DE69525912T2 - Benachrichtigungsverfahren in einem kommunikationssystem - Google Patents

Benachrichtigungsverfahren in einem kommunikationssystem

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Kommunikationssysteme und insbesondere ein Verfahren zur Mitteilungsübermittlung in einem Kommunikationssystem.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Es ist bekannt, dass Kommunikationssysteme, wie etwa zellulare oder gebündelte Kommunikationssysteme, mehrere Teilnehmereinheiten und ein Infrastruktur-Kommunikationszentrum enthalten, das typischerweise durch einen Dienstanbieter gesteuert wird. In Abhängigkeit vom Typ des Systems können die Teilnehmereinheiten zellulare Telefone oder Zweiwege- Funkgeräte enthalten. Jede Teilnehmereinheit wird durch einen speziellen Hersteller produziert und besitzt eine zugewiesene Seriennummer. Das Infrastruktur-Kommunikationszentrum ist typischerweise mit mehreren Basisstellen verbunden, die Funk- Kommunikationskanäle zu den Teilnehmereinheiten bereitstellen. Das Infrastruktur-Kommunikationszentrum enthält typischerweise ein Heimatstandortregister (HLR, home location register), das mit einer Vermittlungseinrichtung verbunden ist. Wie bekannt ist, steuert die Vermittlungseinrichtung den Zugriff der Teilnehmereinheiten auf Funkkanäle und schafft eine Verbindung zum öffentlichen Fernsprechwählnetz.
  • Vor der Dienstaktivierung einer Teilnehmereinheit weist typischerweise ein Mitarbeiter des Dienstanbieters der Teilnehmereinheit eine Mobil-Kennnummer (MIN, mobile identification number) zu und speichert die Kennnummer in der Teilnehmereinheit. Der Mitarbeiter speichert außerdem die Kennnummer und die entsprechende Seriennummer der Teilnehmereinheit im HLR. Die Kennnummer des Teilnehmers ermöglicht der Teilnehmereinheit einen Zugriff auf das spezielle Kommunikationssystem und wird vom Dienstanbieter verwendet, um den Umfang der Dienste, die der Teilnehmereinheit gewährt wurden (z. B. die Funkdauer), zu überwachen. Durch diese Prozedur ist ein Dienst vom Dienstanbieter innerhalb einer nominellen Aktivierungszeitperiode verfügbar, nachdem der Benutzer der Teilnehmereinheit eine Dienstaktivierung anfordert (z. B. in der Verkaufsstelle der Teilnehmereinheit). Obwohl diese Lösung einfach ist, ist der Zugriff auf Kennnummern der Teilnehmereinheiten und entsprechende Seriennummern der Teilnehmereinheiten durch Mitarbeiter des Dienstanbieters in einfacher Weise möglich. Leider hat dieser unkontrollierte Zugriff in zahlreichen Fällen zum Dienstbetrug geführt, der aus dem Klonen der Teilnehmereinheiten resultierte (d. h. das Kopieren der Kennnummer und der Seriennummer, die einer Teilnehmereinheit zugewiesen sind, in eine andere Teilnehmereinheit).
  • Bei einem Versuch, das Auftreten des Dienstbetrugs zu reduzieren, sind zwei Sicherheitskonzepte empfohlen worden. Das erste Konzept wurde für die vorhandenen digitalen zellularen Systeme der Vereinigten Staaten (United States Digital Cellular (USDC) Systems) empfohlen, die auf den Standards Telecommunications Industry Association/Electronics Industry Association Interim Standards 54 und 95 (TIA/EIA IS- 54 und IS-95) basieren. Diese Technik erfordert, dass der Dienstanbieter über den US-Postdienst einen Berechtigungscode an den Benutzer der Teilnehmereinheit sendet. Beim Empfang des Codes gibt der Benutzer den Berechtigungscode in die Teilnehmereinheit ein, vorausgesetzt die Teilnehmereinheit besitzt eine Tastatur, um den Dienst zu aktivieren. Obwohl diese Lösung eine ausreichende Sicherheit bietet, stellt sie einen unliebsamen Aufwand des Benutzers der Teilnehmereinheit dar. Außerdem beinhaltet diese Technik infolge der Postzustellung des Berechtigungscodes eine inhärente Verzögerung zwischen der Anforderung des Dienstes und der Aktivierung des Dienstes.
