JP2007074761A - データ暗号化方法、データ復号化方法、不正アクセス防止機能を有するｌａｎ制御装置、及び情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特定した相手とだけデータの送受信が行え、送受信するデータを機密保持でき、不正アクセスを防止できること。
【解決手段】送信暗号部１１は、１パケットのデータを送信する毎にＩＰヘッダオプション部に認証子を暗号化したものを設定して送信する。受信復号部１２は、受信データに含まれる認証子を取得し、認証子を復号した結果に基づきデータの受信の許可、不許可を判断する。認証子が設定されていない場合、認証子が正常に復号できなかった場合には接続を拒否あるいは切断する。データ自体にも暗号化が施され、送信するデータの機密を保持できる。これにより端末装置１とサーバ２の間で送受するデータの機密を保持でき、さらに、サーバ２に対する不正アクセスを防止でき、サーバ２のデータ機密を保持できる。
【選択図】図２

Description

この発明は、データを送受信するＬＡＮ制御装置に関し、特に、データを暗号化して送信し復号化によりデータを受信することにより、不正アクセスを防止し送受信するデータを機密保持できるデータ暗号化方法、データ復号化方法、不正アクセス防止機能を有するＬＡＮ制御装置、及び情報処理装置に関する。

インターネットやＬＡＮ等のネットワークを介して送受されるデータは、暗号化により所定レベルでの機密を保つことができる。また、サーバに格納されたデータが特定された端末装置からアクセス許可されてデータ送受が可能なシステム構成において送受信するデータを暗号化する手法が用いられている。

しかしながら、単に送受信するデータを暗号化しただけでは、第３者によって暗号化されたデータ自体が入手された場合、暗号化を解くだけでデータ内容が漏洩するという危険性を有している。

したがって、ネットワーク上に配置され、機密維持が必要なサーバや端末装置に対する不正アクセスの防止、及びサーバに格納されているデータの漏洩の防止が要望されていた。また、サーバや端末装置に対して送受信するデータの機密維持が求められている。なお、アクセスが許可された特定の端末装置については、アクセス許可に関し特別な操作を不要にし、簡単にアクセスできるよう構成することが望ましい。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、特定した相手とだけデータの送受信が行え、送受信するデータを機密保持でき、不正アクセスを防止できるデータ暗号化方法、データ復号化方法、不正アクセス防止機能を有するＬＡＮ制御装置、及び情報処理装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明に係るデータ暗号化方法は、データを送信する際のデータ暗号化方法において、送信するデータを受信許可させるための所定の認証子を、送信するデータのパケット内に設定する認証子設定工程を含むことを特徴とする。

この発明によれば、送信するデータのパケット内における認証子の設定の有無により、送信するデータの受信許可を設定することができるようになり、送信側で送信するデータの機密保持を容易に設定できるようになる。

また、この発明に係るデータ暗号化方法は、上記発明において、前記認証子設定工程は、ＴＣＰ／ＩＰ手順に基づく送信データの１パケット毎のＩＰヘッダオプション部に前記認証子を設定することを特徴とする。

この発明によれば、送信するデータを１パケット単位で機密維持できるようになり、データの機密維持を向上できるようになる。

また、この発明に係るデータ暗号化方法は、上記発明において、前記認証子設定工程は、前記認証子を暗号化するためのコネクション鍵をランダムな値を用いて生成するコネクション鍵生成工程と、前記コネクション鍵を用いてＴＣＰヘッダのうち予め設定した内容の一部を暗号化しコネクション情報を生成するコネクション情報生成工程とを含むことを特徴とする。

この発明によれば、認証子として用いるコネクション情報を暗号化することにより、予め設定された受信側とのみ接続できるようになり、送信するデータの機密を向上できるようになる。

また、この発明に係るデータ暗号化方法は、上記発明に記載の発明において、前記認証子設定工程は、予め用意されている暗号化鍵を用いて前記コネクション鍵を暗号化するコネクション鍵暗号化工程を含むことを特徴とする。

この発明によれば、受信側との接続に用いるコネクション鍵についても暗号化することにより、さらにデータの機密を向上できるようになる。

また、この発明に係るデータ暗号化方法は、上記発明において、送信データのデータ内容を暗号化するためのデータ鍵をランダムな値を用いて生成するデータ鍵生成工程と、予め用意されている暗号化鍵を用いて前記データ鍵を暗号化するデータ鍵暗号化工程とを含むことを特徴とする。

この発明によれば、送信するデータ内容自体を暗号化することにより、データ内容の機密を向上できるようになる。

また、この発明に係るデータ復号化方法は、上記発明に係るデータ暗号化方法により暗号化されたデータを受信するデータ受信工程と、受信データに含まれる前記認証子を取得し、該認証子に基づき受信データの認証の許可、不許可を判断する認証工程とを含むことを特徴とする。

この発明によれば、認証子の設定の有無によりデータの受信を規制できるため、認証子の有無を判断するだけで一般のユーザに対する受信を不許可とし、特定の送信側からのデータを受信許可できるようになり、送受するデータ内容の機密を維持できるようになる。また、不正接続を防止し、受信側のデータ機密等を保持できるようになる。

また、この発明に係るデータ復号化方法は、上記発明において、前記認証工程は、受信したデータの１パケット毎のＩＰヘッダオプション部に前記認証子が設定されていた場合に認証を許可することを特徴とする。

この発明によれば、受信する１パケットのデータ毎の認証子を判断するだけでデータの受信を許可、不許可できるようになり、不正接続を最小限に抑えることができる。

また、この発明に係るデータ復号化方法は、上記発明において、前記認証工程は、予め用意されている復号化鍵を用いて前記コネクション鍵を復号するコネクション鍵復号工程と、前記復号されたコネクション鍵に基づき前記コネクション情報を復号するコネクション情報復号工程とを含むことを特徴とする。

