JP2009200980A - Dhcpクライアントへ最新認証キーを配布するネットワークシステム及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】DHCPサーバとDHCPクライアントの両方に同一の認証キーを予め設定し、DHCPクライアントが正しい認証キーを持っていない場合にはインターネット等への接続サービスを阻止する手法において、DHCPサーバにおいて認証キーが更新された場合にはDHCPクライアントに最新の認証キーを簡便に配布できるようにする。
【解決手段】TCP/IPプロトコルを使用するネットワークシステムにおいて、DHCPサーバは、DHCP信号の認証をする際に、DHCPクライアントから送出されるDHCP信号の内容に応じてDHCPクライアントに払い出すアドレスを払い出し分けすることにより、DHCPクライアントに認証キーを更新させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、TCP/IPプロトコルを用いるネットワークシステムにおいて、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)信号の認証を行う際に、DHCPサーバは、DHCPクライアントから受けるDHCP信号の内容により、DHCPクライアントに払い出すアドレスを払い出し分けることにより、DHCPクライアントに最新の認証キーを配布するシステム及び方法に関する。なお、DHCP信号の認証とは、DHCP信号を受信する装置(システム構成要素)が、受信したDHCP信号を検証し、その信号が正当な送信相手から送信されたことを確認することである。
DHCPは、クライアントがサーバにアクセスしてIPアドレスの取得を要求する際、サーバがクライアントにIPアドレスを動的に割り当て、クライアントのIP接続終了時に「割り当てたIPアドレス」を回収するプロトコルである。IPアドレスを配布する手続過程でのセキュリティを確保するため、RFC(Request for comments)はDHCPサーバとDHCPクライアンとの間でやり取りされるDHCP信号の認証について規定している。RFCは、サーバとクライアントとの間の認証について、DHCP認証オプション(Authentication Option)を利用する方法、ベンダ拡張可能なオプションを用いたベンダ独自の方法などを規定している。
DHCP認証オプションは、DHCPv4ではOption 90, RFC3118で規定され、DHCPv6ではOption 11, RFC3315で規定されている。一方、ベンダ拡張可能なオプションについてもRFCに規定されている。
図9を参照してDHCP認証オプションを使用した従来方式(方法)を簡単に説明する。
DHCP認証オプションを利用するためには、先ず、DHCPクライアントであるHGW(Home Gate Way)と、DHCPサーバであるNACF(Network
Attachment Control Functions)の両方に、認証オプションに使用するキーのセット(複数のキーとキーを特定するキーID)を予め設定しておく。なお、HGW及びNACFはITU-TY.2012に規定されている。
DHCPクライアントは、起動時に、DHCPサーバに対してIPアドレスの要求を開始する(DHCPDISCOVER/Solicit)。なお、DHCPDISCOVER(スラッシュの前)はDHCPv4での表示であり、Solicit(スラッシュの後)はDHCPv6での表示である(以下同様)。
DHCPサーバ(NACF)は、DHCPクライアント(HGW)からIPアドレス要求開始信号(DHCPDISCOVER/Solicit)を受けると、予め設定してある複数のキーの中から或るキー(例えばキーID=1で特定されるキー)を選択し、DHCPクライアントに「選択したキーID=1」と「認証情報」を返信する(DHCPOFFER/Advertise)。認証情報とは、DHCPメッセージと選択されたキーとから計算するハッシュ値である。
DHCPクライアントは、受け取ったキーID=1で特定されるキーを使用して認証情報が正しいかどうかを判断し、チェックが正しければキーID=1と認証情報とをDHCPサーバに送ってIPアドレス配布の要求を行う(DHCPREQUEST/Request)。
DHCPサーバは、DHCPクライアントから送られてきた認証情報をチェックして正しいと判断すれば、プールしておいた複数のIPアドレスの中から1つを選んでDHCPクライアントに送信する(DHCPACK/Reply)。このようにして、DHCPサーバは認証オプションの使用によりセキュリティを確保しつつDHCPクライアントにIPアドレスを与える。RFCではキーの配布方法については定められてなく、高いセキュリティを確保するためには定期的にキーを変更する必要がある。
図10を参照して他の従来技術を説明する。この従来技術は、図9で説明したように認証オプションを利用するのではなく、ベンダ拡張を利用した認証に係わるものである。なお、ベンダ拡張とは、Vendor classオプション、Vendor-Specific
