JP5271873B2

JP5271873B2 - エラー発生装置および方法

Info

Publication number: JP5271873B2
Application number: JP2009250452A
Authority: JP
Inventors: 敏弘渡; 伊織大内
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Software Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Software Corp
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: JP2011097423A

Description

本発明は、エラー発生装置および方法に関するものである。

従来にあっては、ＴＬＳ(Transport Layer Security)コネクションを扱うＳＩＰ(Session Initiation Protocol)サーバなどを開発する際に、そのＳＩＰサーバにＴＬＳの規約に基づく致命的エラーを発生させることが必要になる場合がある。

特開２００９−３３２５８号公報

RFC 4346 "The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.1", April 2006

例えば、ＳＩＰサーバと相手の端末などの間に存在する通信路を切断したとしても、その致命的エラーを発生させることはできない。また、ＳＩＰサーバに、正常でないヘッダを含むパケットを送信しても、例えば、パケットが無視され、その致命的エラーを発生させることはできない。

つまり、致命的エラーを発生させるには、ＴＬＳの規約に基づくパケットがＳＩＰサーバに送信される必要がある。しかも、致命的エラーは、パケットに含まれるＴＬＳの規約に基づくデータによって発生するので、データ以外のヘッダ（ＴＣＰ(Transmission Control Protocol)、ＩＰ(Internet Protocol)、イーサネット（登録商標）の規約に基づくパラメータなど）は正常でなければならない。そのようなパラメータが正常でないと、例えば、前述のようにパケットが無視され、致命的エラーが発生しないのである。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、データとヘッダを含むパケットを受信する第２装置にデータによるエラーを発生させるエラー発生装置および方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、ＴＬＳ(Transport Layer Security)の規約に基づくシーケンス番号を含むデータとヘッダとを含むパケットを送受信する第１装置（例えばＳＩＰ(Session Initiation Protocol)サーバや端末）および第２装置（例えばＳＩＰサーバ）の当該第２装置にエラーを発生させるエラー発生装置であって、前記第１装置は、送信したパケットに含ませたシーケンス番号を更新し、更新後のシーケンス番号を含むパケットを送信するものであり、前記第２装置は、前記第１装置から前記第２装置に送信されるパケットに含まれるヘッダを含むパケットを受信することを前提としており、且つ、前記第２装置自身でもシーケンス番号を更新し、更新後のシーケンス番号でないシーケンス番号を含むパケットを受信したなら、前記エラーを発生するものであり、前記エラー発生装置は、前記第１装置と前記第２装置の間でパケットを捕捉するパケット捕捉部と、前記第１装置から前記第２装置に送信され前記パケット捕捉部により捕捉されたパケットからデータを取り出すパケット処理部と、前記パケット捕捉部により捕捉されたパケットを使用して、前記第１装置から前記第２装置に送信されるパケットに含まれるヘッダを生成し、該ヘッダと前記取り出したデータとを含むパケットを生成するパケット生成部と、当該パケットを前記第２装置に送信するパケット送信部とを備えることを特徴とする。

例えば、前記第１装置がデータを暗号化してパケットに含ませ、前記第２装置がパケットに含まれたデータを復号する。

例えば、前記ヘッダは前記第１装置に関する第１装置情報（第１装置の例えばＩＰアドレスやポート番号）を含み、前記第２装置は、受信したパケットに含まれた第１装置情報に等しい第１装置情報を含むパケットを受信することを前提としており、前記パケット処理部は、捕捉されたパケットからヘッダを取り出し、当該ヘッダに含まれた第１装置情報を取り出し、前記パケット生成部は、当該第１装置情報を含むパケットを生成する。

例えば、前記ヘッダは前記第２装置に関する第２装置情報（第２装置の例えばＩＰアドレスやポート番号）を含み、前記第２装置は、受信したパケットに含まれた第２装置情報に等しい第２装置情報を含むパケットを受信することを前提としており、前記パケット処理部は、捕捉されたパケットからヘッダを取り出し、当該ヘッダに含まれた第２装置情報を取り出し、前記パケット生成部は、当該第２装置情報を含むパケットを生成する。

