ES2223634T3 - Procedimiento para la autentificacion de una red de comunicacion por radio ante una estacion movil, asi como una red de comunicacion por radio y una estacion movil. - Google Patents
Procedimiento para la autentificacion de una red de comunicacion por radio ante una estacion movil, asi como una red de comunicacion por radio y una estacion movil.Info
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Abstract
Procedimiento para autentificación de una red de comunicación por radio ante una estación móvil (MT) con un módulo de identidad (USIM), en el que en la red - se generan pilas (BA) de vectores de autentificación (AVn), que contienen cada uno un token de autentificación (AUTNn) con un número secuencial (SQNn), - para cada nueva autentificación de la correspondiente pila (BA) se selecciona un vector de autentificación no utilizado (AVi), cuyo token de autentificación (AUTNi) y número secuencial (SQNi) se emiten a la estación móvil (MT), y en el que en la estación móvil - el módulo de identidad (USIM) decide si se acepta o se rechaza el número secuencial recibido (SQNi) para la autentificación, c a r a c t e r i z a d o p o r q u e la red de comunicación por radio informa al módulo de identidad (USIM) sobre los token de autentificación (AUTNn), con el correspondiente número secuencial (SQNn), que se encuentran en la misma pila (BA), y el módulo de identidad (USIM) registra al menos un número secuencial (SQNx, SQN) por cada pila (BA) y se utiliza para decidir sobre la aceptación o el rechazo del número secuencial recibido (SQNi).
Description
Procedimiento para la autentificación de una red
de comunicación por radio ante una estación móvil, así como una red
de comunicación por radio y una estación móvil.
La invención se refiere a un procedimiento para
la autentificación de una red de comunicación por radio frente a una
estación móvil según el concepto general de la reivindicación 1, así
como la correspondiente red de comunicación por radio según el
concepto general de la reivindicación 7 y una estación móvil
correspondiente según el concepto general de la reivindicación
8.
En general es sabido que las estaciones móviles
de abonados móviles de una red de comunicación por radio presentan
al menos un módulo de identidad (user services identity module en
redes UMTS o subscriber identity module en redes GSM). También es
sabido aplicar varios tipos de funciones de seguridad en redes de
comunicación por radio. Así, en el documento EP-0
822 727 A2 se describe un procedimiento y un sistema para la
autentificación de abonado y/o la codificación de informaciones, en
el que los usuarios móviles de una red por radio móvil digital
celular según la norma GSM se identifican con el módulo de identidad
-tarjeta SIM- ante la red correspondiente. Los parámetros de
seguridad y los algoritmos de seguridad sirven en este caso para la
autentificación de abonados entre la estación móvil y la red de
radio móvil.
Además, también es posible una función de
seguridad en forma de una autentificación de red, es decir, la red
de comunicación por radio se autentifica ante la estación móvil para
detectar, y excluir en lo posible, el abuso y la corrupción, por
ejemplo por el "clonado" de dispositivos de red tales como
estaciones base, etc., para la escucha no autorizada de enlaces de
comunicación. Además, en el documento 3G TS 33.102 de 3GPP (3^{rd}
Generation Partnership Project), de octubre de 1999, se describe una
arquitectura que trata el aspecto de seguridad de una red de
comunicación por radio de la siguiente generación -por ejemplo UMTS-
con respecto a una autentificación de la red. El procedimiento de
autentificación conocido se basa en el método
"signed-challege", en el que la red de la
estación móvil 1) emite un "challenge" (número aleatorio RAND),
2) un parámetro de información en forma de número secuencial con el
que la estación móvil puede verificar que no lo ha utilizado antes,
y 3) un código de autentificación (message authentication code MAC)
que se forma en la red a partir del "challenge" y el número
secuencial. Para poder realizar la autentificación, la red debe
emitir un token de autentificación (authentication token) junto con
el "challenge". Tras la recepción de las informaciones arriba
descritas (RAND, AUTN), la estación móvil autentifica el origen y la
integridad de estas informaciones calculando un código de
autentificación esperado (XMAC) y lo compara con el valor del código
de autentificación (MAC) contenido en el token de autentificación
que ha llegado. En el caso de que haya identidad, la estación móvil
comienza con la revisión de si el número secuencial recibido es
"fresco", es decir, que no se ha utilizado antes en alguna
ocasión. Para ello valora el pasado de los números secuenciales que
ya ha aceptado. El éxito de la verificación del código de
autentificación, junto con la garantía de que el número secuencial
recibido no se ha utilizado antes, producen la autentificación de la
red ante el abonado. En este método, para evitar el abuso y
similares, es necesario evitar con seguridad una repetición de los
"challenge".
