(57)【要約】【課題】イーサネット（登録商標）受動型光加入者ネットワークシステムでのセキュリティデータ伝送方法を提供する。【解決手段】本発明は、セキュリティデータを暗号化するデータフィールドと、データフィールドの暗号化データを復元するために使用するキー情報を貯蔵するキー情報フィールドと、光加入者ネットワーク装置(ＯＮＵ)が目的地使用者を識別する光加入者ネットワーク装置(ＯＮＵ)ＩＤ情報を示す光加入者ネットワーク装置(ＯＮＵ)ＩＤフィールドと目的地使用者が識別するセキュリティＩＤを示す使用者ＩＤフィールドとを備えるセキュリティフレームと、を含む伝送フレームを生成する過程と、生成した伝送フレームを伝送する過程と、からなる。【選択図】図４
2004072775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　一つの光線路終端装置と接続された光分配装置と該光分配装置と接続された複数の光加入者ネットワーク装置を有し、各光加入者ネットワーク装置が複数の使用者と接続されたイーサネット（登録商標）受動型光加入者ネットワークシステムでの前記光線路終端装置と目的地使用者間にセキュリティデータを伝送する方法において、
　ａ）前記セキュリティデータを暗号化するデータフィールドと、該データフィールドの暗号化データを復元するために使用するキー情報を貯蔵するキー情報フィールドと、前記光加入者ネットワーク装置が前記目的地使用者を識別する光加入者ネットワーク装置ＩＤ情報を示す光加入者ネットワーク装置ＩＤフィールドと前記目的地使用者が識別するセキュリティＩＤを示す使用者ＩＤフィールドとを備えるセキュリティフレームと、を含む伝送フレームを生成する過程と、
　ｂ）該生成した伝送フレームを伝送する過程と、からなることを特徴とするイーサネット（登録商標）受動型光加入者ネットワークでのセキュリティデータ伝送方法。
【請求項２】
　前記セキュリティフレームは前記光加入者ネットワーク装置及び加入者のグループ情報を貯蔵するデジグネータフィールドをさらに備える請求項１記載のイーサネット（登録商標）受動型光加入者ネットワークでのセキュリティデータ伝送方法。
【請求項３】
　前記セキュリティフレームは管理情報ベースに対する情報及び関連プロトコル情報を貯蔵する管理定義フィールドをさらに備える請求項１記載のイーサネット（登録商標）受動型光加入者ネットワークでのセキュリティデータ伝送方法。
【請求項４】
　ｃ）前記伝送フレームのセキュリティフレームに含まれた光加入者ネットワーク装置ＩＤフィールドを識別できる光加入者ネットワーク装置に接続された使用者が前記伝送フレームを受信する過程をさらに含む請求項１記載のイーサネット（登録商標）受動型光加入者ネットワークでのセキュリティデータ伝送方法。
【請求項５】
　前記伝送フレームのセキュリティフレームに含まれた光加入者ネットワーク装置ＩＤフィールドを識別できる光加入者ネットワーク装置に接続された使用者のうちから前記セキュリティフレームに含まれた使用者ＩＤフィールドの内容を識別できる使用者が前記伝送フレームを受信する過程をさらに含む請求項１記載のイーサネット（登録商標）受動型光加入者ネットワークでのセキュリティデータ伝送方法。
　
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明はイーサネット（登録商標）受動型光加入者ネットワーク(Ethernet（登録商標） Passive Optical Network：ＥＰＯＮ)システムに関し、特に、ＥＰＯＮシステムでセキュリティデータを伝送する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　図１は一般的な受動型光加入者ネットワーク(Passive optical Network：ＰＯＮ)システムの物理的ネットワーク構造を示している。図１に示したように、ＰＯＮは一つの光線路終端装置(ＯＬＴ:Optical Line Termination)１００とＯＬＴ１００に接続される少なくとも一以上の光加入者ネットワーク装置(ＯＮＵ:Optical Network Unit)１１０−１〜１１０−３で構成される。図１には一つのＯＬＴ１００に３個のＯＮＵ１１０−１〜１１０−３が接続された一例を示している。ＯＮＵ１１０−１〜１１０−３にはそれぞれ少なくとも一以上の使用者(End User）又はネットワーク装置１２０−１〜１２０−３が接続されることができる。ＯＬＴ１００は光分配装置(ＯＤＮ:Optical Distribution Network)を通じてＯＮＵ(１１０−１〜１１０−３)に接続される。ＯＤＮの代表的な一例としてスプリッタがあげられる。
