(57)【要約】  無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法（３００）は、インフラストラクチャ型モバイルマルチホップ無線ネットワークのための効率的な第２層セキュリティハンドオフを含む。ハンドオフは、移動局（３０１）から新アクセスポイント（３０７）への最初のホップである無線ルータ（３１１）で支援される。旧アクセスポイント（３０３）からのセキュリティコンテキストが、まず移動局（３０１）に安全な方法で配信される。移動局（３０１）から新アクセスポイント（３０７）への第１のハンドオフメッセージ（３０９）は、３つの役割を有する。すなわち、再アソシエーション要求、セキュリティコンテキスト配信、および新セッション鍵生成ハンドシェイクである。第１ホップ無線ルータ（３１１）は、メッセージコンテンツの新鮮度を保証し、メッセージを新アクセスポイント（３０７）に安全に通り抜けさせる。新アクセスポイント（３０７）から移動局（３０１）への第２のメッセージ（３１５）は、ハンドオフ処理を完了させる。
2009524274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インフラストラクチャ型モバイルマルチホップ無線ネットワークのためのリンク層ハンドオフ方法であって、
移動局から第１のアクセスポイントへの最初のホップである無線ルータでハンドオフを支援するステップと、
前記第１のアクセスポイントから前記移動局にセキュリティコンテキストを配信するステップと、
移動局から第２のアクセスポイントに第１のハンドオフメッセージを送信するステップと、
前記無線ルータから前記第２のアクセスポイントに前記第１のハンドオフメッセージを安全に通り抜けさせるステップと、
前記第２のアクセスポイントから前記移動局に第２のハンドオフメッセージを送信するステップと、
前記移動局と第２のアクセスポイントとの間の通信を保護するためのセッション鍵を通じて、前記第１のハンドオフメッセージと前記第２のハンドオフメッセージが認証されることを備える、前記リンク層ハンドオフ方法。
【請求項２】
前記第１のハンドオフメッセージは、再アソシエーション要求、セキュリティコンテキスト配信、および新セッション鍵生成ハンドシェイクを含む少なくとも３つの機能を有する、請求項１のリンク層ハンドオフ方法。
【請求項３】
マルチホップ通信ネットワークにおける無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法であって、
移動局ハンドオフセキュリティコンテキストを暗号化するために、全てのネットワークアクセスポイントにおいてセキュリティコンテキスト暗号鍵（ＳＣＥＫ）を設定するステップと、
保護セキュリティコンテキスト（ＰＳＣ）データを用いる少なくとも１つの移動局を、前記ＳＣＥＫを用いる第１のネットワークアクセスノードに提供するステップと、
前記ＰＳＣを第１のネットワークアクセスポイントから前記少なくとも１つの移動局に送信するステップと、
前記少なくとも１つの移動局から第２のネットワークアクセスノードと安全に関連付けられている少なくとも１つの新無線ルータに再アソシエーション要求を送信するステップと、
前記再アソシエーション要求を、前記少なくとも１つの無線ルータから前記第２のネットワークアクセスノードに送信するステップと、
前記新ネットワークアクセスノードから前記新無線ルータに再アソシエーション応答を送信するステップと、
前記新無線ルータから前記移動局に前記再アソシエーション応答を送信するステップと、
前記移動局と前記第２のネットワークアクセスノードとの間の通信を確立するステップとを備える、前記マルチホップ通信ネットワークにおける無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法。
【請求項４】
マルチホップ通信ネットワークにおいて使用される無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法であって、
セキュリティコンテキスト暗号鍵（ＳＣＥＫ）を用いて第１のネットワークアクセスノードと第２のネットワークアクセスノードを設定するステップと、
第１のアクセスノードに接続された少なくとも１つの第１の無線ルータを通じて、移動局と前記第１のネットワークアクセスノードとの間の通信を確立するステップと、
