JP2009500902A - 認証及びプライバシーに対する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ブートストラップサーバ機能（ＢＳＦ）を規定する従来技術のＧＡＡ／ＧＢＡシステムにおけるプライバシー保護及び認証を改善する。ここで、ブートストラップサーバ機能は、ネットワークアプリケーション機能ＮＡＦへ認証をアサートする認証票を生成するものである。ＢＳＦは、キーＫｓとＫｓ＿ＮＡＦを生成し、これは、それぞれキー識別子Ｂ＿ＴＩＤとＢ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦに対応する。いくつかのＮＡＦエンティティ間の共謀によるユーザの追跡を防止するために、Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦと認証票は、各ＮＡＦに対して固有にすることができる。インタフェースＵａは、キーＫｓを使用する暗号化によって更に保護され、また、Ｕｂインタフェースは、キーＫｓを用いる署名を使用し、かつそれに有効期限を付与することによって、中間者攻撃に対して更に保護される。
【選択図】 なし

Description

発明の分野
本発明は、通信ネットワークのユーザエンティティを認証するための方法及び装置に関するものである。特に、本発明は、汎用認証／汎用ブートストラップ（bootstrapping）アーキテクチャであるＧＡＡ／ＧＢＡを実現する通信ネットワークにおける、セキュリティの改善に関するものである。

背景
３ＧＰＰ認証局（ＡｕＣ）、ユニバーサルＳＩＭカード（ＵＳＩＭ）あるいはＩＭサービスアイデンティティモジュール（ＩＳＩＭ）、及びそれらの間で動作する３ＧＰＰ認証及びキーアグリーメントプロトコル（ＡＫＡ）を含む３ＧＰＰ認証インフラストラクチャは、３ＧＰＰオペレータのかなり有用な資産である。このインフラストラクチャは、ネットアーク内でアプリケーション機能を実現し、かつユーザ側で共有キーを確立（establish）するために利用することができる。それゆえ、３ＧＰＰは、ユーザ機器（ＵＥ）への共有シークレットの配信を可能にする「汎用ブートストラップアーキテクチャ」（ＧＢＡ）と、ＡＫＡベースのメカニズムを使用するネットワークアプリケーション機能（ＮＡＦ）を規定している（［１］、［２］）。図１は、文献［２］に従う、新規のネットワークインフラストラクチャコンポーネント、ブートストラップサーバ機能（ＢＳＦ）とホーム加入者システム（ＨＳＳ）からのサポートを伴って、ＮＡＦとＵＥ内でキーをブートストラップするための参照モデルを示している。図１を参照して、図２のフロー図で、従来のブートストラップにおけるステップを説明する。ステップ２１０で、ユーザ機器ＵＥは、インタフェースＵａを介して、ネットワークアプリケーション機能であるＮＡＦへのアクセスを行う。ステップ２２０で、認証データへの識別子に含まれるアクセスが既に利用可能であるかどうかが判定される。そうである場合、フローは、ステップ２７０へ進む。一方、そうでない場合、ステップ２３０で、ＮＡＦは、共有キーを生成するためのＧＢＡ方法を使用して、ブートストラップを開始するために、ＵＥヘのリクエストを行う。ＵＥは、Ｕｂインタフェースを介して、ＢＳＦへのリクエストをリダイレクトする。ブートストラップのためのリクエストは、ここで説明されるように、ＮＡＦから指定されるリダイレクションの結果とすることができる。そうでなければ、ステップ２１０でＮＡＦへのアクセスをＵＥが行う前に実行することができる。ＵＥのコンフィグレーションは、どちらの場合を適用するかを判定する。ステップ２４０で、ＢＳＦは、Ｚｈインタフェースを介して、ＨＳＳからの認証ベクトルをリクエストする。ステップ２５０で、ＢＳＦは、その認証ベクトルを使用して、Ｕｂインタフェースを介して、ＵＥとのＡＫＡ認証を実行する、共有キーＫｓはが生成され、加えて、ＢＳＦは、ＢＳＦで生成される信用証明書（credential material）を識別する、トランザクション識別子であるＢ−ＴＩＤを生成する。ステップ２６０で、この識別子Ｂ−ＴＩＤは、ＵＥを通じて、Ｕｂインタフェース及びＵａインタフェースを介してＮＡＦへ送信される。ステップ２７０で、ＮＡＦは、その識別子Ｂ−ＴＩＤを提供するＺｎインタフェースを介してＢＳＦに接続し、これによって、ＢＳＦは、対応する信用証明書で応答する。ステップ２８０で、ＮＡＦは、認証の結果を含むステップ２１０におけるオリジナルのリクエストに応答する。

この時点で、ＮＡＦは、配信される信用証明書を使用することが可能である。この信用証明書は、更なるエンドユーザの認証用に使用することができる。このエンドユーザの認証は、ＮＡＦが、配信される共有シークレットを使用する、［３］で定義されるような、例えば、ｈｔｔｐ−ダイジェスト処理を開始することができる。この信用証明書は、認証目的以外に、完全性、機密性、あるいはキー導出用に使用することもできる。

３ＧＰＰは、文献［１］に記載されるような、いわゆる、「汎用認証アーキテクチャ」であるＧＡＡを定義する、エンドユーザの認証目的のために、ＧＢＡを使用することを提案している。ＧＡＡは、ＵＥ及びＮＡＦにおいて共有シークレットを確立するためにＧＢＡ処理を利用し、そうすることで、それらの信用証明書は、ＮＡＦとＵＥ間で実行される、以降のエンドユーザ認証メカニズムに対する基礎として使用することができる。

