(57)【要約】【課題】安価な構成で、無線ＬＡＮ通信の秘匿性を簡単に高めることができる無線ＬＡＮ通信方式を提供する。【解決手段】無線ＬＡＮアダプタを有する無線端末１とアクセスポイント４を介して無線通信する無線ＬＡＮ通信方式において、無線端末１とアクセスポイント４との間での無線通信に使用する複数の無線チャンネルを設定し、その複数の無線チャンネルを所定の切換パターンで繰り返し切り換えながら、無線端末１とアクセスポイント４との間で無線通信する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ＬＡＮアダプタを有する無線端末とアクセスポイントを介して無線通信する無線ＬＡＮ通信方式において、
上記無線端末と上記アクセスポイントとの間での無線通信に使用する複数の無線チャンネルを設定し、その複数の無線チャンネルを所定の切換パターンで繰り返し切り換えながら、上記無線端末と上記アクセスポイントとの間で無線通信することを特徴とする無線ＬＡＮ通信方式。
【請求項２】
上記無線端末のＩＤおよび／またはパスワードに基づいて、上記複数の無線チャンネルの中から認証用チャンネルを決定し、この認証用チャンネルを使用して上記無線端末の認証シーケンスを実行することを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮ通信方式。
【請求項３】
上記無線端末の認証完了後に、上記認証用チャンネルを使用して上記アクセスポイントから上記無線端末に時間情報を送信し、その時間情報に基づいて上記アクセスポイントと上記無線端末とのタイマを同期させることを特徴とする請求項２に記載の無線ＬＡＮ通信方式。
【請求項４】
上記無線端末のＩＤおよび／またはパスワードに基づいて、上記切換パターンを決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の無線ＬＡＮ通信方式。
【請求項５】
上記無線端末のＩＤおよび／またはパスワードに基づいて、上記切換パターンにおける上記複数の無線チャンネルの切換間隔を決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線ＬＡＮ通信方式。
【請求項６】
上記切換パターンにおける最終の無線チャンネルを使用して、上記アクセスポイントから上記無線端末に時間情報を送信し、その時間情報に基づいて上記アクセスポイントと上記無線端末とのタイマを同期させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の無線ＬＡＮ通信方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセスポイント（以下、ＡＰとも略称する）を介して無線端末と無線通信する無線ＬＡＮ通信方式、特に中小規模なネットワーク環境に使用するのに好適な無線ＬＡＮ通信方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＡＰを介して無線ＬＡＮＮＩＣ（ＮＩＣ：Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）等の無線ＬＡＮアダプタを有する無線端末と無線通信するにあたっては、ＡＰおよび無線アダプタにそれぞれ設定されている複数の無線チャンネルの中から所望の同一の無線チャンネルを指定し、その指定した無線チャンネルを使用して無線通信するようにしている。
【０００３】
このような無線ＬＡＮ通信方式では、指定された無線チャンネルが空いているときに、複数の無線端末が同じタイミングで送信を開始しないように、各無線端末の送信開始時間をずらすバックオフ制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、上記の無線ＬＡＮ通信におけるセキュリティ機能としては、ＥＳＳＩＤ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ−Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＳＳＩＤ（Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ−Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＷＥＰ（  Ｗｉｒｅｄ  Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｐｒｉｖａｃｙ）、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレス認証などが広く知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、近年、ＥＡＰ−ＴＬＳ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ−Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）、ＥＡＰ−ＴＴＬＳ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ−Ｔｒｉｖｉａｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）、ＬＥＡＰ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などの無線区間の暗号化技術が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１７２４３４号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１１５４４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＥＳＳＩＤ（ＳＳＩＤ）、ＷＥＰ、ＭＡＣアドレス認証などは、近年セキュリティの脆弱性が指摘されている。特に、ＷＥＰについては、無線区間のパケットの暗号化を行う重要な機能であるが、継続的に無線区間のデータをキャプチャされると、ＷＥＰキーが解読される恐れがある。
【０００８】
これに対し、ＥＡＰ−ＴＬＳ（ＥＡＰ−ＴＴＬＳ）、ＬＥＡＰは、セキュリティ面では大幅に改善されており、大規模なネットワーク環境において採用されているが、中小規模のネットワーク環境においては、コスト等の点から導入が進んでいないのが現状である。
【０００９】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、無線ＬＡＮ通信の秘匿性を簡単に高めることができ、中小規模のネットワーク環境に簡単かつ安価に導入できる無線ＬＡＮ通信方式を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、無線ＬＡＮアダプタを有する無線端末とアクセスポイントを介して無線通信する無線ＬＡＮ通信方式において、
上記無線端末と上記アクセスポイントとの間での無線通信に使用する複数の無線チャンネルを設定し、その複数の無線チャンネルを所定の切換パターンで繰り返し切り換えながら、上記無線端末と上記アクセスポイントとの間で無線通信することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の無線ＬＡＮ通信方式において、上記無線端末のＩＤおよび／またはパスワードに基づいて、上記複数の無線チャンネルの中から認証用チャンネルを決定し、この認証用チャンネルを使用して上記無線端末の認証シーケンスを実行することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の無線ＬＡＮ通信方式において、上記無線端末の認証完了後に、上記認証用チャンネルを使用して上記アクセスポイントから上記無線端末に時間情報を送信し、その時間情報に基づいて上記アクセスポイントと上記無線端末とのタイマを同期させることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の無線ＬＡＮ通信方式において、上記無線端末のＩＤおよび／またはパスワードに基づいて、上記切換パターンを決定することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線ＬＡＮ通信方式において、上記無線端末のＩＤおよび／またはパスワードに基づいて、上記切換パターンにおける上記複数の無線チャンネルの切換間隔を決定することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の無線ＬＡＮ通信方式において、上記切換パターンにおける最終の無線チャンネルを使用して、上記アクセスポイントから上記無線端末に時間情報を送信し、その時間情報に基づいて上記アクセスポイントと上記無線端末とのタイマを同期させることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による無線ＬＡＮ通信方式の一実施の形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明による無線ＬＡＮ通信方式を実施する一例のネットワーク構成図であり、図２は本実施の形態の無線ＬＡＮ通信方式による認証フェーズおよび通信フェーズのシーケンスを示す図、図３は同じく無線チャンネルの変化を示す図、図４は同じくタイマ同期フェーズのシーケンスを示す図である。