少なくとも１つの第２の無線ルータを通じて、前記移動局と前記第２のネットワークアクセスノードとの間で再アソシエーション要求を送信するステップと、
前記少なくとも１つの第２の無線ルータを通じて、前記第２のネットワークアクセスノードから前記移動局に再アソシエーション応答を送信するステップと、
前記ＳＣＥＫを用いる前記少なくとも１つの第２の無線ルータを通じて、前記移動局と前記第２のネットワークアクセスノードとの間の通信を確立するステップと
を備える、前記マルチホップ通信ネットワークにおいて使用される無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法。
【請求項５】
複数の無線ルータは、ネットワークに加わった後、少なくとも１つのネットワークアクセスノードに対してセキュリティアソシエーションを有する、請求項４の無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法。
【請求項６】
各無線ルータは前記移動局から前記再アソシエーション要求を受信する、請求項４の無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第１の無線ルータと前記少なくとも１つの第２の無線ルータは、前記再アソシエーション要求を前記第２のネットワークアクセスノードに安全に通り抜けさせる、請求項４の無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法。
【請求項８】
前記第２のネットワークアクセスノードは、前記再アソシエーション応答を前記第２のネットワークアクセスノードから前記移動局に安全に通り抜けさせる、請求項４の無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法。
【請求項９】
マルチホップ通信ネットワークにおいて無線ルータの支援を伴う簡略化セキュリティハンドオフを容易にする方法であって、
最初の移動局認証中に、第１のネットワークアクセスポイントと移動局の両方がハンドオフペアマスタ鍵（ＰＭＫ）を生成するステップと、
前記ハンドオフＰＭＫと前記移動局の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスとを暗号化することによって、前記第１のネットワークアクセスポイントにおいて保護セキュリティコンテキスト（ＰＳＣ）データを生成するステップと、
最初の移動局認証中に、前記ＰＳＣを前記第１のネットワークアクセスポイントから前記移動局に転送するステップと、
前記移動局において新ペア一時鍵（ＰＴＫ）を生成するステップと、
前記移動局から第２のネットワークアクセスポイントに関連付けられた少なくとも１つの無線ルータに再アソシエーション要求メッセージを転送するステップと、
前記再アソシエーション要求メッセージを前記少なくとも１つの無線ルータから前記第２のネットワークアクセスポイントに通り抜けさせるステップと、
再アソシエーションリレーメッセージを前記少なくとも１つの無線ルータを通じて前記移動局に通り抜けさせるステップと、
前記ＰＳＣデータ内の前記ハンドオフＰＭＫを、前記第１のネットワークアクセスポイントから前記第２のネットワークアクセスポイントに前記移動局を介して転送するステップと、
を備える、前記マルチホップ通信ネットワークにおいて無線ルータの支援を伴う簡略化セキュリティハンドオフを容易にする方法。
【請求項１０】
前記再アソシエーション要求メッセージは、前記少なくとも１つの無線ルータによって、前記メッセージの世代が保証された後に通り抜けが行われる、請求項９の簡略化セキュリティハンドオフを容易にする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して無線マルチホップネットワークに関し、特に、マルチホップ無線ネットワークにおける移動局とアクセスノードとの間の安全なハンドオフに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＩＰ）やライブストリーム動画といったモバイル無線ネットワークリアルタイムアプリケーションに関しては、無線メッシュネットワークなどの新しく生まれた高度なマルチホップ無線ネットワークのエンドユーザ受入れを容易にするために迅速なハンドオフが望まれる。移動局が１つのアクセスポイント（ＡＰ）から別のＡＰへ移動するシームレスなハンドオフは、アプリケーションの性能と有用性を大幅に向上させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
