JP2016181778A - Ｉｐ電話暗号化装置および暗号化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＩＰ電話システムの暗号化方式に依存することなく、しかも呼の確立と同時にＩＰ電話の通話音声を暗号化する。【解決手段】 メッセージ監視手段は、ＩＰ電話手段への着信を要求する呼制御メッセージを検出し、該呼制御メッセージに含まれる発信元ＩＰアドレスを取得して、該発信元ＩＰアドレスを含む暗号化処理の開始指示を出力する。暗号化実行手段は、開始指示に含まれる発信元ＩＰアドレスで特定される通信装置との間で、暗号化処理に使用する暗号鍵交換を含む前処理を実行し、交換した暗号鍵を用いてＩＰ電話手段から流入する音声パケットを暗号化し、ネットワークから流入する音声パケットを復号化する。【選択図】 図１

Description

本発明は、ＩＰ（Internet Protocol）電話暗号化装置および暗号化方法に関し、特にＩＰ電話機に通話音声を暗号化する機能を付加するＩＰ電話暗号化装置および暗号化方法に関する。

ＩＰ電話システムは、ＩＰ電話機、ＩＰ電話機間の呼の制御をする呼制御サーバ、および通信の伝送をするＩＰネットワークで構成される。このようなＩＰ電話システムで使用される多くの機種のＩＰ電話機には、通話音声を暗号化する機能が具備されていない。その場合、通話音声は暗号化されず、平通信（非暗号化通信）にて通信される。

しかし、ＩＰネットワーク上ではパケットキャプチャが簡単にできる。そのため、通話音声のＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）パケットをキャプチャすることで、簡単に通話音声の傍受が可能となってしまう。

このような状況に鑑みて、サイバーセキュリティ対策の必要性の高まりから、暗号化機能を具備するＩＰ電話機も開発されている。暗号化機能を具備するＩＰ電話機には、ＶｏＩＰの暗号化機能であるＳＲＴＰ（Secure Real time Transport Protocol）等の暗号化機能が適用されている。ＳＲＴＰは、音声ＩＰパケットの転送に使われるＲＴＰ（Real time Transport Protocol）に機密性や認証、再生保護を提供するプロトコルである。

一方、盗聴の可能性のあるネットワーク上の通信パケットを暗号化しようとすると、ＶＰＮ（Virtual Private Network）ルータ等によるＩＰｓｅｃ（Security Architecture for Internet Protocol）による暗号化が一般的である。ＩＰｓｅｃは、盗聴の可能性のある通信路を使って、暗号鍵の共有を行うことができるプロトコルである。つまり、専用回線を使った高セキュリティの私設網を構築する代わりに、盗聴の可能性のあるインターネット上にＶＰＮを構築し、盗聴を防ぐためにＩＰｓｅｃにより通信を暗号化するというような使われ方をする。また、ＩＰｓｅｃはネットワーク層にてあらゆる通信をＩＰレベルで暗号化できる。そのため、アプリケーションの種類に左右されることなく安全な暗号化通信が可能になる。

暗号化通信をする場合、暗号装置／復号装置においては、同じ暗号鍵（秘密対称鍵）を用いて暗号化および復号化の処理を実施する共有鍵暗号方式がある。

例えば、ＩＰｓｅｃにおいては、事前に通信相手と同じ鍵情報を共有する方法（Ｐｒｅ−Ｓｈａｒｅｄ方式）、あるいは、ＩＫＥ（Internet Key Exchange）にてＤｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ交換（ＤＨ鍵共有）が用いられるのが通常である。なお、Ｐｒｅ−Ｓｈａｒｅｄ方式においては、通信相手と同じ秘密対象鍵を共有することが必要であるが、通信相手が多数あると、通信相手ごとの鍵情報を保持する必要がある。

通信路におけるデータの暗号化に関する技術が特許文献１乃至特許文献４に開示されている。

特許文献１は不特定の送信装置と受信装置との間で使用する暗号技術に関する発明を開示する。特許文献１によれば、通信を行う２つの通信装置のそれぞれが解を生成するために用いる初期解を、サーバが通信装置から通信要求データを受け取る度にそれを暗号化して２つの通信装置のそれぞれに送信するように構成されている。それを受け取った２つの通信装置は、受け取った同じ初期解を用いて解を連続的に生成し、それを用いて生成したアルゴリズムと鍵を用いて暗号化通信を行っている。

特許文献２は、プロトコルとしてＳＲＴＰを用いた暗号機能を備えたＩＰ電話アダプタを開示している。特許文献２が開示する技術は、ＩＰ電話における暗号機能の有効／無効の切り替えや暗号機能のパラメータ設定の操作を容易にすることを目的としている。この技術によれば、ＩＰ電話による通話の暗号化を開始する合図となるダイヤル符号を暗号化識別符号として暗号化情報データベースに登録する。そして、ユーザ操作されたダイヤル符号がその暗号化識別符号と一致することを検出した場合に、その検出に続いて始まるＩＰ電話による通話を暗号化するようにしている。なお、暗号化識別符号との一致を検出した場合、暗号化情報データベースの暗号化パラメータの内容を反映させた暗号化情報を接続要求メッセージに付加する旨の記載がある。

