JP2004537764A - 公衆ネットワークを用いて専用仮想ネットワークを生成する方法 - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、各々のユニットが、固有の番号UA1を有するセキュリティ手段を有する、公衆ネットワークに接続された複数のユニットを有する仮想専用ネットワーク(VPN)を生成して用いる方法によって達成されるが、本方法は、固有番号UAnに関連する権利Dnを、ユニットUnのセキュリティ手段によって発生するステップと;前記権利Dnを少なくとも一つのユニットUmの前記セキュリティ手段に転送するステップと;ユニットUnによって送られたデータと前記Dn権利の記述とを暗号データ鍵KSによって暗号化するステップと;第二のユニットUmによって暗号化されたデータを受信し、前記データを前記ユニットUmの前記セキュリティ手段に提示し、前記Dn権利が存在するかを検証し、存在する場合、前記データを前記暗号データ鍵KSによって復号化するステップと;を含む。
Description
【0001】
本発明は電気通信ネットワークの特定分野に関し、より詳しくは、公衆ネットワークの内部に専用ネットワークを生成する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
これらのネットワークは、「仮想専用ネットワーク」(VPN)という名称で周知である。
【0003】
セキュリティ接続は、このセキュリティ接続を生じさせるための鍵の交換プロトコルを用いて公衆ネットワーク上の二つのポイント間で確立されることが周知である。このようなプロトコルはSSLといわれ、これは、対称的セッション暗号鍵の定義のための公開鍵とプライベート鍵という対を成す鍵によるデータ交換に基づいている。このデータは、このセッション鍵によって分類されるが、後者はこのトランザクションのためにしか用いられない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
この機能は、二人の対話者同士でしか展開することができず、したがって、数人のユーザのためにネットワークを形成することは不可能である。事実、接続する予定のコンピュータと同じ分量のユニティの対話が必要である。
【0005】
ある人が、遠隔地にあるがインターネットなどの同じ公衆ネットワークに接続されているいくつかのポイントにリンクしようとする場合には、このようなネットワークを生成する必要性が存在する。
【0006】
この必要性を満足するには、交換されるデータを効果的に保護する必要があるが、それは、インターネットに接続すると、機密性は保証されないからである。
【0007】
このように、いくつかのコンピュータ又はマルチメディアユニットを、公衆ネットワークを介してリンクし、同時に、そのデータの機密性を保証するという問題が未解決のままである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この目的は、各々のユニットが、固有の番号UAを有するセキュリティ手段を有する、公衆ネットワークに接続された複数のユニットを有する仮想専用ネットワーク(VPN)を生成して用いる方法によって達成されるが、本方法は:
固有番号UAnに関連する権利Dnを、ユニットUnのセキュリティ手段によって発生するステップと;
前記権利Dnを少なくとも一つのユニットUmの前記セキュリティ手段に転送するステップと;
ユニットUnによって送られたデータと前記Dn権利の記述とを暗号データ鍵KSによって暗号化するステップと;
第二のユニットUmによって暗号化されたデータを受信し、前記データを前記ユニットUmの前記セキュリティ手段に提示し、前記Dn権利が存在するかを検証し、存在する場合、前記データを前記暗号データ鍵KSによって復号化するステップと;
を含む。
【0009】
ユニットU2は、ユニットU1との通信を望む場合、識別子と同じ権利D1を用いる動作を実行し、これで、ユニットU1は、自身がこの権利を有しているのでデータを受信することが可能である。
【0010】
ユニットU1はその権利D1を第三のユニットU3に送ると、ユニットU1とU3との間だけではなくユニットU2とU3との間にも同じ原則が適用される。これらのユニットは、ユニットU1によって起動された権利U1を用いて、データの記述を認可する。
【0011】
これで、第一の権利を生成したユニットU1をアドミニストレータとして持つ自然発生的なネットワークが生成されたことが分かる。
【0012】
これらのユニットを、ユニットU1などの発生ユニットとU2やU3のような参入ユニットという二つのカテゴリに分割することが可能である。
【0013】
ユニットU2は、ユニットU3にデータを復号化させることなくユニットU1と通信したい場合、自分自身も発生ユニットとなって、D2権利をユニットU1に送ることに注意すべきである。第二の仮想ネットワークはユニットU1とU2との間に生成されている。
