(57)【要約】【課題】  暗号化通信における暗号処理量を軽減し、且つ好適なセキュリティを確保する。【解決手段】  通信装置１００は、ネットワークを介して対向装置２００との間で通信を行うために、パケット中のデータの種類に応じて決定される所定の領域を暗号化する暗号化手段１１６と、パケットを対向装置に送信する送信手段１１８と、パケットにおける暗号化される所定の領域の位置情報を対向装置に通知する通知手段１１５、１１８とを備える。【選択図】図４
2012010254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを介して対向装置との間で通信を行う通信装置であって、
パケット中のデータの種類に応じて決定される所定の領域を暗号化する暗号化手段と、
前記パケットを前記対向装置に送信する送信手段と、
前記パケットにおける前記所定の領域の位置情報を前記対向装置に通知する通知手段と
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記対向装置との間で暗号鍵を交換して暗号化トンネルを構築する構築手段を更に備え、
前記通知手段は、前記暗号鍵の交換のネゴシエーション処理時に前記位置情報を前記対向装置に通知することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記通知手段は、前記パケットに前記位置情報を含めて前記対向装置に通知することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
ネットワークを介して対向装置との間で通信を行う通信装置であって、
前記対向装置との間に相異なる暗号化アルゴリズムを用いる第１の暗号化トンネル及び第２の暗号化トンネルを構築する構築手段と、
パケットを複数のフラグメントに分割する分割手段と、
前記複数のフラグメントのうちの一部のフラグメントについて、前記第１の暗号化トンネルに対応する暗号化アルゴリズムを用いて暗号化する第１暗号化手段と、
前記一部のフラグメント以外のフラグメントについて、前記第２の暗号化トンネルに対応する暗号化アルゴリズムを用いて暗号化する第２暗号化手段と、
前記一部のフラグメントを前記第１の暗号化トンネルを介して前記対向装置に送信し、前記一部のフラグメント以外のフラグメントを前記第２の暗号化トンネルを介して前記対向装置に送信する送信手段と
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項５】
前記第２の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムは、前記第１の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムよりも暗号強度が低いことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項６】
ネットワークを介してパケットの送受信を行う通信装置と対向装置とを備える通信システムであって、
前記通信装置は、
パケット中のデータの種類に応じて決定される所定の領域を暗号化する暗号化手段と、
前記パケットを前記対向装置に送信する送信手段と、
前記パケットにおける前記所定の領域の位置情報を前記対向装置に通知する通知手段と
を備え、
前記対向装置は、
前記位置情報に基づいて、受信した前記パケットを復号化してデータを復元する復元手段を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項７】
ネットワークを介して対向装置との間で通信を行う通信方法であって、
パケット中のデータの種類に応じて決定される所定の領域を暗号化する暗号化工程と、
前記パケットを前記対向装置に送信する送信工程と、
前記パケットにおける前記所定の領域の位置情報を前記対向装置に通知する通知工程と
を備えることを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暗号化通信を行う通信装置、通信方法及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムとして、ＬＴＥ（Long Tern Evolution）、ＳＡＥ（System Architecture Evolution）やＥＣＮ（Evolved Core Network）などの次世代の規格が現在知られている。次世代の規格の多くでは、ネットワーク機器間の接続回線にＩＰネットワークが用いられることが検討されている。ＩＰネットワークを用いた通信システムにおいては、従来のように比較的データ量の小さいデータについての通信だけでなく、例えば音声や動画のように、大容量のデータを少ない遅延で通信することが求められる場合がある。一方で、通信データの安全性もまた同時に要求される。例えば、ＩＰネットワーク通信システムにおいては、通信システム上のアプリケーションとは独立して、自動的に通信を暗号化可能とするＩＰｓｅｃ（IP security Protocol）と呼ばれる技術の適用が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００６／３５５０１号パンフレット
【特許文献２】特表２００７−５１３５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、データの暗号化と送受信を逐次行う場合、ネットワーク機器における処理量が増大し、データ通信時の処理に遅延が生じる場合がある。かかる処理の遅延によりＩＰネットワークにおける伝送効率の低下に繋がる可能性もあり、特に音楽や動画などの大容量データの通信を行うにあたり、効率の低下は顕著なものとなることが考えられる。
【０００５】
上述した先行技術文献には、ＣＤＭＡシステムにおける無線ネットワーク制御装置について、基地局と移動機の間の通信を秘匿化する秘匿通信システムにおいて送受信するデータの部分暗号手段が開示されている。しかしながら、かかる手法によれば、ＩＰｓｅｃが適用されるペイロードの通信においては全パケットに対して従来と同様に暗号化が行われるため、上述した処理遅延の課題を完全に解消することが出来ない。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑み為されたものであり、ＩＰネットワークを用いた通信システムにおいて、暗号化通信の安全性を低下させることなく、処理遅延の軽減による伝送効率の向上を実現可能な通信装置、通信方法及び通信システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、開示の第１の通信装置は、ネットワークを介して対向装置との間でパケット通信を行う通信装置であって、暗号化手段と、送信手段と、通知手段とを備える。暗号化手段は、送信手段より送信されるパケットの内、所定の領域について部分的に暗号化処理を行う。該所定の領域は、例えば、パケット内に含まれるデータの種類などに応じて決定される。送信手段は、部分的に暗号化されたパケットを対向装置に送信する。通知手段は、パケット内の暗号化部分（つまり、所定の領域）を示す位置情報を対向装置に対して通知する。
【０００８】
第１の通信システムは、ネットワークを介してパケットの送受信を行う通信システムであって、上述した通信装置と、通知される位置情報に応じて受信したパケットの復号化を行う復号化手段を備える対向装置とを備える。
【０００９】
第１の通信方法は、暗号化工程と、送信工程と、通知工程とを備える。暗号化工程では、上述した暗号化手段が行う動作と同様の動作が行われる。送信工程では、上述した送信手段が行う動作と同様の動作が行われる。通知工程では、上述した通知手段が行う動作と同様の動作が行われる。
