JP2001512941A - 無線通信における再生攻撃を防ぐシステムおよび方法 - Google Patents
無線通信における再生攻撃を防ぐシステムおよび方法Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
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Abstract
(57)【要約】
通信網におけるモバイル局の同一性を確認する方法および装置。モバイル局は網に接続を得るための防御値を伝送する。システムはその網への接続を許可する前にモバイル局を認証する。もしモバイル局により送られた防御値が前に伝送された防御値と一致するなら、システムはシステムに接続を許可する前に付加的な手順を実行する。この発明を使用することにより、システムは侵入者の再生攻撃の企てを阻止する。
Description
【０００１】 発明の背景 １．発明の分野 発明は全般的にモバイル電話システムのような無線通信システムに関する。な
お特に、発明はモバイル電話システムにおける認証手順に関する。
お特に、発明はモバイル電話システムにおける認証手順に関する。
【０００２】 ２．関連技術の記述 電話会社が領域内にセルラー通信を最初に導入するとき、その最初の焦点は容
量、適用範囲を確立すること、および新顧客をリストに入れることである。その
網が成長するとき、電話会社はその顧客によりその設備の使用から利益を作るこ
とを期待する。しかし、セルラー電話詐欺およびクローニングは、特に通信シス
テムを利益可能に運転するための可能性に重要な衝撃を与える。クローニングは
合法な加入者ユニットの同一性を把握するため合法な加入者ユニットの複製であ
り、かくして非認可電話サービスをもたらす。かかる活動はまた問題およびシス
テムユーザに実質的な不便を起こす。米国セルラー通信工業会（ＣＴＩＡ）によ
れば、クローニングによる歳入の年間全体損失は１ビリオンドルを超えた。
量、適用範囲を確立すること、および新顧客をリストに入れることである。その
網が成長するとき、電話会社はその顧客によりその設備の使用から利益を作るこ
とを期待する。しかし、セルラー電話詐欺およびクローニングは、特に通信シス
テムを利益可能に運転するための可能性に重要な衝撃を与える。クローニングは
合法な加入者ユニットの同一性を把握するため合法な加入者ユニットの複製であ
り、かくして非認可電話サービスをもたらす。かかる活動はまた問題およびシス
テムユーザに実質的な不便を起こす。米国セルラー通信工業会（ＣＴＩＡ）によ
れば、クローニングによる歳入の年間全体損失は１ビリオンドルを超えた。
【０００３】 認証手順が今やモバイル電話サービスへの詐欺接続に反抗するために使用され
る。ここに使用されるように、認証は加入者ユニットの同一性を確認するため蓄
積された情報の変換および処理を参照する。認証手順は、IS-54B、IS-136、また
はIS-95標準電話のような標準聞き入れ電話ユニットの同一性を正当と認めるた め網により実行される。典型的に、認証手順は使用される空中インターフェイス
プロトコル（即ちＣＤＭＡまたはＴＤＭＡ）と無関係である。
る。ここに使用されるように、認証は加入者ユニットの同一性を確認するため蓄
積された情報の変換および処理を参照する。認証手順は、IS-54B、IS-136、また
はIS-95標準電話のような標準聞き入れ電話ユニットの同一性を正当と認めるた め網により実行される。典型的に、認証手順は使用される空中インターフェイス
プロトコル（即ちＣＤＭＡまたはＴＤＭＡ）と無関係である。
【０００４】 図１は１つまたはそれ以上のモバイル局を有する典型的なモバイル通信システ
ムの絵入り図である。モバイル電話システム（ＭＴＳ）100は典型的にラジオ周 波数（ＲＦ）チャンネルを使用している複数のモバイル局（ＭＳ）と通信してい
る下部組織構成要素112を含む。下部組織構成要素は基準局（ＢＳ）110、モバイ
ル切換センター（ＭＳＣ）130、ホーム配置レジスタ（ＨＬＲ）150、認証センタ
ー（ＡＣ）160、および訪問者配置レジスタ（ＶＬＲ）155を含む。ＢＳ110はＭ Ｓ120およびＭＳＣ130間と空中インターフェイスを提供する。ＭＳＣ130は全て の通信チャンネルおよびプロセスを整合し、公共切換電話網（ＰＳＴＮ）140の ような網にＢＳ110のための接続を提供する。ＨＬＲ150は加入者データベース15
2を含む。加入者データベース152は各加入者のモバイル確認数字（ＭＩＮ）およ
び電子的通し番号（ＥＳＮ）を保持する。共に取られたＭＩＮおよびＥＳＮは各
ＭＳを一つしかないとして確認する。
ムの絵入り図である。モバイル電話システム（ＭＴＳ）100は典型的にラジオ周 波数（ＲＦ）チャンネルを使用している複数のモバイル局（ＭＳ）と通信してい
る下部組織構成要素112を含む。下部組織構成要素は基準局（ＢＳ）110、モバイ
ル切換センター（ＭＳＣ）130、ホーム配置レジスタ（ＨＬＲ）150、認証センタ
ー（ＡＣ）160、および訪問者配置レジスタ（ＶＬＲ）155を含む。ＢＳ110はＭ Ｓ120およびＭＳＣ130間と空中インターフェイスを提供する。ＭＳＣ130は全て の通信チャンネルおよびプロセスを整合し、公共切換電話網（ＰＳＴＮ）140の ような網にＢＳ110のための接続を提供する。ＨＬＲ150は加入者データベース15
2を含む。加入者データベース152は各加入者のモバイル確認数字（ＭＩＮ）およ
び電子的通し番号（ＥＳＮ）を保持する。共に取られたＭＩＮおよびＥＳＮは各
ＭＳを一つしかないとして確認する。
【０００５】 典型的に、ＭＳＣ130はまた訪問者配置レジスタ（ＶＬＲ）155を含む。しかし
、ＶＬＲ155はシステムの分離された構成要素であってもよい。ＶＬＲ155はＨＬ
Ｒ150における永久的加入者データベースと同様に局部的、一時的加入者データ ベース157を保持する。ＨＬＲ150およびＶＬＲ155からの情報はシステム接続を 正当と認め、かつ特定の請求計算に対する請求書を正当と認めるために使用され
る。ＭＳＣ130はまたＨＬＲ150を通してＡＣ160と入出力する。ＶＬＲ155および
ＭＳ120は各々、認証のために使用されるデータを作る少なくとも３つの情報片 、モバイルのＭＩＮ、モバイルのＥＳＮおよびモバイルと組合された分割秘密デ
ータ（ＳＳＤ−Ａ）と接続を持つ。ＳＳＤ−Ａは典型的に認証キー（Ａ−キー）
から由来する。各ＭＩＮおよび組合されたＥＳＮは特定の合法な加入者を確認す
るために使用され得る一つしかない組合せを表す。Ａ−キーは各個々の加入に一
つしかない秘密の値である。例えば、Ａ−キーはＭＳ120のメモリに記憶された6
4ビット暗号方式可変キーであってもよい。Ａ−キーは、例えばモバイル局が特 定の加入者に供給するため最初のサービスに置かれるとき、ＭＳ120のキーパッ ドから一度入力されてもよい。Ａ−キーは典型的にその値が危うくされるとき以
外は変更されないままである。ＭＩＮおよびＥＳＮは空中を伝送され得るが、Ａ
−キーは空中を伝送されない。
、ＶＬＲ155はシステムの分離された構成要素であってもよい。ＶＬＲ155はＨＬ
Ｒ150における永久的加入者データベースと同様に局部的、一時的加入者データ ベース157を保持する。ＨＬＲ150およびＶＬＲ155からの情報はシステム接続を 正当と認め、かつ特定の請求計算に対する請求書を正当と認めるために使用され
