JP3864743B2 - ファイアウォール装置、情報機器および情報機器の通信方法 - Google Patents
ファイアウォール装置、情報機器および情報機器の通信方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファイアウォールの内側と外側のネットワークに接続された情報機器が、互いに安全に通信を行うための装置および通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器間の通信においては、インターネットの標準プロトコルであるＩＰプロトコルが事実上の標準プロトコルであり、家庭内でもＩＰプロトコルが使われている。番号の枯渇、セキュリティなどを考慮して、ファイアウォールの内側にある、情報セキュリティ上安全なネットワーク（以下、宅内ネットワーク）では、接続している情報機器（以下、宅内機器）にローカルアドレスを割り当てて識別し、ファイアウォールの外側のネットワーク（以下、宅外ネットワーク）に接続している情報機器（以下、宅外機器）と通信する場合には、ファイアウォールにてローカルアドレスをグローバルアドレスに変換している。
また、ＩＰｓｅｃ（ＩＰ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）に代表されるセキュリティ通信プロトコルは、通信する端末間で作用する。
また、家庭内の情報機器全てを、宅内ネットワークに接続している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような技術では、通信の度に宅内機器のアドレスが変わることがあり、宅外機器から通信を開始することができない。
また、安全に通信を行なうためには、セキュリティ通信機能を実装する必要があり、宅内ネットワークを安全に保つためには、宅外機器と通信を行なう全ての宅内機器にセキュリティ通信機能が必要となる。
また、ＰＣは高機能を持つため多様な接続手段や他の機器の操作が可能である。このためファイアウォールにて外部からの不正アクセスを排除しても、一旦ＰＣにウィルスが感染すると宅内機器に被害が及ぶ恐れがある。
また、インターネットサービスプロバイダを変更した場合、割り当てられるアドレスが変わってしまい、全ての宅内機器のアドレスを設定をしなおす必要がある。
また、宅内機器が、受信したメッセージの送信元の機器が属するネットワークを知るためには、メッセージの経路履歴を調べる機能などを実装する必要がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、ＩＰプロトコルとしてＩＰｖ６を用い、ファイアウォールにおいてＩＰｖ６アドレスの変換を行なう。ＩＰｖ６アドレスは１２８ビット長であり、一般に上位の６４ビットはネットワークの識別子として使い、プレフィクスと呼ぶ。下位の６４ビットはネットワークにおける機器の識別子として使い、インタフェイスＩＤと呼ぶ。プレフィクスは、機器が接続しているネットワークを元に生成し、インタフェイスＩＤは、ステートレスアドレス自動設定機能を利用して、通信対象である宅内機器のＭＡＣアドレス（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌアドレス）から生成する。ＩＰｖ６アドレスの変換はプレフィクスのみに施し、返還前のプレフィクスは宅外ネットワークを元に、また、変換後のプレフィクスは宅内ネットワークを元に生成する。
【０００５】
以上のアドレス変換方式を用いれば、宅外機器から宅内機器を個別に指定することができるため、宅外機器から通信を開始することができる。また、宅外機器と宅内機器との通信は必ずファイアウォールを経由するため、機器に被害を及ぼす恐れのある行為を監視し、被害を防ぐことができる。
また、本発明では、宅外機器との相互認証などの高度なセキュリティ通信機能はファイアウォールに実装し、宅内機器には必要最小限のセキュリティ通信機能のみを実装する。宅内機器全てに高度なセキュリティ通信機能を実装することなく、宅内ネットワークを安全に保って宅外機器との通信を行なうことができる。
また、本発明では、ＰＣを宅内ネットワークとは異なるネットワークに接続し、ＰＣと宅内機器との通信は常にファイアウォールを経由して行なう。ＰＣがウィルスに感染しても、容易に宅内機器に被害が及ぶことがなくなる。
また、インターネットサービスプロバイダを変更しても、ファイアウォールのアドレスを変更するだけでよく、宅内機器のアドレスは変更する必要がない。
また、宅内機器は、受信したメッセージの送信元アドレスのプレフィクス部分を取り出す機能を実装するだけで、受信したメッセージが宅内ネットワークに接続している機器からのメッセージかどうかを容易に判別できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を説明する。
まず、本実施形態の通信システムの構成概要について図１を用いて説明する。
図１において、１は宅外機器である。宅外機器とは、ファイアウォールの外側のネットワークに接続された情報機器のことで、一般的に家屋の外部にある。宅外機器１の例としては、サーバ、ＰＣ、携帯電話、ＰＤＡ、などがある。２はファイアウォールである。家屋の内部と外部のネットワークを接続する機器であり、主に不正な通信の監視と、ＩＰｖ６アドレス変換の役目を負う。３は宅内機器である。宅内機器とはファイアウォール２の内側のネットワークに接続された情報機器のことで、宅内機器３の例としては、エアコン、冷蔵庫、電子レンジ、センサ機器、ビデオ、電話機など、通信機能を持った家電製品や電子機器がある。４はＰＣ（パーソナルコンピュータ）である。５は宅外ネットワークであり、宅外機器１とファイアウォール２を接続している。６は宅内ネットワークであり、宅内機器３とファイアウォール２を接続している。７はＰＣ用宅内ネットワークであり、ＰＣ４とファイアウォール２を接続している。
【０００７】
次に、上記の通信システムで用いる機器の識別用ＩＰｖ６アドレスの構成について図２を用いて説明する。
図２に示すように、ＩＰｖ６アドレス８０１は、上位６４ビットのプレフィクス８０２と、下位６４ビットのインタフェイスＩＤ８０３とで構成されている。
プレフィクス８０２は、ＩＰｖ６アドレスが指し示す機器が接続しているネットワークの識別子として使い、インタフェイスＩＤ８０３は、前記ネットワークにおける前記機器の識別子として使う。インタフェイスＩＤ８０３は、ステートレスアドレス自動設定機能を利用して、前記機器のＭＡＣアドレスから生成する。
【０００８】
次に、上記の通信システムを構成する各装置について説明する。なお、ＰＣ４については一般的な機器であるため、説明は省略する。また、宅外機器１としてサーバを、宅内機器３としてエアコンを例にとって説明する。
図３は、本実施形態の宅外機器１の概略構成を示した図である。
図３に示す様に本実施形態の宅外機器１は、ＣＰＵ１０１と、メモリ１０２と、磁気ディスク装置１０３と、入力装置１０４と、出力装置１０５と、ＣＤ−ＲＯＭ装置１０６と、通信装置１０７とを有している。
【０００９】
ＣＰＵ１０１は、宅外機器１全体の動作を制御する装置である。メモリ１０２は、宅外機器１全体の動作を制御する際に、その為の各種処理プログラムやデータをロードする記憶装置である。磁気ディスク装置１０３は、前記各種処理プログラムやデータを格納しておく記憶装置である。入力装置１０４は、前記各種プログラムの実行に関する設定や制御をする為の各種入力を行う装置である。出力装置１０５は、前記各種プログラムの実行や前記各種入力に伴う各種出力を行う装置である。ＣＤ−ＲＯＭ装置１０６は、前記各種処理プログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭの内容を読み出す装置である。通信装置１０７は、宅外ネットワーク５を介してファイアウォール２との通信を行う装置である。
【００１０】
また、宅外機器１は、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部１１１と、セキュリティ通信処理部１１２と、ＭＡＣアドレス入手処理部１１３と、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部１１４とを有している。
宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部１１１は、ファイアウォール２が接続している宅外ネットワーク５を元にプレフィクス８０２を生成し、ステートレスアドレス自動設定機能を利用して、通信対象である宅内機器３のＭＡＣアドレスからインタフェイスＩＤ８０３を生成し、前記プレフィクス８０２と前記インタフェイスＩＤ８０３から宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスを生成する処理部である。
【００１１】
セキュリティ通信処理部１１２は、通信装置１０７を用いて宅外ネットワーク５を介してファイアウォール２と通信する際に、暗号や認証を用いて情報セキュリティ上安全に通信する処理部である。
ＭＡＣアドレス入手処理部１１３は、通信対象である宅内機器３のＭＡＣアドレスを入手する処理部である。エアコンメーカの販売記録、ユーザ登録データベースなどから入手する。アドレスのディレクトリサービスなどを利用してもよい。
通信装置１０７を利用して宅外ネットワーク５経由で入手してもよいし、入力装置１０４を利用して