【００１０】
上記課題を解決するために、開示の第２の通信装置は、ネットワークを介して対向装置との間で通信を行う通信装置であって、構築手段と、分割手段と、第１暗号化手段と、第２暗号化手段と、送信手段とを備える。構築手段は、対向装置との間に相異なる暗号アルゴリズムを用いる第１の暗号化トンネル及び第２の暗号化トンネルを含む複数の暗号化トンネルを構築する。分割手段は、対向装置に対して送信するパケットを、例えば内部のデータフィールド毎のデータの種別などに応じて複数のフラグメントに分割する。第１暗号化手段は、複数のフラグメントのうちの一部のフラグメントについて、第１の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムを用いて暗号化する。第２暗号化手段は、一部のフラグメント以外のフラグメントについて、第２の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムを用いて暗号化する。送信手段は、一部のフラグメント一部のフラグメントを第１の暗号化トンネルを介して送信し、一部のフラグメント以外のフラグメントを第２の暗号化トンネルを介して送信する。
【００１１】
第２の通信システムは、ネットワークを介してパケットの送受信を行う通信システムであって、上述した通信装置と、対向装置とを備える。対向装置は、一部のフラグメント一部のフラグメントを第１の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムを用いて復号化する第１復号化手段、及び第２の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムを用いて復号化する第２復号化手段を備える対向装置とを備える。
【００１２】
第２の通信方法は、構築工程と、分割工程と、第１暗号化工程と、第２暗号化工程と、送信工程とを備える。構築工程では、上述した構築手段が行う動作と同様の動作が行われる。分割工程では、上述した分割手段が行う動作と同様の動作が行われる。第１暗号化工程では、上述した第１暗号化手段が行う動作と同様の動作が行われる。第２暗号化工程では、上述した第２暗号化手段が行う動作と同様の動作が行われる。送信工程では、上述した送信手段が行う動作と同様の動作が行われる。
【発明の効果】
【００１３】
上述の構成によれば、通信装置から対向装置に送信される各パケットについて、パケット内の一部の領域である所定の領域に対する部分暗号化が行われる。一方で、該所定の領域以外の領域については暗号化が行われない。
【００１４】
或いは、通信装置から対向装置に送信される各パケットについて、該パケットを分割した一部のフラグメントについて、他のフラグメントとは異なる暗号アルゴリズムを用いて暗号化が行われる。尚、他のフラグメント部分については、相対的に暗号強度が低く暗号化処理量が少ない暗号アルゴリズムを適用することが好ましい。このため、パケット全てを暗号化して送信する場合又はパケット全てに同一の暗号アルゴリズムを適用する場合と比較して、暗号化が行われるデータ量が低減され、暗号化処理のための処理量の低減を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ＩＰｓｅｃ通信におけるＳＡ(Security Association)を介した通信のイメージ図である。
【図２】ＩＰｓｅｃ通信における通信システムの構成例を示す図である。
【図３】通信装置のハードウェア構成を示す図である。
【図４】通信装置のネットワークプロセッサ内の機能部の構成を示すブロック図である。
【図５】ＩＰｓｅｃ通信におけるパケットの暗号化の例を示す図である。
【図６】暗号化通信処理の第１実施形態の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図７】暗号化通信処理の第２実施形態の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図８】暗号化通信処理の第３実施形態の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図９】変形例における通信装置と対向装置との間でのＩＰｓｅｃ通信の態様を示すブロック図である。
【図１０】ＳＰＤ検索及びＳＡ検索を行う機能部の構成を示すブロック図である。
【図１１】変形例の暗号化通信処理の流れを示すシーケンス図である。
【図１２】変形例の暗号化通信処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】変形例におけるパケット送信の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１）ＩＰｓｅｃ通信について
図１を参照して、ＩＰｓｅｃ通信における暗号鍵を用いたＳＡ(Security Association)について説明を行う。図１は、通信装置ＮｏｄｅＡと通信装置ＮｏｄｅＢとの間にＩＰｓｅｃを使用したＩＰトンネルであるＳＡが設けられる状態で暗号化通信を行っている状態を示す概略図である。
【００１７】
図１に示されるように、通信装置ＮｏｄｅＡから送信されるパケットは、通信装置ＮｏｄｅＡと通信装置ＮｏｄｅＢとの間に設けられるＳＡを介して通信装置ＮｏｄｅＢへと送信される。ＳＡを利用するための暗号鍵はＲｅｋｅｙ処理により適宜更新され、更新後の暗号鍵に応じた新ＳＡが順次用いられる。通信装置ＮｏｄｅＡ及び通信装置ＮｏｄｅＢは、例えば後述するｅＮＢ１００やセキュリティゲートウェイ(セキュリティＧＷ)ＧＷ２００などである。
【００１８】
尚、図１に示されるようにＳＡが設けられる通信装置ＮｏｄｅＡ及び通信装置ＮｏｄｅＢは、夫々ＳＰＩ（Security Parameter Index）、シーケンスナンバ（Sequence Number）等をペイロードデータの中に含める。ＳＰＩは、ＳＡを識別するための識別番号であり、特に暗号鍵の更新前後における新旧ＳＡの識別を可能とする情報である。また、シーケンスナンバは、ＳＡを用いて送信されるデータパケットを識別するための識別番号である。
【００１９】
図１に示されるようなＩＰｓｅｃ通信技術は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）などの無線ネットワークシステムにおいて用いられる。
【００２０】
図２は、開示の通信装置及び対向装置を含む通信システム１の構成を示すブロック図である。図２に示されるように、通信システム１は、無線通信の基地局であるｅＮＢ１００（eNodeB：evolved NodeB）、ルータ、セキュリティＧＷ２００及びサービングゲートウェイ（サ−ビングＧＷ）３００を備える。無線基地局ｅＮＢ１００は、アンテナを介して移動端末（ＵＥ：User Equipment）との間でユーザパケットの送受信を行う。
【００２１】
ＬＴＥ無線ネットワークでは、ｅＮＢ１００と、サービングＧＷやＭＭＥ（Mobility Managing Entity）などの対向装置との間は、例えば、公衆ＩＰ網などが使用される場合もある。このため、安全な通信を確立するためには、ＩＰｓｅｃ通信が用いられることが好ましい。図２の例では、ｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００、又はｅＮＢ１００同士の間にＩＰｓｅｃのＳＡが設けられている（点線部参照）。図２の例では、ＩＰｓｅｃは点線部に示されるｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間、または２つのｅＮＢ１００間のパケット信号を暗号化するものである。
