アンテナ指向性制御を組合せた無線LAN統合認証方式
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(2) っ た 行 為 と 区 別 が 付 か ず ，迷 惑 行 為 の 責 任 を 追 及するのは困難となる． 従 来 の 無 線 AP で は 単 一 保 安 レ ベ ル の み 実 現 さ れ て い る た め ，単 一 認 証 機 構 で 拒 否 さ れ る と 利 用 不 能 で あ っ た ．日 本 サ ス テ ィ ナ ブ ル・コ ミ ュ ニ テ ィ・セ ン タ ー に よ る 接 続 実 験 は 認 証 機 構 を AP 外 で 実 現 し た が ， 認 証 機 構 は 単 一 で あ り 問 題 は 同 様 で あ る ．従 っ て ，異 な っ た 保 安 レ ベ ル の 利 用 者 が 同 時 に 安 全 に 無 線 LAN を 利 用 可 能とする技術が必要であると考える． 一 方 ，無 線 通 信 は 本 質 的 に は 傍 受 さ れ る 特 質 を も っ て い る こ と は 否 め な い ．こ の た め に 指 向 性を制御して不要な方向への電波の放射を抑 圧 す る 方 法 が 考 え ら れ る が ，本 稿 で 考 え て い る 公 衆 無 線 LAN シ ス テ ム に 適 応 す る に は ， 以 下 の よ う な 問 題 点 を 有 す る ．無 線 に お い て 特 定 の 方 向 に 電 波 を 放 射 す る た め に は ，ア ン テ ナ や 高 周 波 ブ ロ ッ ク の リ ソ ー ス を 多 く 必 要 と し て ，全 て の ト ラ フ ィ ッ ク に 対 し て ，指 向 性 制 御 を 適 応 することは無線ルータが大型化し経済的にも 問 題 で あ る ．し た が っ て ，必 要 な セ キ ュ リ テ ィ ー レ ベ ル を 判 断 し ，ア ン テ ナ や 高 周 波 ブ ロ ッ ク のリソースを適応的にスケジューリングする 必 要 が あ る ．と こ ろ が ，こ の セ キ ュ リ テ ィ ー レ ベルの判断はアプリケーションと密接に関連 す る た め ，物 理 レ ベ ル に 近 い レ イ ヤ だ け の 情 報 では適切な判断を下すことが出来ない問題点 が あ っ た ．こ の た め ，セ キ ュ リ テ ィ ー レ ベ ル を 判断した上で合理的にアンテナや高周波ブロ ックのリソース配分がなされていないのが現 状である． 一 方 で ，従 来 の 無 線 周 波 数 の 管 理 は シ ス テ ム ご と に 周 波 数 を 割 り 付 け る と い う ，方 針 の も と に な さ れ て き た ．こ の た め ，ア ク セ ス ポ イ ン ト を設置したものが独占的にその周波数を使用 す る こ と が 起 き て い る ．そ の た め ，独 占 的 な 電 波 の 使 用 を 排 除 し ，空 間 的 に し か も 適 応 的 に 周 波数資源を利用し有効活用しようとする考え に 基 づ く「 ア ン テ ナ 制 御 を 含 め た 認 証 に よ る ア ク セ ス ポ イ ン ト の 共 用 」と い う 発 想 が 必 要 で あ る と 考 え る ．こ の 問 題 を 解 決 す る た め の 一 つ の 切り口としてアンテナシステムと認証システ ムを連携させる方法を提案する． 本 報 告 で は ，無 線 ル ー タ 所 有 者 の 機 器 等 の セ キ ュ リ テ ィ を 完 全 に 確 保 し つ つ ，不 特 定 多 数 に 対する無線ＬＡＮの利便性を追求する無線Ｌ Ａ Ｎ ル ー タ に つ い て 提 案 し ，そ の 検 証 シ ス テ ム. について議論する．. 無線LAN クライアント. 公衆無線LANルータ 無線通信部. LAN認証部. VPNクライアント. 貸借LAN サーバ. LAN内機器 インターネット. 公衆無線ルータ 公衆無線認証部. VPNサーバ. ブロードバンド ルータ. VPN サーバ表. VPN. 図 1: 公 衆 無 線 LAN ル ー タ の 構 成. 2. 認 証 機 構 と 公 衆 無 線 LAN ル ー タ 家庭などで広く用いられているインターネ ッ ト 接 続 に お い て は ，接 続 ノ ー ド の 識 別 子 と な る IP(イ ン タ ー ネ ッ ト プ ロ ト コ ル ) version 4 アドレスを接続機器台数分提供されることは ま れ で あ る の で ，ブ ロ ー ド バ ン ド ル ー タ 等 ア ド レ ス 変 換 機 能 を 持 つ ル ー タ を 介 し て LAN を 接 続 す る こ と が 多 い ．