無線通信装置
【課題】迅速にセキュアな通信を実現することができる無線通信装置を提供すること。
【解決手段】無線通信部と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を備える。そして、上記サプリカントと上記オーセンティケータとが同時に作動可能であり、上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する。
【解決手段】無線通信部と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を備える。そして、上記サプリカントと上記オーセンティケータとが同時に作動可能であり、上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置にかかり、特に、無線アドホックネットワークを構築する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、設置の容易性、障害耐性の観点から、基地局やアクセスポイントのように集中管理する無線機器を持たず、無線インタフェース（無線通信部）を持った無線機器がお互いに無線で接続して、その場でネットワークを形成する無線アドホックネットワークが求められている。そして、さらに無線インタフェースを持った複数の無線機器が相互に接続して通信することで、無線メッシュネットワークを形成することがある。
【０００３】
ここで、無線技術として、IEEE（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）802.11で規定されている無線LAN（Local Area Network）では、無線ネットワークを形成する様態として、インフラストラクチャ（Infrastructure）モードと、ＩＢＳＳ（Independent Basic Service Set）モードが規定されている。インフラストラクチャモードでは、アクセスポイント（AP：Access
Point）と呼ばれる無線機器が統括的に端末（STA：Station）を制御することによりネットワークを形成する。ＩＢＳＳモードでは、複数の無線通信装置同士が自律分散的に無線通信を行うことによりネットワークを形成する。無線アドホックネットワークでは、上述のように複数の無線機器が集まってネットワークを形成することから、IBSSモードが使われることが多い。
【０００４】
そして、無線アドホックネットワークでは、無線機器の設置の容易性が求められるとともにセキュリティの確保も要求される。例えば、LANのセキュリティを確保するしくみとして、IEEE802.11Xにアクセス制御が規定されている。ここでは、ネットワークへの参加を要求するサプリカント（SU：Supplicant）、制御を行うオーセンティケータ（AU：Authenticator）、サプリカントにアクセスを許可するかどうかを判定する認証サーバ（AS：Authentication
Server）について規定されている。
【０００５】
また、無線LANのセキュリティを確保する仕組みとして、IEEE802.11Xを利用したアクセス制御を、インフラストラクチャモード、IBSSモードで利用することがIEEE802.11iにて規定されている。インフラストラクチャモードでは、端末がサプリカントとなり、アクセスポイントが端末のオーセンティケータとなり、認証サーバへの認証プロセスを統括的に行う。IBSSモードでは、統括的に制御行う無線機器が定義できないため、全ての無線機器がサプリカントとオーセンティケータの両方の機能を持つように規定されている。
【０００６】
また、使用したい認証方式を２者間で交換する方式として、IETF（Internet Engineering Task Force）による技術仕様であるRFC（Request for Comments）2284（EAP（Extensible Authentication Protocol（拡張認証プロトコル）））が規定されている。EAPでは、メッセージのタイプが規定されているにすぎず、メッセージの詳細な内容は規定しておらず、メッセージの詳細は他のRFCによって規定されている。例えば、認証方式としてTLS（Transport Layer Security）を利用する方式がRFC2716に規定されている。この認証方式は、認証サーバおよびクライアントの相互で電子証明書（公開鍵証明書）を利用した認証を行う方式であり、安全性が高いことが知られている。
【０００７】
また、上述したIEEE802.11Xにおいて、サプリカントとオーセンティケータ間でEAPメッセージをやりとりするために、EAPOL（EAP over LAN）と呼ばれるプロトコルが定義されている。
【０００８】
そして、上述したように無線アドホックネットワークにおけるセキュリティを実施する場合、１つの無線機器内でサプリカントとオーセンティケータの両方の機能を装備することが規定されている。このとき、２台の無線機器間のセキュリティを考えた場合、２台の無線機器間の１本の通信リンクに対して上り方向と下り方向とで、２回認証シーケンスを実施する必要があった。
【０００９】
上記問題を解決するために、特許文献１では、各アクセスポイントが、認証仲介機能（Authenticator）と被認証機能（Supplicant）とを備え、いずれかの機能を選択して実行させる、ことを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２４６２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示されているように、各アクセスポイントの役割をサプリカントまたはオーセンティケータのいずれかに決定してしまうと、無線通信装置間で鍵の更新を行う場合に、サプリカントとオーセンティケータとが、それぞれ鍵の更新動作を実行する必要があり、処理に時間がかかり負荷が増大する、という問題があった。また、鍵を更新するタイミングを同期することが困難である、という問題もある。
【００１２】
このため、本発明の目的は、上述した処理の遅延と負荷の増大という課題を解決することにあり、迅速にセキュアな通信を実現することができる無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる目的を達成するため本発明の一形態である無線通信装置は、
無線通信部と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を備え、
上記サプリカントと上記オーセンティケータとが同時に作動可能であり、
上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する、
という構成を採る。
【００１４】
また、本発明の他の形態であるプログラムは、
無線通信部を備えた無線通信装置に、
他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を実現させるプログラムであり、
上記サプリカントと上記オーセンティケータとは同時に作動可能であり、
上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する、
という構成を採る。
【００１５】
また、本発明の他の形態である無線通信方法は、
無線通信部と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を備えた無線通信装置にて、
上記サプリカントと上記オーセンティケータとが同時に作動可能であり、
上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行い、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す、
という構成を採る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以上のように構成されることにより、迅速にセキュアな無線アドホックネットワークを実現することができる無線通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１における無線ネットワーク全体の構成を示す図である。
【図２】図１に開示した無線機器の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に開示した無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図である。
【図４】図１に開示した無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図であり、図３の続きを示す。
【図５】図１に開示した無線機器の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施形態２における無線ネットワーク全体の構成を示す図である。
【図７】図６に開示した無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図である。
【図８】図６に開示した無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図であり、図７の続きを示す。
【図９】図６に開示した無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図であり、図８の続きを示す。
【図１０】図６に開示した無線機器の動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態３における無線機器の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜実施形態１＞
本発明の第１の実施形態を、図１乃至図５を参照して説明する。図１は、無線ネットワーク全体の構成を示す図であり、図２は、無線ネットワークを構築する無線機器の構成を示すブロック図である。図３乃至図４は、無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図であり、図５は、無線機器の動作を示すフローチャートである。
【００１９】
［構成］
本発明における無線機器１〜４（無線通信装置）は、図１に示すように、相互に無線接続することで無線アドホックネットワークを構築する。図１の例では、無線機器１と無線機器２，４が無線で接続されている。また、無線機器２は、無線機器１，３と接続され、無線機器３は無線機器２，４と接続されており、無線機器４は無線機器１，３と接続されている。
【００２０】
このようなアドホックネットワークにおいては、例えば無線機器１から無線機器３へ通信を行いたい場合は、直接通信できず、無線機器２または無線機器４を経由することで通信できるものとする。なお、どちらの無線機器２，４を経由するかは、既存技術である様々なルーティング技術を使用して決めることができる。また、無線機器２から無線機器４へ通信を行う場合も同様に無線機器１または無線機器３を経由して通信を行う。
【００２１】
次に、上記無線機器１の構成について、図２を参照して説明する。なお、上記各無線機器１〜４は同一の構成を採っているため、ここでは無線機器１のみの構成を説明する。
【００２２】
図２に示すように、無線機器１は、無線通信部１１と、有線通信部１２と、を備えている。無線通信部１１は、例えば、IEEE802.11に基づく無線通信を行う装置であり、一台の無線機器１に、一つまたはそれ以上搭載されている。ここでは説明の簡略化のために、各無線機器１〜４に搭載されている無線通信部１１が全て同じ無線仕様であることとしているが、異なる仕様であってもよい。また、有線通信部１２は、有線で通信を行う装置であり、例えば、IEEE802.3の有線LAN規格に基づくものである。そして、有線通信部１２は、一台の無線機器１に一つまたはそれ以上搭載される。
【００２３】
そして、上述した無線通信部１１を用いて、図１の点線で示すように、各無線機器１〜４が無線で接続される。また、各無線機器１〜４には、有線通信部１２を用いて、後述する実施形態２で示すような認証サーバなどを有線で接続することが可能であるが、本実施形態では接続されていない。なお、図１の例では、４台の無線機器１〜４が接続されている場合を例示しているが、無線機器の台数は上記台数に限定されない。
【００２４】
また、無線機器１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）といった演算装置（図示せず）と、フラッシュメモリなどの記憶部１６を備えている。そして、無線機器１は、図２に示すように、演算装置にプログラムが組み込まれることによって構築された、サプリカント１３と、オーセンティケータ１４と、順序決定部１５と、を備えている。なお、上記プログラムは、記憶部１６や他の記憶媒体に記憶された状態で、無線機器１の演算装置に提供され、組み込まれる。
【００２５】
上記サプリカント１３は、ネットワークへの参加つまり認証処理を他の無線機器に対して要求すると共に、当該他の無線機器と協働して認証処理を行う機能を有する。また、オーセンティケータ１４は、別の無線機器内のサプリカント１３からのネットワークへの参加要求つまり認証要求に応じて、当該サプリカント１３をネットワークに参加させるか否かを制御する認証処理を行う機能を有する。なお、本実施形態におけるサプリカント１３とオーセンティケータ１４とは、IEEE802.11Xに基づく機能を有していることとするが、同様の役割を果たすのであれば、IEEE802.11Xに基づく構成であることに限定されない。
【００２６】
上記順序決定部１５は、無線機器１内のサプリカント１３とオーセンティケータ１４のうち、どちらの機能を先に使用するかを、無線通信部１１、有線通信部１２、記憶部１６に記憶された情報を元に決定する機能を有する。また、上記記憶部１６は、無線通信部１１や有線通信部１２の通信設定や、各無線機器を認証するために必要なＩＤ、パスワード文字列、証明書などを記憶している。なお、上記各構成については、以下の動作説明時にさらに詳述する。
【００２７】
［動作］
次に、上述した構成の無線機器１〜４の動作を、図３乃至図５を参照して説明する。なお、以下では、無線機器１，２が接続するときの動作を説明するが、他の無線機器同士も同様である。
【００２８】
まず、各無線機器１，２，３，４がそれぞれ装備する各無線通信部１１のＭＡＣアドレスが、それぞれＭＡＣ１０１、ＭＡＣ１０２、ＭＡＣ１０３、ＭＡＣ１０４と設定されており、また、各値の関係は、以下のように定義されていることとする。
ＭＡＣ１０１＜ＭＡＣ１０２＜ＭＡＣ１０３＜ＭＡＣ１０４
【００２９】
そして、本実施形態では、別途、認証サーバを持たない構成であるため、それぞれの無線機器１〜４がお互いを認証する機能を有する。このため、各無線機器１，２，３，４の各記憶部１６には、あらかじめ「共有鍵（パスワードなど）」が記憶されており、通信時に「共有鍵」を互いに送受信することで、お互いを認証する。なお、以下の説明では、無線規格としてIEEE802.11無線LAN、認証規格としてEAPの使用を想定しているが、特にこれらに限定するものではなく、同様の規格、手法を用いた場合においても適用することが可能である。
【００３０】
以下、図３及び図４に示す、２台の無線機器１，２との間の認証・鍵交換処理を行うシーケンス図に沿って説明する。なお、図３，４では、図の簡略化のために、無線機器１，２内の有線通信部１２や順序決定部１５等を省略しているが、特に構成を限定するものではない。
【００３１】
