JP2005525047A - セキュアな無線ローカルエリアネットワーク又は無線メトロポリタンエリアネットワーク、及び関連する方法 - Google Patents

Abstract

セキュアなワイヤレスローカルエリアネットワーク又はワイヤレスメトロポリタンエリアネットワーク１０及びデータ通信装置１１ｎが提供され、装置１１ｎは、暗号文と初期ベクトルを含む暗号化されたメッセージでプレインテキストを送信する。装置は、シードを発生するために秘密鍵、装置アドレス及び変更基準値を使用して１方向アルゴリズムを実行するシードジェネレータ２０を含む場合がある。さらに、ランダムな初期ベクトル（ＩＶ）を発生するランダムＩＶジェネレータ２１が含まれる場合があり、鍵暗号化器２２は、シード及びランダムＩＶに基づいてキーシーケンスを発生する場合がある。さらに、キーシーケンス及びプレインテキストに基づいて暗号文を生成するロジック回路２３が含まれる場合があり、無線通信装置２５は、暗号化されたメッセージを無線で送信するためにロジック回路２３及びランダムＩＶジェネレータ２１に接続される場合がある。

Description

本発明は、無線ネットワークの分野に関し、より詳細には、無線ローカルエリアネットワーク又は無線メトロポリタンエリアネットワーク、及び関連する方法に関する。

無線ネットワークは、過去数年にわたり益々の発展を遂げている。２つの特定の例は、無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及び無線メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）であり、これらの両者は、幾つかの無線ステーション（たとえば、無線のイーサネット（登録商標）タイプのカードで通信するラップトップ）を典型的に含んでおり、この無線ステーションは、たとえば、無線周波信号を介して１以上のアクセスポイント（たとえば、サーバ）と通信する。固定されたノードは、無線ノード間の通信を容易にするだけでなく、無線ＬＡＮ／ＭＡＮと、たとえば電話ネットワークのような有線ネットワークとの間にブリッジを提供するために使用される場合がある。勿論、ある無線ＬＡＮ／ＭＡＮでは、無線ステーションは、制限された範囲で、互いに直接のピア・ツー・ピア通信で使用される場合もある。

無線ＬＡＮ／ＭＡＮ内の通信を規制するために開発されているより目立った規格のうちの１つは、“ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ−Ｌｏｃａｌ ａｎｄ Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ−Ｐａｒｔ１１： Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ” １９９９と題されたＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２ ＬＡＮ／ＭＡＮ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅの規格であり、引用によりその全体が本明細書に盛り込まれる。無線通信プロトコルを提供することに加えて、８０２．１１規格は、ＷＥＰ（Ｗｉｒｅｄ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｐｒｉｖａｃｙ）アルゴリズムを定義し、このアルゴリズムは、無線信号が盗聴されることから保護するために使用される。これは、無線信号は、有線ネットワークで送出される信号よりも、傍受されることに典型的に弱いためである。ＷＥＰは、無線ステーションとアクセスポイントの間で共有される秘密鍵に依存する。秘密鍵は、送信の前にデータパケットを暗号化するために使用され、送信の間のパケットが変更されないことを保証するため、整合性のチェックが使用される。

それにもかかわらず、ＷＥＰアルゴリズムは、かつて信頼されていたほど外部の攻撃に免疫がないことが最近になって知られてきている。たとえば、Ｂｏｒｉｓｏｖ等による“Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｎｇ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：Ｔｈｅ Ｉｎｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ ８０２．１１”， ＭＯＢＩＣＯＭ， Ｒｏｍｅ，Ｉｔａｌｙ， Ｊｕｌｙ ２００１と題された論文では、著者は、ＷＥＰにおける多数の脆弱性を述べている。特に、著しいセキュリティの違反は、２つのメッセージが同じ初期ベクトル（ＩＶ）及び秘密鍵を使用して暗号化されたときに起こることが述べられている。これは、両方のメッセージに関する情報を暴露してしまうためである。より詳細には、ＷＥＰによれば、メッセージの暗号文は、排他的論理和演算を使用して生成される。同じＩＶを使用して生成された２つのメッセージからの排他的に論理和演算する暗号文により、キーストリームがキャンセルされ、そのとき、プレインテキストを回復することが可能である。かかるように、このキーストリームの再使用は、多数のメッセージが記憶され、同じＩＶで生成された多数のメッセージを発見するために比較される復号の辞書攻撃を受けやすい。