ロ ー カ ル ル ー タ 機 能 を も つ 無 線 AP を こ こ で は 無 線 Ｌ Ａ Ｎ ル ー タ と 呼 ぶ ． 本 研 究 で 用 い る 無 線 AP も 同 様 の 機 能 を 持 っ て い る た め ，特 に こ れ を 公 衆 無 線 Ｌ Ａ Ｎ ル ー タ と 称することにする． 本 報 告 で は 無 線 AP を 本 来 の 利 用 者 と そ う で な い 者 と で 兼 用 す る た め ，そ れ ぞ れ の 無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト を 区 別 す る 必 要 が あ る ．こ こ で は 公 衆 無 線 LAN ル ー タ に 直 結 し た LAN を ，貸 借 有 線 LAN と 呼 ぶ ．貸 借 有 線 LAN は 家 庭 内 LAN や 組 織 の イ ン ト ラ ネ ッ ト で あ る の で ，LAN 内 機 器 が 接 続 さ れ て い て ，本 来 の 利 用 者 の み が 利 用 で き な け れ ば な ら な い ．ル ー タ 所 有 者 に 許 可 を 得 て ，貸 借 有 線 LAN や LAN 内 機 器 を 利 用 で き る 無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト を 内 部 機 器 と 呼 ぶ ． そ れ 以 外 の 無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト は 外 部 機 器 と呼ぶ． 図１に本報告が提案する認証機構の構成と イ ン タ ー ネ ッ ト と の 関 係 を 示 す ．セ キ ュ リ テ ィ を 確 保 す べ き 内 部 機 器 に つ い て は ， MAC ア ド レス登録等の手法により認証あるいは区別可 能 で あ る と す る ．無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト が IP 通 信 を 行 う こ と を 考 え る ． 無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト の IP デ ー タ グ ラ ム は ， 通 常 通 り イ ー サ ネ. −80−.
(3) ッ ト の フ レ ー ム (イ ー サ フ レ ー ム )に 乗 せ ら れ て ， 公 衆 無 線 Ｌ Ａ Ｎ ル ー タ の 無 線 通 信 部 へ 届 く ．こ の無線通信部で受信されたイーサフレームは， 当 ル ー タ 内 部 の LAN 認 証 部 に 送 ら れ る ． LAN 認 証 部 で は ，上 記 の 方 法 で 内 部 機 器 と 外 部 機 器 を 判 別 で き る の で ， 従 来 の 無 線 AP の 動 作 そ の ま ま ， 内 部 機 器 の イ ー サ フ レ ー ム を 有 線 LAN に 送 る こ と が で き る ．こ れ に よ っ て ，ル ー タ 所 有 者 の 登 録 機 器 は 通 常 通 り 貸 借 有 線 LAN と 通 信 で き ， 従 っ て ， プ リ ン タ 等 の LAN 内 機 器 を 利用することができる． 外部機器からのイーサフレームは上記認証 を 成 功 さ せ る こ と は で き な い ．こ こ で は 認 証 に 失 敗 し た イ ー サ フ レ ー ム を 破 棄 せ ず に ，LAN 認 証 部 か ら VPN ク ラ イ ア ン ト へ 送 り ， こ こ で 当 イ ー サ フ レ ー ム を GRE(Generic Routing Encapsulation)[1]等 の 手 法 で IP カ プ セ ル 化 す る も の と す る ．特 定 の VPN サ ー バ 宛 の IP ヘ ッ ダ を つ け て し ま え ば ， 当 イ ー サ フ レ ー ム は IP デ ー タ グ ラ ム の デ ー タ 部 に 過 ぎ な い た め ，カ プ セ ル 化 し た IP デ ー タ グ ラ ム を 貸 借 有 線 LAN へ 送 信 し て も LAN 内 機 器 に は 到 達 で き ず ， そ の ままブロードバンドルータ等アクセス線を通 じてインターネット上へ送信されることにな る ． よ っ て ， 外 部 機 器 が LAN 内 機 器 に 作 用 し た り ，イ ン タ ー ネ ッ ト 上 の 任 意 の サ ー バ に 直 接 アクセスしたりすることはありえない． カプセル化された前述イーサフレームは到 着 先 の VPN サ ー バ に よ り ， イ ン タ ー ネ ッ ト と 隔 離 さ れ た VPN(Virtual Private Network)へ 送 信 さ れ ，イ ー サ フ レ ー ム へ 変 換 さ れ る ．