(57)【要約】【課題】通信の安定性を高めること。【解決手段】通信機器８１は、通信機器９１に送信するストリームを共通鍵で暗号化データに暗号化する暗号化部８１２と、通信機器９１に対し、共通鍵で暗号化した暗号化データを送信する通信部８１３と、共通鍵の更新タイミングになった後、通信部８１３が更新タイミングの次に送信を開始した暗号化データの暗号化前のストリームを用いて、共通鍵を更新する共通鍵更新部８１１と、通信機器９１に送信するストリームが発生した時点で、更新タイミングの前後の所定時間以内にある場合、暗号化部８１２によるストリームの暗号化及び通信部８１３による暗号化データの送信を開始しないよう制御する制御部８１４と、を備える。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の他通信機器に送信するストリームを共通鍵で暗号化データに暗号化する暗号化部と、
前記第１の他通信機器に対し、前記共通鍵で暗号化した暗号化データを送信する通信部と、
前記共通鍵の更新タイミングになった後、前記通信部が前記更新タイミングの次に送信を開始した暗号化データの暗号化前のストリームを用いて、前記共通鍵を更新する共通鍵更新部と、
前記第１の他通信機器に送信するストリームが発生した時点で、前記更新タイミングの前後の所定時間以内にある場合、前記暗号化部によるストリームの暗号化及び前記通信部による暗号化データの送信を開始しないよう制御する制御部と、
を備える通信機器。
【請求項２】
前記制御部は、
前記第１の他通信機器に送信するストリームが発生した時点で、前記更新タイミングの前後の前記所定時間以外にある場合、前記暗号化部によるストリームの暗号化及び前記通信部による暗号化データの送信を開始するよう制御する、
請求項１に記載の通信機器。
【請求項３】
前記第１の他通信機器と前記通信機器との間の時刻ずれが所定誤差に収まるように時刻を補正する時刻同期部をさらに備え、
前記制御部は、
前記所定時間を、前記所定誤差に設定する、
請求項１に記載の通信機器。
【請求項４】
前記第１の他通信機器にストリームを送信又は前記通信機器からストリームを受信する第２の他通信機器が存在する場合、前記第１の他通信機器又は前記第２の他通信機器と前記通信機器との間の時刻ずれが所定誤差に収まるように時刻を補正する時刻同期部をさらに備え、
前記制御部は、
前記所定時間を、前記所定誤差の２倍に設定する、
請求項１に記載の通信機器。
【請求項５】
前記通信部は、
前記第１の他通信機器から暗号化データを受信し、
前記通信機器は、
前記第１の他通信機器から受信する暗号化データを前記共通鍵でストリームに復号化する復号化部をさらに備え、
前記共通鍵更新部は、
前記共通鍵の更新タイミングになった後、前記通信部が、前記更新タイミングの次に、暗号化データの受信よりも先に暗号化データの送信を先に開始した場合、該送信を開始した暗号化データの暗号化前のストリームを用いて、前記共通鍵を更新する、
請求項１に記載の通信機器。
【請求項６】
前記共通鍵更新部は、
前記共通鍵の更新タイミングになった後、前記通信部が、前記更新タイミングの次に、暗号化データの送信よりも先に暗号化データの受信を開始した場合、該受信を開始した暗号化データを復号化したストリームを用いて、前記共通鍵を更新する、
請求項５に記載の通信機器。
【請求項７】
前記共通鍵更新部は、
インデックス番号と、該インデックス番号に対応する固定キーと、を格納した固定キーテーブルを備え、
前記共通鍵の更新タイミングになった後、前記通信部が、前記更新タイミングの次に、暗号化データの受信よりも先に暗号化データの送信を開始した場合、該送信を開始した暗号化データの暗号化前のストリームをバイト単位で加算し、該加算値の下位１バイトをインデックス番号とし、該インデックス番号に対応する固定キーを前記固定キーテーブルから取得し、該取得した固定キーに前記共通鍵を更新する、
請求項５に記載の通信機器。
【請求項８】
前記共通鍵更新部は、
インデックス番号と、該インデックス番号に対応する固定キーと、を格納した固定キーテーブルを備え、
前記共通鍵の更新タイミングになった後、前記通信部が、前記更新タイミングの次に、暗号化データの送信よりも先に暗号化データの受信を開始した場合、該受信を開始した暗号化データを復号化したストリームをバイト単位で加算し、該加算値の下位１バイトをインデックス番号とし、該インデックス番号に対応する固定キーを前記固定キーテーブルから取得し、該取得した固定キーに前記共通鍵を更新する、
請求項６に記載の通信機器。
【請求項９】
通信機器と、
第１の他通信機器と、を備え、
前記通信機器は、
前記第１の他通信機器に送信するストリームを共通鍵で暗号化データに暗号化する暗号化部と、
前記第１の他通信機器に対し、前記共通鍵で暗号化した暗号化データを送信する第１通信部と、
前記共通鍵の更新タイミングになった後、前記第１通信部が前記更新タイミングの次に送信を開始した暗号化データの暗号化前のストリームを用いて、前記共通鍵を更新する第１共通鍵更新部と、
前記第１の他通信機器に送信するストリームが発生した時点で、前記更新タイミングの前後の所定時間以内にある場合、前記暗号化部によるストリームの暗号化及び前記第１通信部による暗号化データの送信を開始しないよう制御する制御部と、
を備え、
前記第１の他通信機器は、
前記通信機器から、前記共通鍵でストリームを暗号化した暗号化データを受信する第２通信部と、
前記第２通信部が受信した暗号化データを前記共通鍵でストリームに復号化する復号化部と、
前記共通鍵の更新タイミングになった後、前記第２通信部が前記更新タイミングの次に受信を開始した暗号化データを復号化したストリームを用いて、前記共通鍵を更新する第２共通鍵更新部と、
を備える、通信システム。
【請求項１０】
前記通信機器は、
前記第１の他通信機器と前記通信機器との間の時刻ずれが所定誤差に収まるように時刻を補正する第１時刻同期部をさらに備え、
前記制御部は、
前記所定時間を、前記所定誤差に設定し、
前記第１の他通信機器は、
前記通信機器と前記第１の他通信機器との間の時刻ずれが所定誤差に収まるように時刻を補正する第２時刻同期部をさらに備える、
請求項９に記載の通信システム。
【請求項１１】
前記第１の他通信機器にストリームを送信又は前記通信機器からストリームを受信する第２の他通信機器をさらに備え、
前記通信機器は、
前記第１の他通信機器又は前記第２の他通信機器と前記通信機器との間の時刻ずれが所定誤差に収まるように時刻を補正する第１時刻同期部をさらに備え、
前記制御部は、
前記所定時間を、前記所定誤差の２倍に設定し、
前記第１の他通信機器は、
前記通信機器又は前記第２の他通信機器と前記第１の他通信機器との間の時刻ずれが所定誤差に収まるように時刻を補正する第２時刻同期部をさらに備える、
請求項９に記載の通信システム。
【請求項１２】
通信機器による通信方法であって、
第１の他通信機器に送信するストリームを共通鍵で暗号化データに暗号化する暗号化処理を行い、
前記第１の他通信機器に対し、前記共通鍵で暗号化した暗号化データを送信する送信処理を行い、
前記共通鍵の更新タイミングになった後、前記更新タイミングの次に送信を開始した暗号化データの暗号化前のストリームを用いて、前記共通鍵を更新し、
前記第１の他通信機器に送信するストリームが発生した時点で、前記更新タイミングの前後の所定時間以内にある場合、前記暗号化処理及び前記送信処理を開始しないよう制御する、
通信方法。
【請求項１３】
前記第１の他通信機器と前記通信機器との間の時刻ずれが所定誤差に収まるように時刻を補正し、
前記所定時間を、前記所定誤差に設定する、
請求項１２に記載の通信方法。
【請求項１４】
前記第１の他通信機器にストリームを送信又は前記通信機器からストリームを受信する第２の他通信機器が存在する場合、前記第１の他通信機器又は前記第２の他通信機器と前記通信機器との間の時刻ずれが所定誤差に収まるように時刻を補正し、
前記所定時間を、前記所定誤差の２倍に設定する、
請求項１２に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信機器に関し、例えば、共通鍵暗号方式で通信を行う通信機器に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
Ethernet（登録商標）AVB（Audio Video Bridging）は、PC（Personal Computer）や民生品のLAN（Local Area Network）として広く使われているEthernet（登録商標）と互換性がある、車載ネットワーク向けの通信規格である。
