JP2017102537A - Sensor device, sensor network system, and sensor device issuance method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施形態は、物理量を測定するセンサと通信機能を有するセンサ装置、当該センサ装置を含むネットワークシステム、並びに当該センサ装置を管理する方式に関する。 One embodiment of the present invention relates to a sensor device that measures a physical quantity and a sensor device having a communication function, a network system that includes the sensor device, and a method for managing the sensor device.
計測機能と無線通信機能を併せ持ったセンサ装置を、社会資本に係る様々な施設に設置して、あるいは自然環境の中に設置して、多様な情報を得ようとする試みがなされている。このような用途に用いられるセンサ装置は、計測値が適宜収集可能なように通信ネットワークの中に置かれるが、計測データを収集し有効活用するためには、各センサ装置の位置を正確に知ることが重要である。このようなニーズに対し、例えば、様々な場所に設置されたセンサ装置の位置を測位機能により取得し、通信ネットワークを介してサーバにアクセスし、センサ装置の現在位置を地図情報と重ね合わせて管理するセンサネットワークシステムが開示されている（特許文献１参照）。 Attempts have been made to obtain various information by installing sensor devices having both measurement functions and wireless communication functions in various facilities related to social capital or in the natural environment. Sensor devices used in such applications are placed in a communication network so that measurement values can be collected as appropriate. In order to collect measurement data and effectively use it, the position of each sensor device is accurately known. This is very important. In response to such needs, for example, the position of sensor devices installed in various places is acquired by the positioning function, the server is accessed via the communication network, and the current position of the sensor device is superposed on the map information and managed. A sensor network system is disclosed (see Patent Document 1).
社会資本を監視するセンサ装置及びセンサ装置を用いたセンサネットワークシステムは、有効に活用されることによって人間の社会生活に有益な情報をもたらすことが期待される。しかし、これを不正使用なされないように管理する必要がある。社会資本を監視するセンサ装置は、当該センサ装置は隔離された密閉空間に設置されるわけではなく公衆が利用可能な場所に設置されるので、悪意によるセンサ装置の不正使用、センサ装置が計測したデータの不正取得等がないように管理する必要がある。 A sensor device that monitors social capital and a sensor network system using the sensor device are expected to bring useful information to human social life by being effectively used. However, it is necessary to manage this to prevent unauthorized use. The sensor device that monitors social capital is not installed in an isolated sealed space, but is installed in a place where the public can use it. It is necessary to manage so that there is no illegal acquisition of data.
センサ装置及びセンサネットワークシステムの安全性を高めるには、パスワードを利用した認証技術、暗号化技術を活用することが考えられる。しかし、単純な個体認証や通信の暗号化では簡単に解読されてしまうおそれがある。一方、個体認証や通信の暗号化を高度化、複雑化すると管理が煩雑になるという問題がある。このような問題に対し、少なくとも、特許文献１に開示されるようなセンサネットワークシステムでは有効な解決策が提示されていない。
In order to improve the security of the sensor device and the sensor network system, it is conceivable to use an authentication technique and an encryption technique using a password. However, simple individual authentication or communication encryption may easily be decrypted. On the other hand, if individual authentication and communication encryption are sophisticated and complicated, there is a problem that management becomes complicated. For such a problem, at least a sensor network system as disclosed in
本発明の一実施形態は、センサ装置を通信ネットワークの中で、安全性を確保しつつ、有効に活用することができるようにすることを目的の一つとする。 An object of one embodiment of the present invention is to enable a sensor device to be effectively used in a communication network while ensuring safety.
本発明の一実施形態によれば、物理量を計測するセンサ部と、端末装置と通信を行う通信部と、センサ部の計測値を読み出し、通信部に計測値を出力する制御部と、端末装置との通信可否の認証を行う認証部と、を含むセンサ装置が提供される。 According to one embodiment of the present invention, a sensor unit that measures a physical quantity, a communication unit that communicates with a terminal device, a control unit that reads a measurement value of the sensor unit and outputs the measurement value to the communication unit, and a terminal device An authentication unit that authenticates whether or not communication is possible is provided.
本発明の一実施形態によれば、物理量を計測するセンサ部と、端末装置と相互認証を行う第１認証部とを含み、センサ部の計測値を端末装置に送信可能なセンサ装置と、センサ装置と相互認証を行う第２認証部を含み、センサ装置の計測値を収集する端末装置と、端末装置と有線又は無線による通信回線で接続され、計測値を集積して記憶する計測データ記憶部を有する管理サーバ装置と、を有し、センサ装置と端末装置は、通信を確立する際に、第１認証部と第２認証部とによって通信可否の認証を行う、センサネットワークシステムが提供される。 According to an embodiment of the present invention, a sensor device that includes a sensor unit that measures a physical quantity and a first authentication unit that performs mutual authentication with a terminal device, and that can transmit a measurement value of the sensor unit to the terminal device, and a sensor A second authentication unit that performs mutual authentication with the device, a terminal device that collects measurement values of the sensor device, and a measurement data storage unit that is connected to the terminal device via a wired or wireless communication line and accumulates and stores the measurement values A sensor network system is provided, wherein the sensor device and the terminal device authenticate whether communication is possible by the first authentication unit and the second authentication unit when establishing communication. .
本発明の一実施形態によれば、物理量を計測するセンサ部と、端末装置と相互認証を行う第１認証部とを含み、センサ部の計測値を端末装置に送信可能なセンサ装置と、センサ装置と通信を行い、センサ部が計測した計測値を収集する端末装置と、センサ装置と相互認証を行う第２認証部を含み、端末装置と有線又は無線により通信回線で接続され計測値を集積して記憶する計測データ記憶部を有する管理サーバ装置と、を有し、センサ装置と管理サーバ装置は、通信を確立する際に、第１認証部と第２認証部とが端末装置を介して通信可否の認証を行う、センサネットワークシステムが提供される。 According to an embodiment of the present invention, a sensor device that includes a sensor unit that measures a physical quantity and a first authentication unit that performs mutual authentication with a terminal device, and that can transmit a measurement value of the sensor unit to the terminal device, and a sensor Includes a terminal device that communicates with the device and collects measurement values measured by the sensor unit, and a second authentication unit that performs mutual authentication with the sensor device, and is connected to the terminal device via a wired or wireless communication line and accumulates the measured values And a management server device having a measurement data storage unit for storing the sensor device and the management server device, when establishing communication, the first authentication unit and the second authentication unit are connected via the terminal device. A sensor network system is provided that performs authentication of whether communication is possible.
本発明の一実施形態によれば、物理量を計測するセンサ部と、認証鍵記憶部を有し鍵認証を行う認証部と、を含み、センサ部の計測値を出力可能なセンサ装置に対し、計測値の出力可否の認証を行う認証情報を認証鍵記憶部に記憶させた後に、センサ装置のデータ出力機能を有効化する、センサ装置の発行方法が提供される。 According to an embodiment of the present invention, for a sensor device that includes a sensor unit that measures a physical quantity, and an authentication unit that has an authentication key storage unit and performs key authentication, Provided is a sensor device issuance method for enabling a data output function of a sensor device after storing authentication information for authenticating whether or not a measurement value can be output in an authentication key storage unit.
本発明の一実施形態によれば、センサ装置と端末装置との間で認証処理を行うことで、安全性を確保しつつ、有効に活用することができるようにすることができる。 According to an embodiment of the present invention, authentication processing is performed between a sensor device and a terminal device, so that it can be used effectively while ensuring safety.
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes and should not be construed as being limited to the description of the embodiments exemplified below. In order to clarify the description, the drawings may be schematically represented with respect to the width, thickness, shape, and the like of each part as compared to actual aspects, but are merely examples and limit the interpretation of the present invention. It is not a thing. In addition, in the present specification and each drawing, elements similar to those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description may be omitted as appropriate.
第１実施形態
本実施形態は、本発明の一実施形態に係るセンサ装置を示す。センサ装置は物理量を計測するセンシング機能と、計測値を出力し送信する通信機能と、通信の可否を判定する認証機能を有する。以下、本実施形態に係るセンサ装置の詳細について説明する。
First Embodiment This embodiment shows a sensor device according to an embodiment of the present invention. The sensor device has a sensing function that measures a physical quantity, a communication function that outputs and transmits a measurement value, and an authentication function that determines whether communication is possible. Hereinafter, details of the sensor device according to the present embodiment will be described.
