JP5119184B2 - 中継装置、端末装置及び秘密通信システム - Google Patents

Description

この発明は、イーサネット（Ethernet：登録商標）規格に沿うＬＡＮ（Local Area Network：以下、イーサネット網と称す）における、複数の端末装置間の秘密通信による安全性を確保することができる秘密通信システム並びにこれに用いる中継装置及び端末装置に関する。

従来の伝送容量保証通信方法は、通信開始前に行なう呼処理において、各スイッチングハブの経路探索にフラッディングとＭＡＣアドレス学習機能とを適用する。これにより、経路探索はＭＡＣアドレスを学習した端末間では以後フラッディングが行われなくなり端末間で単一経路を実現することができる。さらに、スイッチングハブの出力側の各ポートに接続されている伝送路に要求された伝送容量があれば通信要求フレームをフラッディングもしくはＭＡＣアドレス学習済の端末へはその対応するポートへ転送する。そして、スイッチングハブの出力側の各ポートに接続されている伝送容量に要求された伝送容量がない場合は通信要求フレームを転送しない（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の秘密情報の保護方法は、クライアント端末とサーバの双方が、相手側で生成された情報と自己側で生成した情報とに基づいて秘密チャネルで情報交換を行なうための共有鍵を生成する。サーバは、共有鍵を秘密情報の暗号化に用いる。サーバは、暗号データを共有鍵で復号したときは次回アクセス用の新規情報を生成するとともに、この新規情報の一部を保存し、残部の新規情報を自己の共有鍵で暗号化してクライアント端末へ伝達する。クライアント端末は、サーバから受け取った暗号データを自己の共有鍵で復号して残部の新規情報を復号し、この残部の新規情報を次回アクセス用に保存する。サーバは、次回アクセス用の新規情報に基づいて新たな共有鍵を生成し、秘密情報を新たな共有鍵で暗号化し、一部の新規情報とともに、次回アクセス用に保存する（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−１６７８８１号公報 特開２００７−１０４１１８号公報

従来の伝送容量保証通信方法は、スイッチングハブがフレームを受信すると、その受信したフレームに記載されている送信元ＭＡＣアドレスとそのフレームを受信したポートを記憶（学習）するために、ＭＡＣアドレステーブルを使用する。スイッチングハブは、ＭＡＣアドレステーブルにおいて未学習のＭＡＣアドレス宛てに送られたフレームに対して、フラッディングすることにより、通信要求元端末以外の端末にもフレームが転送されることになる。このため、複数の端末間で秘密性の高いフレームをやり取りすることは、秘密情報の漏洩に繋がる恐れがあるという課題があった。

特に、従来のＥｔｈｅｒｎｅｔ網は、端末が各スイッチングハブの学習状況を把握しているものではなく、全スイッチングハブの学習状況に合わせて、秘密性の高い秘密通信の開始や終了を決定することが不可能である。このため、従来のＥｔｈｅｒｎｅｔ網は、通信要求元端末以外の端末にもフレームが転送されることになり、秘密情報が第三者に取得されてしまう可能性があるという課題があった。

また、ＭＡＣアドレステーブルが、送信元ＭＡＣアドレス、ポート及びエイジング（テーブル上において登録された情報を保持する時間）で構成される場合に、所定の時間を経過しても使用されない保持した情報については、自動的に削除の処理がなされる。また、ＭＡＣアドレステーブルに登録できる情報は有限であり、所定の情報量以上となった場合には、最古に登録された情報を削除するか、新たな情報を登録しないなどの処理がなされる。このため、スイッチングハブがフレームを既に受信した場合であっても、ＭＡＣアドレステーブルにおいて未学習のＭＡＣアドレスとなり、未学習のＭＡＣアドレス宛てに送られたフレームに対して、フラッディングすることになる。

また、従来の秘密情報の保護方法は、クライアント端末が、ネットワークを介して他のクライアント端末に接続されており、従来の伝送容量保証通信方法と同様に、ネットワークを構成するスイッチングハブにおいて、フラッディングが行なわれるものと考えられる。このため、従来の秘密情報の保護方法は、サーバやサイト等の秘密通信の対象ではない他のクライアント端末にも、共有鍵や秘密情報が転送されてしまい、時間を掛けることで、秘密情報の暗号が解読されてしまう可能性があるという課題があった。特に、従来の秘密情報の保護方法では、暗号の解読技術の進歩により、時間を掛けることなく、秘密情報の暗号が短時間に解読される可能性があるという課題があった。このため、通信装置としては、秘密情報の暗号が根本的に解読されない手法や、秘密通信の対象外のクライアント端末に共有鍵や秘密情報が転送されるのを防止する機能が求められている。

この発明に係る中継装置は、パケットの属性情報に基づき、当該パケットが、複数の端末装置間における秘密通信の秘密情報を含む秘密通信用パケットであるか否かを識別するパケット識別手段を備えている。また、中継装置は、送信先のアドレス情報に対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在しない場合であり、かつ、パケットが秘密通信用パケットである場合に、当該パケットを破棄するパケット破棄手段を備えている。

開示の中継装置は、秘密通信用パケットが送信元及び送信先間を中継するノード以外の他のノードに転送されることがなく、秘密情報の漏洩を防止することができると共に、複数の端末装置間の秘密通信による安全性を確保することができるという効果を奏する。

本実施形態に係る秘密通信システムのシステム構成の一例を示す概略図である。 図１に示す端末装置の特徴部分におけるブロック図である。 （ａ）は本実施形態に係るパケット通信に用いられるパケットのパラメータ値の一例を示す説明図であり、（ｂ）は本実施形態に係るパケット通信に用いられる通常のパケットの一例を示すパケット構造図である。（ｃ）は本実施形態に係るパケット通信に用いられる開始要求用パケットの一例を示すパケット構造図であり、（ｄ）は本実施形態に係るパケット通信に用いられる秘密通信用パケットの一例を示すパケット構造図である。（ｅ）は本実施形態に係るパケット通信に用いられる破棄通知用パケットの一例を示すパケット構造図である。 （ａ）は本実施形態に係るパケット通信に用いられる合意応答用パケットの一例を示すパケット構造図であり、（ｂ）は図４（ａ）に示す合意応答用パケットに学習状態情報が付加されたパケットの一例を示すパケット構造図である。（ｃ）は図４（ｂ）に示す合意応答用パケットに学習状態情報が付加されたパケットの一例を示すパケット構造図である。 図１に示す中継装置の特徴部分におけるブロック図である。 図５に示すパケット識別部、パケット破棄判定処理部及びパケット生成部におけるブロック図である。 （ａ）は本実施形態に係るパケット通信に用いられるパケットに入力ポート情報が付加されたパケットの一例を示すパケット構造図、（ｂ）は図５に示す学習テーブル格納部に格納されたアドレス学習テーブルの一例を示す説明図である。 図１に示す秘密通信システムにおけるパケット通信の一例を示すシーケンス図である。

ここで、本発明は多くの異なる形態で実施可能である。したがって、下記の実施形態の記載内容のみで解釈すべきではない。また、実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。

実施形態では、主にシステムについて説明するが、いわゆる当業者であれば明らかな通り、本発明はコンピュータで使用可能なプログラム、方法としても実施できる。また、本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、又は、ソフトウェア及びハードウェアの実施形態で実施可能である。プログラムは、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光記憶装置又は磁気記憶装置等の任意のコンピュータ可読媒体に記録できる。さらに、プログラムはネットワークを介した他のコンピュータに記録することができる。