【００２２】
（２）構成例
図３を参照して、開示の通信装置及び該通信装置により実施される暗号化通信の変形例について説明する。図３は、通信装置の一例であるｅＮＢ１００のハードウェア構成について説明する。ｅＮＢ１００は、Ｌ２スイッチ１０１と、イーサネット（登録商標）用の通信インタフェース（ＰＨＹ）１０２と、レシーバ１０３と、トランスレータ１０４と、ネットワークプロセッサ１０５と、ネットワークプロセッサメモリ１０６と、メモリ１０７と、メモリコントローラ１０８と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０９と、ＰＣＩインタフェース１１０とを備える。
【００２３】
上述した構成の内、Ｌ２スイッチ１０１は、イーサネット（登録商標）におけるデータ送信を行うためのブリッジであり、ＰＨＹ１０２との間で送信用データ及び受信用データのやり取りを行う。レシーバ１０３は、ＰＨＹ１０２のうちのデータ受信用のインタフェースを制御する装置であって、トランスレータ１０４は、ＰＨＹ１０２のうちのデータ送信用のインタフェースを制御する装置である。ネットワークプロセッサ１０５は、対向装置の一例であるセキュリティＧＷ２００との通信において用いられるＩＰｓｅｃ及び、各種プロトコルを終端し、レシーバ１０３及びトランスレータ１０４を介してデータの送受信の制御を行う。ＣＰＵ１０９は、ｅＮＢ１００全体の動作の制御を行うホスト用のプロセッサである。ネットワークプロセッサ１０５により送受信されるデータは、メモリコントローラ１０８及びＣＰＵ１０９の制御のもと、ＰＣＩインタフェース１１０を介して外部の処理装置との間でやりとりされる。
【００２４】
尚、開示の対向装置の一例であるセキュリティＧＷ２００は、特に説明しない部分においては例えば公知のセキュリティＧＷ装置と同様の構成であってよく、また上述したｅＮＢ１００と同様の構成であってよい。
【００２５】
図４を参照して、ｅＮＢ１００のネットワークプロセッサ１０５における、ＩＰｓｅｃプロトコルを用いたデータの暗号化通信を行う機能部の構成について説明する。
【００２６】
ｅＮＢ１００のネットワークプロセッサ１０５は、データの暗号化通信を行うために以下に説明する各機能部を有する。尚、以下に説明する各機能部は、ネットワークプロセッサ１０５が有する機能について便宜上分割して示すものであって、実際に各機能部が独立した実体として存在する態様に限られず、ハードウェア構成の一部又はソフトウェアにおける一機能であってもよい。また、以下の構成は、暗号化通信の送信側と受信側で共通の構成であってよく、例えばセキュリティＧＷ２００が備えるネットワークプロセッサが同様の機能部を有していてもよい。
【００２７】
受信処理部１１１は、Ｌ２スイッチ１０１・ＰＨＹ１０２経由でレシーバ１０３より送信用のパケットを受信を行う。また、パケットを所定のデータ長にフラグメント化する。
【００２８】
鍵交換処理部１１２は、ＳＰＤ情報及び対応するＳＡ情報に基づいてセキュリティＧＷ２００との間でＩＫＥプロトコルによる暗号鍵の交換を行い、ＳＡの確立を行う。
【００２９】
ＳＰＤ検索処理部１１３は、入力されるパケット(フラグメントされたパケットも同様)に付される識別フラグやＩＰヘッダなどの情報に基づいて、暗号対象パケットを判断するセレクタ情報や暗号アルゴリズムを指定するＳＰＤ情報を検索して割り当てる。
【００３０】
ＳＡ検索処理部１１４は、入力されるパケットに付されるＳＰＤ識別子に基づいて、パケットに対して割り当てるＳＡを検索し、ＳＡ識別子を付加する。
【００３１】
暗号化位置抽出部１１５は、ＳＡに規定される暗号化位置情報、パケットのデータ種別、又は予め設定される位置情報などに応じて、パケット内において暗号化する部分を決定し、該暗号化部分のオフセットやデータサイズなどの位置情報を取得する。
【００３２】
暗号化処理部１１６は、ＩＰｓｅｃ通信により送信するパケットの暗号化を行う機能部であって、ＳＡに規定される暗号アルゴリズムを用いて、パケットの暗号化を行う。暗号処理部１１６は、暗号化位置抽出部１１５より通知される位置情報に指定される部分について選択的に暗号化を行う。
【００３３】
復号処理部１１７は、送信側より受信したパケットについて復号を行う機能部であって、ＳＡに規定される暗号アルゴリズムを用いて、受信したパケットの復号化を行う。復号処理部１１７は、送信側、又は暗号化位置抽出部１１５より通知される位置情報に指定される部分について選択的に復号化を行う。
【００３４】
送信処理部１１８は、暗号処理部１１６において暗号化されたパケットを、ＳＡを介して受信側であるセキュリティＧＷ２００に対して送信する。
【００３５】
図５を参照して、暗号処理部１１６によるパケットの暗号化の例について説明する。オリジナルのＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ及びペイロードデータを有するパケットＡを暗号化する際の暗号化部位について説明する。パケットＡを暗号化する際は、ＥＳＰヘッダＢとＥＳＰトレーラＣとがパケットＡに付加される。ＥＳＰトレーラＣは、パディングデータ、パディング長及び次ヘッダなどのデータフィールドを含む。従来の暗号処理によれば、パケットＡとＥＳＰトレーラＣを含む範囲全体が暗号化の対象となる部分Ｄに指定され、暗号化が行われる。更に、暗号化されたパケットをＳＡを介して送信するための新しいＩＰヘッダＥと、認証用のトレーラである認証データＦが付加される。
【００３６】
他方で、開示の通信システムにおける暗号化処理においては、パケットＡを暗号化するに当たって、暗号化の対象となる部分Ｄの内、データ種別に応じて選択された部位Ｇが暗号化される。言い換えれば、暗号化の対象となる部分Ｄの内、データ種別に応じて選択された部位Ｇ以外の部位は暗号化されなくともよい。
（３）暗号化位置の通知処理
以下に、ｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間で行われるＩＰｓｅｃ通信における暗号化位置の通知処理について第１から第３までの実施形態を説明する。
【００３７】
上述したように、ｅＮＢ１００よりセキュリティＧＷ２００に対して送信されるパケット内のペイロードデータには、暗号化部分と、非暗号化部分とが混在することとなる。然るにこれら暗号化部分と非暗号化部分とが混在するデータを復号化及びリアセンブルするためには、少なくとも元データ内における暗号化部分の位置を送信側と受信側とで共有することが求められる。例えば、暗号化通信の送信側及び受信側がネゴシエーションにより暗号化部分の位置決めを行うことで好適に暗号化部分の位置情報を共有することが出来る。また、部分的に暗号化を行った送信側が、受信側に対して暗号化部分の位置情報を通知することでも、暗号化部分の位置情報の共有が実現出来る。
【００３８】
（３−１）第１実施形態
図６を参照して、ｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間で行われるＩＰｓｅｃ通信における暗号化位置の通知処理の第１実施形態について説明する。図６は、ＩＫＥ（Internet Key Exchange）を例としたｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間で行われるＳＡ確立のための暗号鍵の交換処理シーケンスを示す図である。
【００３９】