３ＧＰＰは、例えば、文献［４］で、ＩＭＳシステム内でＧＢＡを使用することも検討している。

これには、ＧＡＡ／ＧＢＡに伴って２つの基本的な問題が存在する。

・ ２つ以上の独立したサードパーティアプリケーションは、Ｕａインタフェースを介してユーザを追跡することができるので、ユーザプライバシーに対するサポートの脆弱性があり、また、共謀（collusion）が発生し得る。

・ 現在のＧＡＡ／ＧＢＡアーキテクチャは、エンドユーザの認証の明示的なサポートは行ってはいない。アプリケーションが、認証以外でＧＡＡ／ＧＢＡアーキテクチャを使用する場合、ＮＡＦアプリケーションは、ブートストラップされているキーに基づいて、追加のエンドユーザの認証メカニズムを実現する必要がある。また、ユーザは、ＢＳＦによるものと、その後、ＮＡＦによるものと、２回有効に認証されることになる。

プライバシーに関しては、各ＮＡＦに対して同一のＢ−ＴＩＤが使用されることに注意されたい。この事実は、加入されているサービスを示すユーザプロファイルを構築するために使用することができる、つまり、プライバシー要件を違反することができる。この種のプライバシー攻撃は、共謀として知られている。同一のオペレータによって提供されるアプリケーションに対しては問題は軽微である一方で、サードパーティがアプリケーションを提供する場合、あるいは契約の範疇でオペレータがサードパーティを管理する場合にはこのことは深刻となる。

また、ＧＡＡ／ＧＢＡアーキテクチャは、中間者攻撃があり得るという問題があり、これによって、不正なユーザが、だれかを語って信用証明書をリクエストすることが可能になってしまう。

基本的には、ＧＡＡ／ＧＢＡアーキテクチャは、ＳＩＭベースのキー配信アーキテクチャである。この用語「ＳＩＭ」は、ここでは、ＵＳＩＭ（３Ｇ）あるいはＩＳＩＭとして理解される。ＧＡＡ／ＧＢＡは、サポートされている認証メカニズムに関しては一般的ではない。これは、それがＳＩＭベースの認証を想定しているからである。また、ＧＡＡ／ＧＢＡは、認証指向ではない。これは、プロビジョンされるキーが認証用に使用することもできるし、使用しないこともできるからである。

ＧＡＡ／ＧＢＡ準拠とするためには、以下のメカニズムを実現するためのアプリケーションを必要とするＧＡＡ／ＧＢＡには、欠点がある。

プロビジョンされるキーをセキュアに記憶するためのキー管理、キー有効性の追跡、キーと、特定ユーザ及びアプリケーションのバインド、有効性が切れている場合のキーの更新
例えば、Ｄｉａｍｅｔｅｒのような、ＢＳＦからのキーをフェッチするためのプロトコル
ユーザを認証するための認証プロトコル
キー配信を保護するためのセキュアなチャネル
これらのＧＡＡ／ＧＢＡメカニズムのすべてを実現するための負担、特に、キー配信処理を実現するための必要性は、ユーザアイデンティティを有効にすることだけを通常必要とするアプリケーションに対して高いものである。

多くのアプリケーションは、パスワードのようなユーザ信用証明書を管理する負担によって、ユーザを認証するためのメカニズムを実現することすらできない場合がある。事実、パスワード管理の問題（記憶、保護、更新、損失、無効化、盗用）は、アプリケーション展開のための障壁として認識されている。

また、従来技術のＧＡＡ／ＧＢＡアーキテクチャの欠点は、オペレータに関係している。

集中認可ではなく、アプリケーションへのサービス認可の委任が好ましい場合がある。

アプリケーションの使用を通じての制御の欠如により、統計収集がサポートされない。

サービス加入を無効化するための自動メカニズムがない。

それゆえ、これらの問題と従来システムの欠点を解決し、かつ更なるプライバシー保護及び認証サポートを提供するために、ＧＡＡ／ＧＢＡアーキテクチャを改善することが必要とされている。

本発明の要約
本発明は、従来技術の構成の欠陥及び欠点を改善する。

一般的には、本発明の目的は、現在のＧＡＡ／ＧＢＡ処理の変更を最小限にしながら、プライバシー保護と認証サポートを向上するために、既存のＧＡＡ／ＧＢＡインフラストラクチャを利用することである。

本発明の目的は、ＧＡＡ／ＧＢＡアーキテクチャを実現する通信ネットワークにおいて、ユーザの認可をアサート（assert）する認証票を提供することである。

更なる目的は、それぞれのネットワークアプリケーションノードＮＡＦに対して固有である、ユーザエンティティＵＥにリンクされているキー識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦを提供することである。

別の目的は、Ｕａインタフェースにおける中間者攻撃を防止し、かつＢＳＦがブートストラップ識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦの送信者を検証することを可能にすることである。

更に別の目的は、ユーザエンティティＵＥの追跡を可能にするデータを通信中に漏洩することなく、ユーザの認証におけるＮＡＦの要件が満足していることを検証するために、ＢＳＦと通信するように、ＮＡＦに対して構成することである。

本発明の更なる目的は、キーＫｓ＿ＮＡＦと、複数のネットワークアプリケーション機能ＮＡＦに関連する、対応する識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦとを生成するバッチを可能にすることである。

