JP3668047B2 - 移動通信方法、移動計算機装置及び暗号化通信装置 - Google Patents
移動通信方法、移動計算機装置及び暗号化通信装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互接続している複数のネットワーク間を移動しながら通信を行う移動計算機装置、移動計算機装置と暗号化通信を行う暗号化通信装置及び移動通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
計算機システムの小型化、低価格化やネットワーク環境の充実に伴って、計算機システムの利用は急速にかつ種々の分野に広く拡大し、また集中型システムから分散型システムへの移行が進んでいる。特に近年では計算機システム自体の進歩、能力向上に加え、コンピュータ・ネットワーク技術の発達・普及により、オフィス内のファイルやプリンタなどの資源共有のみならず、オフィス外、１組織外とのコミュニケーション（電子メール、電子ニュース、ファイルの転送など）が可能になり、これらが広く利用されはじめた。特に近年では、世界最大のコンピュータネットワーク「インターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）」の利用が普及しており、インターネットと接続し、公開された情報、サービスを利用したり、逆にインターネットを通してアクセスしてくる外部ユーザに対し、情報、サービスを提供することで、新たなコンピュータビジネスが開拓されている。また、インターネット利用に関して、新たな技術開発、展開がなされている。
【０００３】
また、このようなネットワークの普及に伴い、移動通信（ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）に対する技術開発も行われている。移動通信では、携帯型の端末、計算機を持ったユーザがネットワーク上を移動して通信する。ときには通信を行いながらネットワーク上の位置を変えていく場合もあり、そのような通信において変化する移動計算機のネットワーク上のアドレスを管理し、正しく通信内容を到達させるための方式が必要である。
【０００４】
一般に移動通信を行う場合、移動計算機が所属していたネットワークに移動計算機の移動先データを管理するルータ（ホームエージェント（Ｈｏｍｅ Ａｇｅｎｔ））を置き、移動計算機が移動した場合、このホームエージェントに対して現在位置を示す登録メッセージを送る。登録メッセージが受け取られたら、移動計算機宛データの送信はそのホームエージェントを経由して、移動計算機の元のアドレス宛のＩＰパケットを移動ＩＰの現在位置アドレス宛パケット内にカプセル化することで移動計算機に対するデータの経路制御が行われる。例えば、図１０では、元々ホームネットワーク１０１ａに属していた移動計算機１０２が、他のネットワーク１０１ｂに移動し、ネットワーク１０１１ｃ内の他の計算機（ＣＨ）１０３との間で通信を行う場合に、移動計算機１０２に対しホームエージェント（ＨＡ）１０５が上記の役割を行う。この方式は、インターネットの標準化団体であるＩＥＴＦのＭｏｂｉｌｅ−ＩＰワーキンググループで標準化が進められているＭｏｂｉｌｅ ＩＰと呼ばれる方式である（文献：ＲＦＣ２００２：ＩＰ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｓｕｐｐｏｒｔ（Ｃ．Ｐｅｒｋｉｎｓ））。
【０００５】
Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰは、ネットワークの物理的な接続点が変化しても同じＩＰアドレスを使用し続けることによりＩＰ層による移動透過性（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）を提供することを目的としている。この移動透過性は、単にノードがあるネットワークから他のネットワークへと移動できる可搬性（ｎｏｍａｄｉｃｉｔｙ）と呼ばれる能力に比べ、
・移動によるセッションの喪失の回避
・ノード識別子としてＩＰアドレスを使用可能
の２点において優れておりモバイルコンピューティングを強力に支援するプロトコルとして期待されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のようにＭｏｂｉｌｅ ＩＰ方式では、移動ノードを支援するためのホームエージェントと呼ばれるルータを必ず設置しなければならない。また、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ方式では移動ノードと他のホストとの通信において、他のホストから移動ノードへのパケットはホームエージェントを経由し、移動ノードから他のホストへのパケットはホームエージェントを経由しないような三角経路が発生する場合がある。これらは次のような問題を引き起こすと考えられる。
・ホームエージェントは、常時接続のネットワークに接続しておかなければならず、ホームエージェントが機能しなければ移動ノードは全く通信することができない。これは通信の健全性を脆弱にする。
・現在のインターネット環境においてファイアウォール（Ｆｉｒｅｗａｌｌ）は必須ともいえるメカニズムであるが、三角経路はファイアウォール越えの問題を複雑化する（例えば、ファイアウォールは移動ノードから他のホストへのパケットを把握できない）。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、移動計算機がホームネットワークを離れた場合、セキュリティを考慮し、かつホームエージェントの介在なしに、ＩＰネットワークへの接続位置を容易に変更可能な移動通信方法、移動計算機装置及び暗号化通信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、相互に接続された複数のネットワークを移動可能な移動計算機と、該ネットワークに接続された通信相手計算機との間での通信を可能とする移動通信方法であって、前記移動計算機は、自装置のホームネットワーク外の移動先ネットワークから前記通信相手計算機にパケットを送信する際に、該ホームネットワークで割り当てられたホームアドレスを送信元アドレスとする内側パケットを、該移動先ネットワークで獲得した現在位置アドレスを外側パケットの送信元アドレスとしてカプセル化し、該カプセル化パケットを送信し、前記通信相手計算機は、前記移動計算機から受信された前記カプセル化パケットの外側および内側パケットの送信元アドレスをそれぞれ該移動計算機の現在位置アドレスおよびホームアドレスとして、該現在位置アドレスと該ホームアドレスとの対応を含むカプセル化パケット通信に関する情報を作成し、前記移動計算機は、前記現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合には、送信すべき前記カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスを該新たな現在位置アドレスにすることによって、前記通信相手計算機に自装置の現在位置の変更を通知し、前記通信相手計算機は、前記移動計算機から受信された前記カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスで示される該移動計算機の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化したことが認識された場合には、前記カプセル化パケット通信に関する情報のうち現在位置アドレスに相当する部分を該新たな現在位置アドレスに変更することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、相互に接続されたネットワーク間を移動して通信可能な移動計算機装置であって、自装置のホームネットワーク外の移動先ネットワークから通信相手計算機にパケットを送信する場合に、該ホームネットワークで割り当てられたホームアドレスを送信元アドレスとする内側パケットを、該移動先ネットワークで獲得した現在位置アドレスを外側パケットの送信元アドレスとしてカプセル化する手段と、前記現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合に、送信すべき前記カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスを該新たな現在位置アドレスにすることによって、前記通信相手計算機に自装置の現在位置の変更を通知する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合に、前記ホームネットワークで割り当てられた自装置のホームアドレスを管理する計算機管理装置に、該新たな現在位置アドレスを通知する手段を更に備えるようにしてもよい。
【００１２】
好ましくは、前記カプセル化パケットの内側パケットを暗号化して転送するためのトンネルを作成するために必要な暗号パラメータ情報を記憶する記憶手段と、自装置の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合に、前記記憶手段に記憶された暗号パラメータ情報のうち、前記トンネルの終端点アドレスとして用いられる自装置の現在位置アドレスに相当する部分を該新たな現在位置アドレスに変更する変更手段とを更に備えるようにしてもよい。
【００１３】
好ましくは、前記通信相手計算機との間で前記暗号パラメータ情報に関する設定を行う手段を更に備え、前記変更手段は、前記現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合に、既設定の前記暗号パラメータ情報のうち、自装置の現在位置アドレスに相当する部分のみを更新するようにしてもよい（例えば、暗号化鍵の折衝などの処理を再度行わなくて構わない）。
【００１７】
本発明は、相互に接続されたネットワーク間を移動して通信可能な移動計算機装置と通信を行う暗号化通信装置（例えば、計算機装置）であって、前記移動計算機から受信されたカプセル化パケットの外側および内側パケットの送信元アドレスをそれぞれ該移動計算機がそのホームネットワーク外の移動先ネットワークで獲得した現在位置アドレスおよび該移動計算機がそのホームネットワークで割り当てられたホームアドレスとして、該現在位置アドレスと該ホームアドレスとの対応を含むカプセル化パケット通信に関する情報を作成する手段と、前記移動計算機から受信された前記カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスで示される該移動計算機の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化したことが認識された場合には、前記カプセル化パケット通信に関する情報のうち現在位置アドレスに相当する部分を該新たな現在位置アドレスに変更する手段と、前記カプセル化パケット通信に関する情報のうち、前記ホームアドレスを内側パケットの宛先アドレスとし、前記現在位置アドレスを外側パケットの宛先アドレスとするカプセル化パケットで通信を行う手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
好ましくは、前記カプセル化パケット通信に関する情報は、前記カプセル化パケットの内側パケットを暗号化して転送するためのトンネルを作成するために必要な暗号パラメータ情報を含み、前記トンネルの終端点アドレスとして用いられる前記移動計算機の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化したことが認識された場合には、前記暗号パラメータ情報のうち、該トンネルの終端点アドレスを該新たな現在位置アドレスに変更することを特徴とする。
【００２０】
なお、装置に係る本発明は方法に係る発明としても成立し、方法に係る本発明は装置に係る発明としても成立する。
【００２１】
また、装置または方法に係る本発明は、コンピュータに当該発明に相当する手順を実行させるための（あるいはコンピュータを当該発明に相当する手段として機能させるための、あるいはコンピュータに当該発明に相当する機能を実現させるための）プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体としても成立する。
【００２２】
