ES2274964T3 - Metodo y aparato para proporcionar autenticacion en un sistema de comunicaciones. - Google Patents
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Abstract
Un método que comprende las etapas de: generar un número aleatorio, una respuesta esperada, y una clave de cifrado derivada asociada con la seguridad de las comunicaciones de la interfaz aire con una estación móvil (401, 403, 405); dirigir el número aleatorio y una semilla aleatoria a la estación base (115, 117) que está localizada en una primera pila de dispositivos, en el que la primera pila está asociada con una intra-clave para cifrar el material de claves que se distribuye dentro de la primera pila; recibir, desde la estación base (115, 117), una respuesta al número aleatorio y a la semilla aleatoria; comparar la respuesta y la respuesta esperada; y cuando la respuesta coincide con la respuesta esperada, cifrar la clave de cifrado derivada usando la intra-clave y dirigir la clave de cifrado derivada cifrada a las estaciones base (115, 117).
Description
Método y aparato para proporcionar autenticación
en un sistema de comunicaciones.
Esta invención se refiere a comunicaciones
cifradas, incluyendo pero no limitándose a comunicaciones de la
interfaz aire dentro de los sistemas de comunicaciones seguras.
Los sistemas de voz y datos cifrados son bien
conocidos. Muchos de estos sistemas proporcionan una comunicación
segura entre dos o más usuarios que comparten un elemento de
información entre los usuarios, el cual permite descifrar el mensaje
adecuadamente sólo a aquellos usuarios que le conocen. Este elemento
de información es conocido como la variable clave de cifrado, o
clave, para acortar. La carga de esta clave dentro del dispositivo
de cifrado actual en la unidad de comunicaciones seguras es un
requisito básico que permite la ejecución de la comunicación segura.
Para mantener la seguridad en un periodo largo de tiempo, las claves
se cambian periódicamente, típicamente semanalmente o
mensualmente.
Se sabe que el cifrado se realiza sobre la base
de extremo a extremo dentro de un sistema de comunicaciones, es
decir, cifrando el mensaje en la unidad que origina la comunicación
(también conocida como estación móvil), pasándolo de forma
transparente (es decir, sin descifrar) a través de varios canales
y/o elementos de infraestructura hasta la unidad de comunicación del
usuario final, que descifra el mensaje.
El estándar de comunicaciones de Radio por
Enlaces Terrestres (TETRA) (en adelante en este documento Estándar
TETRA), se utiliza en Europa actualmente con potencial de expansión
a otras partes. El Estándar TETRA llama por cifrado sobre la
interfaz aire, también conocido como tráfico aire o sobre el aire.
El cifrado de la interfaz aire protege la información sobre la
interfaz aire entre la infraestructura y el móvil del usuario. El
Estándar TETRA llama por un centro de autenticación, también
conocido como la facilidad de gestión de claves o centro de gestión
de claves, para generar, distribuir, y autenticar las claves de
cifrado y usuarios. El Estándar TETRA no especifica, no obstante,
cómo implementar un centro de autenticación, ni cómo generar,
distribuir, y autenticar el material de claves, a los dispositivos
de los sistemas o estaciones móviles para la información que pasa a
través de la infraestructura o SwMI (Infraestructura de Gestión de
Conmutación), tal como se denomina en el Estándar TETRA.
El estándar TETRA falla al proporcionar la
definición para minimizar la carga al proceso de llamada y el ancho
de banda, proporcionar cifrado y autenticación de modo tolerante a
fallos de los equipos, soportar comunicaciones de área amplia, y
almacenamiento de claves para todas las unidades de comunicaciones
sin las indebidas cargas de almacenamiento en sitios locales.
Consecuentemente, hay una necesidad de un método
y un aparato para proporcionar una infraestructura segura para un
sistema de comunicaciones que utiliza un cifrado de la interfaz aire
y genera, distribuye y autentica las claves de cifrado y los
usuarios sin causar una carga indebida en el proceso de llamada,
ancho de banda, y almacenamiento.
La Fig. 1 es un diagrama de bloques de un
sistema de comunicaciones seguras de acuerdo con la invención.
La Fig. 2 es un diagrama de bloques que muestra
las pilas de distribución de claves de acuerdo con la invención.
La Fig. 3 y la Fig. 4 son diagramas de bloque
que muestran el almacenamiento de claves dentro del sistema de
comunicaciones de acuerdo con la invención.
La Fig. 5 es un diagrama que muestra el
almacenamiento de claves y la distribución de información de
autenticación dentro de un sistema de comunicaciones de acuerdo con
la invención.
La Fig. 6 es un diagrama que muestra el
almacenamiento de la información de autenticación y la decisión de
autenticación que se realiza dentro de un sistema de comunicaciones
de acuerdo con la invención.
La Fig. 7 es un diagrama que muestra la
autenticación de una estación móvil por un centro de autenticación
de acuerdo con el Estándar TETRA.
La Fig. 8 es un diagrama que muestra la
autenticación de un centro de autenticación por una estación móvil
de acuerdo con el Estándar TETRA.
La Fig. 9 es un diagrama que muestra el
almacenamiento de claves y la distribución de información de
autenticación entre un sistema de comunicaciones y una estación
móvil de acuerdo con la invención.
\newpage
La Fig. 10 es un diagrama que muestra una
extracción de clave dentro de un sistema de comunicaciones de
acuerdo con la invención.
La Fig. 11 es un diagrama que muestra una
introducción de clave dentro de un sistema de acuerdo con la
invención.
La Fig. 12 es un diagrama que muestra la
distribución de una clave de cifrado estática a una estación base
dentro de un sistema de comunicaciones de acuerdo con la
invención.
La Fig. 13 es un diagrama que muestra la
distribución de una clave de cifrado estática a una estación móvil
dentro de un sistema de comunicaciones de acuerdo con la
invención.
La Fig. 14 es un diagrama que muestra la
distribución de una clave de cifrado común a una estación móvil y a
una estación base dentro un sistema de comunicaciones de acuerdo con
la invención.
La Fig. 15 es un diagrama que muestra la
distribución de una clave de cifrado de grupo a una estación base
dentro de un sistema de comunicaciones de acuerdo con la
invención.
La Fig. 16 es un diagrama que muestra la
distribución de una clave de cifrado de grupo a una estación móvil
dentro de un sistema de comunicaciones de acuerdo con la
invención.
La Fig. 17 es un diagrama de flujo que muestra
un método de persistencia de clave en un sitio de un sistema de
comunicaciones de acuerdo con la invención.
Lo siguiente describe un aparato y un método
para proporcionar un infraestructura segura para un sistema de
comunicaciones que utiliza el cifrado de interfaz aire y genera,
distribuye, y autentica claves de cifrado y usuarios sin causar
cargas indebidas en el proceso de llamada, ancho de banda, seguridad
y almacenamiento. Los dispositivos del sistema se dividen en grupos
o pilas y las claves de cifrado se definen para proporcionar una
transferencia segura del material de claves a través de los
dispositivos del sistema.
En la Fig. 1 se muestra un diagrama de bloques
de un sistema de comunicaciones seguras que está comprendido de una
pluralidad de zonas. El sistema de comunicaciones seguras está
comprendido de una pluralidad de dispositivos de sistema que
comprende la infraestructura del sistema. La Facilidad de Gestión de
Clave (KMC) 101 transfiere datos de seguridad, tales como la
información de autenticación de sesión y las claves de cifrado, al
Servidor de Configuración de Usuario (UCS) 103, que dirige la
información y los datos a la zona apropiada en base a los datos de
configuración dentro del UCS 103. Las comunicaciones para una
primera zona se proporcionan por una pluralidad de dispositivos de
sistema incluyendo un Gestor de Zona (ZM) 105 un Controlador de Zona
(ZC) 107 que incluye un Registro de Localización Local (HLR) 109 y
un Registro de Localización Visitado (VLR) (también conocido como
Visitador o del Visitador) 111, un Encaminador del Tráfico Aire
(ATR) 113, y una pluralidad de estaciones base (BS) 115 y 117
localizadas en una pluralidad de sitios de comunicación dentro de la
primera zona. Las comunicaciones para la zona segunda se
proporcionan por una pluralidad de dispositivos del sistema
incluyendo el ZM 119, el ZC 121 que incluye el HLR 123 y el VLR 125,
el ATR 127, y una pluralidad de BS 129 y 131 localizados en una
pluralidad de sitios de comunicación dentro de la segunda zona. Las
BS 115, 117, 129 y 131 comunican con una pluralidad de estaciones
móviles (véase la Fig. 4). Los ZC 107 y 121 comunican a través de la
red 133, tal como una red de área local o una red de área amplia tal
como la red IP (protocolo de Internet). Sólo se muestran dos zonas y
sus dispositivos de sistema asociados en favor de la simplicidad,
aunque puede incorporarse cualquier número de zonas
satisfactoriamente en el sistema de comunicaciones seguras.
En favor de la simplicidad, no se mostrarán
todos los dispositivos del sistema en cada figura, sino más bien un
conjunto representativo de dispositivos del sistema que ilustrarán
el concepto particular que se proporcionará. De forma similar, no se
muestra todo el material de claves almacenado en cada dispositivo de
sistema en favor del espacio. Cada mensaje conteniendo una clave, un
material de clave, configuración, u otra información se transfiere
con una identidad relacionada (ID) tal como ITSI o GTSI, aunque la
ID no se muestra en general en los dibujos por consideraciones de
espacio.
La KMF 101 es una entidad segura que almacena la
clave de autenticación (K) para cada estación móvil (MS) o unidad de
comunicación, tal como una radio bidireccional portátil o móvil, la
puerta de salida de Operación de Modo Directo (DMO), el receptor, el
escáner, o transmisor (por ejemplo, véanse los dispositivos 401, 403
y 405 en la Fig. 4). La KMF 101 proporciona una semilla aleatoria
(RS) y las claves de autenticación de sesión asociadas (KS y KS')
para cada estación móvil asociada con el sistema de comunicaciones
seguras. La KMF 101 también importa/genera diversas claves de la
interfaz aire, tales como la Clave de Cifrado estática (SCK), la
Clave de Cifrado de Grupo (GCK), y la Clave de Cifrado Común (CCK),
para distribución en el sistema. La KMC 101 funciona en el sistema
como centro de autenticación (AuC), como se denomina en el estándar
de comunicaciones TETRA. Típicamente, hay un servidor KMF por
sistema, aunque puede haber uno o más clientes KMF por sistema.
El UCS 103 es un simple punto de entrada para
datos de configuración en el sistema. En la realización preferida,
el UCS 103 almacena y distribuye la información de autenticación de
sesión, tal como las RS, KS y KS', a la zona local apropiada en el
sistema. El UCS 103 funciona como un punto de distribución en tiempo
no real para información de autenticación en el sistema.
El ZM 105 o 119 es una base de datos de gestión
para una zona. En la realización preferida, el ZM 105 ó 119 almacena
la información de autenticación de sesión, tal como las RS, KS y KS'
para la zona gestionada por el ZM en particular 105 ó 119. El ZM
funciona como una facilidad de almacenamiento en tiempo no real para
información de autenticación en la zona.
El ZC107 ó 121 realizan la autenticación en
tiempo real para las estaciones móviles en su zona. El ZC usa
información de autenticación de sesión, tal como RS, KS, y KS' para
realizar la autenticación en tiempo real. El HLR 109 ó 123 almacena
la información de autenticación de sesión para cada MS que tiene el
HLR 109 ó 123 como su casa. El VLR 111 ó 125 almacena la información
de autenticación de sesión para cada MS que visita las zonas de los
VLR 111 ó 126. Los ZC 107 ó 121 realizan la distribución en tiempo
real de su información de autenticación de sesión de la estación
móvil local cuando la MS transita fuera de su zona local. En la
realización preferida, el HLR 109 ó 123 y el VLR 111 ó 125 son parte
de cada controlador de zona y realizan en representación de la
misma zona para la que está asociado el controlador de zona. El HLR
109 ó 123 y el VLR 111ó 125 pueden formar parte de otros
dispositivos del sistema o pueden ser dispositivos independientes.
La clave de cifrado derivado (DCK) se genera durante la
autenticación. El ZC 107 ó 121 generan y distribuyen la DCK para la
MS a las BS 115, 117, 129 y 131 que requieren la DCK para las
comunicaciones seguras.
El ATR 113 ó 127 son los conductos usados por la
KMF 101 para enviar los mensajes de cambio de clave o actualización
de clave a una MS tal como la SCK y la GCK. La KMF 101 envía las
actualizaciones de clave para las estaciones móviles a la zona local
ATR 113 ó 127 para su difusión. Todos los reconocimientos de cambio
de clave (mensajes ACK), tanto si se originan en la infraestructura
o en la MS, pasan a través del ATR 113 ó 127 a la KMF 101.
