(57)【要約】【課題】ネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置において、MPDUの再送に伴う再MIC演算処理を不要にして、転送レートの劣化を防ぎ、MIC演算処理回路をMACハードウェア処理回路の内部に組み込むことを可能にする。【解決手段】ハードウェア処理部２２において、送信するMSDUに対してMIC演算処理回路３０によりMIC演算が行われ、そのMSDUに付加するMIC演算値D50が生成される。MIC演算処理回路３０では、送信フレームの再送情報rdを利用することで、再送時のMIC演算を再計算しないようにしている。このMIC演算値D50は、MACハードウェア処理回路６０内のWEP回路で暗号処理される。【選択図】図１
2007086608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能の演算値を送信フレームに付加する付加機能とを有し、前記送信フレームの再送情報が「再送」を示すときには、前記演算機能での動作を停止してそのときの演算値を出力する構成にしたことを特徴とするネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置。
【請求項２】
送信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能の演算値を送信フレームに付加する付加機能とを有し、フラグメント情報と、各フラグメントフレームに付加するメッセージダイジェストのデータ長情報とに基づき、フラグメント処理により前記演算機能での演算値が、複数フレーム跨ることに対応可能な構成にしたことを特徴とするネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置。
【請求項３】
送信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能の演算値を送信フレームに付加する付加機能とを有し、送信モードの切り替わり情報と、前記演算機能でのメッセージダイジェストの途中演算値をコピーする機能とを用いて、時分割的に切り替わるフレーム送信モードに対応可能な構成にしたことを特徴とするネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置。
【請求項４】
送信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能の演算値を送信フレームに付加する付加機能とを有し、フラグメント情報と、各フラグメントフレームに付加するメッセージダイジェストのデータ長情報と、送信モードの切り替わり情報と、前記演算手段でのメッセージダイジェストの途中演算値をコピーする機能とを用いて、フラグメント処理により前記演算機能での演算値が、複数フレーム跨ることに対応し、且つ時分割的に切り替わるフレーム送信モードに対応可能な構成にしたことを特徴とするネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置。
【請求項５】
受信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能の演算値と前記受信フレームに付加された演算値とを比較する比較機能とを有し、フラグメント情報と、各フラグメントフレームに付加するメッセージダイジェストのデータ長情報とを用いて、フラグメント処理により前記演算機能での演算値が、複数フレーム跨ることに対応可能な構成にしたことを特徴とするネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置。
【請求項６】
受信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能での演算値と前記受信フレームに付加された演算値とを比較する比較機能とを有し、送信モードの切り替わり情報と、前記演算機能でのメッセージダイジェストの途中演算値をコピーする手段とを用いて、時分割的に切り替わるフレーム送信モードに対応可能な構成にしたことを特徴とするネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置。
【請求項７】
受信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能での演算値と前記受信フレームに付加された演算値とを比較する比較機能とを有し、フラグメント情報と、各フラグメントフレームに付加するメッセージダイジェストのデータ長情報と、送信モードの切り替わり情報と、前記演算機能でのメッセージダイジェストの途中演算値をコピーする機能とを用いて、フラグメント処理により前記演算機能での演算値が、複数フレーム跨ることに対応し、且つ時分割的に切り替わるフレーム送信モードに対応可能な構成にしたことを特徴とするネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、IEEE(lnstitute of Electrical and Electronics Engineers、米国電気電子技術者協会)802.11i勧告が定めるMichael MIC(Message lntegrity Code)演算機能のような、メッセージが通信途中で改ざんされることを防止・検出する機能を有するネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線LAN(Local Area Network)のプロトコルは、通信回線の物理的、電気的インタフェースを行う最下位層の物理層（Physical layer）と、この上位層のMAC層（Media Access  Control layer、媒体アクセス制御層）及びLLC層（Logical Link Control layer、論理リンク層）を有するデータリンク層と、この上位層のネットワーク層等とにより構成されている。MAC層でのセキュリティ機能として使われる暗号化方式は、例えば、IEEE802.11iで規格化され、次のような文献に記載されている。
