JP2004040806A - ユーザの匿名性保証方法及びそのための無線ｌａｎシステム - Google Patents

Abstract

【課題】　ユーザの匿名性保証方法及びそのための無線ＬＡＮシステムを提供する。
【解決手段】　ユーザの匿名性保証方法は、（ａ）各無線端末のＭＡＣアドレスを利用して、無線接続ノードにて臨時アドレスセットを生成し、各無線端末に伝送する段階と、（ｂ）前記臨時アドレスセットから選択される臨時アドレスを、ソースアドレスまたは目的地アドレスに使用して、各無線端末と前記無線接続ノード間のデータパケット伝送を行う段階とからなり、この方法を実装した無線ＬＡＮシステムにより課題を達成する。これにより、無線端末と無線接続ノードとの間のデータパケット伝送過程において、ＭＡＣアドレスが露出されないため、ユーザの匿名性が保証されてシステムの保安性を高めることができる。
【選択図】　図２

Description

　本発明は、無線ＬＡＮ（Ｌａｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムに係り、特に固有なＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスから生成される臨時アドレスを、ソースアドレスまたは目的地アドレスに使用することによりユーザの匿名性を保証するための方法及びそのための無線ＬＡＮシステムに関する。

　一般的に、無線ＬＡＮシステムは、有線ＬＡＮと独立して、無線ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃａｒｄ）を装着した複数の端末間を、単独に連結するアドホックネットワークと、無線接続ノードを介して、無線端末を有線ＬＡＮに連結するインフラストラクチャネットワークに分類される。このうち、インフラストラクチャネットワークでは、無線接続ノードを中心に、無線セルＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｓｅｔ）を形成し、無線接続ノードは、ＢＳＳ内にある全ての無線端末をＬＡＮに接続し、携帯電話基地局と同じような役割を果たしている。

　例えば図１は、一般的なインフラストラクチャネットワークの無線ＬＡＮシステム構成を示す概念図であり、超高速インターネット回線や専用線などの有線ネットワークに接続されて、無線端末との間で接続のアービトレーションを行う無線接続ノード１１と、ＢＳＳを構成する無線ＬＡＮカードを装着した第１ないし第４無線端末１３、１５、１７、１９とからなる。ここで、第１ないし第４無線端末１３、１５、１７、１９に装着された無線ＬＡＮカードは、それぞれ第１ないし第４ＭＡＣアドレスのＭＡＣ＿ＡＤＤＲ１ないしＭＡＣ＿ＡＤＤＲ４が割り当てられている。

　この無線ＬＡＮシステムにおいて、無線接続ノード１１を介して、第１ないし第４無線端末１３、１５、１７、１９の間で、データパケットを送受信するためには、第１ないし第４無線端末１３、１５、１７、１９の無線ＬＡＮカードに割り当てられている固有のＭＡＣアドレスのＭＡＣ＿ＡＤＤＲ１ないしＭＡＣ＿ＡＤＤＲ４をソースアドレスあるいは目的地アドレスとして利用する。すなわち、無線接続ノード１１は、第１ないし第４無線端末１３、１５、１７、１９のうち、一つの無線端末にデータパケットＰＤＵを伝送するために、データパケットのヘッダに、伝送しようとする無線端末のＭＡＣアドレス、すなわち第１ないし第４ＭＡＣアドレスのＭＡＣ＿ＡＤＤＲ１ないしＭＡＣ＿ＡＤＤＲ４のうち該当するＭＡＣアドレスを目的地アドレスとして付加した伝送フレーム１２、１４、１６、１８を送信する。一方、第１ないし第４無線端末１３、１５、１７、１９は、無線接続ノード１１から送信される伝送フレーム１２、１４、１６、１８のヘッダに付加された目的地アドレスと、自身のＭＡＣアドレスとを比較し、一致する場合には受信して一致しない場合にはネットワークにドロップする。