この発明によれば、受信するためのコネクション情報の復号をコネクション鍵を復号して行うため、コネクション情報の機密を向上できるようになる。

また、この発明に係るデータ復号化方法は、上記発明において、予め用意されている復号化鍵を用いて前記受信データのデータ内容を復号化するデータ復号化工程を含むことを特徴とする。

この発明によれば、特定の復号化鍵を用いて復号することにより、受信したデータの機密を維持できるようになる。

また、この発明に係るデータ復号化方法は、上記発明において、前記認証工程は、前記復号されたコネクション情報と、ＴＣＰヘッダのうち予め設定された内容の一部を比較し、一致時にのみデータの受信処理を実行することを特徴とする。

この発明によれば、規定した暗号化により送信されたデータのみを受信することにより、受信側の機密を維持できるようになる。

また、この発明に係るデータ復号化方法は、上記発明において、前記認証工程は、前記復号されたコネクション情報と、ＴＣＰヘッダのうち予め設定された内容の一部を比較し、不一致時にはデータを受信拒否することを特徴とする。

この発明によれば、不正なデータを受信拒否することにより、受信側の機密を維持できるようになる。

また、この発明に係るデータ復号化方法は、上記発明において、前記認証工程は、前記復号されたコネクション情報と、ＴＣＰヘッダのうち予め設定された内容の一部を比較し、不一致時には送信側に対する受信レスポンスの返答を不実行にすることを特徴とする。

この発明によれば、不正なデータに対する受信レスポンスの返答を行わないため、受信側では送信側との接続が行えず、送信側を検出できずに不正の防止を図ることができる。

また、この発明に係るＬＡＮ制御装置は、データを送信する際のデータを暗号化し不正アクセスを防止するＬＡＮ制御装置であって、送信するデータを受信許可させるための所定の認証子を、送信するデータのパケット内に設定する認証子設定手段を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、送信するデータのパケット内における認証子の設定の有無により、送信するデータの受信許可を設定することができるようになり、送信側で送信するデータの機密保持を容易に設定できるようになる。

また、この発明に係るＬＡＮ制御装置は、上記発明において、前記認証子設定手段は、ＴＣＰ／ＩＰ手順に基づく送信データの１パケット毎のＩＰヘッダオプション部に前記認証子を設定することを特徴とする。

この発明によれば、送信するデータを１パケット単位で機密維持できるようになり、データの機密維持を向上できるようになる。

また、この発明に係るＬＡＮ制御装置は、上記発明において、前記認証子設定手段は、前記認証子を暗号化するためのコネクション鍵をランダムな値を用いて生成するコネクション鍵生成手段と、前記コネクション鍵を用いてＴＣＰヘッダのうち予め設定した内容の一部を暗号化しコネクション情報を生成するコネクション情報生成手段と、予め用意されている暗号化鍵を用いて前記コネクション鍵を暗号化するコネクション鍵暗号化手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、認証子として用いるコネクション情報を暗号化することにより、予め設定された受信側とのみ接続できるようになり、送信するデータの機密を向上できるようになる。また、受信側との接続に用いるコネクション鍵についても暗号化するため、さらにデータの機密を向上できるようになる。

また、この発明に係るＬＡＮ制御装置は、上記発明において、送信データのデータ内容を暗号化するためのデータ鍵をランダムな値を用いて生成するデータ鍵生成手段と、予め用意されている暗号化鍵を用いて前記データ鍵を暗号化するデータ鍵暗号化手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、送信するデータ内容自体を暗号化することにより、データ内容の機密を向上できるようになる。

また、この発明に係るＬＡＮ制御装置は、上記発明に係るＬＡＮ制御装置による暗号化後の送信データを受信するデータ受信手段と、受信データに含まれる前記認証子を取得し、該認証子に基づき受信データの認証の許可、不許可を判断する認証手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、認証子の設定の有無によりデータの受信を規制できるため、認証子の有無を判断するだけで一般のユーザに対する受信を不許可とし、特定の送信側からのデータを受信許可できるようになり、送受するデータ内容の機密を維持できるようになる。また、不正接続を防止し、受信側のデータ機密等を保持できるようになる。

また、この発明に係るＬＡＮ制御装置は、上記発明において、前記認証手段は、受信したデータの１パケット毎のＩＰヘッダオプション部に前記認証子が設定されていた場合に認証を許可することを特徴とする。

この発明によれば、受信する１パケットのデータ毎の認証子を判断するだけでデータの受信を許可、不許可できるようになり、不正接続を最小限に抑えることができる。

また、この発明に係るＬＡＮ制御装置は、上記発明において、前記認証手段は、予め用意されている復号化鍵を用いて前記コネクション鍵を復号するコネクション鍵復号手段と、前記復号されたコネクション鍵に基づき前記コネクション情報を復号するコネクション情報復号手段と、予め用意されている復号化鍵を用いて前記受信データのデータ内容を復号化するデータ復号化手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、受信するためのコネクション情報の復号をコネクション鍵を復号して行うため、コネクション情報の機密を向上できるようになる。特定の復号化鍵を用いて復号することにより、受信したデータの機密を維持できるようになる。

また、この発明に係るＬＡＮ制御装置は、上記発明において、前記認証手段は、前記復号されたコネクション情報と、ＴＣＰヘッダのうち予め設定された内容の一部を比較し、一致時にのみデータの受信処理を実行することを特徴とする。

