(57)【要約】【課題】  仕様の解釈間違いにより、Message4を暗号化して送信する機器と、Message4を暗号化せずに送信する機器とが混在しているため、相互接続性に問題がある。【解決手段】  暗号化したMessage4の送信後にMessage3が再送されてきた場合、Message4を平文で再送する。【選択図】  図１
2008099112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
4-Way Handshake の Message4を暗号化して送信する通信装置において、
4-Way Handshakeの相手機器で前記Message4が拒否されMessage3が再送されてきた場合、Message4を平文にしてリトライすることを特徴とする相互接続性向上方法。
【請求項２】
請求項１記載の相互接続性向上方法において、
相手機器のMACアドレスとその機器が暗号化されたMessage4に対応していたか否かの情報を記憶しておき、次回以降の4-Way Handshakeで前記情報を参照して、Message4を暗号化するか否かを選択することを特徴とする相互接続性向上方法。
【請求項３】
4-Way Handshake の Message4を平文で送信する通信装置において、
4-Way Handshakeの相手機器で前記Message4が拒否されMessage3が再送されてきた場合、Message4を暗号化してリトライすることを特徴とする相互接続性向上方法。
【請求項４】
請求項４記載の相互接続性向上方法において、
相手機器のMACアドレスとその機器が平文のMessage4に対応していたか否かの情報を記憶しておき、次回以降の4-Way Handshakeで前記情報を参照して、Message4を暗号化するか否かを選択することを特徴とする相互接続性向上方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
無線LANの4-Way Handshakeに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、802.11b/11g/11aなどに代表されるWLAN（Wireless Local Area Network）が様々な製品に搭載されるようになり、近距離無線技術が身近なものになった。WLANはこれまで有線で接続していた機器間を無線化し、設置場所や複雑に絡み合うケーブルなどの問題から我々を解放してくれるため、非常に有用かつ便利である。これらの利点から、今後もWLANは発展を続けていくものと考えられる。
【０００３】
上述のように、WLANは非常に便利であるが、様々な機器に搭載され多くの人々が利用するようになり、無線通信に特有の盗聴などの不安やセキュリティ問題が顕在化してきた。
【０００４】
そこで、WLANの業界団体はWLANのセキュリティ強化の為、セキュリティ規格をまとめたセキュリティ基準（WPA（Wi-Fi Protected Access））を策定した。
【０００５】
WPAはTKIP、AES、802.1x、802.11iといった暗号化技術や認証技術で構成されている非常に強固なセキュリティ基準である。
【０００６】
WPAを実施するシーケンスの中に、4-Way Handshakeと呼ばれるPTK（Pairwise Transient Key）を導出するものがある。以下、図3の4-Way Handshakeシーケンスを用いて説明する。
【０００７】
まず、SupplicantとAuthenticatorは、記述しないそれまでの手順によって同じPMK（Pairwise Master Key）をそれぞれ持っているとする。
【０００８】
ステップS301において、SupplicantはSNonceと呼ばれる乱数を生成する。
【０００９】
ステップS302において、AuthenticatorはANonceと呼ばれる乱数を生成し、ステップS303において、ANonceを含むMessage1をSupplicantへ送信する。
【００１０】
ステップS304において、Supplicantは自らが持つPMKとSNonceと受け取ったANonceとを用いてPTKを導出する。そして、ステップS305において、SupplicantはSNonceを含むMessage2をAuthenticatorへ送信する。
【００１１】
ステップS306において、Authenticatorは自らが持つPMKとANonceと受け取ったSNonceとを用いてPTKを導出する。よって、SupplicantとAuthenticatorでそれぞれ導出されたPTKは同じになる。
【００１２】
ステップS307において、AuthenticatorはANonceを含むMessage3をSupplicantへ送信し、ステップS309で暗号化を開始する。
【００１３】
SupplicantはMessage3を受け取るとステップS308で暗号化を開始し、ステップS310でMessage4をAuthenticatorへ送信すると、4-Way Handshakeが完了する。
【非特許文献１】IEEE802.11i Specification
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
図3に示す4-Way Handshakeのシーケンスの中で注意が必要なのは、Message4はPTKで暗号化されている、ということである。
【００１５】
しかしながら、現在、仕様解釈の違いの為か、Message4を暗号化して送信する通信装置と、Message4を暗号化せずに送信する通信装置とが混在している。
【００１６】
Message4を暗号化して送信することが仕様としては正しい。従って、Message4を受信する側の通信装置が暗号化されたMessage4のみに対応している場合、Message4を平文で送信する通信装置とは4-Way Handshakeが成功しない。また、Message4を平文で送信する通信装置が多く存在するため、このような状況に陥る可能性は大きい。
【００１７】
また、Message4を平文で送信する通信装置が多く存在する為、Message4を受け取る側の通信装置が平文のみに対応している場合、仕様通りにMessage4を暗号化して送信する通信装置とは4-Way Handshakeが成功しない。
【００１８】
ここで、図4のシーケンスを用いて、平文のMessage4にのみ対応しているAuthenticatorとMessage4を暗号化して送信するSupplicantが4-Way Handshakeで失敗する例を説明する。
