JP2007074369A - Wireless lan encryption communications system - Google Patents

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進一 福永
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a wireless LAN encryption communications system capable of preventing leakage of an encryption key and eavesdropping of encryption communication. <P>SOLUTION: The wireless LAN encryption communication includes an access point 2, which is connected to a network 1 and where a table of random numbers 4 describing an encryption key and a rule for generating the encryption key by referring to the table of random numbers 4 are stored, and a client terminal 3 which is connected to the network 1 via the access point 2 by a wireless LAN and has the same table of random numbers and rule stored therein. The client terminal 3 refers to the table of random numbers 4 for generating the encryption key, in accordance with the rule and encrypts an authentication request signal by the encryption key and transmits the encrypted authentication request signal to the access point 2. When the authentication request signal is received, the access point 2 generates the encryption key by the same method to decrypt the received authentication request signal, and not only returns an approval signal but also connects the client terminal 3 to the network 1, when the client terminal 3 is authenticated. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は無線ＬＡＮ暗号化通信システムに関し、特に、無線ＬＡＮ（Local Area Network）を構成するアクセスポイントとクライアント端末間で暗号化通信するための無線ＬＡＮ暗号化通信システムに関する。   The present invention relates to a wireless LAN encryption communication system, and more particularly to a wireless LAN encryption communication system for encrypted communication between an access point and a client terminal constituting a wireless LAN (Local Area Network).

従来の無線ＬＡＮの暗号化通信規格であるＷＰＡ（Wifi Protected Access）は大規模ネットワーク用暗号化通信方式と家庭及び小規模ネットワーク用暗号化通信方式の２種類を用意している。家庭及び小規模ネットワーク用暗号化通信方式は、クライアント端末がアクセスポイントに対して認証を要求する際に一時的に使用される事前共有鍵と認証後アクセスポイントから発行される認証鍵、更に一定期間でアクセスポイントから更新される更新鍵を用いて暗号化通信を行う（例えば、特許文献１参照。）。   WPA (Wifi Protected Access), which is a conventional encryption communication standard for wireless LAN, has two types of encryption communication methods for large-scale networks and encryption communication methods for home and small-scale networks. The encrypted communication method for home and small-scale network is based on the pre-shared key temporarily used when the client terminal requests authentication from the access point, the authentication key issued from the access point after authentication, and a certain period. Then, encrypted communication is performed using the update key updated from the access point (see, for example, Patent Document 1).

以下、図９および図１０により、家庭や小規模ネットワークで用いられる従来の一般的な暗号化通信方式ＷＰＡについて説明する。   A conventional general encryption communication system WPA used in homes and small-scale networks will be described below with reference to FIGS.

図９は、家庭および小規模ネットワークで用いられる従来の無線ＬＡＮ暗号化通信方式ＷＰＡの構造図を示している。アクセスポイント２はネットワーク１に接続されている。クライアント端末３は、ネットワーク１に接続を開始する際に、アクセスポイント２に対して認証要求が必要となる。当該認証は、事前に用意された事前共有鍵を用いて無線による暗号化通信を行ってクライアント端末３からアクセスポイント２に対して要求される。アクセスポイント２によって認証が承認されると、アクセスポイント２はクライアント端末３に対して認証鍵を発行する。以降の暗号化通信はこの認証鍵を用いる。また、この認証鍵は一定期間でアクセスポイント２から更新され、更新鍵として新たな認証鍵が発行される。更新後の暗号化通信はこの更新鍵を用いて行われる。   FIG. 9 shows a structural diagram of a conventional wireless LAN encryption communication system WPA used in homes and small-scale networks. The access point 2 is connected to the network 1. The client terminal 3 requires an authentication request to the access point 2 when starting connection to the network 1. The authentication is requested from the client terminal 3 to the access point 2 by performing wireless encrypted communication using a pre-shared key prepared in advance. When the authentication is approved by the access point 2, the access point 2 issues an authentication key to the client terminal 3. The subsequent encrypted communication uses this authentication key. Further, this authentication key is updated from the access point 2 in a certain period, and a new authentication key is issued as an update key. The encrypted communication after the update is performed using this update key.

図１０は家庭および小規模ネットワークで用いられる従来の無線ＬＡＮ暗号化通信方式ＷＰＡの手順図を示している。左からクライアント端末３、アクセスポイント２を示している。クライアント端末３がネットワーク１に接続を開始する際にアクセスポイント２に認証要求を発行する。このとき、事前共有鍵を使用して暗号化通信する。アクセスポイント２はクライアント端末３がネットワーク１に接続することを適正と判断すれば、アクセスポイント２はクライアント端末３に承認を示す信号と認証鍵を発行する。以降の通信においてはこの認証鍵で送信データが暗号化される。また、この認証鍵は一定期間で更新され、更新鍵として発行される。   FIG. 10 shows a procedure diagram of a conventional wireless LAN encryption communication system WPA used in homes and small-scale networks. The client terminal 3 and the access point 2 are shown from the left. When the client terminal 3 starts connection to the network 1, it issues an authentication request to the access point 2. At this time, encrypted communication is performed using the pre-shared key. If the access point 2 determines that the client terminal 3 is properly connected to the network 1, the access point 2 issues a signal indicating approval and an authentication key to the client terminal 3. In subsequent communications, the transmission data is encrypted with this authentication key. Further, this authentication key is updated at a certain period and issued as an update key.

特開２００３−３３３０３１号公報JP 2003-333031 A

上記のような家庭や小規模ネットワークで用いられる従来の無線ＬＡＮ暗号化通信方式ＷＰＡでは、事前共有鍵が第３者に漏洩した場合、認証から傍受すれば暗号化された通信が全て盗聴される危険性があるという問題点があった。また、認証鍵と更新鍵が無線区間で送受されるため、認証鍵と更新鍵が漏洩する危険性があるという問題点があった。   In the conventional wireless LAN encryption communication method WPA used in the above-mentioned home and small-scale network, if the pre-shared key is leaked to a third party, all encrypted communication is wiretapped if intercepted from authentication. There was a problem of danger. Further, since the authentication key and the update key are transmitted and received in the wireless section, there is a problem that the authentication key and the update key may be leaked.