さらに、Ｅｉｇｈｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙで２００１年８月に発表された“Ｗｅａｋｎｅｓｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ＲＣ４”と題されたＦｌｕｈｒｅｒ等によるプレゼンテーションでは、ＷＥＰのキースケジューリングアルゴリズムにおける幾つかの弱さは、“Ｆｌｕｈｒｅｒ ａｔｔａｃｋ”として一般に知られる、これらの弱さを利用するための提案される方法と合わせて概略されている。他は、Ｆｌｕｈｒｅｒ攻撃を続けて実現し、その成長力を確立している。たとえば、Ｓｔｕｂｂｌｅｆｉｅｌｄ等による“Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｆｌｕｈｒｅｒ， Ｍａｎｔｉｎ， ａｎｄ Ｓｈａｍｉｒ Ａｔｔａｃｋ ｔｏ Ｂｒｅａｋ ＷＥＰ” ＡＴ＆Ｔ Ｌａｂｓ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＴＤ−４ＺＣＰＺＺ， Ａｕｇｕｓｔ ６，２００１を参照されたい。

かかる新たに発見されたＷＥＰにおける弱さの結果として、外部の攻撃を受けにくいＷＥＰをつくるため、幾つかの試みが行われている。ＲＳＡ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ社により開発された１つのかかるアプローチは、“Ｆａｓｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｋｅｙｉｎｇ”と呼ばれている。このアプローチは、無線ＬＡＮを通して送出されるそれぞれのデータパケットのために固有な擬似ランダムキーを発生するハッシング関数を使用する。ハッシュ関数は、２つのフェーズで実現される。フェーズ１は、キーのミキシングを含み、ここでは、送信機のアドレス（ＴＡ）は、ＴＫで暗号化する様々なパーティが異なるキーストリームを使用することを保証するため、秘密のテンポラルキー（ＴＫ）に混合される。

ＴＡとＴＫとを混合することで、異なるキーのセットがそれぞれのパーティにより使用される。無線ステーションによりアクセスポイントに送出されたトラフィックは、無線ステーションにアクセスポイントにより送出されたトラフィックとは異なるキーのセットを使用する。この出力は、パフォーマンスを改善するために典型的にキャッシュされ、同じＴＫ及びＴＡで更なるパケットを処理するために再使用することができる。フェーズ２は、第一のフェーズの出力とＩＶとを混合し、それぞれのデータパケットについて固有なパケット当たりのキーを生成する。いずれかのキーの繰返しを回避するため、ＴＫの下で暗号化されたそれぞれのパケットについて異なるＩＶが使用される。

“Ｋｅｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ”と呼ばれる別のアプローチは、ＮｅｘｔＣｏｍｍ社により開発されてきている。このアプローチは、侵入者が暗号化を知り破壊するためにエアトラフィックに適合することを困難にするため、秘密鍵が頻度ベースで切り替わることを必要としている。ＷＥＰにおいて使用される既存のキーセットメカニズムは、したがって、予め定義された秘密のＷＥＰキー、基本サービスセット識別子（ＢＳＳＩＤ）、及びランダムシードを使用して「セッションキー」を生成するために変更される。このアプローチに関する更なる詳細は、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｅｘｔｃｏｍｍ．ｃｏｍで入手可能な、“Ｋｅｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ−Ａ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＷＥＰ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ”２００２年２月と題されたＹｉｎｇによる白書で見られる場合がある。

先のアプローチの１つの潜在的な欠点は、ネットワークの異なるノードにテンポラリキー又はセッションキーを連続して生成及び／又は配送することが面倒な場合があることである。さらに、Ｆａｓｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｋｅｙｉｎｇのためのテンポラリキーの配送メカニズムは、未だ規定されていない。Ｆａｓｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｋｅｙｉｎｇにおけるセッションキーの生成は、アクセスポイントのようなインフラストラクチャを必要とし、アドホックＷＬＡＮについて適切ではない。

