(57)【要約】【課題】少ない記憶容量で鍵を更新することができる暗号通信システム等を提供する。【解決手段】無線親機１と複数の無線子機２Ａ、２Ｂとの間で暗号鍵を用いて暗号通信を行う暗号通信システムにおいて、無線子機２ＡがタイプＡの共通鍵によって暗号化された暗号通信パケットＳ１を無線親機１に送信すると、無線親機１は、無線子機２Ａに設定した共通鍵の使用頻度が高いので、当該無線子機２Ａの共通鍵を所定頻度よりも更新頻度が高いタイプＡの共通鍵とする。一方、無線子機２ＢがタイプＡの共通鍵によって暗号化された暗号通信パケットＳ５を無線親機１に送信すると、無線親機１は、無線子機２Ｂに設定した共通鍵の使用頻度が低いので、当該無線子機２Ｂの共通鍵を所定頻度よりも更新頻度が低いタイプＢの共通鍵とする。【選択図】図６
2013126089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
親機と複数の子機との間で暗号鍵を用いて暗号通信を行う暗号通信システムにおいて、
前記親機は、
前記子機ごとに前記暗号鍵を設定する親機暗号鍵設定手段と、
前記暗号鍵を所定の時間間隔で更新する暗号鍵更新手段と、
前記暗号鍵更新手段により更新された暗号鍵の履歴を記憶する暗号鍵記憶手段と、
前記子機ごとに、前記暗号鍵更新手段により更新され前記親機暗号鍵設定手段により設定された暗号鍵を、当該子機に送信する親機通信手段とを有し、
前記子機は、
前記親機から送信された前記暗号鍵を受信する子機通信手段と、
前記子機通信手段により受信した暗号鍵を自己の暗号鍵として設定する子機暗号鍵設定手段とを有し、
前記親機と前記子機との間で使用する暗号鍵を更新しながら暗号通信するものであって、
前記親機の暗号鍵記憶手段は、第１記憶部と第２記憶部とを含み、
前記暗号鍵更新手段は、前記第１記憶部に格納された暗号鍵に対して所定頻度よりも高い更新頻度で更新を行い、前記第２記憶部に格納された暗号鍵に対して所定頻度よりも低い更新頻度で更新を行い、
前記親機暗号鍵設定手段は、前記子機に設定した暗号鍵の使用頻度に応じて、当該子機との間で使用する暗号鍵を、前記第１記憶部に格納された暗号鍵又は前記第２記憶部に記憶された暗号鍵に設定すること
を特徴とする暗号通信システム。
【請求項２】
前記親機は、前記子機ごとの通信回数を記憶する通信回数記憶手段を有し、
前記親機暗号鍵設定手段は、前記通信回数記憶手段に記憶された子機の通信回数に基づいて、当該子機の暗号鍵を、前記第２記憶部に格納された暗号鍵から前記第１記憶部に記憶された暗号鍵に設定することを特徴とする請求項１に記載の暗号通信システム。
【請求項３】
前記暗号鍵設定手段は、前記子機が使用している暗号鍵からの前記親機暗号鍵更新手段による更新回数に基づいて、当該子機が使用している暗号鍵を、前記第１記憶部に格納された暗号鍵から前記第２記憶部に記憶された暗号鍵に切り換えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の暗号通信システム。
【請求項４】
親機と複数の子機との間で暗号鍵を用いて暗号通信を行う暗号通信システムの暗号鍵設定装置において、
前記子機ごとに前記暗号鍵を設定する親機暗号鍵設定手段と、
前記暗号鍵を所定の時間間隔で更新する暗号鍵更新手段と、
前記子機ごとに、前記暗号鍵更新手段により更新され前記親機暗号鍵設定手段により設定された暗号鍵を、当該子機に送信させる親機通信手段とを有し、
前記暗号鍵更新手段は、第１記憶部に格納された暗号鍵に対して所定頻度よりも高い更新頻度で更新を行い、第２記憶部に格納された暗号鍵に対して所定頻度よりも低い更新頻度で更新を行い、
前記親機暗号鍵設定手段は、前記子機に設定した暗号鍵の使用頻度に応じて、当該子機との間で使用する暗号鍵を、前記第１記憶部に格納された暗号鍵又は前記第２記憶部に記憶された暗号鍵に設定すること
を特徴とする暗号鍵設定装置。
【請求項５】
親機と複数の子機との間で暗号鍵を用いて暗号通信を行う暗号通信システムの暗号鍵設定装置のコンピュータにより実行される暗号鍵設定プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記子機ごとに前記暗号鍵を設定する親機暗号鍵設定手段、
前記暗号鍵を所定の時間間隔で更新する暗号鍵更新手段、
前記子機ごとに、前記暗号鍵更新手段により更新され前記親機暗号鍵設定手段により設定された暗号鍵を、当該子機に送信させる親機通信手段として機能させ、
前記暗号鍵更新手段は、第１記憶部に格納された暗号鍵に対して所定頻度よりも高い更新頻度で更新を行い、第２記憶部に格納された暗号鍵に対して所定頻度よりも低い更新頻度で更新を行い、
