JP2006514789A - 安全な移動体アドホック・ネットワーク及び関連の方法 - Google Patents

Abstract

移動体アドホック・ネットワーク（１０）は、ソースノード（１１ａ）と少なくとも１つの近隣ノード（１１ｂ）とを含む複数のノードを有してもよい。ソースノード（１１ａ）は、少なくとも１つの近隣ノード（１１ｂ）と無線通信リンクを確立する無線通信装置と、プレーンテキスト源（２４）と、シードを生成するために秘密鍵を使用して一方向アルゴリズムを実行する第２の生成器（２０）とを有してもよい。更に、ソースノード（１１ａ）はまた、シードを受信してそれに基づいて鍵シーケンスを生成する鍵暗号化器（２２）と、無線通信リンク上で鍵シーケンスとプレーンテキストに基づいて伝送用の暗号テキストを生成する論理回路とを有してもよい。

Description

本発明は、無線ネットワークの分野に関するものであり、特に移動体アドホック・ネットワーク及び関連の方法に関するものである。

近年、無線ネットワークは更なる発達をしてきた。最も急速に発達している分野のうちの１つは、移動体アドホック・ネットワークである。物理的には、移動体アドホック・ネットワークは、共通の無線チャネルを共有する多数の地理的に分散した潜在的な移動体ノードを有する。セルラネットワーク又は衛星ネットワークのような他の種類のネットワークに対して、移動体アドホック・ネットワークの最も独特の特徴は固定インフラを有さないことである。ネットワークは移動体ノードのみで構成され、ノードが相互に伝送可能なほど近づくと、ネットワークがその“進行中”に作られる。ネットワークは特定のノードに依存せず、いくつかのノードがネットワークに加わり、又は他のノードがネットワークから離れると、動的に調整する。

これらの独特の特徴のため、頻繁なトポロジの変化に適応可能なアドホック・ネットワーク内でのデータフローを管理するルーティングプロトコルが必要となる。２つの基本的な種類のアドホック・ルーティングプロトコルが近年現れてきている。すなわち、リアクティブ又は“オンデマンド型”のプロトコルと、プロアクティブ又はテーブル駆動型のプロトコルである。リアクティブのルーティングプロトコルは、ルート要求に応じて宛先への特定のルートが必要になったときに、ルーティング情報を収集する。リアクティブのプロトコルの例は、ａｄ−ｈｏｃ ｏｎ ｄｅｍａｎｄ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｖｅｃｔｏｒ（ＡＯＤＶ）ルーティングと、ｄｙｎａｍｉｃ ｓｏｕｒｃｅ ｒｏｕｔｉｎｇ（ＤＳＲ）と、ｔｅｍｐｏｒａｌｌｙ ｏｒｄｅｒｅｄ ｒｏｕｔｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＴＯＲＡ）を含む。

他方、プロアクティブのルーティングプロトコルは、ネットワークの各ノードから他の全てのノードへの最新のルーティング情報を一貫して維持することを試みる。そのようなプロトコルは、一般的に各ノードがルーティング情報を格納する１つ以上のテーブルを維持することを必要とし、ネットワークを通じた更新を伝搬することによりネットワークのトポロジの変化に応じ、ネットワークの一貫したビューを維持する。そのようなルーティングプロトコルの例は、Ｐｅｒｋｉｎｓによる米国特許第５，４１２，６５４号に開示されたｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ−ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ ｄｉｓｔａｎｃｅ−ｖｅｃｔｏｒ（ＤＳＤＶ）ルーティングと、ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＷＲＰ）と、ｃｌｕｓｔｅｒｈｅａｄ ｇａｔｅｗａｙ ｓｗｉｔｃｈ ｒｏｕｔｉｎｇ（ＣＧＳＲ）を含む。プロアクティブとリアクティブの双方の手法を使用するハイブリッドのプロトコルは、Ｈａａｓによる米国特許第６，３０４，５５６号に開示されたＺｏｎｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＺＲＰ）である。

アドホック・ネットワークの発展の進歩に対する１つの課題は、セキュリティである。具体的には、移動体アドホック・ネットワークのノードは全て無線で通信するため、無許可のユーザによる盗聴又はデータ障害の非常に大きいリスクが存在する。アドホック・ネットワークの発展の初期段階のため、及びこれらのネットワークが与える多数のその他の課題のため、これまでは前記のルーティングプロトコルは単にデータルーティングの機構に主に焦点が当てられており、セキュリティに焦点が当てられていなかった。