さて、従来のＭｏｂｉｌｅ ＩＰ方式では、移動計算機を支援するためＨｏｍｅ Ａｇｅｎｔと呼ばれるルータを必ず設置しなければならない。その結果、移動計算機と他のホストとの通信において、パケットがホームエージェントを経由する三角経路が発生する場合がある。このため、ホームエージェントの信頼性に移動通信が依存してしまったり、企業ネットワークへの入口のファイアウォールの透過の際にポリシー制御が難しくなってしまうなどの問題があった。
【００２３】
本発明では、移動計算機は、移動先ネットワークから通信相手にパケットを送信する際には、ホームアドレスをオリジナルの送信元アドレスとする内側パケットを、現在位置アドレスを外側パケットの送信元アドレスとしてカプセル化し、これを送信する。これを受信した通信相手は、カプセル化パケットの外側および内側パケットの送信元アドレスをそれぞれ該移動計算機の現在位置アドレスおよびホームアドレスとして認識し、以降、該ホームアドレスを最終の宛先アドレスとする内側パケットを、該現在位置アドレスを外側パケットの宛先アドレスとしてカプセル化し、これを該移動計算機に送信することができる。
【００２４】
また、上記において、移動計算機の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合には、移動計算機は、カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスを該新たな現在位置アドレスにすることによって、通信相手に自装置の現在位置の変更を通知する。これを受けた通信相手は、以降、外側パケットの宛先アドレスだけ、該新たな現在位置アドレスに変更して、通信を続けれることができる。
【００２５】
一方、移動計算機は、その現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合には、自装置のホームアドレスと現在位置アドレスを管理する計算機管理装置に、該新たな現在位置アドレスを通知し、計算機管理装置は該移動計算機の現在位置アドレスを更新する。この場合、移動計算機に発呼したいホストは、該計算機管理装置に問い合わせ、その応答として該移動計算機の現在位置アドレスおよびホームアドレスが得られたならば、前述と同様に、該ホームアドレスを最終の宛先アドレスとする内側パケットを、該現在位置アドレスを外側パケットの宛先アドレスとしてカプセル化し、これを該移動計算機に送信することができる。
【００２６】
このように本発明によれば、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰにおけるホームエージェントのような特別なルータを導入する必要がなく、また三角経路を発生させることもなく、移動計算機の移動通信を可能にする。
【００２７】
また、本発明において、例えば、ＩＰＳＥＣトンネルを用いた場合に次のようにすることができる。
移動計算機は、移動先ネットワークで現在位置アドレス（Ｃａｒｅ ｏｆ ａｄｄｒｅｓｓ）を得たら、これをトンネル終端点とするＩＰＳＥＣトンネルを生成し、これにホームアドレスを用いたパケットをカプセル化して通信する。
移動した場合には、Ｃａｒｅ−ｏｆ ａｄｄｒｅｓｓが切り替わり、これに伴ってＩＰＳＥＣトンネルの終端点も切り替わるが、これを通信相手のＩＰＳＥＣモジュールに通知して、セキュリティ関係データベースのトンネル終端アドレスを切替えることで、セッションを切断することなく移動透過性を保証することができる。また、移動中の移動計算機に対して固定ホストから発呼する場合に、正しいトンネル終端点にＩＰＳＥＣトンネルを構築するために、ＤＮＳを拡張して、ホームアドレスと現在のＣａｒｅ−ｏｆ ａｄｄｒｅｓｓとの対応関係を示すエントリを持ち、このエントリが移動中であることを示す場合には、該当するＣａｒｅ−ｏｆ ａｄｄｒｅｓｓをＩＰＳＥＣトンネル宛先としてパケットを移動計算機宛に送信することで、固定ホストから移動計算機に着呼する通信も安全性を保持して、正しく現在位置に経路制御をホームエージェントなしに行うことが可能になる。
【００２８】
このように本発明によれば、移動計算機がホームネットワークを離れた場合には、ＩＰ層のセキュリティプロトコルを使用し、そのプロトコルのトンネル終端点を移動の際に切替えることで、セキュリティを考慮し、かつ、ホームエージェントの介在なしに、ＩＰネットワークへの接続位置を容易に変更可能とする。また、移動計算機宛に他の計算機から着呼する通信に関しても、ＩＰ層セキュリティプロトコルのトンネル終端点情報を従来のＤＮＳ（Ｄｏｍａｉｎ Ｎａｍｅ Ｓｙｓｔｅｍ）に登録することで、移動箇所の解決を容易に行うことができ、正しい移動箇所へのパケットの転送が可能になる。このように、従来に比べて容易に導入可能なＭｏｂｉｌｅ ＩＰシステムを構築することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
図１に、本実施形態に係る通信システムの基本構成例を示す。
【００３１】
図１に示されるように本実施構成では、複数のネットワーク１ａ，１ｂ，１ｃがインターネット６を介して相互に接続されており、ホームネットワーク１ａに所属する移動計算機２は、移動の結果、他のネットワーク１ｂに移動し（あるいはネットワーク１ｂからさらに図示しない他のネットワークに移動し）、ネットワーク１ｃにある通信相手ホスト（固定ノードとする）３と通信するような場合を例にとって説明する。
【００３２】
なお、ＤＮＳ（Ｄｏｍａｉｎ Ｎａｍｅ Ｓｙｓｔｅｍ）サーバ４は、詳しくは後述するが、移動計算機２の現在位置アドレス（および移動の有無）を管理するために、従来のＤＮＳサーバのフィールドに拡張フィールドを追加したものである。
【００３３】
本実施形態では、移動中の移動計算機２と通信相手ホスト３との間の通信には、ＩＰ ｓｅｃｕｒｉｔｙプロトコル（ＩＰＳＥＣ）のトンネルモード（Ｔｕｎｎｅｌ Ｍｏｄｅ）を使用するものとする（ＩＰＳＥＣの詳細についてはＲＦＣ２４０１〜ＲＦＣ２４１２参照）。
【００３４】
図２に、本実施形態に係る移動計算機２の内部構成例を示す。
【００３５】
図２に示されるように本実施形態の移動計算機２は、ネットワークに接続するための通信インタフェース２１および通常のＴＣＰ／ＩＰ通信のためのＴＣＰ／ＩＰモジュール２３に加え、トンネルモードと呼ばれるＩＰＳＥＣ通信を行うためのＩＰＳＥＣモジュール２２を備えている。トンネルモードＩＰＳＥＣ通信では、パケットのカプセル化や内部カプセルの暗号化／復号化等が行われ、ＩＰＳＥＣモジュール２２は、それらカプセル化や暗号処理等の機能も持つ。
【００３６】
また、移動計算機２は、一意に識別可能なアドレスを一つ持つ。これをホームアドレス（Ｈｏｍｅ Ａｄｄｒｅｓｓ；Ｈａｄｄｒ）と呼ぶ。ホームアドレスは、移動計算機２のホームネットワークにおいて割り当てられる。また、移動計算機２は、訪問先のネットワークで適切なアドレスを少なくとも一つ獲得する。これをケア・オブ・アドレス（Ｃａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ；ＣｏＡ）と呼ぶ。
【００３７】
本実施形態の移動計算機２については、トンネルモードＩＰＳＥＣ通信の際には、通信インタフェース２１に付与されたＩＰアドレス（ＣｏＡ）が、トンネルモードＩＰＳＥＣのトンネルの一端（終端点）を示すアドレス（ゲートウェイアドレス）として使用される。Ｈａｄｄｒは、カプセル化された内部パケットにおける送信元アドレスとして使用される。
【００３８】
また、移動計算機２のＩＰＳＥＣモジュール２２は、自装置が移動した場合に、自装置内で使用されるＣｏＡを更新する処理を行う。また、この際、移動計算機２は、ＤＮＳサーバ４に新たに獲得したＣｏＡを通知する処理を行う。
【００３９】
なお、本実施形態の移動計算機２との通信が可能な通信相手ホスト３の構成も基本的には図２と同様である。ただし、このＩＰＳＥＣモジュールは、上記ＣｏＡの更新処理の代わりに、移動計算機から受信した情報に基づいて自装置内で使用される該移動計算機のＣｏＡを更新する処理を行う。また、通信相手ホスト３は、自装置から移動計算機に発呼する際に該移動計算機のＣｏＡをＤＮＳサーバ４に問い合わせる処理を行う。また、通信相手ホスト３については、トンネルモードＩＰＳＥＣ通信における外側パケットおよび内側パケットの２種類のアドレスには、同じアドレス（ＣＮとする）が使用される。
【００４０】
もちろん、１台の計算機が上記移動計算機として動作する場合に必要な機能と上記通信相手ホストとして動作する場合に必要な機能の両方を持つように実装することもできる。
【００４１】
図３に、移動計算機２から通信相手ホスト３へＩＰＳＥＣトンネルを用いてパケットを転送する様子を例示する。
【００４２】
移動計算機２は、移動先ネットワーク（１ｂとする）で現在位置を示すＣａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ（ＣｏＡ１とする）を自身で獲得する（従って、ＲＦＣ２００２で規定されるＣｏ−ｌｏｃａｔｅｄ Ｃａｒｅ−ｏｆ ａｄｄｒｅｓｓで動作する）。
【００４３】
上記のように、この獲得したＣａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ（ＣｏＡ１）をＩＰパケット自体のオリジナルの送信元アドレスとするのでなく、トンネルモードＩＰＳＥＣのトンネルの一端を示すアドレス（ゲートウェイアドレス）とし、ＩＰパケット自体のオリジナルの送信元アドレスにはホームアドレス（Ｈａｄｄｒ）を用いて通信を行うのが、ここでの通信形態である。
【００４４】
すなわち、図３に示されるように、カプセル化した外側パケットの送信元アドレス＝“ＣｏＡ１”、宛先アドレス＝“ＣＮ”とし、内側パケットのオリジナルの送信元アドレス＝“Ｈａｄｄｒ”、最終的な宛先アドレス＝“ＣＮ”とするカプセル化パケットが転送されることになる。
【００４５】
次に、図３に示すように、移動計算機２がさらに移動して、Ｃａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓが“ＣｏＡ１”から“ＣｏＡ２”に変化した場合のアドレスの切替えについて説明する。
【００４６】
この場合、移動計算機２は、Ｃａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓが“ＣｏＡ２”に変わった時点で、自装置の送信するＩＰＳＥＣトンネルの外側パケットの送信元アドレスを“ＣｏＡ２”に変更する。この結果、図３に示されるように、外側パケットの送信元アドレスが“ＣｏＡ２”に変更されたカプセル化パケットが転送されることになる。
【００４７】
この移動計算機２のＣｏＡの変化を検出した通信相手ホスト３は、ＩＰＳＥＣのセキュリティ・アソシエーション（セキュリティの関連情報）のデータベースを参照して、それまでこのセッションの宛先ゲートウェイアドレスが“ＣｏＡ１”であったものを、新たに“ＣｏＡ２”に置き換える（図８（ｂ），（ｄ）参照）。
【００４８】
上記のＣｏＡの更新の際、ゲートウェイアドレス以外のセキュリティ・アソシエーション情報は変えないので、例えばＩＰＳＥＣの暗号化、認証鍵などを再度折衝する必要がなく、高速な位置の切替手続きが可能である。
【００４９】
また、本実施形態では、移動計算機２は、Ｃａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓが切り替わった時点で、ＤＮＳサーバ４に対して更新メッセージを出す。
【００５０】
ＤＮＳサーバ４は、通常のフィールド（ドメイン名、アドレスレコード（ＩＰｖ６ではＡＡＡＡ）等）に加え移動計算機のホームアドレス（Ｈａｄｄｒ）のための拡張フィールド（Ｈｏｍｅ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｃｏｒｄ：ＨＡＡＡＡ）を持つ。また、アドレスレコード（ＩＰｖ６ではＡＡＡＡ）には、Ｈａｄｄｒ（移動していないとき）またはＣｏＡ（移動しているとき）が記述される。
【００５１】
移動計算機２は、移動先で新規のＣａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓを取得すると、アドレスレコードを動的に更新させるので、アドレスレコードとこのＨＡＡＡＡとが異なる場合には、移動計算機２が移動先でＣａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓを取得して接続していることを知ることができる。
