JP2003309558A - ネットワーク媒体上で通信を認証するための方法 - Google Patents

ネットワーク媒体上で通信を認証するための方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のデバイス間の通信を保障する。 【解決手段】 ネットワーク媒体上における少なくとも
２つのデバイス間での通信を保障する方法であって、位
置限定チャネル上で第１の無線デバイス３１０から第２
の無線デバイス３２０に事前認証情報を送信するステッ
プと、第１の無線デバイス３１０からの通信を認証する
ため第２の無線デバイス３２０によって保障された事前
認証情報を使用するステップとを含む方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワーク媒体
を使用して送信される少なくとも２つのデバイス間の通
信を認証するためのシステムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ネットワーク通信によりユーザはネット
ワーク媒体上で文書などの情報を受信できるようになっ
た。ネットワーク媒体は有線ネットワークおよび無線ネ
ットワークを含む。ネットワーク媒体上で送信される情
報は他者にとってアクセス可能である。しかしながら、
ユーザは一般に受信されるそのような情報が他者にとっ
て利用可能でないことを望む。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、複数のデバ
イス間の通信を保障することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、いくつ
かの無線デバイスを事前認証することを使用して、任意
のピアツ−ピアアドホック（ｐｅｅｒ−ｔｏ−ｐｅｅｒ
ａｄ−ｈｏｃ）対話を確実に認証する。ここでは、暗
号化チャネルをセットアップするために使用されるキー
交換プロトコルへのブートストラップ（ｂｏｏｔｓｔｒ
ａｐ）を含んでもよい。パブリックキーが事前認証チャ
ネル上でコミットされる。パブリックキー暗号法を使用
するキー交換プロトコルを主無線リンク中で使用して確
実な通信を確立する。パブリックキーを使用して無線デ
バイスを事前認証するため、位置限定チャネル（ｌｏｃ
ａｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）として
使用可能な媒体のタイプは盗聴を心配する必要がなく、
例えば可聴周波および／または赤外チャネルを含むこと
ができる。パブリックキーを使用して無線デバイスを事
前認証することにより、無線デバイスを認証することが
できる一連のパブリックキーベースキー交換プロトコル
が使用できるようになる。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は無線システム３００の１つ
の例示的な実施形態を示す。２つだけの無線デバイス３
１０および３２０が示されている。しかしながら、シス
テム３００は３つ以上の無線デバイスを含むことができ
る。第１の無線デバイス３１０は位置限定チャネル受信
機／送信機３１２および主無線リンク受信機／送信機３
１４を含む。同様に、第２の無線デバイス３２０は位置
限定チャネル受信機／送信機３２２および主無線リンク
受信機／送信機３２４を含む。代替実施形態では、第１
および第２の無線デバイスはそれぞれトランスポートコ
ントロールプロトコル／インターネットプロトコル（Ｔ
ＣＰ／ＩＰ）ソケットや他の知られているかまたは後で
開発された有線ネットワーク受信機／送信機などの主有
線リンク受信機／送信機を有する。別の実施形態では、
第１および第２の無線デバイスはどちらも主無線リンク
および主有線リンクを有する。
【０００６】第１の無線デバイス３１０が第２の無線デ
バイス３２０との通信を開始した場合、第１の無線デバ
イス３１０は最初に事前認証情報を位置限定チャネル３
３０を介して位置限定チャネル受信機／送信機３１２を
通して第２の無線デバイス３２０に送る。第２の無線デ
バイス３２０は事前認証情報を第１の無線デバイス３１
０から位置限定チャネル受信機／送信機３２２を通して
受信する。
【０００７】相互認証が不要な場合、第１の無線デバイ
ス３１０は第２の無線デバイス３２０に事前認証情報を
送る必要はない。別の無線デバイスと事前認証情報を相
互に交換しない無線デバイスは他の無線デバイスから受
信した通信を認証することができない。したがって、そ
の無線デバイスは盗聴者による攻撃から保護されない。
したがって、２つの無線デバイス間での機密情報の交換
など、相互認証が必要な場合、第２の無線デバイス３２
０は追加の事前認証情報を位置限定チャネル３３０を介
して位置限定チャネル受信機／送信機３２２を通して無
線デバイス３１０に送ることによって応答する。
【０００８】第１の無線デバイス３１０はそれの位置限
定チャネル受信機／送信機３１２を通して事前認証情報
を受信する。事前認証情報が第１の無線デバイス３１０
と第２の無線デバイス３２０の間で交換されると、第１
の無線デバイス３１０は主無線リンク受信機／送信機３
１４を使用して主無線リンク３４０を介して第２の無線
デバイス３２０と通信する。第２の無線デバイス３２０
はそれの主無線リンク受信機／送信機３２４を使用して
主無線リンク３４０を介して第１の無線デバイス３１０
と通信する。事前認証情報が２つの無線デバイス３１０
および３２０間で両方向に交換されているので、第１お
よび第２の無線デバイス３１０および３２０の各々は、
それぞれ他方の無線デバイス３２０または３１０から受
信した受信事前認証情報を使用して、それぞれその他方
の無線デバイス３２０または３１０の通信を認証する。
【０００９】図２は無線デバイス４００の１つの例示的
