JP2005079975A - 暗号鍵の配信方法及び無線ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】固定基地局のみで、安全にユーザの初期登録を行って通信に使用する暗号鍵を配信可能とし、システム全体のコストを抑え、また、管理者の負担を軽減する。
【解決手段】システム内に、無線出力を下げて小さな初期登録用エリア１０２を設定する機能を有する出力可変構成出井基地局１０１を設ける。この固定基地局１０１は、無線端末１０３から初期登録の要求があった場合、無線出力を下げて小さな初期登録用エリア１０２を設定して、この状態で、登録要求のあった無線端末の登録を行うと共に、暗号鍵をその無線端末に配信する。その後、固定基地局１０１は、無線出力を通常に戻して通信可能エリア１０５を設定して、無線端末との間の通信を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、暗号鍵の配信方法及び無線ネットワークシステムに係り、特に、固定基地局と無線端末との通信のために最初に用いる暗号鍵を安全に送信し、また、その後の通常の通信に用いる暗号鍵を自動更新する暗号鍵の配信方法及び無線ネットワークシステムに関する。

一般に、無線ネットワークシステムは、無線端末から通信を行う場合、端末のポートにケーブルを差し込む等の物理的な接続が不要であり、第三者が気づかれずに固定基地局に接続す可能性が高い。このため、一般の無線ネットワークは、固定基地局毎に暗号鍵を設定し、無線端末が設定された暗号鍵と同一の暗号鍵を用いない場合、固定基地局に接続できないようにされている。しかし、この場合、固定基地局は、暗号鍵を無線で送出するため、周辺に居る無線端末がこれを傍受することにより暗号鍵を取得することが可能となってしまう。

前述したような問題を解決することのできる従来技術として、例えば、非特許文献１に記載されたようなＩＥＥＥ８０２．１ｘと呼ばれる規格に準拠した通信方法が知られている。この従来技術は、ユーザの認証と暗号鍵の自動更新とを行うことができる。

図１１はＩＥＥＥ８０２．１ｘの規格を使用した従来技術による無線ネットワークシステムの構成例を示すブロック図である。図１１において、７０１は固定基地局、７０２ａ〜７０２ｃは無線端末、７０３は有線網、７０４は認証用サーバである。

図１１に示す無線ネットワークシステムは、無線ＬＡＮの例であり、固定基地局７０１、有線網７０３を介して接続された認証用サーバ７０４、及び、固定基地局７０１を介して各種の情報取得等のサービスを受けることができる無線端末７０２ａ〜７０２ｃにより構成される。

次に、ＩＥＥＥ８０２．１ｘの規格での暗号鍵配信手順について説明する。図１１に示すシステムにおいて、システムの管理者は、予め、無線ＬＡＮのユーザを認証用サーバ７０４に登録しておく。ユーザが持つ無線端末からの無線接続要求が固定基地局７０１にあった場合、固定基地局７０１は、有線網７０３を介して認証用サーバ７０４と通信を行い、ユーザの認証を行い、認証に成功したユーザの無線端末に対して固定基地局７０１から暗号鍵を配信する。この場合、暗号鍵としては、ユーザ毎に異なったものを配信する。ユーザは、その暗号鍵により無線端末を使用して暗号化通信を行うが、任意時間後に暗号鍵を自動的に更新し通信を行っていく。このように、暗号鍵を任意時間毎に更新することによって、他人が暗号鍵を解読することを困難にしている。

前述したＩＥＥＥ８０２．１ｘの規格を用いる従来技術は、暗号鍵を傍受されにくいという利点があるが、認証用サーバ７０４でユーザ情報を一元管理する必要があるため、ユーザの登録に時間がかかる上、暗号鍵等のセキュリティ情報の配布を別途行わなければならず、ある程度固定されたユーザ環境での運用を行うことはできるが、不特定多数のユーザが即座に登録して利用を開始するような使用環境での利用が困難なものである。
「日経ＢＰムック 日経ネットワークセキュリティ」２００３年４月１日発行 第７０頁〜第７５頁「ＩＥＥＥ８０２．１ｘの概要」

