(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２の通信装置の間で、目的とする暗号化通信の度に該暗号化通信を実行するためのネゴシエーションを行い、該第１の通信装置からの要求を該第２の通信装置が認証したとき前記目的とする暗号化通信が実行される通信システムにおいて、
前記第１の通信装置は、第２の通信装置との前回の暗号化通信に使用した暗号化及び／又は復号化のための第１の鍵、もしくは該第１の鍵を生成するための第１の情報のいずれかを含む第１の鍵情報が記録される第１の記録手段を備え、
前記第２の通信装置は、第１の通信装置との前回の通信化通信に使用した暗号化及び／又は復号化のための第１の鍵、もしくは該第１の鍵を生成するための第１の情報のいずれかを含む第１の鍵情報が記録される第２の記録手段を備え、
新規暗号化通信のためのネゴシエーション時に、
前記第１の通信装置が、
該新規暗号化通信における暗号化及び／又は復号化に用いる第２の鍵、もしくは該第２の鍵を生成するための第２の情報のいずれかを含む第２の鍵情報を生成し、
前記第１の記録手段から、前記第２の通信装置に対応する第１の鍵情報を読み出し、
前記第２の通信装置に、読み出された第１の鍵情報と生成した第２の鍵情報とを送信し、
前記第１及び第２の鍵情報を受信した第２の通信装置が、
前記第２の記録手段に記録された、第１の通信装置に対応する第１の鍵情報と、前記第１の通信装置から受信した第１の鍵情報とを比較することにより、前記第１の通信装置の認証を行い、
認証された第１の通信装置が、
前記第２の鍵を新規暗号化通信に用いるためにインストールし、かつ前記第１の記録手段に記録された第１の鍵情報を、生成した第２の鍵情報に更新し、
前記第２の通信装置が、
前記第２の鍵を新規暗号化通信に用いるためにインストールし、かつ前記第２の記録手段に記録された第１の鍵情報を、受信した第２の鍵情報に更新する通信システム。
【請求項２】
請求項１の通信システムにおいて、新規暗号化通信のためのネゴシエーション時に、前記第１の通信装置が該新規暗号化通信における暗号化及び／又は復号化に用いる第２の鍵、もしくは該第２の鍵を生成するための第２の情報のいずれかを含む第２の鍵情報を生成するのに代えて、前記第２の通信装置が該新規暗号化通信における暗号化及び／又は復号化に用いる第２の鍵、及び、該第２の鍵を生成するための第２の情報のいずれかを含む第２の鍵情報を生成して第１の通信装置に送付し、
前記第１の通信装置は受信した該第２の鍵情報を前記読み出された第１の鍵情報とともに前記第２の通信装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記第１の記録手段は、新規暗号化通信のためのネゴシエーション時に使用される第３の鍵がさらに記録され、
前記第２の記録手段は、新規暗号化通信のためのネゴシエーション時に使用される、第３の鍵に対応する第４の鍵がさらに記録され、
第１の鍵情報及び／又は第２の鍵情報が、前記第３及び第４の鍵を用いて、暗号化して送信され及び復号化されることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置をそれぞれ複数備え、
前記第１の記録手段は、通信対象となる複数の前記第２の通信装置の識別子毎に、該第２の通信装置との通信ネゴシエーション時に使用する第３の鍵、及び、該第２の通信装置との前回又は過去の通信時の第１の鍵情報が記憶され、
前記第２の記録手段は、前記第１の通信装置の識別子毎に、該第１の通信装置との前回又は過去の通信時の第１の鍵情報が記憶され、
前記第１の通信装置が、
通信相手となる前記第２の通信装置をひとつ選択し、
自装置の前記第１の記録手段を参照して、選択された前記第２の通信装置に対応する第３の鍵及び第１の鍵情報を取得し、
取得された第１の鍵情報を、取得された第３の鍵を用いて暗号化して、選択された前記第２の通信装置に送信し、
前記第２の通信装置が、
暗号化された第１の鍵情報を受信し、第３の鍵に対応する予め記録された第４の鍵を用いて第１の鍵情報を復号化し、
自装置の前記第２の記録手段を参照して、前記第１の通信装置の識別子に対応する第１の鍵情報と、復号化された第１の鍵情報とにより認証を行う請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置をそれぞれ複数備え、
前記第１の記録手段は、通信対象となる複数の前記第２の通信装置の識別子毎に、該第２の通信装置とのネゴシエーション時に使用する第３の鍵、及び、該第２の通信装置との前回又は過去の通信時の第１の鍵情報が記憶され、
前記第２の記録手段は、前記第１の通信装置の識別子毎に、該第１の通信装置とのネゴシエーション時に使用する、第３の鍵に対応する第４の鍵、及び、該第１の通信装置との前回又は過去の通信時の第１の鍵情報が記憶され、
前記第１の通信装置が、
通信相手となる前記第２の通信装置をひとつ選択し、
自装置の前記第１の記録手段を参照して、選択された前記第２の通信装置に対応する第３の鍵及び第１の鍵情報を取得し、
取得された第１の鍵情報を、取得された第３の鍵を用いて暗号化して、選択された前記第２の通信装置に送信し、
前記第２の通信装置が、
暗号化された第１の鍵情報を受信し、
自装置の前記第２の記録手段から、前記第１の通信装置に対応する第４の鍵を取得し、
該第４の鍵を用いて第１の鍵情報を復号化し、
自装置の前記第２の記録手段を参照して、前記第１の通信装置の識別子に対応する第１の鍵情報と、復号化された第１の鍵情報とにより認証を行う請求項３に記載の通信システム。
【請求項６】
前記第１及び第２の通信装置間でのネゴシエーション時に使用される暗号方式が、公開鍵暗号方式であり、
前記第１の通信装置の第３の鍵は、対となる公開鍵及び秘密鍵の一方であり、
前記第２の通信装置の第４の鍵は、該公開鍵及び秘密鍵の他方であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の通信システム。
【請求項７】
前記第１及び第２の通信装置間でのネゴシエーション時に使用される暗号方式が、共通鍵暗号方式であり、
前記第１及び第２の通信装置の第３及び第４の鍵は、同じ鍵であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の通信システム。
【請求項８】
前記第１及び第２の通信装置は、ダミーの鍵情報が予め設定され、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置との初回のネゴシエーション時には、該ダミーの鍵情報をもって認証を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の通信システム。
【請求項９】
前記第２の通信装置は、アクセスポイントであり、
前記第１の通信装置は、前記アクセスポイントを介してネットワークに接続する端末である請求項１乃至８のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１０】
前記第２の通信装置は、サーバであり、
前記第１の通信装置は、ネットワークを介して前記サーバに接続する端末である請求項１乃至９のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１１】
