WO2006006321A1 - 通信システム、鍵配信制御装置および無線ｌａｎ基地局装置 - Google Patents

通信システム、鍵配信制御装置および無線ｌａｎ基地局装置 Download PDF

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communication terminal
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Satoshi Iino
Hironori Matsui
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a communication system, a key distribution control device, and a wireless LAN base station device, and more particularly to a communication system related to a wireless LAN, a key distribution control device constituting the same, and a wireless LAN base station device.
  • the bridge processing between the wireless LAN frame (802.11 standard) and the Ethernet (registered trademark) frame is not performed by the wireless LAN base station device, but is performed to the upper AP control device, or authentication is performed.
  • An architecture has also been considered in which port switching points are also transferred from the wireless LAN base station device to the AP controller.
  • the light weight access protocol (LWAPP) is proposed in the IETF's C APWAP working group as one of the protocols for managing the AP.
  • the AP control device performs automatic setting of setting information, fault management, statistical information collection, setting of encryption key information, etc. to the wireless LAN base station device.
  • the AP control apparatus notifies the communication terminal apparatus of the encryption key by the EAPoL-Key frame at the time of key setting. At this time, the Add Mobile Request frame is sent to the access point at the same timing.
  • the AP control device is a communication terminal device and a wireless LAN base.
  • An encryption key necessary for communication with the station apparatus is distributed to the communication terminal apparatus and the wireless LAN base station apparatus.
  • the encryption key sent from the AP control device and sent to the communication terminal device is delivered via the wireless LAN base station device.
  • the AP control device as the key distribution control device is configured for the wireless LAN base station device and the communication terminal device when the authentication of the communication terminal device is successful.
  • the keys are set in different frames. Therefore, when congestion or the like of the network system between the AP control device and the wireless LAN base station device occurs, the frame sent out by the AP control device is delivered to the wireless LAN base station device and the communication terminal device. A large difference in timing may occur, and this difference may cause a difference in encryption key setting time between the communication terminal apparatus and the wireless LAN base station apparatus.
  • a state occurs in which the encryption key is set only in either the communication terminal apparatus or the wireless LAN base station apparatus.
  • the communication terminal apparatus Communication can not be performed with the wireless LAN base station device. For example, when only the wireless LAN base station apparatus sets the encryption key first and the encryption key setting to the communication terminal apparatus is delayed, the wireless LAN base station apparatus to the communication terminal apparatus sets the encryption key to the communication terminal apparatus.
  • the frame to be sent is encrypted, the communication terminal that receives the frame can not decrypt the encrypted frame.
  • An object of the present invention is to synchronize a key setting time of a wireless LAN base station apparatus and a communication terminal apparatus by using keys, and to establish a communication disconnection period between the wireless LAN base station apparatus and the communication terminal apparatus.
  • a communication system, a key distribution control device, and a wireless LAN base station device to be shortened.
  • a communication terminal apparatus in a communication system, a communication terminal apparatus, a wireless LAN base station apparatus to which the communication terminal apparatus accesses, the communication terminal apparatus, and the wireless LAN base And a key distribution control device for distributing encryption key information to be used in communication with a ground station device, wherein the key distribution control device comprises: first encryption key information used by the communication terminal device;
  • the wireless LAN base station apparatus comprises generation means for connecting the second encryption key information used by the wireless LAN base station apparatus to generate one key information frame, and the wireless LAN base station apparatus determines the key information frame as the first key information frame.
  • a transmission unit for transmitting the first encryption key information to the communication terminal apparatus.
  • the key distribution control device distributes encryption key information used in communication between a communication terminal device and a wireless LAN base station device accessed by the communication terminal device.
  • Generation means for concatenating the first encryption key information used by the communication terminal apparatus and the second encryption key information used by the wireless LAN base station apparatus to generate one key information frame;
  • transmitting means for transmitting the key information frame to the wireless LAN base station device.
  • the key information frame is received from the key distribution control device, and the key information frame is received as the first encryption key information and the first encryption key information.
  • a transmitting unit configured to transmit the first encryption key information to the communication terminal apparatus.
  • the key setting time of the wireless LAN base station apparatus and the communication terminal apparatus is synchronized by the use of a key, and the period of communication interruption occurring between the wireless LAN base station apparatus and the communication terminal apparatus can be further enhanced. It is possible to provide a communication system, key distribution control device, and wireless LAN base station device to be shortened.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 A block diagram showing the configuration of the AP control device of FIG.
  • FIG. 3 A diagram showing an example of the configuration of a key management table
  • FIG. 5 A block diagram showing the configuration of the wireless LAN base station device of FIG.
  • FIG. 6 A sequence diagram showing the flow of the operation of the communication system according to the embodiment Best mode for carrying out the invention
  • Communication system 10 is, as shown in FIG. 1, communication terminal apparatus 300, wireless LAN base station apparatus 200 accessed by communication terminal apparatus 300, communication terminal apparatus 300, and wireless LAN base station.
  • An AP control device 100 as a key distribution control device for distributing encryption key information used for communication with the station device 200, and a network system 600 are provided.
