JP2003258790A - 無線通信システムおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】暗号化鍵の更新をシステムにより自立的に行わ
せる。 【解決手段】アクセスポイント１００は、ビーコンフレ
ームをサービスセットの端末に対して定期的に放送送信
している。ビーコンフレームに、鍵番号を通知するため
のフィールドを設けておく。そして、アクセスポイント
と端末には、鍵そのものである鍵情報をその鍵番号順に
記憶するＩＣカードが装着されている。アクセスポイン
トは定期的に鍵を変更し、変更した鍵番号をビーコンフ
レームにより端末に配信する。各端末は、ビーコンフレ
ーム中の鍵番号からかぎ情報を特定し、それを暗号化お
よび復号に利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば無線通信媒
体を用いたローカル通信ネットワーク等において、暗号
化通信を行う通信システム及び暗号化方法に関するもの
で、特に、通信データの暗号化に利用する暗号化鍵の自
律的な変更を用いて無線通信傍受者に対するセキュリテ
ィを強化する無線通信システムおよびその制御方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の無線ＬＡＮシステム等の無線ロー
カル通信システムには、ピアツーピア接続された無線端
末のみで構成されるインデペンデント方式のものや、ひ
とつのアクセスポイントと無線端末とでサービスエリア
（基本サービスセット）を構成し、複数のアクセスポイ
ント同士を有線接続して接続して構成されるインフラス
トラクチャ方式のものがある。後者の方式によるシステ
ムは、無線通信機能を備えたパーソナルコンピュータ等
のクライアント端末と、クライアント端末から有線ＬＡ
Ｎに接続するための無線通信機能を有するアクセスポイ
ントを備えている。このようなシステムにおいては、ク
ライアント端末間は無線で、有線ＬＡＮに対してはアク
セスポイント経由で通信を行う。無線通信では通信内容
を傍受可能であるために、情報の秘匿のためには暗号化
通信を行う必要がある。そのために当該無線通信の基本
サービスセットにて利用する暗号化鍵情報はひとつのサ
ービスセットにおいては共有されていなければならな
い。サービスセットで使用される暗号化鍵情報は、通信
システムを構成するクライアント端末機器およびアクセ
スポイントの各々の初期設定処理段階で設定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来例では、暗号化通信を傍受し、傍受した暗号化信号か
ら無線ローカル通信システムの傍受した通信エリアで利
用されている暗号化鍵を推定することが可能である。特
に近年では、パーソナルコンピュータ等の情報処理機器
の処理能力が向上し、一般に普及した安価な機器を用い
て、傍受した暗号化信号から暗号化鍵を推定することが
比較的短時間で行えるようになりつつある。そのため、
無線ローカル通信システムの初期設定処理後、暗号化鍵
の再設定を行わずに同一の暗号化鍵を用いて暗号化デー
タ通信を継続していると、傍受者が暗号化鍵を特定した
後でもその暗号化鍵を用いて通信を継続していることと
なり、傍受者により暗号化通信の内容が解読されてしま
うという事態も生じ得る。

【０００４】本発明は上記従来例に鑑みて成されたもの
で、アクセスポイントの主導で当該アクセスポイントが
統括する無線エリア内で利用される暗号化鍵を自律的に
変更することを可能とし、さらに、無線回線を通じて伝
達される暗号鍵関連情報を暗号化鍵と対応させたインデ
ックス情報に限定することで、暗号鍵情報を有さないク
ライアント端末以外による暗号化鍵の入手を困難とし、
情報安全性を向上させた無線通信システムおよびその制
御方法を提供することを目的とする。

【０００５】さらに、暗号化鍵情報とインデックス番号
との関連付けを着脱可能な記憶媒体に記憶させること
で、アクセスを許容する端末とアクセスを許容しない端
末とを視覚的に識別でき、情報安全性を向上させた無線
通信システムおよびその制御方法を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成から成る。

【０００７】端末とアクセスポイントとを無線通信によ
り接続する無線通信システムであって、前記端末および
アクセスポイントそれぞれに備えられ、暗号化鍵を索引
により識別可能に記憶する記憶手段と、前記アクセスポ
イントにおいて使用するものと決定された暗号化鍵の索
引を前記端末に配信する配信手段と、前記端末におい
て、前記アクセスポイントより配信された索引により識
別される暗号化鍵を前記記憶手段より読み出して、使用
する暗号化鍵として登録する手段とを備える。

【０００８】さらに好ましくは、前記記憶手段は、前記
端末およびアクセスポイントに対して着脱自在な記憶媒
体を含む。

【０００９】さらに好ましくは、前記アクセスポイント
においては、前記アクセスポイントと端末との間で通信
されるデータ量が一定値に達する毎に使用する暗号化鍵
を新たに決定する。

【００１０】さらに好ましくは、前記アクセスポイント
においては、一定時間経過する毎に使用する暗号化鍵を
新たに決定する。

【００１１】あるいは本発明の他の側面は次のような構
成から成る。

【００１２】端末と無線通信により接続された無線通信
制御装置であって、暗号化鍵を索引により識別可能に記
憶する記憶手段と、使用する暗号化鍵を決定する鍵決定
手段と、決定された暗号化鍵を前記記憶手段より読み出
して、使用する暗号化鍵として登録する手段と、前記決
定された暗号化鍵の索引を前記端末に配信する配信手段
とを備える。

