JP2007180876A

JP2007180876A - Data transceiving system, encrypted information transmission method, data transmission apparatus, and data receiver

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Publication number: JP2007180876A
Application number: JP2005376689A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Matsunami; 宏和松波
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To irregularly perform the update of an encryption key without increasing a load of a communication system. <P>SOLUTION: A mobile communication system 1 adopting ROHC (RObust Header Compression) is characterized by including: a first communication data creation unit 120 which creates a part to be memorized (a first communication data) in a context memory unit 23 out of packet headers including an unchanged field whose content does not change during continuation of data transmission and an encryption key field including an encryption key; and an encrypted information acquisition unit 24 which acquires the encryption key from the encryption key field included in the packet (composite communication data) received by a base station apparatus 20. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はデータ送受信システム、暗号化情報送信方法、データ送信装置、及びデータ受信装置に関する。 The present invention relates to a data transmission / reception system, an encryption information transmission method, a data transmission device, and a data reception device.

ＩＰ通信では通信データの暗号化がなされることがある。この暗号化は通常、共通鍵暗号方式により行われる。共通鍵暗号方式では、通信開始前に通信装置の間で、共通鍵暗号方式の暗号鍵を示す暗号化情報の交換が行われる。通信が開始されると、各通信装置は、送信時にはこの暗号化情報により示される暗号鍵による通信データの暗号化を行い、受信時にはこの暗号化情報により示される暗号鍵による通信データの復号化を行う。こうして、暗号化が実現される。 In IP communication, communication data may be encrypted. This encryption is usually performed by a common key cryptosystem. In the common key encryption method, encryption information indicating an encryption key of the common key encryption method is exchanged between communication devices before the start of communication. When communication is started, each communication device encrypts communication data with the encryption key indicated by this encryption information at the time of transmission, and decrypts communication data with the encryption key indicated by this encryption information at the time of reception. Do. Thus, encryption is realized.

ところで、共通鍵暗号方式では暗号鍵が知られてしまうと暗号化が破られてしまうので、暗号鍵を通信中に更新するようにしている場合がある。そしてさらに、この更新を定期的に行うと、暗号化情報の送信タイミングが読まれてしまい、暗号鍵を搾取される虞が強まるので、不定期な更新を行うようにしている場合がある。特許文献１にはこの例が記載されている。 By the way, since the encryption is broken if the encryption key is known in the common key encryption method, the encryption key may be updated during communication. Further, if this update is performed periodically, the transmission timing of the encrypted information is read, and the possibility that the encryption key is exploited increases, so there are cases where the update is performed irregularly. Patent Document 1 describes this example.

特許文献１に記載の技術では、暗号鍵を更新しようとする通信装置は、通信データの無効部分（音声通信の場合には無音部分。データ通信の場合には０が連続する部分。）を検出し、検出した無音部分に暗号化情報を含めて送信する。この通信データを受信した通信装置は、受信した通信データから暗号鍵を抽出する。通信データに無効部分が必ずあるとは限らないので、結果的に暗号鍵の更新を不定期に行うことになっている。 In the technique described in Patent Document 1, a communication device that attempts to update an encryption key detects an invalid portion of communication data (a silent portion in the case of voice communication; a portion in which 0 continues in the case of data communication). Then, the encrypted information is included in the detected silent part and transmitted. The communication device that has received the communication data extracts the encryption key from the received communication data. Since the communication data does not always have an invalid part, the encryption key is updated irregularly as a result.

ところで、ＩＰ通信ではパケットにより通信データが送受信されるが、このパケットのヘッダ部分（パケットヘッダ）のサイズは通信データ部分（パケットペイロード）に比べて小さくなく、特に移動体通信システムなどでは、このパケットヘッダのサイズを小さくしたいという要請がある。そこで、パケットヘッダを圧縮送信するための技術が種々提案されており、非特許文献１にはそのうちのひとつであるＲＯＨＣ(ロバストヘッダ圧縮、RObust Header Compression)と呼ばれる技術が開示されている。 By the way, in IP communication, communication data is transmitted / received by a packet. The size of the header portion (packet header) of this packet is not smaller than the communication data portion (packet payload). There is a request to reduce the size of the header. Various techniques for compressing and transmitting packet headers have been proposed, and Non-Patent Document 1 discloses a technique called ROHC (Robust Header Compression), which is one of them.

パケットヘッダには、通信相手のＩＰアドレスなど、通信継続中にその内容が変わらない通信制御用データが含まれている。ＲＯＨＣでは、この通信制御用データを予めパケットの送信装置と受信装置とで共有しておき、通信継続中のパケットヘッダにはこの通信制御用データを含めないようにすることにより、パケットヘッダの圧縮送信を実現している。
特開平１１−２３４２６０号公報（第００５２段落乃至第００５４段落）Ｃ．ボルマン編、ネットワークワーキンググループリクエストフォーコメンツ：３０９５（ＲＦＣ３０９５）、インターネット学会（ＩＳＯＣ）、２００１年７月 The packet header includes communication control data whose contents do not change while communication is continued, such as the IP address of the communication partner. In ROHC, the packet transmission compression is performed by sharing the communication control data between the packet transmission device and the reception device in advance and not including the communication control data in the packet header during communication. Transmission is realized.
JP 11-234260 A (paragraphs 0052 to 0054) C. Bolman, Network Working Group Request for Comments: 3095 (RFC3095), Internet Society (ISOC), July 2001

上記特許文献１に記載の技術では、暗号化情報を無効部分に含める必要があるので、暗号化情報の送信側通信装置では通信データの無効部分を検出する必要がある（特許文献１の第００３８段落）。この検出に係る処理は通信装置の負荷を増大させてしまっていた。 In the technique described in Patent Document 1, since it is necessary to include encrypted information in an invalid part, it is necessary to detect an invalid part of communication data in the communication apparatus on the transmission side of the encrypted information (No. 0038 of Patent Document 1). Paragraph). The processing related to this detection has increased the load on the communication device.

従って、本発明の課題の一つは、通信装置の負荷を増大させることなく、不定期に暗号鍵の更新を行うことを可能にするデータ送受信システム、暗号化情報送信方法、データ送信装置、及びデータ受信装置を提供することにある。 Accordingly, one of the problems of the present invention is to provide a data transmission / reception system, an encryption information transmission method, a data transmission device, and a data transmission / reception system that can update the encryption key irregularly without increasing the load on the communication device. It is to provide a data receiving apparatus.

上記課題を解決するための本発明に係るデータ送受信システムは、データ送信装置とデータ受信装置とを含むデータ送受信システムであって、前記データ送信装置は、通信内容である通信内容データを取得する通信内容データ取得手段と、通信制御用データを含む第１通信データを生成する第１通信データ生成手段と、前記通信内容データを含む第２通信データを生成する第２通信データ生成手段と、前記第１通信データと前記第２通信データとからなる合成通信データを生成する合成通信データ生成手段と、前記合成通信データ又は前記第２通信データを送信するデータ送信手段と、を含み、前記データ受信装置は、前記データ送信手段により送信された前記合成通信データ又は前記第２通信データを受信するデータ受信手段と、前記データ受信手段により前記合成通信データを受信した場合、該合成通信データから前記第１通信データを取り出して記憶する第１通信データ記憶手段と、前記データ受信手段により前記第２通信データを受信した場合、該第２通信データと、前記第１通信データ記憶手段に記憶される前記第１通信データと、に基づいて前記合成通信データを生成する合成通信データ生成手段と、を含み、前記データ送信装置の前記第１通信データ生成手段は暗号化情報を含めて前記第１通信データを生成し、前記データ受信装置は、前記データ受信手段により受信した前記合成通信データに含まれる前記第１通信データに含まれる暗号化情報を取得する暗号化情報取得手段、をさらに含む、ことを特徴とする。 A data transmission / reception system according to the present invention for solving the above problems is a data transmission / reception system including a data transmission device and a data reception device, wherein the data transmission device is a communication for acquiring communication content data as communication content. Content data acquisition means; first communication data generation means for generating first communication data including communication control data; second communication data generation means for generating second communication data including the communication content data; A data communication device comprising: composite communication data generating means for generating composite communication data comprising one communication data and the second communication data; and data transmitting means for transmitting the composite communication data or the second communication data. A data receiving means for receiving the combined communication data or the second communication data transmitted by the data transmitting means, and the data When the combined communication data is received by the receiving means, the first communication data storage means for extracting and storing the first communication data from the combined communication data, and when the second communication data is received by the data receiving means, Combined communication data generating means for generating the combined communication data based on the second communication data and the first communication data stored in the first communication data storage means; The first communication data generating means generates the first communication data including encryption information, and the data receiving device is included in the first communication data included in the synthesized communication data received by the data receiving means. It further comprises encrypted information acquisition means for acquiring the encrypted information.