こ の イーサフレームをさらに公衆無線で利用可能 か ど う か 認 証 す る も の と す る ．認 証 機 構 は 前 述 LAN 認 証 部 と 同 様 で あ る ．認 証 で き な い イ ー サ フ レ ー ム は 破 棄 し ，認 証 済 み イ ー サ フ レ ー ム の み を 対 象 と し ， そ の IP デ ー タ グ ラ ム を ル ー タ を 通 じ て 通 常 の イ ン タ ー ネ ッ ト へ 送 信 す る ．こ れ に よ り ，イ ン タ ー ネ ッ ト の 他 の サ ー バ (例 え ば Web サ ー バ )へ 到 達 可 能 な IP デ ー タ グ ラ ム は ， LAN 認 証 部 あ る い は 公 衆 無 線 認 証 の い ず れ か で 必 ず 認 証 さ れ て い る こ と が 保 証 さ れ る ．よ っ て イ ン タ ー ネ ッ ト 上 の 迷 惑 行 為 等 ， 無 線 LAN 利 用 者 自 身 の 責 任 を ，認 証 結 果 に 応 じ て 追 及 す ることが容易となる． ま た ，複 数 の 公 衆 無 線 認 証 を 準 備 し て 適 切 な VPN へ 送 信 で き る よ う 工 夫 す れ ば ，異 な っ た 保 安 レ ベ ル を 実 現 す る こ と が 可 能 で あ る ．例 え ば. 複 数 組 織 に お い て 本 シ ス テ ム を 共 用 し ，各 組 織 の 運 用 原 則 に の っ と っ た 認 証 方 式・管 理 ポ リ シ ー 等 を 定 め る こ と も 自 由 に 行 え る ．こ の 工 夫 の た め に は ， 外 部 機 器 ご と に 対 応 す る VPN と VPN サ ー バ を 保 持 し て お く デ ー タ ベ ー ス を ひ と つ 準 備 し て ， 各 公 衆 無 線 LAN ル ー タ か ら 参 照 で き れ ば 十 分 で あ る ．こ の よ う な デ ー タ ベ ー ス は こ こ で は VPN サ ー バ 表 と 呼 ぶ ． 図 1 で は 公 衆 無 線 LAN ル ー タ か ら ア ク セ ス 可 能 な イ ン ターネット上の特定の資源として準備されて い る こ と を 想 定 し て い る ．ま た ，VPN サ ー バ 表 は 公 衆 無 線 LAN ル ー タ に 内 蔵 さ れ て い て も よ い た め ，例 え ば 図 2 の よ う な 構 成 も 可 能 で あ る ． 公衆無線LANルータ VPNサーバ表. 無線LAN クライアント. 無線通信部. LAN認証部. VPNクライアント. 貸借LAN サーバ. LAN内機器 インターネット. 公衆無線ルータ 公衆無線認証部. 図 2. ブロードバンド ルータ. VPNサーバ VPN. VPN サ ー バ 表 を 内 蔵 し た 公 衆 無 線 LAN ル ー タ の 構 成. 本研究で提案する異なった保安レベルの実 現 方 法 は 認 証 方 法 や VPN の 構 成 方 法 に よ ら な い の で ，LAN 無 線 認 証 部 で の 認 証 方 式 と 公 衆 無 線 認 証 で の 認 証 方 法 は 必 ず し も MAC ア ド レ ス の 区 別 に よ る 方 法 で な く て も よ く ，ま た 公 衆 無 線 認 証 で の 認 証 方 法 に 適 し た VPN の 構 成 方 法 を 用 い れ ば よ い ．上 記 の 説 明 で は イ ー サ セ グ メ ン ト を VPN へ 送 信 し て い る た め ， 例 え ば PPPoE(Point-to-Point Protocol over Ethernet)[2] で ユ ー ザ 認 証 を す る こ と も で き る ．ま た ，イ ー サ セ グ メ ン ト の 代 わ り に ，イ ー サ セ グ メ ン ト の デ ー タ 部 に 存 在 す る IP デ ー タ グ ラ ム を 取 り 出 し ， こ れ を VPN へ 送 信 し て も 同様の効果が得ることができる．この場合， PPTP(Point-to-Point Tunneling Protocol)[3], IPsec AH(Authentication Header)[4]等 認 証 機 構 つ き VPN 構 成 方 式 を 利 用 し て も よ い ． 例 え ば PDA の よ う に 無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト に 特 定. −81−.
