JP2006018593A - 通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 デバイス間でリンクを確立する際の利用者の負担を軽減でき、かつ、高いセキュリティも保持することのできる通信システムを得る。
【解決手段】 無線通信を行う一方及び他方のデバイス１００，２００のうち、一方のデバイス１００は、認証鍵の情報を含む表示情報を表示し、また、他方のデバイス２００から認証鍵に基づいて認証を行い、正常に認証できた場合にリンク確立と判定する。他方のデバイス２００は、一方のデバイス１００の表示部１０２で表示された表示情報を光学的に読み取り、この情報に含まれる認証鍵を一方のデバイス１００に送信し、一方のデバイス１００側で正常に認証された場合に、リンク確立と判定する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、二つのデバイスが認証鍵を用いることで相手を認証し、これらデバイスのリンクを確立する通信システムに関するものである。

今日、複数のデバイスを無線通信接続するシステムとして、Bluetooth （登録商標）が知られている。このようなBluetooth において、Bluetooth Specification に従って、セキュリティ・モード（予め、接続相手先として認証されたBluetooth デバイスとのみ接続を許可する動作モード）を運用する場合、相互に接続を許容するそれぞれのデバイスにおける相互登録手段として、登録対象の相手デバイスのデバイスＩＤ（ＢＤ＿ＡＤＤＲ；４８ｂｉｔ）、名前等と秘密の認証鍵（１２８ｂｉｔ）の組み合わせを、それぞれのデバイスにおいて認識し、保持しておくことが定められている。相互接続の際には、これらの登録された情報を基にして相手デバイスの識別および接続認証を行う仕組みである。

Bluetooth Specification では、接続の際に相手認証を必要とするセキュリティ・モードにおいて、未登録の相手先との接続を行う際に上記の認証鍵（１２８ｂｉｔ）を初期化する手順を定義している。この定義に従って、認証鍵（１２８ｂｉｔ）を生成し、相手のデバイスＩＤ（ＢＤ＿ＡＤＤＲ；４８ｂｉｔ）、名前等と組み合わせて相手認識を行う手順をペアリングと呼んでいる。また、このペアリングの結果得られた相手デバイスのデバイスＩＤ（ＢＤ＿ＡＤＤＲ；４８ｂｉｔ）、名前等と秘密の認証鍵（１２８ｂｉｔ）の組み合わせを自デバイスに登録しておき、次回以降の接続認証に用いることができる状態とすることをボンディングと呼んでいる。

従来、このようなBluetooth を用いた相手デバイスの特定方法としては、記録媒体に識別情報等を記録し、これを互いのデバイスで読み取ることによって行うようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−３４８０９８号公報

従来の通信システムでは、Bluetooth のボンディングを実施する際に、標準のペアリング手順を用いると、双方デバイスに共通のＰＩＮコードの入力が必要となる。しかしながら、この認証の機能や動作、およびＰＩＮコードの入力等の手順については、一般利用者にとっては理解しにくく、従ってBluetooth 利用の最初のステップであるボンディングを容易に行うことが困難であった。

また、上記のように、二つのデバイス間で記録媒体を用いて相手認証を行うようにした場合でも、記録媒体の紛失や盗難等の恐れもあり、セキュリティ上好ましいものではなかった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、デバイス間でリンクを確立する際の利用者の負担を軽減でき、かつ、高いセキュリティも保持することのできる通信システムを得ることを目的とする。

この発明に係る通信システムは、一方および他方のデバイスが、認証鍵を用いて相手を認証し、これらデバイスのリンクを確立する通信システムにおいて、一方のデバイスは、認証鍵の情報を含む表示情報を生成する表示情報生成部と、これを表示する表示部と、他方のデバイスからの認証鍵と、表示情報における認証鍵と一致判定し、一致した場合にリンク確立と判定する一方の認証部とを備え、他方のデバイスは、一方のデバイスの表示部で表示された表示情報を光学的に読み取る読取部と、読取部で読み取った情報に含まれる認証鍵に基づき一方のデバイスと所定の認証処理を行い、一方の認証部で認証鍵が一致したと判定した場合に、リンク確立と判定する他方の認証部とを備えたものである。

この発明の通信システムは、一方のデバイスから認証鍵の情報を表示させ、他方のデバイスで、この表示させた認証鍵を光学的に読み取って相手との認証を行うようにしたので、デバイス間でリンクを確立する際の利用者の負担を軽減でき、かつ、高いセキュリティも保持することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による通信システムを示す構成図である。
図において、通信システムは、一方のデバイス１００と他方のデバイス２００からなり、本実施の形態では、例えば、一方のデバイス１００は、コンピュータやカーナビゲーション、他方のデバイス２００は携帯電話といったデバイスで構成され、これらデバイスはBluetooth （ブルートゥース）によって通信を行うよう構成されているとする。