この発明によれば、規定した暗号化により送信されたデータのみを受信することにより、受信側の機密を維持できるようになる。

また、この発明に係る情報処理装置は、上記発明に係るＬＡＮ制御装置が装着されたことを特徴とする。

この発明によれば、上記ＬＡＮ制御装置が装着された特定の情報処理装置との間でのみデータの送信及び受信が行え、情報処理装置に対する不正接続を防止でき、情報処理装置が保有するデータ機密を維持できるようになる。また、送信及び受信するいずれのデータについても機密保持できるようになる。

以上説明したように、この発明によれば、データを送信する際のデータ暗号化方法において、送信するデータを受信許可させるための所定の認証子を、送信するデータのパケット内に設定する認証子設定工程を含むため、送信するデータのパケット内における認証子の設定の有無により、送信するデータの受信許可を設定することができるようになり、送信側で送信するデータの機密保持を容易に設定できるようになるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、前記認証子設定工程は、ＴＣＰ／ＩＰ手順に基づく送信データの１パケット毎のＩＰヘッダオプション部に前記認証子を設定するため、送信するデータを１パケット単位で機密維持できるようになり、データの機密維持を向上できるようになるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、前記認証子設定工程は、前記認証子を暗号化するためのコネクション鍵をランダムな値を用いて生成するコネクション鍵生成工程と、前記コネクション鍵を用いてＴＣＰヘッダのうち予め設定した内容の一部を暗号化しコネクション情報を生成するコネクション情報生成工程とを含むため、認証子として用いるコネクション情報を暗号化することにより、予め設定された受信側とのみ接続できるようになり、送信するデータの機密を向上できるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、前記認証子設定工程は、予め用意されている暗号化鍵を用いて前記コネクション鍵を暗号化するコネクション鍵暗号化工程を含むため、受信側との接続に用いるコネクション鍵についても暗号化することにより、さらにデータの機密を向上できるようになるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、送信データのデータ内容を暗号化するためのデータ鍵をランダムな値を用いて生成するデータ鍵生成工程と、予め用意されている暗号化鍵を用いて前記データ鍵を暗号化するデータ鍵暗号化工程とを含むため、送信するデータ内容自体を暗号化することにより、データ内容の機密を向上できるようになるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明に係るデータ暗号化方法により暗号化されたデータを受信するデータ受信工程と、受信データに含まれる前記認証子を取得し、該認証子に基づき受信データの認証の許可、不許可を判断する認証工程とを含むため、認証子の設定の有無によりデータの受信を規制できるため、認証子の有無を判断するだけで一般のユーザに対する受信を不許可とし、特定の送信側からのデータを受信許可できるようになり、送受するデータ内容の機密を維持できるようになる。また、不正接続を防止し、受信側のデータ機密等を保持できるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、前記認証工程は、受信したデータの１パケット毎のＩＰヘッダオプション部に前記認証子が設定されていた場合に認証を許可するため、受信する１パケットのデータ毎の認証子を判断するだけでデータの受信を許可、不許可できるようになり、不正接続を最小限に抑えることができるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、前記認証工程は、予め用意されている復号化鍵を用いて前記コネクション鍵を復号するコネクション鍵復号工程と、前記復号されたコネクション鍵に基づき前記コネクション情報を復号するコネクション情報復号工程とを含むため、受信するためのコネクション情報の復号をコネクション鍵を復号して行うため、コネクション情報の機密を向上できるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、予め用意されている復号化鍵を用いて前記受信データのデータ内容を復号化するデータ復号化工程を含むため、特定の復号化鍵を用いて復号することにより、受信したデータの機密を維持できるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、前記認証工程は、前記復号されたコネクション情報と、ＴＣＰヘッダのうち予め設定された内容の一部を比較し、一致時にのみデータの受信処理を実行するため、規定した暗号化により送信されたデータのみを受信することにより、受信側の機密を維持できるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、前記認証工程は、前記復号されたコネクション情報と、ＴＣＰヘッダのうち予め設定された内容の一部を比較し、不一致時にはデータを受信拒否するため、不正なデータを受信拒否することにより、受信側の機密を維持できるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、前記認証工程は、前記復号されたコネクション情報と、ＴＣＰヘッダのうち予め設定された内容の一部を比較し、不一致時には送信側に対する受信レスポンスの返答を不実行にするため、不正なデータに対する受信レスポンスの返答を行わないため、受信側では送信側との接続が行えず、送信側を検出できずに不正の防止を図ることができるという効果を奏する。