【０００３】
【非特許文献１】ANSI/IEEE Std 802.11,1999Edition
【非特許文献２】IEEE Std 802.11i/D3.0,November 2002
【０００４】
この非特許文献１、２に記載されているように、IEEE802.11iで定めるTKIP(Temporal Key lntegrity Protocol)暗号方式は、IEEE802.11で定めているWEP(Wired Equivalent Privacy)暗号方式に、Key Mixing機能及びMichael MIC機能を付加することで、より秘匿性の高いデータ通信を実現するものである。
【０００５】
ここで、Key Mixing機能とは、固定的に設定された暗号・復号用の鍵を、決まったアルゴリズムに準じて変換する機能であり、毎フレーム単位に固定鍵をアルゴリズム変換することで、暗号・復号処理のセキュリティ強度を高めるものである。又、Michael MIC機能とは、送受信MSDU(MAC Service Data Unit)に対するハッシュ関数を演算することで、一般にはMessage Authentication Codeと呼ばれるダイジェストコードを生成するものである。このMichael MIC機能は、通信中のフレームに対する改ざんアタックを防止・検出するためのものであり、ダイジェストコードを送信フレームに付加し、そして受信フレームに対して同様のハッシュ関数を演算することで、付加されたコードとの一致を確認するものである。
【０００６】
従来よりIEEE802.11で標準化されているMAC層に設けられるWEP暗号方式は、暗号・復号処理に利用する鍵が送受信する全フレームに対して固定的に決められており、通信中の暗号フレームを長い時間傍受することで、暗号・復号処理に使われている鍵を推測されてしまうという問題を有していた。又、WEP暗号方式は、CRC(Cyclic Redundancy Check、巡回符号誤り検出)演算を用いたダイジェストコード機能を有していたが、コード生成に秘密鍵を必要としないCRC演算を採用していたため、偽造が容易であり、一般にセキュリティ強度は低いことが知られている。
【０００７】
IEEE802.11iでは、セキュリティ強度に問題のあるWEP暗号方式に対し、Key Mixing機能とMichael MIC機能を追加することで、従来よりWEP方式をインプリメント（実装）している無線LAN製品の資産を活用しつつ、ソフトウェアのアップデート（更新）だけでセキュリティ強度を高めることを1つの狙いとしている。このWEP暗号方式は、機能的に分類するならば、MAC機能の一部と考えられる。
【０００８】
図６は、従来の一般的な無線LAN製品のMAC機能を実現するネットワーク終端装置における改ざん防止処理装置の機能ブロック図である。
【０００９】
この装置では、MAC機能の一部をソフトウェアで処理するマイクロプロセッサ１と、MAC機能でソフトウェア処理部以外の機能を処理するMACハードウェア処理回路２と、MACソフトウェアプログラム及びMIC演算処理プログラムが格納されているプログラムメモリ３とを有し、これらがマイクロプロセッサバス４上に接続されている。
【００１０】
ここで、WEP暗号処理機能は、多くがMACハードウェア処理回路２に実装されていると考えられる。このWEP暗号方式を実装したIEEE802.11準拠の無線LAN装置をTKIP暗号方式ヘバージョンアップ（改良）するためには、Key Mixing機能及びMichael MIC機能を、MAC機能の一部をソフトウェア処理するためのマイクロプロセッサ１と、プログラムメモリ３とで実現するのが一般的と考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図６に示す従来の改ざん防止処理装置では、MACファームウェア処理及びMIC演算プログラム処理によって、マイクロプロセッサ１の処理時間及びマイクロプロセッサバス４の処理時間が増大し、MAC処理能力が低下するという問題点があった（勿論MIC演算だけでなく、Key Mixing機能もプロセッサ処理の増加という観点では問題点であるが、本発明は、MIC演算に関するものであるため、Key Mixingに関する問題は割愛する）。
【００１２】
図７は、従来の課題を説明するためのネットワーク終端装置における改ざん防止処理装置の機能ブロック図である。図８は、図７の暗号化処理を示す図である。
【００１３】
図６の問題点に対する解決策として、図７に示すようなMIC演算を、プロセッサバスに直結するハードウェアで処理する案も考えられる。この図７の装置では、MAC機能の一部をソフトウェアで処理するマイクロプロセッサ１１と、MAC機能でソフトウェア処理部以外の機能を処理するMACハードウェア処理回路１２と、MACソフトウェアが格納されているプログラムメモリ１３とを相互に接続するマイクロプロセッサバス１４上に、新たに、MIC演算のハードウェア処理を行うMIC演算処理回路１５が接続されている。
【００１４】
この装置では、図８に示すように、MSDUにて処理を行うMIC演算処理回路１５により、改ざん防止のためにMichael MIC等のMIC演算処理１６を行い、この処理結果をMSDUのフレームに付加し、マイクロプロセッサバス１４を介してMACハードウェア処理回路１２へ伝送し、このMACハードウェア処理回路１２においてWEP暗号化等のMACハードウェア処理１７を行う。
【００１５】
ところが、図７の構成において、MIC演算を行うためには、このMIC演算処理回路１５に対して送受信MSDUを新たに転送する必要が生じるため、プロセッサバス１４に対するアクセス量が増加するという問題があり、更に、MIC演算処理１６の処理結果をマイクロプロセッサバス１４を介してMACハードウェア処理回路１２へ伝送するために、処理時間を要するという問題がある。又、プロセッサバス１４に対するアクセス量が増加するという問題は、マイクロプロセッサ１１の処理速度に対する影響も大きく、MACソフトウェア処理が遅延することで、送受信フレームの転送レート(rate、速度）が劣化するという大きな問題へも繋がる危険性が高いものである。
