JP2010539839A - サーバ基盤移動インターネットプロトコルシステムにおけるセキュリティ方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、サーバ基盤移動インターネットプロトコルシステムにおけるセキュリティ方法に関し、特に、移動ノードとサーバ間、あるいは、移動ノードと移動ノード間に交換される制御メッセージを初め一般データを安全に交換するためのセキュリティ方法に関する。具体的に、入力されるＩＤ及びパスワードを用いて相互認証を遂行しながら、対応するノードとキー情報を交換して必要なキーを生成し、保安政策を交渉するｍＰＡＫ遂行モジュール、及び前記対応するノードと交渉された保安政策を設定し、データ伝送時に前記設定された保安政策に従って前記データに保安政策を適用する保安モジュールを含む移動ノードによってデータを安全に交換する方法に関する。

Description

本発明は、サーバ基盤移動インターネットプロトコルシステムにおけるセキュリティ方法に関し、特に、移動ノードとサーバ間、あるいは、移動ノードと移動ノード間に交換される制御メッセージを初め一般データを安全に交換するためのセキュリティ方法に関する。

２つのノード間に交換されるデータを保護するために最も一般的に使用される方法としては、ＩＰＳＥＣとＴＬＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）がある。ＩＰＳＥＣは、ＩＥＴＦで提案するモバイルＩＰにおいて制御メッセージに対する保安のために必ず必要な技術であって、ユーザ領域でキー交換機能を遂行するＩＫＥ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｋｅｙ Ｅｘｃｈａｎｇｅ）と、カーネル領域でデータを保護するためのＡＨ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｈｅａｄｅｒ）及びＥＳＰ（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｎｇ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐａｙｌｏａｄ）で構成されている。ＩＰヘッダ部分からメッセージを保護するため、サービス応用別にデータを保護したり、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）が適用できないという短所がある。これに対し、ＴＬＳは応用別にデータを保護することはできるが、ＩＰヘッダに対する保安は遂行できないという短所がある。

データを保護するためには、２つのノード間に同一のキー情報を共有していなければならない。２つのノード間に同一のキーを共有するために、ＩＰＳＥＣはＩＫＥを使用し、ＴＬＳは自体キー交換機能を利用する。キー交換機能を遂行する場合は２つのノード間において相互認証が必ず必要であり、このような相互認証のために主に公認認証書を使用する。即ち、データ保安のためにキーが必要であり、キーを交換するために公認認証書が必要なわけである。このような公認認証書を管理するためにはＰＫＩ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｋｅｙ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）という保安インフラが必要である。また、キー交換プロトコル自体が非常に複雑な構造を有しているため、無線環境に適用するには極めて困難がある。

米国特許出願公開第２００４−００００９５６号明細書

これによって、本発明によるサーバ基盤移動ＩＰシステムにおけるセキュリティ方法の目的は、公認認証書を利用することなく、簡単なプロトコルを用いて無線環境に適したキー交換方式を通じて、ノード間に交換される各種のメッセージを保護する方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、メッセージを保護するために５−ｔｕｌｐｅｓルックアップを支援してメッセージ保安と共にフィルタリング機能を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明のサーバ基盤移動インターネットプロトコルシステムにおけるセキュリティ方法は、サーバとｍＰＡＫを遂行して交換された第１保安要素を用いて上記サーバとトンネルを生成するステップと、上記生成されたトンネルを介して上記サーバに類似パスワード要請メッセージ（ＰＰＱ）を伝達するステップと、上記要請に対応し、上記サーバから受信される類似パスワード応答メッセージ（ＰＰＡ）を用いて通信を所望する相手ノードとｍＰＡＫを遂行して第２保安要素を交換するステップと、上記第２保安要素を用いて上記相手ノードと送受信されるデータ及び制御メッセージを保安するためのトンネルを生成するステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明のサーバ基盤移動インターネットプロトコルシステムにおけるセキュリティ方法は、多数の移動ノードとｍＰＡＫを遂行し、交換される保安要素を用いてトンネルを生成するステップと、上記生成されたトンネルを介して少なくとも１つの移動ノードから類似パスワード要請メッセージ（ＰＰＱ）を受信するステップと、上記類似パスワード要請メッセージが受信されると、任意の乱数発生により生成される類似パスワードを上記トンネルを介して上記移動ノードに伝達するステップと、を含むことを特徴とする。