InformationオプションなどのDHCPのベンダ拡張用オプションを使用した場合が該当する。
図10に示した従来技術は、ベンダ拡張用オプションを使用した点で図9の場合と異なるだけであり、動作シーケンス自体は略同じである。
図10において、DHCPベンダ拡張用オプションを使用した認証を行うためには、先ず、DHCPクライアント(HGW)とDHCPサーバ(NACF)の両方に、認証に使用するための複数のキーを予め設定しておく。DHCPクライアントは、起動時に、DHCPサーバに対して認証要求開始を示す信号を送出する(DHCPDISCOVER/Solicit)。DHCPサーバは、DHCPクライアントからこの認証要求開始信号を受けると、予め設定してある複数のキーの中から或るキーを選択し(選択したキーを○○○と仮定する)、選択したキーの情報を含む認証情報である認証適用信号をDHCPクライアントに送る(DHCPOFFER/Advertise)。認証情報とは、図9の場合と同様に、DHCPメッセージと選択されたキーとから計算するハッシュ値である。
DHCPクライアントは、受け取ったキーを使用して認証情報が正しいかどうかを判断し、正しければキー情報を含んだ認証情報である認証適用信号をDHCPサーバに送る
(DHCPREQUEST/Request)。DHCPサーバは、DHCPクライアントから送られてきた認証適用信号を、先に選択したキー○○○を使用してチェックし、正しいと判断すれば認証適用信号にIPアドレスを含ませてDHCPクライアントに送る。DHCPクライアントは、受け取った認証情報を先に選択されたキー○○○を使ってチェックし、チェックが正しければ受け取ったIPアドレスを正式のアドレスと認定し、ベンダ独自の認証が終了する。
上述の従来技術では、DHCPサーバとDHCPクライアントの両方に同一のキーを予め設定し、DHCPクライアントが正しい認証キーを持っていない場合にはインターネット等への接続サービスを阻止するようにしている。認証キーを用いた接続手法のセキュリティを維持するためには、DHCPサーバで定期的或いは不定期に認証キーを更新することが必要である。DHCPサーバで認証キーを更新した際には、DHCPクライアントのキーも更新する必要がある。しかし、従来、DHCPクライアントの認証キーの更新ついてはなんらの提案もない。
なお、DHCPサーバを用いたTCP/IPネットワークでのセキュリティ向上については、例えば、特許文献1に記載がある。
特開2001−36561
DHCPサーバとDHCPクライアントの両方に同一の認証キーを予め設定し、DHCPクライアントが正しい認証キーを持っていない場合にはインターネット等への接続サービスを阻止する手法において、DHCPサーバにおいて認証キーが更新された場合にはDHCPクライアントに最新の認証キーを簡便に配布できるようにすることである。
本発明によれば、TCP/IPプロトコルを使用するネットワークシステムにおいて、DHCPサーバは、DHCP信号の認証をする際に、DHCPクライアントから送出されるDHCP信号の内容に応じてDHCPクライアントに払い出すアドレスを払い出し分けすることにより、DHCPクライアントに認証キーを更新させるようにしている。
更に、前記のDHCPサーバは、DHCPクライアントがDHCP信号の認証を要求してこない場合、或いは、DHCPクライアントがDHCP信号の認証を要求してきたが正しい認証キーを持っていない場合には、認証キーを配布するサーバのみに接続できるアドレスを前記DHCPクライアントに払い出すようにしている。
DHCPサーバは、DHCPクライアントからのDHCP信号に応じてクライアントに払い出すアドレスを払い出し分けすることにより、DHCPクライアントに最新のDHCP認証キーを配布することができる。更に、DHCP認証キーを更新する場合、サーバとクライアントの双方に新たなキーを個別に設置するという煩雑な作業を避けることができる。
以下、図1〜図4を参照して第1の実施の形態について説明する。第1の実施の形態は認証オプションを使用する場合である。
図1は第1の実施の形態の動作の概略を説明する図である。DHCPサーバ(NACF)は2種類のアドレスプールA及びBを備え、DHCPクライアント(HGW)が認証オプションを使用しないでアドレス要求をしてきた場合、或いは、認証オプションを使用してきたが正しいキーを用いないでアドレス要求をしてきた場合にはアドレスプールAからアドレスをクライアントに払い出す。一方、DHCPクライアントが正しいキーを用いて認証オプションを使用してきた場合にはアドレスをアドレスプールBからクライアントに払い出す。
DHCPクライアントは、アドレスプールAからのアドレスでは、HGWC−FE(Home GateWay Configuration Functional Entity (ITU-T Y.2012))にアクセスできるがインターネット等の他のネットワーク(参照番号10で示す)にはアクセスできない。一方、DHCPクライアントがアドレスプールBからのアドレスを使用する場合には、HGWC−FEの他にインターネット等のネットワーク(参照番号12で示す)にもアクセスできる。
