JP2022164120A

JP2022164120A - 経路制御装置、経路制御方法及び経路制御プログラム

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Publication number: JP2022164120A
Application number: JP2021069407A
Authority: JP
Inventors: 竜我松村; Ryuga Matsumura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-04-16
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2041-04-16
Also published as: JP7270668B2

Abstract

【課題】インライン接続されたセキュリティ装置を備えるネットワークシステムの可用性を高くする。【解決手段】判定部２２は、セキュリティ装置５３から取得された信号に基づき、セキュリティ装置５３が正常か否かを判定する。経路切替部２３は、セキュリティ装置５３が正常と判定された場合には、第１機器５１と第２機器５２とのうち一方から他方への通信データがセキュリティ装置５３を介して送信され、セキュリティ装置５３が正常でないと判定された場合には、一方から他方への通信データがセキュリティ装置５３を介さずバイパスして送信されるように経路を切り替える。【選択図】図２

Description

本開示は、インライン接続されたセキュリティ装置を備えるネットワークシステムの可用性を高める技術に関する。

製造業等の工場の生産ラインにおいてＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）技術の導入が広がっている。これに伴い、生産ラインにセキュリティ対策を実施することの重要性が高まっている。しかし、生産ラインを構成するネットワークシステムの構成変更は難しいこと、現場ではネットワークシステムに対する知識が不足していること等の理由から、セキュリティ対策の実施は遅れている。

比較的導入が容易なセキュリティ対策として、通信データを監視するセキュリティ装置を、ＯＴ（ＯｐｅｒａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）系ネットワークの各所にインライン接続により設置するという対策がある。特許文献１には、インライン接続によりセキュリティ装置を接続することが記載されている。セキュリティ装置をインライン接続するとは、ネットワーク機器といった機器間にセキュリティ装置を直列に接続することである。

特開２００８－０２８７４０号公報

セキュリティ装置をインライン接続してしまうと、セキュリティ装置が故障した場合に機器間の通信が行えなくなるため、ネットワークシステムの可用性が低下してしまう。
本開示は、インライン接続されたセキュリティ装置を備えるネットワークシステムの可用性を高くすることを目的とする。

本開示に係る経路制御装置は、
第１機器と第２機器との間にインライン接続されるセキュリティ装置をバイパス可能にする経路制御装置であり、
前記セキュリティ装置から取得された信号に基づき、前記セキュリティ装置が正常か否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記セキュリティ装置が正常と判定された場合には、前記第１機器と前記第２機器とのうち一方から他方への通信データが前記セキュリティ装置を介して送信され、前記判定部によって前記セキュリティ装置が正常でないと判定された場合には、前記一方から前記他方への通信データが前記セキュリティ装置を介さずバイパスして送信されるように経路を切り替える経路切替部と
を備える。

本開示では、セキュリティ装置が正常な場合には通信データがセキュリティ装置を介して送信され、セキュリティ装置が正常でない場合には通信データがセキュリティ装置を介さずバイパスして送信されるように経路が切り替えられる。これにより、セキュリティ装置が故障した場合にも第１機器と第２機器との間の通信を行うことが可能である。そのため、インライン接続されたセキュリティ装置を備えるネットワークシステムの可用性を高くすることができる。

実施の形態１に係るネットワークシステム１００の構成図。実施の形態１に係る経路制御装置１０の構成図。実施の形態１に係る設定データ３１の説明図。実施の形態１に係る基準信号データ３２の説明図。実施の形態１に係る経路制御装置１０の処理概要のフローチャート。実施の形態１に係るデータ取得処理（図５のステップＳ１）の説明図。実施の形態１に係る判定処理（ステップＳ２）及び経路切替処理（ステップＳ３）のフローチャート。実施の形態１に係る正常経路の説明図。実施の形態１に係るバイパス経路の説明図。実施の形態１に係る１００ＢＡＳＥ－ＴＸを用いる場合のデータ変換の説明図。実施の形態１に係る信号列から基準信号データ３２を計算する方法の説明図。実施の形態１に係る部分信号列と基準信号データ３２との相関係数Ｃを計算する方法の説明図。実施の形態１に係る部分信号列と基準信号データ３２との相関係数Ｃを計算する方法の説明図。実施の形態１に係る部分信号列と基準信号データ３２との相関係数Ｃを計算する方法の説明図。変形例１に係る経路制御装置１０の構成図。変形例２に係る経路制御装置１０の構成図。

