JP3678200B2 - 通信内容の秘匿性向上のための経路分散装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信内容の秘匿性向上のための通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、インターネットに代表されるTCP/IP(Transmission Control Protocol / Internet Protocol)を用いた通信において、通信内容を秘匿するために、例えばIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)又はSSL(Secure Socket Layer)のような暗号化プロトコルが用いられている。
【0003】
IPsecとは、認証ヘッダ又は暗号ペイロードのフィールドをIPパケットに付加し、IPパケット単位でユーザデータを暗号化するものである。これにより、発着IPアドレスの対で表されるホスト間において、通信内容の秘匿性が向上する。また、SSLとは、TCPセグメントのユーザデータを暗号化するものである。これにより、発着IPアドレスの対及び発着TCPポート番号の対で表されるTCPセッション間において、通信内容の秘匿性が向上する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、暗号化プロトコルを用いた場合であっても、1つの経路において一箇所での盗聴が可能となる。盗聴時にリアルタイムにデータを解読することが不可能であっても、データを蓄積することにより、その後解読が行われる可能性がある。
【0005】
また、暗号化プロトコルを用いた場合、送信元ホスト及び宛先ホストのそれぞれに、暗号化プログラム及び復号化プログラムを備える必要がある。また、暗号化及び復号化の処理には、ホストに一定の処理能力が必要とされる。
【0006】
そこで、本発明は、暗号化プロトコルを用いることなく、比較的容易にパケットの秘匿性を向上させるための通信装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、インターネットにおける複数の経路毎の物理的な通信インタフェースと、秘匿性を必要とするパケット又は秘匿性を必要とする経路を通過するパケットにおける所定条件を登録したテーブルと、受信したパケットが前記所定条件と一致する場合、そのパケットを、そのパケットに付加すべきトランスポートプロトコルに対応するコネクションヘッダを付加した複数のパケットに分割し、分割された該パケットを複数の経路に分散して送信する経路分散手段とを有する、通信内容の秘匿性向上のための経路分散装置を提供する。これにより、暗号化プロトコルを用いることなく、比較的容易にパケットの秘匿性を向上させることができる。
【0008】
本発明の他の実施形態によれば、テーブルは、所定条件として、発着IPアドレスの対、ネットワークマスク、発着TCP/UDPポート番号の対、IPプロトコル番号及び/又は上位プロトコルを登録することも好ましい。これにより、秘匿性を必要とするパケット又は秘匿性を必要とする経路を通過するパケットにのみ、経路分散を行うことができる。
【0009】
本発明の他の実施形態によれば、テーブルは、所定条件に合致したパケットに対する処理として、複数の転送経路、経路選択方法、分割プロトコル、分割ポリシ及び/又はTCPコネクション情報を登録することも好ましい。これにより、経路分散の方法を決定することができる。
【0010】
本発明の他の実施形態によれば、経路分散手段は、複数の経路の伝送遅延に基づいて該経路へ送信するパケットを遅延させて送信し、各パケットが実質的に同時に宛先に到達するように制御することも好ましい。これにより、受信順序が逆転する可能性を小さくすることができる。
【0011】
本発明の他の実施形態によれば、複数の経路の伝送遅延を測定する手段を更に有することも好ましい。この測定には、ICMP(Internet Control Message Protocol)echoパケット又はTCPタイムスタンプオプションが用いられてもよい。
【0012】
本発明の他の実施形態によれば、テーブルは、最後に受信したACKの確認応答番号及びウィンドウサイズを記録しており、経路分散手段は、受信したACKの確認応答番号と記録した確認応答番号とが同一であって、且つ、受信したACKのウィンドウサイズが、記録したウィンドウサイズとが同一である場合、受信したACKを破棄することも好ましい。これにより、TCPによる誤再送を防ぐことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0014】
