(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末装置と第１中継装置との間の第１区間の通信に対する暗号化を実施する第１暗号化手段と、
端末装置から第１中継装置を経由して第２中継装置に至る、前記第１区間を含む第２区間の通信に対する暗号化を実施する第２暗号化手段と、
前記第２区間の暗号化が実施される場合に、前記第１区間の暗号化が実施されないように前記第１暗号化手段を制御する制御手段と
を含み、
前記制御手段は、
前記第２暗号化手段による第２区間の暗号化の実施に応じて、ユーザデータの伝送に用いられるチャネルに対する前記第１暗号化手段による暗号化の実施を制御し、
制御信号の伝送に用いられるチャネルに対して、前記第２暗号化手段による第２区間の暗号化が実施されているか否かに関係なく、前記第１暗号化手段による暗号化の実施を制御する、
暗号化実施制御システム。
【請求項２】
前記第１暗号化手段は、前記第２区間の暗号化が実施される場合に前記制御手段から通知される指示に従って前記第１区間の暗号化の開始を待機する状態となる
請求項１に記載の暗号化実施制御システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第２区間で実施されていた暗号化の停止を検知した場合に、前記第１暗号化手段に前記第１区間の暗号化の開始指示を通知する
請求項１に記載の暗号化実施制御システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１中継装置に、あるいは前記端末装置に備えられる
請求項１に記載の暗号化実施制御システム。
【請求項５】
前記第２暗号化手段はＩＰｓｅｃによる、あるいはＳＲＴＰによる暗号化処理を実施する
請求項１に記載の暗号化実施制御システム。
【請求項６】
前記第１暗号化手段は、前記第１区間におけるユーザデータ用通信路及び制御データ用通信路を対象とする暗号化を行い、
前記第２暗号化手段は、前記第２区間を転送されるユーザデータに対する暗号化を行い、
前記第１暗号化手段は、前記第２区間の暗号化が実施される場合に、前記制御手段からの指示に従って、前記ユーザデータ用通信路に対する暗号化の開始を待機する一方で、前記制御データ用通信路に対する暗号化を実施する
請求項１に記載の暗号化実施制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線構内交換網(無線ＬＡＮ：ＩＥＥＥ８０２．１１)やセルラ網(例えば３
ＧＰＰ)のような無線網(移動通信網)のエンド−トゥ−エンド(End-to-end)で実施される
暗号化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的な無線ネットワークシステムとして、無線ＬＡＮ(IEEE 802.11)を用いたネット
ワークシステム(無線ＬＡＮシステム)や、セルラ網システム(3GPP)がある。
【０００３】
無線ＬＡＮシステムは、例えば、図１に示すように、メディアサーバと、メディアサーバにリンク(ネットワーク)を介して接続された無線網ゲートウェイ(ＧＷ)と、無線網ゲートウェイにＩＰ網(例えばインターネット)を介して収容されたアクセスポイント(ＡＰ)とからなり、ＡＰに対し、端末(ＰＣ(Personal Computer)、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)等)が無線リンク(無線伝送路)を介して接続される。ＡＰと端末との間がデータ伝
送路の無線区間を構成する。
【０００４】
通常、無線ネットワークでは通信のセキュリティを考慮して通信データの暗号化が実施される。図１に示したような無線ＬＡＮシステムでは、図２に示すように、端末とＡＰとの間の無線区間において、IEEE802.11に基づく暗号化処理が行われる。無線ＬＡＮ(IEEE802.11)では、暗号化方式として、例えば、ＷＰＡ２(Wi-Fi Protected Access 2)による暗号化が施される(暗号化アルゴリズムは、ＴＫＩＰ(Temporal Key Integrity Protocol)又はＡＥＳ(Advanced Encryption Standard))。
【０００５】
また、端末とＧＷとの間では、例えばＩＰｓｅｃによる暗号化処理が実施される。さらに、メディアサーバ(サーバ)と端末との間では、アプリケーションレベルの暗号化(例え
ば、ＳＲＴＰ(Secure Real-time Transport Protocol：RFC3771))が実施される。
【０００６】
セルラ網システム(携帯電話網システム)は、例えば図３に示すように、サーバと、サーバにリンクを介して接続されたゲートウェイ(ＧＷ：ルータ)と、ＧＷにインターネットのようなＩＰ網を介して接続される交換機(ｘＧＳＮ)と、交換機にリンクを介して接続される基地局制御装置(Radio Network Controller: RNC)と、基地局制御装置にリンクを介し
て接続される基地局装置(Node B又はＢＴＳ(Base Transceiver System))とを備える。基
地局装置に対し、移動端末(User Equipment又はMobile Node)が無線リンク(無線伝送路)
を介して接続される。移動端末と基地局装置との間がデータ伝送路の無線区間を構成する。
【０００７】
図３に示したようなセルラ網(3GPP)の場合には、図４に示すように、ＲＮＣと、移動端末(ＵＥ)との間において、例えばＫＡＳＵＭＩアルゴリズムＦ８モードによる暗号化が実施される。ＵＥとＧＷとの間、及びＵＥとサーバとの間では、図２に示した方式と同様の暗号化を実施することができる。
【０００８】
現状、無線ネットワークにおいて適用される暗号化方式は、無線区間の構築時に一意に決定され、通信毎に変更されるものではない。
【０００９】
