(57)【要約】【課題】アクセスポイントに認証機能などの特別な機能を付加することなく、通信端末とアクセスポイントとの間の無線区間におけるセキュリティを確保する。【解決手段】地域ネットワーク２０を介して自端末が属するグループネットワーク３０Ａ、３０Ｂとの接続を行う通信端末１０Ａ、１０Ｂと、地域網管理サーバ２５とは、各通信端末のＭＡＣアドレスをキーとする事前共有鍵を共有している。通信端末が地域ネットワーク２０を介してグループネットワークとの通信を開始する際、事前共有鍵によってセキュリティが確保された地域網管理サーバとの接続を中継して、通信端末と認証サーバ７０Ａ、７０Ｂとの間で通信が行われる。認証に成功した場合、地域網管理サーバは、新たな主通信鍵を通信端末と宅側エッジスイッチとに設定する。その後は、通信端末とグループネットワークとの間において、主信号鍵によりセキュリティが確保された通信が行われる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信端末と前記複数の通信端末のそれぞれが属するネットワークとを接続する網間ネットワーク内に配置され、複数の通信端末と前記複数の通信端末のそれぞれが属するネットワークとの接続を管理するネットワーク管理サーバであって、
前記複数の通信端末のそれぞれに固有の共有鍵を事前に保持し、前記複数の通信端末のそれぞれとの間で、前記共有鍵による暗号／復号化による通信を行うネットワーク管理サーバ。
【請求項２】
複数の通信端末と前記複数の通信端末のそれぞれが属するネットワークとを接続する網間ネットワーク内に配置され、複数の通信端末と前記複数の通信端末のそれぞれが属するネットワークとの接続を管理するネットワーク管理サーバであって、
前記複数の通信端末のそれぞれに固有の共有鍵を事前に保持し、前記複数の通信端末のそれぞれから、暗号化された前記ネットワークでの認証に必要な情報を受信し、受信した情報を前記共有鍵によって復号し、前記通信端末の属するネットワーク内の認証サーバに対して、前記通信端末に係る前記ネットワークでの認証に必要な情報を送信するネットワーク管理サーバ。
【請求項３】
前記通信端末の属するネットワーク内の認証サーバにおける認証結果を前記認証サーバから受信し、前記認証結果を前記共有鍵によって暗号化して、前記通信端末に送信する請求項２に記載のネットワーク管理サーバ。
【請求項４】
前記網間ネットワークのエッジを構成し前記複数の通信端末側との接続を行うエッジスイッチ装置から、前記通信端末の位置情報を受信した場合、前記網間ネットワークにおける前記通信端末と前記ネットワークとの経路を設定し、前記網間ネットワークのエッジを構成し前記複数の通信端末側との接続を行う前記エッジスイッチ装置と、前記網間ネットワークのエッジを構成し前記ネットワーク側との接続を行うエッジスイッチ装置とに対して、前記経路による通信を可能とする経路情報を送信する請求項３に記載のネットワーク管理サーバ。
【請求項５】
前記通信端末の属するネットワーク内の認証サーバにおける認証結果が認証成功の場合、前記通信端末の識別情報に対応して、暗号用の主信号鍵を生成し、前記通信端末と、前記網間ネットワークのエッジを構成し前記複数の通信端末側との接続を行う前記エッジスイッチ装置とに対して、前記主信号鍵を送信する請求項３又は４に記載のネットワーク管理サーバ。
【請求項６】
前記通信端末に対して、前記主信号鍵を前記共有鍵によって暗号化して送信する請求項５に記載のネットワーク管理サーバ。
【請求項７】
前記通信端末の識別情報として、前記通信端末に固有のＭＡＣアドレスが用いられる請求項５又は６に記載のネットワーク管理サーバ。
【請求項８】
前記複数の通信端末のそれぞれから、前記共有鍵によって暗号化された前記エッジスイッチ装置の接続を切り替えたことを通知する移動通知情報を受信した場合、受信した情報を前記共有鍵によって復号し、前記通信端末が移動後に接続するエッジスイッチ装置に対して前記主信号鍵を送信するとともに、前記通信端末が移動前に接続していたエッジスイッチ装置に対して、前記移動した通信端末に係る前記主信号鍵の削除を要求する請求項５から７のいずれか１つに記載のネットワーク管理サーバ。
【請求項９】
一定時間ごとに、前記通信端末に対して、前記共有鍵の送信を要求し、前記通信端末の正当性を確認する請求項５から８のいずれか１つに記載のネットワーク管理サーバ。
【請求項１０】
前記通信端末の正当性が確認できなかった場合には、前記網間ネットワークのエッジを構成し前記複数の通信端末側との接続を行う前記エッジスイッチ装置と、前記網間ネットワークのエッジを構成し前記ネットワーク側との接続を行う前記エッジスイッチ装置とに対して、前記通信端末に係る経路情報の削除を要求する請求項９に記載のネットワーク管理サーバ。
【請求項１１】
前記請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載のネットワーク管理サーバを実現するため、前記ネットワーク管理サーバによって実行可能な通信用プログラム。
【請求項１２】
網間ネットワークを介して、自端末が属するネットワークとの接続を行う通信端末であって、
前記通信端末に固有の共有鍵を事前に保持する前記網間ネットワーク内のネットワーク管理サーバとの間で、前記共有鍵による暗号／復号化による通信を行う通信端末。
【請求項１３】
網間ネットワークを介して、自端末が属するネットワークとの接続を行う通信端末であって、
前記通信端末に固有の共有鍵を事前に保持する前記網間ネットワーク内のネットワーク管理サーバに対して、前記自端末が属するネットワークでの認証に必要な情報を前記共有鍵によって暗号化して送信する通信端末。
【請求項１４】
前記通信端末の属するネットワーク内の認証サーバにおける認証結果が共有鍵によって暗号化された情報を、前記ネットワーク管理サーバから受信し、受信した情報を前記共有鍵によって復号する請求項１３に記載の通信端末。
【請求項１５】
前記ネットワーク管理サーバから、前記通信端末の識別情報に対応した暗号用の主信号鍵を受信する請求項１３又は１４に記載の通信端末。
【請求項１６】
前記網間ネットワークのエッジを構成し、前記通信端末側との接続を行うエッジスイッチ装置との間で、前記主信号鍵による暗号／復号化による通信を行う請求項１５に記載の通信端末。
【請求項１７】
網間ネットワークを介して、自端末が属するネットワークとの接続を行う通信端末であって、
前記網間ネットワークのエッジを構成し、前記通信端末側との接続を行うエッジスイッチ装置の接続を切り替えた場合、前記通信端末に固有の共有鍵を事前に保持する前記網間ネットワーク内のネットワーク管理サーバに対して、前記エッジスイッチ装置の接続を切り替えたことを通知する移動通知情報を前記共有鍵によって暗号化して送信する通信端末。
【請求項１８】
前記ネットワーク管理サーバから前記共有鍵の送信を要求された場合には、前記ネットワーク管理サーバに対して前記共有鍵を送信する請求項１７に記載の通信端末。
【請求項１９】
前記請求項１２から請求項１８のいずれか１つに記載の通信端末を実現するため、前記通信端末によって実行可能な通信用プログラム。
【請求項２０】
複数の通信端末と前記複数の通信端末のそれぞれが属するネットワークとを接続する網間ネットワークのエッジを構成し、前記複数の通信端末側との接続を行うエッジスイッチ装置であって、
前記複数の通信端末のそれぞれからの前記ネットワークでの認証の要求を、前記複数の通信端末と前記複数の通信端末のそれぞれが属するネットワークとの接続を管理するネットワーク管理サーバに対して中継する場合、前記ネットワーク管理サーバに対して前記通信端末の位置情報を通知するエッジスイッチ装置。
【請求項２１】
前記ネットワーク管理サーバから、前記網間ネットワークにおける前記通信端末と前記ネットワークとの間で設定された経路による通信を可能とする経路情報を受信する請求項２０に記載のエッジスイッチ装置。