人間が入力してもよい。
【００１２】
宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部１１４は、通信対象である宅内機器３を宅外ネットワーク５上で識別するための宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスを保持している保持部である。
宅外機器１を宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部１１１、セキュリティ通信処理部１１２、ＭＡＣアドレス入手処理部１１３、および宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部１１４として機能させる為のプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録され磁気ディスク１０３等に格納された後、メモリ１０２にロードされて実行されるものとする。なお前記プログラムを記録する記録媒体はＣＤ−ＲＯＭ以外の他の記録媒体でも良い。
【００１３】
図４は、本実施形態のファイアウォール２の概略構成を示した図である。
図４に示す様に本実施形態のファイアウォール２は、ＣＰＵ２０１と、記憶装置２０２と、通信装置２０３とを有している。
ＣＰＵ２０１は、ファイアウォール２全体の動作を制御する装置である。
記憶装置２０２は、ファイアウォール２全体の動作を制御するための各種処理プログラムやデータを記憶する装置である。通信装置２０３は、宅外ネットワーク５を介して宅外機器１との通信を行い、宅内ネットワーク６を介して宅内機器３との通信を行う装置である。
【００１４】
また、ファイアウォール２は、ＩＰｖ６アドレス変換処理部２１１と、セキュリティ通信処理部２１２と、宅内機器登録処理部２１３と、宅内ネットワーク防御処理部２１４と、宅内機器データベース２１５と、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部２１６とを有している。
ＩＰｖ６アドレス変換処理部２１１は、宅外ネットワーク５を介して通信装置２０３が受信した、宅外機器１から宅内機器３へのメッセージの宛先ＩＰｖ６アドレスについて、プレフィクス部分を、宅内ネットワーク６を元に生成したプレフィクスに変換し、宅内ネットワーク６を介して通信装置２０３が受信した宅内機器３から宅外機器１へのメッセージの送信元ＩＰｖ６アドレスについてプレフィクス部分を宅外ネットワーク５を元に作成したプレフィクスに変換する処理部である。
【００１５】
セキュリティ通信処理部２１２は、通信装置２０３を用いて宅外ネットワーク５を介して宅外機器１と通信する際に、暗号や認証を用いて情報セキュリティ上安全に通信する処理部である。
宅内機器登録処理部２１３は、宅内機器３を新規に宅内ネットワーク６に接続する際、情報セキュリティ上安全であることを確認し、前記宅内機器３の宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを宅内機器データベース２１５に登録する処理部である。データの読み出し、遠隔操作、プログラムの書き換えなど、前記宅内機器３に対して操作、保守を行なう権限を持った宅外機器１の識別情報を登録する処理も行なう。
【００１６】
宅内機器データベース２１５は、宅内機器登録処理部２１３から送られた、前記宅内機器３の宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスや、宅外機器１の識別情報を蓄積するデータベースである。宅内ネットワーク６上での通信において暗号や認証を用いる場合の、鍵情報やプロトコル情報などのセキュリティ通信に必要な情報も蓄積する。
宅内ネットワーク防御処理部２１４は、宅外機器１と宅内機器３との通信において、機器の動作に悪影響をおよぼす処理や秘密情報の漏洩を行なう処理などを監視し、被害を未然に防ぐ処理部である。セキュリティ通信処理部２１２により安全であることが確認されていない宅外機器１から宅内ネットワーク６上への通信、および、宅内機器データベース２１５に登録されていない宅内機器３から宅外ネットワーク５上への通信、を遮断することで、不当な操作、機器の成りすまし、通信路上でのデータの覗き見、データの改ざんなどの被害を防ぐ。
【００１７】
宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部２１６は、宅内機器３が接続している宅内ネットワーク６を元にプレフィクス８０２を生成し、ステートレスアドレス自動設定機能を利用して、宅内機器３のＭＡＣアドレスからインタフェイスＩＤ８０３を生成し、前記プレフィクス８０２と前記インタフェイスＩＤ８０３から宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを生成する処理部である。
【００１８】
図５は、本実施形態の宅内機器３の概略構成を示した図である。
図５に示す様に本実施形態の宅内機器３は、ＣＰＵ３０１と、記憶装置３０２と、通信装置３０３と、エアコン処理装置３０４とを有している。
ＣＰＵ３０１は、宅内機器３および全体の動作を制御する装置である。記憶装置３０２は、宅内機器３全体の動作を制御するための各種処理プログラムやデータを記憶する装置である。通信装置３０３は、宅内ネットワーク６を介してファイアウォール２との通信を行う装置である。エアコン処理装置３０４は、宅内機器３に固有な処理であるエアコン機能の処理装置である。なお、本実施形態では、宅内機器３としてエアコンを例に取って説明しているが、エアコンでなくともよい。この場合は、エアコン処理装置３０４が、宅内機器３に固有な機能の処理装置に置き換わる。
【００１９】
また、宅内機器３は、ＭＡＣアドレス保持部３１１と、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部３１２と、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部３１３とを有している。
ＭＡＣアドレス保持部３１１は、宅内機器３に固有に割り当てられているＭＡＣアドレスを保持している保持部である。
宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部３１２は、宅内機器３が接続している宅内ネットワーク６を元にプレフィクス８０２を生成し、ステートレスアドレス自動設定機能を利用して、ＭＡＣアドレス保持部３１１にある宅内機器３のＭＡＣアドレスからインタフェイスＩＤ８０３を生成し、前記プレフィクス８０２と前記インタフェイスＩＤ８０３から宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを生成する処理部である。
【００２０】
宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部３１３は、宅内機器３を宅内ネットワーク６上で識別するための宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを保持している保持部である。宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部３１３が宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを保持していると、ＩＰｖ６プロトコルを利用して通信できる。
【００２１】
次に、上記の通信システムの動作について説明する。
まず、登録作業、セキュリティ通信路の確保など、通常の通信に先立ち行われる事前準備の動作について説明する。
図６および図７は、宅内機器３とファイアウォール２の事前準備の動作の概略を説明するためのフロー図である。宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成の処理を、宅内機器３が行なう場合を図６に、ファイアウォール２が行なう場合を図７に示す。
まず、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成の処理を宅内機器３が行なう場合を図６を用いて説明する。
【００２２】
まず、宅内機器３を新規に宅内ネットワーク６に接続する（ステップ１００１）。次に、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部３１２が、宅内ネットワーク６上の他の機器から宅内ネットワーク６の識別情報を入手し（ステップ１００２）、ＭＡＣアドレス保持部３１１が保持している宅内機器３自身のＭＡＣアドレスと、前記ネットワークの識別情報から、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを生成する（ステップ１００３）。次に、通信装置３０３が宅内ネットワーク６を介してファイアウォール２に前記宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを送信する（ステップ１００４）。ここで、送信する情報は、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスの他、宅内機器３に対して操作、保守を行なう権限を持った宅外機器１の識別情報、宅内ネットワーク６上での通信において暗号や認証を用いる場合の鍵情報など、セキュリティ通信に必要な情報を含む場合がある。次に、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部３１３に、前記生成した宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを格納する（ステップ１００５）。