１−１ センサ装置の構成
図１は、本発明の一実施形態に係るセンサ装置１００の構成を示す。センサ装置１００は、センサ部１０８、制御部１１０、通信部１１２、認証部１１４を含む。センサ装置１００においてこれらの機能は、センサ素子、中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置（メモリ）等のハードウェア資源と、これらの動作を制御する制御プログラム（コンピュータプログラム）によるソフトウェア資源とによって実現される。
1-1 Configuration of Sensor Device FIG. 1 shows a configuration of a
センサ装置１００は、計測対象となる物体に設置され、センサ部１０８が物理量を計測する。センサ装置１００の計測対象となる物体は様々である。例えば、計測対象として、建造物、産業設備、機械装置、生体又は生体に付随する物等が挙げられる。建造物としては、例えば、道路設備、鉄道設備、港湾設備、空港設備、送信設備、発電及び送電設備、建築物（ビルディング等）、その他の社会資本に係る建造物が挙げられる。産業設備としては、工場設備、工作機械、その他の生産設備等が挙げられる。また、生体又は生体に付随する物としては、家畜等の動物、植物、衣服等が挙げられる。
The
次に、センサ装置１００における、センサ部１０８、制御部１１０、通信部１１２、認証部１１４の概要について説明する。
Next, the outline | summary of the
１−１−１ 通信部
図１は、センサ装置１００が端末装置１０２とデータ通信可能な状態である態様を示す。通信部１１２は受信部１３２と送信部１３４を含み、端末装置１０２と通信をする。通信部１１２は無線又は有線により端末装置１０２と通信を行う。通信部１１２は、信号増幅回路、変調回路、復調回路、高周波発振回路等を含んで構成される。通信部１１２は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の近距離無線通信を行う場合、アンテナ回路を含む。無線通信の他の形態として、光通信が適用されてもよい。また、有線通信を行う場合には、通信ケーブルと接続するコネクタ部が設けられる。
1-1-1. Communication Unit FIG. 1 shows an aspect in which the
１−１−２ センサ部
センサ部１０８は物理量を計測するセンサ１２２とセンサが出力する信号を処理する信号処理回路１２４を含む。センサ１２２は慣性力（加速度、角速度）、歪み、音響波、超音波、電磁波等の物理量を計測する。このような物理量を計測するセンサ１２２は、加速度センサ、角速度センサ、音響センサ、表面弾性波センサ、超音波センサ、歪みセンサ、距離センサ（測距センサ）等が適用される。信号処理回路１２４は、電圧又は電流信号の読取り回路、信号増幅回路、アナログ−デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）回路等を含む。センサ部１０８はセンサ装置１００の本体に設けられる。また、他の態様としてセンサ部１０８は、センサ装置１００の本体と別体で設けられる。センサ部１０８がセンサ装置１００と分離して設けられる場合、センサ１２２が計測した信号が受信できるように、センサ部１０８とセンサ装置１００本体とは信号線で接続される。
1-1-2 Sensor Unit The
１−１−３ 制御部
制御部１１０はセンサ部１０８の動作を制御し、センサ部１０８の計測値を読み出す。制御部１１０は、センサ部１０８から取得した計測値を通信部１１２に出力する。制御部１１０は機能的に、センサ部１０８を制御して計測値を読み込むセンサ制御部１２６、計測値を一時的に記憶し演算処理をする演算処理部１２８、計測値を通信部１１２に出力する通信制御部１３０を含む。
1-1-3 Control Unit The
１−１−４ 認証部
認証部１１４は、センサ装置１００と端末装置１０２とが通信を行うとき、通信可否の認証を行う。認証部１１４は、通信部１１２を介して、端末装置と鍵認証を行う。鍵認証方式としては、公開鍵方式、共通鍵方式等の各種方式が適用される。センサ装置１００は、端末装置１０２と通信を行うとき、例えば、計測データの読み出し、制御プログラムの更新等に伴うデータの書き込み処理を行うとき、許可された端末装置１０２との通信であるか否かの判定を行い、不正のアクセス防止や通信データの正当性を高める。認証部１１４は、端末装置１０２の認証部１１６と相互認証を行う。
1-1-4 Authentication Unit The
１−２ 他の構成
センサ装置１００は、図１で示す構成に加え、他の機能が付加されていてもよい。以下に、本発明の一実施形態に係るセンサ装置１００がとり得る機能を例示する。
1-2 Other Configurations The
１−２−１ 記憶部
図２はセンサ装置１００の一例を示す。図２で示すセンサ装置１００は記憶部１１８を含む。記憶部１１８は、センサ装置１００を識別する識別情報が記憶された識別情報記憶部１３６、製造情報を記憶する製造情報記憶部１３８、設置情報を記憶する設置情報記憶部１４０の少なくとも一つを含む。記憶部１１８は、書き込まれたデータを保持し、追記及び書き換え可能であることが好ましく、不揮発性メモリで構成される。
1-2-1 Storage Unit FIG. 2 shows an example of the
識別情報記憶部１３６は、センサ装置１００の個体を識別する識別情報を記憶する。識別情報は文字、数字、記号の組み合わせにより製造者によって作成される情報である。製造情報記憶部１３８はセンサ装置１００の製造情報を記憶する。製造情報としては、製造番号、製造日、製造場所、製造者等が含まれる。製造番号は、センサ装置１００に割り当てられる情報であり、例えば同じ工場で同じ日に同一の製造ロットで製造されたものであれば同じ情報が割り当てられてもよい。設置情報記憶部１４０は、センサ装置１００の設置場所、設置位置、設置日、設置者等の情報を記憶する。これらの情報は、センサ装置１００を設置した段階で付与される。更新情報記憶部１４２は、センサ装置１００に内蔵されるプログラム（コンピュータプログラム類）の更新日時、バージョン情報、設置情報の更新日時、認証部１１４が記憶する認証情報の更新日時等を記憶する。このような更新情報を記憶しておくことで、製造後におけるセンサ装置１００の状況を把握することができる。すなわち、更新情報記憶部１４２に記憶される更新情報によって、センサ装置１００のメンテナンス状況を把握することができる。
The identification
上述のように、記憶部１１８に記憶される情報のうち、識別情報及び製造情報はセンサ装置１００の出荷段階までに記憶部１１８に書き込まれる情報である。これらの情報は、センサ装置１００の製造者又は供給者側で付与される情報である。一方、設置情報及び更新情報は、センサ装置１００を所定の対象物に取り付ける段階で発生する情報であり、後発的に発生する情報である。すなわち、センサ装置１００が使用されることにより発生する情報であり、利用者で発生する情報となる。なお、本明細書において「利用者」とは、管理者、施工者、運営者等を含むものとする。後述されるように、本発明の一実施形態によれば、識別情報や設置情報等のセンサ付帯情報の一方又は双方を、認証情報の一部として使用することで、認証の信頼性を向上させている。
As described above, among the information stored in the
図２で示す記憶部１１８の構成は一例であり、例示される情報以外の情報が記憶されてもよい。
The configuration of the
１−２−２ 測位部
図２で示すセンサ装置１００は測位部１２０を含む。測位部１２０は、測位機能によりセンサ装置１００が設置されている位置を測位する。測位部１２０は、例えば、ＧＰＳ（グローバルポジションシステム）センサによって実現される。センサ装置１００は測位部１２０を有することにより、自己の位置を特定することが可能となる。すなわち、センサ装置１００がある構造物に設置されたとき、測位機能により緯度及び経度情報を取得して、地図上のどの地点に存在するかの位置情報（地理的情報）を取得することができる。測位部１２０で取得された位置情報は、設置情報の一部として、例えば、設置場所の情報として記憶部１１８に記憶される。
1-2-2 Positioning Unit The
１−２−３ 電源部
図２では図示されていないが、センサ装置１００は電源部を備え自律的に動作する。電源部は、蓄電池、電源コントローラを含む。蓄電池は繰り返し充電及び放電が可能な二次電池が適用され得る。電源コントローラは蓄電池の充電及び放電を制御する。さらに蓄電池を充電する発電素子が設けられていてもよい。発電素子としては、光起電力素子（太陽電池）、振動発電素子、熱電発電素子といった環境発電素子や、無線給電を用いることができる。
1-2-3 Power Supply Unit Although not shown in FIG. 2, the
１−３ 認証部の構成
認証部１１４は暗号鍵を用いた認証を行う。認証部１１４は、公開鍵方式又は共通鍵方式により端末装置１０２の認証を行う。以下に、本実施形態のセンサ装置１００における認証部１１４の構成例を示す。
1-3 Configuration of Authentication Unit The
１−３−１ 第１の構成
図３（Ａ）は、公開鍵認証方式を行う認証部１１４ａの構成を示す。認証部１１４ａは、認証処理部１４４と認証鍵記憶部１４６ａとを含む。認証処理部１４４は、認証情報部１４８、復号処理部１５０、照合部１５２、暗号処理部１５４を含む。認証鍵記憶部１４６aは、暗号鍵１５６及び復号鍵１５８が記憶されている。暗号鍵１５６は暗号文を生成する規定の暗号化アルゴリズムを含み、復号鍵１５８は復号化アルゴリズムを含む。暗号鍵１５６は公開鍵であり、端末装置１０２が使用するものと共通する暗号鍵である。
1-3-1. First Configuration FIG. 3A shows a configuration of an
認証処理部１４４において、認証情報部１４８は認証情報を生成し、記憶する。ここで、「認証情報」とは認証を得るために用いる、文字、数字及び記号の一種又は複数種を組み合わせによる羅列（文字列）である。認証情報として、例えば、所定のルールに従って発生する乱数、または管理者等によって定められた文字及び数字の羅列であるものが適用される。また、識別情報には、前述の文字列等に加えセンサ装置に固有の情報が付加されてもよい。
In the
図４は、センサ装置１００の認証部１１４ａと端末装置１０２との間でなされる認証処理の流れを示す。図４は、公開鍵方式で認証を行う一例を示す。端末装置１０２がセンサ装置１００を特定し通信が開始されると相互認証の処理が開始される。この処理の手順は次の通りである。
FIG. 4 shows a flow of authentication processing performed between the
端末装置１０２はセンサ装置１００に対し認証情報を要求する（Ｓ２０２）。センサ装置１００は端末装置１０２からの命令を受け、認証情報を送信する（Ｓ２０４）。認証情報は、例えば、認証情報部１４８が発生させた乱数、または乱数にセンサ装置の固有の情報を加えた情報等である。端末装置１０２は受信した認証情報を、公開鍵を用いて暗号文を生成する（Ｓ２０６）。端末装置１０２において、認証情報の暗号化は認証部１１６により行われる。公開鍵は暗号化の規定の処理アルゴリズムであり、認証情報はこの処理アルゴリズムに基づいて処理され暗号文が作成される。
