(57)【要約】【課題】無線ＬＡＮ通信を行う無線端末に接続された一つまたは複数のクライアントをそれぞれ認証し、これらの認証された一つまたは複数のクライアントを接続した無線端末と無線基地局との間で暗号化通信をおこなう無線ＬＡＮ  システムを実現する。【解決手段】認証サーバ１は、クライアント４を認証する手段と、認証サーバ１と認証されたクライアント４との間でおこなう暗号化通信の暗号鍵情報を送信し、無線端末３は、各クライアント４に送信された暗号鍵情報を抽出し、その暗号鍵情報に基いて無線端末３と無線基地局４との間の暗号鍵を設定して暗号化通信を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局と、
前記無線基地局と無線通信する無線端末と、
前記無線端末に接続される一つまたは複数のクライアントと、
前記無線基地局と前記無線端末とを介して前記クライアントと通信を行う認証サーバとを具備する無線通信システムにおいて、
前記認証サーバは、
前記クライアントを認証する認証手段と、前記認証されたクライアントとの間で暗号鍵情報を送受信する暗号化手段とを具備し、
前記無線端末は、
前記暗号鍵情報を用いて前記無線基地局との間の暗号鍵を設定し、前記無線基地局との間で暗号化通信を行う暗号化通信手段を具備する
ことを特徴とする認証暗号化無線通信システム。
【請求項２】
前記無線基地局は、前記認証サーバを兼ねていることを特徴とする請求項１記載の認証暗号化無線通信システム。
【請求項３】
前記クライアントは、
前記暗号鍵情報を抽出し、前記無線端末に前記暗号鍵情報を送信する暗号鍵設定手段を具備し、
前記無線端末の前記暗号化通信手段は、前記クライアントから送信された前記暗号鍵情報から前記無線基地局との間の暗号鍵を設定し、暗号化通信を行うことを特徴とする請求項１記載の認証暗号化無線通信システム。
【請求項４】
前記クライアントは、
前記クライアント固有の認証情報を有し、
前記認証サーバは、前記クライアントの固有の認証情報を記憶し、前記クライアントからの信号を前記無線端末および前記無線基地局を介して受信すると、その信号に含まれる前記クライアント固有の認証情報と、自装置内に記憶された前記クライアント固有の認証情報とを比較し、一致したことを検出することにより前記クライアントを認証し、前記認証されたクライアントに対して前記無線端末を介した通信を許可することを特徴とする請求項１記載の認証暗号化無線通信システム。
【請求項５】
前記認証サーバの前記暗号化手段は、
予め前記クライアントの間で設定した暗号化通信の鍵情報により試験データを暗号化して前記クライアントに送信し、
前記クライアントは、
受信した前記暗号化された試験データを前記設定された鍵情報により復号化した後、当該試験データを再び暗号化して前記認証サーバに送信することを特徴する請求項１記載の認証暗号化無線通信システム。
【請求項６】
前記認証サーバは、
前記クライアントからの前記暗号化された試験データを前記鍵情報によって復号化し、自装置が送信した前記試験データと前記復号化した試験データとを比較し、これらの試験データが一致することにより認証することを特徴とする請求項５記載の認証暗号化無線通信システム。
【請求項７】
前記認証サーバは、
前記クライアントから入力される秘密鍵と、内部に設定された公開鍵とを用いて前記クライアントを認証することを特徴とする請求項１記載の認証暗号化無線通信システム。
【請求項８】
前記無線端末は、
前記クライアントから入力される秘密鍵と、前記認証サーバに設定された公開鍵とを用いて前記無線基地局との間で暗号化通信することを特徴とする請求項１記載の認証暗号化無線通信システム。
【請求項９】
認証サーバが無線基地局と無線端末とを介してクライアントとの間で認証を行い、その認証された前記クライアントと前記認証サーバとの間で暗号化通信をする認証暗号化無線通信システムの通信制御方法であって、
前記認証サーバは、予め設定された所定の方法により前記クライアントを認証すると、前記認証されたクライアントとの間で暗号鍵情報を送受信し、
前記クライアントは、前記暗号鍵情報を抽出し、前記無線端末に前記暗号鍵情報を送信し、
前記無線端末は、前記暗号鍵情報を抽出して前記無線基地局との間の暗号鍵として設定する
ことを特徴とする認証暗号化無線通信システムの通信制御方法。
【請求項１０】
無線基地局と、この無線基地局と無線通信する無線端末と、この無線端末に接続される一つまたは複数のクライアントと、前記クライアントと前記無線基地局と前記無線端末を介して通信を行う認証サーバとを具備する無線通信システムの前記無線端末であって、
前記認証サーバによって認証されたクライアントと前記認証サーバとの間で送受信される暗号鍵情報に基づき、前記認証サーバから送信された暗号鍵情報を抽出し、
その抽出された前記暗号鍵情報を用いて前記無線基地局との間の暗号鍵を設定し、その設定された暗号鍵を用いて前記無線基地局との間で暗号化通信を行うことを特徴とする無線端末。
【請求項１１】
無線基地局と、この無線基地局と無線通信する無線端末と、この無線端末に接続される一つまたは複数のクライアントと、前記クライアントと前記無線基地局と前記無線端末を介して通信を行う認証サーバとを具備する無線通信システムの前記クライアントであって、
前記認証サーバから送信された試験データを予め設定された鍵情報により復号化した後、当該試験データを前記鍵情報により再び暗号化して前記認証サーバに送信して認証作業を行い、
その後、前記認証サーバから送信される暗号鍵情報を抽出し、
前記無線基地局と前記無線端末間の暗号鍵を設定するため、前記抽出した暗号鍵情報を前記無線端末に送信することを特徴とするクライアント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、認証暗号化無線通信システム、その通信制御方法およびその無線端末、ならびにクライアントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
事務所等において通信ネットワークを構築するのに、ローカル  エリア  ネットワーク（ＬＡＮ）を利用する場合、さらにそのＬＡＮに無線通信によってホストとパーソナルコンピュータ等の端末機器（以下クライアントと称する）を接続する無線ＬＡＮを採用する場合が増えている。
【０００３】
無線ＬＡＮは、信号が無線電波となって開放された自由空間を伝送されるため、本来その無線ＬＡＮの構成に含まれていない無線端末を介して、不要なアクセスもしくは無線ＬＡＮへの侵入が発生する危険がある。この危険を防ぐため、無線ＬＡＮにアクセスできる無線端末やクライアントを制限する方法、また無線ＬＡＮで通信する無線端末やクライアントは、暗号を用いる等の方法で通信場のセキュリティの確保を図っている。
【０００４】
無線ＬＡＮへのアクセスを制限する方法として、無線端末やクライアントが無線ＬＡＮにアクセスする時、無線ＬＡＮに接続された認証サーバが、無線端末やクライアントにアクセス権が有るか否かを調べて認証し、その認証によって許可された無線端末やクライアントは、更に暗号による無線通信を行う方法がある。
【０００５】
これらの認証方法には幾つかの方法があるが、その１つにＥＳＳ（Ｅｎｈａｃｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ）−ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を使用したものがあり、予め無線ＬＡＮが構築する無線ＬＡＮにグループ名を付与して、無線基地局とユーザ端末に設定することにより、同一のグループ名を持つ無線基地局とユーザ端末との間でのみ通信できる（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００６】
また、別の認証方法の１つとしてＭＡＣ（メディア  アクセス  制御）アドレスフィルタリングと呼ばれるもので、無線ＬＡＮカードのアドレスを無線基地局に登録することにより、登録の無い無線ＬＡＮカードを使用するクライアントからのアクセスを拒否する方法等が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また、無線ＬＡＮで用いる暗号化については、例えば、ＷＥＰ（Ｗｉｒｅｄ  Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）と呼ばれる標準が準備されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００８】