る。ＭＳＣ130はまたＨＬＲ150を通してＡＣ160と入出力する。ＶＬＲ155および
ＭＳ120は各々、認証のために使用されるデータを作る少なくとも３つの情報片 、モバイルのＭＩＮ、モバイルのＥＳＮおよびモバイルと組合された分割秘密デ
ータ（ＳＳＤ−Ａ）と接続を持つ。ＳＳＤ−Ａは典型的に認証キー（Ａ−キー）
から由来する。各ＭＩＮおよび組合されたＥＳＮは特定の合法な加入者を確認す
るために使用され得る一つしかない組合せを表す。Ａ−キーは各個々の加入に一
つしかない秘密の値である。例えば、Ａ−キーはＭＳ120のメモリに記憶された6
4ビット暗号方式可変キーであってもよい。Ａ−キーは、例えばモバイル局が特 定の加入者に供給するため最初のサービスに置かれるとき、ＭＳ120のキーパッ ドから一度入力されてもよい。Ａ−キーは典型的にその値が危うくされるとき以
外は変更されないままである。ＭＩＮおよびＥＳＮは空中を伝送され得るが、Ａ
−キーは空中を伝送されない。
【０００６】 北アメリカのシステムにおいて、ＭＳの認証は“ＣＡＶＥ”（セルラー認証お
よび音声暗号）アルゴリズムとして共通に引用されたプロセスを利用する。ＣＡ
ＶＥアルゴリズムは、32ビット直線期間シフトレジスタ（ＬＦＳＲ）、16の8ビ ット混合レジスタ、および256記入事項一覧表を有するソフトウエア互換非線形 混合関数である。ＣＡＶＥアルゴリズムの更なる詳細は共通暗号方式アルゴリズ
ムセルラー標準を参照する。認証は、ＭＳ120および認証署名を発生するデータ の共通セットでＣＡＶＥアルゴリズムを実行するシステムの下部組織構成要素11
2の両方を必要とする。もしＭＳ120により発生された認証署名が下部組織構成要
素により発生された認証署名と合致するなら、そのときＭＳ120の同一性が認証 され、電話サービスへの接続が許可される。そうでなければＭＳ120による網へ の接続の試みは拒絶される。
よび音声暗号）アルゴリズムとして共通に引用されたプロセスを利用する。ＣＡ
ＶＥアルゴリズムは、32ビット直線期間シフトレジスタ（ＬＦＳＲ）、16の8ビ ット混合レジスタ、および256記入事項一覧表を有するソフトウエア互換非線形 混合関数である。ＣＡＶＥアルゴリズムの更なる詳細は共通暗号方式アルゴリズ
ムセルラー標準を参照する。認証は、ＭＳ120および認証署名を発生するデータ の共通セットでＣＡＶＥアルゴリズムを実行するシステムの下部組織構成要素11
2の両方を必要とする。もしＭＳ120により発生された認証署名が下部組織構成要
素により発生された認証署名と合致するなら、そのときＭＳ120の同一性が認証 され、電話サービスへの接続が許可される。そうでなければＭＳ120による網へ の接続の試みは拒絶される。
【０００７】 認証は一つしかない挑戦または放送挑戦の何れかにより実行され得る。一つし
かない挑戦において、“ＲＡＮＤ”はシステムに接続を要求するＭＳ120に伝送 される。ＲＡＮＤは典型的に認証プロセスに使用される任意に発生された値であ
る。一つしかない挑戦のためのＲＡＮＤは典型的に24ビットディジタル値である
。ＭＳ120はＲＡＮＤを受信し、受信されたＲＡＮＤ、ＳＳＤ−Ａおよび認証署 名を計算する他のデータを使用しているＣＡＶＥを実行する。認証署名は典型的
に8ビットディジタル値である。ＭＳ120はＲＡＮＤおよび計算された認証署名を
下部組織構成要素112に伝送する。下部組織構成要素112は同様に、ＳＳＤ−Ａの
記憶値、ＭＩＮおよびＥＳＮに基づいて認証書名を計算するためＣＡＶＥを使用
する。もしＭＳ120から受信された認証署名が下部組織構成要素112により独立に
計算された認証署名に合致するなら、そのときＭＳ120はサービスするために接 続を許可される。さもなくばＭＳ120はサービスするための接続を拒否される。
かない挑戦において、“ＲＡＮＤ”はシステムに接続を要求するＭＳ120に伝送 される。ＲＡＮＤは典型的に認証プロセスに使用される任意に発生された値であ
る。一つしかない挑戦のためのＲＡＮＤは典型的に24ビットディジタル値である
。ＭＳ120はＲＡＮＤを受信し、受信されたＲＡＮＤ、ＳＳＤ−Ａおよび認証署 名を計算する他のデータを使用しているＣＡＶＥを実行する。認証署名は典型的
に8ビットディジタル値である。ＭＳ120はＲＡＮＤおよび計算された認証署名を
下部組織構成要素112に伝送する。下部組織構成要素112は同様に、ＳＳＤ−Ａの
記憶値、ＭＩＮおよびＥＳＮに基づいて認証書名を計算するためＣＡＶＥを使用
する。もしＭＳ120から受信された認証署名が下部組織構成要素112により独立に
計算された認証署名に合致するなら、そのときＭＳ120はサービスするために接 続を許可される。さもなくばＭＳ120はサービスするための接続を拒否される。
【０００８】 対称的に、放送挑戦において、下部組織構成要素は、接続を要求されたただ1 つのＭＳ120のみにＲＡＮＤを送るよりはむしろ公用の放送チャンネル（例えば セルラー呼び出しチャンネル）で全ＭＳ120にＲＡＮＤを放送する。放送挑戦は 時々“地球全体の挑戦”として引用される。典型的に、新しいＲＡＮＤが発生さ
れ、時おり伝送される。ＭＡ120がサービスのため接続を要求するとき、ＭＳ120
は下部組織構成要素112と何らかの通信に先だって、最新の放送ＲＡＮＤに基づ いて認証署名を計算する。一例において、ＭＳ120は、ＲＡＮＤの8つの最も重要
なビットおよび計算された認証署名を確認のため下部組織構成要素112に伝送す る。下部組織構成要素112がサービスの要求とともに認証署名を送るので、認証 署名の確認はサービスのため接続を要求しているＭＳ120で直ちに始めることが 出来、それにより呼び処理における遅れを最少化する。
れ、時おり伝送される。ＭＡ120がサービスのため接続を要求するとき、ＭＳ120
は下部組織構成要素112と何らかの通信に先だって、最新の放送ＲＡＮＤに基づ いて認証署名を計算する。一例において、ＭＳ120は、ＲＡＮＤの8つの最も重要
なビットおよび計算された認証署名を確認のため下部組織構成要素112に伝送す る。下部組織構成要素112がサービスの要求とともに認証署名を送るので、認証 署名の確認はサービスのため接続を要求しているＭＳ120で直ちに始めることが 出来、それにより呼び処理における遅れを最少化する。
【０００９】 放送挑戦は一つしかない挑戦よりも早い呼び設定をもたらすけれども、クロー
ン電話、または他の詐欺侵入者が普通“再生攻撃”として知られた方法により、
システムに非公認の接続を得ることを可能にした。再生攻撃は侵入者が合法な加
入者であるように現れることを許容する。結果として、侵入者は合法な加入者に
請求される呼びを作り得る。再生攻撃によれば、侵入者は公認されたＭＳ120と 下部組織構成要素112との間で伝送される情報を監視する。侵入者は公認された ＭＳ120により下部組織構成要素112に伝送されたＲＡＮＤおよび公認署名を記憶
する。呼びが終了するとき、侵入者は合法加入者により前もって送られるように
同じＲＡＮＤおよび公認署名を含んでいるサービスの要求を伝送する。もしＲＡ
ＮＤが計算された公認ＭＳ120以来傍受された公認署名と変わっていなかったな ら、そのとき公認ＭＳ120を所有している加入者が侵入者のサービス使用のため 請求書を送られる。
