態において、初期キーで暗号化された第２のキーファクタは、第２のセキュアチャネルの二度目に第２の暗号化キーで暗号化される。従って、第２のキーファクタは、第２のキーファクタを第１のデバイスに送信するプロセス時にゲートウェイデバイスにより転送されるとき、ゲートウェイデバイスに知られることはなく、第２のキーファクタがゲートウェイデバイス側で違法にキャプチャーされるリスクが回避される。
【００７９】
図７は、本開示のいくつかの実施形態によるキー生成方法を示すフロー図である。図７に示されるように、キー生成方法は、以下のステップを含む。
【００８０】
ステップ７０１：共有キーで暗号化されている伝送対象のデータを、第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスから受信する。
【００８１】
ステップ７０２：伝送対象のデータを共有キーで復号する。
【００８２】
ステップ７０３：伝送対象のデータを受信した後に応答データを生成する。
【００８３】
ステップ７０４：応答データを共有キーで暗号化する。
【００８４】
ステップ７０５：共有キーで暗号化された応答データを、第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスに送信する。
【００８５】
ステップ７０１における第２のセキュアチャネルの関連説明に関して、図１に示される実施形態の関連説明を参照し得、そのことは、本明細書において再度詳細に説明されないが、参照によって組み込まれている。
【００８６】
ステップ７０４において、伝送対象のデータが、第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスから受信された後、伝送対象のデータは、元のデータを取得すべく、共有キーで復号される。応答が、第１のデバイスに対して行われる必要がある場合、共有キーで暗号化された応答データは、第２のセキュアチャネルの第２の暗号化キーで先ず暗号化され得、それにより、ゲートウェイデバイスは、応答データを転送するプロセスにおいて元の応答データを取得することができないこととなる。
【００８７】
この実施形態において、伝送対象のデータがゲートウェイデバイスにより転送される場合に共有キーで暗号化され、共有キーが第１のデバイスと第２のデバイスとの間で共同でネゴシエートされたキーであるので、ゲートウェイデバイスは、共有キーを知らないこととなり、従って、伝送対象のデータは、第１のデバイスと第２のデバイスとの間でよりセキュアに伝送されることを保証し、ネットワーク伝送中にデータが違法にキャプチャーされるリスクがさらに低減される。
【００８８】
前述の実施形態によって、共有キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスにプリセットされた初期キーに基づき、第１のデバイスおよび第２のデバイスで局所的にキー生成アルゴリズムを介して生成され得、最終的に、伝送対象のデータは、共有キーを用いて暗号化され、それにより、ゲートウェイデバイスは、データをネットワークに転送するときに、元のデータを調べることができず、それにより、セキュアなデータ伝送の目的を実現する。
【００８９】
図８は、本開示のいくつかの実施形態による端末デバイスとサーバとの間のキーネゴシエーションを示すスイムレーン図である。例示的な説明は、例として、端末デバイスである第１のデバイスと、サーバである第２のデバイスとを用いることにより行われる。端末デバイスがネットワークにアクセスする前に、サーバは、初期キー（Ｋｂａｓｉｃ）を予め端末デバイスに発行する必要があり、初期キー（Ｋｂａｓｉｃ）は、ハードウェアの書き込み等を介して端末デバイスに発行され得る。図８に示されるように、端末デバイスとサーバとの間のキーネゴシエーションは、以下のステップを含む。
【００９０】
ステップ８０１：端末デバイスが、第１のセキュアチャネルの第１の暗号化キー（ＫＡＢ）をゲートウェイデバイスとネゴシエートし、端末デバイスとゲートウェイデバイスとの間に第１のセキュアチャネルを確立する。第１のセキュアチャネルを確立する方法に関して、上述の既存の技術（例えば、ＳＳＬ）の関連説明を参照し得る。