プールA及びBのアドレスは、DHCPv4ではIPv4アドレスを意味し、DHCPv6ではIPv6アドレスとIPv6プレフィックスを意味する。
DHCPサーバとDHCPクライアントの間に設けたIP-Edge(DHCPリレーエ−ジェント)は、クライアントからのアドレスの種類に応じてDHCPクライアントの接続先を決めるフィルタリング設定を行う。即ち、IP-Edgeは、DHCPクライアントからのアドレスがプールAから払い出されたものであれば、DHCPクライアントをHGWC−FEのみへの接続を許容する設定し、DHCPクライアントからのアドレスがプールBから払い出されたものであれば、DHCPクライアントをHGWC−FEへの接続或いはインターネット等のネットワークへの接続を許容する設定を行う。
次に、図2〜図4を参照して第1の実施の形態を更に説明する。なお、図1で示したようにDHCPクライアント(HGW)とDHCPサーバ(NACP)の間にはIP-Edgeが存在するが、IP-Edgeの前後で信号の内容に影響を及ぼす方式的な変更がないため、図2〜図4ではIP-Edgeの図示は省略している。
図2では、DHCPクライアントは、認証オプションを利用する際に必要なキーを持っていない。即ち、DHCPクライアントがインターネット等のネットワーク12(図1)にアクセスするには、DHCPサーバからキーを貰わなければならない。DHCPクライアントは、先ず、認証オプションを利用しないでIPアドレス割当要求を開始する(Solicit)。DHCPサーバは、DHCPクライアントが認証オプションを利用してこないのでプールAからアドレスを選択してDHCPクライアントに応答する(Advertise)。なお、この応答信号(Advertise)には選択されたアドレスは含まれていない。
次に、DHCPクライアントがDHCPサーバにIPアドレス割当要求を行うと(Request)、DHCPサーバは、プールAから選択したアドレスを払い出してDHCPクライアントに応答する(Reply)。即ち、DHCPサーバはDHCPクライアントにプールAから選択されたアドレスを渡す。このアドレスでは、DHCPクライアントは、HGWC−FEにアクセスできるだけであり、インターネット等のネットワークにアクセスできない。
このため、DHCPクライアントは、HGWC−FEにアクセスして認証オプションに使用するキーを獲得し、続いて、DHCPサーバにアクセスしてプールBから選択されたアドレスを貰う必要がある。
DHCPクライアントはプールAから選択されたアドレスを用い、HTTPS(hypertext transfer protocol over transport layer security/secure
sockets layer)等の暗号化された通信でHGWC−FEに接続する。HGWC−FEは、これに応答し、DHCPサーバにキー取得要求をする(このとき、HGWC−FEはDHCPサーバにDHCPクライアントのIPアドレスを付与する)。DHCPサーバは、HGWC−FEからのキー取得要求に含まれているIPアドレスからDHCPクライアントを特定し、そのDHCPクライアント用のキーIDとキーのセットを選択し、HGWC−FEに対してキー取得要求の応答を行う(HGWのキーIDとキーを送信する)。次に、HGWC−FEは、この受け取ったキーIDとキーをDHCPクライアントに配布する。したがって、DHCPクライアントは認証オプションに使用できるキー及びキーIDを有することになる。
図3は、図2で説明したキーIDとキーを用いて認証オプションを利用するシーケンスを図示したものである。DHCPクライアントは、自分が有する複数のキーの内から1個を選択し、認証オプションを利用してDHCPサーバにアクセスする(Solicit)。DHCPサーバは、送られてきたキーと自己所有のキーとの一致を確認したら、認証オプションありと認識してプールBからアドレスを選択し、認証オプションを使用してDHCPクライアントに応答する(Advertise)。なお、この応答信号(Advertise)には選択されたアドレスは含まれていない。これに対し、DHCPクライアントは認証オプションを使用してDHCPサーバに返答する(Request)と、DHCPサーバは、プールBから払いだしたアドレスを払い出してDHCPクライアントに与える(Reply)。従って、DHCPクライアントはこのアドレスを使用してインターネット等の他のネットワークにアクセスすることができる。DHCPクライアントがインターネット等にアクセスするシーケンスは従来と同じなので説明を省略する。
