JP2011155521A - 移動局装置および基地局装置の認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】証明書データによる認証より容易な方法で、偽造されたネットワーク識別情報及び基地局識別情報を送信する通信装置が識別される可能性を向上する移動局装置を提供する。
【解決手段】移動局装置１００は、複数の基地局装置のそれぞれに関する基地局装置情報を記憶する基地局情報記憶部１０８と、複数の通信装置から受信される複数の信号のそれぞれから、該通信装置に関する通信装置情報を取得する制御部１０２と、基地局装置情報と、複数の通信装置情報と、に基づいて、複数の通信装置に含まれる通信装置が複数の基地局装置に含まれるか否か判断する判断処理を行う基地局認証部１０４と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動局装置および基地局装置の認証方法に関する。

ｉＢｕｒｓｔ（登録商標）方式等に準拠した、移動局装置１００と基地局装置２００との間で通信が行われる移動体通信システム４００では、移動局装置１００は、通信を開始する際、周辺の基地局装置２００および通信装置３００が送信した識別情報を受信し、受信した識別情報を用いた認証処理を行って、該識別情報を送信した基地局装置２００および通信装置３００がそれぞれ正当な基地局装置であるか否かを判定し、正当な基地局装置と判定されたものと通信を実行する。

図２は、移動体通信システム４００を示す図である。移動体通信システム４００では、移動局装置１００はネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を基地局装置２００および通信装置３００から受信する。移動局装置１００は基地局装置２００および通信装置３００から受信されたネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を用いて、基地局装置２００および通信装置３００のそれぞれの認証処理を行う。

特許文献１には、ローミングリストを使用して基地局装置の認証を行う端末装置が開示されている。

特開２００４−３５７２１４号公報

移動体通信システム４００に含まれる基地局装置２００になりすますよう偽造されたネットワーク識別情報及び基地局識別情報を送信する通信装置３００（不正基地局装置）が設置された場合、移動局装置１００は、通信装置３００を正当な基地局装置２００と認証して、通信を実行してしまう。また、移動局装置１００は、ネットワーク識別情報及び基地局識別情報さえ確認されれば、これらを送信する通信装置３００を正当な基地局装置２００と認証するため、例えば移動局装置１００が移動体通信システム４００のサービスエリア外に位置していても、通信可能な位置に通信装置３００が存在する場合、通信装置３００との間で通信を実行してしまう。このような通信装置３００を識別する方法としては、ネットワーク識別情報及び基地局識別情報に比べて偽造が困難な証明書データの送受信による認証があるが、証明書データの送受信による認証は処理が複雑であり導入が困難である。

本発明は、証明書データによる認証より容易な方法で、偽造されたネットワーク識別情報及び基地局識別情報を送信する通信装置３００が識別される可能性を向上する移動局装置１００を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る移動局装置は、複数の基地局装置のそれぞれに関する基地局装置情報を記憶する基地局装置情報記憶手段と、複数の通信装置から受信される複数の信号のそれぞれから、該通信装置に関する通信装置情報を取得する通信装置情報取得手段と、前記基地局装置情報と、複数の前記通信装置情報と、に基づいて、前記複数の通信装置に含まれる通信装置が前記複数の基地局装置に含まれるか否か判断する判断処理を行う判断手段と、を有する。

本発明によれば、複数の通信装置のそれぞれに関する通信装置情報に基づいて判断処理（認証処理）が行われるため、例えば偽造されたネットワーク識別情報及び基地局識別情報を送信する通信装置（不正な基地局装置）が１つだけ設けられている場合などには該通信装置が識別される可能性が高くなる。

また、本発明の一態様では、前記基地局装置情報は、前記複数の基地局装置のそれぞれの識別情報と、予め定められる期間において受信される前記識別情報の組み合わせを示す組み合わせ情報と、を含み、前記通信装置情報は、該通信装置情報を提供する前記信号を送信した前記通信装置の識別情報を含み、前記判断手段は、前記組み合わせ情報と、前記期間において受信される前記複数の信号のそれぞれから前記通信装置情報取得手段により取得される前記識別情報の組み合わせと、に基づいて、前記判断処理を行う。

この態様によれば、複数の通信装置のそれぞれの識別情報（基地局装置識別情報）の組み合わせに基づいて判断処理（認証処理）が行われるため、例えば偽造されたネットワーク識別情報及び基地局識別情報を送信する通信装置（不正な基地局装置）が１つだけ設けられている場合などには該通信装置が識別される可能性が高くなる。

また、本発明に係る他の移動局装置は、複数の基地局装置のそれぞれの識別情報および位置情報を記憶する基地局装置情報記憶手段と、複数の通信装置から受信される複数の信号のそれぞれから、該通信装置の識別情報および地理的情報を取得する通信装置情報取得手段と、前記基地局装置情報取得手段により取得される前記識別情報および位置情報と、前記通信装置情報取得手段により取得される複数の前記識別情報および複数の地理的情報と、に基づいて、前記複数の通信装置に含まれる通信装置が前記複数の基地局装置に含まれるか否か判断する判断処理を行う判断手段と、を有する。

本発明によれば、複数の通信装置のそれぞれの識別情報および、識別情報より偽装が困難な地理的情報に基づいて判断処理（認証処理）が行われるため、偽造されたネットワーク識別情報及び基地局識別情報を送信する通信装置（不正な基地局装置）が識別される可能性が高くなる。

