(57)【要約】【課題】本発明の課題は、移動通信システムにおいて移動無線端末にてより多くの下りデータを効率的に受信できるようにした通信方法を提供することである。【解決手段】上記課題は、マルチキャスト配信システムであって、クライアント装置が暗号化鍵を保持しているか否かを判断し、判断結果を前記データ中継装置に通知する暗号化鍵保持情報通知手段を有し、データ中継装置がクライアント装置から送信される配信要求に含まれるグループ情報に基づき該クライアント装置に対する認証が必要であるかどうか決定する認証決定手段と、前記決定した結果に基づき前記クライアント装置に対する認証手続きを実行する認証実行段と、前記クライアント装置から通知される暗号化鍵の取得状況に応じて該当の暗号化鍵を前記認証・鍵管理装置から取得して前記クライアント装置に配信する暗号化鍵取得制御手段とを有することを特徴とするマルチキャスト配信システムにより解決される。【選択図】  図１
2004242210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暗号化されたマルチキャストデータを配下にある所定のグループに属するクライアント装置に中継するデータ中継装置と、前記データ中継装置により中継されたマルチキャストデータを受信するクライアント装置と、前記クライアント装置の認証に関する情報とマルチキャストデータを暗号化するための暗号化鍵を管理する認証・鍵管理装置とを有するマルチキャスト配信システムであって、
前記クライアント装置は、前記暗号化されたマルチキャストデータを受信するための暗号化鍵を保持しているか否かを判断し、判断結果を前記データ中継装置に通知する暗号化鍵保持情報通知手段を有し、
前記データ中継装置は、前記クライアント装置が前記マルチキャストデータを受信するために送信する配信要求を受信し、該配信要求に含まれるグループ情報に基づき該クライアント装置に対する認証が必要であるかどうか決定する認証決定手段と、
前記決定した結果に基づき前記クライアント装置に対する認証手続きを実行する認証実行段と、
前記クライアント装置からの前記暗号化鍵保持情報通知手段により通知される前記暗号化鍵の取得状況に応じて該当の暗号化鍵を前記認証・鍵管理装置から取得して前記クライアント装置に配信する暗号化鍵取得制御手段とを有することを特徴とするマルチキャスト配信システム。
【請求項２】
請求項１記載のマルチキャスト配信システムであって、
前記データ中継装置の認証実行手段は、
前記認証決定手段により、前記クライアント装置に対する認証が必要であると決定した場合に、該クライアント装置に対して認証要求を通知するクライアント認証要求手段を有し、
前記クライアント装置は、前記認証要求を受信すると、所定の認証方法に従って認証手続きを実行し、実行結果を認証応答として前記データ中継装置に送信するクライアント認証応答手段を有することを特徴とするマルチキャスト配信システム。
【請求項３】
請求項２記載のマルチキャスト配信システムであって、
前記所定の認証方法は、前記認証要求で指定される認証方法であることを特徴とするマルチキャスト配信システム。
【請求項４】
請求項１又は２記載のマルチキャスト配信システムであって、
前記データ中継装置の暗号化鍵取得制御手段は、
前記暗号化鍵保持情報通知手段からの通知により、前記クライアント装置が前記暗号化鍵を保持していないと判断した場合に、該当の暗号化鍵を取得するための鍵配信要求を前記認証・鍵管理装置に送信する暗号化鍵配信要求手段を有し、前記認証・鍵管理装置は、受信した前記鍵配信要求にしたがって該当の暗号鍵を前記データ中継装置に配信する暗号化鍵配信応答手段を有することを特徴とするマルチキャスト配信システム。
【請求項５】
請求項４記載のマルチキャスト配信システムであって、
前記認証・鍵管理装置は、前記鍵配信要求に含まれる情報を基に、前記鍵配信要求を送信してきたクライアント装置が正当な権利を持つかどうかを判断するための認証を実行するクライアント正当性判断手段をさらに有し、
前記認証で、前記クライアント装置が正当な権利を持つと判断された場合に、前記暗号化鍵配信応答手段により該当の暗号鍵を前記データ中継装置に配信することを特徴とするマルチキャスト配信システム。
【請求項６】
請求項１記載のマルチキャスト配信システムであって、
前記データ中継装置は、
前記認証決定手段により、前記クライアント装置に対する認証が必要でないと決定し、かつ前記暗号化鍵保持情報通知手段からの通知により、前記クライアント装置が前記暗号化鍵を保持していないと判断した場合に、該当の暗号化鍵を取得するための鍵配信要求を前記認証・鍵管理装置に送信する暗号化鍵配信要求手段を有することを特徴とするマルチキャスト配信システム。
【請求項７】
請求項１記載のマルチキャスト配信システムであって、
前記データ中継装置は、
前記認証決定手段により、前記クライアント装置に対する認証が必要でないと決定し、かつ前記暗号化鍵保持情報通知手段からの通知により、前記クライアント装置が前記暗号化鍵を保持している判断した場合に、所定の通知を前記クライアント装置に対して行なう通知手段を有することを特徴とするマルチキャスト配信システム。
【請求項８】
暗号化されたマルチキャストデータを配下にあるクライアント装置に中継するデータ中継装置と、前記データ中継装置により中継されたマルチキャストデータを受信するクライアント装置と、前記クライアント装置の認証に関する情報とマルチキャストデータを暗号化するための暗号化鍵を管理する認証・鍵管理装置とを有するマルチキャスト配信システムにおけるマルチキャスト配信方法であって、
前記クライアント装置は、前記暗号化されたマルチキャストデータの配信を受けるための配信要求を前記データ中継装置に送信し、
前記データ中継装置は、前記配信要求に含まれるグループ情報に基づき該クライアント装置に対する認証が必要であるかどうか決定し、
前記認証が必要と決定された場合には、前記クライアント装置との間で所定の認証手続きを実行し、
前記クライアント装置は、前記暗号化されたマルチキャスト配信データを受信するための暗号化鍵を保持しているか否かを前記データ中継装置に通知し、
前記データ中継装置は、前記クライアント装置から通知される前記暗号鍵の取得状況に基づいて、該暗号化鍵を該クライアント装置に配信すべきか否かを判定し、
その判定結果に基づいて、前記認証・鍵管理装置から該当の暗号化鍵を取得して前記クライアント装置に配信することを特徴とするマルチキャスト配信方法。
【請求項９】
データ中継装置により中継されたマルチキャストデータを受信するクライアント装置であって、
暗号化されたマルチキャストデータを受信するため配信要求を前記データ中継装置に通知する配信要求通知手段と、
前記データ中継装置から送信される認証要求を受信する認証要求受信手段と、前記暗号化された前記マルチキャストデータを受信するための暗号化鍵を保持しているか否かを判断し、判断結果を前記データ中継装置に通知する暗号化鍵保持情報通知手段と
を有するクライアント装置。
【請求項１０】
請求項９記載のクライアント装置であって、
前記認証要求受信手段により、前記データ中継装置から送信された認証要求を受信すると、所定の認証方法に従って認証手続きを実行し、実行結果を認証応答として前記データ中継装置に送信するクライアント認証応答手段を有することを特徴とするクライアント装置。
【請求項１１】
暗号化されたマルチキャストデータを配下にある所定のグループに属するクライアント装置に中継するデータ中継装置であって、
前記クライアント装置が前記マルチキャストデータを受信するために送信する配信要求を受信し、該配信要求に含まれるグループ情報に基づき該クライアント装置に対する認証が必要であるかどうか決定する認証決定手段と、
前記決定した結果に基づき前記クライアント装置に対する認証手続きを実行する認証実行段と、
前記クライアント装置から通知される暗号化鍵の取得状況に応じて該当の暗号化鍵を前記認証・鍵管理装置から取得して前記クライアント装置に配信する暗号化鍵取得制御手段と
を有することを特徴とするデータ中継装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のデータ中継装置であって、
前記認証実行手段は、
前記認証決定手段により、前記クライアント装置に対する認証が必要であると決定した場合に、該クライアント装置に対して認証要求を通知するクライアント認証要求手段を有することを特徴とするデータ中継装置。
【請求項１３】
請求項１１記載のデータ中継装置であって、
前記暗号化鍵取得制御手段は、
前記暗号化鍵保持情報通知手段からの通知により、前記クライアント装置が前記暗号化鍵を保持していないと判断した場合に、該当の暗号化鍵を取得するための鍵配信要求を前記認証・鍵管理装置に送信する暗号化鍵配信要求手段を有することを特徴とするデータ中継装置。
【請求項１４】
暗号化されたマルチキャストデータを配下にある所定のグループに属するクライアント装置に中継するデータ中継装置と通信し、クライアント装置の認証に関する情報とマルチキャストデータを暗号化するための暗号化鍵を管理する認証・鍵管理装置であって、
前記データ中継装置から送信される鍵配信要求で指定される暗号鍵を所定のデータベースを参照して、該暗号鍵に対応する該当の暗号鍵を取得する暗号鍵検索手段と、
