DE69830175T2 - Verfahren zur kontrolle von anwendungen gespeichert in einem teilnehmererkennungsmodul - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, wie es in der Präambel von Anspruch 1 definiert ist, zum Verifizieren der Rechte, welche sich auf das Steuern von Schlüsseln für Anwendungen bezieht, welche in einem Teilnehmeridentitäts- bzw. -erkennungsmodul gespeichert sind, und auf das Verwenden derartiger Anwendungen.
  • Mit der Entwicklung mobiler Kommunikationsnetzwerke, besonders von GSM-Netzwerken (GSM, Global System for Mobile Communications bzw. Globales System für Mobile Kommunikation), entstehen ebenso Dienste, welche über diese angeboten werden. Speziell bei Anwendungen, welche mobile Kommunikationsnetzwerke benutzen und einen hohen Grad an Datensicherheit erfordern, z.B. für Zahlungen aufgrund von Diensten, für das Bestellen, für Auftragsbestätigungen, Zahlungsanweisungen, Bankdienste, etc., treten Probleme bezüglich der sicheren anwendungsspezifischen Steuerung von Schlüsseln und dem In-Rechnung-Stellen von Lizenzgebühren für Operator-unabhängige Dienste auf. Das Problem wird durch die Tatsache verstärkt, dass Teilnehmererkennungsmodule, welche in GSM-Endgeräten benutzt werden, durch mehrere Unternehmen hergestellt werden und dass es viele Firmen gibt, welche Anwendungen anbieten, und es mehrere Operator gibt, welche Teilnehmererkennungsmodule an Kunden liefern. Hinzu kommt, dass die Anwendungen, welche für das Liefern von Diensten in dem GSM-Netzwerk benutzt werden, häufig von außenstehenden Software-Lieferanten oder dergleichen hergestellt werden, was bedeutet, dass die Lizenzen für die Anwendungen den Software-Lieferanten gehören.
  • Wenn eine Lizenzgebühr für das Benutzen einer Anwendung in Rechnung gestellt werden soll, ist es notwendig, sorgfältig das Gebrauchen der Anwendung zu verfolgen und die Grenzen zu definieren, innerhalb derer die Anwendung benutzt werden darf. Für diesen Zweck wurde bisher keine Lösung vorgestellt, wenigstens keine Lösung, welche es gestattet, die Teilnehmererkennungsmodule und die Passwörter, welche sich auf die Anwendungen beziehen, die in ihnen gespeichert sind, zentralisiert zu steuern.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile zu eliminieren.
  • Eine spezielle Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Vorgehensweise bereitzustellen bzw. zu schaffen, welche für das Steuern von Schlüsseln für Applikationen bzw. Anwendungen, welche sich eines Teilnehmererkennungsmoduls bedienen, und für das Steuern von Lizenzvereinbarungen verwendbar ist, welche das Verwenden derartiger Anwendungen betreffen und welche leicht in zentralisierter Form unabhängig von verschiedenen Lieferanten implementiert werden können.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren mit einer hochgradigen Datensicherheit zu schaffen, welches es gestattet, flexibel und zuverlässig die Interessen des Operators, des Modulherstellers, der Entwickler der Anwendungen und der Benutzer der Anwendungen sicher zu überwachen.
  • Bezüglich der charakteristischen Merkmale der Erfindung wird auf die Ansprüche Bezug genommen.