【００９１】
ステップ８０２：ゲートウェイデバイスは、サーバと第２のセキュアチャネルの第２の暗号化キー（ＫＢＣ）をネゴシエートし、第２のセキュアチャネルを確立する。前述のステップ８０１と同様に、第２のセキュアチャネルを確立するプロセスのために上述された既存の技術の関連説明を参照し得、そのことは、ＳＳＬまたはＴＬＳのキーネゴシエーション機構にも使用し得る。当業者は、ステップ８０１およびステップ８０２は順番を取り換え可能であることを理解するはずである。実行シーケンスは、実際の実行必要性に従って設定され得る。
【００９２】
ステップ８０３：端末デバイスは、サーバとのキーネゴシエーション手順を開始する準備をする。端末デバイスは、第１のキーファクタ（ｐ）を生成し、第１のキーファクタは、端末デバイスとサーバとの間の共有キーを生成するために使用される。一方、第１のキーファクタは、Ｋｂａｓｉｃ（ｐ）を取得すべく初期キー（Ｋｂａｓｉｃ）で暗号化され、次にＫｂａｓｉｃ（ｐ）は、ＫＡＢ［Ｋｂａｓｉｃ（ｐ）］を取得すべく、第１の暗号化キーＫＡＢで暗号化される。
【００９３】
ステップ８０４：端末デバイスは、二重暗号化された第１のキーファクタＫＡＢ［Ｋｂａｓｉｃ（ｐ）］を第１のセキュアチャネルを介してゲートウェイデバイスに送信する。
【００９４】
ステップ８０５：二重暗号化された第１のキーファクタＫＡＢ［Ｋｂａｓｉｃ（ｐ）］を受信した後、ゲートウェイデバイスは、Ｋｂａｓｉｃ（ｐ）を取得すべく、第１のセキュアチャネルの第１の暗号化キーＫＡＢで二重暗号化された第１のキーファクタＫＡＢ［Ｋｂａｓｉｃ（ｐ）］を復号し、その後に、二重暗号化されたＫＢＣ［Ｋｂａｓｉｃ（ｐ）］を取得すべく、第２のセキュアチャネルの第２の暗号化キーＫＢＣでＫｂａｓｉｃ（ｐ）を暗号化する。
【００９５】
ステップ８０６：初期キーおよび第２の暗号化キーで二重暗号化された第１のキーファクタＫＢＣ［Ｋｂａｓｉｃ（ｐ）］を、第２のセキュアチャネルを介してサーバに送信する。
【００９６】
ステップ８０７：二重暗号化された第１のキーファクタを受信した後、サーバは、Ｋｂａｓｉｃ（ｐ）を取得すべく、第２のセキュアチャネルの第２の暗号化キーＫＢＣで二重暗号化された第１のキーファクタを復号し、その後に、第１のキーファクタｐを取得すべく、初期キーＫｂａｓｉｃでＫｂａｓｉｃ（ｐ）を復号する。
【００９７】
ステップ８０８：サーバは、擬似ランダム関数によって第２のキーファクタ（ｑ）を生成し、第２のキーファクタｑは、共有キーＫＡＣを生成するためのパラメータとして、第１のキーファクタｐと共に使用されることとなる。
【００９８】
ステップ８０９：サーバは、Ｋｂａｓｉｃ（ｑ）を取得すべく、初期キーＫｂａｓｉｃで第２のキーファクタｑを暗号化し、次にＫＢＣ［Ｋｂａｓｉｃ（ｑ）］を取得すべく、第２の暗号化キーＫＢＣでＫｂａｓｉｃ（ｑ）を暗号化する。
【００９９】
ステップ８１０：サーバが、二重暗号化された第２のキーファクタＫＢＣ［Ｋｂａｓｉｃ（ｑ）］を第２のセキュアチャネルを介して、ゲートウェイデバイスに送信する。
【０１００】
ステップ８１１：二重暗号化された第２のキーファクタＫＢＣ［Ｋｂａｓｉｃ（ｑ）］を受信した後、ゲートウェイデバイスは、Ｋｂａｓｉｃ（ｑ）を取得すべく、第２のセキュアチャネルの第２の暗号化キーＫＢＣで二重暗号化された第２のキーファクタを復号し、その後に、ＫＡＢ［Ｋｂａｓｉｃ（ｑ）］を取得すべく、第１のセキュアチャネルの第１の暗号化キーＫＡＢでＫｂａｓｉｃ（ｑ）を暗号化し、その後に、二重暗号化された第２のキーファクタを第１のセキュアチャネルを介して端末デバイスに送信する。
【０１０１】
ステップ８１２：二重暗号化された第２のキーファクタを受信した後、端末デバイスは、Ｋｂａｓｉｃ（ｑ）を取得すべく、第１のセキュアチャネルの第１の暗号化キーＫＡＢで二重暗号化された第２のキーファクタを復号し、その後に、第２のキーファクタｑを取得すべく、二度目に初期キーＫｂａｓｉｃで第１の復号を受けた後のＫｂａｓｉｃ（ｑ）を復号する。
