JP4739342B2 - 有線又は無線通信装置の高信頼性ペアリング - Google Patents

Description

本発明は、有線及び無線通信装置に関し、特に有線又は無線通信装置の確実なペアリングを可能とするための方法及び装置に関する。

特定目的のネットワークが益々一般的になっており、そこでは適切に装備された無線装置が互いに無線で通信することができ、ケーブルによって２つの装置を接続する必要がない。

２つの独立した無線装置が互いに確実に通信を行うため、また当該装置のうちの一方から送信されたデータが第三者が所有する装置により検出及び／又は不正変更されてしまう可能性を回避するため、装置を「ペアリング」する必要がある。このペアリング処理は、関係する装置の間の「信用基盤」情報の通信及び確立を含むものである。この「信用基盤」情報は、（例えば、ユーザがそのピア装置を所有又は制御していることが理由で）ユーザが信用されるとものして指定する通信ピアしか装置が通信することができないことを保証する役目を担う。

ブルートゥース及びＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇのような幾つかの無線通信規格があり、各々は、装置ペアリングのメカニズムを含んでいる。これらのメカニズムは、ユーザが一連の記号（例えばブルートゥースのための１０進数字、又はＩＥＥＥ８０２．１１ｂのＷＥＰ（Wireless Equivalent Privacy）プロトコルのための１６進数又はＡＳＣＩＩキャラクタ）をユーザがタイプ入力したり、或いはその物理的特性（例えばＩＥＥＥ８０２．１１アクセスポイント又はＮＦＣ（Near Field Communication）のためのイーサネット線）のために既に確実な或いは確実と考えられている二次通信チャネルを用いることを含んでいる。

しかしながら、現存のペアリングメカニズムは、用いることが難しく、当該装置に置かれる条件を著しく増大させる可能性がある。これは、商業製品においてこれらを良好に実現することが難しいことを意味する。これは、沢山の配備が不確実であることを意味する。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークは、暗号化を伴うことなく実現可能であり、その結果２つの装置間の通信は、第三者によって盗聴及び／又は不正変更される可能性がある。他のケースでは、ペアリング動作を行うという単一の目的のためにＵＳＢコネクタを無線装置に設ける場合があるが、これにより、装置のコストを無駄に増加させる。

ペアリングメカニズムに伴うこうした欠点の多くは、ホスト装置が直接又は間接的にケーブル又は他の物理的コネクタにより周辺装置に接続される有線接続のネットワークにも存在する。

したがって、記号の入力も二次的安全保証通信チャネルも必要ない通信装置の簡単で確実なペアリングを可能とする方法及び装置の必要性がある。

本発明の第１の態様によれば、信用される装置と第２の装置とをペアリングする方法であって、前記第２の装置を第１の装置とペアリングするためのリクエストを受信し、前記第１の装置及び第２の装置を相互認証し前記第１の装置から前記第１の装置に関する装置識別情報を取得し、前記第１の装置を、前記第２の装置以外の装置とのペアリング手続きに係わらせない信用モードに移し、当該信用される装置から装置識別情報を取得し、前記信用される装置からの装置識別情報を前記認証のステップにおいて得られる装置識別情報と比較し、前記第１の装置に関連する装置識別情報が前記信用される装置から得られる装置識別情報と合致する場合、前記第１の装置は信用される装置であることを判定し、前記信用される装置にペアリング容認を送り、前記信用される装置に入力されるユーザからの第２のペアリング容認の受信に応答して前記信用される装置及び前記第２の装置をペアリングする、方法が提供される。

本発明の第２の態様によれば、周辺通信装置であって、当該周辺装置をホスト装置に対し認証し、周辺装置識別情報を前記ホスト装置に送信する手段と、前記ホスト装置を前記周辺装置に対し認証し、そのホスト装置識別情報を受信する手段と、前記周辺装置を、前記ホスト装置以外の装置とのペアリング手続きにかかわらない信用モードに付す手段と、ユーザからのペアリング容認入力を受信し、前記ペアリング容認入力に応答して前記ホスト装置とのペアリングを確認する手段と、を有する周辺通信装置が提供される。

本発明の第３の態様によれば、ホスト通信装置であって、前記ホスト装置を周辺装置とペアリングするためのリクエストを受信する手段と、前記周辺装置を認証し、前記周辺装置から前記周辺装置に関する装置識別情報を得る手段と、前記周辺装置に対して認証しホスト装置識別情報を前記周辺装置に送信する手段と、前記周辺装置に関する装置識別情報を表示する手段と、前記周辺装置からのペアリング確認及び前記ホスト装置に入力されたユーザからのホストペアリング容認の受信に応答して前記ホスト装置及び周辺通信装置をペアリングする手段と、を有する装置が提供される。

