JP2008113128A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有線の通信インターフェイスを使用せずに、無線通信を行うときの認証に必要なデータを登録する際に、ユーザの手間を軽減することができる無線通信装置を提供すること。
【解決手段】データを無線通信規格に準拠したフレームで送受信する無線通信装置１０において、通信相手の無線通信装置のシリアルナンバーを１つ以上記憶するメモリ１２と、通信相手の無線通信装置が認証する際に、メモリ１２に予め記憶されているシリアルナンバーが設定された認証用のフレームを通信相手の無線通信装置に送信する無線通信処理部１３と、無線通信処理部１３が認証用のフレームに応じた返答のフレームを受信すると認証判定する認証判定部１４とを備えた構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信に関わる処理を行う無線通信装置に関する。

近年の通信技術の発展は著しく、特に無線通信技術は、有線によるネットワークの配線の煩雑さを解消する等、無線ネットワークを利用するユーザの利便性を更に向上させることから、ますます注目されてきているが、無線通信技術を多用することにより様々な問題が生じることもある。

例えば、その問題の１つにセキュリティに関わる問題が挙げられる。通信手段として有線のネットワークを使用すれば、ケーブルを媒体して情報が伝達されるので、第三者の通信機器から情報を盗聴される危険性は小さい。しかし、通信手段として無線のネットワークを使用すると、電波を媒体して情報が伝達されるので、無線ネットワークの参加者でない第三者の通信機器から情報を盗聴される可能性が高くなってしまう。

そこで、通信機器が無線通信を確立する前の認証手順の一例としては、ホストＰＣのＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェイスと印刷装置のＵＳＢインターフェイスとをＵＳＢケーブルで接続しておき、ホストＰＣは、ユーザの指示で設定コマンドを印刷装置にＵＳＢケーブルを介して送信することにより、ホストＰＣと印刷装置との両方が鍵を持ってから無線通信を開始するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、無線ＬＡＮネットワークには、アクセスポイントと無線ＬＡＮ端末とが無線で接続されており、アクセスポイントには無線ＬＡＮ端末のＩＤデータを予め記憶させておき、ユーザが無線ＬＡＮ端末にＵＳＢキーを装着したとき、無線ＬＡＮ端末は、アクセスポイントに記憶させておいたＩＤデータをアクセスポイントに送信し、アクセスポイントは、送信されたＩＤデータと予め記憶されているＩＤデータとが一致したときだけ、無線通信を行う方法を提案している（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−２１７６５７号公報 特開２００６−５３９８号公報

しかしながら、特許文献１の通信方法では、無線通信を行う前にユーザがＵＳＢケーブルを接続して有線で通信する必要があり、また、特許文献２の通信方法では、無線通信を開始する毎にユーザによるＵＳＢキーの装着が必要であるため、何れの特許文献に開示されている通信方法は、ユーザにとって非常に手間となるものである。また、何れの特許文献に開示されている通信方法は、無線通信装置が、本来無線通信システムに必要がないＵＳＢの有線の通信インターフェイスを有することになり、無線通信装置の構成の規模が大きくなってしまう。

そこで、本発明は、従来の課題を解決するためになされたもので、有線の通信インターフェイスを使用せずに、無線通信を行うときの認証に必要なデータを登録する際に、ユーザの手間を軽減することができる無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明の無線通信装置は、無線通信規格に準拠したフレームでデータを送受信する無線通信装置において、通信相手の無線通信装置のシリアルナンバーを１つ以上記憶するメモリと、前記通信相手の無線通信装置が認証する際に、前記メモリに予め記憶されている前記シリアルナンバーが設定された認証用のフレームを前記通信相手の無線通信装置に送信する無線通信処理部と、前記認証用のフレームに応じた返答のフレームを前記無線通信処理部が受信すると認証判定する認証判定部とを備えた構成を有している。
この構成により、メモリに予め記憶されたシリアルナンバーが設定された認証用のフレームを通信相手の無線通信装置に送信し、認証用のフレームに応じた返答のフレームを受信すると認証判定するため、無線通信を開始する毎に認証に必要なシリアルナンバーをユーザが設定して認証を開始させる必要はなく、無線通信を行うときの認証を自動で行うことでユーザの手間を軽減することができる。