（本発明の第１の実施形態）
図１において、秘密通信システム１００は、後述する端末装置１０と中継装置２０と端末装置１０及び／又は中継装置２０間を接続するケーブル等の伝送路３０とを有するイーサネット網における、複数の端末装置１０間で秘密通信を可能にするものである。

なお、図１においては、６台の端末装置１０と２台の中継装置２０とを配置した秘密通信システム１００を図示しているが、本発明に係る端末装置１０及び中継装置２０に対応していれば、この台数及び配置の端末装置１０及び中継装置２０に限られるものではない。また、中継装置２０は、複数の方路（ポート）を有するスイッチング装置であり、図１においては、４つのポートを有する中継装置２０を図示しているが、このポート数に限られるものではない。

端末装置１０及び中継装置２０は、ＬＡＮカード等のネットワーク機器を内蔵している。このネットワーク機器には、ハードウェア固有の物理アドレスであるＭＡＣ（Media Access Control）アドレスが割り当てられており、このＭＡＣアドレスを元に、端末装置１０及び／又は中継装置２０間のパケットの送受信が行なわれる。

まず、端末装置１０について、図２を用いて説明する。
端末装置１０は、本発明の特徴部分である主要な内部構成として、後述するデータ入出力部１、パケット生成部２、秘密通信用パケット管理部３、パケット生成制御部４及びパケット送受信部５を少なくとも備えている。

データ入出力部１は、端末装置１０の操作者（以下、ユーザーと称す）からの指示内容（例えば、秘密通信の設定（ＯＮ）又は解除（ＯＦＦ））及びデータの入出力や、他の端末装置１０との秘密通信が可能な状態にあるかをユーザーに通知するための手段である。特に、入力部としては、ユーザーからの指示内容を入力するためのマウスやキーボード等や、端末装置１０にデータを入力するためのＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光記憶装置又は磁気記憶装置等に記録した任意のコンピュータ可読媒体等が挙げられる。また、出力部としては、他の端末装置１０との秘密通信が可能な状態にあるかをユーザーに通知するために、ユーザーの視覚に訴えるディスプレイ等やユーザーの聴覚に訴えるスピーカー等が挙げられる。

パケット生成部２は、データ入出力部１からの指示（秘密通信の設定）をトリガとして、複数の端末装置１０間における秘密通信の開始を他の端末装置１０に要求することを示す情報を含むパケット（以下、開始要求用パケットと称す）を生成する。また、パケット生成部２は、他の端末装置１０からの秘密通信の開始要求に合意して当該他の端末装置１０に応答することを示す情報を含むパケット（以下、合意応答用パケットと称す）を生成する。

ここで、イーサネット網を伝送する通常のパケット（ＭＡＣフレーム）は、図３（ｂ）に示すように、宛先アドレス（Destination Address：ＤＡ）、送信元アドレス（Source Address：ＳＡ）、タイプ、データ及び誤り検査（Frame check sequence：ＦＣＳ）の領域からなる。

なお、データの領域は、バイト単位（８ビットの倍数）にならない場合に、データ領域の最後に「0」を付加してデータ長（４６バイト〜１５００バイト）を調整する。すなわち、データ領域は、データ本体の領域と、パケット長を少なくとも６４バイトにするためのパディング（通常、全ての値が「0」）の領域とからなる。

これに対し、本発明において新たに定義する開始要求用パケットは、図３（ｃ）に示すように、通常のパケットの構造を変形したものであり、秘密通信に関連するパケットであることを示す情報（例えば、タイプ値「D000」）を、タイプの領域に記憶している。また、開始要求用パケットは、データ本体の領域を、秘密通信におけるパケットの種別（ここでは、開始要求用パケット）を示す情報（例えば、パラメータ値「0001」）を記憶するパラメータと、全ての値を「0」とする制御データとに領域分けされる。なお、タイプ値及びパラメータ値は、パケットの属性を示す情報（以下、属性情報と称す）である。

また、本発明において新たに定義する合意応答用パケットは、図４（ａ）に示すように、通常のパケットの構造を変形したものであり、秘密通信に関連するパケットであることを示す情報（例えば、タイプ値「D000」）を、タイプの領域に記憶している。

また、合意応答用パケットは、データ本体の領域を、秘密通信におけるパケットの種別（合意応答用パケット）を示す情報（例えば、パラメータ値「0002」）を記憶するパラメータと、データ長を調整する固定コード（特に指定はなく、例えば、「55aa」）とに領域分けされる。また、合意応答用パケットは、データ本体の領域を、合意応答用パケットの送信元である端末装置１０のＭＡＣアドレスと、当該端末装置１０が開始要求用パケットによる秘密通信の開始要求に対して合意したか否かを示す情報を記憶する領域とに領域分けされる。なお、合意したか否かを示す情報（以下、合意情報と称す）としては、例えば、合意した場合に、１ビットの値「1」とし、合意しない（却下する）場合に、１ビットの値「0」として記憶する。

また、合意応答用パケットは、送信元及び送信先間の中継装置２０で転送される度に、当該中継装置２０のＭＡＣアドレスと、当該中継装置２０における宛先アドレスに対応するポート情報の学習状態を示す情報とが、データ本体の領域に付加されていく。

なお、ポート情報とは、中継装置２０におけるパケットを受信したポートを示す情報であり、中継装置２０におけるパケットを送信したポートを示す情報でもある。また、学習状態を示す情報（以下、学習状態情報と称す）としては、例えば、学習済みの場合に、１ビットの値「1」とし、未学習の場合に、１ビットの値「0」として記憶する。

秘密通信用パケット管理部３は、複数の端末装置１０間における秘密通信の秘密情報をカプセル化して後述の秘密通信用パケットを生成すると共に、他の端末装置１０からの秘密通信用パケットに対してデカプセル化して秘密情報を取り出す。

本発明において新たに定義する秘密通信用パケットは、図３（ｄ）に示すように、通常のパケットの構造を変形したものであり、秘密通信に関連するパケットであることを示す情報（例えば、タイプ値「D000」）を、タイプの領域に記憶している。また、秘密通信用パケットは、データ本体の領域を、秘密通信におけるパケットの種別（ここでは、秘密通信用パケット）を示す情報（例えば、パラメータ値「0004」）を記憶するパラメータと、秘密情報を記憶する実データとに領域分けされる。

パケット生成制御部４は、秘密通信用パケットが破棄されたことを示す情報（以下、破棄情報と称す）を含むパケット（以下、破棄通知用パケットと称す）が入力される。この場合に、パケット生成制御部４は、パケット生成部２に対して、開始要求用パケットを生成するように指示信号を出力すると共に、データ入出力部１を介して、他の端末装置１０との秘密通信が不可能である（パケットが破棄された）ことをユーザー側に通知する。

ここで、本発明において新たに定義する破棄通知用パケットは、図３（ｅ）に示すように、通常のパケットの構造を変形したものであり、秘密通信に関連するパケットであることを示す情報（例えば、タイプ値「D000」）を、タイプの領域に記憶している。

また、破棄通知用パケットは、データ本体の領域を、秘密通信におけるパケットの種別（破棄通知用パケット）を示す情報（例えば、パラメータ値「0003」）を記憶するパラメータと、データ長を調整する固定コード（特に指定はなく、例えば、「55aa」）とに領域分けされる。また、破棄通知用パケットは、データ本体の領域を、秘密通信用パケットを破棄した中継装置２０のＭＡＣアドレスと、秘密通信用パケットが破棄されたことを示す情報（例えば、１ビットの値「0」）とを記憶する領域に領域分けされる。なお、この破棄通知用パケットは、後述する中継装置２０により生成されるパケットである。