これによれば、暗号化情報は必ず第１通信データ（ＲＯＨＣではパケットヘッダに相当する。）に含まれるので、データ送信装置は通信データ中の暗号化情報を含める位置を検出する必要がなくなる。また、通信内容データを暗号化する場合、暗号化情報を該通信内容データと一緒に送信しては暗号化情報として意味をなさないところ、データ送信手段が第２通信データ（ＲＯＨＣではパケットヘッダ圧縮後の送信パケットに相当する。）を送信する際には暗号化情報を含む第１通信データは送信されないので、上記データ送受信システムにおいて送受信される暗号化情報は暗号化情報として機能する。以上より、上記データ送受信システムでは、通信装置の負荷を増大させることなく、不定期に暗号鍵の更新を行うことが可能になる。 According to this, since the encryption information is always included in the first communication data (corresponding to a packet header in ROHC), the data transmitting device does not need to detect a position including the encryption information in the communication data. In addition, when encrypting communication content data, if the encrypted information is transmitted together with the communication content data, it does not make sense as encrypted information. However, the data transmission means uses the second communication data (packet header compression in ROHC). Since the first communication data including the encryption information is not transmitted when transmitting the transmission packet), the encryption information transmitted / received in the data transmission / reception system functions as the encryption information. As described above, in the data transmission / reception system, the encryption key can be updated irregularly without increasing the load on the communication device.

また、上記データ送受信システムにおいて、前記データ送信装置は、暗号化情報を取得する暗号化情報取得手段、をさらに含み、前記第１通信データ生成手段は、前記暗号化情報取得手段により取得される暗号化情報を含めて前記第１通信データを生成し、前記暗号化情報取得手段は、前記データ送信手段が前記合成通信データを送信する場合、新たな暗号化情報を取得する、こととしてもよい。 In the data transmission / reception system, the data transmission device further includes encryption information acquisition means for acquiring encryption information, and the first communication data generation means is an encryption acquired by the encryption information acquisition means. The first communication data including the encrypted information is generated, and the encrypted information acquisition unit may acquire new encrypted information when the data transmission unit transmits the combined communication data.

こうすれば、合成通信データを送信する都度、暗号鍵を更新することができる。 In this way, the encryption key can be updated each time the composite communication data is transmitted.

また、本発明に係る暗号化情報送信方法は、データ送信装置とデータ受信装置とを含み、前記データ送信装置は、通信内容である通信内容データを取得する通信内容データ取得手段と、通信制御用データを含む第１通信データを生成する第１通信データ生成手段と、前記通信内容データを含む第２通信データを生成する第２通信データ生成手段と、前記第１通信データと前記第２通信データとからなる合成通信データを生成する合成通信データ生成手段と、前記合成通信データ又は前記第２通信データを送信するデータ送信手段と、を含み、前記データ受信装置は、前記データ送信手段により送信された前記合成通信データ又は前記第２通信データを受信するデータ受信手段と、前記データ受信手段により前記合成通信データを受信した場合、該合成通信データから前記第１通信データを取り出して記憶する第１通信データ記憶手段と、前記データ受信手段により前記第２通信データを受信した場合、該第２通信データと、前記第１通信データ記憶手段に記憶される前記第１通信データと、に基づいて前記合成通信データを生成する合成通信データ生成手段と、を含む、データ送受信システムにおいて、前記データ送信装置から前記データ受信装置に対し暗号化情報を送信するための暗号化情報送信方法であって、前記第１通信データ生成手段により、暗号化情報を含めて前記第１通信データを生成するステップと、前記データ受信装置が、前記データ受信手段により受信した前記合成通信データに含まれる前記第１通信データに含まれる暗号化情報を取得するステップと、を含むことを特徴とする。 The encrypted information transmission method according to the present invention includes a data transmission device and a data reception device, the data transmission device including communication content data acquisition means for acquiring communication content data as communication content, and for communication control. First communication data generating means for generating first communication data including data, second communication data generating means for generating second communication data including the communication content data, the first communication data, and the second communication data. A composite communication data generating means for generating composite communication data comprising: and a data transmission means for transmitting the composite communication data or the second communication data, wherein the data receiving device is transmitted by the data transmission means. A data receiving means for receiving the combined communication data or the second communication data, and the combined communication data received by the data receiving means. First communication data storage means for extracting and storing the first communication data from the combined communication data, and when the second communication data is received by the data receiving means, the second communication data and the first communication data In the data transmission / reception system, the data transmission apparatus encrypts the data reception apparatus with the first communication data stored in the storage means, and the communication data generation means generates the composite communication data based on the first communication data. An encrypted information transmission method for transmitting encrypted information, wherein the first communication data generating means generates the first communication data including encrypted information, and the data receiving device includes the data Obtaining encryption information included in the first communication data included in the combined communication data received by the receiving means. And wherein the door.

また、本発明に係るデータ送信装置は、通信内容である通信内容データを取得する通信内容データ取得手段と、通信制御用データを含む第１通信データを生成する第１通信データ生成手段と、前記通信内容データを含む第２通信データを生成する第２通信データ生成手段と、前記第１通信データと前記第２通信データとからなる合成通信データを生成する合成通信データ生成手段と、前記合成通信データ又は前記第２通信データを送信するデータ送信手段と、を含み、前記第１通信データ生成手段は暗号化情報を含めて前記第１通信データを生成する、ことを特徴とする。 The data transmission device according to the present invention includes communication content data acquisition means for acquiring communication content data as communication contents, first communication data generation means for generating first communication data including communication control data, Second communication data generating means for generating second communication data including communication content data, synthetic communication data generating means for generating synthetic communication data composed of the first communication data and the second communication data, and the synthetic communication Data or data transmission means for transmitting the second communication data, wherein the first communication data generation means generates the first communication data including encryption information.

また、本発明に係るデータ受信装置は、通信制御用データ及び暗号化情報を含む第１通信データと、通信内容データを含む第２通信データと、からなる合成通信データ又は該第２通信データを受信するデータ受信手段と、前記データ受信手段により前記合成通信データを受信した場合、該合成通信データから前記第１通信データを取り出して記憶する第１通信データ記憶手段と、前記データ受信手段により前記第２通信データを受信した場合、該第２通信データと、前記第１通信データ記憶手段に記憶される前記第１通信データと、に基づいて前記合成通信データを生成する合成通信データ生成手段と、前記データ受信手段により受信した前記合成通信データに含まれる前記第１通信データに含まれる暗号化情報を取得する暗号化情報取得手段、を含むことを特徴とする。 In addition, the data receiving apparatus according to the present invention receives synthesized communication data or second communication data including first communication data including communication control data and encryption information and second communication data including communication content data. When receiving the combined communication data by the data receiving means, the data receiving means for receiving, the first communication data storage means for extracting and storing the first communication data from the combined communication data, and the data receiving means Synthetic communication data generating means for generating the synthetic communication data based on the second communication data and the first communication data stored in the first communication data storage means when receiving the second communication data; An encrypted information acquisition means for acquiring encrypted information included in the first communication data included in the synthesized communication data received by the data receiving means , Characterized in that it comprises a.

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施の形態に係る移動体通信システム１のシステム構成を示す図である。同図に示すように、移動体通信システム１は移動局装置１０と基地局装置２０とを含んで構成され、各装置間でデータの送受信を行うためのデータ送受信システムとして機能する。 FIG. 1 is a diagram showing a system configuration of a mobile communication system 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, the mobile communication system 1 includes a mobile station device 10 and a base station device 20, and functions as a data transmission / reception system for transmitting / receiving data between the devices.

移動局装置１０はＣＰＵ、メモリ、及び無線通信機能を含んで構成されるコンピュータであり、ＣＰＵがメモリに記憶されるプログラムを読み出し、それに従って動作することにより、以下に説明する処理を行う。また、無線通信機能により基地局装置２０とのパケット通信を行う。 The mobile station apparatus 10 is a computer configured to include a CPU, a memory, and a wireless communication function. The CPU reads out a program stored in the memory and operates according to the program to perform processing described below. Further, packet communication with the base station apparatus 20 is performed by the wireless communication function.