本発明の目的は、それぞれのＮＡＦに対して固有となる認証票を構成し、それによって、ユーザを追跡するＮＡＦエンティティ間の共謀を防止することである。

特別な目的は、ＧＡＡ／ＧＢＡアーキテクチャを実現する通信ネットワークにおいて、プライバシーの保護と認証サポートを向上するための方法及びシステムを提供することである。

また、特別な目的は、改善されたプライバシー保護と認証をサポートするためのＢＳＦネットワークノードを提供することである。

これらの目的及び他の目的は、特許請求の範囲の請求項に従う方法及び装置によって達成される。

簡単に説明すると、本発明は、ユーザのリクエスト時に、任意の認証方法を使用することによってユーザが認証されていることをアサートする認証票を生成する、ブートストラップサーバ機能（ＢＳＦ）を使用することである。標準的な処理に続いて、文献［２］では、ＢＳＦは、キーＫｓとキーＫｓ＿ＮＡＦを生成する。ここで、後者は、ユーザとネットワークアプリケーション機能ＮＡＦ間の通信用である。本発明に従えば、キーＫｓ＿ＮＡＦは、Ｕａインタフェースを介して、それぞれのＮＡＦに対して固有である識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦによって識別され、これに対して、標準的な処理では、任意のＮＡＦに対して、同一の識別子Ｂ＿ＴＩＤが使用される。ネットワークアプリケーション機能ＮＡＦへアクセスするユーザは、ＮＡＦに、自身のホームＢＳＦのアドレスを導出し、ＢＳＦで認証票をリクエストすることを可能にする、識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦを提供する。この識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦに応じて、ＢＳＦは、ＵＥの認証状態の確立（establishment）を可能にするための認証票を識別することができる。固有の識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦの使用は、ユーザプロファイルの生成を防止し、かつプライバシーを改善する。

本発明に従えば、プライバシーの更なる改善を、例えば、ＢＳＦとユーザＵＥについて既知であるキーＫｓを使用して、識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦ（あるいは選択的にはＢ＿ＴＩＤ）を署名することによって達成される。これは、ユーザＵＥとネットワークアプリケーション機能ＮＡＦ間のインタフェースにおける中間者攻撃を防止する。キーＫｓを使用することによる、Ｕｂインタフェースを介するユーザＵＥとＢＳＦ間の信用証明書の暗号化通信は、システムのセキュリティを更に改善する方法の別の例である。

実施形態例では、認証票は、ユーザの追跡を可能にする任意の情報を取り去って、ユーザの認証が発生しているというアサーション（assertion）だけを与えることができる。ＮＡＦが認証処理における更なる要件を有している場合、ＮＡＦは、これらの要件をＢＳＦへ提供することができ、ＢＳＦは、それに対して、これらの要件が満足していることの確認で応答する。

本発明の別の構成では、ＢＳＦは、Ｕｂインタフェースを介して、ユーザＵＥへ認証票を送信する。ユーザは、その認証票をアクセスされているＮＡＦへ提示する。本発明に従えば、ＮＡＦは、ユーザとの更なる通信を受け付ける前に、その認証票の有効性を検証することをＢＳＦに依存する。ＮＡＦが、更に、例えば、ＵＥとのセッションキーの確立を要求する場合、識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦは、ＢＳＦからキーＫｓ＿ＮＡＦを取得するためにも使用することができる。

本発明は、一般的には、プライバシー保護と認証を改善するために、既存のＧＡＡ／ＧＢＡインフラストラクチャに適用可能である。ＩＭＳシステムにおいて使用するためのＧＢＡが今日議論されているので、このようなシステムに本発明を適用することが予見される。

本発明の主要な利点は、ネットワークアプリケーション機能ＮＡＦで、キー管理に対するサポートを実現する必要なく、ユーザの認証のための方法を提供することである。

本発明の別の利点は、ＮＡＦインティティの共謀及び中間者攻撃に対する保護を含む、現在のＧＡＡ／ＧＢＡインフラストラクチャに対する、拡張されたプライバシー保護を提供することである。

本発明によって提供される他の利点は、添付の図面とともに、以下の本発明のいくつかの詳細な実施形態で明らかとなろう。これらは単なる例示であり、当業者には、本発明の主要な目的を逸脱することなく、他の様々な実施形態を実現可能であることが明らかであろう。

実施形態の詳細説明
本発明の第１の構成では、ＧＡＡ／ＧＢＡ仕様書で現在定義されるＢ＿ＴＩＤにブートストラップ識別子を追加することが導入される。Ｂ＿ＴＩＤ及びキーＫｓは、ＧＡＡ規格に従って生成される。しかしながら、本発明に従えば、Ｂ＿ＴＩＤは、ＵＥ及びＢＳＦ間でのみ、即ち、Ｕｂインタフェースを介して、使用される。一方、追加のブートストラップ識別子であるＢ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦは、通常は、Ｕａインタフェースを介して、ＵＥとＮＡＦ間で使用される。Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦは、Ｂ＿ＴＩＤとは異なり、各ＮＡＦに対して専用である。

ＧＡＡ／ＧＢＡ規格に従えば、ＵＥは、新規のＮＡＦがアクセスされる毎にＢＳＦへ接続する必要はない。これは、Ｂ＿ＴＩＤは、ＮＡＦを配置し、かつユーザ信用証明書を識別することを満足するからである。しかしながら、上述のように、このような方法は、ＮＡＦエンティティに渡るプライバシーを危うくする。それゆえ、本発明の実施形態に従えば、各新規のＮＡＦに対してＢＳＦとの追加のシグナリングが導入される。しかしながら、このシグナリングの量は、以下で説明するバッチ処理によって低減することができる。