アクセスポイント間の移動局ハンドオフは、リンク層ハンドオフとネットワーク層ハンドオフの一方または両方を含むことができる。サブネットが通常、複数のアクセスポイントをカバーしているという事実により、大半のハンドオフはリンク層でのみ生じる。したがって、迅速かつ安全なリンク層ハンドオフは、ネットワーク全体の性能を高める。移動局が最初にネットワークに加わるとき、移動局とＡＰとの間のセキュリティアソシエーションのための最初の認証と鍵の管理には比較的長い時間がかかり、ときには数秒間かかることもある。移動局がＡＰ間を移動する際に、完全な認証と鍵管理プロトコルを再開すれば、必然的にハンドオフの性能に影響が及ぶ。現行の無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）トポロジーでは、迅速なハンドオフのために２種類の手法が提案されている。これらは「事前認証」ハンドオフと「セキュリティコンテキスト転送」ハンドオフである。
【０００４】
事前認証ハンドオフ手法に関しては、モバイル機器は、旧アクセスポイントを切断する前に、旧ＡＰを介するかまたは直接に新ＡＰへ、新アクセスポイントを認証することができる。モバイル機器が新アクセスポイントに移動するときに、いつでも新セキュリティセッションキーを使用する用意ができているため、このハンドオフは比較的高速である。事前認証手法の１つの課題は、正しい新ＡＰの位置の特定と、事前認証のための十分な時間の配分とのバランスを発見することである。この困難さは、ハンドオフが完全な認証と鍵管理プロセスに必要な時間遅延を有効に負担できない高速環境では、増大する。
【０００５】
セキュリティコンテキスト転送ハンドオフ手法に関する様々なスキームが提案されている。上記スキームの１つが、現ＡＰと新ＡＰとの間でのモバイル機器のセキュリティコンテキストのインターアクセスポイントプロトコル（ＩＡＰＰ）交換である。このスキームでは、セキュリティコンテキストを近隣のＡＰグラフを用いて能動的に分配する、あるいは旧ＡＰから新ＡＰへ反動的に引き寄せることができる。新たに提案されるＩＥＥＥ８０２．１１（ｒ）規格では、セキュリティコンテキストは、鍵保有者のヒエラルキー間で分配される。よって、これらの種類のハンドオフスキームでは、新ペア一時鍵（ＰＴＫ）を得るための４ウェイ−ハンドシェイクの遅延が低減されず、メモリ計算要件に関するオーバヘッドがかなり大きくなることがある。ＩＥＥＥ８０２．１１（ｒ）では、最上位の鍵保有者には追加のハードウェアが必要となる場合がある。
【０００６】
よって、安全にハンドオフに必要なメッセージの数を低減する方法を提供することが有益であろう。
添付の図面では、全図面を通じて同じ参照符号が同一または機能上類似の構成要素を指し、下記の詳細な説明とともに明細書に組み込まれ、明細書の一部を成し、各種実施形態をさらに図示し、本発明による原理と利点を説明する役割を果たす。
【０００７】
当業者であれば認識できることであるが、図面内の構成要素は簡潔さと明瞭性を求めて図示されており、かならずしも等縮尺されていない。たとえば、図面内の構成要素の中には、本発明の実施形態の理解を深める手助けとして、他の構成要素に対して誇張して描かれているものもある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明による詳細な実施形態について説明する前に、実施形態は主に、マルチホップ無線ネットワークにおける無線ルータ支援セキュリティハンドオフに関連する方法ステップの組み合わせおよび装置構成要素の組み合わせに存在することに注意すべきである。したがって、装置構成要素と方法ステップは、適宜、図面内で従来の記号によって示されており、本明細書の記載の恩恵を得る当業者にとって容易に自明となる詳細の開示を曖昧にしないように、本発明の実施形態の理解に関連する具体的な詳細のみを示す。
【０００９】
本文献では、第１と第２や、上部と下部などの相対的な用語は、実体または行為間の実際の関係や順番を必ずしも要求または示唆せずに、ある実体または行為を別の実体または行為と区別するためにだけ用いることができる。「備える」またはその変形は、構成要素のリストを備えるプロセス、方法、品目、または装置が、それらの構成要素のみを含むのではなく、上記プロセス、方法、品目、または装置に明確に列挙されていない、あるいは生来備わる他の構成要素も含むことができるように、非限定的な包括を対象とすることを意図する。限定なしに「．．．を備える」を伴う構成要素は、その構成要素を備えるプロセス、方法、品目、または装置において追加の同一の構成要素の存在を排除するものではない。
