特開 2024-137838 ＩＰ／ＵＤＰにおける鍵配送

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024137838

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】ＩＰ／ＵＤＰにおける鍵配送

(51)【国際特許分類】

   H04L 9/08 20060101AFI20240927BHJP

   H04L 9/36 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H04L9/08 C

H04L9/08 E

H04L9/36

【審査請求】有

【請求項の数】23

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024042970

(22)【出願日】2024-03-19

(31)【優先権主張番号】18/188,909

(32)【優先日】2023-03-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】513311642

【氏名又は名称】ノキア ソリューションズ アンド ネットワークス オサケユキチュア

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100114915

【弁理士】

【氏名又は名称】三村 治彦

(74)【代理人】

【識別番号】100125139

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100209808

【弁理士】

【氏名又は名称】三宅 高志

(72)【発明者】

【氏名】フーマン ビゴリ

(57)【要約】      （修正有）

【課題】インターネットプロトコル（ＩＰ）およびユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）を介した暗号鍵を送信する送信ノード、受信ノード及び方法を提供する。
【解決手段】システム１００は、通信経路１２０を介して通信する一対の通信デバイス１１０－Ａ（送信ノード）及び１１０－Ｚ（受信ノード）を含む。送信ノード及び受信ノードは、通信経路を介して送信ノード及び受信ノード間で交換される通信のためのセキュリティをサポートする。送信ノード及び受信ノードは、通信セキュリティ要素１１１－Ａ、１１１－Ｚの使用に基づいて通信のためのセキュリティをサポートし、かつ、暗号化機能および認証機能をサポートする。暗号化されるべき各ＩＰフローは、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥによって使用するためのそれ自体の暗号鍵を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリとを備える送信（ＴＸ）ノードであって、
前記少なくとも１つのメモリおよび前記コンピュータプログラムコードは少なくとも１つのプロセッサによって、前記送信ノードに、少なくとも、
レイヤ２ヘッダ、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダ、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダ、ＩＥＥＥ８０２．１ｘヘッダ、及び前記送信ノードから受信（ＲＸ）ノードに送信されるパケットフローを暗号化するための暗号鍵を含むＭＫＡペイロードを含むＭＫＡ（ＭＡＣｓｅｃ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ） Ｋｅｙ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）パケットを生成させ、
レイヤ３トランスポートを介して前記受信ノードに前記ＭＫＡパケットを送信させることを特徴とする送信ノード。

【請求項2】

前記暗号鍵は、ＳＡＫ（Ｓｅｃｕｒｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｋｅｙ）であることを特徴とする請求項１に記載の送信ノード。

【請求項3】

前記送信ノードは、ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）鍵ラップ（Ｋｅｙ Ｗｒａｐ）を使用して鍵サーバから前記ＳＡＫを受信するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の送信ノード。

【請求項4】

前記送信ノードは、ＡＥＳ鍵ラップを使用して前記ＭＫＡパケット内の前記暗号鍵を暗号化するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の送信ノード。

【請求項5】

前記ＩＥＥＥ８０２．１ｘヘッダは、前記パケットフローおよび前記暗号化する送信ノードを一意に識別するセキュリティチャネル識別（ＳＣＩ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の送信ノード。

【請求項6】

前記ＳＣＩは、前記暗号化する送信ノードを識別するための暗号化セグメント識別子（ＳＩＤ）と、前記暗号化する送信ノード上のトンネルの固有識別子とを含むことを特徴とする請求項５に記載の送信ノード。

【請求項7】

前記送信ノードは、
前記固有識別子をローカルに生成し、
ＭＫＡ ｏｖｅｒ ＩＰ／ＵＤＰヘッダを使用して前記ＳＣＩを前記受信ノードに送信することを特徴とする請求項６に記載の送信ノード。

【請求項8】

前記送信ノードは、前記暗号鍵を使用して、前記パケットフローのパケットを暗号化し、前記暗号化されたパケットを、レイヤ２．５／３トランスポートを介して前記受信ノードに送信することを特徴とする請求項１に記載の送信ノード。

【請求項9】

前記レイヤ２．５／３トランスポートは、レイヤ２．５マルチプロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）トランスポートであることを特徴とする請求項８に記載の送信ノード。

【請求項10】

前記レイヤ２．５／３トランスポートは、レイヤ３インターネットプロトコル（ＩＰ）トランスポートであることを特徴とする請求項８に記載の送信ノード。

【請求項11】

前記レイヤ３トランスポートはＩＰトランスポートであることを特徴とする請求項１に記載の送信ノード。

【請求項12】

少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリとを備える受信（ＲＸ）ノードであって、
前記少なくとも１つのメモリおよび前記コンピュータプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記受信ノードに、少なくとも、
レイヤ３トランスポートを介して送信（ＴＸ）ノードから、レイヤ２ヘッダ、ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＩＥＥＥ８０２．１ｘヘッダ、および前記送信ノードから前記受信ノードに送信されるパケットフローを復号するための暗号鍵を含むＭＫＡペイロードを含むＭＫＡパケットを受信させ、
前記ＭＫＡパケットを処理して前記ＳＡＫを取得させることを特徴とする受信ノード。

【請求項13】

前記暗号鍵はＳＡＫであることを特徴とする請求項１２に記載の受信ノード。

【請求項14】

前記暗号鍵は、ＡＥＳ鍵ラップを使用して前記ＭＫＡパケット内で暗号化されることを特徴とする請求項１２に記載の受信ノード。

【請求項15】

前記ＩＥＥＥ８０２．１ｘヘッダは、前記パケットフローおよび前記暗号化する送信ノードを一意に識別する前記ＳＣＩを含むことを特徴とする請求項１２に記載の受信ノード。

【請求項16】

前記ＳＣＩは、前記暗号化する送信ノードを識別するための暗号化ＳＩＤと、前記暗号化する送信ノード上のトンネルの固有識別子とを含むことを特徴とする請求項１５に記載の受信ノード。

【請求項17】

前記受信ノードは、ＭＫＡ ｏｖｅｒ ＩＰ／ＵＤＰヘッダを使用して前記送信ノードから前記ＳＣＩを受信するように構成されることを特徴とする請求項１６に記載の受信ノード。

【請求項18】

レイヤ２．５／３トランスポートを介して前記送信ノードから前記パケットフローの暗号化されたパケットを受信し、
前記暗号化されたパケットを復号するために前記暗号鍵を使用することを特徴とする請求項１２に記載の受信ノード。

【請求項19】

前記レイヤ２．５／３トランスポートは、レイヤ２．５ＭＰＬＳトランスポートであることを特徴とする請求項１８に記載の受信ノード。

【請求項20】

前記レイヤ２．５／３トランスポートは、レイヤ３ＩＰトランスポートであることを特徴とする請求項１８に記載の受信ノード。

【請求項21】

前記レイヤ３トランスポートはＩＰトランスポートであることを特徴とする請求項１２に記載の受信ノード。

【請求項22】

送信（ＴＸ）ノードによって、レイヤ２ヘッダ、ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＩＥＥＥ８０２．１ｘヘッダ、及び前記送信ノードから受信（ＲＸ）ノードに送信されるパケットフローを暗号化するための暗号鍵を含むＭＫＡペイロードを含むＭＫＡパケットを生成するステップと、
前記送信ノードによって、レイヤ３トランスポートを介して前記受信ノードに前記ＭＫＡパケットを送信するステップとを含むことを特徴とする方法。

【請求項23】

受信（ＲＸ）ノードによって、レイヤ３トランスポートを介して送信（ＴＸ）ノードから、レイヤ２ヘッダ、ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＩＥＥＥ８０２．１ｘヘッダ、および前記送信ノードから前記受信ノードに送信されるパケットフローを復号するための暗号鍵を含むＭＫＡペイロードを含むＭＫＡパケットを受信するステップと、
前記受信ノードによって、前記ＭＫＡパケットを処理してＳＡＫを取得するステップとを含むことを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の参照］
本願は、２０２１年１０月２９日に３２３８７６－ＵＳ－ＮＰとして出願された同時係属出願シリアル番号１７／５１４，０４６（０４６出願）の一部継続であり、その教示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

［開示の分野］
種々の例示的実施形態は、概して、通信ネットワークに関し、より具体的には、限定ではないが、通信ネットワーク内の通信プロトコルのためのセキュリティに関する。

【背景技術】

【0003】

通信システムでは、通信システムの通信のためのセキュリティをサポートするための通信セキュリティ能力の使用を含む、様々な通信技術が、通信をサポートするために使用され得る。

【発明の概要】

【0004】

少なくともいくつかの例示的な実施形態では、送信（ＴＸ）ノードは、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリとを備える。少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードは、ＴＸノードに、少なくとも（ｉ）レイヤ２ヘッダ、インターネットプロトコル（ＩＰ）ヘッダ、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）ヘッダ、ＩＥＥＥ ８０２．１ｘヘッダ、およびＴＸノードから受信（ＲＸ）ノードに送信されるパケットフローを暗号化するための暗号鍵を含むＭＫＡペイロードを含むＭＫＡ（ＭＡＣｓｅｃ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）Ｋｅｙ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）パケットを生成させ、（ｉｉ）レイヤ３トランスポートを介してＭＫＡパケットをＲＸノードに送信させる。

【0005】

上記の送信（ＴＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、暗号鍵は、ＳＡＫ（Ｓｅｃｕｒｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｋｅｙ）であり得る。

【0006】

上記の送信（ＴＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、ＴＸノードは、ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）鍵ラップを使用して鍵サーバからＳＡＫを受信するように構成される。

【0007】

上記の送信（ＴＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、ＴＸノードは、ＡＥＳ鍵ラップを使用してＭＫＡパケット内の暗号鍵を暗号化するように構成される。

【0008】

上記の送信（ＴＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１ｘヘッダは、パケットフローおよび暗号化ＴＸノードを一意に識別するセキュリティチャネル識別（ＳＣＩ）を含む。

【0009】

上記の送信（ＴＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、ＳＣＩは、暗号化ＴＸノードを識別するための暗号化セグメント識別子（ＳＩＤ）と、暗号化ＴＸノード上のトンネルの一意の識別子とを含む。

【0010】

上記の送信（ＴＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、ＴＸノードは、固有識別子をローカルに生成し、ＭＫＡ ｏｖｅｒ ＩＰ／ＵＤＰヘッダを使用してＳＣＩをＲＸノードに送信するように構成される。

【0011】

上記の送信（ＴＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、ＴＸノードは、暗号鍵を使用してパケットフローのパケットを暗号化し、暗号化されたパケットをレイヤ２．５／３トランスポートを介してＲＸノードに送信するように構成される。

【0012】

上記の送信（ＴＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、レイヤ２．５／３トランスポートは、レイヤ２．５マルチプロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）トランスポートであり得る。

【0013】

上記の送信（ＴＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、レイヤ２．５／３トランスポートは、レイヤ３インターネットプロトコル（ＩＰ）トランスポートであり得る。

【0014】

上記の送信（ＴＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、レイヤ３トランスポートはＩＰトランスポートであり得る。

【0015】

少なくともいくつかの例示的な実施形態では、受信（ＲＸ）ノードは、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリとを備える。少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、少なくとも（ｉ）レイヤ３トランスポートを介して送信（ＴＸ）ノードから、レイヤ２ヘッダ、ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＩＥＥＥ ８０２．１ｘヘッダ、およびＴＸノードからＲＸノードに送信されるパケットフローを復号化するための暗号鍵を含むＭＫＡペイロードを含むＭＫＡパケットを受信し、（ｉｉ）ＳＡＫを取得するためにＭＫＡパケットを処理する。

【0016】

上記の受信（ＲＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、暗号鍵はＳＡＫであり得る。

【0017】

上記の受信（ＲＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、暗号鍵は、ＡＥＳ鍵ラップを使用してＭＫＡパケット内で暗号化される。

【0018】

上記の受信（ＲＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１ｘヘッダは、パケットフローおよび暗号化ＴＸノードを一意に識別するＳＣＩを含む。

【0019】

上記の受信（ＲＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、ＳＣＩは、暗号化ＴＸノードを識別するための暗号化ＳＩＤと、暗号化ＴＸノード上のトンネルの固有識別子とを含む。

【0020】

上記の受信（ＲＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、ＲＸノードは、ＭＫＡ ｏｖｅｒ ＩＰ／ＵＤＰヘッダを使用してＴＸノードからＳＣＩを受信するように構成される。