まず、IEEE802.11のIBSS（Independent Basic Service Set）モードでは、定期的に無線機器１が「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を送信することにより、複数の無線機器が自律分散的にお互いを認識する。そこで、まず無線機器１の無線通信部１１が、「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を送出したとする（ステップＳ１０）。
【００３２】
ここで、図５に、無線機器１，２がセキュリティを保つために必要なシーケンス（認証・鍵交換プロセス）を開始するまでの処理の流れを示す。このフローチャートを参照すると、まず、無線機器２は、他の無線機器１から「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を受信すると（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、その受信した「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」のＢＳＳＩＤが、自機器２内の無線通信部１１に設定されているＢＳＳＩＤと等しいか否かを調べる（ステップＳ１０２）。そして、等しい場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を送信した無線機器１の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１０１）」が、無線機器２の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１０２）」よりも小さいか否かを調べる（ステップＳ１０３）。
【００３３】
ここで、ＭＡＣ１０１＜ＭＡＣ１０２の場合、つまり、送信元のＭＡＣアドレスの値が、受信した無線機器２のＭＡＣアドレスの値よりも小さい場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、記憶部１６内に送信元ＭＡＣアドレス毎に管理されている一時鍵ＰＴＫ（Pairwise Transient Key）が記憶されているか否かを調べる（ステップＳ１０４）。そして、一時鍵ＰＴＫが記憶されていない状態であれば（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、順序決定部１５にて順序決定判定を行う。このとき、サプリカントは認証・鍵交換プロセスを処理中でないので（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、オーセンティケータにて認証・鍵交換プロセスを開始する（Ｓ１０６）。
【００３４】
すなわち、図３に示すように、無線機器２においては、Ｂｅａｃｏｎを受信すると（ステップＳ１０）、無線機器２の順序決定部１５により、サプリカントが作動していない場合に、まず先にオーセンティケータによる処理を行い、次にサプリカントによる処理を行うよう、順序を決定する（ステップＳ１１）。なお、上記では、ＭＡＣアドレスの値を比較して、その比較結果である大小関係に応じて順序判定を行っているが、他の情報を用いてサプリカントとオーセンティケータとの作動順序を決定してもよい。例えば、各機器を識別できる端末番号などを比較して、その比較結果に基づいて順序を決定してもよい。そして、順序決定部１５は、認証・鍵交換プロセスを行うために、オーセンティケータ１４に認証・鍵交換プロセスを開始するように通知を行う（ステップＳ１２）。
【００３５】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、無線通信部１１を通して無線機器１のサプリカント１３に対して、ステップ１３以降に示す認証処理を開始する。本実施形態では認証サーバを用いない構成であるため、まず、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、記憶部１６に予め記憶された「共有鍵」から全ての暗号処理の起点となる「ＰＭＫ（Pairwise Master Key）」を生成して、記憶する（ステップＳ１３）。なお、ＰＭＫの生成方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００３６】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、一時鍵の素となる種（「ｎａｎｃｅ」と呼ぶ）を生成する（ステップＳ１４）。ここでは、オーセンティケータ１４が生成した「ｎａｎｃｅ」を「Ａｎａｎｃｅ」と呼ぶ。なお、「ｎａｎｃｅ」の生成方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しないが、例えば乱数を使用するなど鍵に対して一度しか使われないような値にするのが望ましい。そして、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、生成した「Ａｎａｎｃｅ」を無線機器１内のサプリカント１３に送信する（ステップＳ１５）。
【００３７】
ここで、無線機器２より自律分散的に送信される「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」が送信されたとする。この場合に、図５のフローチャートを参照すると、無線機器１は、他の無線機器２から「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を受信し（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、その受信した「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」のＢＳＳＩＤが無線通信部１１に設定されているＢＳＳＩＤと等しいとする（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）。そして、Ｂｅａｃｏｎを送信した無線機器２の無線通信部１１のＭＡＣアドレスが、自機器１の無線通信部１１のＭＡＣアドレスよりも大きい場合には（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、特に何も処理を行わない。
【００３８】
すなわち、図３に示すように、無線機器２の無線通信部１１からＢｅａｃｏｎを受信すると（ステップＳ１６）と、無線機器１の順序決定部１５により、無線機器１においては、まずサプリカント１３の処理を行い、次にオーセンティケータ１４の処理を行うように順序が決定される（ステップＳ１７）。
【００３９】
続いて、無線機器１のサプリカント１３は、認証サーバを用いない構成なので、無線機器２内のオーセンティケータ１４よりＭｅｓｓａｇｅ１を受信すると、ＰＭＫを生成、記憶する（ステップＳ１８）。さらに無線機器１内のサプリカント１３は、一時鍵の素となる種（「ｎａｎｃｅ」と呼ぶ）を生成する（ステップＳ１９）。ここでは、無線機器１のサプリカント１３が生成した「ｎａｎｃｅ」を「Ｓｎａｎｃｅ」と呼ぶ。
【００４０】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、「ＰＭＫ」と「Ｓｎａｎｃｅ」、自身の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」、無線機器２から受信した「Ａｎａｎｃｅ」、無線機器２の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」を使用して、データの暗号化と完全性を保証するために使用する「ＰＴＫ（Pairwise Transient Key）」（ペア鍵）を生成する（ステップＳ２０）。ここで、ＰＴＫには、大きく２つの階層の鍵があり、一つは、ユーザデータを保護する鍵、もう一つは認証・鍵交換プロセスに関わる通信を保護する鍵（ここではＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙとよぶ）である。ユーザデータを保護する鍵は、ユーザデータを暗号化するときに使用するデータ暗号化鍵とユーザデータの改ざんを防ぐために使用するデータ完全性鍵がある。ＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙも同様に、通信を暗号化するときに使用するＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ暗号化鍵と、通信の改ざんを防止するＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ完全性鍵がある。ここではＰＴＫとして４つの鍵を例にあげたが、全て別々に生成する必要はなく、同じ鍵を異なる用途に使用してもよい。なお、PTKを生成する方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００４１】
ここで、上記では、無線機器１内のサプリカント１３は、無線機器２内のオーセンティケータ１４から「Ｍｅｓｓａｇｅ１」を受信後に、ＰＭＫを生成、記憶し、Ｓｎａｎｃｅを生成し、ＰＴＫを生成したが、Ｍｅｓｓａｇｅ１を受信するより前にあらかじめ生成、記憶しておいてもよい。
【００４２】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、生成した「Ｓｎａｎｃｅ」と、「ＭＩＣ（Message Integrity Code）」を、無線機器２内のオーセンティケータ１４に送信する（ステップＳ２１）。なお、「ＭＩＣ」は、ＰＴＫのうちＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ完全性鍵を使って生成されるものであり、メッセージの完全性を保証するコードである。
【００４３】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、ステップＳ１３で生成した「ＰＭＫ」とステップＳ１４で生成した「Ａｎａｎｃｅ」、自身の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」、無線機器１から受信した「Ｓｎａｎｃｅ」、無線機器１の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」を使用して、データの暗号化と完全性を保証するために使用する「ＰＴＫ」を生成する（ステップＳ２２）。その上で、さらに先ほどステップＳ２１で受信した「ＭＩＣ」の値を検査し、受信したメッセージが改ざんされていないことを確認する。
【００４４】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、マルチキャストとブロードキャストの通信を保護するための「ＧＭＫ（Ｇｒｏｕｐ
Ｍａｓｔｅｒ Ｋｅｙ）」を生成して記憶し（ステップＳ２３）、ＧＭＫから一時鍵「ＧＴＫ（Group Transient Key）」（グループ鍵）を生成して記憶する（ステップＳ２４）。この例では、「ＧＭＫ」をステップＳ２３の時点で生成、記憶し、「ＧＴＫ」をステップＳ２４の時点で生成、記憶しているが、「ＧＴＫ」を事前に生成して記憶しておいてもよい。なお、「ＧＴＫ」を生成する方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００４５】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４から無線機器１内のサプリカント１３へ「ＰＴＫ」の使用準備ができたことを知らせると同時に、「ＰＴＫ」を使用して暗号化した「ＧＴＫ」を、無線機器２のオーセンティケータ１４から無線機器１のサプリカント１３へ送信する（ステップＳ２５）。この例では、「ＧＴＫ」を「Ｍｅｓｓａｇｅ３」に含めて送信しているが、後述する「Ｍｅｓｓａｇｅ４」の終了後、改めて「ＧＴＫ」を送信してもよい。
【００４６】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、受信した「Ｍｅｓｓａｇｅ３」の「ＭＩＣ」を検証し、無線機器２内のオーセンティケータ１４が自身と合致する「ＰＭＫ」を持っていることを確認する。その後、「ＰＴＫ」の使用準備ができたことを無線機器２内のオーセンティケータ１４に知らせる（ステップＳ２６）。
【００４７】
その後、無線機器１のサプリカント１３は、記憶部１６に「ＰＴＫ」を記憶する（ステップＳ２７）。このとき、「ＰＴＫ」は、通信相手となる無線機器の無線通信部１１のＭＡＣアドレスと関連付けて、記憶部１６に記憶されることとなる。また、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、「Ｍｅｓｓａｇｅ４」を受信すると、「ＭＩＣ」を確認後、自身で作成した「ＰＴＫ」を記憶部１６に記憶する（ステップＳ２７）。
【００４８】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、「Ｍｅｓｓａｇｅ３」で受信した「ＧＴＫ」を記憶する（ステップＳ２８）。この例では、ステップＳ２８の時点で「ＧＴＫ」を記憶しているが、「Ｍｅｓｓａｇｅ３」を受信した直後に記憶しておいてもよい。
【００４９】
また、無線機器１内のサプリカント１３は、自機器１内のオーセンティケータ１４に「ＰＴＫ」を送信する（ステップＳ２９）。同様に、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、自機器２内のサプリカント１３に「ＰＴＫ」を送信する（ステップＳ２９）。そして、無線機器１内のオーセンティケータ１４は、自機器１内のサプリカント１３から「ＰＴＫ」を受け取り、記憶する（ステップＳ３０）。同様に、無線機器２内のサプリカント１３は、自機器２内のオーセンティケータ１４から「ＰＴＫ」を受け取り、記憶する（ステップＳ３０）。
【００５０】
以上のようにすることで、無線機器１内のオーセンティケータ１４と無線機器２内のサプリカント１３とは、相互間のデータ通信時に使用する「ＰＴＫ」（ペア鍵）を得ることができる。つまり、上述した無線機器１内のオーセンティケータ１４と無線機器２内のサプリカント１３とによるステップＳ１０〜Ｓ２８の処理のうち、「ＧＴＫ」に関する処理以外の処理を行うことなく、「ＰＴＫ」を得ることができる。
【００５１】
続いて、無線機器１内のオーセンティケータ１４は、「ＧＭＫ」を生成して記憶し（ステップＳ３１）、「ＧＭＫ」から一時鍵「ＧＴＫ（Group Transient Key）」（グループ鍵）を生成し、記憶する（ステップＳ３２）。この例では、「ＧＭＫ」をステップＳ３１の時点で生成、記憶し、「ＧＴＫ」をステップＳ３２の時点で生成、記憶しているが、事前に実施しておいてもよい。なお、「ＧＴＫ」を生成する方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００５２】
続いて、無線機器１内のオーセンティケータ１４は、「ＰＴＫ」を使用して暗号化した「ＧＴＫ」を、無線機器２のサプリカント１３へ送信する（ステップＳ３３）。そして、無線機器２内のサプリカント１３は、「Ｍｅｓｓａｇｅ５」で受信した「ＭＩＣ」を検証後、受信した「ＧＴＫ」を記憶する（ステップＳ３４）。そして、無線機器２のサプリカント１３は、「ＧＴＫ」の使用準備が整ったことを示すため、「Ｍｅｓｓａｇｅ６」を無線機器１のオーセンティケータ１４に送信する（ステップＳ３５）。
【００５３】
以上で、無線機器１，２間の認証・鍵交換プロセスは終了となる。これ以降、サプリカント１３とオーセンティケータ１４の間で、ユーザデータをやりとりすることができる。このとき、「ＰＴＫ」に含まれるデータ暗号化鍵、データ完全性鍵を用いることにより、ユーザデータを暗号化、保護することができる。
