JP5497161B2

JP5497161B2 - 通信ネットワークを保護する方法およびその方法を実施するセキュアルータ

Info

Publication number: JP5497161B2
Application number: JP2012513651A
Authority: JP
Inventors: エル・アベド，ハイテム; マルタン，アントニー
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2030-04-22
Also published as: US8856537B2; US20120102330A1; CN102461090B; KR101311657B1; WO2010139871A1; CN102461090A; EP2438717A1; KR20120020196A; JP2012529210A; EP2438717B1; FR2946209A1

Description

本発明は、通信ネットワークを保護する方法およびその方法を実施するルータに関する。

インターネット等の通信ネットワークは、通常１つまたは複数の中間ルータによって情報が第１サーバから第２サーバへ送信されるように互いに接続された複数の中間ルータを含む。

これらの中間伝送を最適化するために、各ルータは、そのネットワークのトポロジ、またはより一般的に言えば、各ルータが位置するネットワークの一部−以下、エリアとして知られる−のトポロジを識別するマップを備えていることが知られている。

そのようなトポロジカルマップは、そのマップに位置する第１ルータと第２ルータを考えて、第１ルータがそのトポロジカルマップの助けによって、中間ルータのリストを意味する、そのネットワークまたはエリアを介してその第２ルータに情報を送信するための最適経路を判定することができるように、そのネットワークまたはエリアのルータ間の関係の状態を表すことができる。

具体的には、またインターネットの関連では、「オープン・ショーテスト・パス・ファースト」、ＯＳＰＦとして知られるルーティングプロトコルを使用することが知られており、ＯＳＰＦに従って、エリアの各ルータｉは、以下隣接ルータとして知られる、直接接続されたエリア内のルータを識別する「リンクステート通知」、リンクのリストＬＳＡｉを特に判定する。

その後、各ルータｉは「リンクステート更新」、ＬＳＵとして知られるメッセージ内で、リンクＬＳＡｉのリスト、および他のルータから受信されたリンクＬＳＡ１、ＬＳＡ２、．．．ＬＳＡｎのリストをその隣接ルータと共有する。

次いで、各ルータは、「リンクステートデータベース」、ＬＳＤＢとして知られるデータベース内にこれらのリンクのリストを記憶することができ、それによってＯＳＰＦエリアに含まれるルータは、このＬＳＤＢデータベースに基づいて、同じＯＳＰＦエリア内に含まれる他のルータへ情報を送信するための最適経路−典型的には「ショーテスト・パス・ファースト」手法を用いる最短の経路−を判定する。

インターネット経由で送信される情報の不正乗っ取りを防ぐために、例えば共有キー暗号化方法によって、そのメッセージに署名することを要求することで、ＬＳＵメッセージを送信するルータの識別情報を保護することが考えられる。

本発明は、そのような方法では、犯罪者が欠陥ルータ内で受信されたＬＳＵメッセージを、例えば情報を誤送させるために不正なルータを識別する偽リストを含むＬＳＵメッセージと置き換えることができるように、犯罪者が欠陥ルータの伝送レイヤを制御することによって実施することができる情報の「内部」乗っ取りを防ぐことができないという見解から生じたものである。

この状況で、次いでこの欠陥ＬＳＵメッセージは、欠陥ルータの保護レイヤによって−そのレイヤが犯罪者に乗っ取られていなくても−正しく署名され、その結果この不正行為はネットワークに拡張される。

これは、内部不正が生じた場合に、犯罪者は、ＯＳＰＦエリアの他のルータによって有効とみなされる自身の偽リストを持ち、これらのルータが欠陥ルータの署名の有効性を監視することになることを意味する。

本発明は、特に犯罪者がリンクのリストを変更する目的で通信ネットワークのルータを制御することを可能にする内部攻撃に対して、そのネットワーク内部で確立されるトポロジカルマップの完全性を確保することを可能にする方法を提案することによって、この問題を解決することを目的とする。