【０１０２】
ステップ８１３：端末デバイスおよびサーバの両方が第１のキーファクタｐおよび第２のキーファクタｑを共有する。端末デバイスおよびサーバは両方が、端末デバイスとサーバとの間の共有キーＫＡＣを取得すべく、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを入力として使用し、キー生成アルゴリズムを使用する。キー生成アルゴリズムの詳細な説明に関して、図２に示される実施形態の関連説明を参照し得、そのことは、本明細書において再度詳細に説明されないが、参照によって組み込まれている。
【０１０３】
この実施形態において、共有キーＫＡＣは、このように、端末デバイスと公衆ネットワークサーバとの間でセキュアにネゴシエートされ、共有される。従って、共有キーは、中間ノードとして機能するゲートウェイデバイスに知られることはなく、その後に、端末デバイスは、モノのインターネットのデータを暗号化するための共有キーを公衆ネットワークサーバに送信されるべく使用することができ、それによりデータ伝送のセキュリティを保証することができる。
【０１０４】
共有キーおよびデータ伝送のセキュリティをさらに保証すべく、端末デバイスは、共有キーが解読される可能性をさらに低減すべく、共有キーＫＡＣを交換するためのサーバとのキーネゴシエーション手順を周期的に行い得る。
【０１０５】
図９は、    本開示のいくつかの実施形態による端末デバイスとサーバとの間のデータ伝送を示すスイムレーン図である。共有キーが図８に示される実施形態を介して生成された後、端末デバイスが、モノのインターネットのデータ（データ）をサーバに送信する必要がある場合、データ伝送方法は、図９に示される以下のステップを含む。
【０１０６】
ステップ９０１：暗号文ＫＡＣ（ｄａｔａ）を取得すべく、共有キーＫＡＣでモノのインターネットのデータに第１の暗号化を実行し、その後に、暗号文ＫＡＢ［ＫＡＣ（ｄａｔａ）］を取得すべく、第１のセキュアチャネルの第１の暗号化キーＫＡＢで第２の暗号化を行う。
【０１０７】
ステップ９０２：端末デバイスが、暗号文ＫＡＢ［ＫＡＣ（ｄａｔａ）］を第１のセキュアチャネルを介してゲートウェイデバイスに送信する。
【０１０８】
ステップ９０３：暗号文ＫＡＢ［ＫＡＣ（ｄａｔａ）］を受信した後、ゲートウェイデバイスは、ＫＡＣ（ｄａｔａ）を取得すべく、暗号文ＫＡＢ［ＫＡＣ（ｄａｔａ）］を第１の暗号化キーＫＡＢで復号し、次に、暗号文ＫＢＣ［ＫＡＣ（ｄａｔａ）］を取得すべく、第２の暗号化キーＫＢＣでＫＡＣ（ｄａｔａ）を暗号化する。
【０１０９】
ステップ９０４：ゲートウェイデバイスが、暗号文ＫＢＣ［ＫＡＣ（ｄａｔａ）］を第２のセキュアチャネルを介してサーバに送信する。
【０１１０】
ステップ９０５：二重暗号化された暗号文ＫＢＣ［ＫＡＣ（ｄａｔａ）］を受信した後、サーバは、ＫＡＣ（ｄａｔａ）を取得すべく、第２の暗号化キーＫＢＣで暗号文ＫＢＣ［ＫＡＣ（ｄａｔａ）］を復号し、次に、元のモノのインターネットのデータを取得すべく、共有キーＫＡＣでＫＡＣ（ｄａｔａ）を復号する。
【０１１１】
ステップ９０６：元のモノのインターネットのデータを取得した後、サーバは、応答データ（ｒｅｓ）を生成し、暗号文ＫＡＣ（ｒｅｓ）を取得すべく、応答データを共有キーＫＡＣで暗号化し、次に、ＫＢＣ［ＫＡＣ（ｒｅｓ）］を取得すべく、第２の暗号化キーＫＢＣで第２の暗号化を行う。
【０１１２】
ステップ９０７：サーバが、二重暗号化された暗号文ＫＢＣ［ＫＡＣ（ｒｅｓ）］を第２のセキュアチャネルを介して、ゲートウェイデバイスに送信する。
【０１１３】
ステップ９０８：二重暗号化された暗号文ＫＢＣ［ＫＡＣ（ｒｅｓ）］を受信した後、ゲートウェイデバイスは、ＫＡＣ（ｒｅｓ）を取得すべく、暗号文ＫＢＣ［ＫＡＣ（ｒｅｓ）］を第２の暗号化キーＫＢＣで復号し、次に、暗号文ＫＡＢ［ＫＡＣ（ｒｅｓ）］を取得すべく、第１の暗号化キーＫＡＢでＫＡＣ（ｒｅｓ）を暗号化する。
【０１１４】
ステップ９０９：ゲートウェイデバイスが、二重暗号化された暗号文ＫＡＢ［ＫＡＣ（ｒｅｓ）］を第１のセキュアチャネルを介して端末デバイスに送信する。