(4) の通信パケット認証機構を準備するのが困難 な 場 合 ， Web 認 証 の よ う な 簡 便 な 方 法 で Web 利 用 の た め の 認 証 を す る こ と も 可 能 で あ る ．本 シ ス テ ム を 利 用 す る 際 の 保 安 強 度 は ，実 現 に 用 い る 認 証 と VPN に 主 に 依 存 し て い る ． 3. ア ン テ ナ 指 向 性 制 御 と 認 証 の 連 携 無線通信はケーブルで接続されたネットワ ー ク と 異 な り ，通 信 線 路 の ケ ー ブ ル に 物 理 的 に 接 続 す る な ど の 方 法 に よ ら な く て も ，通 信 を 傍 受 さ れ る 特 質 を 持 っ て い る ．こ の た め ア ン テ ナ シ ス テ ム と 認 証 シ ス テ ム を 連 携 さ せ ,認 証 時 に は不要な方向への電波の放射を抑圧する技術 が重要である．. て い る ．こ の ア ン テ ナ シ ス テ ム か ら の 放 射 指 向 性 を 計 算 す る た め に ，筐 体 の 部 分 を ワ イ ヤ グ リ ッドで近似してモーメント法を用いて放射特 性 を 計 算 し た ． な お 、 具 体 的 な 計 算 に は 、 PC クラスタを用いた並列化とアンテナ形状を考 慮したインピーダンス行列の計算量の低減化 を 組 み 合 わ せ る こ と に よ り 行 っ た [5]． Amplitude characteristic(linear) 90. Eθ Eφ. 0.6. 120. 60 0.4. 150. 30 0.2. 180. 0. 210. 330. 240. 300 270. 図 4. 放射素子（中心）の放射指向性. Amplitude characteristic(linear) 90. 1 .7 λ. Eθ Eφ. 0.5. 120. 60 0.4 0.3. 150. 30 0.2 0.1. 0 .7 λ. 180. 0. 1 .4 λ 330. 210. 図 3 アクセスポイント 300. 240 270. アクセスポイントに取り付けられたアンテ ナの指向性はアクセスポイントの筐体電流の 影 響 を 受 け る ．筐 体 上 の 電 流 を 低 減 す る た め に 給 電 点 を オ フ セ ッ ト し た り ，筐 体 表 面 の 給 電 位 置 に お い て ，電 圧 給 電 に 近 い 給 電 条 件 を 用 い る 手 法 が 良 く 用 い ら れ る ．一 方 で ，筐 体 電 流 を 積 極 的 に 制 御 し て ，指 向 性 を 変 化 さ せ る 方 法 が 考 え ら れ る ．筐 体 電 流 の 影 響 が 指 向 性 に 与 え る 影 響 の 例 を 示 す た め に ，図 3 に 示 す 構 造 の ア ク セ ス ポ イ ン ト を 想 定 す る ．使 用 す る 周 波 数 帯 が ２ ． ４ GHｚ 帯 で あ る 場 合 ， 高 さ は ２ ０ ０ mm 程 度 と な り ，上 面 に は ３ 組 の 垂 直 偏 波 用 の ス タ ブ 付 きのアンテナが設置されていることを想定し. 図 5. 放射素子（右側）の放射指向性. 図４から図６に H 面での放射指向性を示す． 図 中 に は 主 偏 波 で あ る 垂 直 偏 波 成 分 (E θ )お よ び 交 差 偏 波 成 分 で あ る 水 平 偏 波 成 分 (E φ )の 計 算 結 果 を 合 わ せ て 表 示 し て あ る ．ダ イ バ ー シ チ 受 信 を 想 定 し て 複 数 の ア ン テ ナ を 用 い て い る が ，素 子間相互結合と筐体のために各素子とも均一 な 全 方 向 性 の 指 向 性 を 示 し て は い な い ．中 心 素 子の放射特性も構造の非対称性による筐体電 流 の 不 均 一 の た め 対 称 性 を 示 し て い な い ．な お ， これらの指向性は各アンテナの給電点におい. −82−.