本発明は、情報をルーティングするための最適経路を構成する中間ルータを判定する目的で、通信ネットワークのトポロジマップを備えた少なくとも１つのセキュアルータを含む通信ネットワークを保護する方法であって、前記セキュアルータおよび前記中間ルータが、通信プロトコルを使用してリンクのリストを共有することによって、このトポロジカルマップを生成する、方法において、セキュアルータが：
− リンクのリストを受信したとき、受信されたリストのうちの少なくとも１つの受信フィンガープリントを計算し、次いで記憶するステップと、
− リンクのリストを送信するとき、送信されるべきリストのうちの少なくとも１つの送信フィンガープリントを計算し、次いで記憶するステップとを実行し、
リストのフィンガープリントを判定する計算が、通信プロトコルに従ってパケットの受信および／または送信を行う伝送レイヤとは異なるセキュアレイヤ（計算のセキュアエリア）内で行われ、さらに
− 受信フィンガープリントが送信フィンガープリントと異なる場合に、少なくとも１つのリストの送信が禁止されるように、受信フィンガープリントを送信フィンガープリントと比較するステップを実行することを特徴とする方法に関する。

本発明により、そのリンクのリストを変更し、不正リストを広めるためにルータを制御することを目的とする内部不正を防止することによって、通信ネットワークを安全にすることが可能になる。

その結果、本発明によるセキュアルータは、送信の間のフィンガープリントが受信の間のフィンガープリントに対応するリンクのリストだけを他のルータと共有する。

すなわち、本発明によるセキュアルータは、内部で、特に保護／暗号化レイヤよりもずっと脆弱な独立の伝送レイヤ内で変更された可能性のある、いかなるリストの共有も禁止するために、共有リストの完全性を検証することができる。

本発明は、問題のネットワークのルータのすべての変更を必要とせずに、既存の通信プロトコルに従って、既存のルータ内で実装されることが可能であるという利点を提示する。

１つの実施形態で、本方法は、各々受信されたリストのために受信フィンガープリントを計算するステップと、送信されるべき各リストのために送信フィンガープリントを計算するステップとを含む。

１つの実施形態によれば、本方法は、受信フィンガープリントが送信フィンガープリントと異なるリストの送信だけを禁止するステップを含む。

１つの実施形態で、受信および送信フィンガープリントは、ハッシュ関数によって取得される。

１つの実施形態で、本方法は、セキュアレイヤについて、送信フィンガープリントと受信フィンガープリントを比較した後で、セキュアルータを識別する署名と送信されたリストを関連付けるステップを含む。

１つの実施形態によれば、本方法は、セキュアレイヤについて、受信されたリスト内で、送信フィンガープリントの計算の前に受信されたリストの間でルータの署名を検証するステップを含む。

１つの実施形態で、セキュアレイヤは、ルータから離れているか、またはルータから分離可能な手段で実装されてもよい。

この状況で、この離れた、または分離可能な手段は、スマートカードおよび／またはセキュアルータと異なるルータによって形成されてもよい。

１つの実施形態によれば、この離れた、または分離可能な手段は、以下の動作：ハッシュ関数を提供すること、フィンガープリントを記憶すること、または受信フィンガープリントを送信フィンガープリントと比較することのうちの少なくとも１つを実行する。

１つの実施形態で、通信ネットワークはインターネットエリアであり、本方法は、ＬＳＡリストによってエリアのマップを確立するためにＯＳＰＦプロトコルを使用する。

本発明はまた、通信ネットワークのセキュアルータであって、ルーティング内で情報のための最適経路を規定する中間ルータを判定するために同ネットワークのトポロジカルマップを備え、このセキュアルータおよびこれらの中間ルータが、通信プロトコルに従ってリンクのリストを共有することによってそのトポロジカルマップを生成する、セキュアルータにおいて、前述の実施形態のうちの１つによる方法を実施するための手段：
− リンクのリストの受信に続いて、受信されたリストのうちの少なくとも１つの受信フィンガープリントを計算し、記憶する手段と、
− リンクのリストの送信前に、送信されるべきリストのうちの少なくとも１つの送信フィンガープリントを計算し、記憶する手段と、
− リストのフィンガープリントを判定する計算が、通信プロトコルに従ってパケットの受信および／または送信を実行する伝送レイヤとは異なるセキュアレイヤ内で実行されるように、
受信フィンガープリントを送信フィンガープリントと比較する手段と、
− 受信フィンガープリントが送信フィンガープリントと異なる場合、少なくとも１つのリストの送信を禁止する手段とを備えることを特徴とするセキュアルータに関する。

