JP2007282070A

JP2007282070A - 通信端末装置及び暗号化方法

Info

Publication number: JP2007282070A
Application number: JP2006108232A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Ito; 伊藤　　勉
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】ＩＰ―ＰＢＸにおけるＶＯＩＰの通信等において、その端末操作者が必要に応じて自由に暗号化方式を変更可能とし、状況に応じて端末操作者が音質、セキュリティーを選択し、利便性を向上させる。
【解決手段】通信端末装置２Ａと、この通信端末装置２Ａと通信を行う他の装置２Ｂとの間の暗号化方式を、通信端末装置２Ａと他の装置２Ｂとが通信を行っている間に変更する。通信を行っている間に、操作者が自分自身でその情報の重要性を判断した上で、最適なセキュリティーを選択できる。通信端末装置をＩＰ電話機とし、ＶＯＩＰ通信によって他の装置２Ｂとの通信を行うことができ、暗号化方式の変更を、ＩＰ電話機のダイヤル操作又は機能ボタンの押下によって行ってもよく、暗号化方式には、ＤＥＳ方式、ＡＥＳ方式のＥＣＢモード又はＡＥＳ方式・ＣＢＣモードを含むことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信端末装置及び暗号化方法に関し、特に、ＩＰ（Internet Protocol）−ＰＢＸ(Private Branch eXchange：構内交換機) を用いたＶＯＩＰ（Voice over IP）通信に用いられる通信端末装置及び暗号化方法に関する。

従来、ＩＰ−ＰＢＸを用いたＶＯＩＰ通信等において、各装置において自動的に暗号化方式又は暗号化に必要となる暗号鍵を変更することができるように構成されている。例えば、特許文献１には、ＩＰストリーム等のコンテンツの配信に際して、秒オーダで暗号鍵を変更するマルチキャストに対応した暗号化を実現するとともに、処理能力の低い端末装置へ対応可能としたコンテンツ暗号化方法等が記載されている。

特開２００３−１７４４４１号公報

しかし、上記従来の技術においては、通信に使用される暗号化方式は、情報の送信／受信時に決定され、通信中は暗号化方式を変更することができないため、情報を送る側がその情報の重要度に応じてリアルタイムに（手動で）暗号化方式を決定することができないという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、ＩＰ―ＰＢＸにおけるＶＯＩＰ通信等において、その端末操作者が必要に応じて自由に暗号化方式を変更することができ、状況に応じて端末操作者が所望の音質、セキュリティーを選択し、その利便性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、暗号化方法であって、通信端末装置と、該通信端末装置と通信を行う他の装置との間の暗号化方式を、該通信端末装置と該他の装置とが通信を行っている間に変更することを特徴とする。

そして、本発明によれば、通信端末装置と他の装置とが通信を行っている間に暗号化方式を変更することができるため、通信を行っている間に、操作者が自分自身でその情報の重要性を判断した上で、最適なセキュリティーを選択することができ、重要な通話内容についてはセキュリティーの強度を上げ、重要度が低い通信についてはセキュリティー強度を下げて通信速度を重視することができる。

前記暗号化方法において、前記通信端末装置をＩＰ電話機とし、ＶＯＩＰ通信によって前記他の装置との通信を行うことができる。これによって、ＶＯＩＰ通信において、その通話内容によって操作者が暗号化方式を選択し、最適なものを選択することができ、重要な通話内容についてはセキュリティーの強度を上げ、重要度が低い通話についてはセキュリティー強度を下げて音質を重視することができる。

前記暗号化方法において、前記暗号化方式の変更を、該ＩＰ電話機のダイヤル操作又は機能ボタンの押下によって行うことができる。また、前記暗号化方式に、ＤＥＳ方式、ＡＥＳ方式のＥＣＢモード又はＡＥＳ方式・ＣＢＣモードを含むようにすることができる。

また、本発明は、通信端末装置であって、他の装置との間の暗号化方式を、該他の装置との通信を行っている間に変更する手段を備えることを特徴とする。この通信端末装置によれば、他の装置が通信を行っている間に暗号化方式を変更することができるため、通信を行っている間に、操作者が自分自身でその情報の重要性を判断した上で、最適なセキュリティーを選択できることができ、重要な通話内容についてはセキュリティー強度を上げ、重要度が低い通信についてはセキュリティー強度を下げて通信速度を重視することができる。