無線ネットワークを利用した即時性を持つ(リアルタイムな)ストリーミング配信を実施する際には、一般に、通信プロトコルとしてＲＴＰ(Real-Time Transfer Protocol)が用
いられる。ＲＴＰを利用する場合には、ＲＴＳＰ(Real-Time Transfer Streaming Protoc
ol)による初期ネゴシエーションが実施される。加えて、通信中における受信側の情報を
フィードバックするために、ＲＴＣＰ(RTP control protocol)が用いられる。更に、ストリーミング配信されるデータ(マルチメディアデータ:ＲＴＰパケット)に対して、ＳＲＴ
Ｐ／ＳＲＴＣＰ(Secure RTP/ Secure Real-time Transport Protocol）のような暗号化処理が施される。
【００１０】
さらに、無線ネットワークを介して企業ＬＡＮのような構内交換網内の端末装置にストリーミングデータを配信するときに、端末装置とＧＷとの間でセキュアな接続を提供するために、ＶＰＮ(Virtual Private Network)設定を行い、ＩＰｓｅｃ(Security Architecture for Internet Protocol)による通信の秘匿化が行われることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−３４７７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図２及び図４に示したように、無線ネットワークにおける無線区間では、IEEE802.11に基づく暗号化に加えて、ＳＲＴＰによる暗号化、及び／又はＩＰｓｅｃによる暗号化が実施される。このように、暗号化が重複して行われている。このため、暗号化処理が重複する。このような重複する暗号化処理は、暗号化処理を行う装置に無用の負荷を与え、また、暗号化処理のためにリソースを浪費することとなる。
【００１３】
本発明の態様の目的は、暗号化処理が冗長になる場合に、不要な暗号化処理が実施されないようにする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の態様は、上述した目的を達成するために以下の手段を採用する。
第１の態様は、端末装置と第１中継装置との間の第１区間の通信に対する暗号化を実施する第１暗号化手段と、
端末装置から第１中継装置を経由して第２中継装置に至る、前記第１区間を含む第２区間の通信に対する暗号化を実施する第２暗号化手段と、
前記第２区間の暗号化が実施される場合に、前記第１区間の暗号化が実施されないように前記第１暗号化手段を制御する制御手段と
を含み、
前記制御手段は、
前記第２暗号化手段による第２区間の暗号化の実施に応じて、ユーザデータの伝送に用いられるチャネルに対する前記第１暗号化手段による暗号化の実施を制御し、
制御信号の伝送に用いられるチャネルに対して、前記第２暗号化手段による第２区間の暗号化が実施されているか否かに関係なく、前記第１暗号化手段による暗号化の実施を制御する
暗号化実施制御システムである。
【００１５】
第１の態様は、前記制御手段が、前記第２区間のトラフィックを監視し、前記第２区間の暗号化を実施するためのトラフィックを検知した場合に、前記第２区間の暗号化が実施されると判定するように構成することができる。
【００１６】
第１の態様は、前記第１の暗号化手段は、前記第２区間の暗号化が実施される場合に前記制御手段から通知される指示に従って前記第１区間の暗号化の開始を待機する状態となるように構成することができる。
【００１７】
第１の態様は、前記制御手段が、前記第２区間で実施されていた暗号化の停止を検知した場合に、前記第１暗号化手段に前記第１区間の暗号化の開始指示を通知するように構成することができる。
【００１８】
第１の態様は、前記制御手段が、前記第１中継装置に備えられるように構成することができる。
【００１９】
第１の態様は、前記制御手段が、前記端末装置に備えられるように構成することができる。
【００２０】
第１の態様において、第１区間に対する暗号化方式は、例えばＫＡＳＵＭＩ暗号化を適用できる。第２区間に対する暗号化方式は、ＩＰｓｅｃやＳＲＴＰを適用することができる。
【００２１】
第１の態様は、前記第１暗号化手段が、前記第１区間におけるユーザデータ用通信路及び制御データ用通信路を対象とする暗号化を行い、
前記第２暗号化手段は、前記第２区間を転送されるユーザデータに対する暗号化を行い、
前記第１暗号化手段は、前記第２区間の暗号化が実施される場合に、前記制御手段からの指示に従って、前記ユーザデータ用通信路に対する暗号化の開始を待機する一方で、前記制御データ用通信路に対する暗号化を実施するように構成することができる。
【００２２】
第２の態様は、データを中継する中継装置であって、
自装置と端末装置との間の第１区間の通信の暗号化を行う暗号化処理部と、
前記端末装置から自装置を経由して他の中継装置に至る、前記第１区間を含む第２区間の通信の暗号化が実施されるか否かを判定し、前記第２区間の暗号化が実施される場合に、前記暗号化部を前記第１区間の暗号化を実施しない状態にする制御部と
を含む中継装置である。
【００２３】
第３の態様は、２以上の中継装置を介して他の装置と通信する端末装置であって、
自装置と第１中継装置との間の第１区間について、前記第１中継装置との間で通信の暗号化を行う第１暗号化処理部と、
自装置から前記第１中継装置を経由して第２中継装置に至る前記第１区間を含む第２区間について前記第２中継装置との間で暗号化を行う第２暗号化処理部と、
前記第２区間の暗号化が実施される場合に、前記第１暗号化処理部を前記第１区間の暗号化を実施しない状態にする制御部と
を含む端末装置である。
【００２４】
第１の態様で採用可能な構成は、第２及び第３の態様においても適用が可能である。また、本発明は、第１〜第３の態様と同様の特徴を有する方法の発明として実現可能である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の態様によれば、暗号化処理が冗長になる場合に、不要な暗号化処理が実施されないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】無線ＬＡＮ(IEEE802.11)システムの構成例を示す。