また、本発明の無線通信装置は、前記無線通信処理部が前記認証用のフレームを受信したとき、受信した前記認証用のフレームに設定されたシリアルナンバーが前記メモリに予め記憶されている前記シリアルナンバーと一致していた場合、前記返答のフレームを前記認証用のフレームの送信元に送信する構成を有している。
この構成により、受信した認証用のフレームに設定されたシリアルナンバーがメモリに予め記憶されているシリアルナンバーと一致していた場合、返答のフレームを認証用のフレームの送信元に送信するため、無線通信を行うときの認証を自動で行うことでユーザの手間を軽減することができる。

また、本発明の無線通信装置は、前記無線通信処理部が前記認証用のフレームを受信したとき、受信した前記認証用のフレームに設定されたシリアルナンバーが前記メモリに予め記憶されている前記シリアルナンバーと一致していない場合、前記認証用のフレームの送信元に対する送信を一定期間禁止する構成を有している。
この構成により、受信した認証用のフレームに設定されたシリアルナンバーがメモリに予め記憶されているシリアルナンバーと一致していない場合、認証用のフレームの送信元に対する送信を一定期間禁止するため、不審な無線通信装置と通信しないことで安全性を保つことができる。

また、本発明の無線通信装置は、前記無線通信処理部が、前記シリアルナンバーと、該シリアルナンバーに対応する前記通信相手の無線通信装置のＭＡＣアドレスとが設定された前記認証用のフレームを前記通信相手の無線通信装置に送信する構成を有している。
この構成により、シリアルナンバーとＭＡＣアドレスとが設定された認証用のフレームを通信相手の無線通信装置に送信するため、シリアルナンバーとＭＡＣアドレスとの送信が一度で済み、通信トラフィック量を低減することができる。

また、本発明の無線通信装置は、前記無線通信処理部が、前記認証用のフレームおよび前記返答のフレームを送信する際前記通信相手の無線通信装置の公開鍵で暗号化し、暗号化された前記認証用のフレームおよび前記返答のフレームを受信したとき自身の復号鍵で復号する構成を有している。
この構成により、認証用のフレームおよび返答のフレームを送信する際、通信相手の無線通信装置の公開鍵で暗号化し、暗号化された認証用のフレームおよび返答のフレームを受信したとき自身の復号鍵で復号するため、認証時に送受信されるデータの機密性を高めることができる。

また、本発明の無線通信装置は、前記無線通信装置がコンピュータに接続されており、前記コンピュータに導入された無線通信を行うプログラムを起動した場合、前記無線通信処理部は、前記認証用のフレームを前記通信相手の無線通信装置に送信する構成を有している。
この構成により、コンピュータに導入された無線通信を行うプログラムを起動した場合、認証用のフレームを通信相手の無線通信装置に送信するため、ユーザの手間を軽減することができる。

また、本発明の無線通信装置は、前記認証用のフレームおよび前記返答のフレームが、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズのフレームフォーマットにシリアルナンバーを設定するためのフィールドを設けた構造である構成を有している。
この構成により、簡易なフレームの構造で認証を行うことができる。

また、本発明の無線通信装置は、前記相手の無線通信装置にフレームを送信する際に用いる前記公開鍵は、前記相手の無線通信装置の前記シリアルナンバーに基づいた鍵を公開鍵とし、前記相手の無線通信装置からフレームを受信した際に用いる前記復号鍵は、該シリアルナンバーに基づいた公開鍵と対をなす復号鍵とする構成を有している。
この構成により、シリアルナンバーに基づいた鍵を公開鍵、および公開鍵と対をなす復号鍵を用いるため、暗号化通信を簡易に行うことができる。

以上のように本発明は、有線の通信インターフェイスを使用せずに、無線通信を行うときの認証に必要なデータを登録する際に、ユーザの手間を軽減することができる無線通信装置を提供するものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明の実施の形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの無線ＬＡＮに関する例を用いて説明する。なお、本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの無線ＬＡＮの通信に限定することなく、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ−ＵＳＢなどの無線通信規格に準拠した通信でもよい。

図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置の構成図の一例である。図１に示した無線通信装置１０は、データ送受信部１１、メモリ１２、無線通信処理部１３、認証判定部１４によって構成されている。

なお、データ送受信部１１、メモリ１２、無線通信処理部１３、認証判定部１４のそれぞれは、例えば、電子回路によって構成されていてもよいし、同一チップ上に形成されていてもよい。

なお、無線通信装置１０は、通信相手の無線通信装置とリンクを確立させてからデータの送受信を行うものとする。また、無線通信装置１０は、通信相手の無線通信装置とリンクを確立させる際に認証の要求を行うホスト、または、この要求を受け付ける端末（デバイス）になることが可能である。

