通過制御装置、通過制御方法、及び通過制御プログラム
【課題】暗号化された通信において、キャリア網に悪影響を与えるような通信を適正に検知及び遮断する。
【解決手段】端末と、端末と暗号化通信を行うプロキシサーバと、暗号化通信において用いられる暗号鍵を生成し、プロキシサーバと暗号化しない非暗号化通信を行う鍵生成装置とを含むネットワークシステムにおいて、端末とプロキシサーバとの間の暗号化通信の通過可否を判定する通過制御装置は、端末とプロキシサーバとの暗号化通信データを取得する第１の取得部と、プロキシサーバと鍵生成装置との非暗号化通信データを取得する第２の取得部と、第２の取得部によって取得された非暗号化通信データから、鍵生成装置によって生成された暗号鍵を取得する暗号鍵取得部と、暗号鍵取得部によって取得された暗号鍵を用いて、第１の取得部によって取得された暗号化通信データを復号する復号化部と、を備える。
【解決手段】端末と、端末と暗号化通信を行うプロキシサーバと、暗号化通信において用いられる暗号鍵を生成し、プロキシサーバと暗号化しない非暗号化通信を行う鍵生成装置とを含むネットワークシステムにおいて、端末とプロキシサーバとの間の暗号化通信の通過可否を判定する通過制御装置は、端末とプロキシサーバとの暗号化通信データを取得する第１の取得部と、プロキシサーバと鍵生成装置との非暗号化通信データを取得する第２の取得部と、第２の取得部によって取得された非暗号化通信データから、鍵生成装置によって生成された暗号鍵を取得する暗号鍵取得部と、暗号鍵取得部によって取得された暗号鍵を用いて、第１の取得部によって取得された暗号化通信データを復号する復号化部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクセスネットワーク上の通信の通過可否を判定する通過制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第３．９世代移動体通信においては、標準化団体３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）によって標準化が進められているＬＴＥ（Long Term Evolution）という通
信規格が用いられている。ＬＴＥでは、端末間でのセッション確立のためのプロトコルとしてＳＩＰ（Session Initiation Protocol）が用いられている。
【０００３】
図２４は、ＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。ＳＩＰ通信を行うＬＴＥネットワークシステムは、３ＧＰＰに対応する携帯電話端末Ｐ１，基地局Ｐ２，プロキシサーバＰ３，認証サーバＰ４，及び加入者データベース管理サーバＰ５（以下、加入者ＤＢ管理サーバＰ５）を含む。携帯電話端末Ｐ１は、無線通信によって基地局Ｐ２に接続する。基地局Ｐ２は、プロキシサーバＰ３が接続するネットワークＰ５１に有線接続しており、通信を無線及び有線に切替える。プロキシサーバＰ３は、例えば、Ｐ−ＣＳＣＦ（Proxy Call Session Control Function）であって、キャリア網へのアクセスネットワ
ークを終端する。すなわち、図２４のＬＴＥネットワークシステムにおいて、携帯電話端末Ｐ１からプロキシサーバＰ３までがアクセスネットワークであり、プロキシサーバＰ３から認証サーバＰ４及び加入者ＤＢ管理サーバＰ５までが通信サービス業者（通信キャリアともいう）によって管理されるキャリア網である。認証サーバＰ４は、携帯電話端末Ｐ１を認証する。加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、加入者データベースを有し（図示せず）、加入者に関する情報を管理する。加入者に関する情報には、例えば、加入者の氏名，加入者の住所，携帯電話端末の電話番号等が含まれる。
【０００４】
アクセスネットワークにおいては、セキュリティの為に暗号化通信が行われる。すなわち、図２４のＬＴＥネットワークシステムにおいて、携帯電話端末Ｐ１とプロキシサーバＰ３間は暗号化通信が行われる。ＬＴＥネットワークシステムでは、アクセスネットワークとしてＩＰネットワークが採用され、暗号化方式として、例えば、ＩＰｓｅｃ（Internet Protocol SECurity architecture for internet protocol）が採用されている。一方
、キャリア網は各通信キャリアで閉じた独自のネットワークである為、暗号化されずに通信が行われることが多い。図２４において示されるＬＴＥネットワークシステムにおいても、キャリア網、すなわち、プロキシサーバＰ３，認証サーバＰ４，及び加入者ＤＢ管理サーバＰ５のそれぞれの間の通信は暗号化されることなく行われることとする。なお、暗号化されていない通信を、以降、非暗号化通信と称する。
【０００５】
３ＧＰＰのＬＴＥネットワークシステムでは、ＩＰｓｅｃ等の暗号化通信に用いられる暗号鍵の合意の為のネゴシエーションをＳＩＰのパラメタの受け渡しによって行う仕組みが規定されている。
【０００６】
図２５は、図２４に示されるＬＴＥネットワークシステムにおける暗号鍵の合意の処理フローの例を示す図である。図２５では、暗号化通信としてＩＰｓｅｃ通信が行われる場合について説明する。なお、図２５においては、便宜上、認証サーバＰ４と加入者ＤＢ管理サーバＰ５とが同一の装置として示されている。なお、認証サーバＰ４と加入者ＤＢ管理サーバＰ５とは同一の装置に実装されていてもよいし、それぞれ別の装置に実装されていてもよい。
【０００７】
ＬＴＥネットワークシステムでは、携帯電話端末Ｐ１への電源の投入を契機として、携帯電話端末Ｐ１は「ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲ」と呼ばれるＳＩＰメッセージをプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ１０１）。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、位置登録要求を示すＳＩＰメッセージである。プロキシサーバＰ３は、基地局Ｐ２（図２５において図示せず）を介して携帯電話端末Ｐ１からＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、後段のサーバ（認証サーバＰ４及び／又は加入者ＤＢ管理サーバＰ５）に該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信する（ＯＰ１０２）。
【０００８】
加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、加入者データベースに保持する加入者情報から暗号鍵を生成するための認証情報を生成する（ＯＰ１０３）。加入者情報は、例えば、電話番号や加入者識別番号等である。認証情報は、例えば、加入者情報からハッシュ計算によって得られる値であって、その値から元の値（加入者情報）は特定されない。続いて、加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、予め定義された計算式１のパラメタに認証情報の値を代入し、その計算結果値を保持する（ＯＰ１０４）。この計算結果値は認証サーバＰ４における携帯電話端末Ｐ１の認証処理に用いられる。さらに、加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、計算式１とは異なる予め定義された計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵を生成する（ＯＰ１０５）。計算式１及び計算式２は、加入者ＤＢ管理サーバＰ５と携帯電話端末Ｐ１とが共通して有する計算式である。認証情報と暗号鍵とは認証サーバＰ４に送信される。
【０００９】
認証サーバＰ４は、加入者ＤＢ管理サーバＰ５によって生成された認証情報と暗号鍵とをそれぞれＳＩＰメッセージのパラメタの一つとして含めて、応答メッセージを生成する。認証サーバＰ４は、加入者ＤＢ管理サーバＰ５によって生成された認証情報と暗号鍵とを含む応答メッセージをプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ１０６）。このとき送信される応答メッセージは、コードが４０１に設定され、未認証を示すＳＩＰメッセージである。
【００１０】
プロキシサーバＰ３は、認証サーバＰ４から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵を取り出し保持する（ＯＰ１０７）。また、プロキシサーバＰ３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を削除する。プロキシサーバＰ３は、認証情報を含む（暗号鍵は含まれない）応答メッセージ（コード４０１）を携帯電話端末Ｐ１に送信する（ＯＰ１０８）。
【００１１】
携帯電話端末Ｐ１は、応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、予め定義された計算式１のパラメタに応答メッセージ（コード４０１）に含まれる認証情報の値を代入して認証用の計算を行う（ＯＰ１０９）。また、携帯電話端末Ｐ１は、予め定義された計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵を生成する（ＯＰ１１０）。なお、計算式１及び計算式２は、ＯＰ１０４及びＯＰ１０５において加入者ＤＢ管理サーバＰ５によって使用された計算式１及び計算式２とそれぞれ同一の計算式である。
【００１２】
ＯＰ１０１からＯＰ１１０までの、一回のＳＩＰメッセージの送受信で、暗号化を行うための暗号鍵が、加入者ＤＢ管理サーバＰ５と携帯電話端末Ｐ１とで別々に生成され、プロキシサーバＰ３と携帯電話端末Ｐ１との間で共有される。ＯＰ１１１以降の携帯電話端末Ｐ１とプロキシサーバＰ３との通信は暗号鍵を用いて全て暗号化されて行われる。なお、ＯＰ１０７においてプロキシサーバＰ３が応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を削除することによって、アクセスネットワーク上で暗号鍵が盗み見されることを防ぐことができる。また、認証情報はアクセスネットワーク上を流れるが、認証情報から加入者情報が特定されることはない為、個人情報の流出は防がれる。
【００１３】
携帯電話端末Ｐ１は、認証サーバＰ４への認証要求として、ＯＰ１０９において計算し
た計算結果値をパラメタの一つとして含めてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成する。携帯電話端末Ｐ１は、ＯＰ１１０において生成した暗号鍵を用いて該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを暗号化してプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ１１１）。
【００１４】
プロキシサーバＰ３は、携帯電話端末Ｐ１から暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、ＯＰ１０７において取り出した暗号鍵を用いてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを復号化する（ＯＰ１１２）。プロキシサーバＰ３は、復号したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを認証サーバＰ４に送信する（ＯＰ１１３）。
【００１５】
認証サーバＰ４は、プロキシサーバＰ３からＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに含まれる計算結果値と、ＯＰ１０４において加入者ＤＢ管理サーバＰ５に保持された計算結果値とを照合し、認証を行う（ＯＰ１１４）。２つの計算結果値が一致した場合、認証サーバＰ４は、認証済みを示す応答メッセージをプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ１１５）。このとき送信される応答メッセージは、認証済み（ＯＫ）を示すコード２００のＳＩＰメッセージである。応答メッセージ（コード２００）は、プロキシサーバＰ３を経由して携帯電話端末Ｐ１に受信される（ＯＰ１１６）。以降、携帯電話端末Ｐ１は、通話相手への接続要求等が可能な状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０００−３１２２０３号公報
【特許文献２】特開２００９−１６９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、ＬＴＥネットワークシステムにおける携帯電話端末のオープン化に伴い、各通信キャリアが想定していない通信が発生し、このような通信によってキャリア網が深刻な影響を受ける可能性が高まる。携帯電話端末のオープン化とは、例えば、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）ロックの解除を示す。携帯電話端末のオープン化によって、例えば、Ａ社の加入者がＢ社の携帯電話端末からＡ社のキャリア網を使用して通話可能となる。通信キャリアが想定していない通信には、例えば、悪意のあるアクセスや、ウィルスに感染した他社のＳＩＭカードを用いたアクセス等が含まれる。
【００１８】
本発明の一態様は、暗号化された通信において、キャリア網に悪影響を与えるような通信を適正に検知及び遮断する通過制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の態様の一つは、通過制御装置である。この通過制御装置は、端末と、前記端末と暗号化通信を行うプロキシサーバと、前記端末と前記プロキシサーバとの前記暗号化通信において用いられる暗号鍵を生成し、前記プロキシサーバと暗号化しない非暗号化通信を行う鍵生成装置とを含むネットワークシステムにおいて、前記端末と前記プロキシサーバとの間の前記暗号化通信の通過可否を判定する通過制御装置であって、
前記端末と前記プロキシサーバとの暗号化通信データを取得する第１の取得部と、
前記プロキシサーバと前記鍵生成装置との非暗号化通信データを取得する第２の取得部と、
前記第２の取得部によって取得された前記非暗号化通信データから、前記鍵生成装置によって生成された前記暗号鍵を取得する暗号鍵取得部と、
前記暗号鍵取得部によって取得された前記暗号鍵を用いて、前記第１の取得部によって取得された前記暗号化通信データを復号する復号化部と、
を備える。
【００２０】
本発明の他の態様の一つは、上述した通過制御方法である。また、本発明の他の態様は、コンピュータを情報処理装置として機能させる通過制御プログラム、及び当該通過制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含むことができる。コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体には、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。
【発明の効果】
【００２１】
開示の通過制御装置によれば、暗号化された通信において、キャリア網に悪影響を与えるような通信を適正に検知及び遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態におけるＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図２】通過制御装置のハードウェア構成の例を示す図である。
【図３】通過制御装置の機能ブロック図の例である。
【図４】携帯電話端末によって送信される位置登録要求のＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの一例を示す図である。
【図５】図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対するコード４０１の応答メッセージの一例を示す図である。
【図６】認証を要求するＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの一例を示す図である。
【図７】図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対するコード２００の応答メッセージの一例を示す図である。
【図８】管理テーブルの一例を示す図である。
【図９】通過制御装置の処理フローの例を示す図である。
【図１０】図９における管理テーブル更新処理のフローの例を示す図である。
【図１１】第１実施形態における、携帯電話端末の電源投入から通話可能な状態になるまでの処理フローの例を示す図である。
【図１２】第２実施形態のＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図１３】第２実施形態における通過制御装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図１４】第２実施形態における通過制御装置の機能ブロック図の例である。
【図１５】第２実施形態における、携帯電話端末が通話可能な状態になるまでの処理フローの例を示す図である。
【図１６】ＬＴＥネットワークシステムにおけるアクセス依頼の再送処理のフローを示す図である。
【図１７】第３実施形態におけるＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図１８】第３実施形態における通過制御装置の機能ブロック図の例である。
【図１９】第３実施形態における、管理テーブル更新処理のフローの例を示す図である。
【図２０】第３実施形態におけるプロキシサーバの機能ブロック図の例である。
【図２１】接続状態管理テーブルの例を示す図である。
【図２２】プロキシサーバのＳＩＰメッセージ受信時の処理フローの例を示す図である。
【図２３】第３実施形態における、携帯電話端末が通話可能な状態になるまでの処理フローの例を示す図である。
【図２４】ＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図２５】図２４に示されるＬＴＥネットワークシステムにおける暗号鍵の合意の処理フローの例を示す図である。
【図２６】ＬＴＥネットワークシステムにＩＰＳ機能装置を適用した場合の暗号鍵の合意の処理フローの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００２４】
＜第１実施形態＞
（ＩＰＳ機能装置のＬＴＥネットワークシステムへの適用）
ＩＰＳ（Intrusion Prevention System）機能装置は、ディープパケットインスペクシ
ョン（Deep Packet Inspection:DPI）による不正侵入遮断システム機能を有する装置である。ＤＰＩは、ネットワーク内の中継装置において中継されるパケットのヘッダ部分に加えてデータ部分までを検査することでデータ部分に潜んだウィルスや不正コードを検知し防御する機能である。ＩＰＳ機能装置は、プロキシサーバと端末との間に配置され、キャリア網に侵入する不正な通信を検知及び遮断することによってキャリア網を保護する。
【００２５】
第１実施形態では、キャリア網を保護する手段としてＬＴＥネットワークシステムにＩＰＳ機能装置を適用する。
【００２６】
図２６は、ＬＴＥネットワークシステムにＩＰＳ機能装置Ｐ６を適用した場合の暗号鍵の合意の処理フローの例を示す図である。図２６では、図２５と同様に、暗号化通信としてＩＰｓｅｃ通信が行われることが想定される。また、図２６では、図２５と同様に、便宜上、認証サーバＰ４と加入者ＤＢ管理サーバＰ５とが同一の装置として示されている。
【００２７】
携帯電話端末Ｐ１は、電源の投入を契機として、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ２０１）。携帯電話端末Ｐ１から送信されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、ＩＰＳ機能装置Ｐ６によって中継され、プロキシサーバＰ３に届く（ＯＰ２０２）。なお、ＩＰＳ機能装置Ｐ６は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを中継する際、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを含むパケットのヘッダ部とデータ部との検査を行い、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの通過可否の判定を行う。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが通過不可と判定された場合には、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲはＩＰＳ機能装置Ｐ６によって廃棄される。図２６では、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは通信許可と判定される。プロキシサーバＰ３は、後続のサーバ（認証サーバＰ４及び／又は加入者ＤＢ管理サーバＰ５）にＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信する（ＯＰ２０３）。
【００２８】
加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、加入者データベースに保持する加入者情報から暗号鍵を生成するために用いられる認証情報を生成する（ＯＰ２０４）。加入者情報は、例えば、電話番号や加入者識別番号等である。続いて、加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、計算式１のパラメタに認証情報の値を代入して得られる計算結果値を保持する（ＯＰ２０５）。この計算結果値は認証サーバＰ４における携帯電話端末Ｐ１の認証処理に用いられる。さらに、加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵を生成する（ＯＰ２０６）。認証情報と暗号鍵とは認証サーバＰ４に送信される。
【００２９】
認証サーバＰ４は、加入者ＤＢ管理サーバＰ５によって生成された認証情報と暗号鍵とをそれぞれパラメタの一つとして含めて応答メッセージ（コード４０１）を生成し、プロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ２０７）。
【００３０】
プロキシサーバＰ３は、認証サーバＰ４から送信された応答メッセージ（コード４０１
）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を取り出す（ＯＰ２０８）。また、プロキシサーバＰ３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を削除する。プロキシサーバＰ３は、認証情報を含む（暗号鍵は含まない）応答メッセージ（コード４０１）を携帯電話端末Ｐ１に送信する（ＯＰ２０９）。ＩＰＳ機能装置Ｐ６は、この応答メッセージ（コード４０１）をプロキシサーバＰ３から携帯電話端末Ｐ１へと中継する（ＯＰ２１０、ＯＰ２１１）。なお、プロキシサーバＰ３からの応答メッセージもＩＰＳ機能装置Ｐ６によって中継される際に、通過可否の判定が行われる（ＯＰ２１０）。
【００３１】
携帯電話端末Ｐ１は、応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、計算式１のパラメタに応答メッセージ（コード４０１）に含まれる認証情報の値を代入して認証用の計算を行う（ＯＰ２１２）。また、携帯電話端末Ｐ１は、計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵を生成する（ＯＰ２１３）。
【００３２】
携帯電話端末Ｐ１は、認証サーバＰ４への認証要求として、ＯＰ２１２において求められた計算結果値をパラメタの一つとして含むＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成する。携帯電話端末Ｐ１は、ＯＰ２１３において生成した暗号鍵を用いて該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを暗号化してプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ２１４）。なお、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、送信時にパケットのデータ部に含められ、暗号化では、パケットのデータ部が暗号化される。すなわち、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを含むパケットのデータ部は暗号化されているため、該パケットがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを含むことは該パケットを復号化しないと判定できない。
【００３３】
ＯＰ２１４において携帯電話端末Ｐ１から送信されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバＰ３の前に、ＩＰＳ機能装置Ｐ６に到着する。ＩＰＳ機能装置Ｐ６は、通過可否の判定を行うために、受信したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを含むパケットのヘッダ部とデータ部とを検査する（ＯＰ２１５）。
【００３４】
しかしながら、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを含むパケットのデータ部は、暗号化されており、ＩＰＳ機能装置Ｐ６は、復号化するための暗号鍵を保持していない。そのため、ＩＰＳ機能装置Ｐ６は、携帯電話端末Ｐ１から送信されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを復号化することができず、該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの通過可否の判定を行うことができない。ＩＰＳ機能装置Ｐ６は、該パケットがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを含むことすら判定できない。ＩＰＳ機能装置Ｐ６の仕様によっては、該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが廃棄されてしまう場合もある。そのような場合には、携帯電話端末Ｐ１は通話できないという状況に陥ってしまう。
【００３５】
そこで、第１実施形態では、ＩＰＳ機能装置に暗号鍵を取得する手段を備えることによって、ＩＰＳ機能装置が携帯電話端末とプロキシサーバとの間の暗号化通信を復号化し、通過可否の判定を行えるようにする。通信の通過可否の判定は、通過制御のうちの一つであって、他には、例えば、通過不可が判定された通信を遮断すること等が通過制御に含まれる。
【００３６】
（第１実施形態のＬＴＥネットワークシステム）
図１は、第１実施形態におけるＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。ＬＴＥネットワークシステム１００ａは、携帯電話端末１，基地局２，プロキシサーバ３，認証サーバ４，加入者ＤＢ管理サーバ５，及び通過制御装置６ａを含む。ネットワーク１１は、基地局２と通過制御装置６ａとが接続するネットワークであり、アクセスネットワークの一部である。ネットワーク１２は、通過制御装置６ａと認証サーバ４とが接続するネットワークであり、キャリア網の一部である。ネットワーク１３は、プロキシサーバ３と通過制御装置６ａとが接続するネットワークであり、アクセスネットワークの一部で
あり、キャリア網の一部でもある。なお、ＬＴＥネットワークシステム１００ａは複数の携帯電話端末１及び基地局２を含むが、図１においては、便宜上、１台ずつ示される。
【００３７】
ＬＴＥネットワークシステム１００ａにおける、携帯電話端末１，基地局２，プロキシサーバ３，認証サーバ４，加入者ＤＢ管理サーバ５については、図２４において説明されたものと同様である。
【００３８】
通過制御装置６ａは、例えば、ＩＰＳ機能装置である。また、ＩＰＳ機能装置は、例えば、ルータ，レイヤ３スイッチ等のレイヤ３以上のデータを扱える中継装置である。ＬＴＥネットワークシステム１００ａにおいて、通過制御装置６ａは、ネットワーク１１，１２，１３のそれぞれと接続するためのインタフェースを有する。
【００３９】
通過制御装置６ａは、各インタフェースを通じて、基地局２，プロキシサーバ３，及び認証サーバ４それぞれと接続している。すなわち、基地局２（携帯電話端末１）とプロキシサーバ３との間の通信、及び、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間の通信は、通過制御装置６ａによって中継される。したがって、通過制御装置６ａは、携帯電話端末１とプロキシサーバ３との間の通信と、プロキシサーバ３と認証サーバ４との通信とを、取得することが可能である。通過制御装置６ａは、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間の通信を取得することによって、携帯電話端末１とプロキシサーバ３との間で共通して用いられる暗号鍵を取得する。
【００４０】
図１において、ネットワーク１１及び１２とは、互いに独立したＩＰネットワークである。ネットワーク１３は、ネットワーク１１及び１３とから独立したＩＰネットワークであってもよいし、以下の説明のように論理的に分離したネットワーク１１とネットワーク１２とを含んでもよい。
【００４１】
通過制御装置６ａとプロキシサーバ３とがポイントツーポイント接続で、通過制御装置６ａがレイヤ３スイッチなどのＶＬＡＮ（Virtual LAN）を設定可能な装置である場合に
は、通過制御装置６ａとプロキシサーバ３とにタグＶＬＡＮを設定してもよい。すなわち、通過制御装置６ａとプロキシサーバ３との間のポイントツーポイント接続を論理的に２つの接続に分離し、一方をネットワーク１１の通信に使用し、もう一方をネットワーク１２の通信に使用してもよい。
【００４２】
第１実施形態では、ネットワーク１１，１２，１３は、ぞれぞれ、異なるＩＰネットワークであることを想定する。通過制御装置６ａは、通過制御装置の一例である。プロキシサーバ３は、プロキシサーバの一例である。認証サーバ４及び加入者ＤＢ管理サーバ５は、鍵生成装置の一例である。
【００４３】
（第１実施形態の通過制御装置）
図２は、通過制御装置６ａのハードウェア構成の例を示す図である。通過制御装置６ａは、プロセッサ１０１，主記憶装置１０２，補助記憶装置１０５，可搬記録媒体駆動装置１０６，及びネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃを備え、これらがバス１０９により互いに接続されている情報処理装置である。情報処理装置は、例えば、ルータ、レイヤ３スイッチ、複数のユニットカードを有する大型の交換機などの中継装置である。
【００４４】
ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃは、ネットワークとの情報の入出力を行うインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃは、それぞれ有線のネットワークと接続する。ネットワークインタフェース１０７ａは、ネットワーク１１、すなわち、基地局２が接続するネットワークに接続するた
めのインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ｂは、ネットワーク１２、すなわち、認証サーバ４が接続するネットワークに接続するためのインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ｃは、ネットワーク１３、すなわち、プロキシサーバ３と接続するためのインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃは、例えば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Synchronous Optical NETwork/Synchronous Digital Hierarchy）やＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）等のインタフ
ェースモジュールである。また、ネットワークインタフェース１０７ｂ，１０７ｃは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）のインタフェースモジュールであってもよい。ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃで受信されたデータ等は、プロセッサ１０１に出力される。
【００４５】
主記憶装置１０２は、プロセッサ１０１に、補助記憶装置１０５に格納されているプログラムをロードする記憶領域および作業領域を提供したり、バッファとして用いられたりする。主記憶装置１０２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のような半導体メモリである。
【００４６】
補助記憶装置１０５は、様々なプログラムや、各プログラムの実行に際してプロセッサ１０１が使用するデータを格納する。補助記憶装置１０５は、例えば、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、又はハードディスクドライブ（Ｈａａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）である。補助記憶装置１０５は、例えば、オペレーティングシステム（ＯＳ），ネットワークの通信の通過制御プログラム，その他様々なアプリケーションプログラムを保持する。
【００４７】
可搬記録媒体駆動装置１０６は、可搬記録媒体に記録されるプログラムや各種データを読出し、プロセッサ１０１に出力する。可搬記録媒体は、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）フラッシュメモリ，ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ），ＤＶＤ，又はフラッシュメモリカードのような記録媒体である。
【００４８】
プロセッサ１０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｓｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。プロセッサ１０１は、補助記憶装置１０５又は可搬記録媒体に保持されたＯＳや様々なアプリケーションプログラムを主記憶装置１０２にロードして実行することによって、様々な処理を実行する。
【００４９】
例えば、通過制御装置６ａは、プロセッサ１０１が補助記憶装置１０５に保持される通過制御プログラムを主記憶装置１０２にロードして実行する。通過制御装置６ａは、通過制御プログラムの実行を通じて、ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃを介して入力された通信データ（パケット）について検査を行い、該通信データの通過可否の判定を行う。
【００５０】
なお、通過制御装置６ａとして機能する情報処理装置は、ルータのような中継装置に限定されず、パケットの通過可否の判定を行うサーバマシンのような専用のコンピュータであってもよい。
【００５１】
図３は、通過制御装置６ａの機能ブロック図の例である。通過制御装置６ａは、プロセッサ１０１が補助記憶装置１０５に保持される通過制御プログラムを主記憶装置１０２にロードして実行することによって、復号化部６１，通過制御部６２，鍵取得部６３，スイッチング部６４として動作する。また、通過制御装置６ａは、通過制御プログラムの実行を通じて、又は静的に、主記憶装置１０２の記憶領域に記憶部６５を作成する。記憶部６５は、ＳＩＰのセッションを管理する管理テーブル６５１を保持する。管理テーブル６５１については、後述する。