The
端末装置１０２で生成された暗号文はセンサ装置１００に送信される（Ｓ２０６）。センサ装置１００は暗号文を受信すると、復号処理部１５０が認証鍵記憶部１４６ａから復号鍵１５８を読み出し復号文を生成する（Ｓ２０８）。復号鍵１５８は復号化をするための規定の処理アルゴリズムであり、復号文はこの処理アルゴリズムに基づいて復号化される。照合部１５２は、認証情報部１４８の認証情報と、復号処理部１５０が復号した復号文とを対比して、一致又は不一致の照合をする（Ｓ２１０）。そして、照合部１５２は照合結果を端末装置１０２に送信する（Ｓ２１２）。この場合、端末装置１０２が有する暗号鍵と、センサ装置１００に記憶されている復号鍵は対応関係があり、暗号化された暗号文は復号化処理で復号化される。仮に、暗号文を復号化できない場合、または復号化されても正確に復号化されない場合、端末装置１０２とセンサ装置１００とは、通信が許可されていない組み合わせであるということになる。
The ciphertext generated by the
端末装置１０２は照合結果を受信する。照合結果が一致であった場合、端末装置１０２はセンサ装置１００に対し暗号文の生成を要求する（Ｓ２１４）。一方、仮に照合結果が不一致であった場合、センサ装置１００は以降の認証処理を停止し、当該端末装置１０２から何らかの命令を受けても応答を中止する。または、照合不一致の結果を受信した端末装置１０２は当該センサ装置１００との通信を遮断する。
The
端末装置１０２から暗号文の生成要求を受信したセンサ装置１００は、暗号文生成部が認証鍵記憶部１４６ａから暗号鍵１５６を読み出し、認証情報を暗号鍵１５６で暗号文を作成し、これを端末装置１０２へ送信する（Ｓ２１６）。端末装置１０２は受信した暗号文を復号鍵で復号化し、復号文を生成する（Ｓ２１８）。そして、復号文と認証情報とを照合する（Ｓ２２０）。認証処理が正常に終了すると、端末装置１０２とセンサ装置１００との間の通信が確立する（Ｓ２２２）。その後、センサ装置１００は端末装置１０２からの要求に応じて計測値などのデータを出力する処理が実行される。
In the
このような処理によって、端末装置１０２側からみればセンサ装置１００が正規のセンサ装置であるか否かの認証をすることができ、一方、センサ装置１００側からみれば、通信リクエストをした端末装置１０２が正規の端末装置であるかを認証することができる。センサ装置１００と端末装置１０２は、相互認証をすることでデータ通信の安全性を図り、不正のアクセス防止や通信データの正当性を高めることができる。
By such processing, it is possible to authenticate whether or not the
１−３−２ 第２の構成
図３（Ｂ）は公開鍵認証方式を行う認証部１１４ｂの構成を示す。認証部１１４ｂは、認証処理部１４４と第１認証鍵記憶部１４６ｂ１と第２認証鍵記憶部１４６ｂ２とを含む。認証処理部１４４の構成は図３（Ａ）と同様である。第１認証鍵記憶部１４６ｂ１は暗号鍵１５６が記憶され、第２認証鍵記憶部１４６ｂ２は復号鍵１５８が記憶されている。このように暗号鍵１５６と復号鍵１５８を分割して記憶することで、認証の安全性を高めることができる。例えば、センサ装置１００に不正アクセスがあった場合でも、暗号鍵１５６と復号鍵１５８への同時アクセスを防止して、鍵情報の漏洩を防止することが可能となる。なお、認証部１１４ｂの動作は、図４で示す処理の流れと同様である。
1-3-2 Second Configuration FIG. 3B shows a configuration of the
１−３−３ 第３の構成
図５（Ａ）は、共通鍵認証方式を行う認証部１１４ｃの構成を示す。認証処理部１４４ｃは認証情報部１４８と照合部１５２を含んでいる。認証鍵記憶部１４６ｃは、共通鍵１６０を記憶している。共通鍵１６０は認証情報の暗号化及び復号化に用いる所定のアルゴリズムである。センサ装置１００と通信を行う端末装置１０２も認証部１１６に同じ共通鍵を有している。
1-3-3 Third Configuration FIG. 5A illustrates a configuration of the
図５（Ｂ）はセンサ装置１００と端末装置１０２との間でなされる認証処理の流れを示す。まず、端末装置１０２がセンサ装置１００を特定し通信が開始されると、認証の処理が開始される。端末装置１０２は認証情報を、共通鍵を用いて暗号化し、センサ装置１００に送信する（Ｓ２３２）。センサ装置１００は暗号化された認証情報を受信すると、認証処理部１４４ｃは、認証鍵記憶部１４６ｃに記憶されている共通鍵１６０を用いて復号化する（Ｓ２３４）。照合部１５２は、復号化された認証情報と認証情報部１４８に記憶されている認証情報とを照合し（Ｓ２３６）、照合結果を端末装置１０２に送信する（Ｓ２３８）。端末装置１０２は、認証結果が正しければセンサ装置１００と通信を確立する（Ｓ２４０）。
FIG. 5B shows a flow of authentication processing performed between the
共通鍵認証方式によれば、認証処理が簡便であるため認証に係る処理速度が向上する。また、認証情報を適宜書き換えることで、認証の安全性を高めることができる。 According to the common key authentication method, since the authentication process is simple, the processing speed related to authentication is improved. Moreover, the security of authentication can be improved by appropriately rewriting the authentication information.
１−３−４ 認証情報
測位部１２０が取得する位置情報はセンサ装置１００の固有の情報となる。本発明の一実施形態では、この位置情報を認証情報の一部として用いられる。例えば、ＧＰＳ測位システムで取得される地理的情報（位置情報）が、アルファベットと数字の組み合わせで表記されるとき、これをコード化して認証情報の一部として用いる。
1-3-4 Authentication Information Position information acquired by the
例えば、公開鍵方式における場合、図４の例に従えば、ステップＳ２０４において、認証情報として規定の情報（規定値）に加え位置情報を加える。規定の情報（規定値）とは、センサ装置の製造時又は設置時に認証情報としてセンサ装置に記憶された情報である。また、ステップＳ２１６の暗号文を生成するとき、認証情報の一部に位置情報を加える。共通鍵方式の場合には、認証情報の一部として位置情報を用いる。位置情報はセンサ装置１００の固有の情報となるため、複数のセンサ装置を配置する場合、各センサ装置に固有の認証情報を適用することが可能となる。
For example, in the case of the public key method, in accordance with the example of FIG. 4, in step S204, location information is added to authentication information (specified value) as authentication information. The specified information (specified value) is information stored in the sensor device as authentication information when the sensor device is manufactured or installed. Further, when generating the ciphertext in step S216, position information is added to a part of the authentication information. In the case of the common key method, position information is used as part of the authentication information. Since the position information is unique information of the
センサ装置１００の位置情報は、端末装置１０２にも記憶されていてもよい。端末装置１０２は、センサ装置１００と認証を行うとき、上記と同様に位置情報を認証情報の一部として用いる。センサ装置１００と端末装置１０２の双方に位置情報を記憶させ、認証情報の一部として用いることで、より確実な相互認証を行うことができる。
The position information of the
センサ装置１００において、測位部により位置情報を定期的に取得し、随時位置データが更新されるように設定することも可能である。例えば、センサ装置１００が対象となる建造物に固定される場合、その位置情報は固定値となる。そのような位置情報を認証情報の一部として用いて認証を行う場合、何らかの異常が発生してセンサ装置１００の位置情報が変動すると、認証情報も変動するので、認証不可の結果となる。この場合、センサ装置１００の異常を検知することができる。例えば、天災等で建造物の状態が変化した場合、あるいは故意にセンサ装置１００の位置が変えられた場合には、認証不可となる。もっとも、測位部の計測値に誤差が含まれる場合、その誤差範囲を許容値として認証できるようにしてもよい。
In the
また、認証情報の一部として、記憶部１１８の製造情報記憶部１３８に記憶されている製造情報を用いることができる。例えば、製造番号、製造日又は製造時刻に関する情報はセンサ装置１００に固有の情報でもある。従って、このよう製造情報を認証情報の一部として用いることで、認証の安全性及び信頼性を高めることができる。
Further, as part of the authentication information, manufacturing information stored in the manufacturing
センサ装置１００の位置情報を認証情報の一部として用いることで、認証の信頼性、安全性を高めることができる。また、認証処理時にセンサ装置１００の異常を検知することが可能となる。
By using the position information of the
なお、センサ装置１００の位置情報は、設置者等（センサ装置の設置者又は利用者）が、センサ装置１００に書き込むようにされていてもよい。例えば、設置者等が、センサ装置１００の設置位置で、ＧＰＳ測位システムで取得される地理的情報を取得し、センサ装置１００の設置情報記憶部１４０に記憶させてもよい。また、設置位置を示す情報（例えば、設置者等が設定した設置位置に関する情報）を、設置後にセンサ装置１００に記憶させるようにしてもよい。
The position information of the
１−４ 取り付け構造
図６は、センサ装置１００を構造物１６４に取り付ける一態様を示す。センサ装置１００を構成する各部品はパッケージ部材に収納されている。センサ装置１００は、弾性部材１６２を介して構造物１６４に取り付けられる。弾性部材１６２は、センサ装置１００を構造物１６４に固定する機能を有する。構造物１６４は、弾性部材１６２の取り付け表面を清浄化、平坦化するような加工がされていてもよい。例えば、構造物１６４の取り付け表面にプライマ加工をする等の処理がされていてもよい。なお、センサ装置本体とセンサ部とが分離している場合についても、同様の取り付け構造が適用される。
