(57)【要約】【課題】ＰＯＮ等の一対多構成のネットワークにおいて、マルチキャストされる下り信号の暗号隠匿性を強化する。【解決手段】局側装置に、加入者側装置にマルチキャストするメッセージを暗号化するためのマルチキャスト用暗号鍵を生成するマルチキャスト用暗号鍵生成手段と、上記マルチキャスト用暗号鍵を上記加入者側装置それぞれに固有の暗号鍵であるユニキャスト用暗号鍵により暗号化した暗号化マルチキャスト用暗号鍵を生成し、該暗号化マルチキャスト用暗号鍵を上記加入者側装置に送信する暗号化回路を有するようにした【選択図】          図６
2004260556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加入者側装置と接続され、
上記加入者側装置にマルチキャストするメッセージを暗号化するためのマルチキャスト用暗号鍵を生成するマルチキャスト用暗号鍵生成手段と、
上記マルチキャスト用暗号鍵を、上記加入者側装置それぞれに固有の暗号鍵であるユニキャスト用暗号鍵により暗号化した暗号化マルチキャスト用暗号鍵を生成し、該暗号化マルチキャスト用暗号鍵を上記加入者側装置に送信する暗号化回路
を有することを特徴とする局側装置。
【請求項２】
上記暗号化回路は、
上記マルチキャスト用暗号鍵を上記複数の加入者側装置のユニキャスト用暗号鍵でそれぞれ暗号化して、上記加入者側装置にそれぞれ対応する複数の暗号化マルチキャスト用暗号鍵を生成し、
該複数の暗号化マルチキャスト用暗号鍵を上記複数の加入者側装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
【請求項３】
上記暗号化回路は、
上記複数の暗号化マルチキャスト用暗号鍵を、それぞれの暗号化マルチキャスト用暗号鍵が対応する加入者側装置に固有の識別子と対応付けて上記複数の加入者側装置に送信する
ことを特徴とする請求項２に記載の局側装置。
【請求項４】
上記暗号化回路は、
上記複数の暗号化マルチキャスト用暗号鍵と、
上記マルチキャスト用暗号鍵から所定の演算により一意に定まる定数とを
上記複数の加入者側装置に送信する
ことを特徴とする請求項２に記載の局側装置。
【請求項５】
上記マルチキャスト用暗号鍵生成手段は、所定のタイミングで新たなマルチキャスト用暗号鍵を生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の局側装置。
【請求項６】
局側装置から送信される暗号化されたメッセージを受信する加入者側装置であり、他の加入者側装置とともに上記局側装置に対するマルチキャストドメインを構成する加入者側装置であって、
上記局側装置が当該加入者側装置にメッセージを暗号化してユニキャストする際に使用する当該加入者側装置に固有のユニキャスト用暗号鍵を保持するユニキャスト用暗号鍵保持手段と、
該ユニキャスト用暗号鍵を上記局側装置に送信するユニキャスト用暗号鍵送信手段と
上記局側装置が上記マルチキャストドメイン内にマルチキャストするメッセージを暗号化するために使用するマルチキャスト用暗号鍵を上記ユニキャスト用暗号鍵送信手段が送信した上記ユニキャスト用暗号鍵により暗号化した暗号化マルチキャスト用暗号鍵を上記局側装置から受信し、上記ユニキャスト用暗号鍵で復号する暗号復号回路
とを有することを特徴とする加入者側装置。
【請求項７】
固有の識別子を有し、
上記暗号復号回路は、
上記局側装置が上記マルチキャストドメイン内の加入者側装置のそれぞれのユニキャスト用暗号鍵により上記マルチキャスト用暗号鍵を暗号化してそれぞれの加入者側装置の識別子と対応付けて、上記マルチキャストドメイン内に送信した複数の暗号化マルチキャスト用暗号鍵を受信し、
上記受信した複数の暗号化マルチキャスト用暗号鍵から当該加入者側装置の識別子に対応する暗号化マルチキャスト用暗号鍵を抽出して自装置のユニキャスト用暗号鍵で復号する
ことを特徴とする請求項７に記載の加入者側装置。
【請求項８】
上記暗号復号回路は、
上記局側装置が上記マルチキャストドメイン内の加入者側装置のそれぞれのユニキャスト用暗号鍵により上記マルチキャスト用暗号鍵を暗号化し生成した複数の暗号化マルチキャスト用暗号鍵と、
上記マルチキャスト用暗号鍵から所定の演算により一意に定まる第１の定数とを上記局側装置から受信し、
上記複数の暗号化マルチキャスト用暗号鍵を当該加入者側装置のユニキャスト用暗号鍵で復号して復号マルチキャスト用暗号鍵を生成し、
該生成した復号マルチキャスト用暗号鍵から上記の所定の演算により第２の定数を生成し、
上記第１の定数と第２の定数とが一致した場合、上記復号マルチキャスト用暗号鍵を上記マルチキャスト用暗号鍵であると判定する
ことを特徴とする請求項７に記載の加入者側装置。
【請求項９】
上記ユニキャスト用暗号鍵保持手段が保持するユニキャスト用暗号鍵を、所定のタイミングで更新することを特徴とする請求項７に記載の加入者側装置。
【請求項１０】
請求項１記載の局側装置と請求項７記載の加入者側装置とからなる通信システム。
【請求項１１】
局側装置と、該局側装置と接続された複数の加入者側装置とを含む通信システムにおける局側装置から加入者側装置への暗号鍵通知方法であって、下記（１）〜（４）のステップを有することを特徴とする暗号鍵通知方法；