また、本発明の一態様では、前記地理的情報は、該地理的情報を提供する前記信号を送信した前記通信装置と当該移動局装置との間の距離を示す情報である。

この態様によれば、複数の通信装置のそれぞれの識別情報および、識別情報より偽装が困難な距離情報に基づいて判断処理（認証処理）が行われるため、偽造されたネットワーク識別情報及び基地局識別情報を送信する通信装置（不正な基地局装置）が識別される可能性が高くなる。

また、本発明の一態様では、前記地理的情報は、当該移動局装置に対する、該地理的情報を提供する前記信号を送信した前記通信装置の方向を示す情報である。

この態様によれば、複数の通信装置のそれぞれの識別情報および、識別情報より偽装が困難な方向を示す情報に基づいて判断処理（認証処理）が行われるため、偽造されたネットワーク識別情報及び基地局識別情報を送信する通信装置（不正な基地局装置）が識別される可能性が高くなる。

また、本発明に係る他の移動局装置は、複数の基地局装置の識別情報および位置情報を記憶する基地局情報記憶手段と、通信装置から受信される信号から、識別情報と、前記通信装置の位置情報と、を取得する通信装置情報取得手段と、前記基地局情報記憶手段により記憶される前記識別情報および前記位置情報と、前記通信装置情報取得手段により取得される前記識別情報および前記位置情報と、に基づいて、前記通信装置が前記複数の基地局装置に含まれるか否か判断する判断処理を行う判断手段と、を有する。

本発明によれば、通信装置のそれぞれの識別情報および、識別情報より偽装が困難な位置情報に基づいて判断処理（認証処理）が行われるため、偽造されたネットワーク識別情報及び基地局識別情報を送信する通信装置（不正な基地局装置）が識別される可能性が高くなる。

また、本発明に係る他の移動局装置は、移動局装置による通信が可能と規定される地域を示すサービスエリア情報を記憶する手段と、当該移動局装置の位置情報を取得する手段と、前記サービスエリア情報と、前記位置情報と、に基づいて、基地局装置の認証を行う認証手段と、を有する。

本発明によれば、通信装置のそれぞれの識別情報および、偽装が非常に困難なサービスエリア情報に基づいて判断処理（認証処理）が行われるため、偽造されたネットワーク識別情報及び基地局識別情報を送信する通信装置（不正な基地局装置）が識別される可能性が高くなる。

また、本発明の一態様では、前記基地局情報記憶手段が、予め定められる方法により、記憶される情報の書き替えを許可する構成を有する。

また、本発明に係る基地局装置の認証方法は、複数の基地局装置のそれぞれに関する基地局装置情報を記憶するステップと、複数の通信装置から受信される複数の信号のそれぞれから、該通信装置に関する通信装置情報を取得するステップと、前記基地局装置情報と、複数の前記通信装置情報と、に基づいて、前記複数の通信装置に含まれる通信装置が前記複数の基地局装置に含まれるか否か判断する判断処理を行うステップと、を有する。

また、本発明に係る他の基地局装置の認証方法は、複数の基地局装置のそれぞれの識別情報および位置情報を記憶する基地局装置情報取得ステップと、複数の通信装置から受信される複数の信号のそれぞれから、該通信装置の識別情報および地理的情報を取得する通信装置情報取得ステップと、前記基地局装置情報取得ステップにおいて取得される前記識別情報および位置情報と、前記通信装置情報取得ステップにおいて取得される複数の前記識別情報および複数の地理的情報と、に基づいて、前記複数の通信装置に含まれる通信装置が前記複数の基地局装置に含まれるか否か判断する判断処理を行う判断ステップと、を有する。

また、本発明に係る他の基地局装置の認証方法は、複数の基地局装置の識別情報および位置情報を記憶する基地局情報記憶ステップと、通信装置から受信される信号から、識別情報と、前記通信装置の位置情報と、を取得する通信装置情報取得ステップと、前記基地局情報記憶ステップにおいて記憶される前記識別情報および前記位置情報と、前記通信装置情報取得ステップにおいて取得される前記識別情報および前記位置情報と、に基づいて、前記通信装置が前記複数の基地局装置に含まれるか否か判断する判断処理を行う判断ステップと、を有する。

また、本発明に係る他の基地局装置の認証方法は、移動局装置による通信が可能と規定される地域を示すサービスエリア情報を記憶するステップと、当該移動局装置の位置情報を取得するステップと、前記サービスエリア情報と、前記位置情報と、に基づいて、基地局装置の認証を行うステップと、を有する。

第１の実施形態に係る移動局装置の構成を示す図である。 移動体通信システムを示す図である。 移動局装置によって実行される基地局装置認証処理を示すフローチャートである。 基地局情報記憶部に記憶されるデータの構成を示す図である。 第２の実施形態に係る移動局装置の構成を示す図である。 移動局装置によって実行される基地局装置認証処理を示すフローチャートである。 基地局情報記憶部に記憶されるデータの構成を示す図である。 距離情報を用いた判定処理の概念を示す図である。 距離情報を用いた判定処理の概念を示す図である。 方向情報を用いた判定処理の概念を示す図である。 方向情報を用いた判定処理の概念を示す図である。 第３の実施形態に係る移動局装置の構成を示す図である。 移動局装置によって実行される基地局装置認証処理を示すフローチャートである。 第４の実施形態に係る移動局装置の構成を示す図である。 移動局装置によって実行される基地局装置認証処理を示すフローチャートである。 基地局情報記憶部に記憶されるデータの構成を示す図である。 サービスエリア情報記憶部に記憶されるデータの構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態（以下、実施形態という）について、図面に基づき詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る移動局装置１００の構成を示す図である。移動局装置１００は、複数の通信装置（基地局装置２００、通信装置３００）から受信される識別情報の組み合わせを用いて認証処理を行い、正当な基地局装置２００と認証されたものと通信を実行する。移動局装置１００は、制御部１０２、基地局認証部１０４、無線通信ハードウェア部１０６、基地局情報記憶部１０８、利用可能基地局情報記憶部１１０、アンテナ１１２を有する。