特許文献３には、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）を用いたシステムにおいて、暗号化に用いる鍵情報のクライアント間での交換を、プロトコルとしてＳＤＥＳ（Session Description Protocol Security for Media Streams）を用いる技術が開示されている。ＳＤＥＳは、ＳＩＰメッセージに付与するＳＤＰ（Session Description Protocol）の中に暗号化の鍵情報を書き込むことで、クライアント間で鍵交換を行うプロトコルである。

特許文献４には、暗号化機能を有するＩＰ電話機同士が、呼制御サーバを経由することなく暗号通信に切り替えができる技術を開示する。特許文献４が開示する技術は、暗号機能の有無の識別情報、暗号鍵の有無の識別情報、あるいは暗号鍵の共有情報を音声信号（可聴音信号）としてＩＰ電話機間で送受信する構成を有する。そして、暗号機能があるＩＰ電話機と暗号機能が無いＩＰ電話機が混在した場合に、暗号機能があるＩＰ電話機から送信される暗号機能の有無に関する識別情報等が、暗号機能が無いＩＰ電話機においてノイズ（不快音）となることを防ぐ構成となっている。なお、特許文献４が開示する技術は、呼制御サーバに暗号対応機能が無く、さらに、呼制御サーバが許可したＶｏＩＰパケットしか通信できないＩＰ電話システムに適用される。

特開２０１３−２３６３９７号公報 特開２００６−３１３９７５号公報 特開２０１１−０６６４６８号公報 特開２０１４−１６５７９５号公報

暗号化機能の無いＩＰ電話機を既に導入してしまっている場合には、セキュリティ対策を強化しようとすれば暗号化機能のあるＩＰ電話機に置き換える必要がある。しかし、既存の暗号化機能の無いＩＰ電話機を暗号化機能のあるＩＰ電話機に置き換えることには費用面において課題がある。

また、ＩＰ電話システムは、ＳＩＰプロトコルを用いて呼接続を行うのが一般的である。この際、呼制御をするのは呼制御サーバであり、ＩＰ電話機とは独立した装置である。ＩＰ電話機は呼制御サーバに呼接続要求の呼制御メッセージを送信して発呼の処理を行う。呼制御サーバは着信側のＩＰ電話機にこの呼接続要求の呼制御メッセージを送信して着信を通知する。発呼側ＩＰ電話機と呼制御サーバ、また、呼制御サーバと着呼側ＩＰ電話機が通信をすることで、呼が確立される。呼が確立したことで、ＩＰ電話機同士が音声パケットを送受信して音声通信を開始する。

ここで、暗号化機能のあるＩＰ電話機による暗号化のための鍵交換等の前処理が、呼制御メッセージに暗号化の情報を付加して送受信するような方式の場合、通常は、暗号情報が付加された呼制御メッセージを処理する暗号対応機能を呼制御サーバに必要とする。

一方、呼制御サーバに暗号対応機能が無いようなＩＰシステムにおいては、特許文献４が開示するような、ＩＰ電話機同士のエンド・エンドの通話路が確立してから相手装置と暗号化のための情報交換を行う方式が採用され得る。なお、この特許文献４が開示する技術は、呼制御サーバに暗号対応機能が有るＩＰシステムであっても適用可能な技術であり、ＩＰ電話システムの暗号化方式に依存せずに暗号化機能を提供できる技術と言える。このようなＩＰ電話システムの暗号化方式に依存せずに暗号化機能を提供できる技術は、比較的安価にＩＰ電話の暗号化を実現することができる。

しかし、ＩＰ電話機同士のエンド・エンドの通話路が確立して、相手装置が特定できるようになってからでないと相手装置との間での暗号情報の交換ができないこのような技術では、通話が可能な状態になっているにもかかわらず、通話ができない無音状態の時間が生じる。

つまり、ＩＰ電話システムとしては発呼側ＩＰ電話機と着呼側ＩＰ電話機との間の呼が確立して音声パケットが送出されはじめているが、暗号化装置間ではその段階から暗号化のための鍵交換等の前処理が行われることになる。そして、この前処理は一般的に処理計算量が多く時間を要する。つまり、暗号化装置間で暗号化のための前処理が行われている間は、暗号化装置を通過しようとする音声パケットが廃棄されてしまう。そして、前処理が完了して暗号化処理が可能になってから、音声パケットが暗号化されて相手装置へ伝送されるようになる。

このような暗号化装置を用いる暗号化通信では、ＩＰ電話としての呼が確立したにも関わらず通話ができないという状態が発生し、ユーザが待ちの状態となってしまうという課題がある。図８は、上述した本発明が解決しようとする課題を説明する概念図である。

特許文献１が開示する技術はサーバから鍵が配信される鍵共有システムであるが、この場合においても、鍵配信の処理が暗号化の前処理に該当し、その前処理の時間がユーザ間での通話ができない待ち時間となってしまう。

特許文献２は、プロトコルとしてＳＲＴＰを用いた暗号機能を備えたＩＰ電話アダプタに関する技術であるが、暗号化情報を付加した接続要求メッセージを作成して呼制御サーバに送信するように構成されている。このことは、ＩＰ電話システムが提供する暗号化方式に依存した暗号化が行われることが類推される。