また、この発明によれば、データを送信する際のデータを暗号化し不正アクセスを防止するＬＡＮ制御装置であって、送信するデータを受信許可させるための所定の認証子を、送信するデータのパケット内に設定する認証子設定手段を備えたので、送信するデータのパケット内における認証子の設定の有無により、送信するデータの受信許可を設定することができるようになり、送信側で送信するデータの機密保持を容易に設定できるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、前記認証子設定手段は、ＴＣＰ／ＩＰ手順に基づく送信データの１パケット毎のＩＰヘッダオプション部に前記認証子を設定するので、送信するデータを１パケット単位で機密維持できるようになり、データの機密維持を向上できるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、前記認証子設定手段は、前記認証子を暗号化するためのコネクション鍵をランダムな値を用いて生成するコネクション鍵生成手段と、前記コネクション鍵を用いてＴＣＰヘッダのうち予め設定した内容の一部を暗号化しコネクション情報を生成するコネクション情報生成手段と、予め用意されている暗号化鍵を用いて前記コネクション鍵を暗号化するコネクション鍵暗号化手段とを備えたので、認証子として用いるコネクション情報を暗号化することにより、予め設定された受信側とのみ接続できるようになり、送信するデータの機密を向上できるようになる。また、受信側との接続に用いるコネクション鍵についても暗号化するため、さらにデータの機密を向上できるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、送信データのデータ内容を暗号化するためのデータ鍵をランダムな値を用いて生成するデータ鍵生成手段と、予め用意されている暗号化鍵を用いて前記データ鍵を暗号化するデータ鍵暗号化手段とを備えたので、送信するデータ内容自体を暗号化することにより、データ内容の機密を向上できるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明に係るＬＡＮ制御装置により暗号化後の送信データを受信するデータ受信手段と、受信データに含まれる前記認証子を取得し、該認証子に基づき受信データの認証の許可、不許可を判断する認証手段とを備えたので、認証子の設定の有無によりデータの受信を規制できるため、認証子の有無を判断するだけで一般のユーザに対する受信を不許可とし、特定の送信側からのデータを受信許可できるようになり、送受するデータ内容の機密を維持できるようになる。また、不正接続を防止し、受信側のデータ機密等を保持できるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、前記認証手段は、受信したデータの１パケット毎のＩＰヘッダオプション部に前記認証子が設定されていた場合に認証を許可するので、受信する１パケットのデータ毎の認証子を判断するだけでデータの受信を許可、不許可できるようになり、不正接続を最小限に抑えることができるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、前記認証手段は、予め用意されている復号化鍵を用いて前記コネクション鍵を復号するコネクション鍵復号手段と、前記復号されたコネクション鍵に基づき前記コネクション情報を復号するコネクション情報復号手段と、予め用意されている復号化鍵を用いて前記受信データのデータ内容を復号化するデータ復号化手段とを備えたので、受信するためのコネクション情報の復号をコネクション鍵を復号して行うため、コネクション情報の機密を向上できるようになる。さらに、特定の復号化鍵を用いて復号することにより、受信したデータの機密を維持できるようになるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明において、前記認証手段は、前記復号されたコネクション情報と、ＴＣＰヘッダのうち予め設定された内容の一部を比較し、一致時にのみデータの受信処理を実行するので、規定した暗号化により送信されたデータのみを受信することにより、受信側の機密を維持できるようになるという効果を奏する。

また、この発明によれば、上記発明に係るＬＡＮ制御装置を装着したので、ＬＡＮ制御装置が装着された特定の情報処理装置との間でのみデータの送信及び受信が行え、情報処理装置に対する不正接続を防止でき、情報処理装置が保有するデータ機密を維持できるようになる。また、送信及び受信するいずれのデータについても機密保持できるようになるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係るデータ暗号化方法、データ復号化方法、不正アクセス防止機能を有するＬＡＮ制御装置、及び情報処理装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の暗号機能を有するＬＡＮ制御装置を用いた配置構成を示す図である。図示のように、情報処理装置である端末装置１及びサーバ２には、それぞれこの発明の暗号機能を有するＬＡＮ制御装置（以下ＬＡＮカードと称す）３が装着される。これらのＬＡＮカード３は、ＬＡＮやインターネット等のネットワーク４を介して互いに接続され、互いにＴＣＰ／ＩＰの通信手順に従いデータ送受が可能である。

図示の構成においてＬＡＮカード３は、データの送受信が予め設定された端末装置１とサーバ２にそれぞれ装着されており、ＬＡＮカード３を装着した装置同士のみでデータの送受が可能な構成となっている（詳細にはアクセス権も含む）。したがって、ＬＡＮカード３が装着されていない一般ユーザの端末装置１ａはサーバ２に対してアクセス及び相互のデータ送受信が不可とされている。

端末装置１は、汎用のＰＣで構成され、ＰＣＩスロット等の拡張スロットに装着された状態で端末装置１によるデータの送受信をネットワーク４を介して相手側（サーバ２等）との間でやりとりする。なお、端末装置１は、図示のようにネットワーク４に対して１台のみ接続された構成に限らず、ＬＡＮカード３を装着していれば複数台がネットワーク４を介してサーバ２あるいは他の端末装置１にアクセス可能となる。

図２は、ＬＡＮカード３の内部構成を示すブロック図である。図示のように、ＬＡＮカード３は、上位プロトコル、即ち端末装置１とサーバ２との間におけるデータの送受信を仲介するよう、これら端末装置１とサーバ２にそれぞれ配置されている。ＬＡＮカード３内部には、送信するデータを暗号化する送信暗号部１１と、受信した暗号化済のデータを復号化する受信復号部１２を備えてなる。

これら送信暗号部１１，受信復号部１２は、１つのチップを用いて機能が実現されている。また、これら送信暗号部１１及び受信復号部１２は、図示しないＲＯＭのデータを読み込む。ＲＯＭには、後述する暗号化のための鍵（ＦＫ）と、初期ベクトル（ＩＶ）が予め格納されている。なお、１つのチップを汎用のＬＡＮカードに後付けすることにより、この発明のＬＡＮカード３としての機能を実現することもできるようになる。

図３は、一対のＬＡＮカードを用いたデータの送受信にかかるシーケンス図である。端末装置１側に装着されたＬＡＮカード３を３Ａとし、サーバ２側に装着されたＬＡＮカード３を３Ｂとして説明する。

端末装置１からサーバ２に対しデータを送信する際には、ＴＣＰ処理／アプリケーション処理を施したデータに対する１．コネクション鍵生成，２．データ鍵の作成，３．コネクション情報の生成，４．データの暗号化，５．データの作成・送信を行う。これら１．〜５．の送信処理は、データを１パケット送信する毎に実行される。

サーバ２側でデータを受信した際には、６．データの受信，７．各鍵、コネクション情報の復号，８．コネクション情報のチェック，９．コネクション情報の不正時に返信しない，１０．コネクション情報の正当時におけるデータの復号，１１．ＴＣＰ処理／アプリケーション処理を施しサーバ２にデータ出力，を行う。これら６．〜１１．の受信処理は、データを１パケット受信する毎に実行される。