前記親機暗号鍵設定手段は、前記子機に設定した暗号鍵の使用頻度に応じて、当該子機との間で使用する暗号鍵を、前記第１記憶部に格納された暗号鍵又は前記第２記憶部に記憶された暗号鍵に設定すること
を特徴とする暗号鍵設定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置同士で暗号通信を行う暗号通信システム、暗号鍵設定装置、及び、暗号鍵設定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信装置同士で使用する共通鍵を更新する技術としては、下記の特許文献１等が知られている。この特許文献１には、新しい共通鍵に更新する際に通信装置のメモリ消費量を抑制しつつ、全ての通信装置間で暗号化したデータを用いて相互に通信することができなくなる期間の発生を防止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開番号第2005/107139
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１においては、鍵制御端末によって通信装置が保持している各世代の鍵を保持する必要があるため、最新の共通鍵を保持する端末が少ない場合は、共通鍵の数が増えるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、少ない記憶容量で鍵を更新することができる暗号通信システム、暗号鍵設定装置、及び、暗号鍵設定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係る暗号通信システムは、親機と複数の子機との間で暗号鍵を用いて暗号通信を行う暗号通信システムにおいて、前記親機は、前記子機ごとに前記暗号鍵を設定する親機暗号鍵設定手段と、前記暗号鍵を所定の時間間隔で更新する暗号鍵更新手段と、前記暗号鍵更新手段により更新された暗号鍵の履歴を記憶する暗号鍵記憶手段と、前記子機ごとに、前記暗号鍵更新手段により更新され前記親機暗号鍵設定手段により設定された暗号鍵を、当該子機に送信する親機通信手段とを有し、前記子機は、前記親機から送信された前記暗号鍵を受信する子機通信手段と、前記子機通信手段により受信した暗号鍵を自己の暗号鍵として設定する子機暗号鍵設定手段とを有し、前記親機と前記子機との間で使用する暗号鍵を更新しながら暗号通信するものであって、前記親機の暗号鍵記憶手段は、第１記憶部と第２記憶部とを含み、前記暗号鍵更新手段は、前記第１記憶部に格納された暗号鍵に対して所定頻度よりも高い更新頻度で更新を行い、前記第２記憶部に格納された暗号鍵に対して所定頻度よりも低い更新頻度で更新を行い、前記親機暗号鍵設定手段は、前記子機に設定した暗号鍵の使用頻度に応じて、当該子機との間で使用する暗号鍵を、前記第１記憶部に格納された暗号鍵又は前記第２記憶部に記憶された暗号鍵に設定することを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２の態様に係る暗号通信システムは、上記第１態様の暗号通信システムであって、前記親機は、前記子機ごとの通信回数を記憶する通信回数記憶手段を有し、前記暗号鍵設定手段は、前記通信回数記憶手段に記憶された子機の通信回数に基づいて、当該子機の暗号鍵を、前記第２記憶部に格納された暗号鍵から前記第１記憶部に記憶された暗号鍵に設定することを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の態様に係る暗号通信システムは、上記第１又は第２態様の暗号通信システムであって、前記暗号鍵設定手段は、前記子機が使用している暗号鍵からの前記暗号鍵更新手段による更新回数に基づいて、当該子機が使用している暗号鍵を、前記第１記憶部に格納された暗号鍵から前記第２記憶部に記憶された暗号鍵に切り換えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第４の態様に係る暗号鍵設定装置は、親機と複数の子機との間で暗号鍵を用いて暗号通信を行う暗号通信システムの暗号鍵設定装置において、前記子機ごとに前記暗号鍵を設定する親機暗号鍵設定手段と、前記暗号鍵を所定の時間間隔で更新する暗号鍵更新手段と、前記子機ごとに、前記暗号鍵更新手段により更新され前記親機暗号鍵設定手段により設定された暗号鍵を、当該子機に送信させる親機通信手段とを有し、前記暗号鍵更新手段は、第１記憶部に格納された暗号鍵に対して所定頻度よりも高い更新頻度で更新を行い、第２記憶部に格納された暗号鍵に対して所定頻度よりも低い更新頻度で更新を行い、前記親機暗号鍵設定手段は、前記子機に設定した暗号鍵の使用頻度に応じて、当該子機との間で使用する暗号鍵を、前記第１記憶部に格納された暗号鍵又