  • "Entity Authentication and Key Distributions" Advances in Cryptology, Santa Barbara, 22. bis 26. August 1993, Nr. conf. 13, S. 239 bis 249 von Mihir Bellare und Phillip Rogaway beschreibt ein Verfahren, durch das ein Händler in einem verteilten System Sicherheit über die Identität eines Kommunikationspartners erlangt.
  • Das zweite Konzept wird gegenwärtig durch das Group Special Mobile (GSM) Paneuropäische zellulare Kommunikationssystem (auch als Globalsystem für mobile Kommunikation bezeichnet) verwendet. Diese Lösung erfordert, dass der Benutzer einer Teilnehmereinheit vor der Verwendung der Teilnehmereinheit eine Berechtigungskarte in einen Kartenleser einsetzt. Die Berechtigungskarte enthält die Kennnummer der Teilnehmereinheit und einen Sicherheitsschlüssel. Der Sicherheitsschlüssel ist ein digitales Wort, das die Teilnehmereinheit zusätzlich identifiziert, und wird typischerweise durch den Dienstanbieter verwendet, um die Privilegien des Systemzugriffs eines Teilnehmers zu bestätigen. Diese Technik beinhaltet dementsprechend den Aufwand, dass der Benutzer der Teilnehmereinheit immer eine Berechtigungskarte mitführen muss, wenn er beabsichtigt, die Teilnehmereinheit zu verwenden. Außerdem erfordert diese Lösung, dass eine zusätzliche Kartenleser- Hardware in Verbindung mit der Teilnehmereinheit gekauft werden muss, wodurch die Anschaffungskosten der Teilnehmereinheit steigen.
  • Es existiert deshalb der Bedarf an einem Verfahren zur sicheren Mitteilungsübermittlung in einem Kommunikationssystem, das zur sicheren Verwendung der Kennnummer einer Teilnehmereinheit und des sicheren Schlüssels dient, ohne einen zusätzlichen Aufwand des Benutzers der Teilnehmereinheit zu bewirken, ohne unzulässige Verzögerungen bei der Dienstaktivierung zu verursachen und ohne dass eine zusätzliche Hardware erforderlich ist, die Teilnehmereinheit begleitet.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst dementsprechend ein Verfahren zur Mitteilungsübermittlung gemäß dem beigefügten Anspruch 1.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 veranschaulicht ein Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 2 veranschaulicht ein logisches Ablaufdiagramm von Schritten, die ausgeführt werden, um eine sichere Mitteilungsübermittlung von einer Teilnehmereinheit an ein Infrastruktur-Kommunikationszentrum zu gewährleisten.
  • Fig. 3 veranschaulicht ein logisches Ablaufdiagramm von Schritten, die ausgeführt werden, um in einer Teilnehmereinheit gemäß einem Referenzbeispiel einen Sicherheitsschlüssel zu erzeugen.
  • Fig. 4 veranschaulicht ein logisches Ablaufdiagramm von Schritten, die ausgeführt werden, um eine sichere Mitteilungsübermittlung von einem Infrastruktur-Kommunikationszentrum an eine Teilnehmereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung zu gewährleisten.
