(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線マルチホップネットワークに適用可能な認証アクセス方法であって、
端末装置及びコーディネータの、非制御ポートと制御ポートとを規定し、ここで、前記非制御ポートは、認証プロトコルデータパケットと管理情報とを通過させ、前記制御ポートは、アプリケーションデータパケットを通過させ、
前記コーディネータが、前記コーディネータによってサポートされる認証及び鍵管理スイートを含むビーコンフレームをブロードキャストし、
前記端末装置が、前記コーディネータの前記ビーコンフレームを受信すると、前記認証及び鍵管理スイートのうちの１つを選択し、次に、前記端末装置によって選択された前記認証及び鍵管理スイートを含む接続要求コマンドを、前記コーディネータに送信し、
前記コーディネータが、前記端末装置の前記接続要求コマンドを受信すると、前記端末装置についての認証プロセスを、前記端末装置によって選択された前記認証及び鍵管理スイートに従って実行し、認証が成功すると、前記制御ポートを開いて、前記無線マルチホップネットワークへの前記端末装置のアクセスを許可し、更に、接続応答コマンドを、前記端末装置に送信し、
前記端末装置が、前記コーディネータの前記接続応答コマンドを受信すると、前記制御ポートを開いて、それにより、前記無線マルチホップネットワークにアクセスすること
を含み、
前記認証及び鍵管理スイートは、事前共有鍵に基づく認証及び鍵管理スイートと、ＩＤベースの認証及び鍵管理スイートとを含み、
前記認証プロセスは、
（Ａ）前記コーディネータが、前記端末装置によって選択された前記認証及び鍵管理スイートがＩＤベースの認証及び鍵管理スイートであることを、前記端末装置から送信された前記接続要求コマンドから認識した場合、前記コーディネータの認証照会を生成し、前記コーディネータの前記認証照会と、前記コーディネータの公開鍵とを含む認証アクティベーションを、前記端末装置に送信し、
（Ｂ）前記端末装置が、前記認証アクティベーションを受信した後、前記コーディネータの前記公開鍵の有効性検査が合格した場合、前記端末装置の認証照会と、公開鍵失効クエリの識別子と、前記端末装置の一時公開鍵とを生成し、そして、前記端末装置の前記認証照会と、前記コーディネータの前記認証照会と、前記端末装置の公開鍵と、前記公開鍵失効クエリの前記識別子と、前記端末装置の前記一時公開鍵と、上記の５つの情報項目についての前記端末装置のシグネチャとを含む認証要求を、前記コーディネータに送信し、
（Ｃ）前記コーディネータが、前記認証要求を受信すると、前記認証要求の前記シグネチャを、正当性について検査し、前記コーディネータの前記認証照会を、一致性について検査し、前記端末装置の前記一時公開鍵を、有効性について検査し、検査が合格した場合、前記公開鍵失効クエリの前記識別子に従って、前記公開鍵失効クエリを実行するかどうかを判定し、前記公開鍵失効クエリが実行されない場合、前記コーディネータの一時公開鍵と、アクセス結果とを生成し、次に、前記コーディネータが、前記公開鍵失効クエリの前記識別子と、前記端末装置の前記認証照会と、前記コーディネータの前記一時公開鍵と、前記アクセス結果と、上記の４つの情報項目についての前記コーディネータのシグネチャとを含む認証応答を、前記端末装置に送信し、次に、ステップ（Ｇ）を実行するか、又は、前記公開鍵失効クエリが実行される場合、公開鍵失効クエリ要求を送信し、
（Ｄ）信頼できるセンターが、前記公開鍵失効クエリ要求を受信すると、前記公開鍵失効クエリ要求の情報を検査し、次に、公開鍵失効クエリ応答を、前記コーディネータに送信し、
（Ｅ）前記コーディネータが、前記公開鍵失効クエリ応答を受信すると、前記公開鍵失効クエリ応答の情報を検査し、次に、前記認証応答を、前記装置に送信し、そして更に、前記端末装置と前記コーディネータとの間のベース鍵を、前記端末装置の前記一時公開鍵と、前記コーディネータの一時秘密鍵とに従って生成し、
（Ｆ）前記端末装置が、前記認証応答を受信すると、前記認証応答の情報を検査し、検査が失敗した場合、前記認証は失敗し、それ以外の場合、前記端末装置は、前記端末装置と前記コーディネータとの間の前記ベース鍵を、前記端末装置の前記一時公開鍵と、前記コーディネータの前記一時秘密鍵とに従って生成し、そして、前記認証は成功し、
（Ｇ）前記端末装置が、前記コーディネータから前記ステップ（Ｃ）において送信された前記認証応答を受信すると、前記認証応答の前記シグネチャを、有効性について検査し、前記端末装置の前記認証照会を、一致性について検査し、前記アクセス結果を検査し、検査が失敗した場合、前記認証は失敗し、それ以外の場合、前記端末装置は、前記端末装置と前記コーディネータとの間の前記ベース鍵を、前記端末装置の前記一時公開鍵と、前記コーディネータの前記一時秘密鍵とに従って生成し、そして、前記認証は成功すること
を含む、方法。
【請求項２】
前記端末装置が、前記コーディネータへの接続に成功すると、前記コーディネータとのユニキャスト鍵協定を実行すること
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ユニキャスト鍵協定は、
ユニキャスト鍵が作成又は更新されることが必要とされる場合、前記コーディネータが、認証が成功すると、前記コーディネータのユニキャスト鍵協定照会を生成し、前記コーディネータの前記ユニキャスト鍵協定照会を含むユニキャスト鍵協定要求を、前記端末装置に送信するステップと、
前記端末装置が、前記ユニキャスト鍵協定要求を受信すると、前記端末装置のユニキャスト鍵協定照会を生成し、前記端末装置と前記コーディネータとの間のユニキャスト鍵を、前記ベース鍵と、前記コーディネータの前記ユニキャスト鍵協定照会と、前記端末装置の前記ユニキャスト鍵協定照会とに従って生成し、次に、前記コーディネータの前記ユニキャスト鍵協定照会と、前記端末装置の前記ユニキャスト鍵協定照会と、メッセージ認証コードとを含むユニキャスト鍵協定応答を、前記コーディネータに送信し、ここで、前記メッセージ認証コードは、前記端末装置によって、前記コーディネータの前記ユニキャスト鍵協定照会と、前記端末装置の前記ユニキャスト鍵協定照会とに従って計算されるステップと、
前記コーディネータが、前記ユニキャスト鍵協定応答を受信すると、前記ユニキャスト鍵を、前記ベース鍵と、前記コーディネータの前記ユニキャスト鍵協定照会と、前記端末装置の前記ユニキャスト鍵協定照会とに従って計算し、次に、前記コーディネータの前記ユニキャスト鍵協定照会を、一致性について検査し、前記端末装置の前記メッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が失敗した場合、前記ユニキャスト鍵協定は失敗し、それ以外の場合、前記コーディネータは、前記コーディネータの前記ユニキャスト鍵協定照会と、前記端末装置の前記ユニキャスト鍵協定照会について計算されたメッセージ認証コードとを含むユニキャスト鍵協定承認を、前記端末装置に送信するステップと、
前記端末装置が、前記ユニキャスト鍵協定承認を受信すると、前記端末装置の前記ユニキャスト鍵協定照会を、一致性について検査し、前記コーディネータの前記メッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が失敗した場合、前記ユニキャスト鍵協定は失敗し、それ以外の場合、前記ユニキャスト鍵協定は成功するステップと
において実行される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
無線マルチホップネットワークに適用可能な認証アクセス方法であって、
端末装置及びコーディネータの、非制御ポートと制御ポートとを規定し、ここで、前記非制御ポートは、認証プロトコルデータパケットと管理情報とを通過させ、前記制御ポートは、アプリケーションデータパケットを通過させ、
前記コーディネータが、前記コーディネータによってサポートされる認証及び鍵管理スイートを含むビーコンフレームをブロードキャストし、
前記端末装置が、前記コーディネータの前記ビーコンフレームを受信すると、前記認証及び鍵管理スイートのうちの１つを選択し、次に、前記端末装置によって選択された前記認証及び鍵管理スイートを含む接続要求コマンドを、前記コーディネータに送信し、
前記コーディネータが、前記端末装置の前記接続要求コマンドを受信すると、前記端末装置についての認証プロセスを、前記端末装置によって選択された前記認証及び鍵管理スイートに従って実行し、認証が成功すると、前記制御ポートを開いて、前記無線マルチホップネットワークへの前記端末装置のアクセスを許可し、更に、接続応答コマンドを、前記端末装置に送信し、
前記端末装置が、前記コーディネータの前記接続応答コマンドを受信すると、前記制御ポートを開いて、それにより、前記無線マルチホップネットワークにアクセスすること
を含み、
前記認証及び鍵管理スイートは、事前共有鍵に基づく認証及び鍵管理スイートと、ＩＤベースの認証及び鍵管理スイートとを含み、
前記認証プロセスは、
（ａ）前記コーディネータが、前記端末装置によって選択された前記認証及び鍵管理スイートが事前共有鍵に基づく認証及び鍵管理スイートであることを、前記端末装置から送信された前記接続要求コマンドから認識した場合、前記コーディネータが、ローカルに記憶された、前記コーディネータと前記端末装置との間の事前共有鍵を拡張して、対応するベース鍵とし、前記コーディネータの事前共有鍵の認証照会を生成し、次に、前記コーディネータの前記事前共有鍵の前記認証照会を含む認証要求を、前記端末装置に送信し、
（ｂ）前記端末装置が、前記認証要求を受信すると、最初に、ローカルに記憶された、前記コーディネータと前記端末装置との間の事前共有鍵を拡張して、対応するベース鍵とし、前記端末装置の事前共有鍵の認証照会を生成し、前記端末装置と前記コーディネータとの間のユニキャスト鍵を、前記ベース鍵と、前記コーディネータの前記事前共有鍵の前記認証照会と、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会とに従って生成し、次に、前記コーディネータの前記事前共有鍵の前記認証照会と、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会と、メッセージ認証コードとを含む認証応答を、前記コーディネータに送信し、ここで、前記メッセージ認証コードは、前記コーディネータの前記事前共有鍵の前記認証照会と、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会とから計算され、
（ｃ）前記コーディネータが、前記認証応答を受信すると、前記ユニキャスト鍵を、前記ステップ（ａ）において生成された、前記ベース鍵、及び前記コーディネータの前記事前共有鍵の前記認証照会と、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会とから計算し、次に、前記コーディネータの前記事前共有鍵の前記認証照会を、一致性について検査し、前記端末装置の前記メッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が失敗した場合、前記認証は失敗し、それ以外の場合、前記コーディネータは、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会と、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会について前記コーディネータによって計算されたメッセージ認証コードとを含む認証承認を、前記端末装置に送信し、
（ｄ）前記端末装置が、前記認証承認を受信すると、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会を、一致性について検査し、前記コーディネータの前記メッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が失敗した場合、前記認証は失敗し、それ以外の場合、前記認証は成功すること
を含む、方法。
【請求項５】
前記端末装置が、前記コーディネータへの接続に成功すると、前記コーディネータとのユニキャスト鍵協定を実行すること