【００１６】
図９は、従来の他の課題を説明するためのネットワーク終端装置における改ざん防止処理装置の機能ブロック図である。図１０は、図９の暗号化処理を示す図である。
【００１７】
図６や図７の装置の問題点を解決するために、図９に示すように、MACハードウェア処理回路１２にMIC演算処理回路１５を組み込むことが考えられる。
【００１８】
この図９の装置の特徴は、MIC演算をMIC演算処理回路１５にてハードウェア処理するのと同時に、MACハードウェア処理回路１２も同時にハードウェア処理するため、図６の構成にて問題であるマイクロプロセッサ１の処理時間及びマイクロプロセッサバス４の処理時間の増大と、図７の構成にて問題であるマイクロプロセッサバス１４のトラフィック（伝送情報量）増大における送受信レートの劣化という問題は解決できる。
【００１９】
しかし、図９の構成においては、通常MIC演算処理はMSDU単位で演算することを前提としているため、MACハードウェア処理回路１２にMIC演算処理回路１５を組み込むためには、MPDUにてその処理を行わなければならない。そのため、図１０に示すように、MACハードウェア処理回路１２の処理結果であるMPDUと呼ばれるフレームをMIC演算処理回路１５へ引き渡すためには、そのMPDUのフレームをリアセンブル（Reassemble、再組み立て）処理１８をしてMSDUと呼ばれるフレームへ変換し、このMSDUのフレームをMIC演算処理回路１５にて処理することになる。更に、このMIC演算処理回路１５の演算結果を付加したMSDUのフレームをMACハードウェア処理回路１２へ引き渡すためには、そのMACのフレームをMACファータウェアの指示によりフラグメント(Fragment、分断）処理１９を行って複数のMPDUのフレーム変換した後、MACハードウェア処理回路１２へフレーム処理を引き継ぐことが多い。
【００２０】
この結果、図９の構成のように、MPDU単位で演算するには、MPDU再送に伴う再MIC演算時間（即ち、MPDUからMSDUへの変換時間）が必要になるため、転送レートの劣化が懸念、フラグメント機能におけるMICフィールド分断、無線空間におけるフレーム衝突回避のためのDCF(Distributed Coordnation Function）／PCF(Point Coordination Function)を跨いだMPDU送信、及びそれらが複合して発生するという問題に対応しなければならなった。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１に係る発明のネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置では、送信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能の演算値を送信フレームに付加する付加機能とを有し、前記送信フレームの再送情報が「再送」を示すときには、前記演算機能での動作を停止してそのときの演算値を出力する構成にしている。
【００２２】
請求項２に係る発明のネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置では、送信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能の演算値を送信フレームに付加する付加機能とを有し、フラグメント情報と、各フラグメントフレームに付加するメッセージダイジェストのデータ長情報とに基づき、フラグメント処理により前記演算機能での演算値が、複数フレーム跨ることに対応可能な構成にしている。
【００２３】
請求項３に係る発明のネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置では、送信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能の演算値を送信フレームに付加する付加機能とを有し、送信モードの切り替わり情報と、前記演算機能でのメッセージダイジェストの途中演算値をコピーする機能とを用いて、時分割的に切り替わるフレーム送信モードに対応可能な構成にしている。
【００２４】
請求項４に係る発明のネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置では、送信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能の演算値を送信フレームに付加する付加機能とを有し、フラグメント情報と、各フラグメントフレームに付加するメッセージダイジェストのデータ長情報と、送信モードの切り替わり情報と、前記演算手段でのメッセージダイジェストの途中演算値をコピーする機能とを用いて、フラグメント処理により前記演算機能での演算値が、複数フレーム跨ることに対応し、且つ時分割的に切り替わるフレーム送信モードに対応可能な構成にしている。
【００２５】
請求項５に係る発明のネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置では、受信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能の演算値と前記受信フレームに付加された演算値とを比較する比較機能とを有し、フラグメント情報と、各フラグメントフレームに付加するメッセージダイジェストのデータ長情報とを用いて、フラグメント処理により前記演算機能での演算値が、複数フレーム跨ることに対応可能な構成にしている。
【００２６】