制御部１０２はＣＰＵの一機能として実現され、移動局装置１００の動作を制御する。また、制御部１０２は、無線通信ハードウェア部１０６から入力される、複数の通信装置から受信される複数の信号のそれぞれから、該通信装置に関する通信装置情報であるネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を取得し、基地局認証部１０４に出力する。

基地局認証部１０４はＣＰＵの一機能として実現され、基地局情報記憶部１０８により記憶される基地局装置情報と、制御部１０２において取得される通信装置情報であるネットワーク識別情報および基地局装置識別情報と、に基づいて、これらのネットワーク識別情報および移動局装置識別情報を送信した複数の通信装置が、基地局情報記憶部１０８に記憶される基地局装置情報により示される複数の基地局装置（正当な基地局装置）に含まれるか否かの判断処理（認証処理、基地局装置認証処理）を行う。認証処理の詳細は後述する。

無線通信ハードウェア部１０６は、半導体回路によって構成され、変調処理、増幅処理、Ａ／Ｄ変換、Ｄ／Ａ変換等の通信処理を実行し、アンテナ１１２を介して無線通信を実行する。無線通信ハードウェア部１０６は、制御部１０２から入力されるデータをアンテナ１１２を介して送信し、アンテナ１１２を介して受信される信号から受信データを生成して制御部１０２に出力する。

基地局情報記憶部１０８はメモリーによって構成され、移動体通信システム４００に含まれる複数の基地局装置２００に関する基地局情報を記憶する。基地局情報記憶部１０８に記憶されるデータは予め生成され、基地局情報記憶部１０８に、例えば移動局装置１００の製造時に書き込まれる。基地局情報記憶部１０８は、予め定められる方法による情報の書き替えを許可する構成を有し、例えば予め定められるキーワードが入力された場合にのみ書き替えられる構成や、予め定められる暗号／復号処理を介して書き込み／読み出しが行われる構成を有する。基地局情報記憶部１０８により記憶される基地局情報の詳細は後述する。

利用可能基地局情報記憶部１１０はＣＰＵの一機能として実現され、基地局認証部１０４により正当な（利用可能な）基地局装置２００と認証された通信装置３００の識別情報を記憶する。

移動局装置１００によって実行される基地局装置認証処理の詳細を以下に述べる。図３は、移動局装置１００によって実行される基地局装置認証処理を示すフローチャートである。

移動局装置１００の基地局情報記憶部１０８は、移動体通信システム４００に含まれる複数の基地局装置２００に関する基地局情報を記憶している。図４は、基地局情報記憶部１０８に記憶されるデータの構成を示す図である。基地局情報記憶部１０８は、基地局装置２００に関する基地局情報として、移動体通信システム４００を示すネットワーク識別情報と、移動体通信システム４００に含まれる全ての基地局装置２００の基地局装置識別情報と、を示す全基地局装置情報４０２と、同一フレーム内等の所定期間内に受信されうる基地局装置識別情報の組み合わせを示す組み合わせ情報４０４と、を記憶する。組み合わせ情報４０４により示される基地局装置識別情報の組み合わせは、例えば通信可能距離を半径とする円等の予め定められる面積の領域内に含まれる基地局装置の基地局装置識別情報の組み合わせである。

制御部１０２は、無線通信ハードウェア部１０６から入力されるデータから、ネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を取得し（Ｓ３００）、例えば同一フレーム等の所定期間において受信されたこれらの情報をまとめて、基地局認証部１０４に出力する。

基地局認証部１０４は、まず、制御部１０２から入力されるネットワーク識別情報および基地局装置識別情報が、基地局情報記憶部１０８において全基地局装置情報４０２に含まれるか判定を行い（Ｓ３０１）、含まれるもののみ以降の認証処理の対象として抽出する。

次に、基地局認証部１０４は、Ｓ３０１において認証処理の対象として抽出された基地局装置識別情報の有無を確認し（Ｓ３０２）、そのような基地局装置識別情報があれば認証処理はＳ３０３に進み、なければ認証処理は終了する。

Ｓ３０２において基地局装置識別情報があると判定された場合、基地局認証部１０４は、この基地局装置識別情報の組み合わせ（受信組み合わせ）と、基地局情報記憶部１０８に記憶される組み合わせ情報４０４と、を照合し、基地局情報記憶部１０８に記憶される基地局装置識別情報の組み合わせのうち、受信組み合わせと共通する基地局装置識別情報の数が最も大きい組み合わせ（最尤組み合わせ）を抽出する（Ｓ３０３）。

基地局認証部１０４は、受信組み合わせに含まれる基地局装置識別情報のうち、最尤組み合わせに含まれる基地局装置識別情報を抽出し（Ｓ３０４）、抽出された基地局装置識別情報は、利用可能基地局情報記憶部１１０に記憶される（Ｓ３０５）。すなわち、基地局認証部１０４は、受信組み合わせに含まれる基地局装置識別情報のうちの最尤組み合わせに含まれる基地局装置識別情報によって識別される基地局装置を正当な基地局装置と認証する。以上で認証処理は終了する。

無線通信ハードウェア部１０６は、利用可能基地局情報記憶部１１０に記憶される基地局装置識別情報により識別される基地局装置のうち、例えば通信品質が最もよい基地局装置を選択して通信を開始する。