【００１９】
ステップS401〜S407までは図3のS301〜S307と同じである。しかし、AuthenticatorはMessage3を送信後、暗号化を開始していないので、ステップS409で送信された暗号化Message4を理解できずに、ステップS411でMessage3を再送している。この結果、この2機器間では4-Way Handshakeが失敗に終わっている。
【００２０】
また、図5のシーケンスを用いて、暗号化されたMessage4にのみ対応しているAuthenticatorとMessage4を平文で送信するSupplicantが4-Way Handshakeで失敗する例を説明する。
【００２１】
ステップS501〜S507までは図3のS301〜S307と同じである。しかし、SupplicantはMessage3を受信後、暗号化を開始していないので、ステップS509で平文のMessage4を送信し、Authenticatorでは暗号化を開始している。その為、これを理解できずに、ステップS511でMessage3を再送している。この結果、この2機器間では4-Way Handshakeが失敗に終わっている。
【００２２】
以上のように、Message4を暗号化して送信する通信装置と受信した暗号化されたMessage4に対応しない通信装置では、4-Way Handshakeが失敗に終わるため、相互接続性上の問題があった。
【００２３】
またMessage4を平文で送信する通信装置と受信した平文のMessage4に対応しない通信装置では、4-Way Handshakeが失敗に終わるため、相互接続性上の問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
4-Way Handshake の Message4を暗号化して送信する通信装置においては、4-Way Handshakeの相手機器で前記Message4が拒否されMessage3が再送されてきた場合、Message4を平文にしてリトライする。
【００２５】
また、相手機器のMACアドレスとその機器が暗号化されたMessage4に対応していたか否かの情報を記憶しておき、次回以降の4-Way Handshakeで前記情報を参照して、Message4を暗号化するか否かを選択する。
【００２６】
また、Message4を送信後、相手機器からMessage3が再送された場合、この理由が暗号化されたMessage4に対応していなかったためであるのか、前記Message4が相手機器まで届かなかったためであるのかを判別するために、電波強度を閾値として判定することで、より相互接続性を向上させる。
【００２７】
4-Way Handshake の Message4を平文で送信する通信装置においては、4-Way Handshakeの相手機器で前記Message4が拒否されMessage3が再送されてきた場合、Message4を暗号化してリトライする。
【００２８】
また、相手機器のMACアドレスとその機器が平文のMessage4に対応していたか否かの情報を記憶しておき、次回以降の4-Way Handshakeで前記情報を参照して、Message4を暗号化するか否かを選択する。
【００２９】
また、Message4を送信後、相手機器からMessage3が再送された場合、この理由が平文のMessage4に対応していないためであるのか、前記Message4が相手機器まで届かなかったためであるのかを判別するために、電波強度を閾値として判定することで、より相互接続性を向上させる。
【発明の効果】
【００３０】
4-Way Handshake の相互接続性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１の実施形態）
本発明の実施形態1を図1に示す。Supplicantは例えばWLANカードを挿入したPCやPDAまたはWLAN機能を備えたデジタルカメラやプリンタである。一方、Authenticatorは例えばAP (Access Point)である。
【００３２】
この実施例では、Supplicantは4-Way HandshakeのMessage4を暗号化して送信するのが基本的動作である。また、Authenticatorは4-Way HandshakeのMessage4が暗号化されていないものにのみ対応しているとする。
【００３３】
以下、図1のシーケンスに沿って説明する。
【００３４】
まず、SupplicantとAuthenticatorは、記述しないそれまでの手順によって同じPMK（Pairwise Master Key）をそれぞれ持っているとする。
【００３５】
ステップS101において、SupplicantはSNonceと呼ばれる乱数を生成する。
【００３６】
ステップS102において、AuthenticatorはANonceと呼ばれる乱数を生成し、ステップS103において、ANonceを含むMessage1をSupplicantへ送信する。なお、ステップS101はステップS103の次でも問題ない。
【００３７】
ステップS104において、Supplicantは自らが持つPMKとSNonceと受け取ったANonceとを用いてPTKを導出する。そして、ステップS105において、SupplicantはSNonceを含むMessage2をAuthenticatorへ送信する。
【００３８】
ステップS106において、Authenticatorは自らが持つPMKとANonceと受け取ったSNonceとを用いてPTKを導出する。よって、SupplicantとAuthenticatorでそれぞれ導出されたPTKは同じになる。
【００３９】
ステップS107において、AuthenticatorはANonceを含むMessage3をSupplicantへ送信する。
【００４０】
ステップS108において、Supplicantは暗号化を開始し、ステップS109で暗号化したMessage4をAuthenticatorへ送信する。
【００４１】
しかしながら、ステップS110では、Authenticatorが受信した暗号化Message4を理解できない為、ステップS111でMessage3を再送する。
【００４２】
ここで、Supplicantは前記Message3の再送を受信したことを検知すると、ステップS112において、一時的に暗号化を取り止めて、ステップS113において、平文でMessage4'を送信する。