請求項６に係る発明のネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置では、受信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能での演算値と前記受信フレームに付加された演算値とを比較する比較機能とを有し、送信モードの切り替わり情報と、前記演算機能でのメッセージダイジェストの途中演算値をコピーする手段とを用いて、時分割的に切り替わるフレーム送信モードに対応可能な構成にしている。
【００２７】
請求項７に係る発明のネットワーク終端装置の改ざん防止処理装置では、受信フレームの改ざんを防止するためのメッセージダイジェスト演算を行う演算機能と、前記演算機能での演算値と前記受信フレームに付加された演算値とを比較する比較機能とを有し、フラグメント情報と、各フラグメントフレームに付加するメッセージダイジェストのデータ長情報と、送信モードの切り替わり情報と、前記演算機能でのメッセージダイジェストの途中演算値をコピーする機能とを用いて、フラグメント処理により前記演算機能での演算値が、複数フレーム跨ることに対応し、且つ時分割的に切り替わるフレーム送信モードに対応可能な構成にしている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の改ざん防止処理装置によれば、送信フレームの再送に伴う再演算処理が必要でないため、転送レートの劣化を防ぐことが可能となり、メッセージダイジェスト演算機能を他の暗号化処理回路の内部に組み込むことができる。これにより、他の暗号化処理能力を維持することが可能であり、更に、他の暗号化処理のファームウェア処理が遅延せず、送受信の転送レートが劣化する危険性を回避することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の最良の実施形態では、送信フレームの改ざんを防止するためのハッシュ演算等のメッセージダイジェスト演算機能と、演算値を送信フレームに付加する機能とを有するネットワーク終端装置において、送信フレームの再送情報を利用することで、再送時のメッセージダイジェスト演算を再計算しないようにしている。
【実施例１】
【００３０】
（実施例１の構成）
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施例１を示すネットワーク終端装置における送信側の改ざん防止処理装置の機能ブロック図であり、同図（Ａ）は全体の構成図、及び同図（Ｂ）は同図（Ａ）中のＭＩＣ演算処理回路の構成図である。
【００３１】
図１（Ａ）に示す送信側の改ざん防止処理装置は、MAC機能の一部をソフトウェアで処理するマイクロプロセッサ２１と、MAC演算及びMIC演算をハードウェアで処理するハードウェア処理部２２と、MACソフトウェアが格納されているプログラムメモリ２３とが、相互にマイクロプロセッサバス２４により接続されている。ハードウェア処理部２２は、MIC演算のハードウェア処理を行うMIC演算処理回路３０と、MAC機能でソフトウェア処理部以外の機能を処理するWEP回路等のMACハードウェア処理回路６０とが組み込まれ、MIC演算をMIC演算処理回路３０にてハードウェア処理するのと同時に、MACハードウェア処理回路６０も同時にハードウェア処理する構成になっている。
【００３２】
ハードウェア処理部２２内に設けられる図１（Ｂ）のMIC演算処理回路３０は、送信するフレーム本体であるMSDUに付加するMICを生成するために、例えば、暗号処理タイミング用の２つのMICカウンタ出力信号ct1,ct2、及び図示しないステートマシンから出力される複数のステートstaにより演算手順が制御され、送信するMSDU、送信するMSDUの宛先である送信先アドレス(destination address)DA、及び、送信元アドレス(source address)SAに対して演算する回路であり、IEEE802.11iで定めているMIC処理フォーマット生成ブロック４０と、Michaelメッセージ処理ブロック５０とで構成されている。
【００３３】
MIC処理フォーマット生成ブロック４０は、マイクロプロセッサ２１等から与えられるMIC演算開始指示信号st、送信するMSDU、送信先アドレスDA、送信元アドレスSA、オプション機能の上位信号Priorty、及び、MICカウンタ出力信号ct2を入力し、フレーム変換を行ってMIC処理フォーマットD40をMichaelメッセージ処理ブロック５０へ出力するブロックであり、論理回路等で構成されている。
【００３４】
Michaelメッセージ処理ブロック５０は、マイクプロセッサ２１等から与えられるMIC演算開始指示信号stと再送情報rd、図示しないステートマシンから出力される複数のステートsta、MICカウンタ出力信号ct1、MIC鍵K0,K1、及びMIC処理フォーマットD40を入力し、演算処理を行ってMICフィールドデータであるMIC演算値D50をMACハードウェア処理回路６０内のWEP回路へ出力するブロックであり、演算レジスタ及び関数回路等で構成されている。
【００３５】
図２は、図１（Ｂ）中のMIC演算処理回路３０の概略を示す機能構成図である。
MIC処理フォーマット生成ブロック４０の出力側に接続されたMichaelメッセージ処理ブロック５０は、ブロック関数回路５１、３入力１出力のセレクタ５２、２入力１出力のセレクタ、及び演算レジスタ５４，５５等により構成されている。
【００３６】
ブロック関数回路５１は、図示しないステートマシンから出力される複数のステートsta、及びMICカウンタ出力信号ct1に基づき、暗号化関数値D51a,D51bを出力する回路であり、排他的論理和（以下「XOR」という。）回路等で構成され、この出力側に３入力１出力のセレクタ５２、及び２入力１出力のセレクタ５３が接続されている。３入力１出力のセレクタ５２は、例えば、MIC鍵K0、３２bitのMIC処理フォーマットD40、又は関数値D51aのいずれか１つを選択して３２bitの出力信号を出力するものであり、この出力側に演算レジスタ５４が接続されている。２入力１出力のセレクタ５３は、MIC鍵K1、又は３２bitの関数値５１ｂのいずれか１つを選択して３２bitの出力信号を出力するものであり、この出力側に演算レジスタ５５が接続されている。