第１実施形態では、ｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間にデータ通信用のＳＡ（Ｃｈｉｌｄ  ＳＡ）が構築される。該ＳＡの構築のために、ｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間では、ＩＫＥプロトコルによる鍵交換のネゴシエーションを行うための、該ネゴシエーションを暗号化するＳＡであるＩＫＥ＿ＳＡの構築が行われる。
【００４０】
具体的には、先ずＩＰｓｅｃ通信の送信側であるｅＮＢ１００は、受信側であるセキュリティＧＷ２００に対して、ＩＫＥ＿ＳＡの情報と、暗号鍵を生成するためのパラメータとを交換するためのメッセージであるＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴリクエストを送信する。このメッセージ内には、確立するＩＫＥ＿ＳＡのパラメータ及び暗号鍵生成用のパラメータが含まれる。ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴリクエストを受信したセキュリティＧＷ２００は、同様にＳＡのパラメータ及び暗号鍵生成用のパラメータが含まれるメッセージであるＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴレスポンスをｅＮＢ１００に送信する。
【００４１】
続いて、ｅＮＢ１００は、セキュリティＧＷ２００に対して認証を要求するためのメッセージであるＩＫＥ＿ＡＵＴＨ＿リクエストに、ＳＡを確立するためのパラメータを含めて送信する。セキュリティＧＷ２００は、認証に対する応答として、ＩＫＥ＿ＡＵＴＨ＿レスポンスに、ＳＡを確立するためのパラメータを含めて送信する。
【００４２】
このとき、ＳＡを確立するためのパラメータには、暗号鍵生成用のパラメータと共に、パケットのうちの暗号化部分を特定する位置情報が含まれ、ｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間で暗号化部分の位置決めが行われる。例えば、図４に示されるｅＮＢ１００の鍵交換処理部１１２は、セキュリティＧＷ２００に対して、ＳＡを確立するためのパラメータに、パケット内の制御データが含まれる領域などの暗号化部分を特定する位置情報を付加して通信することで暗号化部分の位置決めを行う。このように、ｅＮＢ１００の鍵交換処理部１１２は、第１実施形態における通知手段としての機能を有する。
【００４３】
また、ＩＫＥ＿ＳＡやＣｈｉｌｄ  ＳＡのリキー時に行うＣＲＥＡＴＥ＿ＣＨＩＬＤ＿ＳＡについても上述したように、ＳＡを確立するためのパラメータには、暗号鍵生成用のパラメータと共に、パケットのうちの暗号化部分を特定する位置情報が含まれる。かかる位置情報を用いることで、ｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間で暗号化部分の位置決めが行われる。
【００４４】
ｅＮＢ１００は、ＳＡを確立するためのパラメータを用いて、セキュリティＧＷ２００との間にＳＡを確立する。ＳＡの確立後、ｅＮＢ１００は、図５に示されるようにペイロードデータが部分的に暗号化されたパケットをセキュリティＧＷ２００に対して送信する。パケットを受信したセキュリティＧＷ２００は、位置決めにより決定された位置情報に基づいて該パケット内の暗号化部分の位置を特定し、復号化を行うことで元データの復元を行う。
【００４５】
以上、説明したように第１実施形態における暗号化通信においては、ＩＫＥ＿ＳＡ確立後のネゴシエーション時に、暗号化部分の位置がｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間で共有される。位置情報には、例えば、ＩＳＡＫＭＰメッセージ上に夫々の暗号化部分の開始位置及び開始位置からのデータサイズが記載され、ＳＡの生成時にＳＡ毎に暗号化位置情報が反映される。その位置情報に基づいて、ｅＮＢ１００及びセキュリティＧＷ２００は、パケット送信時の暗号化及び受信時の複合化を行なうための開始位置とデータサイズとを認識し、部分的な暗号化及び復号化処理を行なう。
【００４６】
第１実施形態の暗号化通信によれば、暗号化通信により送受信されるパケットについて、選択された部分に対して選択的に暗号化が行われる。このため、パケットの全部分を暗号化する場合と比較して処理量を低減させることが出来、パケットスループットを高速化することが出来る。特に、複数のパケットを同時に通信するマルチタスク時には、データの待ち時間の短縮化にも繋がり、システム処理の大幅な高速化が実現出来る。
【００４７】
第１実施形態では、例えば、制御データについては暗号化を行い、ユーザデータについては非暗号化のまま通信を行っている。制御データとは、例えばＵＤＰヘッダやＧＴＰＵヘッダなど、その他のデータを利用する上で重要なデータを示し、ユーザデータとは、圧縮データなど制御データを用いることで利用可能となるデータを示す趣旨である。このため、データの利用のために相対的に重要度の高い制御データについては、ＳＡの認証及び暗号化によって高いセキュリティを確保することが出来るため、データの不正な利用から好適に保護することが可能となる。一方で、ユーザデータ部分についてもＳＡの認証による保護が行われるため、セキュリティを確保することが可能となる。尚、各ＳＡにおいて用いられる暗号アルゴリズムは、ＩＰｓｅｃにおいて通常用いられるものを適宜採用することが出来る。
【００４８】
（３−２）第２実施形態
図７を参照して、ｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間で行われるＩＰｓｅｃ通信における暗号化位置の通知処理の第２実施形態について説明する。図７は、ｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間で行われる暗号化通信の態様と、該暗号化通信において送受信されるＥＳＰパケットの構成を示す図である。
【００４９】
第２実施形態では、ｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間でＳＡを介して通信されるＥＳＰパケットのペイロード部分に暗号化部分が含まれ、且つ該暗号化部分を示す位置情報が該ＥＳＰパケット内に付加される。
【００５０】
図７（ｂ）は、ＥＳＰパケットの構成を示す図である。図７（ｂ）に示されるように、ＥＳＰパケットは、ＳＰＩ（Security Parameters Index）、ＳＮ（Sequence Number）、ペイロードデータ、パディングデータ及び認証データ（Authentication Data）の夫々のデータフィールドを含む。
【００５１】
ＳＰＩは、当該ＥＳＰパケットの通信に用いられるＳＡを示す情報が含まれるデータフィールドである。ＳＮは、例えば、Ｗｉｎｄｏｗ制御を行いパケットリプレイなどを防止するための各ＥＳＰパケットに対して個別に割り当てられる連続的な識別番号である。ペイロードデータは、制御データ及びユーザデータなどを含む可変長のデータフィールドである。パディングデータは、ペイロードデータを暗号アルゴリズムにより要求されるデータサイズに調節するための調整用のデータフィールドである。パディングデータの後には、夫々固定サイズのパディングデータのデータサイズを示すパディング長フィールドと、ペイロードデータに含まれるデータ種別を示す次ヘッダフィールドとが設けられる。認証データは、パケットの改竄の検出などに用いられるＩＣＶ（Integrity Check Value）と呼ばれる情報などを含む。
【００５２】
