(57)【要約】      （修正有）【課題】システムを構成する各装置の通常動作を停止することなく、各装置におけるマルチキャスト通信用のシステム共通鍵の更新を行える伝送装置および監視制御システムを提供する。【解決手段】コントローラ３０Ａの伝送装置３２は、エンジニアリングツール２０からのユニキャスト通信によりマルチキャスト通信用の暗号化に用いる新しいシステム共通鍵を含む第１のシステム共通鍵更新要求を受信した場合、新しいシステム共通鍵を保存するとともに、新しいシステム共通鍵を持たない他のマルチキャスト通信対象の各装置（監視制御装置１０およびコントローラ３０Ｂ）にマルチキャスト通信により新しいシステム共通鍵を含む第２のシステム共通鍵更新要求を送信する暗号化機能部、を備える。【選択図】図１
2017092612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユニキャスト通信によりマルチキャスト通信用の暗号化に用いる新しいシステム共通鍵を含む第１のシステム共通鍵更新要求を受信した場合、前記新しいシステム共通鍵を保存するとともに、前記新しいシステム共通鍵を持たない他のマルチキャスト通信対象の各装置にマルチキャスト通信により前記新しいシステム共通鍵を含む第２のシステム共通鍵更新要求を送信する暗号化機能部、を備えた伝送装置。
【請求項２】
前記第１のシステム共通鍵更新要求は、ユニキャスト通信用の暗号化鍵を用いて暗号化されており、前記ユニキャスト通信により他装置から受信する、請求項１に記載の伝送装置。
【請求項３】
前記第２のシステム共通鍵更新要求は、前記マルチキャスト通信用の暗号化に用いる古いシステム共通鍵を用いて、前記新しいシステム共通鍵のデータを含めた平文を暗号化した情報を含むものである、請求項１または請求項２に記載の伝送装置。
【請求項４】
前記新しいシステム共通鍵が保存されると、所定のデータをシステム共通鍵更新ステータスに設定する診断機能部を備え、
前記暗号化機能部は、前記システム共通鍵更新ステータスを含む第１のメッセージを暗号化してマルチキャスト通信対象の他の装置へ送信し、該マルチキャスト通信対象の他の装置から同様の前記第１のメッセージを受信し、
前記他の装置からの前記第１のメッセージの受信の結果、前記診断機能部が、前記マルチキャスト通信対象の全装置において前記新しいシステム共通鍵への更新準備が完了したと判定すると、前記暗号化機能部が、前記マルチキャスト通信に用いるシステム共通鍵を前記古いシステム共通鍵から前記新しいシステム共通鍵に更新する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の伝送装置。
【請求項５】
前記第１のメッセージをマルチキャスト通信対象の他の装置から受信した場合に、前記他の装置のアドレスに対応する領域に所定のデータを設定する第１のマップ、および、前記他の装置のアドレスに対応する領域に前記第１のメッセージに含まれるシステム共通鍵更新ステータスの内容を反映させる第２のマップを有し、前記診断機能部は、該第１のマップおよび第２のマップの内容から、前記マルチキャスト通信対象の全装置において前記新しいシステム共通鍵への更新準備が完了したか否かの判定をする、請求項４に記載の伝送装置。
【請求項６】
第２のメッセージに所定の情報を含める構成とし、
前記第２のメッセージを前記マルチキャスト通信対象の他の装置から受信した場合、前記暗号化機能部は、前記第２のメッセージを前記新しいシステム共通鍵で復号し、
前記所定の情報が確認できた場合、当該伝送装置は、通常の処理を実施し、
前記所定の情報が確認できない場合、前記暗号化機能部は、前記第２のメッセージを前記古いシステム共通鍵で復号し、
前記所定の情報が確認できた場合、当該伝送装置は、通常の処理を実施し、
そうでない場合、当該伝送装置は、異常処理を実施する、
請求項４または請求項５に記載の伝送装置。
【請求項７】
前記暗号化機能部は、前記マルチキャスト通信に用いるシステム共通鍵を前記古いシステム共通鍵から前記新しいシステム共通鍵に更新した後、前記古いシステム共通鍵を削除する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の伝送装置。
【請求項８】
第１の情報処理装置、１または複数の第２の情報処理装置、および、１または複数のコントローラが、ネットワークを介して接続された制御システムにおいて、
前記第１の情報処理装置は、ユーザ操作に応じて、マルチキャスト通信用の暗号化に用いる新しいシステム共通鍵を含む第１のシステム共通鍵更新要求をユニキャスト通信により１台の前記コントローラに送信し、
