JP5368519B2 - 光回線終端装置および鍵切替方法 - Google Patents
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このOLT50において、2×a×b×N個の鍵情報を管理する場合、内部メモリ51Cで2×a×b×N個の鍵情報を記録する必要がある。この際、これら2×a×b×N個の鍵情報は、予め決められた内部メモリの所定のアドレスに格納される。
このため、MAC制御回路51を構成するLSIのチップサイズが増大し、チップ製造歩留まりの低下やチップコストの増大の原因となる。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるPONシステム100について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかるPONシステムの構成を示すブロック図である。
各ONU20A,20B,20Cは、光スプリッタ31を用いた分岐光伝送路からなる光回線を介して、1つのOLT10と接続されている。また、OLT10には、SNI(Service Node Interface)を介して、事業者サービスネットワークの上位装置32が接続されている。一般に、これらOLT10およびONU20(20A,20B,20C)は、光回線終端装置と呼ばれている。
一方、図2(b)に示す、下り方向のみ暗号通信では、上り方向のデータについては暗号化と復号化を行わず、下り方向のデータをOLT10で暗号化し、ONU20で復号化する。
OLT10において、復号化をするか否かは、抽出した暗号化設定情報に応じて実施し、暗号化されているフレームを復号化し、暗号化されていないフレームはそのまま転送する。同様に、ONU20において、暗号化をするか否かは、抽出した暗号化設定情報に応じて実施し、暗号化されているフレームを復号化し、暗号化されていないフレームはそのまま転送する。
次に、図3を参照して、本実施の形態にかかる光回線終端装置の1つであるOLT10について説明する。図3は、第1の実施の形態にかかるOLTの構成を示すブロック図である。
また、MAC制御回路11には、主な回路部として、暗号処理部11A、通信処理部11B、内部メモリ11C、管理テーブル11D、および鍵制御部11Eが実装されている。
また、上位装置32から通信処理部11Bへ入力されるフレームデータを暗号化してPON区間へ出力する場合、当該フレームデータを暗号処理部11Aで暗号化した後、通信処理部11BからPON区間へ送出する。
暗号処理部11Aは、フレームデータを暗号化する際、指定された鍵情報の格納場所を管理テーブル11Dから取得し、その格納場所に基づき内部メモリ11Cから指定された鍵情報を読み出して暗号化を行う。
さらに、CPU12は、これらの制御に伴い、後述するように管理テーブル11Dに格納されている各鍵情報の使用状況および格納場所の更新を、鍵制御部11Eへ指示する。
次に、図4を参照して、本実施の形態にかかるOLT10における、暗号鍵切替時の動作について説明する。図4は、暗号鍵の鍵管理データを示す説明図である。
ここでは、任意のロジカルリンクにおいて、暗号鍵1と暗号鍵3が内部メモリ11Cに既に格納されており、暗号鍵1から暗号鍵2へ切り替える場合を例として説明する。
また、暗号鍵の切り替え前において、管理テーブル11Dには、当該ロジカルリンクに対応して、図4(a)に示す鍵管理データが記録されており、この例では、暗号鍵1は、内部メモリ11CのアドレスA1に格納されており、使用状況が使用中となっている。また、暗号鍵2は、外部メモリ13のアドレスB2に格納されており、使用状況が未使用となっている。
なお、暗号鍵1の使用状況の変更タイミングについては、暗号処理部11Aへの暗号鍵2への切替指示の直後から、次の交換鍵設定までの期間のうちの、任意のタイミングに実行すればよい。
