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技術 通信装置、制御方法、および、プログラム

出願人 キヤノン株式会社
発明者 皆川篤志
出願日 2015年7月21日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2015-144399
公開日 2017年2月2日 (2年5ヶ月経過) 公開番号 2017-028456
状態 特許登録済
技術分野 暗号化・復号化装置及び秘密通信 オンライン・システムの機密保護
主要キーワード トランスファージェット 鍵共有プロトコル パラメータ提供装置 認証応答信号 通信レイヤ 認証要求信号 MACアドレス情報 Pコード
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年2月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

早期に他の通信装置に通信装置の存在を通知することができると共に、認証情報を他の通信装置に通知できるようにすること。

解決手段

通信装置は、他の通信装置から、前記他の通信装置の情報を含む認証要求信号を受信する受信手段と、前記認証要求信号に対する応答信号であって、所定のチャネルの情報を含む第1の応答信号を送信する第1の送信手段と、前記認証要求信号に含まれる前記他の通信装置の情報に基づいて、認証情報を暗号化する暗号化手段と、前記第1の応答信号に応じた前記他の通信装置から再度、認証要求信号を受信した場合、前記暗号化手段により暗号化された前記認証情報を含む第2の応答信号を送信する第2の送信手段と、前記認証情報による認証に成功した場合、前記他の通信装置から通信パラメータを取得する取得手段と、を有する。

概要

背景

通信装置同士が無線通信する場合、互いに通信パラメータの設定をした上で、接続処理を行う必要である。そこで、特許文献1には、接続処理に先立って通信パラメータを公開鍵暗号方式によって共有する仕組みが開示されている。

概要

早期に他の通信装置に通信装置の存在を通知することができると共に、認証情報を他の通信装置に通知できるようにすること。 通信装置は、他の通信装置から、前記他の通信装置の情報を含む認証要求信号を受信する受信手段と、前記認証要求信号に対する応答信号であって、所定のチャネルの情報を含む第1の応答信号を送信する第1の送信手段と、前記認証要求信号に含まれる前記他の通信装置の情報に基づいて、認証情報を暗号化する暗号化手段と、前記第1の応答信号に応じた前記他の通信装置から再度、認証要求信号を受信した場合、前記暗号化手段により暗号化された前記認証情報を含む第2の応答信号を送信する第2の送信手段と、前記認証情報による認証に成功した場合、前記他の通信装置から通信パラメータを取得する取得手段と、を有する。

目的

本発明は、早期に他の通信装置に通信装置の存在を通知することができると共に、認証情報を他の通信装置に通知できるようにすることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

通信装置であって、他の通信装置から、前記他の通信装置の情報を含む認証要求信号を受信する受信手段と、前記認証要求信号に対する応答信号であって、所定のチャネルの情報を含む第1の応答信号を送信する第1の送信手段と、前記認証要求信号に含まれる前記他の通信装置の情報に基づいて、認証情報を暗号化する暗号化手段と、前記第1の応答信号に応じた前記他の通信装置から再度、認証要求信号を受信した場合、前記暗号化手段により暗号化された前記認証情報を含む第2の応答信号を送信する第2の送信手段と、前記認証情報による認証に成功した場合、前記他の通信装置から通信パラメータを取得する取得手段と、を有することを特徴とする通信装置。

請求項2

前記通信装置の公開鍵の情報を表示部に表示させる表示手段を更に有することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。

請求項3

前記表示手段は、前記通信装置の公開鍵の情報を、二次元コード、もしくは、バーコードとして前記表示部に表示させることを特徴とする請求項2に記載の通信装置。

請求項4

前記認証要求信号に含まれる前記他の通信装置の情報は、前記他の通信装置の公開鍵の情報であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の通信装置。

請求項5

前記認証要求信号に前記通信装置の公開鍵のハッシュ値が含まれているか否かを判定する判定手段を更に有し、前記認証要求信号に前記公開鍵のハッシュ値が含まれていると判定された場合、前記第1の送信手段は前記第1の応答信号を送信し、前記認証要求信号に前記公開鍵のハッシュ値が含まれていないと判定された場合、前記第1の送信手段は前記第1の応答信号を送信しないことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の通信装置。