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、このような暗号鍵の漏洩や暗号化通信の盗聴を抑止することが可能な無線ＬＡＮ暗号化通信システムを得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a wireless LAN encryption communication system capable of suppressing such leakage of encryption keys and wiretapping of encrypted communication. To do.

この発明は、ネットワークに接続されて、暗号鍵を記述した乱数表と上記乱数表を参照して暗号鍵を生成するための規則とを記憶しているアクセスポイントと、上記アクセスポイント経由で上記ネットワークと無線ＬＡＮで接続されるとともに、上記乱数表および上記規則と同一の乱数表および規則を記憶しているクライアント端末とを備え、上記クライアント端末は、上記規則に従って上記乱数表を参照して上記暗号鍵を生成するとともに認証要求信号を上記暗号鍵で暗号化して上記アクセスポイントに送信し、上記アクセスポイントは上記認証要求信号を受信したときに、上記規則に従って上記乱数表を参照して上記暗号鍵を生成して受信した上記認証要求信号を上記暗号鍵で復号するとともに、上記クライアント端末を上記ネットワークに接続することを適正として認証した場合に、新たな暗号鍵を生成して承認信号を上記暗号鍵で暗号化して上記クライアント端末に送信するとともに、上記クライアント端末を上記ネットワークに接続することを特徴とする無線ＬＡＮ暗号化通信システムである。   The present invention relates to an access point connected to a network and storing a random number table describing an encryption key and a rule for generating an encryption key with reference to the random number table, and the network via the access point. And a client terminal storing the same random number table and the same rule as the rule, and the client terminal refers to the random number table according to the rule and A key is generated and an authentication request signal is encrypted with the encryption key and transmitted to the access point. When the access point receives the authentication request signal, the access point refers to the random number table according to the rules. The authentication request signal generated and received is decrypted with the encryption key, and the client terminal is connected to the network. A new encryption key is generated and an approval signal is encrypted with the encryption key and transmitted to the client terminal, and the client terminal is connected to the network. Is a wireless LAN encryption communication system.

この発明は、ネットワークに接続されて、暗号鍵を記述した乱数表と上記乱数表を参照して暗号鍵を生成するための規則とを記憶しているアクセスポイントと、上記アクセスポイント経由で上記ネットワークと無線ＬＡＮで接続されるとともに、上記乱数表および上記規則と同一の乱数表および規則を記憶しているクライアント端末とを備え、上記クライアント端末は、上記規則に従って上記乱数表を参照して上記暗号鍵を生成するとともに認証要求信号を上記暗号鍵で暗号化して上記アクセスポイントに送信し、上記アクセスポイントは上記認証要求信号を受信したときに、上記規則に従って上記乱数表を参照して上記暗号鍵を生成して受信した上記認証要求信号を上記暗号鍵で復号するとともに、上記クライアント端末を上記ネットワークに接続することを適正として認証した場合に、新たな暗号鍵を生成して承認信号を上記暗号鍵で暗号化して上記クライアント端末に送信するとともに、上記クライアント端末を上記ネットワークに接続することを特徴とする無線ＬＡＮ暗号化通信システムであるので、このような暗号鍵の漏洩や暗号化通信の盗聴を抑止することができる。   The present invention relates to an access point connected to a network and storing a random number table describing an encryption key and a rule for generating an encryption key with reference to the random number table, and the network via the access point. And a client terminal storing the same random number table and the same rule as the rule, and the client terminal refers to the random number table according to the rule and A key is generated and an authentication request signal is encrypted with the encryption key and transmitted to the access point. When the access point receives the authentication request signal, the access point refers to the random number table according to the rules. The authentication request signal generated and received is decrypted with the encryption key, and the client terminal is connected to the network. A new encryption key is generated and an approval signal is encrypted with the encryption key and transmitted to the client terminal, and the client terminal is connected to the network. Therefore, it is possible to prevent such leakage of the encryption key and wiretapping of the encrypted communication.

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による無線ＬＡＮ暗号化通信システムの構成図を示している。アクセスポイント２はネットワーク１に接続されている。クライアント端末３はアクセスポイント２経由でネットワーク１と無線ＬＡＮにて接続される。アクセスポイント２とクライアント端末３は共に、暗号鍵を記述した同一内容の乱数表４を備えている。乱数表４は、その中の各位置に対して１対１で暗号鍵が予め設定されている。すなわち、乱数表４内の位置を指定すれば、自ずと、暗号鍵が抽出され決定される。また、クライアント端末３とアクセスポイント２は、暗号鍵を抽出するための（事前に決定された）所定の同一の規則をそれぞれ記憶している。当該規則は、アクセスした日時と、ＭＡＣ（Medium Access Control）アドレス、認証ＩＤ（Identification）、および、認証パスワードを用いて、乱数表４の位置を特定し、暗号鍵を抽出する。これの乱数表４および規則は、磁気ディスクや光ディスク、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カード等の電子記憶媒体に記憶されており、それらを使って、アクセスポイント２とクライアント端末３に予め保存（インストール）される。クライアント端末３とアクセスポイント２は、それぞれ、別個に、アクセスした日時と、ＭＡＣ（Medium Access Control）アドレス、認証ＩＤ（Identification）、および、認証パスワードから、事前に決められた上記の規則に基づき、乱数表４の中の位置を特定する。その特定された乱数表４の位置から暗号鍵を抽出して、無線ＬＡＮ暗号化通信を行う。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a configuration diagram of a wireless LAN encryption communication system according to Embodiment 1 of the present invention. The access point 2 is connected to the network 1. The client terminal 3 is connected to the network 1 via the access point 2 by a wireless LAN. Both the access point 2 and the client terminal 3 are provided with a random number table 4 having the same contents describing the encryption key. In the random number table 4, an encryption key is set in advance one to one for each position in the random number table 4. That is, if a position in the random number table 4 is designated, the encryption key is extracted and determined. Each of the client terminal 3 and the access point 2 stores a predetermined identical rule (determined in advance) for extracting the encryption key. The rule specifies the position of the random number table 4 using the date and time of access, the MAC (Medium Access Control) address, the authentication ID (Identification), and the authentication password, and extracts the encryption key. The random number table 4 and the rules are stored in an electronic storage medium such as a magnetic disk, an optical disk, or an IC (Integrated Circuit) card, and stored (installed) in the access point 2 and the client terminal 3 in advance using them. ) Each of the client terminal 3 and the access point 2 separately accesses the date and time of access, the MAC (Medium Access Control) address, the authentication ID (Identification), and the authentication password based on the above-described rules, The position in the random number table 4 is specified. An encryption key is extracted from the position of the specified random number table 4 to perform wireless LAN encrypted communication.

