JP2007501539A - 無線ネットワーク・セキュリティ - Google Patents

Abstract

アドホック無線ネットワークのセキュリティを改善するための方策について説明している。このネットワーク上で受信された信号が解析されて、このネットワークに伴うタンパリングが存在しているかどうかが決定される。この解析は、２つの異なる空間的または時間的に別々の経路の間における信号完全性からの逸脱または信号パラメータの相違を検出し、あるいは信号中における、許可されているデバイスによってこのネットワーク上にあらかじめ故意に伝搬されているスプリアス情報の使用を検出することを含むことができる。スプリアス情報は、攻撃に対して特にぜい弱なネットワーク部分中を故意に伝搬させることができる。

Description

本発明は、無線通信ネットワークおよびネットワーク・セキュリティに関する。

無線通信ネットワークは、近年、人気が高まってきている。モバイル電話、ページャ、携帯型個人情報端末、モバイル・コンピュータ、および他の通信デバイスはすべて、無線通信技術を利用している。無線通信ネットワークの使用は、ビジネス環境および産業環境において一般的になってきており、これらの技術は、ますます家庭環境においても人気がより高くなりつつある。

この周囲環境、例えば将来の家庭は、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）やブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）などのアドホック無線ネットワーキング技術に基づくかもしれない。周囲環境における電子デバイスは、このネットワークの一部分を形成することになる。例として、家庭用警報装置、セントラル・ヒーティング／エアコン用のサーモスタット、電灯スイッチおよび煙検出器を含む可能性があるが、これらには限定されない。一例のシナリオとして、自宅所有者が、自分の車のキーを見出すように要請し、これらのキーが、この所有者に対して応答を返信することもありうる。

無線通信の性質は、この家庭ネットワーク内のブロードキャストが、この家庭の周辺だけに限定される必要がないようなものである。十中八九、家庭ネットワークは、居住環境の境界を超えて広がることになり、隣接するネットワークとオーバーラップすることもある。これは、サード・パーティによるタンパリング（ｔａｍｐｅｒｉｎｇ）およびセキュリティ侵害に対して、この家庭ネットワークをぜい弱にしてしまう。このサード・パーティは、隣接ネットワークの悪意のないユーザであることも、あるいはより故意の侵害者であることもある。

アドホック家庭無線ネットワークにおけるセキュリティは、これらの無線技術の他の様相（aspect）ほど十分には述べられてこなかった無線通信の課題である。この家庭環境においては、隣接ネットワークまたは通りがかりの人（ｐａｓｓｅｒｓ−ｂｙ）からの干渉（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を回避または低下させて、このネットワークから集められる情報に対処し、他のセキュリティ侵害に対処する必要があることになる。

故意の侵害者がその有線リンクに対する物理アクセスを行い、あるいはファイアウォールおよびルータにおけるセキュリティの弱点を利用する必要がある従来の有線ネットワークと違って、アドホック無線ネットワークにおける攻撃は、このネットワーク内の任意のポイント、またはこの無線ブロードキャストを受信することが可能な任意の位置で発生することもある。アドホック無線ネットワークは、明確な防衛線を有さず、対策をとって、悪意のないセキュリティ侵害または悪意のあるセキュリティ侵害に対して対処し、または免疫化する（ｉｍｍｕｎｉｓｅ）必要がある。

ＷＯ０２／０７８２１０は、メッセージの一部分またはすべてがこのネットワーク中のリピータにより定義される異なる通信経路上で伝送され、それによって１経路上の無線通信を妨げる障害が、メッセージ全体をブロックしないようにする無線通信システムについて説明している。ＷＯ’２１０は、特にネットワーク中の２つのトランシーバ間で伝送されるメッセージが、失われるか、または文字化けしているフェージング（ｆａｄｉｎｇ）の問題に対処しており、意図的なタンパリング、またはメッセージに伴う干渉に対するセキュリティについて説明してはいない。

「タンパリング」という表現は、信号のデータ内容に伴う干渉を含めて、信号に伴うすべての形態の意図的または悪意のある干渉を示すことを意図している。タンパリングは、例えば妨害電波を出すことにより、情報がこの意図された宛先に到達しないようにする、試みられたサービス拒否をもたらすことを含み、また故意の侵害者が、意図的にこのネットワークに対する許可されていないアクセスを獲得しようと試みるアクセスの試みを含むこともある。

