JP4336479B2

JP4336479B2 - COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION METHOD, STORAGE MEDIUM, AND PROGRAM

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Publication number: JP4336479B2
Application number: JP2002143533A
Authority: JP
Inventors: 崇俊廣瀬
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: JP2003333031A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暗号通信を行う通信装置、通信方法、記憶媒体及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より例えば、ディジタルデータの通信システムとして、図９に示すようなＬＡＮ環境のＬＡＮシステム１５００がある。
ＬＡＮシステム１５００は、上記図９に示すように、通信媒体１５０１と、ネットワーク接続機能（通信媒体１５０１への接続機能）を有するアダプタ１５０２と、アダプタ１５０２を介して通信媒体１５０１に接続されたプリンタ１５０３と、通信媒体１５０１へ接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１５０４（１），１５０４（２）とから構成される。
【０００３】
ここで、通信媒体１５０１は、電波や赤外線等で構成される無線通信媒体、ツイストペアケーブル、同軸ケーブル等で構成される有線通信媒体、無線通信媒体又は有線通信媒体の混成等のような媒体であり、また、場合によっては、外部ネットワークに接続されているものであるが、通信媒体１５０１上のデータは、ＬＡＮ環境に入ることが可能な第三者によって傍受される恐れがある。
【０００４】
そこで、通信媒体１５０１上を通過するデータの傍受を防止するための方法として、データを暗号化する方法が挙げられる。このデータの暗号化としては、ＤＥＳ（Data Encryption Standard）等の共通鍵暗号化方式や、ＲＳＡ（Rivest Shamir Adleman）等の公開鍵暗号化方式が用いられている。
【０００５】
無線ＬＡＮ規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｂにおいては、共通鍵暗号方式を用いたＷＥＰ(Wired Equivalent Privacy)アルゴリズムが規格化されている。
図１０及び図１１は、本発明の重要な応用範囲の一つである、ＷＥＰアルゴリズムに従った暗号化装置１６００及び復号化装置１７００の構成を示したものである。
【０００６】
暗号化装置１６００は、上記図１０に示すように、結合器１６０１、擬似乱数発生器１６０２、ＣＲＣ１６０３、結合器１６０４、及びＸＯＲ１６０５から構成される。
【０００７】
結合器１６０１及び１６０４はそれぞれ、入力された２つのビット列のデータを結合して、１つのビット列のデータを生成する。
擬似乱数発生器１６０２は、結合器１６０１で得られたデータに対して、擬似乱数発生アルゴリズムにより、より長いビット系列（鍵系列）を発生する。ここでの擬似乱数発生アルゴリズムとしては、ＲＳＡセキュリティ社のＲＣ４擬似乱数発生アルゴリズム等が用いられる。
【０００８】
ＣＲＣ１６０３は、ＣＲＣアルゴリズムを用いて、ビット列のデータに誤りが在るか否かをチェックするためのビット列（ＩＣＶ）を生成する。
ＸＯＲ１６０５は、入力された２つのビット系列の排他的論理和を求める。
【０００９】
上述のような暗号化装置１６００において、先ず、任意のビット列である初期化系列、暗号鍵、及び暗号化されるデータは、暗号化装置１６００に対して入力される。
【００１０】
初期化系列及び暗号鍵は、結合器１６０１に対して入力される。
結合器１６０１は、初期化系列及び暗号鍵を結合したビット系列であるデータ（種）を生成して出力する。
擬似乱数発生器１６０２は、結合器１６０１で生成されたデータの長さと、ＩＣＶの長さとを加えた長さのビット系列であるデータ系列を生成して出力する。
【００１１】
データは、ＣＲＣ１６０３及び結合器１６０４に対して入力される。
ＣＲＣ１６０３は、入力データからＩＣＶを生成して出力する。
結合器１６０４は、入力データと、ＣＲＣ１６０３で生成されたＩＣＶと結合して出力する。
【００１２】
ＸＯＲ１６０５は、擬似乱数発生器１６０２からの出力と、結合器１６０４からの出力との排他的論理和（ビット毎の排他的論理和）をとり、その結果を暗号化データとして出力する。
【００１３】
したがって、暗号化装置１６００からは、初期化系列及び暗号化データが一組として出力される。
【００１４】
一方、復号化装置１７００は、上記図１１に示すように、結合器１７０１、擬似乱数発生器１７０２、ＸＯＲ１７０３、分離器１７０４、ＣＲＣ１７０５、及び判定器１７０６から構成される。
【００１５】
結合器１７０１は、入力された２つのビット列のデータを結合して、１つのビット列のデータを生成する。
擬似乱数発生器１７０２は、結合器１７０１で得られたデータに対して、擬似乱数発生アルゴリズムにより、より長いビット系列（鍵系列）を発生する。ここでの擬似乱数発生アルゴリズムとしては、ＲＳＡセキュリティ社のＲＣ４擬似乱数発生アルゴリズム等が用いられる。
【００１６】
ＸＯＲ１７０３は、入力された２つのビット系列の排他的論理和を求める。
分離器１７０４は、入力されたビット列を所定の方法で、データとＩＣＶの２つのビット列に分離する。
【００１７】
ＣＲＣ１７０５は、ＣＲＣアルゴリズムを用いて、入力データからＩＣＶを生成して出力する。
判定器１７０６は、分離器１７０４で生成されたＩＣＶと、ＣＲＣ１７０５で生成されたＩＣＶとを比較することで、データが正しいか否かを判定する。
【００１８】
上述のような復号化装置１７００において、先ず、暗号化データと初期化系列と組、及び暗号鍵は、復号化装置１７００に対して入力される。
【００１９】
初期化系列及び暗号鍵は、結合器１７０１に対して入力される。
結合器１７０１は、初期化系列及び暗号鍵を結合したビット系列であるデータを生成して出力する。
擬似乱数発生器１７０２は、結合器１７０１で生成されたデータの長さと、ＩＣＶの長さとを加えた長さのビット系列であるデータ系列を生成して出力する。
【００２０】
擬似乱数発生器１７０２で生成されたデータ（鍵系列）と暗号化データの組は、ＸＯＲ１７０３に対して入力される。
ＸＯＲ１７０３は、鍵系列と暗号化データのビット毎の排他的論理和を算出し、その結果を分離器１７０４に対して入力する。
【００２１】
分離器１７０４は、ＸＯＲ１７０３からのデータを所定の方法で分割することで、データとＩＣＶを生成して出力する。
ＣＲＣ１７０５は、分離器１７０４からのデータから、ＩＣＶを算出する。
【００２２】
判定器１７０６は、ＣＲＣ１７０５で得られたＩＣＶと、分離器１７０３で得られたＩＣＶとを比較し、その結果、これら２つのＩＣＶが等しい場合、判定フラグとして正常復号を示すフラグを出力し、等しくない場合、判定フラグとして復号失敗を示すフラグを出力する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなＷＥＰアルゴリズムを用いた従来の通信方法では、ＷＥＰにより通信の秘匿性が守られているように見えるが、実際には、同じ暗号鍵で暗号化された多くの暗号データを第三者が手に入れることが可能であるため、復号が比較的容易となる。
したがって、第三者が暗号鍵情報を入手し、暗号通信の秘匿性が守れない恐れがある。
【００２４】
そこで、本発明は、上記の欠点を除去するために成されたもので、秘匿性を高めたデータ通信を行なえる、通信装置、通信方法、それを実施するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、及び当該プログラムを提供することを目的とする。
【００２５】
具体的には例えば、時間情報に基づき自動的に暗号鍵を変更する構成により、第三者に暗号データを収集及び解析されたとしても、その暗号鍵を奪われることがなく、当該第三者が通信を傍受できないようにする。これにより、高い秘匿性の無線暗号通信が可能となり、特に、無線区間での盗聴等を避けることができる。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対象データを暗号化して通信する通信装置であって、暗号鍵の変更タイミングを検知する検知手段と、上記暗号鍵の変更タイミングの度に他の通信装置から指示された演算方法に従って、使用中の暗号鍵を基に新規の暗号鍵を生成する生成手段と、上記検知手段による上記変更タイミングの検知に基づいて、上記対象データの暗号化に利用する暗号鍵を、上記使用中の暗号鍵から上記生成手段により生成した上記新規の暗号鍵に変更する変更手段とを有し、上記変更手段は、変更した上記新規の暗号鍵を新たな暗号鍵として決定する前に、該新規の暗号鍵を用いて上記他の通信装置との暗号通信を正常に行えるか否かを確認し、該確認の結果、上記他の通信装置との暗号通信を正常に行える場合には、該新規の暗号鍵を新たな暗号鍵と決定して設定し、上記他の通信装置との暗号通信を正常に行えない場合には、対象データを暗号化する暗号鍵を初期値に設定することを特徴とする通信装置を提供する。