図２は、本実施の形態による無線ＬＡＮ暗号化通信方式の手順図を示している。左から、クライアント端末３およびアクセスポイント２をそれぞれ示している。   FIG. 2 shows a procedure diagram of the wireless LAN encryption communication system according to the present embodiment. From the left, the client terminal 3 and the access point 2 are shown.

まず、本実施の形態における無線ＬＡＮ暗号化通信を行うにあたり、乱数表４の参照（すなわち、位置の特定および抽出）に日時を使用しているため、クライアント端末３は認証前にアクセスポイント２に日時調整要求を発行して、アクセスポイント２が返答した日時調整応答でクライアント端末３の日時をアクセスポイント２と一致させる。   First, when performing wireless LAN encrypted communication in the present embodiment, since the date and time is used to refer to the random number table 4 (that is, the position is specified and extracted), the client terminal 3 is connected to the access point 2 before authentication. A date and time adjustment request is issued, and the date and time of the client terminal 3 is matched with the access point 2 in the date and time adjustment response returned by the access point 2.

クライアント端末３は、アクセスポイント２に対するアクセスを開始した現在の日時、ＭＡＣアドレス、認証ＩＤ、および、認証パスワードに基づき、事前に決められた規則に従って、乱数表４の中の位置を特定する。その特定された乱数表４の位置から暗号鍵を抽出して、アクセスポイント２に送信するための認証要求を暗号化して、アクセスポイント２に発行する。アクセスポイント２は、当該暗号化された認証要求を受信すると、上記認証要求信号からクライアント端末３がアクセスした上記日時、クライアント端末３のＭＡＣアドレス、認証ＩＤ、および、認証パスワードの情報を抽出して、それらを用いて、同じ規則に基づき、乱数表４の位置を特定して暗号鍵を参照する。当該暗号鍵は、クライアント端末３が暗号化に用いたものと同じものであるので、アクセスポイント２は得られた暗号鍵で、受信した認証要求を解読（復号）する。アクセスポイント２は、認証要求のあったクライアント端末３をネットワーク１に接続させることが適正であるか否かを判断する。当該判断は次のように行う。例えば、アクセスポイント２は、認証してよい適正な全てのクライアント端末の認証ＩＤが記載されているリストを有していて、認証要求のあったクライアント端末３の認証ＩＤが、当該リストの中にあれば適正と判断し、当該リストの中になければ適正でないと判断する。当該判断の結果、アクセスポイント２は、クライアント端末３をネットワーク１に接続させることを適正と判断した場合、クライアント端末３に承認を示す承認信号を生成して、現在の日時、ＭＡＣアドレス、認証ＩＤ、および、認証パスワードを用いて、事前に決められた規則に基づき、乱数表４の中の位置を特定して、乱数表４から新たな暗号鍵を得て、得られた上記暗号鍵で当該承認信号を暗号化して、送信する。承認信号を受信したクライアント端末３は、当該承認信号から、日時、ＭＡＣアドレス、認証ＩＤ、認証パスワードの情報を抽出し、それらから、同じ規則に基づき、乱数表４の位置を特定して暗号鍵を抽出する。この暗号鍵で、アクセスポイント２から受信した承認信号を解読（復号）する。これにより、アクセスポイント２は、クライアント端末３をネットワーク１に接続する。   The client terminal 3 specifies a position in the random number table 4 according to a predetermined rule based on the current date and time when access to the access point 2 is started, the MAC address, the authentication ID, and the authentication password. An encryption key is extracted from the position of the specified random number table 4, and an authentication request for transmission to the access point 2 is encrypted and issued to the access point 2. Upon receiving the encrypted authentication request, the access point 2 extracts the date and time when the client terminal 3 accessed, the MAC address of the client terminal 3, the authentication ID, and the authentication password from the authentication request signal. Using these, the position of the random number table 4 is specified and the encryption key is referred to based on the same rule. Since the encryption key is the same as that used by the client terminal 3 for encryption, the access point 2 decrypts (decrypts) the received authentication request with the obtained encryption key. The access point 2 determines whether it is appropriate to connect the client terminal 3 that has requested authentication to the network 1. The determination is made as follows. For example, the access point 2 has a list in which authentication IDs of all appropriate client terminals that can be authenticated are described, and the authentication IDs of the client terminals 3 that have requested authentication are included in the list. If it is present, it is determined to be appropriate, and if it is not in the list, it is determined to be inappropriate. As a result of the determination, if the access point 2 determines that it is appropriate to connect the client terminal 3 to the network 1, the access point 2 generates an approval signal indicating approval to the client terminal 3, and the current date, MAC address, authentication ID And using the authentication password, based on a predetermined rule, the position in the random number table 4 is specified, a new encryption key is obtained from the random number table 4, and the obtained encryption key Encrypt the approval signal and send it. The client terminal 3 that has received the approval signal extracts the date / time, MAC address, authentication ID, and authentication password information from the approval signal, specifies the position of the random number table 4 based on the same rule, and specifies the encryption key. To extract. With this encryption key, the approval signal received from the access point 2 is decrypted (decrypted). As a result, the access point 2 connects the client terminal 3 to the network 1.

