(57)【要約】【課題】鍵配送時の通信負荷が分散され、ネットワークの障害の影響を小さくした暗号通信用鍵配信システムを得ることを課題とする。【解決手段】ネットワーク１には、鍵管理マスター装置１０、その管理下に置かれた複数の鍵管理スレーブ装置２０ａ、２０ｂおよびＶＰＮ装置３０が設けられている。さらに、鍵管理スレーブ装置２０ａの管理下にＶＰＮ装置４０ａ、４０ｂが置かれ、鍵管理スレーブ装置２０ｂの管理下にＶＰＮ装置４０ｃ、４０ｄが置かれている。各ＶＰＮ装置４０には、ユーザの端末５１あるいは端末群５０が接続されている。鍵管理マスター装置１０は、暗号通信の鍵を生成して鍵管理スレーブ装置２０ａ、２０ｂおよびＶＰＮ装置３０に配送し、ＶＰＮ装置４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄには、これらがそれぞれ管理されている鍵管理スレーブ装置２０ａ、２０ｂから配送する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＶＰＮ装置を用いて暗号通信を行うネットワークの暗号通信用鍵配送システムであって、
暗号通信の鍵を生成して配送する鍵管理マスター装置と、
この鍵管理マスター装置に接続され、前記鍵管理マスター装置から配送された前記鍵を受け取る複数の鍵管理スレーブ装置と、
前記複数の鍵管理スレーブ装置のいずれかに接続された複数の配下のＶＰＮ装置とを備え、
前記鍵管理スレーブ装置は、前記配下のＶＰＮ装置に前記鍵を配送し、
前記配下のＶＰＮ装置は、配送された前記鍵を受け取り、この鍵を用いて暗号通信を行うことを特徴とする暗号通信用鍵配送システム。
【請求項２】
前記鍵管理スレーブ装置は、データ記憶部を備え、
前記配下のＶＰＮ装置を特定する所属ＶＰＮデータを前記データ記憶部に保存することを特徴とする請求項１に記載の暗号通信用鍵配送システム。
【請求項３】
前記鍵管理スレーブ装置は、前記鍵管理マスター装置から配送された鍵を、前記所属ＶＰＮデータに記載されたＶＰＮ装置ごとに、暗号化して、前記データ記憶部に保存する請求項２に記載の暗号通信用鍵配送システム。
【請求項４】
前記鍵管理スレーブ装置は、前記配下のＶＰＮ装置からの鍵配送要求を受け、
前記データ記憶部に保存された前記鍵を、前記鍵配送要求があったＶＰＮ装置のみに配送する請求項２または３に記載の暗号通信用鍵配送システム。
【請求項５】
前記鍵管理スレーブ装置は、前記配下のＶＰＮ装置から前記鍵を受け取ったことの知らせを受けた後、前記配下のＶＰＮ装置に鍵更新を指示し、
前記配下のＶＰＮ装置は、前記鍵更新指示を受けて初めて鍵を更新する請求項１〜４のいずれか一項に記載の暗号通信用鍵配送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バーチャルプライベートネットワークに用いられるＶＰＮ装置に対して、ネットワーク上での暗号通信を行うための鍵を配送する暗号通信用鍵配送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、公衆回線のようなネットワークであっても、あたかも専用回線であるかのように利用できるバーチャルプライベートネットワークが知られており、このようなネットワークにおいては、多数のユーザ端末がＶＰＮ装置を介してネットワークで結ばれ、ＶＰＮ装置により通信データを暗号化または復号してユーザ端末間のデータ通信が行われている。
このようなネットワークでは、通信路を流通する暗号化されたデータの秘匿性を高めるため、鍵管理装置から各ＶＰＮ装置に鍵を配送し、各ＶＰＮ装置はその鍵を用いて、通信データを暗号化または復号している。また、一定期間ごとに、鍵管理装置から各ＶＰＮ装置に新たな鍵を配送して、鍵を更新している。