前述した従来技術は、暗号鍵の自動更新を行うために、固定基地局としての無線装置以外にユーザの認証を行うためのサーバが必要であり、システム全体のコストの増加を招き、また、サーバの維持管理を行わなければならないので、人手を要するという問題点を有している。また、前述した従来技術は、ユーザの登録を管理者が行うために手間と時間がかかり、不特定のユーザを対象とした公衆向け無線接続サービスを行おうとする場合に、ユーザが即座に接続を開始してネットワークを利用することが困難であるという問題点を有している。さらに、前述した従来技術は、ユーザを登録した後の最初の接続には初期の暗号鍵が必要であり、この暗号鍵をネットワークの管理者からの通知を受け、ユーザが無線端末への暗号鍵の設定を別途行う必要があるという問題点を有している。

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、暗号鍵発行専用のサーバを用いることなく、固定基地局としての無線装置のみで暗号鍵を発行し、暗号鍵の自動更新を行うと共に、ユーザからの要求により直ちにユーザの登録を可能とし、初期の暗号鍵を無線で発行することが可能な暗号鍵の配信方法及び無線ネットワークシステムを提供することにある。

本発明によれば前記目的は、１または複数の固定基地局を有し、暗号鍵を用いて固定基地局と無線端末との間で通信を行う無線ネットワークシステムにおける暗号鍵の配信方法において、前記無線端末が発行する初期登録要求を受信した前記固定基地局が、自固定基地局の無線出力を自固定基地局の極近傍でのみ通信を行うことができる程度の強度に低下させて、初期登録要求を行った無線端末の登録を行うと共に、その無線端末に暗号鍵を配信することにより達成される。

また、前記目的は、１または複数の固定基地局を有し、暗号鍵を用いて固定基地局と無線端末との間で通信を行う無線ネットワークシステムにおける暗号鍵の配信方法において、前記無線ネットワークシステム内に自固定基地局の無線出力を自固定基地局の極近傍でのみ通信を行うことができる程度の強度に低下させてある初期登録用固定基地局を設け、該初期登録用固定基地局が、無線端末が発行する初期登録要求を受信し、初期登録要求を行った無線端末の登録を行うと共に、その無線端末に暗号鍵を配信することにより達成される。

さらに、前記目的は、１または複数の固定基地局を有し、暗号鍵を用いて固定基地局と無線端末との間で通信を行う無線ネットワークシステムにおいて、少なくとも１台の前記固定基地局が、無線端末が発行する初期登録要求を受信したとき、自固定基地局の無線出力を自固定基地局の極近傍でのみ通信を行うことができる程度の強度に低下させる手段と、無線出力を低下させた状態で初期登録要求を行った無線端末の登録を行うと共に、その無線端末に暗号鍵を配信する手段とを備えることにより達成される。

本発明によれば、固定基地局となる無線装置のみで、安全にユーザの初期登録を行って通信に使用する暗号鍵を配信することができ、システム全体のコストを抑え、また、管理者の負担を軽減することができる。

また、その後の暗号鍵の更新も、通常の通信において行うことができるため、第三者による暗号鍵の解読を困難なものとすることができる。

以下、本発明による暗号鍵配信方法及び無線ネットワークシステムの実施形態を図面により詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施形態による無線ネットワークシステムの基本構成を示すブロック図である。図１において、１０１は出力可変固定基地局、１０２は初期登録用通信エリア、１０３、１０４、１０９は無線端末、１０５、１０８は通常通信エリア、１０６は有線網、１０７は固定基地局である。

図１に示す無線ネットワークシステムは、出力可変固定基地局を用いてユーザの初期登録を行うと共に、暗号鍵の配信を行い、さらに、暗号鍵の自動更新を行うことを可能としたシステムの例であり、出力可変固定基地局１０１が有線網１０６を介して他の固定基地局１０７と接続されて構成され、基地局１０１、１０７を介して通信を行う無線端末１０３、１０４、１０９が移動可能に配置されている。図１には、システム内に出力可変固定基地局１０１と、固定基地局１０７の２台の固定基地局だけを示しているが、本発明によるシステムは、さらに多くの固定基地局を備えて構成されてもよい。