【００１３】さらに好ましくは、前記記憶手段は、着脱
自在な記憶媒体を含む。

【００１４】さらに好ましくは、前記鍵決定手段は、前
記端末との間で通信されるデータ量が一定値に達する毎
に使用する暗号化鍵を新たに決定する。

【００１５】さらに好ましくは、前記鍵決定手段は、一
定時間経過する毎に使用する暗号化鍵を新たに決定す
る。

【００１６】あるいは本発明の他の側面は次のような構
成から成る。

【００１７】無線通信制御装置と無線通信により接続さ
れた端末装置であって、暗号化鍵を索引により識別可能
に記憶する記憶手段と、前記無線通信制御装置より配信
された索引により識別される暗号化鍵を前記記憶手段よ
り読み出して、使用する暗号化鍵として登録する手段と
を備える。

【００１８】あるいは本発明の他の側面は次のような構
成から成る。

【００１９】有線通信網に接続されたアクセスポイント
とを含む無線通信システムであって、前記クライアント
端末および前記アクセスポイントの双方の機器に装着さ
れた記憶媒体と、前記記憶媒体内にデータ暗号化用の鍵
情報をインデックッス番号と対応付けて記憶する手段
と、前記機器側からの前記インデックッス番号による問
合せに対応して、前記記憶媒体から前記暗号化用の鍵情
報を返送する手段とを有する。

【００２０】

【発明の実施の形態】［第一の実施形態］以下、本発明
に係る無線ローカル通信の暗号化システムの実施の形態
について、添付の書面を参照しつつ説明する。

【００２１】本実施形態における無線ローカル通信の暗
号化システムでは、無線ＬＡＮ（ISO8802.11準拠システ
ム）を無線ローカル通信媒体とし、着脱可能な記憶媒体
としてＩＣカードを用いて、無線ＬＡＮのインフラスト
ラクチャモードを利用し、無線通信媒体上で、規定量の
データの通信が行われる毎に、無線媒体で利用する暗号
化用鍵を自動的に変更する。

【００２２】図１は本実施形態における無線ローカル通
信システムを含むＬＡＮシステムの構成概念図である。
図１はデータ通信を行っていない状態を示している。Ｌ
ＡＮシステム全体は、バックボーン通信網である有線通
信網（有線ＬＡＮ）１０と、ローカル無線通信網である
無線ＬＡＮシステム１１とを有する。無線ＬＡＮシステ
ム１１は、アクセスポイント１００とクライアント端末
１１０、１２０、１３０によって構成されている。アク
セスポイント１００は、無線ＬＡＮと有線ＬＡＮとを接
続するだけでなく、基本サービスセット内の端末および
アクセスポイントによって共有される情報を、サービス
セットの各端末に報知する制御装置としての機能を有し
ている。

【００２３】また、アクセスポイント１００及びクライ
アント端末１１０，１２０，１３０それぞれは、記憶媒
体としてのＩＣカード１０１、１１１、１２１、１３１
それぞれを着脱可能なＩＣカードアダプタを備えてい
る。このＩＣカード１０１，１１１，１２１，１３１そ
れぞれには、暗号化のために利用する暗号化鍵情報とそ
の暗号化鍵情報を示すためのインデックス値が併せて記
憶されている。暗号通信時には、アクセスポイント１０
０および暗号化通信を行うクライアント端末には、ＩＣ
カードが装着される。

【００２４】アクセスポイント１００は、インフラスト
ラクチャモードにおいて、無線エリア内に在圏する全て
のクライアント端末にエリアプロファイル情報を報知す
るためのビーコンフレーム１２を放送形式で一定時間間
隔で間欠的に送信する。エリアプロファイル情報は、ア
クセスポイント１００が統括する無線エリア（基本サー
ビスセット）のプロファイル（設定情報の集まり）を示
す情報である。本実施形態では、ビーコンフレーム１２
により送信されるエリアプロファイル情報に、アクセス
ポイント１００が利用中の暗号化（ISO8802.11のＷＥＰ
方式に従った暗号化）用の鍵番号（鍵の値を示すための
インデックス値）を含めて間欠送信している。なお、Ｗ
ＥＰ方式とは、ISO8802.11のオプション機能で、ＭＡＣ
層（ＭＡＣ：メディアアクセス制御）でデータを暗号化
し、メディア認証コード用データを付けて、エラーや改
ざんの有無をチェックする方式である。この暗号化に使
用される鍵をＷＥＰ鍵と呼ぶ。

【００２５】図２は、本実施形態における無線ローカル
通信の暗号化システムにおいてデータ通信中の様子を示
す概念図である。フレーム２０、２１が、データ通信の
際に利用される動的ＷＥＰ鍵更新方式による暗号化デー
タ通信フレームである。なお、本実施形態においては、
エリア内で規定量のデータ通信が行われる毎にＷＥＰ鍵
を更新している。

【００２６】図１３に、本実施形態の無線ＬＡＮクライ
アント端末の無線ＬＡＮ機能部の機能ブロック図を示
す。

【００２７】無線部１３０１は送受信を司る。ベースバ
ンド処理部１３０２は信号の変復調を司る。ＭＡＣコン
トロール部１３０３はデータの符号化・復号化及びタイ
ミング管理を司る。制御部１３０４は、フレームレベル
以上の制御を司る。ＲＡＭ１３０５はワークエリア用の
メモリ、ＲＯＭ１３０６は制御プログラムを格納するメ
モリである。ＩＣカードインタフェース部１３０７は、
ＩＣカード１３０９にデータを書き込み、またＩＣカー
ド１３０９からデータを読み出すための電気的機械的イ
ンターフェースを提供する。ＩＣカード１３０９には、
ＷＥＰ鍵の情報要素と各情報要素選択用のインデックス
値が関連付けられて内部に記憶（図６参照）されてい
る。アプリケーションインタフェース部１３０８は、無
線ＬＡＮ機能部を利用して通信を行うクライアント端末
における他の構成部分とのインターフェースを提供す
る。