【０００３】
　使用者（１２０−１〜１２０−３）から伝送されたデータ（１３１〜１３３）はＯＮＵ（１１０−１〜１１０−３）を経てＯＬＴ１００に伝送される。この使用者（１２０−１〜１２０−３）から伝送されたデータ(例えば、１３１−１、１３１−２、１３１−３)には、各伝送区間に応じて異なるリファレンス番号が割り当てられる。一方、各伝送区間の区分が必要ない場合には一つの代表リファレンス番号がデータに割り当てられ、例えば、データ(１３１−１〜１３１−３）がシングルリファレンス番号１３１と称されるようになる。
【０００４】
　図１に示したように８０２．３イーサネット（登録商標）フレームを点対多点(point-to-multipoint)構造のネットワークを通じて伝送するＥＰＯＮシステムにおける上向伝送は時分割多重(ＴＤＭ:Time Division Multiplexing)方式を利用し、下向伝送は“ブロードキャスト及び選択(broadcast and selection)”方式を利用する。即ち、上向伝送時には各ＯＮＵ（１１０−１〜１１０−３）のデータがＴＤＭ処理されてＯＬＴ１００に伝送される。一方、下向伝送時にはＯＬＴ１００からブロードキャストデータを受信したＯＮＵ（１１０−１〜１１０−３）が、そのデータのうち自己に割り当てられたデータのみを選択して受信する。
【０００５】
　しかし、この場合、次のような問題点が発生する。
【０００６】
　第１に、ＥＰＯＮシステムは８０２．１ｄ標準との非互換性により、ＯＮＵ１１０−１〜１１０−３が相互に通信することが不可能である。即ち、ＥＰＯＮシステムはピア(peer)(つまり、同一階層)内の他の装置と通信ができない。従って、各ＯＮＵ（１１０−１〜１１０−３）に接続されている使用者（１２０−１〜１２０−３）も相互通信は不可能である。つまり、このようなＥＰＯＮシステムはピア−ツー−ピア(peer-to-peer)通信を実行することが不可能である。
【０００７】
　しかし、このような問題は論理リンク識別子(Logical Link ID：ＬＬＩＤ)を利用した点対点エミュレーション(point-to-point emulation)方式を利用することにより解決することができる。即ち、ＥＰＯＮシステムでＬＬＩＤを利用した点対点エミュレイション(point-to-point emulation)方式を利用することにより、ピア−ツー−ピア通信ができるようになる。
【０００８】
　第２に、ＥＰＯＮシステムはセキュリティに対する問題がある。即ち、ＥＰＯＮシステムは、上述したようにＯＬＴ１００が下向メッセージを全てのＯＮＵ１１０−１〜１１０−３へ伝送すると、そのうち、該当するＯＮＵ１１０−１〜１１０−３のみがメッセージをフィルタリングして受信する“ブロードキャスティング及び選択(broadcast and selection)方式”を選択するが、そのセキュリティが脆弱である。また、上向リンクに対してＯＮＵ（１１０−１〜１１０−３）が認証されていなくても、求められていないパーティ(unwanted party)によってネットワークにアクセスすることが可能である。例えば、ＥＰＯＮシステムに含まれる任意のＯＮＵが、ＤｏＳ(Denial of Service）攻撃や、データ及びソースファイルにアクセスするために他のＯＮＵに偽装することが可能である。従って、セキュリティを改善するために各ＯＮＵに対する認証手続きが必要である。
【０００９】
　このため、点対多点構造のネットワークでは、各ＯＮＵやＬＬＩＤに対して認証手続きを通じた異なるキーを分配し、メッセージを暗号化(encryption)することにより、下向信号に対してはプライバシーを保障し、上向信号に対してはメッセージに対する認証をすることができる。
【００１０】