を更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ユニキャスト鍵が作成又は更新されることが必要とされる場合、前記コーディネータは、前記ユニキャスト鍵協定が、前記装置についての認証が成功した後の初めてのユニキャスト鍵協定であるかどうかを判定し、そうである場合、前記ユニキャスト鍵協定のプロセスは、前記認証プロセスと同じであり、それ以外の場合、前記ユニキャスト鍵協定の前記プロセスは、前記ＩＤベースの認証及び鍵管理スイートに基づくユニキャスト鍵協定プロセスと同じである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記コーディネータと前記端末装置とが、前記ユニキャスト鍵協定を完了すると、マルチキャスト鍵公開プロセスを実行することと、
前記ユニキャスト鍵協定が合格し、かつ、前記コーディネータが、前記端末装置とのマルチキャスト鍵協定を実行することが必要とされる場合、前記コーディネータが、前記端末装置との前記マルチキャスト鍵公開プロセスを実行することと
を更に含む、請求項２、３、５、６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記マルチキャスト鍵公開プロセスは、
マルチキャスト鍵が作成又は更新されることが必要とされる場合、前記コーディネータが、最初に、ユニキャスト鍵協定が成功すると、前記マルチキャスト鍵を、公開マスター鍵から計算し、次に、前記公開マスター鍵を、前記ユニキャスト鍵における暗号化鍵を使用して暗号化し、マルチキャスト鍵公開の識別子を生成し、最後に、前記マルチキャスト鍵公開の前記識別子と、前記暗号化されたマルチキャスト公開マスター鍵と、メッセージ認証コードとを含む前記マルチキャスト鍵公開を、前記端末装置に送信し、ここで、前記メッセージ認証コードは、前記コーディネータによって、前記マルチキャスト鍵公開の前記識別子と、前記暗号化されたマルチキャスト公開マスター鍵とから、前記マルチキャスト鍵における認証鍵を使用して計算され、
前記端末装置が、前記マルチキャスト鍵公開を受信すると、前記マルチキャスト鍵公開の前記識別子を検査し、前記公開マスター鍵から前記マルチキャスト鍵を計算し、次に、更に、前記コーディネータの前記メッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が合格した場合、前記マルチキャスト鍵公開の前記識別子と、メッセージ認証コードとを含むマルチキャスト鍵応答を、前記コーディネータに送信し、ここで、前記メッセージ認証コードは、前記端末装置によって、前記マルチキャスト鍵公開メッセージの前記識別子から、ローカルに生成されたマルチキャスト鍵における認証鍵を使用して計算され、
前記コーディネータが、前記マルチキャスト鍵応答を受信すると、前記マルチキャスト鍵公開の前記識別子を、一致性について検査し、前記端末装置の前記メッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が失敗した場合、前記マルチキャスト鍵協定は失敗し、それ以外の場合、前記マルチキャスト鍵協定は成功すること
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
端末装置と、コーディネータと、信頼できるセンターとを備える、無線マルチホップネットワークに適用可能な認証アクセスシステムであって、
前記端末装置及び前記コーディネータは、非制御ポートと制御ポートとを備え、ここで、前記非制御ポートは、認証プロトコルデータパケットと管理情報とを通過させ、前記制御ポートは、アプリケーションデータパケットを通過させ、
前記コーディネータは、前記コーディネータによってサポートされる認証及び鍵管理スイートを含むビーコンフレームをブロードキャストするように、そして、前記端末装置の接続要求コマンドを受信すると、前記端末装置についての認証プロセスを、前記端末装置によって選択された認証及び鍵管理スイートに従って実行するように（ここで、前記接続要求コマンドは、前記端末装置によって選択された前記認証及び鍵管理スイートを含む）、そして、認証が成功すると、前記制御ポートを開いて、前記無線マルチホップネットワークへの前記端末装置のアクセスを許可し、更に、接続応答コマンドを、前記端末装置に送信するように適合され、
前記端末装置は、前記コーディネータの前記ビーコンフレームを受信すると、前記認証及び鍵管理スイートを選択し、次に、前記接続要求コマンドを、前記コーディネータに送信するように（ここで、前記接続要求コマンドは、前記端末装置によって選択された前記認証及び鍵管理スイートを含む）、そして、前記コーディネータの前記接続応答コマンドを受信すると、前記制御ポートを開いて、それにより、前記無線マルチホップネットワークにアクセスするように適合され、
前記信頼できるセンターは、前記コーディネータにより送信される公開鍵失効クエリ要求を受信すると、前記公開鍵失効クエリ要求の情報を検査し、次に、公開鍵失効クエリ応答を、前記コーディネータに送信することで前記コーディネータと前記端末装置との前記認証プロセスを容易にするように適合され、
前記認証及び鍵管理スイートは、事前共有鍵に基づく認証及び鍵管理スイートと、ＩＤベースの認証及び鍵管理スイートとを含み、
前記認証プロセスは、
（Ａ）前記コーディネータが、前記端末装置によって選択された前記認証及び鍵管理スイートがＩＤベースの認証及び鍵管理スイートであることを、前記端末装置から送信された前記接続要求コマンドから認識した場合、前記コーディネータの認証照会を生成し、前記コーディネータの前記認証照会と、前記コーディネータの公開鍵とを含む認証アクティベーションを、前記端末装置に送信し、
（Ｂ）前記端末装置が、前記認証アクティベーションを受信した後、前記コーディネータの前記公開鍵の有効性検査が合格した場合、前記端末装置の認証照会と、公開鍵失効クエリの識別子と、前記端末装置の一時公開鍵とを生成し、そして、前記端末装置の前記認証照会と、前記コーディネータの前記認証照会と、前記端末装置の公開鍵と、前記公開鍵失効クエリの前記識別子と、前記端末装置の前記一時公開鍵と、上記の５つの情報項目についての前記端末装置のシグネチャとを含む認証要求を、前記コーディネータに送信し、
（Ｃ）前記コーディネータが、前記認証要求を受信すると、前記認証要求の前記シグネチャを、正当性について検査し、前記コーディネータの前記認証照会を、一致性について検査し、前記端末装置の前記一時公開鍵を、有効性について検査し、検査が合格した場合、前記公開鍵失効クエリの前記識別子に従って、前記公開鍵失効クエリを実行するかどうかを判定し、前記公開鍵失効クエリが実行されない場合、前記コーディネータの一時公開鍵と、アクセス結果とを生成し、次に、前記コーディネータが、前記公開鍵失効クエリの前記識別子と、前記端末装置の前記認証照会と、前記コーディネータの前記一時公開鍵と、前記アクセス結果と、上記の４つの情報項目についての前記コーディネータのシグネチャとを含む認証応答を、前記端末装置に送信し、次に、ステップ（Ｇ）を実行するか、又は、前記公開鍵失効クエリが実行される場合、公開鍵失効クエリ要求を送信し、
（Ｄ）信頼できるセンターが、前記公開鍵失効クエリ要求を受信すると、前記公開鍵失効クエリ要求の情報を検査し、次に、公開鍵失効クエリ応答を、前記コーディネータに送信し、
（Ｅ）前記コーディネータが、前記公開鍵失効クエリ応答を受信すると、前記公開鍵失効クエリ応答の情報を検査し、次に、前記認証応答を、前記装置に送信し、そして更に、前記端末装置と前記コーディネータとの間のベース鍵を、前記端末装置の前記一時公開鍵と、前記コーディネータの一時秘密鍵とに従って生成し、
（Ｆ）前記端末装置が、前記認証応答を受信すると、前記認証応答の情報を検査し、検査が失敗した場合、前記認証は失敗し、それ以外の場合、前記端末装置は、前記端末装置と前記コーディネータとの間の前記ベース鍵を、前記端末装置の前記一時公開鍵と、前記コーディネータの前記一時秘密鍵とに従って生成し、そして、前記認証は成功し、
（Ｇ）前記端末装置が、前記コーディネータから前記ステップ（Ｃ）において送信された前記認証応答を受信すると、前記認証応答の前記シグネチャを、有効性について検査し、前記端末装置の前記認証照会を、一致性について検査し、前記アクセス結果を検査し、検査が失敗した場合、前記認証は失敗し、それ以外の場合、前記端末装置は、前記端末装置と前記コーディネータとの間の前記ベース鍵を、前記端末装置の前記一時公開鍵と、前記コーディネータの前記一時秘密鍵とに従って生成し、そして、前記認証は成功すること
を含むか、又は、
（ａ）前記コーディネータが、前記端末装置によって選択された前記認証及び鍵管理スイートが事前共有鍵に基づく認証及び鍵管理スイートであることを、前記端末装置から送信された前記接続要求コマンドから認識した場合、前記コーディネータが、ローカルに記憶された、前記コーディネータと前記端末装置との間の事前共有鍵を拡張して、対応するベース鍵とし、前記コーディネータの事前共有鍵の認証照会を生成し、次に、前記コーディネータの前記事前共有鍵の前記認証照会を含む認証要求を、前記端末装置に送信し、
（ｂ）前記端末装置が、前記認証要求を受信すると、最初に、ローカルに記憶された、前記コーディネータと前記端末装置との間の事前共有鍵を拡張して、対応するベース鍵とし、前記端末装置の事前共有鍵の認証照会を生成し、前記端末装置と前記コーディネータとの間のユニキャスト鍵を、前記ベース鍵と、前記コーディネータの前記事前共有鍵の前記認証照会と、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会とに従って生成し、次に、前記コーディネータの前記事前共有鍵の前記認証照会と、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会と、メッセージ認証コードとを含む認証応答を、前記コーディネータに送信し、ここで、前記メッセージ認証コードは、前記コーディネータの前記事前共有鍵の前記認証照会と、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会とから計算され、
（ｃ）前記コーディネータが、前記認証応答を受信すると、前記ユニキャスト鍵を、前記ステップ（ａ）において生成された、前記ベース鍵、及び前記コーディネータの前記事前共有鍵の前記認証照会と、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会とから計算し、次に、前記コーディネータの前記事前共有鍵の前記認証照会を、一致性について検査し、前記端末装置の前記メッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が失敗した場合、前記認証は失敗し、それ以外の場合、前記コーディネータは、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会と、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会について前記コーディネータによって計算されたメッセージ認証コードとを含む認証承認を、前記端末装置に送信し、
（ｄ）前記端末装置が、前記認証承認を受信すると、前記端末装置の前記事前共有鍵の前記認証照会を、一致性について検査し、前記コーディネータの前記メッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が失敗した場合、前記認証は失敗し、それ以外の場合、前記認証は成功すること
を含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００７年１２月２９日に中国専利局に出願された、「Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｔｈｏｄ  ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ  ｔｏ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｍｕｌｔｉ−ｈｏｐ  ｎｅｔｗｏｒｋ（無線マルチホップネットワークに適用可能な認証アクセス方法）」と題された、中国特許出願第２００７１０３０７２９９．５号の優先権を主張するものであり、当該出願はその全体が参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本発明は、ネットワーク認証アクセス方法に関し、特に、無線マルチホップネットワークに適用可能な認証アクセス方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
