JP2017046347A - 認証システムおよび認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】機器とコントローラの接続に際し、機器とコントローラが接続する通信ネットワークが異なっている場合でも認証ができる認証システム及び方法を提供する。【解決手段】変換機は、変換機の認証情報と機器の認証情報とを保持し、サーバに変換機の認証情報と機器の認証情報とを送信する。サーバは、変換機から変換機の認証情報と機器の認証情報を受信し、その組み合わせが正当であると判断した場合、変換機の認証情報と機器の認証情報とから機器と変換機の組み合わせの正当性を証明する認証情報を生成し、変換機へ送信する。そして、変換機は、サーバから機器と変換機の組み合わせの正当性を証明する認証情報を受信し、受信した機器と変換機の組み合わせの正当性を証明する認証情報を用いてコントローラと相互認証を実行する。コントローラは、相互認証に成功した場合、機器を登録する。【選択図】図１

Description

本発明は、安全に機器とコントローラを接続することを可能とする認証システムに関する。

近年、家庭内の家電機器がネットワークに接続し、そこからクラウド上のサーバに収集される各種履歴情報を用いたサービスが期待されている。また、外出先からクラウドを介した家庭内の家電機器への遠隔制御といったサービスも行われ始めている。このようなサービスでは、例えば、家庭内に家電機器を管理するコントローラを設置し、家電機器からクラウド上のサーバへの履歴情報の送信やクラウド上のサーバから家電機器への制御情報の送信は、コントローラが中継して行う。このとき、コントローラと家電機器との接続の安全性を確立することで、家庭内の通信における情報の漏洩やなりすましによる不正機器の家庭内のネットワークへの接続を防止することができる。

従来、家電機器（以下、単に機器と呼ぶ。）やコントローラなどの正当性を認証するために、公開鍵認証基盤（ＰＫＩ：Public Key Infrastructure）を用いることが知られている。ＰＫＩに基づく認証は、秘密鍵と認証局から発行された公開鍵証明書とを用いて相互に通信相手の正当性を認証することでなりすましを防止する。そして、正当性が認証された通信相手と安全に暗号通信用の鍵を共有して暗号通信をすることで情報の漏洩を防止する。

RFC5191 Protocol for Carrying Authentication for Network Access (PANA)

家庭内のネットワークにおいて、変換機を介してコントローラと機器とが接続される場合など、コントローラと機器とが直接通信することができない場合において、コントローラが機器の認証を行うための仕組みが求められている。
本開示は、上記課題を解決するため、変換機を介してコントローラと機器とが接続される場合に、コントローラが機器を認証するための認証方法を提供することを目的とする。

本開示の一態様の認証方法は、認証局のサーバが実行する認証方法であって、サーバが実行する認証方法あって、変換機から、変換機の認証情報と変換機に接続する機器の認証情報とを受信し、変換機と機器との組み合わせが正当であると判断した場合、変換機の認証情報と機器の認証情報とから変換機と機器の組み合わせの正当性を証明する認証情報を生成し、変換機と機器の組み合わせの正当性を証明する認証情報を前記変換機へ送信する。

本開示の一態様の認証方法は、第１のネットワークを介してコントローラに接続し、第２のネットワークを介して機器に接続し、第３のネットワークを介してサーバに接続する変換機が実行する認証方法であって、サーバから変換機と機器との組み合わせの正当性を証明する認証情報を受信し、変換機と機器の組み合わせの正当性を証明する認証情報を用いてコントローラと相互認証を実行する。

本開示によれば、サーバは、変換機の認証情報と機器の認証情報とを用いて結合公開鍵証明書（変換機と機器の組み合わせの正当性を証明する認証情報）を生成して、変換機に送信する。そして、変換機は、結合公開鍵証明書を用いて、コントローラと相互認証を行う。これにより、コントローラは、変換機の先に存在する直接通信ができない機器を認証することができる。

認証システムの全体構成の一例を示す図である。 コントローラの構成の一例を示す図である。 コントローラの保持する接続機器管理テーブルの一例を示す図である。 公開鍵証明書の一例を示す図である。 機器の構成の一例を示す図である。 機器の保持する接続コントローラ管理テーブルの一例を示す図である。 機器の構成の一例を示す図である。 変換機の構成の一例を示す図である。 変換機の保持する接続機器管理テーブルの一例を示す図である。 サーバの構成の一例を示す図である。 結合公開鍵証明書の構成の一例を示す図である。 機器登録処理１のシーケンス図である。 機器登録処理２のシーケンス図である。 機器からコントローラへのメッセージ送信処理のシーケンス図である。 コントローラから機器へのメッセージ送信処理のシーケンス図である。 認証システムの全体構成の一例を示す図である。 結合公開鍵証明書の構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、実施の形態に係る認証システムについて説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示す。つまり、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、本開示の一例であり、本開示を限定する主旨ではない。本開示は、請求の範囲の記載に基づいて特定される。したがって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素は、本開示の課題を達成するために必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成する構成要素として説明される。