1-4 Attachment Structure FIG. 6 shows an aspect in which the
弾性部材１６２は、光照射や加熱により硬化が始まる前は、粘着性を有する接着性シートであることが好ましい。粘着性があることにより、硬化前にパッケージ部材や構造部に貼り付けておくことができ、手で押さえておくなどの必要がないため、施工が容易となる。粘着性を有する接着性シートが光硬化性を有することで、センサ装置１００や構造物１６４に熱的なダメージを与えずに両者を接着することができる。
The
センサ装置１００は、液状の接着剤によって構造物１６４と接着することも可能であるが、均一な厚さを有する弾性部材１６２を用いることで、取り付け状態にバラツキを抑制することができる。センサ装置１００は接着層を介して構造物から検知される物理量を計測するため、取り付け状態にばらつきがあると、計測値もセンサ装置ごとにばらついてしまう。しかしながら、弾性部材１６２として一定の厚さを有する接着シートを用いることで、そのバラツキを抑制することができる。例えば、厚さが５０μｍ〜５００μｍ、好ましくは１００μｍ〜２５０μｍである接着シートを用いることが好ましい。
The
１−５ 補正機能
１−５−１ 第１の形態
センサ装置１００はセンサ部１０８で取得した計測値を補正する機能を有していてもよい。図６で示すように、センサ装置１００のセンサは構造物１６４に直接接しているのではなく、弾性部材１６２を介して物理量を検知している。この場合、センサが構造物１６４に直接的に接していないことにより、本来得られるべき計測値が得られない可能性がある。
1-5 Correction Function 1-5-1 First Embodiment The
そこで、図７に示すように、本発明の一実施形態に係るセンサ装置１００は、補正データを記憶しておき制御部１１０において計測値を、弾性部材１６２の影響をなくすように補正する。補正データ記憶部１６６は、センサ１２２に対する補正データが記憶されている。補正データは、弾性部材１６２がセンサ１２２の計測値に影響を与えるとき、その影響による値のずれを補正するデータである。また、補正データ記憶部１６６に記憶される補正データは、センサ１２２の個体差のばらつきを補正するデータが含まれていてもよい。また、補正データとして、センサ装置１００の取り付け状態のバラツキを補償するデータが含まれていてもよい。
Therefore, as shown in FIG. 7, the
補正データは、センサ装置１００の設置前又は設置後に補正データ記憶部１６６に書き込む。補正データ記憶部１６６に書き込まれた補正データは永続的に使用される場合、適宜補正される場合の双方の運用がある。補正データを更新する場合、端末装置１０２を介して行われる。いずれにしても補正データは正規の管理者によって管理され、また更新されることが好ましい。本発明の一実施形態によれば、センサ装置１００と端末装置１０２とが通信を行う場合、認証処理が行われるので、データ更新の信頼性を高めることができる。例えば、センサ装置１００への不正なアクセスを防止し、補正データが改竄されるのを防ぐことができる。
The correction data is written in the correction
このように、センサ装置１００に認証部を設けることにより、セキュリティーを確保しつつ有効に活用することができる。
Thus, by providing the authentication unit in the
１−５−２ 第２の形態
センサ装置１００で計測された計測値は、図８で示すように、端末装置１０２を中継して送信されるサーバ装置１０４で補正されてもよい。図８において、センサ装置１００は、端末装置１０２と無線又は有線により通信可能な状態に接続され、電気通信回線を通じてサーバ装置１０４に計測値が送信される。
1-5-2 Second Embodiment The measurement value measured by the
センサ装置１００は、本実施形態で示されるように、センサ部１０８、制御部１１０、通信部１１２、認証部１１４、記憶部１１８を含む。サーバ装置１０４は、データ受信部１７８、データ補正部１８０、補正データ読取部１８２、補正データ記憶部１８４を含む。また、サーバ装置１０４のデータ出力部１８６は、センサ装置１００から出力され、サーバ装置１０４で処理されたデータをストレージサーバ１８８に出力する。ストレージサーバ１８８に蓄積される測定データは、計測対象となる物体の状態を判断するデータをして、各種の分析に用いられる。
As illustrated in the present embodiment, the
なお、図８で示す構成は一例であり、センサ装置１００と端末装置１０２との間、および端末装置１０２とサーバ装置１０４との間に他の機器が介在していてもよい。いずれにしても、センサ装置１００の計測値をサーバ装置１０４で補正することで、センサ装置１００の負荷を低減することができる。
Note that the configuration illustrated in FIG. 8 is an example, and other devices may be interposed between the
第２実施形態
本実施形態は、第１実施形態で示すセンサ装置１００を用いたセンサネットワークシステムの一例を示す。本実施形態で例示されるセンサネットワークシステムは、１つ以上のセンサ装置が端末装置と通信可能な状態に配置され、端末装置は電気通信回線等を経由してサーバ装置と接続されたシステムである。以下、本実施形態に係るセンサネットワークシステムの詳細について説明する。
Second Embodiment This embodiment shows an example of a sensor network system using the
２−１ 第１センサネットワークシステム
図９は、本発明の一実施形態に係るセンサネットワークシステム２００ａを示す。センサネットワークシステムは、複数のセンサ装置（図９は、第１センサ装置１００ａ、第２センサ装置１００ｂ、第３センサ装置１００ｃを例示する。）、端末装置１０２及びサーバ装置１０４を含む。端末装置１０２は複数のセンサ装置（第１センサ装置１００ａ、第２センサ装置１００ｂ、第３センサ装置１００ｃ）と有線又は無線により通信可能な状態に置かれている。また、端末装置１０２とサーバ装置１０４はインターネット等の有線又は無線通信による電気通信回線を介して接続されている。
2-1 First Sensor Network System FIG. 9 shows a
なお、端末装置１０２は、センサ装置１００により取得されるデータを収集する。端末装置１０２は、センサ装置１００とサーバ装置１０４との間に設置され、中継器としての機能を有する。また、端末装置１０２は、センサ装置１００から計測値を収集するデータロガーとしての機能を有する。
Note that the
なお、本発明においてセンサネットワークシステムとは、複数のセンサ装置が電気通信回線を介してサーバ装置に接続されたネットワークを含み、センサ装置とサーバ装置１０４の間には１つ以上の端末装置が介在している構成を含む。端末装置は、ネットワークの中でセンサ装置と通信可能な状態に置かれ、あるセンサ装置とサーバ装置との間には複数の端末装置が直列又は並列に介在していてもよい。
In the present invention, the sensor network system includes a network in which a plurality of sensor devices are connected to a server device via an electric communication line, and one or more terminal devices are interposed between the sensor device and the
本実施形態においてセンサ装置１００は、第１実施形態で示すものと同様の構成及び機能を有する。センサ装置１００は認証部１１４を有する。認証部１１４は認証情報を記憶している。端末装置１０２は認証部１１６を有し、認証部１１６には認証情報が記憶されている。認証情報は複数のセンサ装置（第１センサ装置１００ａ、第２センサ装置１００ｂ、第３センサ装置１００ｃ）において同じ認証情報が用いられる場合、または複数のセンサ装置（第１センサ装置１００ａ、第２センサ装置１００ｂ、第３センサ装置１００ｃ）においてそれぞれ異なる認証情報が用いられる場合の双方があり得る。後者の場合、端末装置１０２は、複数のセンサ装置を識別可能とするように各センサ装置に対応した認証情報を記憶する。
In the present embodiment, the
センサ装置（第１センサ装置１００ａ、第２センサ装置１００ｂ、第３センサ装置１００ｃ）と端末装置１０２との間では、認証処理が実行される。認証は公開鍵方式による認証又は共通鍵方式による認証が行われる。認証の処理は、図４又は図５で示すように実行される。認証がなされると、端末装置１０２は各センサ装置（第１センサ装置１００ａ、第２センサ装置１００ｂ、第３センサ装置１００ｃ）から計測値を読み出す。端末装置１０２は、このようにして各センサ装置から得られる計測値を収集する。
Authentication processing is executed between the sensor device (the
端末装置１０２は収集した計測値をサーバ装置１０４に送信する。図９は、端末装置１０２とサーバ装置１０４とが１対１で接続される態様を示すが、実際にはサーバ装置１０４は複数の端末装置１０２と電気通信回線を介して接続されている。このようなネットワークにより、サーバ装置１０４には各センサ装置で計測された計測値が集積される。サーバ装置１０４は計測値を集積することにより、各種の事業に役立つ知見を導出するのに用いることのできるデータ集合を形成する。このようなデータ集合はビッグデータとも呼ばれる。
The
図９で示すセンサネットワークシステム２００ａによれば、複数のセンサ装置のそれぞれに対して認証を行うので、収集されるデータの信頼性を高めることができる。このセンサネットワークシステム２００ａによれば、センサ装置と端末装置との間で認証が行われるので、サーバ装置に負荷がかからないようにすることができる。
According to the
２−１−１ センサ装置の階層化
図１０で示すセンサネットワークシステム２００ｂは、複数のセンサ装置と複数の端末装置を含む。図１０は、複数のセンサ装置（第１センサ装置１００ａ、第２センサ装置１００ｂ、第３センサ装置１００ｃ）と、これらのセンサ装置のいずれかにアクセス可能な複数の端末装置（第１端末装置１０２ａ、第２端末装置１０２ｂ、第３端末装置１０２ｃ）を示す。
2-1-1 Hierarchization of Sensor Devices A
第１センサ装置１００ａは認証部１１４ａに認証情報（ａ）が記憶されており、第２センサ装置１００ｂは認証部１１４ｂに認証情報（ｂ）が記憶され、第３センサ装置１００ｃは認証部１１４ｃに認証情報（ｃ）が記憶されている。一方、第１端末装置１０２ａは認証部１１６ａに認証情報（ａ）が記憶され、第２端末装置１０２ｂは認証部１１６ｂに認証情報（ｂ）が記憶され、第３端末装置１０２ｃは認証部１１６ｃに認証情報（ｃ）が記憶されている。認証情報（ａ）、認証情報（ｂ）及び認証情報（ｃ）は、相互に異なる認証情報であり、階層化されている。例えば、認証情報（ａ）は上位、認証情報（ｂ）中位、認証情報（ｃ）は下位の階層に属するものとする。このような認証情報の階層化は、認証情報に階層化の識別情報によって行ってもよいし、下位互換性があり上位互換性のない認証アルゴリズムを作成することによって行ってもよい。
