JP2016111538A - 通信システム及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データ通信において、事前（データを取得した際）に、正当なルート（安全なルート）を通過したデータであるか否かを確認する通信システム及び通信方法を提供をする。【解決手段】ＩＣユニット１ａを有する送信端末（端末１）と、ＩＣユニット２ａを有する受信端末（サーバー２）を有する。送信端末と受信端末は、ＩＣユニット３ａ，３ｂ等を有するネットワーク機器３、４、５を介して接続される。送信端末は、送信するデータにＩＣユニットの固有情報を記録する手段、ＩＣユニットの固有情報が記録されたデータを送信する手段を有する。ネットワーク機器は、通過するデータに対し、ＩＣユニットの固有情報を記録する手段を有する。受信端末は、受信するデータに対する正当な経路を示す経路情報を取得する手段、受信したデータが、正当な経路を通過したか否かを判断する手段を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワークを介してデータを送信する際に、正しい経路を経由している場合にデータを受信可能とする技術に関する。

従来、ネットワークの認証方法として様々なものが知られており、不正な使用を防ぐことが行われている。
例えば、利用者が自身のＩＤを認証用のＷＥＢページに入力して認証を行うＷＥＢ認証、ユーザー認証や、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）接続を許可されている機器であるかを確認して承認されたことで認証を行う機器認証や、ネットワーク接続時に対象端末のＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを登録し認証を行うＭＡＣアドレス認証などがある。
さらに、電子メールやオンライン取引などにおいて、そのメッセージが正当な発信者から発信され、途中で改ざんなどが行われていないことを確認するデジタル認証などもある。

上記ユーザー認証は正しいユーザーであるかを確認するもので、機器認証は機器のなりすましを確認するものである。
サーバーへのアクセス権限がない人または端末がサーバーにアクセスし、何らかの不具合が生じた場合、どの経路を通ってきたかをＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレス等を用いて確認、特定することができる。

また、通信経路を追跡調査する方法（特許文献１、２など）については知られているが、これらは不正があった後に調べることを想定しており、事前に不正なアクセスを防ぐことまではできない。

特開２０００−３４１３１５ 特開２０００−１２４９５２

本発明は、データ通信において、事前（データを取得した際）に、正当なルート（安全なルート）を通過したデータであるか否かを確認できるようにすることを課題とする。

上述した課題を解決するために、ＩＣチップを有する送信端末と、ＩＣチップを有する受信端末を有し、該送信端末と受信端末は、ＩＣチップを有するネットワーク機器を介して接続されてなり、送信端末は、送信するデータにＩＣチップの固有情報を記録する手段、ＩＣチップの固有情報が記録されたデータを送信する手段を有し、ネットワーク機器は、通過するデータに対し、ＩＣチップの固有情報を記録する手段を有し、受信端末は、受信するデータに対する正当な経路を示す経路情報を取得する手段、受信したデータが、正当な経路を通過したか否かを判断する手段を備えることを特徴とする通信システムとする。

また、送受信するデータがデータＩＤを有し、受信端末が取得する正当な経路を示す経路情報が、データＩＤと紐づいていることを特徴とする。

また、正当な経路を示す経路情報が、予め受信端末に記録されていることを特徴とする。

また、正当な経路を示す経路情報が、送受信されるデータに記録されていることを特徴とする。

また、ＩＣチップを有する送信端末と、ＩＣチップを有する受信端末を有し、該送信端末と受信端末は、ＩＣチップを有するネットワーク機器を介して接続されてなる通信システムを用いて行うデータの通信方法であって、送信端末は送信するデータにＩＣチップの固有情報を記録し、かつＩＣチップの固有情報が記録されたデータを送信し、ネットワーク機器は、通過するデータに対し、ＩＣチップの固有情報を記録し、受信端末は、受信するデータに対する正当な経路を示す経路情報を取得し、受信したデータが正当な経路を通過したか否かを判断することを特徴とする通信方法。

また、送受信するデータがデータＩＤを有し、受信端末が取得する正当な経路を示す経路情報が、データＩＤと紐づいていることを特徴とする。

また、正当な経路を示す経路情報が、予め受信端末に記録されていることを特徴とする。

また、正当な経路を示す経路情報が、送受信されるデータに記録されていることを特徴とする。

本発明によれば、データ通信において、事前（データを取得した際）に、正当なルート（安全なルート）を通過したデータであるか否かを確認できるようにすることができる。

本発明のシステムの概要の一例を示す説明図である。 本発明のシステムの概要の一例を示す説明図である。 本発明に使用するネットワーク構造の一例を示す説明図である。 本発明のデータの流れの一例を示す説明図である。 本発明のＩＣチップの固有情報の一例を示す説明図である。 本発明のデータ構造を示す説明図である。 本発明の認証に用いるデータを示す説明図である。