【００５２】
ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃからプロセッサ１０１に入力されたパケットは、コピーが生成され、バッファ（図示せず）に格納される。以下、単に「パケット」と示すが、復号化部６１，通過制御部６２，鍵取得部６３，スイッチング部６４はそれぞれ、入力パケットのコピーに対して処理を行う。
【００５３】
ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃからプロセッサ１０１に入力されたパケットのコピー（以下、単に「パケット」）は、まず、復号化部６１に入力される。復号化部６１は、入力パケットに対して、データ部の暗号化を検出する。パケットのデータ部の暗号化の検出は、例えば、パケットのヘッダ部（ヘッダ部は暗号化されていない）に含まれる情報から検出可能である。例えば、パケットのデータ部が暗号化されている場合には、ヘッダ部に暗号化プロトコルのヘッダが含まれるので、復号化部６１は、パケットのヘッダ部を解析することにより、データ部の暗号化を検出することができる。復号化部６１は、パケットのデータ部の暗号化を検出すると、該パケットの復号化を行う。
【００５４】
パケットの復号化の際には、復号化部６１は、受信パケットのヘッダに含まれる情報から暗号化されたＳＩＰセッション（ＩＰ ｓｅｃのＳＡ）を特定する。復号化部６１は、管理テーブル６５１（後述）に保持される該ＳＩＰセッション（ＩＰ ｓｅｃのＳＡ）において使用される暗号鍵を用いて、パケットの復号化を行う。復号化部６１は、復号化したパケットを通過制御部６２に出力する。復号化部６１は、パケットのデータ部の暗号化を検出しなかった場合には、そのままパケットを通過制御部６２に出力する。
【００５５】
通過制御部６２は、復号化部６１からパケットを受信する。通過制御部６２が受信するパケットは、復号化部６１によって復号化処理がなされているため、データが暗号化されたパケットは含まれていない。
【００５６】
通過制御部６２は、パケットのヘッダ部とデータ部（ペイロード部ともいう）を検査し、該パケットの通過制御装置６ａの通過の可否を判定する。例えば、通過不可の条件が予め設定されており、通過制御部６２は、通過不可の条件に合致するパケットは通過不可であることを判定する。通過制御部６２は、通過許可と判定したパケットをスイッチング部６４に出力する。通過制御部６２は、通過不可と判定したパケットの廃棄を決定する。通過不可の判定によって、通過不可と判定されたパケットに対応するバッファに保持されるパケットは廃棄される。なお、通過制御部６２は、通過不可と判定したパケットの情報を保持し、所定のタイミングで、該パケットの情報を検出した不正なアクセスとしてキャリア網の管理者に電子メール等で通知してもよい。
【００５７】
また、通過許可の条件が予め設定されていてもよい。この場合には、通過制御部６２は、通過許可の条件に合致するパケットは通過許可であることを判定する。また、通過制御部６２は、通過許可の条件と通過不可の条件との両方を用いてパケットの通過可否の判定を行ってもよい。
【００５８】
通過不可又は通過許可の条件は、例えば、ＩＰアドレス，ポート番号，その他各アプリケーションによって定義されているメッセージコード，データ部に含まれる文字列の長さ等のパラメタが指定される。
【００５９】
さらに、通過制御部６２は、パケットがＳＩＰメッセージのパケットであるか否かを判定する。通過制御部６２は、例えば、パケットに含まれるＳＩＰヘッダを解析することによって、該パケットがＳＩＰメッセージであることを判定する。通過制御部６２は、ＳＩＰメッセージを検出すると、鍵取得部６３に通知する。
【００６０】
鍵取得部６３は、通過制御部６２からＳＩＰメッセージを含むパケットが入力された旨の通知を受けると、ＳＩＰメッセージから情報を抽出し、管理テーブル６５１（後述）に格納する。ＳＩＰメッセージから抽出され管理テーブル６５１に格納される情報には、暗号鍵が含まれる。その他、ＳＩＰメッセージから抽出され管理テーブル６５１に格納される情報には、セッション識別情報（Ｃａｌｌ−ＩＤ），携帯電話端末のＩＰアドレスなど、セッションを特定するための情報が含まれる。また、鍵取得部６３は、ＳＩＰメッセージが属するセッションのステータスを判定し、該ステータスを管理テーブル６５１に記録する。
【００６１】
通過制御部６２によって通過許可が判定されたパケットはスイッチング部６４に入力される。スイッチング部６４は、パケットの宛先ＩＰアドレスからパケットの出力先インタフェースをネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃの何れかに決定する。すなわち、スイッチング部６４は、ルーティングを行い、ネットワーク１１，１２，１３の何れのネットワークにパケットを出力するかを判定する。スイッチング部６４の判定に従って、バッファから対応のパケットが出力先となるネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃの何れかに出力される。なお、バッファからパケットが出力されると、対応するパケットのコピーは廃棄される。
【００６２】
通過制御部６２は、第１の取得部の一例である。通過制御部６２は、第２の取得部の一例である。鍵取得部６３は、暗号鍵取得部の一例である。復号化部６１は、復号化部の一例である。
【００６３】
（ＳＩＰメッセージ）
図４、図５、図６、及び図７は、それぞれ、ＳＩＰメッセージの一例を示す図である。図４、図５、図６、及び図７に示されるＳＩＰメッセージは、ＬＴＥネットワークシステムにおいて、携帯電話端末が電源投入から通話可能になるまでにやり取りされるＳＩＰメッセージのうちの一部である。
【００６４】
図４は、端末から送信される位置登録要求のＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの一例を示す図である。図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＥＲは、例えば、図２５のＯＰ１０１、図２６のＯＰ２０１において携帯電話端末Ｐ１から送信されるＳＩＰメッセージである。
【００６５】
位置登録要求のＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＳＩＰヘッダには、先頭にＳＩＰメッセージの種類が記述されている。図４では「ＲＥＧＩＳＴＥＲ」と記述されており、該ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲであることが示される。ＳＩＰヘッダには、その他に、ＳＩＰでのセッションを特定するための「Ｃａｌｌ−ＩＤ」，シーケンス番号（図中「Ｃｓｅｑ」），認証情報，暗号鍵，ＩＰ ｓｅｃ通信に係る情報が記述されている。図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、ＳＩＰセッション開始後最初に送信されるＳＩＰメッセージであるので、シーケンス番号が「１」である。また、図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが送信される時点では、認証情報及び暗号鍵は生成されていないため、認証情報及び暗号鍵は図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲには含まれていない。
【００６６】
ＳＩＰヘッダ内のＩＰ ｓｅｃ通信に係る情報には、ＩＰｓｅｃにおいて規定されるパラメタが格納される。図４におけるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲでは、ＩＰ ｓｅｃのプロポーサルに係る情報が含まれている。ＩＰ ｓｅｃ通信に係る情報の一つに、ＩＰ ｓｅｃのＳＡ（Security Association）と呼ばれる暗号通信路を識別するためのｓｐｉ（Security Parameter Index）値（図４中「ｓｐｉ」）がある。図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが送信される時点では、ｓｐｉ値は端末が提案する仮の値が格納されている。
【００６７】
図５は、図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対するコード４０１の応答メッセージの一例を示す図である。
【００６８】
図５に示される応答メッセージのＳＩＰヘッダの先頭には、応答メッセージコード「４０１」と、未認証であることを示す「Ｕｎａｕｔｈｏｒｉｚｅｄ」とが記述される。Ｃａｌｌ−ＩＤには、図４に示されるＳＩＰ メッセージに含まれるＣａｌｌ−ＩＤと同じ値が記述される。シーケンス番号は、ＳＩＰメッセージが応答である場合には、その前のＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲ等の要求メッセージと同じ番号が記述される。そのため、図５に示される応答メッセージのシーケンス番号は、図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲと同じ番号である。
【００６９】
応答メッセージ（コード４０１）が、例えば、図２５のＯＰ１０６において認証サーバＰ４から送信される場合には、該応答メッセージには、符号Ｓ１で示される暗号鍵（図５中「ＣＫ」、「ＩＫ」）と認証情報（図５中「ｎｏｎｃｅ」）とを含む情報が含まれる。応答メッセージ（コード４０１）が、例えば、図２５のＯＰ１０８においてプロキシサーバＰ３から携帯電話端末Ｐ１に送信される応答メッセージ（コード４０１）である場合には、符号Ｓ１で示される情報（暗号鍵）は含まれず、ＩＰｓｅｃのｓｐｉ値の確定値を含む符号Ｓ２で示される情報が含まれる。
【００７０】
図６は、認証を要求するＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの一例を示す図である。図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、例えば、図２５のＯＰ１１１、図２６のＯＰ２１４において携帯電話端末Ｐ１から送信されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲである。図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、端末によってＵＤＰヘッダ及びＳＩＰヘッダを含むデータ部が暗号化されている。
【００７１】
図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＳＩＰヘッダの先頭には、該ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲであることを示す「ＲＥＧＩＳＴＥＲ」が記述される。Ｃａｌｌ−ＩＤには、図４及び図５のＳＩＰメッセージに含まれるＣａｌｌ−ＩＤと同じ値が記述される。シーケンス番号は、図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲがセション開始から２つ目に送信されるＳＩＰメッセージであるので、「２」が格納される。
【００７２】
図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが送信される時点では、携帯電話端末は、暗号鍵と認証情報を取得済みであり、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは暗号鍵を用いて暗号化されている。また、図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、認証を求めるメッセージである。そのため、図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲには、暗号鍵の情報は含まれず、図５に示される応答メッセージと同じ認証情報（図中「ｎｏｎｃｅ」）が含まれている。また、ｓｐｉ値は図６では省略されているが、図５に示される応答メッセージに含まれるｓｐｉ値と同じ値が図６に示される応答メッセージにも含まれている。
【００７３】
図７は、図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対するコード２００の応答メッセージの一例を示す図である。図７に示される応答メッセージは、例えば、図２５のＯＰ１１５において認証サーバＰ３から送信されるＳＩＰメッセージである。
【００７４】
図７に示される応答メッセージのＳＩＰヘッダの先頭には、応答メッセージコード「２００」と、認証済みであることを示す「ＯＫ」とが記述される。Ｃａｌｌ−ＩＤには、図４、図５及び図６に示されるＳＩＰ メッセージと同じセッションのＳＩＰメッセージであるため、これらのＣａｌｌ−ＩＤと同じ値が記述される。図７に示される応答メッセージのシーケンス番号は、図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対する応答メッセージであるため、図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲと同じ番号「２」である。また
、図７に示される応答メッセージのＳＩＰヘッダには、暗号鍵と認証情報とは含まれない。例えば、暗号鍵は、すでに、プロキシサーバと端末とで共有されているからである。
【００７５】
（管理テーブル）
図８は、管理テーブル６５１の一例を示す図である。管理テーブル６５１は、管理番号，Ｃａｌｌ−ＩＤ，携帯電話端末ＩＰアドレス，ステータス，シーケンス番号（図８中「Ｃｓｅｑ」），ｓｐｉ値（図８中「ｓｐｉ」），及び暗号鍵（図８中「ＣＫ」「ＩＫ」）を含む。
【００７６】
「管理番号」は、管理テーブル６５１のエントリを識別するための情報である。「Ｃａｌｌ−ＩＤ」，「携帯電話端末ＩＰアドレス」，「シーケンス番号」，「ｓｐｉ値」，及び「暗号鍵」は、鍵取得部６３によってＳＩＰメッセージから取得される情報である。なお、Ｃａｌｌ−ＩＤ及び暗号鍵は、不定長の情報であるため、管理テーブル６５１には格納されず、記憶部６５の別のメモリ領域に格納される。管理テーブル６５１の「Ｃａｌｌ−ＩＤ」及び「暗号鍵」には、値が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタが格納される。
【００７７】
「ステータス」には、ＳＩＰセッションの状態が示されるコードが格納される。例えば、ステータスのコードには、「ＩＮＩＴＩＡＬ」，「４０１ＲＥＳ」，及び「２００ＯＫ」が含まれ、ステータスはこの順番で遷移する。例えば、図４に示されるような、携帯電話端末１から送信される位置登録要求のＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが受信された場合には、「ステータス」フィールドには初期状態を示す「ＩＮＩＴＩＡＬ」が格納される。例えば、図５に示されるような、認証サーバ４から送信されるコード４０１の応答メッセージが受信された場合には、「ステータス」フィールドは「４０１ＲＥＳ」に上書きされる。例えば、図６に示されるような、認証サーバ４から送信されるコード２００の応答メッセージが受信された場合には、「ステータス」フィールドは「２００ＯＫ」に上書きされる。
【００７８】
なお、「ステータス」に格納されるコードは一例であり、コードの名称は、「ＩＮＩＴＩＡＬ」，「４０１ＲＥＳ」，及び「２００ＯＫ」に限定されない。また、より多種のコードを設定して、より細かくＳＩＰセッションの状態を管理してもよい。
【００７９】
「ステータス」の更新は、「Ｃａｌｌ−ＩＤ」，「シーケンス番号」，「ステータス」の各状態に応じて行われる。ステータス更新についての詳細は後述する。復号化部６１が、データ部が暗号化されたパケットを復号する際には、復号化部６１は、該パケットに含まれる「携帯電話端末ＩＰアドレス」，「ｓｐｉ値」を管理テーブル６５１と照合して、合致したエントリから暗号鍵を取得する。
【００８０】
なお、管理テーブル６５１のエントリは、携帯電話端末１との接続が切断されたことが検出されると、削除される。通過制御装置６ａと携帯電話端末１との接続が切断されたことは、例えば、基地局２，プロキシサーバ３，認証サーバ４又は加入者ＤＢ管理サーバ５からの通知によって検出される。
【００８１】
（通過制御装置の処理フロー）
図９は、通過制御装置６ａの処理フローの例を示す図である。図９に示される処理フローは、通過制御装置６ａのプロセッサ１０１にネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃのいずれかからパケットが入力されると開始される。なお、図９において処理されるパケットは、入力パケットのコピーであり（単に「パケット」と称す）、コピー元のパケットはバッファに格納される。
【００８２】
Ｓ１では、復号化部６１は、入力パケットのデータ部が暗号化されているか否かを判定する。パケットのデータ部が暗号化されている場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、処理がＳ２に進む。データ部が暗号化されていない場合には（Ｓ１：ＮＯ）、処理がＳ３に進む。Ｓ２では、復号化部６１はパケットのデータ部の復号化を行う。具体的には、復号化部６１は、パケットのヘッダ部に含まれる携帯電話端末１のＩＰアドレスとｓｐｉ値とが合致する管理テーブル６５１のエントリを検索し、該エントリの暗号鍵を用いて復号化を行う。データ部の復号化が完了すると、処理がＳ３に進む。
【００８３】
Ｓ３では、通過制御部６２は、パケットがＳＩＰメッセージを含むか否かを判定する。パケットがＳＩＰメッセージを含む場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、処理がＳ４に進む。パケットがＳＩＰメッセージを含まない場合には（Ｓ３:ＮＯ）、処理がＳ５に進む。Ｓ４で
は、鍵取得部６３が管理テーブル更新処理を実行する。管理テーブル更新処理の詳細は後述される。管理テーブル更新処理が完了すると、処理がＳ５に進む。
【００８４】
Ｓ５では、通過制御部６２は、パケットの通過可否の判定を行う。パケットが通過不可であると判定された場合には（Ｓ５：ＮＯ）、処理がＳ６に進む。パケットが通過許可であると判定された場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、処理がＳ７に進む。Ｓ６では、通過制御部６２によって通過不可が判定されたパケットのコピー元であり、バッファに格納されているパケットが廃棄される。その後、処理がＳ７に進む。Ｓ７では、スイッチング部６４がパケットの出力インタフェースを決定する。その後、バッファに格納されているパケットは、スイッチング部６４によって決定されたネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃのいずれかから出力される。バッファに格納されているパケットが出力されると、該パケットのコピーは廃棄され、図９に示される処理フローが終了する。
【００８５】
図１０は、図９における管理テーブル更新処理のフローの例を示す図である。図１０に示されるフローは、図９のＳ３において、パケットがＳＩＰメッセージを含んでいると判定された場合に開始される。
【００８６】
Ｓ１１では、鍵取得部６３は、ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲであるか否かを判定する。ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲであることは、ＳＩＰヘッダの先頭行に「ＲＥＧＩＳＴＥＲ」が記述されており、シーケンス番号が「１」であることから判定可能である（図４参照）。ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲである場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、処理がＳ１２に進む。ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲでない場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、処理がＳ１４に進む。
【００８７】
Ｓ１２では、鍵取得部６３は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤとシーケンス番号とが合致する管理テーブル６５１のエントリが存在するか否かを判定する。ＳＩＰ
ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤとシーケンス番号とが合致する管理テーブル６５１のエントリが存在する場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、処理は図９のＳ５に進む。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤとシーケンス番号とが合致する管理テーブル６５１のエントリが存在しない場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、処理はＳ１３に進む。
【００８８】
Ｓ１３では、鍵取得部６３は、管理テーブル６５１に新たなエントリを作成する。鍵取得部６３は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに含まれるＣａｌｌ−ＩＤ（不定長）を記憶部６５のメモリ領域にコピーする。鍵取得部６３は、Ｃａｌｌ−ＩＤを格納したメモリ領域のポインタ，シーケンス番号，ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの送信元ＩＰアドレスを新たなエントリの「Ｃａｌｌ−ＩＤ」，「シーケンス番号」，「携帯電話端末ＩＰアドレス」にそれぞれ格納する。また、鍵取得部６３は、新たなエントリの「ステータス」に「ＩＮＩＴＩＡＬ」を格納する。その後処理が図９のＳ５に進む。
【００８９】
Ｓ１４では、ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージであるか否かが判定される。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージであるか否かは、ＳＩＰヘッダの先頭行にコード「４０１」が記述されているか否かで判定可能である（図５参照）。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージである場合には（Ｓ１４：ＹＥＳ）、処理がＳ１５に進む。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージでない場合には（Ｓ１４：ＮＯ）、処理がＳ１７に進む。
【００９０】
Ｓ１５では、鍵取得部６３は、応答メッセージのＣａｌｌ−ＩＤとシーケンス番号とが合致する管理テーブル６５１のエントリを検出し、該エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」であるか否かを判定する。エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」である場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、処理がＳ１６に進む。エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」でない場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、処理が図９のＳ５に進む。
【００９１】
Ｓ１６では、鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を取り出し、記憶部６５のメモリ領域に記憶し、管理テーブル６５１の該当エントリの「暗号鍵」にメモリ領域のアドレスを示すポインタを格納する。また、鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）からｓｐｉ値を取得し、管理テーブル６５１の該当エントリの「ｓｐｉ値」に格納する。さらに、鍵取得部６３は、該当エントリの「ステータス」を「４０１ＲＥＳ」に更新する。その後、処理が図９のＳ５に進む。
【００９２】
Ｓ１７では、鍵取得部６３は、ＳＩＰメッセージがコード２００の応答メッセージであるか否かを判定する。ＳＩＰメッセージが応答メッセージであることは、ＳＩＰヘッダの最初の行に「２００」が記述されていることによって判定可能である（図７参照）。ＳＩＰメッセージがコード２００の応答メッセージである場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、処理がＳ１８に進む。ＳＩＰメッセージがコード２００の応答メッセージでない場合には（Ｓ１７：ＮＯ）、ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲ，コード４０１の応答メッセージ，コード２００の応答メッセージのいずれでもないことが示される。この場合には、処理が図９のＳ５に進む。
【００９３】
Ｓ１８では、鍵取得部６３は、応答メッセージのＣａｌｌ−ＩＤとシーケンス番号とが合致する管理テーブル６５１のエントリを検出し、該エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ」であるか否かを判定する。エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ」である場合には（Ｓ１８：ＹＥＳ）、処理がＳ１９に進む。エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ」でない場合には（Ｓ１８：ＮＯ）、処理が図９のＳ５に進む。
【００９４】
Ｓ１９では、鍵取得部６３は、該当エントリの「ステータス」を「４０１ＲＥＳ」から「２００ＯＫ」に更新する。その後、処理が図９のＳ５に進む。
【００９５】
なお、図１０において、Ｓ１５，Ｓ１８において、管理テーブル６５１の更新対象にならなかったＳＩＰメッセージは、実装に応じて、廃棄されてもよい。
【００９６】
（第１実施形態の動作例）
図１１は、第１実施形態における、携帯電話端末の電源投入から通話可能な状態になるまでの処理フローの例を示す図である。図１１では、図１のＬＴＥネットワークシステム１００ａにおける処理フローを想定する。図１１において、暗号化通信にはＩＰｓｅｃ通信が行われることを想定する。また、図１１において示されるパケットは、通過制御装置６ａによって通過許可と判定されるパケットであることを想定する。なお、図１１においては、便宜上、認証サーバ４と加入者ＤＢ管理サーバ５とが同一の装置として示されている。
【００９７】
電源の投入を契機として、携帯電話端末１はＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１１に出力してプロキシサーバ３に送信する（ＯＰ１）。携帯電話端末１から送信されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３の前に通過制御装置６ａに受信される。
【００９８】
通過制御装置６ａは、受信したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲから、Ｃａｌｌ−ＩＤ，シーケンス番号，送信元ＩＰアドレスを読出し、管理テーブル６５１の新たなエントリの「Ｃａｌｌ−ＩＤ」，「シーケンス番号」，「携帯電話端末ＩＰアドレス」に格納する（ＯＰ２、図１０、Ｓ１３）。また、通過制御装置６ａは、新たなエントリの「ステータス」に「ＩＮＩＴＩＡＬ」を格納する。通過制御装置６ａは、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの宛先ＩＰアドレス（プロキシサーバ３）に基づいて、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの出力先をプロキシサーバ３と接続するためのネットワークインタフェース１０７ｃに決定する（図９、Ｓ７）。
【００９９】
ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３に宛ててネットワーク１３に出力され（ＯＰ３）、プロキシサーバ３に受信される。次に、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３によって再びネットワーク１３に出力され、通過制御装置６ａに受信される（ＯＰ４）。ＯＰ４における受信の際には、通過制御装置６ａでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。ＯＰ４において受信されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、ＯＰ２において受信されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲと同じＳＩＰ
ＲＥＧＩＳＴＥＲであり、管理テーブル６５１に既にエントリが作成されているからである（図１０、Ｓ１２：ＹＥＳ）。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの宛先は、ＯＰ４において、プロキシサーバ３によって認証サーバ４に変更されているので、通過制御装置６ａは、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１２に出力して認証サーバ４に中継する（ＯＰ５）。
【０１００】
加入者ＤＢ管理サーバ５は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、図２６のＯＰ２０４−ＯＰ２０６と同様の処理を行う。すなわち、加入者ＤＢ管理サーバ５は、加入者情報から認証情報を生成し、認証情報から計算式１の計算結果値と生成し、認証情報と計算式２とから暗号鍵とを生成する（ＯＰ６）。
【０１０１】
認証サーバ４は、加入者ＤＢ管理サーバ５によって生成された認証情報と暗号鍵とをそれぞれパラメタの一つとして含めて応答メッセージ（コード４０１）を生成し、ネットワーク１２に出力してプロキシサーバ３に送信する（ＯＰ７）。
【０１０２】
認証情報と暗号鍵とを含む応答メッセージ（コード４０１）は、プロキシサーバ３の前に、ネットワーク１２を介して、通過制御装置６ａに届く。通過制御装置６ａでは、応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」であるので（図１０、Ｓ１５：ＹＥＳ）、管理テーブル６５１の該当エントリを更新する（ＯＰ８、図１０、Ｓ１６）。具体的には、通過制御装置６ａは、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を取り出し記憶部６５のメモリ領域に格納し、該当エントリの「暗号鍵」に暗号鍵が格納されるアドレスのポインタを格納する。また、通過制御装置６ａは、応答メッセージ（コード４０１）から「ｓｐｉ値」を取得し、管理テーブル６５１の該当エントリの「ｓｐｉ値」に格納する。さらに、通過制御装置６ａは、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」を「ＩＮＩＴＩＡＬ」から「４０１ＲＥＳ」に更新する。
【０１０３】
通過制御装置６ａは、認証情報と暗号鍵とを含む応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１３に出力してプロキシサーバ３に中継する（ＯＰ９）。ＯＰ９において送信される応答メッセージ（コード４０１）は、ＯＰ７において認証サーバ４から送信される応答メッセージ（コード４０１）と同一であり、認証情報と暗号鍵とを含む。
【０１０４】
プロキシサーバ３は、通過制御装置６ａを経由してネットワーク１３から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵を取り出し保持する（ＯＰ１０）。プロキシサーバ３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を削除し、認証情報を含む（暗号鍵を含まない）応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１３に出力して携帯電話端末１に送信する（ＯＰ１１）。
【０１０５】
通過制御装置６ａは、ネットワーク１３から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、該応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１１に出力して携帯電話端末１に中継する（ＯＰ１２、ＯＰ１３）。このときには、通過制御装置６ａでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。ＯＰ１１において受信される応答メッセージ（コード４０１）は、ＯＰ７において受信された応答メッセージ（コード４０１）と同じ応答メッセージであり、管理テーブル６５１の該当エントリのステータスが「ＩＮＩＴＩＡＬ」でないからである（図１０、Ｓ１５：ＮＯ）。
【０１０６】
携帯電話端末１は、ネットワーク１１から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、図２６のＯＰ２１２、ＯＰ２１３と同様の処理を行う。すなわち、携帯電話端末１は、計算式１のパラメタに認証情報の値を代入して認証用の計算を行い、計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵を生成する（ＯＰ１４）。
【０１０７】
携帯電話端末１は、認証サーバ４に認証してもらうために、求められた計算結果値をパラメタの一つとして含むＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成する。携帯電話端末１は、生成した暗号鍵を用いて該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを暗号化する。暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、ネットワーク１１に出力され、プロキシサーバ３に送信される（ＯＰ１５）。
【０１０８】
ネットワーク１１に出力されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３の前に、通過制御装置６ａに到着する。通過制御装置６ａは、暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲ（コピー）をＯＰ８において取得した暗号鍵で復号化する（図９、Ｓ２）。通過制御装置６ａは、復号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対して通過可否の判定を行い（ＯＰ１６、図９、Ｓ５：ＹＥＳ）、該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１３に出力しプロキシサーバ３に中継する（ＯＰ１７、図９、Ｓ７）。このときには、通過制御装置６ａでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。管理テーブル６５１に該当エントリが既に存在するからである（図１０、Ｓ１２：ＹＥＳ）。なお、ＯＰ１７において中継されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、暗号化されている。なぜなら、ＯＰ１６における通過可否の判定は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのコピーに対して行われるからである。