  • the AP control device 100 is connected to the authentication server device 20 and the core network system 30.
  • the AP control device 100 links the first key information used by the communication terminal device 300 and the second key information used by the wireless LAN base station device 200 to form one AP. It generates a frame and transmits this frame to the wireless LAN base station device 200.
  • the wireless LAN base station apparatus 200 separates the frame delivered from the AP control apparatus 100 into first key information and second key information. Then, the wireless LAN base station apparatus 200 transmits the first key information to the communication terminal apparatus 300, and the second key information is used by the apparatus itself for communication with the communication terminal apparatus 300.
  • the AP control device 100 includes an authentication control unit 101, a terminal side transmission / reception unit 102, a network side transmission / reception unit 103, and first key information and a wireless LAN used by the communication terminal device 300.
  • a key capsule unit 104 as a generation unit that generates one frame by linking the second key information used by the base station apparatus 200, and a key management table 105 are provided.
  • authentication control unit 101 When authentication control unit 101 receives an authentication request from communication terminal apparatus 300 via terminal side transmission / reception unit 102, authentication control unit 101 sends this authentication request to authentication server apparatus 20 via network side transmission / reception unit 103. Do.
  • the authentication control unit 101 receives, from the authentication server device 20, Access—Accept as a result of successful authentication according to the authentication request via the network side transmission / reception unit 103, and this Access—Accept is EAP—Success As the communication terminal apparatus 300, the communication terminal apparatus 300 transmits it to the communication terminal apparatus 300 via the terminal transmission / reception unit 102. Further, the authentication control unit 101 sends an EAPoL-Key frame, which is first key information to be notified to the communication terminal apparatus 300, to the key capsule unit 104.
  • the key capsule unit 104 performs the following operation only when an EAPoL-Key frame is received from the authentication control unit 101. Specifically, the key capsule unit 104 extracts from the key management table 105 the terminal MAC address corresponding to the communication terminal device 300 for which the authentication is successful and the second key information used by the wireless LAN base station device 200. , Create a key element. In the key management table 105, as shown in FIG. 3, the terminal MAC address corresponding to each communication terminal 300 is associated with the second key information used in the wireless LAN base station 200. Is stored.
  • the key capsule unit 104 also creates an EAPoL element from the received EAPoL-Key frame. Then, the key capsule unit 104 also creates a key setting request frame for the created key element, EAPoL element, and force.
  • this key setting request frame has a basic configuration including an Ether header section 410, an AP management protocol header section 420, a key element 430, and an EAPoL element 440.
  • Ether header section 410 an Ether header section 410
  • AP management protocol header section 420 a key element 430
  • EAPoL element 440 an EAPoL element 440.
  • the key setting request frame there is an Ether header portion 410 on the outermost side, and an AP management protocol header portion 420 is placed inside thereof.
  • the AP management protocol requires various messages such as AP configuration and statistical information collection, but in the present invention, only the key setting request is defined.
  • the AP management protocol header 420 indicates that it is a key setting request frame.
  • the Ether header section 410 includes a destination MAC address (here, the MAC address of the wireless LAN base station 200), a transmission source MAC address (here, the MAC address of the AP control apparatus 100), and an Ether A type, that is, a type that represents an AP control protocol, is included.
  • a destination MAC address here, the MAC address of the wireless LAN base station 200
  • a transmission source MAC address here, the MAC address of the AP control apparatus 100
  • Ether A type that is, a type that represents an AP control protocol
  • the key setting request frame has two elements of a key element 430 and an EAPoL element 440.
  • the terminal MAC address 411 corresponding to the communication terminal 300 and the type 412 of the key (unique cast key or broadcast key) And the second key information body 413 used in the wireless LAN base station apparatus 200.
  • the EAPoL element 440 includes an EAPoL-Key frame, that is, the first key information itself used by the communication terminal apparatus 300.
  • This EAPoL-Key frame is adapted to the form of the frame exchanged between the communication terminal 300 and the wireless LAN base station 200 in advance so that the frame conversion by the wireless LAN base station 200 is not necessary. is there.
  • a frame format used in wireless LAN for example, a frame format used in data link layer (signal format) EAPoL—A key frame is stored in a key setting request frame.
  • the key capsule unit 104 includes the EAPoL-Key frame as the first key information used by the communication terminal apparatus 300 and the second key information used by the wireless LAN base station apparatus 200. Concatenate (encapsulate) to generate one frame (key setting request frame).
  • the key capsule unit 104 sends the generated key setting request frame to the wireless LAN base station apparatus 200 via the terminal side transmission / reception unit 102.
  • the wireless LAN base station apparatus 200 includes a frame distribution unit 201, a network side transmission / reception unit 203, and a key setting request frame from the AP control device 100 as the first key information and the second key information.
  • the key decapsulation unit 204 as separation means for separating into key information, the terminal side transmission / reception unit 202 for transmitting the separated first key information to the communication terminal apparatus 300, and the key management tape nore 205 .
  • the frame distribution unit 201 When the frame distribution unit 201 receives an authentication request from the communication terminal apparatus 300 via the terminal side transmission / reception unit 202, it transmits this authentication request to the AP control apparatus 100 via the network side transmission / reception unit 203. .