【００３７】
一方の演算レジスタ５４は、セレクタ５２からの３２bitの出力信号を保持してレジスタ出力値Lをブロック関数回路５１へ出力する回路である。他方の演算レジスタ５５は、セレクタ５３からの３２bitの出力信号を保持してレジスタ出力値Rをブロック関数回路５１へ出力する回路である。これらの２つのレジスタ出力値L,Rは、暗号処理のタイミングに合わせて例えばbit単位でMICフィールデータであるMIC演算値D50として出力される。
【００３８】
（実施例１の動作）
本実施例１のハードウェア処理部２２において、送信するMSDUに対してMIC演算処理回路３０によりMIC演算が行われ、そのMSDUに付加するMIC演算値D50が生成される。このMIC演算値D50は、MACハードウェア処理回路６０内のWEP回路で暗号処理される。
【００３９】
MIC演算処理回路３０でのMIC演算手順は、２つのカウンタ出力信号ct1,ct2、及び図示しないステートマシンから出力されるステートstaにより制御され、例えば、次の（１）〜（６）の手順により処理が行われる。
【００４０】
（１）  MIC演算開始指示信号stが「有効」、且つ再送情報rdが「再送でない」を示すと、Michaelメッセージ処理ブロック５０内において、MIC鍵K0,K1がセレクタ５２，５３により選択されて各演算レジスタ５４，５５に設定され、この設定されたレジスタ出力値L,Rがブロック関数回路５１へ送られる。それ以外の条件において、MIC鍵K0,K1の設定は行わない。
【００４１】
（２）  送信するMSDU、送信先アドレスDA、及び送信元アドレスSAは、MIC処理フォーマット生成ブロック４０において組み立てられ、この組み立てられたMIC処理フォーマットD40が３２bitずつMichaelメッセージ処理ブロック５０へ出力される。
【００４２】
（３）  Michaelメッセージ処理ブロック５０に入力された３２bitのMIC処理フォーマットD40は、セレクタ５２により選択され、演算レジスタ５４の内容とXOR演算が行われる。この演算結果は、演算レジスタ５４に設定され、レジスタ出力値Lとしてブロック関数回路５１へ送られる。
【００４３】
（４）  演算レジスタ５４，５５は、Michaelブロック関数によって更新される。
（５）  以後（２）〜（４）が、送信するMSDUの最後まで繰り返される。最後のMIC処理フォーマットD40が３２bitに満たないときは、０で不足したBITが埋められる。
【００４４】
（６）  最後のMIC処理フォーマットD40がMichaelメッセージ処理ブロック５０にて演算したときの演算レジスタ５４又は５５のレジスタ出力値LとRが、MIC演算値D50として出力される。
【００４５】
なお、MIC演算開始指示信号stが「有効」、且つ再送情報rdが「再送」を示すと、（１）〜（５）の動作が行われず、そのときの演算レジスタ５４又は５５のレジスタ出力値LとRがMIC演算値D50として出力される。
【００４６】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、図９の構成におけるMPDUの再送に伴う再MIC演算処理が必要でないため、転送レートの劣化を防ぐことが可能となり、MIC演算処理回路３０をMACハードウェア処理回路６０の内部に組み込むことができる。そして、WEP暗号方式を実装したIEEE802.11準拠の無線LAN装置をTKIP暗号方式へバージョンアップすることが、従来の図６の構成と比較して、マイクロプロセッサ２１でのMIC演算処理及びマイクロプロセッサバス２４ヘのアクセスが発生しないため、MAC処理能力を維持することが可能である。又、従来の図７の構成と比較して、フレーム転送によるプロセッサバスアクセスが発生しないので、プログラムメモリ２３を用いたMACファームウェア処理が遅延せず、送受信の転送レートが劣化する危険性を回避することが可能である。
【実施例２】
【００４７】
（実施例２の構成）
図３は、本発明の実施例２を示すネットワーク終端装置における送信側の改ざん防止処理装置中のMIC演算処理回路の機能ブロック図であり、実施例１を示す図１（Ａ）中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００４８】
本実施例２では、IEEE802.11でオプションとして定めているフラグメント機能が有効であるときのMIC演算処理回路の構成例が示されている。本実施例２のMIC演算処理回路では、実施例１のMIC処理フォーマット生成ブロック４０、及びMichaelメッセージ処理ブロック５０に代えて、入力構成の異なるMIC処理フォーマット生成ブロック４０A、及びMichaelメッセージ処理ブロック５０Ａが設けられると共に、新たにMIC送信制御ブロック７０が追加されている。
【００４９】
MIC処理フォーマット生成ブロック４０Ａは、MIC演算開始指示信号st、ステートマシンからのステートsta、送信先アドレスDA、送信元アドレスSA、上位信号Priorty、及びMICカウンタ出力信号ct2を入力すると共に、新たにMSDU／フラグメントf、及び最終フラグメント情報efを入力し、フレーム変換を行ってMIC処理フォーマットD40AをMichaelメッセージ処理ブロック５０Aへ出力するブロックであり、論理回路等で構成されている。
【００５０】
Michaelメッセージ処理ブロック５０Aは、MIC演算開始指示信号st、再送情報rd、ステートマシンからのステートsta、MICカウンタ出力信号ct1、MIC鍵K0,K1、及びMIC処理フォーマットD40を入力すると共に、新たにフラグメント先頭情報fhを入力し、暗号化処理を行ってMICフィールドデータであるMIC演算値D50Aを出力するブロックであり、演算レジスタ及び関数回路等で構成されている。
【００５１】