　無線接続ノードを通じた無線端末間のデータ通信に使われるＭＡＣアドレスは、無線ＬＡＮカード製造時に割り当てられる固有値であり、変わらないだけではなく暗号化されない特徴がある。従って、データ通信過程中にそのまま露出され、該当ＭＡＣアドレスユーザに対する匿名性が保証されずに、該当ＭＡＣアドレスユーザに対する追跡を容易にしている。すなわち、ＭＡＣアドレスをモニタリングすることで、該当ユーザのネットワーク接続状況、ネットワーク使用時間などの個人情報が流出し、さらにＭＡＣアドレスが露出される場合に、悪意のあるユーザにより、リンク階層で盗聴を可能にして、長時間モニタリングにより、暗号チャンネルが攻撃される可能性が高くなる。

　このように、前記のインフラストラクチャネットワークの無線ＬＡＮシステムでは、無線ＬＡＮシステムを使用するユーザについての情報が許可された実体以外には漏出させないという匿名性が保証されないなどのセキュリティホールを有しており、それに対する早急な対策が望まれている。

　従って、本発明の課題は、前記の問題点を解決するために、無線ＬＡＮシステムにおいて、無線接続ノードと無線端末との間のデータパケット伝送時に、ＭＡＣアドレスに対応して生成した臨時アドレスセットから選択された臨時アドレスを、ソースアドレスまたは目的地アドレスに使用することにより、ユーザの匿名性を保証する方法を提供することである。

　また、本発明の別の課題は、ＭＡＣアドレスから生成された臨時アドレスを使用することにより、ユーザの匿名性を保証する無線ＬＡＮシステムを提供することである。

　前記課題を達成するためになされた本発明にかかるユーザの匿名性保証方法は、（ａ）各無線端末のＭＡＣアドレスを利用して、無線接続ノードにおいて臨時アドレスセットを生成し、各無線端末に伝送する段階と、（ｂ）前記臨時アドレスセットから選択される臨時アドレスを、ソースアドレスまたは目的地アドレスに使用して各無線端末と前記無線接続ノード間のデータパケット伝送を行う段階とを含むことを特徴としている。

　また、前記課題を達成するためになされた本発明にかかるユーザの匿名性保証のための無線ＬＡＮシステムは、各無線端末のＭＡＣアドレスに対応して複数の臨時アドレスセットを生成し、前記臨時アドレスセットから、選択される臨時アドレスを目的地アドレスに使用する無線接続ノードと、前記無線接続ノードにて生成された自身のＭＡＣアドレスに対応する臨時アドレスセットを受信し、受信した前記臨時アドレスセットから選択される臨時アドレスをソースアドレスに使用する少なくとも一つ以上の無線端末とを含むことを特徴とする。また、前記ユーザの匿名性保証方法は、コンピュータで実行可能なプログラムを記録した記録媒体として具現可能である。

　本発明によると、無線接続ノードと無線端末との間のデータ通信時に、ＭＡＣアドレスから生成された臨時アドレスセットから選択された臨時アドレスを、ソースアドレスまたは目的地アドレスに使用することにより、データ通信中にＭＡＣアドレスが露出しないためにユーザの匿名性を保証することができる。

　また、無線接続ノードと無線端末との間のデータ通信時に、使われるソースアドレスまたは目的地アドレスとして、臨時アドレスセットからランダムに臨時アドレスを選択して使用することにより、データパケット伝送ごとに毎回異なるソースアドレスまたは目的地アドレスが使われることで、個人情報が流出することを防止し、さらに悪意を持ったユーザにより攻撃される危険性を低下させることができる。

　以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施の形態について詳細に説明する。

　例えば図２は、無線ＬＡＮシステムにおける、本実施の形態のユーザの匿名性保証方法を説明するためのフローチャートであり、接続段階（２１）、認証段階（２２）、臨時アドレスセット生成段階（２３）、臨時アドレスセット伝送段階（２４）及びデータパケット伝送段階（２５）からなる。また、この各段階における無線端末と無線接続ノード間の信号伝達過程が、例えば図３に示されている。