【００２３】
次に、前記宅内機器３が送信した情報を、宅内ネットワーク６を介してファイアウォール２の通信装置２０３が受信する（ステップ１００６）。次に、前記通信装置２０３が受信した情報を、宅内機器登録処理部２１３が宅内機器データベース２１５に登録する（ステップ１００７）。
【００２４】
次に、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成の処理をファイアウォール２が行なう場合を図７を用いて説明する。
まず、宅内機器３を新規に宅内ネットワーク６に接続する（ステップ２００１）。次に、ＭＡＣアドレス保持部３１１が保持している宅内機器３自身のＭＡＣアドレスを、通信装置３０３が宅内ネットワーク６を介してファイアウォール２に送信する（ステップ２００２）。ここで、送信する情報は、ＭＡＣアドレスの他、宅内機器３に対して操作、保守を行なう権限を持った宅外機器１の識別情報、宅内ネットワーク６上での通信において暗号や認証を用いる場合の鍵情報など、セキュリティ通信に必要な情報を含む場合がある。
【００２５】
次に、前記宅内機器３が送信した情報を、宅内ネットワーク６を介してファイアウォール２の通信装置２０３が受信する（ステップ２００３）。次に、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部２１６が、宅内ネットワーク６の識別情報を入手し（ステップ２００４）、前記通信装置２０３が受信した宅内機器３のＭＡＣアドレスと、前記宅内ネットワーク６の識別情報から、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを生成する（ステップ２００５）。次に、通信装置２０３が前記生成した宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを、宅内ネットワーク６を介して宅内機器３に送信する（ステップ２００６）。次に、前記生成した宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスと、前記通信装置２０３が受信した情報とを、宅内機器登録処理部２１３が宅内機器データベース２１５に登録する（ステップ２００７）。
次に、前記ファイアウォール２が送信した宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを、宅内ネットワーク６を介して宅内機器３の通信装置３０３が受信する（ステップ２００８）。次に、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部３１３に、前記受信した宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを格納する（ステップ２００９）。
【００２６】
図８は、宅外機器１とファイアウォール２の事前準備の動作の概略を説明するためのフロー図である。
まず、宅外機器１のＭＡＣアドレス入手処理部１１３は、通信対象である宅内機器３のＭＡＣアドレスを入手する（ステップ３００１）。通信装置１０７を利用して宅外ネットワーク５経由で入手してもよいし、入力装置１０４を利用して人間が入力してもよい。エアコンメーカの販売記録、ユーザ登録データベースなどから入手してもよいし、宅外ネットワーク５を介してアドレスのディレクトリサービスなどを利用してもよい。次に、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部１１１は、宅外ネットワーク５の識別情報を入手し、前記ＭＡＣアドレス入手処理部１１３が入手した宅内機器３のＭＡＣアドレスと、前記宅外ネットワーク５の識別情報から、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスを生成する（ステップ３００２）。ここで、宅外ネットワーク５を介してアドレスのディレクトリサービスなどを利用してもよい。次に、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部１１４に、前記生成した宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスを格納する（ステップ３００３）。次に、宅外機器１の通信装置１０７は、宅外ネットワーク５を介してファイアウォール２に通信開始要求を送信する（ステップ３００４）。
【００２７】
次に、ファイアウォール２の通信装置２０３は、前記通信開始要求を受信し（ステップ３００５）、セキュリティ通信処理部２１２に受け渡す。次に、セキュリティ通信処理部２１２は、通信装置２０３と宅外ネットワーク５を介して宅外機器１にセキュリティ通信路の確保要求を送信する（ステップ３００６）。ここで、前記セキュリティ通信路の確保要求は、通信において暗号や認証を用いる場合の鍵情報やプロトコルなど、セキュリティ通信に必要な情報を含む。
【００２８】
次に、宅外機器１の通信装置１０７は、前記セキュリティ通信路の確保要求を受信し（ステップ３００７）、セキュリティ通信処理部１１２に受け渡す。次に、セキュリティ通信処理部１１２は、前記受け渡された要求に従い、セキュリティ通信路の確保準備を行なう（ステップ３００８）。次に、セキュリティ通信路の確保準備完了通知を、通信装置１０７と宅外ネットワーク５を介してファイアウォール２に送信する（ステップ３００９）。
【００２９】
次に、ファイアウォール２の通信装置２０３は、前記セキュリティ通信路の確保準備完了通知を受信し（ステップ３０１０）、セキュリティ通信処理部２１２に受け渡す。次に、セキュリティ通信処理部２１２は、セキュリティ通信路の確保を行なう（ステップ３０１１）。
これ以降、宅外機器１とファイアウォール２との間でセキュリティ通信路が確保され、暗号や認証を用いて安全に通信を行なうことができる。
【００３０】
次に、宅外機器１と宅内機器３との間で行なわれる通常の通信の動作について説明する。この通信に先立ち、図６または図７、および図８で説明した事前準備が完了しているものとする。
図９は、宅外機器１と宅内機器３との間で行なわれる通常の通信の動作の概略を説明するためのフロー図である。
まず、宅外機器１の通信装置１０７が、宅外ネットワーク５を介してファイアウォール２に、送信元が宅外機器１のＩＰｖ６アドレスであり送信先が宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスである、処理要求メッセージを送信する（ステップ４００１）。
【００３１】
次に、ファイアウォール２の通信装置２０３は前記宅外機器１からの処理要求メッセージを受信し（ステップ４００２）、宅内ネットワーク防御処理部２１４に受け渡す。次に、宅内ネットワーク防御処理部２１４は、メッセージに含まれる処理内容が安全なものかどうか確認し、また、宅内機器データベース２１５を参照して、送信元である宅外機器１が送信先である宅内機器３に対して前記処理を行なう権限があるかどうかを確認する（ステップ４００３）。確認の結果、問題があった場合（ステップ４００３のNo）、ファイアウォール２は処理を終了する。確認の結果、問題がなかった場合（ステップ４００３のYes）、ＩＰｖ６アドレス変換処理部２１１が、送信先を宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスから宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスに変換する（ステップ４００４）。次に、ファイアウォール２の通信装置２０３が、宅内ネットワーク６を介して宅内機器３に、送信元が宅外機器１のＩＰｖ６アドレスであり送信先が宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスである、処理要求メッセージを送信する（ステップ４００５）。
【００３２】
次に、宅内機器３の通信装置３０３は前記ファイアウォール２からのメッセージを受信する（ステップ４００６）。次に、エアコン処理装置３０４が、暖房運転の開始、などの宅内機器３に固有の処理を行う（ステップ４００７）。次に、宅内機器３の通信装置３０３が、宅内ネットワーク６を介してファイアウォール２に、送信元が宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスであり送信先が宅外機器１のＩＰｖ６アドレスである、前記処理要求メッセージに対する応答メッセージを送信する（ステップ４００８）。
【００３３】
次に、ファイアウォール２の通信装置２０３は前記宅内機器３からの応答メッセージを受信し（ステップ４００９）、宅内ネットワーク防御処理部２１４に受け渡す。次に、宅内ネットワーク防御処理部２１４は、メッセージに含まれる情報が安全なものかどうか確認し、また、宅内機器データベース２１５を参照して、送信先である宅外機器１が送信元である宅内機器３の情報を得る権限があるかどうかを確認する（ステップ４０１０）。確認の結果、問題があった場合（ステップ４０１０のNo）、ファイアウォール２は処理を終了する。確認の結果、問題がなかった場合（ステップ４０１０のYes）、ＩＰｖ６アドレス変換処理部２１１が、送信元を宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスから宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスに変換する（ステップ４０１１）。次に、ファイアウォール２の通信装置２０３が、宅外ネットワーク５を介して宅外機器１に、送信元が宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスであり送信先が宅外機器１のＩＰｖ６アドレスである、応答メッセージを送信する（ステップ４０１２）。