移動体アドホック・ネットワーク内でより安全なデータ伝送を提供するいくつかの手法が開発されてきている。１つのそのような手法は、２０００年春の“Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”、Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｏｆ Ｃｏｌｏｒａｄｏ ａｔ Ｂｏｕｌｄｅｒという題名のＮｇｕｙｅｎ他によるＣａｐｓｔｏｎｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｐａｐｅｒに概説されている。この文献において、著者はプレーンテキストのメッセージを暗号化するために米国データ暗号規格（ＤＥＳ：Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）を使用することを提案する。メッセージを認証するために、デジタル署名とウィンドウのシーケンス番号を備えた鍵付一方向ハッシュ関数が提案されている。具体的には、デジタル署名を提供するために、一方向ハッシュ関数と共に公開鍵暗号化が使用される。送信者はメッセージで一方向ハッシュ関数を使用し、その秘密鍵でハッシュ値を暗号化する。暗号化されたハッシュ値と共にメッセージがその宛先に送信される。受信機では、ハッシュ値はまたメッセージに基づいて計算され、送信者の公開鍵で解読された受信したハッシュ値と比較される。これらが同じである場合には、署名が認証される。

前述の手法は、強化されたセキュリティのいくつかの対策を提供することがあるが、１つの潜在的な欠点は、秘密鍵が外部の攻撃により発見可能であるという点である。すなわち、第三者は、送信者からのメッセージを収集して比較することにより、秘密鍵についての情報を発見することが潜在的に可能であることがある。秘密鍵を認識することにより、例えば第三者は送信者に扮してネットワークへの有意な混乱を引き起こすことが可能になることがある。

前述の背景を考慮すると、移動体アドホック・ネットワークでの強化されたセキュリティ及び関連の方法を提供することが本発明の目的である。

本発明による前記及び他の目的と特徴と利点は、少なくとも１つの近隣ノードと無線通信リンクを確立する無線通信装置と、プレーンテキスト源と、シード（ｓｅｅｄ）を生成するために秘密鍵を使用して一方向アルゴリズムを実行するシード生成器とを有してもよい安全な移動体アドホック・ネットワークノードにより提供される。更に、鍵暗号化器は、シードを受信し、それに基づいて鍵シーケンスを生成してもよく、無線通信リンク上で鍵シーケンスとプレーンテキストに基づいて少なくとも１つの近隣ノードへの伝送用に暗号テキストを生成するために、論理回路が含まれてもよい。

具体的には、一方向アルゴリズムは、例えば単一相ハッシュアルゴリズム（ｓｉｎｇｌｅ−ｐｈａｓｅ ｈａｓｈｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）のようなハッシュアルゴリズムでもよい。シード生成器は、秘密鍵と変化する基準値を使用して一方向アルゴリズムを実行し、シードを生成してもよい。また、無線通信装置は媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤと関連してもよく、例えば変化する基準値がＭＡＣレイヤのシーケンス番号でもよい。更に、シード生成器は、秘密鍵とノードのアドレスを使用して一方向アルゴリズムを実行してもよい。更に、ノードはランダム初期化ベクトル（ＩＶ：ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）を生成するランダム初期化ベクトル（ＩＶ）生成器を更に有してもよく、シード生成器は、秘密鍵とランダムＩＶを使用して一方向アルゴリズムを実行してもよい。

ハッシュアルゴリズムの使用は、傍受されたネットワークメッセージを比較してその中の共通の要素（すなわち秘密鍵）を分離する外部の攻撃から秘密鍵の影響を受けにくくする。更に、変化する基準値の使用は、そのような攻撃に必要な辞書のサイズをかなり増加させるため、解読辞書攻撃のような攻撃の可能性を減少させる。

更に、ノードは、プレーンテキストに基づいて完全性チェック値を生成する完全性チェッカを更に有してもよく、論理回路は、鍵シーケンスと、プレーンテキストと、完全性チェック値に基づいて暗号テキストを生成してもよい。プレーンテキストと完全性チェック値を連結する連結器もまた含まれてもよく、論理回路は、鍵シーケンスと、プレーンテキスト及び完全性チェック値の連結とに基づいて暗号テキストを生成してもよい。一例として、完全性チェッカはチェックサム生成器でもよい。