一方、本発明によるサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノード装置は、入力されるＩＤ及びパスワードを用いて相互認証を遂行しながら、対応するノードとキー情報を交換して必要なキーを生成し、保安政策を交渉するｍＰＡＫ遂行モジュールと、上記対応するノードと交渉された保安政策を設定し、データ伝送時に上記設定された保安政策に従って上記データに保安政策を適用する保安モジュールと、を含むことを特徴とする。

上述したように、本発明によるサーバ基盤移動インターネットプロトコルシステムにおけるセキュリティ方法は、キー交換のために認証センターを初め基盤施設を利用する代りに、簡単なプロトコルを利用することによって多くの演算量とメッセージ交換回数を減らすことができることがもちろん、電力及び計算能力の弱い移動ノードにおいても安全に通信を遂行することができるという効果がある。

また、本発明は、５−ｔｕｐｌｅルックアップを通じて保安政策を決定して応用別に保安政策を適用することができ、パケットフィルタリング技法を適用して簡単な防火壁の役割を果たすことができるという効果がある。

本発明の実施例によってサーバ基盤移動ＩＰシステムにおけるノードとサーバ、及びノードとノード間の保安手続きを示す図である。 図１の保安手続きを具体的に示す図である。 本発明の実施例によってデータ保安を実行する具体的な方法を示す図である。 本発明による保安政策に従って送受信されるデータの形態を示す図である。 本発明によってデータを暗号化する手順を示す図である。 本発明によってデータを復号化する手順を示す図である。

以下、添付した図面を参照し、本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。本発明を説明するに当たって、関連する公知機能または構成についての具体的な説明が本発明の旨を不明確にする虞があると判断される場合はその詳細な説明を省略する。

本発明の実施例では、モバイル環境に適したパスワードを利用したキー交換方式（ｍｏｂｉｌｅ Ｐａｓｓｗｏｒｄ−ｂａｓｅｄ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅｄ Ｋｅｙ ｅｘｃｈａｎｇｅ，以下、ｍＰＡＫという）を利用する。このようなｍＰＡＫは、パスワードを用いてキーを交換する方式であって、ＰＫＩのような保安インフラを必要とせずにキーを安全に交換することができる。即ち、サーバ基盤移動ＩＰシステムは、移動ノードの電源がついたり、モバイルサービスを使用しようとする場合に、ユーザがＩＤとパスワードを入力することによって移動ノードとサーバ間にキーを交換するようになり、交換されたキーを用いてメッセージを保護する。ここで交換されたキーは、移動ノードの電源が消えたり、モバイルサービスを中断する時まで使用することができる。

以下に、添付した図面を参照し、このようなサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける制御メッセージを保護するためのセキュリティ方法について説明する。先ず、サーバ基盤移動ＩＰシステムにおいてｍＰＡＫを用いてキーを交換する手順を説明する。

図１は、本発明の実施例によってサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノードとサーバ及び移動ノードと移動ノード間の保安手続きを示す図面である。

図１を参照すると、サーバ基盤移動ＩＰシステムにおいて移動ノード１０ａ、１０ｂは、先ず、サーバ２０とｍＰＡＫを遂行して保安要素を交換し、このように交換された保安要素を用いて安全なトンネル（ｓｅｃｕｒｅ ｔｕｎｎｅｌ）を生成する（１０１）。安全なトンネルが生成されると、移動ノード１０ａ、１０ｂとサーバ２０はメッセージ保安方式に従って情報を共有し、かつ安全なトンネルを介して制御メッセージを送受信する（１０２）。

上記のように、移動ノード１０ａ、１０ｂとサーバ２０間に保安手続きが遂行された後は、移動ノード間でデータ通信のための手順が遂行されることができる。移動ノード間のデータ通信を所望するローカルノード１０ａは、データ通信をしようとする遠隔地ノード１０ｂと安全なトンネルを設定するために類似パスワード要請（ＰＰＱ：Ｐｓｅｕｄｏ Ｐａｓｓｗｏｒｄ Ｑｕｅｒｙ）メッセージをサーバ２０に伝達する（１０３）。

サーバ２０は、ローカルノード１０ａの類似パスワード要請（ＰＰＱ）に応じて、類似パスワードを生成してローカルノード１０ａ及び遠隔地ノード１０ｂに伝達する（１０３，１０４）。