Cada BS 115, 117, 129 y 131 recibe y transmite
mensajes de autenticación sobre la interfaz aire. Cada BS 115, 117,
129 y 131 actúa como un transmisor para sus ZC asociados 107 ó 121 y
como un receptor para la MS en el sistema. Las BS 115, 117, 129 ó
131 usan una DCK para el cifrado de la interfaz aire con la MS. Las
BS 115, 117, 129 y 131 son responsables de enviar el material de
claves a las MS 401, 403, 405 y 407. Los resultados de algunas de
estas operaciones (SCK, GCK) se envían de vuelta a la KMF 101. Ya
que cada sitio base comprende sustancialmente de una o más
estaciones base, los términos sitio base (o sitio) y estación base
se usan intercambiablemente en este documento, ambos comparten el
acrónimo de BS. En la realización preferida el Controlador del sitio
TETRA (TSC) conecta todas las estaciones base en el sitio, almacena
el material de claves, y distribuye el material de claves a las
estaciones base cuando se necesita, por lo tanto haciendo que las
claves estén disponibles para todas las estaciones base en el sitio.
De este modo, cuando se dice que una clave se almacena en la
estación base o en el sitio base, en la realización preferida, el
TSC proporciona actualmente el almacenamiento para el material de
claves en la estación base. Como el almacenamiento de claves y la
distribución y otras funciones relacionadas con las claves pueden
realizarse por el sitio base, la estación base, o el TSC, estos
términos se consideran intercambiables para el propósito de
este
documento.
documento.
La Estación Móvil (MS) autentica el sistema y/o
se autentica por el sistema usando un protocolo de
pregunta-respuesta. Cada MS tiene su propia clave,
K, para uso durante la autenticación. Cada MS se asigna a un HLR, el
cual típicamente permanece igual. Cada MS está también asociada con
sólo un VLR en la zona en la cual está localizada actualmente la MS.
Una MS no está registrada en el sistema hasta que la MS está activa
y ha pasado la autenticación.
La Fig. 2 es un diagrama de bloques que muestra
pila de distribución de claves. Usando una clave única de cifrado
claves (KEK) para cifrar las claves para el amplio sistema de
distribución es una elección conveniente, aunque una simple KEK
daría como resultado una seguridad degradada debido a la mayor
probabilidad de que la KEK sea comprometida y el compromiso
resultante afecte al sistema global. Usar una KEK diferente para
cada dispositivo del sistema sería más seguro, pero sobrecargaría el
almacenamiento dentro de los dispositivos del sistema y añadiría
retardos innecesarios al proceso de llamada. La Fig. 2 muestra un
sistema para el uso de varias KEK que es más seguro que una clave
única para todo el sistema, pero no tan gravoso como una KEK
diferente para cada dispositivo del sistema. Se asignan dos tipos de
KEK para distribuir confidencialmente el material de claves (tal
como las claves de la interfaz aire, la información de autenticación
de sesión, los datos utilizados para generar las claves de cifrado,
y otro material relacionado con las claves) a los dispositivos del
sistema de la infraestructura del sistema:
intra-claves e inter-claves. Las KEK
son de 80 bits en la realización preferida.
El primer tipo de KEK es una
intra-clave, a la que nos referimos también como un
clave intra-pila o intra-zona,
KEK_{Z}. Los dispositivos del sistema se dividen en pilas o grupos
201,203, 205, y 207. A cada pila se asigna su propia
intra-clave única, KEK_{Z}. En la realización
preferida, cada pila de dispositivos corresponde a una zona en el
sistema de comunicaciones, y cada pila tiene una colección
mutuamente excluyente de dispositivos del sistema, es decir, cada
dispositivo del sistema sólo pertenece a una pila. La primer pila
201 utiliza KEK_{Z1} para cifrar el material de claves, tal como
las claves de cifrado y/o la información de autenticación de
sesión, para transferir dentro de la primera pila (o zona en la
realización preferida) y comprende el controlador de la zona primera
ZC1 107 y sus BS asociadas 115, 117, y 211. La segunda pila 203
utiliza KEK_{Z2} para cifrar el material de claves para
transferencias dentro de la segunda pila (o zona en la realización
preferida) y comprende el segundo controlador de zona ZC2 121 y sus
BS asociadas 129, 131, y 213. La tercera pila 205 utiliza KEK_{Z3}
para cifrar el material de clave para transferencia dentro de la
tercera pila (o zona en la realización preferida) y comprende el
tercer controlador de zona ZC3 223 y sus BS asociadas 225, 227, y
229. La cuarta pila 207 utiliza KEK_{Z4} para cifrar el material
de claves para transferencias dentro de la cuarta pila (o zona en la
realización preferida) y comprende el cuarto controlador de zona ZC4
215 y sus BS asociadas 217, 219 y 221. En la realización preferida,
la intra-clave se usa por un controlador de zona
para distribuir material de claves a los sitios base/estaciones base
dentro de su zona. KEK_{Z} se usa también por la KMF 101 para
distribuir SCK.
El segundo tipo de KEK es una
inter-clave, KEK_{M}, a la que nos referimos
también como clave inter-pilas o clave
inter-zonas. La inter-clave se usa
para cifrar el material de claves enviado entre pilas o zonas en la
realización preferida, o dentro de un cierto grupo 209 de
dispositivos del sistema, particularmente desde la KMF 101. En la
realización preferida, la inter-clave se usa por la
KMF 101 para distribuir la GCK y la información de autenticación
individual a la infraestructura. En la realización preferida, la
inter-clave se almacena en un dispositivo del
sistema en cada zona, en cada controlador de zona 107 y 121, y
también se almacena en la KMF 101. Las conexiones mostradas entre la
KMF 101 y los controladores de zona 107, 121, 215, y 223 son
conexiones virtuales en la realización preferida, en la que otros
dispositivos, tales como el UCS 103 y los ZM 105 y 109, están
físicamente situados entre la KMF 101 y los controladores de zona
107, 121, 215 y 223. El UCS 103 y los ZM 105 y 119 pasan la
información de claves cifrada de modo transparente entre la KMF 101
y los controladores de zona 107, 121, 215 y 223, es decir, el UCS
103 y los ZM 105 y 119 no cifran ni descifran la información, de
modo que no se requiere el almacenamiento de la KEK en el UCS 103 y
en los ZM 105 y 119, aunque el material de claves puede almacenarse
de forma cifrada en el UCS 103 y en los ZM 105 y 119.
Preferiblemente, el mensaje se cifra por una de
las intra-claves e inter-claves,
típicamente usando TA31 (descifrada usando TA32), en base a un
dispositivo de sistema hacia el cual se dirige el mensaje. Por
ejemplo, cuando el mensaje se dirige a un dispositivo del sistema en
una zona distinta de la zona que contiene el dispositivo que lo
envía, se usa la inter-clave. Cuando el mensaje se
dirige a un dispositivo del sistema en la misma zona que la zona que
contiene el dispositivo que lo envía, se usa la
intra-clave. En la realización preferida, cuando la
KMF 101 cifra el material de claves, tales como la SCK, la CCK, la
SAI, y la GCK, tanto con la inter-clave como con la
inter-clave, la KMF 101 usa TA31.
Por ejemplo, de vez en cuando, el material de
claves se distribuye desde el HLR al VLR y a continuación a los
sitios base dentro de la zona del VLR. En este caso, el material de
claves se cifra con KEK_{M} y pasa de forma transparente desde el
HLR al VLR. El VLR objetivo descifra el material de claves usando su
KEK_{M} y lo re-cifra con la KEK_{Z} de la zona
para su distribución a los sitios dentro de la zona.
Cada dispositivo del sistema que contiene una
KEK de infraestructura tiene su propia clave única de
infraestructura o de protección, KI, en la realización preferida. La
clave de protección se utiliza sólo para descifrar/cifrar las KEK
enviadas por la KMF 101 a los dispositivos del sistema de
infraestructura. Preferiblemente, la KI es sólo apta para cargarse
por un cargador de variables de clave y no es apta para actualizarse
con una operación OTAR (cambio de clave sobre el aire). Además para
la distribución por la KMF 101, las KEK pueden proveerse también
manualmente con un Cargador de Variables de Clave. KI es de 128 bits
de longitud en la realización preferida.
Como se muestra a continuación en la Tabla 1,
KEK_{M} se almacena sólo por los controladores de zona 107 y 121 y
la KMF 101. La intra-llave KEK_{Z} se mantiene
sólo por la KMF 101, las estaciones/sitios base, y los controladores
de zona 107 y 121 dentro de cada zona. Cada zona tiene su KEK_{Z}
única. Cada dispositivo del sistema tiene su propia KI.
| Distribución de Tipos de Claves de Cifrado de Claves | ||
| Elemento de Infraestructura | Zona 1 | Zona 2 |
| Controlador de Zona (HLR, VLR) | KI_{1}, KEK_{M}, KEK_{Z1} | KI_{2}, KEK_{M}, KEK_{Z2} |
| Sitios Base | KI_{3}, KEK_{Z1} | KI_{4}, KEK_{Z2} |
El uso de intra-claves e
inter-claves ataca el trueque único entre seguridad
y la complejidad de la gestión de claves así como la velocidad del
proceso de llamada. La KMF 101 necesita sólo mantener una
inter-clave más una intra-clave para
cada pila o zona en el sistema. Si se compromete una KEK_{Z}, la
afección y la respuesta se localizan en esa zona, en lugar de en el
sistema entero, y la KI permanece intacta para redistribuir una
nueva KEK_{Z} a esa zona. La KEK_{M} se almacena sólo en la KMF
101 y el HLR 109 y 123 y el VLR 111 y 125 en cada zona, cuyos
dispositivos están típicamente más protegidos físicamente frente a
un ataque. Si se compromete KEK_{M}, la KMF 101 cambia KEK_{M}
en las ZC 107 y 121, permaneciendo sin afectar los sitios.
Se usan cinco tipos básicos de claves de la
interfaz aire para cifrar el tráfico de la interfaz aire en el
sistema de comunicaciones seguras: la Clave de Cifrado estática
(SCK), la Clave de Cifrado Común (CCK), la Clave de Cifrado de Grupo
(GCK), la Clave de Cifrado Derivada (DCK), y la Clave de Cifrado de
Grupo Modificada (MGCK). Tres tipos básicos de claves se usan entre
dispositivos del sistema: la Clave de Infraestructura (KI) también
conocida como clave de protección, la clave de cifrado de claves
inter-zonas o inter-pilas también
conocida como la inter-clave (KEK_{M}) y la clave
de cifrado de claves de intra-zona o
intra-pila también conocida como la
intra-clave (KEK_{Z}).
La Clave de Cifrado estática (SCK) es la más
básica de las claves de la interfaz aire y se usa para cifrar la
información de entrada (de la MS a la infraestructura) y de salida
(de la infraestructura a la MS) cuando no está disponible la
autenticación y/o el cifrado de la interfaz de aire dinámica. De
este modo, la generación y distribución de esta clave no tiene
relación con la autenticación.
La Clave de Cifrado Derivada (DCK) es la clave
de sesión derivada dentro del procedimiento de autenticación. La DCK
cambia cada vez que se realiza la autenticación con la MS y la
infraestructura, también llamada SwMI en el Estándar TETRA. La DCK
se usa para el cifrado del tráfico de entrada. La DCK se usa también
para el tráfico de salida dirigido individualmente a la MS. La DCK
se usa cuando se usa el cifrado de la interfaz aire dinámica
funcionando en la seguridad de clase 3 del Estándar TETRA.
Esta Clave de Cifrado Común (CCK) es una clave
de grupo en el sentido de que múltiples MS tienen la misma CCK. Al
contrario que la GCK, no obstante, la CCK no tiene relación con un
grupo de habla (TG) particular. La CCK es geográficamente
específica, es decir, la CCK sirve a todas las unidades dentro de un
área de localización determinada. El área de localización como se
define el estándar TETRA puede ser tan pequeño como un sitio o tan
grande como todo el sistema. Cada unidad dentro un área de
localización usa la misma CCK. Las comunicaciones de grupo en la
dirección de salida usan la CCK cuando no hay GCK/MGCK disponible
para tal llamada de grupo. La CCK se usa para el cifrado del tráfico
de grupo de salida y sólo de identidades. Las identidades de entrada
se cifran con CCK cuando está en uso la DCK.
Indirectamente, la Clave de Cifrado de Grupo
(GCK) se usa para cifrar las llamadas que salen del grupo de habla.
