(57)【要約】【課題】コストを削減しつつ、ゲートウェイのセキュリティの状態を監視すること。【解決手段】監視システム４は、複製モジュール１と、監視装置３と、を備える。複製モジュール１は、ゲートウェイ５により送受信される、第１ヘッダＨを含む原パケットデータＸを複製する複製回路１２と、複製した原パケットデータＸに監視装置３を示す第２ヘッダＢを付加した転送パケットデータＹを生成する生成回路１３と、転送パケットデータＹを監視装置３に送信する転送回路１４と、を備える。監視装置３は、転送パケットデータＹを複製モジュール１から受信する受信回路３１と、転送パケットデータＹに含まれている第１ヘッダＨを参照して原パケットデータＸの送信元又は送信先が正当であるか否かを判定する判定回路３２と、を備える。【選択図】図７
2019176309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲートウェイにより送受信される、第１ヘッダを含む原パケットデータを複製する複製回路と、
複製した前記原パケットデータに監視装置を示す第２ヘッダを付加した転送パケットデータを生成する生成回路と、
前記転送パケットデータを前記監視装置に送信する転送回路と、
を備える複製モジュール。
【請求項２】
ゲートウェイにより送受信される、第１ヘッダを含む原パケットデータを複製する複製ステップと、
複製した前記原パケットデータに監視装置を示す第２ヘッダを付加した転送パケットデータを生成する生成ステップと、
前記転送パケットデータを前記監視装置に送信する転送ステップと、
を備える複製方法。
【請求項３】
コンピュータに、
ゲートウェイにより送受信される、第１ヘッダを含む原パケットデータを複製する複製機能と、
複製した前記原パケットデータに監視装置を示す第２ヘッダを付加した転送パケットデータを生成する生成機能と、
前記転送パケットデータを前記監視装置に送信する転送機能と、
を実行させる、複製プログラム。
【請求項４】
複製モジュールと、
監視装置と、を備え、
前記複製モジュールは、
ゲートウェイにより送受信される、第１ヘッダを含む原パケットデータを複製する複製回路と、
複製した前記原パケットデータに前記監視装置を示す第２ヘッダを付加した転送パケットデータを生成する生成回路と、
前記転送パケットデータを前記監視装置に送信する転送回路と、
を備え、
前記監視装置は、
前記転送パケットデータを前記複製モジュールから受信する受信回路と、
前記転送パケットデータに含まれている前記第１ヘッダを参照して前記原パケットデータの送信元又は送信先が正当であるか否かを判定する判定回路と、
を備える、
監視システム。
【請求項５】
前記監視装置は、
前記原パケットデータの送信元又は送信先が正当ではないと判定された場合に前記原パケットデータの送信元又は送信先が正当でないことを示す第１注意情報を出力する出力回路を更に備える、
請求項４に記載の監視システム。
【請求項６】
前記出力回路は、前記転送パケットデータを所定の時点から計測して所定期間以上新たな転送パケットデータを受信していない場合に前記ゲートウェイが動作していないことを示す第２注意情報を更に出力する、
請求項５に記載の監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複製モジュール、複製方法、複製プログラム及び監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、モノのインターネット（ＩｏＴ：Internet of Things）が急速に普及している。このため、インターネットと各機器に搭載されたセンサとの間で送受信されるデータを中継するゲートウェイの数が増加している。ところが、ゲートウェイは、物理的なアクセス又は論理的なアクセスにより乗っ取られ、ＤＤｏＳ攻撃（Distributed Denial of Service attack）の踏み台として利用されてしまうことがある。このため、ゲートウェイのセキュリティの重要性が増加している。