アドホック無線ネットワークは、自動的に、すなわち面倒なことは最小限にして人の介入を必要とせずに、メンバ・デバイスを受け入れる（また拒絶し、あるいは時に脱落させる）ネットワークである。かかるネットワークは、同様に許可されたデバイスがそれに近づき、またはその近くに配置されるまでは、１つのデバイスしか有さない。かかるネットワークにおいては、マスタ／スレーブ構成が、一般的に好ましい。ジグビーもブルートゥースもかかる構成を使用している。しかし、ピアツーピア構成も使用される。本発明は、これらおよび他の無線ネットワーク・トポロジに対しても適用される。

将来的には、かかる環境は、数十台のかかるデバイスを有するはずであると考えられる。したがって、どの時点においても、これらのデバイスは、他のデバイスとの対話を開始し、この対話に参加し、この対話を終了するはずである。これらの対話をする２つのデバイスが互いに他のすぐ近くに存在しない（すなわち、これらのデバイスが互いに他の無線伝送の範囲外にある）場合には、その後これらの対話は、それ自体が他のデバイスと対話することが可能な手段（ルータまたはリピータ）を介して行われる。これらのネットワークの管理におけるセキュリティ対策についての明確なニーズが存在する。

本発明の一目的は、無線ネットワークにおける改善されたセキュリティを提供することである。

一態様によれば、本発明は、それぞれの経路が、メッセージの伝搬のためにこのネットワーク内に配置された少なくとも１つのリピータを含む無線通信経路によってリンクされた少なくとも第１および第２のトランシーバを備える無線通信ネットワーク上での通信の方法であって、
このネットワークを介してこの第２のトランシーバに対して、メッセージを構成する複数の信号を伝送するステップと、
１つまたは複数のこれらの信号がタンパリングを受けているかどうかを受信された信号から決定するステップと
を含む方法を提供している。

他の態様によれば、本発明は、無線通信ネットワーク上でメッセージを受信し、この無線ネットワーク中におけるこれらの信号のタンパリングを検出するためのレシーバであって、
このネットワークからメッセージを構成する複数の信号を受信する手段と、
これらの受信された信号から、１つまたは複数のこれらの信号が、タンパリングを受けているかどうかを決定する手段と
を備えるレシーバを提供している。

他の態様によれば、本発明は、ネットワークに接続しようと試みる、許可されていないデバイスの存在を検出するための方法であって、
このネットワークに対するデバイスの接続を可能にし、または維持するデータであると主張するスプリアス・データを含む第１のメッセージをネットワーク上に伝送するステップと、
スプリアス・データの後続の使用を検出して、このネットワークに接続しようとする許可されていない試みを識別するステップと
を含む方法を提供している。

他の態様によれば、本発明は、ネットワーク上で使用するためのデバイスであって、
このネットワークに対するデバイスの接続を可能にし、維持するデータであると主張するスプリアス・データを含む第１のメッセージをこのネットワーク上へと送信するためのトランスミッタと、
別のデバイスによってスプリアス・データの後続の使用を検出して、このネットワークに接続しようとする許可されていない試みを識別する検出手段と
を備えるデバイスを提供している。

次に、例として添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明することにする。

図１を参照すると、本発明の一実施形態によるアドホック無線通信ネットワーク１０が示されている。ネットワーク１０は、家庭環境内に配置されることが好ましいが、ネットワーク１０は、他の環境内に配置されていてもよい。

ネットワーク１０は、２．４ＧＨｚ（ジグビー）周波数帯域中で動作することが可能であるが、他の周波数帯域を使用してもよい、適切な短距離のどのような送受信デバイスとすることもできる少なくとも２つのトランシーバ１、２を含んでいる。これらの送受信デバイスは、ジグビー規格ベースの無線技術に準拠していることが好ましいが、ブルートゥース、８０２．１１、および他の無線規格に準拠したものでもよい。

トランシーバ１、２は、少なくとも２つの無線通信経路４、４’によってリンクされる。通信経路４、４’は、トランシーバ１、２の周波数帯域中で動作する。通信経路４、４’はそれぞれ、このネットワーク内に配置された、少なくとも１つの、ただし複数あることが好ましい異なるリピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’によって定義される。これらのリピータは、トランシーバ１、２の周波数で動作することが可能な適切な短距離のどのような送受信デバイスであってもよく、トランシーバ１、２の好ましい無線技術規格に準拠している。ネットワーク１０内で必要とされるリピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’の数は、この家庭環境の大きさと、所望の異なる通信経路４、４’の数とに依存することになることが理解されよう。したがって、通信経路４、４’の数は、リピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’の数に相互に関連する。