以下、本発明のネットワークシステムについて、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明のシステムの概要の一例を示す説明図である。
図１において、送信端末としてパーソナルコンピューター等の端末１と、受信端末としてサーバー２を備え、端末１とサーバー２がハブやルーターなどのネットワーク機器を介して接続されている。ここの例では、３つのネットワーク機器（３，４，５）が並列で接続されている例で示している。

図２は、本発明のデータの流れの一例を示す説明図である。
図２に示すように、端末１はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算部と演算部に接続された記憶部、記憶部に接続されたＩＣユニット１ａを備え、さらにＬＡＮコネクタなどの外部とのデータの送受信を行うインターフェースを備える。外部から入力されるデータは、インターフェースから入り、ＩＣユニット１ａを通って記憶部に送られる。演算部は記憶部内のデータについて適宜演算処理を行う。データを外部に出力する場合は、記憶部内に保存されているデータを、ＩＣユニット１ａを介してインターフェースに送り、インターフェースから外部に送信する。
なお、ＩＣユニット１ａには固有のＩＤが付与されている。
また、ＩＣユニット１ａは端末１に内臓されていてもよいし、別部材として端末１に接続されていてもよい。

サーバー２はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算部と演算部に接続された記憶部、記憶部に接続されたＩＣユニット２ａを備え、さらにＬＡＮコネクタなどの外部とのデータの送受信を行うインターフェースを備える。外部から入力されるデータは、インターフェースから入り、ＩＣユニット２ａを通って記憶部に送られる。演算部は記憶部内のデータについて適宜演算処理を行う。データを外部に出力する場合は記憶部内に保存されているデータを、ＩＣユニット２ａを介してインターフェースに送り、インターフェースから外部に送信する。
なお、ＩＣユニット２ａには固有のＩＤが付与されている。
また、ＩＣユニット２ａはサーバー２に内臓されていてもよいし、別部材としてサーバー２に接続されていてもよい。

端末１とサーバー２の間には、ハブ、ルーターなどのネットワーク機器３，４，５が介在する。
ネットワーク機器は最低限インターフェースを備えるが、外部から不正にコンピュータネットワークへ侵入しようとするいわゆるクラッキング行為を防止するファイアーウォール機能を備えるものはメモリ等の記憶部やＣＰＵ等の演算部を備えていてもよい。
本発明で用いるネットワーク機器は、少なくともＩＣチップを有するＩＣユニットを備えるものを用いる。例えばネットワーク機器３は、２つのＬＡＮコネクタなどの外部とのデータの送受信を行うインターフェースを備え、間に記憶部を備える。記憶部には演算部が接続されている。記憶部とインターフェースの間にはそれぞれＩＣユニット３ａ、３ｂを備える。ＩＣユニット３ａ、３ｂは、記憶部に保存されているデータについて、チェック等の演算処理を行う。
ここでは図示しないが、ネットワーク機器４，５はインターフェースのみ備え、ＩＣユニットは備えていない。

ＩＣユニット３ａ、３ｂには固有のＩＤが付与されている。これはＩＣチップのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、または、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されている固有ＩＤである。
なお、ＩＣユニットを備えたネットワーク機器には電源を備えており、ＩＣユニットの駆動はこの電源から得られる電力を用いる。
また、ＩＣユニット３ａ、３ｂはネットワーク機器に内臓されていてもよいし、別部材としてネットワーク機器に接続されていてもよい。
また、ネットワーク機器３はＩＣユニットを２つ備えている例で示したが、ＩＣユニットは１つでも構わない。

前述のように本発明に用いる端末、サーバーネットワーク機器に備えられているＩＣチップには固有ＩＤが付与されている（図５参照）。
そして、本発明では、データが正しい経路を経由しているかを、通過した機器のＩＣチップの情報を元に判断することを特徴としている。