サーバ２０から類似パスワードが受信されると、受信された類似パスワードを用いてｍＰＡＫを遂行してローカルノード１０ａと遠隔地ノード１０ｂの間に安全なトンネルを生成する（１０５）。ローカルノード１０ａと遠隔地ノード１０ｂの間に安全なトンネルが生成されると、２つのノードの間に生成されたトンネルを介してデータ及び制御メッセージが交換される（１０６，１０７）。

図２は、図１の保安手続きを具体的に示す図面で、前述した保安手続きについて図２を参照して具体的に説明する。

各移動ノード１０ａ、１０ｂの電源がついたり、移動性サービスの提供を受けようとするユーザが存在する場合、ユーザはＩＤとパスワード（ＰＷ）を入力する。ユーザによりＩＤ及びパスワード（ＰＷ）が入力されると、第１、２移動ノード１０ａ、１０ｂの各々は、サーバ２０とｍＰＡＫを遂行して第１移動ノード１０ａとサーバ２０、第２移動ノード１０ｂとサーバ２０の間に夫々安全なトンネルを設定するための情報を交換する（２０１）。具体的に、移動ノード１０ａ、１０ｂはサーバ２０とｍＰＡＫを遂行してキー交換、相互認証及び保安トンネルを設定するために要求される保安政策及び要素を交渉する。

このような、ｍＰＡＫ過程を通じて交換されるキー情報はキーのシード（ｓｅｅｄ）となり、このようなキーシード（Ｋｅｙ ｓｅｅｄ）を用いて多様なキー（ｋｅｙ）を生成することができる。但し、このようなキーの生成は、既に周知の多様な方式を利用することができる。

また、交渉を通じて移動ノード１０ａ、１０ｂとサーバ２０が共有する情報はメッセージ保安方式によって多様に適用されることができる。例えば、メッセージ保安のためにＩＰＳＥＣのＡＨ及びＥＳＰを使用する場合は、保安政策としてセキュリティアソシエーション（ＳＡ：Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）を設定するための情報を交渉する必要がある。保安政策としてセキュリティアソシエーションを設定するということは、安全なトンネルのための保安政策データベース（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐｏｌｉｃｙ Ｄａｔａｂａｓｅ：ＳＰＤ）及びセキュリティアソシエーションデータベース（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｄａｔａｂａｓｅ：ＳＡＤ）を設定することを意味する。

ここで、セキュリティアソシエーションを設定するためには、保安パラメータインデックス（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｉｎｄｅｘｅｓ，以下、ＳＰＩという）、送信元アドレス及びポート番号、送信先アドレス及びポート番号、ＡＨ及びＥＳＰ使用の可否、トランスポート（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）モードまたはトンネル（Ｔｕｎｎｅｌ）モードの可否、暗／復号化アルゴリズム及びキー、認証アルゴリズム及びキー等の情報が必要である。

移動ノード１０ａ、１０ｂとサーバ２０の間にｍＰＡＫを遂行して、安全なトンネルを生成するための情報の交換が完了すると、安全なトンネルが夫々の移動ノード１０ａ、１０ｂとサーバ２０の間に設定される（２０２）。

移動ノード１０ａ、１０ｂとサーバ２０の間に安全なトンネルが生成されると、以後に夫々の移動ノード１０ａ、１０ｂとサーバ２０の間に交換される全ての制御メッセージは、このように生成された安全なトンネルを用いて伝達される（２０３）。安全なトンネルは、制御メッセージの種類によって別途に生成されてもよく、または、制御メッセージの種類に関係なく１つのみ生成されてもよい。

このように生成された安全なトンネルを用いてサーバ２０と交換される制御メッセージにおいてＩＰヘッダに保護する情報が存在すれば、ＩＰＳＥＣ ＡＨ及びＥＳＰを用いて保安を遂行する。これに対し、ＩＰヘッダに保護する情報が存在しなければ、必要に応じて多様な種類の保安方式を適用することができる。例えば、交換される制御メッセージの認証のみが必要であれば、Ｋｅｙｅｄ Ｈａｓｈ方式によりトンネルを設定することができる。また、必要な場合に、認証及び暗号化、復号化の機能を遂行するようにトンネルを設定することができる。但し、ここで交換される制御メッセージの形態は、必要に応じて決定されることができ、ここでは別途の説明はしない。

安全なトンネルが生成された後、第１移動ノード１０ａが第２移動ノード１０ｂとデータ通信を所望する場合、第１移動ノード１０ａは、生成された安全トンネルを用いてサーバ２０に類似パスワード要請メッセージ（ＰＰＱ）を伝送する（２０４）。この際、類似パスワード要請メッセージ（ＰＰＱ）は、データ通信を所望する相手ノードのアドレスを含む。ここでは第２移動ノード１０ｂを指す。