【００１０】
本明細書に記載の本発明の実施形態は、１つまたはそれ以上の従来のプロセッサ、および１つまたはそれ以上のプロセッサを制御し、特定の非プロセッサ回路と組み合わせて、本明細書に記載のマルチホップ無線ネットワークにおける無線ルータ支援セキュリティハンドオフの機能の１部、大部分、または全部を実行する独自の記憶されたプログラム命令を備えることができると認識される。非プロセッサ回路は、無線受信機、無線送信機、信号ドライバ、クロック回路、電源回路、およびユーザ入力装置を含むが、それらに限定されない。そのようなものとして、これらの機能は、マルチホップ無線ネットワークにおいて無線ルータ支援セキュリティハンドオフを実行する方法のステップとして解釈することができる。もしくは、１部または全部の機能は、記憶されたプログラム命令を持たない状態機械によって、あるいは、１つまたはそれ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）において実現され、各機能または特定の機能の組み合わせがカスタム論理として実現される。当然ながら、２つの手法の組み合わせを使用することができる。よって、これらの機能のための方法と手段が本明細書に記載される。さらに、当業者であれば、たとえば、利用可能な時間、最新技術、および経済的な考慮事項によって動機付けられる多大な努力と多くの設計上の選択肢にもかかわらず、本明細書に開示される概念と原理に誘導されて、上記のソフトウェアの命令およびプログラムとＩＣを最小限の実験で容易に生成するであろう。
【００１１】
近年、モバイル無線ネットワークは、産業用アプリケーションに鑑み公衆安全とインテリジェント輸送の分野で大きな関心を集めている。それらのアプリケーション配備の大半で、１つまたはそれ以上の有線ネットワークへのアクセスが必要とされる。移動無線局が別の移動局と通信するピアツーピアアプリケーションであっても、２つの比較的遠く離れた通信無線移動局の無線ホップを低減することによって性能を向上させるために、依然として有線インフラが必要とされるかもしれない。上記マルチホップ無線ネットワークの設計では、移動局は、１つまたはそれ以上の無線ルータを介してアクセスポイントと継続的な接続性を維持することができる。したがって、有線ネットワークと移動局、または移動局と遠隔の移動局との間の通信性能を大幅に向上させることができる。
【００１２】
図１は、インフラストラクチャ型のマルチホップ無線ネットワーク１００を示すブロック図である。無線ルータ１０１、１０３、１０５、１０７、１０９、１１１、および１１５は、移動局１１７、１１９、１２１にパケットを配送するために使用される。当業者であれば認識できることであるが、無線ルータは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）フォーマット、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）フォーマット、または周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）フォーマットなどの多重化フォーマットでデータパケット通信を送受信することができる。図示されるのは、例示した移動局から有線ネットワークへの経路のみである。有線ネットワークは、たとえば、他のアドホックネットワーク、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、およびインターネットなどの他のネットワークへのアクセスを有するネットワークノードを提供する中核地域ネットワーク（ＬＡＮ）、および複数のサーバとゲートウェイルータを含むことができる。
【００１３】
