JP5199581B2 - 通信システム、通信装置及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、暗号鍵を含む暗号設定用の制御フレームを送受信して暗号化を行う通信システム、通信装置及び通信方法に関するものである。

例えば、電力線通信システム（Power Line Communication System：以下、ＰＬＣシステムという。）は、周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電流が流れる電力線に、通信信号としての高周波信号（数ｋＨｚから高いものでは数十ＭＨｚ以上に及ぶ。）を重畳して通信を行うものである。
かかるＰＬＣシステムは専用の通信回線を使用することなく、各家屋等に引き込まれた既設の電力線（配電線あるいは電灯線とも呼ばれる。）を利用して大容量のデータ送受信が可能なシステムとして注目されている。

上記ＰＬＣシステムでは、宅内に張られた電力線をあたかもＬＡＮのように使うことで宅内の電力線通信装置（ＰＬＣモデムやＰＬＣ通信が可能な情報家電機器等）同士が自由に通信可能である反面、隣接家屋とも電力線を通じて物理的に接続している。
このため、ＰＬＣシステムによってローカルネットワークを構築するためには、そのネットワークを構成する電力線通信装置が当該ネットワークの認証情報を持つ必要があり、この認証情報としては、当該ネットワークを特定するためのネットワークＩＤ、当該ネットワーク内で送受信される信号を暗号化するための暗号鍵などがある。

これらの認証情報を、ローカルネットワークに含まれる電力線通信装置が共有することにより、他のネットワークのデータと自ネットワークのデータを区別して通信することができる。例えば、従来のＰＬＣシステムでは、隣接家屋との通信を避けるために１つの家庭で１つの暗号鍵を設定し、この暗号鍵を用いて暗号化通信を行っている。
この場合、同一のネットワークに含まれる各通信装置は同一の暗号鍵を有しているが、この暗号鍵は隣接家屋のそれとは異なるため、隣接家屋の他のネットワークに属する電力線通信装置は当該家屋からの通信データを解読できない。このようにして、物理的には接続している電力線においても、論理的にネットワークを分けることができる（特許文献１参照）。

特開２００６−１６６２７３号公報

しかしながら、従来の電力線通信装置に対する暗号鍵の設定方法は、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという。）から電力線通信装置にアクセスしてユーザがコマンド入力を行うか、ＰＣから電力線通信装置へのアクセス専用ＧＵＩを利用して入力する方法であり、ネットワークやＰＣの操作に精通していないユーザにとっては煩雑な作業であった。
また、ＰＬＣシステムでは、今後、電力線通信が可能なビデオ再生／録画機器とテレビモニタとの接続など、ＰＣを用いないでネットワークを構築する必要性があるケースが増えてくると考えられるが、このようなケースでは、ＰＣを所有していないユーザが暗号鍵の設定作業を行うことができない。

一方、上記特許文献１に記載の暗号鍵の設定方法では、ヘッドエンド装置が暗号鍵を一元管理しており、そのヘッドエンド装置が、ネットワークへの接続を端緒として暗号鍵の付与を要求する各端末に対して当該暗号鍵を自動的に付与するようになっている。
しかし、このようにヘッドエンド装置で暗号鍵を一元管理する方式においても、そのヘッドエンド装置に対するコマンド入力をＰＣから行う必要がある。また、このような一元管理方式では、任意の一対の端末同士で簡単に暗号鍵の設定作業を行うことができないという欠点もある。

本発明は、このような実情に鑑み、ユーザが選択した任意の一対の通信装置に対して、ＰＣによる入力なしで暗号鍵を自動設定できるようにして、暗号鍵の設定作業を簡単に行える通信システム等を提供することを目的とする。

本発明は、ローカルネットワークを構成可能な一対の通信装置を備え、一方の通信装置と他方の通信装置との間で暗号鍵を共有するために当該暗号鍵を送受信する通信システムであって、前記一方及び他方の通信装置は、暗号鍵を他機と共有するための暗号化作業が済みか未かを表す暗号化情報と自機の暗号鍵とをそれぞれ記憶しており、自機の暗号鍵と暗号化情報を他機に送信する機能と、他機の暗号鍵と暗号化情報を他機から受信する機能とをそれぞれ有しており、自機の暗号化情報及び他機の暗号化情報が、未未、未済、済未又は済済のいずれの状態であるかに応じて、暗号鍵を自機が配布するか他機から配布されるか或いはそれらの配布を行わないかのいずれかを選択することを特徴とする。

