DE60132591T2

DE60132591T2 - Arrangieren der datenchiffrierung in einem drahtlosen telekommunikationssystem

Info

Publication number: DE60132591T2
Application number: DE60132591T
Authority: DE
Inventors: Juha Ala-Laurila; Jukka-Pekka Honkanen; Jyri Rinnemaa
Original assignee: Spyder Navigations LLC
Current assignee: Intellectual Ventures I LLC
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: US20020009199A1; FI20001567A; EP1304002A1; EP1304002B1; US20110058670A1; US7356145B2; WO2002003730A1; DE60132591D1; US8861730B2; ATE385147T1; FI111208B; DE60132591C5; FI20001567A0; US8259942B2; US20120300934A1; AU2001272601A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf das Einrichten einer Datenverschlüsselung in drahtlosen Telekommunikationssystemen und insbesondere in drahtlosen lokalen Netzen WLAN.
Neuerdings sind verschiedene drahtlose lokale Netze zusätzlich zu öffentlichen landgestützten Mobilnetzen PLMN gebräuchlich geworden. Solche drahtlosen lokalen Netze umfassen beispielsweise Netze, die auf dem IEEE802.11 Standard basieren. Spezielle Aufmerksamkeit ist der Sicherheit von IEEE802.11 Netzen gewidmet worden, durch das Erzeugen einer Wired Equivalent Privacy WEP Funktion. Die WEP beschreibt eine Verkehrverschlüsselung auf der Schicht 2 (MAC) zwischen einem Endgerät und einem Zugangspunkt, der den IEEE802.11 Standard unterstützt. Die WEP ist ein symmetrischer Algorithmus, bei dem derselbe Verschlüsselungsschlüssel für das Verschlüsseln und Entschlüsseln von Daten verwendet wird.
Ein Problem bei einigen drahtlosen Telekommunikationsnetzen, wie IEEE802.11 WLAN-Netzen, besteht jedoch darin, dass die Verschlüsselungsschlüssel, die für das Verschlüsseln von Verkehr verwendet werden, vorher im Endgerät und dem Zugangspunkt gespeichert werden müssen. Wenn das Netz nicht denselben Schlüssel wie das Endgerät hat, dann können die Daten zwischen dem Netz und dem Endgerät nicht verschlüsselt werden. Verschiedene Verschlüsselungsschlüssel hinzuzufügen, ist schwierig, und eine sichere Datenübertragung kann nicht immer für Endgeräte angeboten werden, die sich in verschiedenen Netzen bewegen.
Die WO 9 939 476 bezieht sich auf das Einrichten einer Authentifizierung und einer Verschlüsselung zwischen einer Smart-Karte und einer Smart-Karten-Lesevorrichtung. Es wird ein Protokoll für das Authentifizieren von mindestens einem eines Paars von ersten und zweiten Korrespondenten beschrieben. Die Karte kann authentifiziert werden und eine verschlüsselte Nachricht senden. Die Karte kann einen Challenge-Antwortwert berechnen und diesen Wert als einen Schlüssel verwenden, um einen verschlüsselten Wert einer Nachricht zu berechnen.
XP002037920 "The GSM System for Mobile Communications; Chapter 7.2 Security Management", Seiten 477–493 beschreibt Sicherheitsverfahren des GSM-Systems. Das Kapitel 7.2.2.2 beschreibt Verschlüsselungsverfahren, und die 7.9 zeigt die Erzeugung eines GSM-Verschlüsselungsschlüssels auf der Basis des geheimen Parameters Ki und einer Zufallszahl RAND. Das Kapitel 7.2.4.1 beschreibt eine Signalisierung zwischen einer Mobilstation und einem GSM-Netz in Bezug auf eine Authentifizierung und eine Verschlüsselungsschlüsselverwaltung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neues Verfahren für das Erzeugen von Schlüsseln zu liefern, die bei der Verschlüsselung in einem lokalen Netz zu verwenden sind, und für ihre Verwendung, um die obigen Probleme zu vermeiden. Die Aufgaben der Erfindung werden mit einem Verfahren, einem System, einem Endgerät und einen Zugangspunkt gelöst, die gekennzeichnet sind durch das, was in den unabhängigen Ansprüchen aufgeführt ist. Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Die Erfindung basiert auf der Idee, dass ein sogenannter zweiter Verschlüsselungsschlüssel im Endgerät und im öffentlichen landgestützten Mobilnetz auf der Basis von mindestens einem sogenannten ersten Verschlüsselungsschlüssel gemäß dem öffentlichen landgebundenen Mobilnetz berechnet wird. Der zweite Verschlüsselungsschlüssel wird vom mobilen Netz an das drahtlose lokale Netz gesandt. Die Daten zwischen dem Endgerät und dem Netz werden im Endgerät und dem drahtlosen lokalen Netz unter Verwendung des zweiten Verschlüsselungsschlüssels verschlüsselt und entschlüsselt.
