JP2001077804A - 鍵更新方法 - Google Patents
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- wireless unit
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
- H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
- H04L9/0891—Revocation or update of secret information, e.g. encryption key update or rekeying
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L2209/00—Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
- H04L2209/80—Wireless
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 通信システムからの更新メッセージ内の情報
を用いて新たな鍵を生成し、その新たな鍵の双方向検証
を実行する鍵更新システムを実現する。 【解決手段】 ワイヤレス通信システムは、シーケンス
ＲＡＮＤＳＳＤを有する更新メッセージをワイヤレスユ
ニットに送る。ワイヤレスユニットは、シーケンスＲＡ
ＮＤＳＳＤの少なくとも一部を用いて、新たな鍵を検証
するためのシグニチャ値ＡＵＴＨＢＳを生成する。ワイ
ヤレスユニットは、自己が生成したＡＵＴＨＢＳをワイ
ヤレス通信システムが生成したＡＵＴＨＢＳと比較する
ことにより新たな鍵を検証した後、シーケンスＲＡＮＤ
ＳＳＤの少なくとも一部および新たなＳＳＤの少なくと
も一部を用いて、検証値ＡＵＴＨＳＳＤを生成する。検
証値ＡＵＴＨＳＳＤは、ワイヤレスユニットが新たな鍵
を検証したことを示す確認信号とともにワイヤレス通信
システムに送られることが可能である。
を用いて新たな鍵を生成し、その新たな鍵の双方向検証
を実行する鍵更新システムを実現する。 【解決手段】 ワイヤレス通信システムは、シーケンス
ＲＡＮＤＳＳＤを有する更新メッセージをワイヤレスユ
ニットに送る。ワイヤレスユニットは、シーケンスＲＡ
ＮＤＳＳＤの少なくとも一部を用いて、新たな鍵を検証
するためのシグニチャ値ＡＵＴＨＢＳを生成する。ワイ
ヤレスユニットは、自己が生成したＡＵＴＨＢＳをワイ
ヤレス通信システムが生成したＡＵＴＨＢＳと比較する
ことにより新たな鍵を検証した後、シーケンスＲＡＮＤ
ＳＳＤの少なくとも一部および新たなＳＳＤの少なくと
も一部を用いて、検証値ＡＵＴＨＳＳＤを生成する。検
証値ＡＵＴＨＳＳＤは、ワイヤレスユニットが新たな鍵
を検証したことを示す確認信号とともにワイヤレス通信
システムに送られることが可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信に関し、特
に、通信する当事者によって使用される鍵またはその他
の情報の更新に関する。
に、通信する当事者によって使用される鍵またはその他
の情報の更新に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常のワイヤレス通信システムは、ある
地理的領域にワイヤレス通信サービスを提供する。ワイ
ヤレスユニットがワイヤレス通信システムとの通信を試
みるとき、ワイヤレス通信システムは、ワイヤレスユニ
ットにワイヤレス通信システムへのアクセスを許可する
前に、ワイヤレスユニットの識別を認証あるいは確認す
る。これを行うため、通常のワイヤレス通信システムで
は、ワイヤレスユニットおよびワイヤレス通信システム
の両方がＡ−ＫＥＹという秘密値を有する。ワイヤレス
通信システムは、Ａ−ＫＥＹおよびランダムに生成され
たシーケンスＲＡＮＤＳＳＤを用いて、共有秘密データ
値（ＳＳＤ：shared secret data）を生成する。ＳＳＤ
は、ＳＳＤ−Ａ（共有秘密データＡ）およびＳＳＤ−Ｂ
（共有秘密データＢ）の２つの値に分けられる。ＳＳＤ
−Ａ値は、認証手続きのために使用され、ＳＳＤ−Ｂ値
は、鍵生成および暗号化の手続きのために使用される。
ワイヤレス通信システムは、ＲＡＮＤＳＳＤをワイヤレ
スユニットに送信する。すると、ワイヤレスユニット
は、ワイヤレス通信システムが計算したのと同様にＳＳ
Ｄを計算する。
地理的領域にワイヤレス通信サービスを提供する。ワイ
ヤレスユニットがワイヤレス通信システムとの通信を試
みるとき、ワイヤレス通信システムは、ワイヤレスユニ
ットにワイヤレス通信システムへのアクセスを許可する
前に、ワイヤレスユニットの識別を認証あるいは確認す
る。これを行うため、通常のワイヤレス通信システムで
は、ワイヤレスユニットおよびワイヤレス通信システム
の両方がＡ−ＫＥＹという秘密値を有する。ワイヤレス
通信システムは、Ａ−ＫＥＹおよびランダムに生成され
たシーケンスＲＡＮＤＳＳＤを用いて、共有秘密データ
値（ＳＳＤ：shared secret data）を生成する。ＳＳＤ
は、ＳＳＤ−Ａ（共有秘密データＡ）およびＳＳＤ−Ｂ
（共有秘密データＢ）の２つの値に分けられる。ＳＳＤ
−Ａ値は、認証手続きのために使用され、ＳＳＤ−Ｂ値
は、鍵生成および暗号化の手続きのために使用される。
ワイヤレス通信システムは、ＲＡＮＤＳＳＤをワイヤレ
スユニットに送信する。すると、ワイヤレスユニット
は、ワイヤレス通信システムが計算したのと同様にＳＳ
Ｄを計算する。
【０００３】新たなＳＳＤ値を認証および暗号化手続き
の際に使用することを受け入れる前に、ワイヤレスユニ
ットは、その新たなＳＳＤ値を検証する。これを行うた
め、ワイヤレスユニットは、検証シグニチャ値ＡＵＴＨ
ＢＳを生成するためにランダムチャレンジＲＡＮＤＢＳ
を生成する。また、ワイヤレスユニットは、ＲＡＮＤＢ
Ｓをワイヤレス通信システムに送り、ワイヤレス通信シ
ステムは、ワイヤレスユニットからのＲＡＮＤＢＳを用
いて同様にＡＵＴＨＢＳを導出する。ワイヤレス通信シ
ステムは、そのＡＵＴＨＢＳ値をワイヤレスユニットに
送り、ワイヤレスユニットは、ワイヤレスユニットで生
成されたＡＵＴＨＢＳを、システムから送られたＡＵＴ
ＨＢＳと比較する。この比較で一致があると、ＳＳＤ更
新は成功する。
の際に使用することを受け入れる前に、ワイヤレスユニ
ットは、その新たなＳＳＤ値を検証する。これを行うた
め、ワイヤレスユニットは、検証シグニチャ値ＡＵＴＨ
ＢＳを生成するためにランダムチャレンジＲＡＮＤＢＳ
を生成する。また、ワイヤレスユニットは、ＲＡＮＤＢ
Ｓをワイヤレス通信システムに送り、ワイヤレス通信シ
ステムは、ワイヤレスユニットからのＲＡＮＤＢＳを用
いて同様にＡＵＴＨＢＳを導出する。ワイヤレス通信シ
ステムは、そのＡＵＴＨＢＳ値をワイヤレスユニットに
送り、ワイヤレスユニットは、ワイヤレスユニットで生
成されたＡＵＴＨＢＳを、システムから送られたＡＵＴ
ＨＢＳと比較する。この比較で一致があると、ＳＳＤ更
新は成功する。
【０００４】ＳＳＤ更新後、ワイヤレス通信システムは
通常、ワイヤレスユニットが正しくＳＳＤを計算ている
ことを確認するために、ワイヤレスユニットを認証す
る。ワイヤレス通信システムは、あるシーケンス（例え
ば、ランダムチャレンジＲＡＮＤＵ）を生成し、このシ
ーケンスＲＡＮＤＵをワイヤレスユニットに送る。ワイ
ヤレスユニットは、ＲＡＮＤＵおよびＳＳＤ−Ａを用い
て、認証シグニチャ値ＡＵＴＨＵを生成する。ワイヤレ
ス通信システムは、同様に認証シグニチャ値ＡＵＴＨＵ
を生成する。その後、ワイヤレスユニットは、ワイヤレ
スユニットが計算したＡＵＴＨＵ値をワイヤレス通信シ
ステムに送信する。ワイヤレス通信システムは、システ
ムが計算したＡＵＴＨＵ値を、ワイヤレスユニットから
受信したＡＵＴＨＵ値と比較する。これらの値が一致す
ると、ワイヤレスユニットは認証されたことになる。
通常、ワイヤレスユニットが正しくＳＳＤを計算ている
ことを確認するために、ワイヤレスユニットを認証す
る。ワイヤレス通信システムは、あるシーケンス（例え
ば、ランダムチャレンジＲＡＮＤＵ）を生成し、このシ
ーケンスＲＡＮＤＵをワイヤレスユニットに送る。ワイ
ヤレスユニットは、ＲＡＮＤＵおよびＳＳＤ−Ａを用い
て、認証シグニチャ値ＡＵＴＨＵを生成する。ワイヤレ
ス通信システムは、同様に認証シグニチャ値ＡＵＴＨＵ
を生成する。その後、ワイヤレスユニットは、ワイヤレ
スユニットが計算したＡＵＴＨＵ値をワイヤレス通信シ
ステムに送信する。ワイヤレス通信システムは、システ
ムが計算したＡＵＴＨＵ値を、ワイヤレスユニットから
受信したＡＵＴＨＵ値と比較する。これらの値が一致す
ると、ワイヤレスユニットは認証されたことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のＳＳＤ更新およ
びワイヤレスユニットの認証は、ワイヤレスユニットが
ＳＳＤ更新を正当性を確認した後、システムがワイヤレ
スユニットの別個の認証を実行して、ワイヤレスユニッ
トおよびワイヤレス通信システムの観点からＳＳＤ更新
の正当性を確かめることを要求する。そのため、ワイヤ
レスユニットは、ワイヤレスユニットの認証を開始する
ことができる前に、ＳＳＤ更新が成功していることを確
認する。ワイヤレスユニットがＳＳＤ更新を確認した
後、システムは別個の認証を実行する。これにより、シ
ステムは、追加の情報（例えば、ランダムチャレンジＲ
ＡＮＤＵ）を生成し、そのランダムチャレンジをワイヤ
レスユニットに送らなければならない。その後、ワイヤ
レスユニットは、ＲＡＮＤＵを用いて導出される認証シ
グニチャ値ＡＵＴＨＵをシステムに送ることにより応答
しなければならない。
びワイヤレスユニットの認証は、ワイヤレスユニットが
ＳＳＤ更新を正当性を確認した後、システムがワイヤレ
スユニットの別個の認証を実行して、ワイヤレスユニッ
トおよびワイヤレス通信システムの観点からＳＳＤ更新
の正当性を確かめることを要求する。そのため、ワイヤ
レスユニットは、ワイヤレスユニットの認証を開始する
ことができる前に、ＳＳＤ更新が成功していることを確