前記第１及び第２の通信装置はそれぞれ、互いに通信する端末である請求項１乃至１０のいずれかに記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム及び通信装置に係り、特に、暗号化通信を行う二つの通信装置間における新規通信ネゴシエーション時の認証及び鍵配信であり、有線ネットワークに接続された一つ以上のアクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ、以下ＡＰ）と、ＡＰを介してネットワークに接続する一つ以上の端末装置（Ｓｔａｔｉｏｎ、以下ＳＴＡ）によって構成される無線ＬＡＮシステムにおける、ＡＰ・ＳＴＡ間での認証及び鍵配布を実現するための通信システム及び通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
認証方式には、例えば、第一に、ＩＥＥＥ８０２．１１に定められたＷＥＰ（Ｗｉｒｅｄ  Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｐｒｉｖａｃｙ）方式がある。ＷＥＰ方式では、ＡＰ１とＳＴＡに共通の鍵（ＷＥＰキー）を設定し、ＷＥＰキーを用いて、ＣＨＡＰ（Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ  Ｈａｎｄｓｈａｋｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）認証、暗号化通信を行う。また、接続を許可するＳＴＡのＭＡＣアドレスをＡＰ１に登録し、登録外のＭＡＣアドレスを持つＳＴＡには接続を許可しない。更に、認証要求時に正しいＳｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ−ＩＤ（ＳＳ−ＩＤ）を通知してきたＳＴＡのみに接続を許可する。ＷＥＰ方式では、これらの３つの方法により、部外者の無線ＬＡＮへの接続を防ぐ。
第二に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｉに定められたＷＰＡ２（Ｗｉ−Ｆｉ  Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ  Ａｃｃｅｓｓ  ２）−ＥＡＰ方式がある。ＩＥＥＥ８０２．１ｘをベースに認証を行う方式であり、認証サーバを用い、ＥＡＰ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、例えば非特許文献１参照）により認証を行うため、企業向けとされ、ＷＰＡ２−企業モードとも呼ばれる。
第三に、上述の第二の方式と同様にＩＥＥＥ８０２．１１ｉに定められたＷＰＡ２−ＰＳＫ方式がある。予めＡＰとＳＴＡに同じ鍵（ＰＳＫ：ｐｒｅｓｈａｒｅｄ  ｋｅｙｓ）を設定し、ＡＰとＳＴＡがＰＳＫを基に同じ計算方法でそれぞれ暗号化の鍵を生成し、暗号化通信を行う方式である。双方が同じＰＳＫを持っていることが通信成功の必要条件となる。認証サーバを用いないためＷＰＡ２−ＥＡＰよりも簡易に使用でき、ＷＰＡ２−ホームモード、ＷＰＡ２−個人モードとも呼ばれる。
上述の第二、三の方式では、暗号化自体の強度も第一の方式より高められている。
【０００３】
【非特許文献１】ＩＥＴＦ  ＲＦＣ３７４８、２００４年６月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記背景技術にはそれぞれ課題がある。第一の方式は鍵長の短さ、固定鍵の使用による脆弱性が指摘されており、ＷＥＰキー解読が可能な無線アクセス解析ツールも公開されている。解読したＷＥＰキーの使用による盗聴や、解読したＷＥＰキーとＭＡＣアドレスの偽装による成りすましＳＴＡの問題が指摘されている。
第二の方式は、認証サーバを用いて認証を行うため、第一の方式と比較して堅牢な認証が可能である。また、処理フロー内に鍵配布プロセスを含むＥＡＰタイプを使用することにより、固定鍵使用による脆弱性を払拭することができる。しかし、認証サーバを必要とするため、一般家庭、小規模オフィスなどには不向きである。
第三の方式は、予め共通の鍵をＡＰ、ＳＴＡに設定しておく点は第一の方式と同じだが、暗号化の強度が高い点で第一の方式に優る。しかし、暗号化の鍵の基となるＰＭＫ（Ｐａｉｒｗｉｓｅ  Ｍａｓｔｅｒ  Ｋｅｙ）を固定のＰＳＫから導いており、弱いＰＳＫを使用した場合にクラックされる危険が指摘され、クラックツールも公開されている。また、同一のＡＰを使用する複数のＳＴＡで共通のＰＳＫを使用した場合、あるＳＴＡの通信を別のＳＴＡが盗聴することが可能である。例えば、グループからの離脱者がＭＡＣアドレスを偽装し、不正にＡＰにアクセスすることも可能である。更に、ＰＭＫが固定されることによる暗号解読の危険が高まる。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、ＭＡＣアドレス偽装による端末装置の成りすましを防ぐ通信システム及び通信装置を提供することを目的とする。また、本発明は、暗号解読のリスクを低減することを目的とする。更に、本発明は、他の端末装置によるＰＭＫの盗聴を困難とすることを目的のひとつとする。また、本発明は、第三者によって不正に設置されたアクセスポイントによる成りすましを防止することを目的のひとつとする。
また、本発明は、家庭内、及び小規模オフィスにおいて、本構成を適用することにより、認証サーバを設置することなく端末認証を実施し、第三者の不正使用を防ぐことを目的のひとつとする。また、本発明は、成り済ましアクセスポイント、端末装置、サーバへの接続を防ぐことを目的のひとつとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ＳＴＡ１〜ｎが、通信ネゴシエーション時に暗号化鍵の基となるＰＭＫを生成し、ＡＰ１に送信することにより、ＳＴＡ毎、通信毎に、異なるＰＭＫを使用する。また、前回通信時の鍵の情報をＡＰ１とＳＴＡ１〜ｎに記録し、新たな通信開始時の認証に用いる。更に、ＡＰ１とＳＴＡ１〜ｎに公開鍵暗号方式の対となる非対称鍵（Ｋｅｙ−Ａ、Ｋｅｙ−Ｓ）を設定し、ＳＴＡ１〜ｎからＡＰ１にＰＭＫ及び前回鍵情報を送信する際には、Ｋｅｙ−Ｓで暗号化する。ＡＰ１はＫｅｙ−Ａにより前回鍵情報を復号し、検証する。また、ＡＰ１はＰＭＫをＫｅｙ−Ａを用いて復号し、ＡＰ１とＳＴＡ１〜ｎはそれぞれ同じ方法により、ＰＭＫから暗号化の鍵を算出し、この鍵を用いて暗号化通信を行う。
【０００７】
本発明の第１の解決手段によると、
他の通信装置との前回又は過去の通信時の暗号化及び／又は復号化のための第１の鍵、及び、該第１の鍵を生成するための第１の情報のいずれか又は双方を含む第１の鍵情報が記録される第１の記録手段を有する第１の通信装置と、
前記第１の通信装置との前回又は過去の通信時の暗号化及び／又は復号化のための第１の鍵、及び、該第１の鍵を生成するための第１の情報のいずれか又は双方を含む第１の鍵情報が記録される第２の記録手段を有し、前記第１の通信装置と暗号化通信を行う第２の通信装置と
を備え、
前記第１の通信装置が、
前記第２の通信装置との新規通信ネゴシエーション時に、前記第１の記録手段から、前記第２の通信装置に対応する第１の鍵情報を読み出し、
前記第２の通信装置に、読み出された第１の鍵情報を送信し、