Dies liefert den Vorteil, dass im drahtlosen lokalen Netz das Mobilnetz und das Kennungsmodul, das durch es geboten wird, für das Berechnen des zu verwendenden Verschlüsselungsschlüssels verwendet werden kann. Dem drahtlosen lokalen Netz kann dynamisch ein Verschlüsselungsschlüssel für mobile Endgeräte angeboten werden, wenn das Endgerät eine Verbindung errichtet. In einem solchen Fall muss der Verschlüsselungsschlüssel nicht im Vorhinein im drahtlosen lokalen Netz gespeichert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird mindestens eine Authentifizierungsantwort gemäß dem mobilen Netz im Endgerät und im mobilen Netz auf der Basis mindestens eines Challenge-Kodes und eines Verschlüsselungsschlüssels berechnet. Eine Prüfantwort wird im Endgerät auf der Basis mindestens einer Authentifizierungsantwort und des ersten Verschlüsselungsschlüssels berechnet. Die Prüfantwort wird an das Mobilnetz gesandt. Die Prüfantwort wird im Mobilnetz auf der Basis mindestens einer Authentifizierungsantwort und mindestens eines ersten Verschlüsselungsschlüssels berechnet. Die Prüfantwort, die vom Endgerät gesendet wird, wird mit der Prüfantwort verglichen, die vom mobilen Netz berechnet wird. Der zweite Verschlüsselungsschlüssel wird vom mobilen Netz zum drahtlosen lokalen Netz gesandt, wenn die Prüfantwort, die vom Endgerät gesendet wird, und die, die vom mobilen Netz berechnet wird, einander entsprechen. Diese Ausführungsform liefert den Vorteil, dass ein Teilnehmer (Identitätsmodul) im Mobilnetz zuverlässig authentifiziert werden kann. Somit kann eine Datenübertragungsverbindung und eine Datenverschlüsselung nur für die authentifizierten Endgeräte in den drahtlosen lokalen Netzen gestattet werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Sicherungskode vom Endgerät an das Mobilnetz gesandt. Das Mobilnetz berechnet eine Prüfsumme unter Verwendung des Sicherungskodes und des mindestens ersten Verschlüsselungsschlüssels. Die Prüfsumme wird an das zu prüfende Endgerät gesandt. Der zweite Verschlüsselungsschlüssel wird im Endgerät berechnet, wenn die empfangene Prüfsumme korrekt ist. Dies hat den Vorteil, dass die Zuverlässigkeit des Mobilnetzes im Endgerät gewährleistet wird, was bedeutet, dass das Endgerät weiß, ob das Mobilnetz den geheimen Schlüssel besitzt, der mit dem Identitätsmodul verknüpft ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend wird die Erfindung detaillierter in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein drahtloses Telekommunikationssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beschreibt;
2 ist ein Signalisierungsdiagramm, das die Authentifizierung und die Berechnung eines Verschlüsselungsschlüssels gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zeigt;
3 zeigt die Anordnung der Verschlüsselung zwischen einem Endgerät und einem Zugangspunkt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
4 zeigt ein Verschlüsselungsmittel für das Verschlüsseln von Daten; und
5 zeigt ein Verschlüsselungsmittel für das Entschlüsseln von Daten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung kann in jedem drahtlosen Telekommunikationssystem, das ein drahtlose lokales Netz und ein öffentliches landgebundenes Mobilnetz umfasst, angewandt werden. 1 zeigt ein Telekommunikationssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Das System umfasst ein mobiles Endgerät MT, ein WLAN-Netz WLAN gemäß dem IEEE802.11 Standard und ein öffentliches landgebundenes Mobilnetz, in dieser Ausführungsform ein GSM-Netz GSMNW ist. Die Erfindung kann jedoch auch in anderen Netzen angewandt werden: das drahtlose lokale Netz kann beispielsweise ein Netz gemäß BRAN Standards (Broadband Radio Access Network, Breitband-Funkzugangsnetz) sein. BRAN Standards umfassen HIPERLAN Standards (High Perfomance Radio Local Area Network, lokales Funknetz hoher Leistung) des Typs 1 und 2, HIPERACCESS und HIPERLINK Standards. Das Mobilnetz ist nicht auf das GSM-Netz begrenzt, sondern die Erfindung kann beispielsweise auch in einem UMTS-Netz (Universal Mobile Telekommunications System, universales Mobiltelekommunikationssystem) angewandt werden.
Ein WLAN-Netzbetreiber, WISP (Wireless Internet Service Provider) bietet drahtlose IP-basierte Dienste gemäß einer bevorzugten Ausführungsform an, so dass sich die Endgeräte MT in verschiedenen typischerweise hoch belasteten Hot-Spots, wie Hotels, Flughäfen etc., bewegen können. Das WLAN-Netz WLAN umfasst WLAN-Zugangspunkte AP, die eine drahtlose Verbindung für mehrere Endgeräte MT liefern. Der IEEE802.11 Standard bestimmt die physikalische Schicht und die Protokolle der MAC-Schicht für die Datenübertragung über die Funkschnittstelle. Infrarottechniken oder Techniken mit zwei gespreizten Spektren (Direct Sequence Spread Spectrum DSSS, Frequenz Hopping Spread Spectrum, FHSS) können bei der Datenübertragung verwendet werden. Beide Techniken mit gespreiztem Spektrum verwenden beispielsweise Frequenzbänder von 2,4 Gigahertz. Gemäß dem IEEE802.11 Standard wird eine sogenannte CSMA/CA-Technik (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) auf der MAC-Schicht verwendet.
Ein Teilnehmeridentitätsmodul SIM, das für das GSM-Netz spezifisch ist, ist mit der Endgerätausrüstung TE des Endgeräts MT verbunden, was bedeutet, dass das Endgerät MT sowohl die TE als auch das SIM umfasst. Es können in Abhängigkeit vom Mobilnetz verschiedene Identitätsmodule im Endgerät MT verwendet werden; das UMTS-Netz verwendet beispielsweise ein Identitätsmodul USIM (UMTS Teilnehmeridentitätsmodul). Das SIM wird typischerweise auf einer IC-Karte gespeichert (Integrierte Schaltung), die von einer Ausrüstung TE zu einer anderen gewechselt werden kann. Das SIM wird vom Betreiber des Mobilnetzes GSMNW geliefert, und Daten, die das SIM betreffen, werden im Mobilnetz GSMNW gespeichert. Das SIM umfasst eine Internationale Mobilteilnehmeridentität IMSI, die den Teilnehmer im Netz darstellt, um so als eine Kennung des Endgeräts MT zu dienen. Die Endgerätausrüstung TE des Endgeräts MT kann auch eine spezifische internationale Mobilausrüstungsidentität IMSI einschließen, die für die Erfindung nicht relevant ist. Das SIM umfasst auch einen geheimen Schlüssel Ki, einen Algorithmus A8 für das Ausbilden eines Verschlüsselungsschlüssels Kc, und einen Algorithmus A3 für das Ausbilden einer Authentifizierungsantwort SRES (Signierte Antwort).
Das MT umfasst Steuermittel CM für das Steuern des Betriebs des MT und der Kommunikation zwischen dem MT und dem drahtlosen lokalen Netz WLAN unter Verwendung des Speichers M. Die Steuermittel CM berechnen unter anderem den zweiten Verschlüsselungsschlüssel im MT, wie das unten beschrieben werden wird. Mittels eines (nicht gezeigten) Kartenlesemittels, das im MT eingeschlossen ist, kann das CM das Teilnehmeridentitätsmodul SIM und die darin befindlichen Daten verwenden. Das MT umfasst auch einen Sendeempfänger TxRX für das Kommunizieren mit mindestens dem Zugangspunkt AP des Netzes WLAN. Das MT kann beispielsweise ein tragbarer Computer mit einer WLAN-Adapterkarte, die ein IC-Karte, eine Smart-Karte oder dergleichen umfasst, sein. Das Endgerät MT kann auch einen GSM-Mobilstationsteil für das Kommunizieren mit dem GSM-Netz umfassen.
Die WLAN-Endgeräte MT können ein sogenanntes Ad-hoc-Netz ausbilden, einfach indem sie eine Verbindung mit einem anderen mobilen Endgerät errichten. Was als Infrastrukturnetze bekannt ist, wird durch das Aufbauen von Verbindungen zwischen den Zugangspunkten AP und dem Endgeräten MT ausgebildet. Die Zugangspunkte AP bieten Netzverbindungen mit den Endgeräten MT, um somit einen sogenannten Extended Service Set ESS auszubilden. Die Zugangspunkte AP steuern mindestens die Zuweisung von Übertragungszeiten, den Datenempfang, das Puffern und die Übertragung zwischen dem Endgerät MT und dem Netz WLAN. Die Zugangspunkte AP können Unternetze ausbilden. Ein logisches WLAN-Netz WLAN kann wiederum ein oder mehrere Unternetze umfassen.