【００５４】
その後、必要に応じて無線機器１，２の各オーセンティケータ１４は、通信相手となる無線機器のサプリカント１３に対し、「ＧＴＫ」の更新処理を行う（ステップＳ３２〜Ｓ３５）。
【００５５】
また、上述した認証・鍵交換プロセス処理が、無線伝搬距離内にある無線機器１，２，３，４間で行われ、お互いに認証・鍵交換処理を行うことで、セキュアな通信路を作成することができる。
【００５６】
以上により、本実施形態によると、１台の無線機器内にサプリカント、オーセンティケータの２つの機能を同時に作動可能なよう装備し、その間で鍵を共有しているため、無線機器１〜４同士の認証にかかる無線通信メッセージの量を削減できる。つまり、１本の通信リンクに対して方向毎に２回認証、鍵交換シーケンスを実施することなく、１回のシーケンスを実施することで、サプリカントとオーセンティケータで鍵を共有することができる。従って、迅速かつセキュアな通信を実現できる。
【００５７】
また、同一の無線機器内のサプリカントとオーセンティケータとで鍵を共有することで、別々の鍵を有することなく、無線機器にて管理する鍵の個数を削減でき、当該無線機器による処理の簡素化を図ることができる。
【００５８】
また、サプリカント、オーセンティケータの２つの機能間で鍵を共有することによって、サプリカント、オーセンティケータのうち、どちらか一方だけが鍵を更新することで、無線機器間で鍵を交換する回数を半減させることができる。つまり、一つの無線機器内にあるサプリカント、オーセンティケータの両方で鍵を更新しなくてもよく、処理負担の軽減を図ることができる。
【００５９】
さらに、オーセンティケータのみが鍵を更新する構成にすることで、現在、幅広く普及している無線アクセスポイントにおけるセキュリティの実装、すなわち、アクセスポイントが備えるオーセンティケータが鍵を更新するという技術をそのまま使用でき、汎用性の向上を図ることができる。但し、上記では、オーセンティケータがグループ鍵を更新する場合を例示したが、サプリカントがグループ鍵の更新を行ってもよい。
【００６０】
＜実施形態２＞
本発明の第２の実施形態を、図６乃至図１０を参照して説明する。図６は、無線ネットワーク全体の構成を示す図である。図７乃至図９は、無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図であり、図１０は、無線機器の動作を示すフローチャートである。
【００６１】
［構成］
本発明における無線機器１〜４（無線通信装置）は、図６に示すように、相互に無線接続することで無線アドホックネットワークを構築する。図６の例では、無線機器１と無線機器２，４が無線で接続されている。また、無線機器２は、無線機器１，３と接続され、無線機器３は無線機器２，４と接続されており、無線機器４は無線機器１，３と接続されている。
【００６２】
さらに、本実施形態では、無線機器２が有線通信部１２を通して１台の認証サーバ５と接続されている。従って、各無線機器１，３，４は、無線通信部２を介して認証サーバ５と通信を行うことができる。そして、認証サーバ５は、各無線機器１〜４内のサプリカント１３、オーセンティケータ１４と連携して、他の無線機器１〜４をネットワークに接続してよいか認証するための装置である。なお、無線機器２は、無線通信部１１を通して認証サーバ５と接続してもよく、また、認証サーバ５の台数やネットワークでの配置は限定されない。
【００６３】
また、本実施形態における無線機器１〜４は、基本的には上述した実施形態１のものと同様の構成を採っているため、ここでは詳細な説明は省略し、以下の動作説明時に詳述する。
【００６４】
［動作］
次に、上述した構成の無線機器１〜４の動作を、図７乃至図１０を参照して説明する。なお、以下では、無線機器１，２が接続するときの動作を説明するが、他の無線機器同士も同様である。
【００６５】
まず、各無線機器１，２，３，４がそれぞれ装備する各無線通信部１１のＭＡＣアドレスが、それぞれＭＡＣ１０１、ＭＡＣ１０２、ＭＡＣ１０３、ＭＡＣ１０４と設定されており、また、各値の関係は、以下のように定義されていることとする。
ＭＡＣ１０１＜ＭＡＣ１０２＜ＭＡＣ１０３＜ＭＡＣ１０４
【００６６】
なお、以下の説明では、無線規格としてIEEE802.11無線LAN、認証規格としてEAPの使用を想定しているが、特にこれらに限定するものではなく、同様の規格、手法を用いた場合においても適用することが可能である。
【００６７】
まず、IEEE802.11のIBSS（Independent Basic Service Set）モードでは、定期的に無線機器１が「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を送信することにより、複数の無線機器が自律分散的にお互いを認識する。そこで、まず無線機器１の無線通信部１１が、「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を送出したとする（ステップＳ２１０）。
【００６８】
ここで、図１０に、無線機器１，２がセキュリティを保つために必要なシーケンス（認証・鍵交換プロセス）を開始するまでの処理の流れを示す。このフローチャートを参照すると、まず、無線機器２は、他の無線機器１から「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を受信すると（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、その受信した「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」のＢＳＳＩＤが、自機器２内の無線通信部１１に設定されているＢＳＳＩＤと等しいか否かを調べる（ステップＳ３０２）。そして、等しい場合には（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を送信した無線機器１の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１０１）」が、無線機器２の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１０２）」よりも小さいか否かを調べる（ステップＳ３０３）。
【００６９】
ここで、ＭＡＣ１０１＜ＭＡＣ１０２の場合、つまり、送信元のＭＡＣアドレスの値が、受信した無線機器２のＭＡＣアドレスの値よりも小さい場合には（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、記憶部１６内に送信元ＭＡＣアドレス毎に管理されている一時鍵ＰＴＫ（Pairwise Transient Key）が記憶されているか否かを調べる（ステップＳ３０４）。そして、一時鍵ＰＴＫが記憶されていない状態であり（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、無線機器２のオーセンティケータ１４から認証サーバ５へ通信可能であれば（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、順序決定部１５にて順序決定判定を行う。このとき、サプリカントは認証・鍵交換プロセスを処理中でないので（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、オーセンティケータにて認証・鍵交換プロセスを開始する（Ｓ３０７）。
【００７０】
すなわち、図７に示すように、無線機器２においては、Ｂｅａｃｏｎを受信すると（ステップＳ２１０）、無線機器２の順序決定部１５により、サプリカントが作動していない場合に、まず先にオーセンティケータの処理を行い、次にサプリカントの処理を行うよう、順序を決定する（ステップＳ２１１）。なお、上記では、ＭＡＣアドレスの値を比較して、その比較結果である大小関係に応じて順序判定を行っているが、他の情報を用いてサプリカントとオーセンティケータとの作動順序を決定してもよい。例えば、各機器を識別できる端末番号などを比較して、その比較結果に基づいて順序を決定してもよい。そして、順序決定部１５は、認証・鍵交換プロセスを行うために、オーセンティケータ１４に認証・鍵交換プロセスを開始するように通知を行う（ステップＳ２１２）。
【００７１】
その後、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、無線通信部１１を通して無線機器１のサプリカント１３に対して、ステップＳ２１３以降の認証処理を開始する。
【００７２】
なお、ここで仮に、無線機器２より自律分散的に送信される「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」が送信されたとする（ステップＳ２１４）。この場合に、図１０のフローチャートを参照すると、無線機器１は、他の無線機器２から「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を受信し（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、その受信した「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」のＢＳＳＩＤが無線通信部１１に設定されているＢＳＳＩＤと等しいとする（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）。そして、Ｂｅａｃｏｎを送信した無線機器２の無線通信部１１のＭＡＣアドレスが、自機器１の無線通信部１１のＭＡＣアドレスよりも大きい場合には（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、特に何も処理を行わない。
【００７３】
すなわち、図７に示すように、無線機器２の無線通信部１１からＢｅａｃｏｎを受信すると（ステップＳ２１４）と、無線機器１の順序決定部１５により、無線機器１においては、まずサプリカント１３の処理を行い、次にオーセンティケータ１４の処理を行うように順序が決定される（ステップＳ２１５）。
【００７４】
続いて、無線機器１のサプリカント１３と、無線機器２のオーセンティケータ１４と、認証サーバ５との間で、無線通信部１１、有線通信部１２を介して、認証処理が行われる（ステップＳ２１６）。
【００７５】
その後、認証サーバ５による認証処理が完了すると、無線機器１内のサプリカント１３と、無線機器２内のオーセンティケータ１４とが、それぞれ全ての暗号処理の起点となる「ＰＭＫ」を生成し、記憶する（ステップＳ２１７，Ｓ２１８）。ＰＭＫの生成方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００７６】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３と、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、それぞれ一時鍵の素となる種「ｎａｎｃｅ」を生成する（ステップＳ２１９，Ｓ２２０）。ここでは、無線機器１のサプリカント１３が生成した「ｎａｎｃｅ」を「Ｓｎａｎｃｅ」と呼び（ステップＳ２１９）、無線機器２のオーセンティケータ１４が生成した「ｎａｎｃｅ」を「Ａｎａｎｃｅ」と呼ぶ（ステップＳ２２０）。なお、ｎａｎｃｅの生成方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しないが、例えば乱数を使用するなど鍵に対して一度しか使われないような値にするのが望ましい。
【００７７】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、生成した「Ａｎａｎｃｅ」を無線機器１内のサプリカント１３に送信する（ステップＳ２２１）。すると、無線機器１内のサプリカント１３は、「ＰＭＫ」と「Ｓｎａｎｃｅ」、自身の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」、無線機器２から受信した「Ａｎａｎｃｅ」、無線機器２の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」を使用して、データの暗号化と完全性を保証するために使用する「ＰＴＫ（Pairwise Transient Key）」（ペア鍵）を生成する（ステップＳ２２２）。
【００７８】
ここで、「ＰＴＫ」には、大きく２つの階層の鍵があり、一つは、ユーザデータを保護する鍵、もう一つは認証・鍵交換プロセスに関わる通信を保護する鍵（ここではＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙとよぶ）である。ユーザデータを保護する鍵は、ユーザデータを暗号化するときに使用するデータ暗号化鍵とユーザデータの改ざんを防ぐために使用するデータ完全性鍵がある。ＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙも同様に、通信を暗号化するときに使用するＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ暗号化鍵と、通信の改ざんを防止するＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ完全性鍵がある。ここではＰＴＫとして４つの鍵を例にあげたが、全て別々に生成する必要はなく、同じ鍵を異なる用途に使用してもよい。なお、PTKを生成する方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００７９】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、生成した「Ｓｎａｎｃｅ」と、「ＭＩＣ（Message Integrity Code）」を、無線機器２内のオーセンティケータ１４に送信する（ステップＳ２２３）。なお、「ＭＩＣ」は、ＰＴＫのうちＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ完全性鍵を使って生成されるものであり、メッセージの完全性を保証するコードである。
【００８０】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、ステップＳ２１８で生成した「ＰＭＫ」とステップＳ２２０で生成した「Ａｎａｎｃｅ」、自身の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」、無線機器１から受信した「Ｓｎａｎｃｅ」、無線機器１の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」を使用して、データの暗号化と完全性を保証するために使用する「ＰＴＫ」を生成する（ステップＳ２２４）。その上で、さらに先ほどステップＳ２２３で受信した「ＭＩＣ」の値を検査し、受信したメッセージが改ざんされていないことを確認する。
【００８１】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、マルチキャストとブロードキャストの通信を保護するための「ＧＭＫ（Ｇｒｏｕｐ
