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JP2005244379A - VPN system, VPN apparatus, and encryption key distribution method used therefor - Google Patents

VPN system, VPN apparatus, and encryption key distribution method used therefor Download PDF

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JP2005244379A
JP2005244379A JP2004048865A JP2004048865A JP2005244379A JP 2005244379 A JP2005244379 A JP 2005244379A JP 2004048865 A JP2004048865 A JP 2004048865A JP 2004048865 A JP2004048865 A JP 2004048865A JP 2005244379 A JP2005244379 A JP 2005244379A
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JP
Japan
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vpn
encryption key
tunnel
vpn tunnel
encryption
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004048865A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mineyuki Sakamoto
峯雪 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Communication Systems Ltd
Original Assignee
NEC Communication Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by NEC Communication Systems Ltd filed Critical NEC Communication Systems Ltd
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Abstract

【課題】 複数のＶＰＮトンネルを用いた通信において通信速度の向上を図ることが可能なＶＰＮシステムを提供する。
【解決手段】 ＶＰＮ装置１−１とＶＰＮ装置１−２との間にはＶＰＮトンネルが確立され（ａ２）、ＶＰＮ装置１−１とＶＰＮ装置１−２との間で暗号化鍵が交換される（ａ１）。ＶＰＮ装置１−２とＶＰＮ装置１−３との間にＶＰＮトンネルを確立する時（ａ４）、ＶＰＮ装置１−２はＶＰＮ装置１−３から受け取った暗号化鍵を（ａ３）、既に確立されて暗号化されているＶＰＮトンネルを使ってＶＰＮ装置１−１に安全に通知する（ａ５）。ＶＰＮ装置１−１は、ＶＰＮ装置１−３の暗号化鍵をＶＰＮ装置１−２から受け取ると、通信相手別の暗号化鍵として通信相手別暗号化鍵保存用メモリに保存する。
【選択図】 図３ PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a VPN system capable of improving the communication speed in communication using a plurality of VPN tunnels.
A VPN tunnel is established between a VPN apparatus 1-1 and a VPN apparatus 1-2 (a2), and an encryption key is exchanged between the VPN apparatus 1-1 and the VPN apparatus 1-2. (A1). When establishing a VPN tunnel between the VPN apparatus 1-2 and the VPN apparatus 1-3 (a4), the VPN apparatus 1-2 has already established the encryption key received from the VPN apparatus 1-3 (a3). The VPN apparatus 1-1 is securely notified using the encrypted VPN tunnel (a5). When the VPN device 1-1 receives the encryption key of the VPN device 1-3 from the VPN device 1-2, the VPN device 1-1 stores it in the communication partner-specific encryption key storage memory as an encryption key for each communication partner.
[Selection] Figure 3

Description

本発明はＶＰＮシステム、ＶＰＮ装置及びそれらに用いる暗号化鍵配布方法に関し、特にＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）装置（ＩＰｓｅｃ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用する通信における伝送速度を向上させる方法に関する。   The present invention relates to a VPN system, a VPN apparatus, and an encryption key distribution method used for the VPN system, and more particularly to a method for improving a transmission speed in communication using a VPN (Virtual Private Network) apparatus (IPsec: Internet Protocol security protocol).

従来、ＶＰＮシステムにおいては、図１に示すように、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク１００上に配置されたＶＰＮ装置１−１〜１−５と、ＶＰＮ機能を持つＶＰＮユーザ［通信端末またはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）］２−１〜２−５と、ＶＰＮトンネル１０１〜１０５とから構成されている。   Conventionally, in a VPN system, as shown in FIG. 1, VPN devices 1-1 to 1-5 arranged on an IP (Internet Protocol) network 100 and VPN users having a VPN function [communication terminal or LAN (Local Area Network)] 2-1 to 2-5, and VPN tunnels 101 to 105.

このような構成のＶＰＮシステムでは、ＶＰＮユーザ２−１がＶＰＮユーザ２−３に通信パケットを送信する場合、まずＶＰＮ装置１−２の暗号化鍵を用いてデータを暗号化し、ＶＰＮトンネル１０３を使ってＶＰＮ装置１−２に送信する。   In the VPN system configured as described above, when the VPN user 2-1 transmits a communication packet to the VPN user 2-3, first the data is encrypted using the encryption key of the VPN device 1-2, and the VPN tunnel 103 is set up. To the VPN device 1-2.

ＶＰＮ装置１−２では受信したパケットをＶＰＮ装置１−２の暗号化鍵を用いて復号化し、送信先情報から経路を探索し、次にパケットを送信するＶＰＮ装置１−３に対して、このＶＰＮ装置１−３の暗号化鍵を用いて復号化したデータを再度暗号化し、そのパケットをＶＰＮトンネル１０４を使って送信する。ＶＰＮ装置１−３は受信したパケットをＶＰＮ装置１−３の暗号化鍵を用いて復号化し、ＶＰＮユーザ２−３に送信する（例えば、特許文献１参照）。   The VPN apparatus 1-2 decrypts the received packet using the encryption key of the VPN apparatus 1-2, searches for a route from the destination information, and then transmits this packet to the VPN apparatus 1-3 that transmits the packet. The decrypted data is re-encrypted using the encryption key of the VPN apparatus 1-3, and the packet is transmitted using the VPN tunnel 104. The VPN apparatus 1-3 decrypts the received packet using the encryption key of the VPN apparatus 1-3, and transmits it to the VPN user 2-3 (for example, refer to Patent Document 1).