また、論理回路は、論理的排他和の論理回路でもよい。シードとランダムＩＶを連結する連結器もまた含まれてもよく、鍵暗号化器は、シードとランダムＩＶの連結に基づいて鍵シーケンスを生成してもよい。更に、秘密鍵は静的な秘密鍵でもよく、鍵暗号化器は擬似乱数生成器でもよい。更に、ランダムＩＶ生成器は無線通信装置に結合されてもよく、無線通信装置もまた暗号テキストでランダムＩＶを伝送してもよい。

本発明のその他の態様は、ソースノードと少なくとも１つの近隣ノードとを含む複数のノードを有してもよい移動体アドホック・ネットワークに関するものである。ソースノードは、少なくとも１つの近隣ノードと無線通信リンクを確立する無線通信装置と、プレーンテキスト源と、シード（ｓｅｅｄ）を生成するために秘密鍵を使用して一方向アルゴリズムを実行するシード生成器とを有してもよい。更に、ソースノードはまた、シードを受信し、それに基づいて鍵シーケンスを生成する鍵暗号化器と、無線通信リンク上で鍵シーケンスとプレーンテキストに基づいて伝送用の暗号テキストを生成する論理回路とを有してもよい。

本発明の通信方法の態様は、移動体アドホック・ネットワーク用であり、秘密鍵を使用してソースノードで一方向アルゴリズムを実行してシードを生成し、シードに基づいてソースノードで鍵シーケンスを生成することを有してもよい。前記方法はまた、鍵シーケンスとプレーンテキストに基づいてソースノードで暗号テキストを生成し、ソースノードから少なくとも１つの近隣ノードに暗号テキストを伝送してもよい。

次に、本発明の好ましい実施例が示されている添付図面を参照して、本発明が以下に完全に説明される。本発明は多数の異なる形式で具体化されることがあるが、ここに示される実施例に限定するものとして解釈されるべきではない。これらの実施例は、この開示が十分かつ完全なように提供されており、当業者に本発明の範囲を完全に伝えるものである。同様の参照数字は全体に渡って同様の要素を参照し、代替の実施例で類似の要素を示すためにプライム表記法が使用されている。

まず図１を参照すると、本発明による移動体アドホック・ネットワーク１０は、例示的に複数の無線ノード１１ａ−１１ｃを有する。一例として、ノード１１は、ラップトップコンピュータ、個人情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、又はその他の適切な装置でもよい。当然のことながら、いくつかの実施例において、ノード１１ａ−１１ｃのうちの１つ以上は、例えば電話ネットワークのような有線（又は衛星）通信インフラへのブリッジを提供するために固定されてもよい。ソースノード１１ａの安全なデータ暗号化及び伝送構成要素が以下に説明されるが、好ましくはネットワーク１０の他のノードもまた、説明の明瞭性のために図示されていないそのようなデータ暗号化及び伝送機能を有する。更に、３つのノード１１ａ−１１ｃのみが例示的に示されているが、当業者にわかるように、如何なる数のノードもネットワーク１０に含まれてもよい。

ソースノード１１ａは、少なくとも１つの近隣ノード（図示の例ではノード１１ｃ）と無線通信リンクを確立する無線通信装置２５を例示的に有する。ソースノード１１ａは、プレーンテキスト源２４と、シードを生成するために秘密鍵を使用して一方向アルゴリズムを実行するシード生成器２０とを更に有する。更に、ソースノード１１ａはまた、シードを受信し、それに基づいて鍵シーケンスを生成する鍵暗号化器２２と、鍵シーケンスとプレーンテキストに基づいて無線通信リンクでの伝送用の暗号テキストを生成する論理回路２３とを有する。

一方向関数の使用は、複数のネットワークメッセージを比較する攻撃を使用する将来のハッカーにより秘密鍵を分離するのを困難にするという点で、特に有利である。そのような攻撃は、例えば無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のような他の種類のネットワークで秘密鍵をハッキングするのに過去に成功していることがわかっている。