な実施形態を示す。無線デバイス４００はパーソナルデ
ジタルアシスタント（ＰＤＡ）、無線能力をもつラップ
トップコンピュータ、無線ハンドヘルドコンピュータ、
Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（Ｒ）デバイス、無線能力をもつ
プリンタ、無線フォンなどとすることができる。無線デ
バイス４００は、プロセッサ４１０、メモリ４２０、入
出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース４３０、位置限定チャ
ネル受信機／送信機４４２および主無線リンク受信機／
送信機４４４を含む。
【００１０】メモリ４２０はオペレーティングシステム
４２２、無線アプリケーション４２４、認証アプリケー
ション４２６および認証器４２８の各プログラムを記憶
する。オペレーティングシステム４２２はプロセッサ４
１０によって実行されると無線デバイス４００の入出力
インターフェース４３０を含む様々な入出力コントロー
ラをプログラムし、制御する。オペレーティングシステ
ム４２２は無線アプリケーション４２４、認証アプリケ
ーション４２６および認証器４２８を検索可能な様態で
記憶する命令を提供する。
【００１１】無線アプリケーション４２４は無線デバイ
ス４００が入出力インターフェース４３０の主無線リン
クインターフェース４３４に接続された主無線リンク受
信機／送信機４４４を通して無線ネットワークと通信で
きるようにする命令を提供する。無線アプリケーション
４２４はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｒ）、ＡＮＳＩ／ＩＥＥ
Ｅ８０２．１１などとすることができる。
【００１２】無線ネットワーク中で使用される無線受信
機／送信機は主無線リンクインターフェース４３４およ
び主無線リンク受信機／送信機４４４として使用するこ
とができる。代替実施形態では、無線デバイスはＴＣＰ
／ＩＰインターフェースおよびソケットなどの主有線リ
ンクインターフェースおよび主無線リンク受信機／送信
機または主無線リンクインターフェースおよび送信機な
らびに主有線インターフェースおよび受信機／送信機を
有する。
【００１３】位置限定チャネル受信機／送信機４４２は
主無線リンク受信機／送信機４４４とは別にすることが
できる。適切な位置限定チャネル受信機／送信機４４２
は無線デバイスの事前認証情報を送受信するために少な
くとも２つのプロパティを有する。第１のそのようなプ
ロパティは例証的（ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｖｅ）プロ
パティである。適切な位置限定チャネル受信機／送信機
４４２はそれの送信における物理的制限を有する。例え
ば、送信範囲および放送特性が制限されている、可聴周
波範囲内および／または超音波範囲内の音声は無線デバ
イスのグループ用の位置限定チャネルとして使用される
ことがある。２つの無線デバイス間などポイントツーポ
イント通信では、赤外チャネルなど方向性をもつ位置限
定チャネルが使用されることがある。例証的プロパティ
によればデバイスと位置限定チャネルを通してアクセス
可能な限定された位置との間の物理的関係に基づいてタ
ーゲットデバイスまたはデバイスのグループを「名付け
る」ために位置限定チャネル上で通信を行うことが可能
になる。
【００１４】第２のプロパティは信頼性（ａｕｔｈｅｎ
ｔｉｃｉｔｙ）である。このプロパティによれば、盗聴
が存在する場合でも、位置限定チャネル上で交換される
事前認証情報により交換している無線デバイスが主無線
リンク上で互いを確実に認証することができる。関係者
が位置限定チャネルを使用してそれらのパブリックキー
を事前認証情報として交換する場合、盗聴者は関係者の
プライベートキーを知らないので位置限定チャネル上で
の盗聴者による攻撃は重要ではない。関係者はキー交換
プロトコルの一部としてそれらの対応するプライベート
キーの保有を証明することによって主無線リンク上で互
いを認証することになる。したがって、盗聴者はいずれ
の関係者をも装うことができない。
【００１５】位置限定チャネル受信機／送信機の別のプ
ロパティは、攻撃が少なくとも１つの合法参加者（人間
またはデバイス）によって検出されることなしに位置限
定チャネルを攻撃することが困難なことである。これら
は赤外、可聴周波および／または超音波の音声、および
／または本体上での近接場信号を使用する受信機／送信
機を含む。
【００１６】攻撃を検出する場合、位置限定チャネル上
で送信しているデバイスが特定される必要はないことが
ある。代わりに、例えば、攻撃を検出することは単に人
の計数する能力に依存することがある。したがって、２
つの無線デバイスが通信しようと試み、例えばターゲッ
トデバイス上の光が明滅することによって、またはラッ
プトップコンピュータを使用している人間が通信が成功
したことを示すことによって、通信が成功したことが示
された場合、合法関係者の数が知れる。例えば、第３の
関係者が通信に参加していることをラップトップが示す
ことによって、余分な違法の関係者が検出された場合、
通信は単に合法関係者によって中止されることがある。
【００１７】事前認証情報は受信した認証器４２８を認
証するために使用される。認証器４２８はキー、シーク
レットなどとすることができる。キーは長命キーかまた
は短命キーとすることができる。選択は通常キーが使用
されているアプリケーションに基づく。いずれの場合に
も、キーは信用されている権威による証明を必要としな
い。しかしながら、選択されるキー交換プロトコルが証
明書の交換を必要とする場合、証明書は無線デバイス４
００によって自己署名される。
【００１８】通常、位置限定チャネル上で交換される情
報の量は主無線リンク上で送られる情報の量の小部分で
