JP2003115869A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信の秘匿性を高める。 【解決手段】 上位層にとって連続した一連の意味を持
つ信号系列を、複数の回線に送信する通信装置におい
て、前記信号系列をその構成要素である各要素信号に分
割し、分割して得られた各要素信号を所定の分配手順に
したがって前記回線に分配する分配手段を備え、前記回
線上における前記信号系列の秘匿性を高めることを特徴
とする。この場合、前記回線を、物理的に複数とするこ
とは好ましく、論理的に複数とすることもまた、好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は通信装置に関し、例
えば、複雑なアルゴリズムに基づく暗号化を施すことな
くネットワーク上において通信の秘匿性を確保する場合
などに適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ネットワーク上における通信の秘
匿性を確保するための方法として、共通鍵系や公開鍵系
などの様々な暗号化技術が存在し、その進歩は著しい。

【０００３】このような暗号化技術では、送信側で平文
を暗号文に変換する暗号化時や、受信側で受信した暗号
文を平文に変換する復号時に暗号化や復号のためのアル
ゴリズムに基づく演算を実行することにより、暗号化や
復号を行って通信の秘匿性を高めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
暗号化技術の進歩に対抗して、第３者がネットワーク上
で暗号文を傍受して平文に解読するための解読技術のほ
うも進歩しているので、従来の暗号化技術だけでは必ず
しも通信の秘匿性を確保することはできず、十分に安全
とはいえない。

【０００５】その一方で、従来は、ＡＴＭ（Asynchrono
us Transfer Mode：非同期転送モード）の様な複数のＰ
ａｔｈを張ることの出来る通信手段を用いたとしても、
通信を始める際に複数ある候補Ｐａｔｈの中からたった
１つだけのＰａｔｈを選択して通信を行い、また、ＩＰ
（Internet Protocol）等をべースとしたＮｅｔｗｏｒ
ｋ環境下においてもデータ伝送経路等は伝送路に通信障
害が発生するなどの特殊な状況にならないかぎり、決ま
った通信経路を用いて設定される。

【０００６】したがって、通信に使用した暗号化技術に
対して解読技術のほうが勝っていれば、ネットワーク上
の一箇所だけを監視し、そこから得られた暗号文に対し
て解読技術を用いる悪意の第３者により、比較的容易に
解読されてしまう可能性もある。

【０００７】さらに、暗号化や復号のためのアルゴリズ
ムを実行して暗号化や復号を行うにはそのためのハード
ウエア的、ソフトウエア的な機能を装備することが必要
であるだけでなく、通常かなり膨大な演算量を要するこ
とにもなるため、従来の暗号化技術を利用せずに平文の
ままネットワークに送出することもあり得るが、その場
合にはネットワーク上の一箇所だけを監視する第３者に
よって極めて容易に通信の全内容を知られてしまうの
で、秘匿性は無いに等しい。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、本発明では、上位層にとって連続した一連の意味
を持つ信号系列を、複数の回線に送信する通信装置にお
いて、前記信号系列をその構成要素である各要素信号に
分割し、分割して得られた各要素信号を所定の分配手順
にしたがって前記回線に分配する分配手段を備え、前記
回線上における前記信号系列の秘匿性を高めることを特
徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】（Ａ）実施形態 以下、本発明にかかる通信装置の実施形態について説明
する。

【００１０】第１〜第４の実施形態に共通する特徴は、
一連の連続的なデータ系列を通信する際に、当該データ
系列を構成する各データを別な回線を利用して通信する
ことで、従来の暗号化技術に依存せずに通信の秘匿性を
高めることが可能な点にある。

【００１１】第１の実施形態は、主としてＯＳＩ（Open
System Interconnection）参照モデルの物理層を使用
する。

【００１２】物理層は、物理的な通信回線と直接接続さ
れる階層で、電気的信号の変換や伝送速度の変換を実行
する。

【００１３】（Ａ−１）第１の実施形態の構成 本実施形態の通信システムの全体構成例を図５に示す。

【００１４】図５において、当該通信システムは、通信
端末１０および１１と、ネットワーク１２とを備えてい
る。ここで、通信端末１０はユーザＵ１が操作し、通信
端末１１はユーザＵ２が操作している。

【００１５】通信端末１０と１１は、ネットワーク１２
を介して通信を行う端末である。その通信は双方向の通
信であってもよいが、ここでは説明を簡単にするため
に、主として、通信端末１０が送信元端末となり、通信
端末１１が送信先端末となる一方向の通信を行う場合に
ついて説明する。

【００１６】このうち通信端末１０の主要部の内部構成
例は、図１に示すとおりである。

【００１７】図１において、当該通信端末１０は、入出
力端子１０１と、分解組立部１２１と、通信回線１３１
〜１３Ｎ（Ｎは２以上の自然数）とを備えている。

【００１８】分解組立部１２１および通信回線１３１〜
１３ＮはＯＳＩ参照モデルの第１層である物理層に属す
る構成要素である。したがって本実施形態では物理的に
Ｎ個の回線が１つの通信端末１０が行う１つの通信のた
めに設定されていることになる。秘匿性を高めるために
はＮの値は大きいほどよいが、一般的には物理回線の数
が増加するほど通信のコストもアップするため、あまり
大きな値を採用することは必ずしも現実的ではない。最
低限、Ｎ＝２であれば有効な秘匿性は得られるが、図５
および図６には、Ｎ＝３のケースを示してある。