以上の構成により、たとえ通信装置３００が正当なネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を送信しても、通信装置３００が基地局情報記憶部１０８に記憶される組み合わせに含まれない、すなわち通信装置３００が移動体通信システム４００を提供する通信事業者が把握している位置になければ、正当な基地局装置２００として認証されない。所定の領域に含まれる複数の基地局装置２００の組み合わせを偽造するのは、単一の基地局装置２００を偽造するよりも困難であるため、ネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を偽装した通信装置３００が不正な基地局装置であるとして検出される可能性が向上する。

なお、上記実施形態では、受信組み合わせと共通する基地局装置識別情報の数が最も大きい組み合わせを最尤組み合わせとして抽出し、最尤組み合わせに含まれない通信装置３００を不正な基地局装置であると判定する構成が示されたが、例えば、取得された基地局装置識別情報のうち、所定の割合以上の基地局装置識別情報を含む組み合わせを全て最尤組み合わせとして抽出する等、判定条件を緩めた構成としてもよい。これらの条件は、例えば通信環境の変化を考慮して決定される。

［第２の実施形態］
図５は、第２の実施形態に係る移動局装置５００の構成を示す図である。移動局装置５００は、複数の通信装置（基地局装置２００、通信装置３００）から受信される地理的情報の組み合わせを用いて認証処理を行い、正当な基地局装置２００と認証されたものと通信を実行する。移動局装置５００は、制御部５０２、基地局認証部５０４、無線通信ハードウェア部５０６、基地局情報記憶部５０８、利用可能基地局情報記憶部５１０、アンテナ５１２を有する。

移動局装置５００において、利用可能基地局情報記憶部５１０、およびアンテナ５１２については、第１の実施形態に係る移動局装置１００の利用可能基地局情報記憶部１１０、およびアンテナ１１２とそれぞれ同様であり、説明は省略する。

制御部５０２はＣＰＵの一機能として実現され、移動局装置５００の動作を制御する。また、制御部５０２は、無線通信ハードウェア部５０６から入力される、複数の通信装置からの複数の信号のそれぞれから生成されるデータから、該通信装置に関する通信装置情報であるネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を取得し、基地局認証部５０４に出力する。また、制御部５０２は、無線通信ハードウェア部５０６から入力される複数の信号の信号強度を示すデータから、複数の通信装置のそれぞれと移動局装置５００との間の距離を示す距離情報を取得し、基地局認証部５０４に出力する。信号強度には、通信距離が長くなるほど弱くなるという性質があり、距離情報は信号強度に基づいて取得される。

基地局認証部５０４はＣＰＵの一機能として実現され、制御部５０２において取得されたネットワーク識別情報、基地局装置識別情報、および距離情報を用いて、これらのネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を送信した基地局装置２００および通信装置３００の認証処理（基地局装置認証処理）を行う。基地局装置認証処理の詳細は後述する。

無線通信ハードウェア部５０６は、半導体回路によって構成され、変調処理、増幅処理、Ａ／Ｄ変換、Ｄ／Ａ変換等の通信処理を実行し、アンテナ１１２を介して無線通信を実行する。無線通信ハードウェア部５０６は、制御部５０２から入力されるデータをアンテナ５１２を介して送信し、アンテナ５１２を介して受信される信号から受信データを生成して制御部５０２に出力する。また、無線通信ハードウェア部５０６は、アンテナ５１２を介して受信される信号の信号強度を取得し、取得される信号強度を示すデータを制御部５０２に出力する。

基地局情報記憶部５０８はメモリーによって構成され、移動体通信システム４００に含まれる複数の正当な基地局装置２００に関する基地局情報を記憶する。基地局情報記憶部５０８に記憶されるデータは予め生成され、基地局情報記憶部５０８に、例えば移動局装置１００の製造時に書き込まれる。基地局情報記憶部５０８は、予め定められる方法による情報の書き替えを許可する構成を有し、例えば予め定められるキーワードが入力された場合にのみ書き替えられる構成や、予め定められる暗号／復号処理を介して書き込み／読み出しが行われる構成を有する。基地局情報記憶部５０８により記憶される基地局情報の詳細は後述する。

移動局装置５００によって実行される基地局装置認証処理の詳細を以下に述べる。図６は、移動局装置５００によって実行される基地局装置認証処理を示すフローチャートである。

移動局装置５００の基地局情報記憶部５０８は、移動体通信システム４００に含まれる正当な基地局装置を示す基地局情報を記憶している。図７は、基地局情報記憶部５０８に記憶されるデータの構成を示す図である。基地局情報記憶部５０８は、正当な基地局装置を示す基地局情報として、移動体通信システム４００を示すネットワーク識別情報と、移動体通信システム４００に含まれる全ての基地局装置２００の基地局装置識別情報と、それぞれの位置情報（例えば、緯度経度情報）と、を関連づけて全基地局装置情報７００として記憶する。

制御部５０２は、無線通信ハードウェア部５０６から入力されるデータから、ネットワーク識別情報、基地局装置識別情報、距離情報を取得し（Ｓ６００）、基地局認証部５０４に出力する。

基地局認証部５０４は、まず、制御部５０２から入力されるネットワーク識別情報および基地局装置識別情報が、全基地局装置情報７００に含まれているか判定を行い（Ｓ６０１）、含まれるもののみ以降の認証処理の対象として抽出する。

