INTERNET
インターネット最新テクノロジー：第 47 回

無線 LANを使った携帯インターネット接続環境を提供する携帯インターネット環境を構築

モバイル IP（Mobile IP）

最 近 筆 者 は研 究 成 果 の実 用 化 のため、MIS という会社の設立にかかわった。MISによるサービスの目標は、無線LANにモバイルIP という技術を組み合わせることにより、いつでもどこでも、そして移動しながらでもイ

2001年8月から東京都世田谷区の三軒茶屋駅周辺エリアにおいて、モバイルインタンターネットに接続された「携帯インターネーネットサービス（以下、MISット環境」を社会の情報通信インフラとして）による「モバイルIP」技術を使った無線インターネット接続の実証実験が始まった。この技術を使えばIPアドレスが変化しても途切れ提供することだ。

ずに通信し続けられるため、今後の携帯インターネット接続サービスでの利用が期待されている。

太田昌孝

www.miserv.net

低速、高額、従量制の電話網と高速、低額、定額制のインターネット

東京工業大学

携帯インターネット環境というと、携帯電話やPHSからウェブや電子メールを利用するサービスと混同されがちだが、これらのサービスはあくまで携帯電話網やPHS 電話網という電話のための情報通信インフラを経由し、インターネットへ接続するものである（図1）。
固定接続環境でのアナログモデムやISDN を経由してのインターネット接続と同じ原理だ。
しかし、電話網は音声伝送のために設計された網であり、これを網としての素性が大いに異なるインターネットへの接続に利用すると、さまざまな不都合が生じる。電話網はインターネットに比べて速度が遅く、料金が高額で、しかも課金は従量制である。そこで、今後のインターネット時代にはインターネッ

000.000.000.000

ト専用の情報通信インフラを整備する必要が↑ある。たとえば固定のインターネット接続環

111.000.000.000

境で言うと、電話網からのダイアルアップではないADSLやケーブルモデム、あるいは光イーサネットによって高速なブロードバンド環境が実現されている。確かにISDN では電話交換機部分だけをルーターに置き換えた定額制サービスも不可能ではないが、最初からインターネットのための環境を整備するのと比べると低速で高額となってしまう。これと同じことがPHS などの携帯環境でも言えるのだ。
遠距離のコンピュータ同士を公衆回線など

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インターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

を利用して接続するネットワークとしてはこれまでもWAN（Wide Area Network）があった。しかしこの世界は電話網会社の独占が長らく認められてきたため、電話網技術しか育っていない。そこで、今現在は規制のないLANの世界で育ったインターネットに適した技術がWAN の世界でも利用される傾向にある。
携帯インターネット環境の実現のためには無線の利用が必須だが、ここで注目されるのが、最近急速に普及してきた無線 LAN 技術だ。現在もっとも一般的な無線 LAN の規格はIEEE802.11b だ。この技術は無線局免許が不要な2.4GHz の周波数帯域を利用し、100m 程度の距離で11Mbps の通信を可能にしている。

無線を利用した各種の携帯電話やPHSの電話網

インターネット接続サービス

インターネット

網間接続装置

無線インターネットとしてもっとも古くからあるのはFWA（Fixed Wireless Access）という技術であり、専用の周波数を利用して固低速

高額

従量

高速

低額

定額

定した相手に専用線程度の接続を提供する。
しかしFWA はあくまでWAN の技術であり、図1

携帯電話やPHS によるインターネット接続電話網会社の提供する旧来の専用線の代替物にすぎず、サービスの値段や通信速度も多少は専用線よりましといった程度のものだ。
これに対して無線LAN は、FWA に比べて基地局基地局到達距離は短いがはるかに安価であり、要所要所に無線基地局を配置すれば、一般家庭でも利用可能な無線インターネット環境を構カフェ築できる。しかし、それだけでは無線基地局基地局内での利用しかできないし、これだけならば、ADSL でも同程度のサービスが提供できて無線の価値を十二分に発揮しているとは言いが空港たい。
そこで、もう少し進んだ無線の利用がファーストフードチェーンの店舗や空港などの多ロビー

くの人が集まる場所に無線 LAN の基地局を何台か設置する「ホットスポット」サービスである（図2）。無線LAN 端末機能を持つノートパソコンやPDAを持った人間がホットス

図2

ホットスポットによるサービスインターネットマガジン／株式会社インプレスR&DLAN（ラン／ Local Area Network）：コンピュータ同士を直接接続した小さなネットワークのこと。
「社内LAN」などと表現する。電話回線や専用線などで接続するネットワークは WAN（ワン／Wide Area Network）という。
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000.000.000.000↑

ポットに行くと、基地局周辺でインターネッが、広域の携帯環境では基地局間の移動にトを利用できるわけだ。

伴ってIP アドレスは変化せざるをえないとい

しかし、これも移動という観点からは中途うことだ。たとえるならば、基地局が変わる半端なサービスである。ホットスポット周辺ごとに電話番号が変わる携帯電話といった状という限定された場所でノートパソコンを使況になってしまう。インターネットのアプリケ

うとなれば、イスや電源もあったほうが便利

ーションは通信中に相手のIPアドレスが変化だということになり、そしてそこまでインフラすると通信が途絶してしまうのだ。断続的にを提供するなら、さらに有線でイーサネット移動して移動中は端末を使わないのなら、その口を設けてしまえばよいということになる。

れでもあまり困らないが、インターネット電またPDA を使うとなると、そのデバイス自身話を受信する場合など、移動しながら継続的が持つ携帯性に比べて、アクセスできる範囲にインターネットを使うためには、固定したとしての携帯性が基地局に依存するためにかアドレスが必要になる。

