(57)【要約】【課題】データの盗聴や改ざんの可能性が低く、かつユーザが容易に利用できる暗号化技術を適用した無線通信システムを提供する。【解決手段】共用端末１は、共通鍵を保持し、無線回線上の通信に用いる第１の通信網２と、その第１の通信網２とは別個の第２の通信網１０の双方の端末としての機能を持つ。共用端末１は、第１の通信網６で用いられる共通鍵の発行を第２の通信網１０を介して要求する。また、共用端末１は、取得した共通鍵を第１の通信網２との通信に用いる。共通鍵管理サーバ４は、共用端末１から第２の通信網１０を介して共通鍵の発行の要求を受ける。そして、共通鍵管理サーバ４は、その要求に応じてその共用端末１に対する共通鍵を生成し、共用端末１および第１の通信網２に通知する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通鍵をセキュリティ保護に用いる無線通信システムであって、
前記共通鍵を保持し、前記無線回線上の通信に用いる第１の通信網と、該第１の通信網とは別個の第２の通信網の双方の端末としての機能を持ち、前記第１の通信網で用いられる前記共通鍵の発行を前記第２の通信網を介して要求し、取得した共通鍵を前記第１の通信網との通信に用いる共用端末と、
前記共用端末から前記第２の通信網を介して前記共通鍵の発行の要求を受け、該要求に応じて該共用端末に対する共通鍵を生成し、前記共用端末および前記第１の通信網に通知する共通鍵管理サーバとを有する無線通信システム。
【請求項２】
前記第１の通信網は、少なくとも１つのアクセスポイント装置を含み、該アクセスポイント装置により前記無線回線を介して前記共用端末と通信する無線ＬＡＮであり、前記第２の通信網は、少なくとも１つの位置登録エリアをカバーする携帯電話網である、請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記共通鍵管理サーバは、前記第２の通信網において前記共用端末が位置登録されているエリア内に存在する前記各アクセスポイント装置に前記共通鍵を通知する、請求項２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記共通鍵管理サーバは、前記各アクセスポイント装置にそれぞれ異なる共通鍵を通知し、それら全ての共通鍵を前記共用端末に通知する、請求項３記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記共用端末は、所定時間毎に、前記共通鍵管理サーバに前記共通鍵の発行を要求する、請求項１記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記共用端末は、前記第２の通信網に対して位置登録を行う毎に、前記共通鍵管理サーバに前記共通鍵の発行を要求する、請求項２記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記共通鍵管理サーバは、所定時間毎に、前記共用端末に対する共通鍵を生成し、前記共用端末および前記第１の通信網に通知する、請求項１記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記共通鍵は、前記第１の通信網と前記共用端末が送受信するデータの暗号化に用いられる、請求項１記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記共通鍵は、前記第１の通信網による前記共用端末に対する認証に用いられる、請求項１記載の無線通信システム。
【請求項１０】
共通鍵を保持し、無線回線上のセキュリティ保護に用いる第１の通信網と、該第１の通信網とは別個の第２の通信網との双方に端末が共用される無線通信システムにおける共通鍵管理サーバであって、
前記第１の通信網で用いられる前記共通鍵の発行の要求を、前記端末から前記第２の通信網を介して受け付ける発行要求受付手段と、
前記発行要求受付手段で受け付けられた、前記端末からの前記共通鍵の発行の要求に応じて該端末に対する共通鍵を生成する共通鍵生成手段と、
前記共通鍵生成手段で生成された前記共通鍵を、前記端末および前記第１の通信網に通知する共通鍵通知手段とを有する共通鍵管理サーバ。
【請求項１１】
前記第１の通信網は、少なくとも１つのアクセスポイント装置を含み、該アクセスポイント装置により前記無線回線を介して前記端末と通信する無線ＬＡＮであり、前記第２の通信網は、少なくとも１つの位置登録エリアをカバーする携帯電話網である、請求項１０記載の共通鍵管理サーバ。
【請求項１２】
前記共通鍵通知手段は、前記第２の通信網において前記端末が位置登録されているエリア内に存在する前記各アクセスポイント装置に前記共通鍵を通知する、請求項１１記載の共通鍵管理サーバ。
【請求項１３】
前記共通鍵生成手段は、前記各アクセスポイント装置に対してそれぞれ異なる共通鍵を生成し、
前記共通鍵通知手段は、前記各アクセスポイント装置の各々に対して生成された各共通鍵を、各々に対応する前記アクセスポイント装置に通知し、前記各共通鍵の全てを前記端末に通知する、請求項１２記載の共通鍵管理サーバ。
【請求項１４】
前記共通鍵生成手段は、前記端末からの要求がなくても、所定時間毎に、前記端末に対する共通鍵を生成する、請求項１０記載の共通鍵管理サーバ。
【請求項１５】
共通鍵を保持し、無線回線上のセキュリティ保護に用いる第１の通信網と、該第１の通信網とは別個の第２の通信網の双方の端末としての機能を持つ無線端末装置であって、
