JP2011199340A - 通信装置及び方法、並びに通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の通信経路を同時に用いて通信を行う場合にも、複数の通信経路の夫々において適切な暗号化処理を行う。
【解決手段】通信装置（１００）は、夫々が、複数の接続先終端手段（１１１ｂ−１、１１１ｂ−２）のうちの対応する接続先終端手段との間に個別の通信経路（２００ａ、２００ｂ）を形成する複数の接続元終端手段（１１１ａ−１、１１１ａ−２）と、複数の接続元終端手段の夫々と対応する接続先終端手段との間で行われる通信の暗号化処理に使用され且つ複数の通信経路に対して共通に用いられる単一の暗号化情報（１２２）を、接続先終端手段を備える接続先装置との間で確立する確立手段（１０１）とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば暗号化処理を伴う通信を行う通信装置及び方法、並びに通信システムの技術分野に関する。

インターネット等のネットワーク上での盗聴や改ざん等の不正行為から通信データを保護するために、送信する通信データに対して暗号化処理を施す対応策がとられている。暗号化処理の一例として、ＩＰｓｅｃ（アイピーセック：Security Architecture for Internet Protocol）と呼ばれる技術が知られている。ＩＰｓｅｃでは、通信を行う通信装置間（ノード間）においてＩＫＥ（Internet Key Exchange protocol）を用いたＳＡ（Security Association：例えば、ＩＫＥ＿ＳＡ及びＣＨＩＬＤ＿ＳＡ）の確立が行われる。以後は、当該ＳＡを管理するデータベースであるＳＡＤ（SA Database）を参照することで、通信データの暗号化処理及び復号化処理が行われる。

ところで、近年、ネットワークの大容量化及び高速化に伴って、負荷分散や経路冗長を目的として、１つの通信装置内に複数のＩＰアドレスを収容すると共に当該複数のＩＰアドレスを用いたマルチホーミングを採用する構成が提案されている。つまり、１つの通信装置が収容する複数のＩＰアドレスの夫々に通信経路を設定する（言い換えれば、通信を行うＩＰアドレスの組（フロー）を複数用意する）と共に、当該複数の通信経路を同時に用いることで、マルチホーミングを実現する構成が提案されている。例えば、ｅＮｏｄｅＢと呼ばれる無線基地局とＳ−ＧＷ（Serving Gateway）及びＭＭＥ（Mobility Management Entity）等の上位局とを備えるＬＴＥ（Long Term Evolution）等の無線通信システムでは、上述したマルチホーミングを用いて無線基地局と上位局との間の通信又は無線基地局と隣接する無線基地局との間の通信を行うことが想定されている。

このような１つの通信装置内に複数のＩＰアドレスを収容する場合には、ＩＰｓｅｃは以下のようにＳＡを確立することを定めている。第１の確立方法として、ＲＦＣ（Request for Comment）４３０６に定義されているように、複数のＩＰアドレスが形成する複数の通信経路の夫々毎に（つまり、複数のＩＰアドレスの夫々毎に）ＳＡを確立する技術が知られている。つまり、複数のＳＡを確立する技術が知られている。第２の確立方法として、ＲＦＣ４３５５に定義されているように、任意の１つの通信経路（つまり、任意の１つのＩＰアドレス）に対してＳＡを確立すると共に、他の通信経路での暗号化処理を行う場合に当該ＳＡを切り替える技術が知られている。

経路冗長という観点からは、１つのＩＰアドレスを有する通信装置を複数設置する構成も想定される。この構成では、例えば、マスタ状態の通信装置（或いは、常用系の通信装置）とバックアップ状態の通信装置（或いは、待機系の通信装置）とを適宜切り替えることで、経路冗長を実現している。マスタ状態の通信装置での暗号化処理を伴う通信中に、暗号化処理に使用されるＳＡをバックアップ状態の通信装置に予め転送しておくことで、マスタ状態の通信装置からバックアップ状態の通信装置への切り替えに際する情報交換を不要とする技術も提案されている。一方で、１つの通信装置が複数の通信経路を収容する場合に、１つの通信経路をアクティブ回線として指定すると共に当該アクティブ回線に１つの仮想的なアドレスを付与することで、経路冗長を実現する構成も提案されている。

特開２００４−３２８５６３号公報 特開２００４−３５００２５号公報 特開２００８−２１９６７９号公報

ＲＦＣ ４３０６，"Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｋｅｙ Ｅｘｃｈａｎｇｅ （ＩＫＥｖ２） Ｐｒｏｔｏｃｏｌ" ＲＦＣ ４５５５，"ＭＯＢＩＫＥ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ"

しかしながら、１つの通信装置内に複数のＩＰアドレスを収容する際に提案されている上述のＳＡの確立方法では、以下のような技術的な問題点がある。複数のＩＰアドレスが形成する複数の通信経路の夫々毎にＳＡを確立する技術では、全ての通信経路（言い換えれば、全てのＩＰアドレス）に対してＳＡを確立するのが望ましい。このため、全ての通信経路に対応するＳＡを確立するまでに要する時間や処理負荷が非常に大きくなってしまう。ＳＡを切り替える技術では、全ての通信経路に対応するＳＡを確立しなくてよいものの、ＳＡの切替処理が頻繁に起きるがゆえに処理負荷が相対的に大きくなってしまう。更には、ＳＡを切り替えた後には、切り替え前に使用していた通信経路を用いた通信を行うことができないため、実質的には、複数のＩＰアドレスに対応する複数の通信経路を同時に用いて通信を行うことができない。

マスタ状態の通信装置とバックアップ状態の通信装置とを適宜切り替える技術や複数の通信経路のうちの１つのアクティブ回線に１つの仮想的なアドレスを付与する技術では、そもそも１つの通信装置が収容する複数のＩＰアドレスに対応する複数の通信経路を同時に用いて通信を行う状態を想定していない。

本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、例えば複数の通信経路を同時に用いて通信を行う場合にも、複数の通信経路の夫々において適切な暗号化処理を行うことを可能とならしめる通信装置及び方法、並びに通信システムを提供することを目的とする。