データ送受信部１１は、図１に示したようにパソコン２０や複合機などの外部機器との間でデータを送受信する場合、ＵＳＢインターフェイスであり、外部機器と無線通信装置１０とをＵＳＢケーブルで接続しておき、外部機器との間でＵＳＢの規格に準拠してデータを送受信するようになっている。

なお、データ送受信部１１は、ＵＳＢインターフェイス部に限定されず、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）インターフェイス部、またはＩＥＥＥ１３９４インターフェイス部でもよい。

また、無線通信装置１０が、パソコン２０や複合機などの外部機器と接続して通信するものではなく、プログラムを実行するＣＰＵを備えたモバイル用の端末などである場合、データ送受信部１１は、モバイル用の端末のアプリケーションを実行するプログラムを介してＣＰＵとの間でデータを送受信するようになる。

メモリ１２は、パソコン２０などの外部機器からＤＭＡ（Direct Memory Access）転送されたデータを記憶し、データを通信相手の無線通信装置に送信する際に無線通信処理部１３に出力するようになっている。なお、メモリ１２には、予め記憶させておいた通信相手の無線通信装置のシリアルナンバー（識別番号）およびＭＡＣアドレスなどが格納されている。

無線通信処理部１３は、メモリ１２に記憶されたデータをＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠したフレームに変換し、変換したフレームをＲＦ信号に変調し、アンテナ９を介して送信するようになっている。また、無線通信処理部１３は、アンテナ９を介してＲＦ信号を受信し、受信したＲＦ信号をフレームに復調するようになっている。

なお、無線通信処理部１３は、通信相手の無線通信装置との間で送受信されるフレームを公開鍵方式で暗号化する際、フレームをＲＦ信号に変調する前にフレームを公開鍵で暗号化するようにしてもよい。また、無線通信処理部１３は、通信相手から受信したＲＦ信号を、暗号化されたフレームに復調したとき、暗号化されたフレームを、公開鍵と対をなす復号鍵で復号するようにしてもよい。

また、無線通信装置１０をホストとした場合、無線通信処理部１３は、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズによる通信相手の無線通信装置とリンクを確立させる際に、メモリ１２に予め記憶されているシリアルナンバーを設定した認証用のフレームを生成し、生成した認証用のフレームを通信相手の無線通信装置に送信するようになっている。

無線通信装置１０を端末とした場合、認証判定部１４は、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズによる通信相手の無線通信装置とリンクを確立させる際に、無線通信処理部１３で受信した認証用のフレームに含まれるシリアルナンバーがメモリ１２に予め記憶されているシリアルナンバーと一致するか否か判定するようになっている。

また、無線通信処理部１３は、認証判定部１４がシリアルナンバーと一致すると判定した場合に、返答のフレームを送信元に返信し、認証判定部１４がシリアルナンバーと一致しないと判定した場合に、一定期間、ホストの無線通信装置に対する送信を禁止するようになっている。

また、無線通信装置１０をホストとした場合、認証判定部１４は、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズによる通信相手の無線通信装置とリンクを確立させる際に、無線通信処理部１３で返答のフレームを受信した場合認証判定して、例えば、初期認証が成功したとしてリンクの確立を許可するようになっている。

なお、ホストとなる無線通信装置１０が端末に認証用のフレームを送信してから一定期間が経過して返答のフレームを受信しない場合、初期認証が失敗したとしてリンクの確立を許可しない。

以上のように構成された無線通信装置１０の動作について図面を用いて説明する。図２は、通信相手の無線通信装置とリンクを確立させる際のホスト側の動作のフローチャートである。

まず、ユーザは、パソコン２０と無線通信装置１０とをＵＳＢケーブルで接続しておき、パソコン２０に導入された無線通信を行うプログラムを起動するか、または、パソコン２０の起動時にこのプログラムが起動される。この時、無線通信処理部１３は、通信相手の無線通信装置とリンクを確立させる際に、メモリ１２に予め記憶されているシリアルナンバーを設定した認証用のフレームを生成する（Ｓ１）。

なお、無線通信装置１０がモバイル用の端末などである場合、電源スイッチをＯＮにしたときに、ステップＳ１が実施されるようにしてもよい。

ここで、認証用のフレームおよび返答のフレームを図３に示す。図３に示したフレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズのＭＡＣフレームフォーマットに新たにシリアルナンバーを設定するためのフィールドを設けたものであり、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレスなどの情報が設定されるＭＡＣヘッダ部、シリアルナンバー、データが設定されるフレームボディ部、およびＦＣＳのフィールドからなる。