En la realización preferida, la GCK se define para cada grupo de
habla en el sistema. Actualmente, la GCK se usa sólo indirectamente
para el cifrado de la información de tráfico; la clave de cifrado de
grupo modificada (MGCK), que es un derivado de la GCK, se usa
directamente para el cifrado del tráfico. La GCK nunca se usa para
el cifrado actual del tráfico de modo que se considera una clave de
larga duración.
La Clave de Cifrado de Grupo Modificada (MGCK)
se usa para cifrar el tráfico de llamada saliente del grupo de
habla. La MGCK se forma por la combinación de la GCK con la CCK.
Cada GCK tiene su correspondiente MGCK definida dentro para un área
de localización.
Cada elemento de infraestructura tiene una clave
de infraestructura o clave de protección, KI, que se usa como clave
de cifrado para cualquier actualización de clave de cifrado de las
claves de infraestructura. KI es similar en su función a la clave de
autenticación, K, en una estación móvil. En la realización
preferida, KI se actualiza sólo por un dispositivo de
aprovisionamiento tal como un cargador de variables de clave. En la
realización preferida, la actualización de la clave de cifrado de
las claves de infraestructura (KEK) no puede hacerse sin esta
clave.
Cada controlador de zona tiene una
inter-clave, KEK_{M}, a la que nos referimos
también como la clave de inter-zonas o
inter-pilas, que se usa para cifrar todo el tráfico
de claves que pasa entre la KMF y cada zona. La KEK_{M} se usa
también por el controlador de zona para pasar GCK, CCK, y DCK, así
como la información de autenticación de sesión entre zonas. En la
realización preferida, una KEK_{M} está presente en la KMF y cada
uno de los controladores de zona en cada sistema.
Cada zona tiene su propia
intra-clave, KEK_{Z}, a la que nos referimos
también como clave de intra-zona o
intra-pila. La intra-clave se usa
para cifrar todo el tráfico de claves dentro de la zona, entre el
controlador de zona y cada uno de los sitios dentro de las zonas.
Cada sitio base y cada controlador de zona tiene la misma KEK_{Z}
en una zona. La KMF almacena la KEK_{Z} para cada zona en el
sistema.
Un método de la presente invención establece un
tiempo de vida esperado, o intervalo de cambio de clave, para un
clave de cifrado. La tabla 2 muestra más adelante un ejemplo de
intervalos de cambio de clave para cada una de las claves
almacenadas en el sistema de comunicaciones seguras. Cuando el
tiempo de vida esperado para una clave de cifrado expira, es decir,
cuando pasa el intervalo de cambio de clave, la clave de cifrado se
reemplaza.
Están determinadas varias localizaciones de
almacenamiento para cada dispositivo del sistema dentro de un
sistema de comunicaciones. Por ejemplo, una KMF 101, un UCS 103, un
ZM 105 ó 119 por zona, un controlador de zona 107 ó 121 por zona, un
HLR 109 ó 123 por zona, un VLR 111 ó 125 por zona, y varios sitios y
las correspondiente estaciones base por sitio dependiendo de los
requisitos de cobertura para cada zona. En base al tiempo de vida
esperado para cada clave de cifrado y el número de localizaciones de
almacenamiento para cada dispositivo de sistema, está asignado un
tipo de dispositivo del sistema para almacenar cada clave de
cifrado, y las claves de cifrado se almacenan en el dispositivo de
sistema del tipo asignado. Por ejemplo, las claves de cifrado
derivado se almacenan en las estaciones base y en el HLR/VLR, las
claves de cifrado comunes se almacenan en las estaciones base, las
claves de cifrado de grupo modificadas se almacenan en las
estaciones base, y las claves de cifrado de grupo que se almacenan
en los HLR y VLR.
La tabla 2 muestra el objetivo (usuario) de cada
clave y el intervalo de cambio de clave, es decir el tiempo entre
cambios o actualizaciones de la clave específica en una realización
preferida. Por ejemplo, la MGCK, que es combinación de CCK y GCK, se
actualiza cada vez que cambia CCK y cada vez que cambia GCK. La
tabla 2 puede cambiarse por el operario de la KMF.
| Objetivo de la clave | Intervalo de cambio de clave | |
| SCK | Todas las MS, todas las BS | 1 año/o si se compromete |
| DCK | S, BS, HLR, VLR | <24 horas, cada vez que la unidad autentica |
| CCK | grupo (TG, HLR), todas las BS | 24 horas |
| GCK | grupo (TG, HLR) | 6 meses |
| MGCK | grupo (BS, MS) | 24 horas - Intervalo mínimo de CCK, GCK |
| KI | Todos los dispositivos que usan KEK_{Z} o | Nunca cambia |
| KEK_{M} (BS, ZC) | ||
| KEK_{Z} | zona | 6 meses/o si se compromete |
| KEK_{M} | sistema | 6 meses/o si se compromete |
\vskip1.000000\baselineskip
Existen programas de software basados en PC
(computador personal) que aprovisionan tanto a las estaciones
móviles como a los dispositivos del sistema de infraestructura con
las claves. Un método más seguro utiliza las capacidades del
Cargador de Variables de Claves (KVL), o cargador de claves para
acortar, para cargar las claves dentro de los dispositivos de
infraestructura así como en las MS. El cargador de claves tiene un
hardware basado en el dispositivo de cifrado para la seguridad de
las claves almacenadas dentro del dispositivo. El KVL puede obtener
claves directamente desde la KMF actuando como un almacén y
dirigirlas al agente para dispersar las claves de cifrado de claves
a los diversos dispositivos.
Aunque el KVL es un modo muy seguro para
proporcionar claves, es un proceso que consume mucho tiempo usar uno
o más KVL para proporcionar claves a cada dispositivo del sistema y
estación móvil. Se necesita un método de gestión de claves para
almacenar y distribuir las KEK y otro material de claves a
dispositivos del sistema tales como controladores de zona y sitios
base.
La KMF 101 es responsable de la generación,
distribución de claves y seguimiento de la mayor parte de las claves
de la interfaz aire (no DCK ni MGCK) en el sistema. Los sitios base
115 y 117 y cada controlador de zona 107 sirve como un delegado para
la KMF 101 para la distribución de claves. La KMF distribuye el
material de claves a las zonas a través del UCS 103, los ZM 105 y
119, y/o los ATR 113 y 127 dependiendo de la clave que se
distribuya. La KMF 101 procesa la información de reconocimiento
procedente de los ATR 113 y 127 para mantener la circulación de los
dispositivos del sistema y las MS 401, 403, 405, y 407.
Las Fig. 3 y Fig. 4 muestran el almacenamiento
del material clave dentro del sistema de comunicaciones.
Como se muestra en la Fig. 3, la KMF 101
almacena una clave de protección y las KEK asociadas para cada
dispositivo del sistema. La KMF 101 almacena una clave de protección
(infraestructura), una inter-clave, y una
intra-clave para cada controlador de zona. Por
ejemplo, el primer controlador de zona 107 está asociado con las
claves KI_{ZC1}, KEK_{M}, y KEK_{Z1}. La KMF 101 almacena
estas claves cifradas por una clave hardware y el controlador de la
primera zona 107 almacena KI_{ZC1} y las KEK_{M} y KEK_{Z1}
cifradas. La KMF 101 almacena una clave de protección y una
intra-clave, ambas protegidas por una clave
hardware, para cada BS. Por ejemplo, la KMF 101 y la primera BS 115
almacenan ambas una clave de protección KI_{BS1} y la
intra-clave KEK_{Z1}. En la realización preferida,
la KMF 101 almacena claves de cifradas/protegidas por una clave
hardware.
Antes de la distribución de la KEK en la
realización preferida, la KMF 101 cifra las KEK con la clave de
protección, KI, y el uso de algoritmos de cifrado TA41 Y TA51,
similares a los mostrados en la Fig. 10 titulada "Distribución de
SCK a un individuo por un centro de autenticación" y su texto
asociado en la Radio por Enlaces Terrestres (TETRA); Voz más Datos
(V+D); Parte 7: Seguridad, EN 300 392-7 V2.1.1,
2000-12 (referenciada en este documento como
"Estándar TETRA").
La KMF 101 almacena el proceso de cifrado 301
que combina RSO y la clave apropiada KEK, KEKN, y
KEK-VN utilizando algoritmos de cifrado TA41 303 Y
TA51 305, produciendo SKEK, que es una versión sellada de KEK. RSO,
SKEK, KEKN y KEK-VN se dirigen al dispositivo del
sistema objetivo. Las llaves { } seguidas por un nombre de clave
indican que el material dentro de las llaves se creó usando TA41 y
TA51 y el nombre de la clave después de las llaves.
Por ejemplo, se intenta transferir KEK_{Z1} al
controlador de la primera zona 107 y BS1 115. RSO, KEK_{Z1},
KEK_{Z1}-VN y KEK_{Z1}N y KI_{ZC1} se combinan
utilizando algoritmos de cifrado TA41 Y TA51 produciendo
SKEK_{Z1}. El material de clave RSO, SKEK_{Z1},
KEK_{Z1}-VN, y KEK_{Z1}N se dirige de forma
transparente a través de ZM1 105 al controlador de la zona primera
107, el cual combina este material de clave con KI_{ZC1} usando
TA41 y TA52 (como se describe en el Estándar TETRA), produciendo
KEK_{Z1}, el cual se almacena en ZC1 107, RSO, KEK_{Z1},
KEK_{Z1}-VN, y KEK_{Z1}N, y KI_{BS1} se
combinan utilizando algoritmos de cifrado TA41 y TA51, obteniéndose
SKEK_{Z1}. El material de clave RSO, SKEK_{Z1},
KEK_{Z1}-VN, y KEK_{Z1}N se dirige de forma
transparente a través de ZM1 105 a la BS1 115, la cual combina este
material de clave con KI_{BS1} usando TA41 y TA52, obteniendo
KEK_{Z1}, que se almacena en la BS1 115. En la realización
preferida, se devuelve un reconocimiento descifrado de la recepción
satisfactoria de cada clave a la KMF 101 a través del ATR 113.
En la Fig. 4 se muestra un diagrama de bloques
del almacenamiento de claves dentro del sistema de comunicaciones.
En particular, es conocido el almacenamiento de la información de
autenticación de sesión a través del sistema de comunicaciones. En
la realización preferida, la información de autenticación de la
sesión incluye una semilla aleatoria, RS, y dos claves de sesión, KS
para autenticación de una MS y KS' para autenticación de la
infraestructura, para cada estación móvil 401, 403, y 405 (sólo se
muestran tres debido a restricciones de espacio, aunque son parte
del sistema numerosas MS). La información de autenticación de la
sesión (SAI) se usa para generar una clave de cifrado derivada
(DCK) para cada MS 401.
Para cada MS 401, 403, y 405 la KMF 101 almacena
una Identidad de Abonado TETRA Individual (ITSI), una Identidad de
Equipo TETRA (TEI), y una clave de autenticación MS ("clave
MS") que es única y se almacena dentro de cada MS 401, 403, y
405. En la realización preferida, las claves de la interfaz aire y
las claves de MS se almacenan de modo cifrado por hardware usando
una clave hardware K_{H} dentro de la KMF 101. El algoritmo
DVI-XL, disponible en Motorola, Inc., se usa para
cifrar las claves para almacenamiento en la KMF 101 en la
realización preferida. Los corchetes [ ] seguidos por un nombre de
clave indican que el material dentro de los corchetes se cifra por
esa clave.
La KMF 101 genera información de autenticación
de sesión para cada MS 401, 403, y 405, cuyo SAI está al menos
parcialmente cifrado y dirigido en tiempo no real al UCS 103 para
almacenaje. Por cada MS 401, 403, y 405, el UCS 103 almacena ITSI,
TEI e ID del HLR asociado con cada MS, así como la SAI. En la
realización preferida, KS y KS' se almacenan cifradas por la
inter-clave (como se recibe desde la KMF 101) en el
UCS 103 para transporte rápido y fácil, y RS se almacena descifrada.
El UCS 103 es un dispositivo transparente en la realización
preferida, de modo que, no realiza las funciones de cifrado ni
descifrado. Para eliminar la potencial doble entrada de
información, la KMF 101 recibe información de configuración desde el
UCS 103. Ejemplos de información de configuración son: la Identidad
de Abonado TETRA Individual (ITSI), Identidad de Abonado TETRA de
Grupo (GTSI), zona local, y gestores de zona. La KMF usa una tabla
de búsqueda, tal como una tabla de búsqueda de DNS (Servidor de
Nombres de Dominio), para obtener las direcciones de los ATR 113 y
127. La distribución de cada uno de los diferentes tipos de clave
tiene requisitos de configuración diferentes, como se ha descrito en
este documento.