本発明の第４の態様によれば、ホスト通信装置であって、前記ホスト装置を周辺装置とペアリングするためのリクエストを受信する手段と、前記周辺装置を認証し、前記周辺装置から前記周辺装置に関する装置識別情報を得る手段と、前記周辺装置に対して認証しホスト装置識別情報を前記周辺装置に送信する手段と、信用される装置に関する装置識別情報を得る手段と、前記周辺装置に関する装置識別情報と前記信用される装置に関する装置識別情報を比較する手段と、前記周辺装置に関する装置識別情報と前記信用される装置に関する装置識別情報とが合致した場合、前記周辺装置からのペアリング確認の受信に応答して前記ホスト装置及び前記周辺装置をペアリングする手段と、を有する装置が提供される。

したがって本発明は、装置、特に別の場合では機能豊富なユーザインターフェース（例えば無線ＵＳＢ「メモリーキー」）を必要としない用途のために構築される装置の製造コストの大幅な増大を必要とすることなく、ユーザにより簡単に装置ペアリングを行うことを可能とする。この結果、本発明は、単純明快な態様で比較的に安価な装置のペアリングを可能とする方法及び装置を提供する。したがって、無線及び有線ネットワークにおいて実際に実現されるセキュリティのレベルは、向上するものと思われる。

ここでは無線ネットワークにおいて実現されるものとして本発明を説明するが、本発明は、ケーブル又は他の物理的コネクタにより周辺装置に直接又は間接的にホスト装置が接続される有線ネットワークにも適用可能であることが分かる。

図１は、無線接続を有し特定用途向けの無線ネットワークを形成するような２つの電子装置１０，２０を示す概略的ブロック図である。

本発明のこの図示される実施例では、第１の電子装置１０は周辺装置とみなされるが、第２の電子装置２０はホスト装置とみなされる。例えば、第１の電子装置１０は、携帯型のメモリ装置、移動電話ハンズフリーキット又は無線ネットワークアクセスポイント（例えばＷｉ−Ｆｉアクセスポイント）とすることができ、第２の電子装置２０は、カメラ、移動電話又はパーソナルコンピュータとすることができ、当該特定用途向け無線ネットワークは、データが第１の装置１０から第２の装置２０へ伝送されることを可能とするように形成されている。この場合、この特定用途向けネットワークは、第１の装置１０及び第２の装置２０がワイヤレスＵＳＢ（Universal Serial Bus）（ＷＵＳＢ）プロトコルに準じて通信することを可能とすることによって形成される。但し、第１及び第２の装置は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５及びＩＥＥＥ８０２．１１規格シリーズ、ブルートゥース、ジクビー（Zigbee）、イーサネット又はＩＰのような何らかの無線又は有線プロトコルに準じて通信することができる。

第１及び第２の電子装置は、場合によっては各々が複雑なものであり、それ故、理解を簡単にするために、ここでは、本発明の理解、すなわち装置間の安全な通信を可能とするように当該装置がペアリングされるようにした方法の理解のために必要な場合に限り説明することとする。

周辺の第１電子装置１０は、適切にプログラムされたプロセッサの形態の制御回路１２を備える。制御回路１２は、装置１０の主な機能の実行のために必要とされる他の特徴を有するが、装置ペアリングの確立に関する特徴のみをここでは説明するものとする。制御回路１２は、トランシーバ（ＴＲＸ）回路１４に接続され、この回路は、同じ無線プロトコルを用いることができる他の電子装置とのラジオ周波数通信を扱う。

制御回路１２はまた、データベース（ＤＢ）１５にも接続され、当該データベースは、装置１０がペアリングされている相手の装置に関する情報を記憶する。

第１の電子装置は、比較的に簡単に動作するので、複雑なユーザインターフェースは設けられない。これに代わり、制御回路１２の制御の下で動作するＬＥＤ１６と、制御回路１２に信号を送るためにユーザにより押圧されることが可能な単一のボタン１８とが設けられる。

通し番号１９は、第１の電子装置１０を一義的に識別するものであり、ユーザ読取可能な形態で当該装置の外側に記される。

ホストの第２の電子装置２０は、適切にプログラムされたプロセッサの形態の制御回路２２を有する。制御回路２２は、装置２０の主な機能の実行に必要な他の特徴を有するが、装置ペアリングの確立に関係する特徴だけをここでは説明するものとする。制御回路２２は、トランシーバ（ＴＲＸ）回路２４に接続され、この回路は、同じ無線プロトコルを用いることができる他の電子装置とラジオ周波数通信を扱う。

制御回路２２はまた、データベース（ＤＢ）２５に接続され、このデータベースは、装置２０がペアリングされている相手の装置に関する情報を記憶する。

第２の電子装置は、第１の電子装置よりも非常に複雑なので、より複雑なユーザインターフェースが設けられる。ここで図示されている例では、制御回路２２の制御の下で動作するディスプレイ２６が設けられ、例えば、詳細なメッセージ又はメニューオプションをユーザに表示することができる。第２の電子装置にはまた、例えば、ユーザが利用可能なメニューオプションから選択することを可能とし信号を制御回路２２に送るためのキーパッド及び１つ又は複数のスクロールボタンを含みうるユーザ入力２８が設けられる。