サーバ２０が第１移動ノード１０ａから類似パスワード要請メッセージ（ＰＰＱ）を受信すると、サーバ２０はｍＰＡＫの入力パラメータであるパスワードの代わりに使用するための類似パスワードを生成する（２０５）。具体的に、サーバ２０は第１移動ノード１０ａの要請に応じて任意の乱数を発生し、これを用いて類似パスワードを生成する。ここで乱数発生方法は、一般的な乱数発生方法を利用することができる。また、ここで要請される類似パスワードは、類似ＩＤと類似パスワードを含む。

サーバ２０は、類似パスワードを生成した後、既に生成された安全なトンネルを介して生成された類似パスワードを含む類似パスワード応答メッセージ（ＰＰＡ：Ｐｓｅｕｄｏ Ｐａｓｓｗｏｒｄ Ａｃｋ）を第１移動ノード１０ａに伝送し（２０６）、また、相手ノードである第２移動ノード１０ｂにも生成された類似パスワードを含む類似パスワード応答メッセージ（ＰＰＡ）を伝送する（２０７）。

この際、サーバ２０から第１移動ノード１０ａ及び第２移動ノード１０ｂに伝送される類似パスワード応答メッセージ（ＰＰＡ）には生成された類似ＩＤ及び類似パスワード情報を含む。

第１移動ノード１０ａと第２移動ノード１０ｂは、互いに安全な通信のためにサーバから伝送された類似パスワードを用いてｍＰＡＫを遂行する（２０８）。ここで、遂行されるｍＰＡＫは、上述した移動ノードとサーバの間でパスワードを用いて遂行されるｍＰＡＫと同一の方法でなされる。

ｍＰＡＫを遂行した後、第１移動ノード１０ａと第２移動ノード１０ｂの間にデータ及び制御メッセージを安全に交換するための安全なトンネルが生成される（２０９）。

これによって、第１移動ノード１０ａ及び第２移動ノード１０ｂは安全なトンネルを介して制御メッセージを交換し（２１０）、また、応用（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）間に交換されるデータを交換する（２１１）。

上述したｍＰＡＫの遂行は、下記の表１のようなｍＰＡＫプロトコルによってなされる。以下、表１について具体的に説明する。

表１で使用される記号に対して簡単に説明すると、
−Ｈ［ ］：Ｈａｓｈ関数
−ＬＡ｜｜ＲＡ｜｜ＩＤ｜｜ＰＷ：Ｌｏｃａｌアドレス｜｜Ｒｅｍｏｔｅアドレス｜｜ＩＤ｜｜パスワード（「｜｜」ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎを意味）
−ＰＲＦ［ ］：類似乱数生成関数
−ＫＨ［ ］Ｋ：キーＫを利用したＫｅｙｅｄ Ｈａｓｈ
である。

各ノード毎に交換されるメッセージは、メッセージ保安方式によって定義できる。例えば、メッセージ保安方式がＩＰＳＥＣである場合は、支援可能な各種の保安アルゴリズム、ＥＳＰ／ＡＨを区分するためのタイプ（Ｔｙｐｅ）、トランスポート／トンネルモードを区分するためのモード（Ｍｏｄｅ）項目等が上記メッセージ（ＭＳＧＲ、ＭＳＧＬ、ＭＳＧＮ）に含まれて交渉されることができる。

上記ｍＰＡＫプロトコルによるキー交換遂行過程について、さらに具体的に説明する。

先ず、キー交換を所望するローカルノード（Ｌｏｃａｌ Ｎｏｄｅ）は任意の乱数（ｘ）を選択し、選択された乱数を用いてＸを計算する。この際、乱数（ｘ）は秘密情報として後でキー生成のために使用される。

情報を受信した遠隔地ノード（Ｒｅｍｏｔｅ Ｎｏｄｅ）は、受信されたＩＤを用いてパスワードを検索し、該当のＩＤとパスワード情報はローカルノードが事前手順を通じて既に周知であると仮定する。遠隔地ノードは任意の乱数（ｙ）を選択してμとσを計算し、計算された情報を用いてキー生成に使用されるシード（Ｋｓｅｅｄ）を計算する。ＭＳＧＲに対してＫｅｙｅｄ Ｈａｓｈを適用するためのキーＫＡを計算し、計算された情報を用いてＡＵＴＨＲを計算する。ここでＭＳＧＲは保安方式によって多様な情報が含まれることができる。