本発明はまた、通信ネットワークのセキュアルータのためのスマートカードであって、このルータが、ルーティング内で情報のための最適経路を規定する中間ルータを判定するために同ネットワークのトポロジカルマップを備えており、このトポロジカルマップが、通信プロトコルに従ってリンクのリストを共有することによって、そのセキュアルータとそれらの中間ルータによって生成される、スマートカードにおいて、セキュアサーバと対話するため、および前述の実施形態のうちの１つによる方法を実施するために、以下の手段：
− セキュアサーバによるリンクのリストの受信に続いて、受信されたリストのうちの少なくとも１つの受信フィンガープリントを計算および／もしくは記憶するための手段、
− リストのフィンガープリントを判定する計算が、通信プロトコルに従ってパケットの受信および／もしくは送信を実行する伝送レイヤとは異なるセキュアレイヤ内で実行されるように、
リンクのリストの送信前に、送信されるべきリストのうちの少なくとも１つの送信フィンガープリントを計算および／または記憶する手段、
− 受信フィンガープリントを送信フィンガープリントと比較する手段、ならびに／または
− 受信フィンガープリントが送信フィンガープリントと異なる場合、リストの送信を禁止する手段のうちの少なくとも１つを備えることを特徴とするスマートカードに関する。

本発明は、添付の図面を参照して、単に非限定的な例として示されている以下の説明を読めば、よりよく理解されるであろう。

本発明による通信ネットワークのトポロジカルマップに関する情報を受信する方法のステップを表す図である。本発明による通信ネットワークのトポロジカルマップに関する情報を受信する方法のステップを表す図である。本発明による通信ネットワークのトポロジカルマップに関する情報を受信する方法のステップを表す図である。本発明による通信ネットワークのトポロジカルマップに関する情報を送信する方法のステップを表す図である。本発明による通信ネットワークのトポロジカルマップに関する情報を送信する方法のステップを表す図である。本発明による通信ネットワークのトポロジカルマップに関する情報を送信する方法のステップを表す図である。

図１を参照すると、２つのルータ１００および１０２が示されており、図示されていないインターネットの同じエリアに配置される。

ルータ１００のＬＳＤＢデータベース１０３の更新を可能にするために、ルータ１０２は、セキュリティレイヤ内で事前に署名された、ＯＳＰＦパケット１０６の送信１０５またはリンクステート更新ＬＳＵを可能にする第１の認識交換１０４を実施する。

図２を参照すると、ルータ１００はルータ１０２の署名を承認する（ステップ１０９）ため、および次いで承認された場合に、そのパケット１０６によって送信された異なるリストＬＳＡ１、ＬＳＡ２．．．ＬＳＡｎを取り出す（ステップ１１０）ために、そのセキュリティレイヤ１０８を使用する。

その後、これらのリストＬＳＡ１、ＬＳＡ２．．．ＬＳＡｎのうちの少なくとも１つのフィンガープリント１１２が取得され、次いで、伝送レイヤ内のこれらのリストに対するいかなる変更も保護レイヤによって検出されるように、保護レイヤ内部に記憶される（図３）。

実施形態に応じて、送信されたリンクのリストＬＳＡ１、ＬＳＡ２．．．ＬＳＡｎのすべてのために単一のフィンガープリントを取得することが可能であり、またはこれらのリンクのリストＬＳＡ１、ＬＳＡ２、．．．ＬＳＡｎの各々のために複数のフィンガープリントｈａｓｈ（ＬＳＡ１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡｎ）を取得することが可能である。

すべての状況下で、本発明は少なくとも１つのリストに関するフィンガープリントを比較することによって実施され、これらのフィンガープリントは、個別にまたは他のリストとともに、そのリストを考慮に入れて同じ方法で計算される。