前記１台のコントローラは、前記第１のシステム共通鍵更新要求を受信した場合、該第１のシステム共通鍵更新要求に含まれる前記新しいシステム共通鍵を保存し、前記新しいシステム共通鍵を持たないマルチキャスト通信対象の他の前記第２の情報処理装置および前記コントローラにマルチキャスト通信により前記新しいシステム共通鍵を含む第２のシステム共通鍵更新要求を送信し、
前記新しいシステム共通鍵を持たない前記マルチキャスト通信対象の他の前記第２の情報処理装置および前記コントローラは、前記第２のシステム共通鍵更新要求を受信した場合、該第２のシステム共通鍵更新要求に含まれる前記新しいシステム共通鍵を保存し、
前記第１の情報処理装置、前記第２の情報処理装置および前記コントローラは、前記マルチキャスト通信対象の全装置において前記新しいシステム共通鍵への更新準備が完了したと判定される場合、前記マルチキャスト通信に用いるシステム共通鍵を古いシステム共通鍵から前記新しいシステム共通鍵に更新する、
監視制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、伝送装置および監視制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、暗号化通信機能を備えた伝送装置において通信テキストの暗号化に用いる鍵は、認証用の鍵、ユニキャスト通信用の鍵、マルチキャスト通信用の鍵など、通信形態や処理によって異なる鍵を用いるのが一般的である。また、マルチキャスト通信において、システム内で共通に用いる鍵（以下、システム共通鍵と称す）を更新する場合、従来は、マルチキャスト通信対象のすべての装置に１台ずつシステム共通鍵の情報をダウンロードする方法などを用いてシステム共通鍵を更新していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４５６６３号公報
【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、マルチキャスト通信対象の全ての装置に１台ずつ、更新したシステム共通鍵をダウンロードする従来の方法では、メンテナンス作業に時間を要したり更新された鍵を提供する送信元に大きな負荷がかかったりしていた。またこの方法では、ダウンロードに先立ち各装置の通常動作（暗号化されたマルチキャスト通信を伴う制御や監視動作等）を停止させる必要があり、制御や監視が中断する問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、システムを構成する各装置の通常動作を停止することなく、各装置におけるマルチキャスト通信用のシステム共通鍵の更新を行える伝送装置および監視制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の伝送装置は、ユニキャスト通信によりマルチキャスト通信用の暗号化に用いる新しいシステム共通鍵を含む第１のシステム共通鍵更新要求を受信した場合、新しいシステム共通鍵を保存するとともに、新しいシステム共通鍵を持たない他のマルチキャスト通信対象の各装置にマルチキャスト通信により新しいシステム共通鍵を含む第２のシステム共通鍵更新要求を送信する暗号化機能部、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態にかかる監視制御システム全体の構成例を示す模式図である。
【図２】図２は、第１の実施形態における監視制御装置の機能構成を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態におけるエンジニアリングツールの機能構成を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態におけるコントローラの機能構成を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態におけるシステム共通鍵の更新準備について説明するシーケンス図である。
【図６】図６は、第１の実施形態におけるシステム共通鍵更新要求の生成過程を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態におけるシステム共通鍵の保存方法を説明する図である。
【図８】図８は、第１の実施形態における診断メッセージについて説明する図である。