【００１９】図１に示す入出力端子１０１は、通信端末
１０が外部から送信データＤＬ１を受け取る場合などに
使用する端子であってもよいが、ここで、論理的なプロ
トコルインタフェースを示す。すなわち当該入出力端子
１０１は、ＯＳＩ参照モデルの第２層のデータリンク層
と第１層の物理層とのインタフェースで、物理層に属す
る分解組立部１２１に対しデータリンク層から送信デー
タＤＬ１を供給する場合などに使用する部分である。

【００２０】原理的には、物理層の伝送方式は上位のデ
ータリンク層と無関係に設定されるものであるが、例え
ば、当該データリンク層でＡＴＭを用いる場合には、物
理層にはＳＯＮＥＴ（同期式光ファイバ網）を用いるこ
とが多い。

【００２１】物理層に属する分解組立部１２１は、物理
層で使用する単位データ（ＰＤＵ：プロトコルデータ単
位）である物理単位データの分解と組み立てを行う部分
で、回線１３１〜１３Ｎに送信する際に物理単位データ
の組み立てを行う組立機能と、回線１３１〜１３Ｎから
受信した際に物理単位データの分解を行う分解機能を備
えている。

【００２２】この点を、ＯＳＩ参照モデルの他の階層
や、ＯＳＩ参照モデルとのあいだで各階層の対比関係が
明確なＯＳＩ参照モデル以外のネットワークアーキテク
チャ（例えば、ＡＴＭ参照モデルや、ＴＣＰ／ＩＰ（Tr
ansmission Control Protocol/Internet Protocol）プ
ロトコル体系など。特に、ＯＳＩ参照モデルのトランス
ポート層以下の伝送制御機能に相当する階層）にも当て
はまるように一般的に表現するなら、回線１３１〜１３
Ｎに送信する際には、上位層であるデータリンク層の単
位データ（ＰＤＵ）であるデータリンク単位データを収
容するように、物理単位データの組み立てを行って組み
立てた物理単位データを通信回線１３１〜１３Ｎに送出
し、反対に物理単位データを回線１３１〜１３Ｎから受
信する際には通信回線１３１〜１３Ｎから入力された当
該物理単位データを分解してデータリンク単位データを
取り出し、取り出したデータリンク単位データを前記入
出力端子１０１から出力すると説明することができる。

【００２３】ただしＯＳＩ参照モデルの物理層には、デ
ータ系列をフレームやセルなどの構造を持ったまとまり
として区別する機能はなくデータ系列は単なるビットス
トリームとして認識するため、当該物理単位データはビ
ットである。

【００２４】したがって前記組み立ては、データリンク
単位データをビットストリームに変換する操作（あるい
は、ビットストリームとして認識する操作）に相当し、
前記分解はビットストリームからデータリンク単位デー
タを生成可能とするように、各ビットを取り出す操作に
相当する。

【００２５】また、当該分解組立部１２１の組立機能の
なかには、組み立てた各物理単位データを各通信回線１
３１〜１３Ｎに振り分ける振分機能も含まれる。当該振
り分け機能を実現する具体的な手順としては様々な手順
が使用可能である。例えば、振り分け先の回線を予め設
定した固定的な順序にしたがって順番に切り替えるラウ
ンドロビン方式、切替順序に白色雑音的な疑似ランダム
性（ただし、このランダム性に再現性が必要であること
は当然である）を持たせるランダム方式、評価値を設定
し、その評価値の評価が高い（もしくは低い）ものを選
択する評価値方式等が使用可能であるが、本実施形態で
は説明の簡単のために最も単純なラウンドロビン方式を
採用するものとする。

【００２６】前記通信回線１３１〜１３Ｎに付与した符
号１３１〜１３Ｎの末尾の１桁を取り出しその前にＣを
付けて各通信回線を一義的に指定する物理回線番号と
し、Ｎ＝３と置くと、当該ラウンドロビン方式における
振り分け先の物理回線番号は、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ１，…の単純な
繰り返しになる（必ずしも最初がＣ１でなくてもかまわ
ないし、順番もＣ１→Ｃ２→Ｃ３の順番でなくてもかま
わない）。

【００２７】当該組立機能に対し対照的な前記分解機能
には、分解する各物理単位データを各通信回線１３１〜
１３Ｎから収集する収集機能も含まれる。当該収集機能
の具体的な手順としても前記振り分け機能の手順と同
じ、ラウンドロビン方式、ランダム方式、評価値方式な
どが使用可能である。ただし通信端末１０が受信側とな
る際に実行される当該収集機能の手順は、そのとき送信
側となる通信端末１１の振り分け機能の手順に対応した
ものであることが必要である。

【００２８】したがって、例えば、前記通信端末１１の
振り分け機能の手順がランダム方式である場合には、当
該通信端末１０の収集機能の手順もランダム方式とな
り、送信側、受信側の各ランダム方式における詳細な手
順も完全に整合したものであることが必要である。