Ethernet（登録商標）AVBは、Ethernet（登録商標）の知識や技術、開発機器を流用できることから、非常に効率的である。その反面、Ethernet（登録商標）AVBは、PC等を用いて誰でも簡単にデータを参照したり、送信したりすることができる。そのため、これまで以上にセキュリティを強固にすることが重要になっている。
【０００３】
通信機器間の通信を安全に行うための関連技術として、例えば、特許文献１には、通信機器が、共通鍵暗号方式で通信を行い、所定のタイミングで新たな共通鍵に更新する技術が開示されている。具体的には、特許文献１においては、第一機器及び第二機器のそれぞれは、インデックス情報を有する複数の固定鍵データが格納された固定鍵テーブルを備える。第一機器は、固定鍵テーブルから固定鍵データを選択して所定の演算処理により共通鍵データを生成すると共に、選択した固定鍵データが有するインデックス情報を第二機器に送信する。第二機器は、第一機器から受信したインデックス情報に対応する固定鍵データを固定鍵テーブルから取得し、上記所定の演算処理により共通鍵データを生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４７３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の特許文献１においては、共通鍵に関連するインデックス情報を通信経路上に送出するため、このインデックス情報を基に、データが復号されてしまう危険性があり、通信の安全性が低いという問題があった。
【０００６】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施の形態によれば、通信機器は、共通鍵の更新タイミングになった後、更新タイミングの次に送信を開始した暗号化データの暗号化前のストリームを用いて、共通鍵を更新する。また、通信機器は、ストリームが発生した時点で、更新タイミングの前後の所定時間以内にある場合、ストリームの暗号化及び暗号化データの送信を開始しない。
【発明の効果】
【０００８】
前記一実施の形態によれば、上述した課題の解決に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】通信機器間の更新タイミングの時刻ずれの間に、ストリームの境界が存在する場合の問題を説明する図である。
【図２】各実施の形態に係る、共通鍵の更新タイミングの前後の所定時間以内の期間を、ストリームの送信を開始しない期間とする構成を説明する図である。
【図３】実施の形態１に係る通信システムの構成例を示す図である。
【図４】実施の形態１，２，４に係る送信機器のブロック構成例を示すブロック図である。
【図５】実施の形態１〜４に係る固定キーテーブルＴＢの一例を示す図である。
【図６】実施の形態１，２，４に係る受信機器のブロック構成例を示すブロック図である。
【図７Ａ】実施の形態１に係る通信システムによる通信方法の例を説明するフローチャートである。
【図７Ｂ】実施の形態１に係る通信システムによる通信方法の例を説明するフローチャートである。
【図８】実施の形態２に係る通信システムの構成例を示す図である。
【図９Ａ】実施の形態２に係る通信システムによる通信方法の例を説明するフローチャートである。
【図９Ｂ】実施の形態２に係る通信システムによる通信方法の例を説明するフローチャートである。
【図１０】実施の形態３に係る通信システムの構成例を示す図である。
【図１１】実施の形態３に係る子機のブロック構成例を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態３に係る親機のブロック構成例を示すブロック図である。
【図１３Ａ】実施の形態３に係る通信システムによる通信方法の例を説明するフローチャートである。
【図１３Ｂ】実施の形態３に係る通信システムによる通信方法の例を説明するフローチャートである。
【図１３Ｃ】実施の形態３に係る通信システムによる通信方法の例を説明するフローチャートである。
【図１４】図１３Ｃにおける共通鍵更新判定１，２の処理の例を説明するフローチャートである。
【図１５】実施の形態４に係る通信システムの構成例を示す図である。
【図１６】実施の形態１〜４を概念的に示した通信システムのブロック構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又はそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１１】
また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００１２】
＜各実施の形態の概要＞
まず、以下で説明する各実施の形態の概要について説明する。
各実施の形態においては、通信機器は、共通鍵暗号方式でストリームの通信を行い、所定の更新タイミングで新たな共通鍵への更新を行う。この点は特許文献１と同様である。ただし、特許文献１とは異なり、通信機器は、更新タイミングの次に送信又は受信を開始するストリームを用いて、共通鍵を更新する。したがって、特許文献１のように、通信機器間の通信経路上に、共通鍵に関連する情報（特許文献１の場合はインデックス情報）を送出しないため、特許文献１と比較して、通信の安全性を高めることができる。
【００１３】
しかし、ストリームの通信を行う通信機器間では、時刻ずれが生じることがあり、一方の通信機器における更新タイミングと他方の通信機器における更新タイミングとの時刻ずれの間にストリームの境界が存在する場合には、通信機器間で共通鍵の更新に用いるストリームが不一致になる可能性がある。以下、この問題について説明する。
【００１４】
Ethernet（登録商標）AVBに従ってストリームの通信を行う通信機器間では、Ethernet（登録商標）AVBの時刻同期機能によって、一方がGrand Master、他方がSlaveとなり、Slaveは、Grand Masterに対する時刻ずれが±1μsの誤差範囲に収まるように時刻を補正する。そのため、Grand MasterとSlaveとの間では、最大1μsの時刻ずれが生じる。
【００１５】
図１において、逆三角形は、Grand Master及びSlaveのそれぞれにおける共通鍵の鍵更新タイミングを示しており、共通鍵の鍵更新タイミングには最大1μsの時刻ずれが生じている。また、Grand Masterにおける鍵更新タイミングｔ１とSlaveにおける鍵更新タイミングｔ２との時刻ずれの間にはストリームの境界が存在している。
【００１６】
例えば、Grand Masterが送信側、Slaveが受信側となる場合、Grand Masterにとっては、鍵更新タイミングｔ１の次に送信を開始するストリームは、ストリーム＃３となる。そのため、Grand Masterは、ストリーム＃３を用いて、共通鍵を更新する。その一方、Slaveにとっては、鍵更新タイミングの次に受信を開始するストリームは、既に受信を開始しているストリーム＃３ではなく、ストリーム＃４となる。そのため、Slaveは、ストリーム＃４を用いて、共通鍵を更新する。したがって、Grand MasterとSlaveとの間では、共通鍵の更新に用いるストリームが不一致となってしまう。
【００１７】
これを回避するために、各実施の形態においては、図２に示されるように、送信側の通信機器（この例ではGrand Master）は、鍵更新タイミングの前後1μsの期間を、ストリームの送信を開始しない送信停止期間としている。これにより、Grand Masterにとっては、鍵更新タイミングｔ１の次に送信を開始するストリームは、ストリーム＃３となり、また、Slaveにとっても、鍵更新タイミングｔ２の次に受信を開始するストリームは、ストリーム＃３となる。したがって、Grand MasterとSlaveとの間で、共通鍵の更新に用いるストリームを一致させることができる。
【００１８】
なお、図１及び図２に示される例は、２台の通信機器が１対１通信を行う例であるが、３台以上の通信機器が１対多通信や多対多通信を行う場合がある。この場合、３台以上の通信機器のうちの１台がGrand Master、その他の通信機器がSlaveとなり、Slaveは、Grand Masterに対する時刻ずれが±1μsの誤差範囲に収まるように時刻を補正する。したがって、通信システムに３台以上の通信機器が含まれる場合は、Grand Master以外のSlave間では最大2μsの時刻ずれが生じることになる。そのため、通信システムに３台以上の通信機器が含まれる場合、送信側の通信機器は、更新タイミングの前後2μsの期間を、ストリームの送信を開始しない送信停止期間とすれば良い。
