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JPH0927804A - コンピュータ・システム間のデータ・パケットの送受信方法及びそのシステム - Google Patents

コンピュータ・システム間のデータ・パケットの送受信方法及びそのシステム

Info

Publication number
JPH0927804A
JPH0927804A JP7262037A JP26203795A JPH0927804A JP H0927804 A JPH0927804 A JP H0927804A JP 7262037 A JP7262037 A JP 7262037A JP 26203795 A JP26203795 A JP 26203795A JP H0927804 A JPH0927804 A JP H0927804A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data packet
computer
host
network
packet
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP7262037A
Other languages
English (en)
Inventor
Ashar Aziz
アシャー・アジズ
Geoffrey Mulligan
ジェフリー・マリガン
Martin Patterson
マーティン・パターソン
Glenn Scott
グレン・スコット
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.)
Sun Microsystems Inc
Original Assignee
Sun Microsystems Inc
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sun Microsystems Inc filed Critical Sun Microsystems Inc
Publication of JPH0927804A publication Critical patent/JPH0927804A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/04—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks
    • H04L63/0428—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks wherein the data content is protected, e.g. by encrypting or encapsulating the payload
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L12/02—Details
    • H04L12/22—Arrangements for preventing the taking of data from a data transmission channel without authorisation
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4604—LAN interconnection over a backbone network, e.g. Internet, Frame Relay
    • H04L12/462—LAN interconnection over a bridge based backbone
    • H04L12/4625—Single bridge functionality, e.g. connection of two networks over a single bridge
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
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  • Computer Hardware Design (AREA)
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  • Computer And Data Communications (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信元ホストから宛先ホストに公衆インター
ネットワークを介して送信されるデータ・パケットの暗
号化と復号化を自動的に行う。 【解決手段】 各ネットワークにトンネル・ブリッジを
配置し、ネットワークとの間で伝送されるすべてのパケ
ットを割込み受信させる。第１のホストからパケットが
伝送されると、そのホストのネットワークのトンネル・
ブリッジがパケットを割込み受信し、そのホストから指
定の宛先ホストに送られるパケットを暗号化する必要が
あるかどうか、または、送信元ホストのネットワークか
ら宛先ホストのネットワークに送られるパケットを暗号
化する必要があるかどうかを、情報ヘッダから判断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はデータ・パケットの
機密保護伝送の分野に関し、具体的にはインターネット
またはその他の複数のコンピュータ・ネットワークのネ
ットワーク間でデータ・パケットの暗号化と復号化を自
動的に行う新しいシステムに係わる。
【０００２】
【従来の技術】インターネットなどのネットワークを介
して機密情報を１つの場所から別の場所に伝送すること
が企業にとってますます便利になりつつあり、それに伴
ってそのような情報がインターネットワークを通るとき
に部外者の目から保護する必要に迫られている。現状で
は、保護されていないデータが宛先に向けて伝送される