図２から図７に示される本発明のこの実施例では、ユーザは、「信用される」ホスト装置２０を「信用される」周辺装置１０にペアリングしたいと考える。ホスト及び周辺装置は、例えばユーザが当該ホスト装置又は周辺装置を所有しこれらがユーザが互いにペアリングさせたい装置である場合、「信用される」とみなされる。したがってホスト装置２０の範囲にある第三者装置は、「信用される」装置とはみなされない。

端的に言うと、図２ないし図７に示される方法は、第１の通信装置１０（周辺装置）と第２の通信装置２０（ホスト装置）とのペアリングをなすための手段を提供する。先ず、第２の装置と第１の装置との間で相互認証が行われる。この段階では、第２の装置が通信している相手の第１の装置がユーザが所有する第１の装置でない（すなわち「信用される」装置ではない）こともありうる。

したがって、本発明の種々の実施例による方法は、第２の装置が通信している相手の第１の装置が正に「信用される」装置であること（及び第１の装置が通信している相手の第２の装置が正に「信用される」装置であること）をユーザが検証することを可能とするための手段を提供する。また、これら方法は、種々のタイプの攻撃に対して堅牢である。

次に、本発明の第１の実施例による第１及び第２の電子装置１０，２０をペアリングする処理を、当該装置間で送られる信号を示す図２、ホスト装置２０において行われる手順を示す図３、周辺装置１０の状態を示す図４、及びホスト装置２０の状態を示す図５を参照して説明する。

図２に示されるように、ペアリング処理は、第１及び第２の電子装置１０，２０が各々電源投入されたときに開始することができる（図２におけるそれぞれステップＳ１及びＳ２）。当該装置の各々は、次にそのそれぞれのアイドル状態１０２，２０２に入る。

例えば第１の電子装置１０と第２の電子装置２０との間でデータを転送することを可能とするために、ユーザが第１の電子装置１０と第２の電子装置２０との間で特定の無線ネットワークを確立したいと思うとき、当該ユーザは、この処理を制御するために必要に応じてホスト装置２０を操作する。例えば、この処理を始動するため、ユーザは、ユーザ入力２８を用いてメニューからペアリングオプションを選択することができる。

その後図３における処理のステップＰ１では、ホスト装置２０は、近くの周辺装置を探す。より詳しくは、その識別情報を含むビーコン信号（図２におけるＳ３）を送ることによってこれを行う。

周辺装置１０は、当該ビーコン信号を検出し、そのリンク初期化状態１０６のビーコン検出サブ状態１０４に入る。そして周辺装置１０は、その識別情報を含む通知（図２におけるＳ４）をもって応答し、その被通知サブ状態１０８に入る。

ホスト装置２０は、図３における処理のステップＰ２において周辺装置識別情報を受信し、その後にステップＰ３に移り、ここで相互認証手続きが行われる。

本発明のこの図示されている実施例では、当該マニュアル認証手続きは、「公開鍵」暗号法の使用に基づいた概して慣例的な暗号認証手続きである。第１及び第２の装置１０，２０は、それぞれの認証状態１１０，２０４に入る。ホスト装置２０は、予想できない問題を周辺装置１０に送る（図２におけるＳ５）。そして周辺装置１０は、この問題を、秘密（プライベート）キーの知識を活用し、これもそれ自身の公開キー情報を含む応答を発生する（図２におけるＳ６）ようにすることによって処理する。最後に、ホスト装置は、周辺装置の当該秘密キーに一義的に関連づけられる伝送された公開キーにより当該応答の適正さを検証する。

この問題応答（図２におけるＳ５及びＳ６）のメッセージ交換は、その後に、ホスト装置と周辺装置の役割が逆になって繰り返され、相互認証を果たすことになる。例えば、ＳＴＳ（Station to Station）プロトコル、ＳＳＬ（Secure Socket Layer）プロトコル又はＳＳＨ（Secure Shell）プロトコルに準じて交換されるメッセージの数を最小化するために、当該２つの装置により発せられた問題と応答をどのようにして抱き合わせるかは当業界においてよく知られている。

当業者であれば、当該装置を相互認証するために様々な異なるプロトコル又はアルゴリズムを用いることができることが分かるはずである。用いることのできるプロトコルの例には、ＥＡＰ−ＴＴＬＳ，ＥＡＰ−ＰＥＡＰ，ＳＴＳ，ディフィ・へルマン（ＤＨ；Diffie-Hellman）又はＥＣ／ＤＨが含まれる。用いることのできるアルゴリズムの例には、ＲＳＡ，ＤＳＡ又はＥＣＤＳＡが含まれる。

知られているように、装置識別情報は、３つの主要な技術による公開キーに関連づけることができる。１つの実現形態は、当該２つの値を結合する信用される権限によって発せられる証明情報を用いることである（例えばＸ５０９）。他の実現形態は、装置識別情報を直接得るために公開キーの暗号ダイジェスト（例えばＳＨＡ−１）を行うことである。第３の実現形態は、公開キーを含むドキュメント（例えばＸ５０９証明）の暗号ダイジェスト（例えばＳＨＡ−１）を行うことである。