前記取得した該当の暗号鍵を前記データ中継装置に配信する暗号化鍵配信応答手段とを有することを特徴とする認証・鍵管理装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の認証・鍵管理装置であって、
前記鍵配信要求に含まれる情報を基に、前記鍵配信要求を送信してきたクライアント装置が正当な権利を持つかどうかを判断するための認証を実行するクライアント正当性判断手段をさらに有し、
前記認証で、前記クライアント装置が正当な権利を持つと判断された場合に、前記暗号化鍵配信応答手段により該当の暗号鍵を前記データ中継装置に配信することを特徴とする認証・鍵管理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチキャスト配信システム及びその方法並びにデータ中継装置、クライアント装置、認証・鍵管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネット等を利用したデータの配信は、送信側（データ配信装置）と受信側（データ受信装置）の関係からユニキャスト配信、ブロードキャスト配信、マルチキャスト配信に分類される。
【０００３】
ユニキャスト配信は、１つのデータ配信装置が１つのデータ受信装置にデータを配信する１対１の通信である。このため、データ配信装置が配信すべきデータ量はデータ受信装置の数に比例して大きくなり、データ受信装置の数が増加すると、データ配信装置や通信路においてデータの配信処理のための負荷が大きくなってしまう。
【０００４】
これに対し、ブロードキャスト配信及びマルチキャスト配信は、１つのデータ配信装置が多数のデータ受信装置にデータを配信する１対多の通信であるため、上記問題は生じない。ここで、マルチキャスト配信は、ブロードキャスト配信と異なり、一回の操作で特定多数の相手だけにデータを配信する方式である。
【０００５】
マルチキャスト配信の一例としては、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いてマルチキャスト配信を実現するＩＰマルチキャストが広く知られている。ＩＰマルチキャストでは、同一のデータを受信するデータ受信装置のグループにマルチキャスト用のＩＰアドレスを割り当てることでマルチキャストグループを構成する。このマルチキャストグループに割り当てられるＩＰアドレス（以下、マルチキャストアドレス）は当該グループに固有である。データ受信装置は、あるマルチキャストグループ宛に送信されるマルチキャストデータの受信を希望する場合、隣接しているデータ中継装置（ルータ等）に該マルチキャストグループに属するデータ受信装置があることを示す情報を記憶させる。これにより、データ受信装置は、データ配信装置から当該マルチキャストグループ宛に配信されるデータを、データ中継装置等を介して受信することができるようになっている。
【０００６】
ここで、上記マルチキャストデータを受信するデータ受信装置とデータ中継装置との間のマルチキャストグループ管理用プロトコルとしては、ＩＧＭＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＧｒｏｕｐ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が用いられている。このＩＧＭＰに対応したデータ中継装置には、自身の配下にあるデータ受信装置の中にマルチキャストグループに参加しているデータ受信装置が存在するか否かを判別する機能が実装されている。なお、各データ中継装置間のマルチキャスト経路制御プロトコルとしては、距離ベクトル型の経路制御プロトコルであるＤＶＭＲＰ（Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｒｏｕｔｉｎｇ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、リンクステート型の経路プロトコルであるＯＳＰＦの拡張として設計された経路制御プロトコルであるＭＯＳＰＦ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｏｐｅｎ  Ｓｈｏｒｔｅｓｔ  Ｐａｔｈ  Ｆｉｒｓｔ）、ＤＶＭＲＰのように基盤になっているユニキャストＩＰｖ４の経路機構に依存しないでマルチキャストの経路制御ができるプロトコルであるＰＩＭ−ＤＭ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｄｅｎｓｅ  Ｍｏｄｅ）、ＰＩＭ−ＳＭ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｓｐａｒｓｅ  Ｍｏｄｅ）、さらに、マルチキャスト・ドメイン間で交換する経路制御プロトコルであるＢＧＭＰ（Ｂｏｒｄｅｒ  ＧａｔｅｗａｙＭｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等が用いられる。
【０００７】
＜マルチキャストデータの盗聴対策＞
マルチキャスト型配信は、特定多数を対象としたデータ配信方式であるが、イーサネット（登録商標）、無線ＬＡＮ等の通信路を複数のデータ受信者で共有する通信路を用いてマルチキャスト型配信を行った場合、マルチキャストデータ受信の対象でないデータ受信装置においても、そのデータの盗聴が可能である。これは、あるデータ受信装置が他のデータ受信装置へ配信することを目的としたデータを受信する（すなわち盗聴（なりすまし）すること）ことが可能であることが原因である。この対象外のデータ受信装置によるデータの盗聴は、データの送信装置やデータ中継装置によって検出する手段が無い。
【０００８】
一方、ＡＤＳＬや光ファイバといったポイントトゥポイント型の通信路の場合には、各マルチキャストデータを異なる通信路を使って特定のデータ受信装置のみに対して配信することによって、意図しないデータ受信装置による盗聴を防ぐことが可能である。
【０００９】
しかし、以上に説明したポイントトゥポイント型の通信路であったとしても、データ配信を中継するデータ中継装置においてデータの盗聴も可能であり、このように悪意のあるデータ中継装置においてデータの盗聴があったとしてもデータ配信装置においてそれを検出する手段が無い。
【００１０】
このようにしてデータの盗聴が可能であると、マルチキャスト型配信を用いて有料のデータ配信サービスを行ったとしても、データ配信装置が意図しないデータ受信者がデータ受信を行なう可能性があり、サービスが成り立たなくなるという問題が生ずる。
【００１１】
そこで、以上の問題に着目して、データ送信装置や途中のデータ中継装置において、マルチキャスト配信されるデータを暗号化し、適切なデータ受信装置に対してはデータを復号化するための鍵を配布することによって、たとえデータの盗聴をされた場合にもあらかじめデータを復号化する鍵を持っていないデータ受信装置ではデータの復号化が不可能であることを利用し、結果的にデータを使えなくする、すなわちデータのレンダリング（一般に、データの可視化をいう）を防止する方法が提案されている。
【００１２】
このようなマルチキャスト型配信におけるデータの暗号化に関する提案は、例えば、非特許文献１に示されるように、データ受信装置とデータ配信装置で、マルチキャストデータの暗号化に使用される鍵を共有することによって、マルチキャスト型配信の暗号化を実現している。
【００１３】
非特許文献１においては、マルチキャストデータを暗号化するためのＴＥＫ（Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｋｅｙ）と、ＴＥＫを暗号化するためのＫＥＫ（Ｋｅｙ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｋｅｙ）の２種類の鍵を用いて以上の機能を提供する。ＴＥＫは、マルチキャストデータを暗号化する鍵であり、ＴＥＫを安全にデータ受信装置に提供するために、ＫＥＫを用いて暗号化してデータ受信装置に提供する。すなわち、データ受信装置は、あるマルチキャストデータに対するＫＥＫを取得することによってのみＴＥＫの生成が可能となるが、逆に、ＫＥＫを取得していないデータ受信装置では、ＴＥＫの生成が不可能であるため、結果的にマルチキャストデータの復号化が不可能になる。
【００１４】
上記のようなＫＥＫをデータ受信装置に提供するための従来の技術としていくつかの提案が存在する。例えば，非特許文献２に示される、ＭＩＫＥＹ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）や、非特許文献３に示されるＧＤＯＩ（Ｇｒｏｕｐ  Ｄｏｍａｉｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ）を用いて、データ配信装置とデータ受信装置の間でユニキャストの安全な通信路（これをＳｅｃｕｒｉｔｙ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎと呼ぶ）を開設し、このＳｅｃｕｒｉｔｙ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎを用いてデータ受信装置にＫＥＫを提供する手法も提案されている．