また、例えば、特許文献１によれば、単一のセンタからユーザ端末に暗号化されたデータを同報通信するシステムにおいて、センタと多数のユーザ端末とをツリー構造化して、鍵配送時間の短縮化を図っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３２７７４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鍵管理装置は単独で、すべてのＶＰＮ装置に鍵を直接配送するので、ＶＰＮ装置が多数存在する場合、鍵管理装置周辺のネットワークにトラフィックが集中する。このため、通信パケットの欠落が生じ、鍵の再配送等が発生し鍵配送時間が長くなるという問題点があった。また、鍵配送時にネットワークに障害が発生した場合、すべてのＶＰＮ装置に鍵を配送できなくなり、障害の影響がすべての端末に影響することになる。
さらに、センタから多数のユーザ端末に同報通信する場合と異なり、ＶＰＮ装置を介してユーザ端末同士で行われるデータ通信は、鍵配送時であるか否かにかかわらず、トラフィックに支障のない状態で継続的に行われるようにしなければならない。
【０００５】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたものであり、鍵配送時の通信負荷が分散され、鍵配送時にネットワークに発生する障害の影響を小さくした暗号通信用鍵配信システ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】
この発明に係る暗号通信用鍵配信システムは、複数のＶＰＮ装置を用いて暗号通信を行うネットワークの暗号通信用鍵配送システムであって、暗号通信の鍵を生成して配送する鍵管理マスター装置と、この鍵管理マスター装置に接続され、鍵管理マスター装置から配送された鍵を受け取る複数の鍵管理スレーブ装置と、複数の鍵管理スレーブ装置のいずれかに接続された複数の配下のＶＰＮ装置とを備え、鍵管理スレーブ装置は、配下のＶＰＮ装置に鍵を配送し、配下のＶＰＮ装置は、配送された前記鍵を受け取り、この鍵を用いて暗号通信を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明の実施の形態に係る暗号通信用鍵配信システムを用いたバーチャルプライベートネットワークの構成を図１に示す。
双方向通信が可能な公衆回線等使用したＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）からなるネットワーク１には、鍵管理マスター装置１０が接続されている。鍵管理マスター装置１０には、複数の鍵管理スレーブ装置２０（２０ａ、２０ｂ）およびＶＰＮ装置３０がネットワーク１を介して接続され、鍵管理マスター装置１０の配下の装置として、鍵管理マスター装置１０の管理下に置かれている。鍵管理スレーブ装置２０には、複数のＶＰＮ装置４０がネットワーク１を介して接続されている。ＶＰＮ装置４０のうち、ＶＰＮ装置４０ａ、４０ｂは、鍵管理スレーブ装置２０ａの配下の装置として、鍵管理スレーブ装置２０ａの管理下に置かれている。一方、ＶＰＮ装置４０ｃ、４０ｄは、鍵管理スレーブ装置２０ｂの配下の装置として、鍵管理スレーブ装置２０ｂの管理下に置かれている。
【０００８】
さらに、各ＶＰＮ装置４０には、ユーザの端末５１あるいは端末群５０が接続されている。
以上のように、各装置はネットワーク１で結ばれているが、鍵管理スレーブ装置２０、およびＶＰＮ装置３０、４０は、図２に示されるような構造で、それぞれ、鍵管理マスター装置１０、鍵管理スレーブ装置２０の管理下に置かれている。ネットワーク１に接続された、端末群５０間は、接続されたＶＰＮ装置４０ａ、４０ｂが同一の鍵を有し、通信路を暗号化するので、その暗号化された情報をやりとりする。
【０００９】
図３に示されるように、ネットワーク１に接続された鍵管理マスター装置１０には、ネットワーク１を介して通信のやりとりを行うためのネットワークインターフェース１１、鍵管理マスター装置１０に対する鍵配送指示を受け付ける鍵配送受付部１２、ＶＰＮ装置３０、４０で用いられる暗号通信用の鍵を生成し、従来の鍵を新たに生成した鍵に更新する鍵データ生成更新部１３が設けられている。さらに、鍵管理マスター装置１０には、配下のＶＰＮ装置３０および鍵管理スレーブ装置２０に鍵を配送する鍵配送部１４、鍵管理マスター装置１０全体を制御する全体制御部１５およびデータ記憶部１６が設けられている。データ記憶部１６には、鍵管理マスター装置１０の配下にどのＶＰＮ装置３０および鍵管理スレーブ装置２０があるかを示す登録装置リスト、更新した鍵データが保存されている。
