JP4527553B2 - 携帯通信端末およびユーザ認証方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のコンピュータ端末をＬＡＮ（Local Area Network）で統合したネットワークシステム、特に、IEEE802.1x規格のユーザ認証技術を使用した無線ＬＡＮシステムのセキュリティおよび通信品質に関連する技術に関する。

一般に、無線ＬＡＮシステムにおいては、無線ＬＡＮへの不正なアクセスおよび無線ＬＡＮを経由した不正侵入を防ぐために、正当な移動局端末（ステーション：以下、単に「ＳＴＡ」と称す）に対してのみアクセスを許可する、といったアクセス制限が行われる。このようなアクセス制限では、通常、ＳＴＡが無線ＬＡＮにアクセスする際に、そのＳＴＡを認証するためのプロセスが実行される。ＳＴＡを認証する方法は様々であるが、実際には、IEEE802.1x規格のセキュリティシステムを使用されることが多い。

図５は、IEEE802.1x規格のセキュリティシステムの概念図である。図５を参照すると、このセキュリティシステムは、主な要素としてサプリカント(Supplicant)１００、認証者(Authenticator)１０１、ＬＡＮ１０２、サービス(Services)１０３および認証サーバ(Authentication Server)１０４を有する。

サプリカント１００は、サービス１０３にアクセスする。認証者１０１は、サプリカント１００に対して、サービス１０３へのアクセスを許可または不許可する。サービス１０３は、サプリカント１００に対してサービスを提供する。認証サーバ１０４は、サプリカント１００の認証を行う。ＬＡＮ１０２は伝送媒体であり、サプリカント１００、認証者１０１およびサービス１０３のそれぞれはＬＡＮ１０２を介して通信可能に接続されている。

サプリカント１００は、ネットワーク上のサービスを利用するために、まず、認証者１０１を経由して認証サーバ１０４との間でＥＡＰ(Extended Authentication Protocol)パケットを交換する。次に、認証サーバ１０４は、サプリカント１００から受信したＥＡＰパケットに含まれている相手先に関する情報に基づいて、サプリカント１００を認証する。なお、サプリカント１００が、認証サーバ１０４を認証することも可能であるが、その認証の実行は任意である。

認証サーバ１０４におけるサプリカント１００の認証が成功した場合は、認証者１０１が、サプリカント１００に対して、サービス１０３へのアクセスを許可するとともに、認証後のデータ通信の際に必要とされる、データを暗号化するのに使用する暗号化キーを送付する。認証サーバ１０４におけるサプリカント１００の認証が失敗した場合は、認証者１０１は、サプリカント１００に対して、サービス１０３へのアクセスを許可しない。

図６に、上述のIEEE802.1x規格のセキュリティシステムを導入した一般的な無線ＬＡＮシステムを示す。この無線ＬＡＮシステムは、サプリカントであるＳＴＡ２００、認証者である無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ）２０１、サービスを実装したサーバ２０３、および認証サーバであるＲＡＤＩＵＳ（Remote Authentication Dial-in user service）サーバ２０４を有する。ＡＰ２０１は、ＬＡＮ２０２（もしくはＬＡＮ２０２と別のＬＡＮまたはＷＡＮ（Wide Area Network）とからなる通信網）を介してサーバ２０３およびＲＡＤＩＵＳサーバ２０４のそれぞれと接続されている。

通常、サプリカントがサービスにアクセスを試みるときに、認証プロセスが実施されるが、既に認証された、サービスへのアクセスが許可されているサプリカントに対しても、再度、認証プロセスが実行されることがある。例えば、IEEE802.1x規格では、セキュリティを強化するために、認証者が一定の時間間隔でサプリカントに対して認証を要求する、といった設定が、オプションの１つとして定められている。また、IEEE802.1x規格のセキュリティを導入した無線ＬＡＮシステムでは、ＳＴＡが、現在接続中のＡＰの通信エリアから隣接する別のＡＰの通信エリアへ移動する、いわゆるハンドオーバーが行われる度に、ＳＴＡの認証が行われる。

認証プロセスの実行の開始から完了までの時間は、ＥＡＰの種類、ネットワークのトラヒック、ネットワークの構成などの要因に依存するが、数秒かかる場合が多い。このため、ＳＴＡがデータ通信中に認証プロセスが実行された場合は、データ通信に大きな遅延が生じてしまう。この遅延は、ＶｏＩＰ(Voice-over-IP)などのリアルタイムアプリケーションにとっては、致命的であり、音声の品質を大きく悪化させる。この遅延を減らすために、様々な対策が提案されている。非特許文献１と非特許文献２は、それぞれＰＥＡＰとＥＡＰ−ＴＴＬＳがＥＡＰ認証プロトコルとして使用された場合に、再認証のプロセスを簡略化する方法を提案している。再認証のプロセスが簡略化されることによって、再認証時に生じる遅延を減らすことができる。

