(57)【要約】【課題】データリンク層での暗号通信を実現する際、暗号通信の負荷分散と、暗号通信の耐故障性を改善する。【解決手段】ゲートウェイ１２において、受信手段１２３が通信端末が認証サーバとの間で認証動作を開始するための認証開始メッセージを通信端末から受信する。検出手段１２３がゲートウェイの処理能力及び認証開始メッセージを受信した時点でのゲートウェイの負荷状況を検出する。設定手段１２３が検出された処理能力及び検出された処理内容に基づいて、認証開始メッセージに応答する応答時刻を設定する。第２検出手段１２３が設定された応答時刻が到来したか否かを検出する。通信手段１２３が応答時刻が到来したと検出された場合に、受信された認証開始メッセージに対応する応答メッセージを通信端末に送信する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末と、認証サーバを含む他の通信端末との間の通信を中継するための、前記通信端末と同一のネットワークに属する中継装置において、
前記通信端末が前記認証サーバとの間で認証動作を開始するための認証開始メッセージを前記通信端末から受信する認証開始メッセージ受信手段と、
前記認証開始メッセージを受信した時点での中継処理の負荷状況を検出する負荷状況検出手段と、
前記検出した負荷状況に基づいて、前記認証開始メッセージに応答する応答時刻を設定する応答時刻設定手段と、
前記設定した応答時刻が到来したか否かを検出する応答時刻検出手段と、
前記応答時刻検出手段が前記応答時刻が到来したと検出したときに、前記受信した認証開始メッセージに対応する応答メッセージを前記通信端末に送信する認証応答送信手段を具備することを特徴とする中継装置。
【請求項２】
前記応答時刻設定手段は、前記負荷状況検出手段が検出した負荷状況が軽微なほど応答までの時間が短くなるように前記応答時刻を設定することを特徴とする、請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
通信端末と、認証サーバを含む他の通信端末との間の通信を中継するための、前記通信端末と同一のネットワークに属する中継装置において、
前記通信端末が前記認証サーバとの間で認証動作を開始するための認証開始メッセージを前記通信端末から受信する認証開始メッセージ受信手段と、
前記認証開始メッセージを受信した受信時刻から、前記認証開始メッセージに応答する応答時刻をランダムに決定する応答時刻決定手段と、
前記決定した応答時刻が到来したか否かを検出する応答時刻検出手段と、
前記応答時刻検出手段が前記応答時刻が到来したと検出したときに、前記受信した認証開始メッセージに対応する応答メッセージを前記通信端末に送信する認証応答送信手段を具備することを特徴とする中継装置。
【請求項４】
他の中継装置が転送しているメッセージを、前記ネットワーク上を流れるパケットから取得するメッセージ取得手段と、
前記メッセージの取得状況、又は前記メッセージに付随しているメッセージの転送順序に関する情報を抽出することにより、前記他の中継装置によって該中継装置が転送すべきメッセージが正しく転送されているか否かを検査する転送順序検査手段とを具備し、
前記転送順序検査手段の検査により、前記他の中継装置が転送しているメッセージが正しく転送されていないと判断したときは、前記他の中継装置が転送すべきメッセージを代行して転送することを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の中継装置。
【請求項５】
認証サーバと、この認証サーバから認証を受ける通信端末と、該通信端末と同一のネットワークに属し、該通信端末が前記認証サーバを含む他の通信端末との間の通信を中継する複数の中継装置からなる認証システムにおいて、
前記認証サーバとの間で認証動作を開始するための認証開始メッセージを生成する認証開始メッセージ生成手段と、前記複数の中継装置に当該認証開始メッセージを送信する認証開始メッセージ送信手段を具備する前記通信端末と、
前記通信端末が送信する、前記認証開始メッセージを受信する認証開始メッセージ受信手段と、前記認証開始メッセージを受信した時点での中継処理の負荷状況を検出する負荷状況検出手段と、前記検出した負荷状況に基づいて、前記認証開始メッセージに応答する応答時刻を設定する応答時刻設定手段と、前記設定した応答時刻が到来したか否かを検出する応答時刻検出手段と、前記応答時刻検出手段が前記応答時刻が到来したと検出したときに、前記受信した認証開始メッセージに対応する応答メッセージを前記通信端末に送信する認証応答送信手段を具備する前記中継装置と、