【００１０】
次に、鍵管理スレーブ装置２０には、ネットワークインターフェース２１、鍵配送メッセージあるいは鍵要求メッセージを受け付ける鍵メッセージ受付部２２、鍵管理マスター装置１０から配送された鍵を受け取る鍵受取部２３が設けられている。さらに、鍵管理スレーブ装置２０には、配下のＶＰＮ装置４０に鍵を配送する鍵配送部２４、鍵管理スレーブ装置２０全体を制御する全体制御部２５およびデータ記憶部２６が設けられている。データ記憶部２６には、鍵管理スレーブ装置２０の配下にどのＶＰＮ装置３０があるかを示す登録装置リスト、配下のＶＰＮ装置４０に配送する鍵データが保存されている。
【００１１】
鍵管理スレーブ装置２０の配下のＶＰＮ装置４０には、ネットワークインターフェース４１、自己の所属する鍵管理スレーブ装置２０に鍵配送要求を行う鍵配送要求部４２、鍵管理スレーブ装置２０から配送された鍵を保存する鍵保存部４３が設けられている。鍵配送要求部４２では、今まで使用していた鍵を失った場合、所属の鍵管理スレーブ装置２０に、鍵要求メッセージを送って鍵配送要求を行う。
【００１２】
さらに、ＶＰＮ装置４０には、端末５１との通信のやりとりを行う端末インターフェース４６、通信路データの暗号化および復号を行う暗号化復号処理部４４およびＶＰＮ装置の全体を制御する全体制御部４５が設けられている。暗号化復号処理部４４では、端末インターフェース４６を介して管理下にある端末５１から送られた通信データを、鍵管理スレーブ装置２０から受け取った鍵を用いて暗号化して、ネットワークインターフェース４１を介して、通信相手先の端末５１がある他のＶＰＮ装置４０に送る。一方、他のＶＰＮ装置４０からネットワークインターフェース４１を介して送られてきた通信データは、暗号化復号処理部４４で復号され、管理下の端末５１に、端末インターフェース４６を介して送られる。
【００１３】
次に、この実施の形態に係る暗号通信用鍵配信システムの動作を図４および５のフローチャートに基づいて説明する。
はじめに、鍵管理マスター装置１０の動作について説明する。
図４に示されるように、鍵管理マスター装置１０は、一定時間ごと、例えば２４時間ごとに、あるいは、このシステムの利用者の指示を鍵配送受付部１２が受け付けるたびに、鍵データ生成更新部１３がＶＰＮ装置３０，４０の通信路の暗号化に使用する鍵を生成し、生成した鍵をデータ記憶部１６にある従来の鍵に対して更新して保存する（ステップＳ１）。
次に、データ記憶部１６に保存されている、鍵管理マスター装置１０の管理下にある装置を示す登録装置リストをデータ記憶部１６から取得する（ステップＳ２）。この登録装置リストには、具体的には鍵管理スレーブ装置２０ａ、２０ｂ、ＶＰＮ装置３０が登録されている。
【００１４】
次に、登録装置リストの中に、鍵管理マスター装置１０の配下の鍵管理スレーブ装置２０があるか否かを判定する（ステップＳ３）。鍵管理スレーブ装置２０がある場合は、鍵管理スレーブ装置２０に、鍵配送メッセージを送付するとともに、ステップＳ１で生成した鍵を配送する（ステップＳ４）。鍵管理スレーブ装置がない場合は、ステップＳ４をスキップしてステップＳ５に進む。
この例では、ステップＳ４において、鍵管理スレーブ装置２０ａ、２０ｂに鍵が配送される。
なお、鍵管理スレーブ装置２０ａ、２０ｂ、ＶＰＮ装置３０に配送される鍵は、バーチャルプライベートネットワークとして秘匿性のある暗号通信を行うために同一の鍵が配送される。
【００１５】
次に、登録装置リストの中に、鍵管理マスター装置１０の管理下のＶＰＮ装置３０があるか否かが判定される（ステップＳ５）。ＶＰＮ装置３０がある場合は、ＶＰＮ装置３０にステップＳ１で生成した鍵を配送し（ステップＳ６）、一連の処理を終了する。ＶＰＮ装置３０がない場合は、ステップＳ６をスキップして一連の処理を終了する。
なお、鍵管理スレーブ装置２０ａ、２０ｂおよびＶＰＮ装置３０に鍵を配送する場合、公開鍵暗号方式、例えばＲＳＡ方式により、送り先の鍵管理スレーブ装置２０ａ等のそれぞれの公開鍵を用いて、鍵を暗号化してから配送される。
