JP2014099752A - 通信装置、通信システム、及び通信システムにおける暗号アルゴリズム実行方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設置時と比較して高セキュリティを実現できるようにした通信装置、通信システム、及び通信システムにおける暗号アルゴリズム実行方法を提供すること。また、サービスに応じたセキュリティを確保できるようにした通信装置、通信システム、及び通信システムにおける暗号アルゴリズム実行方法を提供すること。
【解決手段】他の通信装置から送信されたデータを第１の暗号アルゴリズムもしくは前記第１の暗号アルゴリズムよりもセキュリティレベルが高い第２の暗号アルゴリズムにより暗号化、又は前記第１もしくは第２の暗号アルゴリズムで暗号化されたデータを前記暗号化に使用した暗号アルゴリズムにより復号化を行う通信装置において、前記暗号化又は復号化を行うときに使用するパラメータを識別する暗号クラスを含む前記データを受信したとき、前記暗号クラスに基づいて、前記第１又は第２の暗号アルゴリズムによる暗号化或いは復号化を行う暗号化部とを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、通信装置、通信システム、及び通信システムにおける暗号アルゴリズム実行方法に関する。

現在、携帯電話システムや無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの移動通信システムが広く利用されている。例えば、標準化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）ではＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）などの通信規格の標準化が完了若しくは検討されている。

一方、今日の移動通信システムにおいてはスマートフォンなどの普及に伴い、音声通信だけでなく映像のストリーミング、ブラウザ、ＧＰＳ（Global Positioning System）位置情報、クレジット決済など種々のサービスが提供される。また、移動通信システムにおいては、ＧＰＳ位置情報などのプライバシー情報やクレジット情報など他の情報と比較して重要な情報が通信される場合もある。その一方、ストリーミングやブラウザなどによって、移動通信システムにおける通信トラフィック量は従来と比較して飛躍的に増加している。

このような移動通信システムにおいては、ＩＰｓｅｃ（Security Architecture for the Internet Protocol）と呼ばれるプロトコルが利用される場合がある。ＩＰｓｅｃは、例えば、暗号技術を用いてＩＰパケット単位でデータの改竄防止や秘匿機能を提供するプロコトルである。

ＩＰｓｅｃは、例えば、ＡＨ（Authentication Header）による認証機構とデータの安全性保証、ＥＳＰ（Encapsulated Security Payload）によるデータ暗号化等のセキュリティプロトコル、ＩＫＥ（Internet Key Exchange Protocol）などによる鍵交換プロトコルなど、複数のプロトコルが組み合わされて利用される。

移動通信システムにおいてＩＰｓｅｃが利用されることで、例えば、通信路の途中においてプライバシー情報やクレジット情報などの覗き見や改竄を防止でき、通信路のセキュリティが確保される。

このようなＩＰｓｅｃによる暗号化処理に関して、専用のＬＳＩ（Large Scale Integration）などハードウェアにより行われる場合がある。暗号化処理がハードウェアにより行われることで、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などによりソフトウェアで行われる処理と比較して例えば処理の高速化を図ることができる。

他方、暗号化処理に関して例えば以下のような技術がある。すなわち、電池残容量と通信アプリケーションが通知する通信予定時間や暗号強度等とに基づいて、高速ハードウェア処理や低速ソフトウェア処理などの暗号化アルゴリズムを選択するようにしたデータ通信装置がある。この技術によれば、例えば、ポータブル機器の通信セキュリティと通信継続時間を確保することができる。

RFC 4301 "Security Architecture for the Internet Protocol" RFC 4303 "IP Encapsulating Security Payload (ESP)" RFC 4306 "Internet Key Exchange (IKEv2) Protocol"

特開２００５−１１７２３２号公報

しかしながら、暗号処理に関してハードウェアにより処理が行われる場合、このようなハードウェアが搭載された装置は新たな暗号プログラムを使用することができない場合がある。例えば、専用のＬＳＩなどに搭載された暗号プログラムは一度ハードウェアに搭載されると変更することは困難となる。

そのため、ハードウェアが搭載された装置において新たな暗号プログラムが使用される場合、ハードウェアそのものが交換されることになる。この場合、ハードウェアの交換によってコストが増加する。

昨今、暗号アルゴリズムの解読技術は進化しており、これに対応すべく新たな暗号プログラムが使用される場合がある。これにより、例えば、通信路における新たな脅威に対してセキュリティを確保することができるからである。

従って、ハードウェアが搭載された装置が設置された後、当該装置が新たな暗号プログラムを使用することができない場合、例えば、移動通信システムにおいては当該装置の設置時よりも通信路の高セキュリティ化を実現することができなくなる。

一方、電池残容量等に基づいて暗号化アルゴリズムが選択されるようにした技術の場合、電池の残容量を考慮しながら暗号通信が行われるものであって、新たな暗号化アルゴリズムを使用することについては何ら考慮されていない。従って、当該技術についても、当該装置が設置された後セキュリティの新たな脅威に対して対抗することができず、装置設置時よりも高セキュリティ化を実現することができない。

そこで、本発明の一目的は、設置時と比較して高セキュリティ化を実現できるようにした通信装置、通信システム、及び通信システムにおける暗号アルゴリズム実行方法を提供することにある。

また、本発明の一目的は、サービスに応じたセキュリティを確保できるようにした通信装置、通信システム、及び通信システムにおける暗号アルゴリズム実行方法を提供することにある。

一態様によれば、他の通信装置から送信されたデータを第１の暗号アルゴリズムもしくは前記第１の暗号アルゴリズムよりもセキュリティレベルが高い第２の暗号アルゴリズムにより暗号化、又は前記第１もしくは第２の暗号アルゴリズムで暗号化されたデータを前記暗号化に使用した暗号アルゴリズムにより復号化を行う通信装置において、前記暗号化又は復号化を行うときに使用するパラメータを識別する暗号クラスを含む前記データを受信したとき、前記暗号クラスに基づいて、前記第１又は第２の暗号アルゴリズムによる暗号化或いは復号化を行う暗号化部とを備える。

設置時と比較して高セキュリティを実現できるようにした通信装置、通信システム、及び通信システムにおける暗号アルゴリズム実行方法を提供することができる。また、サービスに応じたセキュリティを確保できるようにした通信装置、通信システム、及び通信システムにおける暗号アルゴリズム実行方法を提供することができる。

図１は通信システムの構成例を表わす図である。 図２は通信システムの構成例を表わす図である。 図３は基地局の構成例を表わす図である。 図４は通信端末の構成例を表わす図である。 図５はセキュリティＧＷの構成例を表わす図である。 図６は対向ノードの構成例を表わす図である。 図７は通信システムにおける動作例を表わすシーケンス図である。 図８は通信システムにおける動作例を表わすシーケンス図である。 図９（Ａ）はセキュリティパラメータ要求、図９（Ｂ）はセキュリティパラメータ通知の例をそれぞれ表わす図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）はセキュリティパラメータ通知の例を表わす図である。 図１１は基地局における動作例を表わすフローチャートである。 図１２はパラメータ確認処理の例を表わすフローチャートである。 図１３（Ａ）は基地局、図１３（Ｂ）は通信端末の構成例をそれぞれ表わす図である。 図１４はセキュリティＧＷと対向ノードの構成例を表わす図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。

［第１の実施の形態］
最初に第１の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態における通信システム１０の構成例を表わす図である。通信システム１０は、通信装置７００と他の通信装置８００とを備える。

通信装置７００は、他の通信装置８００から送信されたデータに対して、第１の暗号アルゴリズム又は第２の暗号アルゴリズムによる暗号化を行う。また、通信装置７００は、第１の暗号アルゴリズム又は第２の暗号アルゴリズムで暗号化されたデータに対して、暗号化に使用した暗号アルゴリズムで暗号化する。

通信装置７００は暗号化部７１０を備える。暗号化部７１０は、暗号化又は復号化を行うときに使用するパラメータを識別する暗号クラスを含むデータを受信したとき、暗号クラスに基づいて、データに対して第１又は第２の暗号アルゴリズムによる暗号化或いは復号化を行う。この場合において、第２の暗号アルゴリズムは第１の暗号アルゴリズムよりセキュリティレベルが高い暗号アルゴリズムとなっている。

例えば、第１の暗号アルゴリズムは通信装置７００の設置時において実行することができる暗号アルゴリズムとし、第２の暗号アルゴリズムは、通信装置７００の設置後、ダウンロードなどにより実行することができる暗号アルゴリズムとする。

この場合、通信装置７００は第２の暗号アルゴリズムによる暗号化や復号化（以下、「暗号化等」と称する場合がある）を実行することで、設置時に実行可能な第１の暗号アルゴリズムよりも高セキュリティ化を実現することができる。

さらに、この場合、通信装置７００は更なる最新の暗号アルゴリズムをダウンロードなどにより実行することができれば、新たなセキュリティの脅威に対して、常に最新の暗号アルゴリズムにより対応することができる。通信装置７００においては、例えば、このような最新の暗号アルゴリズムを第２の暗号アルゴリズムとして実行することができる。

また、暗号化部７１０は暗号クラスに基づいて第１又は第２の暗号アルゴリズムを選択するようになっている。このため、例えば、暗号クラスについて、通信装置７００が他の通信装置８００に提供するサービスの種別に応じて異なるものであるとき、暗号化部７１０はサービス種別に応じて第１又は第２の暗号アルゴリズムを選択することができる。従って、通信装置７００は、サービスに応じたセキュリティを確保することができる。

例えば、通信装置７００は銀行やカードの決済に関する「機密パケット」に関するデータに対しては第２の暗号アルゴリズム、電子メールなどに関する「通常パケット」や「音声」に関するデータなどに対しては第１の暗号アルゴリズムを適用することも可能である。

［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態について説明する。本第２の実施の形態は以下の順番で説明する。すなわち、最初に通信システムの構成例について説明し、次に、通信システムに含まれる各装置の構成例について説明する。最後に、動作例について説明する。

＜全体構成例＞
図２は通信システム１０の構成例を表わす図である。通信システム１０は無線基地局装置（ｅＮＢ：evolved Node B、以下「基地局」と称する場合がある）１００−１〜１００−ｎ、通信端末装置（以下、「通信端末」と称する場合がある）２００−１〜２００−ｍ、セキュリティＧＷ（Gateway）３００、保守装置（ＯＰＥ：Operation equipment、以下「ＯＰＥ」と称する場合がある）４００、ネットワーク５００、及び対向ノード６００とを備える。

なお、基地局１００−１〜１００−ｎは、例えば、第１の実施の形態における通信装置７００に対応する。また、通信端末２００−１〜２００−ｍは、例えば、第１の実施の形態における他の通信装置８００に対応する。

各基地局１００−１〜１００−ｎは通信端末２００−１〜２００−ｍと無線接続して無線通信を行う通信装置である。また、各基地局１００−１〜１００−ｎは、１又は複数の自局のセル範囲内において、通信端末２００−１〜２００−ｍに対して音声通信や映像のストリーミング、ＧＰＳ情報の提供、クレジット決済など種々のサービスを提供できる。

さらに、各基地局１００−１〜１００−ｎは暗号プログラムを実行することで、セキュリティＧＷ３００と間で送受信されるパケットデータなどに対して暗号処理を行い、セキュリティＧＷ３００との間の通信路のセキュリティを確保することができる。各基地局１００−１〜１００−ｎとセキュリティＧＷ３００間において通信路のセキュリティが確保される理由については後述する。

なお、本第２の実施の形態においては、暗号処理や復号処理が専用のＬＳＩ（例えば専用集積回路）などハードエンジンによって行われることを例えばハードウェアによる暗号化と称する場合がある。また、暗号処理や復号処理がＣＰＵなどによって行われることを例えばソフトウェアによる暗号化と称する場合がある。

各基地局１００−１〜１００−ｎは装置内に搭載されたハードエンジンによってハードウェアによる暗号化を行い、ＣＰＵによってソフトウェアによる暗号化を行う。各基地局１００−１〜１００−ｎの詳細は後述する。

各通信端末２００−１〜２００−ｍは、例えば、フィーチャーフォンやスマートフォン、無線通信可能なパーソナルコンピュータなどである。各通信端末２００−１〜２００−ｍは、例えば、各基地局１００−１〜１００−ｎと無線接続して無線通信を行う通信装置でもある。通信端末２００−１〜２００−ｍも詳細も後述する。

図２の例では、通信端末２００−１は基地局１００−１と無線接続して無線通信を行っている様子を表わしている。無線接続の形態はこれ以外にも、例えば、他の通信端末２００−２〜２００−ｍが基地局１００−１と無線通信を行ってもよいし、通信端末２００−１が各基地局１００−２〜１００−ｎと無線通信を行ってもよい。

セキュリティＧＷ３００は、１又は複数の基地局１００−１〜１００−ｎと接続され、またネットワーク５００を介して対向ノード６００とも接続される通信装置である。セキュリティＧＷ３００においても暗号プログラムを実行することができ、各基地局１００−１〜１００−ｎとの間の通信路のセキュリティを確保することができる。セキュリティＧＷ３００についても、各基地局１００−１〜１００−ｎと同様に、ハードウェアによる暗号化を行うことができるし、ソフトウェアによる暗号化を行うこともできる。セキュリティＧＷ３００の詳細は後述する。

なお、本第２の実施の形態においては、主に、セキュリティＧＷ３００と各基地局１００−１〜１００−ｎとにおいて暗号プログラムが実行される。これにより、例えば、セキュリティＧＷ３００と各基地局１００−１〜１００−ｎとの間の通信路のセキュリティが確保される。かかる通信路は、例えば、インターネットなど商用のネットワークなどである。また、各基地局１００−１〜１００−ｎの設置場所とセキュリティＧＷ３００などの設置場所は例えば異なるものとなっている。例えば、設置場所が同一の装置間では、暗号プログラムが実行されるなどして当該装置間の通信路のセキュリティは確保されるようになっている。しかし、設置場所の異なる装置間では、それぞれで暗号プログラムを実行することは同一の設置場所にある装置間と比較して少なく、本第２の実施の形態ではこのような装置を対象としている。そのため、本第２の実施の形態では、各基地局１００−１〜１００−ｎとセキュリティＧＷ３００の通信路についてもセキュリティを確保するようにしている。

図２の例においては、基地局１００−１とセキュリティＧＷ３００との間においては、「高セキュリティ」と「低セキュリティ」の２つの暗号トンネルが確立されている。本第２の実施の形態では、「高セキュリティ」の暗号トンネルによって、例えばＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）方式による暗号化が施されたパケットデータなどが交換される。また、「低セキュリティ」の暗号トンネルによって、例えばＤＥＳ（Data Encryption Standard）方式による暗号化が施されたパケットデータなどが交換される。

ＡＥＳ方式とは、例えば、アメリカ合衆国の新暗号規格（ＡＥＳ）として規格化された共通鍵暗号方式である。ＡＥＳ暗号化方式は、旧規格のＤＥＳ暗号方式では安全性が低下したため、１９９７年にＮＩＳＴ（National Institute of Standard and Technology：アメリカ国立標準技術研究所）により公募されて採用された暗号化方式である。なお、ＤＥＳ方式は、例えば、アメリカ合衆国の旧国家暗号規格、もしくはその規格で規格化されている共通鍵暗号方式のことである。

