JP2568054B2 - キーを配布および確認するための方法並びにネットワーク・システム - Google Patents

キーを配布および確認するための方法並びにネットワーク・システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、データ通信ネットワー
クにおけるキーの配布および確認（authentication）、
より詳細には無線ＬＡＮ型のネットワークにおけるキー
の確認に関する。
【０００２】従来型のデータ通信ネットワークは、１つ
のホスト局またはネットワーク・マネージャを含み、ホ
スト局は、１つまたはいくつかのノード局を含むネット
ワークに接続されることによってネットワーク制御を提
供し、ノード局は遠隔端末局からのトラフィックまたは
遠隔端末局へのトラフィックを集中して管理する。原理
的には、いくつかの端末局が各ノード局に接続されて、
セルと呼ばれるサブネットワークを提供する。
【０００３】本発明においてより詳細に検討するそのよ
うなネットワークの１つは、無線ローカル・エリア・ネ
ットワーク（ＬＡＮ）と定義される。以下の記述におい
て詳細に開示するそのようなネットワークは、有線ＬＡ
Ｎ回路網を介してホスト（またはネットワーク）・マネ
ージャ（本明細書ではまた無線マネージャとも呼ぶ）に
接続された基地局との無線リンクを介して個々のノード
または基地局に接続された遠隔局を含む。
【０００４】しかし、ネットワーク・アーキテクチャに
関係なく、このシステムはエンド・ユーザおよびネット
ワーク構成要素に関連する通信および動作の安全保護に
対する脅威を高めるので、データ・トラフィックを保護
しなければならない。
【０００５】この問題はすでに、データ通信産業部門で
は特別な注意を払われている。実際に安全保護は不可欠
なものであり、顧客は、顧客自体の要件またはネットワ
ークの機能特性を定義する際に必ずこの特徴を加える。
そのようなネットワークにおいては、データ流れが、顧
客の会社の運営、例えば、資金繰り、価格、ネットワー
ク内の通信、会社の顧客からの要求などに関係する、機
密性の高い私的情報を伝えることを思い起こせば、この
問題に対する彼等の懸念が容易に理解できよう。
【０００６】そのようなネットワークにおいて安全保護
を実現するための１つの極めて重要な機能は、通信当事
者間でのメッセージ交換を高い信頼性で確認するための
機構である。これは、安全に配布することが必要なセッ
ション・キーの確立を伴うものである。
【０００７】そのような１つのシステムは、Ｓ．Ｐ．ミ
ラー(Miller)、Ｂ．Ｃ．ニューマン（Newman）、Ｊ．
Ｉ．シラー(Schiller)およびＪ．Ｈ．サルツァー（Salt
zer)の論文"Kerberos Authentication and Authorizati
on System"M.I.T. Project Athena、米国マサチュセッ
ツ州Cambridge（１９８７年１２月刊）に記載されてい
る。そこで提案されたシステムは、物理的保護および同
期動作の使用を必要とする。しかしこれは、ネットワー
クの構築に対する顧客自体の関わりを最小に留めたいと
望む非専門顧客用に作られた私用ネットワークを対象と
するときは、面倒で負担が重い。その上、ネットワーク
の最初のコストが増し、したがって提案されたネットワ
ーク設置の市場競争力が低下する。他の手法は、いわゆ
る公開キー暗号演算を使用するものであるが、計算費用
が高価になり、局の初期設定前にすべての公開キーと私
用キー（秘密キー）の対を計算してキー配布センタに記
憶しておく必要がある。
【０００８】場合によっては、公開キーは、扱いが難し
く費用のかかる安全保護運搬員を使って、ネットワーク
に接続されているすべての局に提供されることもある。
【０００９】別の手法では、宛先に出荷する前に、各局
を安全な中央操作室で初期設定しておく必要がある。こ
れも、特に顧客がそれを行わなけばならない場合は、費
用のかかるプロセスである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的は、安
全でないネットワーク環境において安全であり、かつ専
門家でないユーザにも簡単に操作できる、キー確認の方
法およびシステムを提供することである。本発明の他の
目的は、無線通信を有線ＬＡＮと結合するいわゆる無線
ＬＡＮネットワーク用のそのような方法を提供すること
である。
【００１１】本発明の他の目的は、無線ＬＡＮ遠隔局お
よび基地局の確認手順で必要とされる私用キーを配布す
る方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、データ
通信ネットワーク（例えば、無線ＬＡＮ型のネットワー
ク）において、安全なキーの配布および確認を行う方法
が提供される。
【００１３】ネットワークは、ＬＡＮ有線回路を介して
１つまたは複数の基地局に接続されたネットワーク・マ
ネージャを含む。個々の遠隔局は、設置された基地局に
無線接続される。
【００１４】そのようなネットワークにおいて安全保護
を実現するための１つの極めて重要な機能は、通信当事
者間でのメッセージ交換を高い信頼性で確認するための
機構である。これは、ネットワーク構成要素に安全に配
布する必要のあるセッション・キーの確立を伴うもので
