JP2002124952A - 無線ネットワークにおける無線端末の認証方法および無線ネットワークにおける無線端末の認証システム - Google Patents

無線ネットワークにおける無線端末の認証方法および無線ネットワークにおける無線端末の認証システム

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JP2002124952A
JP2002124952A JP2000312626A JP2000312626A JP2002124952A JP 2002124952 A JP2002124952 A JP 2002124952A JP 2000312626 A JP2000312626 A JP 2000312626A JP 2000312626 A JP2000312626 A JP 2000312626A JP 2002124952 A JP2002124952 A JP 2002124952A
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base station
wireless
wireless terminal
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Masashi Fukutomi
昌司 福富
Masataka Ota
昌孝 太田
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パケットフォーマットを変更することなく、
不正なユーザによる不正アクセスを防止して、ネットワ
ークリソースの不正利用を回避すること。 【解決手段】 無線端末２〜６は、最初にリクエストを
送信する。基地局１は、リクエストを中継し、送信元の
ＭＡＣアドレスを取り出して、端末の認証を行うための
パケットを認証サーバ７に送信し、認証サーバ７は、Ｍ
ＡＣアドレスを受信すると、暗号化を行ったセッション
キーを送信する。続いて、基地局１は、セッションキー
を保存し、レスポンスのパケットにセッションキーをつ
けて送信し、無線端末２〜６は、セッションキーを保存
し、以降、ＣＲＣ値の計算をＭＡＣのヘッダ、ペイロー
ドにセッションキーを加えたハッシュ値を元に計算して
パケット送信する。基地局１は、受信時にセッションキ
ーを使って、ＨＡＳＨ値を加えたＣＲＣ計算の値とパケ
ットのＣＲＣの値を比較してパケット単位の認証を実現
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のＬＡＮと、
各ＬＡＮに対応する複数のルータまたはブリッジと、バ
ックボーン網により構成され、各ＬＡＮは対応するルー
タまたはブリッジによりバックボーン網を介して互いに
接続され、各ＬＡＮは基地局と１つ以上の無線端末を含
む無線ネットワークにおける無線端末の認証方法および
無線端末の認証システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】無線ＬＡＮの方式は、ＩＥＥＥ８０２．
１１として標準化がなされており、アクセス方式はＣＳ
ＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Col
lisionAvoidance）である。基本的に端末局は自由に通
信を行うことが可能であり、特に通信を開始するための
認証手順はない。また、直接シーケンススペクトラム拡
散方式では、利用する拡散コードを管理することで通信
できる相手を特定することは可能であるが、一般に同一
種類の製品では同一の拡散コードを使い、上位層の認証
に利用できるような使い方はされない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような無線ＬＡＮ
のシステムをアクセス網として利用する場合、契約者で
ない不正なユーザでも、容易にネットワークに接続する
ことが可能であるため、ネットワークリソースの不正利
用が可能であるという問題点があった。