本発明によれば、データ、例えばＴＬＳの規約に基づくＴＬＳデータとヘッダを含むパケットを受信する第２装置、例えばＳＩＰサーバなどにデータによるエラーを発生させることができる。

本実施の形態に係るエラー発生装置の利用形態を示す図である。端末３とＳＩＰサーバ２との間でＴＬＳパケットを送受信する際のシーケンス図である。ＴＬＳパケットの構成を示す図である。エラー発生装置１の作用を示すシーケンス図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態に係るエラー発生装置の利用形態を示す図である。エラー発生装置１は、ＳＩＰ(Session Initiation Protocol)サーバ２においてＴＬＳ(Transport Layer Security)の規約に基づく致命的エラーを発生させる装置である。ＳＩＰサーバ２は通信路Ｎを介して端末３に接続されている。通信路Ｎには、例えば、図示しないルータなどが含まれる。

端末３とＳＩＰサーバ２は、ＴＬＳの規約に基づくパケット（以下、ＴＬＳパケットという）を互いに送受信する。

エラー発生装置１は、端末３とＳＩＰサーバ２の間の通信路でＴＬＳパケットを捕捉するパケット捕捉部１１と、そのＴＬＳパケットに含まれるＴＬＳデータを取り出すパケット処理部１２と、捕捉したＴＬＳパケットにより、端末３から送信されるパケットに含まれるヘッダを生成し、該ヘッダと前記取り出したＴＬＳデータとを含むパケットを生成するパケット生成部１３と、そのＴＬＳパケットをＳＩＰサーバ２に送信するパケット送信部１４とを備える。

（本実施の形態の動作）
エラー発生装置１の作用を説明する前に、端末３とＳＩＰサーバ２との間でのＴＬＳパケットの送受信について説明する。

図２は、端末３とＳＩＰサーバ２との間でＴＬＳパケットを送受信する際のシーケンス図である。図３は、ＴＬＳパケットの構成を示す図である。

図２において、ＴＬＳパケットの送受信に先立ち、端末３は、ＳＩＰサーバ２との間でＴＬＳの規約に基づくＴＬＳコネクションを確立する（Ｓ１）。その際、端末３とＳＩＰサーバ２との間でＴＬＳの規約に基づき、シーケンス番号の更新方法が決められる。

端末３は、ＳＩＰサーバ２へのＴＬＳパケットの送信にあたり、ＴＬＳの規約に基づき更新したシーケンス番号を付加し、当該送信内容を含むＴＬＳデータを暗号化する（Ｓ１１）。

次に、端末３は、そのＴＬＳデータにＴＣＰ(Transmission Control Protocol)の規約に基づくＴＣＰヘッダを付加する（Ｓ１３）。このＴＣＰヘッダにはＴＣＰの規約に基づくシーケンス番号（以下、ＳＥＱ番号という）と、確認応答番号（以下、ＡＣＫ番号という）と、ＳＩＰサーバ２により指定された宛先ポート番号と、端末３により指定された送信元ポート番号とが含まれる。

次に、端末３は、このＴＣＰデータにＩＰ(Internet Protocol)の規約に基づくＩＰヘッダを付加する（Ｓ１５）。このＩＰヘッダにはＳＩＰサーバ２を示す宛先ＩＰアドレスと、端末３を示す送信元ＩＰアドレスとが含まれる。

次に、端末３は、ＩＰデータにイーサネット（登録商標）の規約に基づくフレームヘッダやフレームチェックシーケンスを付加する（Ｓ１７）。

次に、端末３は、このＴＬＳパケットをＳＩＰサーバ２に送信する（Ｓ１９）。具体的には、端末３は、ＴＬＳパケットを通信路Ｎに送出し、通信路Ｎに存在するルータなどが、ＴＬＳパケットを解析し、それを宛先であるＳＩＰサーバ２に送信する。