Das WLAN-Netz WLAN kann auch durch ein Gateway eine Verbindung mit anderen Netzen, wie dem Internet, liefern. Die Verbindung mit anderen Netzen kann vom Netz WLAN durch eine öffentliche Zugangssteuerung PAC ausgebildet werden. Die PAC ist eine Einheit des Netzes WLAN, die beispielsweise den Zugang zu Internet-Diensten steuert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist sie dem Endgerät MT eine IP-Adresse zu und ermöglicht es, dass eine Verbindung mit dem Internet nur errichtet wird, wenn das Endgerät MT authentifiziert werden kann. Typischerweise umfasst das WLAN-Netz NW auch andere Server, wie einen Dynamic Host Configuration Protokoll DHCP Server, der IP-Adressen im Netz WLAN zuweist.
Das Mobilnetz GSMNW umfasst eine oder mehrere Mobilvermittlungszentralen MSC/VLR, die typischerweise ein Besucherregister VLR und/oder GPRS-Betriebsknoten SGSN (Serving (General Packet Radio Service) Support Nodes) umfassen. Das Mobilnetz GSMNW umfasst auch ein GSM/GPRS-Authentifizierungs- und Abrechnungsgateway GAGW, das mit dem Internet verbunden ist. Das GAGW ist eine Einheit im Mobilnetz GSMNW, das Authentifizierungsdienste der mobilen Teilnehmer der WLAN-Netze WLAN bietet und vorzugsweise auch Abrechnungsinformation sammelt: Somit können die Teilnehmerdaten und die Authentifizierungsdienste des Mobilnetzes GSMNW für das Bedienen der Endgeräte MT, die das Identitätsmodul SIM umfassen, im WLAN-Netz WLAN verwendet werden. Der Benutzer des Endgeräts MT muss keine im Vorhinein ausgehandelte Vereinbarung mit dem Betreiber des WLAN-Netzes WLAN besitzen. Ein besuchendes Endgerät MT kann das Identitätsmodul SIM und das Mobilnetz GSMNW für das Implementieren der Authentifizierung und des Abrechnens verwenden, wenn es das Netz WLAN besucht. In einem solchen Fall kann die drahtlose Verbindung, die vom Netz WLAN angeboten wird, durch das GAGW des Mobilnetzes GSMNW abgerechnet werden. Der WLAN-Betreiber kann später den mobilen Betreiber für die Verwendung des Netzes entschädigen.
Wie vom GSM-System bekannt ist, umfasst das Heimnetz des Teilnehmers mit dem Identitätsmodul SIM Teilnehmerdaten, die im Heimatregister HLR des GSM gespeichert sind. Die Einheit PAC im WLAN-Netz WLAN sendet Authentifizierungs- und Abrechnungsdaten an das Gateway GAGW. Das GAGW kann eine bekannte GSM-Signalisierung für das Anfordern von Authentifizierungsdaten für das Identitätsmodul SIM verwenden, und die Authentifizierung und die Berechung des Verschlüsselungsschlüssels ausführen, wie das unten beschrieben wird. Wenn das SIM authentifiziert werden kann, kann die PAC eine Verbindung mit dem Internet oder mit anderen Teilen des Netzes WLAN liefern. Die PAC kann auch andere Verfahren als die auf dem SIM basierende Authentifizierung für das Identifizieren des Endgeräts MT, wie die Identifizierung des Passworts, verwenden.
Die PAC kann Benutzerdaten zwischen dem Internet und dem Endgerät MT übertragen. Die Schnittstellen zwischen dem Endgerät MT und der Steuerung PAC, und zwischen der PAC und dem GAGW basieren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auf dem IP. Es sollte angemerkt werden, dass auch andere Techniken als das IP verwendet werden können. Im Kontrast zur 1 wird das Internet nicht notwendigerweise zwischen der PAC und dem GAGW benötigt, sogar dann wenn das IP-Protokoll verwendet wird. Von nun an wird angenommen, dass das IP verwendet wird, wobei in diesem Fall das MT, die PAC und das GAGW unter Verwendung ihrer IP-Adressen identifiziert werden. Die Schnittstelle zwischen dem Gateway GAGW und dem Mobilnetz GSMNW hängt von der Implementierung ab, wobei beispielsweise, wenn das Mobilnetz ein UMTS-Netz ist, diese Schnittstelle anders als beim GSM-Netz sein kann. Das Gateway GAGW deckt die Infrastruktur des Mobilnetzes GSMNW vom PAC ab. Somit bleibt die Schnittstelle zwischen der PAC und dem GAGW unabhängig vom Mobilnetz GSMNW dieselbe.
2 zeigt die wesentlichen Funktionen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung für das Authentifizieren des Endgeräts MT und für das Berechnen eines Verschlüsselungsschlüssels. Dem Endgerät MT wird eine Kennung IMSI und ein geheimer Schlüssel Ki durch die darin eingeschlossene Teilnehmeridentitätsanwendung SIM geliefert. Das Authentifizierungsverfahren des Endgeräts MT wird typischerweise ausgelöst, wenn das MT den Aufbau einer Verbindung 201 (Verbindungsaufbau) mit dem WLAN-Netz WLAN startet. Dann wird dem MT eine IP-Adresse durch einen DHCP-Server (Dynamic Host Configuration Protokoll) geliefert. Bevor es dem Endgerät MT gestattet wird, eine Verbindung mit anderen Netzen als dem Netz WLAN aufzubauen, muss die Authentifizierung in einer akzeptablen Weise ausgeführt werden.
Das MT fordert 202 (IMSI-Anforderung) vom Identitätsmodul SIM die IMSI-Kennung, und das SIM gibt die IMSI-Kennung zurück, 203. Das MT sendet die Authentifizierungsstartanforderung (MT_PAC_AUTHSTART_REQ), die vorzugsweise eine Netzzugangskennung NAI umfasst. Die NAI umfasst die IMSI- Kennung, die vom Identitätsmodul SIM erhalten wird. Die NAI kann beispielsweise in der Form 12345@GSM.org präsentiert werden, wobei 12345 die IMSI-Kennung und GSM.org der Domainname des Mobilnetzes, das das Identitätsmodul SIM befördert hat, ist. Die Anforderung 204 wird vorzugsweise in verschlüsselter Form an die PAC unter Verwendung von beispielsweise einem Diffie-Hellman-Algorithmus gesendet. Das MT sendet vorzugsweise auch einen spezifischen Sicherungskode MT_RAND in der Anforderung 204, wobei dieser Kode typischerweise ein Challenge-Kode ist. Unter Verwendung des Sicherungskodes MT_RAND kann das MT später gewährleisten, dass die Partei, die die GSM-Tripletts befördert, tatsächlich Zugang zum geheimen Schlüssel Ki hat, der im GSM-Heimatnetz des Teilnehmers vorzuhalten ist. Die Verwendung des Sicherungskodes ist jedoch nicht obligatorisch.