（実施の形態１）
１．システムの構成
ここでは、本開示の実施の形態として、認証システム１０について図面を参照しながら説明する。
１．１ 認証システム１０の全体構成
図１は、認証システム１０の全体構成の一例を示す図である。認証システム１０は、例えば、コントローラ１００、機器２００（機器Ａ，機器Ｂ）、機器２１０（機器Ｃ）、変換機３００、サーバ４００、ホームエリアネットワーク５００、６００、ネットワーク７００から構成される。コントローラ１００は、他の機器を管理する機能を持った機器である。機器の管理とは、例えば、監視（機器の機器履歴情報を収集すること）や制御（機器に制御コマンドを送信して所定の機能を実行させること）のことをいう。機器２００、２１０は、テレビやレコーダー、エアコン、冷蔵庫、蓄電池などの家電機器や住宅設備機器である。変換機３００は、ホームエリアネットワーク５００とホームエリアネットワーク６００とのネットワークを変換する機器である。ホームエリアネットワーク５００、６００は、具体的には、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標)、特定小電力無線、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)、電力線通信などがある。サーバ４００は、機器の認証に用いる公開鍵証明書を発行する認証局のサーバである。
１．２ コントローラ１００の構成
図２は、コントローラ１００の構成図である。コントローラ１００は、機器管理部１０１、機器情報保持部１０２、認証処理部１０３、認証管理部１０４、認証情報保持部１０５、通信部１０６から構成される。

機器管理部１０１は、コントローラに接続される機器の情報を管理する。機器管理部１０１は、機器からの接続要求を受信した場合、認証処理部１０３に機器から受信した公開鍵証明書を送信し、認証処理を依頼する。認証処理部１０３から認証結果を受信し、認証成功の場合、機器情報保持部１０２で保持する接続機器管理テーブルに機器ＩＤ、証明書のＩＤ、個別鍵、グループ鍵、を登録する。また、機器から受信した暗号化された機器履歴情報を個別鍵またはグループ鍵で復号して、復号された機器履歴情報を保存する。

機器情報保持部１０２は、コントローラに接続する機器の情報を保持する。図３は機器情報保持部１０２が保持する接続機器管理テーブルの一例を示した図である。接続機器管理テーブルには機器ＩＤ、機器やコントローラがもつ公開鍵証明書の証明書ＩＤ、各機器がコントローラと共有した個別鍵、グループ鍵が記録される。
認証処理部１０３は、接続依頼のあった機器との認証処理を行う。認証処理部１０３は、機器管理部１０１から機器の公開鍵証明書とともに認証依頼を受けると、機器との相互認証を行い、機器管理部１０１に認証結果を通知する。認証処理部１０３は、機器との相互認証が失敗した場合、機器が不正機器であると判断する。

認証処理部１０３は、機器と共有する鍵の管理も行う。鍵の管理では、個別鍵とグループ鍵を生成し、生成した個別鍵、グループ鍵を機器管理部１０１に送信する。認証処理部１０３は、機器と暗号通信を行う場合には、機器管理部１０１から個別鍵またはグループ鍵を取得して通信部１０６に設定する。また、コントローラの登録モードを管理する。登録モードとは、機器と相互認証を行うためのコントローラの動作モードのことであり、登録モードを起動していない場合には機器から接続要求が来た場合でも、認証処理や登録処理を実行しない。コントローラの登録モードは、例えば、コントローラのボタンやタッチスクリーンに表示された登録モード起動用のアイコンにタッチすることなどにより起動する。

認証管理部１０４は、ネットワーク内にコントローラが参入してきた場合に、コントローラ間でネゴシエート処理を行う。ネゴシエート処理は、ホームエリアネットワーク５００内に複数のコントローラが存在する場合、複数のコントローラのうち、どのコントローラがグループ鍵やセッションの管理を行うかを、コントローラの種類を基に判断する処理である。コントローラの種類とは、コントローラが機器を制御する専用機器、機器を制御する機能を付加したパソコンなどの汎用機器などである。以下、グループ鍵やセッションを行うコントローラのことをコーディネータと呼ぶ場合がある。

認証情報保持部１０５は、秘密鍵と公開鍵証明書の鍵ペアやＣＲＬ（Certificate Revocation List）を持つ。秘密鍵と公開鍵証明書やＣＲＬは出荷時に埋め込まれる。図４は公開鍵証明書の構成の一例を示す図である。公開鍵証明書は、バージョン、発行者、有効期間の開始と終了、証明書ＩＤ、認証局のサーバの署名から構成される。
通信部１０６は、機器２００と通信を行う。通信部１０６は、機器との通信を認証処理部１０３から受信したグループ鍵を用いて暗号化して行う。
１．３ 機器２００の構成
図５は、機器２００の構成図である。機器２００は、機器管理部２０１、機器履歴保持部２０２、機器情報保持部２０３、認証処理部２０４、認証情報保持部２０５、通信部２０６から構成される。