【００４３】
Authenticatorは前記Message4'を受信し、これを理解して、ステップS114へと進む。
【００４４】
ステップS114では、Authenticatorは暗号化を開始し、同じくステップS115では、Supplicantは暗号化を開始する。
【００４５】
以上のようなMessage4の暗号化制御を行うことで、Message4が暗号化されていないものにのみ対応するAuthenticatorとの4-Way Handshakeを成功させることができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
本発明の実施形態2を図2に示す。Supplicantは例えばWLANカードを挿入したPCやPDAまたはWLAN機能を備えたデジタルカメラやプリンタである。一方、Authenticatorは例えばAP (Access Point)である。
【００４７】
この実施例では、Supplicantは4-Way HandshakeのMessage4を平文で送信するのが基本的動作である。また、Authenticatorは4-Way HandshakeのMessage4が暗号化されているもののみに対応しているとする。
【００４８】
以下、図2のシーケンスに沿って説明する。
【００４９】
まず、SupplicantとAuthenticatorは、記述しないそれまでの手順によって同じPMK（Pairwise Master Key）をそれぞれ持っているとする。
【００５０】
ステップS201において、SupplicantはSNonceと呼ばれる乱数を生成する。
【００５１】
ステップS202において、AuthenticatorはANonceと呼ばれる乱数を生成し、ステップS203において、ANonceを含むMessage1をSupplicantへ送信する。なお、ステップS201はステップS203の次でも問題ない。
【００５２】
ステップS204において、Supplicantは自らが持つPMKとSNonceと受け取ったANonceとを用いてPTKを導出する。そして、ステップS205において、SupplicantはSNonceを含むMessage2をAuthenticatorへ送信する。
【００５３】
ステップS206において、Authenticatorは自らが持つPMKとANonceと受け取ったSNonceとを用いてPTKを導出する。よって、SupplicantとAuthenticatorでそれぞれ導出されたPTKは同じになる。
【００５４】
ステップS207において、AuthenticatorはANonceを含むMessage3をSupplicantへ送信し、ステップS208で暗号化を開始する。
【００５５】
Message3を受信したSupplicantはステップS209で平文のMessage4をAuthenticatorへ送信する。
【００５６】
しかしながら、ステップS210では、Authenticatorが受信した平文Message4を理解できない為、ステップS211でMessage3を再送する。
【００５７】
ここで、Supplicantは前記Message3の再送を受信したことを検知すると、ステップS212において、暗号化を開始し、ステップS213において、暗号化Message4'を送信する。
【００５８】
Authenticatorは前記Message4'を受信し、これを理解して4-Way Handshakeが成功する。
【００５９】
以上のようなMessage4の暗号化制御を行うことで、Message4が暗号化されているものにのみ対応するAuthenticatorとの4-Way Handshakeを成功させることができる。
【００６０】
（第３の実施形態）
第1の実施例では、平文Message4のみ対応のAuthenticatorに対して、Supplicantで暗号化Message4が拒否された場合に平文Message4'を送信する方法を述べた。
【００６１】
また、第2の実施例では、暗号化Message4のみ対応のAuthenticatorに対して、Supplicantで平文Message4が拒否された場合に暗号化Message4'を送信する方法を述べた。
【００６２】
第3の実施例では、上記２つの実施例にAuthenticatorの情報を記憶させる手段を加えることで、より効率的な動作を行える方法を説明する。
【００６３】
実施例1または実施例2において、4-Way Handshakeで成功した時に、Authenticatorは平文Message4を受け付けたか、暗号化Message4を受け付けたかの情報X(i)と、AuthenticatorのMACアドレスY(i)を関連付けて記憶装置Zに記憶しておく。
【００６４】
次に4-Way Handshakeを実施するときに、記憶装置Zに今4-Way Handshakeを行おうとしているAuthenticatorのMACアドレスがあるかどうかを確認する。
【００６５】
前記記憶装置Zに該当MACアドレスが見つかった場合、そのMACアドレスY(j)から情報X(j)を参照する。参照の結果、該Authenticatorは平文Message4対応であるのか、暗号化Message4対応であるのかを認識する。そして、実際に4-Way HandshakeのMessage4を送信する場合には、対応している形式（暗号化 or 平文）で送信する。
【００６６】
以上のように制御を行うことで、一度4-Way Handshakeを行ったAuthenticatorとはMessage4の暗号化不整合による失敗を起こさないようにできるので、より効率的に4-Way Handshakeが実施可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本提案の相互接続性向上方法1
【図２】本提案の相互接続性向上方法2
【図３】4-Way Handshakeのシーケンス
【図４】Message4の不整合による失敗例1
【図５】Message4の不整合による失敗例2
【図１】
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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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