特許ウォッチ

公開番号2025143821
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024043265
出願日2024-03-19
発明の名称通信システム、集約端末装置、サーバーおよびコンピュータに実行させるためのプログラム
出願人株式会社国際電気通信基礎技術研究所
代理人個人
主分類H04L 9/32 20060101AFI20250925BHJP(電気通信技術)
要約【課題】署名データ量を最小にすることが可能な通信システムを提供する。
【解決手段】端末装置5～7の各々は、署名方式が1対1署名方式であるとき、自己が検出したデータmsgと自己の識別情報idと署名方式typeと、データmsgおよび識別情報idに1対1署名用鍵を用いて署名して生成したタグtagとをゲートウェイ3へ送信し、ゲートウェイ3は、端末装置5～7の各々から受信した[msg,id,type,tag]をサーバー1へ送信する。端末装置5～7の各々は、署名方式が集約署名方式であるとき、[msg,id,type,tag’(=集約署名用鍵を用いて署名して生成したタグ)]をゲートウェイ3へ送信し、ゲートウェイ3は、msg,id,tag’に集約署名用鍵を用いて署名して生成した集約タグa_tagと[msg,id]とをサーバー1へ送信する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
データを保管するサーバーと、
前記データを前記サーバーへ送信する第１の集約端末装置と、
前記第１の集約端末装置の通信範囲内に配置されたｎ
１
（ｎ
１
は、１以上の整数）個の端末装置とを備え、
前記ｎ
１
個の端末装置の各々は、自己のデータであるデータｍｓｇを検出し、１組の［識別情報，データ］毎にデジタル署名を行う１対１署名方式におけるデジタル署名用鍵である１対１署名用鍵と１組の［識別情報ｉｄ，データｍｓｇ］毎にデジタル署名を行い、複数組の［識別情報ｉｄ，データｍｓｇ］に対応する複数の署名を１つに圧縮した署名を作成する署名方式である集約署名方式におけるデジタル署名用鍵である集約署名用鍵とのうちのデジタル署名後の署名サイズが小さくなる署名用鍵を用いて前記データｍｓｇと自己の識別情報である識別情報ｉｄとに署名してタグｔａｇを作成し、前記識別情報ｉｄ、前記データｍｓｇ、署名方式ｔｙｐｅおよび前記タグｔａｇを無線通信によって前記第１の集約端末装置へ送信し、
前記第１の集約端末装置は、ｎ
１
組の［前記識別情報ｉｄ，前記データｍｓｇ，前記タグｔａｇ］をそれぞれ前記ｎ
１
個の端末装置から受信し、前記署名用鍵が前記１対１署名用鍵であるとき、前記ｎ
１
組の［前記識別情報ｉｄ，前記データｍｓｇ，前記タグｔａｇ］を前記サーバーへ送信し、前記署名用鍵が前記集約署名用鍵であるとき、前記ｎ
１
組の［前記識別情報ｉｄ，前記データｍｓｇ，前記タグｔａｇ］をｎ
１
個の前記識別情報ｉｄに対応するｎ
１
個の前記集約署名用鍵（公開鍵）によって集約して集約タグａ＿ｔａｇを作成し、前記ｎ
１
組の［前記識別情報ｉｄ，前記データｍｓｇ］と前記集約タグａ＿ｔａｇとを前記サーバーへ送信し、
前記サーバーは、前記ｎ
１
組の［前記識別情報ｉｄ，前記データｍｓｇ，前記タグｔａｇ］を前記第１の集約端末装置から受信したとき、前記ｎ
１
組の［前記識別情報ｉｄ，前記データｍｓｇ，前記タグｔａｇ］のうちの１組の［前記識別情報ｉｄ，前記データｍｓｇ，前記タグｔａｇ］に基づいて前記タグｔａｇを使用して前記データｍｓｇを検証して検証結果を作成することを前記ｎ
１
組の［前記識別情報ｉｄ，前記データｍｓｇ，前記タグｔａｇ］の全てについて実行してｎ
１
組の［検証結果および前記データｍｓｇ］を保管し、前記ｎ
１
組の［前記識別情報ｉｄ，前記データｍｓｇ］と前記集約タグａ＿ｔａｇとを前記第１の集約端末装置から受信したとき、前記集約タグａ＿ｔａｇを使用して前記ｎ
１
組の［前記識別情報ｉｄ，前記データｍｓｇ］に含まれるｎ
１
個のデータｍｓｇを検証してｎ
１
個の検証結果を作成し、［ｎ
１
個の検証結果およびｎ
１
個のデータｍｓｇ］を保管する、通信システム。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記サーバーは、前記１対１署名方式と前記集約署名方式とのうちの使用すべきデジタル署名方式であるデジタル署名方式ＤＳＭを決定し、その決定したデジタル署名方式ＤＳＭを前記第１の集約端末装置へ送信し、
前記第１の集約端末装置は、前記デジタル署名方式ＤＳＭを前記サーバーから受信し、その受信した前記デジタル署名方式ＤＳＭを無線通信によって前記ｎ
１