  • the frame distribution unit 201 also performs EAP as a result of successful authentication in response to the authentication request.
  • the communication terminal apparatus 300 When Success is received from the AP control apparatus 100 via the network side transmission / reception unit 203, the communication terminal apparatus 300 sends it to the communication terminal apparatus 300 via the terminal side transmission / reception unit 202.
  • the frame distribution unit 201 sends it to the key decapsulation unit 204.
  • the key decapsulation unit 204 receives the key setting request frame from the frame distribution unit 201, the key decapsulation unit 204 separates the key setting request frame into a key element and an EAPoL element. Then, the key decapsulation unit 204 extracts the terminal MAC address and key information from the key element, and extracts the EAPoL-Key frame from the EAPoL element.
  • the key decapsulation unit 204 sets the terminal MAC address and the key information in the key management table 205, and sends an EAPoL-Key frame to the communication terminal apparatus 300 via the terminal side transmission / reception unit 202.
  • the key management table 205 adopts the same configuration as the key management table 105 shown in FIG.
  • the key decapsulation unit 204 is used by the EAPoL-Key frame as the first key information used by the communication terminal device 300 encapsulated by the AP control device 100 and the wireless LAN base station device 200.
  • the second key information to be transmitted is separated, and the EAPoL-Key frame as the first key information is sent out via the terminal side transmission / reception unit 202.
  • the wireless LAN base station apparatus 200 communicates the EAPoL-Key frame as the first key information, which does not require particularly time-consuming processing other than separating the key setting request frame in the key decapsulation section 204. It can be sent to the terminal device 300.
  • step ST501 communication terminal apparatus 300 performs authentication with authentication server apparatus 20 using the 802.1 xZEAP protocol.
  • EAP types such as EAP-TLS, EAP-TTLS, and EAP-PEAP depending on the type of authentication, but the present invention does not depend on the type of authentication.
  • a source of a key called a master key is generated in the communication terminal device 300 and the authentication server device 20.
  • step ST 502 Acces s-Accept as a result of successful authentication is transmitted from the authentication server device 20 to the AP control device 100.
  • step ST 503 the AP control device 100 notifies the communication terminal device 300 as Access-Accept ⁇ EAP-Success.
  • step ST 504 a key setting request frame generated by AP control apparatus 100 is transmitted to wireless LAN base station apparatus 200.
  • step ST 505 the key setting request frame is separated and extracted by the wireless LAN base station apparatus 200, and is sent to the extracted EAPoL-Key frame power communication terminal apparatus 300. If necessary, the wireless LAN base station apparatus 200 may transmit a confirmation response of the key setting request frame to the AP control apparatus 100.
  • AP control apparatus 100 and wireless LAN base station apparatus 200 are connected by Ethernet (registered trademark), and frames are exchanged at the data link layer. Powers Described
  • the present invention may communicate at the UDP / IP network layer, but is not limited to this. In that case, instead of the Ether header section 410 of the key setting request frame shown in FIG. 4, the UDPZlP header is to be encapsulated.
  • the EAPoL-Key frame as the first key information used by the communication terminal device 300, and the wireless LAN base station device 200.
  • the second key information to be used can be concatenated (encapsulated) to generate one frame (key setting request frame), and this frame can be sent to the wireless LAN base station 200.
  • the received frame is separated into an EAPoL-Key frame as first key information and a second key information used by the wireless LAN base station 200, and this EAPoL-Key is used.
  • a frame is sent to the communication terminal 300.
  • the communication terminal 300 and the wireless LAN base station 200 are networks. Because communication can be performed without a connection, the time it takes for the EAPoL-Key frame to be delivered from the wireless LAN base station 200 to the communication terminal 300 is short, so the wireless LAN base station 200 and the communication terminal As a result of being able to substantially synchronize the key setting time of the device 300, it is possible to shorten the period of communication interruption due to the asynchronousness of the key setting time that occurs between the wireless LAN base station device 200 and the communication terminal device 300. it can.
  • the signal form of the EAPoL-Key frame as the first key information is different between the wireless LAN base station apparatus 200 and the communication terminal apparatus 300.
  • the EAPoL-Key frame and the second key information used by the wireless LAN base station 200 are linked (encapsulated) according to the frame format (signal format) used between the two frames (key setting (key setting). Generate a request frame).
  • the received frame is separated into an EAP oL-Key frame as first key information and a second key information used by the wireless LAN base station apparatus 200, and this EAPoL- The Key frame is transmitted to the communication terminal 300.
  • the EAPoL-Key frame when it is encapsulated in AP control apparatus 100, it conforms to the form of the frame exchanged between communication terminal apparatus 300 and wireless LAN base station apparatus 200 in advance.
  • the wireless LAN base station apparatus 200 may transmit the EAPoL-Key frame as the first key information to the communication terminal apparatus 300, which does not require particularly time-consuming processing other than separating the key setting request frame. it can.