【請求項２２】
前記ネットワーク管理サーバから、前記通信端末の識別情報に対応した暗号用の主信号鍵を受信する請求項２０又は２１に記載のエッジスイッチ装置。
【請求項２３】
前記通信端末との間で、前記主信号鍵による暗号／復号化による通信を行う請求項２２に記載のエッジスイッチ装置。
【請求項２４】
前記ネットワーク管理サーバから、前記通信端末に係る前記主信号鍵の削除を要求された場合、前記主信号鍵の削除を行う請求項２２又は２３に記載のエッジスイッチ装置。
【請求項２５】
網間ネットワークを介して、自端末が属するネットワークとの接続を行う通信端末と、前記網間ネットワークのエッジを構成し前記複数の通信端末側との接続を行う宅側エッジスイッチ装置と、前記網間ネットワークのエッジを構成し前記ネットワーク側との接続を行う網側エッジスイッチ装置と、網側ネットワーク内に配置されて前記通信端末と前記ネットワークとの接続を管理するネットワーク管理サーバとにより構成されるネットワークシステムであって、
前記ネットワーク管理サーバが前記網側エッジスイッチ装置に接続されており、
前記宅側エッジスイッチ装置と前記網側エッジスイッチ装置との間が、前記通信端末と前記ネットワーク管理サーバとの間の第１の通信用トンネルと、前記通信端末と前記ネットワークとの間の第２の通信用トンネルとに分けて設定されるネットワークシステム。
【請求項２６】
前記通信端末と前記ネットワーク管理サーバとの間の通信に、ＩＥＥＥ８０２．１ｘを適用する請求項２５に記載のネットワークシステム。
【請求項２７】
前記ネットワーク管理サーバと前記宅側エッジスイッチ装置又は前記網側エッジスイッチ装置との間の通信に、ＳＮＭＰを適用する請求項２５又は２６に記載のネットワークシステム。
【請求項２８】
前記網側エッジスイッチ装置と前記宅側エッジスイッチ装置との間の通信に、ラベルスイッチングを適用する請求項２５から２７のいずれか１つに記載のネットワークシステム。
【請求項２９】
前記網側エッジスイッチ装置と前記宅側エッジスイッチ装置との間の通信に、ＶＬＡＮスイッチングを適用する請求項２５から２７のいずれか１つに記載のネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセスネットワークでの暗号化及びユーザの認証が必要な公衆ネットワークシステム、特に、モバイルネットワークシステムにおけるネットワーク管理サーバ、通信端末、エッジスイッチ装置、通信用プログラム並びにネットワークシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、公衆インターネット接続網や企業用ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）接続への認証方式としては、ＰＰＰ（Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−Ｐｏｉｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルを用いた方式が一般的である。ＰＰＰには、ユーザの認証機能やＩＳＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｐｒｏｖｉｄｅｒ：インターネット・サービス・プロバイダ）による加入者のＩＰアドレス付与などの機能がある。これらの機能をＥｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）（イーサネット（Ｒ））上に実現するため、アクセス網側はＰＰＰｏＥ（ＰＰＰ  ｏｖｅｒ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ））と呼ばれるプロトコルでＰＰＰパケットを運んでいる。局側はＰＰＰｏＥを終端する。
【０００３】
また、その他の従来の無線インターネットサービスの移動認証方式の例として、下記の非特許文献１に記載されている技術が挙げられる。図１５は、従来の技術に係るネットワークシステムの一構成例を示す図であり、図１６は、従来の技術に係るネットワークシステムの一構成例におけるシーケンス図である。なお、図１６に示すシーケンスは、基本的に、非特許文献１の内容と同一である。
【０００４】
図１５に示す従来のネットワークでは、アクセスポイント（ベースルータ）に認証機能を保持させ、１往復のメッセージのみで、通信端末１１０の認証を行うことによって、迅速な認証を可能としている。まず、アクセスポイント１１５は、通信端末１１０に対して時刻情報をブロードキャストする。その時刻情報を受信した通信端末１１０は、認証サーバ１７０との間で交換している秘密鍵を用いて、時刻を種とするハッシュ値を生成し、アクセスポイントに認証要求として、時刻情報及びハッシュ値を送信する。認証サーバ１７０は、受け取った時刻情報から秘密鍵を用いてハッシュ値を計算する。そして、計算結果が受信したハッシュ値と同一か否かを確かめ、同一ならば認証応答として認証成功であることをアクセスポイント１１５に送信し、アクセスポイント１１５は、認証応答を通信端末１１０に転送する。
【０００５】
【非特許文献１】
「無線インターネットサービスに必要なセキュリティを提供する高速認証システム」，情報処理学会研究報告  ２００１−ＤＰＳ−１０７，２００２年  ３月
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＰＰＰｏＥによるアクセスでは、ＰＰＰｏＥセッションが、通信端末とＢＡＳ（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｅｒｖｅｒ）と呼ばれる網側の終端装置との間で張られる。そのため、通信端末の移動時に無線リンクが切れた際、ＰＰＰｏＥセッションから張りなおす必要があり、ＰＰＰによる認証を再び行う必要がある。したがって、迅速に無線の切替移動を行うことが困難である。
【０００７】
また、非特許文献１に記載の技術には、次のような問題点が存在する。まず、基地局と通信端末を独自仕様で構築しているため、現在、非常に安価になっている汎用のアクセスポイントを利用することができず、安価なネットワークの利用というインターネットの利点が損なわれてしまうおそれがあるという問題がある。また、認証サーバ側と通信端末も独自の仕様にする必要があるため、コストが高くなってしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、上記問題点に鑑み、本発明では、アクセスポイントに認証機能などの特別な機能を付加することなく、セキュリティの確保されたネットワークシステムを提供し、特に、通信端末とアクセスポイントとの間の無線区間におけるセキュリティを確保することが可能なモバイルネットワークシステムにおけるネットワーク管理サーバ、通信端末、エッジスイッチ装置、通信用プログラム並びにネットワークシステムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、複数の通信端末と複数の通信端末のそれぞれが属するネットワークとを接続する網間ネットワーク内に配置され、複数の通信端末と複数の通信端末のそれぞれが属するネットワークとの接続を管理するネットワーク管理サーバであって、複数の通信端末のそれぞれに固有の共有鍵を事前に保持し、複数の通信端末のそれぞれとの間で、共有鍵による暗号／復号化による通信を行うよう構成する。
この構成により、アクセスポイントに認証機能などの特別な機能を付加することなく、セキュリティの確保されたネットワークシステムを提供することが可能となり、特に、通信端末とアクセスポイントとの間の無線区間におけるセキュリティを確保することが可能となる。
【００１０】