【図２】無線ＬＡＮシステムにおける暗号化処理の例を示す。
【図３】セルラ網(３ＧＰＰ)システムの構成例を示す。
【図４】セルラ網システムにおける暗号化処理の例を示す。
【図５】無線ＬＡＮシステムにおいて、無線区間の暗号化処理が回避された状態を示す。
【図６】セルラ網システムにおいて、無線区間の暗号化処理が回避された状態を示す。
【図７】本実施形態におけるネットワークシステム(暗号化処理制御システム)の構成例を示す。
【図８】ＩＰｓｅｃの概要を示す。
【図９】ＥＳＰブロックのデータ構造を示す。
【図１０】具体例に係るネットワークシステム構成を示すとともに、網側の判断によ    る第１の暗号化区間の暗号化処理制御の説明を示す。
【図１１】ＲＮＣの暗号化処理部による処理例を示すフローチャートである。
【図１２】ＲＮＣの判断部による処理例を示すフローチャートである。
【図１３】第２の暗号化区間での暗号化処理の実施の有無を端末装置で判断する場合    における第１の暗号化区間の暗号化処理制御の説明を示す。
【図１４】第１の暗号化区間であるＲＮＣとＵＥとの間にユーザチャネルとしてのＤ    ＴＣＨと制御チャネルとしてのＤＣＣＨとが設けられている場合における、暗号化処理の概要を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００２８】
〔概要〕
上述したように、現状の無線ネットワークシステムでは、重複した暗号化が実施されていた。このような状況に鑑み、本発明の実施形態として、例えば、図１に示したような無線ＬＡＮシステムにおけるアクセスポイント(ＡＰ)や、無線ネットワークゲートウェイ(Ｇ
Ｗ)が、ＲＴＳＰ(Real Time Streaming Protocol)に従って、エンド−トゥ−エンド(End-to-End：例えば、メディアサーバと移動端末)でのＳＲＴＰネゴシエーションを観測する
ことができる装置を備える。このとき、ＳＲＴＰによる暗号化処理が或るＲＴＰセッションについて実施される場合には、無線ＬＡＮ(無線区間)での暗号化処理をそのＲＴＰセ
ッションについて実施しない。
【００２９】
但し、当該処理は、上記したＲＴＰセッションと同時に発生している他のセッションやその他のメディアに関する通信から独立して実施される。例えば、移動端末(端末装置)が、ストリーミング配信と並列にＷｅｂアクセスを行う場合がある。このとき、このＷｅｂアクセスに関するセッションについて無線区間での暗号化処理が要求される場合には、無線区間での暗号化処理が実施される。
【００３０】
また、実施形態では、或るＲＴＰセッションに係る通信についてＩＰｓｅｃが実施されるかどうかを監視し、実施される場合には、無線区間での暗号化処理を回避する。
図５は、図１に示したような無線ＬＡＮシステムにおいて、無線区間の暗号化処理が回避された状態を示し、図６は、図３に示したようなセルラ網システムにおいて、無線区間の暗号化処理が回避された状態を示す。
【００３１】
図７は、本実施形態におけるネットワークシステム(暗号化処理制御システム)の構成例を示す図である。図７に示すネットワークシステムは、送受信装置１０と、第２中継装置としての通信装置２０と、第１中継装置としての通信装置３０と、端末装置４０とを備える。
【００３２】
端末装置４０は、データの送受信機能を有しており、端末装置４０と送受信装置１０との間で送受信されるデータは、所定の通信経路を通る。この通信経路の一方の端点が端末装置４０であり、他方が送受信装置１０である。通信装置２０及び通信装置３０は、通信経路上に配置され、送受信装置１０と端末装置４０との間で送受信されるデータの中継装置として機能する。
【００３３】
このような通信経路に関して、端末装置４０と通信装置３０との間の区間は、この区間で送受信されるデータが暗号化される第１の暗号化区間(第１区間に相当)として定義されている。一方、端末装置４０と通信装置２０との間の区間は、この区間でデータが暗号化される第２の暗号化区間(第２区間に相当)として定義されている。
【００３４】
このように、第１の暗号化区間は、第２の暗号化区間に含まれている(重なっている)。従って、第１の暗号化区間と第２の暗号化区間との双方で並列に暗号化通信が実施される場合には、第１の暗号化区間を流れるデータは、第２の暗号化区間について適用される暗号化方式で暗号化された暗号化データが、さらに第１の暗号化区間について適用される暗号化方式で暗号化された状態となる。すなわち、第１の暗号化区間では、冗長な暗号化処理が実施される。
【００３５】
通常、第１の暗号化区間及び第２の暗号化区間の夫々には、異なるタイプの暗号化方式が適用される。但し、第１及び第２の暗号化区間に関して、同種類の暗号化方式が適用されることは妨げられない。
【００３６】
端末装置４０は、第１の暗号化区間で暗号化通信を実施するための第１暗号化処理部４１と、第２の暗号化区間で暗号化通信を実施するための第２暗号化処理部４２とを備えている。
【００３７】
通信装置３０は、第１暗号化区間で暗号化通信を行うための暗号化処理部３１を備える。暗号化処理部３１は、端末装置４０の第１暗号化処理部４１との間で、第１の暗号化区間について適用される暗号化方式(第１の暗号化方式)に関するネゴシエーション及び初期設定を行い、通信装置３０を端末装置４０との間(第１の暗号化区間)で第１の暗号化方式に基づく暗号化通信を実施可能な状態にする。
【００３８】
第１の暗号化区間での暗号化通信が実施される場合には、通信装置３０と端末装置４０との一方からは、第１の暗号化方式で暗号化された暗号化データが送信され、他方で暗号化データの復号化が実施される。
【００３９】
このように、暗号化処理部３１及び第１暗号化処理部４１は、第１の暗号化区間を流れるデータの暗号化を行う第１暗号化手段として機能する。