ある。事前認証情報のサイズを縮小する１つの方法は、
例えばＳｅｃｕｒｅ Ｈａｓｈ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ−
１（ＳＨＡ−１）などの暗号法上安全なハッシュ関数を
使用することである。この方法を使用すると、関係者は
実際にそれらの完全なパブリックキーを事前認証情報と
して交換する必要がない。代わりに、関係者は、例えば
キーのダイジェストを交換することによってキーのコミ
ットメントを送る。関係者は選択された位置限定チャネ
ル上でそれらのパブリックキーへのコミットメントを交
換する。そうすることで、各関係者は、その関係者が通
信している人を特定することができる。
【００１９】無線デバイス４００は主無線リンク受信機
／送信機４４４を使用して別の無線デバイスと通信す
る。無線デバイス４００は、市販されているＳｅｃｕｒ
ｅ Ｓｏｃｋｅｔ Ｌａｙｅｒ／Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
Ｌａｙｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ（ＳＳＬ／ＴＬＳ）、Ｓ
ｅｃｕｒｅ Ｋｅｙ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｍｅｃｈａｎ
ｉｓｍ（ＳＫＥＭＥ）、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｋｅｙ Ｅ
ｘｃｈａｎｇｅ（ＩＫＥ）などの様々な確立されたパブ
リックキーベースキー交換プロトコルを含む認証アプリ
ケーション４２６を使用して、事前認証情報交換中にコ
ミットされたパブリックキーに対応するプライベートキ
ーの保有を証明する。その場合、パブリックキーのダイ
ジェストが事前認証情報交換中に送られた場合、無線デ
バイス４００は主無線リンク上で完全なパブリックキー
を交換する。キー交換はプロトコル実行にプレフィクス
されるか、またはＳｏｃｋｅｔ Ｌａｙｅｒ／Ｔｒａｎ
ｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ（ＳＳＬ／
ＴＬＳ）の場合のように、キー交換プロトコルの標準部
分として当然行われる。キーはそれらが位置限定チャネ
ル上でコミットされたものであったという事実によって
認証される。他の無線デバイスのパブリックキーを認証
した無線デバイス４００は主無線リンク上で交換プロト
コルを続行する。
【００２０】図３はネットワーク媒体上で通信を認証す
る１つの方法を概説するフローチャートである。ステッ
プＳ１００から始めて、オペレーションはステップＳ１
１０に進み、そこで第１の無線デバイスは第２の無線デ
バイスに位置限定チャネルを使用してパブリックキーＰ
Ｋ1へのコミットメントを送る。これは位置限定チャネ
ル上での事前認証情報の交換の少なくとも一部である。
コミットメントはパブリックキー自体、証明書、または
パブリックキーのダイジェストとすることができる。ス
テップＳ１２０で、第１の無線デバイスからパブリック
キーＰＫ1へのコミットメントを受信したことに応答し
て、第２の無線デバイスは第１の無線デバイスによって
受信される位置限定チャネル上でパブリックキーＰＫ2
へのコミットメントを送る。この段階で、第１の無線デ
バイスは主無線リンク上での通信に備えるために第２の
無線デバイスのアドレスを受信することもできる。
【００２１】ステップＳ１３０で、第１の無線デバイス
は主無線リンクを使用して第２の無線デバイスにパブリ
ックキーＰＫ1を送る。ステップＳ１４０で、第２の無
線デバイスはそれのパブリックキーＰＫ2を第１の無線
デバイスに送り、キーの交換が行われる。ステップＳ１
５０で、第１の無線デバイスは第２の無線デバイスから
受信したパブリックキーＰＫ2を認証し、パブリックキ
ーＰＫ2を事前認証情報段階で受信したコミットメント
と比較する。一実施形態では、受信したパブリックキー
ＰＫ2の認証は、パブリックキーに対応するプライベー
トキーの所有権を証明する図２に示されるものなどのキ
ー交換プロトコルを使用して実施される。第１の無線デ
バイスがそれのパブリックキーＰＫ1を主無線リンク上
で送るときに第２の無線デバイスがシークレットＳ2を
使用している場合、第２の無線デバイスはパブリックキ
ーＰＫ1をコミットメントに対して検証し、それを使用
してそれのシークレットＳ2を暗号化し、結果ＥＰＫ
1（Ｓ2）を第１の無線デバイスに戻す。認証はシークレ
ットＳ2を生成する第２の無線デバイスの能力および結
果ＥＰＫ1（Ｓ2）を復号する第１の無線デバイスの能力
によって実施される。
【００２２】ステップＳ１６０で、前に第２の無線デバ
イスから受信したパブリックキーＰＫ2のコミットメン
トが受信したパブリックキーＰＫ2に一致するかどうか
の決定がなされる。そうである場合、オペレーションは
ステップＳ１７０に進む。それ以外の場合、オペレーシ
ョンはステップＳ１８０に飛ぶ。Ｓ１７０において第１
の無線デバイスは、通信を暗号化するためにキー交換プ
ロトコル中に同意された対称キーを使用して主無線リン
ク上で第２の無線デバイスとの通信を再開する。次いで
オペレーションはＳ１９０に飛ぶ。反対に、ステップＳ
１８０で、第１の無線デバイスが第２の無線デバイスの
パブリックキーＰＫ2を認証することができない場合、
第１の無線デバイスは第２の無線デバイスとの通信を終
了する。次いでオペレーションはステップＳ１９０に進
み、そこで方法は終わる。
【００２３】様々な例示的な実施形態では、第１の無線
デバイスは乱数などの任意のシークレットＳ1を含むこ
とを理解されたい。この場合、第１の無線デバイスは任
意のシークレットＳ1へのコミットメントを送っている
ので、Ｓ1はシークレットのままであるべきなのでコミ