  • the processing time required for the wireless LAN base station 200 is shortened, it is possible to substantially synchronize the key setting times of the wireless LAN base station 200 and the communication terminal 300, resulting in the wireless LAN base. It is possible to further shorten the period of communication interruption due to the non-synchronization of the key setting time which occurs between the station apparatus 200 and the communication terminal apparatus 300.
  • the communication system, key distribution control device and wireless LAN base station device synchronize the key setting time of the wireless LAN base station device and the communication terminal device more and wirelessly. This has the effect of shortening the period of communication interruption occurring between the communication terminals, and is effective for the wireless LAN communication system, the access point control apparatus constructing the same, and the access point.

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Abstract

　無線ＬＡＮ基地局装置および通信端末装置の鍵の設定時間をより同期させ、無線ＬＡＮ基地局装置および通信端末装置の間に生じる通信断の期間をより短縮する通信システム、鍵配信制御装置、および無線ＬＡＮ基地局装置。この通信システムにおいて、ＡＰ制御装置（１００）では、通信端末装置（３００）が使用する第１の鍵情報としてのＥＡＰｏＬ－Ｋｅｙフレームと、無線ＬＡＮ基地局装置（２００）が使用する第２の鍵情報とを連結（カプセル化）して１つのフレーム（鍵設定要求フレーム）を生成し、このフレームを無線ＬＡＮ基地局装置（２００）に送出することができる。無線ＬＡＮ基地局装置（２００）では、受信したフレームを第１の鍵情報としてのＥＡＰｏＬ－Ｋｅｙフレームと、無線ＬＡＮ基地局装置（２００）が使用する第２の鍵情報とに分離し、このＥＡＰｏＬ－Ｋｅｙフレームが通信端末装置（３００）に対して送信される。  

Description

明 細 書
通信システム、鍵配信制御装置および無線 LAN基地局装置
技術分野
[0001] 本発明は、通信システム、鍵配信制御装置および無線 LAN基地局装置に関し、特 に無線 LANに係る通信システム、これを構成する鍵配信制御装置および無線 LAN 基地局装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、無線 LAN (IEEE802.il規格）の普及が進み、公衆ネットワークや企業ネットヮ ークにお 、て大規模な無線 LANネットワークシステムが構築されるようになって 、る。 それに従って、アクセスポイント (AP)、例えば無線 LAN基地局装置を個別に設定し 設置していく方法から、複数の無線 LAN基地局装置と接続した AP制御装置により、 この AP制御装置が無線 LAN基地局装置の自動設定、障害管理、統計情報の収集 などを一括して行う方法に移行することが検討されている。この検討は、国際標準化 団体である IETF (Internet Engineering Task Force)や IEEE802. 11ワーキンググ ループなどにより行われており、標準化の策定が進められている。
[0003] そこで、無線 LANフレーム（802.11規格）と Ethernet (登録商標）フレームとの間の ブリッジ処理を無線 LAN基地局装置により行わずに、上位の AP制御装置にお 、て 行うことや、認証のポートの開閉箇所も無線 LAN基地局装置から AP制御装置に移 したアーキテクチャが検討されている。このようなアーキテクチャにおいて、 IETFの C APWAPワーキンググループでは、 APを管理するプロトコルの一つとして、 LWAPP (light weight access protocol)が提案されている。この LWAPPでは、 AP制御装置 が無線 LAN基地局装置に対して、設定情報の自動設定、障害管理、統計情報収集 、暗号鍵情報の設定などを行っている。
[0004] ここで提案されて 、る通信システム (非特許文献 1参照）にお 、ては、 AP制御装置 は、鍵設定時に EAPoL— Keyフレームにより、通信端末装置に暗号鍵を通知する。 このときアクセスポイントに対しても同じタイミングにおいて Add Mobile Requestフ レームを送出する。このようにして、 AP制御装置は、通信端末装置と無線 LAN基地 局装置との間の通信にて必要な暗号鍵を通信端末装置および無線 LAN基地局装 置に対して配信している。なお、 AP制御装置より送出され通信端末装置に対して送 達される暗号鍵は、無線 LAN基地局装置を介して送達される。