図示のように、端末装置１側及びサーバ２側は、いずれもデータを送信する際には送信暗号部１１を用いて上記１．〜５．の送信処理を実行し（サーバ２側の送信処理は符号１２．〜１６．に記載）、データを受信する際には受信復号部１２を用いて上記６．〜１１．の受信処理を実行（端末装置１側の受信処理は符号１７．〜２０．に記載）する。

（送信処理について）
図４は、送信暗号部１１によるデータ送信時の暗号化手順を示すフローチャートである。ＬＡＮカード３に対する電源供給時（ＰＯＷＥＲ ＯＮ）により図示の手順が継続的に自動実行される。まず、ＲＯＭを読み込み、鍵（ＦＫ）と、初期ベクトル（ＩＶ）を読み出す（ステップＳ４０１）。次に、データ送信プロトコルを確認する（ステップＳ４０２）。

この発明において以下に説明するデータの暗号化は、通信手順がＴＣＰ／ＩＰの場合に適用される（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）。他の通信手順の場合には（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、データ送信のタイミング（暗号化／非暗号化の違いで生じるＤＥＬＡＹ）を調整し（ステップＳ４０３）、データ送信処理（ステップＳ４１１）に移行する。

暗号化は、まず、１．コネクション鍵ＣＫの作成を行う（ステップＳ４０４）。コネクション鍵は、ＩＰヘッダオプション部（後述する）に格納されるコネクション情報を生成するために利用される。

コネクション鍵ＣＫの生成は、５６ｂｉｔ（パリティ込み６４ｂｉｔ）のランダムな値を３つ生成し、これをコネクション鍵ＣＫとして利用する。このコネクション鍵は、多重化した暗号化処理に対応した複数個（この実施形態では３つのコネクション鍵ＣＫ１〜３）を生成する。上記ランダムな値の生成は、ハードウェアでよく利用されるアルゴリズムを利用する。

次に、２．データ鍵ＤＫの作成を行う（ステップＳ４０５）。ここでは、送信するパケットのデータ部位を暗号化するため、ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３からなる３つの暗号鍵を生成する（詳細は１．コネクション鍵ＣＫと同様）。各鍵の長さは５６ｂｉｔとする（パリティ込み６４ｂｉｔ）。

次に、３．コネクション情報ＣＩの作成を行う（ステップＳ４０６）。ここでは、ＴＣＰヘッダの一部をコネクション鍵ＣＫで暗号化し、コネクション情報ＣＩを生成する。

対象となる平文：ＴＣＰヘッダ中のシーケンス番号＋受け取り通知番号（６４ｂｉｔ）
鍵 ：ステップＳ４０４（１．コネクション鍵ＣＫの作成）で得られた５６ｂｉｔの鍵３つ（ＣＫ１，ＣＫ２，ＣＫ３）
暗号文 ：ＩＰヘッダオプション部に格納する（６４ｂｉｔ）
コネクション情報ＣＩが暗号化される。

次に、ステップＳ４０４（１．コネクション鍵ＣＫの作成）で得られた３つの鍵をＲＯＭ中に保存された鍵で暗号化する（ステップＳ４０７）。このＲＯＭ中に存在する鍵ＦＫは、ＦＫ１，ＦＫ２，ＦＫ３であり、初期ベクトルＩＶは、ＩＶ１，ＩＶ２，ＩＶ３であるとする。鍵ＦＫ１〜ＦＫ３，初期ベクトルＩＶ１〜ＩＶ３は、ＲＯＭ内の識別子により変更可能である。

対象となる平文：ステップＳ４０４（１．コネクション鍵ＣＫの作成）で得られた３つの鍵（ＣＫ１，ＣＫ２，ＣＫ３）、計１９２ｂｉｔ（パリティを含む）
鍵 ：ＲＯＭ中に存在する３つの鍵（ＦＫ１，ＦＫ２，ＦＫ３）
初期ベクトル ：ＩＶ１，ＩＶ２，ＩＶ３
暗号済み鍵 ：ＩＰヘッダオプション部に格納する（１９２ｂｉｔ）
暗号化された各コネクション鍵をＥＣＫ１，ＥＣＫ２，ＥＣＫ３とする。

次に、ステップＳ４０５（２．データ鍵作成）で得られた３つのデータ鍵（ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３）を前述と同様に、ＲＯＭ中に存在する鍵ＦＫ１，ＦＫ２，ＦＫ３と、初期ベクトルＩＶ１，ＩＶ２，ＩＶ３で暗号化する（ステップＳ４０８）。

対象となる平文：ステップＳ４０５（２．データ鍵作成）で得られた３つのデータ鍵（ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３）、計１９２ｂｉｔ（パリティを含む）
鍵 ：ＲＯＭ中に存在する３つの鍵（ＦＫ１，ＦＫ２，ＦＫ３）
初期ベクトル ：ＩＶ１，ＩＶ２，ＩＶ３
暗号済み鍵 ：ＩＰヘッダオプション部に格納する（１９２ｂｉｔ）
以下、暗号化された各データ鍵ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３をＥＤＫ１，ＥＤＫ２，ＥＤＫ３とする。

次に、４．パケットデータ暗号化を行う（ステップＳ４１０）。データ部分をデータ鍵ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３で暗号化する。暗号処理は、例えばインナーＣＢＣモードで行う。
対象となる平文：パケット毎のデータ
鍵 ：ステップＳ４０５（２．データ鍵作成）で得られた５６ｂｉｔの鍵３つ（ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３）
初期ベクトル：ＩＶ１，ＩＶ２，ＩＶ３
暗号文 ：図示しないデータ部に格納