次に、宅外機器１の通信装置１０７は前記ファイアウォール２からの応答メッセージを受信する（ステップ４０１３）。
【００３４】
次に、本実施形態の宅内機器データベース２１５について説明する。
図１０は、本実施形態の宅内機器データベース２１５の例を示した図である。
宅内機器データベース２１５には、宅内ネットワーク６に接続している宅内機器３の宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス９０１、データの読み出し、遠隔操作、プログラムの書き換えなど、前記宅内機器３に対して操作、保守を行なう権限を持った宅外機器１の識別情報９０２、宅内ネットワーク６上での通信において暗号や認証を用いる場合の鍵情報やプロトコル情報などのセキュリティ通信に必要な情報９０３が格納されている。
【００３５】
次に、ＰＣ４を家屋で用いる場合について、図１を用いて説明する。
ＰＣ４は、宅内ネットワーク６とは異なる、ＰＣ用宅内ネットワーク７に接続する。ＰＣ用宅内ネットワーク７を元にプレフィクス８０２を生成し、ステートレスアドレス自動設定機能を利用して、ＰＣ４のＭＡＣアドレスからインタフェイスＩＤ８０３を生成し、前記プレフィクス８０２と前記インタフェイスＩＤ８０３からＰＣ４のＩＰｖ６アドレスを生成する。
ＰＣ４と宅内機器３との通信は、接続しているネットワークが異なるため、必ずファイアウォール２を介して行う。宅内機器３にとっては、ＰＣ４は宅外機器１と同じ扱いとする。なお、ここではＰＣを例にとって説明したが、ＰＣと同じようにウィルスなどに感染する恐れのある機器であれば同様である。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
本実施形態によれば、宅内ネットワーク６はファイアウォール２のみが外部と接続しており、宅内ネットワーク６上では宅内機器３の確認をファイアウォール２が行なう。また、宅外ネットワーク５上の通信は、宅外機器１とファイアウォール２との間でセキュリティ通信路の確保を行なう。以上のことより、宅外機器１と宅内機器３とは安全に通信を行なうことができる。また、以上のことにより、宅内機器３にはセキュリティ通信機能の実装が不要となる。
また、本実施形態によれば、ＩＰｖ６を用いた通信を行い、ファイアウォール２においてＩＰｖ６アドレスのプレフィクス８０２に変換を施す。これにより、宅外機器１が、通信対象である宅内機器３を指定して通信を開始しすることができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、ＰＣ４を宅内ネットワーク６とは異なるＰＣ用宅内ネットワーク７に接続し、ＰＣ４と宅内機器３との通信は常にファイアウォール２を経由して行なう。これにより、ＰＣ４と宅内機器３、または、宅外機器１と宅内機器３との通信が必ずファイアウォール２を経由するため、不正な処理を監視し、被害を未然に防ぐことができる。
また、本実施形態によれば、インターネットサービスプロバイダの変更などによるネットワークの変更が生じても、宅外ネットワーク５が変わるだけで、宅内ネットワーク６およびＰＣ用宅内ネットワーク７は変わらない。このため、ファイアウォール２のアドレス設定を変更するだけでよく、宅内機器３およびＰＣ４のアドレス設定を変更する必要がない。すなわち、宅内機器３のアドレスを設定しなおすことなくインターネットサービスプロバイダを変更することが可能となる。
【００３８】
なお、本実施形態では、宅外ネットワーク５とＰＣ用宅内ネットワーク７とを分けて説明したが、同一のネットワークであってもよい。
また、本実施形態では、ＩＰｖ６アドレスのプレフィクス８０２をファイアウォールにおいて変換することで機器が接続しているネットワークを識別しているが、プレフィクス８０２が同一であっても、通信メッセージの経路履歴を調べることで機器が接続しているネットワークを識別できるため、本実施形態と同等の効果が得られる。
【００３９】
また、宅外機器１は、サーバでなくても、ＩＰｖ６プロトコルを用いた通信が可能で、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部１１１と、セキュリティ通信処理部１１２と、ＭＡＣアドレス入手処理部１１３と、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部１１４とを有した情報機器であればよい。
また、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部１１１と、セキュリティ通信処理部１１２と、ＭＡＣアドレス入手処理部１１３と、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部１１４を一つのハードウェア上が有していなくても、それぞれ処理部を別のハードウェアが有し、通信により有機的に処理を行なってもよい。
また、宅内機器３は、エアコンでなくても、ＭＡＣアドレス保持部３１１を有し、ＩＰｖ６プロトコルを用いた通信が可能な情報機器であればよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、宅外機器１と宅内機器３との通信を安全に行ない、ＰＣ４と宅内機器３との通信を安全に行い、宅外機器１から通信を開始し、宅内機器３にセキュリティ通信機能を実装しなくとも宅内ネットワーク６の安全性を保つことが可能な仕組みを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の通信システムの構成概要を示した図である。
【図２】 本発明の一実施形態のＩＰｖ６アドレスの構成概要を示した図である。
【図３】 本発明の一実施形態の宅外機器１の概略構成を示した図である。
【図４】 本発明の一実施形態のファイアウォール２の概略構成を示した図である。
【図５】 本発明の一実施形態の宅内機器３の概略構成を示した図である。
【図６】 本発明の一実施形態で宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成の処理を宅内機器３が行なう場合の、宅内機器３とファイアウォール２の事前準備の動作の概略を説明するためのフロー図である。
【図７】 本発明の一実施形態で宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成の処理をファイアウォール２が行なう場合の、宅内機器３とファイアウォール２の事前準備の動作の概略を説明するためのフロー図である。
【図８】 本発明の一実施形態の、宅外機器１とファイアウォール２の事前準備の動作の概略を説明するためのフロー図である。
【図９】 本発明の一実施形態の、宅外機器１と宅内機器３との間で行なわれる通常の通信の動作の概略を説明するためのフロー図である。
【図１０】 本発明の一実施形態の宅内機器データベース２１５の例を示した図である。
【符号の説明】
１…宅外機器、２…ファイアウォール、３…宅内機器、４…ＰＣ、５…宅外ネットワーク、６…宅内ネットワーク、７…ＰＣ用宅内ネットワーク。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファイアウォールの内側と外側のネットワークに接続された情報機器が、互いに安全に通信を行うための装置および通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器間の通信においては、インターネットの標準プロトコルであるＩＰプロトコルが事実上の標準プロトコルであり、家庭内でもＩＰプロトコルが使われている。番号の枯渇、セキュリティなどを考慮して、ファイアウォールの内側にある、情報セキュリティ上安全なネットワーク（以下、宅内ネットワーク）では、接続している情報機器（以下、宅内機器）にローカルアドレスを割り当てて識別し、ファイアウォールの外側のネットワーク（以下、宅外ネットワーク）に接続している情報機器（以下、宅外機器）と通信する場合には、ファイアウォールにてローカルアドレスをグローバルアドレスに変換している。
また、ＩＰｓｅｃ（ＩＰ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）に代表されるセキュリティ通信プロトコルは、通信する端末間で作用する。
また、家庭内の情報機器全てを、宅内ネットワークに接続している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような技術では、通信の度に宅内機器のアドレスが変わることがあり、宅外機器から通信を開始することができない。
また、安全に通信を行なうためには、セキュリティ通信機能を実装する必要があり、宅内ネットワークを安全に保つためには、宅外機器と通信を行なう全ての宅内機器にセキュリティ通信機能が必要となる。