【0021】

上記の受信（ＲＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、ＲＸノードは、レイヤ２．５／３トランスポートを介してＴＸノードからパケットフローの暗号化されたパケットを受信し、暗号化されたパケットを復号するために暗号鍵を使用するように構成される。

【0022】

上記の受信（ＲＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、レイヤ２．５／３トランスポートは、レイヤ２．５ ＭＰＬＳトランスポートであり得る。

【0023】

上記の受信（ＲＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、レイヤ２．５／３トランスポートは、レイヤ３ＩＰトランスポートであり得る。

【0024】

上記の受信（ＲＸ）ノードの実施形態の少なくともいくつかにおいて、レイヤ３トランスポートはＩＰトランスポートであり得る。

【0025】

本明細書の教示は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解され得る。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】通信のためのセキュリティをサポートするように構成されたシステムの例示的な実施形態を示す。

【図2】ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするための方法でのパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。

【図3A】ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするための方法でのパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。

【図3B】ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするための方法でのパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。

【図3C】ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするための方法でのパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。

【図4A】ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするための方法でのパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。

【図4B】ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするための方法でのパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。

【図4C】ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするための方法でのパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。

【図5】通信のためのセキュリティをサポートするための方法の例示的な実施形態を示す。

【図6】本明細書で提示される様々な機能を実行する際に使用するのに適したコンピュータの例示的な実施形態を示す。

【図7】ＥＡＰｏＬを介してトランスポートされる新しいＭＫＡパケットを示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。

【0027】

理解を容易にするために、様々な図に共通する同一の要素を示すために、可能な限り、同一の参照番号が本明細書で使用されている。

【発明を実施するための形態】

【0028】

通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態が提示される。通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、様々な開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）レイヤにおける通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得る。

【0029】

通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルを使用してレイヤ２の上で動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得る。通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコル（たとえば、ＩＥＥＥ８０２１ＡＥまたは他の適切なタイプのレイヤ２ネットワークセキュリティプロトコル）などのＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２プロトコルのいくつかの態様を使用して、レイヤ２．５において動作する通信プロトコル（たとえば、マルチプロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）プロトコルまたは他の適切なレイヤ２．５プロトコル）の通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得る。

【0030】

通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルを使用してレイヤ３（たとえば、ＩＰバージョン４（ＩＰｖ４）もしくはＩＰバージョン６（ＩＰｖ６）などのインターネットプロトコル（ＩＰ）、または他の適切なレイヤ３プロトコル）において動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得る。

【0031】

通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルのいくつかの態様を使用して、レイヤ２より上で動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得る。

【0032】

通信のセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、レイヤ２以上の通信プロトコルを使用して動作する通信経路上のデバイスが、レイヤ２以上の通信プロトコルのヘッダ上で動作することを可能にする方法で、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルを使用して、レイヤ２以上で動作する通信プロトコルの通信のセキュリティをサポートすることを可能にすることができる（例えば、レイヤ２．５のＭＰＬＳ対応ルータがＭＰＬＳヘッダに基づいて判断できるように、レイヤ３のＩＰ対応ルータがＩＰヘッダに基づいて判断できるように、ヘッダを読み込んで修正するなど、ヘッダを操作する）。

【0033】

通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルのいくつかの態様を使用して、レイヤ２より上で動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成され、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルは、暗号化機能および認証機能（たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥなどのＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２プロトコルまたは他の適切なタイプのレイヤ２ネットワークセキュリティプロトコル）をサポートするように構成される。

【0034】

パケットのネットワークセキュリティをサポートするこれらのおよび様々な他の例示的な実施形態および利点または潜在的な利点は、以下でさらに説明する様々な図を参照することによってさらに理解され得ることを理解されよう。

【0035】

図１は、通信のためのセキュリティをサポートするように構成されたシステムの例示的な実施形態を示す。

【0036】

システム１００は、通信経路１２０を介して通信することができる一対の通信デバイス１１０－Ａおよび１１０－Ｚ（集合的に通信デバイス１１０）を含む。通信デバイス１１０は、通信経路を介して通信し得る任意のデバイスであり得、通信経路１２０は、通信デバイスが通信し得る任意の経路であり得、したがって、通信デバイス１１０および通信経路１２０は、様々な通信コンテキストに関連付けられ得る。たとえば、通信デバイス１１０は、エンドユーザデバイス、ルータ、スイッチなどを含み得る。例えば、通信経路１２０は、単一のリンク、複数のリンク、通信ネットワークの一部、通信ネットワーク、複数の通信ネットワークなどを表し得る。たとえば、通信デバイス１１０－Ａおよび１１０－Ｚは、それぞれ、カスタマルータおよびプロバイダルータ、プロバイダルータのペア、通信ネットワーク（例えば、企業ネットワークに関連付けられた顧客ルータ、データセンタネットワークに関連付けられた顧客ルータなど）を介して通信するカスタマルータのペアなどであり得る。前述の例は、例示的な実施形態が通信デバイスの通信のためのセキュリティをサポートするために使用され得る方法のうちのいくつかにすぎないことが理解されよう。

【0037】

通信デバイス１１０は、通信ネットワーク１２０を介して通信デバイス１１０間で交換される通信のためのセキュリティをサポートするように構成される。通信デバイス１１０は、暗号化機能および認証機能をサポートするネットワークセキュリティプロトコルに基づいて通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得る。たとえば、通信デバイス１１０－Ａから通信デバイス１１０－Ｚに送信されるパケットについて、通信デバイス１１０－Ａは、ネットワークセキュリティプロトコルに基づいてパケットに暗号化および認証を適用し得、通信デバイス１１０－Ｚは、ネットワークセキュリティプロトコルに基づいて認証を検証し復号を実行し得る。同様に、たとえば、通信デバイス１１０－Ｚから通信デバイス１１０－Ａに送信されるパケットについて、通信デバイス１１０－Ｚは、ネットワークセキュリティプロトコルに基づいてパケットに暗号化および認証を適用し得、通信デバイス１１０－Ａは、認証を検証し、ネットワークセキュリティプロトコルに基づいて復号を実行し得る。

【0038】

通信デバイス１１０は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルを使用してレイヤ２上で動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得る。通信デバイス１１０は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルを使用してレイヤ２．５（例えば、マルチプロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）プロトコルまたは他の適切なレイヤ２．５プロトコル）で動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得る。通信デバイス１１０は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルを使用してレイヤ３（例えば、ＩＰバージョン４（ＩＰｖ４）もしくはＩＰバージョン６（ＩＰｖ６）などのインターネットプロトコル（ＩＰ）、または他の適切なレイヤ３プロトコル）で動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得る。

【0039】

通信デバイス１１０は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルを使用して、レイヤ２上で動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得、レイヤ２上で動作する通信プロトコルの通信は、レイヤ２（例えば、イーサネット（登録商標）または他の適切なレイヤ２通信プロトコル）で動作する通信プロトコルを使用してトランスポートされる。通信デバイス１１０は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルのいくつかの態様を使用して、レイヤ２上で動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルは、暗号化機能および認証機能（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥなどのＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２プロトコルまたは他の適切なタイプのレイヤ２ネットワークセキュリティプロトコル）をサポートするように構成される。通信デバイス１１０は、通信経路１２０に沿ったデバイスが、平文で残されたパケットの部分（例えば、パケットがＭＰＬＳパケットであるＭＰＬＳラベルの切り替え、パケットがＩＰパケットであるＩＰアドレスに基づくルーティングなど、ならびにそれらの様々な組合せ）に基づいてパケットを処理することができるように、パケットの部分が平文で残される（すなわち、暗号化されず、認証されない）ことを可能にする方式で、通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得る。

【0040】

通信デバイス１１０は、通信セキュリティ要素１１１の使用に基づいて通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得る。より具体的には、通信デバイス１１０－Ａは、通信セキュリティ要素１１１－Ａに基づいて、通信デバイス１１０－Ｚに向けて送信されたパケット（たとえば、暗号化および認証計算機能）と、通信デバイス１１０－Ｚから受信されたパケット（たとえば、復号および認証検証機能）とのセキュリティをサポートするように構成されてよく、同様にして、通信デバイス１１０－Ｚは、通信セキュリティ要素１１１－Ｚに基づいて、通信デバイス１１０－Ａに向けて送信されたパケット（たとえば、暗号化および認証計算機能）と、通信デバイス１１０－Ａから受信されたパケット（たとえば、復号および認証検証機能）とのためのセキュリティをサポートするように構成され得る。通信セキュリティ要素１１１は、本明細書で提示される様々な例示的な実施形態による、通信のためのセキュリティをサポートするための様々な他の機能をサポートするように構成され得る。

【0041】

システム１００は、主に要素の比較的単純な配置の文脈内で提示されるが、本明細書で提示される様々な例示的な実施形態による安全な通信をサポートし得る任意の要素（たとえば、デバイス、ネットワークなど）を含む任意のシステムであり得ることが理解されよう。

【0042】

通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコル（たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥ）のいくつかの態様を使用してレイヤ２．５（たとえば、ＭＰＬＳ）において動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得る。

【0043】

通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、ＩＥＥＥ ８０２．１ＡＥなどのレイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルのいくつかの態様を使用して、レイヤ２．５通信プロトコルを使用して動作する通信経路上のデバイスがレイヤ２．５通信プロトコルヘッダ上で動作することを可能にする方法で、ＭＰＬＳなどのレイヤ２．５通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートし得る（例えば、レイヤ２．５ ＭＰＬＳ対応ルータがＭＰＬＳヘッダに基づいて決定を行うことができるように、ヘッダを読み取り、変更することなどによって、ヘッダ上で動作する）。このように、ネットワーク全体にわたって、ＭＰＬＳヘッダは、平文でかつ認証されないままであり、したがって、任意のＬＳＲルータは、パケットをあるＰＥから次のＰＥに転送するために、ＭＰＬＳヘッダを読み取り、修正することができる。この動作は、非常に動的であり得、ユーザは、構成を介して、どのＭＰＬＳトンネルまたはサービスが暗号化されるべきかを指示し得ることが理解されるであろう（しかし、ＭＰＬＳ通信のためのセキュリティをサポートするための実施形態のこのタイプの選択的アプリケーションもまた、種々の方法で自動化され得ることが理解されるであろう）。

【0044】

多くのネットワークはＭＰＬＳをトランスポート層として使用し、したがって、移動、セキュリティ、および暗号化は、多くの状況においてＭＰＬＳトランスポートにとって重要であると予想される。例えば、サイバー攻撃の数が増えるにつれて、ＭＰＬＳトランスポート層を保護するための低レイテンシおよび高スループット暗号化の必要性が高まっている。しかしながら、暗号化は、ネットワークにおいてかなりの量のリソースを消費し（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）電力の使用の増加、暗号化アクションを実行するためのトランスポートに追加されるレイテンシの増加など）、したがって、ネットワークにおいて比較的高価な動作。加えて、ＭＰＬＳ暗号化は、概して、ほとんどの暗号化がレイヤ３ＩＰ（すなわち、ＩＰＳｅｃ）およびレイヤ２イーサネット（登録商標）（すなわち、ＭＡＣＳｅｃ）において行われるため、ネットワークでは使用されない。

【0045】

様々な例示的な実施形態は、ＭＰＬＳデータパスセキュリティをサポートする方式でＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするように構成され得、比較的低いＣＰＵリソース使用量ならびに暗号化および認証機能のための比較的小さいまたは追加のレイテンシの導入を伴って、トンネルレイヤまたはサービスレイヤにおいてラインレートでＭＰＬＳパケットの暗号化および認証をサポートする。ＭＰＬＳ暗号化は、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥ規格（これは、典型的には、レイヤ２イーサネット暗号化（すなわち、ＭＡＣＳｅｃ）において使用される）およびアドバンスト暗号化標準ガロア／カウンタモード（ＡＥＳ－ＧＣＭ）アルゴリズム（例えば、ＡＥＳ－１２８、ＡＥＳ－２５６などに基づく）のいくつかの態様を使用して、トンネル層またはサービス層において任意のＭＰＬＳパケットを暗号化することができる。

【0046】

様々な例示的な実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を介してＭＰＬＳセキュリティを可能にするために、以下の能力が使用され得る。