El UCS 103 dirige la SAI apropiada a cada ZM 105
en tiempo no real, en base a la ID de HLR asociada con cada MS 401.
El ZM 105 al igual que el UCS 103 es un dispositivo transparente, y
no realiza las funciones de cifrado y descifrado. El ZM 105
almacena, para cada MS que tiene el HLR 109 como su posición local,
una ITSI, TEI y SAI. En la realización preferida, KS y KS' se
almacenan cifradas por la inter-clave (como se
recibe desde el UCS 103) y el ZM 105 ó 119 para el transporte rápido
y sencillo, y RS se almacena descifrada.
El ZM 105 dirige la SAI al HLR 109 en tiempo no
real. El HLR 109 almacena la ITSI y la SAI para cada MS 401, 403 y
405. En la realización preferida, KS y KS' se almacenan cifradas por
la inter-clave (como se recibe desde el ZM 103) en
el HLR 109, y RS se almacena descifrada. En la realización
preferida, RS, KS y KS' se almacenan descifradas en el VLR 111 para
una autenticación más rápida. En la realización alternativa, KS y
KS' pueden almacenarse descifradas en el HLR 109 para una
autentificación más rápida.
Cuando una MS 401 se autentica en la zona, se
genera una nueva DCK para la MS 401 por el VLR 111 en el controlador
de zona 107 desde la SAI en tiempo real, después de que cualquier
SAI cifrada se descifre debido a la transferencia de SAI desde el
HLR 109. (La ITSI, SAI, y la previa DCK asociadas con esa MS 401 se
dirigen al VLR 111 en tiempo real antes de que se cree la nueva
DCK). La ITSI, SAI y la nueva DCK se dirigen al HLR 109 en tiempo
real para almacenamiento. En la realización preferida, las ITSI, SAI
y DCK vienen desde el HLR a la MS 401, de modo que esta información
puede venir desde una zona diferente si la MS 401 no usa el HLR 109
para su casa. Cuando la SAI/DCK viene desde una zona diferente, esa
zona descifra/cifra la información, como sea necesario, con la
inter-clave para transporte a la zona apropiada, la
cual también proporciona el descifrado/cifrado apropiado dentro de
la zona. La DCK se almacena cifrada por la
intra-clave KEK_{z} para la zona en la cual está
almacenada, para transporte fácil y rápido a la BS local 115 ó 117.
En el ejemplo mostrado en la Fig. 4, cada DCK se almacena cifrada
por KEK_{Z1}. En la realización preferida, KS y KS' están siempre
cifradas por la inter-clave KEK_{M} para el
transporte rápido y sencillo durante el proceso de autenticación,
incluso cuando la transferencia es dentro de la misma zona.
Durante el proceso de autenticación, la BS 115
que comunica con la MS 401 recibe, desde el ZC1 107 en tiempo real,
la DCK de la MS 401, cifrada por la intra-clave
KEK_{Z1}. La BS 115 almacena la ITSI y la DCK descifrada para su
uso inmediato mientras que la MS 401 está en el área de cobertura de
la BS 115. Véase la Fig. 17 y su texto asociado para la información
relativa a la persistencia de la clave en cada sitio.
Cada MS 401, 403, y 405 almacenan sus propias
ITSE, TEI, y DCK de forma descifrada, y K se almacena en la forma
revuelta o cifrada. Cada MS 401, 403, y 405 también almacena las
CCK, GCK, MGCK, y SCK relevantes en forma descifrada, tal como se
reciben. Estas claves pueden almacenarse cifradas en la
infraestructura en la realización preferida.
El controlador de zona 107 es responsable de la
distribución en tiempo real de las claves y la gestión de movilidad
de las mismas. El controlador mantiene las claves que se puedan
necesitar distribuir necesariamente en el modo de tiempo real, por
ejemplo cuando transita. La clave de cifra de grupo es un elemento
en cada registro de grupo de habla y se guarda en el HLR del grupo
de habla. La clave de cifrado común es una clave de zona o sitio
específica y se mantiene también en el controlador de zona. El ZC es
responsable de la creación de la MGCK (basada en GCK y CCK) y la
distribución a los sitios.
Como las claves residen en el HLR 109 individual
y de grupo de habla, el controlador de zona 107 no es transparente
con respecto al cifrado del material de clave. El ZC 107 mantiene
una clave de protección, KI, y dos claves de cifrado de las claves
de infraestructura, la inter-clave KEK_{M} y la
intra-clave KEK_{Z}, para la distribución del
material de claves. La KI se usa para sellar (cifrar) KEK_{M} y
KEK_{Z} cuando se envían desde la KMF 101. La mayor parte de la
información de claves se cifra por la KMF 101 con la
intra-clave, KEK_{M}. El controlador de zona 107
descifra el material de clave usando KEK_{M} y
re-cifra la misma información usando KEK_{Z}
cuando envía la información a un sitio dentro de la zona. De este
modo, el controlador de zona 107 tiene los algoritmos TETRA usados
para el cifrado/descifrado de las claves de infraestructura (tales
como TA41 y TA52 y TA31 y TA32), como se ha descrito en este
documento.
El controlador de zona envía ACK de las
operaciones de cambio de clave de infraestructura a la KMF 101 a
través del ATR 113. Cuando el ZC 107 ó el HLR 109 reciben una
actualización de clave, el dispositivo descifra en primer lugar la
actualización de clave y comprueba si hay corrupción por
verificación de la integridad de los datos y envía el resultado de
esta operación a la KMF 101 a través del ATR 113 en forma de un
mensaje ACK.
El sitio es un punto final para el cifrado de la
interfaz aire. El audio sobre la interfaz aire entre la BS 115 y la
MS 401 se cifra. El audio dentro de la infraestructura no se cifra.
El tráfico de salida se cifra con algoritmos que usan MGCK, CCK, y
SCK, o DCK para llamadas individuales. Todo el tráfico de entrada se
cifra con algoritmos que usan DCK o SCK. El sitio mantiene los
algoritmos de tráfico y el almacenamiento de las claves para SCK,
CCK y MGCK así como DCK. Como el sitio base tiene almacenamiento de
la clave de tráfico, el sitio base no es transparente con respecto
al cifrado del material de claves. Todo el material de claves
distribuido al sitio base se cifra por la
intra-clave, KEK_{Z}. De este modo, el sitio base
mantiene una clave de protección, KI, y una
intra-clave KEK_{Z}. De este modo, los sitios base
tienen algoritmos TETRA usados para el cifrado/descifrado de las
claves de infraestructura (tales como TA41 y TA52 y TA31 y TA32),
como se ha descrito en este documento.
La MS es el otro punto final para el cifrado de
la interfaz aire. El tráfico de salida se cifra con algoritmos que
usan MGCK, CCK, y SCK, o DCK si se tiene dirección individual. Todo
el tráfico de entrada se cifra con algoritmos que usan DCK o SCK, y
las identidades pueden cifrarse con SCK o CCK. La MS mantiene los
algoritmos de tráfico y el almacenamiento de claves para SCK, CCK,
GCK, y MGCK así como DCK.
Las siguientes figuras proporcionan ejemplos del
papel del controlador de zona 107 ó 121 en alguna de sus funciones
de generación de clave, de distribución de clave y de autenticación,
así como las operaciones del sitio base/estación base y de la MS en
la generación de claves, distribución de claves, y procesos de
autenticación.
En la Fig. 5 se muestra un diagrama que muestra
un ejemplo de almacenamiento de claves y distribución de información
de autenticación dentro de un sistema de comunicaciones. La
información de autenticación de sesión (RS, KS, y KS') se necesita
para facilitar la autenticación en tiempo real de la MS 401 por el
ZC 107 y la autenticación en tiempo real del sistema por la MS, así
como la autenticación mutua. Los disparos para la transferencia de
la SAI pueden ser de iniciación manual por el operario de la KMF, un
disparo trampa automático desde el sistema, o un cambio periódico de
la SAI por la KMF 101.
La Fig. 5 muestra la transferencia de la SAI
para dos estaciones móviles ITSI1 401 e ITSI2 403 (ambos no
mostrados). La KMF 101 cifra al menos una parte de la SAI (por
ejemplo, KS y KS') con la inter-clave KEK_{M} para
el sistema, y dirige ITS1, ITSI2, RS y KS y KS' cifrados por la
KEK_{M} al UCS 103. El UCS 103 almacena una copia y la dirige a la
ZM local 105 ó 119 para cada ITSI. Las líneas discontinuas dentro de
un dispositivo de sistema indican el paso transparente de
información a través del dispositivo de sistema. El ZM 105 ó 119
también almacenan una copia y la dirigen a su ZC 107 ó 121, en
particular, el HLR 107 ó 123. El ZC 107 ó 121 almacena KS y KS'
cifrados junto con RS en el HLR 107 ó 123. Una vez que el HLR 109 o
123 recibe la SAI, se envía un reconocimiento descifrado (ACK),
cuando falla el descifrado usando KEK_{M}, vuelve a la KMF a
través de la ATR 113 ó 127 desde la zona en la cual residen los HLR
109 ó 123. Si existe el VLR 111 para la MS 403 tal como la ITSI2, el
ZC 121 envía KS y KS' cifrados con la inter-clave
KEK_{M} al VLR 111. La coordinación entre la información de la
sesión de autenticación previa y la nueva información de sesión de
autenticación no se necesita. El HLR 109 ó 123 sólo necesitan una
copia de la SAI por ISTI registrado. El UCS 103 y el ZM 105 ó 119
almacena copias de la información de sesión de autenticación para
proporcionar la recuperación desde el mantenimiento o de fallos del
sistema.
Proporcionando almacenamiento y dirigiendo la
información de autenticación de sesión y las claves en tiempo no
real (es decir, sin restricción de tiempo) entre los dispositivos
del sistema del primer nivel y en tiempo real (es decir, bajo
demanda) entre los dispositivos del sistema del segundo nivel como
se ha descrito anteriormente, el sistema de autenticación
proporciona un sistema tolerante a fallos que permite también la
recuperación de fallos rápidamente. Si la KMF 101, el UCS 103, y/o
los ZM 105 y 119 fallan o se separan del resto del sistema puede aún
realizarse una autenticación total sin interrupción sobre la base de
tiempo real con la información de autenticación de sesión, por
ejemplo, para la MS2 403, almacenada en el HLR 123 y el VLR 111. Un
fallo en cualquiera de estos dispositivos 101, 103, 109 y 119 no es
catastrófico, porque los datos almacenados pueden descargarse desde
cualquiera de los otros dispositivos que almacenan la información.
Si el controlador de zona 107, el HLR 109, y/o el VLR 111
experimentan un defecto o fallo, la SAI puede descargarse
inmediatamente desde el ZM 105 en la zona. Mediante la eliminación
de la necesidad por la KMF 101 de participar en tiempo real en el
proceso de autenticación, hay menos carga sobre la KMF 101 y menos
tráfico en general sobre los enlaces de comunicación entre los
dispositivos del sistema de la infraestructura.
En la Fig. 6 se muestra un diagrama del
almacenamiento de la información de autenticación y la decisión de
autenticación realizada dentro de un sistema de comunicación. Se
muestran cuatro estaciones móviles dentro del sistema donde tres
estaciones móviles 401, 403 y 405 usan el HLR1 109 del controlador
de la primera zona 107, la estación móvil 407 usa el HLR2 123 del
controlador de la segunda zona 121, las dos estaciones móviles 401 y
403 usan el VLR1 111, y las dos estaciones móviles 405 y 407 usan el
VLR2 125. El almacenamiento de la SAI se muestra a lo largo de los
dispositivos del sistema. También se muestran las decisiones de la
estación base si autentica un móvil o no en un disparo particular.
Por ejemplo, los mensajes de encendido, si se cifra o no, requiere
autenticación. Cualquier mensaje enviado en claro (es decir,
descifrado) requiere autenticación. Los mensajes de tránsito
cifrados pueden ser autenticados implícitamente, es decir, el
mecanismo de pregunta y respuesta puede puentearse si el mensaje de
tránsito cifrado se descifra satisfactoriamente por la BS 131. Los
mensajes de encendido, los mensajes de tránsito, las actualizaciones
de localización, y otros tipos de mensajes se consideran solicitudes
para comunicar dentro del sistema de comunicación. Cuando se
requiere autenticación, la BS 115, 117, 129 ó 131 envían una
petición de autenticar la MS a la infraestructura (al controlador de
zona en la realización preferida). En el caso de que el dispositivo
de infraestructura al cual se envían las solicitudes de
autenticación resultase indisponible, por ejemplo, el dispositivo
falla, se desactiva para mantenimiento, o el enlace de comunicación
al dispositivo no esta operativo, la BS almacena las solicitudes de
autenticación durante el periodo de tiempo en el que el dispositivo
de la infraestructura no está disponible. Cuando el dispositivo de
la infraestructura resulta disponible, por ejemplo, el dispositivo
vuelve al servicio después de un fallo o mantenimiento, o cuando el
enlace de comunicación se recupera, la BS dirige la solicitud de
autenticación almacenada al dispositivo de la infraestructura.