この場合、ホスト装置２０により認証をするときには、周辺装置１０は、その印刷された通し番号１９をその公開キーに関連づける。

当業界では、送信された装置識別情報をランダム処理の結果とすることができることが知られている。例えば、かかる識別情報は、乱数（又は擬似乱数）を用いて発生させることができ、当該ランダム処理は、無視することのできる確率でしか同じ装置識別情報を２度発生することがない。

認証手続きの副産物として、ホスト装置２０及び周辺装置１０は、共通の秘密（シークレット）キーを発生する。これはこれら装置の間の全ての後続のメッセージ交換を保証するために用いられる。

認証手続きが行われると、第１及び第２の装置１０，２０は、それらのそれぞれのペアリングされた装置データベース１５，２５において、それぞれの他の装置と実際に既にペアリングされているかどうかをチェックする。ペアリングされている場合、第１及び第２の装置１０，２０は、それぞれのペアリング済状態１１２，２０６に入り、これら装置の一方又は双方が電源オフとされるような時まで、無線（又は有線）通信を行う（状態１１４，２０８）ことが可能となる。

一方、第１及び第２の装置がそれぞれの他の装置と未だペアリングされていないと判定する場合（図２のＳ７）、第１及び第２の装置１０，２０は、それぞれのペアリング準備状態１１６，２１０に入る。

図３に示される処理のステップＰ４においては、ホスト装置２０が周辺装置１０とのペアリング手続きの開始をリクエストする。より詳しくは、ペアリングリクエスト信号（図２のＳ８）を周辺装置へ送り、第１及び第２の装置１０，２０は、それぞれのペアリング状態１１８，２１２に入る。周辺装置１０は、その後、ペアリング開始信号（図２のＳ９）をホスト装置２０に返し、第１及び第２の装置１０，２０は、それぞれのペアリング開始状態１２０，２１４に入る。

本発明のこの図示の実施例では、周辺装置１０のＬＥＤ１６が点滅を開始し、ユーザにペアリングが処理状態に入っていることを示す（図２のＳ１０及びＳ１１）。他の簡単なシグナリングメカニズムも可能である。この段階（図３の手続きにおけるステップＰ５）で、周辺装置１０は、ここでは「信用臨界部」と称される状態に入る。かかる信用臨界部では、第１の信用される装置は、ペアリング目的の特定の第２の装置にだけ通信するように保証される。

図３に示される処理のステップＰ６では、ホスト装置２０は、ユーザに対して周辺装置１０の識別情報を提示する。詳しくは、ディスプレイ２６に周辺装置の識別情報を表示する（図２のＳ１２）。本発明のこの図示されている実施例では、当該識別情報は、周辺装置１０を一義的に識別する。但し、本発明の他の実施例では、当該識別情報は、他の近接の周辺装置の当該識別情報の共用可能性が極めて低いものとなるような周辺装置を簡単に識別することができる。例えば、この識別情報を、周辺装置１０の公開キーについて行われるハッシュ関数の結果とすることができる。

本発明のこの図示されている実施例では、その後に要求されるもの全ては、ユーザが第１の装置１０に物理的に記された装置識別情報１９と第２の装置２０のディスプレイ２６に表示された装置識別情報とを比較して、これら２つの識別情報が合致することを確認する（図３のステップＰ７）ことである。合致していれば、ユーザは、例えばホスト装置２０のユーザ入力２８における「ＯＫ」キーを押圧することにより（図２のＳ１３）、提示された装置識別情報を容認する（図３のステップＰ８）。

例えばこの段階で周辺装置１０が第三者のホスト装置から第２のペアリングリクエスト信号（図２のＳ１４）を受信すると、ペアリング待機信号（図２のＳ１５）を返し、当該第三者の装置とのペアリングを継続しない。

或いは、ホスト２０は、その後、ペアリング確認信号（図２のＳ１６）を周辺装置１０に送り、そのディスプレイ２６において、第１の装置１０におけるボタン１８を押すことによりペアリングをユーザが容認する（図２のＳ１７）ことができることを示すユーザへのメッセージを提示する。パスワード又は複雑なシンボル列をさらにタイプ入力する必要はなくなる。第１及び第２の装置１０，２０は、その後それぞれのペアリング確認状態１２２，２１６に入る。

その後周辺装置１０は、ペアリングアクノリッジ（承認）信号（図２のＳ１８）をホスト２０へ送り、そのペアリングアクノリッジ状態２１８に入るとともに、周辺装置１０は、信用臨界部から出て（図３の手続きにおけるステップＰ９）、ＬＥＤ１６は点滅を停止する。

図３に示される処理のステップＰ１０において、ペアリング手続きが完了し、第１及び第２の装置１０，２０は、それぞれのペアリング済状態１１２，２０６に入り、ホスト装置２０は、周辺装置１０とペアリングされていることをそのディスプレイ２６において確認する（図２のＳ１９）。最後に、装置１０，２０の各々は、そのそれぞれのペアリングされた装置データベース１５，２５に他方の装置の識別子を記憶する。