間に多くの場所で複製され、企業秘密やその他の私的情
報が保護されないまま、公衆が入手できるようになって
いる。
【０００３】送信側ホストのユーザは送信するデータを
暗号化し、使用した暗号化機構をそのデータを受信する
ユーザに復号化に必要なキーと共に知らせることができ
る。しかし、これには送信側と受信側のユーザの双方で
連絡と調整の手間を必要とし、ユーザはしばしばこの必
要な手間をとろうとせず、パケットが暗号化されないま
まで伝送されることになる。
【０００４】このようなパケットが暗号化されている場
合であっても、それがユーザＡからユーザＢまで伝送さ
れるということ自体が機密であることがあり、この情報
をも隠蔽するシステムが必要である。
【０００５】図１に、公衆ネットワーク１０（インター
ネットなど）を介して相互接続されたネットワークＮ
１、Ｎ２、およびＮ３を含むコンピュータ・ネットワー
クのネットワークが図示されている。ネットワークＮ１
が従来の方式で設計されている場合、ネットワークＮ１
にはホストＡや追加のホスト２０および３０などの数台
ないし多数のコンピュータ（ホスト）が含まれている。
同様に、ネットワークＮ２にはホストＢや追加のホスト
４０および５０などが含まれ、ネットワークＮ３にはホ
スト６０ないし９０が含まれている。各ネットワークに
多くのホストが接続されている場合があり、この図に示
されているよりもはるかに多くの個別ネットワークが接
続されていることがある。
【０００６】ホストＡのユーザがファイル、電子メー
ル、または同様のデータをホストＢに送信したいとき、
そのファイルはパケットに分割され、各パケットは一般
に図７に示すパケット４００のように、データ４１０と
ヘッダ４２０を備えた構造を持っている。インターネッ
トを介して送信する場合には、ヘッダ４２０は、受信側
（宛先）ホストＢのアドレスが入ったインターネット・
プロトコル（ＩＰ）ヘッダとなる。従来の方式では、各
データ・パケットはインターネットワーク１０を介して
受信側ネットワークＮ２に送られ、最終的に受信側ホス
トＢに送られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、ホスト
Ａのユーザが送信の前にファイルまたはデータ・パケッ
トを暗号化し、ユーザＢがそれを復号化するのに必要な
キーを持っている場合であっても、パケットのヘッダに
入っているインターネット・プロトコル（ＩＰ）アドレ
スから送信側ホストと受信側ホストの識別コードが簡単
に識別される。現在のインターネットワークはこの情報
を機密にする構造や方法を備えていない。さらに根本的
には、１つのホストから他のホストに送信されるデータ
・パケットの自動暗号化および復号化のためのシステム
さえ備えていない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のシステムは、私
設ネットワークと公衆ネットワーク（またはインターネ
ットワーク）の間のインターフェース部に配置されたト
ンネル・ブリッジをいくつかの私設ネットワークのそれ
ぞれについて備えている。各トンネル・ブリッジは、プ
ロセッサとメモリを備えたスタンドアロン型コンピュー
タであり、各トンネル・ブリッジのメモリには、（送信
または受信する）データ・パケットを暗号化する必要が
あるホストを識別するホスト・テーブルが入っている。
あるいは、特定のネットワークとの間でやり取りするデ
ータ・パケットを暗号化する必要があるかかどうかを示
したり、特定のデータ・パケットを暗号かする必要があ
るかどうかを示すその他の所定の基準を格納することが
できるネットワーク・テーブルを使用することもでき
る。
【０００９】１つの私設ネットワーク（または私設ネッ
トワークのサブネットワーク）のトンネル・ブリッジ
は、ネットワーク外に送信されるすべてのパケットに割
込み、各パケットを暗号化する必要があるかどうかをテ
ーブルから自動的に判断する。暗号化しなければならな
い場合は、トンネル・ブリッジは暗号化方式とその宛先
ホストのための適切なキーを使用してパケットを暗号化
し、送信元と宛先のアドレス情報（ホスト・アドレスま
たはネットワークのＩＰブロードキャスト・アドレス）
が入ったカプセル化ヘッダを付加してパケットをインタ
ーネットワークに送出する。
【００１０】宛先ホストでは、別のトンネル・ブリッジ
がすべての着信データ・パケットに割込み受信し、送信
元と宛先のアドレス情報を検査し、ローカル・ホスト
（またはネットワーク）テーブルから、パケットを復号
化すべきかどうかを判断し、復号化する場合にはそれに
使用する方式とキーを判断する。パケットは、必要なら
解読されて、宛先ホストに送られる。
【００１１】このようにして、暗号化が必要であること
が予め決められているすべてのメッセージ、１つのホス
トＡから別のホストＢに送られるすべてのメッセージ
が、ユーザ側で別に処置をとることなく自動的に暗号化
される。このようにして、公衆ネットワーク上の者がパ
ケットの内容を判断することはできなくなる。カプセル
化ヘッダがネットワークＩＰ送信元および宛先アドレス
を利用し、送信元と宛先のホスト・アドレスを暗号化す
る場合には、ホストの識別コードも機密にされ、介入す
る部外者はネットワークの識別コードしか識別すること
ができない。
【００１２】カプセル化ヘッダには、送信元のトンネル
・ブリッジの識別子が入ったフィールドを含めることが
できる。これは、１つのネットワークに複数のトンネル
・ブリッジを使用する場合（各トンネル・ブリッジが異
なる暗号化要件と情報を有する）に特に便利であり、こ
の場合、受信側のトンネル・ブリッジは、送信側トンネ
ル・ブリッジから着信するすべてのパケットの暗号化タ
イプと復号化キーを示すローカルで記憶されている情報
に従ってデータ・パケットを復号化する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明のシステムは、既存のコン
ピュータ・ネットワークで実施するように設計され、好