特開２００２−１１１７３２号公報JP 2002-111732 A

しかしながら、上述した従来のＶＰＮシステムでは、ＶＰＮトンネルからＶＰＮトンネルに通信データが引き渡される際に、暗号データの復号化と再暗号化とが行われるため、複数のＶＰＮトンネルにまたがる通信の場合、中間で通信を行うＶＰＮ装置の暗号化及び復号化の能力によって伝送速度を高速化することができないという問題がある。   However, in the conventional VPN system described above, when communication data is transferred from the VPN tunnel to the VPN tunnel, the encrypted data is decrypted and re-encrypted. Therefore, in the case of communication over a plurality of VPN tunnels, There is a problem in that the transmission speed cannot be increased due to the encryption and decryption capabilities of the VPN device that performs communication.

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、複数のＶＰＮトンネルを用いた通信において通信速度の向上を図ることができるＶＰＮシステム、ＶＰＮ装置及びそれらに用いる暗号化鍵配布方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a VPN system, a VPN apparatus, and an encryption key distribution method used therefor, which can solve the above problems and can improve the communication speed in communication using a plurality of VPN tunnels. There is.

本発明によるＶＰＮシステムは、ＩＰｓｅｃ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルを用いたＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）装置間にＶＰＮトンネルを設定して前記ＶＰＮ装置間で相互の暗号化鍵を交換し、その暗号化鍵にて暗号化したデータを前記ＶＰＮトンネルを介して接続先に伝送するＶＰＮシステムであって、
前記ＶＰＮトンネルの確立時にその接続先と交換した暗号化鍵を既に確立されている他のＶＰＮトンネルを介して前記他のＶＰＮトンネルによる接続先に通知する手段を前記ＶＰＮ装置に備えている。 The VPN system according to the present invention sets up a VPN tunnel between VPN (Virtual Private Network) devices using the IPsec (Internet Protocol security protocol) protocol, exchanges a mutual encryption key between the VPN devices, and encrypts the encryption. A VPN system for transmitting data encrypted with a key to a connection destination via the VPN tunnel,
The VPN apparatus includes means for notifying the connection destination through the other VPN tunnel of the encryption key exchanged with the connection destination when the VPN tunnel is established through the other VPN tunnel already established.

本発明によるＶＰＮ装置は、ＩＰｓｅｃ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルを用い、他装置との間にＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）トンネルを設定してその他装置との間で相互の暗号化鍵を交換し、その暗号化鍵にて暗号化したデータを前記ＶＰＮトンネルを介して接続先に伝送するＶＰＮ装置であって、
前記ＶＰＮトンネルの確立時にその接続先と交換した暗号化鍵を既に確立されている他のＶＰＮトンネルを介して前記他のＶＰＮトンネルによる接続先に通知する手段を備えている。 The VPN device according to the present invention uses the IPsec (Internet Protocol security protocol) protocol, sets up a VPN (Virtual Private Network) tunnel with another device, and exchanges mutual encryption keys with the other device. A VPN device that transmits data encrypted with the encryption key to a connection destination via the VPN tunnel,
Means is provided for notifying the connection destination of the other VPN tunnel via the other established VPN tunnel of the encryption key exchanged with the connection destination when the VPN tunnel is established.

本発明による暗号化鍵配布方法は、ＩＰｓｅｃ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルを用いたＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）装置間にＶＰＮトンネルを設定して前記ＶＰＮ装置間で相互の暗号化鍵を交換し、その暗号化鍵にて暗号化したデータを前記ＶＰＮトンネルを介して接続先に伝送するＶＰＮシステムにおいて前記暗号化鍵を配布する暗号化鍵配布方法であって、前記ＶＰＮ装置側に、前記ＶＰＮトンネルの確立時にその接続先と交換した暗号化鍵を既に確立されている他のＶＰＮトンネルを介して前記他のＶＰＮトンネルによる接続先に通知するステップを備えている。   The encryption key distribution method according to the present invention sets up a VPN tunnel between VPN (Virtual Private Network) devices using the IPsec (Internet Protocol security protocol) protocol, and exchanges mutual encryption keys between the VPN devices. An encryption key distribution method for distributing the encryption key in a VPN system that transmits data encrypted with the encryption key to a connection destination via the VPN tunnel, wherein the VPN tunnel is connected to the VPN device side. And the encryption key exchanged with the connection destination at the time of establishment is notified to the connection destination through the other VPN tunnel through the other established VPN tunnel.