特に、無線ＬＡＮ／ＭＡＮでの通信を規定するために開発されてきた卓越した標準のうちの１つは、１９９９年の“ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ−−Ｌｏｃａｌ ａｎｄ Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ−−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ−−Ｐａｒｔ１１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ”という題名のＩｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇの８０２ＬＡＮ／ＭＡＮ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅのものであり、この全体が参照として取り込まれる。無線通信プロトコルを提供することに加えて、無線信号は一般的に有線ネットワークで送信される信号より傍受されやすいため、８０２．１１規格はまた、盗聴から無線信号を保護するために使用するＷｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｐｒｉｖａｃｙ（ＷＥＰ）アルゴリズムを規定する。

ＷＥＰは、無線局とアクセスポイント間で共有される秘密鍵に依存する。秘密鍵は、伝送前にデータパケットを暗号化するために使用され、パッケージが伝送中に変更されないことを確保するために完全性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考えられていたほど外部の攻撃を受けにくいわけではないことが最近になって発見された。例えば、２００１年７月のイタリア、ローマのＭＯＢＩＣＯＭでのＢｒｉｓｏｖ他による“Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｎｇ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：Ｔｈｅ Ｉｎｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ ８０２．１１”という題名の文献において、著者は、ＷＥＰにおける複数の脆弱性を示している。特に、２つのメッセージが同じ初期化ベクトル（ＩＶ）と秘密鍵を使用して暗号化されたときに、双方のメッセージについての情報を明らかにすることができるため、セキュリティの有意な侵害が生じることがわかった。具体的には、ＷＥＰメッセージに従って暗号テキストが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暗号文について排他的論理和を実行することにより、鍵ストリームが取り消され、プレーンテキストを回復することが可能になる。従って、この鍵ストリームの再使用は、複数のメッセージが格納及び比較されて同じＩＶで生成された複数のメッセージを見つける解読辞書攻撃を受けやすい。

更に、２００１年８月のＥｉｇｈｔｓ Ａｎｎｕａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙで発表された“Ｗｅａｋｎｅｓｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ＲＣ４”という題名のＦｌｕｈｒｅｒ他によるプレゼンテーションにおいて、ＷＥＰの鍵スケジューリング・アルゴリズムのいくつかの脆弱性が、一般的に“Ｆｌｕｈｒｅｒ攻撃”として知られるこれらの脆弱性を利用する提案方法と共に概説された。その後、他の者がＦｌｕｈｒｅｒ攻撃を実装し、その実行可能性を確立した。例えば、２００１年８月６日のＡＴ＆Ｔ Ｌａｂｓ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＴＤ−４ＺＣＰＺＺのＳｔｕｂｂｌｅｆｉｅｌｄ他の“Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｆｌｕｈｒｅｒ， Ｍａｒｔｉｎ， ａｎｄ Ｓｈａｍｉｒ Ａｔｔａｃｋ ｔｏ Ｂｒｅａｋ ＷＥＰ”を参照のこと。

本発明によると、一方向アルゴリズムは、例えば当業者に知られているＭＤ５又はＳＨＡ−１のハッシュアルゴリズムのようなハッシュアルゴリズムでもよい。当然のことながら、当業者に既知の他の適切な一方向アルゴリズムが使用されてもよい。そのようなアルゴリズムは、ハッシュ関数からのアップストリームが何であるか（すなわちアルゴリズムにより処理された構成要素）を決定することを極めて困難にするように設計されている。すなわち、そのようなアルゴリズムの使用により、秘密鍵を含む元の入力にアクセスすることなく、アルゴリズムから出力された同じ値を作るために他の構成要素が使用され得る可能性が極めて低くなる。従って、一方向関数で暗号化された秘密鍵を使用し、次に無線アドホック・ネットワークのメッセージで送信されるプレーンテキストを暗号化することにより、秘密鍵がＦｌｕｈｒｅｒ攻撃のような攻撃を受けにくくなる。

前述の８０２．１１規格によると、例えばＷＥＰセキュリティ機能が有効になると、暗号化されたメッセージは暗号テキストと初期化ベクトル（ＩＶ）を有する。ＩＶは、通常は無線局とアクセスポイントにより使用される共有の秘密鍵を増強し、テキストのパケット毎に異なる鍵シーケンスを作り、それにより２つの暗号テキストが同じ鍵ストリームを有することを回避するためにＷＥＰで使用される。