【００１９】
＜実施の形態１＞
＜実施の形態１の構成＞
図３に、本実施の形態１に係る通信システムの構成例を示す。図３に示されるように、本実施の形態１に係る通信システムは、１台の送信機器１１Ａ及び１台の受信機器２１Ａが１対１通信を行う構成である。本実施の形態１に係る通信システムは、１台の送信機器１１Ａ、１台の受信機器２１Ａ、１台のカメラ１２、及び１台のディスプレイ２２を備えている。１台の送信機器１１Ａ及び１台の受信機器２１Ａは直接接続されている。送信機器１１Ａは通信機器の一例であり、受信機器２１Ａは第１の他通信機器の一例である。
【００２０】
送信機器１１Ａは、カメラ１２から得たカメラ画像から映像を入力し、映像ストリームを暗号化した暗号化映像データを受信機器２１Ａに送信する。受信機器２１Ａは、送信機器１１Ａから受信した暗号化映像データを映像ストリームに復号化し、ディスプレイ２２に映像を出力する。送信機器１１Ａ及び受信機器２１Ａは、Ethernet（登録商標）AVBの時刻同期機能によって時刻同期を行い、Slaveは、Grand Masterに対する時刻ずれが±1μsの誤差範囲に収まるように時刻を補正するものとする。ここでは、受信機器２１ＡがGrand Masterに選択され、送信機器１１ＡがSlaveになるものとする。
【００２１】
図４に、本実施の形態１に係る送信機器１１Ａのブロック構成例を示す。図４に示されるように、本実施の形態１に係る送信機器１１Ａは、時刻同期部１１１、共通鍵更新部１１２、映像入力部１１３、暗号化部１１４、通信部１１５、及び制御部１１６を備えている。
【００２２】
時刻同期部１１１は、Ethernet（登録商標）AVBの時刻同期機能によって受信機器２１Ａと時刻同期を行う。本実施の形態１では、受信機器２１ＡがGrand Masterに選択されるため、時刻同期部１１１は、受信機器２１Ａに対する時刻ずれが±1μsの誤差範囲に収まるように時刻を補正する。
映像入力部１１３は、カメラ１２から得たカメラ画像から映像を入力する。
【００２３】
暗号化部１１４は、映像入力部１１３によって入力された映像ストリームを、共通鍵で暗号化映像データに暗号化する。
通信部１１５は、受信機器２１Ａと通信を行う。例えば、通信部１１５は、暗号化部１１４によって暗号化された暗号化映像データを受信機器２１Ａに送信する。
【００２４】
共通鍵更新部１１２は、共通鍵の鍵更新タイミングになった後、通信部１１５が鍵更新タイミングの次に送信を開始した暗号化映像データの暗号化前の映像ストリームを用いて、共通鍵を更新する。具体的には、共通鍵更新部１１２は、鍵更新タイミングの次に送信を開始した暗号化映像データの暗号化前の映像ストリームを１バイト単位で加算し、その加算値の下位１バイトをインデックス番号とする。共通鍵更新部１１２は、図５に示されるような固定キーテーブルＴＢを備えている。固定キーテーブルＴＢは、インデックス番号と、そのインデックス番号に対応する固定キーと、を格納したテーブルである。共通鍵更新部１１２は、上述の加算値の下位１バイトとなるインデックス番号に対応する固定キーを、固定キーテーブルＴＢから新たな共通鍵として取り出す。
【００２５】
制御部１１６は、送信機器１１Ａ内の各構成要素を制御して各種の処理を行う。例えば、制御部１１６は、不図示のタイマを備えており、タイマ値が鍵更新タイマ値になると、共通鍵の鍵更新タイミングになったと判断し、その旨を共通鍵更新部１１２に通知する。また、制御部１１６は、１ストリーム分の映像ストリームが発生した時点で、鍵更新タイミングの前後の所定時間以内にある場合、暗号化部１１４による映像ストリームの暗号化及び通信部１１５による暗号化映像データの送信を開始しないよう制御する。本実施の形態１では、送信機器１１Ａ及び受信機器２１Ａ間では、最大で1μsの時刻ずれが生じるため、上述の所定時間は1μsとなる。
【００２６】
図６に、本実施の形態１に係る受信機器２１Ａのブロック構成例を示す。図６に示されるように、本実施の形態１に係る受信機器２１Ａは、時刻同期部２１１、共通鍵更新部２１２、映像出力部２１３、復号化部２１４、通信部２１５、及び制御部２１６を備えている。
【００２７】
時刻同期部２１１は、Ethernet（登録商標）AVBの時刻同期機能によって送信機器１１Ａと時刻同期を行う。本実施の形態１では、受信機器２１ＡがGrand Masterに選択されるため、送信機器１１Ａが、受信機器２１Ａに対する時刻ずれが±1μsの誤差範囲に収まるように時刻を補正する。
【００２８】
通信部２１５は、送信機器１１Ａと通信を行う。例えば、通信部２１５は、送信機器１１Ａから、映像ストリームが暗号化された暗号化映像データを受信する。
復号化部２１４は、通信部２１５によって受信された暗号化映像データを、共通鍵で映像ストリームに復号化する。
【００２９】
共通鍵更新部２１２は、共通鍵の鍵更新タイミングになった後、通信部２１５が鍵更新タイミングの次に受信を開始した暗号化映像データを復号化した映像ストリームを用いて、共通鍵を更新する。具体的には、共通鍵更新部２１２は、鍵更新タイミングの次に受信を開始した暗号化映像データを復号化した映像ストリームを１バイト単位で加算し、その加算値の下位１バイトをインデックス番号とする。共通鍵更新部２１２も、送信機器１１Ａ内の共通鍵更新部１１２と同様に、図５に示されるような固定キーテーブルＴＢを備えている。共通鍵更新部２１２は、上述の加算値の下位１バイトとなるインデックス番号に対応する固定キーを、固定キーテーブルＴＢから新たな共通鍵として取り出す。
【００３０】
映像出力部２１３は、復号化部２１４によって復号化された映像ストリームの映像を、ディスプレイ２２に出力する。
制御部２１６は、受信機器２１Ａ内の各構成要素を制御して各種の処理を行う。例えば、制御部２１６は、不図示のタイマを備えており、タイマ値が鍵更新タイマ値になると、共通鍵の鍵更新タイミングになったと判断し、その旨を共通鍵更新部２１２に通知する。
【００３１】
＜実施の形態１の動作＞
図７Ａ及び図７Ｂに、本実施の形態１に係る通信システムによる通信方法の例を示す。なお、図７Ａ及び図７Ｂにおいては、図７ＡのステップＳ１１４，Ｓ２１４の処理に続いて図７ＢのステップＳ１１５，Ｓ２１５の処理が行われる。また、図７ＢのステップＳ１２２，Ｓ２２２の処理に続いて図７ＡのステップＳ１０６，Ｓ２０６の処理が行われる。
【００３２】
最初に、送信機器１１Ａ及び受信機器２１Ａが共通の初期演算を行う。
まず、送信機器１１Ａの制御部１１６及び受信機器２１Ａの制御部２１６は、IEEE Std 802.1ASに従い、受信機器２１Ａから送信機器１１Ａへの伝送時間と、送信機器１１Ａから受信機器２１Ａへの伝送時間と、を測定する（ステップＳ１０１，Ｓ２０１）。
【００３３】
次に、送信機器１１Ａの制御部１１６及び受信機器２１Ａの制御部２１６は、IEEE Std 802.1ASに従い、送信機器１１Ａ及び受信機器２１Ａのクロックのいずれかをベストマスタークロックとして選択する（ステップＳ１０２，Ｓ２０２）。ここでは、受信機器２１Ａのクロックがベストマスタークロックとして選択され、受信機器２１ＡがGrand Master（マスタ）、送信機器１１ＡがSlaveになったとする。
【００３４】
次に、送信機器１１Ａの共通鍵更新部１１２及び受信機器２１Ａの共通鍵更新部２１２は、使用する固定キーの数（ここでは、２５６個）と固定キーを予め取り決めたものに決定して（ステップＳ１０３，Ｓ２０３）、図５の固定キーテーブルＴＢを確定し、そのうち予め取り決めたインデックス番号の固定キーを共通鍵とする（ステップＳ１０４，Ｓ２０４）。また、送信機器１１Ａの共通鍵更新部１１２及び受信機器２１Ａの共通鍵更新部２１２は、共通鍵更新フラグを初期値としてFALSEにする（ステップＳ１０５，Ｓ２０５）。
以上で初期演算は完了である。
【００３５】
次に、送信機器１１Ａの時刻同期部１１１及び受信機器２１Ａの時刻同期部２１１は、IEEE Std 802.1ASに従い、メッセージ交換や各ステートマシンによる状態遷移によって時刻同期を行う（ステップＳ１０６，Ｓ２０６）。ここでは、ステップＳ１０２，Ｓ２０２において、受信機器２１ＡがGrand Masterに選択されているため、送信機器１１Ａの時刻同期部１１１が、受信機器２１Ａに対する時刻ずれが±1μsの誤差範囲に収まるように時刻を補正する。