すなわち、本発明のＶＰＮシステムは、ＩＰｓｅｃ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルを用いたＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおいて、複数のＶＰＮトンネル（接続）を使用する通信にて伝送速度を向上させる方法を提供するものである。   In other words, the VPN system of the present invention provides a method for improving the transmission speed in communication using a plurality of VPN tunnels (connections) in a VPN (Virtual Private Network) system using the IPsec (Internet Protocol security protocol) protocol. To do.

より具体的に説明すると、本発明のＶＰＮシステムでは、端末間での通信が複数のＶＰＮトンネルにまたがる場合、一方の端末に一番近いＶＰＮ装置で使用する暗号／復号用鍵データを、他方の端末に一番近いＶＰＮ装置に通知し、または逆の通知を行うことによって、ＶＰＮトンネルから別のＶＰＮトンネルへ中継する際に暗号を復号して更に暗号化する処理を行わないようにする。   More specifically, in the VPN system of the present invention, when communication between terminals spans a plurality of VPN tunnels, the encryption / decryption key data used in the VPN device closest to one terminal is transferred to the other. By notifying the VPN device closest to the terminal or performing the reverse notification, when relaying from the VPN tunnel to another VPN tunnel, the encryption is not decrypted and further encrypted.

このようにして、本発明のＶＰＮシステムでは、ＶＰＮトンネル間での通信の暗号処理に係わる負荷を軽減し、伝送速度の向上を可能としている。つまり、本発明のＶＰＮシステムでは、ＶＰＮトンネルから受信したパケットを他のＶＰＮトンネルへ送信する際に暗号データを復号して再度暗号化する処理を省略することが可能となるため、複数のＶＰＮトンネルを用いた通信において通信速度の向上を図ることが可能となる。   In this way, in the VPN system of the present invention, the load related to the encryption processing of communication between VPN tunnels is reduced, and the transmission speed can be improved. In other words, in the VPN system of the present invention, when a packet received from a VPN tunnel is transmitted to another VPN tunnel, the process of decrypting the encrypted data and re-encrypting it can be omitted. It is possible to improve the communication speed in communication using.

本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、複数のＶＰＮトンネルを用いた通信において通信速度の向上を図ることができるという効果が得られる。   With the configuration and operation as described below, the present invention provides an effect that communication speed can be improved in communication using a plurality of VPN tunnels.

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例によるＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムの構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例によるＶＰＮシステムは、ＩＰネットワーク１００に接続された通信インタフェースを持つＶＰＮ装置（通信インタフェースを持つ通信端末で稼働するプログラムも含める）１−１〜１−５と、それぞれのＶＰＮ装置１−１〜１−５に接続されるＶＰＮユーザ［通信端末またはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）］２−１〜２−５と、ＶＰＮトンネル１０１〜１０５とから構成されている。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a VPN (Virtual Private Network) system according to an embodiment of the present invention. 1, a VPN system according to an embodiment of the present invention includes a VPN device having a communication interface connected to the IP network 100 (including a program operating on a communication terminal having a communication interface) 1-1 to 1-5. VPN users [communication terminal or LAN (Local Area Network)] 2-1 to 2-5 connected to the respective VPN apparatuses 1-1 to 1-5, and VPN tunnels 101 to 105.

ＶＰＮトンネル１０１はＶＰＮ装置１−１とＶＰＮ装置１−２との間に作成され、ＶＰＮトンネル１０２はＶＰＮ装置１−２とＶＰＮ装置１−３との間に作成され、ＶＰＮトンネル１０３はＶＰＮ装置１−３とＶＰＮ装置１−４との間に作成され、ＶＰＮトンネル１０４はＶＰＮ装置１−３とＶＰＮ装置１−５との間に作成され、ＶＰＮトンネル１０５はＶＰＮ装置１−４とＶＰＮ装置１−５との間に作成されている。   The VPN tunnel 101 is created between the VPN device 1-1 and the VPN device 1-2, the VPN tunnel 102 is created between the VPN device 1-2 and the VPN device 1-3, and the VPN tunnel 103 is the VPN device. 1-3 is created between the VPN apparatus 1-4, the VPN tunnel 104 is created between the VPN apparatus 1-3 and the VPN apparatus 1-5, and the VPN tunnel 105 is created between the VPN apparatus 1-4 and the VPN apparatus. 1-5.

図２は本発明の一実施例によるＶＰＮ装置の構成を示すブロック図である。図２において、ＶＰＮ装置１はＶＰＮトンネル確立時の暗号化鍵交換手段１１と、暗号化鍵更新手段１２と、ＶＰＮパケット送信手段１３と、ＶＰＮパケットスルー手段１５またはＶＰＮパケット受信手段１４と、通信相手別暗号化鍵保存用メモリ１６とから構成されている。尚、図１に示すＶＰＮ装置１−１〜１−５の構成は上記のＶＰＮ装置１と同様の構成となっている。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a VPN apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, the VPN apparatus 1 communicates with an encryption key exchanging means 11, an encryption key updating means 12, a VPN packet transmitting means 13, a VPN packet through means 15 or a VPN packet receiving means 14 when establishing a VPN tunnel. The other party encryption key storage memory 16 is configured. The configuration of the VPN devices 1-1 to 1-5 shown in FIG. 1 is the same as that of the VPN device 1 described above.