　初めに、図２に示した各段階の動作を、図１及び図３を参照して説明する。接続段階（２１）では、第１無線端末１３が接続を要請した場合に、第１無線端末１３と無線接続ノード１１との間の接続が行われる。このために、第１無線端末１３は、自身のＭＡＣアドレスのＭＡＣ＿ＡＤＤＲ１をソースアドレスとする接続要請メッセージのＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ＿ＲＥＱを無線接続ノード１１に伝送する（３１）。この接続要請メッセージを受信した無線接続ノード１１は、第１無線端末１３との接続を行い、接続が成功すると、第１無線端末１３のＭＡＣアドレスであるＭＡＣ＿ＡＤＤＲ１を目的地アドレスとした接続成功メッセージのＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ＿ＲＥＳＰを、第１無線端末１３に伝送する（３２）。

　次に、認証段階（２２）では、第１無線端末１３が認証を要請した場合には、無線接続ノード１１にて、第１無線端末１３の認証が行われる。このために、第１無線端末１３は自身のＭＡＣアドレスのＭＡＣ＿ＡＤＤＲ１をソースアドレスとした認証要請メッセージのＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ＿ＲＥＱを無線接続ノード１１に伝送する（３３）。この認証要請メッセージを受信した無線接続ノード１１は、第１無線端末１３の認証を行い、認証が成功すると暗号化キーを生成する。この時、無線接続ノード１１は、暗号化キーと共に、第１無線端末１３のＭＡＣアドレスのＭＡＣ＿ＡＤＤＲ１を目的地アドレスとした認証成功メッセージのＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ＿ＲＥＳＰを第１無線端末１３に伝送する（３４）。

　そして、臨時アドレスセット生成段階（２３）では、無線接続ノード１１にて、認証要請メッセージに付加された第１無線端末１３のＭＡＣアドレスであるＭＡＣ＿ＡＤＤＲ１を、ランダムに変換し、このＭＡＣアドレスに対応するＮ個の臨時アドレスである臨時アドレスセットを生成する（３５）。ここで、Ｎは２以上の整数であることが望ましい。

　臨時アドレスセット伝送段階（２４）では、無線接続ノード１１は、無線接続ノード１１にて生成された臨時アドレスセット（ＴＥＭＰＯＲＡＲＹ　ＡＤＲＥＳＳ　ＳＥＴ）を、認証段階（２２）で生成された暗号化キーを利用して暗号化した後、第１無線端末１３のＭＡＣアドレスであるＭＡＣ＿ＡＤＤＲ１を目的地アドレスとして、第１無線端末１３に伝送する（３６）。

　データパケット伝送段階（２５）では、第１無線端末１３と無線接続ノード１１との間のデータごとの通信時に、臨時アドレスセットから臨時アドレスをランダムに選択してソースアドレスまたは目的地アドレスとして付加してデータパケットを伝送する。すなわち、無線接続ノード１１から、認証成功メッセージと臨時アドレスセットとを受信した第１無線端末１３は、無線接続ノード１１に、データパケット（ＰＤＵ）を伝送しようとする場合、臨時アドレスセットのＮ個の臨時アドレスから、ランダムに選択された臨時アドレス、例えば第１臨時アドレスのＴＡＤＤＲ１をソースアドレスとして、データパケット（ＰＤＵ）を伝送する（３７）。一方、無線接続ノード１１から第１無線端末１３にデータパケットを伝送しようとする場合、臨時アドレスセットのＮ個の臨時アドレスから、ランダムに選択された臨時アドレス、例えば第３臨時アドレスのＴＡＤＤＲ３を目的地アドレスとしてアドレシングし、データパケット（ＰＤＵ）を伝送する（３８）。

　ここで、例えば図４は、本実施の形態の無線ＬＡＮシステムにおける、無線接続ノード１１のアドレシング部４０の細部ブロック図である。アドレシング部４０は、図２に示したデータパケット伝送段階２５で使われる目的地アドレスをアドレシングするためのものであり、メモリ４１、ＭＡＣアドレスフィルタ４３、目的地アドレス発生部４５及びランダム選択部４７を含んで構成される。