当業者であれば認識できることであるが、メッシュ接続またはそれらのネットワーク接続が、無線ルータ間またはその他の類似機器間で確立される。無線ルータ１０１、１０３、１０５、１０７、１０９、１１１、１１３、および１１５間のメッシュ接続は、２つの近傍機器が互いに通信する場合には必ず確立することができる。リンク層内のエンドツーエンドセキュリティモデルがマルチホップ無線ネットワーク１００で使用されるとき、リンク層の無線領域内での２つの通信ノード間でセキュリティアソシエーションが確立される。たとえば、移動局１１９、１２１が無線ルータ１０９、１１１、および１１３を介して互いに通信する際、その２つの移動局１１９、１２１はセキュリティアソシエーションを確立することができる。有線ネットワーク１２３を出入りするすべてのトラフィックはアクセスポイント１２５、１２７を通過する。したがって、移動局１１９、１２１は、アクセスポイント１２５、１２７のうちの一方を相手にして、リンク層アソシエーションとセキュリティアソシエーションの両方を継続的に維持することができる。所与の移動局とアクセスポイントとの間には任意数の無線ルータが介在し得る。当業者であれば認識できることであるが、各通信ホップに固有の遅延により、セキュリティコンテキスト転送スキームにおける事前認証、４ウェイ−ハンドシェイク、および鍵マテリアル分配のそれぞれは、ハンドオフの間に長い時間を要する。
【００１４】
本発明は、無線ルータ支援セキュリティハンドオフ（ＷＲＡＳＨ）と呼ぶことのできる、セキュリティコンテキストキャッシングハンドオフ手法に関連する高速ハンドオフスキームを提供する。無線ルータは、起こりうるリプレイ攻撃を回避するため、「Ａｎｏｎｃｅ」の「新鮮度（freshness）」を保証することによってハンドオフを早める。当業者であれば認識できることであるが、Ａｎｏｎｃｅは４ウェイ−ハンドシェイク中に認証者からサプリカントに配送される乱数である。セキュリティコンテキストは、ハンドオフ中に移動局を介して転送される。再アソシエーションおよび４ウェイ−ハンドシェイクメッセージは、２つのメッセージのみに組み合わされる。
【００１５】
以下は、本発明によって採用されるスキームの詳細な説明である。本発明は、すべてのアクセスポイントをセキュリティコンテキスト暗号鍵（ＳＣＥＫ）により事前設定することが必要な方法を利用する。ＳＣＥＫは、すべてのアクセスノードまたはポイント間で動的に取り決めることもできる。この要件は通常、すべてのセキュリティコンテキストキャッシング高速ハンドオフスキームで必要である。インターアクセスポイントプロトコル（ＩＡＰＰ）では、遠隔認証ダイヤルインユーザサービス（ＲＡＤＩＵＳ）サーバがアクセスポイント間で共有鍵を提供することが推奨される。ＳＣＥＫは、たとえば、少なくとも１２８ビット長で、暗号文への暗号化攻撃に抵抗するのに十分堅固である。
【００１６】
移動局へのセキュリティコンテキストに関しては、移動局が最初にネットワークに加わる際、選択されたアクセスポイントで完全な認証および鍵管理プロトコルを実行する。これは、地域無線ネットワーク（ＷＬＡＮ）のための電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ８０２．１１（ｉ））規格に記載されるセキュリティフレームワークと類似する。この最初の処理期間中、移動局とアクセスポイントの両方でペアマスタ鍵（ＰＭＫ）およびペア一時鍵（ＰＴＫ）を生成することができる。ＷＬＡＮの考え方との差異は、認証および鍵管理メッセージが、マルチホップ無線ネットワークではメッシュルーティング送信機能を介して複数の無線ルータ上で転送されることにある。
【００１７】
よって、ＰＭＫに加えて、移動局とアクセスポイントは、疑似乱数関数（ＰＲＦ）−２５６ビット（ＰＭＫ、「ハンドオフＰＭＫ導出」、サプリカントアドレス（ＳＰＡ））に等しいハンドオフＰＭＫ（ＰＭＫ＿Ｈ）も生成する。疑似乱数関数は、記号「ＰＲＦ−２５６」が疑似乱数関数の出力ビット長を特定するＩＥＥＥ８０２．１１（ｉ）規格で定義される。「ＳＰＡ」は、移動局の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスである。当業者であれば認識できることであるが、ＭＡＣ層は開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）モデルのデータリンク層を構成する２つの副層のうちの１つである。ＭＡＣ層は、あるネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）とやり取りするデータパケットを、共有チャネルを超えた別のＮＩＣへと移動させることに対して責任がある。ＭＡＣ副層はＭＡＣプロトコルを使用して、別々の局から同じチャネルで送信される信号が衝突しないようにする。
【００１８】