MIC送信制御ブロック７０は、Michaelメッセージ処理ブロック５０Aの出力側に接続され、MIC演算値D50A、及びMIC長情報mlを入力し、送信MICデータＤ７０を MACハードウェア処理回路６０内のWEP回路へ出力するブロックであり、レジスタ等で構成されている。
【００５２】
（実施例２の動作）
本実施例２のMIC演算処理回路では、例えば、次の（１）〜（７）の手順により処理が行われる。
【００５３】
（１）  MIC演算開始指示信号stが「有効」、且つ再送情報rdが「再送でない」、且つフラグメント先頭情報fhが「フラグメントの先頭」であることを示すと、Michaelメッセージ処理ブロック５０A内の演算レジスタ５４, ５５にセレクタ５２,５３を介してMIC鍵K0,K1が設定される。それ以外の条件において、MIC鍵K0,K1の設定は行われない。
【００５４】
（２）  MIC処理フォーマット生成ブロック４０Aで組み立てられたMIC処理フォーマットD40Aが、３２bitずつMichaelメッセージ処理ブロック５０Aへ出力される。
【００５５】
（３）  Michaelメッセージ処理ブロック５０Aに入力された３２bitのMIC処理フォーマットD40Aに対し、演算レジスタ５４のデータ３２bitとXOR演算が行われる。この演算結果であるレジスタ出力値Lは、XOR演算を行った演算レジスタ５４に設定される。
【００５６】
（４）  演算レジスタ５４，５５は、Michaelブロック関数によって更新される。
（５）  以後（２）〜（４）が、MSDU/フラグメントｆの最後まで繰り返される。最後のMIC処理フォーマットD40Aが３２bitに満たないときは、０で不足したBITが埋められる。
【００５７】
（６）  最後のMIC処理フォーマットD40Aが、Michaelメッセージ処理ブロック５０Aにて演算されたときの演算レジスタ５４又は５５のレジスタ出力値LとRが、MIC演算値D50Aとなり、MIC送信制御ブロック７０へ出力される。
【００５８】
（７）  MIC送信制御ブロック７０に入力されたMIC演算値D50Aは、MPDU毎に通知されるMIC長情報mlの長さだけ、送信MICデータD70としてMACハードウェア処理回路６０内のWEP回路へ出力され、暗号化処理が行われる。
【００５９】
なお、MIC演算開始指信号stが「有効」、且つ再送情報rdが「再送」を示すと、（１）〜（５）の動作が行われず、そのときの演算レジスタ５４又は５５のレジスタ出力値LとRがMIC送信制御ブロック７０に入力される。
【００６０】
（実施例２の効果）
本実施例２によれば、フラグメントで構成するMPDU送信、フラグメントと分断したMICフィールドで構成するMPDU送信、及その分断したMICフィールドで構成するMPDU送信が可能となり、MIC演算処理回路をMACハードウェア処理回路６０の内部へ組み込むことができる。そして、WEP暗号方式を実装したIEEE802.11準拠の無線LAN装置をTKIP暗号方式へバージョンアップすることが、従来の図６の構成と比較して、マイクロプロセッサ２１でのMIC演算処理、及びマイクロプロセッサバス２４ヘのアクセスが発生しないため、MAC処理能力を維持することが可能である。又、図７の構成と比較して、フレーム転送によるプロセッサバスアクセスが発生しないので、MACファームウェア処理が遅延せず、送受信の転送レートが劣化する危険性を回避することが可能である。
【実施例３】
【００６１】
（実施例３の構成）
図４は、本発明の実施例３を示すネットワーク終端装置における送信側の改ざん防止処理装置中のMIC演算処理回路の機能ブロック図であり、実施例１を示す図１（Ａ）、及び実施例２を示す図３中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００６２】
本実施例２では、IEEE802.11でオプション機能として定めているPCFの機能が有効であるときのMIC演算処理回路の構成例が示されている。本実施例３のMIC演算処理回路では、第１の実施例のMIC処理フォーマット生成ブロック４０及びMichaelメッセージ処理ブロック５０を有し、このMichaelメッセージ処理ブロック５０の出力側に、MIC送信制御ブロック７０Aが接続され、更にこのMIC送信制御ブロック７０Aの出力側に、DCF/PCF  MIC演算値保持ブロック８０が接続されている。
【００６３】
MIC送信制御ブロック７０Aは、Michaelメッセージ処理ブロック５０からのMIC演算値D50、及びDCF/PCF情報dpを入力し、送信MICデータD70Aを MACハードウェア処理回路６０内のWEP回路へ出力すると共に、MICロード信号lo及びMICコピー信号cpをMIC演算値保持ブロック８０へ出力するブロックであり、レジスタ等で構成されている。MIC演算値保持ブロック８０は、MICロード信号lo及びMICコピー信号cpに基づき、MIC送信制御ブロック７０ＢにおけるMIC演算値を保持するブロックであり、レジスタ等で構成されている。
【００６４】
（実施例３の動作）
本実施例３のMIC演算処理回路では、例えば、次の（１）〜（８）の手順により処理が行われる。
【００６５】
（１）  MIC演算開始指示信号stが「有効」、且つ再送情報rdが「再送でない」を示すと、Michaelメッセージ処理ブロック５０内の演算レジスタ５４，５５に、セレクタ５２，５３を介してMIC鍵K0,K1が設定される。それ以外の条件において、MIC鍵K0,K1の設定は行われない。
【００６６】
（２）  MIC処理フォーマット生成ブロック４０で組み立てられたMIC処理フォーマットD40が３２bitずつ、Michaelメッセージ処理ブロック５０へ出力される。
【００６７】
（３）  Michaelメッセージ処理ブロック５に入力されたMIC処理フォーマットD40の３２bitに対し、演算レジスタ５４の３２bitとXOR演算が行われる。この演算結果であるレジスタ出力値Lは、XOR演算を行った演算レジスタ５４に設定される。
【００６８】
（４）  演算レジスタ５４，５５は、Michaelブロック関数によって更新される。