（１）加入者側装置が、当該加入者側装置に対して上記局側装置がメッセージをユニキャストする際に使用する当該加入者側装置に固有の暗号鍵であるユニキャスト用暗号鍵を上記局側装置に送信するユニキャスト用暗号鍵送信ステップ；
（２）上記局側装置が、上記複数の加入者側装置に対してメッセージをマルチキャストする際に使用する暗号鍵であるマルチキャスト用暗号鍵を生成するマルチキャスト用暗号鍵生成ステップ；
（３）上記局側装置が、上記生成したマルチキャスト用暗号鍵を上記加入者側装置から送信されたユニキャスト用暗号鍵で暗号化して暗号化マルチキャスト用暗号鍵を生成して上記加入者側装置に送信する暗号化マルチキャスト用暗号鍵生成送信ステップ；
（４）加入者側装置が、上記送信された暗号化マルチキャスト用暗号鍵を当該加入者側装置のユニキャスト用暗号鍵で復号するマルチキャスト用暗号鍵復号ステップ。
【請求項１２】
上記暗号化マルチキャスト用暗号鍵生成送信ステップにおいて、
上記局側装置は、上記暗号化マルチキャスト用暗号鍵を各加入者側装置に固有の識別子と対応付けて送信し、
上記マルチキャスト用暗号鍵復号ステップにおいて、
上記加入者側装置は、当該加入者側装置の識別子と対応付けられた暗号化マルチキャスト用暗号鍵を当該加入者側装置のユニキャスト用暗号鍵で復号する
ことを特徴とする請求項１２に記載の暗号通知方法。
【請求項１３】
上記暗号化マルチキャスト用暗号鍵生成送信ステップにおいて、
上記局側装置は、上記暗号化マルチキャスト用暗号鍵と、上記マルチキャスト暗号鍵から所定の演算により一意に定まる第１の定数とを送信し、
上記マルチキャスト用暗号鍵復号ステップにおいて、
上記加入者側装置は、上記暗号化マルチキャスト用暗号鍵を当該加入者側装置のユニキャスト用暗号鍵で復号して復号ユニキャスト用暗号鍵を生成し、
該生成した復号マルチキャスト用暗号鍵から上記所定の演算により第２の定数を生成し、
上記第１の定数と第２の定数とが一致した場合、上記復号マルチキャスト用暗号鍵を上記マルチキャスト用暗号鍵であると判定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の暗号通知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＯＮ）アーキテクチャ等の一対多構成のネットワークにおける局側装置、加入者側装置、通信システムおよび暗号鍵通知方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のネットワーク構成は、一対一構成、バス構成、リング構成などが挙げられるが、いずれもＬＡＮを収容するもので、アクセス系ネットワークへの適用は想定されていない。
ここでネットワーク形態をＰＯＮとしかつアクセス系への適用を考えた場合、下り信号に対して暗号が必要となる。ＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  ＰＯＮ）システムのＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  ＬＡＮ）機能を考慮すると、ユニキャスト、マルチキャストに個別の暗号が必要である。
【０００３】
例えば、ＥＰＯＮと同様なＰＯＮアーキテクチャを有するＩＴＵ−Ｔ  ９８３．１で規定されるＡＴＭ−ＰＯＮシステムにおいては、ＯＮＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）伝送装置で発生させたユニキャスト用暗号鍵をＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）伝送装置に周期的に通知、更新することが記述されている。
また、特開平１１−２１５１４６によれば、ユニキャスト、マルチキャスト用の２種類の暗号鍵をＯＮＴ伝送装置とＯＬＴ伝送装置で予め保持し、ユニキャスト送信時にはユニキャスト用鍵、マルチキャスト送信時にはマルチキャスト用鍵を使用し暗号化し通信を行っている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２１５１４６号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ネットワーク形態をＰＯＮとし、かつアクセス系への適用を考えた場合、下り信号に対して暗号が必要となる。特開平１１−２１５１４６に記述されているＡＴＭ−ＰＯＮシステムではユニキャスト、マルチキャスト用の２種類の暗号鍵をＯＮＴ伝送装置とＯＬＴ伝送装置で予め保持し、ユニキャスト送信時にはユニキャスト用鍵、マルチキャスト送信時にはマルチキャスト用鍵を使用し暗号化し通信する方式であり、比較的簡易的な暗号方式では解読されてしまう問題がある。
【０００６】