Habitualmente la red genera varias pilas
(batches) de vectores de autentificación, cada una de las cuales
contiene el token de autentificación con el número secuencial. Para
cada nueva autentificación de la pila correspondiente se selecciona
un vector de autentificación no usado antes y al menos se emite el
número secuencial en una solicitud de autentificación a la estación
móvil. Entonces, en la estación móvil el módulo de identidad decide
si se acepta o se rechaza el número secuencial recibido para la
autentificación y se responde a la solicitud de autentificación.
Para garantizar al módulo de identidad que el
número secuencial realmente se otorgó "fresco", la red sólo
presenta números secuenciales que siempre son superiores al último
número emitido. Entonces el módulo de identidad sólo necesita un
único contador cuyo valor actual de recuento sea idéntico al valor
del último número secuencial aceptado. Un nuevo número secuencial
sólo se acepta si es mayor que el valor de recuento actual. Pese a
ello, puede suceder que la secuencia de los números emitidos no
coincida con la secuencia de los números recibidos, por ejemplo
cuando el abonado móvil se mueve con su estación móvil entre varias
redes y quiere acceder a distintos dispositivos de red. Si el módulo
de identidad sólo almacenase un único valor se produciría un rechazo
de números secuenciales cuando éstos se utilizasen fuera de la
secuencia -lo que básicamente no está prohibido ni cuando éstos se
repiten-, lo que se debe evitar con seguridad.
Un método teórico para el reconocimiento seguro
de una repetición de números secuenciales consiste en que el módulo
de identidad memorice todos los números ya recibidos. Ya que, por un
lado, la cantidad de números es básicamente ilimitada y, por otro,
la capacidad de memoria del módulo de identidad es limitada, este
método sólo tiene una corta vida útil. Un procedimiento mejor
utiliza una lista con los números secuenciales L mayores que ya haya
recibido y aceptado. Si la estación móvil recibe un número
secuencial, sólo lo acepta en su módulo de identidad si no está ya
memorizado y si es mayor que el número más pequeño en la lista. Este
procedimiento permite en el caso concreto una utilización de números
secuenciales que se emitieron a la estación móvil fuera de la
secuencia y que en cada caso son menores que el número más alto y
que el registro más bajo de la lista. Esto, además de una elevada
capacidad de memoria, también exige una complicada gestión de una
lista ordenada, en donde sobre todo hay que definir y ejecutar
órdenes de gestión explícitas para administrar esta lista.
La misión de la presente invención es, por lo
tanto, indicar un procedimiento lo más efectivo y rentable posible
para la autentificación de la red, así como una red de comunicación
por radio correspondiente y una estación móvil correspondiente.
Esta misión se soluciona según las
características de la reivindicación 1 en cuanto al procedimiento, y
mediante las características de la reivindicación 13 en cuanto a la
estación móvil, así como mediante las características de la
reivindicación 12 en cuanto a la red.
Partiendo del procedimiento arriba descrito,
según el objeto de la invención
- el módulo de identidad es informado por la red
de comunicación por radio sobre los token de autentificación, con
sus correspondientes números secuenciales, que se encuentran en la
misma pila (BA), y
- el módulo de identidad memoriza al menos un
número secuencial por pila y lo utiliza para decidir sobre la
aceptación o el rechazo del número secuencial recibido.
Las ventajas del objeto de la invención consisten
en
- la reducción de los requisitos en cuanto a
ocupación de memoria en el módulo de identidad,
- la simplificación de la verificación que debe
realizar el módulo de identidad para verificar el número secuencial,
y
- la eliminación de órdenes explícitas de gestión
para la administración de la lista.