図２に示されるように、第１の装置１０がそのペアリング開始状態１２０に入るときにタイマがスタートする。設定された時間期間（本例では３０秒）内にペアリングが完了しない場合、第１の装置１０は、そのペアリング準備状態１１６に戻り、ペアリング待機メッセージにより第２の装置２０に通知する。このメッセージが受け付けられると、第２の装置２０は、そのディスプレイ２６におけるメッセージにより当該状態をユーザに知らせ、当該ペアリング待機メッセージにおいて規定された時間（例えば３０秒）が経過すると、そのペアリング準備状態２１０に戻る。

こうしてこのペアリングプロトコルのセキュリティが向上するのは、（例えばユーザがそれを所有していることが理由で）ユーザが第１の装置を信用し、（例えばユーザがそれを所有していることが理由で）ユーザが第２の装置を信用しているからである。その結果、第２の装置がユーザを欺いておらず、第１の装置がユーザを欺いておらず、特に第１の装置が第２の装置を欺いていない、ということになる。

本発明の代替えの実施例では、第１の電子装置１０及び第２の電子装置２０は、短距離ラジオリンクにより当該装置間の通信を可能とするために、トランシーバ回路１４及び２４にそれぞれ分離して付加的な回路を含む。この短距離ラジオリンクは、当該装置間の主要な伝送のために用いられるプロトコルとは異なるプロトコルを用いている。この回路が用いることのできるこのようなプロトコルの１つは、ＮＦＣ（Near Field Communication）インターフェース及び１３．５６ＭＨｚで伝送するＥＣＭＡによるプロトコル（ＮＦＣＩＰ−１）において提案されたものである。他の代替実施例では、第２の電子装置２０は、第１の電子装置１０においてＮＦＣトークン（例えばＲＦＩＤタグ）と通信を可能とするために、トランシーバ回路２４に分離して追加の回路を含む。

図６及び図７は、本発明の代替実施例により行われる方法を示している。図６のステップＳ１ないしＳ１１及び図７におけるステップＰ１ないしＰ５は、図２及び図３に関して上で述べたものである。

図６のステップＳ１１及び図７のステップＰ５において、第１の装置１０は、「信用臨界部」状態にあり、ここではペアリング手続きにおいて１度に１つだけの第２の装置と関係することが保証される。

図７に示されるステップＰ６Ａにおいて、ホスト装置２０は、代替のプロトコルを用いて装置間の通信を開始するための命令をユーザに提示する。詳しくは、そのプロトコルがＮＦＣプロトコルである場合、装置２０は、ホスト装置２０が信用される周辺装置１０（すなわち、ユーザが所持する周辺装置）に連絡をとるための命令をディスプレイ２６に表示する（図６のＳ２０）。或いは、ホスト装置２０は、ＮＦＣプロトコルを用いて通信を開始するよう当該信用される周辺装置１０に十分近くに持ち込まれることができる。

ユーザが装置を連絡させ又は互いに十分に近い位置に装置を移動させると（図６のＳ２１及び図７のＰ７Ａ）、ＮＦＣインターフェースが起動され、周辺装置１０の識別情報（これは、第１の装置１０が実際に当該信用される周辺装置である場合にステップＰ２で第２の装置に提示されたものでもある）が第２の装置２０に送信される（ステップＳ２２）。この送信は、２つの装置を共に連絡させ又は移動させる以外はユーザによる対話動作を伴うことなく行われる。他の代替実施例においては、ＮＦＣインターフェースが起動され、信号が、周辺装置識別情報を第２の装置２０へ通信するＮＦＣを活性化する。

本発明のこの実施例において、識別情報は、周辺装置１０を一義的に識別する。但し、本発明の他の実施例では、識別情報は、他の近くの周辺装置がその識別情報を共用する可能性が極めて低くなるような周辺装置を簡単に識別することができる。例えば、識別情報を、周辺装置１０の公開キーについて行われるハッシュ関数の結果とすることができる。

本発明のこの図示される実施例では、第２の装置２０は、ステップＳ２２及びＰ７Ａにおいて受信した装置識別情報をステップＰ２における第１の装置から受信した装置識別情報と比較し、２つの識別情報が合致することを確認する（図７のステップＰ７Ｂ）ようにしている。

例えば、この段階で、周辺装置１０が第２のペアリングリクエスト信号（図６のＳ１４）を第三者のホスト装置から受信すると、装置１０は、ペアリング待機信号（図６のＳ１５）を返し、第三者の装置とのペアリングが続かない。

そうでない場合、第２の装置２０が識別情報は合致していると判定すると、第２の装置２０は、第１の装置１０を容認し（図７のステップＰ７Ｂ）、周辺装置１０にペアリング確認信号（図６のＳ１６）を送信し、第１の装置１０のボタン１８を押すことにより（図６のＳ１７）ユーザが当該ペアリングを容認する（図７のステップＰ８）ことができることを示すユーザへのメッセージをそのディスプレイ２６に提示する。パスワード又は複雑なシンボル列をタイプ入力する必要はない。そして第１及び第２の装置１０，２０は、それぞれのペアリング確認状態１２２，２１６に入る。