また、マルチキャスト用暗号鍵の更新をＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８３．１で規定するユニキャストデータについての暗号鍵更新方法と同様に行おうとすると、マルチキャストデータをユニキャストデータとして１つのデータをマルチキャスト送信する分だけコピーして送信することになり、帯域を圧迫するという問題がある。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、マルチキャストデータの暗号隠匿性の強化を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る局側装置は、複数の加入者側装置と接続され、上記加入者側装置にマルチキャストするメッセージを暗号化するためのマルチキャスト用暗号鍵を生成するマルチキャスト用暗号鍵生成手段と、上記マルチキャスト用暗号鍵を、上記加入者側装置それぞれに固有の暗号鍵であるユニキャスト用暗号鍵により暗号化した暗号化マルチキャスト用暗号鍵を生成し、該暗号化マルチキャスト用暗号鍵を上記加入者側装置に送信する暗号化回路を有するようにしたものである。
【０００９】
またこの発明における加入者側装置は、局側装置から送信される暗号化されたメッセージを受信する加入者側装置であり、他の加入者側装置とともに上記局側装置に対するマルチキャストドメインを構成する加入者側装置であって、上記局側装置が当該加入者側装置にメッセージを暗号化してユニキャストする際に使用する当該加入者側装置に固有のユニキャスト用暗号鍵を保持するユニキャスト用暗号鍵保持手段と、該ユニキャスト用暗号鍵を上記局側装置に送信するユニキャスト用暗号鍵送信手段と上記局側装置が上記マルチキャストドメイン内にマルチキャストするメッセージを暗号化するために使用するマルチキャスト用暗号鍵を上記ユニキャスト用暗号鍵送信手段が送信した上記ユニキャスト用暗号鍵により暗号化した暗号化マルチキャスト用暗号鍵を上記局側装置から受信し、上記ユニキャスト用暗号鍵で復号する暗号復号回路とを有するようにしたものである。
【００１０】
またこの発明における暗号鍵通知方法は、局側装置と、該局側装置と接続された複数の加入者側装置とを含む通信システムにおける局側装置から加入者側装置への暗号鍵通知方法であって、下記（１）〜（４）のステップを有するようにしたものである。
（１）加入者側装置が、当該加入者側装置に対して上記局側装置がメッセージをユニキャストする際に使用する当該加入者側装置に固有の暗号鍵であるユニキャスト用暗号鍵を上記局側装置に送信するユニキャスト用暗号鍵送信ステップ；
（２）上記局側装置が、上記複数の加入者側装置に対してメッセージをマルチキャストする際に使用する暗号鍵であるマルチキャスト用暗号鍵を生成するマルチキャスト用暗号鍵生成ステップ；
（３）上記局側装置が、上記生成したマルチキャスト用暗号鍵を上記加入者側装置から送信されたユニキャスト用暗号鍵で暗号化して暗号化マルチキャスト用暗号鍵を生成して上記加入者側装置に送信する暗号化マルチキャスト用暗号鍵生成送信ステップ；
（４）加入者側装置が、上記送信された暗号化マルチキャスト用暗号鍵を当該加入者側装置のユニキャスト用暗号鍵で復号するマルチキャスト用暗号鍵復号ステップ。
【００１１】
またこの発明における暗号鍵通知方法は、上記暗号化マルチキャスト用暗号鍵生成送信ステップにおいて、上記局側装置は、上記暗号化マルチキャスト用暗号鍵を各加入者側装置に固有の識別子と対応付けて送信し、上記マルチキャスト用暗号鍵復号ステップにおいて、上記加入者側装置は、当該加入者側装置の識別子と対応付けられた暗号化マルチキャスト用暗号鍵を当該加入者側装置のユニキャスト用暗号鍵で復号するようにしたものである。
【００１２】
またこの発明における暗号鍵通知方法は、上記暗号化マルチキャスト用暗号鍵生成送信ステップにおいて、上記局側装置は、上記暗号化マルチキャスト用暗号鍵と、上記マルチキャスト暗号鍵から所定の演算により一意に定まる第１の定数とを送信し、上記マルチキャスト用暗号鍵復号ステップにおいて、上記加入者側装置は、上記暗号化マルチキャスト用暗号鍵を当該加入者側装置のユニキャスト用暗号鍵で復号して復号ユニキャスト用暗号鍵を生成し、該生成した復号マルチキャスト用暗号鍵から上記所定の演算により第２の定数を生成し、上記第１の定数と第２の定数とが一致した場合、上記復号マルチキャスト用暗号鍵を上記マルチキャスト用暗号鍵であると判定するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態に関わる通信システムの構成図である。図１において１はＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）伝送装置、２は光カプラ、３は光ファイバ、４はＯＮＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）伝送装置であり、複数のＯＮＴ伝送装置４（ＯＮＴ伝送装置＃１〜＃Ｎ）は光ファイバ３と光カプラ２を介してひとつのＯＬＴ伝送装置１と接続される。
この実施の形態のようなシステムにおいては、一般的にＯＬＴ伝送装置１はＥＰＯＮ−ＯＬＴ、ＯＮＴ伝送装置４はＥＰＯＮ−ＯＮＴとも称される。
上記ＯＬＴ伝送装置１がこの発明における局側装置、各ＯＮＴ伝送装置４がこの発明における加入者側装置であり、これら局側装置および加入者側装置により通信システムが構成される。
また、それぞれのＯＮＴ伝送装置４は、個別に付与されたＩＤ（識別子）により識別されるものとする。