請求項6

前記認証要求信号は前記他の通信装置からブロードキャストされる信号であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の通信装置。

請求項7

前記通信装置は、前記通信パラメータを用いて、前記他の通信装置とIEEE802.11シリーズ準拠した無線通信を行うことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の通信装置。

請求項8

前記通信パラメータは、無線通信するための暗号方式暗号鍵認証方式認証鍵のうち、少なくともいずれか1つの情報を含むことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の通信装置。

請求項9

通信装置の制御方法であって、他の通信装置から、前記他の通信装置の情報を含む認証要求信号を受信する受信工程と、前記認証要求信号に対する応答信号であって、所定のチャネルの情報を含む第1の応答信号を送信する第1の送信工程と、前記認証要求信号に含まれる前記他の通信装置の情報に基づいて、認証情報を暗号化する暗号化工程と、前記第1の応答信号に応じた前記他の通信装置から再度、認証要求信号を受信した場合、暗号化された前記認証情報を含む第2の応答信号を送信する第2の送信工程と、前記認証情報による認証に成功した場合、前記他の通信装置から通信パラメータを取得する取得工程と、を有することを特徴とする制御方法。

請求項10

コンピュータを請求項1から8のいずれか1項に記載の通信装置として動作させるためのプログラム

技術分野

0001

本発明は、通信パラメータ通信する通信装置に関する。

背景技術

0002

通信装置同士が無線通信する場合、互いに通信パラメータの設定をした上で、接続処理を行う必要である。そこで、特許文献1には、接続処理に先立って通信パラメータを公開鍵暗号方式によって共有する仕組みが開示されている。

先行技術

0003

特開2013−17237号公報

発明が解決しようとする課題

0004

通信パラメータを共有する際のセキュリティを高めるためには、認証処理を行う必要がある。この場合、通信装置は認証処理に必要な処理を行って、認証要求信号に対する応答信号を送信する必要がある。例えば、DH(Diffie−Hellman)鍵共有プロトコルに基づいて共有鍵を生成し、生成した共有鍵で認証情報を暗号化してから、当該認証情報を応答信号として送信する必要がある。

0005

しかしながら、通信装置の処理性能が低い場合、共有鍵の生成に数秒単位の処理時間を要する可能性がある。そのため、認証要求信号を受信してから応答信号を送信するまでに時間を要し、相手装置においてタイムアウトしてしまう可能性があった。

0006

上記課題を鑑み、本発明は、早期に他の通信装置に通信装置の存在を通知することができると共に、認証情報を他の通信装置に通知できるようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

上述の課題を解決するために、本発明の通信装置は、他の通信装置から、前記他の通信装置の情報を含む認証要求信号を受信する受信手段と、前記認証要求信号に対する応答信号であって、所定のチャネルの情報を含む第1の応答信号を送信する第1の送信手段と、前記認証要求信号に含まれる前記他の通信装置の情報に基づいて、認証情報を暗号化する暗号化手段と、前記第1の応答信号に応じた前記他の通信装置から再度、認証要求信号を受信した場合、前記暗号化手段により暗号化された前記認証情報を含む第2の応答信号を送信する第2の送信手段と、前記認証情報による認証に成功した場合、前記他の通信装置から通信パラメータを取得する取得手段と、を有する。

発明の効果

0008

本発明によれば、早期に他の通信装置に通信装置の存在を通知することができると共に、認証情報を他の通信装置に通知することができる。

図面の簡単な説明

実施例

0010

図1に、本実施形態におけるネットワークの構成を示す。101は、携帯電話103が基地局として動作することにより構築される無線ネットワークである。ここで、基地局とは、IEEE802.11シリーズ規格準拠したアクセスポイント(以下、AP)、もしくは、Wi−Fi Allianceにより定められたWi−Fi Direct規格に準拠したGroup Ownerである。