周辺装置１０は、その後、ペアリングアクノリッジ信号（図６のＳ１８）をホスト２０に送り、そのペアリングアクノリッジ状態２１８に入るとともに、周辺装置１０は、信用臨界部を出て（図７の手続きにおけるステップＰ９）、ＬＥＤ１６は、点滅を停止させる。

図７に示される処理のステップＰ１０において、ペアリング手続きが完了し、第１及び第２の装置１０，２０は、それぞれのペアリング済状態１１２，２０６に入り、ホスト装置２０は、周辺装置１０とペアリングされていることをそのディスプレイ２６において確認する（図６のＳ１９）。最後に装置１０，２０の各々は、そのそれぞれのペアリングされた装置データベース１５，２５に当該他の装置の識別子を記憶する。

本発明の第１の実施例のように、第１の装置１０がそのペアリング開始状態１２０に入るときにタイマがスタートする。設定時間期間（本例では３０秒）内でペアリングが完了しないと、第１の装置１０は、そのペアリング準備状態１１６に戻り、ペアリング待機メッセージにより第２の装置２０に通知する。このメッセージを受信すると、第２の装置２０は、そのディスプレイ２６におけるメッセージにより当該状態をユーザに通知し、当該ペアリング待機メッセージに規定される時間（例えば３０秒）が経過すると、そのペアリング準備状態２１０に戻る。

ペアリング手続きのセキュリティを示すために、当該手続きを攻撃する種々の試みに対するシステムの反応が検討される。

起こりうる第１の攻撃では、第三者がユーザの周辺装置１０と同じタイプの周辺装置を有する。第三者の周辺装置がそれ自身の通知によりビーコン信号（図２のＳ３）に応答し、その後にホスト装置２０とともに正常に認証すると、その結果は、本発明の第１の実施例では、図３の手続きにおけるステップＰ６で、ホスト装置２０のディスプレイ２６において提示される第三者の周辺装置の装置識別情報であることとなる。そしてユーザは、例えば第２の装置２０のユーザ入力２８における「ＮＯ」キーを押すことにより、提案されたペアリングを拒否することができることになる。

かくして、第三者の装置を認証するものの、ユーザのホスト装置２０は、ユーザを欺くことはなく、これにより、ユーザの周辺装置１０（「信用される」装置）に印刷された装置識別情報と合致しない装置識別情報を提示することになる。したがって、ユーザは、攻撃を発見しペアリングを拒否するために必要な情報を全て持つのである。

装置がＮＦＣ又は他の短距離ラジオリンクを用いる本発明の代替実施例では、図７におけるステップＰ６Ａを実行する結果は、ユーザの周辺装置１０の識別情報がホスト装置２０へ送られることになるということである。この識別情報は、その後にアナウンスステップ（図６のＳ４）において第三者の周辺装置から受信される識別情報と比較されることになる。ホスト装置２０は、当該識別情報が合致しないことを判定し、このペアリングを拒否することになる。

起こりうる第２の攻撃において、第三者はユーザのホスト装置２０と同じタイプの又は異なるタイプのホスト装置を有する。周辺装置１０がペアリング準備状態２１０にあるときでペアリングリクエスト（図２又は図６のＳ８）がユーザのホスト装置２０から送られる前に、第三者のホスト装置は、周辺装置とのペアリング手続きを開始する。これに応答して、周辺装置１０のＬＥＤ１６は、上述したように点滅を開始する。但し、ユーザのホスト装置２０は、第三者の装置が現在その周辺装置とペアリングしている状態であることを判定することが可能であり、ユーザに警告するためそのディスプレイ２６にこれを表示することができる。一方ではそのペアリング待機状態２２０に入る。ユーザは、この第三者の装置について知らないので、周辺装置のボタン１８を押さないが、その代わりＬＥＤ１６が点滅停止するのを待つ。ＬＥＤ１６が点滅を停止すると、第三者の装置は暫く周辺装置による「隔離」に付され、ユーザのホスト装置２０とのペアリング手続きは再開可能となる。

このようにして、ユーザの周辺装置１０が信用臨界部に入るときに、ペアリングリクエスト信号Ｓ８に応答して、ペアリング待機信号で応答することによりその時点でのペアリングのために利用できないことをユーザのホスト装置２０に知らせることになる。これは、上述した信用フローのために保証される。これにより、ユーザのホスト装置２０は、そのディスプレイ２６に周辺装置１０を載せることができるとともに、周辺装置１０が第三者の装置と現在ペアリングしていることをユーザに警告するのである。したがって、ここでも、ユーザは当該状態を発見し第三者の装置とのペアリングを拒否するのに必要な情報の全てを有することになる。

