JP4027347B2 - 情報処理装置、データ通信方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、ルータと呼ばれるデータ中継装置を介さずに直接通信が可能な、同一ネットワークに接続された情報処理装置の間で安全に通信を行う方法およびシステムに関するものである。

従来、任意の通信手段を介して接続された情報処理装置間で通信を行う場合、ルータと呼ばれるデータ中継装置を介して、異なるネットワークに接続された情報処理装置間で例えは非特許文献１に開示されるグローバルアドレスが用いられている。また、通信相手と同一のネットワークに接続され、ルータを介すことなく通信相手と直接通信が可能な場合には、例えば非特許文献２に開示されるリンクローカルアドレスを使用することができる。

R.Hinden、M.O'Dell、S.Deering、１９９８年７月、インターネット＜URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc2374.txt＞ R.Hinden、S.Deering、２００３年４月、インターネット＜URL: http://www.ietf.org/rfc/rfc3513.txt＞

しかしながら、上記従来技術では、グローバルアドレスを用いる場合、異なるネットワークに属する情報処理装置から当該情報処理装置に接続できることから、悪意のある者が当該情報処理装置に対して、多量のデータを連続的に送信することにより通信不能にするＤｏＳ（Denial Of Service）攻撃の対象となったり、ＤＮＳ（Domain Name Service）により広く公開されており、且つ固定であることから、通信データの盗聴に遭い易いという問題があった。

そこで、本発明の目的は、グローバルアドレスを狙ったサービス不能（ＤｏＳ）攻撃や通信の盗聴等に対する危険性を減少させることにある。

本発明の情報処理装置は、異なるネットワーク間のデータ通信を中継するデータ中継装置を介してのデータ通信を可能とするグローバルアドレスによるデータ通信を行うグローバルアドレス通信手段と、前記データ中継装置を介してのデータ通信が不可なローカルアドレスによるデータ通信を行うローカルアドレス通信手段と、前記グローバルアドレスを用いて接続を要求する通信相手とのデータ通信が、前記データ中継装置を介して行うデータ通信となるか否かを判定する判定手段と、を備え、前記判定手段が、前記通信相手とのデータ通信が前記データ中継装置を介さずに行うデータ通信であると判定した場合、前記通信相手との前記グローバルアドレスによるデータ通信に代わって前記ローカルアドレス通信手段が前記通信相手とのデータ通信を行うことを特徴とする。
本発明のデータ通信方法は、異なるネットワーク間のデータ通信を中継するデータ中継装置を介してのデータ通信を可能とするグローバルアドレスによるデータ通信を行うグローバルアドレス通信手段と、前記データ中継装置を介してのデータ通信が不可なローカルアドレスによるデータ通信を行うローカルアドレス通信手段と、を備える情報処理装置によるデータ通信方法であって、前記グローバルアドレスを用いて接続を要求する通信相手とのデータ通信が、前記データ中継装置を介して行うデータ通信となるか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにおいて、前記通信相手とのデータ通信が前記データ中継装置を介さずに行うデータ通信であると判定された場合、前記通信相手との前記グローバルアドレスによるデータ通信に代わって前記ローカルアドレス通信手段が前記通信相手とのデータ通信を行うよう制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。
本発明のプログラムは、前記データ通信方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、前記プログラムを記録したことを特徴とする。

本発明によれば、通信相手とのデータ通信がデータ中継装置を介して行うデータ通信となるか否かに応じて、グローバルアドレスではなく、データ中継装置を介してのデータ通信が不可なローカルアドレスによるデータ通信を開始するように構成したので、グローバルアドレスを狙ったサービス不能（Ｄｏｓ）攻撃や通信の盗聴等に対する危険性を減少させることが可能となる。

以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。情報処理装置１０１および１０２は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等のＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）１０３に接続されており、第三者の仲介なしに相互に直接通信することが可能である。ルータ１０４は、ＬＡＮ１０３とＬＡＮ１０５の間のデータを中継したり、逆に中継しないように動作する。情報処理装置１０６はＬＡＮ１０５と接続されており、ルータ１０４を介してＬＡＮ１０３上の情報処理装置１０１及び１０２と通信を行うことが可能である。