【００１６】
次に、鍵管理スレーブ装置２０の動作について説明する。
図５に示されるように、鍵管理スレーブ装置２０は、鍵メッセージ受付部２２において、鍵管理マスター装置１０からの鍵配送メッセージ、あるいは管理下のＶＰＮ装置４０からの鍵要求メッセージの受信があるか否かを常時監視するメッセージ受信処理を行う（ステップＳ１１）。
いずれかからのメッセージ受信があると、ステップＳ１２に進み、メッセージの送信元を判定する（ステップＳ１２）。
【００１７】
鍵管理マスター装置１０からの鍵配送メッセージを受信した場合、ステップＳ１３に進み、鍵管理マスター装置１０から配送された新たな鍵を受け取る（ステップＳ１３）。次に、データ記憶部２６に保存されている鍵管理スレーブ装置２０の管理下にあるＶＰＮ装置４０の登録ＶＰＮ装置リストを取得する（ステップＳ１４）。
例えば、鍵管理スレーブ装置２０ａにおける処理の場合、この登録装置リストには、具体的にはＶＰＮ装置４０ａ、４０ｂが登録されている。
【００１８】
次に、ステップＳ１３で受け取った鍵に対して、登録ＶＰＮ装置リストにはあるＶＰＮ装置４０ａ、４０ｂごとに、鍵を暗号化し、データ記憶部２６に保存する（ステップＳ１５）。さらに、暗号化した鍵を対応するＶＰＮ装置４０ａ、４０ｂに一斉に配送（ステップＳ１６）し、一連の処理を終了する。
なお、鍵管理スレーブ装置２０は、その後、鍵を配送したＶＰＮ装置４０からの鍵受け取りメッセージを受信する。鍵管理スレーブ装置２０ａは、各ＶＰＮ装置４０ａ、４０ｂに新たな鍵が配送されたのを確認した後、各ＶＰＮ装置４０ａ、４０ｂに鍵更新指令を一斉に送り、各ＶＰＮ装置４０ａ、４０ｂでは自己の鍵を更新する。
【００１９】
一方、管理下のＶＰＮ装置４０のいずれかから、例えばＶＰＮ装置４０ａからの鍵要求メッセージを受信した場合、ステップＳ２１に進み、データ記憶部２６にＶＰＮ装置ごとに暗号化されて保存されている鍵のうち、鍵要求のあった、ＶＰＮ装置４０ａに対応した鍵をデータ記憶部２６から取得する（ステップＳ２１）。次に、この鍵を鍵要求メッセージのあったＶＰＮ装置４０ａに配送する。
【００２０】
なお、鍵を受け取ったＶＰＮ装置４０ａは、自己の持つ秘密鍵で、受け取った鍵を復号し、この鍵を用いて管理下の端末５１からＶＰＮ装置４０ａに送られたデータを暗号化し、例えばデータ送り先のＶＰＮ装置４０ｄに送り、また、例えば、ＶＰＮ装置４０ｄから送られてきたデータを復号して、管理下の端末５１に送って、暗号通信を行う。
【００２１】
このように、鍵管理マスター装置１０の管理下に複数の鍵管理スレーブ装置２０を設け、鍵管理スレーブ装置２０及び管理下のＶＰＮ装置３０にのみ、鍵を配送する。したがって、ネットワーク１にあるすべてのＶＰＮ装置３０、４０に鍵を配送する必要がないので、鍵管理マスター装置１０周辺に、ネットワーク１のトラフィックが集中することがなく、ネットワーク１の負荷が分散される。そのため、通信パケットの欠落が生じることなく、鍵配送時間が短縮化される。
このような鍵管理スレーブ装置２０を数台置くことにより、数千〜数万台のＶＰＮ装置を有するバーチャルプライベートネットワークにおいて、鍵を短時間で配送することが可能となる。
【００２２】
また、鍵配送時にネットワーク１の図１に示す地点Ａに障害が発生した場合でも、鍵配送に支障をきたすのは、該当する鍵管理スレーブ装置２０ｂの管理下にあるＶＰＮ装置４０ｃのみであり、ネットワーク１のすべてのＶＰＮ装置３０，４０に鍵を配送できなくなる事態にはならず、ネットワーク系障害を局所的なものとして済ますことができ、障害のリスクを分散できる。
鍵配送時にネットワーク１の図１に示す地点Ｂに障害が発生し、鍵管理マスター装置１０から鍵管理スレーブ装置２０に鍵配送できなくなった場合でも、各ＶＰＮ装置４０は現在使用している鍵で暗号通信を継続することができる。
【００２３】
鍵管理マスター装置１０がこのような状態にある中で、さらに、例えば、ＶＰＮ装置４０ａが何らかの原因で使用中の鍵を失ってしまった場合がある。このような場合、ＶＰＮ装置４０ａからの要求により鍵管理スレーブ装置２０が個別に鍵を配送するので、鍵管理マスター装置１０や他のＶＰＮ装置４０ｂ等には負荷がかからず、システム全体の通信トラフィックに影響を与えることがない。