好ましい構成においては、２つのトランシーバ１、２は、各経路がネットワーク１０内に配置された少なくとも１つの異なるリピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’によって定義される２つの通信経路４、４’によってリンクされる。一方のトランシーバ１は、ネットワーク１０を介して他方のトランシーバ２に対してメッセージを構成する複数の信号を送信する。他方のトランシーバ２は、この受信された信号から、１つまたは複数のこれらの信号がタンパリングを受けているかどうか、またそれによってこのネットワークがその完全性（integrity)を保持しているか（すなわち、ネットワークが侵害されていないか）どうかを決定する。各経路４、４’は、同じ数のリピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’を有していてもよく、あるいは異なる数のリピータを有していてもよい。

一構成においては、一方のトランシーバ１は、２つの通信経路４、４’間のメッセージの信号を分割し、これらの信号のうちの一部分を一方の経路４上に、またこれらの信号のうちの残りを他方の経路４’上に送信する。このメッセージのこれらの信号は、等しい部分に分割されてもよく、または等しくない部分に分割されてもよい。これらの分割された信号は、連続的でもよく、ランダムに分割して非連続的にしてもよい。この同じ経路に送信されるこれらの分割された信号は、時間的に分離することもできる。

この構成の重要な利点は、どの１つの通信経路も、このメッセージのすべての信号を伝えないことである。したがって、ある特定の経路上での盗聴は、このメッセージ中のすべての情報を提供することはなく、また妨害電波は、このメッセージのうちの一部分を受信できないようにするにすぎない。

別の構成においては、一方のトランシーバ１は、一方の通信経路４上にこのメッセージの信号を送信し、他方の通信経路４’上に同じ信号を送信する。これらの信号は、同時に両方の経路４、４’上に送信してもよく、あるいは所定の時間間隔だけオーバーラップさせ、または分離して異なる時刻に送信してもよい。

この構成の重要な利点は、特定の通信経路４の妨害電波により、他方のトランシーバ２が、他方の通信経路４’上でこのメッセージの信号を受信できないようにはならないことである。

図２を参照すると、それぞれがノードＮの集まり、例えばサブネット１１中におけるノード３_１およびサブネット１２中におけるノード３_２を備える２つのサブネット１１、１２を含む周囲ネットワーク１０の周りに分散された複数のノードＮを備える代替ネットワーク構成が示されている。その機能について以降でより詳細に説明することになるコントローラノード１３も提供することができる。このネットワーク１０に対して不正なアクセスを取得しようと試みる攻撃者ノード１４についても示されている。サブネット１２中の（メッセージ送信側としての機能を果たす）第１のトランシーバ・ノード１は、このネットワーク上で直接に、あるいはリピータとしての機能を果たす中間ノードＮの任意の便宜的な組、例えばノード３_１および３_２を使用して（メッセージ受信側としての機能を果たす）第２のトランシーバ・ノード２と通信を行うことができる。

これらのノードＮのうちの任意のノードが、メッセージ発信側、メッセージ受信側、または他のノードのメッセージに対するリピータとしての機能を果たすことができることが理解されよう。

２つの通信を行うトランシーバについてのリピータとしての機能を果たすことができる、このネットワーク中の多数のノードの存在が、これらのトランシーバの間の複数の可能な経路をもたらし、これらの経路のうちの多くは、完全に独立であり、これらの経路のうちの一部は、隣接するノード間の少なくとも一部の共通リンクを共有することが理解されよう。

本発明の一態様は、伝送された信号に伴うタンパリングがこの受信デバイスによって検出することができることである。いくつかの方法がこれを達成するために実現される。

タンパリングは、複数の経路上の、伝送または再伝送された信号の遅延、中断または終了により、あるいはメッセージ内におけるデータの改悪の存在、またはメッセージ内における不正なデータの使用により立証することができる。この不正のデータは、以降で説明するような、以前よりネットワーク上に故意に伝搬されたスプリアス・データでありうる。

信号に伴うタンパリングによって引き起こされた遅延は、正常な通信経路中における予想される遅延についての予備知識をもつことにより検出することができる。例えば、リピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’の存在は、この信号伝搬時間に知られている遅延を導入する。経路４、４’中におけるリピータ数を増大させることにより、このリピータ数に関連した長さだけ信号伝搬時間が増大することになる。これらのリピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’が寄与する時間の長さは、受信側トランシーバ２における信号の予想された遅延に対応することになる。この予想された遅延よりも長い遅延は、セキュリティ侵害を示し得るので、この遅延についての知識により、受信側トランシーバ２は、信号タンパリングが行われているかどうかを決定することができるようになることもある。