以上に説明した、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３の方法によれば、マルチキャスト配信されるデータの暗号化が行われるため、データの盗聴に対する対策が可能となっている。
【００１５】
＜マルチキャスト経路不正構築対策＞
マルチキャスト配信においてデータ受信装置は、あるマルチキャストグループに対する加入手続きを行なう際に、ＩＧＭＰのＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐ  Ｒｅｐｏｒｔを隣接しているデータ中継装置（以下、このデータ中継装置をアクセスルータという）に対して発行する。アクセスルータは、そのメッセージを受信すると、ＤＶＭＲＰ、ＰＩＭ−ＤＭ、ＰＩＭ−ＳＭ等のマルチキャストルーティングプロトコルによって、マルチキャスト配信のための経路（これをマルチキャストツリーと称する）を構築する。この動作により、マルチキャスト配信されるデータがアクセスルータに到達し、アクセスルータがこのデータを中継することによってデータ受信装置に対して配信される。
【００１６】
ＩＧＭＰ  Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ  Ｒｅｐｏｒｔは、データ受信装置が発行するメッセージであるが、このメッセージを発行するデータ受信装置がそのデータの受信を許可されている受信者であるか否かを判断することは出来ない。したがって、悪意のあるユーザが使用するデータ受信装置（以下、不正データ受信装置という）が、ＩＧＭＰのＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐ  Ｒｅｐｏｒｔを発行したとしても、アクセスルータは、マルチキャストツリーの構築手続きを実行することになる。したがって、不正データ受信装置は、あるマルチキャストグループに対するＩＧＭＰのＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐ  Ｒｅｐｏｒｔを不正に発行し、これによりマルチキャストツリーを不正に構築することが可能であるため、このマルチキャストツリーの不正構築が集中すると、データ中継装置やデータ配信装置の処理速度を著しく低下する恐れがある。また、仮にマルチキャストツリーの不正構築が集中しなかったとしても、データ中継装置やデータ配信装置の資源を無駄に浪費したり、通信路を無駄に浪費したりするといった問題が生じる。特に通信コストが高い無線ネットワークにおいては、このマルチキャストツリー不正構築による影響が大きくなり無視できない。
【００１７】
こうした問題点を解決するため、マルチキャスト配信時にデータ受信装置の認証（以下、クライアント認証という）を行ない、クライアント認証が完了したデータ受信装置のみからのみＩＧＭＰ  Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ  Ｒｅｐｏｒｔを受け付けるというような技術が、例えば、非特許文献４により提案されている。
【００１８】
この提案によればアクセスルータは、データ受信装置の認証が完了しない限りマルチキャストツリーの構築を行なわないため、マルチキャスト経路が不正に構築されてしまうのを防ぐことができる。
【００１９】
また、非特許文献４では、マルチキャスト配信の特徴を利用し、特にＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）や無線ＬＡＮ等の通信路を共有するネットワークを用いた場合には、最低１台のデータ受信装置のクライアント認証が完了している場合には、他のデータ受信装置のクライアント認証は行なわなくても良いとしている。これは、あるデータ受信装置に対するクライアント認証が完了しており、既にマルチキャストデータ配信が行われている場合には、通信路を共有する他のデータ受信装置においてデータの受信が可能であるために、他のデータ受信装置のクライアント認証が失敗した場合にも、そのデータ受信装置はデータの受信（この場合には盗聴ともいえる）が可能であるからである。
【００２０】
＜データ受信装置の管理，制御＞
ＩＧＭＰを用いたマルチキャスト配信では、特定多数のデータ受信者に対するデータ配信を実現するが、データ配信装置は、データ受信装置を管理しないため、どのデータ受信者がデータ受信を行っているかを管理することや、データ受信者の制御ができない。
【００２１】
そこで、データ受信装置を管理、制御する方法として、例えば、非特許文献５に示す技術が提案されている。この非特許文献５によれば、暗号化及び復号化鍵を管理する鍵管理装置及びクライアント装置を管理する受信管理装置が、マルチキャストデータのマルチキャストプロトコルの受信要求、受信停止要求及び復号化鍵の取得要求を受け付けて処理することにより、データ受信者（クライアント装置）の受信状況の管理及び制御を行なうことが可能となっている。換言すれば、マルチキャストデータを暗号化した鍵をデータ受信装置に発行する際に、クライアントの管理、及び制御を実現している。
【００２２】
【特許文献１】
特開２００２−１１１６４９号公報
【００２３】
【非特許文献１】
Ｍａｒｋ  Ｂａｕｇｈｅｒ，Ｒａｎ  Ｃａｎｅｔｔｉ，Ｌａｋｓｈｍｉｎａｔｈ  Ｄｏｎｄｅｔｉ，Ｆｒｅｄｒｉｋ  Ｌｉｎｄｈｏｌｍ  著，「Ｇｒｏｕｐ  Ｋｅｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ」，インターネットドラフト，ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍｓｅｃ−ｇｋｍａｒｃｈ−０３．ｔｘｔ，  ２００２年
【００２４】
【非特許文献２】
Ｊ．  Ａｒｋｋｏ，Ｅ．  Ｃａｒｒａｒａ，Ｆ．  Ｌｉｎｄｈｏｌｍ，Ｍ．  Ｎａｓｌｕｎｄ，Ｋ．  Ｎｏｒｒｍａｎ  著，「ＭＩＫＥＹ：  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ＫＥＹｉｎｇ」，インターネットドラフト，ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍｓｅｃ−ｍｉｋｅｙ−０５．ｔｘｔ，２００２年
【００２５】
【非特許文献３】
Ｍａｒｋ  Ｂａｕｇｈｅｒ，Ｔｈｏｍａｓ  Ｈａｒｄｊｏｎｏ，Ｈｕｇｈ  Ｈａｒｎｅｙ，Ｂｒｉａｎ  Ｗｅｉｓ  著，「Ｔｈｅ  Ｇｒｏｕｐ  Ｄｏｍａｉｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ」，インターネットドラフト，ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍｓｅｃ−ｇｄｏｉ−０７．ｔｘｔ，２００２年
【００２６】
【非特許文献４】
石川憲洋，山内長承，高橋修  著，「ＩＰマルチキャスト通信のユーザ認証機能の提案と実装」，情報処理学会論文誌，Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．１０，  １９９９年
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した非特許文献１、及びそれと関連する非特許文献２、３では、マルチキャストデータの暗号化による盗聴対策はなされているが、マルチキャスト経路の不正構築対策はなされてない。
【００２８】
また、非特許文献４では、アクセスルータによるマルチキャスト不正経路構築対策がなされ、かつ、データ受信装置の認証の完了通知メッセージ送信時にマルチキャストデータの暗号化に用いる暗号化鍵を配信するようにしているが、以下の２つの問題に対処できない。
【００２９】
１つ目の問題点として、データ受信装置が暗号化鍵を既に保持している状態で、アクセスルータがクライアント認証のみを実現したいような場合にも、アクセスルータは、データ受信装置が既に暗号化鍵を保持しているかどうかを判断する手段を持たないため、常にデータ受信装置の認証の完了通知メッセージ送信時にマルチキャストデータの暗号化に用いる暗号化鍵を配信する必要がある。したがって、本来は必要ない鍵配布処理や、鍵配布に伴うデータ量増加による通信コスト増といった問題が発生する。
【００３０】
上記のような状況は、例えば、通信中に一度通信が途絶えた場合など、データ受信装置が、暗号化鍵を既に保持していて再度マルチキャストグループへの加入手続きをする必要があった場合に発生する。また、データ受信装置が、例えばＭＩＫＥＹやＧＤＯＩ、若しくは、あらかじめ別の手段により暗号化鍵を入手するような場合にも発生する。
【００３１】
２つ目の問題点として、アクセスルータにおいて既に他のクライアントのクライアント認証が完了しており、既にマルチキャストデータが流れているような場合、アクセスルータは、クライアント認証手続きを行なわないため、クライアントが暗号化鍵の配信を行ないたいような場合においても、アクセスルータがそのような状況を把握することが出来ないため、暗号化鍵の配信が不可能といった問題が発生する。
【００３２】
一方、非特許文献５では、マルチキャストデータの暗号化鍵の配信によるクライアント管理、制御の対策がされており、さらにマルチキャストデータを暗号化することによる盗聴の対策がされているが、マルチキャスト経路不正構築対策がされていない。
