JP4410791B2 - アドレス詐称チェック装置およびネットワークシステム - Google Patents

Description

この発明は、ネットワークにおいて送信元アドレスの認証を行うアドレス詐称チェック装置およびネットワークシステムに関する。

近時、インターネット等のネットワークにおいて、サービス拒否（ＤｏＳ：Ｄｅｎｉａｌ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）攻撃や分散ＤｏＳ（ＤＤｏＳ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＤｏＳ）攻撃等を行うための不正なデータ、ウィルスまたはワームなどは、悪意のユーザから送信元アドレスを詐称して発信されることが多い。従って、これらの脅威をなくすには、送信元アドレスが詐称されているパケットを検知することが重要である。また、送信元アドレスが詐称されているパケットがネットワークへ流入するのを防ぐことが重要である。

従来、ルータやファイアウォールは、例えば、送信元アドレスと宛先アドレスが同じパケットの転送を許可しないというような規則的なルールに基づいてフィルタを行うことにより、結果的に送信元アドレスの詐称を検知している。また、ルータは、送信元アドレスをルーティングテーブルと照合し、ルーティングテーブルに登録されていない送信元アドレスのパケットを廃棄するというｕＲＰＦ（ｕｎｉｃａｓｔ Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）機能を備えている。

さらに、厳密に送信元アドレスの詐称を防止する従来の技術として、ＩＰｓｅｃ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のＡＨモード通信がある。また、送信元アドレスの詐称によるなりすましを防ぐ提案が公知である。この提案では、ホストは、ゲートウェイまたはＤＨＣＰサーバと通信して、ＩＰｖ６アドレスを決めるとともに、ゲートウェイまたはＤＨＣＰサーバから公開鍵証明書を受け取り、通信相手に、ＩＰｖ６アドレスを含む公開鍵証明書を送る（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−７５１２号公報（［要約］の［解決手段］）

しかしながら、上述した従来のルータやファイアウォールによる送信元アドレスの詐称検知機能では、規則性を持たないグローバルアドレスの詐称を防ぐことができないため、送信元アドレスの詐称を確実に検知することができないという問題点がある。また、従来のＩＰｓｅｃのＡＨモード通信を行うには、ネットワーク側認証（ＶＰＮ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）サーバでユーザ単位に様々な情報（ＩＰアドレスやユーザＩＤやＩＫＥのプリシェアードキーなど）を管理する必要があるため、加入者数に比例して管理情報量および処理量が増えてしまい、大規模なシステムには適していないという問題点がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ユーザの情報を管理することなく、容易に送信元アドレスの詐称を検知することができるアドレス詐称チェック装置およびネットワークシステムを提供することを目的とする。また、この発明は、送信元アドレスが詐称されているパケットがネットワークへ流入するのを容易に防ぐことを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるアドレス詐称チェック装置は、通信アドレス、及び、該通信アドレスを元に特定関数を用いて生成した認証情報を通知する通信アドレス設定装置から受けた該通信アドレスを用い、該通知を受けた認証情報を付してデータ通信を行う通信装置からのデータ受信が可能なアドレス詐称チェック装置であって、送信元の通信アドレス及び認証情報を含むデータを受信する受信手段と、前記通信アドレス設定装置が用いる特定関数と同じ特定関数を用い、前記受信装置が受信したデータに含まれる認証情報から通信アドレスを生成し、該生成した通信アドレスと前記受信手段が受信したデータに含まれる送信元の通信アドレスを照合する認証情報チェック手段と、を備えることを特徴とする。

また、前記認証情報チェック手段は、前記生成した通信アドレスと前記受信手段が受信したデータに含まれる送信元の通信アドレスが一致しない場合、前記受信手段が受信したデータを廃棄することを特徴とする。

また、前記認証情報チェック手段は、前記データに含まれる送信時刻情報と、前記受信手段が受信した時刻とを比較し、許容誤差時刻範囲外である場合は、前記受信手段が受信したデータを破棄することを特徴とする。

また、本発明にかかるネットワークシステムは、通信アドレス、及び、該通信アドレスを元に特定関数を用いて生成した認証情報を通知する通信アドレス設定装置と、前記通信アドレス設定装置から受けた該通信アドレスを用い、該通知を受けた認証情報を付してデータ通信を行う通信装置と、前記通信装置からのデータ受信が可能なアドレス詐称チェック装置と、を有し、前記通信アドレス詐称チェック装置は、送信元の通信アドレス及び認証情報を含むデータを受信する受信手段と、前記通信アドレス設定装置が用いる特定関数と同じ特定関数を用い、前記受信手段が受信したデータに含まれる認証情報から通信アドレスを生成し、該生成した通信アドレスと前記受信手段が受信したデータに含まれる送信元の通信アドレスを照合する認証情報チェック手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、アドレス詐称チェック装置は、送信元の通信アドレス及び認証情報を含むデータを受信し、通信アドレス設定装置が用いる特定関数と同じ特定関数を用い、受信したデータに含まれる認証情報から通信アドレスを生成し、生成した通信アドレスと受信手段が受信したデータに含まれる送信元の通信アドレスを照合する。これにより、ユーザ送出データの送信元の通信アドレスが詐称されているか否かを検知することができる。

本発明によれば、ユーザの情報を管理することなく、容易に送信元アドレスの詐称を検知することができるという効果を奏する。また、送信元アドレスが詐称されているパケットがネットワークへ流入するのを容易に防ぐことができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるアドレス認証情報払い出し装置、アドレス認証情報付加装置、アドレス詐称チェック装置およびネットワークシステムの好適な実施の形態を詳細に説明する。

（ネットワークシステム）
図１は、この発明の実施の形態にかかるネットワークシステムの構成を説明する図である。図２は、ネットワークシステムの動作シーケンスを説明する図である。まず、これらの図を参照しながら、この発明の実施の形態にかかるネットワークシステムの構成および動作の概略を説明する。