前記第２の通信装置が、
前記第２の記録手段に記録された、第１の通信装置に対応する第１の鍵情報と、前記第１の通信装置から受信された第１の鍵情報とを比較することにより、前記第１の通信装置の認証を行う通信システムが提供される。
【０００８】
本発明の第２の解決手段によると、
端末と暗号化通信を行う通信装置であって、
前記端末との前回又は過去の通信時の暗号化及び復号化のための第１の鍵、及び、該第１の鍵を生成するための第１の情報のいずれか又は双方を含む第１の鍵情報を記録する記録手段と、
処理部と
を備え、
前記処理部は、
前記端末から、前回又は過去の通信時の暗号化及び復号化のための第１の鍵、及び、該第１の鍵を生成するための第１の情報のいずれか又は双方を含む第１の鍵情報を受信し、
前記記録手段に記録された第１の鍵情報と、前記端末から受信された第１の鍵情報とを比較することにより、前記端末の認証を行う前記通信装置が提供される。
【０００９】
本発明の第３の解決手段によると、
他の通信装置との前回又は過去の通信時の暗号化及び／又は復号化のための第１の鍵、及び、該第１の鍵を生成するための第１の情報のいずれか又は双方を含む第１の鍵情報が記録される第１の記録手段を有する第１の通信装置と、
前記第１の通信装置との前回又は過去の通信時の暗号化及び／又は復号化のための第１の鍵、及び、該第１の鍵を生成するための第１の情報のいずれか又は双方を含む第１の鍵情報が記録される第２の記録手段を有し、前記第１の通信装置と暗号化通信を行う第２の通信装置と
を備え、
前記第１及び第２の通信装置はそれぞれ、
自装置の前記第１又は第２の記録手段に記録された第１の鍵情報を読み出し、
読み出された第１の鍵情報に基づき、予め定められた計算方法により第２の鍵を生成し、
自装置の前記第１又は第２の記録手段に記録された第１の鍵情報を、生成された第２の鍵及び該第２の鍵を生成するための第２の情報のいずれか又は双方を含む第２の鍵情報に更新し、及び、
生成された第２の鍵を用いて、互いに暗号化通信を行う前記通信システムが提供される。
【００１０】
本発明の第４の解決手段によると、
端末と暗号化通信を行う通信装置であって、
前記端末との前回又は過去の通信時の暗号化及び復号化のための第１の鍵、及び、該第１の鍵を生成するための第１の情報のいずれか又は双方を含む第１の鍵情報を記録する記録手段と、
処理部と
を備え、
前記処理部は、
前記記録手段に記録された第１の鍵情報を読み出し、
読み出された第１の鍵情報に基づき、予め定められた計算方法により第２の鍵を生成し、
前記記録手段に記録された第１の鍵情報を、生成された第２の鍵及び該第２の鍵を生成するための第２の情報のいずれか又は双方を含む第２の鍵情報に更新し、及び、
生成された第２の鍵を用いて、前記端末と暗号化通信を行う前記通信装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、例えば前回通信時の鍵情報を新たな通信開始時の認証に使うため、ＭＡＣアドレス偽装による端末装置の成りすましを防ぐことが可能となる。また、本発明によると、例えば端末装置毎、通信毎に異なるＰＭＫを用いるため、暗号解読のリスクを低減することが可能である。更に、本発明によると、例えばＰＭＫは端末装置がＫｅｙ−Ｓで暗号化してアクセスポイントに送るため、他の端末装置による盗聴は困難である。また、本発明によると、例えばＫｅｙ−Ｓにより暗号化されたＰＭＫはＫｅｙ−Ａを持つアクセスポイントのみが復号可能であり、第三者によって不正に設置されたアクセスポイントによる成りすましを防止することができる。
また、本発明によると、家庭内、及び小規模オフィスにおいて、本構成を適用することにより、認証サーバを設置することなく端末認証を実施し、第三者の不正使用を防ぐことが可能である。また、本発明によると、成り済ましアクセスポイント、端末装置、サーバ防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
以下の各実施の形態では通信のネゴシエーション、及び実データ通信時の暗号化通信にＩＥＥＥ８０２．１１ｉで定義された方法を用いる。暗号鍵の生成に用いる各要素のＩＥＥＥ８０２．１１ｉにおける定義を以下に示す。
ＰＴＫ（Ｐａｉｒｗｉｓｅ  Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  Ｋｅｙ）：ＰＭＫ、ＳＮｏｎｃｅ、ＡＮｏｎｃｅ、ＡＰのアドレス、ＳＴＡのアドレスを基に、決められた計算式で算出される。図２４に示すように、５つの鍵（ｔｅｍｐｏｒａｌ  ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  ｋｅｙ、ｔｗｏ  ｔｅｍｐｏｒａｌ  ｍｅｓｓａｇｅ  ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  ｃｏｄｅ（ＭＩＣ）  ｋｅｙｓ、ＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  ｋｅｙ、ＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ  ｋｅｙ）に分割される。
ＡＮｏｎｃｅ／ＳＮｏｎｃｅ：ＡＰ／ＳＴＡで生成され、ＰＴＫ生成の為に一時的に使用される乱数値であり、ＰＴＫを算出する計算式に入力される。
ＭＩＣ：ＭＩＣキーでの暗号化によって得られる値であり、メッセージダイジェストの一種である。メッセージの改ざんを防ぐ。
なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ｉを用いた例について説明するが、他の方法を用いてもよい。
【００１３】
１．第１の実施の形態
図１は、無線ＬＡＮシステムの構成例を示す図である。
無線ＬＡＮシステムは、例えば、ＡＰ１（第２の通信装置）（１０１）と、ひとつ又は複数のＳＴＡ（第１の通信装置）（１０３−１〜ｎ）とを備える。ＡＰ１（１０１）とＳＴＡ（１０３）は、無線通信する。ＳＴＡ（１０３）は、ＡＰ１（１０１）を介してインターネット１０４等のネットワークと通信できる。なお、ＡＰ１（１０１）、ＳＴＡ（１０３）の数は、図示の数以外にも適宜の数を備えることができる。本実施の形態では、ＡＰ１（１０１）とＳＴＡ１〜ＳＴＡｎ（１０３−１〜ｎ）に公開鍵暗号方式の対となる非対称鍵（Ｋｅｙ−Ａ１、Ｋｅｙ−Ｓ１）を設定する。ここでは、Ｋｅｙ−Ａ１をＡＰ１（１０１）の秘密鍵、Ｋｅｙ−Ｓ１をＡＰ１（１０１）の公開鍵と呼ぶ。
図２は、ＡＰ１（１０１）の構成図である。図３は、ＳＴＡデータテーブルの構成図である。