実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１を参照して、実施の形態１に係るネットワークシステム１００の構成を説明する。
ネットワークシステム１００は、経路制御装置１０と、第１機器５１と、第２機器５２と、セキュリティ装置５３とを備える。経路制御装置１０は、第１機器５１と第２機器５２とセキュリティ装置５３と伝送路６０を介して接続されている。言い換えると、第１機器５１と第２機器５２との間に、セキュリティ装置５３が経路制御装置１０を介してインライン接続されている。

経路制御装置１０は、第１機器と第２機器との間にインライン接続されたセキュリティ装置をバイパス可能にするためのコンピュータである。第１機器５１及び第２機器５２は、ハブ及びスイッチといったネットワーク機器である。また、第１機器５１及び第２機器５２は、ネットワーク機器ではなく、ＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）といったコンピュータ、又は、センサといったＩｏＴ機器であってもよい。セキュリティ装置５３は、第１機器と第２機器との間の通信データを監視して、不正な通信データの検知等を行うコンピュータである。

図２を参照して、実施の形態１に係る経路制御装置１０の構成を説明する。
経路制御装置１０は、コンピュータである。
経路制御装置１０は、プロセッサ１１と、記憶装置１２と、入出力インタフェース１３Ａ，１３Ｂと、分配器１４Ａ，１４Ｂと、Ａ／Ｄコンバータ１５Ａ，１５Ｂと、切替スイッチ１６Ａ，１６Ｂとのハードウェアを備える。プロセッサ１１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

プロセッサ１１は、プロセッシングを行うＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ１１は、具体例としては、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）である。

記憶装置１２は、データを記憶する記憶装置である。記憶装置１２は、具体例としては、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋ
Ｄｒｉｖｅ）である。記憶装置１２は、ＳＤ（登録商標，ＳｅｃｕｒｅＤｉｇｉｔａｌ）メモリカード、ＣＦ（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ，登録商標）、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）といった可搬記録媒体であってもよい。

入出力インタフェース１３Ａ，１３Ｂは、外部の装置と通信するためのインタフェースである。入出力インタフェース１３Ａ，１３Ｂは、具体例としては、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）のポートである。

分配器１４Ａ，１４Ｂは、入力されたデータを複製して出力する装置である。分配器１４Ａ，１４Ｂは、入出力インタフェース１３Ａ，１３Ｂから入力されたデータを切替スイッチ１６Ａ，１６Ｂに出力するとともに、入出力インタフェース１３Ａ，１３Ｂから入力されたデータを複製してＡ／Ｄコンバータ１５Ａ，１５Ｂに出力する。

Ａ／Ｄコンバータ１５Ａ，１５Ｂは、アナログ信号をデジタル信号に変換する装置である。Ａ／Ｄコンバータ１５Ａ，１５Ｂは、分配器１４Ａ，１４Ｂによって出力されたアナログデータをデジタルデータに変換して、プロセッサ１１に出力する。

切替スイッチ１６Ａ，１６Ｂは、プロセッサ１１の制御に従い経路を切り替える装置である。切替スイッチ１６Ａ，１６Ｂは、切替スイッチ１６Ａと分配器１４Ａとが接続されるとともに、切替スイッチ１６Ｂと分配器１４Ｂとが接続された正常経路と、切替スイッチ１６Ａと切替スイッチ１６Ｂとが接続されたバイパス経路とを切り替える。

経路制御装置１０は、機能構成要素として、データ取得部２１と、判定部２２と、経路切替部２３とを備える。経路制御装置１０の各機能構成要素の機能はソフトウェアにより実現される。
記憶装置１２には、経路制御装置１０の各機能構成要素の機能を実現するプログラムが格納されている。このプログラムは、プロセッサ１１により読み込まれ、プロセッサ１１によって実行される。これにより、経路制御装置１０の各機能構成要素の機能が実現される。