ある。本発明によって、ネットワーク設定中のキーの配
布および確認のための独創的で安全な方法が提供され
る。この方法は、第１の導入（install：インストー
ル）された基地局を使ってネットワーク・キーおよびバ
ックボーン・キーを生成する段階と、このネットワーク
・キーの通信を避けながら、第１の導入された基地局を
使って後続の遠隔局または別の基地局を設置する段階と
を含む。
【００１５】本発明の上記その他の特徴、目的および利
点は、添付の図面に関して行われる以下の説明からさら
に明らかになるであろう。
【００１６】
【実施例】以下の説明は、いわゆる無線ＬＡＮに関す
る。
【００１７】しかしながら、本発明で要求される特性に
関してここで詳細に述べる無線ＬＡＮは、限定的なもの
と見なすべきではないことをよく理解されたい。例え
ば、本発明は明らかに、無線であれ有線であれ異なる種
類のネットワーク・アーキテクチャにも適用されること
を理解されたい。
【００１８】しかし、単に説明を簡単にしかつ本発明の
概念を明確に定義するために、以下の説明では、添付の
図面に表されたトポロジーに従って行われる最良の実施
態様について述べる。
【００１９】まず最初に、図１に示したような、２段の
階層ネットワーク構造を有する無線ＬＡＮトポロジを検
討する。通信ネットワークによってカバーされる地理領
域全体はセルに分けられる。各セルには、基地局１、２
などが関連しており、それらの基地局は、バックボーン
・ネットワークに接続され、無線チャネルを介して１つ
の基地局と個別に通信する多数の遠隔（移動）局３、
４、５、６、７へのアクセス・ポイントまたは中継局と
して働く。遠隔局の数は常に変動し、ネットワークから
離れるものもあればネットワークに接続されるものもあ
る。また、個々の移動局は複数の基地局のうちのいずれ
かを介してネットワークへのアクセスを得ることができ
るので、個々のセルの地理形状は変化しうる。
【００２０】一般に移動局は、ネットワークへのアクセ
スを得るために基地局のうちの１つに登録される。移動
局と他のエンティティとの間のすべての通信は、その後
は登録された基地局によって扱われる。
【００２１】例えば、いくつかのオフィスビルからなる
企業の構内の環境を考えることができる。ビルは、有線
ＬＡＮ（例えば、イーサネット／トークン・リング）な
どのバックボーン・ネットワークを介して接続されたセ
ルに分割される。限られた範囲内で室内と屋外のどちら
でも動作できる携帯用コンピュータ端末などの移動局
が、無線リンクを使ってバックボーン・ネットワーク上
の基地局にアクセスする。各基地局は、そのセル内の１
組の移動局を制御する。
【００２２】本発明の好ましい実施例で検討するよう
な、無線リンクおよびバックボーンＬＡＮを有する２レ
ベル・セルラ・アーキテクチャはいくつかの利点をもた
らす。例えば、ある距離だけ離れた非重複セルは、いか
なる干渉もなしに独立した伝送アクセス・チャネルを有
することができる。したがって、システムの性能を著し
く高めることができる。更に、各セルを独立して動作さ
せることができるので、無線アクセス・チャネル用の信
号送出／アクセス・プロトコルなどの管理機能が大幅に
簡略化できる。しかしこのアーキテクチャは、以下の説
明で明らかになるように、決して本発明の範囲を限定す
るものと解釈すべきではなく、例えば、より多くのレベ
ルを利用するものなど他のアーキテクチャにも適用でき
ることは明らかである。基地局自体は、実際には無線Ｌ
ＡＮセルとＬＡＮバックボーンの間の、したがってネッ
トワーク・ステーションまたはホスト装置へのルータま
たはブリッジである。したがって図２に示したように、
完全なネットワークは、ネットワーク全体を管理するた
めのネットワーク・ステーションをも含む。前記ネット
ワーク・マネージャを、以下では無線マネージャと呼
ぶ。
【００２３】遠隔局（ＲＳ）と基地局（ＢＳ）の間の通
信は、それぞれアダプタ機能を実行するためのセル制御
装置（ＣＣ）、またはより一般的にはソフトウェアで実
施される手段を含む、アダプタ装置を介して行われる。
また、各基地局は無線制御エージェント（ＷＣＡ）機能
を備え、一方ネットワーク・ステーションは無線マネー
ジャ（ＷＭ）機能を備える。各基地局とネットワーク・
ステーションはそれぞれ、アダプタ内にデータ・ベース
機能とＲＯＭ機能を含む記憶装置（ＤＢ）を備える。
【００２４】これらの装置の動作の説明は、ここでは本
発明における単なる例示にすぎない。
【００２５】本発明の目的は、特にネットワークの導入
中に、ある局が誰か他の人の識別を不法使用しないよう
に検査するための確認プロセスを実行可能にすることで
ある。それは、遠隔局アダプタと、それに対応する基地
局アダプタとの間で実行され、次に基地局と、無線マネ
ージャまたはより一般的にはネットワーク・マネージャ
（ＷＭ）との間で実行される。
【００２６】所与の顧客のためのネットワーク導入の際
に、まず最初にネットワーク・マネージャが導入され
る。しかし確認プロセスにより、最初に基地局が導入さ
れ、次に個々の遠隔局が導入され、システムはさらに、
第２の基地局（それが存在する場合）の確認を行い、他
の遠隔局の確認を行い、以下同様に続ける。
【００２７】図３と図４に、本発明の確認キーの配布方
法の全体的フローチャートが示されている。最上行に