ン電話、または他の詐欺侵入者が普通“再生攻撃”として知られた方法により、
システムに非公認の接続を得ることを可能にした。再生攻撃は侵入者が合法な加
入者であるように現れることを許容する。結果として、侵入者は合法な加入者に
請求される呼びを作り得る。再生攻撃によれば、侵入者は公認されたＭＳ120と 下部組織構成要素112との間で伝送される情報を監視する。侵入者は公認された ＭＳ120により下部組織構成要素112に伝送されたＲＡＮＤおよび公認署名を記憶
する。呼びが終了するとき、侵入者は合法加入者により前もって送られるように
同じＲＡＮＤおよび公認署名を含んでいるサービスの要求を伝送する。もしＲＡ
ＮＤが計算された公認ＭＳ120以来傍受された公認署名と変わっていなかったな ら、そのとき公認ＭＳ120を所有している加入者が侵入者のサービス使用のため 請求書を送られる。
【００１０】 ＣＡＶＥアルゴリズムに入力するときダイヤルされた数字を使用するような再
生攻撃を防ぐための従来の試みは成功しなかった。モバイルの始めの呼びのため
ダイヤルされた数字のサブセットがＭＩＮの代わりにＣＡＶＥアルゴリズムへの
入力として使用された。ダイヤルされた数字が典型的に各呼びで変わるので、Ｃ
ＡＶＥアルゴリズムに入力としてダイヤルされた数字を使用することは、２つの
呼びが同じ数字で作られない限り、各呼びの一つしかない認証署名をもたらす。
しかし、各呼びに一つしかないことが最もありそうなので、公認プロセスは典型
的にダイヤルされた最後の数字の予定数字を使用するであろう。多くの場合、公
認呼びのダイヤルされた数字は、呼びを好んで逆に用いることなく非公認呼びの
ダイヤルされた数字に付随され得る。それ故、公認ＭＳ120により作られた呼び のため発生されるように、下部組織は同じ認証署名を発生するであろう。さらに
、もし非公認ＭＳが操作者補助呼びまたは直接補助操作者を通して作られる呼び
を傍受し、システムを接続する傍受情報（即ち、ＲＡＮＤおよび認証署名）を使
うなら、システムへの詐欺接続は有効である。多くの無線サービス提供者が要求
された数字に直接ユーザを接続する直接補助サービスを今や要請しているので、
多くのユーザはシステムへ接続を得るためにただ“441”のみをダイヤルするで あろう。従って、公認ユーザにより作られるべき操作者補助呼びを待つことによ
り、詐欺ユーザはシステムへの非公認接続を得ることが出来る。
生攻撃を防ぐための従来の試みは成功しなかった。モバイルの始めの呼びのため
ダイヤルされた数字のサブセットがＭＩＮの代わりにＣＡＶＥアルゴリズムへの
入力として使用された。ダイヤルされた数字が典型的に各呼びで変わるので、Ｃ
ＡＶＥアルゴリズムに入力としてダイヤルされた数字を使用することは、２つの
呼びが同じ数字で作られない限り、各呼びの一つしかない認証署名をもたらす。
しかし、各呼びに一つしかないことが最もありそうなので、公認プロセスは典型
的にダイヤルされた最後の数字の予定数字を使用するであろう。多くの場合、公
認呼びのダイヤルされた数字は、呼びを好んで逆に用いることなく非公認呼びの
ダイヤルされた数字に付随され得る。それ故、公認ＭＳ120により作られた呼び のため発生されるように、下部組織は同じ認証署名を発生するであろう。さらに
、もし非公認ＭＳが操作者補助呼びまたは直接補助操作者を通して作られる呼び
を傍受し、システムを接続する傍受情報（即ち、ＲＡＮＤおよび認証署名）を使
うなら、システムへの詐欺接続は有効である。多くの無線サービス提供者が要求
された数字に直接ユーザを接続する直接補助サービスを今や要請しているので、
多くのユーザはシステムへ接続を得るためにただ“441”のみをダイヤルするで あろう。従って、公認ユーザにより作られるべき操作者補助呼びを待つことによ
り、詐欺ユーザはシステムへの非公認接続を得ることが出来る。
【００１１】 それ故、システムへの非公認接続を受けにくい認証プロセスの無線通信技術が
必要である。
必要である。
【００１２】 発明の概要 モバイル電話システムのような通信網における局の同一性を確認する方法およ
び装置が開示される。開示された方法および装置は再生攻撃を受けにくい。さら
に、開示された方法および装置は比較的短い遅れを有する認証プロセスを実行す
る。開示された方法および装置は特許請求の範囲により定義されたような本発明
を含む。
び装置が開示される。開示された方法および装置は再生攻撃を受けにくい。さら
に、開示された方法および装置は比較的短い遅れを有する認証プロセスを実行す
る。開示された方法および装置は特許請求の範囲により定義されたような本発明
を含む。
【００１３】 開示された方法および装置は、通信網内にある第２局（例えば、下部組織構成
要素）に第１“防御パラメタ”（例えば、ＲＡＮＤ）および認証署名を通信する
第１局（例えば、モバイル局）を備える。この開示の目的のため、防御パラメタ
は、認証署名を発生するため、通常のＣＡＶＥ(セルラー認証および音声暗号)ア
ルゴリズムのような、署名発生（“ＳＧ”）アルゴリズムに入力として使用され
得るどのような信号、パターンあるいは値でも定義される。認証署名は、入力さ
れている１つまたはそれ以上の防御パラメタに応答してＳＧアルゴリズムからの
出力である信号、パターンあるいは値として定義される。入力防御パラメタの各
一つしかないセットが、他のいかなる入力防御パラメタセットの結果として出力
される認証署名に似ていない認証署名を作ることが好ましい。
要素）に第１“防御パラメタ”（例えば、ＲＡＮＤ）および認証署名を通信する
第１局（例えば、モバイル局）を備える。この開示の目的のため、防御パラメタ
は、認証署名を発生するため、通常のＣＡＶＥ(セルラー認証および音声暗号)ア
ルゴリズムのような、署名発生（“ＳＧ”）アルゴリズムに入力として使用され
得るどのような信号、パターンあるいは値でも定義される。認証署名は、入力さ
れている１つまたはそれ以上の防御パラメタに応答してＳＧアルゴリズムからの
出力である信号、パターンあるいは値として定義される。入力防御パラメタの各
一つしかないセットが、他のいかなる入力防御パラメタセットの結果として出力
される認証署名に似ていない認証署名を作ることが好ましい。
【００１４】 第２局は第１局から第１防御パラメタと認証署名を受信する。もし第１防御パ
ラメタが第１局から前に受信された第１防御パラメタの各予定の数と異なってい
るなら、そのとき第２局は第１局を認証（即ち、同一性を確認）するため通常の
手順を実行する。一度第２局が第１局を認証したなら、第１局は通信網に接続を
許可される。もし第１防御パラメタが、第１局が接続を得るために最近試みた第
１局により伝送された第１防御パラメタの一つと同じであるなら、そのとき第２
局は“一つしかない挑戦”を実行する。
ラメタが第１局から前に受信された第１防御パラメタの各予定の数と異なってい
るなら、そのとき第２局は第１局を認証（即ち、同一性を確認）するため通常の
手順を実行する。一度第２局が第１局を認証したなら、第１局は通信網に接続を
許可される。もし第１防御パラメタが、第１局が接続を得るために最近試みた第
１局により伝送された第１防御パラメタの一つと同じであるなら、そのとき第２
局は“一つしかない挑戦”を実行する。
【００１５】 開示された方法おとび装置の他の実施例において、第１局が以前に通信網と接