【0014】
実際には、これらのセキュリティ手段は、いくつかの形態で自分自身を提示することが可能である。暗号化/復号化のメカニズムにおいて高いセキュリティを確実なものとするために、暗号化エンジンを含んでいる特殊化されたマイクロプロセッサと、セキュリティ鍵などのデータとが用いられる。
【0015】
このようなマイクロプロセッサは、プラグインSIM又はISO7816−2フォーマットを持つマイクロチップカードという形態で供給される。
【0016】
本発明の第一の実施形態によれば、ユニットのネットワークカードは、たとえば、GSM電話と同じように、前述のマイクロチップカードを包含している。前記のデータは、ネットワークカード上で直接に処理され、作業は透過的な方法で実行される。
【0017】
ユニットU2のユーザは、データを発行する際には、暗号化を実行するときに経由しなければならないネットワークを選択するだけでよい。事実、ユニットU2がいくつかのネットワーク(たとえば、U1とU3)の一部であり、そのため、どちらかを選ばなければならないということがあり得る。
【0018】
権利D1を別のユニットに送るという動作は、十分注意を要する作業である。事実、この権利は、U1が所望したユニットにロードされただけであるように保証する必要がある。このため、次に示すいくつかのソリューションがある:
・ユニットU1が、ユニットU2の公開鍵にアクセスして、権利D1を復号化してそれをユニットU2に送る。この権利は、U2によってしか、そのプライベート鍵で復号化できない。ユニットU2のプライベート鍵を保有していない他のユニットは、権利D1を復号化することは不可能である。
【0019】
・セキュリティ手段中の初期化プロトコルでは、パスワードを入力する必要がある。ユニットU1は、権利D1を発生する際に、この権利と関連するパスワードを暗号化された形態で入力するようにユーザに要求する。この権利D1はユニットU2に送られ、U2のユーザがこの権利をセキュリティ手段にロードしたい場合、U2はパスワードを入力するように要求する。すべてのセキュリティモジュールにプライベート鍵が含まれているおかげで、パスワードは、権利D1に含まれているプライベート鍵で管理され、これで、権利は、パスワードが同じである場合しかロードされないようになっている。パスワードは、U1とU2間で他の手段、たとえば、電話によって送信される。このソリューションの変更例では、権利D1を多くのフィリングデータと混合して送るようになっている。次に、パスワードを、アドレス指定鍵をして用いて、これらの過剰なデータから権利D1を抽出する。
【0020】
・簡単で効果的な手段によって、原理D1をフロッピディスクなどの取り外し式ベースにロードして、それをU2に送る。
【0021】
・セキュリティ手段のホスト装置が、第二のセキュリティ手段を位置付けすることが可能な第二のロケーションを処分する。この転送は、一つの手段から別の手段に非常の制限された環境で実行される。
【0022】
権利D1がU2以外のユニットにロードされるのを防止するためには、権利D1を発生して、それをU2の固有番号(すなわち、UA2)に関連付ければよい。権利D1はしたがって、(ユニットU2の)この固有番号UA2と関連付けられて、このユニットに送られる。他のセキュリティ手段(Un)がこの権利を(たとえばパスワードで)ロードしようとすると、固有番号UAnが権利D1と関連した番号に対応しているか管理するために、検証を実行する。
【0023】
さまざまなトランザクション中に用いられる鍵は、重要な役割を演じる。これらのデータを鍵で暗号化するために、いくつかの変更例を用いることが可能である。
【0024】
第一に実施形態では、セキュリティ手段は、すべてのセキュリティ手段に対して共通であるプライベート鍵を含む。この鍵は、非対称的タイプ(RSA)でも対称的タイプ(DES、CAST、IDEA)でもよい。
【0025】
第二の変更例によれば、ユニットU1のセキュリティ手段は、暗号化/複合化鍵K1を発生するが、これは、サービス鍵K0で暗号化され、上記のモーダリティにしたがって権利D1と一緒に送られる。このように、仮想ネットワークと同じ数のさまざまな鍵が存在する。したがって、3つのネットワークに参入するユニットは、互いに異なった3つの暗号鍵をストアすることになる。
【0026】
本発明のより精巧な形態では、U1が、U2なしでU3との間で、また、そのネットワークの一部としてデータを送信して、この情報を読み取ることが可能である。
【0027】
このため、U1が権利D1を発生すると、ネットワークインデックスが付加される。このインデックスは、U1によって生成されるネットワークの数を、たとえば、256に制限したい場合に一部のビット上に保持される。ユニットU2の側では、それが、U1によって起動されたいくつかのネットワークに参入する場合、権利D1を複製せず、ネットワークのインデックスを複製するだけである。