次に、送信機器１１Ａの映像入力部１１３は、カメラ１２のカメラ画像から映像をキャプチャして入力する（ステップＳ１０７）。
【００３６】
次に、送信機器１１Ａの共通鍵更新部１１２は、映像ストリームの非送信中であり（ステップＳ１０８のＹＥＳ）、タイマが鍵更新タイマ値以上であれば（ステップＳ１０９のＹＥＳ）、共通鍵更新フラグをTRUEにし（ステップＳ１１０）、鍵更新タイマ値に更新周期を加算する（ステップＳ１１１）。また、受信機器２１Ａの共通鍵更新部２１２は、映像ストリームの非受信中であり（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、タイマが鍵更新タイマ値以上であれば（ステップＳ２０９のＹＥＳ）、共通鍵更新フラグをTRUEにし（ステップＳ２１０）、鍵更新タイマ値に更新周期を加算する（ステップＳ２１１）。
【００３７】
次に、送信機器１１Ａの制御部１１６は、１ストリーム分の映像のキャプチャが完了し、かつ、鍵更新タイミングの±1μs以外であるか判断する（ステップＳ１１２）。具体的には、“1μs＜鍵更新タイマ値−タイマ＜更新周期−1μs”を満たせば、鍵更新タイミングの±1μs以外であると判断する。
【００３８】
送信機器１１Ａにおいては、ステップＳ１１２において、１ストリーム分の映像のキャプチャが完了し、かつ、鍵更新タイミングの±1μs以外であれば（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、制御部１１６は、暗号化部１１４による映像ストリームの暗号化及び通信部１１５による暗号化映像データの送信を開始するよう制御する（ステップＳ１１３，Ｓ１１４）。通信部１１５が送信した暗号化映像データは、受信機器２１Ａの通信部２１５が受信する（ステップＳ２１４）。
【００３９】
一方、ステップＳ１１２において、１ストリーム分の映像のキャプチャが完了していないか、鍵更新タイミングの±1μs以内であれば（ステップＳ１１２のＮＯ）、制御部１１６は、暗号化部１１４による映像ストリームの暗号化及び通信部１１５による暗号化映像データの送信を開始しないよう制御する。すなわち、この場合は、ステップＳ１１３，Ｓ１１４をスルーして、ステップＳ１１５の処理に移行する。
【００４０】
受信機器２１Ａにおいては、暗号化映像データの受信が完了していれば（ステップＳ２１５のＹＥＳ）、復号化部２１４は、暗号化映像データを映像ストリームに復号化し（ステップＳ２１６）、映像出力部２１３は、映像ストリームの映像をディスプレイ２２に出力し、その映像を表示する（ステップＳ２１７）。その際に、共通鍵更新フラグがTRUEならば（ステップＳ２１８のＹＥＳ）、共通鍵更新部２１２は、共通鍵更新フラグをFALSEにし（ステップＳ２１９）、復号化した映像ストリームをバイト単位で全て加算する（ステップＳ２２０）。そして、共通鍵更新部２１２は、加算値の下位１バイトをインデックス番号とし（ステップＳ２２１）、そのインデックス番号に対応する固定キーを、固定キーテーブルＴＢから新たな共通鍵として取り出す（ステップＳ２２２）。
【００４１】
一方、送信機器１１においては、暗号化映像データの送信が完了し（ステップＳ１１５のＹＥＳ）、共通鍵更新フラグがTRUEならば（ステップＳ１１８のＹＥＳ）、共通鍵更新部１１２は、共通鍵更新フラグをFALSEにし（ステップＳ１１９）、暗号化前の映像ストリームをバイト単位で全て加算する（ステップＳ１２０）。そして、共通鍵更新部１１２は、加算値の下位１バイトをインデックス番号とし（ステップＳ１２１）、そのインデックス番号に対応する固定キーを、固定キーテーブルＴＢから新たな共通鍵として取り出す（ステップＳ１２２）。
その後、ステップＳ１０６，Ｓ２０６の処理に戻り、ステップＳ１０６，Ｓ２０６以降の処理を繰り返す。
【００４２】
＜実施の形態１の効果＞
上述したように本実施の形態１においては、送信機器１１Ａは、鍵更新タイミングの次に送信を開始するストリームを用いて、共通鍵を更新し、受信機器２１Ａは、鍵更新タイミングの次に受信を開始するストリームを用いて、共通鍵を更新する。したがって、特許文献１のように、送信機器１１Ａと受信機器２１Ａとの間の通信経路上に、共通鍵に関連する情報（特許文献１の場合はインデックス情報）を送出しないため、特許文献１と比較して、通信の安全性を高めることができる。
【００４３】
また、上述のように、送信機器１１Ａにおける鍵更新タイミングと受信機器２１Ａにおける鍵更新タイミングとの最大1μsの時刻ずれの間にストリームの境界が存在する場合、送信機器１１Ａと受信機器２１Ａとの間で、共通鍵の更新に用いるストリームが不一致となってしまう可能性がある。これを回避するために、本実施の形態１においては、送信機器１１Ａは、鍵更新タイミングの前後1μsの期間を、ストリームの送信を開始しない送信停止期間とし、ストリームの暗号化及び送信を開始しないこととしている。したがって、送信機器１１Ａと受信機器２１Ａとの間で、共通鍵の更新に用いるストリームを一致させることができる。
【００４４】
また、本実施の形態１においては、Ethernet（登録商標）AVBの時刻同期を行うため、時刻同期の分、通信情報量は増える。しかし、従来からEthernet（登録商標）AVBの時刻同期機能を使用している通信システムであれば、共通鍵に関連する情報を交換しない分、通信情報量を削減することができる。
【００４５】
＜実施の形態２＞
＜実施の形態２の構成＞
図８に、本実施の形態２に係る通信システムの構成例を示す。図８に示されるように、本実施の形態２に係る通信システムは、２台の送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２及び１台の受信機器２１Ｂが１対多通信を行う構成である。本実施の形態２に係る通信システムは、２台の送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２、１台の受信機器２１Ｂ、２台のカメラ１２−１，１２−２、１台のスイッチングハブ３１、及び１台のディスプレイ２２を備えている。２台の送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２及び１台の受信機器２１Ｂは、スイッチングハブ３１を介して接続されている。送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２の一方は通信機器の一例であり、他方は第２の他通信機器の一例である。受信機器２１Ｂは第１の他通信機器の一例である。
【００４６】
送信機器１１Ｂ−１は、カメラ１２−１から得たカメラ画像から映像を入力し、映像ストリームを暗号化した暗号化映像データを受信機器２１Ｂに送信する。送信機器１１Ｂ−２は、カメラ１２−２から得たカメラ画像から映像を入力し、映像ストリームを暗号化した暗号化映像データを受信機器２１Ｂに送信する。受信機器２１Ｂは、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２から受信した暗号化映像データを映像ストリームに復号化し、ディスプレイ２２に映像を出力する。送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２及び受信機器２１Ｂは、Ethernet（登録商標）AVBの時刻同期機能によって時刻同期を行い、Slaveは、Grand Masterに対する時刻ずれが±1μsの誤差範囲に収まるように時刻を補正するものとする。ここでは、受信機器２１ＢがGrand Masterに選択され、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２がSlaveになるものする。
【００４７】
なお、本実施の形態２に係る送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２のブロック構成は、実施の形態１に係る送信機器１１Ａのブロック構成（図４）と同様であるため、説明を省略する。ただし、本実施の形態２においては、３台の通信機器（送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２及び受信機器２１Ｂ）が１対多通信を行い、このうち１台がGrand Masterとなるため、Grand Master以外のslave間では、最大で2μsの時刻ずれが生じる。そのため、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２の制御部１１６は、鍵更新タイミングの前後の2μs以内を、映像ストリームの送信を開始しない送信停止期間とし、映像ストリームの暗号化及び暗号化映像データの送信を開始しないよう制御する。