コンピュータネットワーク及びグローバルなモバイル通信技術の発展に伴い、ノートブックコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、コンピュータ周辺機器、携帯電話、ページャ、家電機器などを含む、携帯型のデジタル処理端末装置は、人々の日常生活及び職場に欠かせないものとなった。全ての装置は、強力な処理能力と大きな記憶空間とを有し、それにより、パーソナルオペレーションスペース（ＰＯＳ）を形成する。しかし、現在のところ、情報は、一般に、ケーブル接続を介してそれらの装置間で交換されなければならず、従って、多くの不都合がもたらされており、人々がパーソナルオペレーションスペース内でそれらの端末装置を無線で接続して、端末装置間のモバイル及び自動相互通信を真に可能にすること（無線マルチホップネットワーク技術と呼ばれる）が、ますます所望されるようになっている。無線マルチホップネットワークにおいては、隣接していない端末装置間で通信されるデータは、マルチホップルートを介して送信されなければならない。
【０００４】
無線マルチホップネットワーク内には、端末装置、ルートコーディネータ、ネットワークコーディネータ、及び信頼できるセンター（ｔｒｕｓｔｅｄ  ｃｅｎｔｅｒ）という、４つの役割を果たす装置が存在する。端末装置は、ネットワーク内の他の装置と通信することはできるが、他の装置のためにネットワーク上でデータを転送することはできず、すなわち、端末装置は、ルーティング機能を実行することはできない。端末装置の機能に加えて、ルートコーディネータは、ネットワーク内の他の装置のためにデータを転送することも担当し、すなわち、ルートコーディネータは、ルーティング機能を実行することができる。ネットワークコーディネータは、ネットワークビーコンの送信、ネットワークのセットアップ、ネットワークノードの管理、ネットワークノード情報の記憶、ノードペア間のルートメッセージのサーチ、及び継続的な情報の受信を担当し、ネットワーク内の他の装置のためにデータを転送することも可能である。すなわち、ネットワークコーディネータは、ルーティング機能を実行することができる。ネットワークコーディネータとルートコーディネータとは、集合的にコーディネータと呼ばれる場合がある。信頼できるセンターは、ネットワークの鍵管理センターであり、ネットワーク内の全ての装置に鍵情報を設定することを担当する。ネットワークコーディネータ、又は、ネットワークコーディネータによって指定された、ネットワーク内の別の装置が、信頼できるセンターとして働くことができる。図１Ａ〜図１Ｃは、無線マルチホップネットワークによってサポートされる、スター構成（図１Ａに示す）及びポイントツーポイントネットワーク（ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ  ｎｅｔｗｏｒｋ）という、２つのネットワークトポロジ構成を示し、ポイントツーポイントネットワークは、メッシュ構成（図１Ｂに示す）及びクラスタ構成（図１Ｃに示す）に更に分類することができる。
【０００５】
無線マルチホップネットワークのための、現在使用されているセキュリティ解決法は、以下の２つを含む。
【０００６】
第１のセキュリティ解決法は、自己組織化ネットワークの形態である。
【０００７】
装置は、最初に、無線マルチホップネットワークに接続され、次に、無線マルチホップネットワークから動的に鍵情報を、例えば、無線マルチホップネットワーク内の分散された認証局（ＣＡ）から取得されるＩＤベースの秘密鍵（アイデンティティベースの暗号法）を取得し、最後に、ＩＤベースの公開鍵と秘密鍵とを、セキュアな通信のために使用する。
【０００８】
第２のセキュリティ解決法は、接続及びその後の認証の形態である。
【０００９】
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４／ＺｉｇＢｅｅにおけるように、最初に、装置が、無線マルチホップネットワークに接続され、次に、ネットワークコーディネータが、装置を認証し、最後に、装置が、協定されたセッション鍵を、セキュアな通信のために使用する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
第１のセキュリティ解決法では、正当な装置と不当な装置とを区別することなく、任意の装置が無線マルチホップネットワークのメンバーになることができ、これは明らかに安全ではない。第２のセキュリティ解決法では、装置が無線マルチホップネットワークに接続されるまで、ネットワークコーディネータは装置を認証しないため、任意の装置が、無線マルチホップネットワークに接続されて、ネットワークコーディネータがその装置をネットワークから除去する前に、ネットワーク内の別の装置と通信することが可能であり、従ってこれも安全ではなく、かつ、通信の浪費をもたらす。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、従来技術における、無線マルチホップネットワークのための認証方法における、セキュリティ上の隠れた脅威に関する技術的問題に対処するための、無線マルチホップネットワークに適用可能な認証アクセス方法及びシステムを提供することである。
【００１２】
本発明の技術的解決法は、以下の通りである。
【００１３】
無線マルチホップネットワークに適用可能な認証アクセス方法は、
端末装置及びコーディネータの、非制御ポートと制御ポートとを規定し、ここで、非制御ポートは、認証プロトコルデータパケットと管理情報とを通過させ、制御ポートは、アプリケーションデータパケットを通過させ、
コーディネータが、コーディネータによってサポートされる認証及び鍵管理スイート（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｋｅｙ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｓｕｉｔｅｓ）を含むビーコンフレームをブロードキャストし、
端末装置が、コーディネータのビーコンフレームを受信すると、認証及び鍵管理スイートのうちの１つを選択し、次に、端末装置によって選択された認証及び鍵管理スイートを含む接続要求コマンドを、コーディネータに送信し、
コーディネータが、端末装置の接続要求コマンドを受信すると、端末装置についての認証プロセスを、端末装置によって選択された認証及び鍵管理スイートに従って実行し、認証が成功すると、制御ポートを開いて、無線マルチホップネットワークへの端末装置のアクセスを許可し、更に、接続応答コマンドを、端末装置に送信し、
端末装置が、コーディネータの接続応答コマンドを受信すると、制御ポートを開いて、それにより、無線マルチホップネットワークにアクセスすることを含む。
【００１４】
好ましくは、前述の技術的解決法において、認証及び鍵管理スイートは、事前共有鍵に基づく認証及び鍵管理スイートと、ＩＤベースの認証及び鍵管理スイートとを含む。
【００１５】
好ましくは、前述の技術的解決法において、認証プロセスは、
Ａ．コーディネータが、端末装置によって選択された認証及び鍵管理スイートがＩＤベースの認証及び鍵管理スイートであることを、端末装置から送信された接続要求コマンドから認識した場合、コーディネータの認証照会（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎｑｕｉｒｙ）を生成し、コーディネータの認証照会と、コーディネータの公開鍵とを含む認証起動を、端末装置に送信し、
Ｂ．端末装置が、認証起動を受信した後、コーディネータの公開鍵の有効性検査が合格した場合、端末装置の認証照会と、公開鍵失効クエリ（ｐｕｂｌｉｃ  ｋｅｙ  ｒｅｖｏｃａｔｉｏｎ  ｑｕｅｒｙ）の識別子と、端末装置の一時公開鍵とを生成し、そして、端末装置の認証照会と、コーディネータの認証照会と、端末装置の公開鍵と、公開鍵失効クエリの識別子と、端末装置の一時公開鍵と、上記の５つの情報項目についての端末装置のシグネチャとを含む認証要求を、コーディネータに送信し、
Ｃ．コーディネータが、認証要求を受信すると、認証要求のシグネチャを、正当性について検査し、コーディネータの認証照会を、一致性について検査し、端末装置の一時公開鍵を、有効性について検査し、検査が合格した場合、公開鍵失効クエリの識別子に従って、公開鍵失効クエリを実行するかどうかを判定し、公開鍵失効クエリが実行されない場合、コーディネータの一時公開鍵と、アクセス結果とを生成し、次に、コーディネータが、公開鍵失効クエリの識別子と、端末装置の認証照会と、コーディネータの一時公開鍵と、アクセス結果と、上記の４つの情報項目についてのコーディネータのシグネチャとを含む認証応答を、端末装置に送信し、次に、ステップＧを実行するか、又は、公開鍵失効クエリが実行される場合、公開鍵失効クエリ要求を送信し、
Ｄ．信頼できるセンターが、公開鍵失効クエリ要求を受信すると、公開鍵失効クエリ要求の情報を検査し、次に、公開鍵失効クエリ応答を、コーディネータに送信し、
Ｅ．コーディネータが、公開鍵失効クエリ応答を受信すると、公開鍵失効クエリ応答の情報を検査し、次に、認証応答を、装置に送信し、そして更に、端末装置とコーディネータとの間のベース鍵を、端末装置の一時公開鍵と、コーディネータの一時秘密鍵とに従って生成し、
Ｆ．端末装置が、認証応答を受信すると、認証応答の情報を検査し、検査が失敗した場合、認証は失敗し、それ以外の場合、端末装置は、端末装置とコーディネータとの間のベース鍵を、端末装置の一時公開鍵と、コーディネータの一時秘密鍵とに従って生成し、そして、認証は成功し、
Ｇ．端末装置が、コーディネータからステップＣにおいて送信された認証応答を受信すると、認証応答のシグネチャを、有効性について検査し、端末装置の認証照会を、一致性について検査し、アクセス結果を検査し、検査が失敗した場合、認証は失敗し、それ以外の場合、端末装置は、端末装置とコーディネータとの間のベース鍵を、端末装置の一時公開鍵と、コーディネータの一時秘密鍵とに従って生成し、そして、認証は成功することを含む。
【００１６】
好ましくは、前述の技術的解決法は、
端末装置が、コーディネータへの接続に成功すると、コーディネータとのユニキャスト鍵協定を実行することを更に含む。
【００１７】
好ましくは、前述の技術的解決法において、ユニキャスト鍵協定は、
ユニキャスト鍵が作成又は更新されることが必要とされる場合、コーディネータが、認証が成功すると、コーディネータのユニキャスト鍵協定照会を生成し、コーディネータのユニキャスト鍵協定照会を含むユニキャスト鍵協定要求を、端末装置に送信するステップと、
端末装置が、ユニキャスト鍵協定要求を受信すると、端末装置のユニキャスト鍵協定照会を生成し、端末装置とコーディネータとの間のユニキャスト鍵を、ベース鍵と、コーディネータのユニキャスト鍵協定照会と、端末装置のユニキャスト鍵協定照会とに従って生成し、次に、コーディネータのユニキャスト鍵協定照会と、端末装置のユニキャスト鍵協定照会と、メッセージ認証コードとを含むユニキャスト鍵協定応答を、コーディネータに送信し、ここで、メッセージ認証コードは、端末装置によって、コーディネータのユニキャスト鍵協定照会と、端末装置のユニキャスト鍵協定照会とに従って計算されるステップと、
コーディネータが、ユニキャスト鍵協定応答を受信すると、ユニキャスト鍵を、ベース鍵と、コーディネータのユニキャスト鍵協定照会と、端末装置のユニキャスト鍵協定照会とに従って計算し、次に、コーディネータのユニキャスト鍵協定照会を、一致性について検査し、端末装置のメッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が失敗した場合、ユニキャスト鍵協定は失敗し、それ以外の場合、コーディネータは、コーディネータのユニキャスト鍵協定照会と、端末装置のユニキャスト鍵協定照会について計算されたメッセージ認証コードとを含むユニキャスト鍵協定承認を、端末装置に送信するステップと、
端末装置が、ユニキャスト鍵協定承認を受信すると、端末装置のユニキャスト鍵協定照会を、一致性について検査し、コーディネータのメッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が失敗した場合、ユニキャスト鍵協定は失敗し、それ以外の場合、ユニキャスト鍵協定は成功するステップとにおいて実行される。
【００１８】
好ましくは、前述の技術的解決法において、認証プロセスは、