上記課題は、複数の接続元終端手段と、確立手段とを備える通信装置によって解決され得る。複数の接続元終端手段の夫々は、接続先の通信装置（つまり、接続先装置）が備える複数の接続先終端手段のうちの対応する接続先終端手段との間に通信経路を形成する。例えば、複数の接続元終端手段のうちの第１の接続元終端手段は、接続先装置が備える複数の接続先終端手段のうちの第１の接続先終端手段との間に第１の通信経路を形成する。同様に、例えば、複数の接続元終端手段のうちの第２の接続元終端手段は、接続先装置が備える複数の接続先終端手段のうちの第２の接続先終端手段との間に第２の通信経路を形成する。確立手段は、複数の接続先終端手段を備える接続先の通信装置（接続先装置）と間で、単一の暗号化情報を確立する。暗号化情報は、複数の接続元終端手段の夫々と対応する接続先終端手段との間で行われる通信の暗号化処理に使用される情報である。暗号化情報は、複数の接続元終端手段に対応する複数の通信経路に対して共通に用いられる情報である。例えば、第１の接続元終端手段が第１の接続先終端手段との間に第１の通信経路を形成し第２の接続元終端手段が第２の接続先終端手段との間に第２の通信経路を形成する場合には、第１の通信経路における暗号化処理及び第２の通信経路における暗号化処理は共に、共通の（言い換えれば、同一の又は単一の）暗号化情報に基づいて行われる。言い換えれば、第１の通信経路を用いた通信及び第２の通信経路を用いた通信を同時に行う場合には、第１の通信経路における暗号化処理及び第２の通信経路における暗号化処理は共に、共通の（言い換えれば、同一の又は単一の）暗号化情報に基づいて行われる。

上記課題は、上述した複数の接続元終端手段を備える通信装置における通信方法であって、上述した暗号化情報を確立する通信方法によって解決され得る。

上記課題は、上述した複数の接続先終端手段を備える接続先通信装置と、上述した複数の接続元終端手段及び上述した確立手段を備える接続元通信装置とを備える通信システムによって解決され得る。

以上説明した通信装置によれば、複数の接続元終端手段に対応する複数の通信経路に対して共通に用いられる単一の暗号化情報に基づいて暗号化処理を行うことができる。このため、複数の接続元終端手段に対応する複数の通信経路の夫々に対して個別に暗号化情報を確立する構成と比較して、暗号化情報の確立に要する時間及び処理負荷を少なくすることができる。共通に用いられる暗号化情報を確立しているため、通信経路の切り替えに伴う暗号化情報の切り替えを行わなくともよい。言い換えれば、共通の暗号化情報に基づいて複数の通信経路を用いた同時通信を行うことができるため、暗号化情報を切り替えることで通信経路を切り替えなくともよい。このため、暗号化情報の切り替えに要する処理時間分のオーバーヘッドをなくして、共通の暗号化情報に基づいて複数の通信経路を用いた同時通信を行うことができる。

以上説明した通信方法及び通信システムによれば、上述した通信装置が享受する効果と同様の効果を享受することができる。

本実施形態の通信システムの構成の一例を示すブロック図である。 本実施形態の通信システムが備える通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 本実施形態の通信システムにおけるＳＡの確立処理例の流れを示すフローチャートである。 本実施形態の通信システムにおいて確立されるＳＡの内容の一例を示すデータ構造図である。 本実施形態の通信システムにおけるパケット（データ）の送信処理例の流れを示すフローチャートである。 本実施形態の通信システムにおけるパケット（データ）の受信処理例の流れを示すフローチャートである。 本実施形態の通信装置が適用された無線基地局の構成の一例を示すブロック図である。 無線基地局を備える無線通信システムにおける処理例を示すシーケンス図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態の一例として、通信システムの実施形態について説明を進める。

（１）通信システムの構成
図１を参照して、本実施形態の通信システム１の構成の一例について説明する。図１は、本実施形態の通信システム１の構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すように、通信システム１は、有線又は無線のネットワーク網を介して接続されるイニシエータ側の通信装置１００ａとレスポンダ側の通信装置１００ｂとを備えている。イニシエータ側の通信装置１００ａの構成とレスポンダ側の通信装置１００ｂの構成とは同一であってもよいし、異なっていてもよい。以下の説明では、イニシエータ側の通信装置１００ａの構成とレスポンダ側の通信装置１００ｂの構成とが同一である例について説明する。従って、イニシエータ側の通信装置１００ａとレスポンダ側の通信装置１００ｂとを区別することなく説明する場合には、「通信装置１００」と称して説明を進める。

通信装置１００ａは、夫々に固有のＩＰアドレスが割り当てられた複数の伝送インタフェース部１１１ａを備えている。「伝送インタフェース部１１１ａ」は、「接続元終端手段」の一実施例を構成している。図１は、通信装置１００ａが、「ＩＰ１」というＩＰアドレスが割り当てられた伝送インタフェース部１１１ａ−１と、「ＩＰ３」というＩＰアドレスが割り当てられた伝送インタフェース部１１１ａ−２とを備える例を示している。同様に、通信装置１００ｂは、夫々に固有のＩＰアドレスが割り当てられた複数の伝送インタフェース部１１１ｂを備えている。「伝送インタフェース部１１１ｂ」は、「接続先終端手段」の一実施例を構成している。図１は、通信装置１００ｂが、「ＩＰ２」というＩＰアドレスが割り当てられた伝送インタフェース部１１１ｂ−１と、「ＩＰ４」というＩＰアドレスが割り当てられた伝送インタフェース部１１１ｂ−２とを備える例を示している。

通信装置１００ａが備える伝送インタフェース部１１１ａ−１と通信装置１００ｂが備える伝送インタフェース部１１１ｂ−１とは（或いは、伝送インタフェース部１１１ａ−１に割り当てられたＩＰアドレス「ＩＰ１」と伝送インタフェース部１１１ｂ−１に割り当てられたＩＰアドレス「ＩＰ３」とは）、論理的な通信回線ないしは通信経路であるフロー２００ａを形成している。同様に、通信装置１００ａが備える伝送インタフェース部１１１ａ−２と通信装置１００ｂが備える伝送インタフェース部１１１ｂ−２とは（或いは、伝送インタフェース部１１１ａ−２に割り当てられたＩＰアドレス「ＩＰ２」と伝送インタフェース部１１１ｂ−２に割り当てられたＩＰアドレス「ＩＰ４」とは）、論理的な通信回線ないしは通信経路であるフロー２００ｂを形成している。

本実施形態では、複数のフロー２００ａ及び２００ｂは、複数の通信フロー２００ａ及び２００ｂによって共通に使用される単一のＳＡ（Security Association）により規定される単一のＩＰｓｅｃトンネル３００に収容されている。従って、伝送インタフェース部１１１ａ−１と伝送インタフェース部１１１ｂ−１との間の通信及び伝送インタフェース部１１１ａ−２と伝送インタフェース部１１１ｂ−２との間の通信の夫々に対して、同一のＳＡによって実現される暗号化処理が行われる。

図１に示す「伝送インタフェース部１１１の数（言い換えれば、ＩＰアドレスの数）」は一例であって、夫々に固有のＩＰアドレスが割り当てられた３つ以上の伝送インタフェース部１１１を１つの通信装置１００が備えていてもよい。つまり、１つの通信装置１００が３つ以上のＩＰアドレスを収容してもよい。