次に、基地局認証部５０４は、Ｓ６０１において認証処理の対象として抽出された基地局装置識別情報の有無を確認し（Ｓ６０２）、そのような基地局装置識別情報があれば認証処理はＳ６０３に進み、なければ認証処理は終了する。

Ｓ６０２において基地局装置識別情報があると判定された場合、基地局認証部５０４は、Ｓ６０１に認証処理の対象として抽出された通信装置について、距離情報を用いた判定処理を行う（Ｓ６０３）。

図８、および図９は、距離情報を用いた判定処理の概念を示す図である。基地局認証部５０４は、識別情報Ａを送信する通信装置８００との距離としてＸを得、識別情報Ｂを送信する通信装置８０２との距離としてＹを得、識別情報Ｃを送信する通信装置８０４との距離としてＺを得たとする。

基地局認証部５０４は、全基地局装置情報７００において識別情報Ａ，Ｂ，Ｃと関連付けて記憶される基地局装置の位置情報を取得し、それぞれの位置情報で示される地点を中心とした円を描き、それらの交点が存在するか判定する。図８に示される円が描かれる場合には、交点８０６が存在するため、通信装置８００，８０２，８０４は全て、適切なセル設計に基づき設置されている正当な基地局装置と判定される。一方、図９に示される円が描かれる場合には、交点が存在しないため、通信装置８００，８０２，８０４のいずれかが不正な基地局装置と判定される。そして、例えば不正と判定される基地局装置が最も少なくなるような組み合わせを求める処理を行う。図９の場合には、通信装置８０４が不正な基地局装置と判定される。

Ｓ６０３において正当な基地局装置と判定された基地局装置識別情報は、利用可能基地局情報記憶部５１０に記憶される（Ｓ６０４）。以上で認証処理は終了する。

無線通信ハードウェア部５０６は、利用可能基地局情報記憶部５１０に記憶される基地局装置識別情報により識別される基地局装置のうち、例えば通信品質が最もよい基地局装置を選択して通信を開始する。

以上の構成により、たとえ通信装置３００が正当なネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を送信しても、通信装置３００が移動体通信システム４００を提供する通信事業者が把握している位置になければ、正当な基地局装置２００として認証されない。信号強度から抽出される距離の偽造は困難であり、ネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を偽装した通信装置３００が不正な基地局装置であるとして検出される可能性が向上する。

なお、上記実施形態では移動局装置５００と基地局装置２００および通信装置３００との距離を示す距離情報を用いて判定処理が行われる構成が示されたが、他の地理的情報を用いる構成でもよく、例えば移動局装置５００に対する通信装置の方向を示す方向情報を用いる構成としてもよい。

この場合、移動局装置５００は、指向性を持つアンテナを使用する方法等の既知の方法により信号の到来方向を取得する構成を有し、ネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を送信する複数の信号の到来方向を用いて基地局装置の判定処理を行う。

図１０、および図１１は、方向情報を用いた判定処理の概念を示す図である。基地局認証部５０４は、識別情報Ａを含む信号の到来方向として北を得、識別情報Ｂを含む信号の到来方向として西を得、識別情報Ｃを含む信号の到来方向として南東を得たとする。

基地局認証部５０４は、全基地局装置情報７００において識別情報Ａ，Ｂ，Ｃと関連付けて記憶される基地局装置１０００，１００２，１００４の位置情報を取得し、それぞれの位置情報で示される地点から、それぞれの信号の到来方向の逆方向（北から信号が到来する場合、南方向）に直線を描き、それらの交点が存在するか判定する。図１０に示される直線が描かれる場合には、交点１００６が存在するため、基地局装置１０００，１００２，１００４と判定された通信装置は全て、適切なセル設計に基づき設置されている正当な基地局装置と判定される。一方、図１１に示される直線が描かれる場合には、基地局装置１０００，１００２，１００４と判定された通信装置のいずれかが不正な基地局装置と判定される。そして、例えば不正と判定される基地局装置が最も少なくなるような組み合わせを求める処理を行う。図１１の場合には、基地局装置１００２と判定された通信装置が不正な基地局装置と判定される。

［第３の実施形態］
図１２は、第３の実施形態に係る移動局装置１２００の構成を示す図である。移動局装置１２００は、通信装置（基地局装置２００、または通信装置３００）から受信される位置情報を用いて認証処理を行い、正当な基地局装置２００と認証されたものと通信を実行する。移動局装置１２００は、制御部１２０２、基地局認証部１２０４、無線通信ハードウェア部１２０６、基地局情報記憶部１２０８、利用可能基地局情報記憶部１２１０、アンテナ１２１２を有する。

移動局装置１２００において、無線通信ハードウェア部１２０６、利用可能基地局情報記憶部１２１０、およびアンテナ１２１２については、第１の実施形態に係る移動局装置１００の無線通信ハードウェア部１０６、利用可能基地局情報記憶部１１０、およびアンテナ１１２とそれぞれ同様であり、基地局情報記憶部１２０８については、第２の実施形態に係る基地局情報記憶部５０８と同様であるため、これらの説明は省略する。

制御部１２０２はＣＰＵの一機能として実現され、移動局装置１２００の動作を制御する。また、制御部１２０２は、無線通信ハードウェア部１２０６から入力される、複数の通信装置からの複数の信号のそれぞれから生成されるデータから、該通信装置に関する通信装置情報であるネットワーク識別情報、基地局装置識別情報および該通信装置の位置を示す位置情報を取得し、基地局認証部１２０４に出力する。位置情報は、緯度および経度を示す情報であり、通信装置において生成されて送信される。