0011

102はカメラであり、端末として動作することにより無線ネットワーク101に接続することができる。ここで、端末とは、IEEE802.11シリーズ規格に準拠したステーション(non‐APSTA)、もしくは、Wi−Fi Allianceにより定められたWi−Fi Direct規格に準拠したClientである。

0012

また、カメラ102は公開鍵の情報を含むQRコード登録商標、以下省略)を表示する。なお、QRコードに代えてCPコード等、他の2次元コードであってもよいし、一次元バーコードであってもよい。さらに、カメラ102は、カメラ102および携帯電話103の各々の公開鍵を用いたDH(Diffie−Hellman)鍵共有プロトコルに基づいて、携帯電話103と同じ共有情報を生成することにより、携帯電話103との間で相互認証を行う。

0013

103は携帯電話であり、APとして動作し、無線ネットワーク101を構築する。携帯電話103は、カメラ102および携帯電話103の各々の公開鍵を用いたDH鍵共有プロトコルに基づいて、カメラ102と同じ共有情報を生成することにより、カメラ102との間で相互認証を行う。

0014

また、携帯電話103は、自装置が構築する無線ネットワーク101への接続に必要な通信パラメータを、認証済みの装置(以下の実施形態ではカメラ102)に提供する。ここで、通信パラメータには、無線ネットワーク101の識別子としてのSSID(Service Set Identifier)、暗号方式暗号鍵認証方式認証鍵等が含まれる。なお、前述したいずれか1つのパラメータを含むものであってもよい。

0015

以下では、通信パラメータを共有し、通信する通信装置としてカメラと携帯電話を例に説明するが、例えばプリンタビデオカメラ、PC、PDA、スマートフォンスマートウォッチなどの他の種類の通信装置であってもよい。

0016

図2は、本実施形態におけるカメラ102のハードウェア構成を示すブロック図である。

0017

102は、カメラ全体を示す。201は、IEEE802.11シリーズに準拠した無線通信の制御や、IP(Internet Protocol)通信の制御を行う無線通信制御部である。無線通信制御部201は各通信レイヤプロトコルに応じたデータの送受信制御を行い、アンテナ202を制御して無線通信のための無線信号送受信する。

0018

203は、カメラ102を操作するための操作部である。操作部203にはカメラ102に備わっている機能を開始するためのボタン等が含まれる。なお、操作部203はハードウェアで構成されていてもよいし、表示部204により出力されたアイコンを選択する等ソフトウェアによるソフトUIで構成されてもよい。204は、LCDやLED等により構成され、視覚により認知可能な情報を出力する表示部である。なお、スピーカのように聴覚により認知可能な情報を出力してもよいし、振動子のように振動により認知可能な情報を出力してもよい。

0019

205は、CPU、または、MPUにより構成され、記憶部206に記憶されたプログラムを実行することによりカメラ102全体を制御する制御部である。なお、制御部205が実行しているOS(Operating System)との協働によりカメラ102全体を制御するようにしてもよい。

0020

206は、カメラ102を制御するためのプログラムやデータが格納されたROMや一時的な記憶を司るRAMから構成される記憶部である。後述する各種動作は、記憶部206に記憶された制御プログラムを制御部205が読み出して実行することにより実現される。なお、記憶部206として、ROM、RAM等のメモリの他に、フレキシブルディスクハードディスク光ディスク光磁気ディスクCD−ROM、CD−R、磁気テープ不揮発性メモリカード、DVDなどの記憶媒体を用いてもよい。

0021

上記機能ブロックは一例であり、複数の機能ブロックが1つの機能ブロックを構成するようにしてもよいし、何れかの機能ブロックが更に複数の機能を行うブロックに分かれてもよい。

0022

以下に、カメラ102と携帯電話103との間で通信パラメータを共有する際の処理について述べる。図3は、カメラ102と携帯電話103との間の処理を示すシーケンスチャートである。ここで、カメラ102は通信パラメータの受信装置として動作し、携帯電話103は通信パラメータの提供装置として動作する。