【００２８】図１４に、本実施形態の無線ＬＡＮアクセ
スポイントの機能ブロック図を示す。

【００２９】無線部１４０１は送受信を司る。ベースバ
ンド処理部１４０２は信号の変復調を司る。ＭＡＣコン
トロール部１４０３はデータの符号化・復号化及びタイ
ミング管理を司る。制御部１４０４はフレームレベル以
上の制御を司る。ＲＡＭ１４０５はワークエリア用のメ
モリ、ＲＯＭ１４０６は制御プログラムを格納するメモ
リである。ＩＣカードインタフェース部１４０７は、Ｉ
Ｃカード１４０９にデータを書き込み、またＩＣカード
１４０９からデータを読み出すための電気的機械的イン
ターフェースを提供する。ＩＣカード１４０９には、Ｗ
ＥＰ鍵の情報要素と各情報要素選択用のインデックス値
が関連付けられて内部に記憶（図６参照）されている。
有線ＬＡＮインターフェース部１４０８は、アクセスポ
イントと有線ＬＡＮとのインターフェースを提供する。

【００３０】図３に無線ＬＡＮ（ISO8802.11準拠システ
ム）のビーコン信号のフォーマット例を示す。ビーコン
信号は、インフラストラクチャモードにおいて、アクセ
スポイントから全てのクライアント端末にブロードキャ
ストでエリアの情報を報知するために用いられる信号で
ある。図３のフォーマットには、媒体アクセス制御（Ｍ
ＡＣ）層のフレームであることを示すＭＡＣヘッダ３０
１やタイムスタンプ３０２、後述する２オクテットのケ
ーパビリティ情報３０４等、規格により定められたフィ
ールドが定義されている。

【００３１】図４は、図３のビーコン信号に含まれるケ
ーパビリティ(capability)情報３０４の規格化された内
容を示す図である。ビット５からビット１５までは予備
ビットとなっている。

【００３２】図５に、本実施形態の無線ＬＡＮ（ISO880
2.11準拠システム）におけるビーコン信号のケーパビリ
ティ情報３０４を拡張したフォーマット例を示す。本実
施形態では、ビーコンフレーム信号上に２オクテットで
構成されているケーパビリティ情報３０４にて、予備エ
リア４０６として使用方法が保留されている１１ビット
のうち、ビット５からビット１０の６ビットを、アクセ
スポイントが利用中のＷＥＰ鍵に対応するインデックス
値を基本サービスセット内のクライアント端末に周知す
るための暗号鍵番号５０６として定める。暗号鍵番号５
０６により、６４種類のＷＥＰ鍵を指定することができ
る。さらに、予備エリア４０６のビット１１を、アクセ
スポイント側での運用上の不具合（ＩＣカードからＷＥ
Ｐ鍵情報が読み出せない等）が生じていることを通知す
るための警告ビット５０７と定める。残り４ビットを予
備エリアとして留保している。

【００３３】図６は、本実施形態において無線ＬＡＮの
ＷＥＰ鍵情報のデータ長が４０ビットである場合に、Ｉ
Ｃカード内にＷＥＰ鍵情報として格納されている鍵情報
登録テーブルの例を示す。ＩＣカードには、暗号鍵番号
５０６はＷＥＰ鍵に対応するインデックス値（１〜６
４）そ表し、暗号鍵番号に対応して、実際の４０ビット
のＷＥＰ鍵情報６０１〜６６４が記憶されている。そし
て、インデックス値の入力に対して、入力されたインデ
ックス値に対応するＷＥＰ鍵情報を返送する機能をＩＣ
カードは有している。この機能は、ＩＣカードに内蔵さ
れたプロセッサにより、これも内蔵されたメモリに格納
されたプログラムを実行することで遂行される。

【００３４】図７および図８はＩＣカード内の論理ファ
イル構造の模式図である。このうち、図７は最上位ＤＦ
７００〜７２０の識別用のＩＤ（ＡＩＤ）をサービスベ
ンダ毎に割当てる方式で実装した一例である。図８は、
最上位ＤＦ８００〜８２０の識別用のＩＤ（ＡＩＤ）を
サービス種別毎に割当てる方式で実装した一例である。
いずれにしても、図７および図８のEF KEYINFO７２００
１および８２００１）内の記憶エリアに、図６に示す記
憶形態で記憶されている。したがって、ＩＣカードは、
インデックス値が入力された場合、この論理ファイル構
造をたどって鍵情報登録テーブルを参照し、入力された
インデックス値に対応するＷＥＰ鍵情報を獲得して出力
することができる。

【００３５】＜ＷＥＰ鍵の変更手順＞無線ＬＡＮシステ
ムにおけるＷＥＰ鍵の変更方法を、図９のシーケンスチ
ャートおよび図１０のアクセスポイントの処理フローチ
ャートと図１１のクライアント端末の処理フローチャー
トを用いて説明する。本実施形態では、無線アクセスポ
イントを介して通信されるデータ量が規定量を超過した
ことをＷＥＰ鍵変更のトリガとして利用する例を示す。
アクセスポイント１００は、サービスエリア内のクライ
アント端末との間の通信データ量を、データの送受信が
発生する都度カウンタ等を用いて積算し、あらかじめ定
められた規定量と比較する。なおデータ量はデータ送信
または受信に限って行うようにすることもできる。

【００３６】そして、図９に示すように、無線アクセス
ポイント１００が、それを介して通信されるデータ量が
規定量を超過したと判定した場合には、当該無線アクセ
スポイントでは、図１０に示す処理が起動される。