出力可変固定基地局１０１は、無線端末を登録する際に初期登録用通信エリア１０２内でのみ通信可能な程度に無線出力を低下させる機能を有している。この出力可変固定基地局は、例えば、ターミナルアダプタ、無線ＬＡＮのアクセスポイント等であってよく、有線網１０６を介して、他の固定基地局と接続されると共に、インターネット等の他のネットワークに接続されて、無線端末との間で通信を行い、無線端末に対してインターネット等を介した各種の情報提供サービス等を行う。無線端末１０３、１０４、１０９は、例えば、無線ＬＡＮインターフェースを備えるパーソナルコンピュータ、周辺機器等であってよい。固定基地局１０７は、出力可変固定基地局１０１と同様な機能を備えて構成されてもよいが、通常通信エリア１０８内の無線端末に対する通信のサービスだけを行い、無線端末の初期登録を行う機能を備えなくてもよい。そして、出力可変固定基地局１０１は、初期登録用通信エリア１０２と通常通信エリア１０５とに通信エリアを切り替えることができる。

前述した本発明の第１の実施形態によるシステムにおいて、出力可変固定基地局１０１は、初期登録に用いる固定基地局である。そして、本発明の実施形態によるシステムは、出力可変固定基地局１０１の代わりに後述する初期登録用の固定基地局を用いて構成してもよい。図１に示す実施形態の場合、ユーザが初期登録用通信エリア１０２に無線端末１０３を持ち込む必要があるので、初期登録に用いる固定基地局は、初期登録に用いる固定基地局にユーザが無線端末を近づけて登録できるような場所に設置しておく必要がある。例えば、システムが飲食店等の店舗内に設置される場合、初期登録に用いる固定基地局は、レジの近くに設置されるとよい。

ユーザは、システム管理者より無線端末１０３の登録許可を受け、例えば、初期登録に用いる固定基地局のアドレスとパスワードといった登録に必要な情報を受け取る。ユーザは、このアドレスとパスワードとを使用して初期登録に用いる固定基地局に接続し初期登録の要求を行う。初期登録に用いる固定基地局は、登録要求を受け取った後、無線出力を下げて通信可能エリアを小さくした初期登録用通信エリアを作り、この初期登録用通信エリア１０２のみで通信可能にする。これにより、ユーザは、無線端末１０３を初期登録用通信エリア１０２内に持ち込んで初期登録を行うことができる。

前述に対し、初期登録の許可を受けていない無線端末は、登録要求を発行することができないため、初期登録を行うことができない。また、初期登録は、初期登録用通信エリア１０２内でしか行うことができないため、無線端末を初期登録用通信エリア１０２内に持ち込まない限り初期登録情報を傍受することはできない。このため、初期登録の許可を受けていないユーザの初期登録用通信エリア１０２内への立ち入りを制限できるように、初期登録用通信エリア１０２の半径を５０ｃｍ程度に制限すればよい。このように、初期登録用通信エリア１０２を近距離に制限することにより、登録を許された無線端末に対して暗号鍵を安全にかつ確実に配信することができる。初期登録の完了後、初期登録を行ったユーザは、暗号鍵を初期登録に用いた固定基地局より受け取って暗号化通信を開始することができる。

前述において、固定基地局にユーザの登録情報を記憶しておく期間をユーザまたは管理者が登録時に決定しておくようにすることができる。この期間中、ユーザは、再登録を行うことなく、既にある登録情報を元に固定基地局に接続可能となる。一定期間が過ぎると登録が無効となり、再度登録をしなおす必要がある。これにより、管理者は、ユーザの登録状況の管理を行うことができる。

背景技術の欄で説明した認証サーバを使用して認証を行うシステムは、不特定多数のユーザを扱う場合、管理者によるユーザの管理が煩雑で困難を極め、ユーザの利便性も悪いものであるが、前述したような本発明の実施形態によるシステムは、管理者の負担を軽減し、ユーザの利便性を向上させることができ、特に、不特定多数のユーザが利用するような環境、例えば、コーヒーショップでコーヒーの購入者に対し、その日１日無線ネットワークを開放するといった公衆無線ＬＡＮサービスに用いて有効である。