　ＡＴＭＰＯＮシステム用暗号技術は、既に標準化が完了しており、その内容はＩＴＵ−Ｔ(International Telecommunication Union-T)Ｇ．９８３．１に記述されている。しかし、物理プラント(physical plant)を通じたイーサネット（登録商標）フレーム伝送のためのＥＰＯＮシステムにおける暗号化機能及び具現方法はＩＴＵ−Ｔ標準で定義されていない。
【００１１】
　従って、ＥＰＯＮシステムがピア−ツー−ピア通信をできるようなＬＬＩＤを利用した点対点エミュレーションを具現するために、ＬＬＩＤをイーサネット（登録商標）フレームのプリアンブル(preamble)に入れてプロセシングする方案が提案されている(IEEE 802．3ah July meeting)。プリアンブルを暗号化(encryption)するか、又は、セキュリティサービスに対するタグ(tag)をフレームに添加する場合、ＬＬＩＤ毎にセキュリティサービスを差別化できるであろう。
【００１２】
　しかし、前述の方式はハードウェアの変更を必要とするので、これは他のトポロジー(topology)を有するネットワークとの互換性がない。また、プリアンブルのプロセシングを実行するためにＲＳ階層で暗号化を遂行する間、暗号化アルゴリズムを用いてメッセージを暗号化する場合、メッセージ認証のためにメッセージだけでなくフレームチェックシーケンス(frame check sequence：ＦＣＳ)も必要とされ、その結果としてこの方式はリンク管理(link management)上の問題をもたらす。即ち、この場合にエラーがあるノイジーリンク(noisy link)でＦＣＳチェックエラーが発生すると、ＲＳ階層で暗号化機能を遂行するための提案した方式は、ＦＣＳチェックエラーがリンクや他の装置の欠陥によるものなのか、それとも不認証メッセージによるものなのかの区別が不可能になる。
【００１３】
　また、前述の方式を利用する場合、ＱｏＳ(Quality of Service)やＳＬＡ(Service Level Agreement)の具現においても問題が発生する。特に、サービス差別(service segregation)オペレーションやトラヒック差別(traffic segregation)オペレーションを遂行するために一つのＯＮＵ(１１０−１〜１１０−３のいずれか一つ)に多数のＬＬＩＤを付与する場合、ガードバンド(guard band)の占有率が高くいため、結果としてリンク利用(link utilization)が非効率的になるだけでなく、ＯＮＵ１１０−１〜１１０−３間のスイッチングにも多くの問題をもたらす。
【００１４】
　また、ＬＬＩＤと共に仮想ＬＡＮ(Virtual LAN：ＶＬＡＮ)技術を連係させサービス差別オペレーションやトラヒック差別オペレーションを遂行する場合、ＶＬＡＮスペース(space)の大きさが限定される。さらに、異なるサービスプロバイダがサポートする多数のVＬＡＮが混在する場合、その区画(compartment)を支援しない方式ではVＬＡＮ間の相互運用性(interoperability)がないので、一つの物理トポロジー(physical topology)上で前述の各オペレーションの遂行が困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
　従って、前述の問題を解決するための本発明の第１目的は、ＥＰＯＮシステムでデータ伝送時にセキュリティを強化することができる方法を提供することにある。
【００１６】
　また、本発明の第２目的は、ＥＰＯＮシステムで８０２．１ｄプロトコルとの非互換性を解決し、使用者対使用者間通信を可能にするデータ伝送方法を提供することにある。
【００１７】
　さらに、本発明の第３目的は、点対多点構造のＥＰＯＮ構造で有するセキュリティ問題を解決するために、暗号化を通じたＥＰＯＮシステムでのセキュリティ通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