また、パケット生成制御部４は、他の端末装置１０からの合意応答用パケットに含まれる各中継装置２０における当該合意応答用パケットの送信先に対応するポート情報の学習状態情報に未学習が存在することを示す情報を含む当該合意応答用パケットが入力される。この場合に、パケット生成制御部４は、パケット生成部２に対して、開始要求用パケットを生成するように指示信号を出力すると共に、データ入出力部１を介して、他の端末装置１０との秘密通信が不可能（未学習あり）であることをユーザー側に通知する。

また、パケット生成制御部４は、他の端末装置１０からの合意応答用パケットに含まれる各中継装置２０における当該合意応答用パケットの送信先に対応するポート情報の学習状態情報に全て学習済みであることを示す情報を含む当該合意応答用パケットが入力される。この場合に、パケット生成制御部４は、秘密通信用パケット管理部３に対して、秘密情報をカプセル化して秘密通信用パケットを生成するように指示信号を出力し、データ入出力部１を介して、他の端末装置１０との秘密通信が可能であることをユーザー側に通知する。

さらに、パケット生成制御部４は、他の端末装置１０からの開始要求用パケットが入力された場合に、データ入出力部１を介して、他の端末装置１０から秘密通信の要求があることをユーザー側に通知する。

なお、パケット生成制御部４は、他の端末装置１０に開始要求用パケットを送信してから所定の時間が経過しても、合意応答用パケット又は破棄通知用パケットが入力されない場合に、パケット生成部２に対して、開始要求用パケットを生成するように指示信号を出力する。また、パケット生成制御部４は、他の端末装置１０に開始要求用パケットを再送信し続け、所定の回数の再送信に対しても、合意応答用パケット又は破棄通知用パケットが入力されない場合に、パケット生成部２に対する指示信号の出力を停止する。そして、パケット生成制御部４は、データ入出力部１を介して、他の端末装置１０との秘密通信が不可能である（合意応答がない）ことをユーザー側に通知する。

パケット送受信部５は、パケット生成部２から入力される開始要求用パケット及び合意応答用パケットを、他の端末装置１０に向けて伝送路３０に送信する。また、パケット送受信部５は、秘密通信用パケット管理部３から入力される秘密通信用パケット及び通常のパケットを、他の端末装置１０に向けて伝送路３０に送信する。

さらに、パケット送受信部５は、伝送路３０から受信する破棄通知用パケット、開始要求用パケット及び合意応答用パケットを、パケット生成制御部４に出力する。また、パケット送受信部５は、伝送路３０から受信する秘密通信用パケット及び通常のパケットを、秘密通信用パケット管理部３に出力する。

つぎに、複数の端末装置１０間のパケット通信における、端末装置１０の各構成要素の動作について説明する。なお、以下の説明においては、複数の端末装置１０間のパケット通信として、図１に示す第１の端末装置１０ａと第２の端末装置１０ｂとの間のパケット通信を例に挙げて説明する。

まず、複数の端末装置１０間における秘密通信の開始を、一の端末装置１０である第１の端末装置１０ａから他の端末装置１０である第２の端末装置１０ｂに要求する場合について説明する。

第１の端末装置１０ａのデータ入出力部１は、ユーザーからの指示内容（秘密通信の設定）を、パケット生成部２に出力する。
そして、パケット生成部２は、データ入出力部１からの入力をトリガとして、開始要求用パケットを生成し、当該開始要求用パケットをパケット送受信部５に出力する。

この場合に、開始要求用パケットは、図３（ｃ）に示すように、宛先アドレス（ＤＡ）を「第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス」とし、送信元アドレス（ＳＡ）を「第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス」とし、タイプ値を「D000」とする。また、開始要求用パケットは、パラメータ値を「0001」とし、制御データとして全ての値を「0」とし、パディングとして全ての値を「0」とし、４バイトのＦＣＳが付加される。
パケット送受信部５は、開始要求用パケットの宛先アドレス（ＤＡ）に基づき、送信先である第２の端末装置１０ｂに向けて、開始要求用パケットを伝送路３０に送出する。

つぎに、第１の端末装置１０ａが、中継装置２０からの破棄通知用パケットを受信した場合について説明する。
第１の端末装置１０ａのパケット送受信部５は、伝送路３０からの破棄通知用パケットを受信すると、当該パケットの属性情報（タイプ値、パラメータ値）に基づき、当該パケットが破棄通知用パケットであることを認識する。そして、パケット送受信部５は、破棄通知用パケットをパケット生成制御部４に出力する。

パケット生成制御部４は、破棄通知用パケットの属性情報に基づき、当該パケットが破棄通知用パケットであることを認識し、パケット生成部２に対して、開始要求用パケットを生成するように指示信号を出力する。また、パケット生成制御部４は、データ入出力部１を介して、他の端末装置１０との秘密通信が不可能である（パケットが破棄された）ことをユーザー側に通知する。
そして、パケット生成部２は、開始要求用パケットを生成し、当該開始要求用パケットをパケット送受信部５に出力する。

パケット送受信部５は、開始要求用パケットの宛先アドレス（ＤＡ）に基づき、送信先である第２の端末装置１０ｂに向けて、開始要求用パケットを伝送路３０に送出する。

つぎに、第２の端末装置１０ｂが、第１の端末装置１０ａからの開始要求用パケットを受信した場合について説明する。
第２の端末装置１０ｂのパケット送受信部５は、伝送路３０からの開始要求用パケットを受信すると、当該パケットの属性情報（タイプ値、パラメータ値）に基づき、当該パケットが開始要求用パケットであることを認識する。そして、パケット送受信部５は、開始要求用パケットをパケット生成制御部４に出力する。

パケット生成制御部４は、開始要求用パケットの属性情報に基づき、当該パケットが開始要求用パケットであることを認識し、データ入出力部１を介して、他の端末装置１０から秘密通信の要求があることをユーザー側に通知する。

データ入出力部１は、ユーザーからの指示内容（秘密通信の開始要求に対する合意又は却下）を、パケット生成部２に出力する。
そして、パケット生成部２は、データ入出力部１からの入力をトリガとして、合意応答用パケットを生成し、当該合意応答用パケットをパケット送受信部５に出力する。

この場合に、合意応答用パケットは、図４（ａ）に示すように、宛先アドレス（ＤＡ）を「第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス」とし、送信元アドレス（ＳＡ）を「第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス」とし、タイプ値を「D000」とする。また、合意応答用パケットは、パラメータ値を「0002」とし、送信元の端末装置１０のＭＡＣアドレスを「第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス」とし、合意情報を「0」又は「1」とし、固定コードを「55aa」とし、パディングとして全ての値を「0」とする。また、合意応答用パケットは、４バイトのＦＣＳが付加される。
パケット送受信部５は、合意応答用パケットの宛先アドレス（ＤＡ）に基づき、送信先である第１の端末装置１０ａに向けて、合意応答用パケットを伝送路３０に送出する。

つぎに、第１の端末装置１０ａが、第２の端末装置１０ｂから送信される合意応答用パケットを受信した場合について説明する。
第１の端末装置１０ａのパケット送受信部５は、伝送路３０からの合意応答用パケットを受信すると、当該パケットの属性情報（タイプ値、パラメータ値）に基づき、当該パケットが合意応答用パケットであることを認識する。そして、パケット送受信部５は、合意応答用パケットをパケット生成制御部４に出力する。

パケット生成制御部４は、合意応答用パケットの属性情報に基づき、当該パケットが合意応答用パケットであることを認識し、合意応答用パケットのデータ本体の領域に記録された学習状態情報に未学習が存在するか否かを判断する。