【００３３】
このように非特許文献１〜５の各々においては、マルチキャストデータの盗聴対策、マルチキャスト不正経路構築対策、マルチキャストデータの暗号化鍵の配信によるクライアント管理・制御、これら全ての要求を全て実現するものではない。
【００３４】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、マルチキャストデータの盗聴対策、マルチキャスト経路不正構築対策、クライアント管理・制御を同時に実現するマルチキャスト配信システム及びその方法を提供することである。
【００３５】
また、上記マルチキャスト配信システムで用いられるデータ中継装置、クライアント装置、認証・鍵管理装置を提供することである。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、暗号化されたマルチキャストデータを配下にある所定のグループに属するクライアント装置に中継するデータ中継装置と、前記データ中継装置により中継されたマルチキャストデータを受信するクライアント装置と、前記クライアント装置の認証に関する情報とマルチキャストデータを暗号化するための暗号化鍵を管理する認証・鍵管理装置とを有するマルチキャスト配信システムであって、
前記クライアント装置は、前記暗号化されたマルチキャストデータを受信するための暗号化鍵を保持しているか否かを判断し、判断結果を前記データ中継装置に通知する暗号化鍵保持情報通知手段を有し、前記データ中継装置は、前記クライアント装置が前記マルチキャストデータを受信するために送信する配信要求を受信し、該配信要求に含まれるグループ情報に基づき該クライアント装置に対する認証が必要であるかどうか決定する認証決定手段と、  前記決定した結果に基づき前記クライアント装置に対する認証手続きを実行する認証実行段と、前記クライアント装置からの前記暗号化鍵保持情報通知手段により通知される前記暗号化鍵の取得状況に応じて該当の暗号化鍵を前記認証・鍵管理装置から取得して前記クライアント装置に配信する暗号化鍵取得制御手段とを有することを特徴としている。
【００３７】
また、本発明の請求項２は、前記マルチキャスト配信システムであって、前記データ中継装置の認証実行手段は、前記認証決定手段により、前記クライアント装置に対する認証が必要であると決定した場合に、該クライアント装置に対して認証要求を通知するクライアント認証要求手段を有し、前記クライアント装置は、前記認証要求を受信すると、所定の認証方法に従って認証手続きを実行し、実行結果を認証応答として前記データ中継装置に送信するクライアント認証応答手段を有することを特徴としている。
【００３８】
また、本発明の請求項３は、前記マルチキャスト配信システムであって、前記所定の認証方法は、前記認証要求で指定される認証方法であることを特徴としている。
【００３９】
また、本発明の請求項４は、前記マルチキャスト配信システムであって、前記データ中継装置の暗号化鍵取得制御手段は、前記暗号化鍵保持情報通知手段からの通知により、前記クライアント装置が前記暗号化鍵を保持していないと判断した場合に、該当の暗号化鍵を取得するための鍵配信要求を前記認証・鍵管理装置に送信する暗号化鍵配信要求手段を有し、前記認証・鍵管理装置は、受信した前記鍵配信要求にしたがって該当の暗号鍵を前記データ中継装置に配信する暗号化鍵配信応答手段を有することを特徴としている。
【００４０】
また、本発明の請求項５は、前記マルチキャスト配信システムであって、前記認証・鍵管理装置は、前記鍵配信要求に含まれる情報を基に、前記鍵配信要求を送信してきたクライアント装置が正当な権利を持つかどうかを判断するための認証を実行するクライアント正当性判断手段をさらに有し、前記認証で、前記クライアント装置が正当な権利を持つと判断された場合に、前記暗号化鍵配信応答手段により該当の暗号鍵を前記データ中継装置に配信することを特徴としている。
【００４１】
また、本発明の請求項６は、前記マルチキャスト配信システムであって、前記データ中継装置は、前記認証決定手段により、前記クライアント装置に対する認証が必要でないと決定し、かつ前記暗号化鍵保持情報通知手段からの通知により、前記クライアント装置が前記暗号化鍵を保持していないと判断した場合に、該当の暗号化鍵を取得するための鍵配信要求を前記認証・鍵管理装置に送信する暗号化鍵配信要求手段を有することを特徴としている。
【００４２】
また、本発明の請求項７は、前記マルチキャスト配信システムであって、前記データ中継装置は、前記認証決定手段により、前記クライアント装置に対する認証が必要でないと決定し、かつ前記暗号化鍵保持情報通知手段からの通知により、前記クライアント装置が前記暗号化鍵を保持している判断した場合に、所定の通知を前記クライアント装置に対して行なう通知手段を有することを特徴としている。
【００４３】
上記本発明によれば、あらかじめクライアント装置とデータ中継装置との間で、暗号化鍵の取得状況や認証状況を伝えるようにしているため、お互いに必要とされる処理を知ることができる。これにより、鍵の配布が必要ない場合に鍵の配布を行なうことや、クライアント認証が必要ないのにクライアント認証を行なうことを防ぐことができ、認証や鍵配信処理の低減を図ることが可能となる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４５】
図１は、本発明の実施の一形態に係るマルチキャスト配信システム１０の構成を示す図である。同図において、このマルチキャスト配信システム１０は、データ送信装置２０、認証＆鍵管理装置３０、データ中継装置４０、データ受信装置５０によって構成され、これら各装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のハードウェア資源を備えたコンピュータ等によって構成されている。
【００４６】
同図が示すように、データ送信装置２０、認証＆鍵管理装置３０、データ中継装置４０、データ受信装置５０は、インターネット、無線通信ネットワークなどの通信ネットワーク６０に接続されており、この通信ネットワーク６０は、複数のデータ中継装置４０を相互に接続することによって構成される。なお、この例では、ＩＰマルチキャストに基づいたデータ配信例を想定し、データ中継装置４０のうち、データ受信装置５０が直接通信するデータ中継装置４０をアクセスルータ４０と呼び、データ受信装置５０をクライアント５０と呼び、以下、説明を進める。また、アクセスルータ４０とクライアント５０との間の通信は、所定の無線通信方式に従ってなされるものと想定する。
【００４７】
図２は、上記クライアント５０の機能を示す機能ブロック図である。このクライアント５０は、情報決定手段５０ａと、情報作成手段５０ｂと、通信手段５０ｃとを備える。本実施形態のクライアント５０には、通常のマルチキャスト配信を行なうモードとは別にマルチキャストセキュリティ方式に基づいてマルチキャスト配信を行なうモードが新たに付加されている。
【００４８】
クライアント５０の情報決定手段５０ａは、マルチキャストデータの受信を開始する際に、マルチキャストセキュリティ方式に基づくマルチキャスト配信か、それとも通常のマルチキャスト配信かの判断を行ない、判断した結果を情報作成手段５０ｂに伝える。情報作成手段５０ｂは、情報決定手段５０ａから通常のマルチキャスト配信を行なうとの通知を受けた場合には、通常のマルチキャストグループへの加入手続きを行なうために、例えば、ＩＧＭＰ  Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ  Ｒｅｐｏｒｔを生成し、通信手段５０ｃを経由してアクセスルータ４０に送信する。この処理を含めたこれ以後の処理は、通常のマルチキャスト配信のデータ受信方法に従うものとする。
【００４９】
一方、情報決定手段５０ａからマルチキャストセキュリティ方式に基づくマルチキャスト配信を行なうとの通知を受けた場合には、情報作成手段５０ｂは、セキュアマルチキャストグループ加入要求メッセージを生成する。
【００５０】
図３は、クライアント５０の情報作成手段５０ｂで作成されるセキュアマルチキャストグループ加入要求メッセージの例を示す図である。同図に示すように、このセキュアマルチキャストグループ加入要求メッセージには、クライアント５０のアドレス、アクセスルータ４０のアドレス、セキュアマルチキャストグループ加入要求メッセージであることを示すメッセージタイプ、加入するマルチキャストアドレス等が含まれる。
【００５１】
また、ＩＧＭＰ  Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ  Ｒｅｐｏｒｔで規定される他の情報を、上記セキュアマルチキャストグループ加入要求メッセージに含んでもよい。なお、アクセスルータのアドレスが不明であるときには、ＩＰマルチキャストのＡｌｌ  Ｒｏｕｔｅ向けＩＰアドレスである２２４．０．０．２を、アクセスルータ４０のアドレスとして使うことも可能である。
【００５２】
また、上記セキュアマルチキャストグループ加入要求メッセージには、ＩＧＭＰに基づいたフォーマットを基に、それを拡張したフォーマットを用いてもよい。その場合には、ＩＧＭＰのＴｙｐｅフィールドの値をこれまでに使われている値と異なる値あらかじめ決めておき（例えば０ｘ３３を用いるなど）、この番号を使用したＩＧＭＰメッセージがセキュアマルチキャストグループ加入要求メッセージであることが分るようにすればよい。