ゲートウェイのセキュリティを確保する手段の一つにファイアウォールがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ユーザの所持する端末とゲートウェイ装置とのＩＰＳｅｃ通信の接続支援を行う接続支援装置であって、前記端末を所持する前記ユーザの認証を行う認証手段と、前記認証の結果に応じて、前記端末と前記ゲートウェイ装置との事前共有鍵を生成する事前共有鍵生成手段と、前記認証の結果に応じて、前記ゲートウェイ装置のファイアウォールを開放するためのファイアウォール開放指示情報を生成するファイアウォール開放指示情報生成手段と、前記端末と前記ゲートウェイ装置とに前記事前共有鍵を送信し、前記ゲートウェイ装置に前記ファイアウォール開放指示情報を送信する送信手段と、を有することを特徴とする接続支援装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９７０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した接続支援装置は、ファイアウォールの存在を前提としているため、ファイアウォールを導入するコスト及びファイアウォールを運用するコストを無くすことができない。
【０００６】
そこで、本発明は、コストを削減しつつ、ゲートウェイのセキュリティの状態を監視することができる複製モジュール、複製方法、複製プログラム及び監視システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る複製モジュールは、ゲートウェイにより送受信される、第１ヘッダを含む原パケットデータを複製する複製回路と、複製した前記原パケットデータに監視装置を示す第２ヘッダを付加した転送パケットデータを生成する生成回路と、前記転送パケットデータを前記監視装置に送信する転送回路と、を備える。
【０００８】
本発明の一態様に係る複製方法は、ゲートウェイにより送受信される、第１ヘッダを含む原パケットデータを複製する複製ステップと、複製した前記原パケットデータに監視装置を示す第２ヘッダを付加した転送パケットデータを生成する生成ステップと、前記転送パケットデータを前記監視装置に送信する転送ステップと、を備える。
【０００９】
本発明の一態様に係る複製プログラムは、コンピュータに、ゲートウェイにより送受信される、第１ヘッダを含む原パケットデータを複製する複製機能と、複製した前記原パケットデータに監視装置を示す第２ヘッダを付加した転送パケットデータを生成する生成機能と、前記転送パケットデータを前記監視装置に送信する転送機能と、を実行させる。
【００１０】
本発明の一態様に係る監視システムは、複製モジュールと、監視装置と、を備え、前記複製モジュールは、ゲートウェイにより送受信される、第１ヘッダを含む原パケットデータを複製する複製回路と、複製した前記原パケットデータに前記監視装置を示す第２ヘッダを付加した転送パケットデータを生成する生成回路と、前記転送パケットデータを前記監視装置に送信する転送回路と、を備え、前記監視装置は、前記転送パケットデータを前記複製モジュールから受信する受信回路と、前記転送パケットデータに含まれている前記第１ヘッダを参照して前記原パケットデータの送信元又は送信先が正当であるか否かを判定する判定回路と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コストを削減しつつ、ゲートウェイのセキュリティの状態を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係る複製モジュール、ネットワーク、監視装置、ゲートウェイ、センサ、正当なノード及び不正なノードの接続関係の例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る複製モジュールの構成の例を示す図である。
【図３】図３は、複製モジュールが受信する原パケットデータ及び複製モジュールが複製して送信する転送パケットデータの例を示す図である。
【図４】図４は、ゲートウェイからネットワークに向けて原パケットデータが送信される場合における原パケットデータ及び転送パケットデータの流れを示す図である。
【図５】図５は、ネットワークからゲートウェイに向けて原パケットデータが送信される場合における原パケットデータ及び転送パケットデータの流れを示す図である。
【図６】図６は、実施形態に係る監視装置の構成の例を示す図である。
【図７】図７は、実施形態に係る監視システムが行う処理の例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。