機器管理部２０１は、登録モードを起動すると、コントローラ１００に接続要求を送信する。コントローラから公開鍵証明書を受信すると、認証処理部２０４に認証依頼を送信する。認証処理部２０４から認証結果を受信し、認証成功の場合、機器情報保持部２０３で保持する接続コントローラ管理テーブルにコントローラＩＤ、証明書のＩＤ、個別鍵、グループ鍵を登録する。また、機器履歴保持部２０２で記録している機器履歴をグループ鍵で暗号化して、定期的または非定期にコントローラへ送信する。

機器履歴保持部２０２は、機器の動作履歴を取得し、記録する。
機器情報保持部２０３は、機器に接続するコントローラ１００の情報を管理する。図６は機器情報保持部２０３がもつ接続コントローラ管理テーブルの一例を示した図である。接続コントローラ管理テーブルはコントローラＩＤ、コントローラがもつ公開鍵証明書の証明書ＩＤ、コントローラと共有した個別鍵、グループ鍵を登録する。また、ホームエリアネットワーク５００内に複数のコントローラが存在する場合、どのコントローラがコーディネータなのかを示す情報を取得し、記録する。

認証処理部２０４は、コントローラとの認証処理を行う。機器管理部２０１から公開鍵証明書とともに認証依頼を受けると、コントローラとの相互認証を行う。認証処理部２０４は、コントローラとの相互認証が失敗した場合、コントローラが不正機器であると判断する。
認証処理部２０４は、コントローラと共有する鍵の管理を行う。鍵の管理では、個別鍵とグループ鍵をコントローラから受信し、機器管理部２０１に送信する。認証処理部２０４は、コントローラと暗号通信を行う場合には、個別鍵またはグループ鍵を機器管理部２０１から取得して通信部２０６に設定する。また、認証処理部２０４は、機器の登録モードを管理する。登録モードとは、機器を管理するコントローラと相互認証を行うための機器の動作モードのことであり、登録モードを起動していない場合、コントローラの認証処理や接続コントローラ管理テーブルへの登録処理を実行しない。機器の登録モードは、例えば、機器のボタンやタッチスクリーンに表示された登録モード起動用のアイコンにタッチすることなどにより起動する。

認証情報保持部２０５は、秘密鍵と公開鍵証明書の鍵ペアやＣＲＬを保持する。秘密鍵と公開鍵証明書の鍵ペアやＣＲＬは機器の出荷時に埋め込まれる。公開鍵証明書はコントローラが持つ公開鍵証明書と同じ構成であるのでここでの説明は省略する。
通信部２０６は、コントローラとの通信を行う。コントローラとの通信は認証処理部２０４から受信した個別鍵やグループ鍵を用いて暗号化通信を行う。
１．３．１ 機器２１０の構成
図７は、機器２１０の構成図である。機器２１０は、変換機を介して、コントローラと接続する。機器２１０は、コントローラとの相互認証を実行せず、変換機と認証を行う。なお、機器と変換機との認証は特に限定されず、公開鍵証明書を用いた相互認証を行ってもよいし、共通の秘密情報を用いて認証するとしてもよい。

機器２１０は、機器管理部２０１、機器履歴保持部２０２、機器情報保持部２０３、認証情報保持部２０５、通信部２０６、認証情報管理部２０７から構成される。機器２００と同じ構成には同じ符号を付与し、説明を省略する。
認証情報管理部２０７は、認証情報保持部２０５が保持する秘密鍵と公開鍵証明書の鍵ペアやＣＲＬを管理する。変換機から公開鍵証明書の送付依頼を受けると、通信部を介して公開鍵証明書を送付する。
１．４ 変換機３００の構成
図８は変換機３００の構成図である。変換機３００は、機器管理部３０１、機器情報保持部３０２、認証処理部３０３、認証情報保持部３０４、通信部３０５から構成される。

機器管理部３０１は、機器と接続後、コントローラ１００に接続依頼を送信する。コントローラから公開鍵証明書を受信すると、認証処理部３０３に認証依頼を送信する。機器管理部３０１は、認証処理部３０３から認証結果を受信し、認証成功の場合、機器情報保持部３０２で保持する接続コントローラ管理テーブルにコントローラＩＤ、証明書のＩＤ、個別鍵、グループ鍵を登録する。

機器情報保持部３０２は、変換機に接続するコントローラ１００や機器２１０の情報を管理する。機器情報保持部３０２が保持する接続コントローラ管理テーブルは、図６と同様のため説明を省略する。図９は、機器情報保持部３０２が保持する接続機器管理テーブルの一例を示した図である。接続機器管理テーブルは機器ＩＤ、機器がもつ公開鍵証明書の証明書ＩＤを記録する。

認証処理部３０３は、サーバ４００やコントローラ１００との認証処理を行う。サーバ４００との認証処理では変換機の公開鍵証明書を用いてサーバとの相互認証を行う。認証処理部３０３は、機器２１０の公開鍵証明書を取得すると、変換機の公開鍵証明書とともにサーバへ送信し、結合公開鍵証明書の発行を依頼する。認証処理部３０３は、サーバから結合公開証明書を取得すると、結合公開鍵証明書を用いてコントローラとの相互認証を行う。認証処理部３０３は、コントローラとの相互認証が失敗した場合、コントローラが不正機器であると判断する。また、認証処理部３０３は、コントローラと共有する鍵の管理を行う。鍵の管理では、個別鍵とグループ鍵をコントローラから受信し、機器管理部３０１に送信する。認証処理部３０３は、コントローラと暗号通信を行う場合には、機器管理部３０１から個別鍵またはグループ鍵を取得して通信部３０５に設定する。