ａ．コーディネータが、端末装置によって選択された認証及び鍵管理スイートが事前共有鍵に基づく認証及び鍵管理スイートであることを、端末装置から送信された接続要求コマンドから認識した場合、コーディネータが、ローカルに記憶された、コーディネータと端末装置との間の事前共有鍵を拡張して、対応するベース鍵とし、コーディネータの事前共有鍵の認証照会を生成し、次に、コーディネータの事前共有鍵の認証照会を含む認証要求を、端末装置に送信し、
ｂ．端末装置が、認証要求を受信すると、最初に、ローカルに記憶された、コーディネータと端末装置との間の事前共有鍵を拡張して、対応するベース鍵とし、端末装置の事前共有鍵の認証照会を生成し、端末装置とコーディネータとの間のユニキャスト鍵を、ベース鍵と、コーディネータの事前共有鍵の認証照会と、端末装置の事前共有鍵の認証照会とに従って生成し、次に、コーディネータの事前共有鍵の認証照会と、端末装置の事前共有鍵の認証照会と、メッセージ認証コードとを含む認証応答を、コーディネータに送信し、ここで、メッセージ認証コードは、コーディネータの事前共有鍵の認証照会と、端末装置の事前共有鍵の認証照会とから計算され、
ｃ．コーディネータが、認証応答を受信すると、ユニキャスト鍵を、ステップａにおいて生成された、ベース鍵、及びコーディネータの事前共有鍵の認証照会と、端末装置の事前共有鍵の認証照会とから計算し、次に、コーディネータの事前共有鍵の認証照会を、一致性について検査し、端末装置のメッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が失敗した場合、認証は失敗し、それ以外の場合、コーディネータは、端末装置の事前共有鍵の認証照会と、端末装置の事前共有鍵の認証照会についてコーディネータによって計算されたメッセージ認証コードとを含む認証承認を、端末装置に送信し、
ｄ．端末装置が、認証承認を受信すると、端末装置の事前共有鍵の認証照会を、一致性について検査し、コーディネータのメッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が失敗した場合、認証は失敗し、それ以外の場合、認証は成功することを含む。
【００１９】
好ましくは、前述の技術的解決法は、
端末装置が、コーディネータへの接続に成功すると、コーディネータとのユニキャスト鍵協定を実行することを更に含む。
【００２０】
好ましくは、前述の技術的解決法において、ユニキャスト鍵が作成又は更新されることが必要とされる場合、コーディネータは、ユニキャスト鍵協定が、装置についての認証が成功した後の初めてのユニキャスト鍵協定であるかどうかを判定し、そうである場合、ユニキャスト鍵協定のプロセスは、認証プロセスと同じであり、それ以外の場合、ユニキャスト鍵協定のプロセスは、ＩＤベースの認証及び鍵管理スイートに基づくユニキャスト鍵協定プロセスと同じである。
【００２１】
好ましくは、前述の技術的解決法は、
コーディネータと端末装置とが、ユニキャスト鍵協定を完了すると、マルチキャスト鍵公開プロセスを実行することと、
ユニキャスト鍵協定が合格し、かつ、コーディネータが、端末装置とのマルチキャスト鍵協定を実行することが必要とされる場合、コーディネータが、端末装置とのマルチキャスト鍵公開プロセスを実行することとを更に含む。
【００２２】
好ましくは、前述の技術的解決法において、マルチキャスト鍵公開プロセスは、
マルチキャスト鍵が作成又は更新されることが必要とされる場合、コーディネータが、最初に、ユニキャスト鍵協定が成功すると、マルチキャスト鍵を、公開マスター鍵から計算し、次に、公開マスター鍵を、ユニキャスト鍵における暗号化鍵を使用して暗号化し、マルチキャスト鍵公開の識別子を生成し、最後に、マルチキャスト鍵公開の識別子と、暗号化されたマルチキャスト公開マスター鍵と、メッセージ認証コードとを含むマルチキャスト鍵公開を、端末装置に送信し、ここで、メッセージ認証コードは、コーディネータによって、マルチキャスト鍵公開の識別子と、暗号化されたマルチキャスト公開マスター鍵とから、マルチキャスト鍵における認証鍵を使用して計算され、
端末装置が、マルチキャスト鍵公開を受信すると、マルチキャスト鍵公開の識別子を検査し、公開マスター鍵からマルチキャスト鍵を計算し、次に、更に、コーディネータのメッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が合格した場合、マルチキャスト鍵公開の識別子と、メッセージ認証コードとを含むマルチキャスト鍵応答を、コーディネータに送信し、ここで、メッセージ認証コードは、端末装置によって、マルチキャスト鍵公開メッセージの識別子から、ローカルに生成されたマルチキャスト鍵における認証鍵を使用して計算され、
コーディネータが、マルチキャスト鍵応答を受信すると、マルチキャスト鍵公開の識別子を、一致性について検査し、端末装置のメッセージ認証コードを、有効性について検査し、検査が失敗した場合、マルチキャスト鍵協定は失敗し、それ以外の場合、マルチキャスト鍵協定は成功することを含む。
【００２３】
本発明の一実施形態は、端末装置と、コーディネータと、信頼できるセンターとを含む、無線マルチホップネットワークに適用可能な認証アクセスシステムを更に提供し、
端末装置及びコーディネータは、非制御ポートと制御ポートとを備え、ここで、非制御ポートは、認証プロトコルデータパケットと管理情報とを通過させ、制御ポートは、アプリケーションデータパケットを通過させ、
コーディネータは、コーディネータによってサポートされる認証及び鍵管理スイートを含むビーコンフレームをブロードキャストするように、そして、端末装置の接続要求コマンドを受信すると、端末装置と信頼できるセンターとについての認証プロセスを、端末装置によって選択された認証及び鍵管理スイートに従って実行するように（ここで、接続要求コマンドは、端末装置によって選択された認証及び鍵管理スイートを含む）、そして、認証が成功すると、制御ポートを開いて、無線マルチホップネットワークへの端末装置のアクセスを許可し、更に、接続応答コマンドを、端末装置に送信するように適合され、
端末装置は、コーディネータのビーコンフレームを受信すると、認証及び鍵管理スイートを選択し、次に、接続要求コマンドを、コーディネータに送信するように（ここで、接続要求コマンドは、端末装置によって選択された認証及び鍵管理スイートを含む）、そして、コーディネータの接続応答コマンドを受信すると、制御ポートを開いて、それにより、無線マルチホップネットワークにアクセスするように適合され、
信頼できるセンターは、コーディネータと端末装置との認証プロセスを容易にするように適合される。
【００２４】
前述の技術的解決法から明白なように、本発明の実施形態は、従来技術に優る以下の利点を提供する。
【００２５】
１．端末装置は、認証された後にのみ、コーディネータに接続されることが可能であり、それにより、無線マルチホップネットワークへの端末装置の認証アクセスが可能となる。端末装置は、コーディネータを認証して、その認証結果に従って、コーディネータに接続されるかどうかを判定することも可能である。従って、端末装置の、無線マルチホップネットワークへのアクセスの、セキュリティと性能とが向上する。
【００２６】
２．端末装置及びコーディネータの両方が、規定された非制御ポートと制御ポートとを有し、認証結果に従ってポートを制御し、それにより、ポートアクセス制御システムが形成され、かつ、無線マルチホップネットワークへの端末装置のアクセスのセキュリティが向上する。
【００２７】
３．端末装置とコーディネータとは、様々なセキュリティサービスのための、ユニキャスト鍵協定プロセスと、マルチキャスト鍵公開プロセスとを規定し、それにより、端末装置とコーディネータとの間の通信のセキュリティが保証される。
【００２８】
４．ＩＤベースの認証及び鍵管理スイートの場合、３要素ピア認証プロトコルが使用され、これにより、信頼できるセンターは、端末装置とコーディネータとに公開鍵失効テーブルを提供して、端末装置とコーディネータとの双方向認証を可能にし、かつ、無線マルチホップネットワークへの端末装置のアクセスのセキュリティを向上させることができる。
【００２９】
５．ＩＤベースの認証及び鍵管理スイートの場合、ＩＤベースの公開鍵は、本質的に、失効によって特徴付けられ、かつ、長さが短く、従って、公開鍵失効クエリの数と、通信トラフィックとの両方が減少させられることが可能であり、それにより、無線マルチホップネットワークへの端末装置のアクセスの性能が向上する。
【００３０】
６．ＩＤベースの認証及び鍵管理スイートの場合、信頼できるセンターからコーディネータに送信される情報は、コーディネータと信頼できるセンターとの、公開鍵及び秘密鍵のペアを使用して、相互作用なしに確立されることが可能な、セキュアチャネル上で移送され、それにより、コーディネータと信頼できるセンターとの間の鍵協定プロセスが不要となり、信頼できるセンターからコーディネータに送信される情報の複雑さが減少し、その結果、無線マルチホップネットワークへの端末装置のアクセスの性能が向上する。
【００３１】
本発明の実施形態における、又は従来技術における技術的解決法をより明確にするために、実施形態又は従来技術の説明のために使用される図面について、以下に簡単に説明する。明らかに、以下に説明する図面は、本発明のいくつかの実施形態の例示にすぎず、当業者は、それらの図面から、発明的努力をすることなしに、その他の図面を更に導き出すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
図１Ａ〜Ｃにおいて、無線マルチホップネットワークのネットワークトポロジの構成図である。コーディネータは「●」で示され、端末装置は「○」で示され、通信チャネルは「←→」で示され、Ｓは、ネットワークの信頼できるセンターとして働くネットワークコーディネータを表す。
【００３３】
【図１Ａ】スターネットワークトポロジの構成図である。
【図１Ｂ】メッシュネットワークトポロジの構成図である。
【図１Ｃ】クラスタネットワークトポロジの構成図である。
【図２】無線マルチホップネットワークの認証アクセスシステムの概略構成図であり、Ａは、認証アクセスを要求している端末装置を表し、Ｂは、Ａに関連付けられたコーディネータを表し、Ｓは、無線マルチホップネットワークの信頼できるセンターを表す。
【図３】本発明の方法における、ＩＤベースの認証プロセスの概略図である。
【図４】本発明の方法における、ＩＤベースのユニキャスト鍵協定プロセスの概略図である。
【図５】本発明の方法における、マルチキャスト鍵協定プロセスの概略図である。
【図６】本発明の方法における、事前共有鍵に基づく認証プロセスの概略図である。
【図７】本発明の方法における、ＩＤベースの認証プロセスの概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の実施形態における技術的解決法について、本発明の実施形態における図面を参照して、以下に明確かつ十分に説明する。説明する実施形態は、明らかに、本発明の実施形態の全てではなく一部にすぎない。本発明の実施形態に基づいて、発明的努力をすることなしに当業者に想到される、その他の任意の実施形態は、本発明の保護範囲内に入る。
【００３５】
本発明は、無線ローカルエリアネットワーク、無線メトロポリタンエリアネットワークなどを含む、特定のネットワークへの、ＷＬＡＮ認証プライバシーインフラストラクチャ（ＷＡＰＩ）（３要素ピア認証（ＴｅＰＡ）に基づくアクセス制御方法）の方法の適用における、セキュアアプリケーションプロトコルに適用可能である。
【００３６】
無線マルチホップネットワークの認証アクセスシステムにおいて、認証は、端末装置と、端末装置に関連付けられたコーディネータとの間で、信用性を確立するという目的のため、及び、端末装置とコーディネータとの間のリンクを通過するデータを保護するという目的のために行われる。端末装置と、それに関連付けられたコーディネータとは、同じ管理ドメイン、すなわち無線マルチホップネットワークに属し、無線マルチホップネットワークの信頼できるセンターは、無線マルチホップネットワーク内の全ての装置を設定し、例えば、様々な認証及び鍵管理スイートのための鍵情報を設定する。
【００３７】