また、パケット生成制御部４は、学習状態情報に未学習が存在する場合に、パケット生成部２に対して、開始要求用パケットを生成するように指示信号を出力する。また、パケット生成制御部４は、データ入出力部１を介して、他の端末装置１０との秘密通信が不可能（未学習あり）であることをユーザー側に通知する。
そして、パケット生成部２は、再度、開始要求用パケットを生成し、当該開始要求用パケットをパケット送受信部５に出力する。

また、パケット生成制御部４は、学習状態情報に未学習が存在しない場合に、秘密通信用パケット管理部３に対して、秘密情報をカプセル化して秘密通信用パケットを生成するように指示信号を出力する。また、パケット生成制御部４は、データ入出力部１を介して、他の端末装置１０との秘密通信が可能であることをユーザー側に通知する。
そして、秘密通信用パケット管理部３は、秘密通信用パケットを生成し、当該秘密通信用パケットをパケット送受信部５に出力する。

パケット送受信部５は、開始要求用パケット又は秘密通信用パケットの宛先アドレス（ＤＡ）に基づき、送信先である第２の端末装置１０ｂに向けて、開始要求用パケット又は秘密通信用パケットを伝送路３０に送出する。

なお、第１の端末装置１０ａが、第２の端末装置１０ｂに通常のパケットを送信する場合における、第１の端末装置１０ａの各構成要素による動作については、既存の端末装置と同様である。すなわち、ユーザー側からの送信データは、データ入出力部１、秘密通信用パケット管理部３及びパケット送受信部５を介して、伝送路３０に送出される。

また、第１の端末装置１０ａが、第２の端末装置１０ｂから送信される通常のパケット及び秘密通信用パケットを受信した場合における、第１の端末装置１０ａの各構成要素による動作についても、既存の端末装置と同様である。すなわち、伝送路３０からの通常のパケットは、パケット送受信部５、秘密通信用パケット管理部３及びデータ入出力部１を介して、受信データとしてユーザー側に出力される。また、伝送路３０からの秘密通信用パケットは、パケット送受信部５を介し、秘密通信用パケット管理部３でデカプセル化され、データ入出力部１を介して、受信データとしてユーザー側に出力される。

つぎに、中継装置２０について、図５及び図６を用いて説明する。
中継装置２０は、後述するＭＵＸ部２１、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２、学習テーブル格納部２３、学習状態判定部２４、パケット識別部２５、パケット破棄判定処理部２６、パケット生成部２７及びＤＭＵＸ部２８を少なくとも備えている。

ＭＵＸ部２１は、複数の方路からの入力をまとめると共に、図７（ａ）に示すように、パケット（ＭＡＣフレーム）の先頭に、入力ポート情報を付加したヘッダ領域を追加する機能を有するマルチプレクサである。なお、入力ポート情報を付加したヘッダ領域を追加することは、中継装置２０において、パケットを受信したポートをＭＵＸ部２１の後段のブロックで判別できるようにするためである。

ＤＡ／ＳＡ抽出部２２は、ＭＵＸ部２１から入力されたパケットに含まれる宛先アドレス（ＤＡ）、送信元アドレス（ＳＡ）及び入力ポート情報を抽出し、学習状態判定部２４に出力する。

学習テーブル格納部２３は、送信元のアドレスを示すアドレス情報（ＭＡＣアドレス）と当該送信元からのパケットを受信したポートを示すポート情報とを対応付けて有するアドレス学習テーブルを格納する。なお、本実施形態に係るアドレス学習テーブルには、図７（ｂ）に示すように、ＭＡＣアドレスとポート情報とが対応付けて登録（エントリ）され、エントリ番号毎に学習状態情報の有効性（有効又は無効）が設定される。

学習状態判定部２４は、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２から入力された宛先アドレスに基づき、当該宛先アドレスであるＭＡＣアドレスに対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在するか否かを判定する。また、学習状態判定部２４は、対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在する場合に、当該ポート情報がＤＡ／ＳＡ抽出部２２から入力されたパケットの入力ポート情報に一致するか（自ポートであるか）否かを判定する。

さらに、学習状態判定部２４は、対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在する場合であり、かつ、自ポートではない場合に、当該ポート情報を出力ポート情報として、パケット破棄判定処理部２６及びＤＭＵＸ部２８に出力する。また、学習状態判定部２４は、学習状態情報をパケット生成部２７に出力する。

また、学習状態判定部２４は、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２から入力される送信元アドレス（ＳＡ）と入力ポート情報との組み合わせが、アドレス学習テーブルに存在しない場合に、送信元アドレスであるＭＡＣアドレスと入力ポート情報であるポート情報とを対応付ける。そして、学習状態判定部２４は、対応付けたＭＡＣアドレスとポート情報とを、新規のエントリ番号としてアドレス学習テーブルに登録する。

パケット識別部２５は、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２から入力されたパケットに含まれるパケットの属性情報に基づき、当該パケットの種別を識別し、識別したパケットの種別に応じて、パケット破棄判定処理部２６並びにパケット生成部２７に、識別信号及びパケットを出力する。なお、パケット識別部２５は、図６に示すように、タイプ値に基づき、秘密通信に関連するパケットであるか否かを識別するタイプ値識別部２５ａと、パラメータ値に基づき、パケットの種別を識別するパラメータ値識別部２５ｂとを有している。

パケット破棄判定処理部２６は、対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在しない場合であり、かつ、パケットが秘密通信用パケットである場合に、当該パケットを破棄する。なお、パケット破棄判定処理部２６は、対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在しない場合であり、かつ、パケットが秘密通信用パケットである場合であるか否かを判定する秘密通信用パケット破棄判定部２６ａを有する。また、パケット破棄判定処理部２６は、秘密通信用パケット破棄判定部２６ａからのパケット破棄の指示信号に基づき、秘密通信用パケットを破棄する秘密通信用パケット破棄処理部２６ｂを有している。

パケット生成部２７は、秘密通信用パケット破棄処理部２６ｂにより秘密通信用パケットが破棄された場合に、当該パケットの送信元を送信先とする、破棄通知用パケットを生成する破棄通知用パケット生成部２７ａを有する。また、パケット生成部２７は、合意応答用パケットを受信した場合に、当該合意応答用パケットの送信先に対応するポート情報の学習状態情報を、当該合意応答用パケットに付加する学習状態情報付加部２７ｂを有する。

ＤＭＵＸ部２８は、パケット破棄判定処理部２６及びパケット生成部２７から入力されるパケットを、学習状態判定部２４からの出力ポート情報に従い、指示されたポートから出力する機能を有するデマルチプレクサである。また、ＤＭＵＸ部２８は、パケット破棄判定処理部２６及びパケット生成部２７から入力されるパケットに対応する出力ポート情報が存在しない場合に、当該パケットを受信したポート以外の全ポートからパケットを伝送路３０に送出（フラッディング）する。

つぎに、複数の端末装置１０間のパケット通信における、中継装置２０の各構成要素の動作について説明する。なお、以下の説明においては、複数の端末装置１０間のパケット通信として、図１に示す第１の端末装置１０ａと第２の端末装置１０ｂとの間における、図８に示すパケット通信を例に挙げて説明する。

また、第１の中継装置２０ａのアドレス学習テーブルは、第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス（宛先アドレス）又は第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス（宛先アドレス）とポート情報（出力ポート情報）とがそれぞれ対応付けられ学習済みであると仮定する。また、第２の中継装置２０ｂのアドレス学習テーブルは、第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス（宛先アドレス）又は第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス（宛先アドレス）とポート情報（出力ポート情報）とがそれぞれ対応付けられておらず、未学習であると仮定する。