認する。ワイヤレスユニットがＳＳＤ更新を確認した
後、システムは別個の認証を実行する。これにより、シ
ステムは、追加の情報（例えば、ランダムチャレンジＲ
ＡＮＤＵ）を生成し、そのランダムチャレンジをワイヤ
レスユニットに送らなければならない。その後、ワイヤ
レスユニットは、ＲＡＮＤＵを用いて導出される認証シ
グニチャ値ＡＵＴＨＵをシステムに送ることにより応答
しなければならない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、通信システム
からの更新メッセージ内の情報を用いて新たな鍵を生成
し、その新たな鍵の双方向検証を実行する鍵更新システ
ムを提供する。ユニットが新たな鍵を検証した後、更新
メッセージからの情報の少なくとも一部が、通信システ
ムにより、新たな鍵を検証するために使用される。その
結果、通信システムは、新たな鍵を検証するために別個
の認証チャレンジを生成し送信することが要求されな
い。例えば、ワイヤレス通信システムは、シーケンスＲ
ＡＮＤＳＳＤを有する更新メッセージをワイヤレスユニ
ットに送ることができる。ワイヤレスユニットは、シー
ケンスＲＡＮＤＳＳＤの少なくとも一部を用いて、新た
な鍵（およびそれによりＳＳＤの更新を開始したホーム
認証センタ）を検証するためのシグニチャ値ＡＵＴＨＢ
Ｓを生成する。ワイヤレスユニットは、ワイヤレスユニ
ットが生成したＡＵＴＨＢＳをワイヤレス通信システム
が生成したＡＵＴＨＢＳと比較することにより新たな鍵
を検証した後、シーケンスＲＡＮＤＳＳＤの少なくとも
一部および新たなＳＳＤの少なくとも一部を用いて、検
証値ＡＵＴＨＳＳＤを生成する。検証値ＡＵＴＨＳＳＤ
は、ワイヤレスユニットが新たな鍵を検証したことを示
す確認信号とともにワイヤレス通信システムに送られる
ことが可能である。ワイヤレス通信システムは、ワイヤ
レスユニットから受信した検証値ＡＵＴＨＳＳＤを、ワ
イヤレス通信システムが同様に生成した検証値と比較す
ることによって、新たなＳＳＤを検証することができ
る。
からの更新メッセージ内の情報を用いて新たな鍵を生成
し、その新たな鍵の双方向検証を実行する鍵更新システ
ムを提供する。ユニットが新たな鍵を検証した後、更新
メッセージからの情報の少なくとも一部が、通信システ
ムにより、新たな鍵を検証するために使用される。その
結果、通信システムは、新たな鍵を検証するために別個
の認証チャレンジを生成し送信することが要求されな
い。例えば、ワイヤレス通信システムは、シーケンスＲ
ＡＮＤＳＳＤを有する更新メッセージをワイヤレスユニ
ットに送ることができる。ワイヤレスユニットは、シー
ケンスＲＡＮＤＳＳＤの少なくとも一部を用いて、新た
な鍵（およびそれによりＳＳＤの更新を開始したホーム
認証センタ）を検証するためのシグニチャ値ＡＵＴＨＢ
Ｓを生成する。ワイヤレスユニットは、ワイヤレスユニ
ットが生成したＡＵＴＨＢＳをワイヤレス通信システム
が生成したＡＵＴＨＢＳと比較することにより新たな鍵
を検証した後、シーケンスＲＡＮＤＳＳＤの少なくとも
一部および新たなＳＳＤの少なくとも一部を用いて、検
証値ＡＵＴＨＳＳＤを生成する。検証値ＡＵＴＨＳＳＤ
は、ワイヤレスユニットが新たな鍵を検証したことを示
す確認信号とともにワイヤレス通信システムに送られる
ことが可能である。ワイヤレス通信システムは、ワイヤ
レスユニットから受信した検証値ＡＵＴＨＳＳＤを、ワ
イヤレス通信システムが同様に生成した検証値と比較す
ることによって、新たなＳＳＤを検証することができ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１に、基地局１０を通じて、基
地局１０に対応する地理的領域１２（例えばセルあるい
はセクタ）にワイヤレス通信サービスを提供する通常の
ワイヤレス通信システム５の一部を示す。まず、セル１
２内のワイヤレスユニット１４が基地局１０との通信を
登録するとき（試みるとき）、基地局１０は、ワイヤレ
スユニット１４にワイヤレス通信システムへのアクセス
を許可する前にワイヤレスユニットの識別を認証あるい
は確認する。ワイヤレスユニット１４のホームネットワ
ークは、ワイヤレスユニット１４が存在する地理的なセ
ルラサービスエリアからなるセルの集合であることが可
能であり、通常、ワイヤレス通信サービスを提供するた
めにワイヤレスユニットの所有者と契約しているサービ
スプロバイダによって制御されるネットワークである。
ワイヤレスユニット１４は、そのホームネットワーク以
外のネットワーク内にあるとき、在圏通信ネットワーク
内にあるという。ワイヤレスユニット１４が在圏通信ネ
ットワーク内で動作している場合、基地局１０によるワ
イヤレスユニットの認証は、ワイヤレスユニットのホー
ムネットワークのホーム認証センタ１６との通信を含む
ことになる。
地局１０に対応する地理的領域１２（例えばセルあるい
はセクタ）にワイヤレス通信サービスを提供する通常の
ワイヤレス通信システム５の一部を示す。まず、セル１
２内のワイヤレスユニット１４が基地局１０との通信を
登録するとき（試みるとき）、基地局１０は、ワイヤレ
スユニット１４にワイヤレス通信システムへのアクセス
を許可する前にワイヤレスユニットの識別を認証あるい
は確認する。ワイヤレスユニット１４のホームネットワ
ークは、ワイヤレスユニット１４が存在する地理的なセ
ルラサービスエリアからなるセルの集合であることが可
能であり、通常、ワイヤレス通信サービスを提供するた
めにワイヤレスユニットの所有者と契約しているサービ
スプロバイダによって制御されるネットワークである。
ワイヤレスユニット１４は、そのホームネットワーク以
外のネットワーク内にあるとき、在圏通信ネットワーク
内にあるという。ワイヤレスユニット１４が在圏通信ネ
ットワーク内で動作している場合、基地局１０によるワ
イヤレスユニットの認証は、ワイヤレスユニットのホー
ムネットワークのホーム認証センタ１６との通信を含む
ことになる。
【０００８】図１の例では、ワイヤレスユニット１４は
在圏通信ネットワーク内にある。そのため、ワイヤレス
ユニット１４の認証は、ワイヤレスユニットのホームネ
ットワークのホーム認証センタ１６との通信を含むこと
になる。ワイヤレスユニット１４が在圏通信ネットワー
クにアクセスすることを試みるとき、基地局１０は、在
圏通信ネットワークの在圏認証センタ１８と通信する。
在圏認証センタ１８は、ワイヤレスユニットあるいは端
末の識別子（例えば、ワイヤレスユニット１４の電話番
号）から、ワイヤレスユニット１４がホーム認証センタ
１６を使用するネットワークに登録していることを判定
する。すると、在圏認証センタ１８は、ネットワーク
（例えば、"Cellular Radiotelecommunications Inters
ystem Operations", December 1997、と題するＴＩＡ／
ＥＩＡ−４１−Ｄとして指定される標準（ＩＳ−４１）
のもとでのシグナリングネットワーク（信号網）２０）
を通じてホーム認証センタ１６と通信する。すると、ホ
ーム認証センタ１６は、ワイヤレスユニット１４の登録
エントリを有するホームロケーションレジスタ（ＨＬ
Ｒ）２２にアクセスする。ホームロケーションレジスタ
２２は、ワイヤレスユニットの電話番号のような識別子
によってワイヤレスユニットと関連づけられることが可
能である。ホームロケーションレジスタ２２に含まれる
情報は、共有秘密データ（ＳＳＤ）鍵のような認証およ
び暗号化の鍵と、その後に在圏認証センタ１８の在圏ロ
ケーションレジスタ（ＶＬＲ）２４に送られるその他の
情報とを生成するために使用される。その後、在圏ロケ
ーションレジスタ２４からの情報は、乱数チャレンジの
ような情報とともに基地局１０に送られる。この情報は
ワイヤレスユニット１４に送信され、ワイヤレスユニッ
ト１４がこれに応答すことにより、通信サービスを受け
る権限のあるワイヤレスユニットとして認証されること
が可能となる。
在圏通信ネットワーク内にある。そのため、ワイヤレス
ユニット１４の認証は、ワイヤレスユニットのホームネ
ットワークのホーム認証センタ１６との通信を含むこと
になる。ワイヤレスユニット１４が在圏通信ネットワー
クにアクセスすることを試みるとき、基地局１０は、在
圏通信ネットワークの在圏認証センタ１８と通信する。
在圏認証センタ１８は、ワイヤレスユニットあるいは端
末の識別子（例えば、ワイヤレスユニット１４の電話番
号）から、ワイヤレスユニット１４がホーム認証センタ
１６を使用するネットワークに登録していることを判定
する。すると、在圏認証センタ１８は、ネットワーク
（例えば、"Cellular Radiotelecommunications Inters
ystem Operations", December 1997、と題するＴＩＡ／
ＥＩＡ−４１−Ｄとして指定される標準（ＩＳ−４１）
のもとでのシグナリングネットワーク（信号網）２０）
を通じてホーム認証センタ１６と通信する。すると、ホ
ーム認証センタ１６は、ワイヤレスユニット１４の登録
エントリを有するホームロケーションレジスタ（ＨＬ
Ｒ）２２にアクセスする。ホームロケーションレジスタ
２２は、ワイヤレスユニットの電話番号のような識別子
によってワイヤレスユニットと関連づけられることが可
能である。ホームロケーションレジスタ２２に含まれる
情報は、共有秘密データ（ＳＳＤ）鍵のような認証およ
び暗号化の鍵と、その後に在圏認証センタ１８の在圏ロ
ケーションレジスタ（ＶＬＲ）２４に送られるその他の
情報とを生成するために使用される。その後、在圏ロケ
ーションレジスタ２４からの情報は、乱数チャレンジの
ような情報とともに基地局１０に送られる。この情報は
ワイヤレスユニット１４に送信され、ワイヤレスユニッ
ト１４がこれに応答すことにより、通信サービスを受け
る権限のあるワイヤレスユニットとして認証されること
が可能となる。
【０００９】図２に、ＩＳ−４１シグナリング標準に準
拠した在圏ネットワーク内でワイヤレスユニット１４が
どのように認証されるかを示す。ワイヤレスユニット１
４およびホームロケーションレジスタ２２はいずれも、
Ａ−ＫＥＹという秘密値を有する。ワイヤレスユニット
１４が在圏ネットワークへのアクセスを要求すると、在