異なる経路上で伝送される信号の間に故意の遅延を導入することができ、またこれらの遅延については、タンパリングを検出する際に考慮することもできる。

好ましい構成においては、ネットワーク１０中の各トランシーバ１、２は、２つの通信経路４、４’上で受信されるこれらの信号を比較する信号処理モジュール（図示せず）を含んでいる。しかし、特定の経路４上で結局サービス拒否になる攻撃により、この経路４上で受信される信号がなくなってしまうか、または信号が、妨害電波が開始される瞬間に終了してしまうことが理解されよう。

一構成においては、トランシーバ２が１つの通信経路４上でしか信号を受信しない場合、この信号処理モジュールは、受信側トランシーバ２に信号タンパリングについて通知することになる。この状態は、このメッセージの信号が分割されて、２つの通信経路４、４’に介して送信されるか、あるいはこれらの同じ信号が、２つの通信経路に介して送信される両方の構成に当てはまる。１つの通信経路４、４’上において仮にどの信号でも受信に失敗することは、その経路上でのサービス拒否攻撃を示すことになる。

他の構成においては、トランシーバ２が一方の通信経路４上で、他の通信経路４’上で受信した信号と一致しない信号を受信し、トランシーバ２が両方の通信経路上で同じ信号を受信することを予想していた場合には、信号処理モジュールは、受信側トランシーバ２に信号タンパリングについて通知することになる。

他の構成においては、トランシーバが、少なくとも一方の信号がなくなっていることを示す信号を両方の通信経路４、４’上で受信する場合には、信号処理モジュールは、受信側トランシーバ２に信号タンパリングについて通知することになる。この状態は、２つの通信経路４、４’に分割して送信された、メッセージの信号に当てはまる。この信号処理モジュールは、一方の通信経路４上で受信される信号の一部分を他方の通信経路４’上で受信される信号の一部分と組み合わせるようになっていることが好ましい。これらの組み合わされた部分が全体の送信されたメッセージを構成しない場合には、これらの信号に対する攻撃が指し示される。受信側トランシーバ２において１つまたは複数の信号を受信することができないようになることにより、結局サービス拒否攻撃ということになる。

好ましい構成においては、信号タンパリングがこのメッセージの１つまたは複数の信号に対して行われているという趣旨の、受信側トランシーバ２に対するこの信号処理モジュールによる任意の通知により、トランシーバ２が結局ネットワーク１０に対してセキュリティ侵害をアサートすることになることが好ましい。これは、ネットワーク１０の各トランシーバ１、２に対してすべての通信経路４、４’に介して伝送される警報信号（図示せず）の形態を取ることができる。セキュリティ侵害をアサートすることは、攻撃の下にある通信経路４、４’をシャットダウンし（すなわち、このネットワークを部分的に禁止し）、またはすべての通信経路４、４’をシャットダウンする（すなわち、このネットワークを完全に禁止する）ことにより、一時的または無期限にさらなるネットワーク通信を禁止することができる。

このシャットダウンは、さらなる信号の伝送を拒否し、または現在伝送されている信号を停止させる１つまたは複数のトランシーバ１、２またはリピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’によって実現することができる。このシャットダウンは、所定の時間間隔の間、またはネットワーク１０が認証されたユーザによって手動でリセットされるまで続くことができる。このシャットダウンは、タンパリングの証拠があるノードの分離しか含まないこともある。

他の構成においては、ネットワーク１０中の送受信デバイスはそれぞれ、ネットワーク１０に対してセキュリティ侵害をアサートすることに応じてロックダウン状態を引き起こすことができる。たとえアクセス要求が信頼できることが知られていたとしても、このロックダウン状態は、この送受信デバイスに、任意のネットワーク・アクセス要求を一時的または無期限に拒絶させることができる。ネットワーク１０は、その後にリセット認証コードを使用してリセットすることができるだけである。