【００３７】まず、現在までに積算した伝送データ量を
カウントするカウンタをクリアし（１００１）、所定の
演算により、変更する暗号鍵番号（ＷＥＰ鍵に対応する
インデックス値）を選択する（１００２）。インデック
ス値を決定するための演算としては、たとえば最も簡単
には直前の鍵番号に１を加算する方法や乱数を発生して
その６４を法とする剰余をインデックスとする方法など
が考えられる。重要な点は、直前の鍵番号が再度選択さ
れないようにすることにある。また、仮に再度の選択を
許すにしても、暗号通信文から暗号化鍵を推定するため
に必要な時間に対して十分短い間隔で暗号化鍵が変更さ
れるように、鍵番号が決定される必要がある。鍵変更の
トリガとなる通信データ量（以下、トリガデータ量と呼
ぶ）もこの観点から決定されている必要がある。

【００３８】暗号鍵番号が決定されたなら、アクセスポ
イント１００は、装着されているＩＣカード１０１に対
して、暗号鍵番号を付加したＷＥＰ鍵情報要求を発行す
る（１００３）。ＷＥＰ鍵情報要求を受信したＩＣカー
ド１０１により、指定された暗号鍵番号に対するＷＥＰ
暗号鍵情報を付加したＷＥＰ鍵情報応答が返送される。

【００３９】アクセスポイント１００がＷＥＰ暗号鍵情
報応答を正常に受付けた場合（１００４−Ｙ）、現在デ
ータ通信中であるかの判定を行う（１００５）。データ
通信中であれば、１データ通信単位に、終了まで待ち合
わせを行う。データ通信中でなければ、今後利用する暗
号化鍵（ＷＥＰの鍵）を前記ＩＣカードより受取ったＷ
ＥＰ暗号鍵情報に変更し、警告表示用の警告ビットをク
リアする（ステップ１００６）。そして、ビーコンフレ
ームのケーパビリティ情報に、新たな暗号鍵番号（前記
ＷＥＰ鍵に対応するインデックス値）および警告ビット
をセットし、エリア内のクライアント端末に対してブロ
ードキャストで通知する（ステップ１００７）。

【００４０】一方、例えばタイムアウトなどを生じて応
答を正常に受付けられなかった場合（１００４−Ｎ）、
警告表示用の警告ビットをセットし（１００８）、暗号
鍵番号（前記ＷＥＰ鍵に対応するインデックス値）およ
び警告ビット値をビーコンフレームのケーパビリティ情
報にセットし、エリア内のクライアント端末に対してブ
ロードキャストで通知する（ステップ１００７）。この
場合、新たな暗号鍵番号は得られていないので、例えば
現在の値をそのままセットすればよい。なお、データ量
が規定値に達していない場合に送信されるビーコンフレ
ームについては、暗号鍵情報５０６としては、使用され
ている暗号鍵番号をそのままセットすればよい。あるい
は、例えば暗号鍵番号０により暗号鍵の変更がない旨を
表示させる等により、暗号鍵番号が変更されていないこ
とを示すこともできる。

【００４１】次に、ビーコンフレームを受信したクライ
アント端末１１０の動作を図１１を参照して説明する。
なおいずれのクライアント端末も同様の動作を行う。

【００４２】クライアント端末１１０は、受信したビー
コンフレームよりケーパビリティ情報内の「暗号鍵番
号」５０６および「警告ビット」５０７を読み出し（１
１０１）、警告ビットがセットされているか判定する
（１１０２）。セットされていれば、クライアント端末
において鍵が更新されなかった旨の警告表示を行って
（１１０７）、１処理単位を終了する。一方、警告ビッ
トがセットされていなければ、「暗号鍵番号」を参照し
（１１０３）、変更が検出されなければ、そのまま１処
理単位を終了する。

【００４３】「暗号鍵番号」の変更が検出された場合
（１１０３）、クライアント端末１０１は、装着されて
いるＩＣカード１１１に対して、暗号鍵番号を付加して
ＷＥＰ鍵情報要求を行う（１１０４）。ＩＣカード１１
１は、指定された暗号鍵番号をＷＥＰ鍵情報に対応する
インデックス値として、暗号鍵情報（ＷＥＰ暗号鍵情
報）を付加してＷＥＰ鍵情報応答を返送する。

【００４４】クライアント端末１０１は、ＷＥＰ鍵情報
応答を正常に受付けたか判定し（１１０５）、正常に受
信したなら今後利用する暗号化鍵（ＷＥＰの鍵）をＩＣ
カード１１１より受取ったＷＥＰ暗号鍵情報に変更す
る。

【００４５】一方ＩＣカード１１１からのＷＥＰ鍵情報
応答を正常に受付けられなかった場合（１１０５−
Ｎ）、クライアント端末１０１に警告表示を行い（１１
０７）、１処理単位を終了する。

【００４６】以上のアクセスポイントおよびクライアン
ト端末およびそれぞれに接続されたＩＣカードの動作を
図９に示している。図９においては、アクセスポイント
はビーコン信号をサービスセット内のクライアント端末
に対して定期的に送信（放送送信）している。そして、
ビーコン信号９０１送信後に、最後にＷＥＰ鍵を変更し
てからの通信データ量が一定値を越えたなら、それをＷ
ＥＰ鍵変更トリガ９０２として新たな暗号鍵番号を決定
し、アクセスポイントに接続されたＩＣカードに対して
ＷＥＰ鍵情報要求９０３を発行して暗号鍵番号を通知
し、それに対するＷＥＰ鍵情報応答９０４の受信を待
つ。ＷＥＰ鍵情報応答９０４を受信したなら、そのＷＥ
Ｐ鍵情報応答に含まれるＷＥＰ鍵情報を新たな暗号鍵と
して使用すべく設定し、ビーコン信号９０５の暗号鍵番
号フィールドに新たに決定された暗号鍵番号を設定して
ビーコン信号９０５を放送送信する。クライアント端末
ではビーコン信号を受信すると、そこに含まれる信号に
応じた設定を行うが、特に、暗号鍵番号に変更がある
と、クライアント端末に接続されたＩＣカードに対して
ＷＥＰ鍵情報要求９０７を発行して暗号鍵番号を通知
し、それに対するＷＥＰ鍵情報応答９０８の受信を待
つ。ＷＥＰ鍵情報応答９０８を受信したなら、そのＷＥ
Ｐ鍵情報応答に含まれるＷＥＰ鍵情報を新たな暗号鍵と
して使用すべくクライアント端末を設定する。