認証情報保持部３０４は、秘密鍵と公開鍵証明書の鍵ペアを持つ。秘密鍵と公開鍵証明書の鍵ペアは出荷時に埋め込まれる。公開鍵証明書はコントローラが持つ公開鍵証明書と同じ構成であるのでここでの説明は省略する。
通信部３０５は、コントローラとの通信を行う。コントローラとの通信は認証処理部３０３から受信した個別鍵やグループ鍵を用いて暗号化通信を行う。
１．５ サーバ４００の構成
図１０はサーバ４００の構成図である。サーバ４００は、認証処理部４０１、認証情報保持部４０２、証明書発行部４０３、証明書保持部４０４、通信部４０５から構成される。

認証処理部４０１は、証明書の発行依頼を行う変換機との認証処理を行う。変換機との相互認証が失敗した場合、証明書の発行を行わない。また、認証処理では、変換機と機器の組み合わせの正当性を検証する。具体的には正当な変換機と機器との組み合わせのホワイトリストを認証情報保持部４０２で保持し、ホワイトリストを確認して変換機と機器の組み合わせが正当であり、証明書の発行基準を満たしているかを確認する。検証に成功した場合、証明書発行部４０３へ変換機と機器の公開鍵証明書とともに、結合公開鍵証明書の発行依頼を送信する。

証明書発行部４０３は、認証処理部４０１から変換機と機器の公開鍵証明書の結合公開鍵証明書の発行依頼を受信すると、結合公開鍵証明書を発行する。図１１は結合公開鍵証明書の一例を示した図である。結合公開鍵証明書は、バージョン、発行者、有効期間の開始、有効期間の終了、証明書ＩＤ、機種情報、署名を含んで構成される。機種情報とは、変換機と機器の機種の情報であり、具体的には、品番や製造番号など、機種が特定できる情報である。例えば、変換機に接続する機種がエアコンの場合、結合公開鍵証明書の機種情報には、変換機の機種情報とエアコンの機種情報の両方が含まれる。結合公開鍵証明書は、変換機の機種情報、機器の機種情報、および、認証局の署名を含むことで、変換機と機器との組み合わせの正当性を証明する。証明書発行部４０３は結合公開鍵証明書を発行すると、変換機へ送信する。

証明書保持部４０４は、証明書発行部４０３が発行した結合公開鍵証明書を保持する。
通信部４０５は、変換機との通信を行う。
１．６ 認証システム１０の動作
認証システム１０の動作には、以下のものがある。
（１）機器２００とコントローラ１００が接続し、コントローラ１００が機器２００を登録する機器登録処理１
（２）機器２１０が変換機３００を介してコントローラ１００と接続し、コントローラ１００が機器２１０を登録する機器登録処理２
（３）機器２１０から変換機３００を介してコントローラ１００へメッセージを送信する処理
（４）コントローラ１００から変換機３００を介して機器２１０へメッセージを送信する処理
以下、それぞれについて図を用いて説明する。
１．６．１ 機器登録処理１の動作
図１２は、図１における機器２００ａをコントローラ１００に登録する処理のシーケンスを示す。なお、機器２００ｂをコントローラ１００に登録する処理も同様である。
（Ｓ１１０１）コントローラと機器は登録モードを起動する。
（Ｓ１１０２）機器からコントローラに対し、接続要求を送信する。このとき機器の機器ＩＤも合わせて送信する。
（Ｓ１１０３）機器とコントローラは相互認証を行う。相互認証はＲＦＣ５１９１（非特許文献１）に記載のＰＡＮＡを用いるとしてもよい。またＰＡＮＡの認証アルゴリズムはＥＡＰ−ＴＬＳ（Extensible Authentication Protocol-Transport Layer Security）を用いるとしてもよい。または、ＴＬＳの相互認証を行うとしてもよい。