【００２９】一方、これらの通信端末１０と１１を接続
する前記ネットワーク１２は基本的にどのような形態で
あってもかまわない。ただし本実施形態の場合、当該ネ
ットワーク１２には、複数のＬＡＮの集合体であるＷＡ
Ｎやインターネットワーク、公衆回線網などが該当し、
通常のＬＡＮは含まない。

【００３０】ＩＥＥＥ８０２．３のＬＡＮの場合、一般
的には、バス型のトポロジが用いられ、１つのＬＡＮに
おける物理的な回線数（すなわち、バスの数）は１つで
あり、その１つの物理回線（伝送媒体）がＬＡＮ内のす
べての通信端末に接続される形態を取るからである。

【００３１】従来の通信は、ネットワーク１２上で通信
端末１０、１１間に設定される物理的にも論理的にも１
つの回線を使用して実行されるため、その回線が例えば
図５中の１３１である場合、第３者ＵＸは、当該１３１
上の任意の点ＰＸで通信端末１０が送信するデータ系列
ＤＳ１を漏れなく傍受することができる。そして、当該
データ系列が暗号化されていない場合には直ちに、暗号
化されている場合には解読技術を用いることによって、
データ系列ＤＳ１の意味を解読することが可能であっ
た。

【００３２】そして、ネットワーク１２が例えばＷＡＮ
やインターネットワークである場合、回線１３１は通信
端末１０が属するＬＡＮや通信端末１１が属するＬＡＮ
とは別の第３のＬＡＮを経由して設定されることも多い
ので、第３者ＵＸは、第３のＬＡＮ上で、データ系列Ｄ
Ｓ１の全てを傍受することも可能である。

【００３３】本実施形態はこのような傍受を防止するも
のである。

【００３４】なお、ネットワーク１２を介して通信端末
１０と対向する通信端末１１の内部構成は、図１と同じ
であってよい。また、通信端末１０が送信専用の端末で
ある場合には、通信端末１１は受信専用の端末であって
よい。

【００３５】以下、上記のような構成を有する本実施形
態の動作について説明する。

【００３６】（Ａ−２）第１の実施形態の動作 本実施形態の前記通信端末１０内の分解組立部１２１で
組み立てた各物理単位データ、すなわち送信用のビット
の組み立て直後の順番を、図６（Ａ）に示すように、原
データ系列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，…，ＤＭ，…とすると、
当該物理単位データは、この順番（正常受信順序）で受
信され、処理されることによってはじめて、ユーザ（Ｕ
２またはＵＸ）にとって意味のある情報が得られる。

【００３７】しかしながら本実施形態では、通信端末１
０が物理的に複数の通信回線１３１〜１３Ｎを備え、分
解組立部１２１が物理単位データの振り分けを行うた
め、各通信回線についてみると、物理単位データの順番
は当該正常受信順序とはならない。

【００３８】例えば、Ｎ＝３と置き、上述したラウンド
ロビン方式にしたがった振り分けを行うと、各通信回線
１３１〜１３３に送出される物理単位データの系列は、
図６（Ｂ）に示すようになる。すなわち、物理回線番号
Ｃ１の通信回線１３１上を伝送される物理単位データの
系列ＤＳ１１は、Ｄ１，Ｄ４，Ｄ７，…であり、物理回
線番号Ｃ２の通信回線１３２上を伝送される物理単位デ
ータの系列ＤＳ１２は、Ｄ２，Ｄ５，Ｄ８，…であり、
物理回線番号Ｃ３の通信回線１３３上を伝送される物理
単位データの系列ＤＳ１３は、Ｄ３，Ｄ６，ＤＭ（ここ
では、Ｍ＝９），…である。

【００３９】したがって、第３者ＵＸが回線１３１上の
点ＰＸで通信の傍受を試みたとしても、そこから得られ
る情報は前記物理単位データ系列ＤＳ１１に対応する物
理単位データＤ１，Ｄ４，Ｄ７，…だけであり、前記物
理単位データ系列ＤＳ１２に対応する物理単位データＤ
２，Ｄ５，Ｄ８，…や、前記物理単位データ系列ＤＳ１
３に対応する物理単位データＤ３，Ｄ６，Ｄ９，…は得
られない。解読に必要なデータの３分の２が物理的に存
在しないのであるから、どのような解読技術を適用した
としても、第３者ＵＸが通信端末１０と１１のあいだの
通信の内容を知ることはほとんど不可能である。

【００４０】なお、ここで使用する回線１３１〜１３３
は物理的な回線であるが、必ずしも回線容量のすべてを
通信端末１０，１１間の通信のためだけに使用する必要
はない。他の通信端末（図示せず）間の通信による物理
単位データが当該回線（例えば、１３１）上を物理単位
データＤ１，Ｄ４，Ｄ７などとともに伝送されてもかま
わない。むしろそのようにしたほうが、秘匿性の向上の
点でも好ましいものと考えられる。

【００４１】一方、物理単位データの系列ＤＳ１１，Ｄ
Ｓ１２，ＤＳ１３を各回線１３１〜１３３から受信した
正当な受信端末である通信端末１１の内部では、最終的
には、回線１３１〜１３３上を伝送されてきたすべての
物理単位データ系列ＤＳ１１，ＤＳ１２，ＤＳ１３を受
信することができる。そして、受信した各物理単位デー
タＤ１などを、送信側の通信端末１０で行った振り分け
の手順と反対の手順で収集し、図６（Ａ）に示す原デー
タ系列を復元する。