【図９】図９は、第１の実施形態における診断メッセージ送信の具体例を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、第１の実施形態における診断メッセージの送信にかかる処理について説明するフローチャートである。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第１の実施形態における診断メッセージの受信にかかる処理について説明するフローチャートである。
【図１１】図１１は、第１の実施形態におけるノード診断マップの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態におけるシステム共通鍵更新状況フラグの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態の監視制御システムにおける暗号化されたメッセージについて説明する図である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態の監視制御システムにおける診断機能部による処理（システム共通鍵の新旧判定）について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
はじめに、第１の実施形態にかかる監視制御システムの構成について説明する。図１は、第１の実施形態にかかる監視制御システム全体の構成例を示す模式図である。
【０００９】
図１に示すように、本実施形態の監視制御システムは、複数の監視制御装置（第２の情報処理装置）１０と、エンジニアリングツール（第１の情報処理装置）２０と、複数のコントローラ３０Ａ、３０Ｂとが、ネットワーク１００を介して接続されて構成される。
【００１０】
エンジニアリングツール２０は、ここではＰＬＣ（Programmable  Logic  Controller）等のコントローラ３０Ａ、３０Ｂで動作させるシーケンスプログラムを編集するツール（ソフトウェア）であるエンジニアリングツールを監視制御装置（情報処理装置）１０に搭載したものであり、マルチキャスト通信用のシステム共通鍵４１の更新など各種設定を行えるようになっている。以下では、更新前の古いシステム共通鍵に符号４１Ａを用い、更新後の新しいシステム共通鍵には符号４１Ｂを用い、これらを区別しない場合は符号４１を用いることとする。
【００１１】
また、各監視制御装置１０およびエンジニアリングツール２０ならびに各コントローラ３０Ａ、３０Ｂは、ネットワーク１００を介して他の装置と暗号化通信を行うための通信インタフェースである伝送装置（１２、２２、３２）を、各装置と一体としてまたは別体として備えている。
【００１２】
なお、各コントローラ３０Ａ、３０Ｂは、図示しない配下の装置を制御するための装置である。そして、各監視制御装置１０ならびにエンジニアリングツール２０は、各コントローラ３０Ａ、３０Ｂによる制御状態を監視および制御するための情報処理装置である。また、以下の説明では、コントローラ３０Ａおよび３０Ｂを区別しない場合、符号３０を用いる。
【００１３】
各伝送装置（１２、２２、３２）は、ネットワーク１００を介したマルチキャスト通信を行う際に通信テキストを暗号化するためのシステム共通鍵４１を保持している。このシステム共通鍵４１の更新は、本実施形態では、まず、エンジニアリングツール２０を用いて１台のコントローラ３０Ａの伝送装置３２に対し新しいシステム共通鍵４１を送り（１０１）、その後、この１台のコントローラ３０Ａからマルチキャスト通信により他のコントローラ３０Ｂおよび監視制御装置１０に対し新しいシステム共通鍵４１を送る（１０２）ことにより行う（詳細は後述）。
【００１４】
図２は、第１の実施形態における監視制御装置１０の機能構成を示す図である。
【００１５】
図２に示すように、監視制御装置１０は、制御部１１と、伝送装置１２とからなる。
【００１６】
制御部１１は、当該監視制御装置１０の制御等を行う装置であり、オペレータが使用するマウスやキーボード等の入力装置１３から入力される認証情報（ＩＤ，ＰＡＳＳ（パスワード））や各種設定等のための入力情報を処理し処理結果を表示処理部１１２または認証管理機能部１２１へ出力する入力処理部１１１と、入力処理部１１１での処理結果や各コントローラ３０から得られる制御状態等の情報に応じてディスプレイ１４への表示処理を行う表示処理部１１２と、を備える。
【００１７】