他の構成においては、攻撃の下にある通信経路４、４’を定義する１つまたは複数のリピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’は、このセキュリティ侵害のアサートに応じて、この通信経路を動的に再経路指定して、この信号タンパリングの領域であると知られている経路の一部分を物理的に回避することができる。これらのリピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’は、この経路の伝送信号と干渉しないように、次に使用可能な通信経路４、４’に沿ってこの伝送信号を再経路指定することができる。これが可能でない場合には、リピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’は、伝送信号がないことが知られている次に使用可能な通信経路４、４’を選択することができる。この再経路指定された通信は、知られているセキュリティ上安全な経路に再経路指定することができる。

かかる構成においては、ネットワーク１０は、シャットダウンされず、受信側トランシーバ２は、この再経路指定された経路を介したこれらの伝搬のための追加時間を許容して、任意の再経路指定された信号について他の使用可能な通信経路４、４’を監視する。

警報信号をアサートしまたは受信するトランシーバ１、２は、可聴警報または可視警報、あるいは両方の組合せの警報を出すことができることが好ましい。もちろん、セキュリティ侵害を示すために適切などのような形態の警報も使用することができることを理解されたい。その代わりにまたは追加して、認識されたセキュリティ侵害は、攻撃者のアクティビティをトレースするために使用することができるイベント・ログ中に詳述することができる。

好ましい構成においては、通信経路４、４’のうちの少なくとも１つは、セキュリティ侵害に対して故意にセキュリティ上安全でなくてぜい弱であるように構成される。これは、この無線ネットワーク環境の末端に近いことが知られている場所において、通信経路４’を定義する１つまたは複数のリピータ３_１’．．．３_ｎ’を故意に配置することによって実現することができる。この家庭環境においては、例としては、それだけには限定されないが、家続きの庭、納屋（ｏｕｔ−ｈｏｕｓｅ）またはガレージになるはずである。このセキュリティ上安全でない通信経路４’上で伝送される信号は、特に盗聴およびサービス拒否攻撃に対してぜい弱なはずである。

この信号処理モジュールは、タンパリングを立証するためにこのセキュリティ上安全でない通信経路４’上で受信されるこれらの信号を特に注意深く調べるように、または経路４’上のこれらの信号の妨害電波を高速に識別するようにされていることもある。

他の構成においては、このメッセージのうちの少なくとも一部の信号は、故意のスプリアス情報または偽物の情報を含むようになっている可能性がある。このスプリアス情報は、例えば偽造のネットワーク認証の詳細、偽りのユーザＩＤ、または偽造のＰＩＮ（personal identification number個人識別番号）とすることができる。このスプリアス情報は、このメッセージの信号の一部分としてネットワーク１０を介して伝送することができる。この構成の重要な利点は、このネットワークを盗聴することは、信頼できる情報を部分的にしか取得しないはずであるということである。スプリアス信号から取得されるどのようなスプリアス情報も、この故意の侵害者にとっては、役に立たないはずである。しかし、このスプリアス情報を使用してネットワーク１０にアクセスし、ネットワーク１０中の送受信デバイスに影響を及ぼすどのような試みも、偽物であり以前の信号タンパリングから生じたものとして懸念している受信側トランシーバ１、２によって簡単に識別されるはずであるので、スプリアス信号の使用は、このネットワークのセキュリティにとって有利である。

他の構成においては、これらのスプリアス信号をこのメッセージのこれらの信号と別々に送信することができることも可能である。

他の構成においては、これらのスプリアス信号は、セキュリティ上安全でない通信経路４’を介してしか送信することができない。このスプリアス情報と攻撃すべき経路４’のぜい弱性の組合せにより、悪意のない通りがかりの人または故意の侵害者は、ネットワーク１０の送受信デバイスにとって偽物であると知られている情報をネットワーク１０から簡単に取得することができるようになるはずである。

他の構成においては、これらのスプリアス信号は、第１のトランシーバ１によって発信することができ、ネットワーク１０を介して通信経路４、４’の一部またはすべてを介して第２のトランシーバ２へと伝送することができる。代わりに、これらのスプリアス信号は、第２のトランシーバ２によって発信することもでき、ネットワーク１０を介して通信経路４、４’の一部またはすべてを介して第１のトランシーバ１へと伝送することもできる。代わりにこれらのスプリアス信号は、あるトランシーバによって発信することもでき、このネットワーク上の伝搬によってそのトランシーバ自体に返送することもできる。

これらのスプリアス信号は、１つまたは複数のリピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’によって発信することもでき、通信経路４、４’の一部またはすべてにわたって伝送することもできる。