ハンドオフ用のセキュリティコンテキストは、ＰＭＫハンドオフ（ＰＭＫ＿Ｈ）、開始／終了時間を有するＰＭＫ＿Ｈ寿命及びＳＰＡを含む。セキュリティコンテキストは、ＳＣＥＫで現アクセスポイント内で暗号化され、そこでは暗号化データは保護セキュリティコンテキスト（ＰＳＣ）と呼ばれる。次に、このアクセスポイントは、最初のセキュリティセッション設定時間中にこのＰＳＣを移動局に配信する。これは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ｉ）規格フレームワークで定義されるようにアクセスポイントから移動局へのグループ一時鍵（ＧＴＫ）配信と同じように実行することができる。移動局がＰＳＣを受信すると、ＰＳＣは終了まで再利用することができる。
【００１９】
本発明では、無線ルータは、シーケンス番号（ＳＮ）の生成と、それのアクセスポイントに対する有効性の保証において、重要な役割を果たす。マルチホップ無線ネットワークでは、無線ルータの電源が入ると、そのルータはアクセスポイントとのセキュリティアソシエーションを確立し、無線ルータとアクセスポイントとの間で安全なチャネルが設定される。ネットワーク内の各無線ルータはシーケンス番号を保持する。無線ルータは、「ハロー」メッセージにおいて、そのシーケンス番号と関連アクセスポイントＭＡＣアドレス（ＡＡ）とを配信する。シーケンス番号は、無線ルータが移動局から有効な再アソシエーション要求を受信するときのみ増加される。
【００２０】
図２は、移動局（ＭＳ）、無線ルータ（ＷＲ）、およびアクセスポイント（ＡＰ）間の通信のフロー図２００である。移動局は、新アクセスポイントへハンドオフするための第１ホップ無線ルータを選択すると、第１ホップ無線ルータのハローメッセージから第１ホップ無線ルータのＳＮおよびＡＡを取得し、新ＰＴＫを生成する（２０１）。新ＰＴＫは、ＰＲＦ−Ｘ（ＰＭＫ＿Ｈ、「ペア鍵拡張」、ＡＡ｜｜ＳＰＡ｜｜ＳＮ｜｜ＭＳ＿Ｎｏｎｃｅ）と等しく、ここでＸはＰＲＦ出力の長さであり、ＭＳ＿Ｎｏｕｎｃｅは移動局によって生成される乱数である。ＰＴＫ導出で使用されるＳＮは、移動局によって受信される最新のビーコンフレーム（「ハローメッセージ」）から取得され（２０３）、そこではＳＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ｉ）規格の４ウェイ−ハンドシェイクの場合のようにＡｎｏｎｃｅとして使用される。無線ルータとアクセスポイントとの間に信頼関係があるため、アクセスポイントは、無線ルータを信頼して、Ａｎｏｎｃｅとして使用される有効なＳＮを維持する。無線ルータは、リプレイ攻撃を回避するため、ＳＮに基づき再アソシエーション要求の世代または「新鮮度」をチェックする。移動局からのハンドオフ要求は、再アソシエーション要求２０５と組み合わされる。その要求中の情報は、メッセージ識別（ＭＩＤ）、ＰＳＣ、ＳＮ、ＭＳ＿Ｎｏｎｃｅ、ＡＡ、ＳＰＡ、無線ルータアドレス（ＷＲＡ）、およびメッセージ完全性コード（ＭＩＣ）を含むことができる。ＷＲＡは、選択された無線ルータのＭＡＣアドレスであり、ＳＮとこの無線ルータとを結びつけるのに利用される。ＭＩＣは、移動局の新たに獲得されたＰＴＫとともに再アソシエーションメッセージコンテンツ上で生成される「メッセージ完全性チェック」コードである。上述したように再アソシエーションメッセージを生成した後、移動局はそのメッセージを選択された無線ルータに送信することになる。
【００２１】
無線ルータは、再アソシエーション要求２０５を受信すると、そのメッセージ内のＳＮ、ＳＰＡ、およびＡＡをチェックする。無線ルータは、同じＳＰＡで以前のＳＮを有する再アソシエーション要求を破棄することになる。チェックに合格すると、無線ルータはメッセージをアクセスポイントに安全に通り抜けさせ、現在のＳＮ値を１だけ増加させる。当業者であれば認識できることであるが、「通り抜ける」という用語は、データが移動局またはその他の最終目的地への途中で無線ルータを通過するあるいは進むことを指す。
【００２２】