無線マルチホップネットワークの認証アクセスシステムにおいて、コーディネータは、ビーコンフレームをブロードキャストし、端末装置は、コーディネータのビーコンフレームから、コーディネータによってサポートされる認証及び鍵管理スイートを識別し、次に、コーディネータのビーコンフレーム内の認証及び鍵管理スイートがサポートされているかどうかを検査し、そして、端末装置が、認証及び鍵管理スイートのうちの１つをサポートし、かつ、この認証及び鍵管理スイートのための鍵情報を備えている場合、端末装置は、接続要求コマンドを、コーディネータに送信する。端末装置が、コーディネータのビーコンフレーム内の認証及び鍵管理スイートのうちの２つ以上をサポートし、かつ、これらの認証及び鍵管理スイートのための鍵情報を備えている場合、端末装置は、認証及び鍵管理スイートのうちの１つを選択し、次に、接続要求コマンドを、コーディネータに送信する。接続要求コマンドは、端末装置によって選択された認証及び鍵管理スイートを含む。
【００３８】
端末装置の接続要求コマンドを受信すると、コーディネータは、端末装置についての認証プロセスを、端末装置によって選択された認証及び鍵管理スイートに従って実行し、次に、接続応答コマンドを、端末装置に送信する。認証が成功すると、コーディネータは、端末装置に、無線マルチホップネットワークへのアクセスを提供し、更に、何らかのアクセス情報（例えば、割り当てられたネットワークアドレスなど）を含む接続応答コマンドを送信する。認証が成功し、コーディネータが、端末装置とのユニキャスト鍵協定を実行することが必要とされる場合、コーディネータと端末装置とは、ユニキャスト鍵協定プロセスを実行する。ユニキャスト鍵協定が合格し、コーディネータが、端末装置とのマルチキャスト鍵協定を実行することが必要とされる場合、コーディネータと端末装置とは、マルチキャスト鍵公開プロセスを実行する。
【００３９】
端末装置は、コーディネータから送信された接続応答コマンドを、コーディネータについての認証プロセスを実行した後で受信し、そして、コーディネータの接続応答コマンドを受信すると、端末装置は、コーディネータについての端末装置の認証が成功し、かつ、コーディネータから送信された接続応答コマンドが何らかのアクセス情報を含む場合、コーディネータに接続され、従って、無線マルチホップネットワークにアクセスする。端末装置が、コーディネータから送信されたユニキャスト鍵協定要求コマンドを、ネットワークにアクセスした後で受信した場合、端末装置とコーディネータとは、ユニキャスト鍵協定プロセスを実行する。ユニキャスト鍵協定プロセスが正常に完了した後で、端末装置が、コーディネータから送信されたマルチキャスト鍵公開要求コマンドを受信した場合、端末装置とコーディネータとは、マルチキャスト鍵公開プロセスを実行する。
【００４０】
端末装置及びコーディネータの両方が、規定された非制御ポートと制御ポートとを有し、かつ、ポートを制御することが可能である。非制御ポートは、認証が成功する前に、認証プロトコルデータパケットと管理情報とのみを通過させることが可能であり、制御ポートは、アプリケーションデータパケットを通過させることが可能である。端末装置とコーディネータとは、認証が成功する前は、非制御ポートを介して通信することのみが可能であり、認証の実行が成功した場合に限り、制御ポートを通信のために開く。
【００４１】
図２は、無線マルチホップネットワークの認証アクセスシステムを示し、Ａは、認証アクセスを要求している端末装置を表し、Ｂは、Ａに関連付けられたコーディネータを表し、Ｓは、無線マルチホップネットワークの信頼できるセンターを表し、ＡとＢとの両方は、Ｓによって設定された鍵情報を有することが必要とされ、実線は、認証アクセス状態を表し、点線は、認証アクセスが必要とされる状態を表す。
【００４２】
前述の認証及び鍵管理スイートは、事前共有鍵に基づく認証及び鍵管理スイートと、ＩＤベースの認証及び鍵管理スイートとを含んでもよい。事前共有鍵は、３つのカテゴリに分類されてもよく、事前共有鍵の第１のカテゴリは、無線マルチホップネットワーク全体を通して共有されるマスター鍵を意味し、事前共有鍵の第２のカテゴリは、無線マルチホップネットワーク内の装置と信頼できるセンターとの間で共有されるマスター鍵を意味し、事前共有鍵の第３のカテゴリは、無線マルチホップネットワーク内の装置間のマスター鍵を意味する。
【００４３】
この認証アクセス方法は、ＬＲ−ＷＰＡＮ、ＨＲ−ＷＰＡＮ、及びＷＳＮに適用可能であってもよく、それらは全て、無線マルチホップネットワークのそのようなトポロジ構成をサポートする。
【００４４】
認証及び鍵管理スイートが、ＩＤベースの認証及び鍵管理スイートである場合の、特定の認証プロセスを、図３を参照して以下に示す。認証プロセスの概略フローチャートは、図７に示す通りである。
【００４５】
ステップ１：コーディネータは、端末装置によって選択された認証及び鍵管理スイートがＩＤベースの認証及び鍵管理スイートであることを、端末装置から送信された接続要求コマンドから認識した場合、以下のプロセスを実行する。
【００４６】
（ａ）コーディネータの認証照会Ｎ１（チャレンジワード、乱数などとも呼ばれる）が、乱数発生器を使用して生成される。
【００４７】
（ｂ）コーディネータの認証照会Ｎ１と、コーディネータの識別子ＩＤＣと、コーディネータの公開鍵の有効期限（ｐｅｒｉｏｄ  ｏｆ  ｖａｌｉｄｉｔｙ）ＴＬＣ−ＰＫとが、端末装置に送信される。
【００４８】
ステップ２：端末装置は、コーディネータからステップ１において送信された情報を受信すると、以下のプロセスを実行する。
【００４９】
（ａ）コーディネータの公開鍵の有効期限ＴＬＣ−ＰＫが検査され、期限切れの場合、情報は廃棄され、それ以外の場合、端末装置の認証照会Ｎ２が、乱数発生器を使用して生成される。
【００５０】
（ｂ）ＥＣＤＨ交換のための一時秘密鍵ｘと一時公開鍵ｘ・Ｐとが、予めインストールされたＥＣＣドメインパラメータＰＥＣＣから生成される。
【００５１】
（ｃ）端末装置が、コーディネータの公開鍵ＰＫＩＤ−Ｃの失効クエリを要求する場合、端末装置は、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫのビット０を１に設定し、それ以外の場合、そのビットを０に設定する。
【００５２】
（ｄ）端末装置は、端末装置の秘密鍵ＳＫＩＤ−Ｔを使用して、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、コーディネータの認証照会Ｎ１と、端末装置の認証照会Ｎ２と、一時公開鍵ｘ・Ｐと、コーディネータの識別子ＩＤＣと、端末装置の識別子ＩＤＴと、コーディネータの公開鍵の有効期限ＴＬＴ−ＰＫとについてのシグネチャ計算を実行して、端末装置の認証要求のシグネチャＳｉｇＴを生成する。
【００５３】
（ｅ）公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、コーディネータの認証照会Ｎ１と、端末装置の認証照会Ｎ２と、端末装置の一時公開鍵ｘ・Ｐと、コーディネータの識別子ＩＤＣと、端末装置の公開鍵ＰＫＩＤ−Ｔ内の最後の２つのフィールドと、端末装置によって生成された、端末装置の認証要求のシグネチャＳｉｇＴとが、コーディネータに送信される。
【００５４】
ステップ３：コーディネータは、端末装置からステップ２において送信された情報を受信すると、以下のプロセスを実行する。
【００５５】
（ａ）コーディネータの認証照会Ｎ１及びコーディネータの識別子ＩＤＣが、ステップ１において送信された対応する値との一致性について検査され、それらが一致していない場合、情報は廃棄される。
【００５６】
（ｂ）端末装置の公開鍵の有効期限ＴＬＴ−ＰＫが検査され、期限切れの場合、情報は廃棄される。
【００５７】
（ｃ）端末装置の公開鍵ＰＫＩＤ−Ｔ内の最後の２つのフィールドと、無線マルチホップネットワーク内の信頼できるセンターのＣＡ証明書のボディアイデンティティＩＤＳ−ＣＡと、無線マルチホップネットワークの識別子ＩＤＮｅｔとが連結されて、端末装置の公開鍵ＰＫＩＤ−Ｔとされ、次に、端末装置の認証要求のシグネチャＳｉｇＴが、端末装置の公開鍵ＰＫＩＤ−Ｔと、予めインストールされたアイデンティティベースの公開パラメータＰＩＤとを使用して検査され、シグネチャの検査が失敗した場合、情報は廃棄される。
【００５８】
（ｄ）公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫのビット０が調べられ、ビット０が１である場合、プロセスは操作（ｅ）に進み、それ以外の場合、プロセスは操作（ｆ）に進む。
【００５９】
（ｅ）コーディネータの公開鍵失効クエリ照会Ｎ３が、乱数生成アルゴリズムにおいて生成される。コーディネータが、端末装置の公開鍵ＰＫＩＤ−Ｔの失効クエリも要求する場合、コーディネータは、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫのビット１を１に設定して、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、端末装置の認証照会Ｎ２と、コーディネータの公開鍵失効クエリ照会Ｎ３と、端末装置の識別子ＩＤＴと、端末装置の公開鍵の有効期限ＴＬＴ−ＰＫと、コーディネータの識別子ＩＤＣと、コーディネータの公開鍵の有効期限ＴＬＣ−ＰＫとを、信頼できるセンターに送信し、それ以外の場合、コーディネータは、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫのビット１を０に設定して、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、端末装置の認証照会Ｎ２と、コーディネータの公開鍵失効クエリ照会Ｎ３と、コーディネータの識別子ＩＤＣと、コーディネータの公開鍵の有効期限ＴＬＣ−ＰＫとを、信頼できるセンターに送信する。
【００６０】
（ｆ）コーディネータが、端末装置の公開鍵ＰＫＩＤ−Ｔの失効クエリを要求する場合、コーディネータは、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫのビット１を１に設定し、コーディネータの公開鍵失効クエリ照会Ｎ３を、乱数生成アルゴリズムにおいて生成し、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、コーディネータの公開鍵失効クエリ照会Ｎ３と、端末装置の識別子ＩＤＴと、端末装置の公開鍵の有効期限ＴＬＴ−ＰＫとを、信頼できるセンターに送信し、それ以外の場合、コーディネータは、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫのビット１を０に設定し、ＥＣＤＨ交換のための一時秘密鍵ｙと一時公開鍵ｙ・Ｐとを、予めインストールされたＥＣＣドメインパラメータＰＥＣＣを使用して生成し、コーディネータ自体の一時秘密鍵ｙと、端末装置からステップ２において送信された一時公開鍵ｘ・Ｐとを使用してＥＣＤＨ計算を実行して、マスター鍵シード（ｘ・ｙ・Ｐ）ａｂｓｃｉｓｓａを導き出し、マスター鍵シードは、ＫＤ−ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６（（ｘ・ｙ・Ｐ）ａｂｓｃｉｓｓａ，Ｎ１||Ｎ２||“ｂａｓｅ  ｋｅｙ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｆｏｒ  ｋｅｙ  ａｎｄ  ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  ｎｏｎｃｅ”）を介して拡張されて、端末装置とコーディネータとの間のベース鍵ＢＫとされ、アクセス結果ＲｅＩを生成し、コーディネータの秘密鍵ＳＫＩＤ−Ｃを使用して、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、端末装置の認証照会Ｎ２と、一時公開鍵ｙ・Ｐと、端末装置の識別子ＩＤＴと、アクセス結果ＲｅＩとについてのシグネチャ計算を実行して、コーディネータの認証応答のシグネチャＳｉｇＣを生成し、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、端末装置の認証照会Ｎ２と、一時公開鍵ｙ・Ｐと、端末装置の識別子ＩＤＴと、アクセス結果ＲｅＩと、コーディネータによって生成された、コーディネータの認証応答のシグネチャＳｉｇＣとを、端末装置に送信し、次に、プロセスはステップ６に進む。
【００６１】
ステップ４：信頼できるセンターは、コーディネータからステップ３において送信された情報を受信すると、以下のプロセスを実行する。
【００６２】