また、対象データを暗号化して通信する通信装置であって、暗号鍵の変更タイミングを検知する検知手段と、上記暗号鍵の変更タイミングの度に使用中の暗号鍵から新規の暗号鍵を生成するための演算方法を他の通信装置に通知する通知手段と、上記演算方法に従って、使用中の暗号鍵を基に新規の暗号鍵を生成する生成手段と、上記検知手段による上記変更タイミングの検知に基づいて、上記対象データの暗号化に利用する暗号鍵を、上記使用中の暗号鍵から上記生成手段により生成した上記新規の暗号鍵に変更する変更手段とを有し、上記変更手段は、変更した上記新規の暗号鍵を新たな暗号鍵として決定する前に、該新規の暗号鍵を用いて上記他の通信装置との暗号通信を正常に行えるか否かを確認し、該確認の結果、上記他の通信装置との暗号通信を正常に行える場合には、該新規の暗号鍵を新たな暗号鍵と決定して設定し、上記他の通信装置との暗号通信を正常に行えない場合には、対象データを暗号化する暗号鍵を初期値に設定することを特徴とする通信装置を提供する。
【００２７】
また、対象データを暗号化して通信する通信方法であって、暗号鍵の変更タイミングを検知する検知ステップと、上記暗号鍵の変更タイミングの度に一方の通信装置から他方の通信装置に通知される演算方法に従って使用中の暗号鍵を基に新規の暗号鍵を生成する生成ステップと、上記検知ステップにおける上記変更タイミングの検知に基づいて、上記対象データの暗号化に利用する暗号鍵を、上記使用中の暗号鍵から上記生成ステップにて生成した上記新規の暗号鍵に変更する変更ステップとを有し、上記変更ステップは、変更した上記新規の暗号鍵を新たな暗号鍵として決定する前に、該新規の暗号鍵を用いて上記通信装置間での暗号通信を正常に行えるか否かを確認し、該確認の結果、上記通信装置間での暗号通信を正常に行える場合には、該新規の暗号鍵を新たな暗号鍵と決定して設定し、上記通信装置間での暗号通信を正常に行えない場合には、対象データを暗号化する暗号鍵を初期値に設定することを特徴とする通信方法を提供する。
【００２８】
また、通信装置間での暗号通信に使用中の暗号鍵を基に新規の暗号鍵を生成する生成手段と、上記暗号通信に使用する暗号鍵を、上記使用中の暗号鍵から上記新規の暗号鍵に変更する変更手段とを有し、上記生成手段は、上記暗号通信に使用中の暗号鍵に基づく新規の暗号鍵の生成を繰り返し実行し、かつ上記使用中の暗号鍵から上記新規の暗号鍵を生成する度に一方の通信装置から他方の通信装置に通知される演算方法に従って上記使用中の暗号鍵から上記新規の暗号鍵を生成し、上記変更手段は、上記暗号鍵の変更を繰り返し、さらに上記変更手段は、変更した上記新規の暗号鍵を新たな暗号鍵として決定する前に、該新規の暗号鍵を用いて上記通信装置間での暗号通信を正常に行えるか否かを確認し、該確認の結果、上記通信装置間での暗号通信を正常に行える場合には、該新規の暗号鍵を新たな暗号鍵と決定して設定し、上記通信装置間での暗号通信を正常に行えない場合には、対象データを暗号化する暗号鍵を初期値に設定することを特徴とする通信装置を提供する。
【００２９】
また、通信中に新規の暗号鍵を生成する度に通信相手から指示された演算方法又は通信相手に通知する演算方法に従って通信装置間での暗号通信に使用中の暗号鍵を基に新規の暗号鍵を生成する生成ステップと、上記暗号通信に使用する暗号鍵を、上記使用中の暗号鍵から上記新規の暗号鍵に変更する変更ステップとを有し、上記生成ステップは、上記暗号通信に使用中の暗号鍵に基づく新規の暗号鍵の生成を繰り返し実行し、上記変更ステップは、上記暗号鍵の変更を繰り返し、さらに上記変更ステップは、変更した上記新規の暗号鍵を新たな暗号鍵として決定する前に、該新規の暗号鍵を用いて上記通信装置間での暗号通信を正常に行えるか否かを確認し、該確認の結果、上記通信装置間での暗号通信を正常に行える場合には、該新規の暗号鍵を新たな暗号鍵と決定して設定し、上記通信装置間での暗号通信を正常に行えない場合には、対象データを暗号化する暗号鍵を初期値に設定することを特徴とする通信方法を提供する。
【００３０】
また、通信装置が行う暗号通信に係る処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、暗号鍵の変更タイミングを検知する検知ステップと、上記暗号鍵の変更タイミングの度に一方の通信装置から他方の通信装置に通知される演算方法に従って使用中の暗号鍵を基に新規の暗号鍵を生成する生成ステップと、上記検知ステップにおける上記変更タイミングの検知に基づいて、対象データの暗号化に利用する暗号鍵を、上記使用中の暗号鍵から上記生成ステップにて生成した上記新規の暗号鍵に変更し、変更した上記新規の暗号鍵を新たな暗号鍵として決定する前に、該新規の暗号鍵を用いて上記通信装置間での暗号通信を正常に行えるか否かを確認し、該確認の結果、上記通信装置間での暗号通信を正常に行える場合には、該新規の暗号鍵を新たな暗号鍵と決定して設定し、上記通信装置間での暗号通信を正常に行えない場合には、対象データを暗号化する暗号鍵を初期値に設定する変更ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム及び該プログラムを記録した記憶媒体を提供する。
【００３１】
また、通信装置が行う暗号通信に係る処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、通信中に新規の暗号鍵を生成する度に一方の通信装置から他方の通信装置に通知される演算方法に従って通信装置間での暗号通信に使用中の暗号鍵を基に新規の暗号鍵を生成する生成ステップと、上記暗号通信に使用する暗号鍵を、上記使用中の暗号鍵から上記新規の暗号鍵に変更する変更ステップとをコンピュータに実行させ、かつ上記生成ステップは、上記暗号通信に使用中の暗号鍵に基づく新規の暗号鍵の生成を繰り返し実行し、上記変更ステップは、上記暗号鍵の変更を繰り返し、さらに上記変更ステップは、変更した上記新規の暗号鍵を新たな暗号鍵として決定する前に、該新規の暗号鍵を用いて上記通信装置間での暗号通信を正常に行えるか否かを確認し、該確認の結果、上記通信装置間での暗号通信を正常に行える場合には、該新規の暗号鍵を新たな暗号鍵と決定して設定し、上記通信装置間での暗号通信を正常に行えない場合には、対象データを暗号化する暗号鍵を初期値に設定することを特徴とするプログラム及び該プログラムを記録した記憶媒体を提供する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３３】
本発明は、例えば、図１に示すような無線会議システム１００に適用される。本実施の形態の無線会議システム１００は、共通鍵暗号方式を用いて無線通信する無線ＬＡＮシステムであり、特に、時間情報に基づき自動的に、データ通信に用いる暗号鍵を変更するように構成されている。
以下、本実施の形態の無線会議システム１００の構成及び動作について具体的に説明する。
【００３４】
＜無線会議システム１００の構成＞
無線会議システム１００は、上記図１に示すように、複数の無線ステーション（ＳＴＡ）１０２（１）〜１０２（４）と、ディジタル無線通信が可能な無線アクセスポイント（ＡＰ）１０１とを含む構成としている。
【００３５】
ＳＴＡ１０２（１）〜１０２（４）はそれぞれ同様の構成である。
ここでは、場合によっては説明の簡単のため、任意のＳＴＡ１０２（ｘ）に着目し、この構成及び動作について説明する。
【００３６】
ＳＴＡ１０２（ｘ）は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）に接続されていると共に、プロジェクタとも接続されており、ＰＣ画面をスクリーン等で映写できる構成を有する。
会議の参加者はそれぞれ、ＰＣに接続されたＳＴＡ１０２（ｘ）を用いて、他の参加者と会議する。
【００３７】
図２は、ＳＴＡ１０２（ｘ）の内部構成の一例を示したものである。
ＳＴＡ１０２（ｘ）は、上記図２に示すように、外部とのデータの無線送受信を行う無線送受信部２０２と、データの暗号鍵を用いた暗号化及び復号化を行う暗号／復号化処理部２０３と、暗号／復号化処理部２０３により秘匿通信を行うためのデータ通信インターフェース処理部２０４と、暗号鍵を変更するタイミングを計測する計時部２０５と、ＳＴＡ１０２（ｘ）全体の動作制御を司る制御部２０６と、暗号鍵の初期値等を記憶する記憶部２０７とを含む構成としている。