また、本実施の形態２に係る受信機器２１Ｂのブロック構成は、実施の形態１に係る受信機器２１Ａのブロック構成（図６）と同様であるため、説明を省略する。
【００４８】
＜実施の形態２の動作＞
図９Ａ及び図９Ｂに、本実施の形態２に係る通信システムによる通信方法の例を示す。図９Ａ及び図９Ｂに示される処理は、図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明した実施の形態１における処理と比較して、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２と受信機器２１Ｂとの間のやり取りを規定した処理である点と、ステップＳ１１２に代えてステップＳ１３１を備える点と、が異なる。
【００４９】
まず、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２は、図７Ａ及び図７Ｂと同様のステップＳ１０１〜Ｓ１１１の処理を行う。一方、受信機器２１Ｂは、図７Ａ及び図７Ｂと同様のステップＳ２０１〜Ｓ２１１の処理を行う。
【００５０】
次に、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２の制御部１１６は、１ストリーム分の映像のキャプチャが完了し、かつ、鍵更新タイミングの±2μs以外であるか判断する（ステップＳ１３１）。具体的には、“2μs＜鍵更新タイマ値−タイマ＜更新周期−2μs”を満たせば、鍵更新タイミングの±2μs以外であると判断する。
【００５１】
送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２においては、ステップＳ１３１において、１ストリーム分の映像のキャプチャが完了し、かつ、鍵更新タイミングの±2μs以外であれば（ステップＳ１３１のＹＥＳ）、制御部１１６は、暗号化部１１４による映像ストリームの暗号化及び通信部１１５による暗号化映像データの送信を開始するよう制御する（ステップＳ１１３，Ｓ１１４）。通信部１１５が送信した暗号化映像データは、受信機器２１Ｂの通信部２１５が受信する（ステップＳ２１４）。
【００５２】
一方、ステップＳ１３１において、１ストリーム分の映像のキャプチャが完了していないか、鍵更新タイミングの±2μs以内であれば（ステップＳ１３１のＮＯ）、制御部１１６は、暗号化部１１４による映像ストリームの暗号化及び通信部１１５による暗号化映像データの送信を開始しないよう制御する。すなわち、この場合は、ステップＳ１１３，Ｓ１１４をスルーして、ステップＳ１１５の処理に移行する。
【００５３】
以降、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２は、図７Ａ及び図７Ｂと同様のステップＳ１１５〜Ｓ１２２の処理を行う。一方、受信機器２１Ｂは、図７Ａ及び図７Ｂと同様のステップＳ２１５〜Ｓ２２２の処理を行う。
その後、ステップＳ１０６，Ｓ２０６の処理に戻り、ステップＳ１０６，Ｓ２０６以降の処理を繰り返す。
【００５４】
＜実施の形態２の効果＞
上述したように本実施の形態２においては、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２は、鍵更新タイミングの次に送信を開始するストリームを用いて、共通鍵を更新し、受信機器２１Ｂは、鍵更新タイミングの次に受信を開始するストリームを用いて、共通鍵を更新する。したがって、特許文献１のように、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２と受信機器２１Ｂとの間の通信経路上に、共通鍵に関連する情報（特許文献１の場合はインデックス情報）を送出しないため、特許文献１と比較して、通信の安全性を高めることができる。
【００５５】
また、上述のように、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２における鍵更新タイミングと受信機器２１Ｂにおける鍵更新タイミングとの時刻ずれの間にストリームの境界が存在する場合がある（この時刻ずれは、本実施の形態２では、受信機器２１ＢがGrand Masterであるため、最大で1μsであるが、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２のいずれかがGrand Masterになった場合は、最大で2μsになる）。この場合、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２と受信機器２１Ｂとの間で、共通鍵の更新に用いるストリームが不一致となってしまう可能性がある。これを回避するために、本実施の形態２においては、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２は、鍵更新タイミングの前後2μsの期間を、ストリームの送信を開始しない送信停止期間とし、ストリームの暗号化及び送信を開始しないこととしている。したがって、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２と受信機器２１Ｂとの間で、共通鍵の更新に用いるストリームを一致させることができる。
【００５６】
なお、本実施の形態２においては、２台の送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２を設けており、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２と受信機器２１Ｂとの間で最大2μsの時刻ずれが生じる可能性があるため、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２は、更新タイミングの前後2μs以内の期間を、ストリームの送信を開始しない送信停止期間としている。そのため、本実施の形態２は、１台の送信機器１１Ａを設けた実施の形態１と比較して、送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２の送信停止期間は２倍になる。ただし、送信機器が３台以上になっても、送信機器と受信機器との間の時刻ずれは最大2μsに留まるため、送信停止期間が、実施の形態１と比較して、２倍を超過することはない。
【００５７】
また、本実施の形態２においては、Ethernet（登録商標）AVBの時刻同期を行うため、時刻同期の分、通信情報量は増える。しかし、従来からEthernet（登録商標）AVBの時刻同期機能を使用している通信システムであれば、共通鍵に関連する情報を交換しない分、通信情報量を削減することができる。
【００５８】
＜実施の形態３＞
＜実施の形態３の構成＞
図１０に、本実施の形態３に係る通信システムの構成例を示す。図１０に示されるように、本実施の形態３に係る通信システムは、映像送信機能及び音声送受信機能を備える１台の子機１１Ｃ、及び、映像受信機能及び音声送受信機能を備える１台の親機２１Ｃが、１対１通信を行う構成である。本実施の形態３に係る通信システムは、１台の子機１１Ｃ、１台の親機２１Ｃ、１台のカメラ１２、１台のディスプレイ２２、２台のマイク１３，２３、及び２台のスピーカ１４，２４を備えている。１台の子機１１Ｃ及び１台の親機２１Ｃは直接接続されている。子機１１Ｃは通信機器の一例であり、親機２１Ｃは第１の他通信機器の一例である。
【００５９】
子機１１Ｃは、カメラ１２から得たカメラ画像から映像を入力すると共に、マイク１３から音声を入力し、映像ストリーム及び音声ストリームをそれぞれ暗号化した暗号化映像データ及び暗号化音声データを親機２１Ｃに送信する。親機２１Ｃは、子機１１Ｃから受信した暗号化映像データを映像ストリームに復号化し、ディスプレイ２２に映像を出力すると共に、子機１１Ｃから受信した暗号化音声データを音声ストリームに復号化し、スピーカ２４に音声を出力する。また、親機２１Ｃは、マイク２３から音声を入力し、音声ストリームを暗号化した暗号化音声データを子機１１Ｃに送信する。子機１１Ｃは、親機２１Ｃから受信した暗号化音声データを音声ストリームに復号化し、スピーカ１４に音声を出力する。子機１１Ｃ及び親機２１Ｃは、Ethernet（登録商標）AVBの時刻同期機能によって時刻同期を行い、Slaveは、Grand Masterに対する時刻ずれが±1μsの誤差範囲に収まるように時刻を補正するものとする。ここでは、親機２１ＣがGrand Masterに選択され、子機１１ＣがSlaveになるものとする。