【0028】
この権利をユニットU2に送信するフェーズ後、セキュリティ手段は、権利とインデックスを検証するステップに進む。これらのデータは暗号プロセッサ中にストアされており、したがって、ユーザが修正することは不可能であることを覚えておくことが重要である。
【0029】
このように、ユニットU1にとって、生成されたさまざまなネットワークを管理することがはるかに容易となる。
【0030】
本発明はまた、権利を中央で管理するシステムにまで発展する。ユニットはすべて、管理センターにリンクされる(又は所与の時点でリンクすることが可能である)。ユニットは、ネットワークR1の生成を要求する場合、その要求を管理センターに送る。
【0031】
管理センターは、そのユニットがこの動作を実行することを認可されているか検証し、認可されている場合、権利D1とネットワークR1に共通な鍵K1とをユニットU1に送る。
【0032】
ユニットU2がこのネットワークに参入することを希望すれば、ユニットU1は、既述したモダリティにしたがって権利D1又はこの権利の一部をユニットU2に送信する。この権利で、ユニットU2は管理センターに申請して、鍵K1と権利D1の全体を受信することが可能である。
【0033】
ここで、もしユニットU1からユニットU2に転送された権利D1の一部が照会されれば、それは、権利D1が管理センターによってユニットU2に完全に送信されたからである。ネットワークR1が生成されると、ユニットU1はパスワードをそれに帰属させるような場合が想像され得る。権利D1を表しているパスワードはユニットU2に送信され、U2はそれを管理センター自身に提示する。
【0034】
センターでは、このパスワードを検証して、それが正しければ、権利D1はユニットU2に送信される。
【発明の効果】
【0035】
管理センターを利用する利点は、このようなネットワークをダイナミックに管理できることである。事実、ネットワークの一部が放射するという問題は、どの時点でも発生し得ることである。さらに、セキュリティレベルを高く保つには、暗号鍵を頻繁に変更しなければならない。
【0036】
これらの機能は、所与のネットワークに対応する鍵の変更を調整することが可能な管理センターによって利用可能である。新たな鍵は、すべてのユニットを管理センターにリンクしている保護された接続のおかげでこのネットワークのすべてのユニットに送信される。この種類のデータは暗号化されて、各ユニットの固有番号を持つ受取人に送信される。したがって、更新された鍵の送信を停止させることによってグループの一部を取り下げることが可能である。センターは、権利を起動解除する命令を送ることによって一部を放射することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0037】
本発明は、非制限的な例として与えられている添付の図面を参照して次の詳細な説明を読めばより理解されよう。
【0038】
図1は、識別されたユニットUN1〜UN5を示す。各ユニットは、セキュリティ手段を含み、この中には、権利の発生と管理とを受け持つ暗号プロセッサがある。
【0039】
本書の例では、ユニットUN1は、D1権利を発生して、これをユニットUN2とUN4とに送る。
【0040】
これと並行して、ユニットUN5が権利D5を発生して、これをユニットUN2とUN3とに送る。
【0041】
第一のネットワークをユニットUN1、UN2及びUN4によって形成し、第二のネットワークをユニットUN2、UN3及びUN5によって形成する。ユニットUN2は、自分が権利の双方を処分するため、自身がその中で作業したいと希望するネットワークを選択しなければならない。
【0042】
これらさまざまなユニット間でデータを交換する場合、二つの操作方法がある。第一の実施形態によれば、セキュリティ手段に含まれている秘密鍵(又は権利で発生された鍵)を用いて、さまざまなユニット間での転送されるコンテンツをすべて暗号化する。別の方法はセッション鍵を用いる方法である。
【0043】
このランダムセッション鍵KSは、送信側ユニットによって発生されて、データを暗号化するために用いられる。迅速に操作するために、この鍵は、対称的なタイプとなっている。この送信側ユニットはコントロールデータブロックを有しており、このブロックは、セッション鍵KSと、データの記述のために必要な権利の定義とから成っている。このブロックは、ユニットにとって共通な共通サービス鍵又は権利Dで発生された鍵で暗号化されている。
【0044】
受信する場合、コントロールブロックは、データを取り扱う前にセキュリティ手段によって取り扱われる。したがって、これらの手段は、コントロールブロックを復号化して、必要とされる権利がこのユニット中に存在するか検証する。存在すれば、セッション鍵KSがデータに適用されて、そのデータを復号化することが可能となる。