次に図３を例に本発明で用いるネットワーク構造の一例について説明する。
ネットワーク構造として、一般的に用いられているもので、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルがある。
ＯＳＩ参照モデルは、 ＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ）によって策定され、通信機能を階層構造に分割したモデルであり、現在広く参照されている。
具体的には、図３に示すように、通信機能（通信プロトコル）を第１層から第７層までの７つの階層に分けて定義している。
ＯＳＩ参照モデルでは、データを送信する側は、データを上層から順に処理していく。具体的には、例えばデータに第７層のヘッダを付加し、その後第６層、第５層・・・第１層と処理していく。データを受信する側は、この逆で下層（第１層）から順にヘッダを取り除いていく処理を行う。

第１層は、物理層として定義され、物理的な接続、コネクタのピンの数、コネクタ形状の規定等、銅線−光ファイバ間の電気信号の変換等を示している。
第２層は、データリンク層として定義され、直接的（隣接的）に接続されている通信機器間の信号の受け渡しを示している。
第３層は、ネットワーク層として定義され、ネットワークにおける通信経路の選択（ルーティング）、データ中継を示している。
第４層は、トランスポート層として定義され、ネットワークの端から端までの通信管理（エラー訂正、再送制御等）を示している。
第５層は、セッション層として定義され、通信プログラム間の通信の開始から終了までの手順を示している。
第６層は、プレゼンテーション層として定義され、データの表現方法（例えばファイルへ変換等）を示している。
第７層は、アプリケーション層として定義され、具体的な通信サービス（例えばファイル・メールの転送、遠隔データベースアクセス等）の提供、ＨＴＴＰやＦＴＰ等の通信サービスを示している。

次に図６を参考に本発明で用いるデータの構造を示す。
データ層には、データを特定するためのデータＩＤが付与されている。また、データ層に正しい経路情報を記憶しておき、認証時に用いてもよい。
各々の機器を通過した際に記録されるＩＣチップの情報は、第１層から第７層のヘッダに持たせることができる。図６では、機器を通過するたびに、ヘッダに記憶されているＩＣチップの固有ＩＤを追加していく例で示している。なおここではＩＣチップの固有ＩＤで説明しているが、その他識別可能な情報であれば特に制限することはない。例えば事前にＩＣチップ毎に登録した情報を用いてもよい。
また、認証が可能であれば、通過する機器ごとにＩＣチップの情報を書き込む場所を変えても構わない。

次に図４を参考に本発明の通信の流れを説明する。
この例では、送信端末である端末１からネットワーク機器３を介してサーバー２にデータを送信し、その後サーバー２からネットワーク機器３を介して端末１にデータを送信する。
まず、データには、データを識別するためのデータＩＤをデータ層に保存しておく。端末１でデータを送信する際、データに第７層から順に第１層までヘッダを付加していく。その際、任意の層にＩＣユニット１ａのＩＣチップの固有ＩＤを書き込む。

なお、各ＩＣユニットにおけるデータへのＩＣチップの固有ＩＤの書き込みは、ＩＣチップの中に書き込み処理のプログラムを記憶しておき、ＩＣユニットをデータが通過する際に、当該プログラムに従ってデータへＩＣチップの固有ＩＤを書き込むことができる。

次にネットワーク機器３を通過するが、まずネットワーク機器３でデータを受信する際に、ＩＣユニット３ａで第１層〜第３層の順に読み込み処理を行い、その後第３層〜第１層の順にヘッダの付加を行う。ヘッダの付加の際に、ＩＣユニット３ａのＩＣチップの固有ＩＤを書き加える。
そして、ネットワーク機器３からデータを送信する際、ＩＣユニット３ｂで第１層〜第３層の順に読み込み処理を行い、その後第３層〜第１層の順にヘッダの付加を行う。ヘッダの付加の際に、ＩＣユニット３ｂのＩＣチップの固有ＩＤを書き加える。
なお、ここでネットワーク機器３では、第１層〜第３層を用いる例で説明したがこれに限定されるものではない。
また、１つのネットワーク機器に入口と出口にそれぞれＩＣユニットを設ける例で説明したが、１つのＩＣユニットで処理してもよい。
さらに、ネットワーク機器内で、ウイルスチェックなどの処理を行ってもよい。