そして、５．データの送信を行う（ステップＳ４１１）。上記ステップＳ４０６で得られた暗号化されたコネクション情報ＣＩと、ステップＳ４０７及びステップＳ４０８で得られた暗号済のコネクション鍵ＥＣＫ１〜ＥＣＫ３と、データ鍵ＥＤＫ１〜ＥＤＫ３は、ＩＰヘッダに格納される（ステップＳ４０９）。なお、これら暗号化されたコネクション情報ＣＩと、ステップＳ４０７及びステップＳ４０８で得られた暗号済のコネクション鍵ＥＣＫ１〜ＥＣＫ３と、データ鍵ＥＤＫ１〜ＥＤＫ３は、暗号化された都度、ＩＰヘッダ部に格納される。

図５は、ＩＰヘッダのオプション部を示す図である。図示のように、ＩＰヘッダのオプション部５０１には、上記暗号化されたコネクション鍵ＥＣＫ１〜ＥＣＫ３と、データ鍵ＥＤＫ１〜ＥＤＫ３と、暗号化されたコネクション情報ＣＩが格納される。

そして、送信暗号部１１は、ＩＰヘッダのオプション部５０１に上記のように暗号化された値を格納した後、ＩＰヘッダのオプション部５０１に暗号情報が格納されたヘッダと、暗号化されたデータを送信する。

（受信処理について）
図６は、受信復号部１２によるデータ受信時の復号化手順を示すフローチャートである。常時データの待機待ちとなっており、データ受信すると以下の処理を自動実行する。まず、ＲＯＭを読み込み、鍵（ＦＫ）と、初期ベクトル（ＩＶ）を読み出す（ステップＳ６０１）。次に、受信したデータのプロトコルを確認する（ステップＳ６０２）。

データの復号化は、通信手順がＴＣＰ／ＩＰの場合に適用される（ステップＳ６０２：Ｙｅｓ）。他の通信手順の場合には（ステップＳ６０２：Ｎｏ）、データ受信のタイミング（ＤＥＬＡＹ）を調整し（ステップＳ６０３）、データ送出処理（ステップＳ６１０）に移行する。

復号化にあたり、ＩＰヘッダのオプション部５０１の有無を確認する（ステップＳ６０４）。ここで、受信したデータにオプション部５０１がない場合には（ステップＳ６０４：Ｎｏ）、受信した１パケットのデータを破棄し（ステップＳ６０８）、受信待ちとなる（ステップＳ６０２に復帰）。この場合、送られてきた送信データに対する返答を行わずに終了する。

ＩＰヘッダのオプション部５０１が有る場合には（ステップＳ６０４：Ｙｅｓ）、７．各鍵、コネクション情報の復号を行う（ステップＳ６０５）。まず、オプション部からデータ鍵ＥＤＫ１，ＥＤＫ２，ＥＤＫ３を取得する。

ＲＯＭの情報から固定鍵ＦＫ１，ＦＫ２，ＦＫ３と、初期ベクトルＩＶ１，ＩＶ２，ＩＶ３を生成する。そして固定鍵ＦＫ１，ＦＫ２，ＦＫ３を用いて、コネクション鍵ＥＣＫ１，ＥＣＫ２，ＥＣＫ３を復号したＣＫ１，ＣＫ２，ＣＫ３を取得する。同様に固定鍵ＦＫ１，ＦＫ２，ＦＫ３と、初期ベクトルＩＶ１，ＩＶ２，ＩＶ３を用いてデータ鍵ＥＤＫ１，ＥＤＫ２，ＥＤＫ３を復号したＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３を生成する。そして、復号したコネクション鍵ＣＫ１，ＣＫ２，ＣＫ３を用いてコネクション情報ＣＩを復号する（ステップＳ６０６）。

次に、８．コネクション情報のチェックを行う（ステップＳ６０７）。具体的には、ステップＳ６０６（７．コネクション情報ＣＩの復号）で得られた復号後のコネクション情報ＣＩと、ＴＣＰヘッダ中のシーケンス番号及び受け取り通知番号（６４ｂｉｔ）を比較し、一致すれば（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）、１０．データの復号（ステップＳ６０９）を行う。一致しなければ（ステップＳ６０７：Ｎｏ）、９．コネクション情報ＣＩの不正時にデータ破棄する（ステップＳ６０８）。

ステップＳ６０８では、コネクション情報ＣＩの不一致に送信されたデータを破棄する。これにより、上位プロトコルに情報が伝達されないため、送信側に対して返答を行わない。この後、次のパケットを取得するまで待ち受け状態になる（ステップＳ６０２に復帰）。

そして、１０．データの復号（ステップＳ６０９）では、７．コネクション情報ＣＩの復号で得た復号後のデータ鍵ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３と、初期ベクトルＩＶ１，ＩＶ２，ＩＶ３を用いてパケット単位でデータを復号する。復号処理は、例えば暗号化時に対応するインナーＣＢＣモードで復号する。

この後、１１．ＴＣＰ処理／アプリケーション処理を行う（ステップＳ６１０）。上記ステップＳ６０９（１０．データの復号）で復号されたデータは、ＴＣＰプロトコルなどの上位プロトコルに渡される。