基地局認証部１２０４はＣＰＵの一機能として実現され、無線通信ハードウェア部１２０６で受信され制御部１２０２において取得されたネットワーク識別情報、移動局装置識別情報、および位置情報を用いて、これらの情報を送信した基地局装置２００および通信装置３００の認証処理（基地局装置認証処理）を行う。基地局装置認証処理の詳細は後述する。

移動局装置１２００によって実行される基地局装置認証処理の詳細を以下に述べる。図１３は、移動局装置１２００によって実行される基地局装置認証処理を示すフローチャートである。

移動局装置１２００の基地局情報記憶部１２０８は、移動体通信システム４００に含まれる正当な基地局装置を示す基地局情報を記憶している。記憶されているデータは、第２に実施形態に係る基地局情報記憶部５０８と同様であり、図７に示すとおりである。

制御部１２０２は、無線通信ハードウェア部１２０６において受信されるデータから、ネットワーク識別情報、基地局装置識別情報および位置情報を取得し（Ｓ１３００）、基地局認証部１２０４に出力する。

基地局認証部１２０４は、まず、制御部１２０２から入力されるネットワーク識別情報および基地局装置識別情報が、基地局情報記憶部１２０８において記憶される全基地局装置情報７００に含まれるか判定を行い（Ｓ１３０１）、含まれなければ該情報を送信した通信装置を不正は基地局装置と判定し（Ｓ１３０４）、認証処理は終了する。

Ｓ１３０１において、ネットワーク識別情報および基地局装置識別情報が、基地局情報記憶部１２０８において記憶される全基地局装置情報に含まれていた場合、基地局認証部１２０４は、該基地局識別情報と関連づけて入力される位置情報と、全基地局装置情報７００において対応する基地局識別情報と関連づけて記憶される位置情報と、を照合する（Ｓ１３０２）。これらが一致しなければ基地局認証部１２０４は、該情報を送信した通信装置を不正は基地局装置と判定し（Ｓ１３０４）、認証処理は終了する。

Ｓ１３０２において、基地局識別情報と関連づけて入力される位置情報と、全基地局装置情報７００において対応する基地局識別情報と関連づけて記憶される位置情報と、が一致した場合、位置情報が一致した通信装置から送信された基地局装置識別情報は、利用可能基地局情報記憶部１２１０に記憶される（Ｓ１３０３）。以上で認証処理は終了する。

無線通信ハードウェア部１２０６は、利用可能基地局情報記憶部１２１０に記憶される基地局装置識別情報により識別される基地局装置のうち、例えば通信品質が最もよい基地局装置を選択して通信を開始する。

以上の構成により、たとえ通信装置３００が正当なネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を送信しても、通信装置３００が移動体通信システム４００を提供する通信事業者が把握している位置になければ、正当な基地局装置２００として認証されない。基地局装置２００により送信される位置情報の偽造は、位置情報を用いるサービスに影響を及ぼすため実行される可能性が低い。この位置情報を認証処理に利用することで、ネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を偽装した通信装置３００が不正な基地局装置であるとして検出される可能性が向上する。

［第４の実施形態］
図１４は、第４の実施形態に係る移動局装置１４００の構成を示す図である。移動局装置１４００は、当該移動局装置１４００がサービスエリアに位置しているか否かの判断結果を元に通信装置（基地局装置２００、または通信装置３００）の認証処理を行い、正当な基地局装置２００と認証されたものと通信を実行する。移動局装置１４００は、制御部１４０２、位置情報取得部１４０３、基地局認証部１４０４、無線通信ハードウェア部１４０６、基地局情報記憶部１４０８、サービスエリア情報記憶部１４０９、利用可能基地局情報記憶部１４１０、アンテナ１４１２を有する。

移動局装置１４００において、無線通信ハードウェア部１４０６、利用可能基地局情報記憶部１４１０、およびアンテナ１４１２については、第１の実施形態に係る移動局装置１００の無線通信ハードウェア部１０６、利用可能基地局情報記憶部１１０、およびアンテナ１１２とそれぞれ同様であり、説明を省略する。

制御部１４０２はＣＰＵの一機能として実現され、移動局装置１４００の動作を制御する。また、制御部１４０２は、無線通信ハードウェア部１４０６から入力される、基地局装置２００または通信装置３００から受信された信号から、該基地局装置２００または該通信装置３００に関する通信装置情報であるネットワーク識別情報および通信装置識別情報を取得し、基地局認証部１４０４に出力する。

位置情報取得部１４０３はＣＰＵの一機能として実現され、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）による処理を実行する機能を有し、無線通信ハードウェア部１４０６を介して衛星との通信を行って移動局装置１４００の位置情報（緯度情報、経度情報）を取得し、基地局認証部１４０４に出力する。

基地局認証部１４０４はＣＰＵの一機能として実現され、制御部１４０２において取得される基地局装置識別情報、位置情報取得部１４０３において取得される端末位置情報、およびサービスエリア情報記憶部１４０９に記憶されるサービスエリア情報を用いて、該基地局装置識別情報を送信した基地局装置２００および通信装置３００の認証処理（基地局装置認証処理）を行う。基地局装置認証処理の詳細は後述する。

基地局情報記憶部１４０８はメモリーによって構成され、移動体通信システム４００に含まれる正当な基地局装置２００を示す基地局情報を記憶する。基地局情報記憶部１４０８は、予め定められる方法による情報の書き替えを許可する構成を有し、例えば予め定められるキーワードが入力された場合にのみ書き替えられる構成や、予め定められる暗号／復号処理を介して書き込み／読み出しが行われる構成を有する。基地局情報記憶部１４０８により記憶される基地局情報の詳細は後述する。