本発明の通信システムによれば、ローカルネットワークを構成可能な一方及び他方の通信装置は、予め、暗号鍵を他機と共有するための暗号化作業が済みか否かにを表す暗号化情報（暗号化未又は暗号化済）と、自機の暗号鍵とを記憶している。
この状態において、他機の暗号化情報を自機が他機から受信すると、自機の暗号化情報及び他機の暗号化情報が、未未、未済、済未又は済済のいずれの状態であるかに応じて、暗号鍵を自機が配布するか他機から配布されるか或いはそれらの配布を行わないかのいずれかを選択するので、これらの通信装置が暗号化作業を行うべきもの同士か否かを自動的に判別できる。このため、ユーザが選択した任意の一対の通信装置であっても、ＰＣによる入力なしで暗号鍵を自動設定することができる。

具体的には、上記一方及び他方の通信装置において、前記自機の暗号化情報と前記他機の暗号化情報がともに未である場合には、前記自機が新たな暗号鍵を生成してその暗号鍵を前記他機に配付し、この配付を受けた前記他機が当該暗号鍵を自身の暗号鍵として記憶することにより、暗号鍵を自動設定することができる。

また、前記一方及び他方の通信装置において、前記自機の暗号化情報が済で前記他機の暗号化情報が未である場合には、前記自機が既に記憶している自身の暗号鍵を前記他機に配付し、この配付を受けた前記他機が当該暗号鍵を自らの暗号鍵として記憶するようにすればよい。
同様に、前記一方及び他方の通信装置において、前記自機の暗号化情報が未で前記他機の暗号化情報が済である場合には、逆に、前記他機が既に記憶している自身の暗号鍵を前記自機に配付し、この配付を受けた前記自機が当該暗号鍵を自らの暗号鍵として記憶するようにすればよい。

なお、前記一方及び他方の通信装置において、前記自機の暗号化情報が済で前記他機の暗号化情報が済である場合には、既に設定されている暗号鍵を変更する必要がないので、前記自機及び前記他機が既に記憶している自身の暗号鍵を変更せずにそのまま保持するようにすればよい。

本発明において、前記通信装置は、前記暗号化情報の送信を開始させるためのユーザインタフェースとなる操作部材（例えば、操作ボタン）を備えていることが好ましい。この場合、前記操作部材に対する操作タイミングが前記自機と他機との間で一定時間内（例えば、１分以内）であるときに、自機の暗号化情報及び他機の暗号化情報が、未未、未済、済未又は済済のいずれの状態であるかの判定を行うようにすれば、ユーザが選択していない他の通信装置との間で暗号鍵の設定作業が開始されるのを防止することができる。
また、例えば、３台以上の通信装置の前記操作部材が操作され、その操作タイミングが前記一定時間内であるときには、最初に操作された２台の通信装置の間で前記判定を行うようにすれば、想定外の通信装置との間で暗号鍵の設定作業が開始されるのを防止することができる。

上記の通り、本発明では、自機と他機の暗号化情報がいずれも済である場合には、自機及び他機は既に記憶している自身の暗号鍵を変更せずにそのまま保持し、暗号設定用の制御フレームの送受信は開始されない。このため、通信装置が暗号化情報を未に戻す機能を備えていないと、いったん設定した暗号鍵を二度と変更することができなくなる。
そこで、本発明において、前記通信装置が、外部からのリセット操作により、暗号化済みの暗号鍵を初期化して、自機の暗号化情報を未に戻すリセット機能を有することが好ましい。
また、この場合、前記リセット機能により初期化された後の初期暗号鍵が通信装置ごとに異なる値を持つようにすれば、初期暗号鍵が同一である場合に比べて、隣接家屋等に構築された他のローカルネットワーク内の通信装置との通信が確立する蓋然性が少なくなるので、セキュリティ上より好ましい。

上記の通り、本発明においては、自機と他機の暗号化情報との組み合わせで暗号化作業を行うか否かを決定し、また、いったん付与された暗号鍵をリセットする場合もあることから、通信装置に、少なくとも、前記暗号化情報、暗号化作業の成否及びリセット作業の成否を外部に表示する表示部を設けることにより、当該通信装置の動作状態をユーザに認識可能にすることが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、ユーザが選択した任意の一対の通信装置に対して、ＰＣによる入力なしで暗号鍵を自動設定できるので、暗号鍵の設定作業をより簡単に行うことができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
〔宅内ネットワークの構成〕
図１は、複数の家屋Ｈ１，Ｈ２に電力線通信技術を用いて構築された宅内ネットワーク（ＬＡＮ）を示している。
この電力線通信による宅内ネットワークでは、各家屋Ｈ１，Ｈ２内の宅内配電線１０，１１を利用して、それぞれの建物Ｈ１，Ｈ２ごとに独立したネットワーク（ＬＡＮ）が構築されている。