一方のデバイス１００は、操作部１０１、表示部１０２、制御部１０３、乱数発生器１０４、識別情報蓄積部１０５、通信制御部１０６からなる。操作部１０１は、各種の操作ボタンあるいはキーボード等からなり、利用者が、ペアリングの指示といった各種の入力操作を行うための入力装置である。表示部１０２は、例えば液晶ディスプレイからなり、後述する制御部１０３内の表示情報生成部で生成されたバーコード等を表示するためのディスプレイである。

制御部１０３は、一方のデバイス１００における各部の制御を司る機能部であり、表示情報生成部１０７、一方の認証部１０８を備えている。表示情報生成部１０７は、乱数発生器１０４で生成した乱数や識別情報蓄積部１０５に格納されているデバイスＩＤやデバイス名に基づいて、リンク確立のための開始情報を含む表示情報（バーコード）を生成する機能を有している。また、一方の認証部１０８は、他方のデバイス２００から認証鍵が送信された場合に、この認証鍵と自身で生成した認証鍵との一致判定を行い、一致した場合にリンク確立と判定する機能を有している。

乱数発生器１０４は、認証鍵のための１２８ｂｉｔの乱数を発生するものである。識別情報蓄積部１０５は、自身のデバイスＩＤ（ＢＤ＿ＡＤＤＲ）、デバイス名といった一方のデバイス１００の識別情報を蓄積している記憶部である。通信制御部１０６は、Bluetooth としてのパスの接続／切断や、そのパスを使った通信処理といったBluetooth における各種の通信制御を行うための制御部である。

他方のデバイス２００は、読取部２０１、操作部２０２、表示部２０３、制御部２０４、通信制御部２０５からなる。読取部２０１は、カメラ等からなり、一方のデバイス１００の表示部１０２で表示されたバーコード等の画像を読み取る機能を有するものである。操作部２０２は、各種のボタン等を備え、コード認識処理の起動指示を行うといった操作を利用者が行うための入力装置である。表示部２０３は、例えば、液晶ディスプレイ等からなり、各種の状態表示や認証結果等を表示するためのディスプレイである。

制御部２０４は、他方のデバイス２００としての各種の制御を司る機能部であり、コード認識部２０６、命令抽出部２０７、他方の認証部２０８を備えている。コード認識部２０６は、読取部２０１で読み取ったバーコードの画像から、含まれているコード情報を認識する機能部である。命令抽出部２０７は、コード認識部２０６で認識されたコード情報から、ボンディング命令（リンク確立の開始情報）を抽出する機能部である。他方の認証部２０８は、命令抽出部２０７でボンディング命令が抽出された場合は、一方のデバイス１００に対して、コード情報に含まれていた認証鍵の送出指示や一方の認証部１０８での認証結果に基づくリンク確立の判定といった所定の認証処理を行うための機能部である。また、通信制御部２０５は、他方のデバイス２００としてのBluetooth の各種通信制御を行うための機能部である。

尚、上記一方のデバイス１００および他方のデバイス２００における制御部１０３，２０４内の各構成は、それぞれの機能に対応するソフトウェアと、これを実行するためのＣＰＵやメモリ等のハードウェアから構成されている。

次に、実施の形態１の動作について説明する。
図２は、実施の形態１の動作を示すシーケンスチャートである。
一方のデバイス１００と他方のデバイス２００とのボンディングを行う場合は、先ず、一方のデバイス１００において、ペアリング処理を起動する（ステップＳＴ１０１）。これは、例えば、操作部１０１の接続ボタンを利用者が押下することによって、その処理が開始される。
図３は、一方のデバイス１００の操作部１０１と表示部１０２の一例を示す説明図である。
図３に示すように、ペアリング処理の起動は、操作部１０１としての接続ボタン１０１ａが押下されることによって行われる。

操作部１０１より、このような起動指示が与えられると、制御部１０３では表示情報生成部１０７によって、表示部１０２への表示情報が生成される。この表示情報生成処理としては、先ず、乱数発生器１０４によって認証鍵（秘密鍵）のための１２８ｂｉｔの乱数を生成する（ステップＳＴ１０２）。また、識別情報蓄積部１０５より、識別情報として自ＢＤ＿ＡＤＤＲ、デバイス名を取り出し、これらの自ＢＤ＿ＡＤＤＲ、デバイス名、１２８ビット認証鍵と、ボンディング開始情報を含む表示情報を生成し、これを表示部１０２で表示する（ステップＳＴ１０３）。この表示情報は、例えば、２次元バーコード３００として表示部１０２中に表示される。