特干文献 1： IETFドフノト draft— ohara—capwap—lwapp— 00.txt 「Light Weignt Acces s Point Protocolj
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、従来の通信システムにお 、ては、鍵配信制御装置としての AP制御 装置は、通信端末装置の認証成功時に、無線 LAN基地局装置と通信端末装置とに 対してそれぞれ異なるフレームで鍵を設定している。そのため、 AP制御装置と無線 L AN基地局装置との間のネットワークシステムの輻輳などが生じる場合には、 AP制御 装置により送出されたフレームが無線 LAN基地局装置と通信端末装置とに送達す るタイミングに大きな差が生じ、この差に起因して通信端末装置と無線 LAN基地局 装置とにおいて暗号鍵の設定時間に差が生じることがある。
[0006] 暗号鍵の設定時間に差が生じる場合には、通信端末装置と無線 LAN基地局装置 とのどちらかにのみ暗号鍵が設定されている状態が生じ、この状態では通信端末装 置と無線 LAN基地局装置との間において通信ができない。例えば、無線 LAN基地 局装置のみ先に暗号鍵が設定され、通信端末装置への暗号鍵設定が遅れた場合、 通信端末装置への暗号鍵設定までは、無線 LAN基地局装置から通信端末装置に 送出されるフレームは暗号ィ匕されるが、そのフレームを受信する通信端末装置はそ の暗号ィ匕されたフレームを復号ィ匕できな 、。
[0007] 本発明の目的は、無線 LAN基地局装置および通信端末装置の鍵の設定時間をよ り同期させ、かつ、無線 LAN基地局装置および通信端末装置の間に生じる通信断 の期間をより短縮する通信システム、鍵配信制御装置、および無線 LAN基地局装置 を提供することである。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明の第 1の特徴は、通信システムにおいて、通信端末装置と、前記通信端末 装置がアクセスする無線 LAN基地局装置と、前記通信端末装置と前記無線 LAN基 地局装置との間の通信にて使用する暗号鍵情報を配信する鍵配信制御装置とを有 し、前記鍵配信制御装置が、前記通信端末装置が使用する第 1の前記暗号鍵情報 と前記無線 LAN基地局装置が使用する第 2の前記暗号鍵情報とを連結して 1つの 鍵情報フレームを生成する生成手段を具備し、前記無線 LAN基地局装置が、前記 鍵情報フレームを前記第 1の暗号鍵情報と前記第 2の暗号鍵情報とに分離する分離 手段と、前記第 1の暗号鍵情報を前記通信端末装置に送信する送信手段と、を具備 したことである。
[0009] 本発明の第 2の特徴は、鍵配信制御装置において、通信端末装置と前記通信端 末装置がアクセスする無線 LAN基地局装置との間の通信にて使用する暗号鍵情報 を配信し、前記通信端末装置が使用する第 1の前記暗号鍵情報と前記無線 LAN基 地局装置が使用する第 2の前記暗号鍵情報とを連結して 1つの鍵情報フレームを生 成する生成手段と、前記鍵情報フレームを前記無線 LAN基地局装置に送信する送 信手段と、を具備したことである。
[0010] 本発明の第 3の特徴は、無線 LAN基地局装置において、上記鍵配信制御装置か ら前記鍵情報フレームを受信し、前記鍵情報フレームを前記第 1の暗号鍵情報と前 記第 2の暗号鍵情報とに分離する分離手段と、前記第 1の暗号鍵情報を前記通信端 末装置に送信する送信手段と、を具備したことである。
発明の効果
[0011] 本発明によれば、無線 LAN基地局装置および通信端末装置の鍵の設定時間をよ り同期させ、かつ、無線 LAN基地局装置および通信端末装置の間に生じる通信断 の期間をより短縮する通信システム、鍵配信制御装置、および無線 LAN基地局装置 を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]本発明の一実施の形態に係る通信システムの構成を示すブロック図
[図 2]図 1の AP制御装置の構成を示すブロック図
[図 3]鍵管理テーブルの構成の一例を示す図
[図 4]鍵設定要求フレームの構成を説明するための図
[図 5]図 1の無線 LAN基地局装置の構成を示すブロック図 [図 6]—実施の形態に係る通信システムの動作の流れを示すシーケンス図 発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[0014] まず、実施の形態に係る通信システムの構成について、図 1を参照して説明する。
[0015] 実施の形態に係る通信システム 10は、図 1に示すように、通信端末装置 300と、通 信端末装置 300がアクセスする無線 LAN基地局装置 200と、通信端末装置 300と 無線 LAN基地局装置 200との間の通信にて使用する暗号鍵情報を配信する鍵配 信制御装置としての AP制御装置 100と、ネットワークシステム 600とを備える。そして 、 AP制御装置 100は、認証サーバ装置 20とコアネットワークシステム 30と接続して いる。