サービスエリア情報記憶部１４０９はメモリーによって構成され、移動体通信システム４００によるサービスが提供される（通信が実行される）サービスエリアを示すサービスエリア情報を記憶する。サービスエリア情報記憶部１４０９は、予め定められる方法による情報の書き替えを許可する構成を有し、例えば予め定められるキーワードが入力された場合にのみ書き替えられる構成や、予め定められる暗号／復号処理を介して書き込み／読み出しが行われる構成を有する。サービスエリア情報記憶部１４０９により記憶されるサービスエリア情報１７００の詳細は後述する。

移動局装置１４００によって実行される基地局装置認証処理の詳細を以下に述べる。図１５は、移動局装置１４００によって実行される基地局装置認証処理を示すフローチャートである。

移動局装置１４００の基地局情報記憶部１４０８は、移動体通信システム４００に含まれる正当な基地局装置を示す基地局情報を記憶している。図１６は、基地局情報記憶部１４０８に記憶されるデータの構成を示す図である。基地局情報記憶部１４０８は、正当な基地局装置を示す基地局情報として、移動体通信システム４００を示すネットワーク識別情報と、移動体通信システム４００に含まれる全ての基地局装置２００の基地局装置識別情報と、を全基地局装置情報１６００として記憶する。これらの情報は、基地局情報記憶部１４０８に、例えば移動局装置１４００の製造時に書き込まれる。

移動局装置１４００のサービスエリア情報記憶部１４０９は、移動体通信システム４００によるサービスが提供される（通信が実行される）サービスエリアを示すサービスエリア情報を記憶している。図１７は、サービスエリア情報記憶部１４０９に記憶されるデータの構成を示す図である。サービスエリア情報記憶部１４０９は、例えばサービスエリアの北端および南端の緯度と、東端および西端の経度と、をサービスエリア情報１７００として記憶する。これらの情報は、サービスエリア情報記憶部１４０９に、例えば移動局装置１４００の製造時に書き込まれる。

制御部１４０２は、無線通信ハードウェア部１４０６において受信されるデータから、ネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を取得し（Ｓ１５００）、基地局認証部１４０４に出力する。

基地局認証部１４０４は、まず、制御部１４０２から入力されるネットワーク識別情報および基地局装置識別情報が、基地局情報記憶部１４０８において記憶される全基地局装置情報１６００に含まれるか判定を行い（Ｓ１５０１）、含まれなければ該情報を送信した通信装置を不正は基地局装置と判定し（Ｓ１５０４）、認証処理は終了する。

Ｓ１５０１において、ネットワーク識別情報および基地局装置識別情報が、基地局情報記憶部１４０８において記憶される全基地局装置情報１６００に含まれていた場合、基地局認証部１４０４は、位置情報取得部１４０３により取得される位置情報が、サービスエリア情報記憶部１４０９に記憶されるサービスエリア情報１７００により示される緯度および経度で規定される領域に含まれるか判定を行う（Ｓ１５０２）、含まれなければ該情報を送信した通信装置を不正な基地局装置と判定し（Ｓ１５０４）、認証処理は終了する。

Ｓ１５０２において、位置情報がサービスエリア情報記憶部１４０９に記憶される緯度および経度で規定される領域に含まれると判定された場合、基地局認証部１４０４は、該情報を送信した通信装置の基地局識別情報を利用可能基地局情報記憶部１４１０に出力し、利用可能基地局情報記憶部１４１０は入力される基地局識別情報を記憶する（Ｓ１５０３）。以上で認証処理は終了する。

無線通信ハードウェア部１４０６は、利用可能基地局情報記憶部１４１０に記憶される基地局装置識別情報により識別される基地局装置のうち、例えば通信品質が最もよい基地局装置を選択して通信を開始する。

以上の構成により、たとえ通信装置３００が正当なネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を送信しても、移動局装置１４００がサービスエリアに位置していなければ、正当な基地局装置２００として認証されない。すなわち、ネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を偽装した基地局装置であっても、サービスエリア以外で通信を行おうとするものは、不正な基地局装置であるとして検出され、ネットワーク識別情報および基地局装置識別情報を偽装した通信装置３００が不正な基地局装置であるとして検出される可能性が向上する。

なお、上記実施形態におけるそれぞれの判定の基準は、使用される情報が通信環境により変動する可能性を考慮して、より厳格なものやより緩いものに調整してもよい。

１００ 移動局装置、１０２ 制御部、１０４ 基地局認証部、１０６ 無線通信ハードウェア部、１０８ 基地局情報記憶部、１１０ 利用可能基地局情報記憶部、１１２ アンテナ、２００ 基地局装置、３００ 通信装置、４００ 移動体通信システム、４０２ 全基地局装置情報、４０４ 組み合わせ情報、５００ 移動局装置、５０２ 制御部、５０４ 基地局認証部、５０６ 無線通信ハードウェア部、５０８ 基地局情報記憶部、５１０ 利用可能基地局情報記憶部、５１２ アンテナ、７００ 全基地局装置情報、８００，８０２，８０４ 通信装置、１０００，１００２，１００４ 基地局装置、８０６，１００６ 交点、１２００ 移動局装置、１２０２ 制御部、１２０４ 基地局認証部、１２０６ 無線通信ハードウェア部、１２０８ 基地局情報記憶部、１２１０ 利用可能基地局情報記憶部、１２１２ アンテナ、１４００ 移動局装置、１４０２ 制御部、１４０３ 位置情報取得部、１４０４ 基地局認証部、１４０６ 無線通信ハードウェア部、１４０８ 基地局情報記憶部、１４０９ サービスエリア情報記憶部、１４１０ 利用可能基地局情報記憶部、１４１２ アンテナ、１６００ 全基地局装置情報、１７００ サービスエリア情報。