Die PAC entschlüsselt die Anforderung 204, wenn es notwendig ist, und sendet 205 dem GAGW eine Anforderung (PAC_GAGW_AUTHSTART_REQ) auf der Basis des Domainteils der Netzkennung NAI für die Authentifizierung des Identitätsmoduls SIM gemäß der IMSI-Kennung. Die Nachricht umfasst die Netzkennung NAI und den Sicherungskode MT_RAND, der vom Endgerät MT gesendet wurde.
Das GAGW fordert 206 (Sende_Parameter) mindestens ein Triplett vom Mobilnetz GSMNW an. Dies kann so ausgelegt sein, dass das GAGW die Anforderung an die nächstgelegene Mobildienstvermittlungszentrale MSC/VLR (oder zum Operationsknoten SGSN) sendet. Die MSC/VLR prüft die IMSI-Kennung und sendet eine Anforderung an das Heimatregister HLR des Netzes, das das Identitätsmodul SIM besitzt, wobei das HLR typischerweise eine Authentifizierungszentrale AuC (die AuC des GSMNW in der Figur) umfasst. Im ersten Berechnungsmittel, das im Mobilnetz GSMNW eingeschlossen ist, das heißt wenn das GSM-Netz betroffen ist, bildet die Authentifizierungszentrale AuC 207 (Berechne Kc(s)) ein oder mehrere GSM-Tripletts (RAND, SRES, Kc) in einer bekannten Weise unter Verwendung des geheimen Schlüssels Ki gemäß der IMSI-Kennung. Ein GSM-Triplett umfasst einen Challenge-Kode, das ist eine Zufallszahl, RAND, eine Authentifizierungsantwort SRES, die auf der Basis von RAND gebildet wird, und einen geheimen Schlüssel Ki unter Verwendung eines Algorithmus A3, und einen ersten Verschlüsselungsschlüssels Kc, der auf der Basis von RAND und dem geheimen Schlüssel unter Verwendung eines Algorithmus A8 gebildet wird. Das HLR sendet das Triplett an die MSC/VLR, die das Triplett an das GAGW 208 weitergibt (Sende_Parameter_Ergebnis). Das Mobilnetz GSMNW kann auch mehrere Tripletts senden, wobei das GAGW vorzugsweise eines auswählt und die anderen Tripletts für eine spätere Verwendung speichert.
Das GAGW berechnet, 209, (Berechne SIGNrand) vorzugsweise auch eine Prüfsumme oder einen Nachrichtenauthentifizierungskode SIGNrand unter Verwendung des Sicherungskodes MT_RAND, der vom Endgerät MT gesandt wird, und dem Kc. Der SIGNrand ist eine kryptographische Prüfsumme, die es erlaubt, zu gewährleisten, dass die gesendeten Daten tatsächlich von der Einheit stammen, die eine Verbindung mit dem geheimen Schlüssel Ki im Mobilnetz GSMNW hat.
Das GAGW sendet, 210, der PAC eine Bestätigungsnachricht der Authentifizierungsanforderung GAGW_PAC_AUTHSTART_RESP, die einen oder mehrere Challenge-Kodes RAND für das Endgerät MT und vorzugsweise auch eine Prüfsumme SIGNrand umfasst. Diese Nachricht kann auch Daten einschließen, die mit der Abrechnung verknüpft sind. Die Nachricht kann auch unter Verwendung des Sicherungskodes MT_RAND verschlüsselt werden. Die PAC sendet, 211, dem Endgerät MT eine Bestätigungsnachricht der Authentifizierungsanforderung PAC_MTAUTHSTART_RESP, die mindestens einen Challenge-Kode RAND und vorzugsweise die Prüfsumme SIGNrand umfasst.
Das Endgerät MT gibt, 212, den Challenge-Kode/die Challenge-Kodes RAND in das Identitätsmodul SIM. Das SIM berechnet, 213, (Berechne Kc(s)) mindestens einen ersten Verschlüsselungsschlüssel Kc gemäß dem Mobilnetz GSMNW und eine Authentifizierungsantwort (Authentifizierungsantworten) SRES in einer Art, die mit der korrespondiert, die in der Authentifizierungszentrale AuC verwendet wird, und überträgt, 214, diese an die anderen Teile des Endgeräts MT (vorzugsweise an das Steuermittel CM, das die Authentifizierung und die Berechnung des zweiten Verschlüsselungsschlüssels K ausführt). Das MT kann die Prüfsumme SIGNrand, die von der PAC gesandt wird, auf der Basis der Daten (Kc), die vom SIM erhalten werden, und dem Sicherungskode MT_RAND prüfen, 215 (Prüfe SIGNrand). Wenn die empfangene SIGNrand dem Wert entspricht, der auf der Basis der Kc-Werte erhalten wird, die vom Identitätsmodul berechnet wurden, berechnet, 216 (Berechne SIGNsres) die MT oder um es präziser zu sagen, das CM die Prüfantwort SIGNsres, die an das GAGW zu übertragen ist. Die SIGNsres ist vorzugsweise eine Hash-Funktion, die aus einem oder mehreren ersten Verschlüsselungsschlüsseln Kc und Authentifikationsantworten SRES berechnet wird, die es dem GAGW ermöglicht, das MT zu authentifizieren. Das MT kann auch den Benutzer auffordern, die Abrechnungsdaten, die möglicherweise von der PAC gesendet werden, anzunehmen.
Das zweite Berechnungsmittel, das im MT, vorzugsweise dem Steuermittel CM, enthalten ist, berechnet, 217 (Berechne K) einen zweiten Verschlüsselungsschlüssel K unter Verwendung eines oder mehrerer erster Verschlüsselungsschlüssel Kc gemäß dem Mobilnetz GSMNW, die von der SIM berechnet wurden. Der K wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in folgender Weise berechnet: K = HMAC(n·Kc, n·RAND |IMSI| MT_RAND),wobei
HMAC ein Mechanismus für die Authentifizierung unter Verwendung der Hash-Funktion ist;
n·Kc n Kcs ist,
n·RAND n RANDS ist
IMSI die Teilnehmerkennung von der SIM ist, und
MT_RAND der Challenge-Kode ist, der vom MT erzeugt wird.
Der zweite Verschlüsselungsschlüssel K, der auf diese Weise berechnet wird, ist schwieriger als der erste Verschlüsselungsschlüssel Kc zu definieren, und die erhaltene Verschlüsselung ist stärker als die GSM-Verschlüsselung. Das MT speichert den K in seinem Speicher M oder im Speicher der Smart-Karte für eine spätere Verwendung. Beispielsweise können MD5 und SHA-1 Algorithmen für das Berechnen von K verwendet werden.