続されたか否かにより決定がなされる。もし第１局が前に通信網に接続されてい
たなら、そのとき接続が第１局へ許可される前に一つしかない挑戦手順が第２局
により初期化される。
続されたか否かにより決定がなされる。もし第１局が前に通信網に接続されてい
たなら、そのとき接続が第１局へ許可される前に一つしかない挑戦手順が第２局
により初期化される。
【００１６】 発明の詳細な記述 発明の上記および他の相、特徴および利点は、添付図面と組合せて読まれるで
あろう以下の詳細な記述を参照することによりさらに良く理解されるであろう。
あろう以下の詳細な記述を参照することによりさらに良く理解されるであろう。
【００１７】 方法および装置がモバイル電話システム（ＭＴＳ）におけるモバイル局の同一
性を確認するために開示される。開示される方法および装置は、各モバイル局が
予定の時間内にただ一度防御値（“ＲＡＮＤ”またはＲＡＮＤを含む情報の特定
のセットから発生された認証署名のような）の特定のセットを使用出来ることを
確保する。各ＭＳが予定の時間内に一度だけ特定の防御値を使用できることによ
り、“再生攻撃”の危険が除去される。開示される方法および装置は請求の範囲
で請求された本発明を含む。しかし、発明の範囲は請求の範囲により排他的に決
定されるべきである。
性を確認するために開示される。開示される方法および装置は、各モバイル局が
予定の時間内にただ一度防御値（“ＲＡＮＤ”またはＲＡＮＤを含む情報の特定
のセットから発生された認証署名のような）の特定のセットを使用出来ることを
確保する。各ＭＳが予定の時間内に一度だけ特定の防御値を使用できることによ
り、“再生攻撃”の危険が除去される。開示される方法および装置は請求の範囲
で請求された本発明を含む。しかし、発明の範囲は請求の範囲により排他的に決
定されるべきである。
【００１８】 図２はＭＴＳ300の下部組織構成要素312および公認ＭＳ320（例えば、ＭＴＳ3
00を運転するサービス提供者と正当な請求書勘定を有するＭＳ）間の挑戦/応答 を示す。ＭＳ321は侵入者（即ち、非公認ユーザ）である。開示された方法およ び装置の一実施例において、下部組織構成要素312は基準局（ＢＳ）310、モバイ
ル切換センター（ＭＳＣ）330、ホーム配置レジスタ（ＨＬＲ）350、認証センタ
ー（ＡＣ）360、および訪問者配置レジスタ（ＶＬＲ）355を含む。ＭＴＳ300は 好ましくは一つしかないおよび放送挑戦の両方を実行することが可能である。下
部組織構成要素312は空中リンク340を通して全てのＭＳ320に放送防御値（“放 送ＲＡＮＤ”のような）を伝送（ＢＳ310を経て）する。放送防御値は、好まし くは以下に記述されるように、“放送認証”プロセスに使用される任意に発生さ
れた値である。時折、放送防御値が変わり、新しい放送防御値が全てのＭＳ320 に放送される。以下の記述から明らかになるように、要求される一つしかない挑
戦の数を減少するため放送防御値をよりしばしば変えることと、新しい放送防御
値を発生しかつ放送するため、要求される一般費用を減少するように放送防御値
をあまり変えないこととの間には交換取引がある。放送防御値がＲＡＮＤである
場合に、開示された方法および装置は、好ましくはＲＡＮＤが如何なる頻度で変
えられるべきであるかを教える任意の工業標準を遵守して作動する。
00を運転するサービス提供者と正当な請求書勘定を有するＭＳ）間の挑戦/応答 を示す。ＭＳ321は侵入者（即ち、非公認ユーザ）である。開示された方法およ び装置の一実施例において、下部組織構成要素312は基準局（ＢＳ）310、モバイ
ル切換センター（ＭＳＣ）330、ホーム配置レジスタ（ＨＬＲ）350、認証センタ
ー（ＡＣ）360、および訪問者配置レジスタ（ＶＬＲ）355を含む。ＭＴＳ300は 好ましくは一つしかないおよび放送挑戦の両方を実行することが可能である。下
部組織構成要素312は空中リンク340を通して全てのＭＳ320に放送防御値（“放 送ＲＡＮＤ”のような）を伝送（ＢＳ310を経て）する。放送防御値は、好まし くは以下に記述されるように、“放送認証”プロセスに使用される任意に発生さ
れた値である。時折、放送防御値が変わり、新しい放送防御値が全てのＭＳ320 に放送される。以下の記述から明らかになるように、要求される一つしかない挑
戦の数を減少するため放送防御値をよりしばしば変えることと、新しい放送防御
値を発生しかつ放送するため、要求される一般費用を減少するように放送防御値
をあまり変えないこととの間には交換取引がある。放送防御値がＲＡＮＤである
場合に、開示された方法および装置は、好ましくはＲＡＮＤが如何なる頻度で変
えられるべきであるかを教える任意の工業標準を遵守して作動する。
【００１９】 特定のＭＳ320が下部組織構成要素312を通して最初の時に電話サービスを接続
することを企てるとき、ＭＳ320は放送防御値を最初に受信しなくてはならない 。放送防御値は、認証署名を発生するためＣＡＶＥ（セルラー認証および音声暗
号）アルゴリズムのような署名発生（“ＳＧ”）アルゴリズムへ複数の入力の1 つとして提供される。ＳＧアルゴリズムへの他の入力は、好ましくはモバイル確
認数字（“ＭＩＮ”）、電子的通し番号（“ＥＳＮ”）、およびＭＳ320と組合 された分割秘密データ（“ＳＳＤ−Ａ”）値を含む。ＥＳＮおよびＭＩＮ値の各
特定対は特定のＭＳを同一と認める。ＳＳＤ−Ａ値は秘密アルゴリズムを使用す
る“キー”値から発生される。キー値およびＳＳＤ−Ａ値は空中を決して伝送さ
ない。
することを企てるとき、ＭＳ320は放送防御値を最初に受信しなくてはならない 。放送防御値は、認証署名を発生するためＣＡＶＥ（セルラー認証および音声暗
号）アルゴリズムのような署名発生（“ＳＧ”）アルゴリズムへ複数の入力の1 つとして提供される。ＳＧアルゴリズムへの他の入力は、好ましくはモバイル確
認数字（“ＭＩＮ”）、電子的通し番号（“ＥＳＮ”）、およびＭＳ320と組合 された分割秘密データ（“ＳＳＤ−Ａ”）値を含む。ＥＳＮおよびＭＩＮ値の各
特定対は特定のＭＳを同一と認める。ＳＳＤ−Ａ値は秘密アルゴリズムを使用す
る“キー”値から発生される。キー値およびＳＳＤ−Ａ値は空中を決して伝送さ
ない。
【００２０】 一度ＭＳ320が認証署名を発生したなら、ＭＳ320は一組の防御値を空中を越え
て下部組織構成要素312に伝送する。開示された方法および装置の一実施例によ れば、一組の防御値は以下を含む。（１）認証署名、（２）ＳＧへの入力として
使用される完全な放送防御値、その放送防御値の一部、またはその放送防御値を
表す何らかの値の何れか、（３）ＥＳＮ、および（４）その認証署名を発生する
ために使用されるＭＩＮ。ＳＳＤ−Ａ値および特定のＳＧアルゴリズムがこの情
報を傍受するかもしれない誰にも知られないので、侵入者は、将来防御値が変化
するとき認証署名を無関係に発生するためこの情報を使用することが出来るであ
ろう可能性がない。
て下部組織構成要素312に伝送する。開示された方法および装置の一実施例によ れば、一組の防御値は以下を含む。（１）認証署名、（２）ＳＧへの入力として
使用される完全な放送防御値、その放送防御値の一部、またはその放送防御値を
表す何らかの値の何れか、（３）ＥＳＮ、および（４）その認証署名を発生する
ために使用されるＭＩＮ。ＳＳＤ−Ａ値および特定のＳＧアルゴリズムがこの情