【０１０９】
プロキシサーバ３は、ネットワーク１３から暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、ＯＰ１０において取り出した暗号鍵を用いてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを復号化する（ＯＰ１８）。プロキシサーバ３は、復号化したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１３に出力し、認証サーバ４に送信する（ＯＰ１９）。
【０１１０】
ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、ネットワーク１３から再び通過制御装置６ａに受信される。このときには、通過制御装置６ａでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。管理テーブル６５１に該当エントリが既に存在するからである（図１０、Ｓ１２：ＹＥＳ）。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの宛先はＯＰ１９においてプロキシサーバ３によって認証サーバ４に変更されるので、通過制御装置６ａは、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１２に出力して認証サーバ４に中継する（ＯＰ２０）。
【０１１１】
認証サーバ４は、ネットワ−ク１２から復号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信し、図２５のＯＰ１１４と同様に認証を行う（ＯＰ２１）。
【０１１２】
この後、図１１には示されていないが、認証サーバ４は、認証済みを示すコード２００の応答メッセージ（コード２００）をネットワーク１２に出力してプロキシサーバ３に送信する。応答メッセージ（コード２００）は、プロキシサーバ３の前に、ネットワーク１２を介して通過制御装置６ａに受信される。通過制御装置６ａは、応答メッセージ（コード２００）を受信すると、応答メッセージに該当する管理テーブル６５１のエントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ」であるので（図１０、Ｓ１８：ＹＥＳ）、管理テーブル６５１の該当エントリを更新する（図１０、Ｓ１９）。具体的には、通過制御装置６ａは、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」を「４０１ＲＥＳ」から「２００ＯＫ」に更新する。
【０１１３】
通過制御装置６ａは、応答メッセージ（コード２００）をネットワーク１３に出力してプロキシサーバ３に中継する。プロキシサーバ３は、通過制御装置６ａを経由してネットワーク１３から応答メッセージ（コード２００）を受信すると、ＯＰ１０において取得した暗号鍵を用いて応答メッセージ（コード２００）を暗号化する。プロキシサーバ３は、暗号化した応答メッセージ（コード２００）をネットワーク１３に出力して携帯電話端末１に送信する。暗号化された応答メッセージ（コード２００）は、携帯電話端末１の前に通過制御装置６ａに受信され、（コピーが）復号化されて通過可否の判定が行われる。暗号化された応答メッセージ（コード２００）は、通過制御装置６ａによってネットワーク１１に出力され携帯電話端末１へと中継される。
【０１１４】
（第１実施形態の作用効果）
第１実施形態では、通過制御装置６ａが、認証サーバ４と接続する手段（ネットワークインタフェース１０７ｂ）を有し、認証サーバ４と接続することによって、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間の通信を取得することができる。通過制御装置６ａが、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間の通信から、暗号鍵を取得することによって、携帯電話端末１とプロキシサーバ３との間の暗号化通信を復号化することができ、適正に通過の可否を判定することができる。
【０１１５】
また、第１実施形態では、基地局２，プロキシサーバ３，認証サーバ４の何れもインタフェースや、ソフトウェア等の変更を行うことなく、通過制御装置６ａを追加するのみで、携帯電話端末１とプロキシサーバ３との間の暗号化通信を復号して通過の可否を判定することができる。そのため、通過制御装置６ａの導入時のコストを抑えることができる。
【０１１６】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、プロキシサーバと認証サーバとの間に、プロキシサーバと認証サーバとの間の通信をコピーする装置が配置され、通過制御装置は該装置からプロキシサーバと認証サーバとの間の通信を取得する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と重複する説明は省略される。
【０１１７】
（第２実施形態のＬＴＥネットワークシステム）
図１２は、第２実施形態のＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。ＬＴＥネットワークシステム１００ｂは、携帯電話端末１，基地局２，プロキシサーバ３，認証サーバ４，加入者ＤＢ管理サーバ５，通過制御装置６ｂ，及びミラーリング装置７を有する。ネットワーク１１は、基地局２（携帯電話端末１）と通過制御装置６ｂとが接続するネットワークであり、アクセスネットワークの一部である。ネットワーク１４は、通過制御装置６ｂとプロキシサーバ３とが接続するネットワークであり、アクセスネットワークの一部である。ネットワーク１５は、プロキシサーバ３と認証サーバ４とが接続するネ
ットワークであり、キャリア網の一部である。ネットワーク１６は、通過制御装置６ｂとミラーリング装置７とを接続するネットワークである。
【０１１８】
ミラーリング装置７は、例えば、スイッチングハブ、ミラーリング設定がなされたレイヤ２スイッチ、同じくミラーリング設定がなされたレイヤ３スイッチ等の中継装置である。第２実施形態では、ミラーリング装置７は、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間に配置され、認証サーバ４から送信されるパケットを中継する際に、該パケットをコピーして通過制御装置６ｂに出力するようにミラーリングの設定がなされたレイヤ２スイッチである。ただし、これに限られず、ミラーリング装置７は、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間の通信を全てコピーして通過制御装置６ｂに送信してもよい。
【０１１９】
通過制御装置６ｂは、基地局２とプロキシサーバ３との間に配置される。また、通過制御装置６ｂは、ミラーリング装置７とネットワーク１６で接続しており、ミラーリング装置７から、認証サーバ４から送信されたパケットのコピーを受信する。
【０１２０】
図１２において、第２実施形態では、ミラーリング装置７はレイヤ２スイッチを想定している為、ネットワーク１６は、実際には、ミラーリング装置７がコピーしたパケットを流しているだけで、（レイヤ３の）ネットワークを成すものではなく単なる接続である。但し、第２実施形態では、便宜上ネットワーク１６と表示する。
【０１２１】
（第２実施形態の通過制御装置）
図１３は、第２実施形態における通過制御装置６ｂのハードウェア構成例を示す図である。通過制御装置６ｂは、プロセッサ１０１，主記憶装置１０２，補助記憶装置１０５，可搬記録媒体駆動装置１０６，及びネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｄ，１０７ｅを備え、これらがバス１０９により互いに接続されている情報処理装置である。情報処理装置は、例えば、ルータ、レイヤ３スイッチ、複数のユニットカードを有する大型の交換機などの中継装置である。
【０１２２】
ネットワークインタフェース１０７ｄ，１０７ｅは、ネットワークとの情報の入出力を行うインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ｄ，１０７ｅは、有線のネットワークと接続する。ネットワークインタフェース１０７ｄは、ネットワーク１４、すなわち、プロキシサーバ３が接続するネットワークに接続するためのインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ｅは、ミラーリング装置７に接続するためのインタフェースであって、ミラーリング装置７からのパケットのコピーを受信する受信専用のインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ｄは、例えば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨやＡＴＭ等のインタフェースモジュールである。また、ネットワークインタフェース１０７ｅは、例えば、ＬＡＮのインタフェースモジュールである。ネットワークインタフェース１０７ｅは、ミラーリング装置７と接続するインタフェースであって、標準規格に適合するインタフェースである（ベンダ独自インタフェースではない）。ネットワークインタフェース１０７ｄ，１０７ｅで受信されたデータ等は、プロセッサ１０１に出力される。
【０１２３】
図１４は、通過制御装置６ｂの機能ブロック図の例である。通過制御装置６ｂは、プロセッサ１０１が補助記憶装置１０５に保持される通過制御プログラムを主記憶装置１０２にロードして実行することによって、復号化部６１，通過制御部６２，鍵取得部６３，スイッチング部６４，ミラーリング情報受信部６６として動作する。
【０１２４】
ミラーリング情報受信部６６は、ネットワークインタフェース１０７ｅ専用のパケットの受信部である。すなわち、ミラーリング情報受信部６６は、ミラーリング装置７によって送信される、認証サーバ４から送信されるパケットのコピーの受信専用である。なお、
通過制御装置６ｂが中継処理（又は通過可否の判定）で受信するパケット、すなわち、ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｄからプロセッサ１０１に入力されるパケットは、まず復号化部６１に入力される。
【０１２５】
ミラーリング情報受信部６６は、ミラーリング装置７から受信したパケットから、ＳＩＰメッセージのパケットを検出し、鍵取得部６３に送信する。鍵取得部６３は、ミラーリング情報受信部６６から受信したＳＩＰメッセージについて、図１０において示されるフローと同様の処理を行う。ミラーリング情報受信部６６が受信するパケットは、コピーであるため、処理が終了すると廃棄される。ミラーリング情報受信部６６は、第２取得部の一例である。
【０１２６】
（第２実施形態の動作例）
図１５は、第２実施形態における、携帯電話端末の電源投入から通話可能な状態になるまでの処理フローの例を示す図である。図１５では、図１２のＬＴＥネットワークシステム１００ｂにおける処理フローを想定する。図１５において、暗号化通信にはＩＰｓｅｃ通信が行われることを想定する。また、図１５において示されるパケットは、通過制御装置６ｂによって通過許可が判定されるパケットであることを想定する。なお、図１５においては、便宜上、認証サーバ４と加入者ＤＢ管理サーバ５とが同一の装置として示されている。
【０１２７】
電源の投入を契機として、携帯電話端末１はＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１１に出力してプロキシサーバ３に送信する（ＯＰ３１）。携帯電話端末１から送信されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３の前に通過制御装置６ｂに受信される。
【０１２８】
通過制御装置６ｂは、受信したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲから、Ｃａｌｌ−ＩＤ，シーケンス番号，送信元ＩＰアドレスを読出し、管理テーブル６５１の新たなエントリの「Ｃａｌｌ−ＩＤ」，「シーケンス番号」，「携帯電話端末ＩＰアドレス」に格納する（ＯＰ３２、図１０、Ｓ１３）。また、通過制御装置６ｂは、新たなエントリの「ステータス」に「ＩＮＩＴＩＡＬ」を格納する。通過制御装置６ｂは、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの宛先ＩＰアドレス（プロキシサーバ３）に基づいて、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの出力先をプロキシサーバ３と接続するためのネットワークインタフェース１０７ｄに決定する（図９、Ｓ７）。
【０１２９】
ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３に宛ててネットワーク１４に出力され、プロキシサーバ３に受信される（ＯＰ３３）。プロキシサーバ３は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１５に出力して認証サーバ４に送信する（ＯＰ３４）。
【０１３０】
加入者ＤＢ管理サーバ５は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、図２６のＯＰ２０４−ＯＰ２０６と同様の処理を行う。すなわち、加入者ＤＢ管理サーバ５は、加入者情報から認証情報を生成し、認証情報から計算式１の計算結果値と、認証情報と計算式２とから暗号鍵と、を生成する（ＯＰ３５）。
【０１３１】
認証サーバ４は、加入者ＤＢ管理サーバ５によって生成された認証情報と暗号鍵とをそれぞれパラメタの一つとして含めて応答メッセージ（コード４０１）を生成し、ネットワーク１５に出力してプロキシサーバ３に送信する（ＯＰ３６）。
【０１３２】
認証情報と暗号鍵とを含む応答メッセージ（コード４０１）は、プロキシサーバ３に受信される。プロキシサーバ３は、ネットワーク１５から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵を取り出し保持する（
ＯＰ３８）。プロキシサーバ３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を削除して、認証情報を含む（暗号鍵を含まない）応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１４に出力して携帯電話端末１に送信する（ＯＰ４１）。
【０１３３】
一方、ＯＰ３６において認証サーバ４から送信された応答メッセージ（コード４０１）は、ネットワーク１５に位置するミラーリング装置７によってコピーされ、ネットワーク１６を通じて、通過制御装置６ｂにも受信される（ＯＰ３７）。通過制御装置６ｂのミラーリング情報受信部６６は、応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、ＳＩＰメッセージであるので、鍵取得部６３に送信する。鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）であることを判別し（ＯＰ３９、図１０、Ｓ１４：ＹＥＳ）、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」であるので（図１０、Ｓ１５：ＹＥＳ）、該当エントリを更新する（図１０、Ｓ１６）。具体的には、通過制御装置６ｂは、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を取り出して記憶部６５のメモリ領域に格納し、該当エントリの「暗号鍵」に暗号鍵が格納されるアドレスのポインタを格納する（ＯＰ４０）。通過制御装置６ｂは、応答メッセージ（コード４０１）からｓｐｉ値を取得し、管理テーブル６５１の該当エントリの「ｓｐｉ値」に格納する。さらに、通過制御装置６ｂは、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」を「ＩＮＩＴＩＡＬ」から「４０１ＲＥＳ」に更新する。なお、ＯＰ３７において受信される応答メッセージはコピーであって転送しないので、処理が終了すると通過制御装置６ｂによって廃棄される。
【０１３４】
通過制御装置６ｂは、ＯＰ４１において、プロキシサーバ３から送信された暗号鍵を含まない（認証情報は含まれる）応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、該応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１１に出力して携帯電話端末１に中継する（ＯＰ４２、ＯＰ４３）。このときには、通過制御装置６ｂでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。ＯＰ４２において応答メッセージ（コード４０１）が受信された時点では、管理テーブル６５１の該当エントリのステータスが「ＩＮＩＴＩＡＬ」でない（「４０１ＲＥＳ」である）からである（図１０、Ｓ１５：ＮＯ）。
【０１３５】
携帯電話端末１は、ネットワーク１１から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、図２６のＯＰ２１２、ＯＰ２１３と同様の処理を行う。すなわち、携帯電話端末１は、計算式１のパラメタに認証情報の値を代入して認証用の計算を行い、計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵を生成する（ＯＰ４４）。
【０１３６】
携帯電話端末１は、認証サーバ４に認証してもらうために、求められた計算結果値をパラメタの一つとして含むＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成する。携帯電話端末１は、暗号鍵を用いて該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを暗号化する。暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、ネットワーク１１に出力され、プロキシサーバ３に送信される（ＯＰ４５）。
【０１３７】
ネットワーク１１に出力されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３の前に、通過制御装置６ｂに到着する。通過制御装置６ｂは、暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲ（コピー）をＯＰ４０において取得した暗号鍵で復号化する（図９、Ｓ２）。通過制御装置６ｂは、復号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対して通過可否の判定を行い（ＯＰ４６、図９、Ｓ５：ＹＥＳ）、該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１４に出力しプロキシサーバ３に中継する（ＯＰ４７、図１０、Ｓ７）。このときには、通過制御装置６ｂでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。管理テーブル６５１に該当エントリが既に存在するからである（図１０、Ｓ１２：ＹＥＳ）。なお、ＯＰ４７において通過制御装置６ｂによって中継されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、暗号化されている。
【０１３８】
プロキシサーバ３は、ネットワーク１３から暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、ＯＰ３８において取り出した暗号鍵を用いてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを復号化する（ＯＰ４８）。プロキシサーバ３は、復号化したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１５に出力し、認証サーバ４に送信する（ＯＰ４９）。
【０１３９】
認証サーバ４は、ネットワ−ク１５から復号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信し、図２５のＯＰ１１４と同様に認証を行う（ＯＰ５０）。
【０１４０】
この後、図１５には示されていないが、認証サーバ４は、認証済みを示すコード２００の応答メッセージ（コード２００）をネットワーク１５に出力してプロキシサーバ３に送信する。プロキシサーバ３は、この応答メッセージ（コード２００）をＯＰ３８において取得した暗号鍵で暗号化し、ネットワーク１４に出力して携帯電話端末１に送信する。暗号化された応答メッセージ（コード２００）は、携帯電話端末１の前に、通過制御装置６ｂに受信される。
【０１４１】
通過制御装置６ｂは、ネットワーク１４から応答メッセージ（コード２００）を受信すると、暗号化された応答メッセージ（コード２００）のコピーを復号化する。通過制御装置６ｂは、復号化して得られた応答メッセージ（コード２００）に該当する管理テーブル６５１のエントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ」であるので（図１０、Ｓ１８：ＹＥＳ）、管理テーブル６５１の該当エントリを更新する（図１０、Ｓ１９）。具体的には、通過制御装置６ｂは、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」を「４０１ＲＥＳ」から「２００ＯＫ」に更新する。その後、通過制御装置６ｂは、復号化された応答メッセージ（コード２００）（コピー）に対して通過可否の判定を行い、暗号化された応答メッセージ（コード２００）をネットワーク１１に出力して携帯電話端末１に中継する。
【０１４２】
（第２実施形態の作用効果）
第２実施形態では、ミラーリング装置７は、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間に配置され、認証サーバ４から送信された通信をコピーして通過制御装置６ｂに送信する。これによって、通過制御装置６ｂは、認証サーバ４からプロキシサーバ４に送信される通信を取得し、暗号鍵を取得することができ、さらに、適正に暗号化された携帯電話端末からの通信の通過可否の判定を行うことができる。
【０１４３】
また、通過制御装置６ｂとミラーリング装置７とは、標準規格のインタフェースによって接続可能である。例えば、キャリア網への接続にベンダ独自のインタフェースが要求される場合でも、ミラーリング装置７を導入することで、各装置の既存の設定を変更することなく、通過制御装置６ｂが認証サーバ４からプロキシサーバ３への通信を取得することができる。これによって、プロキシサーバ３と通過制御装置６ｂとが異なるベンダの製品であってもよく、コストを抑えることができる。
【０１４４】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、プロキシサーバと認証サーバとの間にスイッチ装置が配置され、通過制御装置は該装置からプロキシサーバと認証サーバとの間の通信を取得する。また、第３実施形態では、プロキシサーバ３，認証サーバ４，加入者ＤＢ管理サーバ５と間の再送制御の仕組みが通過制御装置６ｃに適用される。なお、第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と重複する説明は省略される。
【０１４５】
（再送制御）
ベストエフォート方式であるＩＰネットワークでは、各ノード装置は、応答待ちのタイ
ムアウトや、回線障害の復旧を検知した際に論理的な接続の再構築を目的として通信プロトコルの再送制御を実装している。
【０１４６】
３ＧＰＰにおいても、携帯端末からのアクセス依頼をプロキシサーバや認証サーバが認証する処理において、携帯端末が間欠的な障害とその復旧とを検出したことを契機として、アクセス依頼の再送を実施する仕組みが規定されている。間欠的な障害は、例えば、応答待ちのタイムアウトや回線障害等である。
【０１４７】
図１６は、ＬＴＥネットワークシステムにおけるアクセス依頼の再送処理のフローを示す図である。図１６は、図２４に示されるＬＴＥネットワークシステムを想定している。図１６において、ＯＰ３０１−ＯＰ３０７の処理は、図２５におけるＯＰ１０１−ＯＰ１１０の処理と同様の為、説明は省略される。なお、ＯＰ３０３において認証サーバ４（加入者ＤＢ管理サーバ５）によって生成された暗号鍵は、「暗号鍵１」と呼ばれる。
【０１４８】
携帯電話端末Ｐ１がＯＰ３０７において、認証用の計算（計算式１）の計算結果と、暗号鍵とを生成した後に、携帯電話端末Ｐ１は、間欠的な障害の発生及び該障害からの復旧を検出する（ＯＰ３０８）。該障害により接続が切断されてしまった可能性もあり、携帯電話端末Ｐ１，プロキシサーバＰ３，認証サーバＰ４とで暗号鍵の整合性がとれていない可能性があるので、携帯電話端末Ｐ１は、再度ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信し、暗号鍵の再生成を依頼する。このときのＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、同期失敗を示す。このＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバＰ３を介して、認証サーバＰ４に届く（ＯＰ３１０）。
【０１４９】
加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、図２５のＯＰ１０３−ＯＰ１０５と同様にして、認証情報と暗号鍵とを生成する（ＯＰ３１１）。ＯＰ３１１において生成された暗号鍵を「暗号鍵２」とする。認証サーバＰ４は、加入者ＤＢ管理サーバＰ５によって生成された認証情報と暗号鍵２とをパラメタの一つとして含めて応答メッセージ（コード４０１）を生成し、プロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ３１２）。
【０１５０】
プロキシサーバＰ３は、認証サーバＰ４から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵２を取り出し保持する（ＯＰ３１３）。このとき、ＯＰ３０５において保持された暗号鍵１は暗号鍵２によって上書きされる。プロキシサーバＰ３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵２を削除して、認証情報を含む（暗号鍵を含まない）応答メッセージ（コード４０１）を携帯電話端末Ｐ１に送信する（ＯＰ３１４）。
【０１５１】
携帯電話端末Ｐ１は、応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、ＯＰ３０７において受信した認証情報や、算出した計算式１の計算結果、暗号鍵１を廃棄する。携帯電話端末Ｐ１は、予め定義された計算式１のパラメタに応答メッセージ（コード４０１）から取り出した新たな認証情報の値を代入して認証用の計算を行い、計算結果を保持する。また、携帯電話端末Ｐ１は、予め定義された計算式２のパラメタに応答メッセージ（コード４０１）から取り出した新たな認証情報の値を代入して暗号鍵２を生成する（ＯＰ３１５）。
【０１５２】
携帯電話端末Ｐ１は、認証サーバＰ４に認証してもらうために、計算式１から算出した計算結果値をパラメタの一つとしてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成する。携帯電話端末Ｐ１は、暗号鍵２を用いて該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを暗号化してプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ３１６）。
【０１５３】
プロキシサーバＰ３は、携帯電話端末Ｐ１から暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、ＯＰ３１３において取り出した暗号鍵２を用いてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを復号化する（ＯＰ３１７）。プロキシサーバＰ３は、復号したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを認証サーバＰ４に送信する（ＯＰ３１８）。
【０１５４】
認証サーバＰ４は、プロキシサーバＰ３からＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに含まれる計算結果値と、加入者ＤＢ管理サーバＰ５に保持された計算結果値とを照合し、認証を行う（ＯＰ３１９）。２つの計算結果値が一致した場合、認証サーバＰ４は、認証済みを示す応答メッセージ（コード２００）をプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ３２０）。応答メッセージ（コード２００）は、プロキシサーバＰ３を経由して携帯電話端末Ｐ１に受信される（ＯＰ３２１）。以降、携帯電話端末Ｐ１は、通話相手への接続要求等が可能な状態となる。
【０１５５】
以上のように、携帯電話端末Ｐ１が、間欠的な障害の発生及び復旧が検出した場合に、再度ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信することによって、暗号鍵と認証情報が再生成され、各装置で整合する暗号鍵と認証情報とを使用することができる。
【０１５６】
第３実施形態では、図１６に示される例のようなアクセス依頼の再送処理を、通過制御装置を備えるＬＴＥネットワークシステムに適用する。
【０１５７】
（第３実施形態のＬＴＥネットワークシステム）
図１７は、第３実施形態のＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。ＬＴＥネットワークシステム１００ｃは、携帯電話端末１，基地局２，プロキシサーバ３ｃ，認証サーバ４，加入者ＤＢ管理サーバ５，通過制御装置６ｃ，及びスイッチ装置８を有する。ネットワーク１１は、基地局２（携帯電話端末１）と通過制御装置６ｂとが接続するネットワークであり、アクセスネットワークの一部である。ネットワーク１４は、通過制御装置６ｂとプロキシサーバ３とが接続するネットワークであり、アクセスネットワークの一部である。ネットワーク１５は、プロキシサーバ３ｃと認証サーバ４とが接続するネットワークであり、キャリア網の一部である。ネットワーク１７は、通過制御装置６ｃとスイッチ装置８とが接続するネットワークであり、ネットワーク１５と同じキャリア網の一部である。
【０１５８】
スイッチ装置８は、例えば、スイッチングハブ、レイヤ２スイッチ、レイヤ３スイッチ等のレイヤ２アドレスに基づいてスイッチングを行う中継装置である。スイッチ装置８は、レイヤ２アドレスに基づいて、フレーム（パケット）をプロキシサーバ３ｃ，認証サーバ４，通過制御装置６ｃの何れかに転送する。レイヤ２アドレスには、例えば、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）アドレス、ＡＴＭアドレス等がある。
【０１５９】
通過制御装置６ｃは、基地局２とプロキシサーバ３ｃとの間に配置される。また、通過制御装置６ｃは、スイッチ装置８とネットワーク１７で接続しており、宛先レイヤ２アドレスが通過制御装置６ｃであるフレーム（パケット）をスイッチ装置８から受信する。
【０１６０】
図１７に示されるＬＴＥネットワークシステム１００ｃにおいて、スイッチ装置８はレイヤ２の中継装置であるので、ネットワーク１５とネットワーク１７とは、同じＩＰネットワークである。
【０１６１】
ネットワーク１１とネットワーク１４とは、異なるＩＰネットワークでもよいし、同じＩＰネットワークであってもよい。通過制御装置６ｃの実装及び設定に依存する。ネットワーク１４とネットワーク１７とは異なるＩＰネットワークである。また、ネットワーク１４とネットワーク１５とは異なるネットワークである。
【０１６２】
（第３実施形態の通過制御装置）
第３実施形態における通過制御装置６ｃのハードウェア構成は、図１３において示される通過制御装置６ｂのハードウェア構成と同様である。ただし、通過制御装置６ｃでは、ネットワークインタフェース１０７ｅは、スイッチ装置８と接続する。
【０１６３】
図１８は、通過制御装置６ｃの機能ブロック図の例である。通過制御装置６ｃは、プロセッサ１０１が補助記憶装置１０５に保持される通過制御プログラムを主記憶装置１０２にロードして実行することによって、復号化部６１，通過制御部６２，鍵取得部６３，スイッチング部６４，疑似プロキシサーバ部６７，及び疑似認証サーバ部６８として動作する。
【０１６４】
疑似プロキシサーバ部６７は、プロキシサーバ３ｃになりすまし、認証サーバ４にＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信し、暗号鍵の生成を依頼する。例えば、疑似プロキシサーバ部６７は、携帯電話端末１からＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが受信され、通過制御装置６ｃにおいて通過可否の判定が行われた後に、暗号鍵を取得するため、プロキシサーバ３ｃになりすまし、暗号鍵の生成を依頼する。疑似プロキシサーバ部６７の詳細については、後述する。
【０１６５】
疑似認証サーバ部６８は、認証サーバ４になりすまし、疑似プロキシサーバ部６７によって送信されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対する応答メッセージ（コード４０１）をプロキシサーバ３ｃに送信する。このときに送信される応答メッセージ（コード４０１）には、認証サーバ４によって生成された認証情報と暗号鍵とが含まれる。疑似認証サーバ部６８の詳細については、後述する。
【０１６６】
（通過制御装置の処理フロー）
図１９は、第３実施形態における、管理テーブル更新処理のフローの例を示す図である。第３実施形態において、通過制御装置６ｃの復号化部６１，通過制御部６２，スイッチング部６４は、第１実施形態において説明された図９に示される処理と同じ処理を行う。図１９は、第３実施形態における、管理テーブル更新処理（図９、Ｓ４）の詳細である。
【０１６７】
管理テーブル更新処理は、通過制御部６２によって、パケットがＳＩＰメッセージを含んでいることが検出されると開始される。なお、Ｓ３１−Ｓ３３、Ｓ４０−Ｓ４２は、図１０におけるＳ１１−Ｓ１３、Ｓ１７−Ｓ１９と同様の処理であるため、説明は省略される。
【０１６８】
Ｓ３１において、鍵取得部６３によって、ＳＩＰメッセージはＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲでないことが判定された場合には（Ｓ３１：ＮＯ）、処理がＳ３４に進む。Ｓ３４では、鍵取得部６３によって、ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージであるか否かが判定される。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージであるか否かは、ＳＩＰヘッダの先頭行にコード「４０１」が格納されているか否かで判定可能である（図５参照）。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージである場合には（Ｓ３４：ＹＥＳ）、処理がＳ３５に進む。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージでない場合には（Ｓ３４：ＮＯ）、処理がＳ４０に進む（Ｓ４０の説明省略）。
【０１６９】
Ｓ３５では、鍵取得部６３は、応答メッセージのＣａｌｌ−ＩＤとシーケンス番号とが合致する管理テーブル６５１のエントリを検出し、該エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」であるか否かを判定する。
【０１７０】
エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」である場合には（Ｓ３５：ＹＥＳ）、
処理がＳ３６に進む。エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」でない場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、処理が図９のＳ５に進む。
【０１７１】
Ｓ３６では、鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）に暗号鍵が含まれているか否かを判定する。応答メッセージ（コード４０１）に暗号鍵が含まれている場合には（Ｓ３６：ＹＥＳ）、処理がＳ３７に進む。応答メッセージに暗号鍵が含まれていない場合には（Ｓ３６：ＮＯ）、処理がＳ３９に進む。
【０１７２】
Ｓ３７では、鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を取り出し、記憶部６５のメモリ領域に記憶し、管理テーブル６５１の該当エントリの「暗号鍵」にメモリ領域のアドレスを示すポインタを格納する。また、鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）からｓｐｉ値を取得し、管理テーブル６５１の該当エントリの「ｓｐｉ値」に格納する。さらに、鍵取得部６３は、該当エントリの「ステータス」を「ＩＮＩＴＩＡＬ」から「４０１ＲＥＳ」に更新する。その後、処理がＳ３８に進む。
【０１７３】
Ｓ３８では、疑似認証サーバ部６８が、認証サーバ４になりすましてプロキシサーバ３ｃに応答メッセージ（コード４０１）を送信する。具体的には、疑似認証サーバ部６８は、現在処理対象の応答メッセージ（コード４０１）を含むパケットの送信元ＩＰアドレスを認証サーバ４のＩＰアドレスにして、ネットワークインタフェース１０７ｅ（ネットワーク１７）からプロキシサーバ３ｃに送信する。ネットワーク１７に出力された該応答メッセージ（コード４０１）は、ネットワーク１５を経由してプロキシサーバ３ｃに受信される。このとき、プロキシサーバ３ｃ側では、通常認証サーバ４からのパケットを受信するネットワーク１５（インタフェース）から受信することによって、あたかも認証サーバ４から該応答メッセージ（コード４０１）を受信したように見える。
【０１７４】
Ｓ３９では、疑似プロキシサーバ部６７は、プロキシサーバ３になりすまして、ネットワークインタフェース１０７ｅ（ネットワーク１７）から認証サーバ４にＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信し、暗号鍵の生成を依頼する。このとき疑似プロキシサーバ部６７は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの送信元ＩＰアドレスをプロキシサーバ３のＩＰアドレスに設定する。これによって、認証サーバ４側では、あたかもプロキシサーバ３からＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信したように見える。
【０１７５】
（プロキシサーバ）
プロキシサーバ３ｃのハードウェア構成は、例えば、図２において示された通過制御装置のハードウェア構成と同じであるので、説明は省略される。ただし、これに限られず、プロキシサーバ３ｃのハードウェア構成は、例えば、図２において示された通過制御装置のハードウェア構成に、キーボードやマウス等の入力装置とディスプレイ等の出力装置とを備えた、サーバマシンのような専用のコンピュータであってもよい。
【０１７６】
図２０は、第３実施形態におけるプロキシサーバ３ｃの機能ブロック図の一例である。プロキシサーバ３ｃは、プロセッサがプログラムを実行することによって、サーバ部３１，認証部３２，接続状態管理部３３，及びクライアント部３４として動作する。また、プロキシサーバ３ｃは、プログラムの実行を通じて、又は静的に、主記憶装置の記憶領域に記憶部３５を作成する。記憶部３５は、ＳＩＰのセッションを管理する接続状態管理テーブル３５１を保持する。
【０１７７】
図２１は、接続状態管理テーブル３５１の例を示す図である。接続状態管理テーブル３５１は、管理番号，Ｃａｌｌ−ＩＤ，携帯電話端末ＩＰアドレス，ステータス，サブステータス，関連暗号鍵，認証情報，及び暗号鍵のフィールドを有する。管理番号，Ｃａｌｌ−ＩＤ，携帯電話端末ＩＰアドレス，暗号鍵については、管理テーブル６５１と同様であ
るため、説明を省略する。
【０１７８】
「ステータス」には、ＳＩＰセッションの状態が示されるコードが格納される。例えば、ステータスのコードには、「ＩＮＩＴＩＡＬ」、「４０１ＲＥＳ 送出済」、及び「２００ＯＫ 送出済」が含まれ、この順番で遷移する。例えば、プロキシサーバ３ｃが、携帯電話端末１から図４に示されるようなＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信し認証サーバ４に中継した場合には、初期状態を示す「ＩＮＩＴＩＡＬ」が格納される。例えば、プロキシサーバ３ｃが、図５に示されるような、認証サーバから送信されるコード４０１の応答メッセージを受信し携帯電話端末１に送出した場合には、「ステータス」フィールドは「４０１ＲＥＳ 送出済」に上書きされる。例えば、プロキシサーバ３ｃが、図６に示されるような、認証サーバ４から送信されるコード２００の応答メッセージを受信し携帯電話端末１に送出した場合には、「ステータス」フィールドは「２００ＯＫ 送出済」に上書きされる。
【０１７９】
なお、「ステータス」に格納されるコードは一例であり、コードの名称は、「ＩＮＩＴＩＡＬ」、「４０１ＲＥＳ 送出済」、及び「２００ＯＫ 送出済」に限定されない。また、より多種のコードを設定して、より細かくＳＩＰセッションの状態を管理してもよい。
【０１８０】
「サブステータス」は、携帯電話端末１から、位置登録要求を示すＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの再送の有無を示す情報が格納される。すなわち、「サブステータス」は、例えば、図１６のＯＰ３０９のようにＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの再送があったか否かを示す。例えば、「サブステータス」の初期値は「未設定」であり、携帯電話端末１によって再送された位置登録要求を示すＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、「再送あり」に更新される。
【０１８１】
「関連暗号鍵」は、再送された位置登録要求を示すＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対する再度の応答メッセージ（コード４０１）が受信された際に、「暗号鍵」に格納されていた暗号鍵が格納される。
【０１８２】
サーバ部３１（図２０）は、携帯電話端末１を宛先とするパケットの送信、及び携帯電話端末１を送信元とするパケットの受信を行う。クライアント部３４は、認証サーバ４を宛先とするパケットの送信、及び認証サーバ４を送信元とするパケットの受信を行う。サーバ部３１及びクライアント部３４は、受信したパケットがＳＩＰメッセージである場合に、該ＳＩＰメッセージを解析し、解析結果を認証部３２に出力する。
【０１８３】
認証部３２は、サーバ部３１及びクライアント部３４から入力されるＳＩＰメッセージの解析結果と、接続状態管理テーブル３５１におけるＳＩＰセッションの状態とから、接続状態管理テーブル３５１の更新及び転送されるＳＩＰメッセージの生成を行う。
【０１８４】
接続状態管理部３３は、接続状態管理テーブル３５１を管理する。接続状態管理部３３は、認証部３２からの指示に従って、接続状態管理テーブル３５１から情報の読出し、接続状態管理テーブル３５１の更新を行う。接続状態管理テーブル３５１の更新には、エントリの追加、削除、変更が含まれる。
【０１８５】
（プロキシサーバの処理フロー）
図２２は、プロキシサーバ３ｃのＳＩＰメッセージ受信時の処理フローの例を示す図である。図２２に示されるフローは、サーバ部３１又はクライアント部３４がパケットを受信し、該パケットがＳＩＰメッセージである場合に開始される。
【０１８６】
Ｓ５１では、サーバ部３１又はクライアント部３４が、ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲであるか否かを判定する。ＳＩＰメッセージが位置登録要求のＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲであることは、ＳＩＰヘッダの先頭行が「ＲＥＧＩＳＴＥＲ」であって、シーケンス番号が「１」であることから判定可能である（図４参照）。ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲである場合には（Ｓ５１：ＹＥＳ）、処理がＳ５２に進む。ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲでない場合には（Ｓ５１：ＮＯ）、処理がＳ５５に進む。
【０１８７】
Ｓ５２では、認証部３２は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤが合致する接続状態管理テーブル３５１のエントリが存在するか否かを判定する。認証部３２は、接続状態管理部３３に、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤと合致する接続状態管理テーブル３５１のエントリがあるか否かを問い合わせる。接続状態管理部３３は、接続状態管理テーブル３５１を検索し、該当エントリの有無を認証部３２に通知する。
【０１８８】
ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤが合致する接続状態管理テーブル３５１のエントリが存在する場合には（Ｓ５２：ＹＥＳ）、処理はＳ５４に進む。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤが合致する接続状態管理テーブル３５１のエントリが存在しない場合には（Ｓ５２：ＮＯ）、処理はＳ５３に進む。
【０１８９】
Ｓ５３では、認証部３２は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲから、Ｃａｌｌ−ＩＤ，送信元ＩＰアドレスを読出し、接続状態管理部３３に新たに接続状態管理テーブル３５１のエントリを作成するよう指示する。接続状態管理部３３は、Ｃａｌｌ−ＩＤ（不定長）を記憶部３５のメモリ領域にコピーする。接続状態管理部３３は、Ｃａｌｌ−ＩＤを格納したメモリ領域のポインタと、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの送信元ＩＰアドレスとを、新たなエントリの「Ｃａｌｌ−ＩＤ」、「携帯電話端末ＩＰアドレス」にそれぞれ格納する。また、接続状態管理部３３は、新たなエントリの「ステータス」に「ＩＮＩＴＩＡＬ」を格納する。その後処理がＳ５４に進む。
【０１９０】
Ｓ５４では、認証部３２は、受信したＳＩＰメッセージの転送を決定し、サーバ部３１又はクライアント部３４を介してＳＩＰメッセージを出力する。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの場合には、認証部３２は、クライアント部３４から認証サーバ４に宛ててＳＩＰメッセージを出力する。応答メッセージ（コード４０１、２００）の場合には、認証部３２は、サーバ部３１から携帯電話端末１に宛ててＳＩＰメッセージを出力する。ＳＩＰメッセージが出力されると、図２２に示される処理フローが終了する。
【０１９１】
Ｓ５５では、サーバ部３１又はクライアント部３４によって、ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージであるか否かが判定される。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージであるか否かは、ＳＩＰヘッダの先頭行にコード「４０１」が格納されているか否かで判定可能である（図５参照）。
【０１９２】
ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージである場合には（Ｓ５５：ＹＥＳ）、処理がＳ５６に進む。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージでない場合には（Ｓ５５：ＮＯ）、処理がＳ６２に進む。
【０１９３】
Ｓ５６では、認証部３２は、応答メッセージ（コード４０１）に該当する接続情報管理テーブル３５１の該当エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」であるか否かを判定する。認証部３２は、接続状態管理部３３に、応答メッセージ（コード４０１）のＣａｌｌ−ＩＤから、携帯電話端末１との接続状態を問い合わせる。接続状態管理部３３は、Ｃａｌｌ−ＩＤが合致する接続状態管理テーブル３５１のエントリの「ステータス」を認証部３２に通知する。
【０１９４】
エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」である場合には（Ｓ５６：ＹＥＳ）、処理がＳ５９に進む。エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」でない場合には（Ｓ５６：ＮＯ）、処理がＳ５７に進む。
【０１９５】
Ｓ５７では、認証部３２は、応答メッセージ（コード４０１）に該当する接続情報管理テーブル３５１の該当エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ 送信済」であるか否かを判定する。認証部３２は、Ｓ５６で通知された「ステータス」を元に判定を行う。
【０１９６】
エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ 送信済」である場合には（Ｓ５７：ＹＥＳ）、処理がＳ５８に進む。エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ 送信済」でない場合には（Ｓ５７：ＮＯ）、処理がＳ６１に進む。
【０１９７】
Ｓ５８では、認証部３２は、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵及び認証情報を有効にするように接続状態管理部３３に指示する。応答メッセージ（コード４０１）は再送されたものであるので、接続状態管理テーブル３５１の該当エントリの「暗号鍵」及び「認証情報」には、既に暗号鍵と認証情報とが保持されている。接続状態管理部３３は、応答メッセージ（コード４０１）のＣａｌｌ−ＩＤに該当する接続状態管理テーブル３５１のエントリの「サブステータス」に「再送あり」を格納する。また、接続状態管理部３３は、該当エントリの「暗号鍵」に保持していた情報を「関連暗号鍵」に格納する。さらに、接続状態管理部３３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を取り出し、記憶部３５のメモリ領域に記憶し、接続情報管理テーブル３５１の該当エントリの「暗号鍵」にメモリ領域のアドレスを示すポインタを格納する。接続状態管理部３３は、該当エントリの「認証情報」を応答メッセージ（コード４０１）から読み出された認証情報が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタで上書きする。その後処理がＳ６０に進む。
【０１９８】
Ｓ５９では、認証部３２は、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵及び認証情報を有効にするように接続状態管理部３３に指示する。接続状態管理部３３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵と認証情報とを取り出し、記憶部３５のメモリ領域に記憶する。接続状態管理部３３は、応答メッセージ（コード４０１）のＣａｌｌ−ＩＤに該当する接続状態管理テーブル３５１のエントリの「暗号鍵」に暗号鍵が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタを格納する。また、該当エントリの「認証情報」を応答メッセージ（コード４０１）から読み出された認証情報が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタで上書きする。さらに、接続状態管理部３３は、該当エントリの「ステータス」を「ＩＮＩＴＩＡＬ」から「４０１ＲＥＳ 送信済」に更新する。その後、処理がＳ６０に進む。
【０１９９】
Ｓ６０では、認証部３２は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を削除する。その後、処理がＳ５４に進む。
【０２００】
Ｓ６１では、ＳＩＰメッセージが応答メッセージ（コード４０１）であるにもかかわらず、該ＳＩＰメッセージの接続状態管理テーブル３５１の該当エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」でも「４０１ＲＥＳ 送信済」でもない。認証部３２は、この場合、ＳＩＰメッセージはエラーであるとして廃棄する。
【０２０１】
Ｓ６２では、サーバ部３１又はクライアント部３４は、ＳＩＰメッセージがコード２００の応答メッセージであるか否かを判定する。ＳＩＰメッセージが応答メッセージであることは、ＳＩＰヘッダの最初の行のコードが「２００」であることによって判定可能である（図７参照）。
【０２０２】
ＳＩＰメッセージがコード２００の応答メッセージである場合には（Ｓ６２：ＹＥＳ）、処理がＳ６３に進む。ＳＩＰメッセージがコード２００の応答メッセージでない場合には（Ｓ６２：ＮＯ）、処理がＳ５４に進む。
【０２０３】
Ｓ６３では、認証部３２は、応答メッセージのＣａｌｌ−ＩＤが合致する接続情報管理テーブル３５１のエントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ 送信済」であるか否かを判定する。
【０２０４】
該当エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ 送信済」である場合には（Ｓ６３：ＹＥＳ）、処理がＳ６４に進む。該当エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ 送信済」でない場合には（Ｓ６３：ＮＯ）、処理がＳ５４に進む。
【０２０５】
Ｓ６４では、認証部３２は、接続状態管理部３３に該当エントリの「ステータス」更新を指示する。接続状態管理部３３は、該当エントリの「ステータス」を「４０１ＲＥＳ 送信済」から「２００ＯＫ」に更新する。その後、処理がＳ５４に進む。
【０２０６】
プロキシサーバ３ｃは、接続状態管理テーブル３５１に「サブステータス」を保持する。これによって、通過制御装置６ｃが認証サーバ４になりすまして送信する応答メッセージ（コード４０１）を受信した際に、有効な暗号鍵を書き換えることができる。
【０２０７】
（第３実施形態の動作例）
図２３は、第３実施形態における、携帯電話端末が通話可能な状態になるまでの処理フローの例を示す図である。図２３では、図１７のＬＴＥネットワークシステム１００ｃにおける処理フローを想定する。図２３において、暗号化通信にはＩＰｓｅｃ通信が行われることを想定する。また、図２３において示されるパケットは、通過制御装置６ｃによって通過許可が判定されるパケットであることを想定する。なお、図２３においては、便宜上、認証サーバ４と加入者ＤＢ管理サーバ５とが同一の装置として示されている。
【０２０８】
ＯＰ６１−ＯＰ６５までの処理は、第２実施形態の図１５のＯＰ３１−ＯＰ３５までの処理と同様であるため、説明は省略される。ＯＰ６５において生成された暗号鍵を、以降、「暗号鍵１」とする。
【０２０９】
認証サーバ４は、加入者ＤＢ管理サーバ５によって生成された認証情報と暗号鍵１とをそれぞれパラメタの一つとして含めて応答メッセージ（コード４０１）を生成し、ネットワーク１５に出力してプロキシサーバ３ｃに送信する（ＯＰ６６）。なお、このとき送信される応答メッセージ（コード４０１）の宛先ＩＰアドレス，宛先のレイヤ２アドレスは、ともに、プロキシサーバ３ｃのものである。
【０２１０】
認証情報と暗号鍵１とを含む応答メッセージ（コード４０１）は、ネットワーク１５においてスイッチ装置８に中継されてプロキシサーバ３ｃに受信される。プロキシサーバ３ｃは、ネットワーク１５から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵１を取り出し保持する（ＯＰ６７）。具体的には、プロキシサーバ３ｃは、暗号鍵１と認証情報とを記憶部３５のメモリ領域に格納する。プロキシサーバ３ｃは、暗号鍵１が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタを接続状態管理テーブル３１５の該当エントリの「暗号鍵」に格納する。また、プロキシサーバ３ｃは、認証情報が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタを該当エントリの「認証情報」に格納する。さらに、プロキシサーバ３ｃは、接続状態管理テーブル３１５の該当エントリの「ステータス」を「ＩＮＩＴＩＡＬ」から「４０１ＲＥＳ 送信済」に更新する（図２２、Ｓ５９）。
【０２１１】
プロキシサーバ３ｃは、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵１を削除し、認証情報を含む（暗号鍵１を含まない）応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１４に出力して携帯電話端末１に送信する（ＯＰ６８、図２２、Ｓ６０、Ｓ５４）。
【０２１２】
応答メッセージ（コード４０１）は、携帯電話端末１の前に通過制御装置６ｃに届く。通過制御装置６ｃは、プロキシサーバ３ｃから送信された暗号鍵を含まない（認証情報は含まれる）応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成し（ＯＰ６９）、ネットワーク１７に出力して認証サーバ４に送信する（ＯＰ７０）。このとき、管理サーバ６５１の応答メッセージ（コード４０１）に該当するエントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」である（図１９、Ｓ３５：ＹＥＳ）。さらに、応答メッセージ（コード４０１）に暗号鍵が含まれていないので（図１９、Ｓ３６：ＮＯ）、暗号鍵を取得するために疑似プロキシサーバ部６７がプロキシサーバ３ｃのふりをして認証サーバ４にＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信する（図１９、Ｓ３９）。なお、このとき送信されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの送信元ＩＰアドレスはプロキシサーバ３ｃのＩＰアドレスであり、送信元のレイヤ２アドレスは通過制御装置６ｃのレイヤ２アドレスである。
【０２１３】
通過制御装置６ｃがプロキシサーバ３ｃになりすまして送信したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、スイッチ装置８によって中継されてネットワーク１５を介して認証サーバ４に届く。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、認証サーバ４（加入者ＤＢ管理サーバ５）は、再度、ＯＰ６５と同様にして新たに認証情報と暗号鍵とを生成する（ＯＰ７１）。このとき生成される暗号鍵を「暗号鍵２」とする。
【０２１４】
認証サーバ４は、加入者ＤＢ管理サーバ５によって生成された新たな認証情報と暗号鍵２とをそれぞれパラメタの一つとして含めて応答メッセージ（コード４０１）を生成し、ネットワーク１５に出力してプロキシサーバ３ｃに送信する（ＯＰ７２）。ただし、このとき認証サーバ４は、宛先ＩＰアドレスにプロキシサーバ３ｃのＩＰアドレスを指定して応答メッセージ（コード４０１）を送信するが、宛先のレイヤ２アドレスは通過制御装置６ｃのＭＡＣアドレスになっている。応答メッセージ（コード４０１）がＯＰ７０において受信された、送信元ＩＰアドレスがプロキシサーバ３のＩＰアドレスで、送信元のレイヤ２アドレスが通過制御装置６ｃのレイヤ２アドレスであるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対する応答だからである。そのため、ネットワーク１５に出力された応答メッセージ（コード４０１）は、スイッチ装置８によって宛先のレイヤ２アドレスに従ってスイッチングされて、ネットワーク１７から通過制御装置６ｃに届く。
【０２１５】
通過制御装置６ｃは、ネットワーク１７から認証情報と暗号鍵２とを含む応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、管理テーブル６５１の該当エントリを更新する（ＯＰ７３）。管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」であり（図１９、Ｓ３５：ＹＥＳ）、応答メッセージ（コード４０１）に暗号鍵が含まれるからである（図１９、Ｓ３６：ＹＥＳ）。具体的には、通過制御装置６ｃは、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵２を取り出して記憶部６５のメモリ領域に格納し、該当エントリの「暗号鍵」に暗号鍵２が格納されるアドレスのポインタを格納する。また、鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）からｓｐｉ値を取得し、管理テーブル６５１の該当エントリの「ｓｐｉ値」に格納する。さらに、通過制御装置６ｃは、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」を「ＩＮＩＴＩＡＬ」から「４０１ＲＥＳ」に更新する。
【０２１６】
通過制御装置６ｃは、認証サーバになりすまして、新たな認証情報と暗号鍵２とを含む応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１４に出力してプロキシサーバ３ｃに送
信する（ＯＰ７４）。
【０２１７】
プロキシサーバ３ｃは、通過制御装置６ｃからネットワーク１４を介して応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵２を取り出し保持する（ＯＰ７５）。具体的には、プロキシサーバ３ｃは、該当する接続状態管理テーブル３５１のエントリの「サブステータス」に「再送あり」を格納する。また、プロキシサーバ３ｃは、暗号鍵２と新たな認証情報とを記憶部３５のメモリ領域に格納する。また、プロキシサーバ３ｃは、新たな認証情報が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタで該当エントリの「認証情報」を上書きして更新する。さらに、プロキシサーバ３ｃは、該当する接続状態管理テーブル３５１のエントリの「暗号鍵」の情報を「関連暗号鍵」に格納し、暗号鍵２が保持されるメモリ領域のアドレスのポインタを「暗号鍵」に格納する（図２２、Ｓ５８）。
【０２１８】
プロキシサーバ３ｃは、認証情報を含む（暗号鍵２を含まない）応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１４に出力して携帯電話端末１に送信する（ＯＰ７６）。
【０２１９】
通過制御装置６ｃは、ネットワーク１４から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、該応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１１に出力して携帯電話端末１に中継する（ＯＰ７７、ＯＰ７８）。このときには、通過制御装置６ｃでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。ＯＰ７６において受信される応答メッセージ（コード４０１）は、ＯＰ７２において受信された応答メッセージ（コード４０１）と同じ応答メッセージであり、管理テーブル６５１の該当エントリのステータスが「ＩＮＩＴＩＡＬ」でないからである（図１９、Ｓ３５：ＮＯ）。
【０２２０】
携帯電話端末１は、ネットワーク１１から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、図２６のＯＰ２１２、ＯＰ２１３と同様の処理を行う。すなわち、携帯電話端末１は、計算式１のパラメタに認証情報の値を代入して認証用の計算を行い、計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵２を生成する（ＯＰ７９）。
【０２２１】
携帯電話端末１は、認証サーバ４に認証してもらうために、求められた計算結果値をパラメタの一つとして含むＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成する。携帯電話端末１は、暗号鍵２を用いて該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを暗号化してネットワーク１１に出力してプロキシサーバ３ｃに送信する（ＯＰ８０）。
【０２２２】
ネットワーク１１に出力されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３ｃの前に、通過制御装置６ｃに到着する。通過制御装置６ｃは、暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲ（コピー）をＯＰ７３において取得した暗号鍵２で復号化する（図９、Ｓ２）。通過制御装置６ｃは、復号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対して通過可否の判定を行い（ＯＰ８１、図９、Ｓ５：ＹＥＳ）、該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１５に出力し認証サーバ４に中継する（図９、Ｓ７）。
【０２２３】
（第３実施形態の作用効果）
第３実施形態では、スイッチ装置８は、プロキシサーバ３ｃと認証サーバ４との間に配置され、さらに通過制御装置６ｃに接続する。スイッチ装置８は、レイヤ２アドレスにしたがってフレーム（パケット）を転送する。一方、通過制御装置６ｃは、プロキシサーバ３ｃになりすましてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを認証サーバ４に送信し、暗号鍵を取得する。また、通過制御装置６ｃは、認証サーバ４になりすましてプロキシサーバ３ｃに応答メッセージ（コード４０１）を送信し暗号鍵を通知する。これらのやり取りは、すべてスイッチ装置８によって中継される。以上より、通過制御装置６ｃは、認証サーバ４から暗号鍵を取得することができ、さらに、プロキシサーバ３ｃと携帯電話端末１と通過制御装
置６ｃとで暗号鍵の整合性をとることができる。
【０２２４】
また、スイッチ装置８は、公共に広く知られている既存の装置であって、特別なインタフェースも特別な設定も必要とされない。そのため、例えば、キャリア網への接続にベンダ独自のインタフェースが要求される場合でも、各装置の既存の設定を変更することなく、通過制御装置６ｃをネットワーク１５に接続させることが可能となる。これによって、通過制御装置６ｃを導入する際のコストを抑えることができる。
【０２２５】
＜変形例＞
第１実施形態から第３実施形態では、プロキシサーバ３と携帯電話端末１との間の通信全てを通過可否の判定の対象としたが、これに代えて、携帯電話端末１からプロキシサーバ３への通信のみを通過可否の判定の対象にしてもよい。通過可否判定の前に、送信元ＩＰアドレスをチェックすることによって実現可能である。このように、通過可否の判定の対象通信を限定することによって、通過制御装置にかかる処理負荷を抑えることができる。
【０２２６】
第１実施形態から第３実施形態では、通過制御装置は、プロセッサ１０１が補助記憶装置１０５に保持される通過制御プログラムを主記憶装置１０２にロードして実行することによって、パケットの通過可否の判定を行うことについて説明された。これに代えて、通過制御装置の、復号化部６１、通過制御部６２、鍵取得部６３、スイッチング部６４、ミラーリング情報受信部６６、疑似プロキシサーバ部６７、及び疑似認証サーバ部６８は、それぞれ、ＩＣチップやＡＳＩＣ等の電気回路であってもよい。
【０２２７】
ＬＴＥネットワークシステムにおいて、第１実施形態−第３実施形態では、端末として携帯電話端末についてのみ説明したが、これに限られず、データ通信を行う携帯端末であってもよい。
【符号の説明】
【０２２８】
１ 携帯電話端末
２ 基地局
３、３ｃ プロキシサーバ
４ 認証サーバ
５ 加入者データベース管理サーバ
６ａ、６ｂ、６ｃ 通過制御装置
７ ミラーリング装置
８ スイッチ装置
３１ サーバ部
３２ 認証部
３３ 接続状態管理部
３４ クライアント部
３５ 記憶部
６１ 復号化部
６２ 通過制御部
６３ 鍵取得部
６４ スイッチング部
６５ 記憶部
６６ ミラーリング情報受信部
６７ 疑似プロキシサーバ部
６８ 疑似認証サーバ部
３５１ 接続状態管理テーブル
６５１ 管理テーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクセスネットワーク上の通信の通過可否を判定する通過制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第３．９世代移動体通信においては、標準化団体３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）によって標準化が進められているＬＴＥ（Long Term Evolution）という通
信規格が用いられている。ＬＴＥでは、端末間でのセッション確立のためのプロトコルとしてＳＩＰ（Session Initiation Protocol）が用いられている。
【０００３】
図２４は、ＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。ＳＩＰ通信を行うＬＴＥネットワークシステムは、３ＧＰＰに対応する携帯電話端末Ｐ１，基地局Ｐ２，プロキシサーバＰ３，認証サーバＰ４，及び加入者データベース管理サーバＰ５（以下、加入者ＤＢ管理サーバＰ５）を含む。携帯電話端末Ｐ１は、無線通信によって基地局Ｐ２に接続する。基地局Ｐ２は、プロキシサーバＰ３が接続するネットワークＰ５１に有線接続しており、通信を無線及び有線に切替える。プロキシサーバＰ３は、例えば、Ｐ−ＣＳＣＦ（Proxy Call Session Control Function）であって、キャリア網へのアクセスネットワ
ークを終端する。すなわち、図２４のＬＴＥネットワークシステムにおいて、携帯電話端末Ｐ１からプロキシサーバＰ３までがアクセスネットワークであり、プロキシサーバＰ３から認証サーバＰ４及び加入者ＤＢ管理サーバＰ５までが通信サービス業者（通信キャリアともいう）によって管理されるキャリア網である。認証サーバＰ４は、携帯電話端末Ｐ１を認証する。加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、加入者データベースを有し（図示せず）、加入者に関する情報を管理する。加入者に関する情報には、例えば、加入者の氏名，加入者の住所，携帯電話端末の電話番号等が含まれる。
【０００４】
アクセスネットワークにおいては、セキュリティの為に暗号化通信が行われる。すなわち、図２４のＬＴＥネットワークシステムにおいて、携帯電話端末Ｐ１とプロキシサーバＰ３間は暗号化通信が行われる。ＬＴＥネットワークシステムでは、アクセスネットワークとしてＩＰネットワークが採用され、暗号化方式として、例えば、ＩＰｓｅｃ（Internet Protocol SECurity architecture for internet protocol）が採用されている。一方