また、ＰＣは高機能を持つため多様な接続手段や他の機器の操作が可能である。このためファイアウォールにて外部からの不正アクセスを排除しても、一旦ＰＣにウィルスが感染すると宅内機器に被害が及ぶ恐れがある。
また、インターネットサービスプロバイダを変更した場合、割り当てられるアドレスが変わってしまい、全ての宅内機器のアドレスを設定をしなおす必要がある。
また、宅内機器が、受信したメッセージの送信元の機器が属するネットワークを知るためには、メッセージの経路履歴を調べる機能などを実装する必要がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、ＩＰプロトコルとしてＩＰｖ６を用い、ファイアウォールにおいてＩＰｖ６アドレスの変換を行なう。ＩＰｖ６アドレスは１２８ビット長であり、一般に上位の６４ビットはネットワークの識別子として使い、プレフィクスと呼ぶ。下位の６４ビットはネットワークにおける機器の識別子として使い、インタフェイスＩＤと呼ぶ。プレフィクスは、機器が接続しているネットワークを元に生成し、インタフェイスＩＤは、ステートレスアドレス自動設定機能を利用して、通信対象である宅内機器のＭＡＣアドレス（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌアドレス）から生成する。ＩＰｖ６アドレスの変換はプレフィクスのみに施し、返還前のプレフィクスは宅外ネットワークを元に、また、変換後のプレフィクスは宅内ネットワークを元に生成する。
【０００５】
以上のアドレス変換方式を用いれば、宅外機器から宅内機器を個別に指定することができるため、宅外機器から通信を開始することができる。また、宅外機器と宅内機器との通信は必ずファイアウォールを経由するため、機器に被害を及ぼす恐れのある行為を監視し、被害を防ぐことができる。
また、本発明では、宅外機器との相互認証などの高度なセキュリティ通信機能はファイアウォールに実装し、宅内機器には必要最小限のセキュリティ通信機能のみを実装する。宅内機器全てに高度なセキュリティ通信機能を実装することなく、宅内ネットワークを安全に保って宅外機器との通信を行なうことができる。
また、本発明では、ＰＣを宅内ネットワークとは異なるネットワークに接続し、ＰＣと宅内機器との通信は常にファイアウォールを経由して行なう。ＰＣがウィルスに感染しても、容易に宅内機器に被害が及ぶことがなくなる。
また、インターネットサービスプロバイダを変更しても、ファイアウォールのアドレスを変更するだけでよく、宅内機器のアドレスは変更する必要がない。
また、宅内機器は、受信したメッセージの送信元アドレスのプレフィクス部分を取り出す機能を実装するだけで、受信したメッセージが宅内ネットワークに接続している機器からのメッセージかどうかを容易に判別できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を説明する。
まず、本実施形態の通信システムの構成概要について図１を用いて説明する。
図１において、１は宅外機器である。宅外機器とは、ファイアウォールの外側のネットワークに接続された情報機器のことで、一般的に家屋の外部にある。宅外機器１の例としては、サーバ、ＰＣ、携帯電話、ＰＤＡ、などがある。２はファイアウォールである。家屋の内部と外部のネットワークを接続する機器であり、主に不正な通信の監視と、ＩＰｖ６アドレス変換の役目を負う。３は宅内機器である。宅内機器とはファイアウォール２の内側のネットワークに接続された情報機器のことで、宅内機器３の例としては、エアコン、冷蔵庫、電子レンジ、センサ機器、ビデオ、電話機など、通信機能を持った家電製品や電子機器がある。４はＰＣ（パーソナルコンピュータ）である。５は宅外ネットワークであり、宅外機器１とファイアウォール２を接続している。６は宅内ネットワークであり、宅内機器３とファイアウォール２を接続している。７はＰＣ用宅内ネットワークであり、ＰＣ４とファイアウォール２を接続している。
【０００７】
次に、上記の通信システムで用いる機器の識別用ＩＰｖ６アドレスの構成について図２を用いて説明する。
図２に示すように、ＩＰｖ６アドレス８０１は、上位６４ビットのプレフィクス８０２と、下位６４ビットのインタフェイスＩＤ８０３とで構成されている。
プレフィクス８０２は、ＩＰｖ６アドレスが指し示す機器が接続しているネットワークの識別子として使い、インタフェイスＩＤ８０３は、前記ネットワークにおける前記機器の識別子として使う。インタフェイスＩＤ８０３は、ステートレスアドレス自動設定機能を利用して、前記機器のＭＡＣアドレスから生成する。
【０００８】
次に、上記の通信システムを構成する各装置について説明する。なお、ＰＣ４については一般的な機器であるため、説明は省略する。また、宅外機器１としてサーバを、宅内機器３としてエアコンを例にとって説明する。
図３は、本実施形態の宅外機器１の概略構成を示した図である。
図３に示す様に本実施形態の宅外機器１は、ＣＰＵ１０１と、メモリ１０２と、磁気ディスク装置１０３と、入力装置１０４と、出力装置１０５と、ＣＤ−ＲＯＭ装置１０６と、通信装置１０７とを有している。
【０００９】
ＣＰＵ１０１は、宅外機器１全体の動作を制御する装置である。メモリ１０２は、宅外機器１全体の動作を制御する際に、その為の各種処理プログラムやデータをロードする記憶装置である。磁気ディスク装置１０３は、前記各種処理プログラムやデータを格納しておく記憶装置である。入力装置１０４は、前記各種プログラムの実行に関する設定や制御をする為の各種入力を行う装置である。出力装置１０５は、前記各種プログラムの実行や前記各種入力に伴う各種出力を行う装置である。ＣＤ−ＲＯＭ装置１０６は、前記各種処理プログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭの内容を読み出す装置である。通信装置１０７は、宅外ネットワーク５を介してファイアウォール２との通信を行う装置である。
【００１０】
また、宅外機器１は、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部１１１と、セキュリティ通信処理部１１２と、ＭＡＣアドレス入手処理部１１３と、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部１１４とを有している。
宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部１１１は、ファイアウォール２が接続している宅外ネットワーク５を元にプレフィクス８０２を生成し、ステートレスアドレス自動設定機能を利用して、通信対象である宅内機器３のＭＡＣアドレスからインタフェイスＩＤ８０３を生成し、前記プレフィクス８０２と前記インタフェイスＩＤ８０３から宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスを生成する処理部である。
【００１１】
セキュリティ通信処理部１１２は、通信装置１０７を用いて宅外ネットワーク５を介してファイアウォール２と通信する際に、暗号や認証を用いて情報セキュリティ上安全に通信する処理部である。
ＭＡＣアドレス入手処理部１１３は、通信対象である宅内機器３のＭＡＣアドレスを入手する処理部である。エアコンメーカの販売記録、ユーザ登録データベースなどから入手する。アドレスのディレクトリサービスなどを利用してもよい。
通信装置１０７を利用して宅外ネットワーク５経由で入手してもよいし、入力装置１０４を利用して
人間が入力してもよい。
【００１２】
宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部１１４は、通信対象である宅内機器３を宅外ネットワーク５上で識別するための宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスを保持している保持部である。
宅外機器１を宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部１１１、セキュリティ通信処理部１１２、ＭＡＣアドレス入手処理部１１３、および宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部１１４として機能させる為のプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録され磁気ディスク１０３等に格納された後、メモリ１０２にロードされて実行されるものとする。なお前記プログラムを記録する記録媒体はＣＤ−ＲＯＭ以外の他の記録媒体でも良い。
【００１３】
図４は、本実施形態のファイアウォール２の概略構成を示した図である。
図４に示す様に本実施形態のファイアウォール２は、ＣＰＵ２０１と、記憶装置２０２と、通信装置２０３とを有している。
ＣＰＵ２０１は、ファイアウォール２全体の動作を制御する装置である。
記憶装置２０２は、ファイアウォール２全体の動作を制御するための各種処理プログラムやデータを記憶する装置である。通信装置２０３は、宅外ネットワーク５を介して宅外機器１との通信を行い、宅内ネットワーク６を介して宅内機器３との通信を行う装置である。
【００１４】
また、ファイアウォール２は、ＩＰｖ６アドレス変換処理部２１１と、セキュリティ通信処理部２１２と、宅内機器登録処理部２１３と、宅内ネットワーク防御処理部２１４と、宅内機器データベース２１５と、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部２１６とを有している。