【００６０】
図１１に、本実施の形態３に係る子機１１Ｃのブロック構成例を示す。図１１に示されるように、本実施の形態３に係る子機１１Ｃは、図４を参照して説明した実施の形態１における送信機器１１Ａと比較して、音声入出力部１１７及び復号化部１１８を備える点が異なる。以下、実施の形態１における送信機器１１Ａと異なる点を説明する。
【００６１】
音声入出力部１１７は、マイク１３から音声を入力する。
暗号化部１１４は、映像入力部１１３によって入力された映像ストリームを、共通鍵で暗号化映像データに暗号化する。これに加えて、暗号化部１１４は、音声入出力部１１７によって入力された音声ストリームを、共通鍵で暗号化音声データに暗号化する。
通信部１１５は、暗号化部１１４によって暗号化された暗号化映像データ及び暗号化音声データを親機２１Ｃに送信する。
【００６２】
制御部１１６は、１ストリーム分の映像ストリームが発生した時点で、鍵更新タイミングの前後の1μs以内にある場合、暗号化部１１４による映像ストリームの暗号化及び通信部１１５による暗号化映像データの送信を開始しないよう制御する。これに加えて、制御部１１６は、１ストリーム分の音声ストリームが発生した時点で、鍵更新タイミングの前後の1μs以内にある場合、暗号化部１１４による音声ストリームの暗号化及び通信部１１５による暗号化音声データの送信を開始しないよう制御する。
【００６３】
通信部１１５は、親機２１Ｃから、音声ストリームが暗号化された暗号化音声データを受信する。
復号化部１１８は、通信部１１５によって受信された暗号化音声データを、共通鍵で音声ストリームに復号化する。
音声入出力部１１７は、は、復号化部１１８によって復号化された音声ストリームの音声を、スピーカ１４に出力する。
【００６４】
図１２に、本実施の形態３に係る親機２１Ｃのブロック構成例を示す。図１２に示されるように、本実施の形態３に係る親機２１Ｃは、図６を参照して説明した実施の形態１における受信機器２１Ａと比較して、音声入出力部２１７及び暗号化部２１８を備える点が異なる。以下、実施の形態１における受信機器２１Ａと異なる点を説明する。
【００６５】
通信部２１５は、子機１１Ｃから、映像ストリームが暗号化された暗号化映像データ及び音声ストリームが暗号化された暗号化音声データを受信する。
復号化部２１４は、通信部２１５によって受信された暗号化映像データを、共通鍵で映像ストリームに復号化する。これに加えて、復号化部２１４は、通信部２１５によって受信された暗号化音声データを、共通鍵で音声ストリームに復号化する。
音声入出力部２１７は、復号化部２１４によって復号化された音声ストリームの音声を、スピーカ２４に出力する。
【００６６】
音声入出力部２１７は、マイク２３から音声を入力する。
暗号化部２１８は、音声入出力部２１７によって入力された音声ストリームを、共通鍵で暗号化音声データに暗号化する。
通信部２１５は、暗号化部２１８によって暗号化された暗号化音声データを子機１１Ｃに送信する。
【００６７】
制御部２１６は、１ストリーム分の音声ストリームが発生した時点で、鍵更新タイミングの前後の1μs以内にある場合、暗号化部２１８による音声ストリームの暗号化及び通信部２１５による暗号化音声データの送信を開始しないよう制御する。
【００６８】
＜実施の形態３の動作＞
図１３Ａ、図１３Ｂ、及び図１３Ｃに、本実施の形態３に係る通信システムによる通信方法の例を示す。図１３Ａ、図１３Ｂ、及び図１３Ｃに示される処理は、図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明した実施の形態１における処理と比較して、子機１１Ｃと親機２１Ｃとの間のやり取りを規定した処理である点と、ステップＳ１０８，Ｓ２０８の代わりにステップＳ１４２，Ｓ２４２を備える点と、ステップＳ１４１，Ｓ１４３〜Ｓ１５５，Ｓ２４１，Ｓ２４３〜Ｓ２５５を追加で備える点と、が異なる。なお、図１３Ａ、図１３Ｂ、及び図１３Ｃにおいては、図１３ＡのステップＳ１１４，Ｓ２１４の処理に続いて図１３ＢのステップＳ１４３，Ｓ２４５の処理が行われる。また、図１３ＢのステップＳ１４８，Ｓ２４８の処理に続いて図１３ＣのステップＳ１１５，Ｓ２１５の処理が行われる。また、図１３ＣのステップＳ１５５，Ｓ２５５の処理に続いて図１３ＡのステップＳ１０６，Ｓ２０６の処理が行われる。
【００６９】
まず、子機１１Ｃは、図７Ａ及び図７Ｂと同様のステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理を行う。一方、親機２１Ｃは、図７Ａ及び図７Ｂと同様のステップＳ２０１〜Ｓ２０６の処理を行う。
次に、子機１１Ｃにおいては、ステップＳ１０７のカメラ画像のキャプチャに続いて、音声入出力部１１７は、マイク１３から音声を入力する（ステップＳ１４１）。一方、親機２１Ｃにおいては、音声入出力部２１７は、マイク２３から音声を入力する（ステップＳ２４１）。
【００７０】
次に、子機１１Ｃにおいては、共通鍵更新部１１２は、映像ストリーム及び音声ストリームのいずれも非送受信中であり（ステップＳ１４２のＹＥＳ）、タイマが鍵更新タイマ値以上であれば、共通鍵更新フラグをTRUEにし（ステップＳ１１０）、鍵更新タイマ値に更新周期を加算する（ステップＳ１１１）。また、１ストリーム分の映像のキャプチャが完了し、かつ、鍵更新タイミングの±1μs以外であれば（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、制御部１１６は、暗号化部１１４による映像ストリームの暗号化及び通信部１１５による暗号化映像データの送信を開始するよう制御する（ステップＳ１１３），Ｓ１１４）。
【００７１】
一方、親機２１Ｃにおいては、共通鍵更新部２１２は、映像ストリーム及び音声ストリームのいずれも非送受信中であり（ステップＳ２４２のＹＥＳ）、タイマが鍵更新タイマ値以上であれば（ステップＳ２０９のＹＥＳ）、共通鍵更新フラグをTRUEにし（ステップＳ２１０）、鍵更新タイマ値に更新周期を加算する（ステップＳ２１１）。また、ステップＳ１１４において、子機１１Ｃが暗号化映像データを送信した場合、その暗号化映像データは、通信部２１５が受信する（ステップＳ２１４）。
【００７２】
次に、子機１１Ｃの制御部１１６は、映像ストリーム及び音声ストリームのいずれも非送受信中であり、かつ、１ストリーム分の音声の入力が完了し、かつ、鍵更新タイミングの±1μs以外であるか判断する（ステップＳ１４３）。具体的には、“1μs＜鍵更新タイマ値−タイマ＜更新周期−1μs”を満たせば、鍵更新タイミングの±1μs以外であると判断する。
【００７３】
子機１１Ｃにおいては、ステップＳ１４３において、映像ストリーム及び音声ストリームのいずれも非送受信中であり、かつ、１ストリーム分の音声の入力が完了し、かつ、鍵更新タイミングの±1μs以外であれば（ステップＳ１４３のＹＥＳ）、暗号化部１１４による音声ストリームの暗号化及び通信部１１５による暗号化音声データの送信を開始するよう制御する（ステップＳ１４４，Ｓ１４５）。通信部１１５が送信した暗号化音声データは、親機２１Ｃの通信部２１５が受信する（ステップＳ２４５）。
【００７４】
一方、ステップＳ１４３において、映像ストリーム又は音声ストリームが送受信中であるか、１ストリーム分の音声の入力が完了していないか、鍵更新タイミングの±1μs以内であれば（ステップＳ１４３のＮＯ）、制御部１１６は、暗号化部１１４による音声ストリームの暗号化及び通信部１１５による暗号化音声データの送信を開始しないよう制御する。すなわち、この場合は、ステップＳ１４４，Ｓ１４５をスルーして、ステップＳ１４８の処理に移行する。
【００７５】
次に、親機２１Ｃの制御部２１６は、映像ストリーム及び音声ストリームのいずれも非送受信中であり、かつ、１ストリーム分の音声の入力が完了し、かつ、鍵更新タイミングの±1μs以外であるか判断する（ステップＳ２４６）。具体的には、“1μs＜鍵更新タイマ値−タイマ＜更新周期−1μs”を満たせば、鍵更新タイミングの±1μs以外であると判断する。
【００７６】