前記第１の通信網を介した無線通信を制御する第１の通信制御手段と、
前記第２の通信網を介した通信を制御する第２の通信制御手段と、
前記第２の通信制御手段を介して、共通鍵を管理するサーバに、前記共通鍵の発行を要求し、前記サーバにより発行された前記共通鍵を受信し、該共通鍵を前記第１の通信制御手段と前記第１の通信網の間で用いるために前記第１の通信制御手段に通知する主制御手段とを有する無線端末装置。
【請求項１６】
前記第１の通信網は、少なくとも１つのアクセスポイント装置を含み、該アクセスポイント装置により前記無線回線を介して通信する無線ＬＡＮであり、前記第２の通信網は、少なくとも１つの位置登録エリアをカバーする携帯電話網である、請求項１５記載の無線端末装置。
【請求項１７】
前記主制御手段は、所定時間毎に、前記サーバに前記共通鍵の発行を要求する、請求項１５記載の無線端末装置。
【請求項１８】
前記主制御手段は、前記第２の通信網に対して位置登録を行う毎に、前記サーバに前記共通鍵の発行を要求する、請求項１６記載の無線端末装置。
【請求項１９】
前記第１の通信制御手段は、前記共通鍵を、前記第１の通信網との間で送受信するデータの暗号化に用いる、請求項１５記載の無線端末装置。
【請求項２０】
前記第１の通信制御手段は、前記共通鍵を、前記第１の通信網による認証に用いる、請求項１５記載の無線端末装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線ＬＡＮシステムのセキュリティ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線ＬＡＮでは、無線でやりとりされる信号を第三者が傍受しても、データの内容が理解されないように、データは暗号化されている。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ａ無線ＬＡＮでは、アクセスポイント装置と端末局装置の間の無線区間にＷＥＰ（Ｗｉｒｅｄ  Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｐｒｉｖａｃｙ）と呼ばれる暗号化技術が適用されている。
【０００３】
ＷＥＰ暗号化技術を用いた無線ＬＡＮシステムでは、アクセスポイントと端末の間で伝送されるデータが暗号化される。ＷＥＰ暗号化技術では、ＳｈａｒｅｄＫｅｙ（共通鍵）方式が採用されており、アクセスポイントおよび端末の双方に設定され、無線回線上を伝送されない共通鍵がデータの暗号化に用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図９、１０は、ＷＥＰ暗号化およびその復号の概略処理を説明するための概念図である。図９には送信側の装置、図１０には受信側の装置の概略処理が示されている。
【０００５】
図９および図１０に示された共通鍵８１は、送信側と受信側の装置の双方に予め設定され、共通に保持されている鍵情報であり、４０ビット長あるいは１０４ビット長である。以下、共通鍵８１が４０ビット長の場合を例示するが、１０４ビット長の場合も基本的に同様である。
【０００６】
図９を参照すると、送信側の装置は、４０ビットの共通鍵８１と２４ビットの初期化ベクタ(Initialization Vector)８２を混合した６４ビットの暗号化鍵８３を暗号化に用いる。初期化ベクタ８２は、暗号化に用いられる乱数列の基となる値であり、暗号化データ８６と共に受信側の装置に送られる。初期化ベクタ８２は、頻繁に変更されることが望ましく、例えば、１メッセージ毎に変更してもよい。
【０００７】
送信側の装置は、暗号化前のデータである平文データ８４に対して、暗号化鍵８３を用いて所定の演算８５を行い、暗号化後のデータである暗号化データ８６を生成する。演算８５は、暗号化鍵８３を用いて擬似乱数列を生成し、その擬似乱数列と平文データ８４のＸＯＲをとることにより、暗号化データ８６を生成するものである。
【０００８】
そして、送信側の装置は、暗号化データ８６と初期化ベクタ８２を受信側の装置に送る。
【０００９】
図１０を参照すると、受信側の装置は、送信側の装置から受信した初期化ベクタ８２と、自身で予め保持していた共通鍵８１を混合して暗号化鍵８３を求める。そして、受信側の装置は、送信側の装置から受信した暗号化データ８６と暗号化鍵８３を用いて所定の逆演算９１を行い、平文データ８４を復元する。逆演算９１は、演算８３と同様に、暗号化鍵８３を用いて擬似乱数列を生成し、その擬似乱数列と暗号化データ８６のＸＯＲをとることにより平文データ８４を復元するものである。
【００１０】
無線ＬＡＮシステムでは、ＷＥＰ暗号化技術により無線回線上のデータが暗号化され、第三者が信号を傍受しても内容を容易に理解することはできない。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−１１１５４３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ＷＥＰ暗号化技術では、初期化ベクタ８２を頻繁に変更することとしても、初期化ベクタ８２は２４ビットと短いため、短い期間で繰り返されることとなる。そのため、第三者は、無線回線上のデータを継続的にモニタし、同じ初期化ベクタ８２のデータを収集することにより容易に共通鍵８１を解読することができる。一説によれば、２４時間程度のモニタで共通鍵８１の解読が可能と言われている。共通鍵８１が解読されて暗号が破られると、データの盗聴や改ざんが可能となってしまう。また、共通鍵８１は各ユーザが入力しなければならず、それが面倒なため、暗号化が利用されない場合がある。