記憶装置１２には、設定データ３１と、基準信号データ３２とが記憶されている。

図２では、プロセッサ１１は、１つだけ示されていた。しかし、プロセッサ１１は、複数であってもよく、複数のプロセッサ１１が、各機能を実現するプログラムを連携して実行してもよい。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図３から図１１を参照して、実施の形態１に係る経路制御装置１０の動作を説明する。
実施の形態１に係る経路制御装置１０の動作手順は、実施の形態１に係る経路制御方法に相当する。また、実施の形態１に係る経路制御装置１０の動作を実現するプログラムは、実施の形態１に係る経路制御プログラムに相当する。

図３を参照して、実施の形態１に係る設定データ３１を説明する。
設定データ３１は、相関係数の閾値と、故障判定までの間隔との２つの設定それぞれについての設定値を含む。図３では、相関係数の閾値は、設定値として値ｔｈが設定されている。図３では、故障判定までの間隔は、設定値として基準時間ｘが設定されている。

図４を参照して、実施の形態１に係る基準信号データ３２を説明する。
基準信号データ３２は、時刻毎に計算値が設定されている。図４では、時刻ｔ_１から時刻ｔ_ｎまでのｎ個の時刻それぞれについての計算値Ｍ_１，．．．Ｍ_ｎが設定されている。

ここでは、セキュリティ装置５３から一定期間内に少なくとも１度は、決まった形の信号列である基準信号列が送信されることを前提としている。この一定期間あるいは、一定期間よりも少し長い時間が、故障判定までの間隔である基準時間ｘになる。基準信号列は、どのような信号列でも構わないが、例えばＡＲＰ（ＡｄｄｒｅｓｓＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）リクエストのように定期的に送信される信号列である。基準信号データ３２は、基準信号列から計算される。基準信号列は、ネットワークシステム１００の管理者等によって指定される、あるいは、セキュリティ装置５３の機種等に応じて決定される。
基準信号列から基準信号データ３２を計算する方法については後述する。

図５を参照して、実施の形態１に係る経路制御装置１０の処理概要を説明する。
図５の処理の前提として、セキュリティ装置５３からは信号が順次送信されているものとする。セキュリティ装置５３から第１機器５１へ向けて送信された信号は、入出力インタフェース１３Ａから分配器１４Ａに出力され、分配器１４Ａで複製され、Ａ／Ｄコンバータ１５Ａでアナログデータからデジタルデータに変換されて、プロセッサ１１に出力される。セキュリティ装置５３から第２機器５２へ向けて送信された信号は、入出力インタフェース１３Ｂから分配器１４Ｂに出力され、分配器１４Ｂで複製され、Ａ／Ｄコンバータ１５Ｂでアナログデータからデジタルデータに変換されて、プロセッサ１１に出力される。

（ステップＳ１：データ取得処理）
データ取得部２１は、プロセッサ１１に出力されたデジタルデータである送信信号列を取得する。データ取得部２１は、送信信号列を構成する部分信号列を切り出す。データ取得部２１は、基準信号データ３２と同じｎ個の信号値からなる部分信号列を切り出す。例えば、図６に示すように、データ取得部２１は、１個ずつ信号値をずらしながら、ｎ個の信号値の列を部分信号列として切り出す。そして、データ取得部２１は、切り出された部分信号列を順に判定部２２に与える。

（ステップＳ２：判定処理）
判定部２２は、セキュリティ装置５３から取得された送信信号列に基づき、セキュリティ装置５３が正常か否かを判定する。
具体的には、判定部２２は、基準時間にセキュリティ装置５３から送信された送信信号列から切り出された部分信号列に、基準信号列が含まれる場合に、セキュリティ装置５３が正常であると判定する。一方、判定部２２は、基準時間にセキュリティ装置５３から送信された送信信号列から切り出された部分信号列に、基準信号列が含まれない場合に、セキュリティ装置５３が正常でないと判定する。

（ステップＳ３：経路切替処理）
経路切替部２３は、セキュリティ装置５３が正常と判定された場合には、第１機器５１と第２機器５２との一方から他方への通信データがセキュリティ装置５３を介して送信され、セキュリティ装置５３が正常でないと判定された場合には、第１機器５１と第２機器５２との一方から他方への通信データがセキュリティ装置５３を介さずバイパスして送信されるように経路を切り替える。