図１１は、認証暗号化を行っている、従来の無線ＬＡＮシステムの一例の構成を示すブロック図である。
【０００９】
図１１において、無線ＬＡＮシステムは、認証サーバ１０１、無線基地局１０２、無線端末１０３およびクライアント１０４から構成されている。そして、無線端末１０３は、例えば無線ＬＡＮカードによって構成され、それがクライアント１０４であるパーソナルコンピュータに内蔵されて一体化され、ユーザ端末１０５（＃１〜＃Ｎ）を構成している。
【００１０】
図１２は、図１１の無線ＬＡＮシステムにおいて、認証と暗号化を行う動作手順を示すフローチャートである。
【００１１】
以下、図１１、および図１２を参照して、認証と暗号化を行う従来の無線ＬＡＮの動作を説明する。
【００１２】
認証サーバ１０１は、最初に無線基地局１０２にアクセスしてくるユーザ端末１０５の無線端末（無線ＬＡＮカード）１０３のＭＡＣアドレス（ＭＡ５）および、無線基地局１０２と無線端末１０３との間で行う暗号化の鍵（例えば、Ｋ１０１）が内部メモリに設定、登録される（図１２のステップＳ１０１）。
【００１３】
そして、同様にユーザ端末１０５の無線端末１０３の内部メモリにも、同じＭＡＣアドレス（ＭＡ５）および、認証サーバに設定した同じ暗号化の鍵（ここでは、３Ｋ１０１とする）が、クライアント（パーソナルコンピュータ）１０４からキーボード入力等により設定、記憶される（図１２のステップＳ１０２）。
【００１４】
無線ＬＡＮにユーザ端末１０５がアクセスを開始する場合、即ち、ユーザ端末１０５が無線ＬＡＮにログインして、例えば、無線ＬＡＮに接続されたホスト装置とコネクションを確立しようとするとき、ユーザ端末１０５は、クライアント１０４のキーボード、またはマウス等を操作してアクセス要求のコマンドを入力する。
【００１５】
すると、無線端末１０３は、このクライアント１０４が生成したコマンドを検知し、アクセス要求信号を生成して無線基地局１０２に送信する（図１２のステップＳ１０３）。
【００１６】
無線基地局１０２は、そのアクセス要求信号に含まれるＭＡＣアドレス（ＭＡ５）を判読して、認証サーバ１０１にそのＭＡＣアドレス（ＭＡ５）を出力する（図１２のステップＳ１０４）。
【００１７】
認証サーバ１０１は、受信したＭＡＣアドレス（ＭＡ５）と予め内部メモリに登録されたＭＡＣアドレス（ＭＡ５）を比較照合して一致していれば、当該無線端末１０３からのアクセスを許可すると判断する（図１２のステップＳ１０５）。
【００１８】
そして、認証サーバ１０１は、無線基地局１０２に対して、アクセスを許可するコマンドと、その内部メモリに記憶していた暗号鍵（Ｋ１０１）およびコネクション毎の暗号鍵を生成する為の鍵の種（例えば、ＫＳ１０１）および試験パタンデータとを出力する。
【００１９】
無線基地局１０２は、この許可のコマンドと暗号鍵（Ｋ１０１）および鍵の種（ＫＳ１０１）を受信すると、無線基地局１０２の内部メモリに暗号鍵（Ｋ１０１）および鍵の種（ＫＳ１０１）を記憶すると共に、無線端末１０３に許可コマンドと鍵の種（ＫＳ１０１）および試験パタンデータを送信する（図１２のステップＳ１０６）。
【００２０】
無線端末１０３は、この許可のコマンドと鍵の種（ＫＳ１０１）を受信すると、無線端末１０３の内部メモリに鍵の種（ＫＳ１０１）を記憶すると共に、自身の内部メモリに記憶していた暗号鍵（３Ｋ１０１）とその受信した鍵の種（ＫＳ１０１）を掛け合せて、このコネクションで使用する暗号鍵（ＫＣ１０２）を生成する。
【００２１】
そして、無線端末１０３は、この生成した暗号鍵（ＫＣ１０２）を用いて、無線基地局１０２に送信する試験パタンデータを暗号化し、無線基地局１０２を経由して（この段階では無線基地局１０２は、無線端末１０３から受信した信号を解読しない）認証サーバ１０１に返送する（図１２のステップＳ１０７）。
【００２２】
認証サーバ１０１は、無線基地局１０２を経由して受信した暗号化された試験パタンデータを内部メモリに記憶していた暗号鍵（Ｋ１０１）および鍵の種（ＫＳ１０１）を掛け合せた暗号鍵を用いて復号して、受信した試験パタンデータと送信した試験パタンデータとを比較参照し、同一パタンであるか否かを判断して復号した試験パタンデータによる認証を行う（図１２のステップＳ１０８）。
【００２３】
そして、送信と受信した試験パタンデータとが一致すれば、正しく暗号が解読できたので、無線端末１０３の鍵（３Ｋ１０１）と認証サーバの鍵（Ｋ１０１）が同一と判断として、その認証成功の通知を無線基地局１０２を介して無線端末１０３に送信して（図１２のステップＳ１０９）、ログインが完了する。
【００２４】
無線基地局１０２は、この認証成功の通知を無線端末１０３に送信した以降、無線基地局１０２と無線端末１０３との間では、暗号鍵（Ｋ１０１）鍵の種（ＫＳ１０１）を用いて、ログアウト、即ちコネクションが終了するまで暗号化通信を行う（図１２のステップＳ１１０）。
【００２５】
また、無線端末１０３も同様に、この認証成功の通知を無線基地局１０２にから受信した以降、無線基地局１０２と無線端末１０３との間では、ログアウトするまで暗号鍵（Ｋ１０１）鍵の種（ＫＳ１０１）を用いて、暗号化通信を行う（図１２のステップＳ１１１）。
【００２６】
したがって、認証と暗号化を用いた無線ＬＡＮは、第３者から不要なアクセスや盗聴を防いだ通信が可能になる。なお、ユーザ端末１０５（もしくは、無線端末１０３）がログアウトしてコネクションが切断されると、この鍵の種（ＫＳ１０１）は廃棄され、次のコネクションでは、新たに認証手続きが行われて新しい鍵の種（例えば、ＫＳ１０２）が発行される。
【００２７】
従来の認証暗号化通信は、クライアント１０４と無線端末１０３（無線ＬＡＮカード）とが一体化（縮退化）され不可分なユーザ端末１０５になっていた。したがって、１つの無線端末に複数のクライアント（パーソナルコンピュータ等）を接続することができなかった。
【００２８】
また、無線端末１０３とクライアント１０４を分離した構造としても、複数のクライアントを接続するためには、無線端末にはルータ機能が必要であり、通信制御が複雑になりコストが高くなる問題があった。
【００２９】
そこで、無線端末１０３の装置を簡易にするためワイヤード  オアのように、単純に無線端末に複数のクライアントを接続しても、ポートアドレスが１つのハブ状となってしまう無線端末ではクライアントを個々に監視制御することは出来ず、しかも各クライアントから無線基地局と無線端末の間の暗号化通信が行えない問題があった。
【００３０】
【特許文献１】
特開２００２−１２４９５２号公報
【００３１】
【非特許文献１】
ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｂ−１９９９  Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  ｔｏ  ８０２．１１−１９９９，Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  ＭＡＣ  ａｎｄ  ＰＨＹ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ：  Ｈｉｇｈｅｒ  ｓｐｅｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  （ＰＨＹ）  ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  ２．４  ＧＨｚ  ｂａｎｄ
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線ＬＡＮでは、無線ＬＡＮカードがパーソナルコンピュータに内蔵されて、クライアントと無線端末（無線ＬＡＮカード）が一体で不可分なユーザ端末になって認証暗号化通信が行われていた。したがって、例えば、無線ＬＡＮ構築の費用節減や無線周波数の有効利用をめざして、無線区間を共用出来るように１つの無線端末に複数のクライアントを接続することができない問題があった。
【００３３】
また、無線端末とクライアントを分離した構造としても、複数のクライアントを接続するためには、無線端末にはクライアントを個別に認識するための、たとえば、ルータ機能を具備することが必要で、その為の通信制御が複雑になる、コストが高くなる等の問題があった。
【００３４】
したがって、単純に無線端末に複数のクライアントを接続しても、ポートアドレスが１つのハブ状となってしまう無線端末では、クライアントを個々に監視制御することは出来ず、クライアント各々が無線端末を介して無線基地局との間の暗号化通信を設定できない問題があった。