【００４７】以上の処理により、無線ＬＡＮ媒体上の通
信データ量の既定値超過をトリガとして、暗号化用の鍵
（ＷＥＰ暗号鍵）を、ネットワークの運用中に、自律的
に更新することが可能となる。このため、当該サービス
セット用ＩＣカードを保持しない無線ＬＡＮクライアン
ト等の第三者による通信傍受に対するセキュリティを向
上させることが可能となる。また、同時に権限なき第三
者によるネットワークへのアクセスについてのセキュリ
ティ向上も可能となる。

【００４８】特に、アクセスポイントから各端末への鍵
情報の配信は、暗号鍵番号の配信という形で行われ、Ｗ
ＥＰ鍵情報そのものが配信されることはない。そのた
め、本実施形態において鍵管理に使用しているＩＣカー
ドを保有していない端末においては、鍵情報そのものの
配信を傍受して鍵を特定することが不可能となり、一層
のセキュリティの向上を図ることができる。

【００４９】また、暗号鍵番号をビーコン信号に含ませ
て配信することで、鍵配信のための特別な手順が不要と
なり、セキュリティを確保しつつＷＥＰ鍵の変更を簡便
迅速に行うことが可能となる。

【００５０】さらに、鍵情報をＩＣカードにより管理し
ているために、ＩＣカードそのものを新たな鍵情報を保
持したＩＣカードに交換することで、一層セキュリティ
を向上させることができる。

【００５１】さらに、本実施形態では、ＷＥＰ鍵を変更
する間隔を通信データ量により設定しておけるために、
データの交換が頻繁なサービスセットにおいては頻繁に
ＷＥＰ鍵を変更することができる。

【００５２】［第二の実施形態］図１２に、無線アクセ
スポイントにて計時される“同一ＷＥＰ鍵継続時間タイ
マ”のタイムアップを、ＷＥＰ鍵変更のトリガ（図９の
９０２）として利用する例を示す。

【００５３】無線アクセスポイント１００にて“同一Ｗ
ＥＰ鍵継続時間タイマ”がタイムアップした際、当該無
線アクセスポイントでは、図１２に示す処理が起動され
る。

【００５４】まず、現在までの“同一ＷＥＰ鍵継続時間
タイマ”を初期化（１２０１）した後、所定の演算によ
り、変更する暗号鍵番号（ＷＥＰ鍵に対応するインデッ
クス値）の選択を行う（１２０２）。同一ＷＥＰ鍵継続
時間タイマは、図１４の制御部１４０４が備えるタイマ
を利用して実現できる。また、タイマは初期化後ただち
に再スタートされる。

【００５５】アクセスポイント１００は、装着されてい
るＩＣカード１０１に対して、暗号鍵番号（ＷＥＰ鍵に
対応するインデックス値）を付加したＷＥＰ鍵情報要求
を発行する（１２０３、９０３）。

【００５６】ＩＣカード１００は、指定された暗号鍵番
号（ＷＥＰ鍵に対応するインデックス値）に対する、暗
号鍵情報（ＷＥＰ鍵の情報）を付加したＷＥＰ鍵情報応
答をアクセスポイント１００に返送する（９０４）。

【００５７】アクセスポイント１００が、ＷＥＰ鍵情報
応答を正常に受付けた場合（１２０４−Ｙ）、現在デー
タ通信中であるかの判定を行い（１２０５）、データ通
信中であれば、１データ通信単位に終了まで待ち合わせ
を行い、データ通信中でなければ、今後利用する暗号化
鍵（ＷＥＰの鍵）をＩＣカード１０１より受取った暗号
鍵情報に変更し、警告表示用の警告ビットをクリアする
（１２０６）。

【００５８】一方、ＷＥＰ鍵情報応答を正常に受付けら
れなかった場合（１２０４−Ｎ）、警告表示用の警告ビ
ットをセットし（１２０８）、対応情報である鍵番号番
号（ＷＥＰ鍵に対応するインデックス値）、警告ビット
値を前記ビーコンフレームにセットし、エリア内のク
ライアント端末に対してブロードキャストで通知する
（９０５、１２０７）。

【００５９】以上の処理により、本実施形態に示した制
御を行うアクセスポイントと、第１の実施形態で示した
クライアント端末の組み合わせにる無線ＬＡＮシステム
においても、アクセスポイント１００にて計時される
“同一ＷＥＰ鍵継続時間タイマ”のタイムアップをトリ
ガとすることで、暗号化用の鍵（ＷＥＰ鍵）を実運用中
に、自律的に更新することが可能となり、第一の実施形
態と同様に、当該サービスセット用ＩＣカードを保持し
ない無線ＬＡＮクライアントといった第三者の傍受に対
する通信セキュリティを向上させることが可能となる。

【００６０】また、同一ＷＥＰ鍵継続時間をプログラム
可能としておけば、暗号鍵解読方法の洗練や暗号鍵解読
に使用される処理装置の性能向上に応じて、同一ＷＥＰ
鍵継続時間を短縮していくことで、セキュリティを維持
することができる。

【００６１】また、鍵自体を配信せず、鍵番号を配信す
ることにより簡便かつ迅速なＷＥＰ鍵の変更を行えるこ
とから、鍵を変更する間隔を短時間に設定しても、それ
に起因する処理処理遅延を抑制できる。そのため、鍵変
更の頻度を高めてセキュリティ破りに対する耐性を向上
させることができる。