図７を参照して、実施の形態１に係る判定処理（ステップＳ２）及び経路切替処理（ステップＳ３）を説明する。
ステップＳ１０１からステップＳ１０４の処理と、ステップＳ１０６からステップＳ１０８の処理と、ステップＳ１１０の処理とが判定処理に相当する。ステップＳ１０５の処理とステップＳ１０９の処理とが経路切替処理に相当する。

（ステップＳ１０１：リセット処理）
判定部２２は、タイマーを０にリセットする。

（ステップＳ１０２：相関計算処理）
判定部２２は、未処理の部分信号列を取得する。そして、判定部２２は、取得された部分信号列と、基準信号データ３２との相関係数Ｃを計算する。部分信号列と基準信号データ３２との相関係数Ｃを計算する方法については後述する。

（ステップＳ１０３：閾値判定処理）
判定部２２は、ステップＳ１０２で計算された相関係数Ｃが、設定データ３１が示す相関係数の閾値ｔｈを超えたか否かを判定する。
判定部２２は、相関係数Ｃが閾値ｔｈを超えた場合には、処理をステップＳ１０４に進める。一方、判定部２２は、相関係数Ｃが閾値ｔｈを超えていない場合には、処理をステップＳ１０７に進める。

（ステップＳ１０４：第１状態判定処理）
判定部２２は、現在管理されているセキュリティ装置５３の状態が正常状態であったか否かを判定する。
判定部２２は、状態が正常状態であった場合には、処理をステップＳ１０１に戻す。一方、判定部２２は、状態が正常状態でなかった場合（ここでは、故障状態と呼ぶ）には、処理をステップＳ１０５に進める。

（ステップＳ１０５：第１経路切替処理）
経路切替部２３は、切替スイッチ１６Ａ及び切替スイッチ１６Ｂに対して正常切替信号を送信して、経路を正常経路に切り替える。
図８に示すように、正常経路は、第１機器５１から第２機器５２への通信データと、第２機器５２から第１機器５１への通信データとが、セキュリティ装置５３を介して送信される経路である。具体的には、切替スイッチ１６Ａは、分配器１４Ａ側のポートを開け、切替スイッチ１６Ｂ側のポートを閉じる。また、切替スイッチ１６Ｂは、分配器１４Ｂ側のポートを開け、切替スイッチ１６Ａ側のポートを閉じる。
これにより、第１機器５１から送信された通信データは、切替スイッチ１６Ａから分配器１４Ａ及び入出力インタフェース１３Ａを介してセキュリティ装置５３に送信される。そして、セキュリティ装置５３から、入出力インタフェース１３Ｂ及び分配器１４Ｂを介して、切替スイッチ１６Ｂから第２機器５２へ送信される。第２機器５２から送信された通信データは、切替スイッチ１６Ｂから分配器１４Ｂ及び入出力インタフェース１３Ｂを介してセキュリティ装置５３に送信される。そして、セキュリティ装置５３から、入出力インタフェース１３Ａ及び分配器１４Ａを介して、切替スイッチ１６Ａから第１機器５１へ送信される。

（ステップＳ１０６：第１状態切替処理）
経路切替部２３は、セキュリティ装置５３の状態を故障状態から正常状態に切り替える。

（ステップＳ１０７：第２状態判定処理）
判定部２２は、現在管理されているセキュリティ装置５３の状態が正常状態であったか否かを判定する。
判定部２２は、状態が正常状態であった場合には、処理をステップＳ１０８に進める。一方、判定部２２は、状態が故障状態であった場合には、処理をステップＳ１０２に戻す。

（ステップＳ１０８：タイマー判定処理）
判定部２２は、タイマーが示す時間が、設定データ３１が示す故障判定までの間隔である基準時間ｘを超えているか否かを判定する。
判定部２２は、タイマーが示す時間が基準時間ｘを超えている場合には、処理をステップＳ１０９に進める。一方、判定部２２は、タイマーが示す時間が基準時間ｘを超えていない場合には、処理をステップＳ１０２に戻す。

