WO2012111559A1

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Info

Publication number: WO2012111559A1
Application number: PCT/JP2012/053119
Authority: WO
Inventors: 田中　毅; 健河本
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2012-08-23
Also published as: JP2012173434A; JP5525467B2

Abstract

An objective of the present invention is to securely transmit information collected with a sensor node, and to reduce the impact of increased power consumption in processes other than the sensing process. A process which initializes and updates a pseudorandom number string which is used in encryption is executed on the sensor node only when the power is switched on, when charging or receiving power from an external power supply, or when the battery has sufficient capacity. Additionally, the number of output iterations from the initialization of the pseudorandom number string to the outputting of the random number with which the packet is encrypted is appended to the transmitted encrypted data.

Description

センサデバイス、及びその制御方法Sensor device and control method thereof

　本発明は、センサデバイス、及びその制御方法に関し、例えば、人の身体に装着され、或いは、所定の環境下に配置され、測定したデータを出力するセンサデバイス、及びその制御方法に関するものである。The present invention relates to a sensor device and a control method thereof, for example, a sensor device that is mounted on a human body or arranged in a predetermined environment and outputs measured data, and a control method thereof.

　人にセンサノード（センサデバイスともいう）を装着したり、情報端末を所定の環境下に設置したりして、個人情報、生体情報、及び環境情報等を取得することが考えられている。It is considered to acquire personal information, biological information, environmental information, etc. by mounting a sensor node (also called a sensor device) on a person or installing an information terminal in a predetermined environment.

　例えば、特許文献１に示されるように、センサ、無線、マイコン等を搭載した小型のセンサノードが実用化段階にある。特許文献１で開示されるセンサノードでは、センシングや無線通信が必要なタイミングでのみ起動し、それ以外では電源を切って消費電力を削減する間欠動作を実行している。また、このような脈拍を測ることを目的としたセンサノードは電源を内蔵しつつも一般的に小型であり、人が身に付けることも容易である場合が多い。従って、日常生活において、人の生活の中の活動の情報を容易に収集し、収集情報をサーバ装置に送信して集中管理することが可能となっている。For example, as disclosed inPatent Document 1, a small sensor node equipped with a sensor, wireless, microcomputer, etc. is in the practical stage. The sensor node disclosed inPatent Document 1 is activated only when sensing or wireless communication is necessary, and otherwise, an intermittent operation is performed in which the power is turned off to reduce power consumption. In addition, sensor nodes intended to measure such a pulse are generally small in size with a built-in power supply, and are often easy for a person to wear. Therefore, in daily life, it is possible to easily collect information on activities in a person's life and transmit the collected information to a server device for centralized management.

特開２００４－２３４６２２号公報JP 2004-234622 A

　しかしながら、特許文献１に示されるセンサノードにおいては、センシングして収集した情報は脈拍などの個人情報であり、取り扱いを厳重にしなければならないところ、当該個人情報を単に通信によりサーバ装置に送信することを想定しており、第三者による個人情報の閲覧や改竄を防止するという観点が欠落している。However, in the sensor node shown inPatent Document 1, the information collected by sensing is personal information such as a pulse, and the handling must be strictly performed. However, the personal information is simply transmitted to the server device by communication. The viewpoint of preventing browsing and falsification of personal information by a third party is lacking.

　また、このようなセンサノードや情報端末においては、小型バッテリを電源として駆動するため、低消費電力でセンシングする必要がある。ところが、特許文献１に示されるセンサノードは、センシング処理に特化して、それ以外の時間をスリープ状態にして消費電力を削減する間欠動作であるため、センシング処理以外で処理時間が長くなると、消費電力が大幅に増大し、電池を電源とした場合には日常利用が困難な電池寿命となる。In such sensor nodes and information terminals, since a small battery is driven as a power source, it is necessary to perform sensing with low power consumption. However, the sensor node shown inPatent Document 1 is an intermittent operation that specializes in sensing processing and reduces the power consumption by putting the other time in the sleep state. When the battery is used as a power source, the battery life becomes difficult to use on a daily basis.

　本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、センサノードで収集した情報を安全に送信すると共に、センシング処理以外の処理における消費電力の増加の影響を軽減することができる技術を提供するものである。The present invention has been made in view of such a situation, and provides a technique capable of safely transmitting information collected by a sensor node and reducing the influence of an increase in power consumption in processing other than sensing processing. To do.

　本発明では、センサノードで暗号化に用いる擬似乱数列を初期化、更新する処理を、パワーオン時や、外部電源による充電や給電時、あるいはバッテリの残量が十分である場合のみ実行する。また、送信する暗号化データには、疑似乱数列の初期化から、そのパケットを暗号化した乱数を出力するまでの出力回数を付加する。In the present invention, the process of initializing and updating the pseudo-random number sequence used for encryption at the sensor node is executed only when the power is turned on, when charging or feeding with an external power source, or when the remaining battery level is sufficient. In addition, the number of outputs from the initialization of the pseudo random number sequence to the output of a random number obtained by encrypting the packet is added to the encrypted data to be transmitted.

　即ち、本発明によるセンサノード（センサデバイス）では、センサによって取得した測定データに対して暗号化処理を実行して暗号化データを生成する。そして、当該センサノードでは、供給電源の電圧値が所定値以上ある場合（例えば、内臓バッテリの電圧残量が所定値以上の場合、或いは、外部電源が接続されていることを検知した場合）に、暗号化処理に用いる擬似乱数列を初期化する処理を実行するようにしている。That is, the sensor node (sensor device) according to the present invention performs encryption processing on the measurement data acquired by the sensor to generate encrypted data. In the sensor node, when the voltage value of the power supply is greater than or equal to a predetermined value (for example, when the voltage remaining in the built-in battery is greater than or equal to the predetermined value, or when it is detected that an external power supply is connected). The process for initializing the pseudo-random number sequence used for the encryption process is executed.

　本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本発明の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。Further features related to the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be achieved and realized by elements and combinations of various elements and the following detailed description and appended claims.

　本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本発明の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。It should be understood that the descriptions in this specification are merely exemplary, and are not intended to limit the scope of the claims or the application of the present invention in any way.

　本発明によれば、センサノードで収集した情報を安全に格納し、または送信することができ、また、センシング処理以外の処理における消費電力の増加の影響を軽減することができるようになる。According to the present invention, the information collected by the sensor node can be stored or transmitted safely, and the influence of the increase in power consumption in processes other than the sensing process can be reduced.

　本発明は、例えば人体に装着可能な、或いは所定の環境下に設置可能な超小型のセンサノードにおいて、測定データを暗号化する際に生じる電力消費の影響を軽減することができる技術を提供するものである。The present invention provides a technique capable of reducing the influence of power consumption that occurs when measuring data is encrypted in an ultra-compact sensor node that can be worn on a human body or installed in a predetermined environment. Is.

　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, functionally identical elements may be denoted by the same numbers. The attached drawings show specific embodiments and implementation examples based on the principle of the present invention, but these are for understanding the present invention and are not intended to limit the present invention. Not used.

　本実施形態では、当業者が本発明を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本発明の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。This embodiment has been described in sufficient detail for those skilled in the art to practice the present invention, but other implementations and configurations are possible without departing from the scope and spirit of the technical idea of the present invention. It is necessary to understand that the configuration and structure can be changed and various elements can be replaced. Therefore, the following description should not be interpreted as being limited to this.

　更に、本発明の実施形態は、後述されるように、汎用コンピュータ上で稼動するソフトウェアで実装しても良いし専用ハードウェア又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせで実装しても良い。Furthermore, as will be described later, the embodiment of the present invention may be implemented by software running on a general-purpose computer, or may be implemented by dedicated hardware or a combination of software and hardware.

　なお、本明細書の図では、テーブルやリストを例にして本発明で用いられる情報について説明しているが、テーブルやリストの構造で提供される情報に限られるものではなく、データ構造に依存しない情報であっても良い。In the drawings in this specification, information used in the present invention is described using a table or list as an example. However, the information is not limited to the information provided in the table or list structure, and depends on the data structure. It may be information that does not.

　また、各情報の内容を説明する際に、「識別情報」、「識別子」、「名」、「名前」、「ＩＤ」という表現を用いるが、これらについてはお互いに置換が可能である。Also, in describing the contents of each information, the expressions “identification information”, “identifier”, “name”, “name”, “ID” are used, but these can be replaced with each other.

　以後の説明では「プログラム」を主語として各処理の説明を行うことがあるが、プログラムはプロセッサによって実行されることで定められた処理をメモリ及び通信ポート（通信制御装置）を用いながら行うため、プロセッサを主語とした説明としてもよい。また、プログラムを主語として開示された処理は管理サーバ等の計算機、情報処理装置が行う処理としてもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェアで実現してもよく、また、モジュール化されていても良い。各種プログラムはプログラム配布サーバや記憶メディアによって各計算機にインストールされてもよい。In the following description, each process may be described with “program” as the subject. However, since the program uses the memory and the communication port (communication control device) to perform the process defined by being executed by the processor, The description may be based on the processor. Further, the processing disclosed with the program as the subject may be processing performed by a computer such as a management server or an information processing apparatus. Part or all of the program may be realized by dedicated hardware, or may be modularized. Various programs may be installed in each computer by a program distribution server or a storage medium.

　＜センサノードの構成＞
　図１は、本発明の第１の実施形態によるセンサノード１（センサデバイス、センサ装置、センサ端末、情報端末などと言うこともできる）の概略構成を示す図である。<Configuration of sensor node>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a sensor node 1 (also referred to as a sensor device, a sensor device, a sensor terminal, an information terminal, etc.) according to the first embodiment of the present invention.

　センサノード１は、マイコン１０と、センサ２と、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）３と、センサノード１の内部の所定の電源電圧を生成するレギュレータ４と、バッテリ（例えば、内蔵された充電池）５と、外部から供給される電源によってバッテリ５の充電を制御する充電回路６と、シリアル－ＵＳＢ変換回路７と、無線通信部９と、ＵＳＢポート８と、ＥＥＰＲＯＭ４０と、フラッシュメモリ５０と、電源検出回路６０と、ＯＲ回路７０と、を有する。Thesensor node 1 includes amicrocomputer 10, asensor 2, a real time clock (RTC) 3, aregulator 4 that generates a predetermined power supply voltage inside thesensor node 1, and a battery (for example, a built-in rechargeable battery) 5. A charging circuit 6 for controlling the charging of thebattery 5 by an externally supplied power, a serial-USB conversion circuit 7, awireless communication unit 9, aUSB port 8, anEEPROM 40, aflash memory 50, and apower detection circuit 60 and anOR circuit 70.

　センサノード１のＵＳＢポート８に外部から電源が供給されると、電源検出回路６０がマイコン１０の入力検出部１４に信号を発生させ、マイコン１０が演算部１２でストリーム暗号アルゴリズム２２、ハッシュ関数２３及び乱数生成器（乱数生成プログラム）２４によって、暗号化処理に用いる擬似乱数列を初期化し、ＲＡＭ３０に記録されている秘密鍵３３、初期化ベクトル３４、及び内部状態３５を更新する。When power is supplied from the outside to theUSB port 8 of thesensor node 1, thepower detection circuit 60 generates a signal to theinput detection unit 14 of themicrocomputer 10, and themicrocomputer 10 uses thecalculation unit 12 to generate thestream encryption algorithm 22 and thehash function 23. The random number generator (random number generation program) 24 initializes a pseudo-random number sequence used for the encryption process, and updates thesecret key 33, theinitialization vector 34, and theinternal state 35 recorded in theRAM 30.

　センサノード１は、人に装着され、或いは所定の環境下に設置され、一定間隔でセンサ２によって検知した情報を取得して内部のメモリ（図示せず）に記録する。また、センサノード１は、記録した検知情報をフラッシュメモリ５０から読み出し、当該情報を無線部９による通信機能を用いて、外部（例えば、サーバ（後述））に送信する。なお、センサノード１は、特に人が身につける場合においては、その利便性のため、内蔵電池（満充電した充電池：バッテリ５）で１、２週間以上駆動することが望ましい。Thesensor node 1 is worn by a person or installed in a predetermined environment, acquires information detected by thesensor 2 at regular intervals, and records it in an internal memory (not shown). Thesensor node 1 reads the recorded detection information from theflash memory 50, and transmits the information to the outside (for example, a server (described later)) using the communication function of thewireless unit 9. Thesensor node 1 is preferably driven with a built-in battery (a fully charged rechargeable battery: battery 5) for one or two weeks or more for convenience, especially when worn by a person.

　センサ２は、人の動きや温度、脈拍等の生体情報、周辺環境の光や音等を所定の時間間隔で検出して内部のメモリに記録し、シリアル通信によって当該メモリから情報を読み出し可能となっている。センサ２として、検出した値をアナログ値の電圧等で出力するセンサを使用することも可能である。アナログ出力のセンサを用いる場合には、センサ２をＡ／Ｄ変換部１５に接続する必要がある。Thesensor 2 can detect biological information such as a person's movement, temperature, and pulse, light and sound in the surrounding environment at predetermined time intervals, record them in an internal memory, and read the information from the memory by serial communication. It has become. As thesensor 2, a sensor that outputs a detected value as an analog voltage or the like can be used. When an analog output sensor is used, thesensor 2 needs to be connected to the A /D converter 15.

　ＲＴＣ３は、時計機能を持ったＩＣであり、内部の時計情報を保持、及び更新する。ＲＴＣ３は、シリアル通信によって、保持した時計情報（時刻）を読み出し、読み出した時刻と所定の処理のタイミングを同期させることや所定の時間間隔で信号を発することが可能である。典型的には、マイコン１０の消費電力よりもＲＴＣ３のそれの方が小さいため、ＲＴＣ３からマイコン１０に測定周期の割込みを発生させることにより、マイコン１０は欠かさず測定処理を実行しながら、処理の空き時間は内部のクロックを停止してスリープ状態にして消費電力を削減することができる。RTC3 is an IC having a clock function, and holds and updates internal clock information. TheRTC 3 can read the held clock information (time) by serial communication, and can synchronize the read time with the timing of a predetermined process or emit a signal at a predetermined time interval. Typically, the power consumption of theRTC 3 is smaller than the power consumption of themicrocomputer 10, so that themicrocomputer 10 always performs the measurement process while generating the interruption of the measurement cycle from theRTC 3 to themicrocomputer 10. During the idle time, the internal clock is stopped and the sleep state can be set to reduce power consumption.

　マイコン１０は、接続されたセンサ２や各メモリ（ＥＥＰＲＯＭ４０、フラッシュメモリ５０など）等とシリアル通信をするシリアル通信部１１及び１６と、プログラムコードに従って演算やメモリを書き換える演算部１２と、入力される信号によって所定のプログラムの実行を開始させる割込み検出部１３と、入力される信号の値を保持、または割込みとする入力検出部１４と、入力される信号の電圧をデジタル値に変換するアナログ－デジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）１５と、大容量の不揮発メモリであるフラッシュメモリ２０と、揮発メモリであるＲＡＭ３０と、を有している。Themicrocomputer 10 is input with

serial communication units

11 and 16 that perform serial communication with theconnected sensor 2 and each memory (EEPROM 40,flash memory 50, etc.), and acalculation unit 12 that rewrites calculations and memory according to program codes. An interruptdetection unit 13 that starts execution of a predetermined program by a signal, aninput detection unit 14 that holds or interrupts the value of an input signal, and an analog-digital that converts the voltage of the input signal into a digital value A conversion unit (A / D conversion unit) 15, aflash memory 20 that is a large-capacity nonvolatile memory, and aRAM 30 that is a volatile memory are included.

　フラッシュメモリ２０は、マイコン１０の演算部１２で処理するプログラムのコードを記録するコード領域２１と、演算部１２で処理するプログラムから参照するデータを記録するデータ記録領域２６と、を含む。データ領域２６は、マイコン１０の動作中に書き換えることが可能である。コード領域２１は、ストリーム暗号アルゴリズム２２と、ハッシュ関数２３と、乱数生成器（乱数生成プログラム）２４と、制御プログラム２５と、を有する。Theflash memory 20 includes acode area 21 for recording a code of a program processed by thecalculation unit 12 of themicrocomputer 10 and adata recording area 26 for recording data referred to from the program processed by thecalculation unit 12. Thedata area 26 can be rewritten during the operation of themicrocomputer 10. Thecode area 21 includes astream encryption algorithm 22, ahash function 23, a random number generator (random number generation program) 24, and acontrol program 25.