【００１３】
本発明の目的は、データの盗聴や改ざんの可能性が低く、かつユーザが容易に利用できる暗号化技術を適用した無線通信システムを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の無線通信システムは、共通鍵をセキュリティ保護に用いる無線通信システムであって、共通鍵を保持し、無線回線上の通信に用いる第１の通信網と、その第１の通信網とは別個の第２の通信網の双方の端末としての機能を持ち、第１の通信網で用いられる共通鍵の発行を第２の通信網を介して要求し、取得した共通鍵を第１の通信網との通信に用いる共用端末と、共用端末から第２の通信網を介して共通鍵の発行の要求を受け、その要求に応じてその共用端末に対する共通鍵を生成し、共用端末および第１の通信網に通知する共通鍵管理サーバとを有している。
【００１５】
したがって、本発明によれば、共用端末が第２の通信網を介して共通鍵管理サーバに共通鍵の発行を要求し、共通鍵管理サーバが共通鍵を生成して共用端末と第１の通信網の双方に通知するので、第１の通信網と共用端末は、お互いしか知りえない共通鍵を自動的に取得し、無線回線のセキュリティ保護に用いることができる。
【００１６】
また、本発明の無線通信システムにおいて、第１の通信網は、少なくとも１つのアクセスポイント装置を含み、そのアクセスポイント装置により無線回線を介して共用端末と通信する無線ＬＡＮであり、第２の通信網は、少なくとも１つの位置登録エリアをカバーする携帯電話網であってもよい。
【００１７】
したがって、共用端末が携帯電話網を介して共通鍵管理サーバに共通鍵の発行を要求し、共通鍵管理サーバが共通鍵を生成して共用端末と無線ＬＡＮのアクセスポイント装置の双方に通知するので、無線ＬＡＮと共用端末は、お互いしか知りえない共通鍵を自動的に取得し、無線回線のセキュリティ保護に用いることができる。
【００１８】
また、本発明の無線通信システムにおいて、共通鍵管理サーバは、第２の通信網において共用端末が位置登録されているエリア内に存在する各アクセスポイント装置に共通鍵を通知することとしてもよい。
【００１９】
したがって、共用端末の周囲にある各アクセスポイント装置に共通鍵が与えられる。
【００２０】
また、本発明の無線通信システムにおいて、共通鍵管理サーバは、各アクセスポイント装置にそれぞれ異なる共通鍵を通知し、それら全ての共通鍵を共用端末に通知することとしてもよい。
【００２１】
したがって、共用端末は各アクセスポイント装置毎に異なる共通鍵を用いて無線通信を行うこととなる。
【００２２】
また、本発明の無線通信システムにおいて、共用端末は、所定時間毎に、共通鍵管理サーバに共通鍵の発行を要求することとしてもよい。
【００２３】
したがって、共用端末および第１の通信網の持つ共通鍵が定期的に更新されるので、データを継続的にモニタすることにより共通鍵を解読することが困難となる。
【００２４】
また、本発明の無線通信システムにおいて、共用端末は、第２の通信網に対して位置登録を行う毎に、共通鍵管理サーバに共通鍵の発行を要求することとしてもよい。
【００２５】
したがって、共用端末および各アクセスポイント装置の持つ共通鍵は位置登録時に更新されるので、データを継続的にモニタすることにより共通鍵を解読することが困難となる。
【００２６】
また、本発明の無線通信システムにおいて、共通鍵管理サーバは、所定時間毎に、共用端末に対する共通鍵を生成し、共用端末および第１の通信網に通知することとしてもよい。
【００２７】
したがって、共用端末および第１の通信網の持つ共通鍵が定期的に更新されるので、データを継続的にモニタすることにより共通鍵を解読することが困難となる。
【００２８】
また、本発明の無線通信システムにおいて、共通鍵は、第１の通信網と共用端末が送受信するデータの暗号化に用いられるものであってもよい。
【００２９】
また、本発明の無線通信システムにおいて、共通鍵は、第１の通信網による共用端末に対する認証に用いられるものであってもよい。
【００３０】
本発明の共通鍵管理サーバは、共通鍵を保持し、無線回線上のセキュリティ保護に用いる第１の通信網と、その第１の通信網とは別個の第２の通信網との双方に端末が共用される無線通信システムにおける共通鍵管理サーバであって、第１の通信網で用いられる共通鍵の発行の要求を、端末から第２の通信網を介して受け付ける発行要求受付手段と、発行要求受付手段で受け付けられた、端末からの共通鍵の発行の要求に応じてその端末に対する共通鍵を生成する共通鍵生成手段と、共通鍵生成手段で生成された共通鍵を、端末および第１の通信網に通知する共通鍵通知手段とを有している。
【００３１】
また、本発明の共通鍵管理サーバにおいて、第１の通信網は、少なくとも１つのアクセスポイント装置を含み、そのアクセスポイント装置により無線回線を介して端末と通信する無線ＬＡＮであり、第２の通信網は、少なくとも１つの位置登録エリアをカバーする携帯電話網であってもよい。
【００３２】
また、本発明の共通鍵管理サーバにおいて、共通鍵通知手段は、第２の通信網において端末が位置登録されているエリア内に存在する各アクセスポイント装置に共通鍵を通知するものであってよい。
【００３３】