【0047】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするために、暗号化されるべき所望のトンネルまたはサービスが識別され得る。暗号化されるべき所望のトンネルまたはサービスは、ラベル値に基づいて識別され得る。トンネルが暗号化されている場合、サービスラベルは暗号化されるか、または平文で残され得る。サービスが暗号化されている場合、サービスラベルは平文のテキストである必要がある。例えば、暗号化に使用されるハードウェアは、トンネルのラベルスタックまたはトンネルおよびサービスのラベルスタックにロックし、トンネルまたはサービスを暗号化可能（例えば、暗号化可能トンネルまたは暗号化可能サービス）であるとして識別し、ＡＥＳ－ＧＣＭ－１２８／２５６を介してのみそのトンネルまたはサービスを暗号化するように構成されてもよい。

【0048】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするため、トンネルまたはトンネルおよびサービスのためのＭＰＬＳラベルスタックは、８０２．１ＡＥヘッダの上部に配置され、暗号化または認証されない。これにより、ＭＰＬＳネットワークは、ＭＰＬＳヘッダを読み取り、ＭＰＬＳヘッダ上で動作することができる。

【0049】

例えば、ＭＰＬＳヘッダを暗号化されず認証されないままにしておくことにより、ＭＰＬＳネットワークは、ＭＰＬＳラベルスタックを読み取り、ＭＰＬＳラベルスタックに基づいて適切な転送決定を行うことができる。ＭＰＬＳラベルスタックが暗号化されている場合、ＭＰＬＳネットワークは、ラベル値を読み取り、ラベル値に基づいて適切な転送決定を行うためにＭＰＬＳラベルスタックを読み取ることができない。

【0050】

例えば、ＭＰＬＳヘッダを暗号化されず認証されないままにしておくことで、ＭＰＬＳネットワークは必要に応じてＭＰＬＳラベルスタックを操作することができる。例えば、ＭＰＬＳラベルスタックからラベルが削除されたり、ＭＰＬＳラベルスタックにラベルが追加されたりする（例えば、ＭＰＬＳ ｆａｓｔ ｒｅ－ｒｏｕｔｅ（ＦＲＲ）やセグメントルーティング（ＳＲ）のようなＭＰＬＳフォワーディング標準に基づいて、ＬＳＰのパス上で特定のラベルがポップされたりプッシュされたりする）。認証がＭＰＬＳラベルスタック上で計算され、ＭＰＬＳラベルスタックがＭＰＬＳパケットの経路に沿って変化する場合、宛先で計算されたＣＲＣは失敗する。ＭＰＬＳラベルスタックの操作を依然として許可しながらこのタイプの認証失敗を回避するために、上述のように、認証はＭＰＬＳラベルスタックにわたって計算されない。

【0051】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするために、ＭＰＬＳパケットがイーサネット（登録商標）技術を介してトランスポートされている場合、イーサネット（登録商標）ヘッダはまた、暗号化されず、認証されないままにされ得、それによって、宛先におけるＣＲＣチェックの失敗を引き起こすことなく、イーサネット（登録商標）ヘッダに対する動作を可能にする。

【0052】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするための方法でのパケットへの暗号化および認証の適用は、図２のパケットフォーマットを参照することによってさらに理解され得ることが理解されよう。

【0053】

図２は、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするための方式でパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。図２に示すように、パケット２００は、ペイロードと、ペイロードに付加された８０２．１ＡＥヘッダと、８０２．１ＡＥヘッダに付加されたＭＰＬＳヘッダ（８０２．１ＡＥヘッダに付加された第１のラベルと、第１のラベルに付加された第２のラベルとを含む）、ＭＰＬＳヘッダに付加されたイーサネットヘッダ（Ｓｅｃｏｎｄ Ｌａｂｅｌに付加されたＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ＭＰＬＳフィールド、ＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ＭＰＬＳフィールドに付加されたＳＭＡＣフィールド、及びＳＭＡＣフィールドに付加されたＤＭＡＣフィールドを含む）、ペイロードに付加されたＩＣＶ（Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ Ｖａｌｕｅ）フィールド、及びＩＣＶフィールドに付加されたＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）フィールドを含む。

【0054】

パケット２００は、暗号化される第１の部分（ペイロードを含む）と、認証される第２の部分（ペイロードおよび８０２．１ＡＥヘッダを含む）と、暗号化も認証もされない第３の部分（ＭＰＬＳヘッダ、イーサネットヘッダ、ならびにＩＣＶおよびＣＲＣフィールドを含む）とを含む。特定のタイプのＭＰＬＳラベルが暗号化されず、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするために認証されないままである例示的な実施形態に関して主に提示されるが、様々な他のタイプのＭＰＬＳラベルは、様々なタイプのＭＰＬＳソリューション（例えば、ボーダーゲートウェイプロトコル（ＢＧＰ）－ラベル付きユニキャスト（ＢＧＰ－ＬＵ）ラベル、エントロピーラベルインジケータ（ＥＬＩ）ラベル、エントロピーラベル（ＥＬ）など、ならびにそれらの様々な組合せ）のためのＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするために、暗号化されず、認証されないままにされ得ることが理解されよう。本明細書に示されるように、これは、ＭＰＬＳヘッダを暗号化されず、認証されないままにし、それによって、経路に沿ったデバイスが必要に応じてＭＰＬＳヘッダ上で動作することを可能にする。

【0055】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするため、ＭＰＬＳパケットの通信に関与するラベルエッジルータ（ＬＥＲ）、すなわち、入口ＬＥＲ（ＩＬＥＲ）および出口ＬＥＲ（ＥＬＥＲ）は、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするための様々な機能をサポートするように構成され得る。

【0056】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするために、ＩＬＥＲは、特定のＭＰＬＳトンネルまたはサービスを暗号化および認証するように構成される。ＩＬＥＲは、パケットの上にＭＰＬＳトンネルまたはサービスのための適切なＭＰＬＳラベルをプッシュする。ＩＬＥＲは、このＭＰＬＳラベルスタックを有するハードウェアを、暗号化および認証されるようにプログラムし、適切なＡＥＳ－ＧＣＭ－１２８／２５６鍵をプログラムして、このＭＰＬＳトンネルまたはサービスを暗号化されたＭＰＬＳトンネルまたはサービスとして識別および暗号化する。パケットは適切なＭＰＬＳラベルで構築され、８０２．１ＡＥ ＭＰＬＳ暗号化（例えば、８０２．１ＡＥ ＭＰＬＳ暗号化対応ハードウェアを使用する）を通過する。ＩＬＥＲは、各ＭＰＬＳパケットを調べ、ＭＰＬＳパケットがこの特定のＭＰＬＳトンネルまたはサービスのＭＰＬＳラベルスタックと一致する場合、パケットを暗号化する。ＩＬＥＲは、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥ規格のいくつかの態様に従ってＭＰＬＳラベルスタックの後に８０２．１ＡＥヘッダを追加し、次いで、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様に従って、ＡＥＳ－ＧＣＭ－１２８／２５６を使用してパケットのペイロード（すなわち、ＭＰＬＳスタック後のデータである）を暗号化する。ＩＬＥＲはまた、８０２．１ＡＥヘッダおよびペイロード上で（例えば、認証アルゴリズムを使用して）認証を実行するが、ＭＰＬＳラベルスタックまたはイーサネットヘッダ上でいかなる認証も実行せず、それによって、ＭＰＬＳラベルスタックが、ＭＰＬＳ暗号化および復号ルータを接続するＭＰＬＳ ＬＳＲルータを介して検査および操作されることを可能にする。

【0057】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするために、ＩＬＥＲは、暗号化および認証されるべきパケットの部分に暗号化および認証をそれぞれ適用するために、暗号化および認証オフセットの使用をサポートし得る。暗号化および認証オフセットは、様々な方法で指定することができる（例えば、開始バイト／ビット位置および長さ、開始および終了バイト／ビット位置などを使用する）。ＩＬＥＲは、それぞれ暗号化および認証されるパケットの部分を識別するために、プログラム可能かつ柔軟な暗号化および認証オフセットの使用をサポートすることができる。ＩＬＥＲは、ＭＰＬＳトンネルまたはサービスのＭＰＬＳヘッダに含まれるＭＰＬＳラベルのセット（例えば、ソフトウェアは暗号化及び認証オフセットを計算する）に基づいて暗号化および認証オフセットを計算することができる。ＩＬＥＲ（例えば、ハードウェアおよび／またはソフトウェア）は、暗号化のための任意のオフセットおよび認証のための任意のオフセットのプログラミングを可能にし、それによって、任意のパケットが、フロー暗号化および認証ニーズに基づいて、適切なオフセットで暗号化および認証されることを可能にするように、充分にフレキシブルかつ充分にプログラム可能であり得る。所与のＭＰＬＳトンネルまたはサービスに適用され得る様々なネットワークシナリオが与えられると、ＩＬＥＲは、所与のＭＰＬＳトンネルまたはサービスに適用され得る様々なネットワークシナリオに対するＭＰＬＳトンネルまたはサービスへの暗号化および認証の適切な適用をサポートするために、所与のＭＰＬＳトンネルまたはサービスに対する暗号化および認証オフセットの複数のセットを維持することができる。ＩＬＥＲによってサポートされるさまざまなＭＰＬＳトンネルまたはサービスに対して、少数またはより多くの、ならびに異なるネットワークシナリオに対する暗号化および認証オフセットがＩＬＥＲによって維持され得ることが理解されよう。

【0058】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするため、暗号化されたパケットは、ＭＰＬＳ転送ネットワークを介して、ＩＬＥＲからＥＬＥＲに転送され、ＬＳＲルータは、平文である適切なＯＳＩレイヤヘッダに基づいて暗号化されたパケットに対して様々な動作を実行することができる。例えば、これらのＬＳＲルータは、ＭＰＬＳラベルスタックに基づいてスイッチング決定を行うことができる。たとえば、これらのＬＳＲルータは、必要に応じて、およびＩＥＴＦ ＭＰＬＳ規格に従って、ＭＰＬＳラベルスタックを操作することができる（たとえば、ＦＲＲ、トラフィックエンジニアリング（ＴＥ）など、ならびにそれらの様々な組合せのためのラベルを除去および／または追加する）。ＬＳＲルータは、暗号化されていないＭＰＬＳヘッダおよび認証されていないＭＰＬＳヘッダに基づいて、暗号化されたパケットに対してこれらの動作ならびに様々な他の動作を実行することが可能であり得ることが理解されよう。

【0059】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするために、ＥＬＥＲは、特定のＭＰＬＳトンネルまたはサービスを復号し、特定のＭＰＬＳトンネルまたはサービスのための認証をサポートするように構成される。パケットがＥＬＥＲに到達すると、ＭＰＬＳラベルスタックは、このルータをＥＬＥＲルータとして識別する。ＥＬＥＲは、ＭＰＬＳトンネルまたはサービスパケットを復号することができるようにＩＥＥＥ８０２．１ＡＥを識別する。ＥＬＥＲは、到着ＭＰＬＳラベルスタックが、暗号化されたＭＰＬＳトンネルまたはサービスとしてＭＰＬＳトンネルまたはサービスを識別するためにＥＬＥＲによって使用され得るように、到着ＭＰＬＳラベルスタックでプログラムされる。ＥＬＥＲは、ＭＰＬＳラベルスタックがＭＰＬＳトンネルまたはサービスに関連付けられていることを示す到着ＭＰＬＳラベルスタックと一致するパケット内のＭＰＬＳラベルスタックの識別に基づいて、かつＩＥＥＥ８０２．１ＡＥヘッダの存在に基づいて、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥプロシージャのいくつかの態様を使用して、パケットを復号し、８０２．１ＡＥヘッダおよびペイロード上で認証を実行して、ＣＲＣエラーがないことを保証する。次いで、ＥＬＥＲは、通常のＭＰＬＳデータパスを介してパケットを処理することができる。

【0060】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの側面を使用してＭＰＬＳセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、ＭＰＬＳヘッダを除くパケットの部分で暗号化と認証を実行することによって（たとえＩＰとＭＰＬＳヘッダを含んでいても８０２．１ＡＥヘッダの後の任意のバイトを暗号化し、パケット全体で認証を実行するのとは対照的に）、ＭＰＬＳが可能なルータがＭＰＬＳドメインを通して（例えば、プロバイダエッジルータ間で）暗号化されたパケットを転送するためにレイヤ２．５のＭＰＬＳヘッダを選択的に使用することを可能にすることが理解されるであろう。