（５）  以後（２）〜（４）が、送信するMSDUの最後まで繰り返される。最後のMIC処理フォーマットD40が３２bitに満たないときは、０で不足したBITが埋められる。
【００６９】
（６）  最後のMIC処理フォーマットD40が、Michaelメッセージ処理ブロック５０にて演算し終えたときの演算レジスタ５４又は５５のレジスタ出力値LとRが、MIC演算値D50となり、MIC送信制御ブロック７０Aへ出力される。
【００７０】
（７）  MIC送信制御ブロック７０Aに入力されたMIC演算値D50は、MPDU毎に出力される。
【００７１】
（８）  DCF/PCF情報dpがDCFからPCF、或いは或いはPCFからDCFになったことを示したとき、MIC送信制御ブロック７０Aに保持しているMIC演算値D50がMIC演算値保持ブロック８０へ出力される。又、MIC演算値保持ブロック８０に保持されているMIC演算値D50が、MIC送信制御ブロック７０Aへ出力される。
【００７２】
なお、MIC演算開始指示stが「有効」、且つ再送情報rdが「再送」を示すと、（１）〜（５）の動作が行われずに、そのときの演算レジスタ５４又は５５のレジスタ出力値LとRが、MIC送信制御ブロック７０Aに入力される。
【００７３】
（実施例３の効果）
本実施例３によれば、DCFからPCF、及びDCFからPCFへ切り替ったとき、切り替り前のMIC演算値D50が再び切り替ったときに再処理をしないで、MIC演算値D50を再現できることが可能となり、MIC演算処理回路をMACハードウェア処理回路６０の内部へ組み込むことができる。そして、WEP暗号方式を実装したIEEE802.11準拠の無線LAN装置をTKIP暗号方式へバージョンアップすることが、従来の図６の構成と比較して、マイクロプロセッサ２１でのMIC演算処理及びマイクロプロセッサバス２４ヘのアクセスが発生しないため、MAC処理能力を維持することが可能である。又、図７の構成と比較して、フレーム転送によるプロセッサバスアクセスが発生しないので、MACファームウェア処理が遅延せず、送受信の転送レートが劣化する危険性を回避することが可能である。
【実施例４】
【００７４】
（実施例４の構成）
図５は、本発明の実施例４を示すネットワーク終端装置における送信側の改ざん防止処理装置中のMIC演算処理回路の機能ブロック図であり、実施例２を示す図３及び実施例３を示す図４中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００７５】
本実施例４では、IEEE802.11でオプション機能として定めているフラグメント及びPCFが有効であるときのMIC演算処理回路の構成例が示されている。本実施例４のMIC演算処理回路では、実施例２のMIC処理フォーマット生成ブロック４０A、及びMichaelメッセージ処理ブロック５０Aを有し、このMichaelメッセージ処理ブロック５０Aの出力側に、実施例２のMIC送信制御ブロック７０とは異なる構成のMIC送信制御ブロック７０Ｂが接続され、更にこのMIC送信制御ブロック７０Ｂの出力側に、実施例３のDCF/PCF MIC演算値保持ブロック８０が接続されている。
【００７６】
MIC送信制御ブロック７０Ｂは、Michaelメッセージ処理ブロック５０AからのMIC演算値D50A、DCF/PCF情報dp、及びMIC長情報mlを入力し、送信MICデータD70Bを MACハードウェア処理回路６０内のWEP回路へ出力すると共に、MICロード信号lo及びMICコピー信号cpをMIC演算値保持ブロック８０へ出力するブロックであり、レジスタ等で構成されている。
【００７７】
（実施例４の動作）
本実施例４のMIC演算処理回路では、例えば、次の（１）〜（８）の手順により処理が行われる。
【００７８】
（１）  MIC演算開始指示stが「有効」、且つ再送情報rdが「再送でない」、且つフラグメント先頭情報fhが「フラグメントの先頭」であることを示すと、Michaelメッセージ処理ブロック５０A内の演算レジスタ５４，５５にMIC鍵K0,K1が設定される。それ以外の条件において、MIC鍵K0,K1の設定は行われない。
【００７９】
（２）  MIC処理フォーマット生成ブロック４０Aで組み立てられたMIC処理フォーマットD40Aが３２bitずつ、Michaelメッセージ処理ブロック５０Aへ出力される。
【００８０】
（３）  Michaelメッセージ処理ブロック５０Aに入力されたMIC処理フォーマットD40Aの３２bitに対し、演算レジスタ５４のデータ３２bitとXOR演算が行われる。この演算結果であるレジスタ出力値Lは、XOR演算を行った演算レジスタ５４に設定される。
【００８１】
（４）  演算レジスタ５４，５５は、Michaelブロック関数によって更新される。
（５）  以後（２）〜（４）がMSDUの最後まで繰り返される。最後のMIC処理フォーマットD40Aが３２bitに満たないときは、０で不足したBITが埋められる。
【００８２】
（６）  最後のMIC処理フォーマットD40AがMichaelメッセージ処理ブロック５０Aにて演算されたときの演算レジスタ５４又は５５のレジスタ出力値LとRが、MIC演算値D50Aとなり、MIC送信制御プロック７０Bへ出力される。
【００８３】
（７）  MIC送信制御ブロック７０Bに入力されたMIC演算値D50Aは、MPDU毎に通知されるMIC長情報mlの長さだけ出力される。
【００８４】
（８）  DCF/PCF情報dpが、DCFからPCF、或いはPCFからDCFになったことを示したとき、MIC送信制御ブロック７０Ｂに保持されているMIC演算値D50Aが、MIC演算値保持ブロック８０へ出力される。又、MIC演算値保持ブロック８０に保持されているMIC演算値D50Aが、MIC送信制御ブロック７０Ｂへ出力される。
【００８５】
なお、MIC演算開始指示信号stが「有効」、且つ再送情報rdが「再送」を示すと、（１）〜（５）の動作が行われずに、そのときの演算レジスタ５４又は５５のレジスタ出力値LとRの値が、MIC送信制御ブロック７０Ｂへ入力される。