図２は出力可変固定基地局１０１の構成例を示すブロック図である。図２において、２０１はアンテナ部、２０２は無線通信部、２０３は制御装置、２０４は有線通信部、２０５は記憶装置、２０６は無線端末情報記憶部、２０８は電波制御部である。

出力可変固定基地局１０１は、図２に示すように、無線信号を出力するアンテナ部２０１、無線信号の出力及び入力、無線信号の変調や復調を行う無線通信部２０２、有線網１０６とのやり取りを行う有線通信部２０４、有線と無線との間の制御を行う制御装置２０３、自固定基地局の識別情報や周波数帯の情報を蓄積し、また、無線端末の情報を記憶する記憶装置２０５等から構成され、有線網１０６に接続されている。

そして、記憶装置２０５内には、無線端末情報記憶部２０６を備えている。この無線端末情報記憶部２０６に記憶されている情報の内容は、登録された無線端末のＭＡＣアドレス、及び、その無線端末に対応した暗号化に用いる暗号鍵等である。これらの情報は、無線通信を介して無線端末から自固定基地局へ取り込まれる。出力可変固定基地局１０１は、無線出力の制御を行うことが可能に構成され、その制御は、制御装置２０３の電波制御部２０８内で行われる。そして、出力可変固定基地局１０１は、無線の送信出力制御を行い、初期登録用通信エリア１０２内でのみ通信を可能とする。例えば、通常の通信可能エリア１０５の基地局１０１からの最大距離が１００ｍであり、初期登録用通信エリア１０２を５０ｃｍ以内とする場合、出力可変固定基地局１０１は、無線出力を２００分の１にすればよいので、無線出力をおよそ２５ｄＢ下げればよいことになる。

図３は無線通信部２０２の最終段出力回路に実装される無線出力制御回路の構成を示す図であり、次に、これについて説明する。図３において、ＳＷはスイッチ、ＡＭＰは増幅器、Ｒ１〜Ｒ３は抵抗である。

図３に示す回路は、無線通信部２０２の最終段出力回路における増幅器ＡＭＰの増幅率を制御するように設けられるもので、抵抗Ｒ１〜Ｒ３とスイッチＳＷとにより構成される。スイッチＳＷは、電波制御部２０８から制御装置２０３を介して出力される出力制御信号により制御される。スイッチＳＷは、抵抗Ｒ２、Ｒ３のいずれか一方を、増幅器ＡＭＰの出力端と抵抗Ｒ１を介してグランドに接続されているマイナス側の入力端子との間に切り替えて接続するものであり、このスイッチＳＷが出力制御信号により制御される。

そして、通常の通信を行う場合、スイッチＳＷは、抵抗Ｒ２を増幅器ＡＭＰの入出力端子間に接続するように制御される。この結果、増幅器ＡＭＰの増幅率は、（１＋Ｒ２／Ｒ１）となり、増幅器ＡＭＰのプラス側の入力端子に入力される無線信号は、（１＋Ｒ２／Ｒ１）倍に増幅されて出力される。また、登録要求があった場合、スイッチＳＷは、抵抗Ｒ３を増幅器ＡＭＰの入出力端子間に接続するように出力制御信号により制御される。この結果、増幅器ＡＭＰの増幅率は、（１＋Ｒ３／Ｒ１）となり、増幅器ＡＭＰのプラス側の入力端子に入力される無線信号は、（１＋Ｒ３／Ｒ１）倍に増幅されて出力される。抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の値を適当な値に設定することにより、前述したようなスイッチＳＷの制御により、無線出力を切り替えることができる。

図４は出力可変固定基地局１０１でのユーザの登録手順を説明するシーケンス図であり、次に、これについて説明する。ここでの処理は、出力可変固定基地局１０１の制御装置２０３内に設けられる制御ソフトウェアを用いて行われる。

（１）無線端末１０３からユーザの初期登録要求があると、出力可変固定基地局１０１は、この要求を受信し、電波制御部２０８により、無線端末１０３が使用したチャンネルの通信可能エリアが初期登録用通信エリア１０２として図１により説明した自基地局の極く近傍の狭いエリアとなるように自基地局の無線出力を下げる（シーケンス３０１、３０２）。