以降の通信は、認証要求と承認の暗号化通信と同様の方式を使用する。すなわち、クライアント端末３とアクセスポイント２とは、互いに、日時、ＭＡＣアドレス、認証ＩＤ、認証パスワードから、同じ規則に基づき、乱数表４の位置を特定して暗号鍵を抽出し、送信データを当該暗号鍵で暗号化して送信するとともに、受信した受信データを同様の方法で得る暗号鍵で解読（復号）する。   Subsequent communication uses the same method as the encrypted communication for the authentication request and approval. That is, the client terminal 3 and the access point 2 mutually identify the position of the random number table 4 from the date and time, the MAC address, the authentication ID, and the authentication password, extract the encryption key, The encrypted data is transmitted with the encryption key, and the received data received is decrypted (decrypted) with the encryption key obtained by the same method.

また、認証後の通信において、暗号鍵や規則が漏洩した場合の予防策として、アクセスポイント２は自身が記憶している乱数表４を参照するための規則を更新するとともに、クライアント端末３に当該規則の更新を通知するための通知信号を送信する。当該通知信号は、規則の変更箇所または変更内容（変更ルール）のみを送信してもよく、あるいは、更新された規則全体を送信するようにしてもよい。いずれも、暗号化して送信することが望ましい。この通知以降、アクセスポイント２とクライアント端末３は更新された規則に基づき乱数表４の位置を特定して暗号鍵を参照し、通信を暗号化および解読（復号）する。この乱数表４を参照する規則の変更は定期的あるいは不定期に実施される。   In addition, as a preventive measure when an encryption key or a rule is leaked in the communication after authentication, the access point 2 updates the rule for referring to the random number table 4 stored in the access point 2 and A notification signal for notifying the rule update is transmitted. The notification signal may transmit only the changed part or changed contents (change rule) of the rule, or may transmit the entire updated rule. In any case, it is desirable to transmit the encrypted data. After this notification, the access point 2 and the client terminal 3 specify the position of the random number table 4 based on the updated rule, refer to the encryption key, and encrypt and decrypt (decrypt) the communication. The change of the rule referring to the random number table 4 is performed regularly or irregularly.

このように暗号鍵は、常時変化する日時や、固有のＭＡＣアドレス、認証ＩＤ、認証パスワードを元に、無線で送信されることなく、クライアント端末３およびアクセスポイント２のそれぞれにおいて乱数表４を参照して別個に生成される。また、認証後の通信において、万一に備えて、乱数表４の参照規則も常時更新される。また、乱数表４は磁気ディスクや光ディスク、または、ＩＣカード等の電子記憶媒体を使って、無線で送信されることなく、アクセスポイント２とクライアント端末３に保存される。従って、第３者は暗号鍵を取得することが困難になり、暗号化通信が盗聴されることを抑止する。   As described above, the encryption key is not transmitted wirelessly based on the constantly changing date and time, the unique MAC address, the authentication ID, and the authentication password, and the client terminal 3 and the access point 2 refer to the random number table 4 respectively. Are generated separately. In addition, in the communication after authentication, the reference rule of the random number table 4 is constantly updated as a precaution. The random number table 4 is stored in the access point 2 and the client terminal 3 without being wirelessly transmitted using an electronic storage medium such as a magnetic disk, an optical disk, or an IC card. Therefore, it becomes difficult for the third party to acquire the encryption key, and the encrypted communication is prevented from being wiretapped.

以上のように、本実施の形態によれば、暗号鍵を記述した共通の乱数表４をアクセスポイント２とクライアント端末３とが互いに備え、アクセスポイント２とクライアント端末３とが乱数表４から暗号鍵をそれぞれ別個に生成するようにしたので、暗号鍵は無線区間で送受されないため、暗号鍵の漏洩を抑止する効果がある。   As described above, according to the present embodiment, the access point 2 and the client terminal 3 have the common random number table 4 describing the encryption key, and the access point 2 and the client terminal 3 are encrypted from the random number table 4. Since the keys are generated separately, the encryption key is not transmitted / received in the wireless section, which has the effect of suppressing leakage of the encryption key.

また、本実施の形態によれば、乱数表４は、磁気ディスクや光ディスク、または、ＩＣカード等の電子媒体を使ってアクセスポイント２とクライアント端末３に保存するようにしたので、無線区間を経由しないため、乱数表４から作成される暗号鍵の漏洩を抑止する効果がある。   Further, according to the present embodiment, the random number table 4 is stored in the access point 2 and the client terminal 3 using an electronic medium such as a magnetic disk, an optical disk, or an IC card. Therefore, there is an effect of suppressing leakage of the encryption key created from the random number table 4.

また、本実施の形態によれば、上記乱数表を参照して暗号鍵を生成する際に、日時、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレス、認証ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、および、認証パスワードを基に、乱数表４の中の位置を特定して暗証鍵を参照するようにしたので、乱数表４が第３者に万一漏洩した場合でも、暗号鍵は常時変化する惰報である日時と固有の情報であるＭＡＣアドレス、認証ＩＤ、および、認証パスワードを基に、乱数表４から生成されるため、第３者は乱数表４から暗号鍵の位置を特定することが困難になり、暗号化通信が盗聴および解読されることを抑止する効果がある。   In addition, according to the present embodiment, when generating an encryption key with reference to the random number table, a random number is generated based on the date and time, a MAC (Medium Access Control) address, an authentication ID (Identification), and an authentication password. Since the position in Table 4 is specified and the secret key is referred to, even if the random number table 4 is leaked to a third party, the encryption key is always changing information and date / time and unique information Is generated from the random number table 4 based on the MAC address, the authentication ID, and the authentication password, which makes it difficult for a third party to specify the position of the encryption key from the random number table 4, and encrypted communication is performed. It has the effect of deterring eavesdropping and decryption.