前記中継装置と前記通信端末との間で通信するメッセージを暗号化するための鍵を生成する鍵情報生成手段と、前記鍵を前記複数の中継装置に送信する鍵情報送信手段を具備する前記認証サーバを具備することを特徴とする認証システム。
【請求項６】
前記鍵情報生成手段は、前記通信端末に転送するメッセージを、前記複数の中継装置のうちのどの中継装置に優先的に中継させるのかを示す、優先度情報を付加した前記鍵を生成することを特徴とする、請求項５に記載の認証システム。
【請求項７】
前記中継装置は、
前記ネットワーク上を流れるパケットから他の中継装置が転送しているメッセージを取得するメッセージ取得手段と、
前記メッセージの取得状況、又は前記メッセージに付随しているメッセージの転送順序に関する情報を抽出することにより、前記他の中継装置によって該他の中継装置が転送すべきメッセージが正しく転送されているか否かを、これら他の中継装置ごとに検査する転送順序検査手段と、
前記メッセージについて前記認証サーバが付与した優先度情報に含まれる、該中継装置に付与された優先度に従い、この優先度が低くなる程、前記メッセージ取得手段が前記メッセージを取得した時刻から、より長い経過時間となるように時刻を設定する優先時刻設定手段と、
前記優先時刻設定手段が設定した時刻が到来したか否かを検出する優先時刻検出手段とを具備し、
前記転送順序検査手段により、前記他の中継装置が転送しているメッセージが正しく転送されていないと判断し、かつ、前記優先時刻設定手段が該他の中継装置が転送しているメッセージについて設定した時刻に、到来したことを前記優先時刻検出手段が検出したときは、前記他の中継装置が転送すべきメッセージを自らが代行して転送することを特徴とする請求項６に記載の認証システム。
【請求項８】
前記通信端末は、
前記認証サーバから前記中継装置を介して受信する鍵情報受信手段と、
前記複数の中継装置のうちの前記鍵を送信してきた中継装置との間でメッセージを送受信することができるか否かを検出する通信可否検出手段と、
前記通信可否検出手段により、前記鍵を送信してきた中継装置との間でメッセージを送受信することができないと検出した場合には、前記優先度情報に基づいて、前記鍵を送信してきた中継装置の次に優先度の高い中継装置を選択する中継装置選択手段とを具備し、
前記通信可否検出手段がメッセージを送受信できないと検出した場合には、以降、前記選択した中継装置との間でメッセージを送受信することを特徴とする請求項６に記載の認証システム。
【請求項９】
前記通信端末は、
前記通信可否検出手段が、前記中継装置選択手段が選択した中継装置との間でメッセージを送受信することができないと検出した場合には、前記認証開始メッセージ生成手段に認証メッセージを生成するよう指示し、さらに前記認証開始メッセージ送信手段に当該生成した認証メッセージを送信するよう指示する再選択指示手段をさらに具備することを特徴とする請求項８に記載の認証システム。
【請求項１０】
通信端末と、認証サーバを含む他の通信端末との間の通信を中継するための、前記通信端末と同一のネットワークに属する計算機を中継装置として実行させるプログラムであって、
前記通信端末が前記認証サーバとの間で認証動作を開始するための認証開始メッセージを前記通信端末から受信し、
前記認証開始メッセージを受信した時点での中継処理の負荷状況を検出し、
前記検出した負荷状況に基づいて、前記認証開始メッセージに応答する応答時刻を設定し、
前記設定した応答時刻が到来したか否かを検出し、
前記応答時刻が到来したと検出したときに、前記受信した認証開始メッセージに対応する応答メッセージを前記通信端末に送信することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
ＬＡＮ（ｌｏｃａｌ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）で使用されるデータリンク層での暗号通信における中継装置、認証システム及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、送信側ホストと受信側ホストとの間、すなわちネットワーク間で通信されるメッセージは暗号化されている（例えば、特許文献１参照）。