は前記第２記憶部に記憶された暗号鍵に設定することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第５の態様に係る暗号鍵設定プログラムは、親機と複数の子機との間で暗号鍵を用いて暗号通信を行う暗号通信システムの暗号鍵設定装置のコンピュータにより実行される暗号鍵設定プログラムであって、前記コンピュータを、前記子機ごとに前記暗号鍵を設定する親機暗号鍵設定手段前記暗号鍵を所定の時間間隔で更新する暗号鍵更新手段、前記子機ごとに、前記暗号鍵更新手段により更新され前記親機暗号鍵設定手段により設定された暗号鍵を、当該子機に送信させる親機通信手段として機能させ、前記暗号鍵更新手段は、第１記憶部に格納された暗号鍵に対して所定頻度よりも高い更新頻度で更新を行い、第２記憶部に格納された暗号鍵に対して所定頻度よりも低い更新頻度で更新を行い、前記親機暗号鍵設定手段は、前記子機に設定した暗号鍵の使用頻度に応じて、当該子機との間で使用する暗号鍵を、前記第１記憶部に格納された暗号鍵又は前記第２記憶部に記憶された暗号鍵に設定すること特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、親機と子機との間における暗号鍵の使用頻度に応じて、親機と子機との間で使用する暗号鍵の更新頻度を変更することができる。したがって、本発明によれば、親機との通信頻度が低い子機の暗号鍵については更新頻度を低くでき、親機によって保持する暗号鍵の記憶容量を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態として示す暗号通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態として示す暗号通信システムにおける無線親機の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態として示す暗号通信システムにおける無線子機の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態として示す暗号通信システムにおける第１管理テーブルの構造を示す図である。
【図５】本発明の実施形態として示す暗号通信システムにおける第１管理テーブルの構造を示す図である。
【図６】本発明の実施形態として示す暗号通信システムにおける通信手順を示すシーケンス図である。
【図７】本発明の実施形態として示す暗号通信システムにおける無線親機による共通鍵設定動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
本発明の実施形態として示す暗号通信システムは、例えば図１に示すように構成される。この暗号通信システムは、無線親機１と複数の無線子機２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（以下、総称する場合には単に「無線子機２」と呼ぶ。）とを含む。暗号通信システムは、無線親機１と複数の無線子機２との間で暗号鍵を用いて暗号通信を行う。なお、以下の実施形態では、暗号通信システムによって暗号化と復号に同一の（共通の）鍵を用いる暗号方式である共通鍵暗号方式を利用し、当該暗号鍵として共通鍵を使用するものについて説明する。
【００１５】
無線親機１は、記憶部（暗号鍵記憶手段）１１、判断部１２を含む。無線親機１は、記憶部１１に、無線子機２との間で授受する無線信号を暗号化する共通鍵を記憶している。判断部１２は、無線信号を暗号化する共通鍵を設定するための判断を行う。この無線親機１は、無線子機２との間で使用する暗号鍵を設定する暗号鍵設定装置として機能する。
【００１６】
無線子機２は、記憶部２１を備える。無線子機２は、記憶部２１に、無線親機１との間で授受する無線信号を暗号化する共通鍵を記憶している。この無線子機２の共通鍵は、無線親機１の制御によって設定される。このような暗号通信システムは、無線親機１の無線インタフェース部１ｃと無線子機２の無線インタフェース部２ｂによって相互に無線信号を授受する。
【００１７】
この暗号通信システムにおいて、無線親機１は、無線子機２ごとに共通鍵を保持する必要がある。このため、無線親機１に接続される無線子機２の台数に比例して、無線子機２の共通鍵を記憶するための無線親機１における記憶部１１の記憶容量が増加する。無線親機１は、無線子機２の共通鍵の定期的な更新を行うために、少なくとも１台の無線子機２について２つの共通鍵を記憶する。したがって、無線子機２の接続数が６４台、鍵長が１６バイトの場合、１６×２×６４＝２０４８バイトの記憶容量を無線親機１に備える必要がある。
【００１８】