各家屋Ｈ１，Ｈ２の宅内配電線（建物内電力線）１０，１１は、引き込み線１２，１３を介して、電柱に架設される等により家屋Ｈ１，Ｈ２の近傍にある屋外電力線１００に接続されている。
なお、引き込み線１２，１３は、各家屋Ｈ１，Ｈ２の分電盤１４，１５に接続されており、分電盤１４，１５から分岐した複数の宅内配電線１０，１１が各家屋内Ｈ１，Ｈ２に敷設されている。

各宅内配電線１０，１１には、それぞれ、１又は複数の終端部が設けられており、各終端部には複数の電源コンセント（壁面コンセント）１６，１７が接続されている。これらのコンセント１６，１７の差込口に、複数の電力線通信装置（以下、単に「モデム」という。）Ａ〜Ｆがそれぞれ接続されている。この各モデムＡ〜Ｆは、配電線１０，１１を介して、ＰＬＣ信号の伝送を行うとともに電力供給を受ける。

なお、ＰＬＣによりネットワークを構成する場合、当該ネットワークには、電力線通信を制御する親モデムが含まれている必要がある。
もっとも、この親モデムの機能は、親モデム専用機に担わせてもよいが、すべてのモデムが親モデムとしての機能を有していて、最も古くから電源が投入されているモデムが親モデムとなり、後から電源が投入されたモデムは子モデムとなる等により、親モデムがネットワークの状態に応じて適宜決まるようにしてもよい。

ここで、家屋Ｈ１，Ｈ２ごとに独立したネットワーク（ＬＡＮ）を構築しようとしても、各家屋Ｈ１，Ｈ２の宅内配電線１０，１１は、電力線１００を介して繋がっている。従って、一方のネットワークの信号は、他方のネットワークに到達することができる。そこで、各ネットワークを独立化するため、各モデムＡ〜Ｆには、セキュリティ情報として、ネットワーク識別子及び暗号鍵に関するデータが設定可能となっている。
なお、ネットワーク識別子は、自他ネットワークを区別すべくネットワーク毎にユニークに設定され、同一ネットワークに属するモデムＡ〜Ｃは、共通のネットワーク識別子を持つ。また、同一ネットワークに属するモデムＡ〜Ｃは、共通の暗号鍵を持ち、ネットワーク外からは信号を読み取れない。

〔モデムの構成〕
図２は、上記モデムＡ，Ｂの内部構成を示すブロック図である。なお、他のモデムＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆの構成も同様である。
図２に示すように、このモデムＡ，Ｂは、筐体２０から延設された電源コード２１を有し、このコード２１の先端に設けられた電源プラグ２２を介して、コンセントに接続可能となっている。電源コード２１は、筐体２０内の電源回路２３とＰＬＣ送受信部（通信部）２４に接続されている。この送受信部２４は、信号の変復調等の処理を行って他のモデムと電力線通信を行うものである。また、モデムＡ，Ｂは、ＰＬＣ送受信部２４の制御、送受信データの処理、及び、後述する暗号化作業やリセット作業等を行う制御部２５を備えている。

モデムＡ，ＢのＰＬＣ送受信部２４は、所定の電力線通信用の周波数帯域において、複数の搬送波（マルチキャリア）を用いる周波数多重方式、より具体的には、直交化周波数多重（ＯＦＤＭ：orthogonal Frequency Domain Multiplex）とよばれる変調方式で変調を行う。このため、ＰＬＣ送受信部２４は、直交振幅変調（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulation）機能を有しており、送信すべきデータを複数のキャリアに分散割当し、割り当てられたデータに基づいてキャリアの振幅（パワー）及び位相を変調する。
なお、本実施形態では、通常の電力線通信の際の周波数帯域として２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚを用い、全帯域（２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）でのキャリア数を２０４８本（Ｎ本）としているが、これに限定されるものではない。