これらのスプリアス信号は、定期的にまたはランダムな時に送信することができる。これらのスプリアス信号は、セキュリティ侵害を受けている、すなわちタンパリングが検出されているものと以前に特定されている経路上に伝送することができる。この場合には、これらのスプリアス信号は、この検出されたタンパリングによって示されるこの警報状態により実際に再経路指定されているメッセージの明確な（ただし、偽物の）連続として明らかにすることができる。このようにして、攻撃者ノードには、人の介入なされうる後までその存在が検出されていることを知らされないでいることができる。

これらのスプリアス信号は、選択されたデバイス、特にこのネットワークの比較的セキュリティ上安全でない部分に配置されたこれらのデバイスの間の偽の認証ハンドシェイクを含むことができる。

スプリアス信号の許可されていない使用によるタンパリングを検出するためには、ネットワーク１０中における少なくとも一部の許可されているデバイスが、このネットワークに対するアクセスを獲得しようと試みる許可されていないデバイス、または攻撃者から発信されるスプリアス信号から、許可されているデバイスによって故意に使用されているスプリアス信号（例えば、偽物の情報）を区別できる必要があることもある。

これを達成するための一方法は、このネットワーク上のこれらのデバイス中に、スプリアス信号入力およびこれらの使用のための状態を含むＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−Ｕｐ Ｔａｂｌｅルックアップ・テーブル）（図示せず）を保持することである。これらのテーブルおよび入力は、ネットワーク１０全体にわたって共通にすることもでき、またある種のデバイスに特有にすることもできる。特定の送信デバイス１、２は、所定の使用状態に従って送信するためにこのＬＵＴからランダムに、または所定の順序で入力を選択することができる。信号を受信するとすぐに、受信デバイス、例えばトランシーバ２は、このトランシーバ２上に記憶されるＬＵＴ中のこれらの入力に対してこの信号を比較し、この使用状態をチェックし、それによってこのスプリアス信号がタンパリングを示すかどうかを決定する。これらの使用状態は、（例えば、このスプリアス情報を通過させることができる時の）タイミング制約条件、ソースの身元および宛先の身元を含めて他のデータとの関連、あるいはこのスプリアス信号が、許可されているデバイスから発信されたか、または許可されていないデバイスから発信されたかを検証するために評価することができる他の任意の使用状態を含むことができる。

ＬＵＴを使用するのではなくて、またはＬＵＴを使用すると同時に、ネットワーク１０の各送受信デバイスは、ネットワーク１０全体にわたって共通な数学的アルゴリズムを使用してスプリアス信号を生成することができる。

スプリアス信号が、このネットワーク上で１つのトランシーバによって伝搬され、それ自体に戻される場合には、このトランシーバだけしか、かかるスプリアス信号のステータスについて知っている必要があることが理解されよう。さらにまた、可能性のある攻撃者デバイス１４に対するスプリアス情報の伝搬のためには、ネットワーク・ノードは、このネットワーク中の別の信頼できるノードに対してこのスプリアス情報を送信する必要さえない。それどころか、必要なことは、このネットワーク・ノードが、このネットワークに対するデバイスの接続を可能にし、維持するデータであると主張するスプリアス情報を送信することだけである。その後、このデータが、別のデバイスによってこのネットワークに接続しようとする試みで使用される場合には、タンパリングが、このスプリアス・データを発信したネットワーク・ノードによって検出されることになる。

他の好ましい構成においては、ネットワーク１０のリピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’は、このメッセージの信号を伝送するのに先立ってトランシーバ１によってポーリングすることが好ましい。ネットワーク１０中のこれらのリピータをポーリングすることにより、トランシーバ１は、これらのリピータの使用可能性を決定することができる。これらの使用可能なリピータは、どの通信経路４、４’が信号の伝搬のために使用可能であるかを示す。リピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’は、トランシーバ１からの問合せメッセージを送信することにより、ポーリングすることが好ましい。

トランシーバ１は、これらのポーリングされたリピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’の応答に基づいて少なくとも２つの通信経路４、４’を選択することが好ましい。

好ましい構成においては、トランシーバ１は、スプリアス信号を送信するために他の使用可能な通信経路４に優先して、セキュリティ上安全でない通信経路４’を定義するために知られているリピータ３_１’．．．３_ｎ’を選択することになる。