【００１４】
［実施形態］
図１から図６を参照しながら、実施形態に係る監視システムについて説明する。図１は、実施形態に係る複製モジュール、ネットワーク、監視装置、ゲートウェイ、センサ、正当なノード及び不正なノードの接続関係の例を示す図である。
【００１５】
図１は、ＩｏＴの一つの実施形態を示している。図１に示すように、センサ６１、センサ６２、センサ６３…がゲートウェイ５を介してネットワーク２に接続されている。ネットワーク２は、広帯域ネットワーク、例えば、インターネットである。ネットワーク２には、センサ６１、センサ６２、センサ６３…が検出して出力した計測データを表示したり、センサ６１、センサ６２、センサ６３…に対する制御データを送ったりする目的で設けられた正当なノード７が接続されている。ここで、正当なノード７は、例えば、サーバにより実現される。
【００１６】
一方、ネットワーク２には、センサ６１、センサ６２、センサ６３…からの計測データを盗用したり、センサ６１、センサ６２、センサ６３…に対して不正な制御データを送りつけたりする悪意ある不正なノード８も接続されている。不正なノード８は、センサ６１、センサ６２、センサ６３…に不正にアクセスして制御データを書き換え、計測データを不正に自らのアドレスに転送させようとする。ここで、不正なノード８は、例えば、サーバにより実現される。
【００１７】
本実施形態では、不正なノード８から不正な制御データが送信されたことや、不正なノード８に対して計測データが不正に転送されることを検出するために、ゲートウェイ５とネットワーク２との間に複製モジュール１を介在させる。そして、ゲートウェイ５で送受信されるパケットデータの一部をネットワーク２に接続される監視装置３に転送するように構成することで、不正なアクセスを検出可能とする。
【００１８】
具体的に、図１に示すように、複製モジュール１は、ゲートウェイ５とネットワーク２との間に設けられ、ゲートウェイ５により送受信されるパケットデータを複製して監視装置３に転送可能にネットワーク２に接続されている。複製モジュール１は、監視装置３と組み合わされて監視システム４を構成している。複製モジュール１は、ゲートウェイ５の近傍に配置されることが多い。ゲートウェイ５は、複数の検出機器、例えば、センサ６１、センサ６２、センサ６３…により送受信されるデータの関門として機能するノードであるため、不正なパケットデータを含めて転送する複製モジュール１の接続先として好ましいからである。また、複製モジュール１は、ゲートウェイ５を格納している筐体に格納されていてもよい。
【００１９】
ネットワーク２には、複製モジュール１の他に監視装置３、正当なノード７及び不正なノード８が接続されている。監視装置３及びゲートウェイ５は、所定のＩＰアドレスが割り当てられており、ネットワーク２を通してパケットデータを送受信することができる。
【００２０】
ゲートウェイ５は、複製モジュール１と相互に通信可能に接続されている。また、ゲートウェイ５は、ネットワーク２とデータの送受信を実行する図示しないネットワーク機器に搭載されているセンサ６１、センサ６２及びセンサ６３と相互に通信可能に接続されている。ゲートウェイ５は、センサ６１、センサ６２又はセンサ６３が検出した計測データをパケットデータとしてネットワーク２に送信する処理及びパケットデータとしてネットワーク２から受信した制御データをセンサ６１、センサ６２又はセンサ６３に送信する処理を実行する。
【００２１】
正当なノード７は、ゲートウェイ５との間でパケットデータの送受信が許可されているノードである。一方、不正なノード８は、ゲートウェイ５との間でパケットデータの送受信が許可されておらず、ゲートウェイ５に不正なデータを送信することによりゲートウェイ５の乗っ取りを試みたり、ゲートウェイ５から不正な手段でパケットデータを入手しようとしたりするノードである。
【００２２】
図２は、実施形態に係る複製モジュールの構成の例を示す図である。図２に示すように、複製モジュール１は、受信回路１１と、複製回路１２と、生成回路１３と、転送回路１４とを備える。受信回路１１、複製回路１２、生成回路１３及び転送回路１４は、全てハードウェアで構成されていてもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含むコンピュータが本発明に係る複製プログラムを実行することによりこれら回路の一部または全部を機能的に実現するように構成されていてもよい。複製モジュール１をシングルボードコンピュータ、例えば、ラズベリーパイ（Raspberry Pi）により構成して、ラズベリーパイに本実施形態に係る複製プログラムを搭載するようにしてもよい。