【０００４】また、不正アクセスを回避するために、パ
ケットフォーマットに変更を行うと、データリンクの最
大転送可能データ長に影響がでるため、パケットフォー
マットの変更を容易に行えないという不都合もあった。
【０００５】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、パケットフォーマットを変更することなく、不正な
ユーザによる不正アクセスを防止して、ネットワークリ
ソースの不正利用を回避することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る無線ネットワークにおける無線端
末の認証方法は、複数のＬＡＮと、各ＬＡＮに対応する
複数のルータまたはブリッジと、バックボーン網により
構成され、各ＬＡＮは対応するルータまたはブリッジに
より前記バックボーン網を介して互いに接続され、各Ｌ
ＡＮは基地局と１つ以上の無線端末を含む無線ネットワ
ークにおける無線端末の認証方法であって、前記無線端
末は、最初に通信を開始するにあたり、ＡＲＰのリクエ
ストまたはＤＨＣＰのリクエストを送信し、前記基地局
は、そのリクエストを中継すると共に、送信元のＭＡＣ
アドレスを取り出して、認証サーバに対して端末の認証
を行うためのパケットを送信し、前記認証サーバは、Ｍ
ＡＣアドレスを受信すると、あらかじめ配布しているシ
ークレットキーで暗号化を行ったセッションキーを送信
し、前記基地局は、セッションキーを保存すると共に、
ＡＲＰのリプライまたはＤＨＣＰのレスポンスのパケッ
トに、セッションキーをつけて送信し、前記無線端末
は、受信したセッションキーを保存し、以降のパケット
送信では、ＣＲＣ値の計算をＭＡＣのヘッダ、ペイロー
ドにセッションキーを加えたハッシュ値を元に、計算し
てパケットを送信し、前記基地局は、パケット受信時
に、保存しているセッションキーを使って、同様のＨＡ
ＳＨ値を加えたＣＲＣ計算の値とパケットのＣＲＣの値
を比較することで、パケット単位の認証を実現すること
を特徴とする。
【０００７】この発明によれば、ＩＰでの通信を開始す
るにあたり、無線端末が、ＡＲＰのリクエストまたはＤ
ＨＣＰのリクエストを送信する。基地局（アクセスポイ
ント）側では、このＡＲＰまたはＤＨＣＰパケットの送
信元ＭＡＣアドレスを取り出して、認証サーバに対して
端末の認証を依頼する。認証サーバは、ＭＡＣアドレス
をチェックし、あらかじめ配布しているシークレットキ
ーで暗号化したセッションキーを送信し、基地局は、セ
ッションキーを保存すると共に、ＡＲＰのリプライまた
はＤＨＣＰのレスポンスパケットにセッションキーをつ
けて送信する。無線端末は、受信したセッションキーを
保存し、端末局はセッションキー入手以降、パケット送
信時に、ＭＡＣフレームのＣＲＣの値を計算するにあた
って、ＭＡＣヘッダ、ペイロードとセッションキーでＨ
ＡＳＨ値を計算し、そのＨＡＳＨ値がペイロードの最後
に付加されたパケットに対してＣＲＣを計算し、そのＣ
ＲＣ値を通常のＭＡＣフレームのＣＲＣ値として送信を
行う。基地局では、このパケットを受信した場合、受信
したパケットのＭＡＣヘッダとペイロードとセッション
キーから端末側の処理と同様にＨＡＳＨ値を計算し、そ
れを加えてＣＲＣ値の計算を行い、受信したパケットの
ＣＲＣ値と比較を行って、パケット単位の認証を行う。
したがって、パケット単位での認証が可能であり、事前
に共有するセッションキーはパケットからは判別できな
いことから、無線ネットワーク上のパケットを盗み見
て、なりすましによる不正アクセスを防止することが可
能になる。また、パケットフォーマットに変更を行わな
いので、データリンクの最大転送可能データ長に影響を
与えることはなく、利用者にはトランスペアレントであ
る。
【０００８】また、請求項２に係る無線ネットワークに
おける無線端末の認証システムは、複数のＬＡＮと、無
線端末の認証を行う認証サーバと、バックボーン網とに
より構成され、各ＬＡＮおよび認証サーバは対応するル
ータまたはブリッジにより前記バックボーン網を介して
互いに接続され、各ＬＡＮは基地局と１つ以上の無線端
末を含む無線ネットワークにおける無線端末の認証シス
テムであって、前記無線端末は、最初に通信を開始する
場合に、ＡＲＰのリクエストまたはＤＨＣＰのリクエス
トを送信する第１の送信手段と、前記基地局から受信し
たセッションキーを保存する第１の保存手段と、ＣＲＣ
値の計算をＭＡＣのヘッダ、ペイロードにセッションキ
ーを加えたハッシュ値を元に、計算してパケットを送信
する第２の送信手段と、を備え、前記基地局は、前記無
線端末からのリクエストを中継すると共に、送信元のＭ
ＡＣアドレスを取り出して、前記認証サーバに対して端
末の認証を行うためのパケットを送信する第３の送信手
段と、前記認証サーバから受信したセッションキーを保
存する第２の保存手段と、ＡＲＰのリプライまたはＤＨ
ＣＰのレスポンスのパケットに、セッションキーをつけ
て送信する第４の送信手段と、パケット受信時に、前記
第２の保存手段で保存しているセッションキーを使っ
て、同様のＨＡＳＨ値を加えたＣＲＣ計算の値とパケッ
トのＣＲＣの値を比較してパケット単位の認証を行う認
証手段と、を備え、前記認証サーバは、ＭＡＣアドレス
を受信すると、あらかじめ配布しているシークレットキ
ーで暗号化を行ったセッションキーを送信する第５の送
信手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の無線ネットワーク
における無線端末の認証方法および無線端末の認証シス
テムの一実施の形態について図面を参照して詳細に説明
する。
【００１０】図１は、本発明の一実施の形態のネットワ
ーク説明図である。本実施の形態のネットワークはＬＡ
Ｎ１１と無線ＬＡＮ１２とインターネット１３により構
成され、ＬＡＮ１１と無線ＬＡＮ１２は、アクセスポイ
ント１を介して互いに接続されている。なお、無線ＬＡ
Ｎ１２は、アクセスポイント１と無線端末２，３，４，
５，６から構成される。ＬＡＮ１１はアクセスポイント
１と認証サーバ７から構成される。
【００１１】図２は、図１のネットワークを構成する無
線端末２〜６の構成を示すブロック図である。無線端末
２〜６は、記憶装置２１とＣＲＣ計算部２２とパケット
処理部２３と無線通信部２４とを備えている。記憶装置
２１には、無線端末のＭＡＣアドレスと無線端末が通信
する場合に利用するセッションキーを格納する。
【００１２】ＣＲＣ計算部２２は、パケット処理部がパ
ケット送信において、パケットにつけるＣＲＣの計算を
行う。ＣＲＣの計算は、図４に示すように、送信するパ
ケットのＭＡＣヘッダとペイロードの部分とセッション
キーの値を含めて、ＨＡＳＨ値の計算を行い、そのＨＡ
ＳＨ値を送信パケットのＭＡＣヘッダとペイロード部分
の後に入れた形で、パケットのＣＲＣ値計算を行う。
【００１３】パケット処理部２３は、パケットの送受信
を行うが、パケットの送信時に、前記のＣＲＣ計算部で
計算したＣＲＣ値をパケットのＣＲＣの部分に添付して
送信を行う。
【００１４】無線通信部２４は、パケット部から送信パ
ケットを受け、無線ＬＡＮに対して送信処理を行い、ま
た、無線ＬＡＮから受信するパケットをパケット処理部
に通知する。
【００１５】図３は、図１のネットワークを構成するア
クセスポイント１の構成を示すブロック図である。アク
セスポイント１は、ＬＡＮ通信部３１とパケット処理部
３２と無線通信部３４と記憶装置３４とＣＲＣ計算部３
５とを備える。ＬＡＮ通信部３１は、アクセスポイント
１が接続しているＬＡＮ１１へのパケットの送受信を制
御する。パケット処理部３２は、ＬＡＮ１１から受信し
たパケットを、無線ＬＡＮ１２へ中継する処理を行う、
また無線ＬＡＮ１２から受信したパケットをＬＡＮ１１
に中継する。
【００１６】アクセスポイント１では、無線ＬＡＮ１２
からパケットを受信した場合に、図４で無線端末が行う
処理とは逆の処理を行う。受信において、ＭＡＣヘッダ
とペイロードの部分とセッションキーの値を含めてＨＡ
ＳＨ値の計算を行い、そのＨＡＳＨ値を送信パケットの
ＭＡＣヘッダとペイロード部分の後に入れた形で、パケ
ットのＣＲＣ計算を行って、受信パケットに含まれてい
たＣＲＣの値と一致するかどうかを確認する。一致する
場合には、受信パケットをＬＡＮ１１に中継し、一致し
ない場合には、廃棄する。この動作により、セッション
キーを持たない無線端末が無線ＬＡＮネットワークを利
用して、インターネットへの接続を行うことを排除する
ことが可能になる。
【００１７】前述したように本実施の形態によれば、パ
ケット単位での認証が可能であり、かつ、事前に共有す
るセッションキーはパケットからは判別できないため、
無線ネットワーク上のパケットを盗み見て、なりすまし
による不正アクセスを防止することができる。また、パ
ケットフォーマットに変更を行わないので、データリン
クの最大転送可能データ長に影響を与えることはなく、
利用者にはトランスペアレントであるという効果を奏す
る。
【００１８】さらに、セッションキーをＡＲＰやＤＨＣ
Ｐなどのリンク層以上のプロトコルのパケットに追加す
ることによって、認証のためのトラヒックを増加を抑制
することで、接続時間の短縮を行うことが可能となる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明（請求項１
および請求項２）によれば、ＩＰでの通信を開始するに
あたり、無線端末が、ＡＲＰのリクエストまたはＤＨＣ
Ｐのリクエストを送信し、基地局（アクセスポイント
側）では、このＡＲＰまたはＤＨＣＰパケットの送信元
ＭＡＣアドレスを取り出して、認証サーバに対して端末
の認証を依頼し、認証サーバが、ＭＡＣアドレスをチェ
ックし、あらかじめ配布しているシークレットキーで暗
号化したセッションキーを送信し、基地局では、セッシ
ョンキーを保存すると共に、ＡＲＰのリプライまたはＤ
ＨＣＰのレスポンスパケットにセッションキーをつけて
送信し、無線端末が、受信したセッションキーを保存
し、端末局はセッションキー入手以降、パケット送信時
に、ＭＡＣフレームのＣＲＣの値を計算するにあたっ
て、ＭＡＣヘッダ、ペイロードとセッションキーでＨＡ
ＳＨ値を計算し、そのＨＡＳＨ値がペイロードの最後に
付加されたパケットに対してＣＲＣを計算し、そのＣＲ
Ｃ値を通常のＭＡＣフレームのＣＲＣ値として送信を行
い、基地局では、このパケットを受信した場合、受信し
たパケットのＭＡＣヘッダとペイロードとセッションキ
ーから端末側の処理と同様にＨＡＳＨ値を計算し、それ
を加えてＣＲＣ値の計算を行い、受信したパケットのＣ
ＲＣ値と比較を行って、パケット単位の認証を行うた
め、パケット単位での認証が可能であり、かつ、事前に
共有するセッションキーはパケットからは判別できない
ことから、無線ネットワーク上のパケットを盗み見て、
なりすましによる不正アクセスを防止することが可能に
なる。また、パケットフォーマットに変更を行わないの
で、データリンクの最大転送可能データ長に影響を与え
ることはなく、利用者にはトランスペアレントである。
換言すれば、パケットフォーマットを変更することな
く、不正なユーザによる不正アクセスを防止して、ネッ
トワークリソースの不正利用を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のネットワーク説明図で
ある。
【図２】図１のネットワークを構成する無線端末２〜６
の構成を示すブロック図である。
【図３】図１のネットワークを構成するアクセスポイン
ト１の構成を示すブロック図である。
【図４】無線端末の送信時の処理であるＣＲＣの計算を
示す説明図である。
【符号の説明】
１ アクセスポイント ２，３，４，５，６ 無線端末 ７ 認証サーバ １１ ＬＡＮ １２ 無線ＬＡＮ １３ インターネット ２１ 記憶装置 ２２ ＣＲＣ計算部 ２３ パケット処理部 ２４ 無線通信部 ３１ ＬＡＮ通信部 ３２ パケット処理部 ３３ 無線通信部 ３４ 記憶装置 ３５ ＣＲＣ計算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｌ 11/20 １０２Ｚ Ｆターム(参考） 5J104 AA07 AA16 EA04 EA18 EA22 KA02 KA06 MA01 NA03 NA12 PA01 5K030 GA15 HA08 HB12 HB28 HC14 HD03 HD07 JL01 LD19 5K033 AA08 CA08 DA05 DA17 5K067 AA30 BB21 CC08 DD13 DD17 DD51 EE02 EE10 HH23 HH26 HH36 KK15

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のＬＡＮと、各ＬＡＮに対応する複
    数のルータまたはブリッジと、バックボーン網により構
    成され、各ＬＡＮは対応するルータまたはブリッジによ
    り前記バックボーン網を介して互いに接続され、各ＬＡ
    Ｎは基地局と１つ以上の無線端末を含む無線ネットワー
    クにおける無線端末の認証方法であって、 前記無線端末は、最初に通信を開始するにあたり、ＡＲ
    ＰのリクエストまたはＤＨＣＰのリクエストを送信し、 前記基地局は、そのリクエストを中継すると共に、送信
    元のＭＡＣアドレスを取り出して、認証サーバに対して
    端末の認証を行うためのパケットを送信し、 前記認証サーバは、ＭＡＣアドレスを受信すると、あら
    かじめ配布しているシークレットキーで暗号化を行った
    セッションキーを送信し、 前記基地局は、セッションキーを保存すると共に、ＡＲ
    ＰのリプライまたはＤＨＣＰのレスポンスのパケット
    に、セッションキーをつけて送信し、 前記無線端末は、受信したセッションキーを保存し、以
    降のパケット送信では、ＣＲＣ値の計算をＭＡＣのヘッ
    ダ、ペイロードにセッションキーを加えたハッシュ値を
    元に、計算してパケットを送信し、 前記基地局は、パケット受信時に、保存しているセッシ
    ョンキーを使って、同様のＨＡＳＨ値を加えたＣＲＣ計
    算の値とパケットのＣＲＣの値を比較することで、パケ
    ット単位の認証を実現することを特徴とする無線ネット
    ワークにおける無線端末の認証方法。
  2. 【請求項２】 複数のＬＡＮと、無線端末の認証を行う
    認証サーバと、バックボーン網とにより構成され、各Ｌ
    ＡＮおよび認証サーバは対応するルータまたはブリッジ
    により前記バックボーン網を介して互いに接続され、各
    ＬＡＮは基地局と１つ以上の無線端末を含む無線ネット
    ワークにおける無線端末の認証システムであって、 前記無線端末は、最初に通信を開始する場合に、ＡＲＰ
    のリクエストまたはＤＨＣＰのリクエストを送信する第
    １の送信手段と、前記基地局から受信したセッションキ
    ーを保存する第１の保存手段と、ＣＲＣ値の計算をＭＡ
    Ｃのヘッダ、ペイロードにセッションキーを加えたハッ
    シュ値を元に、計算してパケットを送信する第２の送信
    手段と、を備え、 前記基地局は、前記無線端末からのリクエストを中継す
    ると共に、送信元のＭＡＣアドレスを取り出して、前記
    認証サーバに対して端末の認証を行うためのパケットを
    送信する第３の送信手段と、前記認証サーバから受信し
    たセッションキーを保存する第２の保存手段と、ＡＲＰ
    のリプライまたはＤＨＣＰのレスポンスのパケットに、
    セッションキーをつけて送信する第４の送信手段と、パ
    ケット受信時に、前記第２の保存手段で保存しているセ
    ッションキーを使って、同様のＨＡＳＨ値を加えたＣＲ
    Ｃ計算の値とパケットのＣＲＣの値を比較してパケット
    単位の認証を行う認証手段と、を備え、 前記認証サーバは、ＭＡＣアドレスを受信すると、あら
    かじめ配布しているシークレットキーで暗号化を行った
    セッションキーを送信する第５の送信手段を備えたこと
    を特徴とする無線ネットワークにおける無線端末の認証
    システム。
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