図1は、本発明の経路分散装置を用いたシステム構成図である。
【0015】
図1によれば、経路分散装置1は、衛星モデム31、有線モデム41及び無線モデム51の複数の経路に接続されている。例えば、ホスト21から受信したパケットが、秘匿性を必要とするパケットであるか、又は秘匿性を必要とする経路を通過するパケットであるならば、そのパケットは、分割され、それぞれ異なる経路に分散して送信される。図1によれば、分割された1つのパケットは、衛星モデム31を用いて通信衛星を介して送信され、1つのパケットは、有線モデム41を用いて有線回線を介して送信され、1つのパケットは、無線モデム51を用いて無線回線を介して送信される。受信側では、既存のIPプロトコルに対応したルータ6によって、パケットが再構築されてホスト22へ送信される。
【0016】
尚、秘匿性を必要としないパケット又は秘匿性を必要とする経路を通過しないパケットは、通常のIP経路選択処理に従って送信される。これにより、秘匿性の向上が必要なパケットについてのみ、経路分散処理を実現することが可能となる。
【0017】
図2は、本発明の経路分散装置1の機能構成図である。
【0018】
図2によれば、経路分散装置1は、経路分散手段10と、フィルタ条件テーブル11と、ホスト21との通信インタフェース12と、経路毎の通信インタフェース13とを有する。経路分散手段10は、ホスト21から受信したパケットが、フィルタ条件テーブル11に登録された1つのフィルタ条件に合致した場合、該フィルタ条件に従ってそのパケットを経路に分散して送信する。
【0019】
図3は、本発明によるフィルタ条件テーブルの一例である。
【0020】
図3によれば、フィルタ条件テーブルは、フィルタ条件として、発着IPアドレスの対、ネットワークマスク、発着TCP/UDPポート番号の対、IPプロトコル番号及び/又は上位プロトコルを登録する。また、フィルタ条件に合致したパケットに対する処理として、複数の転送経路、経路選択方法、分割プロトコル、分割ポリシ及び/又はTCPコネクション情報を登録する。このフィルタ条件テーブルに従って、ホスト21からホスト22へ送信されるべきパケットは、経路分散装置1によって分割され、それぞれの経路に分散して転送される。
【0021】
分割プロトコルとしては、例えば図4及び図5に示す2つの方法がある。図4は、1つのIPデータグラムのパケットを、複数のIPフラグメントに分割する説明図である。図5は、1つのTCPセグメントのパケットを、複数のTCPセグメントに再分割する説明図である。図5によれば、TCPコネクション(発着IPアドレスの対及び発着TCPポート番号の対)の確立及び終了を監視する。確立した各TCPコネクションに対してコネクションテーブルを生成し、フィルタ条件テーブルと関連付けて保持する。
【0022】
分割ポリシとしては、例えば(1)固定パケット長で分割する、(2)ランダムパケット長で分割する、(3)パケット分割数を固定値とする、(4)パケット分割数をランダム値とする、(5)分割なし、がある。
【0023】
経路選択方法としては、例えば(1)ラウンドロビン、(2)ランダム、がある。
【0024】
次に、受信側における分割パケットの再構築は、ホスト22におけるTCP/IPソフトウェアの標準機能によって行われる。(1)IPフラグメンテーションを用いている場合は、IPの持つデフラグメンテーション機能によりパケットの再構築が可能である。(2)TCPセグメントの再分割を行っている場合は、TCPの処理手順に従って送信データが再構築される。
【0025】
例えば、図1に表したように、衛星回線及び無線回線は、有線回線に比べて伝送遅延が大きい。従って、宛先ホスト22においてパケットの受信順序が逆転する可能性がある。この問題については、以下の3つの方法により解決する。
【0026】
第1は、ホスト22におけるTCP/IPソフトウェアの標準機能によって補償する。受信側の実装に依存するが、ある程度の受信順序逆転については、TCPで行うことができるからである。
【0027】
第2は、経路分散装置1によって、経路毎の伝送遅延を測定し、その伝送遅延に基づいて該経路へ送信するパケットを遅延させて送信し、各パケットが実質的に同時に宛先に到達するように制御する。伝送遅延は、ICMPechoパケット又はTCPタイムスタンプオプションを用いて測定することができる。また、経路毎にパケットを遅延させるために、経路毎に遅延挿入キューを設けることもできる。
【0028】
第3は、経路分散装置1によって、ホスト22からホスト21宛に返送されるACK(確認応答)を監視し、必要に応じて破棄することで、TCPによる誤再送を防ぐ。TCP通信については、順序逆転により、重複したACKセグメントが返送され、TCPレベルでセグメントの誤再送が発生する可能性があるからである。このために、経路分散装置1は、以下のように制御する。