（受信側の接続処理について）
図７は、受信側のＬＡＮカード３Ｂにおける接続処理を示すフローチャートである。サーバ２にＬＡＮカード３Ｂが装着された構成を例に説明する。このＬＡＮカード３Ｂは、外部から送られてくるＴＣＰ／ＩＰ手順によるデータを１パケット毎に検査し、このパケットがＳＹＮ（コネクション確立要求）であるか確認する（ステップＳ７０１）。ＳＹＮパケットの場合には（ステップＳ７０１：Ｙｅｓ）、予め定めた接続ルール（上記例のＴＣＰ／ＩＰ接続）に一致するか確認する（ステップＳ７０２）。一致する場合（ステップＳ７０２：一致）には、情報管理テーブルにエントリを作成し（ステップＳ７０３）、該当アクション（この場合には接続処理）を行う（ステップＳ７０４）。

ステップＳ７０２にて、接続ルールに一致しない場合には、設定されている次の接続ルールを検索する（ステップＳ７０５）。例えば、特定無鑑査サービス（ｈｔｔｐ等）を他の接続ルールとして設定することができる。検索により接続ルールが設定内容に一致すればステップＳ７０３に移行する。最終的に一致しなければ（ステップＳ７０５：不一致）、接続拒否、あるいは切断を行う（ステップＳ７０６）。この検索処理時に、タイマを用いたタイムアウト処理を行う構成としてもよい。

なお、パケットがＳＹＮ（コネクション確立要求）でない場合には（ステップＳ７０１：Ｎｏ）、情報管理テーブルにエントリが存在するか確認する（ステップＳ７０７）。エントリが存在する場合には（ステップＳ７０７：Ｙｅｓ）、該当アクション（例えば図６に示したデータの復号処理等：ステップＳ７０４）を実行する。エントリが存在しない場合には（ステップＳ７０７：Ｎｏ）、接続拒否、あるいは切断を行う（ステップＳ７０６）。

上記処理によれば、送信側がＬＡＮカード３Ａを装着した端末機器１である場合、サーバ２のＬＡＮカード３Ｂは、受信したデータを１パケット毎にコネクション確立を行い、データを復号化してサーバ２に渡す。

一方、送信側がＬＡＮカード３Ａを装着していない一般ユーザの端末装置１ａの場合、サーバ２のＬＡＮカード３Ｂは、ＴＣＰ／ＩＰ接続によるネゴシエーション時に切断（あるいは接続拒否）する。

暗号化処理をまとめると、
ａ．ＩＰヘッダのオプション部５０１を用い認証子（コネクション鍵及びデータ鍵）を暗号化する。この暗号化はＬＡＮカード３のハードウェアレベルで実行処理される。
ｂ．送信データ（データ内容）を暗号化する。
ｃ．受信側から送信側に対する送信データについても同様に上記ａ．ｂ．の暗号化を施す。

従って、一般ユーザが端末装置１ａからサーバ２に接続しようとしても、パケット内に認証子がないために接続が許可されない。また、パケット内の認証子は１パケット毎にランダムに変更されるため、不正に認証子を取得した場合であっても、正常な接続が行えない。この場合、一般ユーザの端末装置１ａから見てサーバ２がネットワーク４上に存在しないことになる。これにより、サーバ２のデータ機密を保持できるようになる。

例え、何らかの方法でアクセス自体が成功した場合であっても、一般ユーザの端末装置１ａから送信されたデータは、上記暗号化処理ａ〜ｃを全て満足したものとはならないため、意味のないデータとなり、サーバ２への攻撃や、内部ファイルの閲覧等を防止できる。さらに、サーバ２から不正にデータを取得できたとしても、一般ユーザの端末装置１ａに対する送信データについても上記暗号化処理ａ〜ｃが実施されるため、データの漏洩を防止できるようになる。なお、１パケットの送信毎に１．２．の暗号用アルゴリズムはランダムに変更されるため、サーバ２の内部データを最大限機密保持できるようになる。

本発明の暗号機能を有するＬＡＮ制御装置を用いた配置構成を示す図である。 ＬＡＮカードの内部構成を示すブロック図である。 一対のＬＡＮカードを用いたデータの送受信にかかるシーケンス図である。 送信暗号部によるデータ送信時の暗号化手順を示すフローチャートである。 ＩＰヘッダのオプション部を示す図である。 受信復号部によるデータ受信時の復号化手順を示すフローチャートである。 受信側のＬＡＮカードにおける接続処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 端末装置
１ａ 一般ユーザの端末装置
２ サーバ
３（３Ａ，３Ｂ） ＬＡＮ制御装置（ＬＡＮカード）
４ ネットワーク
１１ 送信暗号部
１２ 受信復号部
５０１ ＩＰヘッダのオプション部
ＥＣＫ１〜ＥＣＫ３ コネクション鍵
ＥＤＫ１〜ＥＤＫ３ データ鍵
ＣＩ コネクション情報

Claims (19)