ＩＰｖ６アドレス変換処理部２１１は、宅外ネットワーク５を介して通信装置２０３が受信した、宅外機器１から宅内機器３へのメッセージの宛先ＩＰｖ６アドレスについて、プレフィクス部分を、宅内ネットワーク６を元に生成したプレフィクスに変換し、宅内ネットワーク６を介して通信装置２０３が受信した宅内機器３から宅外機器１へのメッセージの送信元ＩＰｖ６アドレスについてプレフィクス部分を宅外ネットワーク５を元に作成したプレフィクスに変換する処理部である。
【００１５】
セキュリティ通信処理部２１２は、通信装置２０３を用いて宅外ネットワーク５を介して宅外機器１と通信する際に、暗号や認証を用いて情報セキュリティ上安全に通信する処理部である。
宅内機器登録処理部２１３は、宅内機器３を新規に宅内ネットワーク６に接続する際、情報セキュリティ上安全であることを確認し、前記宅内機器３の宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを宅内機器データベース２１５に登録する処理部である。データの読み出し、遠隔操作、プログラムの書き換えなど、前記宅内機器３に対して操作、保守を行なう権限を持った宅外機器１の識別情報を登録する処理も行なう。
【００１６】
宅内機器データベース２１５は、宅内機器登録処理部２１３から送られた、前記宅内機器３の宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスや、宅外機器１の識別情報を蓄積するデータベースである。宅内ネットワーク６上での通信において暗号や認証を用いる場合の、鍵情報やプロトコル情報などのセキュリティ通信に必要な情報も蓄積する。
宅内ネットワーク防御処理部２１４は、宅外機器１と宅内機器３との通信において、機器の動作に悪影響をおよぼす処理や秘密情報の漏洩を行なう処理などを監視し、被害を未然に防ぐ処理部である。セキュリティ通信処理部２１２により安全であることが確認されていない宅外機器１から宅内ネットワーク６上への通信、および、宅内機器データベース２１５に登録されていない宅内機器３から宅外ネットワーク５上への通信、を遮断することで、不当な操作、機器の成りすまし、通信路上でのデータの覗き見、データの改ざんなどの被害を防ぐ。
【００１７】
宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部２１６は、宅内機器３が接続している宅内ネットワーク６を元にプレフィクス８０２を生成し、ステートレスアドレス自動設定機能を利用して、宅内機器３のＭＡＣアドレスからインタフェイスＩＤ８０３を生成し、前記プレフィクス８０２と前記インタフェイスＩＤ８０３から宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを生成する処理部である。
【００１８】
図５は、本実施形態の宅内機器３の概略構成を示した図である。
図５に示す様に本実施形態の宅内機器３は、ＣＰＵ３０１と、記憶装置３０２と、通信装置３０３と、エアコン処理装置３０４とを有している。
ＣＰＵ３０１は、宅内機器３および全体の動作を制御する装置である。記憶装置３０２は、宅内機器３全体の動作を制御するための各種処理プログラムやデータを記憶する装置である。通信装置３０３は、宅内ネットワーク６を介してファイアウォール２との通信を行う装置である。エアコン処理装置３０４は、宅内機器３に固有な処理であるエアコン機能の処理装置である。なお、本実施形態では、宅内機器３としてエアコンを例に取って説明しているが、エアコンでなくともよい。この場合は、エアコン処理装置３０４が、宅内機器３に固有な機能の処理装置に置き換わる。
【００１９】
また、宅内機器３は、ＭＡＣアドレス保持部３１１と、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部３１２と、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部３１３とを有している。
ＭＡＣアドレス保持部３１１は、宅内機器３に固有に割り当てられているＭＡＣアドレスを保持している保持部である。
宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部３１２は、宅内機器３が接続している宅内ネットワーク６を元にプレフィクス８０２を生成し、ステートレスアドレス自動設定機能を利用して、ＭＡＣアドレス保持部３１１にある宅内機器３のＭＡＣアドレスからインタフェイスＩＤ８０３を生成し、前記プレフィクス８０２と前記インタフェイスＩＤ８０３から宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを生成する処理部である。
【００２０】
宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部３１３は、宅内機器３を宅内ネットワーク６上で識別するための宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを保持している保持部である。宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部３１３が宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを保持していると、ＩＰｖ６プロトコルを利用して通信できる。
【００２１】
次に、上記の通信システムの動作について説明する。
まず、登録作業、セキュリティ通信路の確保など、通常の通信に先立ち行われる事前準備の動作について説明する。
図６および図７は、宅内機器３とファイアウォール２の事前準備の動作の概略を説明するためのフロー図である。宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成の処理を、宅内機器３が行なう場合を図６に、ファイアウォール２が行なう場合を図７に示す。
まず、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成の処理を宅内機器３が行なう場合を図６を用いて説明する。
【００２２】
まず、宅内機器３を新規に宅内ネットワーク６に接続する（ステップ１００１）。次に、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部３１２が、宅内ネットワーク６上の他の機器から宅内ネットワーク６の識別情報を入手し（ステップ１００２）、ＭＡＣアドレス保持部３１１が保持している宅内機器３自身のＭＡＣアドレスと、前記ネットワークの識別情報から、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを生成する（ステップ１００３）。次に、通信装置３０３が宅内ネットワーク６を介してファイアウォール２に前記宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを送信する（ステップ１００４）。ここで、送信する情報は、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスの他、宅内機器３に対して操作、保守を行なう権限を持った宅外機器１の識別情報、宅内ネットワーク６上での通信において暗号や認証を用いる場合の鍵情報など、セキュリティ通信に必要な情報を含む場合がある。次に、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部３１３に、前記生成した宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを格納する（ステップ１００５）。
【００２３】
次に、前記宅内機器３が送信した情報を、宅内ネットワーク６を介してファイアウォール２の通信装置２０３が受信する（ステップ１００６）。次に、前記通信装置２０３が受信した情報を、宅内機器登録処理部２１３が宅内機器データベース２１５に登録する（ステップ１００７）。
【００２４】
次に、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成の処理をファイアウォール２が行なう場合を図７を用いて説明する。
まず、宅内機器３を新規に宅内ネットワーク６に接続する（ステップ２００１）。次に、ＭＡＣアドレス保持部３１１が保持している宅内機器３自身のＭＡＣアドレスを、通信装置３０３が宅内ネットワーク６を介してファイアウォール２に送信する（ステップ２００２）。ここで、送信する情報は、ＭＡＣアドレスの他、宅内機器３に対して操作、保守を行なう権限を持った宅外機器１の識別情報、宅内ネットワーク６上での通信において暗号や認証を用いる場合の鍵情報など、セキュリティ通信に必要な情報を含む場合がある。
【００２５】
次に、前記宅内機器３が送信した情報を、宅内ネットワーク６を介してファイアウォール２の通信装置２０３が受信する（ステップ２００３）。次に、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部２１６が、宅内ネットワーク６の識別情報を入手し（ステップ２００４）、前記通信装置２０３が受信した宅内機器３のＭＡＣアドレスと、前記宅内ネットワーク６の識別情報から、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを生成する（ステップ２００５）。次に、通信装置２０３が前記生成した宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを、宅内ネットワーク６を介して宅内機器３に送信する（ステップ２００６）。次に、前記生成した宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスと、前記通信装置２０３が受信した情報とを、宅内機器登録処理部２１３が宅内機器データベース２１５に登録する（ステップ２００７）。