前記通信端末装置は、ＩＰ電話機であって、ＶＯＩＰ通信によって前記他の装置との通信を行うことができる。これによって、上述のように、ＶＯＩＰ通信において、その通話内容によって操作者が暗号化方式を選択し、最適なものを選択することができる。重要な通話内容についてはセキュリティーの強度を上げ、重要度が低い通話についてはセキュリティー強度を下げて音質を重視した通話を行うことができる。

前記通信端末装置において、前記暗号化方式の変更を、該ＩＰ電話機のダイヤル操作又は機能ボタンの押下によって行うことができる。また、前記暗号化方式に、ＤＥＳ方式、ＡＥＳ方式のＥＣＢモード又はＡＥＳ方式・ＣＢＣモードを含むようにすることができる。

以上のように、本発明によれば、ＩＰ―ＰＢＸにおけるＶＯＩＰの通信等において、その端末操作者が必要に応じて自由に暗号化方式を変更可能とし、状況に応じて端末操作者が所望の音質、セキュリティーを選択し、その利便性を向上させることなどが可能となる。

次に、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。

図１に示すように、ＩＰ―ＰＢＸ１は、ＬＡＮ３上にＩＰパケット上の制御信号によってＩＰ電話機２（２Ａ、２Ｂ）を制御する。ＩＰ電話機２は、ＩＰ―ＰＢＸ１に制御される端末であり、複数の暗号化方式を有している。ＩＰ−ＰＢＸ１とＩＰ電話機２との間には、複数の暗号化方式が設定され、ＩＰ−ＰＢＸ１とＩＰ電話機２との間の制御信号と、ＩＰ電話機２間の音声通信において暗号化を行うことができる。尚、暗号化は、コスト面を考慮しソフトウエア制御にて実現する。

ＩＰ−ＰＢＸ１は、複数のＩＰ電話機２を収容し、ＩＰ電話機２からの発呼要求、応答要求、切断要求等の要求を受信し、それを解釈し、発信処理、応答処理、切断処理を実施している。ＩＰ電話機２とＩＰ−ＰＢＸ１との間は、ＩＰパケット上の制御信号によって各々の要求・指示が行われている。また、ＩＰ電話機２間の音声通信はPeer To Peer接続により直接端末同士が行っている。

音声通信における暗号化方式は、ＩＰ−ＰＢＸ１の指示によってＩＰ電話機２に通知され、ＩＰ電話機２は、指示された暗号化方式により音声通信を実施する。ＩＰ−ＰＢＸ１の指示は、音声通信前、音声通信中等常時可能である。

暗号化方式の変更は、ＩＰ電話機２のダイヤル操作により、ＩＰ−ＰＢＸ１が認識し、端末操作者によって選択された暗号化方式を決定し、両ＩＰ電話機２に対して暗号化変更指示を送る。暗号化変更の指示を受けたＩＰ電話機２は、独自の手順によって相手側のＩＰ電話機２と暗号化方式の相互確認を行い、暗号化の変更を実施する。

次に、図１及び図２の暗号化方式変更シーケンスを参照しながら、本発明にかかる通信端末装置及び暗号化方法の動作の概要を説明する。

（１）ＩＰ電話機２Ａがダイヤル操作によって暗号化方式の変更をＩＰ−ＰＢＸ１に要求する。
（２）ＩＰ電話機２Ａからの暗号化方式変更要求をＩＰ−ＰＢＸ１が受信し、ＩＰ電話機２Ａに対して暗号化指示を行う。また、通話相手が存在する場合には、その相手側のＩＰ電話機２Ｂに対しても同様に暗号化指示を行う。
（３）暗号化指示を受けたＩＰ電話機（暗号化方式の変更を行った電話機）２Ａは、通話相手２Ｂに対して暗号化変更通知を送出する。
（４）暗号化変更通知を受信したＩＰ電話機２Ｂは、指定された暗号化が可能であれば暗号化変更確認を送出する。
（５）暗号化変更確認を受信したＩＰ電話機２Ａは、それ以降の通話を指示された暗号化方式によって暗号化する。

次に、ＩＰ―ＰＢＸ１からＩＰ電話機２への暗号化方式の制御情報、ＩＰ電話機２間の暗号化方式の変更確認における制御情報について図３を参照しながら説明する。

制御信号は、ＵＤＰパケット内にＡＰＬ（アプリケーション）部を定義し、さらにＡＰＬヘッダ部と付加情報部を定義する。ＡＰＬヘッダ部は制御情報を示し、１＝暗号化指示、２＝暗号化停止、３＝暗号化変更通知、４＝暗号化変更確認を示す。