つぎに、上述した暗号通信システムにおける動作手順を説明する。暗号通信システムは、図１中の手順(1)〜(9)で示された動作を行う。
【００１９】
手順(1)は、初期設定として、初期共通秘密鍵を無線親機１の記憶部１１と無線子機２の記憶部２１とに事前に記憶しておく。
【００２０】
手順(2)は、無線親機１により、手順(1)にて記憶しておいた初期共通鍵を用いて、初期共通秘密鍵を生成して、記憶部１１に保存する。
【００２１】
手順(3)は、無線親機１にいよって、記憶部１１に記憶している初期共通秘密鍵を用いて、手順(2)にて生成した初期共通鍵を暗号化して、無線子機２に配布する。
【００２２】
手順(4)は、無線子機２によって、無線親機１から配布された初期共通鍵を受信して、記憶部２１に保存する。
【００２３】
手順(5)は、初期共通鍵を用いて、無線親機１と無線子機２間の暗号通信を行う。
【００２４】
手順(6)は、無線親機１の記憶部１１に保存している共通鍵を更新する。
【００２５】
手順(7)は、無線子機２によって記憶部２１に記憶された旧共通鍵を用いて、無線親機１宛に暗号通信する。
【００２６】
手順(8)は、無線親機１の判断部１２によって、無線子機２から送信された暗号通信データを参照して、旧共通鍵から更新する共通鍵をどの共通鍵にするかを判断する。
【００２７】
手順(9)は、無線親機１の判断部１２で判断された新共通鍵を、無線子機２に配布する。
【００２８】
これにより、暗号通信システムは、無線子機２についての共通鍵を更新しながら、無線親機１と無線子機２との間で暗号通信を行うことができる。
【００２９】
無線親機１は、例えば図２に示すように構成される。無線親機１は、記憶部１１、鍵管理部１３、通信処理部１４、無線インタフェース部１５、及び、無線アンテナ１６を含む。
【００３０】
記憶部１１（暗号鍵記憶手段）は、無線子機２との間で使用する共通鍵を記憶する。この記憶部１１に記憶される共通鍵は、鍵管理部１３によって所定の更新間隔で更新される。記憶部１１は、所定の更新回数に亘って更新された共通鍵の履歴を記憶する。
【００３１】
記憶部１１は、第１管理テーブル１１ａによって管理された共通鍵の記憶部（第１記憶部）と第２管理テーブル１１ｂによって管理された共通鍵の記憶部（第２記憶部）とを含む。第１記憶部と第２記憶部とは、単一の記憶装置における異なる領域であってもよく、物理的に分離したものであってもよい。第１管理テーブル１１ａによって管理された共通鍵と第２管理テーブル１１ｂによって管理された共通鍵とは、鍵管理部１３による共通鍵の更新頻度が異なる。第１管理テーブル１１ａによって管理された共通鍵は、所定頻度よりも高い更新頻度で更新される。第２管理テーブル１１ｂによって管理された共通鍵は、所定頻度よりも低い更新頻度で更新される。一例を挙げれば、第１管理テーブル１１ａによって管理されている共通鍵は一日ごとに更新される。一方、第２管理テーブル１１ｂによって管理されている共通鍵は、１ヶ月ごとに更新される。
【００３２】
鍵管理部１３は、無線子機２ごとに共通鍵を設定（判断）する機能（親機暗号鍵設定手段、判断部１２）と、共通鍵を所定の時間間隔で更新する機能（暗号鍵更新手段）とを含む。鍵管理部１３は、第１管理テーブル１１ａによって管理された共通鍵に対して所定頻度よりも高い更新頻度で更新を行う。また、鍵管理部１３は、第２管理テーブル１１ｂによって管理された共通鍵に対して所定頻度よりも低い更新頻度で更新を行う。なお、共通鍵の更新間隔は任意に設定できる。鍵管理部１３は、更新されている共通鍵のうち、どの鍵を使用するかを判断し、各無線子機２に設定する。なお、この共通鍵の設定動作については後述する。
【００３３】
本実施形態において、鍵管理部１３は、第１管理テーブル１１ａと第２管理テーブル１１ｂとの２つによって共通鍵を管理しているが、３つ以上のテーブルによって共通鍵を管理してもよい。例えば、３つのテーブルによって共通鍵を管理する場合、第１更新頻度で更新される共通鍵を第１管理テーブルにより管理する。第２更新頻度で更新される共通鍵を第２管理テーブルにより管理する。第３更新頻度で更新される共通鍵を第３管理テーブルにより管理する。また、更新頻度が高い順に第１更新頻度、第２更新頻度、第３更新頻度とし、管理する共通鍵数が少ない順に第１管理テーブル、第２管理テーブル、第３管理テーブルとする。
【００３４】
通信処理部１４、無線インタフェース部１５、及び、無線アンテナ１６は、複数の無線子機２との間で無線信号を授受する。特に、通信処理部１４、無線インタフェース部１５、及び、無線アンテナ１６は、無線子機２ごとに、鍵管理部１３により更新され、設定された共通鍵を、当該無線子機２に送信する親機通信手段として機能する。
【００３５】