【００２３】
図３は、複製モジュールが受信する原パケットデータ及び複製モジュールが複製して送信する転送パケットデータの例を示す図である。本実施形態では、ゲートウェイ５からネットワーク２に向けて送信したパケットデータそのもの、及び、ネットワーク２からゲートウェイ５を送信先として受信したパケットデータそのものを「原パケットデータ」と称する。また、複製モジュール１が監視装置３に転送するために原パケットデータを複製して生成したものを「転送パケットデータ」と称する。
【００２４】
図３に示すように、原パケットデータＸは、第１ヘッダＨ及びデータＤを含む。第１ヘッダＨは、送信先アドレスと送信元アドレスとを含んでおり、例えば、ＩＰアドレスで表記される。ＩＰアドレスとは、ノードごとに固有の番号を割り当てるＴＣＰ／ＩＰプロトコルに準拠した識別情報である。送信先アドレスは、原パケットデータＸの送信先となるノードのＩＰアドレスである。送信元アドレスは、原パケットデータＸの送信元であるノードのＩＰアドレスである。データＤは、原パケットデータＸのボディを構成している。
【００２５】
転送パケットデータＹは、第２ヘッダＢ、第１ヘッダＨ及びデータＤを含む。第２ヘッダＢは、転送パケットデータＹの本来のヘッダであり、送信先アドレスとして監視装置３のＩＰアドレス、送信元アドレスとして複製モジュール１のＩＰアドレスを含む。第１ヘッダＨ及びデータＤは、原パケットデータＸを複製したもので、転送パケットデータＹのボディを構成している。
【００２６】
図４は、ゲートウェイからネットワークに向けて原パケットデータが送信される場合における原パケットデータ及び転送パケットデータの流れを示す図である。図５は、ネットワークからゲートウェイに向けて原パケットデータが送信される場合における原パケットデータ及び転送パケットデータの流れを示す図である。
【００２７】
ゲートウェイ５からネットワーク２に向けて原パケットデータＸが送信される場合には、図４に示すように、白色の矢印Ｗ一つで表された原パケットデータＸは、ゲートウェイ５のインターフェース回路９１からケーブルを通じて複製モジュール１のインターフェース回路９２に送信される。また、ネットワーク２からゲートウェイ５に向けて原パケットデータＸが送信される場合には、図５に示すように、白色の矢印Ｗ一つで表された原パケットデータＸは、ネットワーク２から複製モジュール１のインターフェース回路９３を経由して複製モジュール１に到達する。なお、インターフェース回路９１、インターフェース回路９２及びインターフェース回路９３は、所定の通信規格、例えば、イーサネット（登録商標）規格に準拠して構成されている。
【００２８】
また、ゲートウェイ５からネットワーク２に向けて原パケットデータＸが送信される場合、図４に示すように、受信回路１１は、ゲートウェイ５がネットワーク２に向けて送り出した原パケットデータＸを全て一旦受信する。さらに、ネットワーク２からゲートウェイ５に向けて原パケットデータＸが送信される場合、図５に示すように、受信回路１１は、ゲートウェイ５を送信先としてネットワーク２から送られてきた原パケットデータＸをゲートウェイ５に先立って受信する。
【００２９】
複製回路１２は、図４及び図５において白色の矢印Ｗ一つで表された原パケットデータＸの少なくとも一部、例えば、少なくとも図３に示した第１ヘッダＨを複製する。
【００３０】
生成回路１３は、複製した原パケットデータＸに監視装置３を示す第２ヘッダＢを冒頭に付加した転送パケットデータＹを生成して出力する。また、生成回路１３は、原パケットデータＸもそのまま出力する。
【００３１】
転送回路１４は、転送パケットデータＹをネットワーク２に向けて送信する。併せて、転送回路１４は、原パケットデータＸもそのまま送信する。
【００３２】
具体的には、ゲートウェイ５からネットワーク２に向けて原パケットデータＸが送信される場合、図４に示すように、転送回路１４は、斜線ハッチングの矢印Ｓ一つで表された転送パケットデータＹをネットワーク２に向けて送信する。また、これと同時に、転送回路１４は、白色の矢印Ｗ一つで表された原パケットデータＸをネットワーク２に送信する。