  • In Verbindung mit dem vorliegenden Verfahren zum Steuern von Anwendungen, welche in einem Teilnehmererkennungsmodul gespeichert sind, weist das Datenkommunikationssystem vorzugsweise auf: ein Datenkommunikationsnetzwerk und eine Endgerätevor- bzw. -einrichtung, welche mit dem Datenkommunikationsnetzwerk verbunden ist. Vorzugsweise ist das Datenkommunikationsnetzwerk ein GSM-Netzwerk, und die Endgeräteeinrichtung ist ein GSM-Telefon. Das GSM-Telefon ist vorzugsweise mit einem Teilnehmererkennungsmodul ausgestattet, welches eine Anwendung enthält, die in ihm gespeichert ist, welches das Datenkommunikationsnetzwerk nutzt und welches über die Endgeräteeinrichtung für Bank- oder andere Dienste, welche verfügbar sind, benutzt wird. Das Datenkommunikationssystem weist auch einen Anwendungssteuerserver 1 auf, welcher mit dem Datenkommunikationsnetzwerk verbunden ist. Der Anwendungssteuerserver ist vorzugsweise ein Rechner oder ein entsprechendes Äquivalent, welches mit einer Einrichtung zum Erstellen einer Verbindung mit dem Datenkommunikationsnetzwerk und mit Software zum Implementieren der geforderten Anwendungen ausgestattet ist. Die Software wird vorzugsweise durch Service Provider oder speziell durch Datenkommunikationslieferanten gemanagt bzw. gesteuert.
  • Entsprechend der Erfindung ist eine Schlüsselliste, welche einen oder mehrere teilnehmer- und anwendungsspezifische Schlüssel aufweist, in dem Teilnehmererkennungsmodul gespeichert. Die Schlüsselliste ist vorzugsweise mit dem Teilnehmererkennungsmodul verbunden oder an ihn angeschlossen, indem eine einzigartige Erkennungseinheit, welche dem Modul entspricht, benutzt wird. Eine entsprechende Liste wird auch in dem Anwendungssteuerserver gespeichert, und die Anwendung, welche in dem Teilnehmererkennungsmodul gespeichert ist, wird aktiviert und/oder durch Benutzen der Schlüsselliste geschlossen.
  • Dadurch ist in dem Verfahren der Erfindung auf einer Chipkarte (SIM-Karte) in der Mobilstation eine Liste von Schlüsseln gespeichert, welche die Schlüssel K(1), K(2), ..., K(n) und KA(1) und KA(2) aufweist, welche für das Aktivieren oder das Schließen unterschiedlicher Anwendungen auf der Karte benötigt werden. Die SIM-Karte oder das Teilnehmererkennungsmodul enthält vorzugsweise auch Module zum Aktivieren und Schließen der Anwendung. In Verbindung mit der Herstellung wurde die SIM-Karte mit einem Sicherheitsmodul in bekannter Weise initiali siert. Das Aktivier-/Schließmodul wird benutzt, um sicherzustellen, dass die Anwendung, wie z.B. eine elektronische Unterschrift durch Nutzen der Smart-Karte, durch das Schlüsselsteuersystem aktiviert/geschlossen wird, wenn dies notwendig ist. Dadurch ist in dem Verfahren der Erfindung eine anwendungsspezifische Schlüsselsteuerung implementiert, zusätzlich zu dem vorher bekannten SIM-Karten-Schlüsselsteuersystem.
  • Das anwendungsspezifische Schlüsselsteuersystem kennt die Schlüssel, welche bei einer Anwendung oder bei Anwendungen benötigt werden, und diese Schlüssel brauchen dem mobilen Kommunikationsschlüsselsteuersystem des Operators nicht bekannt zu sein. Das anwendungsspezifische Schlüsselsteuersystem der Erfindung kann von den Schlüsselsteuersystemen des Operators getrennt sein, wodurch es möglich ist, einen Dienst unabhängig vom Datenkommunikationsnetzwerk und vom Operator zu liefern. Das Schlüsselsteuersystem, welches für die Anwendungen verantwortlich ist, muss nicht die Schlüssel des Teleoperators kennen, welche für die Nutzeridentifikation in grundlegenden Mobilkommunikationsdiensten in einer an sich bekannten Weise benutzt werden. Die Schlüsselsteuerung für Anwendungen ist in einer geschützten Datenbank implementiert, von welcher aus anwendungsspezifische Dienste, welche die SIM-Karte nutzen und welche einen hohen Grad an Datensicherheit erfordern, aktiviert und geschlossen werden können.