図4は、認証オプションに使用するキーの更新について説明する図である。DHCPクライアントが図2及び図3で説明したキー(キーID1及び2)を有するときに、DHCPサーバがキー(キーIDが1及び2)を新たなキー(キーIDが3及び4)に更新したとする。このような状態で、DHCPクライアントは、DHCPサーバに対して認証オプションを使用してIPアドレス取得動作を開始する(Solicit)。DHCPサーバは、この場合、認証オプションが使用されているのでプールBからアドレスを選択し、更新した認証キーIDの内の3或いは4をDHCPクライアントに送る。DHCPクライアントはDHCPサーバから送られてきた更新されたキーID(及びキー)を持っていないので、所持しているキーIDとキーとを削除する。この結果、DHCPクライアントはキーなしとなる。したがって、DHCPクライアントは、図2で説明した新規キー配布シーケンスにより更新されたキーをHGWC−FEから配布してもらう。
以上説明したように、DHCPサーバは、DHCPクライアントからのDHCP信号に応じてクライアントに払い出すアドレスを払い出し分けすることにより、DHCPクライアントに最新のDHCP認証キーを配布することができる。更に、本発明によれば、DHCP認証キーを更新する場合、サーバとクライアントの双方に新たなキーを個別に設置するという煩雑な作業を避けることができる。
図5〜図8は本発明の第2の実施の形態を説明する図である。この実施の形態は、上述した第1の実施の形態のように認証オプションを利用するのではなく、ベンダ拡張を利用した認証に係わるものである。ベンダ拡張とは、Vendor classオプション、Vendor-Specific
InformationオプションなどのDHCPのベンダ拡張用オプションを使用した場合が該当する。
図5は図1と同一であるが説明の便宜上再掲する。図5に示すDHCPサーバ(NACF)は、図1で説明したように、2種類のアドレスプールA及びBを備え、DHCPクライアント(HGW)が認証オプションを使用しないでアドレス要求をしてきた場合、或いは、認証オプションを使用してきたが正しいキーを用いないでアドレス要求をしてきた場合にはアドレスプールAからアドレスをクライアントに払い出す。一方、DHCPクライアントが正しいキーを用いて認証オプションを使用してきた場合にはアドレスをアドレスプールBからクライアントに払い出す。図5についてのその他の説明は図1と同一なので明細書の説明を簡略にするため省略する。
図6〜図8は、夫々、図2〜図4に対応し、動作シーケンスもほぼ同一である。
図6では、図2の場合と同様に、DHCPクライアントは、ベンダ拡張を利用した認証を利用する際に必要なキーを持っていない。即ち、DHCPクライアントがインターネット等のネットワーク12(図5)にアクセスするには、DHCPサーバからキーを貰わなければならない。DHCPクライアントは、先ず、認証要求をしないでIPアドレス割当要求を開始する(Solicit)。DHCPサーバは、DHCPクライアントが認証要求をしてこないのでプールAからアドレスを選択してDHCPクライアントに応答する(Advertise)。なお、この応答信号(Advertise)には選択されたアドレスは含まれていない。
次に、DHCPクライアントがDHCPサーバにIPアドレス割当要求を行うと(Request)、DHCPサーバは、プールAから選択したアドレスを払い出してDHCPクライアントに応答する(Reply)。即ち、DHCPサーバはDHCPクライアントにプールAから選択されたアドレスを渡す。このアドレスでは、DHCPクライアントは、HGWC−FEにアクセスできるだけであり、インターネット等のネットワークにアクセスできない。
このため、DHCPクライアントは、HGWC−FEにアクセスして認証要求に使用するキーを獲得し、続いて、DHCPサーバにアクセスしてプールBから選択されたアドレスを貰う必要がある。
DHCPクライアントはプールAから選択されたアドレスを用い、HTTPS等の暗号化された通信でHGWC−FEに接続する。HGWC−FEは、これに応答し、DHCPサーバにキー取得要求をする(このとき、HGWC−FEはDHCPサーバにDHCPクライアントのIPアドレスを付与する)。DHCPサーバは、HGWC−FEからのキー取得要求に含まれているIPアドレスからDHCPクライアントを特定し、そのDHCPクライアント用のキーIDとキーのセットを選択し、HGWC−FEに対してキー取得要求の応答を行う(HGWのキーIDとキーを送信する)。次に、HGWC−FEは、この受け取ったキーIDとキーをDHCPクライアントに配布する。したがって、DHCPクライアントは認証オプションに使用できるキー及びキーIDを有することになる。
図7は、DHCPサーバとDHCPクライアントが同一のキーを用いてベンダ拡張を利用した認証を行なうシーケンスを図示したものである。DHCPクライアントは、自分が有する複数のキーの内から1個を選択し、認証要求信号をDHCPサーバに送信する(Solicit)。DHCPサーバは、送られてきたキーと自己所有のキーとの一致を確認したら、認証要求ありと認識してプールBからアドレスを選択し、認証適用信号をDHCPクライアントに送出する(Advertise)。なお、この認証適用信号(Advertise)には選択されたアドレスは含まれていない。これに対し、DHCPクライアントは認証適用信号をDHCPサーバに送る(Request)と、DHCPサーバは、プールBから払いだしたアドレスを払い出してDHCPクライアントに与える(Reply)。従って、DHCPクライアントはこのアドレスを使用してインターネット等の他のネットワークにアクセスすることができる。DHCPクライアントがインターネット等にアクセスするシーケンスは従来と同じなので説明を省略する。