【００５３】
情報作成手段５０ｂは、セキュアマルチキャストグループ加入要求メッセージを生成すると、通信手段５０ｃに対してそのメッセージを出力し、所定の通信網（以下、通信網と略記）を通じてアクセスルータ４０に本メッセージを送信する。
【００５４】
図４は、アクセスルータ４０の機能を示す機能ブロック図である。このアクセスルータ４０は、情報決定手段４０ａと、情報作成手段４０ｂと、通信手段４０ｃとを備える。アクセスルータ４０の通信手段４０ｃは、クライアント５０から送信されたセキュアマルチキャストグループ加入要求メッセージを受信すると、そのメッセージを情報作成手段４０ｂに出力する。情報作成手段４０ｂは、通信手段４０ｃを通じてセキュアマルチキャストグループ加入要求メッセージを受け取ると、クライアント５０が加入を要求した当該マルチキャストグループに対して、最低１台のクライアントのクライアント認証が済んでいるか否か、すなわち、他のクライアントがすでにそのマルチキャストグループに対して加入許可済みか否かの判断を行なう。そして、情報作成手段４０ｂは、上記判断結果に基づいてマルチキャストセキュリティ要求メッセージを作成する。
図５は、アクセスルータ４０の情報作成手段４０ｂで作成されるマルチキャストセキュリティ要求メッセージ例を示す図である。同図に示すように、このマルチキャストセキュリティ要求メッセージには、宛先であるクライアント５０のアドレス、アクセスルータ４０のアドレス、マルチキャストセキュリティ要求メッセージであることを示すメッセージタイプ、及び、クライアント認証完了＆未完了情報が含まれる。
【００５５】
上記クライアント認証完了＆未完了情報には、アクセスルータ４０がクライアント認証を必要とするか否かを示す情報が含まれる。例えば、クライアント認証が必要な場合には値“１”を、クライアント認証が必要でない場合には値“０”とする。つまり、他のクライアントがすでにそのマルチキャストグループに対して加入許可済みである場合には“０”、そうでない場合には“１”となる。
【００５６】
また、その他必要な情報、例えば、そのクライアント認証の有効期限等の情報を付加情報として含んでもよい。
【００５７】
情報作成手段４０ｂは、マルチキャストセキュリティ要求メッセージを生成すると、通信手段４０ｃにそのメッセージを出力し、通信網を通じてクライアント５０に本メッセージを送信する。
【００５８】
クライアント５０の通信手段５０ｃは、アクセスルータ４０から送信されたマルチキャストセキュリティ要求メッセージを受信すると、情報作成手段５０ｂに出力する。上記情報作成手段５０ｂは、そのマルチキャストセキュリティ要求メッセージを受信すると、クライアント５０が加入を要求した当該マルチキャストグループに対して、暗号化鍵を既に保持しているか否か、すなわち，暗号化鍵の入手が必要かどうかの判断を行ない、判断した結果に基づきマルチキャストセキュリティ応答メッセージを作成する。
【００５９】
図６は、クライアント５０の情報作成手段５０ｂにより作成されるマルチキャストセキュリティ応答メッセージ例を示す図である。このマルチキャストセキュリティ応答メッセージには、宛先であるアクセスルータ４０のアドレス、クライアント５０のアドレス、マルチキャストセキュリティ応答メッセージであることを示すメッセージタイプ、暗号化鍵入手完了＆未完了情報、及びＩＤ情報が含まれる。
【００６０】
上記暗号化鍵入手完了＆未完了情報には、クライアント４０が暗号化鍵を必要とするか否かを示す情報が含まれる。例えば、暗号化鍵が必要な場合には値“１”を、暗号化鍵が必要でない場合には値“０”とする。また、その他必要な情報、例えば、クライアント５０が保持する暗号化鍵の有効期限等の情報を付加情報として含んでもよい。
【００６１】
上記ＩＤ情報は、後のクライアント認証で使われるためのクライアント５０を一意に識別するためのＩＤとして用いられるものであり、ＩＰアドレス、メールアドレス、電話番号、移動機（クライアント５０が携帯電話等の場合）の機体番号、ユーザ名など、あらかじめ決められた番号を用いることでクライアントの識別が可能となる。また、このＩＤ情報は、マルチキャストセキュリティ要求メッセージ中のクライアント認証完了＆未完了情報により、アクセスルータ４０がクライアント認証手続きを必要としていることを要求された場合において含められるものである。
【００６２】
情報作成手段５０ｂは、上記マルチキャストセキュリティ応答メッセージを生成すると、通信手段５０ｃに対してそのメッセージを出力し、通信網を通じてアクセスルータ４０に本メッセージを送信する。アクセスルータ４０の通信手段４０ｃは、クライアント５０から送信されたマルチキャストセキュリティ応答メッセージを受信すると、そのメッセージを情報作成手段４０ｂに出力する。情報作成手段４０ｂは、マルチキャストセキュリティ応答メッセージを受信すると、以前に受信したセキュアマルチキャストグループ加入要求メッセージ中に含まれていたマルチキャストアドレスと、クライアント認証完了＆未完了情報、及び暗号化鍵入手完了＆未完了情報を情報決定手段４０ａに出力する。
【００６３】
情報決定手段４０ａは、マルチキャストアドレスと、クライアント認証完了＆未完了情報、及び暗号化鍵入手完了＆未完了情報を基に、図７に示す４つの状態（ケース１〜ケース４）に分け、それぞれの状態に応じて必要な手続きを実行する。
【００６４】
以下、情報決定手段４０ａで分けられる４つのケース（ケース１〜ケース４）について説明し、次いで、それぞれのケースで行なわれる処理を説明する。
【００６５】
まず、ケース１について説明する。
【００６６】
ケース１は、アクセスルータ４０による、当該マルチキャストアドレスに対するクライアント５０のクライアント認証が１台も完了していない状態であり、さらにクライアント５０は、当該マルチキャストアドレスに対する暗号化鍵の入手も済んでいない状態である。よって、このケースの場合、アクセスルータ４０は、クライアント５０を認証する必要があり、さらにクライアント５０は、暗号化鍵の入手手続きを行なう必要がある。
【００６７】
ケース２は、アクセスルータ４０による、当該マルチキャストアドレスに対する最低１台のクライアント５０のクライアント認証が完了済みであるが、クライアント５０は、当該マルチキャストアドレスに対する暗号化鍵の入手は済んでいない状態である。よって、このケースの場合、アクセスルータ４０は、クライアント５０を認証する必要はないが、クライアント５０は、暗号化鍵の入手手続きを行なう必要がある。
【００６８】
ケース３は、アクセスルータ４０による、当該マルチキャストアドレスに対するクライアント５０のクライアント認証が１台も完了していない状態でるが、クライアント５０は、当該マルチキャストアドレスに対する暗号化鍵の入手は完了済みな状態である。よって、このケースの場合、アクセスルータ４０は、クライアント５０を認証する必要があるが、クライアント５０は、暗号化鍵の入手手続きを行なう必要はない。
【００６９】
ケース４は、アクセスルータ４０による、当該マルチキャストアドレスに対する最低１台のクライアント５０のクライアント認証が完了済みであり、さらにクライアント５０は、当該マルチキャストアドレスに対する暗号化鍵の入手が完了済みな状態である。よって、このケースの場合、アクセスルータ４０は、クライアント５０を認証する必要がなく、さらにクライアント５０は、暗号化鍵の入手手続きを行なう必要がない。
【００７０】
このように、本実施例によれば、アクセスルータ４０、及びクライアント５０が、マルチキャストセキュリティ要求メッセージ、マルチキャストセキュリティ応答メッセージをやりとりすることにより、お互いが必要としているマルチキャストセキュリティの実現のために必要な処理を知ることが可能である。
【００７１】
アクセスルータ４０の情報決定手段４０ａは、上記ケースのうちどのケースに該当するかの判断をした後、判断した結果（ケース１〜ケース４のいずれを示す情報が含まれる）を情報作成手段４０ｂに出力する。情報作成手段４０ｂは、情報決定手段４０ａから出力された判断結果に基づいて、以下に示す処理を実行する。
【００７２】
以下では、それぞれのケースの場合においてなされる処理について説明する。
【００７３】
＜ケース１の場合＞
アクセスルータ４０の情報作成手段４０ｂは、ケース１に該当するとの判断結果を情報決定手段４０ａから受信すると、まずクライアント認証を実行するために、クライアント認証要求メッセージを作成する。図８は、アクセスルータ４０の情報作成手段４０ｂで作成されるクライアント認証要求メッセージの例を示す図である。このクライアント認証要求メッセージには、宛先であるクライアント５０のアドレス、アクセスルータ４０のアドレス、クライアント認証要求メッセージであることを示すメッセージタイプ、クライアント認証情報が含まれる。クライアント認証情報には、クライアント認証方法に応じて必要な情報が含まれる。例えば、クライアント認証方法に、メッセージダイジェストを生成するアルゴリズムであるＭＤ５（Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｄｉｇｅｓｔ  ５）やＳＨＡ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｈａｓｈ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）−１を用いたチャレンジ＆レスポンスを行なう場合には、チャレンジ＆レスポンスによる認証に使うためのチャレンジ値がクライアント認証情報として入る。なお、  チャレンジ＆レスポンス方式による認証とは、クライアント５０とアクセスルータ４０の間でアクセスルータ４０がチャレンジ値を提示しクライアント５０がこのチャレンジ値に対応した応答を返すことでアクセスルータ４０がクライアント５０の認証を行なう方式をいう。