前述の通り、８０２．１１規格で求められるＩＶを使用しても、ＷＥＰがＦｌｕｈｒｅｒ攻撃のような攻撃を受けにくくならない。本発明のソースノード１１ａは、鍵シーケンスでの類似の変化をもたらすランダムＩＶ生成器を有してもよい。しかし、秘密鍵がＩＶと連結されて鍵のシードを生成する無線ＬＡＮ用の８０２．１１規格に示されている手法に対して、シード生成器２０は、好ましくはノードアドレス及びシードを生成するための変化する基準値のうちの一方又は双方と共に秘密鍵を使用して一方向アルゴリズムを実行する。

一例として、例えば無線サービスプロバイダのような多様な方法により、秘密鍵はノード１１ａ−１１ｃに配信されてもよい。ノードアドレスは、例えば移動体アドホック・ネットワーク１０用に実装された特定のソフトウェア及び／又はプロトコルに従って無線サービスプロバイダにより同様に割り当てられてもよい。

ノードアドレスは全ての実施例で使用される必要はないが、それを包含することにより、暗号化されたネットワークメッセージを比較して秘密鍵を確認することを望んでいる第三者は、必然的にソースノード１１ａからのメッセージのみを比較しなければならない。従って、単一のノードからの十分に多数の暗号化されたメッセージを収集する更なる困難性が、多数の将来のハッカーに対する更なる抑止として機能することがある。

移動体アドホック・ネットワークは未だに未成熟であり、そのようなネットワークにおける通信を管理する共通の規格が未だに存在しないが、移動体アドホック・ネットワークの１つの有望な特徴は、移動体アドホック・ノードはオープンシステムアーキテクチャ（ＯＳＩ）モデルに従って動作するという点である。ＯＳＩモデルでは、通信プロトコルは７層（すなわち、アプリケーションレイヤ、プレゼンテーションレイヤ、セッションレイヤ、トランスポートレイヤ、ネットワークレイヤ、データリンクレイヤ、及び物理レイヤ）で実装されている。本発明はまた、当業者にわかるように、有利にはＯＳＩ又はその他の適切なフレームワークに従って動作し、８０２．１１無線ＬＡＮ規格及び他の類似のプロトコル（例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ）の多様な機能を実装してもよい。更に、本発明はまた、背景技術で前述したもののような如何なる適切な移動体アドホック・ネットワークのルーティングプロトコルに実装されてもよい。

前述のＯＳＩ層のうちのデータリンクレイヤは、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）サブレイヤを更に有してもよい。更に、ＭＡＣレイヤは、関連するシーケンス番号を一般的に有しており、そのシーケンス番号は送信されるそれぞれの暗号化されたメッセージで更新される。本発明によると、変化する基準値は、有利にはＭＡＣレイヤのシーケンス番号でもよいが、鍵のシードを作るために他の変化する基準値も生成又は使用されてもよい。

一例として、変化する基準値は、ＭＡＣレイヤのシーケンス番号の一般的なサイズである約１２ビット以上のサイズを有してもよい。１２ビットの変化する基準値を使用することにより、当業者にわかるように、暗号辞書攻撃のようなその他の種類のメッセージ比較攻撃が、一般に受け入れられている標準的なＷＥＰプロトコルに対して４０９６倍になるはずである。従って、この種類の攻撃は、本発明によると本質的に実行不可能である。

図２に示されるソースノード１１ａの詳細な概略ブロック図を参照すると、ソースノード１１ａは、ランダムＩＶを生成するランダムＩＶ生成器２１を例示的に有しており、鍵暗号化器２２は、シードとランダムＩＶに基づいて鍵シーケンスを生成する。当然のことながら、例えばカウンタ又は値フリッピング（ｖａｌｕｅ−ｆｌｉｐｐｉｎｇ）（すなわち２つ以上のＩＶ値の交換）装置のような、他の種類のＩＶ生成器もいくつかの実施例で使用され得ることが、当業者はわかるであろう。しかし、ランダムＩＶ生成は、成功する解読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を必要とするため、多くの実施例で好ましいことがある。