IEEE802.1x規格のセキュリティを導入した無線ＬＡＮシステムにおいて、通常は、ハンドオーバーする度に認証が行われる。ハンドオーバー時には、認証による遅延以外に、ハンドオーバー先のＡＰへの切り替え処理によって生じる遅延もあるため、総合的な遅延が大きい。また、ハンドオーバー時には、受信信号の電界強度が大概小さいので、データのロストが生じ易い。このため、ハンドオーバー時の方が、通常時よりも遅延が大きい。

上記の理由により、ハンドオーバーの度に認証プロセスを実行することは望ましくない。ハンドオーバー時の認証の問題を解決するために、非特許文献３に記載のものでは、ＳＴＡが、接続中のＡＰおよび有線ＬＡＮを介して、ハンドオーバー先のＡＰとの間で認証に必要なデータを交換することで、ハンドオーバーが行われる前に認証プロセスを完了しておく方法を導入している。
Protected EAP Protocol (PEAP) Version 2, IETF Internet-Draft, October 2003. EAP Tunneled TLS Authentication Protocol (EAP-TTLS), IETF Internet-Draft, February 2002. IEEE Standard for Information technology--Telecommunications and information exchange between system--Local and metropolitan area networks? Specific requirements--Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications--Amendment 6: Medium Access Control (MAC) Security Enhancements, IEE Std 802.11i-2004 Amendment to IEEE Std 802.11, 1999 Edition (Reaff 2003).

上述したように、IEEE802.1xセキュリティを導入した無線ＬＡＮシステムでは、セキュリティを強化するために、ＳＴＡに対して、一定の時間間隔で再認証を要求するように設定されることが多い。しかし、このような設定では、再認証プロセスが、ＳＴＡの通信状態にかかわらず、指定された時間間隔で無条件に実行されてしまうため、再認証プロセスの実行に伴って発生する遅延によってアプリケーションの通信品質が大きく低下することになる。この問題を防止するには、以下の技術課題を解決する必要がある。

（１）音声や映像のようなリアルタイム性を要求されるデータが伝送される、ＶｏＩＰなどのリアルタイムアプリケーションがＳＴＡ上で実行されているときに、再認証プロセスが実行されると、その再認証プロセスの実行に伴う遅延により、リアルタイムアプリケーションの通信品質が大きく低下してしまう。このため、リアルタイムアプリケーションが実行中の場合は、再認証プロセスの実行を回避することが望ましい。

（２）ＳＴＡがノイズの多い環境下にある場合や受信信号のＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indicator)が小さい場合など、ＳＴＡの通信状態が良好でない場合に、再認証プロセスが行われた場合は、その再認証プロセスにおける遅延は、ＳＴＡの通信状態が良好な場合よりも大きい。このため、リアルタイムアプリケーションの実行中に再認証プロセスを実行する場合で、ＳＴＡの通信状態が良好でない場合は、再認証プロセスの実行を回避することが望ましい。

（３）ネットワークのトラヒック量が多い場合も、上記（２）の課題と同様、再認証プロセスの実行に伴う遅延が大きくなるため、再認証プロセスの実行を回避することが望ましい。

上述した（１）〜（３）の課題を解決することのできるシステムはこれまで提案されていない。

本発明の目的は、上述した（１）〜（３）の課題を解決し、再認証による遅延が実行中アプリケーションの通信品質に与える影響を軽減することのできる、携帯通信端末、ＬＡＮシステムおよびユーザ認証方法ならびにプログラムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の一態様によれば、携帯通信端末（ＳＴＡに対応する）が、外部装置との間でユーザ認証に必要な情報を送受信する認証処理部と、少なくとも所定のアプリケーション（リアルタイムアプリケーション）の実行の有無を定期的に監視する監視ユニットと、前記監視ユニットにて前記所定のアプリケーションが実行されていないことが検出された場合に、前記認証処理部に、前記ユーザ認証を再実行するための再認証セッションを開始させる制御ユニットとを有する。この構成によれば、リアルタイムアプリケーションが実行されていない期間に、認証処理部が再認証セッションを開始するので、再認証による遅延がリアルタイムアプリケーションの通信品質に影響を及ぼすことはない。これにより、上述した（１）の課題が解決される。

上記の本発明において、第１の所定期間にわたって前記所定のアプリケーションの実行を検出した場合は、前記監視ユニットが、前記外部装置との通信状態を第２の所定期間にわたって一定時間間隔で監視し、前記制御ユニットが、前記監視ユニットによる通信状態の監視結果に基づいて、前記外部装置との通信が良好か否かを判断し、良好と判断した場合に、前記認証処理部に前記再認証セッションを開始させるようにしてもよい。この構成によれば、リアルタイムアプリケーションの実行中に再認証プロセスが実行されるが、その再認証プロセスの実行は、外部装置との通信が良好なときにのみ行われる。これにより、上述した（２）および（３）の課題が解決される。

上記の場合、前記外部装置との通信状態として、前記所定のアプリケーションの通信路における通信品質、具体的には、前記所定のアプリケーションによる通信を提供するネットワーク層およびトランスポート層のそれぞれにおける通信品質を監視してもよい。所定のアプリケーションの通信路における通信品質に基づいて、ネットワークのトラヒック量を調べることができる。