図３及び図４は本発明の一実施例による暗号化鍵の交換方法を示すシーケンスチャートであり、図５は本発明の一実施例によるＶＰＮパケットの送信処理を示すフローチャートであり、図６は本発明の一実施例によるＶＰＮパケットのスルー及び受信処理を示すフローチャートであり、図７は図２の通信相手別暗号化鍵保存用メモリ１６の構成を示す図であり、図８は本発明の一実施例による送受信データのヘッダ上のＶＰＮスルー表示を示す図である。これら図１〜図８を参照して本発明の一実施例の処理について説明する。   3 and 4 are sequence charts illustrating an encryption key exchange method according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flowchart illustrating VPN packet transmission processing according to an embodiment of the present invention. 7 is a flowchart showing VPN packet through and reception processing according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the communication partner encryption key storage memory 16 of FIG. 2, and FIG. It is a figure which shows the VPN through display on the header of the transmission / reception data by one Example. The processing of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、ＶＰＮ装置１−１とＶＰＮ装置１−２との間にはＶＰＮトンネル１０１が確立される（図３のａ２）。この時、ＶＰＮ装置１−１とＶＰＮ装置１−２との間では、暗号通信を行うために互いの暗号化鍵が交換される（図３のａ１）。   First, a VPN tunnel 101 is established between the VPN device 1-1 and the VPN device 1-2 (a2 in FIG. 3). At this time, mutual encryption keys are exchanged between the VPN apparatus 1-1 and the VPN apparatus 1-2 in order to perform encrypted communication (a1 in FIG. 3).

次に、ＶＰＮ装置１−２とＶＰＮ装置１−３との間にＶＰＮトンネル１０２を確立する時（図３のａ４）、ＶＰＮ装置１−２はＶＰＮ装置１−３から受け取った暗号化鍵を（図３のａ３）、既に確立されて暗号化されているＶＰＮトンネル１０１を使ってＶＰＮ装置１−１に安全に通知する（図３のａ５）。   Next, when the VPN tunnel 102 is established between the VPN device 1-2 and the VPN device 1-3 (a4 in FIG. 3), the VPN device 1-2 uses the encryption key received from the VPN device 1-3. (A3 in FIG. 3), the VPN apparatus 1-1 is securely notified using the already established and encrypted VPN tunnel 101 (a5 in FIG. 3).

ＶＰＮ装置１−１は、ＶＰＮ装置１−３の暗号化鍵をＶＰＮ装置１−２から受け取ると、図７に示すような通信相手別の暗号化鍵として通信相手別暗号化鍵保存用メモリ１６に保存する。この場合、通信相手別暗号化鍵保存用メモリ１６には、通信相手別の暗号化鍵が、ＶＰＮ装置１−３のＶＰＮユーザ２−３が取り得るＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰのネットワークアドレスと一緒に格納される。   When the VPN device 1-1 receives the encryption key of the VPN device 1-3 from the VPN device 1-2, the communication partner-specific encryption key storage memory 16 as an encryption key for each communication partner as shown in FIG. Save to. In this case, the encryption key storage memory 16 for each communication partner stores a TCP (Transmission Control Protocol) / IP network address that can be obtained by the VPN user 2-3 of the VPN apparatus 1-3. Stored together with.

また、ＶＰＮ装置１−２は既に保存している通信相手別暗号化鍵情報、この場合にはＶＰＮ装置１−１の暗号化鍵情報を新たに確立したＶＰＮトンネル１０２の接続先であるＶＰＮ装置１−３に通知する（図３のａ６）。ＶＰＮ装置１−３はＶＰＮ装置１−２から通知されたＶＰＮ装置１−１の暗号化鍵情報を、ＶＰＮ装置１−１と同様に、通信相手別暗号化鍵保存用メモリ１６に格納する。   Further, the VPN apparatus 1-2 is the VPN apparatus that is the connection destination of the VPN tunnel 102 that has already established the encryption key information for each communication partner that has been stored, in this case, the encryption key information of the VPN apparatus 1-1. 1-3 is notified (a6 in FIG. 3). The VPN device 1-3 stores the encryption key information of the VPN device 1-1 notified from the VPN device 1-2 in the communication partner-specific encryption key storage memory 16 in the same manner as the VPN device 1-1.

続いて、ＶＰＮ装置１−３とＶＰＮ装置１−４との間にＶＰＮトンネル１０３が確立された時（図３のａ８）、ＶＰＮ装置１−３とＶＰＮ装置１−４との間では、暗号通信を行うために互いの暗号化鍵が交換される（図３のａ７）。ＶＰＮ装置１−３は、上記の処理と同様にして、ＶＰＮ装置１−４から受け取った暗号化鍵を、既に確立されて暗号化されているＶＰＮトンネル１０２を使ってＶＰＮ装置１−２に安全に通知する（図３のａ９）。   Subsequently, when the VPN tunnel 103 is established between the VPN device 1-3 and the VPN device 1-4 (a8 in FIG. 3), encryption is performed between the VPN device 1-3 and the VPN device 1-4. Each other's encryption key is exchanged for communication (a7 in FIG. 3). The VPN apparatus 1-3 secures the encryption key received from the VPN apparatus 1-4 to the VPN apparatus 1-2 using the already established and encrypted VPN tunnel 102 in the same manner as the above processing. (A9 in FIG. 3).

