В этом случае реальной защиты нет, поскольку все, что браузер отправляет на сервер, может быть подделано.
Одной из идей было бы послать (сессионный) cookie клиенту с некоторыми зашифрованными данными. Когда Ajax-запрос сделан, браузер отправляет обратно cookie-данные. Ваш php-скрипт, генерирующий ajax-ответ, может проверить данные cookie перед тем, как отправлять ответ.
Но это просто гарантирует, что «внешняя» HTML-страница вызывается перед «внутренним» Ajax-запросом.