モデムＡ，Ｂの制御部２５は、前記セキュリティ情報の１つである暗号鍵の設定作業を行う暗号設定処理部２６を備えており、この処理部２６は、他のモデムＡ，Ｂとの間で暗号鍵を共有するために、当該暗号鍵を含む暗号設定用の制御フレーム３５（又は３８）の送受信をＰＬＣ送受信部２４に行わせることができる。
制御部２５には、不揮発性のメモリ２７が接続されており、このメモリ２７は、上記暗号鍵の記憶領域と、後述する暗号化作業が済みか否かに関する暗号化情報（「暗号化未」又は「暗号化済」）の記憶領域を備えている。

モデムＡ，Ｂの筐体２０には、暗号化作業用の操作部材である押しボタン２８と、リセット作業用の操作部材であるリセットボタン２９とが設けられている。
これらのボタン２８，２９はともに制御部２５に接続され、ユーザが押しボタン２８を押下すると、上記暗号設定処理部２６が後述する暗号化作業を開始し、ユーザがリセットボタン２９を押下すると、同暗号設定処理部２６が後述するリセット作業を開始するようになっている。

このように、本実施形態では、ユーザが押しボタン２８を操作して暗号化作業を開始したり、ユーザがリセットボタン２９を操作してリセット作業を開始したりする。
このため、各モデムＡ，Ｂの暗号化状態（暗号化済か暗号化未か）や、ボタン操作した後の暗号化やリセットが成功したかどうかを、ユーザが知ることが重要である。そこで、モデムＡ，Ｂの筐体２０には、上記各作業の状態変化をユーザに認識させるための、ＬＥＤ等よりなる表示部３０が設けられている。
本実施形態の表示部３０は、後述するモデムＡ，Ｂの状態変化（図４及び図５に示す、暗号化未、暗号化済、暗号化作業中、暗号化失敗、設定リセット作業中、及び、設定リセット失敗）を外部に表示するものである。かかる表示の区別は、例えば、ＬＥＤの発光色の変化や、複数のＬＥＤの点灯数又は点灯回数の変化等で表現することができる。

〔暗号化作業〕
本実施形態では、ユーザが一対のモデムＡ，Ｂの押しボタン２８を押下すると、制御部２５が以下に説明する暗号化作業のモードに入り、図３に示す所定の変更条件をクリアした場合に、当該モデムＡ，Ｂ間で暗号鍵を共有するため制御通信をＰＬＣ送受信部２４に行わせる。なお、この制御通信の詳細（図６及び図７）については後述する。
すなわち、ユーザは、暗号鍵を共有させたい２台のモデムＡ，Ｂの押しボタン２８をほぼ同時に押すことで、前記制御通信を開始させることができる。この場合、押す順序は関係ないものとする。このように、一対のモデムＡ，Ｂの押しボタン２８を同時に押下して暗号鍵を共有させる作業を、「暗号化作業」と呼ぶ。

モデムＡ，Ｂは、それぞれ、暗号化情報として「暗号化未」又は「暗号化済」のいずれかの状態を前記メモリ２７に記憶している。そして、各モデムＡ，Ｂの制御部は、図３に示す変更条件に基づき、一対のモデムＡ，Ｂの状態の組み合わせによって、暗号鍵の変更を行うか否かを判定する。
ここで、「暗号化未」とは、上記暗号化作業が行われておらず、初期暗号鍵を所有している状態のことを意味する。この初期暗号鍵は、ＰＬＣ機器のメーカが工場出荷時に設定することを想定しており、この初期暗号鍵は、ＰＬＣ機器ごとに同じでも異なっていてもよい。

もっとも、ＰＬＣ機器ごとに異なる初期暗号鍵を有する方が、セキュリティ上望ましい。その理由は、ユーザがモデムを入手した後で暗号化作業をするまでは、初期暗号鍵を持つ他のＰＬＣ機器（隣接家屋のモデムを含む。)と接続可能であるため、意図しない情報が入ってきたり、流出したりする可能性があるからである。
一方、「暗号化済」とは、暗号化作業を完了した状態を意味する。「暗号化未」から「暗号化済」への状態変化は、暗号化作業により発生する。また、「暗号化済」から「暗号化未」への状態変化は、後述するリセット作業により発生する。

〔暗号鍵の変更条件〕
図３の表に示すように、暗号化作業を行うモデムＡとモデムＢにおいて、モデムＡの暗号化情報とモデムＢの暗号化情報がともに「暗号化未」であると判定された場合には、押しボタン２８の押下が早い方のモデムＡが新たな暗号鍵を生成し、モデムＡとモデムＢは以後、その暗号鍵を使用する。
なお、この場合、モデムＢに対する暗号鍵の設定は、後述の通り、暗号鍵を含む制御フレーム３５をモデムＢに配付し、この配付を受けたモデムＢが当該暗号鍵を自身の暗号鍵として記憶することによって行われる。