Das MT sendet, 218, der PAC eine Authentifizierungsantwortnachricht (MT_PAC_AUTHANSWER_REQ). Die Nachricht umfasst mindestens die Prüfantwort SIGNres und den Sicherungskode MT_RAND des MT (wie vorzugsweise alle Nachrichten, die mit der Authentifizierung verbunden sind). Die PAC sendet, 219, dem GAGW eine Authentifizierungsantwortnachricht (PAC_GAGW_AUTHANSWERT_REQ), die die Netzkennung NAI und die Adressinformation der PAC zusätzlich zu den Daten in der Nachricht (218), die vom Endgerät MT gesendet werden, enthält. Das GAGW prüft, 220 (Prüfe SIGNsres) die Prüfantwort SIGNsres, die vom Endgerät MT gesendet wird. Es ist auch möglich, dass das GAGW die Prüfantwort SIGNsres erzeugt, wenn es die Prüfsumme SIGNrand berechnet (209). Wenn SIGNsres, das vom GAGW berechnet wurde, dem Wert SIGNsres, der vom Endgerät MT gesendet wurde, entspricht, ist die Prüfung erfolgreich und das Endgerät ist akzeptabel authentifiziert.
Wenn die Authentifizierung akzeptabel ist, berechnet, 221 (berechne K) das zweite Berechnungsmittel im Mobilnetz oder der GAGW den zweiten Verschlüsselungsschlüssel K unter Verwendung von mindestens einem ersten Verschlüsselungsschlüssel Kc gemäß dem Mobilnetz GSMNW. Der K wird in derselben Weise und unter Verwendung derselben Parameter, die das Endgerät MT für das Ausführen der Berechnung (217) verwendet, berechnet: K = HMAC (n·Kc, n·RAND |IMSI| MT_RAND).
Es ist auch möglich, dass abweichend von 3 das GAGW den zweiten Verschlüsselungsschlüssel K berechnet und ihn in seinem Speicher speichert, wenn es das Triplett vom Netz GSMNW (208) erhält, und den im Speicher gespeicherten K an das WLAN-Netz WLAN sendet, wenn die Authentifizierung akzeptabel ist.
Das GAGW informiert, 222, die PAC über die akzeptierte Authentifizierung (GAGW_PAC_AUTHANSWER_RESP_OK). Diese Nachricht umfasst mindestens den zweiten Verschlüsselungsschlüssel K. Information über die Dienste, die das MT autorisiert ist, zu verwenden (wie Daten über die Dienstgüte QoS), kann auch in der Nachricht 222 gesendet werden. Die PAC informiert, 223, das Endgerät MT über die akzeptierte Authentifizierung (PAC_MT_AUTHANSWER_RESP_OK). Die Authentifizierung ist dann ausgeführt, und sowohl das MT als auch die PAC umfassen einen ähnlichen zweiten Verschlüsselungsschlüssel K, der an das Verschlüsselungsmittel übertragen werden kann, das die Verschlüsselung für das Verschlüsseln von Verkehr ausführt.
Wenn die Authentifizierung nicht erfolgreich ist, umfasst die Nachricht 222 (und 223) die Daten eines Misslingens der Authentifizierung, und dem Endgerät MT werden vorzugsweise keine Dienste im Netz WLAN angeboten.
Die Datenübertragung zwischen dem Endgerät MT und der Zugangssteuerung PAC kann Nachrichten verwenden, die auf einem IKE-Protokoll (Internet Key Exchange, Internet-Schlüsselaustausch) basieren. Nachrichten auf der Basis eines RADIUS-Protokolls (Remote Authentication Dial in User Service) können wiederum zwischen der PAC und dem GAGW verwendet werden.
3 zeigt eine Verschlüsselungsanordnung zwischen dem Endgerät MT und dem Zugangspunkt AP gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Wenn das MT einen zugänglichen Zugangspunkt AP findet, so sendet es vorzugsweise eine Anforderung 301 (Öffne_System_Authentifizierungsanforderung) für das Öffnen eines Systemauthentifizierung gemäß dem IEEE802.11 Standard an den Zugangspunkt AP. In der Praxis führt die Authentifizierung des offenen Systems keine tatsächliche Authentifizierung aus, wodurch irgend ein MT gemäß IEEE802.11 Standard authentifiziert werden kann. Das MT gibt über seine Identität nur in der Anforderung 301 Auskunft. Der AP sendet, 302 (Öffne-System_Authentifizierungsergebnis) eine Antwort an das MT.
Wenn der AP das MT für sein Netz akzeptiert, fordert, 303 (Verknüpfungsanforderung) das MT eine Verknüpfung mit dem Netz WLAN. Der AP antwortet, 304 (Verknüpfungsantwort), auf die Anforderung. Die Verknüpfung wird so ausgeführt, dass das WLAN-Netz WLAN weiß, an welchen AP die Daten, die an das MT gerichtet sind, gesendet werden sollen. Das Endgerät MT muss mit einem Zugangspunkt AP zu jeder Zeit verknüpft sein, um Daten durch den AP zu senden.
Danach werden die Authentifizierung und die Berechnung des zweiten Verschlüsselungsschlüssels K unter Verwendung des Mobilnetzes GSMNW vorzugsweise so ausgeführt, wie das in 2 dargestellt ist. In diesem Fall berechnet, 305 (Berechnung von K), das Endgerät MT den zweiten Verschlüsselungsschlüssel K. Wenn die Authentifizierung akzeptabel ist, empfängt, 306 (Empfang von K), die PAC den zweiten Verschlüsselungsschlüssel K, der vom GAGW berechnet wurde. Die PAC sendet, 307 (Authentifizierungsinformation), dem AP den zweiten Verschlüsselungsschlüssel K und informiert über eine erfolgreiche Authentifizierung, wobei in diesem Fall der AP den K mit der MAC-Adresse des Endgeräts MT verbindet. Die PAC informiert, 308, vorzugsweise das MT über die erfolgreiche Authentifizierung (PAC_MT_AUTHANSWER_RESP_OK) durch den AP unter Verwendung derselben Nachricht.
Nach dem Empfang des zweiten Verschlüsselungsschlüssels K sendet, 309 (Stelle_WEP_an), der AP eine Anforderung an das MT, die die Verwendung des WEP-Algorithmus für eine Datenverschlüsselung betrifft. Das MT bestätigt, 310 (Stelle_WEP_an_ack), die Anforderung, so dass der Startpunkt der Datenverschlüsselung zeitlich korrekt gesteuert wird. Danach wird der zweite Verschlüsselungsschlüssel K in der MAC-Schicht des MT angewandt, und das MT verschlüsselt die zu sendenden Daten und entschlüsselt die empfangenen verschlüsselten Daten 311 (Verschlüssele Daten mit K und WEP) unter Verwendung des K und des WEP-Algorithmus. Der AP startet auch die Verwendung, 312 (Verschlüssle Daten mit K und WEP), des K und des WEP-Algorithmus für das Verschlüsseln von Daten, die an das MT gerichtet sind, und für das Entschlüsseln von Daten, die vom MT empfangen werden. Der AP prüft die MAC-Adressen des Endgeräts MT der empfangenen Daten und führt eine Entschlüsselung der Daten aus, die von der MAC-Adresse ankommen, und verschlüsselt entsprechend die MT-Daten, die an die MAC-Adresse gerichtet sind. In diesem Fall wird K schnell initiiert, und die Datenverschlüsselung kann gestartet werden.
