JP2003338811A - 通信方法、システム、装置、及び、プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 公開鍵暗号方式では、暗号化する対象が多種
多様なレベルで多数存在しており、ユーザが使用するア
プリケーションによって暗号化の仕様や使い方が異なっ
ていた。 【解決手段】 デジタルカメラ２００とデジタルカメラ
２０１が、外部ネットワーク１００を介して行う通信方
法において、ホームゲートウェイ装置２１０が、デジタ
ルカメラ２００に秘密鍵を、デジタルカメラ２０１に公
開鍵を提供し、ホームゲートウェイ装置２１１がデジタ
ルカメラ２０１に共通鍵を提供し、デジタルカメラ２０
１が、公開鍵を用いて暗号化された共通鍵をデジタルカ
メラ２００に送信し、デジタルカメラ２００が、秘密鍵
を用いて共通鍵を復号化し、共通鍵を用いてデジタルカ
メラ２０１と暗号化通信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セキュア通信シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】インターネットの普及により、ネット上
での商取り引きや買い物なども、ごく普通に行われるよ
うになってきた。だがそこでは、直接人が顔を合わせる
ことなく行われる取り引きだけに、ネットならではの
「盗聴」「データの改ざん」「第三者によるなりすま
し」、などの犯罪が多数発生するようになった。これに
伴って、データの送受信、電子商取引などにおけるセキ
ュリティをどのように保ち、安全性を確保するのかが大
きな課題になっている。

【０００３】これを解決する手段として、PKI（Public
Key Infrastructure）で、公開鍵暗号方式という暗号技
術を使用する手段がある。この暗号化技術を用いて双方
で交換するデータを暗号化して上記の課題に対処するこ
とが一般的になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、暗号化する対象が多種多様なレベルで多
数存在しており、ユーザが使用するアプリケーションに
よって暗号化の仕様や使い方が異なっていた。このこと
により、ユーザに対してセキュリティを保ち、安全性を
確保することが煩雑になり、ユーザに対して混乱をきた
しているという問題があった。

【０００５】さらに、携帯電話、PDA（Personal Digita
l Assistance）、デジタルカメラなどのコンピュータ以
外の機器もインターネットなどのネットワークにつなが
れるようになり、それらの機器で上記セキュリティを確
保する機構が存在していないという問題があった。

【０００６】本発明は、上記の問題に対してなされたも
のであり、コンピュータやそれ以外の機器、またはアプ
リケーションに依存せずに、つまり汎用性を保ちつつ、
「盗聴」「データの改ざん」「第三者によるなりすまし」
という危害からユーザを守り、安全性を確保したシステ
ムをユーザに提供することを可能としたものである。

【０００７】本発明は、さらにコンピュータやそれ以外
の機器に負担をかけず、それらの設定等の煩雑さからユ
ーザを解放することを可能とする通信方法、システム、
装置、それを実施するためのプログラムを提供すること
を目的とする。

【０００８】本発明は、IPv6（Internet Protocol Vers
ion6、以下IPv6と記す。）のステートレス自動アドレス
設定によるリンクローカルアドレスを用いてネットワー
クコネクションを確立するという特性を生かし、さらに
IPv6で標準機能とされているIPSec（IETF （Internet E
ngineering Task Force）において標準化されているプ
ロトコル）を用いることを特徴とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の鍵取得手段は、データ通信の暗号化のため
の第１の共通鍵と、第２の共通鍵を復号化する秘密鍵を
第１の鍵交換装置から取得し、前記第１の共通鍵を暗号
化するための公開鍵を第２の鍵交換装置から取得する機
能を有することを特徴とする。

【００１０】本発明の暗号化・復号化手段は、前記鍵取
得手段から前記第１の共通鍵を取得し、パケットを暗号
化・復号化する機能と、前記鍵取得手段から前記公開鍵
を取得し、前記第１の共通鍵を暗号化する機能と、前記
鍵取得手段から前記秘密鍵を取得し、前記第２の共通鍵
を復号化する機能を有することを特徴とする。

【００１１】本発明の鍵交換装置は、前記第１の共通
鍵、前記秘密鍵と第２の公開鍵のペアを生成する鍵生成
手段を有することを特徴とする。

【００１２】本発明の鍵生成手段は、暗号化・復号化す
るための第１の共通鍵を生成し、第２の共通鍵を暗号化
する第２の公開鍵と復号化する秘密鍵のペアを生成する
機能を有し、ネットワーク接続されたクライアントに対
して前記鍵を受け渡す機能を有することを特徴とする。

【００１３】

【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。

【００１４】本発明は、例えば、図１に示すようなシス
テムに適用される。

【００１５】＜システム全体構成＞図１は、本発明の実
施例におけるシステム全体の構成図である。

【００１６】本実施の形態のシステムでは、図１に示す
ように、PC（パーソナルコンピュータ）、PDA、デジタ
ルカメラなどのネットワークアクセス可能な機器（以
下、ネットワークアプライアンスと記す）１１０〜１１
Nと鍵交換装置１２０〜１２Nの組が、互いにネットワー
ク１００を介して通信可能なように接続された構成が、
２組以上、存在する。

【００１７】鍵交換装置１２０〜１２Nはインターネッ
トなどの外部ネットワーク１００と接続されている。ネ
ットワークアプライアンス１１０〜１１Nは、インター
ネットなどの外部ネットワーク１００に接続する際に
は、必ずそれぞれに接続されている鍵交換装置１２０〜
１２Nを経由し、外部ネットワーク１００にある鍵交換
装置１２０〜１２Nを介して、それぞれに接続されてい
るネットワークアプライアンス１１０〜１１Nと接続す
る。