　制御プログラム２５は、マイコン１０のメイン処理を記述したプログラムコードであり、マイコン１０の起動時に演算部１２に呼び出されて実行される。ストリーム暗号アルゴリズム２２、ハッシュ関数２３、及び乱数生成器２４はそれぞれ、制御プログラム２５に記述される処理から呼び出して実行される。データ記録領域２６は、センサノード１に固有な識別子である機器ＩＤ２７と、マイコン１０のリセット及び起動回数を記録するリセットカウンタ２８と、擬似乱数列の初期化に使用し、センサノード１ごとに固有な共通鍵２９と、を含んでいる。Thecontrol program 25 is a program code describing the main process of themicrocomputer 10 and is called and executed by thearithmetic unit 12 when themicrocomputer 10 is activated. Each of thestream encryption algorithm 22, thehash function 23, and therandom number generator 24 is called and executed from the processing described in thecontrol program 25. Thedata recording area 26 is used to initialize adevice ID 27 that is an identifier unique to thesensor node 1, areset counter 28 that records the number of resets and activations of themicrocomputer 10, and a pseudo-random number sequence. Thecommon key 29 is included.

　ＲＡＭ３０は、センサ２で測定した情報やセンサ２で測定したタイミングの時刻情報を記録するセンサデータバッファ領域３１と、センサデータバッファ領域３１のデータを暗号化したデータを記録する暗号化データバッファ領域３２と、擬似乱数列の基になる秘密鍵を格納する秘密鍵格納領域３３と、乱数生成器２４によって生成されるランダムな値であり、共通鍵から秘密鍵を生成する際に用いる初期化ベクトルを格納する初期化ベクトル格納領域３４と、ストリーム暗号アルゴリズム２２で擬似乱数列を生成する過程でメモリに書かれた必要な情報である内部状態（擬似ランダムなバイト列：例えば、０番目から２５５番目までバイト列を擬似的にランダムに配列したもの（図１４参照））を格納する内部状態格納領域３５と、内部状態の配列を入れ替えるときに用いる２個のインデックスであるインデックスｉ及びインデックスｊを格納するインデックスｉ格納領域３７及びインデックスｊ格納領域３８と、擬似乱数列の初期化から乱数を出力した回数を記録する出力カウンタ値を格納する出力カウンタ値格納領域３６と、暗号化データバッファ３２のデータをセクタ５１の暗号化データ５５の領域に記録するのに適したサイズまで蓄積する記録用暗号化データ蓄積領域６５と、記録用暗号化データ６５に記録されるデータの先頭値を暗号化する直前の出力カウンタの値を格納する記録用出力カウンタ格納領域６３と、記録用暗号化データ６５に含まれるセンサデータを測定した時刻情報を記録する記録用タイムスタンプ格納領域６２と、を含んでいる。なお、図１では、領域、格納領域、及び蓄積領域の文言は省略されている。また、本明細書では、例えば、秘密鍵格納領域３３に格納される秘密鍵を、秘密鍵３３と称する場合があり、その他のデータについても同様である。TheRAM 30 is a sensordata buffer area 31 that records information measured by thesensor 2 and time information of timing measured by thesensor 2, and an encrypteddata buffer area 32 that records data obtained by encrypting data in the sensordata buffer area 31. And a secretkey storage area 33 for storing the secret key that is the basis of the pseudorandom number sequence, and a random value generated by therandom number generator 24, and an initialization vector used when generating the secret key from the common key Initializationvector storage area 34 to be stored, and internal state (pseudorandom byte sequence: for example, from 0th to 255th) which is necessary information written in the memory in the process of generating the pseudorandom sequence by thestream encryption algorithm 22 An internalstate storage area 35 for storing a pseudo-random array of byte strings (see FIG. 14), and an internal The indexi storage area 37 and the indexj storage area 38 for storing the index i and index j, which are the two indexes used when the state array is exchanged, and the number of times random numbers are output from the initialization of the pseudo random number sequence are recorded. An output countervalue storage area 36 for storing the output counter value, and a recording encrypteddata storage area 65 for storing data in theencrypted data buffer 32 to a size suitable for recording the data in the encrypted data 55 area of thesector 51. A recording outputcounter storage area 63 for storing the value of the output counter immediately before encrypting the head value of the data recorded in the recordingencrypted data 65, and sensor data included in the recordingencrypted data 65. And a recording timestamp storage area 62 for recording the measured time information. In FIG. 1, the terms “area”, “storage area”, and “storage area” are omitted. In this specification, for example, a secret key stored in the secretkey storage area 33 may be referred to as asecret key 33, and the same applies to other data.

　ストリーム暗号アルゴリズム２２によって生成される擬似乱数列は、秘密鍵３３によって一意に定まる。秘密鍵３３は、例えば、センサノード固有の共通鍵２９と初期化ベクトル３４を結合した値を基づいてハッシュ関数２３で生成したハッシュ値であることが望ましい。一般的に、ＡＲＣＦＯＵＲなどの公知のストリーム暗号アルゴリズムにおいては、同じ秘密鍵から生成した擬似乱数列を繰り返し使用すると解読されやすいため、使用する秘密鍵が循環することがない程度のバリエーションがあり、予測や再現されにくい十分ランダムな初期化ベクトル３４を組み合わせて使用する。本実施形態によるセンサノード１においては、初期化ベクトル３４はリセットカウンタ２８をもとに乱数生成器２４によって生成される。ソフトウェアで構成できる乱数生成器２４としては、線形帰還シフトレジスタ（ＬＦＳＲ）等が望ましい。The pseudo-random number sequence generated by thestream encryption algorithm 22 is uniquely determined by thesecret key 33. Thesecret key 33 is preferably a hash value generated by thehash function 23 based on a value obtained by combining thecommon key 29 unique to the sensor node and theinitialization vector 34, for example. Generally, in a known stream encryption algorithm such as ARCFOUR, since a pseudo-random number sequence generated from the same secret key is easily deciphered, there is a variation that prevents the secret key used from circulating. Or a sufficientlyrandom initialization vector 34 that is difficult to reproduce is used in combination. In thesensor node 1 according to the present embodiment, theinitialization vector 34 is generated by therandom number generator 24 based on thereset counter 28. As therandom number generator 24 that can be configured by software, a linear feedback shift register (LFSR) or the like is desirable.

　また、初期化ベクトル３４は揮発性のＲＡＭ３０に記録され、リセットカウンタ２８はマイコン１０内部のフラッシュメモリ２０に記録されている。このため、マイコン１０の開発用のポート（典型的にはＪＴＡＧポート）を使用不可にすれば外部から読み出すことができない。つまり、後から暗号化データを第三者が解読する目的で、任意の初期化ベクトル３４を再現させることは困難であるため、初期化ベクトル３４は必要十分にランダムであるといえる。なお、万が一、秘密鍵３３が第三者に解読された場合においても、共通鍵２９が復元されないようにするために、秘密鍵３３は、ハッシュ関数でハッシュ化されている。Theinitialization vector 34 is recorded in thevolatile RAM 30, and thereset counter 28 is recorded in theflash memory 20 inside themicrocomputer 10. For this reason, if the development port of the microcomputer 10 (typically the JTAG port) is disabled, it cannot be read from the outside. That is, since it is difficult to reproduce anarbitrary initialization vector 34 for the purpose of a third party decrypting the encrypted data later, it can be said that theinitialization vector 34 is sufficiently random. Even if thesecret key 33 is decrypted by a third party, thesecret key 33 is hashed with a hash function so that thecommon key 29 is not restored.

　センサデータバッファ３１の値は、典型的には先頭から順に擬似乱数列とのＸＯＲ（排他的論理和）演算によって暗号化される。擬似乱数列は秘密鍵３３によって定まるが、長期的に擬似乱数列を初期化しない場合においては、初期化直後ではない擬似乱数列によって暗号化した暗号化データのみを受け取ることがほとんどであるため、秘密鍵３３のみを同期しても、復号化に必要な乱数を出力することができない。これを解決するため、擬似乱数列を初期化してからの乱数の出力回数である出力カウンタ３６の値を暗号化データに付加して復号化側に送信する。この出力カウンタ３６の値によって、複号化で用いる擬似乱数列の先頭を特定することが可能となる。The value of thesensor data buffer 31 is typically encrypted by an XOR (exclusive OR) operation with a pseudo-random number sequence in order from the top. Although the pseudo random number sequence is determined by thesecret key 33, in the case where the pseudo random number sequence is not initialized in the long term, it is almost the case that only encrypted data encrypted by the pseudo random number sequence that is not immediately after initialization is received. Even if only thesecret key 33 is synchronized, a random number required for decryption cannot be output. In order to solve this, the value of theoutput counter 36, which is the number of times the random number is output after the pseudorandom number sequence is initialized, is added to the encrypted data and transmitted to the decryption side. With the value of theoutput counter 36, it is possible to specify the head of the pseudo random number sequence used for decoding.

　フラッシュメモリ５０には、主にＲＡＭ３０の暗号化データバッファに一時的に記録された情報が記録される。例えば、ＳＤカードなどの大容量のフラッシュメモリ５０は、一般的に５１２バイト程度の書き換え単位が定められており、この単位がセクタ５１とされている。それぞれのセクタ５１には、保存されたデータの時刻情報であるタイムスタンプ５２と、暗号化データバッファ３２の値をコピーした暗号化データ５５と、暗号化データ５５に対応する記録用出力カウンタである出力カウンタ５３と、暗号化データ５５に対応する初期化ベクトル５４とが記録される。つまり、復号化側においてはセクタ５１ごとに読み出されて受信した際に、共通鍵２９と、初期化ベクトル５４と、出力カウンタ５３と、ストリーム暗号アルゴリズム２２と、ハッシュ関数２３と、乱数生成器２４を暗号側と共有することで、暗号化データ５５を復号化することができる。また、任意の時刻に測定されたデータを含むセクタ５１のみを読み出したい場合においては、タイムスタンプ５２のみを読みだしていくことで検索することもできる。In theflash memory 50, information temporarily recorded mainly in the encrypted data buffer of theRAM 30 is recorded. For example, a large-capacity flash memory 50 such as an SD card generally has a rewrite unit of about 512 bytes, and this unit is asector 51. Eachsector 51 includes atime stamp 52 which is time information of stored data, encrypted data 55 obtained by copying the value of theencrypted data buffer 32, and a recording output counter corresponding to the encrypted data 55. Anoutput counter 53 and aninitialization vector 54 corresponding to the encrypted data 55 are recorded. That is, on the decryption side, when read and received for eachsector 51, thecommon key 29, theinitialization vector 54, theoutput counter 53, thestream encryption algorithm 22, thehash function 23, and the random number generator By sharing 24 with the encryption side, the encrypted data 55 can be decrypted. In addition, when it is desired to read out only thesector 51 including data measured at an arbitrary time, it is possible to search by reading out only thetime stamp 52.

　マイコン１０は、シリアル通信部１６により、シリアル－ＵＳＢ変換７を介して、ＵＳＢポート８に接続したＵＳＢ端子を有する機器と通信することができる。同様に、無線通信部９を介して、他の無線機器と通信することがきる。Themicrocomputer 10 can communicate with a device having a USB terminal connected to theUSB port 8 via the serial-USB conversion 7 by theserial communication unit 16. Similarly, it is possible to communicate with other wireless devices via thewireless communication unit 9.

　マイコン１０、センサ２、ＲＴＣ３、無線通信部９、ＥＥＰＲＯＭ４０、及びフラッシュメモリ５０には、レギュレータ４から配線８３を介して、電源が供給される。電源は、ＯＲ回路７０及びレギュレータ４を介して、バッテリ５から、または電源供給可能な機器と接続されていればＵＳＢポート８からそれぞれに供給される。充電回路６は、ＵＳＢポート８が電源供給可能な機器と接続されている場合にのみ、バッテリ５の充電を開始し、バッテリ５の電圧が十分に高くなると、充電を停止する。Themicrocomputer 10, thesensor 2, theRTC 3, thewireless communication unit 9, theEEPROM 40, and theflash memory 50 are supplied with power from theregulator 4 through thewiring 83. Power is supplied from thebattery 5 via theOR circuit 70 and theregulator 4 or from theUSB port 8 if connected to a device capable of supplying power. The charging circuit 6 starts charging thebattery 5 only when theUSB port 8 is connected to a device capable of supplying power, and stops charging when the voltage of thebattery 5 becomes sufficiently high.

　＜電源検出回路の内部構成例＞
　図２は、電源検出回路６０の構成例を示す図である。当該構成は単なる例であり、本発明を限定するものではないことに注意すべきである。<Internal configuration example of power supply detection circuit>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the powersupply detection circuit 60. It should be noted that this configuration is merely an example and does not limit the present invention.

　電源検出回路６０は、抵抗６０１、６０２、及び６０３と、トランジスタ６０４と、グランド６０５及び６０６と、を有する。例えば、端子６０７に、レギュレータ４を介して内部電源（バッテリ５）を接続した場合、端子６０９にＵＳＢポート８を介して接続された電源の電圧に応じて、端子６０８の電圧が切り替えられる。つまり、端子６０７の電圧をレギュレータ４によって、内部電源電圧（バッテリ５の電圧）よりも大きい入力電圧、例えば電源電圧を３ボルトとした場合、例えば５ボルトの外部電源を、ＵＳＢポート８を介して端子６０９に接続しても、抵抗６０１及び６０３によって分圧してトランジスタ６０４に適したベース電圧が生成される。そして、端子６０９にＵＳＢ端子を介して外部電源が接続されると、端子６０８の電圧をグランド６０６の電圧に、端子６０９に外部電源が接続されないと端子６０８を端子６０７の電圧（内部電源電圧）にする。これにより、ＵＳＢ端子の電源が接続されたことを、内部電源電圧を使用するマイコンにおける０及び１のデジタル入力値として生成することができる。The powersupply detection circuit 60 includes

resistors

601, 602, and 603, atransistor 604, andgrounds 605 and 606. For example, when an internal power supply (battery 5) is connected to the terminal 607 via theregulator 4, the voltage of the terminal 608 is switched according to the voltage of the power supply connected to the terminal 609 via theUSB port 8. That is, when the voltage of the terminal 607 is set to a voltage higher than the internal power supply voltage (battery 5 voltage) by theregulator 4, for example, the power supply voltage is 3 volts, for example, an external power supply of 5 volts is connected via theUSB port 8. Even when connected to the terminal 609, the base voltage suitable for thetransistor 604 is generated by dividing by the

resistors

601 and 603. When the external power supply is connected to the terminal 609 via the USB terminal, the voltage of the terminal 608 is changed to the voltage of the ground 606, and when the external power supply is not connected to the terminal 609, the voltage of the terminal 608 is changed to the voltage of the terminal 607 (internal power supply voltage). To. Thereby, the fact that the power supply of the USB terminal is connected can be generated as a digital input value of 0 and 1 in the microcomputer using the internal power supply voltage.

　＜ＯＲ回路の内部構成例＞
　図３は、ＯＲ回路７０の内部構成例を示す図である。当該構成は単なる例であり、本発明を限定するものではないことに注意すべきである。<Example of internal configuration of OR circuit>
FIG. 3 is a diagram illustrating an internal configuration example of theOR circuit 70. It should be noted that this configuration is merely an example and does not limit the present invention.

　ＯＲ回路７０は、ダイオード７１及び７２と、抵抗７３と、グランド７４と、を有し、端子７６及び７７に接続された電源電圧の高い方が端子７５に出力されるようになっている。The ORcircuit 70 includes

diodes

71 and 72, aresistor 73, and aground 74, and the higher power supply voltage connected to the

terminals

76 and 77 is output to the terminal 75.

　＜システムの構成＞
　図４は、本実施形態による情報管理システム（単に、情報処理システムと称することもできる）の構成例を示す図である。当該情報管理システムは、少なくとも１つのセンサノード１と、少なくとも１つの基地局１００と、少なくとも１つのサーバ２００と、を有する。各センサノード１と基地局１００は無線ネットワークで接続され、基地局１００とサーバ２００はネットワーク４００で接続されている。<System configuration>
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the information management system (also simply referred to as an information processing system) according to the present embodiment. The information management system includes at least onesensor node 1, at least onebase station 100, and at least oneserver 200. Eachsensor node 1 and thebase station 100 are connected by a wireless network, and thebase station 100 and theserver 200 are connected by anetwork 400.