１つの通信装置１００が収容する複数のＩＰアドレスに対応する複数のフロー２００の全てが１つのＩＰｓｅｃトンネル３００に収容されていなくともよい。言い換えれば、複数のフロー２００のうちの少なくとも２つ以上のフロー２００が１つのＩＰｓｅｃトンネル３００に収容されていれば、通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間の論理的な通信回線の収容状態は任意である。例えば、１つの通信装置１００が収容するＭ（Ｍは３以上の整数）個のＩＰアドレスのうちの第１番目のＩＰアドレスから第ｋ（ｋは、１＜ｋ＜Ｍを満たす整数）番目のＩＰアドレスに対応するｋ個のフロー２００が第１のＩＰｓｅｃトンネル３００に収容され、１つの通信装置１００が収容するＭ個のＩＰアドレスのうちの第ｋ＋１番目のＩＰアドレスから第Ｍ番目のＩＰアドレスに対応するＭ−ｋ個のフロー２００が第２のＩＰｓｅｃトンネル３００に収容されるように構成してもよい。この場合には、第１番目のＩＰアドレスから第ｋ番目のＩＰアドレスに対応するｋ個のフロー２００によって共通に使用される単一の第１ＳＡと、第ｋ＋１番目のＩＰアドレスから第Ｍ番目のＩＰアドレスに対応するＭ−ｋ個のフロー２００によって共通に使用される単一の第２ＳＡとが確立されることが好ましい。

図１は、説明の簡略化のために２つの通信装置１００を備える通信システム１について説明している。しかしながら、３つ以上の通信装置１００を備えるように構成してもよいことは言うまでもない。３つ以上の通信装置１００を備える場合であっても、任意の又は所望の２つの通信装置１００間の状態は、図１に示す２つの通信装置１００間の状態と同一となるように構成することが好ましい。３つ以上の通信装置１００を備える通信システムに対して後述する処理を行うように構成すれば、２つの通信装置１００を備える通信システム１と同様の効果を享受することができる。

（２）通信装置の構成
図２を参照して、本実施形態の通信システム１が備える通信装置１００の構成の一例について説明する。図２は、本実施形態の通信システム１が備える通信装置１００の構成の一例を示すブロック図である。

図２に示すように、通信装置１００は、ＩＫＥ（Internet Key Exchange protocol）処理部１０１と、ＩＰｓｅｃ処理部１０２と、データベース格納部１０３と、伝送インタフェース部１１１−１と、伝送インタフェース部１１１−２とを備えている。

ＩＫＥ処理部１０１は、「確立手段」の一実施例を構成しており、ＩＫＥによるネゴシエーションを行うことでＳＡ（例えば、ＩＫＥ＿ＳＡ及びＣＨＩＬＤ＿ＳＡ）を確立する。本実施形態では、ＩＫＥ処理部１０１は、複数の伝送インタフェース部１１１−１及び１１１−２に共通する（言い換えれば、複数のフロー２００に共通する）単一のＳＡを確立する。

ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、ＩＫＥ処理部１０１によって確立されたＳＡを用いて、送信するべきパケットの暗号化処理を行う。暗号化処理を行ったパケットは、伝送インタフェース部１１１−１又は１１１−２に転送される。これにより、パケットの送信処理が行われる。同様に、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、伝送インタフェース部１１１−１又は１１１−２から転送されてきたパケットの復号化処理を行う。これにより、パケットの受信処理が行われる。

データベース格納部１０３は、ＩＫＥ処理部１０１によって確立されたＳＡを管理するＳＡＤ（Security Association Database）１２１と、どのＳＡＤ１２１を使用するかを決定するＳＰ（Security Policy）を管理するＳＰＤ（Security Policy Database）１２２とを格納している。データベース格納部１０３は、例えばＲＡＭ等の半導体メモリを備えている。

伝送インタフェース部１１１−１は、ＩＰｓｅｃ処理部１０２から転送されてきたパケットを、送信先の通信装置１００が備える伝送インタフェース部１１１−１に対して送信する。伝送インタフェース部１１１−１は、送信先の通信装置１００が備える伝送インタフェース部１１１−１から送信されてきたパケットを、ＩＰｓｅｃ処理部１０２に対して転送する。

伝送インタフェース部１１１−２は、ＩＰｓｅｃ処理部１０２から転送されてきたパケットを、送信先の通信装置１００が備える伝送インタフェース部１１１−２に対して送信する。伝送インタフェース部１１１−２は、送信先の通信装置１００が備える伝送インタフェース部１１１−２から送信されてきたパケットを、ＩＰｓｅｃ処理部１０２に対して転送する。

（３）処理例
図３から図６を参照して、本実施形態の通信システム１の処理例について説明する。

（３−１）ＳＡの確立処理例
図３を参照して、本実施形態の通信システム１におけるＳＡの確立処理例について説明する。図３は、本実施形態の通信システム１におけるＳＡの確立処理例の流れを示すフローチャートである。

図３に示すように、通信装置１００ａ（つまり、イニシエータ側の通信装置１００）が備えるＩＫＥ処理部１０１は、通信装置１００ａが複数のフロー２００を終端しているか否か（言い換えれば、収容しているか否か）を判定する（ステップＳ１０１）。つまり、通信装置１００ａが備えるＩＫＥ処理部１０１は、通信装置１００ａが複数のＩＰアドレスを収容しているか否かを判定する。

ステップＳ１０１における判定の結果、通信装置１００ａが複数のフロー２００を終端していると判定された場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、通信装置１００ａが備えるＩＫＥ処理部１０１は、ＳＡ（例えば、ＩＫＥ＿ＳＡ）を確立するためのメッセージであるＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ中に、(i)通信装置１００ａが終端しているフロー２００の数及び(ii)各フロー２００を特定するための情報を少なくとも設定する（ステップＳ１０１）。例えば、図１に示す例では、通信装置１００ａが備えるＩＫＥ処理部１０１は、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ中に、通信装置１００ａが終端しているフロー２００の数として、「２」を設定する。同様に、図１に示す例では、通信装置１００ａが備えるＩＫＥ処理部１０１は、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ中に、フロー２００ａを特定するための情報（例えば、フロー２００ａを識別するためのフローＩＤ「＃１」、フロー２００ａのイニシエータ側（通信装置１００ａ側）の終端点のＩＰアドレス「ＩＰ１」、及びフロー２００ａのレスポンダ側（通信装置１００ｂ側）の終端点のＩＰアドレス「ＩＰ３」等）を設定する。同様に、図１に示す例では、通信装置１００ａが備えるＩＫＥ処理部１０１は、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ中に、フロー２００ｂを特定するための情報（例えば、フロー２００ｂを識別するためのフローＩＤ「＃２」、フロー２００ｂのイニシエータ側（通信装置１００ａ側）の終端点のＩＰアドレス「ＩＰ２」、及びフロー２００ｂのレスポンダ側（通信装置１００ｂ側）の終端点のＩＰアドレス「ＩＰ４」等）を設定する。