また、暗号化作業を行うモデムＡとモデムＢにおいて、モデムＡの暗号化情報が「暗号化未」でモデムＢの暗号化情報が「暗号化済」であると判定された場合には、モデムＡは、モデムＢが既に記憶している暗号鍵を使用する。
この場合、モデムＡに対する暗号鍵の設定は、後述の通り、暗号鍵を含む制御フレーム３８をモデムＢがモデムＡに配付し、この配付を受けたモデムＡが当該暗号鍵を自身の暗号鍵として記憶することによって行われる。

また、暗号化作業を行うモデムＡとモデムＢにおいて、モデムＡの暗号化情報が「暗号化済」でモデムＢの暗号化情報が「暗号化未」であると判定された場合には、モデムＢは、モデムＡが既に記憶している暗号鍵を使用する。
なお、この場合も、モデムＢに対する暗号鍵の設定は、暗号鍵を含む制御フレーム３５をモデムＡがモデムＢに配付し、この配付を受けたモデムＢが当該暗号鍵を自身の暗号鍵として記憶することによって行われる。

また、モデムＡとモデムＢの双方が「暗号化済」であると判定された場合には、両モデムＡ，Ｂは、既に記憶している自身の暗号鍵を変更せずそのまま保持し、この場合、暗号化作業は失敗とする。
このため、「暗号化済」のモデムＡ，Ｂ同士の間で暗号鍵を共有したい場合には、いずれか一方のモデムに対して、いったん暗号化情報を「暗号化未」に戻す後述のリセット作業を行ってから、暗号化作業を行うことになる。

このように、本実施形態では、ユーザが選択した任意の一対のモデムに対して、それぞれ暗号化作業を行うようになっている。
従って、例えば、「暗号化未」のモデムＡ〜Ｅが５台あるとすれば、例えば、モデムＡとモデムＢ、モデムＢとモデムＣ、モデムＣとモデムＤ、モデムＤとモデムＥというように、ユーザが選択した任意の一対のモデムに対して、それぞれ暗号化作業を行う必要がある。

〔リセット作業〕
モデムＡ，Ｂの暗号化情報を、「暗号化済」から「暗号化未」に戻したいときには、前記リセットボタン２９を利用したリセット作業を行う。すなわち、リセットボタン２９が押下されると、モデムＡ，Ｂの制御部２５は、メモリ２７が記憶している暗号化情報を、「暗号化済」から「暗号化未」に変更する。このリセット作業は、暗号化作業と異なり、１台のモデムＡ，Ｂに対して単独で実施することができる。
このリセット作業は、すでに暗号化されてどこかのネットワークに入っているモデムを離脱させたい場合や、別のネットワークに入れたい場合に、そのモデムの暗号化設定をリセットする場合に行う。

また、リセットボタン２９が押下されると、制御部２５は、暗号化状態を「暗号化未」に設定すると同時に、メモリ２７が記録している暗号鍵の値を初期化する。この暗号鍵の初期化については、２通りの実施方法がある。
その１つは、モデムＡ，Ｂが予め工場出荷時の暗号鍵をデフォルトとして保管している場合に、そのデフォルトの暗号鍵に戻す方法であり、もう１つは、暗号鍵を乱数等によってランダムなものに設定し直す方法である。
前者の方法では、リセット作業のたびに暗号鍵が同一になるが、モデムが工場出荷時の暗号鍵を保管しておく必要がある。後者の方法では、リセット作業のたびに暗号鍵が変化するので、管理が複雑になる反面、初期暗号鍵をモデムＡ，Ｂごとに異なるものにすることができる。

〔押しボタン２８を押下した時の状態変化〕
図４は、モデムＡ，Ｂにおける暗号化作業の状態変化を示している。
このうち、図４（ａ）は、「暗号化未」のモデムＡ，Ｂの押しボタン２８を押下した時の状態変化を示している。
同図に示すように、「暗号化未」であるモデムＡ，Ｂの押しボタン２８を押下すると、「暗号化作業中」の状態となる。そして、暗号化作業が無事に成功すると「暗号化済」の状態になり、失敗した場合には「暗号化失敗」の状態になる。なお、図４（ａ）の破線矢印に示すように、「暗号化失敗」の状態から押しボタン２８を押下して、再度、「暗号化作業中」の状態にすることもできる。