【００４２】なお、各回線１３１〜１３３の物理的な長
さ（伝搬距離）の相違や、トラヒック密度の相違に応じ
て、各物理単位データの通信端末１１に対する到着順序
が変動する可能性がある場合（例えば、物理単位データ
Ｄ１よりも早く物理単位データＤ２が到着する可能性が
ある場合など）には、例えば、予め物理単位データとし
て送受信の順番（前記正常受信順序に対応）を示すシー
ケンス番号を付与しておき、受信した物理単位データ
（Ｄ１など）をいったん通信端末１１内で蓄積した上
で、当該シーケンス番号の順番にしたがって取り出す再
配列機能などが必要になるが、このような再配列機能は
主として物理層よりも上位の階層で実現されるものであ
る。

【００４３】受信側の通信端末１１の内部において、前
記入出力端子１０１を介し分解組立部１２１から図６
（Ａ）に示す原データ系列（ただしこれは再配列を行う
前のデータ系列である）を受け取るデータリンク層以上
の階層では、各階層における処理を施し、最終的には正
当なユーザＵ２に対し、通信の内容を伝えることができ
る。

【００４４】（Ａ−３）第１の実施形態の効果 本実施形態によれば、従来の暗号化技術を用いなくて
も、通信の秘匿性を高めることが可能である。

【００４５】（Ｂ）第２の実施形態 以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点に
ついてのみ説明する。

【００４６】第１の実施形態は主として物理層を使用す
るものであったが、本実施形態は主としてデータリンク
層を使用する。

【００４７】データリンク層は、回線を介して隣接ノー
ドとのあいだで伝送制御を行う階層である。ネットワー
ク１２が専用線の場合は、通信端末１０の隣接ノードは
通信端末１１になるので、エンド−エンドの伝送制御
（誤り検出や再送）をこの階層で実行することが可能と
なる。

【００４８】一例としては、ベーシック手順やＨＤＬＣ
（High-level Data Link Control）手順などもこの階層
に分類される。

【００４９】（Ｂ−１）第２の実施形態の構成および動
作 基本的に図５および図６は本実施形態でもそのまま用い
ることができる。ただし、物理層とデータリンク層の相
違に対応して図中の各部の意味は第１の実施形態と相違
する。

【００５０】本実施形態の通信端末１０，１１の主要部
の構成例を図２に示す。通信端末１０と１１の構成は同
じであってよいので、図２には主として、通信端末１０
を示したものとして説明する。

【００５１】図２において、当該通信端末１０は、フレ
ーム生成／分解部２２１と、方路決定／ソート部２２２
と、ＯＳＩ参照モデルの物理層に対応する構成要素であ
るＬａｙｅｒ１部２３１〜２３Ｎとを備えている。

【００５２】このうちフレーム生成／分解部２２１は、
前記分解組立部１２１に対応する構成要素であるが、物
理層に属する前記物理単位データではなく、データリン
ク層に属するデータリンク単位データを生成（組み立
て）したり、分解したりする点が前記分解組立部１２１
と相違する。物理層と異なりこのデータリンク層には、
データ系列をフレームやセルなどの構造を持ったまとま
りとして区別する機能がある。また、当該データリンク
層の機能によっては、フレームのサイズを可変にするこ
とも可能である。

【００５３】なお、ここでは、簡単のために、当該デー
タリンク単位データをフレームとする。

【００５４】データリンク層に属するフレーム生成／組
立部２２１は、データリンク層で使用する単位データと
してのフレームの分解と組み立てを行う部分で、回線１
３１〜１３Ｎに送信する際にフレームの組み立てを行う
組立機能と、回線１３１〜１３Ｎから受信した際にフレ
ームの分解を行う分解機能を備えている。

【００５５】また、回線１３１〜１３Ｎに送信する際に
は、入出力端子２０１を介して受け取った上位層（ここ
では、ネットワーク層）の単位データであるネットワー
ク単位データを収容するように、フレームの組み立てを
行って組み立てたフレームを方路決定／ソート部２２２
に送出し、反対に回線１３１〜１３Ｎから受信する際に
は方路決定／ソート部２２２から入力された当該フレー
ムを分解してネットワーク単位データを取り出し、取り
出したネットワーク単位データを前記入出力端子２０１
から出力する。

【００５６】フレームと物理単位データ（ビット）、ネ
ットワーク単位データとデータリンク単位データがそれ
ぞれ置き換わった点などを除き、これらの機能は、第１
の実施形態とほぼ同等である。

【００５７】なお、１つのフレームに１つのネットワー
ク単位データが収容しきれない場合には、組み立て時に
ネットワーク単位データの分割が行われ、分割されたネ
ットワーク単位データの各部が複数のフレームに分けて
収容される。このように、１つのネットワーク単位デー
タが複数のフレームに分けて収容された場合、このフレ
ームを受信した受信側の通信端末１１は、当該通信端末
１１内のフレーム生成／分解部２２１が行うフレーム分
解のあと、分割されていた各部を接合して１つのネット
ワーク単位データを復元することが可能である。