新アクセスポイントは、無線ルータから再アソシエーション要求を受信すると（２０７）、ＳＣＥＫを用いて保護セキュリティコンテキスト（ＰＳＣ）を解読する。次に新アクセスポイントは、移動局が実行するように、ＰＭＫ＿Ｈ、ＳＮ、ＭＳ＿Ｎｏｎｃｅ、ＡＡ、ＳＰＡからＰＴＫを生成する。次いで、受信したメッセージ内のＭＩＣが新ＰＴＫでチェックされる。ＰＴＫの導出後、新ＡＰは、ＧＴＫ、ＭＩＤ、ＷＲＡ、ＡＡ、ＳＰＡ、およびＭＩＣを含む、再アソシエーション応答を生成する。応答メッセージ内のＭＩＣは、応答メッセージコンテンツ上で新ＰＴＫとともに生成される。応答の生成後、新ＡＰはメッセージを送信元ＷＲに安全に通り抜けさせる（２０９）。応答メッセージが無線ルータによって受信されると、無線ルータは通り抜けた再アソシエーション応答を移動局に送信する（２１１）。移動局は応答を受信した後、新ＰＴＫで応答メッセージ内のＭＩＣをチェックする。このチェック比較に合格すると、セキュリティハンドオフプロセスは、移動局と新アクセスポイントの両方が、これらの両機器間のデータフローを確保するのに使用可能な共通のＰＴＫを共有するという点で完了する（２１３）。続いて、無線ルータはビーコンフレーム内のメッセージを移動局に送信し（２１５）、そこではシーケンス番号が１だけ増加されており（ＳＮ＋１）、ＡＡはそのメッセージ内に含まれてセキュリティアソシエーションが確立されたことを示す。
【００２３】
本発明の方法の実施例が図３に示されており、ここでは、先の図１に示されるように、参加機器間で２つのハンドシェイクメッセージがやり取りされる３００。この実施例では、移動局３０１は最初に、旧アクセスポイント３０３に対応付けられて、そこで保護セキュリティコンテキスト（ＰＳＣ）データ３０５を受信する。移動局３０１は、新アクセスポイント３０７への移動を決定すると、再アソシエーションメッセージ３０９を図示される選択された無線ルータ３１１に送信することになる。無線ルータ３１１は、その再アソシエーションメッセージの世代を保証した後、再アソシエーションメッセージを新アクセスポイント３０５に通り抜けさせる（３１３）。すると、新アクセスポイント３０５は、ＰＴＫを生成することになり、新ＰＴＫで再アソシエーションメッセージを保証する。その後、新アクセスポイント３０５は、無線ルータ３１７および３１９を介して再アソシエーション応答メッセージ３１５を無線ルータ３１１に送信する。無線ルータ３１１は順々にメッセージ３２１を移動局３０１に送信する。
【００２４】
よって、本発明のセキュリティハンドオフスキームは、無線ルータがアクセスポイントで認証されたときに確立される、無線ルータとアクセスポイントとの間の信頼関係を利用する。無線ルータは、ハンドオフ処理で使用されるシーケンス番号の形でＡｎｏｎｃｅを生成する。この方法の利点のうちの１つは、セキュリティハンドオフプロセス全体で必要なのがただ２つのメッセージであるということである。このスキームは、既存のハンドオフスキームと比較して、ハンドオフ遅延期間を大幅に削減する。さらに、再アソシエーション要求は新ペア一時鍵（ＰＴＫ）で認証される。新スキームは、通信ネットワークにおける再アソシエーション機構の安全性を高め、関連する局とアクセスポイントへのさーばー攻撃拒否のリスクを低減する。最後に、本発明の方法は、セキュリティコンテキスト配信プロトコルの追加を必要としないため、現行のセキュリティコンテキスト転送に基づく他の方法よりもずっと簡略化されている。
【００２５】
上述の明細書では、本発明の実施形態を説明した。しかしながら、当業者であれば、下記の請求項に記載されるような本発明の範囲を逸脱せずに様々な修正や変更を行うことができると認識するであろう。したがって、明細書および図面は限定的ではなく例示的にみなすべきであり、上記修正はすべて本発明の範囲に含まれることを意図する。恩恵、利点、または解決策を発生させる、あるいはより明確にすることのできる恩恵、利点、または解決策、および構成要素は、請求項の１部または全部の決定的な、必須の、あるいは必要不可欠な特徴または要素と解釈すべきではない。本発明は、本願の係属中に成されたすべての補正、および発行されている請求項のすべての等価物を含め、添付の請求項によってのみ定義される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態によるインフラストラクチャ型のマルチホップ無線ネットワークを示すブロック図である。
【図２】移動局（ＭＳ）、無線ルータ（ＷＲ）、およびアクセスポイント（ＡＰ）間の通信を示すフロー図である。
【図３】図１のマルチホップ無線ネットワークにおける２つの参加機器間のメッセージの流れを示すブロック図である。
【図１】
2009524274.tif 000003
【図２】
2009524274.tif 000004
【図３】
2009524274.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月11日(2009.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチホップ通信ネットワークにおける無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法であって、
