JP7546796B2 - 通信機器、通信システム、通信方法及びプログラム - Google Patents

Description

本開示は、通信機器、通信システム、通信方法及びプログラムに関する。

ユーザがユーザ端末のウェブブラウザから、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して通信機器を監視、操作したい場合がある。この場合、まずユーザは、不正アクセスを防ぐため、ユーザ端末からＩＤとパスワードをログイン画面に入力して通信機器に送信し、通信機器側でＩＤとパスワードとを用いたユーザ認証を行う。ユーザ認証成功後、Ｗｅｂ ＡＰＩ、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔ等のしくみを用いてユーザ端末が通信機器と通信することで、ユーザ端末から通信機器の操作が可能となる。この通信をする際にも、ユーザ認証とは別の認証を新たに行う必要がある。この認証は、原則としてユーザ端末から通信機器を操作する度に実行する必要がある。そのため、通信機器を操作する度に、ユーザは認証用のパスワードの入力が必要となり、操作性が悪くなる。

このような操作性の悪化を防ぐために、ログイン画面でユーザが入力したパスワードをウェブブラウザ、Ｃｏｏｋｉｅ等に記憶しておき、Ｗｅｂ ＡＰＩ、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔ等による通信を行う度に、自動的にパスワードを通信機器に送信して認証を行う方法が知られている。しかしながら、パスワードのような機密情報を頻?に送信するのはセキュリティ上問題がある。

また、上記問題を回避するために、ユーザ認証の成功時に通信機器側が認証用のトークンをユーザ端末に対して発行し、ユーザ端末がトークンを使用することで、認証を自動的に行う技術が開示されている。例えば、特許文献１には、ユーザ端末から複数の設備管理装置を監視操作する際に、まず代表の設備管理装置がユーザ認証を行う。ユーザ認証が成功すると代表の設備管理装置は、自装置の秘密鍵でデジタル署名を付加した認証データを各設備管理装置の公開鍵を用いて暗号化した認証コードを設備管理装置ごとに生成し、ユーザ端末に送信する。ユーザ端末は、受信した認証コードを付加してＷｅｂＳｏｃｋｅｔ方式で設備管理装置に接続する。設備管理装置は、ユーザ端末から受信した認証コードを、自装置の秘密鍵で復号し、代表の設備管理装置の公開鍵でデジタル署名を検証することにより、認証を行う。認証に成功するとユーザ端末は、設備管理装置の監視操作が可能となる。なお、特許文献１に記載されている「認証コード」は、「トークン」と同様な認証用の情報であり、両者に実質的な差異はない。

国際公開２０１４／０６８６３２号

操作対象の通信機器が複数存在し、ユーザ端末を介さずに、通信機器同士で自発的に相手側を操作したい場合も考えられる。このような場合も同様に、Ｗｅｂ ＡＰＩ、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔ等で通信機器間の通信をする際に認証が必要であり、上述したトークンを利用することが考えられる。ここで、ユーザ端末から通信機器を操作する場合は、ユーザ端末がトークン発行機能を有する通信機器にアクセスし、当該通信機器がユーザ認証成功時に認証用のトークンを発行することで、ユーザ端末は発行されたトークンを用いて操作対象とする通信機器と通信することができる。これに対し、ユーザ端末が介在しない通信機器間の通信では、トークンを発行可能な通信機器の特定ができないため、認証を行うのが困難となる。

本開示は上記実情に鑑みてなされたものであり、ユーザ端末が介さずに一方の通信機器から他方の通信機器を操作する際の認証を容易に行うことができる通信機器、通信システム、通信方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係る通信機器は、
ネットワークを介して相互に通信可能な、同一の共有鍵をそれぞれ保持する複数の通信機器のうちの一の通信機器であって、
自機が、前記複数の通信機器のうちの何れかの通信機器である操作対象機器を操作する操作側機器である場合に、認証データに前記共有鍵でデジタル署名を付加したトークンを生成し、当該トークンを前記操作対象機器に送信するトークン生成処理部と、
自機が前記操作対象機器である場合に、前記操作側機器から受信したトークンのデジタル署名を前記共有鍵を用いて検証することにより認証を行うトークン認証処理部と、
前記トークン認証処理部による認証に成功した場合に、前記操作側機器による自機に対する操作を可能とするウェブサーバ部と、を備え、
前記トークン生成処理部は、自機のＩＰアドレス取得要求を前記操作対象機器に送信することによって前記操作対象機器から見た自機のＩＰアドレスを取得し、取得した自機のＩＰアドレスを前記認証データに含ませる。