また、前記外部装置との通信状態として、前記所定のアプリケーションの通信品質に加えて、前記外部装置からの受信信号の電界強度を監視してもよい。外部装置からの受信信号の電界強度に基づいて、ＳＴＡがノイズの多い環境下にあるか否か、受信信号のＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indicator)が基準値より小さいか否かを調べることができる。

本発明によれば、ＳＴＡが遅延の影響を受けにくい都合の良いタイミングで再認証セッションを開始するので、ＡＰまたは認証サーバにて設定された再認証の時刻に無条件に再認証が実行されることを回避することができる。

また、ＳＴＡ上でリアルタイムアプリケーションが使用されないときに再認証を行うようにしているため、VoIPなどのリアルタイムアプリケーションの通信品質を改善することができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態である携帯通信端末の概略構成を示すブロック図である。この携帯通信端末は、既存の無線ＬＡＮシステム、例えば図６に示した無線ＬＡＮシステムのＳＴＡに適用されるものであって、その主要部は、監視ユニット１０、設定値入力ユニット１１および制御ユニット１２からなる。これらのユニット１０〜１１は、いずれもソフトウェアコンポーネントである。なお、図１には示されていないが、携帯通信端末は、外部装置である無線ＬＡＮアクセスポイントとの間でユーザ認証に必要な情報を送受信する認証処理部、無線ＬＡＮアクセスポイントとの間で無線通信を行う無線通信部、無線通信部にて受信される信号の電界強度を検出する電界強度検出部といった既存のＳＴＡが備えている構成も有している。

監視ユニット１０は、ＳＴＡの無線ＬＡＮ通信ソフトウェアコンポーネントから定期的に必要な情報を取得する。図１中、通信ソフトウェアモデル２０は、無線ＬＡＮ通信ソフトウェアコンポーネントに関するプロトコル定義モデルである。通信ソフトウェアモデル２０は、アプリケーション層などの上位層に対応するコンポーネント２１、トランスポート層およびネットワーク層に対応するコンポーネント２２、IEEE802.11やIEEE802.1xなどのデータリンク層に対応するコンポーネント２３、および物理層に対応するコンポーネント２４からなる。

監視ユニット１０は、コンポーネント２１にてVoIP等のリアルタイムアプリケーションが実行されているか否かの監視を行う。また、監視ユニット１０は、コンポーネント２２からパケットの遅延などの通信品質を示す値を取得する。この取得した通信品質を示す値が予め設定された基準値を超えるか否かで、リアルタイムアプリケーションの通信品質が良好か否かを判断することができる。また、監視ユニット１０は、コンポーネント２３からＳＴＡとＡＰがアソシエートされているか否かを示すアソシエート状態情報を取得する。さらに、監視ユニット１０は、コンポーネント２４から受信信号のＲＳＳＩまたは受信信号とノイズの比率（ＳＮ比）を取得する。ＲＳＳＩ値およびＳ／Ｎ値は、電界強度検出部にて検出される受信信号の電界強度から得られる。

設定値入力ユニット１１は、ネットワーク上の各ＡＰにおける再認証要求の設定値の入力を受け付ける。

制御ユニット１２は、監視ユニット１０を含む各部の動作を制御する他、監視ユニット１０がＳＴＡの無線ＬＡＮ通信ソフトウェアコンポーネントから取得した情報に基づいて、ＳＴＡから再認証セッションを開始するか否かを判断する。ＳＴＡから再認証セッションを開始すると判断した場合は、制御ユニット１２は、IEEE802.11のソフトウェアコンポーネント２３に対して、再認証を実行するように要求する。

次に、本実施形態のＳＴＡの動作を具体的に説明する。図２に、制御ユニット１２によって制御される監視ユニット１０の動作を説明するためのタイムフレームを示す。図２に示す例では、監視ユニット１０の動作は、時間軸上で４つのフェーズに分けられている。

図２において、ｔは時間を表す変数である。「ｔ＝０」は、前回の認証が完了した時点を示し、この時点がフェーズ１の開始時間とされる。Ｔ０はＡＰまたは認証サーバにて設定された再認証要求時間間隔を表す。再認証要求時間間隔は、予め設定値入力ユニット１１にて登録する必要がある。設定値入力ユニット１１にて再認証要求時間間隔を登録しなかった場合は、再認証要求時間間隔としてデフォルト値が使用される。このデフォルト値は、IEEE802.1x規格の場合であれば、ＡＰまたは認証サーバにて設定可能な再認証要求時間間隔の最小値であり、例えば3600秒である。

Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、それぞれフェーズ２、フェーズ３、フェーズ４の開始時間を表し、
０＜Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ０
という条件を満足する変数である。具体的には、Ｔ１をＴ０／２、Ｔ２を（４・Ｔ０）／６、Ｔ３を（５・Ｔ０）／６とすることが望ましい。

Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は、それぞれフェーズ２、フェーズ３、フェーズ４におけるモニタリング間隔を表し、
Ｘ１＜Ｔ２−Ｔ１
Ｘ２＜Ｔ３−Ｔ２
Ｘ３＜Ｔ０−Ｔ３
という条件を満足する変数である。具体的には、Ｘ１を（Ｔ２−Ｔ１）／ｎ、Ｘ２を（Ｔ３−Ｔ２）／ｎ、Ｘ３を（Ｔ０−Ｔ３）／ｎとすることが望ましい。ここで、ｎは各フェーズにおけるモニタリング回数に相当するものであって、２以上の整数である。

図３に、制御ユニット１２の動作を説明するためのフローチャートを示す。以下、図１に示したＳＴＡの動作を図２および図３を参照して説明する。

フェーズ１は、前回の認証完了の時点で開始され、Ｔ１の時間が経過した時点で終了する（図３のステップ３００）。このフェーズ１では、監視ユニット１０は、モニタリングを行わず、終了まで待機する。

制御ユニット１２は、フェーズ１の開始時点で、自ユニット内またはＳＴＡ内に設けられたタイマーの値（時間ｔ）をリセットする（図３のステップ３１６）。そして、制御ユニット１２は、ステップ３００（フェーズ１）の後、リセットしたタイマーによって計測される時間ｔが、
Ｔ１≦ｔ＜Ｔ２
という第１の条件を満たすか否かを判断する（図３のステップ３０１）。この第１の条件を満たすと判断した場合は、制御ユニット１２は、監視ユニット１０による以下のフェーズ２の動作を行わせる。

フェーズ２は、Ｔ１の時点で開始され、Ｔ２の時点で終了する。このフェーズ２では、監視ユニット１０は、アソシエート状態および実行中のリアルタイムアプリケーションの有無をＸ１秒間隔でモニタリングする。

制御ユニット１２は、フェーズ２での監視ユニット１０によるモニタリングの結果に基づいて、まず、ＳＴＡとＡＰがアソシエートされているか否かを判断する（図３のステップ３０２）。このステップ３０２で、ＳＴＡとＡＰがアソシエートされていると判断した場合は、続いて、制御ユニット１２は、ＳＴＡ内のリアルタイムアプリケーションが実行中か否かを判断する（図３のステップ３０３）。

ステップ３０３で、実行中のリアルタイムアプリケーションが存在しないと判断した場合は、制御ユニット１２は、IEEE802.1xのソフトウェアコンポーネント２３（認証処理部）に対して、ＡＰへ「EAPOL-START」パケットを送出するように要求する（図３のステップ３０５）。この要求に応じてコンポーネント２３が「EAPOL-START」パケットをＡＰへ送出すると、ＳＴＡとＡＰまたは認証サーバとの間で認証プロセスが実行される（図３のステップ３１５）。

ステップＳ３０２で、ＳＴＡとＡＰがアソシエートされていないと判断した場合、または、ステップ３０３で、ＳＴＡ内に実行中のリアルタイムアプリケーションが存在すると判断した場合は、制御ユニット１２は、Ｘ１秒間だけ待った後（図３のステップ３０４）、ステップ３００の判断を再び実行する。

ステップ３００で、第１の条件を満たさないと判断した場合は、制御ユニット１２は、続いて、タイマーによって計測される時間ｔが、
Ｔ２≦ｔ＜Ｔ３
という第２の条件を満たすか否かを判断する（図３のステップ３０６）。この第２の条件を満たすと判断した場合は、制御ユニット１２は、監視ユニット１０による以下のフェーズ３の動作を行わせる。

フェーズ３は、Ｔ２の時点で開始され、Ｔ３の時点で終了する。このフェーズ３では、監視ユニット１０によるモニタリングがＸ２秒間隔で実行される。この監視ユニット１０によってモニタリングされるデータは、アソシエート状態、ネットワーク層とトランスポート層の通信品質を示す参考値（遅延、パケットロス、送受信のデータレートなど）、ＲＳＳＩ値またはＳ／Ｎ値であり、これらからリアルタイムアプリケーションの通信品質および外部装置（ＡＰ）との無線通信の状態が良好か否かを判断することができる。

制御ユニット１２は、フェーズ３での監視ユニット１０によるモニタリングの結果に基づいて、まず、ＳＴＡとＡＰがアソシエートされているか否かを判断する（図３のステップ３０７）。このステップ３０７で、ＳＴＡとＡＰがアソシエートされていると判断した場合は、続いて、制御ユニット１２は、通信品質（ＱｏＳ）の参考値をもとにしてネットワーク層とトランスポート層のトラヒックが良好であるか否かの判断（「pass」か「fail」かの判定）を行う（図３のステップ３０８）。このステップ３０８での判定結果が「pass」となった場合は、続いて、制御ユニット１２は、ＲＳＳＩ値またはＳ／Ｎ値が基準値より大きいか否かの判断（「strong」か「weak」かの判定）を行う（図３のステップ３０８）。