通信装置１００ａが備えるＩＫＥ処理部１０１は、伝送インタフェース部１１１ａ−１及び１１１ａ−２のいずれか一方を介して、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを通信装置１００ｂ（つまり、レスポンダ側の通信装置１００）が備える伝送インタフェース部１１１ｂ−１及び１１１ｂ−２のいずれか一方へと送信する（ステップＳ１０３）。言い換えれば、通信装置１００ａが備えるＩＫＥ処理部１０１は、「ＩＰ１」及び「ＩＰ２」のいずれか一方のＩＰアドレスを送信元とし且つ「ＩＰ３」及び「ＩＰ４」のいずれか一方のＩＰアドレスを送信先として、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを通信装置１００ｂ（つまり、レスポンダ側の通信装置１００）へと送信する（ステップＳ１０３）。ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送信するために使用されるＩＰアドレスは予め設定されていてもよい。或いは、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送信するために使用されるＩＰアドレスは、当該メッセージの送信の都度適宜設定されてもよい。

他方で、ステップＳ１０１における判定の結果、通信装置１００ａが複数のフロー２００を終端していないと判定された場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、通信装置１００ａが備えるＩＫＥ処理部１０１は、ステップＳ１０２の処理を行うことなくステップＳ１０３の処理を行う。つまり、通信装置１００ａが備えるＩＫＥ処理部１０１は、通信装置１００ａが１つのフロー２００を終端する場合の通常の手順で、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送信する。通信装置１００ａが複数のＩＰアドレスを収容している場合には、通信装置１００ａが備えるＩＫＥ処理部１０１は、ステップＳ１０２の処理を行ってもよい。

通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、通信装置１００ａから送信されるＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを受信する（ステップＳ１１１）。

通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに基づいて、通信装置１００ａが複数のフロー２００を終端しているか否かを判定する（ステップＳ１１２）。例えば、通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに設定されている「フロー２００の数」を参照することで、通信装置１００ａが複数のフロー２００を終端しているか否かを判定する。

ステップＳ１１２における判定の結果、通信装置１００ａが複数のフロー２００を終端していないと判定された場合には（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、後述するステップＳ１１３からステップＳ１１５の処理を行うことなく、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを通信装置１００ａへと送信する（ステップＳ１１６）。つまり、通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間に１つのフロー２００が形成される（つまり、通信装置１００ａ及び通信装置１００ｂの夫々が１つのＩＰアドレスを収容する）場合の通常の手順で、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを送信する。通信装置１００ａが備えるＩＫＥ処理部１０１が、通信装置１００ｂから送信されるＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを受信する（ステップＳ１０４）。これにより、通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間で、ＳＡの一例であるＩＫＥ＿ＳＡ（例えば、通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間の鍵交換を保護する又はＣＨＩＬＤ＿ＳＡを確立する際に用いられるＳＡ）が確立される。この場合には、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔ／ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージの送受信を行ったＩＰアドレス間においてのみ、ＳＡが確立される。

通信装置１００ａが備えるＩＫＥ処理部１０１は、ステップＳ１０４及びステップＳ１１６において確立されたＳＡに基づいて、ＳＡ（例えば、ＣＨＩＬＤ＿ＳＡ）を確立するためのメッセージであるＩＫＥ＿ＡＵＴＨ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを通信装置１００ｂへと送信する（ステップＳ１０５）。通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、通信装置１００ａから送信されるＩＫＥ＿ＡＵＴＨ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを受信する（ステップＳ１１７）。通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、ＩＫＥ＿ＡＵＴＨ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを通信装置１００ａへと送信する（ステップＳ１１８）。通信装置１００ａが備えるＩＫＥ処理部１０１は、通信装置１００ｂから送信されるＩＫＥ＿ＡＵＴＨ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを受信する（ステップＳ１０６）。これにより、通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間で、ＳＡの一例であるＣＨＩＬＤ＿ＳＡ（例えば、実際に送受信されるパケットを暗号化する際に用いられるＳＡ）が確立される。この場合には、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔ／ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージの送受信を行ったＩＰアドレス間においてのみ、ＳＡが確立される。

他方で、ステップＳ１１２における判定の結果、通信装置１００ａが複数のフロー２００を終端していると判定された場合には（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、通信装置１００ｂが複数のフロー２００を終端しているか否か（言い換えれば、収容しているか否か）を判定する（ステップＳ１１３）。つまり、通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、通信装置１００ｂが複数のＩＰアドレスを収容しているか否かを判定する。

ステップＳ１１３における判定の結果、通信装置１００ｂが複数のフロー２００を終端していないと判定された場合には（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、ステップＳ１１３からステップＳ１１５の処理を行うことなく、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを通信装置１００ａへと送信する（ステップＳ１１６）。つまり、通信装置１００ｂが複数のフロー２００を終端していないと判定された場合には、通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、通信装置１００ａが複数のフロー２００を終端していないと判定された場合と同様の処理を行う。以降は、通信装置１００ａが複数のフロー２００を終端していないと判定された場合と同様の処理が行われることで、通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間で、ＳＡ（例えば、ＩＫＥ＿ＳＡ及びＣＨＩＬＤ＿ＳＡ）が確立される。この場合には、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔ／ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージの送受信を行ったＩＰアドレス間においてのみ、ＳＡが確立される。

他方で、ステップＳ１１３における判定の結果、通信装置１００ｂが複数のフロー２００を終端していると判定された場合には（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、通信装置１００ａから送信されたＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに設定されている各フロー２００を、通信装置２００ｂが終端することができるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。例えば、通信装置１００ａから送信されたＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに設定されている各フロー２００のレスポンダ側の終端点のＩＰアドレスが、通信装置１００ｂが収容するＩＰアドレスと一致する場合には、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに設定されている各フロー２００を通信装置２００ｂが終端することができると判定されてもよい。他方で、例えば、通信装置１００ａから送信されたＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに設定されている各フロー２００のレスポンダ側の終端点のＩＰアドレスが、通信装置１００ｂが収容するＩＰアドレスと一致しない場合には、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに設定されている各フロー２００を通信装置２００ｂが終端することができないと判定されてもよい。

ステップＳ１１４における判定の結果、通信装置１００ａから送信されたＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに設定されている各フロー２００を通信装置２００ｂが終端することができると判定された場合には（ステップＳ１１４：Ｙｅｓ）、通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージ中に、終端可能と判定されたフロー２００を特定するための情報を設定する（ステップＳ１１５）。通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、次のフロー２００を対象としてステップＳ１１４の処理を行う。

他方で、ステップＳ１１４における判定の結果、通信装置１００ａから送信されたＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに設定されている各フロー２００を通信装置２００ｂが終端することができないと判定された場合には（ステップＳ１１４：Ｎｏ）、通信装置１００ｂが備えるＩＫＥ処理部１０１は、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ中に終端可能と判定されたフロー２００を特定するための情報を設定することなく、次のフロー２００を対象としてステップＳ１１４の処理を行う。