他の構成においては、リピータ３_１．．．３_ｎ、３_１’．．．３_ｎ’は、このメッセージの信号にスプリアス信号を注入するようになっている。これらのリピータは、ＬＵＴまたはアルゴリズム、あるいはこれらの両方の組合せを使用して、以前の構成に従ってこのネットワークを介して送信するためのスプリアス信号を準備することができる。これらのリピータは、このメッセージの信号との干渉なしに定期的に、またはランダムにスプリアス信号を送信することができる。

図２をさらに参照すると、他の構成では、中央コントローラノード１３を使用して、このネットワーク・セキュリティを管理する。マスタ／スレーブ構成またはピアツーピア構成においては、他のノードよりも大容量のデータ・ストレージおよび高い処理機能が可能なデバイスに接続されるコントローラノードを提供することができる。このコントローラノードは、これらのネットワーク・セキュリティ対策を担うことができる。

全体的なマスタコントローラが存在するように、階層的な方法で構成された１つの周囲環境中にいくつかのコントローラが存在し得る。ピアツーピア・ネットワーク構成においては、このコントローラは、認証または他のセキュリティに関連した詳細について照会されるノードとして指定することができる。

アドホック・ネットワークは、たった１つのデバイスから構成することができる。他の有効になったデバイスが、その近くに存在し、このネットワークに参加するときに、このネットワークは、成長し始める。この最初のデバイスが、このコントローラノードであるべきことが好ましい。この近くに存在する第２の正当なデバイスがこのアドホック・ネットワークに参加しようと試みるときに、セキュリティ侵害が開始される可能性がある。盗聴デバイスは、コントローラと新しいデバイスの間で交換される細部を取り込むことができる。これらの細部は、後で攻撃デバイスが使用して、このネットワークにアクセスすることができる。

提案される事前のセキュリティ対策の１つは、そのネットワークが最小のとき（ネットワークが、たった１つのデバイスから構成されるとき）でさえ、この周囲ネットワークは、スプリアス情報を生成することができることである。一例は、２つのデバイスの間で全体的に作り上げられる対話である（コントローラは、メッセージ送信側ノード１とメッセージ受信側ノード２の両方のふりをする）。これらの伝送をピックアップし、収集されたこの情報をその後に使用してこのネットワークにアクセスしようと試みる盗聴者は、この場合には識別されるはずである。この構成においては、コントローラ１３だけがスプリアス・データを発信し（また対話の開始を制御し）、それ故にこのコントローラは、このスプリアス・データを使用しようと試みる攻撃者１４を簡単に認識する。他の構成においては、２つの異なるコントローラが、ノード１および２のふりをする可能性がある。

この攻撃パターン（および事前のセキュリティ対策）は、たとえ周囲ネットワークの規模がどのようであってもスケールアップ（ｓｃａｌｅ−ｕｐ）することができる。

これらの説明した実施形態は、アドホック家庭無線通信ネットワーク中においてセキュリティを改善するために理想的であるが、この原理は、他のタイプの無線通信ネットワーク、例えば非家庭無線ネットワークにも拡張することができることが理解されよう。

他の実施形態も、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることを意図している。

本発明の好ましい一実施形態によるアドホック無線通信ネットワークの概略図である。 本発明の第２の実施形態によるアドホック無線通信ネットワークの概略図である。

Claims (29)