圏ネットワーク認証センタ１８（図１）は、ホーム認証
センタ１６（図１）にデータを要求する。ワイヤレスユ
ニット１４に対応するホームロケーションレジスタ２２
が、ワイヤレスユニットの電話番号のような識別子を用
いて検索される。ワイヤレスユニット１４のホームロケ
ーションレジスタ２２は、在圏ロケーションレジスタ２
４に送信されることになる共有秘密データ値（ＳＳＤ）
を生成するために使用されるＡ−ＫＥＹを記憶してい
る。ＳＳＤは、乱数ＲＡＮＤＳＳＤを入力とし、Ａ−Ｋ
ＥＹを鍵入力として使用してＣＡＶＥアルゴリズムを実
行することによって計算することができる。ＣＡＶＥア
ルゴリズムは当業者に周知であり、ＩＳ−４１標準に規
定されている。ＳＳＤは、ＳＳＤ−Ａ（共有秘密データ
Ａ）およびＳＳＤ−Ｂ（共有秘密データＢ）の２つの値
に分けられる。ＳＳＤ−Ａ値は、認証手続きのために使
用され、ＳＳＤ−Ｂ値は、鍵生成および暗号化の手続き
のために使用される。ホーム認証センタ１６は、値ＳＳ
Ｄ−Ａ、ＳＳＤ−ＢおよびＲＡＮＤＳＳＤを、在圏ネッ
トワークの在圏ロケーションレジスタ２４に転送する。
後述するように、在圏ネットワークは、ＲＡＮＤＳＳＤ
をワイヤレスユニットに送信することによって、ワイヤ
レスユニット１４によって使用されることになるＳＳＤ
を更新する。その後、ワイヤレスユニット１４は、式Ｓ
ＳＤ−Ａ、ＳＳＤ−Ｂ＝ＣＡＶＥA-KEY（ＲＡＮＤＳＳ
Ｄ）により示されるように、ホーム認証センタ１６が計
算するのと同様にしてＳＳＤを計算する。ワイヤレスユ
ニットおよび在圏ロケーションレジスタ２４が両方とも
鍵ＳＳＤ−ＡおよびＳＳＤ−Ｂを有し、後述のように更
新手続きが完了した後、ワイヤレスユニット１４は、在
圏ネットワークによって認証されることが可能となる。
拠した在圏ネットワーク内でワイヤレスユニット１４が
どのように認証されるかを示す。ワイヤレスユニット１
４およびホームロケーションレジスタ２２はいずれも、
Ａ−ＫＥＹという秘密値を有する。ワイヤレスユニット
１４が在圏ネットワークへのアクセスを要求すると、在
圏ネットワーク認証センタ１８（図１）は、ホーム認証
センタ１６（図１）にデータを要求する。ワイヤレスユ
ニット１４に対応するホームロケーションレジスタ２２
が、ワイヤレスユニットの電話番号のような識別子を用
いて検索される。ワイヤレスユニット１４のホームロケ
ーションレジスタ２２は、在圏ロケーションレジスタ２
４に送信されることになる共有秘密データ値（ＳＳＤ）
を生成するために使用されるＡ−ＫＥＹを記憶してい
る。ＳＳＤは、乱数ＲＡＮＤＳＳＤを入力とし、Ａ−Ｋ
ＥＹを鍵入力として使用してＣＡＶＥアルゴリズムを実
行することによって計算することができる。ＣＡＶＥア
ルゴリズムは当業者に周知であり、ＩＳ−４１標準に規
定されている。ＳＳＤは、ＳＳＤ−Ａ（共有秘密データ
Ａ）およびＳＳＤ−Ｂ（共有秘密データＢ）の２つの値
に分けられる。ＳＳＤ−Ａ値は、認証手続きのために使
用され、ＳＳＤ−Ｂ値は、鍵生成および暗号化の手続き
のために使用される。ホーム認証センタ１６は、値ＳＳ
Ｄ−Ａ、ＳＳＤ−ＢおよびＲＡＮＤＳＳＤを、在圏ネッ
トワークの在圏ロケーションレジスタ２４に転送する。
後述するように、在圏ネットワークは、ＲＡＮＤＳＳＤ
をワイヤレスユニットに送信することによって、ワイヤ
レスユニット１４によって使用されることになるＳＳＤ
を更新する。その後、ワイヤレスユニット１４は、式Ｓ
ＳＤ−Ａ、ＳＳＤ−Ｂ＝ＣＡＶＥA-KEY（ＲＡＮＤＳＳ
Ｄ）により示されるように、ホーム認証センタ１６が計
算するのと同様にしてＳＳＤを計算する。ワイヤレスユ
ニットおよび在圏ロケーションレジスタ２４が両方とも
鍵ＳＳＤ−ＡおよびＳＳＤ−Ｂを有し、後述のように更
新手続きが完了した後、ワイヤレスユニット１４は、在
圏ネットワークによって認証されることが可能となる。
【００１０】図２のＢは、ワイヤレスユニットおよび在
圏ロケーションレジスタが両方とも値ＳＳＤ−Ａおよび
ＳＳＤ−Ｂ（これらを共有鍵と呼ぶことができる）在圏
認証センタ１８（図１）は、乱数チャレンジＲＡＮＤを
ワイヤレスユニットに送る。この時点で、ワイヤレスユ
ニットおよび在圏認証センタは両方とも、値ＡＵＴＨＲ
を計算する。ただし、ＡＵＴＨＲは、ＡＵＴＨＲ＝ＣＡ
ＶＥSSD-A（ＲＡＮＤ）によって示されるように、乱数
ＲＡＮＤおよびＳＳＤ−Ａ値を入力として使用した、Ｃ
ＡＶＥアルゴリズムのような暗号化関数の出力に等し
い。次に、ワイヤレスユニットは、計算した値ＡＵＴＨ
Ｒを在圏認証センタ１８（図１）に送信する。在圏認証
センタ１８は、自己の計算したＡＵＴＨＲの値と、ワイ
ヤレスユニット１４から受信した値とを比較する。これ
らの値が一致した場合、ワイヤレスユニット１４は認証
され、在圏ネットワークへのアクセス権が与えられる。
圏ロケーションレジスタが両方とも値ＳＳＤ−Ａおよび
ＳＳＤ−Ｂ（これらを共有鍵と呼ぶことができる）在圏
認証センタ１８（図１）は、乱数チャレンジＲＡＮＤを
ワイヤレスユニットに送る。この時点で、ワイヤレスユ
ニットおよび在圏認証センタは両方とも、値ＡＵＴＨＲ
を計算する。ただし、ＡＵＴＨＲは、ＡＵＴＨＲ＝ＣＡ
ＶＥSSD-A（ＲＡＮＤ）によって示されるように、乱数
ＲＡＮＤおよびＳＳＤ−Ａ値を入力として使用した、Ｃ
ＡＶＥアルゴリズムのような暗号化関数の出力に等し
い。次に、ワイヤレスユニットは、計算した値ＡＵＴＨ
Ｒを在圏認証センタ１８（図１）に送信する。在圏認証
センタ１８は、自己の計算したＡＵＴＨＲの値と、ワイ
ヤレスユニット１４から受信した値とを比較する。これ
らの値が一致した場合、ワイヤレスユニット１４は認証
され、在圏ネットワークへのアクセス権が与えられる。
【００１１】さらに、ワイヤレスユニット１４および在
圏認証センタ１８は両方とも、暗号鍵ＫCの値を計算す
る。ただし、値ＫCは、ＫC＝ＣＡＶＥSSD-B（ＲＡＮ
Ｄ）によって示されるように、値ＳＳＤ−Ｂを鍵入力と
し、ＲＡＮＤのような追加情報を入力として使用したＣ
ＡＶＥアルゴリズムの出力に等しい。この時点で、ワイ
ヤレスユニットと在圏ネットワークの間の通信が許可さ
れ、暗号化関数を用いて暗号化されることが可能とな
る。ただし、その入力は、暗号化されるべきメッセージ
と、鍵ＫCである。暗号化関数は、符号分割多元接続
（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）およびＧＳ
Ｍ(global system mobile)方式について、それぞれの標
準により規定されている。なお、ＩＳ−４１に関して
は、在圏認証センタ１８とホーム認証センタ１６の間の
通信は通常、ワイヤレスユニット１４への発呼があるご
とにではなく、ワイヤレスユニット１４が在圏ネットワ
ークに登録するごとに実行される。ワイヤレスユニット
がホームネットワークにあるときにも同じ手続きを実行
することが可能である。この場合、在圏認証センタでは
なくホーム認証センタがワイヤレスユニットと通信す
る。ワイヤレスユニットとワイヤレス通信システム内の
認証センタとの通信は、ワイヤレス基地局を通る。
圏認証センタ１８は両方とも、暗号鍵ＫCの値を計算す
る。ただし、値ＫCは、ＫC＝ＣＡＶＥSSD-B（ＲＡＮ
Ｄ）によって示されるように、値ＳＳＤ−Ｂを鍵入力と
し、ＲＡＮＤのような追加情報を入力として使用したＣ
ＡＶＥアルゴリズムの出力に等しい。この時点で、ワイ
ヤレスユニットと在圏ネットワークの間の通信が許可さ
れ、暗号化関数を用いて暗号化されることが可能とな
る。ただし、その入力は、暗号化されるべきメッセージ
と、鍵ＫCである。暗号化関数は、符号分割多元接続
（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）およびＧＳ
Ｍ(global system mobile)方式について、それぞれの標
準により規定されている。なお、ＩＳ−４１に関して
は、在圏認証センタ１８とホーム認証センタ１６の間の
通信は通常、ワイヤレスユニット１４への発呼があるご
とにではなく、ワイヤレスユニット１４が在圏ネットワ
ークに登録するごとに実行される。ワイヤレスユニット
がホームネットワークにあるときにも同じ手続きを実行
することが可能である。この場合、在圏認証センタでは
なくホーム認証センタがワイヤレスユニットと通信す
る。ワイヤレスユニットとワイヤレス通信システム内の
認証センタとの通信は、ワイヤレス基地局を通る。
【００１２】ホーム認証センタ１６は、例えばある判断
基準によりＳＳＤが損傷したかもしれないことが示され
たために鍵値ＳＳＤを更新する必要があると判断した場
合、ワイヤレスユニット１４に対応するＳＳＤ値を更新
することができる。図３に、"Mobile Station-Base Sta
tion Compatibility Standard for Dual-Mode SpreadSp
ectrum Systems"と題するＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂと
して指定される標準（ＩＳ−９５Ｂ）による、ワイヤレ
スユニットとワイヤレス通信システムの間でのＳＳＤ更
新手続きを示す。ワイヤレス通信システムは、サービス
基地局、在圏認証センタ、在圏ロケーションレジスタ、
ホーム認証センタおよびホームロケーションレジスタま
たはこれらの一部を有することが可能である。ＳＳＤ更
新手続きは、ワイヤレスユニットおよびワイヤレス通信
システムの両方に、暗号化および認証に用いられること
になる更新された鍵（ＳＳＤ−ＡおよびＳＳＤ−Ｂ）を
提供する。
基準によりＳＳＤが損傷したかもしれないことが示され
たために鍵値ＳＳＤを更新する必要があると判断した場
合、ワイヤレスユニット１４に対応するＳＳＤ値を更新
することができる。図３に、"Mobile Station-Base Sta
tion Compatibility Standard for Dual-Mode SpreadSp
ectrum Systems"と題するＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂと
して指定される標準（ＩＳ−９５Ｂ）による、ワイヤレ