は、確認動作と関係する記憶位置およびネットワークの
サブシステム、すなわちネットワーク・マネージャ（無
線マネージャ）、第１の基地局、（移動）遠隔局および
他の基地局（それが存在する場合）が示されている。さ
らに、フローチャートには、様々なネットワーク構成要
素の製造中に何らかの動作が行われることが示されてい
る。例えば、製造の段階で、共通キーＫｍ（製造された
すべてのアダプタで同じ）が、アダプタのプログラム可
能読取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）内に隠蔽される。ま
た、固有の識別子、いわゆる汎用管理（出荷時設定）媒
体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス（ＵＡ）も、アダプ
タのＰＲＯＭに記憶される。このアドレスはアダプタに
固有である。これは、製造者に提供される特定データの
関数としてもよい（例えば、ＩＥＥＥ提供の識別子（Ｉ
ＥＥＥアドレス範囲））。
【００２８】これらのアダプタを使用してＫｍキーとＵ
Ａパラメータを運ぶことにより、第１の基地アダプタ上
で確認キーの初期設定（導入）動作の実行を開始するこ
とができる（図３の段階１０と１１を参照）。この処理
は、第１の基地局内で予備キーＫ１を導入する段階（段
階１２）を含み、次に第１の基地アダプタは、所定の論
理関数を使って、予備キーＫ１からネットワーク・キー
Ｋｎｅｔおよびバックボーン・キーＫｂを生成するよう
にトリガされる（段階１３）。このバックボーン・キー
Ｋｂは、無線（ネットワーク）マネージャに送られ、無
線マネージャはそのキーを隠蔽記憶位置に記憶する（段
階１４と１５）。
【００２９】次に処理は、導入済みの基地局に接続され
る移動遠隔局の導入、またはさらに他の基地局の導入に
進む。
【００３０】遠隔局の導入に従って、システムは遠隔局
アダプタＰＲＯＭ内に記憶されている汎用アドレス（Ｕ
Ａ）の読取りを始め（段階１６）、予め定義された何ら
かの方法で、当該の遠隔局のｎａｍｅ（名前）を選ぶ
（段階１７）。実際には、当該の遠隔局ＲＳのユーザ
は、従来どおり診断プログラムと言われるアダプタと共
に供給されるプログラムを実行し、これにより記憶され
たＵＡデータの表示がトリガされる。遠隔移動局の名前
およびアドレス標識は、例えば対応する操作員への電話
またはその他の任意の書面または口頭の手段によって、
ネットワーク・マネージャＷＭに転送される（段階１
８）。ネットワーク・マネージャは、導入済みの（本実
施態様では、第１の基地局あるいは導入済みでまだ活動
状態の任意のネットワーク基地局と関係する）基地局に
関する記憶データを調べ、例えば導入された有線ＬＡＮ
回路を介して、受け取った移動局のＵＡアドレスとｎａ
ｍｅ情報を基地局に提供する。アダプタ基地局は、暗号
化キーとしてＫｎｅｔを使ってｎａｍｅを暗号化して、
実際にはＥ（Ｋｎｅｔ、ｎａｍｅ）を意味するＫｎｅｔ
（ｎａｍｅ）を得る。ここで、Ｅ（ｘ）は暗号化関数で
あり、Ｋｎｅｔは暗号化キーとして使われ、ｎａｍｅは
暗号化されたデータである。本明細書では、この表記法
を以下のテキスト全体で使用する。また、第１の基地局
アダプタは、パラメータＫｎｅｔ（ｎａｍｅ）、ＵＡお
よびＫｍを使用し予め定義された論理関数を使って、新
しい名前パラメータ、いわゆるｎａｍｅ'を生成し（段
階２０）、次に、安全なプロトコルを使用してｎａｍ
ｅ'を無線マネージャを介して移動遠隔局アダプタに送
る（段階２１）。言い換えると、ｎａｍｅ'は、遠隔局
に提供され、Ｋｎｅｔ（ｎａｍｅ）を平文で通信するこ
とを回避するパスワードとして働く。対応する基地局内
で適用される論理関数を知っている移動遠隔局は、ｎａ
ｍｅ'からＫｎｅｔを抽出し（段階２２）、それを何ら
かの保護されたメモリに安全な形で記憶する（段階２
３）。
【００３１】追加の基地局（第２の基地局ないし「他
の」基地局）を導入する場合にも、ｎａｍｅ（名前）デ
ータを必要としない点を除き、同様の手法が使用され
る。
【００３２】アダプタのハードウェアが導入されると、
新しい基地局の操作員は従来の診断プログラムを使って
そのＵＡアドレスを検索する（段階２４）。操作員は、
基地局を構成する前に、このアドレス（ＵＡ）をネット
ワーク・マネージャ位置にいるネットワーク管理者に提
供する（段階２５）。ネットワークまたはいわゆる無線
マネージャは、すでに導入された基地局（例えば第１の
基地局）を探索し、その基地局に前記ＵＡパラメータを
提供する（段階２６）。導入済みの基地局は、Ｋｎｅ
ｔ、ＵＡおよびＫｍの関数として、新しい基地局専用の
ネットワーク・キーの見掛上の値すなわちＫｎｅｔ'を
計算し（段階２７）、予め定義された安全な（確認済み
の）プロトコルを使ってそれをネットワーク・マネージ
ャに送る。Ｋｎｅｔ'パラメータは、導入済みの目標基
地局のアダプタに提供される。
【００３３】場合によっては、無線マネージャ機能を第
１の基地局に導入してネットワークを簡略化することが
できる。したがって、これによりさらに安全保護データ
をＬＡＮバックボーン上で移送することが回避できる。
その場合、ネットワーク・キーは、従来どおり導入され
た構成メニューを介して第１の基地局に入力される。
【００３４】どのような場合にも、新しい基地局は受け