【００３５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、無線ＬＡＮ通信を行う無線端末に接続された一つまたは複数のクライアントをそれぞれ認証し、これらの認証された一つまたは複数のクライアントを接続した無線端末と無線基地局との間で暗号化通信を行う認証暗号化無線通信  システム、およびその通信制御方法を実現することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の認証暗号化通信システムは、無線基地局と、前記無線基地局と無線通信する無線端末と、前記無線端末に接続される一つまたは複数のクライアントと、前記無線基地局と前記無線端末とを介して通信し、前記クライアントを認証する認証サーバとを具備する無線通信システムにおいて、前記認証サーバは、前記クライアントを認証する認証手段と、前記認証されたクライアントとの間で暗号鍵情報を送受信する暗号化手段とを具備し、前記無線端末は、前記認証サーバと前記クライアントとの間で送受信される前記暗号鍵情報を用いて前記無線基地局との間の暗号鍵として設定し、前記無線基地局との間で暗号化通信を行う暗号化通信手段を具備することを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の認証暗号化無線通信システムの通信制御方法は、認証サーバが無線基地局と無線端末とを介して前記無線端末に接続されるクライアントとの間で認証を行い、前記認証サーバが認証した前記クライアントと、前記認証サーバとの間で暗号化通信をする認証暗号化無線通信システムの通信制御方法であって、前記認証サーバは、予め設定された所定の方法により前記クライアントを認証すると、前記認証されたクライアントとの間で行う暗号化通信の暗号鍵情報を送信し、前記無線端末は、前記クライアントに送信された暗号鍵情報を抽出して前記無線基地局との間の暗号鍵として設定することを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明は、認証暗号化無線通信システムにおいて、認証サーバが認証したクライアントが、無線ＬＡＮの無線基地局、および無線基地局を介してホストとの間で通信を行う時、認証サーバが当該クライアントに対して発行した暗号化通信の鍵情報を、当該クライアントが接続されている無線端末が抽出して、無線基地局との間で行う暗号化の鍵を設定して通信を行う認証暗号化無線通信システム、およびその通信制御方法、ならびにその無線端末とクライアントに関するものである。
【００３９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４０】
図１は、本発明の認証暗号化無線通信システムに係わる第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【００４１】
図１において、本発明の認証暗号化無線通信システムは、ローカル  エリア  ネットワーク（以下、単にＬＡＮと称す）５、認証サーバ１、無線基地局２（＃１〜＃Ｍ）、無線端末３（＃１〜＃Ｎ）およびクライアント４（＃１〜＃ｎ）から構成されている。そして、ＬＡＮ５は、さらにホスト（または情報端末）６と接続されている。
【００４２】
認証サーバ１は、無線基地局２とＬＡＮ５を介して接続されている。なお、認証サーバ１と無線基地局２とが直接バスで接続されている等の場合には、認証サーバ１と無線基地局２とを一体化して無線基地局２側に認証機能を持たせてもよい。図１では、認証サーバ１と無線基地局２とを分けて示している。また、認証サーバ１は、ホスト６を兼ねているものであってもよい。
【００４３】
無線基地局２（＃１〜＃Ｍ）は、無線端末３（＃１〜＃Ｎ）と無線通信により接続されている。この無線端末３（＃１〜＃Ｎ）はパーソナルコンピュータ、ワークステーション等で構成される複数のクライアント４（＃１〜＃ｎ）と接続されている。無線基地局２（＃１〜＃Ｍ）は、無線端末（＃１〜＃Ｎ）とＬＡＮ５との間のブリッジ装置として機能する。
【００４４】
即ち、無線基地局２は、ＴＣＰ／ＩＰ手順に準じて作成されたクライアント４の無線パケット信号を無線端末３を介して受信し、これをＬＡＮ５に入出力することによって、ＬＡＮ５に接続されたホスト６との間でクライアント４の送受信情報を中継している。
【００４５】
また、無線基地局２は、無線端末３（例えば、＃１）に接続されたクライアント（＃１）と、無線端末３（例えば、＃Ｎ）に接続されたクライアント（＃ｍ）との間で無線ＬＡＮを介して情報を送受信する中継を行う。
【００４６】
無線基地局２（＃１〜＃Ｍ）は、無線端末３（＃１〜＃Ｎ）との間で無線通信を行うにあたり、無線ＬＡＮが第三者によってアクセス、盗聴されるのを防ぐため、認証サーバ１によって認証される無線端末３およびクライアント４との間でのみ暗号を用いた通信を行うように構成されている。
【００４７】
認証サーバ１には、無線ＬＡＮを構成する全ての無線基地局２（＃１〜＃Ｍ）、および無線端末２（＃１〜＃Ｎ）に付与されたＭＡＣアドレス、その無線ＬＡＮに対して付与されたグループ名、およびクライアント４（＃１〜＃ｎ）を識別するためのＭＡＣアドレス（固有の識別番号であってもよい）等の認証情報がメモリ１４（図２を参照）に登録されている。
【００４８】
また、認証サーバ１には、無線基地局２とクライアント４との間で行う暗号化通信の鍵情報もその内部メモリ１４に記憶されている。
【００４９】
図２は、本発明における認証サーバ１および無線基地局２の機能構成を示すブロック図、図３は、無線端末３の機能構成を示すブロック図、図４は、クライアント４の機能構成を示すブロック図である。
【００５０】
図２において、認証サーバ１は、通信インタフェース（以下、通信Ｉ／Ｆと称す）１１、認証管理部１２、鍵管理部１３、メモリ１４、ＣＰＵ１５から構成される。
【００５１】
一方、無線基地局２は、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）２１、暗号処理部２２、ＲＦ部２３、ＭＡＣ処理部２４、監視制御部２５、メモリ２６から構成されている。
【００５２】
図３の無線端末３は、端末インタフェース（以下、端末Ｉ／Ｆと称す）３１、暗号処理部３２、ＲＦ部３３、ＭＡＣ処理部３４、監視制御部３５、メモリ３６から構成されている。
【００５３】
図４のクライアント４は、端末インタフェース（以下、端末Ｉ／Ｆと称す）４１、ディスプレイ４２、キーボード・マウス４３、ＣＰＵ４５、メモリ４６から構成されている。ここで、クライアント４から各構成の詳細について説明する。
【００５４】
図４のクライアント４（＃１〜＃ｎ）は、図１のＬＡＮ５に接続されているホスト６にログインするため、操作者によってキーボード・マウス４３からコマンドが入力されると、ＣＰＵ４５が通信プログラム４４を起動して、所定の無線端末３および無線基地局２を介して認証サーバ１に対して認証手続きのための通信を行う。
【００５５】
そして、クライアント４は、認証サーバ１による認証が完了すると無線ＬＡＮへのアクセスが許可され、ＬＡＮ５上のホスト６へログインし、無線端末３および無線基地局４との間で行われる暗号化通信を介してホスト６との間でデータの送受信を行う。
【００５６】
この認証、およびログインと暗号化通信に必要なＭＡＣアドレス、および暗号化の鍵情報等の初期設定は、各クライアント４（＃１〜＃ｎ）のディスプレイ４２とキーボード・マウス４３を用いて操作者によって行われ、その初期設定情報がメモリ４６に記憶される。そして、各クライアント４（＃１〜＃ｎ）の通信相手のアドレス情報および、ＬＡＮ５上のホスト６と送受信されるデータ等は、図５に示されるフォーマットのパケット信号に搭載されてＴＣＰ／ＩＰ手順により端末Ｉ／Ｆ４１を介して無線端末３との間で入出力される。
【００５７】
クライアント４の端末Ｉ／Ｆ４１および、これと接続する無線端末３の端末Ｉ／Ｆ３１は、例えば１０／１００ＢＡＳＥ−Ｔ、もしくはＵＳＢなどのシリアルインタフェース等が使われる。
【００５８】
図３の無線端末３では、ＭＡＣ処理部３４が端末Ｉ／Ｆ３１を介して受信したクライアント４からのパケット信号から認証や暗号化通信に用いる初期設定情報を抽出し、監視制御部３５に渡す。監視制御部３５は、その抽出情報を所要の手順に従ってメモリ３６に記憶する。また、ＭＡＣ処理部３４は、受信したパケット信号を再組立してＲＦ部３３に出力する。
【００５９】
そしてＲＦ部３３は、このパケット信号をベースバンド信号から所定の周波数と伝送速度のＲＦ（無線電波）信号に変換し、アンテナ（図示せず）から対向する無線基地局２へ送信する。
【００６０】