また、本発明の共通鍵管理サーバにおいて、共通鍵生成手段は、各アクセスポイント装置に対してそれぞれ異なる共通鍵を生成し、共通鍵通知手段は、各アクセスポイント装置の各々に対して生成された各共通鍵を、各々に対応するアクセスポイント装置に通知し、各共通鍵の全てを端末に通知するものであってよい。
【００３４】
また、本発明の共通鍵管理サーバにおいて、共通鍵生成手段は、端末からの要求がなくても、所定時間毎に、端末に対する共通鍵を生成することとしてもよい。
【００３５】
本発明の無線端末装置は、共通鍵を保持し、無線回線上のセキュリティ保護に用いる第１の通信網と、その第１の通信網とは別個の第２の通信網の双方の端末としての機能を持つ無線端末装置であって、第１の通信網を介した無線通信を制御する第１の通信制御手段と、第２の通信網を介した通信を制御する第２の通信制御手段と、第２の通信制御手段を介して、共通鍵を管理するサーバに、共通鍵の発行を要求し、サーバにより発行された共通鍵を受信し、その共通鍵を第１の通信制御手段と第１の通信網の間で用いるために第１の通信制御手段に通知する主制御手段とを有している。
【００３６】
また、本発明の無線端末装置において、第１の通信網は、少なくとも１つのアクセスポイント装置を含み、そのアクセスポイント装置により無線回線を介して通信する無線ＬＡＮであり、第２の通信網は、少なくとも１つの位置登録エリアをカバーする携帯電話網であってもよい。
【００３７】
また、本発明の無線端末装置において、主制御手段は、所定時間毎に、サーバに共通鍵の発行を要求することとしてもよい。
【００３８】
また、本発明の無線端末装置において、主制御手段は、第２の通信網に対して位置登録を行う毎に、サーバに共通鍵の発行を要求することとしてもよい。
【００３９】
また、本発明の無線端末装置において、第１の通信制御手段は、共通鍵を、第１の通信網との間で送受信するデータの暗号化に用いることとしてもよい。
【００４０】
また、本発明の無線端末装置において、第１の通信制御手段は、共通鍵を、第１の通信網による認証に用いることとしてもよい。
【００４１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】
図１は、本実施形態の無線通信システムの構成を示すシステム構成図である。図１に示されたように、本実施形態の無線通信システムは、携帯電話システムと無線ＬＡＮシステムが複合された構成となっている。本実施形態の無線通信システムは、端末１、アクセスポイント装置２、共通鍵管理サーバ３，４、および無線基地局５を有している。
【００４３】
端末１は、携帯電話システムおよび無線ＬＡＮシステムに共用の端末である。すなわち、端末１は無線ＬＡＮシステムにおける端末局装置としての機能を実装した携帯電話機である。そして、端末１はアクセスポイント装置２と無線ＬＡＮ回線で接続され、無線ＬＡＮの通信を行う。また、端末１は無線基地局５を介して携帯電話網１０に接続し、他の携帯電話端末（不図示）や固定電話網１１に接続された固定電話機（不図示）と通話する。
【００４４】
アクセスポイント装置２は有線ＬＡＮ６に接続されており、また、無線ＬＡＮシステムの端末局装置としての端末１と無線回線で接続する。そして、アクセスポイント装置２が通信を中継することにより、端末１が有線ＬＡＮ６へ接続することが可能になる。有線ＬＡＮ６はルータ７を介してインターネットサービスプロバイダ装置（以下、ＩＳＰ装置と称す）８に接続されている。そして、有線ＬＡＮ６はＩＳＰ装置８によってインターネット９に接続可能である。
【００４５】
共通鍵管理サーバ３は、無線ＬＡＮシステムで無線回線上のデータを暗号化するのに使用される共通鍵を管理するサーバであり、インターネット９に接続されている。共通鍵管理サーバ３は、共通鍵管理サーバ４から受信した共通鍵を管理すると共に、インターネット９を介してアクセスポイント装置２に通知する。
【００４６】
共通鍵管理サーバ４は携帯電話網１０に接続されている。携帯電話網１０とインターネット９および固定電話網１１とは相互接続されている。そして、共通鍵管理サーバ４は、無線ＬＡＮシステムで使用される共通鍵を生成し、それを管理すると共に端末１および共通鍵管理サーバ３に通知する。共通鍵の生成は、端末１からの要求があったときに行われる。また、共通鍵サーバ４は、端末１からの要求が無くても共通鍵を定期的に生成し直して更新することとしてもよい。
【００４７】
無線基地局５は、携帯電話網１０に接続されており、携帯電話端末としての端末１と無線回線で接続する。それにより、端末１が他の携帯電話端末（不図示）や固定電話網１１に接続された固定電話機（不図示）と通話することが可能となる。
【００４８】
以上のような構成により、例えば、携帯電話網５の端末１から、固定電話網１１に接続された固定電話機（不図示）に向けて発呼がされると、まず端末１と無線基地局５の間で接続が確立される。次に、携帯電話網１０と端末１は、制御情報を送受信して相互認証、位置登録および帯域確保を行う。次に、携帯電話網１０内で交換処理が行われ、固定電話網のあて先へと回線が接続され、通話が可能となる。
【００４９】
また、位置登録は発呼時でなくともなされることがある。端末１が所定の位置登録エリアから他の位置登録エリアに移動すると、移動先にエリアに対する位置登録がなされる。
【００５０】
また、端末１は、無線ＬＡＮシステムを用いてインターネット９に接続するには、アクセスポイント装置２との間で無線通信を行ってチャネルを確定し、相互に認証を行った後、ルータ７およびＩＳＰ装置８を介してインターネット９に接続される。