若し、適用される保安方式がＩＰｓｅｃである場合のＭＳＧＲは、下記のような情報を含む。

ＭＳＧＲ＝［ｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ＿ｎｕｍ，ｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ＿ｌｉｓｔ，ｍａｃ＿ａｌｇ＿ｎｕｍ，ｍａｃ＿ａｌｇ＿ｌｉｓｔ，ｔｙｐｅ，ｍｏｄｅ，ｐｒｏｔｏ，ｄｈＧｒｏｕｐ，ＳＰＩ，ｌｏｃａｌ＿ａｄｄｒ＿ｖ４，ｌｏｃａｌ＿ａｄｄｒ＿ｖ６］

ＭＳＧＲは、自ら支援可能な各種の保安アルゴリズムに対するリストを含む。ｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ＿ｎｕｍは支援可能な暗号化アルゴリズムの個数、ｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ＿ｌｉｔは支援可能な暗号化アルゴリズムリスト、ｍａｃ＿ａｌｇ＿ｎｕｍは支援可能な認証アルゴリズムの個数、ｍａｃ＿ａｌｇ＿ｌｉｓｔは支援可能な認証アルゴリズムリストを意味する。ＥＳＰ／ＡＨを区分するためのｔｙｐｅ、ｔｒａｎｓｐｏｒｔ／ｔｕｎｎｅｌモードを区分するためのｍｏｄｅ、プロトコルを示すｐｒｏｔｏ、Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈａｌｌｍａｎグループを示すｄｈＧｒｏｕｐ、ＳＡを区分するためのＳＰＩ等の情報が含まれる。また、ｌｏｃａｌ＿ａｄｄｒ＿ｖ４とｌｏｃａｌ＿ａｄｄｒ＿ｖ６はそれぞれ自身のＩＰｖ４アドレスとＩＰｖ６アドレスを意味する。

また、下記のような情報をＭＳＧＲに含む保安方式を適用することができる。

ＭＳＧＲ＝［ｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ＿ｎｕｍ，ｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ＿ｌｉｓｔ，ｍａｃ＿ａｌｇ＿ｎｕｍ，ｍａｃ＿ａｌｇ＿ｌｉｓｔ，ｌｏｃａｌ＿ａｄｄｒ＿ｖ４，ｌｏｃａｌ＿ａｄｄｒ＿ｖ６］

遠隔地ノードからメッセージを受信したローカルノードは、秘密情報ｘを利用してσを計算し、キーシード（Ｋｓｅｅｄ）と認証のためのキー（ＫＡ）を計算し、受信されたＡＵＴＨＲを検証する。検証に成功するとＭＳＧＬを生成し、認証キーＫＡを用いてＡＵＴＨＬを計算する。

ここで生成されるＭＳＧＬも保安方式によって異なって適用することができる。

例えば、保安方式がＩＰｓｅｃである場合に、ＭＳＧＬは下記のように表される。

ＭＳＧＬ＝［ｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ，ｍａｃ＿ａｌｇ，ｔｙｐｅ，ｍｏｄｅ，ＳＰＩ］

相手ノードから受信したＭＳＧＲから得られた保安アルゴリズムリストと自ら支援可能なアルゴリズムリストを比較して優先順位が高いアルゴリズムを決定して相手ノードに伝達する。

また、他の保安方式により、ＭＳＧＬは下記のような情報を含むことができる。

ＭＳＧＬ＝［ｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ＿ｎｕｍ，ｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ＿ｌｉｓｔ，ｍａｃ＿ａｌｇ＿ｎｕｍ，ｍａｃ＿ａｌｇ＿ｌｉｓｔ，ｓｐ＿ｎｕｍ，ｓｐ＿ｉｎｆｏ［ａｃｔｉｏｎ，ｐｒｏｔｏ，ｄｐｏｒｔ，ｓｐｏｒｔ，ｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ，ｍａｃ＿ａｌｇ］］