本開示によれば、ユーザ端末が介さずに一方の通信機器から他方の通信機器を操作する際の認証を容易に行うことができる。

本開示の実施形態に係る通信システムの構成を示す図 本開示の実施形態に係る通信機器の構成を示すブロック図 本開示の実施形態に係るユーザ端末の構成を示すブロック図 本開示の実施形態に係るユーザ端末から通信機器を操作する処理のフローチャート 本開示の実施形態に係るトークンの構造を模式的に示す図 本開示の実施形態に係る通信機器から他の通信機器を操作する処理のフローチャート 本開示の実施形態に係るトークン更新処理のフローチャート

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。

本開示の実施形態に係る通信システムについて説明する。通信システム１００は、図１に示すように、インターネット、ＬＡＮ等であるネットワーク１に接続された複数の通信機器２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、・・・と、ユーザ端末３と、を備えている。なお、以下の説明において通信機器２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、・・・を区別しない場合は、通信機器２とも表記する。通信システム１００は、ユーザ端末３が通信機器２に接続して、通信機器２を操作する機能を有している。さらに、通信システム１００は、ユーザ端末３を介さずに、自発的に一方の通信機器２が他方の通信機器２と接続して、他方の通信機器２を操作する機能も有している。なお、この「操作」とは、通信機器２になんらかの処理を実行させることを意味する。これにより、操作側のユーザ端末３、通信機器２は、操作される通信機器２の制御、監視、操作される通信機器２からの情報取得等が可能となる。なお、以下の説明では、ユーザ端末３を介さない通信機器２同士の通信を機器間通信とも表記する。

通信機器２は、ネットワーク１を介して、ユーザ端末３、および他の通信機器２と通信可能な機器であり、例えば、空調コントローラである。通信機器２は、ユーザからの直接操作は想定されておらず、ネットワーク１を介して、ユーザ端末３および他の通信機器２から間接的に操作される。図２に示すように、通信機器２は、通信部２１と、記憶部２２と、制御部２３とを備える。

通信部２１は、通信機器２がネットワーク１に接続するためのインタフェースである。通信部２１は、通信システム１００を構成する通信機器２以外の通信機器からの接続を制限するリバースプロキシ機能を有している。これにより、第三者からの不正アクセスを防止することができる。

記憶部２２は、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置であり、種々の情報を記憶する。例えば、記憶部２２は、システム構成データ２２１と、ユーザ登録情報２２２と、共有鍵２２３とを記憶する。

システム構成データ２２１は、自機も含めた通信システム１００内の全ての通信機器２をネットワーク１上から特定するためのデータである。例えば、システム構成データ２２１は、各通信機器のＩＰアドレス、ドメイン名、ホスト名等を含むデータである。

ユーザ登録情報２２２は、後述するユーザ認証を行う際に利用されるデータである。ユーザ登録情報２２２には、通信機器２に接続を許可するユーザのユーザＩＤとパスワードの組の一覧が含まれている。なお、ユーザ登録情報２２２は、ユーザＩＤ、パスワードに限定されるものではなく、指紋認証用のデータやデジタル証明書など、ユーザを一意に特定できる他の手段を用いるためのデータとしてもよい。

共有鍵２２３は、後述するトークン生成処理で認証データにデジタル署名を付加したトークンを生成するために利用される。また、共有鍵２２３は、後述するトークン認証処理でユーザ端末３又は通信機器２から受信したトークンに付加されているデジタル署名を検証するために利用される。通信システム１００に含まれる全ての通信機器２で同一の共有鍵２２３が保持されている。通信システム１００を構成した際の初期設定処理で、全ての通信機器２の記憶部２２に同一の共有鍵２２３が保持されるような設定が手動でなされる。なお、各通信機器２のファームウェアに予め同一の共有鍵２２３を保持させておけばこのような初期設定処理を省略することもできるが、この場合は共有鍵２２３が外部に漏洩してしまう虞がある。