図４（ｂ）は、暗号化済のモデムＡ，Ｂの押しボタン２８を押下した時の状態変化を示している。
同図に示すように、「暗号化済」であるモデムＡ，Ｂの押しボタン２８を押下すると、「暗号化作業中」の状態となる。そして、後述する暗号化作業が無事に成功すると「暗号化済」の状態に戻り、失敗した場合には「暗号化失敗」の状態になる。なお、図４（ｂ）の破線矢印に示すように、「暗号化失敗」の状態から押しボタン２８を押下して、再度、「暗号化作業中」の状態にすることもできる。

〔リセットボタン２９を押下した時の状態変化〕
図５は、モデムＡ，Ｂにおけるリセット作業の状態変化を示している。
このうち、図５（ａ）は、「暗号化済」のモデムＡ，Ｂのリセットボタン２９を押下した時の状態変化を示している。
同図に示すように、「暗号化済」であるモデムＡ，Ｂのリセットボタン２９を押下すると、「設定リセット中」の状態となる。そして、リセット作業が無事に成功すると「暗号化未」の状態になり、失敗した場合には「設定リセット失敗」の状態になる。なお、図５（ａ）の破線矢印に示すように、「設定リセット失敗」の状態からリセットボタン２９を押下して、再度、「設定リセット中」の状態にすることもできる。

図５（ｂ）は、暗号化未のモデムＡ，Ｂのリセットボタン２９を押下した時の状態変化を示している。
同図に示すように、「暗号化未」であるモデムＡ，Ｂのリセットボタン２９を押下すると、「設定リセット中」の状態となる。そして、リセット作業が無事に成功すると「暗号化未」の状態に戻り、失敗した場合には「設定リセット失敗」の状態になる。なお、図５（ｂ）の破線矢印に示すように、「設定リセット失敗」の状態からリセットボタン２９を押下して、再度、「設定リセット中」の状態にすることもできる。

〔制御通信の内容（２台の場合）〕
図６は、モデムＡとモデムＢとの間で行われる、暗号化作業のための制御通信を示している。この図６の例では、モデムＡに対して押しボタン２８が押下されたあと、一定時間内（例えば、１分以内）で暫くしてから、モデムＢに対する押しボタン２８が押下されたものと仮定している。
この場合、最初に押しボタン２８が押下されたモデムＡは、まず、ＰＬＣ送受信部２４から自身の暗号化情報を含む第一の通知フレーム３１をブロードキャストし、これにより、暗号化作業を行うべき相手のモデムをサーチする。

その後、モデムＢの押しボタン２８が押下されると、当該モデムＢが暗号化作業のモードに入る。このモデムＢが上記第一の通知フレーム３１を受信すると、モデムＡに、自身の暗号化情報を含む第二の通知フレーム３２を返信し、これによって、両者のハンドシェイクが確立する。また、モデムＢは、上記第一の通知フレーム３１を受けた時点で、図３の暗号鍵の変更条件が成立するか否かを判定する。
一方、モデムＡは、第二の通知フレーム３２を受けた時点で、図３の暗号鍵の変更条件が成立するか否かを判定する。

その後、モデムＡが、変更条件が成立しているか否かの判定結果を記載した判定フレーム３３をモデムＢに送信し、モデムＢはその判断結果が自身の判断結果と合致するか否かを判定し、合致している場合には応答フレーム３４をモデムＡに返信する。
ここで、モデムＡが「暗号化未」でかつモデムＢも「暗号化未」である場合には、モデムＡは、暗号鍵を新たに生成し、その生成した暗号鍵を含む制御フレーム３５をモデムＢに送信する。この制御フレーム３５を受信したモデムＢは、自身の暗号鍵をその制御フレーム３５に記載された暗号鍵に変更する。

その後、暗号鍵の変更完了をモデムＡに通知する変更完了フレーム３６と、暗号化作業の終了を通知する終了フレーム３７のやり取りを経て、暗号化作業が終了する。
また、モデムＡが「暗号化済」でかつモデムＢが「暗号化未」である場合には、モデムＡは、自身の暗号鍵を含む制御フレーム３５をモデムＢに送信し、上記変更完了フレーム３６と終了フレーム２７のやり取りを経て、暗号化作業が終了する。