    • Beschreibung einer bevorzugten Ausführung
  • Die vorliegende Erfindung schafft allgemein ein Verfahren der Mitteilungsübermittlung zwischen einer Teilnehmereinheit und einem Infrastruktur-Kommunikationszentrum in einem Kommunikationssystem. Ein Mitteilungsübermittlungsschlüssel, der einer Referenznummer der Teilnehmereinheit zugehörig ist, wird an die Teilnehmereinheit und an das Infrastruktur-Kommunikationszentrum bereitgestellt. Ein Berechtigungsschlüssel (z. B. ein Systemberechtigungscode) für die Teilnehmereinheit wird dann vom Infrastruktur-Kommunikationszentrum erzeugt. Der Berechtigungsschlüssel wird mit dem Mitteilungsübermittlungsschlüssel verschlüsselt und zwischen der Teilnehmereinheit und dem Infrastruktur-Kommunikationszentrum übertragen. Durch das derartige Übertragen des Berechtigungsschlüssels der Teilnehmereinheit vermeidet die vorliegende Erfindung den Berechtigungsaufwand, den Benutzer der Teilnehmereinheit in vorhandenen Kommunikationssystemen betreiben müssen, wobei der unberechtigte Zugriff auf solche Systeme minimiert wird.
  • Die vorliegende Erfindung kann bei Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 vollständiger beschrieben werden. Fig. 1 veranschaulicht ein Kommunikationssystem 100, das gemäß der vorliegenden Erfindung ein Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 und eine Teilnehmereinheit 105 enthält. In einer bevorzugten Ausführung ist das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 mit einer Basisstation 103 verbunden (z. B. über ein Kabel oder eine Hochfrequenzverbindung); die Basisstation 103 könnte jedoch alternativ im Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 realisiert sein. Das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 enthält ein wohlbekanntes Heimatstandortregister (HLR) oder eine andere vergleichbare Datenbank in Verbindung mit einer Vermittlungseinrichtung (HLR/Vermittlungseinrichtung 107) und einen Anwendungsprozessor 109. Die Teilnehmereinheit 105 enthält u. a. eine Speichervorrichtung 111. Die Kommunikation zwischen der Teilnehmereinheit 105 und dem Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 erfolgt vorzugsweise unter Verwendung eines Hochfrequenz- (RF) Kanals oder einer Hochfrequenzverbindung 113.
  • Die Teilnehmereinheit 105 enthält vorzugsweise ein Funktelefon, ein tragbares Funkgerät, ein mobiles Funkgerät oder jede weitere Zweiwege-Kommunikationsvorrichtung. Die Teilnehmereinheit 105 könnte jedoch alternativ eine Einweg-Kommunikationsvorrichtung sein, wie etwa ein Funkrufempfänger. Die Speichervorrichtung 111 enthält vorzugsweise eine beschreibbare Speichervorrichtung, wie etwa ein Schreib-Lese-Speicher (RAM), ein programmierbarer Nur-Lese-Speicher (PROM) oder ein elektrisch löschbarer PROM.
  • Das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 enthält vorzugsweise die Vermittlungs- und Steuerungsausrüstung, die erforderlich ist, um ein zellulares RF-Telefon-Kommunikationssystem 100 oder ein gebündeltes Kommunikationssystem zu unterstützen, wie etwa ein Personal-Kommunikationssystem (PCS) oder eine drahtlose Amtsleitung (WILL). Der Vermittlungsabschnitt der HLR/Vermittlungseinrichtung 107 könnte eine kommerziell verfügbare Vermittlungseinrichtung Motorola EMX 2500 enthalten. Der Anwendungsprozessor 109 enthält vorzugsweise einen Mikroprozessor, z. B. einen aus der Familie der Motorola MC68000-Mikroprozessoren.