上述された背景に鑑みて、本発明の目的は、拡張されたセキュリティ機能を有するワイヤレスＬＡＮ／ＭＡＮのための装置及び方法を提供することにある。

本発明に係る目的、特徴及び利点、並びに他の目的、特徴及び利点は、暗号文及び初期ベクトルを含む暗号化されたメッセージでプレインテキストを送信するセキュアな無線データ通信装置により提供される。本装置は、秘密鍵、装置アドレス及び変更基準値を使用して１方向アルゴリズムを実行するシードジェネレータを含んでいる。さらに、ランダムな初期ベクトルＩＶを発生するためにランダムＩＶジェネレータが含まれ、鍵暗号化器は、シード及びランダムＩＶに基づいてキーシーケンスを発生する場合がある。さらに、キーシーケンス及びプレインテキストに基づいて暗号文を発生するためにロジック回路が含まれる場合があり、無線通信装置は、暗号文及びランダムＩＶを含む、暗号化されたメッセージを無線で送信するため、ロジック回路及びランダムＩＶジェネレータに接続される場合がある。

より詳細には、１方向アルゴリズムは、たとえば、シングルフェーズハッシングアルゴリズムのようなハッシングアルゴリズムである場合がある。また、無線通信装置は、メディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）レイヤと関連される場合があり、変更基準値は、ＭＡＣレイヤのシーケンス番号である場合がある。例を経由して、変更基準値は、約１２ビットよりも大きいか、約１２ビットに等しいサイズを有する場合がある。ハッシングアルゴリズムの使用により、秘密鍵は、Ｆｌｕｈｒｅｒ攻撃のような攻撃を非常に受けにくくなる。さらに、シーケンス番号の使用により、復号の辞書攻撃のような攻撃は、かかる攻撃のために必要とされる辞書のサイズが非常に増加するので、その可能性が低くなる。

さらに、整合性チェッカーは、プレインテキストに基づいた整合性チェック値を生成するために含まれる場合がある。ロジック回路は、キーシーケンス、プレインテキスト、及び整合性チェック値に基づいて暗号文を生成する場合がある。さらに、装置は、プレインテキスト及び整合性チェック値を連結するコンカテネータを含む場合があり、ロジック回路は、キーシーケンスと、プレインテキスト及び整合性チェック値の連結とに基づいて暗号文を生成する場合がある。例を経由して、整合性チェッカーは、チェックサムジェネレータを含む場合がある。

また、装置は、シード及びランダムＩＶを連結するためのコンカテネータを含んでいる場合があり、鍵暗号化器は、シード及びランダムＩＶの連結に基づいてキーシーケンスを生成する場合がある。ランダムＩＶは、約２４ビットよりも大きなサイズを有利にも有し、この約２４ビットは、たとえば復号の辞書攻撃に対する更なる保護を提供する場合がある。ロジック回路は、排他的論理和演算回路である場合がある。また、秘密鍵は、静的な秘密鍵である場合があり、鍵暗号化器は、擬似ランダム数発生器を含む場合がある。

本発明の別の態様によれば、セキュアな無線データ通信装置は、ランダムなＩＶを発生するランダムＩＶジェネレータ、及びシードを発生するために秘密鍵、装置アドレス及びランダムなＩＶを使用して、シングルフェーズの、１方向アルゴリズムを実行するシードジェネレータを含んでいる場合がある。さらに、本装置は、シードに基づいてキーシーケンスを生成する鍵暗号化器、キーシーケンス及びプレインテキストに基づいて暗号文を生成するロジック回路、及び暗号化されたメッセージを無線で送信するためにロジック回路及びランダムＩＶジェネレータに接続される無線通信装置を含む場合がある。

本発明の態様に係るセキュアな無線データ通信方法は、複数の端末を含むワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイヤレスメトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）向けの方法である。本方法は、シードを生成するために秘密鍵、装置アドレス及び変更基準値を使用して、送信端末で１方向アルゴリズムを実行するステップを含む場合がある。さらに、ランダムＩＶは、送信端末で発生される場合があり、また、キーシーケンスは、シード及びランダムＩＶに基づいて送信端末で生成される場合がある。また、本方法は、暗号文を生成するためキーシーケンスを使用して送信端末でプレインテキストを暗号化するステップ、及び無線通信リンクを通して送信端末から受信端末に暗号文及びランダムＩＶを送信するステップを含む場合がある。