特に図示していないが、認証用のフレームまたは返答のフレームの種別を示すビットがフレーム内に存在し、フレームの種別に応じてこのビットがＯＮとなるようにしてもよい。

次に、無線通信処理部１３は、生成した認証用のフレームを通信相手の公開鍵で暗号化し（Ｓ２）、暗号化した認証用のフレームを通信相手の無線通信装置にアンテナ９を介して送信する（Ｓ３）。

引き続き、暗号化した認証用のフレームを受信した通信相手の無線通信装置は、自身の復号鍵で認証用のフレームを復号し、復号した認証用のフレームに設定されているシリアルナンバーが自身のシリアルナンバーと一致した場合、返答のフレームを無線通信装置１０の公開鍵で暗号化して無線通信装置１０に送信する。

その後、無線通信処理部１３は、返答のフレームを受信し（Ｓ４）、受信した返答のフレームを無線通信装置１０の復号鍵で復号する（Ｓ５）。次に、認証判定部１４は、返答のフレームに含まれるＭＡＣアドレスから通信相手を確認し、初期認証が成功したとしてリンクの確立を許可する（Ｓ６）。

無線通信処理部１３は、メモリ１２に記憶されているシリアルナンバーのうち、未だ選択していないシリアルナンバーがあるか否かを確認し（Ｓ７）、選択していないシリアルナンバーがあれば選択し、ステップＳ１を再度実施する。

選択していないシリアルナンバーがなくなった場合、無線通信処理部１３は、ステップＳ７でリンクの確立が許可された通信相手との通信を開始する（Ｓ８）。なお、無線通信装置１０が端末に認証用のフレームを送信してから一定期間が経過して返答のフレームを受信しない場合、初期認証が失敗したとしてリンクの確立を許可しない。以上説明したステップＳ１〜ステップＳ８は、全て自動で行われる。

また具体例として、図４では、無線ネットワーク内に複数の無線通信装置が存在する場合の概念図を示している。なお、図４の無線ネットワークは、ＢＳＳまたはＩＢＳＳで識別される無線ＬＡＮを表しており、この無線ネットワークには、無線通信装置１０Ａ、無線通信装置１０Ｂ、無線通信装置１０Ｃ、および無線通信装置１０Ｄが接続されている。また、無線通信装置１０Ａは、無線通信装置１０Ｂ、無線通信装置１０Ｃ、無線通信装置１０Ｄの順番で各シリアルナンバーをメモリ１２に予め記憶している。

ホストとなる無線通信装置１０Ａは、メモリ１２に予め記憶されているシリアルナンバーの順番に基づいて、図４に示したように無線通信装置１０Ｂ、無線通信装置１０Ｃ、無線通信装置１０Ｄの順で認証用のフレームを送信することで、無線通信装置１０Ｂ、無線通信装置１０Ｃ、無線通信装置１０Ｄとのリンクを確立させる。

なお、ホストとなる無線通信装置１０は、ＡＰ（アクセスポイント）、ＳＴＡ（ステーション）のどちらでもよいが、ＳＴＡとなる無線通信装置１０のメモリ１２にＡＰのシリアルナンバーだけ記憶しておき、ＳＴＡとなる無線通信装置１０は、ＡＰとなる無線通信装置１０とだけ通信することが望ましい。

また、上述したステップＳ８では、メモリ１２に記憶されているシリアルナンバーのうち、未だ選択していないシリアルナンバーがあるか否かを確認するとしたが、他の方法で確認してもよい。

例えば、複数の無線通信装置１０のうち特定の無線通信装置１０を通信相手とするのであれば、特定の無線通信装置１０だけと通信するようにユーザが設定できるようにしておき、ステップＳ８では、ユーザの設定で決められた特定のシリアルナンバーのうち、未だ選択していないシリアルナンバーがあるか否かを確認してもよい。

また、端末となる無線通信装置１０が、電源が投入されていない等で通信開始状態でないとき、ホストとなる無線通信装置１０は、認証用のフレームに応じる返答のフレームを受信しないため、認証用のフレームを送信してから一定時間経過後に、返答のフレームを送信しない無線通信装置１０に認証用のフレームを再送するようにしてもよい。