図１に示すように、キャリアネットワーク１には、アドレス認証情報払い出し装置としての機能を有するＤＨＣＰ／認証サーバ２、およびアドレス詐称チェック装置としての機能を有するアドレス詐称チェックサーバ３が設けられている。また、アドレス認証情報付加装置としての機能を有するホームゲートウェイ４は、ネットワークゲートウェイとなるルータ５に接続されている。

ユーザの端末６は、ホームネットワークの１つの端末であり、ホームゲートウェイ４に接続されている。ＤＨＣＰ／認証サーバ２、アドレス詐称チェックサーバ３およびホームゲートウェイ４の詳細な構成については、後述する。

図２に示すように、ホームゲートウェイ４は、ネットワーク接続時または定期的に、ルータ５を介してＤＨＣＰ／認証サーバ２に、ＤＨＣＰ要求によりアドレスの払い出しを要求する（ステップＳ１）。ＤＨＣＰ／認証サーバ２は、ＤＨＣＰ要求を受信すると、その送信元であるホームゲートウェイ４に割り当てるＩＰアドレス（ＩＰｘ）を確定し、払い出す（ステップＳ２）。

また、ＤＨＣＰ／認証サーバ２は、その払い出したＩＰアドレス（ＩＰｘ）に基づいて、後述する暗号化関数Ｅ１を計算し、そのＩＰアドレスが真正であることを証明する認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を作成する（ステップＳ３）。そして、ＤＨＣＰ／認証サーバ２は、ルータ５を介してホームゲートウェイ４に、ＤＨＣＰ応答によりＩＰアドレス（ＩＰｘ）とその認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を返信する（ステップＳ４）。

ホームゲートウェイ４は、ＤＨＣＰ／認証サーバ２から受信したＤＨＣＰ応答に基づいて、ネットワーク設定を行う。また、ホームゲートウェイ４は、ＤＨＣＰ応答から認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を抽出し、その認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を格納する（ステップＳ５）。この状態で端末６がインターネットプロトコルによる通信（ＩＰ通信）によりＩＰパケットを送出すると（ステップＳ６）、ホームゲートウェイ４は、そのＩＰパケットを受信する。

そして、ホームゲートウェイ４は、格納している認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）と現在の時刻（ｔ１）の情報に基づいて、後述する暗号化関数Ｅ２を計算し、認証データ（Ｃｘ１）を作成する。ホームゲートウェイ４は、受信したＩＰパケットに、通信用認証情報として認証データ（Ｃｘ１）と現在の時刻（ｔ１）の情報を付加し（ステップＳ７）、それをルータ５を介してＩＰ通信により転送する（ステップＳ８）。

キャリアネットワーク１内のいずれかのアドレス詐称チェックサーバ３が、ホームゲートウェイ４から送られてきたＩＰパケットを受信する。そして、アドレス詐称チェックサーバ３は、受信したＩＰパケットから送信元ＩＰアドレス（ＩＰｙ）と時刻（ｔ１）の情報と元の認証データ（Ｃｘ１）を抽出し、その時刻（ｔ１）と現在の時刻（ｔ２）を比較する。両時刻の時間差が許容誤差範囲外であれば、アドレス詐称チェックサーバ３は、リプレイ攻撃であると判断して、その受信したＩＰパケットを廃棄する。

一方、両時刻の時間差が許容誤差範囲内であれば、アドレス詐称チェックサーバ３は、受信したＩＰパケットの送信元ＩＰアドレス（ＩＰｙ）に基づいて、ＤＨＣＰ／認証サーバ２における前記暗号化関数Ｅ１と同じ関数を計算し、仮の認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ２）を作成する。さらに、アドレス詐称チェックサーバ３は、その仮の認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ２）と、受信したＩＰパケットから抽出した時刻（ｔ１）の情報に基づいて、ホームゲートウェイ４における前記暗号化関数Ｅ２と同じ関数を計算し、仮の認証データ（Ｃｘ２）を作成する。

そして、アドレス詐称チェックサーバ３は、その仮の認証データ（Ｃｘ２）を、受信したＩＰパケットから抽出した元の認証データ（Ｃｘ１）と照合する（ステップＳ９）。元の認証データ（Ｃｘ１）は、ＤＨＣＰ／認証サーバ２からホームゲートウェイ４に払い出されたＩＰアドレス（ＩＰｘ）から導き出されたデータである。一方、仮の認証データ（Ｃｘ２）は、ホームゲートウェイ４から転送されてきたＩＰパケットに付されていた送信元ＩＰアドレス（ＩＰｙ）から導き出されたデータである。

従って、両認証データ（Ｃｘ１、Ｃｘ２）が一致すれば、受信したＩＰパケットの送信元ＩＰアドレスが詐称されていない、つまり、真正であるので、アドレス詐称チェックサーバ３は、そのＩＰパケットを、ＩＰ通信により通信相手であるＳＩＰサーバ７（図１参照）に転送する（ステップＳ１０）。一方、両認証データ（Ｃｘ１、Ｃｘ２）が一致しない場合には、受信したＩＰパケットの送信元ＩＰアドレスが詐称されていることになるので、アドレス詐称チェックサーバ３は、そのＩＰパケットを廃棄する。

ＤＨＣＰ／認証サーバ２において、ＩＰアドレス（ＩＰｘ）を払い出す際に認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を作成しない場合には、上述したステップＳ３を省略し、ステップＳ２に続いて、ＤＨＣＰ／認証サーバ２は、ホームゲートウェイ４に、ＤＨＣＰ応答によりＩＰアドレス（ＩＰｘ）を返信する（ステップＳ４）。そして、ホームゲートウェイ４は、ステップＳ５とステップＳ７を省略し、端末６から送られてきたＩＰパケットをそのままアドレス詐称チェックサーバ３に転送する（ステップＳ８）。