以上説明したステップＳ１１４及びステップＳ１１５の処理が、通信装置１００ａから送信されたＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに設定されている複数のフロー２００を対象として順に行われる。例えば、図１に示す例では、例えば、フロー２００ａを対象としてステップＳ１１４及びステップＳ１１５の処理が行われ、且つ、フロー２００ｂを対象としてステップＳ１１４及びステップＳ１１５の処理が行われる。

上述したように、通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間でＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージ、ＩＫＥ＿ＡＵＴＨ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ及びＩＫＥ＿ＡＵＴＨ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージの送受信が行われることで、通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間でＳＡが確立される（ステップＳ１０４からステップＳ１０６及びステップＳ１１６からステップＳ１１８）。この場合には、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔ／ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージの送受信を行ったＩＰアドレス間においてのみならず他のＩＰアドレス間においても、ＳＡが確立される。つまり、複数のフロー２００に共通のＳＡが確立される。

以上説明した処理によって確立されるＳＡのうち通信装置１００ａ及び１００ｂの双方が複数のフロー２００を終端することができる場合に確立されるＳＡについて、図４を参照してより詳細に説明する。図４は、本実施形態の通信システム１において確立されるＳＡの内容の一例を示すデータ構造図である。

図４に示すように、ＳＡ（或いは、ＳＡを管理するＳＡＤ１２１）は、例えば、複数のフロー２００全体に共通する共通パラメータ１３１を含んでいる。ＳＡは、各フロー２００に固有の個別パラメータ１３２を、フロー２００の数だけ含んでいる。

共通パラメータ１３１は、例えば、ＳＡにてパケットを暗号化するためのアルゴリズムを示す暗号化アルゴリズムと、暗号化アルゴリズムにて使用される暗号鍵と、ＳＡにてパケットの認証処理を行うためのアルゴリズムを示す認証アルゴリズムと、認証アルゴリズムにて使用される認証鍵と、ＳＡを特定するために使用されるＳＰＩ（Security Parameter Index）と、ＳＡの使用可能時間及び使用量を示すライフデュレーションとを含んでいる。例えば、図４では、暗号化アルゴリズムが「３ｄｅｓ−ｃｂｃ」であり、暗号鍵が「ｚｚｚｚｚｚｚｚｚｚ」であり、認証アルゴリズムが「ｈｍａｃ−ｓｈａ−１−９６」であり、認証鍵が「ｃｃｃｃｃｃｃｃｃｃ」であり、ＳＰＩが「０ｘａａａａａａａａ」であり、ライフデュレーションが「Ｔ（秒／バイト）」である共通パラメータ１３１の例が開示されている。共通パラメータ１３１は、複数のフロー２００の全てに共通のものとして識別することができる態様で、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージ、ＩＫＥ＿ＡＵＴＨ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ及びＩＫＥ＿ＡＵＴＨ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを用いて、通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間で交換される又は送受信されることが好ましい。

個別パラメータ１３２は、例えば、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔ／ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージで交換したソースＩＰアドレス（イニシエータ側のＩＰアドレス）と、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔ／ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージで交換したデスティネーションＩＰアドレス（レスポンダ側のＩＰアドレス）と、ＥＳＮ（Enhanced Sequence Number）の適用の有無を示すＥＳＮ適用有無情報と、ＣＨＩＬＤ＿ＳＡを使用して暗号化処理が施されたパケットに付与する送信シーケンス番号と、暗号化処理が施されたパケットを受信した際にシーケンス番号の検証に用いられるアンチリプレイウインドウ（Anti-Replay Window）とを含んでいる。図４では、フロー２００（＃１）及びフロー２００（＃２）の夫々に対して個別パラメータ１３２が設けられる例が開示されている。図４では、ソースＩＰアドレスが「ＩＰ１」であり、デスティネーションＩＰアドレスが「ＩＰ３」であり、ＥＳＮ適用有無情報が「有」であり、送信シーケンス番号が「０」であり、アンチリプレイウインドウが「０／０ｘｂｂｂｂｂｂｂｂ」となるフロー２００（＃１）に対応する個別パラメータ１３２の例が開示されている。図４では、ソースＩＰアドレスが「ＩＰ２」であり、デスティネーションＩＰアドレスが「ＩＰ４」であり、ＥＳＮ適用有無情報が「有」であり、送信シーケンス番号が「０」であり、アンチリプレイウインドウが「０／０ｘｃｃｃｃｃｃｃｃ」となるフロー２００（＃２）に対応する個別パラメータ１３２の例が開示されている。個別パラメータ１３２は、フロー２００単位で区別することが可能な態様で、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ、ＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージ、ＩＫＥ＿ＡＵＴＨ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ及びＩＫＥ＿ＡＵＴＨ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを用いて、通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間で交換される又は送受信されることが好ましい。

通信装置１００ａ及び１００ｂの双方が複数のフロー２００を終端することができない場合に確立されるＳＡは、従来のＳＡと同一のデータ構造を有するＳＡとなる。このため、本実施形態では、説明の簡略化のため、通信装置１００ａ及び１００ｂの双方が複数のフロー２００を終端することができない場合に確立されるＳＡの詳細な説明については省略する。

（３−２）パケット（データ）の送信処理例
図５を参照して、本実施形態の通信システム１におけるパケット（データ）の送信処理例について説明する。図５は、本実施形態の通信システム１におけるパケット（データ）の送信処理例の流れを示すフローチャートである。図５では、イニシエータ側の通信装置１００ａがレスポンダ側の通信装置１００ｂに対してパケットを送信する場合の処理例について説明する。つまり、イニシエータ側の通信装置１００ａによる送信処理について説明する。レスポンダ側の通信装置１００ｂがイニシエータ側の通信装置１００ａに対してパケットを送信する場合にも、同様の処理が行われてもよい。

図５に示すように、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、送信するべきパケットに対して適用することが可能なＳＡが存在するか否かを判定する（ステップＳ１２１）。例えば、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、パケットを送信する際に用いるフロー２００に対する暗号化処理を規定しているＳＡがＳＡＤ１２１によって管理されているか否かを判定してもよい。

ステップＳ１２１における判定の結果、送信するべきパケットに対して適用することが可能なＳＡが存在しないと判定された場合には（ステップＳ１２１：Ｎｏ）、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、送信するべきパケットを破棄する（ステップＳ１２８）。ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、送信処理を終了する。或いは、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、次に送信するべきパケットに対して、ステップＳ１２１以降の処理を繰り返してもよい。