通信処理部１４は、無線親機１から無線子機２に送信する通信データを暗号化し、無線子機２から送信された通信データを復号する。通信処理部１４は、鍵管理部１３によって設定された共通鍵を記憶部１１から取り出して、通信データに対する暗号化及び復号を行う。
【００３６】
無線インタフェース部１５は、通信処理部１４から供給された暗号データに所定の処理を施して無線信号を生成する。無線インタフェース部１５は、無線信号を無線電波として無線アンテナ１６から送出させる。無線アンテナ１６によって無線電波を受信した場合、無線インタフェース部１５は、無線電波から無線信号を生成する。無線インタフェース部１５は、無線信号に対して所定の処理を施して、暗号データを通信処理部１４に供給する。
【００３７】
無線子機２は、例えば図３に示すように構成される。無線子機２は、記憶部２１、通信処理部２２、無線インタフェース部２３、及び、無線アンテナ２４を含む。
【００３８】
記憶部２１は、無線親機１から送信された共通鍵を保持する鍵保持部２１ａ（子機暗号鍵設定手段）を含む。記憶部２１は、通信処理部２２から更新された共通鍵が供給された場合に、鍵保持部２１ａの共通鍵を書き換える。
【００３９】
通信処理部２２、無線インタフェース部２３、及び、無線アンテナ２４は、無線親機１との間で無線信号を授受する。特に、通信処理部２２、無線インタフェース部２３、及び、無線アンテナ２４は、無線親機１から送信された共通鍵を受信する子機通信手段として機能する。無線親機１から共通鍵を受信した場合に、記憶部２１は、当該受信した共通鍵を自己の共通鍵として設定する（子機暗号鍵設定手段）。
【００４０】
通信処理部２２は、無線子機２から無線親機１に送信する通信データを暗号化し、無線親機１から送信された通信データを復号する。通信処理部２２は、鍵保持部２１ａによって保持された共通鍵を取り出して、通信データに対する暗号化及び復号を行う。
【００４１】
無線インタフェース部２３は、通信処理部２２から供給された暗号データに所定の処理を施して無線信号を生成する。無線インタフェース部２３は、無線信号を無線電波として無線アンテナ２４から送出させる。無線アンテナ２４によって無線電波を受信した場合、無線インタフェース部２３は、無線電波から無線信号を生成する。無線インタフェース部２３は、無線信号に対して所定の処理を施して、暗号データを通信処理部２２に供給する。
【００４２】
このような暗号通信システムは、無線子機２と無線親機１との間で使用する共通鍵を更新しながら暗号通信する。このために、無線親機１の鍵管理部１３は、第１管理テーブル１１ａに格納された共通鍵に対して所定頻度よりも高い更新頻度で更新を行う。また、鍵管理部１３は、第２管理テーブル１１ｂに格納された共通鍵に対して所定頻度よりも低い更新頻度で更新を行う。更に、鍵管理部１３は、無線子機２に設定した共通鍵の使用頻度に応じて、当該無線子機２との間で使用する共通鍵を、第１管理テーブル１１ａに格納された共通鍵又は第２管理テーブル１１ｂに記憶された共通鍵に設定する。
【００４３】
第１管理テーブル１１ａは、例えば図４に示すようになる。第２管理テーブル１１ｂは、例えば図５に示すようになる。本実施形態において、第１管理テーブル１１ａによって管理されている共通鍵をタイプＡとし、第２管理テーブル１１ｂによって管理されている共通鍵をタイプＢとする。
【００４４】
第１管理テーブル１１ａには、共通鍵ＩＤ、世代番号、配信先アドレスが対応付けられている。一方、第２管理テーブル１１ｂには、共通鍵ＩＤ、世代番号、配信先アドレス、カウンタ（通信回数記憶手段）が対応付けられている。
【００４５】
共通鍵ＩＤは、共通鍵を識別する符号列である。
【００４６】
世代番号は、鍵管理部１３によって更新されている世代を表す番号である。世代番号は、鍵管理部１３によって共通鍵が更新される度に世代番号は増加する。無線子機２は、過去の通信内容を復元するため所定の世代数に亘る共通鍵を記憶しておく必要がある。世代番号は、世代が古くなって削除してもよい共通鍵を判断する際に参照される。
【００４７】
第１管理テーブル１１ａ及び第２管理テーブル１１ｂで管理する共通鍵の世代数をＮ個、Ｍ個で固定する。これによって、無線親機１で保存する共通鍵の個数を設定している。
【００４８】
無線子機２によって保持する世代数は、第１管理テーブル１１ａによって管理された共通鍵と第２管理テーブル１１ｂによって管理された共通鍵とで異なるものとすることができる。鍵管理部１３による更新頻度が高い第１管理テーブル１１ａによって管理された共通鍵は、所定の世代数（Ｎ代）に亘って記憶部１１に記憶される。鍵管理部１３による更新頻度が低い第２管理テーブル１１ｂによって管理されている共通鍵は、所定の世代数（Ｎ代）よりも少ない世代数（Ｍ代）に亘って記憶部１１に記憶される。すなわち、第２管理テーブル１１ｂによって管理されている単一の無線子機２当たりの共通鍵の記憶容量は、第１管理テーブル１１ａによって管理されている単一の無線子機２当たりの共通鍵の記憶容量よりも少なくできる。