特許文献３は、ＳＩＰメッセージに付与するＳＤＰの中に暗号化の鍵情報を書き込むＳＤＥＳを用いる技術であり、ＩＰ電話システムが提供する暗号化方式に依存した暗号化を採用するものである。

つまり、特許文献２および特許文献３は、ＩＰ電話システムの暗号化方式に依存することなく暗号化を実現する技術を開示するものではない。

特許文献４が開示する技術は、上述したようにＩＰ電話機同士のエンド・エンドの通話路が確立してから相手装置と暗号化のための情報交換を行う。そのため、ＩＰ電話としての呼が確立したにも関わらず通話ができないという課題が解消されない。

本発明は、上記の課題に鑑みて、ＩＰ電話システムの暗号化方式に依存することなく、しかも呼の確立と同時に通話音声を暗号化することができるＩＰ電話暗号化装置および暗号化方法を提供することを目的とする。

上記の目的を実現するために、本発明の一形態であるＩＰ電話暗号化装置は、ネットワークと接続するネットワークインタフェース部から流入する呼制御メッセージを監視し、該呼制御メッセージが電話インタフェース部に接続するＩＰ（Internet Protocol）電話手段への着信を要求する内容であった場合、該呼制御メッセージに含まれる発信元ＩＰアドレスを取得して、該発信元ＩＰアドレスを含む暗号化処理の開始指示を出力するメッセージ監視手段と、前記メッセージ監視手段が出力する前記開始指示に含まれる前記発信元ＩＰアドレスで特定される通信装置との間で、前記暗号化処理に使用する暗号鍵交換を含む前処理を実行し、交換した暗号鍵を用いて前記電話インタフェース部から流入する音声パケットを暗号化し、前記ネットワークインタフェース部から流入する音声パケットを復号化する暗号化実行手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の別の形態である暗号化方法は、ネットワークから流入する呼制御メッセージを監視し、該呼制御メッセージが、接続しているＩＰ（Internet Protocol）電話手段への着信を要求する内容であった場合に、該呼制御メッセージに含まれる発信元ＩＰアドレスを取得して、該発信元ＩＰアドレスを含む暗号化処理の開始指示を出力し、前記開始指示に含まれる前記発信元ＩＰアドレスで特定される通信装置との間で、前記暗号化処理に使用する暗号鍵交換を含む前処理を実行し、交換した暗号鍵を用いて、前記ＩＰ電話手段から流入する音声パケットを暗号化し、前記ネットワークから流入する音声パケットを復号化することを特徴とする。

本発明は、ＩＰ電話システムの暗号化方式に依存することなく、しかも呼の確立と同時にＩＰ電話の通話音声を暗号化することができる。

本発明の第１の実施形態のＩＰ電話暗号化装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の暗号化方法の動作を示すフロー図である。 本発明の第２の実施形態のＩＰ電話暗号化装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態のＩＰ電話暗号化装置のメッセージ監視部の動作を示すフロー図である。 第２の実施形態のＩＰ電話暗号化装置の暗号化実行部の動作を示すフロー図である。 第２の実施形態のＩＰ電話暗号化装置を用いてＩＰ電話の通話音声を暗号化する処理の流れを示すシーケンスチャートである。 本発明の第２の実施形態のＩＰ電話暗号化装置の変形例の構成を示すブロック図である。 本発明が解決しようとする課題を説明する概念図である。

本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

尚、実施の形態は例示であり、開示の装置及びシステムは、以下の実施の形態の構成には限定されない。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態のＩＰ電話暗号化装置の構成を示すブロック図である。

第１の実施形態のＩＰ電話暗号化装置１０は、メッセージ監視手段１１と暗号化実行手段１２とを含む構成になっている。

メッセージ監視手段１１は、ネットワーク３０と接続するネットワークインタフェース部１３から流入する呼制御メッセージを監視している。メッセージ監視手段１１は、該呼制御メッセージが電話インタフェース部１４に接続するＩＰ電話手段２０への着信を要求する内容であった場合、該呼制御メッセージに含まれる発信元ＩＰアドレスを取得する。そして、メッセージ監視手段１１は、該発信元ＩＰアドレスを含む暗号化処理の開始指示を出力する。

暗号化実行手段１２は、メッセージ監視手段１１が出力する開始指示に含まれる発信元ＩＰアドレスで特定される通信装置（不図示）との間で、暗号化処理に使用する暗号鍵交換を含む前処理を実行する。そして、暗号化実行手段１２は、交換した暗号鍵を用いて、電話インタフェース部１４から流入する音声パケットを暗号化し、ネットワークインタフェース部１３から流入する音声パケットを復号化する。

図２は、本発明の第１の実施形態の暗号化方法の動作を示すフロー図である。

ネットワークから流入する呼制御メッセージを監視する（Ｓ１０１）。

該呼制御メッセージが、接続しているＩＰ電話手段への着信を要求する内容であった場合に、該呼制御メッセージに含まれる発信元ＩＰアドレスを取得して、該発信元ＩＰアドレスを含む暗号化処理の開始指示を出力する（Ｓ１０２）。