ＯＰＥ４００は、例えば、通信システム１０において有線接続された各装置１００−１〜１００−ｎ，３００などを保守管理する装置である。本第２の実施の形態において、ＯＰＥ４００は、最新の暗号プログラム（又は暗号ソフトウェア）を保持しており、最新の暗号プログラムをセキュリティＧＷ３００や各基地局１００−１〜１００−ｎに送信することができる。最新の暗号プログラムは、例えば、ＡＥＳ方式による暗号プログラムである。

対向ノード６００は、通信端末２００−１の通信相手の通信装置である。対向ノード６００はネットワーク５００を介してセキュリティＧＷ３００と接続されている。

なお、図２の例においては、通信端末２００−１と対向ノード６００との間においても「高セキュリティ」による暗号トンネルが確立されている。「高セキュリティ」による暗号トンネルによって、通信端末２００−１又は対向ノード６００において、例えばＡＥＳ方式による暗号化を施したパケットデータなどを交換することができる。

この「高セキュリティ」による暗号トンネルについては、基地局１００−１とセキュリティＧＷ３００間においては「低セキュリティ」による暗号トンネルを通過するようになっている。これは、例えば、通信端末２００−１において「高セキュリティ」による暗号化が行われたデータを含むパケットデータに対して、基地局１００−１では「低セキュリティ」による暗号化を行い、これをパケット化したパケットデータをセキュリティＧＷ３００に送信している。これにより、例えば同一の通信路において２つトンネルを実現することができる。その詳細は後述する。

なお、本第２の実施の形態では２つの暗号方式、ＡＥＳ方式（以下、「ＡＥＳ」と称する場合がある）とＤＥＳ方式（以下、「ＤＥＳ」と称する場合がある）により、「高セキュリティ」と「低セキュリティ」による暗号方式がそれぞれ実現される。例えば、ＡＥＳよりもセキュリティの度合いが高い暗号方式があれば、ＡＥＳを「低セキュリティ」、ＡＥＳよりも高いセキュリティの暗号方式を「高セキュリティ」とすることもできる。

＜基地局１００の構成例＞
次に基地局１００−１〜１００−ｎの構成例について説明する。基地局１００−１〜１００−ｎについては、とくに断らない限り、基地局１００として以下説明する。また、通信端末２００−１〜２００−ｍについても、とくに断らない限り、通信端末２００として以下説明する。

図３は基地局１００の構成例を表わす図である。基地局１００は、ＰＨＹ（Ethernet（登録商標） Physical layer）１１０、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１２０、ＡＭＰ（Amplifier）１３０、ＣＰＵ１４０、ＳＥＣＵＲＩＴＹ１５０を備える。

なお、ＣＰＵ１４０とＳＥＣＵＲＩＴＹ１５０は、例えば、第１の実施の形態における暗号化部７１０に対応する。

ＰＨＹ１１０は有線送受信部１１１を備える。有線送受信部１１１は、例えば、セキュリティＧＷ３００と接続されて、セキュリティＧＷ３００との間においてパケットデータなどの送受信を行う。また、有線送受信部１１１は、ＤＳＰ１２０と接続されて、通信端末２００との間においてパケットデータの送受信を行う。

さらに、有線送受信部１１１は、ＣＰＵ１４０と接続される。有線送受信部１１１は、セキュリティＧＷ３００や通信端末２００から送信されたパケットデータなどをＣＰＵ１４０に出力することで、パケットデータに対して暗号化させたり、暗号化されたパケットデータを復号化させることができる。有線送受信部１１１は、ＣＰＵ１４０とＳＥＣＵＲＩＴＹ１５０から暗号化されたパケットデータや復号されたパケットデータなどを受け取り、セキュリティＧＷ３００や通信端末２００に送信する。

ＤＳＰ１２０はベースバンド部１２１を備える。ベースバンド部１２１は有線送受信部１１１から出力されたパケットデータなどに対して、例えば誤り訂正符号化処理や変調処理などを施して、ベースバンド信号に変換する。ベースバンド部１２１は変換したベースバンド信号を無線送受信部１３１に出力する。また、ベースバンド部１２１は無線送受信部１３１から出力されたベースバンド信号に対して、例えば復調処理や誤り訂正復号化処理などを施して、データなどを抽出する。ベースバンド部１２１は抽出したデータなどをＰＨＹ１１０に出力する。

ＡＭＰ１３０は無線送受信部１３１を備える。無線送受信部１３１は、ＤＳＰ１２０から出力されたベースバンド信号に対して無線帯域の無線信号に周波数変換（アップコンバード）する。無線送受信部１３１は無線信号を通信端末２００に送信する。また、無線送受信部１３１は、通信端末２００から送信された無線信号を受信して、ベースバンド帯域のベースバンド信号に周波数変換（ダウンコンバート）するなどしてベースバンド信号に変換する。無線送受信部１３１は変換したベースバンド信号をＤＳＰ１２０に出力する。

ＣＰＵ１４０は、セレクタ１４１、ソフトウェア更新部１４２、ソフト暗号化部１４３、暗号管理部１４４、暗号待ちバッファ１４５、暗号スケジューラ１４６、呼制御部１４７、鍵交換部１４８を備える。

なお、ＣＰＵ１４０内のこれらの処理ブロックは、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory、図示せず）などに記憶されたプログラムをＣＰＵ１４０が読み出して実行することで実現できる機能ブロックでもある。この場合、暗号待ちバッファ１４５は、例えばＣＰＵ１４０の外部にあるＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ、またはＣＰＵ１４０内のバッファとすることもできる。

セレクタ１４１は、有線送受信部１１１から出力されたデータなどに対して、暗号クラスやセキュリティプロトコルなどに基づいて、データなどをソフトウェア更新部１４２、暗号管理部１４４、呼制御部１４７、又は鍵交換部１４８のいずれかに出力する。暗号クラスの詳細やデータなどの振り分けなどについては後述する。また、セレクタ１４１は、暗号管理部１４４、呼制御部１４７、鍵交換部１４８から出力されたデータなどを受け取り、これを有線送受信部１１１に出力する。

ソフトウェア更新部１４２は、ＯＰＥ４００から受信した最新の暗号プログラムを基地局１００内で実行できるようにするため暗号プログラム（又は暗号ソフトウェア）の更新を行う。ソフトウェア更新部１４２は、例えば内部にメモリを備え、受信した最新の暗号プログラムをメモリに記憶することでソフトウェアを更新する。

ソフト暗号化部１４３は、ソフトウェア更新部１４２から暗号プログラムを読み出し、当該暗号プログラムを実行することで、暗号管理部１４４から受け取ったパケットデータなどに対して暗号化と復号化の処理（以下では、単に「暗号処理」と称する場合がある）を行う。ソフト暗号化部１４３は、例えば、パケットデータなどに対してＡＥＳによる暗号処理を行う。

暗号管理部１４４は、基地局１００と通信端末２００間で伝送されるセキュリティパラメータ要求やセキュリティパラメータ通知の生成や終端を行う。セキュリティパラメータ要求やセキュリティパラメータ通知の詳細などは後述する。また、暗号管理部１４４は、セレクタ１４１から受け取ったパケットデータについて、暗号クラスなどに基づいて、ソフト暗号化部１４３、暗号待ちバッファ１４５、又はハード暗号化部１５１のいずれかに出力する。また、暗号管理部１４４は、ソフト暗号化部１４３やハード暗号化部１５１から暗号処理が施されたデータなどを受け取ると、セレクタ１４１に出力する。暗号管理部１４４で行われる処理の詳細については後述する。

暗号待ちバッファ１４５は、ソフト暗号化部１４３で行われる暗号処理について、当該処理の使用率が閾値よりも高いとき、スケジューリングされた期間経過後に暗号処理が行われるよう、暗号化前又は復号化前のパケットデータなどを格納するメモリである。かかる処理の詳細についても後述する。

暗号スケジューラ１４６は、ソフト暗号化部１４３で行われる暗号処理の使用率が閾値以下となるタイミングを計算（又はスケジュール）し、計算したタイミングを暗号管理部１４４に出力する。暗号管理部１４４では、このタイミングで暗号待ちバッファ１４５に格納されたパケットデータなどを読み出して、ソフト暗号化部１４３に出力し、暗号処理を行わせる。このような処理の詳細については後述する。

なお、暗号管理部１４４がセレクタ１４１から出力されたデータを暗号待ちバッファ１４５に格納しないで、ソフトウェア暗号化部１３３に出力してソフトウェアによる暗号化を行わせることを、例えば「即時のソフトウェア暗号化」と称する場合がある。また、暗号管理部１４４がセレクタ１４１から出力されたパケットデータを暗号待ちバッファ１４５に格納させた後でソフト暗号化部１４３に出力して暗号処理を行わせることを、例えば「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」と称する場合がある。

呼制御部１４７は、例えば、基地局１００と通信端末２００との間や、基地局１００とセキュリティＧＷ３００との間の呼接続に関する処理を行う。呼制御部１４７は、例えば、呼接続のための各種メッセージの生成や終端を行い、呼の接続を制御する。

鍵交換部１４８は、例えば、セキュリティＧＷ３００との間で鍵交換プロトコル（例えばＩＫＥ（Internet Key Exchange））によるメッセージを交換する。鍵交換は、例えば、暗号化トンネルが確立される前に行われる。鍵交換部１４８は交換した鍵を使用しながら新たな鍵を生成するなどして、セキュリティＧＷ３００との通信路において「高セキュリティ」や「低セキュリティ」の暗号トンネルを確立する。

ＳＥＣＵＲＩＴＹ１５０はハード暗号化部１５１を備える。ハード暗号化部１５１は暗号管理部１４４から出力されたデータに対してハードウェアによる暗号処理を行う。例えば、ＳＥＣＵＩＲＴＹ１５０は暗号化の処理を行うための専用のＬＳＩであり、ハード暗号化部１５１はそのようなＬＳＩにおいて暗号処理を行う部分である。例えば、ハード暗号化部１５１で行われるハードウェアによる暗号処理は、ソフト暗号化部１４３で行われる暗号処理と比較して、セキュリティレベルは低いものの、暗号処理は高速となっている。

なお、本第２の実施の形態において、ハード暗号化部１５１において暗号処理が行われることを、例えば、「ハードウェア暗号化」と称する場合がある。

＜通信端末２００の構成例＞
次に通信端末２００の構成例を説明する。図４は通信端末２００の構成例を表わす図である。通信端末２００は、ＡＭＰ２１０、ＤＳＰ２２０、ＣＰＵ２４０を備える。

ＡＭＰ２１０は送受信部２１１を備える。送受信部２１１は、基地局１００から送信された無線信号を受信したり、無線信号を基地局１００に送信する。

例えば、送受信部２１１は基地局１００から送信された無線信号を受信し、ベースバンド帯域のベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）する。送受信部２１１は変換したベースバンド信号をベースバンド部２２１に出力する。この場合、送受信部２１１はベースバンド部２２１から復調処理などが施されたデータなどを受け取り、これをＣＰＵ２４０に出力する。これにより、例えば、基地局１００から受信したデータなどに対してＣＰＵ２４０のアプリケーション２４４において処理を行われることができる。

また、送受信部２１１は、ＣＰＵ２４０からデータなどを受け取ると、これをベースバンド部２２１に出力する。この場合、送受信部２１１はベースバンド部２２１から変調処理などが施されたデータを受け取り、これを無線帯域の無線信号に変換（アップコンバート）する。送受信部２１１は無線信号を基地局１００に送信する。これにより、例えば、通信端末２００はデータなどを基地局１００に送信できる。

ＤＳＰ２２０はベースバンド部２２１を備える。ベースバンド部２２１はＡＭＰ２１０から受け取ったベースバンド信号に対して復調処理や誤り訂正復号化処理などを施してデータなどを抽出する。ベースバンド部２２１は抽出したデータを送受信部２１１に出力する。また、ベースバンド部２２１は送受信部２１１からデータなどを受け取ると、当該データに対して誤り訂正符号化処理や変調処理を施してベースバンド信号に変換する。ベースバンド部２２１は変換したベースバンド信号を送受信部２１１に出力する。

ＣＰＵ２４０は、セレクタ２４１、クラス付与部２４２、暗号処理部２４３、アプリケーション２４４、呼制御部２４７、鍵交換部２４８を備える。ＣＰＵ２４０におけるこれらの処理ブロックについても、基地局１００におけるＣＰＵ１４０と同様に、ＣＰＵ２４０がＲＯＭ（図示せず）などのメモリに記憶されたプログラムを実行することで実現する機能ブロックでもある。

セレクタ２４１は、送受信部２１１から出力されたデータなどを受け取り、暗号クラスやプロトコルなどに基づいて当該データなどをクラス付与部２４２、呼制御部２４７、又は鍵交換部２４８に出力する。暗号クラスやデータの振り分けなどの詳細は後述する。また、セレクタ２４１は、クラス付与部２４２、呼制御部２４７、鍵交換部２４８から出力されたデータなどを受け取り、受け取ったデータなどを送受信部２１１に出力する。

クラス付与部２４２は、アプリケーション２４４から受け取ったデータなどに対して暗号クラスを付与し、暗号クラスを含むセキュリティパラメータ要求を生成する。暗号クラスの付与やセキュリティパラメータ要求の生成などの詳細は後述するが、図９（Ａ）はセキュリティパラメータ要求の例を表わしている。「サービス種別」、「暗号アルゴリズム」、「候補」、「最大レート」、「待ち合わせ」、「暗号クラス」、及び「結果」を例えばセキュリティパラメータと称する場合がある。暗号クラスは、例えば、このようなセキュリティパラメータの組み合わせを識別する識別子である。

図４に戻り、クラス付与部２４２は生成したセキュリティパラメータ要求を、セレクタ２４１などを介して基地局１００に送信する。また、クラス付与部２４２は、送信したセキュリティパラメータ要求に対する応答としてセキュリティパラメータ通知を、セレクタ２４１などを介して基地局１００から受信する。以後、クラス付与部２４２は、例えばアプリケーション２４４から受け取ったデータに対してセキュリティパラメータ通知により通知された暗号クラスを付与する。そして、クラス付与部２４２は、例えば暗号クラスが付与されたデータを含むパケットデータを生成し、セレクタ２４１などを介して基地局１００に送信する。

暗号処理部２４３は、クラス付与部２４２から受け取ったデータに対して暗号処理を行う。本第２の実施の形態においては、暗号処理部２４３は、例えばＡＥＳによる「高セキュリティ」の暗号処理を行う。

アプリケーション２４４は、アプリケーションレイヤに関する処理を行う。例えば、アプリケーション２４４にはマイクやカメラなどを含み、マイクを介して入力された音声を音声データに変換したり、カメラで撮影された映像を映像データに変換したりすることができる。アプリケーション２４４は音声データや映像データなどをクラス付与部２４２に出力する。あるいは、アプリケーション２４４は、クラス付与部２４２からデータを受け取り、スピーカーから音声出力させたり、画面上に映像や文字などを表示させたりすることができる。