ットメントは暗号法ダイジェストｈ（Ｓ1）の形態で送
られる。様々な他の例示的な実施形態では、第１の無線
デバイスは、主無線リンクでの通信に備えるためにＩＰ
アドレスおよびポート番号、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイ
スアドレス、ユーザフレンドリ名または他の適切な情報
など、それのアドレスを送信することもできる。
【００２４】図４〜図６は、対話通信に備える改善され
たＧｕｙ Ｆａｗｋｅｓプロトコルを実施する方法の１
つの例示的な実施形態を概説するフローチャートであ
る。この方法は、パブリックキーオペレーションが実行
不可能であるような無線デバイスの計算リソースが制限
されており、位置限定チャネルがシークレットデータの
信用されている交換を提供しない場合に使用することが
できる。
【００２５】図４〜図６に示すように、オペレーション
はステップＳ２００で始まり、ステップＳ２０５に進
み、そこでカウンタＮは１にセットされる。ステップＳ
２１０で、第１の無線デバイスは、第２の無線デバイス
に位置限定チャネル上でそれのＮ番目のメッセージのダ
イジェストとともにそれのＮ番目のメッセージを認証す
るために使用されることになるそれのＮ番目のシークレ
ット（認証器）のダイジェストを含むＮ番目の通信を送
る。ステップＳ２１５で、第２の無線デバイスは、第１
の無線デバイスに位置限定チャネル上でそれのＮ番目の
メッセージのダイジェストとともにそれのＮ番目のメッ
セージを認証するために使用されることになるそれのＮ
番目のシークレットのダイジェストを含むＮ番目の通信
を送る。
【００２６】ステップＳ２２０で、第１の無線デバイス
は第２の無線デバイスに第２の無線デバイスのＮ番目の
通信のダイジェストおよび第１の無線デバイスのＮ番目
のシークレットを送る。ステップ２２５で、第２の無線
デバイスは第１の無線デバイスに第１の無線デバイスの
Ｎ番目の通信のダイジェストおよび第２の無線デバイス
のＮ番目のシークレットを送る。ステップＳ２３０で、
第１および第２の無線デバイスの一方または両方によっ
て通信を終了すべきかどうかの決定がなされる。第１の
無線デバイスかまたは第２の無線デバイスが通信を終了
すると決定した場合、オペレーションはステップＳ３２
０に進む。その他の場合、通信は継続し、オペレーショ
ンはステップＳ２３５に進む。
【００２７】ステップＳ２３５で、第１の無線デバイス
は主無線リンク上で通信を継続する。通信の開始者とし
て、第１の無線デバイスは、第２の無線デバイスに、意
味があるＮ番目のメッセージと、（Ｎ＋１）番目のメッ
セージのダイジェストを含む（Ｎ＋１）番目の通信とと
もにそれの（Ｎ＋１）番目のメッセージを認証するため
に使用されることになるそれの（Ｎ＋１）番目のシーク
レットのダイジェストとを送る。ステップＳ２４０で、
第２の無線デバイスは、第１の無線デバイスに、意味が
ないＮ番目のメッセージと、（Ｎ＋１）番目のメッセー
ジのダイジェストを含む（Ｎ＋１）番目の通信とともに
それの（Ｎ＋１）番目のメッセージを認証するために使
用されることになるそれの（Ｎ＋１）番目のシークレッ
トのダイジェストとを送る。第２の無線デバイスのＮ番
目のメッセージは、第２の無線デバイスがステップＳ２
１０で送信された第１の無線デバイスのＮ番目のメッセ
ージを知らないときにステップＳ２１５でコミットされ
たものなので意味がない。この時点で、無線デバイスの
いずれかが通信を終了することができる。したがって、
ステップＳ２４５で、第１および第２の無線デバイスの
一方または両方によって通信を終了すべきかどうかの決
定がなされる。第１の無線デバイスかまたは第２の無線
デバイスが通信を終了すると決定した場合、オペレーシ
ョンはステップＳ３２０に進む。その他の場合、通信は
継続し、オペレーションはステップＳ２５０に進む。
【００２８】ステップＳ２５０で、第１の無線デバイス
は第２の無線デバイスに第２の無線デバイスの（Ｎ＋
１）番目の通信のダイジェストおよび第１の無線デバイ
スの（Ｎ＋１）番目のシークレットを送る。ステップＳ
２５５で、第２の無線デバイスは第１の無線デバイスに
第１の無線デバイスの（Ｎ＋１）番目の通信のダイジェ
ストおよび第２の無線デバイスの（Ｎ＋１）番目のシー
クレットを送る。
【００２９】ステップＳ２６０で、第１の無線デバイス
は、第２の無線デバイスに、意味がない（Ｎ＋１）番目
のメッセージと、（Ｎ＋２）番目のメッセージのダイジ
ェストを含む（Ｎ＋２）番目の通信とともにそれの（Ｎ
＋２）番目のメッセージを認証するために使用されるこ
とになるそれの（Ｎ＋２）番目のシークレットのダイジ
ェストとを送る。第１の無線デバイスの（Ｎ＋１）番目
のメッセージは、意味があるメッセージを送る順番が第
２の無線デバイスなので意味がない。ステップＳ２６５
で、第２の無線デバイスは、第１の無線デバイスに、意
味がある（Ｎ＋１）番目のメッセージと、（Ｎ＋２）番
目のメッセージのダイジェストを含む（Ｎ＋２）番目の
通信とともにそれの（Ｎ＋２）番目のメッセージを認証
するために使用されることになるそれの（Ｎ＋２）番目
のシークレットのダイジェストとを送る。第２の無線デ
バイスは、第２の無線デバイスが意味がある第１の無線
デバイスのＮ番目のメッセージを知った後でステップＳ
２４０でコミットメントがなされたために意味があるメ
ッセージを送る。ステップＳ２７０で、第１および第２
の無線デバイスの一方または両方によって通信を終了す
べきかどうかの決定がなされる。第１の無線デバイスか
または第２の無線デバイスが通信を終了すると決定した
場合、オペレーションはステップＳ３２０に進む。その
他の場合、通信は継続し、オペレーションはステップＳ
２７５に進む。
【００３０】ステップＳ２７５で、第１の無線デバイス