【0029】
(1)経路分散装置1において、フィルタ条件テーブル11は、各TCPコネクションに対して、最後に受信したACKの確認応答番号及びウインドウサイズを記録する。
(2)ACK受信時に、経路分散手段10は、受信したACKの確認応答番号と記録した確認応答番号とが同一であって、且つ、受信したACKのウィンドウサイズが、記録したウィンドウサイズとが同一である(重複ACK)ことを検出する。
(3)重複ACKについては、ホスト21への転送を行わず、ACKを破棄する。
(4)新しいACKについては、確認応答番号及びウィンドウサイズを更新する。
(5)セグメント紛失については、ホスト21のTCPが提供する再送タイマによりセグメント再送が行われ回復することが可能である。
【0030】
前述した本発明の経路分散装置の種々の実施形態によれば、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【0031】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、パケットの転送経路を分散させることができるので、一箇所での盗聴ができず、通信内容の秘匿性を向上させることができる。また、1つのパケットを複数のパケットに分割した上で、これらパケットの転送経路を分散させることができるので、より秘匿性を高めることができる。
【0032】
更に、本発明によれば、パケットの送信側及び受信側の両方に装置を必要とせず、送信側にのみ経路分散装置を設けるだけで、片方向(upload方向)の通信内容の秘匿性が向上する。
【0033】
更に、既存のIPsec又はSSL等の暗号化プロトコルと組み合わせることにより、より通信内容の秘匿性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による経路分散装置を用いたシステム構成図である。
【図2】本発明の経路分散装置の機能構成図である。
【図3】本発明によるフィルタ条件テーブルの一例である。
【図4】1つのIPデータグラムのパケットを、複数のIPフラグメントに分割する説明図である。
【図5】1つのTCPセグメントのパケットを、複数のTCPセグメントに再分割する説明図である。
【符号の説明】
1 経路分散装置
21、22 ホスト
31、32 衛星モデム
41、42 有線モデム
51、52 無線モデム
6 ルータ
7 通信衛星
Claims (6)
- インターネットにおける複数の経路毎の物理的な通信インタフェースと、
秘匿性を必要とするパケット又は秘匿性を必要とする経路を通過するパケットにおける所定条件を登録したテーブルと、
受信したパケットが前記所定条件と一致する場合、前記パケットを、該パケットに付加すべきトランスポートプロトコルに対応するコネクションヘッダを付加した複数のパケットに分割し、分割された該パケットを前記複数の経路に分散して送信する経路分散手段とを有することを特徴とする、通信内容の秘匿性向上のための経路分散装置。 - 前記テーブルは、前記所定条件として、発着IPアドレスの対、ネットワークマスク、発着TCP/UDPポート番号の対、IPプロトコル番号及び/又は上位プロトコルを登録することを特徴とする請求項1に記載の経路分散装置。
- 前記テーブルは、前記所定条件に合致したパケットに対する処理として、複数の転送経路、経路選択方法、分割プロトコル、分割ポリシ及び/又はTCPコネクション情報を登録することを特徴とする請求項1又は2に記載の経路分散装置。
- 前記経路分散手段は、前記複数の経路の伝送遅延に基づいて該経路へ送信するパケットを遅延させて送信し、各パケットが実質的に同時に宛先に到達するように制御することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の経路分散装置。
- 前記複数の経路の伝送遅延を測定する手段を更に有することを特徴とする請求項4に記載の経路分散装置。
- 前記テーブルは、最後に受信したACKの確認応答番号及びウィンドウサイズを記録しており、
前記経路分散手段は、受信したACKの確認応答番号と前記記録した確認応答番号とが同一であって、且つ、前記受信したACKのウィンドウサイズが、前記記録したウィンドウサイズとが同一である場合、前記受信したACKを破棄することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の経路分散装置。
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