ＳＩＰサーバ２は、ＴＬＳパケットを受信し、受信したＴＬＳパケットからＴＬＳデータを取り出し、ＴＬＳデータを復号し、復号後のＴＬＳデータからシーケンス番号を取り出す。ＳＩＰサーバ２は、自身でもシーケンス番号を計算して更新し、自身で更新したシーケンス番号と今回に送信されたＴＬＳパケットから取り出したシーケンス番号とを比較する（Ｓ２０）。

ＳＩＰサーバ２は、シーケンス番号同士が等しくないなら、ＴＬＳの規約に基づく致命的エラーを発生する。

つまり、ＳＩＰサーバ２は、端末３に致命的エラーの発生を示すＴＬＳパケットを送信するが、送信に先立ち、まず、致命的エラーの発生を示す送信内容を含むＴＬＳデータを暗号化する（Ｓ２１）。

次に、ＳＩＰサーバ２は、そのＴＬＳデータにＴＣＰヘッダを付加する（Ｓ２３）。このＴＣＰヘッダには、今回に受信したＴＬＳパケットから取り出したＡＣＫ番号に等しいＳＥＱ番号と、ＴＣＰの規約に基づくＡＣＫ番号と、端末３により指定された宛先ポート番号と、ＳＩＰサーバ２により指定された送信元ポート番号とが含まれる。

次に、ＳＩＰサーバ２は、このＴＣＰデータにＩＰヘッダを付加する（Ｓ２５）。このＩＰヘッダには端末３を示す宛先ＩＰアドレスと、ＳＩＰサーバ２を示す送信元ＩＰアドレスとが含まれる。

次に、ＳＩＰサーバ２は、このＩＰデータにイーサネット（登録商標）の規約に基づくフレームヘッダなどを付加する（Ｓ２７）。

次に、ＳＩＰサーバ２は、ＴＬＳパケットを端末３に送信する（Ｓ２９）。

なお、通常ならば、ステップＳ１１でシーケンス番号が更新されるので、シーケンス番号同士は等しいと判断され（Ｓ２０）、致命的エラーは発生しない。

ＳＩＰサーバ２は、端末３へ通常のＴＬＳパケットを送信するが、送信に先立ち、まず、今回に受信したＴＬＳパケットからＴＣＰヘッダを取り出し、ＴＣＰヘッダからＡＣＫ番号を取り出す。

また、ＳＩＰサーバ２は、ＴＬＳの規約に基づき更新したシーケンス番号と当該送信内容とを含むＴＬＳデータを暗号化する（Ｓ２１）。

ＳＩＰサーバ２は、以降は、致命的エラーの発生を示すＴＬＳパケット送信の際と同様の手順で、通常のＴＬＳパケットを生成し、端末３に送信する（Ｓ２３〜Ｓ２９）。

端末３は、ＴＬＳパケットを受信し、受信したＴＬＳパケットからＴＬＳデータを取り出し、ＴＬＳデータを復号し、復号後のＴＬＳデータからシーケンス番号を取り出す。端末３は、自身でもシーケンス番号を計算して更新し、自身で更新したシーケンス番号と今回に送信されたＴＬＳパケットから取り出したシーケンス番号とを比較する。
端末３は、シーケンス番号同士が等しいなら、ＴＬＳの規約に基づく致命的エラーを発生しない。