【００１８】ここで、本実施の形態の説明を簡略化する
ために、図２を用いて、ネットワークアプライアンスと
してデジタルカメラ２００と鍵交換の機能を実装したホ
ームゲートウェイ装置２１０の組、及び、デジタルカメ
ラ２０１とホームゲートウェイ装置２１１の組がインタ
ーネットなどのネットワーク１００で接続されている構
成を示す。なお、本発明は、デジタルカメラに限らず、
ＰＣ、ＰＤＡなどのネットワークアプライアンスに実施
することができる。

【００１９】図２の２００は、デジタルカメラであり、
デジタルカメラとしての基本的機能のほかに、ネットワ
ークを介してデータを送受信する機能と、共通鍵Ａ１、
Ａ２を用いて、データの暗号化・復号化する機能と、共
通鍵Ａ１を公開鍵Ｃ２で暗号化し、共通鍵Ａ２を秘密鍵
Ｂ１で復号化する機能を有する。２０１も、デジタルカ
メラ２００と同様の機能を有するデジタルカメラであ
る。

【００２０】図２の２１０は、ホームゲートウェイ装置
であり、ネットワーク上を流れるデータを他のネットワ
ークに中継する所謂ルーターであり、ネットワーク上を
流れるデータを他のネットワークに中継または拒絶する
機能と、IPv6で標準となっているホスト（コンピュータ
などのネットワークアプライアンス）へのDHCP（Dynami
c Host Configuration Protocol）などの機能を有す
る。さらに、ホームゲートウェイ装置２１０は、データ
を暗号化・復号化するための共通鍵Ａ１を生成する機能
を有する。また、ホームゲートウェイ装置２１０は、共
通鍵Ａ２を暗号化するための公開鍵Ｃ１と、共通鍵Ａ２
を復号化するための秘密鍵Ｂ１のペアを生成する機能を
有する。なお、共通鍵Ａ２は、ホームゲートウェイ装置
２１１により生成される。ホームゲートウェイ装置２１
０は、前記共通鍵Ａ１、前記公開鍵Ｃ１、前記秘密鍵Ｂ
１を、デジタルカメラ２００、２０１などのネットワー
クアプライアンスに引き渡す機能を有する。２１１も、
ホームゲートウェイ装置２１０と同様の機能を有するホ
ームゲートウェイ装置である。

【００２１】ホームゲートウェイ装置２１０、２１１は
コンピュータシステムでその機能を実現する方法とそれ
専用の機器として実装する方法が存在するが、本発明の
実施の形態では双方の方法とも実現可能である。

【００２２】図２の１００はネットワークであり、イン
トラネットやインターネットなど、利用者が使用するネ
ットワークアプライアンス（デジタルカメラ２００、２
０１）が属していないセグメントのネットワークであ
る。

【００２３】２２０は、デジタルカメラ２００とホーム
ゲートウェイ装置２１０を接続するローカルリンクであ
り、２２１は、デジタルカメラ２０１とホームゲートウ
ェイ装置２１１を接続するローカルリンクである。ホー
ムゲートウェイ装置２１０は、ローカルリンク２２０と
外部ネットワーク１００の間で、データを中継し、ホー
ムゲートウェイ装置２１１は、ローカルリンク２２１と
外部ネットワーク１００の間で、データを中継する。

【００２４】＜デジタルカメラブロック図＞図３は、図
２に示したデジタルカメラ２００、２０１の構成を説明
するブロック図である。

【００２５】図３のデジタルカメラにおいて、３００は
被写体の光学像を撮像する撮像部、３０１は撮像部３０
０から出力された撮像画像を所定フォーマットの画像デ
ータに変換し、画像データに透かしデータを付与する画
像処理部、３０２は画像処理部３０１から出力された画
像データに対して所定の高能率符号化（例えば、ＤＣＴ
変換、量子化後に可変長符号化）を行う符号化／復号化
部である。符号化／復号化部３０２は、又、記録再生部
３０３から再生された圧縮画像データを伸長復号化し、
その画像データを画像処理部３０１に供給する。

【００２６】又、図３のデジタルカメラにおいて、３０
３は圧縮符号化された画像データを不図示の記録媒体に
記録再生する記録再生部、３０４はデジタルカメラ１０
０における処理動作を指示する操作部、３０５はマイク
ロコンピュータと所定のプログラムコードを記憶可能な
メモリとを具備し、デジタルカメラ２００，２０１を構
成する各処理部の動作を制御し、管理する制御部、３０
６は撮像部３００にて撮像された画像をＥＶＦ（Electr
ic View Finder）や液晶パネル等を用いて表示する表示
部、３０７は撮像部３００にて撮像された画像データな
どを通信するインターフェイスである。

【００２７】更に、３０８はデジタルカメラの機能に関
する情報が格納されているＲＯＭである。本実施の形態
のデジタルカメラ２００、２０１では、画像データを符
号化する技術として、例えば、ＪＰＥＧ(Joint Photogr
aphic Experts Group)方式を用いて圧縮符号化してい
る。

【００２８】３０９はネットワークインターフェイス
（ＮＥＴＩＦ）であり、ネットワークを介して情報処理
装置間のデータ転送を行うための制御や接続状況の診断
を行う。デジタルカメラ２００、２０１は、ネットワー
クインターフェイス３０９により、データをローカルリ
ンク２２０、２２１に送信し、また、データをローカル
リンク２２０、２２１から受信する。

【００２９】３１０は、モジュール処理部であり、マイ
クロコンピュータと所定のプログラムコードを記憶可能
なメモリとを具備し、ネットワーク通信スタック、暗号
化・復号化などを請け負う。