基地局装置２０はＣＰＵ、メモリ、無線通信機能、及び有線通信機能を含んで構成されるコンピュータであり、ＣＰＵがメモリに記憶されるプログラムを読み出し、それに従って動作することにより、以下に説明する処理を行う。また、無線通信機能により移動局装置１０とのパケット通信を行うとともに、有線通信機能により図示しないＩＰネットワーク（ＩＰＮＷ）とのパケット通信を行う。 The base station apparatus 20 is a computer configured to include a CPU, a memory, a wireless communication function, and a wired communication function. The CPU reads a program stored in the memory and operates in accordance with the program to be described below. I do. In addition, packet communication with the mobile station apparatus 10 is performed by the wireless communication function, and packet communication with an IP network (IPNW) (not shown) is performed by the wired communication function.

移動局装置１０は、基地局装置２０を介して、上記ＩＰＮＷ上のコンピュータとの間でＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰによるＶｏＩＰ音声通信を行う。なお、ＲＴＰ，ＵＤＰ，ＩＰ，ＶｏＩＰは、それぞれReal-time Transport Protocol，User Datagram Protocol，Internet Protocol，Voice over IPの略称である。そしてこのとき、移動局装置１０と基地局装置２０間の通信を暗号化ＲＯＨＣにより行う。以下、この暗号化ＲＯＨＣ及びこれを実現するための構成について、説明する。 The mobile station device 10 performs VoIP voice communication by RTP / UDP / IP with the computer on the IPNW via the base station device 20. Note that RTP, UDP, IP, and VoIP are abbreviations for Real-time Transport Protocol, User Datagram Protocol, Internet Protocol, and Voice over IP, respectively. At this time, communication between the mobile station apparatus 10 and the base station apparatus 20 is performed by encrypted ROHC. Hereinafter, this encrypted ROHC and the configuration for realizing it will be described.

図１に示すように、移動局装置１０は通信処理部１１、データ送信部１２、コンテキスト記憶部１３、暗号化情報取得部１４、ＡＣＫ受信部１５を含んで構成される。通信処理部１１は内部的に通信内容データ取得部１１０を含んで構成され、通信内容データ取得部１１０はさらに内部的に暗号化部１１００を含んで構成される。また、データ送信部１２は内部的に第１通信データ生成部１２０、第２通信データ生成部１２１、合成通信データ生成部１２２、送信データ選択部１２３を含んで構成され、送信データ選択部１２３はさらに内部的に記憶完了判断部１２３０、合成通信データ再送判断部１２３１を含んで構成される。 As shown in FIG. 1, the mobile station apparatus 10 includes a communication processing unit 11, a data transmission unit 12, a context storage unit 13, an encrypted information acquisition unit 14, and an ACK reception unit 15. The communication processing unit 11 includes a communication content data acquisition unit 110 internally, and the communication content data acquisition unit 110 further includes an encryption unit 1100. The data transmission unit 12 includes a first communication data generation unit 120, a second communication data generation unit 121, a combined communication data generation unit 122, and a transmission data selection unit 123, and the transmission data selection unit 123 includes Further, it internally includes a storage completion determination unit 1230 and a combined communication data retransmission determination unit 1231.

また、基地局装置２０は、データ受信部２１、通信処理部２２、コンテキスト記憶部２３、暗号化情報取得部２４、ＡＣＫ送信部２５を含んで構成される。データ受信部２１は受信データ判断部２１０、合成通信データ取得部２１１を含んで構成され、受信データ判断部２１０はさらに第１通信データ書込部２１００を含んで構成される。また、通信処理部２２は内部的に通信内容データ取得部２２０を含んで構成され、通信内容データ取得部２２０はさらに内部的に復号化部２２００を含んで構成される。 The base station apparatus 20 includes a data reception unit 21, a communication processing unit 22, a context storage unit 23, an encrypted information acquisition unit 24, and an ACK transmission unit 25. The data reception unit 21 includes a reception data determination unit 210 and a combined communication data acquisition unit 211, and the reception data determination unit 210 further includes a first communication data writing unit 2100. The communication processing unit 22 is configured to include a communication content data acquisition unit 220 internally, and the communication content data acquisition unit 220 is configured to further include a decryption unit 2200.

暗号化情報取得部１４は、共通鍵暗号化方式で使用する共通鍵である暗号鍵を示す暗号化情報を取得し、暗号化部１１００及び第１通信データ取得部に対して出力する。この暗号鍵には、例えばＭＤ５（Message Digest 5）により生成される１２８ビットのビット列を使用することが可能である。 The encryption information acquisition unit 14 acquires encryption information indicating an encryption key that is a common key used in the common key encryption method, and outputs the encryption information to the encryption unit 1100 and the first communication data acquisition unit. For this encryption key, for example, a 128-bit bit string generated by MD5 (Message Digest 5) can be used.

通信処理部１１は、通信内容である通信内容データと通信制御のための通信制御用データとを取得し、データ送信部１２に出力する。具体的には、図示しない上位レイヤ処理部が収音手段により人間の音声を収音し、符号化することにより通信内容データを取得しており、通信内容データ取得部１１０は、該上位レイヤ処理部から通信内容データの入力を受ける。暗号化部１１００は、こうして入力された通信内容データを、暗号化情報取得部１４から入力された暗号化情報により示される暗号鍵で暗号化する。通信内容データ取得部１１０は、暗号化部１１００により暗号化された通信内容データを、第２通信データ生成部１２１に出力している。 The communication processing unit 11 acquires communication content data as communication content and communication control data for communication control, and outputs the acquired data to the data transmission unit 12. Specifically, an upper layer processing unit (not shown) collects human speech by sound collection means and obtains communication content data by encoding, and the communication content data obtaining unit 110 performs the upper layer processing. Receives communication content data from the department. The encryption unit 1100 encrypts the communication content data input in this way with the encryption key indicated by the encryption information input from the encryption information acquisition unit 14. The communication content data acquisition unit 110 outputs the communication content data encrypted by the encryption unit 1100 to the second communication data generation unit 121.

データ送信部１２は通信処理部１１から入力された各データに基づいて通信データを生成する。図２（ａ）はここで生成される通信データであるパケットの例である。図２（ａ）に示されるように、このパケットは通信内容データであるパケットペイロード２と、通信制御用データであるＲＴＰヘッダ３、ＵＤＰヘッダ４、及びＩＰヘッダ５と、を含んで構成されている。なお、同図では、パケットペイロード２の網掛けにより、該パケットペイロード２が暗号化されていることを示している。 The data transmission unit 12 generates communication data based on each data input from the communication processing unit 11. FIG. 2A shows an example of a packet which is communication data generated here. As shown in FIG. 2A, the packet includes a packet payload 2 that is communication content data, and an RTP header 3, a UDP header 4, and an IP header 5 that are communication control data. Yes. In the figure, it is shown that the packet payload 2 is encrypted by shading of the packet payload 2.

上記各ヘッダは１又は複数のフィールドから構成されており、このフィールドをその性質別に分類すると以下のようになる。すなわち、ＵＤＰポートやＩＰアドレスなどデータ送信継続中にその内容が変化しないもの（不変フィールド）と、ＲＴＰタイムスタンプやシーケンス番号などその内容が到達したパケットから予測可能なもの（予測可能フィールド）と、ＵＤＰチェックサムなど内容が逐次変更されるもの（可変フィールド）と、暗号化情報を含むもの（暗号鍵フィールド）と、に分類される。 Each of the headers is composed of one or a plurality of fields, and these fields are classified according to their properties as follows. That is, the UDP port and IP address, etc., whose contents do not change while data transmission continues (invariable field), the RTP time stamp, the sequence number, etc. that can be predicted from the packet whose contents arrived (predictable field), The contents are classified into those in which contents are sequentially changed (variable field) such as UDP checksum and those in which encryption information is included (encryption key field).

第１通信データ生成部１２０は、上記各フィールドのうち、予測可能フィールドの一部（以下、共有予測可能フィールドと称する。）と不変フィールドと暗号鍵フィールドとを含めて第１通信データを生成するとともに、この第１通信データをコンテキスト記憶部１３に記憶させる。なおこの場合において、第１通信データ生成部１２０は、暗号化情報取得部１４から入力された暗号化情報を暗号鍵フィールドに含めて、第１通信データを生成する。 The first communication data generation unit 120 generates first communication data including a part of the predictable field (hereinafter referred to as a shared predictable field), an invariable field, and an encryption key field among the above fields. At the same time, the first communication data is stored in the context storage unit 13. In this case, the first communication data generation unit 120 generates the first communication data by including the encryption information input from the encryption information acquisition unit 14 in the encryption key field.