【0061】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用するＭＰＬＳセキュリティが暗号化および認証を含む例示的な実施形態に関して主に提示されるが、少なくともいくつかの例示的な実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用するＭＰＬＳセキュリティは、暗号化なしの認証を含み得ることが理解されよう。

【0062】

通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルを使用して、レイヤ２．５で動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルの使用に基づいて、レイヤ２．５で動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするための様々な他の機能をサポートするように構成され得ることが理解されよう。

【0063】

通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコル（たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥ）のいくつかの態様を使用してレイヤ３（たとえば、ＩＰ）において動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成され得る。

【0064】

通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、ＩＥＥＥ ８０２．１ＡＥなどのレイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルのいくつかの態様を使用して、レイヤ３通信プロトコルを使用して動作する通信経路に沿ったデバイスがレイヤ３通信プロトコルヘッダ上で動作することを可能にする方法で、ＩＰなどのレイヤ３通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートすることを可能にし得る（例えば、レイヤ３ＩＰ対応ルータがＩＰヘッダに基づいて決定を行うことができるように、ヘッダを読み取り、変更することなどによって、ヘッダ上で動作する）。このように、ネットワーク全体を通して、ＩＰヘッダは、平文でかつ認証されないままであり、したがって、任意のＩＰルータは、パケットをあるＰＥから次のＰＥに転送するために、ＩＰヘッダを読み取り、随意に、修正することができる。ＩＰヘッダは、典型的には、セグメントルーティングオーバーＩＰｖ６（ＳＲｖ６）ネットワークでなければ修正されないが、パケットは、ヘッダの修正を必要とし得るＭＰＬＳおよびＩＰトンネリング技術を介して依然としてトンネリングされ得ることが理解されるであろう。この動作は、非常に動的であり得、ユーザは、構成を介して、どのＩＰフローが暗号化されるべきかを指示することが可能であり得ることが理解されるであろう（しかし、ＩＰ通信のためのセキュリティをサポートするための実施形態のこのタイプの選択的適用はまた、様々な方法で自動化され得ることが理解されるであろう）。

【0065】

ＩＰを使用する多くのネットワークは、ＩＰセキュリティ（ＩＰＳｅｃ）およびＩＰＳｅｃカプセル化セキュリティペイロード（ＥＳＰ）などのセキュリティプロトコルの使用に基づいてＩＰのためのセキュリティを提供する。しかしながら、ＩＰＳｅｃは、概して、真のハードウェア暗号化サポートを提供することなく、かなりのＣＰＵリソースを消費し、ラインレートではなく、さらに、ＩＰＳｅｃ ＥＳＰは、パケット転送において比較的高い待ち時間をもたらす。これは、ＩＰＳｅｃを、比較的低いレイテンシが必要とされるタイムセンシティブネットワーキング（ＴＳＮ）などのレイテンシセンシティブネットワーキングアプリケーションに不適切なものにする。

【0066】

様々な例示的な実施形態は、ＩＰデータパスセキュリティをサポートする方式でＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするように構成され得、比較的低いＣＰＵリソース使用ならびに暗号化および認証機能のための比較的小さい追加のレイテンシの導入を伴って、選択されたＩＰフローのためのラインレートでＩＰパケットの暗号化および認証をサポートする。ＩＰ暗号化は、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥ規格（これは、典型的には、レイヤ２イーサネット暗号化（すなわち、ＭＡＣＳｅｃ）において使用される）およびＡＥＳ－ＧＣＭアルゴリズム（例えば、ＡＥＳ－１２８、ＡＥＳ－２５６などに基づく）のいくつかの態様を使用して、ＩＰフロー層において任意のＩＰパケットを暗号化することができる。

【0067】

様々な例示的な実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を介してＩＰセキュリティを可能にするために、以下の能力が使用され得る。

【0068】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするために、暗号化されるべき所望のＩＰフローが識別され得る。暗号化されるべき所望のＩＰフローは、タプルマッチングまたはバイトマッチング（例えば、送信元ＩＰアドレスと宛先ＩＰアドレスのマッチング、宛先ＩＰアドレスのマッチングなどである）の形態でのＩＰヘッダマッチング、ディープパケット検査などの様々なＩＰフローマッチング技法に基づいて識別され得る。たとえば、暗号化のために使用されるハードウェアは、ＩＰパケット（例えば、ハードウェア三元コンテンツアドレス可能メモリ（ＴＣＡＭ）に基づく）のいくつかの部分を照合して、ＩＰパケットが、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用するＩＰセキュリティが適用されるべきＩＰフローに属するかどうかを決定することができる。

【0069】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするため、ＩＰフローのＩＰヘッダは８０２．１ＡＥヘッダの上に配置され、ＩＰヘッダは暗号化または認証されない。これにより、ＩＰネットワークは、ＩＰヘッダを読み込み、ＩＰヘッダ上で動作することができる。

【0070】

例えば、ＩＰヘッダを暗号化されず認証されないままにしておくことにより、ＩＰネットワークはＩＰヘッダを読み取り、ＩＰヘッダに基づいて適切なルーティング決定を行うことができる。ＩＰヘッダが暗号化される場合、ＩＰネットワークは、ＩＰヘッダフィールドを読み取り、ＩＰヘッダフィールドに基づいて適切な転送決定を行うためにＩＰヘッダを読み取ることができない。

【0071】

例えば、ＩＰヘッダを暗号化されず認証されないままにしておくことで、ＩＰネットワークは、必要に応じてＩＰヘッダのヘッダフィールドを変更するなど（例えば、ＴＴＬ（Ｔｉｍｅ－ｔｏ－Ｌｉｖｅ）フィールドのデクリメント、トランジットＩＰルータのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ－ｏｆ－Ｓｅｒｖｉｃｅ）設定に基づくＤＳＣＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｃｏｄｅ Ｐｏｉｎｔ）フィールドの変更など、およびそれらの様々な組み合わせ）、必要に応じてＩＰヘッダを操作することが可能になる。認証がＩＰヘッダ上で計算され、ＩＰヘッダがＩＰパケットの経路に沿って変化する場合、宛先で計算されたＣＲＣは失敗する。

【0072】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするために、ＩＰフローがＭＰＬＳ技術（たとえば、ショートカット、ＶＰＲＮなど）を介してトランスポートされている場合、ＭＰＬＳヘッダはまた、暗号化されず、認証されないままにされ、これにより、宛先におけるＣＲＣチェックの失敗を引き起こすことなく、ＭＰＬＳヘッダに対する動作（例えば、特定のラベルがパス上にポップ及び／又はプッシュされるＭＰＬＳ ＦＲＲ又はＳＲのようなＭＰＬＳ転送規格に基づく）を可能にする。

【0073】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするために、ＩＰフローがｄｏｔ１ｑ技術を介してトランスポートされている場合、ｄｏｔ１ｑヘッダは、暗号化されず認証されないままにされ、それによって、宛先におけるＣＲＣチェックの失敗を引き起こすことなく、ｄｏｔ１ｑタグに対する動作（たとえば、ｄｏｔ１ｑタグを追加および／または除去すること）を可能にする。

【0074】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするために、ＩＰフローがイーサネット（登録商標）技術を介してトランスポートされている場合、イーサネット（登録商標）ヘッダは、暗号化されず、認証されないままにされ、それによって、宛先におけるＣＲＣチェックの失敗を引き起こすことなく、イーサネット（登録商標）ヘッダに対する動作を可能にする。

【0075】

ＭＰＬＳヘッダおよびイーサネット（登録商標）ヘッダを平文で残すことにより、任意の技術（例えば、ｄｏｔ１ｑ ＶＬＡＮ交換ネットワーク、ＭＰＬＳトンネルを介してＩＰパケットをトンネリングすることによるＭＰＬＳネットワークなど、ならびにそれらの様々な組合せ）を介したＩＰフローのトランスポート（例えば、ＩＰトランスポートおよびトンネリング）が可能になることに留意されたい。

【0076】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするための方法でのパケットへの暗号化および認証の適用は、図３Ａ～図３Ｃおよび図４Ａ～図４Ｃのパケットフォーマットを参照することによってさらに理解され得ることが理解されよう。

【0077】

図３Ａ～図３Ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするための方法でのパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。図３のパケットフォーマットは、レイヤ３ヘッダ、レイヤ２．５ヘッダを残す方式でＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を介してＩＰパケットペイロードの暗号化および認証をサポートするように構成される。そして、レイヤ２ヘッダは、パケットがＩＰネットワークを介してルーティング可能であり、パスに沿ったデバイスが、復号ルータ（例えば、種々の層における種々のフィールドまたはヘッダの除去、修正、および／または追加）におけるいかなる問題または障害も伴わずに、暗号化されず、認証されないこれらのフィールドのいずれかに基づいて動作を実行することができるように、平文かつ認証されない。

【0078】

図３Ａは、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰｖ４パケットのＩＰセキュリティをサポートするための方法でパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。図３Ａに示されるように、パケット３００－Ａは、ペイロード、ペイロードにプリペンドされたＥｔｈｅｒＴｙｐｅ（ＥＴＹＰＥ）フィールド、ＥＴＹＰＥフィールドにプリペンドされた８０２．１ＡＥヘッダ、８０２．１ＡＥヘッダにプリペンドされたＩＰｖ４ヘッダ、ＩＰｖ４ヘッダにプリペンドされたイーサネットヘッダ（ＩＰｖ４ヘッダにプリペンドされたＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ＩＰｖ４フィールド、ＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ＩＰｖ４フィールドにプリペンドされたＳＭＡＣフィールドを含む）、１ＡＥヘッダ、ＩＰｖ４ヘッダに付加されたイーサネットヘッダ（ＩＰｖ４ヘッダに付加されたＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ＩＰｖ４フィールド、ＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ＩＰｖ４フィールドに付加されたＳＭＡＣフィールド、およびＳＭＡＣフィールドに付加されたＤＭＡＣフィールドを含む）、ペイロードに付加された整合性チェック値（ＩＣＶ）フィールド、およびＩＣＶフィールドに付加された巡回冗長検査（ＣＲＣ）フィールドを含む。パケット３００－Ａは、（ペイロードおよびＥＴＹＰＥフィールドを含む）暗号化される第１の部分と、認証される第２の部分（ペイロードと、ＥＴＹＰＥフィールドと、８０２．１ＡＥヘッダとを含む）と、暗号化も認証もされない第３の部分（ＩＰｖ４ヘッダおよびイーサネットヘッダ、ならびにＩＣＶおよびＣＲＣフィールドを含む）とを含む。本明細書に示されるように、これは、ＩＰｖ４ヘッダおよびイーサネット（登録商標）ヘッダを暗号化されず、認証されないままにし、それによって、経路に沿ったデバイスが必要に応じてＩＰｖ４ヘッダおよび／またはイーサネット（登録商標）ヘッダ上で動作することを可能にする。

【0079】

図３Ｂは、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰｖ６パケットのＩＰセキュリティをサポートするための方法でパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。図３Ｂに示すように、パケット３００－Ｂは、ペイロードと、ペイロードに付加されたイーサタイプ（ＥｔｈｅｒＴｙｐｅ：ＥＴＹＰＥ）フィールドと、ＥＴＹＰＥフィールドに付加された８０２．１ＡＥヘッダと、８０２．１ＡＥヘッダに付加されたＩＰｖ６ヘッダと、ＩＰｖ６ヘッダに付加されたイーサネットヘッダ（ＩＰｖ６ヘッダに付加されたＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ＩＰｖ６フィールドと、ＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ＩＰｖ６フィールドに付加されたＳＭＡＣフィールドと、ＳＭＡＣフィールドに付加されたＤＭＡＣフィールドとを含む）と、ペイロードに付加された完全性チェック値（Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ Ｖａｌｕｅ：ＩＣＶ）フィールドと、ＩＣＶフィールドに付加されたＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）フィールドとを含む。パケット３００－Ｂは、（ペイロードおよびＥＴＹＰＥフィールドを含む）暗号化される第１の部分と、認証される第２の部分（ペイロードと、ＥＴＹＰＥフィールドと、８０２．１ＡＥヘッダとを含む）と、暗号化も認証もされない第３の部分（ＩＰｖ６ヘッダ及びイーサネットヘッダ、並びにＩＣＶ及びＣＲＣフィールドを含む）とを含む。本明細書に示されるように、これは、ＩＰｖ６ヘッダおよびイーサネット（登録商標）ヘッダを暗号化されず、認証されないままにし、それによって、経路に沿ったデバイスが必要に応じてＩＰｖ６ヘッダおよび／またはイーサネット（登録商標）ヘッダ上で動作することを可能にする。