まず、第１の端末装置１０ａは、第２の端末装置１０ｂに向けて、秘密通信用パケットを送信する。
この場合に、秘密通信用パケットは、図３（ｄ）に示すように、宛先アドレス（ＤＡ）を「第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス」とし、送信元アドレス（ＳＡ）を「第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス」として、秘密通信用パケット管理部３により生成される。また、秘密通信用パケットは、秘密通信用パケット管理部３により、実データとして秘密情報がカプセル化され、タイプ値を「D000」とし、パラメータ値を「0004」とし、パディングとして全ての値を「0」とし、４バイトのＦＣＳが付加されている。

第１の中継装置２０ａは、秘密通信用パケットを一のポート（ここでは、第１のポート）で受信すると、秘密通信用パケットは、ＭＵＸ部２１に入力される。

ＭＵＸ部２１は、秘密通信用パケットの先頭に、入力ポート情報（ここでは、第１のポート）を付加したヘッダ領域を追加して、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２に出力する。

ＤＡ／ＳＡ抽出部２２は、秘密通信用パケットの宛先アドレス（ここでは、第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス）及び入力ポート情報（ここでは、第１のポート）を抽出し、学習状態判定部２４に出力すると共に、秘密通信用パケットをパケット識別部２５に出力する。

また、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２は、秘密通信用パケットの送信元アドレス（ここでは、第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス）を抽出し、学習状態判定部２４に出力する。しかしながら、送信元アドレス（ＭＡＣアドレス）と入力ポート情報（ポート情報）との組み合わせが、アドレス学習テーブルに既に存在するために、学習状態判定部２４は、新規のエントリ番号としてアドレス学習テーブルに登録は行なわない。

学習状態判定部２４は、入力された宛先アドレス（ここでは、第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス）に基づき、学習テーブル格納部２３に格納されたアドレス学習テーブルを参照し、宛先アドレスに対応するポート情報が存在するか否かを判定する。

そして、学習状態判定部２４は、対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在すると判定した場合に、当該ポート情報がＤＡ／ＳＡ抽出部２２から入力されたパケットの入力ポート情報に一致するか（自ポートであるか）否かを判定する。

なお、ここでは、対応するポート情報が「第２のポート」としてアドレス学習テーブルに存在し、自ポート（第１のポート）ではないために、当該ポート情報（第２のポート）を出力ポート情報として、パケット破棄判定処理部２６及びＤＭＵＸ部２８に出力する。

パケット識別部２５のタイプ値識別部２５ａは、秘密通信用パケットのタイプ値（ここでは、「D000」）に基づき、秘密通信に関連するパケットであると識別し、秘密通信用パケットをパラメータ値識別部２５ｂに出力する。

パラメータ値識別部２５ｂは、秘密通信用パケットのパラメータ値（ここでは、「0004」）に基づき、秘密通信用パケットであると識別する。そして、パラメータ値識別部２５ｂは、秘密通信用パケットであることを示す識別信号を秘密通信用パケット破棄判定部２６ａに出力すると共に、秘密通信用パケットを秘密通信用パケット破棄処理部２６ｂに出力する。

秘密通信用パケット破棄判定部２６ａは、入力された識別信号に対応する秘密通信用パケットの出力ポート情報の通知が学習状態判定部２４から入力されるために、秘密通信用パケット破棄処理部２６ｂにパケット破棄の指示信号を出力しないことになる。

秘密通信用パケット破棄処理部２６ｂは、パケット破棄の指示信号が入力されないために、破棄通知用パケット生成部２７ａにパケット破棄の通知を出力することなく、秘密通信用パケットをＤＭＵＸ部２８に出力する。

ＤＭＵＸ部２８は、秘密通信用パケットの先頭に追加した入力ポート情報を付加したヘッダ領域を削除し、学習状態判定部２４から入力される出力ポート情報に基づき、対応する出力ポート（ここでは、第２のポート）から秘密通信用パケットを伝送路３０に送出する。

このように、第１の中継装置２０ａは、宛先アドレス（ＭＡＣアドレス）とポート情報（出力ポート情報）とが対応付けられ学習済みであるために、秘密通信用パケットは、フラッディングや破棄されることなく、第２の中継装置２０ｂのみに転送されることになる。

第２の中継装置２０ｂは、第１の中継装置２０ａから転送された秘密通信用パケットを受信すると、ＭＵＸ部２１及びＤＡ／ＳＡ抽出部２２において、前述した第１の中継装置２０ａのＭＵＸ部２１及びＤＡ／ＳＡ抽出部２２による処理とほぼ同様の処理を行なうことなる。

そして、第２の中継装置２０ｂの学習状態判定部２４は、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２から入力された宛先アドレス（ここでは、第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス）に基づき、学習テーブル格納部２３に格納されたアドレス学習テーブルを参照し、宛先アドレスに対応するポート情報が存在するか否かを判定する。

なお、ここでは、対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在しないために、学習状態判定部２４は、パケット破棄判定処理部２６及びＤＭＵＸ部２８に、出力ポート情報を出力できない。

また、学習状態判定部２４は、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２から入力される送信元アドレス（ＳＡ）と入力ポート情報との組み合わせが、アドレス学習テーブルに存在しないために、送信元アドレスであるＭＡＣアドレスと入力ポート情報であるポート情報とを対応付ける。そして、学習状態判定部２４は、対応付けたＭＡＣアドレス（ここでは、第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス）とポート情報（ここでは、第１のポート）とを、新規のエントリ番号としてアドレス学習テーブルに登録する。

タイプ値識別部２５ａ及びパラメータ値識別部２５ｂは、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２から秘密通信用パケットが入力されると、前述した第１の中継装置２０ａのタイプ値識別部２５ａ及びパラメータ値識別部２５ｂによる処理とほぼ同様の処理を行なうことなる。

そして、秘密通信用パケット破棄判定部２６ａは、入力された識別信号に対応する秘密通信用パケットの出力ポート情報の通知が学習状態判定部２４から入力されないために、秘密通信用パケット破棄処理部２６ｂにパケット破棄の指示信号を出力する。

そして、秘密通信用パケット破棄処理部２６ｂは、パケット破棄の指示信号に基づき、秘密通信用パケットを破棄し、破棄通知用パケット生成部２７ａにパケット破棄の通知を出力する。

破棄通知用パケット生成部２７ａは、パケット破棄の通知に基づき、破棄された秘密通信用パケットの送信元を送信先とする、破棄通知用パケットを生成し、当該破棄通知用パケットをＤＡ／ＳＡ抽出部２２に出力する。

この場合に、破棄通知用パケットは、図３（ｅ）に示すように、宛先アドレス（ＤＡ）を「第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス」とし、送信元アドレス（ＳＡ）を「第２の中継装置２０ｂのＭＡＣアドレス」として、破棄通知用パケット生成部２７ａにより生成される。また、破棄通知用パケットは、タイプ値を「D000」とし、パラメータ値を「0003」とし、秘密通信用パケットを破棄した中継装置２０のＭＡＣアドレスを「第２の中継装置２０ｂのＭＡＣアドレス」として、破棄通知用パケット生成部２７ａにより生成される。また、破棄通知用パケットは、破棄情報を「0」とし、固定コードを「55aa」とし、パディングとして全ての値を「0」とし、４バイトのＦＣＳが付加されている。

そして、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２は、破棄通知用パケットが入力されると、破棄通知用パケットの宛先アドレス（ここでは、第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス）を抽出し、学習状態判定部２４に出力すると共に、破棄通知用パケットをパケット識別部２５に出力する。