この際、ＭＳＧＬは、支援可能な各種の保安アルゴリズム情報と保安政策情報を含む。ｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ＿ｎｕｍ、ｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ＿ｌｉｔ、ｍａｃ＿ａｌｇ＿ｎｕｍ、ｍａｃ＿ａｌｇ＿ｌｉｓｔの意味はＭＳＧＲにおける意味と同様である。ｓｐ＿ｎｕｍは保安政策の個数を示し、保安政策にはａｄｄ／ｄｅｌｅｔｅの可否を示すａｃｔｉｏｎ、プロトコルを意味するｐｒｏｔｏ、送信先ポート番号を意味するｄｐｏｒｔ、ソースポート番号を意味するｓｐｏｒｔ、暗号化アルゴリズムを意味するｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ、認証アルゴリズムを意味するｍａｃ＿ａｌｇ等が含まれる。暗号化アルゴリズムと認証アルゴリズムは遠隔地ノードが支援可能なアルゴリズムと、自ら支援可能なアルゴリズムとを比較して、２つのノードとも支援可能な保安アルゴリズムのうち優先順位によって決定される。

遠隔地ノードは受信されたＡＵＴＨＬを検証し、検証に成功すると成功の可否をＭＳＧＮを通じてローカルノードに伝達する。

その次に、保安方式がＩＰｓｅｃである場合のＭＳＧＮを示したものであり、相手ノードに成功の可否を伝達するフィールドを含む。

ＭＳＧＮ＝［ｒｅｓｕｌｔ］

また、他の保安方式を利用する場合のＭＳＧＮは、下記のような情報を含むことができる。

ＭＳＧＮ＝［ｓｐ＿ｎｕｍ，ｓｐ＿ｉｎｆｏ［ａｃｔｉｏｎ，ｐｒｏｔｏ，ｄｐｏｒｔ，ｓｐｏｒｔ，ｃｉｐｈｅｒ＿ａｌｇ，ｍａｃ＿ａｌｇ］］

ここで、各フィールドの意味はＭＳＧＬと同一である。

ＭＳＧＲ、ＭＳＧＬ、ＭＳＧＮは、保安モジュールでメッセージに適用される保安方式によって多様な情報が含まれることができる。

上記表１の手順を遂行した後、２つのノードはキーシード（Ｋｓｅｅｄ）を共有することができ、キーシードを用いて多様な種類のキーを生成することができる。キーシードから複数のキーを生成する方法としては、多くの方式が既に発表されているので、本発明では説明しない。

図３は、本発明の実施例によってデータ保安を実行する具体的な方法を示す図面である。

２つのノードの間にデータ及び制御メッセージを安全トンネルを介して伝達するために、各々のノードはｍＰＡＫプロトコル３０ａによってキーを共有し、また、送受信されるデータに保安政策を適用する保安モジュール３０ｃを備える。

図３において、ｍＰＡＫ３０ａはキー交換を遂行するプロトコルを意味し、Ａｐｐ３ｂは多様な種類の応用を示す。

実際に、データに対する保安政策を適用する保安モジュール３０ｃは、図３のように別途の装置として作動できることはもちろん、Ｌａｙｅｒ２ネットワークデバイスドライバに含まれることができる。保安モジュール３０ｃでは、データに保安政策を適用すること以外にも、５−ｔｕｐｌｅルックアップを通じて受信されたデータを受け入れるか否かを決定することもできる。このようなデータフィルタリング機能は、簡単な防火壁の機能を遂行することと同一の役割を果たす。

２つのノードの間にデータ及び制御メッセージを保安政策に従って送受信するためには、入力されたパスワードを用いてｍＰＡＫ３０ａを遂行してキー情報を交換し、保安モジュール３０ｃに保安政策と関連した情報を伝達する。

保安モジュール３０ｃに伝達される情報は、暗／復号化及び認証アルゴリズム情報、キー、再送信攻撃を防ぐための順序番号（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ）、情報生成時間、並びに、生命周期（Ｌｉｆｅ Ｔｉｍｅ）等が含まれることができる。このような情報を検索するためのインデックスは、送信先アドレス及びポート番号、送信元アドレス及びポート番号、そしてプロトコル番号を使用する。保安モジュール３０ｃで５−ｔｕｐｌｅルックアップを遂行する方法は既存に発表された方式から選択できるが、本発明では具体的な説明を省略する。

２つのノードの間にｍＰＡＫ３０１を遂行して生成される安全トンネルを介して２つのノードに存在する応用間にデータを交換する場合、交換されるデータは、ＴＣＰ／ＵＤＰ階層３０２及びＩＰ階層３０３を経た後、保安モジュール３０ｃを通過してｍＰＡＫ３０ａから受信された保安政策を該当データに適用する。このように保安政策が適用されたデータ３０４は、公衆網を介して相手ノードに伝達される。