　このアドレシング部４０の動作を説明すると、メモリ４１には、無線接続ノード１１にて認証終了後に第１無線端末１３のＭＡＣアドレスに基づいてランダムに生成されたＮ個の臨時アドレスからなる臨時アドレスセットが登録される。このとき、メモリ４１では、認証を要請した無線端末のＭＡＣアドレスごとに、臨時アドレスセットが生成されて、ルックアップテーブルの形態で、臨時アドレスセットが登録される。

　ＭＡＣアドレスフィルタ４３は、第１無線端末１３から無線接続ノード１１にデータパケットを受信する場合に、メモリ４１と連繋して動作し、目的地アドレス発生部４５及びランダム選択部４７は、無線接続ノード１１から第１無線端末１３にデータパケットを伝送する場合に、メモリ４１と連繋して動作する。これらの動作についてさらに詳細に説明する。

　ＭＡＣアドレスフィルタ４３は、第１無線端末１３から受信されたデータパケットから抽出されたソースアドレスのＳＡを入力とし、メモリ４１に登録された複数の臨時アドレスセットを参照し、ソースアドレスのＳＡに割り当てられた臨時アドレスが含まれている臨時アドレスセットを検索する。臨時アドレスセットが検索されると、臨時アドレスセットに対応するＭＡＣアドレスを抽出して、実際の第１無線端末１３のＭＡＣアドレスを必要とする図示しない機器側に出力する。

　目的地アドレス発生部４５は、接続段階または認証段階において受信された第１無線端末１３のＭＡＣアドレスを入力として、メモリ４１に登録された複数の臨時アドレスセットのうち入力されたＭＡＣアドレスに対応する臨時アドレスセットを検索し、検索された臨時アドレスセットだけをアクティブにして、ランダム選択部４７にランダム選択信号を出力する。

　ランダム選択部４７は、ランダム選択信号により、メモリ４１にてアクティブとなった臨時アドレスセットから、臨時アドレスをランダムに選択し、選択された臨時アドレスを目的地アドレス発生部４５に出力する。目的地アドレス発生部４５は、ランダム選択部４７から入力される臨時アドレスを、目的地アドレスのＤＡとして設定して出力する。

　以上から、無線接続ノード１１から第１無線端末１３にデータパケット伝送が行われるたびに、異なる目的地アドレスを付加されて伝送される。これはＢＳＳ内にある他の無線端末についても同様に適用される。

　次に、例えば図５は、本実施の形態の無線ＬＡＮシステムにおける、第１無線端末１３のアドレシング部５０の細部ブロック図である。このアドレシング部５０は、図２に示したデータパケット伝送段階２５で使われるソースアドレスをアドレシングするためのものであり、メモリ５１、ＭＡＣアドレスフィルタ５３、ソースアドレス発生部５５、ランダム選択部５７を含んで構成される。

　このアドレシング部５０の動作について説明する、メモリ５１は、無線接続ノード１１から伝送された臨時アドレスセットが登録されている。このメモリ５１には、第１無線端末１３のＭＡＣアドレスに対応する一つの臨時アドレスセットだけが登録される。

　ＭＡＣアドレスフィルタ５３は、無線接続ノード１１から送信されたデータパケットを、第１無線端末１３で受信する場合に、メモリ５１と連繋して動作し、ソースアドレス発生部５５及びランダム選択部５７は、第１無線端末１３から無線接続ノード１１にデータパケットを伝送する場合にメモリ５１と連繋して動作する。これらの動作についてさらに詳しく説明する。

　ＭＡＣアドレスフィルタ５３は、無線接続ノード１１から受信したデータパケットから抽出された目的地アドレスのＤＡを入力とし、メモリ５１に登録された臨時アドレスセットに、目的地アドレスに割り当てられた臨時アドレスが含まれていているか否かを判断し、判断結果によりデータパケットの受信状態を指示する受信イネーブル信号を出力する。すなわち、第１無線端末１３は、自身のメモリ５１に登録された臨時アドレスセットに目的地アドレスに割り当てられた臨時アドレスが含まれている場合、無線接続ノード１１から送出されたデータパケットを受信する。