  • Im Vergleich zum Stand der Technik besitzt die Erfindung den Vorteil, dass das Verfahren die lokale Identifikation bzw. Erkennung des Nutzers von Diensten gestattet, die einen hohen Grad an Datensicherheit für alle Dienst-Provider in den Netzwerken verschiedener Operatoren ebenso wie eine zentralisierte Implementierung der Schlüsselsteuerung erfordern.
  • Darüber hinaus gestattet das Verfahren der Erfindung das Steuern und Verrechnen von nutzerspezifischen Zahlungen und Lizenzen für verschiedene Anwendungen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Gültigkeit des Zugriffsrechtes des Nutzers auf die Anwendung, welche in dem Teilnehmererkennungsmodul gespeichert ist, periodisch verifiziert. Wenn sich herausstellt, dass das Zugriffsrecht abgelaufen ist, dann kann die Anwendung in dem Teilnehmererkennungsmodul geschlossen werden, indem ein geeigneter Schlüssel benutzt wird.
  • In Verbindung mit dem Aktivieren der Anwendung, welche in dem Teilnehmererkennungsmodul gespeichert ist, wird dem Teilnehmererkennungsmodul eine Nachricht gesandt, welche das Öffnen der Anwendung betrifft, wobei die Nachricht den Anwendungsschlüssel k(n) enthält, welcher in der Anwendung zu nutzen ist. In dem Anwendungssteuerserver wird der Anwendungsschlüssel der einzigartigen Identifiziereinrichtung hinzugefügt, entsprechend dem Teilnehmererkennungsmodul. Basierend auf der Schlüsselliste wird das Zugriffsrecht auf die Anwendung vorzugsweise in dem Anwendungssteuerserver verifiziert und, falls ein gültiges Zugriffsrecht existiert, werden die speziellen Daten, welche in der Anwendung benötigt werden, z.B. eine Dienstbeschreibung und applikationsspezifische Nutzer-Interface-Codes, gesandt.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden alle Nachrichten zwischen dem Anwendungssteuerserver und der Endgeräteeinrichtung ohne Rücksicht auf den Inhalt der Nachricht verschlüsselt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung durch das Hinzufügen von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1 ein bevorzugtes Datenkommunikationssystem darstellt, in welchem das Verfahren der Erfindung benutzt werden kann; und
  • 2 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung darstellt.
  • 1 gibt ein Beispiel eines Datenkommunikationssystems wieder, in welches das Verfahren der Erfindung implementiert werden kann. Das Datenkommunikationssystem, welches in 1 gezeigt wird, weist ein GSM-Telefonnetzwerk 4 auf. Mit dem GSM-Netzwerk ist eine Mobilstation MS verbunden, welche kompatibel mit dem Netzwerk ist und welche mit einem Teilnehmererkennungsmodul SIM ausgestattet ist. In Zusammenhang mit der Herstellung wurde das Teilnehmererkennungsmodul SIM initialisiert, wobei ein Sicherheitsmodul in einer an sich bekannten Weise benutzt wird; es wird auf die Patentspezifikation WO 90/11849 hingewiesen. Außerdem weist das Teilnehmererkennungsmodul ein Aktivier- und Schließ- bzw. Beendigungsmodul 2, 3 auf, welche für das Aktivieren und Beenden der Anwendung benutzt werden.