は第２の無線デバイスに第２の無線デバイスの（Ｎ＋
２）番目の通信のダイジェストおよび第１の無線デバイ
スの（Ｎ＋２）番目のシークレットを送る。次に、ステ
ップＳ２８０で、第２の無線デバイスは第１の無線デバ
イスに第１の無線デバイスの（Ｎ＋２）番目の通信のダ
イジェストおよび第２の無線デバイスの（Ｎ＋２）番目
のシークレットを送る。ステップＳ２８５で、第１の無
線デバイスは、第２の無線デバイスに、意味がない（Ｎ
＋２）番目のメッセージと、（Ｎ＋３）番目のメッセー
ジのダイジェストを含む（Ｎ＋３）番目の通信とともに
それの（Ｎ＋３）番目のメッセージを認証するために使
用されることになるそれの（Ｎ＋３）番目のシークレッ
トのダイジェストとを送る。（Ｎ＋２）番目のメッセー
ジは、第１の無線デバイスが意味がある第２の無線デバ
イスの（Ｎ＋１）番目のメッセージを受信していないと
きに第１の無線デバイスがステップＳ２６０でコミット
されたので意味がない。しかしながら、第１の無線デバ
イスは、第１の無線デバイスがステップＳ２６５で第２
の無線デバイスからの意味がある（Ｎ＋１）番目のメッ
セージを有していたので意味がある（Ｎ＋３）番目のメ
ッセージにコミットすることができる。
【００３１】ステップＳ２９０で、第２の無線デバイス
は、第１の無線デバイスに、意味がない（Ｎ＋２）番目
のメッセージと、（Ｎ＋３）番目のメッセージのダイジ
ェストを含む（Ｎ＋３）番目の通信とともにそれの（Ｎ
＋３）番目のメッセージを認証するために使用されるこ
とになるそれの（Ｎ＋３）番目のシークレットのダイジ
ェストとを送る。第２の無線デバイスの（Ｎ＋２）番目
のメッセージは、「話す」次の順番が第１の無線デバイ
スに属するので意味がない。この場合も、この時点で、
無線デバイスのいずれかが通信を終了することができ
る。したがって、ステップＳ２９５で、第１および第２
の無線デバイスの一方または両方によって通信を終了す
べきかどうかの決定がなされる。第１の無線デバイスか
または第２の無線デバイスが通信を終了すると決定した
場合、オペレーションはステップＳ３２０に飛ぶ。その
他の場合、通信は継続し、オペレーションはステップＳ
３００に進む。
【００３２】ステップＳ３００で、第１の無線デバイス
は第２の無線デバイスに第２の無線デバイスの（Ｎ＋
３）番目の通信のダイジェストおよび第１の無線デバイ
スの（Ｎ＋３）番目のシークレットを送る。ステップＳ
３０５で、第２の無線デバイスは第１の無線デバイスに
第１の無線デバイスの（Ｎ＋３）番目の通信のダイジェ
ストおよび第２の無線デバイスの（Ｎ＋３）番目のシー
クレットを送る。ステップＳ３１０で、コントローラＮ
は４に増分される。次いでオペレーションはステップＳ
２３５に戻る。反対に、ステップＳ３２０で、方法のオ
ペレーションは終わる。
【００３３】相互認証が不要であるアプリケーションが
あることを理解されたい。例えば、サービスを要求する
誰かにサービスを提供するように設計されたデバイス
は、それが通信しているデバイスを認証する必要はな
く、したがって事前認証情報を送るべき唯一のデバイス
とすることができる。そのようなデバイスは、例えば、
無線空間中でそれの能動的プロキシを一意的にかつ確実
に特定するのに十分な事前認証情報を送る赤外（ＩＲ）
情報ビーコンまたは無線周波数特定（ＲＦＩｄ）タグな
どの受動的ビーコンを有することができる。そのような
手法は、物理的目標に「デジタル存在」を提供するため
にそのようなビーコンを使用するシステムにセキュリテ
ィおよび認証の尺度を追加するために使用することがで
きる。
【００３４】図２に関して説明した位置限定チャネルの
一部は放送能力を有する。そのような放送能力を使用す
ると、認証されたグループ通信に備えるプロトコルを構
成することができる。アプリケーションにはネットワー
ク化されたゲームおよびミーティングサポートおよび／
または会議ソフトウェアが含まれる。
【００３５】可聴周波は放送位置限定チャネルを提供す
ることができる媒体である。可聴周波は関係者が監視
し、追跡することができる。交換の関係者は、可聴周波
メッセージ中に何が搬送されているかを知らない場合で
も、そのような可聴周波メッセージを送っているべき合
法グループ関係者を認識することができる。可聴周波
は、関係者にフィードバックを提供するために多くのソ
フトウェアによってすでに使用されている音声に組み込
むことができる。例えば、たいていの団体会議コールセ
ッティングは新しい関係者がコールに入るときはいつで
も短い「ジョイントーン」をならす。そのようなトーン
は関係者のキー情報を含有するようにも変更することが
できる。すでに可聴周波および／または音声情報を搬送
するように設計された指定されたチャネルが存在するの
で、位置限定チャネルとしての可聴周波を電話ネットワ
ークを介して使用することができる。
【００３６】位置限定チャネル上でパブリックキー暗号
法を使用することはそれらの交換が機密を必要とせず、
したがって盗聴されにくいことを意味するので、可聴周
波チャネルの放送特性を使用してグループ通信を事前認
証することができる。グループ通信の各関係者は、すべ
ての他の合法関係者によって聞かれる可聴周波チャネル
上でその関係者の事前認証情報を放送する。事前認証情
報は概してパブリックキーへのコミットメントを含むこ
とになる。放送はまた、攻撃者によって聞かれることが
あるが、人間によってであろうとデバイスによってであ
ろうと合法関係者によって検出されることなくそれらの
攻撃者が可聴周波チャネル上でそれら自体の事前認証情
報を放送するようにしないかぎり、それによってプロト
コルのセキュリティが危険にさらされることはない。位
置限定チャネル上で能動的攻撃を開始するためにそのよ
うに攻撃者の情報を放送しようと試みる攻撃者は通常、
「余分な」放送があるので、合法人間またはデバイス関