【００３８】
ＡＰ１０１は、ＤＳ（Distribution System）１０７としてイーサケーブルに接続されている。
ＡＰ１０１の電波は、ＢＳＳ（Basic Service Set）１０６として図示している範囲まで届き、自身と通信可能なＳＴＡ（ここでは、ＳＴＡ１０２（１）〜１０２（４））のデータを有する。
【００３９】
図３は、ＡＰ１０１の内部構成の一例を示したものである。
ＡＰ１０１は、上記図３に示すように、外部とのデータの無線送受信を行う無線送受信部３０２と、データの暗号鍵を用いた暗号化及び復号化を行う暗号／復号化処理部３０３と、暗号／復号化処理部３０３により秘匿通信を行うためのデータ通信インターフェース処理部３０４と、暗号鍵を変更するタイミングを計測する計時部３０５と、ＡＰ１０１全体の動作制御を司る制御部３０６と、暗号鍵の初期値等を記憶する記憶部３０７とを含む構成としている。
【００４０】
＜無線会議システム１００の動作＞
ここでは、無線会議システム１００の動作の一例として、ＳＴＡ１０２（３）の参加者が、ＳＴＡ１０２（１）のプロジェクタを用いてプレゼンテーションをする場合の動作において、特に、無線秘匿通信の暗号鍵変更のための動作について説明する。
【００４１】
尚、以下に説明する無線会議システム１００の動作は、例えば、ＡＰ１０１の制御部３０６によるＡＰ１０１の動作制御、及びＳＴＡ１０２（ｘ）の制御部２０６によるＳＴＡ１０２（ｘ）の動作制御により実施される。
【００４２】
先ず、ＳＴＡ１０２（３）において、無線送受信部２０２は、ＡＰ１０１に対してプレゼンテーションデータを送信する。
次に、ＡＰ１０１において、無線送受信部３０２は、ＳＴＡ１０２（３）からのプレゼンテーションデータを受信し、これをＳＴＡ１０２（１）に対して送信する。
これらの動作の連続により、リアルタイムでの通信が実現する。
【００４３】
このとき、ＡＰ１０１において、設置時に記憶部３０７に設定されたタイマ値（例えば、５分ごと、毎時00分等）のタイムアップが、計時部３０５で検出されると、これが暗号鍵変更トリガとなり、例えば、図４に示す暗号鍵変更シーケンスが起動する。
また、上記暗号鍵変更シーケンスでは、例えば、ＡＰ１０１は、図５に示すフローチャートに従って動作し、ＳＴＡ１０２（ｘ）は、図６に示すフローチャートに従って動作する。
【００４４】
以下、上記図４に示す暗号鍵変更シーケンス起動時のＡＰ１０１及びＳＴＡ１０２（ｘ）の動作について具体的に説明する。
【００４５】
先ず、ＡＰ１０１は、自身と通信可能な全てのＳＴＡ（ここでは、ＳＴＡ１０２（１）〜１０２（４））に関するデータを、記憶部３０７に記憶しているので、当該全てのＳＴＡの応答を待つ。
【００４６】
次に、上記図５に示すように、ＡＰ１０１は、暗号鍵変更開始トリガが発生すると（ステップＳ５０１）、自身がユニット毎の通信中であるか否かを確認し（ステップＳ５０２）、この確認の結果、通信中でない場合、上記図４に示すように、暗号鍵変更開始メッセージ（４０１）を、自身と通信可能な全てのＳＴＡ（ここでは、ＳＴＡ１０２（１）〜１０２（４））に対して送信する(ステップＳ５０３)。
【００４７】
次に、上記図６に示すように、ステップＳ６０１において、暗号鍵変更開始メッセージ（４０１）を受信したＳＴＡ１０２（ｘ）は、自身がユニット毎の通信中であるか否かを確認し（ステップＳ６０２）、この確認の結果、通信中でない場合、上記図４に示すように、暗号鍵変更開始ＯＫメッセージ(４０２)を、ＡＰ１０１に対して送信する(ステップＳ６０３)。
【００４８】
次に、上記図５に示すように、ステップＳ５０４において、暗号鍵変更開始ＯＫメッセージ(４０２)を受信したＡＰ１０１は、暗号鍵の変更方法を、例えば、現在の秒を種とした擬似乱数により選択し、現在用いている暗号鍵に対して演算処理を施す(ステップＳ５０５)。
【００４９】
尚、ＡＰ１０１が、ＳＴＡ１０２（ｘ）から暗号鍵変更開始ＯＫメッセージ(４０２)を受信できない場合、ＳＴＡ１０２（ｘ）に対して、暗号鍵変更開始メッセージ(４０１)を再送するようにしてもよい。
【００５０】
次に、ＡＰ１０１は、ステップＳ５０５での暗号鍵の演算を終了すると、上記図４に示すように、自身と通信可能な全てのＳＴＡ（ここでは、ＳＴＡ１０２（１）〜１０２（４））に対して、暗号鍵変更方法通知メッセージ(４０３)を送信する(ステップ５０６)。
【００５１】
図７は、暗号鍵変更方法通知メッセージ(４０３)のフォーマットの一例を示したものである。
暗号鍵変更方法通知メッセージ(４０３)は、上記図７に示すように、１オクテット目の暗号鍵変更方法通知メッセージ番号７０１と、２オクテット目の演算データ７０２及び演算方法７０３とを含んでいる。
【００５２】
暗号鍵変更方法通知メッセージ番号７０１は、メッセージ種別の番号であり、どのようなメッセージであるのかを示す。
演算データ７０２は、上位４ビットデータであり、実際に演算される数値を示す。
演算方法７０３は、下位４ビットデータであり、演算方法を示す。
【００５３】
例えば、２オクテット目に対して、「00100011」が設定されていた場合、暗号鍵変更方法は、現在暗号化に用いている暗号鍵を２ビット右にシフトする方法であることを意味する。
【００５４】
上述のような暗号鍵変更方法通知メッセージ(４０３)をＡＰ１０１が送信すると、次に、上記図６に示すように、ステップＳ６０４において、ＳＴＡ１０２（ｘ）は、これを受信し、暗号鍵変更方法通知メッセージ(４０３)により示される暗号鍵変更方法に従って、実際に暗号鍵を変更するための演算処理を実行する(ステップＳ６０５)。
【００５５】
尚、ＳＴＡ１０２（ｘ）が、ＡＰ１０１から暗号鍵変更方法通知メッセージ(４０３)を受信できない場合、ＡＰ１０１に対して、暗号鍵変更開始ＯＫメッセージ(４０２)を再送するようにしてもよい。
【００５６】
次に、ＳＴＡ１０２（ｘ）は、ステップＳ６０５での暗号鍵の演算を終了すると、上記図４に示すように、ＡＰ１０１に対して、暗号鍵変更ＯＫメッセージ(４０４)を送信する(ステップ６０６)。
【００５７】
次に、上記図５に示すように、ステップＳ５０７において、暗号鍵変更ＯＫメッセージ(４０４)を受信したＡＰ１０１は、暗号化処理部３０３により、ステップＳ５０５で演算処理した暗号鍵を用いて「Challenge Text」を生成し、上記図４に示すように、当該「Challenge Text」（４０５）を、自身と通信可能な全てのＳＴＡ（ここでは、ＳＴＡ１０２（１）〜１０２（４））に対して送信する(ステップＳ５０８)。
【００５８】
次に、上記図６に示すように、ステップＳ６０７において、「Challenge Text」（４０５）を受信したＳＴＡ１０２（ｘ）は、上記図４に示すように、「Challenge Text」確認メッセージ（４０６）をＡＰ１０１に対して送信する（ステップＳ６０８）。
【００５９】
次に、ＳＴＡ１０２（ｘ）は、ステップＳ６０７で受信した「Challenge Text」（４０５）を用いて、復号化処理部２０３により復号を試み、この結果、正しく復号できたか否かを確認する（ステップＳ６０９）。
【００６０】
ステップＳ６０９の確認の結果、正しく復号できた場合、すなわち復号成功を示すフラグがデータと共に生成された場合、ＳＴＡ１０２（ｘ）は、上記図４に示すように、復号成功を示す暗号鍵変更完了メッセージ(４０７)をＡＰ１０１に対して送信する(ステップＳ６１０)。
一方、正しく復号できなかった場合、すなわち復号成功を示すフラグがデータと共に生成された場合、ＳＴＡ１０２（ｘ）は、上記図４に示すように、復号失敗を示す暗号鍵変更完了メッセージ(４０７)をＡＰ１０１に対して送信する(ステップＳ６１３)。
【００６１】
次に、上記図５に示すように、ＡＰ１０１は、ステップＳ５０９においてＳＴＡ１０２（ｘ）から「Challenge Text」確認メッセージ（４０６）を受信し、これに続いて、ステップＳ５１０において、ＳＴＡ１０２（ｘ）から暗号鍵変更完了メッセージ(４０７)を受信すると、当該暗号鍵変更完了メッセージ(４０７)により、復号成功であるか、或いは復号失敗であるかを確認する。
【００６２】
ステップＳ５１０での確認の結果、復号成功である場合、ＡＰ１０１は、上記図４に示すように、ＳＴＡ１０２（ｘ）に対して、暗号鍵変更ＯＫを示す暗号鍵変更完了確認メッセージ(４０８)を送信する（ステップＳ５１１）。
そして、ＡＰ１０１は、当該暗号鍵変更ＯＫの暗号鍵を、新たな暗号鍵（今後使用する暗号鍵）とする(ステップＳ５１２)。
【００６３】
一方、復号失敗である場合、ＡＰ１０１は、上記図４に示すように、ＳＴＡ１０２（ｘ）に対して、暗号鍵変更ＮＧを示す暗号鍵変更完了確認メッセージ(４０８)を送信する（ステップＳ５１３）。