  • Der Betrieb des Kommunikationssystems 100 gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung kann bei Bezugnahme auf Fig. 2 vollständiger beschrieben werden. Fig. 2 veranschaulicht ein logisches Ablaufdiagramm 200 von Schritten, die ausgeführt werden, um eine sichere Mitteilungsübermittlung von der Teilnehmereinheit 105 an das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 zu gewährleisten. Der logische Ablauf beginnt (201) an bestimmten Zeitpunkten, wenn die Teilnehmereinheit 105 wünscht, im Kommunikationssystem 100 registriert zu werden (z. B. beim Auslösen eines Dienstes), wobei dann ein Mitteilungsübermittlungsschlüssel, der mit der Referenznummer der Teilnehmereinheit (z. B. der Seriennummer) verbunden ist, entweder durch das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101, die Teilnehmereinheit 105 oder eine Vorrichtung, die zum Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 und zur Teilnehmereinheit 105 extern vorhanden ist, erzeugt wird. In einer bevorzugten Ausführung enthält der Mitteilungsübermittlungsschlüssel einen extern erzeugten Sicherheitsschlüssel, wie etwa einen 64 Bit-Verschlüsselungsschlüssel. In einer alternativen Ausführung könnte der Verschlüsselungsschlüssel anschließend verwendet werden, um eine 512 Bit-Verschlüsselungsmaske zu erzeugen, die dann den Verschlüsselungsschlüssel enthält. In einer weiteren Ausführung könnte der Verschlüsselungsschlüssel durch das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 auf der Grundlage eines Berechtigungsschlüssels (der später beschrieben wird) erzeugt werden, der der Referenznummer der Teilnehmereinheit entspricht. In einer weiteren Ausführung könnte der Mitteilungsübermittlungsschlüssel durch die Teilnehmereinheit 105 erzeugt werden. Die Erzeugung des Sicherheitsschlüssels in der Teilnehmereinheit 105 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 genau beschrieben.
  • Wenn der Mitteilungsübermittlungsschlüssel erzeugt wurde, werden der Mitteilungsübermittlungsschlüssel und die zugehörige Referenznummer der Teilnehmereinheit in Abhängigkeit davon, wo der Mitteilungsübermittlungsschlüssel erzeugt wurde, an die Teilnehmereinheit 105 und/oder das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 bereitgestellt (203). Wenn das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 den Mitteilungsübermittlungsschlüssel erzeugt hat, kann der Mitteilungsübermittlungsschlüssel unter Verwendung der RF-Verbindung 113, eines Kabels oder eines anderen Typs der elektrischen Medien an die Teilnehmereinheit 105 übertragen werden. Wenn die Teilnehmereinheit 105 den Mitteilungsübermittlungsschlüssel erzeugt hat, kann der Mitteilungsübermittlungsschlüssel in ähnlicher Weise unter Verwendung der RF-Verbindung 113 an das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 übertragen werden. Wenn der Mitteilungsübermittlungsschlüssel zur Teilnehmereinheit 105 und zum Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 extern erzeugt wird, könnte der Mitteilungsübermittlungsschlüssel zu beiden Einheiten unter Verwendung eines elektronischen Busses, einer Drahtleitung oder eines anderen Typs der elektrischen Medien heruntergeladen werden. Die Referenznummer der Teilnehmereinheit wird dann in der HLR/Vermittlungseinrichtung 107 des Infrastruktur-Kommunikationszentrums 101 und in der Teilnehmereinheit 105 gespeichert.
  • Aspekte der vorliegenden Erfindung werden später unter Bezugnahme auf das nachfolgende Referenzbeispiel beschrieben, bei dem ein Berechtigungsschlüssel in der Teilnehmereinheit erzeugt wird, obwohl der spezielle Schritt der Erzeugung eines Berechtigungsschlüssels selbst kein Teil der Erfindung ist, wie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht wird.
  • Im Referenzbeispiel erzeugt die Teilnehmereinheit 105, nachdem sie den Mitteilungsübermittlungsschlüssel und die zugehörige Referenznummer der Teilnehmereinheit erhalten hat, einen Berechtigungsschlüssel (300). Der Berechtigungsschlüssel ist vorzugsweise ein Bitstrom, der verwendet wird, um den berechtigten Zugriff auf das Kommunikationssystem 100 zu bestätigen. Der Berechtigungsschlüssel umfasst ein 128 Bit- Digitalwort (32 hex Zeichen). Der Berechtigungsschlüssel wird vorzugsweise in der Weise erzeugt, die nachfolgend mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben ist. Beim Erzeugen des Berechtigungsschlüssels verschlüsselt die Teilnehmereinheit 105 den Berechtigungsschlüssel mit dem Mitteilungsübermittlungsschlüssel (207). Die Verschlüsselung wird vorzugsweise unter Verwendung wohlbekannter Verschlüsselungstechniken ausgeführt. Der verschlüsselte Berechtigungsschlüssel und die Referenznummer der Teilnehmereinheit werden anschließend von der Teilnehmereinheit 105 an das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 übertragen oder in einer anderen Weise kommuniziert (209).