　当該情報管理システムでは、基地局１００は、ユーザ３００が身に付けたセンサノード１からセンサで計測したデータを取得して、インターネット等のネットワーク４００を介してサーバ２００に送信する。そして、サーバ２００は、複数のセンサノード１のデータを収集して蓄積し、収集した情報を解析する。In the information management system, thebase station 100 acquires data measured by the sensor from thesensor node 1 worn by theuser 300 and transmits it to theserver 200 via thenetwork 400 such as the Internet. Then, theserver 200 collects and accumulates data of a plurality ofsensor nodes 1 and analyzes the collected information.

　このような構成を採用することにより、センサノード１や基地局１００を構成するマイコンやＰＣが低コストで処理能力が少ない場合においても、ネットワーク４００に接続された比較的処理能力が高く、メモリの記録容量も豊富なサーバ２００で、大量のセンサデータを扱うことが可能になる。By adopting such a configuration, even when the microcomputer and PC constituting thesensor node 1 and thebase station 100 are low in cost and have little processing capacity, the processing capacity connected to thenetwork 400 is relatively high, Theserver 200 with abundant recording capacity can handle a large amount of sensor data.

　センサノード１と基地局１００は、ＵＳＢなどの有線通信で接続される他、無線通信であれば距離や接続する手間に関わらず、安定してセンサノード１からデータを収集することが可能である。Thesensor node 1 and thebase station 100 are connected by wired communication such as USB, and can collect data from thesensor node 1 stably regardless of the distance and the time and effort of connection if it is wireless communication. .

　＜基地局の内部構成＞
　図５は、基地局１００の内部概略構成例を示す図である。基地局１００は、主にＰＣや携帯電話等の情報機器である制御装置１０１と、制御装置１０１に接続される無線通信部１３０と、入力装置１５０と、ディスプレイ１４０と、を有する。<Internal configuration of base station>
FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic internal configuration example of thebase station 100. Thebase station 100 includes acontrol device 101 that is mainly an information device such as a PC or a mobile phone, awireless communication unit 130 connected to thecontrol device 101, aninput device 150, and adisplay 140.

　制御装置１０１は、不揮発記憶部１１０と、中央演算部（ＣＰＵ）１０２と、ＲＡＭ１０３と、ネットワーク４００と接続して通信する機能を有するネットワーク接続部１０４と、ディスプレイ１４０等を制御してユーザ３００が基地局１００を操作するために必要な情報等を表示する表示制御部１０５と、マウスやキーボード及びタッチパネル等の入力装置１５０からの入力を受け付けてＣＰＵ１０２で実行されるプログラムから参照可能とするＵ／Ｉ制御部１０６と、外部から供給される電源から基地局１００の内部電源電圧を生成する電源装置１０７と、ＵＳＢケーブル１６０で繋がれたセンサノード１や無線通信部１３０による通信を制御する汎用Ｉ／Ｆ１０８と、を有する。Thecontrol device 101 controls thenonvolatile storage unit 110, the central processing unit (CPU) 102, theRAM 103, thenetwork connection unit 104 having a function of communicating with thenetwork 400, thedisplay 140, etc. Adisplay control unit 105 that displays information necessary for operating thebase station 100, and a U / U that can be referred to from a program executed by theCPU 102 by receiving input from aninput device 150 such as a mouse, a keyboard, and a touch panel. General-purpose I that controls communication by theI control unit 106, thepower supply device 107 that generates the internal power supply voltage of thebase station 100 from the power supplied from the outside, and thesensor node 1 and thewireless communication unit 130 connected by theUSB cable 160 / F108.

　不揮発記憶部１１０には、データ受信プログラム１１２、時刻同期プログラム１１３、及び暗号ファイル送信プログラム１１４等を含む制御プログラム１１１と、暗号化ファイル１２０を格納している。制御プログラム１１１は、ＣＰＵ１０２によって実行される。また、暗号化ファイル１２０は、センサノード１から受信した情報である。Thenonvolatile storage unit 110 stores acontrol program 111 including adata reception program 112, atime synchronization program 113, an encryptionfile transmission program 114, and the like, and anencryption file 120. Thecontrol program 111 is executed by theCPU 102. Theencrypted file 120 is information received from thesensor node 1.

　データ受信プログラム１１２は、センサノード１から暗号化されたデータを受信して暗号化ファイル１２０を生成するプログラムである。時刻同期プログラム１１３は、センサノード１と通信してセンサノード１のＲＴＣ３の時刻を同期するためのプログラムである。暗号化ファイル送信プログラム１１４は、ネットワーク４００を介して暗号化ファイル１２０をサーバ２００に送信するためのプログラムである。Thedata reception program 112 is a program that receives the encrypted data from thesensor node 1 and generates theencrypted file 120. Thetime synchronization program 113 is a program for communicating with thesensor node 1 to synchronize the time of theRTC 3 of thesensor node 1. The encryptedfile transmission program 114 is a program for transmitting theencrypted file 120 to theserver 200 via thenetwork 400.

　データ受信プログラム１１２は、ＵＳＢ通信、有線通信や無線通信によってセンサノード１と基地局１００が接続されたか否か定期的に監視し、接続されるとセンサノード１からデータを読み出すためのリクエストコマンドをセンタノード１に送信し、暗号化データの受信を開始する。受信したデータは、制御装置１０１で扱いやすいファイルサイズの暗号ファイル１２０に分割されて、不揮発記憶部１１０に格納される。Thedata reception program 112 periodically monitors whether thesensor node 1 and thebase station 100 are connected by USB communication, wired communication, or wireless communication, and when connected, sends a request command for reading data from thesensor node 1. Transmission to thecenter node 1 starts reception of encrypted data. The received data is divided intoencrypted files 120 having a file size that can be easily handled by thecontrol device 101 and stored in thenonvolatile storage unit 110.

　暗号化ファイル送信プログラム１１４は、定期的に新しい暗号化ファイル１２０が生成されたか否か監視し、データ受信プログラム１１２によって生成された暗号化ファイル１２０を、ネットワーク通信部１０４を制御してサーバ２００に送信する。The encryptedfile transmission program 114 periodically monitors whether a newencrypted file 120 is generated, and controls thenetwork communication unit 104 to transfer theencrypted file 120 generated by thedata reception program 112 to theserver 200. Send.

　＜サーバの内部構成＞
　図６は、サーバ２００の内部概略構成例を示す図である。サーバ２００は、不揮発記憶部２２０と、ＣＰＵ２０１と、ＲＡＭ２１０と、インターネット等のネットワーク４００に接続されたネットワーク通信部２０２と、外部電源からサーバ２００の内部電源を生成する電源装置２０２と、を有する。<Internal configuration of server>
FIG. 6 is a diagram illustrating an internal schematic configuration example of theserver 200. Theserver 200 includes anonvolatile storage unit 220, aCPU 201, aRAM 210, anetwork communication unit 202 connected to anetwork 400 such as the Internet, and apower supply device 202 that generates an internal power source of theserver 200 from an external power source.

　不揮発記憶部２２０は、サーバ２００のＣＰＵ２０１で実行される制御プログラム２２１と、データベース２３０を有する。制御プログラム２２１は、ネットワーク４００を介して基地局１００から送信される暗号化ファイル１２０を受信してデータベース２３０に記録する暗号化ファイル受信プログラム２２２と、データベース２３０に記録された暗号化ファイル２３２を復号化する暗号化ファイル復号化プログラム２２３と、暗号化ファイル復号化プログラム２２３から参照されるストリーム暗号アルゴリズム２２４と、ハッシュ関数２２５と、データベース２３０に記録されている復号化されたセンサデータ２３３から人の行動や健康状態といった有益な情報を抽出するための解析計算プログラム２２６と、データベース２３０に記録されているセンサデータ２３３や解析データ２３４をユーザ３００等からネットワーク４００経由で閲覧可能にするＷｅｂサーバプログラム２２７と、を有する。Thenonvolatile storage unit 220 includes acontrol program 221 executed by theCPU 201 of theserver 200 and adatabase 230. Thecontrol program 221 receives theencrypted file 120 transmitted from thebase station 100 via thenetwork 400 and records it in thedatabase 230, and decrypts theencrypted file 232 recorded in thedatabase 230. The encryptedfile decryption program 223 to be converted, thestream encryption algorithm 224 referred to by the encryptedfile decryption program 223, thehash function 225, and the decryptedsensor data 233 recorded in thedatabase 230 Ananalysis calculation program 226 for extracting useful information such as behavior and health status, and a Web server that enablessensor data 233 andanalysis data 234 recorded in thedatabase 230 to be browsed via thenetwork 400 from theuser 300 or the like. It has aserver program 227, a.

　データベース２３０は、複数のセンサノード１の共通鍵２９を記録する共通鍵テーブル２３１と、センサノード１から受信した暗号化ファイル２３２と、暗号化ファイル２３２を復号化した結果であるセンサデータ２３３と、センサデータ２３３を解析した結果として得られる解析データ２３４と、を格納している。Thedatabase 230 includes a common key table 231 that records thecommon keys 29 of the plurality ofsensor nodes 1, anencrypted file 232 received from thesensor node 1,sensor data 233 that is a result of decrypting theencrypted file 232,Analysis data 234 obtained as a result of analyzing thesensor data 233 is stored.

　ストリーム暗号アルゴリズム２２４は、センサノード１のストリーム暗号アルゴリズム２２と共通であり、ハッシュ関数２２５もセンサノード１のハッシュ関数２３と共通である。これにより、それぞれのセンサノード１の共通鍵から、同じ秘密鍵や疑似乱数列の生成が可能である。Thestream encryption algorithm 224 is common to thestream encryption algorithm 22 of thesensor node 1, and thehash function 225 is also common to thehash function 23 of thesensor node 1. Thereby, it is possible to generate the same secret key and pseudo-random number sequence from the common key of eachsensor node 1.

　ＲＡＭ２１０は、暗号化ファイル２３２を復号化した情報を一時的に記憶するセンサデータバッファ領域２１１と、暗号化ファイル２３２に含まれる初期化ベクトルを格納する初期ベクトル格納領域２１８と、共通鍵テーブル２３１の共通鍵を結合してハッシュ関数２３５でハッシュ化した値である秘密鍵を格納する秘密鍵格納領域２１２と、ストリーム暗号アルゴリズム２２４で疑似乱数列を出力するために使用するメモリの情報である内部状態を格納する内部状態格納領域２１３（今まさに復号化しようとする暗号化データについての内部状態）と、インデックスｉを格納するインデックスｉ格納領域２１４と、インデックスｊを格納するインデックスｊ格納領域２１５と、復号化中のデータの機器ＩＤを格納する機器ＩＤ格納領域２１６と、出力カウンタ値を格納する出力カウンタ値格納領域２１７と、暗号化ファイル２３２をストリーム暗号アルゴリズム２３４で復号化した後の内部状態を記録して保持する内部状態保持データ領域２１９と、を有する。内部状態保持データ２１９は、センサデータ（暗号化データ）を受け取るごとに擬似乱数列初期化処理を実行して内部状態を作成しなくてもよいようにするためのデータである。同じセンサノード１からデータを受け取ったときに、以前データを受け取ったときに作成した内部状態の情報が使える可能性があるため、使える内部状態の情報が存在すれば、それを使い、初期化処理の時間を短縮するようにしている。なお、図６では、図１と同様、領域、及び格納領域の文言は省略されている。また、本明細書では、例えば、秘密鍵格納領域２１２に格納される秘密鍵を、秘密鍵２１２と称する場合があり、その他のデータについても同様である。TheRAM 210 stores a sensordata buffer area 211 that temporarily stores information obtained by decrypting theencrypted file 232, an initialvector storage area 218 that stores an initialization vector included in theencrypted file 232, and a common key table 231. A secretkey storage area 212 that stores a secret key that is a value obtained by combining the common keys and hashed by the hash function 235, and an internal state that is information of a memory used to output a pseudo-random number sequence by thestream encryption algorithm 224 An internal state storage area 213 (internal state for the encrypted data to be decrypted), an indexi storage area 214 for storing the index i, an indexj storage area 215 for storing the index j, DeviceID storage area 2 for storing the device ID of the data being decrypted 6, an output countervalue storage area 217 for storing the output counter value, and an internal state holdingdata area 219 for recording and holding the internal state after theencrypted file 232 is decrypted by thestream encryption algorithm 234. . The internalstate holding data 219 is data for avoiding the need to create an internal state by executing a pseudo random number sequence initialization process every time sensor data (encrypted data) is received. When data is received from thesame sensor node 1, there is a possibility that the internal state information created when the previous data was received may be used. To shorten the time. In FIG. 6, the words of the area and the storage area are omitted as in FIG. In this specification, for example, a secret key stored in the secretkey storage area 212 may be referred to as asecret key 212, and the same applies to other data.

　＜暗号化ファイルの構成例＞
　図７は、基地局１００の暗号化ファイル１２０及びサーバ２００の暗号化ファイル２３２の構成例を示す図である。図７には、暗号化ファイル１２０及び２３２の共通の構成が示されている。<Configuration example of encrypted file>
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of theencrypted file 120 of thebase station 100 and theencrypted file 232 of theserver 200. FIG. 7 shows a common configuration of the

encrypted files

120 and 232.

　暗号化ファイル１２０及び２３２は、機器ＩＤ１２１と複数のセクタデータ１２２を含んでいる。セクタデータ１２２は、センサノード１のフラッシュメモリ５０と同様にタイムスタンプ１２３と、出力カウンタ１２４と、初期化ベクトル１２５と、暗号化データ１２６と、を有する。

Encrypted files

120 and 232 include adevice ID 121 and a plurality ofsector data 122. Thesector data 122 includes atime stamp 123, anoutput counter 124, aninitialization vector 125, andencrypted data 126 as in theflash memory 50 of thesensor node 1.

　サーバ２００は、暗号化ファイル１２０を復号化する場合、機器ＩＤ１２１に対応するセンサノード１の共通鍵を共通鍵テーブル２３１から読出し、共通鍵と初期化ベクトル１２５を結合してハッシュ関数２２５によってハッシュ値を生成する。そして、サーバ２００は、生成したハッシュ値を秘密鍵としてストリーム暗号アルゴリズム２２４を初期化し、出力カウンタ１２５の値に従って不要な乱数を出力して疑似乱数列を進めた後に、暗号化データ１２６を暗号化した乱数を出力する。このようにすることにより、暗号化データ１２６の復号化が可能となる。When decrypting theencrypted file 120, theserver 200 reads the common key of thesensor node 1 corresponding to thedevice ID 121 from the common key table 231, combines the common key and theinitialization vector 125, and uses thehash function 225 to generate a hash value. Is generated. Then, theserver 200 initializes thestream encryption algorithm 224 using the generated hash value as a secret key, outputs an unnecessary random number according to the value of theoutput counter 125, advances the pseudo-random number sequence, and then encrypts theencrypted data 126 Output random numbers. By doing so, theencrypted data 126 can be decrypted.

　出力カウンタ１２５に従って不要な乱数を出力して疑似乱数列を先に進める処理は、サーバ２００にとっては一見無駄な処理のように思われるが、消費電力を抑える点で利点がある。つまり、例えばセクタデータ１２２ごとに疑似乱数を初期化すると、センサノード１で頻繁に疑似乱数列の初期化処理をしなくてはならないため、消費電力が増大し、電池寿命を大幅に短くする可能性がある。一方で、サーバ２００は、小型で電池駆動のセンサノード１と比較して、典型的には十分な電力や処理能力を有するため、疑似乱数列を先に進める処理は無視できる程度に短時間であるため、問題にならない。また、センサノード１とサーバ２００の電力コスト、処理時間を最適化するように出力カウンタ１２５の上限値を定めることが好適である。The process of outputting an unnecessary random number according to theoutput counter 125 to advance the pseudo-random number sequence seems to be a wasteful process for theserver 200, but has an advantage in reducing power consumption. That is, for example, if a pseudo-random number is initialized for eachsector data 122, thesensor node 1 must frequently initialize a pseudo-random number sequence, so that power consumption increases and battery life can be significantly shortened. There is sex. On the other hand, theserver 200 typically has sufficient power and processing capability as compared with the small and battery-poweredsensor node 1, so that the process of proceeding with the pseudo random number sequence can be ignored in a short time. There is no problem because there is. In addition, it is preferable to set the upper limit value of theoutput counter 125 so as to optimize the power cost and processing time of thesensor node 1 and theserver 200.