ルータ１００が通信の確立１０４の後で、ＬＳＵパケット１１１内でルータ１０２´にリストＬＳＡ´１、ＬＳＡ´２、．．．ＬＳＡ´ｎを送信することを望む場合には常に、その伝送レイヤ内に配置されたそのデータベース１０３は、その保護レイヤのために特にルータ１００の署名を含むＬＳＵパケット１１１を生成する目的で、記憶されたリストを保護レイヤに送信する（図４）。

その署名の前に、保護レイヤは、これらのリストＬＳＡ´１、ＬＳＡ´２、．．．ＬＳＡ´ｎから取得したフィンガープリントｈａｓｈ（ＬＳＡ´１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ´２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡ´ｎ）をすでに記憶されたフィンガープリントｈａｓｈ（ＬＳＡ１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡｎ）と比較すること（ステップ１２０）によって、データベース１０３によって送信されたリストＬＳＡ´１、ＬＳＡ´２、．．．ＬＳＡ´ｎの検証を実行する（図５）。

これらのフィンガープリントが同一である場合、次いでリストは同一であるとみなされ、ＬＳＵパケットはその送信に対して署名される（図６）。

必要に応じて、ルータはリストのうちの少なくとも１つに欠陥があると考えて、この送信を禁止する。

本発明は、多くの変更形態の対象となる。特にセキュアレイヤ１０３は、スマートカードおよび／またはセキュアルータとは異なるルータ等、ルータから離れた、または分離可能な手段で実装されてもよい。

この状況で、これらの離れた、または分離可能な手段は、以下の動作のうちの少なくとも１つを実行してもよい：ハッシュ関数を提供すること、フィンガープリントを記憶すること、または受信フィンガープリントを送信フィンガープリントと比較すること。