また、本発明は、複数の通信端末と複数の通信端末のそれぞれが属するネットワークとを接続する網間ネットワーク内に配置され、複数の通信端末と複数の通信端末のそれぞれが属するネットワークとの接続を管理するネットワーク管理サーバであって、複数の通信端末のそれぞれに固有の共有鍵を事前に保持し、複数の通信端末のそれぞれから、暗号化されたネットワークでの認証に必要な情報を受信し、受信した情報を共有鍵によって復号し、通信端末の属するネットワーク内の認証サーバに対して、通信端末に係るネットワークでの認証に必要な情報を送信するよう構成する。
この構成により、アクセスポイントに認証機能などの特別な機能を付加することなく、セキュリティの確保されたネットワークシステムを提供することが可能となり、特に、通信端末が、所望のネットワークに接続する際に送信すべき認証に必要な情報に関して、所望の通信端末とアクセスポイントとの間の無線区間におけるセキュリティを確保することが可能となる。
【００１１】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、通信端末の属するネットワーク内の認証サーバにおける認証結果を認証サーバから受信し、認証結果を共有鍵によって暗号化して、通信端末に送信するよう構成する。
この構成により、アクセスポイントに認証機能などの特別な機能を付加することなく、セキュリティの確保されたネットワークシステムを提供することが可能となり、特に、認証サーバから通信端末に対して中継を行う認証結果に関して、所望の通信端末とアクセスポイントとの間の無線区間におけるセキュリティを確保することが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、網間ネットワークのエッジを構成し複数の通信端末側との接続を行うエッジスイッチ装置から、通信端末の位置情報を受信した場合、網間ネットワークにおける通信端末とネットワークとの経路を設定し、網間ネットワークのエッジを構成し複数の通信端末側との接続を行うエッジスイッチ装置と、網間ネットワークのエッジを構成しネットワーク側との接続を行うエッジスイッチ装置とに対して、経路による通信を可能とする経路情報を送信するよう構成する。
この構成により、通信端末が所望のネットワークに接続する際の中継ネットワークとなる宅側エッジスイッチ装置と網側エッジスイッチ装置との間のネットワークにおける経路を管理することが可能となる。
【００１３】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、通信端末の属するネットワーク内の認証サーバにおける認証結果が認証成功の場合、通信端末の識別情報に対応して、暗号用の主信号鍵を生成し、通信端末と、網間ネットワークのエッジを構成し複数の通信端末側との接続を行うエッジスイッチ装置とに対して、主信号鍵を送信するよう構成する。
この構成により、通信端末及び宅側エッジスイッチ装置に、新たに共通の主信号通信用の主信号鍵を設定することが可能となる。
【００１４】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、通信端末に対して、主信号鍵を共有鍵によって暗号化して送信するよう構成する。
この構成により、通信端末に送る主信号鍵を暗号化し、外部から主信号鍵を盗取されないようにすることが可能となる。
【００１５】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、通信端末の識別情報として、通信端末に固有のＭＡＣアドレスが用いられるよう構成する。
この構成により、主信号鍵と通信端末とを１対１に関係付けることが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、複数の通信端末のそれぞれから、共有鍵によって暗号化されたエッジスイッチ装置の接続を切り替えたことを通知する移動通知情報を受信した場合、受信した情報を共有鍵によって復号し、通信端末が移動後に接続するエッジスイッチ装置に対して主信号鍵を送信するとともに、通信端末が移動前に接続していたエッジスイッチ装置に対して、移動した通信端末に係る主信号鍵の削除を要求するよう構成する。
この構成により、通信端末が宅側エッジスイッチ装置の接続を変更した場合、この接続変更に従って、エッジスイッチ装置の主信号鍵を移動することが可能となり、認証処理を再び行うことなく、通信端末の移動をサポートすることが可能となる。
【００１７】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、一定時間ごとに、通信端末に対して、共有鍵の送信を要求し、通信端末の正当性を確認するよう構成する。
この構成により、一定時間ごとに、通信端末の正当性を確認することが可能となる。
【００１８】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、通信端末の正当性が確認できなかった場合には、網間ネットワークのエッジを構成し複数の通信端末側との接続を行うエッジスイッチ装置と、網間ネットワークのエッジを構成しネットワーク側との接続を行うエッジスイッチ装置とに対して、通信端末に係る経路情報の削除を要求するよう構成する。
この構成により、偽のユーザ又は通信端末に対して、通信を行うことができないようにすることが可能となる。
【００１９】
また、本発明によれば、上記のネットワーク管理サーバを実現するため、ネットワーク管理サーバによって実行可能な通信用プログラムが提供される。
これにより、一般的なコンピュータによってネットワーク管理サーバを実現することが可能となる。
【００２０】
また、本発明は、網間ネットワークを介して、自端末が属するネットワークとの接続を行う通信端末であって、通信端末に固有の共有鍵を事前に保持する網間ネットワーク内のネットワーク管理サーバとの間で、共有鍵による暗号／復号化による通信を行うよう構成する。
この構成により、アクセスポイントに認証機能などの特別な機能を付加することなく、セキュリティの確保されたネットワークシステムを提供することが可能となり、特に、通信端末とアクセスポイントとの間の無線区間におけるセキュリティを確保することが可能となる。
【００２１】
また、本発明は、網間ネットワークを介して、自端末が属するネットワークとの接続を行う通信端末であって、通信端末に固有の共有鍵を事前に保持する網間ネットワーク内のネットワーク管理サーバに対して、自端末が属するネットワークでの認証に必要な情報を共有鍵によって暗号化して送信するよう構成する。
この構成により、アクセスポイントに認証機能などの特別な機能を付加することなく、セキュリティの確保されたネットワークシステムを提供することが可能となり、特に、通信端末が、所望のネットワークに接続する際に送信すべき認証に必要な情報に関して、所望の通信端末とアクセスポイントとの間の無線区間におけるセキュリティを確保することが可能となる。
【００２２】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、通信端末の属するネットワーク内の認証サーバにおける認証結果が共有鍵によって暗号化された情報を、ネットワーク管理サーバから受信し、受信した情報を共有鍵によって復号するよう構成する。
この構成により、アクセスポイントに認証機能などの特別な機能を付加することなく、セキュリティの確保されたネットワークシステムを提供することが可能となり、特に、通信端末が認証サーバから受信する認証結果に関して、所望の通信端末とアクセスポイントとの間の無線区間におけるセキュリティを確保することが可能となる。
【００２３】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、ネットワーク管理サーバから、通信端末の識別情報に対応した暗号用の主信号鍵を受信するよう構成する。