また、本実施の形態によれば、乱数表４の位置を特定するための規則を定期的あるいは不定期に変更するようにしたので、乱数表４が万一第３者に漏洩して、かつ、乱数表４の位置を特定する規則も漏洩した場合においても、乱数表４の位置を特定する規則が変更されるため、第３者は乱数表４から暗号鍵の位置を特定することが困難になり、暗号化通信が盗聴および解読されることを抑止する効果がある。   In addition, according to the present embodiment, since the rule for specifying the position of the random number table 4 is changed regularly or irregularly, the random number table 4 should be leaked to a third party, and Even when the rule for specifying the position of the random number table 4 is also leaked, the rule for specifying the position of the random number table 4 is changed, so that it is difficult for the third party to specify the position of the encryption key from the random number table 4. Thus, the encrypted communication can be prevented from being wiretapped and decrypted.

実施の形態２．
図３は、この発明の本実施の形態２による無線ＬＡＮ暗号化通信システムの構成図を示している。アクセスポイント２はネットワーク１に接続されている。同様に、認証サーバ５もネットワーク１に接続されている。クライアント端末３とクライアント端末６はアクセスポイント２経由でネットワーク１と無線ＬＡＮにて接続される。クライアント端末３とクライアント端末６のＭＡＣアドレス、認証ＩＤおよび認証パスワードはそれぞれ互いに異なり、更に、それぞれが備えている乱数表４と乱数表７も異なる。認証サーバ５はすべての乱数表、すなわち、乱数表４と乱数表７の両方を備える。クライアント端末３がアクセスポイント２にアクセスした場合には、それを認証する前に、アクセスポイント２はクライアント端末３のＭＡＣアドレスに対応した乱数表４を認証サーバ５から転送する。同様に、クライアント端末６がアクセスポイント２にアクセスした場合には、それを認証する前に、アクセスポイント２はクライアント端末６のＭＡＣアドレスに対応した乱数表７を認証サーバ５から転送する。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 shows a configuration diagram of a wireless LAN encryption communication system according to the second embodiment of the present invention. The access point 2 is connected to the network 1. Similarly, the authentication server 5 is also connected to the network 1. The client terminal 3 and the client terminal 6 are connected to the network 1 via the access point 2 by a wireless LAN. The MAC addresses, authentication IDs, and authentication passwords of the client terminal 3 and the client terminal 6 are different from each other, and the random number table 4 and the random number table 7 provided therein are also different. The authentication server 5 includes all random number tables, that is, both the random number table 4 and the random number table 7. When the client terminal 3 accesses the access point 2, the access point 2 transfers the random number table 4 corresponding to the MAC address of the client terminal 3 from the authentication server 5 before authenticating it. Similarly, when the client terminal 6 accesses the access point 2, the access point 2 transfers a random number table 7 corresponding to the MAC address of the client terminal 6 from the authentication server 5 before authenticating it.

次に、図４は、本実施の形態による無線ＬＡＮ暗号化通信方式の手順図を示している。左から順にクライアント端末３、アクセスポイント２、認証サーバ５をそれぞれ示している。なお、クライアント端末３とクライアント端末６とは同様の動作を行うため、以下の説明では、クライアント端末３の動作のみを説明する。   Next, FIG. 4 shows a procedure diagram of the wireless LAN encryption communication system according to the present embodiment. The client terminal 3, the access point 2, and the authentication server 5 are shown in order from the left. Since the client terminal 3 and the client terminal 6 perform the same operation, only the operation of the client terminal 3 will be described in the following description.

クライアント端末３は認証前にアクセスポイント２に日時調整要求を発行して、アクセスポイント２が返答した日時調整応答でクライアント端末３の日時をアクセスポイント２と一致させる。アクセスポイント２は、クライアント端末３の暗号化通信を解読するため、クライアント端末３に対応した乱数表４、認証ＩＤ、および、認証パスワードを入手する必要がある。アクセスポイント２は、クライアント端末３から送信された日時調整要求のパケットからＭＡＣアドレスを入手して、認証サーバ５からクライアント端末３の乱数表４、認証ＩＤ、および、認証パスワードを入手する。   The client terminal 3 issues a date / time adjustment request to the access point 2 before authentication, and matches the date / time of the client terminal 3 with the access point 2 in the date / time adjustment response returned by the access point 2. The access point 2 needs to obtain a random number table 4, an authentication ID, and an authentication password corresponding to the client terminal 3 in order to decrypt the encrypted communication of the client terminal 3. The access point 2 acquires the MAC address from the date / time adjustment request packet transmitted from the client terminal 3, and acquires the random number table 4, the authentication ID, and the authentication password of the client terminal 3 from the authentication server 5.