無線端末３が無線基地局２から受信した信号をクライアント４に送信する場合は、この処理手順が逆になる。
【００６１】
図５は、本発明における無線ＬＡＮシステムで取り扱うＴＣＰ／ＩＰ手順によるパケット通信のデータフォーマットの説明図である。
【００６２】
本発明に係わる認証、暗号化の通信制御処理は、無線ＬＡＮの標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１１に準じて、送受信されるパケット信号のＭＡＣフレーム部分に対して制御情報の設定、或いは判読が行なわれる。即ち、無線基地局２、無線端末３およびクライアント４は、このＭＡＣフレーム部分に記述されたアドレス情報や鍵情報等の内容を判読したり、もしくは、それらの情報を設定したりして無線ＬＡＮの通信を行う。
【００６３】
図５に示されるデータフォーマットにおいて、ＰＬＣＰプリアンブルおよびＰＬＣＰヘッダは、無線ＬＡＮ通信の無線接続を行う時の同期信号、物理的な接続条件に関する情報を搭載するのに用いられ、またＦＣＳフレームは、無線伝送されたパケットの誤り制御に用いられる。
【００６４】
ＭＡＣフレームには、パケットの送信先および送信元のアドレス情報と、無線基地局２、無線端末３およびクライアント４のＭＡＣアドレスのアドレス情報と、伝送中のパケット信号の制御用途（例えばコマンドの区別）を示すタイプ情報と、暗号の鍵情報と、および補助的情報伝送に用いるオプションデータとが搭載される。
【００６５】
また、データフレームには、無線ＬＡＮで伝送される情報・データの本体部分が搭載され、クライアント４を認証するのに用いる試験パタンデータは、このフレームに搭載される。
【００６６】
図３に戻り、無線端末３の監視制御部３５は、ＭＡＣ処理部３４の動作を監視して、クライアント４から受信したパケット信号のＭＡＣフレームの内容を判読して、例えば、メモリ３６に記憶する初期設定データか、認証の為に無線基地局２と入出力するデータか、クライアント４との間で送受信するデータかなどの判定を行いそれぞれの通信処理の制御を行う。
【００６７】
即ち、認証に関わる初期設定のデータは、認証サーバ１に登録設定される無線ＬＡＮのグループ名、およびクライアント４、無線端末３のＭＡＣアドレス等であって、これらの情報はメモリ３６に記憶される。
【００６８】
即ち、クライアント４が認証の初期設定のデータを無線端末３（例えば＃１）に送信する場合、クライアント４の通信プログラム４４は、送信先の無線端末３のＭＡＣアドレス（例えばＭＡ１）をＭＡＣフレームに設定する。
【００６９】
そして、送信先の無線端末３（＃１）が受信したＭＡＣアドレス（ＭＡ１）を認証サーバ１に送信する場合、送信先の無線基地局２のアドレスを送信先アドレスに設定し、ＭＡＣアドレス（ＭＡ１）を送信元アドレスとして設定する。
【００７０】
ここで、無線端末３から無線基地局２へ送信された無線パケット信号が、初期設定のためのデータなのか、それとも無線端末３を認証するための認証データか、もしくはクライアント４がＬＡＮ５との間で送受信するためのデータであるかの区別は、ＭＡＣフレームに送受信するパケット信号のタイプ情報を設定して送信する。例えば、初期設定のパケット信号であれば、「ＳＴ」記号で区別することによって行われている。
【００７１】
したがって、監視制御部３５は、ＭＡＣ処理部３４が処理しているＭＡＣフレーム情報を監視することにより、クライアント４との入出力信号の処理方法を区別して設定することが出来る。
【００７２】
また、クライアント４とＬＡＮ５上のホスト６との間で送受信されるデータを無線基地局２と無線端末３との間の無線通信で暗号化するのに必要な鍵情報は、無線端末３のメモリ３６に記憶される。そして、ＭＡＣ処理部３４からのデータが鍵情報と共に暗号処理部３２に転送されて、スクランブルもしくはデスクランブルの暗号化・複合化処理が暗号処理部３２で実施される。
【００７３】
次に図２の無線基地局２のＲＦ部２３は、無線端末３のＲＦ部３３との間で無線パケット信号を送受信する。ＲＦ部２３は、この無線パケット信号をベースバンド信号に変換し、ＭＡＣ処理部２４、通信Ｉ／Ｆ２１を介して認証サーバ１との間で送受信する。
【００７４】
無線基地局２と認証サーバ１との間は、それぞれ通信Ｉ／Ｆ２１と通信Ｉ／Ｆ１１とを介してパケット信号を入出力する。もし、ＬＡＮ５によって無線基地局２と認証サーバ１が接続されている場合には、無線基地局２と認証サーバ１は、例えば、１０／１００ＢＡＳＥ−Ｔのようなインタフェースで接続される。
【００７５】
そして、無線基地局２が認証サーバ１を兼ねている場合は、通信Ｉ／Ｆ２１と通信Ｉ／Ｆ１１はバス接続になり、無線基地局２の監視制御部２５が認証サーバの機能を実行する。
【００７６】
認証サーバ１では、初期設定として、無線ＬＡＮのグループ名、および無線基地局２、無線端末３のＭＡＣアドレス等が、例えば、キーボード（図示せず）等から入力され、メモリ１４に記憶される。また、無線基地局２では、更に暗号設定鍵が初期設定される。  認証管理部１２は、例えば、ＥＳＳ−ＩＤの無線ＬＡＮのグループ名、ＭＡＣフィルタリング等の処理手順を設定している。そして、クライアント４から無線端末３および無線基地局２を介して受信したデータと、メモリ１４に記憶されている認証データ（無線ＬＡＮのグループ名、および無線端末３のＭＡＣアドレス等）とを比較検証する。
【００７７】
また、鍵管理部１３は、クライアント４が認証されると、その認証を行ったコネクションが設定されている間だけ用いる鍵（以下鍵の種と呼ぶ。）を発行し、無線基地局２で初期設定された暗号設定鍵と組み合わせて更に、平文を暗号化するためのスクランブル鍵を生成する。  ＷＥＰ（Ｗｉｒｅｄ  Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｐｒｉｖａｃｙ）と呼ばれる暗号化を用いる無線ＬＡＮでは、スクランブル鍵は、鍵の種と、ＩＶ（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ  Ｖｅｃｔｏｒ）と呼ばれる関数を組み合わせて生成される。
【００７８】
本発明では、このＩＶに相当するものは、暗号通信を行う装置の間で、暗号設定鍵と呼ばれて入力設定された英数字について暗号処理のための関数処理等を行って生成される。
【００７９】
ＣＰＵ１５は、これら認証および鍵管理手段の動作を監視し、その処理手順を管理する。
【００８０】
図６は、本発明の無線ＬＡＮシステムが、認証と暗号化通信を行うまでの基本的な課程を示すフローチャートである。
【００８１】
即ち、図６において、認証サーバ１は、アクセスを要求してきたクライアント４が無線ＬＡＮに対するアクセス権を有するか否かを確認する（図６のステップｓ６１がＹｅｓの場合）と、引き続き、認証サーバ１は、無線ＬＡＮにアクセス権があるクライアント４からのホスト６に対するログイン権の有無を確認し（図６のステップｓ６２がＹｅｓの場合）、以上二つの認証が成功するとクライアント４とホスト６とは、無線基地局２と無線端末３との間で暗号化を行った無線ＬＡＮ通信を行う（図６のステップｓ６３）。
【００８２】
以下、本発明の１台の無線端末に接続された複数のクライアント４に対して認証を行い、それらの各クライアント４が送受信するデータを無線基地局２と無線端末３との間の無線通信において暗号化して通信する一連の動作手順について説明する。
【００８３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、認証サーバ１がクライアント４のＭＡＣアドレス等の初期設定情報を利用して認証を行った後、認証サーバ１がクライアント４に対して送信した鍵情報を無線端末３が抽出し、無線基地局２とクライアント４との間で通信を暗号化する代わりに、その抽出した鍵情報を利用して無線基地局２と無線端末３との間で暗号化通信を行う方法である。
【００８４】
図７は、第１の実施の形態における無線ＬＡＮの初期設定の手順を示すフローチャートである。図８は、第１の実施の形態における無線ＬＡＮの動作手順を示すフローチャートである。
【００８５】
以下、図７、図８を参照して、本発明の第１の実施の形態の動作手順を説明する。認証サーバ１では、初期設定として、キーボード等により無線基地局２（ここでは、＃１とする）のＭＡＣアドレス（２Ａ１）、無線基地局２にアクセスする無線端末３（ここでは、＃１とする）のＭＡＣアドレス（３Ａ１）、クライアント４（ここでは、＃１とする）に設定したＭＡＣアドレス（４Ａ１）および、無線基地局２（＃１）とクライアント４（＃１）との間で行う暗号設定鍵（例えば、１Ｋ１）が入力され、メモリ１４に設定、登録される。