（ａ）公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫのビット０とビット１とが調べられ、ビット０とビット１との両方が１である場合、プロセスは操作（ｂ）に進み、ビット０が０であり、ビット１が０である場合、プロセスは操作（ｃ）に進み、又は、ビット０が０であり、ビット１が１である場合、プロセスは操作（ｄ）に進む。
【００６３】
（ｂ）無線マルチホップネットワーク内の信頼できるセンターのＣＡ証明書のボディアイデンティティＩＤＳ−ＣＡと、無線マルチホップネットワークの識別子ＩＤＮｅｔと、端末装置の識別子ＩＤＴと、端末装置の公開鍵の有効期限ＴＬＴ−ＰＫとが連結されて、端末装置の公開鍵ＰＫＩＤ−Ｔとされ、無線マルチホップネットワーク内の信頼できるセンターのＣＡ証明書のボディアイデンティティＩＤＳ−ＣＡと、無線マルチホップネットワークの識別子ＩＤＮｅｔと、コーディネータの識別子ＩＤＣと、コーディネータの公開鍵の有効期限ＴＬＣ−ＰＫとが連結されて、コーディネータの公開鍵ＰＫＩＤ−Ｃとされ、次に、信頼できるセンター内の、無線マルチホップネットワークのＩＤベースの公開鍵失効テーブルがサーチされ、端末装置の公開鍵失効結果ＲｅＴと、コーディネータの公開鍵失効クエリの結果ＲｅｓｕｌｔＣ−ＰＫとが生成され、信頼できるセンターの秘密鍵ＳＫＩＤ−Ｓが使用されて、コーディネータの公開鍵失効クエリの結果ＲｅｓｕｌｔＣ−ＰＫについてのシグネチャ計算が実行されて、公開鍵失効クエリのシグネチャＳｉｇＳが生成され、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、コーディネータの公開鍵失効クエリ照会Ｎ３と、端末装置の公開鍵失効結果ＲｅＴと、コーディネータの公開鍵失効クエリの結果ＲｅｓｕｌｔＣ−ＰＫと、公開鍵失効クエリのシグネチャＳｉｇＳとが、コーディネータに送信される。コーディネータの公開鍵失効クエリの結果ＲｅｓｕｌｔＣ−ＰＫは、端末装置の認証照会Ｎ２と、コーディネータの公開鍵失効結果ＲｅＣと、コーディネータの識別子ＩＤＣと、コーディネータの公開鍵の有効期限ＴＬＣ−ＰＫとから構成される。
【００６４】
（ｃ）無線マルチホップネットワーク内の信頼できるセンターのＣＡ証明書のボディアイデンティティＩＤＳ−ＣＡと、無線マルチホップネットワークの識別子ＩＤＮｅｔと、コーディネータの識別子ＩＤＣと、コーディネータの公開鍵の有効期限ＴＬＣ−ＰＫとが連結されて、コーディネータの公開鍵ＰＫＩＤ−Ｃとされ、次に、信頼できるセンター内の、無線マルチホップネットワークのアイデンティティベースの公開鍵失効テーブルがサーチされ、コーディネータの公開鍵失効クエリの結果ＲｅｓｕｌｔＣ−ＰＫが生成され、信頼できるセンターの秘密鍵ＳＫＩＤ−Ｓが使用されて、コーディネータの公開鍵失効クエリの結果ＲｅｓｕｌｔＣ−ＰＫについてのシグネチャ計算が実行されて、公開鍵失効クエリのシグネチャＳｉｇＳが生成され、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、コーディネータの公開鍵失効クエリ照会Ｎ３と、コーディネータの公開鍵失効クエリの結果ＲｅｓｕｌｔＣ−ＰＫと、公開鍵失効クエリのシグネチャＳｉｇＳとが、コーディネータに送信される。
【００６５】
（ｄ）無線マルチホップネットワーク内の信頼できるセンターのＣＡ証明書のボディアイデンティティＩＤＳ−ＣＡと、無線マルチホップネットワークの識別子ＩＤＮｅｔと、端末装置の識別子ＩＤＴと、端末装置の公開鍵の有効期限ＴＬＴ−ＰＫとが連結されて、端末装置の公開鍵ＰＫＩＤ−Ｔとされ、次に、信頼できるセンター内の、無線マルチホップネットワークのアイデンティティベースの公開鍵失効テーブルがサーチされ、端末装置の公開鍵失効結果ＲｅＴが生成され、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、コーディネータの公開鍵失効クエリ照会Ｎ３と、端末装置の公開鍵失効結果ＲｅＴとが、コーディネータに送信される。
【００６６】
信頼できるセンターからコーディネータに送信される情報は、コーディネータと信頼できるセンターとの間で、コーディネータと信頼できるセンターとによって相互作用なしに確立されることが可能なセキュアチャネル上で、送信され、例えば、コーディネータは、コーディネータ自体の秘密鍵と、信頼できるセンターの公開鍵とを使用して、セッション鍵を生成し、信頼できるセンターは、信頼できるセンター自体の秘密鍵と、コーディネータの公開鍵とを使用して、セッション鍵を生成する。
【００６７】
ステップ５：コーディネータは、信頼できるセンターからステップ４において送信された情報を受信すると、以下のプロセスを実行する。
【００６８】
（ａ）公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫ及びコーディネータの公開鍵失効クエリ照会Ｎ３が、コーディネータからステップ３において送信された対応する値との一致性について検査され、それらが一致していない場合、情報は廃棄され、それ以外の場合、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫのビット０とビット１とが調べられ、ビット０とビット１との両方が１である場合、プロセスはステップ（ｂ）に進み、ビット０が１であり、ビット１が０である場合、プロセスは操作（ｃ）に進み、ビット０が０であり、ビット１が１である場合、プロセスは操作（ｄ）に進む。
【００６９】
（ｂ）端末装置の公開鍵失効結果ＲｅＴが検査される。端末装置の公開鍵ＰＫＩＤ−Ｔが失効している場合、認証プロセスは終了させられ、それ以外の場合、操作（ｅ）を実行した後で、コーディネータは、コーディネータの秘密鍵ＳＫＩＤ−Ｃを使用して、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、端末装置の認証照会Ｎ２と、一時公開鍵ｙ・Ｐと、端末装置の識別子ＩＤＴと、アクセス結果ＲｅＩと、コーディネータの公開鍵失効クエリの結果ＲｅｓｕｌｔＣ−ＰＫと、公開鍵失効クエリのシグネチャＳｉｇＳとについてのシグネチャ計算を実行して、コーディネータの認証応答のシグネチャＳｉｇＣを生成し、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、端末装置の認証照会Ｎ２と、コーディネータの一時公開鍵ｙ・Ｐと、端末装置の識別子ＩＤＴと、アクセス結果ＲｅＩと、コーディネータの公開鍵失効クエリの結果ＲｅｓｕｌｔＣ−ＰＫと、公開鍵失効クエリのシグネチャＳｉｇＳと、コーディネータの認証応答のシグネチャＳｉｇＣとを、端末装置に送信する。
【００７０】
（ｃ）操作（ｅ）を実行した後で、コーディネータは、コーディネータの秘密鍵ＳＫＩＤ−Ｃを使用して、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、端末装置の認証照会Ｎ２と、一時公開鍵ｙ・Ｐと、端末装置の識別子ＩＤＴと、アクセス結果ＲｅＩと、コーディネータの公開鍵失効クエリの結果ＲｅｓｕｌｔＣ−ＰＫと、公開鍵失効クエリのシグネチャＳｉｇＳとについてのシグネチャ計算を実行して、コーディネータの認証応答のシグネチャＳｉｇＣを生成し、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、端末装置の認証照会Ｎ２と、一時公開鍵ｙ・Ｐと、端末装置の識別子ＩＤＴと、アクセス結果ＲｅＩと、コーディネータの公開鍵失効クエリの結果ＲｅｓｕｌｔＣ−ＰＫと、公開鍵失効クエリのシグネチャＳｉｇＳと、コーディネータの認証応答のシグネチャＳｉｇＣとを、端末装置に送信する。
【００７１】
（ｄ）端末装置の公開鍵失効結果ＲｅＴが検査される。端末装置の公開鍵ＰＫＩＤ−Ｔが失効している場合、認証プロセスは終了させられ、それ以外の場合、操作（ｅ）を実行した後で、コーディネータは、コーディネータの秘密鍵ＳＫＩＤ−Ｃを使用して、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、端末装置の認証照会Ｎ２と、一時公開鍵ｙ・Ｐと、端末装置の識別子ＩＤＴと、アクセス結果ＲｅＩとについてのシグネチャ計算を実行して、コーディネータの認証応答のシグネチャＳｉｇＣを生成し、公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫと、端末装置の認証照会Ｎ２と、一時公開鍵ｙ・Ｐと、端末装置の識別子ＩＤＴと、アクセス結果ＲｅＩと、コーディネータの認証応答のシグネチャＳｉｇＣとを、端末装置に送信する。
【００７２】
（ｅ）ＥＣＤＨ交換のための一時秘密鍵ｙと一時公開鍵ｙ・Ｐとが、予めインストールされたＥＣＣドメインパラメータＰＥＣＣを使用して生成され、コーディネータ自体の一時秘密鍵ｙと、端末装置からステップ２において送信された一時公開鍵ｘ・Ｐとが使用されてＥＣＤＨ計算が実行されて、マスター鍵シード（ｘ・ｙ・Ｐ）ａｂｓｃｉｓｓａが導き出され、マスター鍵シードは、ＫＤ−ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６（（ｘ・ｙ・Ｐ）ａｂｓｃｉｓｓａ，Ｎ１||Ｎ２||“ｂａｓｅ  ｋｅｙ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｆｏｒ  ｋｅｙ  ａｎｄ  ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  ｎｏｎｃｅ”）を介して拡張されて、端末装置とコーディネータとの間のベース鍵ＢＫとされ、更に、アクセス結果ＲｅＩが生成される。
【００７３】
ステップ６：端末装置は、コーディネータからステップ３又はステップ５において送信された情報を受信すると、以下のプロセスを実行する。
【００７４】
（ａ）端末装置の認証照会Ｎ２、端末装置の識別子ＩＤＴ、及び公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫが、端末装置からステップ２において送信された対応する値との一致性について検査され、それらが一致していない場合、情報は廃棄される。
【００７５】
（ｂ）無線マルチホップネットワーク内の信頼できるセンターのＣＡ証明書のボディアイデンティティＩＤＳ−ＣＡと、無線マルチホップネットワークの識別子ＩＤＮｅｔと、コーディネータの識別子ＩＤＣと、コーディネータの公開鍵の有効期限ＴＬＣ−ＰＫとが連結されて、コーディネータの公開鍵ＰＫＩＤ−Ｃとされ、コーディネータの認証応答のシグネチャＳｉｇＣが、コーディネータの公開鍵ＰＫＩＤ−Ｃと、予めインストールされたアイデンティティベースの公開パラメータＰＩＤとを使用して検査され、シグネチャの検査が失敗した場合、情報は廃棄される。
【００７６】
（ｃ）公開鍵失効クエリの識別子ＱＦＰＫのビット０が１である場合、プロセスは操作（ｄ）に進み、それ以外の場合、プロセスはステップ（ｅ）に進む。
【００７７】
（ｄ）公開鍵失効クエリのシグネチャＳｉｇＳが、信頼できるセンターの公開鍵ＰＫＩＤ−Ｓと、予めインストールされたアイデンティティベースの公開パラメータＰＩＤとを使用して検査され、シグネチャの検査が失敗した場合、情報は廃棄され、それ以外の場合、コーディネータの公開鍵失効クエリの結果ＲｅｓｕｌｔＣ−ＰＫ内の、端末装置の認証照会Ｎ２と、コーディネータの識別子ＩＤＣと、コーディネータの公開鍵の有効期限ＴＬＣ−ＰＫとが、一致性について検査され、更に、コーディネータの公開鍵失効結果ＲｅＣが検査される。一致性が満足され、コーディネータの公開鍵が失効していない場合、プロセスは操作（ｅ）に進み、それ以外の場合、情報は廃棄される。
【００７８】
（ｅ）端末装置は、端末装置自体の一時秘密鍵ｘと、コーディネータの一時公開鍵ｙ・Ｐとを使用してＥＣＤＨ演算を実行して、マスター鍵シード（ｘ・ｙ・Ｐ）ａｂｓｃｉｓｓａを導き出し、マスター鍵シードは、ＫＤ−ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６（（ｘ・ｙ・Ｐ）ａｂｓｃｉｓｓａ，Ｎ１||Ｎ２||“ｂａｓｅ  ｋｅｙ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｆｏｒ  ｋｅｙ  ａｎｄ  ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  ｎｏｎｃｅ”）を介して拡張されて、端末装置とコーディネータとの間のベース鍵ＢＫとされる。
【００７９】
認証及び鍵管理スイートが、ＩＤベースの認証及び鍵管理スイートである場合、ユニキャスト鍵協定の特定のプロセスは、図４に示すように、以下のように実施される。