次に、受信端末であるサーバー２でデータを受信する。
まず予めサーバーには、認証用情報として、図７に示すような、データＩＤと正しい経路が紐づいた情報（経路情報）を記録しておく。
そして、サーバーでデータを受信する際、ＩＣユニット２ａで第１層〜第７層の順に読み込み、データ層を読み込む。この時データ層に含まれるデータＩＤと、任意の層に含まれる、通過してきたＩＣユニットの固有ＩＤを読み出す。
読み出したデータＩＤから、あらかじめ記憶されている認証用情報を特定し、登録されている正しい経路情報と、受信したデータの任意の層に含まれる通過情報が一致するか判断する。
図７の例では、データＩＤ「ＡＡ０１」に対する正しい経路が「１１１２２２３３３」であるため、受信したデータが図６のようにデータＩＤが「ＡＡ０１」で経路情報が「１１１２２２３３３」である場合には認証成功となる。
判断の結果、一致したら認証成功で、一致しなかったら認証失敗となる。
認証失敗の場合は、受信拒否することができる。また、その結果を送信元へ送ってもよい。

なお、正しくない経路としては、図１において、ネットワーク機器４、５を通過した場合である。ネットワーク機器４、５にはＩＣユニットが備えられていないため、サーバー２で受信したデータには、ＩＣユニット１ａ、２ａの固有ＩＤしか検出されない。
また、ＩＣユニットを備えるネットワーク機器を通過しても、正しくない経路を通過した場合は、正しい経路を通過した場合の情報とは異なるため、エラーとなる。

またサーバー２から端末１へデータを送信する場合は、上記の流れと逆の流れになる。

なお、前述の例では、予め受信する側（サーバー）に、正しいデータＩＤと経路の組合せ（認証用情報）を登録する例で示しているが、認証用情報は送受信するデータのデータ層に持たせてもよい。このようにすると、送受信の際に傍受されるリスクが生じるものの、予め登録する必要がなくなるというメリットがある。
また、認証用情報用のサーバーを別に設け、受信側はデータを受信した際に当該サーバーに認証用情報を取得しにいってもよい。

また、各々の機器のＩＣユニットを通過する際、予めＩＣチップに記憶してあるデータを用いて、暗号化などの演算をしてもよい。このようなデータとしては、鍵データ等があげられるが、その他のデータを用いて演算してもよい。
最終的に受信する側（例えばサーバー２）には、予め各ＩＣユニットの演算した結果を復号できる情報を取得しておき、受信したデータの経路を確認すると共に、復号化することで使用できる状態にすることもできる。復号できる情報は、各ＩＣチップで演算に用いたデータと同じもの、又は対になるデータなどがあげられる。復号できる情報はサーバーに保存してもよいし、他の外部のサーバーから取得するようにしてもよい。

１・・・・端末
１ａ・・・ＩＣユニット
２・・・・サーバー
２ａ・・・ＩＣユニット
３・・・・ネットワーク機器
３ａ・・・ＩＣユニット
３ｂ・・・ＩＣユニット

Claims (8)

1. ＩＣチップを有する送信端末と、ＩＣチップを有する受信端末を有し、該送信端末と受信端末は、ＩＣチップを有するネットワーク機器を介して接続されてなり、
   送信端末は、送信するデータにＩＣチップの固有情報を記録する手段、ＩＣチップの固有情報が記録されたデータを送信する手段を有し、
   ネットワーク機器は、通過するデータに対し、ＩＣチップの固有情報を記録する手段を有し、
   受信端末は、受信するデータに対する正当な経路を示す経路情報を取得する手段、受信したデータが、正当な経路を通過したか否かを判断する手段を備えることを特徴とする通信システム。
2. 送受信するデータがデータＩＤを有し、
   受信端末が取得する正当な経路を示す経路情報が、データＩＤと紐づいていることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 正当な経路を示す経路情報が、予め受信端末に記録されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 正当な経路を示す経路情報が、送受信されるデータに記録されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
5. ＩＣチップを有する送信端末と、ＩＣチップを有する受信端末を有し、該送信端末と受信端末は、ＩＣチップを有するネットワーク機器を介して接続されてなる通信システムを用いて行うデータの通信方法であって、
   送信端末は送信するデータにＩＣチップの固有情報を記録し、かつＩＣチップの固有情報が記録されたデータを送信し、
   ネットワーク機器は、通過するデータに対し、ＩＣチップの固有情報を記録し、
   受信端末は、受信するデータに対する正当な経路を示す経路情報を取得し、受信したデータが正当な経路を通過したか否かを判断することを特徴とする通信方法。
6. 送受信するデータがデータＩＤを有し、受信端末が取得する正当な経路を示す経路情報が、データＩＤと紐づいていることを特徴とする請求項５に記載の通信方法。
7. 正当な経路を示す経路情報が、予め受信端末に記録されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の通信方法。
8. 正当な経路を示す経路情報が、送受信されるデータに記録されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の通信方法。

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