In the
各センサ装置１００が階層化された認証情報を含む場合、認証情報（ａ）を有する第１端末装置１０２ａは、第１センサ装置１００ａ、第２センサ装置１００ｂ及び第３センサ装置１００ｃと通信が可能となる。認証情報（ｂ）を有する第２端末装置１０２ｂは、第２センサ装置１００ｂ及び第３センサ装置１００ｃと通信が可能であり、上位の認証情報（ａ）を記憶する第１センサ装置１００ａとは通信ができない。認証情報（ｃ）を有する第３端末装置１０２ｃは、第３センサ装置１００ｃと通信ができるものの、第１センサ装置１００ａ及び第２センサ装置１００ｂとは通信ができない。
When each
図１０で示すように、複数のセンサ装置に階層化した認証情報を付与することにより、特定のセンサ装置にアクセスできる端末装置を限定することができる。例えば、観測対象物において重要な物理量を計測するセンサ装置には、特定の端末装置しか通信することが許可されないようにすることができる。他の下位階層に位置する端末装置１０２は、特定のセンサ装置の計測値を読み出すことができなくなるので、重要な計測値の漏洩を防止し、センサネットワークシステムの信頼性を高めることができる。
As illustrated in FIG. 10, by providing hierarchical authentication information to a plurality of sensor devices, terminal devices that can access a specific sensor device can be limited. For example, only a specific terminal device can be allowed to communicate with a sensor device that measures an important physical quantity in an observation object. Since the
２−１−３ センサ装置内のデータの階層化
図１１は、端末装置によってセンサ装置から読み出すことのできる情報が異なる態様を示す。図１１は、上位から認証情報（ａ）、認証情報（ｂ）、認証情報（ｃ）の順に認証情報が階層化されている場合を示す。すなわち、下位の認証情報（ｃ）は、製造情報として製造場所及び製造者を、設置情報として設置日及び設置者を、さらに計測値をセンサ装置から読み出すことを可能とし、認証情報（ｂ）は認証情報（ｃ）が読み出すことのできる情報に加え、製造情報として製造日を、設置情報として設置位置をセンサ装置から読み出すことが可能であり、認証情報（ａ）は認証情報（ｂ）が読み出すことのできる情報に加え、製造情報として製造番号を、設置情報として設置場所を、更新情報として更新日を読み出すことが可能とされている。
2-1-3 Hierarchization of Data in Sensor Device FIG. 11 shows an aspect in which information that can be read from the sensor device by the terminal device is different. FIG. 11 shows a case where authentication information is hierarchized in the order of authentication information (a), authentication information (b), and authentication information (c) from the top. That is, the lower-level authentication information (c) makes it possible to read the manufacturing location and manufacturer as the manufacturing information, the installation date and the installer as the installation information, and further read the measurement value from the sensor device. The authentication information (b) In addition to the information that can be read by the authentication information (c), it is possible to read the manufacturing date as the manufacturing information and the installation position as the installation information from the sensor device, and the authentication information (b) reads the authentication information (a). In addition to the information that can be obtained, it is possible to read the production number as the production information, the installation location as the installation information, and the update date as the update information.
図１１は、第１端末装置１０２ａは認証部１１６ａに認証情報（ａ）が記憶され、第２端末装置１０２ｂは認証部１１６ｂに認証情報（ｂ）が記憶され、第３端末装置１０２ｃは認証部１１６ｃに認証情報（ｃ）が記憶されている態様を示す。この場合、第３端末装置１０２ｃは、認証情報（ｃ）によってセンサ装置１００と認証を行うことにより、製造情報として製造場所及び製造者を、設置情報として設置日及び設置者を、さらに計測値をセンサ装置から読み出すことが可能となる。第２端末装置１０２ｂは、認証情報（ｂ）によってセンサ装置１００と認証を行うことにより、認証情報（ｃ）が読み出すことのできる情報に加え、製造情報として製造日を、設置情報として設置位置をセンサ装置から読み出すことが可能となる。第１端末装置１０２ａは、認証情報（ａ）によってセンサ装置１００と認証を行うことにより、認証情報（ｂ）が読み出すことのできる情報に加え、製造情報として製造番号を、設置情報として設置場所を、更新情報として更新日を読み出すことが可能である。
In FIG. 11, the first
このように、認証情報が階層化されていることにより、センサ装置に記憶されている特定の情報にアクセスできる端末装置を限定することができる。例えば、センサ装置の製造番号や設置場所等の情報が重要な情報であるとされる場合、上位の認証情報によってのみ読取り可能としておくことで、下位階層の認証情報を有する端末装置１０２は当該情報にアクセスすることができなくなり、高度な情報の機密を保護することができる。
As described above, since the authentication information is hierarchized, it is possible to limit terminal devices that can access specific information stored in the sensor device. For example, when information such as the manufacturing number and installation location of the sensor device is important information, the
なお、本実施形態において、センサ装置と端末装置又はセンサ装置とサーバ装置との間で行われる認証は、第１実施形態で説明したように公開鍵方式又は共通鍵認証方式で行うことができる。センサ装置は、公開鍵方式により認証を行う場合には、センサ装置の認証部に認証情報が記憶され、当該認証情報は暗号化及び復号化の処理アルゴリズムが含まれていてもよい。また、認証部は、第１実施形態で示すように暗号化の処理アルゴリズムを記憶する第１認証部と、復号化の処理アルゴリズムを記憶する第２認証部に別れていてもよい。また、センサ装置は測位部を有し、測位部で測定された位置情報を認証情報の一部として用いてもよい。例えば、センサ装置と端末装置の双方で位置情報を記憶しておき、この位置情報を認証情報の一部として用いてもよい。 In the present embodiment, authentication performed between the sensor device and the terminal device or between the sensor device and the server device can be performed by the public key method or the common key authentication method as described in the first embodiment. When the sensor device performs authentication by the public key method, authentication information is stored in the authentication unit of the sensor device, and the authentication information may include encryption and decryption processing algorithms. Further, as shown in the first embodiment, the authentication unit may be divided into a first authentication unit that stores an encryption processing algorithm and a second authentication unit that stores a decryption processing algorithm. Further, the sensor device may include a positioning unit, and position information measured by the positioning unit may be used as part of the authentication information. For example, location information may be stored in both the sensor device and the terminal device, and this location information may be used as part of the authentication information.