図７（ｂ）に示されるように、第２実施形態での通信においてＥＳＰパケットのペイロードデータは部分的に暗号化される。例えば、図４に示されるｅＮＢ１００の暗号処理部１１６は、暗号化位置抽出部１１５により抽出されるペイロードデータ中の暗号化部位の暗号化を行う。更にこのとき、例えば暗号処理部１１６は、ペイロードデータ内の暗号化部位の開始位置及びデータサイズなどを示す位置情報を、ＥＳＰパケットのパディングデータ内に付加して暗号化を行う。
【００５３】
セキュリティＧＷ２００は、ｅＮＢ１００より送信されたＥＳＰパケットを受信した後、パディングデータに付加される位置情報を読み取ることで暗号化部位を検出する。このように、ｅＮＢ１００の暗号処理部１１６は、第２実施形態における通知手段としての機能を有する。
【００５４】
以上、説明した第２実施形態の暗号化通信によれば、第１実施形態と同様に、通信用のデータの部分的な暗号化によって、暗号化のための処理量を低減させることが出来、パケットスループットを高速化することが実現出来る。
【００５５】
第２実施形態の暗号化通信によれば、ＥＳＰパケット毎に暗号化部位を指定することが可能となるため、より高いセキュリティを確保することが可能となるとの利点もある。尚、第２実施形態のＥＳＰパケットにおいて、ペイロードデータ内の暗号化部位の位置情報をパディングデータ以外の他の部分に格納する構成であってもよく、かかる構成においても上述の構成と同様の効果を得ることが出来る。尚、パディングデータについては、ＳＡによる認証が行われるため、暗号化位置情報の不正な取得に対して保護が可能となる。
【００５６】
（３−３）第３実施形態
図８を参照して、ｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間で行われるＩＰｓｅｃ通信における暗号化位置の通知処理の第３実施形態について説明する。図８は、ｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間で行われる暗号化通信の態様と、該暗号化通信において送受信されるＥＳＰパケットの構成を示す図である。
【００５７】
第３実施形態では、ｅＮＢ１００とセキュリティＧＷ２００との間でＳＡを介した暗号化通信を行う以前に、両者の間でＥＳＰパケット内の暗号化部分の位置情報をネゴシエーションにより決定し、共有している。暗号化通信時には、送信側は、該位置情報に基づく、例えばＥＳＰパケットの特定部位を暗号化して送信し、受信側は、該位置情報に基づくデータ部位を復号化して元データを取得する。
【００５８】
以上、説明した第３実施形態の暗号化通信によれば、第１実施形態と同様に、通信用のデータの部分的な暗号化によって、暗号化のための処理量を低減させることが出来、パケットスループットを高速化することが実現出来る。
【００５９】
尚、第３実施形態では、暗号化通信を行うｅＮＢ１００及びセキュリティＧＷ２００が暗号化部分を例えばメモリ内に格納しているため、暗号化通信時に改めて暗号化部分の通知を行わなくともよい。このため、第１実施形態で説明した暗号鍵交換用のＩＫＥプロトコルによるＳＡの確立後のネゴシエーションにおける位置情報の交換や、第２実施形態で説明したパディングデータに位置情報を含めるなどの追加の処理を行わなくとも、例えば従来型の暗号化通信と同様のインタフェースにより第３実施形態に係る暗号化通信を実現可能となる。
【００６０】
尚、以上説明した例においては、ｅＮＢ１００からセキュリティＧＷ２００に対するデータ送信のための構成及び処理について説明しているが、セキュリティＧＷ２００からｅＮＢ１００に対するデータの送信についても同様の構成及び処理を適用してもよい。また、図２に示されるように、ｅＮＢ１００と他のｅＮＢとの間でのデータの送受信においても、上述の構成及び処理が適用されてよい。
【００６１】
（４）変形例
暗号化通信処理を実施するための通信システムの変形例及び該変形例による動作の例について、以下に説明する。
【００６２】
（４−１）装置構成例
ＩＰｓｅｃプロトコルを用いたｅＮＢ１５０によるデータの送信を行うネットワークプロセッサ１０５、セキュリティＧＷ２５０及びサービングＧＷ３５０の各構成内部の機能部について図９を参照して説明する。尚、ｅＮＢ１５０のハードウェア構成は、上述したｅＮＢ１００のハードウェアの構成と同様であってよく、各部について同一の番号を用いて説明することがある。尚、セキュリティＧＷ２５０の構成も上述したセキュリティＧＷ２００と同様のものであってよい。
【００６３】
ｅＮＢ１５０のネットワークプロセッサ１０５は、データの暗号化通信を行うために以下に説明する各機能部を有して構成される。尚、以下に説明する各機能部は、ネットワークプロセッサ１０５が有する機能について便宜上分割して示すものであって、実際に各機能部が独立した実体として存在する態様に限られず、ハードウェア構成の一部又はソフトウェアにおける一機能であってもよい。
【００６４】
受信処理部１５１は、レシーバ１０３からの送信データを受信して、パケット毎に解析処理部１５２に入力するネットワークプロセッサ１０５内のインタフェースである。
【００６５】
解析処理部１５２は、受信処理部１５１より入力されるパケットに含まれる各データフィールドの解析を行い、夫々のデータフィールドについて、例えばＵＤＰヘッダやＧＴＰＵヘッダなどデータを利用する上で相対的に重要度の高い制御データと、その他相対的に重要度の低いユーザデータとの判別を行う。解析処理部１５２は、パケット内の各データフィールドについて、判別結果に基づきデータの種別を表す識別フラグと、各データの開始位置情報を付加して、フラグメント処理部１５３に入力する。
【００６６】
フラグメント処理部１５３は、入力されるパケットを予め指定されたサイズのフラグメントに分割し、各フラグメントに対してＩＰヘッダを付加して、データ判定部１５４に入力する。
【００６７】
データ判定部１５４は、入力される各フラグメントのデータについて、各データが相対的に重要度の低いユーザデータであるか、該ユーザデータを利用するための相対的に重要度の高い制御データであるかの判定を行う。データ判定部１５４は、フラグメントに対して判定結果に応じた識別用のフラグを付して、ＳＰＤ検索処理部１５５に入力する。
【００６８】
ＳＰＤ検索処理部１５５は、入力されるフラグメントに付される識別フラグやＩＰヘッダなどの情報に基づいて、暗号対象パケットを判断するセレクタ情報や暗号アルゴリズムを指定するＳＰＤ情報を検索して割り当てる。例えば、ＳＰＤ検索処理部１５５は、ネットワークプロセッサメモリ１０６内に格納されるＳＰＤデータベースなどを参照することで、上述した検索を行う。また、ＳＰＤ検索処理部１５５は、検索結果に係るＳＰＤ情報を示すＳＰＤ識別子をＳＡ検索処理部１５６及び鍵交換処理部１５７に通知する。
【００６９】
ＳＡ検索処理部１５６は、入力されるフラグメントに付されるＳＰＤ識別子に基づいて、各フラグメントに対して割り当てるＳＡを検索し、ＳＡ識別子を付加する。例えば、ＳＡ検索処理部１５６は、ネットワークプロセッサメモリ１０６内に格納されるＳＡデータベースなどを参照することで、上述した検索を行う。各ＳＡは、夫々特定の暗号アルゴリズム、該暗号アルゴリズムを用いてセキュリティＧＷ２５０との間で暗号化通信を行うための暗号鍵、及びＳＰＩパラメータが指定されている。
【００７０】
ＳＰＤ検索処理部１５５及びＳＡ検索処理部１５６の具体的な構成について、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）は、ＳＰＤ検索処理部１５５及びＳＡ検索処理部１５６における検索動作を行う機能部についてのイメージ図である。図１０（ａ）では、ＳＰＤ検索処理部１５５及びＳＡ検索処理部１５６は共同の機能的な構成を有し、ＳＰＤ情報が格納されるＳＰＤデータベース１６２、ＳＡ情報が格納されるＳＡデータベース１６３及びセレクタ１６１を備えて構成される。