また、無線ＬＡＮでは収容されるアクセスポイントとユーザ端末間で暗号通信が実現されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２７８０４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、有線ＬＡＮでは、データリンク層での認証／暗号通信について、暗号通信を実行する装置、例えば中継装置であるゲートウェイに負荷が集中してしまう傾向があり、効率的な暗号通信を実行していない場合が多い。
また、暗号通信を実行する装置の一部が故障した場合、その故障により暗号通信が中断してしまう場合もある。
【０００５】
本発明は、データリンク層での暗号通信を実現する際、暗号通信の負荷分散と、暗号通信の耐故障性を改善する中継装置、認証システム及びプログラムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の中継装置は、通信端末と、認証サーバを含む他の通信端末との間の通信を中継するための、通信端末と同一のネットワークに属する中継装置において、通信端末が認証サーバとの間で認証動作を開始するための認証開始メッセージを通信端末から受信する認証開始メッセージ受信手段と、認証開始メッセージを受信した時点での中継処理の負荷状況を検出する負荷状況検出手段と、検出した負荷状況に基づいて、認証開始メッセージに応答する応答時刻を設定する応答時刻設定手段と、設定した応答時刻が到来したか否かを検出する応答時刻検出手段と、応答時刻検出手段が応答時刻が到来したと検出したときに、受信した認証開始メッセージに対応する応答メッセージを通信端末に送信する認証応答送信手段を備えている。
【０００７】
また、本発明の中継装置は、通信端末と、認証サーバを含む他の通信端末との間の通信を中継するための、通信端末と同一のネットワークに属する中継装置において、通信端末が認証サーバとの間で認証動作を開始するための認証開始メッセージを通信端末から受信する認証開始メッセージ受信手段と、認証開始メッセージを受信した受信時刻から、認証開始メッセージに応答する応答時刻をランダムに決定する応答時刻決定手段と、決定した応答時刻が到来したか否かを検出する応答時刻検出手段と、応答時刻検出手段が応答時刻が到来したと検出したときに、受信した認証開始メッセージに対応する応答メッセージを通信端末に送信する認証応答送信手段を備えている。
【０００８】
本発明の中継装置認証システムは、認証サーバと、この認証サーバから認証を受ける通信端末と、通信端末と同一のネットワークに属し、通信端末が認証サーバを含む他の通信端末との間の通信を中継する複数の中継装置からなる認証システムにおいて、認証サーバとの間で認証動作を開始するための認証開始メッセージを生成する認証開始メッセージ生成手段と、複数の中継装置に認証開始メッセージを送信する認証開始メッセージ送信手段を具備する通信端末と、
通信端末が送信する、認証開始メッセージを受信する認証開始メッセージ受信手段と、認証開始メッセージを受信した時点での中継処理の負荷状況を検出する負荷状況検出手段と、検出した負荷状況に基づいて、認証開始メッセージに応答する応答時刻を設定する応答時刻設定手段と、設定した応答時刻が到来したか否かを検出する応答時刻検出手段と、応答時刻検出手段が応答時刻が到来したと検出した場合に、受信した認証開始メッセージに対応する応答メッセージを通信端末に送信する認証応答送信手段を具備する中継装置と、
中継装置と通信端末との間で通信するメッセージを暗号化するための鍵を生成する鍵情報生成手段と、鍵を複数の中継装置に送信する鍵情報送信手段を具備する認証サーバを備えている。
【０００９】
本発明の中継装置プログラムは、通信端末と、認証サーバを含む他の通信端末との間の通信を中継するための、通信端末と同一のネットワークに属する計算機を中継装置として実行させるプログラムであって、
通信端末が認証サーバとの間で認証動作を開始するための認証開始メッセージを通信端末から受信し、認証開始メッセージを受信した時点での中継処理の負荷状況を検出し、検出した負荷状況に基づいて、認証開始メッセージに応答する応答時刻を設定し、設定した応答時刻が到来したか否かを検出し、応答時刻が到来したと検出したときに、受信した認証開始メッセージに対応する応答メッセージを通信端末に送信するためのものである。