また、通信機器２がユーザ端末３若しくは他の通信機器２から操作される場合、記憶部２２には認証用のトークンが記憶される。トークンは、認証データに共有鍵２２３でデジタル署名を付加した情報であり、操作側の通信機器２を認証するために使用される。

制御部２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備え、ＣＰＵがＲＡＭをワークスペースとしてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、通信機器２の全体を制御する。制御部２３は、機能的な構成として、ユーザ認証部２３１と、トークン生成処理部２３２と、トークン認証処理部２３３と、ウェブサーバ部２３４と、トークン更新部２３５とを有する。

ユーザ認証部２３１は、ユーザ端末３からの操作要求を受信した場合にユーザ認証を行う。具体的には、ユーザ認証部２３１は、ユーザ端末３からのユーザ認証要求に含まれるユーザＩＤ、パスワード等と、ユーザ登録情報２２２とを照合することによりユーザ認証を行う。

トークン生成処理部２３２は、ユーザ認証部２３１がユーザ認証に成功した場合、若しくは、機器間通信によって自機から他の通信機器２を操作する場合に、認証データに共有鍵２２３でデジタル署名を付加したトークンを生成し、ユーザ端末３、若しくは操作対象となる通信機器２（操作対象機器）に生成したトークンを送信する。

トークン認証処理部２３３は、自機がユーザ端末３、若しく他の通信機器２（操作側機器）から操作される場合に、受信したトークンのデジタル署名を記憶部２２に保持している共有鍵２２３を用いて検証することにより認証を行う。

ウェブサーバ部２３４は、通信機器２のウェブサーバとして機能する。ウェブサーバ部２３４は、トークン認証処理部２３３で認証に成功すると、ユーザ端末３又は通信機器２による自機に対する操作を可能とするための処理を行う。具体的にはウェブサーバ部２３４は、Ｗｅｂ ＡＰＩ、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔ等で操作側のユーザ端末３又は通信機器２と接続して操作コマンドを受信する。そして、ウェブサーバ部２３４は、受信した操作コマンドを実行して、実行結果を応答する。

トークン更新部２３５は、記憶部２２に記憶されているトークンの有効期限が短い場合に、有効期限を更新するための処理を行う。

図１に戻り、ユーザ端末３は、ウェブブラウザから各通信機器２を操作するコンソール端末である。ユーザ端末３は、図３に示すように、通信部３１と、記憶部３２と、制御部３３と、表示部３４と、入力部３５とを備える。

通信部３１は、ユーザ端末３がネットワーク１に接続するためのインタフェースである。

記憶部３２は、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置であり、種々の情報を記憶する。例えば、記憶部３２には、通信機器から取得した認証用のトークンが記憶される。

制御部３３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備え、ＣＰＵがＲＡＭをワークスペースとしてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、ユーザ端末３の全体を制御する。

表示部３４は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）であり、制御部３３の制御に基づいて各種の画面を表示する。例えば、表示部３４には、ユーザ認証を行うためのログイン画面が表示される。

入力部３５は、例えば、キーボード、マウス等であり、ユーザからの入力を受け付け、当該入力に対応した信号を制御部３３に出力する。例えば、入力部３５は、ログイン画面からユーザのＩＤとパスワードの入力を受け付ける。

続いて、通信システム１００の動作について説明する。始めに、ユーザ端末３から通信機器２を操作するときの処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。

まず、ユーザは、ユーザ端末３の入力部３５を操作して操作対象とする通信機器２に接続するためのＵＲＬをブラウザに入力する。これにより、制御部３３は、通信機器２からログイン画面表示用のＷｅｂコンテンツを取得し、ログイン画面を表示部３４に表示させる（ステップＳ１０１）。

続いてユーザは、ユーザ端末３の入力部３５を操作して、ログイン画面に自分のＩＤとパスワードを入力し、当該入力を確定する操作をする。これにより制御部３３は、入力されたＩＤ、パスワードを含んだユーザ認証要求を通信機器に送信する（ステップＳ１０２）。