Ein anderer alternativer Weg, um den zweiten Verschlüsselungsschlüssel K nach der Nachricht 308 (223) zu initiieren, besteht darin, IEEE802.11 Protokollnachrichten zu verwenden. Das MT kann eine Entauthentifizierung für die Offen-System-Authentifizierung (301, 302) statt den Nachrichten 309 und 310 ausführen. Nach der Entauthentifizierung kann das MT eine gemeinsame Schlüsselauthentifizierung des IEEE802.11 Standards vom Zugangspunkt anfordern. Danach wird die Vier-Rahmen-Übertragung (erster, zweiter, dritter, letzter), die als solche aus dem IEEE802.11 Standard bekannt ist, ausgeführt, um fähig zu sein, zu beobachten, dass beide Parteien denselben gemeinsamen Schlüssel umfassen. In einem solchen Fall ist der gemeinsame Schlüssel der zweite Verschlüsselungsschlüssel K. Wenn der gemeinsame Schlüssel erfolgreich authentifiziert wird, geht das Verfahren weiter zur Verschlüsselung 311, 312. Der erzielte Vorteil ist der, dass es möglich ist, die Nachrichten des IEEE802.11 Protokolls zu verwenden.
Wenn eine Übergabe für das Endgerät zu einem neuen Zugangspunkt ausgeführt wird, kann der alte Zugangspunkt den zweiten Verschlüsselungsschlüssel K an den neuen Zugangspunkt übertragen. Die Datenverschlüsselung kann somit auch nach der Übergabe angeboten werden.
4 zeigt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Verschlüsselungsmittel ECM, das im Zugangspunkt AP und dem Endgerät MT für das Verschlüsseln der Daten unter Verwendung des zweiten Verschlüsselungsschlüssels K und des WEP-Algorithmus enthalten ist. Sowohl das MT als auch der AP verschlüsseln die Rahmen, wie das in 4 gezeigt ist. Der zweite Verschlüsselungsschlüssel K wird mit einem 24-Bit Initialisierungsvektor IV verkettet, um so eine Eingabe 401 für einen WEP-Pseudozufallszahlengenerator WPRNG zu bilden. Der WPRNG liefert eine Schlüsselsequenz 402, die so lang ist, wie die Anzahl der zu übertragenden Datenoktette + 4. Dies wird ausgeführt, da ein Integritätsprüfwert ICV 404, der aus einem Klartext 403 in einem Integritätsalgorithmus ausgebildet wird, auch geschützt wird. Der Klartext 403 wird mit dem Integritätsprüfwert ICV 404 kombiniert, und ein Ergebnis 405 (Klartext + ICV) wird angewandt, um mit der Schlüsselsequenz 402 kombiniert zu werden. Die Schlüsselsequenz 402 wird danach mit dem Klartext und dem ICV 405 unter Verwendung einer XOR-Operation kombiniert. Die verschlüsselten Daten 406 können dann für eine Übertragung auf den Funkpfad gegeben werden.
Der Initialisierungsvektor IV wird auch mit den verschlüsselten Daten 406 in einer zu sendenden Nachricht übertragen. Der Wert des IV wird vorzugsweise für jedes zu sendende Paket geändert, da dies die Tätigkeit eines Abhörenden kompliziert. Die Verwendung des WEP-Algorithmus für das Verschlüsseln von Daten erweitert eine zu sendenden MPDU-Einheit (MAC Protokoll Dateneinheit) um 8 Oktette: 4 Oktette für den Initialisierungsvektor IV und 4 Oktette für den Integritätsprüfwert ICV.
5 zeigt ein Entschlüsselungsmittel DCM, das im Zugangspunkt AP und dem Endgerät MT enthalten ist, für das Entschlüsseln von verschlüsselten Daten unter Verwendung des zweiten Verschlüsselungsschlüssels K und des WEP-Algorithmus. Wenn der AP oder das MT eine verschlüsselte Nachricht MPDU, die über den Funkpfad gesendet wird, empfängt, werden die in 4 beschriebenen Operationen in umgekehrter Weise ausgeführt. Eine Kombination 504 (K + IV) eines Initialisierungsvektors IV 502 und eines geheimen Schlüssels K 503 der empfangenen Nachricht MPDU wird in den WEP-Pseudozufallszahlengenerator WPRNG gegeben, und es wird eine Schlüsselsequenz KS 505 erhalten. Eine XOR-Operation wird für die Schlüsselsequenz KS 505 und die verschlüsselten Daten 501 ausgeführt. Es werden daraus ein ursprünglicher Klartext 506 und ein Integritätsprüfwert ICV 507 erhalten. Eine Integritätsprüfung kann für den Klartext 506 unter Verwendung eines Algorithmus IA ausgeführt werden. Ein erhaltener Prüfwert ICV 508 kann mit dem ICV vergleichen werden, 509 (ICV' = ICV ?). Wenn sie nicht identisch sind, so ist die empfangene MAP-Protokolleinheit fehlerhaft.
Die Erfindung kann auch in einem Telekommunikationssystem angewandt werden, das ein mobiles IP unterstützt. Das Telekommunikationssystem, das das mobile IP unterstützt, umfasst Mobilitätsagenten, die die IP-Mobilität unterstützten, das sind Heimatagenten HA und Fremdagenten FA. Die Heimatagenten tunneln die Pakete, die an das Endgerät im besuchten Netz des Endgeräts gerichtet sind, um eine Registrierung beim Fremdagent zu tätigen, der die Pakete an das Endgerät weitergibt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das besuchende drahtlose lokale Netz des Endgeräts MT einen oder mehrere Mobilitätsagenten verwenden. Das MT kommuniziert mit dem Mobilitätsagenten, der wiederum mit dem GAGW kommuniziert.
Dieselben Operationen können dann ausgeführt werden, wie das in 2 dargestellt ist, mit der Ausnahme dass die PAC durch einen Mobilitätsagenten (HA oder FA) ersetzt wird. Die Datenübertragung zwischen dem MT und dem Mobilitätsagenten wird mit einer mobilen IP-Nachricht, die eine Erweiterung umfasst, ausgeführt. Das MT kann eine Authentifizierung unter Verwendung einer Registrierungsanforderungsnachricht, die eine Netzkennung NAI umfasst, anfordern (204). Das GAGW kann so arbeiten, wie das in 2 gezeigt ist. Der Mobilitätsagent antwortet vorzugsweise auf die Authentifizierungsanforderung durch das Antworten (211) mit einer Registrierungsantwort, die Challenge-Kodes (RAND) umfasst. Das Endgerät MT kann wiederum eine neue Registrierungsanforderungsnachricht, die eine Prüfantwort SIGNsres umfasst, an den Mobilitätsagenten senden. Später kann das MT über eine erfolgreiche Authentifizierung mit einer Antwortnachricht unterrichtet werden. Wenn die Authentifizierung erfolgreich ist, kann der berechnete zweite Verschlüsselungsschlüssel K im Endgerät MT und dem Zugangspunkt AP implementiert werden.