ステップ３０９での判定結果が「strong」となった場合は、制御ユニット１２は、上記ステップ３０５に移行し、IEEE802.1xのソフトウェアコンポーネント２３に対して、ＡＰへ「EAPOL-START」パケットを送出するように要求する。

ステップＳ３０７で、ＳＴＡとＡＰがアソシエートされていないと判断した場合、または、ステップ３０８での判定結果が「fail」となった場合、または、ステップ３０９での判定結果が「weak」となった場合は、制御ユニット１２は、Ｘ２秒間だけ待った後（図３のステップ３１０）、ステップ３０６の判断を再び実行する。

ステップ３０６で、第２の条件を満たさないと判断した場合は、制御ユニット１２は、続いて、タイマーによって計測される時間ｔが、
Ｔ３≦ｔ＜Ｔ０
という第３の条件を満たすか否かを判断する（図３のステップ３１１）。この第３の条件を満たすと判断した場合は、制御ユニット１２は、監視ユニット１０による以下のフェーズ４の動作を行わせる。

フェーズ４は、Ｔ３の時点で開始され、Ｔ０の時点で終了する。このフェーズ４では、監視ユニット１０によるモニタリングがＸ３秒間隔で実行される。この監視ユニット１０によってモニタリングされるデータは、アソシエート状態、ＲＳＳＩ値またはＳ／Ｎ値である。

制御ユニット１２は、フェーズ４での監視ユニット１０によるモニタリングの結果に基づいて、まず、ＳＴＡとＡＰがアソシエートされているか否かを判断する（図３のステップ３１２）。このステップ３１２で、ＳＴＡとＡＰがアソシエートされていると判断した場合は、続いて、制御ユニット１２は、ＲＳＳＩ値またはＳ／Ｎ値が基準値より大きいか否かの判断（「strong」か「weak」かの判定）を行う（図３のステップ３１３）。

ステップ３１３での判定結果が「strong」となった場合は、上記ステップ３０５に移行し、制御ユニット１２が、IEEE802.1xのソフトウェアコンポーネント２３に対して、ＡＰへ「EAPOL-START」パケットを送出するように要求する。

ステップＳ３１２で、ＳＴＡとＡＰがアソシエートされていないと判断した場合、または、ステップ３１３での判定結果が「weak」となった場合は、制御ユニット１２は、Ｘ３秒間だけ待った後（図３のステップ３１４）、ステップ３１１の判断を再び実行する。

ステップ３１１で、第３の条件を満たさないと判断した場合（ＳＴＡの通信状態が悪く、フェーズ３が終了しても認証が行われなかった場合）は、制御ユニット１２は、上記ステップ３１６に戻ってタイマーのリセットを行う。

なお、フェーズ４が終了しても認証が行われなかった場合で、ＡＰの再認証要求時間間隔の値が登録されている場合は、フェーズ４が終了した時点（ｔ＝Ｔ０）で、ＡＰから再認証の要求がＳＴＡへ送信されて再認証が行われるようにしてもよい。ただし、Ｔ０をデフォルト値の3600秒にした場合は、ＡＰからの再認証要求によって再認証を行う処理と、ＳＴＡが自局にとって好都合なときに「EAPOL-START」パケットを送出して再認証を行う処理がともに実行される場合がある。

また、図３のフローチャートには示されていないが、リンクが切断し、再接続されたり、ハンドオーバーが生じしたり、ＡＰからの再認証要求があったりしたことによって認証が行われた場合は、フローチャート中のどの手順が実行されているかにかかわらず、ステップ３１６のタイマーのリセットブロックに戻る。

以上説明した本実施形態によれば、物理層の受信品質のみならず、実行中のリアルタイムアプリケーションの有無、そのリアルタイムアプリケーションによる通信を提供するネットワーク層およびトランスポート層のそれぞれにおける通信品質をそれぞれ監視し、その監視結果に基づいて、ＳＴＡ自身が遅延の影響を受けにくいタイミングで再認証セッションを開始するようになっているので、無線ＬＡＮアクセスポイントにて設定された再認証時間間隔で再認証を行った場合に生じていた、再認証による遅延がリアルタイムアプリケーションに与える影響を軽減することができる。

また、リアルタイムアプリケーションのように遅延の影響を受けやすいアプリケーションが実行されていないときに優先的に再認証を実施するようになっているので、再認証による遅延がリアルタイムアプリケーションに与える影響をより効果的に軽減することができる。

さらに、リアルタイムアプリケーションが使用されているときに再認証を行わざるを得ない場合においても、再認証は通信状態が良好なときにのみ実行されるので、再認証による遅延がリアルタイムアプリケーションの品質に与える影響を抑制することができる。

さらに、フェーズ２、３のいずれにおいても再認証プロセスが実行されなかった場合には、フェーズ４で、ネットワーク層とトランスポート層の品質および実行中のリアルタイムアプリケーションの有無を監視せず、物理層の受信品質のみで再認証の実行を決めるようになっている。これにより、外部装置である無線ＬＡＮアクセスポイントとの無線通信の状態が良好でない場合に再認証が実行されることを、可能な限り防止できるようになっている。