【００５１】
図２は、図１に示された端末の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、端末１は、携帯電話無線通信制御部２１、表示部２２、プロセッサ（ＣＰＵ）２３、メモリ２４、入力装置２５、音声コーデック２６、マイク２７、スピーカ２８、無線ＬＡＮ通信制御部２９、およびアンテナ３０，３１を有している。
【００５２】
アンテナ３０は携帯電話システム用であり、アンテナ３１は無線ＬＡＮシステム用である。
【００５３】
ＣＰＵ２３は、メモリ２４に格納されたプログラムの処理を実行して携帯電話無線通信制御部２１、表示部２２、入力装置２５、音声コーデック２６および無線ＬＡＮ通信制御部２９の各部を制御し、連携動作させる。また、ＣＰＵ２３は、無線基地局５や携帯電話網１０内の移動交換局（不図示）と制御情報を送受信することにより、位置登録や音声通話の確立などを行う。ＣＰＵ２３は、位置登録を行ったとき、それに伴って共通鍵サーバ４に要求して共通鍵を取得する。また、ＣＰＵ２３は、その共通鍵を用い、無線ＬＡＮシステムのアクセスポイント装置２、ＩＳＰ装置８などを介してインターネット９に接続し、データ通信を行う。
【００５４】
入力装置２５は、ユーザが操作して情報を入力するための操作部である。
【００５５】
表示部２２は、ＣＰＵ２３の制御に従って、ユーザが入力装置２５から入力した情報、端末１の状態を示す情報、データ通信で受信したデータ内容を示す情報など各種の情報を表示する。
【００５６】
携帯電話無線通信制御部２１は、アンテナ３０で送受信される信号を変復調し、ベースバンド信号に変換する。例えば、復調された通話音声の信号は、ＣＰＵ２３によって音声コーデック２６に送られる。制御情報の信号はＣＰＵ２３に取り込まれる。
【００５７】
音声コーデック２６は、マイク２７から通話音声のアナログ信号を受信し符号化を行ってＣＰＵ２３に送る。また、音声コーデック２６は、ＣＰＵ２３からの符号化された通話音声を復号したアナログ信号をスピーカ２８に送る。
【００５８】
無線ＬＡＮ通信制御部２９は、アンテナ３１で送受信される信号の変復調を行う。アクセスポイント装置２と端末１の間の無線回線上の信号は、共通鍵を用いて暗号化されており、データの盗聴または改ざんをできないようになっている。この暗号化およびその復号も無線ＬＡＮ通信制御部２９にて行われる。
【００５９】
復調されたデータ通信の信号は、一旦メモリ２４に記録される。そして、メモリ２４に記録されたデータ通信の信号は、例えばＣＰＵ２３の制御によって表示部２２に表示される。
【００６０】
図３は、共通鍵を生成する共通鍵管理サーバの構成を示すブロック図である。図３を参照すると、共通鍵を生成する共通鍵管理サーバ４は、通信制御部３２、発行要求受付部３３、共通鍵生成部３４、および共通鍵通知部３５を有している。
【００６１】
通信制御部３２は、携帯電話網１０に接続されており、端末１や共通鍵管理サーバ３などとの通信を制御する。端末１から共通鍵生成の要求があると、その要求を発行要求受付部３３に通知する。その要求には、共通鍵の生成を要求している端末１を示す情報や、その端末１が位置登録されているエリアの情報を含んでいる。
【００６２】
また、通信制御部３２は、共通鍵通知部３５から端末１または共通鍵管理サーバ３へ共通鍵を通知する通信を制御する。
【００６３】
発行要求受付部３３は、端末１からの共通鍵生成の要求を受け付けて共通鍵生成部３４に通知する。
【００６４】
共通鍵生成部３４は、発行要求受付部３３からの要求があると、要求を行った端末１に対応する共通鍵を生成して共通鍵通知部３５に送る。また、共通鍵生成部３４は、一定時間毎の各端末１の共通鍵を生成し直し、共通鍵通知部３５に送る。
【００６５】
共通鍵通知部３５は、共通鍵生成部３４から共通鍵を受けると、その共通鍵を、対応する端末１に通知する。また、共通鍵通知部３５は、その端末１が位置登録されているエリア内に存在する全てのアクセスポイント装置２に宛てた共通鍵を共通鍵管理サーバ３に送る。なお、ここでは、共通鍵は、各アクセスポイント装置２毎に異なるものである。
【００６６】
図４は、本実施形態の無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。図４に示されているように、携帯電話網１０には移動交換局（ＭＳＣ／ＶＬＲ）４１とホームロケーションレジスタ（以下、ＨＬＲと称す）４２が含まれている。この移動交換局４１はビジターロケーションレジスタ（以下、ＶＬＲと称す）を含んでいる。ＨＬＲ４２は、各端末１のユーザの加入者情報をデータベースに蓄積している。ＶＬＲは、各無線基地局５の通信エリアに位置登録されている端末１を記録する。また、共通鍵管理サーバ４は携帯電話網に接続されていると考えても、あるいは携帯電話網に含まれていると考えてもよい。
【００６７】
図４を参照すると、携帯電話端末としての端末１は、複数の無線基地局５から送信されているビーコン信号を受信し、電波状況の最も良い無線基地局５に対して、位置登録を要求するための位置登録要求メッセージを移動交換局４１に送信する（ステップ１０１）。この位置登録要求メッセージには、端末１のユーザを識別するためのユーザ識別ＩＤが含まれている。
【００６８】
次に、移動交換局４１と端末１の間で認証および秘匿処理が行われる（ステップ１０２）。この認証処理により、端末１が携帯電話網に接続可能かものであるか否かが判定される。また、この秘匿処理により、無線回線上の信号の秘匿が開始される。