ここで、ＤＨＣＰ／認証サーバ２の前記暗号化関数Ｅ１、ホームゲートウェイ４の前記暗号化関数Ｅ２、並びにアドレス詐称チェックサーバ３の前記暗号化関数Ｅ１および前記暗号化関数Ｅ２は、例えば、引数の１つに共通鍵を含む関数である。例えば、暗号化関数Ｅ１または暗号化関数Ｅ２として、ＣＲＣ３２、ＭＤ５またはＳＨＡ−１等のハッシュ関数を用いることができる。この場合には、暗号化する前の元のデータを特定できないので、好ましい。本文では暗号化関数Ｅ１、暗号化関数Ｅ２はハッシュ関数としてＭＤ５を用いたものとして説明する。

図１に示すように、実施の形態にかかるネットワークシステムでは、これら暗号化関数Ｅ１および暗号化関数Ｅ２は、アプリケーションサーバ８からの遠隔ダウンロードにより、変更可能となっている。また、その引数である共通鍵は、定期的に変更される。また、ＤＨＣＰ／認証サーバ２、アドレス詐称チェックサーバ３またはホームゲートウェイ４の各ソフトウェアについても、アプリケーションサーバ８からの遠隔ダウンロードにより、バージョンアップ可能である。

図１において、一点鎖線で示す両矢印は、暗号化関数Ｅ１や暗号化関数Ｅ２、またはソフトウェアの遠隔ダウンロードによるデータの流れを表している。また、図１において、破線で示す片矢印は、各装置間でのデータ（ＩＰパケット）の流れを表している。

また、上述したように、リプレイ攻撃に対応するためにホームゲートウェイ４では正確な時刻が必要となる。そこで、ホームゲートウェイ４は、図１において省略したＮＴＰサーバからネットワークタイムプロトコル（ＮＴＰ：Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）により時刻情報を取得し、自身の時刻調整を行う。

また、ネットワークシステムには、複数のアドレス詐称チェックサーバ３が設けられている。ルータ５を介して接続中のアドレス詐称チェックサーバ３が故障した場合、ルータ５は、ホームゲートウェイ４の接続先を他のアドレス詐称チェックサーバ３に変更する。接続中のアドレス詐称チェックサーバ３の負荷が大きい場合も、同様である。

（ＤＨＣＰ／認証サーバ）
図３は、この発明の実施の形態にかかるＤＨＣＰ／認証サーバの構成を説明する図である。図３に示すように、ＤＨＣＰ／認証サーバ２は、ＩＰアドレス払い出し部１１、オプションチェック部１２および認証情報払い出し部１３を備えている。ＩＰアドレス払い出し部１１および認証情報払い出し部１３は、それぞれ、アドレス払い出し手段および認証情報払い出し手段としての機能を有する。

ＩＰアドレス払い出し部１１は、ホームゲートウェイ４からのＤＨＣＰ要求に応答して、ホームゲートウェイ４に割り当てるＩＰアドレス（ＩＰｘ）を払い出す。オプションチェック部１２は、ＤＨＣＰ要求の、指定のＩＤが登録されているオプションフィールドを照合する。

図４に、インターネットプロトコルのバージョンが４（ＩＰｖ４）である場合のＤＨＣＰ要求のパケットフォーマットを示す。例えば、このパケットフォーマット２１では、ＩＰヘッダのオプションフィールド２２は、オプションコード２３、オプション長２４およびベンダクラスＩＤ２５からなり、ベンダクラスＩＤの格納に用いられている。この場合のオプションコードは、６０（０ｘ３Ｃ）である。

この場合、オプションチェック部１２は、オプションコード２３を照合する。図５に、オプションフィールドの格納データの一例を示す。図５に示す例では、オプションコード２３にオプションコードとして６０（０ｘ３Ｃ）が格納されている。ベンダクラスＩＤ２５の７バイトには、富士通株式会社のＩＤが格納されている。

認証情報払い出し部１３は、ＩＰアドレス払い出し部１１により払い出されたＩＰアドレス（ＩＰｘ）と共通鍵に基づいて、暗号化関数Ｅ１を計算し、そのＩＰアドレス（ＩＰｘ）を証明する認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を作成する。認証情報払い出し部１３は、ＤＨＣＰ応答のオプションフィールドにその認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を登録する。

図６に、ＩＰｖ４におけるＤＨＣＰ応答のパケットフォーマットを示す。例えば、このパケットフォーマット３１では、ＩＰヘッダのオプションフィールド３２は、オプションコード３３、オプション長３４、ベンダＩＤ３５、認証情報長３６および認証情報３７からなり、ベンダ特殊情報の格納に用いられている。この場合のオプションコードは、４３（０ｘ２Ｂ）である。

認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）は、認証情報長３６および認証情報３７を利用して登録される。図７に、オプションフィールドの格納データの一例を示す。図７に示す例では、ベンダＩＤ３５が０１であり、認証情報３７の１６バイトに認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）が登録される。

図８は、ＤＨＣＰ／認証サーバのアドレス払い出し処理手順を説明する図である。図８に示すように、ＤＨＣＰ／認証サーバ２の処理が開始され、ホームゲートウェイ４からＤＨＣＰ要求を受信すると（ステップＳ２１）、オプションチェック部１２は、そのＩＰヘッダのオプションフィールド２２のオプションコード２３を照合し、そこに指定のオプションコードがあるか否かを判断する（ステップＳ２２）。ここでは、指定のオプションコードは、オプションフィールド２２がベンダクラスＩＤ２５の格納に用いられていることを表す６０（０ｘ３Ｃ）である。

指定のオプションコードがある場合には（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、認証情報払い出し部１３は、ＩＰアドレス払い出し部１１により払い出されたＩＰアドレス（ＩＰｘ）と共通鍵を用いて前記暗号化関数Ｅ１を計算し、認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を求める（ステップＳ２３）。ＤＨＣＰ／認証サーバ２は、ＤＨＣＰ応答のＩＰヘッダのオプションフィールド３２に、ベンダ特殊情報として認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を登録する。