ユーザ認証要求を受信すると通信機器２のユーザ認証部２３１は、ユーザ認証を行う（ステップＳ１０３）。具体的には、ユーザ認証部２３１は、受信したユーザ認証要求に含まれるＩＤ、パスワードの組がユーザ登録情報２２２に登録されていることを確認する。図４のフローチャートには示していないが、ユーザ認証に失敗すると、エラーとして処理は終了する。

ユーザ認証に成功した後、トークン生成処理部２３２は、認証用のトークンを生成する処理を行う。即ち、まず、トークン生成処理部２３２は、ユーザ認証に成功したことを示す認証データを取得する（ステップＳ１０４）。認証データは、任意のデータであり、意味を有さない情報である乱数でもよいが、本実施形態では少なくとも現在の日時情報と操作元であるユーザ端末３のＩＰアドレスとを認証データに含める。ユーザ端末３のＩＰアドレスは、受信したユーザ認証要求の送信元のＩＰアドレスから取得すればよい。また、ユーザ端末３のＩＰアドレスに代えて、ユーザ端末３を特定できる他のアドレス情報を認証データに含めてもよい。

そして、トークン生成処理部２３２は、取得した認証データに共有鍵２２３でデジタル署名を付加したトークンを生成する（ステップＳ１０５）。具体的には、トークン生成処理部２３２は、ハッシュベースメッセージ認証符合（ＨＭＡＣ）のアルゴリズムによって、共有鍵２２３と認証データとを元に算出したＭＡＣ値をデジタル署名として付加する。これにより、図５に示す構造のトークンが生成される。なお、ＭＡＣ値を算出するために利用するハッシュ関数は、ＳＨＡ－２、ＳＨＡ－３等であるが、通信システム１００に含まれる全ての通信機器２で同一のハッシュ関数を使用する必要がある。

図４に戻り、トークン生成処理部２３２は、生成したトークンをユーザ端末３に送信する（ステップＳ１０６）。

続いて、ユーザ端末３の制御部３３は、受信したトークンを付加してＷｅｂＳｏｃｋｅｔ方式で操作する通信機器２に接続を試みる（ステップＳ１０７）。ここで、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔ方式とは、ウェブサーバとＷｅｂクライアントとの双方向通信用の技術規格である。ＷｅｂＳｏｃｋｅｔ方式で接続すれば、ＨＴＴＰプロトコルとは異なり、常時接続しておくことが可能となる。

具体的には、ユーザ端末３の制御部３３は、操作する通信機器２にＷｅｂＳｏｃｋｅｔ方式で接続するためのＵＲＬにパラメータとしてトークンを付加し、当該ＵＲＬによって通信機器２に接続を試みる。従って、トークンはＵＲＬとして使用可能な形式のデータである必要がある。トークンがバイナリ形式のデータである場合には、Ｂａｓｅ６４等の方式を用いてＵＲＬで使用可能な形式に変換する必要がある。なお、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔ方式で接続する際に、ユーザ端末３から通信機器２に最初に送信する電文にトークンを含ませることも考えられるが、通信システム１００のベンダが独自に定めた通信仕様を修正することとなり、通信システム１００全体に与える影響が大きいことから、ＵＲＬのパラメータにトークンを含ませる方式の方が望ましい。

通信機器２のトークン認証処理部２３３は、ユーザ端末３からＷｅｂＳｏｃｋｅｔ方式での接続があると、保持している共有鍵２２３を用いて、当該接続のＵＲＬにパラメータとして含まれているトークンのデジタル署名を検証する（ステップＳ１０８）。具体的には、トークン認証処理部２３３は、ＨＭＡＣのアルゴリズムによって、トークンに含まれる認証データと記憶部２２に保持されている共有鍵２２３とを元にＭＡＣ値を算出する。そして、トークン認証処理部２３３は、算出したＭＡＣ値とトークンに含まれるＭＡＣ値とが一致することを検証すればよい。

ステップＳ１０８の検証の結果、ＭＡＣ値が一致せずにデジタル署名が正常でないと判断された場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、トークン認証処理部２３３は、認証エラーをユーザ端末３に返信するとともに、接続を切断する（ステップＳ１１１）。認証エラーを通知されたユーザ端末３はエラー終了する。