【００３０】＜ホームゲートウェイ装置ブロック図＞こ
こでは、図４を用いて、専用の機器として実装した場合
の一例であるシステムブロック図を説明する。但し、本
発明の実施の形態を実現する上でこのシステム構成が限
定されるものではない。

【００３１】図４の４０１はホームゲートウェイ装置の
制御をつかさどる中央演算装置（以下ＣＰＵと記す）で
ある。

【００３２】４０２はランダムアクセスメモリ（以下Ｒ
ＡＭと記す）であり、ＣＰＵ４０１の主メモリとして、
及び実行プログラムの領域や該プログラムの実行エリア
ならびにデータエリアとして機能する。

【００３３】４０３はＣＰＵ４０１の動作処理手順を記
憶しているリードオンリーメモリ（以下ＲＯＭと記す）
である。ＲＯＭ４０３には情報処理装置の機器制御を行
うシステムプログラムである基本ソフト（ＯＳ）を記録
したプログラムＲＯＭと、システムを稼働するために必
要な情報等が記録されたデータＲＯＭがある。

【００３４】４０４〜４０Nはネットワークインターフ
ェイス（ＮＥＴＩＦ）であり、ネットワークを介して情
報処理装置間のデータ転送を行うための制御や接続状況
の診断を行う。ホームゲートウェイ装置２１０、２２１
は、ネットワークインターフェイス４０４により、外部
ネットワーク１００と接続し、ネットワークインターフ
ェイス４０５により、ローカルリンク２２０、２２１と
接続し、外部ネットワーク１００とローカルリンク２２
０、２２１の間で、データを中継する。

【００３５】４００は上述した各ユニット間を接続する
ための入出力バス（アドレスバス、データバス、及び制
御バス）である。

【００３６】＜モジュール構成と機能＞図５において、
デジタルカメラ２００、２０１及びホームゲートウェイ
装置２１０，２１１内の本発明が実施されたアプリケー
ション・モジュールの説明をおこなう。

【００３７】デジタルカメラ２００、２０１のモジュー
ル処理部３１０は、鍵取得手段５０１、暗号化・復号化
手段５０２として、動作する。

【００３８】以下、デジタルカメラ２００のモジュール
処理部３１０の動作を説明する。なお、デジタルカメラ
２０１のモジュール処理部３１０の動作も、デジタルカ
メラ２００のモジュール処理部３１０の動作と同様であ
る。

【００３９】鍵取得手段５０１は、通信データを暗号化
・復号化のための共通鍵Ａ１と、共通鍵Ｃ２を復号化す
る秘密鍵Ｂ１を、ホームゲートウェイ装置２１０から、
共通鍵Ａ１を暗号化する公開鍵Ｃ２を、ホームゲートウ
ェイ装置２１１から取得する機能を有する。また、鍵取
得手段５０１は、共通鍵Ａ１と、前記公開鍵Ｃ２、秘密
鍵Ｂ１を保管する機能を有する。

【００４０】暗号化・復号化手段５０２は、前記鍵取得
手段５０１から共通鍵Ａ１と、前記公開鍵Ｃ２、秘密鍵
Ｂ１を取得し、ネットワークに流すデータを生成し、共
通鍵Ａ１でIPv6パケットを暗号化する機能と、前記公開
鍵Ｃ２で前記共通鍵Ａ１を暗号化する機能と、前記暗号
化された共通鍵Ａ２を前記秘密鍵Ｂ１で復号化する機能
を有する。

【００４１】すなわち、鍵取得手段５０１は、ローカル
リンク内のホームゲートウェイ装置２１０（鍵提供装
置）から共通鍵Ａ１を取得するとともに、通信相手（デ
ジタルカメラ２０１）側（ホームゲートウェイ２１１）
から公開鍵Ｃ２を取得する取得手段として機能する。ま
た、暗号化・復号化手段５０２は、公開鍵Ｃ２を用いて
共通鍵Ａ１を暗号化して通信相手（デジタルカメラ２０
１）に送信するとともに、共通鍵Ａ１を用いて通信相手
と暗号化通信を行う暗号化通信手段（暗号化手段）とし
て、機能する。

【００４２】なお、モジュール処理部３１０は、マイク
ロコンピュータと所定のプログラムコードを記憶可能な
メモリとを具備し、このマイクロコンピュータは、この
メモリからプログラムを読み出し、上記の公開鍵の取
得、暗号化・復号化などを行う。モジュール処理部３１
０は、マイクロコンピュータに上記の処理を実行させる
プログラムを記憶している。

【００４３】ホームゲートウェイ装置２１０，２１１
は、プログラム・データＲＯＭ４０３内に記録されたプ
ログラムに基づいて、鍵提供手段５１１、鍵生成手段５
１２と、前述の様にネットワーク上を流れるデータを他
のネットワークに中継するルーティング手段として、動
作する。

【００４４】ここではルーティング機能を行うルーティ
ング手段は一般的に実装されているので説明、図示を省
略する。

【００４５】以下、ホームゲートウェイ装置２１０の鍵
提供手段５１１、鍵生成手段５１２の動作を説明する。
なお、ホームゲートウェイ装置２１１の鍵提供手段５１
１、鍵生成手段５１２の動作も、ホームゲートウェイ装
置２１０のものと同様である。

【００４６】鍵提供手段５１１は、鍵生成手段５１２で
生成した前記共通鍵Ａ１、前記公開鍵Ｃ１と前記秘密鍵
Ｂ１のペアを保持する。そして、鍵提供手段５１１は、
同一セグメント内のデジタルカメラ２００の要求に応じ
て、前記共通鍵Ａ１を、同一セグメント内のデジタルカ
メラ２００に引き渡す機能を有する。また、鍵提供手段
５１１は、同一セグメント内のデジタルカメラ２００の
要求に応じて、前記秘密鍵Ｂ１を、同一セグメント内の
デジタルカメラ２００に引き渡す機能も有する。