開始指示に含まれる発信元ＩＰアドレスで特定される通信装置との間で、暗号化処理に使用する暗号鍵交換を含む前処理を実行する（Ｓ１０３）。

交換した暗号鍵を用いて、ＩＰ電話手段から流入する音声パケットを暗号化し、ネットワークから流入する音声パケットを復号化する（Ｓ１０４）。

このように、本実施形態では、ＩＰ電話暗号化装置が、ＩＰ電話手段に呼が着信する際に受信する呼制御メッセージを解析することで、通信相手を特定することができる。そして、音声通信が開始される前に、特定した通信相手との間で暗号化処理の前処理を実施しておくことで、音声通信の開始と同時に音声パケットの暗号化を行うことができる。

本実施形態は、システム全体として通話音声の暗号化を提供しているようなＩＰ電話システムにも、またそのような暗号化が考慮されていないＩＰ電話システムにも適用することができる。つまり、本実施形態では、ＩＰ電話システムの暗号化方式に依存することなく、しかも呼の確立と同時にＩＰ電話の通話音声を暗号化することができる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態について図面を参照して説明する。

図３は、本発明の第２の実施形態のＩＰ電話暗号化装置の構成を示すブロック図である。

第２の実施形態のＩＰ電話暗号化装置１００は、ＩＰ電話機２１に外付け接続して使用する形態となっている。

第２の実施形態のＩＰ電話暗号化装置１００は、メッセージ監視部１１０、暗号化実行部１２０、ネットワークインタフェース部１３および電話機インタフェース部１５を含む構成になっている。

このＩＰ電話暗号化装置１００は、ネットワークインタフェース部１３を介してネットワーク３０に接続され、電話機インタフェース部１５を介してＩＰ電話機２１に接続される。なお、ここでネットワーク３０はＩＰパケットを転送するＩＰネットワークである。

メッセージ監視部１１０は、第１の実施形態のＩＰ電話暗号化装置１０のメッセージ監視手段１１に相当する。

メッセージ監視部１１０は、メッセージ検出部１１１と制御指示部１１２を備え、ネットワーク３０とＩＰ電話機２１との間で送受信される呼制御メッセージを監視して、音声パケットの暗号化処理の実行および停止を制御する機能を有する。

メッセージ検出部１１１は、呼制御メッセージが呼着信を意味する呼接続要求であること、および確立された後の通話セッションの切断を意味する切断要求であることを検出する。

例えば、前者はＳＩＰ（Session Initiation Protocol）メッセージの呼接続要求のＩＮＶＩＴＥであり、後者は切断要求のＢＹＥである。特に、ＩＮＶＩＴＥはＩＰ電話機２１が発呼する場合にも送出されるが、本実施形態の制御では呼着信を意味するＩＮＶＩＴＥである必要がある。そのため、メッセージ検出部１１１は、ネットワークインタフェース部１３から入力したＩＮＶＩＴＥのみを検出する。また、ＢＹＥは、発呼側ＩＰ電話機と着呼側ＩＰ電話機のいずれからも送信され得るので、メッセージ検出部１１１は、ネットワークインタフェース部１３と電話機インタフェース部１５のどちらから入力した場合でも、通話セッションの切断要求と判断する。

制御指示部１１２は、メッセージ検出部１１１が検出した呼制御メッセージの種類に応じた制御指示を暗号化実行部１２０に出力する。

つまり、メッセージ検出部１１１が呼着信を要求するＩＮＶＩＴＥを検出した場合、制御指示部１１２は暗号化実行部１２０に対して暗号化処理の前処理の実行を指示する。また、メッセージ検出部１１１が通話セッションの切断要求のＢＹＥを検出した場合、制御指示部１１２は暗号化実行部１２０に対して暗号化処理の停止を指示する。

暗号化実行部１２０は、第１の実施形態のＩＰ電話暗号化装置１０の暗号化実行手段１２に相当する。

暗号化実行部１２０は、前処理実行部１２１と暗号化処理部１２２を備え、暗号化処理の前処理の実行、音声パケットの暗号化処理の実行および停止を行う機能を有する。

前処理実行部１２１はメッセージ監視部１１０の制御指示に基づいて暗号化処理の前処理を実行して暗号化コネクションを確立する。また、前処理実行部１２１はメッセージ監視部１１０の制御指示に基づいて暗号化コネクションを切断する。暗号化コネクションは、通信相手のＩＰアドレスと、ネゴシエーションで合意した暗号鍵を含む暗号情報とを対応付けたコネクション情報である。

暗号化処理部１２２は前処理実行部１２１が確立した暗号化コネクションを用いた音声パケットの暗号化処理の実行を行う。また、暗号化処理部１２２は前処理実行部１２１が切断した暗号化コネクションに対する音声パケットの暗号化処理の停止を行う。なお、ここで暗号化処理とは、ＶｏＩＰの暗号化機能であるＳＲＴＰによる暗号化が実行されるものとし、電話機インタフェース部１５から流入する音声パケットを暗号化し、ネットワークインタフェース部１３から流入する音声パケットを復号化する処理である。ＳＲＴＰでは音声ＩＰパケットの転送に使われるＲＴＰのペイロードが暗号化の対象となる。