  • Der Anwendungssteuerserver des Service Providers ist mit dem GSM-Netzwerk und den Geräten des Service Providers z.B. über ein Telefonnetzwerk PSTN/ISDN verbunden. Die Verbindung zwischen dem Anwendungssteuerserver 1 und dem GSM-Telefon MS wird entsprechend der normalen GSM-Praxis entweder über eine Anruf- bzw. Telefon-, Daten- oder Kurzmitteilungsverbindung erstellt. Ferner sei festgestellt, dass das Telefonnetzwerk 4 jedes andere Datenkommunikationsnetzwerk sein kann, wie z.B. ein CDMA-Netzwerk, ein PCN-Netzwerk, ein UMTS-Netzwerk oder ein Äquivalent davon, und dass die Endgeräteeinrichtung entsprechend jede andere Endgeräteeinrichtung sein kann, welche mit dem Datenkommunikationsnetzwerk kompatibel ist, an welches ein Teil nehmererkennungsmodul oder eine entsprechende Vorrichtung angeschlossen werden kann.
  • 2 stellt ein Blockschaltbild dar, welches die unterschiedlichen Stufen des Steuerns einer Anwendung in dem Teilnehmererkennungsmodul zeigt, welche durch den Anwendungssteuerserver ausgeführt wird. Das hier benutzte Beispiel ist eine Bankanwendung, bei welcher eine Bank ihrem Kunden das Recht gibt, die Bankdienste zu benutzen, indem ein GSM-Telefon MS und eine Anwendung benutzt wird, welche in einem Teilnehmererkennungsmodul SIM gespeichert ist, welches an ihm angeschlossen ist.
  • Der Kunde ist in Besitz einer Identifizier- bzw. Erkennungseinrichtung (UID) entsprechend der SIM-Karte. Der Schlüssel k(n), welcher der Identifiziereinrichtung (UID) und der Anwendung (n) entspricht, ebenso wie die Schlüssel KA1 und KA2 wurden in einem anwendungsspezifischen Schlüsselsteuersystem in dem Anwendungssteuerserver 1 gespeichert. Der Kunde trifft eine Übereinkunft mit der Bank über das Benutzen eines auf einer Mobilstation basierenden Bankdienstes, worauf die Bank die UID entsprechend der SIM-Karte des Kunden an ein anwendungsspezifisches Kartensteuersystem sendet. Darauf sendet das anwenderspezifische Kartensteuersystem eine Eröffnungsnachricht an die SIM-Karte entsprechend der UID. Die Eröffnungsnachricht beinhaltet den Nutzerschlüssel k(n) des Kunden, welcher für den Bankdienst benötigt wird und welcher später zu benutzen ist, um die Anwendung, welche auf der Karte gespeichert ist, zu aktivieren, und eine mögliche Registriernachricht. Indem der Schlüssel k(n) benutzt wird, welcher durch das Kartensteuersystem gesandt wird, kann der Kunde die Mobilstation auf den Bankmodus einstellen und eine Bestätigung der Registriernachricht an das Kartensteuersystem senden. Der Schlüssel k(n) kann ebenso in einer verschlüsselten Form gesandt werden, welche durch ein Entschlüsselungsprogramm auf der SIM-Karte ent schlüsselt wird. Der Kunde bzw. die Kundin besitzt nun einen lizenzierten Schlüssel, welcher ihm/ihr das Recht gibt, den betroffenen Bankdienst zu benutzen. Der Schlüssel ist nutzlos für Außenseiter, da er kartenspezifisch ist, und er wird nur eine Anwendung aktivieren, welche auf der speziellen Karte gespeichert ist.