【0080】

図３Ｃは、ＩＰパケットがＭＰＬＳに基づいてトランスポートされるＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰパケットのＩＰセキュリティをサポートするための方法でパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。たとえば、ＩＰパケットは、ＭＰＬＳトンネルを介してネットワークのある部分にわたって、またはネットワーク全体にわたってトランスポートされ得る。図３Ｃに示されるように、パケット３００－Ｃは、ペイロード、ペイロードにプリペンドされたＥｔｈｅｒＴｙｐｅ（ＥＴＹＰＥ）フィールド、ＥＴＹＰＥフィールドにプリペンドされた８０２．１ＡＥヘッダ、８０２．１ＡＥヘッダにプリペンドされたＩＰヘッダ（ＩＰｖ４またはＩＰｖ６であり得る）、８０２．１ＡＥヘッダにプリペンドされたＭＰＬＳヘッダ（ＩＰヘッダにプリペンドされた第１のラベルと第１のラベルにプリペンドされた第２のラベルを含む）、ＭＰＬＳヘッダにプリペンドされたイーサネットヘッダ（ＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ＭＰＬＳフィールドにプリペンドされたＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ＭＰＬＳフィールドを含む）、８０２．１ＡＥヘッダ（ＩＰヘッダにプリペンドされたファーストラベルとファーストラベルにプリペンドされたセカンドラベルを含む）、ＭＰＬＳヘッダにプリペンドされたイーサネットヘッダ（セカンドラベルにプリペンドされたＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ＭＰＬＳフィールド、ＥｔｈｅｒＴｙｐｅＭＰＬＳフィールドに付加されたＳＭＡＣフィールド、ＳＭＡＣフィールドに付加されたＤＭＡＣフィールドを含む）、ペイロードに付加された整合性チェック値（ＩＣＶ）フィールド、ＩＣＶフィールドに付加された巡回冗長検査（ＣＲＣ）フィールドを含む。パケット３００－Ｃは、暗号化された第１の部分（ペイロードおよびＥＴＹＰＥフィールドを含む）、認証された第２の部分（ペイロード、ＥＴＹＰＥフィールド、および８０２．１ＡＥヘッダを含む）、および暗号化も認証もされていない第３の部分（ＩＰヘッダ、ＭＰＬＳヘッダ、およびイーサネットヘッダ、ならびにＩＣＶおよびＣＲＣフィールドを含む）を含む。本明細書に示されるように、これは、ＩＰヘッダ、ＭＰＬＳヘッダ、およびイーサネット（登録商標）ヘッダを暗号化されず、認証されないままにし、それによって、経路に沿ったデバイスが必要に応じてＩＰヘッダ、ＭＰＬＳヘッダ、および／またはイーサネット（登録商標）ヘッダのうちの１つまたは複数上で動作することを可能にする。

【0081】

図４Ａ～図４Ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするための方法でのパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。図４Ａ～図４Ｃのパケットフォーマットは、レイヤ３ヘッダ、レイヤ２．５ヘッダ、ｄｏｔ１ｑタグを残す方式でＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を介してＩＰパケットペイロードの暗号化および認証をサポートするように構成される。そして、レイヤ２ヘッダは、パケットがＩＰネットワークを介してルーティング可能であり、デバイスが、復号ルータ（例えば、種々の層における種々のフィールドまたはヘッダの除去、修正、および／または追加）におけるいかなる問題または障害も伴わずに、暗号化されておらず認証されていないこれらのフィールドのいずれかに基づいて動作を実行することができるように、平文かつ認証されていない。図４Ａ～図４Ｃのパケットフォーマットは、図４Ａ～図４Ｃのパケットフォーマットがレイヤ３ ＩＰヘッダとレイヤ２イーサネットヘッダ（例示的に、ＩＰヘッダ上の８０２．１Ｑタグおよび８０２．１Ｑタグ上のＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ｄｏｔ１ｑタグに続いて、レイヤ２ヘッダのＳＭＡＣおよびＤＭＡＣ）との間にｄｏｔ１ｑタグも含むことを除いて、図３Ａ～図３Ｃのパケットフォーマットと同様である。

【0082】

図４Ａは、パケットがｄｏｔ１ｑタグも含むＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰｖ４パケットのＩＰセキュリティをサポートするための方法でパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。図４Ａに示すように、パケット４００－Ａは、ペイロードと、ペイロードにプリペンドされたイーサタイプ（ＥＴＹＰＥ）フィールドと、ＥＴＹＰＥフィールドにプリペンドされた８０２．１ＡＥヘッダと、８０２．１ＡＥヘッダにプリペンドされたＩＰｖ４ヘッダと、ＩＰｖ４ヘッダにプリペンドされた８０２．１Ｑタグと、８０２．１Ｑタグ（８０２．１ＱタグにプリペンドされたＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ｄｏｔ１ｑフィールドと、ＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ｄｏｔ１ｑフィールドにプリペンドされたＳＭＡＣフィールドと、ＳＭＡＣフィールドにプリペンドされたＤＭＡＣフィールドとを含む）にプリペンドされたイーサネット（登録商標）ヘッダ、ペイロードに付加されたＩＣＶ（Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ Ｖａｌｕｅ）フィールド及びＩＣＶフィールドに付加されたＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）フィールドとを含む。パケット４００－Ａは、（ペイロードおよびＥＴＹＰＥフィールドを含む）暗号化される第１の部分と、認証される第２の部分（ペイロードと、ＥＴＹＰＥフィールドと、８０２．１ＡＥヘッダとを含む）と、暗号化も認証もされない第３の部分（ＩＰｖ４ヘッダ、８０２．１Ｑタグ、およびイーサネットヘッダ、ならびにＩＣＶおよびＣＲＣフィールドを含む）とを含む。本明細書に示されるように、これは、ＩＰｖ４ヘッダ、８０２．１Ｑタグ、およびイーサネット（登録商標）ヘッダを暗号化されず、認証されないままにし、それによって、必要に応じて、経路に沿ったデバイスがＩＰｖ４ヘッダ、８０２．１Ｑタグ、および／またはイーサネット（登録商標）ヘッダ上で動作することを可能にする。

【0083】

図４Ｂは、パケットがｄｏｔ１ｑタグも含むＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰｖ６パケットのＩＰセキュリティをサポートするための方法でパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。図４Ｂに示されるように、パケット４００－Ｂは、ペイロードと、ペイロードにプリペンドされたイーサタイプ（ＥＴＹＰＥ）フィールドと、ＥＴＹＰＥフィールドにプリペンドされた８０２．１ＡＥヘッダと、８０２．１ＡＥヘッダにプリペンドされたＩＰｖ６ヘッダと、ＩＰｖ６ヘッダにプリペンドされた８０２．１Ｑタグと、８０２．１Ｑタグ（８０２．１ＱタグにプリペンドされたＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ｄｏｔ１ｑフィールドと、ＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ｄｏｔ１ｑフィールドにプリペンドされたＳＭＡＣフィールドと、ＳＭＡＣフィールドにプリペンドされたＤＭＡＣフィールドとを含む）にプリペンドされたイーサネット（登録商標）ヘッダと、ペイロードに付加されたＩＣＶ（Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ Ｖａｌｕｅ）フィールド及びＩＣＶフィールドに付加されたＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）フィールドとを含む。パケット４００－Ｂは、（ペイロードおよびＥＴＹＰＥフィールドを含む）暗号化される第１の部分と、認証される第２の部分（ペイロードと、ＥＴＹＰＥフィールドと、８０２．１ＡＥヘッダとを含む）と、暗号化も認証もされない第３の部分（ＩＰｖ６ヘッダ、８０２．１Ｑタグ、およびイーサネットヘッダ、ならびにＩＣＶおよびＣＲＣフィールドを含む）とを含む。本明細書に示されるように、これは、ＩＰｖ６ヘッダ、８０２．１Ｑタグ、およびイーサネット（登録商標）ヘッダを暗号化されず、認証されないままにし、それによって、必要に応じて、経路に沿ったデバイスがＩＰｖ６ヘッダ、８０２．１Ｑタグ、および／またはイーサネット（登録商標）ヘッダ上で動作することを可能にする。

【0084】

図４Ｃは、ＩＰパケットがＭＰＬＳに基づいてトランスポートされ、パケットがｄｏｔ１ｑタグも含む、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰパケットのためのＩＰセキュリティをサポートするための方式でパケットへの暗号化および認証の適用を示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。図４Ｃに示されるように、パケット４００－Ｃは、ペイロードと、ペイロードにプリペンドされたイーサタイプ（ＥＴＹＰＥ）フィールドと、ＥＴＹＰＥフィールドにプリペンドされた８０２．１ＡＥヘッダと、８０２．１ＡＥヘッダにプリペンドされたＩＰヘッダ（ＩＰｖ４またはＩＰｖ６であり得る）と、８０２．１ＡＥヘッダにプリペンドされたＭＰＬＳヘッダ（ＩＰヘッダに付加された第１のラベルと、第１のラベルに付加された第２のラベルとを含むこと）と、ＭＰＬＳヘッダに付加された８０２．１Ｑタグ、８０２．１Ｑタグに付加されたイーサネットヘッダ（８０２．１ＱタグにプリペンドされたＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ｄｏｔ１ｑフィールドと、ＥｔｈｅｒＴｙｐｅ ｄｏｔ１ｑフィールドにプリペンドされたＳＭＡＣフィールドと、ＳＭＡＣフィールドにプリペンドされたＤＭＡＣフィールドとを含む）、ペイロードに付加されたＩＣＶ（Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ Ｖａｌｕｅ）フィールド、及びＩＣＶフィールドに付加されたＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）フィールドとを含む。パケット４００－Ｃは、（ペイロードおよびＥＴＹＰＥフィールドを含む）暗号化される第１の部分と、認証される第２の部分（ペイロードと、ＥＴＹＰＥフィールドと、８０２．１ＡＥヘッダとを含む）と、暗号化も認証もされない第３の部分（ＩＰヘッダ、ＭＰＬＳヘッダ、８０２．１Ｑタグ、およびイーサネットヘッダ、ならびにＩＣＶおよびＣＲＣフィールドを含む）とを含む。本明細書に示されるように、これは、ＩＰヘッダ、ＭＰＬＳヘッダ、８０２．１Ｑタグ、およびイーサネット（登録商標）ヘッダを暗号化されず、認証されないままにし、それによって、経路に沿ったデバイスが必要に応じてＩＰヘッダ、ＭＰＬＳヘッダ、８０２．１Ｑタグ、および／またはイーサネット（登録商標）ヘッダのうちの１つまたは複数上で動作することを可能にする。

【0085】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするため、ＩＰパケットの通信に関与するＩＰルータ、すなわち入口ＩＰルータおよび出口ＩＰルータは、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰ暗号化をサポートするための様々な機能をサポートするように構成され得る。

【0086】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするために、入口ＩＰルータは、特定のＩＰフローを暗号化し、レイヤ３ネットワークを通してルーティングするための特定のＩＰフローの認証をサポートするように構成される。ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用するＩＰセキュリティが適用されるべきＩＰフローは、ユーザによって、自動的になど、様々な方法で構成され得る。ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用するＩＰセキュリティが適用されるべきＩＰフローは、様々な基準（例えば、送信元ＩＰアドレスと宛先ＩＰアドレスの組み合わせ、宛先ＩＰアドレスのみなどである）に基づいて識別され得る。入口ＩＰルータは、ＩＰセキュリティ（例えば、ソフトウェアは、ハードウェアがＩＰフローマッチング基準に基づいてハードウェアを通過するパケットをマッチングすることができるように、ＩＰフローマッチング基準をハードウェアにプログラムすることができる）の適用に関連するＩＰフローマッチング基準でプログラムされる。入口ＩＰルータは、暗号化（例えば、ハードウェアはまた、８０２．１ＡＥプロシージャを介してＩＥＥＥ８０２．１ＡＥ ＳＡＫでプログラムされる）のためにＩＥＥＥ８０２．１ＡＥセキュアアソシエーション鍵（ＳＡＫ）でプログラムされる。暗号化されるべき各ＩＰフローは、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥ方法によって使用するためのそれ自体の暗号鍵を有するように構成され得ることが理解されよう。