ＡＰ１（１０１）は、ＣＰＵ（処理部）（２０１）と、メモリ（２０２）と、記憶装置（２０７）と、ＳＴＡデータテーブル（第２の記録手段）（１０２）と、インタフェース（２０８）とを備える。メモリ（２０２）は、認証・アクセス制御プログラム（２０３）、鍵算出プログラム（２０４）、暗号化・復号プログラム（２０５）、及び、通信プログラム（２０６）を有する。記憶装置（２０７）は、ＳＳ−ＩＤ及び秘密鍵（Ｋｅｙ−Ａ１）を保持する。ＳＴＡデータテーブル（１０２）は、図３に示すように、ＡＰ１（１０１）への接続を許可するＳＴＡ１−ｎ（１０３−１〜ｎ）のＭＡＣアドレス（３０１）と、前回通信時の鍵情報（３０２）をペアで（対応して）記録する。認証・アクセス制御プログラム（２０３）では、ＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜ｎ）から受信した「前回通信時の鍵情報、及び、新規ＰＭＫ」を秘密鍵（Ｋｅｙ−Ａ１）で復号する。その後、前回鍵情報とＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜ｎ）のＭＡＣアドレスの組み合わせを、ＳＴＡデータテーブル（１０２）を用いて検証し、一致するとネゴシエーション処理を先に進め、不一致の場合はＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜ｎ）へエラーを通知し、処理を終了する。なお、メモリ（２０２）、記憶装置（２０７）、ＳＴＡデータテーブル（１０２）は、ひとつの記憶部で構成してもよいし、複数の記憶部で構成してもよい。
【００１４】
図４は、ＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜ｎ）の構成図である。図５は、ＡＰデータテーブルの構成図である。
ＳＴＡ（１０３）は、ＣＰＵ（処理部）（４０１）と、メモリ（４０２）と、ＡＰデータテーブル（第１の記録手段）（４０８）と、インタフェース（４０９）とを備える。メモリ（４０２）は、ＡＰ選択プログラム（４０３）、ＰＭＫ生成・鍵情報送信プログラム（４０４）、鍵算出プログラム（４０５）、暗号化・復号プログラム（４０６）、及び、通信プログラム（４０７）を有する。図５に、ＡＰデータテーブル（４０８）の例を示す。図５の例は、ＳＴＡ１（１０３−３）のＡＰデータテーブル（４０８）の例である。ＳＴＡ１（１０３−１）が設置場所の異なる複数のＡＰに登録された端末である場合、ＳＴＡ１はＡＰ毎に異なる情報を記録しておく。ＡＰデータテーブル（４０８）は、ＳＴＡ１（１０３−１）が接続するＡＰの識別子（５０１）、そのＡＰに対応する公開鍵（５０２）、及び、そのＡＰとの前回通信時の鍵情報（５０３）の組を記録する。ここでは、ＡＰ識別子（５０１）としてＳＳ−ＩＤを用いる。なお、ＳＳ−ＩＤ以外の適宜の識別子を用いてもよい。
ＡＰ選択プログラム（４０３）は、ＡＰ１（１０１）との通信ネゴシエーション時、自動又は手動で、通信可能なＡＰ１（１０１）のひとつを選択する。ＰＭＫ生成・鍵情報送信プログラム（４０４）では、ＰＭＫを生成し、ＡＰデータテーブル（４０８）から前回鍵情報（Ｏｌｄ−ｋｅｙ−１１）５０３、及び、ＡＰ１（１０１）の公開鍵（Ｋｅｙ−Ｓ１）（５０２）を検索する。また、ＰＭＫ生成・鍵情報送信プログラム（４０４）は、ＰＭＫ、及び前回鍵情報（Ｏｌｄ−ｋｅｙ−１１）を、ＡＰ１（１０１）の公開鍵（Ｋｅｙ−Ｓ１）を用いて暗号化し、ＡＰ１（１０１）へ送信する。なお、メモリ（４０２）、ＡＰデータテーブル（４０８）は、ひとつの記憶部で構成してもよいし、複数の記憶部で構成してもよい。
【００１５】
図６は、無線通信開始時のシーケンス図である。
ＡＰ１（１０１）とＳＴＡ１（１０３−１）には、非対称鍵Ｋｅｙ−Ａ１、Ｋｅｙ−Ｓ１がそれぞれ設定してあり、図３、５に示すデータテーブル（１０２、４０８）が構成されているものとする。通信開始時は、まずＳＴＡ１（１０３−１）がプロブ要求を送信する（処理６０１）。プロブ要求では、例えば、ＳＳＩＤ及びサポートする通信速度を通知する。ＡＰ１（１０１）はプロブ要求を受け、プロブ応答を送信する（処理６０２）。プロブ応答には、例えばサポートする認証方法・暗号方法のリストなどが含まれる。プロブ応答を受けたＳＴＡ１（１０３−１）は、８０２．１１オープン認証要求を送信し（処理６０４）、認証方法としてオープンシステム認証を指定する。オープンシステム認証では全ての要求に対して接続を許可するため、ＡＰ１（１０１）はこの段階では認証処理を行わず、８０２．１１オーブン認証応答を送信し、成功を通知する（処理６０５）。オープン認証要求・応答のやり取りは、８０２．１１ｉの通信ネゴシエーションの中では意味を成さないが、他方式との互換性のために行うものであり、省略することもできる。
ＳＴＡ１（１０３−１）は、オープン認証応答を受けると、アソシエーション要求を送信し（処理６０６）、使用する認証方法・暗号方法などを通知する。ＡＰ１（１０１）はアソシエーション要求を受け、アソシエーション応答を送信する（処理６０７）。アソシエーション応答には、アソシエーションの結果（成功／失敗）、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ＩＤ（ＡＩＤ）などが含まれる。ＡＩＤは、ＡＰ（１０１）が、ＳＴＡ（１０３−１）と、ここまでのネゴシエーションの結果を結びつけるためのＩＤである。
【００１６】
プロブ要求（処理６０１）からアソシエーション応答（処理６０７）まではＩＥＥＥ８０２．１１ｉに定められた方式であり、今後使用する認証方法、暗号化方式がネゴシエーションされる（処理６０３）。ここでは、認証方法として新たに本実施の形態の方式を追加し、アソシエーション要求（処理６０６）時に、本方式による認証、鍵生成を指定する。
ＳＴＡ１（１０３−１）は、通信をネゴシエーションする度に、乱数発生によりＰＭＫ（ここでは、例えば２５６ｂｉｔｓの乱数）を新規に生成する（処理６０８）。また、ＳＴＡ１（１０３−１）は、公開鍵（５０２）と、前回通信時の鍵情報（５０３）とを、ＡＰデータテーブル（４０８）から読み出す。この例では、ＡＰ１のＳＳ−ＩＤ（５０１）に対応する公開鍵Ｋｅｙ−Ｓ１と、前回鍵情報Ｏｌｄ−ｋｅｙ−１１が読み出される。ＳＴＡ１（１０３−１）は、ＰＭＫと前回鍵情報を公開鍵Ｋｅｙ−Ｓ１を用いて暗号化し、ＡＰ１（１０１）へ送信する（処理６０９）。ＡＰ１（１０１）はＰＭＫ、及び前回鍵情報を秘密鍵Ｋｅｙ−Ａ１を用いて復号し、図３のＳＴＡデータテーブル（１０２）を用いて、前回鍵情報を検証する（処理６１０）。復号された前回鍵情報と、ＳＴＡデータテーブル（１０２）の前回鍵情報が一致すると、次のステップ（６１７）に進む。なお、ＳＴＡデータテーブル（１０２）の前回鍵情報は、ＳＴＡ１（１０３−１）から受信したパケットに含まれるＭＡＣアドレスに基づき、ＳＴＡデータテーブル（１０２）を参照し、対応する前回鍵情報（３０２）を用いる。
【００１７】
ＳＴＡ１（１０３−１）とＡＰ１（１０１）は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｉに定められた４−ｗａｙ  ｈａｎｄｓａｋｅ（処理６１７）により、暗号鍵のネゴシエーションを行い、暗号化通信を開始する（処理６２２）。以下、４−ｗａｙ  ｈａｎｄｓｈａｋｅ概略を説明する（詳細は、ＩＥＥＥ８０２．１ｘに規定）。