En la situación mostrada en la Fig. 6, una
primera MS 401 envía un mensaje de encendido en claro (descifrado) a
la primera BS 115. En la realización preferida, se requiere la
autenticación de la MS 401 en esta situación. Como la MS 401 usa el
HLR 109 en la zona en la que se localiza la BS 115, la información
de autenticación de sesión SAI1 para la MS 401 se dirige desde el
HLR 109 al VLR 111 en la zona para terminación del proceso de
autenticación.
La segunda MS 403 transita desde la BS1 115 a la
BS2 117 y envía un mensaje de tránsito en claro (descifrado) a la
segunda BS 117. En la realización preferida, se requiere la
autenticación de la MS 403 en esta situación. Como la MS 403 usa el
HLR 109 en la zona en la que está localizada la BS 115, y como la MS
403 en tránsito desde un sitio servido por el mismo VLR como el
nuevo sitio, la información de autenticación de sesión SAI 2 para la
MS 403 está ya localizada en el VLR 111 en la zona para terminación
del proceso de autenticación.
La tercera MS 405 envía un mensaje de encendido
cifrado a la tercera BS 129. En la realización preferida, se
requiere la autenticación de la MS 405 en esta situación. Como la MS
405 usa el HLR 123 en la zona en la que se localiza la BS 129, la
información de autenticación de sesión SAI3 para la MS 405 se dirige
desde el HLR 123 al VLR 125 en la zona para terminación del proceso
de autenticación.
La cuarta MS 407 transita desde la BS2 117 a la
BS4 131 y envía un mensaje de tránsito cifrado a la cuarta BS 131.
En la realización preferida, no se requiere la autenticación (total)
de la MS 403 en esta situación. En cambio, la MS 407 se autentica
implícitamente, es decir, el mecanismo de pregunta y respuesta se
puentea si el mensaje de tránsito cifrado se descifra
satisfactoriamente por la BS 131. Como la MS 407 usa el HLR 109 en
la zona distinta de la zona en la que está localizada la BS 131, la
clave de cifrado (y si es necesaria, la información de autenticación
de sesión SAI4) para la MS 407 puede dirigirse desde el HLR 109 al
VLR 125 donde ha transitado la MS 407 para la terminación del
proceso de autenticación. Típicamente al menos un parte de la SAI se
cifra por la inter-clave antes de la transferencia a
otra zona. Si falla la autenticación implícita, se realiza entonces
la autenticación total de la MS 407.
En la Fig. 7 se muestra un diagrama del proceso
de pregunta y respuesta para autenticar una estación móvil por un
centro de autenticación de acuerdo con el Estándar TETRA. Cuando se
autentica la MS 707, el centro de autenticación 701, tal como la KMF
101, combina la clave de autenticación móvil, K, con RS utilizando
el algoritmo de cifrado TA11, como se define en el Estándar TETRA.
La salida del proceso TA11 703 es KS, la cual se introduce con RAND1
(un número aleatorio) al algoritmo de cifrado TA12, como se define
en el Estándar TETRA. El proceso TA12 705 saca XRES1, una respuesta
esperada, y DCK1, una clave de cifrado derivada para el móvil.
RAND1 y RS se aprovisionan para la MS 707. La MS 707 va a través de
un proceso similar, combinando su clave de autenticación móvil, K,
con la RS recibida desde el AuC 701 utilizando el proceso TA11 703.
El proceso TA11 703 saca KS, la cual se introduce con RAND1 al
proceso TA12 705. El proceso TA12 705 en la MS 707 saca RES1, una
respuesta a la pregunta, y DCK1, la clave de cifrado derivada para
el móvil. La MS 707 dirige RES1 al AuC 701. Si XRES1 y RES1
coinciden, el AuC 701 envía un mensaje de paso de autenticación a la
MS 707, y puede comenzar la comunicación sobre la interfaz aire con
la nuevamente creada DCK1. Si XRES y RES no coinciden, el AuC 701
envía un mensaje de fallo de autenticación a la MS 707, y se prohíbe
la comunicación sobre la interfaz aire con la nuevamente creada
DCK1, aunque la DCK1 antigua puede usarse bajo el fallo de
autenticación.
En la Fig. 8 se muestra un diagrama del proceso
de pregunta y respuesta para autenticar un centro de autenticación
por una estación móvil de acuerdo con el Estándar TETRA. Cuando se
autentica un AuC 701, tal como la KMF 101, la MS 707 combina la
clave de autenticación móvil, K, con RS utilizando el algoritmo de
cifrado TA21, como se define en el Estándar TETRA. El proceso TA21
801 saca KS', que se introduce con RAND2 (un número aleatorio) en el
algoritmo de cifrado TA22, como se define en el Estándar TETRA. El
proceso TA22 803 saca XRES2, una respuesta esperada, y DCK2, una
clave de cifrado derivada para el móvil 707. RAND2 se proporciona al
AuC 701. El AuC 701 va a través de un proceso similar, combinando la
clave de autenticación móvil, K, para la MS 707 con RS utilizando
el proceso TA21 801. El proceso TA21 801 del AuC 701 saca KS', la
cual se introduce con RAND2 al proceso TA22 803. La salida del
proceso TA22 803 en el AuC 701 es RES2, una respuesta a la pregunta,
y DCK1, la clave de cifrado derivada para el móvil. El AuC 701
dirige RES y RS a la MS 707. Si XRES y RES coinciden, la MS 707
envía un mensaje de paso de autenticación al AuC 701, y puede
comenzar la comunicación sobre la interfaz aire con la DCK1
nuevamente creada. Si XRES y RES no coinciden, la MS 707 envía un
mensaje de fallo de autenticación al AuC 701, y no tiene lugar la
comunicación sobre la interfaz aire con la DCK1 nuevamente
creada.
En la Fig. 9 se muestra un diagrama de la
distribución de la SAI y del proceso de autenticación entre un
sistema de comunicación y una estación móvil en tiempo real de
acuerdo con la invención. La Fig. 9 muestra la implementación del
proceso de autenticación del Estándar TETRA incluyendo cómo realizan
diversos dispositivos del sistema dentro de la infraestructura el
proceso de autenticación. La Fig. 9 muestra cómo el ZC 107,
incluyendo el HLR 109 y el VLR 111, y la BS 115 actúa como
delegados, o agentes de autenticación, para la KMF 101 en el proceso
de autenticación. En tiempo no real, KS y KS' cifradas por la
inter-clave, y RS se pasan adelante desde la KMF 101
al UCS 103, al primer ZM 105, y al HLR 109 del controlador de la
primera zona 107.
Después de que la BS 115 envía una solicitud de
autenticación de la MS 401 al ZC 107, el VLR 111 genera RAND1 y usa
KS y RAND1 con el proceso TA12 para generar XRES1 y DCK1, de acuerdo
con la Fig. 7 en este documento, y dirige RAND1 y RS a la BS 15, la
cual dirige RAND1 y RS sobre el aire a la MS 401. La MS 401 combina
su propia K y RS con el proceso TA11 para generar KS, a continuación
combina RAND1 y KS de acuerdo con la Fig. 7 en este documento,
obteniendo RES1 y DCK1, y dirige RES1 a la BS 115, la cual dirige
RES1 y a la VLR 111 en el ZC 107. El VLR 111 compara RES1 y XRES1, y
el resultado es R1. Cuando RES1 y XRES1 coinciden, DCK1 y la SAI
para la MS 401 se almacenan en el VLR 111 y el HLR 109 y DCK1
(cifrada por la inter-clave). En la realización
preferida, DCK1 se cifra con la intra-clave para la
primera zona antes de empezar a enviar a la BS 115. R1 se dirige a
la BS 115 como reconocimiento que se ha pasado la autenticación y la
BS 115 almacena DCK1 envía R1 a la MS 401 indicando que la
autentificación ha pasado. Cuando RES1 y XRES1 no coinciden, el VLR
111 descarta la DCK1 nuevamente creada sin almacenar ni dirigir a la
BS 115 y dirige R1, un reconocimiento negativo del proceso de
autenticación, a la BS 115, y la BS 115 envía R1 a la MS 401
indicando que la autenticación ha fallado.
Para solicitar la autenticación de la
infraestructura, la MS 403 envía RAND2 a la BS 129, la cual dirige
RAND2 al VLR 125 en el ZC 121. El VLR 125 busca RS y KS' y genera
RES2 y DSK2 usando el proceso TA22 de acuerdo con la Fig. 8 en este
documento, y dirige RES2 y RS a la BS 129, la cual dirige RES2 y RS
sobre el aire a la MS 403. La MS 403 combina RS y su propia K con el
proceso TA21, obteniendo KS', la cual se combina a continuación con
RAND2 en el proceso TA22 de acuerdo con la Fig. 8 en este documento,
obteniendo XRES2 y DCK2. La MS 403 compara RES2 y XRES2. Cuando RES2
y XRES2 coinciden, la MS 403 envía el mensaje R2 a la BS 129 en
reconocimiento de que se ha pasado la autenticación, la BS 129 envía
R2 a la ZC 121, y el VLR 125 produce DCK2 y la SAI para el móvil
403 a almacenar en el VLR 125 y el HLR 123 para la MS 403 y dirige
DCK2 a la BS 129, la cual almacena DCK2. En la realización
preferida, DCK2 se cifra con la intra-clave para la
segunda zona antes de enviarla a la BS 129. Cuando RES2 y XRES2 no
coinciden, la MS 403 envía el mensaje R2 a la BS 129 indicando que
la autentificación ha fallado, la BS 129 envía R2 al ZC 121, y la
VLR 125 descarta la DCK2 nuevamente creada sin enviarla a la BS
129.
En cualquier proceso de autenticación, si el VLR
111 en la zona en la que están localizadas actualmente las MS 401 ó
403 no tiene una SAI almacenada para las MS 401 ó 403, el VLR 111
obtiene la SAI desde el HLR para las MS 401 ó 403. Cuando el HLR 109
para la MS 401 ó 403 está en la misma zona, la SAI se pasa
simplemente dentro del ZC 107 al VLR 111. Cuando el HLR 109 para la
MS 401 ó 403 está en una zona diferente, la zona para el HLR local
se determina a partir de la tabla de mapeo de la zona local que
acota la ITSI a su Zona Local, y la SAI se dirige al ZC 107 al VLR
111. En la realización preferida, cuando el material de claves se
dirige desde el HLR para las MS 401 ó 403 al VLR 111, al menos una
parte de la SAI, en particular KS y KS', se cifran con la
inter-clave. Cuando la DCK se transfiere dentro de
una zona, DCK se cifra con KEK_{Z}. De forma similar, si la zona
en la que tiene lugar la autenticación no es la zona local para la
MS 401 ó 403, la información de SAI y DCK actualizadas se cifrarán
por la inter-clave, al menos en parte, y se
dirigirán al VLR apropiado. Como las claves se pasan entre
dispositivos que requieren una clave de cifrado diferente, el
dispositivo que recibe un mensaje, lo descifra con una clave, y
re-cifra el resultado con otra clave para el próximo
dispositivo.