報を傍受するかもしれない誰にも知られないので、侵入者は、将来防御値が変化
するとき認証署名を無関係に発生するためこの情報を使用することが出来るであ
ろう可能性がない。
【００２１】 下部組織構成要素312は伝送される一組の防御値内の少なくとも幾つかの値に 注目する。例えば、一実施例において、下部組織構成要素312は放送防御値が認 証署名を発生するためＭＳ320により使用されたことに注目する。代わりに下部 組織構成要素312により注目された防御値はそれ自身認証署名である。開示され た方法および装置の一実施例によれば、下部組織構成要素312は、放送防御値ま たは認証署名のような防御情報の部分を記憶する。開示された方法および装置の
特別な実施例によれば、下部組織構成要素312は、各ＭＳ320のため複数の防御値
（または防御値の値を表す値）を記憶するため十分なメモリ容量を装備される。
代わりに、下部組織構成要素312は、各ＭＳ320の一つの防御値（または防御値の
値を表す値）を記憶するために配置されたメモリのみを有してもよい。
特別な実施例によれば、下部組織構成要素312は、各ＭＳ320のため複数の防御値
（または防御値の値を表す値）を記憶するため十分なメモリ容量を装備される。
代わりに、下部組織構成要素312は、各ＭＳ320の一つの防御値（または防御値の
値を表す値）を記憶するために配置されたメモリのみを有してもよい。
【００２２】 次にＭＳ320が電話サービスを接続することを試みるとき、ＭＳ320は最新の放
送防御値および認証署名を計算するためＭＩＮ、ＥＳＮ、およびＳＳＤ−Ａを使
用する。もし放送防御値がシステムを接続する最後の試み以来変わっていたなら
、そのときＭＳ320は新しい放送防御値（または代表値）および認証署名でＥＳ ＮおよびＭＩＮを伝送するであろう。この場合、プロセスは、ＭＳ320がシステ ムに接続する最初の試みを成した場合と必須的に同一となるであろう。
送防御値および認証署名を計算するためＭＩＮ、ＥＳＮ、およびＳＳＤ−Ａを使
用する。もし放送防御値がシステムを接続する最後の試み以来変わっていたなら
、そのときＭＳ320は新しい放送防御値（または代表値）および認証署名でＥＳ ＮおよびＭＩＮを伝送するであろう。この場合、プロセスは、ＭＳ320がシステ ムに接続する最初の試みを成した場合と必須的に同一となるであろう。
【００２３】 しかし、もし放送防御値が、システムに接続するモバイルの最後の試み以来変
わらなかったなら、そのとき計算された認証署名の値および放送防御値は、シス
テムに接続を得るために前の試みに使用されたそれらの値と同じであるであろう
。即ち、ＳＧに同じ入力を与えられるので、ＳＧからの出力は第2接続試みでも 同じになるであろう。
わらなかったなら、そのとき計算された認証署名の値および放送防御値は、シス
テムに接続を得るために前の試みに使用されたそれらの値と同じであるであろう
。即ち、ＳＧに同じ入力を与えられるので、ＳＧからの出力は第2接続試みでも 同じになるであろう。
【００２４】 ＭＳ320は、放送防御値（または代表値）、計算された認証署名、ＥＳＮおよ びＭＩＮを空中リンク340aを超えて下部組織構成要素312に伝送する。下部組織 構成要素312は、受信した一組の防御値の１つまたはそれ以上をそのＭＳ320から
下部組織構成要素312により前に受信された記憶防御値（または代表値）と比較 する。例えば、開示された方法および装置の一実施例によれば、下部組織構成要
素312は受信された放送防御値をＭＳ320から前に受信された放送防御値と比較す
る。代わりに、下部組織構成要素312はＭＳ320により送られた完全な組の情報を
検査することが出来る。他の代替において、ＭＳ320が接続試みにおいて異なる 放送防御値を使用する各時間に検査された情報が変化する限り、防御値または代
表値（認証署名のような）より他の情報のある部分が検査される。この場合、下
部組織構成要素312はＭＳ320からの前に受信された同じ防御情報（例えば、ＲＡ
ＮＤまたは同じ値を有する認証署名）を有するので、下部組織構成要素312は、 ＭＳ320がシステムを接続することを許可されるであろう前にＭＳ320の同一性の
付加的な確認を必要とするであろう。開示された方法および装置の一実施例によ
れば、付加的な確認は、下部組織構成要素312が一つしかない挑戦認証手順を始 めることにより実行される。代わりに、下部組織構成要素312は放送防御値に変 化を強要でき、ＭＳ320が新しい防御値を使用している放送挑戦に応答するよう 要求する。他の実施例において、他の方法がその同一性を確認するためにＭＳ32
0を強要するために使用されてもよい。
下部組織構成要素312により前に受信された記憶防御値（または代表値）と比較 する。例えば、開示された方法および装置の一実施例によれば、下部組織構成要
素312は受信された放送防御値をＭＳ320から前に受信された放送防御値と比較す
る。代わりに、下部組織構成要素312はＭＳ320により送られた完全な組の情報を
検査することが出来る。他の代替において、ＭＳ320が接続試みにおいて異なる 放送防御値を使用する各時間に検査された情報が変化する限り、防御値または代
表値（認証署名のような）より他の情報のある部分が検査される。この場合、下
部組織構成要素312はＭＳ320からの前に受信された同じ防御情報（例えば、ＲＡ
ＮＤまたは同じ値を有する認証署名）を有するので、下部組織構成要素312は、 ＭＳ320がシステムを接続することを許可されるであろう前にＭＳ320の同一性の
付加的な確認を必要とするであろう。開示された方法および装置の一実施例によ
れば、付加的な確認は、下部組織構成要素312が一つしかない挑戦認証手順を始 めることにより実行される。代わりに、下部組織構成要素312は放送防御値に変 化を強要でき、ＭＳ320が新しい防御値を使用している放送挑戦に応答するよう 要求する。他の実施例において、他の方法がその同一性を確認するためにＭＳ32
0を強要するために使用されてもよい。
【００２５】 もし付加的な確認手順が、ＭＳ320が公認された（例えば、十分な成果が一つ しかない挑戦からの結果である）ことを示すなら、ＭＳ320は合法な加入者であ ること、および侵入者（例えば、ＭＳ321）でないことを考慮される。従って、 下部組織構成要素312はＭＳ320を電話サービスに接続することを許可する。
【００２６】 しかし、もし非公認ＭＳ321が公認ＭＳ320からの伝送を監視することにより認
証データ（例えば、RAND、認証署名、ＥＳＮおよびＭＩＮ）を捕らえても、この
非公認ＭＳ321は付加的な確認プロセスを失敗するであろう。例えば、もしＭＳ3
21が一つしかない挑戦に応答するよう下部組織構成要素312が要求したなら、Ｍ Ｓ321は下部組織構成要素312から提供された一つしかない挑戦防御値から新しい
認証署名を無関係に発生せねばならないので、ＭＳ321は適切に答えられない。 代わりに、もし下部組織構成要素312が放送防御値を変化し、それから新放送防 御値を使用している放送挑戦にＭＳ321が応答するよう要求されたなら、ＭＳ321
は成功的にそうすることが出来ない。これは放送挑戦が新放送防御値に基づいた
新認証署名の無関係な発生を今や要求するからである。
証データ（例えば、RAND、認証署名、ＥＳＮおよびＭＩＮ）を捕らえても、この