クライアント端末３は、日時、ＭＡＣアドレス、認証ＩＤ、および、認証パスワードから、事前に決められた規則に基づき、乱数表４の位置を特定する。その特定された乱数表４の位置から暗号鍵を抽出して、当該暗号鍵で認証要求を暗号化してアクセスポイント２に送信する。アクセスポイント２は受信した認証要求からＭＡＣアドレスを認識して、クライアント端末３の乱数表４、認証ＩＤ、認証パスワードを特定する。この時、無線ＬＡＮのパケットにおいてＭＡＣアドレス部分は暗号化されていないため、容易にＭＡＣアドレスを認識できる。アクセスポイント２は、日時、ＭＡＣアドレス、認証ＩＤ、および、認証パスワードから、クライアント端末３と同じ規則に基づき、乱数表４の位置を特定して暗号鍵を抽出する。このようにして得られた暗号鍵で、クライアント端末３から受信した認証要求を解読する。アクセスポイント２は認証サーバ５にクライアント端末３の認証要求を発行して承認を示す承認信号を受けた後、クライアント端末３に承認を示す承認信号を発行する。この時、日時、クライアント端末３のＭＡＣアドレス、認証ＩＤ、および、認証パスワードから同じ規則に基づき、乱数表４の位置を特定して暗号鍵を抽出し、この暗号鍵で承認信号を暗号化する。承認信号を受信したクライアント端末３は、日時、ＭＡＣアドレス、認証ＩＤ、および、認証パスワードから同じ規則に基づき乱数表４の位置を特定して暗号鍵を抽出し、この暗号鍵で承認信号を解読する。   The client terminal 3 specifies the position of the random number table 4 based on a predetermined rule from the date and time, the MAC address, the authentication ID, and the authentication password. An encryption key is extracted from the position of the specified random number table 4, and an authentication request is encrypted with the encryption key and transmitted to the access point 2. The access point 2 recognizes the MAC address from the received authentication request, and specifies the random number table 4, the authentication ID, and the authentication password of the client terminal 3. At this time, since the MAC address portion is not encrypted in the wireless LAN packet, the MAC address can be easily recognized. The access point 2 identifies the position of the random number table 4 based on the same rules as the client terminal 3 from the date and time, the MAC address, the authentication ID, and the authentication password, and extracts the encryption key. The authentication request received from the client terminal 3 is decrypted with the encryption key thus obtained. The access point 2 issues an authentication request for the client terminal 3 to the authentication server 5 and receives an approval signal indicating approval, and then issues an approval signal indicating approval to the client terminal 3. At this time, based on the same rule from the date and time, the MAC address of the client terminal 3, the authentication ID, and the authentication password, the position of the random number table 4 is specified and the encryption key is extracted, and the approval signal is encrypted with this encryption key. . The client terminal 3 that has received the approval signal identifies the position of the random number table 4 from the date and time, the MAC address, the authentication ID, and the authentication password, extracts the encryption key, and decrypts the approval signal with this encryption key. To do.

以降の通信は、上述の実施の形態による暗号化通信と同様の方式を使用する。すなわち、クライアント端末３とアクセスポイント２とは、互いに、日時、ＭＡＣアドレス、認証ＩＤ、認証パスワードから、同じ規則に基づき、乱数表４の位置を特定して暗号鍵を抽出し、送信データを当該暗号鍵で暗号化して送信するとともに、受信した受信データを同様の方法で得る暗号鍵で解読（復号）する。   Subsequent communication uses the same method as the encrypted communication according to the above-described embodiment. That is, the client terminal 3 and the access point 2 mutually identify the position of the random number table 4 from the date and time, the MAC address, the authentication ID, and the authentication password, extract the encryption key, The encrypted data is transmitted with the encryption key, and the received data received is decrypted (decrypted) with the encryption key obtained by the same method.

上述のように、クライアント端末６がアクセスポイント２を経由してネットワーク１に接続する場合に、クライアント端末３と同様の手順で接続を行うが、ただし、乱数表４と乱数表７は異なるため、クライアント端末３とクライアント端末６は相互に暗号化通信を傍受することは出来ない。   As described above, when the client terminal 6 connects to the network 1 via the access point 2, the connection is performed in the same procedure as the client terminal 3, but the random number table 4 and the random number table 7 are different. The client terminal 3 and the client terminal 6 cannot intercept encrypted communication with each other.

また、アクセスポイント２が認証サーバ５から新たに乱数表を入手する時に、アクセスポイント２内にその乱数表を保存する余裕がない場合、アクセスポイント２は古い乱数表を削除して新しい乱数表を入手すればよい。このようにアクセスポイント２は乱数表の容量を制限することが出来るため、装置規模を小さくする効果がある。   Also, when the access point 2 obtains a new random number table from the authentication server 5 and there is no room for storing the random number table in the access point 2, the access point 2 deletes the old random number table and creates a new random number table. Get it. Since the access point 2 can limit the capacity of the random number table in this way, there is an effect of reducing the device scale.

以上のように、本実施の形態によれば、上述の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、乱数表４，７をクライアント端末ごとに異なるものにしたので、乱数表４，７はＭＡＣアドレス（または、認証ＩＤ）に対して唯一無二であるため、他の乱数表から暗号鍵を複製することはできない。このため、暗号化通信が盗聴・解読されることを抑止する効果がある。   As described above, according to the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the random number tables 4 and 7 are made different for each client terminal. Since 7 is unique to the MAC address (or authentication ID), the encryption key cannot be copied from another random number table. For this reason, there is an effect of preventing the encrypted communication from being wiretapped / decrypted.

また、本実施の形態によれば、各乱数表を認証サーバ５に保管し、各クライアント端末を認証する前に、アクセスポイント２が認証サーバ５に乱数表を問い合わせるための照会信号を送信して、各クライアント端末のＭＡＣアドレス（または、認証ＩＤ）に対応する乱数表を認証サーバ５からアクセスポイント２に転送するようにしたので、アクセスポイント２は必要に応じて乱数表を認証サーバ５から転送することができるため、全ての乱数表を保管する必要がなく、アクセスポイント２の装置規模を小さくできる効果がある。   In addition, according to the present embodiment, each random number table is stored in the authentication server 5, and before authenticating each client terminal, the access point 2 sends an inquiry signal for inquiring the random number table to the authentication server 5. Since the random number table corresponding to the MAC address (or authentication ID) of each client terminal is transferred from the authentication server 5 to the access point 2, the access point 2 transfers the random number table from the authentication server 5 as necessary. Therefore, it is not necessary to store all the random number tables, and the apparatus scale of the access point 2 can be reduced.