0023

まず、カメラ102はユーザ操作に従って、通信パラメータの設定を行うために必要な情報を含むQRコードを自装置の表示部204に表示させる(S301)。なお、カメラ102は、通信パラメータ設定モードをユーザにより指示された場合、通信パラメータの設定を行うために必要な情報を含むQRコードを表示させるものとする。

0024

ここで、通信パラメータの設定を行うために必要な情報とは、通信パラメータを受信する際に、携帯電話103(提供装置)の認証、および、通信パラメータの暗号化に用いられる情報である。具体的には、カメラ102の公開鍵の情報である。なお、カメラ102の公開鍵に加え、カメラ102の固有情報であるMAC(Media Access Control)アドレスの情報を含んでいてもよい。また、カメラ102のMACアドレスに代えてUUID(Universally Unique Identifier)であってもよい。

0025

携帯電話103は不図示の撮像部により撮像することにより、カメラ102に表示されているQRコードを読み取る(S302)。携帯電話103は、読み取ったQRコードを復号し、該QRコードに含まれる情報を取得する。そして、携帯電話103は、QRコードから取得された情報に、通信パラメータの設定を行うために必要な情報、即ち、カメラ102の公開鍵の情報が含まれているか否かを判定する。

0026

QRコードにカメラ102の公開鍵の情報が含まれている場合、携帯電話103は、当該公開鍵の情報に対してハッシュ関数を適用し、ハッシュ値を算出する(S303)。

0027

ハッシュ値を算出すると、携帯電話103は、公開鍵の生成元であるカメラ102との間で認証処理を行うための認証要求信号(以下、単に認証要求と称する)をブロードキャスト送信する(S304)。なお、QRコードにMACアドレス情報が含まれている場合には、認証要求を当該MACアドレス宛てにユニキャスト送信するようにしてもよい。

0028

認証要求には、S303において算出されたハッシュ値、および、携帯電話103の公開鍵の情報が含まれる。携帯電話103は、携帯電話103が対応する複数の周波数チャネルの各々において認証要求を送信する。ここでは、2.4GHz帯の1〜13チャネルの各々において携帯電話103は認証要求を送信する。

0029

カメラ102は携帯電話103からの認証要求を受信すると、認証要求に含まれるハッシュ値が、カメラ102の公開鍵のハッシュ値と一致しているか否かを判定する(S305)。ハッシュ値が一致している場合、カメラ102は携帯電話103に対して認証要求に対する応答信号としてAck応答信号(以下、単にAck応答と称する)を通知する(S306)。このAck応答には、カメラ102が無線通信に使用する無線チャネルの情報が含まれる。これにより、携帯電話103はカメラ102が使用する無線チャネルを知ることができるので、その後の通信では当該無線チャネルを使用する。これにより、携帯電話103が対応する複数の周波数チャネルの各々において信号を送信する必要がなくなるため、携帯電話103は効率的に処理を行うことができる。

0030

続いて、カメラ102は、通信パラメータを暗号化するための暗号鍵の元となる暗号情報と、認証要求に含まれる携帯電話103の公開鍵の情報とに基づいてDH処理を実行し、携帯電話103との第1の共有鍵を生成する(S306−2)。更に、カメラ102の公開鍵に対応する秘密鍵の情報と認証要求に含まれる携帯電話103の公開鍵の情報とに基づいて、第2の共有鍵を生成する。そして、カメラ102は第1の共有鍵を用いて、カメラ102を認証するための認証情報に対して、暗号化処理を行う(S306−3)。更に、カメラ102は第2の共有鍵を用いて、通信パラメータを暗号化するための暗号鍵の元となる暗号情報に対して、暗号化処理を行う。

0031

このDH処理には、数秒単位の処理時間がかかる。そのため、DH処理が完了するより前にAck応答を返すことにより、携帯電話103に対しカメラ102の存在を早く通知する。もちろん、当該Ack応答には、上述のようにDH処理により生成された共有鍵を用いて暗号化された認証情報や暗号情報は含まれない。

0032

携帯電話103は、カメラ102からAck応答を受信すると、カメラ102の存在を認識する(S307)。そして、携帯電話103は、認証処理を実施するために、S306で取得した無線チャネルに対して再度、認証要求を送信する(S308)。