第２通信データ生成部１２１は、上記各フィールドのうち、予測可能フィールドの他の一部（以下、ＬＳ（Least Significant，最低限必要）フィールドと称する。）と可変フィールド、及び通信内容データ取得部１１０より入力された通信内容データを含めて第２通信データを生成する。図２（ｂ）はこの第２通信データの例である。 The second communication data generation unit 121 includes, among the above fields, another part of the predictable field (hereinafter referred to as an LS (Least Significant) field), variable field, and communication content data acquisition unit. The second communication data including the communication content data input from 110 is generated. FIG. 2B is an example of the second communication data.

合成通信データ生成部１２２は、第１通信データと第２通信データとからなる合成通信データを生成する。送信データ選択部１２３は、第２通信データ生成部１２１により生成された第２通信データ及び合成通信データ生成部１２２により生成された合成通信データのうち、一方を選択して送信する。以下、この選択について説明する。 The composite communication data generation unit 122 generates composite communication data composed of the first communication data and the second communication data. The transmission data selection unit 123 selects and transmits one of the second communication data generated by the second communication data generation unit 121 and the combined communication data generated by the combined communication data generation unit 122. Hereinafter, this selection will be described.

送信データ選択部１２３は、通信開始時には合成通信データ生成部１２２により生成された合成通信データを選択して送信する。記憶完了判断部１２３０は、合成通信データが所定回数にわたって送信されると、後述するコンテキスト記憶部２３への第１通信データの記憶が完了したと判断し、第２通信データを選択するよう、送信データ選択部１２３を制御する。送信データ選択部１２３は、この制御に応じて、第２通信データ生成部１２１により生成された第２通信データを選択して送信する。 The transmission data selection unit 123 selects and transmits the composite communication data generated by the composite communication data generation unit 122 at the start of communication. When the composite communication data is transmitted a predetermined number of times, the storage completion determination unit 1230 determines that the storage of the first communication data in the context storage unit 23, which will be described later, has been completed, and transmits so as to select the second communication data. The data selection unit 123 is controlled. The transmission data selection unit 123 selects and transmits the second communication data generated by the second communication data generation unit 121 according to this control.

データ受信部２１は、送信データ選択部１２３から送信されたデータを受信する。受信データ判断部２１０は、こうして受信されたデータが合成通信データであるか第２通信データであるかを判断する。具体的には、移動局装置１０が合成通信データ及び第２通信データを生成する際、それぞれのヘッダに、その種類（合成通信データ又は第２通信データ）を示すデータタイプ情報を含めることが望ましい。こうすれば、受信データ判断部２１０は、このデータタイプ情報に基づいて、受信されたデータが合成通信データであるか第２通信データであるかを判断することができる。 The data reception unit 21 receives data transmitted from the transmission data selection unit 123. The reception data determination unit 210 determines whether the data received in this way is composite communication data or second communication data. Specifically, when the mobile station device 10 generates the composite communication data and the second communication data, it is desirable to include data type information indicating the type (combined communication data or second communication data) in each header. . In this way, the reception data determination unit 210 can determine whether the received data is composite communication data or second communication data based on the data type information.

第１通信データ書込部２１００は、合成通信データが受信されたと判断された場合（図２（ｄ）に示すパケットが受信された場合）、その中から第１通信データを取得し、コンテキスト記憶部２３に書き込む。また、合成通信データ取得部２１１は受信された合成通信データを取得する。 When it is determined that the composite communication data has been received (when the packet shown in FIG. 2D is received), the first communication data writing unit 2100 acquires the first communication data from the received data and stores the context. Write to part 23. Further, the composite communication data acquisition unit 211 acquires the received composite communication data.

一方、第２通信データを受信した場合（図２（ｃ）に示すパケットが受信された場合）、合成通信データ取得部２１１は、コンテキスト記憶部２３から第１通信データを取得し、受信した第２通信データと、取得した第１通信データと、に基づいて合成通信データ（図２（ｄ）に示すパケット）を生成する。 On the other hand, when the second communication data is received (when the packet shown in FIG. 2C is received), the composite communication data acquisition unit 211 acquires the first communication data from the context storage unit 23 and receives the received first communication data. Based on the two communication data and the acquired first communication data, the composite communication data (packet shown in FIG. 2D) is generated.

暗号化情報取得部２４は、コンテキスト記憶部２３に書き込まれた第１通信データに含まれる暗号鍵フィールドから、暗号化情報を取得する。 The encryption information acquisition unit 24 acquires encryption information from the encryption key field included in the first communication data written in the context storage unit 23.

通信処理部２２の通信内容データ取得部２２０は、合成通信データ取得部２１１が取得又は生成した合成通信データのうち通信内容データを取得する。復号化部２２００は暗号化情報取得部２４が取得している暗号化情報により示される暗号鍵を利用して、この通信内容データを復号化する。通信処理部２２は、合成通信データに含まれる通信制御用データと、復号化部２２００が復号化した通信内容データと、からなる合成通信データを生成する。そして、通信制御用データに応じた通信処理を行うことにより、上記生成した合成通信データをＩＰＮＷに送信する。なお、通信処理部２２は、こうして生成した合成通信データに暗号鍵フィールドを含めない（すなわち、暗号化情報を含めない）ようにすることが好適である。 The communication content data acquisition unit 220 of the communication processing unit 22 acquires communication content data from the composite communication data acquired or generated by the composite communication data acquisition unit 211. The decryption unit 2200 decrypts this communication content data using the encryption key indicated by the encryption information acquired by the encryption information acquisition unit 24. The communication processing unit 22 generates combined communication data including communication control data included in the combined communication data and communication content data decoded by the decoding unit 2200. Then, the generated composite communication data is transmitted to the IPNW by performing communication processing according to the communication control data. Note that the communication processing unit 22 preferably does not include the encryption key field (that is, does not include the encryption information) in the composite communication data generated in this way.

ＡＣＫ送信部２５は、データ受信部２１がデータを受信すると、その送信元に対して受信確認のためのＡＣＫを送信する。 When the data reception unit 21 receives data, the ACK transmission unit 25 transmits an ACK for confirmation of reception to the transmission source.

ＡＣＫ受信部１５は、ＡＣＫ送信部２５が受信したＡＣＫを受信し、合成通信データ再送判断部１２３１に出力する。 The ACK reception unit 15 receives the ACK received by the ACK transmission unit 25 and outputs the received ACK to the combined communication data retransmission determination unit 1231.

合成通信データ再送判断部１２３１は、データ送信部１２がデータを送信した後、ＡＣＫ受信部１５からＡＣＫが入力されるのを所定時間待機する。そして、データ送信部１２が所定回数にわたって第２通信データを送信した場合において、いずれの第２通信データについてもＡＣＫ受信部１５からＡＣＫが入力されなかった場合、合成通信データ取得部２１１における合成通信データの生成が不可能になったと判断し、合成通信データを選択するよう、送信データ選択部１２３を制御する。送信データ選択部１２３は、この制御に応じて、合成通信データ生成部１２２により生成された合成通信データを選択して送信する。 The combined communication data retransmission determination unit 1231 waits for a predetermined time for the ACK to be input from the ACK reception unit 15 after the data transmission unit 12 transmits the data. When the data transmission unit 12 transmits the second communication data for a predetermined number of times and no ACK is received from the ACK reception unit 15 for any second communication data, the combined communication in the combined communication data acquisition unit 211 It is determined that data generation has become impossible, and the transmission data selection unit 123 is controlled to select combined communication data. The transmission data selection unit 123 selects and transmits the composite communication data generated by the composite communication data generation unit 122 according to this control.

合成通信データ再送判断部１２３１はまた、合成通信データ取得部２１１における合成通信データの生成が不可能になったと判断した場合、暗号化情報取得部１４に対し、新たな暗号鍵を取得するよう指示する。この指示を受けた暗号化情報取得部１４は、共通鍵暗号化方式で使用する共通鍵である暗号鍵を示す暗号化情報を再取得し、暗号化部１１００及び第１通信データ取得部１２０に対して出力する。この出力がなされた場合、暗号化部１１００は新たな暗号鍵により通信内容データの暗号化を行い、第１通信データ取得部１２０は新たな暗号鍵を示す暗号化情報を第１通信データの暗号鍵フィールドに含めるようにする。 The composite communication data retransmission determination unit 1231 also instructs the encryption information acquisition unit 14 to acquire a new encryption key when determining that the composite communication data acquisition unit 211 cannot generate the composite communication data. To do. Upon receiving this instruction, the encryption information acquisition unit 14 re-acquires encryption information indicating an encryption key that is a common key used in the common key encryption method, and sends it to the encryption unit 1100 and the first communication data acquisition unit 120. Output. When this output is made, the encryption unit 1100 encrypts the communication content data with the new encryption key, and the first communication data acquisition unit 120 transmits the encryption information indicating the new encryption key to the encryption of the first communication data. Include in the key field.