そして、ＤＨＣＰ／認証サーバ２は、ホームゲートウェイ４にＤＨＣＰ応答を返信することにより、ＩＰアドレス（ＩＰｘ）と認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を通知し（ステップＳ２４）、処理を終了する。一方、指定のオプションコードがない場合には（ステップＳ２２：Ｎｏ）、ＤＨＣＰ／認証サーバ２は、ＤＨＣＰ応答によりホームゲートウェイ４にＩＰアドレス（ＩＰｘ）を通知し（ステップＳ２５）、処理を終了する。

（ホームゲートウェイ）
図９は、この発明の実施の形態にかかるホームゲートウェイの構成を説明する図である。図９に示すように、ホームゲートウェイ４は、ＤＨＣＰ処理部４１、認証情報格納部４２、Ｃｘ１情報払い出し部４３、Ｃｘ１，ｔ１付加部４４、ＩＰパケット長チェック部４５、ＩＣＭＰエラー送出部４６、送信部４８および受信部４９からなるネットワーク側インタフェース４７、並びに送信部５２および受信部５１からなる端末側インタフェース５０を備えている。

認証情報格納部４２、Ｃｘ１情報払い出し部４３、Ｃｘ１，ｔ１付加部４４、ＩＰパケット長チェック部４５およびＩＣＭＰエラー送出部４６は、それぞれ、認証情報格納手段、暗号化情報払い出し手段、付加手段、チェック手段およびエラー送出手段としての機能を有する。ネットワーク側インタフェース４７の受信部４９は、ＤＨＣＰ／認証サーバ２から送られてくるＤＨＣＰ応答を受信する。

このＤＨＣＰ応答には、ＤＨＣＰ／認証サーバ２によりホームゲートウェイ４に割り当てられるＩＰアドレス（ＩＰｘ）が含まれており、さらにそのＩＰアドレス（ＩＰｘ）の認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）が含まれることがある。従って、この受信部４９は、ＩＰアドレス（ＩＰｘ）と認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を受信する受信手段としての機能を有する。

ＤＨＣＰ処理部４１は、ネットワーク接続時または定期的にＤＨＣＰ要求をＤＨＣＰ／認証サーバ２へ送信する。その際、ＤＨＣＰ処理部４１は、ＤＨＣＰ要求のオプションに指定のベンダクラスＩＤを登録する。また、ＤＨＣＰ処理部４１は、ＤＨＣＰ応答の、ベンダ特殊情報を格納するオプションからＩＰアドレス（ＩＰｘ）と認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を抽出する。

また、ＤＨＣＰ処理部４１は、ＤＨＣＰ応答に基づいて、ネットワーク設定を行う。さらに、ＤＨＣＰ処理部４１は、ホームゲートウェイ４のキャリアネットワーク１側のＩＰアドレス（グローバルアドレス）とホームネットワーク側の各端末６のＩＰアドレス（プライベートアドレス）との間のＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）処理を行う。

認証情報格納部４２は、抽出された認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）をメモリ等に格納する。Ｃｘ１情報払い出し部４３は、認証情報格納部４２に格納されている認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を暗号化する。その際、Ｃｘ１情報払い出し部４３は、その認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）と現在時刻（ｔ１）に基づいて、暗号化関数Ｅ２を計算し、認証データ（Ｃｘ１）を作成する。

Ｃｘ１，ｔ１付加部４４は、端末６から送られてくるＩＰパケット（ユーザ送出データ）に、その認証データ（Ｃｘ１）と時刻（ｔ１）の情報を付加する。その際、ＮＡＴ処理後に、Ｃｘ１，ｔ１付加部４４が認証データ（Ｃｘ１）と時刻（ｔ１）の情報を付加するようにしてもよい。

ネットワーク側インタフェース４７の送信部４８は、Ｃｘ１，ｔ１付加部４４により所定の情報が付加されたＩＰパケットをキャリアネットワーク１へ送信する。従って、この送信部４８は、ユーザ送出データをキャリアネットワーク１へ送信する送信手段としての機能を有する。

図１０に、ＩＰｖ４におけるＩＰパケットのフォーマットを示す。例えば、このパケットフォーマット６１では、ＩＰヘッダのオプションフィールド６２は、オプションタイプ６３、オプション長６４、時刻６５、認証データ６６およびオプションタイプ（パディング用）６７からなる。

認証データ（Ｃｘ１）および時刻（ｔ１）の情報は、それぞれ、認証データ６６および時刻６５を利用して登録される。図１１に、オプションフィールドの格納データの一例を示す。図１１に示す例では、オプションタイプが２５（０ｘ１９）であり、オプション長が２６バイトになっている。

端末側インタフェース５０の受信部５１は、端末６から送られてくるＩＰパケットを受信する。ＩＰパケット長チェック部４５は、そのＩＰパケットに認証データ（Ｃｘ１）を付加した場合のパケット長が１５００バイト（イーサネットの場合）以下になるか否かを調べる。イーサネットの場合、ホームゲートウェイ４からキャリアネットワーク１へ送出されるデータのパケット長が１５００バイトを超えると、パケット分割（フラグメンテーション）が起こることがある。

これを防ぐために、端末６は、ＩＰヘッダのＤＦを１（Ｄｏｎ'ｔ Ｆｒａｇｍｅｎｔ）としてホームゲートウェイ４へデータを送信する。そのようなデータを受信したホームゲートウェイ４は、パケット長が１５００バイトを超えそうになると、ＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）により、ＭＴＵ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｕｎｉｔ）を１４７２バイトに設定するためのＩＣＭＰエラー（ＮＥＸＴ ＭＴＵ＝１４７２）を送出する。これは、図１１に示す例においてＩＰパケットのオプションフィールドが２８バイトであるからである。