一方、ステップＳ１０８の検証の結果、デジタル署名が正常であると判断された場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、トークン認証処理部２３３は、トークン内の認証データに含まれる日時情報、及び接続元のＩＰアドレスが正常であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。具体的には、トークン認証処理部２３３は、日時情報が示す日時から現在までの期間が予め定めたトークンの有効期間内であるか否かを判定する。この判定により、過去に利用した古い認証データを不正に再利用できないようにすることができ、リプレイ攻撃を防ぐことが可能となる。また、トークン認証処理部２３３は、現在接続されているユーザ端末３のＩＰアドレスが、認証データに含まれる接続元のＩＰアドレスと同一であるか否かを判定する。この判定により、盗聴した認証データを他端末で不正に利用されないようにすることができ、なりすまし攻撃を防ぐことができる。

日時情報、又は接続元のＩＰアドレスが正常でないと判断された場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、トークン認証処理部２３３は、認証エラーをユーザ端末３に返信するとともに、接続を切断する（ステップＳ１１１）。認証エラーを通知されたユーザ端末３はエラー終了する。

一方、日時情報、および接続元のＩＰアドレスが正常であると判断された場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、トークン認証処理部２３３は、トークンが正しいものとしてユーザ端末３に正常応答を返信する（ステップＳ１１２）。ユーザ端末３が正常応答を受信すると、ユーザ端末３と通信機器２のウェブサーバ部２３４との間でＷｅｂＳｏｃｋｅｔ方式による常時接続が確立し（ステップＳ１１３）、以下は、認証を必要せずに、ユーザ端末３から通信機器２を操作することが可能となる。その後、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔ方式による接続が終了した場合は、認証に利用したトークンはユーザ端末３から削除される。

続いて、機器間通信により、通信機器２Ａから通信機器２Ｂを操作するときの処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。例えば、予めスケジューリングされている日時となったときこの処理は開始される。

まず、操作側である通信機器２Ａのトークン生成処理部２３２は、自機のＩＰアドレス取得要求を被操作側である通信機器２Ｂに送信する（ステップＳ２０１）。後述するステップで生成するトークンの認証データには接続元である通信機器２ＡのＩＰアドレスを含ませる必要があるが、このＩＰアドレスは接続先である通信機器２Ｂから見た通信機器２ＡのＩＰアドレスでなければならない。例えば、通信機器２Ａと通信機器２Ｂとの間にＮＡＴルータが設置されている場合、通信機器２Ａから通信機器２Ｂに接続すると、ＮＡＴルータによって接続元の通信機器２ＡのＩＰアドレスが書き換えられて通信機器２Ｂに到達する。通信機器２Ａが単独でこの書き換えられたＩＰアドレスを取得することはできないため、ＩＰアドレス取得要求を通信機器２Ｂに送信している。

被操作側である通信機器２Ｂの制御部２３は、ＩＰアドレス取得要求を受信すると、当該要求の送信元のＩＰアドレス、即ち、通信機器２Ｂから見た通信機器２ＡのＩＰアドレスを通信機器２Ａに返信する（ステップＳ２０２）。

通信機器２Ａのトークン生成処理部２３２は、通信機器２ＢからＩＰアドレスを受信すると、認証用のトークンを生成する処理を行う。即ち、まずトークン生成処理部２３２は、認証データを取得する（ステップＳ２０３）。認証データは、任意のデータであり、意味を有さない情報である乱数でもよいが、本実施形態では少なくとも現在の日時情報と操作元である通信機器２ＡのＩＰアドレスとを認証データに含める。このＩＰアドレスは、ステップ２０２で通信機器２Ｂから返信されたＩＰアドレス、即ち通信機器２Ｂから見た通信機器２ＡのＩＰアドレスである。なお、通信機器２ＡのＩＰアドレスに代えて、通信機器２Ａを特定できる他のアドレス情報を認証データに含めてもよい。

そして、通信機器２Ａのトークン生成処理部２３２は、取得した認証データに共有鍵２２３でデジタル署名を付加したトークンを生成する（ステップＳ２０４）。このトークンは、ユーザ端末３から通信機器２を操作する際に生成したトークンと同様のトークンであり、ＨＭＡＣによるデジタル署名が付されている。