　＜共通鍵テーブル＞
　図８は、共通鍵テーブル（テーブル）２３１の構成例を示す図である。共通鍵テーブル２３１は、機器ＩＤ２４０と、有効開始日時２４１と、有効終了日時２４２と、共通鍵２４３と、を構成項目として含んでいる。<Common key table>
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the common key table (table) 231. The common key table 231 includes adevice ID 240, a valid start date /time 241, a valid end date /time 242, and acommon key 243 as configuration items.

　この共通鍵テーブル２３１からは、機器ＩＤ２４０を基に検索すると、目的のセンサノード１に対応する共通鍵２４３を取得することができる。検索する際には、例えば、暗号化ファイルのタイムスタンプ１２２が、有効開始日時２４１及び有効終了日時２４２によって規定される有効期間に含まれるものに限定することもできる。これにより、センサノード１の共通鍵２９を変更する場合に、変更前の共通鍵２４３に対応する有効終了日２４２に変更する直前の日時を入力し、新たな共通鍵２４３と有効開始日時２４１を入力して登録することで、共通鍵の変更を容易にできる。From this common key table 231, when searching based on thedevice ID 240, thecommon key 243 corresponding to thetarget sensor node 1 can be acquired. When searching, for example, thetime stamp 122 of the encrypted file can be limited to the one included in the valid period defined by thevalid start date 241 and thevalid end date 242. As a result, when thecommon key 29 of thesensor node 1 is changed, the date and time immediately before the change to thevalid end date 242 corresponding to thecommon key 243 before the change is input, and the newcommon key 243 and the valid start date andtime 241 are set. By entering and registering, the common key can be easily changed.

　＜内部状態保持データ＞
　図９は、内部状態保持データ２１９の構成例を示す図である。内部状態保持データ２１９は、機器ＩＤ２５０と、初期化ベクトル２５１と、出力カウンタ２５２と、内部状態２５３と、インデックスｉ２５４と、インデックスｊ２５５と、を構成項目として含んでいる。<Internal state holding data>
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the internalstate holding data 219. The internalstate holding data 219 includes adevice ID 250, aninitialization vector 251, anoutput counter 252, aninternal state 253, an index i254, and an index j255 as configuration items.

　機器ＩＤ２５０、初期化ベクトル２５１、及び出力カウンタ２５２を基に内部状態保持データ２１９を検索することで、対応する内部状態２５３、インデックスｉ２５４及びインデックスｊ２５５を取得することができる。つまり、サーバ２００でストリーム暗号アルゴリズム２３４によって疑似乱数列を初期化し、不要な乱数を出力して疑似乱数列を進める処理をすることなく、必要な乱数を即座できるように、出力する内部状態２５３、インデックスｉ２５３、インデックスｊ２５４を取得することができるため、大幅に処理時間を短縮することができる。また、出力カウンタ２５２が同一の内部状態２５３が存在しない場合は、探したい出力カウンタの値より小さくて最も近い値があれば、その内部状態２５３を取得することで、疑似乱数列を初期化する処理を省くことができる。By searching the internalstate holding data 219 based on thedevice ID 250, theinitialization vector 251, and theoutput counter 252, the correspondinginternal state 253, index i254, and index j255 can be acquired. That is, theserver 200 initializes the pseudo random number sequence by thestream encryption algorithm 234, and outputs the internalrandom number 253 so that the necessary random number can be immediately output without performing the process of outputting the unnecessary random number and proceeding the pseudo random number sequence. Since the index i253 and the index j254 can be acquired, the processing time can be greatly shortened. Also, if theinternal state 253 having thesame output counter 252 does not exist, if there is a value that is smaller and closest to the value of the output counter to be searched for, theinternal state 253 is acquired to initialize the pseudorandom number sequence. Processing can be omitted.

　＜センサノードの処理概要＞
　図１０は、センサノード１の制御プログラム２５による処理概要を説明するためのフローチャートである。制御プログラム２５では、所定の間隔で計測したデータを暗号化して記録し、内部電源の電圧が所定値以上ある場合、或いは、ＵＳＢ等によって外部電源が接続された場合に、接続を検出して疑似乱数列を初期化する。<Sensor node processing overview>
FIG. 10 is a flowchart for explaining an outline of processing by thecontrol program 25 of thesensor node 1. Thecontrol program 25 encrypts and records the data measured at a predetermined interval, detects the connection when the voltage of the internal power supply exceeds a predetermined value, or when an external power supply is connected by USB or the like, and detects the simulation. Initialize the random number sequence.

　処理Ｓ１００では、制御プログラム２５は、マイコン１０のリセット、パワーオンリセット時に処理を開始する。In process S100, thecontrol program 25 starts the process when themicrocomputer 10 is reset or power-on reset.

　処理Ｓ１０１では、制御プログラム２５は、リセットカウンタの更新や、疑似乱数列の初期化を行う初期化処理を実行する。初期化処理Ｓ１０１の詳細については、図１１を用いて後述する。なお、図１１に示されるように、Ｓ１０１の処理の中には、擬似乱数列初期化処理（Ｓ２０２）も含まれている。従って、センサノード１が起動された段階での初期化処理（Ｓ１０１）では、時間が掛かったとしても擬似乱数列初期化処理は必ず実行される。In process S101, thecontrol program 25 executes an initialization process for updating a reset counter and initializing a pseudo random number sequence. Details of the initialization process S101 will be described later with reference to FIG. As shown in FIG. 11, the process of S101 includes a pseudo random number sequence initialization process (S202). Therefore, in the initialization process (S101) when thesensor node 1 is activated, the pseudorandom number sequence initialization process is always executed even if it takes time.

　処理Ｓ１０２では、制御プログラム２５は、ＵＳＢや無線で接続された基地局１００と通信し、基地局からのリクエストがあれば、フラッシュメモリ４０のデータを読み出して基地局１００に対して送信する。通信処理Ｓ１０２の詳細については、図１８を用いて後述する。In process S102, thecontrol program 25 communicates with thebase station 100 connected via USB or wirelessly, and if there is a request from the base station, reads the data in theflash memory 40 and transmits it to thebase station 100. Details of the communication process S102 will be described later with reference to FIG.

　処理Ｓ１０３では、制御プログラム２５は、ＲＴＣ３が発する所定の周期的な信号を受信するまで待機する。この周期がセンサ２による測定処理実行の周期となる。待機中はマイコン１０のクロックを停止したスリープ状態にすることで、消費電力を削減できる。In process S103, thecontrol program 25 waits until a predetermined periodic signal generated by theRTC 3 is received. This period is a period for executing the measurement process by thesensor 2. During standby, power consumption can be reduced by putting themicrocomputer 10 in a sleep state in which the clock is stopped.

　処理Ｓ１０４では、制御プログラム２５は、センサ２からデータ（測定データ）を読み出して、ＲＡＭ３０のセンサデータバッファ３１に記録する。In process S104, thecontrol program 25 reads data (measurement data) from thesensor 2 and records it in thesensor data buffer 31 of theRAM 30.

　処理Ｓ１０５では、制御プログラム２５は、センサデータバッファ領域３１に記録されたデータのサイズを監視する。当該領域に所定のサイズが蓄積されている場合（Ｓ１０５でＹｅｓの場合）、処理はＳ１０６に移行する。満たない場合（Ｓ１０５でＮｏの場合）、処理はＳ１０２に移行する。この所定のサイズとは、圧縮効率やセクタ５１の使用効率を最適化するように規定される。例えば、５０ミリ秒間隔で３軸加速度を測定する場合には、１秒分、つまり２０サンプル分を所定のサイズとすることが望ましい。In process S105, thecontrol program 25 monitors the size of the data recorded in the sensordata buffer area 31. When a predetermined size is accumulated in the area (Yes in S105), the process proceeds to S106. If not satisfied (No in S105), the process proceeds to S102. The predetermined size is defined so as to optimize the compression efficiency and the usage efficiency of thesector 51. For example, when measuring triaxial acceleration at 50 millisecond intervals, it is desirable to set a predetermined size for 1 second, that is, 20 samples.

　処理Ｓ１０６では、制御プログラム２５は、センサデータバッファ３１のデータを読み出して、公知の圧縮アルゴリズムにて圧縮する。In process S106, thecontrol program 25 reads the data in thesensor data buffer 31 and compresses it with a known compression algorithm.

　処理Ｓ１０７では、制御プログラム２５は、ストリーム暗号アルゴリズム２２を用いて、センサデータバッファ３１の圧縮データを読み出して暗号化し、暗号化データバッファ３２に記録する。Ｓ１０７の暗号化処理の詳細については、図１３を用いて後述する。In process S107, thecontrol program 25 reads and encrypts the compressed data in thesensor data buffer 31 using thestream encryption algorithm 22, and records the encrypted data in theencrypted data buffer 32. Details of the encryption processing in S107 will be described later with reference to FIG.

　処理Ｓ１０８では、制御プログラム２５は、暗号化データバッファ３２に記録されたデータのサイズと記録用暗号化データ６５に記録されたデータのサイズとの合計サイズを、セクタ５１のサイズと比較する。セクタ５１が合計サイズよりも小さければ（Ｓ１０８でＹｅｓの場合）、処理はＳ１０９に移行し、それ以外の場合（Ｓ１０８でＮｏの場合）、処理はＳ１１３に移行する。In process S108, thecontrol program 25 compares the total size of the size of the data recorded in theencrypted data buffer 32 and the size of the data recorded in theencrypted recording data 65 with the size of thesector 51. If thesector 51 is smaller than the total size (Yes in S108), the process proceeds to S109. Otherwise (No in S108), the process proceeds to S113.

　処理Ｓ１０９では、制御プログラム２５は、記録用暗号化データ６５のデータを暗号化データ５５として、ＲＡＭ３０の初期化ベクトル３４（の値）をフラッシュメモリ５０の初期化ベクトル５４（の値）とする。また、制御プログラム２５は、記録用出力カウンタ６３（の値）を出力カウンタ５３（の値）として、記録用タイムスタンプ６２に格納されている最初と最後の時刻情報をタイムスタンプ５２に格納する。このように、制御プログラム２５は、ＲＡＭ３０に格納されたデータをセクタ５１のデータとして記録する。フラッシュメモリ５０への記録完了後に、制御プログラム２５は、記録用タイムスタンプ５２及び記録用暗号化データ６４を初期化し、記録用出力カウンタ６３に出力カウンタ３６の値をコピーする。この出力カウンタ３６の値は、擬似乱数列の初期化から乱数を出力した回数を示すものである。よって、サーバ２００側では、この出力カウンタ値を用いて当該カウンタ値の１つ手前の数に相当する乱数までを不要な乱数として捨て、出力カウンタ値に示された順番の乱数を復号化に用いればすむので、暗号化データを復号化する度に擬似乱数列初期化処理を実行する必要がなくなり、処理時間を短縮することが可能となる。In the process S109, thecontrol program 25 sets the data of the recordingencrypted data 65 as the encrypted data 55, and the initialization vector 34 (value) of theRAM 30 as the initialization vector 54 (value) of theflash memory 50. In addition, thecontrol program 25 stores the first and last time information stored in therecording time stamp 62 in thetime stamp 52 with the recording output counter 63 (value) as the output counter 53 (value). As described above, thecontrol program 25 records the data stored in theRAM 30 as the data of thesector 51. After the recording to theflash memory 50 is completed, thecontrol program 25 initializes therecording time stamp 52 and the recording encrypted data 64 and copies the value of theoutput counter 36 to therecording output counter 63. The value of theoutput counter 36 indicates the number of times the random number has been output since the initialization of the pseudo random number sequence. Therefore, on theserver 200 side, using this output counter value, the random number corresponding to the number immediately before the counter value is discarded as an unnecessary random number, and the random numbers in the order indicated by the output counter value are used for decoding. Therefore, it is not necessary to execute the pseudo random number sequence initialization process every time the encrypted data is decrypted, and the processing time can be shortened.

　処理Ｓ１１０では、制御プログラム２５は、ＥＥＰＲＯＭ４０の書込みセクタポインタ４２を次の位置に更新する。これにより、次に書き込むセクタの正確な位置を確定することができる。In process S110, thecontrol program 25 updates thewrite sector pointer 42 of theEEPROM 40 to the next position. Thereby, the exact position of the sector to be written next can be determined.

　処理Ｓ１１１では、制御プログラム２５は、内臓バッテリ５における使用可能な電圧値（バッテリの残量）が所定値（閾値）以上か、或いは、入力検出部１４の入力から判断してＵＳＢの外部電源が接続されていて電圧値が所定値（閾値）以上か判断する。つまり、外部電源が接続されていなくてもバッテリ５の電圧値の残量に余裕があるか、或いは、外部電源が接続されて使用可能な電圧値に余裕があるか（バッテリ５への充電処理中であっても良い）が判断される。使用可能電圧値が所定値以上の場合（Ｓ１１１でＹｅｓの場合）、処理はＳ１１２に移行し、使用可能電圧値が所定値よりも小さい場合（Ｓ１１１でＮｏの場合）、処理はＳ１１３に移行する。In the process S111, thecontrol program 25 determines whether the usable voltage value (remaining battery capacity) in the built-inbattery 5 is equal to or greater than a predetermined value (threshold value), or the USB external power supply is determined based on the input of theinput detection unit 14. It is determined whether the voltage value is greater than or equal to a predetermined value (threshold value). In other words, whether there is a margin in the remaining voltage value of thebattery 5 even if no external power source is connected, or whether there is a margin in the usable voltage value after the external power source is connected (charging process to the battery 5) May be medium). If the usable voltage value is equal to or larger than the predetermined value (Yes in S111), the process proceeds to S112. If the usable voltage value is smaller than the predetermined value (No in S111), the process proceeds to S113. .

　処理Ｓ１１２では、制御プログラム２５は、疑似乱数列の初期化処理を実行する。当該擬似欄数列の初期化処理の詳細については、図１２を用いて後述する。In process S112, thecontrol program 25 executes a pseudo-random number sequence initialization process. Details of the initialization process of the pseudo column number sequence will be described later with reference to FIG.

　処理Ｓ１１３では、制御プログラム２５は、記録用暗号化データ格納領域６５に、暗号化データバッファ格納領域３２のデータを記録する。In process S113, thecontrol program 25 records the data in the encrypted databuffer storage area 32 in the recording encrypteddata storage area 65.

　＜初期化処理の詳細＞
　図１１は、図１０の処理Ｓ１０１の詳細を説明するためのフローチャートである。図１１には、基地局１００と通信してＲＴＣ３を時刻同期し、擬似乱数列を初期化することが示されている。<Details of initialization processing>
FIG. 11 is a flowchart for explaining details of the processing S101 in FIG. FIG. 11 shows communication with thebase station 100 to time-synchronize theRTC 3 and initialize a pseudo random number sequence.

　処理Ｓ２００では、制御プログラム２５は、初期化処理を開始する。In process S200, thecontrol program 25 starts an initialization process.

　処理Ｓ２０１では、制御プログラム２５は、フラッシュメモリ５０のデータ記録領域２６のリセットカウンタ２７をインクリメントする。このリセットカウンタ２７の値は、センサノード１の起動回数を示す情報となっている。なお、データ記憶領域２６がフラッシュメモリ内にあるため、一般的には最大書き換え回数の制約があるが、一度の充電で１週間以上使用でき、継ぎ足し充電可能なバッテリ５を備えるセンサノード１であれば、典型的にはリセット回数が書き換え回数の上限を上回ることはない。In process S201, thecontrol program 25 increments thereset counter 27 in thedata recording area 26 of theflash memory 50. The value of thereset counter 27 is information indicating the number of activations of thesensor node 1. Since thedata storage area 26 is in the flash memory, the maximum number of rewrites is generally limited. However, thesensor node 1 having abattery 5 that can be used for one week or more and can be recharged once charged. For example, the number of resets typically does not exceed the upper limit of the number of rewrites.

　処理Ｓ２０２では、制御プログラム２５は、疑似乱数列の初期化処理を実行する。擬似乱数の列の初期化処理の詳細については、図１２を用いて後述する。In process S202, thecontrol program 25 executes a pseudo-random number sequence initialization process. Details of the initialization process of the pseudo random number sequence will be described later with reference to FIG.