ましい実施の形態ではローカル・コンピュータ・ネット
ワークとインターネットなどの公衆ネットワークまたは
大規模ネットワークとの間の接続部にトンネル・ブリッ
ジを付加する。本発明の方法を実施する機構は、これら
のトンネル・ブリッジとして機能するコンピュータによ
って実現され、トンネル・ブリッジのメモリに記憶され
たプログラム命令と、適切な（標準）ネットワーク接続
および通信プロトコルとが組み込まれている。
【００１４】図３に、本発明に従ったネットワークＮ
１、Ｎ２、およびＮ３のネットワーク１００を示す。各
ネットワークはそれぞれ１つのトンネル・ブリッジＴＢ
１、ＴＢ２、およびＴＢ３を備えており、それぞれのネ
ットワークとの間で送受信されるすべてのデータ・パケ
ットを割込み受信する。ネットワークＮ１ないしＮ３
は、その他の点では従来の設計のネットワークＮ１ない
しＮ３と同じである。以下の説明でネットワークＮ１な
いしＮ３またはホストＡおよびＢという場合は、別段の
明記のない限り図３に示す構成を指すものとみなされた
い。
【００１５】このシステムにはいくつかの動作モードが
あり、以下ではモード１、２、２Ａ、３及び３Ａと番号
を付けて述べる。モード１は図１の構成を使用し、その
他のモードはすべて図３の構成を使用する。モード２な
いし３Ａでのトンネル・ブリッジＴＢ１およびＴＢ２
（それらのプログラム命令、行われる処置なども含む）
の機能は、モード１のときはそれぞれホストＡおよびお
よびＢの機能である。
【００１６】トンネル・ブリッジＴＢ１ないしＴＢ３は
それぞれ、図４に示すようにプロセッサとメモリを有す
る別個の従来型コンピュータで実施されることが好まし
い。メモリとしては、ランダム・アクセス・メモリ（Ｒ
ＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、とディスク・ド
ライブやＣＤ−ＲＯＭなどその他の記憶媒体の組み合わ
せを使用することができる。各ブリッジＴＢ１ないしＴ
Ｂ３のためのプログラム命令はそれぞれのメモリに記憶
され、それぞれのマイクロプロセッサによって実行され
る。本発明の方法は、送信側ホストＡ、トンネル・ブリ
ッジＴＢ１およびＴＢ２、および受信側ホストＢのそれ
ぞれのプロセッサによって必要に応じて実行されるステ
ップの組み合わせで行われる。
【００１７】データの暗号化は、本発明の方法全体にお
いて重要なステップであるが、使用する特定の暗号化機
構は重要ではない。ディフィ−ヘルマン方式（Ｗ．ディ
フィーおよびＭ．ヘルマン「Ｎｅｗ Ｄｉｒｅｃｔｉｏ
ｎｓ ｉｎ Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ」ＩＥＥＥ Ｔ
ｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ Ｔｈｅｏｒｙ、１９７６年１１月号を参照）のよう
な柔軟性のある強力な暗号化方式が好ましい。（ＩＰデ
ータ伝送とともに暗号化を使用する方法については、出
願人の共願である１９９４年６月１０日出願の第０８／
２５８３４４号「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａ
ｔｕｓ ｆｏｒ Ｋｅｙ−Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｃ
ｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｕｓｅ Ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｒｎｅ
ｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ａｔ Ｓｉｔｅ Ｆｉｒｅｗ
ａｌｌｓ」である程度詳しく述べられており、参照によ
り本明細書に組み込まれる。）しかし、データ・パケッ
トを送信する第１の端末による暗号化と、受信側端末に
よる復号化とを行うものであればどのような暗号化方式
でもよい。
【００１８】図６には本発明の方法の概略が示されてお
り、送信側ホストＡにおけるデータ・パケットの生成か
ら始まっている。ホストＡのユーザはファイルまたは同
様のデータをホストＡからホストＢに伝送する従来式の
コマンドを入力し、ホスト・コンピュータＡがファイル
を図７に示すようにデータ・パケットに分割する標準の
手続きを実行する。各パケットにはデータ４１０とヘッ
ダ４２０の両方が含まれている。インターネットを介し
た伝送の場合、これはＩＰヘッダになる。ここでは、お
もにＩＰ特有の実施の形態について説明するが、本発明
とともに任意のネットワーク・プロトコルを使用するこ
とができるものと了解されたい。
【００１９】ボックス２００で、ホストＡ（図３および
図６を参照）のユーザは、ファイル、電子メール、また
は同様のデータを受信側に送信する従来式のコマンドを
入力し、ホストＡはインターネットで通常の方式で送信
するためにデータ・パケットを生成する。各データ・パ
ケットは最初、図７に図示するデータ・パケット４００
のような構造を持っており、データ・フィールド４１０
とヘッダ・フィールド４２０を備えている。ヘッダ４２
０には宛先アドレスが入っており、この例ではホストＢ
のＩＰアドレスが入っている。
【００２０】ボックス２１０で、データ・パケットはホ
ストＡによってこの場合も従来方式で伝送される。しか
し、モード２、２Ａ、または３Ａ（後述）のいずれかの
モードを使用した場合、ボックス２２０で各パケットは
トンネル・ブリッジＴＢ１（図３および図４参照）によ
って割込に受信される。モード１（後述）を使用した場
合は、トンネル・ブリッジを使用せず、モード２ないし
３Ａでトンネル・ブリッジが行う処置はモード１ではす
べて送信元ホストと宛先ホスト自体が行うため、ステッ
プ２２０および２８０は省かれる。したがって、以下の
説明でＴＢ１またはＴＢ２というときは、モード１の場
合には同じ機能がホストＡまたはホストＢでそれぞれ行
われるものと了解されたい。
【００２１】ＴＢ１（またはモード１の場合はホスト