端末側インタフェース５０の送信部５２は、このＩＣＭＰエラー（ＮＥＸＴ ＭＴＵ＝１４７２）を端末６へ送信する。このＩＣＭＰエラー（ＮＥＸＴ ＭＴＵ＝１４７２）を受信した端末６は、パスＭＴＵディスカバリーの処理として、データを１４７２バイトで送出し直す。

図１２は、ホームゲートウェイの認証情報登録処理手順を説明する図である。図１２に示すように、認証情報登録処理が開始されると、ＤＨＣＰ処理部４１およびネットワーク側インタフェース４７の送信部４８は、ＤＨＣＰ要求のオプションに指定のベンダクラスＩＤを登録し、それをＤＨＣＰ／認証サーバ２へ送信する（ステップＳ３１）。

ネットワーク側インタフェース４７の受信部４９およびＤＨＣＰ処理部４１は、そのＤＨＣＰ要求の送信に対する応答として、ＤＨＣＰ／認証サーバ２からＤＨＣＰ応答を受信する（ステップＳ３２）。そして、ＤＨＣＰ処理部４１は、ネットワーク設定を行うとともに、そのＤＨＣＰ応答のオプションフィールド（ベンダ特殊情報）に認証情報が格納されているか否かを判断する（ステップＳ３３）。

認証情報が格納されていれば（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、ＤＨＣＰ処理部４１は、その認証情報を抽出する。そして、認証情報格納部４２は、その抽出された認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を登録し（ステップＳ３４）、処理を終了する。一方、認証情報が格納されていない場合には（ステップＳ３３：Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。

図１３は、ホームゲートウェイのデータ転送処理手順を説明する図である。図１３に示すように、端末側インタフェース５０の受信部５１が端末６からＩＰパケットを受信すると（ステップＳ４１）、ホームゲートウェイ４は、アドレス詐称防止機能の有無を判断する（ステップＳ４２）。アドレス詐称防止機能がある場合には（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、受信したＩＰパケットのパケット長（Ｌ）が例えば１４７２バイト以下であるか否かを調べる（ステップＳ４３）。

パケット長が１４７２バイト以下であれば（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、Ｃｘ１情報払い出し部４３は、認証情報格納部４２から認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）を取得する（ステップＳ４４）。また、Ｃｘ１情報払い出し部４３は、キャリアネットワーク１から時刻（ｔ１）の情報を取得する（ステップＳ４５）。そして、Ｃｘ１情報払い出し部４３は、認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ）と時刻（ｔ１）の情報を用いて前記暗号化関数Ｅ２を計算し、認証データ（Ｃｘ１）を求める（ステップＳ４６）。

Ｃｘ１，ｔ１付加部４４は、その認証データ（Ｃｘ１）と時刻（ｔ１）の情報を、端末側インタフェース５０の受信部５１からネットワーク側インタフェース４７の送信部４８に渡されるＩＰパケットに付加する。そして、ネットワーク側インタフェース４７の送信部４８は、そのＩＰパケットをキャリアネットワーク１へ送信する（ステップＳ４７）。

受信したＩＰパケットのパケット長（Ｌ）が１４７２バイトを超える場合には（ステップＳ４３：Ｎｏ）、ＩＣＭＰエラー送出部４６および端末側インタフェース５０の送信部５２は、ＩＣＭＰエラー（ＮＥＸＴ ＭＴＵ＝１４７２）を送信元へ返信し（ステップＳ４８）、処理を終了する。また、アドレス詐称防止機能がない場合には（ステップＳ４２：Ｎｏ）、端末６から受信したＩＰパケットをそのままキャリアネットワーク１へ送信し（ステップＳ４９）、処理を終了する。

（アドレス詐称チェックサーバ）
図１４は、この発明の実施の形態にかかるアドレス詐称チェックサーバの構成を説明する図である。図１４に示すように、アドレス詐称チェックサーバ３は、Ｃｘ１，ｔ１値抽出部７１、Ｅ１，Ｅ２計算チェック機能部７２、Ｃｘ１，ｔ１値削除部７３、送信部７６および受信部７５からなるホームゲートウェイ側インタフェース７４、並びに送信部７８および受信部７９からなる通信相手側インタフェース７７を備えている。

Ｃｘ１，ｔ１値抽出部７１、Ｅ１，Ｅ２計算チェック機能部７２およびＣｘ１，ｔ１値削除部７３は、それぞれ、認証情報抽出手段、認証情報チェック手段および認証情報削除手段としての機能を有する。ホームゲートウェイ側インタフェース７４の受信部（受信手段）７５は、ホームゲートウェイ４から送られてくるＩＰパケットを受信する。

Ｃｘ１，ｔ１値抽出部７１は、そのＩＰパケットのＩＰヘッダから送信元ＩＰアドレス（ＩＰｙ）と時刻（ｔ１）の情報と認証データ（Ｃｘ１）を抽出する。Ｅ１，Ｅ２計算チェック機能部７２は、Ｃｘ１，ｔ１値抽出部７１により抽出された時刻（ｔ１）の情報と、アドレス詐称チェックサーバ３が受信部７５においてＩＰパケットを受信した時刻（ｔ２）の情報を比較する。

そして、Ｅ１，Ｅ２計算チェック機能部７２は、時刻（ｔ１）と時刻（ｔ２）の差（ｔ２−ｔ１）が許容誤差範囲（Δｔ）内であれば、そのＩＰパケットを有効であると判断し、許容誤差範囲外であれば、リプレイ攻撃であると判断してそのＩＰパケットを廃棄する。ここで、許容誤差範囲（Δｔ）については、実際に時刻（ｔ１）と時刻（ｔ２）の差（ｔ２−ｔ１）を計測し、その計測値の平均値に例えば５００ｍｓｅｃを足した値とすればよい。