Ｍａｓｔｅｒ Ｋｅｙ）」を生成して、記憶し（ステップＳ２２５）、ＧＭＫから一時鍵「ＧＴＫ（Group Transient Key）」（グループ鍵）を生成、記憶する（ステップＳ２２６）。この例では、「ＧＭＫ」をステップＳ２２５の時点で生成、記憶し、「ＧＴＫ」をステップＳ２２６の時点で生成、記憶しているが、「ＧＴＫ」を事前に生成して記憶しておいてもよい。なお、「ＧＴＫ」を生成する方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００８２】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４から無線機器１内のサプリカント１３へ「ＰＴＫ」の使用準備ができたことを知らせると同時に、「ＰＴＫ」を使用して暗号化した「ＧＴＫ」を、無線機器２のオーセンティケータ１４から無線機器１のサプリカント１３へ送信する（ステップＳ２２７）。この例では、「ＧＴＫ」を「Ｍｅｓｓａｇｅ３」に含めて送信しているが、後述する「Ｍｅｓｓａｇｅ４」の終了後、改めて「ＧＴＫ」を送信してもよい。
【００８３】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、受信した「Ｍｅｓｓａｇｅ３」の「ＭＩＣ」を検証し、無線機器２内のオーセンティケータ１４が自身と合致する「ＰＭＫ」を持っていることを確認する。その後、「ＰＴＫ」の使用準備ができたことを無線機器２内のオーセンティケータ１４に知らせる（ステップＳ２２８）。
【００８４】
その後、無線機器１のサプリカント１３は、記憶部１６に「ＰＴＫ」を記憶する（ステップＳ２２９）。このとき、「ＰＴＫ」は、通信相手となる無線機器の無線通信部１１のＭＡＣアドレスと関連付けて、記憶部１６に記憶されることとなる。また、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、「Ｍｅｓｓａｇｅ４」を受信すると、「ＭＩＣ」を確認後、自身で作成した「ＰＴＫ」を記憶部１６に記憶する（ステップＳ２２９）。
【００８５】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、「Ｍｅｓｓａｇｅ３」で受信した「ＧＴＫ」を記憶する（ステップＳ２３０）。この例では、ステップＳ２３０の時点で「ＧＴＫ」を記憶しているが、「Ｍｅｓｓａｇｅ３」を受信した直後に記憶しておいてもよい。
【００８６】
また、無線機器１内のサプリカント１３は、自機器１内のオーセンティケータ１４に「ＰＴＫ」を送信する（ステップＳ２３１）。同様に、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、自機器２内のサプリカント１３に「ＰＴＫ」を送信する（ステップＳ２３１）。そして、無線機器１内のオーセンティケータ１４は、自機器１内のサプリカント１３から「ＰＴＫ」を受け取り、記憶する（ステップＳ２３２）。同様に、無線機器２内のサプリカント１３は、自機器２内のオーセンティケータ１４から「ＰＴＫ」を受け取り、記憶する（ステップＳ２３２）。
【００８７】
以上のようにすることで、無線機器１内のオーセンティケータ１４と無線機器２内のサプリカント１３とは、相互間のデータ通信時に暗号化等に使用する「ＰＴＫ」（ペア鍵）を得ることができる。つまり、上述した無線機器１内のオーセンティケータ１４と無線機器２内のサプリカント１３とによるステップＳ２１０〜Ｓ２３０の処理のうち、「ＧＴＫ」に関する処理以外の処理を行うことなく、「ＰＴＫ」を得ることができる。
【００８８】
続いて、無線機器１内のオーセンティケータ１４は、「ＧＭＫ」を生成、記憶し（ステップＳ２３３）、「ＧＭＫ」から一時鍵「ＧＴＫ（Group Transient Key）」（グループ鍵）を生成、記憶する（ステップＳ２３４）。この例では、「ＧＭＫ」をステップＳ２３３の時点で生成、記憶し、「ＧＴＫ」をステップＳ２３４の時点で生成、記憶しているが、事前に実施しておいてもよい。なお、「ＧＴＫ」を生成する方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００８９】
続いて、無線機器１内のオーセンティケータ１４は、「ＰＴＫ」を使用して暗号化した「ＧＴＫ」を、無線機器２のサプリカント１３へ送信する（ステップＳ２３５）。そして、無線機器２内のサプリカント１３は、「Ｍｅｓｓａｇｅ５」で受信した「ＭＩＣ」を検証後、受信した「ＧＴＫ」を記憶する（ステップＳ２３６）。そして、無線機器２のサプリカント１３は、「ＧＴＫ」の使用準備が整ったことを示すため、「Ｍｅｓｓａｇｅ６」を無線機器１のオーセンティケータ１４に送信する（ステップＳ２３７）。
【００９０】
以上で、無線機器１，２間の認証・鍵交換プロセスは終了となる。これ以降、サプリカント１３とオーセンティケータ１４の間で、ユーザデータをやりとりすることができる。このとき、「ＰＴＫ」に含まれるデータ暗号化鍵、データ完全性鍵を用いることにより、ユーザデータを暗号化、保護することができる。
【００９１】
その後、必要に応じて無線機器１，２の各オーセンティケータ１４は、通信相手となる無線機器のサプリカント１３に対し、「ＧＴＫ」の更新処理を行う（ステップＳ２３４〜Ｓ２３７）。
【００９２】
以上のような認証・鍵交換プロセス処理が、無線伝搬距離内にある無線機器１，２，３，４間で行われ、お互いに認証・鍵交換処理を行うことで、セキュアな通信路を作成することができる。
【００９３】
＜実施形態３＞
次に、本発明の第３の実施形態を、図１１を参照して説明する。図１１は、本実施形態における無線通信装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、上述した無線機器の構成の概略を説明する。
【００９４】
図１１に示すように、上述した無線機器１，２，３，４に相当する本発明の一形態である無線通信装置１００は、
無線通信部１０１と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカント１０２と、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータ１０３と、を備えている。
そして、上記サプリカントと上記オーセンティケータとが同時に作動可能なよう構成されている。
さらに、上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する、
という構成を採る。
【００９５】
また、上記無線通信装置では、
上記ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが、他の複数の無線通信装置とのデータ通信時に利用するグループ鍵を、上記ペア鍵を利用して上記特定の無線通信装置に送信する機能を有する、
という構成を採る。
【００９６】
さらに、上記無線通信装置では、
上記サプリカントが、設定した上記ペア鍵を上記オーセンティケータに渡し、
上記オーセンティケータが、上記サプリカントから受け取った上記ペア鍵を用いて上記特定の無線通信装置に上記グループ鍵を送信する、
という構成を採る。
【００９７】
上記発明によると、まず、無線通信装置は、サプリカントとオーセンティケータを備えており、これらは同時に作動可能である。そして、サプリカント（あるいはオーセンティケータ）が、他の特定の無線通信装置とセキュアにデータ通信を行うべくペア鍵の設定を行うと共に、このペア鍵をオーセンティケータ（あるいはサプリカント）に渡して共有する。すると、オーセンティケータ（あるいはサプリカント）は、他の特定の無線通信装置との接続時に新たにペア鍵の設定処理を行うことなく、自装置のサプリカント（あるいはオーセンティケータ）から受け取ったペア鍵を用いて、特定の無線通信装置とデータ通信を行うことができる。特に、オーセンティケータが特定の無線通信装置にグループ鍵を送信する際に上記受け取ったペア鍵を用いることで、迅速かつセキュアにグループ鍵の更新を行うことができる。そして、上述したように同一の無線通信装置内のサプリカントとオーセンティケータとで鍵を共有することで、別々の鍵を有することなく、無線通信装置にて管理する鍵の個数を削減できる。
【００９８】
また、上記無線通信装置では、
相互に認証処理を行う各無線通信装置に予め設定された当該各無線通信装置をそれぞれ識別する各識別情報の比較結果に応じて、上記サプリカントと上記オーセンティケータとのどちらが先に作動するか否かを決定する順序決定手段を備える。
そして、上記サプリカントと上記オーセンティケータとは、上記順序決定手段の決定に応じた順序で作動する、
という構成を採る。
【００９９】
また、上記順序決定手段では、上記サプリカントが作動していない場合に上記オーセンティケータが先に作動するよう決定する、
という構成を採る。
【０１００】
また、上述した無線通信装置は、当該無線通信装置の演算装置にプログラムが組み込まれることで実現できる。具体的に、本発明の他の形態であるプログラムは、
無線通信部を備えた無線通信装置に、
他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を実現させるプログラムである。
そして、上記サプリカントと上記オーセンティケータとは同時に作動可能であり、
上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する、
という構成を採る。
【０１０１】
また、上記プログラムでは、
上記ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが、他の複数の無線通信装置とのデータ通信時に利用するグループ鍵を、上記ペア鍵を利用して上記特定の無線通信装置に送信する機能を有する、
という構成を採る。
【０１０２】
また、上述した無線通信装置が作動することにより実行される、本発明の他の形態である無線通信方法は、
無線通信部と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を備えた無線通信装置にて、
上記サプリカントと上記オーセンティケータとが同時に作動可能であり、
上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行い、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す、
という構成を採る。
【０１０３】
そして、上記無線通信方法では、
上記ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが、他の複数の無線通信装置とのデータ通信時に利用するグループ鍵を、上記ペア鍵を利用して上記特定の無線通信装置に送信する、
という構成を採る。
【０１０４】
上述した構成を有する、プログラム、又は、無線通信方法、の発明であっても、上記無線通信装置と同様の作用を有するために、上述した本発明の目的を達成することができる。
【０１０５】
以上、上記各実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、無線アドホックネットワークを構築する無線通信装置に利用することができ、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１０７】
１，２，３，４ 無線機器
５ 認証サーバ
１１ 無線通信部
１２ 有線通信部
１３ サプリカント
１４ オーセンティケータ
１５ 順序決定部
１６ 記憶部
１００ 無線通信装置
１０１ 無線通信部
１０２ サプリカント
１０３ オーセンティケータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置にかかり、特に、無線アドホックネットワークを構築する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、設置の容易性、障害耐性の観点から、基地局やアクセスポイントのように集中管理する無線機器を持たず、無線インタフェース（無線通信部）を持った無線機器がお互いに無線で接続して、その場でネットワークを形成する無線アドホックネットワークが求められている。そして、さらに無線インタフェースを持った複数の無線機器が相互に接続して通信することで、無線メッシュネットワークを形成することがある。
【０００３】
ここで、無線技術として、IEEE（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）802.11で規定されている無線LAN（Local Area Network）では、無線ネットワークを形成する様態として、インフラストラクチャ（Infrastructure）モードと、ＩＢＳＳ（Independent Basic Service Set）モードが規定されている。インフラストラクチャモードでは、アクセスポイント（AP：Access
Point）と呼ばれる無線機器が統括的に端末（STA：Station）を制御することによりネットワークを形成する。ＩＢＳＳモードでは、複数の無線通信装置同士が自律分散的に無線通信を行うことによりネットワークを形成する。無線アドホックネットワークでは、上述のように複数の無線機器が集まってネットワークを形成することから、IBSSモードが使われることが多い。
【０００４】
そして、無線アドホックネットワークでは、無線機器の設置の容易性が求められるとともにセキュリティの確保も要求される。例えば、LANのセキュリティを確保するしくみとして、IEEE802.11Xにアクセス制御が規定されている。ここでは、ネットワークへの参加を要求するサプリカント（SU：Supplicant）、制御を行うオーセンティケータ（AU：Authenticator）、サプリカントにアクセスを許可するかどうかを判定する認証サーバ（AS：Authentication
Server）について規定されている。
【０００５】
また、無線LANのセキュリティを確保する仕組みとして、IEEE802.11Xを利用したアクセス制御を、インフラストラクチャモード、IBSSモードで利用することがIEEE802.11iにて規定されている。インフラストラクチャモードでは、端末がサプリカントとなり、アクセスポイントが端末のオーセンティケータとなり、認証サーバへの認証プロセスを統括的に行う。IBSSモードでは、統括的に制御行う無線機器が定義できないため、全ての無線機器がサプリカントとオーセンティケータの両方の機能を持つように規定されている。
【０００６】
また、使用したい認証方式を２者間で交換する方式として、IETF（Internet Engineering Task Force）による技術仕様であるRFC（Request for Comments）2284（EAP（Extensible Authentication Protocol（拡張認証プロトコル）））が規定されている。EAPでは、メッセージのタイプが規定されているにすぎず、メッセージの詳細な内容は規定しておらず、メッセージの詳細は他のRFCによって規定されている。例えば、認証方式としてTLS（Transport Layer Security）を利用する方式がRFC2716に規定されている。この認証方式は、認証サーバおよびクライアントの相互で電子証明書（公開鍵証明書）を利用した認証を行う方式であり、安全性が高いことが知られている。
【０００７】
また、上述したIEEE802.11Xにおいて、サプリカントとオーセンティケータ間でEAPメッセージをやりとりするために、EAPOL（EAP over LAN）と呼ばれるプロトコルが定義されている。
【０００８】
そして、上述したように無線アドホックネットワークにおけるセキュリティを実施する場合、１つの無線機器内でサプリカントとオーセンティケータの両方の機能を装備することが規定されている。このとき、２台の無線機器間のセキュリティを考えた場合、２台の無線機器間の１本の通信リンクに対して上り方向と下り方向とで、２回認証シーケンスを実施する必要があった。