【0087】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするために、入口ＩＰルータは、暗号化および認証されるパケットの部分に暗号化および認証をそれぞれ適用するために、暗号化および認証オフセットの使用をサポートすることができる。暗号化および認証オフセットは、様々な方法で指定することができる（例えば、開始バイト／ビット位置および長さ、開始および終了バイト／ビット位置などを使用する）。入口ＩＰルータは、プログラム可能かつ柔軟な暗号化および認証オフセットの使用をサポートすることができる。入口ＩＰルータは、ＩＰフロー（例えば、ソフトウェアは暗号化及び認証オフセットを計算する）のＩＰアドレスファミリー（例えば、ＩＰｖ４またはＩＰｖ６）に基づいて暗号化および認証オフセットを計算することができる。入口ＩＰルータは、ＩＰパケットがＭＰＬＳトンネル（例えば、ＩＰ ｏｖｅｒ ＭＰＬＳ、ＩＰ Ｆａｓｔ Ｒｅｒｏｕｔｅ（ＦＲＲ） ｏｖｅｒ ＭＰＬＳ ｆｏｒ Ｌｏｏｐ－Ｆｒｅｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｅ（ＬＦＡ）またはＴｏｐｏｌｏｇｙ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ－ＬＦＡ（ＴＩＬＦＡ）など）上でカプセル化されるかどうかを判定し、ＭＰＬＳトンネル（例えば、ユーザまたはソフトウェアは、ＩＰパケットがＭＰＬＳトンネルを介してカプセル化されるかどうかを示すことができ、ソフトウェアは、ＭＰＬＳトンネルのための適切な暗号化および認証オフセットをハードウェアにプログラムすることができる）のための適切な暗号化および認証オフセットをプログラムすることができる。入口ＩＰルータ（例えば、ハードウェアおよび／またはソフトウェア）は、暗号化のための任意のオフセットおよび認証のための任意のオフセットのプログラミングを可能にし、それによって、任意のパケットが、フロー暗号化および認証ニーズに基づいて、適切なオフセットで暗号化および認証されることを可能にするように、充分にフレキシブルかつ充分にプログラム可能であり得る。入口ＩＰルータは、所与のＩＰフローに適用され得る様々なネットワークシナリオを所与として、所与のＩＰフローに適用され得る様々なネットワークシナリオに対するＩＰフローへの暗号化および認証の適切な適用をサポートするために、所与のＩＰフローに対する暗号化および認証オフセットの複数のセットを維持することができる。たとえば、入口ＩＰルータは、（１）ＭＡＣ＋ＩＰヘッダ単独の暗号化と認証オフセット（ＩＰフローがタグなしインターフェースから出る場合）、（２）ＭＡＣ＋ｄｏｔ１ｑ ｖｌａｎタグ＋ＩＰヘッダ暗号化と認証オフセット（ＩＰフローがｄｏｔ１ｑタグ付きインターフェースから出る場合）、（３）ＩＰフローがＭＰＬＳトンネルを介して高速に再ルーティングされている場合、またはＭＰＬＳトンネルを介して解決される場合、ＭＡＣ＋ＭＰＬＳ＋ＩＰヘッダ暗号化と認証オフセット（トンネリングまたはＭＰＬＳ上のＩＰ ＦＲＲなど）のように、暗号化および認証オフセットを維持することができる。入口ＩＰルータによってサポートされるさまざまなＩＰフローに対して、入口ＩＰルータによって、少数またはより多くの、ならびに異なるネットワークシナリオに対する暗号化および認証オフセットを維持され得ることが理解されよう。

【0088】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするため、暗号化されたパケットは、ＩＰネットワークを介して、入口ＩＰルータから出口ＩＰルータに転送され、適切なＯＳＩレイヤヘッダが平文であることに基づいて、暗号化されたパケットに対して様々な動作を実行することができるトランジットＩＰルータを有する。たとえば、トランジットＩＰルータは、レイヤ３ルーティング決定を行うためにパケットからヘッダフィールド（たとえば、ＭＡＣヘッダおよび任意選択でｄｏｔ１ｑタグ）を除去し、次いで、レイヤ３ルーティング決定後にパケットにヘッダフィールド（たとえば、次のセグメントのＭＡＣヘッダおよび任意選択でｄｏｔ１ｑタグ）を追加することができる。たとえば、トランジットＩＰルータは、ＩＰヘッダ内の１つまたは複数のフィールドを修正することができる（たとえば、ＴＴＬフィールドをデクリメントすること、トランジットＩＰルータのＱｏＳ構成に基づいてＤＳＣＰフィールドを変更することなど）。例えば、トランジットＩＰルータは、ＭＰＬＳを介してＩＰパケットをトンネリングするため又はＭＰＬＳを介してＩＰ ＦＲＲをトンネリングするためにＭＰＬＳラベルを追加又は除去することができる。例えば、トランジットＩＰルータは、入力ポート及び出力ポートに応じてｄｏｔ１ｑタグを追加又は除去することができる。トランジットＩＰルータは、暗号化されておらず認証されていないＩＰヘッダ、ＭＰＬＳヘッダ、およびイーサネット（登録商標）ヘッダに基づいて、暗号化されたパケットに対してこれらの動作ならびに様々な他の動作を実行することが可能であり得ることが理解されよう。

【0089】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするために、出口ＩＰルータは、特定のＩＰフローを復号し、レイヤ３ネットワークを通してルーティングするための特定のＩＰフローの認証をサポートするように構成される。入口ＩＰルータのような出口ＩＰルータは、データパス上で復号される必要がある適切なＩＰフローでプログラムされ得、したがって、データパスは、ＩＰフローと整合し、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥプロシージャのいくつかの態様を使用して復号プロシージャを開始することができる。復号されるＩＰフローのこのプログラミングは、手動で、シグナリングなどを介して行うことができる。出口ＩＰルータは、ＩＰフローのパケットが出口ＩＰルータにおいて受信されるときにＩＰフローをマッチングすると、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥヘッダおよびＩＥＥＥ８０２．１ＡＥプロシージャのいくつかの態様に基づいて、ＩＰフローを暗号化されたフローとして識別し、ＩＰフローのパケットを復号することができる。次いで、出口ＩＰルータは、出口ＩＰルータの転送規則に基づいて平文テキストパケットを転送することができる。

【0090】

ＩＰフローがＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用して暗号化および認証される例示的な実施形態に関して主に説明されるが、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、ネットワークによってサポートされるＩＰフローの少なくともいくつかが暗号化および認証され得るが、ネットワークによってサポートされるＩＰフローの少なくともいくつかは暗号化および認証され得ないように、選択的に適用され得ることが理解されよう。

【0091】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用してＩＰセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、（たとえそれがＩＰおよびＭＰＬＳヘッダを含み、パケット全体にわたって認証を実行する場合であっても、８０２．１ＡＥヘッダの後の任意のバイトを暗号化することとは対照的に）存在し得る任意のＭＰＬＳヘッダをＩＰヘッダを除くパケットの部分に対して暗号化および認証を実行することによって、ＩＰ対応ルータが、レイヤ３ＩＰヘッダを選択的に使用して、暗号化されたパケットをＩＰドメインを通して（例えば、プロバイダエッジルータ間で）転送することを可能にし、ＭＰＬＳ対応ルータが、レイヤ２．５ＭＰＬＳヘッダを選択的に使用して、暗号化されたパケットをＭＰＬＳドメインを通して転送することを可能にし得、ここで、ＩＰパケットは、ＭＰＬＳを介してトランスポートされ、イーサネット対応デバイスが、Ｌ２イーサネットヘッダを選択的に使用して、イーサネットドメインを介して暗号化されたパケットを転送することを可能し得、ここで、ＩＰパケットがイーサネットを介してトランスポートされることが理解されよう。

【0092】

通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルを使用して、レイヤ３において動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするように構成されてよく、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルの使用に基づいて、レイヤ３において動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートするための様々な他の機能をサポートするように構成されてよいことが理解されよう。

【0093】

図５は、通信のためのセキュリティをサポートするための方法の例示的な実施形態を示す。本明細書では主に連続的に実行されるものとして提示されるが、方法５００の機能の少なくとも一部は、同時に、または図５に示すものとは異なる順序で実行され得ることを理解されよう。

【0094】

ブロック５０１において、方法５００が開始される。ブロック５１０において、パケットの通信をサポートするステップにおいて、パケットは、ペイロードと、第１の通信レイヤにおける第１の通信プロトコルのヘッダと、第１の通信レイヤの上の第２の通信レイヤにおける第２の通信プロトコルのヘッダとを含み、ペイロードを含むパケットの第１の部分は、第１の通信プロトコルに基づいて暗号化され、ペイロードと第１の通信プロトコルのヘッダを含むパケットの第２の部分は、第１の通信プロトコルに基づいて認証され、第２の通信プロトコルのヘッダを含むパケットの第３の部分は、第１の通信プロトコルに基づいて暗号化されず、第１の通信プロトコルに基づいて認証されないままである。

【0095】

パケットの第１の部分、パケットの第２の部分、およびパケットの第３の部分は、パケットに関連する暗号化オフセットおよびパケットに関連する認証オフセットに基づいて識別され得る。パケットの通信のサポートは、暗号化ノードによって、パケットの第１の部分の暗号化と、パケットの第２の部分を介した認証とを実行することと、暗号化ノードによって、宛先ノードに向けてパケットを送信することとを含み得る。パケットの通信のサポートは、ノードによって、パケットを受信することと、ノードによって、パケットの第３の部分に基づいて、ノードにおけるパケットの処理を決定することとを含み得る。パケットの通信のサポートは、ノードによって、パケットの第３の部分の少なくとも１つの態様を変更して、変更されたパケットを形成することと、ノードによって、宛先ノードに向けて変更されたパケットを送信することとを含み得る。パケットの通信のためのサポートは、復号ノードによって、パケットを受信することと、復号ノードによって、パケットの第２の部分に対する認証とパケットの第１の部分の復号とを実行することとを含み得る。

【0096】

第１の通信レイヤはレイヤ２にあってもよい。第１の通信プロトコルは、暗号化機能および認証機能をサポートするように構成されたネットワークセキュリティプロトコルであり得る。ネットワークセキュリティプロトコルは、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥプロトコルの特徴をサポートする。

【0097】

第２の通信レイヤはレイヤ２の上にあってもよい。第２の通信レイヤは、レイヤ２．５またはレイヤ３にあってもよい。第２の通信プロトコルは、レイヤ２．５プロトコルまたはレイヤ３プロトコルであり得る。第２の通信プロトコルは、ＭＰＬＳの特徴またはＩＰの特徴をサポートし得る。第２の通信プロトコルは、レイヤ２．５プロトコルであり得る。第２の通信プロトコルは、ＭＰＬＳの特徴をサポートし得る。第２の通信プロトコルのヘッダは、ＭＰＬＳラベルのセットを含み得る。パケットは、第１の通信レイヤにおける第３の通信プロトコルのヘッダを含み得る。第３の通信プロトコルのヘッダは、パケットの第３の部分に含まれ得る。第３の通信プロトコルは、イーサネットの特徴をサポートすることができる。

【0098】

第２の通信プロトコルは、レイヤ３プロトコルであり得る。第２の通信プロトコルは、ＩＰの特徴をサポートすることができる。パケットは、第１の通信レイヤにおける第３の通信プロトコルのヘッダを含み得る。第３の通信プロトコルのヘッダは、パケットの第３の部分に含まれ得る。第３の通信プロトコルは、イーサネットの特徴をサポートすることができる。第３の通信プロトコルのヘッダは、ソースおよび宛先ＭＡＣアドレスを含み得る。第３の通信プロトコルのヘッダは、少なくとも１つのイーサネット関連タグを含むことができる。パケットは、第３の通信レイヤにおける第３の通信プロトコルのヘッダを含み得る。第３の通信レイヤは、レイヤ２．５にあってもよい。

【0099】

第３の通信プロトコルは、レイヤ２．５プロトコルであり得る。第３の通信プロトコルは、ＭＰＬＳの特徴をサポートし得る。第３の通信プロトコルのヘッダは、パケットの第３の部分に含まれ得る。パケットは、第１の通信レイヤにおける第４の通信プロトコルのヘッダを含み得る。第４の通信プロトコルのヘッダは、パケットの第３の部分に含まれ得る。第４の通信プロトコルは、イーサネットの特徴をサポートすることができる。第４の通信プロトコルのヘッダは、ソースおよび宛先ＭＡＣアドレスを含み得る。第４の通信プロトコルのヘッダは、少なくとも１つのイーサネット関連タグを含む。パケットは、様々な他の部分、ヘッダ、フィールド、値、構成など、ならびにそれらの様々な組合せを含み得ることを理解されよう。