  • Die Übertragung erfolgt über die RF-Verbindung 113, es könnten jedoch alternativ eine Vielzahl weiterer elektrischer Medien, wie etwa ein Kabel, eine Infrarot-Verbindung, eine Faseroptik-Verbindung oder eine Satellitenverbindung verwendet werden.
  • Beim Empfang des verschlüsselten Berechtigungsschlüssels von der Teilnehmereinheit 105 entschlüsselt das Infrastruktur- Kommunikationszentrum 101 den verschlüsselten Berechtigungsschlüssel und speichert den Berechtigungsschlüssel in der HLR/Vermittlungseinrichtung 107, sodass der Berechtigungsschlüssel der zuvor gespeicherten Referenznummer der Teilnehmereinheit entspricht. Der Berechtigungsschlüssel und die Referenznummer der Teilnehmereinheit werden durch das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 periodisch verwendet, um den berechtigten Zugriff auf das Kommunikationssystem 100 zu überprüfen.
  • In der Fortsetzung im Ablaufdiagramm 200 nach unten erzeugt das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 eine Kennung (z. B. eine mobile Kennnummer) für die Teilnehmereinheit 105 (211) und überträgt oder kommuniziert in einer anderen Weise, beispielsweise unter Verwendung der RF-Verbindung 113, die Kennung an die Teilnehmereinheit 105 (213). In einem alternativen Beispiel könnte das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 die Kennung aus einer zuvor aufgestellten Liste von Kennungen zuweisen. Das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 speichert die Kennung und die Referenznummer der Teilnehmereinheit in einem Speicherabschnitt des Anwendungsprozessors 109. Nach Beendigung der Übertragung der Kennung endet der logische Ablauf (215).
  • Fig. 3 veranschaulicht ein logisches Ablaufdiagramm von Schritten, die ausgeführt werden, um einen Sicherheitsschlüssel zu erzeugen (300). Wie oben erläutert wurde, enthält der sogenannte Sicherheitsschlüssel den Berechtigungsschlüssel, obwohl die nachfolgende Methodologie in gleicher Weise für die Erzeugung des Mitteilungsübermittlungsschlüssels anwendbar ist. Um die Prozedur in der Teilnehmereinheit 105 auszulösen (301), erzeugt die Teilnehmereinheit 105 einen ersten Abschnitt des Sicherheitsschlüssels als eine Funktion eines Zufallsprozesses. In einem bevorzugten Beispiel enthält der erste Abschnitt 112 Bits (28 hex Zeichen), die unter Verwendung eines Zufallszahlgenerators erzeugt werden.
  • Nach der Erzeugung des ersten Abschnitts erzeugt die Teilnehmereinheit 105 einen zweiten Abschnitt des Sicherheitsschlüssels auf der Grundlage des ersten Abschnitts (303). Der zweite Abschnitt enthält vorzugsweise 16 Bits (vier hex Zeichen), die berechnet werden, indem auf den ersten Abschnitt ein rekursiver Polynom-Code angewendet wird. Die Berechnung des zweiten Abschnitts beginnt, indem ein erstes Paar der 28 hex Zeichen im ersten Abschnitt gemeinsam mit einer Codezahl (z. B. von einer Verweistabelle) in eine Polynom-Formel (z. B. eine kubische Formel) eingegeben werden. Das Ergebnis der anfänglichen Berechnung wird dann zusammen mit einem zweiten Paar der 28 hexadezimalen Zeichen im ersten Abschnitt und einer neuen Codezahl als rekursive Eingabe in die Polynom-Formel verwendet. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis alle 14 Paare der hexadezimalen Zeichen im ersten Abschnitt als Eingaben in die Polynom-Formel verwendet wurden. Das endgültige Berechnungsergebnis bildet den zweiten Abschnitt. Der zweite Abschnitt wird vorzugsweise durch das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 als eine Prüfsumme verwendet, um den Sicherheitsschlüssel der Teilnehmereinheit beim Empfang einer Übertragung von der Teilnehmereinheit 105 auf Gültigkeit zu überprüfen. In einem bevorzugten Beispiel wird der zweite Abschnitt an den ersten Abschnitt angehängt (305), um den vollständigen Sicherheitsschlüssel zu bilden. Es ist jedoch selbstverständlich, dass der zweite Abschnitt in Abhängigkeit vom gewünschten Aufbau des Sicherheitsschlüssel an verschiedenen Punkten des ersten Abschnitts angekoppelt werden kann (305). Wenn der Sicherheitsschlüssel erzeugt wurde, speichert die Teilnehmereinheit den Sicherheitsschlüssel in ihrem Speicher 111 (307) und der logische Ablauf endet (309).