伝送装置１２は、ネットワーク１００を介して他装置と通信を行うための装置であり、入力処理部１１１へ認証情報が入力された際の認証や認証にかかる処理を行う認証管理機能部１２１と、ネットワーク１００上の各装置毎（４２）の認証情報４３およびユニキャスト通信用の鍵（暗号化鍵と復号鍵の組）４４、ならびにマルチキャスト通信用のシステム共通鍵４１を記憶し、さらに、ここでは図示しないが上記オペレータに対する認証用の認証情報や後述のノード診断マップおよびシステム共通鍵更新状況フラグ等を記憶する記憶部１２２と、ネットワーク１００上の各装置（ノード）の接続状態を診断したり、システム共通鍵４１の更新準備がマルチキャスト通信対象の全装置で完了したか否かの判定にかかる処理等を行う診断機能部１２３と（詳細は後述）、ネットワーク１００を介して送信する通信テキスト（平文）を暗号化し、受信した暗号化通信テキストを復号するなど暗号化にかかる処理を行う暗号化機能部１２４と、を備える。なお、認証管理機能部１２１による認証処理の手法は、従来のＩＤとパスワードを用いた手法のほか、任意の手法を採用することができる。また、伝送装置１２の各機能部は、それぞれで必要に応じて処理を施したデータを、他の機能部および制御部１１へ中継する機能をもつ。
【００１８】
図３は、第１の実施形態におけるエンジニアリングツール２０の機能構成を示す図である。
【００１９】
図３に示すように、エンジニアリングツール２０の制御部２１および伝送装置２２は、監視制御装置１０の制御部１１および伝送装置１２に対応し、エンジニアリングツール２０の入力処理部２１１、表示処理部２１２、認証管理機能部２２１、記憶部２２２、診断機能部２２３、および暗号化機能部２２４は、監視制御装置１０の入力処理部１１１、表示処理部１１２、認証管理機能部１２１、記憶部１２２、診断機能部１２３、および暗号化機能部１２４に対応するものであり、エンジニアリングツール２０の機能構成は、監視制御装置１０の機能構成と基本的に同様である。ただし、入力処理部２１１により、管理者がシステム共通鍵４１を更新するための設定や各コントローラ３０に対し各種設定等を行えるようにできている。
【００２０】
図４は、第１の実施形態におけるコントローラ３０の機能構成を示す図である。
【００２１】
コントローラ３０は、制御部３１と、伝送装置３２とからなる。
【００２２】
制御部３１は、当該コントローラ３０の制御や配下の装置の制御や監視制御装置１０への制御状態の通知処理等を行う。
【００２３】
伝送装置３２は、監視制御装置１０の伝送装置１２と同様の、ネットワーク１００を介して他装置と通信を行うための装置であり、監視制御装置１０またはエンジニアリングツール２０側から認証情報が入力された際に認証や認証にかかる処理を行う認証管理機能部３２１と、ネットワーク１００上の各装置毎（４２）の認証情報４３およびユニキャスト通信用の鍵４４、ならびにマルチキャスト通信用のシステム共通鍵４１を記憶し、さらに、ここでは図示しないが後述のノード診断マップおよびシステム共通鍵更新状況フラグ等を記憶する記憶部３２２と、ネットワーク１００上の各装置（ノード）の接続状態を診断したり、システム共通鍵４１の更新準備がマルチキャスト通信対象の全装置で完了したか否かの判定にかかる処理を行う診断機能部３２３と、ネットワーク１００を介して送信する通信テキスト（平文）を暗号化し、受信した暗号化通信テキストを復号するなど暗号化にかかる処理を行う暗号化機能部３２４と、を備える。なお、認証管理機能部３２１による認証処理の手法は、監視制御装置１０の場合と同様であり、各機能部は、それぞれで必要に応じて処理を施したデータを他の機能部および制御部へ中継する機能をもつ。また、伝送装置３２の暗号化機能部３２４は、後述するように、エンジニアリングツール２０からユニキャスト通信によりマルチキャスト通信用の暗号化に用いる新しいシステム共通鍵を含む第１のシステム共通鍵更新要求を受信し、新しいシステム共通鍵を持たない他のマルチキャスト通信対象の各装置にマルチキャスト通信により新しいシステム共通鍵を含む第２のシステム共通鍵更新要求を送信する。
【００２４】
次に、システム共通鍵４１の更新準備について説明する。図５は、第１の実施形態におけるシステム共通鍵４１の更新準備について説明するシーケンス図である。また、図６は、第１の実施形態におけるシステム共通鍵更新要求の生成過程を示す図である。
【００２５】
本実施形態では、以下のようにして、マルチキャスト通信用のシステム共通鍵４１の更新を行う。なお、以下では、説明の簡単のため、コントローラ３０、３０Ａ、３０Ｂの各伝送装置３２を、コントローラ３０、３０Ａ、３０Ｂと区別せずにそれぞれコントローラ３０、３０Ａ、３０Ｂと記す。同様に、監視制御装置１０の伝送装置１２、エンジニアリングツール２０の伝送装置２２も、監視制御装置１０、エンジニアリングツール２０と区別せずに、それぞれ監視制御装置１０、エンジニアリングツール２０と記す。