【００４０】
通信装置２０は、第２暗号化区間で暗号化通信を実施するための暗号化処理部２１を備えている。暗号化処理部２１は、端末装置４０の第２暗号化処理部４２との間で、第２の暗号化方式に関するネゴシエーション及び初期設定を行い、第２の暗号化区間で適用される暗号化方式(第２の暗号化方式)に基づく暗号化通信を実施可能な状態にする。
【００４１】
第２の暗号化区間での暗号化通信が実施される場合には、通信装置２０と端末装置４０との一方からは、第２の暗号化方式で暗号化された暗号化データが送信され、他方で暗号化データの復号化が実施される。
【００４２】
また、暗号化処理部２１及び第２暗号化処理部４２は、第２の暗号化区間を対象とする
暗号化及び復号化処理を行う第２暗号化／復号化手段として機能する。
【００４３】
通信装置３０は、第２暗号化区間の暗号化実施有無の判断部３２をさらに備える。判断部３２は、第２の暗号化区間での暗号化の実施の有無に応じて第１の暗号化区間での暗号化の実施を制御する制御手段として機能する。
【００４４】
判断部３２は、通信装置２０と端末装置４０との間(第２の暗号化区間)の通信(トラフ
ィック)を監視し、第２の暗号化区間での暗号化が実施されるか否かを決定(判定)する。
【００４５】
第２の暗号化区間で暗号化が実施されない場合には、暗号化処理部３１に対して特になにもしない。この場合、暗号化処理部３１では、第１の暗号化区間の暗号化に関するネゴシエーション及び初期設定が実施され、第１の暗号化区間を送受信されるデータの暗号化／復号化処理が実施される。
【００４６】
これに対し、第２の暗号化方式による暗号化が実施される場合には、判断部３２は、暗号化処理部３１による暗号化処理(データの暗号化／復号化)を停止(中止)させることができる。
【００４７】
また、判断部３２は、第２の暗号化区間の監視において、第２の暗号化区間の暗号化が停止されたことを検知したときに、暗号化処理部３１による第１の暗号化区間の暗号化が中止状態であれば、暗号化処理部３１に対して暗号化処理を開始させることができる。
このように、第１の暗号化区間に対する暗号化は、第２の暗号化区間の暗号化が実施されるか否かの判断結果に基づいて実施される。このため、通信装置３０の判断部３２にて、第２の暗号化区間に対する暗号化が行われるか否かがチェックされる。
【００４８】
第２の暗号化区間に対する暗号化が行われる場合には、第１の暗号化区間に対する暗号化を実施せず、第２の暗号化区間の暗号化が実施されない場合には、第１の暗号化区間の暗号化が実施される。さらに、第１の暗号化区間に対する暗号化が停止された後、第２の暗号化区間の暗号化が行われなくなったことが検知(検出)された場合には、第１の暗号化区間に対する暗号化が開始(再開)される。
【００４９】
ここで、第１の暗号化区間に対する暗号化に関して、第２の暗号化区間に対する暗号化が行われるか否かに関わらず、第１の暗号化区間の暗号化に関して必要な設定のすべてが実施され、第１の暗号化区間に対する暗号化の開始を保留させる。
【００５０】
また、第１の暗号化区間が、第２の暗号化区間から独立した通信路を持つ場合、例えば３ＧＰＰシステムにおいて、ユーザデータを取り扱うＤＴＣＨ(Dedicated Traffic CHannel)とは独立した制御チャネルとしてのＤＣＣＨ(Dedicated Control CHannel)が存在するような場合には、ＤＴＣＨのみが暗号化を実施するか否かの制御対象とされ、ＤＣＣＨは制御対象に含まれない(第２の暗号化区間とは無関係に暗号化が行われる)ようにすることができる。
【００５１】
なお、図７では、暗号化処理部３１と判断部３２とを通信装置３０が備える例が示されている。但し、判断部３２は、暗号化処理部３１と物理的に離れた位置(例えば、通信装
置３０と異なる装置)に位置していても良い。すなわち、暗号化処理部３１には、判断部
３２における判断結果に基づく暗号化処理の開始／停止指示が伝達され、暗号化処理部３１が開始／停止指示に従って、制御対象の通信に係るデータに対する暗号化処理を実施するように構成されていれば良い。
【００５２】
〔具体例〕
〈IPsecの概要〉
図８は、ＩＰｓｅｃの概要を示す。ＩＰｓｅｃでは、通信開始前に暗号化方法に関するネゴシエーションがＩＫＥ(Internet Key Exchange：RFC2409)の手順で実施される。
フェーズ１では、通信を行うホスト(装置)間で、フェーズ２で利用する暗号方式を決定するとともに、暗号化のための暗号鍵を生成する。フェーズ１で生成された暗号鍵は装置間で共有される。
【００５３】
フェーズ２では、共有された鍵を用いてＩＰｓｅｃで使用する暗号方式や暗号鍵など(
ＳＡ：security association)を決定する。この手順は特定のパケットを用いて行われる
。例えば、ＩＳＡＫＭＰ(Internet Security Association and Key Management Protocol：RFC2408)のパケットがこのフェーズ２で利用される。
【００５４】
このため、図７に示したネットワークシステムにおいて、例えば、通信装置２０と端末装置４０との間で実施されるＩＳＡＫＭＰパケットを用いたＩＫＥシーケンスを確認することは、これらの中間に位置する通信装置３０(の判断部３２)で可能である。
【００５５】
ＩＳＡＫＭＰは、ＩＡＮＡ(Internet Assigned Number Authority)によってＴＣＰ／ＵＤＰ(Transfer Control Protocol/User Datagram Protocol)のポート番号“５００”が割り当てられている。
【００５６】
図９は、ＥＳＰブロックのデータ構造を示す。ＩＫＥによるネゴシエーションが完了したら、ＩＰｓｅｃでは、ＥＳＰ(Encapsulating Security Payload)と呼ばれるブロックに転送対象のデータブロック(図９の例では、ＴＣＰ／ＵＤＰパケット)がカプセル化される。すなわち、カプセル化されるデータブロックがＥＳＰ中のペイロードデータ格納領域にマッピングされる。