【００１４】
次に上記ＯＬＴ伝送装置１の構成を図２により説明する。
以下の説明において、マルチキャスト用暗号鍵とは、ＯＬＴ伝送装置１が所定のマルチキャストドメイン内のＯＮＴ伝送装置４に対してメッセージを暗号化してマルチキャストする際に使用する暗号化鍵であり、ユニキャスト用暗号鍵とは、ＯＬＴ伝送装置１が特定の１台のＯＮＴ伝送装置４に対してメッセージを暗号化して送信する際に使用する暗号化鍵である。
また、マルチキャスト用暗号鍵は、ＯＬＴ１と上記マルチキャストドメイン内のＯＮＴ伝送装置４が共有し、ＯＬＴ１がマルチキャスト用暗号鍵で暗号化したメッセージ暗号を、各ＯＮＴ４が同じマルチキャスト用暗号鍵で復号する。
同様に、ユニキャスト用暗号鍵は、ＯＬＴ１と上記特定のＯＮＴ伝送装置４がが共有し、ＯＬＴ１がユニキャスト用暗号鍵で暗号化したメッセージ暗号を、このＯＮＴ４が同じユニキャスト用暗号鍵で復号する。
【００１５】
ＯＬＴ伝送装置１は、暗号制御フレーム抽出手段５、ユニキャスト用暗号鍵保持手段６、マルチキャスト暗号鍵保持手段７、マルチキャスト用暗号鍵生成手段８、暗号回路９、暗号制御フレーム挿入手段１０を有する。
また図２において、１１は下り入力信号、１２は新マルチキャスト用暗号鍵通知信号、１３、１５はマルチキャスト用暗号鍵信号、１４は下り信号、１６はＰＯＮ下り信号、１７はユニキャスト用暗号鍵信号、１８はＰＯＮ上り信号、１９はユニキャスト用暗号鍵抽出信号、２０は上り出力信号、２１はユニキャスト用暗号鍵受信完了信号、２２はユニキャスト用暗号鍵検索信号、２３はマルチキャスト用暗号鍵検索信号である。
【００１６】
次にＯＮＴ伝送装置４の構成を図３により説明する。
ＯＮＴ伝送装置４は、暗号制御フレーム挿入手段１０１、ユニキャスト用暗号鍵生成手段１０２、マルチキャスト用暗号鍵保持手段１０３、暗号制御フレーム抽出手段１０４、ユニキャスト用暗号鍵保持手段１０５、暗号復号回路１０６を有する。
また図３において、１０７は上り入力信号、１０８、１０９、１１２はユニキャスト用暗号鍵信号、１１０はＰＯＮ上り信号、１１１はＰＯＮ下り信号、１１３はマルチキャスト用暗号鍵信号、１１４は復号済み信号、１１５はマルチキャスト用暗号鍵抽出信号、１１６は下り出力信号、１１７はユニキャスト用暗号鍵更新完了通知信号である。
上記暗号制御フレーム挿入手段１０１がこの発明におけるユニキャスト用暗号鍵送信手段に相当する。
【００１７】
次に動作について説明する。
まず、マルチキャスト用暗号鍵の通知に使用するユニキャスト用暗号鍵の更新方法を説明する。図４は、ユニキャスト用暗号鍵更新手順を示している。
【００１８】
まず、１つのＯＮＴ伝送装置４（例えばＯＮＴ伝送装置＃１）において自装置のユニキャスト用暗号鍵をユニキャスト用暗号鍵生成手段１０２で生成させる。その生成されたユニキャスト用暗号鍵を暗号鍵制御フレーム挿入手段１０１とユニキャスト用暗号鍵保持手段１０５へそれぞれユニキャスト用暗号鍵信号１０８、１０９として通知する。
ユニキャスト用暗号鍵信号１０８を受信した暗号制御フレーム挿入手段１０１は、暗号制御フレームを生成し、上り入力信号１０７に挿入し、ＰＯＮ上り信号１１０としてＯＬＴ伝送装置１に送信する（ユニキャスト用暗号鍵送信ステップ）。
このＰＯＮ上り信号が図４における「新ユニキャスト用暗号鍵通知」である。
【００１９】
一方、ユニキャスト用暗号鍵信号１０９を受信したユニキャスト用暗号鍵保持手段１０５では、新しいユニキャスト暗号鍵と現用のユニキャスト用暗号鍵の２つの鍵を保持するが、暗号復号回路１０６には発生させた新しいユニキャスト用暗号鍵はまだ通知しない。
【００２０】
ＯＬＴ伝送装置１では、上記ＯＮＴ伝送装置４がＰＯＮ上り信号１１０として送信した信号（図３参照）をＰＯＮ上り信号１８（図２参照）として受信し、暗号制御フレーム抽出手段５においてＰＯＮ上り信号１８からＯＮＴ伝送装置４からの暗号制御フレームを抽出し、ユニキャスト用暗号鍵をユニキャスト用暗号鍵保持手段６にＯＮＴ伝送装置４＃１のユニキャスト用暗号鍵抽出信号１９として通知する。
ユニキャスト用暗号鍵抽出信号１９を受信したユニキャスト用暗号鍵保持手段６はＯＮＴ伝送装置４（＃１〜＃ｎ）毎にユニキャスト暗号鍵を保持、管理を行う。
【００２１】
ユニキャスト用暗号鍵保持手段６は、ユニキャスト用暗号鍵抽出信号１９によりＯＮＴ伝送装置４（この例では＃１）の新しいユニキャスト用暗号鍵を受信したら、暗号制御フレーム挿入手段１０にユニキャスト用暗号鍵受信完了信号２１を出力し、新しいユニキャスト用暗号鍵を受信したことを通知する。
暗号制御フレーム挿入手段１０において、ユニキャスト用暗号鍵を更新するＯＮＴ伝送装置４に対してユニキャスト用暗号鍵更新完了を通知するため、暗号制御フレームを下り入力信号１１に挿入し、下り信号１４として、暗号化回路９に送信する。
【００２２】
暗号化回路９においては、ユニキャスト用暗号鍵更新完了通知用暗号制御フレームは、何も暗号化せずに、平文でＰＯＮ下り信号１６としてＯＮＴ伝送装置に送信する。このＰＯＮ下り信号１６が図４における「暗号鍵更新確認」である。