【００２６】
はじめに、ユーザがエンジニアリングツール２０を用いて、エンジニアリングツール２０内のシステム共通鍵４１を更新する設定をすると（Ｓ１０１）、エンジニアリングツール２０の暗号化機能部２２４が、まず、更新された新しいシステム共通鍵４１Ｂのデータを含む更新要求テキスト（図６：５１）を、ダウンロード対象である１台のコントローラ３０Ａとエンジニアリングツール２０間のユニキャスト通信用の鍵（暗号化鍵）４４を用いて暗号化する（Ｓ１０２；図６：５２）。
【００２７】
さらに、エンジニアリングツール２０の暗号化機能部２２４は、暗号化された更新要求テキスト（図６：５２）を含み宛先および送信元の情報等を付加した第１のシステム共通鍵更新要求（図６：５３）を生成し（Ｓ１０３）、この第１のシステム共通鍵更新要求５３を、ユニキャスト通信で、コントローラ３０Ａに送信する（Ｓ１０４）。
【００２８】
コントローラ３０Ａの暗号化機能部３２４は、第１のシステム共通鍵更新要求５３を受信すると（Ｓ１０５）、この第１のシステム共通鍵更新要求５３に含まれる暗号化された更新要求テキスト（図６：５２）をコントローラ３０Ａとエンジニアリングツール２０間のユニキャスト通信用の鍵（復号鍵）４４で復号し（Ｓ１０６）、更新要求テキスト（図６：５１）に含まれる新しいシステム共通鍵４１Ｂをコントローラ３０Ａの記憶部３２２に格納し記憶する（Ｓ１０７）。
【００２９】
新しいシステム共通鍵４１Ｂを取得したコントローラ３０Ａは、図６に示した第１のシステム共通鍵更新要求５３の生成方法と同様の手法で、暗号化機能部３２４により、更新される前の古いシステム共通鍵４１Ａで、新しいシステム共通鍵４１Ｂを含んだ平文の更新要求テキスト（図６：５１）を暗号化し（Ｓ１０８）、この暗号化した更新要求テキスト（図６：５２）を含み宛先４６および送信元４７の情報等を付加した第２のシステム共通鍵更新要求（図６：５３）を生成して（Ｓ１０９）、この第２のシステム共通鍵更新要求（図６：５３）を、マルチキャスト通信で、新しいシステム共通鍵を持たないマルチキャスト通信対象の各監視制御装置１０およびコントローラ３０Ｂ宛てに送信する（Ｓ１１０）。
【００３０】
監視制御装置１０およびコントローラ３０Ｂは、マルチキャスト通信による第２のシステム共通鍵更新要求（図６：５３）を受信すると（Ｓ１１１）、それぞれの暗号化機能部（１２４、３２４）により、第２のシステム共通鍵更新要求（図６：５３）に含まれる暗号化された更新要求テキスト（図６：５２）を更新前の古いシステム共通鍵４１Ａで復号し（Ｓ１１２）、更新要求テキスト（図６：５１）に含まれる更新後の新しいシステム共通鍵４１Ｂをそれぞれの記憶部（１２２、３２２）に格納し記憶する（Ｓ１１３）。
【００３１】
ここまでで、監視制御装置１０および各コントローラ３０でのシステム共通鍵４１の更新準備が完了する。
【００３２】
なお、本実施形態では、前述の新しいシステム共通鍵４１Ｂを各監視制御装置１０の記憶部１２２および各コントローラ３０の記憶部３２２へ記憶する際、監視制御装置１０の記憶部１２２およびコントローラ３０の記憶部３２２に、更新前の古いシステム共通鍵４１Ａと更新後の新しいシステム共通鍵４１Ｂを保持可能な領域を設けるようにする。
【００３３】
エンジニアリングツール２０から第１のシステム共通鍵更新要求を受信したコントローラ３０Ａは、図７に示すように、更新前のシステム共通鍵４１Ａである鍵Ｘを更新前のシステム共通鍵４１Ａを格納する領域５５へコピーし（１０４）、その後、更新後の新しいシステム共通鍵４１Ｂを格納する領域５４へ、更新後の新しいシステム共通鍵４１Ｂである鍵Ｙを格納する（１０３）。
【００３４】
同様に、コントローラ３０Ａから第２のシステム共通鍵更新要求を受信した監視制御装置１０およびコントローラ３０Ｂは、更新前の古いシステム共通鍵４１Ａである鍵Ｘを、更新前のシステム共通鍵４１Ａを格納する領域５５へコピーし（１０４）、その後、更新後のシステム共通鍵４１Ｂを格納する領域５４へ、更新後の新しいシステム共通鍵４１Ｂである鍵Ｙを格納する（１０３）。
【００３５】
このようにして、システム共通鍵４１の更新が完了するまで、監視制御装置１０の記憶部１２２およびコントローラ３０の記憶部３２２に更新前の古いシステム共通鍵４１Ａと更新後の新しいシステム共通鍵４１Ｂを記憶し管理する。なお、古いシステム共通鍵４１Ａを削除するときは、更新前のシステム共通鍵４１Ａを格納する領域にあるデータを削除することになる。