【００７４】
また、クライアント認証方法に、証明書を使う場合には、証明書を生成するためのチャレンジ値がクライアント認証情報として入る。
【００７５】
アクセスルータ４０の情報作成手段４０ｂは、クライアント認証要求メッセージを生成すると、通信手段４０ｃにそのメッセージを出力し、通信網を通じてクライアント５０に本メッセージを送信する。
【００７６】
クライアント５０の通信手段５０ｃは、アクセスルータ４０から送信されたクライアント認証要求メッセージを受信すると、情報作成手段５０ｂに出力する。情報作成手段５０ｂは、クライアント認証要求メッセージを受信すると、アクセスルータ４０から指定されたクライアント認証方法に応じた処理を行ない、クライアント認証応答メッセージを作成する。
【００７７】
図９は、クライアント５０の情報作成手段５０ｂで作成されるクライアント認証応答メッセージの例を示す図である。このクライアント認証応答メッセージには、宛先であるアクセスルータ４０のアドレス、クライアント５０のアドレス、クライアント認証応答メッセージであることを示すメッセージタイプ、クライアント認証方法、クライアント認証情報が含まれる。
【００７８】
上記クライアント認証情報には、クライアント認証方法に応じた必要な情報が含まれる。例えば、クライアント認証方法に、ＳＨＡ−１を用いたチャレンジ＆レスポンスを行なう場合には、アクセスルータ４０より指定されたチャレンジ値、及びクライアント５０があらかじめ保持するパスワードを元にＳＨＡ−１を用いてハッシュ値を求め、その結果（レスポンス値）が含まれる。また，クライアント認証方法に、クライアント証明書を用いる場合には、証明書データがクライアント認証情報として含まれる。  なお、情報作成手段５０ｂは、アクセスルータ４０から指定されたクライアント認証方法に応じた処理が行なえない場合には、指定された認証方式の処理が不可能であることを示す情報をクライアント認証情報
に含めてクライアント認証応答メッセージを作成する。また、この際に、クライアント５０がサポートするクライアント認証方法を、クライアント認証情報中に含めてもよい。
【００７９】
クライアント５０の情報作成手段５０ｂは、クライアント認証応答メッセージを生成すると、通信手段５０ｃにそのメッセージを出力し、通信網を通じてアクセスルータ４０に本メッセージを送信する。
【００８０】
なお、本実施例では、クライアント認証方法に、クライアント認証要求メッセージ、及びクライアント認証応答メッセージを使う形態を説明したが、これ以外にも、例えば、ＥＡＰ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いてもかまわない。
アクセスルータ４０の通信手段４０ｃは、上記のようにしてクライアント５０で作成されて送信されたクライアント認証応答メッセージを受信すると、そのメッセージを情報作成手段４０ｂに出力する。情報作成手段４０ｂは、クライアント認証応答メッセージ、及びクライアント５０との通信で得た情報に基づいて、認証＆鍵管理装置３０に送信するための、認証＆鍵配布要求メッセージを作成する。
【００８１】
図１０は、アクセスルータ４０の情報作成手段４０ｂで作成される認証＆鍵配布要求メッセージの例を示す図である。この認証＆鍵配布要求メッセージには、宛先である認証＆鍵管理装置３０のアドレス、アクセスルータ４０のアドレス、認証＆鍵配布要求メッセージであることを示すメッセージタイプ、ＩＤ情報、クライアント認証情報、クライアント認証完了＆未完了情報、暗号化鍵入手完了＆未完了情報、マルチキャスト情報が含まれる。
【００８２】
上記ＩＤ情報、上記クライアント認証情報、上記クライアント認証完了＆未完了情報、上記暗号化鍵入手完了＆未完了情報については、これまでにアクセスルータ４０とクライアント５０の通信によりアクセスルータ４０が入手した前述の情報と同じものを用いる。ただし、クライアント認証情報には、チャレンジ値とレスポンス値の両方を含む必要があるなど必要な情報を含むように変更する必要がある。
【００８３】
また、上記情報に追加して、どのマルチキャスト配信に対するクライアント認証や鍵配信を行なうのかといったマルチキャスト情報が認証＆鍵配布要求メッセージには含まれる。このマルチキャスト情報は、例えば、該当するマルチキャストアドレスや、マルチキャストセッションを一意に識別することが出来るマルチキャストセッションＩＤ等がそれにあたり、付随する情報として他の情報を含んでもよい。例えば、マルチキャスト配信にＩＰマルチキャストの拡張機能であるＳＳＭ（Ｓｏｕｒｃｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）を使う場合には、マルチキャストデータの配信元のアドレスが含められる。
【００８４】
アクセスルータ４０の情報作成手段４０ｂは、認証＆鍵配布要求メッセージを生成すると、通信手段４０ｃにそのメッセージを出力し、通信ネットワークを通じて認証＆鍵管理装置３０に本メッセージを送信する。
【００８５】
図１１は、認証＆鍵管理装置３０の機能を示す機能ブロック図である。この認証＆鍵管理装置３０は、情報作成手段３０ｂと、通信手段３０ｃと、クライアント認証データベース３０ｄと、鍵管理データベース３０ｅとを備える。
【００８６】
同図において、認証＆鍵管理装置３０の通信手段３０ｃは、アクセスルータ４０から送信された認証＆鍵配布要求メッセージを受信すると、情報作成手段３０ｂに出力する。情報作成手段３０ｂは、クライアント認証完了＆未完了情報、及び暗号化鍵入手完了＆未完了情報により、クライアント認証が必要かどうか、及びクライアントに対する鍵配信が必要かどうかを判断する。
【００８７】
認証＆鍵管理装置３０の情報作成手段３０ｂは、上記判断でクライアント認証手続きが必要であると判断すると、認証＆鍵配布要求メッセージ中のＩＤ情報、及びクライアント認証情報を参照し、クライアント認証データベース３０ｄから適宜必要な情報を取得し、クライアント認証情報に含まれるレスポンス値や証明書等の認証データが正しいかどうかの判断を行なう。そして、認証データが正しいと判定された場合には、クライアント認証が完了し、当該クライアントがマルチキャストデータを受信する権利があることがこの時点で判断される。なお、クライアント認証データベース３０ｄには、クライアント５０に関するＩＤ情報や、どのマルチキャストデータを受信する権利があるか等の契約情報、及びクライアント証明書やパスワード等のクライアント認証に必要な情報が含まれる。また、クライアント認証が完了した際の有効期限に関する情報も含まれる。
【００８８】
続いて、情報作成手段３０ｂは、上記判断で暗号化鍵の発行が必要であると判断すると，認証＆鍵配布要求メッセージ中のＩＤ情報、及びマルチキャスト情報を参照し、鍵管理データベース３０ｅから暗号化鍵や有効期限等の必要な情報を取得する。なお、鍵管理データベースには、マルチキャストデータの暗号化鍵であるＫＥＫやＴＥＫ、上記有効期間等のマルチキャストデータに関する情報が含まれる。
【００８９】
認証＆鍵管理装置３０の報作成手段３０ｂは、クライアント認証が必要かどうか、及びクライアントに対する鍵配信が必要かどうかの判断に応じて上記のような処理を完了すると、次いで、認証＆鍵配布応答メッセージを生成する。
【００９０】
図１２は、認証＆鍵管理装置３０の情報作成手段３０ｂで生成される認証＆鍵配布応答メッセージの例を示す図である。この認証＆鍵配布応答メッセージには、宛先であるアクセスルータ４０のアドレス、認証＆鍵管理装置３０のアドレス、認証＆鍵配布応答メッセージであることを示すメッセージタイプが含まれる。
【００９１】
また、上記認証＆鍵配布応答メッセージには、クライアント認証の有効期限情報を示す有効期限情報が含まれる。この有効期限情報には、アクセスルータ４０が当該マルチキャスト配信において、もし他のクライアント５０が同じマルチキャストアドレスに対する認証要求を行ってきた場合に、クライアント認証手続きをすることなしにアクセス認証済みと判断してよい期間の期限を示すものである。つまり、アクセス制御の有効期間を示す情報である。なお、例えば、有効期限情報に値“０”が入っている場合には、アクセスルータ４０は常にクライアント認証手続きをする必要があることを示す。
【００９２】
さらに、上記認証＆鍵配布応答メッセージには、暗号化鍵情報が含まれる。この暗号化鍵情報は、当該マルチキャスト配信に利用される暗号化鍵であるＫＥＫやＴＥＫを含むものである。ここでは、単にＫＥＫやＴＥＫを暗号化情報として含むのではなく、暗号化鍵の配信方法としてＭＩＫＥＹやＧＤＯＩ等のプロトコルで規定されているフォーマットを暗号化情報として含めてもよい。つまり、ＭＩＫＥＹやＧＤＯＩを認証＆鍵配布応答メッセージ中に含め、カプセル化してもよい。