【０１１５】
ステップ９１０：二重暗号化された暗号文ＫＡＢ［ＫＡＣ（ｒｅｓ）］を受信した後、端末デバイスは、ＫＡＣ（ｒｅｓ）を取得すべく、第１の暗号化キーＫＡＢで暗号文ＫＡＢ［ＫＡＣ（ｒｅｓ）］を復号し、次に、元の応答データ（ｒｅｓ）を取得すべく、共有キーＫＡＣでＫＡＣ（ｒｅｓ）を復号する。
【０１１６】
この実施形態は、中間ノードとしてのゲートウェイデバイスを介して、端末デバイスとサーバとの間の相互ドメインキーネゴシエーションおよび共有を可能にする。共有キーは、ゲートウェイデバイスに知られることはなく、それにより、端末デバイスとサーバとの間のモノのインターネットのデータのエンド・ツー・エンドのセキュア伝送を保証する。さらに、端末デバイスとゲートウェイデバイスとの間のセキュアなデータ伝送と、ゲートウェイデバイスと公衆ネットワークサーバとの間のセキュアなデータ伝送とが保証される。伝送経路上のゲートウェイデバイスにおけるデータの転送がまた、セキュリティのために保護される。たとえゲートウェイデバイスが違法にアクセスされたとしても、ゲートウェイデバイスを介して転送されたモノのインターネットのデータはやはり、共有キーの暗号化で保護され、それにより、モノのインターネットのデータが違法にキャプチャーされるのが回避される。
【０１１７】
前述のキー生成方法によれば、本開示はさらに、図１０に示される開示の例示的な実施形態による端末デバイスを示すブロック図を提供する。
【０１１８】
図１０は、本開示のいくつかの実施形態による端末デバイス１０００を示すブロック図である。ハードウェアレベルで、デバイス１０００は、プロセッサ１００２、内部バス１００４、ネットワークインタフェース１００６、メモリ１００８および不揮発性ストレージ１０１０を含み、これは確実に、他のサービスにより要求されるハードウェアをも含み得る。プロセッサ１００２は、論理レベルでキー生成装置１００８Ａを形成すべく、対応するコンピュータプログラム１０１０Ａを不揮発性ストレージ１０１０からメモリ１００８に読み込み、次に、コンピュータプログラムを実行する。本開示は確実に、ソフトウェアの実装に加えて、例えば、論理デバイスまたはソフトウェアおよびハードウェアの組み合わせを用いるような他の実装を除外しない。すなわち、以下の処理フローの実行体は、論理ユニットに限定されず、ハードウェアまたは論理デバイスであってもよい。
【０１１９】
前述のキー生成方法によれば、本開示はさらに、図１１に示される開示の例示的な実施形態によるサーバを示すブロック図を提供する。
【０１２０】
図１１は、本開示のいくつかの実施形態によるサーバを示すブロック図である。ハードウェアレベルで、ネットワークサーバ１１００は、プロセッサ１１０２、内部バス１１０４、ネットワークインタフェース１１０６、メモリ１１０８および不揮発性ストレージ１１１０を含み、これは確実に、他のサービスにより要求されるハードウェアをも含み得る。プロセッサ１１０２は、キー生成装置１１０８Ａを論理レベルに形成すべく、対応するコンピュータプログラム１１１０Ａを不揮発性ストレージ１１１０からメモリ１１０８に読み込み、次に、コンピュータプログラムを実行する。本開示はソフトウェアの実装に加えて、確実に、例えば、論理デバイスまたはソフトウェアおよびハードウェアの組み合わせを用いる他の実装を除外しない。すなわち、以下の処理フローの実行体は、論理部に限定されず、ハードウェアまたは論理デバイスであってもよい。
【０１２１】
図１２は、本開示のいくつかの実施形態によるキー生成装置を示すブロック図である。図１２に示されるように、キー生成装置は、第１の暗号化モジュール１２０１、第１の受信モジュール１２０２、第１の復号モジュール１２０３および第１のキー生成モジュール１２０４を含み得る。
【０１２２】
第１の暗号化モジュール１２０１、第１のデバイスにより生成された第１のキーファクタを初期キーで暗号化し、暗号化された第１のキーファクタを第１のセキュアチャネルを介して、第２のデバイスに送信するように構成され、初期キーは、第１のデバイスと第２のデバイスにプリセットされたキーである。