個の端末装置へ送信する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記サーバーは、前記第１の集約端末装置の通信範囲内に存在する前記端末装置の個数に基づいてデジタル署名方式ＤＳＭを決定する、請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記サーバーは、前記１対１署名方式における集約後の署名サイズと前記端末装置の個数との関係を示す第１の関係式と、前記集約署名方式における集約後の署名サイズと前記端末装置の個数との関係を示す第２の関係式とに基づいて、前記１対１署名方式および前記集約署名方式のうち、前記集約後の署名サイズが小さくなる署名方式を前記デジタル署名方式ＤＳＭとして決定する、請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記サーバーは、前記第１の集約端末装置から受信したデータに基づいて前記１対１署名方式におけるデータの個数である第１の個数Ｎ＿Ａと前記集約署名方式におけるデータの個数である第２の個数Ｎ＿Ｂとをカウントし、前記第１の個数Ｎ＿Ａと前記第２の個数Ｎ＿Ｂとの和Ｎ＿Ａ＋Ｎ＿Ｂを前記端末装置の個数として算出し、前記第１の関係式に基づいて前記和Ｎ＿Ａ＋Ｎ＿Ｂに対応する第１の集約後の署名サイズを検出するとともに前記第２の関係式に基づいて前記和Ｎ＿Ａ＋Ｎ＿Ｂに対応する第２の集約後の署名サイズを検出し、前記第１の集約後の署名サイズと前記第２の集約後の署名サイズとのうちの小さい方の集約後の署名サイズが得られるときの署名方式を前記デジタル署名方式ＤＳＭとして決定する、請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記第１の集約端末装置は、前記デジタル署名方式ＤＳＭが前記ｎ
１
個の端末装置における署名方式と異なるか否かを判定し、前記デジタル署名方式ＤＳＭが前記ｎ
１
個の端末装置における署名方式と異なると判定したとき、前記デジタル署名方式ＤＳＭを無線通信によって前記ｎ
１
個の端末装置へ送信する、請求項２に記載の通信システム。
【請求項７】
前記ｎ
１
個の端末装置の各々は、無線通信によって前記デジタル署名方式ＤＳＭを前記第１の集約端末装置から受信したか否かを判定し、または前記データｍｓｇの送信時刻に到達したか否かを判定し、前記デジタル署名方式ＤＳＭを前記第１の集約端末装置から受信したと判定したとき、前記受信したデジタル署名方式ＤＳＭにデジタル署名方式を変更する、請求項２に記載の通信システム。
【請求項８】
前記第１の集約端末装置は、前記１対１署名方式と前記集約署名方式とのうちの使用すべきデジタル署名方式であるデジタル署名方式ＤＳＭを決定し、その決定したデジタル署名方式ＤＳＭを無線通信によってｎ
１
個の端末装置へ送信する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項９】
前記第１の集約端末装置は、自己の通信範囲内に存在する前記端末装置の個数に基づいてデジタル署名方式ＤＳＭを決定する、請求項８に記載の通信システム。
【請求項１０】
前記第１の集約端末装置は、前記１対１署名方式における集約後の署名サイズと前記端末装置の個数との関係を示す第１の関係式と、前記集約署名方式における集約後の署名サイズと前記端末装置の個数との関係を示す第２の関係式とに基づいて、前記１対１署名方式および前記集約署名方式のうち、前記集約後の署名サイズが小さくなる署名方式を前記デジタル署名方式ＤＳＭとして決定する、請求項９に記載の通信システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信システム、集約端末装置、サーバーおよびコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。
続きを表示（約 930 文字）【背景技術】
【０００２】
センサーネットワーク等の多数の端末から情報を収集するネットワークにおいては、データの偽造・改ざんを検出するために、またはデータが正しい端末から送られていることを確認するために、デジタル署名が用いられる（非特許文献１）。
【０００３】
デジタル署名においては、端末数が多くなると、署名の量も膨大になるため、通信量が増加する。
【０００４】
集約署名と呼ばれるデジタル署名技術を用いると、複数の署名を圧縮することによって署名データ量を削減することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
L. Shen, J. Ma, X. Liu, F. Wei and M. Miao, "A secure and efficient ID-based aggregate signature scheme for wireless sensor networks", IEEE Internet Things J., vol. 4, no. 2, pp. 546-554, Apr. 2017.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、集約署名は、端末数が多い場合には署名データ量を削減することができるが、端末数が少ない場合には、逆に署名データ量が増加してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明の実施の形態によれば、署名データ量を最小にすることが可能な通信システムを提供する。
【０００８】
また、この発明の実施の形態によれば、署名データ量の最小化をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。
【０００９】
更に、この発明の実施の形態によれば、署名データ量を最小にすることが可能な集約端末装置を提供する。
【００１０】
更に、この発明の実施の形態によれば、署名データ量を最小にすることが可能なサーバーを提供する。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許