親機２１Ｃにおいては、ステップＳ２４６において、映像ストリーム及び音声ストリームのいずれも非送受信中であり、かつ、１ストリーム分の音声の入力が完了し、かつ、鍵更新タイミングの±1μs以外であれば（ステップＳ２４６のＹＥＳ）、制御部２１６は、暗号化部２１８による音声ストリームの暗号化及び通信部２１５による暗号化音声データの送信を開始するよう制御する（ステップＳ２４７，Ｓ２４８）。通信部２１５が送信した暗号化音声データは、子機１１Ｃの通信部１１５が受信する（ステップＳ１４８）。
【００７７】
一方、ステップＳ２４６において、映像ストリーム又は音声ストリームが送受信中であるか、１ストリーム分の音声の入力が完了していないか、鍵更新タイミングの±1μs以内であれば（ステップＳ２４６のＮＯ）、制御部２１６は、暗号化部２１８による音声ストリームの暗号化及び通信部２１５による暗号化音声データの送信を開始しないよう制御する。すなわち、この場合は、ステップＳ２４７，Ｓ２４８をスルーして、ステップＳ２１５の処理に移行する。
【００７８】
次に、子機１１Ｃにおいては、暗号化映像データの送信が完了していれば（ステップＳ１１５のＹＥＳ）、後述の共通鍵更新判定２の処理を行う（ステップＳ１４９）。
一方、親機２１Ｃにおいては、暗号化映像データの受信が完了していれば（ステップＳ２１５のＹＥＳ）、復号化部２１４は、暗号化映像データを映像ストリームに復号化し（ステップＳ２１６）、映像出力部２１３は、映像ストリームの映像をディスプレイ２２に出力し、その映像を表示する（ステップＳ２１７）。次に、後述の共通鍵更新判定１の処理を行う（ステップＳ２４９）。
【００７９】
次に、子機１１Ｃにおいては、暗号化音声データの送信が完了していれば（ステップＳ１５０のＹＥＳ）、後述の共通鍵更新判定２の処理を行う（ステップＳ１５１）。
一方、親機２１Ｃにおいては、暗号化音声データの送信が完了していれば（ステップＳ２５０のＹＥＳ）、後述の共通鍵更新判定２の処理を行う（ステップＳ２５１）。
【００８０】
次に、子機１１Ｃにおいては、暗号化音声データの受信が完了していれば（ステップＳ１５２のＹＥＳ）、復号化部１１８は、暗号化音声データを音声ストリームに復号化し（ステップＳ１５３）、音声入出力部１１７は、音声ストリームの音声をスピーカ１４に出力する（ステップＳ１５４）。次に、後述の共通鍵更新判定１の処理を行う（ステップＳ１５５）。
【００８１】
一方、親機２１Ｃにおいては、暗号化音声データの受信が完了していれば（ステップＳ２５２のＹＥＳ）、復号化部２１４は、暗号化音声データを音声ストリームに復号化し（ステップＳ２５３）、音声入出力部２１７は、音声ストリームの音声をスピーカ２４に出力する（ステップＳ２５４）。次に、後述の共通鍵更新判定１の処理を行う（ステップＳ２５５）。
その後、ステップＳ１０６，Ｓ２０６の処理に戻り、ステップＳ１０６，Ｓ２０６以降の処理を繰り返し行う。
【００８２】
図１４に、図１３Ｃにおける共通鍵更新判定１，２の処理の例を示す。
共通鍵更新判定１は、暗号化映像データ又は暗号化音声データの受信が完了している場合に、その受信をした子機１１Ｃの共通鍵更新部１１２又は親機２１Ｃの共通鍵更新部２１２が行う処理である。具体的には、共通鍵更新フラグがTRUEならば（ステップＳ２６１のＹＥＳ）、まず、共通鍵更新フラグをFALSEにする（ステップＳ２６２）。次に、復号化した映像ストリーム又は音声ストリームをバイト単位で全て加算し（ステップＳ２６３）、その加算値の下位１バイトをインデックス番号とする。（ステップＳ２６４）。その後、そのインデックス番号に対応する固定キーを、固定キーテーブルＴＢから新たな共通鍵として取り出す（ステップＳ２６５）。
【００８３】
一方、共通鍵更新判定２は、暗号化映像データ又は暗号化音声データの送信が完了している場合に、その送信をした子機１１Ｃの共通鍵更新部１１２又は親機２１Ｃの共通鍵更新部２１２が行う処理である。具体的には、共通鍵更新フラグがTRUEならば（ステップＳ１６１のＹＥＳ）、まず、共通鍵更新フラグをFALSEにする（ステップＳ１６２）。次に、暗号化前の映像ストリーム又は音声ストリームをバイト単位で全て加算し（ステップＳ１６３）、その加算値の下位１バイトをインデックス番号とする。（ステップＳ１６４）。その後、そのインデックス番号に対応する固定キーを、固定キーテーブルＴＢから新たな共通鍵として取り出す（ステップＳ１６５）。
【００８４】
＜実施の形態３の効果＞
上述したように本実施の形態３においては、子機１１Ｃ及び親機２１Ｃは、映像ストリーム又は音声ストリームにかかわらず、更新タイミングの次に送信又は受信を開始するストリームを用いて、共通鍵を更新する。したがって、特許文献１のように、子機１１Ｃと親機２１Ｃとの間の通信経路上に、共通鍵に関連する情報（特許文献１の場合はインデックス情報）を送出しないため、特許文献１と比較して、通信の安全性を高めることができる。
【００８５】
また、上述のように、子機１１Ｃにおける更新タイミングと親機２１Ｃにおける更新タイミングとの最大1μsの時刻ずれの間にストリームの境界が存在する場合、子機１１Ｃと親機２１Ｃとの間で、共通鍵の更新に用いるストリームが不一致となってしまう可能性がある。これを回避するために、本実施の形態３においては、子機１１Ｃ及び親機２１Ｃは、更新タイミングの前後1μsの期間は、映像ストリーム又は音声ストリームの送信を開始しない送信停止期間とし、映像ストリーム又は音声ストリームの暗号化及び送信を開始しないこととしている。したがって、子機１１Ｃと親機２１Ｃとの間で、共通鍵の更新に用いるストリームを一致させることができる。
【００８６】
また、本実施の形態３においては、Ethernet（登録商標）AVBの時刻同期を行うため、時刻同期の分、通信情報量は増える。しかし、従来からEthernet（登録商標）AVBの時刻同期機能を使用している通信システムであれば、共通鍵に関連する情報を交換しない分、通信情報量を削減することができる。
【００８７】
＜実施の形態４＞
図１５に、本実施の形態４に係る通信システムの構成例を示す。本実施の形態４に係る通信システムは、車両に４台のカメラを取り付けて、４台のカメラから得られた映像を基に、車両の周りにいる人を検知する通信システムの例である。図１５に示されるように、本実施の形態４に係る通信システムは、４台の送信機器Ｃ１〜Ｃ４及び１台の受信機器Ｍ１が１対多通信を行う構成である。本実施の形態４に係る通信システムは、４台の送信機器Ｃ１〜Ｃ４、１台の受信機器Ｍ１、１台のスイッチングハブＨ１、及び１台のスピーカＳ１を備えている。４台の送信機器Ｃ１〜Ｃ４及び１台の受信機器Ｍ１は、スイッチングハブＨ１を介して接続されている。送信機器Ｃ１〜Ｃ４のいずれか１つは通信機器の一例であり、残りは第２の他通信機器の一例である。受信機器Ｍ１は第１の他通信機器の一例である。
【００８８】
４台の送信機器Ｃ１〜Ｃ４は、それぞれカメラから得たカメラ画像から映像を入力し、映像ストリームを暗号化した暗号化映像データを受信機器Ｍ１に送信する。受信機器Ｍ１は、４台の送信機器Ｃ１〜Ｃ４からそれぞれ受信した暗号化映像データを映像ストリームに復号化し、４台分の映像を車両の上方から見たようにそれぞれ視点変換し、これを仮想的な自車両の画像に合成することで、１枚のトップビュー画像を生成する。そして、受信機器Ｍ１は、そのトップビュー画像を基に、HOG（Histogram of Oriented Gradient）+SVM（Support Vector Machine）アルゴリズム等を使用して、車両の周りにいる人を検知し、人を検知した場合にスピーカＳ１に警告音を出力する。送信機器Ｃ１〜Ｃ４及び受信機器Ｍ１は、Ethernet（登録商標）AVBの時刻同期機能によって時刻同期を行い、Slaveは、Grand Masterに対する時刻ずれが±1μsの誤差範囲に収まるように時刻を補正するものとする。
【００８９】
本実施の形態４は、４台の送信機器Ｃ１〜Ｃ４及び１台の受信機器Ｍ１が１対多通信を行うものであり、１対多通信を行う点では、実施の形態２と同様である。
【００９０】
そのため、実施の形態２と同様に、送信機器Ｃ１〜Ｃ４は、更新タイミングの次に送信を開始するストリームを用いて、共通鍵を更新し、受信機器Ｍ１は、更新タイミングの次に受信を開始するストリームを用いて、共通鍵を更新する。
また、送信機器Ｃ１〜Ｃ４と受信機器Ｍ１との間では、最大2μsの時刻ずれが生じる可能性がある。そのため、実施の形態２と同様に、送信機器Ｃ１〜Ｃ４は、更新タイミングの前後2μs以内の期間を、映像ストリームの送信を開始しない送信停止期間とする。
【００９１】