【００３６】
次に、本実施形態の監視制御システムの通常動作時におけるシステム共通鍵更新に係る処理について説明する。
【００３７】
本実施形態の監視制御システムでは、エンジニアリングツール２０およびマルチキャスト通信対象の各ノード（監視制御装置１０、エンジニアリングツール２０およびコントローラ３０）が、定周期で図８に示す診断メッセージ（第１のメッセージ）５６を同報（ブロードキャスト）している。例えば、図９に示すように、各伝送装置（１２、２２、３２）が、ＵＤＰ（User  Datagram  Protocol）により、ネットワーク１００上の全ノード宛に、ネットワーク１００上のノードの状態の判定などのノード診断を行うアプリケーション（診断機能部（１２３、２２３、３２３））を指定して（ｐｏｒｔ  Ｘ）、診断メッセージ５６をブロードキャストする。本実施形態では、この診断メッセージ５６に、後述のシステム共通鍵更新ステータス４８を含める。以下では、まず、この診断メッセージ５６の送受信にかかる処理について説明する。
【００３８】
通常動作時においては、監視制御装置１０、エンジニアリングツール２０、およびコントローラ３０の各ノードは、それぞれの暗号化機能部（１２４、２２４、３２４）が、上記診断メッセージ５６に含まれる通信テキストをシステム共通鍵４１で暗号化し、定周期でマルチキャスト通信によりマルチキャスト通信対象の他の装置に送信している。
【００３９】
また、各ノードは、前述のようにシステム共通鍵４１の更新準備が完了すると（エンジニアリングツール２０については第１のシステム共通鍵更新要求を送信する時点で更新準備は完了している）（図１０Ａ：Ｓ２０１でＹｅｓ）、それぞれの診断機能部（１２３、２２３、３２３）が、診断メッセージ５６内のシステム共通鍵更新ステータス４８に「１」を書き込み（図１０Ａ：Ｓ２０２）、それぞれの暗号化機能部（１２４、２２４、３２４）により上記診断メッセージ５６に含まれる通信テキストをシステム共通鍵４１で暗号化し、マルチキャスト通信によりマルチキャスト通信対象の他のノードに送信する（図１０Ａ：Ｓ２０３）。システム共通鍵４１の更新準備が完了していない場合は（図１０Ａ：Ｓ２０１でＮｏ）、システム共通鍵更新ステータス４８の状態（初期値「０」）はそのままにして、それぞれの暗号化機能部（１２４、２２４、３２４）により上記診断メッセージ５６に含まれる通信テキストをシステム共通鍵４１で暗号化し、マルチキャスト通信によりマルチキャスト通信対象の他のノードに送信する（図１０Ａ：Ｓ２０３）。
【００４０】
各ノードは、上記診断メッセージ５６を受信すると（図１０Ｂ：Ｓ３０１）、それぞれの暗号化機能部（１２４、２２４、３２４）が診断メッセージ５６の暗号化された通信テキストをシステム共通鍵４１で復号する（図１０Ｂ：Ｓ３０２）。そして、それぞれの診断機能部（１２３、２２３、３２３）が、ネットワーク１００上のアドレスを割り付けたノード診断マップ（第１のマップ）（図１１）の更新を行う（図１０Ｂ：Ｓ３０３）。具体的には、各ノードが診断メッセージ５６を受信したとき、それぞれの診断機能部（１２３、２２３、３２３）は、ノード診断マップ上の送信元のアドレスに該当するビット（図中０〜２５４で示す領域のいずれか）にノードアップを示す「１」を書き込む。一方、上記定周期よりも長い一定時間、診断メッセージ５６の受信がない場合、診断機能部（１２３、２２３、３２３）は、ノード診断マップの該当箇所にノードダウンを示す「０」を書き込む。このようにノード診断マップを更新することにより、ネットワーク１００上で現に動作している（ノードアップ状態の）ノードを判別することができる。
【００４１】
また、各ノードの診断機能部（１２３、２２３、３２３）は、診断メッセージ５６を受信したとき、図１２に例示するシステム更新状況フラグ（第２のマップ）の送信元アドレスに該当するビット（図中０〜２５４で示す領域のいずれか）に、受信したシステム共通鍵更新ステータス４８の情報を反映させる（図１０Ｂ：Ｓ３０４）。具体的には、システム共通鍵更新ステータス４８により診断メッセージ５６の送信元でシステム共通鍵４１の更新準備が完了していると判定される場合（すなわちシステム共通鍵更新ステータス４８に「１」が設定されている場合）は、システム更新状況フラグの送信元アドレスに該当するビットに更新準備が完了し更新可能であることを示す「１」を設定する（なお、初期値は更新不可を示す「０」である）。