端末３は、ＴＬＳの規約に基づき更新したシーケンス番号と当該送信内容とを含むＴＬＳデータを暗号化する（Ｓ１１）。

端末３は、以降は、前回と同様に、ＴＬＳパケットを生成し、ＳＩＰサーバ２に送信する（Ｓ１３〜Ｓ１９）。

なお、端末３およびＳＩＰサーバ２は、以降、ＴＬＳパケットを送受信する際にも同様に動作する。

（エラー発生装置１の作用）
次に、エラー発生装置１の作用を説明する。

図４は、エラー発生装置１の作用を示すシーケンス図である。

前述のように、端末３はＳＩＰサーバ２にＴＬＳパケットを送信する（Ｓ１０１）。

エラー発生装置１では、パケット捕捉部１１が、そのＴＬＳパケットを捕捉する（Ｓ１０３）。

なお、ＴＬＳパケットの捕捉は送受信に影響を与えず、ＴＬＳパケットはＳＩＰサーバ２で受信され、ＳＩＰサーバ２は、ＴＬＳパケットを端末３に送信する（Ｓ１０５）。

パケット捕捉部１１は、そのＴＬＳパケットを捕捉する（Ｓ１０７）。ＴＬＳパケットの捕捉は送受信に影響を与えず、ＴＬＳパケットは端末３で受信される。

エラー発生装置１では、端末３が次のＴＬＳパケットをＳＩＰサーバ２に送信する前に、以下のように、ＴＬＳパケットを生成し、ＳＩＰサーバ２に送信する。

まず、パケット処理部１２は、ステップＳ１０３で捕捉したＴＬＳパケットからフレームヘッダを取り出し、フレームヘッダから直近のルータを示すＭＡＣアドレスを取り出す（Ｓ１２１）。

また、パケット処理部１２は、ステップＳ１０３で捕捉したＴＬＳパケットからＩＰヘッダを取り出し、ＩＰヘッダから宛先ＩＰアドレスおよび送信元ＩＰアドレスを取り出す（Ｓ１２３）。

また、パケット処理部１２は、ステップＳ１０３で捕捉したＴＬＳパケットからＴＣＰヘッダを取り出し、ＴＣＰヘッダから、宛先ポート番号および送信元ポート番号を取り出す（Ｓ１２５）。

また、パケット処理部１２は、ステップＳ１０７で捕捉したＴＬＳパケットからＴＣＰヘッダを取り出し、ＴＣＰヘッダから、ＡＣＫ番号を取り出す（Ｓ１２７）。

また、パケット処理部１２は、ステップＳ１０３で捕捉したＴＬＳパケットからＴＬＳデータを取り出す（Ｓ１２９）。

次に、パケット生成部１３は、ステップＳ１２９で取り出したＴＬＳデータ（暗号化されたＴＬＳデータ）にＴＣＰヘッダを付加する（Ｓ１３１）。

このＴＣＰヘッダには、ステップＳ１２７で取り出したＡＣＫ番号に等しいＳＥＱ番号と、ＴＣＰの規約に基づくＡＣＫ番号と、ステップＳ１２５で取り出した宛先ポート番号および送信元ポート番号が含まれる。

また、パケット生成部１３は、ＴＣＰヘッダのその他のパラメータについても、ＴＣＰの規約に基づき、端末３から次回に送信されるＴＬＳパケットに含まれるような値を設定する。例えば、ウィンドウサイズには、十分に大きな値を設定する。

次に、パケット生成部１３は、そのＴＣＰデータにＩＰヘッダを付加する（Ｓ１３３）。

このＩＰヘッダには、ステップＳ１２３で取り出した宛先ＩＰアドレスおよび送信元ＩＰアドレスが含まれる。

また、パケット生成部１３は、ＩＰヘッダのその他のパラメータについても、ＩＰの規定に基づき、端末３から次回に送信されるＴＬＳパケットに含まれるような値を設定する。

次に、パケット生成部１３は、そのＩＰデータにフレームヘッダなどを付加する（Ｓ１３５）。

このフレームヘッダには、ステップＳ１２１で取り出したＭＡＣアドレスが含まれる。

また、パケット生成部１３は、フレームチェックシーケンスなどの他のパラメータについても、イーサネットの規定に基づき、端末３から次回に送信されるＴＬＳパケットに含まれるような値を設定する。