４−ｗａｙ  ｈａｎｄｓｈａｋｅ（処理６１７）では、ＩＥＥＥ８０２．１Ｘで規定されたＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを使用する。ＳＴＡ１（１０３−１）は乱数生成などの手段でＳＮｏｎｃｅを生成し（処理６１１）、ＡＰ１（１０１）も同様にＡＮｏｎｃｅを生成する（処理６１２）。ＡＰ１（１０１）は、ＡＮｏｎｃｅを含むＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを作成し、ＳＴＡ１（１０３−１）に送信する（処理６１３）。ＳＴＡ１（１０３−１）はＡＮｏｎｃｅを受信すると、予め定められた計算式にＰＭＫ、ＳＮｏｎｃｅ、ＡＮｏｎｃｅ、ＡＰ１（１０１）のアドレス、ＳＴＡ１（１０３−１）のアドレスを入力してＰＴＫを算出する（処理６１４）。ＳＴＡ１（１０３−１）は、ＳＮｏｎｃｅと、改ざんを防止する為のＭＩＣ（ｍｅｓｓａｇｅ  ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  ｃｏｄｅ。データを、対称鍵（ＭＩＣ  Ｋｅｙ）を用いて暗号化した値）とを含むＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを作成し、ＡＰ１（１０１）に送信する（処理６１５）。ＡＰ１（１０１）はＳＴＡ１（１０３−１）と同様にＰＴＫを算出し（処理６１６）、ＭＩＣを含むＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを作成し、ＳＴＡ１（１０３−１）へ送信する（処理６１８）。ＳＴＡ１（１０３−１）は、ＭＩＣを含むＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを作成し、ＡＰ１（１０１）へ送信する。ＭＩＣ受信時（処理６１５、６１８、６１９）にＭＩＣの検証を行うことにより、ＡＰ１（１０１）、ＳＴＡ１（１０３−１）は互いに通信相手が正しいＰＴＫを算出できたかどうかを判断できる。
【００１８】
ＡＰ１（１０１）、ＳＴＡ１（１０３−１）は、４−ｗａｙ  ｈａｎｄｓｈａｋｅ（処理６１７）終了後、ＰＴＫをインストールし、前回通信時の鍵情報を更新する（処理６２０、６２１）。例えば、ＳＴＡ１（１０３−１）は、ＡＰデータテーブル（４０８）の、ＡＰ１のＳＳ−ＩＤに対応する前回鍵情報（５０３）を、算出されたＰＴＫに書き換える。また、ＡＰ１（１０１）は、ＳＴＡデータテーブル（１０２）の、ＳＴＡ１（１０３−１）のＭＡＣアドレスに対応する前回鍵情報（３０２）を、算出されたＰＴＫに書き換える。ＳＴＡ１（１０３−１）と、ＡＰ１（１０１）は、例えば算出されたＰＴＫ又はＰＴＫを分割した５つの鍵を用いて暗号化通信する（処理６２２）。
ＳＴＡ１（１０３−１）からＡＰ１（１０１）へ送信する認証用の前回鍵情報としては、ＰＭＫ、ＰＴＫ、及び、ＰＴＫから作られる５つのキー（図２４参照）の単独、又は組み合わせでの利用が可能である。また、ＳＴＡデータテーブル（１０２）、ＡＰデータテーブル（４０８）に記憶される前回鍵情報も同様である。
【００１９】
図７は、ＳＴＡ１（１０３−１）の動作を示すフローチャートである。ＳＴＡ１（１０３−１）は、以下の処理を順次行う。
通信ネゴシエーション開始時に手動又は自動でＡＰ１（１０１）を選択し（処理７０２）、ＡＰ１（１０１）へプロブ要求を送信する（処理７０３）。ＡＰ１（１０１）からプロブ応答を受信すると（処理７０４）、８０２．１１オープン認証要求を送信する（処理７０５）。ＡＰ１（１０１）から８０２．１１オープン認証応答を受信すると（処理７０６）、アソシエーション要求を送信する（処理７０７）。ＡＰ１（１０１）からアソシエーション応答を受信すると（処理７０８）、新規ＰＭＫを生成する（処理７０９）。新規ＰＭＫ、及び前回鍵情報をＡＰ１の公開鍵Ｋｅｙ−Ｓ１を用いて暗号化し、送信する（処理７１０）。
次に、ＳＮｏｎｃｅを生成する（処理７１１）。ＡＰ１（１０１）からＡＮｏｎｃｅを受信すると（処理７１２）、ＰＴＫを算出し（処理７１３）、ＳＮｏｎｃｅ、ＭＩＣを含むＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを作成し、送信する（処理７１４）。ＡＰ１（１０１）からＭＩＣを含むＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを受信すると（処理７１５）、ＭＩＣのチェックを行う（処理７１６）。ＭＩＣのチェックがＯＫであれば（処理７１６）、ＭＩＣを含むＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを生成し、送信する（処理７１７）。その後、ＰＴＫをインストールし、ＡＰデータテーブル（４０８）内の前回鍵情報（５０３）を更新し（処理７１８）、暗号化通信を開始する（処理７１９）。
【００２０】
上述の処理７０４で期待する応答を得られずにタイムアウトを迎えた時は、処理７２０の判定を行う。例えば、再送回数が予め設定された最大再送回数以下であれば処理７０３へ戻り、一方、最大再送回数を超過する場合はネットワーク未接続のメッセージを表示して（処理７２５）、処理を終了する。同様に、処理７０６、７０８、７１２で期待する応答を得られずにタイムアウトを迎えた時は、再送回数が設定された最大再送回数以下であれば（処理７２６、７２１、７２８）、それぞれ処理７０５、７０７、７２７へ移り、一方、最大再送回数を超過する場合は処理７０３に戻る。処理７２７では、暗号化した「新規ＰＭＫと前回鍵情報」をＡＰ１（１０１）に再送し（処理７２７）、処理７１２に移る。
処理７１５でＭＩＣを含むＥＡＰＯＬ−ｆｒａｍｅを受信せず、ＡＰ１（１０１）からエラーメッセージを受信した場合は（処理７２２）、エラーメッセージを表示して（処理７２４）、処理を終了する。ＥＡＰＯＬ−ｆｒａｍｅを受信せず、タイムアウトを迎えた場合は（処理７２２）、再送回数が最大再送回数以下であれば（処理７２３）、処理７１４に戻り、一方、最大再送回数を超過する場合は処理７０３に戻る。処理７１６でＭＩＣのチェックがエラーとなった時は、エラーメッセージを送信し（処理７２９）、ＳＴＡ自身にエラーメッセージを表示して（処理７３０）、処理を終了する。なお、再送回数は、適宜カウントされる。
【００２１】
図８は、ＡＰ１（１０１）の動作を示すフローチャートである。ＡＰ１（１０１）は、以下の処理を順次行う。
ＳＴＡ１（１０３−１）からのプロブ要求を受信し（処理８０２）、ＳＳ−ＩＤが一致し、登録されたＭａｃアドレスのＳＴＡからの要求であれば（処理８０３）、プロブ応答を送信する（処理８０４）。ＳＴＡ１から８０２．１１認証要求を受信すると（処理８０５）、８０２．１１認証応答を送信する（処理８０６）。ＳＴＡ１（１０３−１）からアソシエーション要求を受信すると（処理８０７）、アソシエーション応答を送信する（処理８０８）。
ＳＴＡ１（１０３−１）から公開鍵Ｋｅｙ−Ｓ１によって暗号化された新規ＰＭＫ及び前回鍵情報を受信すると（処理８０９）、それぞれを秘密鍵Ｋｅｙ−Ａ１によって復号する（処理８１０）。また、ＳＴＡデータテーブル（１０２）を用いて前回鍵情報を検証する（処理８１１）。前回鍵情報が一致すると、ＡＮｏｎｃｅを生成し（処理８１２）、ＡＮｏｎｃｅを含むＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを生成し、ＳＴＡ１（１０３−１）に送信する（処理８１３）。ＳＴＡ１（１０３−１）からＳＮｏｎｃｅ、ＭＩＣを含むＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを受信すると（処理８１４）、ＭＩＣを検証し（処理８１５）、正しければＰＴＫを算出し（処理８１６）、ＭＩＣを含むＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを生成し、ＳＴＡ１（１０３−１）に送信する（処理８１７）。ＳＴＡ１から、ＭＩＣを含むＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを受信すると（処理８１８）、ＭＩＣを検証し（処理８１９）、正しければＰＴＫをインストールし、前回鍵情報を更新し（処理８２０）、暗号化通信を開始する（処理８２１）。