（ステップＳ１０９：第２経路切替処理）
経路切替部２３は、切替スイッチ１６Ａ及び切替スイッチ１６Ｂに対して故障切替信号を送信して、経路をバイパス経路に切り替える。
図９に示すように、バイパス経路は、第１機器５１から第２機器５２への通信データと、第２機器５２から第１機器５１への通信データとが、セキュリティ装置５３を介さずバイパスして送信される経路である。具体的には、切替スイッチ１６Ａは、分配器１４Ａ側のポートを閉じ、切替スイッチ１６Ｂ側のポートを開ける。また、切替スイッチ１６Ｂは、分配器１４Ｂ側のポートを閉じ、切替スイッチ１６Ａ側のポートを開ける。
これにより、第１機器５１から送信された通信データは、切替スイッチ１６Ａから切替スイッチ１６Ｂに送信され、切替スイッチ１６Ｂから第２機器５２に送信される。第２機器５２から送信された通信データは、切替スイッチ１６Ｂから切替スイッチ１６Ａに送信され、切替スイッチ１６Ａから第１機器５１に送信される。

（ステップＳ１１０：第２状態切替処理）
経路切替部２３は、セキュリティ装置５３の状態を正常状態から故障状態に切り替える。

図１０及び図１１を参照して、基準信号列から基準信号データ３２を計算する方法について説明する。
図１０では、１００ＢＡＳＥ－ＴＸを用いる場合が例として示されている。１００ＢＡＳＥ－ＴＸでは、任意のＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）フレームに対して、４Ｂ／５Ｂ符号化が行われ、次にスクランブルが行われ、次にパラレル／シリアル変換が行われ、次にＮＲＺＩ（ＮｏｎＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏＩｎｖｅｒｓｉｏｎ）符号化が行われ、次にＭＬＴ－３（ＭｕｌｔｉＬｅｖｅｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ－３）符号化が行われる。その後、波形変換が行われ、そして電気波形への変換が行われて送信される。このうち、図１０において枠で囲まれた４Ｂ／５Ｂ符号化からＭＬＴ－３符号化までは、１００ＢＡＳＥ－ＴＸの規格で定められており、１００ＢＡＳＥ－ＴＸを用いる場合には必ず同じ処理が行われる。したがって、ＭＡＣフレームのデータ系列が分かっていれば、波形変換の直前の出力値であるＭＬＴ－３符号化の出力値までは計算することが可能である。
図１０では、１００ＢＡＳＥ－ＴＸを例として示しているが、他の規格であっても、任意のデータ列から波形変換の直前の出力値を計算することが可能である。

ここでは、波形変換の直前の出力値である数値列を信号系列Ａ（ｍ）とする。ｍは正の整数である。また、図１１に示すように、信号系列を電気信号に変換する際の１つの値に対する時間間隔をＴ_ｂとし、経路制御装置１０のサンプリング周波数をｆ_ｓとする。ここで、サンプリング定理から、ｆ_ｓ＞２／Ｔ_ｂである。
図１１に示すように、ｉ番目のサンプリングを行った時刻ｉ／ｆ_ｓが、信号系列Ａ（ｍ）におけるｃ番目の時刻Ｔ_ｂ・ｃ以降、かつ、ｃ＋１番目の時刻Ｔ_ｂ・ｃ＋１前であるとする。この場合には、基準信号データ３２の計算値Ｍ_ｉは、信号系列Ａ（ｃ）になる。つまり、Ｍ_ｉ＝Ａ（ｃ）である。但し、Ｍ_０＝Ａ（０）であり、かつ、Ｔ_ｂ・ｃ≦ｉ／ｆ_ｓ＜Ｔ_ｂ・（ｃ＋１）である。

したがって、ＡＲＰリクエストのように基準信号データ３２の生成元とする信号列を決めることにより、信号系列Ａ（ｍ）を計算することができ、信号系列Ａ（ｍ）から時間間隔Ｔ_ｂ及びサンプリング周波数をｆ_ｓに基づき、ｉ＝１，．．．，ｎの各整数ｉについて基準信号データ３２の計算値Ｍ_ｉを計算することができる。

なお、図５のステップＳ１で用いられる送信信号列は、セキュリティ装置５３から出力された出力波形がサンプリング間隔１／ｆ_ｓ毎にサンプリングされて生成されている信号列である。Ａ／Ｄコンバータ１５Ａ又はＡ／Ｄコンバータ１５Ｂから出力された出力信号列が、サンプリング間隔１／ｆ_ｓ毎にサンプリングされた信号列であれば、出力信号列がそのまま送信信号列になる。Ａ／Ｄコンバータ１５Ａ又はＡ／Ｄコンバータ１５Ｂから出力された信号列が、サンプリング間隔１／ｆ_ｓ毎にサンプリングされた信号列でなければ、データ取得部２１によって出力信号列が、サンプリング間隔１／ｆ_ｓ毎にサンプリングされた信号列に変換され送信信号列にされる。