1. データを送信する際のデータ暗号化方法において、
   送信するデータを受信許可させるためのコネクション情報と認証子とをそれぞれ所定の暗号鍵により暗号化して、ＴＣＰ／ＩＰ手順に基づく送信データの１パケット毎のＩＰヘッダオプション部に設定する認証子設定工程を含むことを特徴とするデータ暗号化方法。
2. 前記認証子設定工程は、
   前記認証子として、前記コネクション情報を暗号化するコネクション鍵をランダムな値を用いて生成し、前記ＩＰヘッダオプション部に設定するコネクション鍵生成工程と、
   前記コネクション鍵を用いてＴＣＰヘッダのうち予め設定した内容の一部を暗号化しコネクション情報を生成し、当該コネクション情報を前記ＩＰヘッダオプション部に設定するコネクション情報生成工程と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ暗号化方法。
3. 前記認証子設定工程は、
   予め用意されている暗号化鍵を用いて前記コネクション鍵を暗号化するコネクション鍵暗号化工程を含むことを特徴とする請求項２に記載のデータ暗号化方法。
4. 前記認証子として、送信データのデータ内容を暗号化するためのデータ鍵をランダムな値を用いて生成するデータ鍵生成工程と、
   予め用意されている暗号化鍵を用いて前記データ鍵を暗号化し、当該データ鍵を前記ＩＰヘッダオプション部に設定するデータ鍵暗号化工程と、
   を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のデータ暗号化方法。
5. 前記請求項１〜４のいずれか一つに記載されたデータ暗号化方法により暗号化されたデータを受信するデータ受信工程と、
   受信データに前記認証子が設定されているか否かに基づき受信データの認証の許可、不許可を判断する認証工程と、
   を含むことを特徴とするデータ復号化方法。
6. 前記認証工程は、
   受信したデータの１パケット毎のＩＰヘッダオプション部に前記認証子が設定されていた場合に認証を許可することを特徴とする請求項５に記載のデータ復号化方法。
7. 前記認証工程は、
   前記ＩＰヘッダオプション部に前記認証子としてコネクション鍵が含まれていた場合に、予め用意されている復号化鍵を用いて前記コネクション鍵を復号するコネクション鍵復号工程と、
   前記復号されたコネクション鍵に基づき前記コネクション情報を復号するコネクション情報復号工程と、
   を含むことを特徴とする請求項５または６に記載のデータ復号化方法。
8. 前記ＩＰヘッダオプション部に前記認証子としてデータ鍵が含まれていた場合に、予め用意されている復号化鍵を用いて前記データ鍵を復号するデータ鍵復号工程と、
   前記復号されたデータ鍵に基づき前記受信データのデータ内容を復号化するデータ復号化工程を含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載のデータ復号化方法。
9. 前記認証工程は、
   前記復号されたコネクション情報と、ＴＣＰヘッダのうち予め設定された内容の一部を比較し、一致時にのみデータの受信処理を実行することを特徴とする請求項７に記載のデータ復号化方法。
10. 前記認証工程は、
    前記復号されたコネクション情報と、ＴＣＰヘッダのうち予め設定された内容の一部を比較し、不一致時にはデータを受信拒否することを特徴とする請求項７に記載のデータ復号化方法。
11. 前記認証工程は、
    前記復号されたコネクション情報と、ＴＣＰヘッダのうち予め設定された内容の一部を比較し、不一致時には送信側に対する受信レスポンスの返答を不実行にすることを特徴とする請求項７に記載のデータ復号化方法。
12. データを送信する際のデータを暗号化し不正アクセスを防止するＬＡＮ制御装置であって、
    送信するデータを受信許可させるための所定のコネクション情報と認証子とをそれぞれ所定の暗号鍵により暗号化して、ＴＣＰ／ＩＰ手順に基づく送信データの１パケット毎のＩＰヘッダオプション部に設定する認証子設定手段を備えたことを特徴とする不正アクセス防止機能を有するＬＡＮ制御装置。
13. 前記認証子設定手段は、
    前記認証子として、前記コネクション情報を暗号化するコネクション鍵をランダムな値を用いて生成し、前記ＩＰヘッダオプション部に設定するコネクション鍵生成手段と、
    前記コネクション鍵を用いてＴＣＰヘッダのうち予め設定した内容の一部を暗号化しコネクション情報を生成し、当該コネクション情報を前記ＩＰヘッダオプション部に設定するコネクション情報生成手段と、
    予め用意されている暗号化鍵を用いて前記コネクション鍵を暗号化するコネクション鍵暗号化手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の不正アクセス防止機能を有するＬＡＮ制御装置。
14. 前記認証子として、送信データのデータ内容を暗号化するためのデータ鍵をランダムな値を用いて生成するデータ鍵生成手段と、
    予め用意されている暗号化鍵を用いて前記データ鍵を暗号化し、当該データ鍵を前記ＩＰヘッダオプション部に設定するデータ鍵暗号化手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項１２または１３に記載の不正アクセス防止機能を有するＬＡＮ制御装置。
15. 前記請求項１２〜１４のいずれか一つに記載された暗号化後の送信データを受信するデータ受信手段と、
    受信データに前記認証子が設定されているか否かに基づき受信データの認証の許可、不許可を判断する認証手段と、
    を備えたことを特徴とする不正アクセス防止機能を有するＬＡＮ制御装置。
16. 前記認証手段は、
    受信したデータの１パケット毎のＩＰヘッダオプション部に前記認証子が設定されていた場合に認証を許可することを特徴とする請求項１５に記載の不正アクセス防止機能を有するＬＡＮ制御装置。
17. 前記認証手段は、
    前記ＩＰヘッダオプション部に前記認証子としてコネクション鍵が含まれていた場合に、予め用意されている復号化鍵を用いて前記コネクション鍵を復号するコネクション鍵復号手段と、
    前記復号されたコネクション鍵に基づき前記コネクション情報を復号するコネクション情報復号手段と、
    前記ＩＰヘッダオプション部に前記認証子としてデータ鍵が含まれていた場合に、予め用意されている復号化鍵を用いて前記データ鍵を復号するデータ鍵復号手段と、
    前記復号されたデータ鍵に基づき前記受信データのデータ内容を復号化するデータ復号化手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項１５または１６に記載の不正アクセス防止機能を有するＬＡＮ制御装置。
18. 前記認証手段は、
    前記復号されたコネクション情報と、ＴＣＰヘッダのうち予め設定された内容の一部を比較し、一致時にのみデータの受信処理を実行することを特徴とする請求項１７に記載の不正アクセス防止機能を有するＬＡＮ制御装置。
19. 前記請求項１２〜１８のいずれか一つに記載されたＬＡＮ制御装置が装着されたことを特徴とする情報処理装置。

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