取ったＫｎｅｔ'からＫｎｅｔを抽出し（段階２９）、
それを基地局アダプタ・メモリに安全な形で導入する
（段階３０）。
【００３５】したがって、できるだけ多量の機密データ
を平文で転送する必要がないようにすることによって、
確認プロセスをできるだけ安全に行うことができる。
【００３６】第１の基地局の導入手順のより詳細な情報
を、図５および図６に示す。
【００３７】実際には、ネットワーク・マネージャが第
１の基地局の導入要求を受け取ると動作が始まる（段階
３５）。次に、既知の任意の種類の乱数発生器がトリガ
されて、予備キーＫ１を計算し（段階３６）、そのＫ１
をＬＡＮ有線回路を介して基地局に送る（段階３７）。
Ｋ１を受け取ると、ネットワーク・キーＫｎｅｔの生成
がトリガされる（段階３９）。例えば、これは、Ｋｎｅ
ｔを単に乱数として生成する従来の乱数発生器によって
行うことができる。ネットワーク全体に同じＫｎｅｔが
使用される。また基地局は、ＬＡＮバックボーン上を流
れる安全保護メッセージを暗号化するために使用される
バックボーン・キー（Ｋｂ）を計算する。Ｋｂは、Ｋｎ
ｅｔから得られる。続いて、無線マネージャ（ネットワ
ーク・マネージャ）がトリガされて、第２の基地局また
は遠隔局の設置に使用されるＫｂ検索処理を開始する
（段階４０）。そのために、無線マネージャは第１のメ
ッセージ（ＡＵＴＨ１）を基地局に送る。基地局は、前
記メッセージを受け取ると、乱数Ｎ１を生成し（段階４
１）、それを戻りメッセージ（ＡＵＴＨ２）によって無
線マネージャに送る（段階４２）。無線マネージャはＮ
１を記憶し、数Ｎ２をランダムに生成する（段階４３と
４４）。次にネットワーク・マネージャは、ＩＥＥＥ J
ournal on Selected Areas in Communications、１９９
３年６月、第１１巻、Ｎｏ５、ｐｐ．６７９−６９３に
所載のＲ．バード（Bird)他の論文に記載されたものと
類似の方法で、確認要求メッセージの生成を開始する。
このメッセージは、
【数１】 の結果をパラメータとして含む。
【００３８】より詳細には、ネットワーク・マネージャ
はキーＫ１によるＮ１の暗号化を開始し、Ｎ２によって
記号
【数２】 で表される排他的ＯＲ（ＸＯＲ）論理関数を実行し、そ
の結果をＫ１によって暗号化し、続いてパラメータＷ
Ｍ'（基地局アダプタに無線マネージャ識別子として知
られる共通のパラメータ）によって再びＸＯＲ関数を実
行し、再びＫ１によって暗号化し、さらに無線マネージ
ャがバックボーン・キーＫｂの検索を望んでいることを
示す一定のデータＢＫＥＹ（製造段階で定義され、各ア
ダプタに知られている）によってＸＯＲし、最後にＫ１
によって再び暗号化する。確認要求メッセージＡＵＴＨ
３も、Ｎ２を含む（段階４５と４６）。
【００３９】このメッセージは、第１の基地局に転送さ
れ、そこでＮ２が抽出され記憶される。次いで前記第１
の基地局は、無線マネージャをメッセージの発信元とし
て確認するために、段階４５で行われたのと同じ動作を
行う（段階４８）。基地局は
【数３】 の計算を開始し、すなわちＫ１でＮ１を暗号化し、Ｎ２
によってＸＯＲ関数を実行し、その結果を再びＫ１で暗
号化する（段階４９）。続いてバックボーン・キーが、
Ｋ１で暗号化される（段階５０）。最後に段階５１で、
【数４】 が計算される。
【００４０】これらの確認パラーメータは、確認メッセ
ージＡＵＴＨ４に入れて無線マネージャに転送される
（段階５２）。
【００４１】無線マネージャは、基地局アダプタの確認
に進んで、
【数５】 を計算し、得られたデータを受け取ったデータと比較す
る（段階５３）。次に、暗号化されたバックボーン・キ
ーを解読してＫｂを得る（段階５４）。キーＫ１を使っ
て
【数６】 を暗号化し（段階５５）、基地局から受け取ったメッセ
ージの確認を可能にする（段階５１参照）。最後に、マ
ネージャはＫ１、Ｎ１およびＮ２を削除し、マネージャ
の隠蔽メモリ位置にバックボーン・キーを記憶する（段
階５６と５７）。
【００４２】したがって、安全な確認プロトコルを使用
することにより、無線マネージャは、完全なデータ・ネ
ットワークを構築するために必要とされる追加の基地局
および遠隔局を設置する際に有効なバックボーン・キー
を与えられることとなる。
【００４３】例として、ネットワークに接続される他の
基地局（すなわち第２、第３の基地局）について説明を
続ける。これは、すでに図３と図４に関連して述べたよ
うに、すでにネットワーク・キーＫｎｅｔを記憶してい
る第１の基地局、または他の任意の導入済みの基地局を
利用して、Ｋｎｅｔを抽出し、導入される基地局に前記
ネットワーク・キーを提供するものである。安全保護の
ために、Ｋｎｅｔはそれ自体では提供されず、製造時
に、コードを含むＰＲＯＭによって各アダプタに導入さ
れたＫｎｅｔ、基地局アダプタのＵＡおよびキーＫｍに
対して作用する予め定義された論理関数を用いることに
よって導出されたＫｎｅｔ'パラメータにコード化され
て提供される。さらに、すでに図５および図６に関連し
て説明したように、やはりバード他によって推奨される
プロトコル（上記参照）と類似のプロトコルを使用する
ことにより、確認パラメータを使って伝送の安全保護が
強化される。
【００４４】以下に、図７に関連して「他の」新しい基
地局の設置方法を詳しく説明する。