\newpage
La autenticación mutua, cuando la MS y la
infraestructura se autentican mutuamente entre sí, se describe con
respecto a la Fig. 3 titulada "Autenticación mutua iniciada por
SwMI" y la Fig. 4 titulada "Autenticación mutua iniciada por la
MS" y su texto asociado del Estándar TETRA. Las DCK resultantes
(DCK1 y DCK2) de cada proceso se combinan usando el algoritmo de
cifrado TB4, y la DCK resultante se usa para comunicar por la MS 403
que ha enviado un mensaje cifrado, por ejemplo un mensaje de
actualización de localización cifrado por la DCK. La BS 115 puede
opcionalmente dirigir un reconocimiento de la recepción del mensaje
cifrado a la estación móvil 403. La identidad, ITSI2, de la MS 403
se cifra con la CCK, de modo que la BS 115 es capaz de determinar
qué MS ha enviado el mensaje, incluso aunque no tenga la DCK2 para
la MS 403. La BS 115 solicita la DCK2 desde el ZC 107. El ZC 107
determina si necesita solicitar la DCK2 desde una zona diferente, lo
cual se requiere en este caso, ya que la MS2 403 está en tránsito
desde una zona diferente, la zona 2, y el HLR 123 para la MS 403
está en la zona 2. El ZC 107 determina qué zona tiene el material de
claves necesario y envía una petición a la zona objetivo para el
material de claves. En el ejemplo, la DCK2 se encuentra en el HLR
123 para la zona 2, que es la zona objetivo, y se envía DCK2 al ZC
107 desde el HLR de zona 123 después de cifrarse con la
inter-clave KEK_{M}. El ZC 107 envía DCK2 a la BS
115 cifrada con la intra-clave KEK_{Z1}. La BS 115
usa DCK2 para descifrar el mensaje de actualización de la
localización para la MS2 403, y cualquier mensaje(s)
posterior desde la MS 403, y dirige la actualización de localización
al ZC 107. RS, KS, KS' se solicitan un tiempo después desde el HLR
123 de modo que puede realizarse una autenticación completa cuando
sea necesaria. En la realización preferida, el VLR 111 para la MS
403 no se actualiza con la localización de la MS hasta que la MS
autentica implícitamente o realiza un autentificación completa. La
recepción de un mensaje de actualización de localización descrita
adecuadamente se considera una autenticación implícita, en cuyo
momento el VLR 111 sería actualizado.
En la situación en la que pueda desearse extraer
una GCK/MGCK, el proceso es el mismo que se ha descrito
anteriormente con respecto a la DCK, excepto que el VLR 111 obtiene
la GCK, la combina con una CCK, como se describe más adelante en la
Fig. 15 y su texto asociado, y dirige la MGCK resultante, cifrada
con la intra-clave KEK_{Z1}, a la BS 115 ó
117.
En la Fig. 11 se muestra un diagrama que ilustra
una clave introducida dentro de un sistema de comunicación. El
procedimiento de introducción de la clave se usa para dirigir la
clave, tal como la DCK o la GCK/MGCK, al sitio al que se dirige
cuando la MS conmuta desde su sitio actual hasta el sitio al que se
dirige. Este proceso proporciona de este modo un mecanismo para
dirigir una clave a un sitio antes de la llegada de la MS 401 ó 403,
de modo que pueda producirse tránsitos y conmutación de redes sin
intervención del usuario. La Fig. 11 muestra un ejemplo de una
transferencia de DCK2 entre zonas y una transferencia de DCK1 dentro
de una zona. La MS inicia el procedimiento. Aunque KS, KS', y DCK se
almacenan cifradas en el HLR, y DCK se almacena cifrado en el HLR y
VLR en la realización preferida, se muestran descifrados en al Fig.
11 en favor de la simplicidad.
La MS1 401 comienza el proceso de tránsito desde
la BS1 115, que tiene la Identificación de Área de Localización 1
(LAID1), en el sitio 1 a la BS2 127, que tiene la Identificación de
Área de Localización 2 (LAID2) en el sitio 2 en la zona 1. La MS 401
envía a la BS 115 un mensaje indicando que la MS1 transitará al
sitio 2. En la realización preferida, este mensaje es un mensaje
Prepara OTAR. La BS 115 pasa este mensaje al ZC 107. El ZC 107
determina si la DCK necesita transferirse a otra zona o no
determinando si el sitio al cual está transitando la MS 401 está en
su zona o no. En este ejemplo, el sitio 2 se sirve también por el ZC
107, de modo que no hay necesidad de transferir la DCK a otra zona.
Como la DCK se transfiere dentro de la zona, el ZC 107 responde a la
BS 115 con un mensaje de retardo corto. En este caso, la BS 115
aparta a la MS 401 conmutando al sitio 2 por un retardo equivalente
al retardo corto, cuyo retardo se aproxima al tiempo que tomará
dirigir la DCK al sitio próximo desde el VLR 111 en la misma zona.
En la realización preferida, el retardo corto es menor de 50 ms. La
MS 401 espera la conformidad desde la BS 115 antes de operar en el
nuevo sitio, por ejemplo, transitando, conmutando sitios, o
comunicando, y la BS 115 envía la conformidad después de que el
periodo del retardo corto termina. Durante el periodo de retardo,
el VLR 111 en el ZC1 107 cifra DCK1 con la
intra-clave y la dirige a la BS2 117 en el sitio 2,
donde la MS 401 y la BS2 117 serán capaces de intercambiar mensajes
cifrados usando DCK1. En la realización preferida, el VLR 111 para
la MS 401 no se actualiza con la localización de la MS hasta que la
MS 401 se autentica implícitamente o realiza una autenticación
completa.
La MS2 403 comienza el proceso de tránsito desde
la BS3 129, que tiene una Identificación de Área de Localización 3
(LAID3) en el sitio 3 en la zona 2 a la BS1 115, que tiene una
Identificación de Área de Localización 1 (LAID1) en el sitio 1 en la
zona 1. La MS 403 envía a la BS3 129 un mensaje indicando que la MS2
transitará al sitio 1. En la realización preferida, este mensaje es
el mensaje OTAR Preparar. La BS 129 pasa este mensaje al ZC 121. El
ZC 121 determina si la DCK necesita ser transferida a otra zona o
no, determinando si el sitio al cual está transitando la MS 401 está
en su zona o no. En este ejemplo, el sitio 1 no se sirve por el ZC
121, de modo que hay necesidad de transferir la DCK a otra zona.
Como la DCK se transfiere a otra zona, el ZC 121 responde a la BS
129 con el uso de un mensaje de retardo largo. En este caso, la BS
129 aparta la MS 403 de la conmutación al sitio 1 durante un retardo
equivalente al retardo largo, cuyo retardo se aproxima al tiempo que
tomará dirigir la DCK desde el VLR 111 al sitio en la siguiente
zona. En la realización preferida, el retardo largo es mayor o igual
que 50 ms. La MS 403 espera una confirmación desde la BS 129 antes
de conmutar de sitio, y la BS 129 envía la conformidad después de
que termina el periodo de retardo largo. Durante el periodo de
retardo, el VLR 125 en el ZC1 121 cifra la DCK2 con la
inter-clave, y la dirige a ZC1 107, el cual la
descifra con la inter-clave, la cifra con la
intra-clave KEK_{Z1}, y dirige el resultado a la
BS1 115 en el sitio 1, donde la MS 403 y la BS2 115 serán capaces de
intercambiar mensajes cifrados usando DCK2. En la realización
preferida, el VLR 111 para la MS 403 no se actualiza con la
localización de la MS hasta que la MS 403 autentica implícitamente o
realiza una autenticación completa, en cuyo momento se elimina el
VLR 125 para la MS2 en ZC2 121. RS, KS, KS' se solicitan un tiempo
después desde que el HLR en el ZC3 223 (el HLR de la zona local para
la MS 403) de modo que puede realizarse una autenticación completa
si es necesaria.
La Fig. 12 es un diagrama que muestra la
distribución de la clave de cifrado estática a la BS dentro de un
sistema de comunicaciones. La SCK es una clave de tráfico de voz que
abarca el sistema y que se usa para cifrar la voz, los datos, ESI
(identidad corta cifrada) y el tráfico de señalización cuando no
está disponible la autenticación. Las SCK se identifican por SCKN y
SCK-VN, y se almacenan en la KMF 101 cifradas con
una clave hardware y en los ZM 105 y 109 cifradas por TA31. En la
realización preferida, puede haber hasta 32 SCK distintas en todo el
sistema. Cada BS almacena una SCK, identificada por el número
(SCKN), cada uno de los cuales tiene un número de versión de SCK
(SCK-VN), aunque la SCK puede tener múltiples
versiones que se usan o se usaron en el sistema. Cada SCKN tiene un
número de versión SCK-VN, y en la realización
preferida, se almacenan para cada SCKN dos números de versión, es
decir, dos claves. La MS puede ser capaz de almacenar 32 SCK para
una SCK-VN, además de 32 SCK para otra
SCK-VN. Las 31 SCK adicionales en la MS se definen
por la operación directa entre estaciones móviles. Una nueva SCK
reemplaza la SCK-VN antigua. La SCK puede
proporcionarse a las BS y a las estaciones móviles de varios modos,
incluyendo a través de un Cargador de Variables de Claves (KVL), a
través de un software de computador tal como el Software RSS
disponible en Motorola, Inc, y vía la OTAR (Cambio de clave Sobre
el Aire) a través de la zona local ATR de la MS. Aunque no dibujado
en el dibujo por restricciones de espacio, SCKN y
SCK-VN se envían junto con SCK con propósito de
identificación.
En la Fig. 12 se muestra un proceso para
transferir una SCK a cada BS en el sistema. Cuando la KMF 101
determina que se debe actualizar la SCK, la KMF 101 genera una nueva
SCK. Para determinar la zona local de una BS, en la realización
preferida, la KMF 101 usa el mapa de la BS al ZC local desde el UCS
103 y la tabla de búsqueda basada en la zona para obtener la
dirección para el ATR en la zona. La KMF 101 cifra la SCK con la
intra-clave, KEK_{Z}, para la zona en la que está
localizada la BS, y envía la clave cifrada a la ZM para esa BS. El
ZM almacena una copia y la dirige a la BS deseada. Se envía un
mensaje ACK descifrado desde la BS a la ZC y al KMF 101 a través del
ATR en la zona en la que reside la BS. El mensaje ACK representa que
la SCK se ha recibido correctamente en la BS.
Un ejemplo específico de una transferencia de
SCK a la BS1 115 incluye una transferencia de información del sitio,
incluyendo la BS para el mapa controlador de zona local, desde el
UCS a la KMF 101. La KMF 101 usa el mapa para determinar que la BS1
está localizada en la zona 1. La KMF 101 genera la SCK y la cifra
con la intra-clave KEK_{Z1}, para la zona 1 en la
que está localizada la BS1. La KMF 101 dirige la SCK cifrada al ZM
105 para la zona 1. El ZM1 105 almacena una copia de la SCK cifrada
y la dirige a la BS1 115 a través de un enlace de línea con hilos.
La BS1 115 descifra la SCK cifrada usando KEK_{Z1} y almacena la
SCK descifrada. Cuando la SCK se recibe correctamente por la BS1, la
BS1 115 envía un mensaje ACK descifrado a la KMF 101 a través del
ZC1 107 y el ATR 113 en la zona 1. Las transferencias de SCK a la
BS3 y la BS4 se realizan de forma similar.
En la Fig. 13 se muestra un diagrama de
distribución de una clave de cifrado estática a la estación móvil
dentro de un sistema de comunicaciones. Cuando la KMF 101 determina
que se debe actualizar la SCK para la MS 401, la KMF 101 genera un
nuevo material de claves SCK para la MS 401 de acuerdo con la Fig.
10 titulada "Distribución de una SCK a un individuo por un centro
de autenticación" y su texto asociado en el Estándar TETRA. El
proceso de generación de SCK obtiene el material de las claves SSCK
(la SCK sellada), SCKN (el número de la SCK), SCK-VN
(Número de versión SCK), y RSO (la simiente aleatoria usada en el
proceso). Para determinar el ATR para la zona local de la MS 401, en
la realización preferida, la KMF 101 usa la ITSI para el mapa de ZC
local desde el UCS 103 y una tabla de búsqueda basada en la zona
para obtener la dirección del ATR para la zona local. En el ejemplo
de la Fig. 13, la zona local para la MS1 401 es la zona 2. La KMF
101 dirige SSCK, SCKN, SCK-VN, y RSO para el ATR de
la zona local (2) para la MS 401. Si la MS 401 no está en el
sistema, el ATR 127 de la zona local envía un mensaje de
confirmación negativa (NACK) de vuelta a la KMF 101. Si la MS 401
está en el sistema, se suministra la SCK a la MS 401 a través de la
zona en la que está localizada actualmente la MS 401. En la
realización preferida, el material de claves SCK (por ejemplo, SSCK,
SCKN, SCK-VN, y RSO) no se cifran para la
transferencia entre los dispositivos del sistema. El material de
clave SCK puede estar cifrado opcionalmente para transferencia entre
dispositivos del sistema.
Cuando la MS 401 no está localizada en su zona
local, el controlador de zona local 121 de la zona 2 determina en
qué zona está localizada actualmente la MS 401 (zona 1 en la Fig.
12) mediante su búsqueda en el HLR 123 de la zona 2. El ZC2 121
dirige SSCK, SCKN, SCK-VN, y RSO al controlador de
zona 107 de la zona en la que está localizada actualmente la MS 401.