  • In Verbindung mit dem Aktivieren der Karte können dem Kunden die Lizenzgebühren verrechnet werden, wenn der Kunde die Registrierung bestätigt bzw. anerkennt. Das anwendungsspezifische Kartensteuersystem sendet an die Bank die notwendigen Kennungen, wobei die Kennung KA(1) beinhaltet ist, welche für das Aktivieren eines Bankdienstes notwendig ist. In der Bank ist die kunden- und anwendungsspezifische Kennung, welche durch das Kartensteuersystem gesendet wird, mit dem jeweiligen Bankdienst verbunden. Indem der anwendungsspezifische Aktiviercode K(1) benutzt wird, kann die Bank die Dienstmenüs und Formblätter bzw. Masken laden, welche für den Bankdienst benötigt werden, ebenso wie die Kennungen, welche für das Benutzen des Dienstes auf der Karte des Kunden benötigt werden, worauf der Bankdienst für den Kunden zur Verfügung steht. Die bankspezifischen Dienstmenüs und Servicemasken werden an die Mobilstation über das "dynamische Menülade-"Verfahren oder an die SIM-Karte über das OTA-(Over-The-Air- bzw. Funk-) Verfahren in einer an sich bekannten Weise übertragen. Wenn der Code KA(1) korrekt ist, wird das Aktivier-/Schließmodul auf der Karte das Laden akzeptieren, und die Karte wird für den Bankdienst aktiviert.
  • Abschließend wird der oben beschriebene Vorgang detaillierter mit Bezug auf das Blockschaltbild in 2 beschrieben. Der Kunde trifft mit einer Bank eine Übereinkunft über das Benutzen einer mobilen Station MS und über deren Verbinden mit einem Bankdienst, Block 21. Zu gleichen Zeit wird die einzigartige Kennung (UID) des Teilnehmererkennungsmoduls des Kunden mit dem Dienst verbunden, wie oben beschrieben. Bei Zustimmung akzeptiert der Kunde die Lizenzbedingungen, welche für das Benutzen der Anwendung erforderlich sind. Über den Anwendungssteuerserver 1 sendet die Bank die einzigartige Kennung (UID) des Teilnehmererkennungsmoduls zum Aktivieren der Anwendung in dem Teilnehmererkennungsmodul an das anwendungsspezifische Teilnehmererkennungsmodul-Steuersystem, Block 22. Das Teilnehmererkennungsmodul-Steuersystem initialisiert das Teilnehmererkennungsmodul SIM durch Senden einer Registrierbestätigung an die Mobilstation des Kunden, Block 23. Zur gleichen Zeit empfängt der Kunde einen Schlüssel k(n), welchen der Kunde nutzen kann, um seine/ihre Mobilstation und das damit verbundene Teilnehmererkennungsmodul an den Bankmodus anzuschließen und nachfolgend den Dienst zu öffnen.
  • Im Block 24 tritt der Kunde über den Schlüssel k(n) in die Mobilstation ein und akzeptiert die Registrierung durch das Anerkennen der Registriernachricht, welche durch das Teilnehmererkennungsmodul-Steuersystem gesandt wird. Danach sendet das Teilnehmererkennungsmodul-Steuersystem die Schlüssel, welche für das Benutzen der Anwendung benötigt werden, an die Bank, so dass die applikationsspezifischen Menüs und die Kundenkennungen in die Mobilstation und das Teilnehmererkennungsmodul des Kunden geladen werden können, Block 25. Die Mobilstation des Kunden ist nun geöffnet und aktiviert und ist bereit für das Benutzen des Bankdienstes, Block 26. Wenn der Kunde das System missbraucht oder in anderer Weise scheitert, die Zustimmungsvereinbarungen zu bedienen, kann das Teilnehmererkennungsmodul-Steuersystem die Anwendung in dem Teilnehmererkennungsmodul schließen. Die Anwendung wird durch Benutzen einer Schließnachricht, welche einen Beendigungsschlüssel enthält, geschlossen.