（他の実施形態）
有線ＬＡＮシステムにおいても、無線ＬＡＮシステムの場合と同様に、VoIPなどのリアルタイムアプリケーションが実行されているときに再認証が行われることを回避すべきである。また、ネットワークの負荷が大きくトランスポート層およびネットワーク層の通信品質が悪いときにも再認証が行われないようにすべきである。ここでは、本発明の他の実施形態のＳＴＡとして、有線ＬＡＮシステムに適用される携帯通信端末について説明する。

本他の実施形態のＳＴＡの構成は、上述した実施形態のＳＴＡの構成と基本的には同じであるが、一部の動作が異なる。有線ＬＡＮシステムでは、ＳＴＡはルータに代表されるネットワーク装置を介して有線ＬＡＮに接続されるが、無線ＬＡＮと異なり、ＳＴＡとネットワーク装置とは通信ケーブルを介して接続されることから、物理層とデータリンク層が安定している。このため、本他の実施形態のＳＴＡでは、これら物理層およびデータリンク層についてモニタリングを行って通信品質を確認する、といった動作は行われない。具体的には、本他の実施形態のＳＴＡでは、監視ユニットが、図２に示したフェーズ１〜４のうち、フェーズ４を除くフェーズ１〜３の動作を行う。ただし、フェーズ３でモニタリングされるデータは、トランスポートそうおよびネットワーク層のＱｏＳである。また、フェーズ２の開始時間Ｔ１、フェーズ３の開始時間Ｔ２は、
０＜Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ０
という条件を満足するように設定される。また、モニタリング間隔Ｘ１、Ｘ２は、
Ｘ１＜Ｔ２−Ｔ１
Ｘ２＜Ｔ０−Ｔ２
という条件を満足するように設定される。

図４に、本他の実施形態のＳＴＡの動作を説明するためのフローチャートを示す。フェーズ１、２までの動作は、図３に示した動作と同じである。フェーズ２で認証プロセスが実行されなかった場合は、制御ユニット１２は、監視ユニット１０による以下のフェーズ３の動作を行わせる。

フェーズ３は、Ｔ２の時点で開始され、Ｔ０の時点で終了する。このフェーズ３では、監視ユニット１０によるモニタリングがＸ２秒間隔で実行される。この監視ユニット１０によってモニタリングされるデータは、アソシエート状態、ネットワーク層とトランスポート層の通信品質を示す参考値（遅延、パケットロス、送受信のデータレートなど）である。

制御ユニット１２は、フェーズ３での監視ユニット１０によるモニタリングの結果に基づいて、まず、ＳＴＡとＡＰがアソシエートされているか否かを判断する（ステップ３０７）。このステップ３０７で、ＳＴＡとＡＰがアソシエートされていると判断した場合は、続いて、制御ユニット１２は、通信品質（ＱｏＳ）の参考値をもとにしてネットワーク層とトランスポート層のトラヒックが良好であるか否かの判断（「pass」か「fail」かの判定）を行う（ステップ３０８）。このステップ３０８での判定結果が「pass」となった場合は、制御ユニット１２は、ステップ３０５に移行し、IEEE802.1xのソフトウェアコンポーネント２３に対して、ＡＰへ「EAPOL-START」パケットを送出するように要求する。

ステップＳ３０７で、ＳＴＡとＡＰがアソシエートされていないと判断した場合、または、ステップ３０８での判定結果が「fail」となった場合は、制御ユニット１２は、Ｘ２秒間だけ待った後（ステップ３１０）、ステップ３０６の判断を再び実行する。

ステップ３０６で、第２の条件を満たさないと判断した場合は、制御ユニット１２は、ステップ３１６に戻ってタイマーのリセットを行う。

以上の処理によれば、有線ＬＡＮシステムにおいて、実行中リアルタイムアプリケーションの有無およびネットワーク層とトランスポート層の通信品質をモニタリングしてその結果をもとにして、ＡＰまたは認証サーバ（認証者）から再認証を要求される前に、ＳＴＡ（サプリカント）が都合の良いタイミングで再認証を行うことができ、再認証による遅延問題を回避することができる。

以上説明した本発明における再認証の動作は基本的にソフトウェアで実現可能であり、新規なハードウェアを用いることなく、既存のIEEE802.1ｘ規格の無線ＬＡＮに容易に適用することができる。

また、本発明によれば、再認証による遅延の問題を解決するためにセキュリティレベルを落とすことがない、という利点もある。なお、本発明を適用せずに、単にＡＰにてIEEE802.1xの再認証機能を無効にして再認証が無条件に実行されることを防止するだけでは、セキュリティレベルを低下する結果となる。