本発明の態様に係る別の関連する方法は、送信端末でランダムなＩＶを発生するステップ、及びシードを生成するために秘密鍵、装置アドレス及びランダムＩＶを使用して、送信端末でシングルフェーズアルゴリズムを実行するステップを含む場合がある。さらに、本方法は、シードに基づいて送信端末でキーシーケンスを発生するステップ、暗号文を生成するためにキーシーケンスを使用して送信端末でプレインテキストを暗号化するステップ、及び無線通信リンクを通して送信端末から受信端末に暗号文及びランダムＩＶを送信するステップを含む場合がある。

本発明は、本発明の好適な実施の形態が示される添付図面を参照して以下に更に十分に説明される。本発明は、多くの異なる形態で実施される場合があり、本明細書で述べられる実施の形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施の形態は、この開示が全体的かつ完璧であるように、かつ、当業者に対して本発明の範囲を伝達するように提供される。同じ参照符号は、全体を通して同じエレメントを示し、プライムの表記は、代替的な実施の形態における類似のエレメントを示すために使用される。

図１をはじめに参照して、無線ＬＡＮ又はＭＡＮ１０は、複数の端末、すなわち無線ステーション１１ａ〜１１ｎ及びアクセスポイント１２を例示的に含んでいる。無線ステーション１１は、ラップトップコンピュータ、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、又は他の適切な装置である場合がある。さらに、アクセスポイント１２は、たとえば、サーバのような装置である場合があり、この装置は、無線ステーション１１ａ〜１１ｎと固定された、すなわち有線の通信ネットワーク（図示せず）との間にブリッジを提供する。勿論、無線ステーション１１及びアクセスポイント１２は、好ましくは双方向通信が可能であり、本発明に従って、いずれかの数の無線ステーション及びアクセスポイントが使用される場合がある。

より詳細には、無線ステーション１１ｎは、当業者により理解されるように、アドホックモードにあるとき、アクセスポイント１２及び／又は別の無線ステーションに暗号化されたメッセージでプレインテキストを送信するためのセキュアな無線データ通信装置として例示的に実現されている（又は含んでいる）。先に述べた８０２．１１規格によれば、たとえば、ＷＥＰセキュリティ機能がイネーブルにされたとき、暗号化されたメッセージは、暗号文と初期ベクトル（ＩＶ）を含んでいる。ＩＶは、端末により使用される共有される秘密鍵を増加し、それぞれのテキストのパケットのための異なるキーシーケンスを生成するために、ＷＥＰで通常使用され、これにより２つの暗号文が同じキーストリームを有することが回避される。

先に述べたように、たとえ８０２．１１規格で要求されるようにＩＶを使用したとしても、ＷＥＰはＦｌｕｈｒｅｒ攻撃のような攻撃に弱くなる。キーシードを生成するために秘密鍵がＩＶと連結される８０２．１１規格とは対照的に、無線ステーション１１ｎは、シードを生成するために秘密鍵、装置アドレス、及び変更基準値を使用して１方向アルゴリズムを実行するシードジェネレータ２０を有利にも含んでいる。なお、本発明は８０２．１１規格との使用のために本明細書では説明されるが、当業者により理解されるように、本発明は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のような他の無線ＬＡＮプロトコルと実現される場合もある。

例を経由して、１方向アルゴリズムは、当業者に知られている、たとえば、ＭＤ５又はＳＨＡ−１ハッシングアルゴリズムのようなハッシングアルゴリズムである場合がある。勿論、当業者に知られている他の適切な１方向アルゴリズムが使用される場合もある。かかるアルゴリズムは、ハッシングアルゴリズムからアップストリームにあるもの（すなわち、アルゴリズムにより処理されるコンポーネント）を決定することを極端に困難にするために設計される。代替的には、かかるアルゴリズムの使用により、秘密鍵を含めてオリジナルの入力にアクセスすることなしに、アルゴリズムから同じ値の出力を生成するため、他のコンポーネントが使用される可能性が極端に低くなる。