【０００９】
上記問題を解決するために、特許文献１では、各アクセスポイントが、認証仲介機能（Authenticator）と被認証機能（Supplicant）とを備え、いずれかの機能を選択して実行させる、ことを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２４６２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示されているように、各アクセスポイントの役割をサプリカントまたはオーセンティケータのいずれかに決定してしまうと、無線通信装置間で鍵の更新を行う場合に、サプリカントとオーセンティケータとが、それぞれ鍵の更新動作を実行する必要があり、処理に時間がかかり負荷が増大する、という問題があった。また、鍵を更新するタイミングを同期することが困難である、という問題もある。
【００１２】
このため、本発明の目的は、上述した処理の遅延と負荷の増大という課題を解決することにあり、迅速にセキュアな通信を実現することができる無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる目的を達成するため本発明の一形態である無線通信装置は、
無線通信部と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を備え、
上記サプリカントと上記オーセンティケータとが同時に作動可能であり、
上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する、
という構成を採る。
【００１４】
また、本発明の他の形態であるプログラムは、
無線通信部を備えた無線通信装置に、
他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を実現させるプログラムであり、
上記サプリカントと上記オーセンティケータとは同時に作動可能であり、
上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する、
という構成を採る。
【００１５】
また、本発明の他の形態である無線通信方法は、
無線通信部と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を備えた無線通信装置にて、
上記サプリカントと上記オーセンティケータとが同時に作動可能であり、
上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行い、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す、
という構成を採る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以上のように構成されることにより、迅速にセキュアな無線アドホックネットワークを実現することができる無線通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１における無線ネットワーク全体の構成を示す図である。
【図２】図１に開示した無線機器の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に開示した無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図である。
【図４】図１に開示した無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図であり、図３の続きを示す。
【図５】図１に開示した無線機器の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施形態２における無線ネットワーク全体の構成を示す図である。
【図７】図６に開示した無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図である。
【図８】図６に開示した無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図であり、図７の続きを示す。
【図９】図６に開示した無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図であり、図８の続きを示す。
【図１０】図６に開示した無線機器の動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態３における無線機器の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜実施形態１＞
本発明の第１の実施形態を、図１乃至図５を参照して説明する。図１は、無線ネットワーク全体の構成を示す図であり、図２は、無線ネットワークを構築する無線機器の構成を示すブロック図である。図３乃至図４は、無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図であり、図５は、無線機器の動作を示すフローチャートである。
【００１９】
［構成］
本発明における無線機器１〜４（無線通信装置）は、図１に示すように、相互に無線接続することで無線アドホックネットワークを構築する。図１の例では、無線機器１と無線機器２，４が無線で接続されている。また、無線機器２は、無線機器１，３と接続され、無線機器３は無線機器２，４と接続されており、無線機器４は無線機器１，３と接続されている。
【００２０】
このようなアドホックネットワークにおいては、例えば無線機器１から無線機器３へ通信を行いたい場合は、直接通信できず、無線機器２または無線機器４を経由することで通信できるものとする。なお、どちらの無線機器２，４を経由するかは、既存技術である様々なルーティング技術を使用して決めることができる。また、無線機器２から無線機器４へ通信を行う場合も同様に無線機器１または無線機器３を経由して通信を行う。
【００２１】
次に、上記無線機器１の構成について、図２を参照して説明する。なお、上記各無線機器１〜４は同一の構成を採っているため、ここでは無線機器１のみの構成を説明する。
【００２２】
図２に示すように、無線機器１は、無線通信部１１と、有線通信部１２と、を備えている。無線通信部１１は、例えば、IEEE802.11に基づく無線通信を行う装置であり、一台の無線機器１に、一つまたはそれ以上搭載されている。ここでは説明の簡略化のために、各無線機器１〜４に搭載されている無線通信部１１が全て同じ無線仕様であることとしているが、異なる仕様であってもよい。また、有線通信部１２は、有線で通信を行う装置であり、例えば、IEEE802.3の有線LAN規格に基づくものである。そして、有線通信部１２は、一台の無線機器１に一つまたはそれ以上搭載される。
【００２３】
そして、上述した無線通信部１１を用いて、図１の点線で示すように、各無線機器１〜４が無線で接続される。また、各無線機器１〜４には、有線通信部１２を用いて、後述する実施形態２で示すような認証サーバなどを有線で接続することが可能であるが、本実施形態では接続されていない。なお、図１の例では、４台の無線機器１〜４が接続されている場合を例示しているが、無線機器の台数は上記台数に限定されない。
【００２４】
また、無線機器１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）といった演算装置（図示せず）と、フラッシュメモリなどの記憶部１６を備えている。そして、無線機器１は、図２に示すように、演算装置にプログラムが組み込まれることによって構築された、サプリカント１３と、オーセンティケータ１４と、順序決定部１５と、を備えている。なお、上記プログラムは、記憶部１６や他の記憶媒体に記憶された状態で、無線機器１の演算装置に提供され、組み込まれる。
【００２５】
上記サプリカント１３は、ネットワークへの参加つまり認証処理を他の無線機器に対して要求すると共に、当該他の無線機器と協働して認証処理を行う機能を有する。また、オーセンティケータ１４は、別の無線機器内のサプリカント１３からのネットワークへの参加要求つまり認証要求に応じて、当該サプリカント１３をネットワークに参加させるか否かを制御する認証処理を行う機能を有する。なお、本実施形態におけるサプリカント１３とオーセンティケータ１４とは、IEEE802.11Xに基づく機能を有していることとするが、同様の役割を果たすのであれば、IEEE802.11Xに基づく構成であることに限定されない。
【００２６】
上記順序決定部１５は、無線機器１内のサプリカント１３とオーセンティケータ１４のうち、どちらの機能を先に使用するかを、無線通信部１１、有線通信部１２、記憶部１６に記憶された情報を元に決定する機能を有する。また、上記記憶部１６は、無線通信部１１や有線通信部１２の通信設定や、各無線機器を認証するために必要なＩＤ、パスワード文字列、証明書などを記憶している。なお、上記各構成については、以下の動作説明時にさらに詳述する。
【００２７】
［動作］
次に、上述した構成の無線機器１〜４の動作を、図３乃至図５を参照して説明する。なお、以下では、無線機器１，２が接続するときの動作を説明するが、他の無線機器同士も同様である。
【００２８】
まず、各無線機器１，２，３，４がそれぞれ装備する各無線通信部１１のＭＡＣアドレスが、それぞれＭＡＣ１０１、ＭＡＣ１０２、ＭＡＣ１０３、ＭＡＣ１０４と設定されており、また、各値の関係は、以下のように定義されていることとする。
ＭＡＣ１０１＜ＭＡＣ１０２＜ＭＡＣ１０３＜ＭＡＣ１０４
【００２９】
そして、本実施形態では、別途、認証サーバを持たない構成であるため、それぞれの無線機器１〜４がお互いを認証する機能を有する。このため、各無線機器１，２，３，４の各記憶部１６には、あらかじめ「共有鍵（パスワードなど）」が記憶されており、通信時に「共有鍵」を互いに送受信することで、お互いを認証する。なお、以下の説明では、無線規格としてIEEE802.11無線LAN、認証規格としてEAPの使用を想定しているが、特にこれらに限定するものではなく、同様の規格、手法を用いた場合においても適用することが可能である。
【００３０】
以下、図３及び図４に示す、２台の無線機器１，２との間の認証・鍵交換処理を行うシーケンス図に沿って説明する。なお、図３，４では、図の簡略化のために、無線機器１，２内の有線通信部１２や順序決定部１５等を省略しているが、特に構成を限定するものではない。
【００３１】
まず、IEEE802.11のIBSS（Independent Basic Service Set）モードでは、定期的に無線機器１が「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を送信することにより、複数の無線機器が自律分散的にお互いを認識する。そこで、まず無線機器１の無線通信部１１が、「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を送出したとする（ステップＳ１０）。
【００３２】
ここで、図５に、無線機器１，２がセキュリティを保つために必要なシーケンス（認証・鍵交換プロセス）を開始するまでの処理の流れを示す。このフローチャートを参照すると、まず、無線機器２は、他の無線機器１から「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を受信すると（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、その受信した「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」のＢＳＳＩＤが、自機器２内の無線通信部１１に設定されているＢＳＳＩＤと等しいか否かを調べる（ステップＳ１０２）。そして、等しい場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を送信した無線機器１の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１０１）」が、無線機器２の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１０２）」よりも小さいか否かを調べる（ステップＳ１０３）。
【００３３】
ここで、ＭＡＣ１０１＜ＭＡＣ１０２の場合、つまり、送信元のＭＡＣアドレスの値が、受信した無線機器２のＭＡＣアドレスの値よりも小さい場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、記憶部１６内に送信元ＭＡＣアドレス毎に管理されている一時鍵ＰＴＫ（Pairwise Transient Key）が記憶されているか否かを調べる（ステップＳ１０４）。そして、一時鍵ＰＴＫが記憶されていない状態であれば（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、順序決定部１５にて順序決定判定を行う。このとき、サプリカントは認証・鍵交換プロセスを処理中でないので（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、オーセンティケータにて認証・鍵交換プロセスを開始する（Ｓ１０６）。
【００３４】
すなわち、図３に示すように、無線機器２においては、Ｂｅａｃｏｎを受信すると（ステップＳ１０）、無線機器２の順序決定部１５により、サプリカントが作動していない場合に、まず先にオーセンティケータによる処理を行い、次にサプリカントによる処理を行うよう、順序を決定する（ステップＳ１１）。なお、上記では、ＭＡＣアドレスの値を比較して、その比較結果である大小関係に応じて順序判定を行っているが、他の情報を用いてサプリカントとオーセンティケータとの作動順序を決定してもよい。例えば、各機器を識別できる端末番号などを比較して、その比較結果に基づいて順序を決定してもよい。そして、順序決定部１５は、認証・鍵交換プロセスを行うために、オーセンティケータ１４に認証・鍵交換プロセスを開始するように通知を行う（ステップＳ１２）。
【００３５】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、無線通信部１１を通して無線機器１のサプリカント１３に対して、ステップ１３以降に示す認証処理を開始する。本実施形態では認証サーバを用いない構成であるため、まず、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、記憶部１６に予め記憶された「共有鍵」から全ての暗号処理の起点となる「ＰＭＫ（Pairwise Master Key）」を生成して、記憶する（ステップＳ１３）。なお、ＰＭＫの生成方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００３６】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、一時鍵の素となる種（「ｎａｎｃｅ」と呼ぶ）を生成する（ステップＳ１４）。ここでは、オーセンティケータ１４が生成した「ｎａｎｃｅ」を「Ａｎａｎｃｅ」と呼ぶ。なお、「ｎａｎｃｅ」の生成方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しないが、例えば乱数を使用するなど鍵に対して一度しか使われないような値にするのが望ましい。そして、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、生成した「Ａｎａｎｃｅ」を無線機器１内のサプリカント１３に送信する（ステップＳ１５）。
【００３７】