【００４７】更に、鍵提供手段５１１は、前記公開鍵Ｃ
１をインターネットなどのネットワーク１００の特定で
きる適当な場所に保管、公開し、前記共通鍵Ａ１、前記
秘密鍵Ｂ１を引き渡したデジタルカメラ２００とは別セ
グメントのデジタルカメラ２０１の要求に応じて、前記
公開鍵Ｃ１を、前記秘密鍵Ｂ１を引き渡したデジタルカ
メラ２００とは別セグメントのデジタルカメラ２０１に
引き渡す機能を有する。

【００４８】鍵生成手段５１２は、IPv6パケットを暗号
化・復号化するための前記共通鍵Ａ１を生成する機能
と、前記公開鍵Ｃ１、前記秘密鍵Ｂ１のペアを生成する
機能を有する。

【００４９】＜システム処理の流れ＞図６を用いて、本
発明の実施の形態であるシステムの処理全体の流れを説
明する。

【００５０】ここで、本形態の処理を説明する前に、IP
v6におけるアドレス自動設定機構の説明を行う。

【００５１】IPv6に対応するコンピュータやネットワー
クアプライアンスの場合，ネットワークとの接続のイン
ターフェイス（図３の３０９）には通常はイーサネット
（Ｒ）が用いられ，そのイーサネット（Ｒ）のインター
フェイスが持つ IEEE identifier (Medium Access Cont
rol sublayerにおけるアドレス，略してMAC addressと
記す)を元にしてIPv6アドレスが構成されるようになっ
ている。IPv6アドレスには，リンクローカルアドレス，
サイトローカルアドレスと(集約可能)グローバルアドレ
スの3種類が存在する。

【００５２】それらの詳細や構成方法などのアドレス体
系は，RFC 2373 ``IP Version 6 Addressing Architec
ture,'' RFC 2374 ``An IPv6 Aggregatabale Global Un
icast Address Format,'' RFC 2375 ``IPv6 Multicast
Address Assignment,'' RFC2450 ``Proposed TLA and N
LA Assignment Rule,'' RFC2461 ``Neighbor Discovery
for IP Version 6 (IPv6),'' RFC 2462 ``IPv6Statele
ss Address Autoconfiguration,'' 等に記述されてい
る。

【００５３】ここでは、リンクローカルアドレスの自動
設定の処理についての説明をRFC 2462 ``IPv6 Stateles
s Address Autoconfiguration,'' の内容を参照しなが
ら説明する。

【００５４】リンクとは，それに接続された装置がそれ
を介して通信することができる設備もしくはメディアで
あり，IP層の下側に接する．リンクにはイーサネット
（Ｒ）の他に，PPPリンク，X.25，フレームリレー，ATM
ネットワークがある。

【００５５】リンクに接続されたIPv6対応装置をノード
と呼ぶ。ノードには，ルーターとホスト（コピュータや
ネットワークアプライアンスであり、本実施の形態で
は、デジタルカメラ、以下ホストと記す。）がある。ル
ーター（本実施の形態ではホームゲートウェイ装置、以
下ルーターを記す。）は自分宛ではないパケットを転送
するが、ホストは転送しない。

【００５６】イーサネット（Ｒ）の IEEE identifier
(MAC address) は，6バイト長のアドレスで，先頭の3バ
イトは製造ベンダーコードとしてIEEEによって管理・割
当てがされている。残り3バイトは各ベンダーに管理が
任されており，重複が起こらないように割当てがされ
る。

【００５７】これにより、イーサネット（Ｒ）・カード
毎に世界で唯一のアドレスが対応し，イーサネット
（Ｒ）上でのデータの送受信時のアドレスとして利用さ
れる。イーサネット（Ｒ）を介して送られるデータは，
送信元のアドレスと宛先のアドレスとデータを含むパケ
ットとしてイーサネット（Ｒ）上に送出される。他のノ
ードが送出したデータとの衝突が検出された場合にはラ
ンダムな時間が経過したあと再送されるようになってい
る。

【００５８】送られたパケットはイーサネット（Ｒ）に
接続しているノード全てがアクセスできるので，各ノー
ドはパケットの宛先アドレスを見てそれが自分宛の場合
は受け取り，自分宛ではない場合は無視する。以上のよ
うな仕組みにより，リンク層のデータ通信が行えるよう
になっている。リンク層のデータ通信を基礎として，そ
の上にIP(Internet Protocol)層が実装され，リンクの
制約を受けない広域な通信が実現されている。

【００５９】IPv6のアドレス表記を説明する。IPv6のア
ドレスは128ビットであり，16進数4桁(16ビットを表す)
をコロン:で区切った表記が使われる。

【００６０】例えば，FE80:0000:0000:0000:0000:0000:
0000:0001である．アドレス中の0000は0と表してもよ
く，解釈の一意性が保たれるならば0の連続部分は省か
れて::と表記される。前記アドレスは，FE80::0001ある
いはFE80::1と同じアドレスである。アドレスの中の上
位Xビットを示すとき，FE80::1/Xと表記する。FE80::1/
32はFE80:0000と同じである。

【００６１】ノードが電源を入れられたあるいはリブー
トされた直後にはインターフェイス（図３では、３０
９）にはアドレスが割当てられていないので，まず次の
処理がノードによって行われる。イーサネット（Ｒ）
（図３の３０９）の MAC addressを3バイトずつに分割
し，中間に16進数の「FFFE」をはさみ，先頭から7ビッ
ト目を1にする。インターフェイスIDをリンクローカル
アドレス用プレフィックスのFE80:0000:0000:0000に付
加して作った128ビットのデータを tentative link-loc
al address とする。