[0016] この通信システム 10において、 AP制御装置 100は、通信端末装置 300が使用す る第 1の鍵情報と無線 LAN基地局装置 200が使用する第 2の鍵情報とを連結して 1 つのフレームを生成し、このフレームを無線 LAN基地局装置 200に対して送信する 。無線 LAN基地局装置 200は、 AP制御装置 100から送達されるフレームを第 1の 鍵情報と第 2の鍵情報とに分離する。そして、無線 LAN基地局装置 200は、第 1の 鍵情報を通信端末装置 300に送信するとともに、第 2の鍵情報については通信端末 装置 300との通信にぉ 、て自装置にて使用する。
[0017] 図 2に示すように AP制御装置 100は、認証制御部 101と、端末側送受信部 102と 、網側送受信部 103と、通信端末装置 300が使用する第 1の鍵情報と無線 LAN基 地局装置 200が使用する第 2の鍵情報とを連結して 1つのフレームを生成する生成 手段としての鍵カプセル部 104と、鍵管理テーブル 105とを備える。
[0018] 認証制御部 101は、認証要求を通信端末装置 300から端末側送受信部 102を介 して受け取ると、この認証要求を認証サーバ装置 20に対して網側送受信部 103を介 して送出する。
[0019] また、認証制御部 101は、認証サーバ装置 20から認証要求に応じた認証の成功 結果としての Access— Acceptを網側送受信部 103を介して受信し、この Access— Acceptを EAP— Successとして通信端末装置 300に対し端末側送受信部 102を 介して送出する。 [0020] さらに、認証制御部 101は、通信端末装置 300に対して通知すべき第 1の鍵情報 である EAPoL— Keyフレームを鍵カプセル部 104に送出する。
[0021] 鍵カプセル部 104は、認証制御部 101から EAPoL— Keyフレームを受信したとき のみ次の動作を行う。具体的には、鍵カプセル部 104は、認証が成功した上記通信 端末装置 300に対応する端末 MACアドレスと無線 LAN基地局装置 200にて使用 する第 2の鍵情報とを鍵管理テーブル 105から取り出し、鍵エレメントを作成する。な お、鍵管理テーブル 105には、図 3に示すように通信端末装置 300の各々に対応す る端末 MACアドレスと無線 LAN基地局装置 200にて使用される第 2の鍵情報とが 対応づけて記憶されて 、る。
[0022] また、鍵カプセル部 104は、受信した EAPoL— Keyフレームから EAPoLエレメント を作成する。そして、鍵カプセル部 104は、作成した鍵エレメントと EAPoLエレメント と力も鍵設定要求フレームを作成する。
[0023] この鍵設定要求フレームは、図 4に示すように、 Etherヘッダ部 410と、 AP管理プロ トコルヘッダ部 420と、鍵エレメント 430と、 EAPoLエレメント 440とからなる基本構成 を有する。なお、ここでは、 AP制御装置 100と無線 LAN基地局装置 200とが Ether net (登録商標）で接続されて!ヽるものとする。
[0024] 鍵設定要求フレームにおいては、一番外側に Etherヘッダ部 410があり、その内側 に AP管理プロトコルヘッダ部 420が置かれる。 AP管理プロトコルには、 APの設定や 統計情報収集など様々なメッセージが必要であるが、本発明では鍵設定要求のみを 規定する。この AP管理プロトコルヘッダ部 420により鍵設定要求フレームであること を表す。
[0025] Etherヘッダ部 410には、宛先 MACアドレス（ここでは、無線 LAN基地局装置 20 0の MACアドレス）と、送信元 MACアドレス（ここでは、 AP制御装置 100の MACァ ドレス）と、 Etherタイプすなわち APコントロールプロトコルを表すタイプとが含まれて いる。
[0026] さらに、鍵設定要求フレームは、鍵エレメント 430と EAPoLエレメント 440との 2つの エレメントを持つ。この鍵エレメント 430には、通信端末装置 300に対応する端末 MA Cアドレス 411と、鍵のタイプ 412 (ュニキャストキーか又はブロードキャストキーかを 規定するタイプ)と、無線 LAN基地局装置 200にて使用される第 2の鍵情報本体 41 3とが含まれる。
[0027] また、 EAPoLエレメント 440には、 EAPoL— Keyフレーム、すなわち通信端末装 置 300が使用する第 1の鍵情報そのものが含まれる。この EAPoL— Keyフレームは 、無線 LAN基地局装置 200にてフレーム変換する必要がないように、予め通信端末 装置 300と無線 LAN基地局装置 200との間で遣り取りされるフレームの形態に合わ せてある。例えば、通信端末装置 300と無線 LAN基地局装置 200とがワイヤレス LA Nで接続される場合には、ワイヤレス LANで利用されるフレーム形態、例えば、デー タリンク層で利用されるフレーム形態 (信号形態)である EAPoL— Keyフレームが、 鍵設定要求フレームに格納されて 、る。
[0028] このように、鍵カプセル部 104は、通信端末装置 300が使用する第 1の鍵情報とし ての EAPoL—Keyフレームと、無線 LAN基地局装置 200が使用する第 2の鍵情報 とを連結 (カプセル化）して 1つのフレーム（鍵設定要求フレーム）を生成して 、る。
[0029] そして、鍵カプセル部 104は、生成した鍵設定要求フレームを無線 LAN基地局装 置 200に対し端末側送受信部 102を介して送出する。