ＢＳＦは、ＵＥのアイデンティティ、Ｂ＿ＴＩＤ、ＫＳ、及びＢ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦ識別子及び、対応するＮＡＦエンティティのセットに対して生成される関連キーＫｓ＿ＮＡＦ間のリンクを維持することになる。

各ＮＡＦに対する固有のＢ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦの使用は、Ｕａインタフェースを介してユーザが追跡されることを防止する。

ユーザが、ユーザを識別する／認証することだけを要求するアプリケーションＮＡＦへアクセスしたいときは、ＮＡＦはＢＳＦへ向けられ、これは、認証局／認証機関として動作する。

本発明の実施形態に従えば、ＢＳＦは、ユーザが認証されていることを証明する認証票（Authentication Voucher）を生成する。この認証票は、Ｕｂインタフェースを介してＢ＿ＴＩＤによって識別されることになる。Ｕａインタフェースを介して、認証票は、Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦによって識別されることになる。ＮＡＦは、Ｚｎインタフェースを介して、Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦ識別子を提供することによって、この認証票を参照することができる。

図３は、本発明に従う、ブートストラップサーバ機能であるＢＳＦ３００のブロック図を示している。図３は、本発明に関連するＢＳＦの部分だけを示している。

３１０は、他のユニットとのデータ交換を行うための入力／出力手段である。内部バスシステム３７０は、各種機能手段を相互に接続する。３２０は、キーとそれに対応するキー識別子、例えば、キーＫｓと識別子Ｂ＿ＴＩＤを生成するための手段である。３３０は、認証票を生成するための手段であり、３４０は、認証票の有効性（有効期限）を検証するための手段である。３８０は、暗号化／解読するための手段である。乱数が、手段３９０によって生成される。記憶手段３６０は、ユーザアイデンティティ、キーＫｓ、キーＢ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦ、キー識別子、及び特定ユーザに関連するリンクデータのような、生成された情報を記憶する。処理手段３５０は、ノード３００の内部動作を制御する。ノード３００の機能手段は、ハードウェア、ソフトウェアあるいは、それらの組み合わせで実現することができることが理解されるであろう。

本発明に従えば、ユーザの初期認証及びブートストラップするもの（material）の生成の方法の一例が、図４でより明らかになる。これは、ＵＥ、ＢＳＦ、ＨＳＳ及びＮＡＦ間の通信の一例となる信号フロー図を示している。

ステップ１で、ＵＥは、リクエストをＢＳＦへ送信することによって、ブートストラップ処理を開始する。このリクエストは、ＮＡＦへアクセスする前のコンフィグレーション設定の結果としてＵＥによって送信することができる。

選択的には、文献［２］に従えば、リクエストは、最初のアクセス試行に応じて、ＮＡＦによるリダイレクション指示とすることができ、ここで、ＮＡＦは、従前のブートストラップデータが存在していないあるいは満了していることを判定する。

このリクエストには、明確なユーザアイデンティティ、例えば、国際移動局アイデンティティ（ＩＭＳＩ）、あるいは文献［５］にあるＩＰマルチメディアプライベートアイデンティティ（ＩＭＰＩ）を含めることができる。少なくとも１つの識別子であるＢ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦが生成される、これは、特定のＮＡＦ、例えば、キー関連ＮＡＦに対して生成されるデータを識別するものである。

このリクエストが、従前に生成されているキーＫｓに関与する動作に関係する場合、例えば、特定のＮＡＦに関連する、Ｋｓ、Ｋｓ＿ＮＡＦから導出されるキーの生成に対する動作、あるいは従前に生成されているキーＫｓ＿ＮＡＦの取得に対する動作に関連する場合、このリクエストは、明確なユーザアイデンティティの代わりに、識別子Ｂ＿ＴＩＤと、特定の１つのＮＡＦの少なくとも１つのアイデンティティを含んでいる。Ｂ＿ＴＩＤは、ＢＳＦに対しては、ＵＥのアイデンティティを取得することを満足する。この処理は、本発明に従って導入される追加のシグナリングにおけるユーザアイデンティティのプライバシーを改善するために導入される。

このリクエストには、そのリクエストにおいて追加の要件を提供する仕様「Ｓｐｅｃ」を含んでいても良い。例えば、このような仕様は、例えば、キーＫｓ＿ＮＡＦが要求される場合、あるいは、特定の認証方法が、例えば、ＵＳＩＭカードに基づく認証が使用される必要がある場合の両方の場合あるいは一方の場合に、ＮＡＦが認証票を有することができるという特定の要件に関連していても良い。

ステップ２で、ユーザＩＤあるいはＢ＿ＴＩＤによって示されるユーザに対して、有効なブートストラップキーＫｓが存在していない場合、ＢＳＦは、ユーザ認証処理を開始する。例えば、従来より周知のＡＫＡ認証処理が実行されても良いし、あるいは、認証処理はパブリックキーアルゴリズムを使用しても良い。

ステップ３で、ＢＳＦは、ブートストラップされているキーＫｓと、それに加えて、認証票を生成する。この認証票は、例えば、以下の情報を含むことができる。

・認証時間
・認証方法、及び／あるいは
・認証存続期間
典型的には、認証票とブートストラップされているキーＫｓの存続期間は同一であるが、個別に設定することができる。

認証方法についての情報は、例えば、ユーザがＵＳＩＭあるいはＩＳＩＭカードを有しているかどうか、あるいは、ユーザ認証がモバイル機器に基づくＧＢＡ−ｍｅのタイプであるかあるいはユニバーサル統合回線カードであるＵＩＣＣに基づくＧＢＡ−ｕであるかどうかを示している。