【００６２】次に，そのtentative link-local address
がリンク上で一意かどうかを判断するために，ホストは
以下の処理を行う。このリンクとは、図２では、デジタ
ルカメラ２００とホームゲートウェイ装置２１０の間、
あるいは、デジタルカメラ２０１とホームゲートウェイ
装置２１１の間のリンクである。

【００６３】最初に，インターフェイス３０９の初期設
定をする。すなわち，インターフェイス３０９に，all-
nodes multicast address(FF02::1)と そのtentative l
ink-local address の solicited-node multicast addr
ess を割当てる。つまり，そのインターフェイスが all
-nodes multicast address宛のパケットあるいはそのt
entative link-local address の solicited-node mult
icast address 宛のパケットを見つけたときはそれを自
分のインターフェイス宛のパケットとして受け取る。

【００６４】前者(all-nodes multicast address)を割
当てることによって，既にそのtentative link-local
addressを使っている他のノードからのデータを受信す
ることが可能になる。また、後者(そのtentative link-
local address の solicited-node multicast address)
を割当てることによって，同じtentative link-localad
dressを同時に使おうとしている他のノードの存在を検
出することが可能になる。

【００６５】なお、あるtentative link-local address
の solicited-node multicast address とは，RFC2461
のpage 91に定義されているように，tentative link-lo
caladdressの下位24ビットをプレフィックスFF02:0:0:
0:0:1:FF00::/104に付加したデータであり，link-local
scope multicast addressである。

【００６６】次にNeighbor Solicitation messageを作
る。Neighbor Solicitation messageの Target Address
（ターゲットアドレス）には判断対象のtentative link
-local addressを，IP Source(送信元アドレス)にはuns
pecified address(128ビット全てが0)を，IP destinati
on(宛先アドレス)には判断対象のtentative link-local
address の solicited-node multicast addressを設定
する。この NeighborSolicitation messageをRetransTi
merミリセカンド間隔でDupAddrDetectTransmits個イー
サネット（Ｒ）に送出する。

【００６７】Neighbor Solicitation messageを受け取
ったノードは，その送信元アドレスが unspecified add
ress ならば，その message がDAD(Duplicate Address
Detection)を行っているノードからのデータであるこ
とがわかる。同時に複数のノードが同じアドレスを対象
としてDADをしている場合は，同じアドレスを TargetAd
dressに含む複数のNeighbor Solicitation messages
（自分が送出したNeighbor Solicitation messageと、
他のノードが送出したNeighbor Solicitation messag
e）を受け取るので，重複していることがわかる。その
場合にはどのノードもそのアドレスは使わない。

【００６８】なお、受け取った Neighbor Solicitation
message が、自分が送ったもの(マルチキャストのパケ
ットをループバックしているため)であるならば，他に
それを使っているあるいは使おうとしているノードが存
在することを示さない。

【００６９】一方，Neighbor Solicitation messageを
受け取ったノードが，その messageの Target Address
に含まれるアドレスを既に使っていれば，a multicast
Neighbor Advertisement をall-nodes multicast addr
ess宛てに返す。従って，Neighbor Solicitation mess
ageを送ったノードが、a multicast Neighbor Advertis
ementを受け取り，その target address が (判断対象
の) tentative addressである場合は判断対象の tentat
ive address が唯一ではない(つまり，重複している)こ
とがわかる。

【００７０】以上のDADの結果，判断対象の tentative
link-local address がリンク上で唯一であることが確
認されたならば，そのアドレスをリンクローカルアドレ
スとしてインターフェイス３０９に割当てる。

【００７１】ホストが、リンクローカルアドレスを割当
てたら，次はサイトローカルアドレスとグローバルアド
レスを決定するために必要な情報(Router Advertisemen
tと呼ばれる)をルーター（本実施の形態ではホームゲー
トウェイ装置）から入手することを試みる。ルーター
は、Router Advertisement を定期的にリンク206に送っ
ている。ホストが Router Advertisement を早く入手し
たい場合は，ホストはRouter Solicitation と呼ばれ
るデータをルーターに送る。ホストはリンクローカルア
ドレスを割当てた直後にはルーターの存在はわからない
ので，実際にはRouter Solicitationはリンク上のルー
ター全てに対するマルチキャストとして送られる。

【００７２】Router Solicitation を受け取ったルー
ターは Router Advertisement を送る。Router Adverti
sement を受け取ったホストは，そのメッセージ中のプ
レフィックスの有効性(既にその装置によって使われて
いないこと等)を確認し，それ(ら)にインターフェイスI
Dを付加して作ったアドレスを，サイトローカルアドレ
スあるいはグローバルアドレスとし，インターフェイス
３０９に割当てる。

【００７３】以上のようにして，イーサネット（Ｒ）を
インターフェイスとして持つホストはリンクローカルア
ドレス，サイトローカルアドレス，グローバルアドレス
を自動設定する。

【００７４】ここから、図６を参照して、本発明の実施
の形態であるシステムの処理の説明を行う。セキュアな
通信をしたい相手を互いに知っているという前提で以下
に示す。

【００７５】なお、前記共通鍵、前記公開鍵、前記秘密
鍵の送受信の概念図は図７のようになる。

【００７６】６００：ユーザがデジタルカメラ２００、
２０１の電源を入れ起動する。

【００７７】６０１：IPv6のアドレス自動設定機構によ
り、リンクローカルアドレスがデジタルカメラ２００、
２０１のネットワークインターフェイス３０９に対して
付与される。