係者によって検出されることになる。例えば、可聴周波
の場合、予期しない位置からの放送があることになる。
【００３７】合法関係者は、図２に関して説明したもの
など知られているかまたは後で開発されたグループキー
交換プロトコルを続行し、各関係者は、位置限定チャネ
ル上で関係者によってコミットされたパブリックキーに
対応するプライベートキーのその関係者の保有を１つま
たは複数の合法関係者に証明する。そのようにコミット
されたパブリックキーの１つに対応するパブリックキー
の保有を証明することができる関係者はグループ通信中
の認証される関係者と考えられる。さらに、選択された
キー交換プロトコルによりグループ通信の関係者間でさ
らなる通信を暗号化しかつ／または認証するために使用
することができるいくつかの追加のキーをすべての関係
者が共用することにもなる。
【００３８】図７〜図９はネットワーク媒体上で無線デ
バイスのグループ間で通信を認証するための例示的なセ
ッティングを示す。図７に示すように、１つの関係者が
グループマネージャ６１０として働く。事前認証情報を
送るべき第１の関係者はグループマネージャ６１０にな
る。その他の場合、ランダムな関係者がグループマネー
ジャ６１０として選択される。グループマネージャ６１
０は、放送位置限定チャネル上で様々な合法関係者６１
２、６１４および６１６に事前認証段階中にグループパ
ブリックキーへのコミットメントまたはそれ自身のパブ
リックキーなどの事前認証情報を放送する。図７に示す
ように、他の当事者６２２、６２４および６２６が存在
し、無線ネットワークへのアクセス権を有する。位置限
定チャネル上で送信しようと試みると、合法関係者は通
常位置限定チャネル上のすべての送信を検出することが
でき、そのような送信の数を予想される送信の数、すな
わち合法関係者の数と比較することができるので、その
試みは検出されることになる。
【００３９】図８に示すように、各関係者６１２、６１
４および６１６はグループマネージャ６１０からの認証
放送情報に応答して、位置限定チャネル上でその関係者
自身のパブリックキーへのコミットメントをそれぞれ含
有するその関係者自身の事前認証情報をそれぞれ放送す
る。これらの放送はグループマネージャ６１０と他の合
法関係者６１２、６１４および６１６の両方によって受
信される。その関係者の事前認証情報を放送した後、各
関係者６１２、６１４および６１６は、例えば、グルー
プマネージャの事前認証情報の一部としてグループマネ
ージャ６１０によって提供されるアドレスを使用して、
グループマネージ６１０へのポイントツーポイント接続
を行う。各関係者６１２、６１４および６１６はＳｏｃ
ｋｅｔＬａｙｅｒ／Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ
Ｓｅｃｕｒｉｔｙ（ＳＳＬ／ＴＬＳ）などのポイントツ
ーポイントキー交換プロトコルでグループマネージャ６
１０に関与する。そのプロトコルを使用して、グループ
マネージャ６１０は関係者６１２、６１４および６１６
の各々に共用される１つまたは複数のグループ暗号キー
のコピーを与える。これらのキーは、グループマネージ
ャ６１０および他の関係者６１２、６１４および６１６
を含むすべての関係者間でさらなる通信を暗号化し、認
証するために使用される。
【００４０】当事者６２２、６２４および６２６はそれ
らの事前認証情報を位置限定チャネル上で放送しなかっ
たので、グループマネージャ６１０はグループ通信中に
合法関係者として当事者６２２、６２４および６２６を
認識しない。したがって、当事者６２２、６２４および
６２６はグループマネージャ６１０と主無線リンク上で
ポイントツーポイント接続をうまく生成することはでき
ないことになる。この結果、当事者６２２、６２４およ
び６２６はグループマネージャ６１０およびすべての他
の当事者６１２、６１４および６１６を含む合法関係者
間でグループ通信を復号することを可能にするであろう
共用グループキーを受信しないことになる。
【００４１】図１０はネットワーク媒体上で無線デバイ
スのグループ間で通信を認証する方法の第１の例示的な
実施形態を概説するフローチャートである。オペレーシ
ョンはステップＳ４００から始まり、ステップＳ４１０
に進み、そこでグループの関係者のためのグループマネ
ージャが選択される。ステップＳ４２０で、グループマ
ネージャは位置限定チャネル上でそれの事前認証情報を
グループの関係者に放送する。一実施形態による事前認
証情報はグループマネージャのパブリックキーのダイジ
ェストとすることができる。ステップＳ４３０で、グル
ープマネージャの事前認証情報を受信する各関係者はそ
れの事前認証情報をグループマネージャおよび他の関係
者に送ることによってこたえる。グループマネージャを
含む関係者間での事前認証情報の交換は、放送として、
位置限定チャネル上で行われる。一実施形態によれば、
関係者の事前認証情報はその関係者のパブリックキーの
ダイジェストである。
【００４２】ステップＳ４４０で、グループマネージャ
および関係者の各々は、例えば無線リンク上で知られて
いるかまたは後で開発されたキー交換プロトコルを使用
して、事前認証段階中に受信したパブリックキーのダイ
ジェストに対応するパブリックキーを使用してポイント
ツーポイントキー交換を実行する。そのようなプロトコ
ルはまたグループマネージャとグループの現在関係者と
の間でポイントツーポイント暗号化および認証チャネル
をセットアップすることになる。ステップＳ４５０で、
グループマネージャは共用セッションキーとして使用さ
れるべきグループキーのコピーを無線リンク上で各関係
者に分配することができる。ステップ４６０で、認証方
法のオペレーションは終わり、グループマネージャを含
むグループの関係者間で確実な通信を続行することが可