(5) てアンテナ各素子の共振時でのインピーダン スに整合が取れているものとして計算を行っ て い る ．実 際 に は 複 数 の 受 信 機 が 内 蔵 さ れ ，各 アンテナが受信機に整合回路を通じて接続さ れ て い る 状 態 を 模 擬 し て い る と い え る ．こ の 状 態 に お い て ，方 位 角 方 向 に 不 均 一 な 指 向 性 を 有 し て い る が ，こ の 不 均 一 の 程 度 や ビ ー ム の 方 位 角 方 向 で の 偏 り は ，各 ア ン テ ナ の 終 端 条 件 に よ っ て 可 変 す る こ と が で き る ．こ こ で は ，実 際 の ビームの可変範囲などの詳細は省略する． Amplitude characteristic(linear) 90 0.5 120 60 0.4. Eθ Eφ. 0.3 150. 30 0.2 0.1. 180. 0. 330. 210. 300. 240 270. 図 6. 放射素子（左側）の放射指向性. こ の 例 の 様 に ，ア ン テ ナ は 電 波 の 空 間 的 分 布 を 物 理 的 に 変 更 で き る 素 子 で あ る ．本 質 的 に 電 波 を 傍 受 さ れ に く く す る た め に は「 必 要 以 外 の 方 向 に 電 波 を 放 射 し な い 」と い う こ と が 基 本 原 則 で あ る ．し か し な が ら ，本 稿 で 取 り 上 げ て い る 無 線 LAN の 統 合 認 証 方 式 を 実 現 し よ う と す る 場 合 ，ア ン テ ナ の 指 向 性 を 固 定 し て い た の で は ，「 広 く 開 か れ た サ ー ビ ス 」 と い う ， 本 来 の 目 的 を 達 す る こ と が で き な い ．こ の た め ，通 常 は 周 囲 の 電 波 を 受 信 し ，周 囲 に 存 在 し て い る 端 末 局 を 調 査 し ，そ の 局 の 識 別 符 号 ，電 波 の 到 来 方向や電界強度などの情報をテーブルとして 作 成 し て お く こ と に よ り ，認 証 な ど の 重 要 信 号 の送出にあたっては所望方向に適した指向性 を 選 択 す る ．ま た ，悪 意 の 妨 害 や ア ク セ ス が 判 明 し て い る 場 合 ，そ の 方 向 に 対 し て 抑 圧 特 性 を も つ 指 向 性 設 定 条 件 を 採 用 す る ．こ こ で ，方 位 推定には受信機や送信機との接続状態や切り 離 し 時 に お け る 終 端 条 件 を 変 化 さ せ て ，指 向 性 を 制 御 す る 簡 易 的 な ビ ー ム 切 り 替 え や ，MUSIC 法 [6]な ど が 考 え ら れ る ． MUSIC 法 を 適 応 す る. 場合に反射波の強度が強くコヒーレント波と 考 え ら れ る 場 合 ， そ の レ ベ ル に 応 じ て MUSIC スペクトルのピークは入射する 2 波の間の角度 と な る ．こ の 場 合 ，空 間 的 な 平 均 化 に よ る 分 離 が 必 要 と な る ．一 般 に ，到 来 方 向 推 定 は 素 子 数 が 多 い ほ ど 精 度 が 向 上 す る が ，現 実 に は 基 地 局 の大きさが素子数を制限する． 実 際 に は ，大 ま か な 指 向 性 の 制 御 を 行 う こ と を 想 定 す る 場 合 と ，大 掛 か り な 指 向 性 制 御 を 想 定する場合では条件がかなり異なると考えら れ る ．図 4 や 図 5 の 指 向 性 変 化 の レ ベ ル で あ れ ば ，送 受 信 す る ア ン テ ナ を 切 り 替 え る だ け で も ， 指 向 性 を 左 ，右 ，中 央 と 振 り 分 け る こ と が 可 能 で あ る ．こ の ビ ー ム 制 御 を ア ク セ ス ポ イ ン ト の 上位層との協調によって実現する． アンテナのような物理層の末端の装置はア プリケーションから見て最下流に位置するた め ，ア ン テ ナ シ ス テ ム の 制 御 は 認 証 制 御 と い う 上位のアプリケーションからの要求により適 応 的 な 制 御 が な さ れ て は い な か っ た ．従 来 の ア ンテナとアプリケーションの協調を想定しな い 方 法 で は ，ア プ リ ケ ー シ ョ ン の 要 求 か ら く る セ キ ュ リ テ ィ ー レ ベ ル を 維 持 し つ つ ，統 合 的 な 周波数資源の空間的高効率利用の実現が困難 であったと考えられる． 4. 検 証 シ ス テ ム 以上で論じたシステムが現技術で実現可能 な こ と を 示 す た め に ，プ ロ ト タ イ プ と な る 検 証 シ ス テ ム を 実 現 し た ．以 下 に 各 部 で 用 い た 既 存 技術について説明する． 4.1. LAN 認 証 部 通 常 の 無 線 LAN に は SSID(Service Set ID)や WEP(Wired Equivalent Privacy)等 の 保 安 機 能 が 準 備 さ れ ，内 部 機 器 の 通 信 の み を 許 可 し，外部機器の通信を拒絶することができる． しかしながら本研究の提案においては外部機 器についても無線通信を行う必要があるため， 上記二点の方法をそのまま適用することは必 ず し も 容 易 で な い ． こ こ で は LAN 認 証 部 の 実 現 の 一 例 と し て ， 通 常 の 無 線 LAN で 用 い ら れ て い る MAC ア ド レ ス 認 証 を 模 し て ， 登 録 さ れ て い る MAC ア ド レ ス の イ ー サ フ レ ー ム の み を 貸 借 LAN へ 送 信 す る こ と と す る ．MAC ア ド レ ス 認 証 は 万 能 で な い と い う 指 摘 [7]が あ る も の の ， イ ー サ フ レ ー ム の ヘ ッ ダ に あ る MAC ア ド. −83−.