当業者により理解されるように、ＷＥＰ規格で要求される秘密鍵は、典型的に４０ビットであり、この秘密鍵は、たとえばネットワークアドミニストレータによるような様々な方法により、無線ステーション１１ａ〜１１ｎ及びアクセスポイント１２に配送される場合がある。装置アドレスは、たとえば、無線ＬＡＮ／ＭＡＮ１０について実現される特定のソフトウェア及び／又はプロトコルに従って、ネットワークアドミニストレータにより同様に割り当てられる場合がある。ノードアドレスは、各実施の形態で使用される必要はないが、秘密鍵を知るために暗号化されたネットワークメッセージを比較することを望む第三者は、１つの端末のみからのメッセージを必ず比較する必要がある。したがって、十分に大きな数の暗号化されたメッセージを収集することの付加される困難性は、ハッカーである多くに対する更なる抑止として役立つ場合がある。

８０２．１１規格は、複数のアプリケーションコントロールレイヤと関連される無線通信装置との使用向けの規格であり、複数のアプリケーションコントロールレイヤのうちの１つは、メディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）レイヤである。ＭＡＣレイヤは、送出されたそれぞれの暗号化されたメッセージで更新される、関連されるシーケンス番号を典型的に有している。本発明によれば、変更基準値が便利なことにＭＡＣレイヤシーケンス番号である場合があるが、キーシードを生成するために他の変更基準値が生成又は使用される場合がある。例を経由して、変更基準値は、約１２ビットよりも大きいか、約１２ビットに等しいサイズを有する場合があり、この約１２ビットは、ＭＡＣレイヤシーケンス番号の典型的なサイズである。１２ビットの変更基準値を使用することで、たとえば、復号の辞書攻撃は、成功する標準的なＷＥＰプロトコルでのときの４０９６倍を有する必要があり、かかる攻撃を本質的に不可能にする。

また、無線ステーション１１ｎは、ランダムにＩＶを発生するランダムＩＶジェネレータを例示的に含んでいる。鍵暗号化器２２は、シード及びランダムＩＶに基づいてキーシーケンスを生成するために使用される。勿論、当業者であれば、カウンタ、又はバリューフリッピング（すなわち、２以上のＩＶ値間のスイッチング）装置のような、他のタイプのＩＶジェネレータが幾つかの実施の形態で使用される場合もあることを理解されるであろう。しかし、ランダムＩＶの発生は、連続的な復号の辞書攻撃を実行するために最大のサイズの辞書が使用されることが必要とし、したがって多くの実施の形態において好ましい場合がある。

鍵暗号化器２２は、８０２．１１規格で規定されるＲＣ４擬似ランダム数の発生アルゴリズムを実現することが好ましいが、他の適切なランダム数又はキーシーケンス生成アルゴリズムが幾つかの実施の形態で使用される場合がある。ＲＣ４のケースでは、当業者により理解されるように、たとえば、ＲＣ４キーストリームの最初の２５６バイト（又は他のバイト数）は、Ｆｌｕｈｒｅｒ攻撃に対する更なるセキュリティとして廃棄される。

無線ステーション１１ｎは、キーシーケンス及びプレインテキストソース２４からのプレインテキストに基づいて暗号文を生成するためのロジック回路２３を例示的に含んでいる。プレインテキストソースは、無線ステーション１１ｎでプレインテキストを生成する場合があり、又は、通過されることになる別の端末からのテキストを受けるための単なる入力である場合がある。８０２．１１規格によれば、ロジック回路２３は、排他的論理和演算回路（図２）であるが、当業者により知られている他の適切な論理回路が使用される場合もある。無線通信装置２５は、例示的に示されるように、暗号文及びランダムＩＶを含む暗号化されたメッセージを無線で送信するためにロジック回路２３及びランダムＩＶジェネレータ２１に接続されている。無線通信装置は、８０２．１１規格又は他の無線ＬＡＮプロトコル（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）に従って動作するいずれかの適切な無線送信装置である場合がある。

ここで図２を参照して、無線ステーション１１ｎが更に詳細に示されている。例示されるように、無線ステーション１１ｎは、暗号文に配置されるプレインテキストに基づいて、整合性チェック値又はフィールドを生成する整合性チェッカー２６を含んでいる。例を経由して、整合性チェックフィールドは、８０２．１１規格に従うＣＲＣ−３２チェックサム値として実現される場合があるが、当業者に知られている他の適切な整合性のチェック値が使用される場合もある。さらに、無線ステーション１１ｎは、プレインテキストと整合性のチェック値を連結するコンカテネータ２７を更に含んでおり、ロジック回路２３は、キーシーケンス、及びプレインテキストと整合性チェック値との連結に基づいて暗号文を生成する場合がある。