この「暗号鍵更新確認」によりのユニキャスト用暗号鍵更新完了通知用暗号制御フレームを送信した以降のユニキャストユーザデータは、暗号化回路９において新しいユニキャスト用暗号鍵で暗号化を行い、ＯＮＴ伝送装置４に送信する。
【００２３】
なお、ＯＬＴ伝送装置１が「暗号鍵更新確認」を送信する前にＯＮＴ伝送装置４にパケットを送信する場合、例えば図４の「下りパケットａ」を送信する場合は、更新前の鍵である旧ユニキャスト用暗号鍵で暗号化して送信する。
【００２４】
ＯＮＴ伝送装置４（ここでは＃１とする）において、暗号復号回路１０６がＯＬＴ伝送装置１からのユニキャスト用暗号鍵更新完了通知用暗号制御フレーム（図４の「暗号鍵更新確認」に相当）を受信する。暗号復号回路１０６ではユニキャスト用暗号鍵更新完了通知用暗号制御フレームが平文で送信されてくるので、復号せずに暗号制御フレーム抽出手段１０４に送信する。
暗号制御フレーム抽出手段１０４は、ユニキャスト用暗号鍵更新完了通知用暗号制御フレームを抽出すると、ユニキャスト用暗号鍵更新完了通知信号１１７をユニキャスト用暗号鍵保持手段１０５に通知する。
ユニキャスト用暗号鍵更新完了通知信号１１７を受信したユニキャスト用暗号鍵保持手段１０５は、暗号復号回路１０６に新しい暗号鍵を通知し、暗号復号回路１０６はユニキャスト用暗号鍵を更新する。
ＯＮＴ伝送装置４が暗号復号回路１０６のユニキャスト用暗号鍵を更新するタイミングが図４の「新復号鍵更新」のタイミングに相当する。
【００２５】
ＯＬＴ伝送装置１は、新暗号鍵更新の後に送信するユニキャストユーザデータ（例えば図４の「下りパケットｂ」）は新ユニキャスト用暗号鍵で暗号化し、ＯＮＴ伝送装置４は、新復号鍵更新の後に受信する上記下りパケットｂのようなユニキャストユーザデータは、新ユニキャスト用暗号鍵で復号する。
【００２６】
図５は、以上の動作における制御フレームフォーマットの図である。
図５において、内容を「ユニキャスト用暗号鍵通知」としている制御フレームフォーマットが図４における「新ユニキャスト用暗号鍵通知」でＯＮＴ伝送装置４からＯＬＴ伝送装置１に送信される制御フレームフォーマットであり、図５において内容を「ユニキャスト用暗号鍵更新確認」としている制御フレームフォーマットが、図４における「暗号鍵更新確認」でＯＬＴ伝送装置１からＯＮＴ伝送装置４に送信される制御フレームのフォーマットである。
【００２７】
ユニキャスト用暗号鍵通知のフレームフォーマットは、プリアンブルに送信元のＯＮＴ伝送装置４毎に与えられたＩＤを格納し、Ｏｐｃｏｃｅに未使用の値から適宜選択したコードを格納するとともに、Ｄａｔａに新たなユニキャスト用暗号鍵を格納する。
また、ユニキャスト用暗号鍵更新確認は、プリアンブルに送信先のＯＮＴ伝送装置４のＩＤを格納し、Ｏｐｃｏｃｅに未使用の値から適宜選択したコードを格納する。
なお、図中、ＤＡは”ＭＡＣ  Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ａｄｄｒｅｓｓ”の略で送信先のＭＡＣアドレスを、ＳＡは”ＭＡＣ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ａｄｄｒｅｓｓ”略で送信元のＭＡＣアドレスを、ＦＣＳは”Ｆｒａｍｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｓｅｑｕｅｃｅ”の略でフレーム内の誤り検出用コードであることも周知の通りであり、以後の説明においても同様である。
【００２８】
ＯＮＴ伝送装置４とＯＬＴ伝送装置１との間で以上の動作を周期的に行い、各ＯＮＴ伝送装置４のユニキャスト用暗号鍵の更新を行う。
【００２９】
次に、ＯＬＴ伝送装置１が所定のマルチキャストドメイン内に暗号化したメッセージを送信する際に使用するマルチキャスト用暗号鍵の更新方法を説明する。
図５は、マルチキャスト用暗号鍵更新手順を示しており、ここでは図１におけるＯＮＴ伝送装置４の全て（＃１〜＃ｎ）が同じマルチキャストドメインに属するものとする。
【００３０】
まず、図２に示したＯＬＴ伝送装置１においてＶＬＡＮ対応のマルチキャスト用暗号鍵をマルチキャスト用暗号鍵生成手段８で生成させる（マルチキャスト用暗号鍵生成ステップ）。これが図６におけるＯＬＴ伝送装置１による「マルチキャスト用新暗号鍵生成」に相当する。
その生成されたマルチキャスト用暗号鍵（新マルチキャスト用暗号鍵）をマルチキャスト用暗号鍵信号１３によりマルチキャスト用暗号鍵保持手段７に送信し、通知する。
マルチキャスト用暗号鍵保持手段７では、新マルチキャスト用暗号鍵を保持、管理する。
さらに、マルチキャスト用暗号鍵保持手段７は、暗号制御フレーム挿入手段１０へ新マルチキャスト用暗号鍵通知信号１２により新マルチキャスト用暗号鍵を送信する。
新マルチキャスト用暗号鍵通知信号１２を受信した暗号制御フレーム挿入手段１０では、新マルチキャスト用暗号鍵を適用するマルチキャストドメイン内のＯＮＴ伝送装置４に対して、新しいマルチキャスト用暗号鍵を通知するためのマルチキャスト用暗号鍵更新通知フレームを下り入力信号１１に挿入し、下り信号１４を生成する。
【００３１】
暗号回路９において、鍵更新するＯＮＴ伝送装置４の現用ユニキャスト用暗号鍵で新マルチキャスト用暗号鍵を暗号化して暗号化マルチキャスト用暗号鍵を生成し、ＰＯＮ下り信号１６としてＯＮＴ伝送装置４に送信する（暗号化マルチキャスト用暗号鍵生成送信ステップ）。