【００２２】
処理８０５、８０７、８０９、８１４でタイムアウトを迎えた時は、再送回数が予め設定された最大再送回数以下であれば（処理８２７、８２３、８２８、８２４）、それぞれ処理８０４、８０６、８０８、８１３に戻り、一方、最大再送回数を超過する時は処理を終了する。処理８１８でＭＩＣを含むＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを受信せず、処理８２５でエラーメッセージを受信した時は、処理を終了する。一方、ＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ  ｆｒａｍｅを受信せず、タイムアウトを迎えた時は（処理８２５）、処理８２６へ移る。再送回数が最大再送回数以下であれば（処理８２６）、処理８１７に戻り、一方、最大再送回数を超過する時は（処理８２６）、処理を終了する。処理８１１で前回鍵情報が不一致、処理８１５、８１９のＭＩＣのチェックでエラーとなった時は、エラーメッセージを送信して（処理８２９）、処理を終了する。処理８０３でＳＳ−ＩＤが不一致の時は、何もせずに処理を終了する。なお、再送回数は、適宜カウントされる。
図９は、成り済ましＳＴＡが通信を阻止される時のシーケンス図である。
図１のネットワーク構成で、ＳＴＡ２（１０３−２）が既にＡＰ１（１０１）の登録からはずされているものとする。ＳＴＡ２（１０３−２）はＡＰ１（１０１）の公開鍵Ｋｅｙ−Ｓ１を知っており、盗聴によりＳＴＡ１（１０３−１）のＭＡＣアドレスを入手したものとする。
【００２３】
ＳＴＡ２（１０３−２）は、ＭＡＣアドレスをＭａｃ−ａｄｄｒ１と偽装し、ＡＰ１（１０１）にプロブ要求を送信する（処理６０１）。ＡＰ１（１０１）はプロブ応答を送信し（処理６０２）、その後、８０２．１１オープン認証要求・応答（処理６０４、６０５）、アソシエーション要求・応答（処理６０６、６０７）が行われる。次に、ＳＴＡ２（１０３−２）は新規ＰＭＫを生成し（処理６０８）、ＡＰ１（１０１）へ送信するが、同時に送信するべき前回鍵情報（Ｏｌｄ−ｋｅｙ−１１）を知らないため、偽の鍵情報を送信する（処理９０１）。ＡＰ１（１０１）は、ＭＡＣアドレスと前回鍵情報を検する（処理９０２）。ＡＰ１（１０１）は、前回鍵情報の不一致を検出するため（処理９０３）、ＳＴＡ２（１０３−２）にエラーを通知し（処理９０４）、処理を終了する（処理９０５）。ＳＴＡ２（１０３−２）はエラーを受信するため、次のステップである４−ｗａｙ  ｈａｎｄｓｈａｋｅへ進むことができず、通信は成立しない。このように、ＷＥＰ方式、ＷＰＡ２−ＰＳＫでは可能なＳＴＡの成り済ましは、本実施の形態の方式では困難である。
なお、初回通信時は前回鍵情報が存在しないため、ＭＡＣアドレスと秘密鍵・公開鍵のみでの確認（認証）としても良いし、ＡＰへのＭＡＣアドレス登録時に、ＡＰとＳＴＡ双方にダミーの鍵情報を登録し、ダミーの鍵情報を基に認証を行っても良い。また、ＳＴＡの識別子を設定し、Ｍａｃアドレスの代わりに使用しても良い。
ＡＰ１（１０１）が受信する前回鍵情報と、ＡＰ１（１０１）のＳＴＡデータテーブル（１０２）に記憶される前回鍵情報は、互いにＰＭＫである又は互いにＰＴＫであるなど、同じ情報とすることができる。また、ＡＰ１（１０１）が受信する前回鍵情報は、前回の鍵を生成するためのＰＭＫとし、ＳＴＡデータテーブル（１０２）に記憶される前回鍵情報はＰＴＫ、ＡＮｏｎｃｅ、及び、ＳＮｏｎｃｅとするなど、別々の情報としてもよい。この場合、例えば、ＡＰ１（１０１）は、受信されたＰＭＫ、及び、ＳＴＡデータテーブル（１０２）に記憶されたＡＮｏｎｃｅ、ＳＮｏｎｃｅから、予め定められた計算方法によりＰＴＫを算出し、算出されたＰＴＫと、ＳＴＡデータテーブル（１０２）に記憶されたＰＴＫとを比較することで認証を行うことができる。同様に、受信される前回鍵情報がＰＴＫであり、ＳＴＡデータテーブル（１０２）に記憶される前回鍵情報はＰＭＫ、ＡＮｏｎｃｅ、及び、ＳＮｏｎｃｅとすることもできる。
【００２４】
２．第２の実施の形態
上述の第１の実施の形態では、公開鍵暗号化方式を使用し、ＡＰ１（１０１）に接続する全てのＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）に同じ公開鍵を設定した。第２の実施の形態では、ＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）にそれぞれ異なる鍵を設定する。ここでは、ＡＰ１（１０１）に設定する鍵をＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）の公開鍵と呼び、ＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）に設定する鍵を秘密鍵と呼ぶ。
図１０に、本実施の形態のネットワーク構成図を示す。各ＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）は、それぞれ異なる秘密鍵を保持する。
図１１に、ＡＰ１（１０１）が持つＳＴＡデータテーブル（１０２−２）を示す。ＳＴＡデータテーブル（１０２−２）には、ＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）のＭＡＣアドレス（１１０１）、前回鍵情報（１１０２）、図１０に示す秘密鍵と対になるＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）の公開鍵（１１０３）を組にして記録する。ＡＰ１（１０１）は、例えばＳＴＡ（１０３）から受信されるパケットのヘッダ又はデータに含まれるＭＡＣアドレスに基づき、ＳＴＡデータテーブル（１０２）を参照することができる。
図１２に、ＳＴＡ１（１０３−１）が持つＡＰデータテーブル（４０８−２）を示す。ＡＰデータテーブル（４０８−２）には、ＡＰ識別子（１２０１）、ＳＴＡ秘密鍵（１２０２）、前回鍵情報（１２０３）を組にして記録する。ここで、公開鍵という言葉を用いたが、ＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）の公開鍵は完全に公開するわけではなく、ＡＰ１（１０１）のみが知る情報とすることができる。
【００２５】
本実施の形態による通信開始時のシーケンスは第１の実施の形態とほぼ等しく、ＰＭＫ及び前回鍵情報の送受信時の暗号化・復号の鍵が異なる。本実施の形態では、ＳＴＡ１（１０３−１）からＡＰ１（１０１）へ新規ＰＭＫ及び前回鍵情報を送信する際には、ＳＴＡ１（１０３−１）が有する秘密鍵（Ｋｅｙ−Ｓ１１）を用いて暗号化を行い、ＡＰ１（１０１）が受信した情報を復号する際はＳＴＡ１（１０３−１）に対応する公開鍵（Ｋｅｙ−Ａ１１）を用いる。ＡＰ１（１０１）と各ＳＴＡ  ＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）間で個別の公開鍵・秘密鍵のペアを用いるため、セキュリティが向上し、また鍵変更の際の利便性も高まる。