【００１０】
以上の構成によれば、通信端末が認証開始メッセージをブロードキャストすると、複数の中継装置のうち適切な中継装置との間で認証手順を実行することが可能となる。各中継装置は、各中継装置からの認証開始メッセージに対する応答への反応時間を調整することで、複数の中継装置での暗号のための負荷を分散することが可能になる。各中継装置が異なる反応時間で応答することによって、ある中継装置の応答が通信端末に届かなかった場合や、ある中継装置が不調な場合にも、正しくシステムが動作できることを保証することが可能になる。
【００１１】
また、認証手順を実行した中継装置に不具合が発生しても、他の中継装置により通信端末と中継装置との間で通信されるメッセージの暗号化を実行するという補償動作が可能になり暗号通信の不通が発生し難くなる。すなわち、暗号通信の耐故障性が増大する。
【００１２】
以上のように、本発明は、データリンク層での暗号通信を実現する際、暗号通信の負荷分散と、暗号通信の耐故障性を改善する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態に係る中継装置、認証システム及びプログラムを説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信端末１３及びゲートウェイ１２を含んでいるトポロジ図である。
ＳＴＡ１３は無線ＬＡＮ機能を内蔵している無線通信端末１３である。この無線通信端末１３はユーザが使用するのでユーザ端末とも呼ばれる。ＡＰ１５は無線ＬＡＮのアクセスポイントである。ＡＰ１５は有線ＬＡＮによりＧＷ−１、ＧＷ−２、ＧＷ−３及び他のＡＰ１５に接続している。
【００１４】
ＧＷ−１、ＧＷ−２、ＧＷ−３は同一の構成であり、以後これらを総称してゲートウェイ（ＧＷ）１２と称する。これらのアクセスポイント１５、ゲートウェイ１２は同一セグメントに属している。ゲートウェイ１２はセキュリティー機能を有しているＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ブリッジであり、ＩＥＥＥ  ８０２．１Ｄに準拠している。ゲートウェイ１２は異種のネットワークを結合する。すなわち、ＩｎｔｅｒｎｅｔあるいはＩｎｔｒａｎｅｔとネットワークとの間のプロトコル変換を実行する。さらに、ゲートウェイ１２は、異なる通信プロトコルを使っているＩｎｔｅｒｎｅｔあるいはＩｎｔｒａｎｅｔとネットワーク間で情報をやりとりすることができるようにする。ゲートウェイ１２は、情報を転送するだけでなく、受信ネットワークが使用しているプロトコルと互換性のある型にその情報を変換する。
【００１５】
Ｒ１４はルータであり、ルータ１４以下ゲートウェイ１２やアクセスポイント１５が属しているセグメントとＩｎｔｅｒｎｅｔあるいはＩｎｔｒａｎｅｔを接続している。ルータ１４は通信ネットワーク上のメッセージ伝送を促進するための中継装置である。ルータ１４は伝送されてきたメッセージを受取、使用できる最も効率的な経路を通じて正しい宛先へ転送する。
Ａｕｔｈ１１は認証サーバであり、ＩｎｔｅｒｎｅｔあるいはＩｎｔｒａｎｅｔ、ルータ１４及びアクセスポイント１５を介して無線通信端末１３の認証を行う。
【００１６】
ここで、ルータ１４から出力されるメッセージ及びルータ１４に入力されるメッセージは全てのゲートウェイ１２に入力される。同様に、あるゲートウェイ１２からあるアクセスポイント１５に出力されるメッセージ及びゲートウェイ１２にあるアクセスポイント１５から入力されるメッセージは、全てのゲートウェイ１２及びアクセスポイント１５に入力される。
【００１７】
図２は、図１の無線通信端末１３、ゲートウェイ１２、及び認証サーバ１１のブロック図である。
認証サーバ１１内の認証モジュール１１１は、ゲートウェイ１２の１つを介して無線通信端末１３との間で認証手順を実行する。認証サーバ１１内の鍵配布モジュール１１２は、認証後、ゲートウェイ１２と無線通信端末１３との間で使用する暗号化の鍵を生成し配布する。この鍵は、認証手順を実際に実行するゲートウェイ１２だけでなく、他のゲートウェイ１２のうち少なくとも１つのゲートウェイ１２にも配布される。