また、アプリケーション２４４は、例えば、セキュリティパラメータを生成する。例えば、通信端末２００の表示画面上においてユーザによりＴＣＰパケットのポートｘｘｘには「高セキュリティ」などの操作入力がなされ、これに応じて、アプリケーション２４４はセキュリティパラメータを生成する。アプリケーション２４４はセキュリティパラメータをクラス付与部２４２に出力し、クラス付与部２４２ではこのパラメータに基づいて、セキュリティパラメータ通知を生成する。

呼制御部２４７は、例えば、対向ノード６００と通信端末２００との間、または基地局１００と通信端末２００との間の呼接続に関する処理を行う。呼制御部２４７は呼接続に関する各種メッセージの生成や終端などを行い、呼の接続を制御する。

鍵交換部２４８は、例えば、対向ノード６００との間で鍵交換プロトコル（例えばＩＫＥ（Internet Key Exchange））によるメッセージなどの交換を行い、鍵交換（ＳＡ交渉）を行う。鍵交換は、例えば、暗号化トンネルが確立される前に行われる。鍵交換部２４８は、交換した鍵を使用しながら新たな鍵を生成するなどして対向ノード６００との間で「高セキュリティ」の暗号トンネルを確立する。

＜セキュリティＧＷ３００の構成例＞
次にセキュリティＧＷ３００の構成例について説明する。図５はセキュリティＧＷ３００の構成例を表わす図である。

セキュリティＧＷ３００は、ＰＨＹ３１０、ＣＰＵ３４０、及びＳＥＣＵＲＩＴＹ３５０を備える。

ＰＨＹ３１０は有線送受信部３１１を備える。有線送受信部３１１は基地局１００、ＯＰＥ４００、及び対向ノード６００と接続される。有線送受信部３１１は、基地局１００及び対向ノード６００との間でパケットデータなどを送受信する。また、有線送受信部３１１は、ＯＰＥ４００から最新の暗号プログラムを受信する。この場合の最新の暗号プログラムは、例えば、基地局１００が受信した最新の暗号プログラムと同一のものとなっている。

また、有線送受信部３１１は、ＣＰＵ３４０及びＳＥＣＵＲＩＴＹ３５０と接続され、ＣＰＵ３４０に受信したパケットデータなどを出力することで暗号処理などを行わせたり、ＳＥＣＵＲＩＴＹ３５０から復号処理されたデータを受け取ることもできる。

ＣＰＵ３４０は、セレクタ３４１、ソフトウェア更新部３４２、ソフト暗号化部３４３、暗号管理部３４４、暗号待ちバッファ３４５、暗号スケジューラ３４６、呼制御部３４７、鍵交換部３４８を備える。このＣＰＵ３４０における各ブロックについても、ＣＰＵ３４０におけるプログラムの実行により実現する機能ブロックでもある。この場合、暗号待ちバッファ３４５はＣＰＵ３４０の内部または外部に備えられたメモリ又はバッファに対応する。

セレクタ３４１は、有線送受信部３１１から出力されたパケットデータなどに対して、暗号クラスやセキュリティプロトコルなどに基づいてパケットデータなどをソフトウェア更新部３４２、暗号管理部３４４、呼制御部３４７、又は鍵交換部３４８のいずれかに出力する。振り分けなどの詳細は後述する。また、セレクタ３４１は、暗号管理部３４４、呼制御部３４７、鍵交換部３４８から出力されたデータなどを受け取り、これを有線送受信部３１１に出力する。

ソフトウェア更新部３４２は、ＯＰＥ４００から受信した最新の暗号プログラムをセキュリティＧＷ３００で実行できるようにするため暗号プログラム（又は暗号ソフトウェア）の更新を行う。ソフトウェア更新部３４２は、例えば内部にメモリを備え、受信した最新の暗号プログラムをメモリに記憶することでソフトウェアを更新する。

ソフト暗号化部３４３は、ソフトウェア更新部３４２から暗号プログラムを読み出し、当該暗号プログラムを実行することで、暗号管理部３４４から受け取ったパケットデータなどに対してソフトウェアによる暗号処理を行う。ソフト暗号化部３４３は、例えば、ＡＥＳによる暗号処理を行う。

暗号管理部３４４は、セレクタ３４１から受け取ったパケットデータについて、暗号クラスなどに基づいて、ソフト暗号化部３４３、暗号待ちバッファ３４５、又はハード暗号化部３５１のいずれかに出力する。また、暗号管理部３４４は、ソフト暗号化部３４３やハード暗号化部３５１から暗号処理が施されたデータなどを受け取ると、セレクタ３４１に出力する。暗号管理部３４４で行われる処理の詳細については後述する。

暗号待ちバッファ３４５は、ソフト暗号化部３４３で行われる暗号処理について、「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」が行われるときに、暗号処理対象のパケットデータなどを格納するメモリである。

暗号スケジューラ３４６は、基地局１００における暗号スケジューラ１４６と同様に、ソフト暗号化部３４３で行われる暗号処理の使用率が閾値以下となるタイミングを計算（又はスケジュール）し、計算したタイミングを暗号管理部３４４に出力する。暗号管理部３４４では、このタイミングで暗号待ちバッファ３４５に格納されたパケットデータなどを読み出して、ソフト暗号化部３４３に出力し、暗号処理を行わせる。

呼制御部３４７は、例えば、セキュリティＧＷ３００と基地局１００との間や、セキュリティＧＷ３００と対向ノード６００との間の呼接続に関する処理を行う。呼制御部３４７は、例えば、呼接続のための各種メッセージの生成や終端を行い、呼の接続を制御する。

鍵交換部３４８は、例えば、鍵交換プロトコル（例えばＩＫＥ（Internet Key Exchange））によるメッセージや信号の生成や終端を行い、基地局１００との間で鍵交換（ＳＡ交渉）を行う。

ＳＥＣＵＲＩＴＹ３５０はハード暗号化部３５１を備える。ハード暗号化部３５１は暗号管理部３４４から出力されたデータに対してハードウェアによる暗号処理を行う。例えば、ＳＥＣＵＩＲＴＹ３５０は暗号化の処理を行うための専用のＬＳＩであり、ハード暗号化部３５１はそのようなＬＳＩにおいて暗号処理を行う部分である。例えば、ハード暗号化部３５１で行われるハードウェアによる暗号処理は、ソフト暗号化部３４３で行われる暗号処理と比較して、セキュリティレベルは低いものの、暗号処理は高速となっている。

＜対向ノード６００＞
次に対向ノード６００の構成例について説明する。対向ノード６００は、ＰＨＹ６１０とＣＰＵ６４０を備える。

ＰＨＹ６１０は有線送受信部６１１を備える。有線送受信部６１１はネットワーク５００を介してセキュリティＧＷ３００と接続され、セキュリティＧＷ３００との間でパケットデータなどを送受信する。また、有線送受信部６１１はＣＰＵ６４０と接続され、セキュリティＧＷ３００から受信したパケットデータをＣＰＵ６４０に出力したり、ＣＰＵ６４０から出力されたパケットデータをセキュリティＧＷ３００に出力する。

ＣＰＵ６４０は、セレクタ６４１、暗号管理部６４２、暗号処理部６４３、アプリケーション６４４、呼制御部６４７、鍵交換部６４８を備える。なお、ＣＰＵ６４０におけるこれらの処理ブロックも、例えば、ＣＰＵ６４０がプログラムを実行することで実現する機能ブロックでもある。

セレクタ６４１は、有線送受信部６１１から出力されたパケットデータなどに対して、暗号クラスやセキュリティプロトコルなどに基づいて、パケットデータなど暗号管理部６４２、呼制御部６４７、又は鍵交換部６４８に出力する。この振り分けについては後述する。また、セレクタ６４１は、暗号管理部６４２、呼制御部６４７、又は鍵交換部６４８から出力されたデータなどを受け取り、これを有線送受信部６１１に出力する。

暗号管理部６４２は、暗号クラスやセキュリティクラスなどに基づいて、セレクタ６４１から受け取ったパケットデータなどアプリケーション６４４または暗号処理部６４３に出力する。

また、暗号管理部６４２は、アプリケーション６４４や暗号処理部６４３から受け取ったデータなどをセレクタ６４１に出力する。データなどの振り分けについては後述する。

暗号処理部６４３は、暗号管理部６４２から受け取ったデータに対して暗号処理を行う。本第２の実施の形態においては、暗号処理部６４３は例えばＡＥＳによる「高セキュリティ」の暗号処理を行う。

アプリケーション６４４はアプリケーションレイヤの処理を行う。例えば、アプリケーション６４４にはマイクやカメラなどを含み、マイクを介して入力された音声を音声データに変換したり、カメラで撮影された映像を映像データに変換したりすることができる。アプリケーション６４４は音声データや映像データなどを暗号管理部６４２に出力する。あるいは、アプリケーション６４４は、暗号管理部６４２からデータを受け取り、アプリケーション６４４としてのスピーカーから音声として出力させたり、画面上に映像を表示させたりすることができる。

呼制御部６４７は、例えば、対向ノード６００とセキュリティＧＷ３００との間の呼接続に関する処理を行う。呼制御部６４７は、例えば、呼接続のための各種メッセージの生成や終端を行い、呼の接続を制御する。

鍵交換部６４８は、例えば、鍵交換プロトコル（例えばＩＫＥ（Internet Key Exchange））によるメッセージの生成や終端を行い、通信端末２００との間で鍵交換（ＳＡ交渉）を行う。

＜動作例＞
次に動作例について説明する。動作例については理解を容易にするため、最初に通信システム１０全体のシーケンス例を説明し、次に、基地局１００において行われる処理の動作フローの例について説明することにする。

＜通信システム１０全体のシーケンス例＞
図７及び図８は通信システム１０全体のシーケンス例を表わす図である。シーケンス例は、例えば、以下のような順序となっている。

すなわち、基地局１００は暗号ソフトウェアを最新のものに更新し（Ｓ１０〜Ｓ１２）、基地局１００とセキュリティＧＷ３００は更新した最新の暗号プログラムを利用して「即時のソフトウェア暗号化」を行う（Ｓ１４〜Ｓ２９）。これにより、例えば、基地局１００とセキュリティＧＷ３００との間において通信路のセキュリティが確保される。

その後、基地局１００において最新の暗号プログラムによる暗号処理の使用率が閾値を超えるなどして当該プログラムによる処理について輻輳が発生すると、基地局１００は「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」を行う（Ｓ３０〜Ｓ４１）。セキュリティＧＷ３００においても暗号処理が行われるが、本第２の実施の形態では、例えばセキュリティＧＷ３００においても「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」を行う。これにより、基地局１００とセキュリティＧＷ３００との間において通信路のセキュリティが確保される。

その後、基地局１００において「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」においても暗号待ちバッファ１４５のバッファ量がバッファ閾値を超えるなどして輻輳が発生すると、基地局１００は「ハードウェア暗号化」を行う（Ｓ５０〜Ｓ６６）。セキュリティＧＷ３００においても例えば「ハードウェア暗号化」を行う。この場合、通信端末２００と対向ノード６００との間において「高セキュリティ」の暗号処理が行われる（Ｓ５３，Ｓ５９など）。これにより、例えば、通信端末２００と対向ノード６００間において「高セキュリティ」が確保される。

最後に、輻輳が復旧し、基地局１００などは復旧後の動作を行う（Ｓ７０〜Ｓ８１）。

＜１．「プログラム更新〜暗号トンネル確立」＞
最初に暗号ソフトウェア更新等の処理について説明する。

基地局１００はＯＰＥ４００から送信された最新の暗号プログラムを、セキュリティＧＷ３００を介して受信して、暗号ソフトウェアを更新する（Ｓ１０）。例えば、基地局１００のソフトウェア更新部１４２において、ＡＥＳの暗号プログラムの受信により最新の暗号ソフトウェアの更新が行われる。また、セキュリティＧＷ３００においても、同一の暗号プログラムを受信し、暗号ソフトウェアが更新されるものとする。

一方、基地局１００においては、ＤＥＳによる「ハードウェア暗号化」を行うことができる。また、セキュリティＧＷ３００においてもＤＥＳによる「ハード暗号化」を行うことができる。

基地局１００とセキュリティＧＷ３００は、ＡＥＳとＤＥＳの２つの暗号処理を行うことができるよう、ＡＥＳによる「高セキュリティ」の暗号トンネルと、ＤＥＳによる「低セキュリティ」の暗号トンネルの２つの暗号トンネルを確立する。

暗号トンネルの確立は、例えば、以下のようにして行う。すなわち、基地局１００はセキュリティＧＷ３００との間で、トンネル確立要求などを送信後、Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ鍵交換方式を利用するなどして秘密鍵を生成し、さらにセキュリティＧＷ３００との間で交換した変数を利用して暗号鍵を生成し制御用のトンネルを確立する。その後、基地局１００は制御用トンネルを利用して、セキュリティＧＷ３００とネゴシエーションするなどして新たに暗号鍵の生成を行いながら、暗号トンネルを確立する。基地局１００とセキュリティＧＷ３００は、このような暗号トンネルを「低セキュリティ」と「高セキュリティ」の２つの暗号方式についてそれぞれ確立することで、２つの暗号トンネルを確立する。このような処理は、例えば、基地局１００の鍵交換部１４８とセキュリティＧＷ３００の鍵交換部３４８との間において行われる。

＜２．「即時のソフトウェア暗号化」＞
暗号トンネル確立（Ｓ１１，Ｓ１２）後、基地局１００とセキュリティＧＷ３００は呼接続を開始する（Ｓ１３，Ｓ１４）。

例えば、基地局１００の呼制御部１４７と通信端末２００の呼制御部２４７との間で呼接続を開始するためのメッセージが交換される。また、基地局１００の呼制御部１４７と対向ノード６００の呼制御部６４７との間で呼接続を開始するためのメッセージが交換される。

次いで、通信端末２００はセキュリティパラメータ要求を基地局１００に送信する（Ｓ１５）。例えば、通信端末２００は呼接続開始（Ｓ１３）を契機にセキュリティパラメータ要求を生成して送信する。

図９（Ａ）はセキュリティパラメータ要求の例を表わす図である。セキュリティパラメータ要求は、例えば通信端末２００が基地局１００に要求するセキュリティパラメータを含む。また、セキュリティパラメータは、例えば、基地局１００などが暗号処理を行うときに利用されるパラメータである。セキュリティパラメータとしては、例えば図９（Ａ）に示すように、「サービス種別」、「候補」、「アルゴリズム」、「最大レート」、「待ち合わせ」、「暗号クラス」を含む。

「サービス種別」は、例えば、提供する（又は通信する）サービスの種別を表わす。サービス種別の例としては、例えば、銀行やカードなどの決済に関する機密パケットの送信に関するサービス、電子メールなど機密パケットよりも機密性が低い通常パケットの送信に関するサービス、音声通話などの音声サービス、映像のストリーム配信サービス、などがある。