スユニットとワイヤレス通信システムの間でのＳＳＤ更
新手続きを示す。ワイヤレス通信システムは、サービス
基地局、在圏認証センタ、在圏ロケーションレジスタ、
ホーム認証センタおよびホームロケーションレジスタま
たはこれらの一部を有することが可能である。ＳＳＤ更
新手続きは、ワイヤレスユニットおよびワイヤレス通信
システムの両方に、暗号化および認証に用いられること
になる更新された鍵（ＳＳＤ−ＡおよびＳＳＤ−Ｂ）を
提供する。
【００１３】値ＳＳＤを設定するため、ホーム認証セン
タは、ＲＡＮＤＳＳＤシーケンスを作成する。ＲＡＮＤ
ＳＳＤシーケンス、Ａ−ＫＥＹおよびワイヤレスユニッ
トのＥＳＮを暗号化関数（例えば、ＳＳＤ生成手続き３
０）への入力として使用して、ホーム認証センタは、新
たな鍵値（ＳＳＤ）を生成する。ホーム認証センタは、
更新メッセージ（例えば、ＳＳＤ更新メッセージ３２）
内で、在圏認証センタおよびサービス基地局を通じてＲ
ＡＮＤＳＳＤシーケンスをワイヤレスユニットに送り、
ＳＳＤを更新する。ワイヤレスユニットは、サービス基
地局から受信したＲＡＮＤＳＳＤシーケンスを、ワイヤ
レスユニットに記憶されているＡ−ＫＥＹおよび電子シ
リアル番号（ＥＳＮ）とともに、暗号化関数（例えば、
ＳＳＤ（鍵）生成手続き３４）に提供する。ＳＳＤ鍵生
成手続き３４は、ＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷおよびＳＳＤ−Ｂ
−ＮＥＷに分けられる新たなＳＳＤを生成する。ＳＳＤ
生成手続き３０および３４は、乱数ＲＡＮＤＳＳＤ、Ｅ
ＳＮおよび値Ａ−ＫＥＹを入力として使用するＣＡＶＥ
アルゴリズムを実装する。ＣＡＶＥアルゴリズムは、与
えられた出力に対して関数への入力の決定が困難な一方
向性関数として、当業者に周知である。
タは、ＲＡＮＤＳＳＤシーケンスを作成する。ＲＡＮＤ
ＳＳＤシーケンス、Ａ−ＫＥＹおよびワイヤレスユニッ
トのＥＳＮを暗号化関数（例えば、ＳＳＤ生成手続き３
０）への入力として使用して、ホーム認証センタは、新
たな鍵値（ＳＳＤ）を生成する。ホーム認証センタは、
更新メッセージ（例えば、ＳＳＤ更新メッセージ３２）
内で、在圏認証センタおよびサービス基地局を通じてＲ
ＡＮＤＳＳＤシーケンスをワイヤレスユニットに送り、
ＳＳＤを更新する。ワイヤレスユニットは、サービス基
地局から受信したＲＡＮＤＳＳＤシーケンスを、ワイヤ
レスユニットに記憶されているＡ−ＫＥＹおよび電子シ
リアル番号（ＥＳＮ）とともに、暗号化関数（例えば、
ＳＳＤ（鍵）生成手続き３４）に提供する。ＳＳＤ鍵生
成手続き３４は、ＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷおよびＳＳＤ−Ｂ
−ＮＥＷに分けられる新たなＳＳＤを生成する。ＳＳＤ
生成手続き３０および３４は、乱数ＲＡＮＤＳＳＤ、Ｅ
ＳＮおよび値Ａ−ＫＥＹを入力として使用するＣＡＶＥ
アルゴリズムを実装する。ＣＡＶＥアルゴリズムは、与
えられた出力に対して関数への入力の決定が困難な一方
向性関数として、当業者に周知である。
【００１４】認証および暗号化の手続きで使用するため
に新たなＳＳＤ値を受け入れる前に、ワイヤレスユニッ
トは、新たなＳＳＤを検証し、それにより、新たなＳＳ
Ｄ値の生成を開始したホーム認証センタ１６を検証す
る。これを行うために、ワイヤレスユニットは、ブロッ
ク３６で、乱数ＲＡＮＤＢＳを生成する。ワイヤレスユ
ニットは、ＲＡＮＤＢＳおよびＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷを追
加データ（例えば、ＥＳＮや、国際移動局識別番号（Ｉ
ＭＳＩ：international mobile station identificatio
n number）から導出されるＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡストリン
グ）とともに、暗号化関数（例えば、シグニチャ手続き
３８）に提供する。シグニチャ手続き３８は、検証シグ
ニチャ値ＡＵＴＨＢＳを生成する。ワイヤレスユニット
もまた、例えば基地局チャレンジ命令３７の一部とし
て、ＲＡＮＤＢＳをワイヤレス通信システムに送る。対
応する暗号化関数（例えば、シグニチャ手続き４０）を
用いて、ワイヤレス通信システムは、ワイヤレスユニッ
トからのＲＡＮＤＢＳ、ＳＳＤ生成手続き３０からのＳ
ＳＤ−Ａ−ＮＥＷ、および、ＡＵＴＨＢＳを導出するた
めにワイヤレスユニットによって使用されるＥＳＮやＡ
ＵＴＨ＿ＤＡＴＡのような追加データを用いて、ＡＵＴ
ＨＢＳを導出する。ワイヤレス通信システムは、シグニ
チャ手続き４０により生成されたＡＵＴＨＢＳ値を、例
えば基地局チャレンジ確認命令４１内で、ワイヤレスユ
ニットに送る。ブロック４２で、ワイヤレスユニット
は、ワイヤレスユニットで生成したＡＵＴＨＢＳ値を、
システムから送られてきたＡＵＴＨＢＳ値と比較する。
これらの値が一致する場合、ワイヤレスユニットは、Ｓ
ＳＤ−Ａ値をＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷとし、ＳＳＤ−Ｂ値を
ＳＳＤ−Ｂ−ＮＥＷとすることになる。その後、ワイヤ
レスユニットは、ＳＳＤ更新の正常終了を示すＳＳＤ更
新確認命令４３をホーム認証センタに送る。ＳＳＤ更新
確認命令を受信すると、ホーム認証センタは、ＳＳＤ−
ＡおよびＳＳＤ−Ｂを、システムによって生成されたＳ
ＳＤ−Ａ−ＮＥＷおよびＳＳＤ−Ｂ−ＮＥＷの値にす
る。
に新たなＳＳＤ値を受け入れる前に、ワイヤレスユニッ
トは、新たなＳＳＤを検証し、それにより、新たなＳＳ
Ｄ値の生成を開始したホーム認証センタ１６を検証す
る。これを行うために、ワイヤレスユニットは、ブロッ
ク３６で、乱数ＲＡＮＤＢＳを生成する。ワイヤレスユ
ニットは、ＲＡＮＤＢＳおよびＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷを追
加データ（例えば、ＥＳＮや、国際移動局識別番号（Ｉ
ＭＳＩ：international mobile station identificatio
n number）から導出されるＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡストリン
グ）とともに、暗号化関数（例えば、シグニチャ手続き
３８）に提供する。シグニチャ手続き３８は、検証シグ
ニチャ値ＡＵＴＨＢＳを生成する。ワイヤレスユニット
もまた、例えば基地局チャレンジ命令３７の一部とし
て、ＲＡＮＤＢＳをワイヤレス通信システムに送る。対
応する暗号化関数（例えば、シグニチャ手続き４０）を
用いて、ワイヤレス通信システムは、ワイヤレスユニッ
トからのＲＡＮＤＢＳ、ＳＳＤ生成手続き３０からのＳ
ＳＤ−Ａ−ＮＥＷ、および、ＡＵＴＨＢＳを導出するた
めにワイヤレスユニットによって使用されるＥＳＮやＡ
ＵＴＨ＿ＤＡＴＡのような追加データを用いて、ＡＵＴ
ＨＢＳを導出する。ワイヤレス通信システムは、シグニ
チャ手続き４０により生成されたＡＵＴＨＢＳ値を、例
えば基地局チャレンジ確認命令４１内で、ワイヤレスユ
ニットに送る。ブロック４２で、ワイヤレスユニット
は、ワイヤレスユニットで生成したＡＵＴＨＢＳ値を、
システムから送られてきたＡＵＴＨＢＳ値と比較する。
これらの値が一致する場合、ワイヤレスユニットは、Ｓ
ＳＤ−Ａ値をＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷとし、ＳＳＤ−Ｂ値を
ＳＳＤ−Ｂ−ＮＥＷとすることになる。その後、ワイヤ
レスユニットは、ＳＳＤ更新の正常終了を示すＳＳＤ更
新確認命令４３をホーム認証センタに送る。ＳＳＤ更新
確認命令を受信すると、ホーム認証センタは、ＳＳＤ−
ＡおよびＳＳＤ−Ｂを、システムによって生成されたＳ
ＳＤ−Ａ−ＮＥＷおよびＳＳＤ−Ｂ−ＮＥＷの値にす
る。
【００１５】ＳＳＤ更新手続きの後、ワイヤレス通信シ
ステムは通常、新たなＳＳＤ鍵値の正当性を確かめるた
めにワイヤレスユニットを認証する。ワイヤレス通信シ
ステムは、シーケンス（例えば、ランダムチャレンジＲ
ＡＮＤＵ）を生成し、シーケンスＲＡＮＤＵを、例えば
認証チャレンジメッセージ４４内で、ワイヤレスユニッ
トに送る。認証チャレンジメッセージ４４を受信する
と、ワイヤレスユニットは、シーケンスＲＡＮＤＵの少
なくとも一部を、ＥＳＮ、ＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡ、ＳＳＤ
−ＡならびにＲＡＮＤＵおよびＩＭＳＩから導出される
ＲＡＮＤ＿ＣＨＡＬＬＥＮＧＥとともに、暗号化関数
（例えば、認証シグニチャ手続き４６）に入力する。認
証シグニチャ手続き４６は、ＲＡＮＤ＿ＣＨＡＬＬＥＮ
ＧＥ、ＥＳＮ、ＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡおよびＳＳＤ−Ａを
入力として使用したＣＡＶＥアルゴリズムの出力とし
て、認証シグニチャ値ＡＵＴＨＵを生成する。ワイヤレ
ス通信システムは、同様にして、認証シグニチャ手続き
４８を使用して認証シグニチャ値ＡＵＴＨＵを生成す
る。その後、ワイヤレスユニットは、ワイヤレスユニッ
トにより計算された値ＡＵＴＨＵをワイヤレス通信シス
テムに送信する。ワイヤレス通信システムは、ブロック
５０で、システムにより計算された値ＡＵＴＨＵとワイ
ヤレスユニットから受信したＡＵＴＨＵ値を比較する。
これらの値が一致した場合、ワイヤレスユニットは認証
され、ワイヤレス通信システムは新たなＳＳＤ値を検証
したことになる。
ステムは通常、新たなＳＳＤ鍵値の正当性を確かめるた
めにワイヤレスユニットを認証する。ワイヤレス通信シ
ステムは、シーケンス（例えば、ランダムチャレンジＲ
ＡＮＤＵ）を生成し、シーケンスＲＡＮＤＵを、例えば
認証チャレンジメッセージ４４内で、ワイヤレスユニッ
トに送る。認証チャレンジメッセージ４４を受信する
と、ワイヤレスユニットは、シーケンスＲＡＮＤＵの少
なくとも一部を、ＥＳＮ、ＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡ、ＳＳＤ