また、このステップでは、Ｂ＿ＴＩＤが生成され、対応するＢ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦ識別子とともにキーＫｓ＿ＮＡＦが導出される。存続期間は、このようなキーＫｓ、Ｋｓ＿ＮＡＦ及び認証票のような様々なエンティティに対しても設定される。

ステップ４で、識別子Ｂ＿ＴＩＤ、（Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦ）及びブートストラップするものの存続期間が、ＵＥへ返信される。

図５は、サービスをリクエストするＮＡＦへＵＥがアクセスする場合の処理の例を示している。ステップ１で、ＵＥは、識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦを提供するＮＡＦへアクセスする。この識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦは、ＮＡＦに、ＢＳＦからＵＥ信用証明書を取得することを可能にする。

要望される場合、あるいは適切な場合、Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦは、エンティティ間の転送中は、例えば、ＴＬＳ／ＳＳＬで保護することができる。追加のアプリケーション専用データ（ｍｓｇ）も含めることができる。

ＮＡＦは、受信した識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦを転送するステップ２で、ユーザの認証のリクエストを提出する。ユーザ認証だけに関与するＮＡＦアプリケーションに対する要求を解消し、かつ追加のキー管理及びユーザ認証メカニズムをサポートしかつ実現するために、ＮＡＦアプリケーションは、ユーザ認証票を提供するためだけにＢＳＦをリクエストすることができる。つまり、ＮＡＦは、ステップ２で、認証票、キーＫｓ＿ＮＡＦ、あるいはそれらのエンティティの両方に対する要求を指示するための情報（ｉｎｆｏ）を含めることができる。

ステップ３で、ＢＳＦは、リクエストされたものをＮＡＦへ返信する。ＮＡＦに対するＢＳＦによる応答は、いくつかのトランスポートセキュリティ、例えば、ＴＬＳ／ＳＳＬを用いて保護することができる。加えて、ユーザプロファイル（Ｐｒｏｆ）、キー有効期間（Ｋｅｙ Ｌｉｆｅｔｉｍｅ）、認証票、及び応答メッセージ（ｒｅｓｐｍｓｇ）の少なくとも一部が含まれても良い。認証票は、ＮＡＦに、ユーザの認証を検証することを可能にする。図４で言及されるように、ＢＳＦは、信用証明書が紛失しているあるいは満了している場合に、新規の信用証明書を生成するために、ＢＳＦへリクエストをリダイレクトするための、ＵＥへの指示を含めることができる。

選択的には、認証票だけがＮＡＦ、例えば、ユーザ認証だけに関与するＮＡＦアプリケーションへ返信される。

ステップ４で、ＮＡＦは、通常は、受信したものの少なくともいくつかを記憶する。特に、ＮＡＦは、検証後は、認証票を記憶する必要はない。これは、認証票だけが返信されている場合には、任意の情報を記憶する必要がないことを意味する。キーＫｓ＿ＮＡＦが受信されている場合、これは、キー有効期間が有効である限り、ＵＥによって以降のアクセスに使用することができる。ＮＡＦは、好ましくは、エンドユーザの認証状態を検証するために、認証票内の情報をチェックする。しかしながら、以下の別の実施形態の説明からも明らかになるように、認証票の検証は、選択的には、ＢＳＦで実行することができる。

ステップ５で、ＮＡＦは、ＵＥが図４に従って、ＢＳＦで新規の信用証明書をリクエストすることが必要であるかを示す、ステップ１における初期リクエストに応答することができる。この場合、識別子Ｂ＿ＴＩＤは、図４のステップ１で使用される。

本発明の第２の構成では、認証票は、Ｕｂインタフェースを介してユーザ機器ＵＥへ送信される。ＵＥは、ＮＡＦからのサービスをリクエストする場合に、ＮＡＦへ認証票を提示する。図４を参照して、本発明の第２の構成に従えば、ステップ４は、好ましくは、認証票を含んでいて、あるいは、それとは別に送信される。図６は、認証票を使用して、ＮＡＦへアクセスするＵＥの例を示している。ステップ１で、ＵＥは、認証票を含むリクエストをＮＡＦへ送信する。ステップ２で、ＮＡＦは、Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦから、ＢＳＦへのアドレスを導出し、そして、例えば、ＢＳＦと通信して認証票の有効性を検証する。このことは、図６の点線によって示されている。

認証票が有効である場合、ＮＡＦは、ステップ３で、Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦで識別されるＢＳＦからのキーをリクエストすることができる。ステップ４で、ＢＳＦは、通常は、キー（Ｋｓ＿ＮＡＦ）、キー有効期間（Ｋｅｙ Ｌｉｆｅｔｉｍｅ）、及び、好ましくは、プロファイル情報（Ｐｒｏｆ）の少なくとも一部を用いてリプライする。ステップ３及び４におけるキーリクエストと応答では、認証票検証プロセスにおけるＮＡＦとＢＳＦ間の通信の一部として、ステップ２に含まれても良い。ステップ５で、受信されたものが記憶され、ステップ６で、応答がユーザエンティティであるＵＥへ与えられる。ここで、キーＫｓ＿ＮＡＦに対するリクエストはオプションであり、認証のためだけでは、この認証票で十分であることに注意されたい。

別の実施形態
本発明の実施形態では、図４のＢ＿ＴＩＤとＢ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦは、ステップ４で、キーＫｓによって暗号化される。ＵＥは同一のキーを有しているので、ＵＥをこれらのエンティティを解読することができる。