【００６２】さらに、本実施形態では、ＷＥＰ鍵を変更
する間隔を時間により設定しておけるために、一定時間
毎の鍵の変更を保証することができる。（他の実施形
態）前記実施形態においては、ローカル無線通信システ
ム用の無線媒体として、ISO8802.11準拠の無線ＬＡＮシ
ステムのインフラストラクチャモードを利用した場合の
無線通信回線上で伝送されるデータを暗号化するための
暗号鍵を定期的に変更する例を示した。しかし、ISO880
2.11準拠の無線ＬＡＮシステムのインフラストラクチャ
モード以外でも、１つのアクセスポイントと複数のクラ
イアントから構成され、アクセスポイントから当該無線
エリアに関する情報が定常的に報知されるローカル無線
通信システム、例えば構内ＰＨＳやブルートゥース(Blu
e tooth)等への応用が可能である。

【００６３】また、前記実施形態においては、暗号化鍵
（ＷＥＰ鍵）情報格納モジュールとしてＩＣカードを利
用しているが、ＰＣカード等の他の記憶モジュールを用
いても同様の効果が得られる。

【００６４】また、上記実施形態では、鍵の管理はＩＣ
カードにより行われているが、アクセスポイントおよび
各クライアント端末それぞれが鍵の管理を行う構成であ
ってもよい。この場合には、アクセスポイントから各端
末に対してＷＥＰ鍵を送信するシーケンスを付加するこ
とで更にセキュリティを向上させることができる。

【００６５】また、第１実施形態においてＷＥＰ鍵変更
のトリガとなるデータ量は、暗号化の対象となるデータ
量であってもよいし、送受信されたデータ全体のデータ
量であってもよい。

【００６６】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【００６７】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読み出し実行することによっても達成され
る。

【００６８】この場合、記憶媒体から読み出されたプロ
グラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現する
ことになり、そのプログラムコード自体およびプログラ
ムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することに
なる。

【００６９】また、コンピュータが読み出したプログラ
ムコードを実行することにより、前述した実施形態の機
能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指
示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーテ
ィングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部
を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実
現される場合も含まれる。

【００７０】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
無線ローカル通信システムにおいて、アクセスポイント
の主導で当該アクセスポイントが統括する無線エリア内
で利用する暗号化鍵を自律的に変更することが可能とな
る。また、無線回線を通じて伝達される暗号鍵関連情報
を、端末に接続された記憶媒体アクセスのためのインデ
ックス情報に限定しているため、当該暗号鍵情報記憶済
みの記憶媒体を持つクライアント端末以外では、実際の
暗号化鍵情報を入手することが困難となる。このため、
無線ローカル通信システムでのデータ通信における情報
セキュリティの向上に繋がる。

【００７２】また、暗号化鍵情報とインデックス番号の
関連付けを着脱可能な記憶媒体に記憶させているため、
クライアント端末機器のアクセス可否を記憶媒体の装着
状態によって視覚的に識別させることが可能となる。

【００７３】さらに、暗号化鍵情報とインデックス番号
の関連付けを着脱可能な記憶媒体に記憶させているた
め、権限なき第三者によるネットワークへのアクセスに
ついてのセキュリティの向上が可能となる。

【００７４】さらに、暗号鍵番号を特別な手順無しで各
端末に配信することができるために、セキュリティを確
保しつつ鍵の変更を簡便迅速に行うことが可能となる。

【００７５】さらに、鍵情報を着脱自在な記憶媒体によ
り管理しているために、記憶媒体そのものを新たな鍵情
報を保持した記憶媒体に交換することで、一層セキュリ
ティを向上させることができる。

【００７６】さらに、鍵を変更する間隔を通信データ量
により設定しておけるために、データの交換が頻繁なサ
ービスセットにおいては頻繁に鍵を変更することができ
る。

【００７７】また、鍵を変更する時間間隔を変更可能と
しておけば、鍵解読方法の洗練や鍵解読に使用される処
理装置の性能向上に応じて、その時間間隔を短縮してい
くことで、セキュリティを維持することができる。

【００７８】また、鍵自体を配信せず、鍵番号を配信す
ることにより簡便かつ迅速な鍵の変更を行えることか
ら、鍵を変更する間隔を短時間に設定しても、それに起
因する処理処理遅延を抑制できる。そのため、鍵変更の
頻度を高めてセキュリティ破りに対する耐性を向上させ
ることができる。

【００７９】さらに、鍵を変更する間隔を時間により設
定しておくことで、一定時間毎の鍵の変更を保証するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態における無線ローカル通信の暗号化方
式システムの構成概念図