【００７８】６０２：６０１でリンクローカルアドレス
が付与されたことでネットワーク接続が可能になったの
を受けて、上述のRouter Advertisementを受けたデジタ
ルカメラ２００、２０１はホームゲートウェイ装置２１
０、２１１のIPアドレスを取得し、ホームゲートウェイ
装置２１０にデジタルカメラ２００が、ホームゲートウ
ェイ装置２１１にデジタルカメラ２０１が接続を行う。
接続が確立された後、デジタルカメラ２００、２０１そ
れぞれが同一セグメント内のホームゲートウェイ装置２
１０、２１１（鍵生成手段５１２）に対して鍵生成の要
求を出す。

【００７９】６０３：６０２で鍵生成要求を受けた鍵生
成手段５１２は、ＩＰｖ6パケットの暗号化・復号化の
ための共通鍵Ａ１（Ａ２）、共通鍵Ａ２（Ａ１）を暗号
化・復号化する公開鍵Ｃ１（Ｃ２）、秘密鍵Ｂ１（Ｂ
２）のペアの生成を行う。さらに前記共通鍵Ａ１（Ａ
２）、前記公開鍵Ｃ１（Ｃ２）、前記秘密鍵Ｂ１（Ｂ
２）を、鍵提供手段５１１に引渡し、鍵提供手段５１１
は前記公開鍵Ｃ１（Ｃ２）を自身が属していないセグメ
ントに公開する。

【００８０】６０４：６０３で生成された前記共通鍵Ａ
１（Ａ２）、前記秘密鍵Ｂ１（Ｂ２）を鍵取得手段５０
１が鍵提供手段５１１より取得し、保持する。すなわ
ち、デジタルカメラ２００、２０１は、サイトローカル
アドレスとグローバルアドレスを決定するために必要な
情報を（本実施の形態ではホームゲートウェイ装置）を
提供するルーターから、前記共通鍵Ａ１（Ａ２）、前記
秘密鍵Ｂ１（Ｂ２）を取得する。

【００８１】６０５：通信相手となるデジタルカメラの
属しているホームゲートウェイ装置から前記公開鍵の格
納場所を取得する。ここで、セキュアな通信をしたい相
手を互いに知っている（デジタルカメラ２００には、ホ
ームゲートウェイ装置２１１のアドレスが入力され、デ
ジタルカメラ２０１には、ホームゲートウェイ装置２１
０のアドレスが入力されている）ので、デジタルカメラ
２００はホームゲートウェイ装置２１１から、デジタル
カメラ２０１はホームホームゲートウェイ装置２１０か
らそれぞれ前記公開鍵の格納場所の情報を受け取る。

【００８２】６０６：６０５で取得した前記公開鍵の格
納場所の情報をもとに、通信相手となるデジタルカメラ
の属しているホームゲートウェイ装置から前記公開鍵Ｃ
２（Ｃ１）を取得する。デジタルカメラ２００はホーム
ゲートウェイ装置２１１から公開鍵Ｃ２を、デジタルカ
メラ２０１はホームホームゲートウェイ装置２１０から
公開鍵Ｃ１を、それぞれ、受け取る。

【００８３】６０７：それぞれのデジタルカメラ２０
０、２０１は、６０６で取得した前記公開鍵Ｃ２、Ｃ１
をもちいて、前記共通鍵Ａ１、Ａ２の暗号化を行い、デ
ジタルカメラ２００とデジタルカメラ２０１は、暗号化
した前記共通鍵Ａ１、Ａ２を互いに送信し交換する。

【００８４】６０８：６０７で送信されてきた前記共通
鍵Ａ２、Ａ１を受信したそれぞれのデジタルカメラ２０
０、２０１は、それぞれのホームゲートウェイ装置２１
０、２１１から取得したペアキーとなる前記秘密鍵Ｂ
１、Ｂ２を用いて、暗号化された前記共通鍵Ａ２、Ａ１
を暗号化・復号化手段５０２において復号化する。

【００８５】ここでは公開暗号化方式を例に用いている
が、特定の公開鍵暗号アルゴリズムに限るわけではな
い。

【００８６】以上の手順で、デジタルカメラ２００とデ
ジタルカメラ２０１は、IPv6のステートレス自動アドレ
ス設定によるリンクローカルアドレスを用いてネットワ
ークコネクションを確立するという特性を生かし、さら
にIPv6で標準機能とされているIPSec（IETF （Internet
Engineering Task Force）において標準化されている
プロトコル）を用いて、セキュアな通信が可能な状態と
なる。

【００８７】ここから、図８を用いて前述の2地点間デ
ジタルカメラ２００、２０１で通信する時点の処理を説
明する。

【００８８】８００：デジタルカメラ２００を使用する
ユーザがネットワーク１００を通じて外部にあるコンピ
ュータにアクセスする任意のアプリケーションを起動す
る。

【００８９】８０１：前記アプリケーションからネット
ワーク１００にデータを送信する要求が出される。

【００９０】８０２：前記アプリケーションから出され
るデータのIPv6のパケットを、同一セグメント内にある
ホームゲートウェイ装置２１０から取得した前記共通鍵
Ａ１を用いて、暗号化する。

【００９１】８０３：前記暗号化されたデータを送信す
る。

【００９２】８０４：前記送信されたデータを通信相手
であるデジタルカメラ２０１が受信する。

【００９３】８０５：デジタルカメラ２０１は、前記受
信したデータのIPv6パケットをデジタルカメラ２００か
ら送信されてきた前記共通鍵Ａ１を用いて、復号化す
る。