、キャリア網は各通信キャリアで閉じた独自のネットワークである為、暗号化されずに通信が行われることが多い。図２４において示されるＬＴＥネットワークシステムにおいても、キャリア網、すなわち、プロキシサーバＰ３，認証サーバＰ４，及び加入者ＤＢ管理サーバＰ５のそれぞれの間の通信は暗号化されることなく行われることとする。なお、暗号化されていない通信を、以降、非暗号化通信と称する。
【０００５】
３ＧＰＰのＬＴＥネットワークシステムでは、ＩＰｓｅｃ等の暗号化通信に用いられる暗号鍵の合意の為のネゴシエーションをＳＩＰのパラメタの受け渡しによって行う仕組みが規定されている。
【０００６】
図２５は、図２４に示されるＬＴＥネットワークシステムにおける暗号鍵の合意の処理フローの例を示す図である。図２５では、暗号化通信としてＩＰｓｅｃ通信が行われる場合について説明する。なお、図２５においては、便宜上、認証サーバＰ４と加入者ＤＢ管理サーバＰ５とが同一の装置として示されている。なお、認証サーバＰ４と加入者ＤＢ管理サーバＰ５とは同一の装置に実装されていてもよいし、それぞれ別の装置に実装されていてもよい。
【０００７】
ＬＴＥネットワークシステムでは、携帯電話端末Ｐ１への電源の投入を契機として、携帯電話端末Ｐ１は「ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲ」と呼ばれるＳＩＰメッセージをプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ１０１）。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、位置登録要求を示すＳＩＰメッセージである。プロキシサーバＰ３は、基地局Ｐ２（図２５において図示せず）を介して携帯電話端末Ｐ１からＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、後段のサーバ（認証サーバＰ４及び／又は加入者ＤＢ管理サーバＰ５）に該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信する（ＯＰ１０２）。
【０００８】
加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、加入者データベースに保持する加入者情報から暗号鍵を生成するための認証情報を生成する（ＯＰ１０３）。加入者情報は、例えば、電話番号や加入者識別番号等である。認証情報は、例えば、加入者情報からハッシュ計算によって得られる値であって、その値から元の値（加入者情報）は特定されない。続いて、加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、予め定義された計算式１のパラメタに認証情報の値を代入し、その計算結果値を保持する（ＯＰ１０４）。この計算結果値は認証サーバＰ４における携帯電話端末Ｐ１の認証処理に用いられる。さらに、加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、計算式１とは異なる予め定義された計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵を生成する（ＯＰ１０５）。計算式１及び計算式２は、加入者ＤＢ管理サーバＰ５と携帯電話端末Ｐ１とが共通して有する計算式である。認証情報と暗号鍵とは認証サーバＰ４に送信される。
【０００９】
認証サーバＰ４は、加入者ＤＢ管理サーバＰ５によって生成された認証情報と暗号鍵とをそれぞれＳＩＰメッセージのパラメタの一つとして含めて、応答メッセージを生成する。認証サーバＰ４は、加入者ＤＢ管理サーバＰ５によって生成された認証情報と暗号鍵とを含む応答メッセージをプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ１０６）。このとき送信される応答メッセージは、コードが４０１に設定され、未認証を示すＳＩＰメッセージである。
【００１０】
プロキシサーバＰ３は、認証サーバＰ４から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵を取り出し保持する（ＯＰ１０７）。また、プロキシサーバＰ３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を削除する。プロキシサーバＰ３は、認証情報を含む（暗号鍵は含まれない）応答メッセージ（コード４０１）を携帯電話端末Ｐ１に送信する（ＯＰ１０８）。
【００１１】
携帯電話端末Ｐ１は、応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、予め定義された計算式１のパラメタに応答メッセージ（コード４０１）に含まれる認証情報の値を代入して認証用の計算を行う（ＯＰ１０９）。また、携帯電話端末Ｐ１は、予め定義された計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵を生成する（ＯＰ１１０）。なお、計算式１及び計算式２は、ＯＰ１０４及びＯＰ１０５において加入者ＤＢ管理サーバＰ５によって使用された計算式１及び計算式２とそれぞれ同一の計算式である。
【００１２】
ＯＰ１０１からＯＰ１１０までの、一回のＳＩＰメッセージの送受信で、暗号化を行うための暗号鍵が、加入者ＤＢ管理サーバＰ５と携帯電話端末Ｐ１とで別々に生成され、プロキシサーバＰ３と携帯電話端末Ｐ１との間で共有される。ＯＰ１１１以降の携帯電話端末Ｐ１とプロキシサーバＰ３との通信は暗号鍵を用いて全て暗号化されて行われる。なお、ＯＰ１０７においてプロキシサーバＰ３が応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を削除することによって、アクセスネットワーク上で暗号鍵が盗み見されることを防ぐことができる。また、認証情報はアクセスネットワーク上を流れるが、認証情報から加入者情報が特定されることはない為、個人情報の流出は防がれる。
【００１３】
携帯電話端末Ｐ１は、認証サーバＰ４への認証要求として、ＯＰ１０９において計算し
た計算結果値をパラメタの一つとして含めてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成する。携帯電話端末Ｐ１は、ＯＰ１１０において生成した暗号鍵を用いて該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを暗号化してプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ１１１）。
【００１４】
プロキシサーバＰ３は、携帯電話端末Ｐ１から暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、ＯＰ１０７において取り出した暗号鍵を用いてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを復号化する（ＯＰ１１２）。プロキシサーバＰ３は、復号したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを認証サーバＰ４に送信する（ＯＰ１１３）。
【００１５】
認証サーバＰ４は、プロキシサーバＰ３からＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに含まれる計算結果値と、ＯＰ１０４において加入者ＤＢ管理サーバＰ５に保持された計算結果値とを照合し、認証を行う（ＯＰ１１４）。２つの計算結果値が一致した場合、認証サーバＰ４は、認証済みを示す応答メッセージをプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ１１５）。このとき送信される応答メッセージは、認証済み（ＯＫ）を示すコード２００のＳＩＰメッセージである。応答メッセージ（コード２００）は、プロキシサーバＰ３を経由して携帯電話端末Ｐ１に受信される（ＯＰ１１６）。以降、携帯電話端末Ｐ１は、通話相手への接続要求等が可能な状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０００−３１２２０３号公報
【特許文献２】特開２００９−１６９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、ＬＴＥネットワークシステムにおける携帯電話端末のオープン化に伴い、各通信キャリアが想定していない通信が発生し、このような通信によってキャリア網が深刻な影響を受ける可能性が高まる。携帯電話端末のオープン化とは、例えば、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）ロックの解除を示す。携帯電話端末のオープン化によって、例えば、Ａ社の加入者がＢ社の携帯電話端末からＡ社のキャリア網を使用して通話可能となる。通信キャリアが想定していない通信には、例えば、悪意のあるアクセスや、ウィルスに感染した他社のＳＩＭカードを用いたアクセス等が含まれる。
【００１８】
本発明の一態様は、暗号化された通信において、キャリア網に悪影響を与えるような通信を適正に検知及び遮断する通過制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の態様の一つは、通過制御装置である。この通過制御装置は、端末と、前記端末と暗号化通信を行うプロキシサーバと、前記端末と前記プロキシサーバとの前記暗号化通信において用いられる暗号鍵を生成し、前記プロキシサーバと暗号化しない非暗号化通信を行う鍵生成装置とを含むネットワークシステムにおいて、前記端末と前記プロキシサーバとの間の前記暗号化通信の通過可否を判定する通過制御装置であって、
前記端末と前記プロキシサーバとの暗号化通信データを取得する第１の取得部と、
前記プロキシサーバと前記鍵生成装置との非暗号化通信データを取得する第２の取得部と、
前記第２の取得部によって取得された前記非暗号化通信データから、前記鍵生成装置によって生成された前記暗号鍵を取得する暗号鍵取得部と、
前記暗号鍵取得部によって取得された前記暗号鍵を用いて、前記第１の取得部によって取得された前記暗号化通信データを復号する復号化部と、
を備える。
【００２０】
本発明の他の態様の一つは、上述した通過制御方法である。また、本発明の他の態様は、コンピュータを情報処理装置として機能させる通過制御プログラム、及び当該通過制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含むことができる。コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体には、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。
【発明の効果】
【００２１】
開示の通過制御装置によれば、暗号化された通信において、キャリア網に悪影響を与えるような通信を適正に検知及び遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態におけるＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図２】通過制御装置のハードウェア構成の例を示す図である。
【図３】通過制御装置の機能ブロック図の例である。
【図４】携帯電話端末によって送信される位置登録要求のＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの一例を示す図である。
【図５】図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対するコード４０１の応答メッセージの一例を示す図である。
【図６】認証を要求するＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの一例を示す図である。
【図７】図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対するコード２００の応答メッセージの一例を示す図である。
【図８】管理テーブルの一例を示す図である。
【図９】通過制御装置の処理フローの例を示す図である。
【図１０】図９における管理テーブル更新処理のフローの例を示す図である。
【図１１】第１実施形態における、携帯電話端末の電源投入から通話可能な状態になるまでの処理フローの例を示す図である。
【図１２】第２実施形態のＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図１３】第２実施形態における通過制御装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図１４】第２実施形態における通過制御装置の機能ブロック図の例である。
【図１５】第２実施形態における、携帯電話端末が通話可能な状態になるまでの処理フローの例を示す図である。
【図１６】ＬＴＥネットワークシステムにおけるアクセス依頼の再送処理のフローを示す図である。
【図１７】第３実施形態におけるＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図１８】第３実施形態における通過制御装置の機能ブロック図の例である。
【図１９】第３実施形態における、管理テーブル更新処理のフローの例を示す図である。
【図２０】第３実施形態におけるプロキシサーバの機能ブロック図の例である。
【図２１】接続状態管理テーブルの例を示す図である。
【図２２】プロキシサーバのＳＩＰメッセージ受信時の処理フローの例を示す図である。
【図２３】第３実施形態における、携帯電話端末が通話可能な状態になるまでの処理フローの例を示す図である。
【図２４】ＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図２５】図２４に示されるＬＴＥネットワークシステムにおける暗号鍵の合意の処理フローの例を示す図である。
【図２６】ＬＴＥネットワークシステムにＩＰＳ機能装置を適用した場合の暗号鍵の合意の処理フローの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００２４】
＜第１実施形態＞
（ＩＰＳ機能装置のＬＴＥネットワークシステムへの適用）
ＩＰＳ（Intrusion Prevention System）機能装置は、ディープパケットインスペクシ
ョン（Deep Packet Inspection:DPI）による不正侵入遮断システム機能を有する装置である。ＤＰＩは、ネットワーク内の中継装置において中継されるパケットのヘッダ部分に加えてデータ部分までを検査することでデータ部分に潜んだウィルスや不正コードを検知し防御する機能である。ＩＰＳ機能装置は、プロキシサーバと端末との間に配置され、キャリア網に侵入する不正な通信を検知及び遮断することによってキャリア網を保護する。
【００２５】
第１実施形態では、キャリア網を保護する手段としてＬＴＥネットワークシステムにＩＰＳ機能装置を適用する。
【００２６】
図２６は、ＬＴＥネットワークシステムにＩＰＳ機能装置Ｐ６を適用した場合の暗号鍵の合意の処理フローの例を示す図である。図２６では、図２５と同様に、暗号化通信としてＩＰｓｅｃ通信が行われることが想定される。また、図２６では、図２５と同様に、便宜上、認証サーバＰ４と加入者ＤＢ管理サーバＰ５とが同一の装置として示されている。
【００２７】
携帯電話端末Ｐ１は、電源の投入を契機として、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ２０１）。携帯電話端末Ｐ１から送信されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、ＩＰＳ機能装置Ｐ６によって中継され、プロキシサーバＰ３に届く（ＯＰ２０２）。なお、ＩＰＳ機能装置Ｐ６は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを中継する際、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを含むパケットのヘッダ部とデータ部との検査を行い、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの通過可否の判定を行う。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが通過不可と判定された場合には、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲはＩＰＳ機能装置Ｐ６によって廃棄される。図２６では、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは通信許可と判定される。プロキシサーバＰ３は、後続のサーバ（認証サーバＰ４及び／又は加入者ＤＢ管理サーバＰ５）にＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信する（ＯＰ２０３）。
【００２８】
加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、加入者データベースに保持する加入者情報から暗号鍵を生成するために用いられる認証情報を生成する（ＯＰ２０４）。加入者情報は、例えば、電話番号や加入者識別番号等である。続いて、加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、計算式１のパラメタに認証情報の値を代入して得られる計算結果値を保持する（ＯＰ２０５）。この計算結果値は認証サーバＰ４における携帯電話端末Ｐ１の認証処理に用いられる。さらに、加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵を生成する（ＯＰ２０６）。認証情報と暗号鍵とは認証サーバＰ４に送信される。
【００２９】
認証サーバＰ４は、加入者ＤＢ管理サーバＰ５によって生成された認証情報と暗号鍵とをそれぞれパラメタの一つとして含めて応答メッセージ（コード４０１）を生成し、プロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ２０７）。
【００３０】
プロキシサーバＰ３は、認証サーバＰ４から送信された応答メッセージ（コード４０１
）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を取り出す（ＯＰ２０８）。また、プロキシサーバＰ３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を削除する。プロキシサーバＰ３は、認証情報を含む（暗号鍵は含まない）応答メッセージ（コード４０１）を携帯電話端末Ｐ１に送信する（ＯＰ２０９）。ＩＰＳ機能装置Ｐ６は、この応答メッセージ（コード４０１）をプロキシサーバＰ３から携帯電話端末Ｐ１へと中継する（ＯＰ２１０、ＯＰ２１１）。なお、プロキシサーバＰ３からの応答メッセージもＩＰＳ機能装置Ｐ６によって中継される際に、通過可否の判定が行われる（ＯＰ２１０）。
【００３１】
携帯電話端末Ｐ１は、応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、計算式１のパラメタに応答メッセージ（コード４０１）に含まれる認証情報の値を代入して認証用の計算を行う（ＯＰ２１２）。また、携帯電話端末Ｐ１は、計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵を生成する（ＯＰ２１３）。
【００３２】
携帯電話端末Ｐ１は、認証サーバＰ４への認証要求として、ＯＰ２１２において求められた計算結果値をパラメタの一つとして含むＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成する。携帯電話端末Ｐ１は、ＯＰ２１３において生成した暗号鍵を用いて該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを暗号化してプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ２１４）。なお、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、送信時にパケットのデータ部に含められ、暗号化では、パケットのデータ部が暗号化される。すなわち、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを含むパケットのデータ部は暗号化されているため、該パケットがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを含むことは該パケットを復号化しないと判定できない。
【００３３】
ＯＰ２１４において携帯電話端末Ｐ１から送信されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバＰ３の前に、ＩＰＳ機能装置Ｐ６に到着する。ＩＰＳ機能装置Ｐ６は、通過可否の判定を行うために、受信したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを含むパケットのヘッダ部とデータ部とを検査する（ＯＰ２１５）。
【００３４】
しかしながら、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを含むパケットのデータ部は、暗号化されており、ＩＰＳ機能装置Ｐ６は、復号化するための暗号鍵を保持していない。そのため、ＩＰＳ機能装置Ｐ６は、携帯電話端末Ｐ１から送信されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを復号化することができず、該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの通過可否の判定を行うことができない。ＩＰＳ機能装置Ｐ６は、該パケットがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを含むことすら判定できない。ＩＰＳ機能装置Ｐ６の仕様によっては、該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが廃棄されてしまう場合もある。そのような場合には、携帯電話端末Ｐ１は通話できないという状況に陥ってしまう。
【００３５】
そこで、第１実施形態では、ＩＰＳ機能装置に暗号鍵を取得する手段を備えることによって、ＩＰＳ機能装置が携帯電話端末とプロキシサーバとの間の暗号化通信を復号化し、通過可否の判定を行えるようにする。通信の通過可否の判定は、通過制御のうちの一つであって、他には、例えば、通過不可が判定された通信を遮断すること等が通過制御に含まれる。
【００３６】
（第１実施形態のＬＴＥネットワークシステム）
図１は、第１実施形態におけるＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。ＬＴＥネットワークシステム１００ａは、携帯電話端末１，基地局２，プロキシサーバ３，認証サーバ４，加入者ＤＢ管理サーバ５，及び通過制御装置６ａを含む。ネットワーク１１は、基地局２と通過制御装置６ａとが接続するネットワークであり、アクセスネットワークの一部である。ネットワーク１２は、通過制御装置６ａと認証サーバ４とが接続するネットワークであり、キャリア網の一部である。ネットワーク１３は、プロキシサーバ３と通過制御装置６ａとが接続するネットワークであり、アクセスネットワークの一部で
あり、キャリア網の一部でもある。なお、ＬＴＥネットワークシステム１００ａは複数の携帯電話端末１及び基地局２を含むが、図１においては、便宜上、１台ずつ示される。
【００３７】
ＬＴＥネットワークシステム１００ａにおける、携帯電話端末１，基地局２，プロキシサーバ３，認証サーバ４，加入者ＤＢ管理サーバ５については、図２４において説明されたものと同様である。
【００３８】
通過制御装置６ａは、例えば、ＩＰＳ機能装置である。また、ＩＰＳ機能装置は、例えば、ルータ，レイヤ３スイッチ等のレイヤ３以上のデータを扱える中継装置である。ＬＴＥネットワークシステム１００ａにおいて、通過制御装置６ａは、ネットワーク１１，１２，１３のそれぞれと接続するためのインタフェースを有する。
【００３９】
通過制御装置６ａは、各インタフェースを通じて、基地局２，プロキシサーバ３，及び認証サーバ４それぞれと接続している。すなわち、基地局２（携帯電話端末１）とプロキシサーバ３との間の通信、及び、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間の通信は、通過制御装置６ａによって中継される。したがって、通過制御装置６ａは、携帯電話端末１とプロキシサーバ３との間の通信と、プロキシサーバ３と認証サーバ４との通信とを、取得することが可能である。通過制御装置６ａは、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間の通信を取得することによって、携帯電話端末１とプロキシサーバ３との間で共通して用いられる暗号鍵を取得する。
【００４０】
図１において、ネットワーク１１及び１２とは、互いに独立したＩＰネットワークである。ネットワーク１３は、ネットワーク１１及び１３とから独立したＩＰネットワークであってもよいし、以下の説明のように論理的に分離したネットワーク１１とネットワーク１２とを含んでもよい。
【００４１】
通過制御装置６ａとプロキシサーバ３とがポイントツーポイント接続で、通過制御装置６ａがレイヤ３スイッチなどのＶＬＡＮ（Virtual LAN）を設定可能な装置である場合に
は、通過制御装置６ａとプロキシサーバ３とにタグＶＬＡＮを設定してもよい。すなわち、通過制御装置６ａとプロキシサーバ３との間のポイントツーポイント接続を論理的に２つの接続に分離し、一方をネットワーク１１の通信に使用し、もう一方をネットワーク１２の通信に使用してもよい。
【００４２】
第１実施形態では、ネットワーク１１，１２，１３は、ぞれぞれ、異なるＩＰネットワークであることを想定する。通過制御装置６ａは、通過制御装置の一例である。プロキシサーバ３は、プロキシサーバの一例である。認証サーバ４及び加入者ＤＢ管理サーバ５は、鍵生成装置の一例である。
【００４３】
（第１実施形態の通過制御装置）
図２は、通過制御装置６ａのハードウェア構成の例を示す図である。通過制御装置６ａは、プロセッサ１０１，主記憶装置１０２，補助記憶装置１０５，可搬記録媒体駆動装置１０６，及びネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃを備え、これらがバス１０９により互いに接続されている情報処理装置である。情報処理装置は、例えば、ルータ、レイヤ３スイッチ、複数のユニットカードを有する大型の交換機などの中継装置である。
【００４４】
ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃは、ネットワークとの情報の入出力を行うインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃは、それぞれ有線のネットワークと接続する。ネットワークインタフェース１０７ａは、ネットワーク１１、すなわち、基地局２が接続するネットワークに接続するた
めのインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ｂは、ネットワーク１２、すなわち、認証サーバ４が接続するネットワークに接続するためのインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ｃは、ネットワーク１３、すなわち、プロキシサーバ３と接続するためのインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃは、例えば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Synchronous Optical NETwork/Synchronous Digital Hierarchy）やＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）等のインタフ
ェースモジュールである。また、ネットワークインタフェース１０７ｂ，１０７ｃは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）のインタフェースモジュールであってもよい。ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃで受信されたデータ等は、プロセッサ１０１に出力される。
【００４５】
主記憶装置１０２は、プロセッサ１０１に、補助記憶装置１０５に格納されているプログラムをロードする記憶領域および作業領域を提供したり、バッファとして用いられたりする。主記憶装置１０２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のような半導体メモリである。
【００４６】
補助記憶装置１０５は、様々なプログラムや、各プログラムの実行に際してプロセッサ１０１が使用するデータを格納する。補助記憶装置１０５は、例えば、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、又はハードディスクドライブ（Ｈａａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）である。補助記憶装置１０５は、例えば、オペレーティングシステム（ＯＳ），ネットワークの通信の通過制御プログラム，その他様々なアプリケーションプログラムを保持する。
【００４７】
可搬記録媒体駆動装置１０６は、可搬記録媒体に記録されるプログラムや各種データを読出し、プロセッサ１０１に出力する。可搬記録媒体は、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）フラッシュメモリ，ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ），ＤＶＤ，又はフラッシュメモリカードのような記録媒体である。
【００４８】
プロセッサ１０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｓｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。プロセッサ１０１は、補助記憶装置１０５又は可搬記録媒体に保持されたＯＳや様々なアプリケーションプログラムを主記憶装置１０２にロードして実行することによって、様々な処理を実行する。
【００４９】
例えば、通過制御装置６ａは、プロセッサ１０１が補助記憶装置１０５に保持される通過制御プログラムを主記憶装置１０２にロードして実行する。通過制御装置６ａは、通過制御プログラムの実行を通じて、ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃを介して入力された通信データ（パケット）について検査を行い、該通信データの通過可否の判定を行う。
【００５０】
なお、通過制御装置６ａとして機能する情報処理装置は、ルータのような中継装置に限定されず、パケットの通過可否の判定を行うサーバマシンのような専用のコンピュータであってもよい。
【００５１】
図３は、通過制御装置６ａの機能ブロック図の例である。通過制御装置６ａは、プロセッサ１０１が補助記憶装置１０５に保持される通過制御プログラムを主記憶装置１０２にロードして実行することによって、復号化部６１，通過制御部６２，鍵取得部６３，スイッチング部６４として動作する。また、通過制御装置６ａは、通過制御プログラムの実行を通じて、又は静的に、主記憶装置１０２の記憶領域に記憶部６５を作成する。記憶部６５は、ＳＩＰのセッションを管理する管理テーブル６５１を保持する。管理テーブル６５１については、後述する。
【００５２】
ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃからプロセッサ１０１に入力されたパケットは、コピーが生成され、バッファ（図示せず）に格納される。以下、単に「パケット」と示すが、復号化部６１，通過制御部６２，鍵取得部６３，スイッチング部６４はそれぞれ、入力パケットのコピーに対して処理を行う。
【００５３】
ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃからプロセッサ１０１に入力されたパケットのコピー（以下、単に「パケット」）は、まず、復号化部６１に入力される。復号化部６１は、入力パケットに対して、データ部の暗号化を検出する。パケットのデータ部の暗号化の検出は、例えば、パケットのヘッダ部（ヘッダ部は暗号化されていない）に含まれる情報から検出可能である。例えば、パケットのデータ部が暗号化されている場合には、ヘッダ部に暗号化プロトコルのヘッダが含まれるので、復号化部６１は、パケットのヘッダ部を解析することにより、データ部の暗号化を検出することができる。復号化部６１は、パケットのデータ部の暗号化を検出すると、該パケットの復号化を行う。
【００５４】
パケットの復号化の際には、復号化部６１は、受信パケットのヘッダに含まれる情報から暗号化されたＳＩＰセッション（ＩＰ ｓｅｃのＳＡ）を特定する。復号化部６１は、管理テーブル６５１（後述）に保持される該ＳＩＰセッション（ＩＰ ｓｅｃのＳＡ）において使用される暗号鍵を用いて、パケットの復号化を行う。復号化部６１は、復号化したパケットを通過制御部６２に出力する。復号化部６１は、パケットのデータ部の暗号化を検出しなかった場合には、そのままパケットを通過制御部６２に出力する。
【００５５】
通過制御部６２は、復号化部６１からパケットを受信する。通過制御部６２が受信するパケットは、復号化部６１によって復号化処理がなされているため、データが暗号化されたパケットは含まれていない。
【００５６】
通過制御部６２は、パケットのヘッダ部とデータ部（ペイロード部ともいう）を検査し、該パケットの通過制御装置６ａの通過の可否を判定する。例えば、通過不可の条件が予め設定されており、通過制御部６２は、通過不可の条件に合致するパケットは通過不可であることを判定する。通過制御部６２は、通過許可と判定したパケットをスイッチング部６４に出力する。通過制御部６２は、通過不可と判定したパケットの廃棄を決定する。通過不可の判定によって、通過不可と判定されたパケットに対応するバッファに保持されるパケットは廃棄される。なお、通過制御部６２は、通過不可と判定したパケットの情報を保持し、所定のタイミングで、該パケットの情報を検出した不正なアクセスとしてキャリア網の管理者に電子メール等で通知してもよい。
【００５７】
また、通過許可の条件が予め設定されていてもよい。この場合には、通過制御部６２は、通過許可の条件に合致するパケットは通過許可であることを判定する。また、通過制御部６２は、通過許可の条件と通過不可の条件との両方を用いてパケットの通過可否の判定を行ってもよい。
【００５８】
通過不可又は通過許可の条件は、例えば、ＩＰアドレス，ポート番号，その他各アプリケーションによって定義されているメッセージコード，データ部に含まれる文字列の長さ等のパラメタが指定される。
【００５９】
さらに、通過制御部６２は、パケットがＳＩＰメッセージのパケットであるか否かを判定する。通過制御部６２は、例えば、パケットに含まれるＳＩＰヘッダを解析することによって、該パケットがＳＩＰメッセージであることを判定する。通過制御部６２は、ＳＩＰメッセージを検出すると、鍵取得部６３に通知する。
【００６０】