0033

カメラ102は、携帯電話103から再度、認証要求を受信すると、S306−3で暗号化された認証情報や暗号情報の情報を含めた認証応答信号(以下、単に認証応答と称する)を携帯電話103に送信する(S309)。

0034

携帯電話103は認証応答を受信すると、次のように認証処理を行う。まず、携帯電話103は、QRコードから取得したカメラ102の公開鍵の情報と携帯電話103の公開鍵に対応する秘密鍵の情報とに基づいて、第2の共有鍵を生成する。そして、生成した第2の共有鍵を用いて、暗号情報を復号する。更に、携帯電話103は復号した暗号情報と携帯電話103の公開鍵に対応する秘密鍵の情報とに基づいてDH処理を実行し、第1の共有鍵を生成する。そして、生成した第1の共有鍵を用いて、認証情報を復号する。このようにして、認証情報が正しく復号された場合に、携帯電話103はカメラ102の認証に成功する。一方、認証情報が正しく復号されなかった場合は、携帯電話103はカメラ102の認証に失敗し、処理を終了する。この際、携帯電話103はエラーをカメラ102に通知するようにしてもよい。

0035

このようにして、カメラ102の認証に成功すると、携帯電話103は、認証処理が完了したことを示す認証確認をカメラ102に送信する(S310)。

0036

その後、携帯電話103は、暗号情報に基づいて通信パラメータを暗号化するための暗号鍵を生成し、当該暗号鍵で暗号化した通信パラメータをカメラ102に提供する(S311)。なお、カメラ102においても、同様にして暗号鍵を生成し、当該暗号鍵を用いた復号処理を行うことにより、通信パラメータを取得する。

0037

このようにして、携帯電話103からカメラ102へ通信パラメータが提供され、カメラ102は提供された(受信した)通信パラメータに従って無線ネットワーク101へ接続する。そして、カメラ102と携帯電話103とが無線通信を行う。

0038

図4に、カメラ102が通信パラメータを取得する場合に、記憶部206に記憶されたプログラムを制御部205が読み出し、それを実行することで実現される処理の流れのフローチャートを示す。

0039

なお、図4に示すフローチャートの少なくとも一部をハードウェアにより実現してもよい。ハードウェアにより実現する場合、例えば、所定のコンパイラを用いることで、各ステップを実現するためのプログラムからFPGA上に自動的に専用回路を生成すればよい。FPGAとは、Field Programmable Gate Arrayの略である。また、FPGAと同様にしてGate Array回路を形成し、ハードウェアとして実現するようにしてもよい。また、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)により実現するようにしてもよい。

0040

カメラ102が、QRコードを表示してから通信パラメータを取得するまでの処理を示すフローチャートである。

0041

まず、操作部203に対するユーザからの所定の操作が行われると、カメラ102は、表示部204に、カメラ102の公開鍵の情報を含むQRコードを表示する(S401)。その後、カメラ102はパラメータ提供装置から認証要求を受信したか否かを判定する(S402)。S402において認証要求を受信していないと判定した場合、認証要求の受信の待ち受け処理を繰り返す。

0042

認証要求を受信したと判定した場合(S402のYes)、認証要求に含まれるハッシュ値が、カメラ102の公開鍵のハッシュ値と一致しているか否かを判定する(S403)。ハッシュ値が一致していないと判定した場合(S403のNo)、当該認証要求を破棄し、他の認証要求の受信を待ち受ける(S402)。なお、所定時間が経過しても、ハッシュ値の一致する認証要求を受信しなかった場合には、図4に示す処理を終了するようにしてもよい。

0043

一方、ハッシュ値が一致したと判定した場合(S403のYes)、カメラ102は、認証要求の送信元(ここでは携帯電話103)に対して既にAck応答を送信したか否かを判定する(S404)。なお、当該判定に代えて、図3のS306−2〜306−3で説明したDH処理および暗号処理が完了しているか否かを判定するようにしてもよい。