ＶＰＮ装置１−２はＶＰＮ装置１−３からＶＰＮ装置１−４の暗号化鍵情報を受け取ると、既に確立されたＶＰＮトンネル１０１の相手があるので、その相手であるＶＰＮ装置１−１に、ＶＰＮ装置１−３から受け取ったＶＰＮ装置１−４の暗号化鍵情報をＶＰＮトンネル１０１を使って安全に通知する（図３のａ１１）。   When the VPN device 1-2 receives the encryption key information of the VPN device 1-4 from the VPN device 1-3, since there is a partner of the already established VPN tunnel 101, the VPN device 1-1, which is the partner, The encryption key information of the VPN apparatus 1-4 received from the VPN apparatus 1-3 is securely notified using the VPN tunnel 101 (a11 in FIG. 3).

一方、ＶＰＮ装置１−３は今まで持っていたＶＰＮ装置１−２及びＶＰＮ装置１−１の暗号化鍵情報を、確立したＶＰＮトンネル１０３を使って安全にＶＰＮ装置１−４に通知する。   On the other hand, the VPN apparatus 1-3 securely notifies the VPN apparatus 1-4 of the encryption key information of the VPN apparatus 1-2 and the VPN apparatus 1-1 that have been used so far, using the established VPN tunnel 103.

ＶＰＮ装置１−３とＶＰＮ装置１−５との間にＶＰＮトンネル１０４が確立された時、及びＶＰＮ装置１−４とＶＰＮ装置１−５との間にＶＰＮトンネル１０５が確立された時にも、上記と同様にして、ＶＰＮ装置１−１〜１−５には既に確立されて暗号化されているＶＰＮトンネル１０１〜１０５を使って暗号化鍵が安全に通知されることとなる。よって、本実施例では、ＶＰＮトンネル１０１〜１０５で接続されている全てのＶＰＮ装置１−１〜１−５が全てのＶＰＮ装置１−１〜１−５の暗号化鍵を持つことが可能となる。   When the VPN tunnel 104 is established between the VPN device 1-3 and the VPN device 1-5 and when the VPN tunnel 105 is established between the VPN device 1-4 and the VPN device 1-5, In the same manner as described above, the encryption keys are securely notified to the VPN apparatuses 1-1 to 1-5 using the already established and encrypted VPN tunnels 101 to 105. Therefore, in this embodiment, all the VPN devices 1-1 to 1-5 connected by the VPN tunnels 101 to 105 can have encryption keys of all the VPN devices 1-1 to 1-5. Become.

ＶＰＮトンネル１０１〜１０５で使用する暗号化鍵は安全のため、一定時間が過ぎると、新しい鍵に更新される。図４に示すように、ＶＰＮ装置１−１とＶＰＮ装置１−２との間に確立されているＶＰＮトンネル１０１にて更新のための暗号化鍵の交換が発生した場合、新たに受け取った暗号化鍵を他のＶＰＮトンネルがある場合にはその相手に通知する。   Since the encryption key used in the VPN tunnels 101 to 105 is secure, it is updated to a new key after a certain period of time. As shown in FIG. 4, when exchange of an encryption key for updating occurs in the VPN tunnel 101 established between the VPN apparatus 1-1 and the VPN apparatus 1-2, the newly received encryption If there is another VPN tunnel, the other party is notified of the encryption key.

図４に示す場合には、ＶＰＮ装置１−２はＶＰＮ装置１−１から受け取った暗号化鍵をＶＰＮ装置１−３に通知する。ＶＰＮ装置１−２からＶＰＮ装置１−１の新しい暗号化鍵を受け取ったＶＰＮ装置１−３は自分が持つデータを更新するとともに、他のＶＰＮトンネル１０３，１０４の相手に受け取ったＶＰＮ装置１−１の暗号化鍵を通知する。この場合には、ＶＰＮ装置１−４，１−５に通知される。   In the case shown in FIG. 4, the VPN apparatus 1-2 notifies the VPN apparatus 1-3 of the encryption key received from the VPN apparatus 1-1. The VPN apparatus 1-3 that has received the new encryption key of the VPN apparatus 1-1 from the VPN apparatus 1-2 updates its own data, and the VPN apparatus 1-received to the other VPN tunnels 103 and 104. 1 encryption key is notified. In this case, the VPN devices 1-4 and 1-5 are notified.