【0100】

ブロック５９９において、方法５００は終了する。パケットの通信のためのサポートはまた、パケットの通信をサポートするものとして説明され得ることが理解されるように、パケットは、ペイロードと、第１の通信レイヤにおける第１の通信プロトコルのヘッダと、第１の通信レイヤの上の第２の通信レイヤにおける第２の通信プロトコルのヘッダとを含み、第１の通信プロトコルに基づいて暗号化されるパケットの第１の部分はペイロードを含み、第１の通信プロトコルに基づいて認証されたパケットの第２の部分は、第１の通信プロトコルのペイロードおよびヘッダを含み、第１の通信プロトコルに基づいて暗号化されておらず、第１の通信プロトコルに基づいて認証されていないパケットの第３の部分は、第２の通信プロトコルのヘッダを含む。

【0101】

通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、様々な利点または潜在的な利点を提供し得る。例えば、通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、レイヤ２より上の通信プロトコルを使用して動作する通信経路上のデバイスが、レイヤ２より上で動作する通信プロトコルのヘッダに基づいて動作することを可能にする方法で、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルを使用して、レイヤ２より上で動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートすることを可能にすることができる（例えば、レイヤ２．５のＭＰＬＳ対応ルータは、ＭＰＬＳヘッダに基づいて決定を行うことができ、レイヤ３のＩＰ対応ルータは、ＩＰヘッダに基づいて決定を行うことができるなど）。

【0102】

例えば、通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルを使用して、レイヤ２より上で動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティをサポートすることを可能にし、レイヤ２より上で動作する通信プロトコルを使用して動作する通信経路に沿ったデバイスが、レイヤ２より上で動作する通信プロトコルのヘッダにアクセスするためにパケットを最初に復号化し、転送する前にパケットを再暗号化することなく、レイヤ２より上で動作する通信プロトコルのヘッダ上で動作することを可能にする（例えば、レイヤ２のネットワークセキュリティプロトコルが、レイヤ２の上位で動作する通信プロトコルのヘッダに暗号化を適用しないようにする等）。

【0103】

例えば、通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、レイヤ２ネットワークセキュリティプロトコルを使用して、レイヤ２より上で動作する通信プロトコルの通信のためのセキュリティを、レイヤ２より上の通信プロトコルを使用して動作する通信経路に沿ったデバイスが、ＣＲＣ障害およびパケットのドロップを引き起こすことなく、レイヤ２より上で動作する通信プロトコルのヘッダ上で動作する（例えば、ヘッダのフィールドに変更を加える）ことを可能にする方法で、サポートすることを可能にし得る。例えば、通信のセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、エンドツーエンドのＭＰＬＳトンネルまたはサービスの暗号化／認証および転送における使用に適した方法でＩＥＥＥ８０２．１ＡＥの適用を可能にすることができ、エンドツーエンドのＩＰフローの暗号化／認証および転送における使用に適した方法でＩＥＥＥ８０２．１ＡＥの適用を可能にすることができ、またはそのような方法、ならびにそれらの様々な組み合わせを可能にすることができる。

【0104】

例えば、通信のセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥ（例えば、レイヤ３ＩＰヘッダ、レイヤ２．５ＭＰＬＳヘッダ、およびレイヤ２ヘッダ（例えば、イーサネットＭＡＣヘッダ、８０２．１Ｘヘッダなど）を平文のままにしておくことに基づく）を使用してマルチホップレイヤ３暗号化をサポートすることを可能にする方法でＩＥＥＥ８０２．１ＡＥの適用を可能にすることができ、これは、ＧＲＥ（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）トランスポートトンネル（例えば、仮想拡張ローカルエリアネットワーク（ＶＸＬＡＮ）上のレイヤ２イーサネット仮想プライベートネットワーク（ＥＶＰＮ）またはレイヤ３ＧＲＥ仮想プライベートルート化ネットワーク（ＶＰＲＮ）は、顧客データをマルチホップ暗号化して伝送することができる）、伝送遅延に敏感なアプリケーション（例えば、ＩＰ上の同期情報がネットワークをマルチホップ横断することができる精密時間プロトコル（ＰＴＰ）Ｇ．８２７５．２）など、およびそれらの様々な組み合わせなどの多くの種類のアプリケーションで有用である。例えば、通信のためのセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥの様々な比較的強い属性（例えば、低遅延、ラインレートスループット、Ｔｉｍｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ（ＴＳＮ）への適合性など）を、レイヤ２より上の通信プロトコルの通信を保護しながら活用することを可能にする方法で、レイヤ２より上の様々な通信プロトコルの通信へのＩＥＥＥ８０２．１ＡＥの適用を可能にすることができる。通信のセキュリティをサポートするための様々な例示的な実施形態は、様々な他の利点または潜在的な利点を提供することができる。

【0105】

図６は、本明細書で提示される様々な機能を実行する際に使用するのに適したコンピュータの例示的な実施形態を示す。

【0106】

コンピュータ６００は、プロセッサ６０２（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、プロセッサ、プロセッサコアのセットを有するプロセッサ、プロセッサのプロセッサコアなど）およびメモリ６０４（例えば、ランダムアクセスメモリ、リードオンリーメモリなどである）を含む。プロセッサ６０２およびメモリ６０４は、通信可能に接続され得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、コンピュータ６００は、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータ製品コードを含む少なくとも１つのメモリとを含み得、少なくとも１つのメモリおよびコンピュータ製品コードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、コンピュータ６００に本明細書で提示される様々な機能を実行させるように構成される。

【0107】

コンピュータ６００はまた、協働要素６０５を含んでもよい。協働要素６０５は、ハードウェアデバイスであってもよい。協働要素６０５は、本明細書で提示される様々な機能（この場合、例えば、協働要素６０５（関連するデータ構造を含む）は、記憶デバイスまたは他の適切なタイプの記憶要素（例えば、磁気ドライブ、光学ドライブなど）などの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る）を実装するためにメモリ６０４にロードされ、プロセッサ６０２によって実行され得るプロセスであり得る。

【0108】

コンピュータ６００はまた、１つ以上の入力／出力デバイス６０６を含んでもよい。入力／出力デバイス６０６は、ユーザ入力デバイス（例えば、キーボード、キーパッド、マウス、マイクロフォン、カメラ等である）、ユーザ出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカ等である）、１つまたは複数のネットワーク通信デバイスまたは要素（例えば、入力ポート、出力ポート、受信機、送信機、送受信機などである）、１つまたは複数の記憶デバイス（例えば、テープドライブ、フロッピードライブ、コンパクトディスクドライブ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブなど）などのうちの１つまたは複数、ならびにそれらの様々な組合せを含み得る。

【0109】

コンピュータ６００は、本明細書で説明する機能要素、本明細書で説明する機能要素の部分など、ならびにそれらの様々な組合せを実装するのに適した一般的なアーキテクチャおよび機能を表し得ることを理解されよう。たとえば、コンピュータ６００は、通信デバイス１１０、通信デバイス１１０の一部分、通信セキュリティ要素１１１、通信セキュリティ要素１１１の一部分など、ならびにそれらの様々な組合せなど、本明細書で提示する１つまたは複数の要素を実装するのに適した一般的なアーキテクチャおよび機能を提供することができる。

【0110】

鍵配信
ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥは、元々、レイヤ２暗号化のみのために設計されていた。以下でＡＮＹＳｅｃと呼ばれる、上記で説明される技法は、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様が、レイヤ２．５ＭＰＬＳネットワークおよびレイヤ３ＩＰネットワークを暗号化するために使用されることを可能にする。

【0111】

上述したように、ＩＥＥＥ ８０２．１ＡＥのいくつかの側面を使用してＩＰ／ＭＰＬＳセキュリティをサポートするために、送信（ＴＸ）ノード（例えば、入口ＩＰ／ＭＰＬＳルータ）は、特定のＩＰ／ＭＰＬＳフローを暗号化し、ＴＸノードから受信（ＲＸ）ノード（例えば、出口ＩＰ／ＭＰＬＳルータ）にレイヤ３／２．５ネットワークを介してルーティングするための特定のＩＰフローの認証をサポートするために使用されるセキュアアソシエーション鍵（ＳＡＫ）を使用して構成される。ＲＸノードがＩＰ／ＭＰＬＳフローを復号するために、ＲＸノードは、ＴＸノードがＩＰ／ＭＰＬＳフローを暗号化するために使用したのと同じＳＡＫを有しなければならない。

【0112】

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥは、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ２０１０に記載されているＭＡＣｓｅｃ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）Ｋｅｙ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ（ＭＫＡ）をノード間の鍵配布に使用することを提案している。ＭＫＡは、セキュアな、完全に分散された、ポイントツーポイントまたはマルチポイントツーマルチポイントトランスポートと、暗号ベースのメッセージ認証コード（ＣＭＡＣ）－ＡＥＳ－１２８、ＣＭＡＣ－ＡＥＳ－２５６などの高度暗号化標準（ＡＥＳ）鍵ラップを使用する選択された鍵サーバによるセキュリティアソシエーション鍵の配信を含む、そのトランスポートのいくつかのアプリケーションとを含む。ＭＫＡは、そのトランスポートとしてレイヤ２拡張認証プロトコルオーバＬＡＮ（ＥＡＰｏＬ）プロトコルを使用する。残念ながら、レイヤ２ヘッダを介したＭＫＡトランスポートは、ＭＰＬＳ／ＩＰネットワークにおいて使用可能ではない。本開示は、ＡＮＹＳｅｃのニーズを満たすために、インターネットプロトコル（ＩＰ）およびユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）を介したＴＸノードからＲＸノードへのＳＡＫのトランスポートを提供する。

【0113】

加えて、本開示は、暗号化フローおよびその対応するＳＡＫが、ＡＮＹＳｅｃの場合、どのようにセキュリティチャネル識別子（ＳＣＩ）を介して識別され得るかを詳述する。ＭＡＣｓｅｃでは、ＭＡＣアドレスと暗号化中のＶＬＡＮからＳＣＩが構築される。ＡＮＹＳｅｃおよびＭＰＬＳ／ＩＰ暗号化の場合、ＳＣＩは、ＭＰＬＳリンク状態プロトコル（ＬＳＰ）トンネルまたはＩＰフローを一意に識別する。ＳＣＩは、暗号化ＴＸノードを識別するための暗号化セグメント識別子（ＳＩＤ）と、暗号化ＴＸノード上のトンネルの一意の識別子とを含む。ＳＣＩは、ＲＸノード上で使用されて、（ｉ）暗号化ＴＸノードおよびＴＸノードフローを一意に識別し、（ｉｉ）ＴＸノードから受信された暗号化フローを復号するために使用すべき適切なＳＡＫを決定することができる。

【0114】

ＩＥＥＥ８０２．１ｘ－２０１０のセクション９は、ＭＡＣｓｅｃ Ｋｅｙ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ（ＭＫＡ）プロトコルを詳細に説明する。セクション９．４、最後の段落は、ＭＫＡが、接続協会（ＣＡ）における参加者の相互認証のために設計され、任意のアプリケーションのために使用することができることを指摘する。したがって、ＡＮＹＳｅｃは、ＩＰおよびＭＰＬＳフローを暗号化するためにＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を使用するので、ＭＫＡは、ＡＮＹＳｅｃピアを認証するために使用される。ＭＫＡの１つの欠点は、データパス内のＳＣＩをどのように識別するか、およびＳＣＩがＥＡＰｏＬパケット（すなわち、レイヤＬ２ヘッダのみ）としてトランスポートされるということである。