また、例えば鍵管理スレーブ装置２０ａは、鍵配送後、配下のＶＰＮ装置４０ａ，４０ｂから鍵を受け取ったことの知らせを受けた後、ＶＰＮ装置４０ａ，４０ｂに鍵更新を指示し、ＶＰＮ装置４０ａ，４０ｂは、鍵更新指示を受けて初めて鍵を更新するので、たとえ、鍵管理スレーブ装置２０の配下に多数のＶＰＮ装置４０があったとしても、これらのＶＰＮ装置４０間での鍵不一致に起因するトラブルが発生しない。
【００２４】
さらに、鍵管理スレーブ装置２０は、鍵を失ったＶＰＮ装置４０ａの鍵をＶＰＮ装置４０ａの公開鍵を用いて暗号化した状態で既にデータ記憶部２６に保存してあるので、ＶＰＮ装置４０ａの要求に応じて即座に鍵を配送できる。この際、鍵は暗号化されているので秘匿性の問題も生じない。したがって、鍵を失ったＶＰＮ装置４０ａは、鍵管理スレーブ装置２０ａから鍵を安全迅速に再取得でき、短時間で暗号通信を再開できる。
【００２５】
また、各ＶＰＮ装置４０に配送される鍵の暗号化は、鍵管理スレーブ装置２０が行うので、鍵管理マスター装置１０の負荷を軽減し、また鍵管理マスター装置１０周辺のトラフィックの集中をさらに軽減できる。
さらに、鍵管理スレーブ装置２０は、登録ＶＰＮ装置リストとして、配下のＶＰＮ装置４０を特定する所属ＶＰＮデータを、データ記憶部２６に有しているので、鍵管理マスター装置１０からの送り先の指示を受けることなく鍵を所属ＶＰＮデータに基づいて配送できる。
【００２６】
なお、上述の実施の形態では、鍵管理マスター装置１０と各ＶＰＮ装置４０との間には、ひとつの鍵管理スレーブ装置２０が設けられているが、これに限定されるものではなく、鍵管理スレーブ装置はＶＰＮ装置の数に応じて、他の鍵管理スレーブ装置を組み合わせてツリー状に階層化してもよい。この場合、鍵管理スレーブ装置が受け取った鍵を階層化された配下の鍵管理スレーブ装置に配送し、そこからＶＰＮ装置に配送することになる。これにより、ＶＰＮ装置の数が増大しても、鍵配送時間が長くなることがない。
ネットワーク１としては、ＷＡＮに限定されるものではなく、ＬＡＮ、インターネット、イントラネット等に上述した装置を設けて、バーチャルプライベートネットワークを構築することができる。
【００２７】
【発明の効果】
この発明に係る暗号通信用鍵配信システムによれば、複数のＶＰＮ装置を用いて暗号通信を行うネットワークの暗号通信用鍵配送システムにおいて、暗号通信の鍵を生成して配送する鍵管理マスター装置と、この鍵管理マスター装置に接続され、鍵管理マスター装置から配送された鍵を受け取る複数の鍵管理スレーブ装置と、複数の鍵管理スレーブ装置のいずれかに対応して接続された複数の配下のＶＰＮ装置とを備え、鍵管理スレーブ装置が、配下のＶＰＮ装置に鍵を配送し、配下のＶＰＮ装置が、配送された鍵を受け取り、この鍵を用いて暗号通信を行うので、鍵配送時の通信負荷が分散され、ネットワークの障害の影響を小さすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る暗号通信用鍵配送システムの構成を示した図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る暗号通信用鍵配送システムの装置同士の主従関係を示す関係図である。
【図３】実施の形態に係る鍵配送システムを構成する装置の構成を示すブロックである。
【図４】実施の形態に係る鍵配送システムに用いられる鍵管理マスター装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施の形態に係る鍵配送システムに用いられる鍵管理スレーブ装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ネットワーク、１０  鍵管理マスター装置、２０  鍵管理スレーブ装置、３０，４０  ＶＰＮ装置。
【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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