【００５７】
ＥＳＰブロックはＩＰヘッダが付与されて転送される(ＩＰヘッダが付与されたＥＳＰ
ブロックを「ＥＳＰパケット」と称する)。ＥＳＰパケットのペイロード、すなわちＥＳ
ＰブロックはＩＰｓｅｃに基づき暗号化される。このため、ＥＳＰパケットは、セキュアな環境で転送される。なお、ＥＳＰブロックに付与されるＩＰヘッダの“Next Header field”には、ＥＳＰ用に割り当てられた番号“５０”が格納される。
【００５８】
ＩＰｓｅｃには、トランスポート・モードと、トンネル・モードとがある。トランスポート・モードでは、送信ホストが送信対象の元データを暗号鍵で暗号化し、ＩＰヘッダを付与して送信する。このＩＰパケットは、受信ホストで受信される。受信ホストは、ＩＰパケットからヘッダを除去し、残ったデータ部分に対する復号化処理を行うことで、元データを得る。
【００５９】
このように、トランスポート・モードでは、送信ホストと受信ホストとの間で、暗号化されたデータ(ＥＳＰブロック)を有するＩＰパケットが送受信される。
【００６０】
トンネル・モードでは、送信ホストから送信側ゲートウェイにＩＰパケットが転送される。送信側ゲートウェイ(ＩＰｓｅｃ処理ゲートウェイ)は、送信ホストからのＩＰパケットを暗号化し、ＩＰパケット中にカプセル化し、受信側ゲートウェイ(ＩＰｓｅｃ処理ゲ
ートウェイ)へ転送する。受信側ゲートウェイでは、ＩＰパケットからＩＰヘッダを除去
し、残りのデータ部分を復号化して、元のＩＰパケットを得る。受信側ゲートウェイは、このＩＰパケットを暗号化することなく受信ホストへ転送する。このように、トンネル・モードでは、ゲートウェイ間の通信のみに暗号化が施される。
【００６１】
本実施形態では、ＩＰｓｅｃのトランスポート・モードが使用される場合を想定する。
図１０は、具体例に係るネットワークシステム構成を示すとともに、網側の判断による第１の暗号化区間の暗号化処理制御の説明を示す。
【００６２】
図１０に示すように、具体例に係るシステムとして、セルラ網システム(３ＧＰＰ)が示されている。セルラ網システムは、データ要求に応じてストリーミングデータのようなデータ配信を行うサーバ５０と、サーバにリンクを介して接続されたゲートウェイ(ＧＷ)６０と、ＧＷ６０にＩＰ網(例：インターネット)を介して接続される交換機(ｘＧＳＮ)７０と、ｘＧＳＮ７０にリンクを介して接続される基地局制御装置(ＲＮＣ)８０と、ＲＮＣ８０にリンクを介して接続される基地局装置(Ｎｏｄｅ  Ｂ)９０とを備え、基地局装置９０に対して端末装置(ＵＥ)１００が無線リンク(無線伝送路)を介して接続される。
【００６３】
図１０において、サーバ５０とＵＥ１００とが通信経路の二つの端点となる。この通信経路上において、ＵＥ１００とＲＮＣ８０との間の区間が、図７を用いて説明した第１の暗号化区間に相当し、ＵＥ１００とＧＷ８０との間の区間が、第１の暗号化区間を含む第２の暗号化区間に相当する。
【００６４】
ＵＥ１００は、図７に示したような、第１暗号化処理部４１及び第２暗号化処理部４２を備えた端末装置４０に相当する。また、ＲＮＣ８０が、暗号化処理部３１及び判断部３２を備えた通信装置３０に相当する。また、ＧＷ６０が、暗号化処理部２１を備えた通信装置２０に相当する。そして、サーバ５０が、図７における送信装置１０に相当する。
【００６５】
第１の暗号化区間では、ＲＮＣ８０とＵＥ１００との間で、例えば、ＫＡＳＵＭＩアルゴリズムＦ８モード(ＫＡＳＵＭＩ暗号化：第１の暗号化方式)による暗号化通信を実施可能である。このため、第１の暗号化区間では、ＲＮＣ８０とＵＥ１００との間で通信コネクション(無線リンクを含む)の確立処理が行われる。さらに、第１の暗号化区間での暗号化を行うために、ＲＮＣ８０の暗号化処理部３１とＵＥ１００の第１暗号化処理部４１との間で行われるネゴシエーション(メッセージ交換)が実施され、このネゴシエーションの結果に応じた暗号化の初期設定がＲＮＣ８０の暗号化処理部３１及びＵＥ１００の第１暗号化処理部４１の夫々において行われる。これによって、第１の暗号化区間において、暗号化通信が可能な状態となる(図１０(１))。
【００６６】
第２の暗号化区間では、ＧＷ６０とＵＥ１００との間で、ＩＰｓｅｃ(トランスポート
・モード：第２の暗号化方式)による暗号化通信を実施可能である。この第２の暗号化方
式による暗号化通信を開始するために事前に実行される初期設定は、ＧＷ６０の暗号化処理部２１とＵＥ１００の第２暗号化処理部４２との間で行われるネゴシエーション(メッ
セージ交換：ＩＫＥ)を通じて実施される。
【００６７】
ＲＮＣ８０における判断部３２は、第２の暗号化区間の暗号化に関わるネゴシエーションを実施しているトラフィックを観測することができる。この観測結果を元に、第２の暗号化区間に対する暗号化が行われるか否かを判断することができる。
【００６８】
例えば、判断部３２は、ＲＮＣ８０を通過するＩＰパケットのＩＰアドレス及びポート番号から、ＧＷ６０とＵＥ１００との間の暗号化ネゴシエーションに関するトラフィックを検出することができる。トラフィックを識別するための情報(ＩＰアドレス等)に関して、ＧＷ８０のＩＰアドレスが予めＲＮＣ８０の判断部３２に設定される。また、ＲＮＣ８０は、例えば、ＵＥ１００とのコネクション確立手順の際に、ＵＥ１００からそのＩＰアドレスを取得することができる。
【００６９】
上述したように、ＩＳＡＫＭＰには、ＩＡＮＡによってＴＣＰ／ＵＤＰのポート番号“５００”が割り当てられている。このため、判断部３２は、ポート番号“５００”を有す
るＧＷ６０とＵＥ１００との間のトラフィック(パケット)の有無をチェックすることで、ＩＰｓｅｃのネゴシエーションが行われているか否かを判断することができる。
【００７０】