　処理Ｓ２０３では、制御プログラム２５は、センサノード１のＲＴＣ３に時刻情報がセットされているかを判定する。ＲＴＣ３が時刻同期されていないと、センサで測定しても正しい時刻情報を付加できないからである。従って、時刻同期が完了するまでは測定動作を開始しない。時刻同期が完了していれば（Ｓ２０３でＹｅｓの場合）、処理はＳ２０４に移行し、初期化処理が終了する。時刻同期が完了していない場合（Ｓ２０３でＮｏ場合）は、処理はＳ２１１に移行する。In process S203, thecontrol program 25 determines whether time information is set in theRTC 3 of thesensor node 1. This is because if theRTC 3 is not synchronized in time, correct time information cannot be added even if measurement is performed by a sensor. Therefore, the measurement operation is not started until the time synchronization is completed. If the time synchronization is completed (Yes in S203), the process proceeds to S204, and the initialization process ends. If time synchronization has not been completed (No in S203), the process proceeds to S211.

　処理Ｓ２１１では、制御プログラム２５は、基地局１００からコマンドが送信されてくるまで待機する。In process S211, thecontrol program 25 waits until a command is transmitted from thebase station 100.

　処理Ｓ２１２では、制御プログラム２５は、受信データ列からコマンドを識別し、コマンドに対応する所定の処理を実行する。例えば、時刻情報を受信した場合は、制御プログラム２５は、ＲＴＣ３に時刻情報をセットする。In process S212, thecontrol program 25 identifies a command from the received data string and executes a predetermined process corresponding to the command. For example, when the time information is received, thecontrol program 25 sets the time information in theRTC 3.

　＜擬似乱数列初期化処理の詳細＞
　図１２は、図１０の処理Ｓ１１２及び図１１の処理Ｓ２０２による擬似乱数列初期化処理の詳細を説明するためのフローチャートである。擬似乱数列初期化処理では、リセットカウンタ２８と共通鍵２９から、ストリーム暗号アルゴリズムにより、疑似乱数列の出力に必要な内部状態３５が生成される。<Details of pseudo-random number sequence initialization processing>
FIG. 12 is a flowchart for explaining the details of the pseudo-random number sequence initialization process by the process S112 of FIG. 10 and the process S202 of FIG. In the pseudo random number sequence initialization process, theinternal state 35 necessary for outputting the pseudo random number sequence is generated from thereset counter 28 and thecommon key 29 by the stream encryption algorithm.

　処理Ｓ３００では、制御プログラム２５は、疑似乱数列の初期化処理を開始する。In process S300, thecontrol program 25 starts the initialization process of the pseudo random number sequence.

　処理Ｓ３０１では、制御プログラム２５は、リセットカウンタ格納領域２８からリセットカウンタ値を読み出して、乱数生成器２４に記述された処理によって乱数を生成し、当該乱数を初期化ベクトルとして初期化ベクトル格納領域３４に記録する。In process S301, thecontrol program 25 reads the reset counter value from the resetcounter storage area 28, generates a random number by the process described in therandom number generator 24, and uses the random number as an initialization vector to initialize thevector storage area 34. To record.

　処理Ｓ３０２では、制御プログラム２５は、初期化ベクトル格納領域３４に格納されている初期化ベクトルと共通鍵格納領域２９に格納されている共通鍵とを結合し、この値を基にハッシュ関数２３に記述された処理によってハッシュ値を出力し、当該ハッシュ値を秘密鍵として秘密鍵格納領域３３に記録する。In process S302, thecontrol program 25 combines the initialization vector stored in the initializationvector storage area 34 with the common key stored in the commonkey storage area 29, and based on this value, thecontrol program 25 stores it in thehash function 23. A hash value is output by the described process, and the hash value is recorded in the secretkey storage area 33 as a secret key.

　処理Ｓ３０３では、制御プログラム２５は、秘密鍵格納領域３３に格納されている秘密鍵に基づいて、例えばＡＲＣＦＯＵＲなどの公知のアルゴリズムであるストリーム暗号化アルゴリズム２２の初期化処理によって疑似乱数列を初期化し、当該擬似乱数列を乱数出力に必要な内部状態の情報として内部状態格納領域３５に出力する。In the process S303, thecontrol program 25 initializes the pseudo-random number sequence by the initialization process of thestream encryption algorithm 22, which is a known algorithm such as ARCFOUR, based on the secret key stored in the secretkey storage area 33. The pseudo random number sequence is output to the internalstate storage area 35 as internal state information necessary for random number output.

　処理Ｓ３０４では、制御プログラム２５は、疑似乱数列初期化処理で使用する変数ｎと、インデックスｉ３７及びインデックスｊ３８を０に初期化する。In process S304, thecontrol program 25 initializes the variable n used in the pseudo-random number sequence initialization process, the index i37, and the index j38 to zero.

　処理Ｓ３０５では、制御プログラム２５は、変数ｎと十分な大きい所定の数（例えば、３０００以上）と比較し、ｎが小さければ（Ｓ３０５でＹｅｓの場合）、処理をＳ３０６に移行させ、それ以外の場合（Ｓ３０５でＮｏの場合）、処理をＳ３０８に移行させて疑似乱数初期化処理を終了する。本処理で十分な大きい数の分だけ予め疑似乱数列から乱数を出力しておくことで、疑似乱数列の予測や解読を困難にすることができる。つまり、所定回数（例えば、３０００回）だけ乱数を出力して初めて暗号化に使える乱数となる。そして、そのときの内部状態、インデックスｉ及びｊをＲＡＭに保持する。なお、当該乱数出力回数は出力カウンタ３６には含まれず、暗号化側のセンサノード１と、復号化側のサーバ２００とで予め同じ値を疑似乱数初期化処理のプログラムに記述する。In the process S305, thecontrol program 25 compares the variable n with a sufficiently large predetermined number (for example, 3000 or more). If n is small (Yes in S305), thecontrol program 25 shifts the process to S306. In the case (No in S305), the process proceeds to S308, and the pseudorandom number initialization process is terminated. By outputting random numbers from the pseudo-random number sequence in advance by a sufficiently large number in this processing, it is possible to make it difficult to predict and decode the pseudo-random number sequence. That is, a random number that can be used for encryption is not output until a random number is output a predetermined number of times (for example, 3000 times). Then, the internal state at that time, indexes i and j are held in the RAM. The random number output count is not included in theoutput counter 36, and the same value is described in advance in the pseudo random number initialization processing program in thesensor node 1 on the encryption side and theserver 200 on the decryption side.

　処理Ｓ３０６では、制御プログラム２５は、ストリーム暗号アルゴリズム２２により、内部状態３５、インデックスｉ３７、及びインデックスｊ３８を用いて乱数を１バイト出力する。この乱数は不要な乱数となる。In process S306, thecontrol program 25 outputs one byte of random numbers using theinternal state 35, the index i37, and the index j38 by thestream encryption algorithm 22. This random number is an unnecessary random number.

　処理Ｓ３０７では、制御プログラム２５は、変数ｎをインクリメントし、Ｓ３０５からの処理を再度実行する。In process S307, thecontrol program 25 increments the variable n and executes the process from S305 again.

　＜暗号化処理の詳細＞
　図１３は、図１０の処理Ｓ１０７による暗号化処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図１３では、センサデータバッファ３１のデータを、ストリーム暗号によって順に暗号化して暗号化データバッファ領域３２に記録する処理が実行される。<Details of encryption processing>
FIG. 13 is a flowchart for explaining details of the encryption processing in step S107 of FIG. In FIG. 13, a process of sequentially encrypting the data in thesensor data buffer 31 by the stream cipher and recording it in the encrypteddata buffer area 32 is executed.

　処理Ｓ４００では、制御プログラム２５は、暗号化処理を開始する。In process S400, thecontrol program 25 starts an encryption process.

　処理Ｓ４０１では、制御プログラム２５は、センサデータバッファ領域３１から１バイト分のデータを読み出す。In process S401, thecontrol program 25 reads data of 1 byte from the sensordata buffer area 31.

　処理Ｓ４０２では、制御プログラム２５は、ストリーム暗号アルゴリズム２２によって内部状態３５、インデックスｉ３７、及びインデックスｊ３８を用いて、１バイト分の疑似乱数を出力する。In process S402, thecontrol program 25 outputs a pseudo-random number of 1 byte using theinternal state 35, the index i37, and the index j38 by thestream encryption algorithm 22.

　処理Ｓ４０３では、制御プログラム２５は、処理Ｓ４０１で読み出したデータと処理Ｓ４０３で出力した乱数とをＸＯＲ演算する。In process S403, thecontrol program 25 performs an XOR operation on the data read in process S401 and the random number output in process S403.

　処理Ｓ４０４では、制御プログラム２５は、処理Ｓ４０３の結果を暗号化データバッファ格納領域３２に記録する。In process S404, thecontrol program 25 records the result of process S403 in the encrypted databuffer storage area 32.

　処理Ｓ４０５では、制御プログラム２５は、出力カウンタ３６をインクリメントして更新する。In process S405, thecontrol program 25 increments and updates theoutput counter 36.

　処理Ｓ４０６では、制御プログラム２５は、Ｓ４０１においてセンサデータバッファ領域３１から全てのデータを読み出し終わったかを判定する。読み出しが完了している場合（Ｓ４０６でＹｅｓの場合）、処理はＳ４０７に移行して暗号化処理は完了する。読み出しが完了していない場合（Ｓ４０６でＮｏの場合）、処理はＳ４０１に戻る。In process S406, thecontrol program 25 determines whether all data has been read from the sensordata buffer area 31 in S401. When the reading is completed (Yes in S406), the process proceeds to S407, and the encryption process is completed. If the reading is not completed (No in S406), the process returns to S401.

　＜内部状態のデータ例＞
　図１４は、内部状態格納領域３５に格納される内部状態のデータの好適な例を示す図である。ストリーム暗号アルゴリズム２２にＡＲＣＦＯＵＲを用いた場合は、２５６バイトの内部状態が生成される。<Example of internal state data>
FIG. 14 is a diagram illustrating a preferred example of internal state data stored in the internalstate storage area 35. When ARCFOUR is used for thestream encryption algorithm 22, an internal state of 256 bytes is generated.

　＜秘密鍵の例＞
　図１５は、秘密鍵格納領域３３に格納される秘密鍵の好適な例を示す図である。秘密鍵は、長いほど一般的に暗号強度が高まり、例えば、１６バイト以上の長さがあることが望ましい。本実施形態では、１６バイトに設定されている。<Example of secret key>
FIG. 15 is a diagram showing a preferred example of the secret key stored in the secretkey storage area 33. The longer the secret key, the higher the encryption strength in general. For example, it is desirable that the secret key has a length of 16 bytes or more. In this embodiment, it is set to 16 bytes.

　＜内部状態生成処理の詳細＞
　図１６は、図１２の処理Ｓ３０３による内部状態生成処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図１６では、より具体的には、好適な公知のストリーム暗号化アルゴリズムであるＡＲＣＦＯＵＲの初期化処理を実行し、秘密鍵３３から内部状態３５が生成される。<Details of internal state generation processing>
FIG. 16 is a flowchart for explaining details of the internal state generation processing in step S303 of FIG. In FIG. 16, more specifically, an initialization process of ARCFOUR, which is a preferable publicly known stream encryption algorithm, is executed, and theinternal state 35 is generated from thesecret key 33.

　処理Ｓ５００では、制御プログラム２５は、ストリーム暗号アルゴリズムの初期化処理を開始する。In process S500, thecontrol program 25 starts the initialization process of the stream encryption algorithm.

　処理Ｓ５０１では、制御プログラム２５は、ストリーム暗号アルゴリズムの初期化処理内で使用する変数ｉを０に初期化する。In process S501, thecontrol program 25 initializes a variable i used in the initialization process of the stream encryption algorithm to 0.

　処理Ｓ５０２では、制御プログラム２５は、ｉが２５６より小さければ（Ｓ５０２でＹｅｓの場合）処理をＳ５０３に移行させ、それ以外の場合（Ｓ５０２でＮｏの場合）、処理をＳ５０５に移行させる。In process S502, thecontrol program 25 shifts the process to S503 if i is smaller than 256 (Yes in S502), and shifts the process to S505 in other cases (No in S502).

　処理Ｓ５０３では、制御プログラム２５は、内部状態３５のｉ番のバイトにｉを代入する。In process S503, thecontrol program 25 substitutes i into the i-th byte of theinternal state 35.

　処理Ｓ５０４でハ、制御プログラム２５は、変数ｉを1インクリメントし、処理をＳ５０２に移行させる。In process S504, thecontrol program 25 increments the variable i by 1, and shifts the process to S502.

　処理Ｓ５０５では、制御プログラム２５は、ストリーム暗号アルゴリズムの初期化処理内で使用する変数ｉ及びｊをそれぞれ０で初期化する。In process S505, thecontrol program 25 initializes variables i and j used in the initialization process of the stream cipher algorithm with 0, respectively.

　処理Ｓ５０６では、制御プログラム２５は、変数ｉが２５６より小さければ（Ｓ５０６でＹｅｓの場合）、処理をＳ５０７に移行させ、それ以外の場合（Ｓ５０６でＮｏの場合）、処理をＳ５１０に移行させてストリーム暗号アルゴリズムの初期化処理を完了する。In the process S506, thecontrol program 25 moves the process to S507 if the variable i is smaller than 256 (Yes in S506), and moves the process to S510 in other cases (No in S506). The initialization process of the stream cipher algorithm is completed.

　処理Ｓ５０７では、制御プログラム２５は、変数ｊと、内部状態３５のｉ番のバイト値と、ｉを１６で割った余りをｋとした場合の秘密鍵３３のｋ番のバイト値との和を、２５６で割った余りを、変数ｊに代入する。In process S507, thecontrol program 25 calculates the sum of the variable j, the i-th byte value of theinternal state 35, and the k-th byte value of the secret key 33 when k is a remainder obtained by dividing i by 16. The remainder divided by 256 is substituted into variable j.

　処理Ｓ５０８では、制御プログラム２５は、内部状態３５のｉ番と、内部状態３５のｊ番のバイト値を交換する。In process S508, thecontrol program 25 exchanges the byte value of the i-th number in theinternal state 35 and the j-th byte value in theinternal state 35.

　処理Ｓ５０９では、制御プログラム２５は、変数ｉを１インクリメントし、処理をＳ５０６に移行させる。In process S509, thecontrol program 25 increments the variable i by 1, and shifts the process to S506.

　以上の処理により、内部状態のデータが生成される。この内部状態のデータは、擬似乱数列生成処理（Ｓ３０６：詳細は図１７参照）に用いられる。Through the above processing, internal state data is generated. This internal state data is used in the pseudo-random number sequence generation process (S306: see FIG. 17 for details).

　＜擬似乱数出力処理の詳細＞
　図１７は、図１２のＳ３０６及び図１３のＳ４０２による擬似乱数出力処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図１７では、好適な公知のストリーム暗号化アルゴリズムであるＡＲＣＦＯＵＲの疑似乱数出力処理が示され、擬似乱数列の初期化処理時と比較して少ない計算量で内部状態３５、インデックスｉ３７、及びインデックスｊ３８から１バイト分の疑似乱数が取り出され、内部状態３５、インデックスｉ３７、及びインデックスｊ３８が更新される。<Details of pseudo-random number output processing>
FIG. 17 is a flowchart for explaining the details of the pseudo random number output processing in S306 of FIG. 12 and S402 of FIG. FIG. 17 shows a pseudo random number output process of ARCFOUR which is a preferable known stream encryption algorithm, and theinternal state 35, the index i 37, and theindex j 38 are small in calculation amount compared with the initialization process of the pseudo random number sequence. 1-byte pseudo random numbers are extracted from theinternal state 35, theinternal state 35, the index i37, and the index j38 are updated.

　処理Ｓ６００では、制御プログラム２５は、疑似乱数出力処理を開始する。In process S600, thecontrol program 25 starts a pseudo random number output process.

　処理Ｓ６０１では、制御プログラム２５は、インデックスｉ３７の値に１を加えた値を、２５６で割った余りの数を、インデックスｉ３７に代入する。In process S601, thecontrol program 25 substitutes the remainder of dividing the value obtained by adding 1 to the value of the index i37 by 256 into the index i37.

　処理Ｓ６０２では、制御プログラム２５は、インデックスｊ３８の値に、内部状態３５のｉ番のバイト値を加えた値を、２５６で割った余りを、インデックスｊ３８に代入する。In process S602, thecontrol program 25 substitutes the remainder obtained by dividing the value obtained by adding the i-th byte value of theinternal state 35 by the value of the index j38 into the index j38.