同様に、コンカテネータ２８は、シード及びランダムＩＶを連結するために含まれており、したがって、鍵暗号化器２２は、シード及びランダムＩＶの連結に基づいてキーシーケンスを生成する。８０２．１１規格によれば、ＩＶは、２４ビットのサイズを有している。さらに、本発明によれば、ランダムＩＶは、２４ビットよりも大きなサイズ（たとえば、４８ビット）を有していることが好ましく、この２４ビットは、たとえば、復号の辞書攻撃に対して更なるプロテクションを提供する場合がある。勿論、当業者により理解されるように、ＩＶがランダムに発生されるとき、さらに１つのＩＶの衝突の可能性を低減するため、望まれる場合、さらにより大きなサイズのＩＶが使用される場合もある。

先のアプローチの１つの特定の利点は、先に説明されたＦａｓｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｋｅｙｉｎｇ及びＫｅｙ Ｈｏｐｉｎｇのアプローチによるケースのような、ワイヤレスＬＡＮ／ＭＡＮ１０における異なるノードへのテンポラリキー又はセッションキーの連続的な生成及び／又は配送を必要としないことである。むしろ、秘密鍵は、「静的」な秘密鍵の場合があり、この秘密鍵は、拡張されたセキュリティを保証するために頻繁に変更される必要がない。勿論、幾つかの実施の形態では、当業者により理解されるように、更なるセキュリティのエンハンスが望まれる場合には、秘密鍵が周期的に（たとえば、日毎に、月毎に等）変更される場合がある。

図３及び図４には、代替的な実施の形態に係る無線ステーション１１ｎ’が例示されている。この実施の形態では、シードジェネレータ２０’は、シードを生成するために（先に説明されたように、変更基準値とは対照的に）秘密鍵、装置アドレス及びランダムＩＶを使用して、シングルフェーズの１方向アルゴリズム（たとえば、ハッシングアルゴリズム）を実行する。先に述べたような延長されたＩＶ（たとえば、４８ビット）を使用することで、当業者により理解されるように、秘密鍵を発見するための復号の辞書攻撃の使用は、実際的ではなくなる。図３及び図４に特に説明されていない残りのエレメントは、先に述べたエレメントと同様であり、したがってここでは更に説明されない。

図５には、本発明の態様に係るセキュアな無線データ通信方法が例示されている。本方法は、ブロック５０で開始し、シードを発生するために秘密鍵、装置アドレス及び変更基準値を使用して送信端末で１方向アルゴリズムを実行する（ブロック５１）。図１に例示される例では、送信端末は、無線ステーション１１ｎである。勿論、当業者であれば、いずれか他のステーション１１及びアクセスポイント１２が本発明に従う送信端末となる場合があることを理解されるであろう。

さらに、ブロック５２で、ランダムＩＶが送信端末で発生され、また、ブロック５３で、シード及びランダムＩＶに基づいてキーシーケンスが送信端末で発生される場合がある。また、本方法は、ブロック５４で、先に説明されたように、暗号文を生成するためにキーシーケンスを使用して送信端末でプレインテキストを暗号化し、ブロック５５で、送信端末から受信端末（例示される例におけるアクセスポイント１２）に無線通信リンクを通して、暗号文及びランダムＩＶを送信することを含む場合があり、これにより、ブロック５６で、本方法が終了される。さらに、無線ステーション１１ａ〜１１ｎ又はアクセスポイント１２のうちのいずれか１つは、受信端末として役立つ場合がある。

図６には、本発明の態様に係る別の関連する方法がフローチャートで例示されている。本方法は、ステップ６０で開始し、ステップ６１で、ランダムなＩＶを送信端末で生成し、ブロック６２で、シードを生成するために秘密鍵、装置アドレス及びランダムＩＶを使用して、シングルフェーズのアルゴリズムを送信端末で実行する。さらに、シングルフェーズのアルゴリズムは、好ましくはシングルフェーズのハッシングアルゴリズムであるが、他の適切な１方向アルゴリズムが使用される場合もある。