  • Wie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 3 beschrieben wurde, schafft das Referenzbeispiel ein Verfahren zum Erzeugen eines Sicherheitsschlüssels (z. B. einen Berechtigungsschlüssel) in einer Teilnehmereinheit, zum Verschlüsseln des Sicherheitsschlüssels und zum nachfolgenden Übertragen des verschlüsselten Sicherheitsschlüssels an das Infrastruktur-Kommunikationszentrum. Diese Lösung ermöglicht, dass das Infrastruktur-Kommunikationszentrum den zufällig erzeugten Berechtigungsschlüssel der Teilnehmereinheit automatisch erhält, wenn der Dienst der Teilnehmereinheit aktiviert wird, ohne dass während der Vorgänge der Schlüsselerzeugung oder - übertragung ein menschlicher Eingriff erforderlich ist.
  • Somit beseitigen die Aspekte des Referenzbeispiels im Gegensatz zu den Verfahren des Standes der Technik zum Erzeugen von Berechtigungsschlüsseln den Aufwand, der einem Benutzer der Teilnehmereinheit obliegt, vor der Verwendung eine Zugriffskarte einzusetzen oder vor der Aktivierung des Dienstes im Kommunikationssystem einen langen Zugriffscode einzugeben. Da im Fall des Referenzbeispiels die Schlüsselerzeugung in der Teilnehmereinheit erfolgt, können außerdem Operatoren im Infrastruktur-Kommunikationszentrum, die keine geeignete Berechtigung für den Zugriff auf die HLR/Vermittlungseinrichtung haben, keinen Sicherheitsschlüssel erhalten. Somit ist die Möglichkeit zum Klonen von Teilnehmereinheiten durch Personen, die dem Infrastruktur- Kommunikationszentrum zugehörig sind, reduziert.
  • Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung ein bequemes Mittel zum periodischen Ändern eines Berechtigungsschlüssels der Teilnehmereinheit, damit die Möglichkeit des Klonens weiter reduziert wird.
  • Fig. 4 veranschaulicht ein logisches Ablaufdiagramm 400 von Schritten, die ausgeführt werden, um gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine sichere Mitteilungsübermittlung vom Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 an die Teilnehmereinheit 105 zu schaffen. Ähnlich zur Erläuterung in Bezug auf Fig. 2 beginnt der logische Ablauf (401), wenn ein Mitteilungsübermittlungsschlüssel, der mit einer Referenznummer der Teilnehmereinheit (z. B. die Seriennummer) verbunden ist, entweder durch das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 105, die Teilnehmereinheit 105 oder eine Vorrichtung, die zum Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 und zur Teilnehmereinheit 105 extern ist, erzeugt wird (402). Wenn der Mitteilungsübermittlungsschlüssel erzeugt wurde, werden der Mitteilungsübermittlungsschlüssel und die zugehörige Referenznummer der Teilnehmereinheit an die Teilnehmereinheit 105 und an das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 bereitgestellt (403), wie oben beschrieben wurde.