機器とコントローラは、相互認証に失敗すると処理を終了する。以下、相互認証に成功したものとして説明する。
（Ｓ１１０４）コントローラはグループ鍵を生成しているかを判断する。すなわち、コントローラは、ホームエリアネットワーク５００に接続している他の機器２００や変換機３００とグループ鍵を共有しているかを判断する。コントローラは、グループ鍵を生成していない場合、グループ鍵を生成する。一斉同報送信の暗号通信をＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）の鍵長１２８ビットで行う場合、１２８ビットのグループ鍵を生成する。
（Ｓ１１０５）コントローラは、個別鍵を生成する。ユニキャストの暗号通信をＡＥＳの鍵長１２８ビットで行う場合、１２８ビットのグループ鍵を生成する。
（Ｓ１１０６）コントローラは、個別鍵、グループ鍵を暗号化する。暗号化はＰＡＮＡの暗号化機能を用いるとしてもよいし、ＴＬＳの暗号化機能を用いるとしてもよい。暗号化した個別鍵、グループ鍵を機器へ送信する。
（Ｓ１１０７）機器は暗号化個別鍵、暗号化グループ鍵を復号し、コントローラの情報と個別鍵、グループ鍵を接続コントローラ管理テーブルに登録する。
（Ｓ１１０８）コントローラは機器ＩＤと証明書ＩＤ、生成した個別鍵、グループ鍵を接続機器管理テーブルに登録する。
１．６．２ 機器登録処理２の動作
図１３は、図１における機器２１０をコントローラ１００に登録する処理のシーケンスを示す。
（Ｓ１２０１）機器と変換機は登録処理を行う。登録処理は、登録モードを起動した機器と変換機とがホームエリアネットワーク６００を介した通信により登録するとしてもよいし、登録モードを起動した変換機に機器の情報を入力することで登録してもよい。また、機器と変換機とは、相互認証を行って登録するとしてもよい。登録処理において、機器から変換機へ機器の公開鍵証明書が送信されるとしてもよい。
（Ｓ１２０２）変換機は、サーバへ結合公開鍵証明書の発行要求を送信する。
（Ｓ１２０３）変換機とサーバは、相互認証を行う。このときの相互認証はＴＬＳで認証するとしてもよい。相互認証が失敗した場合、登録処理を終了する。
（Ｓ１２０４）変換機はサーバへ機器の公開鍵証明書を送信する。
（Ｓ１２０５）サーバは変換機と機器の公開鍵証明書から結合公開鍵証明書の発行基準に満たすかを検証する。発行基準に満たさない場合、サーバは、変換機にエラーを通知する。発行基準を満たす場合、サーバは、結合公開鍵証明書を発行し、変換機へ送信する。
（Ｓ１２０６）コントローラと変換機は、登録モードを起動する。
（Ｓ１２０７）変換機は、コントローラへ接続要求を送信する。
（Ｓ１２０８）変換機とコントローラで認証処理を行う。ここでの認証処理は、（Ｓ１１０３）から（Ｓ１１０８）までの処理と同様であるため、ここでの説明は省略する。ただし、コントローラと変換機との相互認証は、サーバから発行された結合公開鍵証明書を用いて行う。そして、コントローラは、相互認証に成功すると、変換機と機器の両方を接続機器管理テーブルに登録する。なお、接続機器管理テーブルにおける変換機レコードの証明書ＩＤフィールドには、変換機の証明書ＩＤを登録してもよいし、結合公開鍵証明書の証明書ＩＤを登録してもよい。また、接続機器管理テーブルにおける機器レコードの証明書ＩＤフィールドには、機器の証明書ＩＤを登録してもよいし、結合公開鍵証明書の証明書ＩＤを登録してもよい。
１．６．３ 機器２１０からコントローラ１００へメッセージを送信する処理の動作
図１４に、機器からのサーバへメッセージとして機器履歴情報を送信する処理のシーケンスを示す。なお、このアップロードは、定期的、あるいは不定期に行われる。
（Ｓ１３０１）機器は蓄積した機器履歴情報を、機器ＩＤとともに変換機に送信する。
（Ｓ１３０２）変換機は、機器から受信した機器ＩＤと機器履歴情報を、グループ鍵または個別鍵で暗号化し、コントローラに送信する。変換機は、機器からコントローラへのメッセージが、当該コントローラを含む複数の宛先へのメッセージの場合は、グループ鍵を用いてメッセージを暗号化し、一斉同報送信により送信するとしてもよい。また、変換機は、メッセージが、１つのコントローラ宛のメッセージの場合は、個別鍵で暗号化し、ユニキャスト送信で送信するとしてもよい。
（Ｓ１３０３）コントローラは機器ＩＤと暗号化された機器履歴情報を受信し、グループ鍵または個別鍵で機器履歴情報を復号し、記録する。コントローラは、一斉同報送信で送信されたメッセージを受信した場合は、グループ鍵を用いて復号するとしてもよく、ユニキャスト送信で送信されたメッセージを受信した場合は、個別鍵を用いて復号するとしてもよい。
１．６．４ コントローラ１００から機器２１０へメッセージを送信する処理の動作
図１５に、コントローラからの機器へメッセージとして制御コマンドを送信する処理のシーケンスを示す。なお、この制御情報の送信は、定期的、あるいは不定期に行われる。
（Ｓ１４０１）コントローラは機器の制御コマンドを生成する。
（Ｓ１４０２）コントローラは、生成した制御コマンドを、グループ鍵または変換機の個別鍵を用いて暗号化する。コントローラは、例えば、制御コマンドが複数機器向けの場合、グループ鍵を用いて暗号化するとしてもよい。また、制御コマンドが１つの機器向けの場合、個別鍵を用いて暗号化するとしてもよい。
（Ｓ１４０３）コントローラは、暗号化した制御コマンドを送信する。コントローラは、制御コマンドが複数機器向けの場合、一斉同報送信で暗号化制御コマンドを送信してもよく、１つの機器向けの場合、当該機器宛にユニキャスト送信で暗号化制御コマンドを送信してもよい。
（Ｓ１４０４）変換機は、コントローラから受信した暗号化制御コマンドをグループ鍵または個別鍵で復号し、機器へ復号した制御コマンドを送信する。変換機は、一斉同報送信で送信された暗号化制御コマンドを受信した場合は、グループ鍵で制御コマンドを復号するとしてもよく、機器宛のユニキャスト送信で送信された暗号化制御コマンドを受信した場合は個別鍵で復号するとしてもよい。
（Ｓ１４０５）機器は、変換機から制御コマンドを受信し、制御コマンドに従って動作する。
１．７ 実施の形態１の効果
実施の形態１では、変換機と機器の公開鍵証明書の情報から結合公開鍵証明書を用いてコントローラと認証することで、コントローラは、変換機に接続する機器の正当性も認証することができる。これにより、コントローラから直接接続できない機器に対しても正当性を検証でき、安全に機器への制御を行うことができる。また、コントローラと変換機が認証処理をすることで、機器の処理の負担を減らすことができる。