【００８６】
この認証サーバ１のメモリ１６に登録された初期設定のデータは、パケット信号に構築されＴＣＰ／ＩＰ手順で無線基地局２に出力され、監視制御部２５の制御によりメモリ２６に設定、記憶される（図７のステップｓ１）。この時のパケット信号には、初期設定データであることを示す「ＳＴ」記号がＭＡＣフレームにタイプ情報として設定される。
【００８７】
無線基地局２は、認証サーバ１から初期設定データを設定するパケット信号を受信すると、ＭＡＣ処理部２４は、ＭＡＣフレーム中の「ＳＴ」を検出して、無線基地局２のＭＡＣアドレス（２Ａ１）および無線端末３のＭＡＣアドレス（３Ａ１）を抽出する。そして、監視制御部２５は、これらの抽出された初期設定データをメモリ２６に設定、記憶する。なお、初期設定のデータ入力は、キーボード入力等により設定、記憶する方法がとられてもよい。
【００８８】
一方、クライアント４（＃１）のパーソナルコンピュータからも初期設定として、クライアント４（＃１）に割当てられたＭＡＣアドレス（４Ａ１）、無線端末３のＭＡＣアドレス（３Ａ１）、および認証サーバ１に設定したものと同一の無線基地局２とクライアント４との間で行う暗号設定鍵（ここでは、４Ｋ１とする）が、キーボード入力等により設定され、それらの認証データおよび暗号設定鍵（４Ｋ１）がクライアント４（＃１）のメモリ４６に記憶される。
【００８９】
このクライアント４（＃１）のメモリ４６に記憶された無線端末３のＭＡＣアドレス（３Ａ１）、および暗号設定鍵（４Ｋ１）が、初期設定データを示すタイプ情報「ＳＴ」記号とともにパケット信号に搭載され、クライアント４（＃１）の通信Ｉ／Ｆ４１、無線端末３（＃１）の通信Ｉ／Ｆ３１を介して転送されて、無線端末３（＃１）のメモリ３６に記憶される（図７のステップｓ２）。
【００９０】
なお、この図７のステップｓ１，ｓ２の初期設定作業は、どちらを先に行ってもよい。
【００９１】
この初期設定後、認証サーバ１は、アクセスを要求してきたクライアント４（＃１）に対してＭＡＣアドレスを用いた認証を最初に行う。
【００９２】
クライアント４（＃１）から、無線端末３（＃１）を介して無線ＬＡＮにアクセスをしようとする（ログインしてコネクションを設立しようとする）時に、クライアント４（＃１）のキーボード・マウス４３より入力されたコマンドがＣＰＵ４５によって検出される。
【００９３】
すると、クライアント４（＃１）の通信プログラム４４は、このコマンド情報をＭＡＣフレームに設定し、クライアント４（＃１）のＭＡＣアドレス（４Ａ１）を含むパケット信号（以下、コマンド信号と称する）を生成して、端末Ｉ／Ｆ４１を介して無線端末３（＃１）に出力する。なお、この段階ではまだ、クライアント４（＃１）に対する認証が済んでいないので、ＭＡＣフレームには認証が済んでいないログイン要求を表す「ＬＲ」記号が設定されている。
【００９４】
無線端末３（＃１）は、このコマンド信号を端末Ｉ／Ｆ３１を介して受信すると、ＭＡＣ処理部３４がＭＡＣフレーム中の「ＬＲ」記号を検知し、これにより監視制御部３５がログイン要求信号と判断する。
【００９５】
そして、監視制御部３５の指令を受けてＭＡＣ処理部３４は、認証処理のために、コマンド信号を引き続きＲＦ部３３を介して無線基地局２（＃１）に送信する。
【００９６】
即ち、無線端末３（＃１）のＭＡＣ処理部３４は、クライアント４（＃１）のＭＡＣアドレス（４Ａ１）に、自分のＭＡＣアドレス（３Ａ１）を加えたコマンド信号のパケットを生成し、そのコマンド信号をＲＦ部３３を介して無線基地局２（＃１）に送信する（図８のステップｓ１１）。
【００９７】
無線基地局２（＃１）は、そのコマンド信号をＲＦ部２３を介して受信すると、ＭＡＣ処理部２４がＭＡＣフレームの「ＬＲ」記号を検知し、そのコマンド信号に含まれる無線端末３（＃１）のＭＡＣアドレス（３Ａ１）およびクライアント４（＃１）のＭＡＣアドレス（４Ａ１）を判読し、通信Ｉ／Ｆ２１，１１を介して認証サーバ１にそのＭＡＣアドレス（３Ａ１）およびクライアント４（＃１）のＭＡＣアドレス（４Ａ１）を認証サーバ１に出力する（図８のステップｓ１２）。
【００９８】
認証サーバ１は、受信したＭＡＣアドレス（３Ａ１）およびクライアント４（＃１）のＭＡＣアドレス（４Ａ１）とメモリ１４に初期設定されたＭＡＣアドレス（３Ａ１）、（４Ａ１）とを比較照合して、一致していれば無線端末３（＃１）およびクライアント４（＃１）に対するＭＡＣアドレスを用いた認証を終了し、アクセスを許可する（図８のステップｓ１３がＹｅｓの場合）。
【００９９】
もし、比較照合して一致しなければ不正アクセスと判断して、無線端末３（＃１）およびクライアント４（＃１）との通信は行わない（図８のステップｓ１３がＮｏの場合）。
【０１００】
認証サーバ１は、ＭＡＣアドレス（４Ａ１）を認証するとアクセスを許可するコマンドとして「ＬＡ」記号と、認証サーバ１に初期設定されていた暗号設定鍵（１Ｋ１）をメモリ１４から読出してＭＡＣフレームに設定にすると共に、コネクション毎の暗号鍵を生成する為の鍵の種（例えば、ＫＳ１）の情報をＭＡＣフレームに設定し、試験パタンデータをデータフレームに搭載したパケット信号を生成し通信Ｉ／Ｆ１１を介して無線基地局２（＃１）に出力する。
【０１０１】
即ち、この状態では、クライアント４（＃１）と認証サーバ１との間で暗号設定鍵による認証や、暗号化通信を行うための鍵情報を交換する段階であって、クライアント４（＃１）がＬＡＮ５に接続されたホスト等との通信は許可されていない段階であることをＭＡＣフレームに設定された「ＬＡ」記号により表示されている。
【０１０２】
無線基地局２（＃１）は、通信Ｉ／Ｆ２１を介してこのパケット信号を受信すると、ＭＡＣ処理部２４がアクセス許可のコマンド「ＬＡ」記号と暗号設定鍵（１Ｋ１）および鍵の種（ＫＳ１）を検出し、監視制御部２５が無線基地局２のメモリ２６に検出された暗号設定鍵（１Ｋ１）および鍵の種（ＫＳ１）を記憶する。
【０１０３】
また、監視制御部２５は、暗号処理部２２に、暗号設定鍵（１Ｋ１）と鍵の種（ＫＳ１）を組合せて（例えば、掛け合せることによって）新たなスクランブル鍵（ＣＫ１）を生成し、そのスクランブル鍵（ＣＫ１）により暗号化した試験パタンデータを生成する。
【０１０４】
ＭＡＣ処理部２４は、試験パタンデータを、データフレームに搭載し、また鍵の種（ＫＳ１）および応答許可コマンドの情報をＭＡＣフレームに設定する。そして、無線基地局２（＃１）で再構築されたパケット信号がＲＦ部２３を介して無線端末３（＃１）に送信される（図８のステップｓ１４）。
【０１０５】
ここで、鍵の種（ＫＳ１）の情報は暗号化されずに無線端末３（＃１）に送信されているが、認証登録されていないクライアント４は、この無線ＬＡＮにアクセスできないので、鍵の種（ＫＳ１）が第３者に配信されることはない。
【０１０６】
無線端末３（＃１）は、ＲＦ部３３を介して無線基地局２（＃１）から暗号化された試験パタンデータと「ＬＡ」記号および鍵の種（ＫＳ１）の情報を含むパケット信号を受信すると、ＭＡＣ処理部３４は、その信号のＭＡＣフレームに含まれる鍵の種（ＫＳ１）を抽出して、メモリ３６に記憶する。更に、メモリ３６に初期設定した暗号設定鍵（４Ｋ１）と鍵の種（ＫＳ１）とを掛け合せて、このコネクションで使用するスクランブル鍵（ＣＫ２）を生成する。なお、クライアント４（＃１）が正しいクライアントであれば、暗号設定鍵１Ｋ１と４Ｋ１は同じ暗号設定鍵なので、それに鍵の種ＫＳ１を掛け合わせた暗号設定鍵ＣＫ１とＣＫ２とは同一となる。
【０１０７】
そして、無線端末３（＃１）は、受信した暗号化された試験パタンデータをスクランブル鍵（ＣＫ２）により復号化して平文を生成する。そして、その平文の試験パタンデータをデータフレームに搭載し、「ＬＡ」記号を付加したパケット信号を端末Ｉ／Ｆ３１を介してクライアント４（＃１）に出力する。
【０１０８】
クライアント４（＃１）は、端末Ｉ／Ｆ４１を介して「ＬＡ」記号と平文になった試験パタンデータを受信すると、再び、クライアント４（＃１）のＣＰＵ４５が通信プログラム４４を制御して、そのまま平文の試験パタンデータをデータフレームに搭載し「ＬＡ」記号を付加したパケット信号を生成して、端末Ｉ／Ｆ４１を介して無線端末３（＃１）に送り返す。
【０１０９】
無線端末３（＃１）は、端末Ｉ／Ｆ３１を介して「ＬＡ」記号と平文の試験パタンデータを受信すると、それを再びスクランブル鍵（ＣＫ１）により暗号化した試験パタンデータをデータフレームに搭載し、「ＬＡ」記号を付加したパケット信号を作成して、ＲＦ部３３を介して無線基地局２（＃１）に送り返す（図８のステップｓ１５）。
【０１１０】