Por medio de la invención, el módulo de identidad
recibe informaciones sobre la forma en la que en la red se generan
los números secuenciales o los token de autentificación por pila, y
por eso, a lo sumo, sólo necesita ya un único número secuencial por
pila -preferentemente el número secuencial más alto de la pila
correspondiente- y ya no necesita memorizar todos los números
secuenciales. La reducción de la ocupación de memoria en el módulo
es significativa y se encuentra aproximadamente en la mitad del
tamaño de la pila. La gestión, simplificada en comparación con el
procedimiento conocido, de la lista de números reducida a un mínimo
también queda garantizada dado que en la estación móvil ya se
encuentra la verificación sobre si un número que llega ya está
incluido en la lista, y se evita la actualización de la lista al
aceptar ese número. Además, constituye una ventaja del procedimiento
según la invención el que la información adicional sobre qué números
secuenciales se encuentran en la misma pila permite que la red no
necesite datos sobre el emplazamiento actual del abonado móvil con
su estación móvil cuando genera los correspondientes números
secuenciales en el token de autentificación. Así, el abonado se
puede mover a voluntad entre varias redes (roaming) sin que -como
sucede en el procedimiento conocido- exista el riesgo de un rechazo
de nuevos números secuenciales debido a una modificación en la
secuencia de números -debida a la movilidad-, aunque estos nuevos
números no se hubieran rechazado en absoluto y por ello en realidad
fuesen utilizables.
Otro desarrollo especialmente ventajoso de la
invención prevé, que desde un dispositivo de la red de comunicación
por radio se entregue para los token de autentificación un parámetro
de modo cada vez que presente un valor idéntico para todos los token
de autentificación de la misma pila, que el parámetro de modo y el
número secuencial del token de autentificación seleccionado se
emitan al módulo de identidad, y que el módulo de identidad acepte
el número secuencial recibido cuando sea mayor que el número
secuencial memorizado que se corresponda con el parámetro de modo
recibido.
Con un único parámetro de modo por pila, que
caracteriza de forma idéntica todos los números secuenciales de la
misma pila, se hace innecesaria la memorización de la gran cantidad
de números secuenciales en una lista del módulo de identidad, y
resulta especialmente efectiva la autentificación de la red en
cuanto al esfuerzo necesario para generar y administrar este
parámetro de modo. En lugar de tener que memorizar una larga lista
de números secuenciales, basta con un campo numérico sustancialmente
menor. El parámetro de modo idéntico forma la información para el
módulo de identidad sobre cómo generar en la red los números
secuenciales que pertenecen a la misma pila.
Según un desarrollo de la invención, ha resultado
favorable que el módulo de identidad memorice un valor numérico por
cada parámetro de modo para decidir sobre la aceptación o el rechazo
de los números secuenciales recibidos. Éste es un método rentable y
efectivo para determinar la decisión en la estación móvil de forma
rápida y con el menor esfuerzo posible.
Se prefiere asignar los parámetros de modo a las
pilas de forma rotativa, es decir, independientemente de que se
asignen para nuevas autentificaciones en la misma red o en redes
distintas. Gracias a la asignación rotativa de los parámetros de
modo, el dispositivo de red no necesita disponer ni mantener ninguna
información sobre el emplazamiento de la estación móvil con respecto
a la cual se produce la autentificación.
Una variante alternativa de la invención prevé
que desde un dispositivo de la red de la red de comunicación por
radio se asignen para los token de autentificación varios parámetros
de modo, que para todos los token de autentificación de la misma
pila presentan valores diferentes y que, dentro de una misma pila en
cada caso, se encuentran en la misma secuencia que los token de
autentificación, y que a todos los token de autentificación de la
pila se les asigne el mismo número secuencial. Parámetros de modo
diferentes forman la información para el módulo de identidad
necesaria para generar en la red los números secuenciales que
pertenecen a la misma pila. De este modo también se produce una
reducción del esfuerzo de registro en el módulo de identidad.
En el módulo de identidad se prefiere una lista
cuyos registros presenten un número secuencial y un parámetro de
modo para decidir sobre la aceptación o el rechazo de los números
secuenciales recibidos. Según otras configuraciones de la invención,
el número secuencial recibido puede ser aceptado por la estación
móvil con medios sencillos cuando no aparezca en la lista y sea
mayor que el menor número secuencial memorizado, y/o cuando aparezca
en la lista y el parámetro de modo recibido sea mayor que el
parámetro de modo memorizado con el número secuencial
registrado.
Según otra configuración de la invención se
reserva al menos un parámetro de modo especial y se asigna cuando
existe una petición urgente de un vector de autentificación
individual. Así se dispone de parámetros de modo normales y
especiales, que según el estado actual del dispositivo de red -según
se encuentre en un estado no urgente o en uno urgente- se pueden
asignar de modo flexible.