このＰＯＮ下り信号１６の送信タイミングが図６における「新暗号鍵更新」に相当する。この新暗号鍵更新以前にＯＬＴ伝送装置１からＯＮＴ伝送装置４にマルチキャストしたマルチキャストユーザデータ（例えば下りパケットｃ）は、更新前の「旧マルチキャスト用暗号鍵」で暗号化されて送信され、「新暗号鍵更新」以後にＯＬＴ伝送装置１からＯＮＴ伝送装置４にマルチキャストされるマルチキャストユーザデータ（例えば下りパケットｄ）は、更新後の「新マルチキャスト用暗号鍵」で暗号化される。
【００３２】
図７は図６の新マルチキャスト用暗号鍵通知における制御フレームフォーマットを示す図である。
プリアンブルには、送信先のＯＮＴ伝送装置４のＩＤが格納され、Ｏｐｃｏｄｅには、図５のユニキャスト用暗号鍵交換に使用した値とは異なる値を格納し、ＤａｔａにはそれぞれのＯＮＴ伝送装置のユニキャスト用暗号鍵（現用ユニキャスト用暗号鍵）で暗号化されたマルチキャスト用暗号鍵を格納する。
【００３３】
それぞれのＯＮＴ伝送装置４において、ＯＬＴ伝送装置１からのマルチキャスト用暗号鍵更新通知用暗号制御フレームを受信する。暗号復号回路１０６ではマルチキャスト用暗号鍵更新通知用暗号制御フレームは、現用ユニキャスト用暗号鍵で暗号化されているので、現用ユニキャスト用暗号鍵を使用して復号化を行い（マルチキャスト用暗号鍵復号ステップ）、暗号制御フレーム抽出手段１０４に送信する。
【００３４】
暗号制御フレーム抽出手段１０４で新しいマルチキャスト用暗号鍵を抽出し、マルチキャスト用暗号鍵保持手段１０３にマルチキャスト用暗号鍵抽出信号１１５で通知する。
マルチキャスト用暗号鍵保持手段１０３で、ＶＬＡＮ対応のマルチキャスト用暗号鍵を更新、管理する。マルチキャスト用暗号鍵更新通知用暗号制御フレームを受信した以降のマルチキャストユーザデータは、新しいマルチキャスト用暗号鍵にて復号化する。
【００３５】
以上の動作において、ＯＬＴ伝送装置１は新マルチキャスト用暗号鍵通知を、ＯＮＴ伝送装置４に対して個別に送信して、新マルチキャスト用暗号鍵の更新を通知する。そして上記の動作をＯＬＴ伝送装置１とそれぞれのＯＮＴ伝送装置４とが所定のタイミングで周期的に行い、マルチキャスト用暗号鍵の更新を行う。
上記の説明において、ユニキャスト用暗号鍵およびマルチキャスト用暗号鍵を更新するタイミングは、タイマを用いた所定の時間間隔で決定してもよいし、また、ＯＬＴ伝送装置１とＯＮＴ伝送装置４との通信量（ビット数あるいはパケット数）が所定量に達するたびに更新するようにしてもよい。これは以後の各実施の形態においても同様である。
【００３６】
以上のように、ユニキャスト用暗号鍵だけでなく、マルチキャスト用暗号鍵も周期的に更新することにより、比較的簡単な暗号技術を適用しても同報（放送）型の通信アーキテクチャにおけるマルチキャストデータの隠匿性を強化することができるという効果がある。
【００３７】
実施の形態２．
実施の形態１においては、ＯＬＴ伝送装置１はマルチキャスト用暗号鍵通知をそれぞれのＯＮＴ伝送装置４に対して個別に送信する例を説明したが、実施の形態２においては、マルチキャストドメイン内のすべてのＯＮＴ伝送装置４に対して同時に送信する例を示す。
【００３８】
この実施の形態における通信システムの構成およびＯＬＴ伝送装置、ＯＮＴ伝送装置の構成は、実施の形態１で説明した図１〜図３と同様であるので、説明を省略する。
また、各ＯＮＴ伝送装置のユニキャスト用暗号鍵の更新手順も実施の形態１で図４、図５を用いて説明した手順と同様であるので、説明を省略する。
【００３９】
実施の形態１においては、新マルチキャスト用暗号鍵通知（図６）をＯＬＴ伝送装置１からＯＮＴ伝送装置４に対して個別に通知するため、新マルチキャスト用暗号鍵通知の制御フレームフォーマット（図７）には１つの送信先ＯＮＴ伝送装置のユニキャスト用暗号鍵で暗号化されたマルチキャスト用暗号鍵しか含まれていない。
【００４０】
実施の形態１と同様に、ＯＬＴ伝送装置１においてＶＬＡＮ対応のマルチキャスト用暗号鍵をマルチキャスト用暗号鍵生成手段８で生成させる。これが図６におけるＯＬＴ伝送装置１による「マルチキャスト用新暗号鍵生成」に相当する。
その生成されたマルチキャスト用暗号鍵（新マルチキャスト用暗号鍵）をマルチキャスト用暗号鍵信号１３によりマルチキャスト用暗号鍵保持手段７に送信し、通知する。
マルチキャスト用暗号鍵保持手段７では、新マルチキャスト用暗号鍵を保持、管理する。
さらに、マルチキャスト用暗号鍵保持手段７は、暗号制御フレーム挿入手段１０へ新マルチキャスト用暗号鍵通知信号１２により新マルチキャスト用暗号鍵を送信する。
新マルチキャスト用暗号鍵通知信号１２を受信した暗号制御フレーム挿入手段１０では、新マルチキャスト用暗号鍵を適用するマルチキャストドメイン内のＯＮＴ伝送装置４に対して、新しいマルチキャスト用暗号鍵を通知するためのマルチキャスト用暗号鍵更新通知フレームを下り入力信号１１に挿入し、下り信号１４を生成する。
暗号化回路９において、鍵更新するマルチキャストドメイン内のＯＮＴ伝送装置４それぞれの現用ユニキャスト用暗号鍵で新マルチキャスト用暗号鍵を暗号化してＰＯＮ下り信号１６としてＯＮＴ伝送装置４に送信する（暗号化マルチキャスト用暗号鍵生成送信ステップ）。