また、Ｅ１，Ｅ２計算チェック機能部７２は、Ｃｘ１，ｔ１値抽出部７１により抽出された送信元ＩＰアドレス（ＩＰｙ）と共通鍵に基づいて、暗号化関数Ｅ１を計算し、仮の認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ２）を作成する。さらに、Ｅ１，Ｅ２計算チェック機能部７２は、その仮の認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ２）と、Ｃｘ１，ｔ１値抽出部７１により抽出された時刻（ｔ１）の情報に基づいて、暗号化関数Ｅ２を計算し、仮の認証データ（Ｃｘ２）を作成する。

そして、Ｅ１，Ｅ２計算チェック機能部７２は、その仮の認証データ（Ｃｘ２）を元の認証データ（Ｃｘ１）と照合する。その照合の結果、両認証データ（Ｃｘ１、Ｃｘ２）が一致しない場合には、Ｅ１，Ｅ２計算チェック機能部７２は、受信したＩＰパケットの送信元ＩＰアドレス（ＩＰｙ）が詐称されているとして、そのＩＰパケットを廃棄する。

Ｃｘ１，ｔ１値削除部７３は、両認証データ（Ｃｘ１、Ｃｘ２）が一致する場合に、受信したＩＰパケットから元の認証データ（Ｃｘ１）と時刻（ｔ１）の情報を削除する。通信相手側インタフェース７７の送信部（送信手段）７８は、認証データ（Ｃｘ１）と時刻（ｔ１）の情報が削除されたＩＰパケットを、端末６が指定する宛先へ向けて送信する。

図１５は、アドレス詐称チェックサーバのアドレス詐称チェック処理手順を説明する図である。図１５に示すように、アドレス詐称チェックサーバ３の処理が開始され、ホームゲートウェイ側インタフェース７４の受信部７５がホームゲートウェイ４からＩＰパケットを受信すると、Ｃｘ１，ｔ１値抽出部７１は、そのＩＰパケットのＩＰヘッダから送信元ＩＰアドレス（ＩＰｙ）と時刻（ｔ１）の情報と認証データ（Ｃｘ１）を抽出する（ステップＳ５１）。

そして、Ｅ１，Ｅ２計算チェック機能部７２は、その時刻（ｔ１）の情報と、ＩＰパケットの受信時刻（ｔ２）の情報を比較し、その差（ｔ２−ｔ１）が許容誤差範囲（Δｔ）内であるか否かを判断する（ステップＳ５２）。両時刻の差（ｔ２−ｔ１）が許容誤差範囲（Δｔ）内であれば（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、Ｅ１，Ｅ２計算チェック機能部７２は、前記暗号化関数Ｅ１と前記暗号化関数Ｅ２を計算し、仮の認証情報（Ｐ＿ｋｅｙ２）と仮の認証データ（Ｃｘ２）を求める（ステップＳ５３）。

そして、Ｅ１，Ｅ２計算チェック機能部７２は、元の認証データ（Ｃｘ１）と仮の認証データ（Ｃｘ２）が一致するか否かを判断する（ステップＳ５４）。両認証データ（Ｃｘ１、Ｃｘ２）が一致する場合には（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）、Ｃｘ１，ｔ１値削除部７３は、ホームゲートウェイ側インタフェース７４の受信部７５から通信相手側インタフェース７７の送信部７８に渡されるＩＰパケットから元の認証データ（Ｃｘ１）と時刻（ｔ１）の情報を削除する。

通信相手側インタフェース７７の送信部（送信手段）７８は、認証データ（Ｃｘ１）と時刻（ｔ１）の情報が削除されたＩＰパケットを、端末６が指定する宛先へ向けて転送し（ステップＳ５５）、処理を終了する。一方、ステップＳ５２で、時刻（ｔ１）と時刻（ｔ２）の差（ｔ２−ｔ１）が許容誤差範囲（Δｔ）外である場合（ステップＳ５２：Ｎｏ）、またはステップＳ５４で両認証データ（Ｃｘ１、Ｃｘ２）が一致しない場合には（ステップＳ５４：Ｎｏ）、受信したＩＰパケットを廃棄し（ステップＳ５６）、処理を終了する。

以上説明したように、実施の形態によれば、受信したＩＰパケットの送信元ＩＰアドレスに基づいてアドレス詐称チェックサーバ３により作成された仮の認証データ（Ｃｘ２）を、ＤＨＣＰ／認証サーバ２から払い出された元の認証データ（Ｃｘ１）と照合し、両認証データ（Ｃｘ１、Ｃｘ２）が一致しなければ、送信元ＩＰアドレスが詐称されていることになる。従って、ユーザの情報を管理することなく、容易に送信元ＩＰアドレスの詐称を検知することができる。また、送信元ＩＰアドレスが詐称されているパケットがネットワークへ流入するのを容易に防ぐことができる。

以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更可能である。例えば、インターネットプロトコルのバージョンが６（ＩＰｖ６）である場合には、図１６に示すパケット構成において、ＩＰｖ６ヘッダ７１内のネクストヘッダに専用コードを登録し、拡張ヘッダ７２に認証データを格納すればよい。また、ホームゲートウェイ４に設けられている認証情報付加機能を端末６に備えさせてもよい。さらに、アドレス詐称チェックサーバ３の機能をルータ５に備えさせてもよい。

また、ユーザ送出データがＴＣＰ／ＩＰパケットである場合には、ＳＹＮパケット（同期パケット）にのみ認証データを付加するようにすれば、負荷が軽減される。また、ユーザが固定ＩＰアドレスを利用する場合には、ネットワーク認証時に利用するＩＰアドレスをネットワークへ申告し、そのＩＰアドレスの認証データを付加してアドレス詐称チェックサーバ３へ送信するようにすればよい。

（付記１）ユーザのアドレス払い出し要求に応答してユーザに割り当てるアドレスを払い出すアドレス払い出し手段と、前記アドレスを証明する認証情報を払い出す認証情報払い出し手段と、を備えることを特徴とするアドレス認証情報払い出し装置。