別の実施形態に従えば、複数のＮＡＦ＿ＩＤは、図５のステップ１で、対応する複数のキーＫｓ＿ＮＡＦと識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦを同時に生成するためにリクエストに含められても良く、これによって、各個々のＮＡＦに対する専用のリクエストを回避することによって、シグナリング量を低減する。

図７は、別の実施形態を示していて、ここでは、インタフェースＵａでの中間者攻撃を防止するために、識別子Ｂ−ＴＩＤ−ＮＡＦは、一回限りの使用となっている。例えば、Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦは、ＵＥとＢＳＦだけに知られているキーＫｓを使用して署名される。この署名には、有効期限付トークン（freshness token）が含まれていても良い。この署名は、本実施形態に従えば、例として、メッセージパラメータ（ｍｓｇ）に含まれる、図５で示されるステップ１及び２に含まれる。

図７のステップ３で、署名と有効期限付トークンが、キーＫｓを使用してＢＳＦで検証される。

ステップ４−６は、図５のステップ３−５と同様である。

本発明の第１の構成の別実施形態に従えば、認証票は、認証が行われているメッセージに制限される。本発明の第１の構成で規定される情報、例えば、認証方法及び認証用の期間は、ユーザを追跡するために使用される、つまり、プライバシーの攻撃に使用される可能性があることに注意されたい。別の実施形態に従えば、認証票に含まれる情報は、このような追跡を不可能にする情報に制限されている。認証のアサーション（assertion）を受け付けるために、ＮＡＦが更なる情報を要求する場合、ＮＡＦはこれらの要求をＢＳＦへ送信することができ、そうすると、ＢＳＦは、これらの要求を満足することを検証する。例えば、ＮＡＦは、ＵＳＩＭカードに基づいて、ユーザが認証されることを要求することができる。この問い合わせ／応答のやり取りは、図５のステップ２及び３に含めることができ、ここで、パラメータ（ｉｎｆｏ）と（ｒｅｓｐｍｓｇ）はそれぞれ、ＮＡＦ要求とＢＳＦ応答に含めることができる。

本発明の第２の構成に関して、図６のステップ２は、以下の別の実施形態で実現されても良い。

一実施形態では、キーＫｓは認証票を暗号化し、有効期間の検証を、ＮＡＦがその暗号化された認証票をＢＳＦへ送信することによってなされる。ＢＳＦは、キーＫｓを有していて、その認証票を解読して、その有効性を検証することができる。つまり、図６を参照すると、ステップ１で、認証票が暗号化される。ここで、図６のステップ２で点線で示される通信は、検証のために、その暗号化されている認証票をＢＳＦへ送信することを含んでいる。

本発明の第２の構成の上述の実施形態では、各ＮＡＦが同一の認証票を受信することになるので、ある程度は、ＮＡＦエンティティが共謀して、エンドユーザを追跡する可能性が有る。この問題は、図８で示される、別の実施形態で解決される。この実施形態に従えば、認証票は、各ＮＡＦに対して固有となる。

図８を参照すると、ステップ１で、ＵＥは、暗号化されている認証票を含む、アクセス用のリクエストをＮＡＦ１へ送信し、これにより、暗号化機能（Ｅｎｃｒ）は、通常は、暗号キーＫｓ、暗号化データ、即ち、認証票及び乱数（Ｒａｎｄ１）に依存することになる。一般的には、この暗号化は、Ｅｎｃｒ（Ｋｓ，Ｖｏｕｃｈｅｒ，Ｒａｎｄ１）の形式をとる。一実施形態では、Ｒａｎｄ１は、Ｖｏｕｃｈｅｒに連絡されていて、暗号化は、Ｅｎｃｒ（Ｋｓ，Ｒａｎｄ１｜｜Ｖｏｕｃｈｅｒ）の形式をとり、ここで、「｜｜」は、連結を示している。

ＮＡＦは、キーＫｓを持っておらず、また、認証票を解読できないので、ステップ２で、ＮＡＦは、検証のためのメッセージをＢＳＦへ転送する。

ステップ３で、ＢＳＦは、そのメッセージを解読し、認証票を抽出し、その認証票の有効性を検証する。その後、ＢＳＦは、第２の乱数（Ｒａｎｄ２）を判定し、以下の式に従って、キーＫｓと、認証票を使用して、二重に暗号化する。

Ｅｎｃｒ（Ｋｓ，Ｅｎｃｒ（Ｋｓ，Ｖｏｕｃｈｅｒ，Ｒａｎｄ２））
ステップ４で、二重に暗号化された認証票を含む検証の結果の返信メッセージが、ＢＳＦによってＮＡＦ１へ送信される。ステップ５で、ＮＡＦ１は、その返信メッセージをＵＥへ転送する。ステップ６で、ＵＥは、二重に暗号化されたメッセージを１回解読して、以下の
Ｅｎｃｒ（Ｋｓ，Ｖｏｕｃｈｅｒ，Ｒａｎｄ２）） 式（１）
を取得する。

例えば、ステップ７での来るべきＮＡＦ２へのアクセスにおいては、ＵＥは、第２の乱数（Ｒａｎｄ２）を含む式（１）に従って、暗号化された認証票を提供する。ステップ８で示されるように、上述の処理と同一の処理が繰り返される。つまり、ＮＡＦへの各アクセスは、ユーザの追跡を防止する固有の認証票を使用することになる。