学習状態判定部２４は、入力された宛先アドレス（ここでは、第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス）に基づき、学習テーブル格納部２３に格納されたアドレス学習テーブルを参照し、宛先アドレスに対応するポート情報が存在するか否かを判定する。

なお、ここでは、対応するポート情報が「第１のポート」としてアドレス学習テーブルに存在するために、当該ポート情報（第１のポート）を出力ポート情報として、ＤＭＵＸ部２８に出力する。

パケット識別部２５のタイプ値識別部２５ａは、破棄通知用パケットのタイプ値（ここでは、「D000」）に基づき、秘密通信に関連するパケットであると識別し、破棄通知用パケットをパラメータ値識別部２５ｂに出力する。

パラメータ値識別部２５ｂは、破棄通知用パケットのパラメータ値（ここでは、「0003」）に基づき、破棄通知用パケットであると識別する。そして、パラメータ値識別部２５ｂは、破棄通知用パケットを秘密通信用パケット破棄処理部２６ｂに出力する。

破棄通知用パケットは、秘密通信用パケットではないために、秘密通信用パケット破棄処理部２６ｂを介して、ＤＭＵＸ部２８に出力される。

ＤＭＵＸ部２８は、学習状態判定部２４から入力される出力ポート情報に基づき、対応する出力ポート（ここでは、第１のポート）から破棄通知用パケットを伝送路３０に送出する。

このように、第２の中継装置２０ｂは、宛先アドレス（ＭＡＣアドレス）とポート情報（出力ポート情報）とが対応付けられておらず未学習であるために、秘密通信用パケットを破棄する。そして、第２の中継装置２０ｂは、破棄通知用パケットを生成し、当該破棄通知用パケットを第１の端末装置１０ａに向けて送出することになる。

第１の中継装置２０ａは、第２の中継装置２０ｂから送信された破棄通知用パケットを受信すると、ＭＵＸ部２１及びＤＡ／ＳＡ抽出部２２において、前述した第１の中継装置２０ａのＭＵＸ部２１及びＤＡ／ＳＡ抽出部２２による処理とほぼ同様の処理を行なうことなる。また、第１の中継装置２０ａは、学習状態判定部２４、パケット識別部２５及びパケット破棄判定処理部２６及びＤＭＵＸ部２８において、前述した第２の中継装置２０ｂの各部による処理とほぼ同様の処理を行なうことなる。

すなわち、第１の中継装置２０ａは、宛先アドレス（ＭＡＣアドレス）とポート情報（出力ポート情報）とが対応付けられ学習済みであるために、破棄通知用パケットは、フラッディングや破棄されることなく、第１の端末装置１０ａのみに転送されることになる。

第１の端末装置１０ａは、第１の中継装置２０ａから送信された破棄通知用パケットを受信すると、前述したとおり、開始要求用パケットを生成し、第２の端末装置１０ｂに向けて、開始要求用パケットを伝送路３０に送出する。

この場合に、開始要求用パケットは、図３（ｃ）に示すように、宛先アドレス（ＤＡ）を「第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス」とし、送信元アドレス（ＳＡ）を「第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス」として、パケット生成部２により生成される。また、開始要求用パケットは、パケット生成部２により、タイプ値を「D000」とし、パラメータ値を「0001」とし、制御データとして全ての値を「0」とし、パディングとして全ての値を「0」とし、４バイトのＦＣＳが付加されている。

第１の中継装置２０ａは、開始要求用パケットを一のポート（ここでは、第１のポート）で受信すると、開始要求用パケットは、ＭＵＸ部２１に入力される。

ＭＵＸ部２１は、開始要求用パケットの先頭に、入力ポート情報（ここでは、第１のポート）を付加したヘッダ領域を追加して、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２に出力する。

ＤＡ／ＳＡ抽出部２２は、開始要求用パケットの宛先アドレス（ここでは、第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス）及び入力ポート情報（ここでは、第１のポート）を抽出し、学習状態判定部２４に出力すると共に、開始要求用パケットをパケット識別部２５に出力する。

また、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２は、開始要求用パケットの送信元アドレス（ここでは、第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス）を抽出し、学習状態判定部２４に出力する。しかしながら、送信元アドレス（ＭＡＣアドレス）と入力ポート情報（ポート情報）との組み合わせが、アドレス学習テーブルに既に存在するために、学習状態判定部２４は、新規のエントリ番号としてアドレス学習テーブルに登録は行なわない。

学習状態判定部２４は、入力された宛先アドレス（ここでは、第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス）に基づき、学習テーブル格納部２３に格納されたアドレス学習テーブルを参照し、宛先アドレスに対応するポート情報が存在するか否かを判定する。

そして、学習状態判定部２４は、対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在すると判定した場合に、当該ポート情報がＤＡ／ＳＡ抽出部２２から入力されたパケットの入力ポート情報に一致するか（自ポートであるか）否かを判定する。

なお、ここでは、対応するポート情報が「第２のポート」としてアドレス学習テーブルに存在し、自ポート（第１のポート）ではないために、当該ポート情報（第２のポート）を出力ポート情報として、ＤＭＵＸ部２８に出力する。

パケット識別部２５のタイプ値識別部２５ａは、開始要求用パケットのタイプ値（ここでは、「D000」）に基づき、秘密通信に関連するパケットであると識別し、開始要求用パケットをパラメータ値識別部２５ｂに出力する。

パラメータ値識別部２５ｂは、開始要求用パケットのパラメータ値（ここでは、「0001」）に基づき、開始要求用パケットであると識別する。そして、パラメータ値識別部２５ｂは、開始要求用パケットを秘密通信用パケット破棄処理部２６ｂに出力する。

開始要求用パケットは、秘密通信用パケットではないために、秘密通信用パケット破棄処理部２６ｂを介して、ＤＭＵＸ部２８に出力される。

ＤＭＵＸ部２８は、学習状態判定部２４から入力される出力ポート情報に基づき、対応する出力ポート（ここでは、第２のポート）から開始要求用パケットを伝送路３０に送出する。

このように、第１の中継装置２０ａは、宛先アドレス（ＭＡＣアドレス）とポート情報（出力ポート情報）とが対応付けられ学習済みであるために、開始要求用パケットは、フラッディングや破棄されることなく、第２の中継装置２０ｂのみに転送されることになる。

第２の中継装置２０ｂは、第１の中継装置２０ａから転送された開始要求用パケットを受信すると、前述した第１の中継装置２０ａによる処理とほぼ同様の処理を行なうことなる。

ただし、第２の中継装置２０ｂは、宛先アドレス（ＭＡＣアドレス）とポート情報（出力ポート情報）とが対応付けられておらず、未学習であるために、開始要求用パケットは、フラッディングされる。すなわち、開始要求用パケットは、自ポート（ここでは、第１のポート）以外のポート（ここでは、第２のポート、第３のポート及び第４のポート）から、伝送路３０に送出されることになる。

第２の端末装置１０ｂは、第２の中継装置２０ｂから転送された開始要求用パケットを受信すると、前述したとおり、合意応答用パケットを生成し、第１の端末装置１０ａに向けて、合意応答用パケットを伝送路３０に送出する。

この場合に、合意応答用パケットは、図４（ａ）に示すように、宛先アドレス（ＤＡ）を「第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス」とし、送信元アドレス（ＳＡ）を「第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス」として、パケット生成部２により生成される。また、合意応答用パケットは、タイプ値を「D000」とし、パラメータ値を「0002」とし、送信元の端末装置１０のＭＡＣアドレスを「第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス」とし、合意情報を「1」として、パケット生成部２により生成される。また、合意応答用パケットは、固定コードを「55aa」とし、パディングとして全ての値を「0」とし、４バイトのＦＣＳが付加されている。