ここで、無線機器２より自律分散的に送信される「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」が送信されたとする。この場合に、図５のフローチャートを参照すると、無線機器１は、他の無線機器２から「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を受信し（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、その受信した「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」のＢＳＳＩＤが無線通信部１１に設定されているＢＳＳＩＤと等しいとする（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）。そして、Ｂｅａｃｏｎを送信した無線機器２の無線通信部１１のＭＡＣアドレスが、自機器１の無線通信部１１のＭＡＣアドレスよりも大きい場合には（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、特に何も処理を行わない。
【００３８】
すなわち、図３に示すように、無線機器２の無線通信部１１からＢｅａｃｏｎを受信すると（ステップＳ１６）と、無線機器１の順序決定部１５により、無線機器１においては、まずサプリカント１３の処理を行い、次にオーセンティケータ１４の処理を行うように順序が決定される（ステップＳ１７）。
【００３９】
続いて、無線機器１のサプリカント１３は、認証サーバを用いない構成なので、無線機器２内のオーセンティケータ１４よりＭｅｓｓａｇｅ１を受信すると、ＰＭＫを生成、記憶する（ステップＳ１８）。さらに無線機器１内のサプリカント１３は、一時鍵の素となる種（「ｎａｎｃｅ」と呼ぶ）を生成する（ステップＳ１９）。ここでは、無線機器１のサプリカント１３が生成した「ｎａｎｃｅ」を「Ｓｎａｎｃｅ」と呼ぶ。
【００４０】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、「ＰＭＫ」と「Ｓｎａｎｃｅ」、自身の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」、無線機器２から受信した「Ａｎａｎｃｅ」、無線機器２の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」を使用して、データの暗号化と完全性を保証するために使用する「ＰＴＫ（Pairwise Transient Key）」（ペア鍵）を生成する（ステップＳ２０）。ここで、ＰＴＫには、大きく２つの階層の鍵があり、一つは、ユーザデータを保護する鍵、もう一つは認証・鍵交換プロセスに関わる通信を保護する鍵（ここではＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙとよぶ）である。ユーザデータを保護する鍵は、ユーザデータを暗号化するときに使用するデータ暗号化鍵とユーザデータの改ざんを防ぐために使用するデータ完全性鍵がある。ＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙも同様に、通信を暗号化するときに使用するＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ暗号化鍵と、通信の改ざんを防止するＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ完全性鍵がある。ここではＰＴＫとして４つの鍵を例にあげたが、全て別々に生成する必要はなく、同じ鍵を異なる用途に使用してもよい。なお、PTKを生成する方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００４１】
ここで、上記では、無線機器１内のサプリカント１３は、無線機器２内のオーセンティケータ１４から「Ｍｅｓｓａｇｅ１」を受信後に、ＰＭＫを生成、記憶し、Ｓｎａｎｃｅを生成し、ＰＴＫを生成したが、Ｍｅｓｓａｇｅ１を受信するより前にあらかじめ生成、記憶しておいてもよい。
【００４２】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、生成した「Ｓｎａｎｃｅ」と、「ＭＩＣ（Message Integrity Code）」を、無線機器２内のオーセンティケータ１４に送信する（ステップＳ２１）。なお、「ＭＩＣ」は、ＰＴＫのうちＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ完全性鍵を使って生成されるものであり、メッセージの完全性を保証するコードである。
【００４３】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、ステップＳ１３で生成した「ＰＭＫ」とステップＳ１４で生成した「Ａｎａｎｃｅ」、自身の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」、無線機器１から受信した「Ｓｎａｎｃｅ」、無線機器１の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」を使用して、データの暗号化と完全性を保証するために使用する「ＰＴＫ」を生成する（ステップＳ２２）。その上で、さらに先ほどステップＳ２１で受信した「ＭＩＣ」の値を検査し、受信したメッセージが改ざんされていないことを確認する。
【００４４】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、マルチキャストとブロードキャストの通信を保護するための「ＧＭＫ（Ｇｒｏｕｐ
Ｍａｓｔｅｒ Ｋｅｙ）」を生成して記憶し（ステップＳ２３）、ＧＭＫから一時鍵「ＧＴＫ（Group Transient Key）」（グループ鍵）を生成して記憶する（ステップＳ２４）。この例では、「ＧＭＫ」をステップＳ２３の時点で生成、記憶し、「ＧＴＫ」をステップＳ２４の時点で生成、記憶しているが、「ＧＴＫ」を事前に生成して記憶しておいてもよい。なお、「ＧＴＫ」を生成する方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００４５】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４から無線機器１内のサプリカント１３へ「ＰＴＫ」の使用準備ができたことを知らせると同時に、「ＰＴＫ」を使用して暗号化した「ＧＴＫ」を、無線機器２のオーセンティケータ１４から無線機器１のサプリカント１３へ送信する（ステップＳ２５）。この例では、「ＧＴＫ」を「Ｍｅｓｓａｇｅ３」に含めて送信しているが、後述する「Ｍｅｓｓａｇｅ４」の終了後、改めて「ＧＴＫ」を送信してもよい。
【００４６】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、受信した「Ｍｅｓｓａｇｅ３」の「ＭＩＣ」を検証し、無線機器２内のオーセンティケータ１４が自身と合致する「ＰＭＫ」を持っていることを確認する。その後、「ＰＴＫ」の使用準備ができたことを無線機器２内のオーセンティケータ１４に知らせる（ステップＳ２６）。
【００４７】
その後、無線機器１のサプリカント１３は、記憶部１６に「ＰＴＫ」を記憶する（ステップＳ２７）。このとき、「ＰＴＫ」は、通信相手となる無線機器の無線通信部１１のＭＡＣアドレスと関連付けて、記憶部１６に記憶されることとなる。また、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、「Ｍｅｓｓａｇｅ４」を受信すると、「ＭＩＣ」を確認後、自身で作成した「ＰＴＫ」を記憶部１６に記憶する（ステップＳ２７）。
【００４８】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、「Ｍｅｓｓａｇｅ３」で受信した「ＧＴＫ」を記憶する（ステップＳ２８）。この例では、ステップＳ２８の時点で「ＧＴＫ」を記憶しているが、「Ｍｅｓｓａｇｅ３」を受信した直後に記憶しておいてもよい。
【００４９】
また、無線機器１内のサプリカント１３は、自機器１内のオーセンティケータ１４に「ＰＴＫ」を送信する（ステップＳ２９）。同様に、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、自機器２内のサプリカント１３に「ＰＴＫ」を送信する（ステップＳ２９）。そして、無線機器１内のオーセンティケータ１４は、自機器１内のサプリカント１３から「ＰＴＫ」を受け取り、記憶する（ステップＳ３０）。同様に、無線機器２内のサプリカント１３は、自機器２内のオーセンティケータ１４から「ＰＴＫ」を受け取り、記憶する（ステップＳ３０）。
【００５０】
以上のようにすることで、無線機器１内のオーセンティケータ１４と無線機器２内のサプリカント１３とは、相互間のデータ通信時に使用する「ＰＴＫ」（ペア鍵）を得ることができる。つまり、上述した無線機器１内のオーセンティケータ１４と無線機器２内のサプリカント１３とによるステップＳ１０〜Ｓ２８の処理のうち、「ＧＴＫ」に関する処理以外の処理を行うことなく、「ＰＴＫ」を得ることができる。
【００５１】
続いて、無線機器１内のオーセンティケータ１４は、「ＧＭＫ」を生成して記憶し（ステップＳ３１）、「ＧＭＫ」から一時鍵「ＧＴＫ（Group Transient Key）」（グループ鍵）を生成し、記憶する（ステップＳ３２）。この例では、「ＧＭＫ」をステップＳ３１の時点で生成、記憶し、「ＧＴＫ」をステップＳ３２の時点で生成、記憶しているが、事前に実施しておいてもよい。なお、「ＧＴＫ」を生成する方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００５２】
続いて、無線機器１内のオーセンティケータ１４は、「ＰＴＫ」を使用して暗号化した「ＧＴＫ」を、無線機器２のサプリカント１３へ送信する（ステップＳ３３）。そして、無線機器２内のサプリカント１３は、「Ｍｅｓｓａｇｅ５」で受信した「ＭＩＣ」を検証後、受信した「ＧＴＫ」を記憶する（ステップＳ３４）。そして、無線機器２のサプリカント１３は、「ＧＴＫ」の使用準備が整ったことを示すため、「Ｍｅｓｓａｇｅ６」を無線機器１のオーセンティケータ１４に送信する（ステップＳ３５）。
【００５３】
以上で、無線機器１，２間の認証・鍵交換プロセスは終了となる。これ以降、サプリカント１３とオーセンティケータ１４の間で、ユーザデータをやりとりすることができる。このとき、「ＰＴＫ」に含まれるデータ暗号化鍵、データ完全性鍵を用いることにより、ユーザデータを暗号化、保護することができる。
【００５４】
その後、必要に応じて無線機器１，２の各オーセンティケータ１４は、通信相手となる無線機器のサプリカント１３に対し、「ＧＴＫ」の更新処理を行う（ステップＳ３２〜Ｓ３５）。
【００５５】
また、上述した認証・鍵交換プロセス処理が、無線伝搬距離内にある無線機器１，２，３，４間で行われ、お互いに認証・鍵交換処理を行うことで、セキュアな通信路を作成することができる。
【００５６】
以上により、本実施形態によると、１台の無線機器内にサプリカント、オーセンティケータの２つの機能を同時に作動可能なよう装備し、その間で鍵を共有しているため、無線機器１〜４同士の認証にかかる無線通信メッセージの量を削減できる。つまり、１本の通信リンクに対して方向毎に２回認証、鍵交換シーケンスを実施することなく、１回のシーケンスを実施することで、サプリカントとオーセンティケータで鍵を共有することができる。従って、迅速かつセキュアな通信を実現できる。
【００５７】
また、同一の無線機器内のサプリカントとオーセンティケータとで鍵を共有することで、別々の鍵を有することなく、無線機器にて管理する鍵の個数を削減でき、当該無線機器による処理の簡素化を図ることができる。
【００５８】
また、サプリカント、オーセンティケータの２つの機能間で鍵を共有することによって、サプリカント、オーセンティケータのうち、どちらか一方だけが鍵を更新することで、無線機器間で鍵を交換する回数を半減させることができる。つまり、一つの無線機器内にあるサプリカント、オーセンティケータの両方で鍵を更新しなくてもよく、処理負担の軽減を図ることができる。
【００５９】
さらに、オーセンティケータのみが鍵を更新する構成にすることで、現在、幅広く普及している無線アクセスポイントにおけるセキュリティの実装、すなわち、アクセスポイントが備えるオーセンティケータが鍵を更新するという技術をそのまま使用でき、汎用性の向上を図ることができる。但し、上記では、オーセンティケータがグループ鍵を更新する場合を例示したが、サプリカントがグループ鍵の更新を行ってもよい。
【００６０】
＜実施形態２＞
本発明の第２の実施形態を、図６乃至図１０を参照して説明する。図６は、無線ネットワーク全体の構成を示す図である。図７乃至図９は、無線機器間における通信時の動作を示すシーケンス図であり、図１０は、無線機器の動作を示すフローチャートである。
【００６１】
［構成］
本発明における無線機器１〜４（無線通信装置）は、図６に示すように、相互に無線接続することで無線アドホックネットワークを構築する。図６の例では、無線機器１と無線機器２，４が無線で接続されている。また、無線機器２は、無線機器１，３と接続され、無線機器３は無線機器２，４と接続されており、無線機器４は無線機器１，３と接続されている。
【００６２】
さらに、本実施形態では、無線機器２が有線通信部１２を通して１台の認証サーバ５と接続されている。従って、各無線機器１，３，４は、無線通信部２を介して認証サーバ５と通信を行うことができる。そして、認証サーバ５は、各無線機器１〜４内のサプリカント１３、オーセンティケータ１４と連携して、他の無線機器１〜４をネットワークに接続してよいか認証するための装置である。なお、無線機器２は、無線通信部１１を通して認証サーバ５と接続してもよく、また、認証サーバ５の台数やネットワークでの配置は限定されない。
【００６３】
また、本実施形態における無線機器１〜４は、基本的には上述した実施形態１のものと同様の構成を採っているため、ここでは詳細な説明は省略し、以下の動作説明時に詳述する。
【００６４】
［動作］
次に、上述した構成の無線機器１〜４の動作を、図７乃至図１０を参照して説明する。なお、以下では、無線機器１，２が接続するときの動作を説明するが、他の無線機器同士も同様である。
【００６５】
まず、各無線機器１，２，３，４がそれぞれ装備する各無線通信部１１のＭＡＣアドレスが、それぞれＭＡＣ１０１、ＭＡＣ１０２、ＭＡＣ１０３、ＭＡＣ１０４と設定されており、また、各値の関係は、以下のように定義されていることとする。
ＭＡＣ１０１＜ＭＡＣ１０２＜ＭＡＣ１０３＜ＭＡＣ１０４
【００６６】
なお、以下の説明では、無線規格としてIEEE802.11無線LAN、認証規格としてEAPの使用を想定しているが、特にこれらに限定するものではなく、同様の規格、手法を用いた場合においても適用することが可能である。
【００６７】
まず、IEEE802.11のIBSS（Independent Basic Service Set）モードでは、定期的に無線機器１が「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を送信することにより、複数の無線機器が自律分散的にお互いを認識する。そこで、まず無線機器１の無線通信部１１が、「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を送出したとする（ステップＳ２１０）。
【００６８】