【０１２３】
第１の受信モジュール１２０２は、第１のセキュアチャネルを介して、初期キーで暗号化された第２のキーファクタを受信するように構成され、第２のキーファクタは、第２のデバイスにより生成される。
【０１２４】
第１の復号モジュール１２０３は、第２のキーファクタを取得すべく、初期キーで暗号化され、第１の受信モジュールにより受信される第２のキーファクタを、第１のセキュアチャネルを介して復号するように構成される。
【０１２５】
第１のキー生成モジュール１２０４は、第１のキーファクタおよび第１の復号モジュール１２０３により復号された第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間に共有キーを生成するように構成される。
【０１２６】
図１３は、本開示のいくつかの実施形態によるキー生成装置を示すブロック図である。図１３に示されるように、図１２に示される実施形態に基づいて、第１の暗号化モジュール１２０１は、
第１のデバイスが、第２のデバイスと共にキーネゴシエーション手順を開始する必要がある場合、擬似ランダム関数によって第１のキーファクタを生成するように構成される第１のファクタ生成部１２０１１と、
第１の暗号化を受けた後の第１のキーファクタを取得すべく、第１のファクタ生成部により生成された第１のキーファクタを、初期キーで暗号化するように構成される第１の暗号化部１２０１２と、
第２の暗号化を受けた後の第１のキーファクタを取得すべく、第１の暗号化部１２０１２による第１の暗号化を受けた後の第１のキーファクタを第１のセキュアチャネルの第１の暗号化キーで暗号化するように構成される第２の暗号化部１２０１３と
を含み得る。
【０１２７】
一実施形態において、第１の復号モジュール１２０３は、
第１の復号を受けた後の第２のキーファクタを取得すべく、二重暗号化された第２のキーファクタを第１の暗号化キーで復号するように構成される第１の復号部１２０３１と、
第２のキーファクタを取得すべく、第１の復号部１２０３１により第１の復号を受けた後の第２のキーファクタを初期キーで復号するように構成される第２の暗号化部１２０３２と
を含む。
【０１２８】
一実施形態において、第１のキー生成モジュール１２０４は、
第１のデバイスと第２のデバイスとの間で共有される初期キーと、第１のデバイスのデバイスアイデンティティとを決定するように構成される第１の決定部１２０４１と、
第１の暗号化キー、第１の決定部１２０４１により決定されたデバイスアイデンティティ、第１のキーファクタ、および第１の復号モジュール１２０３により取得された第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを生成するように構成される第１のファクタ生成部１２０４２と
を含み得る。
【０１２９】
一実施形態において、第１のファクタ生成部１２０１１は、結合ストリングを取得すべく、初期キー、デバイスアイデンティティ、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを直列に連結し、結合ストリングを等しい長さの２つのサブストリングに分割し、２つのハッシュ結果を取得すべく、２つのサブストリングにそれぞれハッシュ演算を行い、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを取得すべく、２つのハッシュ結果に対してビットごとにＸＯＲ演算を行うように具体的に構成される。
【０１３０】
一実施形態において、装置は、
第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーの交換周期を決定するように構成される第１の決定モジュール１２０５と、
第１の決定モジュール１２０５により決定された交換周期に従って、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを再計算するように構成される第２の決定モジュール１２０６と、