したがって、本実施の形態４に係る送信機器Ｃ１〜Ｃ４及び受信機器Ｍ１のブロック構成は、実施の形態２に係る送信機器１１Ｂ−１，１１Ｂ−２及び受信機器２１Ｂのブロック構成（図４及び図６）と同様になるため、説明を省略する。
また、本実施の形態４に係る通信システムによる通信方法も、実施の形態２に係る通信システムによる通信方法（図７Ａ及び図７Ｂ）と同様になるため、説明を省略する。
【００９２】
上述したように本実施の形態４においては、送信機器Ｃ１〜Ｃ４は、更新タイミングの次に送信を開始するストリームを用いて、共通鍵を更新し、受信機器Ｍ１は、更新タイミングの次に受信を開始するストリームを用いて、共通鍵を更新する。
したがって、特許文献１のように、送信機器Ｃ１〜Ｃ４と受信機器Ｍ１との間の通信経路上に、共通鍵に関連する情報（特許文献１の場合はインデックス情報）を送出しないため、特許文献１と比較して、通信の安全性を高めることができる。これにより、第三者による４台分の映像の参照や改ざんを防ぐことができる。
その他の効果は実施の形態２と同様である。
【００９３】
＜実施の形態１〜４の概念＞
図１６に、上述の実施の形態１〜４を概念的に示した通信システムのブロック構成例を示す。図１６に示される通信システムは、１台の通信機器８１及び１台の通信機器９１が１対１通信を行う構成である。１台の通信機器８１及び１台の通信機器９１は直接接続されている。通信機器８１は、実施の形態１〜４に係る送信機器１１Ａ，１１Ｂ−１，１１Ｂ−２，Ｃ１〜Ｃ４及び子機１１Ｃに対応し、通信機器の一例である。通信機器９１は、実施の形態１〜４に係る受信機器２１Ａ，２１Ｂ−１，２１Ｂ−２，Ｍ１及び親機２１Ｃに対応し、第１の他通信機器の一例である。
【００９４】
通信機器８１は、ストリームを暗号化した暗号化データを通信機器９１に送信するものであり、共通鍵更新部８１１、暗号化部８１２、通信部８１３、及び制御部８１４を備えている。
【００９５】
暗号化部８１２は、通信機器９１に送信するストリームを、共通鍵で暗号化データに暗号化する。暗号化部８１２は、実施の形態１〜４に係る暗号化部１１４に対応する。
通信部８１３は、暗号化部１１４によって暗号化された暗号化データを通信機器９１に送信する。通信部８１３は、実施の形態１〜４に係る通信部１１５に対応する。
【００９６】
共通鍵更新部８１１は、共通鍵の鍵更新タイミングになった後、通信部８１３が鍵更新タイミングの次に送信を開始した暗号化データの暗号化前のストリームを用いて、共通鍵を更新する。共通鍵更新部８１１は、実施の形態１〜４に係る共通鍵更新部１１２に対応する。具体的には、共通鍵更新部８１１は、鍵更新タイミングの次に送信を開始した暗号化データの暗号化前のストリームを１バイト単位で加算し、その加算値の下位１バイトをインデックス番号とする。共通鍵更新部８１１は、図５に示されるような固定キーテーブルＴＢを備えている。共通鍵更新部８１１は、上述の加算値の下位１バイトとなるインデックス番号に対応する固定キーを、固定キーテーブルＴＢから新たな共通鍵として取り出す。
【００９７】
制御部８１４は、通信機器８１内の各構成要素を制御して各種の処理を行う。例えば、制御部８１４は、通信機器９１に送信するストリームが発生した時点で、鍵更新タイミングの前後の所定時間以内にある場合、暗号化部８１２によるストリームの暗号化及び通信部８１３による暗号化データの送信を開始しないよう制御する。制御部８１４は、実施の形態１〜４に係る制御部１１６に対応する。
【００９８】
また、制御部８１４は、通信機器９１に送信するストリームが発生した時点で、鍵更新タイミングの前後の所定時間以外にある場合、暗号化部８１２によるストリームの暗号化及び通信部８１３による暗号化データの送信を開始するよう制御する。
【００９９】
通信機器９１は、通信機器８１から受信した暗号化データをストリームに復号化するものであり、共通鍵更新部９１１、復号化部９１２、通信部９１３、及び制御部９１４を備えている。
【０１００】
通信部９１３は、通信機器９１から、共通鍵でストリームが暗号化された暗号化データを受信する。通信部９１３は、実施の形態１〜４に係る通信部２１５に対応する。
復号化部９１２は、通信部９１３によって受信された暗号化データを、共通鍵でストリームに復号化する。復号化部９１２は、実施の形態１〜４に係る復号化部２１４に対応する。
【０１０１】
共通鍵更新部９１１は、共通鍵の鍵更新タイミングになった後、通信部９１３が鍵更新タイミングの次に受信を開始した暗号化データを復号化したストリームを用いて、共通鍵を更新する。共通鍵更新部９１１は、実施の形態１〜４に係る共通鍵更新部２１２に対応する。具体的には、共通鍵更新部９１１は、鍵更新タイミングの次に送受信を開始した暗号化データを復号化したストリームを１バイト単位で加算し、その加算値の下位１バイトをインデックス番号とする。共通鍵更新部９１１は、図５に示されるような固定キーテーブルＴＢを備えている。共通鍵更新部９１１は、上述の加算値の下位１バイトとなるインデックス番号に対応する固定キーを、固定キーテーブルＴＢから新たな共通鍵として取り出す。
制御部９１４は、通信機器９１内の各構成要素を制御して各種の処理を行う。
【０１０２】
ここで、通信機器８１は、通信機器９１と通信機器８１との間の時刻ずれが所定誤差に収まるように時刻を補正する時刻同期部（実施の形態１〜４に係る時刻同期部１１１に対応）をさらに備えても良い。この場合、通信機器９１と通信機器８１との間では、最大で所定誤差分の時刻ずれが生じる。そのため、制御部８１４は、上述の所定時間を、上述の所定誤差に設定する。
【０１０３】
また、２台の通信機器８１，９１に限らず、通信機器９１にストリームを送信又は通信機器８１からストリームを受信する他通信機器（第２の他通信機器）が存在する場合がある。この場合、上述の時刻同期部は、通信機器９１又は上述の他通信機器と通信機器８１との間の時刻ずれが所定誤差に収まるように時刻を補正する。通信機器９１又は上述の他通信機器と通信機器８１との間では、最大で所定誤差の２倍分の時刻ずれが生じる。そのため、制御部８１４は、上述の所定時間を、上述の所定誤差の２倍に設定する。
【０１０４】
また、通信機器８１は、通信機器９１又は上述の他通信機器から、共通鍵でストリームが暗号化された暗号化データを受信する構成であっても良い。この場合、共通鍵更新部８１１は、共通鍵の更新タイミングになった後、通信部８１３が更新タイミングの次に暗号化データの受信よりも先に暗号化データの送信を開始した場合、その送信を開始した暗号化データの暗号化前のストリームを用いて、共通鍵を更新すれば良い。一方、共通鍵の更新タイミングになった後、通信部８１３が更新タイミングの次に暗号化データの送信よりも先に暗号化データの受信を開始した場合、共通鍵更新部８１１は、その受信を開始した暗号化データを復号化したストリームを用いて、共通鍵を更新すれば良い。なお、暗号化データを復号化したストリームを用いて、共通鍵を更新する方法は、暗号化前のストリームを用いて、共通鍵を更新する方法と同様である。
【０１０５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【０１０６】
例えば、上述の実施の形態においては、通信機器間で１対１通信、１対多通信を行う例について述べたが、これには限定されず、通信機器間で多対多通信を行っても良い。
【符号の説明】
【０１０７】
１１Ａ，１１Ｂ−１，１１Ｂ−２  送信機器
１１Ｃ  子機
１１１  時刻同期部
１１２  共通鍵更新部
１１３  映像入力部
１１４  暗号化部
１１５  通信部
１１６  制御部
１１７  音声入出力部
１１８  復号化部
２１Ａ，２１Ｂ  受信機器
２１Ｃ  親機
２１１  時刻同期部
２１２  共通鍵更新部
２１３  映像出力部
２１４  復号化部
２１５  通信部
２１６  制御部
２１７  音声入出力部
２１８  暗号化部
１２，１２−１，１２−２  カメラ
１３，２３  マイク
１４，２４  スピーカ
２２  ディスプレイ
３１  スイッチングハブ
８１  通信機器
８１１  共通鍵更新部
８１２  暗号化部
８１３  通信部
８１４  制御部
９１  通信機器
９１１  共通鍵更新部
９１２  復号化部
９１３  通信部
９１４  制御部
Ｃ１〜Ｃ４  送信機器
Ｍ１  受信機器
Ｈ１  スイッチングハブ
Ｓ１  スピーカ
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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