También resulta ventajoso que el dispositivo de
la red de comunicación por radio asigne los parámetros de modo de
forma que las pilas de vectores de autentificación registradas por
distintos dispositivos de red presenten parámetros de modo
distintos. Así se garantiza que los dispositivos de red tengan
durante la mayor parte del tiempo parámetros de modo diferentes
disponibles para distintas pilas, y así se evita con seguridad la
repetición (replay) del "challenge" con los token de
autentificación y los números secuenciales que contienen.
La invención se explica con más detalle con ayuda
de un ejemplo de ejecución representado en figuras. En concreto
muestran lo siguiente:
Fig. 1 el esquema de bloques de una estación
móvil con módulo de identidad, y
Fig. 2 el flujo de mensajes entre el módulo de
identidad y los dispositivos de red para una autentificación de
red.
La Fig. 1 muestra en un esquema de bloques la
estructura básica de una estación móvil MT que dispone de un aparato
de usuario UE (User Equipment) y una tarjeta de chip UICC (UMTS
Identity Chip Card) con un módulo de identidad USIM (UMTS Services
Identity Module). El ejemplo se refiere a un empleo de la estación
móvil MT en una futura red de comunicaciones por radio UMTS
(Universal Mobile Telecommunication System), pero también se podría
aplicar a otras redes de comunicaciones por radio. Un abonado móvil,
como es sabido, utiliza la estación móvil para comunicarse con otros
abonados de redes de comunicación o con sus dispositivos de red. A
través de una interfaz de radio se intercambian las informaciones
por enlaces de comunicación entre la estación móvil MT y los
dispositivos de una red de comunicación por radio RNW -véase también
la Fig. 2- en ambos sentidos de trasmisión.
Para emitir y recibir señales de radio que
contengan voz, datos, etc., el aparato de usuario UE presenta un
dispositivo emisor-receptor TRX que está unido a un
dispositivo central de control CC. El dispositivo central de control
CC está conectado además a un dispositivo de memoria MM y a un
módulo de entrada y salida I/O-M. El módulo de
entrada y salida I/O-M constituye una interfaz con
el usuario -por ejemplo un abonado móvil SUB- para recibir en el
presente ejemplo sobre todo las entradas del abonado, que
habitualmente es el titular de la estación móvil. El aparato del
usuario UE está conectado al módulo de identidad USIM a través de
una interfaz de tarjeta de chip para aparato de usuario. El abonado
móvil de la red de radiotelefonía celular digital puede
identificarse con el módulo de identidad USIM ante la red
correspondiente en la que esté registrado. El módulo de identidad
USIM memoriza datos referidos al abonado y datos de autentificación,
para lo cual dispone de un dispositivo de mando local UCC y de un
dispositivo de memoria local UMM, unidos al dispositivo
emisor-receptor TRX directamente o a través del
dispositivo central de control CC.
Para la autentificación de la red de comunicación
por radio RNW y sus dispositivos ante la estación móvil MT o su
módulo de identidad USIM se produce una trasmisión de mensajes
(messages) con informaciones cuyas señales y parámetros relevantes
para la invención y sus configuraciones se explican en la Fig 2. La
autentificación de red se produce según el conocido protocolo
"signed challenge", que está combinado con la generación en la
red y la asignación de números secuenciales, así como con su
registro en la estación móvil. En cuanto el abonado móvil o la red
que opera su estación móvil MT (serving network), o uno de sus
dispositivos de red piden datos de autentificación internos de la
red -por ejemplo en el caso de actualización del emplazamiento del
abonado (Location Update)-, un dispositivo de red -el dispositivo de
autentificación (AUC)- genera varios vectores de autentificación
(quintetts). Si los vectores de autentificación existentes están
agotados, el dispositivo de red genera nuevos vectores. Una
determinada cantidad -por ejemplo cinco- de vectores de
autentificación se reúnen preferentemente formando una pila (batch)
en cada caso. Cada vector de autentificación (AV) contiene un número
aleatorio (RAND), un parámetro de respuesta (XRES), una clave de
codificación (CK), una clave de integridad (IK) y un token de
autentificación (AUTN). Cada token de autentificación (AUTN)
contiene un número secuencial (SQN), un código de autentificación
(MAC) y, según el objeto de la invención, una información
complementaria que consta preferentemente de un parámetro de modo
(MODE). Los números secuenciales en los token de autentificación
(AUTN) o vectores de autentificación se generan en secuencia
ascendente o descendente.