【００４５】すでに述べたように、新しい基地局の操作
員は、診断プログラムを使ってそのアドレス（ＵＡ）を
検索する。次に、無線マネージャにＵＡ値を提供する
（段階６０）。無線マネージャは導入済みの基地局を選
び、それをメッセージＡＵＴＨ１と結合する（段階６
１）。この情報は、乱数Ｎ１を提供する（段階６２）乱
数発生器をトリガするために基地局内で使用される。乱
数はメッセージＡＵＴＨ２によって無線マネージャに送
られ（段階６３）そこに記憶される。Ｎ１を受け取る
と、乱数Ｎ２の生成がトリガされる（段階６４）。続い
てネットワーク・マネージャは、次のようなネットワー
ク安全保護の検査に使用される確認データの生成を開始
する。
【数７】 ここでＮＫＥＹは、製造時に、ネットワーク内で使用さ
れる各アダプタ内でセットされる（マイクロコードで書
かれる）。実際には、ＮＫＥＹはＢＫＥＹと同じように
定義される。
【００４６】演算（１）の結果および無線マネージャ内
で生成されたＵＡとＮ２を含むメッセージＡＵＴＨ３
は、Ｋｎｅｔ情報を送るために選ばれた既に導入済みの
基地局に転送される（段階６７、６８）。
【００４７】受信基地局アダプタは、まず次式を計算す
ることによって受け取ったメッセージの発信元（無線マ
ネージャ）を確認する。
【数８】
【００４８】生成されたデータ（２）が（１）と同一で
ある場合は、確認試験は成功である（段階６９）。そう
でない場合は、この処理は停止されネットワーク管理者
に警告が送られる。
【００４９】続いて基地局は次式を計算する。 段階７０：Ｋｎｅｔ'＝ｆ（Ｋｎｅｔ、ＵＡ、Ｋｍ） （３） 上式でｆ（ｘ）は、変数ｘに対して実行される予め定義
された論理関数を意味する。
【数９】 段階７２：Ｋｂ（Ｋｎｅｔ'） （５）
【数１０】
【００５０】最後の３つのパラメータは、無線マネージ
ャに送られるＡＵＴＨ４メッセージに含まれる。前記無
線マネージャは、段階７５で
【数１１】 を計算し、その結果を受信データ（４）と比較すること
によって、送信基地局のアダプタ識別を確認する検査を
始める。この試験に成功した場合、無線マネージャはＫ
ｂ（Ｋｎｅｔ'）の解読に進んでＫｎｅｔ'を得（段階７
６）、その後の確認にそれを使って
【数１２】 を計算し（段階７７）、上述の（６）と一致するかどう
か検査する。
【００５１】次に、Ｎ１とＮ２が削除され（段階７
８）、Ｋｎｅｔ'が（例えば、電話または他の任意の口
頭または書面による手段によって）転送先の無線マネー
ジャの操作員に表示され（段階７９）、新しい基地局の
インストレータに転送される。Ｋｎｅｔ'は前記の新し
い基地局アダプタに入力され、その新しい基地局アダプ
タは、ｆ（ｘ）の逆関数を知っており、それからＫｎｅ
ｔを導出してそれを記憶し、第１の基地局アダプタと同
じ論理を使ってＫｎｅｔからＫｂを導出し、Ｋｎｅｔ'
を削除する。これで新しい基地局が完全に導入される。
【００５２】図８には、遠隔局の設置に関する詳細なフ
ローチャートが示されている。図３と図４に関連して述
べたように、遠隔局または「他の」基地局（すなわち、
第１の基地局以外の基地局）の設置は、いわゆる"ｎａ
ｍｅ"パラメータが、遠隔局の設置には使用され、「他
の」基地局には使用されない点を除けば、互いによく似
ている。
【００５３】したがって、無線マネージャ（ネットワー
ク・マネージャ）は、前記遠隔局のアドレスＵＡとｎａ
ｍｅを提供される。この処理にはＫｎｅｔが使用される
ので、無線マネージャは既に導入済みの任意の活動基地
局を再び選び、その中で乱数Ｎ１の生成をトリガする。
前記Ｎ１は、無線ネットワークに提供されて記憶され、
乱数Ｎ２の生成をトリガする。ネットワーク・マネージ
ャは、「ｎａｍｅ」パラメータの使用を伴う確認データ
の生成を再び開始する。そのとき計算されるデータは次
のとおりである。
【数１３】
【００５４】このとき基地局に転送されるパラメータに
は、ＵＡ、Ｎ２、ｎａｍｅおよび式（７）の結果が含ま
れる（段階８１）。
【００５５】受信基地局は、前記の「他の」基地局（上
記参照）の場合と同様に、受信パラメータによって式
（７）の論理演算を行うことにより、無線マネージャの
出所を確認し、基地局に記憶されたＫｎｅｔデータを暗
号化キーとして使用し（Ｋｎｅｔ（ｎａｍｅ）、ＵＡと
Ｋｍ）の予め定義された関数としてｎａｍｅ'を計算す
ることにより、ｎａｍｅの暗号化を開始する（段階８２
参照）。
【００５６】続いて以下の計算を開始する。
【数１４】 Ｋｂ（ｎａｍｅ'）
【数１５】
【００５７】これらのデータはすべて、無線マネージャ
に送られるＡＵＴＨ４メッセージに含まれる。前記無線
マネージャは、
【数１６】 の計算および確認によって送信基地局アダプタの識別を
確認する検査を開始する。次いで、Ｋｂ（ｎａｍｅ'）
を解読し、ｎａｍｅ'を抽出する。確認プロセスは、最
後のパラメータ
【数１７】 の計算及び確認に進む。
【００５８】これらの確認が成功であることが宣言され
ると、ｎａｍｅ'が操作員の操作卓に表示され、遠隔局
でさらに使用するために転送され、遠隔局でそれからＫ
ｎｅｔ（ｎａｍｅ）が抽出され記憶される。
【００５９】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００６０】（１）遠隔局が少なくとも１つの基地局を