ここで、図１０に、無線機器１，２がセキュリティを保つために必要なシーケンス（認証・鍵交換プロセス）を開始するまでの処理の流れを示す。このフローチャートを参照すると、まず、無線機器２は、他の無線機器１から「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を受信すると（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、その受信した「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」のＢＳＳＩＤが、自機器２内の無線通信部１１に設定されているＢＳＳＩＤと等しいか否かを調べる（ステップＳ３０２）。そして、等しい場合には（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を送信した無線機器１の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１０１）」が、無線機器２の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１０２）」よりも小さいか否かを調べる（ステップＳ３０３）。
【００６９】
ここで、ＭＡＣ１０１＜ＭＡＣ１０２の場合、つまり、送信元のＭＡＣアドレスの値が、受信した無線機器２のＭＡＣアドレスの値よりも小さい場合には（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、記憶部１６内に送信元ＭＡＣアドレス毎に管理されている一時鍵ＰＴＫ（Pairwise Transient Key）が記憶されているか否かを調べる（ステップＳ３０４）。そして、一時鍵ＰＴＫが記憶されていない状態であり（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、無線機器２のオーセンティケータ１４から認証サーバ５へ通信可能であれば（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、順序決定部１５にて順序決定判定を行う。このとき、サプリカントは認証・鍵交換プロセスを処理中でないので（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、オーセンティケータにて認証・鍵交換プロセスを開始する（Ｓ３０７）。
【００７０】
すなわち、図７に示すように、無線機器２においては、Ｂｅａｃｏｎを受信すると（ステップＳ２１０）、無線機器２の順序決定部１５により、サプリカントが作動していない場合に、まず先にオーセンティケータの処理を行い、次にサプリカントの処理を行うよう、順序を決定する（ステップＳ２１１）。なお、上記では、ＭＡＣアドレスの値を比較して、その比較結果である大小関係に応じて順序判定を行っているが、他の情報を用いてサプリカントとオーセンティケータとの作動順序を決定してもよい。例えば、各機器を識別できる端末番号などを比較して、その比較結果に基づいて順序を決定してもよい。そして、順序決定部１５は、認証・鍵交換プロセスを行うために、オーセンティケータ１４に認証・鍵交換プロセスを開始するように通知を行う（ステップＳ２１２）。
【００７１】
その後、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、無線通信部１１を通して無線機器１のサプリカント１３に対して、ステップＳ２１３以降の認証処理を開始する。
【００７２】
なお、ここで仮に、無線機器２より自律分散的に送信される「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」が送信されたとする（ステップＳ２１４）。この場合に、図１０のフローチャートを参照すると、無線機器１は、他の無線機器２から「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」を受信し（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、その受信した「Ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ」のＢＳＳＩＤが無線通信部１１に設定されているＢＳＳＩＤと等しいとする（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）。そして、Ｂｅａｃｏｎを送信した無線機器２の無線通信部１１のＭＡＣアドレスが、自機器１の無線通信部１１のＭＡＣアドレスよりも大きい場合には（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、特に何も処理を行わない。
【００７３】
すなわち、図７に示すように、無線機器２の無線通信部１１からＢｅａｃｏｎを受信すると（ステップＳ２１４）と、無線機器１の順序決定部１５により、無線機器１においては、まずサプリカント１３の処理を行い、次にオーセンティケータ１４の処理を行うように順序が決定される（ステップＳ２１５）。
【００７４】
続いて、無線機器１のサプリカント１３と、無線機器２のオーセンティケータ１４と、認証サーバ５との間で、無線通信部１１、有線通信部１２を介して、認証処理が行われる（ステップＳ２１６）。
【００７５】
その後、認証サーバ５による認証処理が完了すると、無線機器１内のサプリカント１３と、無線機器２内のオーセンティケータ１４とが、それぞれ全ての暗号処理の起点となる「ＰＭＫ」を生成し、記憶する（ステップＳ２１７，Ｓ２１８）。ＰＭＫの生成方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００７６】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３と、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、それぞれ一時鍵の素となる種「ｎａｎｃｅ」を生成する（ステップＳ２１９，Ｓ２２０）。ここでは、無線機器１のサプリカント１３が生成した「ｎａｎｃｅ」を「Ｓｎａｎｃｅ」と呼び（ステップＳ２１９）、無線機器２のオーセンティケータ１４が生成した「ｎａｎｃｅ」を「Ａｎａｎｃｅ」と呼ぶ（ステップＳ２２０）。なお、ｎａｎｃｅの生成方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しないが、例えば乱数を使用するなど鍵に対して一度しか使われないような値にするのが望ましい。
【００７７】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、生成した「Ａｎａｎｃｅ」を無線機器１内のサプリカント１３に送信する（ステップＳ２２１）。すると、無線機器１内のサプリカント１３は、「ＰＭＫ」と「Ｓｎａｎｃｅ」、自身の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」、無線機器２から受信した「Ａｎａｎｃｅ」、無線機器２の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」を使用して、データの暗号化と完全性を保証するために使用する「ＰＴＫ（Pairwise Transient Key）」（ペア鍵）を生成する（ステップＳ２２２）。
【００７８】
ここで、「ＰＴＫ」には、大きく２つの階層の鍵があり、一つは、ユーザデータを保護する鍵、もう一つは認証・鍵交換プロセスに関わる通信を保護する鍵（ここではＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙとよぶ）である。ユーザデータを保護する鍵は、ユーザデータを暗号化するときに使用するデータ暗号化鍵とユーザデータの改ざんを防ぐために使用するデータ完全性鍵がある。ＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙも同様に、通信を暗号化するときに使用するＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ暗号化鍵と、通信の改ざんを防止するＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ完全性鍵がある。ここではＰＴＫとして４つの鍵を例にあげたが、全て別々に生成する必要はなく、同じ鍵を異なる用途に使用してもよい。なお、PTKを生成する方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００７９】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、生成した「Ｓｎａｎｃｅ」と、「ＭＩＣ（Message Integrity Code）」を、無線機器２内のオーセンティケータ１４に送信する（ステップＳ２２３）。なお、「ＭＩＣ」は、ＰＴＫのうちＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙ完全性鍵を使って生成されるものであり、メッセージの完全性を保証するコードである。
【００８０】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、ステップＳ２１８で生成した「ＰＭＫ」とステップＳ２２０で生成した「Ａｎａｎｃｅ」、自身の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」、無線機器１から受信した「Ｓｎａｎｃｅ」、無線機器１の無線通信部１１の「ＭＡＣアドレス」を使用して、データの暗号化と完全性を保証するために使用する「ＰＴＫ」を生成する（ステップＳ２２４）。その上で、さらに先ほどステップＳ２２３で受信した「ＭＩＣ」の値を検査し、受信したメッセージが改ざんされていないことを確認する。
【００８１】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、マルチキャストとブロードキャストの通信を保護するための「ＧＭＫ（Ｇｒｏｕｐ
Ｍａｓｔｅｒ Ｋｅｙ）」を生成して、記憶し（ステップＳ２２５）、ＧＭＫから一時鍵「ＧＴＫ（Group Transient Key）」（グループ鍵）を生成、記憶する（ステップＳ２２６）。この例では、「ＧＭＫ」をステップＳ２２５の時点で生成、記憶し、「ＧＴＫ」をステップＳ２２６の時点で生成、記憶しているが、「ＧＴＫ」を事前に生成して記憶しておいてもよい。なお、「ＧＴＫ」を生成する方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００８２】
続いて、無線機器２内のオーセンティケータ１４から無線機器１内のサプリカント１３へ「ＰＴＫ」の使用準備ができたことを知らせると同時に、「ＰＴＫ」を使用して暗号化した「ＧＴＫ」を、無線機器２のオーセンティケータ１４から無線機器１のサプリカント１３へ送信する（ステップＳ２２７）。この例では、「ＧＴＫ」を「Ｍｅｓｓａｇｅ３」に含めて送信しているが、後述する「Ｍｅｓｓａｇｅ４」の終了後、改めて「ＧＴＫ」を送信してもよい。
【００８３】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、受信した「Ｍｅｓｓａｇｅ３」の「ＭＩＣ」を検証し、無線機器２内のオーセンティケータ１４が自身と合致する「ＰＭＫ」を持っていることを確認する。その後、「ＰＴＫ」の使用準備ができたことを無線機器２内のオーセンティケータ１４に知らせる（ステップＳ２２８）。
【００８４】
その後、無線機器１のサプリカント１３は、記憶部１６に「ＰＴＫ」を記憶する（ステップＳ２２９）。このとき、「ＰＴＫ」は、通信相手となる無線機器の無線通信部１１のＭＡＣアドレスと関連付けて、記憶部１６に記憶されることとなる。また、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、「Ｍｅｓｓａｇｅ４」を受信すると、「ＭＩＣ」を確認後、自身で作成した「ＰＴＫ」を記憶部１６に記憶する（ステップＳ２２９）。
【００８５】
続いて、無線機器１内のサプリカント１３は、「Ｍｅｓｓａｇｅ３」で受信した「ＧＴＫ」を記憶する（ステップＳ２３０）。この例では、ステップＳ２３０の時点で「ＧＴＫ」を記憶しているが、「Ｍｅｓｓａｇｅ３」を受信した直後に記憶しておいてもよい。
【００８６】
また、無線機器１内のサプリカント１３は、自機器１内のオーセンティケータ１４に「ＰＴＫ」を送信する（ステップＳ２３１）。同様に、無線機器２内のオーセンティケータ１４は、自機器２内のサプリカント１３に「ＰＴＫ」を送信する（ステップＳ２３１）。そして、無線機器１内のオーセンティケータ１４は、自機器１内のサプリカント１３から「ＰＴＫ」を受け取り、記憶する（ステップＳ２３２）。同様に、無線機器２内のサプリカント１３は、自機器２内のオーセンティケータ１４から「ＰＴＫ」を受け取り、記憶する（ステップＳ２３２）。
【００８７】
以上のようにすることで、無線機器１内のオーセンティケータ１４と無線機器２内のサプリカント１３とは、相互間のデータ通信時に暗号化等に使用する「ＰＴＫ」（ペア鍵）を得ることができる。つまり、上述した無線機器１内のオーセンティケータ１４と無線機器２内のサプリカント１３とによるステップＳ２１０〜Ｓ２３０の処理のうち、「ＧＴＫ」に関する処理以外の処理を行うことなく、「ＰＴＫ」を得ることができる。
【００８８】
続いて、無線機器１内のオーセンティケータ１４は、「ＧＭＫ」を生成、記憶し（ステップＳ２３３）、「ＧＭＫ」から一時鍵「ＧＴＫ（Group Transient Key）」（グループ鍵）を生成、記憶する（ステップＳ２３４）。この例では、「ＧＭＫ」をステップＳ２３３の時点で生成、記憶し、「ＧＴＫ」をステップＳ２３４の時点で生成、記憶しているが、事前に実施しておいてもよい。なお、「ＧＴＫ」を生成する方法については、既存技術を用いてよく、ここでは特に限定しない。
【００８９】
続いて、無線機器１内のオーセンティケータ１４は、「ＰＴＫ」を使用して暗号化した「ＧＴＫ」を、無線機器２のサプリカント１３へ送信する（ステップＳ２３５）。そして、無線機器２内のサプリカント１３は、「Ｍｅｓｓａｇｅ５」で受信した「ＭＩＣ」を検証後、受信した「ＧＴＫ」を記憶する（ステップＳ２３６）。そして、無線機器２のサプリカント１３は、「ＧＴＫ」の使用準備が整ったことを示すため、「Ｍｅｓｓａｇｅ６」を無線機器１のオーセンティケータ１４に送信する（ステップＳ２３７）。
【００９０】
以上で、無線機器１，２間の認証・鍵交換プロセスは終了となる。これ以降、サプリカント１３とオーセンティケータ１４の間で、ユーザデータをやりとりすることができる。このとき、「ＰＴＫ」に含まれるデータ暗号化鍵、データ完全性鍵を用いることにより、ユーザデータを暗号化、保護することができる。
【００９１】
その後、必要に応じて無線機器１，２の各オーセンティケータ１４は、通信相手となる無線機器のサプリカント１３に対し、「ＧＴＫ」の更新処理を行う（ステップＳ２３４〜Ｓ２３７）。
【００９２】
以上のような認証・鍵交換プロセス処理が、無線伝搬距離内にある無線機器１，２，３，４間で行われ、お互いに認証・鍵交換処理を行うことで、セキュアな通信路を作成することができる。
【００９３】
＜実施形態３＞
次に、本発明の第３の実施形態を、図１１を参照して説明する。図１１は、本実施形態における無線通信装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、上述した無線機器の構成の概略を説明する。
【００９４】
図１１に示すように、上述した無線機器１，２，３，４に相当する本発明の一形態である無線通信装置１００は、