【0045】
図2に、D1aとD1bという二つのネットワークを生成するための発生済みの二つの権利をユニットUN1が有する変更例を示す。第一のネットワークはユニットUN1、UN2及びUN3の間で生成され、一方、第二のネットワークはUN1、UN4及びUN5の間で生成されている。
【0046】
この変更例によって、どれがデータを暗号化することが可能とするかを選択する機密データ拡散のフレキシビリティが大きくなる。事実、送信ネットワークが公衆ネットワークである場合、一方のユニットから他方のユニットに対して接続が実行されると、データは権利を有するすべてのユニットからアクセス可能となることが考えられる。
【0047】
図3は、管理センターMCを持った変更例を表している。ユニットUN1は、MCセンターと暗号鍵k1とから権利D1を要求する。センターは、そのデータベース中にネットワークR1の生成を記録する。このネットワークに参入するためには、ユニットUN2はまた、この権利D1を受信しなければならない。このため、ここで用いられる方法は上記の方法であってもよい、すなわち、管理センターからサポートを受けることが可能である。事実、特定のプロトコルによれば、ユニットUN1は、自身がそれでR1ネットワークを生成することを希望するユニットの方向を通信することが可能である。管理センターMCは、自身が含むセキュアード電気通信手段のおかげで、権利D1をすべての関連ユニットと暗号化/複合化鍵k1とに対して転送する。同様にして、ユニットUN3は、ネットワークR3を生成することを希望する場合、管理センターに対して、権利D3と関連するネットワークR3を割り当てるように要求する。
【0048】
所与のネットワークに参入するすべてのユニットに関する知識は、暗号鍵を定期的に変更するために重要である。センターMCは、ユニット中の鍵を規則的な時間間隔で(又は擬似ランダムに)変更して、同じ鍵があまり長期にわたって使用されることを、したがって、それが脆弱になることを防止する。
【0049】
鍵を変更することもまた、ネットワークの参入者の一部を消去するためには有用である。発生ユニットUN1は、管理センターMCに対して、ユニットUNnはもはやネットワークD1の一部ではないことを通知し、すると、センターは、この新しい鍵と通信することを停止する。こうする代わりに又はそれを補足して、このユニットに対して起動解除命令を送ることもできる。
【0050】
この鍵K1は、非対称的なタイプでも対称的なタイプでもよい。第二の場合、各ユニットは、暗号化されたり復号化されたりする公衆鍵とプライベート鍵の二つの鍵を有し、一方の鍵を用いたり他方の鍵を用いたりする。
【0051】
データ送信時、これらは一般に、ランダムに発生されたセッション鍵で暗号化される。次に、この鍵は、それが他方のユニットに送信される前に鍵K1で暗号化される。
【0052】
本発明の別の実施形態によれば、ユニットUNは有料テレビデコーダであり、セキュリティ手段はスマートカードである。このようなデコーダはまた、たとえば、電子メッセージ用のデータを受信したり送信したりするために用いられる。また、このようなデコーダをコンピュータに接続して、一方では高速ネットワークとのインタフェースを取りながら、他方では、トランザクションのセキュリティを得るという利点を生かすようにすることも可能である。
【0053】
ある特定の実施形態によれば、権利Dは有効性フィールドを含んでいる。したがって、この権利を受信したユニットは各々が有効性期間を有する。現在の日付が各交換データに付加される(上記のコントロールブロックを参照)。このコントロールブロックは暗号化されていることに注意すべきである。
【0054】
セキュリティ手段は、権利Dの有効性がコントロールブロック中に含まれている日付と整合するか検証する。それが日付と合っていなければ、データは復号化されない。選ばれた方法にしたがって、それがマスターユニットであるか管理センターのユニットであるかを予見して、有効性をそれが期限切れになる前に更新して、権利のアドミニストレータが関連するユニットに対してそうすることを希望する場合に備える。この更新動作は、コントロールメッセージを、権利と新しい有効性との記述に関連するユニットに送ることによって実行される。一旦有効期限が切れると、権利がそれ以上延長不可能となり、権利の新たな送信手順が、上述したように、必要となる。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】固有のレベルにある管理センターを持たないネットワークを示す図である。
【図2】いくつかのレベルにある管理センターを持たないネットワークを示す図である。
【図3】管理センターを持つネットワークを示す図である。
Claims (12)