なお、図4の外部メモリ13に格納されている暗号鍵において、使用済みの鍵が規定数以上になった場合、CPU12は暗号鍵を生成して外部メモリ13に格納する。
このように、本実施の形態は、PONを介して接続されたONU(相手光回線終端装置)20との間でフレームを送受信する通信処理部11Bと、鍵情報を用いてフレームの暗号化を行う暗号処理部11Aと、暗号処理部11Aでの暗号化に実際に使用する鍵情報を格納する内部メモリ11Cとが、1つのLSIに実装されてなるMAC制御回路11を備え、このMAC制御回路11の外部に設けられた外部メモリ(鍵供給部)13で、暗号処理部11Aでの暗号化において選択的に切替使用される複数の鍵情報を読み出して供給し、CPU12で、暗号処理部11Aにおいての暗号化に使用する鍵情報を切り替える鍵切替タイミングより前に、外部メモリ(鍵供給部)13から新たに使用する鍵情報を取得し、内部メモリ11Cへ転送して格納するようにしたものである。
次に、図5を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかるOLT10について説明する。図5は、第2の実施の形態にかかるOLTの構成を示すブロック図である。
第1の実施の形態では、鍵供給部として外部メモリ13を用いた場合を例として説明した。本実施の形態では、鍵供給部として鍵生成部14を用いる場合を例として説明する。
また、OLT10では、上位装置32から通信処理部11Bへ入力される下りフレームデータを暗号化してPON区間へ出力する場合、当該下りフレームデータを暗号処理部11Aで暗号化して通信処理部11Bへ出力後、ONU20へ向けてPON区間へ送出する。
管理テーブル11Dは、暗号処理部11Aでの暗号化において、ロジカルリンクごとに切替使用される各鍵情報について、当該鍵情報ごとに、鍵面と呼ばれる格納場所、使用状況、および鍵番号(AN:Association Number)を記憶する。
次に、図6を参照して、本実施の形態にかかるOLT10における、暗号鍵切替時の動作について説明する。図6は、第2の実施の形態にかかる鍵管理データを示す説明図である。
ここでは、LLID=1のロジカルリンクにおいて、無効状態にある暗号鍵面2に新たな鍵番号3の鍵情報を格納することにより、下りフレームデータの暗号化に用いる暗号鍵を、使用中の鍵番号1の鍵情報から鍵番号3の鍵情報へ切り替える場合を例として説明する。
また、暗号鍵の切り替え前において、管理テーブル11Dには、図6(a)に示すような、鍵管理データが格納されているものとする。この例では、LLID=1において、暗号鍵面1には、有効表示が有効状態の鍵番号1が設定されており、暗号鍵面2には、有効表示が無効状態の鍵番号0が設定されている。
これにより、この例では、鍵生成部14で生成した鍵番号3の鍵情報が、内部メモリ11Cのうち、LLID=1の暗号鍵面2へ格納される。また、図6(b)に示すように、管理テーブル11Dのうち、LLID=1の暗号鍵面2の鍵番号が3に更新され、有効表示が有効状態に更新される。
なお、使用しなくなった鍵情報の有効表示の変更タイミングについては、暗号処理部11Aに対する新たな暗号鍵への切替指示の直後から、次の交換鍵設定までの期間のうちの、任意のタイミングに実行すればよい。
このように、本実施の形態は、PONを介して接続されたONU(相手光回線終端装置)20との間でフレームを送受信する通信処理部11Bと、鍵情報を用いてフレームの暗号化を行う暗号処理部11Aと、暗号処理部11Aでの暗号化に実際に使用する鍵情報を格納する内部メモリ11Cとが、1つのLSIに実装されてなるMAC制御回路11を備え、このMAC制御回路11の外部に設けられた鍵生成部(鍵供給部)14で、暗号処理部11Aでの暗号化において選択的に切替使用される複数の鍵情報を生成して供給し、CPU12で、暗号処理部11Aにおいて暗号化に使用する鍵情報を切り替える鍵切替タイミングより前に、鍵生成部(鍵供給部)14から新たに使用する鍵情報を取得し、内部メモリ11Cへ転送して格納するようにしたものである。