【図２】実施形態における無線ローカル通信の暗号化方
式システムの構成概念図

【図３】ISO8802．11準拠システムのビーコンフレーム
フォーマットの図

【図４】ISO8802．11準拠システムのビーコンフレーム
上ケーパビリティ情報フォーマットの図

【図５】実施形態におけるケーパビリティ情報のフォー
マットの拡張例の図

【図６】実施形態のＷＥＰ鍵情報要素登録テーブル例の
図

【図７】実施形態のＩＣカード上の論理フォーマット構
成例１の図

【図８】実施形態のＩＣカード上の論理フォーマット構
成例２の図

【図９】実施形態ＬＡＮシステムのＷＥＰ鍵の変更シー
ケンスチャート例の図

【図１０】第１の実施形態の無線ＬＡＮアクセスポイン
トのＷＥＰ鍵変更フローチャート

【図１１】実施形態の無線ＬＡＮクライアント端末のＷ
ＥＰ鍵変更フローチャート

【図１２】第２の実施形態の無線ＬＡＮアクセスポイン
トのＷＥＰ鍵変更フローチャート

【図１３】実施形態の無線ＬＡＮクライアント端末の機
能ブロック図

【図１４】実施形態の無線ＬＡＮアクセスポイントの機
能ブロック図

【符号の説明】

１０ 有線通信網（有線ＬＡＮ） １１ ローカル無線通信網（無線ＬＡＮ） １２ ビーコンフレーム ２０ 動的ＷＥＰ鍵によって暗号化されたデータフレー
ム ２１ 動的ＷＥＰ鍵によって暗号化されたデータフレー
ム １００ アクセスポイント １０１ ＩＣカード（ＷＥＰ鍵テーブル格納） １１０ クライアント端末 １１１ ＩＣカード（ＷＥＰ鍵テーブル格納） １２０ クライアント端末 １２１ ＩＣカード（ＷＥＰ鍵テーブル格納） １３０ クライアント端末 １３１ ＩＣカード（ＷＥＰ鍵テーブル格納） １３０１ 無線部 １３０２ ベースバンド部 １３０３ ＭＡＣコントロール部 １３０４ 制御部 １３０５ ＲＡＭ １３０６ ＲＯＭ １３０７ ＩＣカードインタフェース部 １３０８ アプリケーションインタフェース部 １３０９ ＩＣカード １４０１ 無線部 １４０２ ベースバンド部 １４０３ ＭＡＣコントロール部 １４０４ 制御部 １４０５ ＲＡＭ １４０６ ＲＯＭ １４０７ ＩＣカードインタフェース部 １４０８ 有線ＬＡＮ（通信網）インタフェース部 １４０９ ＩＣカード