次に、他方のデバイス２００側でバーコード認識処理を起動する（ステップＳＴ２０１）。これは、例えば、操作部２０２の選択ボタンを利用者が押下することによってその処理が開始される。
図４は、他方のデバイス２００の読取部２０１および操作部２０２の一例を示す説明図である。
図４に示すように、操作部２０２としてのコード認識起動ボタン（アプリケーション選択ボタン）２０２ａを押下することで、コード認識処理が開始される。このコード認識処理としては、一方のデバイス１００の表示部１０２に表示されているバーコードの画像を他方のデバイス２００の読取部２０１で読み取り、この画像からコード認識部２０６によってコード情報を認識する（ステップＳＴ２０２）。

図５は、コード認識処理の説明図である。
図示のように、他方のデバイス２００は、一方のデバイス１００で表示されている２次元バーコード３００によって、ボンディング開始命令（ボンディング・トリガ）、ＢＤ＿ＡＤＤＲ、デバイス名、認証鍵を得る。

次に、このようにして得たコード情報から、命令抽出部２０７は、ボンディング開始命令があるかを判定し、ボンディング開始命令が含まれていた場合は、その情報中に含まれていたデバイスＩＤ（ＢＤ＿ＡＤＤＲ）のデバイスに対して接続要求（Page）を行う（ステップＳＴ２０３）。

一方のデバイス１００側では、ステップＳＴ１０３において、バーコードを表示した後は、呼び出しスキャン（Page scan)状態となり、他方のデバイス２００からの呼び出しを検出する（ステップＳＴ１０４）。その後は、一方のデバイス１００および他方のデバイス２００の双方でBluetooth としてのリンクが開始され（ステップＳＴ１０５、ステップＳＴ２０４）、認証処理が行われる（ステップＳＴ１０６、ステップＳＴ２０５）。

この認証処理としては、ステップＳＴ２０２で認識されたバーコードに含まれていた１２８ｂｉｔの認証鍵を送信し、一方の認証部１０８は、他方のデバイス２００から受け取った認証鍵と、ステップＳＴ１０３で表示した認証鍵が一致した場合に、正常に認証できたと判定し、ＢＴリンクが確立される（ステップＳＴ１０７、ステップＳＴ２０６）。一方、認証鍵が一致しなかった場合は、認証ＮＧとしてステップＳＴ１０２に戻り、新たな認証鍵の生成を行う。

また、他方のデバイス２００側でも、ステップＳＴ２０５において、認証が正常に行われた場合は、ＢＴリンクが確立される（ステップＳＴ１０７、ステップＳＴ２０６）。一方、認証ができなかった場合は、ステップＳＴ２０２に戻り、一方のデバイス１００側で新たに表示されるバーコードの認識を行う。
図６は、リンク確立状態を示す説明図である。

このような動作により、一方のデバイス１００と他方のデバイス２００とのリンクが確立すると、これらデバイスはボンディング状態となる。

以上のように、実施の形態１によれば、一方および他方のデバイス１００，２００が、認証鍵を用いて相手を認証し、これらデバイスのリンクを確立する通信システムにおいて、一方のデバイス１００は、認証鍵の情報を含む表示情報を生成する表示情報生成部１０７と、表示情報生成部１０７で生成された表示情報を表示する表示部１０２と、他方のデバイス２００から認証鍵が与えられた場合、表示情報における認証鍵と一致するかを判定し、一致した場合にリンク確立と判定する一方の認証部１０８とを備え、他方のデバイス２００は、一方のデバイス１００の表示部１０２で表示された表示情報を光学的に読み取る読取部２０１と、読取部２０１で読み取った情報に含まれる認証鍵に基づき一方のデバイス１００と所定の認証処理を行い、一方の認証部１０８で認証鍵が一致したと判定した場合に、リンク確立と判定する他方の認証部２０８とを備えたので、デバイス間でリンクを確立する際の利用者の負担を軽減できる。また、認証鍵は、表示と読み取りの操作のみで入力が行われるため、例えば、別途の記録媒体等を用いるといったものに比べ、高いセキュリティも保持することができる。