介してネットワーク・マネージャに接続される、データ
伝送ネットワークにおいて、安全なデータ・トラフィッ
クを可能にするためのキーの配布および確認の方法であ
って、ネットワークの導入に際して、ネットワーク内で
使用される各局に、共通の隠蔽キーＫｍと固有の個別識
別子ＵＡとを導入する段階と、第１の基地局を導入する
段階であって、前記ネットワーク・マネージャ内で予備
キーＫ１を生成し、前記予備キーＫ１を前記第１の基地
局に導入する段階と、前記予備キーＫ１を利用して、前
記第１の基地局内でネットワーク・キーＫｎｅｔとそれ
から導出したバックボーン・キーＫｂの選択をトリガす
る段階と、前記Ｋｂをネットワーク・マネージャに転送
する段階と、前記Ｋｂをネットワーク・マネージャ内に
記憶する段階とを含む、第１の基地局の導入段階と、任
意選択で新しい他の基地局を導入する段階であって、前
記他の基地局の識別子ＵＡを読み取る段階と、前記他の
基地局の識別子ＵＡを前記ネットワーク・マネージャに
転送する段階と、前記ネットワーク・マネージャが導入
済みの基地局を探索し、前記他の基地局の識別子ＵＡを
前記導入済みの基地局に提供する段階と、前記導入済み
の基地局において、Ｋｎｅｔ、Ｋｍおよび前記他の基地
局の識別子ＵＡの予め定義された論理関数としてパラメ
ータＫｎｅｔ'を計算する段階と、前記他の基地局に前
記Ｋｎｅｔ'を提供する段階と、前記任意選択の他の基
地局が、前記予め定義された論理関数の知識に基づいて
前記Ｋｎｅｔ'から前記ネットワーク・キーＫｎｅｔを
抽出し、前記他の基地局内に記憶する段階と、新しい基
地局においてＫｎｅｔからＫｂを導出する段階とを含
む、他の基地局の導入段階と、遠隔局を導入する段階で
あって、前記遠隔局の識別子ＵＡを読み取る段階と、前
記遠隔局の名前情報であるｎａｍｅを選択する段階と、
前記ネットワーク・マネージャに、前記遠隔局識別子Ｕ
Ａと前記ｎａｍｅを提供する段階と、前記ネットワーク
・マネージャが、導入済みの基地局を探索して、前記遠
隔局の識別子ＵＡおよび前記選択したｎａｍｅを前記導
入済みの基地局に提供する段階と、前記導入済みの基地
局において前記ネットワーク・キーＫｎｅｔによって前
記ｎａｍｅを暗号化し、暗号化したｎａｍｅ、Ｋｍおよ
び前記遠隔局識別子ＵＡの予め定義された論理関数とし
て、ｎａｍｅ'パラメータを計算する段階と、前記ｎａ
ｍｅ'を前記遠隔局に提供し、前記遠隔局が前記予め定
義された関数の知識に基づいてそれから暗号化されたｎ
ａｍｅを導出し、前記遠隔局に前記暗号化されたｎａｍ
ｅを記憶する段階とを含む遠隔局の導入段階とを含む、
キーの配布および確認方法。 （２）前記予備キーＫ１が、前記ネットワーク・マネー
ジャ内でランダムに生成される、上記（１）に記載の方
法。 （３）前記ネットワーク・キーＫｎｅｔが、導入済みの
前記第１の基地局内でランダムに生成される、上記
（１）または（２）に記載の方法。 （４）バックボーン・キーＫｂをネットワーク・マネー
ジャに転送する前記段階が、前記バックボーン・キーＫ
ｂを予備キーＫ１によって暗号化する段階と、基地局と
ネットワーク・マネージャの両方に知られている予め定
義されたパラメータを使用して、前記暗号化されたバッ
クボーン・キーを基地局の確認メッセージに含める段階
とを含む、上記（３）に記載のキーの配布および確認の
方法。 （５）前記Ｋｎｅｔ'を前記他の基地局に提供する前記
段階が、前記Ｋｎｅｔ'を前記バックボーン・キーＫｂ
によって暗号化する段階と、前記導入済みの基地局と前
記ネットワーク・マネージャの両方に知られている予め
定義されたパラメータを使って、前記暗号化されたＫｎ
ｅｔ'を前記導入済みの基地局の確認メッセージに含
め、このメッセージを前記ネットワーク・マネージャに
提供する段階とを含む、上記（１）に記載の方法。 （６）前記データ伝送ネットワークがいわゆる無線ＬＡ
Ｎであり、前記遠隔局が無線リンクを介して所与の基地
局に個別に接続される、上記（１）ないし（５）のいず
れか１に記載の方法。 （７）前記無線リンクが、周波数ホッピング技法を使用
し、同じ周波数ホッピング・パターンを使用するすべて
の遠隔局が所与の基地局に接続される、上記（６）に記
載の方法。 （８）前記第１の基地局が、前記ネットワーク・マネー
ジャ内で設置される、上記（１）に記載の方法。 （９）移動局が、有線ＬＡＮを含むバックボーン・ネッ
トワークを介してネットワーク・マネージャ（無線マネ
ージャ）に接続された基地局を介して、該ネットワーク
・マネージャに無線リンクによって接続される無線ＬＡ
Ｎネットワークにおいて、安全なデータ・トラフィック
を可能にするためのキーの配布および確認を行うための
ネットワーク・システムであって、各移動局および基地
局のアダプタ内に設けられ、共通の隠蔽キーＫｍと固有
の識別子ＵＡとが記憶されている記憶手段と、第１の基
地局を導入するための第１の処理構成であって、前記ネ
ットワーク・マネージャのアダプタ内に設けられ、ラン
ダムな予備キーＫ１を生成し該Ｋ１を前記第１の基地局
のアダプタに転送する手段と、前記第１の基地局のアダ
プタ内に設けられ、前記Ｋ１によってトリガされてラン
ダムのネットワーク・キーＫｎｅｔを生成し、そのネッ
トワーク・キーＫｎｅｔからＫｂパラメータを導出する
手段と、さらに前記基地局内に設けられ、前記ＫｂをＫ