２．変形例
なお、本開示を上記各実施の形態に基づいて説明してきたが、本開示は、上記各実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本開示に含まれる。
（変形例１）本開示では、変換機に新たに機器が接続した場合の動作を次のようにしてもよい。

図１６は変換機に機器Ｄが接続したときの全体構成図である。
機器Ｄが接続した場合、コントローラと変換機および機器の処理は図１３の機器登録処理２のシーケンスと同様であるため、ここでの説明は省略する。図１７は、機器Ｄが参入した場合のサーバが発行する結合公開鍵証明書の構成を示した図である。機種情報は変換機、機器Ｃ（エアコン）、機器Ｄ（照明）となる。このように、結合公開鍵証明書には、変換機の機器情報と、ホームエリアネットワーク６００を介して変換機に接続するすべての機器２１０の機器情報とが記載される。

変形例１では、変換機に機器が新たに接続した場合、変換機はサーバに新たな結合公開鍵証明書を発行してもらい、新たな結合公開鍵証明書を用いてコントローラと認証する。これにより、変換機に接続する機器の数が増加してもコントローラへの機器の登録は、コントローラと変換機が認証することで行うことができる。
（変形例２）実施の形態１では、変換機は機器から公開鍵証明書を受信しているが、これに限定するわけではなく、変換機に接続する機器が事前に分かっている場合には、変換機に事前に機器の公開鍵証明書を埋め込んでおき、埋め込まれた公開鍵証明書を用いて、サーバに結合公開鍵証明書の発行要求を行ってもよい。また、変換機に接続する機器が事前に分かっている場合には、変換機に機器の公開鍵証明書及び機器の秘密鍵を事前に埋め込んでおき、埋め込まれた機器の公開鍵証明書と秘密鍵を用いてコントローラと相互認証を行い、コントローラへ機器を登録するとしてもよい。
（変形例３）実施の形態１では、変換機は機器から公開鍵証明書を受信して、サーバへ結合公開鍵証明書の発行を依頼しているが、これに限定するわけではなく、変換機に接続する機器が事前に分かっている場合には、変換機に事前に結合公開鍵証明書を埋め込むとしてもよい。
（変形例４）実施の形態１において、機器から変換機へ機器履歴情報を送信する際に、暗号化して送信するとしてもよい。このときの暗号化に用いる鍵は、機器と変換機を紐付け（登録）する際に事前に暗号通信用の鍵を共有するとしてもよいし、事前に共通の暗号鍵を埋め込んでもよい。
（変形例５）実施の形態１において、変換機から機器へ制御情報を送信する際に、暗号化して送信するとしてもよい。このときの暗号化は、機器と変換機を紐付け（登録）する際に事前に暗号通信用の鍵を共有するとしてもよいし、事前に共通の暗号鍵を埋め込んでもよい。
（変形例６）実施の形態１において、コントローラは、接続する機器の消費電力量や蓄電池の電力量、太陽光発電の発電量を表示する機能を備えるとしてもよい。
（変形例７）実施の形態１において、コントローラは、家庭に設置される分電盤であってもよい。
（変形例８）実施の形態１において、セッション更新毎に新たなグループ鍵に更新するとしてもよい。セッション更新時の処理において、コーディネータがセッションの残り時間を管理し、各機器のセッションを更新してもよいし、コーディネータから各機器にセッション時間を通知し、各機器がセッションの残り時間を管理するとしてもよい。
（変形例９）実施の形態１では、変換機が公開鍵証明書と秘密鍵を保持し、変換機は機器から公開鍵証明書を受信して、サーバへ結合公開鍵証明書の発行を依頼しているが、これに限定するわけではなく、変換機が機器から公開鍵証明書と秘密鍵を安全に受信した場合は、機器の公開鍵証明書と秘密鍵を用いて、コントローラと相互認証をするとしてもよい。また、さらに機器が新たに変換機に接続した場合は、新たに接続した機器から公開鍵証明書と秘密鍵を受信した場合、既に接続していた機器と新たに接続した機器の公開鍵証明書をサーバへ送信し、結合公開鍵証明書を発行してもらうとしてもよい。これにより、変換機には公開鍵証明書と秘密鍵を発行する必要がなくなる。
（変形例１０）実施の形態１では、変換機からコントローラへ履歴情報を送信する際に、グループ鍵を用いて暗号化して送信しているが、これに限定するわけではなく、コントローラと変換機が保持する共通の個別鍵を用いて暗号化して送信してもよい。
（変形例１１）実施の形態１では、コントローラから変換機へ制御情報を送信する際に、グループ鍵を用いて暗号化して送信しているが、これに限定するわけではなく、変換機に接続する機器へ制御情報を送信する場合には、コントローラと変換機が保持する共通の個別鍵を用いて暗号化して送信してもよい。
（変形例１２）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記録されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
（変形例１３）実施の形態１の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Large Scale Integration：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを含んで構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記録されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。