Ａ）のメモリには、ローカル・ネットワークＮ１とＮ２
およびＮ３などの遠隔ネットワークの両方のホストのア
ドレスと、そのホストとの間で送受信されるデータ・パ
ケットを暗号化する必要があるかどうかを各ネットワー
クについて示す標識が入った参照テーブル（別途図示し
ていない）が記憶されている。たとえば、この場合、Ｔ
Ｂ１のホスト・テーブルは、ホストＡからホストＢに送
信されるメッセージを暗号化しなければならないことを
示している。したがって、図６のボックス２３０および
２４０に示すように、ブリッジＴＢ１（またはホスト
Ａ）は、そのブリッジのテーブルでホストＡおよびＢを
参照して、伝送するデータ・パケットをまず暗号化しな
ければならないかどうか判断する。
【００２２】または、テーブルには、ネットワークＮ１
からＮ２に送信されるあらゆるデータを暗号化する必要
があることを示した、ネットワークＮ１およびＮ２のネ
ットワークの「ネットワーク」識別子（たとえばブロー
ドキャスト・アドレス）を記憶することもできる。この
場合、テーブルには各ネットワーク内の各ホストをリス
トする必要がなく、それによってテーブルがより小さく
なり、維持しやすくなる。
【００２３】しかし、各「ホスト」をリストすれば、特
定のホストとの間で送受信されるメッセージを暗号化す
る必要があるかどうかを示すことができるため、より高
い柔軟性を確保することができる。他の実施の形態で
は、参照テーブルにネットワークＮ１およびＮ２を送受
信されるパケットを暗号化する必要があるネットワーク
としてリストし、それらのネットワークについて通常の
暗号化規則の例外を示したホスト・セクションも組み込
む。したがって、参照テーブルにネットワークＮ１およ
びＮ２がリストされている場合、Ｎ１からＮ２に送られ
るパケットは通常は暗号化する必要があるが、ホストＡ
から送られるパケットについては１つも暗号化しないこ
とを示す「例外」サブテーブルがあれば通常の規則は無
効になる。もちろん例外は２つの経路をたどることがで
きる。つまり、通常の規則がネットワークの対のパケッ
トを暗号化することであり、例外が特定のホスト（送信
元または受信側）またはホストの対についてはパケット
を暗号化しないことである場合と、通常の規則がネット
ワークの対のパケットを暗号化しないことであって、例
外が特定のホスト（送信元または受信側）またはホスト
の対についてはパケットをそれにもかかわらず暗号化す
ることである場合の２通りである。この実施の形態で
は、ネットワーク・テーブルの小さいサイズと容易さが
大体において維持されると同時に、ホスト・テーブルの
柔軟性も得られる。
【００２４】ホストＡからホストＢ（またはネットワー
クＮ１からネットワークＮ２）に伝送されるデータを暗
号化しない場合、この方法は直接ステップ２７０に進
み、インターネット（またはその他の介在ネットワー
ク）を介して対象のパケットを暗号化しないまま宛先に
伝送する。
【００２５】この例では、パケットはボックス２５０で
暗号化される。これは、選択されたいずれかの所定の暗
号化方法に従ってトンネル・ブリッジＴＢ１が行い、基
本要件は、データ・パケットを復号化することができる
ようにＴＢ２に同じ暗号化方法が提供されるようにする
ということである。ＴＢ２も、予め適当な復号化キーと
共に提供されなければならない。
【００２６】カプセル化ヘッダ ボックス２６０で、暗号化されたデータ・パケットにカ
プセル化ヘッダが追加される。このヘッダは、ユーザの
必要条件に応じていくつかの形式のうちの１つを取るこ
とができる。同じ基本データ構造を使用して（ただしカ
プセル化ヘッダで追加される情報は異なる）、以下のよ
うないくつかのパケット修正モードに対応することがで
きる。 モード 追加される情報 １ 暗号化キー管理情報（それ自体は暗号化されていない） 送信元ホストと宛先ホストの元々生成されたＩＰアドレスが入った新 しいＩＰヘッダ（暗号化されていない） ２ 暗号化キー情報（暗号化された形式） 送信側のトンネル・ブリッジ識別子（暗号化されていない） 送信元ネットワークと宛先ネットワークのブロードキャスト・アドレ スが入った新しいＩＰヘッダ（暗号化されていない） ２Ａ モード２と同じだが、トンネル・ブリッジ識別子がない ３ 暗号化キー管理情報（暗号化されている） 任意選択：送信側のトンネル・ブリッジの識別子（暗号化されていな い） 送信元ホストと宛先ホストの元々生成されたＩＰアドレスが入ってい る新しいＩＰヘッダ（暗号化されていない） ３Ａ モード３と同じだが、トンネル・ブリッジ識別子がない
【００２７】モード１、２および３のデータ構造をそれ
ぞれ図８、９、および１０に示す。以下で述べるように
同じ参照番号は同様の機能を示している。モード２Ａの
データ構造は図１１に示してあり、モード３Ａは図８の
データ構造を使用する。
【００２８】モード１のデータ構造４０２は図８に示さ
れている。元のデータ４１０と元のヘッダ４２０がここ
では暗号化され、（４１０）および（４２０）として示
されている。新しいカプセル化ヘッダ４３０の一部とし
て暗号化キー管理情報４４０が、送信元ホストと宛先ホ
ストのアドレスが入った新しいＩＰヘッダ４５０ととも
に追加されている。情報４３０は使用された暗号化方式
を示している。
【００２９】キー管理情報には、使用するキー管理方式
および暗号化方式に応じて様々な情報を入れることがで
きる。たとえば、付属文書Ａで詳述されている出願人の
「インターネット・プロトコルのための簡単なキー管理
（ＳＫＩＰ）」を使用してもよい。
【００３０】図７ないし１１で、かっこで囲まれた参照
番号が付いたフィールドは暗号化され、その他のフィー
ルドは暗号化されていない。したがって図８では、元の
データ・フィールド４１０とアドレス・フィールド４２
０は暗号化され、キー管理情報４４０とＩＰヘッダ４５
０の入った新しいカプセル化ヘッダ４３０は暗号化され
ていない。
【００３１】この実施の形態では、トンネル・ブリッジ
ＴＢ１およびＴＢ２をまったく使用せずに、暗号化、復