非公認ＭＳ321は付加的な確認プロセスを失敗するであろう。例えば、もしＭＳ3
21が一つしかない挑戦に応答するよう下部組織構成要素312が要求したなら、Ｍ Ｓ321は下部組織構成要素312から提供された一つしかない挑戦防御値から新しい
認証署名を無関係に発生せねばならないので、ＭＳ321は適切に答えられない。 代わりに、もし下部組織構成要素312が放送防御値を変化し、それから新放送防 御値を使用している放送挑戦にＭＳ321が応答するよう要求されたなら、ＭＳ321
は成功的にそうすることが出来ない。これは放送挑戦が新放送防御値に基づいた
新認証署名の無関係な発生を今や要求するからである。
【００２７】 下部組織構成要素312内の各特定構成要素の機能が開示された方法および装置 の一実施例から他へ変化するかもしれないことが理解される。しかし、かかる各
構成要素は、ＭＳ320がシステムに接続を以前に試みたか否か、もしそうならＭ Ｓ320からの更なる確認を要求するプロセスを試みたか否かを決定するため実行 される機能を除いて必須的に普通である。
構成要素は、ＭＳ320がシステムに接続を以前に試みたか否か、もしそうならＭ Ｓ320からの更なる確認を要求するプロセスを試みたか否かを決定するため実行 される機能を除いて必須的に普通である。
【００２８】 開示された方法および装置の一実施例において、下部組織構成要素312は基準 局310、ＭＳＣ330、ＨＬＲ350、ＡＣ360、およびＶＬＲ355を含み、ＭＳＣ330は
放送防御値を発生する。放送防御値はＢＳ310に通信される。ＢＳ310は放送防御
値をＭＳ320に伝送する。ＭＳ320が網300から通信サービスを接続することを試 みるとき、ＭＳ320はＢＳ310に以下の情報を送り返す。ＭＳ320は放送防御値（ あるいは防御値の値に基づいて発生された値）の一部、ＭＩＮの写し、ＥＳＮお
よびこれらのパラメタを使用してＭＳ320により発生された認証署名を送る。こ れらの各パラメタはＨＬＲ350に通信される。ＨＬＲ350はＭＳ320がシステム300
に登録されたか否かを決定する。もしＭＳ320が登録されたとＨＬＲ350が決定す
るなら、そのときＨＬＲ350に通信されたパラメタはＡＣ360に通信される。ＡＣ
360はＭＳ320（ＭＩＮとＥＳＮにより同一と認められた）が同じ放送防御値を使
用して以前にシステムを接続することを試みたか否かを検査する。もしそうでな
いなら、ＡＣ360は認証署名を無関係に発生するためＭＩＮ、ＥＳＮ、ＳＳＤ− Ａ、および放送防御値を使用する。ＡＣ360は発生された認証署名がＭＳ320から
受信された認証署名と同じであることを確保するために検査する。
放送防御値を発生する。放送防御値はＢＳ310に通信される。ＢＳ310は放送防御
値をＭＳ320に伝送する。ＭＳ320が網300から通信サービスを接続することを試 みるとき、ＭＳ320はＢＳ310に以下の情報を送り返す。ＭＳ320は放送防御値（ あるいは防御値の値に基づいて発生された値）の一部、ＭＩＮの写し、ＥＳＮお
よびこれらのパラメタを使用してＭＳ320により発生された認証署名を送る。こ れらの各パラメタはＨＬＲ350に通信される。ＨＬＲ350はＭＳ320がシステム300
に登録されたか否かを決定する。もしＭＳ320が登録されたとＨＬＲ350が決定す
るなら、そのときＨＬＲ350に通信されたパラメタはＡＣ360に通信される。ＡＣ
360はＭＳ320（ＭＩＮとＥＳＮにより同一と認められた）が同じ放送防御値を使
用して以前にシステムを接続することを試みたか否かを検査する。もしそうでな
いなら、ＡＣ360は認証署名を無関係に発生するためＭＩＮ、ＥＳＮ、ＳＳＤ− Ａ、および放送防御値を使用する。ＡＣ360は発生された認証署名がＭＳ320から
受信された認証署名と同じであることを確保するために検査する。
【００２９】 もしＡＣ360により発生された認証署名がＭＳ320から受信された認証署名と合
致しないなら、あるいはもしＭＳ320が同じ放送防御値を使用して網から接続サ ービスを既に試みたことをＡＣ360が決定するなら、そのときＡＣは一つしかな い挑戦防御値を発生するであろう。ＡＣ360は一つしかない挑戦防御値を新しい 認証署名（“一つしかない認証署名”）を発生するために使用するであろう。一
つしかない挑戦防御値および一つしかない認証署名はともにＭＳＣ330に通信さ れる。ＭＳＣ330は一つしかない挑戦防御値のみをＢＳ310に通信する。ＢＳ310 は一つしかない挑戦防御値をＭＳ320に伝送する。ＭＳ320は、ＭＩＮ、ＥＳＮ、
一つしかない挑戦防御値、およびＳＳＤ−Ａを使用してＭＳ320が独立に計算し た一つしかない認証署名を応答する。ＢＳ310はＭＳ320からの一つしかない認証
署名を受信する。ＢＳ310はそれからＭＳＣ330に署名を通信する。ＭＳＣ330は ＭＳ320から受信された一つしかない認証署名をＡＣ360からＭＳＣ330に提供さ れた一つしかない認証署名と比較する。もしそれらが合致するなら、ＭＳ320は 合法であるとみなされる。
致しないなら、あるいはもしＭＳ320が同じ放送防御値を使用して網から接続サ ービスを既に試みたことをＡＣ360が決定するなら、そのときＡＣは一つしかな い挑戦防御値を発生するであろう。ＡＣ360は一つしかない挑戦防御値を新しい 認証署名（“一つしかない認証署名”）を発生するために使用するであろう。一
つしかない挑戦防御値および一つしかない認証署名はともにＭＳＣ330に通信さ れる。ＭＳＣ330は一つしかない挑戦防御値のみをＢＳ310に通信する。ＢＳ310 は一つしかない挑戦防御値をＭＳ320に伝送する。ＭＳ320は、ＭＩＮ、ＥＳＮ、
一つしかない挑戦防御値、およびＳＳＤ−Ａを使用してＭＳ320が独立に計算し た一つしかない認証署名を応答する。ＢＳ310はＭＳ320からの一つしかない認証
署名を受信する。ＢＳ310はそれからＭＳＣ330に署名を通信する。ＭＳＣ330は ＭＳ320から受信された一つしかない認証署名をＡＣ360からＭＳＣ330に提供さ れた一つしかない認証署名と比較する。もしそれらが合致するなら、ＭＳ320は 合法であるとみなされる。
【００３０】 もしＭＳ320が訪問者であるとＭＳＣ330が決定するなら、ＶＬＲ355はＨＬＲ3
50により別な方法で実行されるであろう機能を実行するために使用される。
50により別な方法で実行されるであろう機能を実行するために使用される。
【００３１】 しかし、ＡＣ360のような一つの構成要素により実行されるような上述の機能 が、ＨＬＲ350、ＶＬＲ355、あるいはＭＳＣ330のような他の構成要素により等 しく良く実行され得ることは明らかである。
【００３２】 図３はＭＳＣ330の構成要素を示す。図３に示されるように、ＭＳＣは好まし くは処理装置301、受信機303およびメモリ305を含む。受信機は外部源からの信 号を受信できるどんな受信装置でもよい。開示された方法および装置の一実施例
によれば、受信機は、地下線を経て基準局に結合された装置に共通に見出される
ような通常の受信機である。処理装置301は受信機303に接続される。処理装置は
ここに単一の処理装置として示される。しかし、単に処理機能を表す処理装置が
、マイクロプロセッサのように信号処理実在物により実行されても、下部組織構