そして、ＡＰ１０１は、記憶部３０７に記憶された暗号鍵の初期値を、そのまま今後使用する暗号鍵とする(ステップＳ５１４)。このとき、再度、上記図４に示す暗号鍵変更シーケンスを起動するようにしてもよい。
【００６４】
ＳＴＡ１０２（ｘ）は、上記図６に示すように、ステップＳ６１１又はＳ６１４において、ＡＰ１０１から、暗号鍵変更ＯＫを示す暗号鍵変更完了確認メッセージ(４０８)又は暗号鍵変更ＮＧを示す暗号鍵変更完了確認メッセージ(４０８)を受信すると、当該受信メッセージに応じて暗号鍵を変更する(ステップＳ６１２、ステップＳ６１５)。
【００６５】
尚、本実施の形態では、ＡＰ１０１が、上記図４の暗号鍵変更シーケンスを起動するように構成したが、例えば、任意のＳＴＡ１０２（ｘ）、或いはＳＴＡ間通信(Adhoc Mode)で、上記図４の暗号鍵変更シーケンスを起動するように構成してもよい。
【００６６】
また、本実施の形態では、本発明を無線ＬＡＮを用いたシステム１００に適用したが、例えば、暗号鍵を用いた任意の暗号装置等にも適用可能である。
【００６７】
また、本実施の形態において、例えば、発言者のＳＴＡ１０２（ｘ）が、ＡＰ１０１に対して当該発言者の画像及び音声データを送信し、これを受信したＡＰ１０１が、当該受信データをブロードバンドで会議出席者全員のＳＴＡに対して送信するようにしてもよい。
【００６８】
また、本実施の形態において、例えば、以下のような構成（１）〜（６）とすることも可能である。
（１）上記図４に示した暗号鍵変更シーケンスのメッセージをも暗号化して通信を行う。
（２）上記図４に示した暗号鍵変更シーケンスにおいて、暗号鍵変更完了メッセージ（４０７）を受信後のメッセージから変更後暗号鍵で暗号化して通信を行う。
（３）暗号鍵を演算する際に、暗号鍵が規定の長さと異なった場合、上位ビット又は下位ビットから削除、若しくはビット"0"を追加して規定の長さとする。
（４）通信の方式として、IEEE802.11や、IEEE802.11b、或いはIEEE802.11aの方式を用いる。
（５）暗号鍵により秘匿化する方式として、IEEE802.11で定められたWEP（Wired Equivalent Privacy）の方式を用いる。
【００６９】
（６）本発明の目的は、本実施の形態のホスト及び端末の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読みだして実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本実施の形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体及び当該プログラムコードは本発明を構成することとなる。
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
また、コンピュータが読みだしたプログラムコードを実行することにより、本実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって本実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって本実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７０】
図８は、上記コンピュータの機能８００を示したものである。
コンピュータ機能８００は、上記図８に示すように、ＣＰＵ８０１と、ＲＯＭ８０２と、ＲＡＭ８０３と、キーボード（ＫＢ）８０９のキーボードコントローラ（ＫＢＣ）８０５と、表示部としてのＣＲＴディスプレイ（ＣＲＴ）８１０のＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）８０６と、ハードディスク（ＨＤ）８１１及びフレキシブルディスク（ＦＤ）８１２のディスクコントローラ（ＤＫＣ）８０７と、ネットワーク８２０との接続のためのネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）８０８とが、システムバス８０４を介して互いに通信可能に接続された構成としている。
【００７１】
ＣＰＵ８０１は、ＲＯＭ８０２或いはＨＤ８１１に記憶されたソフトウェア、或いはＦＤ８１２より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス８０４に接続された各構成部を総括的に制御する。
すなわち、ＣＰＵ８０１は、所定の処理シーケンスに従った処理プログラムを、ＲＯＭ８０２、或いはＨＤ８１１、或いはＦＤ８１２から読み出して実行することで、本実施の形態での動作を実現するための制御を行う。
【００７２】
ＲＡＭ８０３は、ＣＰＵ８０１の主メモリ或いはワークエリア等として機能する。
ＫＢＣ８０５は、ＫＢ８０９や図示していないポインティングデバイス等からの指示入力を制御する。
ＣＲＴＣ８０６は、ＣＲＴ８１０の表示を制御する。
ＤＫＣ８０７は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム、及び本実施の形態における所定の処理プログラム等を記憶するＨＤ８１１及びＦＤ８１２とのアクセスを制御する。
ＮＩＣ８０８は、ネットワーク８２０上の装置或いはシステムと双方向にデータをやりとりする。
以上説明したように、対象データを暗号化して外部とのデータ通信を行うにあたり、暗号化で用いる暗号鍵を、所定のタイミング（時間情報）に基づき自動的に変更するように構成したので、第三者に暗号データを収集或いは解析等された場合であっても、暗号鍵を奪われることはなく、第三者は通信を傍受できない。これにより、高い秘匿性の暗号通信が可能となり、特に、無線区間での盗聴等を避けることができる。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、通信中に新規の暗号鍵を生成する度に使用中の暗号鍵から新規の暗号鍵を生成する演算方法を通信装置間で通知し、該演算方法に従って使用中の暗号鍵を利用して次々と暗号鍵を変更し、変更した暗号鍵での暗号通信が正常に行えるか否かの確認を行うので、簡単な構成で高い秘匿性の暗号通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した無線会議システムの構成を示すブロック図である。
【図２】上記無線会議システムの無線ステーション（ＳＴＡ）の内部構成を示すブロック図である。
【図３】上記無線会議システムの無線アクセスポイント（ＡＰ）の内部構成を示すブロック図である。
【図４】上記無線会議システムの暗号鍵変更シーケンスを説明するための図である。
【図５】上記無線アクセスポイント（ＡＰ）の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】上記無線ステーション（ＳＴＡ）の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】上記暗号鍵変更シーケンスにおける暗号鍵変更方法通知メッセージのフォーマットを説明するための図である。
【図８】上記無線会議システムの機能をコンピュータに実現させるためのプログラムをコンピュータ読出可能な記憶媒体から読み出して実行する当該コンピュータの構成を示すブロック図である。
【図９】従来のＬＡＮシステムの構成を説明するための図である。
【図１０】ＷＥＰアルゴリズムにおける暗号化装置の構成を説明するための図である。
【図１１】ＷＥＰアルゴリズムにおける復号化装置の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１００無線会議システム
１０１無線アクセスポイント（ＡＰ）
１０２（１）〜１０２（４）無線ステーション（ＳＴＡ）
１０６ＢＳＳ（Basic Service Set）
１０７ＤＳ（Distribution System）
２０２，３０２無線送受信部
２０３，３０３暗号化／復号化処理部
２０４，３０４ネットワークインターフェース処理部
２０５，３０５計時部
２０６，３０６制御部
２０７，３０７記憶部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication device, a communication method, a storage medium, and a program for performing cryptographic communication.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, as a digital data communication system, there is a LAN system 1500 in a LAN environment as shown in FIG.