号化、および暗号化するパケットと暗号化方法の判断に
必要なすべての命令、テーブルなどをホストＡおよびＢ
に組み込むこともできる。モード１では、介入する部外
者が送信元ホストと宛先ホストを識別することができ、
最高の機密保護レベルは得られない。しかし、ホストＡ
とＢの間でデータ・パケットの効率的な自動暗号化およ
び復号化が行われ、ＴＢ１およびＴＢ２として機能する
追加のコンピュータを必要としない。
【００３２】または、モード１でフィールド４４０に
（ホスト自体のアドレスではなく）送信元「ネットワー
ク」と宛先「ネットワーク」のＩＰブロードキャスト・
アドレスを入れ、さらに、暗号化キー管理情報に、使用
された暗号化方式を示すコードを含めることもできる。
その場合、この情報は宛先ネットワークの割込み受信す
るコンピュータ（トンネル・ブリッジなど）が使用し、
データ・パケットを復号化して、それを宛先ホストに送
信する。
【００３３】モード２では、データ構造４０４を使用
し、新しいカプセル化ヘッダ４３２が組み込まれる。こ
のデータ構造にはキー暗号管理情報４４０が含まれ、こ
れが元のデータ・パケット４００に追加され、両方が暗
号化されて、図９に図示する暗号化されたフィールド
（４１０）、（４２０）、および（４４０）になる。
（図８のフィールド４５０のようにホストのアドレスで
はなく）送信元「ネットワーク」と宛先「ネットワー
ク」のブロードキャスト・アドレスが入った新しいＩＰ
ヘッダ４７０が追加される。さらに、カプセル化ヘッダ
４３２の一部としてトンネル・ブリッジ識別子フィール
ド４６０が追加される。ここで、この実施の形態のフィ
ールド４１０、４２０、および４４０はすべて暗号化さ
れ、フィールド４６０および４７０は暗号化されていな
い。
【００３４】トンネル・ブリッジ識別子によって、「送
信元」トンネル・ブリッジ、すなわちパケットを送信し
たホストを含むネットワークのトンネル・ブリッジが識
別される。受信側トンネル・ブリッジには、既知の各ト
ンネル・ブリッジについて、特に復号化方法およびキー
など復号化のために必要な情報を示すトンネル・ブリッ
ジ参照テーブルが入っている。
【００３５】適切なトンネル・ブリッジ識別子として
は、２24すなわち１６００万以上の固有トンネル・ブリ
ッジ識別子を与える３バイト・フィールドを使用するこ
とができる。このようにして、このフィールドを必要な
限り大きくするだけで、恣意的多数の個別トンネル・ブ
リッジのそれぞれに固有識別子を与えることができ、実
際にこのフィールドはユーザが選択した恣意的な可変サ
イズとすることができる。所望の場合は、４バイト・フ
ィールドを使用することができ、それによって現在の必
要数をはるかに超える４０億以上のトンネル・ブリッジ
に対応できるようになる。
【００３６】モード２を使用すれば、回線上の部外者が
データ・パケットを入手しても、トンネル・ブリッジ識
別子と送信元ネットワークおよび宛先ネットワークのＩ
Ｐブロードキャスト・アドレスしか識別することができ
ない。
【００３７】宛先ネットワークのＩＰブロードキャスト
・アドレスは、一般には「１２９．１４４．０．０」の
ようなものであって、特定のネットワーク（この場合は
「Ｅｎｇ．Ｓｕｎ．ＣＯＭ」）を表すが、特定のホスト
は表さない。したがって、パケットの経路の途中の点
で、メッセージがたとえば「ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ．ｅ
ｄｕ」から「Ｅｎｇ．Ｓｕｎ．ＣＯＭ」に伝達されてい
ることを識別することができ、受信側トンネル・ブリッ
ジの識別番号を判断することができるが、識別できる範
囲はそこまでである。送信元ホストと宛先ホスト、キー
管理情報、およびデータ・パケットの内容はすべて隠さ
れる。
【００３８】モード２Ａは図１１に示すデータ構造を使
用し、カプセル化ヘッダ・フィールド４７０に送信元と
受信側のネットワークＮ１およびＮ２のＩＰブロードキ
ャスト・アドレスが入っているが、トンネル・ブリッジ
識別子は使用しない。この実施の形態は、図５に図示す
るように、ネットワーク全体、またはいくつかのネット
ワークのために、ただ１つのトンネル・ブリッジしかな
いネットワークに特に適している。
【００３９】図５で、ホストＣからホストＤに送信され
たパケットはますネットワークＮ４からネットワークＮ
５に送られ、次にトンネル・ブリッジＴＢ４によって割
込み受信される。ＴＢ４はこの２つのネットワークで着
信または送信されるすべてのメッセージを割込み受信す
る。ＴＢ４は、そのホスト参照テーブルの指示に従っ
て、パケットを暗号化したり、しなかったりする。パケ
ットは公衆ネットワークを通り、ネットワークＮ７に送
られて、まずトンネル・ブリッジＴＢ５によって割込み
受信され（このトンネル・ブリッジはネットワークＮ６
ないしＮ８で送受信されるすべてのメッセージを割込み
受信する）、必要であればその時点で復号化される。
【００４０】この実施の形態または、ネットワーク全体
もしくは送信元ネットワークを含む複数のネットワーク
のために単一のトンネル・ブリッジを使用するネットワ
ーク上のホストからパケットが送信されるあらゆる実施
の形態では、トンネル・ブリッジ識別子はカプセル化ヘ
ッダの必須フィールドではない。この場合は１つのホス
トから送られるパケットを割込み受信することができる
のは１つのトンネル・ブリッジだけであるため（たとえ
ば図５のホストＣのＴＢ４）、送信元トンネル・ブリッ
ジの識別は明白であり、宛先トンネル・ブリッジＴＢ５
にはＴＢ４と相関関係にあるホストまたはネットワーク
あるいはその両方のテーブルが組み込まれることにな
る。ＴＢ５は、トンネル・ブリッジＴＢ４が送信元トン
ネル・ブリッジであったと判断して、適切な復号化に進
む。
【００４１】この手法にはいくつか利点がある。すなわ
ち、トンネル・ブリッジに「名前」や番号を付ける必要
がなく、フィールドが１つ減ることによってデータ・パ
ケットのサイズが小さくなる。ただし、トンネル・ブリ