無線基地局２（＃１）は、ＲＦ部２４を介して「ＬＡ」記号と暗号化した試験パタンデータとを受信すると、メモリ２６に初期設定されていた暗号設定鍵（１Ｋ１）と鍵の種（ＫＳ１）から生成したスクランブル鍵（ＣＫ１）により暗号化試験パタンデータを復号化して、平文を生成する。そして平文の試験パタンデータをデータフレームに搭載し「ＬＡ」記号を付加したパケット信号を通信Ｉ／Ｆ２１を介して認証サーバ１に送信する。
【０１１１】
認証サーバ１は、通信Ｉ／Ｆ１１を介して、「ＬＡ」記号と平文の試験パタンデータとを受信すると、認証サーバ１自身が送信した試験パタンデータであることを検証するため、平文された試験パタンデータと送信時の試験パタンデータとを比較し、同一であるか否かを確認して（図８のステップｓ１６）、復号化による認証を行う。
【０１１２】
即ち、受信した試験パタンデータが送信時の試験パタンデータと一致すれば（図８のステップｓ１７がＹｅｓの場合）、クライアント４（＃１）の暗号設定鍵（４Ｋ１）と初期設定した認証サーバ１の暗号設定鍵（１Ｋ１）とが一致したことになり、クライアント４（＃１）がなりすましでない正しい相手（認証成功）であるとＣＰＵ１５が判定し、クライアント４がホスト６にログイン権があることの認証を完了する（図８のステップｓ１８）。
【０１１３】
そして、認証サーバ１は、その認証完了通知として「ＬＣ」記号をＭＡＣフレームに設定して同一の手順によって無線基地局２（＃１）と無線端末３（＃１）を介してクライアント４（＃１）に送信する。これにより、クライアント４（＃１）のログインが完了する。
【０１１４】
この時、無線基地局２（＃１）は、「ＬＣ」記号を受信すると、このクライアント４（＃１）とのコネクション番号として、例えば、（ＣＮ１）のように番号を付与して、その通信管理を行う（図８のステップｓ１９）。
【０１１５】
また、クライアント４（＃１）および無線端末３（＃１）は、「ＬＣ」記号を受信すると、無線ＬＡＮ通信では、その後ログアウトするまで、即ちそのコネクションが成立している間、クライアント４（＃１）と無線端末３との間は平文でデータを入出力する。そして、無線基地局２（＃１）と無線端末３（＃１）との間では鍵の種（ＫＳ１）を利用したスクランブル鍵を設定して暗号化を行う（図８のステップｓ２０）。なお、暗号化の処理として、鍵の種を単独でスクランブル鍵として使用するか、それとも初期設定された暗号設定鍵と鍵の種を組合わせて生成した新たなスクランブル鍵を使用するかは、いずれの方法であっても良い。
【０１１６】
更に、無線端末３（＃１）に接続されているクライアント４（＃１）に続いて、更にクライアント４（ここでは、＃２とする）がアクセスしようとした場合、図８のステップｓ１１からの手順を同様に繰り返すことによって、クライアント４（＃２）も無線基地局２（＃１）とコネクション番号（例えば、ＣＮ２として区別される）を確立して、認証・暗号化無線通信が実行できる。
【０１１７】
また、クライアント４（＃１）がログアウトを行った後、再度無線ＬＡＮにアクセスする際も、図８のステップｓ１１からの手順が同様に繰り返されるが、鍵の種は最初に用いた（ＫＳ１）とは異なった新たな鍵の種（例えば、ＫＳ１ａ）が認証サーバ１から発行されて暗号化が行われ、コネクション番号も、例えばＣＮ１ａのように新たに付与された通信管理が行われる。
【０１１８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態では、認証サーバ１が無線基地局２と無線端末３を介してクライアント４に対して送信した鍵情報（鍵の種）を搭載しているパケット信号を、無線端末３はそのままクライアント４に転送し、クライアント４が受信したパケット信号からその鍵情報を抽出して、無線端末３に送信して設定する暗号鍵の設定方法である。
【０１１９】
図９は、本発明の第２の実施の形態における無線ＬＡＮの動作手順を示すフローチャートである。以下、図９を参照して第２の実施の形態の動作手順を説明する。
【０１２０】
第２の実施の形態における動作手順は、ＭＡＣアドレスによるクライアント４の無線ＬＡＮに対するアクセス権の有無の認証の確認まで、即ち、図７の初期設定および図８のステップｓ１３までは第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【０１２１】
そして、ＭＡＣアドレスによる認証がされると、認証サーバ１は、クライアント４（ここでは、＃４とする）に対してアクセスを許可するコマンド「ＬＡ」記号と、クライアント（＃４）との暗号鍵として初期設定されている暗設定号鍵（ここでは、１Ｋ４とする）と鍵の種（ここでは、ＫＳ４とする）とをＭＡＣフレームに設定するとともに、試験パタンデータをデータフレームに搭載したパケット信号を生成し、通信Ｉ／Ｆ１１を介して無線基地局２（ここでは、＃Ｍとする）に出力する。
【０１２２】
無線基地局２（＃Ｍ）は、通信Ｉ／Ｆ２１を介してこのアクセス許可のコマンド「ＬＡ」記号と暗号鍵（１Ｋ４）および鍵の種（ＫＳ４）を受信すると、ＭＡＣ処理部２４はメモリ２６に暗号設定鍵（１Ｋ４）および鍵の種（ＫＳ４）を記憶する。
【０１２３】
また、ＭＡＣ処理部２４は暗号鍵（１Ｋ４）と鍵の種（ＫＳ４）を組合せて（例えば、掛け合せることによって）新たなスクランブル鍵（ＣＫ３）を生成し、そのスクランブル鍵（ＣＫ３）により暗号化した試験パタンデータに「ＬＡ」記号を付加したパケット信号を生成して、ＲＦ部２３を介して無線端末３（ここでは、＃１とする）に送信する（図９のステップｓ３１）。
【０１２４】
無線端末３（＃１）は、ＲＦ部３３を介して「ＬＡ」記号と暗号化された試験パタンデータと鍵の種（ＫＳ４）の情報を含むパケット信号を受信すると、監視制御部３５は、「ＬＡ」記号からクライアント４（＃４）との暗号鍵による認証がまだ完了していないことを判読する。
【０１２５】
それを受けて、ＭＡＣ処理部３４は、ＭＡＣフレームのクライアント４（＃４）のアドレスを判読して、端末Ｉ／Ｆ３１を介してそのパケット信号を当該クライアント４（＃４）に出力する。
【０１２６】
クライアント４（＃４）の通信プログラム４４は、端末Ｉ／Ｆ４１を介して受信したパケット信号から鍵の種（ＫＳ４）を抽出し、また、ＣＰＵ４５は、データフレーム中の暗号化された試験パタンデータをメモリ４６に記憶する。
【０１２７】
更にＣＰＵ４５は、メモリ４６に初期設定されていた暗号設定鍵（４Ｋ４）と鍵の種（ＫＳ４）とを掛け合せて、このコネクションで使用するスクランブル鍵（ＣＫ４）を生成する。そして、このスクランブル鍵（ＣＫ４）によって受信した暗号化された試験パタンデータを復号化する。この場合も、スクランブル鍵（ＣＫ４）はスクランブル鍵（ＣＫ３）と同じである。
【０１２８】
クライアント４（＃４）のＣＰＵ４５は、スクランブル鍵（ＣＫ４）によって平文になった試験パタンデータを、再び、（ＣＫ４）により暗号化し、通信プログラム４４を制御して、暗号化された試験パタンデータと「ＬＡ」記号が付加されたパケット信号を生成して、端末Ｉ／Ｆ４１を介して無線端末３（＃１）に送り返す。
【０１２９】
無線端末３（＃１）は、「ＬＡ」記号と暗号化された試験パタンデータをクライアント４（＃４）から受信すると、そのデータフレームをＭＡＣ処理部３４が読み出し、まだ、クライアント４が認証されていないことを「ＬＡ」記号により判読し、クライアント４（＃４）から返送された、暗号化された試験パタンデータをそのままにして無線基地局２（＃Ｍ）に送信する（図９のステップｓ３２）。
【０１３０】
無線基地局２（＃Ｍ）では、メモリ２６に記憶された暗号設定鍵（１Ｋ４）と鍵の種（ＫＳ４）から生成したスクランブル鍵（ＣＫ３）により、受信した暗号化された試験パタンデータを復号化して平文を生成する。そして、平文の試験パタンデータをデータフレームに搭載し、「ＬＡ」記号を付加したパケット信号を通信Ｉ／Ｆ２１を介して認証サーバ１に送信する（図９のステップｓ３３）。
【０１３１】
認証サーバ１は、受信した「ＬＡ」記号と平文された試験パタンデータとを受信すると、自身が送信した試験パタンデータと比較し、同一であるか否かを確認して復号化による認証を行う。
【０１３２】
即ち、送信した試験パタンデータと受信した試験パタンデータが一致すれば（図９のステップｓ３４がＹｅｓの場合）、ＣＰＵ１５はクライアント４の暗号設定鍵（４Ｋ４）と初期設定した認証サーバの暗号設定鍵（１Ｋ４）とが一致したと判断し、クライアント４（＃４）がなりすましでない、正しい相手（認証成功）と判定する（図９のステップｓ３９）。
【０１３３】
そして、クライアント４がホスト６にログイン権があることの認証完了の通知として「ＬＣ」記号をＭＡＣフレームに設定して無線基地局２（＃Ｍ）、無線端末３（＃１）を経由してクライアント４（＃４）に送信する（図９のステップｓ３５）。