２−２ 第２センサネットワークシステム
図１２は、本発明の一実施形態に係るセンサネットワークシステムを示す。センサネットワークシステムは、複数のセンサ装置（図１２は、第１センサ装置１００ａ、第２センサ装置１００ｂ、第３センサ装置１００ｃを示す。）、端末装置１０２及びサーバ装置１０４を含み、これらの接続関係は図９で示すシステムと同様である。
2-2 Second Sensor Network System FIG. 12 shows a sensor network system according to an embodiment of the present invention. The sensor network system includes a plurality of sensor devices (FIG. 12 shows a
図１２で示すセンサネットワークシステムは、センサ装置１００とサーバ装置１０４の間で認証を行う。すなわちサーバ装置１０４に認証情報が記憶された認証部１１４が設けられ、端末装置１０２を介して複数のセンサ装置（第１センサ装置１００ａ、第２センサ装置１００ｂ、第３センサ装置１００ｃ）との認証を行う。サーバ装置１０４に記憶される認証情報は、センサ装置１００毎に対応している。認証方式は、公開鍵方式又は共通鍵方式等が適用される点で他の例と同様である。
The sensor network system illustrated in FIG. 12 performs authentication between the
センサ装置１００とサーバ装置１０４との間で認証を行う方式では、認証情報をサーバ装置１０４側で一元管理することができる。これにより端末装置１０２の負荷を軽減することができる。
In the method of performing authentication between the
なお、図１２で示す第２センサネットワークシステムにおいて、第１センサネットワークシステムで説明したように、階層化された認証情報を適用してもよい。 In the second sensor network system shown in FIG. 12, hierarchized authentication information may be applied as described in the first sensor network system.
このように、本実施形態によれば、第１実施形態で例示されるセンサ装置１００及びセンサ装置と通信可能に配置される端末装置を用いることで、センサネットワークシステムの安全性及び信頼性を高めることができる。
Thus, according to this embodiment, the safety and reliability of the sensor network system are improved by using the
第３実施形態
本実施形態は、第１実施形態で示されるセンサ装置１００を発行する方法を示す。すなわち、本実施形態は、センサ装置に固有の識別情報を付与して、認証可能な状態とする方法を示す。
Third Embodiment This embodiment shows a method for issuing the
３−１ センサ装置の発行方法１
図１３は、センサ装置１００の発行方法の一態様を示す。センサ装置１００は製造元１６８で認証情報が付与される。第１実施形態で説明したように、認証情報はセンサ装置１００の認証部に記憶される。認証情報付与がされた後、センサ装置１００は有効化処理がなされて出荷される。センサ装置１００の認証情報は、製造番号等による個体識別情報と共に、管理サーバ装置１０６に送信され、データベースで管理されてもよい。
3-1. Issuing
FIG. 13 shows an aspect of a method for issuing the
有効化処理は、センサ装置に組み込まれたスイッチ回路を操作することにより行われる。または、有効化処理の命令をセンサ装置に組み込まれた制御プログラムに入力し、当該プログラムを実行可能な状態にすることで行われる。 The validation process is performed by operating a switch circuit incorporated in the sensor device. Alternatively, it is performed by inputting a command for enabling processing into a control program incorporated in the sensor device and making the program executable.
センサ装置１００の利用者１７０は、所定の場所にセンサ装置１００を設置して運用する。センサ装置１００が計測する計測値は端末装置１０２によって収集され、サーバ装置１０４に蓄積される。センサ装置１００と端末装置１０２との間の通信及び端末装置１０２とサーバ装置１０４との間の通信の態様は、第１実施形態で示すものと同様である。または、第２実施形態で示すように、センサネットワークシステムが構築され、その中でセンサ装置が運用されていてもよい。
A
出荷時に各センサ装置１００に付与された認証情報は、センサ装置１００の個体識別情報と対応付けられて管理サーバ装置１０６に送信されてデータベースに記録される。センサ装置１００の計測値を収集するサーバ装置１０４と管理サーバ装置１０６とは、情報の相互通信が可能なように連係していてもよい。
The authentication information given to each
利用者１７０は、センサ装置１００を運用するに当たり、センサ装置の認証情報を端末装置１０２に記憶させる必要がある。その手法として、以下に示す２つが挙げられる。
When operating the
第１に、センサ装置の利用者１７０はセンサ装置の製造元から認証情報の提供を受け、その情報を端末装置１０２に書き込む方式がある。第２に、センサ装置の製造番号を取得する利用者１７０は、管理サーバ装置１０６から認証情報をダウンロードして端末装置１０２に記憶させる方式を取り得る。
First, there is a method in which the
図１４は、センサ装置の発行処理の手順を示す。製造元１６８でセンサ装置が製造され（Ｓ３０２）、各センサ装置へは認証情報が書き込まれる（Ｓ３０４）。そしてセンサ装置の有効化処理がされ（Ｓ３０６）、その後、利用者１７０の側に発送される（Ｓ３０８）。製造元１６８では認証情報がセンサ装置に書き込まれた段階で、センサ装置の識別情報と共に認証情報が管理サーバ装置に送信され、当該情報が登録されてもよい（Ｓ３０５）。このように、認証情報を書き込んだ後に有効化処理を行うことで、製造元で認証情報が付与されていないセンサ装置が市場に流通し、利用されることを防ぐことができる。
FIG. 14 shows a procedure for issuing processing of the sensor device. The sensor device is manufactured by the manufacturer 168 (S302), and authentication information is written in each sensor device (S304). Then, the sensor device is activated (S306), and then sent to the user 170 (S308). At the stage where the authentication information is written in the sensor device, the
また、認証情報として、センサ装置の製造日時又は出荷時の日時を含ませてもよい。すなわち、センサ装置の製造日時又は工場出荷時の日時（日付及び時刻）を認証情報として用いることで、センサ装置に固有の認証情報を付与することができる。それにより、認証情報の難解性を高めることができる。なお、認証情報として用いる製造日時又は工場出荷時の日時に関する情報は、センサ装置の各々に付与してもよいし、製造ロット単位で付与するようにしてもよい。 Further, the date and time of manufacture of the sensor device or the date and time of shipment may be included as the authentication information. In other words, by using the date and time (date and time) at the time of manufacture or factory shipment of the sensor device as authentication information, it is possible to give authentication information unique to the sensor device. Thereby, the difficulty of authentication information can be improved. Information relating to the date of manufacture or date of factory shipment used as authentication information may be assigned to each sensor device or may be assigned in units of production lots.
利用者１７０は、センサ装置を所定の場所に設置し（Ｓ３１０）、認証情報及び設置情報を端末装置１０２に適宜書き込む（Ｓ３１２，Ｓ３１４）。このとき、認証情報を管理サーバ装置から取得してもよい。その後、センサ装置は運用を開始する（Ｓ３１６）。
The
なお利用者１７０の側において、センサ装置の設置者と、センサ装置を使用して計測対象物の管理を行う者とは異なっていてもよい。いずれにしても、この実施形態によれば、センサ装置に書き込む認証情報を製造元又は供給者側で管理することができる。したがって、センサ装置が市場に流通した後で、センサ装置が設置され運用されるまでに複数の事業者等が介在したとしても、センサ装置を識別する認証情報を製造元で管理することができる。
On the
なお、本実施形態では、認証情報の付与と有効化処理の双方を行う態様を示すが、この内、有効化処理が省略されていてもよい。 In addition, although this embodiment shows an aspect in which both the provision of authentication information and the validation process are performed, the validation process may be omitted.
３−２ センサ装置の発行方法２
図１５は、センサ装置１００の発行方法における第２の態様を示す。センサ装置１００は製造元１６８から出荷された後、認証情報付与及び有効化処理がなされる。すなわち、図１５に示す例では、利用者１７０が認証情報をセンサ装置１００に書き込む態様を示す。例えば、センサ装置１００を構造物に取り付ける施工時に、または施工後に利用者１７０が識別情報をセンサ装置１００に書き込む。この場合、端末装置１０２へ認証情報を記憶させる処理も利用者１７０によって行われる。
3-2 Issuing method 2 of sensor device
FIG. 15 shows a second mode in the issuing method of the
図１６は、この実施形態に係るセンサ装置の発行処理の手順を示す。製造元１６８でセンサ装置が製造され（Ｓ３２２）、その後利用者１７０に発送される（Ｓ３２４）。利用者１７０は、センサ装置を所定の場所に設置し（Ｓ３２６）、各センサ装置へ認証情報を書き込み（Ｓ３２８）、センサ装置の有効化処理をする（Ｓ３３０）。さらに、利用者１７０は認証情報及び設置情報を端末装置１０２に適宜書き込む（Ｓ３３２，Ｓ３３４）。このとき、認証情報を管理サーバ装置から取得してもよい。その後、センサ装置は運用を開始する（Ｓ３３６）。
FIG. 16 shows the procedure of the issuing process of the sensor device according to this embodiment. The sensor device is manufactured by the manufacturer 168 (S322), and then shipped to the user 170 (S324). The
各センサ装置へ書き込む認証情報として、第１実施形態で述べたようにセンサ装置が設置される位置情報を加えることができる。この場合、位置情報は、緯度及び経度に基づく情報であってもよいし、センサ装置が設置される地域又は地区に関する情報であってもよい。認証情報の一部として、センサ装置が設置される地域又は地区に関する情報を用いる場合には、複数のセンサ装置に対して同じ情報が適用される。このようにすれば、利用者にとっては、複数のセンサ装置に関する認証情報を地域又は地区単位で管理することができ、煩雑さが軽減される。 As authentication information written to each sensor device, position information where the sensor device is installed can be added as described in the first embodiment. In this case, the position information may be information based on latitude and longitude, or may be information regarding a region or a district where the sensor device is installed. When using information about a region or a district where the sensor device is installed as part of the authentication information, the same information is applied to a plurality of sensor devices. In this way, for the user, authentication information relating to a plurality of sensor devices can be managed in units of regions or districts, and complexity is reduced.