１キーによって暗号化し、基地局およびネットワーク・
マネージャの両方に知られている基地局確認パラメータ
内に前記暗号化されたＫｂを埋め込み、前記暗号化され
たＫｂおよび確認パラメータを前記ネットワーク・マネ
ージャに送る手段と、前記ネットワーク・マネージャ内
に設けられ、発信基地局を確認後Ｋｂを抽出し記憶する
手段とを具備する第１の処理構成と、任意の遠隔局ある
いは任意の新たな他の基地局を導入するための第２の処
理構成であって、すでに導入済みの前記基地局をアドレ
ス指定し、該基地局においてネットワーク・キーＫｎｅ
ｔの予め定義された関数を計算し、計算されたデータ
を、ネットワーク・マネージャおよび前記任意の遠隔局
または前記「他の」基地局に転送する手段を具備する第
２の処理構成を含む、キーの配布および確認のためのネ
ットワーク・システム。
【００６１】
【発明の効果】本発明により、大量の機密データが平文
で転送されなくなるので、無線ネットワークのごときネ
ットワーク環境においても、その安全性を向上させるこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される２段階層ネットワーク構造
を有する無線ＬＡＮトポロジを示す図である。
【図２】ネットワーク・マネージャを含み、本発明のた
めに使用される様々な項目およびパラメータを示す完全
なネットワークを表す図である。
【図３】本発明を実施するフローチャートを示す図であ
る。
【図４】本発明を実施するフローチャートを示す図であ
る。
【図５】本発明を実施するフローチャートを示す図であ
る。
【図６】本発明を実施するフローチャートを示す図であ
る。
【図７】本発明を実施するフローチャートを示す図であ
る。
【図８】本発明を実施するフローチャートを示す図であ
る。
【符号の説明】
１ 基地局 ２ 基地局 ３ 遠隔局 ４ 遠隔局 ５ 遠隔局 ６ 遠隔局 ７ 遠隔局
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 11/00 ３１０Ｂ (72)発明者 フレデリック・ボショー フランス06640 サン・ジャンヌ ラ・ トゥラック シュマン・デュ・ヴァロン 299 (72)発明者 ミシェル・マリー・ウェッターワルド フランス06800 カーニュ・シュル・メ ール シュマン・ド・サン・ローラン32 (72)発明者 シャイ・クッテン アメリカ合衆国07866 ニュージャージ 州ロックウェイ レノックス・ストリー ト41 (72)発明者 アミール・ヘルツベルグ アメリカ合衆国10471 ニューヨーク州 ブロンクス ブラックストーン・アベニ ュー3935 ナンバー４エイ (56)参考文献 米国特許5199072（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開658021（ＥＰ，Ａ)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】遠隔局が少なくとも１つの基地局を介して
    ネットワーク・マネージャに接続される、データ伝送ネ
    ットワークにおいて、安全なデータ・トラフィックを可
    能にするためのキーの配布および確認の方法であって、
    ネットワークの導入に際して、 ネットワーク内で使用される各局に、共通の隠蔽キーＫ
    ｍと固有の個別識別子ＵＡとを導入する段階と、 第１の基地局を導入する段階であって、前記ネットワー
    ク・マネージャ内で予備キーＫ１を生成し、前記予備キ
    ーＫ１を前記第１の基地局に導入する段階と、前記予備
    キーＫ１を利用して、前記第１の基地局内でネットワー
    ク・キーＫｎｅｔとそれから導出したバックボーン・キ
    ーＫｂの選択をトリガする段階と、前記Ｋｂをネットワ
    ーク・マネージャに転送する段階と、前記Ｋｂをネット
    ワーク・マネージャ内に記憶する段階とを含む、第１の
    基地局の導入段階と、 任意選択で新しい他の基地局を導入する段階であって、
    前記他の基地局の識別子ＵＡを読み取る段階と、前記他
    の基地局の識別子ＵＡを前記ネットワーク・マネージャ
    に転送する段階と、前記ネットワーク・マネージャが導
    入済みの基地局を探索し、前記他の基地局の識別子ＵＡ
    を前記導入済みの基地局に提供する段階と、前記導入済
    みの基地局において、Ｋｎｅｔ、Ｋｍおよび前記他の基
    地局の識別子ＵＡの予め定義された論理関数としてパラ
    メータＫｎｅｔ'を計算する段階と、前記他の基地局に
    前記Ｋｎｅｔ'を提供する段階と、前記任意選択の他の
    基地局が、前記予め定義された論理関数の知識に基づい
    て前記Ｋｎｅｔ'から前記ネットワーク・キーＫｎｅｔ
    を抽出し、前記他の基地局内に記憶する段階と、新しい
    基地局においてＫｎｅｔからＫｂを導出する段階とを含
    む、他の基地局の導入段階と、 遠隔局を導入する段階であって、前記遠隔局の識別子Ｕ
    Ａを読み取る段階と、前記遠隔局の名前情報であるｎａ
    ｍｅを選択する段階と、前記ネットワーク・マネージャ
    に、前記遠隔局識別子ＵＡと前記ｎａｍｅを提供する段
    階と、前記ネットワーク・マネージャが、導入済みの基