鍵取得部６３は、通過制御部６２からＳＩＰメッセージを含むパケットが入力された旨の通知を受けると、ＳＩＰメッセージから情報を抽出し、管理テーブル６５１（後述）に格納する。ＳＩＰメッセージから抽出され管理テーブル６５１に格納される情報には、暗号鍵が含まれる。その他、ＳＩＰメッセージから抽出され管理テーブル６５１に格納される情報には、セッション識別情報（Ｃａｌｌ−ＩＤ），携帯電話端末のＩＰアドレスなど、セッションを特定するための情報が含まれる。また、鍵取得部６３は、ＳＩＰメッセージが属するセッションのステータスを判定し、該ステータスを管理テーブル６５１に記録する。
【００６１】
通過制御部６２によって通過許可が判定されたパケットはスイッチング部６４に入力される。スイッチング部６４は、パケットの宛先ＩＰアドレスからパケットの出力先インタフェースをネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃの何れかに決定する。すなわち、スイッチング部６４は、ルーティングを行い、ネットワーク１１，１２，１３の何れのネットワークにパケットを出力するかを判定する。スイッチング部６４の判定に従って、バッファから対応のパケットが出力先となるネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃの何れかに出力される。なお、バッファからパケットが出力されると、対応するパケットのコピーは廃棄される。
【００６２】
通過制御部６２は、第１の取得部の一例である。通過制御部６２は、第２の取得部の一例である。鍵取得部６３は、暗号鍵取得部の一例である。復号化部６１は、復号化部の一例である。
【００６３】
（ＳＩＰメッセージ）
図４、図５、図６、及び図７は、それぞれ、ＳＩＰメッセージの一例を示す図である。図４、図５、図６、及び図７に示されるＳＩＰメッセージは、ＬＴＥネットワークシステムにおいて、携帯電話端末が電源投入から通話可能になるまでにやり取りされるＳＩＰメッセージのうちの一部である。
【００６４】
図４は、端末から送信される位置登録要求のＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの一例を示す図である。図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＥＲは、例えば、図２５のＯＰ１０１、図２６のＯＰ２０１において携帯電話端末Ｐ１から送信されるＳＩＰメッセージである。
【００６５】
位置登録要求のＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＳＩＰヘッダには、先頭にＳＩＰメッセージの種類が記述されている。図４では「ＲＥＧＩＳＴＥＲ」と記述されており、該ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲであることが示される。ＳＩＰヘッダには、その他に、ＳＩＰでのセッションを特定するための「Ｃａｌｌ−ＩＤ」，シーケンス番号（図中「Ｃｓｅｑ」），認証情報，暗号鍵，ＩＰ ｓｅｃ通信に係る情報が記述されている。図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、ＳＩＰセッション開始後最初に送信されるＳＩＰメッセージであるので、シーケンス番号が「１」である。また、図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが送信される時点では、認証情報及び暗号鍵は生成されていないため、認証情報及び暗号鍵は図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲには含まれていない。
【００６６】
ＳＩＰヘッダ内のＩＰ ｓｅｃ通信に係る情報には、ＩＰｓｅｃにおいて規定されるパラメタが格納される。図４におけるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲでは、ＩＰ ｓｅｃのプロポーサルに係る情報が含まれている。ＩＰ ｓｅｃ通信に係る情報の一つに、ＩＰ ｓｅｃのＳＡ（Security Association）と呼ばれる暗号通信路を識別するためのｓｐｉ（Security Parameter Index）値（図４中「ｓｐｉ」）がある。図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが送信される時点では、ｓｐｉ値は端末が提案する仮の値が格納されている。
【００６７】
図５は、図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対するコード４０１の応答メッセージの一例を示す図である。
【００６８】
図５に示される応答メッセージのＳＩＰヘッダの先頭には、応答メッセージコード「４０１」と、未認証であることを示す「Ｕｎａｕｔｈｏｒｉｚｅｄ」とが記述される。Ｃａｌｌ−ＩＤには、図４に示されるＳＩＰ メッセージに含まれるＣａｌｌ−ＩＤと同じ値が記述される。シーケンス番号は、ＳＩＰメッセージが応答である場合には、その前のＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲ等の要求メッセージと同じ番号が記述される。そのため、図５に示される応答メッセージのシーケンス番号は、図４に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲと同じ番号である。
【００６９】
応答メッセージ（コード４０１）が、例えば、図２５のＯＰ１０６において認証サーバＰ４から送信される場合には、該応答メッセージには、符号Ｓ１で示される暗号鍵（図５中「ＣＫ」、「ＩＫ」）と認証情報（図５中「ｎｏｎｃｅ」）とを含む情報が含まれる。応答メッセージ（コード４０１）が、例えば、図２５のＯＰ１０８においてプロキシサーバＰ３から携帯電話端末Ｐ１に送信される応答メッセージ（コード４０１）である場合には、符号Ｓ１で示される情報（暗号鍵）は含まれず、ＩＰｓｅｃのｓｐｉ値の確定値を含む符号Ｓ２で示される情報が含まれる。
【００７０】
図６は、認証を要求するＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの一例を示す図である。図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、例えば、図２５のＯＰ１１１、図２６のＯＰ２１４において携帯電話端末Ｐ１から送信されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲである。図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、端末によってＵＤＰヘッダ及びＳＩＰヘッダを含むデータ部が暗号化されている。
【００７１】
図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＳＩＰヘッダの先頭には、該ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲであることを示す「ＲＥＧＩＳＴＥＲ」が記述される。Ｃａｌｌ−ＩＤには、図４及び図５のＳＩＰメッセージに含まれるＣａｌｌ−ＩＤと同じ値が記述される。シーケンス番号は、図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲがセション開始から２つ目に送信されるＳＩＰメッセージであるので、「２」が格納される。
【００７２】
図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが送信される時点では、携帯電話端末は、暗号鍵と認証情報を取得済みであり、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは暗号鍵を用いて暗号化されている。また、図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、認証を求めるメッセージである。そのため、図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲには、暗号鍵の情報は含まれず、図５に示される応答メッセージと同じ認証情報（図中「ｎｏｎｃｅ」）が含まれている。また、ｓｐｉ値は図６では省略されているが、図５に示される応答メッセージに含まれるｓｐｉ値と同じ値が図６に示される応答メッセージにも含まれている。
【００７３】
図７は、図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対するコード２００の応答メッセージの一例を示す図である。図７に示される応答メッセージは、例えば、図２５のＯＰ１１５において認証サーバＰ３から送信されるＳＩＰメッセージである。
【００７４】
図７に示される応答メッセージのＳＩＰヘッダの先頭には、応答メッセージコード「２００」と、認証済みであることを示す「ＯＫ」とが記述される。Ｃａｌｌ−ＩＤには、図４、図５及び図６に示されるＳＩＰ メッセージと同じセッションのＳＩＰメッセージであるため、これらのＣａｌｌ−ＩＤと同じ値が記述される。図７に示される応答メッセージのシーケンス番号は、図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対する応答メッセージであるため、図６に示されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲと同じ番号「２」である。また
、図７に示される応答メッセージのＳＩＰヘッダには、暗号鍵と認証情報とは含まれない。例えば、暗号鍵は、すでに、プロキシサーバと端末とで共有されているからである。
【００７５】
（管理テーブル）
図８は、管理テーブル６５１の一例を示す図である。管理テーブル６５１は、管理番号，Ｃａｌｌ−ＩＤ，携帯電話端末ＩＰアドレス，ステータス，シーケンス番号（図８中「Ｃｓｅｑ」），ｓｐｉ値（図８中「ｓｐｉ」），及び暗号鍵（図８中「ＣＫ」「ＩＫ」）を含む。
【００７６】
「管理番号」は、管理テーブル６５１のエントリを識別するための情報である。「Ｃａｌｌ−ＩＤ」，「携帯電話端末ＩＰアドレス」，「シーケンス番号」，「ｓｐｉ値」，及び「暗号鍵」は、鍵取得部６３によってＳＩＰメッセージから取得される情報である。なお、Ｃａｌｌ−ＩＤ及び暗号鍵は、不定長の情報であるため、管理テーブル６５１には格納されず、記憶部６５の別のメモリ領域に格納される。管理テーブル６５１の「Ｃａｌｌ−ＩＤ」及び「暗号鍵」には、値が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタが格納される。
【００７７】
「ステータス」には、ＳＩＰセッションの状態が示されるコードが格納される。例えば、ステータスのコードには、「ＩＮＩＴＩＡＬ」，「４０１ＲＥＳ」，及び「２００ＯＫ」が含まれ、ステータスはこの順番で遷移する。例えば、図４に示されるような、携帯電話端末１から送信される位置登録要求のＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが受信された場合には、「ステータス」フィールドには初期状態を示す「ＩＮＩＴＩＡＬ」が格納される。例えば、図５に示されるような、認証サーバ４から送信されるコード４０１の応答メッセージが受信された場合には、「ステータス」フィールドは「４０１ＲＥＳ」に上書きされる。例えば、図６に示されるような、認証サーバ４から送信されるコード２００の応答メッセージが受信された場合には、「ステータス」フィールドは「２００ＯＫ」に上書きされる。
【００７８】
なお、「ステータス」に格納されるコードは一例であり、コードの名称は、「ＩＮＩＴＩＡＬ」，「４０１ＲＥＳ」，及び「２００ＯＫ」に限定されない。また、より多種のコードを設定して、より細かくＳＩＰセッションの状態を管理してもよい。
【００７９】
「ステータス」の更新は、「Ｃａｌｌ−ＩＤ」，「シーケンス番号」，「ステータス」の各状態に応じて行われる。ステータス更新についての詳細は後述する。復号化部６１が、データ部が暗号化されたパケットを復号する際には、復号化部６１は、該パケットに含まれる「携帯電話端末ＩＰアドレス」，「ｓｐｉ値」を管理テーブル６５１と照合して、合致したエントリから暗号鍵を取得する。
【００８０】
なお、管理テーブル６５１のエントリは、携帯電話端末１との接続が切断されたことが検出されると、削除される。通過制御装置６ａと携帯電話端末１との接続が切断されたことは、例えば、基地局２，プロキシサーバ３，認証サーバ４又は加入者ＤＢ管理サーバ５からの通知によって検出される。
【００８１】
（通過制御装置の処理フロー）
図９は、通過制御装置６ａの処理フローの例を示す図である。図９に示される処理フローは、通過制御装置６ａのプロセッサ１０１にネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃのいずれかからパケットが入力されると開始される。なお、図９において処理されるパケットは、入力パケットのコピーであり（単に「パケット」と称す）、コピー元のパケットはバッファに格納される。
【００８２】
Ｓ１では、復号化部６１は、入力パケットのデータ部が暗号化されているか否かを判定する。パケットのデータ部が暗号化されている場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、処理がＳ２に進む。データ部が暗号化されていない場合には（Ｓ１：ＮＯ）、処理がＳ３に進む。Ｓ２では、復号化部６１はパケットのデータ部の復号化を行う。具体的には、復号化部６１は、パケットのヘッダ部に含まれる携帯電話端末１のＩＰアドレスとｓｐｉ値とが合致する管理テーブル６５１のエントリを検索し、該エントリの暗号鍵を用いて復号化を行う。データ部の復号化が完了すると、処理がＳ３に進む。
【００８３】
Ｓ３では、通過制御部６２は、パケットがＳＩＰメッセージを含むか否かを判定する。パケットがＳＩＰメッセージを含む場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、処理がＳ４に進む。パケットがＳＩＰメッセージを含まない場合には（Ｓ３:ＮＯ）、処理がＳ５に進む。Ｓ４で
は、鍵取得部６３が管理テーブル更新処理を実行する。管理テーブル更新処理の詳細は後述される。管理テーブル更新処理が完了すると、処理がＳ５に進む。
【００８４】
Ｓ５では、通過制御部６２は、パケットの通過可否の判定を行う。パケットが通過不可であると判定された場合には（Ｓ５：ＮＯ）、処理がＳ６に進む。パケットが通過許可であると判定された場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、処理がＳ７に進む。Ｓ６では、通過制御部６２によって通過不可が判定されたパケットのコピー元であり、バッファに格納されているパケットが廃棄される。その後、処理がＳ７に進む。Ｓ７では、スイッチング部６４がパケットの出力インタフェースを決定する。その後、バッファに格納されているパケットは、スイッチング部６４によって決定されたネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃのいずれかから出力される。バッファに格納されているパケットが出力されると、該パケットのコピーは廃棄され、図９に示される処理フローが終了する。
【００８５】
図１０は、図９における管理テーブル更新処理のフローの例を示す図である。図１０に示されるフローは、図９のＳ３において、パケットがＳＩＰメッセージを含んでいると判定された場合に開始される。
【００８６】
Ｓ１１では、鍵取得部６３は、ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲであるか否かを判定する。ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲであることは、ＳＩＰヘッダの先頭行に「ＲＥＧＩＳＴＥＲ」が記述されており、シーケンス番号が「１」であることから判定可能である（図４参照）。ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲである場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、処理がＳ１２に進む。ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲでない場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、処理がＳ１４に進む。
【００８７】
Ｓ１２では、鍵取得部６３は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤとシーケンス番号とが合致する管理テーブル６５１のエントリが存在するか否かを判定する。ＳＩＰ
ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤとシーケンス番号とが合致する管理テーブル６５１のエントリが存在する場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、処理は図９のＳ５に進む。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤとシーケンス番号とが合致する管理テーブル６５１のエントリが存在しない場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、処理はＳ１３に進む。
【００８８】
Ｓ１３では、鍵取得部６３は、管理テーブル６５１に新たなエントリを作成する。鍵取得部６３は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに含まれるＣａｌｌ−ＩＤ（不定長）を記憶部６５のメモリ領域にコピーする。鍵取得部６３は、Ｃａｌｌ−ＩＤを格納したメモリ領域のポインタ，シーケンス番号，ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの送信元ＩＰアドレスを新たなエントリの「Ｃａｌｌ−ＩＤ」，「シーケンス番号」，「携帯電話端末ＩＰアドレス」にそれぞれ格納する。また、鍵取得部６３は、新たなエントリの「ステータス」に「ＩＮＩＴＩＡＬ」を格納する。その後処理が図９のＳ５に進む。
【００８９】
Ｓ１４では、ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージであるか否かが判定される。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージであるか否かは、ＳＩＰヘッダの先頭行にコード「４０１」が記述されているか否かで判定可能である（図５参照）。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージである場合には（Ｓ１４：ＹＥＳ）、処理がＳ１５に進む。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージでない場合には（Ｓ１４：ＮＯ）、処理がＳ１７に進む。
【００９０】
Ｓ１５では、鍵取得部６３は、応答メッセージのＣａｌｌ−ＩＤとシーケンス番号とが合致する管理テーブル６５１のエントリを検出し、該エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」であるか否かを判定する。エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」である場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、処理がＳ１６に進む。エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」でない場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、処理が図９のＳ５に進む。
【００９１】
Ｓ１６では、鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を取り出し、記憶部６５のメモリ領域に記憶し、管理テーブル６５１の該当エントリの「暗号鍵」にメモリ領域のアドレスを示すポインタを格納する。また、鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）からｓｐｉ値を取得し、管理テーブル６５１の該当エントリの「ｓｐｉ値」に格納する。さらに、鍵取得部６３は、該当エントリの「ステータス」を「４０１ＲＥＳ」に更新する。その後、処理が図９のＳ５に進む。
【００９２】
Ｓ１７では、鍵取得部６３は、ＳＩＰメッセージがコード２００の応答メッセージであるか否かを判定する。ＳＩＰメッセージが応答メッセージであることは、ＳＩＰヘッダの最初の行に「２００」が記述されていることによって判定可能である（図７参照）。ＳＩＰメッセージがコード２００の応答メッセージである場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、処理がＳ１８に進む。ＳＩＰメッセージがコード２００の応答メッセージでない場合には（Ｓ１７：ＮＯ）、ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲ，コード４０１の応答メッセージ，コード２００の応答メッセージのいずれでもないことが示される。この場合には、処理が図９のＳ５に進む。
【００９３】
Ｓ１８では、鍵取得部６３は、応答メッセージのＣａｌｌ−ＩＤとシーケンス番号とが合致する管理テーブル６５１のエントリを検出し、該エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ」であるか否かを判定する。エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ」である場合には（Ｓ１８：ＹＥＳ）、処理がＳ１９に進む。エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ」でない場合には（Ｓ１８：ＮＯ）、処理が図９のＳ５に進む。
【００９４】
Ｓ１９では、鍵取得部６３は、該当エントリの「ステータス」を「４０１ＲＥＳ」から「２００ＯＫ」に更新する。その後、処理が図９のＳ５に進む。
【００９５】
なお、図１０において、Ｓ１５，Ｓ１８において、管理テーブル６５１の更新対象にならなかったＳＩＰメッセージは、実装に応じて、廃棄されてもよい。
【００９６】
（第１実施形態の動作例）
図１１は、第１実施形態における、携帯電話端末の電源投入から通話可能な状態になるまでの処理フローの例を示す図である。図１１では、図１のＬＴＥネットワークシステム１００ａにおける処理フローを想定する。図１１において、暗号化通信にはＩＰｓｅｃ通信が行われることを想定する。また、図１１において示されるパケットは、通過制御装置６ａによって通過許可と判定されるパケットであることを想定する。なお、図１１においては、便宜上、認証サーバ４と加入者ＤＢ管理サーバ５とが同一の装置として示されている。
【００９７】
電源の投入を契機として、携帯電話端末１はＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１１に出力してプロキシサーバ３に送信する（ＯＰ１）。携帯電話端末１から送信されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３の前に通過制御装置６ａに受信される。
【００９８】
通過制御装置６ａは、受信したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲから、Ｃａｌｌ−ＩＤ，シーケンス番号，送信元ＩＰアドレスを読出し、管理テーブル６５１の新たなエントリの「Ｃａｌｌ−ＩＤ」，「シーケンス番号」，「携帯電話端末ＩＰアドレス」に格納する（ＯＰ２、図１０、Ｓ１３）。また、通過制御装置６ａは、新たなエントリの「ステータス」に「ＩＮＩＴＩＡＬ」を格納する。通過制御装置６ａは、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの宛先ＩＰアドレス（プロキシサーバ３）に基づいて、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの出力先をプロキシサーバ３と接続するためのネットワークインタフェース１０７ｃに決定する（図９、Ｓ７）。
【００９９】
ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３に宛ててネットワーク１３に出力され（ＯＰ３）、プロキシサーバ３に受信される。次に、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３によって再びネットワーク１３に出力され、通過制御装置６ａに受信される（ＯＰ４）。ＯＰ４における受信の際には、通過制御装置６ａでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。ＯＰ４において受信されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、ＯＰ２において受信されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲと同じＳＩＰ
ＲＥＧＩＳＴＥＲであり、管理テーブル６５１に既にエントリが作成されているからである（図１０、Ｓ１２：ＹＥＳ）。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの宛先は、ＯＰ４において、プロキシサーバ３によって認証サーバ４に変更されているので、通過制御装置６ａは、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１２に出力して認証サーバ４に中継する（ＯＰ５）。
【０１００】
加入者ＤＢ管理サーバ５は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、図２６のＯＰ２０４−ＯＰ２０６と同様の処理を行う。すなわち、加入者ＤＢ管理サーバ５は、加入者情報から認証情報を生成し、認証情報から計算式１の計算結果値と生成し、認証情報と計算式２とから暗号鍵とを生成する（ＯＰ６）。
【０１０１】
認証サーバ４は、加入者ＤＢ管理サーバ５によって生成された認証情報と暗号鍵とをそれぞれパラメタの一つとして含めて応答メッセージ（コード４０１）を生成し、ネットワーク１２に出力してプロキシサーバ３に送信する（ＯＰ７）。
【０１０２】
認証情報と暗号鍵とを含む応答メッセージ（コード４０１）は、プロキシサーバ３の前に、ネットワーク１２を介して、通過制御装置６ａに届く。通過制御装置６ａでは、応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」であるので（図１０、Ｓ１５：ＹＥＳ）、管理テーブル６５１の該当エントリを更新する（ＯＰ８、図１０、Ｓ１６）。具体的には、通過制御装置６ａは、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を取り出し記憶部６５のメモリ領域に格納し、該当エントリの「暗号鍵」に暗号鍵が格納されるアドレスのポインタを格納する。また、通過制御装置６ａは、応答メッセージ（コード４０１）から「ｓｐｉ値」を取得し、管理テーブル６５１の該当エントリの「ｓｐｉ値」に格納する。さらに、通過制御装置６ａは、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」を「ＩＮＩＴＩＡＬ」から「４０１ＲＥＳ」に更新する。
【０１０３】
通過制御装置６ａは、認証情報と暗号鍵とを含む応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１３に出力してプロキシサーバ３に中継する（ＯＰ９）。ＯＰ９において送信される応答メッセージ（コード４０１）は、ＯＰ７において認証サーバ４から送信される応答メッセージ（コード４０１）と同一であり、認証情報と暗号鍵とを含む。
【０１０４】
プロキシサーバ３は、通過制御装置６ａを経由してネットワーク１３から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵を取り出し保持する（ＯＰ１０）。プロキシサーバ３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を削除し、認証情報を含む（暗号鍵を含まない）応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１３に出力して携帯電話端末１に送信する（ＯＰ１１）。
【０１０５】
通過制御装置６ａは、ネットワーク１３から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、該応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１１に出力して携帯電話端末１に中継する（ＯＰ１２、ＯＰ１３）。このときには、通過制御装置６ａでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。ＯＰ１１において受信される応答メッセージ（コード４０１）は、ＯＰ７において受信された応答メッセージ（コード４０１）と同じ応答メッセージであり、管理テーブル６５１の該当エントリのステータスが「ＩＮＩＴＩＡＬ」でないからである（図１０、Ｓ１５：ＮＯ）。
【０１０６】
携帯電話端末１は、ネットワーク１１から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、図２６のＯＰ２１２、ＯＰ２１３と同様の処理を行う。すなわち、携帯電話端末１は、計算式１のパラメタに認証情報の値を代入して認証用の計算を行い、計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵を生成する（ＯＰ１４）。
【０１０７】
携帯電話端末１は、認証サーバ４に認証してもらうために、求められた計算結果値をパラメタの一つとして含むＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成する。携帯電話端末１は、生成した暗号鍵を用いて該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを暗号化する。暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、ネットワーク１１に出力され、プロキシサーバ３に送信される（ＯＰ１５）。
【０１０８】
ネットワーク１１に出力されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３の前に、通過制御装置６ａに到着する。通過制御装置６ａは、暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲ（コピー）をＯＰ８において取得した暗号鍵で復号化する（図９、Ｓ２）。通過制御装置６ａは、復号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対して通過可否の判定を行い（ＯＰ１６、図９、Ｓ５：ＹＥＳ）、該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１３に出力しプロキシサーバ３に中継する（ＯＰ１７、図９、Ｓ７）。このときには、通過制御装置６ａでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。管理テーブル６５１に該当エントリが既に存在するからである（図１０、Ｓ１２：ＹＥＳ）。なお、ＯＰ１７において中継されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、暗号化されている。なぜなら、ＯＰ１６における通過可否の判定は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのコピーに対して行われるからである。
【０１０９】
プロキシサーバ３は、ネットワーク１３から暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、ＯＰ１０において取り出した暗号鍵を用いてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを復号化する（ＯＰ１８）。プロキシサーバ３は、復号化したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１３に出力し、認証サーバ４に送信する（ＯＰ１９）。
【０１１０】
ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、ネットワーク１３から再び通過制御装置６ａに受信される。このときには、通過制御装置６ａでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。管理テーブル６５１に該当エントリが既に存在するからである（図１０、Ｓ１２：ＹＥＳ）。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの宛先はＯＰ１９においてプロキシサーバ３によって認証サーバ４に変更されるので、通過制御装置６ａは、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１２に出力して認証サーバ４に中継する（ＯＰ２０）。
【０１１１】
認証サーバ４は、ネットワ−ク１２から復号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信し、図２５のＯＰ１１４と同様に認証を行う（ＯＰ２１）。
【０１１２】
この後、図１１には示されていないが、認証サーバ４は、認証済みを示すコード２００の応答メッセージ（コード２００）をネットワーク１２に出力してプロキシサーバ３に送信する。応答メッセージ（コード２００）は、プロキシサーバ３の前に、ネットワーク１２を介して通過制御装置６ａに受信される。通過制御装置６ａは、応答メッセージ（コード２００）を受信すると、応答メッセージに該当する管理テーブル６５１のエントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ」であるので（図１０、Ｓ１８：ＹＥＳ）、管理テーブル６５１の該当エントリを更新する（図１０、Ｓ１９）。具体的には、通過制御装置６ａは、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」を「４０１ＲＥＳ」から「２００ＯＫ」に更新する。
【０１１３】
通過制御装置６ａは、応答メッセージ（コード２００）をネットワーク１３に出力してプロキシサーバ３に中継する。プロキシサーバ３は、通過制御装置６ａを経由してネットワーク１３から応答メッセージ（コード２００）を受信すると、ＯＰ１０において取得した暗号鍵を用いて応答メッセージ（コード２００）を暗号化する。プロキシサーバ３は、暗号化した応答メッセージ（コード２００）をネットワーク１３に出力して携帯電話端末１に送信する。暗号化された応答メッセージ（コード２００）は、携帯電話端末１の前に通過制御装置６ａに受信され、（コピーが）復号化されて通過可否の判定が行われる。暗号化された応答メッセージ（コード２００）は、通過制御装置６ａによってネットワーク１１に出力され携帯電話端末１へと中継される。
【０１１４】
（第１実施形態の作用効果）
第１実施形態では、通過制御装置６ａが、認証サーバ４と接続する手段（ネットワークインタフェース１０７ｂ）を有し、認証サーバ４と接続することによって、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間の通信を取得することができる。通過制御装置６ａが、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間の通信から、暗号鍵を取得することによって、携帯電話端末１とプロキシサーバ３との間の暗号化通信を復号化することができ、適正に通過の可否を判定することができる。
【０１１５】