As shown in FIG. 9, the LAN system 1500 includes a communication medium 1501, an adapter 1502 having a network connection function (connection function to the communication medium 1501), and a printer 1503 connected to the communication medium 1501 via the adapter 1502. And personal computers (PC) 1504 (1) and 1504 (2) connected to the communication medium 1501.
[0003]
Here, the communication medium 1501 is a medium such as a wireless communication medium composed of radio waves or infrared rays, a wired communication medium composed of a twisted pair cable, a coaxial cable, etc., a wireless communication medium, or a hybrid of wired communication media. In some cases, the data on the communication medium 1501 may be intercepted by a third party who can enter the LAN environment although it is connected to an external network.
[0004]
Therefore, as a method for preventing the interception of the data passing on the communication medium 1501, a method for encrypting the data can be cited. As the data encryption, a common key encryption method such as DES (Data Encryption Standard) or a public key encryption method such as RSA (Rivest Shamir Adleman) is used.
[0005]
In the wireless LAN standard IEEE802.11b, a WEP (Wired Equivalent Privacy) algorithm using a common key encryption method is standardized.
FIG. 10 and FIG. 11 show the configurations of an encryption device 1600 and a decryption device 1700 according to the WEP algorithm, which is one of the important application ranges of the present invention.
[0006]
As shown in FIG. 10, the encryption device 1600 includes a combiner 1601, a pseudo random number generator 1602, a CRC 1603, a combiner 1604, and an XOR 1605.
[0007]
Each of the combiners 1601 and 1604 combines two input bit string data to generate one bit string data.
The pseudo random number generator 1602 generates a longer bit sequence (key sequence) for the data obtained by the combiner 1601 by a pseudo random number generation algorithm. As the pseudo-random number generation algorithm here, the RC4 pseudo-random number generation algorithm of RSA Security is used.
[0008]
The CRC 1603 uses a CRC algorithm to generate a bit string (ICV) for checking whether there is an error in the bit string data.
The XOR 1605 calculates an exclusive OR of the two input bit sequences.
[0009]
In the encryption apparatus 1600 as described above, first, an initialization sequence, an encryption key, and data to be encrypted, which are arbitrary bit strings, are input to the encryption apparatus 1600.
[0010]
The initialization sequence and the encryption key are input to the combiner 1601.
The combiner 1601 generates and outputs data (seed) that is a bit sequence obtained by combining the initialization sequence and the encryption key.
The pseudo random number generator 1602 generates and outputs a data sequence which is a bit sequence having a length obtained by adding the length of the data generated by the combiner 1601 and the length of the ICV.
[0011]
Data is input to the CRC 1603 and the combiner 1604.
The CRC 1603 generates an ICV from the input data and outputs it.
The combiner 1604 combines the input data and the ICV generated by the CRC 1603 and outputs the combined data.
[0012]
The XOR 1605 takes an exclusive OR (exclusive OR for each bit) of the output from the pseudo random number generator 1602 and the output from the combiner 1604, and outputs the result as encrypted data.
[0013]
Therefore, the encryption apparatus 1600 outputs an initialization sequence and encrypted data as a set.
[0014]
On the other hand, as shown in FIG. 11, the decoding device 1700 includes a combiner 1701, a pseudo random number generator 1702, an XOR 1703, a separator 1704, a CRC 1705, and a determiner 1706.
[0015]
The combiner 1701 combines the input two bit string data to generate one bit string data.
The pseudo random number generator 1702 generates a longer bit sequence (key sequence) for the data obtained by the combiner 1701 by a pseudo random number generation algorithm. As the pseudo-random number generation algorithm here, the RC4 pseudo-random number generation algorithm of RSA Security is used.
[0016]
The XOR 1703 obtains an exclusive OR of the two input bit sequences.
The separator 1704 separates the input bit string into two bit strings of data and ICV by a predetermined method.
[0017]
The CRC 1705 generates and outputs an ICV from input data using a CRC algorithm.
The determiner 1706 compares the ICV generated by the separator 1704 with the ICV generated by the CRC 1705 to determine whether the data is correct.
[0018]
In the decryption apparatus 1700 as described above, first, the encrypted data, the initialization sequence pair, and the encryption key are input to the decryption apparatus 1700.
[0019]
The initialization sequence and the encryption key are input to the combiner 1701.
The combiner 1701 generates and outputs data that is a bit sequence obtained by combining the initialization sequence and the encryption key.
The pseudo random number generator 1702 generates and outputs a data sequence which is a bit sequence having a length obtained by adding the length of the data generated by the combiner 1701 and the length of the ICV.
[0020]
A set of data (key sequence) and encrypted data generated by the pseudo random number generator 1702 is input to the XOR 1703.
The XOR 1703 calculates an exclusive OR for each bit of the key sequence and the encrypted data, and inputs the result to the separator 1704.
[0021]
The separator 1704 generates and outputs data and ICV by dividing the data from the XOR 1703 by a predetermined method.
The CRC 1705 calculates an ICV from the data from the separator 1704.
[0022]
The determinator 1706 compares the ICV obtained by the CRC 1705 and the ICV obtained by the separator 1703. As a result, if these two ICVs are equal, the decision unit 1706 outputs a flag indicating normal decoding as a decision flag. If not, a flag indicating decoding failure is output as a determination flag.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional communication method using the WEP algorithm as described above, it seems that the confidentiality of communication is protected by WEP. However, in reality, a large amount of encrypted data encrypted with the same encryption key is stored. Decryption is relatively easy because it can be obtained by a third party.
Therefore, there is a possibility that a third party obtains the encryption key information and cannot keep the confidentiality of the encryption communication.
[0024]
Accordingly, the present invention was made to eliminate the above-described drawbacks, and is capable of performing data communication with increased confidentiality. A communication apparatus, a communication method, and a computer-readable recording program for implementing the communication apparatus are provided. It is an object to provide a non-transitory storage medium and the program.
[0025]
Specifically, for example, even if encryption data is collected and analyzed by a third party by a configuration that automatically changes the encryption key based on time information, the encryption key is not deprived, and the third party To prevent eavesdropping on communications. As a result, highly confidential wireless encryption communication is possible, and in particular, wiretapping in a wireless zone can be avoided.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a communication device that encrypts and communicates target data, according to a detection unit that detects an encryption key change timing, and a calculation method instructed by another communication device at each encryption key change timing. A generation unit that generates a new encryption key based on the encryption key in use, and an encryption key that is used to encrypt the target data based on the detection of the change timing by the detection unit. A changing means for changing the encryption key to the new encryption key generated by the generating means, and the changing means determines the new encryption key before determining the new encryption key as a new encryption key. It is confirmed whether or not the encryption communication with the other communication device can be normally performed using the encryption key, and when the result of the confirmation is that the encryption communication with the other communication device can be normally performed, the new communication device New encryption key The determined and set, if not be properly encrypted communication with the another communication device provides a communication apparatus characterized by setting the encryption key for encrypting the target data to an initial value.
Also, a communication device that encrypts and communicates target data, and generates a new encryption key from a detection unit that detects an encryption key change timing and an encryption key in use at each encryption key change timing. Notification means for notifying other communication devices of a calculation method for generating, a generation means for generating a new encryption key based on the encryption key in use according to the calculation method, and detection of the change timing by the detection means And changing means for changing an encryption key used for encrypting the target data from the encryption key being used to the new encryption key generated by the generating means, wherein the changing means Before determining the new encryption key as a new encryption key, it is confirmed whether or not encryption communication with the other communication device can be normally performed using the new encryption key. Other communication devices above If the encryption communication with the other communication device cannot be normally performed, the new encryption key is determined and set as a new encryption key. Provided is a communication device characterized in that an encryption key to be encrypted is set to an initial value.