実施の形態３．
本実施の形態においては、上記の実施の形態１および２の構成において、乱数表４の位置を特定する方法の一例について説明する。最初に変数ＳＨＩＦＴを下記の式１から求める。式１中の変数ＹＥＡＲはアクセス時の西暦の下２桁を示す８ビットの値である。同様に、変数ＤＡＹはアクセス時の日を示す８ビットの値である。変数ＭＩＮＵＴＥはアクセス時の分を示す８ビットの値である。変数ＳＥＣＯＮＤはアクセス時の秒を示す８ビットの値である。演算子ａｎｄはビット単位の論理積を求める。同様に、演算子ｘｏｒはビット単位の排他的論理和を求める。演算子ｏｒはビット単位の論理和を求める。 Embodiment 3 FIG.
In the present embodiment, an example of a method for specifying the position of the random number table 4 in the configurations of the first and second embodiments will be described. First, a variable SHIFT is obtained from Equation 1 below. The variable YEAR in Equation 1 is an 8-bit value indicating the last two digits of the year in access. Similarly, the variable DAY is an 8-bit value indicating the date of access. The variable MINUTE is an 8-bit value indicating the minutes at the time of access. The variable SECOND is an 8-bit value indicating the second at the time of access. The operator and obtains the logical product in bit units. Similarly, the operator xor calculates a bitwise exclusive OR. The operator or calculates a bitwise logical sum.

ＳＨＩＦＴ＝（ＹＥＡＲ ａｎｄ ＤＡＹ）ｘｏｒ（ＭＩＮＵＴＥ ｏｒ ＳＥＣＯＮＤ）
・・・（式１） SHIFT = (YEAR and DAY) xor (MINUTE or SECOND)
... (Formula 1)

次に、変数ＰＯＩＮＴを式２から求める。式２中の変数ＭＡＣは送信元のＭＡＣアドレスを示す２４ビットの値から図５に示す方法で生成する。図５に示すＭＡＣアドレスの値は１６進数でＡＢ１２３４ｈである。これを上位の桁から８ビット単位で排他的論理和をとる。その結果を変数ＭＡＣの値とする。式２中の変数ＩＤは認証ＩＤを示す文字列から図２に示す方法で生成する。図６に示す認証ＩＤの文字列はＮＡ３４である。これから１文字毎にＡＳＣＩＩコード変換した８ビットの値を求める。これらの値から排他的論理和をとり、その結果を変数ＩＤとする。同様に、式２中の変数ＰＡＳＳＷＯＲＤは認証パスワードを示す文字列から生成する。生成方法は変数ＩＤと同じ方法で生成する。式２中の演算子ｌｏｔは図７に示す方法で演算する。変数ＳＨＩＦＴの値が３の場合、被演算値のＣ９ｈを上位の桁側に３回ビット単位で回転する。その結果４Ｅｈを得る。   Next, the variable POINT is obtained from Equation 2. The variable MAC in Equation 2 is generated by the method shown in FIG. 5 from a 24-bit value indicating the source MAC address. The value of the MAC address shown in FIG. 5 is AB1234h in hexadecimal. This is exclusive ORed in units of 8 bits from the upper digit. The result is taken as the value of the variable MAC. The variable ID in Equation 2 is generated from the character string indicating the authentication ID by the method shown in FIG. The character string of the authentication ID shown in FIG. 6 is NA34. From this, an 8-bit value obtained by ASCII code conversion is obtained for each character. An exclusive OR is taken from these values, and the result is used as a variable ID. Similarly, the variable PASSWORD in Expression 2 is generated from a character string indicating the authentication password. The generation method is the same as the variable ID. The operator lot in Equation 2 is calculated by the method shown in FIG. When the value of the variable SHIFT is 3, the C9h of the operand value is rotated to the upper digit side three times in units of bits. As a result, 4Eh is obtained.

ＰＯＩＮＴ＝（ＭＡＣ ｘｏｒ ＩＤ ｘｏｒ ＰＡＳＳＷＯＲＤ） ｌｏｔ ＳＨＩＦＴ
・・・（式２） POINT = (MAC xor ID xor PASSWORD) lot SHIFT
... (Formula 2)

最後に変数ＰＯＩＮＴから図８に示す方法で乱数表の位置を特定して、暗号鍵ＫＥＹを得る。乱数表４は２５６個の暗号鍵を記述する。変数ＰＯＩＮＴの値が４Ｅｈの場合、７９番目のＫＥＹ７８を参照する。この値を暗号鍵ＫＥＹとする。   Finally, the position of the random number table is specified from the variable POINT by the method shown in FIG. 8 to obtain the encryption key KEY. The random number table 4 describes 256 encryption keys. When the value of the variable POINT is 4Eh, the 79th KEY 78 is referred to. This value is used as the encryption key KEY.

以上のように、本実施の形態によれば、乱数表を参照して暗号鍵を生成する際に、日時、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレス、認証ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、および、認証パスワードを用いて、クライアント端末３とアクセスポイント２にて別個に演算を行って、当該演算から得られるＰＯＩＮＴの値を基に乱数表４の中の位置を特定して暗証鍵を参照するようにして、暗号鍵を送信しないようにしたので、乱数表４が第３者に万一漏洩した場合でも、暗号鍵は常時変化する情報である日時と固有の情報であるＭＡＣアドレス、認証ＩＤ、および、認証パスワードを基に、乱数表４から生成されるため、第３者は常時変化する情報を入手することは難しく、乱数表４から暗号鍵の位置を特定することが困難になり、暗号化通信が盗聴および解読されることを抑止する効果がある。   As described above, according to the present embodiment, when generating an encryption key with reference to a random number table, a date, a MAC (Medium Access Control) address, an authentication ID (Identification), and an authentication password are used. The encryption key is obtained by separately performing calculations at the client terminal 3 and the access point 2, specifying the position in the random number table 4 based on the value of POINT obtained from the calculation, and referring to the secret key. Even if the random number table 4 is leaked to a third party, the encryption key contains the MAC address, authentication ID, and authentication password, which are information that is always changing, and unique information. Based on the random number table 4, it is difficult for a third party to obtain information that changes constantly, and the location of the encryption key is specified from the random number table 4. This makes it difficult to wiretap and decrypt encrypted communications.