図１２から図１４を参照して、部分信号列と基準信号データ３２との相関係数Ｃを計算する方法について説明する。
ある数列ｘ，ｙについて、相関係数Ｃｏｒｒを、数１によって計算できる。

図１２に示すように、部分信号列が得られたとする。このとき、時間軸におけるメモリが各サンプリングポイントｉになり、各サンプリングポイントｉにおける部分信号列の値をＳａｍｐｌｅ（ｉ）と表す。ここでは、ｉは、時間軸の始点における値が０であり、１メモリ毎に１増加する。なお、図１２では、部分信号列はきれいな波形として表されているが、実際にはノイズ等の影響があり、きれいな波形にはならない。

図１３に示すように、判定部２２は、数列ｘにおける要素ｘ_０を、ｘ_０＝Ｓａｍｐｌｅ（０）のように設定する。ここで、元の信号系列を電気信号に変換した際の時間間隔Ｔ_ｂ分だけ離れたサンプリングポイントの数ｍは、サンプリング間隔が１／ｆ_ｓであることから、ｍ＝Ｔ_ｂｆ_ｓとなる。ここでは、小数点以下は切り捨てとする。判定部２２は、この数ｍを用いて、ｉ＝１，．．．，ｎの各整数ｉについての数列ｘにおける要素ｘ_ｉを、ｘ_ｉ＝Ｓａｍｐｌｅ（０＋ｉｍ）と定義する。
判定部２２は、数列ｙには、基準信号データ３２の値をそのまま対応させる。つまり、判定部２２は、ｙ_０＝Ｍ（０），ｙ_１＝Ｍ（１），．．．，ｙ_ｎ＝Ｍ（ｎ）とする。そして、数１により、数列ｘ，ｙの相関係数Ｃｏｒｒを計算して相関係数Ｃｏｒｒ（０）とする。

図１４に示すように、判定部２２は、数列ｘにおける要素ｘ_０を、ｘ_０＝Ｓａｍｐｌｅ（１）のように設定する。判定部２２は、ｉ＝１，．．．，ｎの各整数ｉについての数列ｘにおける要素ｘ_ｉを、ｘ_ｉ＝Ｓａｍｐｌｅ（１＋ｉｍ）と定義する。数列ｙは、相関係数Ｃｏｒｒ（０）を計算した際と同じである。そして、数１により、数列ｘ，ｙの相関係数Ｃｏｒｒを計算して相関係数Ｃｏｒｒ（１）とする。

同様に、判定部２２は、Ｌ≦ｍの範囲で、数列ｘにおける要素ｘ_０を、ｘ_０＝Ｓａｍｐｌｅ（Ｌ）のように設定し、要素ｘ_ｉを、ｘ_ｉ＝Ｓａｍｐｌｅ（Ｌ＋ｉｍ）と定義して、相関係数Ｃｏｒｒ（Ｌ）を計算する処理を繰り返す。そして、判定部２２は、Ｌ＝０，１，．．．の相関係数Ｃｏｒｒ（Ｌ）のうち最大値Ｍａｘ（Ｃｏｒｒ）を相関係数Ｃとする。

＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
以上のように、実施の形態１に係る経路制御装置１０は、セキュリティ装置５３が正常と判定された場合には、第１機器５１から第２機器５２への通信データがセキュリティ装置５３を介して送信され、セキュリティ装置５３が正常でないと判定された場合には、第１機器５１から第２機器５２への通信データがセキュリティ装置５３を介さずバイパスして送信されるように経路を切り替える。
これにより、セキュリティ装置５３が故障した場合であっても、第１機器５１と第２機器５２との通信を継続することが可能である。そのため、インライン接続されたセキュリティ装置５３を備えるネットワークシステム１００の可用性を高くすることが可能である。