また、上記の各装置を構成する構成要素の各部は、個別に１チップ化されていても良いし、一部又はすべてを含むように１チップ化されてもよい。
また、ここでは、システムＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
（変形例１４）実施の形態１の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。
（変形例１５）本開示は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。

また、本開示は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ、ＭＯ（Magneto-Optical disc）、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Blu-ray (登録商標) Disc）、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記デジタル信号であるとしてもよい。

また、本開示は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
また、本開示は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記録しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。

また、前記プログラムまたは前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、または前記プログラムまたは前記デジタル信号を前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
（変形例１６）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。

３．補足
さらに、本開示に係る認証方法、サーバ、変換機、認証システムの構成について説明する。

（１）本開示の一実施態様の認証方法は、サーバが実行する認証方法あって、変換機から、前記変換機の認証情報と前記変換機に接続する機器の認証情報とを受信し、前記変換機と前記機器との組み合わせが正当であると判断した場合、前記変換機の認証情報と前記機器の認証情報とから前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を生成し、前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を前記変換機へ送信することを特徴とする。

（２）本開示の一実施態様の認証方法は、第１のネットワークを介してコントローラに接続し、第２のネットワークを介して機器に接続し、第３のネットワークを介してサーバに接続する変換機が実行する認証方法であって、前記サーバから前記変換機と前記機器との組み合わせの正当性を証明する認証情報を受信し、前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を用いて前記コントローラと相互認証を実行することを特徴とする。

（３）本開示の一実施態様のサーバは、変換機から、前記変換機の認証情報と前記変換機に接続する機器の認証情報とを受信し、前記変換機と前記機器の組み合わせが正当であると判断した場合、前記変換機の認証情報と前記機器の認証情報とから前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を生成し、前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を前記変換機へ送信することを特徴とする。

（４）本開示の一実施態様の変換機は、第１のネットワークを介してコントローラに接続し、第２のネットワークを介して機器に接続し、第３のネットワークを介してサーバに接続する変換機であって、前記サーバから前記変換機と前記機器との組み合わせの正当性を証明する認証情報を受信し、前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を用いて前記コントローラと相互認証を実行することを特徴とする。

（５）本開示の一実施態様の認証システムは、登録機器を管理するコントローラと、第１のネットワークを介して前記コントローラに接続する変換機と、第２のネットワークを介して前記変換機に接続する機器と、第３のネットワークを介して前記変換機に接続するサーバとからなる認証システムである。前記変換機は、前記変換機の認証情報と前記機器の認証情報とを保持し、前記サーバに前記変換機の認証情報と前記機器の認証情報とを送信し、前記サーバから前記変換機と前記機器との組み合わせの正当性を証明する認証情報を受信し、前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を用いて前記コントローラと相互認証を実行する。前記サーバは、前記変換機から前記変換機の認証情報と前記機器の認証情報を受信し、前記組み合わせが正当であると判断した場合、前記変換機の認証情報と前記機器の認証情報とから前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を生成し、前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を前記変換機へ送信する。前記コントローラは、前記相互認証に成功した場合、前記機器を登録する。

（６）本開示の一実施態様の認証システムは、上記実施態様（５）の認証システムでおいて、前記相互認証に成功した場合、前記コントローラと前記変換機とは暗号化鍵を共有する。前記変換機は、前記機器からメッセージを受信し、前記暗号化鍵を用いて前記メッセージを暗号化して暗号化メッセージを生成し、前記暗号化メッセージを前記コントローラに送信する。前記コントローラは、前記変換機から暗号化メッセージを受信し、前記暗号化鍵を用いて受信した暗号化メッセージを復号する。

（７）本開示の一実施態様の認証システムは、上記実施態様（５）の認証システムでおいて、前記相互認証に成功した場合、前記コントローラと前記変換機とは暗号化鍵を共有する。前記コントローラは、前記機器へのメッセージを生成し、前記暗号化鍵を用いて前記メッセージを暗号化して暗号化メッセージを生成し、前記暗号化メッセージを前記変換機に送信する。前記変換機は、前記コントローラから暗号化メッセージを受信し、前記暗号化鍵を用いて受信した前記暗号化メッセージを復号し、復号したメッセージを前記機器に送信する。