相手ノードは、公衆網を介して伝達されたデータを受信すると、データを伝達したノードにおける処理過程の逆順にデータを処理する。

図４は、本発明による保安政策に従って送受信されるデータの形態を具体的に示す図面である。

具体的に、Ｖｅｒｓｉｏｎ４０１はバージョンを示し、Ｌｅｎｇｔｈ４０２はＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ４０３からＰａｄｄｉｎｇ Ｌｅｎｇｔｈ４０８までの長さを示す。Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ４０３は再送信攻撃を防ぐための順序番号（８バイト）を示し、ＩＶ（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ、４０４）はブロック暗号アルゴリズムで使用されるＩＶを意味する。Ｍｅｓｓａｇｅ４０５は実際に伝達されるデータを、ＭＡＣ４０６はＫｅｙｅｄ Ｈａｓｈした結果を、Ｐａｄｄｉｎｇ４０７はブロック暗号アルゴリズムで必要とするパディングを、そして、Ｐａｄｄｉｎｇ Ｌｅｎｇｔｈ４０８はパディングの長さを示す。Ｖｅｒｓｉｏｎ４０１からＭｅｓｓａｇｅ４０５まではＫｅｙｅｄ Ｈａｓｈ４０９を用いて認証手順を遂行し、Ｍｅｓｓａｇｅ４０５からＰａｄｄｉｎｇ Ｌｅｎｇｔｈ４０８までのフィールドに対してデータ暗号化４１０を適用する。使用されるアルゴリズムは既存に発表された多様なアルゴリズムを使用することができる。

図５は、本発明によって図３の保安モジュールでデータを暗号化する手順を示す図面である。

先ず、５−ｔｕｐｌｅルックアップを遂行し（Ｓ５０１）、遂行された５−ｔｕｐｌｅルックアップの結果としてＶｅｒｓｉｏｎ、Ｌｅｎｇｔｈ、Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ、ＩＶのような情報を初め実際のデータ保護のために必要なキー情報とアルゴリズム情報等が検索される（Ｓ５０２）。

Ｋｅｙｅｄ Ｈａｓｈを用いて認証情報（ＭＡＣ）を生成し（Ｓ５０３）、ＭＡＣが生成された後に暗号化のためのパディング（Ｐａｄｄｉｎｇ）を遂行する（Ｓ５０４）。そしてデータに対する暗号化を遂行し（Ｓ５０５）、暗号化されたデータを伝達する（Ｓ５０６）。

図６は、保安モジュール３０ｃでデータを復号化するための手順をフローチャートで示したものである。

データが受信されると、先ず５−ｔｕｐｌｅルックアップを遂行し、その結果によってデータの受信の可否を決定する（Ｓ６０２）。データ受信を拒絶する場合は、エラーメッセージを返した後に作業を終了し、データの受信が決定されるとバージョンの正当性を検査する（Ｓ６０３）。バージョンの正当性検査の結果、有効な場合は順序番号の正当性を検査する（Ｓ６０４）。順序番号が有効な場合は復号化のためのパディングを検査し（Ｓ６０５）、有効な場合はデータに対する復号化を遂行する（Ｓ６０６）。若し、バージョン、順序番号及びパディング検査の結果、有効でない場合はエラーメッセージを返した後、作業を終了する。

データに対する復号化が遂行された後は、ＭＡＣを検査して認証手順を遂行する（Ｓ６０７）。認証手順を通過すると、復号化されたデータを返した後に作業を終了し、認証手順を通過しなかった場合は、エラーメッセージを返した後に作業を終了する。

一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施例について説明したが、本発明の技術的思想を外れない範囲内において多様な変形が可能であるということは自明である。そのため、本発明の範囲は説明された実施例に限って決定されるものではなく、後述する本発明の請求の範囲のみならず、それと同様のものによって決定されるべきである。

Claims (20)