「候補」は、例えば、セキュリティを要求するときに通信端末２００から希望する暗号クラスの候補を表わす。図９（Ａ）の例では、サービス種別が「機密パケット」、アルゴリズムが「ＡＥＳ」、最大レートが「０．１Ｍｂｐｓ」、待ち合わせが「不可」であるセキュリティパターンについては、候補として「第１希望」であることを示す。例えば、「候補」はサービス種別ごとに「第１希望」から順に表わされる。

「アルゴリズム」は、例えば、暗号処理において使用される暗号アルゴリズムを表わす。図９（Ａ）の例では、「アルゴリズム」として「ＡＥＳ」と「ＤＥＳ」がある。例えば、処理可能な暗号処理の中から通信端末２００において選択可能となっている。

「最大レート」は、例えば、暗号クラスごとに単位時間（例えば１秒）あたりに処理を許容するビット数を表わす。例えば、「０．１Ｍｐｂｓ（Megabit per second）」の場合、最大「０．１Ｍｐｓ」分のデータ量に相当するデータについて暗号処理を行うことができることを表わしている。

「待ち合わせ」は、例えば、所定時間経過後にソフトウェアによる暗号化を許容するか否かを表わす。或いは、「待ち合わせ」は、例えば、基地局１００において「ソフトウェアによる暗号化」の処理が輻輳した場合、バッファリングして待ち合わせする処理を許容するか否かを表わす。例えば、リアルタイム性が必要なサービスについては待ち合わせを許容しないことを表わす「不可」とし、リアルタイム性がそれほど必要ではないサービスについては待ち合わせを許容することを表わす「可」とすることができる。

「暗号クラス」は、上述したように、例えばセキュリティパラメータの組み合わせを識別する識別子である。このようなセキュリティパラメータの組み合わせを例えばセキュリティパターンと称する場合がある。例えば、暗号クラス「１」は、「機密パケット」、「ＡＥＳ」、「０．１Ｍｂｐｓ」、待ち合わせは「不可」のセキュリティパターンを表わし、暗号クラス「２」は、「機密パケット」、「ＡＥＳ」、「０．１Ｍｐｓ」、待ち合わせは「可」のセキュリティパターンを表わしている。

このようなセキュリティパラメータ要求の生成と送信は例えば以下のようにして行われる。すなわち、アプリケーション２４４は通信端末２００の画面上においてユーザによる入力操作に応じて、セキュリティパラメータを生成してクラス付与部２４２に出力する。クラス付与部２４２は、セキュリティパラメータを含むセキュリティパラメータ要求を生成し、セレクタ２４１等を介して基地局１００に送信する。このとき、クラス付与部２４２はヘッダ領域などにセキュリティパラメータ要求であることを示す情報を付加して送信する。

通信端末２００はセキュリティパラメータ要求を送信することで、例えば、基地局１００に対してサービス種別単位で実施するセキュリティパラメータの希望要求を通知している。

図７に戻り、基地局１００はセキュリティパラメータ要求を受信すると、セキュリティパラメータ通知を含むパケットデータ（以下、当該パケットデータを「セキュリティパラメータ通知」と称する場合がある）を生成し、通信端末２００に送信する（Ｓ１６）。

図９（Ｂ）はセキュリティパラメータ通知の例を表わす図である。セキュリティパラメータ通知は、例えば、セキュリティパラメータ要求に対して「結果」が付加されたものである。「結果」は、例えば、セキュリティパラメータの希望要求に対して交渉結果を表わしている。例えば、「ＯＫ」は基地局１００が各セキュリティパラメータの希望要求について許容（又は許可）することを表わし、「ＮＧ」は当該希望要求を許容しないことを表わしている。「−」は、例えば、未判断であることを表わす。

図９（Ｂ）の例では、暗号クラスが「１」のセキュリティパラメータについては「ＯＫ」となっているため、許容されたことを表わしている。例えば、基地局１００の暗号管理部１４４がセキュリティパラメータ要求に対する「結果」を付与し、セキュリティパラメータ通知を生成する。例えば、暗号管理部１４４は以下のようにして「結果」を付与する。

すなわち、暗号管理部１４４は、「ソフトウェアによる暗号化」での処理において使用される暗号プログラム（例えばＡＥＳ）の使用率を考慮して「結果」を付与する。例えば、ソフト暗号化部１４３がある８ユーザ（又は８個の通信端末２００−１〜２００−８）分のデータ（例えば「１Ｍｂｐｓ」）に対して暗号処理を行うことが可能なときを考える。このような場合、暗号管理部１４４は、８ユーザ分のデータを受け取るまではセキュリティパラメータ要求を許容し（「ＯＫ」とする）、９ユーザ目以降のセキュリティパラメータ要求に対しては許容しない（「ＮＧ」または未判断の「−」とする）とすることができる。この場合、暗号管理部１４４は、例えば、サービス種別ごとにユーザ数に応じて許容するか否かを判別するようにしてもよい。

セキュリティパラメータ通知の送受信は例えば以下のようにして行われる。すなわち、セレクタ１４１は有線送受信部１１１からセキュリティパラメータ要求を受け取り、ヘッダ領域に付加されたセキュリティパラメータ情報であることを示す情報に基づいて、当該通知を暗号管理部１４４に出力する。暗号管理部１４４は、上述のように、セキュリティパラメータ通知に対してセキュリティパラメータ通知を生成し、セレクタ１４１等を介して通信端末２００に送信する。このとき、暗号管理部１４４はヘッダ領域などにセキュリティパラメータ通知であることを示す情報を付加して送信する。通信端末２００のセレクタ２４１は、セキュリティパラメータ通知を受け取ると、ヘッダ領域などに付加された当該通信であることを示す情報に基づいて、当該通知をクラス付与部２４２に出力する。クラス付与部２４２は、受信したセキュリティパラメータを内部又は外部のメモリに保持し、以後、パケットデータなどを送信するときはヘッダ領域に暗号クラスを付加して送信する。

図７に戻り、次いで、通信端末２００と基地局１００は呼接続を完了させる（Ｓ１８）。また、基地局１００と対向ノード６００とにおいても呼接続を完了させる（Ｓ１９）。これにより、呼接続開始（Ｓ１３，Ｓ１４）に対する処理が完了し、通信端末２００と対向ノード６００はパケットデータなどを交換することが可能となる。

この場合においても、基地局１００の呼制御部１４７と通信端末２００の呼制御部２４７は呼接続完了を示すメッセージであることを示す情報を付加して、当該メッセージ（又はパケットデータ）を交換する。基地局１００や通信端末２００のセレクタ１４１，２４１は、ヘッダに付加された情報に基づいて、受信した当該メッセージを呼制御部１４７，２４７にそれぞれ振り分けて出力する。

次いで、通信端末２００は許可されたセキュリティパラメータを利用してパケットデータの送信を行う（Ｓ２０）。

例えば通信端末２００が「機密パケット」を送信するときは以下のようにして処理が行われる。すなわち、ユーザによる通信端末２００の画面上の入力操作などによりアプリケーション２４４が「機密パケット」である旨の通知と、「機密パケット」に含まれるデータとを生成する。クラス付与部２４２は、アプリケーション２４４から当該通知と当該データとを受け取ると、メモリなどに保持したセキュリティパラメータ通知（Ｓ１６）に基づいて、「機密パケット」に対応する暗号クラスなどを検索する。そして、クラス付与部２４２は、ヘッダ領域に暗号クラス「１」、ペイロード領域に「機密パケット」のデータを含むパケットデータを生成し、基地局１００に送信する。その他のサービス種別のデータについても、クラス付与部２４２がアプリケーション２４４からその旨の通知とデータとを受け取ると、セキュリティパラメータ通知に基づいて暗号クラスなどを検索し、暗号クラス「４」や「５」などを含むパケットデータを生成し基地局１００に送信する。

なお、暗号クラスは、例えば、送信されるパケットデータがＩＰパケットデータである場合、ヘッダ領域におけるオプションに含むようにしたり、当該ヘッダ領域のＴｏＳ（Type Of Service）に挿入されるＤＳＣＰ（Differentiated Service Code Point）値により暗号クラスを関連付けるようにしてもよい。

また、以下においてはパケットデータの種別として「機密パケット」が送受信される例で説明することにする。

基地局１００は通信端末２００からパケットデータを受信すると、ＡＥＳによる暗号化を行う（Ｓ２１）。

例えば、基地局１００のセレクタ１４１では、パケットデータのヘッダ領域に暗号クラスが含まれることを確認すると、当該パケットデータを暗号管理部１４４に出力する。暗号管理部１４４では、パケットデータのヘッダ領域から暗号クラスを抽出し、抽出した暗号クラスに基づいて、「即時ソフトウェア暗号化」、「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」、又は「ハードウェア暗号化」の選択肢からいずれかの暗号処理を行うことを選択又は決定する。そして、暗号管理部１４４は、選択した結果に従って、当該パケットデータをソフト暗号化部１４３、暗号待ちバッファ１４５、又はハード暗号化部１５１にそれぞれ出力する。

抽出した暗号クラスが「１」の場合、例えば、図９（Ｂ）に示すように「ＡＥＳ」による暗号化を行い、待ち合わせは「不可」となっている。この場合、暗号管理部１４４は、「ＡＥＳ」による暗号化は「高セキュリティ」であってスケジューリングは行わないことから、「即時ソフトウェア暗号化」を選択する。暗号管理部１４４は、図９（Ｂ）で示すようなセキュリティパラメータ通知を内部又は外部のメモリなどに保持しており、これに基づいて判別する。そして、暗号管理部１４４はセレクタ１４１から受け取ったパケットデータをソフト暗号化部１４３に出力する。ソフト暗号化部１４３は暗号管理部１４４から受け取ったパケットデータに対してＡＥＳによる暗号化処理を行う。これにより、「即時のソフトウェア暗号化」が行われる。

図７に戻り、次いで、基地局１００は暗号化されたパケットデータをセキュリティＧＷ３００に送信する（Ｓ２２）。

例えば、基地局１００は通信端末２００から受け取った暗号クラス（例えば暗号クラス「１」）を外側ＩＰヘッダにコピーして、当該暗号クラスをヘッダ領域に含むＩＰパケットデータを生成して送信する。このような処理は、例えば以下のようにして行われる。

すなわち、ソフト暗号化部１４３は暗号化されたパケットデータを、暗号管理部１４４等を介して有線送受信部１１１に出力する。また、暗号管理部１４４は、パケットデータを受信した際に抽出した暗号クラス（Ｓ２０）を有線送受信部１１１に出力する。有線送受信部１１１は、暗号化されたパケットデータをペイロード領域、抽出された暗号クラスをヘッダ領域にそれぞれ含むＩＰパケットデータを生成し、これをセキュリティＧＷ３００に送信する。

セキュリティＧＷ３００は、パケットデータを受信すると、暗号化されたデータを復号する（Ｓ２３）。

例えば、セレクタ３４１は有線送受信部３１１からＩＰパケットデータを受け取り、ヘッダ領域に含まれる暗号クラスなどに基づいて当該ＩＰパケットデータを暗号管理部３４４に出力する。暗号管理部３４４はヘッダ領域から暗号クラス（例えば暗号クラス「１」）を抽出し、ペイロード領域からデータ（基地局１００でＡＥＳにより即暗号化されたパケットデータ）を抽出する。そして、暗号管理部３４４は、抽出した暗号クラスに基づいて、抽出したデータをソフト暗号化部３４３、暗号待ちバッファ３４５、又はハード暗号化部３５１のいずれかに出力する。

例えば、暗号管理部３４４は暗号クラスが「１」のとき、「ＡＥＳ」による暗号化で、待ち合わせが「不可」であることから、「即時のソフトウェア暗号化」であることを確認する。そして、暗号管理部３４４は、抽出したデータをソフト暗号化部３４３に出力する。ソフト暗号化部３４３は例えばＡＥＳに対応する復号化処理を行い、暗号化されたパケットデータを復号する。

次いで、セキュリティＧＷ３００は復号したパケットデータを対向ノード６００に送信する（Ｓ２４）。

例えば、ソフト暗号化部３４３は復号したパケットデータを、暗号管理部３４４等を介して有線送受信部３１１に出力する。有線送受信部３１１は復号されたパケットデータを対向ノード６００に送信する。

対向ノード６００はパケットデータを受信すると、当該パケットデータに対する応答パケットを生成し、暗号クラスを付加して送信する（Ｓ２５）。

例えば、対向ノード６００のセレクタ６４１は、有線送受信部６１１を介して受信したＩＰパケットデータのヘッダ領域に含まれる暗号クラスなどに基づいて、受信したＩＰパケットデータを暗号管理部６４２に出力する。暗号管理部６４２では、例えばヘッダ領域から暗号クラスを抽出し、ペイロード領域に含まれるデータをアプリケーション６４４に出力する。アプリケーション６４４では、例えば、パケットデータ（例えば「機密パケット」）を正常に受信した或いは正常に受信していない等の情報を含む応答データを生成して暗号管理部６４２に出力する。暗号管理部６４２は抽出した暗号クラスと、アプリケーション６４４から受け取った応答データとをセレクタ６４１を介して有線送受信部６１１に出力する。有線送受信部６１１は、例えば、暗号クラス（例えば暗号クラス「１」）をヘッダ領域、応答データをペイロード領域に含むＩＰパケットデータを生成し、セキュリティＧＷ３００に向けて送信する。

セキュリティＧＷ３００は、対向ノード６００から送信されたパケットデータを受信すると、受信したパケットデータを暗号化する（Ｓ２６）。

例えば、暗号管理部３４４はＩＰパケットデータのヘッダ領域に含まれる暗号クラス（例えば暗号クラス「１」）に基づいて、受信したＩＰパケットデータをソフト暗号化部３４３に出力する。ソフト暗号化部３４３は、受信したＩＰパケットデータに対してＡＥＳによる暗号処理を行う。

次いで、セキュリティＧＷ３００は暗号化されたパケットデータを基地局１００に送信する（Ｓ２７）。

この場合、セキュリティＧＷ３００は例えば暗号化したパケットデータに対して、外側ＩＰヘッダによるパケット送信を行う。例えば、セキュリティＧＷ３００は以下のような処理を行う。

すなわち、ソフト暗号化部３４３は暗号化したパケットデータを暗号管理部３４４に出力し、暗号管理部３４４はＩＰパケットデータを受信したときに抽出した暗号クラスと、暗号化されたデータとを、セレクタ３４１を介して有線送受信部３１１に出力する。有線送受信部３１１は、暗号クラスをヘッダ領域、暗号化されたデータをペイロード領域に含むＩＰパケットデータを生成し、基地局１００に送信する。

基地局１００はセキュリティＧＷ３００から送信されたパケットデータを受信すると、ＡＥＳによる「即時のソフトウェア暗号化」を行う（Ｓ２８）。

例えば、セレクタ１４１は有線送受信部１１１からパケットデータを受け取ると、ヘッダ領域に含まれる暗号クラスなどに基づいて、受け取ったパケットデータを暗号管理部１４４に出力する。暗号管理部１４４は、パケットデータのペイロード領域からデータ（セキュリティＧＷ３００において暗号化されたパケットデータ）を抽出し、パケットデータのヘッダに付加された暗号クラス（例えば暗号クラス「１」）に基づいて、抽出したデータをソフト暗号化部１４３に出力する。そして、ソフト暗号化部１４３は、暗号管理部１４４から受け取ったデータに対してＡＥＳによる復号化処理を施す。