【００４９】
第２管理テーブル１１ｂに含まれるカウンタは、第２管理テーブル１１ｂによって対応付けられた共通鍵ＩＤの共通鍵が使用される度にカウントアップされる。
【００５０】
このような暗号通信システムは、例えば図６に示すシーケンスによって、無線子機２に記憶される共通鍵を更新する。
【００５１】
先ず無線子機２Ａが、タイプＡの共通鍵によって暗号化された暗号通信パケットＳ１を無線親機１に送信する。この暗号通信パケットＳ１には、無線親機１にとっての旧共通鍵ＩＤが含まれているとする。
【００５２】
無線親機１は、暗号通信パケットＳ１を受信すると、当該暗号通信パケットＳ１に対して応答Ｓ２を送信する。無線親機１は、暗号通信パケットＳ１に含まれている共通鍵ＩＤが、第１管理テーブル１１ａによって管理されている共通鍵の旧共通鍵ＩＤとなっていることを判断する。無線親機１は、当該暗号通信パケットＳ１を送信した無線子機２についての共通鍵を更新する。このとき、無線親機１は、無線子機２Ａに設定した共通鍵の使用頻度に応じて、当該無線子機２Ａとの間で使用する共通鍵を、第１記憶部に格納された共通鍵又は第２記憶部に記憶された共通鍵に設定する。すなわち、無線親機１は、共通鍵の使用頻度に応じて、当該無線子機２Ａとの間で使用する共通鍵を、第１管理テーブル１１ａによって管理されている共通鍵又は第２管理テーブル１１ｂによって管理されている共通鍵に更新する。
【００５３】
本例においては、無線子機２Ａの共通鍵の使用頻度が所定頻度よりも高いので、第１管理テーブル１１ａによって管理されているタイプＡの共通鍵を選択する。無線親機１は、選択した新たな共通鍵、当該新たな共通鍵によって暗号化された暗号データ、及び、当該新しい共通鍵ＩＤを含む新鍵配布メッセージＳ３を無線子機２Ａに送信する。
【００５４】
無線子機２Ａは、新鍵配布メッセージＳ３を受信する。無線子機２Ａは、新鍵配布メッセージＳ３に含まれる新たな共通鍵及び当該新たな共通鍵の共通鍵ＩＤを鍵保持部２１ａに記憶する。無線子機２Ａは、新たな共通鍵の設定を行ったことに応じて応答Ｓ４を無線親機１に送信する。
【００５５】
その後、無線子機２Ｂが、タイプＡの共通鍵によって暗号化された暗号通信パケットＳ５を無線親機１に送信する。この暗号通信パケットＳ５には、無線親機１にとっての旧共通鍵ＩＤが含まれているとする。
【００５６】
無線親機１は、暗号通信パケットＳ５を受信すると、当該暗号通信パケットＳ５に対して応答Ｓ６を送信する。無線親機１は、暗号通信パケットＳ５に含まれている共通鍵ＩＤが、第１管理テーブル１１ａによって管理されている共通鍵の旧共通鍵ＩＤとなっていることを判断する。無線親機１は、当該暗号通信パケットＳ５を送信した無線子機２についての共通鍵を更新する。このとき、無線親機１は、無線子機２Ａに設定していた共通鍵の使用頻度に応じて、当該無線子機２Ｂとの間で使用する共通鍵を、第１記憶部に格納された共通鍵又は第２記憶部に記憶された共通鍵に設定する。すなわち、無線親機１は、共通鍵の使用頻度に応じて、当該無線子機２Ｂとの間で使用する共通鍵を、第１管理テーブル１１ａによって管理されている共通鍵又は第２管理テーブル１１ｂによって管理されている共通鍵に更新する。
【００５７】
本例においては、無線子機２Ｂの共通鍵の使用頻度が所定頻度よりも低いので、第２管理テーブル１１ｂによって管理されているタイプＢの共通鍵を選択する。無線親機１は、選択した新たな共通鍵、当該新たな共通鍵によって暗号化された暗号データ、及び、当該新しい共通鍵ＩＤを含む新鍵配布メッセージＳ７を無線子機２Ｂに送信する。
【００５８】
無線子機２Ｂは、新鍵配布メッセージＳ７を受信する。無線子機２Ｂは、新鍵配布メッセージＳ７に含まれる新たな共通鍵及び当該新たな共通鍵の共通鍵ＩＤを鍵保持部２１ａに記憶する。無線子機２Ｂは、新たな共通鍵の設定を行ったことに応じて応答Ｓ８を無線親機１に送信する。
【００５９】
なお、このシーケンスでは、無線子機２から無線親機１に暗号通信パケットを送信した場合に共通鍵の更新を行うようにしている。しかし、これに限らず、無線親機１によって無線子機２の共通鍵を更新したことに応じて、当該無線子機２に新たな共通鍵を送信してもよい。この場合、無線親機１は、共通鍵の更新時に、無線子機２の共通鍵の使用頻度に応じてタイプＡの共通鍵又はタイプＢの共通鍵を選択することとなる。
【００６０】