−ＡならびにＲＡＮＤＵおよびＩＭＳＩから導出される
ＲＡＮＤ＿ＣＨＡＬＬＥＮＧＥとともに、暗号化関数
（例えば、認証シグニチャ手続き４６）に入力する。認
証シグニチャ手続き４６は、ＲＡＮＤ＿ＣＨＡＬＬＥＮ
ＧＥ、ＥＳＮ、ＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡおよびＳＳＤ−Ａを
入力として使用したＣＡＶＥアルゴリズムの出力とし
て、認証シグニチャ値ＡＵＴＨＵを生成する。ワイヤレ
ス通信システムは、同様にして、認証シグニチャ手続き
４８を使用して認証シグニチャ値ＡＵＴＨＵを生成す
る。その後、ワイヤレスユニットは、ワイヤレスユニッ
トにより計算された値ＡＵＴＨＵをワイヤレス通信シス
テムに送信する。ワイヤレス通信システムは、ブロック
５０で、システムにより計算された値ＡＵＴＨＵとワイ
ヤレスユニットから受信したＡＵＴＨＵ値を比較する。
これらの値が一致した場合、ワイヤレスユニットは認証
され、ワイヤレス通信システムは新たなＳＳＤ値を検証
したことになる。
【００１６】上記のＳＳＤ更新およびワイヤレスユニッ
トの認証は、ワイヤレスユニットがＳＳＤ更新を正当性
を確認した後、システムがワイヤレスユニットの別個の
認証を実行して、ワイヤレスユニットおよびワイヤレス
通信システムの観点からＳＳＤ更新の正当性を確かめる
ことを要求する。そのため、ワイヤレスユニットは、ワ
イヤレスユニットの認証を開始することができる前に、
ＳＳＤ更新を確認するためにＳＳＤ確認命令を送信しな
ければならない。ワイヤレスユニットがＳＳＤ更新を確
認した後、システムは、別個の認証を実行するが、これ
は、システムが、追加情報（例えば、ランダムチャレン
ジＲＡＮＤＵ）を生成してこのランダムチャレンジをワ
イヤレスユニットに送ることを必要とする。その後、ワ
イヤレスユニットは、ＲＡＮＤＵを用いて導出された認
証シグニチャ値ＡＵＴＨＵをシステムに送ることによっ
て応答しなければならない。
トの認証は、ワイヤレスユニットがＳＳＤ更新を正当性
を確認した後、システムがワイヤレスユニットの別個の
認証を実行して、ワイヤレスユニットおよびワイヤレス
通信システムの観点からＳＳＤ更新の正当性を確かめる
ことを要求する。そのため、ワイヤレスユニットは、ワ
イヤレスユニットの認証を開始することができる前に、
ＳＳＤ更新を確認するためにＳＳＤ確認命令を送信しな
ければならない。ワイヤレスユニットがＳＳＤ更新を確
認した後、システムは、別個の認証を実行するが、これ
は、システムが、追加情報（例えば、ランダムチャレン
ジＲＡＮＤＵ）を生成してこのランダムチャレンジをワ
イヤレスユニットに送ることを必要とする。その後、ワ
イヤレスユニットは、ＲＡＮＤＵを用いて導出された認
証シグニチャ値ＡＵＴＨＵをシステムに送ることによっ
て応答しなければならない。
【００１７】本発明の原理による双方向検証を用いた鍵
更新の実施例について以下で説明する。これは、鍵更新
手続きを改善する。例えばホーム認証センタにおけるあ
る判断基準により鍵が損傷したかもしれないことが示さ
れたため、またはその他の理由のため（例えば、初期化
するため）に、ホーム認証センタが鍵（例えば、共有秘
密データ（ＳＳＤ）鍵）更新を開始する場合、ホーム認
証センタは、更新メッセージをワイヤレスユニットに送
ることができる。本発明の原理によれば、ワイヤレスユ
ニットは、更新メッセージ内の情報（例えば、ＲＡＮＤ
ＳＳＤあるいは追加情報）と、ワイヤレスユニットおよ
びホーム認証センタのみが知っている内部記憶秘密情報
（例えば、Ａ−ＫＥＹ）を用いて、新たな（更新され
た）鍵（例えば、ＳＳＤ）を生成する。ワイヤレスユニ
ットが新たな鍵を生成し、この新たな鍵を検証し、それ
によりホーム認証センタを検証した後、新たな鍵（例え
ば、ＳＳＤ）の検証は、更新メッセージ内で送信された
情報（例えば、ＲＡＮＤＳＳＤあるいはその他の情報）
の少なくとも一部を用いて、ワイヤレス通信システムに
よって実行される。こうして、ＳＳＤ更新を実行した
後、システムが新たなＳＳＤを検証するには、別個の認
証チャレンジ（例えば、ＲＡＮＤＵ）は不要となる。
更新の実施例について以下で説明する。これは、鍵更新
手続きを改善する。例えばホーム認証センタにおけるあ
る判断基準により鍵が損傷したかもしれないことが示さ
れたため、またはその他の理由のため（例えば、初期化
するため）に、ホーム認証センタが鍵（例えば、共有秘
密データ（ＳＳＤ）鍵）更新を開始する場合、ホーム認
証センタは、更新メッセージをワイヤレスユニットに送
ることができる。本発明の原理によれば、ワイヤレスユ
ニットは、更新メッセージ内の情報（例えば、ＲＡＮＤ
ＳＳＤあるいは追加情報）と、ワイヤレスユニットおよ
びホーム認証センタのみが知っている内部記憶秘密情報
（例えば、Ａ−ＫＥＹ）を用いて、新たな（更新され
た）鍵（例えば、ＳＳＤ）を生成する。ワイヤレスユニ
ットが新たな鍵を生成し、この新たな鍵を検証し、それ
によりホーム認証センタを検証した後、新たな鍵（例え
ば、ＳＳＤ）の検証は、更新メッセージ内で送信された
情報（例えば、ＲＡＮＤＳＳＤあるいはその他の情報）
の少なくとも一部を用いて、ワイヤレス通信システムに
よって実行される。こうして、ＳＳＤ更新を実行した
後、システムが新たなＳＳＤを検証するには、別個の認
証チャレンジ（例えば、ＲＡＮＤＵ）は不要となる。
【００１８】実施例に依存して、あるいは、ワイヤレス
ユニットが在圏またはホームネットワークに登録してい
るかどうかに応じて、鍵更新および双方向検証システム
の各部分は、ワイヤレス通信システムの相異なる部分
（例えば、サービス基地局、在圏認証センタ、在圏ロケ
ーションレジスタ、ホームロケーションレジスタあるい
はホーム認証センタ）で実現されることが可能である。
ワイヤレスユニットが新たなＳＳＤ値を検証し、ワイヤ
レス通信システムが新たなＳＳＤを検証した後、ワイヤ
レスユニットおよびワイヤレス通信システムは、更新さ
れた鍵（ＳＳＤ−ＡおよびＳＳＤ−Ｂ）を暗号化および
認証のために使用することができる。
ユニットが在圏またはホームネットワークに登録してい
るかどうかに応じて、鍵更新および双方向検証システム
の各部分は、ワイヤレス通信システムの相異なる部分
（例えば、サービス基地局、在圏認証センタ、在圏ロケ
ーションレジスタ、ホームロケーションレジスタあるい
はホーム認証センタ）で実現されることが可能である。
ワイヤレスユニットが新たなＳＳＤ値を検証し、ワイヤ
レス通信システムが新たなＳＳＤを検証した後、ワイヤ
レスユニットおよびワイヤレス通信システムは、更新さ
れた鍵（ＳＳＤ−ＡおよびＳＳＤ−Ｂ）を暗号化および
認証のために使用することができる。
【００１９】図４に、ワイヤレスユニットとワイヤレス
通信システムの間の鍵更新および双方向検証手続きの実
施例を示す。ワイヤレスユニットおよびホームロケーシ
ョンレジスタは秘密値Ａ−ＫＥＹを共有する。（例えば
共有鍵（ＳＳＤ）の）鍵更新が実行されるとき、ホーム
認証センタは、ブロック１００で、ＲＡＮＤＳＳＤシー
ケンスを作成する。シーケンスＲＡＮＤＳＳＤは、乱
数、ある周期の後に繰り返す擬似乱数、または、前に受
け取った値以下にはならない単調増大カウンタの出力と
することが可能である。ホーム認証センタは、ワイヤレ
スユニットから受信した識別子、または、ワイヤレスユ
ニットから受信した情報から決定される識別子（例え
ば、ワイヤレスユニットの電話番号）を用いて、ワイヤ
レスユニットに対応するホームロケーションレジスタに
アクセスする。その後、ホーム認証センタは、シーケン
スＲＡＮＤＳＳＤおよび秘密鍵Ａ−ＫＥＹを入力として
使用して、暗号化関数（例えば、ＳＳＤ（鍵）生成手続
き１０２）の出力をとることにより、新たな鍵の値ＳＳ
Ｄを計算する。この新たな値ＳＳＤは、ＳＳＤ−Ａ−Ｎ
ＥＷおよびＳＳＤ−Ｂ−ＮＥＷに分けられる。ＳＳＤ更
新が双方向的に検証された後、ＳＳＤ−Ａは認証手続き
で使用され、ＳＳＤ−Ｂは鍵生成（例えば、暗号鍵ＫC
の生成）または暗号化手続きで使用される。図４に示す
ように、鍵更新および双方向検証システムの実施例は、
鍵生成手続き１０２への追加入力（例えば、ワイヤレス
ユニットあるいは加入者の特性（例えば、ＥＳＮあるい
はＩＭＳＩ）の値）を使用することも可能である。
通信システムの間の鍵更新および双方向検証手続きの実
施例を示す。ワイヤレスユニットおよびホームロケーシ
ョンレジスタは秘密値Ａ−ＫＥＹを共有する。（例えば
共有鍵（ＳＳＤ）の）鍵更新が実行されるとき、ホーム
認証センタは、ブロック１００で、ＲＡＮＤＳＳＤシー
ケンスを作成する。シーケンスＲＡＮＤＳＳＤは、乱
数、ある周期の後に繰り返す擬似乱数、または、前に受
け取った値以下にはならない単調増大カウンタの出力と
することが可能である。ホーム認証センタは、ワイヤレ
スユニットから受信した識別子、または、ワイヤレスユ
ニットから受信した情報から決定される識別子（例え
ば、ワイヤレスユニットの電話番号）を用いて、ワイヤ
レスユニットに対応するホームロケーションレジスタに
アクセスする。その後、ホーム認証センタは、シーケン
スＲＡＮＤＳＳＤおよび秘密鍵Ａ−ＫＥＹを入力として
使用して、暗号化関数（例えば、ＳＳＤ（鍵）生成手続
き１０２）の出力をとることにより、新たな鍵の値ＳＳ
Ｄを計算する。この新たな値ＳＳＤは、ＳＳＤ−Ａ−Ｎ
ＥＷおよびＳＳＤ−Ｂ−ＮＥＷに分けられる。ＳＳＤ更
新が双方向的に検証された後、ＳＳＤ−Ａは認証手続き
で使用され、ＳＳＤ−Ｂは鍵生成（例えば、暗号鍵ＫC
の生成）または暗号化手続きで使用される。図４に示す
ように、鍵更新および双方向検証システムの実施例は、
鍵生成手続き１０２への追加入力（例えば、ワイヤレス
ユニットあるいは加入者の特性（例えば、ＥＳＮあるい
はＩＭＳＩ）の値）を使用することも可能である。
【００２０】ワイヤレス通信システムは、ＳＳＤ更新メ
ッセージ１０４内でワイヤレスユニットに、新たなＳＳ
Ｄ値を生成するためにＲＡＮＤＳＳＤシーケンスを送
る。ワイヤレスユニットは、システムから受信したＲＡ
ＮＤＳＳＤシーケンス、ワイヤレスユニットに記憶され
ているＡ−ＫＥＹ、および、追加情報（例えば、ワイヤ
レスユニットに記憶されているＥＳＮ）をＳＳＤ生成手