Die Funktion der oben beschriebenen Erfindung kann in Prozessoren, die das Endgerät MT und die Netzelemente (AP, RAC, RAGW) umfassen, vorzugsweise durch Software implementiert werden. Es ist auch möglich, Hardwarelösungen, wie ASIC-Schaltungen (anwendungsspezifische integrierte Schaltungen) oder eine getrennte Logik zu verwenden.
Es ist für Fachleute offensichtlich, dass wenn die Technik fortschreitet, die Grundidee der Erfindung auf verschiedene Arten implementiert werden kann. Die Erfindung und ihre bevorzugten Ausführungsformen sind somit nicht auf die obigen Beispiele beschränkt sondern können innerhalb des Umfangs der Ansprüche variieren.

Claims

Verfahren zum Einrichten von Datenverschlüsselung in einem Telekommunikationssystem, umfassend mindestens ein drahtloses Endgerät, ein drahtloses lokales Netzwerk und ein öffentliches landgestütztes Mobilnetz, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – Anbieten einer Kennung für das Endgerät und einen spezifischen Geheimschlüssel für die Kennung, wobei der Geheimschlüssel auch in dem Mobilnetzwerk gespeichert wird, – Senden (204) der Endgerätekennung von dem Endgerät an das Mobilnetzwerk, – Berechnen (207) in dem Mobilnetzwerk von mindestens einem ersten Verschlüsselungsschlüssel gemäß dem Mobilnetzwerk unter Verwendung des Geheimschlüssels, der für die Kennung spezifisch ist, und eines Challenge-Codes, welcher für den ersten Verschlüsselungsschlüssel ausgewählt wird, – Senden (210) von mindestens einem Challenge-Code an das Endgerät, – Berechnen (213) in dem Endgerät von mindestens einen ersten Verschlüsselungsschlüssel gemäß dem Mobilnetzwerk unter Verwendung des Geheimschlüssels und mindestens eines Challenge-Codes, gekennzeichnet durch – Ausführen von Datenübermittlung zwischen dem Mobilnetzwerk und dem Endgerät durch das drahtlose, lokale Netzwerk, – Berechnen (217, 221) eines zweiten Verschlüsselungsschlüssels in dem Endgerät und in dem Mobilnetzwerk unter Verwendung des mindestens einen ersten Verschlüsselungsschlüssels, – Senden (222) des zweiten Verschlüsselungsschlüssels von dem Mobilnetzwerk an das drahtlose, lokale Netzwerk, und – Verschlüsseln (311; 312) der Daten, die zwischen dem Endgerät und dem drahtlosen, lokalen Netzwerk übertragen werden, in dem Endgerät und in dem drahtlosen, lokalen Netzwerk unter Verwendung des zweiten Verschlüsselungsschlüssels.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch – Berechnen (209; 213) von mindestens einer Authentifizierungsantwort gemäß dem Mobilnetzwerk in dem Endgerät und in dem Mobilnetzwerk auf der Grundlage von mindestens einem Challenge-Code und dem Geheimschlüssel, – Berechnen (216) einer Prüfantwort in dem Endgerät auf der Grundlage von zumindest einer Authentifizierungsantwort und dem ersten Verschlüsselungsschlüssel, – Senden (218) der Prüfantwort an das Mobilnetzwerk, – Berechnen der Prüfantwort in dem Mobilnetzwerk auf der Grundlage von mindestens einer Authentifizierungsantwort und mindestens einem ersten Verschlüsselungsschlüssel, – Vergleichen (220) der Prüfantwort, welche von dem Endgerät gesendet wurde, mit der Prüfantwort, welche von dem Mobilnetzwerk berechnet wurde, – Senden (222) des zweiten Verschlüsselungsschlüssels von dem Mobilnetzwerk an das drahtlose, lokale Netzwerk in Reaktion auf die Tatsache, dass die Prüfantwort entspricht, die von dem Endgerät gesendet wurde, der Prüfantwort, die von dem Mobilnetzwerk berechnet wurde.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch – Senden (204) eines Sicherungscodes von dem Endgerät an das Mobilnetzwerk, – Berechnen (209) einer Prüfsumme in dem Mobilnetzwerk unter Verwendung des Sicherungscodes und mindestens eines ersten Verschlüsselungsschlüssels, – Senden (210) der Prüfsumme an das Endgerät, – Prüfen (215) der Prüfsumme in dem Endgerät, – Berechnen (217) des zweiten Verschlüsselungsschlüssels in dem Endgerät in Reaktion darauf, dass die Prüfsumme eine Richtige ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch – Senden (307) des zweiten Verschlüsselungsschlüssels an den Zugangspunkt des drahtlosen, lokalen Netzwerks, wobei der Zugangspunkt eine drahtlose Verbindung für das Endgerät bietet, – Senden (309) einer Anfrage von dem Zugangspunkt an das Endgerät betreffend auf die Verwendung eines WEP-Algorithmus, und – Verschlüsseln (311, 312) der zu sendenden Daten in dem Zugangspunkt und in dem Endgerät und Entschlüsseln der empfangenen Daten unter Verwendung des WEP-Algorithmus und des zweiten Verschlüsselungsschlüssels.
Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch – Eingeben (401) des zweiten Verschlüsselungsschlüssels und eines Initialisierungsvektors in einen WEP-Pseudo-Zufallsnummererzeuger, welcher eine Schlüsselsequenz (402) liefert, – Verschlüsseln der zu sendenden Daten durch Durchführen einer XOR-Operation für den Klartext (403) und die Schlüsselsequenz (402), und – Entschlüsseln der empfangenen Daten durch Durchführen der XOR-Operation für die verschlüsselten Daten (501) und die Schlüsselsequenz (505).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Endgerät ein Teilnehmer-Identitätsmodul SIM des GSM-Systems umfasst – das drahtlose, lokale Netzwerk den IEEE802.11 Standard unterstützt, und – das Mobilnetzwerk den GSM-Standard unterstützt.
Verfahren nach einem der vorhergegangene Ansprüche, gekennzeichnet durch – Berechnen (217; 221) des zweiten Verschlüsselungsschlüssels durch Durchführen einer Hash-Funktion für zumindest einen Teil der folgenden Parameter: mindesten einen ersten Verschlüsselungsschlüssel, mindestens einen Challenge-Code, eine Teilnehmerkennung und den Sicherheitscode, der durch das Endgerät berechnet wird.