【００４２】
以上が、通常動作時における各ノードにおける診断メッセージ５６の送受信にかかる処理である。
【００４３】
本実施形態では、上記のようにして診断メッセージ５６の送受信を行うが、その際、ノード診断マップからネットワーク１００内で動作していると判断される全てのノード（マルチキャスト通信対象の全装置）で、システム共通鍵４１の更新準備が完了したと判断されるとき、すなわち、ノード診断マップおよびシステム共通鍵更新状況フラグの各アドレス対応部分が一致したとき（共に「１」が設定されているとき）、それぞれの暗号化機能部（１２４、２２４、３２４）が、その後のマルチキャスト通信で用いるシステム共通鍵４１を、古いシステム共通鍵４１Ａから新しいシステム共通鍵４１Ｂに更新する。さらに、それぞれの暗号化機能部（１２４、２２４、３２４）は、それぞれの記憶部（１２２、２２２、３２２）に記憶している古いシステム共通鍵４１Ａを、例えば一定時間後に削除する。
【００４４】
そして、それ以降の診断メッセージ５６では、診断機能部（１２３、２２３、３２３）は診断メッセージ５６のシステム共通鍵更新ステータスに「０」を書き込む。つまり、この場合、システム共通鍵更新ステータスが初期値「０」の診断メッセージ５６が送信されることとなる。
【００４５】
以上の処理が、マルチキャスト通信対象の各監視制御装置１０およびコントローラ（３０Ａ、３０Ｂ）において行われる。
【００４６】
以上で、マルチキャスト通信で用いるシステム共通鍵４１の更新が完了し、以後のマルチキャスト通信では新しいシステム共通鍵４１Ｂが用いられる。
【００４７】
なお、ネットワーク１００に新規のあるいは停止中の監視制御装置１０またはコントローラ３０が参加する場合、この新規のあるいは停止中の監視制御装置１０またはコントローラ３０は、認証を伴うユニキャスト通信（ここではユニキャスト通信用の鍵４４を用いた暗号化通信）により他のコントローラ３０または監視制御装置１０からシステム共通鍵４１を取得する。この場合、必要な認証情報やユニキャスト通信用の鍵４４は、例えば、エンジニアリングツール２０からネットワーク１００を介して各コントローラ３０および監視制御装置１０に設定しておく。なお、参加する監視制御装置１０またはコントローラ３０が停止中のものであった場合、他のコントローラ３０または監視制御装置１０は必要な情報を事前にもっているので、新たな設定は不要である。
【００４８】
その後、システム共通鍵４１の更新がある場合の鍵の更新は、前述のとおりである。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態では、従来はマルチキャスト通信対象の全装置に対し個別にシステム共通鍵４１の更新を行っていたものを、１台のコントローラ３０Ａに対する一度のユニキャスト通信と、この１台のコントローラ３０Ａからのその他のマルチキャスト通信対象の装置に対する一度のマルチキャスト通信によって、マルチキャスト通信対象の全装置のシステム共通鍵４１を更新することが可能となる。
【００５０】
また、本実施形態では、上述のように、システム共通鍵４１の更新対象となる監視制御装置１０およびコントローラ３０Ｂへの第２のシステム共通鍵更新要求をマルチキャスト通信で送信する際、更新前の古いシステム共通鍵４１Ａを用いて、新しいシステム共通鍵４１Ｂを含んだ更新要求テキスト５１の暗号化を実施している。
【００５１】
このように、更新後の新しいシステム共通鍵４１Ｂを更新前の古いシステム共通鍵４１Ａを用いて暗号化することで、古いシステム共通鍵４１Ａを持つマルチキャスト通信対象である監視制御装置１０およびコントローラ３０Ｂ以外のデバイス、すなわち、古いシステム共通鍵４１Ａを持たないデバイスに、新しいシステム共通鍵４１Ｂを知られることはなく、マルチキャスト通信で用いるシステム共通鍵４１の保護を強化することが可能となる。
【００５２】
（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態に対し、さらに、マルチキャスト通信によって送信された診断メッセージ５６等の暗号化されたメッセージ（第２のメッセージ）（図１３：５７）を受信した際、それぞれの診断機能部（１２３、２２３、３２３）にて、受信したメッセージに適用されたシステム共通鍵４１の新旧判定を実施する。以下では、マルチキャスト通信で用いられたシステム共通鍵４１の新旧判定について説明する。図１４は、マルチキャスト通信で用いられたシステム共通鍵４１の新旧判定処理を説明するフローチャートである。本実施形態では、図１３に示すように、診断メッセージ５６を含む任意の暗号化されたメッセージ５７（以下、暗号化メッセージ５７）に所定の診断用情報４９を含め、マルチキャスト通信対象の各装置にこの診断用情報４９を保持させるようにする。なお、この診断用情報４９は、事前に決められた固定の情報である。