　ソースアドレス発生部５５は、第１無線端末１３から無線接続ノード１１にデータパケットを伝送するために、ソースアドレス要請信号が入力されると、ランダム選択部５７にランダム選択信号を出力する。ランダム選択部５７は、ランダム選択信号により、メモリ５１に登録された臨時アドレスセットから任意の臨時アドレスを、ランダムに選択し、選択された臨時アドレスを、ソースアドレス発生部５５に出力する。ソースアドレス発生部５５は、ランダム選択部５７から入力されるこの臨時アドレスを、目的地アドレスのＤＡとして設定して伝送する。

　以上から、第１無線端末１３から無線接続ノード１１にデータパケット伝送が行われるたびに、異なるソースアドレスが付加されて伝送される。これはＢＳＳ内にある他の無線端末についても同様に適用される。

　なお、以上説明した本発明にかかるユーザの匿名性保証方法は、コンピュータで実行できるプログラムより作成可能であり、コンピュータで再生できる記録媒体を利用して前記プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータにて具現できる。このコンピュータで再生できる記録媒体には、例えばＲＯＭ、フロッピーディスク（Ｒ）、ハードディスクのような磁気記録媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光学記録媒体、及び、例えばインターネットを通じた伝送のようなキャリアウェーブによる伝送を含む。

　以上、本発明について、図面を参照して本発明の実施の形態を参考にして説明したが、これは例示的なものに過ぎず、本発明に属する技術分野の当業者であれば、これから多様な変形及び本質的に均等な実施の形態にて実施可能である。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求範囲の技術的思想により定められる。

一般的な無線ＬＡＮシステムの構造を示す概念図である。 無線ＬＡＮシステムにおいて、ユーザの匿名性保証方法を説明するためのフローチャートである。 図２における無線接続ノードと無線端末との間の動作を説明する図面である。 無線ＬＡＮシステムにおける無線接続ノードのアドレシング部の細部ブロック図である。 無線ＬＡＮシステムにおける無線端末のアドレシング部の細部ブロック図である。

符号の説明

　１１　　　　無線接続ノード
　１３　　　　第１無線端末
　４０，５０　アドレシング部
　４１，５１　メモリ
　４３，５３　ＭＡＣアドレスフィルタ
　４５　　　　目的地アドレス発生部
　４７，５７　ランダム選択部
　５５　　　　ソースアドレス発生部

Claims (13)