- 各々のユニットが、固有の番号UAを有するセキュリティ手段を有する、公衆ネットワークに接続された複数のユニットを有する仮想専用ネットワーク(VPN)を生成して用いる方法であり、前記方法は:
固有番号UAnに関連する権利Dnを、ユニットUnのセキュリティ手段によって発生するステップと;
前記権利Dnを少なくとも一つのユニットUmの前記セキュリティ手段に転送するステップと;
ユニットUnによって送られたデータと前記Dn権利の記述とを暗号データ鍵KSによって暗号化するステップと;
第二のユニットUmによって暗号化されたデータを受信し、前記データを前記ユニットUmの前記セキュリティ手段に提示し、前記Dn権利が存在するかを検証し、存在する場合、前記データを前記暗号データ鍵KSによって復号化するステップと;
を含むことを特徴とする前記方法。 - 前記権利Dnが前記第二のユニットUmと関連しており、また、前記第二のユニットの前記セキュリティ手段が、前記権利Dnがそれ宛であるか検証することを特徴とする、請求項1記載の方法。
- ネットワークインデックスRaが、ユニットUnによって前記権利Dnと関連付けられ、また、前記別のユニットUmの加入が、前記権利Dnと前記インデックスRaとの判断基準に基づいて実行されることを特徴とする、請求項1又は2記載の方法。
- 前記暗号データ鍵KSが対称的であり、ランダムに発生され、前記鍵が第一の鍵Knによって暗号化され、前記暗号セッション鍵KSが前記第二のユニットUmに送信されることを特徴とする、請求項1〜3の内のいずれかに記載の方法。
- 前記暗号データ鍵KSは、あるセットを成すセキュリティ手段に共通である第一の鍵Knであることを特徴とする、請求項1〜3の内のいずれかに記載の方法。
- 前記第一の鍵Knは前記権利Dnで発生されて、その参入ユニットに対して、前記ユニットに共通の秘密サービス鍵K0によって送信されることを特徴とする、請求項4又は5記載の方法。
- 前記権利Dnは有効性フィールドを有し、また、前記方法は:
前記ユニットUnによって、現在の日付の表示を暗号化された形態で前記権利Dnの記述に付加するステップと;
前記表示を前記ユニットUmによって受信して、前記ユニットのUmのセキュリティ手段によって、前記日付が前記権利Dnの有効範囲内にあるか検証するステップと;
を含むことを特徴とする、請求項1〜6の内のいずれかに記載の方法。 - 各々のユニットが少なくとも固有番号UAを有するセキュリティ手段を有する、公衆ネットワークを介して管理センター(MC)に接続された複数のユニットを含む仮想プライベートネットワーク(VPN)を生成して使用する方法であり、前記方法が:
前記管理センター(MC)にあるユニットUnを介してネットワークRnの生成を要求するステップと;
前記管理センター(MC)によって、ユニットUnに対して、ネットワークRnを現す権利Dnと鍵Knとを送るステップと;
前記ネットワークRnの一部としてユニットUmを登録することを前記管理センター(MC)に要求するステップと;
前記権利Dnと前記鍵KnとをユニットUmに送信するステップと;
ユニットUnによって送られた前記データと前記権利Dnの記述とを、暗号データ鍵KSによって暗号化するステップと;
前記第二のユニットUmによって暗号化された前記データを受信して、これらのデータをユニットUmの前記セキュリティ手段に対して提示して、前記権利Dnが存在するか検証し、存在する場合、前記データを前記暗号データ鍵Ksで復号化するステップと;
を含むことを特徴とする前記方法。 - 前記暗号データ鍵KSが対称的なタイプであり、ランダムに発生されており、また、前記鍵が前記第一のKn鍵によって暗号化され、この暗号化されたセッション鍵が前記第二のユニットUmに送信されることを特徴とする、請求項8記載の方法。
- ユニットUmの登録を要求する前記ステップが:
前記権利Dnを表す部分をユニットUnによって送信するステップと;
前記権利Dnのこの部分を前記管理センターでユニットUmによって提示するステップと;
前記部分が前記権利Dnに対応しているかに関して前記管理センター(MC)を検証し、対応していれば、前記権利Dnと前記鍵KnとをユニットUmに送信するステップと;
を含むことを特徴とする、請求項8又は9記載の方法。 - 前記ユニットUmの登録を要求する前記ステップが:
ユニットUmの識別子を前記管理センター(MC)に対してユニットUmによって送信するステップと;
前記権利Dnと前記鍵KnとをユニットUmに対して前記管理センターによって送信するステップと;
を含むことを特徴とする、請求項8記載の方法。 - 前記管理センター(MC)が、新しい鍵Kn’を同じネットワークRnのメンバーに対して擬似ランダムな時間間隔で送ることを特徴とする、請求項8〜11の内のいずれかに記載の方法。
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