【００５８】また、第１の実施形態において前記組立機
能のなかに含まれるものとした振り分け機能や、分解機
能のなかに含まれるものとした収集機能は、本実施形態
では、フレーム生成／分解部２２１とは別個の構成要素
である方路決定／ソート部２２２が分担する。したがっ
て当該方路決定／ソート部２２２がフレームを振り分け
る際にも、第１の実施形態と同様、上述したラウンドロ
ビン方式、ランダム方式、評価値方式などを用いること
ができる。

【００５９】図６（Ａ）の各単位データＤ１，Ｄ２，Ｄ
３，…をフレームとし、各フレームを例えば第１の実施
形態と同様なラウンドロビン方式にしたがって各Ｌａｙ
ｅｒ１部２３１〜２３Ｎに振り分けるものとすれば、図
６（Ａ）および（Ｂ）はそのまま、本実施形態の説明図
ともなる。

【００６０】なお、本実施形態の各Ｌａｙｅｒ１部（例
えば２３１）は、第１の実施形態のＬａｙｅｒ１（すな
わち、物理層）の構造を示す図１の分解組立部１２１と
異なり、物理的には１つの回線（Ｌａｙｅｒ１部２３１
の場合には回線１３１）だけに接続されている。

【００６１】すなわち、Ｌａｙｅｒ１部２３１には回線
１３１が接続され、Ｌａｙｅｒ１部２３２には回線１３
２が接続され、…、Ｌａｙｅｒ１部２３Ｎには回線１３
Ｎが接続されている。

【００６２】これらＬａｙｅｒ１部２３１〜２３Ｎは、
回線１３１〜１３Ｎに送信するときには、方路決定／ソ
ート部２２２から受け取ったフレームに対してＯＳＩ参
照モデルの物理層の処理を施した上で接続されている各
回線１３１〜１３Ｎに物理単位データを送出し、回線１
３１〜１３Ｎから受信する際にはこれと反対の処理を行
う。

【００６３】Ｎの値は上述したように最低限、Ｎ＝２で
あれば本実施形態の効果を得ることが可能である。

【００６４】なお、データリンク層の単位データである
各フレームには、第１の実施形態で述べたシーケンス番
号のほか、各フレームの宛先を示す送信先アドレスや、
送信元を示す送信元アドレスなどの情報を付与すること
もできるので、物理層では実行できなかった柔軟な処理
を行うことが可能になる。

【００６５】これにより、例えば、フレームの送信元の
通信端末１０と送信先の通信端末１１に接続された物理
回線１３１〜１３Ｎの数が相違する場合などでも柔軟に
通信を行うことが可能である。

【００６６】もっとも、前記シーケンス番号の処理など
は、主として、当該データリンク層よりも上位の階層の
機能である。

【００６７】以上の通りであるから、本実施形態でも、
第３者ＵＸが回線１３１上の点ＰＸで通信の傍受を試み
たとしても、そこから得られる情報は前記フレーム系列
ＤＳ１１に対応するフレームＤ１，Ｄ４，Ｄ７，…だけ
であり、前記フレーム系列ＤＳ１２に対応するフレーム
Ｄ２，Ｄ５，Ｄ８，…や、前記フレーム系列ＤＳ１３に
対応するフレームＤ３，Ｄ６，Ｄ９，…は得られず、第
３者ＵＸが通信端末１０と１１のあいだの通信の内容を
知ることはほとんど不可能である。

【００６８】なお、本実施形態の単位データであるフレ
ームは、第１の実施形態の物理単位データ（ビット）よ
りもサイズが大きく、より多くの情報を含んでいるた
め、フレームのサイズ（特に最上位のアプリケーション
層からもたらされるユーザデータの１つのフレーム内に
おけるデータ量）はできるだけ小さくしたほうが秘匿性
向上の観点で好ましい。１フレームに収容されるユーザ
データが大きいと、例えば、プレーンテキストだけを内
容とする電子メールのような情報量の少ない通信アプリ
ケーションを想定した場合、１つの電子メールの全内容
（あるいは大半の内容）が１つのフレームのなかに完全
に収容されてしまって秘匿性が弱まる可能性が高くなる
からである。

【００６９】したがって、どの程度のフレームサイズを
用いるか（特に、フレームサイズの上限値の設定）は、
上位層で使用する通信アプリケーション等に応じて決定
するのが望ましい。

【００７０】（Ｂ−２）第２の実施形態の効果 以上のように、本実施形態では、第１の実施形態の効果
と同等な効果を得ることができる。

【００７１】加えて、本実施形態では、通信の柔軟性を
高めることが可能となる。

【００７２】これにより、例えば、フレームの送信元の
通信端末（１０）と送信先の通信端末（１１）に接続さ
れた物理回線（１３１〜１３Ｎ）の数が相違する場合な
どでも柔軟に通信を行うことが可能である。

【００７３】（Ｃ）第３の実施形態 以下では、本実施形態が（第１、）第２の実施形態と相
違する点についてのみ説明する。

【００７４】本実施形態は主としてネットワーク層を使
用する。

【００７５】（Ｃ−１）第３の実施形態の構成および動
作 基本的に図５および図６は本実施形態でもそのまま用い
ることができる。ただし、データリンク層とネットワー
ク層の相違に対応して図中の各部の意味は第２の実施形
態と相違する。