【００５２】
図４に、このようなＤＮＳサーバ４のデータ形式の一例を示す。なお、図４では、３つのフィールドのみ例示し他のフィールドは省略している。
【００５３】
このＤＮＳサーバ４に対するＨＡＡＡＡの問い合わせや、ＨＡＡＡＡフィールドやアドレスレコードの動的更新は、従来のＩＰアドレスの問い合わせの方式や動的ＤＮＳ更新（例：ＲＦＣ２１３６）を模擬して容易に拡張して定義することが可能である。
【００５４】
このＤＮＳサーバ４上のＨＡＡＡＡ情報は、例えば、通信相手ホスト３が移動計算機２に対して最初にパケットを送信し、移動計算機２がこれを着呼するような場合に使用する。すなわち、通信相手ホスト３は、ＤＮＳサーバ４に問い合わせを行い、Ｃａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓが登録されている移動計算機２にパケットを送信する場合には、ＩＰＳＥＣのトンネルモードを使用して、トンネルの宛先アドレス（ゲートウェイアドレス）をＣａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓにしてセキュリティ・アソシエーションを構成し（図８参照）、パケットを送信するというシーケンスで、正しい現在位置にパケットを送信する。
【００５５】
ここで、ＩＰＳＥＣにおける処理の概要について説明する（ＩＰＳＥＣの詳細についてはＲＦＣ２４０１〜ＲＦＣ２４１２参照）。
【００５６】
ＩＰＳＥＣの処理は、セキュリティ・アソシエーション（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）に記述された内容に従って行われる。セキュリティ・アソシエーションは、セキュリティ・パラメータ・インデックス（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｉｎｄｅｘ；ＳＰＩ）とｄｓｔ（宛先アドレス）の組から一意に定まる、ＩＰｓｅｃに関する情報の集合である。ＳＰＩは、セキュリティ・アソシエーションを定めるために使用される３２ｂｉｔ整数のインデックスであり、ＡＨ，ＥＳＰのヘッダ内に記述され、セキュリティ・アソシエーションの選択に使用される。セキュリティ・アソシエーションに記述される主な内容は、ｄｓｔ，ＳＰＩ，プロトコル（例えば、ＥＳＰ（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｎｇ Ｓｅｃｕｒｉｔｕ Ｐａｙｌｏａｄ）もしくはＡＨ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｈｅａｄｅｒ）），モード（例えば、ｔｕｎｎｅｌ），ＡＨまたはＥＳＰで使用されるアルゴリズムと鍵などである。
【００５７】
ＩＰｓｅｃを使用するためには、ＩＰｓｅｃを使用する前に、通信相手とセキュリティ・アソシエーションの内容について合意するための手続を行う。セキュリティ・アソシエーションの管理は、鍵管理プロトコルの果たすべき役割とされている。
【００５８】
パケットを送信する場合、ＩＰＳＥＣモジュールは、まず、セキュリティ・ポリシー・データベース（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐｏｌｉｃｙ Ｄａｔａｂａｓｅ；ＳＰＤ）を検索する。ＳＰＤは、対象となるパケットのｓｒｃ／ｄｓｔ等適当な要素から、セキュリティ・ポリシーを選択する。セキュリティ・ポリシーは、パケットを破棄する（ｄｉｓｃａｒｄ）、パケットをそのまま通過させる（ｂｙｐａｓｓ）、ＩＰＳＥＣの処理を行う（ａｐｐｌｙ）、の行動を定めるものである。そして、セキュリティ・ポリシーがａｐｐｌｙの場合には、使用するセキュリティ・アソシエーション（あるいはセキュリティ・アソシエーションが満たすべき条件）が記述されている。セキュリティ・ポリシーがａｐｐｌｙである場合は、使用するセキュリティ・アソシエーションが定まり、ＩＰＳＥＣモジュールは、これに記述された内容に従って対象のパケットを処理する。セキュリティ・アソシエーションがない場合は、適切な鍵交換プロトコルを使用してセキュリティ・アソシエーションの交換を行う。
【００５９】
一方、ＩＰＳＥＣが使用されているパケットを受信すると、まず、ＩＰＳＥＣモジュールは、ｄｓｔ（通常は当該受信したノード）とＳＰＩから、セキュリティ・アソシエーションを決定し、記述された内容に従ってＩＰｓｅｃの処理を行う。この結果得られたパケットをもとに、ＩＰＳＥＣモジュールは、ＳＰＤを検索して、セキュリティ・ポリシーを得る。セキュリティ・ポリシーから導かれるセキュリティ・アソシエーションが、このパケットを処理するために使用してきたセキュリティ・アソシエーションと一致するかを確認する。
【００６０】
さて、以下では、本実施形態についてさらに詳細に説明する。
【００６１】
まず、本実施形態のＤＮＳサーバについて説明する。
【００６２】
ＤＮＳサーバ４には、新しいリソース・レコード・タイプ（ｒｅｓｏｒｕｃｅｒｅｃｏｒｄ ｔｙｐｅ）を定義する。これをホームアドレス・レコード・タイプ（Ｈｏｍｅ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｃｏｒｄ Ｔｙｐｅ）と呼ぶ。ＨｏｍｅＡｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｃｏｒｄ Ｔｙｐｅは、移動計算機のＨｏｍｅ Ａｄｄｒｅｓｓを保持するものとする。
【００６３】
本実施形態では、移動計算機２のＨａｄｄｒとＣｏＡとの対応を管理するために、ＤＮＳサーバ４を使用する。ある通信相手ホスト３がある移動計算機２へ発呼する場合、必ずＤＮＳサーバ４を使用するものと仮定する。
【００６４】
ＤＮＳサーバ４を使用してフル・クオリファイド・ドメイン・ネーム（Ｆｕｌｌｙ Ｑｕａｌｉｆｉｅｄ Ｄｏｍａｉｎ Ｎａｍｅ；ＦＱＤＮ）からＩＰアドレスへと変換する場合は、ＤＮＳサーバ４への問い合わせ等の機能を集約したライブラリを利用するのが通常である。このライブラリはしばしばリゾルバ（ｒｅｓｏｌｖｅｒ）と呼ばれる。本実施形態は、このｒｅｓｏｌｖｅｒに変更を加えるものとする。
【００６５】
通常のｒｅｓｏｌｖｅｒは、ＦＱＤＮからＩＰアドレスへの変換には、アドレスレコード（ＩＰｖ６ではＡＡＡＡ）を得るだけであるが、本実施形態では、これに併せてＨｏｍｅ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｃｏｒｄ（ＨＡＡＡＡ）も問い合わせる。もしＨＡＡＡＡレコードが存在し、かつその値がＡＡＡＡレコードの値と異なるならば、その計算機は移動していることを意味する。なぜならば、移動計算機は動的ＤＮＳ更新（ＲＦＣ２１３６）を利用しているため、そのノードの現在のＣｏＡが応答されるからである。
【００６６】
本実施形態のｒｅｓｏｌｖｅｒは、もしＨＡＡＡＡレコードが存在し、かつその値がＡＡＡＡレコードの値と異なるならば、ＡＡＡＡのアドレスと自ノードとの間でトンネルモードＩＰｓｅｃのセキュリティ・アソシエーションの設定をするように鍵管理プロトコル機能に通知して、ＨＡＡＡＡレコードをアプリケーションへと返す。ＨＡＡＡＡレコードが存在しないならば、従来のｒｅｓｏｌｖｅｒと同じくＡＡＡＡレコードを返す。よって、本実施形態のｒｅｓｏｌｖｅｒは従来方式と互換性があり、これを使っても既存ノードとの通信を妨げることはない。
【００６７】
本実施形態のｒｅｓｏｌｖｅｒ機能を持たない従来ホストが本実施形態の移動計算機２に通信を行うと、移動計算機２にはｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ａｄｄｒｅｓｓがＣｏＡ宛のパケットが到着する。この場合、移動計算機２は、パケットを送信してきたホストに対するセキュリティ・ポリシーにｂｙｐａｓｓを設定し、そのまま通信を継続する。よって、通信は可能であるが、可搬性だけが提供され、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰのような移動透過性はサポートしない。
【００６８】
本実施形態では、移動計算機２は、通信相手ホスト３に接続する際は必ずＩＰｓｅｃをトンネルモードで使用するものとしている。通信相手ホスト３との間でセキュリティ・アソシエーションを交換する際は、適切な既存の鍵管理プロトコルに従うが、移動計算機２側のトンネルの一端を示すアドレスにはＣｏＡを使用し、移動計算機２の鍵としてはＨａｄｄｒに結び付いているものを使用するように設定する。トンネル内を通る実際の通信パケット（ＴＣＰ等）のｓｏｕｒｃｅａｄｄｒｅｓｓにはＨａｄｄｒを使用する。よって、移動計算機２上のアプリケーションはＨａｄｄｒを使って通信する。
【００６９】
ＩＰＳＥＣが何らかの理由で使用できない場合、移動計算機２は、通信相手ホスト３に対するセキュリティ・ポリシーにｂｙｐａｓｓを設定し、ｓｏｕｒｃｅａｄｄｒｅｓｓにＣｏＡを使用してＩＰＳＥＣを使用せずに通信を行なう。例えば、通信相手が巨大な公共のＷｅｂサーバであって、ＩＰＳＥＣにリソースをさくことを拒むような場合がこれにあたる。
【００７０】
本実施形態の移動計算機２は、ネットワークの移動の完了毎に次の３つの作業を行う。
・Ｄｙｎａｍｉｃ ＤＮＳ Ｕｐｄａｔｅ（自分の現在位置の登録）
移動計算機２は、現在の位置をＤｙｎａｍｉｃ ＤＮＳ Ｕｐｄａｔｅ（ＲＦＣ２１３６など）を使用して、ＤＮＳのアドレス情報（ＩＰｖ６ならばＡＡＡＡフィールド）を変更する。
・ＳＡ Ｇａｔｅｗａｙ Ｕｐｄａｔｅ（通信相手へのセキュリティ・アソシエーションの変更の要求）
移動計算機２は、自身のセキュリティ・アソシエーション・データベース（ＳＡＤ）を検索し、ｄｓｔフィールドが自分の持つアドレスでないものを検索し、このようなアドレスすべてに対して、ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎが以前のＣｏＡであるセキュリティ・アソシエーションを現在のＣｏＡに変更する要求を行なう。これをＳＡ Ｇａｔｅｗａｙ Ｕｐｄａｔｅと呼ぶ。
・ＳＡ Ｌｏｃａｌ Ｕｐｄａｔｅ（自身のセキュリティ・アソシエーションの変更）
ｄｓｔフィールドが以前のＣｏＡであるものすべてに対して、このアドレスを現在のＣｏＡへと変更する。
【００７１】
なお、前述のＨＡＡＡＡ ｒｅｓｏｌｖｅｒの互換性と同様、通信相手ホストが本実施形態のＳＡ Ｇａｔｅｗａｙ Ｕｐｄａｔｅに対応していない場合、通信を行なうことはできるが、可搬性だけが提供されることになる。
【００７２】
以下、図５に示すような本実施形態の移動計算機（ＭＮ）２および通信相手ホスト（ＣＮ）３が接続されたネットワークを例にとって、本実施形態での動作手順について説明する。
【００７３】
図５の例において、ネットワークＮ１にいる移動計算機２（ＣｏＡ＝ＣｏＡ１とする）が、通信相手ホスト３と通信をする場合について考える。
【００７４】
図６に、この場合の動作シーケンスの一例を示す。
【００７５】
まず、移動計算機２は、適切な鍵管理プロトコルを使用して通信相手ホスト３とのセキュリティ・アソシエーションを生成する（図６の（１））。
【００７６】
生成される、移動計算機２および通信相手ホスト３が持つセキュリティ・ポリシーの例をそれぞれ図７（ａ）と（ｂ）に示す。また、生成される、移動計算機２および通信相手ホスト３が持つセキュリティ・アソシエーションの例をそれぞれ図８（ａ）と（ｂ）に示す。なお、使用するＩＰｓｅｃプロトコルはＥＳＰを仮定した。
【００７７】
移動計算機２が通信相手ホスト３にパケットを送信しようとすると、ＩＰＳＥＣモジュールは、図７（ａ）のＳＰＤ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐｏｌｉｃｙ Ｄａｔａｂａｓｅ）を検索し、ＳＰＭ１を選ぶ。ＳＰＭ１にはセキュリティ・アソシエーションとしてＳＡＭ１を参照するように記述されているので、図８（ａ）のＳＡＭ１を参照する。ＳＡＭ１には、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎとして“ＣＮ”、ｐｒｏｔｏｃｏｌとして“ＥＳＰ”、ｍｏｄｅとして“ｔｕｎｎｅｌ”が指定されているので、移動計算機２から通信相手ホスト３へのパケットをＩＰＳＥＣでカプセル化し、そのパケットのｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎを“ＣＮ”、ＳＰＩを“ｃ１”として、ＥＳＰをこれに付与して送信する（図６（２））。