[0030] 図 5に示すように、無線 LAN基地局装置 200は、フレーム振り分け部 201と、網側 送受信部 203と、 AP制御装置 100からの鍵設定要求フレームを第 1の鍵情報と第 2 の鍵情報とに分離する分離手段としての鍵デカプセル部 204と、分離された第 1の鍵 情報を通信端末装置 300に対して送信する端末側送受信部 202と、鍵管理テープ ノレ 205とを備える。
[0031] フレーム振り分け部 201は、認証要求を通信端末装置 300から端末側送受信部 20 2を介して受け取ると、この認証要求を AP制御装置 100に対して網側送受信部 203 を介して送出する。
[0032] また、フレーム振り分け部 201は、認証要求に応じた認証の成功結果としての EAP
Successを AP制御装置 100から網側送受信部 203を介して受信すると、端末側 送受信部 202を介して通信端末装置 300へ送出する。
[0033] さらに、フレーム振り分け部 201は、鍵設定要求フレームを AP制御装置 100から網 側送受信部 203を介して受け取ると、鍵デカプセル部 204に送出する。 [0034] 鍵デカプセル部 204は、フレーム振り分け部 201から鍵設定要求フレームを受け取 ると、この鍵設定要求フレームを鍵エレメントと EAPoLエレメントとに分離する。そして 、鍵デカプセル部 204は、鍵エレメントから端末 MACアドレスと鍵情報とを抽出し、ま た、 EAPoLエレメントから EAPoL— Keyフレームを抽出する。
[0035] そして、鍵デカプセル部 204は、端末 MACアドレスと鍵情報とを鍵管理テーブル 2 05に設定し、また、 EAPoL— Keyフレームを通信端末装置 300に端末側送受信部 202を介して送出する。なお、鍵管理テーブル 205は、図 3に示す鍵管理テーブル 1 05と同様の構成を採る。
[0036] このように、鍵デカプセル部 204は、 AP制御装置 100にてカプセル化された通信 端末装置 300が使用する第 1の鍵情報としての EAPoL— Keyフレームと無線 LAN 基地局装置 200が使用する第 2の鍵情報とを分離し、第 1の鍵情報としての EAPoL —Keyフレームについては端末側送受信部 202を介して送出する。
[0037] そして、 EAPoL— Keyフレームが AP制御装置 100にてカプセル化されるときに予 め通信端末装置 300と無線 LAN基地局装置 200との間で遣り取りされるフレームの 形態に合って ヽるため、無線 LAN基地局装置 200は鍵デカプセル部 204にて鍵設 定要求フレームを分離する以外に特に手間の掛カる処理をすることなぐ第 1の鍵情 報としての EAPoL— Keyフレームを通信端末装置 300へ送出することができる。
[0038] 次いで、通信システム 10の動作の流れについて図 6を参照して説明する。
[0039] ステップ ST501において、通信端末装置 300が認証サーバ装置 20に対し 802. 1 xZEAPのプロトコルを用いて認証を行う。なお、 EAPには、認証のタイプによって E AP—TLS、 EAP— TTLS、 EAP— PEAPなどの種類があるが、本発明ではその認 証のタイプには依存しない。そして、通信端末装置 300の認証が正常に終了したとき に、マスターキーと呼ばれる鍵のもとが、通信端末装置 300と認証サーバ装置 20とに 生成される。
[0040] ステップ ST502において、認証サーバ装置 20から認証の成功結果としての Acces s— Acceptが、 AP制御装置 100に送信される。
[0041] ステップ ST503において、 AP制御装置 100は、 Access—Accept^EAP— Succ essとして、通信端末装置 300に通知する。 [0042] 次いでステップ ST504において、 AP制御装置 100にて生成された鍵設定要求フ レームが、無線 LAN基地局装置 200に送信される。
[0043] ステップ ST505において、無線 LAN基地局装置 200にて鍵設定要求フレームが 分離され抽出された EAPoL— Keyフレーム力 通信端末装置 300に対して送出さ れる。なお、必要であれば、無線 LAN基地局装置 200は鍵設定要求フレームの確 認応答を AP制御装置 100に送信するようにしてもょ ヽ。
[0044] なお、本実施の形態においては、 AP制御装置 100と無線 LAN基地局装置 200と の間は、 Ethernet (登録商標）で接続され、データリンク層でフレームの遣り取りがな されるものとして説明をした力 本発明は、これに限定されるものではなぐ UDP/IP ネットワーク層で通信がなされてもよい。その場合には、図 4に示した鍵設定要求フレ ームの Etherヘッダ部 410の代わりに、 UDPZlPヘッダがカプセル化されることとな る。
[0045] このように、実施の形態に係る通信システムにおいて、 AP制御装置 100において は、通信端末装置 300が使用する第 1の鍵情報としての EAPoL— Keyフレームと、 無線 LAN基地局装置 200が使用する第 2の鍵情報とを連結 (カプセル化）して 1つ のフレーム（鍵設定要求フレーム）を生成し、このフレームを無線 LAN基地局装置 2 00に送出することができる。無線 LAN基地局装置 200においては、受信したフレー ムを第 1の鍵情報としての EAPoL— Keyフレームと、無線 LAN基地局装置 200が 使用する第 2の鍵情報とに分離し、この EAPoL— Keyフレームが通信端末装置 300 に対して送信される。