【０１３４】
無線端末３（＃１）は、この認証完了通知の「ＬＣ」記号を受信すると、クライアント４（＃４）との間では、平文のデータを入出力する。そして、クライアント４（＃４）の通信プログラム４４は、抽出した鍵の種（ＫＳ４）を無線端末３に設定し、無線端末３のメモリ３６に鍵の種（ＫＳ４）を記憶させる（図９のステップｓ３６）。
【０１３５】
無線端末３（＃１）は、認証完了通知の「ＬＣ」記号を判読すると、監視制御部３５は、無線基地局２との間で暗号化、復号化を行う様に、メモリ３６に設定されているＭＡＣ処理部３４が実行する通信制御プログラムの処理手順を変更する（図９のステップｓ３７）。
【０１３６】
また、無線基地局２（＃Ｍ）は、このクライアント４（＃４）とのコネクション番号に、例えば、（ＣＮ４）のように番号を付与して、その通信管理を行う（図９のステップｓ３８）。
【０１３７】
その後ログアウトするまで、即ちそのコネクションが成立している間、クライアント４（＃４）がＬＡＮ５に接続されたホスト６とパケット信号を伝送する無線ＬＡＮ通信では、無線基地局２と無線端末３との間で鍵の種（ＫＳ４）を利用したスクランブル鍵を設定して暗号化が行われる。同様に、鍵の種を単独で暗号鍵として使用するか、それとも初期設定された暗号設定鍵と鍵の種を組合わせて生成した新たなスクランブル鍵を使用するかは、いずれの方法であっても良い。
【０１３８】
更に、無線端末３（＃１）に接続されているクライアント４（＃４）に続いて、更にクライアント４（ここでは、＃５とする）がアクセスしようとした場合、図８のステップｓ１１からの手順を同様に繰り返すことによって、クライアント４（＃５）も無線基地局２（＃Ｍ）とコネクション番号（例えば、ＣＮ５）を確立して、認証・暗号化無線通信が実行できる。
【０１３９】
また、１度クライアント４（＃４）がログアウトを行った後、再度無線ＬＡＮにアクセスする際も、図８のステップｓ１１からの手順が同様に繰り返されるが、鍵の種は最初に用いた（ＫＳ４）とは異なった新たな鍵の種（例えば、ＫＳ４ａ）が発行されて暗号化が行われ、コネクション番号も（例えば、ＣＮ４ａ）新たに付与された通信管理が行われる。
【０１４０】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態は、第２の実施の形態の変形であって、無線基地局２から送信された暗号化試験パタンデータをクライアント４で復号化、再暗号化せず、暗号化された試験パタンデータをクライアント４（＃４）から無線端末３に送り返す。そして、クライアント４が無線端末３に設定した鍵の種により無線端末３が暗号化試験パタンデータを復号化・再暗号化してクライアント４のホスト６に対するログイン権の認証を行う。
【０１４１】
図１０は、本発明の第３の実施の形態における無線ＬＡＮの動作手順を示すフローチャートである。以下、図１０を参照して第３の実施の形態における無線ＬＡＮの動作手順を説明する。
【０１４２】
この第３の実施の形態に於いても、ＭＡＣアドレスによるクライアント４の無線ＬＡＮに対するアクセス権の有無の認証の確認まで、即ち、図７の初期設定および図８のステップｓ１３までは第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【０１４３】
そして、ＭＡＣアドレスによる認証がなされた場合、認証サーバ１は、クライアント４（ここでは、＃６とする）に対してアクセスを許可するコマンド「ＬＡ」記号と、クライアント４（＃６）に対して初期設定されている暗号鍵（ここでは、１Ｋ６とする）と鍵の種（ここでは、ＫＳ６とする）とをＭＡＣフレームに設定すると共に、試験パタンデータをデータフレームに搭載したパケット信号を生成し、通信Ｉ／Ｆ１１を介して無線基地局２（ここでは、＃Ｍとする）に出力する。
【０１４４】
無線基地局２（＃Ｍ）は、通信Ｉ／Ｆ２１を介してこのアクセス許可のコマンド「ＬＡ」記号と暗号設定鍵（１Ｋ６）および鍵の種（ＫＳ６）を受信すると、ＭＡＣ処理部２４はメモリ２６に暗号設定鍵（１Ｋ６）および鍵の種（ＫＳ６）を記憶する。また、暗号設定鍵（１Ｋ６）と鍵の種（ＫＳ６）を組合せて（例えば、掛け合せることによって）新たなスクランブル鍵（ＣＫ６）を生成し、そのスクランブル鍵（ＣＫ６）により暗号化した試験パタンデータに「ＬＡ」記号を付加したパケット信号を生成して、ＲＦ部２３を介して無線端末３（ここでは、＃１とする）に送信する（図１０のステップｓ８１）。
【０１４５】
無線端末３（＃１）は、ＲＦ部３３を介して「ＬＡ」記号と暗号化された試験パタンデータと鍵の種（ＫＳ６）の情報を含むパケット信号を受信すると、監視制御部３５は、「ＬＡ」記号からクライアント４（＃６）との暗号設定鍵による認証がまだ完了していないことを判読する。
【０１４６】
それを受けて、ＭＡＣ処理部３４は、ＭＡＣフレームのクライアント４（＃６）のアドレスを判読して、端末Ｉ／Ｆ３１を介してそのパケット信号を当該クライアント４（＃６）に出力する。（図１０のステップｓ８２）。
【０１４７】
クライアント４（＃６）の通信プログラム４４は、端末Ｉ／Ｆ４１を介して受信したパケット信号から鍵の種（ＫＳ６）を抽出し、また、ＣＰＵ４５は、データフレーム中の暗号化された試験パタンデータをメモリ４６に記憶する。
【０１４８】
そして、クライアント４（＃６）の通信プログラム４４は、抽出した鍵の種（ＫＳ４）を無線端末３（＃１）に設定し、その無線端末３（＃１）のメモリ３６に鍵の種（ＫＳ６）を記憶する（図１０のステップｓ８３）。
【０１４９】
クライアント４（＃６）は、暗号化された試験パタンデータと「ＬＡ」記号が付加されたパケット信号を受信すると再び、そのまま端末Ｉ／Ｆ４１を介して無線端末３（＃１）に送信する。（図１０のステップｓ８４）。
【０１５０】
無線端末３（＃１）は、端末Ｉ／Ｆ３１を介して「ＬＡ」記号と暗号化されたの試験パタンデータを受信すると、初期設定された暗号設定鍵（１Ｋ６）と鍵の種（ＫＳ６）から暗号鍵（ＣＫ７）を生成する。なお、この暗号鍵（ＣＫ７）はスクランブル鍵（ＣＫ６）と同一である。
【０１５１】
そして、無線端末３（＃１）は、スクランブル鍵（ＣＫ７）を用いて暗号化された試験パタンデータを復号化し平文にするとともに、直ちにスクランブル鍵（ＣＫ７）により再び暗号化した試験パタンデータをデータフレームに搭載し、「ＬＡ」記号を付加したパケット信号を作成して、ＲＦ部３３を介して無線基地局２（＃Ｍ）に送信する（図１０のステップｓ８５）。
【０１５２】
無線基地局２（＃Ｍ）では、ＲＦ部２３を介して「ＬＡ」記号と、暗号化した試験パタンデータとを受信すると、メモリ２６に初期設定されていた鍵（１Ｋ６）と鍵の種（ＫＳ６）から生成したスクランブル鍵（ＣＫ６）により暗号化試験パタンデータを復号化して、平文を生成する。そして平文の試験パタンデータをデータフレームに搭載し「ＬＡ」記号を付加したパケット信号を通信Ｉ／Ｆ２１を介して認証サーバ１に送信する。
【０１５３】
認証サーバ１は、通信Ｉ／Ｆ１１を介して、「ＬＡ」記号と平文の試験パタンデータとを受信すると、認証サーバ１自身が送信した試験パタンデータであることを検証するため、平文にされた試験パタンデータと送信時の試験パタンデータとを比較し、同一であるか否かを確認して（図１０のステップｓ８６）、復号化による認証を行う。
【０１５４】
即ち、受信した試験パタンデータが送信時の試験パタンデータと一致すれば（図１０のステップｓ８７がＹｅｓの場合）、クライアント４（＃６）の暗号設定鍵（４Ｋ６）と初期設定した認証サーバ１の暗号設定鍵（１Ｋ６）とが一致したことになり、ＣＰＵ１５はクライアント４（＃６）がなりすましでない正しい相手（認証成功）であると判定し、クライアント４（＃６）がホスト６にログイン権があることの認証を完了する（図１０のステップｓ８８）。
【０１５５】
そして、認証サーバ１は、その認証完了通知として「ＬＣ」記号をＭＡＣフレームに設定して同一の手順によって無線基地局２（＃Ｍ）と無線端末３（＃１）を介してクライアント４（＃６）に送信する。これにより、クライアント４（＃６）のログインが完了する。
【０１５６】
この時、無線基地局２（＃６）は、「ＬＣ」記号を受信すると、このクライアント４（＃６）とのコネクション番号として、例えば、（ＣＮ６）のような番号を付与して、その通信管理を行う（図１０のステップｓ８９）。
【０１５７】