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端末とアクセスポイントとを無線通信に
   より接続する無線通信システムであって、 前記端末およびアクセスポイントそれぞれに備えられ、
   暗号化鍵を索引により識別可能に記憶する記憶手段と、 前記アクセスポイントにおいて使用するものと決定され
   た暗号化鍵の索引を前記端末に配信する配信手段と、 前記端末において、前記アクセスポイントより配信され
   た索引により識別される暗号化鍵を前記記憶手段より読
   み出して、使用する暗号化鍵として登録する手段とを備
   えることを特徴とする無線通信システム。
2. 【請求項２】 前記記憶手段は、前記端末およびアクセ
   スポイントに対して着脱自在な記憶媒体を含むことを特
   徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 【請求項３】 前記アクセスポイントにおいては、前記
   アクセスポイントと端末との間で通信されるデータ量が
   一定値に達する毎に使用する暗号化鍵を新たに決定する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信シ
   ステム。
4. 【請求項４】 前記アクセスポイントにおいては、一定
   時間経過する毎に使用する暗号化鍵を新たに決定するこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信シス
   テム。
5. 【請求項５】 端末と無線通信により接続された無線通
   信制御装置であって、 暗号化鍵を索引により識別可能に記憶する記憶手段と、 使用する暗号化鍵を決定する鍵決定手段と、 決定された暗号化鍵を前記記憶手段より読み出して、使
   用する暗号化鍵として登録する手段と、 前記決定された暗号化鍵の索引を前記端末に配信する配
   信手段とを備えることを特徴とする無線通信制御装置。
6. 【請求項６】 前記記憶手段は、着脱自在な記憶媒体を
   含むことを特徴とする請求項５に記載の無線通信制御装
   置。
7. 【請求項７】 前記鍵決定手段は、前記端末との間で通
   信されるデータ量が一定値に達する毎に使用する暗号化
   鍵を新たに決定することを特徴とする請求項５または６
   に記載の無線通信制御装置。
8. 【請求項８】 前記鍵決定手段は、一定時間経過する毎
   に使用する暗号化鍵を新たに決定することを特徴とする
   請求項５または６に記載の無線通信制御装置。
9. 【請求項９】 無線通信制御装置と無線通信により接続
   された端末装置であって、 暗号化鍵を索引により識別可能に記憶する記憶手段と、 前記無線通信制御装置より配信された索引により識別さ
   れる暗号化鍵を前記記憶手段より読み出して、使用する
   暗号化鍵として登録する手段とを備えることを特徴とす
   る端末装置。
10. 【請求項１０】 前記記憶手段は、着脱自在な記憶媒体
    を含むことを特徴とする請求項９に記載の端末装置。
11. 【請求項１１】 端末と無線通信により接続されたコン
    ピュータにより、 使用する暗号化鍵を決定する鍵決定手段と、 決定された暗号化鍵を、暗号化鍵を索引により識別可能
    に記憶する記憶手段より読み出して、使用する暗号化鍵
    として登録する手段と、 前記決定された暗号化鍵の索引を前記端末に配信する配
    信手段とを実現させるためのコンピュータプログラム。
12. 【請求項１２】 前記鍵決定手段は、前記端末との間で
    通信されるデータ量が一定値に達する毎に使用する暗号
    化鍵を新たに決定することを特徴とする請求項１１に記
    載のコンピュータプログラム。
13. 【請求項１３】 前記鍵決定手段は、一定時間経過する
    毎に使用する暗号化鍵を新たに決定することを特徴とす
    る請求項１１に記載のコンピュータプログラム。
14. 【請求項１４】 無線通信制御装置と無線通信により接
    続されたコンピュータにより、 前記無線通信制御装置より配信された索引により識別さ
    れる暗号化鍵を、暗号化鍵を索引により識別可能に記憶
    する記憶手段より読み出して、使用する暗号化鍵として
    登録する手段を実現させるためのコンピュータプログラ
    ム。
15. 【請求項１５】 端末とアクセスポイントとを無線通信
    により接続する無線通信システムの制御方法であって、 前記アクセスポイントにおいて使用するものと決定され
    た暗号化鍵の索引を、暗号化鍵を索引により識別可能に
    記憶する記憶手段より読み出して、使用する暗号化鍵と
    して登録する工程と前記アクセスポイントにおいて使用
    するものと決定された暗号化鍵の索引を前記端末に配信
    する配信工程と、 前記端末において、前記アクセスポイントより配信され
    た索引により識別される暗号化鍵を、暗号化鍵を索引に
    より識別可能に記憶する記憶手段より読み出して、使用
    する暗号化鍵として登録する工程とを備えることを特徴
    とする無線通信システムの制御方法。
16. 【請求項１６】 有線通信網に接続されたアクセスポイ
    ントとを含む無線通信システムであって、 前記クライアント端末および前記アクセスポイントの双
    方の機器に装着された記憶媒体と、 前記記憶媒体内にデータ暗号化用の鍵情報をインデック
    ッス番号と対応付けて記憶する手段と、 前記機器側からの前記インデックッス番号による問合せ
    に対応して、前記記憶媒体から前記暗号化用の鍵情報を
    返送する手段とを有することを特徴とする無線通信シス
    テム。
17. 【請求項１７】 前記記憶媒体より読み出した前記暗号
    化用の鍵を用いて通信データを暗号化する暗号化手段を
    更に有することを特徴とする請求項１６記載の無線通信
    システム。
18. 【請求項１８】 前記暗号化手段は、通信フレーム上の
    全てのデータを暗号化の対象とすることを特徴とする請
    求項１７記載の無線通信システム。
19. 【請求項１９】 前記暗号化手段は、通信フレーム上の
    マネジメントデータを除いたデータを暗号化の対象とす
    ることを特徴とする請求項１７記載の無線通信システ
    ム。
20. 【請求項２０】 前記アクセスポイントは、当該アクセ
    スポイントが現在利用中の暗号化鍵情報のインデックス
    番号が付加されたビーコンフレームを一定時間間隔で放
    送送信して、前記アクセスポイントが統括するエリアの
    プロファイル情報を前記クライアント端末に通知するこ
    とを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか１項に記
    載の無線通信システム。
21. 【請求項２１】 前記無線ローカル通信網において、前
    記アクセスポイントは、前記インデックッス用番号の範
    囲内で前記鍵情報を所定間隔で変更する手段を有し、乱
    数に対応した前記暗号化用の鍵情報を前記着脱可能な記
    憶媒体より読み出し、当該暗号化鍵情報を用いて前記ア
    クセスポイントから送信されるデータを暗号化すること
    を特徴とする請求項１７乃至２０のいずれかに記載の無
    線通信システム。
22. 【請求項２２】 前記アクセスポイントは、当該アクセ
    スポイント−クライアント端末間でのローカル通信に用
    いる暗号化データ量を計測する手段と、ローカル通信の
    有無を確認する手段とを有し、前記暗号化データ量が規
    定された量を越えた都度、１通信フレーム単位のローカ
    ル通信の終了後、暗号化鍵の変更処理を行い以降のロー
    カル通信に利用する暗号化鍵を前記手段で変更すること
    を特徴とする請求項２１記載の無線通信システム。
23. 【請求項２３】 前記アクセスポイントは、当該アクセ
    スポイント−クライアント端末間でのローカル通信に用
    いられる通信時間を計時する手段と、ローカル通信の有
    無を確認する手段とを有し、前記暗号化通信時間が規定
    された時間を経過する都度、１通信フレーム単位のロー
    カル通信の終了後、暗号化鍵の変更処理を行い以降のロ
    ーカル通信に利用する暗号化鍵を前記手段で変更するこ
    とを特徴とする請求項２１記載の無線通信システム。
24. 【請求項２４】 前記暗号化鍵の変更に従って、前記ア
    クセスポイントは、前記ビーコンフレームを用いて通知
    される暗号化鍵のインデックス番号が前記アクセスポイ
    ントが利用中の暗号化鍵に追随して変化させることを特
    徴とする請求項２２または２３に記載の無線通信システ
    ム。
25. 【請求項２５】 前記ビーコンフレーム上に、トラブル
    発生を通知するための警告情報を付加して送信する手段
    を有し、前記アクセスポイントが、前記暗号化用の鍵情
    報を前記着脱可能な記憶媒体より読み出しに失敗場合、
    前記クライアント端末に対して暗号化鍵の定常的な変更
    に失敗した旨を、前記ビーコンフレームを用いて通知す
    ることを特徴とする請求項２１乃至２４のいずれか記載
    の無線通信システム。
26. 【請求項２６】 前記クライアント端末は、受信したビ
    ーコンフレーム上の利用暗号化鍵のインデックス番号を
    読み出す手段を有し、当該インデックス番号の変更に応
    じて、前記記憶媒体からデータ暗号化用の鍵情報を入手
    し、通信データの暗号化を行うことを特徴とする請求項
    ２４記載の無線通信システム。
27. 【請求項２７】 前記クライアント端末は、受信したビ
    ーコンフレーム上の暗号化の定常的な変更に失敗した旨
    の情報を読み出す手段と、当該クライアント端末利用者
    に対して警告表示を行う手段とを有し、前記失敗を検出
    した際には前記端末利用者に対して警告表示を行うこと
    を特徴とする請求項２５記載の無線通信システム。
28. 【請求項２８】 無線通信媒体が無線ＬＡＮであること
    を特徴とする請求項１６乃至２７のいずれかに記載の無
    線通信システム。
29. 【請求項２９】 無線通信媒体が構内ＰＨＳであること
    を特徴とする請求項１６乃至２７のいずれかに記載の無
    線通信システム。
30. 【請求項３０】 無線通信媒体がブルートゥースである
    ことを特徴とする請求項１６乃至２７のいずれかに記載
    の無線通信システム。