Para cada nueva autentificación, el dispositivo
de red de la red RNW que ha iniciado la autentificación de la red
selecciona de la pila correspondiente un vector de autentificación
que no esté utilizado. A continuación emite el token de
autentificación, que contiene el número secuencial SQNi y el
parámetro de modo MODEi del vector de autentificación seleccionado
junto con el número aleatorio en una petición de autentificación a
la estación móvil MT a través de la interfaz de radio. El parámetro
de modo MODEi, según el objeto de la invención, identifica los
números secuenciales que se encuentran en la misma pila. El
parámetro de modo MODEi, que presenta diferentes valores para
distintas pilas, es idéntico para todos los token de autentificación
de la misma pila. En la estación móvil, el módulo de identidad USIM
decide si el número secuencial recibido SQNi para la autentificación
se debe aceptar o rechazar, y a continuación se responde la petición
de autentificación del dispositivo de red emitiendo un mensaje
correspondiente a la red RNW a través de la interfaz de radio. Según
el objeto de la invención, el módulo de identidad USIM registra en
su dispositivo de memoria UMM un número secuencial SQNx por cada
parámetro de modo MODEn -preferentemente el número secuencial mayor
de la pila correspondiente-, que entonces se utiliza para decidir
sobre la aceptación o el rechazo del número secuencial SQNi
recibido. Preferentemente el dispositivo de memoria UMM contiene por
tanto sólo un único registro SQNx para cada uno de los parámetros de
modo MODEn, lo que en comparación con la gestión de listas de todos
los números secuenciales en los procedimientos conocidos constituye
un esfuerzo mínimo de memoria.
Una variante alternativa para transmitir al
módulo de identidad USIM la información sobre qué token de
autentificación pertenece a la misma pila prevé que el dispositivo
de red de la red de comunicación por radio asigne varios parámetros
de modo MODE que presentan valores diferentes para todos los token
de autentificación de la misma pila. Dentro de una pila concreta se
encuentran en cada caso en la misma secuencia que los token de
autentificación. A todos los token de autentificación de la pila se
les asigna entonces el mismo número secuencial SQN. El dispositivo
de memoria UMM del módulo de identidad USIM presenta una lista LIST,
cuyos registros abarcan en cada caso el número secuencial SQN y el
parámetro de modo MODE para decidir sobre la aceptación o el rechazo
del número secuencial SQNi recibido. En cuanto el módulo de
identidad USIM recibe un token de autentificación con número
secuencial SQNi y parámetro de modo MODEi, acepta el número
secuencial cuando éste no aparece en la lista LIST de números y es
mayor que el menor número secuencial SQN registrado. El número
secuencial recibido SQNi también se acepta cuando aparece en la
lista LIST de números y el parámetro de modo MODEi contenido en el
token de autentificación es mayor que el parámetro de modo MODE
memorizado con el número secuencial SQN registrado. Finalmente, en
caso de que se acepte el número secuencial SQNi recibido, la lista
LIST del dispositivo de memoria UMM se actualiza mediante el
dispositivo de mando UCC en el módulo de identidad USIM.
El dispositivo local de mando UCC del módulo de
identidad USIM dispone de varios valores numéricos
SQN-MS, que en cada caso están fijados para cada
parámetro de modo MODEn y se pueden utilizar para decidir sobre la
aceptación o el rechazo del número secuencial SQNi recibido. Por
ejemplo, con un total M de parámetros de modo MODEn disponibles, su
asignación a las pilas o a los vectores de autentificación o token
de autentificación de la misma pila se puede realizar de modo que la
pila actual contenga el valor m < M, la siguiente pila el valor m
+ 1, etc. En caso de que a la pila actual se le asigne el valor M,
la pila inmediatamente siguiente tendrá el valor m = 1. El parámetro
de modo MODEn abarca, por ejemplo, un byte que se añade al
correspondiente número secuencial o que queda separado de éste, pero
que se puede trasmitir junto con él. Esta asignación rotativa de
parámetros de modo MODEn se produce independientemente de que éstos
se deban generar para nuevas autentificaciones en la misma red o en
redes distintas. Gracias a la asignación rotativa de los parámetros
de modo, el dispositivo de red no necesita tener ninguna información
sobre el emplazamiento de la estación móvil con respecto a la cual
se produce la autentificación de la red, ni mantenerla.