続いて、通信機器２Ａのウェブサーバ部２３４は、生成したトークンを付加してＷｅｂＳｏｃｋｅｔ方式で操作される通信機器２Ｂに接続を試みる（ステップＳ２０５）。ここでは、ユーザ端末３から通信機器２を操作する場合と同様に、パラメータにトークンを含めたＵＲＬによって通信機器２Ｂに接続を試みればよい。

通信機器２Ｂのトークン認証処理部２３３は、通信機器２ＡからＷｅｂＳｏｃｋｅｔ方式での接続があると、保持している共有鍵２２３を用いて、当該接続のＵＲＬに含まれるトークンのデジタル署名を検証する（ステップＳ２０６）。

ステップＳ２０６の検証の結果、デジタル署名が正常でないと判断された場合（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、通信機器２Ｂのトークン認証処理部２３３は、認証エラーを通信機器２Ａに返信するとともに、接続を切断する（ステップＳ２０９）。認証エラーを通知された通信機器２Ａはエラー終了する。

一方、ステップＳ２０６の検証の結果、デジタル署名が正常であると判断された場合（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、通信機器２Ｂのトークン認証処理部２３３は、トークン内の認証データに含まれる日時情報、及び接続元のＩＰアドレスが正常であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。具体的には、トークン認証処理部２３３は、日時情報が示す日時から現在までの期間が予め定めたトークンの有効期間内であるか否かを判定する。この判定により、過去に利用した古い認証データを不正に再利用できないようにすることができ、リプレイ攻撃を防ぐことが可能となる。また、トークン認証処理部２３３は、現在接続されている設備機器２ＡのＩＰアドレスが、認証データに含まれる接続元のＩＰアドレスと同一であるか否かを判定する。この判定により、盗聴した認証データを他端末で不正に利用されないようにすることができ、なりすまし攻撃を防ぐことができる。

日時情報、又は接続元のＩＰアドレスが正常でないと判断された場合（ステップＳ２０８；Ｎｏ）、トークン認証処理部２３３は、認証エラーを通信機器２Ａに返信するとともに、接続を切断する（ステップＳ２０９）。認証エラーを通知されたユーザ端末はエラー終了する。

一方、日時情報、および接続元のＩＰアドレスが正常であると判断された場合（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）、トークン認証処理部２３３は、トークンが正しいものとして通信機器２Ａに正常応答を返信する（ステップＳ２１０）。通信機器２Ａが正常応答を受信すると、通信機器２Ａと通信機器２Ｂとの間でＷｅｂＳｏｃｋｅｔ方式による常時接続が確立する（ステップＳ２１１）。以下は、認証を必要せずに、通信機器２Ａから通信機器２Ｂを操作することが可能となる。その後、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔ方式による接続が終了した場合は、認証に利用したトークンは通信機器２Ｂから削除される。

続いて、トークン更新処理について説明する。上述した処理によって、被操作側である通信機器２Ｂの記憶部２２には、操作側の通信機器２Ａから受信したトークンが記憶される。ここで、通信機器２Ａと通信機器２Ｂとの間には、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔによる常時接続が確立しているので、接続時は有効期限内であっても、このまま常時接続が維持されたまま長時間が経過すると通信機器２Ｂに記憶されているトークンの有効期限を過ぎ、常時接続が切断されてしまう事態も考えられる。そこで、このような事態を防ぐため被操作側の通信機器２Ｂでは、トークンを自力で更新するトークン更新処理が実行される。トークン更新処理は、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔによる常時接続が維持されている間、予め定めた時間間隔で実行される。トークン更新処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。

まず、通信機器２Ｂのトークン更新部２３５は、記憶部２２に記憶されているトークンの認証データに含まれている日時情報が示す日時から現在までの期間が、トークンの有効期間を過ぎているか否かを判別する（ステップＳ３０１）。有効期間をすぎていない場合（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、トークンを更新する必要はないため、トークン更新処理は終了する。

一方、有効期間をすぎている場合（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、通信機器２Ｂのトークン更新部２３５は、保持しているトークンの認証データに含まれている日時情報を現在の日時情報に修正する（ステップＳ３０２）。そして、トークン更新部２３５は、日時情報を修正した認証データと共有鍵とを元にＨＭＡＣでＭＡＣ値を算出して、算出したＭＡＣ値でトークンのデジタル署名を更新する（ステップＳ３０３）。以上でトークン更新処理は終了する。その後、トークン更新処理で更新されたトークンは、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔによる常時接続が切断されたときに、通信機器２Ｂの記憶部２２から削除される。