【００７１】
例えば、図９及び図１０に示される例では、相対的に暗号強度の高いＡＥＳやＫＡＳＵＭＩなどの通常暗号アルゴリズムを指定するＳＡであるＳＡ１と、相対的に暗号強度の低いＮＵＬＬ暗号アルゴリズムを指定するＳＡであるＳＡ２とが利用可能である。このため、図１０（ｂ）に示されるＳＰＤデータベース１６２には、ＳＡ１を指定するＳＰＤ１と、ＳＡ２を指定するＳＰＤ２との二つのＳＰＤ情報が格納されている。ＳＰＤデータベース１６２には、各ＳＰＤについて、使用する暗号アルゴリズムや、ＩＰ、プロトコル、ポートなどのセレクタ情報や、指定するＳＡのＩＰヘッダパラメータなどの情報や、該ＳＡを適用するデータ種別を識別するフラグや、ＳＰＤ識別子などの情報が格納される。セレクタは、適切なＳＰＤ情報をＳＰＤデータベースから検索して、各フラグメントに対して付す。
【００７２】
セレクタは、各フラグメントに付されたＳＰＤ情報に対応するＳＡ情報をＳＡデータベース１６３から検索する。図１０（ｃ）に示されるＳＡデータベース１６３には、各ＳＡについて、ＳＰＩ（Security Policy Index）と呼ばれるＳＡの識別子や、当該ＳＡが使用する暗号アルゴリズムや、暗号種別や、対応するＳＰＤ識別子、及び当該ＳＡによる暗号化が適用されるパケット内のデータ又はフラグメントを特定する位置情報などの情報が格納される。ＳＡ検索処理部１５６は、ＳＡ１及びＳＡ２の確立時に、ＳＡデータベース１６３の構成内容に、該ＳＡによる暗号化が適用されるパケット内のデータ位置情報、又はフラグメントの情報を設定する。
【００７３】
図９に戻り、説明を続ける。フラグメントは、ＳＰＤ検索処理部１５５及びＳＡ検索処理部１５６の動作により割り当てられたＳＡに応じて、通常暗号処理部１５８と、ＮＵＬＬ暗号処理部１５９とに入力される。通常暗号処理部１５８及びＮＵＬＬ暗号処理部１５９は、夫々入力されるフラグメントに対して、指定された暗号アルゴリズムで暗号化を行う。
【００７４】
鍵交換処理部１５７は、ＳＰＤ情報及び対応するＳＡ情報に基づいてセキュリティＧＷ２５０との間でＩＫＥプロトコルによる暗号鍵の交換を行い、ＳＡの確立を行う。鍵交換処理部１５７は、ＳＰＤ識別子に応じて、複数のＳＡについて夫々異なる暗号アルゴリズムの暗号鍵についてセキュリティＧＷ２５０との間で鍵交換を行うことで、ＳＡ１及びＳＡ２の２つのＳＡを確立する。
【００７５】
通常暗号処理部１５８は、ｅＮＢ１５０のネットワークプロセッサ１０５に複数備えられる暗号処理部の一つであり、相対的に暗号強度の高いＡＥＳやＫＡＳＵＭＩなどの暗号アルゴリズムを用いるＳＡをセキュリティＧＷ２５０との間で確立し、データの暗号化通信を行う。ＮＵＬＬ暗号処理部１５９は、相対的に暗号強度の低いＮＵＬＬ暗号アルゴリズムを用いるＳＡをセキュリティＧＷ２５０との間で確立し、データの暗号化通信を行う。尚、図９の例では、ＳＡ１に対応する通常暗号処理部１５８及びＳＡ２に対応するＮＵＬＬ暗号処理部１５９の二つの暗号処理部が備えられているが、用いられるＳＡに応じてより多くの暗号処理部を備えていてもよい。
【００７６】
セキュリティＧＷ２５０は、データの暗号化通信を行うために以下に説明する各機能部を有して構成される。尚、以下に説明する各機能部は、セキュリティＧＷ２５０が有する機能について便宜上分割して示すものであって、実際に各機能部が独立した実体として存在する態様に限られず、ハードウェア構成の一部又はソフトウェアにおける一機能であってもよい。
【００７７】
鍵交換処理部２５１は、ｅＮＢ１５０の鍵交換処理部１５７との間でＩＫＥプロトコルによる暗号鍵の交換を行う。ＳＡ検索処理部２５２は、ｅＮＢ１５０の通常暗号処理部１５８やＮＵＬＬ暗号処理部１５９などの暗号処理部との間でＳＡを確立して暗号化通信によるデータの送受信を行う。ＳＡ検索処理部２５２は、受信したデータのうち、ｅＮＢ１５０の通常暗号処理部１５８において暗号化された制御データのフラグメントは、通常復号処理部２５３に入力し、ｅＮＢ１５０のＮＵＬＬ暗号処理部１５９において暗号化されたユーザデータのフラグメントは、ＮＵＬＬ復号処理部２５４に入力する。
【００７８】
通常復号処理部２５３は、暗号化された制御データのフラグメントの入力を受けて、該フラグメントを復号化して、ＳＰＤ検索処理部２５５に入力する。ＮＵＬＬ復号処理部２５４は、暗号化されたユーザデータのフラグメントの入力を受けて、該フラグメントを復号化して、ＳＰＤ検索処理部２５５に入力する。
【００７９】
ＳＰＤ検索処理部２５５は、入力されるデータのフラグメントに付されるヘッダを参照して、各フラグメントがＳＰＤに記述される規定を満たしているかの判定を行う。判定の後、ＳＰＤ検索処理部２５５は、ＳＰＤに記述される規定を満たす適切なフラグメントについて、送信処理部２５６に送信する。
【００８０】
送信処理部２５６は、セキュリティＧＷ２５０のコアネットワーク上の上位ノードであるサービングＧＷ３５０又はＭＭＥとの間でデータの送受信を行うためのインタフェースである。送信処理部２５６は、ｅＮＢ１５０から送信された後に復号化されたデータのフラグメントをサービングＧＷ３５０又はＭＭＥに送信する。尚、図９には、上位ノードとしてサービングＧＷ３５０を有するコアネットワークの例が記載されており、セキュリティＧＷ２５０の送信制御部は、サービングＧＷ３５０に対してデータのフラグメントを送信する。
【００８１】
サービングＧＷ３５０における、セキュリティＧＷ２５０から送信されるデータの受信及びリアセンブルを行う機能部について図９に図示されている。
【００８２】
受信処理部３５１は、セキュリティＧＷ２５０との間でデータの送受信を行うためのインタフェースであり、セキュリティＧＷ２５０より送信されるデータのフラグメントを受信してリアセンブル処理部３５２に入力する。リアセンブル処理部３５２は、入力されるデータのフラグメントを結合して元のデータを復元する。
【００８３】
また、サービングＧＷ３５０は、コアネットワーク上の上位のプロトコルに対してデータの送受信を行う不図示のインタフェースなどを有し、リアセンブル後のデータを上位プロトコルに送信する。
【００８４】
（４−２）動作例
通信システム１において行われるＩＰｓｅｃ通信における暗号化通信処理の基本的な動作例について図１１から図１３を参照して説明する。図１１は、暗号化通信処理における各装置でのシーケンスを示す図であり、図１２は、暗号化通信処理の基本的な動作の流れを示すフローチャートであり、図１３は、暗号化通信処理により送信されるデータのイメージを示す図である。
【００８５】
図１１のシーケンス図に示されるように、通信システム１においては、暗号化通信を行うｅＮＢ１５０とセキュリティＧＷ２５０との間に形成されるＳＡを介して、ユーザの移動端末からのデータが、ＧＴＰＵ終端よりｅＮＢ１５０に送信される。移動端末からのデータは、ｅＮＢ１５０により暗号化されてセキュリティＧＷ２５０に送信される。セキュリティＧＷ２５０は、受信した暗号化データを復号化し、コアネットワーク上の上位ノードであるサービングＧＷ３５０に対して送信する。サービングＧＷ３５０は、受信したデータをリアセンブル処理して、ＧＴＰＵ終端に送信する。以下に、具体的な処理の流れについて説明する。
【００８６】