次いで、基地局１００は復号化されたパケットデータを通信端末２００に送信する（Ｓ２９）。

例えば、ソフト暗号化部１４３は復号したパケットデータを、暗号管理部１４４等を介して有線送受信部１１１に出力する。有線送受信部１１１は、復号されたパケットデータを、ベースバンド部２２１等を介して通信端末２００に送信する。この場合、復号されたパケットデータは、例えば、誤り訂正符号化処理や変調処理、無線信号への変換処理などが施されて無線信号として通信端末２００に送信される。

通信端末２００はパケットデータを受信する（Ｓ２９）と、例えば以下のような処理を行う。すなわち、送受信部２１１は受信した無線信号をベースバンド部２２１に出力して、復調処理などが施されたＩＰパケットデータを抽出し、セレクタ２４１に出力する。セレクタ２４１は受信したＩＰパケットデータのヘッダに暗号クラスが含まれることを確認すると、当該ＩＰパケットデータをクラス付与部２４２に出力する。クラス付与部２４２は当該ＩＰパケットデータのペイロード領域に含まれるデータ（対向ノード６００において生成された応答データなど）を抽出しアプリケーション２４４に出力する。

＜３．「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」＞
基地局１００が「即時のソフトウェア暗号化」を行っているとき、暗号対象のデータを集中して受信するなどして、ソフトウェアによる暗号処理について輻輳が発生する場合がある。このような場合、基地局１００は「即時のソフトウェア暗号化」を行うことができなくなる。そこで、本第２の実施の形態においては、処理を「即時のソフトウェア暗号化」から「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」に変更することで輻輳の発生を解消するようにしている。以下、「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」の処理について説明する。

基地局１００は輻輳の発生を検出する（Ｓ３０）。例えば、基地局１００の暗号管理部１４４はソフト暗号化部１４３におけるソフトウェア暗号化処理の使用率を計測し、当該使用率が閾値を超えると、「即時ソフトウェア暗号化」による処理について輻輳が発生していることを検出する。例えば、ソフトウェア暗号処理の使用率が単位時間あたりにソフトウェア暗号処理を行ったデータのデータ量であるとした場合、暗号管理部１４４はソフト暗号化部１４３に出力したデータのデータ量（例えば１Ｍｂｐｓに相当するデータ量）が閾値を超えるか否かにより判別する。そのため、暗号管理部１４４は例えばソフト暗号化部１４３に出力したデータのデータ量を測定しているものとする。

基地局１００は輻輳の発生を検出すると、セキュリティパラメータを変更し、変更後のセキュリティパラメータ通知を通信端末２００に送信する（Ｓ３１）。

例えば、図１０（Ａ）は変更後のセキュリティパラメータ通知の例を表わしている。基地局１００は、暗号クラス「２」については待ち合わせが「可」となっているため、基地局１００はこの暗号クラスについての暗号化を許可するべく、「結果」に「ＯＫ」を付与する。その一方、基地局１００は暗号クラスが「１」であるセキュリティパラメータについては「ＮＧ」を付与する。これにより、基地局１００は「機密パケット」については「即時のソフトウェア暗号化」を行わないようにして輻輳を解消するようにしている。

なお、図１０（Ａ）の例において、「通常パケット」や「音声」、「ストリーム」に関して基地局１００はセキュリティパラメータをそのまま許可した状態としている。これは、「通常パケット」や「音声」、「ストリーム」に関して、通信端末２００は「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」を希望していないためである。従って、例えば、「通常パケット」において待ち合わせが「可」となるセキュリティパラメータがあれば、基地局１００はこのパラメータを「ＯＫ」にし、待ち合わせが「不可」となるセキュリティパラメータを「ＮＧ」とすることになる。

このように、基地局１００は、例えばセキュリティパラメータのうち待ち合わせが「可」となっている暗号クラスを許容し、同一サービス種別で「即時のソフトウェア暗号化」において許可された暗号クラスを許容しないようにセキュリティパラメータを変更するようにしている。このような処理は、例えば、暗号管理部１４４において行われる。

図７に戻り、通信端末２００は変更後のセキュリティパラメータ通知を受信し、変更後の暗号クラスを含むパケットデータを送信する（Ｓ３２）。

例えば、クラス付与部２４２は基地局１００から受信した変更後のセキュリティパラメータを内部又は外部のメモリなどに保持する。そして、クラス付与部２４２はアプリケーション２４４から「機密パケット」に関するデータを受け取ると、ヘッダ領域に暗号クラス「２」、ペイロード領域に当該データを含むパケットデータを生成する。クラス付与部２４２は、セレクタ２４１等を介して、生成したパケットデータを基地局１００に送信する。

基地局１００はパケットデータを受信するとスケジューリングを行い、スケジューリングした時刻になるとＡＥＳによる暗号処理を行う（Ｓ３３）。

基地局１００においては例えば以下のような処理が行われる。すなわち、セレクタ１４１は受信したパケットデータのヘッダ領域に暗号クラスが含まれることを確認すると、当該パケットデータを暗号管理部１４４に出力する。暗号管理部１４４は、当該パケットデータのヘッダ領域から暗号クラスを抽出する。そして、暗号管理部１４４は、メモリなどに保持した変更後のセキュリティパラメータ通知（Ｓ３１）に基づいて暗号クラスが「ハード暗号化」を示す暗号クラスであることを確認すると、当該パケットデータをハード暗号化部１５１に出力する。図１０（Ａ）の例では、暗号管理部１４４は暗号クラス「２」のパケットデータを暗号待ちバッファ１４５に出力する。この場合、暗号管理部１４４は暗号クラス「４」〜「６」のパケットデータをハード暗号化部１５１に出力する。

暗号管理部１４４は、例えば、抽出した暗号クラスがＳ３１の処理により許容していない暗号クラス、又は、「スケジューリングによるソフト暗号化」を示す暗号クラスでないとき、受信したパケットデータを暗号化しないでセキュリティＧＷ３００に出力することもできる。

そして、暗号スケジューラ１４６は、例えば、暗号管理部１４４がどのタイミングで暗号待ちバッファ１４５に格納されたパケットデータを読み出して暗号化させるかを計算（又はスケジューリング）する。

スケジューリングについては例えば以下のような処理が行われる。すなわち、基地局１００の暗号管理部１４４は、ＩＰパケットデータを暗号待ちバッファ１４５に格納すると、格納した旨を暗号スケジューラ１４６に通知する。暗号スケジューラ１４６は当該通知を受け取ると、暗号管理部１４４から随時通知されたソフト暗号化部１４３におけるソフトウェア暗号化処理の使用率に基づいて、その使用率の推移から当該使用率が閾値以下となる時刻を計算する。暗号スケジューラ１４６は計算した時刻を暗号管理部１４４に通知し、暗号管理部１４４は当該時刻になると暗号待ちバッファ１４５からパケットデータを読み出してソフト暗号化部１４３に出力する。

そして、ソフト暗号化部１４３は受け取ったパケットデータを暗号化する。この場合、ソフト暗号化部１４３はＡＥＳにより暗号化を行う。

次いで、基地局１００は暗号化したパケットデータをセキュリティＧＷ３００に送信する（Ｓ３４）。

例えば、ソフト暗号化部１４３は暗号化したデータを暗号管理部１４４に出力する。暗号管理部１４４は、セレクタ１４１からパケットデータを受信したとき（Ｓ３２）に抽出した暗号クラスと、ソフト暗号化部１４３から受け取った暗号化されたデータとをセレクタ１４１を介して有線送受信部１１１に出力する。有線送受信部１１１は暗号クラスをヘッダ領域、暗号化されたデータをペイロード領域に含むＩＰパケットデータを生成し、セキュリティＧＷ３００に送信する。基地局１００はこのような外側ＩＰヘッダによる処理を行う。

セキュリティＧＷ３００は基地局１００からパケットデータを受信すると、暗号化されたパケットデータを復号する（Ｓ３５）。

例えば、セキュリティＧＷ３００の暗号管理部３４４は、基地局１００から送信されたパケットデータをセレクタ３４１から受け取ると、ＩＰパケットデータのヘッダ領域に含まれる暗号クラスを抽出する。そして、暗号管理部３４４は、当該ＩＰパケットデータのペイロード領域に含まれるデータ（暗号化されたパケットデータ）を抽出し、抽出したデータをソフト暗号化部３４３に出力し、暗号化されパケットデータを復号させる。

この場合、セキュリティＧＷ３００においても、基地局１００と同様にスケジューリングによる処理が行われるようにしてもよい。例えば、セキュリティＧＷ３００の暗号管理部３４４は、セレクタ３４１からＩＰパケットデータを受け取ると、ヘッダ領域に含まれる暗号クラス「２」を抽出する。そして、暗号管理部３４４は、暗号クラス「２」が「スケジューリングによるソフト暗号化」であることを確認すると、ペイロード領域に含まれるデータ（暗号化されたパケットデータ）を暗号待ちバッファ３４５に格納する。暗号スケジューラ３４６は基地局１００の暗号スケジューラ１４６と同様に、暗号待ちバッファ３４５からパケットデータを読み出すタイミング（又は時刻）を計算（又はスケジューリング）し、暗号管理部３４４に通知する。暗号管理部３４４はその時刻になると暗号待ちバッファ３４５からデータを読み出してソフト暗号化部３４３に出力して、暗号化されたパケットデータを復号させる。このような処理が行われるよう、例えば、基地局１００は通信端末２００に送信したセキュリティパラメータ通知（Ｓ３１）をセキュリティＧＷ３００に送信し、暗号管理部３４４において当該通知を保持することで上述した処理を行うことができる。

次いで、セキュリティＧＷ３００は復号したパケットデータを対向ノード６００に送信する（Ｓ３６）。

例えば、セキュリティＧＷ３００の暗号管理部３４４は、復号したパケットデータをソフト暗号化部３４３から受け取り、セレクタ３４１等を介して対向ノード６００に送信する。

そして、対向ノード６００は受信したパケットデータに対する応答データを含むパケットデータを生成してセキュリティＧＷ３００に送信する（図８のＳ３７）。

次いで、セキュリティＧＷ３００は対向ノード６００から受け取ったパケットデータを暗号化する（Ｓ３８）。

この場合も、例えば、セキュリティＧＷ３００は「スケジューリングによる暗号化」を行うこともできるし、「即時のソフトウェア暗号化」を行うこともできる。例えば、ソフト暗号化部３４３は対向ノード６００から送信されたパケットデータに対して、ＡＥＳにより暗号化する。

次いで、セキュリティＧＷ３００は暗号化したデータを含むパケットデータを基地局１００に送信する（Ｓ３９）。

例えば、有線送受信部３１１は、暗号化されたデータ（又は対向ノード６００から送信されたパケットデータ）をペイロード領域、受信したときに抽出した暗号クラスをヘッダ領域にそれぞれ含むＩＰパケットデータを生成して基地局１００に送信する。

基地局１００は、セキュリティＧＷ３００からパケットデータを受信するとスケジューリングを行い、ＡＥＳにより復号化を行う（Ｓ４０）。

この場合も、スケジューリングによる暗号化（Ｓ３３）と同様に、例えば、暗号管理部１４４は暗号クラスに基づいて受信したＩＰパケットデータのペイロード領域に含まれるデータ（セキュリティＧＷ３００において暗号化されたパケットデータ）を暗号待ちバッファ１４５に格納する。暗号スケジューラ１４６はソフト暗号化部１４３におけるソフト暗号化処理の使用率が閾値以下となるタイミングを計算して、暗号管理部１４４は当該タイミングになると暗号待ちバッファ１４５からデータを読み出してソフト暗号化部１４３に出力する。

なお、このようなスケジューリングが行われるのは、図１０（Ａ）の例では暗号クラスが「２」であるパケットデータであり、暗号クラスが「４」〜「６」のパケットデータについて暗号管理部１４４は、暗号待ちバッファ１４５に出力しないでハード暗号化１５１に出力する。

次いで、基地局１００は復号したパケットデータを通信端末２００に送信する（Ｓ４１）。例えば、暗号管理部１４４はソフト暗号化部１４３から復号されたパケットデータを受け取ると、セレクタ１４１等を介して通信端末２００に送信する。通信端末２００では、例えば、対向ノード６００において生成された応答データを抽出することができる。

＜４．「ハードウェア暗号化」＞
基地局１００が「スケジューリングによるソフト暗号化」を行っているときに、暗号処理対象のデータを集中して受信するなどして、暗号待ちバッファ１４５に格納されたデータのデータ量が、バッファ閾値を超える場合がある。かかる場合、基地局１００において輻輳が発生し、基地局１００は「スケジューリングによるソフト暗号化」の処理を行うことができなくなる。そこで、本第２の実施の形態では、暗号処理を「スケジューリングによるソフト暗号化」から「ハードウェア暗号化」に変更することで輻輳の発生を解消するようにしている。以下、「ハードウェア暗号化」について説明する。

基地局１００は、「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」に対する処理について輻輳の発生を検出する（Ｓ５０）。例えば、暗号管理部１４４は暗号待ちバッファ１４５に格納したデータのデータ量を計測し、当該データ量がバッファ閾値を超えると、輻輳の発生を検出する。

次いで、基地局１００は変更後のセキュリティパラメータ通知を通信端末２００に送信する（Ｓ５１）。

図１０（Ｂ）は変更後のセキュリティパラメータ通知の例を表わしている。基地局１００は、例えば、「ＡＥＳ」によるセキュリティパラメータを「ＮＧ」とし、「ＤＥＳ」によるセキュリティパラメータを「ＯＫ」とする。図１０（Ｂ）の例では、「機密パケット」に関するセキュリティパラメータのうち、暗号クラス「１」，「２」については結果を「ＮＧ」にし、暗号クラスが「３」についてはアルゴリズムが「ＤＥＳ」となっているため、「ＯＫ」とする。例えば、暗号管理部１４４において変更後のセキュリティパラメータを生成して通信端末２００に送信する。

図８に戻り、通信端末２００は変更後のセキュリティパラメータ通知を受信すると、当該通知結果に基づいて、対向ノード６００との間で「高セキュリティ」による暗号トンネルを確立する（Ｓ５２）。

例えば、通信端末２００の鍵交換部２４８はセレクタ２４１から変更後のセキュリティパラメータ通知を受け取り、暗号クラス「３」の「ＤＥＳ」が「ＯＫ」であることを確認すると、ＤＥＳよりも高セキュリティであるＡＥＳによる暗号化を行うことを決定する。そして、通信端末２００の鍵交換部２４８と対向ノード６００の鍵交換部６４８は、「高セキュリティ」による暗号トンネルを確立すべくＳＡ交渉を行い、鍵交換に関するメッセージなどを交換することで、「高セキュリティ」の暗号トンネルを確立する。

基地局１００とセキュリティＧＷ３００との間では「低セキュリティ」の暗号化が行われるため、通信端末２００と対向ノード６００との間で「高セキュリティ」の暗号化を行うことで、例えば通信路全体としてはより高いセキュリティを確保することができる。