図8は、認証オプションに使用するキーの更新について説明する図である。DHCPクライアントが図6及び図7で説明したキーを有するときに、DHCPサーバがキーを新たなキーに更新したとする。このような状態で、DHCPクライアントは、DHCPサーバに対して認証要求信号を出す(Solicit)。DHCPサーバは、この場合、認証要求ありと判断してプールBからアドレスを選択し、更新した認証キーを付加して認証適用信号をDHCPクライアントに送る。しかし、DHCPクライアントはDHCPサーバから送られてきた更新されたキーを持っていないので、所持しているキーを削除する。この結果、DHCPクライアントはキーなしとなる。したがって、DHCPクライアントは、図6で説明した新規キー配布シーケンスにより更新されたキーをHGWC−FEから配布してもらう。
以上説明したように、DHCPサーバは、DHCPクライアントからのDHCP信号に応じてクライアントに払い出すアドレスを払い出し分けすることにより、DHCPクライアントに最新のDHCP認証キーを配布することができる。更に、DHCP認証キーを更新する場合、サーバとクライアントの双方に新たなキーを個別に設置するという煩雑な作業を避けることができる。
第1の実施の形態を説明する図 第1の実施の形態を説明する図 第1の実施の形態を説明する図 第1の実施の形態を説明する図 第2の実施の形態を説明する図 第2の実施の形態を説明する図 第2の実施の形態を説明する図 第2の実施の形態を説明する図 第1の従来の技術を説明する図 第2の従来の技術を説明する図
符号の説明
10 インターネット等のネットワーク
12 ネットワーク

Claims (10)

  1. TCP/IPプロトコルを使用するネットワークシステムにおいて、DHCPサーバは、DHCP信号の認証をする際に、DHCPクライアントから送出されるDHCP信号の内容に応じてDHCPクライアントに払い出すアドレスを払い出し分けすることにより、DHCPクライアントに認証キーを更新させることを特徴とするネットワークシステム。
  2. DHCPサーバは、DHCPクライアントがDHCP信号の認証を要求してこない場合、或いは、DHCPクライアントがDHCP信号の認証を要求してきたが正しい認証キーを持っていない場合には、認証キーを配布するサーバのみに接続できるアドレスを前記DHCPクライアントに払い出すことを特徴とする請求項1記載のネットワークシステム。
  3. DHCPサーバは、DHCPクライアントがDHCP信号の認証を正しいと判断した場合には、インターネットなどのネットワークに接続できるアドレスを前記DHCPクライアントに払い出すことを特徴とする請求項1記載のネットワークシステム。
  4. DHCP信号の認証は、認証オプションを用いることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のネットワークシステム。
  5. DHCP信号の認証は、ベンダ拡張可能なオプションを用いたベンダ独自のものであることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のネットワークシステム。
  6. TCP/IPプロトコルを使用するネットワークシステムにおいて、DHCPサーバは、DHCP信号の認証をする際に、DHCPクライアントから送出されるDHCP信号の内容を検討し、該検討の結果に応じてDHCPクライアントに払い出すアドレスを払い出し分けすることにより、DHCPクライアントに認証キーを更新させることを特徴とする認証キー更新方法。
  7. DHCPサーバは、DHCPクライアントがDHCP信号の認証を要求してこない場合、或いは、DHCPクライアントがDHCP信号の認証を要求してきたが正しい認証キーを持っていない場合には、認証キーを配布するサーバのみに接続できるアドレスを前記DHCPクライアントに払い出すことを特徴とする請求項6記載の認証キー更新方法。
  8. DHCPサーバは、DHCPクライアントがDHCP信号の認証を正しいと判断した場合には、インターネットなどのネットワークに接続できるアドレスを前記DHCPクライアントに払い出すことを特徴とする請求項6記載の認証キー更新方法。
  9. DHCP信号の認証は、認証オプションを用いることを特徴とする請求項6から8の何れかに記載の認証キー更新方法。
  10. DHCP信号の認証は、ベンダ拡張可能なオプションを用いたベンダ独自のものであることを特徴とする請求項6から8の何れかに記載の認証キー更新方法。
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