次に、前記ファイアウォール２が送信した宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを、宅内ネットワーク６を介して宅内機器３の通信装置３０３が受信する（ステップ２００８）。次に、宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部３１３に、前記受信した宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスを格納する（ステップ２００９）。
【００２６】
図８は、宅外機器１とファイアウォール２の事前準備の動作の概略を説明するためのフロー図である。
まず、宅外機器１のＭＡＣアドレス入手処理部１１３は、通信対象である宅内機器３のＭＡＣアドレスを入手する（ステップ３００１）。通信装置１０７を利用して宅外ネットワーク５経由で入手してもよいし、入力装置１０４を利用して人間が入力してもよい。エアコンメーカの販売記録、ユーザ登録データベースなどから入手してもよいし、宅外ネットワーク５を介してアドレスのディレクトリサービスなどを利用してもよい。次に、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部１１１は、宅外ネットワーク５の識別情報を入手し、前記ＭＡＣアドレス入手処理部１１３が入手した宅内機器３のＭＡＣアドレスと、前記宅外ネットワーク５の識別情報から、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスを生成する（ステップ３００２）。ここで、宅外ネットワーク５を介してアドレスのディレクトリサービスなどを利用してもよい。次に、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部１１４に、前記生成した宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスを格納する（ステップ３００３）。次に、宅外機器１の通信装置１０７は、宅外ネットワーク５を介してファイアウォール２に通信開始要求を送信する（ステップ３００４）。
【００２７】
次に、ファイアウォール２の通信装置２０３は、前記通信開始要求を受信し（ステップ３００５）、セキュリティ通信処理部２１２に受け渡す。次に、セキュリティ通信処理部２１２は、通信装置２０３と宅外ネットワーク５を介して宅外機器１にセキュリティ通信路の確保要求を送信する（ステップ３００６）。ここで、前記セキュリティ通信路の確保要求は、通信において暗号や認証を用いる場合の鍵情報やプロトコルなど、セキュリティ通信に必要な情報を含む。
【００２８】
次に、宅外機器１の通信装置１０７は、前記セキュリティ通信路の確保要求を受信し（ステップ３００７）、セキュリティ通信処理部１１２に受け渡す。次に、セキュリティ通信処理部１１２は、前記受け渡された要求に従い、セキュリティ通信路の確保準備を行なう（ステップ３００８）。次に、セキュリティ通信路の確保準備完了通知を、通信装置１０７と宅外ネットワーク５を介してファイアウォール２に送信する（ステップ３００９）。
【００２９】
次に、ファイアウォール２の通信装置２０３は、前記セキュリティ通信路の確保準備完了通知を受信し（ステップ３０１０）、セキュリティ通信処理部２１２に受け渡す。次に、セキュリティ通信処理部２１２は、セキュリティ通信路の確保を行なう（ステップ３０１１）。
これ以降、宅外機器１とファイアウォール２との間でセキュリティ通信路が確保され、暗号や認証を用いて安全に通信を行なうことができる。
【００３０】
次に、宅外機器１と宅内機器３との間で行なわれる通常の通信の動作について説明する。この通信に先立ち、図６または図７、および図８で説明した事前準備が完了しているものとする。
図９は、宅外機器１と宅内機器３との間で行なわれる通常の通信の動作の概略を説明するためのフロー図である。
まず、宅外機器１の通信装置１０７が、宅外ネットワーク５を介してファイアウォール２に、送信元が宅外機器１のＩＰｖ６アドレスであり送信先が宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスである、処理要求メッセージを送信する（ステップ４００１）。
【００３１】
次に、ファイアウォール２の通信装置２０３は前記宅外機器１からの処理要求メッセージを受信し（ステップ４００２）、宅内ネットワーク防御処理部２１４に受け渡す。次に、宅内ネットワーク防御処理部２１４は、メッセージに含まれる処理内容が安全なものかどうか確認し、また、宅内機器データベース２１５を参照して、送信元である宅外機器１が送信先である宅内機器３に対して前記処理を行なう権限があるかどうかを確認する（ステップ４００３）。確認の結果、問題があった場合（ステップ４００３のNo）、ファイアウォール２は処理を終了する。確認の結果、問題がなかった場合（ステップ４００３のYes）、ＩＰｖ６アドレス変換処理部２１１が、送信先を宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスから宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスに変換する（ステップ４００４）。次に、ファイアウォール２の通信装置２０３が、宅内ネットワーク６を介して宅内機器３に、送信元が宅外機器１のＩＰｖ６アドレスであり送信先が宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスである、処理要求メッセージを送信する（ステップ４００５）。
【００３２】
次に、宅内機器３の通信装置３０３は前記ファイアウォール２からのメッセージを受信する（ステップ４００６）。次に、エアコン処理装置３０４が、暖房運転の開始、などの宅内機器３に固有の処理を行う（ステップ４００７）。次に、宅内機器３の通信装置３０３が、宅内ネットワーク６を介してファイアウォール２に、送信元が宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスであり送信先が宅外機器１のＩＰｖ６アドレスである、前記処理要求メッセージに対する応答メッセージを送信する（ステップ４００８）。
【００３３】
次に、ファイアウォール２の通信装置２０３は前記宅内機器３からの応答メッセージを受信し（ステップ４００９）、宅内ネットワーク防御処理部２１４に受け渡す。次に、宅内ネットワーク防御処理部２１４は、メッセージに含まれる情報が安全なものかどうか確認し、また、宅内機器データベース２１５を参照して、送信先である宅外機器１が送信元である宅内機器３の情報を得る権限があるかどうかを確認する（ステップ４０１０）。確認の結果、問題があった場合（ステップ４０１０のNo）、ファイアウォール２は処理を終了する。確認の結果、問題がなかった場合（ステップ４０１０のYes）、ＩＰｖ６アドレス変換処理部２１１が、送信元を宅内ネットワークＩＰｖ６アドレスから宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスに変換する（ステップ４０１１）。次に、ファイアウォール２の通信装置２０３が、宅外ネットワーク５を介して宅外機器１に、送信元が宅外ネットワークＩＰｖ６アドレスであり送信先が宅外機器１のＩＰｖ６アドレスである、応答メッセージを送信する（ステップ４０１２）。
次に、宅外機器１の通信装置１０７は前記ファイアウォール２からの応答メッセージを受信する（ステップ４０１３）。
【００３４】
次に、本実施形態の宅内機器データベース２１５について説明する。
図１０は、本実施形態の宅内機器データベース２１５の例を示した図である。
宅内機器データベース２１５には、宅内ネットワーク６に接続している宅内機器３の宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス９０１、データの読み出し、遠隔操作、プログラムの書き換えなど、前記宅内機器３に対して操作、保守を行なう権限を持った宅外機器１の識別情報９０２、宅内ネットワーク６上での通信において暗号や認証を用いる場合の鍵情報やプロトコル情報などのセキュリティ通信に必要な情報９０３が格納されている。
【００３５】
次に、ＰＣ４を家屋で用いる場合について、図１を用いて説明する。
ＰＣ４は、宅内ネットワーク６とは異なる、ＰＣ用宅内ネットワーク７に接続する。ＰＣ用宅内ネットワーク７を元にプレフィクス８０２を生成し、ステートレスアドレス自動設定機能を利用して、ＰＣ４のＭＡＣアドレスからインタフェイスＩＤ８０３を生成し、前記プレフィクス８０２と前記インタフェイスＩＤ８０３からＰＣ４のＩＰｖ６アドレスを生成する。