この実施の形態２においては、図６のＯＬＴ伝送装置１からＯＮＴ伝送装置４に対して送信する「新マルチキャスト用暗号鍵通知」は複数のＯＮＴ伝送装置に対して、図８に示す制御フレームフォーマットによりブロードキャストされる。
【００４１】
図８において、プリアンブルのＯＮＴ−ＩＤには、全てのＯＮＴ伝送装置４に対するフレームであることを意味する識別ＩＤである”Ｄｅｆａｕｌｔ  ＯＮＴ−ＩＤ”（コード値”０ｘＦＦＦＦ”）を格納する。
また、ＤＡには、ブロードキャストアドレスを意味するコード値（０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦ）を格納し、Ｏｐｃｏｄｅには、ユニキャスト用暗号鍵交換制御フレーム（図５）で使用した値とは異なる、未使用の値から選択したコードを格納する。
【００４２】
図８のＤａｔａ領域には、マルチキャストドメイン内のＯＮＴ伝送装置４のＩＤと、そのＩＤを有するＯＮＴ伝送装置４のユニキャスト用暗号鍵で暗号化したマルチキャスト用暗号鍵が、例えば「個別ＯＮＴ−ＩＤ＃１」と「新暗号鍵＃１」のような対になって対応付けて格納されている。
【００４３】
図８のマルチキャスト用暗号鍵通知を受信したそれぞれのＯＮＴ伝送装置４は、暗号復号回路１０６で自装置のＩＤに対応する新暗号鍵を抽出し、自装置の現用ユニキャスト用暗号鍵を使用して新たなマルチキャスト用暗号鍵を復号し、暗号制御フレーム抽出手段１０４に送信する（マルチキャスト用暗号鍵復号ステップ）。
以後の動作は実施の形態１と同様である。
【００４４】
以上のように、ＯＬＴ伝送装置１は新マルチキャスト用暗号鍵通知を、複数のＯＮＴ伝送装置４に対して同報し、新マルチキャスト用暗号鍵の更新を通知する。そして上記の動作をＯＬＴ伝送装置１とそれぞれのＯＮＴ伝送装置４とが周期的に行い、マルチキャスト用暗号鍵の更新を行う。
従って、ＯＬＴ伝送装置１は複数のＯＮＴ伝送装置４に対して個別に制御フレームを送信する必要がないので、帯域を圧迫することがなく、またマルチキャスト用暗号鍵も周期的に更新することにより、比較的簡単な暗号技術を適用しても同報（放送）型の通信アーキテクチャにおけるマルチキャストデータの隠匿性を強化することができるという効果がある。
【００４５】
実施の形態３．
実施の形態２では図８に示したように、マルチキャスト用暗号鍵通知には、それぞれのＯＮＴ伝送装置４のＩＤ（ＯＮＴ−ＩＤ）とこれに対応する新暗号鍵の対が格納されている例を示した。
この実施の形態３では、新たなマルチキャスト用暗号鍵を複数のＯＮＴ伝送装置４に対して同報する別の方式について説明する。
【００４６】
この実施の形態３の実施の形態２との相違点は、マルチキャスト用暗号鍵通知のフレームフォーマットである。
図９がこの実施の形態３におけるマルチキャスト用暗号鍵通知のフレームフォーマットであり、Ｄａｔａ領域には、新たなマルチキャスト用暗号鍵をマルチキャストドメイン内のそれぞれのＯＮＴ伝送装置４のユニキャスト用暗号鍵で暗号化した「新暗号鍵」が格納され、また、新たなマルチキャスト用暗号鍵から所定のハッシュ関数を用いて生成した「ＨＡＳＨコード値」が格納されている。
各「ＨＡＳＨコード値」は同一の値である。
【００４７】
ＯＬＴ伝送装置１の暗号化回路９は、鍵更新するブロードキャストドメイン内のＯＮＴ伝送装置４それぞれの現用ユニキャスト用暗号鍵で新マルチキャスト用暗号鍵を暗号化する。同時に、新マルチキャスト用暗号鍵から、ＭＤ５あるいはＳＨＡ−１のような所定のハッシュ関数によりＨＡＳＨコード値を生成する。図９の制御フレームフォーマットがＯＬＴ伝送装置１からＯＮＴ伝送装置４に対してブロードキャストされる（暗号化マルチキャスト用暗号鍵生成送信ステップ）。
【００４８】
図９のマルチキャスト用暗号鍵通知を受信したそれぞれのＯＮＴ伝送装置４は、暗号復号回路１０６で新暗号鍵を先頭から抽出して自装置のユニキャスト用暗号鍵で復号する。
この段階では復号した新暗号鍵が自装置のユニキャスト用暗号鍵で暗号化されたものであるのかどうかが不明であるので、新暗号鍵を復号して得られた「仮のマルチキャスト用暗号鍵」からＯＬＴ伝送装置１と同じハッシュ関数で「仮のＨＡＳＨ値」を生成する。
この「仮のＨＡＳＨ値」と「ＨＡＳＨコード値」を比較して一致した場合、上記「仮のマルチキャスト用暗号鍵」は、ＯＬＴ伝送装置１から通知された正規の新たなマルチキャスト用暗号鍵である。
一方、「仮のＨＡＳＨ値」と「ＨＡＳＨコード値」を比較して一致しなかった場合、上記新暗号鍵は自装置のユニキャスト用暗号鍵で暗号されたものではなく、これを復号した「仮のマルチキャスト用暗号鍵」は、ＯＬＴ伝送装置１から通知された正規の新たなマルチキャスト用暗号鍵ではない。この場合は、ＤＡＴＡ領域から次の「新暗号鍵」を抽出し、再度、新暗号鍵の復号、「仮のＨＡＳＨ値」の生成、「仮のＨＡＳＨ値」と「ＨＡＳＨコード値」との比較、を「仮のＨＡＳＨ値」と「ＨＡＳＨコード値」が一致するまで行う（マルチキャスト用暗号鍵復号ステップ）。
最後まで一致する新暗号鍵がない場合は、その旨をＯＬＴ伝送装置１に通知し、再送を依頼したり、経路上における改竄の有無のチェックを依頼する。