[0027]
Also, a communication method for encrypting and communicating target data, wherein a detection step for detecting an encryption key change timing is notified from one communication device to the other communication device each time the encryption key is changed. The generation step of generating a new encryption key based on the encryption key being used according to the calculation method, and the use of the encryption key used for encryption of the target data based on the detection of the change timing in the detection step A change step of changing the encryption key from the encryption key to the new encryption key generated in the generation step, the change step before determining the changed new encryption key as a new encryption key, When it is confirmed whether encryption communication between the communication devices can be normally performed using the new encryption key, and as a result of the confirmation, encryption communication between the communication devices can be normally performed Determines and sets the new encryption key as a new encryption key, and sets the encryption key for encrypting the target data to the initial value when the encryption communication between the communication devices cannot be normally performed. A communication method is provided.
[0028]
Further, a generating means for generating a new encryption key based on an encryption key being used for encryption communication between communication devices, and an encryption key used for the encryption communication from the encryption key being used to the new encryption key. Change means for changing to a key, and the generation means repeatedly generates a new encryption key based on the encryption key being used for the encryption communication, and the new encryption key is generated from the encryption key being used. Each time a key is generated, the new encryption key is generated from the encryption key in use according to the calculation method notified from one communication device to the other communication device, and the changing means repeatedly changes the encryption key. In addition, before the changing means determines the changed new encryption key as a new encryption key, the changing means confirms whether or not encryption communication can be normally performed between the communication devices using the new encryption key. As a result of the confirmation, the communication devices If encryption communication can be performed normally, the new encryption key is determined and set as a new encryption key. If encryption communication between the communication devices cannot be performed normally, the target data is encrypted. Provided is a communication device characterized in that an encryption key is set to an initial value.
[0029]
In addition, every time a new encryption key is generated during communication, a new encryption key is created based on the encryption key being used for encryption communication between communication devices in accordance with the calculation method instructed by the communication partner or the calculation method notified to the communication partner. A generating step for generating a key; and a changing step for changing an encryption key used for the encryption communication from the encryption key being used to the new encryption key, wherein the generation step is used for the encryption communication. Repeatedly generate a new encryption key based on the encryption key in the medium, the change step repeatedly changes the encryption key, and the change step further determines the changed new encryption key as a new encryption key. Before confirming whether or not encryption communication between the communication devices can be normally performed using the new encryption key, and as a result of the confirmation, when encryption communication between the communication devices can be normally performed The new The key is determined and set as a new encryption key, and when encryption communication between the communication devices cannot be performed normally, the encryption key for encrypting the target data is set as an initial value. A communication method is provided.
[0030]
Further, a program for causing a computer to execute processing related to encryption communication performed by a communication device, the detection step for detecting the change timing of the encryption key, and from the one communication device to the other at each change time of the encryption key Based on the generation step of generating a new encryption key based on the encryption key being used in accordance with the calculation method notified to the communication device, and the detection of the change timing in the detection step, it is used for encryption of the target data Before changing the encryption key from the encryption key in use to the new encryption key generated in the generation step, and determining the changed new encryption key as a new encryption key, the new encryption key Is used to confirm whether or not encryption communication between the communication devices can be normally performed.If the result of the confirmation is that encryption communication between the communication devices can be normally performed, If the encryption key is determined and set as a new encryption key, and encryption communication between the communication devices cannot be performed normally, a change step for setting the encryption key for encrypting the target data to an initial value is performed. A program for causing a computer to execute and a storage medium storing the program are provided.
[0031]
Further, a calculation method for causing a computer to execute processing related to encryption communication performed by a communication device, which is notified from one communication device to the other communication device each time a new encryption key is generated during communication Generating a new encryption key based on the encryption key being used for encryption communication between the communication devices according to the above, and converting the encryption key used for the encryption communication from the encryption key being used to the new encryption key And the generation step repeatedly generates a new encryption key based on the encryption key being used for the encryption communication, and the change step changes the encryption key. Further, in the changing step, before the changed new encryption key is determined as a new encryption key, the encryption communication between the communication devices is corrected using the new encryption key. If the result of the confirmation is that encryption communication between the communication devices can be performed normally, the new encryption key is determined and set as a new encryption key, and the communication device A program characterized by setting an encryption key for encrypting target data as an initial value when the encrypted communication between the two cannot be normally performed, and a storage medium storing the program are provided.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0033]
The present invention is applied to, for example, a wireless conference system 100 as shown in FIG. The wireless conference system 100 according to the present embodiment is a wireless LAN system that performs wireless communication using a common key encryption method, and is particularly configured to automatically change an encryption key used for data communication based on time information. ing.
Hereinafter, the configuration and operation of the wireless conference system 100 of the present embodiment will be specifically described.
[0034]
<Configuration of Wireless Conference System 100>
As shown in FIG. 1, the wireless conference system 100 includes a plurality of wireless stations (STA) 102 (1) to 102 (4) and a wireless access point (AP) 101 capable of digital wireless communication. Yes.
[0035]
The STAs 102 (1) to 102 (4) have the same configuration.
Here, for ease of explanation in some cases, this configuration and operation will be described with attention paid to an arbitrary STA 102 (x).
[0036]
The STA 102 (x) is connected to a personal computer (PC) and is also connected to a projector, and has a configuration capable of projecting a PC screen on a screen or the like.
Each participant in the conference uses the STA 102 (x) connected to the PC to conference with other participants.
[0037]
FIG. 2 shows an example of the internal configuration of the STA 102 (x).
As shown in FIG. 2, the STA 102 (x) includes a wireless transmission / reception unit 202 that wirelessly transmits / receives data to / from the outside, and an encryption / decryption processing unit 203 that performs encryption and decryption using an encryption key for data. A data communication interface processing unit 204 for performing secret communication by the encryption / decryption processing unit 203, a time measuring unit 205 for measuring the timing for changing the encryption key, and a control unit for controlling the operation of the entire STA 102 (x) 206 and a storage unit 207 for storing an initial value of the encryption key and the like.
[0038]
The AP 101 is connected to an Ethernet cable as a DS (Distribution System) 107.
The radio waves of the AP 101 reach the range illustrated as a BSS (Basic Service Set) 106 and have data of STAs (here, STAs 102 (1) to 102 (4)) that can communicate with the AP 101.
[0039]
FIG. 3 shows an example of the internal configuration of the AP 101.
As shown in FIG. 3, the AP 101 includes a wireless transmission / reception unit 302 that performs wireless transmission / reception of data to / from the outside, an encryption / decryption processing unit 303 that performs encryption and decryption using a data encryption key, A data communication interface processing unit 304 for performing secret communication by the decryption processing unit 303, a time measuring unit 305 for measuring timing for changing the encryption key, a control unit 306 for controlling the operation of the entire AP 101, an encryption key And a storage unit 307 that stores initial values and the like.
[0040]
<Operation of Wireless Conference System 100>
Here, as an example of the operation of the wireless conference system 100, in the operation when a participant of the STA 102 (3) makes a presentation using the projector of the STA 102 (1), particularly for changing the encryption key of the wireless secret communication. Will be described.
[0041]
Note that the operation of the wireless conference system 100 described below is performed by, for example, the operation control of the AP 101 by the control unit 306 of the AP 101 and the operation control of the STA 102 (x) by the control unit 206 of the STA 102 (x).
[0042]
First, in the STA 102 (3), the wireless transmission / reception unit 202 transmits presentation data to the AP 101.
Next, in the AP 101, the wireless transmission / reception unit 302 receives presentation data from the STA 102 (3) and transmits it to the STA 102 (1).
Real-time communication is realized by the continuation of these operations.
[0043]
At this time, when the timer 101 detects that the timer value (for example, every 5 minutes, 00 minutes every hour) set in the storage unit 307 at the time of installation is detected in the AP 101, this becomes an encryption key change trigger, For example, the encryption key change sequence shown in FIG. 4 is activated.
In the encryption key change sequence, for example, the AP 101 operates according to the flowchart shown in FIG. 5, and the STA 102 (x) operates according to the flowchart shown in FIG. 6.
[0044]
Hereinafter, the operations of the AP 101 and the STA 102 (x) when the encryption key change sequence shown in FIG. 4 is started will be specifically described.