この鍵には、ゲートウェイアドレスとその優先度が情報としてそれぞれ複数含まれている。優先度は、この鍵を使用して実行する通信についての責任の度合いを示している。具体的には、鍵を受信したゲートウェイ１２が鍵に含まれているゲートウェイアドレスで指定されているならば、対応する優先度で暗号及び復号とブリッジ転送を行う責任がある。優先度は、優先番号（責任順）を示す通し番号や、暗号及び復号、及び、転送までの遅延許容時間などで指定される。
例えば、優先度が最も高いゲートウェイ１２は、鍵を受信すると直ちにこの鍵を使用して実行する通信について責任が発生する。優先度が２番目に高いゲートウェイ１２は、優先度が最も高いゲートウェイ１２がこの鍵を使用して実行する通信について責任が持てなくなったことを検出した場合に、この鍵を使用して実行する通信について責任が発生する。
【００１８】
ゲートウェイ１２内の認証／鍵交換モジュール１２３は、無線通信端末１３と認証サーバ１１との間で交わされる認証手順を、認証手順に応じて認証サーバ１１から受信して無線通信端末１３に、又は無線通信端末１３から受信して認証サーバ１１に転送する。さらに認証／鍵交換モジュール１２３は、認証後に認証サーバ１１が生成した鍵を受信し、アクセスポイント１５を介して無線通信端末１３にその受信した鍵を転送する。
また認証／鍵交換モジュール１２３は、無線通信端末１３からブロードキャストされる認証開始メッセージを受信して、そのメッセージを受信したゲートウェイ１２ごとにその認証開始メッセージを受信してから応答するまでの応答時間を設定する。応答時間は、認証開始メッセージを受信したときのゲートウェイ１２の処理負荷の状況（例えば、既に収容している無線通信端末１３の台数等）及びゲートウェイ１２の処理能力（例えば、処理速度やメモリ容量、接続されたネットワークの転送能力等）等に基づいて設定される。この応答時間は、ゲートウェイ１２ごとにランダムに応答時間が生成されてそれに基づいて設定されてもよい。
【００１９】
ゲートウェイ１２内の暗号転送モジュール１２１は、無線通信端末１３とセグメントの異なるネットワークとの通信に関して、ゲートウェイ１２と無線通信端末１３との間では暗号化されたメッセージを、セグメントの異なるネットワークから無線通信端末１３に、又は無線通信端末１３からセグメントの異なるネットワークに転送する。また暗号転送モジュール１２１は、ゲートウェイ１２とルータ１４との間では暗号化されていないメッセージを、セグメントの異なるネットワークから無線通信端末１３に、又は無線通信端末１３からセグメントの異なるネットワークに転送する。
また、暗号転送モジュール１２１は、ルータ１４からのメッセージを受信してからそのメッセージを転送するまでの時間がゲートウェイ１２ごとに付与されている上述した鍵による優先度に応じて設定されていてもよい。例えば、優先度の最も高いゲートウェイ１２は送信されてきたメッセージを直ちに転送するように設定し、優先度のより低いゲートウェイ１２ほど転送するまでの時間が長くなるように設定する。無線通信端末１３から認証サーバ１１にメッセージを転送する場合にも、暗号転送モジュール１２１は同様な動作を実行してもよい。
さらに、暗号転送モジュール１２１は、認証サーバ１１からメッセージを受信してからそのメッセージを転送するまでの時間をランダムに生成して、受信してからその生成された時間経過後にメッセージを無線通信端末１３に転送する動作を実行してもよい。無線通信端末１３から認証サーバ１１にメッセージを転送する場合にも、暗号転送モジュール１２１は同様な動作を実行してもよい。
【００２０】
ゲートウェイ１２内の生存確認モジュール１２２は、他のゲートウェイ１２の動作を監視し、他のゲートウェイ１２の動作に不具合があることを検出した場合にその不具合があるゲートウェイ１２の代わりに、監視していたこのモジュール１２２を搭載するゲートウェイ１２が動作を実行する補償動作を開始する命令を生成する。この補償動作は鍵に記述される優先度に基づいて実行される（例えば後述する図５を参照した説明）。
生存確認モジュール１２２は、ルータ１４から受信したメッセージを参照して、この受信メッセージに対応するメッセージがアクセスポイント１５を経由して無線通信端末１３から送信されるメッセージを監視している。この対応するメッセージが無線通信端末１３から送信されていない場合は、生存確認モジュール１２２が他のゲートウェイ１２の動作に不具合があると判定する。
【００２１】