【００７８】
このパケットが通信相手ホスト３に届くと、通信相手ホスト３は、（ｄｓｔ，ＳＰＩ）＝（ＣＮ，ｃ１）であるセキュリティ・アソシエーションを図８（ｂ）のようなＳＡＤ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｄａｔａｂａｓｅ）から検索する。この結果得られたセキュリティ・アソシエーションを使用してＥＳＰを検証し、カプセル化を外して、移動計算機２から通信相手ホスト３へのパケットを得る。
【００７９】
通信相手ホスト３から移動計算機２へのパケットも同様に処理される（図６（３））。
【００８０】
移動計算機２および通信相手ホスト３のアプリケーションは、通信はすべて“Ｈａｄｄｒ”と“ＣＮ”との間で行なっていると認識するが、実際にネットワークを流れれるパケットは“ＣｏＡ１”と“ＣＮ”との間のパケットとなる。
【００８１】
次に、図５において、移動計算機２がネットワークＮ２に移動して“ＣｏＡ２”を取得したとする。
【００８２】
移動計算機２は、移動時に次の３つの作業を行なう。
（１）Ｄｙｎａｍｉｃ ＤＮＳ Ｕｐｄａｔｅ：移動計算機２に対応するＡＡＡＡフィールドに、現在のＣｏＡである“ＣｏＡ２”を登録する（図６（４））。
（２）ＳＡ Ｇａｔｅｗａｙ Ｕｐｄａｔｅ：ｄｓｔフィールドが“ＣｏＡ１”でないセキュリティ・アソシエーションを検索すると、ｄｓｔ＝ＣＮであるものがあるので、“ＣＮ”に対してＳＡ Ｇａｔｅｗａｙ Ｕｐｄａｔｅを行なう（図６（５））。この結果、図８（ｂ）のセキュリティ・アソシエーションの内容は図８（ｄ）のように更新される。
（３）ＳＡ Ｌｏｃａｌ Ｕｐｄａｔｅ：移動計算機２は自身のＳＡＤを検索し、ｄｓｔフィールドが“ＣｏＡ１”であるものについて、これをすべて“ＣｏＡ２”へと変更する。
【００８３】
この結果、移動計算機２が現在通信している相手は、すべてのセキュリティ・アソシエーションのｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎが現在のＣｏＡである“ＣｏＡ２”に変化するため、ＩＰｓｅｃ ｔｕｎｎｅｌのｅｎｄｐｏｉｎｔは“ＣｏＡ１”から“ＣｏＡ２”に切り替わる。よって、移動してもセッションが保証される（（図６（６）、（７））。この結果、図８（ａ）のセキュリティ・アソシエーションの内容は図８（ｃ）のように更新される。
【００８４】
次に、あるノードが移動計算機２へと発呼する場合について、図５で通信相手ホスト３がネットワークＮ１にいる移動計算機２に対して発呼する場合を例にとって説明する。
【００８５】
図９に、この場合の動作シーケンスの一例を示す。
【００８６】
通信相手ホスト３上のアプリケーションが移動計算機２に発呼する場合、まず、ＤＮＳを使用してアドレスを解決しようとする。通信相手ホスト３上のｒｅｓｏｌｖｅｒは、移動計算機２のＡＡＡＡレコードを問い合わせて移動計算機２の“ＣｏＡ１”を得る。続いて、ＨＡＡＡＡレコードを問い合わせて移動計算機２の“Ｈａｄｄｒ”を取得する（図９（１））。
【００８７】
ＨＡＡＡＡレコードが得られると、ｒｅｓｏｌｖｅｒは適切な鍵管理プロトコル機能に対して、“ＣｏＡ１”を使ったＩＰｓｅｃトンネルのセキュリティ・アソシエーションを設定するように要求する（図９（２））。
【００８８】
鍵管理プロトコルが終了すると、前述と同様、図７（ａ），（ｂ）、図８（ａ），（ｂ）のようなセキュリティ・ポリシー、セキュリティ・アソシエーションが、移動計算機２と通信相手ホスト３の双方に設定される（図９（３））。
【００８９】
ｒｅｓｏｌｖｅｒはアプリケーションに対してＨａｄｄｒを返す。
【００９０】
以降の動作は基本的には前述と同様である（図９（４），（５））。
【００９１】
以上のように本実施形態では、標準のプロトコルであるＩＰＳＥＣのトンネルモードを利用して、通信相手との通信路を確保する。これにＳＡ Ｇａｔｅｗａｙ Ｕｐｄａｔｅという概念を追加することで、トンネルの終端点の変更を可能にし、移動の際のセッションの保持を保証する。また、Ｄｙｎａｍｉｃ ＤＮＳｕｐｄａｔｅを利用するとともに、あらたにＨｏｍｅ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｃｏｒｄ（ＨＡＡＡＡ）をＤＮＳに導入する。これらを利用するｒｅｓｏｌｖｅｒを使うことによって、移動計算機のホームアドレスと、Ｃａｒｅ−ｏｆ−Ａｄｒｅｓｓとの関係を知ることができるようになる。この結果、ホームアドレスを移動計算機の識別子として使用できる。
【００９２】
さて、従来のＭｏｂｉｌｅ ＩＰ方式では、移動計算機を支援するためホームエージェントと呼ばれるルータを必ず設置しなければならず、その結果、移動計算機と他のホストとの通信において、パケットがホームエージェントを経由する三角経路が発生する場合があり、このため、
・ホームエージェントは、常時接続のネットワークに接続しておかなければならず、ホームエージェントが機能しなければ移動計算機は全く通信することができない。これは通信の健全性を脆弱にする。
・現在のインターネット環境においてファイアウォールは必須ともいえるメカニズムであるが、三角経路はファイアウォール越えの問題を複雑化する。
といった問題を引き起こすと考えられ、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ方式のスムーズな導入の妨げになっていた。
【００９３】
本実施形態によれば、移動計算機がホームネットワークを離れた場合の位置の切替えをＩＰＳＥＣのトンネル終端アドレスの切替えを用いて行うことにより、セキュリティを考慮し、かつホームエージェントの介在なしに、ＩＰネットワークへの接続位置を容易に変更可能な移動通信を行うことが容易に行える。また、ＤＮＳへのＣａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ情報の登録を行うことで、移動計算機に最初のパケットが着呼するような応用でも正しい移動箇所へのパケットの転送が可能になる。
【００９４】
なお、本実施形態では、ＩＰＳＥＣを用いる場合を例にとって説明したが、もちろん、本発明は他の暗号通信プロトコルにも適用可能である。また、本発明は、ＩＰｖ４だけでなく、次世代ＩＰであるＩＰｖ６における移動管理方式にも容易に拡張可能である。また、本発明は、その他の移動通信プロトコルに対しても適用可能である。
【００９５】
なお、以上の各機能は、ソフトウェアとしても実現可能である。
また、本実施形態は、コンピュータに所定の手段を実行させるための（あるいはコンピュータを所定の手段として機能させるための、あるいはコンピュータに所定の機能を実現させるための）プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体としても実施することもできる。
【００９６】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において種々変形して実施することができる。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、移動中の移動計算機とその相手との通信において、移動計算機のホームアドレスを内側パケットの送信元もしくは宛先アドレスとし、移動計算機の現在位置アドレスを外側パケットの送信元もしくは宛先アドレスとしたカプセル化パケットを用いることによって、移動計算機の移動に伴う現在位置アドレスの管理や通知が容易になり、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰにおけるホームエージェントのような特別なルータを導入する必要がなく、また三角経路を発生させることもなく、移動計算機の移動通信を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る移動通信システムの構成例を示す図
【図２】同実施形態に係る計算機の内部構成例を示す図
【図３】同実施形態に係る移動通信システムにおいて移動計算機が接続位置を変えて通信する場合について説明するための図
【図４】同実施形態に係るＤＮＳサーバのデータ形式の一例を示す図
【図５】同実施形態に係る移動通信システムを適用するネットワークの一例を示す図
【図６】同実施形態に係る移動通信システムにおいて移動計算機が移動箇所で通信を開始し現在地を変更する処理シーケンスの一例を示す図
【図７】同実施形態に係る移動通信システムでのＩＰＳＥＣのセキュリティ・ポリシーデータベースの例を示す図
【図８】同実施形態に係る移動通信システムでのＩＰＳＥＣのセキュリティ・アソシエーション・データベースの例を示す図
【図９】同実施形態に係る移動通信システムにおいて通信相手ホストが移動計算機宛のパケットの送信を始める処理シーケンスの一例を示す図
【図１０】Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰの基本動作を説明するための図
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ…ネットワーク
２…移動計算機
３…通信相手ホスト
４…ＤＮＳサーバ
６…インターネット
２１…通信インタフェース
２２…ＩＰＳＥＣモジュール
２３…ＴＣＰ／ＩＰモジュール
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互接続している複数のネットワーク間を移動しながら通信を行う移動計算機装置、移動計算機装置と暗号化通信を行う暗号化通信装置及び移動通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
計算機システムの小型化、低価格化やネットワーク環境の充実に伴って、計算機システムの利用は急速にかつ種々の分野に広く拡大し、また集中型システムから分散型システムへの移行が進んでいる。特に近年では計算機システム自体の進歩、能力向上に加え、コンピュータ・ネットワーク技術の発達・普及により、オフィス内のファイルやプリンタなどの資源共有のみならず、オフィス外、１組織外とのコミュニケーション（電子メール、電子ニュース、ファイルの転送など）が可能になり、これらが広く利用されはじめた。特に近年では、世界最大のコンピュータネットワーク「インターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）」の利用が普及しており、インターネットと接続し、公開された情報、サービスを利用したり、逆にインターネットを通してアクセスしてくる外部ユーザに対し、情報、サービスを提供することで、新たなコンピュータビジネスが開拓されている。また、インターネット利用に関して、新たな技術開発、展開がなされている。
【０００３】
また、このようなネットワークの普及に伴い、移動通信（ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）に対する技術開発も行われている。移動通信では、携帯型の端末、計算機を持ったユーザがネットワーク上を移動して通信する。ときには通信を行いながらネットワーク上の位置を変えていく場合もあり、そのような通信において変化する移動計算機のネットワーク上のアドレスを管理し、正しく通信内容を到達させるための方式が必要である。
【０００４】
一般に移動通信を行う場合、移動計算機が所属していたネットワークに移動計算機の移動先データを管理するルータ（ホームエージェント（Ｈｏｍｅ Ａｇｅｎｔ））を置き、移動計算機が移動した場合、このホームエージェントに対して現在位置を示す登録メッセージを送る。登録メッセージが受け取られたら、移動計算機宛データの送信はそのホームエージェントを経由して、移動計算機の元のアドレス宛のＩＰパケットを移動ＩＰの現在位置アドレス宛パケット内にカプセル化することで移動計算機に対するデータの経路制御が行われる。例えば、図１０では、元々ホームネットワーク１０１ａに属していた移動計算機１０２が、他のネットワーク１０１ｂに移動し、ネットワーク１０１１ｃ内の他の計算機（ＣＨ）１０３との間で通信を行う場合に、移動計算機１０２に対しホームエージェント（ＨＡ）１０５が上記の役割を行う。この方式は、インターネットの標準化団体であるＩＥＴＦのＭｏｂｉｌｅ−ＩＰワーキンググループで標準化が進められているＭｏｂｉｌｅ ＩＰと呼ばれる方式である（文献：ＲＦＣ２００２：ＩＰ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｓｕｐｐｏｒｔ（Ｃ．Ｐｅｒｋｉｎｓ））。