以上のように構成されたＩＰ電話暗号化装置１００の動作を図４および図５を参照して説明する。

図４は、ＩＰ電話暗号化装置１００のメッセージ監視部１１０の動作を示すフロー図である。

メッセージ監視部１１０は、ネットワーク３０とＩＰ電話機２１との間で送受信される呼制御メッセージを監視している（Ｓ２０１）。なお、呼制御メッセージを以降はＳＩＰメッセージと称して説明する。

つまり、メッセージ監視部１１０のメッセージ検出部１１１は、ネットワークインタフェース部１３を介してＩＰ電話機２１に向かうＳＩＰメッセージおよび電話機インタフェース部１５を介してネットワーク３０に向かうＳＩＰメッセージを監視している。

メッセージ検出部１１１は、通過するＳＩＰメッセージをモニタして、ＳＩＰメッセージのヘッダ部のメソッド名を参照することでメッセージ種別を識別する。

メッセージ検出部１１１は、識別したＳＩＰメッセージがＩＮＶＩＴＥか否かを判定する（Ｓ２０２）。

識別したＳＩＰメッセージがＩＮＶＩＴＥの場合（Ｓ２０２、Ｙｅｓ）、メッセージ検出部１１１は、さらにそのＩＮＶＩＴＥをネットワーク３０から受信したＩＰ電話機２１宛のものであるか否かを判定する（Ｓ２０３）。

識別したＩＮＶＩＴＥがネットワーク３０から受信したものではない場合（Ｓ２０３、Ｎｏ）、メッセージ検出部１１１は、このＩＮＶＩＴＥは接続されているＩＰ電話機２１からの発呼要求であると判断して、処理は行わない。

一方、識別したＩＮＶＩＴＥがネットワーク３０から受信したＩＰ電話機２１宛のものである場合（Ｓ２０３、Ｙｅｓ）、メッセージ検出部１１１は、このＩＮＶＩＴＥは接続されているＩＰ電話機２１への呼着信要求であると判断する。ＩＰ電話機２１への呼着信要求があったことを判定したメッセージ検出部１１１は、ＳＩＰメッセージから発信元ＩＰアドレスを取得し、前処理開始指示を出力するように制御指示部１１２に伝える。

制御指示部１１２は、発信元ＩＰアドレスで特定される通信装置との間で暗号化処理の前処理を行うように指示する前処理開始指示を、暗号化実行部１２０に出力する（Ｓ２０４）。

また、ステップＳ２０２の判定処理で、識別したＳＩＰメッセージがＩＮＶＩＴＥではない場合（Ｓ２０２、Ｎｏ）、メッセージ検出部１１１は、識別したＳＩＰメッセージがＢＹＥか否かを判定する（Ｓ２０５）。識別したＳＩＰメッセージがＢＹＥの場合（Ｓ２０５、Ｙｅｓ）、メッセージ検出部１１１は、通話セッションの切断要求と判断して、暗号化処理停止指示を出力するように制御指示部１１２に伝える。このとき、メッセージ検出部１１１は、ＳＩＰメッセージから発信元ＩＰアドレスを取得して制御指示部１１２に伝える。

制御指示部１１２は、実行されている暗号化処理に対する停止指示（暗号化処理停止指示）を暗号化実行部１２０に出力する（Ｓ２０６）。

ステップＳ２０５の判定処理で、識別したＳＩＰメッセージがＢＹＥではない場合（Ｓ２０５、Ｎｏ）、メッセージ検出部１１１は、制御対象のＳＩＰメッセージではないと判断して、処理は行わない。

以上のように、ＩＰ電話暗号化装置１００のメッセージ監視部１１０は、通過するＳＩＰメッセージを識別して、暗号化処理の開始と停止の判定制御を行う。

次に、図５を参照してＩＰ電話暗号化装置１００の暗号化実行部１２０の動作を説明する。

図５は、ＩＰ電話暗号化装置１００の暗号化実行部１２０の動作を示すフロー図である。

暗号化実行部１２０は、メッセージ監視部１１０から通知される前処理開始指示を受信してからその動作を開始する。従って、ステップＳ３０１において、前処理開始指示の受信を判定している。そして、前処理開始指示を受信するまでは、何も処理を行わない（Ｓ３０１、Ｎｏ）。

暗号化実行部１２０は、メッセージ監視部１１０から前処理開始指示を受信すると（Ｓ３０１、Ｙｅｓ）、暗号化処理の前処理を実施する（Ｓ３０２）。この前処理は、前処理実行部１２１により実行される。

ＳＲＴＰでは暗号鍵の交換方法は特に定められていない。ここでは、不特定多数の相手と通信するために、鍵交換プロトコルを用いて、前処理開始指示に含まれる発信元ＩＰアドレスで特定される通信相手とネゴシエーションを行って、暗号鍵を交換する前処理が行われるものとする。つまり、自装置がイニシエータとなり、前処理開始指示に含まれる発信元ＩＰアドレスで特定される通信相手をレスポンダとして鍵交換プロトコルのやり取りが行われる。