[0046] 従って、 EAPoL— Keyフレームおよび第 2の鍵情報に関し無線 LAN基地局装置 200に送達される時間に差が生じることがなぐまた、通信端末装置 300と無線 LAN 基地局装置 200とはネットワークを介すことなく通信を行うことができるので EAPoL— Keyフレームが無線 LAN基地局装置 200から通信端末装置 300に対して送達され る時間はわずかであるため、無線 LAN基地局装置 200および通信端末装置 300の 鍵の設定時間をほぼ同期させることができる結果、無線 LAN基地局装置 200および 通信端末装置 300の間に生じる、鍵の設定時間の非同期に起因する通信断の期間 を短縮することができる。 [0047] さらに、実施の形態に係る通信システムにおいて、 AP制御装置 100においては、 第 1の鍵情報としての EAPoL— Keyフレームの信号形態を無線 LAN基地局装置 2 00と通信端末装置 300との間において利用されるフレーム形態 (信号形態）に合わ せて、 EAPoL— Keyフレームと無線 LAN基地局装置 200が使用する第 2の鍵情報 とを連結 (カプセル化）して 1つのフレーム（鍵設定要求フレーム）を生成して 、る。無 線 LAN基地局装置 200においては、受信したフレームを第 1の鍵情報としての EAP oL— Keyフレームと、無線 LAN基地局装置 200が使用する第 2の鍵情報とに分離 し、この EAPoL— Keyフレームが通信端末装置 300に対して送信される。
[0048] 従って、 EAPoL— Keyフレームが AP制御装置 100にてカプセル化されるときに予 め通信端末装置 300と無線 LAN基地局装置 200との間で遣り取りされるフレームの 形態に合っているため、無線 LAN基地局装置 200は鍵設定要求フレームを分離す る以外に特に手間の掛カる処理をすることなぐ第 1の鍵情報としての EAPoL— Key フレームを通信端末装置 300へ送出することができる。その結果、無線 LAN基地局 装置 200において必要な処理時間が短縮ィ匕されるため、無線 LAN基地局装置 200 および通信端末装置 300の鍵の設定時間をほぼ同期させることができる結果、無線 LAN基地局装置 200および通信端末装置 300の間に生じる、鍵の設定時間の非同 期に起因する通信断の期間をさらに短縮することができる。
[0049] 本明細書は、 2004年 7月 8日出願の特願 2004— 201944に基づく。この内容は すべてここに含めておく。
産業上の利用可能性
[0050] 本発明の通信システム、鍵配信制御装置および無線 LAN基地局装置は、無線 L AN基地局装置および通信端末装置の鍵の設定時間をより同期させ、かつ、無線し AN基地局装置および通信端末装置の間に生じる通信断の期間をより短縮するとい う効果を有し、無線 LAN通信システム、これを構築するアクセスポイント制御装置お よびアクセスポイントに有効である。

Claims

請求の範囲
[1] 通信端末装置と、前記通信端末装置がアクセスする無線 LAN基地局装置と、前記 通信端末装置と前記無線 LAN基地局装置との間の通信にて使用する暗号鍵情報 を配信する鍵配信制御装置とを有する通信システムであって、
前記鍵配信制御装置は、
前記通信端末装置が使用する第 1の暗号鍵情報と前記無線 LAN基地局装置が使 用する第 2の暗号鍵情報とを連結して 1つの鍵情報フレームを生成する生成手段を 具備し、
前記無線 LAN基地局装置は、
前記鍵情報フレームを前記第 1の暗号鍵情報と前記第 2の暗号鍵情報とに分離す る分離手段と、
前記第 1の暗号鍵情報を前記通信端末装置に送信する送信手段と、
を具備する通信システム。
[2] 前記鍵配信制御装置の生成手段は、前記第 1の暗号鍵情報を前記無線 LAN基 地局装置と前記通信端末装置との間のデータリンク層で用いられる信号形態として 前記鍵情報フレームを生成し、
前記無線 LAN基地局装置の前記送信手段は、前記分離手段からの前記第 1の暗 号鍵情報を前記信号形態によりそのまま送信する請求項 1記載の通信システム。
[3] 通信端末装置と前記通信端末装置がアクセスする無線 LAN基地局装置との間の 通信にて使用する暗号鍵情報を配信する鍵配信制御装置であって、
前記通信端末装置が使用する第 1の暗号鍵情報と前記無線 LAN基地局装置が使 用する第 2の暗号鍵情報とを連結して 1つの鍵情報フレームを生成する生成手段と、 前記鍵情報フレームを前記無線 LAN基地局装置に送信する送信手段と、 を具備する鍵配信制御装置。
[4] 前記生成手段は、前記第 1の暗号鍵情報を前記無線 LAN基地局装置と前記通信 端末装置との間のデータリンク層で用いられる信号形態として前記鍵情報フレームを 生成する請求項 3記載の鍵配信制御装置。
[5] 通信端末装置と前記通信端末装置がアクセスする無線 LAN基地局装置との間の 通信にて使用する暗号鍵情報を配信し、前記通信端末装置が使用する第 1の暗号 鍵情報と前記無線 LAN基地局装置が使用する第 2の暗号鍵情報とを連結して 1つ の鍵情報フレームを生成する生成手段と前記鍵情報フレームを前記無線 LAN基地 局装置に送信する送信手段とを具備する鍵配信制御装置から、前記鍵情報フレー ムを受信する無線 LAN基地局装置であって、
前記鍵情報フレームを前記第 1の暗号鍵情報と前記第 2の暗号鍵情報とに分離す る分離手段と、
前記第 1の暗号鍵情報を前記通信端末装置に送信する送信手段と、
を具備する無線 LAN基地局装置。
前記送信手段は、前記分離手段からの前記第 1の暗号鍵情報を前記信号形態に よりそのまま送信する請求項 5記載の無線 LAN基地局装置。
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