【０００５】
Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰは、ネットワークの物理的な接続点が変化しても同じＩＰアドレスを使用し続けることによりＩＰ層による移動透過性（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）を提供することを目的としている。この移動透過性は、単にノードがあるネットワークから他のネットワークへと移動できる可搬性（ｎｏｍａｄｉｃｉｔｙ）と呼ばれる能力に比べ、
・移動によるセッションの喪失の回避
・ノード識別子としてＩＰアドレスを使用可能
の２点において優れておりモバイルコンピューティングを強力に支援するプロトコルとして期待されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のようにＭｏｂｉｌｅ ＩＰ方式では、移動ノードを支援するためのホームエージェントと呼ばれるルータを必ず設置しなければならない。また、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ方式では移動ノードと他のホストとの通信において、他のホストから移動ノードへのパケットはホームエージェントを経由し、移動ノードから他のホストへのパケットはホームエージェントを経由しないような三角経路が発生する場合がある。これらは次のような問題を引き起こすと考えられる。
・ホームエージェントは、常時接続のネットワークに接続しておかなければならず、ホームエージェントが機能しなければ移動ノードは全く通信することができない。これは通信の健全性を脆弱にする。
・現在のインターネット環境においてファイアウォール（Ｆｉｒｅｗａｌｌ）は必須ともいえるメカニズムであるが、三角経路はファイアウォール越えの問題を複雑化する（例えば、ファイアウォールは移動ノードから他のホストへのパケットを把握できない）。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、移動計算機がホームネットワークを離れた場合、セキュリティを考慮し、かつホームエージェントの介在なしに、ＩＰネットワークへの接続位置を容易に変更可能な移動通信方法、移動計算機装置及び暗号化通信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、相互に接続された複数のネットワークを移動可能な移動計算機と、該ネットワークに接続された通信相手計算機との間での通信を可能とする移動通信方法であって、前記移動計算機は、自装置のホームネットワーク外の移動先ネットワークから前記通信相手計算機にパケットを送信する際に、該ホームネットワークで割り当てられたホームアドレスを送信元アドレスとする内側パケットを、該移動先ネットワークで獲得した現在位置アドレスを外側パケットの送信元アドレスとしてカプセル化し、該カプセル化パケットを送信し、前記通信相手計算機は、前記移動計算機から受信された前記カプセル化パケットの外側および内側パケットの送信元アドレスをそれぞれ該移動計算機の現在位置アドレスおよびホームアドレスとして、該現在位置アドレスと該ホームアドレスとの対応を含むカプセル化パケット通信に関する情報を作成し、前記移動計算機は、前記現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合には、送信すべき前記カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスを該新たな現在位置アドレスにすることによって、前記通信相手計算機に自装置の現在位置の変更を通知し、前記通信相手計算機は、前記移動計算機から受信された前記カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスで示される該移動計算機の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化したことが認識された場合には、前記カプセル化パケット通信に関する情報のうち現在位置アドレスに相当する部分を該新たな現在位置アドレスに変更することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、相互に接続されたネットワーク間を移動して通信可能な移動計算機装置であって、自装置のホームネットワーク外の移動先ネットワークから通信相手計算機にパケットを送信する場合に、該ホームネットワークで割り当てられたホームアドレスを送信元アドレスとする内側パケットを、該移動先ネットワークで獲得した現在位置アドレスを外側パケットの送信元アドレスとしてカプセル化する手段と、前記現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合に、送信すべき前記カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスを該新たな現在位置アドレスにすることによって、前記通信相手計算機に自装置の現在位置の変更を通知する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合に、前記ホームネットワークで割り当てられた自装置のホームアドレスを管理する計算機管理装置に、該新たな現在位置アドレスを通知する手段を更に備えるようにしてもよい。
【００１２】
好ましくは、前記カプセル化パケットの内側パケットを暗号化して転送するためのトンネルを作成するために必要な暗号パラメータ情報を記憶する記憶手段と、自装置の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合に、前記記憶手段に記憶された暗号パラメータ情報のうち、前記トンネルの終端点アドレスとして用いられる自装置の現在位置アドレスに相当する部分を該新たな現在位置アドレスに変更する変更手段とを更に備えるようにしてもよい。
【００１３】
好ましくは、前記通信相手計算機との間で前記暗号パラメータ情報に関する設定を行う手段を更に備え、前記変更手段は、前記現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合に、既設定の前記暗号パラメータ情報のうち、自装置の現在位置アドレスに相当する部分のみを更新するようにしてもよい（例えば、暗号化鍵の折衝などの処理を再度行わなくて構わない）。
【００１７】
本発明は、相互に接続されたネットワーク間を移動して通信可能な移動計算機装置と通信を行う暗号化通信装置（例えば、計算機装置）であって、前記移動計算機から受信されたカプセル化パケットの外側および内側パケットの送信元アドレスをそれぞれ該移動計算機がそのホームネットワーク外の移動先ネットワークで獲得した現在位置アドレスおよび該移動計算機がそのホームネットワークで割り当てられたホームアドレスとして、該現在位置アドレスと該ホームアドレスとの対応を含むカプセル化パケット通信に関する情報を作成する手段と、前記移動計算機から受信された前記カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスで示される該移動計算機の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化したことが認識された場合には、前記カプセル化パケット通信に関する情報のうち現在位置アドレスに相当する部分を該新たな現在位置アドレスに変更する手段と、前記カプセル化パケット通信に関する情報のうち、前記ホームアドレスを内側パケットの宛先アドレスとし、前記現在位置アドレスを外側パケットの宛先アドレスとするカプセル化パケットで通信を行う手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
好ましくは、前記カプセル化パケット通信に関する情報は、前記カプセル化パケットの内側パケットを暗号化して転送するためのトンネルを作成するために必要な暗号パラメータ情報を含み、前記トンネルの終端点アドレスとして用いられる前記移動計算機の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化したことが認識された場合には、前記暗号パラメータ情報のうち、該トンネルの終端点アドレスを該新たな現在位置アドレスに変更することを特徴とする。
【００２０】
なお、装置に係る本発明は方法に係る発明としても成立し、方法に係る本発明は装置に係る発明としても成立する。
【００２１】
また、装置または方法に係る本発明は、コンピュータに当該発明に相当する手順を実行させるための（あるいはコンピュータを当該発明に相当する手段として機能させるための、あるいはコンピュータに当該発明に相当する機能を実現させるための）プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体としても成立する。
【００２２】
さて、従来のＭｏｂｉｌｅ ＩＰ方式では、移動計算機を支援するためＨｏｍｅ Ａｇｅｎｔと呼ばれるルータを必ず設置しなければならない。その結果、移動計算機と他のホストとの通信において、パケットがホームエージェントを経由する三角経路が発生する場合がある。このため、ホームエージェントの信頼性に移動通信が依存してしまったり、企業ネットワークへの入口のファイアウォールの透過の際にポリシー制御が難しくなってしまうなどの問題があった。
【００２３】
本発明では、移動計算機は、移動先ネットワークから通信相手にパケットを送信する際には、ホームアドレスをオリジナルの送信元アドレスとする内側パケットを、現在位置アドレスを外側パケットの送信元アドレスとしてカプセル化し、これを送信する。これを受信した通信相手は、カプセル化パケットの外側および内側パケットの送信元アドレスをそれぞれ該移動計算機の現在位置アドレスおよびホームアドレスとして認識し、以降、該ホームアドレスを最終の宛先アドレスとする内側パケットを、該現在位置アドレスを外側パケットの宛先アドレスとしてカプセル化し、これを該移動計算機に送信することができる。
【００２４】
また、上記において、移動計算機の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合には、移動計算機は、カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスを該新たな現在位置アドレスにすることによって、通信相手に自装置の現在位置の変更を通知する。これを受けた通信相手は、以降、外側パケットの宛先アドレスだけ、該新たな現在位置アドレスに変更して、通信を続けれることができる。
【００２５】
一方、移動計算機は、その現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合には、自装置のホームアドレスと現在位置アドレスを管理する計算機管理装置に、該新たな現在位置アドレスを通知し、計算機管理装置は該移動計算機の現在位置アドレスを更新する。この場合、移動計算機に発呼したいホストは、該計算機管理装置に問い合わせ、その応答として該移動計算機の現在位置アドレスおよびホームアドレスが得られたならば、前述と同様に、該ホームアドレスを最終の宛先アドレスとする内側パケットを、該現在位置アドレスを外側パケットの宛先アドレスとしてカプセル化し、これを該移動計算機に送信することができる。
【００２６】
このように本発明によれば、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰにおけるホームエージェントのような特別なルータを導入する必要がなく、また三角経路を発生させることもなく、移動計算機の移動通信を可能にする。
【００２７】
また、本発明において、例えば、ＩＰＳＥＣトンネルを用いた場合に次のようにすることができる。
移動計算機は、移動先ネットワークで現在位置アドレス（Ｃａｒｅ ｏｆ ａｄｄｒｅｓｓ）を得たら、これをトンネル終端点とするＩＰＳＥＣトンネルを生成し、これにホームアドレスを用いたパケットをカプセル化して通信する。