1. 無線通信ネットワーク上の通信の方法であって、前記ネットワークが、無線通信経路によってリンクされた少なくとも第１のトランシーバおよび第２のトランシーバを含み、各経路が、メッセージの伝搬のための、前記ネットワーク内に配置された少なくとも１つのリピータを含み、前記方法が、
   前記ネットワークを介して前記第２のトランシーバにメッセージを構成する複数の信号を伝送するステップと、
   １つまたは複数の前記信号がタンパリングを受けているかどうかを受信された信号から決定するステップと
   を含む方法。
2. タンパリング状態の前記決定に応じてセキュリティ侵害状態をアサートするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記メッセージの前記信号が、２つの通信経路に介して分割されて送信される、請求項１に記載の方法。
4. 同じ通信経路上に送信される前記信号が、時間的に分離される、請求項３に記載の方法。
5. １つの通信経路上に送信される前記信号が、別の通信経路上にも送信される、請求項１に記載の方法。
6. 前記信号が、同時に、または異なる時刻に両方の通信経路上に送信される、請求項５に記載の方法。
7. 前記決定するステップが、前記２つの通信経路上で受信される前記信号を比較する、請求項３または５に記載の方法。
8. 前記第２のトランシーバが一方の通信経路上だけで信号を受信する場合に、前記決定するステップが、信号タンパリングを識別する、請求項３または５に記載の方法。
9. 一方の通信経路上で受信された前記信号が他方の通信経路上で受信された前記信号とマッチングしない場合に、前記決定するステップが、信号タンパリングを識別する、請求項５に記載の方法。
10. 信号到着時刻の間の相対的な遅延が予想された遅延から逸脱する場合に、前記決定するステップが、タンパリングを識別する、請求項３に記載の方法。
11. 前記受信された信号が、少なくとも１つの信号がなくなっていることを示す場合に、前記決定するステップが、信号タンパリングを識別する、請求項３に記載の方法。
12. 前記通信経路のうちの１つが、セキュリティ侵害に対して比較的セキュリティ上安全でなくてぜい弱であるように構成される、請求項１に記載の方法。
13. 前記決定するステップが、前記セキュリティ上安全でない通信経路上で受信された前記信号を別の通信経路上で受信された信号と比較する、請求項１２に記載の方法。
14. 前記メッセージの少なくとも一部の前記信号は、スプリアス情報を含むようになっている、請求項１に記載の方法。
15. 前記決定するステップは、前記スプリアス信号を識別し、前記スプリアス信号が許可されているデバイスから発信されているか、許可されていないデバイスから発信されているかを決定することを含む、請求項１４に記載の方法。
16. スプリアス信号が許可されているデバイスから発信されているか、許可されていないデバイスから発信されているかを決定する前記ステップは、使用状態をチェックすることを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 伝送するステップに先立って前記通信経路の１つをセキュリティ侵害に対してセキュリティ上安全でなくてぜい弱であるように構成するステップと、
    前記メッセージの少なくとも一部の前記信号を、スプリアス情報を含むように適合させるステップと
    をさらに含み、前記伝送するステップは、前記セキュリティ上安全でない通信経路上にしか前記スプリアス信号を送信しない、請求項１に記載の方法。
18. 前記スプリアス情報が、リピータによって挿入される、請求項１４に記載の方法。
19. セキュリティ侵害をアサートする前記ステップが、警報状態をアサートするステップを含む、請求項２に記載の方法。
20. セキュリティ侵害をアサートする前記ステップが、前記ネットワーク上の少なくとも一部のデバイス間におけるメッセージ伝送を禁止するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
21. 無線通信ネットワーク上でメッセージを受信し、前記無線ネットワーク中における信号のタンパリングを検出するためのレシーバであって、
    メッセージを構成する複数の信号を前記ネットワークから受信する手段と、
    １つまたは複数の前記信号がタンパリングを受けているかどうかを前記受信された信号から決定する手段と
    を備えるレシーバ。
22. ネットワークに接続しようと試みる許可されていないデバイスの存在を検出するための方法であって、
    前記ネットワークに対するデバイスの接続を可能にし、維持するデータであると主張するスプリアス・データを含む第１のメッセージをネットワーク上に伝送するステップと、
    スプリアス・データの後続の使用を検出して、前記ネットワークに接続しようとする許可されていない試みを識別するステップと
    を含む方法。
23. 前記第１のメッセージを伝送するステップが、第１のデバイスから前記ネットワーク上で前記第１のデバイスに戻る前記メッセージを送信することを含む、請求項２２に記載の方法。
24. スプリアス・データを含むメッセージを伝送する前記ステップが、所定の計画に従って第１のデバイスから第２のデバイスに前記メッセージを送信することを含む、請求項２２に記載の方法。
25. 前記第１のメッセージに応じて前記ネットワークに接続し、または接続されたデバイスからの応答であると主張するスプリアス・データを含む第２のメッセージを伝送するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
26. 前記第１および第２のメッセージが、同じデバイスによって伝送される請求項２５に記載の方法。
27. 前記第１のメッセージが、比較的セキュリティ上安全でない場所におけるデバイスから伝送され、またはそれによって反復される、請求項２２から２６のいずれか一項に記載の方法。
28. 前記第１のメッセージを伝送するデバイスが、ネットワークコントローラである、請求項２２から２７のいずれか一項に記載の方法。
29. ネットワーク上で使用するためのデバイスであって、
    前記ネットワークに対するデバイスの接続を可能にし、維持するデータであると主張するスプリアス・データを含む第１のメッセージを前記ネットワーク上へと送信するためのトランスミッタと、
    別のデバイスによってスプリアス・データの後続の使用を検出して、前記ネットワークに接続しようとする許可されていない試みを識別する検出手段と
    を備えるデバイス。

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