本開示に係る認証方法、サーバ、変換機、認証システムによれば、サーバ（例えば、認証局）は、結合公開鍵証明書（変換機と機器との組み合わせの正当性を示す認証情報）を生成して、変換機に送信する。そして、変換機は、結合公開鍵証明書を用いて、コントローラと相互認証を行う。これにより、コントローラは、変換機の先に存在する直接通信ができない機器の正当性を認証することができる。

本発明は、機器とコントローラが接続するシステムにおいて、通信ネットワークが異なる場合においても、コントローラへ機器を登録することができ、コントローラが機器を制御することができる。

１０ 認証システム
１００ コントローラ
１０１ 機器管理部
１０２ 機器情報保持部
１０３ 認証処理部
１０４ 認証管理部
１０５ 認証情報保持部
１０６ 通信部
２００ａ、２００ｂ、２１０ａ、２１０ｂ 機器
２０１ 機器管理部
２０２ 機器履歴保持部
２０３ 機器情報保持部
２０４ 認証処理部
２０５ 認証情報保持部
２０６ 通信部
２０５ 認証情報管理部
３００ 変換機
３０１ 機器管理部
３０２ 機器情報保持部
３０３ 認証処理部
３０４ 認証情報保持部
３０５ 通信部
４００ サーバ
４０１ 認証処理部
４０２ 認証情報保持部
４０３ 証明書発行部
４０４ 証明書保持部
４０５ 通信部
５００、６００ ネットワーク（Ｈｏｍｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）
７００ ネットワーク

Claims (7)

1. サーバが実行する認証方法あって、
   変換機から、前記変換機の認証情報と前記変換機に接続する機器の認証情報とを受信し、
   前記変換機と前記機器との組み合わせが正当であると判断した場合、前記変換機の認証情報と前記機器の認証情報とから前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を生成し、
   前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を前記変換機へ送信する
   認証方法。
2. 第１のネットワークを介してコントローラに接続し、第２のネットワークを介して機器に接続し、第３のネットワークを介してサーバに接続する変換機が実行する認証方法であって、
   前記サーバから前記変換機と前記機器との組み合わせの正当性を証明する認証情報を受信し、
   前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を用いて前記コントローラと相互認証を実行する
   認証方法。
3. 変換機から、前記変換機の認証情報と前記変換機に接続する機器の認証情報とを受信し、
   前記変換機と前記機器の組み合わせが正当であると判断した場合、前記変換機の認証情報と前記機器の認証情報とから前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を生成し、
   前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を前記変換機へ送信する
   サーバ。
4. 第１のネットワークを介してコントローラに接続し、第２のネットワークを介して機器に接続し、第３のネットワークを介してサーバに接続する変換機であって、
   前記サーバから前記変換機と前記機器との組み合わせの正当性を証明する認証情報を受信し、
   前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を用いて前記コントローラと相互認証を実行する
   変換機。
5. 登録機器を管理するコントローラと、第１のネットワークを介して前記コントローラに接続する変換機と、第２のネットワークを介して前記変換機に接続する機器と、第３のネットワークを介して前記変換機に接続するサーバとからなる認証システムであって、
   前記変換機は、
   前記変換機の認証情報と前記機器の認証情報とを保持し、
   前記サーバに前記変換機の認証情報と前記機器の認証情報とを送信し、
   前記サーバから前記変換機と前記機器との組み合わせの正当性を証明する認証情報を受信し、
   前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を用いて前記コントローラと相互認証を実行し、
   前記サーバは、
   前記変換機から前記変換機の認証情報と前記機器の認証情報を受信し、
   前記組み合わせが正当であると判断した場合、前記変換機の認証情報と前記機器の認証情報とから前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を生成し、
   前記組み合わせの正当性を証明する認証情報を前記変換機へ送信し、
   前記コントローラは、
   前記相互認証に成功した場合、前記機器を登録する
   認証システム。
6. 前記相互認証に成功した場合、前記コントローラと前記変換機とは暗号化鍵を共有し、
   前記変換機は、
   前記機器からメッセージを受信し、
   前記暗号化鍵を用いて前記メッセージを暗号化して暗号化メッセージを生成し、
   前記暗号化メッセージを前記コントローラに送信し、
   前記コントローラは、
   前記変換機から暗号化メッセージを受信し、
   前記暗号化鍵を用いて受信した暗号化メッセージを復号する
   請求項５の認証システム。
7. 前記相互認証に成功した場合、前記コントローラと前記変換機とは暗号化鍵を共有し、
   前記コントローラは、
   前記機器へのメッセージを生成し、
   前記暗号化鍵を用いて前記メッセージを暗号化して暗号化メッセージを生成し、
   前記暗号化メッセージを前記変換機に送信し、
   前記変換機は、
   前記コントローラから暗号化メッセージを受信し、
   前記暗号化鍵を用いて受信した前記暗号化メッセージを復号し、
   復号したメッセージを前記機器に送信する
   請求項５の認証システム。

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