【００９３】
なお、認証＆鍵配布応答メッセージに暗号化鍵情報を含む場合に、ＴＥＫは含まずにＫＥＫのみを含む場合もある。この場合、ＴＥＫはデータを配信するデータ送信装置２０からクライアント５０に対して配信される。データ送信装置２０は、ＴＥＫをＫＥＫで暗号化してクライアント５０にデータを配信するため、ＫＥＫを保持しているクライアント５０においては、ＴＥＫの生成が可能である。
【００９４】
この形態の場合には、データ送信装置２０と、認証＆鍵管理装置３０の間でＫＥＫのやりとりが行なわれる。
【００９５】
認証＆鍵管理装置３０の情報作成手段３０ｂは、上記のようにして認証＆鍵配布応答メッセージを生成すると、通信手段３０ｃにそのメッセージを出力し、通信ネットワーク６０を通じアクセスルータ４０に本メッセージを送信する。
【００９６】
なお、上述した認証＆鍵配布要求メッセージ、認証＆鍵配布応答メッセージを送受信するためのトランスポートプロトコルとしては、例えば、認証、認可、および設定情報をやり取りするＲＡＤＵＩＳ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｄｉａｌ  Ｉｎ  Ｕｓｅｒ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）プロトコルやピアツーピアで多様なメッセージを交換できるＤＩＡＭＥＴＥＲプロトコルを用いればよい。
アクセスルータ４０の通信手段４０ｃは、認証＆鍵管理装置３０から送信された認証＆鍵配布応答メッセージを受信すると、そのメッセージを情報作成手段４０ｂに出力する。
【００９７】
上記情報作成手段４０ｂは、認証＆鍵配布応答メッセージ中に有効期限情報が含まれている場合は、この時点でアクセス制御が成功したことが分る。そこで、情報作成手段４０ｂは、ケース１に該当する場合、当該マルチキャストアドレスに対するデータ配信を開始するための手続きを行なう。つまり、マルチキャスト配信ツリーを構築するためのグラフティング処理（マルチキャストグループがマルチキャストツリーに再び加入する処理をいう）を行なう。例えば、マルチキャストルーティングプロトコルにＰＩＭ−ＳＭを用いる場合には、アクセスルータ４０は、ＰＩＭ  ＪＯＩＮメッセージを発行する。
【００９８】
また、上記情報作成手段４０ｂにより、グラフティング処理が行なわれると、アクセスルータ４０は、当該マルチキャストアドレスに対するマルチキャストデータが届くことになるため、以後当該マルチキャストデータをクライアント５０に転送することになる。
【００９９】
さらに、上記情報作成手段４０ｂは、認証＆鍵配布応答メッセージ中に暗号化鍵情報が含まれている場合、クライアント５０に対して暗号化鍵の配信が必要であることが分るため、暗号化鍵配信メッセージを生成する。この暗号化鍵配信メッセージには、宛先であるクライアント５０アドレス、アクセスルータ４０のアドレス、及び暗号化鍵情報が含まれる。暗号化鍵情報は、上記暗号化鍵情報と同じものである。
【０１００】
アクセスルータ４０の情報作成手段４０ｂは、上記のようにして暗号化鍵配信メッセージを生成すると、通信手段４０ｃにそのメッセージを出力し、通信網を通じてクライアント５０に本メッセージを送信する。
【０１０１】
クライアント５０の通信手段５０ｃは、アクセスルータ４０から送信された暗号化鍵配信メッセージを受信すると、情報作成手段５０ｂに出力する。情報作成手順５０ｂは、この受信した暗号化鍵配信メッセージ中に含まれる暗号化情報により、暗号化鍵であるＫＥＫやＴＥＫを取得する。また、前記アクセスルータ４０によるマルチキャストツリーを構築するためのグラフティング処理が完了すると、その後は、マルチキャストデータの受信が可能となるため、以後受信したマルチキャストデータを先に取得したＫＥＫ又はＴＥＫを用いて復号化することができる。このとき、クライアント５０は、暗号化鍵配信メッセージを正常に受信したことをアクセスルータ４０や認証・鍵管理装置３０に通知してもよい。このような通知を行なうことにより、暗号化鍵配信メッセージが正常にクライアント５０に対して配信されたことをアクセスルータ４０や認証・鍵管理装置３０が知ることができる。
【０１０２】
以上の動作により、ケース１の場合のクライアント認証処理、及び暗号化鍵配信処理が完了する。
【０１０３】
次に、ケース２の場合の処理について説明する．
＜ケース２の場合＞
アクセスルータ４０の情報作成手段４０ｂは、ケース２に該当するとの判断結果を受信すると、ケース１におけるクライアント認証要求メッセージ、及びクライアント認証応答メッセージの手順を省略し、認証＆鍵管理装置との認証＆鍵配布要求メッセージを作成する。この認証＆鍵配布要求メッセージの作成方法はケース１の場合と同様であるが、クライアント認証手順が必要ないため、クライアント認証情報を除いたクライアント認証要求メッセージを生成する。
【０１０４】
情報作成手段４０ｂは、上記のようにして認証＆鍵配布要求メッセージを生成すると、通信手段４０ｃにそのメッセージを出力し、通信ネットワーク６０を通じて認証＆鍵管理装置３０に本メッセージを送信する。
【０１０５】
認証＆鍵管理装置３０の通信手段３０ｃは、アクセスルータ４０から送信された認証＆鍵配布要求メッセージを受信すると、情報作成手段３０ｂに出力する。その後、情報作成手段３０ｂは、クライアント認証完了＆未完了情報、及び暗号化鍵入手完了＆未完了情報により、クライアント認証が必要かどうか、及びクライアントに対する鍵配信が必要かどうかを判断する。情報作成手段３０ｂは、ケースの２の場合、クライアント認証手続きが必要でないため、クライアント認証手続きを実行しない。ただし、情報作成手段３０ｂは、暗号化鍵の発行が必要であるため、ケース１と同様に暗号化鍵に関する情報の取得を行なう。その後、情報作成手段３０ｂは、上記取得した暗号化鍵に関する情報から、認証＆鍵配布応答メッセージを生成する。このとき、生成した認証＆鍵配布応答メッセージは、ケース１の場合と同様であるが、クライアント認証の有効期限情報を示す有効期限情報は含まれない。
【０１０６】
認証＆鍵管理装置３０の情報作成手段３０ｂは、上記のようにして認証＆鍵配布応答メッセージを生成すると、通信手段３０ｃにそのメッセージを出力し、通信ネットワーク６０を通じてアクセスルータ４０に本メッセージを送信する。アクセスルータ４０の通信手段４０ｃは、認証＆鍵管理装置３０から送信された認証＆鍵配布応答メッセージを受信すると、情報作成手段４０ｂに出力する。その後、情報作成手段４０ｂは、認証＆鍵配布応答メッセージ中に暗号化鍵情報のみが含まれているため、この暗号化鍵情報を基にクライアント５０に送信する暗号化鍵配信メッセージを生成する。
【０１０７】
アクセスルータ４０の情報作成手段４０ｂは、上記のようにして暗号化鍵配信メッセージを生成すると、通信手段４０ｃにそのメッセージを出力し、通信網を通じてクライアント５０に本メッセージを送信する。
【０１０８】
クライアント５０の通信手段５０ｃは、アクセスルータから送信された暗号化鍵配信メッセージを受信すると、情報作成手段５０ｂに出力する。情報作成手段５０ｂは、この受信した暗号化鍵配信メッセージ中に含まれる暗号化情報より暗号化鍵であるＫＥＫやＴＥＫを取得する。このとき既にマルチキャストデータの受信が開始されているため、以後受信したマルチキャストデータをＫＥＫやＴＥＫを用いて復号化することができる。
【０１０９】
次に、ケース３の場合の処理について説明する．
＜ケース３の場合＞
アクセスルータ４０の情報作成手段４０ｂは、ケース３に該当するとの判断結果を受信すると、ケース１と同様に、クライアント認証要求メッセージ、及びクライアント認証応答メッセージの手順を続ける。詳細な説明はケース１の繰り返しになるため省略する。アクセスルータ４０の情報作成手段４０ｂは、クライアント認証要求メッセージ、及びクライアント認証応答メッセージの手順が完了すると、続いてケース１の場合と同様に認証＆鍵管理装置３０との認証＆鍵配布要求メッセージを作成する。
【０１１０】
アクセスルータ４０の情報作成手段５０ｂは、上記のようにして認証＆鍵配布要求メッセージを生成すると、通信手段５０ｃにそのメッセージを出力し、通信ネットワーク６０を通じて認証＆鍵管理装置３０に本メッセージを送信する。
【０１１１】
認証＆鍵管理装置３０の通信手段３０ｃは、アクセスルータから送信された認証＆鍵配布要求メッセージを受信すると、情報作成手段３０ｂに出力する。情報作成手段３０ｂは、その後、クライアント認証完了＆未完了情報、及び暗号化鍵入手完了＆未完了情報により、クライアント認証が必要かどうか、及びクライアントに対する鍵配信が必要かどうかの判断をする。情報作成手段３０ｂは、ケース１の場合と同様に、クライアント認証手続きを実行する。ただし、情報作成手段３０ｂは、暗号化鍵の発行が必要でないため、暗号化鍵に関する情報を取得する手続きを実行しない。その後、情報作成手段３０ｂは、上記取得したクライアント認証の有効期限情報を示す有効期限情報を含んだ認証＆鍵配布応答メッセージを生成する。このとき生成される認証＆鍵配布応答メッセージは、ケース１の場合と同様であるが、マルチキャストデータの暗号化鍵を含む暗号化鍵情報は含まれない。