前述において、例えば、無線端末１０３からその端末を持つユーザがユーザの初期登録要求を行うものとする。この場合、ユーザは、例えば、Ｗｅｂブラウザを使用して、特定のアドレスを入力する等の手段によりユーザの初期登録要求を行うことができる。

（２）自基地局の無線出力を下げた後、次に、出力可変固定基地局１０１は、無線端末１０３からの初期登録要求に対し、無線端末１０３に応答を要求する。ここで、無線端末１０３からの応答が得られなければ、出力可変固定基地局１０１は、無線端末１０３が自基地局の充分近くに存在しないと判断し、出力可変固定基地局１０１の無線出力を通常の出力に戻し、以下の処理は行わない（シーケンス３０３）。

（３）出力可変固定基地局１０１は、シーケンス３０３での応答を要求に対して、無線端末１０３からの応答を受信することができた場合、無線端末１０３に対して、ＭＡＣアドレス等の登録情報の入力を要求する（シーケンス３０４、３０５）。

（４）無線端末１０３は、シーケンス３０５での入力要求に対して、登録情報を送信する。そして、出力可変固定基地局１０１は、無線端末１０３からの応答を受信し、その上で暗号鍵を無線端末１０３に配信する（シーケンス３０６、３０７）。

（５）その後、出力可変固定基地局１０１は、自基地局の無線出力を通常出力に戻し、無線端末１０３と初期暗号鍵を用い暗号化通信を行うことを可能とする（シーケンス３０８、３０９）。

図４により説明した手順において、出力可変固定基地局１０１の出力を初期登録用通信エリア１０２に下げるのは、暗号鍵を渡す無線端末との通信に使用するチャンネルのみである。よって、出力を下げている期間でも、他のチャンネルを用いて通信を行っている他の無線端末とのやり取りは、通常通信エリア１０５の出力で行われている。しかし、初期登録に使用するチャンネルと同一のチャンネルを用いた無線端末がある場合には、隠れ端末の問題が生じる。このような端末を隠れ端末という。

図５は隠れ端末について説明する図である。図５において、８０１〜８０３は無線端末であり、他の符号は図１の場合と同一である。いま、図５に示すように、通常通信を行っている無線端末８０１、８０２があるものとし、この状態で、初期登録要求を行う無線端末８０３が現れたものとする。このとき、出力可変固定基地局１０１は、無線端末８０３からの初期登録の要求により、無線端末８０３が要求を行ったチャンネルの無線出力を下げて、通信可能エリアを初期登録用通信エリア１０２に小さくする。このとき、無線端末８０２は、固定基地局１０１、１０７の両方の通常の通信エリア１０５、１０８内に居るため、固定基地局１０７を介して通信を続行することができるが、無線端末８０１は、固定基地局１０１の通常の通信エリア１０５から外れてしまい、通信を行うことができなくなる。このような状態になった端末を隠れ端末という。

このような隠れ端末が生じる問題は、初期登録に対し通常通信の優先順位を上げておくと共に、１つの端末の登録が終了した直後に連続して登録要求があっても、一定時間の間他の端末からの登録要求を受け付けない等の設定を行うことにより回避することができる。すなわち、隠れ端末が生じても、１つの端末が初期登録を行う比較的短時間の間だけて通信を回復させることができる。

また、他の方法として、１つの無線端末の初期登録を行っているときでも、ビーコンだけは通常出力で送出しておくことにより、出力可変固定基地局１０１が見えなくなるのを防止することにより回避するという方法を使用することができる。

図６は前述で説明した初期登録時に配信された暗号鍵を更新する手順について説明するシーケンス図であり、次に、これについて説明する。

（１）前述で説明したように、初期登録を行ったユーザは、通信のために使用する暗号鍵を受領するので、その後、固定基地局とそのユーザが持つ無線端末との間で受信した暗号鍵を用いて暗号化通信を行う（シーケンス６０１）。

（２）固定基地局は、予め定めた一定時間後、あるいは、ランダムな時間の経過後、無線端末に現在使用している暗号鍵により暗号化した暗号鍵１を配信する（シーケンス６０２）。

（３）無線端末は、更新された暗号鍵１を受信すると、暗号鍵１を受信したことを固定基地局に配信し（６０３）、以後、更新された暗号鍵１による暗号化通信を行う（シーケンス６０３、６０４）。