一方、モデムＡが「暗号化未」でかつモデムＢが「暗号化済」である場合には、図６に破線で示すように、モデムＢが、自身の暗号鍵を含む制御フレーム３８をモデムＡに送信し、この制御フレーム３８を受けたモデムＡが、自身の暗号鍵をその制御フレーム３８に記載された暗号鍵に変更する。なお、この場合には、暗号鍵を変更したモデムＡがモデムＢに変更完了フレーム３６ａ（図６の破線）を送信し、これを受けたモデムＢが終了フレーム３７ａ（図６の破線）をモデムＡに返信し、暗号化作業が終了する。
更に、モデムＡが「暗号化済」でかつモデムＢも「暗号化済」である場合には、いずれのモデムＡ，Ｂからも制御フレーム３５，３８の送信は行われず、失敗である旨を記載した前記終了フレーム３７がモデムＢに送信され、暗号化作業が終了する。

このように、本実施形態によれば、ローカルネットワークを構成可能な一対のモデムＡ及びＢが予め暗号化情報（暗号化未又は暗号化済）を記憶しており、自機の暗号化情報を含む通知フレーム３１，３２を他機から受信すると、図３に示す暗号鍵の変更条件が成立するか否かを判定するようになっているので、そのモデムＡ及びＢが暗号化作業を行うべきもの同士か否かを自動的に判別できる。このため、ユーザが選択した任意の一対のモデムＡ，Ｂであっても、ＰＣによる入力なしで暗号鍵を自動設定することができる。

〔制御通信の内容（３台）〕
図７は、同じネットワークを構成する３つのモデムＡ〜Ｃに対して、押しボタン２８が押下されたときの制御通信を示している。
図７（ａ）は、モデムＡとモデムＢの間で既に暗号化作業が開始され、その後に、モデムＣの押しボタン２８が押下された場合を示している。
この場合、モデムＣは、自身と暗号化作業を行うべきモデムをサーチするための通知フレーム３９をブロードキャストするが、既に暗号化作業を開始しているモデムＡとモデムＢは、その通知フレーム３９に対して暗号化作業を行わない旨のＮＧフレーム４０をモデムＣに送信し、これにより、モデムＣの暗号化作業は失敗して終了する。

また、図７（ｂ）は、モデムＡの第一の通知フレーム３１に対して、モデムＢとモデムＣが共に第二の通知フレーム３２，３２を返信した場合を示している。
この場合、モデムＡは、先に第二の通知フレーム３２を発したモデムＢに対して前記判定フレーム３３を送信し、当該モデムＢとの間で暗号化作業を確立する。他方、後で第二の通知フレーム３２を発したモデムＣに対しては、暗号化作業を行わない旨のＮＧフレーム４０をモデムＣに送信し、これにより、モデムＣの暗号化作業は失敗して終了する
このように、本実施形態では、最初に押しボタン２８が押下された２台のモデムＡ，Ｂの間で「暗号化作業」が成立し、３台目は失敗するようになっている。なお、４台目以上のモデムが存在する場合も同様である。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、押しボタン２８とリセットボタン２９を別個のボタンで構成したが、これらを１つのボタンで共用することもできる。この場合には、当該１つのボタンに対する操作方法を変える（長押しと短押し等）ことで、暗号化作業とリセット作業を区別することができる。
また、上記実施形態では電力線通信システムに本発明を適用した場合を例示したが、本発明は、無線ＬＡＮ装置等のその他の通信装置を用いた通信システムに採用することもできる。

複数の家屋に構築された宅内ネットワークの構成図である。 ＰＬＣモデムの内部構成を示すブロック図である。 暗号鍵の変更条件を示す表である。 ＰＬＣモデムにおける暗号化作業の状態変化を示す図である。 ＰＬＣモデムにおけるリセット作業の状態変化を示す図である。 モデムＡとモデムＢとの間で行われる、暗号化作業のための制御通信を示す図である。 同じネットワークを構成する３つのモデムＡ〜Ｃに対して、押しボタンが押下されたときの制御通信を示す図である。

符号の説明

Ｈ１：家屋、Ｈ２：家屋、１０：宅内配電線、１１：宅内配電線、１２：引き込み線、
１３：引き込み線、１４：分電盤、１５：分電盤、１６：電源コンセント、
１７：電源コンセント、２０：筐体、２１：電源コード、２２：電源プラグ、
２３：電源回路、２４：ＰＬＣ送受信部（通信部）、２５：制御部、
２６：暗号設定処理部、２７：メモリ、２８：押しボタン（操作部材）、
２９：リセットボタン（操作部材）、３０：表示部、３１：第一の通信フレーム、
３２：第二の通信フレーム、３３：判定フレーム、３４：応答フレーム、
３５：制御フレーム（Ａ→Ｂ）、３６，３６ａ：変更完了フレーム、
３７，３７ａ：終了フレーム、３８：制御フレーム（Ｂ→Ａ）、３９：通知フレーム、 ４０：ＮＧフレーム、１００：屋外電力線