　処理Ｓ６０３では、制御プログラム２５は、内部状態３５のｉ番と、内部状態３５のｊ番のバイト値を交換する。In process S603, thecontrol program 25 exchanges the byte value of the i-th number in theinternal state 35 and the j-th byte value in theinternal state 35.

　処理Ｓ６０４では、制御プログラム２５は、内部状態３５のｉ番目のバイト値及び内部状態３５のｊ番目のバイト値の和を２５６で割った余りをｋとし、内部状態３５のｋ番のバイト値を、疑似乱数として出力し、処理をＳ６０５に移行させて疑似乱数出力処理を完了する。In the process S604, thecontrol program 25 sets k as the remainder obtained by dividing the sum of the i-th byte value of theinternal state 35 and the j-th byte value of theinternal state 35 by 256, and the k-th byte value of theinternal state 35. , Output as a pseudo-random number, shift the process to S605, and complete the pseudo-random number output process.

　＜通信処理の詳細＞
　図１８は、図１０のＳ１０２による通信処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図１８では、ＵＳＢまたは無線接続により通信処理をする例が示されており、基地局１００からの所定のコマンドを受信して処理が実行される。例えばセンサノード１が基地局１００からデータ送信リクエストコマンドを受信した場合には、フラッシュメモリ５０に記録されているデータを重複なく基地局１００に送信する。<Details of communication processing>
FIG. 18 is a flowchart for explaining details of the communication processing in S102 of FIG. FIG. 18 shows an example in which communication processing is performed by USB or wireless connection, and processing is executed upon receiving a predetermined command from thebase station 100. For example, when thesensor node 1 receives a data transmission request command from thebase station 100, the data recorded in theflash memory 50 is transmitted to thebase station 100 without duplication.

　処理Ｓ７００では、制御プログラム２５は、通信処理を開始する。In process S700, thecontrol program 25 starts a communication process.

　処理Ｓ７０１では、制御プログラム２５は、電源検出回路６０に接続された入力検出部１４の入力を監視し、ＵＳＢや無線で基地局１００にセンサノード１が接続されているか否か判断する。基地局が接続されていれば（Ｓ７０１でＹｅｓの場合）、処理は、Ｓ７０２に移行する。接続されていなければ（Ｓ７０１でＮｏの場合）、処理は、Ｓ７０９に移行し、通信処理が終了する。In process S701, thecontrol program 25 monitors the input of theinput detection unit 14 connected to the powersupply detection circuit 60, and determines whether thesensor node 1 is connected to thebase station 100 by USB or wireless. If the base station is connected (Yes in S701), the process proceeds to S702. If not connected (No in S701), the process proceeds to S709, and the communication process ends.

　処理Ｓ７０２では、制御プログラム２５は、シリアル通信部１６を用いて、基地局１００から受信したコマンドがあるか否か判断する。受信したコマンドがあれば（Ｓ７０２でＹｅｓの場合）、処理は、Ｓ７０３に移行する。受信したコマンドがなければ（Ｓ７０２でＮｏの場合）、処理は、Ｓ７０９に移行し、通信処理が終了する。In process S <b> 702, thecontrol program 25 determines whether there is a command received from thebase station 100 using theserial communication unit 16. If there is a received command (Yes in S702), the process proceeds to S703. If there is no received command (No in S702), the process proceeds to S709, and the communication process ends.

　処理Ｓ７０３では、制御プログラム２５は、受信したコマンドがデータリクエストであるか否か判断する。受信コマンドがデータリクエストであれば（Ｓ７０３でＹｅｓの場合）、処理は、Ｓ７０４に移行する。受信コマンドがデータリクエスト以外であれば（Ｓ７０３でＮｏの場合）、処理は、Ｓ７０８に移行し、制御プログラム２５は、コマンドに対応した所定の処理を実行する。例えば、機器ＩＤ２７を読み出すリクエストコマンドを受信した場合には、制御プログラム２５は、シリアル通信部１６を介して、機器ＩＤ２７を読み出して基地局１００に送信する。In process S703, thecontrol program 25 determines whether or not the received command is a data request. If the received command is a data request (Yes in S703), the process proceeds to S704. If the received command is other than a data request (No in S703), the process proceeds to S708, and thecontrol program 25 executes a predetermined process corresponding to the command. For example, when a request command for reading thedevice ID 27 is received, thecontrol program 25 reads thedevice ID 27 via theserial communication unit 16 and transmits it to thebase station 100.

　処理Ｓ７０４では、制御プログラム２５は、書込みセクタポインタ４２と読出しセクタポインタ４１を比較し、同じでなければ（Ｓ７０４でＮｏの場合）処理をＳ７０５に移行させ、同じであれば（Ｓ７０４でＹｅｓの場合）処理をＳ７０９に移行させ、通信処理を完了する。In the process S704, thecontrol program 25 compares thewrite sector pointer 42 and theread sector pointer 41. If they are not the same (No in S704), the process proceeds to S705, and if they are the same (Yes in S704). ) The process proceeds to S709, and the communication process is completed.

　処理Ｓ７０５では、制御プログラム２５は、読出しセクタポインタ４１の示すセクタ５１のデータをフラッシュメモリ５０から読み出す。In process S <b> 705, thecontrol program 25 reads the data of thesector 51 indicated by theread sector pointer 41 from theflash memory 50.

　処理Ｓ７０６では、制御プログラム２５は、Ｓ７０５で読み出したセクタのデータを、接続されている基地局１００に送信する。In process S706, thecontrol program 25 transmits the sector data read in S705 to the connectedbase station 100.

　処理Ｓ７０７では、制御プログラム２５は、読出しセクタポインタ４１を進めて更新し、処理をＳ７０４に戻す。In process S707, thecontrol program 25 advances and updates theread sector pointer 41, and returns the process to S704.

　＜基地局における受信処理の詳細＞
　図１９は、基地局１００のデータ受信プログラム１１２による受信処理の詳細を説明するためのフローチャートである。基地局１００において、受信処理が定期的に実行されることで、センサノード１と基地局１００が、ＵＳＢもしくは無線通信にて接続されるか定期的に監視される。センサノード１と基地局１００が接続されていれば、基地局１００がデータリクエストコマンドを送信して、センサノード１のセンサ２によって計測したデータを読み出すようにする。<Details of reception processing at the base station>
FIG. 19 is a flowchart for explaining details of the reception processing by thedata reception program 112 of thebase station 100. In thebase station 100, the reception process is periodically executed, so that thesensor node 1 and thebase station 100 are periodically monitored to be connected by USB or wireless communication. If thesensor node 1 and thebase station 100 are connected, thebase station 100 transmits a data request command to read data measured by thesensor 2 of thesensor node 1.

　処理Ｓ８００では、データ受信プログラム１１２は、データ受信処理を開始する。In process S800, thedata reception program 112 starts the data reception process.

　処理Ｓ８０１では、データ受信プログラム１１２は、センサノード１と基地局１００が接続されているかを判定する。両者が接続されていれば（Ｓ８０１でＹｅｓの場合）、処理はＳ８０２に移行する。両者が接続されていなければ（Ｓ８０１でＮｏの場合）、処理は、Ｓ８０９に移行し、データ受信処理が終了する。In process S801, thedata reception program 112 determines whether thesensor node 1 and thebase station 100 are connected. If both are connected (Yes in S801), the process proceeds to S802. If the two are not connected (No in S801), the process proceeds to S809, and the data reception process ends.

　処理Ｓ８０２では、データ受信プログラム１１２は、汎用Ｉ／Ｆ１０８を介して、時刻情報を付加したコマンドをセンサノード１に送信する。センサノード１は、当該時刻情報を受信し、ＲＴＣ３を受信した時刻情報と同期させる処理を実行する。In process S802, thedata reception program 112 transmits a command to which the time information is added to thesensor node 1 via the general-purpose I /F 108. Thesensor node 1 receives the time information and executes a process of synchronizing theRTC 3 with the received time information.

　処理Ｓ８０３では、データ受信プログラム１１２は、センサノード１の機器ＩＤ２７を読み出すリクエストコマンドを、該当するセンサノード１に送信する。In process S803, thedata reception program 112 transmits a request command for reading thedevice ID 27 of thesensor node 1 to the correspondingsensor node 1.

　処理Ｓ８０４では、データ受信プログラム１１２は、汎用Ｉ／Ｆ（ＵＳＢ）１０８或いは無線通信部１３０を介して、機器ＩＤ２７を受信したか判定する。受信に成功した場合（Ｓ８０４でＹｅｓの場合）、処理はＳ８０５に移行する。受信に失敗した場合（Ｓ８０４でＮｏの場合）、処理Ｓ８０９に移行し、データ受信処理は終了する。機器ＩＤ２７が分からない暗号化データは、復号化に必要な共通鍵が取得できないからである。In process S804, thedata reception program 112 determines whether thedevice ID 27 has been received via the general-purpose I / F (USB) 108 or thewireless communication unit 130. If the reception is successful (Yes in S804), the process proceeds to S805. If the reception has failed (No in S804), the process proceeds to S809, and the data reception process ends. This is because the encrypted data whosedevice ID 27 is not known cannot acquire a common key necessary for decryption.

　処理Ｓ８０５では、データ受信プログラム１１２は、データリクエストを送信する。In process S805, thedata reception program 112 transmits a data request.

　処理Ｓ８０６では、データ受信プログラム１１２は、汎用Ｉ／Ｆ（ＵＳＢ）１０８或いは無線通信部１３０によるデータ受信を所定の時間待機する。当該待機時間は、最大でも１秒程度であることが好ましい。In process S806, thedata reception program 112 waits for a predetermined time for data reception by the general-purpose I / F (USB) 108 or thewireless communication unit 130. The waiting time is preferably about 1 second at the maximum.

　処理Ｓ８０７では、データ受信プログラム１１２は、処理Ｓ８０６でデータ受信があったかを判定する。センサノード１から送信されたセクタデータを受信した場合（Ｓ８０７でＹｅｓの場合）、処理は、Ｓ８０８に移行する。セクタデータを受信しなかった場合（Ｓ８０７でＮｏの場合）、処理はＳ８０９に移行し、データ受信処理が終了する。In process S807, thedata reception program 112 determines whether data has been received in process S806. When the sector data transmitted from thesensor node 1 is received (Yes in S807), the process proceeds to S808. If the sector data has not been received (No in S807), the process proceeds to S809, and the data reception process ends.

　処理Ｓ８０８では、データ受信プログラム１１２は、不揮発記憶部１１０に暗号化ファイル１２０を生成、または追記する。In process S808, thedata reception program 112 generates or appends theencrypted file 120 to thenonvolatile storage unit 110.

　＜暗号化ファイルの復号化処理の詳細＞
　図２０は、サーバ２００における、暗号化ファイル復号化プログラム２２３による復号化処理の詳細を説明するためのフローチャートである。当該復号化処理は、定期的に実行され、新しい暗号化ファイルの有無が監視され、新しい暗号化ファイルがあれば復号化してデータベース２３０に記録される。<Details of decryption processing of encrypted file>
FIG. 20 is a flowchart for explaining details of the decryption processing by the encryptedfile decryption program 223 in theserver 200. The decryption process is periodically executed, the presence or absence of a new encrypted file is monitored, and if there is a new encrypted file, it is decrypted and recorded in thedatabase 230.

　処理Ｓ９００では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、開始指示に従って、暗号化ファイル復号化処理を開始する。なお、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、サーバ２００のオペレーションシステム、或いは他の制御プログラムによって指示され、定期的に実行されるように設定することが望ましい。In process S900, the encryptedfile decryption program 223 starts the encrypted file decryption process according to the start instruction. The encryptedfile decryption program 223 is preferably set so that it is instructed by the operation system of theserver 200 or another control program and is periodically executed.

　処理Ｓ９０１では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、データベース２３０に新しい暗号化ファイル２３２が存在するか判定する。新しい暗号化ファイルが存在する場合（Ｓ９０１でＹｅｓの場合）、処理は、Ｓ９０２に移行する。新しい暗号化ファイルが存在しない場合（Ｓ９０１でＮｏの場合）には、処理は、Ｓ９０９に移行し、暗号化ファイル復号化処理は終了する。In process S901, the encryptedfile decryption program 223 determines whether a newencrypted file 232 exists in thedatabase 230. If a new encrypted file exists (Yes in S901), the process proceeds to S902. If a new encrypted file does not exist (No in S901), the process proceeds to S909, and the encrypted file decryption process ends.

　処理Ｓ９０２では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、暗号化ファイル２３２から機器ＩＤ１２１と１セクタ分のデータを読み出す。In process S902, the encryptedfile decryption program 223 reads thedevice ID 121 and data for one sector from theencrypted file 232.

　処理Ｓ９０３では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、Ｓ９０２で暗号化ファイル２３２から読み出したデータを復号化するのに、疑似乱数列が初期化されているかを判定する。これは、復号化対象の暗号化ファイル２３２に含まれる機器ＩＤ１２１とＲＡＭ２１０に格納された機器ＩＤ２１６が同じで、かつ暗号化ファイル２３２に含まれる初期化ベクトル１２５とＲＡＭ２１０に格納された初期化ベクトル２１８が同じであるかで判定する。同じであれば（Ｓ９０３でＹｅｓの場合）、初期化済みであると判断され、処理はＳ９０４に移行する。一つでも異なれば（Ｓ９０３でＮｏの場合）、初期化されていないと判断され、処理はＳ９１１に移行する。In process S903, the encryptedfile decryption program 223 determines whether or not the pseudo-random number sequence has been initialized in order to decrypt the data read from theencrypted file 232 in S902. This is because thedevice ID 121 included in theencryption file 232 to be decrypted and thedevice ID 216 stored in theRAM 210 are the same, and theinitialization vector 125 included in theencryption file 232 and theinitialization vector 218 stored in theRAM 210. There is determined by whether it is the same. If they are the same (Yes in S903), it is determined that initialization has been completed, and the process proceeds to S904. If even one is different (No in S903), it is determined that initialization has not been performed, and the process proceeds to S911.

　処理Ｓ９１１では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、疑似乱数列の初期化処理を実行する。より具体的には、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、暗号化ファイル２３２の機器ＩＤ１２１とＲＡＭ２１０の機器ＩＤ２１６が同じで、かつ初期化ベクトル１２５と初期化ベクトル２１８が同じ状態での秘密鍵２１２を生成し、さらに、内部状態２１３、インデックスｉ２１４、及びインデックスｊ２１５を生成する。Ｓ９１１の処理の更なる詳細については、図２１を用いて後述する。In process S911, the encryptedfile decryption program 223 executes a pseudo-random number sequence initialization process. More specifically, the encryptedfile decryption program 223 obtains thesecret key 212 when thedevice ID 121 of theencrypted file 232 and thedevice ID 216 of theRAM 210 are the same, and theinitialization vector 125 and theinitialization vector 218 are the same. In addition, aninternal state 213, an index i214, and an index j215 are generated. Further details of the processing of S911 will be described later with reference to FIG.

　処理Ｓ９０４では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、暗号化ファイル２３２のセクタデータ１２２の出力カウンタ１２４と、ＲＡＭ２１０の出力カウンタ２１７の差分の回数だけ、ストリーム暗号アルゴリズム２３４で疑似乱数を出力して出力カウンタ２１７を出力回数分インクリメントし、出力カウンタ１２４と出力カウンタ２１７の値を同じくする。In the process S904, the encryptedfile decryption program 223 outputs a pseudo random number by thestream encryption algorithm 234 and outputs it by the number of differences between theoutput counter 124 of thesector data 122 of theencrypted file 232 and theoutput counter 217 of theRAM 210. Thecounter 217 is incremented by the number of times of output, and the values of theoutput counter 124 and theoutput counter 217 are the same.

　処理Ｓ９０５では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、ストリーム暗号アルゴリズム２２４に従って、セクタデータ１２２の暗号化データ１２６を、内部状態２１３、インデックスｉ２１４、及びインデックスｊ２１５を用いて復号化し、当該復号化データをセンサデータバッファ領域２１１に記録する。In process S905, the encryptedfile decryption program 223 decrypts theencrypted data 126 of thesector data 122 using theinternal state 213, the index i 214, and theindex j 215 in accordance with thestream encryption algorithm 224, and the decrypted data is decrypted. recorded in the sensordata buffer area 211.

　処理Ｓ９０６では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、センサデータバッファ領域２１１の復号化データをデータベース２３０のセンサデータ領域２３３に記録する。In process S906, the encryptedfile decryption program 223 records the decrypted data in the sensordata buffer area 211 in thesensor data area 233 of thedatabase 230.