なお、本実施の形態の構成では、新規ＰＭＫの生成をＡＰ１（１０１）で行い、ＡＰ１（１０１）が新規ＰＭＫをＳＴＡ１（１０３−１）の公開鍵（Ｋｅｙ−Ａ１１）で暗号化してＳＴＡ１（１０３−１）に送信し、ＳＴＡ１（１０３−１）が受信した新規ＰＭＫを秘密鍵（Ｋｅｙ−Ｓ１１）で復号することにより新規ＰＭＫを共有しても良い。また、他の構成、動作等は第１の実施の形態と同様である。
【００２６】
３．第３の実施の形態
第１及び第２の実施の形態では、ＰＭＫ、及び前回鍵情報の送受信に公開鍵暗号方式を用いたが、第３の実施の形態では共通鍵暗号方式を用いる。本実施の形態では、ＡＰ１（１０１）とＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）の組毎に異なる共通鍵を用いる。
図１３に、本実施の形態のネットワーク構成図を示す。ＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）は、ＡＰ１（１０１）との通信（認証情報の送受信）に、それぞれ異なる共通鍵（Ｋｅｙ−１１〜Ｋｅｙ−１ｎ）を用いる。
図１４は、ＡＰ１（１０１）が持つＳＴＡデータテーブル（１０２−３）である。ＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）のＭＡＣアドレス（１４０１）、前回鍵情報（１４０２）、ＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）との共通鍵（１４０３）を組にして記録する。
図１５は、ＳＴＡ１が持つＡＰデータテーブル（４０８−３）である。ＡＰ識別子（１５０１）、ＡＰとの共通鍵（１５０２）、前回鍵情報（１５０３）を組にして記録する。盗聴を防ぐためには、ＡＰ、ＳＴＡの組毎に、異なる共通鍵を用いる。本方式による通信開始時のシーケンスは第１の実施の形態とほぼ等しく、ＰＭＫ及び前回鍵情報の送受信時の暗号化・復号の鍵が異なる。本実施の形態では、新規ＰＭＫ及び前回鍵情報の送受信時の暗号化・復号処理に、共通鍵（Ｋｅｙ−１１〜Ｋｅｙ−１ｎ）を用いる。各ＳＴＡで個別の共通鍵を用いるため、鍵変更の際の利便性は高まる。
本実施の形態においても、第２の実施の形態と同様、新規ＰＭＫの生成をＡＰ１（１０１）で行い、ＡＰ１（１０１）が新規ＰＭＫをＳＴＡ１（１０３−１）との共通鍵（Ｋｅｙ−１１）で暗号化してＳＴＡ１（１０３−１）に送信し、ＳＴＡ１（１０３−１）が受信した新規ＰＭＫを共通鍵（Ｋｅｙ−１１）で復号することにより新規ＰＭＫを共有しても良い。また、他の構成、動作等は第１の実施の形態と同様である。
【００２７】
４．第４の実施の形態
本実施の形態では、予め、ＳＴＡ１（１０３−１）とＡＰ１（１０１）に、前回鍵情報から新規ＰＭＫを求めるための同じ計算方法を設定しておく。第１の実施の形態と同様に、ＡＰ１（１０１）及びＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）に前回通信時の鍵情報を記録し、新規通信ネゴシエーション時に、前回鍵情報を基に、ＡＰ１（１０１）とＳＴＡ１〜ｎ（１０３−１〜３）の双方で同じ計算を行い、新規ＰＭＫを算出する。
図１６に、本実施の形態における通信ネゴシエーション時のシーケンス図を示す。
まず、上述の第１の実施の形態と同様に、プロブ要求・応答（処理６０１、６０２）、８０２．１１オープン認証要求・応答（処理６０４、６０５）、アソシエーション要求・応答（処理６０６、６０７）の各処理を実行する。次に、ＡＰ１（１０１）は、ＳＴＡ１（１０３−１）のＭＡＣアドレスを基にＳＴＡテーブル（１０２）から前回鍵情報を検索し、該当する前回鍵情報を読み出す。ＡＰ１（１０１）は、読み出された前回鍵情報に基づき、上述の予め設定された計算方法により新規ＰＭＫを計算する（処理１６０２）。ＳＴＡ１（１０３−１）でも同じ計算方法を用いて新規ＰＭＫを計算する（処理１６０１）。これにより、新規ＰＭＫを共有する。
その後の処理（処理６１１〜６２２）は、第１乃至第３の実施の形態と同じである。本実施の形態では、新規ＰＭＫ及び前回鍵情報の送受信を必要としないため、第１〜第３の実施の形態で用いた公開鍵・秘密鍵のペアや、共通鍵の設定は不要である。なお、他の構成、動作等は第１の実施の形態と同様である。
【００２８】
５．第５の実施の形態
図１７は、本実施の形態におけるネットワーク構成図である。
上述の実施の形態におけるＡＰ・ＳＴＡ間の通信ネゴシエーションは、サーバ・ＳＴＡ間にも適用可能である。本実施の形態では、図１７のように有線又は無線のネットワーク（１７０３）に接続されたＳＴＡ１、２（１７０２−１、２）・Ｓｅｒｖｅｒ−１、ｘ（１７０１−１、ｘ）間の通信ネゴシエーションを、ＳＴＡ１（１７０２−１）・Ｓｅｒｖｅｒ−１（１７０１−１）間の通信を例に説明する。例えば、上述の第１の実施の形態のＡＰ１（１０１）が、Ｓｅｒｖｅｒ−１（１７０１−１）に対応する。ＳＴＡ１（１７０２−１）、Ｓｅｒｖｅｒ−１（１７０１−１）はそれぞれ、例えばＳｅｒｖｅｒ−１（１７０１−１）の公開鍵（ｋｅｙ−ｐｕｂｌｉｃ−１）と、秘密鍵（ｋｅｙ−ｐｒｉｖａｔｅ−１）を保持する。Ｓｅｒｖｅｒ−１（１７０１−１）はＳＴＡデータテーブル（１８００）を有する。また、ＳＴＡ１（１７０２−１）は、Ｓｅｒｖｅｒデータテーブル（１９００）を有する。
図１８は、Ｓｅｒｖｅｒ（１７０１）が有するＳＴＡデータテーブル（１８００）の構成例を示す図である。ＳＴＡデータテーブル（１８００）は、ＭＡＣアドレスなどのＳＴＡ識別子（１８０１）、前回鍵情報（１８０２）、ＳＴＡのネットワークアドレス（１８０３）を組で記憶する。
【００２９】
図１９は、端末装置（１７０２）が有するＳｅｒｖｅｒデータテーブル（１９００）の構成例を示す図である。Ｓｅｒｖｅｒデータテーブル（１９００）は、Ｓｅｒｖｅｒ識別子（１９０１）、前回鍵情報（１９０２）、Ｓｅｒｖｅｒ公開鍵（１９０３）、ネットワークアドレス（１９０４）を組で記憶する。ネットワークアドレス（１８０３、１９０４）は、ＳＴＡとＳｅｒｖｅｒが通信する場合に用いられる。
図２０に、通信ネゴシエーション時のシーケンスを示す。
ＳＴＡ１（１７０２−１）は、Ｓｅｒｖｅｒ−１（１７０１−１）へ通信ネゴシエーション要求を送信する（処理２００１）。Ｓｅｒｖｅｒ−１は、ＳＴＡ１（１７０２−１）へ通信ネゴシエーション応答を送信する（処理２００２）。ＳＴＡ１（１７０２−１）は新規暗号鍵を生成し（処理２００３）、前回鍵情報、ＳＴＡ識別子、新規暗号鍵をＳｅｒｖｅｒ−１（１７０１−１）の公開鍵（ｋｅｙ−ｐｕｂｌｉｃ−１）で暗号化してＳｅｒｖｅｒ−１（１７０１−１）へ送信する（処理２００４）。ここで、ＳＴＡ識別子としてＭＡＣアドレスやＩＰアドレスを使用する場合には、データとして明示的に送信しなくても良い。例えば、パケットヘッダの送信元アドレス等を用いてもよい。Ｓｅｒｖｅｒ−１（１７０１−１）は、受信した情報をＫｅｙ−ｐｒｉｖａｔｅ−１を用いて復号し（処理２００５）、ＳＴＡデータテーブル（１８００）に記録された前回鍵情報（１８０２）と受信した前回鍵情報を比較する（処理２００６）。Ｓｅｒｖｅｒ−１（１７０１−１）は、一致するとＳＴＡ１（１７０２−１）にＯＫを送信し（処理２００７）、前回鍵情報を更新する（処理２００９）。ＯＫを受信したＳＴＡ１（１７０２−１）は、前回鍵情報を更新し（２００８）、ＳＴＡ１（１７０２−１）・Ｓｅｒｖｅｒ−１（１７０１−１）間で新規暗号鍵を用いて暗号化通信を開始する（処理２０１０）。一方、不一致の場合は（処理２００６）、ＳＴＡ１（１７０２−１）にＮＧを通知し、処理を終了する。