上述したように、無線親機１は、無線子機２の共通鍵を、タイプＡの共通鍵とタイプＢの共通鍵との間で変更できる。このような無線親機１における共通鍵設定動作について、図７を参照して説明する。この共通鍵設定動作は、例えば無線親機１に記憶された共通鍵設定プログラム（暗号鍵設定プログラム）を、無線親機１のコンピュータが実行することによって実現される。
【００６１】
この共通鍵設定動作は、無線子機２から暗号通信パケットを受信したことに応じて開始する。先ずステップＳＴ１において、暗号通信パケットに含まれている共通鍵ＩＤ及び世代番号を参照して、無線子機２にとっての最新の共通鍵を使用しているか否かを判定する。すなわち、無線親機１は、最新の世代の共通鍵と同じ共通鍵を使用しているかを判断する。最新の共通鍵である場合にはステップＳＴ２に処理を進め、そうでない場合にはステップＳＴ５に処理を進める。
【００６２】
ステップＳＴ２において、無線親機１は、暗号通信パケットに含まれている共通鍵ＩＤを参照して、無線子機２により使用している共通鍵がタイプＡか否かを判定する。このとき、無線親機１は、受信した共通鍵ＩＤが第１管理テーブル１１ａに存在するかを判定する。共通鍵がタイプＡである場合には処理を終了する。これにより、第１管理テーブル１１ａによって管理されている共通鍵における所定頻度よりも高い更新頻度の間に無線子機２から暗号通信パケットが送信された場合には、そのままのタイプＡの共通鍵を更新しない。一方、タイプＡではない場合にはステップＳＴ３に処理を進める。
【００６３】
ステップＳＴ３において、無線親機１は、共通鍵がタイプＢであるので、第２管理テーブル１１ｂを参照し、暗号通信パケットに含まれていた共通鍵ＩＤのカウンタを取得する。無線親機１は、カウンタを参照して、共通鍵の通信回数が所定回数Ｘ以上であるか否かを判定する。この所定回数Ｘは、タイプＢの共通鍵の更新頻度の間の通信回数が多いためタイプＡの共通鍵として管理した方が望ましいと考え得る値が設定されている。共通鍵の通信回数が所定回数Ｘ以上である場合、ステップＳＴ４に処理を進め、そうでない場合には、処理を終了する。すなわち、タイプＢの共通鍵の通信回数が所定回数Ｘ以上ではない場合には、共通鍵の更新頻度を高める必要がないものと判定する。これにより無線親機１は、無線子機２の共通鍵をタイプＢのままで維持する。
【００６４】
ステップＳＴ４において、無線親機１は、無線子機２に、タイプＡの共通鍵を配布する。このとき、無線親機１は、新たに共通鍵を更新し、当該共通鍵を、第１管理テーブル１１ａによって管理する共通鍵に設定する。また、無線親機１は、当該新たな共通鍵を第１記憶部に記憶することとなる。
【００６５】
ステップＳＴ１において最新の共通鍵ではないと判定されたステップＳＴ５において、無線親機１は、当該共通鍵がタイプＡであるか否かを判定する。タイプＡである場合にはステップＳＴ６に処理を進め、そうでない場合にはステップＳＴ９に処理を進める。
【００６６】
ステップＳＴ６において、無線親機１は、使用されている共通鍵がＮ世代以上も前の共通鍵か否かを判定する。このとき、無線親機１は、第１管理テーブル１１ａを参照して、当該共通鍵に対応した情報がある場合には、当該共通鍵がＮ世代も前のものではないと判断する。一方、第１管理テーブル１１ａに当該共通鍵に対応した情報がない場合には、Ｎ世代以上も前に更新された共通鍵であって第１管理テーブル１１ａから消去されていると判定する。このステップＳＴ６が肯定判定された場合には処理をステップＳＴ７に進め、否定判定された場合にはステップＳＴ８に処理を進める。
【００６７】
なお、この世代数のしきい値は、第１管理テーブル１１ａに記憶する世代数ではなくてもよく、任意の値であってもよい。この世代数のしきい値は、第１管理テーブル１１ａによって管理されている共通鍵の数と、第２管理テーブル１１ｂによって管理されている共通鍵の数との兼ね合いで決定してもよい。
【００６８】
ステップＳＴ７において、無線親機１は、新たに共通鍵を更新し、無線子機２に、タイプＢの最新の共通鍵を配布する。このとき、無線親機１は、新たな共通鍵の共通鍵ＩＤ、無線子機２のアドレスを第２管理テーブル１１ｂに設定する。これにより、無線親機１は、タイプＡの共通鍵を減じて、タイプＢの共通鍵を増加させる。
【００６９】
ステップＳＴ８において、無線親機１は、新たに共通鍵を更新し、無線子機２に、タイプＡの最新の共通鍵を配布する。このとき、無線親機１は、新たな共通鍵の共通鍵ＩＤ、無線子機２のアドレスを第１管理テーブル１１ａに設定する。
【００７０】