通信端末２００と対向ノード６００との間で暗号トンネルが確立すると、通信端末２００は対向ノード６００に送信するパケットデータなどに対して暗号化を行う（Ｓ５３）。

例えば、クラス付与部２４２は、暗号トンネル確立の通知を鍵交換部２４８からセレクタ２４１を介して受け取り、この通知を受け取ると、以後はアプリケーション２４４で生成されたデータを受け取ると当該データを暗号処理部２４３に出力する。暗号処理部２４３は、例えば、ＡＥＳによる暗号化を行う。

次いで、通信端末２００は暗号化したパケットデータを基地局１００に送信する（Ｓ５４）。

例えば、クラス付与部２４２は暗号処理部２４３から暗号化されたデータを受け取り、当該データをペイロード領域に含むパケットデータを生成する。このとき、クラス付与部２４２は、当該パケットデータのヘッダ領域に、セキュリティパラメータ通知の暗号クラスを付加する。クラス付与部２４２は、例えば、データが「機密パケット」に関するデータのときは暗号クラス「３」を付加して送信する。この場合、クラス付与部２４２は「通常パケット」に関するデータのときは暗号クラス「４」などを付加して送信する。

基地局１００は通信端末２００からパケットデータを受信すると、当該パケットデータに対して「ハードウェア暗号化」の処理を行う（Ｓ５５）。

例えば、基地局１００の暗号管理部１４４は通信端末２００から受信したパケットデータのヘッダ領域に含まれる暗号クラスを抽出する。そして、暗号管理部１４４は、メモリなどに保持した変更後のセキュリティパラメータ通知（Ｓ５１）に基づいて暗号クラスが「ハード暗号化」を示す暗号クラスであることを確認すると、受信したパケットデータをハード暗号化部１５１に出力する。図１０（Ｂ）の例では、暗号管理部１４４は暗号クラス「３」〜「６」のパケットデータをハード暗号化部１５１に出力する。ハード暗号化部１５１は、受け取ったパケットデータに対してＤＥＳによる暗号化を行う。

この場合、暗号管理部１４４は、例えば、「ハード暗号化」を示す暗号クラスでないとき、受信したパケットデータを暗号化しないでセキュリティＧＷ３００に出力することもできる。

次いで、基地局１００はＤＥＳによる暗号化したパケットデータをセキュリティＧＷ３００に送信する（Ｓ５６）。

例えば、暗号管理部１４４は、ハード暗号化部１５１から暗号化されたデータ（通信端末２００から送信されたパケットデータ）を受け取ると、セレクタ１４１を介して有線送受信部１１１に出力する。また、暗号管理部１４４は、受信したときに抽出した暗号クラス（例えば「３」）もセレクタ１４１を介して有線送受信部１１１に出力する。有線送受信部１１１は、暗号化されたデータをペイロード領域、暗号クラスをヘッダ領域に含むＩＰパケットデータを生成し、セキュリティＧＷ３００に送信する。

セキュリティＧＷ３００は基地局１００から送信されたパケットデータを受信すると、ＤＥＳによる復号処理を行う（Ｓ５７）。

例えば、セキュリティＧＷ３００の暗号管理部３４４は、基地局１００から送信されたパケットデータをセレクタ３４１から受け取ると、ヘッダ領域から暗号クラス（例えば「３」）を抽出して当該パケットデータの暗号クラスを確認する。そして、暗号管理部３４４は、受け取ったパケットデータのペイロード領域に含まれるデータ（基地局１００でハード暗号化されたパケットデータ）を抽出し、暗号クラスに基づいて、抽出したデータをハード暗号化部３５１に出力する。ハード暗号化部１５１は受け取ったデータに対してＤＥＳによる復号化処理を施す。これにより、セキュリティＧＷ３００は、例えば基地局１００においてハード暗号化される前のデータ（通信端末２００から送信されたパケットデータ）を復号することができる。

次いで、セキュリティＧＷ３００はパケットデータを対向ノード６００に送信する（Ｓ５８）。

例えば、暗号管理部３４４はハード暗号化部３５１から復号後のデータ（通信端末２００から送信されたパケットデータ）を受け取ると、当該データを、セレクタ３４１を介して有線送受信部３１１に出力する。また、暗号管理部３４４は、パケットデータを受信したときに抽出した暗号クラス（例えば「３」）も有線送受信部３１１に出力する。有線送受信部３１１は、復号化されたデータ（通信端末２００から送信されたパケットデータ）をペイロード領域、暗号クラスをヘッダ領域に含むＩＰパケットデータを生成し、これを対向ノード６００に送信する。

対向ノード６００はセキュリティＧＷ３００から送信されたパケットデータを受信すると、当該パケットデータに含まれるデータを復号化する（Ｓ５９）。

例えば、対向ノード６００の暗号管理部６４２は、セキュリティＧＷ３００から送信されたＩＰパケットデータのヘッダ領域から暗号クラスを抽出し、当該ＩＰパケットデータのペイロード領域に含まれるデータ（通信端末２００においてＡＥＳにより暗号化されたデータ）を暗号処理部６４３に出力する。暗号処理部６４３は、暗号管理部６４２から受け取ったデータに対してＡＥＳによる復号化を行う。復号されたデータは、通信端末２００においてＡＥＳにより暗号化される前のデータとなっており、暗号処理部６４３から暗号管理部６４２を介してアプリケーション６４４に出力される。

次いで、対向ノード６００は応答データを生成し、応答データをＡＥＳにより暗号化する（Ｓ６０）。

例えば、アプリケーション６４４において応答データが生成され、暗号管理部６４２は応答データを受け取ると暗号処理部６４３に出力する。暗号処理部６４３は応答データに対して、例えばＡＥＳによる暗号化処理を行う。

次いで、対向ノード６００はパケットデータをセキュリティＧＷ３００に送信する（Ｓ６１）。

例えば、暗号管理部６４２は暗号処理部６４３から暗号化された応答データを受け取ると、当該応答データを、セレクタ６４１を介して有線送受信部６１１に出力する。また、暗号管理部６４２は、Ｓ５９の処理により抽出した暗号クラスもセレクタ６４１を介して有線送受信部６１１に出力する。有線送受信部６１１は、暗号化された応答データをペイロード領域、暗号クラスをヘッダ領域に含むＩＰパケットデータを生成し、セキュリティＧＷ３００に送信する。

セキュリティＧＷ３００は、対向ノード６００からパケットデータを受信すると、ＤＥＳによる暗号化を行う（Ｓ６２）。例えば、ハード暗号化部３５１は対向ノード６００から送信されたパケットデータをＤＥＳにより暗号化する。

次いで、セキュリティＧＷ３００は暗号化したデータを含むパケットデータを基地局１００に送信する（Ｓ６３）。

例えば、暗号管理部３４４は、パケットデータを受信したとき（Ｓ６１）に抽出した暗号クラスと、ハード暗号化部３５１においてＤＥＳにより暗号化されたデータ（対向ノード６００から送信されたパケットデータ）とを、セレクタ３４１を介して有線送受信部３１１に出力する。有線送受信部３１１は、ペイロード領域にＤＥＳにより暗号化されたデータ、ヘッダ領域に暗号クラスを含むＩＰパケットデータを生成して基地局１００に送信する。

基地局１００はセキュリティＧＷ３００からパケットデータを受信すると、ＤＥＳにより復号化する（Ｓ６４）。例えば、ハード暗号化部１５１はセキュリティＧＷ３００から送信されたＩＰパケットデータのペイロード領域に含まれるデータ（対向ノード６００から送信されたパケットデータ）をＤＥＳにより復号化する。

次いで、基地局１００はパケットデータを通信端末２００に送信する（Ｓ６５）。例えば、有線送受信部１１１は、復号されたパケットデータをペイロード領域、受信したときに抽出した暗号クラスをヘッダ領域に含むＩＰパケットデータを生成して通信端末２００に送信する。

通信端末２００は、基地局１００から送信されたパケットデータを受信すると、対向ノード６００との間における復号化処理を行う（Ｓ６６）。

例えば、クラス付与部２４２は基地局１００から送信されたパケットデータのペイロード領域に含まれるデータを暗号処理部２４３に出力し、暗号処理部２４３は当該データをＤＥＳにより復号する。復号後のデータは、例えば、対向ノード６００において暗号化される前の応答データであって、クラス付与部２４２を介してアプリケーション２４４に出力される。

＜５．「復旧時の暗号化」＞
基地局１００では、暗号化対象のデータのデータ量が輻輳状態よりも少なくなって、輻輳状態から復旧する場合がある。このような場合、本第２の実施の形態においては、通信端末２００の希望する暗号クラスにより通信を行うことができるようにするため、「即時のソフトウェア暗号化」を実現するようにしている。

例えば、基地局１００の暗号管理部１４４は、ソフト暗号化部１４３におけるソフトウェア暗号処理の使用率が閾値以下となったことを検出すると輻輳状態から復旧したと判別する。暗号管理部１４４はこの判別を契機として、Ｓ１５の処理によって、メモリなどに保持したセキュリティパラメータを読み出し、当該パラメータを含むセキュリティパラメータ通知を生成する。そして、暗号管理部１４４は生成したセキュリティパラメータ通知を送信する（Ｓ７１）。例えば、基地局１００は図９（Ｂ）に示すセキュリティパラメータ通知を通信端末２００に送信する。

これにより、基地局１００は通信端末２００が最初に希望した暗号クラスを通信端末２００に送信することができる。例えば、暗号管理部１４４とクラス付与部２４２は変更後のセキュリティパラメータ通知をメモリに保持し、パケットデータの送信や受信の際に使用する。

以後は、「即時ソフトウェアによる暗号化」と同一の処理が行われ（Ｓ７２〜Ｓ８１）、通信端末２００において希望した暗号クラスによる暗号化が行われる。

＜基地局１００における動作例＞
次に基地局１００における動作例について説明する。図１１は基地局１００における動作例を表わすフローチャートである。ただし、図７及び図８で示したシーケンス例と重複している部分もあるため、以下簡単に説明することにする。

基地局１００は処理を開始すると（Ｓ１００）、暗号ソフトウェアを更新する（Ｓ１０１）。例えば、基地局１００はＯＰＥ４００から最新の暗号プログラム（例えばＡＥＳ方式による暗号プログラム）をダウンロードし、ソフトウェア更新部１４２においてメモリなどにダウンロードした暗号プログラムを記憶する。

次いで、基地局１００はセキュリティＧＷ３００との間で暗号トンネルを確立する（Ｓ１０２）。基地局１００は、例えば、「高セキュリティ」の暗号トンネル（ダウンロードしたＡＥＳを使用できるようにするための暗号トンネル）と「低セキュリティ」の暗号トンネル（ハードウェアにより利用するＤＥＳを使用できるようにするための暗号トンネル）を確立する。

次いで、基地局１００は、通信端末２００からセキュリティパラメータ要求（又はセキュリティパラメータ通知）を受信したか否かを判別する（Ｓ１０３）。基地局１００はセキュリティパラメータ通知を受信するまで待ち（Ｓ１０３でＮｏのループ）、受信するとパラメータ確認処理を行う（Ｓ１０４）。

図１２はセキュリティパラメータ確認処理の動作例を表わすフローチャートであるである。基地局１００はパラメータ確認処理を開始すると（Ｓ１０４）、受信したセキュリティパラメータ要求のサービス種別を確認する（Ｓ１０４１）。

例えば、基地局１００は図９（Ａ）に示すセキュリティパラメータ要求を受信すると、サービス種別として「機密パケット」、「通常パケット」、「音声パケット」、「ストリーム」があることを確認する。このような確認は、例えば暗号管理部１４４において行われる。そして、基地局１００はサービス種別それぞれに対して、Ｓ１０４２からＳ１０４７までの処理を行う。

すなわち、Ｓ１０４２において基地局１００はソフトウェア使用率について余裕があるか否かを判別する（Ｓ１０４２）。例えば、暗号管理部１４４はソフト暗号化部１４３で行われるソフトウェアによる暗号化処理の使用率を計算し、当該使用率が閾値以下のときは余裕があると判別し、当該使用率が閾値を超えるとき余裕がないと判別する。

基地局１００はソフトウェア使用率について余裕があると判別したとき（Ｓ１０４２で「余裕あり」）、「即時のソフトウェア暗号化」を希望する暗号クラスについては無条件でソフトウェアによる暗号化を許可する（Ｓ１０４３）。基地局１００は、例えば、「即時のソフトウェア暗号化」を行うことができる状態のときは、「即時のソフトウェア暗号化」を希望する暗号クラスについてはその暗号化を許可している。例えば、基地局１００は、図９（Ａ)の例では暗号クラス「１」、「４」を許可する。

一方、ソフトウェア使用率について余裕がないとき（Ｓ１０４２で「余裕なし」）、基地局１００は暗号クラスについて待ち合わせが可能な暗号クラスがあるか否かを判別する（Ｓ１０４４）。待ち合わせが可能な否かは、例えば、基地局１００が通信端末２００から受信したセキュリティパラメータ通知の「待ち合わせ」が「可」となっているか「不可」となっているかに応じて判別する。基地局１００は、例えば「スケジューリングによるソフト暗号化」が可能な暗号クラスがあるか否かを判別している。

待ち合わせが「可」のとき（Ｓ１０４３で「可」）、基地局１００はバッファの使用率について余裕があるか否かを判別する（Ｓ１０４５）。例えば、暗号管理部１４４は暗号待ちバッファ１４５の使用率を計算し、当該使用率がバッファ閾値を超えるか否かにより判別する。

そして、基地局１００は、バッファ使用率について「余裕あり」と判別したとき（Ｓ１０４５で「余裕あり」）、スケジューリング有りのソフトウェア暗号化による暗号化を許可する（Ｓ１０４６）。ここでは、基地局１００は例えば「スケジューリングによるソフト暗号化」を希望する暗号クラスについてはその暗号化を許可するようにしている。図９（Ａ）の例では、基地局１００は暗号クラス「２」について許可する。

一方、基地局１００はバッファ使用率について「余裕なし」と判別したとき（Ｓ１０４５で「余裕なし」）、ソフト暗号化については許可せずに、ハード暗号化を許可する（Ｓ１０４７）。ここでは、基地局１００は暗号待ちバッファ１４５の使用率がバッファ閾値を超えているため、「即時のソフトウェア暗号化」と「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」を許可せず、「ハードウェアによる暗号化」を希望する暗号クラスについてその暗号化を許可している。図９（Ａ）の例では、基地局１００は暗号クラス「３」について許可する。

一方、基地局１００は待ち合わせについて「不可」のとき（Ｓ１０４３で「不可」）、ハード暗号化による暗号化を許可する（Ｓ１０４７）。ここでは、基地局１００は例えばソフトウェア使用率も余裕がなく（Ｓ１０４２で「余裕なし」）、「待ち合わせ」してもよい暗号クラスがないとき、「ハード暗号化」を希望する暗号クラスについての暗号化を許可する。図９（Ａ）の例では、基地局１００は暗号クラス「４」〜「６」を許可する。