第２の中継装置２０ｂは、合意応答用パケットを一のポート（ここでは、第２のポート）で受信すると、合意応答用パケットは、ＭＵＸ部２１に入力される。

ＭＵＸ部２１は、合意応答用パケットの先頭に、入力ポート情報（ここでは、第２のポート）を付加したヘッダ領域を追加して、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２に出力する。

ＤＡ／ＳＡ抽出部２２は、合意応答用パケットの宛先アドレス（ここでは、第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス）及び入力ポート情報（ここでは、第２のポート）を抽出し、学習状態判定部２４に出力すると共に、合意応答用パケットをパケット識別部２５に出力する。また、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２は、合意応答用パケットの送信元アドレス（ここでは、第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス）を抽出し、学習状態判定部２４に出力する。

学習状態判定部２４は、入力された宛先アドレス（ここでは、第１の端末装置１０ａのＭＡＣアドレス）に基づき、学習テーブル格納部２３に格納されたアドレス学習テーブルを参照し、宛先アドレスに対応するポート情報が存在するか否かを判定する。

そして、学習状態判定部２４は、対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在すると判定した場合に、当該ポート情報がＤＡ／ＳＡ抽出部２２から入力されたパケットの入力ポート情報に一致するか（自ポートであるか）否かを判定する。

なお、ここでは、対応するポート情報が「第１のポート」としてアドレス学習テーブルに存在し、自ポート（第２のポート）ではないために、当該ポート情報（第１のポート）を出力ポート情報として、ＤＭＵＸ部２８に出力する。

また、学習状態判定部２４は、対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在するために、学習状態情報を学習済みとしてパケット生成部２７に出力する。なお、学習状態判定部２４は、対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在しないのであれば、学習状態情報を未学習としてパケット生成部２７に出力することになる。

また、学習状態判定部２４は、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２から入力される送信元アドレス（ＳＡ）と入力ポート情報との組み合わせが、アドレス学習テーブルに存在しないために、送信元アドレスであるＭＡＣアドレスと入力ポート情報であるポート情報とを対応付ける。そして、学習状態判定部２４は、対応付けたＭＡＣアドレス（ここでは、第２の端末装置１０ｂのＭＡＣアドレス）とポート情報（ここでは、第２のポート）とを、新規のエントリ番号としてアドレス学習テーブルに登録する。

パケット識別部２５のタイプ値識別部２５ａは、合意応答用パケットのタイプ値（ここでは、「D000」）に基づき、秘密通信に関連するパケットであると識別し、合意応答用パケットをパラメータ値識別部２５ｂに出力する。

パラメータ値識別部２５ｂは、合意応答用パケットのパラメータ値（ここでは、「0002」）に基づき、合意応答用パケットであると識別する。そして、パラメータ値識別部２５ｂは、合意応答用パケットであることを示す識別信号と合意応答用パケットとを学習状態情報付加部２７ｂに出力する。

学習状態情報付加部２７ｂは、合意応答用パケットであることを示す識別信号に基づき、合意応答用パケットに学習状態情報を付加し、当該合意応答用パケットをＤＭＵＸ部２８に出力する。

この場合に、合意応答用パケットは、図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）に示す合意応答用パケットのデータ本体に、第１番目に転送される中継装置２０のＭＡＣアドレスを「第２の中継装置２０ｂ」とし、学習状態情報を「1」とし、固定コードを「55aa」として付加される。

ＤＭＵＸ部２８は、合意応答用パケットの先頭に追加した入力ポート情報を付加したヘッダ領域を削除し、学習状態判定部２４から入力される出力ポート情報に基づき、対応する出力ポート（ここでは、第１のポート）から合意応答用パケットを伝送路３０に送出する。

このように、第２の中継装置２０ｂは、宛先アドレス（ＭＡＣアドレス）とポート情報（出力ポート情報）とが対応付けられ学習済みであるために、合意応答用パケットは、フラッディングや破棄されることなく、第１の中継装置２０ａのみに転送されることになる。

第１の中継装置２０ａは、第２の中継装置２０ｂから転送された合意応答用パケットを受信すると、前述した第２の中継装置２０ｂによる処理とほぼ同様の処理を行なうことなる。

ただし、第１の中継装置２０ａは、合意応答用パケットを第２番目に転送する中継装置２０であるために、合意応答用パケットの構造が、図４（ｃ）に示すように変形される。すなわち、合意応答用パケットは、図４（ｂ）に示す合意応答用パケットのデータ本体に、第２番目に転送される中継装置２０のＭＡＣアドレスを「第１の中継装置２０ａ」とし、学習状態情報を「1」とし、固定コードを「55aa」として付加される。

第１の端末装置１０ａは、第１の中継装置２０ａから転送された合意応答用パケットを受信すると、前述したとおり、秘密通信用パケットを生成し、第２の端末装置１０ｂに向けて、秘密通信用パケットを伝送路３０に送出する。

第１の中継装置２０ａは、第１の端末装置１０ａから送信された秘密通信用パケットを受信すると、前述した第１の中継装置２０ａによる処理とほぼ同様の処理を行なうことなる。すなわち、第１の中継装置２０ａは、宛先アドレス（ＭＡＣアドレス）とポート情報（出力ポート情報）とが対応付けられ学習済みであるために、秘密通信用パケットは、フラッディングや破棄されることなく、第２の中継装置２０ｂのみに転送されることになる。

また、第２の中継装置２０ｂは、第１の中継装置２０ａから転送された秘密通信用パケットを受信すると、前述した第１の中継装置２０ａによる処理とほぼ同様の処理を行なうことなる。すなわち、第２の中継装置２０ｂは、宛先アドレス（ＭＡＣアドレス）とポート情報（出力ポート情報）とが対応付けられ学習済みであるために、秘密通信用パケットは、フラッディングや破棄されることなく、第２の端末装置１０ｂのみに転送されることになる。

そして、第２の端末装置１０ｂは、第１の端末装置１０ａからの秘密通信用パケットを他の端末装置１０に受信されることなく、当該秘密通信用パケットを受信することができる。

なお、以上の説明においては、開始要求用パケット、合意応答用パケット、破棄通知用パケット及び秘密通信用パケットに対する、中継装置２０の処理について説明したが、通常のパケットについては、以下のような中継装置２０の処理が行なわれることになる。

中継装置２０は、通常のパケットを一のポートで受信すると、通常のパケットは、ＭＵＸ部２１に入力され、多重処理される。

ＭＵＸ部２１は、通常のパケットの先頭に、入力ポート情報を付加したヘッダ領域を追加して、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２に出力する。

ＤＡ／ＳＡ抽出部２２は、通常のパケットの宛先アドレス、送信元アドレス及び入力ポート情報を抽出し、学習状態判定部２４に出力すると共に、通常のパケットをパケット識別部２５に出力する。

学習状態判定部２４は、入力された宛先アドレスに基づき、学習テーブル格納部２３に格納されたアドレス学習テーブルを参照し、宛先アドレスに対応するポート情報が存在するか否かを判定する。

そして、学習状態判定部２４は、対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在すると判定した場合に、当該ポート情報がＤＡ／ＳＡ抽出部２２から入力されたパケットの入力ポート情報に一致するか（自ポートであるか）否かを判定する。

そして、学習状態判定部２４による判定結果が、対応するポート情報がアドレス学習テーブルに存在し、自ポートではないという判定結果であれば、当該ポート情報を出力ポート情報として、ＤＭＵＸ部２８に出力する。