また、第１実施形態では、基地局２，プロキシサーバ３，認証サーバ４の何れもインタフェースや、ソフトウェア等の変更を行うことなく、通過制御装置６ａを追加するのみで、携帯電話端末１とプロキシサーバ３との間の暗号化通信を復号して通過の可否を判定することができる。そのため、通過制御装置６ａの導入時のコストを抑えることができる。
【０１１６】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、プロキシサーバと認証サーバとの間に、プロキシサーバと認証サーバとの間の通信をコピーする装置が配置され、通過制御装置は該装置からプロキシサーバと認証サーバとの間の通信を取得する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と重複する説明は省略される。
【０１１７】
（第２実施形態のＬＴＥネットワークシステム）
図１２は、第２実施形態のＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。ＬＴＥネットワークシステム１００ｂは、携帯電話端末１，基地局２，プロキシサーバ３，認証サーバ４，加入者ＤＢ管理サーバ５，通過制御装置６ｂ，及びミラーリング装置７を有する。ネットワーク１１は、基地局２（携帯電話端末１）と通過制御装置６ｂとが接続するネットワークであり、アクセスネットワークの一部である。ネットワーク１４は、通過制御装置６ｂとプロキシサーバ３とが接続するネットワークであり、アクセスネットワークの一部である。ネットワーク１５は、プロキシサーバ３と認証サーバ４とが接続するネ
ットワークであり、キャリア網の一部である。ネットワーク１６は、通過制御装置６ｂとミラーリング装置７とを接続するネットワークである。
【０１１８】
ミラーリング装置７は、例えば、スイッチングハブ、ミラーリング設定がなされたレイヤ２スイッチ、同じくミラーリング設定がなされたレイヤ３スイッチ等の中継装置である。第２実施形態では、ミラーリング装置７は、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間に配置され、認証サーバ４から送信されるパケットを中継する際に、該パケットをコピーして通過制御装置６ｂに出力するようにミラーリングの設定がなされたレイヤ２スイッチである。ただし、これに限られず、ミラーリング装置７は、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間の通信を全てコピーして通過制御装置６ｂに送信してもよい。
【０１１９】
通過制御装置６ｂは、基地局２とプロキシサーバ３との間に配置される。また、通過制御装置６ｂは、ミラーリング装置７とネットワーク１６で接続しており、ミラーリング装置７から、認証サーバ４から送信されたパケットのコピーを受信する。
【０１２０】
図１２において、第２実施形態では、ミラーリング装置７はレイヤ２スイッチを想定している為、ネットワーク１６は、実際には、ミラーリング装置７がコピーしたパケットを流しているだけで、（レイヤ３の）ネットワークを成すものではなく単なる接続である。但し、第２実施形態では、便宜上ネットワーク１６と表示する。
【０１２１】
（第２実施形態の通過制御装置）
図１３は、第２実施形態における通過制御装置６ｂのハードウェア構成例を示す図である。通過制御装置６ｂは、プロセッサ１０１，主記憶装置１０２，補助記憶装置１０５，可搬記録媒体駆動装置１０６，及びネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｄ，１０７ｅを備え、これらがバス１０９により互いに接続されている情報処理装置である。情報処理装置は、例えば、ルータ、レイヤ３スイッチ、複数のユニットカードを有する大型の交換機などの中継装置である。
【０１２２】
ネットワークインタフェース１０７ｄ，１０７ｅは、ネットワークとの情報の入出力を行うインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ｄ，１０７ｅは、有線のネットワークと接続する。ネットワークインタフェース１０７ｄは、ネットワーク１４、すなわち、プロキシサーバ３が接続するネットワークに接続するためのインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ｅは、ミラーリング装置７に接続するためのインタフェースであって、ミラーリング装置７からのパケットのコピーを受信する受信専用のインタフェースである。ネットワークインタフェース１０７ｄは、例えば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨやＡＴＭ等のインタフェースモジュールである。また、ネットワークインタフェース１０７ｅは、例えば、ＬＡＮのインタフェースモジュールである。ネットワークインタフェース１０７ｅは、ミラーリング装置７と接続するインタフェースであって、標準規格に適合するインタフェースである（ベンダ独自インタフェースではない）。ネットワークインタフェース１０７ｄ，１０７ｅで受信されたデータ等は、プロセッサ１０１に出力される。
【０１２３】
図１４は、通過制御装置６ｂの機能ブロック図の例である。通過制御装置６ｂは、プロセッサ１０１が補助記憶装置１０５に保持される通過制御プログラムを主記憶装置１０２にロードして実行することによって、復号化部６１，通過制御部６２，鍵取得部６３，スイッチング部６４，ミラーリング情報受信部６６として動作する。
【０１２４】
ミラーリング情報受信部６６は、ネットワークインタフェース１０７ｅ専用のパケットの受信部である。すなわち、ミラーリング情報受信部６６は、ミラーリング装置７によって送信される、認証サーバ４から送信されるパケットのコピーの受信専用である。なお、
通過制御装置６ｂが中継処理（又は通過可否の判定）で受信するパケット、すなわち、ネットワークインタフェース１０７ａ，１０７ｄからプロセッサ１０１に入力されるパケットは、まず復号化部６１に入力される。
【０１２５】
ミラーリング情報受信部６６は、ミラーリング装置７から受信したパケットから、ＳＩＰメッセージのパケットを検出し、鍵取得部６３に送信する。鍵取得部６３は、ミラーリング情報受信部６６から受信したＳＩＰメッセージについて、図１０において示されるフローと同様の処理を行う。ミラーリング情報受信部６６が受信するパケットは、コピーであるため、処理が終了すると廃棄される。ミラーリング情報受信部６６は、第２取得部の一例である。
【０１２６】
（第２実施形態の動作例）
図１５は、第２実施形態における、携帯電話端末の電源投入から通話可能な状態になるまでの処理フローの例を示す図である。図１５では、図１２のＬＴＥネットワークシステム１００ｂにおける処理フローを想定する。図１５において、暗号化通信にはＩＰｓｅｃ通信が行われることを想定する。また、図１５において示されるパケットは、通過制御装置６ｂによって通過許可が判定されるパケットであることを想定する。なお、図１５においては、便宜上、認証サーバ４と加入者ＤＢ管理サーバ５とが同一の装置として示されている。
【０１２７】
電源の投入を契機として、携帯電話端末１はＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１１に出力してプロキシサーバ３に送信する（ＯＰ３１）。携帯電話端末１から送信されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３の前に通過制御装置６ｂに受信される。
【０１２８】
通過制御装置６ｂは、受信したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲから、Ｃａｌｌ−ＩＤ，シーケンス番号，送信元ＩＰアドレスを読出し、管理テーブル６５１の新たなエントリの「Ｃａｌｌ−ＩＤ」，「シーケンス番号」，「携帯電話端末ＩＰアドレス」に格納する（ＯＰ３２、図１０、Ｓ１３）。また、通過制御装置６ｂは、新たなエントリの「ステータス」に「ＩＮＩＴＩＡＬ」を格納する。通過制御装置６ｂは、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの宛先ＩＰアドレス（プロキシサーバ３）に基づいて、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの出力先をプロキシサーバ３と接続するためのネットワークインタフェース１０７ｄに決定する（図９、Ｓ７）。
【０１２９】
ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３に宛ててネットワーク１４に出力され、プロキシサーバ３に受信される（ＯＰ３３）。プロキシサーバ３は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１５に出力して認証サーバ４に送信する（ＯＰ３４）。
【０１３０】
加入者ＤＢ管理サーバ５は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、図２６のＯＰ２０４−ＯＰ２０６と同様の処理を行う。すなわち、加入者ＤＢ管理サーバ５は、加入者情報から認証情報を生成し、認証情報から計算式１の計算結果値と、認証情報と計算式２とから暗号鍵と、を生成する（ＯＰ３５）。
【０１３１】
認証サーバ４は、加入者ＤＢ管理サーバ５によって生成された認証情報と暗号鍵とをそれぞれパラメタの一つとして含めて応答メッセージ（コード４０１）を生成し、ネットワーク１５に出力してプロキシサーバ３に送信する（ＯＰ３６）。
【０１３２】
認証情報と暗号鍵とを含む応答メッセージ（コード４０１）は、プロキシサーバ３に受信される。プロキシサーバ３は、ネットワーク１５から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵を取り出し保持する（
ＯＰ３８）。プロキシサーバ３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を削除して、認証情報を含む（暗号鍵を含まない）応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１４に出力して携帯電話端末１に送信する（ＯＰ４１）。
【０１３３】
一方、ＯＰ３６において認証サーバ４から送信された応答メッセージ（コード４０１）は、ネットワーク１５に位置するミラーリング装置７によってコピーされ、ネットワーク１６を通じて、通過制御装置６ｂにも受信される（ＯＰ３７）。通過制御装置６ｂのミラーリング情報受信部６６は、応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、ＳＩＰメッセージであるので、鍵取得部６３に送信する。鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）であることを判別し（ＯＰ３９、図１０、Ｓ１４：ＹＥＳ）、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」であるので（図１０、Ｓ１５：ＹＥＳ）、該当エントリを更新する（図１０、Ｓ１６）。具体的には、通過制御装置６ｂは、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を取り出して記憶部６５のメモリ領域に格納し、該当エントリの「暗号鍵」に暗号鍵が格納されるアドレスのポインタを格納する（ＯＰ４０）。通過制御装置６ｂは、応答メッセージ（コード４０１）からｓｐｉ値を取得し、管理テーブル６５１の該当エントリの「ｓｐｉ値」に格納する。さらに、通過制御装置６ｂは、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」を「ＩＮＩＴＩＡＬ」から「４０１ＲＥＳ」に更新する。なお、ＯＰ３７において受信される応答メッセージはコピーであって転送しないので、処理が終了すると通過制御装置６ｂによって廃棄される。
【０１３４】
通過制御装置６ｂは、ＯＰ４１において、プロキシサーバ３から送信された暗号鍵を含まない（認証情報は含まれる）応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、該応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１１に出力して携帯電話端末１に中継する（ＯＰ４２、ＯＰ４３）。このときには、通過制御装置６ｂでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。ＯＰ４２において応答メッセージ（コード４０１）が受信された時点では、管理テーブル６５１の該当エントリのステータスが「ＩＮＩＴＩＡＬ」でない（「４０１ＲＥＳ」である）からである（図１０、Ｓ１５：ＮＯ）。
【０１３５】
携帯電話端末１は、ネットワーク１１から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、図２６のＯＰ２１２、ＯＰ２１３と同様の処理を行う。すなわち、携帯電話端末１は、計算式１のパラメタに認証情報の値を代入して認証用の計算を行い、計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵を生成する（ＯＰ４４）。
【０１３６】
携帯電話端末１は、認証サーバ４に認証してもらうために、求められた計算結果値をパラメタの一つとして含むＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成する。携帯電話端末１は、暗号鍵を用いて該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを暗号化する。暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、ネットワーク１１に出力され、プロキシサーバ３に送信される（ＯＰ４５）。
【０１３７】
ネットワーク１１に出力されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３の前に、通過制御装置６ｂに到着する。通過制御装置６ｂは、暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲ（コピー）をＯＰ４０において取得した暗号鍵で復号化する（図９、Ｓ２）。通過制御装置６ｂは、復号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対して通過可否の判定を行い（ＯＰ４６、図９、Ｓ５：ＹＥＳ）、該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１４に出力しプロキシサーバ３に中継する（ＯＰ４７、図１０、Ｓ７）。このときには、通過制御装置６ｂでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。管理テーブル６５１に該当エントリが既に存在するからである（図１０、Ｓ１２：ＹＥＳ）。なお、ＯＰ４７において通過制御装置６ｂによって中継されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、暗号化されている。
【０１３８】
プロキシサーバ３は、ネットワーク１３から暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、ＯＰ３８において取り出した暗号鍵を用いてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを復号化する（ＯＰ４８）。プロキシサーバ３は、復号化したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１５に出力し、認証サーバ４に送信する（ＯＰ４９）。
【０１３９】
認証サーバ４は、ネットワ−ク１５から復号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信し、図２５のＯＰ１１４と同様に認証を行う（ＯＰ５０）。
【０１４０】
この後、図１５には示されていないが、認証サーバ４は、認証済みを示すコード２００の応答メッセージ（コード２００）をネットワーク１５に出力してプロキシサーバ３に送信する。プロキシサーバ３は、この応答メッセージ（コード２００）をＯＰ３８において取得した暗号鍵で暗号化し、ネットワーク１４に出力して携帯電話端末１に送信する。暗号化された応答メッセージ（コード２００）は、携帯電話端末１の前に、通過制御装置６ｂに受信される。
【０１４１】
通過制御装置６ｂは、ネットワーク１４から応答メッセージ（コード２００）を受信すると、暗号化された応答メッセージ（コード２００）のコピーを復号化する。通過制御装置６ｂは、復号化して得られた応答メッセージ（コード２００）に該当する管理テーブル６５１のエントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ」であるので（図１０、Ｓ１８：ＹＥＳ）、管理テーブル６５１の該当エントリを更新する（図１０、Ｓ１９）。具体的には、通過制御装置６ｂは、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」を「４０１ＲＥＳ」から「２００ＯＫ」に更新する。その後、通過制御装置６ｂは、復号化された応答メッセージ（コード２００）（コピー）に対して通過可否の判定を行い、暗号化された応答メッセージ（コード２００）をネットワーク１１に出力して携帯電話端末１に中継する。
【０１４２】
（第２実施形態の作用効果）
第２実施形態では、ミラーリング装置７は、プロキシサーバ３と認証サーバ４との間に配置され、認証サーバ４から送信された通信をコピーして通過制御装置６ｂに送信する。これによって、通過制御装置６ｂは、認証サーバ４からプロキシサーバ４に送信される通信を取得し、暗号鍵を取得することができ、さらに、適正に暗号化された携帯電話端末からの通信の通過可否の判定を行うことができる。
【０１４３】
また、通過制御装置６ｂとミラーリング装置７とは、標準規格のインタフェースによって接続可能である。例えば、キャリア網への接続にベンダ独自のインタフェースが要求される場合でも、ミラーリング装置７を導入することで、各装置の既存の設定を変更することなく、通過制御装置６ｂが認証サーバ４からプロキシサーバ３への通信を取得することができる。これによって、プロキシサーバ３と通過制御装置６ｂとが異なるベンダの製品であってもよく、コストを抑えることができる。
【０１４４】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、プロキシサーバと認証サーバとの間にスイッチ装置が配置され、通過制御装置は該装置からプロキシサーバと認証サーバとの間の通信を取得する。また、第３実施形態では、プロキシサーバ３，認証サーバ４，加入者ＤＢ管理サーバ５と間の再送制御の仕組みが通過制御装置６ｃに適用される。なお、第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と重複する説明は省略される。
【０１４５】
（再送制御）
ベストエフォート方式であるＩＰネットワークでは、各ノード装置は、応答待ちのタイ
ムアウトや、回線障害の復旧を検知した際に論理的な接続の再構築を目的として通信プロトコルの再送制御を実装している。
【０１４６】
３ＧＰＰにおいても、携帯端末からのアクセス依頼をプロキシサーバや認証サーバが認証する処理において、携帯端末が間欠的な障害とその復旧とを検出したことを契機として、アクセス依頼の再送を実施する仕組みが規定されている。間欠的な障害は、例えば、応答待ちのタイムアウトや回線障害等である。
【０１４７】
図１６は、ＬＴＥネットワークシステムにおけるアクセス依頼の再送処理のフローを示す図である。図１６は、図２４に示されるＬＴＥネットワークシステムを想定している。図１６において、ＯＰ３０１−ＯＰ３０７の処理は、図２５におけるＯＰ１０１−ＯＰ１１０の処理と同様の為、説明は省略される。なお、ＯＰ３０３において認証サーバ４（加入者ＤＢ管理サーバ５）によって生成された暗号鍵は、「暗号鍵１」と呼ばれる。
【０１４８】
携帯電話端末Ｐ１がＯＰ３０７において、認証用の計算（計算式１）の計算結果と、暗号鍵とを生成した後に、携帯電話端末Ｐ１は、間欠的な障害の発生及び該障害からの復旧を検出する（ＯＰ３０８）。該障害により接続が切断されてしまった可能性もあり、携帯電話端末Ｐ１，プロキシサーバＰ３，認証サーバＰ４とで暗号鍵の整合性がとれていない可能性があるので、携帯電話端末Ｐ１は、再度ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信し、暗号鍵の再生成を依頼する。このときのＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、同期失敗を示す。このＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバＰ３を介して、認証サーバＰ４に届く（ＯＰ３１０）。
【０１４９】
加入者ＤＢ管理サーバＰ５は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、図２５のＯＰ１０３−ＯＰ１０５と同様にして、認証情報と暗号鍵とを生成する（ＯＰ３１１）。ＯＰ３１１において生成された暗号鍵を「暗号鍵２」とする。認証サーバＰ４は、加入者ＤＢ管理サーバＰ５によって生成された認証情報と暗号鍵２とをパラメタの一つとして含めて応答メッセージ（コード４０１）を生成し、プロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ３１２）。
【０１５０】
プロキシサーバＰ３は、認証サーバＰ４から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵２を取り出し保持する（ＯＰ３１３）。このとき、ＯＰ３０５において保持された暗号鍵１は暗号鍵２によって上書きされる。プロキシサーバＰ３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵２を削除して、認証情報を含む（暗号鍵を含まない）応答メッセージ（コード４０１）を携帯電話端末Ｐ１に送信する（ＯＰ３１４）。
【０１５１】
携帯電話端末Ｐ１は、応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、ＯＰ３０７において受信した認証情報や、算出した計算式１の計算結果、暗号鍵１を廃棄する。携帯電話端末Ｐ１は、予め定義された計算式１のパラメタに応答メッセージ（コード４０１）から取り出した新たな認証情報の値を代入して認証用の計算を行い、計算結果を保持する。また、携帯電話端末Ｐ１は、予め定義された計算式２のパラメタに応答メッセージ（コード４０１）から取り出した新たな認証情報の値を代入して暗号鍵２を生成する（ＯＰ３１５）。
【０１５２】
携帯電話端末Ｐ１は、認証サーバＰ４に認証してもらうために、計算式１から算出した計算結果値をパラメタの一つとしてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成する。携帯電話端末Ｐ１は、暗号鍵２を用いて該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを暗号化してプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ３１６）。
【０１５３】
プロキシサーバＰ３は、携帯電話端末Ｐ１から暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、ＯＰ３１３において取り出した暗号鍵２を用いてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを復号化する（ＯＰ３１７）。プロキシサーバＰ３は、復号したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを認証サーバＰ４に送信する（ＯＰ３１８）。
【０１５４】
認証サーバＰ４は、プロキシサーバＰ３からＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに含まれる計算結果値と、加入者ＤＢ管理サーバＰ５に保持された計算結果値とを照合し、認証を行う（ＯＰ３１９）。２つの計算結果値が一致した場合、認証サーバＰ４は、認証済みを示す応答メッセージ（コード２００）をプロキシサーバＰ３に送信する（ＯＰ３２０）。応答メッセージ（コード２００）は、プロキシサーバＰ３を経由して携帯電話端末Ｐ１に受信される（ＯＰ３２１）。以降、携帯電話端末Ｐ１は、通話相手への接続要求等が可能な状態となる。
【０１５５】
以上のように、携帯電話端末Ｐ１が、間欠的な障害の発生及び復旧が検出した場合に、再度ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信することによって、暗号鍵と認証情報が再生成され、各装置で整合する暗号鍵と認証情報とを使用することができる。
【０１５６】
第３実施形態では、図１６に示される例のようなアクセス依頼の再送処理を、通過制御装置を備えるＬＴＥネットワークシステムに適用する。
【０１５７】
（第３実施形態のＬＴＥネットワークシステム）
図１７は、第３実施形態のＬＴＥネットワークシステムの構成例を示す図である。ＬＴＥネットワークシステム１００ｃは、携帯電話端末１，基地局２，プロキシサーバ３ｃ，認証サーバ４，加入者ＤＢ管理サーバ５，通過制御装置６ｃ，及びスイッチ装置８を有する。ネットワーク１１は、基地局２（携帯電話端末１）と通過制御装置６ｂとが接続するネットワークであり、アクセスネットワークの一部である。ネットワーク１４は、通過制御装置６ｂとプロキシサーバ３とが接続するネットワークであり、アクセスネットワークの一部である。ネットワーク１５は、プロキシサーバ３ｃと認証サーバ４とが接続するネットワークであり、キャリア網の一部である。ネットワーク１７は、通過制御装置６ｃとスイッチ装置８とが接続するネットワークであり、ネットワーク１５と同じキャリア網の一部である。
【０１５８】
スイッチ装置８は、例えば、スイッチングハブ、レイヤ２スイッチ、レイヤ３スイッチ等のレイヤ２アドレスに基づいてスイッチングを行う中継装置である。スイッチ装置８は、レイヤ２アドレスに基づいて、フレーム（パケット）をプロキシサーバ３ｃ，認証サーバ４，通過制御装置６ｃの何れかに転送する。レイヤ２アドレスには、例えば、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）アドレス、ＡＴＭアドレス等がある。
【０１５９】
通過制御装置６ｃは、基地局２とプロキシサーバ３ｃとの間に配置される。また、通過制御装置６ｃは、スイッチ装置８とネットワーク１７で接続しており、宛先レイヤ２アドレスが通過制御装置６ｃであるフレーム（パケット）をスイッチ装置８から受信する。
【０１６０】
図１７に示されるＬＴＥネットワークシステム１００ｃにおいて、スイッチ装置８はレイヤ２の中継装置であるので、ネットワーク１５とネットワーク１７とは、同じＩＰネットワークである。
【０１６１】
ネットワーク１１とネットワーク１４とは、異なるＩＰネットワークでもよいし、同じＩＰネットワークであってもよい。通過制御装置６ｃの実装及び設定に依存する。ネットワーク１４とネットワーク１７とは異なるＩＰネットワークである。また、ネットワーク１４とネットワーク１５とは異なるネットワークである。
【０１６２】
（第３実施形態の通過制御装置）
第３実施形態における通過制御装置６ｃのハードウェア構成は、図１３において示される通過制御装置６ｂのハードウェア構成と同様である。ただし、通過制御装置６ｃでは、ネットワークインタフェース１０７ｅは、スイッチ装置８と接続する。
【０１６３】
図１８は、通過制御装置６ｃの機能ブロック図の例である。通過制御装置６ｃは、プロセッサ１０１が補助記憶装置１０５に保持される通過制御プログラムを主記憶装置１０２にロードして実行することによって、復号化部６１，通過制御部６２，鍵取得部６３，スイッチング部６４，疑似プロキシサーバ部６７，及び疑似認証サーバ部６８として動作する。
【０１６４】
疑似プロキシサーバ部６７は、プロキシサーバ３ｃになりすまし、認証サーバ４にＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信し、暗号鍵の生成を依頼する。例えば、疑似プロキシサーバ部６７は、携帯電話端末１からＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが受信され、通過制御装置６ｃにおいて通過可否の判定が行われた後に、暗号鍵を取得するため、プロキシサーバ３ｃになりすまし、暗号鍵の生成を依頼する。疑似プロキシサーバ部６７の詳細については、後述する。
【０１６５】
疑似認証サーバ部６８は、認証サーバ４になりすまし、疑似プロキシサーバ部６７によって送信されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対する応答メッセージ（コード４０１）をプロキシサーバ３ｃに送信する。このときに送信される応答メッセージ（コード４０１）には、認証サーバ４によって生成された認証情報と暗号鍵とが含まれる。疑似認証サーバ部６８の詳細については、後述する。
【０１６６】
（通過制御装置の処理フロー）
図１９は、第３実施形態における、管理テーブル更新処理のフローの例を示す図である。第３実施形態において、通過制御装置６ｃの復号化部６１，通過制御部６２，スイッチング部６４は、第１実施形態において説明された図９に示される処理と同じ処理を行う。図１９は、第３実施形態における、管理テーブル更新処理（図９、Ｓ４）の詳細である。
【０１６７】
管理テーブル更新処理は、通過制御部６２によって、パケットがＳＩＰメッセージを含んでいることが検出されると開始される。なお、Ｓ３１−Ｓ３３、Ｓ４０−Ｓ４２は、図１０におけるＳ１１−Ｓ１３、Ｓ１７−Ｓ１９と同様の処理であるため、説明は省略される。
【０１６８】
Ｓ３１において、鍵取得部６３によって、ＳＩＰメッセージはＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲでないことが判定された場合には（Ｓ３１：ＮＯ）、処理がＳ３４に進む。Ｓ３４では、鍵取得部６３によって、ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージであるか否かが判定される。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージであるか否かは、ＳＩＰヘッダの先頭行にコード「４０１」が格納されているか否かで判定可能である（図５参照）。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージである場合には（Ｓ３４：ＹＥＳ）、処理がＳ３５に進む。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージでない場合には（Ｓ３４：ＮＯ）、処理がＳ４０に進む（Ｓ４０の説明省略）。
【０１６９】
Ｓ３５では、鍵取得部６３は、応答メッセージのＣａｌｌ−ＩＤとシーケンス番号とが合致する管理テーブル６５１のエントリを検出し、該エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」であるか否かを判定する。
【０１７０】
エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」である場合には（Ｓ３５：ＹＥＳ）、
処理がＳ３６に進む。エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」でない場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、処理が図９のＳ５に進む。
【０１７１】
Ｓ３６では、鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）に暗号鍵が含まれているか否かを判定する。応答メッセージ（コード４０１）に暗号鍵が含まれている場合には（Ｓ３６：ＹＥＳ）、処理がＳ３７に進む。応答メッセージに暗号鍵が含まれていない場合には（Ｓ３６：ＮＯ）、処理がＳ３９に進む。
【０１７２】
Ｓ３７では、鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を取り出し、記憶部６５のメモリ領域に記憶し、管理テーブル６５１の該当エントリの「暗号鍵」にメモリ領域のアドレスを示すポインタを格納する。また、鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）からｓｐｉ値を取得し、管理テーブル６５１の該当エントリの「ｓｐｉ値」に格納する。さらに、鍵取得部６３は、該当エントリの「ステータス」を「ＩＮＩＴＩＡＬ」から「４０１ＲＥＳ」に更新する。その後、処理がＳ３８に進む。
【０１７３】
Ｓ３８では、疑似認証サーバ部６８が、認証サーバ４になりすましてプロキシサーバ３ｃに応答メッセージ（コード４０１）を送信する。具体的には、疑似認証サーバ部６８は、現在処理対象の応答メッセージ（コード４０１）を含むパケットの送信元ＩＰアドレスを認証サーバ４のＩＰアドレスにして、ネットワークインタフェース１０７ｅ（ネットワーク１７）からプロキシサーバ３ｃに送信する。ネットワーク１７に出力された該応答メッセージ（コード４０１）は、ネットワーク１５を経由してプロキシサーバ３ｃに受信される。このとき、プロキシサーバ３ｃ側では、通常認証サーバ４からのパケットを受信するネットワーク１５（インタフェース）から受信することによって、あたかも認証サーバ４から該応答メッセージ（コード４０１）を受信したように見える。
【０１７４】
Ｓ３９では、疑似プロキシサーバ部６７は、プロキシサーバ３になりすまして、ネットワークインタフェース１０７ｅ（ネットワーク１７）から認証サーバ４にＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信し、暗号鍵の生成を依頼する。このとき疑似プロキシサーバ部６７は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの送信元ＩＰアドレスをプロキシサーバ３のＩＰアドレスに設定する。これによって、認証サーバ４側では、あたかもプロキシサーバ３からＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信したように見える。
【０１７５】
（プロキシサーバ）
プロキシサーバ３ｃのハードウェア構成は、例えば、図２において示された通過制御装置のハードウェア構成と同じであるので、説明は省略される。ただし、これに限られず、プロキシサーバ３ｃのハードウェア構成は、例えば、図２において示された通過制御装置のハードウェア構成に、キーボードやマウス等の入力装置とディスプレイ等の出力装置とを備えた、サーバマシンのような専用のコンピュータであってもよい。
【０１７６】
図２０は、第３実施形態におけるプロキシサーバ３ｃの機能ブロック図の一例である。プロキシサーバ３ｃは、プロセッサがプログラムを実行することによって、サーバ部３１，認証部３２，接続状態管理部３３，及びクライアント部３４として動作する。また、プロキシサーバ３ｃは、プログラムの実行を通じて、又は静的に、主記憶装置の記憶領域に記憶部３５を作成する。記憶部３５は、ＳＩＰのセッションを管理する接続状態管理テーブル３５１を保持する。
【０１７７】
図２１は、接続状態管理テーブル３５１の例を示す図である。接続状態管理テーブル３５１は、管理番号，Ｃａｌｌ−ＩＤ，携帯電話端末ＩＰアドレス，ステータス，サブステータス，関連暗号鍵，認証情報，及び暗号鍵のフィールドを有する。管理番号，Ｃａｌｌ−ＩＤ，携帯電話端末ＩＰアドレス，暗号鍵については、管理テーブル６５１と同様であ
るため、説明を省略する。
【０１７８】