【0115】

第９節はまた、以下を指摘する：
・ＭＫＡは、ノードがＣＡ鍵（ＣＡＫ）を介して互いを発見および認証することを可能にし、通信を暗号化するために使用される秘密セキュリティ関連付け鍵に同意することを可能にする；
・ＭＫＡは、ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）鍵ラップを介して分散型セキュリティ関連鍵を保護する；
・セキュリティ関連付け鍵は、ＭＫＡを介してネゴシエートされる鍵サーバによって作成される；
・ＭＫＡは、送受信されるデータを保護するＭＡＣセキュリティエンティティ（ＳｅｃＹ）によるセキュリティ関連鍵のインストールおよび使用を管理する。各ＳｅｃＹは、ＭＫＡを使用して、最後の２秒以内にＳＡＫとの送信に使用される最低パケット番号（ＰＮ）を通信し、受信機が送信遅延を制限することを可能にする；
・ＭＫＡを実装するシステムは、（ｉ）乱数生成と、（ｉｉ）ＭＡＣｓｅｃ実装のためのシステム内の固有のＭＡＣアドレスおよびポートＩＤであるＳＣＩとを満たす。（ＡＮＹＳｅｃでは、ＳＣＩは、グローバルに固有の識別子を含むようにノードシャーシＭＡＣおよび暗号化セグメントに変更することができる）；
・ＭＫＡの任意の所与のインスタンスに対する鍵階層のルートは、セキュアＣＡＫ鍵である。各ＣＡＫ鍵は、受信されたＭＫＡパケットを処理するためにどのＣＡＫ鍵を使用するかをＭＫＡ参加者の各々が選択することを可能にするＣＡ鍵名（ＣＫＮ）によって識別される。

【0116】

（ｉ）ＭＫＡがＩＰを介してトランスポートされ得、かつ（ｉｉ）ＳＣＩが変更されて、前述のように新しい識別子を介して暗号化フローを一意に識別する限り、ＭＡＣｓｅｃに関する上記の基準のほとんどはまた、ＡＮＹＳｅｃがＭＰＬＳまたはＩＰフローを暗号化するのにも有用である。

【0117】

ＩＰ上のＥＡＰ
ＡＮＹＳｅｃのためにＭＫＡを使用するＭＰＬＳ／ＩＰフロー暗号化問題を解決するために、ＭＫＡシグナリングおよび鍵配信は、ＩＰにおいて、すなわち、拡張認証プロトコルオーバＩＰ（ＥＡＰｏＩＰ）を使用するべきである。その場合、ＩＰは、ＭＫＡパケットを発信元ＴＸノードからＡＮＹＳｅｃフローの宛先ＲＸノードにルーティングする。宛先ノードは、ＭＫＡパケットを処理するために、パケットをＭＫＡパケットとして識別する必要がある。プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）をネットワーク内の固有のＭＫＡ ＰＤＵとして識別するために、ＵＤＰおよびＭＫＡに割り当てられた特定のＵＤＰポートが使用される。このＵＤＰポートは、構成され得るか、またはインターネット割当番号権限（ＩＡＮＡ）によって割り当てられた周知のＵＤＰポートであり得る。

【0118】

ＵＤＰは、ベストエフォートプロトコルであるため、このＭＫＡ識別に理想的であり、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が行うように、紛失パケットの場合に再送メカニズムを有しない。これはＭＫＡにとって理想的であり、ＭＫＡパケットは、（設定されたタイマに基づいて）周期的に送信される。いくつかのＭＫＡパケットが失われた場合、ＭＫＡの受信側はＭＫＡセッションを切断する。この周期的なパケット送信は、ハートビートとして知られている。

【0119】

ＥＡＰパケット
図７は、ＥＡＰｏＬを介してトランスポートされる新しいＭＫＡパケット７００およびＭＫＡ（すなわち、ＥＡＰオーバーＩＰ／ＵＤＰ）がどのように見えるかを示すためのパケットフォーマットの例示的な実施形態を示す。図７に示すように、ＭＫＡパケット７００は、レイヤ２ヘッダ７０２と、ＩＰヘッダ７０４と、ＵＤＰヘッダ７０６と、ＩＥＥＥ８０２．１ｘヘッダ７０８と、ＭＫＡペイロード７１０とを含む。従来のＭＫＡパケットは、図７のレイヤ２ヘッダ７０２、ＩＥＥＥ８０２．１ｘヘッダ７０８、およびＭＫＡペイロード７１０にそれぞれ類似するレイヤ２ヘッダ、ＩＥＥＥ８０２．１ｘヘッダ、およびＭＫＡペイロードを含む。新しいＭＫＡパケット７００は、ＩＰヘッダ７０４およびＵＤＰヘッダ７０６を追加して、ＭＫＡパケット７００がレイヤ３においてＩＰ／ＵＤＰ上で送信されることを可能にする。このレイヤ３ ＭＫＡは、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を介したＭＰＬＳ暗号化およびＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの態様を介したＩＰ暗号化のための適切なセキュリティアソシエーション鍵をシグナリングするために使用され得る。ＩＰ／ＵＤＰを介して送信されるＭＫＡパケット７００は、レイヤ２．５（ＭＰＬＳ）および／またはレイヤ３（ＩＰ）パケットの暗号化のために使用され得るＳＡＫを配信するために使用され得る。

【0120】

ＥＡＰ ｏｖｅｒ ＩＰ／ＵＤＰでは、構成可能なＵＤＰポートを使用して、ネットワーク全体にわたってＭＫＡアプリケーションを識別することができる。このＵＤＰポートは、コマンドラインインターフェース（ＣＬＩ）または任意の他の適切な手段を介して構成可能であり得る。ＭＫＡパケット７００は、ＵＤＰヘッダ７０６を用いて生成され、ＵＤＰヘッダ７０６において識別される宛先ＵＤＰポートは、この構成されたＵＤＰポートに設定される。この宛先ＵＤＰポートへの宛先ＲＸノードに到着するＭＫＡパケット７００は、識別され、ノードによって処理され、例として、任意の他のＭＫＡパケット（すなわち、ＥＡＰｏＬ）と同じ従来のＭＫＡコードを介して処理される。ＵＰＤヘッダ７０６で識別されるソースＵＤＰポートは、ランダムに割り当てることができる。なお、この宛先ＵＤＰポートは、将来的にＩＡＮＡ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ａｓｓｉｇｎｅｄ Ｎｕｍｂｅｒ Ａｕｔｈｏｒｉｔｙ）によって割り当てられる周知のポートとすることができる。

【0121】

ＩＰヘッダ７０４において識別される送信元ＩＰアドレスは、ＭＫＡパケット７００を生成したノードのＩＰアドレスであるべきである。例として、ＭＰＬＳおよびセグメントルーティング（ＳＲ）の場合、ソースＩＰアドレスは、ＳＲラベルが広告されているＩＰアドレス、またはＭＰＬＳラベルがバインドされているＩＰアドレスである。ＩＰヘッダ７０４内で識別される宛先ＩＰアドレスは、ＬＳＰ（ＭＰＬＳトンネル）が終端しているノード上に存在するＩＰアドレスであるべきである。前に説明したように、ＭＫＡパケット７００がこの宛先ＩＰアドレスに到着し、ＲＸノードが宛先ＵＤＰポートを検査し、ＭＫＡプロセスに割り当てられるべきポートを識別するとき、ＲＸノードは、ＳＡＫを取得するためにパケットをＭＫＡとして処理する。

【0122】

前述のように、ＭＡＣｓｅｃでは、単一のポート上で暗号化された複数のフロー（例えば、ＶＬＡＮ）が存在するときに、セキュアチャネル識別子（ＳＣＩ）が使用される。各ＶＬＡＮは、正しいＳＡＫがフローを暗号化および復号するために使用されることを保証するために一意に識別される必要がある。ＭＡＣＳｅｃでは、ポートＭＡＣとＶＬＡＮ ＩＤからＳＣＩが構築される。

【0123】

各フローは異なる鍵およびその鍵のためのセキュリティチャネル識別子（ＳＣＩ）で暗号化される必要があるため、ＳＣＩはオプションであり、同じポート上に複数のフローがある場合にのみ必要とされることに留意されたい。

【0124】

ＳＣＩおよびその対応するＳＡＫは、ノード間、例として暗号化ノードと復号ノードとの間でＭＫＡを介してシグナリングされる。同じトークンで、ＳＣＩおよびその対応するＳＡＫは、両方のノード上のデータパスにインストールされる。暗号化ノードは、ＳＡＫを使用してパケットを暗号化し、各暗号化パケットは、ＳＣＩを含むＩＥＥＥ８０２．１ＡＥヘッダを有する。暗号化されたパケットが復号ノードに到着すると、復号ノードは、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥヘッダ内のＳＣＩを読み取り、ＳＣＩを使用して、対応するＳＡＫを識別および適用し、暗号化されたパケットを復号する。

【0125】

ＡＮＹＳｅｃにおいて、ポートＭＡＣアドレスまたはＶＬＡＮは、フローがＭＰＬＳまたはＩＰであるため、フローを識別するために使用することができない。ＡＮＹＳｅｃは、暗号化セグメント識別子（ＳＩＤ）を使用して、ネットワーク内で一意に暗号化ノードを識別する。したがって、この暗号化ＳＩＤは、ＳＣＩ内の暗号化ノードを一意に識別することもできる。このＴＸノード内で暗号化される必要がある多くの異なるＭＰＬＳフローが存在し得る。したがって、第２の識別子は、ノード内のフローを一意に識別するために使用される。例として、この第２の識別子は、トンネルＩＤ、またはそのトンネルもしくはＩＰフローのための別の固有の識別子であり得る。ＳＣＩがＭＰＬＳまたはＩＰのための任意の他のＭＡＣアドレスと衝突しないことを保証するために、ＳＣＩは、マルチキャストＭＡＣであり、ＭＡＣｓｅｃによって決して使用されない［０１］のような無効なバイトで開始することができる。

【0126】

概して、ＭＫＡおよびＩＥＥＥ８０２．１ＡＥのいくつかの側面を介したＭＰＬＳおよびＩＰセキュリティのために、ＳＣＩは、確保されるべきＭＰＬＳまたはＩＰフローと、トンネルの確保を行っているノードとを一意に識別しなければならない。

【0127】

１つの可能な実施形態において、８バイトＳＣＩは、以下のフォーマットを有する：
［０１ ＲＲ ＲＲ ＲＸ ＸＸ ＸＸ ＹＹ ＹＹ］
ここで、各文字は４ビットのニブルを表し、［ＲＲＲＲＲ］は２０個の予約ビットであり、［ＸＸＸＸＸ］は２０ビットのローカルイーサネット（登録商標）セグメント（ＥＳ）ラベルであり、［ＹＹＹＹ］は暗号化フロー当たり１６ビットの固有ＩＤであり、例えば暗号化ＴＸノード上でローカルに生成される。これが、暗号化ＳＩＤがノードごとまたは暗号化グループごとに一意に識別する必要がある別の理由である。

【0128】

本開示の実施形態は、レイヤ２．５ＭＰＬＳトランスポートまたはレイヤ３ＩＰトランスポート上のＭＫＡパケットを使用するＳＡＫ配信の文脈において説明されたが、本開示はそのように限定されない。概して、本開示は、ＵＰＤポートを介して識別される任意のレイヤ２．５／３トランスポートを介したＭＫＡパケットを使用した任意の暗号鍵の配信のために実装されることができる。

【0129】

本明細書で提示される機能の少なくともいくつかは、ソフトウェアで（例えば、特殊用途コンピュータを提供するように汎用コンピュータ上で実行するために（例えば、１つ以上のプロセッサによる実行を介して）、１つ以上のプロセッサ上でのソフトウェアの実装を介して）、および／またはハードウェアで（例えば、汎用コンピュータ、１つ以上の特定用途向け集積回路、および／または任意の他のハードウェア等価物を使用して）実装され得ることが理解されるであろう。

【0130】

本明細書で提示する機能の少なくともいくつかは、たとえば、様々な機能を実行するためにプロセッサと協働する回路として、ハードウェア内で実装され得ることを理解されよう。本明細書で説明される機能／要素の部分は、コンピュータプログラム製品として実装され得、コンピュータ命令は、コンピュータによって処理されると、本明細書で説明される方法および／または技法が呼び出されるか、または別様に提供されるように、コンピュータの動作を適応させる。様々な方法を呼び出すための命令は、固定または取り外し可能な媒体（たとえば、非一時的コンピュータ可読媒体）に記憶され、ブロードキャストまたは他の信号搬送媒体中のデータストリームを介して送信され、および／または命令に従って動作するコンピューティングデバイス内のメモリ内に記憶され得る。本明細書で使用される「または」という用語は、別段の指示がない限り、非排他的な「または」を指すことが理解されるであろう（例えば、「または他の」または「または代替」の使用）。

【0131】

本明細書で提示される教示を組み込む様々な実施形態が本明細書で詳細に示され説明されているが、当業者は、依然としてこれらの教示を組み込む多くの他の様々な実施形態を容易に考案できることが理解されよう。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【外国語明細書】