1. 　（ａ）各無線端末のＭＡＣアドレスを利用して無線接続ノードにおいて臨時アドレスセットを生成し、該当する無線端末に伝送する段階と、
   　（ｂ）前記臨時アドレスセットから選択した臨時アドレスを、ソースアドレスまたは目的地アドレスに使用して各無線端末と前記無線接続ノード間のデータパケット伝送を行う段階と、
   　を含むことを特徴とする無線ＬＡＮシステムにおけるユーザの匿名性保証方法。
2. 　前記（ａ）段階は、
   　前記無線接続ノードにおいて、各無線端末から伝送された、接続要請メッセージまたは認証要請メッセージに付加されたＭＡＣアドレスを利用して、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の臨時アドレスからなる臨時アドレスセットを生成すること、
   　を特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮシステムにおけるユーザの匿名性保証方法。
3. 　前記（ａ）段階は、
   　前記無線接続ノードにおいて、前記臨時アドレスセットをそれぞれ所定の暗号化キーを利用して暗号化し、暗号化された前記臨時アドレスセットを、前記該当する無線端末に伝送すること、
   　を特徴とする請求項１あるいは２に記載の無線ＬＡＮシステムにおけるユーザの匿名性保証方法。
4. 　前記暗号化キーは、
   　前記無線端末の認証時に生成する暗号化キーであること、
   　を特徴とする請求項３に記載の無線ＬＡＮシステムにおけるユーザの匿名性保証方法。
5. 　前記（ｂ）段階は、
   　（ｂ１）前記無線接続ノードにおいて、前記臨時アドレスセットのうち、認証を要請した無線端末に対応する臨時アドレスセットの中から、ランダムに選択した臨時アドレスを目的地アドレスとして発生する第１アドレシング段階を含むこと、
   　を特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮシステムにおけるユーザの匿名性保証方法。
6. 　前記（ｂ）段階は、
   　（ｂ２）前記無線端末において、自身のＭＡＣアドレスに対応する臨時アドレスセットから、ランダムに選択した臨時アドレスを、ソースアドレスとして発生する第２アドレシング段階をさらに含むこと、
   　を特徴とする請求項５に記載の無線ＬＡＮシステムにおけるユーザの匿名性保証方法。
7. 　請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載したユーザの匿名性保証方法を、コンピュータで実行できるプログラムとして記録した、コンピュータで再生可能な記録媒体。
8. 　各無線端末のＭＡＣアドレスに対応して１以上の臨時アドレスセットを生成し、前記臨時アドレスセットから選択した臨時アドレスを、目的地アドレスに使用する無線接続ノードと、
   　前記無線接続ノードにおいて生成された、自身のＭＡＣアドレスに対応する臨時アドレスセットを受信し、受信した前記臨時アドレスセットから選択した臨時アドレスをソースアドレスに使用する少なくとも１以上の無線端末と、
   　を含むことを特徴とするユーザの匿名性保証のための無線ＬＡＮシステム。
9. 　前記無線接続ノードは、
   　任意の無線端末から伝送された、接続要請メッセージまたは認証要請メッセージに付加されたＭＡＣアドレスに対応するＮ（Ｎは２以上の整数）個の臨時アドレスからなる臨時アドレスセットを生成すること、
   　を特徴とする請求項８に記載のユーザの匿名性保証のための無線ＬＡＮシステム。
10. 　前記無線接続ノードは、
    　前記臨時アドレスセットを、所定の暗号化キーを利用して暗号化し、暗号化された前記臨時アドレスセットを、前記無線端末に伝送すること、
    　を特徴とする請求項８あるいは９に記載のユーザの匿名性保証のための無線ＬＡＮシステム。
11. 　前記暗号化キーは、
    　前記無線端末の認証時に生成される暗号化キーであること、
    　を特徴とする請求項８に記載のユーザの匿名性保証のための無線ＬＡＮシステム。
12. 　前記無線接続ノードは、
    　１以上のＭＡＣアドレスに対応させて生成したＮ個のランダムアドレスからなる１以上の臨時アドレスセットを登録する第１メモリと、
    　前記第１メモリに登録された１以上の臨時アドレスセットを参照し、任意の無線端末から受信したデータパケットのソースアドレスを、ＭＡＣアドレスに変換する第１ＭＡＣアドレスフィルタと、
    　前記第１メモリに登録された１以上の臨時アドレスセットから、認証を要請した無線端末のＭＡＣアドレスに対応する臨時アドレスセットを有効化して第１ランダム選択信号を発し、有効化した臨時アドレスセットからランダムに選択した臨時アドレスを目的地アドレスとして発生する目的地アドレス発生部と、
    　前記第１ランダム選択信号により、前記第１メモリの有効化された臨時アドレスセットから、臨時アドレスをランダムに選択して前記目的地アドレス発生部に出力する第１ランダム選択部と、
    　を含むことを特徴とする請求項８に記載のユーザの匿名性保証のための無線ＬＡＮシステム。
13. 　前記無線端末は、
    　前記無線接続ノードから自身のＭＡＣアドレスに対応する臨時アドレスセットを受信して登録する第２メモリと、
    　前記第２メモリに登録された臨時アドレスセットを参照し、前記無線接続ノードから受信したデータパケットの目的地アドレスが前記臨時アドレスセットに含まれているか否かを判断して受信イネーブル信号を発信する第２ＭＡＣアドレスフィルタと、
    　ソースアドレス要請信号により第２ランダム選択信号を発信し、前記第２メモリに登録された前記臨時アドレスセットからランダムに選択した臨時アドレスを、ソースアドレスとして発生するソースアドレス発生部と、
    　前記第２ランダム選択信号により、前記第２メモリに登録された臨時アドレスセットから、臨時アドレスをランダムに選択して、前記ソースアドレス発生部に出力する第２ランダム選択部と、
    　を含むことを特徴とする請求項８あるいは１２に記載のユーザの匿名性保証のための無線ＬＡＮシステム。
    

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