このように、本実施形態では、常時接続中にトークン更新処理を定期的に実行して有効期限の切れたトークンのデジタル署名を更新して、有効なトークンとして再利用する。これにより、常時接続を維持することができる。なお、上述したトークン更新処理では、有効期限が切れた場合に（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、トークンを更新する処理（ステップＳ３０２、Ｓ３０３）がなされたが、有効期限までの期間が予め定めた期間よりも短くなった場合に、ステップＳ３０２、Ｓ３０３を実行してもよい。若しくは、有効期限の確認をせずに、一律にステップＳ３０２、Ｓ３０３を実行してトークンを更新してもよい。このようにすることで、トークン更新処理が実行される度に、トークンは最新の日時に更新されるが、毎回トークンの更新がなされるため、通信機器２Ｂにかかる負荷は大きくなる。

このように、本実施形態に係る通信システム１００によれば、通信システム１００を構成する全ての通信機器２で同一の共有鍵２２３が保持されている。そして、各通信機器２は、他の通信機器２を操作する場合に、共有鍵２２３を用いて自力で認証用のトークンを生成する機能を有する。また、各通信機器２は、他の通信機器２から操作される場合に、受信したトークンのデジタル署名を共有鍵２２３を用いて検証することにより認証を行う機能を有する。即ち、全ての通信機器２がトークンの発行機能と認証機能とを有している。そのため、機器間認証で通信機器２が他の通信機器２を操作するときの認証にトークンを利用する場合に、トークンを発行可能な通信機器２を特定することが困難であるという従来の課題を解決することができる。よって、ユーザ端末３が介在せずに一方の通信機器２から他方の通信機器２を操作する際の認証にもトークンを利用することが容易になり、当該認証を容易に行うことが可能となる。

（変形例）
なお、本開示は、上記実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

上記実施形態では、操作側のユーザ端末３又は通信機器２が、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔで被操作側の通信機器２に常時接続して操作を行う処理について説明したが、接続方式はＷｅｂＳｏｃｋｅｔに限定されるものではない。例えば、操作側のユーザ端末３又は通信機器２が、Ｗｅｂ ＡＰＩで被操作側の通信機器２に接続して操作を行ってもよい。なお、Ｗｅｂ ＡＰＩの場合は、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔとは異なり、常時接続とはならないため、Ｗｅｂ ＡＰＩで接続してコマンドを送受信する毎にトークンを用いた認証が必要となる。

上記実施形態では、共有鍵２２３を用いたデジタル署名として、ＨＭＡＣのアルゴリズムを採用したが、デジタル署名の手法はこれに限定されるものではない。例えば、ＨＭＡＣ以外のメッセージ符号認証のアルゴリズムによって、共有鍵２２３を用いて認証データにデジタル署名を付加してもよい。

上記実施形態では、トークンの認証データに日時情報と接続元のＩＰアドレスとを含めたが、必ずしもこれらを含める必要はない。例えば、認証データを乱数としてもよい。

本実施形態に記載の「トークン」は、他の文献では「チケット」、「認証コード」等と記載されている場合もありうるが、これらは実質的に同一の情報である。本開示は「トークン」を狭く解釈するものではない。

また、上記実施形態において、通信機器２の制御部２３が実行するプログラムを、既存のコンピュータに適用することで、当該コンピュータを本開示に係る制御部２３として機能させることも可能である。

このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネット等の通信ネットワークを介して配布してもよい。

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。つまり、本開示の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。

１００ 通信システム、１ ネットワーク、２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ） 通信機器、２１ 通信部、２２ 記憶部、２２１ システム構成データ、２２２ ユーザ登録情報、２２３ 共有鍵、２３ 制御部、２３１ ユーザ認証部、２３２ トークン生成処理部、２３３ トークン認証処理部、２３４ ウェブサーバ部、２３５ トークン更新部、３ ユーザ端末、３１ 通信部、３２ 記憶部、３３ 制御部、３４ 表示部、３５ 入力部

Claims (10)