0044

Ack応答を送信済みではないと判定された場合(S404のNo)、認証要求の送信元(ここでは携帯電話103)に対してカメラ102の存在を認識させるために、カメラ102は認証要求に対する応答信号としてAck応答を送信する(S405)。なお、Ack応答には、カメラ102が無線通信に使用する無線チャネルの情報が含まれる。

0045

そして、カメラ102は、上述のようにして第1の共有鍵および第2の共有鍵を生成する。そして、カメラ102は第1の共有鍵を用いて、カメラ102を認証するための認証情報に対して、暗号化処理を行う(S406)。更に、カメラ102は第2の共有鍵を用いて、通信パラメータを暗号化するための暗号鍵の元となる暗号情報に対して、暗号化処理を行う。その後、S402に戻り、携帯電話103から認証要求の受信を再度、待ち受ける。

0046

次に、Ack応答を送信済みであると判定された場合(S404のYes)について説明する。即ち、上述の携帯電話103から認証要求の受信の再度の待ち受けにおいて、認証要求を受信した場合である。

0047

この場合、カメラ102は、S406で暗号化された認証情報と暗号情報を含む認証応答を携帯電話103に送信する(S407)。その後、カメラ102は、暗号情報に基づいて生成された暗号鍵を用いて暗号化された通信パラメータを携帯電話103から取得する。そして、カメラ102は、上述のように生成された暗号鍵を用いて復号処理を行い、通信パラメータを取得する(S408)。

0048

以上のように、カメラ102は携帯電話103からの認証要求に対して、DH処理に先立って、Ack応答を送信する。その後、DH処理を行うことで、認証情報を暗号化するための第1の共有鍵、および、暗号情報を暗号化するための第2の共有鍵を生成する。

0049

これにより、早期に携帯電話103に対してカメラ102の存在を通知することができるので、携帯電話103がカメラ102を検出できずに、通信パラメータを提供するための処理を終了してしまう可能性を低減することができる。

0050

更に、1回目の認証要求を受信したことに応じてDH処理を開始するので、携帯電話103から再度、認証要求を受信した場合には、即座に暗号化された認証情報および暗号情報を送信することができる。

0051

上述の実施形態においては、カメラ102は、QRコードの画像を利用して携帯電話103に、カメラ102の公開鍵の情報を通知した。しかし、これに代えて、NFC(Near Field Communication)やBluetooth(登録商標、以下省略)などの無線通信を用いて通知するようにしてもよい。また、IEEE802.11adもしくはトランスファージェット(TransferJet)等の無線通信を用いて通知するようにしてもよい。

0052

また、QRコードを表示部に表示するのではなく、通信装置の筺体や通信装置の取扱説明書包装等の付属物シールなどに記載された形態でQRコード貼り付けておいてもよい。また、通信装置や通信装置の付属物に直接記載されたQRコード等のコード情報でもよい。

0053

また、上述の実施形態において、通信装置間でIEEE802.11シリーズ規格に準拠した無線LAN通信を行う場合について説明したが、これに限る物ではない。例えば、ワイヤレスUSB、Bluetooth、ZigBee、NFC等の無線通信媒体を用いて実施してもよい。

0054

また、上述の実施形態では、DH鍵共有プロトコルに基づく認証処理を説明したが、これに限るものではなく、公開鍵暗号方式等、他の方式により認証処理を行ってもよい。

0055

また、上述の実施形態では、Ack応答の送信後に、DH処理を行って第1および第2の共有鍵を生成し、認証情報および暗号情報を暗号化した。しかし、これに限らず、2度目の認証要求を受信してから、DH処理、および、暗号化処理を行うようにしてもよい。Ack応答にチャネル情報が含まれるため、携帯電話103はチャネルを移動することなく、通知されたチャネル上でカメラ102からの認証応答を待つことができる。従って、DH処理、および、暗号化処理に時間を要したとしても、携帯電話103は認証応答を受信することができる。また、このように構成することにより、携帯電話103から2度目の認証要求が来なかった場合には、DH処理、および、暗号化処理を行わないので、処理負荷を軽減することができる。

0056

本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。

0057

101ネットワーク
102カメラ
103 携帯電話

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