（付記２）前記認証情報払い出し手段は、前記アドレス払い出し要求に所定のオプションがある場合に、前記認証情報を払い出すことを特徴とする付記１に記載のアドレス認証情報払い出し装置。

（付記３）前記認証情報払い出し手段は、前記アドレス払い出し手段から払い出される前記アドレスに基づいて前記認証情報を作成することを特徴とする付記２に記載のアドレス認証情報払い出し装置。

（付記４）前記認証情報払い出し手段は、暗号化関数に基づいて前記認証情報を作成し、該暗号化関数は、共通鍵と前記アドレス払い出し手段から払い出される前記アドレスを引数に含む関数であることを特徴とする付記３に記載のアドレス認証情報払い出し装置。

（付記５）ユーザに割り当てるアドレスと該アドレスを証明する認証情報をネットワークから受信する受信手段と、前記受信手段により受信された前記認証情報を格納する認証情報格納手段と、ユーザ送出データに、前記認証情報格納手段に格納されている前記認証情報を付加する付加手段と、前記ユーザ送出データに前記認証情報が付加されたデータをネットワークへ送信する送信手段と、を備えることを特徴とするアドレス認証情報付加装置。

（付記６）前記認証情報格納手段に格納されている前記認証情報を暗号化して前記付加手段へ払い出す暗号化情報払い出し手段、をさらに備えることを特徴とする付記５に記載のアドレス認証情報付加装置。

（付記７）前記暗号化情報払い出し手段は、暗号化関数に基づいて前記認証情報の暗号化を行い、該暗号化関数は、暗号化時の時刻情報と前記認証情報格納手段に格納されている前記認証情報を引数に含む関数であることを特徴とする付記６に記載のアドレス認証情報付加装置。

（付記８）前記付加手段は、前記ユーザ送出データに、前記暗号化情報払い出し手段による暗号化時の時刻情報をさらに付加することを特徴とする付記７に記載のアドレス認証情報付加装置。

（付記９）ユーザ側の１個以上の端末により構築されるホームネットワークに接続するホームゲートウェイ機能を有することを特徴とする付記５に記載のアドレス認証情報付加装置。

（付記１０）前記ユーザ送出データの長さを調べるチェック手段と、前記チェック手段によるチェックの結果、前記ユーザ送出データが所定の長さを超える場合に、前記ユーザ送出データの長さを所定の長さ以下にするための制御メッセージを送出するエラー送出手段と、をさらに備えることを特徴とする付記９に記載のアドレス認証情報付加装置。

（付記１１）ユーザから送信されてくるデータを受信する受信手段と、前記受信手段により受信されたデータから送信元アドレスと該送信元アドレスを証明する第１の認証情報を抽出する認証情報抽出手段と、前記認証情報抽出手段により抽出される前記送信元アドレスに基づいて第２の認証情報を作成し、該第２の認証情報を、前記認証情報抽出手段により抽出される前記第１の認証情報と照合する認証情報チェック手段と、を備えることを特徴とするアドレス詐称チェック装置。

（付記１２）前記認証情報チェック手段は、前記第１の認証情報と前記第２の認証情報の照合の結果、両認証情報が一致しない場合には、前記受信手段により受信されたデータを廃棄することを特徴とする付記１１に記載のアドレス詐称チェック装置。

（付記１３）前記認証情報チェック手段による前記第１の認証情報と前記第２の認証情報の照合の結果、両認証情報が一致する場合に、前記受信手段により受信されたデータから前記第１の認証情報を削除する認証情報削除手段と、前記認証情報削除手段により前記第１の認証情報が削除されたデータを、前記ユーザが指定する宛先へ向けて送信する送信手段と、をさらに備えることを特徴とする付記１１に記載のアドレス詐称チェック装置。

（付記１４）前記認証情報抽出手段は、前記受信手段により受信されたデータから時刻情報をさらに抽出する機能を備え、前記認証情報チェック手段は、前記認証情報抽出手段により抽出される前記時刻情報と、前記受信手段による前記データの受信時刻の情報を比較し、両時刻の差が許容誤差範囲外である場合には、前記受信手段により受信されたデータを廃棄することを特徴とする付記１１に記載のアドレス詐称チェック装置。

（付記１５）前記認証情報チェック手段は、暗号化関数に基づいて前記第２の認証情報を作成し、該暗号化関数は、共通鍵と前記認証情報抽出手段により抽出される前記送信元アドレスを引数に含む関数であることを特徴とする付記１１に記載のアドレス詐称チェック装置。

（付記１６）ユーザに割り当てるアドレスとともに該アドレスを証明する第１の認証情報を払い出すアドレス認証情報払い出し装置と、ユーザ送出データに、前記アドレス認証情報払い出し装置から払い出される前記アドレスおよび前記第１の認証情報を付加するアドレス認証情報付加装置と、前記アドレス認証情報付加装置から送られてくるユーザ送出データを受信し、該ユーザ送出データから抽出される送信元アドレスに基づいて作成される第２の認証情報を、前記ユーザ送出データから抽出される前記第１の認証情報と照合するアドレス詐称チェック装置と、を備えることを特徴とするネットワークシステム。

（付記１７）前記アドレス詐称チェック装置は、前記第１の認証情報と前記第２の認証情報の照合の結果、両認証情報が一致しない場合には、前記ユーザ送出データを廃棄することを特徴とする付記１６に記載のネットワークシステム。

（付記１８）前記アドレス詐称チェック装置は、前記第１の認証情報と前記第２の認証情報の照合の結果、両認証情報が一致する場合に、前記ユーザ送出データを、前記ユーザが指定する宛先へ向けて転送することを特徴とする付記１６に記載のネットワークシステム。

（付記１９）前記アドレス詐称チェック装置は、前記ユーザ送出データから時刻情報をさらに抽出し、該時刻情報と、前記ユーザ送出データの受信時刻の情報を比較し、両時刻の差が許容誤差範囲外である場合には、前記ユーザ送出データを廃棄することを特徴とする付記１６に記載のネットワークシステム。