移動局が、
安全なハンドオフを支援するアクセスポイントへの最初のホップである無線ルータを選択し、
前記無線ルータから受信したハローメッセージから、前記無線ルータのシーケンス番号（ＳＮ）と前記アクセスポイントのアクセスポイント媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス（ＡＡ）を取得し、
前記ＳＮと前記ＡＡを用いてペア一時鍵（ＰＴＫ）を生成し、
前記移動局から前記無線ルータに再アソシエーション要求を含む第１のハンドオフメッセージを送信し、
前記無線ルータが、
前記アクセスポイントに前記第１のハンドオフメッセージを安全に通り抜けさせ、
前記アクセスポイントが、
前記第１のハンドオフメッセージを前記無線ルータから受信し、
前記ＳＮと前記ＡＡを用いて前記ペア一時鍵（ＰＴＫ）を生成し、
前記第１のハンドオフメッセージのメッセージ完全性を前記ＰＴＫを用いて保証し、
前記移動局と前記アクセスポイントの間の通信を確立する
ことを備える、前記マルチホップ通信ネットワークにおける無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法。
【請求項２】
前記第１のハンドオフメッセージは、メッセージ識別（ＭＩＤ）、前記移動局の保護セキュリティコンテキスト（ＰＳＣ）、前記無線ルータの前記シーケンス番号（ＳＮ）、ＭＳ＿Ｎｏｎｃｅ、前記アクセスポイントの前記ＡＡ、前記移動局の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス（ＳＰＡ）、無線ルータアドレス（ＷＲＡ）、およびメッセージ完全性コード（ＭＩＣ）のうちの一つまたは複数を備える、請求項１の無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法。
【請求項３】
前記アクセスポイントを含む全てのネットワークアクセスポイントにおいてセキュリティコンテキスト暗号鍵（ＳＣＥＫ）を設定し、
前記アクセスポイントにおいて受信した前記第１のハンドオフメッセージを前記ＳＣＥＫを用いて解読すること
を更に備える、請求項１の無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法。
【請求項４】
前記無線ルータが前記ネットワークに加わったときに、前記選択に先立ち、前記無線ルータとアクセスノードとの間のセキュリティアソシエーション提供することを更に備える、請求項１の無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法。
【請求項５】
前記選択に先立ち、
最初の移動局認証中に、第１のアクセスポイントと前記移動局の両方がハンドオフペアマスタ鍵（ＰＭＫ）を生成し、
前記ハンドオフＰＭＫと前記移動局の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスとを暗号化することによって、前記第１のアクセスポイントにおいて保護セキュリティコンテキスト（ＰＳＣ）データを生成し、
最初の移動局認証中に、前記ＰＳＣを前記第１のアクセスポイントから前記移動局に転送し、
前記移動局と前記アクセスポイントの間の通信の確立後、前記ＰＳＣデータ内の前記ハンドオフＰＭＫを、前記第１のアクセスポイントから前記アクセスポイントに前記移動局を介して転送することを更に
を備える、請求項１の無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法。
【請求項６】
再アソシエーション要求メッセージは、前記無線ルータによって、前記メッセージの世代が保証された後に通り抜ける、請求項１の無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法。
【請求項７】
前記メッセージ中の前記ＳＮ、前記ＳＰＡ、及び前記ＡＡをチェックし、
同じＳＰＡで以前のＳＮを有する前記第１のハンドオフメッセージを破棄し、
前記チェックに合格すると、前記メッセージを前記アクセスポイントに安全に通り抜けさせ、現在のＳＮ値を１だけ増加させることを更に備える、請求項２の無線ルータ支援セキュリティハンドオフ方法。
【国際調査報告】
2009524274.tif 000006