無線通信部１０１と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカント１０２と、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータ１０３と、を備えている。
そして、上記サプリカントと上記オーセンティケータとが同時に作動可能なよう構成されている。
さらに、上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する、
という構成を採る。
【００９５】
また、上記無線通信装置では、
上記ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが、他の複数の無線通信装置とのデータ通信時に利用するグループ鍵を、上記ペア鍵を利用して上記特定の無線通信装置に送信する機能を有する、
という構成を採る。
【００９６】
さらに、上記無線通信装置では、
上記サプリカントが、設定した上記ペア鍵を上記オーセンティケータに渡し、
上記オーセンティケータが、上記サプリカントから受け取った上記ペア鍵を用いて上記特定の無線通信装置に上記グループ鍵を送信する、
という構成を採る。
【００９７】
上記発明によると、まず、無線通信装置は、サプリカントとオーセンティケータを備えており、これらは同時に作動可能である。そして、サプリカント（あるいはオーセンティケータ）が、他の特定の無線通信装置とセキュアにデータ通信を行うべくペア鍵の設定を行うと共に、このペア鍵をオーセンティケータ（あるいはサプリカント）に渡して共有する。すると、オーセンティケータ（あるいはサプリカント）は、他の特定の無線通信装置との接続時に新たにペア鍵の設定処理を行うことなく、自装置のサプリカント（あるいはオーセンティケータ）から受け取ったペア鍵を用いて、特定の無線通信装置とデータ通信を行うことができる。特に、オーセンティケータが特定の無線通信装置にグループ鍵を送信する際に上記受け取ったペア鍵を用いることで、迅速かつセキュアにグループ鍵の更新を行うことができる。そして、上述したように同一の無線通信装置内のサプリカントとオーセンティケータとで鍵を共有することで、別々の鍵を有することなく、無線通信装置にて管理する鍵の個数を削減できる。
【００９８】
また、上記無線通信装置では、
相互に認証処理を行う各無線通信装置に予め設定された当該各無線通信装置をそれぞれ識別する各識別情報の比較結果に応じて、上記サプリカントと上記オーセンティケータとのどちらが先に作動するか否かを決定する順序決定手段を備える。
そして、上記サプリカントと上記オーセンティケータとは、上記順序決定手段の決定に応じた順序で作動する、
という構成を採る。
【００９９】
また、上記順序決定手段では、上記サプリカントが作動していない場合に上記オーセンティケータが先に作動するよう決定する、
という構成を採る。
【０１００】
また、上述した無線通信装置は、当該無線通信装置の演算装置にプログラムが組み込まれることで実現できる。具体的に、本発明の他の形態であるプログラムは、
無線通信部を備えた無線通信装置に、
他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を実現させるプログラムである。
そして、上記サプリカントと上記オーセンティケータとは同時に作動可能であり、
上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する、
という構成を採る。
【０１０１】
また、上記プログラムでは、
上記ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが、他の複数の無線通信装置とのデータ通信時に利用するグループ鍵を、上記ペア鍵を利用して上記特定の無線通信装置に送信する機能を有する、
という構成を採る。
【０１０２】
また、上述した無線通信装置が作動することにより実行される、本発明の他の形態である無線通信方法は、
無線通信部と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を備えた無線通信装置にて、
上記サプリカントと上記オーセンティケータとが同時に作動可能であり、
上記サプリカントと上記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行い、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが利用可能なよう渡す、
という構成を採る。
【０１０３】
そして、上記無線通信方法では、
上記ペア鍵の設定を行った上記サプリカントあるいは上記オーセンティケータとは異なる他方の上記オーセンティケータあるいは上記サプリカントが、他の複数の無線通信装置とのデータ通信時に利用するグループ鍵を、上記ペア鍵を利用して上記特定の無線通信装置に送信する、
という構成を採る。
【０１０４】
上述した構成を有する、プログラム、又は、無線通信方法、の発明であっても、上記無線通信装置と同様の作用を有するために、上述した本発明の目的を達成することができる。
【０１０５】
以上、上記各実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、無線アドホックネットワークを構築する無線通信装置に利用することができ、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１０７】
１，２，３，４ 無線機器
５ 認証サーバ
１１ 無線通信部
１２ 有線通信部
１３ サプリカント
１４ オーセンティケータ
１５ 順序決定部
１６ 記憶部
１００ 無線通信装置
１０１ 無線通信部
１０２ サプリカント
１０３ オーセンティケータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信部と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を備え、
前記サプリカントと前記オーセンティケータとが同時に作動可能であり、
前記サプリカントと前記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った前記サプリカントあるいは前記オーセンティケータとは異なる他方の前記オーセンティケータあるいは前記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する、
無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記ペア鍵の設定を行った前記サプリカントあるいは前記オーセンティケータとは異なる他方の前記オーセンティケータあるいは前記サプリカントが、他の複数の無線通信装置とのデータ通信時に利用するグループ鍵を、前記ペア鍵を利用して前記特定の無線通信装置に送信する機能を有する、
無線通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信装置であって、
前記サプリカントが、設定した前記ペア鍵を前記オーセンティケータに渡し、
前記オーセンティケータが、前記サプリカントから受け取った前記ペア鍵を用いて前記特定の無線通信装置に前記グループ鍵を送信する、
無線通信装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
相互に認証処理を行う各無線通信装置に予め設定された当該各無線通信装置をそれぞれ識別する各識別情報の比較結果に応じて、前記サプリカントと前記オーセンティケータとのどちらが先に作動するか否かを決定する順序決定手段を備え、
前記サプリカントと前記オーセンティケータとは、前記順序決定手段の決定に応じた順序で作動する、
無線通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の無線通信装置であって、
前記順序決定手段は、前記サプリカントが作動していない場合に前記オーセンティケータが先に作動するよう決定する、
無線通信装置。
【請求項６】
無線通信部を備えた無線通信装置に、
他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を実現させると共に、
前記サプリカントと前記オーセンティケータとは同時に作動可能であり、
前記サプリカントと前記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った前記サプリカントあるいは前記オーセンティケータとは異なる他方の前記オーセンティケータあるいは前記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する、
プログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムであって、
前記ペア鍵の設定を行った前記サプリカントあるいは前記オーセンティケータとは異なる他方の前記オーセンティケータあるいは前記サプリカントが、他の複数の無線通信装置とのデータ通信時に利用するグループ鍵を、前記ペア鍵を利用して前記特定の無線通信装置に送信する機能を有する、
プログラム。
【請求項８】
無線通信部と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を備えた無線通信装置にて、
前記サプリカントと前記オーセンティケータとが同時に作動可能であり、
前記サプリカントと前記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行い、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った前記サプリカントあるいは前記オーセンティケータとは異なる他方の前記オーセンティケータあるいは前記サプリカントが利用可能なよう渡す、
無線通信方法。
【請求項９】
請求項８に記載の無線通信方法であって、
前記ペア鍵の設定を行った前記サプリカントあるいは前記オーセンティケータとは異なる他方の前記オーセンティケータあるいは前記サプリカントが、他の複数の無線通信装置とのデータ通信時に利用するグループ鍵を、前記ペア鍵を利用して前記特定の無線通信装置に送信する、
無線通信方法。
【請求項１】
無線通信部と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を備え、
前記サプリカントと前記オーセンティケータとが同時に作動可能であり、
前記サプリカントと前記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った前記サプリカントあるいは前記オーセンティケータとは異なる他方の前記オーセンティケータあるいは前記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する、
無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記ペア鍵の設定を行った前記サプリカントあるいは前記オーセンティケータとは異なる他方の前記オーセンティケータあるいは前記サプリカントが、他の複数の無線通信装置とのデータ通信時に利用するグループ鍵を、前記ペア鍵を利用して前記特定の無線通信装置に送信する機能を有する、
無線通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信装置であって、
前記サプリカントが、設定した前記ペア鍵を前記オーセンティケータに渡し、
前記オーセンティケータが、前記サプリカントから受け取った前記ペア鍵を用いて前記特定の無線通信装置に前記グループ鍵を送信する、
無線通信装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
相互に認証処理を行う各無線通信装置に予め設定された当該各無線通信装置をそれぞれ識別する各識別情報の比較結果に応じて、前記サプリカントと前記オーセンティケータとのどちらが先に作動するか否かを決定する順序決定手段を備え、
前記サプリカントと前記オーセンティケータとは、前記順序決定手段の決定に応じた順序で作動する、
無線通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の無線通信装置であって、
前記順序決定手段は、前記サプリカントが作動していない場合に前記オーセンティケータが先に作動するよう決定する、
無線通信装置。
【請求項６】
無線通信部を備えた無線通信装置に、
他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を実現させると共に、
前記サプリカントと前記オーセンティケータとは同時に作動可能であり、
前記サプリカントと前記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行うと共に、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った前記サプリカントあるいは前記オーセンティケータとは異なる他方の前記オーセンティケータあるいは前記サプリカントが利用可能なよう渡す機能を有する、
プログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムであって、
前記ペア鍵の設定を行った前記サプリカントあるいは前記オーセンティケータとは異なる他方の前記オーセンティケータあるいは前記サプリカントが、他の複数の無線通信装置とのデータ通信時に利用するグループ鍵を、前記ペア鍵を利用して前記特定の無線通信装置に送信する機能を有する、
プログラム。
【請求項８】
無線通信部と、他の無線通信装置に認証依頼を行うと共に認証処理を行うサプリカントと、他の無線通信装置からの認証依頼に応じて認証処理を行うオーセンティケータと、を備えた無線通信装置にて、
前記サプリカントと前記オーセンティケータとが同時に作動可能であり、
前記サプリカントと前記オーセンティケータのいずれか一方が、他の特定の無線通信装置と通信して当該特定の無線通信装置とのデータ通信時に利用するペア鍵の設定を行い、この設定したペア鍵を、当該ペア鍵の設定を行った前記サプリカントあるいは前記オーセンティケータとは異なる他方の前記オーセンティケータあるいは前記サプリカントが利用可能なよう渡す、
無線通信方法。
【請求項９】
請求項８に記載の無線通信方法であって、
前記ペア鍵の設定を行った前記サプリカントあるいは前記オーセンティケータとは異なる他方の前記オーセンティケータあるいは前記サプリカントが、他の複数の無線通信装置とのデータ通信時に利用するグループ鍵を、前記ペア鍵を利用して前記特定の無線通信装置に送信する、
無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−４９８１４（Ｐ２０１１−４９８１４Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９６４６７（Ｐ２００９−１９６４６７）
【出願日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【出願人】（０００２３２２５４）日本電気通信システム株式会社 (586)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【出願人】（０００２３２２５４）日本電気通信システム株式会社 (586)
【Ｆターム（参考）】
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