無線通信端末１３内の認証／鍵受信モジュール１３２は、ゲートウェイ１２を介した認証サーバ１１との認証手順と、認証後に認証サーバ１１から配布されてくる鍵の受信と運用を実現する。また、認証／鍵受信モジュール１３２は、認証を開始するメッセージである認証開始メッセージを全てのゲートウェイ１２に送信する。すなわち、認証／鍵受信モジュール１３２は、全てのゲートウェイ１２に向けて認証開始メッセージをブロードキャストする。
【００２２】
無線通信端末１３内の暗号送受信モジュール１３１は、ゲートウェイ１２を介した暗号通信を実現する。またゲートウェイ１２が他のゲートウェイ１２のメッセージ転送を監視できない場合は、暗号送受信モジュール１３１は、鍵のゲートウェイアドレスとその優先度を把握してメッセージの送受信をするゲートウェイ１２を選択するように設定される。さらにこの場合、暗号送受信モジュール１３１は、ゲートウェイ１２からの受信メッセージのシーケンス番号を解釈して記憶する。
【００２３】
また、ゲートウェイ１２が補償動作を開始できない、又は無線通信端末１３内の暗号送受信モジュール１３１が受信メッセージのシーケンス番号を解釈することができない、又はシーケンス番号を記憶することできない場合等により無線通信端末１３とルータ１４との間のメッセージを補償する動作がうまく作動しない場合は、暗号送受信モジュール１３１がメッセージ通信の不通を検出して、認証／鍵受信モジュール１３２に認証開始メッセージをブロードキャストするように指示する。
【００２４】
これらのモジュールにより、無線通信端末１３がゲートウェイ１２及び認証サーバ１１に認証されると、それ以後の無線通信端末１３とゲートウェイ１２との間の通信は暗号化される。たとえ宛先がゲートウェイ１２でない場合でも無線通信端末１３から送信されたメッセージは、ゲートウェイ１２がブリッジとして中継するまでの区間では暗号化される。逆方向も同様にゲートウェイ１２から無線通信端末１３までの区間では暗号化される。
【００２５】
図３は、図１の無線通信端末１３、ゲートウェイ１２、及び認証サーバ１１間の遅延応答シーケンス図である。図３を参照して、無線通信端末１３とゲートウェイ１２と認証サーバ１１との間での、認証、暗号化の詳細について述べる。  一般的な無線通信端末１３とゲートウェイ１２と認証サーバ１１の三者間認証では、ゲートウェイ１２から無線通信端末１３へのメッセージ送信から認証手順が開始される。この動作の前に、本実施形態では、無線通信端末１３内の認証／鍵受信モジュール１３２が、無線通信端末１３から全てのゲートウェイ１２に認証開始メッセージをブロードキャストする。このようにブロードキャストすると、複数のゲートウェイ１２のうち適切なゲートウェイ１２との間で認証手順を実行することが可能となる。
各ゲートウェイ１２内の認証／鍵交換モジュール１２３は、各ゲートウェイ１２からの認証開始メッセージに対する応答への反応時間（ｒｅｓｐ−ｗａｉｔ）を調整することで、複数のゲートウェイ１２での暗号のための負荷を分散することが可能になる。すなわち、例えばＧＷ−１からの応答がなくてもＧＷ−２及びＧＷ−３の応答を待って応答が来たゲートウェイ１２との間で認証手順を実行することが可能になる。
【００２６】
また各ゲートウェイ１２内の認証／鍵交換モジュール１２３は、認証開始メッセージを受信した時点で負荷の小さいゲートウェイ１２ほど反応時間を短くするように設定しておく。この認証／鍵交換モジュール１２３の設定により、その時点で処理負荷の小さいゲートウェイ１２を活用してネットワーク上の処理負荷の分散を可能にする。
【００２７】
図３では、ＧＷ−１が最も早く反応してＡｍｅｎｄｅｄ  Ｎｅｅｄｈａｍ  Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌを開始する例を示している。この開始以降は、ＧＷ−１よりも遅れて反応したＧＷ−２及びＧＷ−３の応答には無線通信端末１３は反応しないように設定されている。このようにＧＷ−２やＧＷ−３が遅れて応答することによって、仮にＧＷ−１の応答が無線通信端末１３に届かなかった場合や、ＧＷ−１が不調な場合にも、正しくシステムが動作できることを保証することが可能になる。
【００２８】
図４は、図１の無線通信端末１３、ゲートウェイ１２、及び認証サーバ１１間の鍵配布シーケンス図である。
次に、認証手順が進み、認証サーバ１１からの応答により、認証サーバ１１内の鍵配布モジュール１１２によって、メッセージ通信で用いる暗号化用の鍵が配布される。本実施形態では、鍵配布モジュール１１２は、ゲートウェイＧＷ−１だけでなく、ゲートウェイＧＷ−２に対しても鍵を配布する。配布する鍵は、データ暗号化鍵及びゲートウェイアドレスとその優先度の情報を含んでいる。