【００７６】本実施形態の通信端末１０，１１の主要部
の構成例を図３に示す。通信端末１０と１１の構成は同
じであってよいので、図３には主として、通信端末１０
を示したものとして説明する。

【００７７】図３において、当該通信端末１０は、入出
力端子３０１と、方路決定／ソート部３２１と、経路選
択部３２２と、ＯＳＩ参照モデルの物理層およびデータ
リンク層に対応する構成要素であるＬａｙｅｒ２／１部
３３１〜３３Ｎとを備えている。

【００７８】このうちＬａｙｅｒ２／１部３３１〜３３
Ｎは第２の実施形態のＬａｙｅｒ１部２３１〜２３Ｎに
対応する部分であるが、物理層の機能だけでなくデータ
リンク層の機能も備えている。

【００７９】また、方路決定／ソート部３２１は、ネッ
トワーク層の単位データであるパケットにつき、前記振
り分けや収集を実行する部分である。

【００８０】この振り分けに第２の実施形態と同様な方
法（ラウンドロビンなど）を用いても秘匿性を確保する
ことは可能であるが、本実施形態では、ネットワーク層
のルーティング（通信経路の選択）機能を用いた制御を
行う。

【００８１】すなわち、経路選択部３２２は、Ｌａｙｅ
ｒ２／１部３３１〜３３Ｎより入力される各回線１３１
〜１３Ｎの負荷情報（例えば、経路上の各ルータの持つ
空き帯域の大きさなどを示す情報）等をもとに動的に通
信経路を決定し、Ｌａｙｅｒ２／１部３３１〜３３Ｎの
なかから決定した通りの通信経路を実現できるものを選
択する。

【００８２】この選択はＬａｙｅｒ２／１部３３１〜３
３Ｎのなかから１つを選ぶのではなく、２つ以上を選ぶ
ようにすることが望ましい。１つだけを選んでしまう
と、秘匿性が低下するからである。

【００８３】したがって、例えば、Ｌａｙｅｒ２／１部
３２２に接続されている回線１３２上に輻輳状態の部分
が存在する場合などには当該Ｌａｙｅｒ２／１部３２２
を避けるように、方路決定／ソート部３２１に前記振り
分けを実行させる。輻輳状態にまでいたらなくても、わ
ずかな負荷の変動にも反応するようにしておけば、同様
な操作を高頻度で行うことができる。このような処理を
実行するために、本実施形態では、Ｎは３以上であるこ
とが望ましい。

【００８４】負荷の変動は予測困難な動的事象であるた
め、これによって、極めて高い秘匿性を得ることが可能
となる。

【００８５】負荷の変動が動的事象であるということ
は、経路選択部３２２が行う選択に再現性が無いことを
意味するので、受信側の通信端末１１で前記正常受信順
序に対応した正しい受信を行うためには、上述したシー
ケンス番号などを使用する必要がある。

【００８６】本実施形態で経路選択部３２２が経路選択
を行う際には、例えば、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path
First)のためネットワーク１２上でやり取りされてい
る経路情報を活用することも可能である。

【００８７】（Ｃ−２）第３の実施形態の効果 本実施形態によれば、第２の実施形態の効果と同等な効
果を得ることが可能である。

【００８８】加えて、本実施形態では、動的事象である
負荷情報を用いて通信経路を決定するため、秘匿性をい
っそう向上することが可能である。

【００８９】さらに、負荷情報を用いて負荷の小さな通
信経路を選択すれば、当該通信（Ｕ１とＵ２間の通信）
に関しては高速で高品質の通信を行うことができる可能
性が高まる利点がある一方で、ネットワーク（１２）全
体としては、負荷の分散により輻輳状態の発生を未然に
防止することができる利点もある。

【００９０】（Ｄ）第４の実施形態 以下では、本実施形態が（第１、第２、）第３の実施形
態と相違する点についてのみ説明する。

【００９１】本実施形態は主としてトランスポート層を
使用する。

【００９２】トランスポート層は、上述したシーケンス
番号を用いて行う順序制御のほか、再送制御、フロー制
御などをエンド−エンドで実行する階層である。すなわ
ち当該トランスポート層では、ネットワーク層以下では
使用できなかったコネクション型の通信形態を用いるこ
とが可能である。トランスポート層の通信形態として
は、例えば、ＵＤＰのようなコネクションレス型の通信
も行われ得るが、ここでは、ＴＣＰのようなコネクショ
ン型の通信を行うものとする。

【００９３】コネクション型の通信では、コネクション
を確立したり解放したりするためのオーバーヘッドが発
生するためコネクションレス型の通信に比べて通信速度
は低下するが、高い通信の信頼性が保証される。

【００９４】（Ｄ−１）第４の実施形態の構成および動
作 基本的に図５および図６は本実施形態でもそのまま用い
ることができる。ただし、ネットワーク層とトランスポ
ート層の相違に対応して図中の各部の意味は、第３の実
施形態と相違する。

【００９５】本実施形態の通信端末１０，１１の主要部
の構成例を図４に示す。通信端末１０と１１の構成は同
じであってよいので、図４には主として、通信端末１０
を示したものとして説明する。

【００９６】図４において、当該通信端末１０は、入出
力端子４０１と、パケット生成／分解部４２１と、方路
決定／ソート部４２２と、リンク確立部４２３と、ＯＳ
Ｉ参照モデルの物理層、データリンク層およびネットワ
ーク層に対応する構成要素であるＬａｙｅｒ３／２／１
部４３１〜４３Ｎとを備えている。