一例として、鍵暗号化器２２は、８０２．１１規格で指定されているＲＣ４擬似乱数生成アルゴリズムを実装してもよく、いくつかの実施例で他の適切な乱数生成アルゴリズム又は鍵シーケンス生成アルゴリズムも使用されてもよい。ＲＣ４の場合には、ＲＣ４鍵ストリームの最初の２５６バイト（又はその他のバイト数）は、当業者にわかるように、例えばＦｌｕｈｒｅｒ攻撃に対する更なるセキュリティとして破棄され得る。

論理回路２３は、鍵シーケンスとプレーンテキスト源２４からのプレーンテキストに基づいて暗号テキストを生成する。プレーンテキスト源は、例えばソースノード１１ａでプレーンテキストを生成してもよく、又は単に伝達された他のノードからテキストを受信した入力でもよい。論理回路２３は、図２では例示的に排他的論理和論理回路として示されているが、当業者に既知のその他の適切な論理回路が使用されてもよい。

無線通信装置２５は、暗号化されたメッセージを無線伝送するために、論理回路２３とランダムＩＶ生成器２１に接続され、その暗号化されたメッセージはここでは図示のように暗号テキストとランダムＩＶを有する。そうであっても、当業者にわかるように、ランダムＩＶは全ての実施例で使用される必要はない。無線通信装置は、例えば８０２．１１又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈの無線ＬＡＮプロトコルに従って動作する装置のような如何なる適切な無線送受信装置でもよい。

無線局１１ａはまた、暗号テキストに配置されたプレーンテキストに基づいて完全性チェック値又はフィールドを生成する完全性チェッカ２６を例示的に有する。完全性チェックフィールドは、有利にはソースノード１１ａから受信したメッセージの完全性を確保するためにメッセージ解読の間に使用されてもよい。一例として、完全性チェックフィールドは、８０２．１１規格に従って使用されるＣＲＣ−３２チェックサム値として実装されてもよく、当業者に既知のその他の適切な完全性チェック値が使用されてもよい。

更に、ソースノード１１ａは、プレーンテキストと完全性チェック値を連結する連結器２７を例示的に更に有し、論理回路２３は、鍵シーケンスと、プレーンテキスト及び完全性チェック値との連結に基づいて、暗号テキストを生成してもよい。同様に、シードとランダムＩＶを連結する連結器２８もまた含まれ、それにより鍵暗号化器２２は、シードとランダムＩＶの連結に基づいて鍵シーケンスを生成する。

８０２．１１規格によると、ＩＶは２４ビットのサイズを有する。しかし、本発明によると、ランダムＩＶは好ましくは約２４ビットより大きいサイズ（例えば４８ビット）を有し、そのサイズは例えば解読辞書攻撃に対して更なる保護を提供することがある。当然のことながら、当業者にわかるように、ＩＶがランダムに生成される場合にはＩＶの単一の衝突の可能性を減少させるために、更に大きいサイズのＩＶが使用されてもよい。

前述の手法の１つの特別の利点は、移動体アドホック・ネットワーク１０の異なるノードへの一時鍵若しくはセッション鍵の連続的な生成及び／又は配信を必要としない点である。逆に、秘密鍵は強化されたセキュリティを確保するように頻繁に変更される必要のない“静的”な秘密鍵でもよい。当然のことながら、当業者にわかるように、更なるセキュリティ強化が望ましい場合には、いくつかの実施例では秘密鍵は定期的（例えば毎日、毎月等）に変更されてもよい。

ソースノード１１ａ’の代替の実施例が図３に示されている。この実施例では、シード生成器２０’は、（前述の変化する基準値に対して）秘密鍵とノードアドレスとランダムＩＶを使用して単一相の一方向アルゴリズム（例えばハッシュアルゴリズム）を実行し、シードを生成する。当然のことながら、ランダムＩＶ、ノードアドレス及び／又は変化する基準値（並びにその他のもの）の多様な組み合わせが、異なる実施例で使用されてもよい。前述の拡張のＩＶ（例えば４８ビット）を使用することにより、当業者にわかるように、秘密鍵を発見する解読辞書攻撃の使用が極めて非現実的になる。特に図３で説明されていないその他の要素は、前述のものと同様であるため、ここでは更に説明されない。