　このような目的を達成するために本発明は、一つの光線路終端装置(ＯＬＴ)と接続された光分配装置(ＯＤＮ)と該光分配装置(ＯＤＮ)と接続された複数の光加入者ネットワーク装置(ＯＮＵ)を有し、各光加入者ネットワーク装置(ＯＮＵ)は複数の使用者と接続されたイーサネット（登録商標）受動型光加入者ネットワークシステム（ＥＰＯＮ）での光線路終端装置(ＯＬＴ)と目的地加入者間にセキュリティデータを伝送するための方法において、ａ）セキュリティデータを暗号化するデータフィールドと、データフィールドの暗号化データを復元するために使用するキー情報を貯蔵するキー情報フィールドと、光加入者ネットワーク装置(ＯＮＵ)が目的地使用者を識別する光加入者ネットワーク装置(ＯＮＵ)ＩＤ情報を示す光加入者ネットワーク装置(ＯＮＵ)ＩＤフィールドと目的地使用者が識別するセキュリティＩＤを示す使用者ＩＤフィールドとを備えるセキュリティフレームと、を含伝送フレームを生成する過程と、ｂ）生成した伝送フレームを伝送する過程と、からなることを特徴とするイーサネット（登録商標）受動型光加入者ネットワークでのセキュリティデータ伝送方法を提供する。
【００１９】
　セキュリティフレームは光加入者ネットワーク装置（ＯＮＵ）及び加入者のグループ情報を貯蔵するデジグネータフィールドをさらに備えると好ましい。
【００２０】
　また、セキュリティフレームは管理情報ベース（Management Information Base：ＭＩＢ）に対する情報及び関連プロトコル情報を貯蔵する管理定義フィールド(management defined field：ＭＤＢ)をさらに備えるとなお好ましい。
【００２１】
　この方法では、ｃ）伝送フレームのセキュリティフレームに含まれた光加入者ネットワーク装置（ＯＮＵ）ＩＤフィールドを識別できる光加入者ネットワーク装置（ＯＮＵ）に接続された使用者が伝送フレームを受信する過程をさらに含むようにするとよい。
【００２２】
　また、伝送フレームのセキュリティフレームに含まれた光加入者ネットワーク装置（ＯＮＵ）ＩＤフィールドを識別できる光加入者ネットワーク装置（ＯＮＵ）に接続された使用者のうちからセキュリティフレームに含まれた使用者ＩＤフィールドの内容を識別できる使用者が伝送フレームを受信する過程をさらに含むとなおよい。
【発明の効果】
【００２３】
　本発明のセキュリティデータ伝送方法によると、論理リンクに該当するＬＬＩＤフィールドをイーサネット（登録商標）メッセージフレームに含ませて伝送するので、ＥＰＯＮシステム物理階層に対して独立的な技術を具現することができるようになる。また、既存の物理階層に該当する多様な物理環境やネットワークトポロジーに対しても互換性がある信号処理基盤を形成できるので、これに基づいてセキュリティ通信を遂行することができるようになる。さらに、サービスプロバイダや全ＯＮＵに対してＬＬＩＤフィールドをグループＩＤに加えることにより、ＶＬＡＮスペースを拡張することができ、ＶＬＡＮ間の相互運用性を具現することができるようになる。さらにまた、ＰＡＩＤフィールドを利用することにより、サービス差別オペレーション、トラヒック差別オペレーション、伝送率限定などを具現することができ、これをプライベートリンク化することができるセキュリティサービスが可能になる。さらにまた、ＬＬＩＤフィールドやＰＡＩＤフィールド別にキー管理を行うので、データ完全性、データソース完全性、機密性などが高いセキュリティサービスが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
　以下、本発明に従う好適な一実施形態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【００２５】
　本発明の一実施形態は、一つのＯＬＴ１００とＯＬＴ１００に接続される多数のＯＮＵ１１０−１〜１１０−３で構成された点対多点構造のＥＰＯＮシステムで、点対点エミュレーションを通じた論理リンクを形成し、この論理リンクを排他的なプライベートリンクに形成するために、それぞれの論理リンクをセキュリティサービスのデータの塊(granularity)として暗号化することにより、秘密データの伝送を可能にする。本発明の一実施形態はＶＬＡＮ技術と連動して物理ネットワークに論理的ＶＬＡＮトポロジーを具現し、さらにＱｏＳやＳＬＡが可能な根拠を提供する技術である。
【００２６】