「ステータス」には、ＳＩＰセッションの状態が示されるコードが格納される。例えば、ステータスのコードには、「ＩＮＩＴＩＡＬ」、「４０１ＲＥＳ 送出済」、及び「２００ＯＫ 送出済」が含まれ、この順番で遷移する。例えば、プロキシサーバ３ｃが、携帯電話端末１から図４に示されるようなＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信し認証サーバ４に中継した場合には、初期状態を示す「ＩＮＩＴＩＡＬ」が格納される。例えば、プロキシサーバ３ｃが、図５に示されるような、認証サーバから送信されるコード４０１の応答メッセージを受信し携帯電話端末１に送出した場合には、「ステータス」フィールドは「４０１ＲＥＳ 送出済」に上書きされる。例えば、プロキシサーバ３ｃが、図６に示されるような、認証サーバ４から送信されるコード２００の応答メッセージを受信し携帯電話端末１に送出した場合には、「ステータス」フィールドは「２００ＯＫ 送出済」に上書きされる。
【０１７９】
なお、「ステータス」に格納されるコードは一例であり、コードの名称は、「ＩＮＩＴＩＡＬ」、「４０１ＲＥＳ 送出済」、及び「２００ＯＫ 送出済」に限定されない。また、より多種のコードを設定して、より細かくＳＩＰセッションの状態を管理してもよい。
【０１８０】
「サブステータス」は、携帯電話端末１から、位置登録要求を示すＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの再送の有無を示す情報が格納される。すなわち、「サブステータス」は、例えば、図１６のＯＰ３０９のようにＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの再送があったか否かを示す。例えば、「サブステータス」の初期値は「未設定」であり、携帯電話端末１によって再送された位置登録要求を示すＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、「再送あり」に更新される。
【０１８１】
「関連暗号鍵」は、再送された位置登録要求を示すＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対する再度の応答メッセージ（コード４０１）が受信された際に、「暗号鍵」に格納されていた暗号鍵が格納される。
【０１８２】
サーバ部３１（図２０）は、携帯電話端末１を宛先とするパケットの送信、及び携帯電話端末１を送信元とするパケットの受信を行う。クライアント部３４は、認証サーバ４を宛先とするパケットの送信、及び認証サーバ４を送信元とするパケットの受信を行う。サーバ部３１及びクライアント部３４は、受信したパケットがＳＩＰメッセージである場合に、該ＳＩＰメッセージを解析し、解析結果を認証部３２に出力する。
【０１８３】
認証部３２は、サーバ部３１及びクライアント部３４から入力されるＳＩＰメッセージの解析結果と、接続状態管理テーブル３５１におけるＳＩＰセッションの状態とから、接続状態管理テーブル３５１の更新及び転送されるＳＩＰメッセージの生成を行う。
【０１８４】
接続状態管理部３３は、接続状態管理テーブル３５１を管理する。接続状態管理部３３は、認証部３２からの指示に従って、接続状態管理テーブル３５１から情報の読出し、接続状態管理テーブル３５１の更新を行う。接続状態管理テーブル３５１の更新には、エントリの追加、削除、変更が含まれる。
【０１８５】
（プロキシサーバの処理フロー）
図２２は、プロキシサーバ３ｃのＳＩＰメッセージ受信時の処理フローの例を示す図である。図２２に示されるフローは、サーバ部３１又はクライアント部３４がパケットを受信し、該パケットがＳＩＰメッセージである場合に開始される。
【０１８６】
Ｓ５１では、サーバ部３１又はクライアント部３４が、ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲであるか否かを判定する。ＳＩＰメッセージが位置登録要求のＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲであることは、ＳＩＰヘッダの先頭行が「ＲＥＧＩＳＴＥＲ」であって、シーケンス番号が「１」であることから判定可能である（図４参照）。ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲである場合には（Ｓ５１：ＹＥＳ）、処理がＳ５２に進む。ＳＩＰメッセージがＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲでない場合には（Ｓ５１：ＮＯ）、処理がＳ５５に進む。
【０１８７】
Ｓ５２では、認証部３２は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤが合致する接続状態管理テーブル３５１のエントリが存在するか否かを判定する。認証部３２は、接続状態管理部３３に、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤと合致する接続状態管理テーブル３５１のエントリがあるか否かを問い合わせる。接続状態管理部３３は、接続状態管理テーブル３５１を検索し、該当エントリの有無を認証部３２に通知する。
【０１８８】
ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤが合致する接続状態管理テーブル３５１のエントリが存在する場合には（Ｓ５２：ＹＥＳ）、処理はＳ５４に進む。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲのＣａｌｌ−ＩＤが合致する接続状態管理テーブル３５１のエントリが存在しない場合には（Ｓ５２：ＮＯ）、処理はＳ５３に進む。
【０１８９】
Ｓ５３では、認証部３２は、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲから、Ｃａｌｌ−ＩＤ，送信元ＩＰアドレスを読出し、接続状態管理部３３に新たに接続状態管理テーブル３５１のエントリを作成するよう指示する。接続状態管理部３３は、Ｃａｌｌ−ＩＤ（不定長）を記憶部３５のメモリ領域にコピーする。接続状態管理部３３は、Ｃａｌｌ−ＩＤを格納したメモリ領域のポインタと、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの送信元ＩＰアドレスとを、新たなエントリの「Ｃａｌｌ−ＩＤ」、「携帯電話端末ＩＰアドレス」にそれぞれ格納する。また、接続状態管理部３３は、新たなエントリの「ステータス」に「ＩＮＩＴＩＡＬ」を格納する。その後処理がＳ５４に進む。
【０１９０】
Ｓ５４では、認証部３２は、受信したＳＩＰメッセージの転送を決定し、サーバ部３１又はクライアント部３４を介してＳＩＰメッセージを出力する。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの場合には、認証部３２は、クライアント部３４から認証サーバ４に宛ててＳＩＰメッセージを出力する。応答メッセージ（コード４０１、２００）の場合には、認証部３２は、サーバ部３１から携帯電話端末１に宛ててＳＩＰメッセージを出力する。ＳＩＰメッセージが出力されると、図２２に示される処理フローが終了する。
【０１９１】
Ｓ５５では、サーバ部３１又はクライアント部３４によって、ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージであるか否かが判定される。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージであるか否かは、ＳＩＰヘッダの先頭行にコード「４０１」が格納されているか否かで判定可能である（図５参照）。
【０１９２】
ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージである場合には（Ｓ５５：ＹＥＳ）、処理がＳ５６に進む。ＳＩＰメッセージがコード４０１の応答メッセージでない場合には（Ｓ５５：ＮＯ）、処理がＳ６２に進む。
【０１９３】
Ｓ５６では、認証部３２は、応答メッセージ（コード４０１）に該当する接続情報管理テーブル３５１の該当エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」であるか否かを判定する。認証部３２は、接続状態管理部３３に、応答メッセージ（コード４０１）のＣａｌｌ−ＩＤから、携帯電話端末１との接続状態を問い合わせる。接続状態管理部３３は、Ｃａｌｌ−ＩＤが合致する接続状態管理テーブル３５１のエントリの「ステータス」を認証部３２に通知する。
【０１９４】
エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」である場合には（Ｓ５６：ＹＥＳ）、処理がＳ５９に進む。エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」でない場合には（Ｓ５６：ＮＯ）、処理がＳ５７に進む。
【０１９５】
Ｓ５７では、認証部３２は、応答メッセージ（コード４０１）に該当する接続情報管理テーブル３５１の該当エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ 送信済」であるか否かを判定する。認証部３２は、Ｓ５６で通知された「ステータス」を元に判定を行う。
【０１９６】
エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ 送信済」である場合には（Ｓ５７：ＹＥＳ）、処理がＳ５８に進む。エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ 送信済」でない場合には（Ｓ５７：ＮＯ）、処理がＳ６１に進む。
【０１９７】
Ｓ５８では、認証部３２は、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵及び認証情報を有効にするように接続状態管理部３３に指示する。応答メッセージ（コード４０１）は再送されたものであるので、接続状態管理テーブル３５１の該当エントリの「暗号鍵」及び「認証情報」には、既に暗号鍵と認証情報とが保持されている。接続状態管理部３３は、応答メッセージ（コード４０１）のＣａｌｌ−ＩＤに該当する接続状態管理テーブル３５１のエントリの「サブステータス」に「再送あり」を格納する。また、接続状態管理部３３は、該当エントリの「暗号鍵」に保持していた情報を「関連暗号鍵」に格納する。さらに、接続状態管理部３３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を取り出し、記憶部３５のメモリ領域に記憶し、接続情報管理テーブル３５１の該当エントリの「暗号鍵」にメモリ領域のアドレスを示すポインタを格納する。接続状態管理部３３は、該当エントリの「認証情報」を応答メッセージ（コード４０１）から読み出された認証情報が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタで上書きする。その後処理がＳ６０に進む。
【０１９８】
Ｓ５９では、認証部３２は、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵及び認証情報を有効にするように接続状態管理部３３に指示する。接続状態管理部３３は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵と認証情報とを取り出し、記憶部３５のメモリ領域に記憶する。接続状態管理部３３は、応答メッセージ（コード４０１）のＣａｌｌ−ＩＤに該当する接続状態管理テーブル３５１のエントリの「暗号鍵」に暗号鍵が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタを格納する。また、該当エントリの「認証情報」を応答メッセージ（コード４０１）から読み出された認証情報が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタで上書きする。さらに、接続状態管理部３３は、該当エントリの「ステータス」を「ＩＮＩＴＩＡＬ」から「４０１ＲＥＳ 送信済」に更新する。その後、処理がＳ６０に進む。
【０１９９】
Ｓ６０では、認証部３２は、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵を削除する。その後、処理がＳ５４に進む。
【０２００】
Ｓ６１では、ＳＩＰメッセージが応答メッセージ（コード４０１）であるにもかかわらず、該ＳＩＰメッセージの接続状態管理テーブル３５１の該当エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」でも「４０１ＲＥＳ 送信済」でもない。認証部３２は、この場合、ＳＩＰメッセージはエラーであるとして廃棄する。
【０２０１】
Ｓ６２では、サーバ部３１又はクライアント部３４は、ＳＩＰメッセージがコード２００の応答メッセージであるか否かを判定する。ＳＩＰメッセージが応答メッセージであることは、ＳＩＰヘッダの最初の行のコードが「２００」であることによって判定可能である（図７参照）。
【０２０２】
ＳＩＰメッセージがコード２００の応答メッセージである場合には（Ｓ６２：ＹＥＳ）、処理がＳ６３に進む。ＳＩＰメッセージがコード２００の応答メッセージでない場合には（Ｓ６２：ＮＯ）、処理がＳ５４に進む。
【０２０３】
Ｓ６３では、認証部３２は、応答メッセージのＣａｌｌ−ＩＤが合致する接続情報管理テーブル３５１のエントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ 送信済」であるか否かを判定する。
【０２０４】
該当エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ 送信済」である場合には（Ｓ６３：ＹＥＳ）、処理がＳ６４に進む。該当エントリの「ステータス」が「４０１ＲＥＳ 送信済」でない場合には（Ｓ６３：ＮＯ）、処理がＳ５４に進む。
【０２０５】
Ｓ６４では、認証部３２は、接続状態管理部３３に該当エントリの「ステータス」更新を指示する。接続状態管理部３３は、該当エントリの「ステータス」を「４０１ＲＥＳ 送信済」から「２００ＯＫ」に更新する。その後、処理がＳ５４に進む。
【０２０６】
プロキシサーバ３ｃは、接続状態管理テーブル３５１に「サブステータス」を保持する。これによって、通過制御装置６ｃが認証サーバ４になりすまして送信する応答メッセージ（コード４０１）を受信した際に、有効な暗号鍵を書き換えることができる。
【０２０７】
（第３実施形態の動作例）
図２３は、第３実施形態における、携帯電話端末が通話可能な状態になるまでの処理フローの例を示す図である。図２３では、図１７のＬＴＥネットワークシステム１００ｃにおける処理フローを想定する。図２３において、暗号化通信にはＩＰｓｅｃ通信が行われることを想定する。また、図２３において示されるパケットは、通過制御装置６ｃによって通過許可が判定されるパケットであることを想定する。なお、図２３においては、便宜上、認証サーバ４と加入者ＤＢ管理サーバ５とが同一の装置として示されている。
【０２０８】
ＯＰ６１−ＯＰ６５までの処理は、第２実施形態の図１５のＯＰ３１−ＯＰ３５までの処理と同様であるため、説明は省略される。ＯＰ６５において生成された暗号鍵を、以降、「暗号鍵１」とする。
【０２０９】
認証サーバ４は、加入者ＤＢ管理サーバ５によって生成された認証情報と暗号鍵１とをそれぞれパラメタの一つとして含めて応答メッセージ（コード４０１）を生成し、ネットワーク１５に出力してプロキシサーバ３ｃに送信する（ＯＰ６６）。なお、このとき送信される応答メッセージ（コード４０１）の宛先ＩＰアドレス，宛先のレイヤ２アドレスは、ともに、プロキシサーバ３ｃのものである。
【０２１０】
認証情報と暗号鍵１とを含む応答メッセージ（コード４０１）は、ネットワーク１５においてスイッチ装置８に中継されてプロキシサーバ３ｃに受信される。プロキシサーバ３ｃは、ネットワーク１５から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵１を取り出し保持する（ＯＰ６７）。具体的には、プロキシサーバ３ｃは、暗号鍵１と認証情報とを記憶部３５のメモリ領域に格納する。プロキシサーバ３ｃは、暗号鍵１が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタを接続状態管理テーブル３１５の該当エントリの「暗号鍵」に格納する。また、プロキシサーバ３ｃは、認証情報が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタを該当エントリの「認証情報」に格納する。さらに、プロキシサーバ３ｃは、接続状態管理テーブル３１５の該当エントリの「ステータス」を「ＩＮＩＴＩＡＬ」から「４０１ＲＥＳ 送信済」に更新する（図２２、Ｓ５９）。
【０２１１】
プロキシサーバ３ｃは、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵１を削除し、認証情報を含む（暗号鍵１を含まない）応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１４に出力して携帯電話端末１に送信する（ＯＰ６８、図２２、Ｓ６０、Ｓ５４）。
【０２１２】
応答メッセージ（コード４０１）は、携帯電話端末１の前に通過制御装置６ｃに届く。通過制御装置６ｃは、プロキシサーバ３ｃから送信された暗号鍵を含まない（認証情報は含まれる）応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成し（ＯＰ６９）、ネットワーク１７に出力して認証サーバ４に送信する（ＯＰ７０）。このとき、管理サーバ６５１の応答メッセージ（コード４０１）に該当するエントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」である（図１９、Ｓ３５：ＹＥＳ）。さらに、応答メッセージ（コード４０１）に暗号鍵が含まれていないので（図１９、Ｓ３６：ＮＯ）、暗号鍵を取得するために疑似プロキシサーバ部６７がプロキシサーバ３ｃのふりをして認証サーバ４にＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを送信する（図１９、Ｓ３９）。なお、このとき送信されるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲの送信元ＩＰアドレスはプロキシサーバ３ｃのＩＰアドレスであり、送信元のレイヤ２アドレスは通過制御装置６ｃのレイヤ２アドレスである。
【０２１３】
通過制御装置６ｃがプロキシサーバ３ｃになりすまして送信したＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、スイッチ装置８によって中継されてネットワーク１５を介して認証サーバ４に届く。ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを受信すると、認証サーバ４（加入者ＤＢ管理サーバ５）は、再度、ＯＰ６５と同様にして新たに認証情報と暗号鍵とを生成する（ＯＰ７１）。このとき生成される暗号鍵を「暗号鍵２」とする。
【０２１４】
認証サーバ４は、加入者ＤＢ管理サーバ５によって生成された新たな認証情報と暗号鍵２とをそれぞれパラメタの一つとして含めて応答メッセージ（コード４０１）を生成し、ネットワーク１５に出力してプロキシサーバ３ｃに送信する（ＯＰ７２）。ただし、このとき認証サーバ４は、宛先ＩＰアドレスにプロキシサーバ３ｃのＩＰアドレスを指定して応答メッセージ（コード４０１）を送信するが、宛先のレイヤ２アドレスは通過制御装置６ｃのＭＡＣアドレスになっている。応答メッセージ（コード４０１）がＯＰ７０において受信された、送信元ＩＰアドレスがプロキシサーバ３のＩＰアドレスで、送信元のレイヤ２アドレスが通過制御装置６ｃのレイヤ２アドレスであるＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対する応答だからである。そのため、ネットワーク１５に出力された応答メッセージ（コード４０１）は、スイッチ装置８によって宛先のレイヤ２アドレスに従ってスイッチングされて、ネットワーク１７から通過制御装置６ｃに届く。
【０２１５】
通過制御装置６ｃは、ネットワーク１７から認証情報と暗号鍵２とを含む応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、管理テーブル６５１の該当エントリを更新する（ＯＰ７３）。管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」が「ＩＮＩＴＩＡＬ」であり（図１９、Ｓ３５：ＹＥＳ）、応答メッセージ（コード４０１）に暗号鍵が含まれるからである（図１９、Ｓ３６：ＹＥＳ）。具体的には、通過制御装置６ｃは、応答メッセージ（コード４０１）から暗号鍵２を取り出して記憶部６５のメモリ領域に格納し、該当エントリの「暗号鍵」に暗号鍵２が格納されるアドレスのポインタを格納する。また、鍵取得部６３は、応答メッセージ（コード４０１）からｓｐｉ値を取得し、管理テーブル６５１の該当エントリの「ｓｐｉ値」に格納する。さらに、通過制御装置６ｃは、管理テーブル６５１の該当エントリの「ステータス」を「ＩＮＩＴＩＡＬ」から「４０１ＲＥＳ」に更新する。
【０２１６】
通過制御装置６ｃは、認証サーバになりすまして、新たな認証情報と暗号鍵２とを含む応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１４に出力してプロキシサーバ３ｃに送
信する（ＯＰ７４）。
【０２１７】
プロキシサーバ３ｃは、通過制御装置６ｃからネットワーク１４を介して応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、応答メッセージ（コード４０１）に含まれる暗号鍵２を取り出し保持する（ＯＰ７５）。具体的には、プロキシサーバ３ｃは、該当する接続状態管理テーブル３５１のエントリの「サブステータス」に「再送あり」を格納する。また、プロキシサーバ３ｃは、暗号鍵２と新たな認証情報とを記憶部３５のメモリ領域に格納する。また、プロキシサーバ３ｃは、新たな認証情報が保持されるメモリ領域のアドレスを示すポインタで該当エントリの「認証情報」を上書きして更新する。さらに、プロキシサーバ３ｃは、該当する接続状態管理テーブル３５１のエントリの「暗号鍵」の情報を「関連暗号鍵」に格納し、暗号鍵２が保持されるメモリ領域のアドレスのポインタを「暗号鍵」に格納する（図２２、Ｓ５８）。
【０２１８】
プロキシサーバ３ｃは、認証情報を含む（暗号鍵２を含まない）応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１４に出力して携帯電話端末１に送信する（ＯＰ７６）。
【０２１９】
通過制御装置６ｃは、ネットワーク１４から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、該応答メッセージ（コード４０１）をネットワーク１１に出力して携帯電話端末１に中継する（ＯＰ７７、ＯＰ７８）。このときには、通過制御装置６ｃでは、通過可否の判定は行われるが、管理テーブル６５１の更新は行われない。ＯＰ７６において受信される応答メッセージ（コード４０１）は、ＯＰ７２において受信された応答メッセージ（コード４０１）と同じ応答メッセージであり、管理テーブル６５１の該当エントリのステータスが「ＩＮＩＴＩＡＬ」でないからである（図１９、Ｓ３５：ＮＯ）。
【０２２０】
携帯電話端末１は、ネットワーク１１から応答メッセージ（コード４０１）を受信すると、図２６のＯＰ２１２、ＯＰ２１３と同様の処理を行う。すなわち、携帯電話端末１は、計算式１のパラメタに認証情報の値を代入して認証用の計算を行い、計算式２のパラメタに認証情報の値を代入して暗号鍵２を生成する（ＯＰ７９）。
【０２２１】
携帯電話端末１は、認証サーバ４に認証してもらうために、求められた計算結果値をパラメタの一つとして含むＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを生成する。携帯電話端末１は、暗号鍵２を用いて該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを暗号化してネットワーク１１に出力してプロキシサーバ３ｃに送信する（ＯＰ８０）。
【０２２２】
ネットワーク１１に出力されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲは、プロキシサーバ３ｃの前に、通過制御装置６ｃに到着する。通過制御装置６ｃは、暗号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲ（コピー）をＯＰ７３において取得した暗号鍵２で復号化する（図９、Ｓ２）。通過制御装置６ｃは、復号化されたＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲに対して通過可否の判定を行い（ＯＰ８１、図９、Ｓ５：ＹＥＳ）、該ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲをネットワーク１５に出力し認証サーバ４に中継する（図９、Ｓ７）。
【０２２３】
（第３実施形態の作用効果）
第３実施形態では、スイッチ装置８は、プロキシサーバ３ｃと認証サーバ４との間に配置され、さらに通過制御装置６ｃに接続する。スイッチ装置８は、レイヤ２アドレスにしたがってフレーム（パケット）を転送する。一方、通過制御装置６ｃは、プロキシサーバ３ｃになりすましてＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを認証サーバ４に送信し、暗号鍵を取得する。また、通過制御装置６ｃは、認証サーバ４になりすましてプロキシサーバ３ｃに応答メッセージ（コード４０１）を送信し暗号鍵を通知する。これらのやり取りは、すべてスイッチ装置８によって中継される。以上より、通過制御装置６ｃは、認証サーバ４から暗号鍵を取得することができ、さらに、プロキシサーバ３ｃと携帯電話端末１と通過制御装
置６ｃとで暗号鍵の整合性をとることができる。
【０２２４】
また、スイッチ装置８は、公共に広く知られている既存の装置であって、特別なインタフェースも特別な設定も必要とされない。そのため、例えば、キャリア網への接続にベンダ独自のインタフェースが要求される場合でも、各装置の既存の設定を変更することなく、通過制御装置６ｃをネットワーク１５に接続させることが可能となる。これによって、通過制御装置６ｃを導入する際のコストを抑えることができる。
【０２２５】
＜変形例＞
第１実施形態から第３実施形態では、プロキシサーバ３と携帯電話端末１との間の通信全てを通過可否の判定の対象としたが、これに代えて、携帯電話端末１からプロキシサーバ３への通信のみを通過可否の判定の対象にしてもよい。通過可否判定の前に、送信元ＩＰアドレスをチェックすることによって実現可能である。このように、通過可否の判定の対象通信を限定することによって、通過制御装置にかかる処理負荷を抑えることができる。
【０２２６】
第１実施形態から第３実施形態では、通過制御装置は、プロセッサ１０１が補助記憶装置１０５に保持される通過制御プログラムを主記憶装置１０２にロードして実行することによって、パケットの通過可否の判定を行うことについて説明された。これに代えて、通過制御装置の、復号化部６１、通過制御部６２、鍵取得部６３、スイッチング部６４、ミラーリング情報受信部６６、疑似プロキシサーバ部６７、及び疑似認証サーバ部６８は、それぞれ、ＩＣチップやＡＳＩＣ等の電気回路であってもよい。
【０２２７】
ＬＴＥネットワークシステムにおいて、第１実施形態−第３実施形態では、端末として携帯電話端末についてのみ説明したが、これに限られず、データ通信を行う携帯端末であってもよい。
【符号の説明】
【０２２８】
１ 携帯電話端末
２ 基地局
３、３ｃ プロキシサーバ
４ 認証サーバ
５ 加入者データベース管理サーバ
６ａ、６ｂ、６ｃ 通過制御装置
７ ミラーリング装置
８ スイッチ装置
３１ サーバ部
３２ 認証部
３３ 接続状態管理部
３４ クライアント部
３５ 記憶部
６１ 復号化部
６２ 通過制御部
６３ 鍵取得部
６４ スイッチング部
６５ 記憶部
６６ ミラーリング情報受信部
６７ 疑似プロキシサーバ部
６８ 疑似認証サーバ部
３５１ 接続状態管理テーブル
６５１ 管理テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末と、前記端末と暗号化通信を行うプロキシサーバと、前記端末と前記プロキシサーバとの前記暗号化通信において用いられる暗号鍵を生成し、前記プロキシサーバと暗号化しない非暗号化通信を行う鍵生成装置とを含むネットワークシステムにおいて、前記端末と前記プロキシサーバとの間の前記暗号化通信の通過可否を判定する通過制御装置であって、
前記端末と前記プロキシサーバとの暗号化通信データを取得する第１の取得部と、
前記プロキシサーバと前記鍵生成装置との非暗号化通信データを取得する第２の取得部と、
前記第２の取得部によって取得された前記非暗号化通信データから、前記鍵生成装置によって生成された前記暗号化通信に用いられる前記暗号鍵を取得する暗号鍵取得部と、
前記暗号鍵取得部によって取得された前記暗号鍵を用いて、前記第１の取得部によって取得された前記暗号化通信データを復号する復号化部と、
を備える通過制御装置。
【請求項２】
前記第２の取得部は、前記プロキシサーバと前記鍵生成装置との間に位置し、前記鍵生成装置から前記プロキシサーバへの前記非暗号化通信データをコピーする装置から、前記非暗号化通信データのコピーを取得する
請求項１に記載の通過制御装置。
【請求項３】
前記第２の取得部は、前記プロキシサーバと前記鍵生成装置とを接続する中継装置から、前記プロキシサーバと前記鍵生成装置との間の前記非暗号化通信データを取得する
請求項１に記載の通過制御装置。
【請求項４】
前記プロキシサーバのＩＰアドレスを用いて前記鍵生成装置に位置登録要求を送信する疑似プロキシサーバ部と、
前記鍵生成装置から送信される前記暗号鍵を含む前記位置登録要求に対する応答が前記第２の取得部によって取得され、前記暗号鍵取得部によって前記応答から前記暗号鍵が取得された後に、前記鍵生成装置のＩＰアドレスを用いて、前記暗号鍵を含む前記応答を前記プロキシサーバに送信する疑似鍵生成装置部と、
をさらに備える請求項３に記載の通過制御装置。
【請求項５】
端末と、前記端末と暗号化通信を行うプロキシサーバと、前記端末と前記プロキシサーバとの前記暗号化通信において用いられる暗号鍵を生成し、前記プロキシサーバと暗号化しない非暗号化通信を行う鍵生成装置とを含むネットワークシステムにおいて、前記端末と前記プロキシサーバとの間の前記暗号化通信の通過可否を判定する通過制御装置が、
前記端末と前記プロキシサーバとの暗号化通信データを取得し、
前記プロキシサーバと前記鍵生成装置との非暗号化通信データを取得し、
前記取得された前記非暗号化通信データから、前記鍵生成装置によって生成された前記端末と前記プロキシサーバとの前記暗号化通信に用いられる暗号鍵を取得し、
前記取得された前記暗号鍵を用いて、前記取得された前記暗号化通信データを復号する、
通過制御方法。
【請求項６】
端末と、前記端末と暗号化通信を行うプロキシサーバと、前記端末と前記プロキシサーバとの前記暗号化通信において用いられる暗号鍵を生成し、前記プロキシサーバと暗号化しない非暗号化通信を行う鍵生成装置とを含むネットワークシステムにおいて、前記端末と前記プロキシサーバとの間の前記暗号化通信の通過可否を判定する通過制御装置が実行することによって、
前記端末と前記プロキシサーバとの暗号化通信データを取得し、
前記プロキシサーバと前記鍵生成装置との非暗号化通信データを取得し、
前記取得された前記非暗号化通信データから、前記鍵生成装置によって生成された前記端末と前記プロキシサーバとの前記暗号化通信に用いられる前記暗号鍵を取得し、
前記取得された前記暗号鍵を用いて、前記取得された前記暗号化通信データを復号する、
通過制御プログラム。
【請求項１】
端末と、前記端末と暗号化通信を行うプロキシサーバと、前記端末と前記プロキシサーバとの前記暗号化通信において用いられる暗号鍵を生成し、前記プロキシサーバと暗号化しない非暗号化通信を行う鍵生成装置とを含むネットワークシステムにおいて、前記端末と前記プロキシサーバとの間の前記暗号化通信の通過可否を判定する通過制御装置であって、
前記端末と前記プロキシサーバとの暗号化通信データを取得する第１の取得部と、
前記プロキシサーバと前記鍵生成装置との非暗号化通信データを取得する第２の取得部と、
前記第２の取得部によって取得された前記非暗号化通信データから、前記鍵生成装置によって生成された前記暗号化通信に用いられる前記暗号鍵を取得する暗号鍵取得部と、
前記暗号鍵取得部によって取得された前記暗号鍵を用いて、前記第１の取得部によって取得された前記暗号化通信データを復号する復号化部と、
を備える通過制御装置。
【請求項２】
前記第２の取得部は、前記プロキシサーバと前記鍵生成装置との間に位置し、前記鍵生成装置から前記プロキシサーバへの前記非暗号化通信データをコピーする装置から、前記非暗号化通信データのコピーを取得する
請求項１に記載の通過制御装置。
【請求項３】
前記第２の取得部は、前記プロキシサーバと前記鍵生成装置とを接続する中継装置から、前記プロキシサーバと前記鍵生成装置との間の前記非暗号化通信データを取得する
請求項１に記載の通過制御装置。
【請求項４】
前記プロキシサーバのＩＰアドレスを用いて前記鍵生成装置に位置登録要求を送信する疑似プロキシサーバ部と、
前記鍵生成装置から送信される前記暗号鍵を含む前記位置登録要求に対する応答が前記第２の取得部によって取得され、前記暗号鍵取得部によって前記応答から前記暗号鍵が取得された後に、前記鍵生成装置のＩＰアドレスを用いて、前記暗号鍵を含む前記応答を前記プロキシサーバに送信する疑似鍵生成装置部と、
をさらに備える請求項３に記載の通過制御装置。
【請求項５】
端末と、前記端末と暗号化通信を行うプロキシサーバと、前記端末と前記プロキシサーバとの前記暗号化通信において用いられる暗号鍵を生成し、前記プロキシサーバと暗号化しない非暗号化通信を行う鍵生成装置とを含むネットワークシステムにおいて、前記端末と前記プロキシサーバとの間の前記暗号化通信の通過可否を判定する通過制御装置が、
前記端末と前記プロキシサーバとの暗号化通信データを取得し、
前記プロキシサーバと前記鍵生成装置との非暗号化通信データを取得し、
前記取得された前記非暗号化通信データから、前記鍵生成装置によって生成された前記端末と前記プロキシサーバとの前記暗号化通信に用いられる暗号鍵を取得し、
前記取得された前記暗号鍵を用いて、前記取得された前記暗号化通信データを復号する、
通過制御方法。
【請求項６】
端末と、前記端末と暗号化通信を行うプロキシサーバと、前記端末と前記プロキシサーバとの前記暗号化通信において用いられる暗号鍵を生成し、前記プロキシサーバと暗号化しない非暗号化通信を行う鍵生成装置とを含むネットワークシステムにおいて、前記端末と前記プロキシサーバとの間の前記暗号化通信の通過可否を判定する通過制御装置が実行することによって、
前記端末と前記プロキシサーバとの暗号化通信データを取得し、
前記プロキシサーバと前記鍵生成装置との非暗号化通信データを取得し、
前記取得された前記非暗号化通信データから、前記鍵生成装置によって生成された前記端末と前記プロキシサーバとの前記暗号化通信に用いられる前記暗号鍵を取得し、
前記取得された前記暗号鍵を用いて、前記取得された前記暗号化通信データを復号する、
通過制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１２−１２９６２４（Ｐ２０１２−１２９６２４Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７７１７２（Ｐ２０１０−２７７１７２）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]