[0045]
First, the AP 101 stores data related to all STAs (here, the STAs 102 (1) to 102 (4)) that can communicate with the AP 101 in the storage unit 307, and therefore waits for responses from all the STAs.
[0046]
Next, as shown in FIG. 5 above, when an encryption key change start trigger occurs (step S501), the AP 101 checks whether or not it is communicating for each unit (step S502). As a result, when communication is not in progress, as shown in FIG. 4, the encryption key change start message (401) is sent to all STAs (here, STAs 102 (1) to 102 (4)) that can communicate with themselves. Transmit (step S503).
[0047]
Next, as shown in FIG. 6 above, in step S601, the STA 102 (x) that has received the encryption key change start message (401) checks whether or not it is communicating for each unit (step S602). If the result of this confirmation is that communication is not in progress, an encryption key change start OK message (402) is transmitted to the AP 101 as shown in FIG. 4 (step S603).
[0048]
Next, as shown in FIG. 5, in step S504, the AP 101 that has received the encryption key change start OK message (402) selects a method for changing the encryption key, for example, using a pseudo-random number using the current second as a seed. Then, a calculation process is performed on the currently used encryption key (step S505).
[0049]
When the AP 101 cannot receive the encryption key change start OK message (402) from the STA 102 (x), the AP 101 may retransmit the encryption key change start message (401) to the STA 102 (x).
[0050]
Next, when the AP 101 completes the computation of the encryption key in step S505, as shown in FIG. 4 above, for all STAs (here, STAs 102 (1) to 102 (4)) that can communicate with themselves, Then, an encryption key change method notification message (403) is transmitted (step 506).
[0051]
FIG. 7 shows an example of the format of the encryption key change method notification message (403).
The encryption key change method notification message (403) includes an encryption key change method notification message number 701 of the first octet, operation data 702 and operation method 703 of the second octet, as shown in FIG.
[0052]
The encryption key change method notification message number 701 is a message type number and indicates what kind of message it is.
The calculation data 702 is high-order 4-bit data and indicates a numerical value that is actually calculated.
The calculation method 703 is lower 4-bit data and indicates the calculation method.
[0053]
For example, when “00100011” is set for the second octet, it means that the encryption key changing method is a method of shifting the encryption key currently used for encryption to the right by 2 bits.
[0054]
When the AP 101 transmits the encryption key change method notification message (403) as described above, next, as shown in FIG. 6 above, in step S604, the STA 102 (x) receives this, and notifies the encryption key change method notification. According to the encryption key changing method indicated by the message (403), an arithmetic process for actually changing the encryption key is executed (step S605).
[0055]
If the STA 102 (x) cannot receive the encryption key change method notification message (403) from the AP 101, the encryption key change start OK message (402) may be retransmitted to the AP 101.
[0056]
Next, when the computation of the encryption key in step S605 ends, the STA 102 (x) transmits an encryption key change OK message (404) to the AP 101 as shown in FIG. 4 (step 606).
[0057]
Next, as shown in FIG. 5, the AP 101 that has received the encryption key change OK message (404) in step S507 uses the encryption key calculated in step S505 by the encryption processing unit 303 to execute “Challenge Text”. ”And transmit the“ Challenge Text ”(405) to all STAs (here, STAs 102 (1) to 102 (4)) that can communicate with the self, as shown in FIG. (Step S508).
[0058]
Next, as shown in FIG. 6, in step S607, the STA 102 (x) that has received “Challenge Text” (405) sends a “Challenge Text” confirmation message (406) to the AP 101 as shown in FIG. (Step S608).
[0059]
Next, the STA 102 (x) uses the “Challenge Text” (405) received in step S 607 to attempt decoding by the decoding processing unit 203, and as a result, checks whether or not decoding has been performed correctly (step S 609). ).
[0060]
As a result of the confirmation in step S609, when decryption is successful, that is, when a flag indicating successful decryption is generated together with the data, the STA 102 (x) sends an encryption key change completion message indicating successful decryption as shown in FIG. (407) is transmitted to the AP 101 (step S610).
On the other hand, when decryption cannot be performed correctly, that is, when a flag indicating successful decryption is generated together with the data, the STA 102 (x) sends an encryption key change completion message (407) indicating decryption failure as shown in FIG. It transmits with respect to AP101 (step S613).
[0061]
Next, as shown in FIG. 5, the AP 101 receives the “Challenge Text” confirmation message (406) from the STA 102 (x) in step S509, and subsequently, in step S510, the AP 101 encrypts the message from the STA 102 (x). When the key change completion message (407) is received, it is confirmed by the encryption key change completion message (407) whether the decryption has succeeded or the decryption has failed.
[0062]
If the decryption is successful as a result of the confirmation in step S510, the AP 101 transmits an encryption key change completion confirmation message (408) indicating the encryption key change OK to the STA 102 (x) as shown in FIG. (Step S511).
Then, the AP 101 sets the encryption key for the encryption key change OK as a new encryption key (an encryption key to be used in the future) (step S512).
[0063]
On the other hand, if the decryption has failed, the AP 101 transmits an encryption key change completion confirmation message (408) indicating the encryption key change NG to the STA 102 (x) as shown in FIG. 4 (step S513).
Then, the AP 101 uses the initial value of the encryption key stored in the storage unit 307 as an encryption key to be used in the future (step S514). At this time, the encryption key change sequence shown in FIG. 4 may be activated again.
[0064]
As shown in FIG. 6, the STA 102 (x) confirms the encryption key change completion confirmation message (408) indicating the encryption key change OK or the encryption key change completion confirmation indicating the encryption key change NG from the AP 101 in step S611 or S614. When the message (408) is received, the encryption key is changed according to the received message (steps S612 and S615).
[0065]
In this embodiment, the AP 101 is configured to activate the encryption key change sequence shown in FIG. 4. However, for example, in any STA 102 (x) or inter-STA communication (Adhoc Mode), the AP 101 shown in FIG. The encryption key change sequence may be activated.
[0066]
In the present embodiment, the present invention is applied to the system 100 using the wireless LAN. However, the present invention is also applicable to, for example, an arbitrary encryption device using an encryption key.
[0067]
Further, in the present embodiment, for example, the STA 102 (x) of the speaker transmits the image and voice data of the speaker to the AP 101, and the AP 101 that receives the data transmits the received data to the conference in broadband. You may make it transmit with respect to STA of all the persons.
[0068]
Moreover, in this Embodiment, it is also possible to set it as the following structures (1)-(6), for example.
(1) The encryption key change sequence message shown in FIG. 4 is also encrypted for communication.
(2) In the encryption key change sequence shown in FIG. 4, the encryption key change completion message (407) is encrypted with the changed encryption key from the received message to perform communication.
(3) When calculating the encryption key, if the encryption key is different from the specified length, it is deleted from the upper bits or the lower bits or added with bit “0” to have the specified length.
(4) As a communication method, IEEE802.11, IEEE802.11b, or IEEE802.11a is used.
(5) A WEP (Wired Equivalent Privacy) method defined by IEEE 802.11 is used as a method for concealing with an encryption key.
[0069]
(6) An object of the present invention is to supply a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the host and terminal of the present embodiment to a system or apparatus, and to provide a computer (or CPU or CPU) of the system or apparatus. Needless to say, this can also be achieved when the MPU) reads and executes the program code stored in the storage medium.
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the present embodiment, and the storage medium storing the program code and the program code constitute the present invention.
As a storage medium for supplying the program code, ROM, flexible disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, and the like can be used.
Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the present embodiment are realized, but also an OS or the like running on the computer based on an instruction of the program code performs actual processing. It goes without saying that a case where the function of this embodiment is realized by performing part or all of the above and the processing thereof is included.
Further, after the program code read from the storage medium is written to the memory provided in the extension function board inserted in the computer or the function extension unit connected to the computer, the function extension is performed based on the instruction of the program code. It goes without saying that the CPU or the like provided in the board or function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the present embodiment are realized by the processing.
[0070]
FIG. 8 shows the function 800 of the computer.
As shown in FIG. 8, the computer function 800 includes a CPU 801, a ROM 802, a RAM 803, a keyboard controller (KBC) 805 for a keyboard (KB) 809, and a CRT controller (CRT display (CRT) 810 as a display unit ( CRTC) 806, a disk controller (DKC) 807 of a hard disk (HD) 811 and a flexible disk (FD) 812, and a network interface controller (NIC) 808 for connection to the network 820 via a system bus 804 It is the structure connected so that communication was possible mutually.