例えば、鍵交換プロトコルとしてＩＫＥ（Internet Key Exchange）プロトコルがある。また、ＴＬＳ（Transport Layer Security）のハンドシェイクプロトコルを用いて暗号鍵を交換してもよい。

ＩＫＥプロトコルでは、通信相手と２段階でネゴシエーションを行って、暗号化アルゴリズムや暗号鍵の決定と交換を行う。フェーズ１では、フェーズ２で使用する暗号化アルゴリズムの決定と暗号鍵の生成と交換が行われる。フェーズ２では、フェーズ１で決定、交換された暗号鍵を用いてＩＫＥ限定の暗号化通信を行い、実際の暗号化処理で使用する暗号化アルゴリズムと暗号鍵が決定、交換される。

前処理実行部１２１による暗号化処理の前処理が終わると、暗号化処理部１２２は音声パケットの到来を待つ（Ｓ３０３）。

暗号化処理部１２２は通過する音声パケットを検出すると（Ｓ３０３、Ｙｅｓ）、音声パケットに対して前処理で交換した暗号鍵を用いて暗号化処理を実行し（Ｓ３０４）、ステップＳ３０３に戻って次の音声パケットの到来を待つ。

一方、暗号化処理部１２２は音声パケットを検出していない場合（Ｓ３０３、Ｎｏ）、メッセージ監視部１１０から暗号化処理停止指示を受信していないかどうかを確認する（Ｓ３０５）。暗号化処理停止指示を受信していない場合には（Ｓ３０５、Ｎｏ）、ステップＳ３０３に戻って音声パケットの到来を待つ。

暗号化処理停止指示は、図４を参照して説明したように、ＳＩＰメッセージのＢＹＥ（通話セッションの切断要求）を検出したメッセージ監視部１１０が、該当する通話セッションの暗号化処理の停止を指示するために暗号化実行部１２０に通知する情報である。そして、前処理実行部１２１は、メッセージ監視部１１０から暗号化処理停止指示の通知を受けると、暗号化処理の停止を暗号化処理部１２２に通知する。

暗号化処理部１２２は、ステップＳ３０５の判定処理で暗号化処理停止指示の通知を受けている場合には（Ｓ３０５、Ｙｅｓ）、暗号化の処理を停止する（Ｓ３０６）。

以上が、本実施形態のＩＰ電話暗号化装置１００の動作である。

上述したＩＰ電話暗号化装置１００の動作をＳＩＰメッセージの流れとの関連で図６を参照して説明する。

図６は、ＩＰ電話暗号化装置１００を用いてＩＰ電話の通話音声を暗号化する処理の流れを示すシーケンスチャートである。

なお、ここでは、発呼側装置Ａと着呼側装置Ｂのそれぞれは、ＩＰ電話機２１にＩＰ電話暗号化装置１００が接続された装置を表すものとする。

発呼側装置Ａが着呼側装置Ｂの電話番号を特定して発呼処理を行うと、発呼側装置Ａの登録情報を管理している呼制御サーバＡ（ＳＩＰサーバ）に呼接続要求（ＩＮＶＩＴＥ）が送られる。該呼制御サーバＡから発呼側装置Ａに対しては暫定レスポンスの１００Ｔｒｙｉｎｇが返される。

呼制御サーバＡは、着呼側装置Ｂの登録情報を管理している呼制御サーバＢを特定し、該呼制御サーバＢにＩＮＶＩＴＥを送る。該呼制御サーバＢから呼制御サーバＡに対しては暫定レスポンスの１００Ｔｒｙｉｎｇが返される。

呼制御サーバＢは、管理している情報に基づいて着呼側装置Ｂを特定し、着呼側装置ＢにＩＮＶＩＴＥを送る。

この着呼側装置Ｂに送られたＩＮＶＩＴＥは、ＩＰ電話機２１の呼制御に関しては着信呼があったことをユーザに通知するための呼出し動作を行う契機となる。呼出し動作を行った着呼側装置Ｂは、呼出中である事を通知する１８０Ｒｉｎｇｉｎｇを呼制御サーバＢに返送する。この１８０Ｒｉｎｇｉｎｇは、ネットワークを順次辿って発呼側装置Ａに届く。発呼したユーザは発呼側装置Ａから出力されるリングバックトーンを聞く。

一方、着呼側装置Ｂに送られたＩＮＶＩＴＥは、図４を参照して説明したように、ＩＰ電話暗号化装置１００のメッセージ監視部１１０で検出され、暗号化処理の前処理を実施する契機となる。つまり、図５のステップＳ３０２の暗号化処理の前処理がこの段階で実行される。

着呼側装置ＢのＩＰ電話機２１でユーザが呼出しに対する応答操作（オフフック）をすることで、応答メッセージ（２００ＯＫ）が呼制御サーバＢに送信される。２００ＯＫはネットワークを順次辿って発呼側装置Ａに届く。応答確認のＡＣＫが発呼側装置Ａから着呼側装置Ｂに送られて、両装置間の通話セッションが確立する。