ＶＰＮ装置１−２の新しい暗号化鍵も、上記のＶＰＮ装置１−１の場合と同様に、全てのＶＰＮ装置１−１〜１−５に通知される（図４のｂ１〜ｂ６）。これによって、本実施例では、全てのＶＰＮ装置１−１〜１−５で最新の暗号化鍵情報を持つことが可能となる。   The new encryption key of the VPN device 1-2 is also notified to all the VPN devices 1-1 to 1-5 as in the case of the VPN device 1-1 (b1 to b6 in FIG. 4). Accordingly, in this embodiment, it is possible to have the latest encryption key information in all the VPN apparatuses 1-1 to 1-5.

次に、ＶＰＮトンネル１０１〜１０５を使った通信方法について、図６に示すＶＰＮパケット送信処理と図５に示すＶＰＮパケットスルー及び受信処理とを用いて説明する。   Next, a communication method using the VPN tunnels 101 to 105 will be described using the VPN packet transmission process shown in FIG. 6 and the VPN packet through and reception process shown in FIG.

ＶＰＮトンネル１０１〜１０５を使ってパケットを送信する場合、ＶＰＮ装置１−１〜１−５は最初に送信先のＩＰアドレスからネットワークアドレスを求め、それを使用して図７に示す通信相手別の暗号化鍵から送信先のＶＰＮユーザ２−１〜２−５が接続されているＶＰＮ装置１−１〜１−５の暗号化鍵を検索する（図６ステップＳ１１）。   When packets are transmitted using the VPN tunnels 101 to 105, the VPN apparatuses 1-1 to 1-5 first obtain a network address from the IP address of the transmission destination, and use that to determine the communication partner-specific communication shown in FIG. The encryption keys of the VPN apparatuses 1-1 to 1-5 to which the destination VPN users 2-1 to 2-5 are connected are searched from the encryption keys (step S11 in FIG. 6).

暗号化鍵＃１〜＃３が登録されていた場合（図６ステップＳ１２）、ＶＰＮ装置１−１〜１−５はその暗号化鍵を使用して送信するデータを暗号化し（図６ステップＳ１３）、図８に示す通信データヘッダ部のＶＰＮスルーフラグに“１”を設定して送信する（図６ステップＳ１４，Ｓ１５）。   When the encryption keys # 1 to # 3 are registered (step S12 in FIG. 6), the VPN apparatuses 1-1 to 1-5 encrypt the data to be transmitted using the encryption key (step S13 in FIG. 6). ), “1” is set in the VPN through flag of the communication data header portion shown in FIG. 8 and transmitted (steps S14 and S15 in FIG. 6).

暗号化鍵が登録されてない場合（図６ステップＳ１２）、ＶＰＮ装置１−１〜１−５は送信に使用するＶＰＮトンネル１０１〜１０５の相手ＶＰＮ装置の暗号化鍵で送信するデータを暗号化し（図６ステップＳ１６）、通信データヘッダ部のＶＰＮスルーフラグに“０”を設定して送信する（図６ステップＳ１７，Ｓ１５）。   When the encryption key is not registered (step S12 in FIG. 6), the VPN apparatuses 1-1 to 1-5 encrypt the data to be transmitted with the encryption key of the partner VPN apparatus of the VPN tunnels 101 to 105 used for transmission. (Step S16 in FIG. 6), the VPN through flag in the communication data header is set to “0” and transmitted (Steps S17 and S15 in FIG. 6).

ＶＰＮトンネル１０１〜１０５を使ってパケットを受信したＶＰＮ装置１−１〜１−５は送信先のＶＰＮユーザが配下にいない場合（図５ステップＳ１）、通信データのヘッダ部にあるＶＰＮスルーフラグを参照して“１”であれば（図５ステップＳ４）、送信先ＶＰＮユーザに向かう次のＶＰＮトンネルを使って受信したパケットをそのまま送信する（図５ステップＳ７）。   The VPN apparatuses 1-1 to 1-5 that have received the packets using the VPN tunnels 101 to 105 set the VPN through flag in the header of the communication data when the destination VPN user is not under their control (step S1 in FIG. 5). If it is “1” (step S4 in FIG. 5), the packet received using the next VPN tunnel toward the destination VPN user is transmitted as it is (step S7 in FIG. 5).

通信ヘッダ部のＶＰＮスルーフラグが“０”の場合（図５ステップＳ４）、ＶＰＮ装置１−１〜１−５は受信したデータを自装置から相手ＶＰＮ装置に通知した暗号化鍵を用いて復号した後（図５ステップＳ５）、上述したＶＰＮパケット送信処理を実行する（図５ステップＳ６）。   When the VPN through flag in the communication header portion is “0” (step S4 in FIG. 5), the VPN devices 1-1 to 1-5 decrypt the received data using the encryption key notified from the own device to the other VPN device. After that (step S5 in FIG. 5), the VPN packet transmission process described above is executed (step S6 in FIG. 5).