ＰＣ４と宅内機器３との通信は、接続しているネットワークが異なるため、必ずファイアウォール２を介して行う。宅内機器３にとっては、ＰＣ４は宅外機器１と同じ扱いとする。なお、ここではＰＣを例にとって説明したが、ＰＣと同じようにウィルスなどに感染する恐れのある機器であれば同様である。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
本実施形態によれば、宅内ネットワーク６はファイアウォール２のみが外部と接続しており、宅内ネットワーク６上では宅内機器３の確認をファイアウォール２が行なう。また、宅外ネットワーク５上の通信は、宅外機器１とファイアウォール２との間でセキュリティ通信路の確保を行なう。以上のことより、宅外機器１と宅内機器３とは安全に通信を行なうことができる。また、以上のことにより、宅内機器３にはセキュリティ通信機能の実装が不要となる。
また、本実施形態によれば、ＩＰｖ６を用いた通信を行い、ファイアウォール２においてＩＰｖ６アドレスのプレフィクス８０２に変換を施す。これにより、宅外機器１が、通信対象である宅内機器３を指定して通信を開始しすることができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、ＰＣ４を宅内ネットワーク６とは異なるＰＣ用宅内ネットワーク７に接続し、ＰＣ４と宅内機器３との通信は常にファイアウォール２を経由して行なう。これにより、ＰＣ４と宅内機器３、または、宅外機器１と宅内機器３との通信が必ずファイアウォール２を経由するため、不正な処理を監視し、被害を未然に防ぐことができる。
また、本実施形態によれば、インターネットサービスプロバイダの変更などによるネットワークの変更が生じても、宅外ネットワーク５が変わるだけで、宅内ネットワーク６およびＰＣ用宅内ネットワーク７は変わらない。このため、ファイアウォール２のアドレス設定を変更するだけでよく、宅内機器３およびＰＣ４のアドレス設定を変更する必要がない。すなわち、宅内機器３のアドレスを設定しなおすことなくインターネットサービスプロバイダを変更することが可能となる。
【００３８】
なお、本実施形態では、宅外ネットワーク５とＰＣ用宅内ネットワーク７とを分けて説明したが、同一のネットワークであってもよい。
また、本実施形態では、ＩＰｖ６アドレスのプレフィクス８０２をファイアウォールにおいて変換することで機器が接続しているネットワークを識別しているが、プレフィクス８０２が同一であっても、通信メッセージの経路履歴を調べることで機器が接続しているネットワークを識別できるため、本実施形態と同等の効果が得られる。
【００３９】
また、宅外機器１は、サーバでなくても、ＩＰｖ６プロトコルを用いた通信が可能で、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部１１１と、セキュリティ通信処理部１１２と、ＭＡＣアドレス入手処理部１１３と、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部１１４とを有した情報機器であればよい。
また、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス生成処理部１１１と、セキュリティ通信処理部１１２と、ＭＡＣアドレス入手処理部１１３と、宅外ネットワークＩＰｖ６アドレス保持部１１４を一つのハードウェア上が有していなくても、それぞれ処理部を別のハードウェアが有し、通信により有機的に処理を行なってもよい。
また、宅内機器３は、エアコンでなくても、ＭＡＣアドレス保持部３１１を有し、ＩＰｖ６プロトコルを用いた通信が可能な情報機器であればよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、宅外機器１と宅内機器３との通信を安全に行ない、ＰＣ４と宅内機器３との通信を安全に行い、宅外機器１から通信を開始し、宅内機器３にセキュリティ通信機能を実装しなくとも宅内ネットワーク６の安全性を保つことが可能な仕組みを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の通信システムの構成概要を示した図である。
【図２】 本発明の一実施形態のＩＰｖ６アドレスの構成概要を示した図である。
【図３】 本発明の一実施形態の宅外機器１の概略構成を示した図である。
【図４】 本発明の一実施形態のファイアウォール２の概略構成を示した図である。
【図５】 本発明の一実施形態の宅内機器３の概略構成を示した図である。
【図６】 本発明の一実施形態で宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成の処理を宅内機器３が行なう場合の、宅内機器３とファイアウォール２の事前準備の動作の概略を説明するためのフロー図である。
【図７】 本発明の一実施形態で宅内ネットワークＩＰｖ６アドレス生成の処理をファイアウォール２が行なう場合の、宅内機器３とファイアウォール２の事前準備の動作の概略を説明するためのフロー図である。
【図８】 本発明の一実施形態の、宅外機器１とファイアウォール２の事前準備の動作の概略を説明するためのフロー図である。
【図９】 本発明の一実施形態の、宅外機器１と宅内機器３との間で行なわれる通常の通信の動作の概略を説明するためのフロー図である。
【図１０】 本発明の一実施形態の宅内機器データベース２１５の例を示した図である。
【符号の説明】
１…宅外機器、２…ファイアウォール、３…宅内機器、４…ＰＣ、５…宅外ネットワーク、６…宅内ネットワーク、７…ＰＣ用宅内ネットワーク。
Claims (3)
- 第１のネットワークとＩＰｖ６プロトコルを用いてデータの送受信を行う第１の通信手段と、第１のネットワークのネットワーク識別子を取得する手段と、第２のネットワークとＩＰｖ６プロトコルを用いてデータの送受信を行う第２の通信手段と、第２のネットワークのネットワーク識別子を取得する手段とを有するファイアウォール装置を介して、第１のネットワークに接続された機器との通信を可能にする第２のネットワークに接続された情報機器であって、
前記ファイアウォール装置とＩＰｖ６プロトコルを用いてデータの送受信を行う通信手段と、
前記第２のネットワークのネットワーク識別子を取得する手段と、
前記ネットワーク識別子と自身の機器識別子とを用いてＩＰｖ６アドレスを生成する手段と、
前記ＩＰｖ６アドレスを前記ファイアウォール装置に送信する通信手段と、
受信したメッセージのＩＰｖ６アドレスのネットワーク識別子である部分を取り出す手段とを有し、
前記取り出したネットワーク識別子と自身のＩＰｖ６アドレスのネットワーク識別子部分が同じであれば、前記受信したメッセージを受理することを特徴とする情報機器。 - 第１のネットワークとＩＰｖ６プロトコルを用いてデータの送受信を行う第１の通信手段と、第１のネットワークのネットワーク識別子を取得する手段と、第２のネットワークとＩＰｖ６プロトコルを用いてデータの送受信を行う第２の通信手段と、第２のネットワークのネットワーク識別子を取得する手段とを有するファイアウォール装置を介して、第１のネットワークに接続された第１の機器との通信を可能にする第２のネットワークに接続された第２の情報機器の通信方法であって、
前記第１のネットワークに接続された第１の機器が、前記第１のネットワークを介して前記ファイアウォール装置に、送信元が前記第１の機器のＩＰｖ６アドレスであり送信先が第２の情報機器のＩＰｖ６アドレスである、処理要求メッセージを送信するステップと、
前記ファイアウォール装置が、前記処理要求メッセージに含まれる処理内容が安全なものかどうかを確認するステップと、
前記ファイアウォール装置が、前記送信先のＩＰｖ６アドレスのネットワーク識別子である部分を第２のネットワークのネットワーク識別子に変換するステップと、
前記ファイアウォールが、前記第２のネットワークを介して前記第２のネットワークに接続された第２の情報機器に、送信元が前記第１の機器のＩＰｖ６アドレスである前記処理要求メッセージを送信するステップと、
前記第２の情報機器が、受信した前記処理要求メッセージの送信元ＩＰｖ６アドレスのネットワーク識別子である部分を取り出して、自身のＩＰｖ６アドレスのネットワーク識別子と同じであれば、前記受信したメッセージを受理する判断を行うステップと、
前記第２の情報機器が、前記第２の情報機器に固有な処理を行うステップと、
前記第２の情報機器が、前記第２のネットワークを介して前記ファイアウォールに、送信元が前記第２の情報機器のＩＰｖ６アドレスであり送信先が前記第１の機器のＩＰｖ６アドレスである、前記処理要求メッセージに対する応答メッセージを送信するステップと、
前記ファイアウォールが、前記応答メッセージに含まれる情報が安全なものかどうかを確認するステップと、
前記ファイアウォールが、前記応答メッセージの前記送信元のＩＰｖ６アドレスのネットワーク識別子である部分を前記第１のネットワーク識別子に変換するステップと、
前記ファイアウォールが、前記第１のネットワークを介して前記第１の機器に、送信先が前記第１の機器のＩＰｖ６アドレスである、前記応答メッセージを送信するステップと、
を有することを特徴とする情報機器の通信方法。 - 請求項２に記載の情報機器の通信方法であって、
前記第１の機器と前記ファイアウォール装置との間の通信は、暗号通信機能または認証機能を用いたセキュリティ通信であって、前記第２の情報機器と前記ファイアウォールとの間の通信は、暗号通信機能または認証機能を用いない通信であることを特徴とする情報機器の通信方法。
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