また、実施の形態１によれば、表示情報生成部１０７においてリンク確立の開始情報を含む表示情報を生成し、他方の認証部２０８は、読み取った情報にリンク確立の開始情報が含まれていた場合にのみ一方のデバイス１００と所定の認証処理を行うようにしたので、次のような効果がある。即ち、他方のデバイス２００側で、ペアリング処理を行うのは、認識したコード情報中に、ボンディングトリガといったリンク確立の開始情報が含まれていた場合のみである。このため、他方のデバイス２００側では一般的なバーコード読み取り動作と共通の手順で、自動的にリンク確立処理を完了することができる。

また、実施の形態１によれば、一方のデバイス１００は、表示情報を生成する場合、その都度、固有の値の認証鍵の情報を生成するようにしたので、過去において、第三者が読み取って蓄積した認証鍵を利用できないようにすることができ、セキュリティ向上を図ることができる。

また、実施の形態１によれば、表示情報としてバーコードを用いるようにしたので、このようなバーコード読み取り操作は、ある程度近接状態で実施する必要があることから、ペアリングにおいて、双方のデバイスにＰＩＮコードを直接入力する操作と同等のセキュリティを確保することができる。

また、実施の形態１によれば、一方のデバイス１００および他方のデバイス２００は、ブルートゥースを用いて通信を行うようにしたので、ブルートゥースを利用する場合のペアリング作業の利用者への負担を軽減することができる。

また、実施の形態１では、他方のデバイス２００側で呼び出し（ステップＳＴ２０３）を行ったにもかかわらず、一方のデバイス１００において、悪意の第三者からの応答を受け付けてしまった場合でも、認証処理において認証鍵が一致しないため、接続完了には至らず、従って、このような場合のセキュリティも確保することができる。

尚、上記実施の形態１では、光学的に読み取り可能な表示情報としてバーコードとしたが、これ以外の情報表示形態であってもよい。
また、上記実施の形態１では、通信方式はブルートゥースであるとしたが、これ以外にも、例えば、無線ＬＡＮやＵＷＢ（Ultra Wide Band ：超広帯域無線）、赤外線通信等、双方のデバイスで無線によるリンクを確立する際に、認証鍵を用いて行うものであれば、同様に適用可能である。

また、上記実施の形態１では、一方のデバイス１００をパソコンやカーナビゲーション、他方のデバイス２００を携帯電話としたが、これらの構成に限定されるものではなく、無線通信を行う二つのデバイスであればどのようなものであっても適用可能である。

この発明の実施の形態１による通信システムを示す構成図である。 この発明の実施の形態１の動作を示すシーケンスチャートである。 この発明の実施の形態１における一方のデバイスの操作部と表示部の一例を示す説明図である。 この発明の実施の形態１における他方のデバイスの読取部および操作部の一例を示す説明図である。 この発明の実施の形態１におけるコード認識処理の説明図である。 この発明の実施の形態１におけるリンク確立状態を示す説明図である。

符号の説明

１００ 一方のデバイス、１０２ 表示部、１０７ 表示情報生成部、１０８ 一方の認証部、２００ 他方のデバイス、２０１ 読取部、２０８ 他方の認証部。

Claims (5)

1. 一方および他方のデバイスが、認証鍵を用いて相手を認証し、これらデバイスのリンクを確立する通信システムにおいて、
   前記一方のデバイスは、
   前記認証鍵の情報を含む表示情報を生成する表示情報生成部と、
   前記表示情報生成部で生成された表示情報を表示する表示部と、
   前記他方のデバイスから認証鍵が与えられた場合、前記表示情報における認証鍵と一致するかを判定し、一致した場合にリンク確立と判定する一方の認証部とを備え、
   前記他方のデバイスは、
   前記一方のデバイスの表示部で表示された表示情報を光学的に読み取る読取部と、
   前記読取部で読み取った情報に含まれる認証鍵に基づき前記一方のデバイスと所定の認証処理を行い、前記一方の認証部で前記認証鍵が一致したと判定した場合に、リンク確立と判定する他方の認証部とを備えた通信システム。
2. 表示情報生成部は、リンク確立の開始情報を含む表示情報を生成し、
   他方の認証部は、読み取った情報にリンク確立の開始情報が含まれていた場合に一方のデバイスと所定の認証処理を行うことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 表示情報生成部は、表示情報を生成する場合、その都度、固有の値の認証鍵とすることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
4. 表示情報はバーコードであることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
5. 一方及び他方のデバイスは、ブルートゥースを用いて通信を行うことを特徴とする請求項１記載の通信システム。

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