また、実施の形態１に係る経路制御装置１０は、物理的に経路を切り替える構成である。そのため、経路制御装置１０の電源が入らない状態になる等しても、第１機器５１と第２機器５２との間の通信を切れないように構成することが可能である。したがって、経路制御装置１０を導入することによる可用性の低下を抑えることが可能である。
経路制御装置１０の電源が入らない状態になった場合に、第１機器５１と第２機器５２との間の通信が切れないように構成することについて補足する。図２に示すように、第１機器５１からセキュリティ装置５３までを繋ぐ経路制御装置１０における経路には、入出力インタフェース１３Ａと分配器１４Ａと切替スイッチ１６Ａとの機器が存在する。これらの機器については、経路制御装置１０の電源が入っていなくても、通信データが通るように構成することは可能である。つまり、あたかも入出力インタフェース１３Ａから切替スイッチ１６Ａまでがケーブルで接続されているように構成することが可能である。第２機器５２からセキュリティ装置５３までを繋ぐ経路制御装置１０における経路についても同様である。したがって、経路制御装置１０の電源が入らない状態になったとしても、第１機器５１と第２機器５２との間の通信を切れないように構成することは可能である。

また、実施の形態１に係る経路制御装置１０は、送信信号列の電気的な波形に基づき、セキュリティ装置５３が正常か否かを判定している。そのため、セキュリティ装置５３で用いる通信フレームに関する処理と、セキュリティ装置５３で採用している通信プロトコルに関する処理とを経路制御装置１０が行う必要がない。したがって、経路制御装置１０にはセキュリティ装置５３に応じた処理を実装する必要がなく、経路制御装置１０を容易に導入することが可能である。

また、実施の形態１に係る経路制御装置１０は、送信信号列と基準信号データ３２との相関係数を計算することにより、セキュリティ装置５３が正常か否かを判定している。
相関係数を計算する方法は、送信信号列の電圧レベルを検知する方法等と比べると、誤判定が起こりづらい。送信信号列の電圧レベルを検知する方法の場合には、判断基準となる電圧が予期せぬ信号により発生すること等があり得るため、誤判定が起こる可能性がある。しかし、ある程度の長さの信号間の相関係数を計算すれば、誤判定を起こりにくくすることが可能である。
また、相関係数を計算する方法であれば、基準信号データ３２の生成元となる信号列を変更するといった拡張を行うことも可能である。

なお、実施の形態１に係る経路制御装置１０は、電源又は回路の故障といったハードウェアの異常により、セキュリティ装置５３が電気信号を出力できなくなった場合については、セキュリティ装置５３の故障として適切に検知することができる。しかし、実施の形態１に係る経路制御装置１０は、ソフトウェアのバグ等により、セキュリティ装置５３が正常とは異なる振る舞いをしているが、基準信号データ３２の生成元となった信号列は出力されている場合については、セキュリティ装置５３の故障として検知することができない。

また、実施の形態１に係る経路制御装置１０は、物理的にセキュリティ装置５３からの電気信号が遮断され、通信が途切れるような状態についても、セキュリティ装置５３の故障として検知する。同様に、実施の形態１に係る経路制御装置１０は、セキュリティ装置５３の振る舞いの異常ではなく、物理的にセキュリティ装置５３との間の通信路が遮断され、信号が止まってしまうような状態についても、セキュリティ装置５３の故障として検知する。

＊＊＊他の構成＊＊＊
＜変形例１＞
経路制御装置１０は、セキュリティ装置５３が正常でないと判定された場合に、ネットワークシステム１００の管理者の端末といった指定端末に、セキュリティ装置５３が正常でないと判定されたことを通知してもよい。
この場合には、図１５に示すように、経路制御装置１０は、機能構成要素として、通知部２４を備える。通知部２４は、図７のステップＳ１１０で正常状態から故障状態に切り替えられた際、指定端末にセキュリティ装置５３が正常でないと判定されたことを通知する。

＜変形例２＞
実施の形態１では、各機能構成要素がソフトウェアで実現された。しかし、変形例２として、各機能構成要素はハードウェアで実現されてもよい。この変形例２について、実施の形態１と異なる点を説明する。

図１６を参照して、変形例２に係る経路制御装置１０の構成を説明する。
各機能構成要素がハードウェアで実現される場合には、経路制御装置１０は、プロセッサ１１に代えて、電子回路１７を備える。電子回路１７は、各機能構成要素の機能を実現する専用の回路である。