能になる。
【００４３】中央管理グループでは、関係者の加入およ
び離脱を管理することは比較的容易である。加入する関
係者はグループマネージャ６１０とともに上記で論じた
２当事者プロトコルの１つを使用してそれ自体を認証
し、保障された無線リンク上でグループキーを受信する
ことができる。関係者がグループを離脱するとき、グル
ープマネージャ６１０は無線リンク上ですべての残って
いる関係者に新しいグループキーを分配することができ
る。これはグループマネージャ６１０がポイントツーポ
イントキー交換中に各個別の関係者とともに共用シーク
レットキーを確立しているので行うことができる。
【００４４】図１１はネットワーク媒体上で無線デバイ
スのグループ間で通信を認証する別の方法を概説するフ
ローチャートである。図１１に概説する方法によればす
べての関係者が等しくキー生成に関係することができ、
したがって、すべての関係者が等しく信用することがで
きる。
【００４５】オペレーションはステップＳ５００で始ま
り、ステップＳ５１０に進み、そこで各関係者は、放送
位置限定チャネルを使用してグループの関係者に、Ｄｉ
ｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎパブリック値へのコミットメ
ントなど、それの事前認証情報を放送する。ステップＳ
５２０で、選択されたグループキー交換プロトコルを続
行し、そこで関係者は無線ネットワーク上でそれらの完
全なＤｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎパブリック値を提示
する。グループキー交換プロトコルは、すべての関係者
がグループ共用シークレットキーの生成を分担すること
を可能にする、グループの関係者間の変更Ｄｉｆｆｉｅ
−Ｈｅｌｌｍａｎキー交換とすることができる。
【００４６】標準の２当事者Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍ
ａｎキー交換と同様に、シークレットが確立される間、
グループの関係者は他人である。したがって、拡張Ｄｉ
ｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎに基づくこれらのプロトコル
は、すべての関係者が共用パブリックキーインフラスト
ラクチャに関係するか、または前に交換されたパブリッ
クキーを有することを仮定する。
【００４７】位置限定チャネル上で交換された事前認証
情報により関係者は互いに認証することができるので、
この仮定はもはや不要である。放送位置限定チャネルを
使用するとグループのすべての関係者はそれらのパブリ
ックキーを公的にグループの１つまたは複数の関係者に
コミットすることができる。ステップＳ５３０で、関係
者は次いで無線リンク上で選択されたグループキー交換
プロトコルを続行し、例えば、提示された完全なＤｉｆ
ｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎパブリック値を使用してグルー
プキーを得る。オペレーションは次いでステップＳ５４
０に進み、そこで認証方法のオペレーションは終わり、
確実な通信を続行することが可能になる。
【００４８】セッションが始まった後で加入した関係者
は、その関係者が加入する際に位置限定チャネル上でそ
の関係者のキーコミットメントをグループの関係者の残
りに放送することができる。ランダムに選択される現在
関係者は応答して、相互認証を行うことができる。選択
されたグループキー交換プロトコルは、これらの新しい
関係者の共用グループキーを更新するか、または離脱す
る関係者のキーを無効にする詳細を扱うために使用され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による通信認証システムを示す図であ
る。
【図２】 本発明による無線デバイスを示す図である。
【図３】 本発明による通信を認証するための方法のフ
ローチャートである。
【図４】 本発明による通信を認証するための方法のフ
ローチャートである。
【図５】 本発明による通信を認証するための方法のフ
ローチャートである。
【図６】 本発明による通信を認証するための方法のフ
ローチャートである。
【図７】 本発明によるデバイスのグループの通信認証
システムを示す図である。
【図８】 本発明によるデバイスのグループの通信認証
システムを示す図である。
【図９】 本発明によるデバイスのグループの通信認証
システムを示す図である。
【図１０】 本発明による通信を認証するための方法の
フローチャートである。
【図１１】 本発明による通信を認証するための方法の
別のフローチャートである。
【符号の説明】
３００ 無線システム、３１０ 第１の無線デバイス、
３１２ 位置限定チャネル受信機／送信機、３１４ 主
無線リンク受信機／送信機、３２０ 第２の無線デバイ
ス、３２２ 位置限定チャネル受信機／送信機、３２４
主無線リンク受信機／送信機、３３０ 位置限定チャ
ネル、４００ 無線デバイス、４１０プロセッサ、４２
０ メモリ、４２２ オペレーティングシステム、４２
４ 無線アプリケーション、４２６ 認証アプリケーシ
ョン、４２８ 認証器、４３０入出力インターフェー
ス、４３２ 位置限定チャネルインターフェース、４３
４ 主無線リンクインターフェース、４４２ 位置限定
チャネル受信機／送信機、４４４ 主無線リンク受信機