また、ＩＰｓｅｃによって暗号化されたパケットには、ＩＰヘッダの“Next Header Field”に“５０番”が割り当てられる。このため、判断部３２は、ＧＷ６０とＵＥ１００
との間を転送されるＩＰパケットが上記した“５０番”を有するか否かを判断することで、両者間で通信中のパケットが暗号化されているか否かを確認することができる。
【００７１】
判断部３２は、上記トラフィック観測を通じて、ＧＷ６０の暗号化処理部２１とＵＥ１００の第２暗号化処理部４２との間で実施されるＩＰｓｅｃネゴシエーション(図１０(２))を確認した場合には、第１の暗号化区間の暗号化は不要と判断する(図１０(３))。このような判断時における、第１の暗号化区間の状況に応じて、判断部３２は以下のような処理を行う。
【００７２】
すなわち、第１の暗号化区間に関する暗号化が不要と判断した場合において、暗号化処理の初期設定が完了済みであるが、暗号化処理が開始されていない状況(暗号化開始待機
状態)の下では、判断部３２は、暗号化処理部３１に対してその待機状態を維持するため
の指示を与える。暗号化処理部３１は、指示に従って待機状態を維持する。
【００７３】
これに対し、暗号化処理部３１が既に暗号化を開始していた場合には、判断部３２は、暗号化処理部３１に対して暗号化の停止指示を与える。暗号化処理部３１は、停止指示に従って、暗号化／復号化処理を停止(中止)する。
【００７４】
また、暗号化処理部３１における暗号化の初期設定が完了していない場合には、判断部３２は、暗号化処理部３１に対して初期設定完了後における暗号化開始を停止するための指示を与える。この場合、暗号化処理部３１は、指示に従って、暗号化開始の停止状態(
開始指示待ち状態)となる。
【００７５】
上記したいずれの場合においても、判断部３２は、暗号化処理部３１に対して、暗号化処理部３１が暗号化の開始待機状態となるための指示(待機指示と呼ぶ)を与える。これによって、第１の暗号化区間に関する暗号化が中止された状態となる(図１０(４))。暗号化処理部３１で暗号化が中止される場合には、この中止がＵＥ１００に通知され、ＵＥ１００の第１暗号化処理部４１でも、暗号化／復号化処理が中止される。
【００７６】
これに対し、第２の暗号化区間では、この区間に関する初期設定完了後、ＧＷ６０の暗号化処理部２１とＵＥ１００の第２暗号化処理部４２との間で、ＩＰｓｅｃによる暗号化通信が実施される。例えば、ＵＥ１００がサーバ５０からダウンロードするストリーミングデータ(図１０(５))に対し、ＩＰｓｅｃによる暗号化処理が施される(図１０(６))。暗号化処理部２１で実施された暗号化は、ＵＥ１００の第２暗号化処理部４２で復号される。このため、無線リンクを含む第１の暗号化区間でも、ＩＰｓｅｃによるセキュリティが確保される。このようにして、第１の暗号化区間で冗長な暗号化が実施されないようにすることができる。
【００７７】
その後、判断部３２は、第２の暗号化区間の暗号化を監視し、暗号化が停止されたと判断すると(図１０(７))、暗号化処理部３１に暗号化の開始指示を与え、第１の暗号化区間の暗号化を開始(再開を含む)させることができる。このとき、暗号化の開始がＵＥ１００の第１暗号化処理部４１に通知される。これによって、無線リンクを含む第１の暗号化区間でのセキュリティが確保される。
【００７８】
第２の暗号化区間における暗号化の停止は、例えば、ＵＥ１００と網(ＧＷ６０)との間
における仮想閉域網(ＶＰＮ)接続の終了に伴って行われる。判断部３２は、ＧＷ６０とＵＥ１００とのトラフィックから両者間のネゴシエーションを監視し、仮想閉域網(ＶＰＮ)の解除を認識することが可能である。或いは、固定であるＶＰＮ接続に関して宛先が変更された場合でも認識が可能である。
【００７９】
図１１は、ＲＮＣ８０の暗号化処理部３１による処理例を示すフローチャートであり、図１２は、ＲＮＣ８０の判断部３２による処理例を示すフローチャートである。
【００８０】
図１１に示す処理は、ＲＮＣ８０とＵＥ１００との間で、基地局９０を介したコネクションの確立を契機に開始される。暗号化処理部３１は、ＵＥ１００の第１暗号化処理部４１との間で、第１の暗号化区間に対する暗号化に関するネゴシエーション及び初期設定を行う(ＯＰ０１)。
【００８１】
このネゴシエーション及び初期設定中において、暗号化処理部３１は、判断部３２から待機指示を受信したか否かを判定する(ＯＰ０２)。待機指示が受信された場合には、暗号化処理部３１は、ネゴシエーション及びネゴシエーション結果に基づく初期設定の終了後、暗号化開始を待機する状態となる(ＯＰ０３)。
【００８２】
これに対し、待機指示がない場合には、暗号化処理部３１は、ネゴシエーション及び初期設定が終了したか否かを判定し(ＯＰ０４)、ネゴシエーション及び初期設定が終了していない場合には、処理をＯＰ０１に戻す。ネゴシエーション及び初期設定が終了している場合には、暗号化処理部３１は、暗号化を開始するまでの間に、待機指示を判断部３２から受信したか否かを判定する(ＯＰ０５)。
【００８３】
このとき、判断部３２からの待機指示を受信した場合には、暗号化処理部３１は、暗号化開始の待機状態となる(ＯＰ０６)。暗号化開始までに待機指示がない場合には、暗号化処理部３１は、暗号化を開始する(ＯＰ０７)。
【００８４】
暗号化の開始後、暗号化処理(暗号化／復号化)が行われている際に、判断部３２から待機指示が与えられた場合には(ＯＰ０８；ＹＥＳ)、暗号化処理部３１は、暗号化処理を停止して、暗号化の開始を待機する状態となる(ＯＰ０９)。  
【００８５】
待機指示がない場合(ＯＰ０８；ＮＯ)には、暗号化処理部３１は、通信終了か否かを判定し(ＯＰ１０)、通信終了であれば、所定の終了処理を行い、図１１の処理を終了する。これに対し、通信終了でなければ、処理をＯＰ０８に戻す。
【００８６】
上述したＯＰ０３、ＯＰ０６及びＯＰ０９の処理により、暗号化処理部３１は、待機指示に従って、暗号化の開始を待機する状態(暗号化実施のサスペンド状態)となる。この場合、暗号化処理部３１は、判断部３２からの暗号化の開始(再開を含む)の指示を待ち受ける状態となる(ＯＰ１２)。