この発明の実施の形態１に係る無線ＬＡＮ暗号化通信システムの構成を示した構成図である。It is the block diagram which showed the structure of the wireless LAN encryption communication system which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係る無線ＬＡＮ暗号化通信システムの動作を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed operation | movement of the wireless LAN encryption communication system which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２に係る無線ＬＡＮ暗号化通信システムの構成を示した構成図である。It is the block diagram which showed the structure of the wireless LAN encryption communication system which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２に係る無線ＬＡＮ暗号化通信システムの動作を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed operation | movement of the wireless LAN encryption communication system which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３に係る無線ＬＡＮ暗号化通信システムの動作において、ＭＡＣアドレスから変数ＭＡＣを生成する説明図である。It is explanatory drawing which produces | generates variable MAC from a MAC address in operation | movement of the wireless LAN encryption communication system which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態３に係る無線ＬＡＮ暗号化通信システムの動作において、認証ＩＤから変数ＩＤを生成する説明図である。It is explanatory drawing which produces | generates variable ID from authentication ID in the operation | movement of the wireless LAN encryption communication system which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態３に係る無線ＬＡＮ暗号化通信システムの動作において、演算子ｌｏｔの演算方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the calculation method of operator lot in operation | movement of the wireless LAN encryption communication system which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態３に係る無線ＬＡＮ暗号化通信システムの動作において、変数ＰＯＩＮＴから乱数表の位置を特定する説明図である。It is explanatory drawing which specifies the position of a random number table from the variable POINT in the operation | movement of the wireless LAN encryption communication system which concerns on Embodiment 3 of this invention. 従来の無線ＬＡＮ暗号化通信システムの構成を示した構成図である。It is the block diagram which showed the structure of the conventional wireless LAN encryption communication system. 従来の無線ＬＡＮ暗号化通信システムの動作を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed operation | movement of the conventional wireless LAN encryption communication system.

符号の説明Explanation of symbols

１ ネットワーク、２ アクセスポイント、３ クライアント端末、４ 乱数表、５ 認証サーバ、６ クライアント端末、７ 乱数表。   1 network, 2 access point, 3 client terminal, 4 random number table, 5 authentication server, 6 client terminal, 7 random number table.

Claims (6)

ネットワークに接続されて、暗号鍵を記述した乱数表と上記乱数表の位置を特定して暗号鍵を抽出するための規則とを記憶しているアクセスポイントと、
上記アクセスポイント経由で上記ネットワークと無線ＬＡＮで接続されるとともに、上記乱数表および上記規則と同一の乱数表および規則を記憶しているクライアント端末と
を備え、
上記クライアント端末は、上記規則に従って上記乱数表の位置を特定して上記暗号鍵を抽出するとともに認証要求信号を上記暗号鍵で暗号化して上記アクセスポイントに送信し、
上記アクセスポイントは上記認証要求信号を受信したときに、上記規則に従って上記乱数表の位置を特定して上記暗号鍵を抽出して受信した上記認証要求信号を上記暗号鍵で復号するとともに、上記クライアント端末を上記ネットワークに接続することを適正として認証した場合に、新たな暗号鍵を上記乱数表から抽出して承認信号を上記暗号鍵で暗号化して上記クライアント端末に送信するとともに、上記クライアント端末を上記ネットワークに接続する
ことを特徴とする無線ＬＡＮ暗号化通信システム。 An access point connected to the network and storing a random number table describing an encryption key and a rule for extracting the encryption key by specifying the position of the random number table;
A client terminal that is connected to the network via the access point via a wireless LAN and stores the same random number table and rule as the random number table and the rule;
The client terminal specifies the position of the random number table in accordance with the rules, extracts the encryption key, encrypts an authentication request signal with the encryption key, and transmits the encryption request signal to the access point.
When the access point receives the authentication request signal, the access point specifies the position of the random number table according to the rules, extracts the encryption key, decrypts the received authentication request signal with the encryption key, and When authenticating that the terminal is properly connected to the network, a new encryption key is extracted from the random number table, an approval signal is encrypted with the encryption key, and transmitted to the client terminal. A wireless LAN encryption communication system characterized by being connected to the network. 上記乱数表は電子記憶媒体に記憶されており、当該電子記憶媒体を経由して上記クライアント端末および上記アクセスポイントに保存されることを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮ暗号化通信システム。   The wireless LAN encryption communication system according to claim 1, wherein the random number table is stored in an electronic storage medium, and is stored in the client terminal and the access point via the electronic storage medium. 上記乱数表の位置を特定して暗号鍵を抽出する際に、日時および認証ＩＤを基に上記規則に従って上記乱数表の位置を特定することを特徴とする請求項１または２に記載の無線ＬＡＮ暗号化通信システム。   3. The wireless LAN according to claim 1, wherein when the position of the random number table is specified and an encryption key is extracted, the position of the random number table is specified according to the rule based on a date and an authentication ID. Encrypted communication system. 上記アクセスポイントは記憶している上記規則を更新するとともに、上記クライアント端末に対して上記規則の更新を通知する通知信号を送信し、
上記クライアント端末は当該通知信号に従って、記憶している上記規則の更新を行う
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ暗号化通信システム。 The access point updates the stored rule, and transmits a notification signal notifying the client terminal of the update of the rule,
The wireless LAN encryption communication system according to any one of claims 1 to 3, wherein the client terminal updates the stored rule according to the notification signal. 上記クライアント端末は複数個あって、
上記乱数表は、各上記クライアント端末の認証ＩＤ毎に異なるものである
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ暗号化通信システム。 There are multiple client terminals,
The wireless LAN encrypted communication system according to any one of claims 1 to 4, wherein the random number table is different for each authentication ID of each client terminal. 上記無線ＬＡＮ暗号化通信システムは、上記ネットワークに接続された認証サーバをさらに備え、
上記乱数表は上記認証サーバに保管され、上記アクセスポイントが上記クライアント端末を認証する前に、上記認証サーバから上記アクセスポイントに転送される
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ暗号化通信システム。 The wireless LAN encryption communication system further includes an authentication server connected to the network,
The random number table is stored in the authentication server, and is transferred from the authentication server to the access point before the access point authenticates the client terminal. The wireless LAN encryption communication system described in 1.
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