続き１０６への入力として使用して、ワイヤレス通信シ
ステムと同様に、鍵ＳＳＤの新たな値ＳＳＤ（ＳＳＤ−
Ａ−ＮＥＷおよびＳＳＤ−Ｂ−ＮＥＷ）を生成する。Ｓ
ＳＤ生成手続き１０２および１０６は、乱数ＲＡＮＤＳ
ＳＤ、ＥＳＮおよび値Ａ−ＫＥＹを鍵入力として使用す
るＣＡＶＥアルゴリズムを実装する。ＣＡＶＥアルゴリ
ズムは一方向性関数として当業者に周知である。他の生
成手続きも使用可能である。
ッセージ１０４内でワイヤレスユニットに、新たなＳＳ
Ｄ値を生成するためにＲＡＮＤＳＳＤシーケンスを送
る。ワイヤレスユニットは、システムから受信したＲＡ
ＮＤＳＳＤシーケンス、ワイヤレスユニットに記憶され
ているＡ−ＫＥＹ、および、追加情報（例えば、ワイヤ
レスユニットに記憶されているＥＳＮ）をＳＳＤ生成手
続き１０６への入力として使用して、ワイヤレス通信シ
ステムと同様に、鍵ＳＳＤの新たな値ＳＳＤ（ＳＳＤ−
Ａ−ＮＥＷおよびＳＳＤ−Ｂ−ＮＥＷ）を生成する。Ｓ
ＳＤ生成手続き１０２および１０６は、乱数ＲＡＮＤＳ
ＳＤ、ＥＳＮおよび値Ａ−ＫＥＹを鍵入力として使用す
るＣＡＶＥアルゴリズムを実装する。ＣＡＶＥアルゴリ
ズムは一方向性関数として当業者に周知である。他の生
成手続きも使用可能である。
【００２１】新たなＳＳＤ値（ＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷ、Ｓ
ＳＤ−Ｂ−ＮＥＷ）を生成した後、ワイヤレスユニット
は、ワイヤレス通信システムを認証し、それにより、新
たなＳＳＤ値を検証する。これを行うため、ワイヤレス
ユニットは、ブロック１０８で、数あるいはシーケンス
ＲＡＮＤＢＳ（例えば、乱数）を生成し、ＲＡＮＤＢＳ
をワイヤレス通信システムに送る。シーケンスＲＡＮＤ
ＢＳは、ある周期の後に繰り返す擬似乱数、または、前
に受け取った値以下にはならない単調増大カウンタの出
力とすることが可能である。ワイヤレスユニットは、Ｒ
ＡＮＤＢＳおよびＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷを、追加データ
（例えば、ＥＳＮ、あるいは、国際移動局識別番号（Ｉ
ＭＳＩ）から導出されるＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡストリン
グ）をシグニチャ手続き１１０に提供する。シグニチャ
手続き１１０は、シグニチャ値ＡＵＴＨＢＳを生成す
る。ワイヤレス通信システム側では、シグニチャ手続き
１１２は、ワイヤレスユニットから受信したＲＡＮＤＢ
Ｓシーケンス、ＳＳＤ生成手続き１０２からのＳＳＤ−
Ａ−ＮＥＷ、および、ワイヤレスユニットにより使用さ
れる追加データ（ＥＳＮあるいはＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡ）
を用いて、ＡＵＴＨＢＳを導出する。システムは、シグ
ニチャ手続き１１２により生成されたＡＵＴＨＢＳ値
を、確認のためにワイヤレスユニットに送る。ブロック
１１４で、ワイヤレスユニットは、ワイヤレスユニット
で生成されたＡＵＴＨＢＳ値を、システムから受信した
ＡＵＴＨＢＳ値と比較する。これらの値が一致した場
合、ワイヤレスユニットは新たなＳＳＤを検証し、それ
により、ワイヤレス通信システムを検証したことにな
り、ワイヤレスユニットは、ＳＳＤ−Ａ値をＳＳＤ−Ａ
−ＮＥＷとし、ＳＳＤ−Ｂ値をＳＳＤ−Ｂ−ＮＥＷとす
ることができる。
ＳＤ−Ｂ−ＮＥＷ）を生成した後、ワイヤレスユニット
は、ワイヤレス通信システムを認証し、それにより、新
たなＳＳＤ値を検証する。これを行うため、ワイヤレス
ユニットは、ブロック１０８で、数あるいはシーケンス
ＲＡＮＤＢＳ（例えば、乱数）を生成し、ＲＡＮＤＢＳ
をワイヤレス通信システムに送る。シーケンスＲＡＮＤ
ＢＳは、ある周期の後に繰り返す擬似乱数、または、前
に受け取った値以下にはならない単調増大カウンタの出
力とすることが可能である。ワイヤレスユニットは、Ｒ
ＡＮＤＢＳおよびＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷを、追加データ
（例えば、ＥＳＮ、あるいは、国際移動局識別番号（Ｉ
ＭＳＩ）から導出されるＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡストリン
グ）をシグニチャ手続き１１０に提供する。シグニチャ
手続き１１０は、シグニチャ値ＡＵＴＨＢＳを生成す
る。ワイヤレス通信システム側では、シグニチャ手続き
１１２は、ワイヤレスユニットから受信したＲＡＮＤＢ
Ｓシーケンス、ＳＳＤ生成手続き１０２からのＳＳＤ−
Ａ−ＮＥＷ、および、ワイヤレスユニットにより使用さ
れる追加データ（ＥＳＮあるいはＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡ）
を用いて、ＡＵＴＨＢＳを導出する。システムは、シグ
ニチャ手続き１１２により生成されたＡＵＴＨＢＳ値
を、確認のためにワイヤレスユニットに送る。ブロック
１１４で、ワイヤレスユニットは、ワイヤレスユニット
で生成されたＡＵＴＨＢＳ値を、システムから受信した
ＡＵＴＨＢＳ値と比較する。これらの値が一致した場
合、ワイヤレスユニットは新たなＳＳＤを検証し、それ
により、ワイヤレス通信システムを検証したことにな
り、ワイヤレスユニットは、ＳＳＤ−Ａ値をＳＳＤ−Ａ
−ＮＥＷとし、ＳＳＤ−Ｂ値をＳＳＤ−Ｂ−ＮＥＷとす
ることができる。
【００２２】次に、ワイヤレス通信システムが、新たな
ＳＳＤ値を検証する。鍵値ＳＳＤを更新するためにワイ
ヤレスユニットに提供されたシーケンスＲＡＮＤＳＳＤ
が、この新たなＳＳＤを検証するためにも使用される。
ワイヤレスユニットは、システムから受信したＲＡＮＤ
ＳＳＤと、ワイヤレスユニットでＳＳＤ生成手続き１０
６により生成されたＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷとを、追加デー
タ（例えば、ＲＡＮＤＢＳ、ＥＳＮあるいはＡＵＴＨ＿
ＤＡＴＡ）とともに、シグニチャ手続き１１６に入力す
る。例えば、ＲＡＮＤＳＳＤの少なくとも一部およびＳ
ＳＤ−Ａ−ＮＥＷの少なくとも一部を、追加データ（例
えば、ＥＳＮおよびＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡ）とともに、シ
グニチャ手続き１１６に提供することが可能である。そ
の後、ワイヤレスユニットは、検証値ＡＵＴＨＳＳＤを
生成する。ワイヤレスユニットは、ＡＵＴＨＳＳＤをワ
イヤレス通信システムに送る。ワイヤレス通信システム
側では、システムは、ワイヤレスユニットによりＡＵＴ
ＨＳＳＤを生成するために使用された入力、例えば、Ｒ
ＡＮＤＳＳＤシーケンス、ＳＳＤ生成手続き１０２を用
いてシステムにより生成されたＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷ、お
よび、ワイヤレスユニットにより使用された追加データ
（例えば、ＥＳＮおよびＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡ）を、対応
するシグニチャ手続き１１８に入力する。シグニチャ手
続き１１８は、検証値ＡＵＴＨＳＳＤを生成し、システ
ムは、ブロック１２０で、システムが生成したＡＵＴＨ
ＳＳＤを、ワイヤレスユニットから受信したＡＵＴＨＳ
ＳＤと比較する。これらの値が一致した場合、システム
は、更新された鍵ＳＳＤを検証したことになり、システ
ムは、ＳＳＤ−Ａ値を、システムにより生成されたＳＳ
Ｄ−Ａ−ＮＥＷ値とし、ＳＳＤ−Ｂ値を、ワイヤレス通
信システムにより生成されたＳＳＤ−Ｂ−ＮＥＷ値とす
る。
ＳＳＤ値を検証する。鍵値ＳＳＤを更新するためにワイ
ヤレスユニットに提供されたシーケンスＲＡＮＤＳＳＤ
が、この新たなＳＳＤを検証するためにも使用される。
ワイヤレスユニットは、システムから受信したＲＡＮＤ
ＳＳＤと、ワイヤレスユニットでＳＳＤ生成手続き１０
６により生成されたＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷとを、追加デー
タ（例えば、ＲＡＮＤＢＳ、ＥＳＮあるいはＡＵＴＨ＿
ＤＡＴＡ）とともに、シグニチャ手続き１１６に入力す
る。例えば、ＲＡＮＤＳＳＤの少なくとも一部およびＳ
ＳＤ−Ａ−ＮＥＷの少なくとも一部を、追加データ（例
えば、ＥＳＮおよびＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡ）とともに、シ
グニチャ手続き１１６に提供することが可能である。そ
の後、ワイヤレスユニットは、検証値ＡＵＴＨＳＳＤを
生成する。ワイヤレスユニットは、ＡＵＴＨＳＳＤをワ
イヤレス通信システムに送る。ワイヤレス通信システム
側では、システムは、ワイヤレスユニットによりＡＵＴ
ＨＳＳＤを生成するために使用された入力、例えば、Ｒ
ＡＮＤＳＳＤシーケンス、ＳＳＤ生成手続き１０２を用
いてシステムにより生成されたＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷ、お
よび、ワイヤレスユニットにより使用された追加データ
（例えば、ＥＳＮおよびＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡ）を、対応
するシグニチャ手続き１１８に入力する。シグニチャ手
続き１１８は、検証値ＡＵＴＨＳＳＤを生成し、システ
ムは、ブロック１２０で、システムが生成したＡＵＴＨ
ＳＳＤを、ワイヤレスユニットから受信したＡＵＴＨＳ
ＳＤと比較する。これらの値が一致した場合、システム
は、更新された鍵ＳＳＤを検証したことになり、システ
ムは、ＳＳＤ−Ａ値を、システムにより生成されたＳＳ
Ｄ−Ａ−ＮＥＷ値とし、ＳＳＤ−Ｂ値を、ワイヤレス通
信システムにより生成されたＳＳＤ−Ｂ−ＮＥＷ値とす
る。
【００２３】鍵更新および双方向検証手続きは、 ・周期的に、 ・ある判断基準に基づいて共有鍵ＳＳＤが損傷したかも
しれないとワイヤレス通信システムが判断したとき、 ・ワイヤレスユニットが、ホームネットワークまたは信