さらに、本方法は、ブロック６３で、シードに基づいてキーシーケンスを送信端末で生成し、ブロック６４で、暗号文を生成するためにキーシーケンスを使用してプレインテキストを送信端末で暗号化し、ステップ６５で、送信端末から受信端末に無線通信リンクを通して、暗号文及びランダムＩＶを送信することを含む場合があり、これにより本方法が終了される。先の方法の更なる態様は、先の説明から当業者には明らかとなり、本明細書では、更に説明されない。

本発明に係るセキュアな無線通信装置を含むワイヤレスＬＡＮ／ＭＡＮの概念的なブロック図である。 図１のセキュアな無線通信装置の更に詳細な概念図である。 図１のセキュアな無線通信装置の代替的な実施の形態に関する概念的なブロック図である。 図３のセキュアな無線通信装置の更に詳細な概念的なブロック図である。 本発明に係るセキュアな無線データ通信方法を説明するフローチャートである。 本発明に係る代替的なセキュアな無線データ通信方法を説明するフローチャートである。

Claims (11)

1. 暗号文及び初期ベクトルを含む暗号化されたメッセージでプレインテキストを送信するためのセキュアな無線データ通信装置であって、
   シードを生成するため、秘密鍵、装置アドレス及び変更基準値を使用して１方向アルゴリズムを実行するシードジェネレータと、
   ランダムな初期ベクトル（ＩＶ）を発生するランダムＩＶジェネレータと、
   該シード及び該ランダムＩＶに基づいてキーシーケンスを生成する鍵暗号化器と、
   該キーシーケンス及びプレインテキストに基づいて暗号文を生成するロジック回路と、
   該暗号文及び該ランダムＩＶを含む暗号化されたメッセージを無線で送信するため、該ロジック回路と該ランダムＩＶジェネレータとに接続される無線通信装置と、
   を備えることを特徴とする装置。
2. １方向アルゴリズムは、ハッシングアルゴリズムを含む、
   請求項１記載の装置。
3. 該無線通信装置は、関連されるメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）レイヤを有しており、該変更基準値は、該ＭＡＣレイヤのシーケンス番号を含む、
   請求項１記載の装置。
4. 該プレインテキストに基づいて整合性のチェック値を生成する整合性チェッカーをさらに備える、
   請求項１記載の装置。
5. 該ロジック回路は、該キーシーケンス、該プレインテキスト及び該整合性チェック値に基づいて該暗号文を生成する、
   請求項４記載の装置。
6. 該プレインテキストと該整合性チェック値を連結するコンカテネータをさらに備え、該ロジック回路は、該キーシーケンスと、該プレインテキストと該整合性チェック値の連結とに基づいて該暗号文を生成する、
   請求項５記載の装置。
7. 該シードと該ランダムＩＶとを連結するコンカテネータをさらに備え、該鍵暗号化器は、該シードと該ランダムＩＶの連結に基づいてキーシーケンスを生成する、
   請求項１記載の装置。
8. 複数の端末を含むワイヤレスローカルエリアネットワーク又はワイヤレスメトロポリタンエリアネットワークのためのセキュアな無線データ通信方法であって、
   シードを生成するために秘密鍵、装置アドレス及び変更基準値を使用して、送信端末で１方向アルゴリズムを実行するステップと、
   該送信端末でランダムな初期ベクトル（ＩＶ）を発生するステップと、
   該シード及び該ランダムＩＶに基づいて該送信端末でキーシーケンスを発生するステップと、
   暗号文を生成するために該キーシーケンスを使用して該送信端末でプレインテキストを暗号化するステップと、
   該送信端末から該受信端末に無線通信リンクを通して該暗号文及びランダムＩＶを送信するステップと、
   を備えることを特徴とする方法。
9. 該１方向アルゴリズムは、ハッシングアルゴリズムを含む、
   請求項８記載の方法。
10. 該プレインテキストに基づいて該送信端末で整合性のチェック値を生成するステップをさらに備える、
    請求項８記載の方法。
11. 該暗号化するステップは、暗号文を生成するために、該キーシーケンスを使用して該プレインテキストと該整合性のチェック値を暗号化するステップを含む、
    請求項１０記載の方法。

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