送信先ＶＰＮユーザが配下にいる場合（図５ステップＳ１）、ＶＰＮ装置１−１〜１−５は相手ＶＰＮ装置に通知した暗号化鍵で復号し（図５ステップＳ２）、その復号したデータをＶＰＮユーザ２−１〜２−５に送信する（図５ステップＳ３）。   When the destination VPN user is under the control (step S1 in FIG. 5), the VPN devices 1-1 to 1-5 decrypt the encrypted data notified to the partner VPN device (step S2 in FIG. 5), and the decrypted data is displayed. Transmit to the VPN users 2-1 to 2-5 (step S3 in FIG. 5).

このように、本実施例では、ＶＰＮトンネル１０１〜１０５から受信したパケットを他のＶＰＮトンネルへ送信する際に暗号データを復号して再度暗号化する処理を省略することができるため、複数のＶＰＮトンネル１０１〜１０５を用いた通信において通信速度を向上させることができる。   As described above, in this embodiment, when a packet received from the VPN tunnels 101 to 105 is transmitted to another VPN tunnel, the process of decrypting the encrypted data and encrypting it again can be omitted. The communication speed can be improved in the communication using the tunnels 101 to 105.

本発明の一実施例によるＶＰＮシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the VPN system by one Example of this invention. 本発明の一実施例によるＶＰＮ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the VPN apparatus by one Example of this invention. 本発明の一実施例による暗号化鍵の交換方法を示すシーケンスチャートである。It is a sequence chart which shows the exchange method of the encryption key by one Example of this invention. 本発明の一実施例による暗号化鍵の交換方法を示すシーケンスチャートである。It is a sequence chart which shows the exchange method of the encryption key by one Example of this invention. 本発明の一実施例によるＶＰＮパケットの送信処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the transmission process of the VPN packet by one Example of this invention. 本発明の一実施例によるＶＰＮパケットのスルー及び受信処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating VPN packet through and reception processing according to an embodiment of the present invention. 図２の通信相手別暗号化鍵保存用メモリの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a communication partner-specific encryption key storage memory of FIG. 2. 本発明の一実施例による送受信データのヘッダ上のＶＰＮスルー表示を示す図である。It is a figure which shows the VPN through display on the header of the transmission / reception data by one Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１−１〜１−５ ＶＰＮ装置
２−１〜２−５ ＶＰＮユーザ
１１ 暗号化鍵交換手段
１２ 暗号化鍵更新手段
１３ ＶＰＮパケット送信手段
１４ ＶＰＮパケット受信手段
１５ ＶＰＮパケットスルー手段
１６ 通信相手別暗号化鍵保存用メモリ
１００ ＩＰネットワーク
１０１〜１０５ ＶＰＮトンネル
1-1 to 1-5 VPN device 2-1 to 2-5 VPN user
11 Encryption key exchange means
12 Encryption key update means
13 VPN packet transmission means
14 VPN packet receiving means
15 VPN packet through means
16 Communication key storage memory for each communication partner
100 IP network 101-105 VPN tunnel

Claims (15)

ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク上に配置されたＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）装置間にＶＰＮトンネルを設定して前記ＶＰＮ装置間で相互の暗号化鍵を交換し、その暗号化鍵にて暗号化したデータを前記ＶＰＮトンネルを介して接続先に伝送するＶＰＮシステムであって、
前記ＶＰＮトンネルの確立時にその接続先と交換した暗号化鍵を既に確立されている他のＶＰＮトンネルを介して前記他のＶＰＮトンネルによる接続先に通知する手段を前記ＶＰＮ装置に有することを特徴とするＶＰＮシステム。 Data obtained by setting a VPN tunnel between VPN (Virtual Private Network) devices arranged on an IP (Internet Protocol) network, exchanging mutual encryption keys between the VPN devices, and encrypting with the encryption key Is transmitted to the connection destination via the VPN tunnel,
The VPN apparatus has means for notifying the connection destination through the other VPN tunnel of the encryption key exchanged with the connection destination when the VPN tunnel is established through the other VPN tunnel already established. VPN system. 前記ＶＰＮトンネルを介して受信した暗号化鍵を通信相手別の暗号化鍵としてその通信相手の情報とともに保持する保持手段を前記ＶＰＮ装置に含むことを特徴とする請求項１記載のＶＰＮシステム。   2. The VPN system according to claim 1, wherein the VPN apparatus includes holding means for holding the encryption key received via the VPN tunnel together with information on the communication partner as an encryption key for each communication partner. 前記ＶＰＮ装置は、データの送信先に応じて前記保持手段に保持された前記通信相手別の暗号化鍵を用いて暗号化を行うことを特徴とする請求項２記載のＶＰＮシステム。   3. The VPN system according to claim 2, wherein the VPN apparatus performs encryption using the encryption key for each communication partner held in the holding unit according to a data transmission destination. 前記ＶＰＮ装置は、前記暗号化鍵の更新時に既に確立されているＶＰＮトンネルを介してそのＶＰＮトンネルによる接続先に更新された暗号化鍵を通知することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載のＶＰＮシステム。   The VPN apparatus notifies the updated encryption key to a connection destination through the VPN tunnel through a VPN tunnel already established when the encryption key is updated. The VPN system according to any one of the above. 前記ＶＰＮ装置は、ＩＰｓｅｃ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載のＶＰＮシステム。   The VPN system according to any one of claims 1 to 4, wherein the VPN apparatus uses IPsec (Internet Protocol security protocol). ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク上に配置され、他装置との間にＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）トンネルを設定してその他装置との間で相互の暗号化鍵を交換し、その暗号化鍵にて暗号化したデータを前記ＶＰＮトンネルを介して接続先に伝送するＶＰＮ装置であって、
前記ＶＰＮトンネルの確立時にその接続先と交換した暗号化鍵を既に確立されている他のＶＰＮトンネルを介して前記他のＶＰＮトンネルによる接続先に通知する手段を有することを特徴とするＶＰＮ装置。 Located on an IP (Internet Protocol) network, a VPN (Virtual Private Network) tunnel is set up with other devices, and mutual encryption keys are exchanged with other devices, and encryption is performed using the encryption key. A VPN apparatus that transmits the converted data to a connection destination through the VPN tunnel,
A VPN apparatus comprising: a means for notifying a connection destination through the other VPN tunnel of an encryption key exchanged with the connection destination at the time of establishment of the VPN tunnel through another VPN tunnel already established. 前記ＶＰＮトンネルを介して受信した暗号化鍵を通信相手別の暗号化鍵としてその通信相手の情報とともに保持する保持手段を含むことを特徴とする請求項６記載のＶＰＮ装置。   7. The VPN apparatus according to claim 6, further comprising holding means for holding the encryption key received via the VPN tunnel together with information on the communication partner as an encryption key for each communication partner. データの送信先に応じて前記保持手段に保持された前記通信相手別の暗号化鍵を用いて暗号化を行うことを特徴とする請求項７記載のＶＰＮ装置。   8. The VPN apparatus according to claim 7, wherein encryption is performed using an encryption key for each communication partner held in the holding unit according to a data transmission destination. 前記暗号化鍵の更新時に既に確立されているＶＰＮトンネルを介してそのＶＰＮトンネルによる接続先に更新された暗号化鍵を通知することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか記載のＶＰＮ装置。   9. The updated encryption key is notified to a connection destination through the VPN tunnel via the already established VPN tunnel when the encryption key is updated. VPN device. ＩＰｓｅｃ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか記載のＶＰＮ装置。   The VPN apparatus according to any one of claims 6 to 9, wherein an IPsec (Internet Protocol security protocol) is used. ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク上に配置されたＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）装置間にＶＰＮトンネルを設定して前記ＶＰＮ装置間で相互の暗号化鍵を交換し、その暗号化鍵にて暗号化したデータを前記ＶＰＮトンネルを介して接続先に伝送するＶＰＮシステムにおいて前記暗号化鍵を配布する暗号化鍵配布方法であって、前記ＶＰＮ装置側に、前記ＶＰＮトンネルの確立時にその接続先と交換した暗号化鍵を既に確立されている他のＶＰＮトンネルを介して前記他のＶＰＮトンネルによる接続先に通知するステップを有することを特徴とする暗号化鍵配布方法。   Data obtained by setting a VPN tunnel between VPN (Virtual Private Network) devices arranged on an IP (Internet Protocol) network, exchanging mutual encryption keys between the VPN devices, and encrypting with the encryption key In the VPN system for transmitting the encryption key to the connection destination via the VPN tunnel, the encryption key distribution method distributing the encryption key to the VPN device side when the VPN tunnel is established. An encryption key distribution method comprising a step of notifying a connection destination through another VPN tunnel through another VPN tunnel that has already been established. 前記ＶＰＮ装置が、前記ＶＰＮトンネルを介して受信した暗号化鍵を通信相手別の暗号化鍵としてその通信相手の情報とともに保持手段に保持することを特徴とする請求項１１記載の暗号化鍵配布方法。   12. The encryption key distribution according to claim 11, wherein the VPN device holds the encryption key received through the VPN tunnel in a holding unit together with information of the communication partner as an encryption key for each communication partner. Method. 前記ＶＰＮ装置が、データの送信先に応じて前記保持手段に保持された前記通信相手別の暗号化鍵を用いて暗号化を行うことを特徴とする請求項１２記載の暗号化鍵配布方法。   13. The encryption key distribution method according to claim 12, wherein the VPN apparatus performs encryption using the encryption key for each communication partner held in the holding unit according to a data transmission destination. 前記ＶＰＮ装置が、前記暗号化鍵の更新時に既に確立されているＶＰＮトンネルを介してそのＶＰＮトンネルによる接続先に更新された暗号化鍵を通知することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか記載の暗号化鍵配布方法。   The said VPN apparatus notifies the updated encryption key to the connection destination by the VPN tunnel through the VPN tunnel already established at the time of the said update of the encryption key. The encryption key distribution method described in any of the above. 前記ＶＰＮ装置は、ＩＰｓｅｃ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いることを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか記載の暗号化鍵配布方法。
The encryption key distribution method according to any one of claims 11 to 14, wherein the VPN device uses IPsec (Internet Protocol security protocol).
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