　このための本発明の特徴は、点対点エミュレーションを遂行するためのＬＬＩＤをイーサネット（登録商標）フレーム内に挿入することにある。イーサネット（登録商標）フレーム内に挿入された識別子（identifier：ＩＤ）を各種ＶＬＡＮに対するグループＩＤとレート限定(rate limiting)及びサービス差別(service segregation)などを遂行するために、ＶＬＡＮやこれと類似な目的のＩＤの結合体と見なして暗号メカニズムを遂行する。イーサネット（登録商標）フレーム内にデータ完全性チェック(data integrity check)やデータ地オリジナル完全性チェック(data origin integrity check)などを遂行するフィールドを挿入し、これをメッセージと共に暗号化する。
【００２７】
　図２は本発明の一実施形態に従うイーサネット（登録商標）メッセージフレームフォーマットである。
【００２８】
　図２を参照すると、本発明の一実施形態に従うイーサネット（登録商標）メッセージフレームは、プリアンブル(ＰＡ)フィールド２００、目的地アドレス(Destination Address：ＤＡ)フィールド２０２、ソースアドレス(Source Address：ＳＡ)フィールド２０４、クリアＰＯＮタグヘッダ(clear PON tag header)フィールド２０６、プロテクトタグヘッダ(protected tag header)フィールド２０８、パケットデータユニット（Packet Data Unit：ＰＤＵ）フィールド２１０、パッド（ＰＡＤ）フィールド２１２、ＩＣＶ(Integrity Check Value)フィールド２１４、ＦＣＳフィールド２１６を含んでいる。
【００２９】
　クリアＰＯＮタグヘッダフィールド２０６は‘セキュリティフレーム’として機能し、及び、セキュリティデータの伝送を示す。クリアＰＯＮタグヘッダフィールド２０６は図３を参照して後述する。プロテクトタグヘッダフィールド２０８はオプションフィールドであり、暗号化フィールドとして機能し、また、例えば、完全性チェック情報、セキュリティラベル(security label)情報、フラグメントＩＤ(fragment ID)情報及びフラグ(flag)情報などの様々なオプション情報をデータ発信局(data originating station)と共に伝達するのに用いられる。
【００３０】
　ＰＡＤフィールド２１２もオプションフィールドである。システムが使用する暗号アルゴリズム(confidentiality algorithm)や完全性アルゴリズム(integrity algorithm)が一定長さのデータを必要とする場合、そのデータ長さに応じてイーサネット（登録商標）メッセージフレームに加えることもでき、加えなくてもよい。この一実施形態では、ＰＡＤフィールド２１２がパケット長さを保存するためのメカニズム、例えば、ＯＣＢモード(Block-cipher mode of operation)、ＣＳＴモードなどの暗号化モードを使用する場合は必要ない。一方、パディング(padding)が必要なアルゴリズムの場合、パッドフィールド２１２の最後の領域にパッド長さを表示するフィールドが付加されるべきである。
【００３１】
　ＩＣＶ(Integrity Check Value)フィールド２１４はメッセージ完全性(message integrity)をチェックするために使用される。例えば、暗号化アルゴリズムとしてＡＥＳ(Advanced Encryption Standard)を使用したＯＣＢモードを適用する場合、ＩＣＶフィールド２１４の値は４バイトや１０バイトのチェックサム(check sum)に該当する。完全性チェックの範囲はプロテクトタグヘッダーフィールド２０８、ＰＤＵフィールド２１０、パッドフィールド２１２に対して適用することができる。
【００３２】
　図３は図２に示したイーサネット（登録商標）メッセージフレームフォーマットのうち、特に、クリアＰＯＮタグヘッダー２０６を示した図である。
【００３３】