また、学習状態判定部２４は、ＤＡ／ＳＡ抽出部２２から入力される送信元アドレスと入力ポート情報との組み合わせが、アドレス学習テーブルに存在しない場合に、送信元アドレスであるＭＡＣアドレスと入力ポート情報であるポート情報とを対応付ける。そして、学習状態判定部２４は、対応付けたＭＡＣアドレスとポート情報とを、新規のエントリ番号としてアドレス学習テーブルに登録する。

パケット識別部２５のタイプ値識別部２５ａは、通常のパケットのタイプ値（ここでは、「D000」ではなく、不明である）に基づき、秘密通信に関連するパケットではないと識別し、通常のパケットをパラメータ値識別部２５ｂに出力する。

通常のパケットは、秘密通信に関連するパケットではないために、パラメータ値識別部２５ｂ及び秘密通信用パケット破棄処理部２６ｂを介して、ＤＭＵＸ部２８に出力される。

ＤＭＵＸ部２８は、通常のパケットの先頭に追加した入力ポート情報を付加したヘッダ領域を削除し、学習状態判定部２４から入力される出力ポート情報に基づき、対応する出力ポートから通常のパケットを伝送路３０に送出する。なお、ＤＭＵＸ部２８は、出力ポート情報が学習状態判定部２４から入力されない場合に、通常のパケットを受信したポート以外の全ポートからパケットを伝送路３０に送出（フラッディング）する。

以上のように、本実施形態に係る秘密通信システム１００は、中継装置２０のアドレス学習テーブルが宛先アドレスとポート情報とが対応付けられておらず未学習であったとしても、秘密通信用パケットが秘密通信の対象の端末装置１０以外に受信されることがない。このため、本実施形態に係る秘密通信システム１００は、秘密情報の漏洩を防止することができると共に、複数の端末装置１０間の秘密通信による安全性を確保することができるという作用効果を奏する。

特に、本実施形態に係る秘密通信システム１００は、仮に、秘密通信の暗号に対する解読技術が進歩したとしても、解読対象の秘密通信用パケットが秘密通信の対象の端末装置１０以外に受信されることがない。このため、本実施形態に係る秘密通信システム１００は、第三者による秘密情報の取得を防止することができるという作用効果を奏する。

また、本実施形態に係る中継装置２０は、秘密通信用パケットを破棄した場合に、当該秘密通信用パケットの送信元に破棄通知用パケットを返信することで、当該送信元では、秘密通信が不可能であることを認識することができる。このため、本実施形態に係る秘密通信システム１００は、中継装置２０で破棄される無駄な秘密通信パケットの端末装置１０からの送信を中断させ、無駄な秘密通信パケットによるネットワークの輻輳を抑制することができるという作用効果を奏する。

１ データ入出力部
２ パケット生成部
３ 秘密通信用パケット管理部
４ パケット生成制御部
５ パケット送受信部
１０ 端末装置
１０ａ 第１の端末装置
１０ｂ 第２の端末装置
２０ 中継装置
２０ａ 第１の中継装置
２０ｂ 第２の中継装置
２１ ＭＵＸ部
２２ ＤＡ／ＳＡ抽出部
２３ 学習テーブル格納部
２４ 学習状態判定部
２５ パケット識別部
２５ａ タイプ値識別部
２５ｂ パラメータ値識別部
２６ パケット破棄判定処理部
２６ａ 秘密通信用パケット破棄判定部
２６ｂ 秘密通信用パケット破棄処理部
２７ パケット生成部
２７ａ 破棄通知用パケット生成部
２７ｂ 学習状態情報付加部
２８ ＤＭＵＸ部
３０ 伝送路
１００ 秘密通信システム

Claims (7)

1. 送信元のアドレスを示すアドレス情報と当該送信元からのパケットを受信するポートを示すポート情報とを対応付けて有するアドレス学習テーブルを格納する学習テーブル格納手段と、
   パケットに含まれる送信先のアドレス情報に基づき、当該アドレス情報に対応するポート情報が前記アドレス学習テーブルに存在するかを判定する学習状態判定手段と、
   前記パケットに含まれるパケットの属性を示す情報に基づき、当該パケットが、複数の端末装置間における秘密通信の秘密情報を含む秘密通信用パケットであるか否かを識別するパケット識別手段と、
   前記アドレス情報に対応するポート情報が前記アドレス学習テーブルに存在しない場合であり、かつ、前記パケットが前記秘密通信用パケットである場合に、当該パケットを破棄するパケット破棄手段と、
   を備えていることを特徴とする中継装置。
2. 前記請求項１に記載の中継装置において、
   前記パケット破棄手段によりパケットが破棄された場合に、当該パケットの送信元を送信先とする、当該パケットが破棄されたことを示す情報を含む破棄通知用パケットを生成する破棄通知用パケット生成手段を備え、
   前記破棄されたパケットの送信元に前記破棄通知用パケットを送信することを特徴とする中継装置。
3. 前記請求項１又は２に記載の中継装置において、
   複数の端末装置間における秘密通信の開始要求に合意して送信される合意応答用パケットを受信した場合に、当該合意応答用パケットの送信先に対応するポート情報の学習状態を示す情報を当該合意応答用パケットに付加する学習状態情報付加手段を備え、
   前記学習状態情報を付加した合意応答用パケットを当該合意応答用パケットの送信先に送信することを特徴とする中継装置。
4. 複数の端末装置間における秘密通信の開始を他の端末装置に要求することを示す情報を含む開始要求用パケット、及び他の端末装置からの前記秘密通信の開始要求に合意して当該他の端末装置に応答することを示す情報を含む合意応答用パケットを生成するパケット生成手段と、
   複数の端末装置間における秘密通信の秘密情報を含む秘密通信用パケットが破棄されたことを示す情報を含む破棄通知用パケットを受信した場合、又は、他の端末装置からの前記合意応答用パケットに含まれる各中継装置における当該合意応答用パケットの送信先に対応するポート情報の学習状態を示す情報に未学習が存在することを示す情報を含む当該合意応答用パケットを受信した場合に、前記パケット作成手段に対して、前記開始要求用パケットを生成するように指示信号を出力するパケット生成制御手段と、
   を備えていることを特徴とする端末装置。
5. 前記請求項４に記載の端末装置において、
   前記パケット生成制御手段が、他の端末装置からの前記開始要求用パケットを受信した場合に、前記パケット作成手段に対して、前記合意応答用パケットを生成するように指示信号を出力することを特徴とする端末装置。
6. 前記請求項４又は５に記載の端末装置において、
   前記複数の端末装置間における秘密通信の秘密情報をカプセル化して秘密通信用パケットを生成すると共に、他の端末装置からの秘密通信用パケットに対してデカプセル化して秘密情報を取り出す秘密通信用パケット管理手段を備え、
   前記パケット生成制御手段が、他の端末装置からの前記合意応答用パケットに含まれる各中継装置における当該合意応答用パケットの送信先に対応するポート情報の学習状態を示す情報に全て学習済みであることを示す情報を含む当該合意応答用パケットを受信した場合に、前記秘密通信用パケット管理手段に対して、前記秘密情報をカプセル化して秘密通信用パケットを生成するように指示信号を出力することを特徴とする端末装置。
7. 前記請求項１乃至３のいずれかに記載の中継装置と、前記請求項４乃至６のいずれかに記載の端末装置と、当該中継装置及び／又は端末装置間を接続する伝送路とを有するネットワークであって、当該複数の端末装置間で秘密通信を行なうことを特徴とする秘密通信システム。

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