図２は図１のシステム構成を基に、アドレスの種類によるデータ通信の可否を示した図である。情報処理装置１０１、１０２及び１０６には、同一ネットワーク上の装置とのみ通信が可能なローカルアドレス（それぞれ２０２、２０４、２０６に相当）と、同一ネットワーク上の装置に加えて、ルータ１０４を介して異なるネットワーク上の装置とも通信が可能なグローバルアドレス（それぞれ２０１、２０３、２０５に相当）が設定されている。同一ネットワークであるＬＡＮ１０３に接続された情報処理装置１０１と１０２の間で通信をする場合は、グローバルアドレス２０１と２０３を用いるか、ローカルアドレス２０２と２０４を用いて通信が可能である。しかし、情報処理装置１０６から１０１に対して通信を行う場合、情報処理装置１０６のローカルアドレス２０６はルータ１０４により通信が遮断されるため、情報処理装置１０１のローカルアドレス２０２とは通信ができない。一方、情報処理装置１０６のグローバルアドレス２０５を用いた場合、ルータ１０４を通過できるため、情報処理装置１０１のグローバルアドレス２０１との間で通信が可能である。

図３、図４及び図５は、図１の通信システム構成における、情報処理装置１０１、１０２及び１０６で動作する、通信アドレス変更処理の一例を示したフローチャートである。以下、図３及び図４のフローチャートを用いて、本発明の第１の実施形態を説明する。

図３のステップＳ３０１で他の装置から接続要求があったかどうかを判定し、接続要求がなければ、図４のステップＳ４０１へ進む。接続要求があると、ステップＳ３０２で接続がグローバルアドレスに対するものかどうかを判定しグローバルアドレスで無い場合、即ちローカルアドレスである場合、ステップＳ３１０で、接続元の装置のローカルアドレスが、保存されているローカルアドレスと一致するかどうかを判定し、一致すれば、ステップＳ４０１へ進み、ローカルアドレスによるデータ通信が行われる。一方、一致しなければ、不当な接続であると推測されることから、ステップＳ３１１でコネクションを切断して、ステップＳ４０１へ進む。なお、ローカルアドレスは、ＲＦＣ３５１３で規定されたＩＰｖ６（Internet Protocol Version 6）におけるリンクローカルアドレスに相当するものであると仮定する。

ステップＳ３０２でグローバルアドレスであると判定されると、ステップＳ３０３で、接続元の装置とのデータ通信がルータを介して行うデータ通信となるか否かを、当該接続元の装置がローカルサブネットに接続されているかどうかで判定する。ローカルサブネットに接続されているかどうかは、ＩＰパケットのソースアドレスに記述された接続元の装置のアドレスを設定した、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol/RFC826）パケットを発行し、有意なパケットが返ってきた場合に、ローカルサブネットに接続されていると判定する。

ステップＳ３０３で、ローカルサブネットに接続されていない、即ち、ルータを介して他のネットワークに接続された装置であると判定すると、ローカルアドレスによる通信を行えないことから、ステップＳ４０１に進む。ステップＳ３０３でローカルサブネットに接続されていると判定されると、ステップＳ３０４で、アドレス移行要求を送信する。アドレス移行要求には自機のローカルアドレスが設定されており、これを受信した装置がアドレス移行に許諾した場合、接続先とのコネクションが切断されると、このローカルアドレスに対して再接続を行う。そして、ステップＳ３０５で、アドレス移行要求に対応する応答があったかどうかを判定し、応答が無ければ、ステップＳ３０６で予め規定されたタイムアウト時間を経過したかどうかを判定する。

タイムアウト時間を経過していなければ、ステップＳ３０５に戻り、タイムアウト時間を経過していれば、何らかの障害が発生していると考えられることから、ステップＳ３０７でコネクションを切断して、ステップＳ４０１の処理に進む。ステップＳ３０５でアドレス移行要求に対応する応答を受信すると、ステップＳ３０８で、応答がアドレス移行許諾応答かどうかを判定する。アドレス移行許諾応答であれば、ステップＳ３０９で、アドレス許諾応答に含まれている、暗号化されたローカルアドレスを復号化して保存する。

アドレス移行許諾応答には、送信元のローカルアドレスが、盗聴防止のため（アドレス移行要求を送信した）当該装置の公開鍵により暗号化されていることから、当該装置の秘密鍵を用いて復号化する必要がある。ステップＳ３０９でローカルアドレスの復号化と保存を終えると、ステップＳ３０７に進み、コネクションを切断して、ステップＳ４０１に進む。アドレス移行要求とそれに対応したアドレス移行許諾応答が正常に処理されると、グローバルアドレスを用いたコネクションは切断し、次に、アドレス移行許諾応答に含まれていたローカルアドレスを用いて新しいコネクションが張られる。