【００８０】
ステップ１：認証が成功すると、コーディネータは、以下のプロセスを実行して、ユニキャスト鍵を作成又は更新する。
【００８１】
コーディネータは、コーディネータのユニキャスト鍵協定照会Ｎ４を、乱数発生器を使用して生成し、コーディネータのユニキャスト鍵協定照会Ｎ４を、端末装置に送信する。
【００８２】
ステップ２：端末装置は、コーディネータからステップ１において送信された情報を受信すると、以下のプロセスを実行する。
【００８３】
（ａ）端末装置とコーディネータとのＭＡＣアドレスが連結されて、端末装置とコーディネータとのＭＡＣアドレスの連結値ＡＤＤＩＤとされる。
【００８４】
（ｂ）端末装置は、端末装置のユニキャスト鍵協定照会Ｎ５を、乱数発生器を使用して生成し、次に、ＫＤ−ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６（ＢＫ，ＡＤＤＩＤ||Ｎ４||Ｎ５||“ｐａｉｒｗｉｓｅ  ｋｅｙ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｆｏｒ  ｕｎｉｃａｓｔ  ａｎｄ  ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  ｋｅｙｓ  ａｎｄ  ｎｏｎｃｅ”）を計算して、ユニキャスト暗号化鍵ＵＥＫと、ユニキャストインテグリティチェック鍵ＵＣＫと、ユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫとを生成する。ＢＫは、認証中に生成される、端末装置とコーディネータとの間のベース鍵ＢＫである。
【００８５】
（ｃ）ユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫが使用されて、コーディネータのユニキャスト鍵協定照会Ｎ４と、端末装置のユニキャスト鍵協定照会Ｎ５とについてのメッセージ認証コード計算が、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいて実行されて、ユニキャスト鍵協定における端末装置のメッセージ認証コードＨＭＡＣＴＵが生成され、次に、コーディネータのユニキャスト鍵協定照会Ｎ４と、端末装置のユニキャスト鍵協定照会Ｎ５と、ユニキャスト鍵協定における端末装置のメッセージ認証コードＨＭＡＣＴＵとが、コーディネータに送信される。
【００８６】
ステップ３：コーディネータは、端末装置からステップ２において送信された情報を受信すると、以下のプロセスを実行する。
【００８７】
（ａ）コーディネータのユニキャスト鍵協定照会Ｎ４が、一致性について検査され、一致していない場合、情報は廃棄される。
【００８８】
（ｂ）端末装置とコーディネータとのＭＡＣアドレスが連結されて、端末装置とコーディネータとのＭＡＣアドレスの連結値とされる。
【００８９】
（ｃ）ＫＤ−ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６（ＢＫ，ＡＤＤＩＤ||Ｎ４||Ｎ５||“ｐａｉｒｗｉｓｅ  ｋｅｙ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｆｏｒ  ｕｎｉｃａｓｔ  ａｎｄ  ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  ｋｅｙｓ  ａｎｄ  ｎｏｎｃｅ”）が計算されて、ユニキャスト暗号化鍵ＵＥＫと、ユニキャストインテグリティチェック鍵ＵＣＫと、ユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫとが生成される。ＢＫは、認証中に生成される、端末装置とコーディネータとの間のベース鍵ＢＫである。生成されたユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫが使用されて、コーディネータのユニキャスト鍵協定照会Ｎ４と、端末装置のユニキャスト鍵協定照会Ｎ５とのメッセージ認証コードが、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいてローカルに計算され、メッセージ認証コードは、受信された情報内の、ユニキャスト鍵協定における端末装置のメッセージ認証コードＨＭＡＣＴＵと比較され、それらが同一である場合、プロセスは操作（ｄ）を実行し、それ以外の場合、情報は廃棄される。
【００９０】
（ｄ）コーディネータによって生成されたユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫが使用されて、端末装置のユニキャスト鍵協定照会Ｎ５についてのメッセージ認証コード計算が、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいて実行されて、ユニキャスト鍵協定におけるコーディネータのメッセージ認証コードＨＭＡＣＣＵが生成され、次に、端末装置のユニキャスト鍵協定照会Ｎ５と、ユニキャスト鍵協定におけるコーディネータのメッセージ認証コードＨＭＡＣＣＵとが、端末装置に送信される。
【００９１】
ステップ４：端末装置は、コーディネータからステップ３において送信された情報を受信すると、以下のプロセスを実行する。
【００９２】
（ａ）端末装置のユニキャスト鍵協定照会Ｎ５が、一致性について検査され、一致していない場合、情報は廃棄される。
【００９３】
（ｂ）ローカルに生成されたユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫが使用されて、端末装置のユニキャスト鍵協定照会Ｎ５のメッセージ認証コードが、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいてローカルに計算され、メッセージ認証コードは、受信された情報内の、ユニキャスト鍵協定におけるコーディネータのメッセージ認証コードＨＭＡＣＣＵと比較され、それらが同一である場合、ユニキャスト鍵協定は成功し、それ以外の場合、情報は廃棄される。
【００９４】
認証及び鍵管理スイートが、ＩＤベースの認証及び鍵管理スイートである場合、マルチキャスト鍵協定の特定のプロセスは、図５に示すように、以下のように実施される。
【００９５】
ステップ１：ユニキャスト鍵協定が成功すると、コーディネータは、以下のプロセスを実行して、マルチキャスト鍵を作成又は更新する。
【００９６】
（ａ）マルチキャスト鍵公開識別子ＮＭと、マルチキャスト公開マスター鍵ＮＭＫとが、乱数発生器を使用して生成される。
【００９７】
（ｂ）マルチキャスト公開マスター鍵ＮＭＫが、コーディネータと端末装置との間のユニキャスト暗号化鍵ＵＥＫを使用して暗号化される。
【００９８】
（ｃ）コーディネータと端末装置との間のユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫが使用されて、マルチキャスト鍵公開識別子ＮＭと、暗号化されたマルチキャスト公開マスター鍵ＮＭＫＥとについてのメッセージ認証コード計算が、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいて実行されて、マルチキャスト鍵協定におけるコーディネータのメッセージ認証コードＨＭＡＣＣＭが導き出され、ここで、マルチキャスト鍵公開識別子ＮＭは、初期値を有する整数であり、それぞれの鍵更新公開があり次第、１だけインクリメントされるが、アナウンスされる鍵が変更されていない場合は変化しない。
【００９９】
（ｄ）マルチキャスト鍵公開識別子ＮＭと、暗号化されたマルチキャスト公開マスター鍵ＮＭＫＥと、マルチキャスト鍵協定におけるコーディネータのメッセージ認証コードＨＭＡＣＣＭとが、端末装置に送信される。
【０１００】
ステップ２：端末装置は、コーディネータからステップ１において送信された情報を受信すると、以下のプロセスを実行する。
【０１０１】
（ａ）コーディネータと端末装置との間のユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫが使用されて、マルチキャスト鍵公開識別子ＮＭと、暗号化されたマルチキャスト公開マスター鍵ＮＭＫＥとのメッセージ認証コードが、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいてローカルに計算され、メッセージ認証コードは、受信された情報内の、マルチキャスト鍵協定におけるコーディネータのメッセージ認証コードＨＭＡＣＣＭと比較され、それらが異なっている場合、情報は廃棄される。
【０１０２】
（ｂ）マルチキャスト鍵公開識別子ＮＭが単調にインクリメントされているかどうかが調べられ、そうでない場合、情報は廃棄される。
【０１０３】
（ｃ）暗号化されたマルチキャスト公開マスター鍵ＮＭＫＥが、コーディネータと端末装置との間のユニキャスト暗号化鍵ＵＥＫを使用して復号されて、マルチキャスト公開マスター鍵ＮＭＫとされ、マルチキャスト公開マスター鍵ＮＭＫは、ＫＤ−ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいて拡張されて、マルチキャスト暗号化鍵ＭＥＫと、マルチキャストインテグリティチェック鍵ＭＣＫとが生成される。
【０１０４】
（ｄ）コーディネータと端末装置との間のユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫが使用されて、マルチキャスト鍵公開識別子ＮＭについてのメッセージ認証コード計算が、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいて実行されて、マルチキャスト鍵協定における端末装置のメッセージ認証コードＨＭＡＣＴＭが導き出される。
【０１０５】
（ｅ）マルチキャスト鍵公開識別子ＮＭと、マルチキャスト鍵協定における端末装置のメッセージ認証コードＨＭＡＣＴＭとが、コーディネータに送信される。
【０１０６】
ステップ３：コーディネータは、端末装置からステップ２において送信された情報を受信すると、以下のプロセスを実行する。
【０１０７】
（ａ）コーディネータと端末装置との間のユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫが使用されて、マルチキャスト鍵公開識別子ＮＭのメッセージ認証コードが、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいてローカルに計算され、メッセージ認証コードは、受信された情報内の、マルチキャスト鍵協定における端末装置のメッセージ認証コードＨＭＡＣＴＭと比較され、それらが異なっている場合、情報は廃棄される。
【０１０８】
（ｂ）マルチキャスト鍵公開識別子ＮＭが、コーディネータからステップ１において送信された対応する値と比較され、それらが同一である場合、現在のマルチキャスト鍵協定は成功し、それ以外の場合、情報は廃棄される。
【０１０９】
（ｃ）生成されたマルチキャスト公開マスター鍵ＮＭＫが、ＫＤ−ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいて拡張されて、マルチキャスト暗号化鍵ＭＥＫと、マルチキャストインテグリティチェック鍵ＭＣＫとが生成される。
【０１１０】
端末装置の認証アクセス時に、端末装置と信頼できるセンターとは、公開鍵と秘密鍵とを使用して、ＩＤベースの鍵共有のためのセキュアチャネルを、相互作用なしに確立する。端末装置が、コーディネータとして認証アクセスを実行する場合、確立されるセキュアチャネルは、認証中に、ネゴシエータと信頼できるセンターとの間の通信も保護することが可能である。
【０１１１】
認証及び鍵管理スイートが、事前共有鍵に基づく認証及び鍵管理スイートである場合、特定の認証プロセスは、図６に示すように、以下のように実施される。
【０１１２】
ステップ１：コーディネータが、端末装置によって選択された認証及び鍵管理スイートが事前共有鍵に基づく認証及び鍵管理スイートであることと、事前共有鍵のカテゴリとを、端末装置から送信された接続要求コマンドから認識した場合、コーディネータは、以下のプロセスを実行する。
【０１１３】