つまり、パケット生成部１３は、捕捉したＴＬＳパケットにより、端末３から次回に送信されるＴＬＳパケットに含まれるヘッダ（ＴＬＳパケットにおけるＴＬＳデータ以外の部分）を生成し、その生成したヘッダと、取り出したＴＬＳデータとを含むＴＬＳパケットを生成する。

これは、ＳＩＰサーバ２が、そのようなヘッダを含むＴＬＳパケットを受信することを前提としており、そのヘッダの問題によっては、エラーを発生させないようにするためである。

さて、パケット送信部１４は、そのＴＬＳパケットをＳＩＰサーバ２に送信する（Ｓ１４１）。

ＳＩＰサーバ２は、ＴＬＳパケットを受信し、受信したＴＬＳパケットからＴＬＳデータを取り出し、ＴＬＳデータを復号し、復号後のＴＬＳデータからシーケンス番号を取り出す。ＳＩＰサーバ２は、自身で更新したシーケンス番号と今回に送信されたＴＬＳパケットから取り出したシーケンス番号とを比較する（Ｓ２０）。

このＴＬＳデータは、端末３からの前回のＴＬＳデータに等しいので、取り出されたシーケンス番号は、更新されていない。よって、シーケンス番号同士は等しくなく、ＳＩＰサーバ２は、ＴＬＳの規約に基づく致命的エラーを発生する。よって、目的の致命的エラーを発生させることができる。

なお、ＳＩＰサーバ２は、ポート番号などのパラメータについてもチェックを行うが、これには端末３から次回に送信されるＴＬＳパケットに含まれるような値が設定されているので、目的の致命的エラー以外のエラーは発生せず、そのようなエラーの発生を防止することができる。

また、致命的エラーが発生した場合、端末３とＳＩＰサーバ２の双方が、ＴＣＰの規約に基づくＡＣＫパケットを送信し合い、各ＡＣＫパケット内には適切なＳＥＱ番号が含まれず、このＡＣＫパケットの送信が継続してしまうことがある。その際には、エラー発生装置１から、端末３とＳＩＰサーバ２の一方に適切なＳＥＱ番号を含むＡＣＫパケットを送信することで、双方のＡＣＫパケットの送信を終了させるのが好ましい。

したがって、本実施の形態のエラー発生装置１によれば、ＴＬＳデータ以外の部分（ヘッダ）については、端末３から次回に送信されるＴＬＳパケットに含まれるヘッダの値を設定し、つまり「なりすまし」、ＴＬＳデータについては、そのままＴＬＳパケットに含ませるので、ＳＩＰサーバ２に致命的エラーを発生させることができる。

なお、ＴＬＳデータは暗号化されているので、シーケンス番号の改ざんといった処理は困難であり、よって、このようなシーケンス番号の改ざんが困難な場合であっても、ＳＩＰサーバ２に致命的エラーを発生させることができる。なお、ＴＬＳデータは必ずしも暗号化されていなくてよく、その場合でも致命的エラーを発生させることができる。

なお、本実施の形態では、ＳＩＰサーバ２の相手を端末３としたが、これをＳＩＰサーバに置き換えてもよい。

また、本実施の形態では、ＴＬＳデータによってＳＩＰサーバ２に致命的エラーを発生させたが、同様の作用でエラーが発生するのであれば、パケット内のデータはＴＬＳデータでなくてもよい。

また、エラー発生装置１としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録でき、また、インターネットなどの通信網を介して伝送させて、広く流通させることができる。