ッジ識別子フィールドがあれば柔軟性が得られる。たと
えば、図１２で、サブネットワークＮ１１およびＮ１２
は１つのより大きなネットワークＮ１０に属しており、
各サブネットワークＮ１１およびＮ１２には専用のトン
ネル・ブリッジ（それぞれＴＢ７およびＴＢ８）が割り
当てられている。したがって、サブネットワークＮ１１
およびＮ１２に異なるタイプの暗号化を自動的に適用す
ることができ、その暗号化を一方のサブネットワークに
ついて随意に変更し、他方のサブネットワークについて
は変更しないままにしておくことができる。
【００４２】図１２でホストＦからホストＥに伝送され
るパケットには、送信元トンネル・ブリッジ識別子（Ｔ
Ｂ７）が組み込まれ、ネットワークＮ９のＴＢ６に着信
すると、ＴＢ８ではなくＴＢ７によって暗号化されたこ
とが正しく識別される。このようにして、トンネル・ブ
リッジＴＢ６はテーブルでトンネル・ブリッジに関する
情報だけを維持すればよく、ホストまたはネットワーク
・レベルの暗号化／復号化の特定情報を維持する必要は
ない。（ＴＢ６は、前記のように、ホストＡとホストＢ
またはネットワークＮ１とネットワークＮ２の間で送信
されるメッセージを暗号化するかどうかに関する情報は
維持することに留意されたい。）
【００４３】トンネル・ブリッジ識別子は、トンネル・
ブリッジから受信したパケットの数、送信日時、パケッ
トのサイズを記録する統計など、送信元ブリッジに関す
る他の様々な目的にも使用することができる。
【００４４】送信元および宛先のトンネル・ブリッジ
（場合によっては送信元および宛先ホスト）のメモリに
入っているホスト・テーブルまたはネットワーク・テー
ブルの他の使用法としては、送信元ホストまたは送信元
トンネル・ブリッジがデータ・パケットを暗号化するか
どうかを判断するために用いる１つまたは複数の所定の
基準を識別する情報として使用することがある。このよ
うな基準は、単に送信元および宛先の情報である必要は
なく、パケットの内容、伝送時間、主題ヘッダ情報、ユ
ーザーＩＤ、パケット本体内のキーワード（「ｅｎｃｒ
ｙｐｔ」など）の存在、またはその他の基準などを含め
ることもできる。
【００４５】モード３は図１０に示すようなデータ構造
４０６を使用する。これは、トンネル・ブリッジ識別子
が入ったフィールド４６０が追加されている以外はデー
タ構造４０２と同じである。この識別子は前記でモード
２に関して述べたトンネル・ブリッジ識別子と同じであ
る。
【００４６】この実施の形態では、モード１のようにフ
ィールド４５０には（モード２のようにネットワークの
アドレスではなく）送信元ホストと宛先ホストの元のホ
ストＩＰアドレスが入っており、したがってモード３の
パケットを観察する部外者は、データ・パケットの元の
送信元と宛先の両方を判断することができる。どちらの
モードでも、パケットをインターネットワークを介して
受信側ネットワークのトンネル・ブリッジに送り、復号
化して最終的に受信側ホストまで送るのに十分な情報が
含まれている。
【００４７】モード３Ａは、図３または１２に示すよう
なネットワーク構成とともに、図８に示すデータ構造を
使用することができる。機構および相対的な利点は前記
のモード２Ａの場合と同じであるが、この構造では送信
元と宛先のホスト・アドレスが明らかになる。
【００４８】ボックス２６０（図６参照）でどのカプセ
ル化ヘッダを付加しても、パケットはボックス２７０で
宛先ネットワークに伝送される。ボックス２８０で、宛
先ネットワークのトンネル・ブリッジ（この場合は図３
に示すＴＢ２）がパケットを割込み受信する。これは、
すべてのパケットを割込み受信し、暗号化を指示するカ
プセル化ヘッダ情報がないかどうか検査する命令ルーチ
ンによって行われる。
【００４９】したがって、ボックス２９０でパケットの
カプセル化ヘッダが読み取られ、ボックス３００で、パ
ケットが暗号化されているかどうかが判定される。トン
ネル・ブリッジ識別子がカプセル化パケットの一部を形
成する場合は、宛先トンネル・ブリッジの（モード１の
場合は宛先ホストの）ローカル・テーブルから暗号化の
方法と復号化キーが判断される。
【００５０】パケットについて暗号化が行われていない
場合は、ボックス３４０に示すようにそれ以上の処置を
とらずに適切なホストに送られる。暗号化が行われてい
る場合は、暗号化方法が判断され（ボックス３２０）、
パケットがそれに応じて復号化され（ボックス３３
０）、ボックス３４０のように送られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のシステムとともに使用することがで
きるコンピュータ・ネットワークのネットワークを示す
図である。
【図２】 図１に示すコンピュータ・ネットワークＮ１
上のホスト・コンピュータＡのブロック図である。
【図３】 本発明に従ったトンネル・ブリッジを組み込
んだコンピュータ・ネットワークのネットワークを示す
図である。
【図４】 図３に示すコンピュータ・ネットワークＮ１
−Ｎ３のネットワーク内にある本発明のいくつかのトン
ネル・ブリッジを示すブロック図である。
【図５】 本発明に従ったトンネル・ブリッジを組み込
んだネットワークの他の構成を示す図である。
【図６】 本発明のシグネチャレス・トンネルの方法を
示すフロー・チャートである。
【図７】 データ・パケットの従来のデータ構造を示す
図である。
【図８】 本発明のシステムの様々な実施の形態で使用
する改良されたデータ構造を示す図である。
【図９】 本発明のシステムの様々な実施の形態で使用
する改良されたデータ構造を示す図である。
【図１０】 本発明のシステムの様々な実施の形態で使
用する改良されたデータ構造を示す図である。
【図１１】 本発明のシステムの様々な実施の形態で使
用する改良されたデータ構造を示す図である。
【図１２】１つのコンピュータ・ネットワークに接続さ
れた２つの本発明のトンネル・ブリッジを備えたコンピ
ュータ・ネットワークのネットワークを示すブロック図
である。
【符号の説明】