基地局１００は以上の処理を各サービス種別について行うとセキュリティパラメータ通知を通信端末２００に送信する（Ｓ１０４９）。

例えば、図７のＳ１５のように、基地局１００はセキュリティパラメータ要求を受信したときにソフトウェア使用率について余裕があるとき（例えば図１２のＳ１０４２で「余裕あり」）、「即時によるソフトウェア暗号化」を示す暗号クラスについて許可する（例えば図１２のＳ１０４３）。

また、基地局１００は、セキュリティパラメータ要求を受信したときに、「即時のソフトウェア暗号化」について輻輳状態となっているとき（例えば図７のＳ３０）、ソフトウェア使用率については余裕がなくなる（図１２のＳ１０４２で「余裕なし」）。この場合、基地局１００は待ち合わせが「可」となる暗号クラスを許可する（Ｓ１０４５）。

さらに、基地局１００は、例えば図８のＳ５０に示す輻輳状態となったとき、バッファ使用率も余裕がなくなり（図１２のＳ１０４５で「余裕なし」）、「ハードウェア暗号化」を希望する暗号化を許可する（Ｓ１０４７）。

図１１に戻り、基地局１００はパラメータ確認処理（Ｓ１０４）を終了すると、暗号化を行う（又は復号化を行う）パケットデータの受信があるか否かを判別する（Ｓ１０５）。例えば、暗号管理部１４４は、ヘッダ領域に暗号クラスを含むパケットデータをセレクタ１４１から受け取ったか否かにより判別する。

基地局１００は、このようなパケットデータを受信すると（Ｓ１０５でＹｅｓ）、当該パケットデータから暗号クラスを抽出する（Ｓ１０６）。

次いで、基地局１００は抽出した暗号クラスがどのようなものかを判別する（Ｓ１０７）。基地局１００は暗号クラスについてはセキュリティパラメータ通知として通信端末２００に送信している（図１２のＳ１０４９）ため、ここでは受け取った暗号クラスに応じて暗号化を行うことになる。

基地局１００は、抽出した暗号クラスがソフト暗号化を表わしているとき（Ｓ１０７で「ソフト暗号化」）、「即時のソフトウェア暗号化」を行う（Ｓ１０８）。

また、基地局１００は、抽出した暗号クラスがスケジューリングによるソフトウェア暗号を表わしているとき（Ｓ１０７で「ソフト暗号＋スケジュール」）、受信したパケットデータを暗号待ちバッファ１４５に格納する（Ｓ１０９）。

さらに、基地局１００は、抽出した暗号クラスがハード暗号化を表わしているとき（Ｓ１０７で「ハード暗号化」）、「ハードウェア暗号化」を行う（Ｓ１１０）。

基地局１００は、Ｓ１０８〜Ｓ１１０のいずれかの処理が終了すると、暗号待ちバッファ１４５にパケットデータなどが格納されていればこれを読み出し、ソフトウェア暗号化を行う（Ｓ１１１）。

一方、基地局１００は、暗号化を行うパケットデータの受信がないとき（Ｓ１０５でＮｏ）、Ｓ１１１の処理を行う。

次いで、基地局１００はソフト暗号化の使用率を更新する（Ｓ１１２）。例えば、基地局１００がＳ１０８で「即時のソフトウェア暗号化」を行うと、ソフト暗号化部１４３におけるソフト暗号化の使用率は変化する。Ｓ１０９やＳ１１１において、例えば「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」を行っても同様に使用率は変化する。例えば、暗号管理部１４４はこのようにＳ１０８又はＳ１１１によってソフト暗号化の処理が行われ場合の使用率を計測する。

そして、処理はＳ１０４に移行して基地局１００は上述した処理を繰り返す。なお、基地局１００は例えばその電源がオフになったときにＳ１０１〜Ｓ１１２のいずれかの処理を行った後に本処理を終了させることになる。

最後に本第２の実施の形態による効果について述べることにする。

基地局１００ではハードウェア暗号化をハード暗号化部１５１において行っているが、このようなハードウェアによる暗号化についてのセキュリティレベルが暗号解読技術の進歩に対して低下する場合がある。そこで、基地局１００においてはハードウェアの更新などを行うことなく、最新の暗号プログラムをダウンロードして、ＣＰＵ１４０によるソフトウェアの暗号化を行うようにしている（例えば、図７のＳ１０）。これにより、基地局１００は、ＳＥＣＵＲＩＴＹ１５０を交換するなどによるコスト増加を招くことなく、暗号解読技術に対してより高度のセキュリティを確保した暗号アルゴリズムを適用することができる。さらに、全国各地に設置済みの基地局１００のセキュリティを継続的に向上させることも可能であり、セキュリティの脅威に対してより安全な通信環境を提供できる。従って、本通信システム１０は基地局１００の設置時と比較して、高セキュリティ化を実現することができる。

また、基地局１００又は通信端末２００では、サービス種別ごとに暗号クラスを付与しており、サービス単位で異なる暗号アルゴリズムを提供することができる（例えば、図９（Ａ）〜図１０（Ｂ））。例えば、第２の実施の形態における基地局１００は、セキュリティレベルが他のサービスより高い「機密パケット」などについては高セキュリティレベルの暗号アルゴリズム（例えばＡＥＳ）を適用し、そうでない「音声」などのパケットデータについては低セキュリティレベルの暗号アルゴリズム（例えばＤＥＳ）を適用するようにしている（例えば、図９（Ｂ）など）。

さらに、基地局１００は、例えば、他のサービスを比較してリアルタイム性は必要ないものの高度のセキュリティが必要なサービス種別に対しては「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」を行うようにしている（例えば、図９（Ｂ））。このようなスケジューリングによって、ソフトウェアによる暗号化の処理が均等化されて、かかるサービス種別（例えば、データ量が少ないが他のデータと比較して重要な金融決済情報を含む「機密パケット」）に対して高セキュリティの暗号アルゴリズムが適用可能となる。このように、本通信システム１０においてはサービスに応じたセキュリティを確保することができる。

また、通信端末２００が移動する場合などにおいて、パケットデータのデータ量が変化する場合において、基地局１００は「即時のソフトウェア暗号化」や「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」を行うことができる。

例えば、基地局１００において通信端末２００から受信したデータのデータ量が増加し、基地局１００のソフトウェア使用率が閾値を超えると、「即時のソフトウェア暗号化」から「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」を行うようにしている（図７のＳ３０など）。また、基地局１００において通信端末２００から受信したデータのデータ量がデータ閾値以下となるとき、ソフトウェア使用率が閾値以下となり、「即時のソフトウェア暗号化」を行うことができる（図８のＳ７０）。例えば、通信端末２００から送信されるデータのデータ量に応じて、基地局１００はソフトウェアによる暗号化とハードウェアによる暗号化を切替えることができる。

さらに、基地局１００ではソフトウェア暗号化が輻輳したとき、通信端末２００と対向ノード６００において暗号化を行うようにしている。このため、基地局１００とセキュリティＧＷ３００間が他よりも低セキュリティとなっても、通信端末２００と対向ノード６００間では全体として高セキュリティの暗号化を行うことができる。これにより、通信端末２００と対向ノード６００間において高セキュリティを保証することができる。また、このような場合に限り、通信端末２００では暗号化を行うようにしているため、通信端末２００に対しては常に暗号化処理を行わせることはなく、最小限のセキュリティ処理を行わせることができ、かかる場合と比較して通信端末２００の消費電力を低くすることができる。

［その他の実施の形態］
次にその他の実施の形態について説明する。図１３（Ａ）は基地局１００、図１３（Ｂ）は通信端末２００、図１４はセキュリティＧＷ３００と対向ノード６００の構成例をそれぞれ表わす図である。

基地局１００は、ＣＰＵ１６０、Ｍｅｍｏｒｙ／Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ＩＯ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（以下、「メモリコントローラ」と称する場合がある）１６１、Ｍｅｍｏｒｙ１６２、ＧｂＥ Ｌ２ＳＷ（以下、「Ｌ２ＳＷ」と称する場合がある）１６３、ＰＨＹ１６４、Ｓｅｃｕｒｉｔｙ１６５、ＤＳＰ１６６、ＡＭＰ１６７、及びアンテナ１６８を備える。

ＣＰＵ１６０は、例えば、第２の実施の形態におけるソフトウェア更新部１４２、ソフト暗号化部１４３、暗号管理部１３３、暗号スケジューラ１４６、呼制御部１４７、及び鍵交換部１４８に対応する。

また、メモリコントローラ１６１は、例えば、第２の実施の形態におけるセレクタ１４１、ソフトウェア更新部１４２、ソフト暗号化部１４３、暗号管理部１４４、暗号スケジューラ１４６、呼制御部１４７、及び鍵交換部１４８に対応する。

さらに、Ｍｅｍｏｒｙ１６２は、例えば、第２の実施の形態におけるセレクタ１４１、ソフトウェア更新部１４２、ソフト暗号化部１４３、暗号管理部１４４、暗号待ちバッファ１４５、暗号スケジューラ１４６、呼制御部１４７、及び鍵交換部１４８に対応する。

さらに、Ｌ２ＳＷ１６３は、例えば、第２の実施の形態におけるセレクタ１４１に対応する。

さらに、ＰＨＹ１６４は、例えば、第２の実施の形態における有線送受信部１１１に対応する。

さらに、Ｓｅｃｕｒｉｔｙ１６５は、例えば、第２の実施の形態におけるハード暗号化部１５１に対応する。

さらに、例えば、ＤＳＰ１６６は第２の実施の形態におけるベースバンド部１２１に対応し、ＡＭＰ１６７は第２の実施の形態における無線送受信部１３１に対応する。

例えば、ＣＰＵ１６０は通信端末２００から送信されたセキュリティパラメータ要求（例えば図７のＳ１５）に対して、ソフトウェア暗号化の使用率などに基づいて、許可する暗号クラスを含むセキュリティパラメータ通知を生成し送信する（Ｓ１６）。

また、ＣＰＵ１６０は、通信端末２００から送信された暗号クラスに基づいて、「即時のソフトウェア暗号化」、「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」、又は「ハード暗号化」を判別し（例えば図１１のＳ１０７）、その判別に応じた処理を行う（例えばＳ１０８〜Ｓ１１０）。

通信端末２００は、ＣＰＵ２６０、メモリコントローラ２６１、Ｍｅｍｏｒｙ２６２，Ｌ２ＳＷ２６３、Ｓｅｃｕｒｉｔｙ２６５、ＤＳＰ２６６、ＡＭＰ２６７、アンテナ２６８を備える。

ＣＰＵ２６０は、例えば、第２の実施の形態におけるクラス付与部２４２、暗号処理部２４３、アプリケーション２４４、呼制御部２４７、及び鍵交換部２４８に対応する。

また、メモリコントローラ２６１は、例えば、第２の実施の形態における送受信部２１１、ベースバンド部２２１、セレクタ２４１、暗号処理部２４３、アプリケーション２４４、呼制御部２４７、及び鍵交換部２４８に対応する。

さらに、Ｍｅｍｏｒｙ２６２は、例えば、第２の実施の形態における送受信部２１１、ベースバンド部２２１、セレクタ２４１、暗号処理部２４３、アプリケーション２４４、呼制御部２４７、及び鍵交換部２４８に対応する。

さらに、Ｌ２ＳＷ２６３は、例えば、第２の実施の形態におけるセレクタ２４１に対応する。

さらに、Ｓｅｃｕｒｉｔｙ２６５は、例えば、第２の実施の形態における暗号処理部２４３に対応する。

さらに、例えば、ＤＳＰ２６６は第２の実施の形態におけるベースバンド部２２１に対応し、ＡＭＰ２６７は第２の実施の形態における送受信部２１１に対応する。

例えば、ＣＰＵ２６０はセキュリティパラメータに対して暗号クラスを付与し、暗号クラスを含むセキュリティパラメータ要求を基地局１００に送信する（例えば図７のＳ１５）。また、ＣＰＵ２６０は、セキュリティパラメータ通知を基地局１００から受信すると、Ｍｅｍｏｒｙ２６２に許可された暗号クラスを保持し、送信するパケットのサービス種別に応じて、暗号クラスを含むパケットデータを生成し基地局１００に送信する（例えば図７のＳ２０，Ｓ３２，図８のＳ５４，Ｓ７２）。

セキュリティＧＷ３００は、ＣＰＵ３６０、メモリコントローラ３６１、Ｍｅｍｏｒｙ３６２、Ｌ２ＳＷ３６３、ＰＨＹ３６４を備える。

ＣＰＵ３６０は、例えば、第２の実施の形態におけるソフトウェア更新部３４２、ソフト暗号化部３４３、暗号管理部３４４、暗号スケジューラ３４５、呼制御部３４７、及び鍵交換部３４８に対応する。

また、メモリコントローラ３６１は、例えば、第２の実施の形態におけるセレクタ３４１、ソフトウェア更新部３４２、ソフト暗号化部３４３、暗号管理部３４４、暗号スケジューラ３４５、呼制御部３４７、及び鍵交換部３４８に対応する。

さらに、Ｍｅｍｏｒｙ３６２は、例えば、第２の実施の形態におけるセレクタ３４１、ソフトウェア更新部３４２、ソフト暗号化部３４３、暗号管理部３４４、暗号スケジューラ３４５、呼制御部３４７、及び鍵交換部３４８に対応する。

さらに、例えば、Ｌ２ＳＷ３６３は第２の実施の形態におけるセレクタ３４１に対応し、ＰＨＹ３６４は第２の実施の形態における有線送受信部３１１に対応する。

また、対向ノード６００も、ＣＰＵ３６０、メモリコントローラ３６１、Ｍｅｍｏｒｙ３６２、Ｌ２ＳＷ３６３、ＰＨＹ３６４を備える。

この場合において、ＣＰＵ３６０は例えば第２の実施の形態における暗号管理部６４２、アプリケーション６４４、暗号処理部６４３、呼制御部６４７、鍵交換部６４８に対応する。また、メモリコントローラ３６１は例えば第２の実施の形態におけるセレクタ６４１、暗号管理部６４２、アプリケーション６４４、暗号処理部６４３、呼制御部６４７、鍵交換部６４８に対応する。さらに、Ｍｅｍｏｒｙ３６２は例えば第２の実施の形態におけるセレクタ６４１、暗号管理部６４２、アプリケーション６４４、暗号処理部６４３、呼制御部６４７、鍵交換部６４８に対応する。さらに、例えば、Ｌ２ＳＷ３６３は第２の実施の形態におけるセレクタ６４１、ＰＨＹ３６４は有線送受信部６１１にそれぞれ対応する。

また、他の実施の形態としては例えば以下のようなものがある。すなわち、第２の実施の形態においては、パケットデータが通信端末２００から対向ノード６００に送信される例について述べた。例えば、パケットデータが対向ノード６００から通信端末２００に送信されるようにしてもよい。この場合、基地局１００はセキュリティパラメータ通知をセキュリティＧＷ３００と対向ノード６００に送信し、対向ノード６００は暗号クラスを含むパケットデータを送信する。セキュリティＧＷ３００と基地局１００では暗号クラスに基づいて暗号化と復号化をそれぞれ行う。通信端末２００は受信したパケットデータに対する応答データを生成し、パケットデータを対向ノードに向けて送信する。