  • Nach dem Erhalt des Mitteilungsübermittlungsschlüssels und der zugehörigen Referenznummer der Teilnehmereinheit bestimmt das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 (405), ob die Teilnehmereinheit 105 einen Berechtigungsschlüssel benötigt. Die Teilnehmereinheit 105 benötigt einen Berechtigungsschlüssel, wenn sie einen Dienst im Kommunikationssystem 100 auslöst oder bestätigt. Das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 könnte außerdem bestimmen, dass die Teilnehmereinheit 105 einen neuen Berechtigungsschlüssel anfordert, nachdem der vorherige Schlüssel während einer vorgegebenen Zeitperiode verwendet wurde (z. B. einen Monat). Wenn das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 bestimmt, dass die Teilnehmereinheit 101 einen Berechtigungsschlüssel benötigt, erzeugt das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 einen Berechtigungsschlüssel für die Teilnehmereinheit 105 (407). Das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 könnte den Berechtigungsschlüssel aus einer Liste von Berechtigungsschlüsseln, die sich in einer Datenbank befindet, an die Teilnehmereinheit 105 zuweisen. In einer weiteren Ausführung könnte das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 den Berechtigungsschlüssel in einer Weise erzeugen (300), die der oben im Referenzbeispiel für die Teilnehmereinheit 105 beschriebenen ähnlich ist. In einer bevorzugten Ausführung speichert das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 den Berechtigungsschlüssel in der HLR/Vermittlungseinrichtung 107.
  • In der Fortsetzung des logischen Ablaufdiagramms 400 nach unten bestimmt das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 (409), ob die Teilnehmereinheit eine Kennung benötigt. In einer bevorzugten Ausführung benötigt die Teilnehmereinheit lediglich dann eine Kennung, wenn der Dienst im Kommunikationssystem 100 aktiviert wird. In einer alternativen Ausführung könnte jedoch eine Aktualisierung der Kennung der Teilnehmereinheit gefordert werden, um weiterhin einen unberechtigten Zugriff auf das Kommunikationssystem 100 zu verhindern. Wenn die Teilnehmereinheit 105 eine Kennung benötigt, erzeugt das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 die Kennung für die Teilnehmereinheit 105 (411). In einer Weise, die der Erzeugung des Berechtigungsschlüssels analog ist (407), könnte das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 die Kennung in Abhängigkeit von der Konfiguration des Infrastruktur-Kommunikationszentrums 101 zuweisen oder erzeugen. In einer bevorzugten Ausführung speichert das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 die Kennung in der HLR/Vermittlungseinrichtung 107 und im Anwendungsprozessor 109, sodass die Kennung dem Berechtigungsschlüssel in der HLR/Vermittlungseinrichtung 107 und der Seriennummer der Teilnehmereinheit im Anwendungsprozessor 109 entspricht.
  • Nachdem die Kennung erzeugt wurde oder dann, wenn die Teilnehmereinheit 105 keine Kennung benötigt, verschlüsselt das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 den Berechtigungsschlüssel und die Kennung mit dem Mitteilungsübermittlungsschlüssel (413). Die Verschlüsselung erfolgt in einer Weise, die der ähnlich ist, die oben mit Bezug auf Fig. 2 erläutert wurde. Das Infrastruktur-Kommunikationszentrum 101 überträgt dann, oder kommuniziert in einer anderen Weise, den verschlüsselten Berechtigungsschlüssel und die verschlüsselte Kennung zur Teilnehmereinheit 105 (415), die durch die Referenznummer der Teilnehmereinheit identifiziert wird, und der logische Ablauf endet (417).