以上説明した各部の処理を、移動体通信システム１の処理シーケンスを参照しながら、再度より具体的に説明する。なお以下では、予測可能フィールドを８ビットのシーケンス番号（順次送信する合成通信データに連番で付与される番号）とし、その上４ビットを共有予測可能フィールド、下４ビットをＬＳフィールドとする。また、通信開始時に生成されるシーケンス番号はＡ０（１６進表記。２進表記では１０１０００００。以下同じ。）であるとする。 The processing of each unit described above will be described more specifically again with reference to the processing sequence of the mobile communication system 1. In the following, it is assumed that the predictable field is an 8-bit sequence number (number assigned sequentially to the synthesized communication data to be transmitted sequentially), the upper 4 bits are the shared predictable field, and the lower 4 bits are the LS field. Further, it is assumed that the sequence number generated at the start of communication is A0 (hexadecimal notation, binary notation 10100000, and so on).

図３は、通信開始時における移動局装置１０及び基地局装置２０の処理のシーケンスを示す図である。同図では、移動局装置１０のユーザがＶｏＩＰ通信の開始を指示した場合について説明する。なお同図では、分かりやすくするために、移動局装置１０を２本の線で表し、左側は収音手段及び音声出力手段を、右側はその他の機能部を示している。また、ここでは上り下りいずれについても暗号化ＲＯＨＣを用いるものとして説明する。また、以下では暗号化情報として暗号鍵そのものを利用している。 FIG. 3 is a diagram illustrating a processing sequence of the mobile station device 10 and the base station device 20 at the start of communication. In the figure, a case will be described in which the user of the mobile station apparatus 10 instructs the start of VoIP communication. In the figure, for the sake of clarity, the mobile station apparatus 10 is represented by two lines, the left side indicates sound collection means and audio output means, and the right side indicates other functional units. Further, here, description will be made assuming that the encrypted ROHC is used for both uplink and downlink. In the following, the encryption key itself is used as the encryption information.

図３に示すように、まず移動局装置１０がユーザの指示に従いＶｏＩＰ通信を開始し（Ｓ１）、収音手段により通信内容データを取得する（Ｓ２）。また、移動局装置１０は上り暗号鍵を取得する（Ｓ３）。移動局装置１０はシーケンス番号Ａ０を含む通信制御用データを取得し、該通信制御用データの一部（不変フィールド及び共有予測可能フィールド）及びＳ３において取得した上り暗号鍵（暗号鍵フィールド）を含む第１通信データと、シーケンス番号の上４ビット１を含む該通信制御用データの他の一部（ＬＳフィールド及び可変フィールド）及び通信内容データを含む第２通信データと、を含んでなる合成通信データ（この合成通信データはＩＲ(Initialization and Refresh，初期化乃至更新)パケットと呼ばれる。）を生成し、送信する（Ｓ４）。このとき、第１通信データはシーケンス番号の上４ビットＡを、第２通信データはシーケンス番号の下４ビット０を、それぞれ含んでおり、結果として合成通信データはシーケンス番号Ａ０を含んでいる。 As shown in FIG. 3, first, the mobile station apparatus 10 starts VoIP communication in accordance with a user instruction (S1), and acquires communication content data by the sound collection means (S2). Also, the mobile station device 10 acquires an uplink encryption key (S3). The mobile station apparatus 10 acquires communication control data including the sequence number A0, and includes a part of the communication control data (invariant field and shared predictable field) and the uplink encryption key (encryption key field) acquired in S3. Composite communication including first communication data, and other communication control data including the first 4 bits 1 of the sequence number (LS field and variable field) and second communication data including communication content data Data (this combined communication data is called an IR (Initialization and Refresh) packet) is generated and transmitted (S4). At this time, the first communication data includes the upper 4 bits A of the sequence number, the second communication data includes the lower 4 bits 0 of the sequence number, and as a result, the combined communication data includes the sequence number A0.

基地局装置２０は、移動局装置１０から送信された合成通信データを受信し、ＡＣＫを返信する（Ｓ５）とともに、該合成通信データを構成する第１通信データをコンテキスト記憶部２３に記憶させる（Ｓ６）。これにより、シーケンス番号の上４ビットＡがコンテキスト記憶部２３に記憶される。さらに、基地局装置２０は合成通信データから通信制御用データを取り出し、該通信制御用データに基づく通信処理により、受信した合成通信データから暗号鍵フィールドを取り除いてなる合成通信データ（合成パケット）をＩＰＮＷに対して送信する（Ｓ７）。 The base station apparatus 20 receives the composite communication data transmitted from the mobile station apparatus 10 and returns an ACK (S5), and stores the first communication data constituting the composite communication data in the context storage unit 23 ( S6). As a result, the upper 4 bits A of the sequence number are stored in the context storage unit 23. Further, the base station apparatus 20 extracts communication control data from the combined communication data, and combines the communication data (combined packet) obtained by removing the encryption key field from the received combined communication data through communication processing based on the communication control data. It transmits to IPNW (S7).

次に、基地局装置２０は下り暗号鍵を取得する（Ｓ８）。そして、Ｓ７において送信した合成通信データに対してＩＰＮＷより合成通信データが返されると（Ｓ９）、移動局装置１０と同様の処理により、該ＲＴＰパケットに含まれる通信内容データとＳ８において取得した下り暗号鍵とを含む合成通信データを生成し、移動局装置１０に対して送信する（Ｓ１０）。 Next, the base station apparatus 20 acquires a downlink encryption key (S8). Then, when the composite communication data is returned from the IPNW to the composite communication data transmitted in S7 (S9), the communication content data included in the RTP packet and the downlink acquired in S8 are processed by the same process as the mobile station device 10. The composite communication data including the encryption key is generated and transmitted to the mobile station device 10 (S10).

移動局装置１０は、基地局装置２０と同様の処理により、移動局装置１０から送信された合成通信データを受信し、ＡＣＫを返信する（Ｓ１１）とともに、該合成通信データを構成する第１通信データをコンテキスト記憶部１３に記憶させる（Ｓ１２）。そして、合成通信データから通信内容データを取り出す（Ｓ１３）。 The mobile station apparatus 10 receives the combined communication data transmitted from the mobile station apparatus 10 through the same processing as the base station apparatus 20, returns an ACK (S11), and also configures the first communication that constitutes the combined communication data Data is stored in the context storage unit 13 (S12). Then, communication content data is extracted from the composite communication data (S13).

移動局装置１０は、引き続き次の通信内容データを取得し（Ｓ１４）、Ｓ３で取得した上り暗号鍵で暗号化した通信内容データを含む合成通信データを基地局装置２０に対して送信する（Ｓ１５，Ｓ１６）。この合成通信データに含まれるシーケンス番号は、１増えてＡ１となる。移動局装置１０は、こうして所定回数（ここではＳ４とＳ１６の２回）にわたり合成通信データを送信したことにより、基地局装置２０のコンテキスト記憶部２３への第１通信データの記憶が完了したと判断する（Ｓ１８）。 The mobile station device 10 continuously acquires the next communication content data (S14), and transmits the composite communication data including the communication content data encrypted with the uplink encryption key acquired in S3 to the base station device 20 (S15). , S16). The sequence number included in the composite communication data is increased by 1 to A1. The mobile station apparatus 10 has thus completed the storage of the first communication data in the context storage unit 23 of the base station apparatus 20 by transmitting the combined communication data for a predetermined number of times (here, S4 and S16 twice). Judgment is made (S18).