【００５３】
はじめに、暗号化機能部（１２４、２２４、３２４）は、受信した暗号化メッセージ５７に含まれている通信テキストを更新後の新しいシステム共通鍵４１Ｂを用いて復号し（Ｓ４０１）、診断用情報４９を抽出する（Ｓ４０２）。
【００５４】
この更新後の新しいシステム共通鍵４１Ｂを用いて得られた診断用情報４９を、コントローラ３０が持つ診断用情報４９と比較して一致した場合、診断機能部（１２３、２２３、３２３）は、診断用情報は正常であるとして（Ｓ４０３でＹｅｓ）、マルチキャスト通信によって受信したメッセージの暗号化に用いられたシステム共通鍵４１は、更新後の新しいシステム共通鍵４１Ｂであると判断する。そして、制御部（１１、２１、３１）は、更新後の新しいシステム共通鍵４１Ｂを用いて復号されたメッセージに対し通常処理を行う（Ｓ４０４）。
【００５５】
一方、更新後の新しいシステム共通鍵４１Ｂを用いて復号された診断用情報４９がコントローラ３０の持つ診断用情報４９と不一致であった場合、診断機能部（１２３、２２３、３２３）は、この段階では診断用情報４９は正常でないとして（Ｓ４０３でＮｏ）、マルチキャスト通信によって受信したメッセージの暗号化に用いられたシステム共通鍵４１は更新後の新しいシステム共通鍵４１Ｂではないと判断する。この場合、暗号化機能部（１２４、２２４、３２４）は、受信した暗号化メッセージ５７に含まれる通信テキストを更新前の古いシステム共通鍵４１Ａを用いて復号し（Ｓ４０５）、復号した通信テキストから診断用情報を抽出する（Ｓ４０６）。
【００５６】
更新前の古いシステム共通鍵４１Ａを用いて復号して得られた診断用情報４９が、コントローラ３０が持つ診断用情報４９と比較して一致した場合、診断機能部（１２３、２２３、３２３）は、診断用情報４９は正常であるとして（Ｓ４０７でＹｅｓ）、マルチキャスト通信によって受信したメッセージの暗号化に用いられたシステム共通鍵４１は、更新前の古いシステム共通鍵４１Ａであると判断する。そして、制御部（１１、２１、３１）は、更新前の古いシステム共通鍵４１Ａを用いて復号されたメッセージに対し通常処理を行う（Ｓ４０４）。いずれでもない場合（Ｓ４０７でＮｏ）、診断機能部（１２３、２２３、３２３）は、異常と判断し、制御部（１１、２１、３１）は、異常検出後の処理（異常処理）を実施する（Ｓ４０８）。
【００５７】
本実施形態では、システム共通鍵４１の更新対象となるマルチキャスト通信対象である監視制御装置１０およびコントローラ３０それぞれにおけるシステム共通鍵４１の更新処理完了のタイミングのずれがある場合、マルチキャスト通信に用いられたシステム共通鍵４１が古いシステム共通鍵４１Ａであった場合でも、古いシステム共通鍵４１Ａを用いて暗号化メッセージ５７を復号することが可能となり、上記タイミングのずれにより新しいシステム共通鍵４１Ｂが使用できない装置があっても、マルチキャスト通信を継続することが可能となる。
【００５８】
以上説明したとおり、上述の諸実施形態によれば、暗号化通信機能を備えた伝送装置およびこの伝送装置を用いる監視制御システムにおいて、マルチキャスト通信に用いるシステム共通鍵４１の更新に関するエンジニアリングおよびメンテナンスの効率化が図れ、システム共通鍵４１を更新する際には、監視制御システム内の各装置を停止することなく継続運転が可能となる。
【００５９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１０  監視制御装置
１１、２１、３１  制御部
１２、２２、３２  伝送装置
１３  入力装置
１４  ディスプレイ
２０  エンジニアリングツール
３０、３０Ａ、３０Ｂ  コントローラ
１００  ネットワーク
１１１、２１１  入力処理部
１１２、２１２  表示処理部
１２１、２２１、３２１  認証管理機能部
１２２、２２２、３２２  記憶部
１２３、２２３、３２３  診断機能部
１２４、２２４、３２４  暗号化機能部
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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