　図３を参照すると、クリアＰＯＮタグヘッダー２０６(いわゆる、セキュリティフレーム)は、イーサネット（登録商標）フレームが特定のタグフレーム(tagged frame)であることを示すデジグネータ(designator)フィールド３００、ＰＯＮ関連ＩＤ(PON Association ID：ＰＡＩＤ)フィールド３０２、その他に付加されるオプション(optional)フィールド３０４で構成される。図３にはオプションフィールド３０４として管理定義フィールド(Management Defined Field：ＭＤＦ)３０４を示している。
【００３４】
　デジグネータフィールド３００のは、８０２．１０との互換性のために、２バイトの予備ＬＳＡＰ(Link service access point)である１６進数の‘ｏｘ０Ａ０Ａ’と１バイトのＵＩＣ(Unnumbered Information Control;ＩＳＯ／ＩＥＣ８８０２−２:１９９８)の値‘ｏｘ０３'を結合(concatenated)した値‘０Ａ０Ａ０３’を指定して使用することができる。
【００３５】
　ＰＡＩＤフィールド３０２はピア−ツー−ピア通信ができるように各ＯＮＵ１１０−１〜１１０−３を区別するＩＤを含んでいる。このＩＤはサービス差別やトラヒック差別ができるように各ＯＮＵ１１０−１〜１１０−３に関するサービスを全ての使用者グループ別に分類される。ここで、ＩＤには相異なるキーがそれぞれ与えられ、セキュリティサービスを遂行するエンティティオブジェクト(entity object)と見なすことができる。
【００３６】
　図３に示したようにＰＡＩＤ３０２は、ＯＮＵ１１０−１〜１１０−３又は相異なるサービス提供者のような管理エンティティ(management entity)を区分するＬＬＩＤフィールド３１２と、シングルＯＮＵ１１０−１、１１０−２、〜１１０−３が制御する多数のエンティティを生成するためにグループＩＤとしてＬＬＩＤフィールドに適応するためのＳＩＤ(Security ID)フィールド３１４で構成される。ここで、クラスの多様性は管理エンティティが制御するＳＩＤの個数に従って提供され、各種クラスにＬＬＩＤフィールド３１２の個数及びＳＩＤフィールド３１４の個数を制限させることができる。８０２．１０との互換を確立するために３ビットのグループビット(group-bits)３１０の値‘１０１'に１７ビットのＬＬＩＤフィールド３１２及び１２ビットのＳＩＤフィールド３１４を使用するのが好ましい。この場合、ＬＬＩＤフィールド３１２はさらにブロードキャスト／ユニキャスト(broadcast/unicast)を示す１ビットのモードビット(mode bit)と１６ビットの実際のＬＬＩＤ３１２で構成されることもできる。ＳＩＤフィールド３１４は既存のＶＬＡＮ技術を使用する場合におけるＶＬＡＮＩＤに該当する。
【００３７】
　この実施形態の場合、65,536個の相異なるＯＮＵ１１０−１〜１１０−３と管理者の組み合わせは4096個の相異なるＶＬＡＮを支援することができる。目的地がマルチキャストグループＩＤである場合、ＰＡＩＤフィールド３０２は該当グループにおける全使用者に共通の値に設定されることができる。即ち、管理エンティティはマルチキャストグループアドレスに対して単一のマルチキャストグループＰＡＩＤを割り当て、一定キーをセキュリティサービスを行うグループのメンバーに割り当てることにより、マルチキャストデータを管理及び制御することができる。
【００３８】
　ＭＤＦ３０４はオプションフィールドとして、各種管理情報ベース(Management Information Base：ＭＩＢ)に関する情報やプロトコル情報などを含むことができる。
【００３９】
　前述したように、本発明の一実施形態では図２及び図３に示したセキュリティデータ伝送フレームを生成し、この生成したフレームを伝送することにより、セキュリティデータをＥＰＯＮで伝送することができるようになる。
【００４０】
　図４は本発明の一実施形態に従うＥＰＯＮプロトコルスタックを示している。特に、図４ではＥＰＯＮシステムでセキュリティ通信機能を遂行するプロトコールスタックの形式を階層構造で表示したものである。図４に示したように、ＥＰＯＮプロトコルスタックは、マック(Media Access Control：ＭＡＣ)クライアント階層(MAC client)４００−１、４００−２、ＭＰＣＰ(Multi-Point Control Protocol or MAC control)階層（MAC cont(MPCP)）４０２、キー管理、ＬＬＩＤ割り当て、ＤＢ管理などの多様なマック制御ファンクションを遂行するMPCPワーク(MPCP work)階層(MPCP work(Key manag, LLID allo, DBA))４２０、暗号化(encryption)階層４０４、ＭＡＣ階層４０６、ＲＳ階層４０８、ＰＣＳ階層４１０、ＰＭＡ階層４１２、ＰＭＤ階層４１４、を含む。