　処理Ｓ９０７では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、暗号化ファイル２３２のセクタデータ１２２が全て処理済みか（Ｓ９０２ですべて読み出したか）判定する。読み出しがファイルの最後まで完了していれば（Ｓ９０７でＹｅｓの場合）、処理はＳ９０８に移行する。完了していなければ（Ｓ９０７でＮｏの場合）、処理はＳ９０２に戻る。ファイルの読み出しがすべて完了した場合には、読み出した暗号化ファイル２３２を削除するか、別のバックアップ用記憶領域に処理が移動する。In process S907, the encryptedfile decryption program 223 determines whether all thesector data 122 of theencrypted file 232 has been processed (whether all have been read in S902). If the reading is completed to the end of the file (Yes in S907), the process proceeds to S908. If not completed (No in S907), the process returns to S902. When all the files have been read, the readencrypted file 232 is deleted or the process moves to another backup storage area.

　処理Ｓ９０８では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、内部状態２１３、インデックスｉ２１４、インデックスｊ２１５、機器ＩＤ２１６、出力カウンタ２１７、及び初期化ベクトル２１８を、ＲＡＭ２１０の内部状態保持データ２１９に記録し、処理をＳ９０９に移行させ、暗号化ファイル復号化処理を完了する。In the process S908, the encryptedfile decryption program 223 records theinternal state 213, the index i214, the index j215, thedevice ID 216, theoutput counter 217, and theinitialization vector 218 in the internalstate holding data 219 of theRAM 210, and performs the process. The process proceeds to S909 to complete the encrypted file decryption process.

　このように、内部状態を内部状態保持データとして保持することにより、内部状態２１３の初期化や同期を高速化することができる。なお、内部状態保持データ２１９（構造については図９参照）の容量に制限を設けるためには、機器当たりに記憶できる最大数を設定し、それを超えた場合には古い情報から削除していくようにしても良い。Thus, by holding the internal state as internal state holding data, the initialization and synchronization of theinternal state 213 can be speeded up. In order to limit the capacity of the internal state holding data 219 (see FIG. 9 for the structure), the maximum number that can be stored per device is set, and if it exceeds that, the old information is deleted. You may do it.

　＜サーバにおける擬似乱数列初期化処理（Ｓ９１１）の詳細＞
　図２１は、図２０の処理Ｓ９１１における擬似乱数列初期化処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図２１では、内部状態保持データ（テーブル）２１９に機器ＩＤや初期化ベクトルが一致し、出力回数が同じか小さい内部状態のデータが存在する場合には、当該データを内部状態保持データ２１９から読み出すことにより、擬似乱数列の初期化処理を短縮するようにする。<Details of Pseudorandom Number Sequence Initialization Processing (S911) in Server>
FIG. 21 is a flowchart for explaining details of the pseudo-random number sequence initialization processing in step S911 in FIG. In FIG. 21, when the internal state holding data (table) 219 has the same device ID and initialization vector, and there is internal state data with the same or smaller number of outputs, the data is read from the internalstate holding data 219. Thus, the initialization process of the pseudo random number sequence is shortened.

　処理Ｓ１０００では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、擬似乱数列の初期化処理を開始する。In process S1000, the encryptedfile decryption program 223 starts the pseudo random number sequence initialization process.

　処理Ｓ１００１では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、内部状態保持データ２１９（図９）を参照し、機器ＩＤ２５０と暗号化ファイル２３２の機器ＩＤ１２１が同じで、かつ初期化ベクトル２５１とセクタデータ１２２の初期化ベクトル１２５が同じで、かつ出力カウンタ２５２がセクタデータ１２２の出力カウンタ１２４と同じか小さい内部状態２５３、インデックスｉ２５４、及びインデックスｊ２５５が存在するか判断する。存在する場合（Ｓ１００１でＹｅｓの場合）には、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、該当するデータを内部状態保持データ２１９から読みだして、処理をＳ１０１０に移行させる。存在しない場合（Ｓ１００１でＮｏの場合）には、処理はＳ１００２に移行する。In process S1001, the encryptedfile decryption program 223 refers to the internal state holding data 219 (FIG. 9), thedevice ID 250 and thedevice ID 121 of theencrypted file 232 are the same, and theinitialization vector 251 and thesector data 122 It is determined whether theinternal state 253, the index i 254, and theindex j 255 exist that have thesame initialization vector 125 and theoutput counter 252 that is the same as or smaller than theoutput counter 124 of thesector data 122. If it exists (Yes in S1001), the encryptedfile decryption program 223 reads the corresponding data from the internalstate holding data 219, and shifts the processing to S1010. If it does not exist (No in S1001), the process proceeds to S1002.

　処理Ｓ１０１０では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、Ｓ１００１で読みだした内部状態２５３、インデックスｉ２５４、及びインデックスｊ２５５を、それぞれＲＡＭ２１０の内部状態２１３、インデックスｉ２１４、及びインデックスｊ２１５に記録する。また、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、暗号化ファイル２３２の機器ＩＤ１２１と、セクタデータ１２２の初期化ベクトル１２５と、出力カウンタ２５２をそれぞれ、ＲＡＭ２１０の機器ＩＤ２１６と、初期化ベクトル２１８と、出力カウンタ２１７に記録し、処理をＳ１００８に移行させて、擬似乱数列初期化処理を完了する。In process S1010, the encryptedfile decryption program 223 records theinternal state 253, index i254, and index j255 read in S1001 in theinternal state 213, index i214, and index j215 of theRAM 210, respectively. The encryptedfile decryption program 223 also includes thedevice ID 121 of theencrypted file 232, theinitialization vector 125 of thesector data 122, and theoutput counter 252; thedevice ID 216 of theRAM 210; theinitialization vector 218; In step S1008, the pseudo random number sequence initialization process is completed.

　処理Ｓ１００２では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、暗号化ファイル２３２の機器ＩＤ１２１に対応する共通鍵を共通鍵テーブル２３１から読み出する。そして、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、読み出した共通鍵とセクタデータ１２２の初期化ベクトル１２５と結合した値をハッシュ関数２２５によってハッシュ化し、ハッシュ値を秘密鍵として秘密鍵格納領域２１２に記録する。In process S1002, the encryptedfile decryption program 223 reads the common key corresponding to thedevice ID 121 of theencrypted file 232 from the common key table 231. Then, the encryptedfile decryption program 223 hashes the value obtained by combining the read common key and theinitialization vector 125 of thesector data 122 with thehash function 225, and records the hash value as a secret key in the secretkey storage area 212. .

　処理Ｓ１００３では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、秘密鍵格納領域２１２の秘密鍵を基に、ストリーム暗号アルゴリズム２２４の初期化処理によって内部状態の情報を生成し、内部状態格納領域２１３に格納する。ストリーム暗号アルゴリズム２２４はセンサノード１と共通のものが用いられ、例えば、公知のＡＲＣＦＯＵＲを用いられる。暗号化処理の詳細については、図１６に示される処理と同様である。In process S1003, the encryptedfile decryption program 223 generates internal state information by the initialization process of thestream encryption algorithm 224 based on the private key in the privatekey storage area 212, and stores it in the internalstate storage area 213. . Thestream encryption algorithm 224 is the same as that of thesensor node 1, and for example, a known ARCFOUR is used. Details of the encryption processing are the same as the processing shown in FIG.

　処理Ｓ１００４では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、疑似乱数列初期化処理で使用する変数ｎ、インデックスｉ２１４、及びインデックスｊ２１５を０に初期化する。In process S1004, the encryptedfile decryption program 223 initializes the variable n, the index i214, and the index j215 used in the pseudorandom number sequence initialization process to 0.

　処理Ｓ１００５では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、変数ｎと十分な大きい所定値（例えば、典型的には３０００以上）と比較する。ｎが所定値よりも小さければ（Ｓ１００５でＹｅｓの場合）、処理はＳ１００６に移行する。それ以外の場合（Ｓ１００５でＮｏの場合）、処理はＳ１００７に移行し、疑似乱数初期化処理が終了する。本処理で十分な大きい数の分だけ予め疑似乱数列から乱数を出力しておくことで、疑似乱数列の予測や解読を困難にすることができる。この回数は、暗号化側のセンサノード１と、復号化側のサーバ２００とで予め同じ値を疑似乱数初期化処理のプログラムに記述する。In process S1005, the encryptedfile decryption program 223 compares the variable n with a sufficiently large predetermined value (for example, typically 3000 or more). If n is smaller than the predetermined value (Yes in S1005), the process proceeds to S1006. In other cases (No in S1005), the process proceeds to S1007, and the pseudorandom number initialization process ends. By outputting random numbers from the pseudo-random number sequence in advance by a sufficiently large number in this processing, it is possible to make it difficult to predict and decode the pseudo-random number sequence. The same number of times is described in advance in the pseudo-random number initialization processing program in thesensor node 1 on the encryption side and theserver 200 on the decryption side.

　処理Ｓ１００６では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、ストリーム暗号アルゴリズム２２４に従って、内部状態２１３、インデックスｉ２１４、及びインデックスｊ２１５を用い、乱数を１バイト出力する。この乱数は不要である。当該処理の詳細は、図１７と同様である。In process S1006, the encryptedfile decryption program 223 uses theinternal state 213, the index i214, and the index j215 according to thestream encryption algorithm 224, and outputs a random number of 1 byte. This random number is not required. The details of this processing are the same as in FIG.

　処理Ｓ１００７では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、変数ｎをインクリメントし、処理をＳ１００５に移行させる。In process S1007, the encryptedfile decryption program 223 increments the variable n and shifts the process to S1005.

　＜復号化処理の詳細＞
　図２２は、図２０のＳ９０５による復号化処理の詳細を説明するためのフローチャートである。復号化処理では、ＲＡＭ２１０の内部状態２１３、インデックスｉ２１４、及びインデックスｊ２１５からストリーム暗号アルゴリズム２２４によって擬似乱数を生成し、暗号化ファイル２３２のデータを復号化し、復号化データをセンサデータバッファ２１１に記録するようにしている。<Details of decryption processing>
FIG. 22 is a flowchart for explaining the details of the decoding processing in S905 of FIG. In the decryption process, a pseudo random number is generated by thestream encryption algorithm 224 from theinternal state 213 of theRAM 210, the index i214, and the index j215, the data of theencrypted file 232 is decrypted, and the decrypted data is recorded in thesensor data buffer 211. I am doing so.

　処理Ｓ１１００では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、復号化処理を開始する。In process S1100, the encryptedfile decryption program 223 starts the decryption process.

　処理Ｓ１１０１では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、暗号化ファイル２３２のセクタデータ１２２に含まれる暗号化データ１２６（復号化対象）から１バイト読み出す。In process S1101, the encryptedfile decryption program 223 reads one byte from the encrypted data 126 (decryption target) included in thesector data 122 of theencrypted file 232.

　処理Ｓ１１０２では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、ストリーム暗号アルゴリズム２２４に従って、内部状態２１３、インデックスｉ２１４、及びインデックスｊ２１５を用い、疑似乱数を１バイト出力する。処理の詳細は図１７と同様である。In process S1102, the encryptedfile decryption program 223 outputs a 1-byte pseudorandom number using theinternal state 213, the index i214, and the index j215 in accordance with thestream encryption algorithm 224. Details of the processing are the same as in FIG.

　処理Ｓ１１０３では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、処理Ｓ１１０１で読み出したデータと、処理Ｓ１１０２で出力した乱数をＸＯＲ演算する。In process S1103, the encryptedfile decryption program 223 performs an XOR operation on the data read in process S1101 and the random number output in process S1102.

　処理Ｓ１１０４では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、処理Ｓ１１０３の結果をセンサデータバッファ領域２１１に記録する。In process S1104, the encryptedfile decryption program 223 records the result of process S1103 in the sensordata buffer area 211.

　処理Ｓ１１０５では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、出力カウンタ２１７のカウンタ値をインクリメントして更新する。In process S1105, the encryptedfile decryption program 223 increments and updates the counter value of theoutput counter 217.

　処理Ｓ１１０６では、暗号化ファイル復号化プログラム２２３は、セクタデータ１２２の暗号化データ１２６のデータを、Ｓ１１０１で全て読み出し終わったか（全ての対象データの復号が完了したか）を判定する。読み出しが完了している場合（Ｓ１１０６でＹｅｓの場合）、処理はＳ１１０７に移行し、復号化処理が終了する。読み出しが完了していない場合（Ｓ１１０６でＮｏの場合）、処理はＳ１１０１に移行し、復号化処理が続けられる。In process S1106, the encryptedfile decryption program 223 determines whether all the data of theencrypted data 126 of thesector data 122 has been read in S1101 (whether decryption of all target data has been completed). When the reading is completed (Yes in S1106), the process proceeds to S1107, and the decoding process ends. When the reading is not completed (No in S1106), the process proceeds to S1101, and the decoding process is continued.

　＜まとめ＞
　図２３は、擬似乱数列初期化処理の有無によって電流値がどのように変化するかを示す図である。図２３Ａは、図１のセンサノード１が５１２バイトのデータに対し、擬似乱数出力とＸＯＲ演算による暗号化のみを行ってフラッシュメモリ５０のセクタに記録した電流波形５００を示している。図２３Ｂは、擬似乱数列の初期化処理を行ってから、同サイズのデータに対して擬似乱数出力とＸＯＲ演算による暗号化のみを行ってフラッシュメモリ５０のセクタに記録した電流波形５０１を比較した例を示している。<Summary>
FIG. 23 is a diagram illustrating how the current value changes depending on the presence or absence of the pseudo-random number sequence initialization process. FIG. 23A shows acurrent waveform 500 recorded in the sector of theflash memory 50 by performing only pseudo-random number output and encryption by XOR operation on 512-byte data by thesensor node 1 of FIG. FIG. 23B compares thecurrent waveform 501 recorded in the sector of theflash memory 50 by performing pseudo-random number output and encryption only by XOR operation on the same size data after performing initialization processing of the pseudo-random number sequence. An example is shown.

　図２３に示されるように、擬似乱数の初期化処理は、擬似乱数出力と暗号化のみの場合と比較して１０倍の処理時間を要するため、消費電力を増大させることは明らかである。As shown in FIG. 23, the pseudo random number initialization process requires 10 times the processing time as compared with the case of only the pseudo random number output and encryption, so it is clear that the power consumption is increased.

　従って、擬似乱数列初期化処理は、消費電力量の増大を気にする必要のない環境・状況下で行う必要があることが分かる。このため、本発明では、バッテリ５の残量が充分にある場合、或いは、外部電源がセンサノード１に接続されている場合に、擬似乱数列初期化処理を実行するようにしている。Therefore, it can be seen that the pseudo-random number sequence initialization process needs to be performed in an environment / situation where there is no need to worry about an increase in power consumption. For this reason, in the present invention, when the remaining amount of thebattery 5 is sufficient, or when the external power source is connected to thesensor node 1, the pseudo random number sequence initialization process is executed.

　例えば、通信プロトコルで用いられるＡＲＣＦＯＵＲと呼ばれるストリーム暗号化技術は、秘密鍵とするデータ列を入力として、固有な疑似乱数列を生成する技術である。疑似乱数を発生させる処理量は、一般に比較的少なく、ボタン電池で駆動するマイコンにおいても処理可能である。しかし、ストリーム暗号化では、疑似乱数生成の処理時間は比較的少なくて済むが、秘密鍵から疑似乱数列の生成を始めるまでの初期化処理は桁違いに時間を要する。従って、センサノードで通常の通信プロトコルを用いる場合、データ送信単位であるパケット生成毎に擬似乱数を初期化することになるため、センサノードの処理時間を大幅に増大させる可能性が高く、多くの電力を消費する可能性がある。特に、小型のセンサノードの場合ＣＰＵパワーが小さいことが多いので、この擬似乱数列初期化処理の時間が長くなる傾向がある。For example, a stream encryption technique called ARCFOUR used in a communication protocol is a technique for generating a unique pseudo-random number sequence using a data sequence as a secret key as an input. The amount of processing for generating a pseudo-random number is generally relatively small and can be processed by a microcomputer driven by a button battery. However, in the stream encryption, the processing time for generating the pseudo random number is relatively short, but the initialization process until the generation of the pseudo random number sequence from the secret key takes an extremely long time. Therefore, when a normal communication protocol is used in the sensor node, a pseudo-random number is initialized every time a packet is generated as a data transmission unit. Therefore, there is a high possibility that the processing time of the sensor node will be greatly increased. it may consume the power. In particular, in the case of a small sensor node, since the CPU power is often small, the time for this pseudo-random number sequence initialization process tends to be long.