【００２９】
データ暗号化鍵は、無線通信端末１３とゲートウェイ１２との間で通信されるメッセージの暗号化で用いられる。データ暗号化鍵は暗号化の方式や暗号の運用方法により、鍵識別子（ＳＰＩ）、鍵長、鍵の種類、個数、追加情報が定まっている。データ暗号化鍵はその方式や運用方法に適した情報を含むように設定されている。
【００３０】
ゲートウェイアドレスとその優先度とは、この鍵を使った通信についての責任と責任の度合いを示す。具体的には、鍵を受信したゲートウェイ１２がゲートウェイアドレスで指定されているならば、対応する優先度で暗号及び復号とブリッジ転送を行う責任がある。優先度は、優先番号（責任順）を示す通し番号や、暗号及び復号、及び、転送までの遅延許容時間などで指定される。鍵は、必要であれば無線通信端末１３に転送される。無線通信端末１３は、データ暗号化鍵に付随して得られるゲートウェイアドレスとその優先度を記憶する。
【００３１】
以上のように、鍵が認証手順を実際に実行するゲートウェイ１２だけでなく、他のゲートウェイ１２のうち少なくとも１つのゲートウェイ１２にも配布されると、認証手順を実行したゲートウェイ１２に不具合が発生しても、他のゲートウェイ１２により無線通信端末１３とゲートウェイ１２との間で通信されるメッセージの暗号化を実行するという補償動作が可能になる。
【００３２】
図５は、図１の無線通信端末１３、ゲートウェイ１２、及びルータ１４間のフレーム監視シーケンス図である。図３は、ゲートウェイＧＷ−１が最も優先度が高く、ゲートウェイＧＷ−２、ゲートウェイＧＷ−３の順で優先度が低く設定されている場合の例である。
メッセージ送受信時のゲートウェイ１２の動作について述べる。上述したように、ゲートウェイ１２は、無線通信端末１３とルータ１４との間のメッセージをブリッジする際に、ゲートウェイ１２と無線通信端末１３との間でメッセージの暗号化を実行する。
【００３３】
一方、優先度が最も高いゲートウェイＧＷ−１がブリッジを行っている間、ゲートウェイＧＷ−２内の生存確認モジュール１２２は無線通信端末１３とゲートウェイＧＷ−１との間のメッセージを受信し復号し続ける。また、生存確認モジュール１２２はゲートウェイＧＷ−２はルータ１４とゲートウェイＧＷ−１との間のメッセージも受信し続ける。また、各ゲートウェイ１２内の生存確認モジュール１２２は、常に、ルータ１４とゲートウェイ１２との間、及びゲートウェイ１２と無線通信端末１３との間で送受信される各メッセージのシーケンス番号を参照し、他のゲートウェイ１２の転送動作の監視を行う。
【００３４】
ゲートウェイＧＷ−２内の生存確認モジュール１２２は、鍵に記述されていたゲートウェイＧＷ−２に与えられた優先度と、ゲートウェイＧＷ−１の転送状況を監視し続ける。生存確認モジュール１２２が、与えられた優先度に示されている転送までの遅延許容時間（ｓｔａｎｄｂｙ  ｐｅｒｉｏｄ）を超えても、ゲートウェイＧＷ−１による転送が確認できない場合は、ゲートウェイＧＷ−２が無線通信端末１３とルータ１４との間でのメッセージの転送を引き受けるべきであると判定する。この判定後、生存確認モジュール１２２はゲートウェイＧＷ−１の補償動作であるブリッジを行うよう暗号転送モジュール１２１に指示をし、ゲートウェイＧＷ−２がゲートウェイＧＷ−１の代わりにブリッジを行う。
【００３５】
ゲートウェイＧＷ−２がブリッジを行う際は、送信及び受信されていたメッセージの各シーケンス番号を引き継ぐ。ゲートウェイＧＷ−２は、ゲートウェイＧＷ−１が最後に送信及び受信したメッセージのシーケンス番号を引き継ぐので、無線通信端末１３にはゲートウェイＧＷ−１の代わりにゲートウェイＧＷ−２がメッセージ転送を引き継いだことはわからない。本実施形態によれば、無線通信端末１３が接続可能なゲートウェイ１２の幾つかに不具合が発生しても、無線通信端末１３が接続可能な正常なゲートウェイ１２がある限り、無線通信端末１３が実行する通信に不具合は発生しないという効果がある。
【００３６】
ここでは、遅延許容時間を超えてもゲートウェイＧＷ−１による転送が確認できない場合に他のゲートウェイ１２が転送を引き受けるが、遅延許容時間を１回だけでなく数回超えた場合のみ他のゲートウェイ１２がメッセージの転送を引き受けるように設定してもよい。この許容時間は適宜変更可能である。