【００８７】
判断部３２から開始指示が与えられた場合には、処理がＯＰ０７へ進み、サスペンド状態が解除され、暗号化処理が開始される。開始指示がない場合には、通信終了か否かが判定される(ＯＰ１２)。このとき、通信終了でなければ、処理がＯＰ１１に戻り、通信終了であれば、所定の終了処理が行われ、図１１の処理が終了する。
【００８８】
図１２に示す処理は、例えば、ＲＮＣ８０とＵＥ１００との間で、基地局９０を介したコネクションの確立を契機に開始される。判断部３２は、ＧＷ６０とＵＥ１００との間のトラフィックを監視し(ＯＰ２１)、第２の暗号化区間に関する暗号化処理が実施されるか否かを判定する(ＯＰ２２)。
【００８９】
第２の暗号化区間に関する暗号化処理が実施される場合には、判断部３２は、暗号化処理部３１に対して待機指示を送信する(ＯＰ２３)。これにより、暗号化処理部３１が第１の暗号化区間の暗号化開始の待機状態となる。
【００９０】
その後、判断部３２は、トラフィックの監視を継続し(ＯＰ２４)、第２の暗号化区間の暗号化が停止されたか否かを判定する(ＯＰ２５)。暗号化が停止された場合には、判断部３２は、第１の暗号化区間に対する暗号化の開始(再開を含む)指示を暗号化処理部３１に送信する(ＯＰ２６)。これによって、第１の暗号化区間での暗号化処理が開始される。このような暗号化の中止は、ＵＥ１００の第１暗号化処理部４１にも通知される。
【００９１】
その後、通信終了か否かが判定され(ＯＰ２７)、通信終了でなければ、処理がＯＰ２１に戻る。通信終了であれば、判断部３２は、必要に応じて終了処理を行い、図１２の処理を終了する。
【００９２】
図１０〜図１２に示した例では、ＲＣＥ８０が判断部３２を備える。これに対し、判断部３２は、端末装置(ＵＥ)が備えるように構成することもできる。即ち、端末装置側で、ＩＰｓｅｃによる網との通信を実施する場合に、網側に対して第２の暗号化区間での暗号化を実施するため第１の暗号化区間での暗号化は不要である旨を通知することでも実現可能である。例えば、セルラ網システム(３ＧＰＰ)の場合では、端末装置は、網側との制御リンク(制御チャネル：ＤＣＣＨ)を有する。この制御チャネルを用いて、第１の暗号化区間の暗号化(例えばＫＡＳＵＭＩ暗号化)を停止することを通知することが可能である。第１の暗号化処理を制御する網側装置(図７の通信装置３０)に対して、第１の暗号化区間の暗号化処理を停止(中止)することを通知する手段(機構)を別途設けても良い。
【００９３】
図１３は、第２の暗号化区間での暗号化処理の実施の有無を端末装置としてのＵＥ１００で判断する場合における第１の暗号化区間の暗号化処理制御の説明を示す。
【００９４】
図１３におけるセルラ網システムは、図１０に示したシステムとほぼ同様の構成を備える。但し、この例では、ＵＥ１００が、第２の暗号化区間に関する暗号化の実施有無を判断する判断部３２を備えている。
【００９５】
図１３において、ＵＥ１００は、第１の暗号化区間に関する暗号化処理を行う網側装置であるＲＮＣ８０との間で、無線リンクを含むコネクションの確立処理、及び第１の暗号化区間に対する暗号化処理の初期設定が実施される(図１３(１))。
【００９６】
その後、ＧＷ６０とＵＥ１００との間で、第２の暗号化区間に対する暗号化処理(ＩＰ
ｓｅｃ)のネゴシエーション及び初期設定が実施されたと仮定する(図１３(２))。
【００９７】
このような初期設定は、ＧＷ６０の暗号化処理部２１とＵＥ１００の第２暗号化処理部４２との間で実施される。このため、判断部３２は、例えば、第２暗号化処理部４２から、第２の暗号化区間に対する暗号化初期設定の実施の通知を受け取ることで、第２の暗号化区間の暗号化が実施されることを認識(判断)することができる(図１３(３))。
【００９８】
すると、ＵＥ１００は、ＲＮＣ８０に対して、第１の暗号化区間に対する暗号化開始の待機指示(暗号化処理が不要である旨)を通知する。このとき、例えば、両者間を接続する制御チャネル(ＤＣＣＨ)を用いることができる。これによって、第１の暗号化区間の暗号化の開始が中止される(図１３(４))。
【００９９】
その後、例えば、ＵＥ１００がサーバ５０からストリーミングデータのようなデータを
ダウンロードする場合には、サーバ５０からＵＥ１００へ転送されるデータ(図１３(５))に対し、ＧＷ６０の暗号化処理部２１でＩＰｓｅｃに基づく暗号化処理が行われ、ＵＥ１００まで転送される。ＵＥ１００では、第２暗号化処理部４２がデータの復号を行う。このような処理は、図１０の例と同様である。
【０１００】
その後、ＵＥ１００が、例えばＧＷ６０との間でのＶＰＮ解除を行うことによって、ＵＥ１００の判断部３２は、第２の暗号化区間に対する暗号化が停止されると認識(判断)することができる(図１３(７))。
【０１０１】
この場合、ＵＥ１００は、ＲＮＣ８０の暗号化処理部３１に対して、第１の暗号化区間に対する暗号化の開始(再開)指示を、例えば制御チャネルを介して通知することができる。これによって、第１の暗号化区間での暗号化処理が開始される(図１３(８))。
【０１０２】
このように、端末装置で第２の暗号化区間の暗号化の実施の有無が判断される場合には、端末装置(ここではＵＥ１００)は、第１の暗号化区間の暗号化処理を実施する装置(こ
こではＲＮＣ８０)に対して、暗号化処理開始の待機指示(中止指示)や、暗号化処理の開
始(再開)指示を通知する通知手段を備えた装置として機能する。
【０１０３】
図１３に示す例における、ＲＮＣ８０の暗号化処理部３１の処理は、図１１に示した処理と同様である。但し、待機指示や開始(再開)指示は、ＵＥ１００からＲＮＣ８０へ通知されたものを受信する。
【０１０４】
一方、ＵＥ１００における判断部３２の処理は、図１２に示した処理と同様である。即ち、ＵＥ１００における判断部３２は、ＯＰ２１やＯＰ２４において、第２暗号化処理部４２による第２の暗号化区間の暗号化に関するネゴシエーション(トラフィック)を監視して、第２の暗号化区間の暗号化の実施及び停止を判定することができる。