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur sicheren Mitteilungsübermittlung zwischen einer Teilnehmereinheit und einem Infrastruktur-Kommunikationszentrum in einem Kommunikationssystem. Durch diese Erfindung kann die Möglichkeit des Dienstbetrugs bedeutend reduziert werden, da während der Erzeugung des Berechtigungsschlüssels oder während der Übertragung des Schlüssels zwischen der Teilnehmereinheit und dem Infrastruktur-Kommunikationszentrum kein menschlicher Eingriff erforderlich ist. Außerdem beseitigt das Fehlen des menschlichen Eingriffs den Berechtigungsaufwand, den die Sicherheitstechniken des Standes der Technik den Benutzern der Teilnehmereinheit auferlegen. Ferner beseitigt die vorliegende Erfindung die Notwendigkeit für zusätzliche Hardware zur Gewährleistung der Sicherheit der Teilnehmereinheit, da in der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zu begleitenden Mitteln der Teilnehmereinheit wie im GSM-System des Standes der Technik die Mittel zum Schaffen der Sicherheit direkt in der Teilnehmereinheit enthalten sind.

Claims (10)

1. Verfahren zur Mitteilungsübermittlung in einem Kommunikationssystem mit einer Teilnehmereinheit (105) und einem Infrastruktur-Kommunikationszentrum (101), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
a) Bereitstellen (403) eines Mitteilungsübermittlungsschlüssels, der einer Referenznummer der Teilnehmereinheit zugehörig ist, an die Teilnehmereinheit und an das Infrastruktur-Kommunikationszentrum;
b) Erzeugen (407) eines Berechtigungsschlüssels für die Teilnehmereinheit im Infrastruktur-Kommunikationszentrum;
c) Verschlüsseln (413) des Berechtigungsschlüssels mit dem Mitteilungsübermittlungsschlüssel im Infrastruktur-Kommunikationszentrum, um einen verschlüsselten Berechtigungsschlüssel zu erzeugen; und
d) Übertragen (415) des verschlüsselten Berechtigungsschlüssels an die Teilnehmereinheit, die durch die Referenznummer der Teilnehmereinheit identifiziert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt b) ferner den Schritt des Erzeugens (411) einer Kennung für die Teilnehmereinheit (105) im Infrastruktur-Kommunikationszentrum (101) umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt c) ferner den Schritt des Verschlüsselns (413) der Kennung mit dem Mitteilungsübermittlungsschlüssel im Infrastruktur-Kommunikationszentrum (101) umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt d) ferner den Schritt des Übertragens (415) der verschlüsselten Kennung an die Teilnehmereinheit, die durch die Referenznummer der Teilnehmereinheit identifiziert ist, umfasst.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Mitteilungsübermittlungsschlüssel einen Verschlüsselungsschlüssel enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Mitteilungsübermittlungsschlüssel eine Verschlüsselungsmaske enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt a) den Schritt des Erzeugens des Mitteilungsübermittlungsschlüssels im Infrastruktur-Kommunikationszentrum auf der Grundlage eines Berechtigungsschlüssels vor der Bereitstellung des Mitteilungsübermittlungsschlüssels an die Teilnehmereinheit (105) umfasst.
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt a) ferner den folgenden Schritt umfasst:
a1) Erzeugen (402) des Mitteilungsübermittlungsschlüssels in der Teilnehmereinheit vor dem Schritt des Bereitstellens des Mitteilungsübermittlungsschlüssels an das Infrastruktur-Kommunikationszentrum.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt a1) die folgenden Schritte umfasst:
a1a) Erzeugen eines ersten Abschnitts des Mitteilungsübermittlungsschlüssels als eine Funktion eines Zufallsprozesses;
a1b) Erzeugen eines zweiten Abschnitts des Mitteilungsübermittlungsschlüssels basierend auf dem ersten Abschnitt; und
a1c) Verbinden des zweiten Abschnitts mit dem ersten Abschnitt, um den Mitteilungsübermittlungsschlüssel zu erzeugen.
10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt d) den Schritt des Übertragens des verschlüsselten Berechtigungsschlüssels an die Teilnehmereinheit unter Verwendung einer Hochfrequenzverbindung umfasst.
DE69525912T 1994-07-05 1995-07-05 Benachrichtigungsverfahren in einem kommunikationssystem Expired - Lifetime DE69525912T2 (de)

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