1. サーバとｍＰＡＫを遂行して交換された第１保安要素を用いて前記サーバとトンネルを生成するステップと、
   前記生成されたトンネルを介して前記サーバに類似パスワード要請メッセージ（ＰＰＱ）を伝達するステップと、
   前記要請に対応し、前記サーバから受信される類似パスワード応答メッセージ（ＰＰＡ）を用いて通信を所望する相手ノードとｍＰＡＫを遂行して第２保安要素を交換するステップと、
   前記第２保安要素を用いて前記相手ノードと送受信されるデータ及び制御メッセージを保安するためのトンネルを生成するステップと、を含むサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノードのセキュリティ方法。
2. 前記サーバとのｍＰＡＫ遂行は、
   ユーザのＩＤ及びパスワードの入力によりなされることを特徴とする請求項１に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノードのセキュリティ方法。
3. 前記第１及び第２保安要素は、
   キー交換、相互認証及び保安トンネルを設定するために要求される保安政策を含むことを特徴とする請求項１に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノードのセキュリティ方法。
4. 前記サーバとトンネルを生成するステップは、
   前記サーバとｍＰＡＫを遂行して交換された第１保安要素を用いて保安政策を設定するステップと、
   前記設定された保安政策に従って前記サーバとトンネルを生成するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノードのセキュリティ方法。
5. 前記移動ノードとトンネルを生成するステップは、
   前記サーバとｍＰＡＫを遂行して交換された第２保安要素を用いて保安政策を設定するステップと、
   前記設定された保安政策に従って前記移動ノードとトンネルを生成するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノードのセキュリティ方法。
6. 前記保安政策を設定するステップは、
   前記トンネルのための保安政策データベース及びセキュリティアソシエーションデータベースを設定することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノードのセキュリティ方法。
7. 前記設定された保安政策は、
   ５−ｔｕｐｌｅルックアップを利用することを特徴とする請求項６に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノードのセキュリティ方法。
8. 送信元アドレス及びポート番号、送信先アドレス及びポート番号、プロトコル番号をインデックスとして用い、ルックアップ結果として、キー情報、アルゴリズム情報、順序番号、バージョン、生命周期及び生成時間が検索されることを特徴とする請求項７に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノードのセキュリティ方法。
9. 前記サーバに伝達される類似パスワード要請メッセージ（ＰＰＱ）は、
   前記通信を所望する相手ノードのアドレスをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノードのセキュリティ方法。
10. 前記サーバとトンネルを設定するステップは、
    入力されたＩＤ及びパスワードを用いて相互認証を遂行しながら、前記サーバとキー情報を交換して保安政策を交渉するステップと、
    前記交換されるキー情報を用いて必要なキーを生成するステップと、
    前記サーバと交換されたキー情報及び交渉された保安政策を用いてトンネルを生成するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノードのセキュリティ方法。
11. 前記類似パスワード応答メッセージ（ＰＰＡ）は、
    類似ＩＤ及び類似パスワードを含むことを特徴とする請求項１に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノードのセキュリティ方法。
12. 多数の移動ノードとｍＰＡＫを遂行し、交換される保安要素を用いてトンネルを生成するステップと、
    前記生成されたトンネルを介して少なくとも１つの移動ノードから類似パスワード要請メッセージ（ＰＰＱ）を受信するステップと、
    前記類似パスワード要請メッセージが受信されると、任意の乱数発生により生成される類似パスワードを前記トンネルを介して前記移動ノードに伝達するステップと、を含むことを特徴とするサーバ基盤移動ＩＰシステムにおけるサーバのセキュリティ方法。
13. 前記移動ノードとのｍＰＡＫ遂行は、
    ユーザのＩＤ及びパスワードの入力によりなされることを特徴とする請求項１２に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおけるサーバのセキュリティ方法。
14. 前記類似パスワード要請メッセージは、
    前記移動ノードが通信をしようとする相手ノードのアドレスを含むことを特徴とする請求項１２に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおけるサーバのセキュリティ方法。
15. 前記相手ノードのアドレスに、前記生成された類似パスワードを伝達するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおけるサーバのセキュリティ方法。
16. 前記生成された類似パスワードは、
    類似ＩＤを含むことを特徴とする請求項１２に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおけるサーバのセキュリティ方法。
17. 入力されるＩＤ及びパスワードを用いて相互認証を遂行しながら、対応するノードとキー情報を交換して必要なキーを生成し、保安政策を交渉するｍＰＡＫ遂行モジュールと、
    前記対応するノードと交渉された保安政策を設定し、データ伝送時に前記設定された保安政策に従って前記データに保安政策を適用する保安モジュールと、を含むサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノード装置。
18. 前記保安モジュールは、Ｌａｙｅｒ２ネットワークデバイスドライバに含まれることを特徴とする請求項１７に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノード装置。
19. 前記保安モジュールは、
    受信されるデータに対し５−ｔｕｐｌｅルックアップを適用して前記受信されたデータをフィルタリングすることを特徴とする請求項１７に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノード装置。
20. 前記保安モジュールは、
    保安政策データベース及びセキュリティアソシエーションデータベースを含むことを特徴とする請求項１７に記載のサーバ基盤移動ＩＰシステムにおける移動ノード装置。