１０ インターネットワーク ２０〜９０ ホスト ４００ データ・パケット ４０２ モード１のデータ構造 ４０４ モード２のデータ構造 ４０６ モード３のデータ構造 ４１０ データ ４２０ ヘッダ ４３０ カプセル化ヘッダ ４３２ カプセル化ヘッダ ４５０ ＩＰヘッダ ４６０ トンネル・ブリッジ識別子 （４１０） 暗号化されたデータ・フィールド （４２０） 暗号化されたヘッダ・フィールド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー・マリガン アメリカ合衆国 94555 カリフォルニア 州・フレモント・ウィンブレル コート・ 3330 (72)発明者 マーティン・パターソン フランス国 38000 グレノブル・リュ ドゥ ボストン・５ (72)発明者 グレン・スコット アメリカ合衆国 94086 カリフォルニア 州・サニーヴェイル・イースト アイオワ アヴェニュ・324

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１のコンピュータ・ネットワーク上の
    第１のホスト・コンピュータから第２のコンピュータ・
    ネットワーク上の第２のホスト・コンピュータまでイン
    ターネットワークを介してデータのパケットを伝送およ
    び受信する方法であって、第１および第２のコンピュー
    タ・ネットワークがそれぞれ第１および第２のブリッジ
    ・コンピュータを備え、前記第１および第２の各ホスト
    ・コンピュータと第１および第２のブリッジ・コンピュ
    ータが、プロセッサと、プロセッサによって実行される
    命令を記憶するためのメモリとを備え、前記第１および
    第２のブリッジ・コンピュータが、少なくとも１つの所
    定の暗号化／復号化機構と、所定の複数のホスト・コン
    ピュータをそれらの間で伝送されるパケットの機密保護
    を必要とするホストとして識別する情報とを記憶するメ
    モリをさらに備え、前記各メモリに記憶されている命令
    を用いて実行される前記方法が、 （１） 第２のホスト・コンピュータに伝送する第１の
    データ・パケット、そのデータ・パケットの一部には第
    １のホスト・コンピュータのインターネットワーク・ア
    ドレスおよび第２のホスト・コンピュータのインターネ
    ットワーク・アドレスを表す情報が入っている、を第１
    のホスト・コンピュータによって生成するステップと、 （２） 第１のブリッジ・コンピュータが、第１のデー
    タ・パケットを割込み受信して、第１および第２のホス
    ト・コンピュータが機密保護を必要とする所定の複数の
    ホスト・コンピュータに属するかどうかを判断し、属し
    ていない場合にはステップ５に進み、属している場合に
    はステップ３に進むステップと、 （３） 第１のブリッジ・コンピュータが第１のデータ
    ・パケットを暗号化するステップと、 （４） 第１のブリッジ・コンピュータにおいて、
    （ａ）所定の暗号化方法を識別するキー管理情報と、
    （ｂ）データ・パケットの送信元と宛先を表す新しいア
    ドレス・ヘッダとを含む暗号化ヘッダを生成して、それ
    を第１のデータ・パケットに追加して、変更されたデー
    タ・パケットを生成するステップと、 （５） データ・パケットを第１のブリッジ・コンピュ
    ータからインターネットワークを介して第２のコンピュ
    ータ・ネットワークに伝送するステップと、 （６） 第２のブリッジ・コンピュータでデータ・パケ
    ットを割込み受信するステップと、 （７） 第２のブリッジ・コンピュータでカプセル化情
    報を読み取り、そこからデータ・パケットが暗号化され
    ているかどうかを判断し、暗号化されていない場合には
    ステップ１０に進み、暗号化されている場合にはステッ
    プ８に進むステップと、 （８） 第２のブリッジ・コンピュータにおいて、第１
    のデータ・パケットを暗号化するためにどの暗号化機構
    が使用されたかを判断するステップと、 （９） 第１のデータ・パケットを第２のブリッジ・コ
    ンピュータによって復号化するステップと、 （１０） 第１のデータ・パケットを第２のブリッジ・
    コンピュータから第２のホスト・コンピュータに伝送す
    るステップと、 （１１） 暗号化されていないデータ・パケットを第２
    のホスト・コンピュータで受信するステップとを含むこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 第１のコンピュータ・ネットワーク上の
    第１のホスト・コンピュータから第２のコンピュータ・
    ネットワーク上の第２のホスト・コンピュータに伝送さ
    れるデータ・パケットの暗号化と復号化を自動的に行う
    システムにおいて、 第１のコンピュータ・ネットワークに接続され、前記第
    １のコンピュータ・ネットワークから伝送されるデータ
    ・パケットを割込み受信し、第１のプロセッサおよび所
    定の暗号化／復号化機構に従ってデータ・パケットの暗
    号化を実行する命令を記憶する第１のメモリを有する第
    １のブリッジ・コンピュータと、 第２のコンピュータ・ネットワークに接続され、第２の
    コンピュータ・ネットワークに伝送されるデータ・パケ
    ットを割込み受信し、第２のプロセッサおよびデータ・
    パケットの復号化を実行する命令を記憶する第２のメモ
    リを有する第２のブリッジ・コンピュータと、 前記第１のメモリに記憶され、第１のホスト・コンピュ
    ータと第１のネットワークのうちの少なくとも１つと第
    ２のホスト・コンピュータと第２のネットワークのうち
    の１つとの相関関係が入ったテーブルと、 前記第２のメモリに記憶され、第１のデータ・パケット
    を前記第１のネットワークから離れる前に割込み受信