1. ネットワークを介して相互に通信可能な、同一の共有鍵をそれぞれ保持する複数の通信機器のうちの一の通信機器であって、
   自機が前記複数の通信機器のうちの何れかの通信機器である操作対象機器を操作する操作側機器である場合に、認証データに前記共有鍵でデジタル署名を付加したトークンを生成し、当該トークンを前記操作対象機器に送信するトークン生成処理部と、
   自機が前記操作対象機器である場合に、前記操作側機器から受信したトークンのデジタル署名を前記共有鍵を用いて検証することにより認証を行うトークン認証処理部と、
   前記トークン認証処理部による認証に成功した場合に、前記操作側機器による自機に対する操作を可能とするウェブサーバ部と、を備え、
   前記トークン生成処理部は、自機のＩＰアドレス取得要求を前記操作対象機器に送信することによって前記操作対象機器から見た自機のＩＰアドレスを取得し、取得した自機のＩＰアドレスを前記認証データに含ませる、
   通信機器。
2. 前記トークン生成処理部は、ハッシュベースメッセージ認証符合のアルゴリズムによって、前記認証データと前記共有鍵とを元に算出したＭＡＣ値をデジタル署名として付加した前記トークンを生成する、
   請求項１に記載の通信機器。
3. 前記トークン生成処理部は、前記操作対象機器に接続するためのＵＲＬのパラメータに前記トークンを付加することにより、前記トークンを前記操作対象機器に送信する、
   請求項１又は２に記載の通信機器。
4. 前記トークン生成処理部は、前記トークンを前記ＵＲＬのパラメータとして付加可能な形式のデータに変換する、
   請求項３に記載の通信機器。
5. 前記トークン生成処理部は、前記認証データに日時情報を含ませ、
   前記トークン認証処理部は、前記日時情報に基づいて認証を行う、
   請求項１から４の何れか１項に記載の通信機器。
6. 前記トークン認証処理部は、前記認証データに含まれるＩＰアドレスに基づいて認証を行う、
   請求項１から５の何れか１項に記載の通信機器。
7. 前記トークンの認証データに含まれる日時情報を修正し、修正後の認証データに付されているデジタル署名を前記共有鍵に基づいて更新するトークン更新部を備える、
   請求項１から６の何れか１項に記載の通信機器。
8. 請求項１から７の何れか１項に記載の通信機器を複数有する通信システム。
9. ネットワークを介して相互に通信可能な、同一の共有鍵をそれぞれ保持する複数の通信機器のうちの一の通信機器による通信方法であって、
   前記一の通信機器が前記複数の通信機器のうちの何れかの通信機器である操作対象機器を操作する操作側機器である場合に、自機のＩＰアドレス取得要求を前記操作対象機器に送信することによって前記操作対象機器から見た自機のＩＰアドレスを取得し、取得した自機のＩＰアドレスを含ませた認証データに前記共有鍵でデジタル署名を付加したトークンを生成し、当該トークンを前記操作対象機器に送信し、
   前記一の通信機器が前記操作対象機器である場合に、前記操作側機器から受信したトークンのデジタル署名を前記共有鍵を用いて検証することにより認証を行い、
   前記認証に成功した場合に、前記操作側機器による自機に対する操作を可能とする、
   通信方法。
10. ネットワークを介して相互に通信可能な、同一の共有鍵をそれぞれ保持する複数の通信機器のうちの一の通信機器を、
    自機が前記複数の通信機器のうちの何れかの通信機器である操作対象機器を操作する操作側機器である場合に、認証データに前記共有鍵でデジタル署名を付加したトークンを生成し、当該トークンを前記操作対象機器に送信するトークン生成処理部、
    自機が前記操作対象機器である場合に、前記操作側機器から受信したトークンのデジタル署名を前記共有鍵を用いて検証することにより認証を行うトークン認証処理部、
    前記トークン認証処理部による認証に成功した場合に、前記操作側機器による自機に対する操作を可能とするウェブサーバ部、
    として機能させ、
    前記トークン生成処理部は、自機のＩＰアドレス取得要求を前記操作対象機器に送信することによって前記操作対象機器から見た自機のＩＰアドレスを取得し、取得した自機のＩＰアドレスを前記認証データに含ませる、
    プログラム。

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