【０１０５】
判断部３２は、第２の暗号化区間の暗号化の実施を判定(検知)した場合には、第１の暗号化区間の暗号化開始の待機指示をＲＮＣ８０へ送信(通知)する(ＯＰ２３)。また、第２の暗号化区間の暗号化の停止を判定(検知)した場合には、第１の暗号化区間に対する暗号化開始(再開)指示をＲＮＣ８０へ送信(通知)する(ＯＰ２５)。これらの指示は、ＵＥ１００とＲＮＣ８０との間を結ぶ制御リンクを用いて通知することができる。
【０１０６】
なお、上記の説明では、サーバ５０からＵＥ１００へのデータ転送方向(下り方向)に関して説明したが、ＵＥ１００からサーバ５０へのデータ転送方向(上り方向)についても、同様の処理が行われる。
【０１０７】
ところで、第１の暗号化区間における通信経路として、ユーザデータ用の通信路(ＤＴ
ＣＨのようなユーザチャネル)と制御データ用の通信路(ＤＣＣＨのような制御チャネル)
とが独立に存在する場合には、第１の暗号化区間に対する暗号化の中止(開始の待機)は、ユーザデータ用の通信路(ＤＣＣＨ)のみを対象とする。
【０１０８】
第１の暗号化区間の暗号化(例えばＫＡＳＵＭＩ暗号化)は、ＤＴＣＨとＤＣＣＨとの双方を対象として行われる。これに対し、第２の暗号化区間に対して実施されるＩＰｓｅｃの暗号化は、ユーザデータのみを対象とする。よって、ＤＣＣＨに対する暗号化が停止されないようにすることで、ＤＣＣＨのトラフィックに対するセキュリティを確保することができる。
【０１０９】
図１４は、第１の暗号化区間であるＲＮＣ８０とＵＥ１００との間にユーザチャネルとしてのＤＴＣＨと制御チャネルとしてのＤＣＣＨとが設けられている場合における、暗号
化処理の概要を示す。
【０１１０】
図１４に示すように、第１の暗号化区間に対する暗号化処理が実施される場合には、ＤＴＣＨ及びＤＣＣＨの双方のトラフィックを対象とした暗号化処理が実施される。これに対し、待機指示によって第１の暗号化区間に対する暗号化処理が中止(停止)される場合には、ＤＴＣＨのみが停止の対象となり、ＤＣＣＨに対する暗号化処理は停止されない。よって、図１０(４)及び図１３(４)の動作、及び図１１に示したＯＰ、図１１のＯＰ０３、ＯＰ０６及びＯＰ０９の処理は、ユーザチャネルであるＤＴＣＨのみを対象として実施される。
【０１１１】
なお、上記した具体例では、第２の暗号化区間で実施される暗号化方式がＩＰｓｅｃである場合について説明したが、他の暗号化方式(例えばＳＲＴＰ)であっても良い。また、第１の暗号化区間で実施される暗号化方式もＫＡＳＵＭＩ暗号化に限られない。
【０１１２】
また、無線網制御装置と第１の暗号化区間に対する暗号化処理を行う装置とが物理的に分離されている場合で、第２の暗号化処理が行われているか否かを無線ネットワーク制御装置が観測する態様も採用することができる。例えば、ＲＮＣ８０が判定部３２を有し、基地局装置９０が暗号化処理部３１を備える場合である。
【０１１３】
この場合、ＲＮＣ８０は、第２の暗号化区間のトラフィックを監視することによって第１の暗号化区間の暗号化を行わないと判断した場合に、基地局装置９０に、暗号化を行わないことを通知する。この場合、基地局装置９０は、第１の暗号化区間の暗号化を行わないために、対向する端末装置(ＵＥ１００)に対して第１の暗号化区間の暗号化を行わないように制御する。また、基地局装置９０が備える暗号化処理部３１は、自らの暗号化処理を実施しない。
【０１１４】
〈実施形態の効果〉
本発明の実施形態によれば、第２の暗号化区間の暗号化の実施に応じて、第２の暗号化区間と重複する第１の暗号化区間での暗号化を中止することができる。また、第２の暗号化区間の暗号化の停止に応じて、第１の暗号化区間における暗号化を開始(再開)することもできる。
【０１１５】
従って、第１の暗号化区間に対して不要な暗号化処理を行わずにすむ。このため、ネットワークの処理能力に対する影響を抑えることができ、システムの容量向上に繋がる。例えばセルラ網(3GPP)システムの場合において、暗号化処理を行わないことは、処理可能なコネクション数を倍増させることが可能である。また、第１の暗号化区間中の無線区間に係る暗号化処理上で暗号化の同期外れが発生して暗号化や復号化が失敗することや、この失敗に基づく通信障害を回避することが可能となる。さらに、暗号化処理を実施しないことで、暗号化処理を行う装置での消費電力低減を図ることができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１０・・・送信装置
２０・・・通信装置(第２中継装置)
２１・・・第２の暗号化区間の暗号化／復号化処理部
３０・・・通信装置(第１中継装置)
３１・・・第１の暗号化区間の暗号化／復号化処理部
３２・・・第１の暗号化区間の暗号化／復号化処理の実施有無の判断部
４０・・・端末装置
４１・・・第１暗号化処理部
４２・・・第２暗号化処理部
５０・・・サーバ
６０・・・ゲートウェイ(ＧＷ)
７０・・・交換機(ｘＧＳＮ)
８０・・・基地局制御装置(ＲＮＣ)
９０・・・基地局装置(Node B)
１００・・・端末装置(ＵＥ)
【図１】
0005408372.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005408372.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005408372.tif 000008
【図８】
0005408372.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005408372.tif 000012
【図１２】
0005408372.tif 000013
【図１３】
0005408372.tif 000014
【図１４】
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