【００１８】
図１において、無線端末１，２，３は、無線ＬＡＮＮＩＣ等の無線ＬＡＮアダプタを有しており、無線にてＡＰ４に接続されるようになっている。また、ＡＰ４は、有線ＬＡＮを介して有線端末５，６およびルータを有するＭＣ（メディアコンバータ）７接続されていると共に、ＭＣ７を介して上位のＷＡＮまたはＬＡＮ、ここではＷＡＮ８に接続されている。
【００１９】
本実施の形態では、無線端末１，２，３の各々とＡＰ４との間に複数ｎの無線チャンネルを設定し、そのｎ個の無線チャンネルを所定の切換パターンで繰り返し切り換えながら、無線端末１，２，３の各々とＡＰ４との間で無線通信を行う。
【００２０】
以下、図２〜図４を参照して本実施の形態における無線ＬＡＮ通信方式の動作を説明する。
まず、初期設定として、ＡＰ４側にＷＥＰと無線端末１，２，３のＩＤおよびパスワードとを予め設定する。以下、無線端末１の利用者がネットワークに接続して通信を行う場合を例にとって説明する。
【００２１】
まず、利用者は、無線端末１上にＩＤおよびパスワードを入力する（図２のＳ１）。無線端末１では、利用者より入力されたＩＤとパスワードの情報から例えばハッシュ関数を用いユニークな数値を生成し、その値から認証に使用する無線チャンネルを決定し、その無線チャンネルを使用して認証開始パケットを送付する（図２のＳ２，Ｓ３）。
【００２２】
ＡＰ４側では、各無線端末のＩＤおよびパスワードを所持しており、同様の例えばハッシュ関数により各無線端末がどの無線チャンネルを使用して認証を行うかを知ることができるので（図２のＳ４）、無線端末１からの認証要求を異なる無線チャンネルで受信した場合には、認証を拒絶して、無線端末５，６およびＷＡＮ８側にパケットを送付しないようにし（図２のＳ５′，Ｓ６′，Ｓ１）、正しい無線チャンネルで認証要求を受信した場合にのみ、その旨応答する（図２のＳ５，Ｓ６）。
【００２３】
その後、無線端末１は、ＡＰ４からの応答を受けてＩＤおよびパスワードを送付し（図２のＳ７）、このＩＤおよびパスワードをＡＰ４側で受信して認証を行う（図２のＳ８）。その結果、ＮＧの場合には、無線端末５，６およびＷＡＮ８側にパケットを送付することなく、無線端末１に認証拒否を通知してユーザーログオンシーケンスに戻り（図２のＳ９′，Ｓ１０′，Ｓ１）、ＯＫの場合には、認証を完了する（図２のＳ９，Ｓ１０）。
【００２４】
無線端末１の認証が完了したら、無線端末１とＡＰ４との間で時間（タイマ）を同期させて、通信中に無線チャンネルを動的に切り換えるため、ＡＰ４から無線端末１に対して自分の時間情報を送信しつづけ（図２のＳ１１，Ｓ１１′，Ｓ１１″）、無線端末１がＡＰ４の時間情報と同期できたときに、無線端末１からＡＰ４にタイマ同期完了パケットを送出する（図２のＳ１２，Ｓ１３）。
【００２５】
ＡＰ４側では、無線端末１からのタイマ同期完了パルスを受けたら、ランダムなウエイト処理（ウエイト値は、多くても数秒）を行い（図２のＳ１４）、その後、ＡＰ４と無線端末１との間で無線チャンネルを動的に切り換えるためのチャンネル切換パターンとチャンネル切換間隔を決定する。
【００２６】
ここで、チャンネル切換パターンおよびチャンネル切換間隔は、それらの組み合わせ表わすテーブルを予め作成してＡＰ４および無線端末１内にそれぞれ格納しておき、ＡＰ４側では、上記のウエイト処理（図２のＳ１４）でのウエイト値と、無線端末１のＩＤおよびパスワードとから例えばハッシュ関数を用いてユニークな数列を発生させ、その数列に応じて上記の予め作成したテーブルから決定する（図２のＳ１６）。
【００２７】
また、ＡＰ４からは同じタイミングで無線端末１側に切換パターン生成開始パケットを送付し（図２のＳ１５）、これにより無線端末１においてもタイマ値（ウエイト値）、ＩＤ、パスワードから例えばハッシュ関数を用いてユニークな数列を発生させ、その数列に応じて上記の予め作成したテーブルからチャンネル切換パターンとチャンネル切換間隔を決定する（図２のＳ１７）。これにより、ＡＰ４および無線端末１側とも同じ値からハッシュ値を導き出すことができるので、同一のチャンネル切換パターンおよびチャンネル切換間隔を決定することができる。
【００２８】
ここで、チャンネル切換パターンは、設定されている無線チャンネル数ｎの４倍程度とするのがコスト等の点から好ましく、また、チャンネル切換間隔は、短すぎるとスループットが低下し、長すぎるとＷＥＰが解読される問題があることから、ＷＥＰの解析に必要な時間以内で、５分から１０分以内とするのが好ましい。
【００２９】