第２の決定モジュール１２０６により再計算された第１のキーファクタおよび第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを交換するように構成される第１の交換モジュール１２０７と
をさらに含み得る。
【０１３１】
一実施形態において、装置は、
第１のデバイスから第２のデバイスに伝送される必要があるデータを決定するように構成される第３の決定モジュール１２０８と、
第３の決定モジュール１２０８により決定される伝送対象のデータを共有キーで暗号化し、暗号化データを第１のセキュアチャネルを介して第２のデバイスに送信するように構成されるデータ暗号化モジュール１２０９と
をさらに含み得る。
【０１３２】
一実施形態において、装置は、
伝送対象のデータを受信したときに第２のデバイスにより生成された応答データを、第１のセキュアチャネルを介して受信するように構成される第２の受信モジュール１２１０であって、応答データは、共有キーで既に暗号化されている、第２の受信モジュール１２１０と、
応答データを取得すべく、共有キーで暗号化された応答データを共有キーで復号するように構成される第２の復号モジュール１２１１と
をさらに含み得る。
【０１３３】
図１４は、本開示のいくつかの実施形態によるキー生成装置を示すブロック図である。図１４に示されるように、キー生成装置は、第３の受信モジュール１４０１、第３の復号モジュール１４０２および第２のキー生成モジュール１４０３を含み得る。
【０１３４】
第３の受信モジュール１４０１は、第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスから初期キーで暗号化された第１のキーファクタを受信するように構成され、初期キーは第１のデバイスと第２のデバイスとの間でプリセットされたキーである。
【０１３５】
第３の復号モジュール１４０２は、第１のキーファクタを取得すべく、初期キーで暗号化された第１のキーファクタを復号するように構成される。
【０１３６】
第２のキー生成モジュール１４０３は、第１のキーファクタおよび第２のデバイスにより生成された第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを生成するように構成される。
【０１３７】
図１５は、本開示のいくつかの実施形態によるキー生成装置を示すブロック図である。図１５に示されるように、図１４に示される実施形態に基づいて、第２のキー生成モジュール１４０３は、結合ストリングを取得すべく、初期キー、第１のデバイスのデバイスアイデンティティ、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを直列に連結し、結合ストリングを等しい長さの２つのサブストリングに分割し、２つのハッシュ結果を取得すべく、２つのサブストリングにそれぞれハッシュ演算を行い、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを取得すべく、２つのハッシュ結果に対してビットごとにＸＯＲ演算を行うように具体的に構成される。
【０１３８】
一実施形態において、装置はさらに、第２のデバイスにより生成された第２のキーファクタを初期キーで暗号化するように構成される第２の暗号化モジュール１４０４と、
初期キーで暗号化された第２のキーファクタを第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスに送信するように構成される第１の送信モジュール１４０５と
をさらに含み得る。
【０１３９】
一実施形態において、装置は、
第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーの交換周期を決定するように構成される第３の決定モジュール１４０６と、
交換周期に従って、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを再計算するように構成される第４の決定モジュール１４０７と、