この実施形態によれば、利用者側でセンサ装置及び認証情報を管理することができる。例えば、センサ装置を複数の供給者から提供を受けたとしても、センサ装置の仕様が同じであれば、一つのシステムでセンサ装置及び認証情報を一元的に管理することができる。また、センサ装置を用いて監視をする事業者が複数存在する場合でも、複数の事業者間で認証情報を共有して運用することも可能となる。 According to this embodiment, the sensor device and authentication information can be managed on the user side. For example, even if the sensor device is provided by a plurality of suppliers, the sensor device and the authentication information can be centrally managed by one system as long as the specifications of the sensor device are the same. Further, even when there are a plurality of business operators that monitor using the sensor device, it is possible to share and operate authentication information among a plurality of business operators.
なお利用者の側において、センサ装置の設置者と、センサ装置を使用して計測対象物の管理を行う者とは異なっていてもよい。いずれにしても、この実施形態によれば、センサ装置に書き込む認証情報を製造元又は供給者側で管理することができる。したがって、センサ装置が市場に流通した後で、センサ装置が設置され運用されるまでに複数の事業者等が介在したとしても、センサ装置を識別する認証情報を製造元で管理することができる。 On the user side, the installation person of the sensor device may be different from the person who manages the measurement object using the sensor device. In any case, according to this embodiment, the authentication information written in the sensor device can be managed on the manufacturer or supplier side. Therefore, even if a plurality of operators or the like intervene after the sensor device is distributed in the market until the sensor device is installed and operated, authentication information for identifying the sensor device can be managed by the manufacturer.
別言すれば、センサ装置に識別情報を書き込む段階を製造元から出荷された後にすることで、識別情報を利用者が直接的に管理することができる。一方、センサ装置の製造者又は提供者は、識別情報の内容又は識別情報のプロトコル（文字列の長さ、文字列の中の意味づけ等の各種約束事）や、有効化のために処理内容を規定することで間接的にセンサ装置１００を管理し、その情報を利用者に提供する。このように、識別情報をセンサ装置の施工時又は施工後に書き込むようにすることで、出荷後の流通過程でセンサ装置が紛失することによる情報漏洩を防止することができる。
In other words, the user can directly manage the identification information by performing the step of writing the identification information in the sensor device after being shipped from the manufacturer. On the other hand, the manufacturer or provider of the sensor device specifies the content of the identification information or the protocol of the identification information (various conventions such as the length of the character string, meaning in the character string) and the processing content for validation. By regulating, the
３−３ センサ装置の発行方法３
図１７は、センサ装置１００の発行方法における第３の態様を示す。センサ装置１００への認証情報の書き込みは、第１に製造元で行われ、第２に利用者側で行われる。すなわち、センサ装置１００に書き込む識別情報を、センサ装置の供給者と利用者の双方で行う。認証情報は、供給者側と利用者側との双方で書き込みがされないと有効な識別情報として認識されない。
3-3 Issuing method 3 of sensor device
FIG. 17 shows a third mode in the issuing method of the
図１８は、この実施形態に係るセンサ装置の発行処理の手順を示す。製造元１６８でセンサ装置が製造され（Ｓ３０２）、各センサ装置へは認証情報が書き込まれる（Ｓ３０４）。そしてセンサ装置の有効化処理がされ（Ｓ３０６）、その後利用者１７０に発送される（Ｓ３０８）。 FIG. 18 shows a procedure for issuing processing of the sensor device according to this embodiment. The sensor device is manufactured by the manufacturer 168 (S302), and authentication information is written in each sensor device (S304). Then, the sensor device is activated (S306), and then sent to the user 170 (S308).
利用者１７０は、センサ装置を所定の場所に設置し（Ｓ３２６）、各センサ装置へ認証情報を書き込み（Ｓ３２８）、センサ装置の有効化処理をする（Ｓ３３０）。さらに、利用者１７０は認証情報及び設置情報を端末装置１０２に適宜書き込む（Ｓ３３２，Ｓ３３４）。このとき、認証情報を管理サーバ装置から取得してもよい。その後、センサ装置は運用を開始する（Ｓ３３６）。
The
センサ装置の認証に使用される認証情報の一部として、第１の態様で述べた出荷時の日時情報及び第２の態様で述べた位置情報の一方又は双方を適用することができる。 As part of the authentication information used for authentication of the sensor device, one or both of the date information at the time of shipment described in the first aspect and the position information described in the second aspect can be applied.
このように、識別情報を供給者側と利用者側との双方でセンサ装置に入力しなければ有効な識別情報として扱われないようにすることで、認証の安全性及び信頼性を高めることができる。なお、図１７では、有効化の処理を利用者側で行う例を示すが、供給者側で有効化処理を行うようにしてもよい。また、供給者側及び利用者側の双方で有効化処理がなされてもよい。 In this way, the security and reliability of authentication can be improved by preventing identification information from being treated as valid identification information unless it is input to the sensor device on both the supplier side and the user side. it can. Although FIG. 17 shows an example in which the validation process is performed on the user side, the validation process may be performed on the supplier side. In addition, the validation process may be performed on both the supplier side and the user side.
３−４ 変形例
本実施形態では、センサ装置１００の発行処理方法として第１乃至第３の態様を例示するが、本発明はこれに限定されず様々な変形例を含み得る。
3-4 Modifications In this embodiment, the first to third aspects are exemplified as the issuance processing method of the
３−４−１ 複数のセンサに対して一括して認証情報を与える
供給者による出荷時又は利用者による施工時において、センサ装置１００に一括して認証情報を付与してもよい。すなわち、複数のセンサ装置１００に対して同じ認証情報を一括して付与してもよい。これにより、認証情報の管理が容易となる。
3-4-1 Giving Authentication Information to Multiple Sensors Collectively Authentication information may be given to the
３−４−２ 認証情報に位置情報、日時情報を含める
第１実施形態で示すように、認証情報の一部に位置情報を加えてもよい。例えば、図１５で示すように、利用者が、センサ装置１００の設置場所で認証情報を付与する場合、各センサ装置の位置情報を認証情報の一部として加えてもよい。また、位置情報に代えて、センサ装置が取り付けられた日時情報を加えてもよい。さらに位置情報と日時情報の双方を組み合わせた情報を認証情報の一部に加えてもよい。センサ装置が取り付けられる位置情報、日時情報は、各センサ装置において固有の情報となり、他のセンサ装置と差別化された情報となるので、認証の安全性及び信頼性を高めることができる。
3-4-2 Including Location Information and Date / Time Information in Authentication Information As shown in the first embodiment, location information may be added to a part of the authentication information. For example, as shown in FIG. 15, when the user provides authentication information at the installation location of the
３−４−３ 認証情報の階層化
第２実施形態で示すように、認証情報を階層化してもよい。例えば、図１７で示すように、センサ装置の提供者と利用者で、認証情報が階層化され、センサ装置１００に記憶されている情報へのアクセスが制限されるようにしてもよい。
3-4-3 Hierarchization of authentication information As shown in the second embodiment, authentication information may be hierarchized. For example, as shown in FIG. 17, authentication information may be hierarchized between a sensor device provider and a user, and access to information stored in the
３−４−４ 利用者ごとに認証情報を分ける
複数のセンサ装置が、異なる利用者に頒布される場合、利用者ごとに認証情報が異なっていてもよい。利用者間で認証情報を異ならせることで、一方の利用者は他方の利用者のセンサ装置にアクセスすることができなくなり、センサ装置が取得する情報の秘匿性を高めることができる。
3-4-4 Dividing Authentication Information for Each User When a plurality of sensor devices are distributed to different users, the authentication information may be different for each user. By making the authentication information different between users, one user cannot access the sensor device of the other user, and the confidentiality of the information acquired by the sensor device can be improved.