【００６９】
次に、移動交換局４１はＨＬＲ４２に位置登録要求メッセージを送る（ステップ１０３）。位置登録要求メッセージを受信したＨＬＲ４２は、そのメッセージに含まれるユーザ識別ＩＤから加入者情報を抽出し、移動交換局４１に送信する（ステップ１０４）。移動交換局４１は、その加入者情報を用い、端末１をＶＬＲに登録する。ＶＬＲ内では、加入者情報は、端末１のユーザを識別する一時的な情報である一時ユーザ識別ＩＤで管理される。
【００７０】
加入者情報を受信した移動交換局４１は加入者情報受信応答メッセージをＨＬＲ４２に送る（ステップ１０５）。加入者情報受信応答メッセージを受信したＨＬＲ４２は、位置登録応答メッセージを移動交換局４１に送る。
【００７１】
次に、移動交換局４１は、位置登録応答メッセージおよび一時ユーザ識別ＩＤを端末１に送る（ステップ１０７）。一時ユーザ識別ＩＤを受信した端末１は、一時ユーザ識別ＩＤ受信応答メッセージを移動交換局４１に送る（ステップ１０８）。
【００７２】
ここまでは、既存の携帯電話システムとしての位置登録の通常の動作である。
【００７３】
位置登録が完了すると、次に、端末１は、無線ＬＡＮシステムにおける共通鍵の発行を要求するためのＷＬＡＮ共通鍵発行要求メッセージを移動交換局４１に送る（ステップ１０９）。ＷＬＡＮ共通鍵発行要求メッセージを受信した移動交換局４１は、そのメッセージを共通鍵管理サーバ４に送る（ステップ１１０）。ＷＬＡＮ共通鍵発行要求メッセージには、端末１の一時ユーザ識別ＩＤと、端末１が位置登録された無線基地局５の基地局ＩＤとが含まれている。
【００７４】
ＷＬＡＮ共通鍵発行要求メッセージを受信した共通鍵管理サーバ４は、共通鍵生成処理Ｐ１を実行し、生成された共通鍵を含むＷＬＡＮ共通鍵送信メッセージを移動交換局４１に送る（ステップ１１１）。それに対して、移動交換局４１は、ＷＬＡＮ共通鍵受信応答メッセージを共通鍵サーバ４に送り（ステップ１１２）、ＷＬＡＮ共通鍵送信メッセージを端末１に送る（ステップ１１３）。それに対して、端末１は、ＷＬＡＮ共通鍵受信応答メッセージを移動交換局４１に送る（ステップ１１４）。
【００７５】
以上、ステップ１０９〜１１４の処理により、端末１に対して共通鍵が発行される。
【００７６】
図５は、共通鍵生成処理の詳細を示すフローチャートである。図５を参照すると、共通鍵管理サーバ４は、図４に示したステップ１１０により移動交換局４１から送信されたＷＬＡＮ共通鍵発行要求メッセージを受信する（ステップ２０１）。次に、共通鍵管理サーバ４は、そのメッセージに含まれている基地局ＩＤより、その無線基地局５の通信エリア内にあるアクセスポイント装置２を割り出す（ステップ２０２）。無線基地局５とアクセスポイント装置２は共に固定的に配置されているので、共通鍵管理サーバ４には、予め基地局ＩＤとその通信エリア内にあるアクセスポイント装置２との対応がデータベースに記録されている。そして、共通鍵管理サーバ４は、そのデータベースを用いて、瞬時にアクセスポイント装置２を割り出すことができる。１つの無線基地局５の通信エリア内に複数のアクセスポイント装置２があってもよい。
【００７７】
次に、共通鍵管理サーバ４は、所定の規則に従って各アクセスポイント装置２に対応する共通鍵を生成する（ステップ２０３）。なお、ここで、アクセスポイント装置２に対応して共通鍵を生成しているのは、複数のアクセスポイントに共通にするよりも解読されにくいからである。ただし、複数のアクセスポイントに共通としてもよい。
【００７８】
次に、共通鍵管理サーバ４は、その共通鍵の有効期限を測るタイマーを起動し（ステップ２０４）、図４のステップ１１１に示したＷＬＡＮ共通鍵送信メッセージを移動交換局４１に送る（ステップ２０５）。共通鍵は移動交換局４１から端末１に通知されるので、これで端末１側には共通鍵の発行が完了する。
【００７９】
次に、共通鍵管理サーバ４は、共通鍵管理サーバ３との間で共通鍵通知処理を行う（ステップ２０６）。共通鍵通知処理は、無線基地局５の通信エリア内の各アクセスポイント装置２に共通鍵を通知するための処理であり、詳細は後述する。共通鍵更新処理によりアクセスポイント装置２側に共通鍵が通知され、端末１がアクセスポイント装置２を介して有線ＬＡＮ６に接続可能となる。
【００８０】
また、共通鍵管理サーバ４は、ステップ２０４で起動したタイマーの満了を監視している（ステップ２０７）。タイマーが満了すると、共通鍵管理サーバ４は、共通鍵更新要求処理を行い（ステップ２０８）、ステップ２０３の処理に戻る。共通鍵更新要求処理は、定期的に共通鍵を更新することを要求する処理であり、詳細は後述する。ステップ２０３の処理に戻った共通鍵管理サーバ４は上述したのと同じ手順で共通鍵を生成し、端末１および各アクセスポイント装置２に通知する。
【００８１】
図６は、上述された共通鍵通知処理を示すシーケンス図である。共通鍵は、共通鍵管理サーバ４から、共通鍵管理サーバ３およびＩＳＰ装置８を経由してアクセスポイント装置２に通知される。
【００８２】