頼している在圏ネットワークに戻ったとき、 ・Ａ−ＫＥＹが変更されたとき、 ・新たな加入契約が確立され、ＳＳＤ値が初期化される
とき、 ・あるいはその他の理由で、 実行されることが可能である。さらに、実施例に依存し
て、鍵生成手続き１０２および１０６ならびにシグニチ
ャ手続き１１０、１１２、１１６および１１８への入力
は、上記のもの以外の値や、それらあるいはその他の値
から導出される入力を含むことも可能である。例えば、
ワイヤレスユニットの電子シリアル番号（ＥＳＮ）、ワ
イヤレスユニットの電話番号（ＭＩＮ１）あるいはワイ
ヤレスユニットのＩＭＳＩの少なくとも一部を、鍵生成
およびシグニチャの手続き１０２、１０６、１１０、１
１２、１１６および１１８への入力として使用可能であ
る。鍵生成手続き１０２および１０６ならびにシグニチ
ャ手続き１１０、１１２、１１６および１１８は、ハッ
シュ関数、または、任意の一方向性暗号化関数（例え
ば、ＣＡＶＥアルゴリズムやＳＨＡ−１）とすることが
可能である。ハッシュ関数は、一方向性関数（与えられ
た出力に対して入力を再現することが実現可能でない関
数）、入力から出力への多対一写像を生成する関数、あ
るいは、入力よりも情報の少ない出力を生成する関数と
して特徴づけられ、それにより、出力が与えられた場合
に入力を確かめることが困難である。このような関数に
おいて、出力は入力のシグニチャ（符号）と呼ばれる。
しれないとワイヤレス通信システムが判断したとき、 ・ワイヤレスユニットが、ホームネットワークまたは信
頼している在圏ネットワークに戻ったとき、 ・Ａ−ＫＥＹが変更されたとき、 ・新たな加入契約が確立され、ＳＳＤ値が初期化される
とき、 ・あるいはその他の理由で、 実行されることが可能である。さらに、実施例に依存し
て、鍵生成手続き１０２および１０６ならびにシグニチ
ャ手続き１１０、１１２、１１６および１１８への入力
は、上記のもの以外の値や、それらあるいはその他の値
から導出される入力を含むことも可能である。例えば、
ワイヤレスユニットの電子シリアル番号（ＥＳＮ）、ワ
イヤレスユニットの電話番号（ＭＩＮ１）あるいはワイ
ヤレスユニットのＩＭＳＩの少なくとも一部を、鍵生成
およびシグニチャの手続き１０２、１０６、１１０、１
１２、１１６および１１８への入力として使用可能であ
る。鍵生成手続き１０２および１０６ならびにシグニチ
ャ手続き１１０、１１２、１１６および１１８は、ハッ
シュ関数、または、任意の一方向性暗号化関数（例え
ば、ＣＡＶＥアルゴリズムやＳＨＡ−１）とすることが
可能である。ハッシュ関数は、一方向性関数（与えられ
た出力に対して入力を再現することが実現可能でない関
数）、入力から出力への多対一写像を生成する関数、あ
るいは、入力よりも情報の少ない出力を生成する関数と
して特徴づけられ、それにより、出力が与えられた場合
に入力を確かめることが困難である。このような関数に
おいて、出力は入力のシグニチャ（符号）と呼ばれる。
【００２４】実施例に依存して、鍵更新および双方向検
証システムの通信は、ワイヤレスユニットとホーム認証
センタの間で（ワイヤレスユニットが在圏ネットワーク
にある場合には在圏認証センタを通じて）行われること
が可能である。代替実施例では、鍵更新および双方向検
証システムの一部は、ホーム認証センタ以外の位置で実
行されることも可能である。例えば、ホーム認証センタ
が、シグニチャ値ＡＵＴＨＢＳを生成するためにＲＡＮ
ＤＳＳＤをＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷとともに在圏認証センタ
に送る場合、在圏認証センタは、ワイヤレスユニットに
送られるＡＵＴＨＢＳを生成することも可能であり、あ
るいは、在圏認証センタは、ＡＵＴＨＳＳＤを生成し、
このＡＵＴＨＳＳＤをワイヤレスユニットにより送られ
てきたＡＵＴＨＳＳＤと比較することも可能である。実
施例に依存して、ＳＳＤ生成およびシグニチャ手続きの
ための入力は、相異なるソースからワイヤレスユニッ
ト、在圏認証センタあるいはホーム認証センタに通信さ
れることが可能である。例えば、ＥＳＮがシグニチャ手
続きへの入力として使用され、在圏認証センタがＡＵＴ
ＨＢＳおよびＡＵＴＨＳＳＤの計算を実行する場合、Ｅ
ＳＮは、ホーム認証センタから在圏認証センタに送信さ
れることも可能である。
証システムの通信は、ワイヤレスユニットとホーム認証
センタの間で（ワイヤレスユニットが在圏ネットワーク
にある場合には在圏認証センタを通じて）行われること
が可能である。代替実施例では、鍵更新および双方向検
証システムの一部は、ホーム認証センタ以外の位置で実
行されることも可能である。例えば、ホーム認証センタ
が、シグニチャ値ＡＵＴＨＢＳを生成するためにＲＡＮ
ＤＳＳＤをＳＳＤ−Ａ−ＮＥＷとともに在圏認証センタ
に送る場合、在圏認証センタは、ワイヤレスユニットに
送られるＡＵＴＨＢＳを生成することも可能であり、あ
るいは、在圏認証センタは、ＡＵＴＨＳＳＤを生成し、
このＡＵＴＨＳＳＤをワイヤレスユニットにより送られ
てきたＡＵＴＨＳＳＤと比較することも可能である。実
施例に依存して、ＳＳＤ生成およびシグニチャ手続きの
ための入力は、相異なるソースからワイヤレスユニッ
ト、在圏認証センタあるいはホーム認証センタに通信さ
れることが可能である。例えば、ＥＳＮがシグニチャ手
続きへの入力として使用され、在圏認証センタがＡＵＴ
ＨＢＳおよびＡＵＴＨＳＳＤの計算を実行する場合、Ｅ
ＳＮは、ホーム認証センタから在圏認証センタに送信さ
れることも可能である。
【００２５】上記の実施例に加えて、本発明の原理によ
る鍵更新および双方向検証システムは、鍵生成およびシ
グニチャ手続きへの入力パラメータを省略または追加
し、あるいは、上記のシステムの変形または一部を使用
するようにすることも可能である。例えば、上記の鍵更
新および双方向検証システムについては、共有鍵ＳＳＤ
が更新されるＩＳ−９５−Ｂを用いたセルラネットワー
クと比較して説明したが、本発明の原理に従って、異な
る多元接続方式（例えば、ＴＤＭＡあるいはＧＳＭ）を
用いた他のワイヤレスシステムを使用して、他の情報が
更新されるようにすることも可能である。理解されるよ
うに、さまざまな値、入力およびアーキテクチャブロッ
クについて、異なる記法、名称および特性を使用するこ
とも可能である。例えば、ホーム認証センタおよび在圏
認証センタの機能は、ワイヤレス通信システムの移動通
信交換センタ（ＭＳＣ：mobile switching center）で
実行することも可能である。本明細書の記載から当業者
には理解されるように、システムおよびその各部分なら
びに上記のアーキテクチャの各部分は、ワイヤレスユニ
ット内の処理回路内、あるいは、ワイヤレス通信システ
ムの相異なる位置の処理回路内に、または、特定用途向
け集積回路、ソフトウェア駆動処理回路、ファームウェ
アもしくはその他のディスクリートコンポーネントから
なる構成内に実装し、あるいは、ワイヤレスユニット内
の処理回路と統合することも可能である。
る鍵更新および双方向検証システムは、鍵生成およびシ
グニチャ手続きへの入力パラメータを省略または追加
し、あるいは、上記のシステムの変形または一部を使用
するようにすることも可能である。例えば、上記の鍵更
新および双方向検証システムについては、共有鍵ＳＳＤ
が更新されるＩＳ−９５−Ｂを用いたセルラネットワー
クと比較して説明したが、本発明の原理に従って、異な
る多元接続方式（例えば、ＴＤＭＡあるいはＧＳＭ）を
用いた他のワイヤレスシステムを使用して、他の情報が
更新されるようにすることも可能である。理解されるよ
うに、さまざまな値、入力およびアーキテクチャブロッ
クについて、異なる記法、名称および特性を使用するこ
とも可能である。例えば、ホーム認証センタおよび在圏
認証センタの機能は、ワイヤレス通信システムの移動通
信交換センタ（ＭＳＣ：mobile switching center）で
実行することも可能である。本明細書の記載から当業者
には理解されるように、システムおよびその各部分なら
びに上記のアーキテクチャの各部分は、ワイヤレスユニ
ット内の処理回路内、あるいは、ワイヤレス通信システ
ムの相異なる位置の処理回路内に、または、特定用途向
け集積回路、ソフトウェア駆動処理回路、ファームウェ
アもしくはその他のディスクリートコンポーネントから
なる構成内に実装し、あるいは、ワイヤレスユニット内
の処理回路と統合することも可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、通
信システムからの更新メッセージ内の情報を用いて新た
な鍵を生成し、その新たな鍵の双方向検証を実行する鍵
更新システムが実現される。
信システムからの更新メッセージ内の情報を用いて新た
な鍵を生成し、その新たな鍵の双方向検証を実行する鍵
更新システムが実現される。
【図１】本発明の原理による鍵更新および双方向検証が
使用可能なワイヤレス通信システムの概略図である。
使用可能なワイヤレス通信システムの概略図である。
【図２】ＩＳ−４１準拠ネットワークのような通常のネ
ットワークにおいてホームロケーションレジスタおよび
認証プロセスによる、ビジタロケーションレジスタとの
鍵の共有を示す図である。
ットワークにおいてホームロケーションレジスタおよび
認証プロセスによる、ビジタロケーションレジスタとの
鍵の共有を示す図である。
【図３】ＩＳ−９５Ｂに基づくワイヤレスユニットとワ
イヤレス通信システムとの間で用いられる鍵更新および
別個の認証手続きを示す図である。
イヤレス通信システムとの間で用いられる鍵更新および
別個の認証手続きを示す図である。
【図４】本発明の原理に従って双方向検証とともに鍵更
新を実行する方法を示す図である。
新を実行する方法を示す図である。
５ ワイヤレス通信システム １０ 基地局 １２ セル １４ ワイヤレスユニット １６ ホーム認証センタ １８ 在圏（ネットワーク）認証センタ ２０ シグナリングネットワーク ２２ ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ） ２４ 在圏ロケーションレジスタ（ＶＬＲ） ３０ ＳＳＤ生成手続き ３２ ＳＳＤ更新メッセージ ３４ ＳＳＤ生成手続き ３７ 基地局チャレンジ命令 ３８ シグニチャ手続き ４０ シグニチャ手続き ４１ 基地局チャレンジ確認命令 ４３ ＳＳＤ更新確認命令 １０２ ＳＳＤ生成手続き １０４ ＳＳＤ更新メッセージ １０６ ＳＳＤ生成手続き １１０ シグニチャ手続き １１２ シグニチャ手続き １１６ シグニチャ手続き １１８ シグニチャ手続き