[0071]
The CPU 801 generally controls each component connected to the system bus 804 by executing software stored in the ROM 802 or the HD 811 or software supplied from the FD 812.
That is, the CPU 801 reads out and executes a processing program according to a predetermined processing sequence from the ROM 802, the HD 811, or the FD 812, thereby performing control for realizing the operation in the present embodiment.
[0072]
The RAM 803 functions as a main memory or work area for the CPU 801.
The KBC 805 controls an instruction input from the KB 809 or a pointing device (not shown).
The CRTC 806 controls the display of the CRT 810.
The DKC 807 controls access to the HD 811 and the FD 812 that store a boot program, various applications, edit files, user files, a network management program, a predetermined processing program in the present embodiment, and the like.
The NIC 808 exchanges data bidirectionally with devices or systems on the network 820.
As described above, when encrypting the target data and performing data communication with the outside, the encryption key used for encryption is automatically changed based on a predetermined timing (time information). Even when encryption data is collected or analyzed by the three parties, the encryption key is not stolen and a third party cannot intercept the communication. Thereby, highly confidential encryption communication is possible, and in particular, eavesdropping and the like in the wireless section can be avoided.
[0073]
【The invention's effect】
According to the present invention, every time a new encryption key is generated during communication, a calculation method for generating a new encryption key from the encryption key being used is notified between the communication devices, and the encryption key being used according to the calculation method is notified. Since the encryption key is changed one after another and whether or not the encrypted communication with the changed encryption key can be normally performed is confirmed, highly confidential encryption communication can be performed with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless conference system to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a wireless station (STA) of the wireless conference system.
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of a wireless access point (AP) of the wireless conference system.
FIG. 4 is a diagram for explaining an encryption key change sequence of the wireless conference system.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the wireless access point (AP).
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the wireless station (STA).
FIG. 7 is a diagram for explaining the format of an encryption key change method notification message in the encryption key change sequence.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a computer that reads and executes a program for causing the computer to realize the functions of the wireless conference system from a computer-readable storage medium.
FIG. 9 is a diagram for explaining the configuration of a conventional LAN system.
FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration of an encryption device in the WEP algorithm.
FIG. 11 is a diagram for explaining the configuration of a decoding device in the WEP algorithm.
[Explanation of symbols]
100 wireless conference system
101 Wireless access point (AP)
102 (1) -102 (4) Wireless station (STA)
106 BSS (Basic Service Set)
107 DS (Distribution System)
202, 302 Wireless transceiver
203, 303 Encryption / decryption processing unit
204, 304 Network interface processing unit
205,305 Timekeeping section
206,306 Control unit
207, 307 storage unit

Claims

A communication device for encrypting and communicating target data,
Detection means for detecting the change timing of the encryption key;
Generating means for generating a new encryption key based on the encryption key in use in accordance with a calculation method instructed by another communication device each time the encryption key is changed;
A changing means for changing an encryption key used for encrypting the target data from the encryption key being used to the new encryption key generated by the generating means based on the detection of the change timing by the detecting means; Have
The changing means confirms whether or not encryption communication with the other communication device can be normally performed using the new encryption key before determining the changed new encryption key as a new encryption key. As a result of the confirmation, if encryption communication with the other communication device can be normally performed, the new encryption key is determined and set as a new encryption key, and encryption communication with the other communication device is performed. A communication apparatus characterized by setting an encryption key for encrypting target data to an initial value when it cannot be normally performed.

A communication device for encrypting and communicating target data,
Detection means for detecting the change timing of the encryption key;
A notification means for notifying another communication device of a calculation method for generating a new encryption key from an encryption key in use at each change timing of the encryption key;
In accordance with the above calculation method, generating means for generating a new encryption key based on the encryption key in use;
A changing means for changing an encryption key used for encrypting the target data from the encryption key being used to the new encryption key generated by the generating means based on the detection of the change timing by the detecting means; Have
The changing means confirms whether or not encryption communication with the other communication device can be normally performed using the new encryption key before determining the changed new encryption key as a new encryption key. As a result of the confirmation, if encryption communication with the other communication device can be normally performed, the new encryption key is determined and set as a new encryption key, and encryption communication with the other communication device is performed. A communication apparatus characterized by setting an encryption key for encrypting target data to an initial value when it cannot be normally performed.

A communication method for encrypting and communicating target data,
A detection step for detecting the change timing of the encryption key;
A generation step of generating a new encryption key based on an encryption key in use according to a calculation method notified from one communication device to the other communication device each time the encryption key is changed;
Based on detection of the change timing in the detection step, a change step of changing an encryption key used for encrypting the target data from the encryption key being used to the new encryption key generated in the generation step And
The change step, before determining the changed new encryption key as a new encryption key, confirms whether or not the encryption communication can be normally performed between the communication devices using the new encryption key, As a result of the confirmation, if the encrypted communication between the communication devices can be performed normally, the new encryption key is determined and set as a new encryption key, and the encrypted communication between the communication devices can be performed normally. If not, a communication method characterized by setting an encryption key for encrypting target data to an initial value.

Generating means for generating a new encryption key based on an encryption key being used for encrypted communication between communication devices;
Changing means for changing the encryption key used for the encryption communication from the encryption key being used to the new encryption key;
The generation means repeatedly executes generation of a new encryption key based on the encryption key being used for the encryption communication, and generates the new encryption key from the encryption key being used, from one communication device. Generate the new encryption key from the encryption key in use according to the calculation method notified to the other communication device,
The changing means repeatedly changes the encryption key, and further, the changing means uses the new encryption key between the communication devices before determining the changed new encryption key as a new encryption key. If the encrypted communication between the communication devices can be normally performed as a result of the confirmation, the new encryption key is determined and set as a new encryption key. When the encrypted communication between the communication devices cannot be normally performed, an encryption key for encrypting the target data is set to an initial value.

Each time a new encryption key is generated during communication, a new encryption key is obtained based on the encryption key used for encryption communication between communication devices in accordance with the calculation method instructed by the communication partner or the calculation method notified to the communication partner. A generation step to generate;
Changing the encryption key used for the encryption communication from the encryption key being used to the new encryption key,
The generation step repeatedly executes generation of a new encryption key based on the encryption key being used for the encryption communication,
The change step repeatedly changes the encryption key, and the change step further determines between the communication devices using the new encryption key before determining the changed new encryption key as a new encryption key. If the encrypted communication between the communication devices can be normally performed as a result of the confirmation, the new encryption key is determined and set as a new encryption key. When the encryption communication between the communication devices cannot be performed normally, an encryption key for encrypting the target data is set to an initial value.

A program for causing a computer to execute processing related to encrypted communication performed by a communication device,
A detection step for detecting the change timing of the encryption key;
A generation step of generating a new encryption key based on an encryption key in use according to a calculation method notified from one communication device to the other communication device each time the encryption key is changed;
Based on the detection of the change timing in the detection step, the encryption key used for encrypting the target data is changed from the encryption key being used to the new encryption key generated in the generation step, and changed. Before determining the new encryption key as a new encryption key, it is confirmed whether or not encryption communication can be normally performed between the communication devices using the new encryption key. If encryption communication between devices can be performed normally, the new encryption key is determined and set as a new encryption key. If encryption communication between the communication devices cannot be performed normally, the target data A program for causing a computer to execute a change step of setting an encryption key for encrypting the initial value to an initial value.

A program for causing a computer to execute processing related to encrypted communication performed by a communication device,
Each time a new encryption key is generated during communication, a new encryption key is generated based on the encryption key used for encrypted communication between communication devices according to the calculation method notified from one communication device to the other communication device. Generating step to
Changing the encryption key used for the encryption communication from the encryption key being used to the new encryption key, and causing the computer to execute the change step;
And the generation step repeatedly executes generation of a new encryption key based on the encryption key being used for the encryption communication,
The change step repeatedly changes the encryption key, and the change step further determines between the communication devices using the new encryption key before determining the changed new encryption key as a new encryption key. If the encrypted communication between the communication devices can be normally performed as a result of the confirmation, the new encryption key is determined and set as a new encryption key. When the encryption communication between the communication devices cannot be performed normally, an encryption key for encrypting the target data is set to an initial value.

8. A computer-readable storage medium in which the program according to claim 6 or 7 is recorded.