成要素312を通して分布された複数の処理実在物により実行されてもよいことは これらの技術に熟練したものに理解されるであろう。それにも拘わらず、必要な
処理は、通常のマイクロプロセッサおよび/またはディジタル信号処理装置が開 示された方法および装置の全ての必要な機能を実行できることである。
によれば、受信機は、地下線を経て基準局に結合された装置に共通に見出される
ような通常の受信機である。処理装置301は受信機303に接続される。処理装置は
ここに単一の処理装置として示される。しかし、単に処理機能を表す処理装置が
、マイクロプロセッサのように信号処理実在物により実行されても、下部組織構
成要素312を通して分布された複数の処理実在物により実行されてもよいことは これらの技術に熟練したものに理解されるであろう。それにも拘わらず、必要な
処理は、通常のマイクロプロセッサおよび/またはディジタル信号処理装置が開 示された方法および装置の全ての必要な機能を実行できることである。
【００３３】 図４は開示された方法および装置の一実施例において、認証プロセス中に実行
されるステップを示す流れ図である。図２に記述されたシステムは図４のステッ
プを実行するために使用されてもよい。図４に示されるように、プロセスはステ
ップ400で始まる。ステップ410で、特定のＭＳ320が電話サービスを接続するこ とを試みるとき、ＭＳ320は同一性データ（例えば、ＭＩＮ/ＥＳＮ）、以前に受
信された防御値、および組合された認証署名を含んでいる一組の防御値を伝送す
る。ＭＳ320はまた、もし望まれるなら他のデータも伝送してもよい。典型的に 、ＭＳ320は、ＭＳＣ330により前の放送中、あるいは下部組織構成要素312と前 の一つしかない挑戦手順中、下部組織構成要素312からの以前に受信された放送 防御値を得る。ステップ430で、下部組織構成要素312は、ＭＳ320が下部組織構 成要素312から同じ組の防御値を使用しているサービスを以前に得たか否かを決 定する。代わりの実施例において、下部組織構成要素312は防御値の組のある部 分が以前にＭＳ320により接続サービスに使用されたか否かを検査する。
されるステップを示す流れ図である。図２に記述されたシステムは図４のステッ
プを実行するために使用されてもよい。図４に示されるように、プロセスはステ
ップ400で始まる。ステップ410で、特定のＭＳ320が電話サービスを接続するこ とを試みるとき、ＭＳ320は同一性データ（例えば、ＭＩＮ/ＥＳＮ）、以前に受
信された防御値、および組合された認証署名を含んでいる一組の防御値を伝送す
る。ＭＳ320はまた、もし望まれるなら他のデータも伝送してもよい。典型的に 、ＭＳ320は、ＭＳＣ330により前の放送中、あるいは下部組織構成要素312と前 の一つしかない挑戦手順中、下部組織構成要素312からの以前に受信された放送 防御値を得る。ステップ430で、下部組織構成要素312は、ＭＳ320が下部組織構 成要素312から同じ組の防御値を使用しているサービスを以前に得たか否かを決 定する。代わりの実施例において、下部組織構成要素312は防御値の組のある部 分が以前にＭＳ320により接続サービスに使用されたか否かを検査する。
【００３４】 もしＭＳ320が以前に防御値の同じ組を使用してサービスを接続しなかったこ とを下部組織構成要素312が決定したなら、そもときステップ440で、下部組織構
成要素312はＭＳ320から受信された防御値を記憶する。ステップ450で、下部組 織構成要素312はＭＳ320から受信された公認署名の値を確認する。即ち、検査は
期待された公認署名の値（例えば、ＭＳ320により使用されたようなＳＧに同じ 入力を使用して下部組織構成要素312により独立に計算された値）について成さ れる。公認署名の確認後、処理はステップ470に進む。
成要素312はＭＳ320から受信された防御値を記憶する。ステップ450で、下部組 織構成要素312はＭＳ320から受信された公認署名の値を確認する。即ち、検査は
期待された公認署名の値（例えば、ＭＳ320により使用されたようなＳＧに同じ 入力を使用して下部組織構成要素312により独立に計算された値）について成さ れる。公認署名の確認後、処理はステップ470に進む。
【００３５】 もし他方、ＭＳ320が以前に防御値の同じ組を使用してサービスを接続したこ とを下部組織構成要素312がステップ430で決定したなら、そもとき処理はステッ
プ460に進む。ステップ460において、下部組織構成要素312は、ＭＳ320からの一
つしかない挑戦手続の応答を要求するような、ＭＳ320の付加的確認を実行する 。以上注目されるように、一つしかない挑戦手続は、下部組織構成要素312から ＭＳ320への少なくとも一つしかない防御値の変更、およびＭＳ320から下部組織
構成要素312への一つしかない挑戦署名の変更を含む。
プ460に進む。ステップ460において、下部組織構成要素312は、ＭＳ320からの一
つしかない挑戦手続の応答を要求するような、ＭＳ320の付加的確認を実行する 。以上注目されるように、一つしかない挑戦手続は、下部組織構成要素312から ＭＳ320への少なくとも一つしかない防御値の変更、およびＭＳ320から下部組織
構成要素312への一つしかない挑戦署名の変更を含む。
【００３６】 ステップ470で、下部組織構成要素312は、ＭＳ320がステップ450または460で 実行された認証手順を通過したか否かを決定する。決定は、期待される認証署名
を計算するためＭＳ320により実行されるように、同じＳＧアルゴリズム（例え ば、ＣＡＶＥアルゴリズム）を実行することにより達成される。下部組織構成要
素312は期待される認証署名をＭＳ320により計算された認証署名と比較する。も
し２つの署名が合致するなら、そのとき処理はステップ480に進み、ＭＳ320は電
話サービスに接続を許可される。もし２つの署名が合致しないなら、そのとき処
理は490に進み、ＭＳ320はサービスのための接続を否認される。処理はステップ
499で終了する。
を計算するためＭＳ320により実行されるように、同じＳＧアルゴリズム（例え ば、ＣＡＶＥアルゴリズム）を実行することにより達成される。下部組織構成要
素312は期待される認証署名をＭＳ320により計算された認証署名と比較する。も
し２つの署名が合致するなら、そのとき処理はステップ480に進み、ＭＳ320は電
話サービスに接続を許可される。もし２つの署名が合致しないなら、そのとき処
理は490に進み、ＭＳ320はサービスのための接続を否認される。処理はステップ
499で終了する。
【００３７】 以上の観点において、発明が侵入抵抗認証手順を有する無線システムおよび方
法のため、長い間の不変の要望を克服することが評価されるであろう。この発明
の認証処理を実行することにより、侵入の可能性は最少化される。この発明の認
証処理を打ち破るためには、侵入者は認証データを得るのみならず空中に伝送さ
れないＳＳＤ−Ａを得なければならない。発明はその精神または必須の特徴から
離れることなく他の特別な形として実施されてもよい。記述された実施例は、図
示のみに制限されず全てに関して考慮されるべきである。それ故、発明の範囲は
前述よりはむしろ請求の範囲により示される。請求の範囲の均等の意味および範
囲に入る変化はこの範囲内に包含する。
法のため、長い間の不変の要望を克服することが評価されるであろう。この発明