移動した場合には、Ｃａｒｅ−ｏｆ ａｄｄｒｅｓｓが切り替わり、これに伴ってＩＰＳＥＣトンネルの終端点も切り替わるが、これを通信相手のＩＰＳＥＣモジュールに通知して、セキュリティ関係データベースのトンネル終端アドレスを切替えることで、セッションを切断することなく移動透過性を保証することができる。また、移動中の移動計算機に対して固定ホストから発呼する場合に、正しいトンネル終端点にＩＰＳＥＣトンネルを構築するために、ＤＮＳを拡張して、ホームアドレスと現在のＣａｒｅ−ｏｆ ａｄｄｒｅｓｓとの対応関係を示すエントリを持ち、このエントリが移動中であることを示す場合には、該当するＣａｒｅ−ｏｆ ａｄｄｒｅｓｓをＩＰＳＥＣトンネル宛先としてパケットを移動計算機宛に送信することで、固定ホストから移動計算機に着呼する通信も安全性を保持して、正しく現在位置に経路制御をホームエージェントなしに行うことが可能になる。
【００２８】
このように本発明によれば、移動計算機がホームネットワークを離れた場合には、ＩＰ層のセキュリティプロトコルを使用し、そのプロトコルのトンネル終端点を移動の際に切替えることで、セキュリティを考慮し、かつ、ホームエージェントの介在なしに、ＩＰネットワークへの接続位置を容易に変更可能とする。また、移動計算機宛に他の計算機から着呼する通信に関しても、ＩＰ層セキュリティプロトコルのトンネル終端点情報を従来のＤＮＳ（Ｄｏｍａｉｎ Ｎａｍｅ Ｓｙｓｔｅｍ）に登録することで、移動箇所の解決を容易に行うことができ、正しい移動箇所へのパケットの転送が可能になる。このように、従来に比べて容易に導入可能なＭｏｂｉｌｅ ＩＰシステムを構築することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
図１に、本実施形態に係る通信システムの基本構成例を示す。
【００３１】
図１に示されるように本実施構成では、複数のネットワーク１ａ，１ｂ，１ｃがインターネット６を介して相互に接続されており、ホームネットワーク１ａに所属する移動計算機２は、移動の結果、他のネットワーク１ｂに移動し（あるいはネットワーク１ｂからさらに図示しない他のネットワークに移動し）、ネットワーク１ｃにある通信相手ホスト（固定ノードとする）３と通信するような場合を例にとって説明する。
【００３２】
なお、ＤＮＳ（Ｄｏｍａｉｎ Ｎａｍｅ Ｓｙｓｔｅｍ）サーバ４は、詳しくは後述するが、移動計算機２の現在位置アドレス（および移動の有無）を管理するために、従来のＤＮＳサーバのフィールドに拡張フィールドを追加したものである。
【００３３】
本実施形態では、移動中の移動計算機２と通信相手ホスト３との間の通信には、ＩＰ ｓｅｃｕｒｉｔｙプロトコル（ＩＰＳＥＣ）のトンネルモード（Ｔｕｎｎｅｌ Ｍｏｄｅ）を使用するものとする（ＩＰＳＥＣの詳細についてはＲＦＣ２４０１〜ＲＦＣ２４１２参照）。
【００３４】
図２に、本実施形態に係る移動計算機２の内部構成例を示す。
【００３５】
図２に示されるように本実施形態の移動計算機２は、ネットワークに接続するための通信インタフェース２１および通常のＴＣＰ／ＩＰ通信のためのＴＣＰ／ＩＰモジュール２３に加え、トンネルモードと呼ばれるＩＰＳＥＣ通信を行うためのＩＰＳＥＣモジュール２２を備えている。トンネルモードＩＰＳＥＣ通信では、パケットのカプセル化や内部カプセルの暗号化／復号化等が行われ、ＩＰＳＥＣモジュール２２は、それらカプセル化や暗号処理等の機能も持つ。
【００３６】
また、移動計算機２は、一意に識別可能なアドレスを一つ持つ。これをホームアドレス（Ｈｏｍｅ Ａｄｄｒｅｓｓ；Ｈａｄｄｒ）と呼ぶ。ホームアドレスは、移動計算機２のホームネットワークにおいて割り当てられる。また、移動計算機２は、訪問先のネットワークで適切なアドレスを少なくとも一つ獲得する。これをケア・オブ・アドレス（Ｃａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ；ＣｏＡ）と呼ぶ。
【００３７】
本実施形態の移動計算機２については、トンネルモードＩＰＳＥＣ通信の際には、通信インタフェース２１に付与されたＩＰアドレス（ＣｏＡ）が、トンネルモードＩＰＳＥＣのトンネルの一端（終端点）を示すアドレス（ゲートウェイアドレス）として使用される。Ｈａｄｄｒは、カプセル化された内部パケットにおける送信元アドレスとして使用される。
【００３８】
また、移動計算機２のＩＰＳＥＣモジュール２２は、自装置が移動した場合に、自装置内で使用されるＣｏＡを更新する処理を行う。また、この際、移動計算機２は、ＤＮＳサーバ４に新たに獲得したＣｏＡを通知する処理を行う。
【００３９】
なお、本実施形態の移動計算機２との通信が可能な通信相手ホスト３の構成も基本的には図２と同様である。ただし、このＩＰＳＥＣモジュールは、上記ＣｏＡの更新処理の代わりに、移動計算機から受信した情報に基づいて自装置内で使用される該移動計算機のＣｏＡを更新する処理を行う。また、通信相手ホスト３は、自装置から移動計算機に発呼する際に該移動計算機のＣｏＡをＤＮＳサーバ４に問い合わせる処理を行う。また、通信相手ホスト３については、トンネルモードＩＰＳＥＣ通信における外側パケットおよび内側パケットの２種類のアドレスには、同じアドレス（ＣＮとする）が使用される。
【００４０】
もちろん、１台の計算機が上記移動計算機として動作する場合に必要な機能と上記通信相手ホストとして動作する場合に必要な機能の両方を持つように実装することもできる。
【００４１】
図３に、移動計算機２から通信相手ホスト３へＩＰＳＥＣトンネルを用いてパケットを転送する様子を例示する。
【００４２】
移動計算機２は、移動先ネットワーク（１ｂとする）で現在位置を示すＣａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ（ＣｏＡ１とする）を自身で獲得する（従って、ＲＦＣ２００２で規定されるＣｏ−ｌｏｃａｔｅｄ Ｃａｒｅ−ｏｆ ａｄｄｒｅｓｓで動作する）。
【００４３】
上記のように、この獲得したＣａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ（ＣｏＡ１）をＩＰパケット自体のオリジナルの送信元アドレスとするのでなく、トンネルモードＩＰＳＥＣのトンネルの一端を示すアドレス（ゲートウェイアドレス）とし、ＩＰパケット自体のオリジナルの送信元アドレスにはホームアドレス（Ｈａｄｄｒ）を用いて通信を行うのが、ここでの通信形態である。
【００４４】
すなわち、図３に示されるように、カプセル化した外側パケットの送信元アドレス＝“ＣｏＡ１”、宛先アドレス＝“ＣＮ”とし、内側パケットのオリジナルの送信元アドレス＝“Ｈａｄｄｒ”、最終的な宛先アドレス＝“ＣＮ”とするカプセル化パケットが転送されることになる。
【００４５】
次に、図３に示すように、移動計算機２がさらに移動して、Ｃａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓが“ＣｏＡ１”から“ＣｏＡ２”に変化した場合のアドレスの切替えについて説明する。
【００４６】
この場合、移動計算機２は、Ｃａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓが“ＣｏＡ２”に変わった時点で、自装置の送信するＩＰＳＥＣトンネルの外側パケットの送信元アドレスを“ＣｏＡ２”に変更する。この結果、図３に示されるように、外側パケットの送信元アドレスが“ＣｏＡ２”に変更されたカプセル化パケットが転送されることになる。
【００４７】
この移動計算機２のＣｏＡの変化を検出した通信相手ホスト３は、ＩＰＳＥＣのセキュリティ・アソシエーション（セキュリティの関連情報）のデータベースを参照して、それまでこのセッションの宛先ゲートウェイアドレスが“ＣｏＡ１”であったものを、新たに“ＣｏＡ２”に置き換える（図８（ｂ），（ｄ）参照）。
【００４８】
上記のＣｏＡの更新の際、ゲートウェイアドレス以外のセキュリティ・アソシエーション情報は変えないので、例えばＩＰＳＥＣの暗号化、認証鍵などを再度折衝する必要がなく、高速な位置の切替手続きが可能である。
【００４９】
また、本実施形態では、移動計算機２は、Ｃａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓが切り替わった時点で、ＤＮＳサーバ４に対して更新メッセージを出す。
【００５０】
ＤＮＳサーバ４は、通常のフィールド（ドメイン名、アドレスレコード（ＩＰｖ６ではＡＡＡＡ）等）に加え移動計算機のホームアドレス（Ｈａｄｄｒ）のための拡張フィールド（Ｈｏｍｅ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｃｏｒｄ：ＨＡＡＡＡ）を持つ。また、アドレスレコード（ＩＰｖ６ではＡＡＡＡ）には、Ｈａｄｄｒ（移動していないとき）またはＣｏＡ（移動しているとき）が記述される。
【００５１】
移動計算機２は、移動先で新規のＣａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓを取得すると、アドレスレコードを動的に更新させるので、アドレスレコードとこのＨＡＡＡＡとが異なる場合には、移動計算機２が移動先でＣａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓを取得して接続していることを知ることができる。
【００５２】
図４に、このようなＤＮＳサーバ４のデータ形式の一例を示す。なお、図４では、３つのフィールドのみ例示し他のフィールドは省略している。
【００５３】
このＤＮＳサーバ４に対するＨＡＡＡＡの問い合わせや、ＨＡＡＡＡフィールドやアドレスレコードの動的更新は、従来のＩＰアドレスの問い合わせの方式や動的ＤＮＳ更新（例：ＲＦＣ２１３６）を模擬して容易に拡張して定義することが可能である。
【００５４】
このＤＮＳサーバ４上のＨＡＡＡＡ情報は、例えば、通信相手ホスト３が移動計算機２に対して最初にパケットを送信し、移動計算機２がこれを着呼するような場合に使用する。すなわち、通信相手ホスト３は、ＤＮＳサーバ４に問い合わせを行い、Ｃａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓが登録されている移動計算機２にパケットを送信する場合には、ＩＰＳＥＣのトンネルモードを使用して、トンネルの宛先アドレス（ゲートウェイアドレス）をＣａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓにしてセキュリティ・アソシエーションを構成し（図８参照）、パケットを送信するというシーケンスで、正しい現在位置にパケットを送信する。
【００５５】
ここで、ＩＰＳＥＣにおける処理の概要について説明する（ＩＰＳＥＣの詳細についてはＲＦＣ２４０１〜ＲＦＣ２４１２参照）。
【００５６】
ＩＰＳＥＣの処理は、セキュリティ・アソシエーション（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）に記述された内容に従って行われる。セキュリティ・アソシエーションは、セキュリティ・パラメータ・インデックス（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｉｎｄｅｘ；ＳＰＩ）とｄｓｔ（宛先アドレス）の組から一意に定まる、ＩＰｓｅｃに関する情報の集合である。ＳＰＩは、セキュリティ・アソシエーションを定めるために使用される３２ｂｉｔ整数のインデックスであり、ＡＨ，ＥＳＰのヘッダ内に記述され、セキュリティ・アソシエーションの選択に使用される。セキュリティ・アソシエーションに記述される主な内容は、ｄｓｔ，ＳＰＩ，プロトコル（例えば、ＥＳＰ（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｎｇ Ｓｅｃｕｒｉｔｕ Ｐａｙｌｏａｄ）もしくはＡＨ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｈｅａｄｅｒ）），モード（例えば、ｔｕｎｎｅｌ），ＡＨまたはＥＳＰで使用されるアルゴリズムと鍵などである。
【００５７】
ＩＰｓｅｃを使用するためには、ＩＰｓｅｃを使用する前に、通信相手とセキュリティ・アソシエーションの内容について合意するための手続を行う。セキュリティ・アソシエーションの管理は、鍵管理プロトコルの果たすべき役割とされている。