ステップＳＴ５にてタイプＡの共通鍵ではないと判定された後のステップＳＴ９において、無線親機１は、使用されている共通鍵がＭ世代以上も前の共通鍵か否かを判定する。このとき、無線親機１は、第２管理テーブル１１ｂを参照して、当該共通鍵に対応した情報がある場合には、当該共通鍵がＭ世代も前のものではないと判断する。一方、第２管理テーブル１１ｂに当該共通鍵に対応した情報がない場合には、Ｍ世代以上も前に更新された共通鍵であって第２管理テーブル１１ｂから消去されていると判定する。このステップＳＴ９が肯定判定された場合には処理をステップＳＴ１０に進め、否定判定された場合にはステップＳＴ１１に処理を進める。
【００７１】
ステップＳＴ１１において、無線親機１は、新たに共通鍵を更新し、無線子機２に、タイプＢの最新の共通鍵を配布する。このとき、無線親機１は、新たな共通鍵の共通鍵ＩＤ、無線子機２のアドレスを第２管理テーブル１１ｂに設定する。
【００７２】
ステップＳＴ１０において、無線親機１は、共通鍵の初期化を行って、初期共通鍵を無線子機２に配布する。このとき、初期共通鍵に対応する共通鍵ＩＤ、無線子機２のアドレスを第２管理テーブル１１ｂに追加する。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態として示した暗号通信システムによれば、無線親機１と無線子機２との間における共通鍵の使用頻度に応じて、無線親機１と無線子機２との間で使用する共通鍵の更新頻度を変更することができる。したがって、この暗号通信システムによれば、無線親機１との通信頻度が低い無線子機２の共通鍵については更新頻度を低くでき、無線親機１によって保持する共通鍵の記憶容量を抑制できる。
【００７４】
また、この暗号通信システムによれば、無線親機１との通信頻度が低いにも拘わらず、無線子機２の共通鍵の更新を行う必要が少なくなる。例えば無線親機１から無線子機２に更新された共通鍵を送信する場合、無線子機２は所定の世代数の共通鍵を保持する必要がある。したがって、この暗号通信システムによれば、無線子機２における共通鍵の記憶容量も抑制できる。
【００７５】
更に、この暗号通信システムによれば、第１管理テーブル１１ａ及び第２管理テーブル１１ｂにより管理する共通鍵の数を調整することもできる。このため、鍵管理部１３は、無線子機２ごとに管理する共通鍵の世代数を調整する。例えば、無線親機１に接続される無線子機２が増加するほど、管理する共通鍵の世代数を少なくする。これにより、無線親機１に接続される無線子機２が増加しても、無線親機１の共通鍵のための記憶容量が増加することを抑制でき、少ない容量でかぎ更新を実現できる。
【００７６】
また、この暗号通信システムによれば、無線親機１によって無線子機２ごとの通信回数を記憶する。これにより、無線親機１は、無線子機２の通信回数に基づいて、当該無線子機２の共通鍵を、第２記憶部に格納された共通鍵から第１記憶部に記憶された共通鍵に設定することができる。すなわち、通信回数に基づいて、第２管理テーブル１１ｂによって管理されている共通鍵から第１管理テーブル１１ａによって管理されている共通鍵に設定変更できる。これにより、第２管理テーブル１１ｂのカウンタが多い場合には、自動的に共通鍵の更新頻度を高くすることができ、高頻度通信を行う無線子機２に対しては頻繁に鍵交換を行い、セキュリティレベルを高く保ことができる。
【００７７】
更に、この暗号通信システムによれば、無線子機２が使用している共通鍵の世代に対する無線親機１による更新回数（世代）に基づき、当該無線子機２が使用している共通鍵を、第１記憶部に格納された共通鍵から第２記憶部に記憶された共通鍵に切り換える。すなわち、第１管理テーブル１１ａによって管理されている共通鍵の更新回数が所定のＮ世代以上となった場合には、自動的に第２管理テーブル１１ｂによって管理されている共通鍵に設定できる。これにより、通信頻度が低い無線子機２の共通鍵を、更新頻度の低い共通鍵に自動で変更することによって、無線親機１の処理負荷を減らすことができる。
【００７８】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００７９】
１  無線親機
２  無線子機
１１  記憶部（暗号鍵記憶手段、第１記憶部、第２記憶部）
１１ａ  第１管理テーブル（第１記憶部）
１１ｂ  第２管理テーブル（第２記憶部）
１２  判断部（親機暗号鍵設定手段）
１３  鍵管理部（親機暗号鍵設定手段、暗号鍵更新手段）
１４  通信処理部（親機通信手段）
１５  無線インタフェース部（親機通信手段）
１６  無線アンテナ（親機通信手段）
２１ａ  鍵保持部（子機暗号鍵設定手段）
２２  通信処理部（子機通信手段）
２３  無線インタフェース部（子機通信手段）
２４  無線アンテナ（子機通信手段）
【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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