DE60103427T2

DE60103427T2 - Übereinstimmungssteuerverfahren

Info

Publication number: DE60103427T2
Application number: DE60103427T
Authority: DE
Inventors: Jean-Luc Jaquier; Marco Sasselli
Original assignee: Nagravision SA
Current assignee: Nagravision SARL
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: PL361775A1; CN1481541A; KR100890479B1; BR0116360B1; EP1344195A1; CN1232935C; KR20030069189A; MY127207A; ES2220671T3; CA2432092A1; BR0116360A; IL156476A; JP2004534415A; DE60103427D1; IL156476A0; US20030135471A1; RU2280897C2; AR032039A1; ATE267429T1; HK1057638A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Kontrolle der gesicherten Datenübertragung zwischen einer Benutzereinheit und einem Sicherungsmodul, insbesondere bei einer Wechselbeziehung zwischen diesem Sicherungsmodul und mehreren Benutzereinheiten.
Diese Benutzereinheiten sind an ein oder mehrere Netze angeschlossen, die Produkte oder Dienste anbieten.
Da diese Produkte oder Dienste einem bedingten Zugriff unterliegen, ist die Benutzung dieser Produkte von einer Zahlung beliebiger Art abhängig, zum Beispiel durch Abonnement oder speziellen Kauf.
Diese Benutzereinheiten gibt es in mehreren Formen, zum Beispiel als Gebührenfernsehdecoder, Rechner oder Mobiltelefon, Palmtop, PDA, Radio, Fernseher mit Multimediaanschluss oder Banknotenautomat.
Unter einem Produkt oder Dienst werden nicht nur ein Film, eine wiederholte Sport- oder Musiksendung, ein Computerprogramm, ein Spiel, Börseninformationen oder Nachrichten verstanden, sondern auch Dienste wie der Zugriff und die Nutzung eines Netzes, die Identifikation oder die elektronische Zahlung. Diese Produkte oder Dienste sind über ein Netz zugänglich, in das sich die Benutzer einschalten können, und verwenden aus Sicherheitsgründen Mittel der Verschlüsselung.
Um die Berechtigungen für die Nutzung dieser Produkte oder Dienste zu verwalten, umfasst die Benutzereinheit Sicherungsmittel, die in einem Sicherungsmodul untergebracht sind.
Dieser Sicherungsmodul stellt sich allgemein in Gestalt einer Chipkarte von der Form einer Kreditkarte oder eines Chips oder sogar eines SIM dar und umfasst Kryptoprozessor (USIM, WIM). Mit dieser Karte können die Daten geliefert werden, die erforderlich sind, um die Nutzung des Produkts mit Hilfe von Entschlüsselungsoperationen zu ermöglichen, die Schlüssel verwenden, die in dem als unverletzlich angesehenen Speicher des Kryptoprozessors aufbewahrt werden.
Dieser Sicherungsmodul wird dafür herangezogen, vertrauliche Daten mit der Benutzereinheit auszutauschen, wenn es sich zum Beispiel darum handelt, im Rahmen des Gebührenfernsehens den Entschlüsselungsschlüssel des Produkts zu übermitteln, wobei dieser Schlüssel im Sicherungsmodul entschlüsselt und an die Benutzereinheit übermittelt wird, um die Daten zu verarbeiten.
Deshalb wird, um jede Verletzung dieser Daten zu verhindern, der Kommunikationskanal zwischen dem Sicherungsmodul und der Benutzereinheit durch einen Schlüssel verschlüsselt, der allein diesen beiden Elementen gehört und Paarungsschlüssel genannt wird. Diese Konfiguration wird in der Anmeldung PCT/IB 99/00821 (WO-A-9 957 901) beschrieben, in der dieser alleinige Schlüssel sich anfänglich im Decoder befindet und dann während einer Initialisierungsphase in den Sicherungsmodul geladen wird. Wenn der Sicherungsmodul einmal mit dem Decoder gepaart ist, kann dieser Modul in keiner anderen Einheit funktionieren.
Diese Lösung hat den ersten Nachteil, jede Verwendung des Sicherungsmoduls in einem anderen Decoder zu verhindern, selbst wenn dieser Decoder dem gleichen Benutzer gehört. Ein zweiter Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es nicht die Verwendung einer geklonten Karte verhindert, die erstmals in einem beliebigen Decoder verwendet und daher mit diesem Decoder gepaart worden wäre.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren vorzuschlagen, das die Verschlüsselung der zwischen dem Sicherungsmodul und der Benutzereinheit ausgetauschten Daten gewährleistet, dabei aber die oben angeführten Nachteile behebt.
Dieses Ziel wird durch ein Verfahren der Paarung zwischen einem Sicherungsmodul und einer Benutzereinheit erreicht, wobei letztere über Mittel für eine zweiseitig gerichtete Kommunikation mit einem Verwaltungszentrum verfügt und das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es daraus besteht:

– durch die Benutzereinheit zu erkennen, ob der daran angeschlossene Sicherungsmodul mit ihr gepaart ist,
– wenn ja, einen dem Paar aus Benutzereinheit und Sicherungsmodul eigenen, alleinigen Paarungsschlüssel zu verwenden, um die ausgetauschten Daten zu verschlüsseln,
– wenn nein, vom Verwaltungszentrum die Erlaubnis zu verlangen, sich mit diesem Sicherungsmodul zu paaren, wobei dieses Ersuchen von Kennungen für die Benutzereinheit und den Sicherungsmodul begleitet wird,
– durch das Verwaltungszentrum zu überprüfen, ob diese Paarung ordnungsgemäss ist, und das Ergebnis an die Benutzereinheit zu übermitteln,
– wenn die Erlaubnis erteilt wird, einen dem Paar aus Benutzereinheit und Sicherungsmodul eigenen Paarungsschlüssel zu erstellen, um die ausgetauschten Daten zu verschlüsseln.

Somit erfolgt die Paarungskontrolle dynamisch und ist nicht mehr das Ergebnis des Anschlusses eines Sicherungsmoduls an eine Benutzereinheit. Die Kontrolle wird durch das Verwaltungszentrum ausgeübt, das darüber entscheidet, diese Paarung zuzulassen oder abzulehnen. Aus diesem Grunde wird das Ersuchen von Daten begleitet, die es ermöglichen, diese beiden Elemente zu identifizieren, zum Beispiel ihre Seriennummern. Es kann von Daten über den Ort der Einheit oder von Daten begleitet sein, die auf anderen Wegen erhalten wurden, zum Beispiel die Rufnummer der Einheit oder ihre Netzadresse.
Unter einem Paarungsschlüssel wird ein symmetrischer oder asymmetrischer Schlüssel verstanden, zum Beispiel ein öffentlicher Schlüssel und ein privater Schlüssel. In letzterem Falle sind die folgenden drei Fälle möglich:

– Jede Partei hat beide Schlüssel, den öffentlichen und den privaten. Die an die andere Partei gerichteten Kommunikationen werden mit dem öffentlichen Schlüssel verschlüsselt und daher mit dem privaten Schlüssel entschlüsselt.
– Jede Partei hat einen der Schlüssel, den öffentlichen oder den privaten. In der einen Richtung werden die Daten mit dem öffentlichen Schlüssel verschlüsselt und dann mit dem privaten Schlüssel entschlüsselt, in der anderen Richtung werden die Daten mit dem privaten Schlüssel verschlüsselt und dann mit dem öffentlichen Schlüssel entschlüsselt.
– Jede Partei enthält den öffentlichen Schlüssel der anderen Partei und ihren eigenen privaten Schlüssel. Die Daten werden mit dem öffentlichen Schlüssel der anderen Partei verschlüsselt und mit dem eigenen privaten Schlüssel entschlüsselt.