暗号化通信処理の開始時にｅＮＢ１５０とセキュリティＧＷ２５０とは、ＳＡの暗号鍵の交換の交渉を行い、暗号鍵に基づいてＳＡの設定を行う。具体例としては、ｅＮＢ１５０は、セキュリティＧＷ２５０に対して、ＡＥＳ暗号アルゴリズム等を用いるＳＡ１を設定するための暗号鍵の交換要求を送信する。該交換要求に対して、セキュリティＧＷ２５０が認証を行った後、規定を満たす適切な要求であれば、セキュリティＧＷ２５０はｅＮＢ１５０に対してＳＡ１の暗号鍵交換要求に対する応答を送信する（図１２：ステップＳ１０１）。以上の動作により、相対的に暗号強度の高いＳＡ１が確立される（図１２：ステップＳ１０２）。
【００８７】
ＳＡ１の設定と同時に、又は相前後して、ｅＮＢ１５０は、セキュリティＧＷ２５０に対して、ＮＵＬＬ暗号アルゴリズムを用いるＳＡ２を設定するための暗号鍵の交換要求を送信する。該交換要求に対して、セキュリティＧＷ２５０が認証を行った後、規定を満たす適切な要求であれば、セキュリティＧＷ２５０はｅＮＢ１５０に対してＳＡ２の暗号鍵交換要求に対する応答を送信する（図１２：ステップＳ１０３）。以上の動作により、相対的に暗号強度の低いＳＡ２が確立される（図１２：ステップＳ１０４）。
【００８８】
続いて、ｅＮＢ１５０は、ユーザの移動端末などから送信されるデータをＧＴＰＵ終端を介して受信し、受信したデータのパケットのプロトコルの判別を行う（図１２：ステップＳ１０５）。図１３に示されるように、ｅＮＢ１５０がＧＴＰＵ終端より受信するＩＰパケットは、ＩＰヘッダと、ＵＤＰヘッダと、ＧＴＰＵヘッダと、ＧＴＰＵデータ１乃至６とのデータフィールドを含んで構成される。ｅＮＢ１５０は、受信したデータの内、ＧＴＰＵパケットについてはＧＴＰＵプロトコルフォーマットに基づいてデータフィールドを解析し、各データフィールドについて制御データやユーザデータなどのデータ種別の識別を行う（図１２：ステップＳ１０６）。該解析により、ｅＮＢ１５０は、各データフィールドのデータ種別、開始位置を示すオフセット及びデータサイズを取得する。他方で、ｅＮＢ１５０は、ＧＴＰＵ以外のプロトコルの受信パケットについては、ＭＴＵ（Maximum Transmission Unit）に基づいて、各データフィールドのオフセットやデータサイズの配列を取得する（図１２：ステップＳ１０７）。
【００８９】
具体的には、ｅＮＢ１５０は、受信したＩＰパケットの各データフィールドに対して解析を行った結果、相対的に重要度の高い制御データであると判定されるＵＤＰヘッダと、ＧＴＰＵヘッダと、ＧＴＰＵデータ１及び６とに対して制御データであることを示すフラグを付加する。一方で、相対的に重要度の低いユーザデータであると判定されるＧＴＰＵデータ２乃至５に対してユーザデータであることを示すフラグを付加する。
【００９０】
ｅＮＢ１５０は、パケットの解析後に、解析結果に基づき、該パケットをデータフィールド毎にフラグメント化するフラグメント処理を行う（図１２：ステップＳ１０８）。フラグメント処理により断片化された各データフィールドについて、ｅＮＢ１５０は、図１３に示されるように、ＵＤＰヘッダ、ＧＴＰＵヘッダ及びＧＴＰＵデータ１を一のフラグメントとしてＩＰヘッダを付加すると共に、ＧＴＰＵデータ６を一のフラグメントとしてＩＰヘッダを付加する。また、ＧＴＰＵデータ２乃至５を一のフラグメントとしてＩＰヘッダを付加する。
【００９１】
続いて、ｅＮＢ１５０は、各フラグメントについて、データ種別を示すフラグをキーとしてＳＰＤの検索を行い、条件に応じたＳＰＤを割り当てる（図１２：ステップＳ１０９）。ｅＮＢ１５０は、先ず一のフラグメントについて、データ種別を示すフラグを確認し、該フラグが識別データを示している場合、該フラグメントに対してＳＰＤ１を割り当てる（図１２：ステップＳ１１０）。他方で、該フラグメントのフラグがユーザデータを示す場合、ＳＰＤ２を割り当てる（図１２：ステップＳ１１１）。
【００９２】
続いて、ｅＮＢ１５０は、各フラグメントについて、割り当てられたＳＰＤに対応するＳＡを検索する（図１２：ステップＳ１１２）。ｅＮＢ１５０は、先ず一のフラグメントについて、割り当てられたＳＰＤ識別子を確認し（図１２：ステップＳ１１３）、該ＳＰＤ識別子がＳＰＤ１である場合、ＳＡ１を割り当てる（図１２：ステップＳ１１４）。ＳＡ１は、ＡＥＳ暗号アルゴリズムを用いるＳＡであるため、ｅＮＢ１５０は、該フラグメントについてＡＥＳ暗号処理を行う。
【００９３】
他方で、該フラグメントのＳＰＤ識別子がＳＰＤ２である場合、ＳＡ２を割り当てる（図１２：ステップＳ１１５）。ＳＡ２は、ＮＵＬＬ暗号アルゴリズムを用いるＳＡであるため、ｅＮＢ１５０は、該フラグメントについて実質的には暗号化を行わないＮＵＬＬ暗号処理を行う。
【００９４】
暗号処理の後、ｅＮＢ１５０は、暗号化されたフラグメントをセキュリティＧＷ２５０に対して送信する（図１２：ステップＳ１１６）。具体的には、ＵＤＰヘッダ、ＧＴＰＵヘッダ及びＧＴＰＵデータ１から成るフラグメントと、ＧＴＰＵデータ６から成るフラグメントとに対してＡＳＥ暗号処理を行い、ＳＡ１を介してセキュリティＧＷ２５０に送信する。また、ＧＴＰＵデータ２乃至５から成るフラグメントに対してＮＵＬＬ暗号処理を行い、ＳＡ２を介してセキュリティＧＷ２５０に送信する。
【００９５】
ｅＮＢ１５０は、受信したパケット内から生成される全フラグメントに対して、ＳＰＤ検索及びＳＡ検索による暗号送信（図１２：ステップＳ１０９乃至ステップＳ１１６）の一連の処理を繰り返し実施し、パケット内の全フラグメントについて送信を終えた後に、次のパケットに対して、データの解析及び一連の暗号送信処理（図１２：ステップＳ１０５乃至ステップＳ１１６）を繰り返し実施する。
【００９６】
図１１に示されるように、データを受信したセキュリティＧＷ２５０は、暗号化されたフラグメントを復号化してサービングＧＷ３５０に対して送信する。サービングＧＷ３５０は、受信したフラグメントをリアセンブルし、元のデータを復元する。復元されたデータは、サービングＧＷ３５０によりコアネットワーク内の上位プロトコルにおけるＧＴＰＵ終端に送信され、データの通信が行われる。
【００９７】
以上、説明した変形例の構成及び動作によれば、ｅＮＢ１５０からセキュリティＧＷ２５０に送信されるパケットの内、制御データとユーザデータとを別々のフラグメントに切り出し、夫々異なるＳＡを用いる暗号化通信を適用することが出来る。例えば、制御データを通信するためのＳＡについて、相対的に暗号強度の高い暗号アルゴリズムを適用することで、重要な制御データについて高いセキュリティを確保することが可能となる。他方で、ユーザデータ通信用のＳＡについて、相対的に暗号強度が低く、暗号処理のための処理量が少ない暗号アルゴリズムを適用することで、暗号化のための処理量を軽減することが出来る。尚、ユーザデータの暗号化において、実質的な暗号化を行わないＮＵＬＬ暗号アルゴリズムを適用する場合、暗号処理のための処理量を大きく低減出来る。この場合でも、ユーザデータについてはＳＡによる認証アルゴリズムによる保護が適用されるため、仮にユーザデータが不正に取得される場合であっても、復号化を行なわずにデータを利用することや改竄することからデータを保護することが出来る。
【００９８】
また、ユーザデータ部分の暗号化のために、ＮＵＬＬ暗号アルゴリズムの代わりに、例えばＤＥＳ（Data Encryption Standard）暗号アルゴリズムなど、制御データ部分の暗号化に用いられるものと比較して相対的に処理負荷が低い暗号アルゴリズムを適用してもよい。このように構成することで、ユーザデータ部分のセキュリティの向上と共に、全体的な暗号化処理量の低減を両方実現させることが可能となる。
【００９９】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う通信装置、通信方法及び通信システムなどもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【０１００】