Preferentemente se puede reservar al menos un parámetro de modo
especial -por ejemplo el valor m = 0-, y asignarlo cuando exista una
petición urgente de la red para un vector de autentificación
concreto. En los presentes ejemplos se dispone de parámetros de modo
normales 1 ... M y de un único parámetro de modo 0 especial, que
según el estado actual del dispositivo de red -según se encuentre en
un estado no urgente o en uno urgente- se pueden generar y asignar
con flexibilidad.
El flujo de mensajes entre el módulo de identidad
USIM de la estación móvil MT y los dispositivos de red SN/VLR, así
como AUC/HLR, para la autentificación de la red se muestra en la
Fig. 2, en donde el ejemplo se refiere sobre todo a la variante
preferida con un parámetro de modo idéntico para todos los token de
autentificación que se encuentran en la misma pila. SN (Serving
Network) designa la red de comunicación por radio que alimenta a la
estación móvil MT en función de su emplazamiento; los dispositivos
de red VLR (Visitor Location Register) y HLR (Home Location
Register) son, por ejemplo, los registros de datos de abonado ya
conocidos por la red GSM para memorizar datos -por ejemplo datos de
abonado, datos de servicios, etc.-, mientras que AUC
(Au-thentification Center) es el dispositivo de
autentificación de la red -como oponente del módulo de identidad
USIM en la parte de aparatos terminales- que se ocupa de controlar
las medidas y funciones necesarias para la autentificación.
El dispositivo de red VLR inicia la
autentificación -por ejemplo tras un "Location Update" de la
estación móvil MT que se ha movido al ámbito de competencia de un
nuevo territorio y, por ello, se debe registrar ahí- y por eso, en
un mensaje AURQ (Authentification Data Request), exige datos de
autentificación al dispositivo de red AUC para el abonado móvil,
cuyos datos básicos pone a disposición el dispositivo de red HLR. El
dispositivo de autentificación AUC genera una pila BA de n vectores
de autentificación AVn (quintetts) -por ejemplo n = 5- que contienen
token de autentificación AUTNn con los correspondientes números
secuenciales SQNn y los parámetros de modo MODEn idénticos para
todos los token de autentificación AUTNn de esa pila BA. El mensaje
AURQ que llega es respondido por el dispositivo de autentificación
AUC con un mensaje AURS (Authentification Data Response) en el que
están contenidos los parámetros AVn con SQNn y MODEn. El dispositivo
de red VLR registra los token AUTNn de autentificación recibidos con
los correspondientes números secuenciales SQNn y parámetros de modo
MODEn, y para la nueva autentificación selecciona en la pila un
vector de autentificación AVi no utilizado con el correspondiente
número secuencial SQNi y el correspondiente parámetro de modo MODEi.
El dispositivo de red VLR vincula el número secuencial SQNi
seleccionado y el parámetro de modo MODUSn con el número aleatorio
RAND en un mensaje UAURQ (User
Authentification Request), que se emite como petición de autentificación a la estación móvil MT o a su módulo de identidad USIM a través de la interfaz de radio.
Authentification Request), que se emite como petición de autentificación a la estación móvil MT o a su módulo de identidad USIM a través de la interfaz de radio.
El módulo de identidad USIM comprueba el número
secuencial SQNi que llega teniendo en cuenta el parámetro de modo
MODEn enviado a la vez para decidir si se puede aceptar, es decir,
si existe o no un abuso -por ejemplo por clonación de un dispositivo
de red- o un fallo de datos por nueva utilización (replay) de un
número secuencial ya utilizado antes -véase la descripción de la
Fig. 1. Si no se produce ningún rechazo del número secuencial SQNi
recibido, el módulo de identidad USIM puede calcular el parámetro de
respuesta individual RESi válido para esa autentificación y emitirlo
en un mensaje UAURS (User Authentification Response) al dispositivo
de red VLR. Además, el módulo de identidad USIM también calcula la
clave de codificación individual CKi, así como la clave de
integración individual IKi, ambas válidas para la estación móvil MT.