(6) レスを検査するだけで容易に認証可能である ため，本研究の検証システムに採用した． 4.2. VPN 多 く の イ ン タ ー ネ ッ ト 接 続 に お い て は ，接 続 ノ ー ド の 識 別 子 と な る IP version 4 (IPv4) ア ド レ ス は 必 ず し も 固 定 で な く ，接 続 の た び に 異なったアドレスが割り当てられることが多 い ．一 方 ，異 な っ た ア ド レ ス に 対 し て 一 定 水 準 の 暗 号 化 や セ キ ュ リ テ ィ ポ リ シ ー を IP 層 で 適 用することは必ずしも容易でない． ま た ， 無 線 AP の 成 り す ま し の 可 能 性 が 指 摘 さ れ て い る の で [7]，例 え ば 近 隣 の 成 り す ま し 無 線 AP が 無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト か ら 認 証 情 報 を 騙 し 取 り ，本 来 の 認 証 を 不 正 に 成 功 さ せ る 中 間者攻撃を行うことは避けなければならない． 例 え ば 無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト に 専 用 の 認 証 ソ フ ト ウ ェ ア を 導 入 し ，公 衆 無 線 認 証 部 と 相 互 に 認証を行うことによってこの問題を回避可能 す る こ と が 可 能 で あ る ．し か し ，こ の よ う な 認 証ソフトウェアを任意の端末に導入すること は必ずしも容易ではない．よって本研究では， IPv4 が 固 定 的 に 割 り 当 て ら れ な い 環 境 に お い て は IP ア ド レ ス 以 外 の 方 法 で 各 VPN ク ラ イ ア ン ト を 認 証 し ，利 用 が 許 可 さ れ た 公 衆 無 線 LAN ル ー タ の み が VPN に 接 続 す る こ と が 必 要 で あ ると考える． 本 研 究 で は IP version 6(IPv6)に 準 備 さ れ た 保 安 機 構 を 利 用 す る た め ，認 証 に よ っ て 各 VPN ク ラ イ ア ン ト に 固 定 的 な IPv6 ア ド レ ス を 付 与 す る 方 法 を 採 用 し て い る [8][9]． こ の 場 合 ， 無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト の IPv4 デ ー タ グ ラ ム は IPv6 デ ー タ グ ラ ム で カ プ セ ル 化 さ れ ， さ ら に IPv4 デ ー タ グ ラ ム に 乗 せ ら れ て VPN サ ー バ に 送 信 さ れ る こ と に な る ．イ ー サ セ グ メ ン ト を カ プ セ ル 化 す る に は ， 例 え ば EtherIP[10]等 の 手 法も利用可能であると思われる． 4.3. 公 衆 無 線 認 証 部 前 節 の 手 法 に よ っ て 公 衆 無 線 LAN ル ー タ と VPN サ ー バ 間 に 認 証 さ れ た VPN が 実 現 さ れ て い る と 仮 定 す れ ば ，公 衆 無 線 認 証 部 で は ，無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト が 利 用 可 能 な 認 証 方 式 を 実 現 す れ ば 十 分 で あ る ．現 在 は 利 用 可 能 な サ ー ビ ス を Web ア ク セ ス に 限 定 し ， 未 認 証 ク ラ イ ア ン ト か ら の 利 用 要 求 を 認 証 用 Web ペ ー ジ へ リ ダイレクトすることによって実現している． 検 証 シ ス テ ム で 用 い た VPN は IP 層 で の 接 続. を 行 っ て い る の で PPPoE は 利 用 で き な い が ， 無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト に 仮 に IP ア ド レ ス を 付 与 し ， PPTP に よ っ て 認 証 を 行 う こ と は 可 能 で ある． 5. 考 察 い わ ゆ る Hot Spot は ， 無 線 を 利 用 し た イ ン ターネットアクセス方法のサービスエリアを 指 す 言 葉 で あ る ． IEEE802.11ｂ 等 の 無 線 LAN を介してインターネットアクセスが可能なも の が 多 い ．NTT コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン ズ の 登 録 商 標「 ホ ッ ト ス ポ ッ ト 」の よ う な 商 用 サ ー ビ ス [11] で は ，サ ー ビ ス エ リ ア 内 で あ っ て も 他 利 用 者 が 自 由 に 利 用 す る こ と は で き ず ，例 え ば 事 前 に 登 録 し た ア カ ウ ン ト で Web 認 証 を 行 う こ と が 必 要となる． 