／送信機。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｑ 7/38 Ｈ０４Ｌ 9/00 ６０１Ｃ (72)発明者 クリスチーナ ブイ ロペス アメリカ合衆国 カリフォルニア サンフ ランシスコ ゴンザレス ドライブ 750 ♯12エイチ (72)発明者 ダイアナ ケイ シュメタース アメリカ合衆国 カリフォルニア バーリ ンゲイム ラグーナ アベニュー 952 (72)発明者 ポール ジョセフ スチュワート アメリカ合衆国 カリフォルニア サニー ベイル ルイス ドライブ 864 (72)発明者 ハオ チー ウォン アメリカ合衆国 カリフォルニア サン カルロス セダー ストリート 368 Ｆターム(参考） 5B085 AE04 5J104 AA01 AA07 AA16 EA04 EA19 EA21 EA24 JA21 KA02 KA05 KA06 NA02 NA12 NA24 PA01 PA07 5K033 AA08 CB01 CC01 DA02 DA17 DB14 DB16 EA03 5K067 AA30 DD17 DD23 EE02 EE25 GG01 GG11 HH22 HH23 HH24

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ネットワーク媒体上における少なくとも
    ２つのデバイス間での通信を保障する方法であって、 位置限定チャネル上で第１のデバイスから第２のデバイ
    スに事前認証情報を送信するステップと、 前記第１のデバイスからの通信を認証するため前記第２
    のデバイスによって保障された前記事前認証情報を使用
    するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法であって、位置限
    定チャネル上で前記事前認証情報を送信するステップ
    が、 少なくとも、第１のシークレットへのコミットメントお
    よび意味があるメッセージへのコミットメントを含むコ
    ミットメントを前記第１のデバイスから前記第２のデバ
    イスに送るステップと、 少なくとも、第２のシークレットへのコミットメントお
    よび前記第２のデバイスから前記第１のデバイスへの意
    味がないメッセージへのコミットメントを含むコミット
    メントを送信することにより、前記第１のデバイスから
    のコミットメントに応答するステップと、 前記第１のデバイスによって前記第２のデバイスのコミ
    ットメントの受信を承認するステップと、 前記第２のデバイスによって前記第１のデバイスのコミ
    ットメントの受信を承認するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 ネットワーク媒体上におけるデバイスの
    グループ間での通信を保障する方法であって、 グループの少なくとも１つのデバイスをグループマネー
    ジャとして指定するステップと、 放送位置限定チャネルを使用して前記グループマネージ
    ャとグループの他のデバイスとの間の事前認証情報を交
    換するステップと、 前記交換された事前認証情報であって、ネットワーク媒
    体上で通信を認証するために前記グループマネージャと
    前記グループの他のデバイスとによって保障された事前
    認証情報を使用するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の方法であって、さら
    に、前記グループマネージャから前記グループ中の他の
    デバイスにグループキー情報を分配するためにネットワ
    ーク媒体を使用するステップを含むことを特徴とする方
    法。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載の方法であって、さら
    に、 デバイスの前記グループ中に新しいデバイスを受信する
    ステップと、 前記放送位置限定チャネルを使用して前記グループマネ
    ージャと前記新しいデバイスとの間で事前認証情報を交
    換するステップと、 前記交換された事前認証情報であって、ネットワーク媒
    体上で通信を認証するために前記グループマネージャと
    前記新しいデバイスとによって保障された事前認証情報
    を使用するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 請求項３に記載の方法であって、デバイ
    スがデバイスの前記グループを離れる場合、さらに、 前記グループの他の残っているデバイスに対して前記グ
    ループマネージャの事前認証情報を無効にするステップ
    と、 前記グループマネージャによって前記グループ中の残っ
    ているデバイスに新しい事前認証情報を分配するステッ
    プと、 前記グループマネージャと前記グループ中の残っている
    デバイスとによって分配された事前認証情報であって、
    前記グループマネージャと前記グループ中の残っている
    デバイスとの間での通信を認証する事前認証情報を使用
    するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の方法であって、さら
    に、前記グループマネージャから前記グループ中の残っ
    ているデバイスに新しいグループキー情報を分配するた
    めにネットワーク媒体を使用するステップを含むことを
    特徴とする方法。
  8. 【請求項８】 ネットワーク媒体上におけるデバイスの
    グループ間での通信を認証する方法であって、 放送位置限定チャネル上で各デバイスとグループ中の他
    のデバイスとの間で事前認証情報を交換するステップ
    と、 ネットワーク媒体上で選択されたデバイスとの通信を認
    証し通信しているデバイスによって保障された通信のた
    めに選択されたデバイスの事前認証情報を使用するステ
    ップと、 を含むことを特徴とする方法。
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