なお、本発明の各実施形態で説明した構成および動作は本発明の一例であり、適宜、変更することが可能である。例えば、図３において、フェーズ４に対応する処理を省略することも可能である。また、フェーズ３に対応する処理において、ステップ３０９を省略してもよい。ただし、この場合は、リアルタイムアプリケーションの通信品質が良い状態で再認証を行うことはできるものの、ステップ３０９を省略したことで、無線ＬＡＮアクセスポイントとの無線通信状態が悪い状態で再認証が行われる場合がある。

また、本発明のＳＴＡは、ノート型のパーソナルコンピュータに代表されるコンピュータ端末より構成される。予め用意されたプログラムにしたがってコンピュータが動作することで、各実施形態で説明したような再認証の動作を実行することができる。

本発明の一実施形態である携帯通信端末の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す携帯通信端末のモニタリング動作を説明するためのタイムフレーム図である。 図１に示す携帯通信端末の再認証の処理を説明するためのフローチャートである。 本他の実施形態である携帯通信端末の再認証の処理を説明するためのフローチャートである。 IEEE802.1x規格のセキュリティシステムの概念図である。 IEEE802.1x規格のセキュリティシステムを導入した一般的な無線ＬＡＮシステムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 監視ユニット
１１ 設定値入力ユニット
１２ 制御ユニット
２０ 通信ソフトウェアモデル
２１〜２４ コンポーネント

Claims (24)