コーディネータは、ローカルに記憶された、コーディネータと端末装置との間の共有鍵を、ＫＤ−ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６において拡張して、対応するベース鍵ＢＫとし、次に、コーディネータの事前共有鍵の認証照会Ｎ６を、乱数発生器を使用して生成し、コーディネータの事前共有鍵の認証照会Ｎ６を、端末装置に送信する。事前共有鍵が第１及び第２のカテゴリのものである場合、上記で使用される、ローカルに記憶された、コーディネータと端末装置との間の共有鍵は、事前共有鍵の第１のカテゴリのものであり、それ以外の場合、それは、事前共有鍵の第３のカテゴリのものである。
【０１１４】
ステップ２：端末装置は、コーディネータからステップ１において送信された情報を受信すると、以下のプロセスを実行する。
【０１１５】
（ａ）端末装置は、ローカルに記憶された、端末装置とコーディネータとの間の共有鍵を、ＫＤ−ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６において拡張して、対応するベース鍵ＢＫとする。事前共有鍵が第１及び第２のカテゴリのものである場合、上記で使用される、ローカルに記憶された、コーディネータと端末装置との間の共有鍵は、事前共有鍵の第１のカテゴリのものであり、それ以外の場合、それは、事前共有鍵の第３のカテゴリのものである。
【０１１６】
（ｂ）端末装置とコーディネータとのＭＡＣアドレスが連結されて、端末装置とコーディネータとのＭＡＣアドレスの連結値ＡＤＤＩＤとされる。
【０１１７】
（ｃ）端末装置は、端末装置の事前共有鍵の認証照会Ｎ７を、乱数発生器を使用して生成し、次に、ＫＤ−ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６（ＢＫ，ＡＤＤＩＤ||Ｎ６||Ｎ７||“ｐａｉｒｗｉｓｅ  ｋｅｙ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｆｏｒ  ｕｎｉｃａｓｔ  ａｎｄ  ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  ｋｅｙｓ  ａｎｄ  ｎｏｎｃｅ”）を計算して、ユニキャスト暗号化鍵ＵＥＫと、ユニキャストインテグリティチェック鍵ＵＣＫと、ユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫとを生成する。
【０１１８】
（ｄ）ユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫが使用されて、コーディネータの事前共有鍵の認証照会Ｎ６と、端末装置の事前共有鍵の認証照会Ｎ７とについてのメッセージ認証コード計算が、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいて実行されて、事前共有鍵認証における端末装置のメッセージ認証コードＨＭＡＣＴＡが生成され、次に、コーディネータの事前共有鍵の認証照会Ｎ６と、端末装置の事前共有鍵の認証照会Ｎ７と、事前共有鍵認証における端末装置のメッセージ認証コードＨＭＡＣＴＡとが、コーディネータに送信される。
【０１１９】
ステップ３：コーディネータは、端末装置からステップ２において送信された情報を受信すると、以下のプロセスを実行する。
【０１２０】
（ａ）コーディネータの事前共有鍵の認証照会Ｎ６が、一致性について検査され、一致していない場合、情報は廃棄される。
【０１２１】
（ｂ）端末装置とコーディネータとのＭＡＣアドレスが連結されて、端末装置とコーディネータとのＭＡＣアドレスの連結値ＡＤＤＩＤとされる。
【０１２２】
（ｃ）ＫＤ−ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６（ＢＫ，ＡＤＤＩＤ||Ｎ６||Ｎ７||“ｐａｉｒｗｉｓｅ  ｋｅｙ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｆｏｒ  ｕｎｉｃａｓｔ  ａｎｄ  ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  ｋｅｙｓ  ａｎｄ  ｎｏｎｃｅ”）が計算されて、ユニキャスト暗号化鍵ＵＥＫと、ユニキャストインテグリティチェック鍵ＵＣＫと、ユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫとが生成される。生成されたユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫが使用されて、コーディネータの事前共有鍵の認証照会Ｎ６と、端末装置の事前共有鍵の認証照会Ｎ７とのメッセージ認証コードが、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいてローカルに計算され、メッセージ認証コードは、受信された情報内の、事前共有鍵認証における端末装置のメッセージ認証コードＨＭＡＣＴＡと比較され、それらが同一である場合、プロセスは操作ｄ）を実行し、それ以外の場合、情報は廃棄される。
【０１２３】
（ｄ）コーディネータによって生成されたユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫが使用されて、端末装置の事前共有鍵の認証照会Ｎ７についてのメッセージ認証コード計算が、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいて実行されて、事前共有鍵認証におけるコーディネータのメッセージ認証コードＨＭＡＣＣＡが生成され、次に、端末装置の事前共有鍵の認証照会Ｎ７と、事前共有鍵認証におけるコーディネータのメッセージ認証コードＨＭＡＣＣＡとが、端末装置に送信される。
【０１２４】
ステップ４：端末装置は、コーディネータからステップ３において送信された情報を受信すると、以下のプロセスを実行する。
【０１２５】
（ａ）端末装置の事前共有鍵の認証照会Ｎ７が、一致性について検査され、一致していない場合、情報は廃棄される。
【０１２６】
（ｂ）ローカルに生成されたユニキャストメッセージ認証鍵ＵＭＡＫが使用されて、端末装置の事前共有鍵の認証照会Ｎ７のメッセージ認証コードが、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６アルゴリズムにおいてローカルに計算され、メッセージ認証コードは、受信された情報内の、事前共有鍵認証におけるコーディネータのメッセージ認証コードＨＭＡＣＣＡと比較され、それらが同一である場合、認証は成功し、それ以外の場合、情報は廃棄される。
【０１２７】
認証及び鍵管理スイートが、事前共有鍵に基づく認証及び鍵管理スイートである場合、コーディネータと端末装置とがユニキャスト鍵協定を初めて実行するならば、ユニキャスト鍵協定プロセスは、認証プロセスと同じであり、その特定の実施は図６に示す通りであり、それ以外ならば、ユニキャスト鍵協定プロセスは、ＩＤに基づくユニキャスト鍵協定プロセスと同じであり、その特定の実施は図４に示す通りである。
【０１２８】
認証及び鍵管理スイートが、事前共有鍵に基づく認証及び鍵管理スイートである場合、マルチキャスト鍵公開プロセスは、ＩＤに基づくマルチキャスト鍵公開プロセスと同じであり、その特定の実施は図５に示す通りである。
【０１２９】
本発明の実施形態において上記のように開示された、無線マルチホップネットワークの認証アクセスシステムも、本発明の保護範囲内に入るということに留意されたい。
【０１３０】
当業者は、情報、メッセージ、及び信号が、任意の様々な異なるプロセス及び技術において表されてもよいということを理解することができる。例えば、前述の説明において言及されたメッセージ及び情報は、電圧、電流、電磁波、磁界又は磁性粒子、及び光場のうちの、任意の１つ、又はそれらの組み合わせとして表されてもよい。
【０１３１】
当業者は、本明細書において開示された実施形態に関連して説明されたそれぞれの例におけるユニット及びアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又は両方の組み合わせにおいて実施されてもよいということを更に理解することができる。ハードウェアとソフトウェアとの置換可能性を明確にするために、それぞれの例の構成要素及びステップは、前述の説明において、一般に、機能的に説明した。それらの機能は、特定の適用例に応じて、及び、技術的解決法の設計制約条件に応じて、ハードウェア又はソフトウェアにおいて実行されてもよい。当業者は、説明された機能が、本発明の範囲を逸脱することなく、それぞれの特定の適用例のための様々な手法において実行されることを可能にすることができる。
【０１３２】
方法の前述の実施形態におけるフロー（１つ又は複数）の全部又は一部は、関連するハードウェアに指示するコンピュータプログラムを使用して実行されてもよく、コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体内に記憶されてもよく、実行される場合、コンピュータプログラムは、方法の前述の実施形態におけるフロー（１つ又は複数）を含んでもよいということを、当業者は理解することができる。記憶媒体は、磁気ディスク、光ディスク、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などであってもよい。当業者は、開示された実施形態の前述の説明を考慮して、本発明を実施又は利用することが可能である。それらの実施形態に対する様々な修正は、当業者にとって明白であり、本明細書において規定された一般的な原理は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態において実現されてもよい。従って、本発明は、本明細書において開示されたそれらの実施形態に限定されず、本明細書において開示された原理及び新規な特徴と合致する最も広い範囲に一致する。
【符号の説明】
【０１３３】
図３、図４、図５、及び図６における参照番号は、以下のように定義される。
Ｎ１  コーディネータの認証照会
Ｎ２  端末装置の認証照会
Ｎ３  コーディネータの公開鍵失効クエリ照会
Ｎ４  コーディネータのユニキャスト鍵協定照会
Ｎ５  端末装置のユニキャスト鍵協定照会
ＮＭ  マルチキャスト鍵公開識別子
ＨＭＡＣＣＵ  ユニキャスト鍵協定におけるコーディネータのメッセージ認証コード
ＨＭＡＣＴＵ  ユニキャスト鍵協定における端末装置のメッセージ認証コード
ＨＭＡＣＣＭ  マルチキャスト鍵協定におけるコーディネータのメッセージ認証コード
ＨＭＡＣＴＭ  マルチキャスト鍵協定における端末装置のメッセージ認証コード
ＡＤＤＩＤ  端末装置とコーディネータとのＭＡＣアドレスの連結値
ＰＥＣＣ  ＥＣＣドメインパラメータ
ＰＩＤ  ＩＤベースの公開パラメータ
ＳＫＩＤ−Ｓ  信頼できるセンターの秘密鍵
ＰＫＩＤ−Ｓ  信頼できるセンターの公開鍵
ＳＫＩＤ−Ｔ  端末装置の秘密鍵
ＰＫＩＤ−Ｔ  端末装置の公開鍵
ＳＫＩＤ−Ｃ  コーディネータの秘密鍵
ＰＫＩＤ−Ｃ  コーディネータの公開鍵
ＩＤＣ  コーディネータの識別子
ＩＤＴ  端末装置の識別子
ＩＤＳ−ＣＡ  無線マルチホップネットワーク内の信頼できるセンターのＣＡ証明書のボディアイデンティティ
ＩＤＮｅｔ  無線マルチホップネットワークの識別子
ＴＬＴ−ＰＫ  端末装置の公開鍵の有効期限
ＴＬＣ−ＰＫ  コーディネータの公開鍵の有効期限
ＱＦＰＫ  公開鍵失効クエリの識別子
ＲｅＩ  アクセス結果
ＲｅＴ  端末装置の公開鍵失効結果
ＲｅＣ  コーディネータの公開鍵失効結果
ＲｅｓｕｌｔＣ−ＰＫ  コーディネータの公開鍵失効クエリの結果
ＳｉｇＴ  端末装置の認証要求のシグネチャ
ＳｉｇＣ  コーディネータの認証応答のシグネチャ
ＳｉｇＳ  公開鍵失効クエリのシグネチャ
ＵＥＫ  ユニキャスト暗号化鍵
ＵＣＫ  ユニキャストインテグリティチェック鍵
ＵＭＡＫ  ユニキャストメッセージ認証鍵
ＮＭＫ  マルチキャスト公開マスター鍵
ＮＭＫＥ  暗号化されたマルチキャスト公開マスター鍵
ＭＥＫ  マルチキャスト暗号化鍵
ＭＣＫ  マルチキャストインテグリティチェック鍵
Ｎ６  コーディネータの事前共有鍵の認証照会
Ｎ７  端末装置の事前共有鍵の認証照会
ＨＭＡＣＣＡ  事前共有鍵認証プロセスにおけるコーディネータのメッセージ認証コード
ＨＭＡＣＴＡ  事前共有鍵認証プロセスにおける端末装置のメッセージ認証コード
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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