【００５８】
パケットを送信する場合、ＩＰＳＥＣモジュールは、まず、セキュリティ・ポリシー・データベース（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐｏｌｉｃｙ Ｄａｔａｂａｓｅ；ＳＰＤ）を検索する。ＳＰＤは、対象となるパケットのｓｒｃ／ｄｓｔ等適当な要素から、セキュリティ・ポリシーを選択する。セキュリティ・ポリシーは、パケットを破棄する（ｄｉｓｃａｒｄ）、パケットをそのまま通過させる（ｂｙｐａｓｓ）、ＩＰＳＥＣの処理を行う（ａｐｐｌｙ）、の行動を定めるものである。そして、セキュリティ・ポリシーがａｐｐｌｙの場合には、使用するセキュリティ・アソシエーション（あるいはセキュリティ・アソシエーションが満たすべき条件）が記述されている。セキュリティ・ポリシーがａｐｐｌｙである場合は、使用するセキュリティ・アソシエーションが定まり、ＩＰＳＥＣモジュールは、これに記述された内容に従って対象のパケットを処理する。セキュリティ・アソシエーションがない場合は、適切な鍵交換プロトコルを使用してセキュリティ・アソシエーションの交換を行う。
【００５９】
一方、ＩＰＳＥＣが使用されているパケットを受信すると、まず、ＩＰＳＥＣモジュールは、ｄｓｔ（通常は当該受信したノード）とＳＰＩから、セキュリティ・アソシエーションを決定し、記述された内容に従ってＩＰｓｅｃの処理を行う。この結果得られたパケットをもとに、ＩＰＳＥＣモジュールは、ＳＰＤを検索して、セキュリティ・ポリシーを得る。セキュリティ・ポリシーから導かれるセキュリティ・アソシエーションが、このパケットを処理するために使用してきたセキュリティ・アソシエーションと一致するかを確認する。
【００６０】
さて、以下では、本実施形態についてさらに詳細に説明する。
【００６１】
まず、本実施形態のＤＮＳサーバについて説明する。
【００６２】
ＤＮＳサーバ４には、新しいリソース・レコード・タイプ（ｒｅｓｏｒｕｃｅｒｅｃｏｒｄ ｔｙｐｅ）を定義する。これをホームアドレス・レコード・タイプ（Ｈｏｍｅ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｃｏｒｄ Ｔｙｐｅ）と呼ぶ。ＨｏｍｅＡｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｃｏｒｄ Ｔｙｐｅは、移動計算機のＨｏｍｅ Ａｄｄｒｅｓｓを保持するものとする。
【００６３】
本実施形態では、移動計算機２のＨａｄｄｒとＣｏＡとの対応を管理するために、ＤＮＳサーバ４を使用する。ある通信相手ホスト３がある移動計算機２へ発呼する場合、必ずＤＮＳサーバ４を使用するものと仮定する。
【００６４】
ＤＮＳサーバ４を使用してフル・クオリファイド・ドメイン・ネーム（Ｆｕｌｌｙ Ｑｕａｌｉｆｉｅｄ Ｄｏｍａｉｎ Ｎａｍｅ；ＦＱＤＮ）からＩＰアドレスへと変換する場合は、ＤＮＳサーバ４への問い合わせ等の機能を集約したライブラリを利用するのが通常である。このライブラリはしばしばリゾルバ（ｒｅｓｏｌｖｅｒ）と呼ばれる。本実施形態は、このｒｅｓｏｌｖｅｒに変更を加えるものとする。
【００６５】
通常のｒｅｓｏｌｖｅｒは、ＦＱＤＮからＩＰアドレスへの変換には、アドレスレコード（ＩＰｖ６ではＡＡＡＡ）を得るだけであるが、本実施形態では、これに併せてＨｏｍｅ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｃｏｒｄ（ＨＡＡＡＡ）も問い合わせる。もしＨＡＡＡＡレコードが存在し、かつその値がＡＡＡＡレコードの値と異なるならば、その計算機は移動していることを意味する。なぜならば、移動計算機は動的ＤＮＳ更新（ＲＦＣ２１３６）を利用しているため、そのノードの現在のＣｏＡが応答されるからである。
【００６６】
本実施形態のｒｅｓｏｌｖｅｒは、もしＨＡＡＡＡレコードが存在し、かつその値がＡＡＡＡレコードの値と異なるならば、ＡＡＡＡのアドレスと自ノードとの間でトンネルモードＩＰｓｅｃのセキュリティ・アソシエーションの設定をするように鍵管理プロトコル機能に通知して、ＨＡＡＡＡレコードをアプリケーションへと返す。ＨＡＡＡＡレコードが存在しないならば、従来のｒｅｓｏｌｖｅｒと同じくＡＡＡＡレコードを返す。よって、本実施形態のｒｅｓｏｌｖｅｒは従来方式と互換性があり、これを使っても既存ノードとの通信を妨げることはない。
【００６７】
本実施形態のｒｅｓｏｌｖｅｒ機能を持たない従来ホストが本実施形態の移動計算機２に通信を行うと、移動計算機２にはｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ａｄｄｒｅｓｓがＣｏＡ宛のパケットが到着する。この場合、移動計算機２は、パケットを送信してきたホストに対するセキュリティ・ポリシーにｂｙｐａｓｓを設定し、そのまま通信を継続する。よって、通信は可能であるが、可搬性だけが提供され、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰのような移動透過性はサポートしない。
【００６８】
本実施形態では、移動計算機２は、通信相手ホスト３に接続する際は必ずＩＰｓｅｃをトンネルモードで使用するものとしている。通信相手ホスト３との間でセキュリティ・アソシエーションを交換する際は、適切な既存の鍵管理プロトコルに従うが、移動計算機２側のトンネルの一端を示すアドレスにはＣｏＡを使用し、移動計算機２の鍵としてはＨａｄｄｒに結び付いているものを使用するように設定する。トンネル内を通る実際の通信パケット（ＴＣＰ等）のｓｏｕｒｃｅａｄｄｒｅｓｓにはＨａｄｄｒを使用する。よって、移動計算機２上のアプリケーションはＨａｄｄｒを使って通信する。
【００６９】
ＩＰＳＥＣが何らかの理由で使用できない場合、移動計算機２は、通信相手ホスト３に対するセキュリティ・ポリシーにｂｙｐａｓｓを設定し、ｓｏｕｒｃｅａｄｄｒｅｓｓにＣｏＡを使用してＩＰＳＥＣを使用せずに通信を行なう。例えば、通信相手が巨大な公共のＷｅｂサーバであって、ＩＰＳＥＣにリソースをさくことを拒むような場合がこれにあたる。
【００７０】
本実施形態の移動計算機２は、ネットワークの移動の完了毎に次の３つの作業を行う。
・Ｄｙｎａｍｉｃ ＤＮＳ Ｕｐｄａｔｅ（自分の現在位置の登録）
移動計算機２は、現在の位置をＤｙｎａｍｉｃ ＤＮＳ Ｕｐｄａｔｅ（ＲＦＣ２１３６など）を使用して、ＤＮＳのアドレス情報（ＩＰｖ６ならばＡＡＡＡフィールド）を変更する。
・ＳＡ Ｇａｔｅｗａｙ Ｕｐｄａｔｅ（通信相手へのセキュリティ・アソシエーションの変更の要求）
移動計算機２は、自身のセキュリティ・アソシエーション・データベース（ＳＡＤ）を検索し、ｄｓｔフィールドが自分の持つアドレスでないものを検索し、このようなアドレスすべてに対して、ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎが以前のＣｏＡであるセキュリティ・アソシエーションを現在のＣｏＡに変更する要求を行なう。これをＳＡ Ｇａｔｅｗａｙ Ｕｐｄａｔｅと呼ぶ。
・ＳＡ Ｌｏｃａｌ Ｕｐｄａｔｅ（自身のセキュリティ・アソシエーションの変更）
ｄｓｔフィールドが以前のＣｏＡであるものすべてに対して、このアドレスを現在のＣｏＡへと変更する。
【００７１】
なお、前述のＨＡＡＡＡ ｒｅｓｏｌｖｅｒの互換性と同様、通信相手ホストが本実施形態のＳＡ Ｇａｔｅｗａｙ Ｕｐｄａｔｅに対応していない場合、通信を行なうことはできるが、可搬性だけが提供されることになる。
【００７２】
以下、図５に示すような本実施形態の移動計算機（ＭＮ）２および通信相手ホスト（ＣＮ）３が接続されたネットワークを例にとって、本実施形態での動作手順について説明する。
【００７３】
図５の例において、ネットワークＮ１にいる移動計算機２（ＣｏＡ＝ＣｏＡ１とする）が、通信相手ホスト３と通信をする場合について考える。
【００７４】
図６に、この場合の動作シーケンスの一例を示す。
【００７５】
まず、移動計算機２は、適切な鍵管理プロトコルを使用して通信相手ホスト３とのセキュリティ・アソシエーションを生成する（図６の（１））。
【００７６】
生成される、移動計算機２および通信相手ホスト３が持つセキュリティ・ポリシーの例をそれぞれ図７（ａ）と（ｂ）に示す。また、生成される、移動計算機２および通信相手ホスト３が持つセキュリティ・アソシエーションの例をそれぞれ図８（ａ）と（ｂ）に示す。なお、使用するＩＰｓｅｃプロトコルはＥＳＰを仮定した。
【００７７】
移動計算機２が通信相手ホスト３にパケットを送信しようとすると、ＩＰＳＥＣモジュールは、図７（ａ）のＳＰＤ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐｏｌｉｃｙ Ｄａｔａｂａｓｅ）を検索し、ＳＰＭ１を選ぶ。ＳＰＭ１にはセキュリティ・アソシエーションとしてＳＡＭ１を参照するように記述されているので、図８（ａ）のＳＡＭ１を参照する。ＳＡＭ１には、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎとして“ＣＮ”、ｐｒｏｔｏｃｏｌとして“ＥＳＰ”、ｍｏｄｅとして“ｔｕｎｎｅｌ”が指定されているので、移動計算機２から通信相手ホスト３へのパケットをＩＰＳＥＣでカプセル化し、そのパケットのｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎを“ＣＮ”、ＳＰＩを“ｃ１”として、ＥＳＰをこれに付与して送信する（図６（２））。
【００７８】
このパケットが通信相手ホスト３に届くと、通信相手ホスト３は、（ｄｓｔ，ＳＰＩ）＝（ＣＮ，ｃ１）であるセキュリティ・アソシエーションを図８（ｂ）のようなＳＡＤ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｄａｔａｂａｓｅ）から検索する。この結果得られたセキュリティ・アソシエーションを使用してＥＳＰを検証し、カプセル化を外して、移動計算機２から通信相手ホスト３へのパケットを得る。
【００７９】
通信相手ホスト３から移動計算機２へのパケットも同様に処理される（図６（３））。
【００８０】
移動計算機２および通信相手ホスト３のアプリケーションは、通信はすべて“Ｈａｄｄｒ”と“ＣＮ”との間で行なっていると認識するが、実際にネットワークを流れれるパケットは“ＣｏＡ１”と“ＣＮ”との間のパケットとなる。
【００８１】
次に、図５において、移動計算機２がネットワークＮ２に移動して“ＣｏＡ２”を取得したとする。
【００８２】
移動計算機２は、移動時に次の３つの作業を行なう。
（１）Ｄｙｎａｍｉｃ ＤＮＳ Ｕｐｄａｔｅ：移動計算機２に対応するＡＡＡＡフィールドに、現在のＣｏＡである“ＣｏＡ２”を登録する（図６（４））。
（２）ＳＡ Ｇａｔｅｗａｙ Ｕｐｄａｔｅ：ｄｓｔフィールドが“ＣｏＡ１”でないセキュリティ・アソシエーションを検索すると、ｄｓｔ＝ＣＮであるものがあるので、“ＣＮ”に対してＳＡ Ｇａｔｅｗａｙ Ｕｐｄａｔｅを行なう（図６（５））。この結果、図８（ｂ）のセキュリティ・アソシエーションの内容は図８（ｄ）のように更新される。
（３）ＳＡ Ｌｏｃａｌ Ｕｐｄａｔｅ：移動計算機２は自身のＳＡＤを検索し、ｄｓｔフィールドが“ＣｏＡ１”であるものについて、これをすべて“ＣｏＡ２”へと変更する。
【００８３】
この結果、移動計算機２が現在通信している相手は、すべてのセキュリティ・アソシエーションのｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎが現在のＣｏＡである“ＣｏＡ２”に変化するため、ＩＰｓｅｃ ｔｕｎｎｅｌのｅｎｄｐｏｉｎｔは“ＣｏＡ１”から“ＣｏＡ２”に切り替わる。よって、移動してもセッションが保証される（（図６（６）、（７））。この結果、図８（ａ）のセキュリティ・アソシエーションの内容は図８（ｃ）のように更新される。
【００８４】
次に、あるノードが移動計算機２へと発呼する場合について、図５で通信相手ホスト３がネットワークＮ１にいる移動計算機２に対して発呼する場合を例にとって説明する。
【００８５】
図９に、この場合の動作シーケンスの一例を示す。
【００８６】
通信相手ホスト３上のアプリケーションが移動計算機２に発呼する場合、まず、ＤＮＳを使用してアドレスを解決しようとする。通信相手ホスト３上のｒｅｓｏｌｖｅｒは、移動計算機２のＡＡＡＡレコードを問い合わせて移動計算機２の“ＣｏＡ１”を得る。続いて、ＨＡＡＡＡレコードを問い合わせて移動計算機２の“Ｈａｄｄｒ”を取得する（図９（１））。
【００８７】
ＨＡＡＡＡレコードが得られると、ｒｅｓｏｌｖｅｒは適切な鍵管理プロトコル機能に対して、“ＣｏＡ１”を使ったＩＰｓｅｃトンネルのセキュリティ・アソシエーションを設定するように要求する（図９（２））。
【００８８】
鍵管理プロトコルが終了すると、前述と同様、図７（ａ），（ｂ）、図８（ａ），（ｂ）のようなセキュリティ・ポリシー、セキュリティ・アソシエーションが、移動計算機２と通信相手ホスト３の双方に設定される（図９（３））。
【００８９】
ｒｅｓｏｌｖｅｒはアプリケーションに対してＨａｄｄｒを返す。
【００９０】
以降の動作は基本的には前述と同様である（図９（４），（５））。
【００９１】
以上のように本実施形態では、標準のプロトコルであるＩＰＳＥＣのトンネルモードを利用して、通信相手との通信路を確保する。これにＳＡ Ｇａｔｅｗａｙ Ｕｐｄａｔｅという概念を追加することで、トンネルの終端点の変更を可能にし、移動の際のセッションの保持を保証する。また、Ｄｙｎａｍｉｃ ＤＮＳｕｐｄａｔｅを利用するとともに、あらたにＨｏｍｅ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｃｏｒｄ（ＨＡＡＡＡ）をＤＮＳに導入する。これらを利用するｒｅｓｏｌｖｅｒを使うことによって、移動計算機のホームアドレスと、Ｃａｒｅ−ｏｆ−Ａｄｒｅｓｓとの関係を知ることができるようになる。この結果、ホームアドレスを移動計算機の識別子として使用できる。
【００９２】
さて、従来のＭｏｂｉｌｅ ＩＰ方式では、移動計算機を支援するためホームエージェントと呼ばれるルータを必ず設置しなければならず、その結果、移動計算機と他のホストとの通信において、パケットがホームエージェントを経由する三角経路が発生する場合があり、このため、
・ホームエージェントは、常時接続のネットワークに接続しておかなければならず、ホームエージェントが機能しなければ移動計算機は全く通信することができない。これは通信の健全性を脆弱にする。
・現在のインターネット環境においてファイアウォールは必須ともいえるメカニズムであるが、三角経路はファイアウォール越えの問題を複雑化する。
といった問題を引き起こすと考えられ、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ方式のスムーズな導入の妨げになっていた。
【００９３】
本実施形態によれば、移動計算機がホームネットワークを離れた場合の位置の切替えをＩＰＳＥＣのトンネル終端アドレスの切替えを用いて行うことにより、セキュリティを考慮し、かつホームエージェントの介在なしに、ＩＰネットワークへの接続位置を容易に変更可能な移動通信を行うことが容易に行える。また、ＤＮＳへのＣａｒｅ−ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ情報の登録を行うことで、移動計算機に最初のパケットが着呼するような応用でも正しい移動箇所へのパケットの転送が可能になる。
【００９４】
なお、本実施形態では、ＩＰＳＥＣを用いる場合を例にとって説明したが、もちろん、本発明は他の暗号通信プロトコルにも適用可能である。また、本発明は、ＩＰｖ４だけでなく、次世代ＩＰであるＩＰｖ６における移動管理方式にも容易に拡張可能である。また、本発明は、その他の移動通信プロトコルに対しても適用可能である。
【００９５】
なお、以上の各機能は、ソフトウェアとしても実現可能である。
また、本実施形態は、コンピュータに所定の手段を実行させるための（あるいはコンピュータを所定の手段として機能させるための、あるいはコンピュータに所定の機能を実現させるための）プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体としても実施することもできる。
【００９６】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において種々変形して実施することができる。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、移動中の移動計算機とその相手との通信において、移動計算機のホームアドレスを内側パケットの送信元もしくは宛先アドレスとし、移動計算機の現在位置アドレスを外側パケットの送信元もしくは宛先アドレスとしたカプセル化パケットを用いることによって、移動計算機の移動に伴う現在位置アドレスの管理や通知が容易になり、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰにおけるホームエージェントのような特別なルータを導入する必要がなく、また三角経路を発生させることもなく、移動計算機の移動通信を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る移動通信システムの構成例を示す図
【図２】同実施形態に係る計算機の内部構成例を示す図
【図３】同実施形態に係る移動通信システムにおいて移動計算機が接続位置を変えて通信する場合について説明するための図
【図４】同実施形態に係るＤＮＳサーバのデータ形式の一例を示す図
【図５】同実施形態に係る移動通信システムを適用するネットワークの一例を示す図
【図６】同実施形態に係る移動通信システムにおいて移動計算機が移動箇所で通信を開始し現在地を変更する処理シーケンスの一例を示す図
【図７】同実施形態に係る移動通信システムでのＩＰＳＥＣのセキュリティ・ポリシーデータベースの例を示す図
【図８】同実施形態に係る移動通信システムでのＩＰＳＥＣのセキュリティ・アソシエーション・データベースの例を示す図
【図９】同実施形態に係る移動通信システムにおいて通信相手ホストが移動計算機宛のパケットの送信を始める処理シーケンスの一例を示す図
【図１０】Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰの基本動作を説明するための図
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ…ネットワーク
２…移動計算機
３…通信相手ホスト
４…ＤＮＳサーバ
６…インターネット
２１…通信インタフェース
２２…ＩＰＳＥＣモジュール
２３…ＴＣＰ／ＩＰモジュール
Claims (7)
- 相互に接続された複数のネットワークを移動可能な移動計算機と、該ネットワークに接続された通信相手計算機との間での通信を可能とする移動通信方法であって、
前記移動計算機は、自装置のホームネットワーク外の移動先ネットワークから前記通信相手計算機にパケットを送信する際に、該ホームネットワークで割り当てられたホームアドレスを送信元アドレスとする内側パケットを、該移動先ネットワークで獲得した現在位置アドレスを外側パケットの送信元アドレスとしてカプセル化し、該カプセル化パケットを送信し、
前記通信相手計算機は、前記移動計算機から受信された前記カプセル化パケットの外側および内側パケットの送信元アドレスをそれぞれ該移動計算機の現在位置アドレスおよびホームアドレスとして、該現在位置アドレスと該ホームアドレスとの対応を含むカプセル化パケット通信に関する情報を作成し、
前記移動計算機は、前記現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合には、送信すべき前記カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスを該新たな現在位置アドレスにすることによって、前記通信相手計算機に自装置の現在位置の変更を通知し、
前記通信相手計算機は、前記移動計算機から受信された前記カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスで示される該移動計算機の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化したことが認識された場合には、前記カプセル化パケット通信に関する情報のうち現在位置アドレスに相当する部分を該新たな現在位置アドレスに変更することを特徴とする移動通信方法。 - 相互に接続されたネットワーク間を移動して通信可能な移動計算機装置であって、
自装置のホームネットワーク外の移動先ネットワークから通信相手計算機にパケットを送信する場合に、該ホームネットワークで割り当てられたホームアドレスを送信元アドレスとする内側パケットを、該移動先ネットワークで獲得した現在位置アドレスを外側パケットの送信元アドレスとしてカプセル化する手段と、
前記現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合に、送信すべき前記カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスを該新たな現在位置アドレスにすることによって、前記通信相手計算機に自装置の現在位置の変更を通知する手段とを備えたことを特徴とする移動計算機装置。 - 前記現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合に、前記ホームネットワークで割り当てられた自装置のホームアドレスを管理する計算機管理装置に、該新たな現在位置アドレスを通知する手段を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の移動計算機装置。
- 前記カプセル化パケットの内側パケットを暗号化して転送するためのトンネルを作成するために必要な暗号パラメータ情報を記憶する記憶手段と、
自装置の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合に、前記記憶手段に記憶された暗号パラメータ情報のうち、前記トンネルの終端点アドレスとして用いられる自装置の現在位置アドレスに相当する部分を該新たな現在位置アドレスに変更する変更手段とを更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の移動計算機装置。 - 前記通信相手計算機との間で前記暗号パラメータ情報に関する設定を行う手段を更に備え、
前記変更手段は、前記現在位置アドレスが新たなアドレスに変化した場合に、既設定の前記暗号パラメータ情報のうち、自装置の現在位置アドレスに相当する部分のみを更新することを特徴とする請求項４に記載の移動計算機装置。 - 相互に接続されたネットワーク間を移動して通信可能な移動計算機装置と通信を行う暗号化通信装置であって、
前記移動計算機から受信されたカプセル化パケットの外側および内側パケットの送信元アドレスをそれぞれ該移動計算機がそのホームネットワーク外の移動先ネットワークで獲得した現在位置アドレスおよび該移動計算機がそのホームネットワークで割り当てられたホームアドレスとして、該現在位置アドレスと該ホームアドレスとの対応を含むカプセル化パケット通信に関する情報を作成する手段と、
前記移動計算機から受信された前記カプセル化パケットの外側パケットの送信元アドレスで示される該移動計算機の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化したことが認識された場合には、前記カプセル化パケット通信に関する情報のうち現在位置アドレスに相当する部分を該新たな現在位置アドレスに変更する手段と、
前記カプセル化パケット通信に関する情報のうち、前記ホームアドレスを内側パケットの宛先アドレスとし、前記現在位置アドレスを外側パケットの宛先アドレスとするカプセル化パケットで通信を行う手段とを備えたことを特徴とする暗号化通信装置。 - 前記カプセル化パケット通信に関する情報は、前記カプセル化パケットの内側パケットを暗号化して転送するためのトンネルを作成するために必要な暗号パラメータ情報を含み、
前記トンネルの終端点アドレスとして用いられる前記移動計算機の現在位置アドレスが新たなアドレスに変化したことが認識された場合には、前記暗号パラメータ情報のうち、該トンネルの終端点アドレスを該新たな現在位置アドレスに変更することを特徴とする請求項６に記載の暗号化通信装置。
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