この構成により、新たに主信号通信用の主信号鍵を取得することが可能となる。
【００２４】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、網間ネットワークのエッジを構成し、通信端末側との接続を行うエッジスイッチ装置との間で、主信号鍵による暗号／復号化による通信を行うよう構成する。
この構成により、宅側エッジスイッチ装置との間の通信を、主信号鍵によって暗号化することが可能となる。
【００２５】
また、本発明は、網間ネットワークを介して、自端末が属するネットワークとの接続を行う通信端末であって、網間ネットワークのエッジを構成し、通信端末側との接続を行うエッジスイッチ装置の接続を切り替えた場合、通信端末に固有の共有鍵を事前に保持する網間ネットワーク内のネットワーク管理サーバに対して、エッジスイッチ装置の接続を切り替えたことを通知する移動通知情報を共有鍵によって暗号化して送信するよう構成する。
この構成により、通信端末が移動して宅側エッジスイッチ装置の接続を切り替えた場合、その移動をネットワーク管理サーバに通知することが可能となる。
【００２６】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、ネットワーク管理サーバから共有鍵の送信を要求された場合には、ネットワーク管理サーバに対して共有鍵を送信するよう構成する。
この構成により、一定時間ごとにネットワーク管理サーバに対して、自端末の正当性を通知することが可能となる。
【００２７】
また、本発明によれば、上記の通信端末を実現するため、通信端末によって実行可能な通信用プログラムが提供される。
これにより、一般的なコンピュータによってネットワーク管理サーバを実現することが可能となる。
【００２８】
また、本発明は、複数の通信端末と複数の通信端末のそれぞれが属するネットワークとを接続する網間ネットワークのエッジを構成し、複数の通信端末側との接続を行うエッジスイッチ装置であって、複数の通信端末のそれぞれからのネットワークでの認証の要求を、複数の通信端末と複数の通信端末のそれぞれが属するネットワークとの接続を管理するネットワーク管理サーバに対して中継する場合、ネットワーク管理サーバに対して通信端末の位置情報を通知するよう構成する。
この構成により、通信端末の認証時に、同時に、ネットワーク管理サーバが経路の設定を行えるようにすることが可能となる。
【００２９】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、ネットワーク管理サーバから、網間ネットワークにおける通信端末とネットワークとの間で設定された経路による通信を可能とする経路情報を受信するよう構成する。
この構成により、ネットワーク管理サーバによって設定された経路に従って、通信端末からの情報、又は、通信端末への情報を中継することが可能となる。
【００３０】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、ネットワーク管理サーバから、通信端末の識別情報に対応した暗号用の主信号鍵を受信するよう構成する。
この構成により、新たに主信号通信用の主信号鍵を取得することが可能となる。
【００３１】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、通信端末との間で、主信号鍵による暗号／復号化による通信を行うよう構成する。
この構成により、通信端末との間の通信を、主信号鍵によって暗号化することが可能となる。
【００３２】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、ネットワーク管理サーバから、通信端末に係る主信号鍵の削除を要求された場合、主信号鍵の削除を行うよう構成する。
この構成により、通信端末が移動し、当該エッジスイッチ装置との接続が切れて、通信端末との当該エッジスイッチ装置との通信が行われなくなった時点で、ネットワーク管理サーバからの要求に従って、主信号鍵を削除することが可能となる。
【００３３】
また、本発明は、網間ネットワークを介して、自端末が属するネットワークとの接続を行う通信端末と、網間ネットワークのエッジを構成し複数の通信端末側との接続を行う宅側エッジスイッチ装置と、網間ネットワークのエッジを構成しネットワーク側との接続を行う網側エッジスイッチ装置と、網側ネットワーク内に配置されて通信端末とネットワークとの接続を管理するネットワーク管理サーバとにより構成されるネットワークシステムであって、ネットワーク管理サーバが網側エッジスイッチ装置に接続されており、宅側エッジスイッチ装置と網側エッジスイッチ装置との間が、通信端末とネットワーク管理サーバとの間の第１の通信用トンネルと、通信端末とネットワークとの間の第２の通信用トンネルとに分けて設定されるよう構成する。
この構成により、宅側エッジスイッチ装置と網側エッジスイッチ装置との間で、異なる論理パスを設定し、所望の通信装置同士が確実に通信を行えるようにすることが可能となる。
【００３４】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、通信端末とネットワーク管理サーバとの間の通信に、ＩＥＥＥ８０２．１ｘを適用するよう構成する。
この構成により、通信端末とネットワーク管理サーバとの間の通信に関して、既存のＩＥＥＥ８０２．１ｘ及びその拡張を利用することが可能となる。
【００３５】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、ネットワーク管理サーバと宅側エッジスイッチ装置又は網側エッジスイッチ装置との間の通信に、既存のＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を適用するよう構成する。この構成により、ネットワーク管理サーバと宅側エッジスイッチ装置又は網側エッジスイッチ装置との間の通信に関して、ＳＮＭＰ又はその拡張を利用することが可能となる。
【００３６】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、網側エッジスイッチ装置と宅側エッジスイッチ装置との間の通信に、ラベルスイッチングを適用するよう構成する。
この構成により、網側エッジスイッチ装置と宅側エッジスイッチ装置との間の網間ネットワークの通信に関して、既存のＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｌａｂｅｌ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）プロトコルなどを利用することが可能となる。
【００３７】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、網側エッジスイッチ装置と宅側エッジスイッチ装置との間の通信に、ＶＬＡＮスイッチングを適用するよう構成する。
この構成により、網側エッジスイッチ装置と宅側エッジスイッチ装置との間の網間ネットワークの通信に関して、既存のＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）プロトコルなどを利用することが可能となる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明のネットワーク管理サーバ、通信端末、エッジスイッチ装置、通信用プログラム並びにネットワークシステムの実施の形態について説明する。
【００３９】
＜第１の実施の形態：初期認証＞
まず、図１を参照しながら、本発明の第１の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態では、主に、初期認証時の動作について説明する。図１は、本発明に係るネットワークシステムの基本的な構成の一例を示す図である。