図６を参照すると、まず、共通鍵管理サーバ４が、共通鍵の更新を要求するＷＬＡＮ共通鍵更新要求メッセージを共通鍵管理サーバ３に送る（ステップ３０１）。そのメッセージを受信した共通鍵管理サーバ３は、ＷＬＡＮ共通鍵更新要求応答メッセージを送り返す（ステップ３０２）。次に、共通鍵管理サーバ４は、ＷＬＡＮ共通鍵送信メッセージを共通鍵管理サーバ３に送る（ステップ３０３）。ＷＬＡＮ共通鍵送信メッセージは、端末１が位置登録されている無線基地局５の通信エリア（在圏エリア）内にある各アクセスポイント装置２の各々に対応した共通鍵を通知するためのメッセージである。ＷＬＡＮ共通鍵送信メッセージには、端末１のユーザに付与された一時ユーザ識別ＩＤ、在圏エリア内の各アクセスポイント装置２の各々のＥＳＳＩＤ、各アクセスポイント装置２に対応する共通鍵が含まれる。ＷＬＡＮ共通鍵送信メッセージを受信した共通鍵管理サーバ３は、ＷＬＡＮ共通鍵受信応答メッセージを返送する（ステップ３０４）。
【００８３】
以上、ステップ３０１〜３０４の処理により、端末１の在圏エリアのアクセスポイント装置２に対応する共通鍵が共通鍵管理サーバ４から共通鍵サーバ３に通知される。
【００８４】
次に、ステップ３０１〜３０４と同様の手順で、共通鍵が共通鍵管理サーバ３からＩＳＰ装置８に通知される（ステップ３０５〜３０８）。
【００８５】
さらに、同様の手順で、共通鍵がＩＳＰ装置８から各アクセスポイント装置２に通知される（ステップ３０９〜３１２）。
【００８６】
図７は、上述された共通鍵更新要求処理を示すシーケンス図である。共通鍵更新要求処理は、定期的に共通鍵を更新することを要求する処理である。図５のステップ２０７で共通鍵の有効期限が経過したと判定されると、共通鍵管理ササーバ４は、ステップ２０８の共通鍵更新要求処理に移す。
【００８７】
図７を参照すると、共通鍵管理サーバ４は、有効期限を過ぎた共通鍵の更新を要求するＷＬＡＮ共通鍵更新要求メッセージを移動交換局４１に送る（ステップ４０１）。そのメッセージを受けた移動交換局４１は、そのメッセージを端末１に送る（ステップ４０２）。
【００８８】
端末１は、共通鍵の更新に応じることを示すＷＬＡＮ共通鍵更新応答メッセージを移動交換局４１に送る（ステップ４０３）。そのメッセージは、移動交換局４１から共通鍵管理サーバ４の送られる（ステップ４０４）。
【００８９】
以上、ステップ４０１〜４０４の処理により、端末１と共通鍵管理サーバ４１の間で共通鍵を更新する旨の認識が一致する。そして、その次に、図５のステップ２０３に示したように、共通鍵管理サーバ４が共通鍵の生成を開始する。
【００９０】
以上、説明したように、本実施形態によれば、端末１が携帯電話端末としていずれかの無線基地局５に位置登録されると、その無線基地局５の通信エリアにある無線ＬＡＮの各アクセスポイント装置２と端末１は、お互いしか知りえない共通鍵を自動的に持ち、無線ＬＡＮの無線回線上のデータがその共通鍵で暗号化されるので、ユーザが共通鍵を入力しなくても、容易に、データの暗号化された無線ＬＡＮを利用でき、暗号化技術を常に正しく運用することができる。
【００９１】
また、端末１と各アクセスポイント装置２の持つ共通鍵が位置登録時または定期的に更新されるので、共通鍵が解読され、データが盗聴されたり、改ざんされる可能性が低く、堅牢性（耐タンパ性）に優れたシステムを構築することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、共通鍵管理サーバ３がＩＳＰ装置８と別個に設けられた例を示したが、本発明はそれに限定されず、ＩＳＰ装置８に共通鍵管理サーバ３の機能を持たせることとしてもよい。
【００９３】
また、本実施形態では、共通鍵管理サーバ４から共通鍵管理サーバ３に一時ユーザ識別ＩＤを通知しておくこととした例を示したが、本発明はそれに限定されず、通知しなくてもよい。
【００９４】
また、本実施形態では、端末１は、携帯電話システム側の位置登録時に、無線ＬＡＮシステム側の共通鍵を共通鍵管理サーバ４に要求することとしたが、本発明は、それに限定されない。端末１は、位置登録時以外に、共通鍵を要求することとしてもよい。例えば、入力装置２５への操作により共通鍵を要求することとしてもよい。また、一定時間をカウントするタイマを設け、一定時間間隔で共通鍵を要求することとしてもよい。
【００９５】
また、本実施形態の無線通信システムとして、共通鍵を無線ＬＡＮの無線回線上のデータの暗号化に用いる例を示したが、共通鍵は、他のセキュリティ保護に用いられるものであってもよい。例えば、共通鍵は無線ＬＡＮのユーザ認証に用いられることととしてもよい。
【００９６】
図８は、共通鍵を無線ＬＡＮのユーザ認証に用いた場合の無線ＬＡＮ通信開始時の無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。図８を参照すると、無線ＬＡＮによる通信を開始するとき、端末１は、まず、認証を要求するユーザ認証要求メッセージをアクセスポイント２に送る（ステップ５０１）。アクセスポイント装置２は、それをＩＳＰ装置８に送る（ステップ５０２）。
【００９７】
ＩＳＰ装置８は、認証要求に応答するユーザ認証要求応答メッセージをアクセスポイント装置２に送る（ステップ５０３）。アクセスポイント装置２は、それを端末１に送る（ステップ５０４）。
【００９８】
端末１は、共通鍵を用いて一時ユーザＩＤを暗号化し（ステップ５０５）、アクセスポイント装置２に送る（ステップ５０６）。アクセスポイント装置２は、それをＩＳＰ装置８に送る（ステップ５０７）。
【００９９】
ＩＳＰ装置８は、共通鍵を用いて一時ユーザ識別ＩＤの暗号を復号して予め記憶している情報と照合し（ステップ５０８）、照合の結果を認証結果通知メッセージとしてアクセスポイント装置２に送る（ステップ５０９）。アクセスポイント装置２は、それを端末１に送る（ステップ５１０）。認証の結果がユーザの接続を許可するものであれば、端末１は無線ＬＡＮの通信を開始することができる（ステップ５１１）。