また、クライアント４（＃６）および無線端末３（＃１）は、「ＬＣ」記号を受信すると、無線ＬＡＮ通信では、その後ログアウトするまで、即ちそのコネクションが成立している間、クライアント４（＃６）と無線端末３との間は平文で情報やデータを入出力する。そして、無線基地局２（＃Ｍ）と無線端末３（＃１）との間では鍵の種（ＫＳ６）を利用したスクランブル鍵を設定して暗号化を行う（図１０のステップｓ９０）。同様に、鍵の種を単独で暗号鍵として使用するか、それとも初期設定された暗号設定鍵と鍵の種を組合わせて生成した新たなスクランブル鍵を使用するかは、いずれの方法であっても良い。
【０１５８】
その後ログアウトするまで、即ちそのコネクションが成立している間、クライアント４（＃６）がＬＡＮ５に接続されたホスト６とパケット信号を伝送する無線ＬＡＮ通信では、無線基地局２と無線端末３との間で鍵の種（ＫＳ６）を用いた暗号化が行われる。
【０１５９】
更に、クライアント４（＃６）に続いて、クライアント４（ここでは、＃７とする）がアクセスしようとした場合、図８のステップｓ１１からの手順を同様に繰り返すことによって、クライアント４（＃７）も無線基地局２（＃Ｍ）とコネクション番号（例えば、ＣＮ７）を確立して、認証・暗号化無線通信が実行できる。
【０１６０】
また、１度クライアント４（＃６）がログアウトを行った後、再度無線ＬＡＮにアクセスする際も、図８のステップｓ１１からの手順が同様に繰り返されるが、鍵の種は最初に用いた（ＫＳ６）とは異なった新たな鍵の種（例えば、ＫＳ６ａ）が発行されて暗号化が行われ、コネクション番号も（例えばＣＮ６ａ）新たに付与された通信管理が行われる。
【０１６１】
したがって、第１〜第３の実施の形態の説明によるごとく、本発明による無線ＬＡＮシステムでは、１台の無線端末３に複数のクライアント４が接続されても、認証サーバ１と各クライアント４（＃１〜＃ｎ）との間で認証および暗号化通信が可能である。
【０１６２】
本発明における認証方法、暗号化方法、および認証方法と暗号化の組合せ等は、上記の実施形態に限ることなく、無線ＬＡＮの設置条件や、運用条件に合わせて、例えば、以下のように他の方法が採られても良い。
【０１６３】
第１は、クライアント４の無線ＬＡＮに対するアクセス権の有無の認証方法である。即ち、図６のステップｓ６１の無線ＬＡＮに対するクライアント４の認証方法について、実施形態では、クライアントのＭＡＣアドレスによって認証を行っている。このＭＡＣアドレスによる認証の代わりに、ＥＳＳ−ＩＤと呼ばれる無線ＬＡＮに対して名付けたグループにクライアント４が属しているか否かを確認する方法を採ってもよい。そして更に、例えば、クライアント４に設定されたＩＰアドレスを照合する等、他のクライアント４を認証する方法を適宜選択採用してよい。
【０１６４】
第２は、無線ＬＡＮに対するアクセス権の有無認証の簡略化である。
【０１６５】
例えば、企業の事業場構内に設置される無線ＬＡＮでは、それにアクセスする無線端末３とクライアント４は限られている。このような場合、図６のステップｓ６１に相当する認証を省略して、図６のステップｓ６２による無線ＬＡＮ上のホストとのログイン権を認証する手段だけを実施し、そのホスト６へのログイン権を認証後、クライアント４が接続されている無線端末３と無線基地局２との間での暗号化通信を行う（図６のステップｓ６３）ようにしてもよい。
【０１６６】
この場合、第１の実施の形態においては、図８のステップｓ１２，ｓ１３に相当する動作手順が省略され、第２、第３の実施の形態に付いても同様に相当する動作手順が省略される。
【０１６７】
また、第３は、ログイン権の認証の省略である。無線ＬＡＮにアクセスするクライアント４等が限定されている場合には、ログイン権の認証を省略して、例えば、ＭＡＣアドレスによる認証だけでホストにログインを認めてもよい。
【０１６８】
この場合、第１の実施の形態の動作手順においては、認証サーバ１からクライアント４と無線端末３に対して、図８のステップｓ１８に相当する認証成功の通知である「ＬＣ」記号の送信と、ステップｓ１９のコネクション番号付与の手順が直ちに実効される。
【０１６９】
そして引き続き、無線基地局２から鍵の種が送信され、無線端末３ではＭＡＣ処理部３４が鍵の種を抽出し、メモリ３６に設定することによって、図８のステップｓ２０に相当する暗号化通信が開始される。
【０１７０】
また、第２、第３の実施の形態についても、第１の実施の形態における手順変更に準じてログイン権の認証成功の通知、鍵の種の送信と設定等の手順変更を行って、暗号化通信を実行できる。
【０１７１】
第４に、暗号鍵の扱いの簡略化がある。即ち、第１〜第３の実施の形態では、
暗号設定鍵を無線基地局２とクライアント４それぞれに、初期設定の入力をしているが、この暗号設定鍵を固定して暗号化通信を行うようにしてもよい。または、この逆に、鍵の種は、固定したものとして、暗号設定鍵をパスワードの様に初期設定するようにして暗号化通信を行うようにしてもよい。
【０１７２】
また、より確実な認証方法、および暗号化方法として、例えば、無線ＬＡＮ上のホスト６とのログイン権を認証する手段、また無線基地局２と無線端末３との間の暗号化方法については、上記第１〜第３の実施の形態の説明においては、認証サーバ１とクライアント４とが共通鍵を用いる認証方法および暗号化方法が説明された。本発明は、共通鍵による認証方法や暗号化方法に加えて、認証サーバ１が発行する公開鍵とクライアント４が使用する秘密鍵との組合せを用いたクライアント４の認証方法、および無線基地局２と無線端末３との間の暗号化方法を用いているものであってもよい。
【０１７３】
この公開鍵と秘密鍵とを組合せる場合にあっては、上記説明において、公開鍵は認証サーバ１がクライアント４に対して行う暗号化の鍵情報、秘密鍵はクライアント４が認証サーバ１に対する暗号化の鍵情報に相当するものである。
【０１７４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、無線端末に接続されたクライアントと無線端末とは、無線端末とクライアントを分離して各クライアント毎に独立した認証を行えるので、複数のクライアントを１台の無線端末に接続して、無線基地局と無線端末との間で暗号化通信をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による認証暗号化無線通信システムの構成を示すブロック図。
【図２】本発明の認証暗号化無線通信システムの認証サーバおよび無線基地局の構成要素を示すブロック図。
【図３】本発明の認証暗号化無線通信システムの無線端末の構成要素を示すブロック図。
【図４】本発明の認証暗号化無線通信システムのクライアントの構成要素を示すブロック図。
【図５】本発明の認証暗号化無線通信システムで送受信されるパケットの構成を説明した図。
【図６】本発明による認証暗号化無線通信システムの基本的な認証・暗号化の過程を示したフローチャート。
【図７】本発明による認証暗号化無線通信システムの第１の実施の形態における初期設定の手順を示したフローチャート。
【図８】本発明による認証暗号化無線通信システムの第１の実施の形態における動作手順を示したフローチャート。
【図９】本発明の第２の実施の形態に置ける無線ＬＡＮの動作手順を示すフローチャート。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に置ける無線ＬＡＮの動作手順を示すフローチャート。
【図１１】従来の認証暗号化無線ＬＡＮシステムの構成を示すブロック図。
【図１２】従来の認証暗号化無線通信システムの認証暗号化の手順を示したフローチャート。
【符号の説明】
１  認証サーバ
１１  通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１２  認証管理部
１３  鍵管理部
１４  メモリ
１５  ＣＰＵ
２  無線基地局
２１  通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）
２２  暗号処理部
２３  ＲＦ部
２４  ＭＡＣ処理部
２５  監視制御部
２６  メモリ
３  無線端末
３１  端末インタフェース（Ｉ／Ｆ）
３２  暗号処理部
３３  ＲＦ部
３４  ＭＡＣ処理部
３５  監視制御部
３６  メモリ
４  クライアント
４１  端末インタフェース（Ｉ／Ｆ）
４２  暗号処理部
４３  ＲＦ部
４４  ＭＡＣ処理部
４５  監視制御部
４６  メモリ
５  ＬＡＮ（ローカル  エリア  ネットワーク）
６  ホスト
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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