各々の制御情報の必要に応じて付加情報が付加される。暗号化指示・暗号化停止は、ＩＰ―ＰＢＸ１からＩＰ電話機２に向けて送信される情報であり、暗号化指示においては、暗号化方式と暗号に必要となる鍵情報が付加情報に記述される。暗号化変更通知については、ＩＰ電話機２間で送受信される情報であり、各々暗号化方式と暗号化に必要となる付加情報が記述される。暗号化変更確認には、ＯＫ／ＮＧの付加情報が記述される。

次に、暗号化方式変更時の音声通信の停止・開始動作について、図４を参照しながら説明する。

ＩＰ電話機２Ａ、２Ｂは、相互に接続状態にあり、ＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）パケットにより音声通信を行っている。この時、ＲＴＰパケットの暗号化は行っていないものとする。
（１）一方のＩＰ電話機２Ａが暗号化方式の変更を要求することにより、ＩＰ−ＰＢＸ１からＩＰ電話機２Ａに対して暗号化変更指示が送られる。
（２）ＩＰ−ＰＢＸ１からの暗号化変更指示を受けたＩＰ電話機２Ａは、直ちにＲＴＰの送信を停止する。
（３）暗号化変更を行ったＩＰ電話機２Ａは、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）パケットにより暗号化方式変更通知を相手端末２Ｂに送信する。
（４）暗号化方式変更通知を受信したＩＰ電話機２Ｂは、ＵＤＰパケットにより暗号化方式変更確認を送信し、それ以降、変更指示にある暗号化方式を用いてＲＴＰパケットを暗号化し、相手端末２Ａに送信する。
（５）暗号化方式変更確認を受信したＩＰ電話機２Ａは、それ以降自分が要求した暗号化方式を用いてＲＴＰパケットを暗号化し、相手端末に送信する。

次に、暗号化方式の選択方法について説明する。ＩＰ−ＰＢＸ１は、複数の特番を記憶し、特番に対する各種機能を実施する処理を有している。以下のように、特番７７７＋０〜３によって暗号化の変更を行うことができる。ＩＰ電話機２は、状況に応じてダイヤル操作を行うことで暗号化方式を変更することができる。
特番（７７７）＋０ → 暗号化なし（デフォルト）
特番（７７７）＋１ → ＤＥＳ方式（ブロック長６４ｂｉｔ）：強度弱
特番（７７７）＋２ → ＡＥＳ方式・ＥＣＢモード（ブロック長１２８、１９２、２５６ｂｉｔ）：強度中
特番（７７７）＋３ → ＡＥＳ方式・ＣＢＣモード（ブロック長１２８、１９２、２５６ｂｉｔ）：強度強

尚、上記ＤＥＳ暗号化方式とは、米国政府の調達規準となる共通鍵暗証方式であって、民生用の暗号として初めて標準化されたものである。平文を入力して鍵によって転置、換字を繰り返して撹乱されたデータを出力する換字・転置混合型の暗号化方式であり、ブロック長は６４ｂｉｔである。

一方、ＡＥＳ(Advanced Encryption Standard)暗号化方式とは、ＤＥＳに代わる次世代の共通鍵暗号であり、ＤＥＳの６４ｂｉｔブロックに対して、１２８ｂｉｔ長のブロックを持ち、さらに鍵の長さを１２８、１９２、２５６ｂｉｔとしているため、ＤＥＳに比べて遥かに強固な安全性を有する。このＡＥＳは、１９９７年の９月にＮＩＳＴ(National Institute of Standards and Technology)によって応募が始められ、１９９９年の春には、ＭＡＲＳ、ＲＣ６、Rijndael、Serpent、Twofishの５つの暗号候補に絞られた。さらに、多くの暗号学者によって１年間の厳しい暗号審査が行われ、その結果、２０００年の１０月にRijndealがＡＥＳとして採用されることがＮＩＳＴによって発表された。

ＡＥＳには２つのモードがあり、ＥＣＢ(electronic codebook)モードは、電子コードブックモードである。平文をブロック毎に処理した暗号ブロックを単純に連結して暗号文を作る方式である。この方法では、平文のブロックの同じパターンに対して暗号文のブロックに同じパターンが生じることになり、暗号解読の手段に使われるおそれがある。このモードは、各々のブロックが独立しているため、短文のメッセージの暗号化に使われることが多い。長い実際の文書の暗号化には、実用上はこの方法は使用されず、ＣＢＣが使われる。