第３の起こりうる攻撃においては、第三者がホスト装置を有し、このホスト装置がユーザのホスト装置２０と同じタイプのものか違うタイプのものである場合である。周辺装置１０がそのペアリング状態２１２にあるとき、第三者はユーザの周辺装置を探し、自分自身のホスト装置にペアリング処理を開始するように指令する。上述したように、周辺装置１０は、第三者のホスト装置から第２のペアリングリクエスト信号（図２及び図６のＳ１４）を受信し、この第三者のペアリング要求を拒否するためにペアリング待機信号（図２及び図６のＳ１５）を返し、第三者の装置とのペアリングが続かない。

したがって、第三者装置の厳格な実行にもかかわらず、これらの攻撃を拒絶することができる。

ユーザが従うべき手続きを知ることを確実にするため、ペアリング手続きにおける正常な攻撃を回避するために、第２の装置２０のディスプレイ２６においてユーザに適切な指示が提供され、専ら第２の装置２０からの命令に応答して当該信用される周辺装置１０を操作するようユーザが指示されるものとなる。

本発明の他の実施例では、上述したホスト装置の機能は、２つのペアリングされる装置、代行装置と被代行装置とに分離され、当該代行装置と被代行装置は共に、代行装置を周辺装置にペアリングするために単一のホストとして動作するようにすることができる。

この実施例では、代行装置は、代行装置が既にペアリングされている相手の被代行装置に対して当該代行装置と周辺装置との間のペアリング手続きを行うための任務を代行する。この代行は、ＲＡＤＩＵＳプロトコルを用いて実現してもよい。

このように、例えばディスプレイとしての単一のＬＥＤ、ユーザ入力のための単一のボタンだけで、装置のうちの一方が最も簡単な可能性のあるユーザインターフェースを有するときでも、２つの装置の確実なペアリングを可能とするペアリング手続きが提供される。

本発明の一態様による無線通信装置を含む特定用途向け無線通信ネットワークの概略ブロック図。 本発明の第２の態様による、図１のネットワークにおいて行われる方法を示す図。 図２の方法を詳しく示すフローチャート。 図１のネットワークにおける装置のうちの１つの装置の動作を示す状態図。 図１のネットワークにおける装置のうちの他の装置の動作を示す他の状態図。 本発明の代替実施例による図１のネットワークにおいて行われる方法を示す図。 図６の方法を詳しく示すフローチャート。

Claims (37)