無 線 LAN は 例 え ば 携 帯 電 話 の 基 地 局 等 別 の 無 線 設 備 よ り も サ ー ビ ス エ リ ア が 狭 い た め ，こ のような方式で地域内を遍くサービスエリア に す る た め に は ，単 一 事 業 者 が 広 く 通 信 設 備 を 設 置 し な け れ ば な ら ず ，先 行 投 資 等 の 問 題 か ら 実 現 は 容 易 で な い ．ま た ，同 一 地 域 で 複 数 の 事 業 者 が 無 線 AP を 設 置 し た 場 合 無 線 チ ャ ネ ル の 衝突や一部事業者による無線チャネルの占有 等のおそれもある． FREESPOT 協 議 会 の サ ー ビ ス 「 FREESPOT」 は Host Spot と 同 様 に ， 無 線 LAN で イ ン タ ー ネ ッ ト に ア ク セ ス で き る 環 境 を 開 放 す る も の で あ る [12]． 公 共 施 設 や 飲 食 店 等 ， 利 用 者 へ FREESPOT サ ー ビ ス を 提 供 し た い 設 置 者 が イ ン タ ー ネ ッ ト 接 続 と 無 線 AP を 準 備 す る 運 用 方 針 の た め ，技 術 的 に は 単 一 事 業 者 が 通 信 設 備 を 準 備 す る 必 要 は な く ，地 域 内 を 遍 くカバーするには例えばホットスポットより も 適 し て い る と 考 え ら れ る ． ま た FREESPOT の多くの設置者は無料でサービスを提供して い る た め ，複 数 事 業 者 が 同 一 地 域 で 競 っ て 無 線 チ ャ ネ ル を 占 有 す る よ う な 事 は 考 え に く く ，電 波資源の有効利用が図れる． 利 用 形 態 は 無 線 AP 設 置 者 に よ っ て 異 な る も の の ， 他 無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト へ の 通 信 を 禁 止 す る 専 用 無 線 AP を 用 い る こ と に よ っ て ， 開 放 さ れ た 無 線 LAN 内 の 保 安 を 維 持 す る も の が 多 い ．イ ン タ ー ネ ッ ト で の 迷 惑 行 為 の 追 及 や 利 用 個 人 特 定 は ，事 前 登 録 や 利 用 者 チ ェ ッ ク 等 ， 無 線 AP 設 置 者 の 運 用 方 針 に 強 く 依 存 し て い る ． 日本サスティナブル・コミュニティ・セン ターの運営する公衆無線インターネットプロ. −84−.
(7) ジ ェ ク ト「 み あ こ ネ ッ ト 」は ，ホ ッ ト ス ポ ッ ト と同様に設置者がインターネット接続を準備 し て 無 線 AP を 設 置 可 能 な イ ン タ ー ネ ッ ト ア ク セ ス 環 境 で あ る [13]が ， 事 前 登 録 に よ る ア カ ウ ン ト の 認 証 の 結 果 ， 無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト に は 常 に 同 一 の グ ロ ー バ ル IP ア ド レ ス が 割 り 当 て ら れ る 点 が 他 の シ ス テ ム と 異 な っ て い る ．こ れ に よ っ て ， 利 用 IP ア ド レ ス か ら 一 意 に 利 用 個 人 が 特 定 で き ，イ ン タ ー ネ ッ ト で の 迷 惑 行 為 の追及等が容易となっている． IP ア ド レ ス の 割 り 当 て に は MobileIP[14]類 似 技 術 と PPTP と の 二 種 類 の 方 式 が 準 備 さ れ て い る ．ま た ，VPN や PPPoE 等 の 手 法 を 用 い る こ と に よ っ て ，異 な っ た 接 続 事 業 者 に 接 続 さ れ た 無 線 AP を 一 つ の ア ド レ ス 空 間 に 集 約 し て い る ． そ の た め MobileIP 類 似 技 術 を 用 い た 接 続 時 に は ， 無 線 AP 間 の ハ ン ド オ ー バ ー も 可 能 で ある． 認証サーバはシステム内に一種類用意され， 同じシステムを利用した他プロジェクトの認 証 情 報 を 併 用 す る こ と も で き る が ，任 意 の 認 証 方 式 や VPN を 利 用 す る こ と は で き な い ． よ っ て 本 研 究 で 意 図 し て い る よ う に ，異 な っ た 保 安 レベルの利用者を共存させることは困難であ る ．ま た ，無 線 LAN か ら 設 置 者 の 有 線 LAN に 影 響 し な い よ う 工 夫 さ れ て い る た め ，自 身 の 有 線 LAN へ の 直 接 の ア ク セ ス 手 段 と し て 設 置 者 が 無 線 AP を 利 用 す る こ と は で き な い ． 本 研 究 で 提 案 す る 統 合 認 証 方 式 で は ，み あ こ ネ ッ ト と 同 様 に ，設 置 者 が イ ン タ ー ネ ッ ト 接 続 を準備することを想定しているが，公衆無線 LAN ル ー タ を 設 置 者 自 身 が 無 線 AP と し て 利 用 可能である点が特長の一つである．