次に、無線端末１およびＡＰ４側とも、再度、決定されたチャンネル切換パターンおよびチャンネル切換間隔からハッシュ値を生成して（図２のＳ１８，Ｓ１９）、無線端末１側からＳＰ４側へハッシュ値を送信し（図２のＳ２０）、このハッシュ値をＡＰ４側で受信することにより、無線端末１がＡＰ４と同じチャンネル切換パターンおよびチャンネル切換間隔に決定されたか否かを確認する（図２のＳ２１）。
【００３０】
ここで、ＡＰ４側のハッシュ値と無線端末１側のハッシュ値とが同値でない場合は、再度ウエイト値をとって、チャンネル切換パターンおよびチャンネル切換間隔を決定し（図２のＳ２２）、ハッシュ値が同値の場合は、ＡＰ４側からチャンネル切換指示パケットを送付する（図２のＳ２３）。このチャンネル切換指示パケットには、チャンネル切換開始時間を含ませ、この開始時間をもとにＡＰ４側および無線端末１側で、決定されたチャンネル切換パターンおよびチャンネル切換間隔に従って無線チャンネルの切換を開始する（図２のＳ２４）。
【００３１】
この認証後の無線チャンネルの切換は、図３に示すように、チャンネル切換間隔（ｔ）ごとにチャンネル切換パターンに従って行い、１回目のチャンネル切換パターンが完了したら、同じパターンを繰り返すようにして通信を実行する。なお、本実施の形態では、チャンネル切換パターンとして、無線チャンネルが、チャンネル２、チャンネル４、チャンネル１、チャンネルｎ、・・・、チャンネルｍの順で切り換えられる場合を示している。
【００３２】
さらに、本実施の形態では、通信中におけるＡＰ４と無線端末１とのタイマ同期ずれを防止するため、繰り返される順次のチャンネル切換パターンの間にタイマ切換フェーズを設けて時間合わせを行う。
【００３３】
具体的には、各チャンネル切換パターンにおける最終の無線チャンネルでの通信終了後、当該最終の無線チャンネルを使用してＡＰ４から現在のタイマ値をハッシュ値に変換して無線端末１へ送付する（図４のＳ２５）。無線端末１では、「パケットを受け取った時間」−「ネットワークの遅延時間」を演算してタイマ値を計算し、この値をハッシュ値に変換する（図４のＳ２６）。
【００３４】
ここで、ＡＰ４から受け取ったハッシュ値と計算したハッシュ値とが同一の場合には、次の通信フェーズに遷移して、チャンネルを切り換える（図４のＳ２７，Ｓ３２）。これに対して、ハッシュ値が異なる場合（図４のＳ２７′）は、ＡＰ４から無線端末１へ自分の時間を送信しつづけ（図４のＳ２８，Ｓ２８′，Ｓ２８″）、無線端末１においてＡＰ４の時間と同期できたとき（図４のＳ２９）、無線端末１からＡＰ４へ同期完了パケットを送出し（図４のＳ３０）、これにより次の通信フェーズに遷移して、前回と同じチャンネル切換パターンに従って無線チャンネルを切り換える（図４のＳ３１）。
【００３５】
以上、無線端末１とＡＰ４との間の無線通信について説明したが、無線端末２や無線端末３等の他の無線端末とＡＰ４との間の無線通信も同様にして行う。
【００３６】
なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変更または変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、無線端末のＩＤおよびパスワードの双方に基づいて、認証用チャンネルを決定したり、チャンネル切換パターンおよびその切換パターンにおける無線チャンネルの切換間隔を決定したりするようにしたが、これらの決定は無線端末のＩＤまたはパスワードの一方に基づいて行うようにすることもできる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、通信中に無線チャンネルを動的に切り換えるので、現在一般的なＲＡＤＩＵＳサーバを用いるユーザ認証が不要になり、システムを安価に構成できると共に、ＷＥＰなどの解析を比較的困難にでき、無線ＬＡＮ通信の秘匿性を高めることができる。したがって、中小規模のネットワーク環境に簡単かつ安価に導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線ＬＡＮ通信方式を実施する一例のネットワーク構成図である。
【図２】本発明の無線ＬＡＮ通信方式の一実施の形態における認証フェーズおよび通信フェーズのシーケンスを示す図である。
【図３】同じく、無線チャンネルの変化を示す図である。
【図４】同じく、タイマ同期フェーズのシーケンスを示す図である。
【符号の説明】
１，２，３  無線端末
４  ＡＰ（アクセスポイント）
５，６  有線端末
７  ＭＣ（メディアコンバータ）
８  ＷＡＮ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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