電子回路１７としては、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ（ＧａｔｅＡｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）が想定される。
各機能構成要素を１つの電子回路１７で実現してもよいし、各機能構成要素を複数の電子回路１７に分散させて実現してもよい。

＜変形例３＞
変形例３として、一部の各機能構成要素がハードウェアで実現され、他の各機能構成要素がソフトウェアで実現されてもよい。

プロセッサ１１と電子回路１７とを処理回路という。つまり、各機能構成要素の機能は、処理回路により実現される。

なお、以上の説明における「部」を、「回路」、「工程」、「手順」、「処理」又は「処理回路」に読み替えてもよい。

以上、本開示の実施の形態及び変形例について説明した。これらの実施の形態及び変形例のうち、いくつかを組み合わせて実施してもよい。また、いずれか１つ又はいくつかを部分的に実施してもよい。なお、本開示は、以上の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１００ネットワークシステム、１０経路制御装置、１１プロセッサ、１２記憶装置、１３入出力インタフェース、１４分配器、１５Ａ／Ｄコンバータ、１６切替スイッチ、１７電子回路、２１データ取得部、２２判定部、２３経路切替部、２４通知部、３１設定データ、３２基準信号データ、５１第１機器、５２第２機器、５３セキュリティ装置、６０伝送路。

Claims

第１機器と第２機器との間にインライン接続されるセキュリティ装置をバイパス可能にする経路制御装置であり、
前記セキュリティ装置から取得された信号に基づき、前記セキュリティ装置が正常か否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記セキュリティ装置が正常と判定された場合には、前記第１機器と前記第２機器とのうち一方から他方への通信データが前記セキュリティ装置を介して送信され、前記判定部によって前記セキュリティ装置が正常でないと判定された場合には、前記一方から前記他方への通信データが前記セキュリティ装置を介さずバイパスして送信されるように経路を切り替える経路切替部と
を備える経路制御装置。
前記判定部は、基準時間に前記セキュリティ装置から送信された送信信号列に、基準信号列が含まれる場合に、前記セキュリティ装置が正常であると判定し、前記基準時間に前記セキュリティ装置から送信された送信信号列に、前記基準信号列が含まれない場合に、前記セキュリティ装置が正常でないと判定する
請求項１に記載の経路制御装置。
前記判定部は、前記送信信号列を構成する１つ以上の部分信号列それぞれを対象の部分信号列として、前記対象の部分信号列と、前記基準信号列との相関係数を計算して、少なくともいずれかの部分信号列についての相関係数が閾値を超える場合に、前記送信信号列に前記基準信号列が含まれると判定する
請求項２に記載の経路制御装置。
前記経路制御装置は、前記第１機器と前記第２機器と前記セキュリティ装置との間に接続される
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の経路制御装置。
前記経路制御装置は、さらに、
前記セキュリティ装置が正常でないと判定された場合に、指定端末に通知する通知部
を備える請求項１から４までのいずれか１項に記載の経路制御装置。
第１機器と第２機器との間にインライン接続されるセキュリティ装置をバイパス可能にする経路制御方法であり、
前記セキュリティ装置から取得された信号に基づき、前記セキュリティ装置が正常か否かを判定し、
前記セキュリティ装置が正常と判定された場合には、前記第１機器と前記第２機器とのうち一方から他方への通信データが前記セキュリティ装置を介して送信され、前記セキュリティ装置が正常でないと判定された場合には、前記一方から前記他方への通信データが前記セキュリティ装置を介さずバイパスして送信されるように経路を切り替える経路制御方法。
第１機器と第２機器との間にインライン接続されるセキュリティ装置をバイパス可能にする経路制御プログラムであり、
前記セキュリティ装置から取得された信号に基づき、前記セキュリティ装置が正常か否かを判定する判定処理と、
前記判定処理によって前記セキュリティ装置が正常と判定された場合には、前記第１機器と前記第２機器とのうち一方から他方への通信データが前記セキュリティ装置を介して送信され、前記判定処理によって前記セキュリティ装置が正常でないと判定された場合には、前記一方から前記他方への通信データが前記セキュリティ装置を介さずバイパスして送信されるように経路を切り替える経路切替処理と
を行う経路制御装置としてコンピュータを機能させる経路制御プログラム。