　また、機器内部のメモリに予め定められた複数の疑似乱数列を用いて情報を暗号化し、一定時間ごとに使用する乱数列を切り替えることで、疑似乱数列を内部で生成する処理を避けて消費電力を低減した上で、暗号の解読を困難にする技術がある。この技術では、センサノード内部で疑似乱数列を生成する処理が不要であるため、処理時間の問題はない。しかしながら、記憶できる疑似乱数列はメモリサイズに制約を受けるため、使用する疑似乱数列が循環しやすくなり、暗号化データを大量に収集されると、解読される可能性が高い。In addition, by encrypting information using a plurality of predetermined pseudo-random number sequences in the internal memory of the device and switching the random number sequence to be used at regular intervals, it avoids the process of generating the pseudo-random number sequence internally There is a technology that makes it difficult to decrypt a code while reducing power. In this technique, there is no problem of processing time because the process of generating a pseudo-random number sequence in the sensor node is unnecessary. However, since the pseudo-random number sequence that can be stored is limited by the memory size, the pseudo-random number sequence to be used is likely to circulate, and if a large amount of encrypted data is collected, there is a high possibility of being decrypted.

　一方、本発明では、上述したように、センサノードの起動時、外部電源接続時、或いは内蔵バッテリ残量が十分（所定値以上）の場合のみ、暗号化に用いる擬似乱数列の初期化処理を実行する。従って、使用する擬似乱数列が循環しやすくなるという状態を回避することができる。また、バッテリの残量が少ない状態で擬似乱数列の初期化処理を実行することがなくなるので、擬似乱数列初期化処理による影響（電力低下という状態）を受けなくなる。つまり、ストリーム暗号化の中でも負荷の大きい初期化処理による電池の消費による電池寿命の大幅な低下や、日常的に可能な充電サイクルより早い電池切れを防ぐことができる。従って、ＣＰＵパワーが小さいセンサノードであっても、擬似乱数列初期化処理に掛かる時間を気にする必要がなくなる。On the other hand, in the present invention, as described above, the initialization process of the pseudo random number sequence used for encryption is performed only when the sensor node is activated, when an external power source is connected, or when the remaining amount of the built-in battery is sufficient (a predetermined value or more). Execute. Therefore, it is possible to avoid a state in which the pseudo random number sequence to be used is easily circulated. Further, since the pseudo random number sequence initialization process is not executed in a state where the remaining amount of the battery is low, the influence (state of power reduction) due to the pseudo random number sequence initialization process is eliminated. That is, it is possible to prevent a significant decrease in battery life due to battery consumption due to initialization processing with a heavy load even during stream encryption, and battery exhaustion earlier than a charge cycle that can be routinely performed. Therefore, even for a sensor node with low CPU power, there is no need to worry about the time required for the pseudo-random number sequence initialization process.

　また、暗号化データを送信する際には、暗号化データを生成する際に用いた擬似乱数が擬似乱数列の初期化から何回目に出力されたものであるかを示す乱数出力回数情報（出力カウンタ値）を暗号化データに付加する。このようにすることにより、１つの疑似乱数列をある程度の期間に亘って使用する場合で、かつ擬似乱数列が複数パケットにまたがる場合においても、復号化側で暗号化データに付加された出力回数分の擬似乱数列を出力して同期させれば、必要な擬似乱数を出力することができるので、復号化側の処理を軽減することが可能となる。In addition, when sending encrypted data, random number output count information (output) indicating the number of times the pseudorandom number used to generate the encrypted data was output since the initialization of the pseudorandom number sequence (Counter value) is added to the encrypted data. In this way, even when one pseudo-random number sequence is used for a certain period of time and the pseudo-random number sequence spans multiple packets, the number of outputs added to the encrypted data on the decryption side If the pseudo-random number sequence of minutes is output and synchronized, the necessary pseudo-random numbers can be output, so that the processing on the decoding side can be reduced.

　本発明では、センサデバイスの起動回数（リセットカウンタ値）を用いて乱数を生成し、この乱数を初期化ベクトルとして、擬似乱数列の初期化を実行する。このようにすることにより、起動ごとに異なる初期化ベクトルを用いることができ、より秘匿性を強化することが可能となる。In the present invention, a random number is generated using the number of activations (reset counter value) of the sensor device, and a pseudo-random number sequence is initialized using the random number as an initialization vector. By doing so, a different initialization vector can be used for each activation, and it is possible to further enhance the secrecy.

　また、擬似乱数列の出力を所定回数（例えば、３０００回）実行して、３０００回目の擬似乱数列を暗号化に用いる擬似乱数列とする。このようにすることにより、擬似乱数列の予測や解読を困難にして秘匿性を強化することが可能となる。Further, the pseudo random number sequence is output a predetermined number of times (for example, 3000 times), and the 3000th pseudo random number sequence is used as a pseudo random number sequence for encryption. By doing so, it becomes possible to enhance the secrecy by making it difficult to predict and decode the pseudo-random number sequence.

　本発明は、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。The present invention can also be realized by a program code of software that realizes the functions of the embodiment. In this case, a storage medium in which the program code is recorded is provided to the system or apparatus, and the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus reads the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code itself and the storage medium storing the program code constitute the present invention. As a storage medium for supplying such program code, for example, a flexible disk, CD-ROM, DVD-ROM, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM Etc. are used.

　また、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ上のメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータのＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。Also, based on the instruction of the program code, an OS (operating system) running on the computer performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing. May be. Further, after the program code read from the storage medium is written in the memory on the computer, the computer CPU or the like performs part or all of the actual processing based on the instruction of the program code. Thus, the functions of the above-described embodiments may be realized.

　さらに、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することにより、それをシステム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ－ＲＷ、ＣＤ－Ｒ等の記憶媒体に格納し、使用時にそのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしても良い。Further, by distributing the program code of the software that realizes the functions of the embodiment via a network, the program code is stored in a storage means such as a hard disk or a memory of a system or apparatus, or a storage medium such as a CD-RW or CD-R And the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus may read and execute the program code stored in the storage means or the storage medium when used.

　最後に、ここで述べたプロセス及び技術は本質的に如何なる特定の装置に関連することはなく、コンポーネントの如何なる相応しい組み合わせによってでも実装できることを理解する必要がある。更に、汎用目的の多様なタイプのデバイスがここで記述した教授に従って使用可能である。ここで述べた方法のステップを実行するのに、専用の装置を構築するのが有益であることが判るかもしれない。また、実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。本発明は、具体例に関連して記述したが、これらは、すべての観点に於いて限定の為ではなく説明の為である。本分野にスキルのある者には、本発明を実施するのに相応しいハードウェア、ソフトウェア、及びファームウエアの多数の組み合わせがあることが解るであろう。例えば、記述したソフトウェアは、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。Finally, it should be understood that the processes and techniques described herein are not inherently related to any particular equipment, and can be implemented by any suitable combination of components. In addition, various types of devices for general purpose can be used in accordance with the teachings described herein. It may prove useful to build a dedicated device to perform the method steps described herein. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined. Although the present invention has been described with reference to specific examples, these are in all respects illustrative rather than restrictive. Those skilled in the art will appreciate that there are numerous combinations of hardware, software, and firmware that are suitable for implementing the present invention. For example, the described software can be implemented in a wide range of programs or script languages such as assembler, C / C ++, perl, shell, PHP, Java (registered trademark).

　さらに、上述の実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていても良い。Furthermore, in the above-described embodiment, control lines and information lines are those that are considered necessary for the explanation, and not all control lines and information lines on the product are necessarily shown. All the components may be connected to each other.

　加えて、本技術分野の通常の知識を有する者には、本発明のその他の実装がここに開示された本発明の明細書及び実施形態の考察から明らかになるである。記述された実施形態の多様な態様及び／又はコンポーネントは、データを管理する機能を有するコンピュータ化ストレージシステムに於いて、単独又は如何なる組み合わせでも使用することが出来る。明細書と具体例は典型的なものに過ぎず、本発明の範囲と精神は後続する請求範囲で示される。In addition, other implementations of the present invention will become apparent to those skilled in the art from consideration of the specification and embodiments of the present invention disclosed herein. Various aspects and / or components of the described embodiments can be used singly or in any combination in a computerized storage system capable of managing data. The specification and specific examples are merely exemplary, and the scope and spirit of the invention are indicated in the following claims.

　１　センサノード
　３　リアルタイムクロック（ＲＴＣ）
　１０　マイコン
　１１　シリアル通信部（ＳＰＩ）
　１２　演算部（ＭＣＵ）
　１６　シリアル通信部（ＵＡＲＴ）
　３０　ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
　６０　電源検出回路
　６０１～６０３　抵抗
　６０４　トランジスタ
　６０５、６０６　グランド
　６０７～６０９　端子
　７０　ＯＲ回路
　７１、７２　ダイオード
　７３　抵抗
　７４　グランド
　７５～７７　端子
　８１～８３　配線
　１００　基地局
　１０１　制御装置
　１０２　中央演算部（ＣＰＵ）
　１０３　ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
　１０６　ユーザインタフェース制御部（Ｕ／Ｉ制御部）
　１０８　汎用インタフェース（汎用Ｉ／Ｆ）
　１２０　暗号化ファイル
　２００　サーバ
　２０１　中央演算部（ＣＰＵ）
　２１０　ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
　２１９　内部状態保持データ
　２３１　共通鍵テーブル
　３００　ユーザ
　４００　ネットワーク
　５００、５０１　電流波形1Sensor node 3 Real time clock (RTC)
10Microcomputer 11 Serial communication part (SPI)
12 Calculation unit (MCU)
16 Serial communication unit (UART)
30 Random access memory (RAM)
60 powersupply detection circuit 601 to 603resistance 604transistor 605 and 606ground 607 to 609 terminal 70 OR

circuit

71 and 72diode 73resistance 74ground 75 to 77 terminal 81 to 83wiring 100base station 101control device 102 central processing unit (CPU)
103 Random access memory (RAM)
106 User interface control unit (U / I control unit)
108 General-purpose interface (general-purpose I / F)
120Encrypted file 200Server 201 Central processing unit (CPU)
210 Random access memory (RAM)
219 Internalstate holding data 231 Common key table 300User 400

Network

500, 501 Current waveform

Claims

　所定の使用状態で測定動作を実行し、測定データを取得するセンサと、
　前記測定データに対して暗号化処理を実行して暗号化データを生成し、当該暗号化データをメモリに格納するプロセッサと、を有し、
　前記プロセッサは、供給電源の電圧値が所定値以上ある場合に、前記暗号化処理に用いる擬似乱数列を初期化する処理を実行することを特徴とするセンサデバイス。A sensor that performs a measurement operation in a predetermined use state and acquires measurement data;
A processor that performs encryption processing on the measurement data to generate encrypted data, and stores the encrypted data in a memory;
The processor executes a process of initializing a pseudo-random number sequence used for the encryption process when a voltage value of a power supply is a predetermined value or more.
　請求項１において、
　前記プロセッサは、擬似乱数を用いて前記暗号化データを生成し、当該暗号化データを生成する際に用いた前記擬似乱数が前記擬似乱数列の初期化から何回目に出力されたものであるかを示す乱数出力回数情報を前記暗号化データに付加して出力することを特徴とするセンサデバイス。In claim 1,
The processor generates the encrypted data using a pseudo-random number, and the number of times the pseudo-random number used when generating the encrypted data is output from the initialization of the pseudo-random number sequence A random number output count information indicating that is added to the encrypted data and output.
　請求項１において、
　前記プロセッサは、前記センサデバイスの起動回数を前記メモリ上で管理し、前記擬似乱数列初期化処理において、前記起動回数から乱数を生成して初期化ベクトルを取得し、当該初期化ベクトルと前記センサデバイスの共通鍵とを用いて秘密鍵を生成し、当該秘密鍵で内部状態を生成することを特徴とするセンサデバイス。In claim 1,
The processor manages the number of activations of the sensor device on the memory, and in the pseudo random number sequence initialization process, generates a random number from the number of activations to obtain an initialization vector, and the initialization vector and the sensor A sensor device, wherein a secret key is generated using a common key of the device, and an internal state is generated with the secret key.
　請求項３において
　前記プロセッサは、前記内部状態と当該内部状態の配列要素を入れ替えるための情報であるインデックス情報とを用いて擬似乱数列を出力し、当該擬似乱数列の出力を所定回数実行して前記擬似乱数列初期化処理を完了することを特徴とするセンサデバイス。The processor according to claim 3, wherein the processor outputs a pseudo random number sequence using index information that is information for exchanging the array element of the internal state and the internal state, and executes the output of the pseudo random number sequence a predetermined number of times. A sensor device characterized by completing the pseudo random number sequence initialization process.
　請求項１において、
　前記プロセッサは、外部電源が接続されているか否か判断することによって、前記供給電源の電圧値が所定値以上であると判定することを特徴とするセンサデバイス。In claim 1,
The processor determines whether or not the voltage value of the power supply is greater than or equal to a predetermined value by determining whether or not an external power supply is connected.
　所定の使用状態で測定動作を実行し、測定データを出力するセンサデバイスの制御方法であって、
　前記センサデバイスのプロセッサが、供給電源の電圧値が所定値以上ある場合に、暗号化処理に用いる擬似乱数列を初期化する処理を実行するステップと、
　前記プロセッサが、前記初期化された擬似乱数列を用いて、前記測定データに対して暗号化処理を実行して暗号化データを生成し、当該暗号化データをメモリに格納するステップと、
を有することを特徴とする制御方法。A method of controlling a sensor device that executes a measurement operation in a predetermined use state and outputs measurement data,
The processor of the sensor device, when the voltage value of the power supply is a predetermined value or more, executing a process of initializing a pseudo-random number sequence used for the encryption process;
The processor performs encryption processing on the measurement data using the initialized pseudorandom number sequence to generate encrypted data, and stores the encrypted data in a memory;
A control method characterized by comprising:
　請求項６において、
　さらに、前記プロセッサが、擬似乱数を用いて前記暗号化データを生成し、当該暗号化データを生成する際に用いた前記擬似乱数が前記擬似乱数列の初期化から何回目に出力されたものであるかを示す乱数出力回数情報を前記暗号化データに付加して出力するステップを有することを特徴とする制御方法。In claim 6,
Further, the processor generates the encrypted data using a pseudo random number, and the pseudo random number used when generating the encrypted data is output at the number of times since the initialization of the pseudo random number sequence. A control method comprising: adding random number output count information indicating whether or not there is output to the encrypted data.
　請求項６において、
　さらに、前記プロセッサが、前記センサデバイスの起動回数を前記メモリ上で管理ステップを有し、
　前記擬似乱数列を初期化するステップにおいて、前記プロセッサは、前記起動回数から乱数を生成して初期化ベクトルを取得し、当該初期化ベクトルと前記センサデバイスの共通鍵とを用いて秘密鍵を生成し、当該秘密鍵で内部状態を生成することを特徴とする制御方法。In claim 6,
Further, the processor includes a step of managing the number of activations of the sensor device on the memory,
In the step of initializing the pseudo-random number sequence, the processor generates a random number from the number of activations, obtains an initialization vector, and generates a secret key using the initialization vector and the common key of the sensor device And an internal state is generated with the secret key.
　請求項８において
　前記擬似乱数列を初期化するステップにおいて、前記プロセッサは、前記内部状態と当該内部状態の配列要素を入れ替えるための情報であるインデックス情報とを用いて擬似乱数列を出力し、当該擬似乱数列の出力を所定回数実行して前記擬似乱数列初期化処理を完了することを特徴とする制御方法。In the step of initializing the pseudo-random number sequence in claim 8, the processor outputs the pseudo-random number sequence using the internal state and index information that is information for exchanging array elements of the internal state, A control method characterized in that the pseudo random number sequence is output a predetermined number of times to complete the pseudo random number sequence initialization process.
　請求項６において、
　前記擬似乱数を初期化するステップにおいて、前記プロセッサは、外部電源が接続されているか否か判断することによって、前記供給電源の電圧値が所定値以上であると判定することを特徴とする制御方法。In claim 6,
In the step of initializing the pseudo-random number, the processor determines whether or not the voltage value of the power supply is greater than or equal to a predetermined value by determining whether or not an external power supply is connected. .