【００４０】
通信端末１０ＡはグループＡに所属し、端末１０ＢはグループＢに所属している。それぞれの通信端末１０Ａ、１０Ｂは、地域ネットワーク（地域網）２０を通して、所属しているグループネットワーク３０Ａ、３０Ｂとの通信を行う。なお、グループＡのネットワークをグループネットワーク３０Ａと呼び、グループＢのネットワークをグループネットワーク３０Ｂと呼ぶことにする。
【００４１】
地域ネットワーク２０には、宅側エッジ側に宅側エッジスイッチ（宅側エッジスイッチ装置、単にエッジスイッチ装置と呼ぶこともある）４０、網側エッジ側に網側エッジスイッチ（網側エッジスイッチ装置）５０が配置されている。また、地域ネットワーク２０には、通信端末１０Ａ、１０Ｂとグループネットワーク３０Ａ、３０Ｂとの通信の管理を行う地域網管理サーバ（ネットワーク管理サーバ）２５が配置されている。なお、宅側は、通信端末１０Ａ、１０Ｂとの接続を行う側を指し、網側は、グループネットワーク３０Ａ、３０Ｂとの接続を行う側を指す。また、エッジとは、ネットワークの端部であり、そのネットワークに属さない通信装置との接続を行うことが可能な通信装置を指す。
【００４２】
地域ネットワーク２０の宅側ポートと通信端末１０Ａ、１０Ｂとの間は、アクセスネットワークを通して接続可能であり、通信端末１０Ａ、１０Ｂは、アクセスポイント１５などとの無線通信によって、このアクセスネットワークと接続可能である。また地域ネットワーク２０の網側は、各グループのエッジルータ６０Ａ、６０Ｂを通して、グループネットワーク３０Ａ、３０Ｂと接続可能である。
【００４３】
また、それぞれのグループネットワーク３０Ａ、３０Ｂには、それぞれのグループの認証を行う認証サーバ７０Ａ、７０Ｂが設置される。各々のグループの認証サーバ７０Ａ、７０Ｂは、各通信端末１０Ａ、１０Ｂの認証情報（ユーザ認証情報）を保持するＲＡＤＩＵＳ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｄｉａｌ  Ｉｎ  Ｕｓｅｒ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）サーバを用いることが可能である。通信端末１０Ａ、１０Ｂが、自分の所属するグループネットワーク３０Ａ、３０Ｂとの通信を行う場合、認証サーバ７０Ａ、７０Ｂによる通信端末１０Ａ、１０Ｂの認証が行われる。
【００４４】
上記の各構成要素はそれぞれ、以下の情報を事前に保持している必要がある。通信端末１０Ａ、１０Ｂは、ユーザＩＤ及びパスワードと、事前共有鍵（例えば、各通信端末１０Ａ、１０Ｂに固有のＭＡＣアドレス）を保持している。また、地域網管理サーバ２５は、ユーザＩＤとグループ識別子との関係が記述された情報（ユーザ／グループ管理情報）と、各通信端末１０Ａ、１０Ｂの事前共有鍵とを保持している。また、宅側エッジスイッチ４０は、地域網管理サーバ２５と通信端末１０Ａ、１０Ｂとの経路情報を保持している。認証サーバ７０Ａ、７０Ｂは、ユーザＩＤとパスワードとの関係が記述された情報（ユーザ認証情報）を保持している。
【００４５】
ユーザＩＤ及びパスワードは、グループネットワーク３０Ａ、３０Ｂにおいて管理されるものであり、このユーザ情報を用いて、各通信端末１０Ａ、１０Ｂが各グループに属していることが認証される。例えば、ユーザＩＤ及びパスワードは、企業や学校などの組織内のネットワークにおいて管理されている。また、事前共有鍵は、通信端末１０Ａ、１０Ｂと地域網管理サーバ２５との間で共有して保持しておく鍵であり、この鍵は、他人に知られないように、通信端末１０Ａ、１０Ｂ及び地域網管理サーバ２５において管理される。
【００４６】
次に、図１に示すネットワークシステムにおける初期認証シーケンスについて説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態における初期認証の前半部を示す初期認証シーケンス図である。初期認証シーケンスを行う際には、通信端末１０Ａ、１０Ｂと地域網管理サーバ２５との間で、すべての情報に関して事前共有鍵による暗号化通信が行われ、ユーザＩＤ及びパスワードに対するセキュリティが確保される。なお、通信端末１０Ａ、１０Ｂと地域網管理サーバ２５との間の通信には、ＩＥＥＥ８０２．１ｘが用いられる。また、初期認証に関しては、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ＋ＥＡＰ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のフローがそのまま用いられる。ただし、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ（以降、単に８０２．１ｘと呼ぶこともある）の特徴であるポート認証ではなく、通信端末のＭＡＣアドレスごとにパケットの転送の可否を設定できるようにする。
【００４７】
まず、通信端末１０Ａ、１０Ｂは、事前共有鍵により暗号化して、ＥＡＰ−Ｓｔａｒｔを地域網管理サーバ２５に送信し、通信を開始する（ステップＳ２０１）。なお、ＥＡＰ−Ｓｔａｒｔは、宅側エッジスイッチ４０によってＭＡＣブリッジ転送される。地域網管理サーバ２５はこの情報を受信し、送信元の通信端末１０Ａ、１０Ｂの事前共有鍵を用いて復号（復号化とも言う）する（ステップＳ２０２）。
【００４８】
地域管理網サーバ２５は、事前共有鍵により暗号化して、ＥＡＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｉｄｅｎｔｉｔｙを通信端末１０Ａ、１０Ｂに送信し、ユーザＩＤを要求する（ステップＳ２０３）。通信端末１０Ａ、１０Ｂはこの情報を受信し、事前共有鍵を用いて復号する（ステップＳ２０４）。そして、通信端末１０Ａ、１０Ｂは、事前共有鍵により暗号化して、ユーザＩＤを含むＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ／Ｉｄｅｎｔｉｔｙを地域網管理サーバ２５に送信する（ステップＳ２０５）。地域網管理サーバ２５はこの情報を受信し、送信元の通信端末１０Ａ、１０Ｂの事前共有鍵を用いて復号する（ステップＳ２０６）。また、地域網管理サーバ２５は、ユーザＩＤを含むＲａｄｉｕｓ−Ａｃｃｅｓｓ−Ｒｅｑｕｅｓｔを各通信端末１０Ａ、１０Ｂに属するグループ内の認証サーバ７０Ａ、７０Ｂに送信する。なお、地域網管理サーバ２５と認証サーバ７０Ａ、７０Ｂとの間の通信には、ＲＡＤＩＵＳプロトコルが用いられる。
【００４９】
認証サーバ７０Ａ、７０Ｂはこの情報を受信し、Ｒａｄｉｕｓ−Ａｃｃｅｓｓ−Ｃｈａｌｌｅｎｇｅを地域網管理サーバ２５に返し、地域管理網サーバ２５は、事前共有鍵により暗号化して、ＥＡＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔを通信端末１０Ａ、１０Ｂに送信する（ステップＳ２０７）。通信端末１０Ａ、１０Ｂはこの情報を受信し、事前共有鍵を用いて復号する（ステップＳ２０８）。そして、通信端末１０Ａ、１０Ｂは、事前共有鍵により暗号化して、パスワードを含むＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅを地域網管理サーバ２５に送信する（ステップＳ２０９）。地域網管理サーバ２５はこの情報を受信し、送信元の通信端末１０Ａ、１０Ｂの事前共有鍵を用いて復号し（ステップＳ２１０）、ユーザＩＤのときと同様に、パスワードを含むＲａｄｉｕｓ−Ａｃｃｅｓｓ−Ｒｅｑｕｅｓｔを認証サーバ７０Ａ、７０Ｂに送信する。
【００５０】
認証サーバ７０Ａ、７０Ｂは、事前に保持しているユーザ認証情報と、通信端末１０Ａ、１０Ｂから送られてきたユーザＩＤ及びパスワードとを比較し、認証に成功した場合には、Ｒａｄｉｕｓ−Ａｃｃｅｓｓ−Ｓｕｃｃｅｓｓを地域網管理サーバ２５に返す。この情報を受けて、地域管理網サーバ２５は、事前共有鍵により暗号化して、ＥＡＰ−Ｓｕｃｃｅｓｓを通信端末１０Ａ、１０Ｂに送信し、認証成功を通知する（ステップＳ２１１）。通信端末１０Ａ、１０Ｂはこの情報を受信し、事前共有鍵を用いて復号する（ステップＳ２１２）。