    地局を探索して、前記遠隔局の識別子ＵＡおよび前記選
    択したｎａｍｅを前記導入済みの基地局に提供する段階
    と、前記導入済みの基地局において前記ネットワーク・
    キーＫｎｅｔによって前記ｎａｍｅを暗号化し、暗号化
    したｎａｍｅ、Ｋｍおよび前記遠隔局識別子ＵＡの予め
    定義された論理関数として、ｎａｍｅ'パラメータを計
    算する段階と、前記ｎａｍｅ'を前記遠隔局に提供し、
    前記遠隔局が前記予め定義された関数の知識に基づいて
    それから暗号化されたｎａｍｅを導出し、前記遠隔局に
    前記暗号化されたｎａｍｅを記憶する段階とを含む遠隔
    局の導入段階とを含む、キーの配布および確認方法。
  2. 【請求項２】前記予備キーＫ１が、前記ネットワーク・
    マネージャ内でランダムに生成される、請求項１に記載
    の方法。
  3. 【請求項３】前記ネットワーク・キーＫｎｅｔが、導入
    済みの前記第１の基地局内でランダムに生成される、請
    求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】バックボーン・キーＫｂをネットワーク・
    マネージャに転送する前記段階が、前記バックボーン・
    キーＫｂを予備キーＫ１によって暗号化する段階と、基
    地局とネットワーク・マネージャの両方に知られている
    予め定義されたパラメータを使用して、前記暗号化され
    たバックボーン・キーを基地局の確認メッセージに含め
    る段階とを含む、請求項３に記載のキーの配布および確
    認の方法。
  5. 【請求項５】前記Ｋｎｅｔ'を前記他の基地局に提供す
    る前記段階が、前記Ｋｎｅｔ'を前記バックボーン・キ
    ーＫｂによって暗号化する段階と、前記導入済みの基地
    局と前記ネットワーク・マネージャの両方に知られてい
    る予め定義されたパラメータを使って、前記暗号化され
    たＫｎｅｔ'を前記導入済みの基地局の確認メッセージ
    に含め、このメッセージを前記ネットワーク・マネージ
    ャに提供する段階とを含む、請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記データ伝送ネットワークがいわゆる無
    線ＬＡＮであり、前記遠隔局が無線リンクを介して所与
    の基地局に個別に接続される、請求項１ないし５のいず
    れか１に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記無線リンクが、周波数ホッピング技法
    を使用し、同じ周波数ホッピング・パターンを使用する
    すべての遠隔局が所与の基地局に接続される、請求項６
    に記載の方法。
  8. 【請求項８】前記第１の基地局が、前記ネットワーク・
    マネージャ内で設置される、請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】移動局が、有線ＬＡＮを含むバックボーン
    ・ネットワークを介してネットワーク・マネージャ（無
    線マネージャ）に接続された基地局を介して、該ネット
    ワーク・マネージャに無線リンクによって接続される無
    線ＬＡＮネットワークにおいて、安全なデータ・トラフ
    ィックを可能にするためのキーの配布および確認を行う
    ためのネットワーク・システムであって、 各移動局および基地局のアダプタ内に設けられ、共通の
    隠蔽キーＫｍと固有の識別子ＵＡとが記憶されている記
    憶手段と、 第１の基地局を導入するための第１の処理構成であっ
    て、前記ネットワーク・マネージャのアダプタ内に設け
    られ、ランダムな予備キーＫ１を生成し該Ｋ１を前記第
    １の基地局のアダプタに転送する手段と、前記第１の基
    地局のアダプタ内に設けられ、前記Ｋ１によってトリガ
    されてランダムのネットワーク・キーＫｎｅｔを生成
    し、そのネットワーク・キーＫｎｅｔからＫｂパラメー
    タを導出する手段と、さらに前記基地局内に設けられ、
    前記ＫｂをＫ１キーによって暗号化し、基地局およびネ
    ットワーク・マネージャの両方に知られている基地局確
    認パラメータ内に前記暗号化されたＫｂを埋め込み、前
    記暗号化されたＫｂおよび確認パラメータを前記ネット
    ワーク・マネージャに送る手段と、前記ネットワーク・
    マネージャ内に設けられ、発信基地局を確認後Ｋｂを抽
    出し記憶する手段とを具備する第１の処理構成と、任意
    の遠隔局あるいは任意の新たな他の基地局を導入するた
    めの第２の処理構成であって、すでに導入済みの前記基
    地局をアドレス指定し、該基地局においてネットワーク
    ・キーＫｎｅｔの予め定義された関数を計算し、計算さ
    れたデータを、ネットワーク・マネージャおよび前記任
    意の遠隔局または前記「他の」基地局に転送する手段を
    具備する第２の処理構成を含む、キーの配布および確認
    のためのネットワーク・システム。
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