発呼側装置Ａと着呼側装置Ｂとの間の通話音声に対して、図５のステップＳ３０３乃至Ｓ３０５を参照して説明したように、暗号化処理が実行される。

通話が終了して通話セッションの切断要求（ＢＹＥ）が出される。図６では、着呼側装置ＢからＢＹＥが送信されているが、発呼側装置ＡがＢＹＥを送信してもかまわない。

このＢＹＥは、図４を参照して説明したように、ＩＰ電話暗号化装置１００のメッセージ監視部１１０で検出され、音声パケットの暗号化処理を停止する契機となる。暗号化処理の停止処理は、図５のステップＳ３０５、ＹｅｓとＳ３０６で説明したとおりである。

ＢＹＥの送信に対して２００ＯＫが返送されて、発呼側装置Ａと着呼側装置Ｂとの間の通話セッションが切断される。

なお、上述した第２の実施形態ではＩＰ電話暗号化装置をＩＰ電話機に外付け接続する形態として説明したが、ＩＰ電話機に上述したＩＰ電話暗号化装置を内蔵して、暗号化機能内蔵ＩＰ電話機とした構成であってもかまわない。

図７は、このような第２の実施形態のＩＰ電話暗号化装置の変形例の構成を示すブロック図である。この第２の実施形態の変形例のＩＰ電話暗号化装置２００は、暗号化機能内蔵ＩＰ電話機２２に含まれる構成となっている。

暗号化機能内蔵ＩＰ電話機２２のＩＰ電話機能部２３は、ＩＰ電話機としての機能であるユーザインタフェース部、信号処理部、音声処理部、呼制御処理部、パケット処理部等を含む機能部である。そして、ＩＰ電話暗号化装置２００の電話機能インタフェース部１６は、ＩＰ電話機能部２３と共用される、パケット送受信部等の機能を含むインタフェース部である。

この第２の実施形態の変形例のＩＰ電話暗号化装置２００のその他の構成と機能は図３乃至図６を参照して説明した第２の実施形態のＩＰ電話暗号化装置１００と同じなので説明を省略する。

以上に説明したように、本実施形態は、ＩＰ電話暗号化装置を通過するＩＰ電話機の呼制御に関するメッセージを解析することで、暗号化処理の前処理の実行や暗号化処理の停止を制御することができる。特に、音声通信が開始される前に、呼制御メッセージから取得した発信元ＩＰアドレスで特定した通信相手との間で暗号化処理の前処理を実施しておくことが可能になり、音声通信の開始と同時による音声パケットの暗号化を行うことができる。

本実施形態は、システム全体として通話音声の暗号化を提供しているようなＩＰ電話システムにも、またそのような暗号化が考慮されていないＩＰ電話システムにも適用することができる。つまり、本実施形態では、ＩＰ電話システムの暗号化方式に依存することなく、しかも呼の確立と同時にＩＰ電話の通話音声を暗号化することができる。

なお、上述した実施形態では不特定多数の相手と通信するために、鍵交換プロトコルで通信相手とネゴシエーションを行って、暗号鍵を交換する前処理が行われるものとした。しかし、これに限ることなく、対象とする通信相手が特定の複数の相手に限られるような利用形態の場合には、それぞれの通信相手に対応した暗号鍵を予め共有しておくＰｒｅ−Ｓｈａｒｅｄ方式を採用してもかまわない。この場合は、ＩＰアドレス対応に暗号鍵情報をルータのルーティング情報のように予め設定しておけばよい。そして、前処理では、使用する鍵情報の確認（ＩＤ番号等の整合）等を実施すればよい。また、鍵配信サーバを用いるような形態にしてもよい。この場合は、前処理としてＩＰアドレス対応の暗号鍵情報を鍵配信サーバに要求して受信するように構成すればよい。

また、上述した実施形態ではＳＩＰメッセージを例にして説明したが、それに限ることはない。例えば、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）Ｈ．３２３やＭＧＣＰ（Media Gateway Control Protocol）等の呼制御メッセージでもよい。本実施形態の制御動作が可能な呼制御メッセージは、音声通話を開始する前に通信相手のＩＰアドレスを特定することができる情報が含まれるものであればよい。

また、上述した実施形態ではＩＰ電話暗号化装置が扱う暗号化方式をＳＲＴＰとして説明したが、それに限ることはない。例えば、ＩＰｓｅｃを用いて、音声パケット（ＲＴＰ）の下位レイヤーのＩＰパケットのレベルで暗号化するように構成してもよい。

さらに、上述した実施形態ではＩＰ電話暗号化装置をＩＰ電話機と１対１で対応する構成として説明したが、１台のＩＰ電話暗号化装置に複数台のＩＰ電話機を接続するように構成してもかまわない。この場合は、接続する通話セッションと暗号化コネクションとの対応関係をＩＰアドレスで関連付けて管理するように構成すればよい。

１０、１００、２００ ＩＰ電話暗号化装置
１１ メッセージ監視手段
１２ 暗号化実行手段
１３ ネットワークインタフェース部
１４ 電話インタフェース部
１５ 電話機インタフェース部
１６ 電話機能インタフェース部
２０ ＩＰ電話手段
２１ ＩＰ電話機
２２ 暗号化機能内蔵ＩＰ電話機
２３ ＩＰ電話機能部
３０ ネットワーク
１１０ メッセージ監視部
１１１ メッセージ検出部
１１２ 制御指示部
１２０ 暗号化実行部
１２１ 前処理実行部
１２２ 暗号化処理部