次に、本発明の第3の実施の形態にかかるOLT10について説明する。第2の実施の形態では、内部メモリ11C内に格納されている暗号鍵を、鍵生成部14で生成した暗号鍵に切り替える場合を例として説明した。本実施の形態では、内部メモリ11C内に格納されている復号鍵を、ONU20から通知された復号鍵に切り替える場合を例として説明する。
次に、図7を参照して、本実施の形態にかかるOLT10における、復号鍵切替時の動作について説明する。図7は、第3の実施の形態にかかる鍵管理データを示す説明図である。
ここでは、LLID=1のロジカルリンクにおいて、無効状態にある復号鍵面1に新たな鍵番号3の鍵情報を格納することにより、上りフレームデータの復号化に用いる復号鍵を、使用中の鍵番号2の鍵情報から鍵番号3の鍵情報へ切り替える場合を例として説明する。
このようなフレームデータは、通信処理部11Bで受信されて暗号処理部11Aへ通知され、暗号処理部11Aにより現在使用中の復号鍵、ここでは鍵番号2の鍵情報で復号化された後、通信処理部11BからCPU12へ通知される。
これに応じて、CPU12は、管理テーブル11Dを参照して、当該ロジカルリンクで使用する新たな鍵番号3の鍵情報に関する、内部メモリ11Cでの格納場所を確認する。
これにより、この例では、フレームデータから取得した鍵番号3の鍵情報が、内部メモリ11Cのうち、LLID=1の復号鍵面1へ格納される。また、図7(b)に示すように、管理テーブル11Dのうち、LLID=1の復号鍵面1の鍵番号が3に更新され、有効表示が有効状態に更新される。
なお、使用しなくなった鍵情報の有効表示の変更タイミングについては、暗号処理部11Aでの新たな復号鍵への切替直後から、次の交換鍵設定までの期間のうちの、任意のタイミングに実行すればよい。
このように、本実施の形態は、PONを介して接続されたONU(相手光回線終端装置)20との間でフレームを送受信する通信処理部11Bと、鍵情報を用いてフレームの復号化を行う暗号処理部11Aと、暗号処理部11Aでの復号化に実際に使用する鍵情報を格納する内部メモリ11Cとが、1つのLSIに実装されてなるMAC制御回路11を備え、暗号処理部11Aにおいて復号化に使用する鍵情報を切り替える鍵切替タイミングより前に、ONU20から通知された新たに使用する鍵情報を、CPU12で、内部メモリ11Cへ転送して格納するようにしたものである。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
また、各実施の形態では、CPU12をMAC制御回路11の外部に実装した場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、CPU12をMAC制御回路11内に設けてもよい。
Claims (4)
- PONを介して接続された相手光回線終端装置との間でフレームを送受信する通信処理部と、鍵情報を用いて前記フレームの暗号化を行う暗号処理部と、前記暗号処理部での暗号化に実際に使用する鍵情報を格納する内部メモリとが、1つのLSIに実装されてなるMAC制御回路と、
前記MAC制御回路の外部に設けられて、前記暗号処理部での暗号化において選択的に切替使用される複数の鍵情報を供給する鍵供給部と、
前記暗号処理部において暗号化に使用する鍵情報を切り替える鍵切替タイミングより前に、前記鍵供給部から新たに使用する鍵情報を取得し、前記内部メモリへ転送して格納するCPUとを備え、
前記鍵供給部は、前記暗号処理部での暗号化に切替使用される複数の鍵情報を予め格納する外部メモリからなり、
前記MAC制御回路は、前記暗号処理部での暗号化に切替使用される鍵情報ごとに、当該鍵情報が格納されている前記内部メモリまたは前記外部メモリの格納場所を記憶する管理テーブルと、前記管理テーブルで記憶している前記格納場所を更新する鍵制御部とをさらに備え、