【０１００】
したがって、ユーザが特に意識することなく、自動的に生成され、更新される共通鍵を用いた認証が端末１とＩＳＰ装置８の間で行われるので、無線ＬＡＮシステムへの不正アクセスを容易かつ確実に防止することができる。
【０１０１】
また、第三者がユーザになりすまして不正アクセスをすることによりユーザに不当に多額の課金がされるのを防止できるので、システム利用に対する課金が適正に行われる。
【０１０２】
また、本実施形態では、各アクセスポイント装置２の各々に異なる共通鍵を生成する例を示したが、本発明はそれに限定されない。在圏エリア内の全てのアクセスポイント装置２が同じ共通鍵を用いることとしてもよい。これによれば、共通鍵を生成する処理が簡略化できる他、共通鍵管理サーバ４，３から端末１やアクセスポイント装置２へ送るデータの量を少なくできる。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明によれば、共用端末が第２の通信網を介して共通鍵管理サーバに共通鍵の発行を要求し、共通鍵管理サーバが共通鍵を生成して共用端末と第１の通信網の双方に通知するので、第１の通信網と共用端末は、お互いしか知りえない共通鍵を自動的に取得し、無線回線のセキュリティ保護に用いることができ、共用端末のユーザが共通鍵を入力しなくても、容易かつ確実に、第１の通信網の無線通信のセキュリティ保護が図れる。
【０１０４】
実施態様としては、共用端末が携帯電話網を介して共通鍵管理サーバに共通鍵の発行を要求し、共通鍵管理サーバが共通鍵を生成して共用端末と無線ＬＡＮのアクセスポイント装置の双方に通知するので、無線ＬＡＮと共用端末は、お互いしか知りえない共通鍵を自動的に取得し、無線回線のセキュリティ保護に用いることができ、共用端末のユーザが共通鍵を入力しなくても、容易かつ確実に、無線ＬＡＮのセキュリティ保護が図れる。
【０１０５】
また、共用端末の周囲にある各アクセスポイント装置に共通鍵が与えられるので、常に、共用端末が付近のアクセスポイント装置に接続可能な状態に無線ＬＡＮを保つことができる。
【０１０６】
また、共用端末は各アクセスポイント装置毎に異なる共通鍵を用いて無線通信を行うこととなるので、共通鍵が解読される可能性がより低くなる。
【０１０７】
また、共用端末および第１の通信網の持つ共通鍵が、定期的に、あるいは位置登録時に、自動的に更新されるので、データを継続的にモニタすることにより共通鍵を解読することが困難となり、データが盗聴されたり、改ざんされる可能性が低く、堅牢性（耐タンパ性）に優れたシステムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の無線通信システムの構成を示すシステム構成図である。
【図２】図１に示された端末の構成を示すブロック図である。
【図３】共通鍵を生成する共通鍵管理サーバの構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。
【図５】共通鍵生成処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】共通鍵通知処理を示すシーケンス図である。
【図７】上述された共通鍵更新要求処理を示すシーケンス図である。
【図８】共通鍵を無線ＬＡＮのユーザ認証に用いた場合の無線ＬＡＮ通信開始時の無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。
【図９】ＷＥＰ暗号化の概略処理を説明するための概念図である。
【図１０】ＷＥＰ暗号の復号の概略処理を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１    端末
２    アクセスポイント装置
３、４    共通鍵管理サーバ
５    無線基地局
６    有線ＬＡＮ
７    ルータ
８    インターネットサービスプロバイダ装置（ＩＳＰ装置）
９    インターネット
１０    携帯電話網
１１    固定電話網
２１    携帯電話無線通信制御部
２２    表示部
２３    プロセッサ（ＣＰＵ）
２４    メモリ
２５    入力装置
２６    音声コーデック
２７    マイク
２８    スピーカ
２９    無線ＬＡＮ通信制御部
３０、３１    アンテナ
３２    通信制御部
３３    発行要求受付部
３４    共通鍵生成部
３５    共通鍵通知部
４１    移動交換局（ＭＳＣ）
４２    ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）
１０１〜１１４、２０１〜２０８、３０１〜３１２、４０１〜４０４、５０１〜５１１    ステップ
Ｐ１    共通鍵生成処理
【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】
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【図７】
2004214779.tif 000009
【図８】
2004214779.tif 000010
【図９】
2004214779.tif 000011
【図１０】
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