また、第２の実施の形態においては、「即時のソフトウェア暗号化」、「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」、及び「ハード暗号化」について基地局１００とセキュリティＧＷ３００で行うものとして説明した。

例えば、通信端末２００と基地局１００がこのような暗号処理を行うようにしてもよい。この場合、通信端末２００と基地局１００間の通信路のセキュリティが確保できる。

また、通信端末２００とセキュリティＧＷ３００とで、「即時のソフトウェア暗号化」、「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」、及び「ハード暗号化」が行われるようにしてもよい。この場合、通信端末２００とセキュリティＧＷ３００との間の通信路のセキュリティが確保できる。

さらに、通信端末２００と対向ノード６００とで、「即時のソフトウェア暗号化」、「スケジューリングによるソフトウェア暗号化」、及び「ハード暗号化」が行われるようにしてもよい。この場合、通信端末２００と対向ノード６００間における通信路のセキュリティが確保できる。

例えば、第１の実施の形態における通信装置７００は、通信端末２００やセキュリティＧＷ３００、対向ノード６００であってもよいし、第１の実施の形態における他の通信装置８００も、通信装置７００との間の通信路でセキュリティを確保する、通信端末２００やセキュリティＧＷ３００、対向ノード６００であってもよい。このような場合、基地局１００のＣＰＵ１４０における各ブロックが、通信端末２００やセキュリティＧＷ３００、対向ノード６００に備えられて、第２の実施の形態で説明したＣＰＵ１４０における各処理が通信端末２００などで行われる。

以上まとめると付記のようになる。

（付記１）
他の通信装置から送信されたデータを第１の暗号アルゴリズムもしくは前記第１の暗号アルゴリズムよりもセキュリティレベルが高い第２の暗号アルゴリズムにより暗号化、又は前記第１もしくは第２の暗号アルゴリズムで暗号化されたデータを前記暗号化に使用した暗号アルゴリズムにより復号化を行う通信装置において、
前記暗号化又は復号化を行うときに使用するパラメータを識別する暗号クラスを含む前記データを受信したとき、前記暗号クラスに基づいて、前記第１又は第２の暗号アルゴリズムによる暗号化或いは復号化を行う暗号化部と
を備えることを特徴とする通信装置。

（付記２）
前記暗号化部は、
前記第１の暗号アルゴリズムによる暗号化又は復号化を行う専用集積回路と、
前記第２の暗号アルゴリズムによる暗号化又は復号化を行うＣＰＵと、
前記暗号クラスを含むデータを受信したとき、前記暗号クラスに基づいて、前記データを前記専用集積回路又は前記ＣＰＵに出力する暗号管理部とを備えることを特徴とする付記１記載の通信装置。

（付記３）
前記暗号クラスは前記通信装置が前記他の通信装置に提供するサービスの種別に応じて異なることを特徴とする付記１記載の通信装置。

（付記４）
前記暗号クラスは、前記サービスの種別、前記第１又は第２の暗号アルゴリズム、前記第１又は第２の暗号アルゴリズムにより処理を許容する単位時間あたりのビット数、及び所定時間経過後に第２の暗号アルゴリズムによる処理を行うことを許容するか否かについての組み合わせを識別する識別子であることを特徴とする付記３記載の通信装置。

（付記５）
前記サービスの種別は、機密パケットの送信、通常パケットの送信、音声データを含むパケットの送信、映像ストリームを含むパケットの送信による各サービスを含むことを特徴とする付記３記載の通信装置。

（付記６）
前記暗号化部は前記受信したデータを記憶する記憶部を備え、
前記暗号管理部は、前記暗号クラスを含む前記データを受信したとき、前記暗号クラスに基づいて、前記データを前記専用集積回路、前記ＣＰＵ、又は前記記憶部のいずれかに出力し、
前記暗号管理部は前記記憶部に格納した前記データを読み出して前記ＣＰＵに出力することを特徴とする付記２記載の通信装置。

（付記７）
前記暗号化部は、
前記記憶部に格納した前記データのデータ量が所定の閾値以下となるタイミングを計算する暗号スケジューラを備え、
前記暗号管理部は前記タイミングのときに前記記憶部から前記データを読み出して前記ＣＰＵに出力することを特徴する付記６記載の通信装置。

（付記８）
前記暗号化部は、前記他の通信装置から前記暗号クラスを含むセキュリティパラメータ要求を受信したとき、暗号化又は復号化を許可する暗号クラスを含むセキュリティパラメータ通知を前記他の通信装置に送信し、
前記暗号化部は、前記許可した暗号クラスを含む前記データを前記他の通信装置から受信することを特徴とする付記１記載の通信装置。

（付記９）
前記暗号管理部は、前記他の通信装置から前記暗号クラスを含むセキュリティパラメータ要求を受信したとき、前記第２の暗号アルゴリズムによる暗号化又は復号化の前記ＣＰＵにおける第１の使用率、前記暗号クラス、及び前記記憶部の第２の使用率に基づいて、暗号化又は復号化を許可する暗号クラスを含むセキュリティパラメータ通知を前記他の通信装置に送信することを特徴とする付記２記載の通信装置。

（付記１０）
前記暗号化部は前記受信したデータを記憶する記憶部を備え、
前記暗号管理部は、前記他の通信装置から前記暗号クラスを含むセキュリティパラメータ要求を受信したときにおいて、
前記第２の暗号アルゴリズムによる暗号化又は復号化の前記ＣＰＵにおける第１の使用率が第１の閾値以下のとき、前記第２の暗号アルゴリズムによる暗号化或いは復号化を許可する暗号クラスを含むセキュリティパラメータ通知を送信し、
前記第１の使用率が前記第１の閾値を超え、前記記憶部においてバッファリングした後前記第２の暗号アルゴリズムによる暗号化又は復号化を要求する前記暗号クラスが前記セキュリティパラメータ要求に含まれ、かつ、前記記憶部の第２の使用率が第２の閾値以下のとき、前記バッファリングした後前記第２の暗号アルゴリズムによる暗号化又は復号化を許可する暗号クラスを含むセキュリティパラメータ通知を送信し、
前記第１の使用率が前記第１の閾値を超え、前記バッファリングした後前記第２の暗号アルゴリズムによる暗号化又は復号化を要求する暗号クラスが前記セキュリティパラメータ要求に含まれ、かつ、前記第２の使用率が前記第２の閾値を超えるとき、又は、
前記第１の使用率が前記第１の閾値を超え、かつ、前記バッファリングした後前記第２の暗号アルゴリズムによる暗号化又は復号化を要求する暗号クラスが前記セキュリティパラメータ要求に含まれないとき、前記第１の暗号アルゴリズムを許可する暗号クラスを含むセキュリティパラメータ通知を送信することを特徴とする付記２記載の通信装置。

（付記１１）
前記通信装置は無線基地局装置、前記他の通信装置は通信端末装置であることを特徴とする付記１記載の通信装置。

（付記１２）
第１の暗号アルゴリズムもしくは前記第１の暗号アルゴリズムよりもセキュリティレベルが高い第２の暗号アルゴリズムによる暗号化、又は前記第１もしくは第２の暗号アルゴリズムで暗号化されたデータを前記暗号化に使用した暗号アルゴリズムにより復号化を行う他の通信装置に対してデータを送信する通信装置において、
前記他の通信装置において暗号化又は復号化が行われるときに使用されるパラメータに対して暗号クラスを付与し、前記付与した暗号クラスに対して前記他の通信装置において許可された前記暗号クラスを含むデータを前記他の通信装置に送信するクラス付与部
を備えることを特徴とする通信装置。

（付記１３）
第１の通信装置と、
前記第１の通信装置から送信されたデータを第１の暗号アルゴリズムもしくは前記第１の暗号アルゴリズムよりもセキュリティレベルが高い第２の暗号アルゴリズムにより暗号化、又は前記第１もしくは第２の暗号アルゴリズムで暗号化されたデータを前記暗号化に使用した暗号アルゴリズムにより復号化を行う第２の通信装置とを備える通信システムにおいて、
前記第１の通信装置は、
前記第２の通信装置において暗号化又は復号化が行われるときに使用されるパラメータに対して暗号クラスを付与し、前記付与した暗号クラスに対して前記第２の通信装置において許可された前記暗号クラスを含むデータを前記第２の通信装置に送信するクラス付与部を備え、
前記第２の通信装置は、
前記暗号クラスを含む前記データを受信したとき、前記暗号クラスに基づいて、前記第１又は第２の暗号アルゴリズムによる暗号化或いは復号化を行う暗号化部を備えることを特徴とする通信システム。

（付記１４）
第１の通信装置と、前記第１の通信装置から送信されたデータを第１の暗号アルゴリズムもしくは前記第１の暗号アルゴリズムよりもセキュリティレベルが高い第２の暗号アルゴリズムにより暗号化、又は前記第１もしくは第２の暗号アルゴリズムで暗号化されたデータを前記暗号化に使用した暗号アルゴリズムにより復号化を行う第２の通信装置とを備える通信システムにおける暗号アルゴリズム実行方法であって、
前記第１の通信装置は、前記第２の通信装置において暗号化又は復号化が行われるときに使用されるパラメータに対して暗号クラスを付与し、前記付与した暗号クラスに対して前記第２の通信装置において許可された前記暗号クラスを含むデータを前記第２の通信装置に送信し、
前記第２の通信装置は、前記暗号クラスを含む前記データを受信したとき、前記暗号クラスに基づいて、前記第１又は第２の暗号アルゴリズムによる暗号化或いは復号化を行う、
ことを特徴とする暗号アルゴリズム実行方法。

１０：通信システム
１００（１００−１〜１００−３）：無線基地局装置（基地局）
１１０：ＰＨＹ １１１：有線送受信部
１２０：ＤＳＰ １２１：ベースバンド部
１３０：ＡＭＰ １３１：無線送受信部
１４０：ＣＰＵ １４１：セレクタ
１４２：ソフトウェア更新部 １４３：ソフト暗号化部
１４４：暗号管理部 １４５：暗号待ちバッファ
１４６：暗号スケジューラ １４７：呼制御部
１４８：鍵交換部 １５０：ＳＥＣＵＲＩＴＹ
１５１：ハード暗号化部 ２００：通信端末
２１０：ＡＭＰ ２１１：送受信部
２２０：ＤＳＰ ２２１：ベースバンド部
２４０：ＣＰＵ ２４１：セレクタ
２４２：クラス付与部 ２４３：暗号処理部
２４４：アプリケーション ２４７：呼制御部
２４８：鍵交換部 ３００：セキュリティＧＷ
３１０：ＰＨＹ ３１１：有線送受信部
３４０：ＣＰＵ ３４１：セレクタ
３４２：ソフトウェア更新部 ３４３：ソフト暗号化部
３４４：暗号管理部 ３４５：暗号待ちバッファ
３４６：暗号スケジューラ ３４７：呼制御部
３４８：鍵交換部 ３５０：ＳＥＣＵＲＩＴＹ
３５１：ハード暗号化部 ６００：対向ノード
６４０：ＣＰＵ ６４２：暗号管理部
６４３：暗号処理部 ６４８：鍵交換部

Claims (6)

1. 他の通信装置から送信されたデータを第１の暗号アルゴリズムもしくは前記第１の暗号アルゴリズムよりもセキュリティレベルが高い第２の暗号アルゴリズムにより暗号化、又は前記第１もしくは第２の暗号アルゴリズムで暗号化されたデータを前記暗号化に使用した暗号アルゴリズムにより復号化を行う通信装置において、
   前記暗号化又は復号化を行うときに使用するパラメータを識別する暗号クラスを含む前記データを受信したとき、前記暗号クラスに基づいて、前記第１又は第２の暗号アルゴリズムによる暗号化或いは復号化を行う暗号化部と
   を備えることを特徴とする通信装置。
2. 前記暗号化部は、
   前記第１の暗号アルゴリズムによる暗号化又は復号化を行う専用集積回路と、
   前記第２の暗号アルゴリズムによる暗号化又は復号化を行うＣＰＵと、
   前記暗号クラスを含むデータを受信したとき、前記暗号クラスに基づいて、前記データを前記専用集積回路又は前記ＣＰＵに出力する暗号管理部とを備えることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. 前記暗号クラスは前記通信装置が前記他の通信装置に提供するサービスの種別に応じて異なることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
4. 第１の暗号アルゴリズムもしくは前記第１の暗号アルゴリズムよりもセキュリティレベルが高い第２の暗号アルゴリズムによる暗号化、又は前記第１もしくは第２の暗号アルゴリズムで暗号化されたデータを前記暗号化に使用した暗号アルゴリズムにより復号化を行う他の通信装置に対してデータを送信する通信装置において、
   前記他の通信装置において暗号化又は復号化が行われるときに使用されるパラメータに対して暗号クラスを付与し、前記付与した暗号クラスに対して前記他の通信装置において許可された前記暗号クラスを含むデータを前記他の通信装置に送信するクラス付与部
   を備えることを特徴とする通信装置。
5. 第１の通信装置と、
   前記第１の通信装置から送信されたデータを第１の暗号アルゴリズムもしくは前記第１の暗号アルゴリズムよりもセキュリティレベルが高い第２の暗号アルゴリズムにより暗号化、又は前記第１もしくは第２の暗号アルゴリズムで暗号化されたデータを前記暗号化に使用した暗号アルゴリズムにより復号化を行う第２の通信装置とを備える通信システムにおいて、
   前記第１の通信装置は、
   前記第２の通信装置において暗号化又は復号化が行われるときに使用されるパラメータに対して暗号クラスを付与し、前記付与した暗号クラスに対して前記第２の通信装置において許可された前記暗号クラスを含むデータを前記第２の通信装置に送信するクラス付与部を備え、
   前記第２の通信装置は、
   前記暗号クラスを含む前記データを受信したとき、前記暗号クラスに基づいて、前記第１又は第２の暗号アルゴリズムによる暗号化或いは復号化を行う暗号化部を備えることを特徴とする通信システム。
6. 第１の通信装置と、前記第１の通信装置から送信されたデータを第１の暗号アルゴリズムもしくは前記第１の暗号アルゴリズムよりもセキュリティレベルが高い第２の暗号アルゴリズムにより暗号化、又は前記第１もしくは第２の暗号アルゴリズムで暗号化されたデータを前記暗号化に使用した暗号アルゴリズムにより復号化を行う第２の通信装置とを備える通信システムにおける暗号アルゴリズム実行方法であって、
   前記第１の通信装置は、前記第２の通信装置において暗号化又は復号化が行われるときに使用されるパラメータに対して暗号クラスを付与し、前記付与した暗号クラスに対して前記第２の通信装置において許可された前記暗号クラスを含むデータを前記第２の通信装置に送信し、
   前記第２の通信装置は、前記暗号クラスを含む前記データを受信したとき、前記暗号クラスに基づいて、前記第１又は第２の暗号アルゴリズムによる暗号化或いは復号化を行う、
   ことを特徴とする暗号アルゴリズム実行方法。

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