1. 信用される装置と第２の装置とをペアリングする方法であって、
   前記第２の装置を第１の装置とペアリングするためのリクエストを受信し、
   前記第１の装置及び第２の装置を相互認証し、それによって前記第１の装置に関する装置識別情報が取得され、
   前記第１の装置を、前記第２の装置以外の装置とのペアリング手続きに係わらせない信用モードに移し、
   当該信用される装置から装置識別情報を取得し、
   前記信用される装置からの装置識別情報を前記認証のステップにおいて得られる装置識別情報と比較し、
   前記第１の装置に関連する装置識別情報が前記信用される装置から得られる装置識別情報と合致する場合、前記第１の装置は前記信用される装置であることを判定し、前記信用される装置にペアリング容認を送り、
   前記信用される装置からの第２のペアリング容認の受信に応答して前記信用される装置及び前記第２の装置をペアリングする、
   方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記信用される装置から得られる装置識別情報が、前記信用される装置に記される装置識別情報である、方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、前記信用される装置からの装置識別情報を得るステップは、
   前記信用される装置と前記第２の装置との間の短距離ラジオリンクを起動することと、
   前記第２の装置へ前記信用される装置の装置識別情報を送信することと、
   を有する、方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、前記短距離ラジオリンクを起動するステップは、前記信用される装置に前記第２の装置を物理的に連絡させることを有する、方法。
5. 請求項３に記載の方法であって、前記短距離ラジオリンクを起動するステップは、前記信用される装置の近くに前記第２の装置を移動することを有する、方法。
6. 請求項３，４又は５に記載の方法であって、前記短距離ラジオリンクは、ＮＦＣプロトコルを用いる、方法。
7. 請求項３，４又は５に記載の方法であって、前記信用される装置の装置識別情報は、ＲＦＩＤタグに記憶される、方法。
8. 請求項１ないし７のうちいずれか１つに記載の方法であって、前記第１及び第２の装置は、
   前記相互認証の後又は間に共通の秘密キーを確立し、
   前記第１の装置と前記第２の装置との間で後続メッセージの信頼性及び配列決めを確実にするために当該共用される共通の秘密キーを用いる、
   方法。
9. 請求項１ないし８のうちいずれか１つに記載の方法であって、前記第２のペアリング容認は、前記信用される装置における単一のキー押圧を有する、方法。
10. 請求項１ないし９のうちいずれか１つに記載の方法であって、前記第１の装置を前記信用モードに移行した後、前記第１の装置が前記信用モードにある状態で前記第１の装置が前記第２の装置と排他的にペアリングすることになることを前記第２の装置に通知することをさらに有する、方法。
11. 請求項１ないし１０のうちいずれか１つに記載の方法であって、
    前記第１及び第２の装置をペアリングするための前記リクエストの受信に応答し、前記第２の装置からのビーコン信号を送信し、このビーコン信号が前記第２の装置の識別情報を示すようにし、
    前記第２の装置からの前記ビーコン信号の受信に応答して、前記第１の装置から応答信号を送信する、
    方法。
12. 請求項１１に記載の方法であって、前記ビーコン信号における前記第２の装置の識別情報は、独自のものである、方法。
13. 請求項１１に記載の方法であって、ランダム処理により前記第２の装置の識別情報を発生することを有する、方法。
14. 請求項１３に記載の方法であって、前記ランダム処理は、無視することのできる確率でしか前記第２の装置の同じ識別情報を２度発生しない、方法。
15. 請求項１２，１３又は１４に記載の方法であって、前記第２の装置の前記独自の識別情報は、前記第２の装置の認証から直接的に計算されることが可能である、方法。
16. 請求項１ないし１５のうちいずれか１つに記載の方法であって、前記第１の装置の認証の後に前記第１の装置において前記第１の装置がペアリング手続きにあることを示すことを有する、方法。
17. 請求項１６に記載の方法であって、前記第１の装置における光により、前記第１の装置において前記第１の装置がペアリング手続きにあることを示すことを有する、方法。
18. 請求項１ないし１７のうちいずれか１つに記載の方法であって、前記装置識別子は、前記第１の装置を一義的に識別する、方法。
19. 請求項１８に記載の方法であって、ランダム処理により前記第１の装置の前記識別情報を発生することを有する、方法。
20. 請求項１９に記載の方法であって、前記ランダム処理は、無視することのできる確率でしか前記第１の装置の同じ識別情報を２度発生しない、方法。
21. 請求項１８，１９又は２０に記載の方法であって、前記装置識別情報は、前記第１の装置の認証から直接的に計算可能である、方法。
22. 請求項１ないし２１のうちいずれか１つに記載の方法であって、前記第１の装置と前記第２の装置との間に特定用途向けの確実な無線通信ネットワークを確立することをさらに有する方法。
23. 請求項２２に記載の方法であって、前記第１の装置と前記第２の装置との間に無線ＵＳＢ接続を確立することを有する方法。
24. 周辺通信装置であって、
    周辺装置識別情報をホスト装置に送信する手段と、
    前記周辺装置を前記ホスト装置に対し認証する手段と、
    前記ホスト装置を前記周辺装置に対し認証し、そのホスト装置識別情報を受信する手段と、
    前記周辺装置を、前記ホスト装置以外の装置とのペアリング手続きにかかわらない信用モードに付す手段と、
    ペアリング容認入力を受信し、前記ペアリング容認入力に応答して前記ホスト装置とのペアリングを確認する手段と、
    を有する周辺通信装置。
25. 請求項２４に記載の周辺装置であって、前記装置はさらに、前記周辺装置識別情報を前記ホスト装置に送信する第２の手段を有し、前記第２の手段は、短距離ラジオリンクを用いる、装置。
26. 請求項２５に記載の周辺装置であって、前記短距離ラジオリンクは、ＮＦＣプロトコルを用いる、装置。
27. 請求項２５に記載の周辺装置であって、前記第２の手段は、ＲＦＩＤタグを有する、装置。
28. 請求項２４ないし２７のうちいずれか１つに記載の周辺装置であって、
    前記ホスト装置との認証の後又は間に、前記ホスト装置とともに共通の秘密キーを確立する手段と、
    前記ホスト装置により検証されることの可能な信頼性、完全性及び順番を有する前記秘密キーによりメッセージを生成する手段と、
    前記秘密キーにより前記ホスト装置により生成されたメッセージの前記信頼性、完全性及び順番を検証する手段と、
    をさらに有する装置。
29. 請求項２４ないし２８のうちいずれか１つに記載の周辺装置であって、前記周辺装置識別情報は、前記周辺装置を一義的に識別する、装置。
30. 請求項２４ないし２８のうちいずれか１つに記載の周辺装置であって、前記周辺装置識別情報は、ランダム処理の結果である、装置。
31. 請求項３０に記載の周辺装置であって、前記ランダム処理は、無視することのできる確率でしか同じ周辺装置識別情報を２度発生しない、装置。
32. 請求項２４ないし３１のうちいずれか１つに記載の周辺装置であって、当該装置は、前記ホスト装置からのビーコン信号を受信し応答信号を送信する手段を有する、装置。
33. 請求項２４ないし３２のうちいずれか１つに記載の周辺装置であって、前記認証が完了した後に、前記第１の装置がペアリング手続きにあることを示す手段を有する装置。
34. 請求項３３に記載の周辺装置であって、前記示す手段は、当該周辺装置における光表示手段を有する、装置。
35. 請求項２４ないし３４のうちいずれか１つに記載の周辺装置であって、前記ホスト装置との無線ＵＳＢ接続を確立するように適応させられる装置。
36. 請求項２４ないし３４のうちいずれか１つに記載の周辺装置であって、前記ホスト装置とのインターネットプロトコル接続を確立するように適応させられる装置。
37. 請求項２４ないし３６のうちいずれか１つに記載の周辺装置であって、前記ペアリング容認入力は、単一のキー押圧を有する、装置。

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