（付記２０）前記アドレス認証情報払い出し装置は、ユーザに割り当てるアドレスと共通鍵を引数に含む暗号化関数に基づいて前記第１の認証情報を作成し、前記アドレス詐称チェック装置は、前記暗号化関数と同じであり、かつ前記ユーザ送出データから抽出される前記送信元アドレスと共通鍵を引数に含む関数に基づいて前記第２の認証情報を作成することを特徴とする付記１６に記載のネットワークシステム。

以上のように、本発明にかかるアドレス認証情報払い出し装置、アドレス認証情報付加装置、アドレス詐称チェック装置およびネットワークシステムは、ユーザがデータを送信する際に使用するアドレスを払い出す機能を備えたネットワークに有用であり、特に、ＤＨＣＰサーバを備えたインターネット等のＩＰネットワークに適している。

この発明の実施の形態にかかるネットワークシステムの構成を説明する図である。 この発明の実施の形態にかかるネットワークシステムの動作シーケンスを説明する図である。 この発明の実施の形態にかかるＤＨＣＰ／認証サーバの構成を説明する図である。 ＩＰｖ４におけるＤＨＣＰ要求のパケットフォーマットを示す図である。 ＩＰｖ４におけるＤＨＣＰ要求のオプションフィールドの格納データの一例を示す図である。 ＩＰｖ４におけるＤＨＣＰ応答のパケットフォーマットを示す図である。 ＩＰｖ４におけるＤＨＣＰ応答のオプションフィールドの格納データの一例を示す図である。 この発明の実施の形態にかかるＤＨＣＰ／認証サーバのアドレス払い出し処理手順を説明する図である。 この発明の実施の形態にかかるホームゲートウェイの構成を説明する図である。 ＩＰｖ４におけるＩＰパケットのフォーマットを示す図である。 ＩＰｖ４におけるＩＰパケットのオプションフィールド格納データの一例を示す図である。 この発明の実施の形態にかかるホームゲートウェイの認証情報登録処理手順を説明する図である。 この発明の実施の形態にかかるホームゲートウェイのデータ転送処理手順を説明する図である。 この発明の実施の形態にかかるアドレス詐称チェックサーバの構成を説明する図である。 この発明の実施の形態にかかるアドレス詐称チェックサーバのアドレス詐称チェック処理手順を説明する図である。 ＩＰｖ６におけるＩＰパケットの構成を示す図である。

符号の説明

１ キャリアネットワーク
２ ＤＨＣＰ／認証サーバ
３ アドレス詐称チェックサーバ
４ ホームゲートウェイ
６ 端末
１１ ＩＰアドレス払い出し部
１３ 認証情報払い出し部
４２ 認証情報格納部
４３ Ｃｘ１情報払い出し部
４４ Ｃｘ１，ｔ１付加部
４５ ＩＰパケット長チェック部
４６ ＩＣＭＰエラー送出部
４８，７８ 送信部
４９，７５ 受信部
７１ Ｃｘ１，ｔ１値抽出部
７２ Ｅ１，Ｅ２計算チェック機能部
７３ Ｃｘ１，ｔ１値削除部

Claims (6)

1. 通信アドレス、及び、該通信アドレスを元に特定関数を用いて生成した認証情報を通知する通信アドレス設定装置から受けた該通信アドレスを用い、該通知を受けた認証情報を付してデータ通信を行う通信装置からのデータ受信が可能なアドレス詐称チェック装置であって、
   送信元の通信アドレス及び認証情報を含むデータを受信する受信手段と、
   前記通信アドレス設定装置が用いる特定関数と同じ特定関数を用い、前記受信装置が受信したデータに含まれる認証情報から通信アドレスを生成し、該生成した通信アドレスと前記受信手段が受信したデータに含まれる送信元の通信アドレスを照合する認証情報チェック手段と、
   を備えることを特徴とするアドレス詐称チェック装置。
2. 前記認証情報チェック手段は、前記生成した通信アドレスと前記受信手段が受信したデータに含まれる送信元の通信アドレスが一致しない場合、前記受信手段が受信したデータを廃棄することを特徴とする請求項１に記載のアドレス詐称チェック装置。
3. 前記認証情報チェック手段は、前記データに含まれる送信時刻情報と、前記受信手段が受信した時刻とを比較し、許容誤差時刻範囲外である場合は、前記受信手段が受信したデータを破棄することを特徴とする請求項１または２に記載のアドレス詐称チェック装置。
4. 通信アドレス、及び、該通信アドレスを元に特定関数を用いて生成した認証情報を通知する通信アドレス設定装置と、
   前記通信アドレス設定装置から受けた該通信アドレスを用い、該通知を受けた認証情報を付してデータ通信を行う通信装置と、
   前記通信装置からのデータ受信が可能なアドレス詐称チェック装置と、
   を有し、
   前記通信アドレス詐称チェック装置は、
   送信元の通信アドレス及び認証情報を含むデータを受信する受信手段と、
   前記通信アドレス設定装置が用いる特定関数と同じ特定関数を用い、前記受信手段が受信したデータに含まれる認証情報から通信アドレスを生成し、該生成した通信アドレスと前記受信手段が受信したデータに含まれる送信元の通信アドレスを照合する認証情報チェック手段と、
   を備えることを特徴とするネットワークシステム。
5. 前記認証情報チェック手段は、前記生成した通信アドレスと前記受信手段が受信したデータに含まれる送信元の通信アドレスが一致しない場合、前記受信手段が受信したデータを破棄することを特徴とする請求項４に記載のネットワークシステム。
6. 前記認証情報チェック手段は、前記データに含まれる送信時刻情報と、前記受信手段が受信した時刻とを比較し、許容誤差時刻範囲外である場合は、前記受信手段が受信したデータを破棄することを特徴とする請求項４または５に記載のネットワークシステム。

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