Telekommunikationssystem, umfassend mindestens ein drahtloses Endgerät, ein drahtloses lokales Netzwerk und ein öffentliches landgestütztes Mobilnetz, wobei: – das Mobilnetzwerk erste Berechnungsmittel umfasst zum Berechnen (207) von mindestens einem ersten Verschlüsselungsschlüssel gemäß dem Mobilnetzwerk unter Verwendung eines Geheimschlüssels gemäß einer Kennung, welche von dem Endgerät gesendet wird und eines Challenge-Codes, welcher für den ersten Verschlüsselungsschlüssel ausgewählt wird, – das Mobilnetzwerk eingerichtet ist zum Senden (210) von mindestens einem Challenge-Code für das Endgerät, – das Endgerät ein Identitätsmodul umfasst zum Berechnen (213) von mindestens einem ersten Verschlüsselungsschlüssel gemäß dem Mobilnetzwerk unter Verwendung des Geheimschlüssels, welcher in dem Identitätsmodul gespeichert ist und mindestens einem Challenge-Code, dadurch gekennzeichnet, dass – das drahtlose, lokale Netzwerk Mittel umfasst zum Ausführen von Datenübermittlung zwischen dem Mobilnetzwerk und dem Endgerät, – das Endgerät und das Mobilnetzwerk zweite Berechnungsmittel umfasse zum Berechnen (217, 221) eines zweiten Verschlüsselungsschlüssels unter Verwendung des mindestens einen ersten Verschlüsselungsschlüssels, – das Mobilnetzwerk Mittel umfasst zum Senden (222) des zweiten Verschlüsselungsschlüssels an das drahtlose, lokale Netzwerk, und – das Endgerät und das drahtlose, lokale Netzwerk Verschlüsselungsmittel umfassen zum Verschlüsseln/Entschlüsseln (311; 312) der Daten, die zwischen dem Endgerät und dem drahtlosen, lokalen Netzwerk übertragen werden, unter Verwendung des zweiten Verschlüsselungsschlüssels.
Telekommunikationssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – das Identitätsmodul des Endgeräts und die ersten Berechnungsmittel des Mobilnetzwerks eingerichtet sind zum Berechnen (209; 213) mindestens einer Authentifizierungsantwort gemäß dem Mobilnetzwerk auf der Grundlage des Challenge-Code und dem Geheimschlüssel, – die zweiten Berechnungsmittel des Endgeräts eingerichtet sind zum Berechnen (216) eine Prüfantwort auf der Grundlage von zumindest einer Authentifizierungsantwort und zumindest einem ersten Verschlüsselungsschlüssel, – das Endgerät Mittel umfasst zum Senden (218) der Prüfantwort an das Mobilnetzwerk, – die zweiten Berechnungsmittel des Mobilnetzwerks eingerichtet sind zum Berechnung der Prüfantwort auf der Grundlage von mindestens einer Authentifizierungsantwort und dem ersten Verschlüsselungsschlüssel, – die zweiten Berechnungsmittel des Mobilnetzwerks eingerichtet sind zum Vergleichen (220) der Prüfantwort, welche von dem Endgerät gesendet wird, mit der Prüfantwort, welche dadurch berechnet wird, und – die zweiten Berechnungsmittel des Mobilnetzwerks eingerichtet sind zum Senden (222) des zweiten Verschlüsselungsschlüssels von dem Mobilnetzwerk an das drahtlose, lokale Netzwerk in Reaktion auf die Tatsache, dass die Prüfantwort, die von dem Endgerät gesendet wird der Prüfantwort entspricht, die von dem Mobilnetzwerk berechnet wird.
Telekommunikationssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass – das drahtlose, lokale Netzwerk und das Endgerät den IEEE802.11 Standard unterstützen, und – das Mobilnetzwerk den GSM-Standard unterstützt, und – die Verschlüsselungsmittel eingerichtet sind Daten unter Verwendung eines WEP-Algorithmus zu verschlüsseln.
Drahtloses Endgerät, umfassend einen Sende-Empfänger zum Aufbauen einer drahtlosen Verbindung mit einem Zugangspunkt in einem drahtlosen, lokalen Netzwerk und ein Identitätsmodul zum Berechnen (213) von mindestens einem ersten Verschlüsselungsschlüssel gemäß dem öffentlichen landgestützten Mobilnetz unter Verwendung eines Geheimschlüssels, welcher in dem Identitätsmodul gespeichert ist und mindestens einem Challenge-Code, welcher von dem Mobilnetzwerk gesendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – das Endgerät zweite Berechnungsmittel umfasst zum Berechnen (217) eines zweiten Verschlüsselungsschlüssels unter Verwendung des mindestens einen ersten Verschlüsselungsschlüssels, und – das Endgerät Verschlüsselungsmittel umfasst zum Verschlüsseln/Entschlüsseln (311) der Daten, die zwischen dem Endgerät und dem Zugangspunkt übertragen werden, unter Verwendung des zweiten Verschlüsselungsschlüssels.
Drahtloses Endgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass – das Identitätsmodul des Endgeräts eingerichtet ist, mindestens eine Authentifizierungsantwort gemäß dem Mobilnetzwerk auf der Grundlage eines Challenge-Codes und des Geheimschlüssels, zu berechnen (213), – die zweiten Berechnungsmittel des Endgeräts eingerichtet sind eine Prüfantwort auf der Grundlage von zumindest einer Authentifizierungsantwort und zumindest einem ersten Verschlüsselungsschlüssel zu berechnen (216), und – das Endgerät Mittel zum Senden (218) der Prüfantwort an das Mobilnetzwerk umfasst.
Drahtloses Endgerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass – das Endgerät den IEEE802.11 Standard unterstützt, und – die Verschlüsselungsmittel eingerichtet sind Daten unter Verwendung eines WEP-Algorithmus zu verschlüsseln.
Zugangspunkt für ein drahtloses lokales Netzwerk, umfassend Verschlüsselungsmittel zum Verschlüsseln/Entschlüsseln von Daten zwischen einem drahtlosen Endgerät und dem Zugangspunkt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Verschlüsselungsmittel eingerichtet sind, die zu sendenden Daten zu verschlüsseln (312) und die empfangenen Daten zu entschlüsseln unter Verwendung eines Endgerät-spezifischen zweiten Verschlüsselungsschlüssels, welcher durch ein öffentliches landgestütztes Mobilnetz berechnet wird und von dem Mobilnetzwerk an das drahtlose lokale Netzwerk gesendet wird, wobei der zweite Verschlüsselungsschlüssel unter Verwendung von mindestens einem ersten Verschlüsselungsschlüssel berechnet wird, welcher in dem Mobilnetzwerk unter Verwendung eines Geheimschlüssels, welcher spezifisch für das Endgerät ist und einem Challenge-Code, welcher für den ersten Verschlüsselungsschlüssel ausgewählt wird, berechnet wird.
Zugangspunkt nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugangspunkt den IEEE802.11 Standard unterstützt, und die Verschlüsselungsschlüssel eingerichtet sind, zu sendende Daten zu verschlüsseln (312) und empfangene Daten zu entschlüsseln, unter Verwendung eines WEP-Algorithmus.