前記CPUは、前記鍵供給部から新たに使用する鍵情報を取得した際、前記管理テーブルで記憶する前記格納場所に基づいて当該鍵情報を前記内部メモリへ転送して格納し、
前記暗号処理部は、前記フレームの暗号化を行う際、前記管理テーブルで記憶する前記格納場所に基づいて前記内部メモリから当該暗号化に用いる鍵情報を取得する
ことを特徴とする光回線終端装置。 - 請求項1に記載の光回線終端装置において、
前記内部メモリは、前記暗号処理部での暗号化に実際に使用する第1の鍵情報と、鍵切替後に新たに使用する第2の鍵情報とを、それぞれ格納するための格納領域を個別に備え、
前記CPUは、前記鍵切替タイミングより前に、前記外部メモリから前記第2の鍵情報を取得して、前記内部メモリの格納領域のうち、前記暗号処理部での暗号化に実際に使用する鍵情報が格納されていない格納領域へ前記第2の鍵情報を転送して格納し、
前記鍵制御部は、前記内部メモリに格納した前記第2の鍵情報の新たな格納場所を前記管理テーブルに設定し、
前記暗号処理部は、前記フレームを暗号化する際、使用する前記第2の鍵情報の格納場所を前記管理テーブルで確認し、前記内部メモリから当該格納場所に格納されている前記第2の鍵情報を取得して、前記フレームの暗号化を行う
ことを特徴とする光回線終端装置。 - PONを介して接続された相手光回線終端装置との間でフレームを送受信する通信処理部と、鍵情報を用いて前記フレームの暗号化を行う暗号処理部と、前記暗号処理部での暗号化に実際に使用する鍵情報を格納する内部メモリとが、1つのLSIに実装されてなるMAC制御回路を有する光回線終端装置で用いられる鍵切替方法であって、
前記MAC制御回路の外部に設けられた鍵供給部が、前記暗号処理部での暗号化において選択的に切替使用される複数の鍵情報を供給する鍵供給ステップと、
CPUが、前記暗号処理部において暗号化に使用する鍵情報を切り替える鍵切替タイミングより前に、前記鍵供給部から新たに使用する鍵情報を取得し、前記内部メモリへ転送して格納する制御ステップとを備え、
前記鍵供給部は、前記暗号処理部での暗号化に切替使用される複数の鍵情報を予め格納する外部メモリからなり、
前記MAC制御回路の管理テーブルが、前記暗号処理部での暗号化に切替使用される鍵情報ごとに、当該鍵情報が格納されている前記内部メモリまたは前記外部メモリの格納場所を記憶するステップと、
前記MAC制御回路の鍵制御部が、前記管理テーブルで記憶している前記格納場所を更新する鍵制御ステップとをさらに備え、
前記制御ステップは、前記鍵供給部から新たに使用する鍵情報を取得した際、前記管理テーブルで記憶する前記格納場所に基づいて当該鍵情報を前記内部メモリへ転送して格納し、
前記暗号処理部が、前記フレームの暗号化を行う際、前記管理テーブルで記憶する前記格納場所に基づいて前記内部メモリから当該暗号化に用いる鍵情報を取得する暗号処理ステップをさらに備える
ことを特徴とする鍵切替方法。 - 請求項3に記載の鍵切替方法において、
前記内部メモリは、前記暗号処理部での暗号化に実際に使用する第1の鍵情報と、鍵切替後に新たに使用する第2の鍵情報とを、それぞれ格納するための格納領域を個別に備え、
前記制御ステップは、前記鍵切替タイミングより前に、前記外部メモリから前記第2の鍵情報を取得して、前記内部メモリの格納領域のうち、前記暗号処理部での暗号化に実際に使用する鍵情報が格納されていない格納領域へ前記第2の鍵情報を転送して格納し、
前記鍵制御ステップは、前記内部メモリに格納した前記第2の鍵情報の新たな格納場所を前記管理テーブルに設定し、
前記暗号処理ステップは、前記フレームを暗号化する際、使用する前記第2の鍵情報の格納場所を前記管理テーブルで確認し、前記内部メモリから当該格納場所に格納されている前記第2の鍵情報を取得して、前記フレームの暗号化を行う
ことを特徴とする鍵切替方法。
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