【００４１】
　図２及び図３に例示されたセキュリティデータ伝送フレームは暗号化階層４０４で生成される。
【００４２】
　図５は本発明の一実施形態に従うＥＰＯＮプロトコルスタックに含まれる暗号化階層４０４を示した図である。特に、図５は図４に示したＥＰＯＮプロトコルスタックに含まれる暗号化階層４０４の基本命令を示している。
【００４３】
　図３及び図５を参照すると、多数のＰＡＩＤフィールド３０２は、サービス／トラヒック差別を遂行するエンティティを区別するために用いられ、異なるキーが与えられたエンティティを示している。また、ＰＡＩＤフィールド３０２は、全ＯＮＵに対するグループＩＤに異なるキーを割り当て、全ＳＩＤに対してサービス／トラヒック差別を遂行することもできる。
【００４４】
　セキュリティサービスが提供されない場合、ＩＥＥＥ８０２．１０ＶＬＡＮフレームであることを示す特定値がデジグネータフィールド３００に記録され、実際のＶＬＡＮ　ＩＤがＰＡＩＤフィールド３０２に含まれるＳＩＤフィールド３１４に記録される。これを通じて、サービスプロバイダや全ＯＮＵに対するＶＬＡＮスペースを暗号化過程に関するオーバヘッドなしで拡張して作ることができるようになり、ＱｏＳ、ＳＬＡ、伝送率などの制約を無効にできる。
【００４５】
　ただし、この場合、暗号化をするか否かの暗号化情報に応じて、暗号化プロセシングタイムにより実際のパケットの伝送往復に要する時間であるＲＴＴ(Round Trip Time)値が変化する点に注意を要する。従って、暗号化エンジンはパケット長さに関わらず処理時間(processing time)が消費されるようにパラレルプロセシング(parallel processing)することが好ましい。また、暗号化されない(encryption-disable)パケットの場合も固定ＲＴＴを保障するために暗号化プロセスと同一の遅延時間をもたらすように調整する必要がある。
【００４６】
　セキュリティサービスを支援する場合、メッセージ伝送はＭＡＣクライアント４００−１、４００−２でトリガーされて、暗号化階層４０４に伝送される。この場合、クリアタグヘッダー２０６がＭＡＣ上位階層４０２から暗号化階層４０４に挿入される。以後、図５に示したように、ＤＡメッセージ、ＳＡメッセージ、ｍ_ｓｄｕメッセージなどがEnc_UNIDATA.request５０５により暗号化階層４０４に伝送される。セキュリティメカニズムに関するプロテクトタグヘッダーフィールド２０８及びＰＡＤフィールド２１２が暗号化するか否かの情報に従って暗号化レイヤ４０４に挿入される。暗号化レイヤ４０４は、完全性チェック動作を行う完全性チェックフィールドを含んでおり、プロテクトタグヘッダーフィールド２０８、ＰＡＤフィールド２１２及びＩＣＶフィールド２１４と共にこれらのメッセージを暗号化する。即ち、イーサネット（登録商標）フレーム上で暗号化される領域はプロテクトタグヘッダーフィールド２０８からＩＣＶフィールド２１４までである。
【００４７】
　図５のMA_UNITDATA.request５０１は図２で定義したイーサネット（登録商標）メッセージフレームフォーマットでＦＣＳフィールド２１６を除外したイーサネット（登録商標）フレームである。MA_UNIDATA.indication５０３はＭＡＣ階層４０６から暗号化階層４０４に伝送されるイーサネット（登録商標）フレームを示し、Enc_UNIDATA.indication５０７は暗号化階層４０４からＭＰＣＴ４２０に伝送されるイーサネット（登録商標）フレームを示す。
【００４８】