【００５１】
また、図３は、本発明の第１の実施の形態における初期認証の後半部を示す初期認証シーケンス図である。ステップＳ２１１で地域網管理サーバ２５がＥＡＰ−Ｓｕｃｃｅｓｓを通信端末１０Ａ、１０Ｂに対して通知する際、地域網管理サーバ２５は、通信端末１０Ａ、１０ＢのＭＡＣアドレスを格納し、そのＭＡＣアドレスに対応する主信号鍵を設定する（ステップＳ３０１）。地域網管理サーバ２５は、そのＭＡＣアドレスを有するパケットの転送可否情報として、ＭＡＣアドレス及びそのＭＡＣアドレスに対応する主信号鍵を宅側エッジスイッチ４０に送信する。なお、図２に示すシーケンスを行う間に、宅側エッジスイッチ４０が通信端末１０Ａ、１０ＢのＭＡＣアドレスを格納することも可能であり、この場合には、主信号鍵と、その主信号鍵が設定された通信端末１０Ａ、１０Ｂを識別する情報とを送信すればよい。
【００５２】
宅側エッジスイッチ４０は主信号鍵を受信して、ＭＡＣアドレスと主信号鍵との対応を登録する（ステップＳ３０２）。なお、主信号鍵は、事前共有鍵とは異なるものであり、事前共有鍵は、通信端末１０Ａ、１０Ｂと地域網管理サーバ２５との間で事前に共有されている鍵、主信号鍵は、認証に成功して実際に通信を行う場合の主信号の暗号化を行うための鍵である。
【００５３】
具体的には、例えば、『００−８０−４５−２３−２１−ｆｅ』  というＭＡＣアドレスを有する通信端末１０Ａ、１０Ｂが、それぞれのグループネットワーク３０Ａ、３０Ｂに対する認証に成功した場合、『００−８０−４５−２３−２１−ｆｅ』というＭＡＣアドレスと主信号鍵との対応が設定される。宅側エッジスイッチ４０は、主信号鍵のキーとして登録されていないＭＡＣアドレスのパケットを転送することはできない。
【００５４】
なお、地域網管理サーバ２５から宅側エッジスイッチ４０に対して、通信端末１０Ａ、１０Ｂの主信号鍵の設定が行われる場合には、ＳＮＭＰなどのネットワークオペレーションプロトコルを用いることも可能である。
【００５５】
また、地域管理網サーバ２５は、事前共有鍵により暗号化して、主信号鍵を通信端末１０Ａ、１０Ｂに送信する（ステップＳ３０３）。通信端末１０Ａ、１０Ｂはこの情報を受信し、事前共有鍵を用いて復号する（ステップＳ３０４）。そして、通信端末１０Ａ、１０Ｂは、地域網管理サーバ２５から取得した主信号鍵を格納する。以降の主信号通信の際には、この主信号鍵を用いて、データの暗号／復号化（暗復号化とも言う）の処理が行われて、通信端末１０Ａ、１０Ｂと宅側エッジスイッチ４０との通信が行われる（ステップＳ３０５、Ｓ３０６）。これにより、通信端末１０Ａ、１０Ｂと宅側エッジスイッチ４０との間の無線区間が、主信号鍵により暗号化される暗号化区間となる。
【００５６】
また、通信端末１０Ａ、１０Ｂと宅側エッジスイッチ４０との間に、アクセスポイント１５を設置する場合は、通信端末１０Ａ、１０Ｂの位置情報を経路情報として管理する必要がある。この場合、通信端末の認証要求時に、どの宅側エッジスイッチ４０のどのアクセスポイントに通信端末１０Ａ、１０Ｂが接続されているかを、地域網管理サーバ２５が宅側エッジスイッチ４０に対して送信する。これにより、地域網管理サーバ２５が、経路情報の管理を担うことが可能となる。
【００５７】
図４は、本発明の第１の実施の形態における初期認証及び経路設定シーケンス図である。なお、図４のシーケンスも、図２のシーケンスと同様に、図１に続くシーケンスである。宅側エッジスイッチ４０は、ＥＡＰ−Ｓｕｃｃｅｓｓの転送を契機に、通信端末１０Ａ、１０Ｂの位置情報を地域網管理サーバ２５に対して通知する（ステップＳ４０１）。このとき、通信端末１０Ａ、１０Ｂから地域網管理サーバ２５に送られる任意のパケットに、通信端末１０Ａ、１０Ｂの位置情報を付加して送信することも可能である。地域網管理サーバ２５は、通知された位置情報を基に、宅側エッジスイッチ４０及び網側エッジスイッチ５０に対して、該当する通信端末１０Ａ、１０Ｂに関する経路情報の設定を要求する（ステップＳ４０２）。
【００５８】
なお、その後のステップＳ４０３〜Ｓ４０７は、図３に示すステップＳ３０２〜Ｓ３０６と同一である。また、主信号通信が行われている際にも、地域網管理サーバ２５が、通信端末１０Ａ、１０Ｂの位置情報を基に、経路設定の要求を行うことも可能である（ステップＳ４０８）。また、地域網管理サーバ２５から宅側エッジスイッチ４０に対して、通信端末１０Ａ、１０Ｂの経路設定が行われる場合には、ＳＮＭＰなどのネットワークオペレーションプロトコルを用いることも可能である。
【００５９】
＜第２の実施の形態：移動認証＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態では、主に、移動認証時の動作について説明し、特に、通信端末が宅側エッジスイッチを切り替える場合の動作について説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態における移動認証の概要を説明するための図である。なお、図５では、グループＢに属する通信端末１０Ｂが、宅側エッジスイッチ４０の接続を切り替えた場合の通信の流れの変化を図示しており、移動前に接続していた宅側エッジスイッチ（移動前の宅側エッジスイッチ）４０を宅側エッジスイッチ４０Ｘ、新しく接続した宅側エッジスイッチ（移動後の宅側エッジスイッチ）を宅側エッジスイッチ４０Ｙとしている。
【００６０】
通信端末１０Ｂが宅側エッジスイッチ４０の接続を切り替えた場合、移動後の宅側エッジスイッチ４０Ｙを通じて、通信端末１０Ｂから地域網管理サーバ２５にその移動が通知され（図５の▲１▼移動通知）、地域網管理サーバ２５から移動後の宅側エッジスイッチ４０Ｙに主信号鍵が配布され（図５の▲２▼主信号鍵配布）、移動前の宅側エッジスイッチ４０Ｘの主信号鍵が削除される（図５の▲３▼主信号鍵削除）。
【００６１】
図６は、本発明の第２の実施の形態における移動認証シーケンス図である。通信端末１０Ｂは、移動前の宅側エッジスイッチ４０Ｘに接続するアクセスポイント１５を通じて、ホスト（通信相手）との間で主信号通信を行いながら移動し、別の宅側エッジスイッチ４０に接続するアクセスポイント１５に接続を切り替える。このとき、通信端末１０Ｂは、無線リンク上で移動を検知し（ステップＳ６０１）、その後、新しいアクセスポイント１５とのリンクを確立する（ステップＳ６０２）。
【００６２】
そして、通信端末１０Ｂは、移動後の宅側エッジスイッチ４０Ｙとの間におけるセキュリティを確保するため、地域網管理サーバ２５に対して、事前共有鍵により暗号化して、移動通知を行う（ステップＳ６０３）。ここでは、通信端末１０Ｂは、例えば、イーサパケットのペイロード部分を事前共有鍵で暗号化して、移動通知に係る情報を地域網管理サーバ２５に送信する。地域網管理サーバ２５はこの情報を受信し、送信元の通信端末１０Ｂの事前共有鍵を用いて復号する（ステップＳ６０４）。
【００６３】
地域網管理サーバ２５は、この移動通知を受けて、通信端末１０ＢのＭＡＣアドレスからその通信端末１０Ｂに対応して設定されている主信号鍵を読み出す（ステップＳ６０５）。そして、通信端末１０ＢのＭＡＣアドレス及びそのＭＡＣアドレスに対応する主信号鍵を移動後の宅側エッジスイッチ４０Ｙに送信して、移動後の宅側エッジスイッチ４０Ｙに通信端末１０Ｂの主信号鍵が設定されるようにする。また、移動前の宅側エッジスイッチ４０Ｘに通信端末１０Ｂの主信号鍵の削除要求を行い、移動前の宅側エッジスイッチ４０Ｘに格納されている通信端末１０Ｂの主信号鍵の削除を行う。
【００６４】