【００３３】
このとき、転送回路１４は、原パケットデータＸ及び転送パケットデータＹを交互に送信する。転送パケットデータＹは、監視装置３を送信先アドレスとしているため、監視装置３に転送される。原パケットデータＸは、元の送信先アドレスに従ったノードに転送される。すなわち、原パケットデータＸが正当なものであれば原パケットデータＸの送信先アドレスは正当なノード７に転送される。一方、原パケットデータＸが不正なものであれば原パケットデータＸの送信先アドレスは不正なノード８に転送される。
【００３４】
ネットワーク２からゲートウェイ５に向けて原パケットデータＸが送信される場合、図５に示すように、転送回路１４は、斜線ハッチングの矢印Ｓ一つで表された転送パケットデータＹをネットワーク２に送信する。また、これと同時に、転送回路１４は、白色の矢印Ｗ一つで表された原パケットデータＸをゲートウェイ５に送信する。
【００３５】
図６は、実施形態に係る監視装置の構成の例を示す図である。図６に示すように、監視装置３は、受信回路３１と、判定回路３２と、出力回路３３とを備える。
【００３６】
受信回路３１は、転送パケットデータＹを複製モジュール１から受信する。
【００３７】
判定回路３２は、転送パケットデータＹに含まれている第１ヘッダＨを参照して原パケットデータＸの送信元又は送信先が正当であるか否かを判定する。
【００３８】
例えば、判定回路３２は、ゲートウェイ５からネットワーク２に送信された原パケットデータＸに含まれる第１ヘッダＨが示す送信先アドレスが図１に示した正当なノード７である場合、原パケットデータＸの送信先が正当であると判定する。また、判定回路３２は、ネットワーク２から受信された原パケットデータＸに含まれる第１ヘッダＨが示す送信元が図１に示した正当なノード７である場合、原パケットデータＸの送信元が正当であると判定する。
【００３９】
一方、判定回路３２は、ゲートウェイ５からネットワーク２に送信された原パケットデータＸに含まれる第１ヘッダＨが示す送信先アドレスが図１に示した正当なノード７のＩＰアドレスではない場合、原パケットデータＸの送信先が正当でないと判定する。例えば、不正なノード８からゲートウェイ５に向けて送信された悪意ある原パケットデータＸが転送してきた場合に、このような判定が行われる。また、判定回路３２は、ネットワーク２から受信された原パケットデータＸに含まれる第１ヘッダＨが示す送信元アドレスが図１に示した正当なノード７のＩＰアドレスではない場合、原パケットデータＸの送信元が正当でないと判定する。例えば、ゲートウェイ５が不正なノード８が実行した不正アクセスにより乗っ取られ、ゲートウェイ５が原パケットデータＸを不正なノード８に送信した場合にこのような判定が行われる。
【００４０】
原パケットデータＸの送信元又は送信先が正当なノード７である場合と、正当なノード７ではない場合、例えば、不正なノード８である場合とで図３に示した第１ヘッダＨが異なるため、判定回路３２は、このような判定を実行することができる。
【００４１】
出力回路３３は、原パケットデータＸの送信元又は送信先が正当ではないと判定された場合に原パケットデータＸの送信元又は送信先が正当でないことを示す第１注意情報を出力する。また、出力回路３３は、転送パケットデータＹを所定の時点から計測して所定期間以上新たな転送パケットデータＹを受信していない場合にゲートウェイ５が動作していないことを示す第２注意情報を更に出力してもよい。所定の起点は、任意のタイミングでよいが、例えば、転送パケットデータＹを前回受信したタイミングとすることができる。
【００４２】
図７を参照しながら、実施形態に係る監視システムが行う処理の例を説明する。図７は、実施形態に係る監視システムが行う処理の例を示すシーケンス図である。
【００４３】
ステップＳ１において、受信回路１１は、原パケットデータＸを受信する。
【００４４】
ステップＳ２において、複製回路１２は、第１ヘッダＨを含む原パケットデータＸを複製する。
【００４５】
ステップＳ３において、生成回路１３は、ステップＳ２で複製された原パケットデータＸに監視装置３を示す第２ヘッダＢを付加した転送パケットデータＹを生成する。
【００４６】
ステップＳ４において、転送回路１４は、ステップＳ１で受信された原パケットデータＸをネットワーク２に送信し、ステップＳ３で生成された転送パケットデータＹを監視装置３に送信する。