El dispositivo de red VLR compara los parámetros de respuesta RESi
que llegan con el parámetro de respuesta propio XRESi memorizado en
el vector de autentificación AVi, y si coinciden ambos parámetros
considera que el procedimiento de autentificación se ha realizado
con éxito. Por lo demás, selecciona la clave de codificación Cki
registrada en el vector de autentificación AVi, así como la clave de
integridad IKi para la red. Tanto del módulo de identidad USIM como
también del dispositivo de red VLR se ponen después estas claves CKi
e IKi a disposición de las unidades que en el aparato terminal o en
la red ejecutan la función de codificación e integridad.
Suponiendo que la magnitud determinista de una
pila BA de vectores de autentificación es b, entonces los M
contadores de modo para los parámetros de modo aseguran que ninguno
de los vectores de autentificación (M-1) x b que se
genera tras un vector de autentificación marcado pueda producir un
rechazo del vector de autentificación marcado. Esto significa que
cada uno de los vectores de autentificación (M-1) x
b que se generan después del vector de autentificación marcado pueda
ser recibido por el módulo de identidad USIM y, además, se garantiza
la aceptación del vector de autentificación marcado. Si se utilizase
el método conocido de una lista de máximos números secuenciales
administrada en el modo de identificación USIM, la lista constaría
de (M-1) x b registros. Por el contrario, si se
adopta el método de la asignación múltiple de parámetros de modo a
los token de autentificación en función de las pilas y del registro
de un único número secuencial para cada una de las pilas, resulta un
esfuerzo de memoria menor por la cantidad b x (M-1)
/M \sim b en el módulo de identidad USIM. Ya que habitualmente la
implementación en el aparato terminal, sobre todo, se produce en una
unidad de chip, allí el esfuerzo de memoria tiene importancia
esencial y por eso la reducción de memoria lograda por la invención
constituye una gran ventaja en comparación con los procedimientos
conocidos. Otras ventajas de las características de la invención
consisten, por un lado, en que en la estación móvil se evita la
generación, el mantenimiento y la actualización de una lista
ordenada de números en el módulo de identidad y, por otro, en la
red, en la sencilla gestión de una cantidad actualizada de
parámetros de modo a través del propio dispositivo de
autentificación, sin que para ello se requiera un mensaje separado
de gestión.
Claims (13)
1. Procedimiento para autentificación de una red
de comunicación por radio ante una estación móvil (MT) con un módulo
de identidad (USIM),
en el que en la red
- se generan pilas (BA) de vectores de
autentificación (AVn), que contienen cada uno un token de
autentificación (AUTNn) con un número secuencial (SQNn),
- para cada nueva autentificación de la
correspondiente pila (BA) se selecciona un vector de autentificación
no utilizado (AVi), cuyo token de autentificación (AUTNi) y número
secuencial (SQNi) se emiten a la estación móvil (MT), y
en el que en la estación móvil
- el módulo de identidad (USIM) decide si se
acepta o se rechaza el número secuencial recibido (SQNi) para la
autentificación,
caracterizado porque
la red de comunicación por radio informa al
módulo de identidad (USIM) sobre los token de autentificación
(AUTNn), con el correspondiente número secuencial (SQNn), que se
encuentran en la misma pila (BA), y
el módulo de identidad (USIM) registra al menos
un número secuencial (SQNx, SQN) por cada pila (BA) y se utiliza
para decidir sobre la aceptación o el rechazo del número secuencial
recibido (SQNi).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque
un dispositivo de red (AUC) de la red de
comunicación por radio asigna para los token de autentificación
(AUTNn) un parámetro de modo (MODEn) en cada caso que presenta un
valor idéntico para todos los token de autentificación (AUTNn) de la
misma pila (BA),
el parámetro de modo (MODEi) y el número
secuencial (SQNi) del token de autentificación seleccionado (AVi) se
emiten al módulo de identidad (USIM), y
el número secuencial (SQNi) recibido por el
módulo de identidad (USIM) se acepta cuando es mayor que el número
secuencial (SQNx) registrado correspondiente al parámetro de modo
recibido (MODEi).
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque
el módulo de identidad (USIM) registra un valor
numérico (SQN-MS) por cada parámetro de modo (MODEn)
para decidir sobre la aceptación o el rechazo del número secuencial
recibido (SQNi).
4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó
3,
caracterizado porque
los parámetros de modo (MODEn) se asignan de
forma rotativa a las pilas (BA).