Claims (12)

1. 複数の基地局装置のそれぞれに関する基地局装置情報を記憶する基地局装置情報記憶手段と、
   複数の通信装置から受信される複数の信号のそれぞれから、該通信装置に関する通信装置情報を取得する通信装置情報取得手段と、
   前記基地局装置情報と、複数の前記通信装置情報と、に基づいて、前記複数の通信装置に含まれる通信装置が前記複数の基地局装置に含まれるか否か判断する判断処理を行う判断手段と、
   を有することを特徴とする移動局装置。
2. 請求項１に記載の移動局装置において、
   前記基地局装置情報は、前記複数の基地局装置のそれぞれの識別情報と、予め定められる期間において受信される前記識別情報の組み合わせを示す組み合わせ情報と、を含み、
   前記通信装置情報は、該通信装置情報を提供する前記信号を送信した前記通信装置の識別情報を含み、
   前記判断手段は、前記組み合わせ情報と、前記期間において受信される前記複数の信号のそれぞれから前記通信装置情報取得手段により取得される前記識別情報の組み合わせと、に基づいて、前記判断処理を行うことを特徴とする移動局装置。
3. 複数の基地局装置のそれぞれの識別情報および位置情報を記憶する基地局装置情報記憶手段と、
   複数の通信装置から受信される複数の信号のそれぞれから、該通信装置の識別情報および地理的情報を取得する通信装置情報取得手段と、
   前記基地局装置情報取得手段により取得される前記識別情報および位置情報と、前記通信装置情報取得手段により取得される複数の前記識別情報および複数の地理的情報と、に基づいて、前記複数の通信装置に含まれる通信装置が前記複数の基地局装置に含まれるか否か判断する判断処理を行う判断手段と、
   を有することを特徴とする移動局装置。
4. 請求項３に記載の移動局装置において、
   前記地理的情報は、該地理的情報を提供する前記信号を送信した前記通信装置と当該移動局装置との間の距離を示す情報であることを特徴とする移動局装置。
5. 請求項３に記載の移動局装置において、
   前記地理的情報は、当該移動局装置に対する、該地理的情報を提供する前記信号を送信した前記通信装置の方向を示す情報であることを特徴とする移動局装置。
6. 複数の基地局装置の識別情報および位置情報を記憶する基地局情報記憶手段と、
   通信装置から受信される信号から、識別情報と、前記通信装置の位置情報と、を取得する通信装置情報取得手段と、
   前記基地局情報記憶手段により記憶される前記識別情報および前記位置情報と、前記通信装置情報取得手段により取得される前記識別情報および前記位置情報と、に基づいて、前記通信装置が前記複数の基地局装置に含まれるか否か判断する判断処理を行う判断手段と、
   を有することを特徴とする移動局装置。
7. 移動局装置による通信が可能と規定される地域を示すサービスエリア情報を記憶する手段と、
   当該移動局装置の位置情報を取得する手段と、
   前記サービスエリア情報と、前記位置情報と、に基づいて、基地局装置の認証を行う認証手段と、
   を有することを特徴とする移動局装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の移動局装置において、
   前記基地局情報記憶手段が、予め定められる方法により、記憶される情報の書き替えを許可する構成を有することを特徴とする移動局装置。
9. 複数の基地局装置のそれぞれに関する基地局装置情報を記憶するステップと、
   複数の通信装置から受信される複数の信号のそれぞれから、該通信装置に関する通信装置情報を取得するステップと、
   前記基地局装置情報と、複数の前記通信装置情報と、に基づいて、前記複数の通信装置に含まれる通信装置が前記複数の基地局装置に含まれるか否か判断する判断処理を行うステップと、
   を有することを特徴とする基地局装置の認証方法。
10. 複数の基地局装置のそれぞれの識別情報および位置情報を記憶する基地局装置情報取得ステップと、
    複数の通信装置から受信される複数の信号のそれぞれから、該通信装置の識別情報および地理的情報を取得する通信装置情報取得ステップと、
    前記基地局装置情報取得ステップにおいて取得される前記識別情報および位置情報と、前記通信装置情報取得ステップにおいて取得される複数の前記識別情報および複数の地理的情報と、に基づいて、前記複数の通信装置に含まれる通信装置が前記複数の基地局装置に含まれるか否か判断する判断処理を行う判断ステップと、
    を有することを特徴とする基地局装置の認証方法。
11. 複数の基地局装置の識別情報および位置情報を記憶する基地局情報記憶ステップと、
    通信装置から受信される信号から、識別情報と、前記通信装置の位置情報と、を取得する通信装置情報取得ステップと、
    前記基地局情報記憶ステップにおいて記憶される前記識別情報および前記位置情報と、前記通信装置情報取得ステップにおいて取得される前記識別情報および前記位置情報と、に基づいて、前記通信装置が前記複数の基地局装置に含まれるか否か判断する判断処理を行う判断ステップと、
    を有することを特徴とする基地局装置の認証方法。
12. 移動局装置による通信が可能と規定される地域を示すサービスエリア情報を記憶するステップと、
    当該移動局装置の位置情報を取得するステップと、
    前記サービスエリア情報と、前記位置情報と、に基づいて、基地局装置の認証を行うステップと、
    を有することを特徴とする基地局装置の認証方法。

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