【００４７】
ステップＳ５において、複製モジュール１は、自身が実行する処理をステップＳ１に戻す。
【００４８】
ステップＳ６において、受信回路３１は、ステップＳ４で送信された転送パケットデータＹを受信する。
【００４９】
ステップＳ７において、判定回路３２は、ステップＳ１で送信された原パケットデータＸの送信元又は送信先が正当であるか否かを判定する。判定回路３２は、原パケットデータＸの送信元又は送信先が正当であると判定した場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、処理を終了させ、原パケットデータＸの送信元又は送信先が正当でないと判定した場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、処理をステップＳ８に進める。
【００５０】
ステップＳ８において、出力回路３３は、ステップＳ１で送信された原パケットデータＸの送信元又は送信先が正当でないことを示す第１注意情報を出力する。
【００５１】
ステップＳ９において、監視装置３は、自身が実行する処理を終了させる。
【００５２】
以上、本発明の一例である実施形態について説明した。実施形態に係る複製モジュール１は、第１ヘッダＨを含む原パケットデータＸを複製する複製回路１２と、複製した原パケットデータＸに監視装置３を示す第２ヘッダＢを付加した転送パケットデータＹを生成する生成回路１３と、転送パケットデータＹを監視装置３に送信する転送回路１４とを備える。また、実施形態に係る監視装置３は、転送パケットデータＹに含まれている第１ヘッダＨを参照して原パケットデータＸの送信元又は送信先が正当であるか否かを判定する。
【００５３】
したがって、監視システム４は、原パケットデータＸが正当でない送信先に送信されてしまっていることを検知することができる。また、監視システム４は、原パケットデータＸを正当でない送信元から受信してしまっており、ゲートウェイ５が乗っ取られてしまう可能性があることを検知することができる。
【００５４】
また、複製モジュール１は、原パケットデータＸを複製し、転送パケットデータＹを送信するのみであるため、ゲートウェイ５と異なり物理的なアクセス又は論理的なアクセスにより乗っ取られてしまうことがない。さらに、複製モジュール１は、ゲートウェイと容易に組み合わせることができるため、一つの監視装置３のみで多数のゲートウェイを監視することを可能にし得る。
【００５５】
また、監視装置３は、原パケットデータＸの送信元又は送信先が正当でないことを示す第１注意情報を出力するため、検知した内容をゲートウェイ５の管理者に報知することができる。さらに、監視装置３は、転送パケットデータＹを前回受信してから所定期間以上新たな転送パケットデータＹを受信していない場合にゲートウェイ５が動作していないことを示す第２注意情報を出力するため、ゲートウェイ５の死活監視を実行することができる。
【００５６】
上述した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図するものではない。このため、上述した実施形態は、発明の要旨から逸脱しない範囲で種々の省略、置換又は変更が施されてもよい。したがって、上述した実施形態及びその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１…複製モジュール、１１…受信回路、１２…複製回路、１３…生成回路、１４…転送回路、２…ネットワーク、３…監視装置、３１…受信回路、３２…判定回路、３３…出力回路、４…監視システム、５…ゲートウェイ、６１，６２，６３…センサ、７…正当なノード、８…不正なノード、９１，９２，９３…インターフェース回路、Ｂ…第２ヘッダ、Ｈ…第１ヘッダ、Ｄ…データ、Ｓ，Ｗ…矢印、Ｘ…原パケットデータ、Ｙ…転送パケットデータ
【図１】
2019176309.tif 000003
【図２】
2019176309.tif 000004
【図３】
2019176309.tif 000005
【図４】
2019176309.tif 000006
【図５】
2019176309.tif 000007
【図６】
2019176309.tif 000008
【図７】
2019176309.tif 000009