Claims (10)

1. ローカルネットワークを構成可能な一対の通信装置を備え、一方の通信装置と他方の通信装置との間で暗号鍵を共有するために当該暗号鍵を送受信する通信システムであって、
   前記一方及び他方の通信装置は、暗号鍵を他機と共有するための暗号化作業が済みか未かを表す暗号化情報と自機の暗号鍵とをそれぞれ記憶しており、
   自機の暗号鍵と暗号化情報を他機に送信する機能と、他機の暗号鍵と暗号化情報を他機から受信する機能とをそれぞれ有しており、
   自機の暗号化情報及び他機の暗号化情報が、未未、未済、済未又は済済のいずれの状態であるかに応じて、暗号鍵を自機が配布するか他機から配布されるか或いはそれらの配布を行わないかのいずれかを選択することを特徴とする通信システム。
2. 前記一方及び他方の通信装置において、前記自機の暗号化情報と前記他機の暗号化情報がともに未である場合に、前記自機が新たな暗号鍵を生成してその暗号鍵を前記他機に配付し、この配付を受けた前記他機が当該暗号鍵を自身の暗号鍵として記憶する請求項１に記載の通信システム。
3. 前記一方及び他方の通信装置において、前記自機の暗号化情報が済で前記他機の暗号化情報が未である場合に、前記自機が既に記憶している自身の暗号鍵を前記他機に配付し、この配付を受けた前記他機が当該暗号鍵を自らの暗号鍵として記憶する請求項１に記載の通信システム。
4. 前記一方及び他方の通信装置において、前記自機の暗号化情報が未で前記他機の暗号化情報が済である場合に、前記他機が既に記憶している自身の暗号鍵を前記自機に配付し、この配付を受けた前記自機が当該暗号鍵を自らの暗号鍵として記憶する請求項１に記載の通信システム。
5. 前記一方及び他方の通信装置において、前記自機の暗号化情報が済で前記他機の暗号化情報が済である場合に、前記自機及び前記他機が既に記憶している自身の暗号鍵を変更せずにそのまま保持する請求項１に記載の通信システム。
6. 前記通信装置は、前記暗号化情報の送信を開始させるためのユーザインタフェースとなる操作部材を備えており、
   前記操作部材に対する操作タイミングが前記自機と他機との間で一定時間内であるときに、自機の暗号化情報及び他機の暗号化情報が、未未、未済、済未又は済済のいずれの状態であるかの判定を行う請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信システム。
7. ３台以上の通信装置の前記操作部材に対する操作タイミングが前記一定時間内であるときに、最初に操作された２台の通信装置の間で前記判定を行う請求項６に記載の通信システム。
8. 前記通信装置は、外部からのリセット操作により、暗号化済みの暗号鍵を初期化して、自機の暗号化情報を未に戻すリセット機能を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の通信システム。
9. 他の通信装置との間で暗号鍵を共有するために当該暗号鍵を送受信する通信装置であって、
   暗号鍵を他機と共有するための暗号化作業が済みか未かを表す暗号化情報と、自機の暗号鍵とを記憶する記憶部と、
   自機の暗号化情報と暗号鍵とを他機に送信可能であり、他機の暗号化情報と暗号鍵とを当該他機から受信可能な通信部と、
   自機の暗号化情報及び他機の暗号化情報が、未未、未済、済未又は済済のいずれの状態であるかに応じて、暗号鍵を自機が配布するか他機から配布されるか或いはそれらの配布を行わないかのいずれかを選択する制御部と、を備えていることを特徴とする通信装置。
10. 一方の通信装置と他方の通信装置との間で暗号鍵を共有するために当該暗号鍵の送受信を行う通信方法であって、
    暗号鍵を他機と共有するための暗号化作業が済みか未かを表す暗号化情報と自機の暗号鍵とを、前記一方及び他方の通信装置に記憶させておき、
    前記一方及び他方の通信装置が、自機が記憶する暗号化情報を互いに通知し合うとともに、自機の暗号化情報及び他機の暗号化情報が、未未、未済、済未又は済済のいずれの状態であるかに応じて、暗号鍵を自機が配布するか他機から配布されるか或いはそれらの配布を行わないかのいずれかを選択することを特徴とする通信方法。

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