基地局装置２０は、移動局装置１０から送信された合成通信データを受信するとＡＣＫを返信（Ｓ１７）し、さらに該合成通信データを構成する第１通信データをコンテキスト記憶部２３に記憶させる（Ｓ１９）。また、該合成通信データに含まれる通信内容データをコンテキスト記憶部２３に記憶した上り暗号鍵で復号化する（Ｓ２０）。さらに、基地局装置２０は合成通信データから通信制御用データを取り出し、該通信制御用データに基づく通信処理により、受信した合成通信データから暗号鍵フィールドを取り除き、さらに通信内容データを復号化したものに置き換えてなる合成通信データをＩＰＮＷに対して送信する（Ｓ２１）。 When the base station apparatus 20 receives the composite communication data transmitted from the mobile station apparatus 10, the base station apparatus 20 returns an ACK (S17), and further stores the first communication data constituting the composite communication data in the context storage unit 23 (S19). ). Further, the communication content data included in the combined communication data is decrypted with the uplink encryption key stored in the context storage unit 23 (S20). Further, the base station apparatus 20 extracts communication control data from the combined communication data, and by performing communication processing based on the communication control data, removes the encryption key field from the received combined communication data, and further decrypts the communication content data The combined communication data replaced with is transmitted to the IPNW (S21).

基地局装置２０は、引き続きＩＰＮＷより合成通信データを受信し（Ｓ２２）、該合成通信データに含まれる通信内容データをＳ８で取得した下り暗号鍵で暗号化し（Ｓ２３）、暗号化した通信内容データを含む合成通信データを生成し、移動局装置１０に対して送信する（Ｓ２４）。また、基地局装置２０は、所定回数（ここではＳ１０とＳ２４の２回）にわたり合成通信データを送信したことにより、移動局装置１０のコンテキスト記憶部１３への第１通信データの記憶が完了したと判断する（Ｓ２６）。 The base station apparatus 20 continues to receive the composite communication data from the IPNW (S22), encrypts the communication content data included in the composite communication data with the downlink encryption key acquired in S8 (S23), and the encrypted communication content data Is generated and transmitted to the mobile station apparatus 10 (S24). Moreover, the base station apparatus 20 has completed the storage of the first communication data in the context storage unit 13 of the mobile station apparatus 10 by transmitting the composite communication data for a predetermined number of times (here, S10 and S24 twice). (S26).

移動局装置１０は、基地局装置２０から送信された合成通信データを受信するとＡＣＫを返信（Ｓ２５）し、さらに該合成通信データを構成する第１通信データをコンテキスト記憶部１３に記憶させる（Ｓ２８）。また、該合成通信データに含まれる通信内容データをコンテキスト記憶部１３に記憶した下り暗号鍵で復号化し（Ｓ２７）、復号化後の通信内容データを取得する（Ｓ２９）。 When the mobile station device 10 receives the composite communication data transmitted from the base station device 20, the mobile station device 10 returns an ACK (S25), and further stores the first communication data constituting the composite communication data in the context storage unit 13 (S28). ). Further, the communication content data included in the combined communication data is decrypted with the downlink encryption key stored in the context storage unit 13 (S27), and the decrypted communication content data is obtained (S29).

移動局装置１０は、引き続き次の通信内容データを取得する（Ｓ３０）。移動局装置１０は、ここからは第１通信データを省略し、上り暗号鍵で暗号化した通信内容データを含む第２通信データのみからなるパケット（圧縮パケット）を基地局装置２０に対して送信する（Ｓ３１，Ｓ３２）。Ｓ１８において基地局装置２０のコンテキスト記憶部２３への第１通信データの記憶が完了したと判断したからである。この第２通信データに含まれるシーケンス番号の下４ビットは、１増えて２となる。 The mobile station device 10 continues to acquire the next communication content data (S30). The mobile station apparatus 10 omits the first communication data from here, and transmits to the base station apparatus 20 a packet (compressed packet) consisting only of the second communication data including the communication content data encrypted with the uplink encryption key. (S31, S32). This is because it is determined in S18 that the storage of the first communication data in the context storage unit 23 of the base station device 20 has been completed. The lower 4 bits of the sequence number included in the second communication data are increased by 1 to 2.

基地局装置２０は、移動局装置１０から送信された第２通信データを受信するとＡＣＫを返信（Ｓ３３）し、コンテキスト記憶部２３に記憶した第１通信データと合成することにより合成通信データを生成する（Ｓ３４）。こうして、基地局装置２０は、受信した第２通信データに含まれるシーケンス番号の下４ビット２と、コンテキスト記憶部２３に記憶した第１通信データに含まれるシーケンス番号の上４ビットと、からシーケンス番号Ａ２を生成する。 When receiving the second communication data transmitted from the mobile station device 10, the base station device 20 returns an ACK (S 33), and generates combined communication data by combining with the first communication data stored in the context storage unit 23. (S34). Thus, the base station apparatus 20 performs a sequence from the lower 4 bits 2 of the sequence number included in the received second communication data and the upper 4 bits of the sequence number included in the first communication data stored in the context storage unit 23. The number A2 is generated.

さらに、基地局装置２０は、生成した合成通信データに含まれる通信内容データをコンテキスト記憶部２３に記憶した上り暗号鍵で復号化する（Ｓ３５）。基地局装置２０はさらに、合成通信データから通信制御用データを取り出し、該通信制御用データに基づく通信処理により、暗号鍵フィールドを取り除き、さらに復号化後の通信内容データにより通信内容データを置き換えてなる合成通信データをＩＰＮＷに対して送信する（Ｓ３６）。 Further, the base station apparatus 20 decrypts the communication content data included in the generated combined communication data with the uplink encryption key stored in the context storage unit 23 (S35). The base station device 20 further extracts communication control data from the combined communication data, removes the encryption key field by communication processing based on the communication control data, and replaces the communication content data with the decrypted communication content data. Is transmitted to the IPNW (S36).

以降、同様にして移動局装置１０と基地局装置２０との間で暗号化ＲＯＨＣによる通信が行われる（Ｓ３７以降）。この場合において、基地局装置２０は、シーケンス番号Ｂ０の下４ビット０を含む第２通信データが受信された場合、合成によりシーケンス番号Ａ０ではなく、シーケンス番号Ｂ０を取得する。基地局装置２０は、シーケンス番号は順次送信される合成通信データに連番で付与される番号であるということを予め知っており、下４ビットＦの第２通信データの次に下４ビット０の第２通信データが到来した場合、上４ビットに１を加算するのである。 Thereafter, similarly, communication by encrypted ROHC is performed between the mobile station apparatus 10 and the base station apparatus 20 (S37 and after). In this case, when the second communication data including the lower 4 bits 0 of the sequence number B0 is received, the base station apparatus 20 acquires the sequence number B0 instead of the sequence number A0 by combining. The base station apparatus 20 knows in advance that the sequence number is a serial number assigned to the sequentially transmitted composite communication data, and the lower 4 bits 0 after the lower 4 bits F of the second communication data. When the second communication data arrives, 1 is added to the upper 4 bits.

次に、図４は、図３により開始した通信の継続中における移動局装置１０及び基地局装置２０の処理のシーケンスを示す図である。この図では、合成通信データの再送信について説明する。 Next, FIG. 4 is a diagram illustrating a processing sequence of the mobile station apparatus 10 and the base station apparatus 20 during the continuation of the communication started in FIG. In this figure, re-transmission of composite communication data will be described.

移動局装置１０は、引き続き次の通信内容データを取得する（Ｓ５０）。移動局装置１０は、第１通信データを省略し、上り暗号鍵で暗号化した通信内容データを含む第２通信データのみからなるパケット（圧縮パケット）を基地局装置２０に対して送信する（Ｓ５１，Ｓ５２）。なお、このときのシーケンス番号はＢ０であるとする。 The mobile station device 10 continues to acquire the next communication content data (S50). The mobile station apparatus 10 omits the first communication data and transmits a packet (compressed packet) consisting only of the second communication data including the communication content data encrypted with the uplink encryption key to the base station apparatus 20 (S51). , S52). It is assumed that the sequence number at this time is B0.

Ｓ５２で送信した第２通信データが通信途中で失われてしまうと、移動局装置１０は本来受信すべきＡＣＫを受信しないことになる。移動局装置１０は時間を計時しながらＡＣＫの受信を待機しており、ＡＣＫが受信されないため計時された時間が所定時間を超えてタイムアウトし（Ｓ５３）、基地局装置２０は受信に失敗したと判断する（Ｓ５４）。 If the second communication data transmitted in S52 is lost during the communication, the mobile station device 10 does not receive an ACK that should be received. The mobile station device 10 waits for the reception of ACK while timing the time, and since the ACK is not received, the time measured exceeds the predetermined time (S53), and the base station device 20 has failed to receive. Judgment is made (S54).