　エラー訂正のために、暗号化データを含むＭＡＣフレームで物理的エラーが発生するかどうかをチェックするためのＦＣＳフィールド２１６がＭＡＣ階層４０６に加えられる。ＭＡＣ階層４０６は受信したメッセージに対してＭＡＣ階層４０６に伝送されたイーサネット（登録商標）フレームの暗号化データを持つ全てのイーサネット（登録商標）フレーム領域(ＤＡ〜ＩＣＶ)２０２〜２１４に対してＦＣＳチェックを遂行する。また、方式伝送されたイーサネット（登録商標）フレームを受信するＭＡＣ階層４０６は前述した方式を用いて自己が遂行したＦＣＳ結果値と受信したイーサネット（登録商標）フレームに含まれたＦＣＳフィールド２１６の値とを比較し、その結果を受信状態(receive_status)信号として上位階層に伝達する。この場合、ＭＡＣ階層４０６はイーサネット（登録商標）フレームからＦＣＳフィールド２１６を取り除く。以後、伝送時と逆に復元(description)過程、完全性チェックが連続して行われ、その値をＩＣＶフィールド２１４の値と比較する。その結果の値がＩＣＶフィールド２１４の値と一致しなければ、メッセージ完全性可否カウント(message integrity break count)に情報を記録する。
【００４９】
　暗号化フィールドのチェックサム値がＦＣＳの値と一致してＦＣＳチェック過程が完全に行われた場合、これはリンクやプロセス上の欠陥によるエラーがない状態を意味する。また、以後の復元過程を経て復元されたＩＣＶフィールドのチェックサム値がＩＣＶフィールドの値と一致する場合、これは、正しいキーを用いて暗号化されたチェックサム値である状態を意味するので、メッセージの完全性を立証することができるようになる。上述したように、ＦＣＳチェックはリンクや処理過程のエラーをチェックするためのものであり、ＩＣＶチェックはイーサネット（登録商標）フレーム又はメッセージソースに含まれたメッセージの完全性をチェックするためのものである。
【００５０】
　以後、パッドフィールド２１２、暗号化タグ、ＩＣＶフィールド２１４などが取り除かれ、ＰＡＩＤフィールド３０２を含むクリアタグヘッダーフィールド２０６、ＰＤＵフィールド２１０、ＤＡフィールド２０２、ＳＡフィールド２０４をＭＡＣクライアント４００−１、４００−２に伝送する。
【００５１】
　以上の説明では、本発明を具体的な一実施形態に基づいて説明したが、特許請求の範囲に定められる本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が当該技術分野における通常の知識を持つ者により可能なのは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】一般的なＰＯＮシステムの物理的構造を示した図。
【図２】本発明の一実施形態に従うＥＰＯＮイーサネット（登録商標）フレームのメッセージフォーマットを示した図。
【図３】本発明の一実施形態に従うクリアＰＯＮタグヘッダーフォーマットを示した図。
【図４】本発明の一実施形態に従うＥＰＯＮのプロトコールスタックを示した図。
【図５】本発明の一実施形態に従うＥＰＯＮのプロトコルスタックのうち、特に、暗号化階層を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
２００　ＰＡ（プリアンブル）フィールド
２０２　ＤＡ（目的地アドレス）フィールド
２０４　ＳＡ（ソースアドレス）フィールド
２０６　クリアＰＯＮタグヘッダフィールド
２０８　プロテクトタグヘッダフィールド
２１０　ＰＤＵ（パケットデータユニット）フィールド
２１２　ＰＡＤフィールド
２１４　ＩＣＶ(完全性チェック値)フィールド
２１６　ＦＣＳ（フレームチェックシーケンス)フィールド
３００　デジグネータフィールド
３０２　ＰＡＩＤ（ＰＯＮ関連ＩＤ)フィールド
３０４　オプションフィールド（ＭＤＦ）
３１０　グループビット
３１２　ＬＬＩＤフィールド
３１４　ＳＩＤフィールド
４００−１，４００−２　
４０２　ＭＡＣ（マック)クライアント階層
４０４　暗号化階層
４０６　ＭＡＣ階層
４０８　ＲＳ階層
４１０　ＰＣＳ階層
４１２　ＰＭＡ階層
４１４　ＰＭＤ階層
４２０　ＭＰＣＰワーク階層
【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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