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque
un dispositivo de red (AUC) de la red de
comunicación por radio asigna para los token de autentificación
(AUTNn) varios parámetros de modo (MODEn) que presentan valores
distintos para todos los token de autentificación (AUTNn) de la
misma pila (BA), y que en cada caso se encuentran dentro de una
misma pila (BA) en la misma secuencia que los token de
autentificación (AUTNn), y
a todos los token de autentificación (AUTNn) de
la pila (BA) se les asigna el mismo número secuencial (SQNn).
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque
el módulo de identidad (USIM) guarda una lista
(LIST) cuyos registros presentan en cada caso un número secuencial
(SQN) y un parámetro de modo (MODE) para decidir sobre la aceptación
o el rechazo del número secuencial recibido (SQNi).
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque
el número secuencial recibido (SQNi) se acepta
cuando no aparece en la lista (LIST) y es mayor que el menor número
secuencial memorizado (SQN).
8. Procedimiento según las reivindicaciones 6 ó
7,
caracterizado porque
el número secuencial recibido (SQNi) se acepta
cuando aparece en la lista (LIST) y el parámetro de modo recibido
(MODEi) es mayor que el parámetro de modo (MODE) memorizado con el
número secuencial registrado (SQN).
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 a 8,
caracterizado porque
en caso de aceptación del número secuencial
recibido (SQNi), la lista (LIST) se actualiza en el módulo de
identidad (USIM).
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque
se reserva al menos un parámetro de modo especial
(MODEn) y se asigna cuando existe una petición urgente de un vector
de autentificación concreto (AVn).
11. Procedimiento según una de la
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque
el dispositivo de red (AUC) de la red de
comunicación por radio asigna los parámetros de modo (MODEn) de
forma que las pilas (BA) de vectores de autentificación (AVn)
memorizadas por distintos dispositivos de red presentan diferentes
parámetros de modo (MODEn).
12. Red de comunicación por radio para
autentificación ante una estación móvil (MT),
con dispositivos de red (SN/VLR, AUC/HLR)
- para generar pilas (BA) de vectores de
autentificación (AVn) que contienen cada uno un token de
autentificación (AUTNn) con un número secuencial (SQNn), y
- para la selección de un vector de
autentificación no utilizado (AVi) de la pila correspondiente para
cada nueva autentificación y para emitir el número secuencial (SQNi)
y el token de autentificación (AUTNi) del vector de autentificación
seleccionado (AVi) a la estación móvil (MT), y con
- un módulo de identidad (USIM) en la estación
móvil, que presenta medios (UCC) para decidir sobre la aceptación o
el rechazo del número secuencial recibido (SQNi) para la
autentificación,
caracterizada porque
la red de comunicación por radio presenta medios
(AUC) para generar una información (MODEn) sobre los token de
autentificación (AUTNn) que se encuentran en una misma pila, con sus
correspondientes números secuenciales (SQNn), y
el módulo de identidad (USIM) presenta medios
(UMM) para el registro de al menos un número secuencial (SQNx, SQN)
por pila (BA), que se utiliza para decidir sobre la aceptación o el
rechazo del número secuencial recibido (SQNi).
13. Estación móvil (MT) para la autentificación
de una red de comunicación por radio que contiene dispositivos de
red (SN/VLR, AUC/HLR)
- para generar pilas (BA) de vectores de
autentificación (AVn) que contienen cada uno un token de
autentificación (AUTNn) con un número secuencial (SQNn), y
- para la selección de un vector de
autentificación no utilizado (AVi) de la pila correspondiente para
cada nueva autentificación, así como para emitir el número
secuencial (SQNi) y el token de autentificación (AUTNi) del vector
de autentificación en los procedimientos conocidos con
- un módulo de identidad (USIM) que presenta
medios para decidir sobre la aceptación o el rechazo del número
secuencial recibido (SQNi) para la autentificación,
caracterizada porque
el módulo de identidad (USIM) presenta medios
(UCC) para la evaluación de una información (MODE) recibida de la
red de comunicación por radio a través de token de autentificación
(AUTNn), con sus correspondientes números secuenciales (SQNn), que
se encuentran en una misma pila, y
el módulo de identidad (USIM) presenta medios
(UMM) para registrar un número secuencial (SQNx) por pila (BA), que
se utiliza para la decisión sobre la aceptación o el rechazo del
número secuencial recibido (SQNi).
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