ここでは、以降同様に、シーケンス番号Ｂ２乃至ＢＦまでの所定回数（ここでは２^４＝１６回）分の第２通信データの受信に基地局装置２０が失敗したと判断されたとする（Ｓ５６乃至Ｓ５９）。 Hereafter, similarly, it is assumed that the base station apparatus 20 has failed to receive the second communication data for a predetermined number of times (here, 2 ⁴ = 16 times) from the sequence numbers B2 to BF (S56 to S59). ).

すると、移動局装置１０は、今後第２通信データを送信し続けても基地局装置２０における第１通信データと第２通信データの合成は失敗すると判断する（Ｓ６０）。シーケンス番号Ｃ０に対応する第２通信データを送信し、基地局装置２０に受信されたとしても、基地局装置２０はシーケンス番号Ｂ０を取得してしまうからである。 Then, the mobile station apparatus 10 determines that the combination of the first communication data and the second communication data in the base station apparatus 20 fails even if the second communication data continues to be transmitted in the future (S60). This is because, even if the second communication data corresponding to the sequence number C0 is transmitted and received by the base station device 20, the base station device 20 acquires the sequence number B0.

今後第２通信データを送信し続けても基地局装置２０における第１通信データと第２通信データの合成は失敗すると判断した場合、移動局装置１０は、新たな上り暗号鍵を取得する（Ｓ６１）。そして、取得した新上り暗号鍵と、次の通信内容データ（Ｓ６２）を該新上り暗号鍵で暗号化したものと、を含む合成通信データを基地局装置２０に対して送信する（Ｓ６３，Ｓ６４）。この合成通信データに含まれるシーケンス番号は、ＢＦから１増えてＣ０となる。 If it is determined that the combination of the first communication data and the second communication data in the base station apparatus 20 fails even if the second communication data is continuously transmitted in the future, the mobile station apparatus 10 acquires a new uplink encryption key (S61). ). Then, the synthesized communication data including the acquired new uplink encryption key and the next communication content data (S62) encrypted with the new uplink encryption key is transmitted to the base station apparatus 20 (S63, S64). ). The sequence number included in the composite communication data is incremented by 1 from BF to C0.

基地局装置２０は、移動局装置１０から送信された合成通信データを受信し、ＡＣＫを返信する（Ｓ６５）とともに、該合成通信データを構成する第１通信データをコンテキスト記憶部２３に記憶させる（Ｓ６７）。これにより、シーケンス番号の上４ビットＣ及び新上り暗号鍵がコンテキスト記憶部２３に記憶される。基地局装置２０はさらに、生成した合成通信データに含まれる通信内容データをコンテキスト記憶部２３に記憶した新上り暗号鍵で復号化する（Ｓ６８）とともに、合成通信データから通信制御用データを取り出し、該通信制御用データに基づく通信処理により、暗号鍵フィールドを取り除き、さらに復号化後の通信内容データにより通信内容データを置き換えてなる合成通信データをＩＰＮＷに対して送信する（Ｓ６９）。 The base station device 20 receives the combined communication data transmitted from the mobile station device 10 and returns an ACK (S65), and stores the first communication data constituting the combined communication data in the context storage unit 23 ( S67). As a result, the upper 4 bits C of the sequence number and the new uplink encryption key are stored in the context storage unit 23. The base station device 20 further decrypts the communication content data included in the generated combined communication data with the new uplink encryption key stored in the context storage unit 23 (S68), and extracts communication control data from the combined communication data, The communication processing based on the communication control data removes the encryption key field, and further transmits the composite communication data obtained by replacing the communication content data with the decrypted communication content data to the IPNW (S69).

移動局装置１０は、こうして所定回数（ここではＳ６４の１回）にわたり合成通信データを送信したことにより、基地局装置２０のコンテキスト記憶部２３への第１通信データの記憶が完了したと判断する（Ｓ６６）。 The mobile station device 10 thus determines that the storage of the first communication data in the context storage unit 23 of the base station device 20 has been completed by transmitting the composite communication data for a predetermined number of times (here, S64 once). (S66).

以降の処理は、図３で説明したもの（Ｓ３０乃至Ｓ３６）と同様である（Ｓ７０以降）。 Subsequent processing is the same as that described with reference to FIG. 3 (S30 to S36) (after S70).

以上説明したように、移動体通信システム１では、暗号化情報は必ず第１通信データに含まれるので、データ送信装置（移動局装置１０）は通信データ中の暗号化情報を含める位置を検出する必要がなくなる。また、通信内容データを暗号化する場合、暗号化情報を該通信内容データと一緒に送信しては暗号化情報として意味をなさないところ、データ送信部１２が第２通信データを送信する際には暗号化情報を含む第１通信データは送信されないので、移動体通信システム１において送受信される暗号化情報は暗号化情報として機能する。結果として、移動体通信システム１では、通信装置の負荷を増大させることなく、不定期に暗号鍵の更新を行うことが可能になっている。また、移動体通信システム１では、合成通信データを送信する都度、暗号鍵を更新することができる。 As described above, in the mobile communication system 1, since the encrypted information is always included in the first communication data, the data transmitting device (mobile station device 10) detects a position including the encrypted information in the communication data. There is no need. In addition, when encrypting communication content data, it does not make sense as encrypted information if the encrypted information is transmitted together with the communication content data. However, when the data transmission unit 12 transmits the second communication data, Since the first communication data including the encryption information is not transmitted, the encryption information transmitted / received in the mobile communication system 1 functions as the encryption information. As a result, the mobile communication system 1 can update the encryption key irregularly without increasing the load on the communication device. In the mobile communication system 1, the encryption key can be updated every time the composite communication data is transmitted.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では暗号鍵フィールドを特段の暗号化せずに合成通信データに含めているが、移動局装置１０と基地局装置２０とが予め共通の暗号鍵（初期化暗号鍵）を保持するようにし、この初期化暗号鍵により暗号化フィールドを暗号化してもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the encryption key field is included in the synthesized communication data without special encryption, but the mobile station device 10 and the base station device 20 previously share a common encryption key (initialization encryption key). The encrypted field may be encrypted with this initialization encryption key.

また、暗号化部１１００は、暗号化情報により示される暗号鍵と、コンテキスト記憶部１３に記憶される第１通信データの少なくとも一部と、に基づいて暗号鍵を生成し、生成した暗号鍵によって通信内容データを暗号化することとしてもよい。例えば、暗号化情報により示される暗号鍵ｋｙｏｃｅｒａと、共有予測可能フィールド１００１と、に基づいて新たな暗号鍵ｋｙｏｃｅｒａ１００１を生成し、これによって通信内容データを暗号化することとしてもよい。共有予測可能フィールドはコンテキスト記憶部２３にも記憶されているため、こうして生成された暗号鍵は基地局装置２０においても同様に生成することができるので、こうすることにより暗号強度を高めることが可能になる。 In addition, the encryption unit 1100 generates an encryption key based on the encryption key indicated by the encryption information and at least a part of the first communication data stored in the context storage unit 13, and uses the generated encryption key The communication content data may be encrypted. For example, a new encryption key kyocera 1001 may be generated based on the encryption key kyocera indicated by the encryption information and the shared predictable field 1001, and the communication content data may be encrypted thereby. Since the shared predictable field is also stored in the context storage unit 23, the encryption key generated in this way can be generated in the base station apparatus 20 as well, and thus the encryption strength can be increased. become.

本発明の実施の形態に係る移動体通信システムのシステム構成及び機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure and functional block of the mobile communication system which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るパケットの説明図である。It is explanatory drawing of the packet which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る処理シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the process sequence which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る処理シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the process sequence which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１移動体通信システム、１０移動局装置、１１，２２通信処理部、１２データ送信部、１３，２３コンテキスト記憶部、１４，２４暗号化情報取得部、１５ＡＣＫ受信部、２０基地局装置、２１データ受信部、２５ＡＣＫ送信部、１１０通信内容データ取得部、１２０第１通信データ生成部、１２１第２通信データ生成部、１２２合成通信データ生成部、１２３送信データ選択部、２１０受信データ判断部、２１１合成通信データ取得部、２２０通信内容データ取得部、１１００暗号化部、１２３０記憶完了判断部、１２３１合成通信データ再送判断部、２１００第１通信データ書込部、２２００復号化部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile communication system, 10 Mobile station apparatus, 11, 22 Communication processing part, 12 Data transmission part, 13, 23 Context memory | storage part, 14, 24 Encryption information acquisition part, 15 ACK receiving part, 20 Base station apparatus, 21 Data reception unit, 25 ACK transmission unit, 110 communication content data acquisition unit, 120 first communication data generation unit, 121 second communication data generation unit, 122 composite communication data generation unit, 123 transmission data selection unit, 210 reception data determination unit 211, communication data acquisition unit, 220 communication content data acquisition unit, 1100 encryption unit, 1230 storage completion determination unit, 1231 combination communication data retransmission determination unit, 2100 first communication data writing unit, 2200 decryption unit.