【００８６】
（実施例４の効果）
本実施例４によれば、DCF及びPCFを跨いでのフラグメントで構成するMPDU送信、フラグメントと分断したMICフィールドで構成するMPDU送信、及びその分断したMICフィールドで構成するMPDU送信が可能となり、MIC演算処理回路をMACハードウェア処理回路６０の内部へ組み込むことができる。そして、WEP暗号方式を実装したIEEE802.11準拠の無線LAN装置をTKIP暗号方式へバージョンアップすることが、従来の図６の構成と比較して、マイクロプロセッサ２１でのMIC演算処理及びマイクロプロセッサバス２４ヘのアクセスが発生しないため、MAC処理能力を維持することが可能である。又、図７の構成と比較して、フレーム転送によるプロセッサバスアクセスが発生しないので、MACファームウェア処理が遅延せず、送受信の転送レートが劣化する危険性を回避することが可能である。
【実施例５】
【００８７】
本発明は、上記実施例１〜４に限定されず、種々の変形や利用形態が可能である。この変形や利用形態である実施例５としては、例えば、次の（Ａ）、（Ｂ）ようなものがある。
【００８８】
（Ａ）  実施例１では送信処理で適用した例を説明したが、図２のMichaelメッセージ処理ブロック５０の出力側に、受信したMPDUにあるMICフィールドとMIC演算結果を判定するMIC判定処理ブロックを設けることで、受信処理でも適用可能である。同様に、各実施例２〜４の図３〜図５において、MIC送信制御ブロック７０，７０Ａ，７０Ｂを前記のMIC判定処理ブロックに置き換えることで、受信処理でも適用可能である。
【００８９】
（Ｂ）  上記全実施例では、IEEE802.11及びIEEE802.11iを実装した通信ネットワーク終端装置を例に説明したが、下記の改ざん防止処理装置にも適用可能である。
【００９０】
（Ｂ１)  データ情報に、送信先アドレスDA、送信元アドレスSAといったヘッダ等を付加して送受信する装置において、MIC演算処理回路３０に対応する機能（例えば、送信フレームの改ざんを防止するためのハッシュ演算等のメッセージダイジェスト演算の機能を有し、且つ演算結果を送信フレームに付加する機能）を有する改ざん防止処理装置。
【００９１】
（Ｂ２)  データ情報にヘッダ等を付加して送受信する装置において、MIC演算処理回路３０に対応する機能（例えば、受信フレームの改ざんを検出するためのハッシュ演算等のメッセージダイジェスト演算の機能）を有し、且つ受信フレームに対するメッセージダイジェスト演算値と、受信フレームに付加している演算値とを比較することで、受信フレームの改ざん検出を行う改ざん防止処理装置。
【００９２】
（Ｂ３）  前記（Ｂ１)、（Ｂ２)の改ざん防止処理装置において、次の（ｂ１）〜（ｂ４）の機能を有する場合にも適用できる。
（ｂ１）  再送機能を有する場合
（ｂ２）  フレームのフラグメント機能を有する場合
（ｂ３）  DCF、PCFのように時分割にフレーム転送モードが変更される場合
（ｂ４）  フレームに付加されるメッセージダイジェストの演算値が、フラグメント機能によって２つ以上のフレームに分割され送受信される場合
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施例１を示すネットワーク終端装置における送信側の改ざん防止処理装置の機能ブロック図である。
【図２】図１（Ｂ）中のMIC演算処理回路の概略を示す機能構成図である。
【図３】本発明の実施例２を示すネットワーク終端装置における送信側の改ざん防止処理装置中のMIC演算処理回路の機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施例３を示すネットワーク終端装置における送信側の改ざん防止処理装置中のMIC演算処理回路の機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施例４を示すネットワーク終端装置における送信側の改ざん防止処理装置中のMIC演算処理回路の機能ブロック図である。
【図６】従来の一般的な無線LAN製品のMAC機能を実現するネットワーク終端装置における改ざん防止処理装置の機能ブロック図である。
【図７】従来の課題を説明するためのネットワーク終端装置における改ざん防止処理装置の機能ブロック図である。
【図８】図７の暗号化処理を示す図である。
【図９】従来の他の課題を説明するためのネットワーク終端装置における改ざん防止処理装置の機能ブロック図である。
【図１０】図９の暗号化処理を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
２１                  マイクロプロセッサ
２２                  ハードウェア処理部
２３                  プログラムメモリ
２４                  マイクロプロセッサバス
３０                  MIC演算処理回路
４０，４０Ａ          MIC処理フォーマット生成ブロック
５０，５０Ａ          Michaelメッセージ処理ブロック
６０                  MACハードウェア処理回路
７０，７０Ａ，７０Ｂ  MIC送信制御ブロック
８０                  DCF/PCF MIC演算値保持ブロック
【図１】
2007086608.tif 000003
【図２】
2007086608.tif 000004
【図３】
2007086608.tif 000005
【図４】
2007086608.tif 000006
【図５】
2007086608.tif 000007
【図６】
2007086608.tif 000008
【図７】
2007086608.tif 000009
【図８】
2007086608.tif 000010
【図９】
2007086608.tif 000011
【図１０】
2007086608.tif 000012