続いて図４のステップＳ４０１で、アドレス移行要求を受信したかどうかを判定し、受信していなければステップＳ４０５へ進む。アドレス移行要求を受信すると、ステップＳ４０２で、ローカルアドレスを生成する。ＩＰｖ６の場合、ローカルアドレスは、リンクローカルアドレスと呼ばれ、ＲＦＣ３５１３で規定されているが、これは、上位６４ビットが１６進数で「fe80000000000000」、下位６４ビットが、装置の固有ＩＤ（IEEE802 MACアドレス/48ビット）のうち、ｃｏｍｐａｎｙ＿ｉｄ（２４ビット）とベンダーユニークＩＤ（２４ビット）の間に１６進数の「fffe」（１６ビット）を挿入して６４ビット化したものを合成することにより得られる。ステップＳ４０３では、ステップＳ４０２で生成したリンクローカルアドレスを、アドレス移行要求を送信した装置の公開鍵により暗号化し、ステップＳ４０４で、暗号化されたリンクローカルアドレスを含んだアドレス移行許諾応答を送信してステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５では、コネクションの切断が行われたかどうかを判定し、切断されていなければ、図３のステップＳ３０１の処理に戻り、切断されると、処理を終了する。

以上、説明したように本実施形態によれば、グローバルアドレスにより接続された情報処理装置において、接続してきた装置が、同一ネットワークに接続されていると判定すると、ローカルアドレス移行要求を送信し、これに対応したローカルアドレス移行許諾応答を受信すると、以降の通信がローカルアドレスを用いて行われる。このように、既知のグローバルアドレスは最初のネゴシエーション時のみに利用し、実際の通信をローカルアドレスで行うことから、グローバルアドレスを狙ったサービス不能（ＤｏＳ）攻撃や通信の盗聴等に対する危険性を減少させることができる。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、ＲＦＣ３５１３で規定されたリンクローカルアドレス形式を利用していたが、リンクローカルアドレスは、下位６４ビットが情報処理装置に装着されたネットワーク装置の固有アドレスより生成されることから、一旦情報処理装置とリンクローカルアドレスの対応付けが分かると、ルータを介して他のネットワーク上の情報処理装置からの攻撃や盗聴の危機を回避することは可能であるものの、依然として同一ネットワーク上の情報処理装置からの攻撃や盗聴に対する危険が存在する。

リンクローカルアドレスは、同一ネットワーク上の装置間でしか利用されないことから、同一ネットワーク内で一意であれば運用上問題ない。このことから、リンクローカルアドレスの下位６４ビットとして、通信装置の固有アドレスを用いずに任意の６４ビット値を乱数発生関数を用いて生成し、これを前述の「fe80」から始まる上位６４ビットと合成してリンクローカルアドレスを生成することが可能である。

図５のフローチャートは、図４のフローチャートにおけるリンクローカルアドレス生成処理を乱数を用いて生成するように変更したものである。ステップＳ４０１でアドレス移行要求を受信すると、ステップＳ５０１で、乱数発生関数により６４ビットの乱数を生成する。そしてステップＳ５０２で、生成した乱数を下位６４ビットとしたリンクローカルアドレスを生成し、ステップＳ５０３で、ＡＲＰプロトコルを用いて、生成したリンクローカルアドレスがローカルネットワーク上で既に使用されているかどうかを判定し、もし使用されていれば、ステップＳ５０１の処理に戻り、乱数を生成してリンクローカルアドレスを合成し、衝突検知をする一連の処理を繰り返す。ステップＳ５０３で、合成したリンクローカルアドレスが使用されていなければ、ステップＳ４０３で、このリンクローカルアドレスを暗号化し、ステップＳ４０４でアドレス変更許諾応答に含めて送信する。