（４）その後、前述と同様に、新たな暗号鍵が一定の更新時間の後、あるいは、ランダムな時間の経過後に配信されるので、前述した処理が繰り返される。暗号鍵の更新時間は管理者によって任意に設定することができる。

前述までに説明した本発明の第１の実施形態は、１つの固定基地局がユーザの初期登録と通常の通信との両方を行うものとして説明したが、本発明は、ユーザの初期登録を行うための専用の固定基地局を設けて構成することもできる。

図７は本発明の第２の実施形態による無線ネットワークシステムの基本構成を示すブロック図である。この本発明の第２の実施形態は、ユーザの初期登録を行うための専用の固定基地局を設けた場合の構成例である。図７において、４０１は初期登録用固定基地局、４０２は初期登録用通信エリア、４０３、４０７は無線端末であり、他の符号は図１の場合と同一である。

図７に示す無線ネットワークシステムは、初期登録用固定基地局４０１が有線網１０６を介して他の固定基地局１０７と接続されて構成され、初期登録用固定基地局４０１は、初期登録用通信エリア４０２内でのみ通信可能な程度に無線出力を低下させてあり、初期登録を行おうとする無線端末４０３を登録する際にのみ使用される。固定基地局１０７は、通常の通信に用いる通常の無線出力を持った固定基地局であり、登録後の無線端末４０３、４０７との間で通信を行う。また、初期登録用固定基地局４０１及び固定基地局１０７は、有線網１０６を介して、他の固定基地局及びインターネット等のネットワークに接続されている。そして、図７に示すように、初期登録用固定基地局４０１は、初期登録用通信エリア４０２である自初期登録用固定基地局４０１の極近傍との間でのみ通信可能である。

図８は初期登録用固定基地局４０１の構成例を示すブロック図である。図８において、２０９はアッテネータであり、他の符号は図２の場合と同一である。

初期登録用固定基地局４０１は、無線信号を出力するアンテナ部２０１、無線信号の変調や復調を行う無線通信部２０２、有線網とのやり取りを行う有線通信部２０４、有線と無線との間の制御を行う制御装置２０３、自固定基地局の識別情報や周波数帯の情報を蓄積し、また、無線端末の情報を記憶する記憶装置２０５等から構成され、有線網１０６に接続されている。

記憶装置２０５内には、無線端末情報記憶部２０６を備えている。この無線端末情報記憶部２０６に格納されている情報の内容は、登録された無線端末のＭＡＣアドレス、暗号化に用いている暗号鍵等である。これらの情報は、無線通信を介して無線端末から自固定基地局へ取り込まれるものと、有線網１０６を介して他の固定基地局から自固定基地局へ取り込まれるものがある。これにより複数の固定基地局が存在する場合にも、無線端末は、既に登録されている登録情報を元に通信を行うことが可能である。

初期登録用固定基地局４０１は、制御装置２０３の電波制御部２０８内で定常的に電波の出力を低くするように設定するか、アンテナ２０１と無線通信部２０２との間にアッテネータ２０９等を組み込むことにより、無線出力の制御を行っており、常に、初期登録用固定基地局４０１の極近傍の無線端末としか通信を行うことができないような無線出力に制御されている。

前述のように構成される本発明の第２に実施形態において、無線端末４０３からの初期登録要求があった場合、初期登録用固定基地局４０１のみがその要求を受け付け、固定基地局１０７は、たとえ、無線端末４０３が固定基地局１０７の通常の通信エリアにあってもその要求を受け付けない。初期登録用固定基地局４０１は、無線端末４０３からの初期登録要求に従い、無線端末４０３を自基地局に登録し、無線端末４０３に暗号鍵を送信する。無線端末４０３からの初期登録要求は、例えば、Ｗｅｂブラウザ等を用いて特定のアドレスを入力する等の手段により行われる。

初期登録用固定基地局４０１は、無線端末４０３の登録が完了した後、有線網１０６を介して無線端末４０３の登録情報及び暗号鍵を固定基地局１０７を含むこのシステム内に設けられるたの固定基地局に送信しておく。これにより、無線端末４０３は、その後、通常通信エリア１０８内の無線端末４０７として移動し、固定基地局１０７を利用して通信を行うことが可能となる。その後の暗号鍵の更新は、本発明の第１の実施形態で説明したと同様に、図６に示すシーケンスに従って行われる。