文献
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[４] ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＳＡ ＷＧ３ セキュリティ−ＳＡ３＃３９、Ｓ３−０５０４０６：ＩＭＳシグナリング保護提案に基づくＧＢＡの最新解析
[５] ３ＧＰＰ ＴＳ ３３．２０３：「第３世代パートナシッププロジェクト：技術仕様グループサービス及びシステム構成；ＩＰベースサービスに対するアクセスセキュリティ」 ｖ．６．７．０

図１は従来技術に従うブートストラップ時に関係するエンティティのネットワークモデルを示す図である。 従来技術にしたうがブートストラップ処理のフローチャートである。 本発明の実施形態に従うブートストラップサーバの一例の関連部分のブロック図である。 本発明の実施形態に従うブートストラップ処理を示すフローチャートである。 ネットワークアプリケーション機能にアクセスするユーザエンティティを示すフローチャートである。 ネットワークアプリケーション機能にアクセスするユーザエンティティを示す別の実施形態を示す図である。 ネットワークアプリケーション機能にアクセスするユーザエンティティを示す更なる別の実施形態を示す図である。 各ネットワークアプリケーション機能に対して認証票が固有に生成される実施形態を示す図である。

Claims (23)

1. プライバシー保護と認証サポートの向上のために、ＢＳＦ（ブートストラップサーバ機能）ネットワークノード（１２０）が、ユーザエンティティＵＥ（１４０）を認証するステップとＵＥと共有される少なくとも１つのセキュリティキーを確立するステップを少なくとも含む初期ステップを実行し、前記少なくとも１つのセキュリティキーが、第１キーＫｓとそれに関連付けられているキー識別子Ｂ＿ＴＩＤと、第１キーＫｓから導出されかつ少なくとも１つのネットワークアプリケーション機能であるＮＡＦ（１３０）に関連付けられている少なくとも１つの第２キーＫｓ＿ＮＡＦとを備える、ＧＡＡ／ＧＢＡ（汎用認証アーキテクチャ／汎用ブートストラップアーキテクチャ）を実現する通信のためのネットワークにおける方法であって、
   前記ＢＳＦネットワークノードが、前記ＵＥが認証されていることをアサートする認証票を生成するステップと、
   前記少なくとも１つの第２キーＫｓ＿ＮＡＦに関連付けられている、それぞれのＮＡＦに対して固有である少なくとも１つのキー識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦを生成するステップと、
   前記ＢＳＦネットワークノードが、前記キー識別子Ｂ＿ＴＩＤと前記少なくとも１つのキー識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦを前記ＵＥへ送信するステップと、
   ネットワークアプリケーション機能ＮＡＦが、前記少なくとも１つのキー識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦを含むＵＥによるサービスに対するアクセスに応じて、該少なくとも１つのキー識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦを前記ＢＳＦネットワークノードへ提供するステップと、
   前記ＢＳＦネットワークノードが、前記少なくとも１つのキー識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦに応じて、前記ＵＥの認証状態の確立を実現するために、前記ＵＥの認証票を識別するステップと
   を備えることを特徴とする方法。
2. 前記ＵＥは、前記ＢＳＦネットワークノードと前記ＵＥ間のＵｂインタフェースを介して、前記キー識別子Ｂ＿ＴＩＤによって識別される
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記送信するステップは、更に、前記第１キーＫｓを使用して、前記キー識別子Ｂ＿ＴＩＤと前記少なくとも１つのキー識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦを暗号化する
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記認証票は、各ＮＡＦに対して固有であり、前記少なくとも１つのキー識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦによって識別される
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記提供するステップは、前記少なくとも１つのキー識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦの署名のプロビジョンを含み、
   前記署名は、前記第１キーＫｓを使用するＵＥによって生成され、かつ前記サービスのためのアクセスに含まれる
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記署名は、有効期限付トークンを含んでいる
   ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記ＢＳＦネットワークノードが、前記少なくとも１つのキー識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦの署名を検証するステップを更に備える
   ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. 前記ＮＡＦが、前記ＢＳＦネットワークノードから前記認証票をリクエストすることによって、認証状態を確立するステップを更に備える
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記ＢＳＦネットワークノードが、前記認証票の解析によって、認証状態を確立するステップを更に備える
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記提供時におけるＮＡＦは、前記第２キーＫｓ＿ＮＡＦに対するリクエストを含んでいる
    ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記認証票は、有効期間、認証時間及び認証方法の少なくとも１つの情報を含んでいる
    ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記ＮＡＦが、認証の有効性を受け付けるための更なる要件を、前記ＢＳＦネットワークノードを提示するステップと、
    前記ＢＳＦネットワークノードが、ＮＡＦについて、追加の要件を満足しているかを検証するステップと
    を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の方法。