第４実施形態
本発明の一実施形態に係るセンサ装置１００及びセンサネットワークシステム２００は様々な用途に用いることができる。本実施形態はその一例を示す。
Fourth Embodiment
４−１ 設備の監視システムとしての応用例
図１９は、センサ装置１００を道路設備や鉄道設備の橋梁１７２及び橋脚１７４に設置する例を示す。センサ装置１００は、橋梁１７２及び橋脚１７４の複数箇所に設置される。また、センサ装置１００とデータ通信をする端末装置１０２が設けられている。端末装置１０２はサーバ装置１０４に有線又は無線通信方式で接続される。１つ以上のセンサ装置１００と端末装置１０２を一組として、一定間隔で配置すれば、センサネットワークを形成し、道路設備等の全体の監視をすることができる。
4-1 Application Example as Facility Monitoring System FIG. 19 shows an example in which the
橋梁及び橋脚は、振動、コンクリートの剥落、ひび割れ、溶接部又は締結部の疲労（鋼材）が監視対象とされる。この場合、振動、コンクリートの剥落に対しては、センサ装置１００に用いるセンサとして、加速度センサを用い、ひび割れ、溶接部又は締結部の疲労に対しては、音響センサ、表面弾性波センサ、超音波センサ、歪みセンサを用いて状態の変化を検知する。なお、図１９は橋梁及び橋脚にセンサ装置１００が設置される例を示すが、それ以外にも、トンネル、法面等の構造物、信号、ケーブル、標識等を支持する鉄柱等の構造物に対してセンサ装置１００を設置してもよい。
Bridges and piers are subject to monitoring for vibration, peeling of concrete, cracks, fatigue of welded parts or fastening parts (steel materials). In this case, an acceleration sensor is used as a sensor used in the
センサ装置１００と端末装置１０２、またはセンサ装置１００とサーバ装置１０４とは、データ通信を行う際に、認証処理を行うことで、収集されるデータの信頼性を高めることができる。センサ装置１００は公共空間に設置されるが、データ通信に際して認証処理を行うことで、計測値の不正取得、センサ装置１００に記録されるデータの改竄を防ぐことができる。
The
４−２ 物品の流通管理、商品のトレース管理への応用例
図２０は、物品の流通管理や市場に流通する商品（以下「物流品」ともいう。）のトレース管理をする一例を示す。センサ装置１００は、物品又は物品の包装に取り付けられている。物流品１７６の流通過程で、端末装置１０２によってセンサ装置１００の計測値を取得する。端末装置１０２は、配送センター等の物流品が集積される場所の他、末端の小売店等にも設けられていてもよい。センサ装置１００によって物流品１７６の流通過程における振動、温度、湿度等を計測することで、流通過程における物流品の管理状態を把握することができる。
4-2 Application Example to Merchandise Distribution Management and Merchandise Trace Management FIG. 20 shows an example of merchandise distribution management and trace management of merchandise distributed in the market (hereinafter also referred to as “distributed goods”). The
この場合においても、センサ装置１００と端末装置１０２、またはセンサ装置１００とサーバ装置１０４とが、データ通信を行う際に、認証処理を行うことで、収集されるデータの信頼性を高めることができる。センサ装置１００は公共空間に設置されるが、データ通信に際して認証処理を行うことで、計測値の不正取得、センサ装置１００に記録されるデータの改竄を防ぐことができる。
Even in this case, when the
本発明のセンサ装置及びセンサネットワークシステムは、道路設備、鉄道設備、港湾設備、空港設備、送信設備、発電及び送電設備、建築物等の社会資本に係る様々な構造物のモニタリングをはじめ、流通物品の監視、生体又は生体に付随する物品の監視又は管理、家畜等の動物、植物等の観察、監視及び管理等、様々な産業で用いることができる。 The sensor device and the sensor network system of the present invention are used to monitor various structures related to social capital such as road equipment, railway equipment, port equipment, airport equipment, transmission equipment, power generation and power transmission equipment, buildings, and distribution goods. Can be used in various industries, such as monitoring of animals, monitoring or management of living organisms or articles attached to living organisms, observation of animals such as livestock, plants, etc.
１００・・・センサ装置、１０２・・・端末装置、１０４・・・サーバ装置、１０６・・・管理サーバ装置、１０８・・・センサ部、１１０・・・制御部、１１２・・・通信部、１１４・・・認証部、１１６・・・認証部、１１８・・・記憶部、１２０・・・測位部、１２２・・・センサ、１２４・・・信号処理回路、１２６・・・センサ制御部、１２８・・・演算処理部、１３０・・・通信制御部、１３２・・・受信部、１３４・・・送信部、１３６・・・識別情報記憶部、１３８・・・製造情報記憶部、１４０・・・設置情報記憶部、１４２・・・更新情報記憶部、１４４・・認証処理部、１４６・・・認証鍵記憶部、１４８・・・認証情報部、１５０・・・復号処理部、１５２・・・照合部、１５４・・・暗号処理部、１５６・・・暗号鍵、１５８・・・復号鍵、１６０・・・共通鍵、１６２・・・弾性部材、１６４・・・構造物、１６６・・・補正データ記憶部、１６８・・・製造元、１７０・・・利用者、１７２・・・橋梁、１７４・・・橋脚、１７６・・・物流品、２００・・・センサネットワークシステム
DESCRIPTION OF
Claims (30)
端末装置と通信を行う通信部と、
前記センサ部の計測値を読み出し、前記通信部に前記計測値を出力する制御部と、
前記端末装置との通信可否の認証を行う認証部と、
を含むことを特徴とするセンサ装置。 A sensor unit for measuring physical quantities;
A communication unit for communicating with the terminal device;
A control unit that reads the measurement value of the sensor unit and outputs the measurement value to the communication unit;
An authentication unit that authenticates whether communication with the terminal device is possible;
A sensor device comprising:
前記認証鍵記憶部は、暗号化及び復号化のアルゴリズムを記憶する、請求項２に記載のセンサ装置。 The authentication unit includes an authentication key storage unit,
The sensor device according to claim 2, wherein the authentication key storage unit stores encryption and decryption algorithms.
前記第１認証鍵記憶部は暗号化のアルゴリズムを記憶し、前記第２認証鍵記憶部は復号化のアルゴリズムを記憶する、請求項２に記載のセンサ装置。 The authentication unit includes a first authentication key storage unit and a second authentication key storage unit,
The sensor device according to claim 2, wherein the first authentication key storage unit stores an encryption algorithm, and the second authentication key storage unit stores a decryption algorithm.
前記センサ装置と相互認証を行う第２認証部を含み、前記センサ装置の計測値を収集する端末装置と、
前記端末装置と有線又は無線による通信回線で接続され、前記計測値を集積して記憶する計測データ記憶部を有する管理サーバ装置と、
を有し、
前記センサ装置と前記端末装置は、通信を確立する際に、前記第１認証部と前記第２認証部とによって通信可否の認証を行うこと、
を特徴とするセンサネットワークシステム。 A sensor device that includes a sensor unit that measures a physical quantity and a first authentication unit that performs mutual authentication with the terminal device; and a sensor device capable of transmitting a measurement value of the sensor unit to the terminal device;
A second authentication unit that performs mutual authentication with the sensor device, and a terminal device that collects measurement values of the sensor device;
A management server device connected to the terminal device via a wired or wireless communication line, and having a measurement data storage unit that accumulates and stores the measurement values;
Have
When the sensor device and the terminal device establish communication, the first authentication unit and the second authentication unit authenticate whether communication is possible,
Sensor network system characterized by
前記センサ装置と通信を行い、前記センサ部が計測した計測値を収集する端末装置と、
前記センサ装置と相互認証を行う第２認証部を含み、前記端末装置と有線又は無線により通信回線で接続され、前記計測値を集積して記憶する計測データ記憶部を有する管理サーバ装置と、
を有し、
前記センサ装置と前記管理サーバ装置は、通信を確立する際に、前記第１認証部と前記第２認証部とが前記端末装置を介して通信可否の認証を行うこと、
を特徴とするセンサネットワークシステム。 A sensor device that includes a sensor unit that measures a physical quantity and a first authentication unit that performs mutual authentication with the terminal device; and a sensor device capable of transmitting a measurement value of the sensor unit to the terminal device;
A terminal device that communicates with the sensor device and collects measurement values measured by the sensor unit;
A management server device including a second authentication unit that performs mutual authentication with the sensor device, connected to the terminal device via a wired or wireless communication line, and having a measurement data storage unit that accumulates and stores the measurement values;
Have
When the sensor device and the management server device establish communication, the first authentication unit and the second authentication unit authenticate whether communication is possible via the terminal device;
Sensor network system characterized by
前記認証鍵記憶部は、暗号化及び復号化のアルゴリズムを記憶する、請求項１４に記載のセンサネットワークシステム。 The first authentication unit has an authentication key storage unit,
15. The sensor network system according to claim 14, wherein the authentication key storage unit stores encryption and decryption algorithms.
前記第１認証鍵記憶部は暗号化のアルゴリズムを記憶し、前記第２認証鍵記憶部は復号化のアルゴリズムを記憶する、請求項１４に記載のセンサネットワークシステム。 The authentication unit includes a first authentication key storage unit and a second authentication key storage unit,
The sensor network system according to claim 14, wherein the first authentication key storage unit stores an encryption algorithm, and the second authentication key storage unit stores a decryption algorithm.
前記計測値の出力可否の認証を行う認証情報を前記認証鍵記憶部に記憶させた後に、前記センサ装置のデータ出力機能を有効化する、センサ装置の発行方法。 A sensor unit that measures a physical quantity, and an authentication unit that has an authentication key storage unit and performs key authentication, and for a sensor device that can output a measurement value of the sensor unit,
A method for issuing a sensor device, wherein authentication information for authenticating whether the measurement value can be output is stored in the authentication key storage unit, and then a data output function of the sensor device is validated.
30. The method of issuing a sensor device according to claim 28 or 29, wherein the same information as the authentication information is stored in the authentication key storage unit for the plurality of sensor devices.
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