El ZC1 107 dirige SSCK, SCKN, SCK-VN, y RSO a la BS
115 en donde está localizada la MS 401. La BS 115 descifra SSCK,
SCK-VN, y RSO con la intra-clave,
KEK_{Z1}, y dirige el resultado a la MS 401. Se envía un mensaje
ACK descifrado desde la MS 401 a la BS 115 a la ZC 107 y a la KMF
101 a través del ATR 113 en la zona en la que reside la BS 115. El
mensaje ACK representa que la SCK se recibió y se eliminó el
sellado correctamente en la MS (el proceso de eliminación del
sellado se describe en el estándar TETRA).
Cuando la MS 401 está localizada en su zona
local (no dibujada pero se asume que es la BS3 129 en favor de este
ejemplo), el VLR del controlador de la zona local 121 dirige SSCK,
SCKN, SCK-VN, y RSO a la BS 129 en la que se
localiza la MS 401 (no mostrada pero se asume en este ejemplo). La
BS 129 dirige SSCK, SCKN, SCK-VN, y RSO a la MS 401.
Se envía un mensaje ACK descifrado desde la MS 401 a la BS 129 al ZC
121 y a la KMF 101 a través del ATR 127 en la zona en la que reside
la BS 115. El mensaje ACK representa que la SCK se recibió y se
eliminó el sellado correctamente en la MS (el procedimiento de
eliminar el sellado se describe en el Estándar TETRA).
La Fig. 14 es un diagrama que muestra la
distribución de una clave de cifrado común a una estación móvil y
una BS dentro de un sistema de comunicaciones. La CCK es una clave
de tráfico basada en el área de localización que se usa para cifrar
voz, datos, y señalización dentro de un área de localización (LA) y
sólo se usa para comunicaciones de salida. La CCK se destina para el
uso con el cifrado del tráfico de llamadas de grupo en el Estándar
TETRA. La CCK se usa también para cifrar la identidad de abonado
creando la identidad corta cifrada (ESI). El tráfico de llamadas de
grupo con la LA usa la CCK cuando no hay GCK disponible o está
inhibida. Hay una CCK por cada área de localización. Un área de
localización puede ser tan pequeña como un sitio, de modo que podría
haber tantas CCK como sitios en el sistema. Es posible tener el
mismo CCK para más de un área de localización. La CCK se identifica
por la CCK-ID (por ejemplo, CCK1, CCK2, y así
sucesivamente) y la LAID (identificación de área de localización).
Dos copias de cada CCK (las dos últimas CCK-ID)
están en la ZC y la BS para permitir un cambio de clave gradual de
la MS en el sistema. Mientras que está en uso una CCK, se distribuye
la siguiente a la MS. En la realización preferida, cada sitio
mantiene una CCK por cada sitio adyacente al sitio para la
conmutación entre redes sin intervención del usuario entre sitios y
para facilitar la gestión de movilidad consistente. Cuando se da
una CCK adyacente a una MS, se transfieren las dos últimas CCK a la
MS. Una nueva CCK reemplaza a la CCK-ID más antigua.
El almacenamiento a largo plazo de las CCK se produce en los ZM 105
y 119. El Estándar TETRA soporta varios métodos de aprovisionamiento
de CCK sobre el aire, y la misma metodología de solicitud/provisión
usada para cada una de las claves de la interfaz aire, y también
permite la solicitud de clave por registro y cambio de célula por la
estación móvil.
En la Fig. 14 se ilustra el procedimiento de la
CCK a la BS que se usa para transferir una CCK desde la KMF 101 a la
BS (sitio) 115. La KMF 101 determina que es el momento para
actualizar la CCK de una BS 115 y genera la CCK(s)
apropiada. En la realización preferida, cada BS es un Área de Localización (LA) y tiene su propia Identificación de Área de Localización (LAID). La Fig. 14 muestra la transferencia de CCK1 y CCK2 a la zona 1 y la transferencia de CCK3 a la zona 2. Las CCK se cifran con la intra-clave, KEK_{Z}, para la zona en la que se localiza la LA. El UCS 103 proporciona un mapa del sitio a la zona y un mapa del ZM a la zona para la KMF 101. La KMF 101 usa estos mapas para enviar las claves directamente al ZM apropiado 105 ó 119, el cual almacena la CCK y dirige la CCK al controlador de zona 107 ó 121. El UCS 103 obtiene los parámetros del sitio desde los ZM 105 y 119 para crear la lista de sitios adyacentes, que se envía a la KMF 101 y se dirige a las ZM 105 y 119 para dirigirse a los controladores de zona 107 y 121 para su uso. Si un sitio adyacente está en una zona diferente, la clave se transfiere entre los ZC involucrados. El ZC cifra la CCK con la inter-clave, KEK_{M}, para transferencia entre los controladores de zona. Usando la lista de sitios adyacentes, los controladores de zona 107 y 121 envían las CCK de los sitios adyacentes a los sitios apropiados. De este modo, cada sitio sobre la lista de sitios adyacentes tendrá las CCK para los sitios adyacentes a ese sitio. Las CCK adyacentes se usan de modo que la MS puede solicitar la CCK para el sitio adyacente antes que la MS conmute de sitios. La BS 115 puede también dirigir las CCK a las MS y las nuevas CCK se reciben en la BS 115. Las CCK se cifran con DCK para la MS 401 en particular antes de transmitir la CCK cifrada a la MS 401. Se envían mensajes ACK por la BS al ZC y se devuelven a la KMF 101 a través del ATR (donde reside la BS). Como la KMF 101 no es consciente de adyacencia, no necesita mensajes ACK de las distribuciones adyacentes de CCK. Como la KMF 101 sigue a qué BS se da la CCK, la BS sigue la circulación de las CCK, es decir, qué MS tiene una CCK para un Área de Localización determinado, y dirige mensajes ACK una vez que la CCK está actualizada.
apropiada. En la realización preferida, cada BS es un Área de Localización (LA) y tiene su propia Identificación de Área de Localización (LAID). La Fig. 14 muestra la transferencia de CCK1 y CCK2 a la zona 1 y la transferencia de CCK3 a la zona 2. Las CCK se cifran con la intra-clave, KEK_{Z}, para la zona en la que se localiza la LA. El UCS 103 proporciona un mapa del sitio a la zona y un mapa del ZM a la zona para la KMF 101. La KMF 101 usa estos mapas para enviar las claves directamente al ZM apropiado 105 ó 119, el cual almacena la CCK y dirige la CCK al controlador de zona 107 ó 121. El UCS 103 obtiene los parámetros del sitio desde los ZM 105 y 119 para crear la lista de sitios adyacentes, que se envía a la KMF 101 y se dirige a las ZM 105 y 119 para dirigirse a los controladores de zona 107 y 121 para su uso. Si un sitio adyacente está en una zona diferente, la clave se transfiere entre los ZC involucrados. El ZC cifra la CCK con la inter-clave, KEK_{M}, para transferencia entre los controladores de zona. Usando la lista de sitios adyacentes, los controladores de zona 107 y 121 envían las CCK de los sitios adyacentes a los sitios apropiados. De este modo, cada sitio sobre la lista de sitios adyacentes tendrá las CCK para los sitios adyacentes a ese sitio. Las CCK adyacentes se usan de modo que la MS puede solicitar la CCK para el sitio adyacente antes que la MS conmute de sitios. La BS 115 puede también dirigir las CCK a las MS y las nuevas CCK se reciben en la BS 115. Las CCK se cifran con DCK para la MS 401 en particular antes de transmitir la CCK cifrada a la MS 401. Se envían mensajes ACK por la BS al ZC y se devuelven a la KMF 101 a través del ATR (donde reside la BS). Como la KMF 101 no es consciente de adyacencia, no necesita mensajes ACK de las distribuciones adyacentes de CCK. Como la KMF 101 sigue a qué BS se da la CCK, la BS sigue la circulación de las CCK, es decir, qué MS tiene una CCK para un Área de Localización determinado, y dirige mensajes ACK una vez que la CCK está actualizada.
Como la MGCK es una combinación de CCK y CGK, el
controlador de zona creará cuatro MGCK usando las dos últimas
CCK-ID y las dos últimas GCK-VN y
las distribuye consecuentemente (véanse la Fig. 15 y Fig. 16).
La CCK es un parámetro específico de zona de
modo que no hay necesidad de pasar a través del UCS 103. De este
modo, la KMF 101 envía la información de CCK directamente al gestor
de zona apropiado 105 ó 119, lo cual es diferente que la metodología
de cambio de clave de otras claves de la interfaz aire. El UCS 103
obtiene la información del sitio desde los gestores de zona 105 ó
119 para crear la lista de sitios adyacentes. Situando las CCK en
los sitios adyacentes, se reduce el procesamiento en tiempo real de
las CCK, es decir, la BS no necesita solicitar al controlador de
zona la CCK para la BS adyacente cuando una MS solicita una CCK para
un sitio vecino, de modo que la MS no necesita procesar una CCK
cuando la MS conmuta entre sitios.
La Fig. 15 es un diagrama que muestra la
distribución de una clave de cifrado de grupo a una BS dentro de un
sistema de comunicación. La GCK se identifica por GTSI (ID de
Abonado del Grupo TETRA tal como se denomina en el Estándar TETRA) y
GCK-VN. En la realización preferida, la GCKN es
equivalente lógicamente a GTSI desde la perspectiva de gestión de
claves. El almacenamiento a largo plazo de GCK se produce en el UCS
y el ZM. La MGCK, que es una combinación de GCK y CCK, se identifica
por GTSI (o GCKN), CCK-ID (con LAID), y
GCK-VN. Cuatro MGCK por grupo de habla (GTSI) se
identifican por las dos últimas CCK-Id y las dos
últimas GCK-VN. Las MGCK no están almacenadas en los
ZC 107 ó 121, sino que se crean por los ZC 107 ó 121 y se envían a
la BS 115 a condición de que una MS afiliada con esa GSTI esté en el
mismo sitio que la BS 115, la cual no recibe la GCK porque es una
clave de larga duración. Aunque no se muestra en el dibujo por
restricciones de espacio, se envía GCK-VN junto con
GCK y MGCK con propósitos de identificación.
El procedimiento para actualizar la GCK para un
registro de un grupo de habla tiene dos partes. La primera parte
incluye actualizar la actual CGK en el grupo de habla, la segunda
parte incluye la generación de la MGCK resultante como un resultado
de la actualización y distribución de la MGCK a los sitios.
El procedimiento de la Fig. 15 transfiere una
GCK desde la KMF 101 al HLR del grupo de habla en el controlador de
zona en la zona local para el grupo de habla. Cuando la KMF 101
determina que es el momento para la actualización de la GCK, la KMF
101 genera una GCK para cada grupo de habla y mantiene la tabla de
GTSI-GCK. Las GCK se almacenan cifradas por hardware
en la KMF 101. La MKF 101 no sabe qué ZC tiene el HLR para la GTSI,
de modo que la KMF 101 envía la GCK cifrada con la
inter-clave, KEK_{M}, al UCS 103. El UCS 103
almacena el material de claves y lo dirige a la ZM local 105 ó 119
para el grupo de habla (GTSI) asociado con la GCK. El ZM 105 ó 119
dirige el material de claves a su ZC 107 ó 121, el cual almacena el
material de claves en el HLR de grupo para la GTSI cifrada con
KEK_{M}. El ZC 107 verifica que el material de claves puede
descifrarse correctamente y envía un mensaje ACK de vuelta a la KMF
101 a través del ATR 113 en el que reside el HLR de grupo 109 para
GTSI. El mensaje ACK refleja que el HLR 109 contiene una copia
cifrada correcta de la GCK. El ZC 107 descifra el material de claves
con KEK_{M} y la re-cifra con la
intra-clave KEK_{Z}, para almacenamiento en el VLR
111. Cualquier otro VLR, tal como el VLR2 125, fuera de la zona
local asociado con la GTSI tendrá la GCK cifrada con KEK_{M}
dirigida a los mismos. La Fig. 15 muestra tanto el caso de
inter-zona como el de
intra-zona.
Como la MGCK es una combinación de GCK y CCK
generada por un ZC usando el algoritmo TA71 1501, 1503 ó 1505,
cuando la GCK cambia o la CCK cambia, la MGCK también debe cambiar
consecuentemente. Las cuatro MGCK se envían a todos los sitios que
tienen una afiliación de grupo de habla en los que coincide la GTSI
para la GCK. Como las 2 últimas CCK-ID y las 2
últimas GCK-VN están almacenadas, se necesita enviar
cuatro versiones de la MGCK a la BS.