Claims (10)

1. ネットワークと接続するネットワークインタフェース部から流入する呼制御メッセージを監視し、該呼制御メッセージが電話インタフェース部に接続するＩＰ（Internet Protocol）電話手段への着信を要求する内容であった場合、該呼制御メッセージに含まれる発信元ＩＰアドレスを取得して、該発信元ＩＰアドレスを含む暗号化処理の開始指示を出力するメッセージ監視手段と、
   前記メッセージ監視手段が出力する前記開始指示に含まれる前記発信元ＩＰアドレスで特定される通信装置との間で、前記暗号化処理に使用する暗号鍵交換を含む前処理を実行し、交換した暗号鍵を用いて前記電話インタフェース部から流入する音声パケットを暗号化し、前記ネットワークインタフェース部から流入する音声パケットを復号化する暗号化実行手段と
   を備えることを特徴とするＩＰ電話暗号化装置。
2. 前記メッセージ監視手段は、
   前記ネットワークと前記ＩＰ電話手段との間で送受信される呼制御メッセージを監視して、該呼制御メッセージが呼着信を要求する呼接続要求または通話セッションの切断を要求する切断要求であることを検出するメッセージ検出部と、
   前記メッセージ検出部が前記呼接続要求を検出した場合には、該呼接続要求に含まれる発信元ＩＰアドレスを取得して、該発信元ＩＰアドレスを含む前記暗号化処理の開始指示を出力し、前記メッセージ検出部が前記切断要求を検出した場合には、該切断要求に含まれる発信元ＩＰアドレスを取得して、該発信元ＩＰアドレスを含む前記暗号化処理の停止指示を出力する制御指示部と
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のＩＰ電話暗号化装置。
3. 前記暗号化実行手段は、
   前記制御指示部が前記開始指示を出力した場合には、該開始指示に含まれる前記発信元ＩＰアドレスで特定される通信装置との間で、前記暗号化処理に使用する暗号鍵交換を含む前処理を実行して暗号化コネクションを確立し、前記制御指示部が前記停止指示を出力した場合には、該停止指示に含まれる前記発信元ＩＰアドレスで特定される通信装置との間に確立されている前記暗号化コネクションを切断する前処理実行部と、
   前記前処理実行部が確立した前記暗号化コネクションを用いた音声パケットの暗号化処理の実行を行い、前記前処理実行部が該暗号化コネクションを切断した場合には前記暗号化処理の停止を行う暗号化処理部と
   を含むことを特徴とする請求項２に記載のＩＰ電話暗号化装置。
4. 前記暗号化実行手段が実行する前記前処理は、前記開始指示に含まれる前記発信元ＩＰアドレスで特定される通信装置との間で、鍵交換プロトコルを用いてネゴシエーションを行って暗号鍵を交換する共有鍵暗号方式の前処理である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかの請求項に記載のＩＰ電話暗号化装置。
5. 前記呼制御メッセージはＳＩＰ（Session Initiation Protocol）メッセージであって、メッセージ監視手段は、該ＳＩＰメッセージから前記発信元ＩＰアドレスを取得する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかの請求項に記載のＩＰ電話暗号化装置。
6. ＩＰ電話機に内蔵された暗号化装置であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかの請求項に記載のＩＰ電話暗号化装置。
7. ネットワークから流入する呼制御メッセージを監視し、
   該呼制御メッセージが、接続しているＩＰ（Internet Protocol）電話手段への着信を要求する内容であった場合に、該呼制御メッセージに含まれる発信元ＩＰアドレスを取得して、該発信元ＩＰアドレスを含む暗号化処理の開始指示を出力し、
   前記開始指示に含まれる前記発信元ＩＰアドレスで特定される通信装置との間で、前記暗号化処理に使用する暗号鍵交換を含む前処理を実行し、
   交換した暗号鍵を用いて、前記ＩＰ電話手段から流入する音声パケットを暗号化し、前記ネットワークから流入する音声パケットを復号化する
   ことを特徴とする暗号化方法。
8. 前記ネットワークまたは前記ＩＰ電話手段から流入する呼制御メッセージを監視し、
   該呼制御メッセージが通話セッションの切断を要求する切断要求であることを検出すると、該切断要求に含まれる発信元ＩＰアドレスを取得して、該発信元ＩＰアドレスを含む前記暗号化処理の停止指示を出力し、
   前記停止指示に含まれる前記発信元ＩＰアドレスで特定される通信装置との間に確立されている暗号化コネクションを切断する
   ことを特徴とする請求項７に記載の暗号化方法。
9. 前記前処理は、前記開始指示に含まれる前記発信元ＩＰアドレスで特定される通信装置との間で、鍵交換プロトコルを用いてネゴシエーションを行って暗号鍵を交換する共有鍵暗号方式の前処理である
   ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の暗号化方法。
10. 前記呼制御メッセージはＳＩＰ（Session Initiation Protocol）メッセージであって、該ＳＩＰメッセージから前記発信元ＩＰアドレスを取得する
    ことを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかの請求項に記載の暗号化方法。

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