【０１１２】
認証＆鍵管理装置３０の情報作成手段３０ｂは、上記のようにして認証＆鍵配布応答メッセージを生成すると、通信手段３０ｃにそのメッセージを出力し、通信ネットワーク６０を通じてアクセスルータ４０に本メッセージを送信する。アクセスルータ４０の通信手段４０ｃは、認証＆鍵管理装置３０から送信された認証＆鍵配布応答メッセージを受信すると、情報作成手段４０ｂに出力する。情報作成手段４０ｂは、認証＆鍵配布応答メッセージ中に有効期限情報が含まれているため、ケース１の場合と同様に、この時点でアクセス制御が成功したことが分る。そこで，ケース１の場合と同様にマルチキャスト配信ツリーを構築するためのグラフティング処理を行なう。なお、情報作成手段４０ｂは、クライアント５０に対してクライアント認証が成功したことを通知するためのクライアント認証完了通知メッセージを送信してもよい。このような通知を行なうことにより、クライアント５０は、正常にクライアント認証が終了したことを知ることができる。これによりクライアント５０は、マルチキャストデータの受信が可能となり、既に取得済みの暗号化鍵を用いて以後受信したマルチキャストデータを復号化することができる。
【０１１３】
次に、ケース４の場合の処理について説明する。
【０１１４】
＜ケース４の場合＞
アクセスルータ４０の情報作成手段４０ｂは、ケース４に該当するとの判断結果を受信すると、これ以後処理は必要ない。この時点で既にクライアントは暗号化鍵を既に取得済みで、また、アクセス制御が済んでいることが分るためである。なお、情報作成手段４０ｂは、クライアント５０に対して処理が必要なかったことを通知するためのクライアント認証完了通知メッセージを送信してもよい。このような通知を行なうことにより、クライアント５０は、マルチキャストセキュリティ応答メッセージがアクセスルータ４０に受信され、正常に処理されたことを知ることができる。
【０１１５】
次に、アクセスルータ４０の情報決定手段４０ｂの動作について詳述する。
【０１１６】
図１３は，アクセスルータ４０の情報決定手段４０ｂの動作を示すフローチャートである。
【０１１７】
アクセスルータ４０の情報決定手段４０ｂは、セキュアマルチキャスト加入要求メッセージを受信すると（ステップＳ１）、そのメッセージを送信してきたクライアント５０に対するマルチキャストセキュリティ要求メッセージを作成し、通信手段５０ｃを経由して送信する（ステップＳ２）。その後、マルチキャストセキュリティ応答メッセージを受信すると（ステップＳ３）、情報決定手段４０ａに対してどのケースに属するか問い合わせを行なう（ステップＳ４）。
【０１１８】
上記問い合わせの結果、ケース１もしくはケース３であることが分ると（Ｓ５でＹＥＳ）、情報決定手段４０ｂは、クライアント認証要求メッセージを作成し、通信手段５０ｃを経由して送信する（ステップＳ６）。その後、クライアント認証応答メッセージを受信すると（ステップＳ７）、認証＆鍵配布要求メッセージの作成を行ない、通信手段５０ｃを経由して送信する（ステップ９）。
【０１１９】
一方、上記問い合わせの結果、ケース２にあたる場合においても（ステップ８でＹＥＳ）同様に，認証＆鍵配布要求メッセージの作成を行ない、通信手段５０ｃを経由して送信する（ステップ９）。
【０１２０】
その後、認証＆鍵配布応答メッセージを受信すると（ステップ１０）、情報決定手段４０ｂは、その中に有効期間に関する情報が含まれているか、すなわちアクセス制御が成功したかどうかを判断する（ステップ１１）。この判断で、有効期間に関する情報が認証＆鍵配布応答メッセージ中に含まれていればアクセス制御が成功していると判断される。よって、ステップ１１でアクセス制御が成功していると判断された場合には（Ｓ１１でＹＥＳ）、情報決定手段４０ｂは，マルチキャストツリーの構築を開始し、その後マルチキャストデータの中継を開始する（ステップ１２）。その後、情報決定手段４０ｂは、認証＆鍵配布応答メッセージ中に暗号化鍵情報を含むかどうかの判断を行なう（ステップ１３）。この判断で上記暗号化鍵情報が認証＆鍵配布応答メッセージ中に含まれていると判断された場合には（Ｓ１３でＹＥＳ）、次ステップに移行して暗号化配信メッセージを作成し、通信手段５０ｃを経由して送信する（ステップ１４）。
【０１２１】
また、ステップＳ１１でアクセス制御が成功していない判断された場合（Ｓ１１でＮＯ）には、ステップ１３に進んで、上記同様、認証＆鍵配布応答メッセージ中に暗号化鍵情報を含むかどうかの判断を行なう。
【０１２２】
また、ステップ８によりケース４であると判断された場合（Ｓ８でＮＯ）、ステップ１３によってケース３であると判断され場合（Ｓ１３でＮＯ）は、暗号化配信メッセージを作成せずにクライアント認証完了通知メッセージを作成し、通信手段５０ｃを経由して送信する（ステップ１５）。
【０１２３】
以上により、アクセスルータ４０の情報決定手段４０ｂによる一連動作が完了する。
【０１２４】
上述したように、本実施形態によれば、クライアント５０が既に暗号化鍵を持っているか否かをアクセスルータ４０に通知し、アクセスルータ４０は、アクセス制御済みか否かをクライアント４０に伝える。これにより、以後必要とされる手続の決定がなされ、この決定した手続きに基づき、クライアント認証、及び暗号化鍵の配信手続きが行なわれる。すなわち、あらかじめクライアント４０とアクセスルータ５０間で、互いの情報を伝えるようにしているため、お互いに必要とされる処理を知り、かつ実行することが可能となる。したがって、本発明によれば、鍵の配布が必要ない場合に鍵の配布を行なうことや、クライアント認証が必要ないのにクライアント認証を行なうことを防ぐことができる。
【０１２５】
このように無駄なクライアント認証処理や鍵配信処理を省き、必要最低限の処理を行なうことで、鍵配布処理や通信のためのオーバヘッドが低減でき、処理効率を向上（高速化）させることが可能である。
【０１２６】
上記例において、クライアント装置５０の機能が暗号化鍵保持情報通知手段、クライアント認証応答手段に対応する。また、アクセスルータ４０の機能が認証決定手段、認証実行段、暗号化鍵取得制御手段、クライアント認証要求手段、暗号化鍵配信要求手段、通知手段に対応する。さらに、認証＆鍵管理装置３０の機能が暗号化鍵配信応答手段、クライアント正当性判断手段に対応する。
【０１２７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本願発明によれば、マルチキャストデータを受信するクライアントに対して効率の良い暗号化鍵配信が可能となる。
【０１２８】
また、アクセスルータにおいてクライアント認証を行なうことにより、マルチキャストツリーが不正構築されるのを防止することが可能である。
【０１２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るマルチキャスト配信システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示すクライアント（データ受信装置）の機能を示す機能ブロック図である。
【図３】セキュアマルチキャストグループ加入要求メッセージの例を示す図である。
【図４】図１に示すアクセスルータ（データ中継装置）の機能を示す機能ブロック図である。
【図５】マルチキャストセキュリティ要求メッセージ例を示す図である。
【図６】マルチキャストセキュリティ応答メッセージ例を示す図である。
【図７】クライアントとアクセスルータの状態を示す図である。
【図８】クライアント認証要求メッセージの例を示す図である。
【図９】クライアント認証応答メッセージの例を示す図である。
【図１０】認証＆鍵配布要求メッセージの例を示す図である。
【図１１】図１に示す認証＆鍵管理装置の機能を示す機能ブロック図である。
【図１２】認証＆鍵配布応答メッセージの例を示す図である。
【図１３】アクセスルータの情報決定手段でなされる処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  マルチキャスト配信システム
２０  データ送信装置
３０  認証＆鍵管理装置
３０ｂ  情報作成手段
３０ｃ  通信手段
３０ｄ  クライアント認証データベース
３０ｅ  鍵管理データベース
４０  データ中継装置（アクセスルータ）
４０ａ  情報決定手段
４０ｂ  報作成手段
４０ｃ  通信手段
５０  データ受信装置（クライアント）
５０ａ  報決定手段
５０ｂ  情報作成手段
５０ｃ  通信手段
６０  通信ネットワーク
【図１】
2004242210.tif 000003
【図２】
2004242210.tif 000004
【図３】
2004242210.tif 000005
【図４】
2004242210.tif 000006
【図５】
2004242210.tif 000007
【図６】
2004242210.tif 000008
【図７】
2004242210.tif 000009
【図８】
2004242210.tif 000010
【図９】
2004242210.tif 000011
【図１０】
2004242210.tif 000012
【図１１】
2004242210.tif 000013
【図１２】
2004242210.tif 000014
【図１３】
2004242210.tif 000015