1. 外部装置との間でユーザ認証に必要な情報を送受信する認証処理部と、
   少なくとも所定のアプリケーションの実行の有無を定期的に監視する監視ユニットと、
   前記監視ユニットにて前記所定のアプリケーションが実行されていないことが検出された場合に、前記認証処理部に、前記ユーザ認証を再実行するための再認証セッションを開始させる制御ユニットとを有する携帯通信端末。
2. 前記監視ユニットは、第１の所定期間にわたって前記所定のアプリケーションの実行を検出した場合は、前記外部装置との通信状態を一定時間間隔で監視し、
   前記制御ユニットは、前記監視ユニットによる通信状態の監視結果に基づいて、前記外部装置との通信が良好か否かを判断し、良好と判断した場合に、前記認証処理部に前記再認証セッションを開始させる、請求項１に記載の携帯通信端末。
3. 前記監視ユニットは、前記外部装置との通信状態として、少なくとも前記所定のアプリケーションの通信路における通信品質を監視する、請求項２に記載の携帯通信端末。
4. 前記通信品質が、前記所定のアプリケーションによる通信を提供するネットワーク層およびトランスポート層のそれぞれにおける通信品質である、請求項３に記載の携帯通信端末。
5. 前記外部装置との通信が無線通信であり、該無線通信を行う無線通信部と、
   前記無線通信部にて受信される信号の電界強度を検出する電界強度検出部とをさらに有し、
   前記監視ユニットは、前記外部装置との通信状態として、前記無線通信部にて検出される電界強度をさらに監視する、請求項３または４に記載の携帯通信端末。
6. 前記監視ユニットは、前記制御ユニットが第２の所定期間内に前記外部装置との通信が良好であると判断できない場合は、前記無線通信部にて検出される電界強度を一定の時間間隔でさらに監視し、
   前記制御ユニットは、前記監視ユニットによる前記電界強度の監視結果に基づいて、前記外部装置との無線通信が良好か否かを判断し、良好と判断した場合に、前記認証処理部に前記再認証セッションを開始させる、請求項５に記載の携帯通信端末。
7. 携帯通信端末と、
   前記携帯通信端末をＬＡＮに接続するためのネットワーク装置とを有し、
   前記携帯通信端末は、
   前記ネットワーク装置との間でユーザ認証に必要な情報を送受信する認証処理部と、
   少なくとも所定のアプリケーションの実行の有無を定期的に監視する監視ユニットと、
   前記監視ユニットにて前記所定のアプリケーションが実行されていないことが検出された場合に、前記認証処理部に、前記ユーザ認証を再実行するための再認証セッションを開始させる制御ユニットとを有するＬＡＮシステム。
8. 前記監視ユニットは、第１の所定期間にわたって前記所定のアプリケーションの実行を検出した場合は、外部装置との通信状態を一定の時間間隔で監視し、
   前記制御ユニットは、前記監視ユニットによる通信状態の監視結果に基づいて、前記ネットワーク装置との通信が良好か否かを判断し、良好と判断した場合に、前記認証処理部に前記再認証セッションを開始させる、請求項７に記載のＬＡＮシステム。
9. 前記監視ユニットは、前記外部装置との通信状態として、少なくとも前記所定のアプリケーションの通信路における通信品質を監視する、請求項８に記載のＬＡＮシステム。
10. 前記通信品質が、前記所定のアプリケーションによる通信を提供するネットワーク層およびトランスポート層のそれぞれにおける通信品質である、請求項９に記載のＬＡＮシステム。
11. 前記ネットワーク装置が無線ＬＡＮアクセスポイントであり、
    前記携帯通信端末は、
    前記無線ＬＡＮアクセスポイントとの間で無線通信を行う無線通信部と、
    前記無線通信部にて受信される信号の電界強度を検出する電界強度検出部とをさらに有し、
    前記監視ユニットは、前記ネットワーク装置との通信状態として、前記無線通信部にて検出される電界強度をさらに監視する、請求項９または１０に記載のＬＡＮシステム。
12. 前記監視ユニットは、前記制御ユニットが第２の所定期間内に前記ネットワーク装置との通信が良好であると判断できない場合は、前記無線通信部にて検出される電界強度を一定の時間間隔でさらに監視し、
    前記制御ユニットは、前記監視ユニットによる前記電界強度の監視結果に基づいて、前記無線ＬＡＮアクセスポイントとの無線通信が良好か否かを判断し、良好と判断した場合に、前記認証処理部に前記再認証セッションを開始させる、請求項１１に記載のＬＡＮシステム。
13. 外部装置との間でユーザ認証に必要な情報を送受信する携帯通信端末において行われるユーザ再認証方法であって、
    少なくとも所定のアプリケーションの実行の有無を定期的に監視する第１のステップと、
    前記第１のステップでの監視において前記所定のアプリケーションが実行されていないことが検出された場合に、前記ユーザ認証を再実行するための再認証セッションを開始する第２のステップとを含むユーザ再認証方法。
14. 前記第１のステップでの監視において第１の所定期間にわたって前記所定のアプリケーションの実行を検出した場合は、前記外部装置との通信状態を一定の時間間隔で監視する第３のステップと、
    前記第３のステップでの監視結果に基づいて、前記外部装置との通信が良好か否かを判断する第４のステップと、
    前記第４のステップで良好と判断した場合に、前記再認証セッションを開始する第５のステップとを含む、請求項１３に記載のユーザ再認証方法。
15. 前記第３のステップは、前記外部装置との通信状態として少なくとも前記所定のアプリケーションの通信路における通信品質を監視するステップを含む、請求項１４に記載のユーザ再認証方法。
16. 前記通信品質が、前記所定のアプリケーションによる通信を提供するネットワーク層およびトランスポート層のそれぞれにおける通信品質である、請求項１５に記載のユーザ再認証方法。
17. 前記外部装置との通信が無線通信であり、
    前記第３のステップは、前記外部装置との通信状態として前記外部装置からの受信信号の電界強度を一定の時間間隔で検出するステップをさらに含む、請求項１５に記載のユーザ再認証方法。
18. 前記第４のステップで第２の所定期間内に前記外部装置との通信が良好であると判断できない場合は、前記外部装置からの受信信号の電界強度を一定の時間間隔でさらに監視する第６のステップと、
    前記第６のステップでの監視結果に基づいて、前記外部装置との無線通信が良好か否かを判断する第７のステップと、
    前記第６のステップで良好と判断した場合に、前記再認証セッションを開始する第８のステップとを含む、請求項１４に記載のユーザ再認証方法。
19. 外部装置との間でユーザ認証に必要な情報を送受信する携帯通信端末において用いられるプログラムであって、
    少なくとも所定のアプリケーションの実行の有無を定期的に監視する第１の処理と、
    前記第１の処理での監視において前記所定のアプリケーションが実行されていないことが検出された場合に、前記ユーザ認証を再実行するための再認証セッションを開始する第２の処理とを前記携帯通信端末のコンピュータに実行させるプログラム。
20. 前記第１の処理での監視において第１の所定期間にわたって前記所定のアプリケーションの実行を検出した場合は、前記外部装置との通信状態を一定の時間間隔で監視する第３の処理と、
    前記第３の処理での監視結果に基づいて、前記外部装置との通信が良好か否かを判断する第４の処理と、
    前記第４の処理で良好と判断した場合に、前記再認証セッションを開始する第５の処理とを前記携帯通信端末のコンピュータにさらに実行させる、請求項１９に記載のプログラム。
21. 前記第３の処理は、前記外部装置との通信状態として少なくとも前記所定のアプリケーションの通信路における通信品質を監視する処理を含む、請求項２０に記載のプログラム。
22. 前記通信品質が、前記所定のアプリケーションによる通信を提供するネットワーク層およびトランスポート層のそれぞれにおける通信品質である、請求項２１に記載のプログラム。
23. 前記外部装置との通信が無線通信であり、
    前記第３の処理は、前記外部装置との通信状態として前記外部装置からの受信信号の電界強度を一定時間間隔で検出する処理をさらに含む、請求項２１に記載のプログラム。
24. 前記第４の処理で第２の所定期間内に前記外部装置との通信が良好であると判断できない場合は、前記外部装置からの受信信号の電界強度を一定の時間間隔でさらに監視する第６の処理と、
    前記第６の処理での監視結果に基づいて、前記外部装置との無線通信が良好か否かを判断する第７の処理と、
    前記第６の処理で良好と判断した場合に、前記再認証セッションを開始する第８の処理とを前記携帯通信端末のコンピュータにさらに実行させる、請求項２０に記載のプログラム。

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