【００４９】
上記ハッシュ関数がこの発明における「所定の演算」である。
また上記「仮のマルチキャスト用暗号鍵」がこの発明における「復号マルチキャスト用暗号鍵」、「ＨＡＳＨコード値」がこの発明における「第１の定数」、「仮のＨＡＳＨ値」がこの発明における「第２の定数」である。
【００５０】
以上のように、ＯＬＴ伝送装置１は複数のＯＮＴ伝送装置４に対して個別に制御フレームを送信する必要がないので、帯域を圧迫することがない。
また上記動作を周期的に行うことによりマルチキャスト用暗号鍵を周期的に更新すれば、比較的簡単な暗号技術を適用しても同報（放送）型の通信アーキテクチャにおけるマルチキャストデータの隠匿性を強化することができるという効果がある。
【００５１】
なお、図９において、ＨＡＳＨコード値は、それぞれの新暗号鍵と対応させてＤａｔａ領域内に格納したが、ＨＡＳＨコード値は１箇所に格納してもよい。
【００５２】
また上記説明においては、ＯＮＴ伝送装置４はマルチキャスト用暗号鍵通知のＤａｔａ領域の先頭から順に新暗号鍵を抽出するとしたが、それぞれのＯＮＴ伝送装置４に順番を割りあて、各ＯＮＴ伝送装置に対応する新暗号鍵はＤａｔａ領域の中で上記順番の位置に格納するようにすれば、ＯＮＴ伝送装置における新たなマルチキャスト用暗号鍵の獲得が高速にでき、また新マルチキャスト用暗号鍵の誤りの有無や改竄の有無のチェックが可能になる。
またこの順番の変りに各ＯＮＴ伝送装置のＩＤと各新暗号鍵を対応付けて格納すればＯＮＴ伝送装置における新マルチキャスト用暗号鍵の獲得が高速化される。この場合も、新マルチキャスト用暗号鍵の誤りの有無や改竄の有無のチェックが可能になる。
【００５３】
また上記説明においてはハッシュ関数を使用する例を示したが、ハッシュ関数に限らず、入力データに対して、一意に定まる定数を出力する演算であれば他の方式でもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、ユニキャスト用暗号鍵だけでなく、マルチキャスト用暗号鍵も周期的に更新することにより、比較的簡単な暗号技術を適用しても同報（型の通信アーキテクチャにおけるマルチキャストデータの隠匿性を強化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１から３のシステム構成を示すブロック図。
【図２】この発明の実施の形態１から３のＯＬＴ伝送装置を示すブロック図。
【図３】この発明の実施の形態１から３のＯＮＴ伝送装置を示すブロック図。
【図４】この発明の実施の形態１から３のユニキャスト用暗号鍵更新シーケンス図。
【図５】この発明の実施の形態１におけるユニキャスト用暗号鍵通知とユニキャスト用暗号鍵更新確認のフレームフォーマット図。
【図６】この発明の実施の形態１から３のマルチキャスト用暗号鍵更新シーケンス図。
【図７】この発明の実施の形態１のマルチキャスト用暗号鍵通知のフレームフォーマット図。
【図８】この発明の実施の形態２のマルチキャスト用暗号鍵通知のフレームフォーマット図。
【図９】この発明の実施の形態３のマルチキャスト用暗号鍵通知のフレームフォーマット図。
【符号の説明】
１  ＯＬＴ伝送装置
２  光カプラ
３  光ファイバ
４  ＯＮＴ伝送装置
５  暗号制御フレーム抽出手段
６  ユニキャスト用暗号鍵保持手段
７  マルチキャスト暗号鍵保持手段
８  マルチキャスト用暗号鍵生成手段
９  暗号回路
１０  暗号制御フレーム挿入手段
１１  下り入力信号
１２  新マルチキャスト用暗号鍵通知信号
１３  マルチキャスト用暗号鍵信号
１４  下り信号
１５  マルチキャスト用暗号鍵信号
１６  ＰＯＮ下り信号
１７  ユニキャスト用暗号鍵信号
１８  ＰＯＮ上り信号
１９  ユニキャスト用暗号鍵抽出信号
２０  上り出力信号
２１  ユニキャスト用暗号鍵受信完了信号
２２  ユニキャスト用暗号鍵検索信号
２３  マルチキャスト用暗号鍵検索信号
１０１  暗号制御フレーム挿入手段
１０２  ユニキャスト用暗号鍵生成手段
１０３  マルチキャスト用暗号鍵保持手段
１０４  暗号制御フレーム抽出手段
１０５  ユニキャスト用暗号鍵保持手段
１０６  暗号復号回路
１０７  上り入力信号
１０８  ユニキャスト用暗号鍵信号
１０９  ユニキャスト用暗号鍵信号
１１０  ＰＯＮ上り信号
１１１  ＰＯＮ下り信号
１１２  ユニキャスト用暗号鍵信号
１１３  マルチキャスト用暗号鍵信号
１１４  復号済み信号
１１５  マルチキャスト用暗号鍵抽出信号
１１６  下り出力信号
１１７  ユニキャスト用暗号鍵更新完了通知信号。
【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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【図６】
2004260556.tif 000008
【図７】
2004260556.tif 000009
【図８】
2004260556.tif 000010
【図９】
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