すなわち， 利 用 者 が 自 身 の 有 線 LAN へ の 直 接 の ア ク セ ス 手 段 と し て 別 途 無 線 AP を 準 備 す る 必 要 が な い ため， ・ 既存のインターネット接続利用者の協力を 得やすい ・ 通 常 の 無 線 LAN ル ー タ と の 置 換 が 容 易 ・ 近 接 無 線 AP の 使 用 チ ャ ネ ル を 避 け や す い 等の利点が考えられる．. 送 信 す る こ と に よ り ， 貸 借 有 線 LAN 内 の 機 器 を 外 部 機 器 の ア ク セ ス か ら 保 護 し な が ら ，イ ン ターネット接続を外部機器ユーザと共有する こ と が で き る ．ま た ，上 位 の ア プ リ ケ ー シ ョ ン 層での要求にあわせてアンテナの指向性を制 御 す る こ と に よ り ，認 証 時 の よ う に 重 要 な 情 報 を確実に無線通信することが可能となる． 無 線 LAN に お い て は 傍 受 や 乗 っ 取 り 等 ， 保 安 上 の 問 題 が あ る ．特 に 本 提 案 で は 無 線 部 分 を 他 者 と 共 有 し て い る の で ，実 運 用 で の 保 安 対 策 が 必 要 で あ る と 思 わ れ る ． ま た ， 無 線 AP 間 の ハ ン ド オ ー バ ー は 無 線 AP の 実 現 に 依 存 し て い る た め ， 無 線 LAN ク ラ イ ア ン ト を 高 速 移 動 体 に 搭 載 す る 場 合 は ，そ の 利 用 形 態 に あ わ せ た シ ステム設計が必要となる．. 6. お わ り に 本 研 究 で は 無 線 LAN を 用 い た イ ン タ ー ネ ッ ト 接 続 手 法 を 提 案 し た ． 無 線 LAN ル ー タ で 認 証 に 失 敗 し た 通 信 パ ケ ッ ト を 破 棄 せ ず に ，イ ン タ ー ネ ッ ト 上 の 公 衆 無 線 認 証 部 へ VPN 技 術 で −85−. 文. 献. [1] Farinacci, D., et al, Generic Routing Encapsulation (GRE), RFC2784, Mar. 2000. [2] Mamakos, L. et al, A Method for Transmitting PPP Over Ethernet (PPPoE), RFC2516, Feb. 1999. [3] Hamzeh, K. et al, Point-to-Point Tunneling Protocol (PPTP), RFC2637, Jul. 1999. [4] Kent, D., et al, IP Authentication Header, RFC2402, Nov. 1998. [5] 浅 川 公 男 , 裕 川 昌 子 , 馬 場 聡 史 , 前 田 忠 彦 、 PC ク ラ ス タ に よ る ア ン テ ナ 解 析 の 高 効 率 化 の検討, 信学技報 AP-2003-*, Mar. 2004 (to appear). [6] R. O. Schmidt, Multiple Emitter Location and Signal Parameter Estimation, IEEE Trans., vol. AP-34, No.3, pp. 276-280, Mar., 1986. [7] 清 水 渉 , 小 林 稔 幸 , 無 線 ホ ッ ト ス ポ ッ ト サ ー ビ ス の セ キ ュ リ テ ィ , 情 処 研 究 報 告 2002-DPS-107, Mar. 2002. [8] DHIS, ATNCPC, Automatic Tunnel Configuration Protocol, tunnel broker, http://www.dhis.org/atncpc/ [9] Gilligan, R., et al, Transition Mechanisms for IPv6 Hosts and Routers, RFC2893, Aug. 2000. [10] Housley, R. et al, EtherIP: Tunneling Ethernet Frames in IP Datagrams, RFC3378, Sep. 2002. [11] http://www.hotspot.ne.jp/ [12] http://www.freespot.net/ [13] 藤 川 賢 治 , 岡 部 寿 男 , 古 村 隆 明 , 京 都 無 線 イ ン ターネットプロジェクト みあこネットの設計と 運 用 , 情 処 研 究 報 告 2003-DPS, Mar. 2002. [14] Perkins, C., IP Mobility Support, RFC2002, Oct. 1996..
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