  • Wenn es dem Kunden nicht gelingt, die Zahlungen zu leisten, welche nachfolgend für das Gebrauchen der Anwendung in Rech nung gestellt werden, z.B. die jährliche Lizenzgebühr, welche für den Dienst zu zahlen ist, kann das Nutzen der Anwendung vehindert werden, indem dem Teilnehmererkennungsmodul SIM eine Schließnachricht von dem Schlüsselsteuersystem gesandt wird. Die verschlüsselte Schließnachricht beinhaltet einen Beendigungsschlüssel, mit welchem die Anwendung in dem Teilnehmererkennungsmodul erkennen wird, dass der Sender der Nachricht das Recht besitzt, die Anwendung, welche auf der Karte gespeichert ist, zu schließen. In ähnlicher Weise, falls die Mobilstation zusammen mit dem Teilnehmererkennungsmodul verloren wird, kann die Karte oder die Anwendung geschlossen werden. Die Anwendung kann von einem anwendungsspezifischen Schlüsselsteuersystem wieder in einer ähnlichen Weise geöffnet und aktiviert werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die Beispiele der oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern es sind viele Variationen innerhalb des Umfangs der erfinderischen Idee möglich, welche durch die Ansprüche definiert sind.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Kontrolle von Anwendungen, welche in einem Teilnehmeridentitäts- bzw. -erkennungsmodul in einem Datenkommunikationssystem gespeichert sind, welches aufweist: ein Datenkommunikationsnetzwerk (4), eine Endgerätevorrichtung (MS), welche mit dem Datenkommunikationsnetzwerk verbunden ist, ein Teilnehmererkennungsmodul (SIM), welches mit der Endgerätevorrichtung verbunden ist und welches eine gespeicherte Anwendung enthält, welche das Datenkommunikationsnetzwerk benutzt und welche mit Hilfe der Endgerätevorrichtung benutzt wird, und einen Anwendungssteuerserver (1), welcher mit dem Datenkommunikationsnetzwerk verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schlüsselliste, welche einen oder mehrere teilnehmerspezifische und anwendungsspezifische Schlüssel enthält, in dem Teilnehmererkennungsmodul (SIM) gespeichert wird; eine Schlüsselliste, welche der Schlüsselliste entspricht, welche in dem Teilnehmererkennungsmodul gespeichert ist, in dem Anwendungssteuerserver gespeichert wird; und die Anwendung, welche in dem Teilnehmererkennungsmodul gespeichert ist, aktiviert wird und/oder geschlossen wird, wobei die Schlüsselliste benutzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul (2, 3) zum Aktivieren und/oder zum Schließen der Anwendung in dem Teilnehmererkennungsmodul (SIM) gespeichert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überprüfung periodisch ausgeführt wird, um zu bestimmen, ob ein gültiges Zugriffsrecht auf die Anwendung, welche in dem Teilnehmererkennungsmodul gespeichert ist, vorhanden ist.
  4. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Anwendungssteuerserver die Schlüsselliste mit dem Teilnehmererkennungsmodul verbunden ist, indem eine einzigartige Kennung, die diesem entspricht, benutzt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des Anwendungssteuerservers (1) eine Nachricht, welche das Öffnen der Anwendung betrifft und welche einen Anwendungsschlüssel k(n) enthält, welcher in der Anwendung zu nutzen ist, an den Teilnehmererkennungsmodul gesendet wird; und der Anwendungsschlüssel an die einzigartige Kennung entsprechend dem Teilnehmererkennungsmodul angefügt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass über den Anwendungssteuerserver (1) das Zugriffsrecht auf die Anwendung aufgrund der Schlüsselliste verifiziert wird; und spezielle Daten, welche in der Anwendung benötigt werden, gesendet werden, wenn ein gültiges Zugriffsrecht vorhanden ist.
  7. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachrichten zwischen dem Anwendungssteuerserver (1) und der Endgerätevorrichtung (MS) verschlüsselt werden.
  8. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Telekommunikationsverbindung zwischen der Endgerätevorrichtung (MS) und dem Teilnehmererkennungsmodul (SIM), welcher mit ihr auf der einen Seite und mit dem Anwendungssteuerserver (1) auf der anderen Seite über ein Telefonnetzwerk, wie z.B. ein mobiles Kommunikationsnetzwerk, verbunden ist, erstellt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenkommunikationsnetzwerk (4) ein GSM-Netzwerk ist und die Endgerätevorrichtung (MS) ein GSM-Telefon ist.
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