    し、前記テーブルに前記相関関係が入っているかどうか
    を判断し、入っている場合には前記所定の暗号化／復号
    化機構に従って前記第１のデータ・パケットの暗号化を
    実行し、第１のデータ・パケットを第２のホスト・コン
    ピュータに伝送する命令と、 前記第２のメモリに記憶され、前記第１のデータ・パケ
    ットを前記第２のネットワークに着信すると同時に割込
    み受信し、前記テーブルに前記相関関係が入っているか
    どうかを判断し、入っている場合には前記所定の暗号化
    ／復号化機構に従って前記第１のデータ・パケットの復
    号化を実行し、第１のデータ・パケットを第２のホスト
    ・コンピュータに伝送する命令とを備え、 前記第１のホスト・コンピュータは、第３のプロセッサ
    と前記データ・パケットを前記第１のホストから前記第
    ２のホストに伝送する命令が入った第３のメモリとを備
    え、ていることを特徴とするシステム。
  3. 【請求項３】 第１のコンピュータ・ネットワーク上の
    第１のホスト・コンピュータから第２のコンピュータ・
    ネットワーク上の第２のホスト・コンピュータまでイン
    ターネットワークを介してデータのパケットを伝送およ
    び受信する方法であって、前記第１および第２のホスト
    ・コンピュータが、プロセッサとプロセッサによって実
    行される命令を記憶するメモリとを備え、各前記メモリ
    が少なくとも１つの所定の暗号化／復号化機構と、送信
    元と宛先との間で伝送されるパケットに機密保護を必要
    とする所定の複数の送信元および宛先を識別する送信元
    ／宛先テーブルとを記憶しており、その各メモリに記憶
    された命令を用いて実行される前記方法が、 （１） 第２のホスト・コンピュータに伝送するデータ
    ・パケット、そのデータ・パケットの一部にパケットの
    送信元のインターネットワーク・アドレスおよびパケッ
    トの宛先のインターネットワーク・アドレスを表す情報
    が入っている、を第１のホスト・コンピュータによって
    生成するステップと、 （２） 第１のホスト・コンピュータにおいて、データ
    ・パケットの送信元および宛先が、前記送信元／宛先テ
    ーブルで機密保護を必要とするものとして識別されてい
    る所定の複数の送信元および宛先に属するかどうかを判
    断し、属さない場合にはステップ５に進み、属す場合に
    はステップ３に進むステップと、 （３） 第１のホスト・コンピュータで第１のデータ・
    パケットを暗号化するステップと、 （４） 第１のホスト・コンピュータにおいて、（ａ）
    所定の暗号化方法を識別するキー管理情報と、（ｂ）デ
    ータ・パケットの送信元および宛先を識別する新しいア
    ドレス・ヘッダとが入ったカプセル化ヘッダを生成し、
    それをデータ・パケットに追加して、変更されたデータ
    ・パケットを生成するステップと、 （５） データ・パケットを第１のホスト・コンピュー
    タからインターネットワークを開始て第２のコンピュー
    タ・ネットワークに伝送するステップと、 （６） 第２のホスト・コンピュータにおいて、カプセ
    ル化ヘッダを読取り、そこからデータ・パケットが暗号
    化されているかどうかを判断し、暗号化されていない場
    合にはこの方法を終了し、暗号化されている場合にはス
    テップ７に進むステップと （７） 第２のホスト・コンピュータにおいて、データ
    ・パケットを暗号化するために使用された暗号化機構を
    判断するステップと、 （８） 第２のホスト・コンピュータによってデータ・
    パケットを復号化するステップとを含むことを特徴とす
    る方法。
  4. 【請求項４】 第１のコンピュータ・ネットワーク上に
    ある第１のプロセッサと第１のメモリを有する第１のホ
    スト・コンピュータから、第２のコンピュータ・ネット
    ワーク上にある第２のプロセッサと第２のメモリを有す
    る第２のホスト・コンピュータに、インターネットワー
    クを介して伝送されるデータ・パケットの暗号化と復号
    化を自動的に行うシステムにおいて、 前記第１および第２のメモリに記憶され、少なくとも１
    つの所定の基準を満たしているデータ・パケットを暗号
    化することを指示する機密保護データと、 前記第１および第２のメモリに記憶された所定の暗号化
    ／復号化機構と、 前記第２のメモリに記憶された復号化キーと、 前記第１のメモリに記憶され、前記所定の基準が前記デ
    ータ・パケットによって満たされているかどうかを判断
    することによってデータ・パケットを暗号化するかどう
    かを決定する命令と、 前記第１のメモリに記憶され、前記基準が満たされてい
    る場合に前記所定の暗号化／復号化機構に従って少なく
    とも第１の前記データ・パケットの暗号化を実行し、少
    なくとも前記第１のデータ・パケットの暗号化されてい
    ない宛先アドレスが入ったカプセル化ヘッダを前記第１
    のデータ・パケットに追加して、前記第１のデータ・パ
    ケットを第２のホストに伝送する命令と、 前記第２のメモリに記憶され、前記第１のデータ・パケ
    ットを受信し、前記機密データを参照して暗号化されて
    いるかどうかを判断し、暗号化されている場合にはどの
    暗号化／復号化機構が使用されたかを判断し、前記復号
    化キーを使用して前記データ・パケットを復号化する命
    令とを含むことを特徴とするシステム。
JP7262037A 1994-09-15 1995-09-18 コンピュータ・システム間のデータ・パケットの送受信方法及びそのシステム Pending JPH0927804A (ja)

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