000.111.000.000

そこで登場するのが、モバイルIP という技なり小さくなってしまい、十分な活用がなさ術だ。モバイルIP では、携帯端末は固定しれているとは言い難くなってしまう。
000.000.000.000↑
000.000.111.000

せっかく無線を使うなら無線基地局をホッたホームアドレスと、移動することで絶えずトスポットに限定することなく密に配置して、変化する出先アドレスの、2 種類のIP アドレ

端末は基地局間を渡り歩いていつでもどこでスを持たせ、この2 つをつなげて各携帯端末もインターネットが利用できる環境を構築すの面倒をみるホームエージェントというものをることが重要になる。

置く。
それでは図3 を軸にして解説しよう。携帯端末は、無線基地局から割り当てられた出先

2つのIPアドレスを使い分ける

アドレス（1）を、絶えずホームエージェントにことで実現するIPの機動性登録する（2）。通信相手がホームアドレスにインターネットで通信する機器はすべてIP

パケットを投げると（3）、ホームエージェントアドレスを持つ必要がある。このIP アドレスが仮に受け取り、出先アドレス向きのIPパケ

は電話番号のようなものでパケットの行き先ットのなかに収めて携帯端末に転送する（4）。

を決定するものだ。ルーターはこのIP アドレ

逆に携帯端末から通信相手へパケットを送スで経路表を引くのだが、このときに電話番出するときは、ホームアドレスを送信者アド号での市外局番や国番号を利用するのと同じレスとして行う。ただ、一部のISP では偽のように、ある地域の端末には上位ビットの同送信者アドレスを名乗って自分の正体をふせじIP アドレスがふられる。このようにすればたまま他者に多数のパケットを送ることで相経路表は地域ごとに持てばよく、インターネ手の機能を麻痺させるDoS攻撃を防ぐためット全体でもそれほど大きくならない。に、パケットのソースアドレスをチェックし

このIP アドレスは自分が接続したプロバイて、そのISP に属するIP アドレスを送信者アダー（ISP）の持つ範囲から動的もしくは静ドレスとしないようなパケットはフィルタリン的に割り当ててもらうが、これは携帯インタグして通さないことがある。このようなフィルーネット端末でも同じで、無線基地局から割ターは踏み台を利用した分散 DoS 攻撃に対り当ててもらうことになる。

しては無力で実効性がなく、またソースアド

しかしここで、携帯インターネット端末なレスのチェックをしているとサーバーの性能がらではの問題が発生する。それは、ホットス落ちるため、あまり推奨できる方法ではない

ポットのような狭い範囲でならそれぞれの基のだが、あくまでフィルターにこだわるISPも地局の属するアドレスの範囲を共通にできるある。このようなときには携帯端末からのパD

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DoS 攻撃（ディー・オー・エス攻撃）：DoS とは「Denial of Service 」の略で、悪意を持つ何者かが第三者のコンピュータを利用して、標的にしたコンピュータに対して大量のパケットデータを一斉に送るもの。処理能力を上回る量のデータを受信したサーバーは、通常のサービスを行うことができなくなる。
©1994-2007 Impress R&D

ケットもホームエージェント経由にすることで、フィルターを通過させられる。

無線での接続環境の提供に求められる高度なセキュリティー
実は、モバイルIP は10 年ほど前から存在した技術だが、これまで商用サービスは行われてこなかった。その理由は、無線環境でのセキュリティーの欠如にある。
有線環境と異なり、無線環境では誰もが他人宛てのパケットを受信し、また他人になりすましてパケットを送信できる。そこで、商用サービスのためには、お金を支払っていない不正な利用者からのパケットを受け取らな1出先アドレスの割り当ていという認証システムが必須である。また、パケットの中身を他人に見られないための暗号化も必要だ。これらは現在の暗号技術を使基地局
2出先アドレスの登録えば難しいことではないが、そのためには無3通信先からホームアドレス宛てのパケット

線基地局と携帯端末がセッション鍵という秘密情報（パスワードのようなもの）を共有す

インターネット

基地局

4パケットを出先アドレスに転送る必要がある。しかし携帯環境では、どの携帯端末がどの無線基地局を利用するかはあらかじめわからないし、端末も基地局も増えて基地局いくものであり、すべての携帯端末と無線基対応する基地局が変わるごとに1からやり直す地局があらかじめセッション鍵を共有するのは無理だ。
図3

そこで、MISでは、独自の技術を開発してモバイルIPにおけるパケットの転送セキュリティーを確保している（図4）。個々の利用者にIDとパスワードを与え、認証サーバーのデータベースにも入れておく。携帯端

1IDと暗号化したセッション鍵の送付

末は必要に応じてセッション鍵を生成し、パ認証サーバー
ID

セッション鍵スワードで暗号化してIDとともに無線基地局

パスワード○×△□ ××××××××

パスワードで封をするに送る（1）。無線基地局は認証サーバーにセッション鍵を解読してもらい（2 と3）、セ端末

ID ○×△□

2セッション鍵の取り出し

無線基地局

ッション鍵に基づいたパケット単位の認証と暗号化が可能となる（4）。これだと、パスワ
4セッション鍵を利用した通信ードを知らない不正な利用者がでたらめなデ3セッション鍵の送付
ID ○×△□

ータを送っても、無線基地局とセッション鍵を共有できない。またID とパスワードによる携帯端末の利用者の特定は、インターネット
図4を利用した犯罪者を追及するためにも有用だ。

セキュリティーの確保（セッション鍵を共有する）`インターネットマガジン／株式会社インプレスR&D

パケット：通信における送受信の単位で、データ自体のほかにヘッダーやトレイラーと呼ばれる制御情報からなる。データの送信元や送信先などもこの制御情報に入れられる。大きなデー
タも小さなパケット単位で送受信することで、複数の通信が1つの回線を共有できる。 ©1994-2007 Impress R&D

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