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 セミョン ビー． ミジコフスキー アメリカ合衆国、07751 ニュージャージ ー モーガンビル イエローナイフロード 227
Claims (21)
- 【請求項１】 通信システムと通信するユニットに保持
される鍵を更新する方法において、 シーケンスを受信するステップと、 前記ユニットに記憶されている秘密鍵と、前記シーケン
スの少なくとも一部とから、前記鍵を生成するステップ
と、 前記鍵を検証するステップと、 前記シーケンスの少なくとも一部および前記鍵の少なく
とも一部を用いて、検証値を生成するステップと、 前記通信システムが前記鍵を検証するために、前記通信
システムに前記検証値を送るステップとを有することを
特徴とする鍵更新方法。 - 【請求項２】 前記鍵を生成するステップは、 前記シーケンスの少なくとも一部と、秘密値とを含む更
新ストリングを生成するステップと、 前記ストリングから前記鍵を生成するステップとを有す
ることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記検証するステップは、 チャレンジシーケンスを生成するステップを有すること
を特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記検証するステップは、 少なくとも前記チャレンジシーケンスと、前記鍵の少な
くとも一部との関数であるシグニチャ値を生成するステ
ップと、 前記シグニチャ値を、前記通信システムから受信したシ
グニチャ値と比較するステップとを有することを特徴と
する請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記検証値を生成するステップは、 前記シーケンスの少なくとも一部および前記鍵の少なく
とも一部を含む検証ストリングを生成するステップと、 前記検証ストリングから前記検証値を生成するステップ
とを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 通信システムと通信するユニットに保持
される鍵を更新する方法において、 前記ユニットに更新シーケンスを送るステップと、 前記ユニットが前記鍵を検証するために、前記通信シス
テムに記憶された前記ユニットに対応する秘密値から生
成される鍵の少なくとも一部と、前記更新シーケンスの
少なくとも一部とを用いて、シグニチャ値を前記ユニッ
トに送るステップと、 前記ユニットから第１検証値を受信するステップと、 前記第１検証値を、前記更新シーケンスの少なくとも一
部および前記鍵の少なくとも一部を用いて生成された第
２検証値と比較するステップとを有することを特徴とす
る鍵更新方法。 - 【請求項７】 前記更新シーケンスを生成するステップ
を有することを特徴とする請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 在圏認証センタが、ホーム認証センタか
ら前記更新シーケンスを受信するステップを有すること
を特徴とする請求項６に記載の方法。 - 【請求項９】 前記更新シーケンスの少なくとも一部
と、更新ストリングからの秘密値との関数として、前記
鍵を生成するステップをさらに有することを特徴とする
請求項６に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記シグニチャ値を前記ユニットに送
るステップは、 チャレンジシーケンスを受信するステップと、 少なくとも前記チャレンジシーケンスと、前記鍵の少な
くとも一部とを含むシグニチャストリングを生成するス
テップと、 前記シグニチャストリングからシグニチャ値を生成する
ステップと、 前記シグニチャ値を前記ユニットに送るステップとを有
することを特徴とする請求項６に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記シーケンスの少なくとも一部およ
び前記鍵の少なくとも一部の関数として前記第２検証値
を生成するステップをさらに有することを特徴とする請
求項６に記載の方法。 - 【請求項１２】 ユニットが通信システムと通信するこ
とを可能にする鍵更新システムにおいて、該鍵更新シス
テムは、 シーケンスを受信し、 前記ユニットに記憶されている秘密鍵と、前記シーケン
スの少なくとも一部とから、前記鍵を生成するように設
定された処理回路を有し、 前記鍵更新システムは、 前記鍵を検証し、 前記シーケンスの少なくとも一部および前記鍵の少なく
とも一部を用いて、検証値を生成するように設定され、 前記処理回路は、 前記通信システムが前記鍵を検証するために、前記通信
システムに前記検証値を送るように設定されていること
を特徴とする鍵更新システム。 - 【請求項１３】 前記処理回路は、さらに、 前記シーケンスの少なくとも一部と、秘密値との関数と
して、前記鍵を生成するように設定されていることを特
徴とする請求項１２に記載の鍵更新システム。 - 【請求項１４】 前記処理回路は、さらに、 チャレンジシーケンスを生成するように設定されている
ことを特徴とする請求項１２に記載の鍵更新システム。 - 【請求項１５】 前記鍵更新システムは、さらに、 少なくとも前記チャレンジシーケンスと、前記鍵の少な
くとも一部との関数としてシグニチャ値を生成し、 前記シグニチャ値を、前記通信システムから受信したシ
グニチャ値と比較するように設定されていることを特徴
とする請求項１４に記載の鍵更新システム。 - 【請求項１６】 前記鍵更新システムは、さらに、 前記シーケンスの少なくとも一部および前記鍵の少なく
とも一部の関数として、前記検証値を生成するように設
定されていることを特徴とする請求項１２に記載の鍵更
新システム。 - 【請求項１７】 通信システムと通信するユニットに保
持される鍵を更新する鍵更新システムにおいて、該鍵更
新システムは、 前記ユニットに更新シーケンスを送り、 前記ユニットが前記通信システムを検証するために、前
記通信システムに記憶された前記ユニットに対応する秘
密値から生成される鍵の少なくとも一部と、前記更新シ
ーケンスの少なくとも一部とを用いて、シグニチャ値を
前記ユニットに送り、 前記ユニットから第１検証値を受信し、 前記第１検証値を、前記更新シーケンスの少なくとも一
部および前記鍵の少なくとも一部を用いて生成された第
２検証値と比較するように設定されている処理回路を有
することを特徴とする鍵更新システム。 - 【請求項１８】 前記処理回路は、 前記更新シーケンスを生成するように設定されているこ
とを特徴とする請求項１７に記載の鍵更新システム。 - 【請求項１９】 前記処理回路は、さらに、 前記更新シーケンスの少なくとも一部と、秘密値との関
数として、前記鍵を生成するように設定されていること
を特徴とする請求項１７に記載の鍵更新システム。 - 【請求項２０】 前記処理回路は、さらに、 チャレンジシーケンスを受信し、 少なくとも前記チャレンジシーケンスと、前記鍵の少な
くとも一部との関数として、シグニチャ値を生成し、 前記シグニチャ値を前記ユニットに送るように設定され
ていることを特徴とする請求項１７に記載の鍵更新シス
テム。 - 【請求項２１】 前記処理回路は、さらに、 前記シーケンスの少なくとも一部および前記鍵の少なく
とも一部の関数として前記第２検証値を生成するように
設定されていることを特徴とする請求項１７に記載の鍵
更新システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/362,455 US6839434B1 (en) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | Method and apparatus for performing a key update using bidirectional validation |
| US09/362455 | 1999-07-28 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001077804A true JP2001077804A (ja) | 2001-03-23 |
| JP2001077804A5 JP2001077804A5 (ja) | 2007-08-23 |
| JP4880108B2 JP4880108B2 (ja) | 2012-02-22 |
Family
ID=23426188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000226697A Expired - Lifetime JP4880108B2 (ja) | 1999-07-28 | 2000-07-27 | 鍵更新方法 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6839434B1 (ja) |
| EP (1) | EP1073233B1 (ja) |
| JP (1) | JP4880108B2 (ja) |
| KR (1) | KR100553413B1 (ja) |
| CN (1) | CN1283906A (ja) |
| AT (1) | ATE313230T1 (ja) |
| AU (1) | AU4882600A (ja) |
| BR (1) | BR0002975A (ja) |
| CA (1) | CA2314303A1 (ja) |
| DE (1) | DE60024728T2 (ja) |
| ID (1) | ID26677A (ja) |
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