この他に、各ゲートウェイ１２の優先度に関係なく、各ゲートウェイ１２の暗号転送モジュール１２１が、メッセージを受信してからそのメッセージを転送するまでの時間をランダムに生成して、ゲートウェイＧＷ−１による転送が確認できなくなった時刻からその生成された時間経過後にメッセージを無線通信端末１３に転送する動作を実行してもよい。この場合、ゲートウェイ１２からのメッセージ転送は他のゲートウェイ１２に監視されているので、最も早くメッセージを転送したゲートウェイ１２は他のゲートウェイ１２に直ちに把握される。したがって、２つ以上のゲートウェイ１２が競合してメッセージ転送することはない。
【００３７】
一方、Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームがカプセル化されている場合のように、他のゲートウェイ１２のメッセージ転送を監視できない場合がある。この場合は、上述したようにゲートウェイ１２間でのみ補償動作を開始することはできない。ゲートウェイ１２がメッセージ転送を監視できない場合は、無線通信端末１３内の暗号送受信モジュール１３１が鍵のゲートウェイアドレスとその優先度を把握してメッセージの送受信をするゲートウェイ１２を選択する。
例えば、無線通信端末１３がＥｔｈｅｒｎｅｔフレームカプセル化で送信する相手をゲートウェイＧＷ−１の次に優先度の高いゲートウェイＧＷ−２に変更することで、継続して暗号化通信を行うことが出来る。ただしこの場合、ゲートウェイＧＷ−２はゲートウェイＧＷ−１で用いられていたシーケンス番号を引き継ぐことはできないため、無線通信端末１３が通信しているゲートウェイ１２から受信メッセージのシーケンス番号を解釈して、少なくとも受信した最後のメッセージのシーケンス番号を記憶しておかなければならない。
【００３８】
また、無線通信端末１３、ゲートウェイ１２共に補償動作を開始する契機を把握できない場合には、通信の不通を無線通信端末１３が検出して、無線通信端末１３が上述した認証開始メッセージをブロードキャストすることにより、初期動作からやり直す。
【００３９】
上述したゲートウェイ１２での動作は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。このプログラムは、コンピュータ又はほかのプログラム可能な装置上でロードされる。このコンピュータ又は装置上で実行される指示は、流れ図の各ブロックで特徴づけられている機能を実行する手段を提供する。プログラムは、ゲートウェイ１２内のハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、又はこれに類する記録媒体に記録される、又は、通信回線によってＣＰＵ等の演算手段を介してインストールされて本発明の本実施形態の方法が実行される。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００４１】
【発明の効果】
本発明により、無線通信端末は最も処理負荷の少ない暗号装置を介して高速な通信を実現できる。また、暗号装置の冗長構成により、暗号通信の耐故障性が増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るゲートウェイ及び認証サーバを含んでいるトポロジ図。
【図２】図１の無線通信端末、ゲートウェイ、及び認証サーバのブロック図。
【図３】図１の無線通信端末、ゲートウェイ、及び認証サーバ間の遅延応答シーケンス図。
【図４】図１の無線通信端末、ゲートウェイ、及び認証サーバ間の鍵配布シーケンス図。
【図５】図１の無線通信端末、ゲートウェイ、及びルータ間のフレーム監視シーケンス図。
【符号の説明】
１１・・・認証サーバ、１２・・・ゲートウェイ、１３・・・無線通信端末、１４・・・ルータ、１５・・・アクセスポイント、１１１・・・認証モジュール、１１２・・・鍵配布モジュール、１２１・・・暗号転送モジュール、１２２・・・生存確認モジュール、１２３・・・認証／鍵交換モジュール、１３１・・・暗号送受信モジュール、１３２・・・認証／鍵受信モジュール
【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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