尚、リンクローカルアドレスは、機器による自動構成を目的とし、ＩＰｖ６の仕様上では少なくとも一つのリンクローカルアドレスを使用することが規定されている。従って、通常は自動構成のリンクローカルアドレス１つと、例えば、ＤＨＣＰサーバにより割り振られたり、ＯＳの設定ツールにより設定された場合は更にグローバルアドレスが設定される。本実施形態では、グローバルアドレスからローカルアドレスに移行する場合、ローカルアドレスを乱数により変更するので、移行が発生する毎に異なるローカルアドレスを持つことになる。或る通信は別の通信が行われている間にも生じるため、ある時点で複数のローカルアドレスにより通信が行われている可能性があることから、一情報処理装置につき複数のローカルアドレスを同時に持つ場合がある。

このように、本発明の第２の実施形態によれば、リンクローカルアドレスの下位６４ビットを、固定である通信装置（情報処理装置）の固有アドレスを用いずに、呼出し毎に値が変化する乱数関数により得られた値を使用することにより、同一ネットワーク上の情報処理装置からの攻撃や盗聴の脅威に対する危険性も減少させることが可能になる。

また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ(基本システム或いはオペレーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。 図１の通信システムの構成を基に、アドレスの種類によるデータ通信の可否を示した図である。 本発明の一実施形態に係る通信システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る通信システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る通信システムの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１、１０２、１０６：情報処理装置
１０３、１０５：ＬＡＮ
１０４：ルータ

Claims (10)

1. 異なるネットワーク間のデータ通信を中継するデータ中継装置を介してのデータ通信を可能とするグローバルアドレスによるデータ通信を行うグローバルアドレス通信手段と、
   前記データ中継装置を介してのデータ通信が不可なローカルアドレスによるデータ通信を行うローカルアドレス通信手段と、
   前記グローバルアドレスを用いて接続を要求する通信相手とのデータ通信が、前記データ中継装置を介して行うデータ通信となるか否かを判定する判定手段と、を備え、
   前記判定手段が、前記通信相手とのデータ通信が前記データ中継装置を介さずに行うデータ通信であると判定した場合、前記通信相手との前記グローバルアドレスによるデータ通信に代わって前記ローカルアドレス通信手段が前記通信相手とのデータ通信を行うことを特徴とする情報処理装置。
2. 前記情報処理装置のローカルアドレスを含む通信方式の移行要求を前記通信相手に対して送信する移行要求送信手段を更に有し、
   前記ローカルアドレス通信手段は、前記移行要求に応じて前記通信相手から通信方式の移行の許諾応答が得られた場合、前記通信相手との前記グローバルアドレスによるデータ通信に代わって前記通信相手とローカルアドレスによるデータ通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記ローカルアドレス通信手段は、前記許諾応答に含まれる前記通信相手のローカルアドレスを用いて前記通信相手とデータ通信を行うことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
4. 前記許諾応答に含まれる前記通信相手のローカルアドレスを記憶するローカルアドレス記憶手段と、
   前記情報処理装置に対して接続要求のあった接続元のローカルアドレスと、前記ローカルアドレス記憶手段に記憶されるローカルアドレスとが一致するか否かを判定するローカルアドレス比較手段とを更に有し、
   前記ローカルアドレス通信手段は、前記ローカルアドレス比較手段により双方のローカルアドレスが一致すると判定された場合、前記通信相手である前記接続元とローカルアドレスによるデータ通信を行うことを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
5. 前記許諾応答に含まれる前記通信相手のローカルアドレスは、通信毎に異なるアドレスであることを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
6. 前記許諾応答に含まれる暗号化された前記通信相手のローカルアドレスを復号化する復号化手段を更に有することを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の情報処理装置。
7. 前記ローカルアドレスは、前記情報処理装置につき同時に複数のアドレスが与えられることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の情報処理装置。
8. 異なるネットワーク間のデータ通信を中継するデータ中継装置を介してのデータ通信を可能とするグローバルアドレスによるデータ通信を行うグローバルアドレス通信手段と、前記データ中継装置を介してのデータ通信が不可なローカルアドレスによるデータ通信を行うローカルアドレス通信手段と、を備える情報処理装置によるデータ通信方法であって、
   前記グローバルアドレスを用いて接続を要求する通信相手とのデータ通信が、前記データ中継装置を介して行うデータ通信となるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおいて、前記通信相手とのデータ通信が前記データ中継装置を介さずに行うデータ通信であると判定された場合、前記通信相手との前記グローバルアドレスによるデータ通信に代わって前記ローカルアドレス通信手段が前記通信相手とのデータ通信を行うよう制御する制御ステップと、を含むことを特徴とするデータ通信方法。
9. 請求項８に記載のデータ通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images