の認証処理を実行することにより、侵入の可能性は最少化される。この発明の認
証処理を打ち破るためには、侵入者は認証データを得るのみならず空中に伝送さ
れないＳＳＤ−Ａを得なければならない。発明はその精神または必須の特徴から
離れることなく他の特別な形として実施されてもよい。記述された実施例は、図
示のみに制限されず全てに関して考慮されるべきである。それ故、発明の範囲は
前述よりはむしろ請求の範囲により示される。請求の範囲の均等の意味および範
囲に入る変化はこの範囲内に包含する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 １つまたはそれ以上のモバイル局を有する典型的なモバイル通信システムの絵
入り図。
入り図。
【図２】 モバイル切換センターおよびモバイル局間の挑戦/応答対話の絵入り図。
【図３】 ＭＳＣの構成要素の図。
【図４】 認証プロセスの作動中遂行されるステップを記述するフローチャート。
300…モバイル電話システム（ＭＴＳ）、312…下部組織構成要素、320…モバ イル局（ＭＳ）、310…基準局（ＢＳ）、330…モバイル切換センター（ＭＳＣ）
、350…ホーム配置レジスタ（ＨＬＲ）、360…認証センター（ＡＣ）、355…訪 問者配置レジスタ（ＶＬＲ）、321…侵入者、301…処理装置、303…受信機、305
…メモリ
、350…ホーム配置レジスタ（ＨＬＲ）、360…認証センター（ＡＣ）、355…訪 問者配置レジスタ（ＶＬＲ）、321…侵入者、301…処理装置、303…受信機、305
…メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 クイック、ロイ・エフ・ジュニア アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92107 サン・ディエゴ、デル・モンテ・ アベニュー 4502 Ｆターム(参考） 5K067 AA30 BB04 DD17 EE02 EE10 EE16 HH22 HH23
Claims (14)
- 【請求項１】 （ａ）第2局から送られたと信じられる情報を受信する受信 機と、 （ｂ）第2局から受信されたと信じられる情報を以前に第2局から受信された情
報と比較する比較器と、 （ｃ）もし比較結果が合致するなら、第2局の同一性を確認する前に第2局の同
一性の付加的な確認を要求する処理装置と、 を備える通信網内の局。 - 【請求項２】 （ａ）第2局から送られたと信じられる情報を受信し、 （ｂ）第2局から受信されたと信じられる情報を以前に第2局から受信された情
報と比較し、 （ｃ）もし比較結果が合致するなら、第2局の同一性を確認する前に第2局の同
一性の付加的な確認を要求する、 ステップを備える通信網内の局の同一性を確認する方法。 - 【請求項３】 （ａ）第1防御パラメタと認証署名とを通信し、認証署名が 第1防御パラメタおよび第２防御パラメタの両方を使用して発生され、第２防御 パラメタは通信されない第1局と、 （ｂ）（１）第1局からの第1防御パラメタおよび認証署名を受信し、 （２）第1局より通信された第1防御パラメタを第1局から以前に受信された少 なくとも１つの第1防御パラメタと比較し、 （３）もし比較結果が合致したなら、第3防御パラメタを第1局に送り、第２防
御パラメタおよび第3防御パラメタに基づいた新しい認証パラメタを発生しかつ 第2局に伝送することを第1局に要求する第2局と、 を備えた通信網における再生攻撃を防ぐシステム。 - 【請求項４】 第1局がモバイル局である請求項３のシステム。
- 【請求項５】 第2局が下部組織構成要素の組合せである請求項３のシステ ム。
- 【請求項６】 下部組織構成要素の組合せが、 （ａ）基準局と、 （ｂ）モバイル切換センターと、 （ｃ）ホーム配置レジスタと、 を含む請求項５のシステム。
- 【請求項７】 （ａ）認証センターと、 （ｂ）訪問者配置レジスタと、 をさらに含む請求項５のシステム。
- 【請求項８】 （ａ）第1防御パラメタと認証署名とを通信し、認証署名が 第1防御パラメタおよび第２防御パラメタの両方を使用して発生され、第２防御 パラメタは通信されない第1局と、 （ｂ）（ａ）第1局からの第1防御パラメタおよび認証署名を受信し、 （ｂ）第1局より通信された第1防御パラメタを第1局から以前に受信された少 なくとも１つの第1防御パラメタと比較し、 （２）もし比較結果が合致したなら、第１局の同一性の付加的確認を実行する
第2局と、 を備えた通信網における局を認証するシステム。 - 【請求項９】 （ａ）第1防御パラメタと認証署名とを通信し、認証署名が 第1防御パラメタおよび第２防御パラメタの両方を使用して発生され、第２防御 パラメタは通信されない第1手段と、 （ｂ）（ａ）第1局からの第1防御パラメタおよび認証署名を受信し、 （ｂ）第1局より通信された第1防御パラメタを第1局から以前に受信された少 なくとも１つの第1防御パラメタと比較し、 （２）もし比較結果が合致したなら、第１局の同一性の付加的確認を実行する
第2手段と、 を備えた通信網における局を認証するシステム。 - 【請求項１０】 （ａ）通信網と接続する第1局と、 （ｂ）第1局からの信号を受信し、通信網へのその接続を許可するに先だって 第1局を認証する第2局であって、もし第1局が以前に網に接続するため第1局によ
る試みに使用された第1防御パラメタと同じである第1防御パラメタを使用して通
信網に接続を試みるなら、第2局は一つしかない挑戦手順を実行する第2局と、 を備えた通信網における局を認証するシステム。 - 【請求項１１】 第1防御パラメタが少なくともＲＡＮＤを備える請求項１ ０のシステム。
- 【請求項１２】 （ａ）局が以前に通信網に接続されたか否かを決定し、 （ｂ）もし局が以前の試みで使用された防御パラメタを使用して以前に通信網
に接続されたなら一つしかない挑戦手順を実行する、 ステップを備えた通信網における局を認証する方法・ - 【請求項１３】 （ａ）局が以前に通信網に接続されたか否かを決定し、 （ｂ）もし局が以前の通信網への接続の試みで使用された認証署名を使用して
以前に通信網に接続されたなら一つしかない挑戦手順を実行する、 ステップを備えた通信網における局を認証する方法。 - 【請求項１４】 （ａ）局から防御パラメタおよび認証署名を受信し、 （ｂ）局により伝送された防御パラメタが以前に伝送されたパラメタと合致す
るか否かを決定し、 （ｂ）もし防御パラメタが以前に伝送されたパラメタと異なるなら、局により
伝送された防御パラメタを使用し署名発生アルゴリズムに入力して認証署名を発
生し、発生された認証署名が局から受信された認証署名と合致するか否かを検査
し、 （ｃ）もし防御パラメタが局により以前に伝送された防御パラメタと合致する
なら、一つしかない挑戦手順を実行する、 ステップを備える通信網における局を認証する方法。
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| US5444097P | 1997-08-01 | 1997-08-01 | |
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-
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