他方で、ステップＳ１２１における判定の結果、送信するべきパケットに対して適用することが可能なＳＡが存在すると判定された場合には（ステップＳ１２１：Ｙｅｓ）、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、パケットの送信に使用するフロー２００を選択する（ステップＳ１２２）。例えば、図１に示す例で言えば、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、フロー２００ａ及び２００ｂのうちパケットの送信に使用するフロー２００を選択する。パケットの送信モードがトンネルモードである場合には、１つのフロー２００が選択されてもよし、複数のフロー２００が選択されてもよい。他方で、パケットの送信モードがトランスポートモードである場合には、１つのフロー２００が選択されることが好ましいが、複数のフロー２００が選択されてもよい。

ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、ＳＡＤ１２１を参照することで、ステップＳ１２２において選択されたフロー２００に対応する個別パラメータ１３２から、シーケンス番号を取得する（ステップＳ１２３）。ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、ＳＡＤ１２１が管理するＳＡに含まれる共通パラメータ１３１を参照することでパケットに対して暗号化処理を施すと共に、ステップＳ１２３において取得されたシーケンス番号を暗号化処理が施されたパケットに対して付与する（ステップＳ１２４）。

ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、パケットの送信モードがトンネルモードであるか否かを判定する（ステップＳ１２５）。

ステップＳ１２５における判定の結果、パケットの送信モードがトンネルモードであると判定された場合には（ステップＳ１２５：Ｙｅｓ）、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、ステップＳ１２２において選択された複数のフロー２００に対してランダムに、規則的に又は周期的にパケットを割り当てることで、暗号化処理が施されたパケットのカプセル化を行う。ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、暗号化処理が施されたパケットをレスポンダ側の通信装置１００ｂに対して送信する（ステップＳ１２７）。

他方で、ステップＳ１２５における判定の結果、パケットの送信モードがトンネルモードでない（つまり、トランスポートモードである）と判定された場合には（ステップＳ１２５：Ｙｅｓ）、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、暗号化処理が施されたパケットをレスポンダ側の通信装置１００ｂに対して送信する（ステップＳ１２７）。

（３−３）パケット（データ）の受信処理例
図６を参照して、本実施形態の通信システム１におけるパケット（データ）の受信処理例について説明する。図６は、本実施形態の通信システム１におけるパケット（データ）の受信処理例の流れを示すフローチャートである。図６では、イニシエータ側の通信装置１００ａから送信されたパケットをレスポンダ側の通信装置１００ｂが受信する場合の処理例について説明する。つまり、レスポンダ側の通信装置１００ｂによる受信処理について説明する。レスポンダ側の通信装置１００ｂから送信されたパケットをイニシエータ側の通信装置１００ａが受信する場合にも、同様の処理が行われてもよい。

図６に示すように、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、暗号化されたパケットを受信する（ステップＳ１３０）。ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、受信したパケットに対して適用することが可能なＳＡが存在するか否かを判定する（ステップＳ１３１）。例えば、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、受信したパケットのヘッダ部分に含まれているＳＰＩがＳＡＤ１２１によって管理されているＳＡの共通パラメータ１３１に含まれるＳＰＩと一致する場合に、受信したパケットに対して適用することが可能なＳＡが存在すると判定してもよい。

ステップＳ１３１における判定の結果、受信したパケットに対して適用することが可能なＳＡが存在しないと判定された場合には（ステップＳ１３１：Ｎｏ）、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、受信したパケットを破棄する（ステップＳ１３９）。ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、受信処理を終了する。或いは、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、次に受信したパケットに対して、ステップＳ１３１以降の処理を繰り返してもよい。

他方で、ステップＳ１３１における判定の結果、受信したパケットに対して適用することが可能なＳＡが存在すると判定された場合には（ステップＳ１３１：Ｙｅｓ）、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、ＳＡＤ１２１が管理するＳＡ内に、パケットを受信したときに使用したフロー２００に対応する個別パラメータ１３２が含まれているか否かを判定する（ステップＳ１３２）。ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、例えば、受信したパケットのソースＩＰアドレス及びデスティネーションＩＰアドレスと同一のソースＩＰアドレス及びデスティネーションＩＰアドレスを含む個別パラメータ１３２が含まれている場合に、パケットを受信したときに使用したフロー２００に対応する個別パラメータ１３２が含まれていると判定してもよい。

ステップＳ１３２における判定の結果、パケットを受信したときに使用したフロー２００に対応する個別パラメータ１３２が含まれていないと判定された場合には（ステップＳ１３２：Ｎｏ）、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、受信したパケットを破棄する（ステップＳ１３９）。ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、受信処理を終了する。或いは、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、次に受信したパケットに対して、ステップＳ１３１以降の処理を繰り返してもよい。

他方で、ステップＳ１３２における判定の結果、パケットを受信したときに使用したフロー２００に対応する個別パラメータ１３２が含まれていると判定された場合には（ステップＳ１３２：Ｎｏ）、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、パケットを受信したときに使用したフロー２００に対応する個別パラメータ１３２からアンチリプレイウインドウを取得する（ステップＳ１３３）。ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、ステップＳ１３３において取得されたアンチリプレイウインドウのチェックを行いながらシーケンス番号の検証を行う（ステップＳ１３４）。

ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、ステップＳ１３４において行われたシーケンス番号の検証に問題がなかったか否かを判定する（ステップＳ１３５）。

ステップＳ１３５における判定の結果、ステップＳ１３４において行われたシーケンス番号の検証に問題があったと判定された場合には（ステップＳ１３５：Ｎｏ）、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、受信したパケットを破棄する（ステップＳ１３９）。ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、受信処理を終了する。或いは、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、次に受信したパケットに対して、ステップＳ１３１以降の処理を繰り返してもよい。

他方で、ステップＳ１３５における判定の結果、ステップＳ１３４において行われたシーケンス番号の検証に問題がなかったと判定された場合には（ステップＳ１３５：Ｙｅｓ）、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、ＳＡＤ１２１が管理するＳＡに含まれる共通パラメータ１３１を参照することで、暗号化処理が施されたパケットに対して復号化処理を施す（ステップＳ１３６）。

ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、ステップＳ１３６において行われた復号化処理が正しく行われたか否かを判定する（ステップＳ１３７）。

ステップＳ１３７における判定の結果、ステップＳ１３６において行われた復号化処理が正しく行われなかったと判定された場合には（ステップＳ１３７：Ｎｏ）、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、受信したパケットを破棄する（ステップＳ１３９）。ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、受信処理を終了する。或いは、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、次に受信したパケットに対して、ステップＳ１３１以降の処理を繰り返してもよい。

他方で、ステップＳ１３７における判定の結果、ステップＳ１３６において行われた復号化処理が正しく行われたと判定された場合には（ステップＳ１３７：Ｙｅｓ）、ＩＰｓｅｃ処理部１０２は、復号化処理が施されたパケットを取得する（ステップＳ１３８）。

本実施形態の通信システム１によれば、複数のフロー２００に対して共通の１つのＳＡを確立することができる。つまり、本実施形態の通信システム１によれば、複数のフロー２００の夫々の暗号通信を共通の１つのＳＡに収容することができる。このため、複数のフロー２００の夫々毎に個別にＳＡを確立する構成と比較して、ＳＡの確立に要する時間負荷及び処理負荷を少なくすることができる。例えば、１つのＳＡを確立するために使用されるメッセージ数が「４」であり、レスポンダ側の通信装置１００ｂの数が「５００」であり、且つ１つのレスポンダ側の通信装置１００ｂが収容するＩＰアドレスの数が「２」である比較例について説明する。比較例では、イニシエータ側の通信装置１００ａが複数のフロー２００の夫々毎に個別にＳＡを確立する場合には、通信装置１００ａは、４×２×５００＝４０００メッセージの送受信を行う。一方で、本実施形態の通信システム１によれば、イニシエータ側の通信装置１００ａは、４×１×５００＝２０００メッセージの送受信を行えば足りる。ＳＡの確立に要する時間負荷及び処理負荷の低減は、１つの通信装置１００ｂに収容されるＩＰアドレスの数が多いほど顕著になる。

本実施形態の通信システム１によれば、複数のフロー２００に対して共通の１つのＳＡを確立することができるため、実際の通信に用いるフロー２００の切り替えに伴うＳＡの切り替えを行わなくともよい。言い換えれば、共通のＳＡに基づいて複数のフロー２００を用いた同時通信を行うことができるため、ＳＡを切り替えることでフロー２００を切り替えなくともよい。このため、ＳＡの切り替えに要する処理時間分のオーバーヘッドをなくしながら、共通のＳＡに基づく複数のフロー２００を用いた同時通信を行うことができる。

通常のＳＡの切り替え処理では、ＳＡ内において規定されるソースＩＰアドレス及びデスティネーションＩＰアドレスの書き換えが行われるのみである。このため、切り替え後のＳＡによっては、シーケンス番号やアンチリプレイウインドウついては切り替え前の状態を維持しかねない。従って、シーケンス番号やアンチリプレイウインドウのチェックが正しく行われない場合も生じ得る。しかしながら、本実施形態の通信システム１によれば、複数のフロー２００の全てを対象として各フロー２００に固有の個別パラメータ１３２をＳＡ内に含めることができる。言い換えれば、共通のＳＡ内に含まれる情報を共通パラメータ１３１と個別パラメータ１３２とに分けて管理することができる。このため、複数のフロー２００を用いた通信が行われたとしても、フロー２００毎に適切なパラメータを参照することができる。従って、複数のフロー２００の夫々毎に、シーケンス番号やアンチリプレイウインドウのチェックを正しく行うことができる。

複数のフロー２００を１つの通信装置１００が終端することができる場合には、通信装置１００は、ＳＡの確立に使用される情報をフロー２００単位で取得及び交換している。このため、本実施形態の通信システム１によれば、複数のフロー２００に共通の１つのＳＡを好適に確立することができる。

パケットの送受信時には、通信装置１００は、送受信に用いるフロー２００に対応する個別パラメータ１３２を取得した上で、暗号化処理等を行う。このため、複数のフロー２００に共通の１つのＳＡを確立したとしても、フロー２００毎に適切な送受信を行うことができる。

通信装置１００は、トンネルモード時には、同一の宛先に対して送信される複数のパケットを複数のフロー２００を用いて同時に送信することができる。このため、フロー２００の割当に応じた負荷分散をより好適に実現することができる。

（４）無線通信システムへの適用例
図７及び図８を参照して、上述した通信装置１００を、携帯電話等の無線通信システムに用いられる無線基地局に対して適用した場合の例について説明する。図７は、本実施形態の通信装置１００が適用された無線基地局５００の構成の一例を示すブロック図であり、図８は、無線基地局５００を備える無線通信システムにおける処理例を示すシーケンス図である。以下に説明する無線基地局は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）規格に準拠した無線基地局に相当する。ＬＴＥ規格以外の各種規格に準拠する無線基地局に対して本実施形態の通信装置１００を適用してもよい。

図７に示すように、無線基地局（ｅＮＢ：ｅＮｏｄｅＢ）５００は、無線制御装置（ＲＥＣ：Radio Equipment Control）５１０と、無線装置（ＲＥ：Radio Equipment）５２０と、アンテナ（或いは、その他の各種ＡＬＤ（Antenna Line Device））５３０とを備えている。無線制御装置５１０は、上述した通信装置１００と、ベースバンド処理部５１１と、局内インタフェース部５１２と、基地局制御部５１３とを備えている。無線装置５２０は、局内インタフェース部５２１と、無線送受信処理部５２２と、増幅器５２３とを備えている。

無線基地局５００から不図示の移動端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）に向けてデータを送信する場合には、ベースバンド処理部５１１は、基地局制御部５１３の制御の下に、不図示の移動端末に送信するべきデータに対してベースバンド処理を行う。ベースバンド処理部５１１は、ベースバンド処理が行われたデータを、局内インタフェース部５１２を介して無線装置５２０へと転送する。無線送受信処理部５２２は、局内インタフェース部５２１を介して無線制御装置５１０から転送されるデータに対して無線信号処理（ＲＦ信号処理）を行う。無線送受信処理部５２２は、増幅器５２３における増幅処理を行った後、アンテナ５３０を介してデータを移動端末に対して送信する。これにより、データの送信（つまり、下り方向の無線通信）が行われる。

無線基地局５００が不図示の移動端末からデータを受信する場合には、無線送受信処理部５２２は、移動端末から送信されるデータを、アンテナ５３０を介して受信する。無線送受信処理部５２２は、受信したデータに対して無線信号処理を行う。無線送受信処理部５２２は、無線信号処理が行われたデータを、局内インタフェース部５２１を介して無線制御装置５１０へと転送する。ベースバンド処理部５１１は、基地局制御部５１３の制御の下に、局内インタフェース部５１２を介して無線装置５２０から転送されるデータに対してベースバンド処理を行う。これにより、データの受信（つまり、上り方向の無線通信）が行われる。

無線基地局がＭＭＥ（Mobility Management Entity）及びＳ−ＧＷ（Serving Gateway）等の上位局又は当該無線基地局５００に隣接する若しくは近接する他の無線基地局５００に対してデータの送受信を行う場合には、上述した通信装置１００と概ね同様の処理が行われる。具体的には、初期コネクションを確立するシーケンスを一例として示す図８に示すように、無線基地局５００は、上述した図３のステップＳ１０１からステップＳ１０６までの処理を行う。上位局は、上述した図３のステップＳ１１１からステップＳ１１８までの処理を行う。これにより、無線基地局５００と上位局との間でＳＡが確立される。移動端末と無線基地局５００との間のＲＲＣ（Radio Resource Connection）の確立のため、移動端末から無線基地局５００に対して、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージが送信される。続いて、無線基地局５００から移動端末に対して、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ＿Ｓｅｔｕｐメッセージが送信される。続いて、移動端末から無線基地局５００に対して、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ＿Ｓｅｔｕｐ＿Ｃｏｍｐｌｅｔｅメッセージが送信される。これにより、移動端末と無線基地局５００との間のＲＲＣが確立される。続いて、無線基地局５００から上位局に対して、ＩＮＩＴＩＡＬ＿ＵＥ＿ＭＥＳＳＡＧＥが送信される。係る処理は、上述した図５のフローに基づいて行われる。続いて、上位局から無線基地局５００に対して、ＩＮＩＴＩＡＬ＿Ｃｏｎｔｅｘｔ＿Ｓｅｔｕｐ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージが送信される。係る処理は、上述した図６のフローに基づいて行われる。以降は、無線基地局５００から上位局に対してデータを送信する都度、上述した図５のフローに基づく処理が行われ、上位局から無線基地局５００に対してデータを送信する都度、上述した図６のフローに基づく処理が行われる。

無線基地局５００によれば、無線基地局５００と上位局との間の通信又は無線基地局５００と隣接する若しくは近接する他の無線基地局５００との間の通信に対して、上述した通信装置１００が行う処理が適用される。このため、無線基地局５００は、上述した通信装置１００が享受する効果と同様の効果を享受することができる。

以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
夫々が、複数の接続先終端手段のうちの対応する接続先終端手段との間に個別の通信経路を形成する複数の接続元終端手段と、前記複数の接続元終端手段の夫々と対応する前記接続先終端手段との間で行われる通信の暗号化処理に使用され且つ複数の前記通信経路に対して共通に用いられる単一の暗号化情報を、前記複数の接続先終端手段を備える接続先装置との間で確立する確立手段とを備えることを特徴とする通信装置。

（付記２）
前記暗号化情報は、複数の前記通信経路の夫々毎に個別の情報、及び複数の前記通信経路に共通の情報を含むことを特徴とする付記１に記載の通信装置。

（付記３）
前記個別の情報は、前記接続元終端手段を特定する情報、前記接続先終端手段を特定する情報、前記通信経路における通信の整合性を図るためのシーケンス番号及び前記シーケンス番号の検証に用いられる情報の少なくとも一つを含むことを特徴とする付記２に記載の通信装置。

（付記４）
前記共通の情報は、暗号化処理に用いられるアルゴリズムを特定する情報、暗号化処理に用いられる暗号鍵を特定する情報、認証処理に用いられるアルゴリズムを特定する情報、認証処理に用いられる認証鍵を特定する情報、前記暗号化情報を識別するための識別情報、及び前記暗号化情報が使用される期間を特定する情報の少なくとも一つを含むことを特徴とする付記２又は３に記載の通信装置。

（付記５）
前記確立手段は、複数の前記通信経路の夫々毎に前記暗号化処理で使用される情報を前記接続先装置との間で交換することで、当該交換した情報をまとめて含む前記暗号化情報を確立することを特徴とする付記１から４のいずれか一項に記載の通信装置。

（付記６）
前記複数の通信経路のうちの一の通信を用いた通信を行う場合に、前記暗号化情報の中から前記一の通信経路に対応する情報部分を選択する選択手段と、前記選択された情報部分に基づく暗号化処理を行うことで、前記一の通信経路を用いた通信を行う通信手段とを更に備えることを特徴とする付記１から５のいずれか一項に記載の通信装置。

（付記７）
夫々が、複数の接続先終端手段のうちの対応する接続先終端手段との間に個別の通信経路を形成する複数の接続元終端手段を備える通信装置における通信方法であって、前記複数の接続元終端手段の夫々と対応する前記接続先終端手段との間で行われる通信の暗号化処理に使用され且つ複数の前記通信経路に対して共通に用いられる単一の暗号化情報を、前記複数の接続先終端手段を備える接続先装置との間で確立することを特徴とする通信方法。

（付記８）
複数の接続先終端手段を備える接続先通信装置と、夫々が、前記複数の接続先終端手段のうちの対応する接続先終端手段との間に個別の通信経路を形成する複数の接続元終端手段と、前記複数の接続元終端手段の夫々と対応する前記接続先終端手段との間で行われる通信の暗号化処理に使用され且つ複数の前記通信経路に対して共通に用いられる単一の暗号化情報を、前記接続先通信装置との間で確立する確立手段とを備える接続元通信装置とを備えることを特徴とする通信システム。

１００ 通信装置
１０１ ＩＫＥ処理部
１０２ ＩＰｓｅｃ処理部
１０３ データベース格納部
１１１ 伝送インタフェース部
１２１ ＳＡＤ
１２２ ＳＰＤ
１３１ 共通パラメータ
１３２ 個別パラメータ
２００ フロー
３００ ＩＰｓｅｃトンネル

Claims (6)

1. 夫々が、複数の接続先終端手段のうちの対応する接続先終端手段との間に個別の通信経路を形成する複数の接続元終端手段と、
   前記複数の接続元終端手段の夫々と対応する前記接続先終端手段との間で行われる通信の暗号化処理に使用され且つ複数の前記通信経路に対して共通に用いられる単一の暗号化情報を、前記複数の接続先終端手段を備える接続先装置との間で確立する確立手段と
   を備えることを特徴とする通信装置。
2. 前記暗号化情報は、複数の前記通信経路の夫々毎に個別の情報、及び複数の前記通信経路に共通の情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記確立手段は、複数の前記通信経路の夫々毎に前記暗号化処理に使用される情報を前記接続先装置との間で交換することで、当該交換した情報をまとめて含む前記暗号化情報を確立することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記複数の通信経路のうちの一の通信を用いた通信を行う場合に、前記暗号化情報の中から前記一の通信経路に対応する情報部分を選択する選択手段と、
   前記選択された情報部分に基づく暗号化処理を行うことで、前記一の通信経路を用いた通信を行う通信手段と
   を更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の通信装置。
5. 夫々が、複数の接続先終端手段のうちの対応する接続先終端手段との間に個別の通信経路を形成する複数の接続元終端手段を備える通信装置における通信方法であって、
   前記複数の接続元終端手段の夫々と対応する前記接続先終端手段との間で行われる通信の暗号化処理に使用され且つ複数の前記通信経路に対して共通に用いられる単一の暗号化情報を、前記複数の接続先終端手段を備える接続先装置との間で確立することを特徴とする通信方法。
6. 複数の接続先終端手段を備える接続先通信装置と、
   夫々が、前記複数の接続先終端手段のうちの対応する接続先終端手段との間に個別の通信経路を形成する複数の接続元終端手段と、前記複数の接続元終端手段の夫々と対応する前記接続先終端手段との間で行われる通信の暗号化処理に使用され且つ複数の前記通信経路に対して共通に用いられる単一の暗号化情報を、前記接続先通信装置との間で確立する確立手段とを備える接続元通信装置と
   を備えることを特徴とする通信システム。

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