Como en otros casos, cuando se envía la MGCK a
un sitio, necesita cifrarse usando la intra-clave,
KEK_{Z}. La GCK se obtiene a partir del registro del grupo de
habla VLR y se descifra con la intra-clave,
KEK_{Z}, y se combina con la CCK para crear MGCK. La MGCK
resultante se cifra usando la intra-clave,
KEK_{Z}, y se envía a los sitios apropiados.
La transferencia de una MGCK a una BS puede
dispararse por varios eventos. Ejemplos de disparo incluyen una
estación móvil asociada con la GCK para la MGCK que reside en la BS
cuando se genera, bien la GCK o la CCK; una estación móvil que llega
a la BS cuando no ha ocurrido una afiliación de grupo de habla
previa en esa BS; y la afiliación del grupo de habla de la estación
móvil que cambia, mientras reside en la BS, a un grupo de habla no
asociado previamente con la BS.
En la Fig. 16 se muestra un diagrama de
distribución de la clave de cifrado de grupo a una estación móvil
dentro de un sistema de comunicaciones. Cuando la KMF 101 determina
que se debe actualizar la GCK para la MS 401, la KMF 101 genera un
nuevo material de claves GCK para la MS 401 de acuerdo con la Fig. 8
titulada "Distribución de una clave de cifrado de grupo a un
individuo" y su texto asociado en el Estándar TETRA. El proceso
de generación de GCK obtiene el material de clave SGCK (la GCK
sellada), GCKN (el Número de GCK), GCK-VN (el número
de versión de la GCK), y RSO (la semilla aleatoria usada en el
proceso). Para determinar el ATR para la zona local de la MS 401, en
la realización preferida, la KMF 101 usa la ITSI para el mapa de ZC
local desde el UCS 103 y una búsqueda de tabla basada en la zona
para obtener la dirección de la ATR para la zona local. En el
ejemplo de la Fig. 16, la zona local para MS1 401 es la zona 2. La
KMF 101 dirige SGCK, GCKN, GCK-VN y RSO al ATR 127
de la zona local (2) para la MS 401. Si la MS 401 no está en el
sistema, el ATR 127 envía un mensaje NACK de vuelta a la KMF 101. Si
la MS 401 está en el sistema, se suministra la GCK a la MS 401 a
través de la zona en la cual está situada actualmente la MS 401. En
la realización preferida, el material de clave GCK (por ejemplo,
SGCK, GCKN, GCK-VN y RSO) no están cifradas para
transferencia entre dispositivos del sistema. El material de claves
GCK puede opcionalmente cifrarse para transferencia entre
dispositivos del sistema.
Cuando la MS 401 no está localizada en su zona
local, el controlador de la zona local 121 de la zona 2 determina en
qué zona está localizada actualmente la MS 401 (zona 1 en la Fig.
16) buscándola en el HLR 123 de la zona 2. El ZC2 121 dirige SGCK,
GCKN, GCK-VN, y RSO al controlador de zona 107 de la
zona en la que está localizada actualmente la MS 401. El ZC1 107
dirige SGCK, GCKN, GCK-VN, y RSO a la BS 115 en la
que está localizada la MS 401. La BS 115 dirige SGCK, GCKN,
GCK-VN, y RSO a la MS 401. Se envía un mensaje ACK
no cifrado desde la MS 401 a la BS 115, al ZC 107 y a la KMF 101 a
través del ATR 113 en la zona en la que reside la BS 115. El mensaje
ACK representa que la GCK se recibió y se elimino el sellado
correctamente en la MS (el proceso de eliminación del sellado se
describe en el Estándar TETRA).
Cuando la MS 401 está localizada en su zona
local (no mostrada, pero se asume que en la BS3 129 en favor de este
ejemplo), el controlador de zona local 121 dirige SGCK, GCKN,
GCK-VN, y RSO a la BS 129 en donde está localizada
la MS 401 (no mostrada pero asumida en este ejemplo). La BS 129
dirige SGCK, GCKN, GCK-VN, y RSO a la MS 401. Se
envía un mensaje ACK sin cifrar desde la MS 401 a la BS 129, a la ZC
121 y a la KMF 101 a través del ATR 127 en la zona en la que reside
la BS 115. El mensaje ACK representa que la GCK se recibió y se
elimino el sellado correctamente en la MS (el proceso de eliminación
del sellado se describe en el Estándar TETRA).
La Fig. 17 es un diagrama de flujo que muestra
un método de persistencia de clave en un sitio en un sistema de
comunicaciones de acuerdo con la invención. La persistencia de clave
se refiere al tiempo que permanece almacenada una clave en cualquier
dispositivo del sistema o en la MS. Si se borra una clave de tráfico
de la interfaz aire de un sitio cuando la MS deja el sitio, y la
clave se elimina demasiado rápidamente, la MS puede volver al sitio
requiriendo la clave para establecerse de nuevo. Si la MS está
viajando entre límites de zona o límites de sitios durante un
periodo de tiempo, el material de claves para la MS puede necesitar
establecerse continuamente si el material se borra de un sitio
demasiado rápidamente después de que la MS deja el sitio. Si el
material de clave se deja en un sitio demasiado tiempo, pueden
establecerse claves duplicadas, creando ambigüedad y la
probabilidad de fallos de autenticación, en particular para la
autenticación implícita. De este modo, la persistencia de clave para
cada clave necesita fijarse adecuadamente para prevenir tales
problemas. En la realización preferida, el tiempo de persistencia se
basa en la velocidad media de autenticación esperada en el sistema
de comunicaciones, y preferiblemente el tiempo de persistencia es
menor que la velocidad media de autenticación esperada en el
sistema de comunicaciones. La velocidad media esperada de
autenticación se basa en el número de veces medio que una estación
móvil se autentica dentro de un periodo de tiempo.
En la etapa 1701, cuando una MS llega al sitio,
la clave(s) y/o el material de claves asociado con la MS 401
se almacena en el sitio. Si en la etapa 1703 se determina que el
móvil ha dejado el sitio, se fija un temporizador de persistencia en
la etapa 1705, a menos que se haya fijado o reseteado ya, en cuyo
caso el proceso simplemente continúa en la etapa 1709. Cuando el
temporizador expira en la etapa 1707, el proceso continúa con la
etapa 1709 en donde se borra del sitio la clave(s) y/o el
material de claves asociado con el móvil 401, y el proceso termina.
Si el móvil 401 no ha dejado el sitio en la etapa 1703, y es el
momento de reemplazar el clave(s) del móvil y/o el material
de claves en la etapa 1711, la clave(s) y/o el material de
clave se reemplaza en la etapa 1713 y el proceso continúa con la
etapa 1703. La etapa 1709 también puede alcanzarse (no mostrado) si
un dispositivo de sistema, tal como un controlador de zona, dirige
el sitio para borrar cierta clave(s) y/o material de claves
por cualquier razón. El controlador de zona típicamente determina
cuando deja el móvil un sitio en base a las actualizaciones de HLR y
VLR.
La presente invención puede realizarse de otras
formas específicas sin apartarse de sus características esenciales.
Las realizaciones descritas se consideran en todos los aspectos sólo
como ilustrativas y no restrictivas. El alcance de la invención se
indica, por lo tanto, por las reivindicaciones adjuntas más que por
la descripción anterior. Todos los cambios que vengan dentro del
significado y el rango de equivalencia de las reivindicaciones se
abarcan dentro de su alcance.
Claims (16)
1. Un método que comprende las etapas de:
generar un número aleatorio, una respuesta
esperada, y una clave de cifrado derivada asociada con la seguridad
de las comunicaciones de la interfaz aire con una estación móvil
(401, 403, 405);
dirigir el número aleatorio y una semilla
aleatoria a la estación base (115, 117) que está localizada en una
primera pila de dispositivos, en el que la primera pila está
asociada con una intra-clave para cifrar el material
de claves que se distribuye dentro de la primera pila;
recibir, desde la estación base (115, 117), una
respuesta al número aleatorio y a la semilla aleatoria;
comparar la respuesta y la respuesta esperada;
y
cuando la respuesta coincide con la respuesta
esperada, cifrar la clave de cifrado derivada usando la
intra-clave y dirigir la clave de cifrado derivada
cifrada a las estaciones base (115, 117).
2. El método de la reivindicación 1, que
comprende además la etapa de, cuando la respuesta no coincide con la
respuesta esperada, desechar la clave de cifrado derivada sin
dirigir la clave de cifrado derivada a la estación base (115,
117).
3. El método de la reivindicación 2, que
comprende además la etapa de enviar un mensaje de fallo de
autenticación a la estación base (115, 117).
4. El método de la reivindicación 1, en el que
la respuesta esperada se genera al menos indirectamente a partir del
número aleatorio y la semilla aleatoria.
5. El método de la reivindicación 1, en el que
la clave de cifrado derivada se genera al menos indirectamente a
partir del número aleatorio y la semilla aleatoria.
6. El método de la reivindicación 1, en el que
la clave de cifrado derivada se almacena en el registro de
localización visitado o en la localización local.
7. El método de la reivindicación 1, en el que
la clave de cifra derivada se cifra por una
intra-clave y se almacena en un registro de
localización visitado o en un registro de localización local.
8. El método de la reivindicación 1, en el que
las etapas se realizan por un controlador de zona (107, 121) o un
registro de localización visitado.
9. El método de la reivindicación 1, que
comprende además las etapas de:
recibir, desde la estación base (115, 117), un
segundo número aleatorio generado por una estación móvil (401, 403,
405);
generar una segunda clave de cifrado derivado y
una segunda respuesta al segundo número aleatorio y dirigir la
segunda respuesta a la estación base (115, 117);
combinar la clave de cifrado derivado y la
segunda clave de cifrado derivada, obteniendo una tercera clave de
cifrado derivada;
cuando se recibe un mensaje de autenticación
positivo desde la estación base (115, 117), dirigir la tercera clave
de cifrado derivado a la estación base (115, 117).
10. Un método realizado por cualquiera de las
estaciones base (115, 117) que se localiza en una primera pila de
dispositivos y que comprende las etapas de:
recibir una petición de autentificación desde
una estación móvil (401, 403, 405);
determinar si dirige la petición a un agente de
autenticación;
cuando se determina dirigir la petición, dirigir
la petición al agente de autenticación;
recibir el número aleatorio y la semilla
aleatoria desde el agente de autenticación;
dirigir el número aleatorio y la semilla
aleatoria a la estación móvil (401, 403, 405);
recibir una respuesta de un número aleatorio y
la semilla aleatoria desde la estación móvil (401, 403, 405) y
dirigir la respuesta al agente de autenticación;
cuando el agente de autenticación autentica la
estación móvil (401, 403, 405), recibir desde el agente de
autenticación una clave de cifrado derivada que se cifra utilizando
una intra-clave asociada con la primera pila y usada
para cifrar el material de claves que se distribuye dentro de la
primera pila; y
cifrar los mensajes a la estación móvil (401,
403, 405) y descifrar los mensajes procedentes de la estación móvil
(401, 403, 405) con la clave de cifra derivada.
11. El método de la reivindicación 10, que
comprende además la etapa de, cuando el agente de autenticación
envía una autenticación negativa a la estación base (115, 117),
dirigir la autenticación negativa a la estación móvil (401, 403,
405).
12. El método de la reivindicación 10, en el que
el agente de autenticación es un controlador de zona (107, 121) o un
registro de localización visitado.
13. El método de la reivindicación 10, en el que
la estación base (115, 117) se localiza en una zona y en el que la
clave de cifrado derivado se cifra por una
intra-clave cuando se transfiere dentro de la zona
antes de dirigirse a la estación base.
14. El método de la reivindicación 10, en el que
cualquiera de las estaciones base y el controlador del sitio TETRA
tiene lugar en la estación base (115, 117).
15. Un método realizado por la estación base que
se localiza en la primera pila de dispositivos y que comprende las
etapas de:
recibir un número aleatorio desde la estación
móvil;
dirigir el número aleatorio a un agente de
autenticación;
recibir una respuesta al número aleatorio y una
semilla aleatoria desde el agente de autenticación;
dirigir la respuesta y la semilla aleatoria a la
estación móvil;
cuando la estación móvil autentica la
infraestructura comprendiendo el agente de autenticación y las
estaciones base, dirigir un mensaje de autenticación al agente de
autenticación;
recibir desde el agente de autenticación una
clave de cifra derivada que se cifra usando una
intra-clave asociada con la primera pila y usada
para cifrar el material de clave que se distribuye dentro de la
primera pila;
cifrar los mensajes a la estación móvil y
descifrar los mensajes procedentes de la estación móvil con una
clave de cifrado derivada.
16. El método de la reivindicación 15, en el que
el agente de autenticación es un controlador de zona (107, 121) o un
registro de localización visitado.
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