Claims

情報をルーティングするための最適経路を構成する中間ルータを判定する目的で、通信ネットワークのトポロジマップ（１０３）を備えた少なくとも１つのセキュアルータ（１００）を含む通信ネットワークを保護する方法であって、前記セキュアルータおよび前記中間ルータが、通信プロトコルを使用してリンクのリスト（ＬＳＡ１、ＬＳＡ２、．．．ＬＳＡｎ）を共有することによって、このトポロジカルマップを生成する、方法において、セキュアルータ（１００）が、
リンクのリスト（ＬＳＡ１、ＬＳＡ２、．．．ＬＳＡｎ）が受信されたとき、受信されたリスト（ＬＳＡ１、ＬＳＡ２、．．．ＬＳＡｎ）のうちの少なくとも１つの受信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡｎ））を計算し、次いで記憶するステップ（１０９）と、
リンクのリスト（ＬＳＡ´１、ＬＳＡ´２、．．．ＬＳＡ´ｎ）が送信されるとき、送信されるべきリストのうちの少なくとも１つの送信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ´１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ´２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡ´ｎ））を計算し、次いで記憶するステップ（１２０）とを実行し、リストのフィンガープリントの計算が、通信プロトコルに従ってパケットの受信および／または送信（１０５、１１１）を実行する伝送レイヤとは異なるセキュアレイヤ（１０８）内で実行され、さらに
受信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡｎ））が送信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ´１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ´２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡ´ｎ））と異なる場合に、リストの送信が禁止されるように、受信フィンガープリントを送信フィンガープリントと比較するステップを実行することを特徴とする、方法。
各々の受信されたリスト（ＬＳＡ１、ＬＳＡ２、．．．ＬＳＡｎ）のために受信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡｎ））を計算するステップと、送信されるべき各リスト（ＬＳＡ´１、ＬＳＡ´２、．．．ＬＳＡ´ｎ）のために送信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ´１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ´２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡ´ｎ））を計算するステップとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
受信フィンガープリントが送信フィンガープリントと異なるリストの送信のみを禁止するステップを含むことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
受信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡｎ））および送信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ´１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ´２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡ´ｎ））が、ハッシュ関数によって取得されることを特徴とする、請求項１、２または３に記載の方法。
セキュアレイヤについて、送信フィンガープリントと受信フィンガープリントを比較した後で、セキュアルータを識別する署名と送信されたリストを関連付けるステップを含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
セキュアレイヤについて、送信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ´１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ´２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡ´ｎ））を計算する前に、受信されたリスト内でルータの署名を検証するステップを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
セキュアレイヤ（１０８）が、ルータから離れた、または分離可能な手段によって実装されることを特徴とする、請求項５または６のいずれか一項に記載の方法。
離れた、または分離可能な手段が、スマートカードおよび／またはセキュアルータとは異なるルータによって形成されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
離れた、または分離可能な手段が、ハッシュ関数を提供すること、フィンガープリントを記憶すること、または受信フィンガープリントを送信フィンガープリントと比較することのうち少なくとも１つの動作を実行することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
通信ネットワークがインターネットのエリアであり、ＬＳＡリストによってそのエリアのマップを確立するためにＯＳＰＦプロトコルを使用することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
通信ネットワークのセキュアルータ（１００）であって、ルーティング内で情報のための最適経路を規定する中間ルータを判定するために同ネットワークのトポロジカルマップを備え、このセキュアルータおよびこれらの中間ルータが、通信プロトコルに従ってリンクのリスト（ＬＳＡ１、ＬＳＡ２、．．．ＬＳＡｎ）を共有することによってそのトポロジカルマップを生成する、セキュアルータ（１００）において、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法を実施するために、
リンクのリスト（ＬＳＡ１、ＬＳＡ２、．．．ＬＳＡｎ）の受信に続いて、受信されたリンクのリスト（ＬＳＡ１、ＬＳＡ２、．．．ＬＳＡｎ）のうちの少なくとも１つの受信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡｎ））を計算し、記憶する手段と、
リンクのリスト（ＬＳＡ´１、ＬＳＡ´２、．．．ＬＳＡ´ｎ）の送信前に、送信されるべきリンクのリスト（ＬＳＡ´１、ＬＳＡ´２、．．．ＬＳＡ´ｎ）のうちの少なくとも１つの送信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ´１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ´２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡ´ｎ））を計算し、記憶する手段とを備え、
リストのフィンガープリントの計算が、通信プロトコルに従ってパケットの受信および／または送信（１０５、１１１）を実行する伝送レイヤとは異なるセキュアレイヤ（１０８）内で実行され、さらに
受信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡｎ））を送信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ´１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ´２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡ´ｎ））と比較する手段と、
受信フィンガープリントが送信フィンガープリントと異なる場合、リンクのリスト（ＬＳＡ１、ＬＳＡ２、．．．ＬＳＡｎ）の送信を禁止する手段とを備えることを特徴とする、セキュアルータ（１００）。
通信ネットワークのセキュアルータ（１００）のためのスマートカードであって、ルータ（１００）が、ルーティング内で情報のための最適経路を規定する中間ルータを判定するために同ネットワークのトポロジカルマップを備えており、このセキュアルータおよびこれらの中間ルータが、通信プロトコルに従ってリンクのリスト（ＬＳＡ１、ＬＳＡ２、．．．ＬＳＡｎ）を共有することによって、そのトポロジカルマップを生成する、スマートカードにおいて、セキュアサーバ（１００）と対話するため、および請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法を実施するために、
セキュアサーバによるリンクのリストの受信に続いて、受信されたリンクのリスト（ＬＳＡ１、ＬＳＡ２、．．．ＬＳＡｎ）のうちの少なくとも１つの受信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡｎ））を計算および／もしくは記憶するための手段と、
リンクのリストの送信前に、送信されるべきリンクのリスト（ＬＳＡ´１、ＬＳＡ´２、．．．ＬＳＡ´ｎ）のうちの少なくとも１つの移行フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ´１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ´２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡ´ｎ））を計算および／もしくは記憶する手段とを備え、
リストのフィンガープリントの計算が、通信プロトコルに従ってパケットの受信および／もしくは送信（１０５、１１１）を実行する伝送レイヤとは異なるセキュアレイヤ（１０８）内で実行され、さらに
受信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡｎ））を送信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ´１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ´２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡ´ｎ））と比較する手段、ならびに／または
受信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡｎ））が送信フィンガープリント（ｈａｓｈ（ＬＳＡ´１）、ｈａｓｈ（ＬＳＡ´２）、．．．ｈａｓｈ（ＬＳＡ´ｎ））と異なる場合、リンクのリスト（ＬＳＡ１、ＬＳＡ２、．．．ＬＳＡｎ）の送信を禁止する手段のうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする、スマートカード。