【００９４】８０６：前記復号化したデータをアプリケ
ーションに受け渡す。

【００９５】なお、デジタルカメラ２０１がデジタルカ
メラ２００にデータを送信する場合は、デジタルカメラ
２０１が同一セグメント内にあるホームゲートウェイ装
置２１１から取得した前記共通鍵Ａ２を用いて、暗号化
して送信し、それを受け取ったデジタルカメラ２００
は、デジタルカメラ２０１から送信されてきた前記共通
鍵Ａ２を用いて復号化する。

【００９６】上記の繰り返しにより、データの暗号化さ
れたデータの送受信が可能になる。

【００９７】ここで、８０３、８０４で送受信される前
記暗号化されたIPv6パケットの概念図を図９に示す。

【００９８】以上のように、デジタルカメラ２００（第
１の通信装置）とデジタルカメラ２０１（第２の通信装
置）が、外部ネットワーク１００を介して行う本実施の
形態の通信方法では、デジタルカメラ２００と同じロー
カルリンク２２０に接続されたホームゲートウェイ装置
２１０（第１の鍵提供装置）が、ローカルリンク２２０
を介してデジタルカメラ２００に秘密鍵Ｂ１を、外部ネ
ットワーク１００を介してデジタルカメラ２０１に公開
鍵Ｃ１を提供する。また、デジタルカメラ２０１と同じ
ローカルリンク２２１に接続されたホームゲートウェイ
装置２１１（第２の鍵提供装置）が、ローカルリンク２
２１を介してデジタルカメラ２０１に共通鍵Ａ２を提供
する。この秘密鍵Ｂ１、公開鍵Ｃ１、共通鍵Ａ２の提供
は、図５の提供手段５１１により行う。

【００９９】なお、ホームゲートウェイ装置２１０（ル
ーター）は、デジタルカメラ２００がアドレス（サイト
ローカルアドレスあるいはグローバルアドレス）を決め
るために必要な情報（プレフィックス）と、秘密鍵Ｂ１
と共通鍵Ａ１を、デジタルカメラ２００に提供する。ま
た、ホームゲートウェイ装置２１０（ルーター）は、公
開鍵Ｃ１を、外部ネットワーク１００に公開する。ホー
ムゲートウェイ装置２１１（ルーター）は、デジタルカ
メラ２０１に共通鍵Ａ２と秘密鍵Ｂ２を提供し、公開鍵
Ｃ２を外部ネットワーク１００に公開する。

【０１００】なお、デジタルカメラ２００に共通鍵Ａ
１、秘密鍵Ｂ１（及び、アドレスを決めるために必要な
情報）を提供する装置は、ローカルリンク２２０内に存
在する装置であれば、ゲートウェイ装置（ルーター）で
なくてもよい。共通鍵Ａ１と秘密鍵Ｂ１の一方は、ホー
ムゲートウェイ装置２１０から、他方は、ローカルリン
ク２２０内の他の装置から、デジタルカメラ２００に提
供するようにしてもよい。この形態では、２つの装置が
共同して、デジタルカメラ２００に、共通鍵Ａ１、秘密
鍵Ｂ１を提供する装置として、動作する。公開鍵は、ホ
ームゲートウェイ装置２１０から外部ネットワーク１０
０に公開されるようにすれば、ホームゲートウェイ装置
２１０以外の装置で、秘密鍵とともに、生成してもよ
い。

【０１０１】そして、デジタルカメラ２０１が、公開鍵
Ｃ１を用いて暗号化された共通鍵Ａ２をデジタルカメラ
２００に送信し、デジタルカメラ２００が、秘密鍵Ｂ１
を用いて共通鍵Ａ２を復号化し、共通鍵Ａ２を用いてデ
ジタルカメラ２０１と暗号化通信を行う。すなわち、デ
ジタルカメラ２００は、デジタルカメラ２０１が共通鍵
Ａ２を用いて暗号化して送信したデータを受信し、共通
鍵Ａ２を用いて復号化する。また、デジタルカメラ２０
０が、共通鍵Ａ２を用いてデータを暗号化して送信し、
デジタルカメラ２０１が共通鍵Ａ２を用いて、受信デー
タを復号化してもよい。なお、この符号化、復号化は、
図５の暗号化・復号化手段５０２により行う。

【０１０２】このようにデジタルカメラ２００、２０１
等のネットワークアプライアンスは、アドレスを決める
ための情報と同様に、共通鍵、秘密鍵の提供を受け、ま
た、公開鍵は、接続されたネットワークのルーターが外
部に公開するので、共通鍵、秘密鍵、公開鍵を生成、公
開する機能を持たなくても、安全な通信を行うことが可
能となる。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コンピュータやデジタルカメラなどの機器やアプリケー
ションに依存せずに、つまり汎用性を保ちつつ暗号化し
て、「盗聴」「データの改ざん」「第三者によるなりすま
し」という危害からユーザを守り、安全性を確保したシ
ステムをユーザに提供することを可能とし、さらにそれ
らの設定等の煩雑さからユーザを解放することを可能と
することが可能となった。

【０１０４】IPv6のステートレス自動アドレス設定によ
るリンクローカルアドレスを用いてネットワークコネク
ションを確立するという特性を生かし、さらにIPv6で標
準機能とされているIPSec（IETF （Internet Engineeri
ng Task Force）において標準化されているプロトコ
ル）を用いて、実現することが可能である。

【０１０５】また、通信データを暗号化するための鍵を
外部の悪意ある攻撃から守りさらにセキュリティの高い
システムを提供することも可能となった。

【０１０６】これにより、セキュリティを確保するため
に各場面場面で使用するアプリケーションにそれぞれ設
定作業をするといった作業からユーザが開放され、さら
に、ネットワークに接続可能なすべての機器にコンピュ
ータと同様なセキュリティ機能を提供することが可能と
なり、インターネットなどで行われている電子メールや
ウェブ閲覧、デジタル画像の送受信、さらには商取り引
きや買い物などが安心して使用出来、ユーザに対して非
常に有益となること結果をもたらしている。