13. 前記ＢＳＦネットワークノードが、前記キー識別子Ｂ＿ＴＩＤと前記少なくとも１つのキー識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦの送信とともに、あるいはそれとは別に、前記認証票を前記ＵＥへ送信するステップを更に備える
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記認証票は、各ＮＡＦに対して固有に生成され、前記少なくとも１つのキー識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦによって識別される
    ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記認証票は、式Ｅｎｃｒ（Ｋｓ，Ｖｏｕｃｈｅｒ、Ｒａｎｄ）に従って、前記第１キーＫｓと、各ＮＡＦに対して異なる選択された乱数を使用して、前記ＢＳＦネットワークノードが、該認証票を暗号化することによって固有に生成され、
    前記式Ｅｎｃｒは、暗号化機能であり、
    前記暗号化された認証票を前記ＢＳＦネットワークノードへ送信し、
    前記ＢＳＦネットワークノードが、前記認証票を解読し、その有効期限を検証し、
    前記ＢＳＦネットワークノードが、新規の乱数（Ｒａｎｄ２）を選択して、（Ｋｓ，Ｅｎｃｒ（Ｋｓ，Ｖｏｕｃｈｅｒ、Ｒａｎｄ２））として、前記第１キーＫｓを用いて、前記前記認証票を二重に再暗号化し、
    前記ＢＳＦネットワークノードが、前記再暗号化された認証票を、前記ＮＡＦを通じて、前記ＵＥへ返信し、
    前記ＵＥが、前記受信した認証票を１回解読して、Ｅｎｃｒ（Ｋｓ，Ｖｏｕｃｈｅｒ，Ｒａｎｄ２）を取得し、
    前記ＵＥが、前記１回解読した認証票を、次のＮＡＦへのアクセスへ使用する
    ことによって認証状態を確立する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. ＧＡＡ／ＧＢＡ（汎用認証アーキテクチャ／汎用ブートストラップアーキテクチャ）を実現する通信のためのネットワークにおいて、ユーザエンティティＵＥ（１４０）を認証し、かつ前記ＵＥ（１４０）と共有キーＫｓのネゴシエートを実行するＢＳＦ（ブートストラップサーバ機能）ネットワークノード（１２０）であって
    前記共有キーＫｓに関連付けられている識別子Ｂ＿ＴＩＤを生成するための手段（３２０）と、
    少なくとも１つのネットワークアプリケーション機能ＮＡＦ（１３０）に関連付けられている、少なくとも１つのキーＫｓ＿ＮＡＦを生成し、かつそれぞれのＮＡＦに対して固有である、少なくとも１つの対応する識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦを生成するための手段（３２０）と、
    前記ＵＥが認証されていることをアサートする認証票を生成する手段（３３０）と、
    前記共有キーと前記キーＫｓ＿ＮＡＦ、前記識別子Ｂ＿ＴＩＤと前記少なくとも１つの識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦ、及び前記認証票を記憶し、これらと前記ＵＥとのリンクを行うための手段（３６０）と、
    前記識別子Ｂ＿ＴＩＤと前記少なくとも１つの識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦを前記ＵＥへ送信するための手段（３１０）と、
    前記ＵＥに関連する前記少なくとも１つの識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦの受信に応じて、該ＵＥの認証状態を確立することを可能にするための対応する認証票を取得するための手段（３６０）と
    を備えることをネットワークノード。
17. 前記共有キーＫｓと暗号化アルゴリズム（Ｅｎｃｒ）を使用して暗号化を行うための手段（３８０）を更に備える
    ことを特徴とする請求項１６に記載のネットワークノード。
18. 乱数Ｒａｎｄを生成するための手段（３９０）を更に備え、
    前記暗号化を行うための手段（３８０）は、Ｅｎｃｒ（Ｋｓ，Ｖｏｕｃｈｅｒ，Ｒａｎｄ）の形式で、前記認証票を暗号化するために使用される
    ことを特徴とする請求項１７に記載のネットワークノード。
19. 前記認証票を解析するための手段（３４０）から取得される前記ＵＥの認証の詳細に関するリクエストを、ＮＡＦから受信し応答するための手段（３１０）を更に備える
    ことを特徴とする請求項１６に記載のネットワークノード。
20. 前記リクエストは、認証のための時間、認証のための方法、あるいは認証の有効期間のいずれかあるいはすべてに関するものである
    ことを特徴とする請求項１９に記載のネットワークノード。
21. ＧＡＡ／ＧＢＡ（汎用認証アーキテクチャ／汎用ブートストラップアーキテクチャ）インフラストラクチャを実現する通信ネットワークにおいて、プライバシー保護と認証の向上を実現するためのシステムであって、
    ユーザエンティティＵＥ（１４０）の認証をアサートする認証票と、それぞれのＮＡＦに対して固有である、少なくとも１つのネットワークアプリケーション機能ＮＡＦに関連付けられているキーＫｓ＿ＮＡＦの識別子Ｂ＿ＴＩＤ＿ＮＡＦを提供する、ブートストラップサーバ機能ＢＳＦ（１２０）と、
    前記ＢＳＦ（１２０）と前記ＵＥ（１４０）によって共有されているキーＫｓを使用する暗号化によって保護されている前記ＵＥ（１４０）と、前記ＢＳＦ（１３０）との間のインタフェースＵｂと、
    前記キーＫｓと有効期限付きトークンを使用してメッセージを署名することによって、中間者攻撃に対して保護されている前記ＮＡＦ（１３０）と、前記ＵＥ（１４０）との間のインタフェースＵａと、
    認証票の有効性について前記ＢＳＦ（１２０）と通信することで、いくつかのＮＡＦ（１３０）エンティティによる前記ＵＥ（１４０）を追跡するための共謀から保護するように構成されている、少なくとも１つのネットワークアプリケーション機能ＮＡＦ（１３０）と
    を備えることを特徴とするシステム。
22. 認証を行っていることを示すアサーションだけを含むように、前記認証票内の情報を制限するための手段（３３０）と、
    ユーザの認証に関連する更なる要件を、前記ＮＡＦ（１３０）に対して提供するための手段と、
    前記ＢＳＦ（１２０）において、各更なる要件が満足していることを検証するための手段（３４０）と
    を更に備えることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
23. それぞれのＮＡＦ（１３０）に対して、固有の認証票を生成するように、キーＫｓを使用して、かつ乱数に依存する前記認証票を暗号化するための手段（３８０）を更に備える
    ことを特徴とする請求項２１に記載のシステム。

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