また、ホストとなる無線通信装置１０と端末となる無線通信装置１０との間で送受信されるフレームが公開鍵方式で暗号化される場合、ホストとなる無線通信装置１０は、予めメモリ１２に記憶されているそれぞれのシリアルナンバーに基づいた鍵を公開鍵とし、また、シリアルナンバーに基づいた公開鍵と対をなす復号鍵を生成しておく。なお、シリアルナンバー自身を公開鍵としてもよい。シリアルナンバーに対応した端末となる無線通信装置１０のＭＡＣアドレスから、該当する公開鍵および復号鍵が特定されるような表形式の情報がメモリ１２に記憶されるようにしてもよい。

端末となる無線通信装置１０は、ホストとなる無線通信装置１０から送信されたシリアルナンバーを暗号鍵とし、ホストとなる無線通信装置１０に暗号化した情報を送信するようにしてもよい。その際、ホストとなる無線通信装置１０は、暗号化された情報を受信し、暗号化した無線通信装置１０のＭＡＣアドレスから復号鍵を特定し、特定した復号鍵で暗号化された情報を復号する。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る無線通信装置は、メモリ１２に予め記憶されたシリアルナンバーが設定された認証用のフレームを通信相手の無線通信装置に送信し、認証用のフレームに応じた返答のフレームを受信すると認証判定するため、無線通信を開始する毎に認証に必要なシリアルナンバーをユーザが設定して認証を開始させる必要はなく、無線通信を行うときの認証を自動で行うことでユーザの手間を軽減することができる。

本発明の実施の形態に係る無線通信装置の構成図 通信相手の無線通信装置とリンクを確立させる際のホスト側の動作のフローチャート 認証用のフレームおよび返答のフレームを示す図 無線ネットワーク内に複数の無線通信装置が存在する場合の概念図

符号の説明

１０ 無線通信装置
１１ データ送受信部
１２ メモリ
１３ 無線通信処理部
１４ 認証判定部
２０ パソコン

Claims (8)

1. 無線通信規格に準拠したフレームでデータを送受信する無線通信装置において、
   通信相手の無線通信装置のシリアルナンバーを１つ以上記憶するメモリと、
   前記通信相手の無線通信装置が認証する際に、前記メモリに予め記憶されている前記シリアルナンバーが設定された認証用のフレームを前記通信相手の無線通信装置に送信する無線通信処理部と、
   前記認証用のフレームに応じた返答のフレームを前記無線通信処理部が受信すると認証判定する認証判定部とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記無線通信処理部が前記認証用のフレームを受信したとき、受信した前記認証用のフレームに設定されたシリアルナンバーが前記メモリに予め記憶されている前記シリアルナンバーと一致していた場合、前記返答のフレームを前記認証用のフレームの送信元に送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記無線通信処理部が前記認証用のフレームを受信したとき、受信した前記認証用のフレームに設定されたシリアルナンバーが前記メモリに予め記憶されている前記シリアルナンバーと一致していない場合、前記認証用のフレームの送信元に対する送信を一定期間禁止することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
4. 前記無線通信処理部は、前記シリアルナンバーと、該シリアルナンバーに対応する前記通信相手の無線通信装置のＭＡＣアドレスとが設定された前記認証用のフレームを前記通信相手の無線通信装置に送信することを特徴とする請求項１から請求項３までの何れかに記載の無線通信装置。
5. 前記無線通信処理部は、前記認証用のフレームおよび前記返答のフレームを送信する際前記通信相手の無線通信装置の公開鍵で暗号化し、暗号化された前記認証用のフレームおよび前記返答のフレームを受信したとき自身の復号鍵で復号することを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記載の無線通信装置。
6. 前記無線通信装置がコンピュータに接続されており、前記コンピュータに導入された無線通信を行うプログラムを起動した場合、前記無線通信処理部は、前記認証用のフレームを前記通信相手の無線通信装置に送信することを特徴とする請求項１から請求項５までの何れかに記載の無線通信装置。
7. 前記認証用のフレームおよび前記返答のフレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズのフレームフォーマットにシリアルナンバーを設定するためのフィールドを設けた構造であることを特徴とする請求項１から請求項６までの何れかに記載の無線通信装置。
8. 前記相手の無線通信装置にフレームを送信する際に用いる前記公開鍵は、前記相手の無線通信装置の前記シリアルナンバーに基づいた鍵を公開鍵とし、前記相手の無線通信装置からフレームを受信した際に用いる前記復号鍵は、該シリアルナンバーに基づいた公開鍵と対をなす復号鍵とすることを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
   

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