再計算された第１のキーファクタおよび第２のキーファクタに従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーを交換するように構成される第２の交換モジュール１４０８と
をさらに含み得る。
【０１４０】
一実施形態において、装置は、
共有キーで暗号化されている伝送対象のデータを、第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスから受信するように構成される第４の受信モジュール１４０９と、
伝送対象のデータを共有キーで復号するように構成される第４の復号モジュール１４１０と
をさらに含み得る。
【０１４１】
一実施形態において、装置は、
伝送対象のデータを受信した後に応答データを生成するように構成される応答データ生成モジュール１４１１と、
応答データを共有キーで暗号化するように構成される第３の暗号化モジュール１４１２と、
共有キーで暗号化された応答データを、第２のセキュアチャネルを介して第１のデバイスに送信するように構成される第２の送信モジュール１４１３と
をさらに含み得る。
【０１４２】
前述の実施形態から分かるように、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタは、ゲートウェイデバイスにより転送されたときに初期キーで両方が暗号化される。初期キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスにプリセットされたキーである。従って、ゲートウェイデバイスは、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを知ることができないこととなる。第１のデバイスと第２のデバイスとの間の共有キーは、第１のキーファクタおよび第２のキーファクタを介して生成される。従って、最終的にネゴシエートされた共有キーは、第１のデバイスおよび第２のデバイスに知られるのみである。ゲートウェイデバイスはやはり、ネゴシエートされた共有キーを取得することができず、従って、第１のデバイスと第２のデバイスとの間のセキュアなデータ伝送を保証するもので、さらにデータが伝送中に違法にキャプチャーされるリスクが低減されるものである。
【０１４３】
当業者は、明細書を考慮し、本明細書に開示される実施形態を実践した後に本開示の他の実施を導き出すことができる。本開示は、本開示の任意の変形、使用または適応変更を網羅するように意図される。これらの変形、使用または適応変更は、本開示の一般原則に従い、本開示に開示されていない当該分野の常識または従来の技術手段を含む。明細書および実施形態は、例示的にのみ考慮され、本開示の真の範囲および主旨は、以下の特許請求の範囲により示される。
【０１４４】
用語「ｉｎｃｌｕｄｅ（含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（備える）」またはそれらの任意の他の変形は、非排他的な包含を網羅するように意図され、それにより、一連の要素を含むプロセス、方法、コモディティまたはデバイスは、それらの要素だけでなく、明らかに挙げられていない他の要素、またはそのようなプロセス、方法、コモディティまたはデバイスに固有である要素を含むことは、さらに留意すべきである。さらなる限定「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｏｎｅ（１つを含む）」なる説明により明確にされる要素は、さらなる限定はなく、要素を含むプロセス、方法、コモディティまたはデバイスにおいて、追加の同一要素の存在を排除するものではない。
【０１４５】
上記の説明は、本開示の例示的な実施形態にすぎず、本開示を限定するように意図されない。本開示の主旨および原理内で行われる任意の変更、等価な置換、改善などは、本開示の保護範囲に入るものとする。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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