１…エラー発生装置
２…ＳＩＰサーバ
３…端末
１１…パケット捕捉部
１２…パケット処理部
１３…パケット生成部
１４…パケット送信部

Claims

ＴＬＳ(Transport Layer Security)の規約に基づくシーケンス番号を含むデータとヘッダとを含むパケットを送受信する第１装置および第２装置の当該第２装置にエラーを発生させるエラー発生装置であって、
前記第１装置は、送信したパケットに含ませたシーケンス番号を更新し、更新後のシーケンス番号を含むパケットを送信するものであり、
前記第２装置は、前記第１装置から前記第２装置に送信されるパケットに含まれるヘッダを含むパケットを受信することを前提としており、且つ、前記第２装置自身でもシーケンス番号を更新し、更新後のシーケンス番号でないシーケンス番号を含むパケットを受信したなら、前記エラーを発生するものであり、
前記エラー発生装置は、
前記第１装置と前記第２装置の間でパケットの送受信に影響を与えずに当該パケットを捕捉するパケット捕捉部と、
前記第１装置から前記第２装置に送信され前記パケット捕捉部により捕捉されたパケットからデータを取り出すパケット処理部と、
前記パケット捕捉部により捕捉されたパケットを使用して、前記第１装置から前記第２装置に送信されるパケットに含まれるヘッダを生成し、該ヘッダと前記取り出したデータとを含むパケットを生成するパケット生成部と、
当該パケットを前記第２装置に送信するパケット送信部と
を備えることを特徴とするエラー発生装置。
前記第１装置がデータを暗号化してパケットに含ませ、前記第２装置がパケットに含まれたデータを復号することを特徴とする請求項１記載のエラー発生装置。
前記ヘッダは前記第１装置に関する第１装置情報を含み、
前記第２装置は、受信したパケットに含まれた第１装置情報に等しい第１装置情報を含むパケットを受信することを前提としており、
前記パケット処理部は、捕捉されたパケットからヘッダを取り出し、当該ヘッダに含まれた第１装置情報を取り出し、
前記パケット生成部は、当該第１装置情報を含むパケットを生成する
ことを特徴とする請求項１または２記載のエラー発生装置。
前記ヘッダは前記第２装置に関する第２装置情報を含み、
前記第２装置は、受信したパケットに含まれた第２装置情報に等しい第２装置情報を含むパケットを受信することを前提としており、
前記パケット処理部は、捕捉されたパケットからヘッダを取り出し、当該ヘッダに含まれた第２装置情報を取り出し、
前記パケット生成部は、当該第２装置情報を含むパケットを生成する
ことを特徴とする請求項１または２記載のエラー発生装置。
ＴＬＳ(Transport Layer Security)の規約に基づくシーケンス番号を含むデータとヘッダとを含むパケットを送受信する第１装置および第２装置の当該第２装置にエラーを発生させるエラー発生装置が行うエラー発生方法であって、
前記第１装置は、送信したパケットに含ませたシーケンス番号を更新し、更新後のシーケンス番号を含むパケットを送信するものであり、
前記第２装置は、前記第１装置から前記第２装置に送信されるパケットに含まれるヘッダを含むパケットを受信することを前提としており、且つ、前記第２装置自身でもシーケンス番号を更新し、更新後のシーケンス番号でないシーケンス番号を含むパケットを受信したなら、前記エラーを発生するものであり、
前記エラー発生方法は、
前記エラー発生装置のパケット捕捉部が、前記第１装置と前記第２装置の間でパケットの送受信に影響を与えずに当該パケットを捕捉し、
前記エラー発生装置のパケット処理部が、前記第１装置から前記第２装置に送信され前記パケット捕捉部により捕捉されたパケットからデータを取り出し、
前記エラー発生装置のパケット生成部が、前記パケット捕捉部により捕捉されたパケットを使用して、前記第１装置から前記第２装置に送信されるパケットに含まれるヘッダを生成し、該ヘッダと前記取り出したデータとを含むパケットを生成し、
前記エラー発生装置のパケット送信部が、当該パケットを前記第２装置に送信する
ことを特徴とするエラー発生方法。
請求項１ないし４のいずれかに記載のエラー発生装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。