また、移動後も通信端末１０Ｂが通信を行えるように、宅側エッジスイッチ４０Ｙ及び網側エッジスイッチ５０の経路情報の書き替えが行われる必要がある。移動後の宅側エッジスイッチ４０Ｙは、通信端末１０Ｂからの移動通知を契機に、通信端末１０Ｂの位置情報を地域網管理サーバ２５に対して通知する。地域網管理サーバ２５は、通知された位置情報を基に、宅側エッジスイッチ４０Ｙ及び網側エッジスイッチ５０に対して、該当する通信端末１０Ａ、１０Ｂに関する経路情報の設定を開始し（ステップＳ６０６）、経路情報を要求する。
【００６５】
これにより、通信端末が移動した場合でも、認証サーバによる認証を行わずに、通信端末の移動をサポートすることが可能となり、通信端末１０Ｂと移動後の宅側エッジスイッチ４０Ｙとの間の無線区間で、主信号鍵による暗号化通信が可能となる。また、移動前の宅側エッジスイッチ４０Ｘ内に存在する通信端末１０Ｂに係る情報を削除することで、不必要となった情報を削除し、通信システムのセキュリティを高めることが可能となり、さらに、宅側エッジスイッチ４０は、常に、配下の通信端末１０Ｂのみの主信号鍵を保持すればよく、スケーラビリティの点から、すべての端末のそれを保持する必要がなくなり効率的である。なお、地域網管理サーバ２５から宅側エッジスイッチ４０Ｘ、４０Ｙに対して、通信端末１０Ｂの経路設定が行われる場合には、ＳＮＭＰなどのネットワークオペレーションプロトコルを用いることも可能である。
【００６６】
また、通信端末１０Ｂからの移動通知に関しては、ＩＥＥＥ８０２．１ｘに規定されているＥＡＰＯＬ（ＥＡＰ  ｏｖｅｒ  ＬＡＮ）−Ｋｅｙパケットを用いることが可能である。ＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙパケットは、暗号用の鍵を交換するためのパケットフレームである。通信端末１０Ｂから地域網管理サーバ２５に対しては、実際に自分が管理している主信号鍵を送ることも可能であり、また、鍵の部分を空にして送ることも可能である。地域網管理サーバ２５によるＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙパケットの受信は、地域網管理サーバ２５が、移動後の宅側エッジスイッチ４０Ｙに対して主信号鍵の設定を開始する契機となる。なお、地域網管理サーバ２５から宅側エッジスイッチ４０に対して、通信端末１０Ｂの主信号鍵の設定が行われる場合には、ＳＮＭＰなどのネットワークオペレーションプロトコルを用いることも可能である。
【００６７】
＜第３の実施の形態：定期認証＞
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態では、主に、地域網管理サーバが一定時間ごとに通信端末の認証を行う定期認証時の動作について説明する。図７は、本発明の第３の実施の形態における定期認証の概要を説明するための図である。なお、図７では、地域網管理サーバ２５がグループＢに属する通信端末１０Ｂに対して定期認証を行う様子を図示している。また、図７では、グループＢに属する通信端末１０Ｂを１台のみ図示し、これに基づいて説明を行う。
【００６８】
例えば、所定のユーザの初期認証時のパケットをそのまま盗んで、他のユーザが、不正にログインして通信を行うことを防止する必要がある。本発明によれば、事前共有鍵を手に入れない限りは、偽のユーザは、正規のユーザになりすまして通信を行うことはできない。しかしながら、多重ログインを防止する意味でも、１つのユーザＩＤに対しては１つの通信端末１０Ｂでしか通信させないようにするのが普通であり、偽のユーザが先にログインをしてしまった場合には、その後で正規のユーザがログインすることは不可能である。
【００６９】
そのため、地域網管理サーバ２５は、通信端末１０Ｂが事前共有鍵を保持しているかを確認するために、端末認証要求を定期的に送信する。正規の通信端末１０Ｂであれば、事前共有鍵を保持しているはずなので、事前共有鍵を送信することが可能である。その際、暗号化により外部から事前共有鍵を見えないようにする。（この過程を定期認証と呼ぶ）。すなわち、一定時間ごとに、地域網管理サーバ２５から通信端末１０Ｂに対して認証要求を行い（図７の▲１▼認証要求）、通信端末１０Ｂが地域網管理サーバ２５に対してその応答を行うようにする（図７の▲２▼認証応答）。
【００７０】
図８は、本発明の第３の実施の形態における定期認証シーケンス図である。地域管理網サーバ２５は、事前共有鍵により暗号化して、端末認証要求（ＥＡＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔ＋）を通信端末１０Ｂに送信する（ステップＳ８０１）。これは、通信端末１０Ｂに対して、事前共有鍵を要求し、その通信端末１０Ｂが事前共有鍵を有しているかを確認するためのステップである。通信端末１０Ｂはこの情報を受信し、事前共有鍵を用いて復号する（ステップＳ８０２）。このとき、ＩＥＥＥ８０２．１ｘのＥＡＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔのフレームをそのまま用いることが可能であり、ここでは、パスワードではなく事前共有鍵を要求する。
【００７１】
正規の通信端末１０Ｂならば、通信端末１０Ｂは、事前共有鍵により暗号化して、端末認証応答（ＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ＋）を地域網管理サーバ２５に送信する（ステップＳ８０３）。このとき、通信端末１０Ｂは、ＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅに事前共有鍵を乗せて、地域網管理サーバ２５に送信することが可能である。地域網管理サーバ２５は、この情報を受信し、事前共有鍵を用いて復号する（ステップＳ８０４）。そして、地域網管理サーバ２５は、通信端末１０Ｂから受信した事前共有鍵と自ら保持する事前共有鍵とを比べて、同一であることを確認し、正規の通信端末１０Ｂであることを確認し、そのまま、通信端末１０Ｂの主信号通信を継続させる。なお、地域網管理サーバ２５は、ＭＡＣアドレスを要求することによって正規の通信端末１０Ｂか否かを判別することも可能であり、また、事前共有鍵とＭＡＣアドレスの両方を要求して、より確実に、通信端末１０Ｂの正当性を判別することも可能である。
【００７２】
一方、端末認証応答が返ってこない場合、又は、通信端末１０Ｂから受信した事前共有鍵と自ら保持する事前共有鍵とが一致しない場合（端末認証応答が不正である場合）には（ステップＳ８０５）、偽の通信端末であると判断する。そして、地域網管理サーバ２５は、認証サーバ７０Ｂに対して通信端末１０Ｂの切断要求を送信し、通信端末１０Ｂとグループネットワーク３０Ｂとの通信を切断する。また、地域網管理サーバ２５は、宅側エッジスイッチ４０及び網側エッジスイッチ５０に対して、経路情報の削除要求を送信し、転送情報の削除を行う。これにより、偽と判断された通信端末は、グループネットワーク３０Ｂとの通信及びパケット転送の経路が絶たれ、通信を行うことができなくなる。このように、定期認証を行うことによって、偽のユーザがログインをしていた場合でも、偽のユーザは、少なくとも一定時間（定期認証の時間間隔）以上はログインすることが不可能となる。
【００７３】
＜第４の実施の形態：プロトコル＞
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第４の実施の形態では、主に、地域ネットワーク２０内で用いられるプロトコルについて説明し、特に、地域ネットワーク２０内に論理パスを張ることが可能なＭＰＬＳプロトコルやＶＬＡＮプロトコルを用いた場合について説明する。
【００７４】