Claims

データ送信装置とデータ受信装置とを含むデータ送受信システムであって、
前記データ送信装置は、
通信内容である通信内容データを取得する通信内容データ取得手段と、
通信制御用データを含む第１通信データを生成する第１通信データ生成手段と、
前記通信内容データを含む第２通信データを生成する第２通信データ生成手段と、
前記第１通信データと前記第２通信データとからなる合成通信データを生成する合成通信データ生成手段と、
前記合成通信データ又は前記第２通信データを送信するデータ送信手段と、
を含み、
前記データ受信装置は、
前記データ送信手段により送信された前記合成通信データ又は前記第２通信データを受信するデータ受信手段と、
前記データ受信手段により前記合成通信データを受信した場合、該合成通信データから前記第１通信データを取り出して記憶する第１通信データ記憶手段と、
前記データ受信手段により前記第２通信データを受信した場合、該第２通信データと、前記第１通信データ記憶手段に記憶される前記第１通信データと、に基づいて前記合成通信データを生成する合成通信データ生成手段と、
を含み、
前記データ送信装置の前記第１通信データ生成手段は暗号化情報を含めて前記第１通信データを生成し、
前記データ受信装置は、
前記データ受信手段により受信した前記合成通信データに含まれる前記第１通信データに含まれる暗号化情報を取得する暗号化情報取得手段、
をさらに含む、
ことを特徴とするデータ送受信システム。 A data transmission / reception system including a data transmission device and a data reception device,
The data transmission device includes:
Communication content data acquisition means for acquiring communication content data as communication content;
First communication data generating means for generating first communication data including communication control data;
Second communication data generating means for generating second communication data including the communication content data;
Combined communication data generating means for generating combined communication data composed of the first communication data and the second communication data;
Data transmission means for transmitting the composite communication data or the second communication data;
Including
The data receiving device is:
Data receiving means for receiving the combined communication data or the second communication data transmitted by the data transmitting means;
First communication data storage means for extracting and storing the first communication data from the combined communication data when the combined communication data is received by the data receiving means;
When the second communication data is received by the data receiving means, the combined communication data is generated based on the second communication data and the first communication data stored in the first communication data storage means. Synthetic communication data generation means;
Including
The first communication data generating means of the data transmitting device generates the first communication data including encryption information;
The data receiving device is:
Encrypted information acquisition means for acquiring encrypted information included in the first communication data included in the composite communication data received by the data reception means;
Further including
A data transmission / reception system characterized by the above.

請求項１に記載のデータ送受信システムにおいて、
前記データ送信装置は、
暗号化情報を取得する暗号化情報取得手段、
をさらに含み、
前記第１通信データ生成手段は、前記暗号化情報取得手段により取得される暗号化情報を含めて前記第１通信データを生成し、
前記暗号化情報取得手段は、前記データ送信手段が前記合成通信データを送信する場合、新たな暗号化情報を取得する、
ことを特徴とするデータ送受信システム。 The data transmission / reception system according to claim 1,
The data transmission device includes:
Encrypted information acquisition means for acquiring encrypted information;
Further including
The first communication data generation means generates the first communication data including the encryption information acquired by the encryption information acquisition means,
The encryption information acquisition unit acquires new encryption information when the data transmission unit transmits the composite communication data.
A data transmission / reception system characterized by the above.

データ送信装置とデータ受信装置とを含み、
前記データ送信装置は、
通信内容である通信内容データを取得する通信内容データ取得手段と、
通信制御用データを含む第１通信データを生成する第１通信データ生成手段と、
前記通信内容データを含む第２通信データを生成する第２通信データ生成手段と、
前記第１通信データと前記第２通信データとからなる合成通信データを生成する合成通信データ生成手段と、
前記合成通信データ又は前記第２通信データを送信するデータ送信手段と、
を含み、
前記データ受信装置は、
前記データ送信手段により送信された前記合成通信データ又は前記第２通信データを受信するデータ受信手段と、
前記データ受信手段により前記合成通信データを受信した場合、該合成通信データから前記第１通信データを取り出して記憶する第１通信データ記憶手段と、
前記データ受信手段により前記第２通信データを受信した場合、該第２通信データと、前記第１通信データ記憶手段に記憶される前記第１通信データと、に基づいて前記合成通信データを生成する合成通信データ生成手段と、
を含む、
データ送受信システムにおいて、前記データ送信装置から前記データ受信装置に対し暗号化情報を送信するための暗号化情報送信方法であって、
前記第１通信データ生成手段により、暗号化情報を含めて前記第１通信データを生成するステップと、
前記データ受信装置が、前記データ受信手段により受信した前記合成通信データに含まれる前記第１通信データに含まれる暗号化情報を取得するステップと、
を含むことを特徴とする暗号化情報送信方法。 Including a data transmitting device and a data receiving device,
The data transmission device includes:
Communication content data acquisition means for acquiring communication content data as communication content;
First communication data generating means for generating first communication data including communication control data;
Second communication data generating means for generating second communication data including the communication content data;
Combined communication data generating means for generating combined communication data composed of the first communication data and the second communication data;
Data transmission means for transmitting the composite communication data or the second communication data;
Including
The data receiving device is:
Data receiving means for receiving the combined communication data or the second communication data transmitted by the data transmitting means;
First communication data storage means for extracting and storing the first communication data from the combined communication data when the combined communication data is received by the data receiving means;
When the second communication data is received by the data receiving means, the combined communication data is generated based on the second communication data and the first communication data stored in the first communication data storage means. Synthetic communication data generation means;
including,
In a data transmission / reception system, an encryption information transmission method for transmitting encryption information from the data transmission device to the data reception device,
Generating the first communication data including encryption information by the first communication data generating means;
The data receiving device acquiring encryption information included in the first communication data included in the combined communication data received by the data receiving means;
A method for transmitting encrypted information, comprising:

通信内容である通信内容データを取得する取得手段と、
通信制御用データを含む第１通信データを生成する第１通信データ生成手段と、
前記通信内容データを含む第２通信データを生成する第２通信データ生成手段と、
前記第１通信データと前記第２通信データとからなる合成通信データを生成する合成通信データ生成手段と、
前記合成通信データ又は前記第２通信データを送信するデータ送信手段と、
を含み、
前記第１通信データ生成手段は暗号化情報を含めて前記第１通信データを生成する、
ことを特徴とするデータ送信装置。 An acquisition means for acquiring communication content data as communication content;
First communication data generating means for generating first communication data including communication control data;
Second communication data generating means for generating second communication data including the communication content data;
Combined communication data generating means for generating combined communication data composed of the first communication data and the second communication data;
Data transmission means for transmitting the composite communication data or the second communication data;
Including
The first communication data generating means generates the first communication data including encryption information;
A data transmitting apparatus characterized by that.

通信制御用データ及び暗号化情報を含む第１通信データと、通信内容データを含む第２通信データと、からなる合成通信データ又は該第２通信データを受信するデータ受信手段と、
前記データ受信手段により前記合成通信データを受信した場合、該合成通信データから前記第１通信データを取り出して記憶する第１通信データ記憶手段と、
前記データ受信手段により前記第２通信データを受信した場合、該第２通信データと、前記第１通信データ記憶手段に記憶される前記第１通信データと、に基づいて前記合成通信データを生成する合成通信データ生成手段と、
前記データ受信手段により受信した前記合成通信データに含まれる前記第１通信データに含まれる暗号化情報を取得する暗号化情報取得手段、
を含むことを特徴とするデータ受信装置。
Data communication means comprising: first communication data including communication control data and encryption information; second communication data including communication content data; or data receiving means for receiving the second communication data;
First communication data storage means for extracting and storing the first communication data from the combined communication data when the combined communication data is received by the data receiving means;
When the second communication data is received by the data receiving means, the combined communication data is generated based on the second communication data and the first communication data stored in the first communication data storage means. Synthetic communication data generation means;
Encrypted information acquiring means for acquiring encrypted information included in the first communication data included in the combined communication data received by the data receiving means;
A data receiving apparatus comprising: