JP5536628B2

JP5536628B2 - 無線ｌａｎ接続方法、無線ｌａｎクライアント、および無線ｌａｎアクセスポイント

Info

Publication number: JP5536628B2
Application number: JP2010284194A
Authority: JP
Inventors: 健久保; 裕人野一色
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-12-21
Also published as: JP2012134703A

Description

本発明は、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ）接続方法に関する。無線ＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズとして標準化されている。シリーズの中にはＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎなどが含まれるが、これらの違いは使用する周波数帯や変調方式の違いであり、その結果として伝送速度が異なる（非特許文献１）。

無線ＬＡＮクライアントが無線ＬＡＮアクセスポイントに接続するためには、無線ＬＡＮクライアントは、ＥＳＳＩＤや暗号鍵などを事前に知っておき、さらに場合によっては、無線ＬＡＮアクセスポイントにＭＡＣアドレスを登録しておかなければならない（ＭＡＣアドレスフィルタリングを用いる場合）。

公衆無線ＬＡＮサービスと呼ばれるサービスの中には、事前にユーザにＥＳＳＩＤや暗号鍵を通知しておき、無線ＬＡＮクライアントが無線ＬＡＮアクセスポイントに接続したときに、さらにＷｅｂでの認証を行わせるものもある。また場合によっては、暗号化を一切行わず、ＥＳＳＩＤを解放し（非ステルスモードでブロードキャストし）、無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続は誰でも自由に行わせ、インターネットアクセスは上記のようにＷｅｂ認証にて行うものもある。

また、スマートフォン等の携帯電話は、専用の回線（現在主流の第３世代ではＣＤＭＡ−２０００やＷＣＤＭＡ方式を用いる）による通信（音声通信やパケット通信）機能の他に、無線ＬＡＮ機能を搭載したものが多く存在する。また、パソコンなども同様に、無線ＬＡＮ機能の他に、携帯電話網（ＣＤＭＡ−２０００やＷＣＤＭＡ方式の他ＷｉＭＡＸなどもある）への接続機能を併せ持つものも存在する。

ＩＥＥＥ８０２．１１ IEEEComputer Society ＩＥＥＥ８０２．１Ｘ IEEEComputer Society

上記スマートフォン等の携帯電話、およびパソコンのようなクライアント端末が、携帯電話網と無線ＬＡＮへの接続機能を持つ場合を主に考える。携帯電話網は一般に広いカバレッジエリアを持ち、ほとんどすべての場所で通信可能である。一方無線ＬＡＮは、通信速度は携帯網に比べて速いものの、アクセスポイントが設置された場所のすぐそば（たかだか１００ｍ以内程度）でしか接続できない。通信速度の観点、無線帯域の効率的利用の観点からも、携帯電話網と無線ＬＡＮの両方に接続可能であれば、無線ＬＡＮに接続した方がよいと考えられる。

例えば、自宅のようにクライアント自身に無線ＬＡＮの設定を行える場合は、携帯電話網から無線ＬＡＮへの接続切り替えは自動的に行える。しかし、公衆無線ＬＡＮに接続しようとすれば、多くの場合ユーザはＷｅｂ画面にユーザＩＤやパスワードを入力しなければならない。さらには、公衆無線ＬＡＮではなく、全くの個人的に設置された無線ＬＡＮアクセスポイントがあったとしても、それを勝手に利用することなどはできなかった。クライアントの認証技術としては、ＩＥＥＥ８０２．１Ｘとして標準化された手法がある。これは、ＲＡＤＩＵＳなどの一般的な認証サーバを利用して、クライアントが正しいユーザかどうかを無線ＬＡＮへ接続手続きの前段階で行い、暗号鍵を発行するという方法である。しかしこの手法では、無線ＬＡＮアクセスポイントを認証することができないため、個人宅など通信事業者が設置したものではない無線ＬＡＮアクセスポイントでこのＩＥＥＥ８０２．１Ｘを利用することは困難である。

したがって、本発明は、近くに存在するあらゆる無線ＬＡＮアクセスポイントに接続することを可能とし、しかもＷｅｂによるユーザ認証を行わずにこれ実現する接続方法、無線ＬＡＮクライアント、および無線ＬＡＮアクセスポイントを提供することを目的とする。また、無線ＬＡＮアクセスポイントの設置者は事前に特別な登録をすることなく、他人に対して無線ＬＡＮの接続性を提供し、携帯電話事業者からそれに対して支払いを受けることも可能にする。

上記目的を実現するため本発明による無線ＬＡＮ接続方法は、無線ＬＡＮで無線ＬＡＮアクセスポイントと通信するための第１の接続手段と、携帯電話網でサーバと通信するための第２の接続手段とを有する無線ＬＡＮクライアントと、前記サーバと通信するためのサーバ接続手段を有する無線ＬＡＮアクセスポイントと、前記無線ＬＡＮアクセスポイントおよび前記無線ＬＡＮクライアントと通信するためのネットワーク接続手段を有するサーバとを備える無線ＬＡＮシステムであり、前記無線ＬＡＮクライアントが、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続するための無線ＬＡＮ接続方法であって、前記無線ＬＡＮアクセスポイントが、接続サービスの提供を広告する広告ステップと、前記広告を受信した前記無線ＬＡＮクライアントが、前記第２の接続手段で前記サーバに前記接続サービスを要求する接続要求ステップと、前記サーバが、前記要求を行った無線ＬＡＮクライアントを認証し、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに、前記無線ＬＡＮクライアントの受け入れを要求する受け入れ要求ステップと、前記無線ＬＡＮアクセスポイントが、前記サーバに、前記無線ＬＡＮクライアントの受け入れを許可する受け入れ許可ステップと、前記サーバが、前記無線ＬＡＮクライアントに、前記無線ＬＡＮアクセスポイントの受け入れ許可を通知する接続要求応答ステップと、前記無線ＬＡＮクライアントが、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続する接続ステップとを含む。

また、前記受け入れ要求ステップで、前記無線ＬＡＮクライアントを認証後、前記サーバが、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続サービスの提供を確認する確認ステップと、前記無線ＬＡＮアクセスポイントが、前記サーバを前記サーバの公開鍵で認証し、前記接続サービスの提供の確認を応答する応答ステップとをさらに含むことも好ましい。

また、前記接続ステップの後、前記無線ＬＡＮクライアントが、前記第１の接続手段で前記サーバに接続し、前記サーバに、前記無線ＬＡＮアクセスポイントとの接続完了を通知する接続完了ステップをさらに含むことも好ましい。

また、前記無線ＬＡＮクライアントが、前記接続要求ステップおよび前記接続完了ステップで、確認用乱数を前記サーバに送信し、前記サーバが、前記接続要求ステップで送信された確認用乱数と前記接続完了ステップで送信された確認用乱数を比較するステップをさらに含むことも好ましい。

また、前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記広告ステップで、前記サーバ接続手段のＩＰアドレスおよびポート番号を含むＥＳＳＩＤを用いて前記広告を行い、前記無線ＬＡＮクライアントは、前記接続要求ステップで、前記ＩＰアドレスおよび前記ポート番号を前記サーバに送信し、前記サーバは、前記受け入れ要求ステップで、前記ＩＰアドレスおよび前記ポート番号を用いて、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続することも好ましい。

また、前記サーバは、前記受け入れ要求ステップで、前記認証を前記無線ＬＡＮクライアントのユーザ名とパスワード、または証明書で行うことも好ましい。

また、前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記受け入れ許可ステップで、無線ＬＡＮ接続のためのＥＳＳＩＤ、無線ＬＡＮ暗号鍵および暗号種別を前記サーバに送信し、前記サーバは、前記接続要求応答ステップで、前記ＥＳＳＩＤ、前記無線ＬＡＮ暗号鍵および前記暗号種別を前記無線ＬＡＮクライアントに通知し、前記無線ＬＡＮクライアントは、前記接続ステップで、前記ＥＳＳＩＤ、前記無線ＬＡＮ暗号鍵および前記暗号種別を用いて前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続することも好ましい。

また、前記無線ＬＡＮクライアントが、前記接続要求ステップで前記第１の接続手段のＭＡＣアドレスを送信し、前記サーバが、前記受け入れ要求ステップで前記ＭＡＣアドレスを送信し、前記無線ＬＡＮアクセスポイントが、前記受け入れ許可ステップで前記ＭＡＣアドレスを登録することも好ましい。

また、前記サーバから前記無線ＬＡＮアクセスポイントへの通信は、前記サーバの公開鍵で暗号化され、前記無線ＬＡＮアクセスポイントから前記サーバへの通信は、前記サーバの秘密鍵で暗号化されることも好ましい。

また、前記サーバ接続手段および前記ネットワーク接続手段は、インターネットに接続する手段であることも好ましい。

上記目的を実現するため本発明による無線ＬＡＮクライアントは、無線ＬＡＮで無線ＬＡＮアクセスポイントと通信するための第１の接続手段と、携帯電話網でサーバと通信するための第２の接続手段とを備え、前記第１の接続手段で、前記無線ＬＡＮアクセスポイントから接続サービスの提供の広告を受信し、前記第２の接続手段で、前記サーバに前記接続サービスを要求し、前記第２の接続手段で、前記サーバから受け入れ許可を受信し、前記第１の接続手段で、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続する。

上記目的を実現するため本発明による無線ＬＡＮアクセスポイントは、インターネットを介してサーバと通信するためのサーバ接続手段と、無線ＬＡＮ接続手段とを備え、前記無線ＬＡＮ接続手段で接続サービスの提供を広告し、前記接続サービスを受信した無線ＬＡＮクライアントからの要求を、前記サーバ接続手段で前記サーバから受信し、前記無線ＬＡＮクライアントの受け入れ許可を、前記サーバに送信し、前記無線ＬＡＮ接続手段が、前記無線ＬＡＮクライアントに接続サービスを提供する。

本発明により、未知の無線ＬＡＮアクセスポイントに対して、クライアントはその無線ＬＡＮアクセスポイントに関する事前知識がなくても、Ｗｅｂ経由のパスワード等を行わずに接続することが可能になる。この場合、無線ＬＡＮの低レベル（ＭＡＣ層）の改修が不要である。

また、無線ＬＡＮアクセスポイントの設置者は、事前に通信事業者と契約を結んでいる必要がない。さらに、無線ＬＡＮアクセスポイントの設置者は、事前に情報（ＩＰアドレス、ポート番号、ＥＳＳＩＤ、暗号鍵）を通信事業者に登録しておく必要がない。

また、携帯電話の通信事業者（サーバ設置者）は、無線ＬＡＮアクセスポイントがクライアントを収容したことに対する対価を支払うための情報を収集できる。

本発明のネットワーク構成の例を示す。本発明のＡＰ、クライアントとサーバのブロック図を示す。クライアント接続時のシーケンスを示す。

本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明のネットワーク構成の例を示す。本発明は、通常の無線ＬＡＮの仕組みと同様に、無線ＬＡＮアクセスポイント１（以下、ＡＰ）と無線ＬＡＮクライアント２（以下、クライアント）を備えている。また、本発明では、さらにサーバ３、ＮＡＴルータ４および携帯電話基地局５を備えている。

図２は、本発明のＡＰ、クライアントとサーバのブロック図を示す。図２ａは、ＡＰ１のブロック図を示し、ＡＰ１は、無線ＬＡＮ接続部１１、サーバ接続部１２、サービス情報保持部１３を備える。

無線ＬＡＮ接続部１１は、クライアント２と無線ＬＡＮで接続する手段であり、サーバ接続部１２はインターネットを介してサーバ３と接続する手段である。サービス情報保持部１３は、本願発明の接続方法を提供するため、ＡＰ１が所持する情報であり、
・ＥＳＳＩＤ
・暗号鍵
・サービス情報
−サービス名
−サーバの公開鍵、
−ＡＰ識別子（サーバから割り振られる識別子）
−支払いを受けるのに必要な情報（口座番号など）
・自身に到達可能なグローバルＩＰアドレス
・ポート番号
・最大ユーザ数
・最大接続時間
・クライアントリスト
−ＭＡＣアドレスと接続開始時刻
を保持している。

ＡＰ１のクライアントリストは、現在接続中のクライアントを管理する。最大ユーザ数と最大接続時間は、このクライアントリストに追加できるクライアント数および各クライアントのexpire（満期）までの時間を指す。このリストはＭＡＣアドレスフィルタリングの削除に用いる（リストエントリがexpireしたときに、同時にＭＡＣアドレスフィルタリングの該当エントリを削除し、該ＭＡＣアドレスを有するクライアントの接続を遮断する）。従って、ＭＡＣアドレスフィルタリングを利用しないときは、クライアントリストや最大数、接続時間の設定はほとんど意味をなさない。

図２ｂは、クライアント２のブロック図を示し、クライアント２は、無線ＬＡＮ接続部２１、携帯電話網接続部２２、サーバ情報保持部２３を備える。

クライアント２は、無線ＬＡＮへの接続機能である無線ＬＡＮ接続部２１の他に、携帯電話網（携帯網）への接続機能である携帯電話網接続部２２を持つものとする。重要なのは、これから接続しようとするＡＰ１とは全く独立に、サーバ３へ通信する手段を持っていることである。本発明ではそれを携帯網としている。

サーバ情報保持部２３は、
・ユーザ名
・パスワード
・サービス名
・サーバアドレス（サーバのＩＰアドレス）
・サーバポート（サーバのポート番号）
・サーバの公開鍵
を保持している。

図２ｃは、サーバ３のブロック図を示し、サーバ３は、ネットワーク接続部３１、クライアント情報保持部３２、課金情報データベース３３を備える。

ネットワーク接続部３１は、インターネットに接続され、ここを経由してＡＰ１、クライアント２と通信することが可能である。特にＡＰ１には、直接またはＮＡＴルータ４を介して、接続することが可能である。

サーバ３のクライアント情報保持部３２は、
・クライアント情報
−ユーザ名、パスワード
−確認用乱数（接続が完了したことを確認するための情報）
を保持している。

ＮＡＴルータ４は、ＡＰ１が設置されたネットワークのゲートウェイルータを指し、例えば家庭に設置されたブロードバンドルータなどである。なお、ＮＡＴルータ４の存在は本発明に必須の構成ではない（ＡＰ１がグローバルアドレスを持つのなら不要）。ＮＡＴルータ４が設置されている場合には、ＡＰ１が設置されたネットワークはプライベートアドレスを持ち、ＮＡＴルータ４はＮＡＴやＮＡＰＴなどアドレス変換機能を持っているものとする。従って、ＮＡＴルータ４にはグローバルアドレス（インターネット側）とプライベートアドレス（ＡＰ側）が設定されており、ＡＰ１が持つ「自身に到達可能はグローバルＩＰアドレス」とはＮＡＴルータ４のグローバルアドレスを指す。さらに、ＮＡＴルータ４はポートマッピング機能によって、インターネット側のグローバルアドレス宛のパケットは、その宛先ポート番号ごとにプライベートアドレス側のどのホストに転送するかを設定できるものとする。なお本発明では、このポートマッピング機能は、プライベートアドレス側のネットワークから送られるＵＰｎＰメッセージ（Universal Plug and Playメッセージ）によって制御できるものとする。また、ＡＰ１は、ＵＰｎＰメッセージを利用して、ＮＡＴルータ４が持つグローバルアドレスを知ることもできるものとする。もちろん、ポートマッピングおよびグローバルアドレスは、手動でＮＡＴルータ４から情報を取得してＡＰ１に設定しておいてもよい。

携帯電話基地局５は、クライアント２の携帯電話網接続部２２が携帯網に接続するための基地局である。この基地局はインターネットに接続され、クライアント１がサーバ３と携帯網を経由して接続することを可能とする。

通信事業者とクライアントおよびＡＰの関係を説明する。通信事業者とは、例えば携帯電話サービスや公衆無線ＬＡＮを提供する事業者を指す。クライアントは、少なくとも１社のサービスに加入している。複数社のサービスに加入していたとしても、以下ではいずれか１社のサービスを利用するものとする。

本発明では、ＡＰに様々なクライアントが接続する。しかし、無制限にすべてのクライアントの接続を許すわけではなく、ＡＰの管理者があらかじめ受け入れを許可する通信事業者を決めておき、その通信事業者のサービスに加入しているクライアントのみがそのＡＰに接続できるようにする。さらに本発明では、クライアントを収容してくれたＡＰに対して、そのクライアントが加入している通信事業者から対価を支払うことを想定する（実際に課金をするかしない、定額制、従量制など課金の方法は本発明の範囲外である）。

ＡＰがどの通信事業者のクライアントの接続を受け入れるかは、サービス情報で決まる。つまり、ＡＰ管理者は、受け入れを許可する通信事業者のサービス名（通信事業者を識別するためのＩＤ）および支払いを受ける際に必要な情報（直接的に銀行口座に振り込むことを念頭に置くなら口座番号やカード番号を、またＡＰ管理者もその通信事業者のユーザである場合には加入者番号でもよい）を事前にＡＰに設定しておく。２回目以降のアクセス時に処理を簡略化するために、初回のＡＰからのアクセス時にサーバ（通信事業者）から識別番号を払い出し、それもサービス情報に記録する。サービス情報には、複数のサービス名等の組を設定することも可能である。またこの場合には、サービス名毎にＥＳＳＩＤや暗号鍵（暗号方式も含む）を設定することを可能とする。サービス名としては、どこの通信事業者にも属さない（つまりスタンドアロンな）ＡＰとしてのサービスについてのサービス名も設定できるものとする。

ＡＰ管理者は、事前に通信事業者と契約を結んでおく必要はなく、クライアント受け入れの度に必要な情報をやり取りするのみである。ただし、どの通信事業者のクライアントに対して無線ＬＡＮの接続性を提供するかは事前に決めておかなければならず、そのためには、サービス名およびサーバの公開鍵を入手しておかなければならない（例えば通信事業者がホームページにこれらの情報をアップしておき、ＡＰ管理者が希望する通信事業者からこれらの情報をダウンロードして設定すればよい）。

なお、クライアントは、本発明による無線ＬＡＮ接続サービスを利用したい場合には、自身が加入する通信事業者のサービス名とサーバのＩＰアドレス、サーバのポート番号を知っておく必要がある。

図３は、クライアント接続時のシーケンスを示す。本図を参照して、クライアントの接続手順を以下に示す。なお前述の通り、ＡＰは自分自身がグローバルアドレスを持っているか、またはそのＡＰにインターネット側から到達するためのポートマッピングの情報（ＮＡＴルータのグローバルアドレスとポート番号）を知っているものとする。

（１）広告
まず、ＡＰは定期的に接続サービスを提供していることを広告する。本発明では、次のようにＥＳＳＩＤを用いて広告する。なお、前述の通りＡＰは複数のＥＳＳＩＤを保持し広告できるものと仮定する。

ＡＰが広告のために用いるＥＳＳＩＤは、サービス、グローバルＩＰアドレス、および待ち受けポート番号を含む。例えば、「SERVICE:100.99.98.97:1234」のようにする。このＥＳＳＩＤはセミコロンで区切られた３つの部分からなる。１番目のＳＥＲＶＩＣＥは、本発明によるサービスを提供していることを示す文字列であり、すべてのＡＰおよびクライアントが共通して知っている（もちろん別の文字列でもよい）。２番目は、ＡＰに到達可能なグローバルＩＰアドレス、３番目はＡＰの待ち受けポート番号である。上記の例では、サーバは、宛先アドレス100.99.98.97、宛先ポート1234にパケットを送信することで、そのＡＰにパケットを到達させることができる。

（２）接続登録要求
ＡＰから広告を受け取ったクライアントは、サーバに接続登録要求メッセージを送り、そのクライアントがＡＰに接続できるよう設定を依頼する。ただし、例えば自宅のＡＰなど既知のＡＰで接続があらかじめ許可されているＡＰからの広告であれば以降の手順は不要であり、ＩＥＥＥ８０２．１１等で規定された通常の接続を行えばいい。既知のＡＰではなかった場合、登録要求メッセージを携帯網経由でサーバに送付する。接続登録要求メッセージは以下の情報を含む。
・ユーザ名
・パスワード
・サービス名
・ＭＡＣアドレス
・ＡＰアドレス
・ＡＰポート番号
・確認用乱数

ユーザ名とパスワードは、クライアントが通信事業者に登録している情報であり、通信事業者（サーバ）が正しくクライアントを識別できるものであればよい。従ってユーザ名とパスワードでなくとも、例えば証明書でもよい。サーバ（通信事業者）は、まずそのクライアントが本発明の無線ＬＡＮ接続サービスに加入しているかどうかを確認する。

サービス名は、サーバがそれをチェックし、不正なサービス名（その通信事業者が指定していない文字列）だった場合には、要求を破棄する（接続登録失敗メッセージをクライアントに返答し、手順を終了する）。

ＭＡＣアドレスはクライアントの無線ＬＡＮインタフェースのＭＡＣアドレスであり、後の手順でサーバからＡＰに送る「受け入れ要求」にそのまま格納され、この時点ではこれらの情報は特に処理されない。

ＡＰアドレスとＡＰポート番号は、（１）の広告に含まれていた情報である。

確認用乱数は、後の登録完了メッセージ（図３の（７））で用いられる情報である。サーバは該当するクライアント情報にこの確認用乱数を登録する。

なお、接続要求（図３の（２））〜接続登録応答（図３の（５））までは１つのセッションであり、サーバはどのクライアントに接続登録応答メッセージを返すべきか等を管理しておかなければならない。またクライアントは、ＡＰアドレス、ＡＰポート番号、確認用乱数および後に取得するＡＰ識別番号などを、当該ＡＰから切断するまで保持しておかなければならない。

（３）ＡＰ登録要求・ＡＰ登録応答
本発明では、通信事業者から無線ＬＡＮ接続を提供したＡＰ管理者への支払いが発生することを想定している（実際に支払いをするかどうかは本発明の範囲外である）。そのため、通信事業者はＡＰを正しく認識し、また実際に正しく無線ＬＡＮの接続を提供したかを確認しなければならない。ＡＰ登録要求・ＡＰ登録応答（図３の（３ａ）、（３ｂ））はそれを実現するためのメッセージである。

（３ａ）ＡＰ登録要求
サーバは、クライアントから受け取った接続登録要求メッセージの中の、ＡＰアドレス、ＡＰポート番号を宛先アドレス、宛先ポートとしてＡＰ登録要求メッセージを送信する。ＡＰ登録要求メッセージは以下の情報を含む。
・サービス名
・サーバ証明書（サーバの公開鍵で確認する）

サービス名は、通信事業者を識別するための識別子である。ＡＰはサービス情報の中から該当するサービス名が存在するかを確認する。もし存在しなければ、ＡＰはその通信事業者のクライアントに対して無線ＬＡＮの接続性を提供しないので、ＡＰ登録応答で「接続拒否」を返す。

サーバ証明書は、このＡＰ登録要求メッセージが本物のサーバから送られたものかを確認するために用いる。ＡＰはサーバ証明書を確認し、正しければ以降の手順を進める。不正であれば、これ以上何も処理しない（応答も返さない）。

（３ｂ）ＡＰ登録応答
次に、ＡＰは自身の情報をサーバに登録するために、ＡＰ登録応答メッセージをサーバに送る。ＡＰ登録応答メッセージは以下の情報を含む。
・ステータス
・サーバ公開鍵による暗号化
−ＡＰ識別番号（もし持っていなければ空にしておく）
−支払いを受けるのに必要なＩＤ

ステータスとは、登録要求を受け入れるか、却下するかを表すステータスコードである。却下の場合は、以降の情報を格納する必要はない。

ＡＰ識別番号と支払いを受けるのに必要なＩＤ情報は、まとめてサーバの公開鍵（ＡＰが事前に保有している）で暗号化する。サーバは対応する秘密鍵を持っているので、解読することができる。これによって、不正なサーバに対してＩＤ情報が漏れることを防ぐ。

ＡＰ識別番号は、後述する受け入れ要求に含まれる情報である。つまり、同じ通信事業者から２回目以降ＡＰ登録要求があった場合には、ＡＰ識別番号を付加することで、サーバがＡＰに関する情報を検索するのを簡略化できる。

支払いを受けるのに必要なＩＤは、（２）でも述べたように、そのＡＰ管理者が実際に支払いを受けるのに必要な情報である。サーバはこの情報を課金データベースに登録する。もし新規の登録（ＡＰ識別番号が空）の場合には、新たにＡＰ識別番号を発行する（ＡＰ識別子は、課金データベースのエントリの番号など、該当エントリへのアクセスを容易にするものであればよい）。

（４）受け入れ要求・受け入れ許可（受け入れ却下）
（４ａ）受け入れ要求
サーバは、クライアントが検知したＡＰに対して受け入れ要求メッセージを送付する。このメッセージの宛先には、ＡＰアドレスとＡＰポート番号を指定する。受け入れ要求メッセージは以下の情報を含む。
・サービス名
・サーバ秘密鍵による暗号化
−ＡＰ識別番号
−ＭＡＣアドレス

サーバは受け入れ要求メッセージの中の、ＡＰ識別子とＭＡＣアドレスをまとめて秘密鍵で暗号化する。受け入れ要求メッセージを受信したＡＰは、まずサービス名をチェックし、対応するサーバの公開鍵で暗号化された部分を解読し、ＡＰ識別番号とＭＡＣアドレスを得る。正しくメッセージが解読できたということは、正しいサーバから送られてきたメッセージだということがわかる。もし不正なサーバだった（正しく解読できなかった）場合には、メッセージを破棄する（応答も送らない）。

ＡＰはＡＰ識別番号が未登録ならサービス情報の該当するサービス名に対応づけて登録する。

次にＡＰは取得したＭＡＣアドレスを、ＭＡＣアドレスフィルタリング（許可）に設定する（もちろん、ＭＡＣアドレスフィルタリングを設定しなくても良い）。さらに、クライアントリストに新たなクライアントとしてＭＡＣアドレスと現在時刻を登録する（重複していれば時刻のみ更新する）。

（４ｂ）受け入れ許可（受け入れ却下）
そして、ＡＰは受け入れ許可メッセージをサーバに応答する。受け入れ許可メッセージは以下の情報を含む。
・ステータス
・サーバ公開鍵による暗号化
−ＡＰ識別番号
−ＥＳＳＩＤ
−無線ＬＡＮ暗号鍵情報（暗号方式の種別と暗号鍵）
−最大接続時間
−ＩＰアドレス

ステータスとは、クライアントを受け入れるか、受け入れを拒否するか（またその理由）を表すステータスコードである。却下の場合は、以降の情報のうちＩＰアドレスのみを格納する。

ステータス以外の情報は、まとめてサーバの公開鍵（ＡＰが事前に保有しているはず）で暗号化する。サーバは対応する秘密鍵を持っているので、解読することができる。これによって、情報が不必要に漏れることを防ぐ。得られた情報のうち、ＥＳＳＩＤと暗号鍵情報、最大接続時間は、次の接続登録応答メッセージにそのまま格納される。ＩＰアドレスは、接続登録応答メッセージの宛先アドレスである。

なお、クライアントリストに最大数のクライアントが登録され、これ以上受け入れることができない場合は受け入れ却下メッセージをサーバに返す。受け入れ却下メッセージには、ＩＰアドレスだけを格納する。

（５）接続登録応答
サーバは、ＡＰから受け入れ許可メッセージを受け取ると、その内容を接続登録応答として携帯網経由でクライアントに返す。サーバは、セッションを正しく管理していれば、どのクライアントに接続登録応答メッセージを送ればよいかわかるはずである。登録応答メッセージは以下の情報を含む。
・ステータス
・ＡＰ識別番号
・ＥＳＳＩＤ
・無線ＬＡＮ暗号鍵情報
・最大接続時間

ステータスはＡＰが接続を受け入れたかどうかを表すステータスコードであり、却下された場合には、ＥＳＳＩＤ以降の情報は格納しない。

クライアントは、得られたＥＳＳＩＤと暗号鍵を用いてＡＰに接続する。また、ＡＰ識別番号は、ＡＰから切断するまで保持しておく。

（６）無線ＬＡＮ接続
ＡＰへの接続は、ＩＥＥＥ８０２．１１等で規定されている通常の手順で行う。

（７）接続完了
ＡＰへの接続が完了すると、クライアントはＡＰ経由で接続完了メッセージをサーバに送る。接続完了メッセージは以下の情報を含む。
・サーバ公開鍵による暗号化
−ユーザＩＤ
−ＡＰ識別番号
−確認用乱数

上記メッセージはサーバの公開鍵で暗号化する。従って、正しいサーバしか解読できない。

確認用乱数は、接続登録要求メッセージ（２）にて、携帯網を経由してやり取りされた情報であるため、ＡＰはそれを知らないはずである。

サーバは、ユーザＩＤを元にクライアント情報を調べ、受信した確認用乱数と、クライアント情報にすでに登録されていた確認用乱数が等しいかをチェックする。等しければ、そのＡＰ識別番号のＡＰが正しく無線ＬＡＮ接続を提供したことを確認でき、課金を開始する（課金データベースに接続開始時刻などを登録する）。

（８）ＡＰからの離脱
クライアントが接続中のＡＰから離脱する場合、すなわちＡＰとの接続が切れて他のＡＰや携帯通信網へ接続した場合、クライアントはサーバ経由でＡＰにその旨を通知する。
クライアントからサーバへの接続解除要求メッセージは以下の情報を含む。
・ＭＡＣアドレス
・サービス名
・ＡＰアドレス
・ＡＰポート番号
・ＡＰ識別子

これらの情報は、接続登録要求メッセージを送る際に用いたものと同じものである。従って前述の通りＡＰアドレス、ＡＰポート番号およびＡＰ識別子の情報は接続解除が完了するまで（または別のＡＰに接続するまで）保持しておく必要がある。

この情報を受け取ったサーバは、課金データベースの該当ＡＰについてのエントリに接続が終了したことを記録する。

（８）解除要求
サーバからＡＰへの解除要求メッセージは以下の情報を含む。
・サービス名
・サーバ秘密鍵による暗号化
−ＭＡＣアドレス

ＡＰはサービス名を元にサーバの公開鍵を取得し、それを用いて暗号を解読する。解読に成功すればＭＡＣアドレスを得るので、クライアントリストから該当するＭＡＣアドレスのエントリを削除するとともに、ＭＡＣアドレスフィルタリングのエントリも削除する。

なお、万一このような登録削除の手順が行われなくても、クライアントリスの各エントリは一定時間でｅｘｐｉｒｅするため、永遠にエントリが残ることはない（クライアントリストからエントリを消すときに、必ずＭＡＣアドレスフィルタリングからもエントリを削除する）。

再接続（接続更新）を行う場合
クライアントは、接続開始から接続登録応答メッセージで指定された最大接続時間が過ぎる前に、再度接続手順を行うことで、接続を更新できる（どのタイミングで再接続するかは任意）。

また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によってのみ規定されるものである。

１無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ）
１１無線ＬＡＮ接続部
１２サーバ接続部
１３サービス情報保持部
２無線ＬＡＮクライアント（クライアント）
２１無線ＬＡＮ接続部
２２携帯電話網接続部
２３サーバ情報保持部
３サーバ
３１ネットワーク接続部
３２クライアント情報保持部
３３課金情報データベース
４ＮＡＴルータ
５携帯電話基地局

Claims

無線ＬＡＮで無線ＬＡＮアクセスポイントと通信するための第１の接続手段と、携帯電話網でサーバと通信するための第２の接続手段とを有する無線ＬＡＮクライアントと、
前記サーバと通信するためのサーバ接続手段を有する無線ＬＡＮアクセスポイントと、
前記無線ＬＡＮアクセスポイントおよび前記無線ＬＡＮクライアントと通信するためのネットワーク接続手段を有するサーバと、
を備える無線ＬＡＮシステムであり、
前記無線ＬＡＮクライアントが、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続するための無線ＬＡＮ接続方法であって、
前記無線ＬＡＮアクセスポイントが、接続サービスの提供を広告する広告ステップと、
前記広告を受信した前記無線ＬＡＮクライアントが、前記第２の接続手段で前記サーバに前記接続サービスを要求する接続要求ステップと、
前記サーバが、前記要求を行った無線ＬＡＮクライアントを認証し、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに、前記無線ＬＡＮクライアントの受け入れを要求する受け入れ要求ステップと、
前記無線ＬＡＮアクセスポイントが、前記サーバに、前記無線ＬＡＮクライアントの受け入れを許可する受け入れ許可ステップと、
前記サーバが、前記無線ＬＡＮクライアントに、前記無線ＬＡＮアクセスポイントの受け入れ許可を通知する接続要求応答ステップと、
前記無線ＬＡＮクライアントが、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続する接続ステップと、
を含むことを特徴とする無線ＬＡＮ接続方法。
前記受け入れ要求ステップで、前記無線ＬＡＮクライアントを認証後、
前記サーバが、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続サービスの提供を確認する確認ステップと、
前記無線ＬＡＮアクセスポイントが、前記サーバを前記サーバの公開鍵で認証し、前記接続サービスの提供の確認を応答する応答ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮ接続方法。
前記接続ステップの後、
前記無線ＬＡＮクライアントが、前記第１の接続手段で前記サーバに接続し、前記サーバに、前記無線ＬＡＮアクセスポイントとの接続完了を通知する接続完了ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の無線ＬＡＮ接続方法。
前記無線ＬＡＮクライアントが、前記接続要求ステップおよび前記接続完了ステップで、確認用乱数を前記サーバに送信し、
前記サーバが、前記接続要求ステップで送信された確認用乱数と前記接続完了ステップで送信された確認用乱数を比較するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の無線ＬＡＮ接続方法。
前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記広告ステップで、前記サーバ接続手段のＩＰアドレスおよびポート番号を含むＥＳＳＩＤを用いて前記広告を行い、
前記無線ＬＡＮクライアントは、前記接続要求ステップで、前記ＩＰアドレスおよび前記ポート番号を前記サーバに送信し、
前記サーバは、前記受け入れ要求ステップで、前記ＩＰアドレスおよび前記ポート番号を用いて、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ接続方法。
前記サーバは、前記受け入れ要求ステップで、前記認証を前記無線ＬＡＮクライアントのユーザ名とパスワード、または証明書で行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ接続方法。
前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記受け入れ許可ステップで、無線ＬＡＮ接続のためのＥＳＳＩＤ、無線ＬＡＮ暗号鍵および暗号種別を前記サーバに送信し、
前記サーバは、前記接続要求応答ステップで、前記ＥＳＳＩＤ、前記無線ＬＡＮ暗号鍵および前記暗号種別を前記無線ＬＡＮクライアントに通知し、
前記無線ＬＡＮクライアントは、前記接続ステップで、前記ＥＳＳＩＤ、前記無線ＬＡＮ暗号鍵および前記暗号種別を用いて前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ接続方法。
前記無線ＬＡＮクライアントが、前記接続要求ステップで前記第１の接続手段のＭＡＣアドレスを送信し、
前記サーバが、前記受け入れ要求ステップで前記ＭＡＣアドレスを送信し、
前記無線ＬＡＮアクセスポイントが、前記受け入れ許可ステップで前記ＭＡＣアドレスを登録することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ接続方法。
前記サーバから前記無線ＬＡＮアクセスポイントへの通信は、前記サーバの公開鍵で暗号化され、
前記無線ＬＡＮアクセスポイントから前記サーバへの通信は、前記サーバの秘密鍵で暗号化されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ接続方法。
前記サーバ接続手段および前記ネットワーク接続手段は、インターネットに接続する手段であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ接続方法。
無線ＬＡＮで無線ＬＡＮアクセスポイントと通信するための第１の接続手段と、
携帯電話網でサーバと通信するための第２の接続手段と、
を備え、
前記第１の接続手段で、前記無線ＬＡＮアクセスポイントから接続サービスの提供の広告を受信し、前記第２の接続手段で、前記サーバに前記接続サービスを要求し、前記第２の接続手段で、前記サーバから受け入れ許可を受信し、前記第１の接続手段で、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続することを特徴とする無線ＬＡＮクライアント。
インターネットを介してサーバと通信するためのサーバ接続手段と、
無線ＬＡＮ接続手段と、
を備え、
前記無線ＬＡＮ接続手段で接続サービスの提供を広告し、前記接続サービスを受信した無線ＬＡＮクライアントからの要求を、前記サーバ接続手段で前記サーバから受信し、前記無線ＬＡＮクライアントの受け入れ許可を、前記サーバに送信し、前記無線ＬＡＮ接続手段が、前記無線ＬＡＮクライアントに接続サービスを提供することを特徴とする無線ＬＡＮアクセスポイント。