Es sei bemerkt, dass ein Sicherungsmodul mit mehreren Benutzereinheiten gepaart sein kann. Sein Speicher verfügt über einen Bereich, wo ein Satz von Paarungsschlüsseln gespeichert werden kann, wobei jeder Schlüssel mit der Kennungsnummer der Benutzereinheit verbunden ist.
Bei jedem Anschluss eines solchen Moduls an eine Benutzereinheit beinhaltet das Initialisierungsprotokoll also das gegenseitige Erkennen und die Benutzung des Schlüssels (oder der Schlüssel), die dem Paar aus Benutzereinheit und Sicherungsmodul eigen sind.
Einer Variante der Erfindung zufolge kann die Benutzereinheit ebenfalls über einen Bereich für Paarungsschlüssel verfügen und daher mit mehreren Sicherungsmoduln gepaart sein.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, diesen alleinigen Schlüssel zu erzeugen. Er kann durch das Verwaltungszentrum erzeugt und mit der Paarungsgenehmigung übermittelt werden, natürlich in verschlüsselter Form. Dieser Schlüssel wird dem Sicherungsmodul übermittelt, indem eine Verschlüsselung verwendet wird, die gemäss einem Sitzungsschlüssel nach an sich bekannten Prozeduren aufgestellt wurde.
Eine andere Möglichkeit, diesen eigenen Schlüssel zu erhalten, besteht darin, ihn entweder in der Benutzereinheit oder im Sicherungsmodel oder aber zum Teil in einem, zum Teil im anderen dieser Elemente zu erzeugen, wobei dann die Kombination den Schlüssel ergibt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird das Ersuchen an das Verwaltungszentrum nicht nur von Daten begleitet, die das Paar aus Benutzereinheit und Sicherungsmodul identifizieren, sondern auch von Daten, die im Bereich des Paarungsspeichers enthalten sind, also alle früheren Paarungen einschliessen.
Das Verwaltungszentrum kann dann überprüfen, dass dieser Sicherungsmodul tatsächlich mit den Benutzereinheiten gepaart worden ist, die es autorisiert hat, und zwar in der Reihenfolge der Ersuchen.
Wenn ein Sicherungsmodul geklont worden ist und dieser geklonte Modul darum ersucht, sich mit einer Benutzereinheit zu paaren, werden daher die dem Verwaltungszentrum übermittelten, frühere Paarungen betreffenden Daten sich von denen des ursprünglichen Moduls unterscheiden. Das Verwaltungszentrum verfügt somit über Mittel, um die geklonten Moduln zu identifizieren.
Zuerst wird das Verwaltungszentrum die Paarung dieser geklonten Karte mit einer neuen Benutzereinheit B zulassen. Wenn das Klonen einer echten Karte in grossem Umfang erfolgt ist und die nächste geklonte Karte, die die gleiche Kennung hat, die Paarung mit einer neuen Benutzereinheit C verlangt, findet das Verwaltungszentrum keine Spur von der voraufgehenden Paarung mit der Benutzereinheit B. Dieser Hinweis erlaubt es, den Versuch eines Betrugs zu erkennen und entsprechend zu reagieren. Wenn der Benutzer der echten Karte dann wünscht, sie mit einer neuen Einheit D zu benutzen, dann enthalten die durch diesen Modul übermittelten Paarungsdaten keine Spur der Einheit C, und das Verwaltungszentrum wird die Paarung ablehnen oder sogar die völlige Blockierung dieses Sicherungsmoduls bewirken.

Claims

Verfahren der Kontrolle der Paarung zwischen einem Sicherungsmodul und einer Benutzereinheit, wobei letztere über Mittel für eine zweiseitig gerichtete Kommunikation mit einem Verwaltungszentrum verfügt und das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es daraus besteht: – durch die Benutzereinheit zu erkennen, ob der daran angeschlossene Sicherungsmodul mit ihr gepaart ist, – wenn ja, einen dem Paar aus Benutzereinheit und Sicherungsmodul eigenen, alleinigen Paarungsschlüssel zu verwenden, um die ausgetauschten Daten zu verschlüsseln, – wenn nein, vom Verwaltungszentrum die Erlaubnis zu verlangen, sich mit diesem Sicherungsmodul zu paaren, wobei dieses Ersuchen von Kennungen für die Benutzereinheit und den Sicherungsmodul begleitet wird, – durch das Verwaltungszentrum zu überprüfen, ob diese Paarung ordnungsgemäss ist, und das Ergebnis an die Benutzereinheit zu übermitteln, – wenn die Erlaubnis erteilt wird, einen dem Paar aus Benutzereinheit und Sicherungsmodul eigenen Paarungsschlüssel zu erstellen, um die ausgetauschten Daten zu verschlüsseln.
Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Paarungsschlüssel ein symmetrischer Schlüssel, ein asymmetrischer Schlüssel oder ein Paar von asymmetrischen Schlüsseln ist.
Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, im Sicherungsmodul den Paarungsschlüssel zu sammen mit der Kennung der Benutzereinheit zu speichern, die dieser Einheit eigen ist.
Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, die Daten früherer Paarungen an das Verwaltungszentrum zu übermitteln, letzeres überprüft diese Daten mit dem Raster genehmigter Paarungen, die mit der Kennung dieses Sicherungsmoduls verbunden sind.
Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Paarungsschlüssel im Verwaltungszentrum erzeugt und in verschlüsselter Form an die Benutzereinheit und an den Sicherungsmodul übermittelt wird.
Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Paarungsschlüssel durch die Benutzereinheit oder den Sicherungsmodul oder aber durch beide erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzereinheit ein Mobiltelefon und der Sicherungsmodul eine SIM-Karte ist.