ＣＢＣ(cipher block chaining)モードは、暗号ブロック連鎖モードである。１つ前の暗号化したブロックと暗号化対象の現在の平文のブロックとの排他論理和をとった後、暗号化鍵でこのブロックの暗号化を行う。暗号文は、次のブロックとの排他論理和に使われる。このように、前のブロックと次々に連鎖させて暗号文を作る。ブロックの最初はその前のブロックがないので、初期ベクトルを与えて排他論理和をとる。このようにすることで、ＥＣＢのように、平文のブロックに同じパターンがあっても暗号文には同じパターンを生じないため、暗号解読を困難にさせることができる。復号はこの逆の手法をとる。実用に使われる文書の暗号化には、このＣＢＣが多く用いられる。

次に、本発明の他の実施の形態として、その基本構成は上記の通りであるが、暗号化方式の確認についてさらに工夫した暗号化方法について説明する。

本実施の形態では、ＩＰ電話機２の操作により、利用者が必要に応じて最適な暗号化方式を選択することができるが、現在設定されている暗号化方式を確認する方法も装備している。すなわち、図５に示すように、ＩＰ−ＰＢＸ１は、自分が制御しているＩＰ電話機２の現在設定されている暗号化方式をメモリに保持している。

また、ＩＰ―ＰＢＸ１には、ＩＰ電話機２が暗号化方式を確認するための特番を記憶し、ＩＰ電話機２がこの特番をダイヤルすることで、ダイヤル操作したＩＰ電話機２に現在設定されている暗号化方式をメモリから検索し、その結果、暗号化方式が登録されていれば、その情報をＩＰ電話機２のディスプレイ上に表示するようＩＰ電話機２に指示する。ＩＰ電話機２上の表示例を図６の暗号化方式確認画面に示す。

また、ディスプレイを有していないＩＰ電話機２に対しては、音声ガイダンス等によってＩＰ−ＰＢＸ１から現在設定されている暗号化方式を通知することも可能である。

尚、上記実施の形態においては、本発明をＶＯＩＰの通信のＩＰ電話機に適用した場合を例にとって説明したが、ＩＰネットワーク上の電子メール、動画像配信サービス等においても、その送信者が必要に応じてセキュリティー強度を手動によって変更することが可能であり、ＩＰネットワーク上の装置間の通信において、その通信のセキュリティーのために、通信内容を各種の暗号化方式によって暗号化し、通信の傍受、なりすまし等の不正行為を防ぐにあたって、リアルタイムで、暗号化によってセキュリティーを強化したり、セキュリティー強度を低下させて通信速度の向上を優先させることができる。

本発明にかかる暗号化方法を説明するための概略図である。本発明にかかる暗号化方法の暗号化方式変更のシーケンス図である。本発明にかかる暗号化方法の制御信号フォーマットを示す図である。本発明にかかる暗号化方法の暗号化方式変更時のＲＴＰ停止／開始シーケンスを示す図である。本発明にかかる暗号化方法におけるＩＰ−ＰＢＸメモリの構成図である。本発明にかかる暗号化方法を適用したＩＰ電話機の暗号化方式の確認画面を示す図である。

符号の説明

１ＩＰ−ＰＢＸ
２（２Ａ、２Ｂ）ＩＰ電話機
３ＬＡＮ

Claims

通信端末装置と、該通信端末装置と通信を行う他の装置との間の暗号化方式を、該通信端末装置と該他の装置とが通信を行っている間に変更することを特徴とする暗号化方法。
前記通信端末装置は、ＩＰ電話機であって、ＶＯＩＰ通信によって前記他の装置との通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の暗号化方法。
前記暗号化方式の変更を、該ＩＰ電話機のダイヤル操作又は機能ボタンの押下によって行うことを特徴とする請求項２に記載の暗号化方法。
前記暗号化方式は、ＤＥＳ方式、ＡＥＳ方式のＥＣＢモード又はＡＥＳ方式・ＣＢＣモードを含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の暗号化方法。
他の装置との間の暗号化方式を、該他の装置との通信を行っている間に変更する手段を備えることを特徴とする通信端末装置。
前記通信端末装置は、ＩＰ電話機であって、ＶＯＩＰ通信によって前記他の装置との通信を行うことを特徴とする請求項５に記載の通信端末装置。
前記暗号化方式の変更を、該ＩＰ電話機のダイヤル操作又は機能ボタンの押下によって行うことを特徴とする請求項６に記載の通信端末装置。
前記暗号化方式は、ＤＥＳ方式、ＡＥＳ方式のＥＣＢモード又はＡＥＳ方式・ＣＢＣモードを含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の暗号化方法。