【００９７】このうちＬａｙｅｒ３／２／１部４３１〜
４３Ｎは第３の実施形態のＬａｙｅｒ１部３３１〜３３
Ｎに対応する部分であるが、物理層とデータリンク層の
機能だけでなくネットワーク層の機能も備えている。

【００９８】パケット生成／分解部４２１は第２の実施
形態で述べたフレーム生成／分解部２２１に相当する部
分であるが、フレームではなくパケットの生成や分解を
行う点が相違する。ただしここでのパケットは、トラン
スポート層の単位データとしてのパケットなので、例え
ば、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル体系などのように、トラン
スポート層でセグメント概念を使用する場合には、当該
パケットをセグメントと読み替える必要がある。

【００９９】また、方路決定／ソート部４２２は、第３
の実施形態の方路決定／ソート部３２１に相当する部分
で、トランスポート層の単位データであるパケットにつ
き、前記振り分けや収集を実行する部分である。

【０１００】当該方路決定／ソート部４２２およびＬａ
ｙｅｒ３／２／１部４３１〜４３Ｎに接続されているリ
ンク確立部４２３は、当該通信端末１０と通信端末１１
のあいだで前記コネクション（すなわち論理リンク）の
確立や解放を接続する部分である。

【０１０１】コネクションは、双方の通信端末１０およ
び１１が、相手の送信したデータ系列ＤＳ１１〜ＤＳ１
３等をいつでも受信できるようにポート（トランスポー
ト層が持つ論理的な通信ポート）を割り当てることによ
って確立し、ポートを回収することによって解放され
る。ポートの割り当てや解放は双方の通信端末１０、１
１がほぼ同時に行う必要があるため、制御信号のやり取
りが必要となる。

【０１０２】さらに本実施形態の場合には、秘匿性を高
めるため通信端末１０と１１間で、同時に複数のコネク
ションを確立する必要がある。また、トランスポート層
で確立するコネクション（トランスポートコネクショ
ン）は本来、論理的な存在であるから、ネットワーク１
２に委ねると、論理的に異なるコネクションでも物理的
に異なる回線を用いて設定される保証はない。多くの場
合、ルータは、送信元の通信端末１０と送信先の通信端
末１１が同じ通信がほぼ同時に発生したら、これらの通
信には、同じ物理回線を使用するように経路設定するも
のと考えられるからである。

【０１０３】したがってここでは、同時に確立する複数
のコネクションが物理的に異なる回線を用いて確立され
ることを担保するため、前記Ｌａｙｅｒ３／２／１部４
３１〜４３Ｎを設け、異なるコネクションは異なるＬａ
ｙｅｒ３／２／１部４３１〜４３Ｎを介して確立するよ
うにしている。

【０１０４】本実施形態では、コネクション管理を用い
ているため、通信途中にコネクション数を変化させた
り、パケットの種類毎に使用するコネクション数を変化
させる等を行うことができる為、さらに高度な秘密保持
が実現可能となる。ただしコネクション数を増減するに
は新たなコネクションの確立や使用中のコネクションの
解放を行うこととなり、通信端末１０、１１間で上述し
た制御信号をやり取りすることが必要なので、制御信号
のやり取りに要する時間や、データトラヒック量の推移
に配慮して実行する必要がある。

【０１０５】（Ｄ−２）第４の実施形態の効果 本実施形態によれば、第３の実施形態の効果と同等な効
果を得ることが可能である。

【０１０６】加えて、本実施形態では、通信途中にコネ
クション数を変化させることも可能であり、いっそう秘
匿性を向上することができる。

【０１０７】(Ｅ）他の実施形態 上記第１〜第４の実施形態でも示す通り、本発明はＯＳ
Ｉ参照モデルの下位機能（伝送制御機能）、すなわち、
物理層、データリンク層、ネットワーク層、トランスポ
ート層の各階層で実現することが可能である。ある階層
で本発明の機能を実現した場合、階層間のインタフェー
スさえ規定どおりのものを提供すれば、当該階層内部で
の機能仕様は、それ以外の階層の機能仕様とは無関係に
設計できる。

【０１０８】このため、本発明は、例えば、物理的に使
われている回線（伝送方式）等は、ＦＤＤＩ、Ｅｔｈｅ
ｒｎｅｔ（登録商標）、ＡＴＭ、ＩＳＤＮ等の既存のも
の全てを使用することが可能である。また通信プロトコ
ルとしても既存のＴＣＰ／ＩＰ、ＰＰＰ（Point to Poi
nt Protocol）、ＭＰ（Multilink Protocol）などどの
プロトコルを使用可能である。

【０１０９】また、階層ごとに本発明を適用するか否か
を自由に決定することが可能である。例えば、物理層と
トランスポート層では秘匿性の高い本発明を適用し、デ
ータリンク層とネットワーク層は秘匿性を考慮せずに通
常のプログラムを使用すること等も可能である。

【０１１０】さらにまた、本発明は、既存の暗号化技術
や、圧縮技術などを併用することも可能である。本発明
単独でも秘匿性を高めることは十分に可能であるが、既
存の暗号化技術などを併用すればいっそう高度な秘匿性
が期待できる。なお、圧縮技術が本来のデータ系列があ
る程度そろってからでないと正常な解凍ができないもの
である場合、本発明との関係で、秘匿性の向上に関する
相乗効果が期待できる。

【０１１１】なお、一般的に、ＯＳＩ参照モデルの各階
層の機能を実現するためには、各階層ごとに厳密に独立
したプログラムを作成するのが基本であり、実際、汎用
機システムではそれが普通であるが、パーソナルコンピ
ュータなどの場合は、主として記憶装置の空間的コスト
との関係から、階層ごとに厳密に独立したプログラムが
作成されることは少ないのが現状である。

【０１１２】しかしならそのような場合でも、本発明は
適用可能である。

【０１１３】なお、上記第１〜第４の実施形態では主と
して蓄積交換ネットワークを例に説明したが、本発明
は、回線交換ネットワークなどにも適用可能である。

【０１１４】また、上記第１〜第４の実施形態におい
て、図１〜図４は、通信端末１０および１１の内部の構
成例であるものとして説明したが、これらは必ずしも端
末の構成である必要はない。中継装置（例えば、ブリッ
ジ）やＬＡＮ間接続装置（例えば、ルータやゲートウエ
イ等）などが図１〜図４に示すような構成を備えるもの
であってもかまわない。

【０１１５】なお、上記第１〜第４の実施形態では、通
信端末１０、１１間の通信は、物理的に異なる回線を利
用して行われたが、本発明はこれに限定せず、論理的に
異なっていれば物理的には同じ回線であってもよいもの
とする。

【０１１６】例えば、上述したコネクション型の通信形
態を取る場合、異なるコネクションを物理的に同じ回線
上に設定してもかまわない。この場合、秘匿性は上記第
４の実施形態よりも低下するが、通常、第３者ＵＸは、
同じ通信が異なるコネクションを用いて同時並列的に実
行されることは想定していないものと考えられるので、
実用上、十分な秘匿性が得られる可能性がある。

【０１１７】また、このようなコネクション型の通信形
態を取る場合には、前記ネットワーク１２にＬＡＮを含
めることが可能である。

【０１１８】一般的にＬＡＮでは、伝送距離が短い等の
理由により伝送誤りが少ないという高信頼性や、（コネ
クションの確立や解放のオーバーヘッドを省略して）高
速性というＬＡＮの利点を生かすため、ＣＳＭＡ／ＣＤ
(Carrier Sense Multiple Access with Collision Dete
ction)やトークンパッシングなどの衝突検出・防止機構
を用いてコネクションレス型の通信を行うことが多い
が、必要な場合にはＬＡＮ内でコネクション型の通信を
可能とする機構を備えたものもあるからである。

【０１１９】以上の説明では、本発明を主としてソフト
ウエア的に実現したが、本発明はハードウエア的に実現
することも可能である。

【０１２０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、従来の暗号化技術などを用いなくても通信の秘匿性
を高めることが可能である。

【０１２１】もちろん、必要ならば、本発明と従来の暗
号化技術などを併用することは可能であり、その場合に
は一層の秘匿性向上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る通信端末の主要部の内部
構成例を示す概略図である。

【図２】第２の実施形態に係る通信端末の主要部の内部
構成例を示す概略図である。

【図３】第３の実施形態に係る通信端末の主要部の内部
構成例を示す概略図である。

【図４】第４の実施形態に係る通信端末の主要部の内部
構成例を示す概略図である。

【図５】第１〜第４の実施形態の通信システムの全体構
成例を示す概略図である。

【図６】第１〜第４の実施形態の動作説明図である。

【符号の説明】

１０、１１…通信端末、１２…ネットワーク、１２１…
分解組立部、１３１〜１３Ｎ…通信回線、２２１…フレ
ーム生成／分解部、２２２，３２１，４２１…方路決定
／ソート部、３２２…経路選択部、４２１…パケット生
成／分解部、４２３…リンク確立部、Ｄ１〜ＤＭ…単位
データ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上位層にとって連続した一連の意味を持
   つ信号系列を、複数の回線に送信する通信装置におい
   て、 前記信号系列をその構成要素である各要素信号に分割
   し、分割して得られた各要素信号を所定の分配手順にし
   たがって前記回線に分配する分配手段を備え、 前記回線上における前記信号系列の秘匿性を高めること
   を特徴とする通信装置。
2. 【請求項２】 請求項１の通信装置において、 前記回線は、物理的に複数であることを特徴とする通信
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１の通信装置において、 前記回線は、論理的に複数であることを特徴とする通信
   装置。
4. 【請求項４】 上位層にとって連続した一連の意味を持
   つ信号系列を構成する各要素信号を、複数の回線から受
   信する通信装置において、 受信した前記要素信号を所定の合成手順にしたがって合
   成することで、前記信号系列を復元する合成手段を備
   え、 前記回線上における前記信号系列の秘匿性を高めること
   を特徴とする通信装置。
5. 【請求項５】 請求項４の通信装置において、 前記回線は、物理的に複数であることを特徴とする通信
   装置。
6. 【請求項６】 請求項４の通信装置において、 前記回線は、論理的に複数であることを特徴とする通信
   装置。