以上、本明細書で説明した実施形態について、以下の付記にまとめる。
（付記１）
ネットワークを介して対向装置との間で通信を行う通信装置であって、
パケット中のデータの種類に応じて決定される所定の領域を暗号化する暗号化手段と、
前記パケットを前記対向装置に送信する送信手段と、
前記パケットにおける前記所定の領域の位置情報を前記対向装置に通知する通知手段と
を備えることを特徴とする通信装置。
（付記２）
前記対向装置との間で暗号鍵を交換して暗号化トンネルを構築する構築手段を更に備え、
前記通知手段は、前記暗号鍵の交換のネゴシエーション処理時に前記位置情報を前記対向装置に通知することを特徴とする付記１に記載の通信装置。
（付記３）
前記通知手段は、前記パケットに前記位置情報を含めて前記対向装置に通知することを特徴とする付記１に記載の通信装置。
（付記４）
ネットワークを介して対向装置との間で通信を行う通信装置であって、
前記対向装置との間に相異なる暗号化アルゴリズムを用いる第１の暗号化トンネル及び第２の暗号化トンネルを構築する構築手段と、
パケットを複数のフラグメントに分割する分割手段と、
前記複数のフラグメントのうちの一部のフラグメントについて、前記第１の暗号化トンネルに対応する暗号化アルゴリズムを用いて暗号化する第１暗号化手段と、
前記一部のフラグメント以外のフラグメントについて、前記第２の暗号化トンネルに対応する暗号化アルゴリズムを用いて暗号化する第２暗号化手段と、
前記一部のフラグメントを前記第１の暗号化トンネルを介して前記対向装置に送信し、前記一部のフラグメント以外のフラグメントを前記第２の暗号化トンネルを介して前記対向装置に送信する送信手段と
を備えることを特徴とする通信装置。
（付記５）
前記第２の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムは、前記第１の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムよりも暗号強度が低いことを特徴とする付記６に記載の通信装置。
（付記６）
ネットワークを介してパケットの送受信を行う通信装置と対向装置とを備える通信システムであって、
前記通信装置は、
パケット中のデータの種類に応じて決定される所定の領域を暗号化する暗号化手段と、
前記パケットを前記対向装置に送信する送信手段と、
前記パケットにおける前記所定の領域の位置情報を前記対向装置に通知する通知手段と
を備え、
前記対向装置は、
前記位置情報に基づいて、受信した前記パケットを復号化してデータを復元する復元手段を備えることを特徴とする通信システム。
（付記７）
ネットワークを介して対向装置との間で通信を行う通信方法であって、
パケット中のデータの種類に応じて決定される所定の領域を暗号化する暗号化工程と、
前記パケットを前記対向装置に送信する送信工程と、
前記パケットにおける前記所定の領域の位置情報を前記対向装置に通知する通知工程と
を備えることを特徴とする通信方法。
（付記８）
前記暗号化手段は、前記パケットの暗号化以前に、暗号化する前記所定の領域を決定し、
前記通知手段は、前記所定の領域の位置情報を前記パケット内に含めて前記対向装置に通知することを特徴とする付記１に記載の通信装置。
（付記９）
前記暗号化手段は、前記パケットの内、他の領域のデータを管理又は制御するためのデータを含む領域を暗号化することを特徴とする付記１から４のいずれか一項に記載の通信装置。
（付記１０）
前記第２の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムは、ＮＵＬＬ暗号アルゴリズムであることを特徴とする付記４又は５に記載の通信装置。
（付記１１）
前記パケットに対して、前記対向装置の間で通信を行うための認証データの付加を行う認証手段を更に備えることを特徴とする付記１から５のいずれか一項に記載の通信装置。
（付記１２）
ネットワークを介してパケットの送受信を行う通信装置と対向装置とを備える通信システムであって、
前記通信装置は、
前記対向装置との間に相異なる暗号アルゴリズムを用いる第１の暗号化トンネル及び第２の暗号化トンネルを含む複数の前記暗号化トンネルを構築する構築手段と、
前記複数のフラグメントのうちの一部のフラグメントについて、前記第１の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムを用いて暗号化する第１暗号化手段と、
前記一部のフラグメント以外のフラグメントについて、前記第２の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムを用いて暗号化する第２暗号化手段と、
前記一部のフラグメント一部のフラグメントを前記第１の暗号化トンネルを介して前記対向装置に送信し、前記一部のフラグメント以外のフラグメントを前記第２の暗号化トンネルを介して前記対向装置に送信する送信手段と
を備え、
前記対向装置は、
受信した前記一部のフラグメント一部のフラグメントを前記第１の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムを用いて復号化する第１復号化手段と、
前記一部のフラグメント以外のフラグメントについて、前記第２の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムを用いて復号化する第２復号化手段と
を備えることを特徴とする通信システム。
（付記１３）
ネットワークを介して対向装置との間で通信を行う通信方法であって、
前記対向装置との間に相異なる暗号アルゴリズムを用いる第１の暗号化トンネル及び第２の暗号化トンネルを含む複数の前記暗号化トンネルを構築する構築工程と、
前記複数のフラグメントのうちの一部のフラグメントについて、前記第１の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムを用いて暗号化する第１暗号化工程と、
前記一部のフラグメント以外のフラグメントについて、前記第２の暗号化トンネルに対応する暗号アルゴリズムを用いて暗号化する第２暗号化工程と、
前記一部のフラグメント一部のフラグメントを前記第１の暗号化トンネルを介して前記対向装置に送信し、前記一部のフラグメント以外のフラグメントを前記第２の暗号化トンネルを介して前記対向装置に送信する送信工程と
を備えることを特徴とする通信方法。
【符号の説明】
【０１０１】
１００、１５０  無線基地局（ｅＮＢ）、
１０１  Ｌ２スイッチ、
１０２  ＰＨＹ、
１０３  レシーバ、
１０４  トランスレータ、
１０５  ネットワークプロセッサ、
１０６  ネットワークプロセッサメモリ、
１０７  メモリ、
１０８  メモリコントローラ、
１０９  ＣＰＵ、
１１０  ＰＣＩインタフェース、
１１１  受信処理部、
１１２  鍵交換処理部、
１１３  ＳＰＤ検索処理部、
１１４  ＳＡ検索処理部、
１１５  暗号化位置抽出部、
１１６  暗号処理部、
１１７  復号処理部、
１１８  送信処理部、
２００、２５０  セキュリティＧＷ、
３００、３５０  サービングＧＷ。
【図１】
2012010254.tif 000003
【図２】
2012010254.tif 000004
【図３】
2012010254.tif 000005
【図４】
2012010254.tif 000006
【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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