【０１０７】また、第１のローカルリンクに接続された
第１の鍵提供装置が、外部ネットワークを介して第２の
通信装置に公開鍵を提供し、第２の通信装置が、この公
開鍵を用いて暗号化された共通鍵を第１の通信装置に送
信するので、第１の通信装置と第２の通信装置が、共通
鍵を安全に共有することが、機器に依存せずに可能とな
った。

【０１０８】更に、ローカルリンク内の鍵提供装置から
共通鍵を取得するとともに、通信相手側から公開鍵を取
得し、公開鍵を用いて共通鍵を暗号化して通信相手に送
信することにより、通信相手と、共通鍵を安全に共有す
ることが、機器に依存せずに可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が使用されるシステム構成図である。

【図２】本発明が使用されるシステム構成図である。

【図３】本発明が使用されるデジタルカメラのブロック
図である。

【図４】本発明が使用されるホームゲートウェイ装置ブ
ロック図である。

【図５】本発明が使用されるシステムのモジュール構成
図である。

【図６】本発明が使用されるシステムの処理のフロー図
である。

【図７】本発明が使用されるシステムの鍵のフローを表
す概念図である。

【図８】本発明が使用されるシステムの暗号化通信の処
理のフロー図である。

【図９】本発明が使用されるIPv6パケットの概念図であ
る。

【符号の説明】

１１０〜１１N ネットワークアプライアンス １２０〜１２N 鍵交換装置 ２００、２０１ ネットワークアプライアンス ２１０、２１１ ホームゲートウェイ ４００ システムバス ４０４〜４０N NETIF

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の通信装置と第２の通信装置が、外
   部ネットワークを介して行う通信方法において、 前記第１の通信装置と同じ第１のローカルリンクに接続
   された第１の鍵提供装置が、前記第１のローカルリンク
   を介して前記第１の通信装置に秘密鍵を、前記外部ネッ
   トワークを介して前記第２の通信装置に公開鍵を提供
   し、 前記第２の通信装置と同じ第２のローカルリンクに接続
   された第２の鍵提供装置が、前記第２のローカルリンク
   を介して前記第２の通信装置に共通鍵を提供し、 前記第２の通信装置が、前記公開鍵を用いて暗号化され
   た前記共通鍵を前記第１の通信装置に送信し、 前記第１の通信装置が、前記秘密鍵を用いて前記共通鍵
   を復号化し、前記共通鍵を用いて第２の通信装置と暗号
   化通信を行うことを特徴とする通信方法。
2. 【請求項２】 ネットワークアプライアンスと、鍵交換
   装置から構成される通信システムであって、 前記ネットワークアプライアンスは、鍵取得手段と、暗
   号化・復号化手段を有し、 前記鍵交換装置は、リンクローカルアドレスで接続して
   きた前記ネットワークアプライアンスに、暗号化通信を
   行うための第１の共通鍵と、第２の共通鍵の復号化を行
   うための秘密鍵を受け渡す通信システム。
3. 【請求項３】 前記鍵取得手段は、暗号化のための前記
   第１の共通鍵と、第２の共通鍵の復号化をおこなうため
   の前記秘密鍵を前記鍵交換装置から取得する機能と、前
   記第１の共通鍵を暗号化するための公開鍵の格納場所情
   報を第２の鍵交換装置から取得する機能を有することを
   特徴とする請求項２記載の通信システム。
4. 【請求項４】 前記鍵取得手段は、前記公開鍵の格納場
   所情報をもとに前記公開鍵を取得する機能を有すること
   を特徴とする請求項３記載の通信システム。
5. 【請求項５】 前記暗号化・復号化手段は、前記鍵取得
   手段から前記第１の共通鍵、前記公開鍵、前記秘密鍵を
   取得し、前記第１の共通鍵を用いてパケットを暗号化す
   る機能と、前記公開鍵を用いて前記第１の共通鍵を暗号
   化する機能と、前記秘密鍵を用いて、暗号化された前記
   第２の共通鍵を復号化する機能を有することを特徴とす
   る請求項４記載の通信システム。
6. 【請求項６】 前記鍵交換装置は、鍵提供手段と鍵生成
   手段を有することを特徴とする請求項２記載の通信シス
   テム。
7. 【請求項７】 前記鍵生成手段は、前記第１の共通鍵
   と、前記第２の共通鍵を暗号化するための第２の公開
   鍵、前記秘密鍵を生成する機能を有することを特徴とす
   る請求項６記載の通信システム。
8. 【請求項８】 前記鍵提供手段は、ネットワークで接続
   された前記ネットワークアプライアンスに対して、前記
   ネットワークアプライアンスのアドレスに応じて、前記
   第１の共通鍵、前記第２の公開鍵、前記秘密鍵を受け渡
   す機能を有することを特徴とする請求項７記載の通信シ
   ステム。
9. 【請求項９】 ローカルリンク内の鍵提供装置から共通
   鍵を取得するとともに、通信相手側から公開鍵を取得す
   る取得手段と、公開鍵を用いて共通鍵を暗号化して通信
   相手に送信するとともに、共通鍵を用いて通信相手と暗
   号化通信を行う暗号化通信手段を有することを特徴とす
   る通信装置。
10. 【請求項１０】 ローカルリンク内の鍵提供装置から共
    通鍵を取得するとともに、通信相手側から公開鍵を取得
    し、公開鍵を用いて共通鍵を暗号化して通信相手に送信
    するとともに、共通鍵を用いて通信相手と暗号化通信を
    行うことを特徴とする通信プログラム。