前述までに説明した本発明の第１、第２の実施形態のシステム構成を示す図１、図７の固定基地局１０７は、通常の無線出力を持った固定基地局である。この固定基地局１０７は、システム中に複数台配置可能である。

図９は固定基地局１０７の構成例を示すブロック図である。図９における符号は図２の場合と同一である。

固定基地局１０７は、図９に示すように、無線信号を出力するアンテナ部２０１、無線信号の変調や復調を行う無線通信部２０２、有線網との信号の授受を行う有線通信部２０４、有線と無線との間の制御を行う制御装置２０３、自固定基地局の識別情報や周波数帯の情報を蓄積し、また、無線端末の情報を記憶する記憶装置２０５等から構成され、有線網１０６に接続されている。記憶装置２０５内には、無線端末情報記憶部２０６を備えている。この無線端末情報記憶部２０６に格納されている情報の内容は、登録された無線端末のＭＡＣアドレス、暗号化に用いている暗号鍵等である。これらの情報は、有線網１０６を介して自固定基地局へ取り込まれる。

図１０は無線端末から固定基地局１０７に接続要求があった場合の接続許可手順を説明するフローチャートであり、次に、これについて説明する。

（１）固定基地局１０７は、無線端末から接続要求があった場合、まず、自固定基地局の記憶装置２０５内の無線端末情報記憶部２０６を参照し、接続要求を行った無線端末が登録されているか否かを判定し、無線端末情報記憶部２０６に登録されている無線端末からの接続の要求であった場合、その無線端末の接続を許可する（ステップ９０１〜９０３）。

（２）ステップ９０２の判定で、無線端末情報記憶部２０６に登録されていない無線端末からの接続要求であった場合、他の固定基地局に登録要求をした無線端末の登録情報があるか否かの確認を行う。そのため、まず、出力可変固定基地局１０１または初期登録用固定基地局４０１が網内に存在していれば、出力可変固定基地局１０１または初期登録用固定基地局４０１を最初に参照して、登録要求をした無線端末の登録情報があるか否かを判定する（ステップ９０４）。

（３）ステップ９０４の判定で、出力可変固定基地局１０１または初期登録用固定基地局４０１に、登録要求をした無線端末の登録情報があった場合、その固定基地局から無線端末情報を受け取り自基地局の無線端末情報記憶部２０６にその端末情報を登録した後、その無線端末の接続を許可する（ステップ９０５、９０３）。

（４）ステップ９０４の判定で、出力可変固定基地局１０１または初期登録用固定基地局４０１に、登録要求をした無線端末の登録情報がなかった場合、他の固定基地局１０７を検索し、参照する固定基地局１０７があるか否かを判定する。他の固定基地局が無いことは、要求に対するタイムアウト等で判定する（ステップ９０６、９０７）。

（５）ステップ９０７の判定で、参照する固定基地局１０７がなかった場合、その無線端末の登録情報が見つからなかったことになり、その無線端末からの接続要求を拒否する（ステップ９０９）。

（６）ステップ９０７の判定で、参照する固定基地局１０７があった場合、その固定基地局に、登録要求をした無線端末の登録情報が登録されているか否かを判定し、登録されていなかった場合、ステップ９０６からの処理に戻って、さらに他の固定基地局があるか否かを検索して処理を繰り返す（ステップ９０８）。

（７）ステップ９０８の判定で、参照した固定基地局１０７に登録要求をした無線端末の登録情報が登録されていた場合、その固定基地局から無線端末情報を受け取り自基地局の無線端末情報記憶部２０６にその端末情報を登録した後、その無線端末の接続を許可する（ステップ９０５、９０３）。

前述した本発明の実施形態における処理は、処理プログラムとして構成することができ、この処理プログラムは、ＨＤ、ＤＡＴ、ＦＤ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納して提供することができる。