【００３０】
また、本実施の形態では２−ｗａｙで示した通信ネゴシエーションは、使用するプロトコルによって異なり、例えばＴＣＰの場合には３−ｗａｙ−ｈａｎｄｓｈａｋｅとなる。更に、ＳＴＡ・Ｓｅｒｖｅｒ間で前回鍵情報・新規暗号鍵の送受信時に使用する公開鍵・秘密鍵に関して、上述の第２及び第３の実施の形態で示したように、ＳＴＡ・Ｓｅｒｖｅｒの組毎に異なる公開鍵、秘密鍵のペア、又は、共通鍵に置き換えても良い。また、Ｓｅｒｖｅｒが複数存在する時には、ＳＴＡのＳｅｒｖｅｒデータテーブル（１９００）は、Ｓｅｒｖｅｒ識別子（１９０１）、前回鍵情報（１９０２）、Ｓｅｒｖｅｒ公開鍵（１９０３）、Ｓｅｒｖｅｒネットワークアドレス（１９０４）等をセットで記録する。
なお、他の構成、動作等は第１の実施の形態と同様である。
【００３１】
６．第６の実施の形態
図２１は、本実施の形態におけるネットワーク構成図である。
上述の第１〜第４の実施の形態におけるＡＰ・ＳＴＡ間の通信ネゴシエーションは、ＳＴＡ・ＳＴＡ間にも適用可能である。本実施の形態では、図２１を用いて、ＳＴＡ・ＳＴＡ間の通信ネゴシエーションを説明する。各ＳＴＡはそれぞれ公開鍵、秘密鍵を有し、図２２に示すＳＴＡデータテーブル（２２００）に、ＳＴＡ識別子（２２０１）、前回鍵情報（２２０２）、ＳＴＡ公開鍵（２２０３）、ネットワークアドレス（２２０４）をセットで記録する。
図２２は、ＳＴＡ１（２１０１−１）のＳＴＡデータテーブル（２２００−１）の例である。ＳＴＡデータテーブル（２２００−１）は、ＳＴＡ識別子（２２０１）毎に、ＳＴＡ１（２１０１−１）と接続する可能性のあるＳＴＡ２（２１０１−２）及びＳＴＡｎ（２１０１−ｎ）との前回通信時の鍵情報（前回鍵情報２２０２）と、ＳＴＡ２及びＳＴＡｎの公開鍵（ＳＴＡ公開鍵２２０３）と、ネットワークアドレス（２２０４）とが記録されている。ここで、Ｋｅｙ−ｐｕｂｌｉｃ−ｎはＳＴＡｎ（２１０１−ｎ）の公開鍵であり、対となる秘密鍵は、Ｋｅｙ−ｐｒｉｖａｔｅ−ｎである。なお、他のＳＴＡ（２１０１）のＳＴＡデータテーブル（２０００）についても同様の構成である。ＳＴＡ識別子（２２０１）には、ＩＰアドレスや、ＭＡＣアドレスを用いても良い。
図２３は、ＳＴＡ１（２１０１−１）・ＳＴＡｎ（２１０１−ｎ）間の、通信ネゴシエーション時のシーケンス図である。上述の第５の実施の形態のＳｅｒｖｅｒ−１（１７０１−１）が、ＳＴＡｎ（２１０１−ｎ）に対応する。通信ネゴシエーション時のシーケンスは、第５の実施の形態とほぼ同じあり、処理２００４−１の暗号化でＫｅｙ−ｐｕｂｌｉｃ−ｎ（２２０３）を用い、処理２００５−１の復号ではＫｅｙ−ｐｒｉｖａｔｅ−ｎを用いることが、第５の実施の形態のシーケンスと異なる。ＳＴＡ間で前回鍵情報・新規鍵情報の受信時に使用する公開鍵・秘密鍵に関して、第２及び第３の実施の形態で示したように、各ＳＴＡのペア毎に公開鍵、秘密鍵のペア、又は、共通鍵に置き換えても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、例えば、暗号化通信、ふたつの通信装置間の認証を行う通信システム、通信装置、アクセスポイント等に関する産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態に係わる無線ＬＡＮシステムの構成例を示す図である。
【図２】アクセスポイントの構成例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態において、アクセスポイントが持つＳＴＡデータテーブルの構成例を示す図である。
【図４】端末装置の構成例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態において、端末装置が持つＡＰデータテーブルの構成例を示す図である。
【図６】本発明による通信開始時の処理を示すシーケンス図である。
【図７】端末装置における処理を示すフローチャートである。
【図８】アクセスポイントにおける処理を示すフローチャートである。
【図９】不正アクセス時の処理を示すシーケンス図である。
【図１０】第２の実施の形態における、無線ＬＡＮシステムの構成例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態において、アクセスポイントが持つＳＴＡデータテーブルの構成例を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態において、端末装置が持つＡＰデータテーブルの構成例を示す図である。
【図１３】第３の実施の形態における、無線ＬＡＮシステムの構成例を示す図である。
【図１４】第３の実施の形態において、アクセスポイントが持つＳＴＡデータテーブルの構成例を示す図である。
【図１５】第３の実施の形態において、端末装置が持つＡＰデータテーブルの構成例を示す図である。
【図１６】第４の実施の形態における、新規通信ネゴシエーション時のシーケンス図である。
【図１７】第５の実施の形態における、ネットワークの構成例を示す図である。
【図１８】第５の実施の形態において、Ｓｅｒｖｅｒが持つＳＴＡデータテーブルの構成例を示す図である。
【図１９】第５の実施の形態において、端末装置が持つＳｅｒｖｅｒデータテーブルの構成例を示す図である。
【図２０】第５の実施の形態における、新規通信ネゴシエーション時のシーケンス図である。
【図２１】第６の実施の形態における、ネットワークの構成例を示す図である。
【図２２】第６の実施の形態において、端末装置が持つＳＴＡデータテーブルの構成例を示す図である。
【図２３】ＳＴＡ１（２１０１−１）・ＳＴＡｎ（２１０１−ｎ）間の、通信ネゴシエーション時のシーケンス図である。
【図２４】ＰＴＫ（ｐａｉｒｗｉｓｅ  ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  ｋｅｙ）の分割を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０１  ＡＰ（アクセスポイント）
１０３  ＳＴＡ（端末装置）
１０４  インターネット
２０１  ＣＰＵ
２０２  メモリ
２０７  記憶装置
１０２  ＳＴＡデータテーブル
２０８  インタフェース
４０１  ＣＰＵ
４０２  メモリ
４０８  ＡＰデータテーブル
４０９  インタフェース
１７０３  ネットワーク
１７０２  ＳＴＡ
１７０１  Ｓｅｒｖｅｒ（サーバ）
１８００  ＳＴＡデータテーブル
１９００  Ｓｅｒｖｅｒデータテーブル
２１０１  ＳＴＡ
２２００  ＳＴＡデータテーブル
【図１】
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【図２】
0004550759.tif 000003
【図３】
0004550759.tif 000004
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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