図９は、本発明に係るネットワークシステムの構成の一例であり、地域網管理サーバが網側エッジスイッチに接続する構成を示す図である。上記までの説明では、地域網管理サーバ２５が、宅側エッジスイッチ４０に直接接続する構成としたが、図９に示すように、地域網管理サーバ２５が、網側エッジスイッチ５０に接続する構成とすることも可能である。この場合、通信端末１０Ａ、１０Ｂと各通信端末１０Ａ、１０Ｂの属するグループネットワーク３０Ａ、３０Ｂとの通信に用いられるリンク、及び、通信端末１０Ａ、１０Ｂと地域網管理サーバ２５との間で用いられるリンクは、地域ネットワーク２０の中では同一のリンクとなる。
【００７５】
図１０は、本発明に係るネットワークシステムにおける地域網管理サーバが網側エッジスイッチに接続する構成での論理パスの概要を示す図である。図９に示す構成では、地域ネットワーク２０の中では物理的に同一なリンクとなるが、この場合には、図１０に示すように、論理的には異なるパスで通信を行う。すなわち、宅側エッジスイッチ４０と網側エッジスイッチ５０との間で、メッシュ状のネットワークに、主信号用パス（通信端末１０Ａとグループネットワーク３０Ａ、３０Ｂとの主信号通信のためのパス）と地域網管理用パス（通信端末１０Ａと地域網管理サーバ２５との通信のためのパス）とをあらかじめ分けて設定する。
【００７６】
宅側エッジスイッチ４０は、地域網管理サーバ２５へのパケットは地域網管理用パスに、グループネットワーク３０Ａ、３０Ｂへのパケットは主信号用パスにそれぞれ振り分ける。このとき、地域網管理サーバ２５へのパケットか否かは、イーサパケットのヘッダを参照して判別する。例えば、イーサタイプがＩＥＥＥ８０２．１ｘを示す０ｘ８８０ｅであるか、又は、宛先ＭＡＣアドレスが地域網管理サーバ２５である場合には、宅側エッジスイッチ４０は、当該パケットを地域網管理用パスに振り分ける。地域管理サーバ２５は、認証時に通信端末１０Ａ、１０ＢのＭＡＣアドレスをキーにして主信号鍵の設定・登録を行うので、通信端末１０Ａ、１０ＢのＭＡＣアドレスは、そのまま地域管理サーバ２５まで届く必要があり、これを実現するためには、例えば、ＭＰＬＳプロトコルやＶＬＡＮプロトコルの適用が可能である。
【００７７】
図１１は、本発明の第４の実施の形態におけるＭＰＬＳプロトコルを用いた場合の主信号プロトコルスタック図であり、図１２は、本発明の第４の実施の形態におけるＭＰＬＳプロトコルを用いた場合の認証及び経路設定プロトコルスタック図である。例えば、地域ネットワーク２０内に論理パスを張るためのプロトコルとしては、ラベルスイッチングを行うＭＰＬＳが適用可能である。ＭＰＬＳラベルは２０ｂｉｔ（ビット）割り当てられているため、約１００万のパスを割り当てることが可能である。
【００７８】
宅側エッジスイッチ４０及び網側エッジスイッチ５０は、ＭＰＬＳラベルの付加及び削除を行うことが可能なよう構成される。また、地域内ネットワーク２０内に配置されているスイッチルータ（不図示）は、パケットに付加されているＭＰＬＳラベルを参照して、定められた経路にパケットを転送するよう構成される。なお、スイッチルータは、ラベルの付加・削除や交換を行うことも可能である。また、地域網管理サーバ２５は、通信端末１０Ａ、１０Ｂとの通信の際にイーサヘッダ（図中のＥｔｈｅｒ）のやりとりが必要となるため、イーサパケットをカプセル化してラベルで運ぶことができるＥｏＭＰＬＳ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）  ｏｖｅｒ  ＭＰＬＳ）にする必要がある。
【００７９】
図１３は、本発明の第４の実施の形態におけるＶＬＡＮプロトコルを用いた場合の主信号プロトコルスタック図であり、図１４は、本発明の第４の実施の形態におけるＶＬＡＮプロトコルを用いた場合の認証及び経路設定プロトコルスタック図である。例えば、地域ネットワーク２０内に論理パスを張るためのプロトコルとしては、ＭＰＬＳのほかに、ＶＬＡＮプロトコルも適用可能である。
【００８０】
ＶＬＡＮプロトコルは、イーサヘッダにＶＬＡＮタグを付加して、ＶＬＡＮタグによって転送を行う。また、地域ネットワーク内のスイッチルータ（不図示）のポートにＶＬＡＮタグを割り当てて、論理パスを構成する。これによって、ＭＰＬＳプロトコルと同様に、ＶＬＡＮプロトコルにおいても、地域ネットワーク内ではパケットにＶＬＡＮタグを付加して、転送を行えるようになる。なお、ＶＬＡＮタグは、１スタックで最大４０００のタグを割り当てることが可能である。
【００８１】
また、上記の各実施の形態で説明した各装置のうち、特に、通信端末１０Ａ、１０Ｂや地域網管理サーバ２５に関しては、本発明の動作を行う通信用プログラムを既存のコンピュータなどに実行させることにより実現可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、地域網管理サーバが複数の通信端末のそれぞれに固有の共有鍵を事前に保持し、初期認証時には、地域網管理サーバと通信端末との間の通信に、この共有鍵が用いられてセキュリティが確保され、一方、通信端末が所望のネットワークとの通信を行う際には、地域管理網サーバによって設定された主信号鍵が用いられて、地域網管理サーバと通信端末との間の通信のセキュリティが確保されるので、アクセスポイントに認証機能などの特別な機能を付加することなく、セキュリティの確保されたネットワークシステムを提供し、特に、通信端末とアクセスポイントとの間の無線区間におけるセキュリティを確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るネットワークシステムの基本的な構成の一例を示す図
【図２】本発明の第１の実施の形態における初期認証の前半部を示す初期認証シーケンス図
【図３】本発明の第１の実施の形態における初期認証の後半部を示す初期認証シーケンス図
【図４】本発明の第１の実施の形態における初期認証及び経路設定シーケンス図
【図５】本発明の第２の実施の形態における移動認証の概要を説明するための図
【図６】本発明の第２の実施の形態における移動認証シーケンス図
【図７】本発明の第３の実施の形態における定期認証の概要を説明するための図
【図８】本発明の第３の実施の形態における定期認証シーケンス図
【図９】本発明に係るネットワークシステムの構成の一例であり、地域網管理サーバが網側エッジスイッチに接続する構成を示す図
【図１０】本発明に係るネットワークシステムにおける地域網管理サーバが網側エッジスイッチに接続する構成での論理パスの概要を示す図
【図１１】本発明の第４の実施の形態におけるＭＰＬＳプロトコルを用いた場合の主信号プロトコルスタック図
【図１２】本発明の第４の実施の形態におけるＭＰＬＳプロトコルを用いた場合の認証及び経路設定プロトコルスタック図
【図１３】本発明の第４の実施の形態におけるＶＬＡＮプロトコルを用いた場合の主信号プロトコルスタック図
【図１４】本発明の第４の実施の形態におけるＶＬＡＮプロトコルを用いた場合の認証及び経路設定プロトコルスタック図
【図１５】従来の技術に係るネットワークシステムの一構成例を示す図
【図１６】従来の技術に係るネットワークシステムの一構成例におけるシーケンス図
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ、１１０  通信端末
１５、１１５  アクセスポイント
２０  地域ネットワーク（地域網、網間ネットワーク）
２５  地域網管理サーバ（ネットワーク管理サーバ）
３０Ａ、３０Ｂ  グループネットワーク
４０、４０Ｘ、４０Ｙ  宅側エッジスイッチ（宅側エッジスイッチ装置）
５０  網側エッジスイッチ（網側エッジスイッチ装置）
６０Ａ、６０Ｂ  エッジルータ
７０Ａ、７０Ｂ、１７０  認証サーバ
【図１】
2004266516.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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