次に、本発明の通信方法の態様が図４を参照して説明される。前記方法は、ブロック４１で秘密鍵を使用してソースノード１１ａで一方向アルゴリズムを実行し、シードを生成することにより、開始する（ブロック４０）。更に、ブロック４２で前述の通り、鍵シーケンスがシードに基づいてソースノード１１ａで生成される。前記方法はまた、前述の通り、ブロック４３で鍵シーケンスとプレーンテキストに基づいてソースノード１１ａで暗号テキストを生成し、ブロック４４でソースノード１１ａから少なくとも１つの近隣ノード１１ｃに暗号テキストを伝送することを有してもよく、それにより前記方法を終了する（ブロック４５）。前述の説明から更なる方法の態様も当業者に明らかになるため、ここでは更に説明されない。

本発明による移動体アドホック・ネットワークの概略ブロック図である。 図１の移動体アドホック・ネットワークのソースノードの詳細な概略ブロック図である。 図１の移動体アドホック・ネットワークのソースノードの代替の実施例の詳細な概略ブロック図である。 本発明による方法を示したフローチャートである。

Claims (10)

1. 少なくとも１つの近隣ノードと無線通信リンクを確立する無線通信装置と、
   プレーンテキスト源と、
   シード（ｓｅｅｄ）を生成するために秘密鍵を使用して一方向アルゴリズムを実行するシード生成器と、
   前記シードを受信し、それに基づいて鍵シーケンスを生成する鍵暗号化器と、
   前記無線通信リンク上で前記鍵シーケンスとプレーンテキストに基づいて前記少なくとも１つの近隣ノードへの伝送用に暗号テキストを生成する論理回路と
   を有する安全な移動体アドホック・ネットワークノード。
2. 請求項１に記載のノードであって、
   前記一方向アルゴリズムが、ハッシュアルゴリズムを有するノード。
3. 請求項１に記載のノードであって、
   前記シード生成器が、前記秘密鍵と変化する基準値を使用して前記一方向アルゴリズムを実行し、前記シードを生成するノード。
4. 請求項１に記載のノードであって、
   前記シード生成器が、前記秘密鍵と前記ノードのアドレスを使用して前記一方向アルゴリズムを実行するノード。
5. 請求項１に記載のノードであって、
   ランダム初期化ベクトル（ＩＶ：ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）を生成するランダム初期化ベクトル（ＩＶ）生成器を更に有し、
   前記シード生成器が、前記秘密鍵と前記ランダムＩＶを使用して前記一方向アルゴリズムを実行するノード。
6. 請求項１に記載のノードであって、
   前記プレーンテキストに基づいて完全性チェック値を生成する完全性チェッカを更に有し、
   前記論理回路が、前記鍵シーケンスと前記プレーンテキストと前記完全性チェック値に基づいて、前記暗号テキストを生成するノード。
7. 請求項１に記載のノードであって、
   ランダムＩＶを生成するランダム初期化ベクトル（ＩＶ）と、
   前記シードと前記ランダムＩＶを連結する連結器と
   を更に有し、
   前記鍵暗号化器が、前記シードと前記ランダムＩＶの連結に基づいて前記鍵シーケンスを生成するノード。
8. 請求項１に記載の装置であって、
   前記鍵シーケンスが複数のバイトを有し、
   前記論理回路による前記暗号テキストの生成の前に、前記鍵暗号化器が前記鍵シーケンスから少なくとも１バイトを削除する装置。
9. 複数のノードを有する移動体アドホック・ネットワーク用の通信方法であって、
   秘密鍵を使用してソースノードで一方向アルゴリズムを実行してシードを生成し、
   前記シードに基づいて前記ソースノードで鍵シーケンスを生成し、
   前記鍵シーケンスとプレーンテキストに基づいて前記ソースノードで暗号テキストを生成し、
   前記ソースノードから少なくとも１つの近隣ノードに前記暗号テキストを伝送することを有する通信方法。
10. 請求項９に記載の方法であって、
    ランダム初期化ベクトル（ＩＶ）を生成し、
    前記ソースノードで前記シードと前記ランダムＩＶを連結することを更に有し、
    前記鍵シーケンスを生成することが、前記シードと前記ランダムＩＶの連結に基づいて前記鍵シーケンスを生成することを有する方法。

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