前述した本発明の実施形態によれば、ユーザに対する認証用サーバを用いることなく、固定基地局となる無線装置のみで、安全にユーザの初期登録を行って通信に使用する暗号鍵を配信することができ、システム全体のコストを抑えることができ、また、認証用サーバの管理も不要となるため、管理者の負担を軽減することができる。

また、その後の暗号鍵の更新も、通常の通信において行うことができるため、第三者による暗号鍵の解読を困難なものとすることができる。

本発明の第１の実施形態による無線ネットワークシステムの基本構成を示すブロック図である。 出力可変固定基地局の構成例を示すブロック図である。 無線通信部の最終段出力回路に実装される無線出力制御回路の構成を示す図である。 出力可変固定基地局でのユーザの登録手順を説明するシーケンス図である。 隠れ端末について説明する図である。 前述で説明した初期登録時に配信された暗号鍵を更新する手順について説明するシーケンス図である。 本発明の第２の実施形態による無線ネットワークシステムの基本構成を示すブロック図である。 初期登録用固定基地局の構成例を示すブロック図である。 固定基地局の構成例を示すブロック図である。 無線端末から固定基地局１０７に接続要求があった場合の接続許可手順を説明するフローチャートである。 ＩＥＥＥ８０２．１ｘの規格を使用した従来技術による無線ネットワークシステムの構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１０１ 出力可変固定基地局
１０２ 初期登録用通信エリア
１０３、１０４、１０９、７０２ａ〜７０２ｃ 無線端末
１０５、１０８ 通常通信エリア
１０６、７０３ 有線網
１０７、７０１ 固定基地局
２０１ アンテナ部
２０２ 無線通信部
２０３ 制御装置
２０４ 有線通信部
２０５ 記憶装置
２０６ 無線端末情報記憶部
２０８ 電波制御部
２０９ アッテネータ
４０１ 初期登録用固定基地局
４０２ 初期登録用通信エリア
４０３、４０７ 無線端末
７０４ 認証用サーバ
ＳＷ スイッチ
ＡＭＰ 増幅器
Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗

Claims (5)

1. １または複数の固定基地局を有し、暗号鍵を用いて固定基地局と無線端末との間で通信を行う無線ネットワークシステムにおける暗号鍵の配信方法において、前記無線端末が発行する初期登録要求を受信した前記固定基地局は、自固定基地局の無線出力を自固定基地局の極近傍でのみ通信を行うことができる程度の強度に低下させて、初期登録要求を行った無線端末の登録を行うと共に、その無線端末に暗号鍵を配信することを特徴とする暗号鍵の配信方法。
2. １または複数の固定基地局を有し、暗号鍵を用いて固定基地局と無線端末との間で通信を行う無線ネットワークシステムにおける暗号鍵の配信方法において、前記無線ネットワークシステム内に自固定基地局の無線出力を自固定基地局の極近傍でのみ通信を行うことができる程度の強度に低下させてある初期登録用固定基地局を設け、該初期登録用固定基地局は、無線端末が発行する初期登録要求を受信し、初期登録要求を行った無線端末の登録を行うと共に、その無線端末に暗号鍵を配信することを特徴とする暗号鍵の配信方法。
3. 前記初期登録用固定基地局は、登録を行った無線端末の情報及び配信した暗号鍵の情報を通常の通信のための固定基地局に通知し、前記無線端末は、受け取った暗号鍵を用いて通常の通信のための固定基地局との間での通信を行うことを特徴とする請求項２記載の暗号鍵の配信方法。
4. 前記無線端末の登録と共に無線端末に配信された暗号鍵は、任意の時間の経過毎に前記固定基地局により更新されることを特徴とする請求項１、２または３記載の暗号鍵の配信方法。
5. １または複数の固定基地局を有し、暗号鍵を用いて固定基地局と無線端末との間で通信を行う無線ネットワークシステムにおいて、少なくとも１台の前記固定基地局は、前記無線端末が発行する初期登録要求を受信したとき、自固定基地局の無線出力を自固定基地局の極近傍でのみ通信を行うことができる程度の強度に低下させる手段と、無線出力を低下させた状態で初期登録要求を行った無線端末の登録を行うと共に、その無線端末に暗号鍵を配信する手段とを備えることを特徴とする無線ネットワークシステム。
   

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