JP2017509244A - ２つのセキュリティモジュールの間に安全な通信チャネルを生成する方法及びシステム - Google Patents

Abstract

２つの異なるネットワークの動作のために２つの異なる暗号化技術を使用する２つの異なるセキュリティモジュールを対にする技術は、それらのそれぞれの通信ネットワークを介して両方のセキュリティモジュールに秘密を生成して伝送することを含む。１つの有利な態様において、複製又は窃盗の傾向があり得る、セキュリティモジュールのうちの１つは、対形成を経て他のセキュリティモジュールに論理的に結びつけられる。例えば、対形成がうまく実行されると、ローカル通信接続、例えば加入者のホームネットワーク、或いはピア・ツー・ピア又は近接通信リンクにおけるその存在が、第２のセキュリティモジュールにより検出されて、確認されることができる場合にだけ、第１のセキュリティモジュールは、ワイド・エリア・ネットワークで使用可能であり得る。【選択図】図１

Description

本文書は、安全な電子通信及び通信ネットワークへの物理的アクセスを制御することに関する。

衛星通信サービスのユーザは、衛星ダウンリンクを通じてマルチメディアコンテンツを受信する。

ユーザが双方向通信ネットワークを介して衛星ネットワークへ送り返す方法が存在しなかったので、一部の従来の衛星ネットワークは一方向であった。無線技術の最近の進歩、例えば、３Ｇ及び４Ｇセルラー無線技術は、衛星テレビユーザが衛星ネットワークと通信できる無線通信チャネルを提供することを可能にした。

本文書は、対使用のための２つの異なるネットワークで作動可能である２つの異なるセキュリティモジュール（例えば、スマートカード）の安全な対形成の技術を開示する。いくつかの実施態様において、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カードが、それがスマートカードと対にされたままである間だけ無線通信の用に供することができるように、例えば、デジタルケーブル又は衛星テレビネットワークで用いられるスマートカード、及び、例えば、セルラー電話ネットワークで用いられるＳＩＭカードは、ユーザ施設に配備されて、一緒に安全に対にされる。

一つの態様において、ある方法が、第２の通信ネットワークで作動できる第２のセキュリティモジュールによって、第１の通信ネットワークで作動できる第１のセキュリティモジュールの動作を制御する目的で提供される。この方法は、初期化メッセージを第１の通信ネットワークから第２の通信ネットワークまで送るステップであって、初期化メッセージは第１のセキュリティモジュールを一意に識別するステップと、初期化メッセージに基づいて秘密を生成するステップと、秘密を第１の通信ネットワークを介して第１のセキュリティモジュールに通信するステップと、秘密を第２の通信ネットワークを介して第２のセキュリティモジュールに送信するステップと、秘密を使用して、第１の通信ネットワーク及び第２の通信ネットワークと異なる第３の通信リンクを介して第２のセキュリティモジュールと第１のセキュリティモジュールの間に安全なチャネルを確立するステップとを含む。

別の態様において、通信システムで動作する装置が開示される。この装置は、初期化メッセージを無線通信ネットワークを介してアプリケーションサーバに送信するモジュールと、初期化メッセージに含まれる一致に基づいて生成した秘密を受信するモジュールと、ホーム・エリア通信リンクを通じて安全な通信チャネルを確立するモジュールと、安全な通信チャネルの成功した確立を表す確認メッセージを無線通信ネットワークを介して送るモジュールとを備える。

これらの態様及び他の態様が、図面、説明、及び請求項に後述される。

通信システムの実施例を示す。 通信ネットワークのデータフローの実施例のブロック線図表示である。

デジタル通信技術の最近の進歩によって、いくつかの従来の通信ネットワークは、現在、データをユーザとやりとりするために付加的な方法により補足されている。多くの位置、例えば、ユーザの家又は企業或いは店や空港等の公的な場所において、ユーザには、インターネットのようなネットワークに接続するために複数の可能性があり得る。例えば、ユーザの家で、ユーザは、衛星又はケーブルネットワークを介してオーディオ／ビデオプログラム及びデータを受信することが可能である。同時に、ユーザは、３Ｇ又は４Ｇネットワークのような無線セルラーネットワークを介してオーディオ／ビデオプログラム及びデータを受信することが可能である。同様に、空港で、ユーザは、彼女のセルラー・データ・ネットワークを使用して、及び／又は無線ホットスポット又はＷｉ―Ｆｉネットワークを使用してデータ接続性を確立することが可能である。

別の例として、一部の衛星テレビ番組プロバイダは、データ／コンテンツ接続性をユーザ施設へ提供する付加的な方法を提供するために、セルラーネットワークでそれらの衛星通信ネットワークを補足することを望むことができる。この種の２ネットワーク接続性を利用可能とすることは、とりわけ、付加的なコンテンツ及びサービスを提供する機会、ユーザがネットワークと通信できるリバースチャネル、及び通信サービスを統合することによってユーザに対する毎月の請求を減少させる可能性を提供することによってユーザ及びネットワーク・サービス・プロバイダの両方のためになることができる。結果として、マルチメディアコンテンツは、一方向衛星ネットワークを通して受信機に送信されることができて、マルチメディアコンテンツに関連した付加価値のついたコンテンツは、セルラーネットワークを通して送信されることができる。マルチメディアコンテンツを享受すると共に、ユーザは、拡張機能、例えばマルチメディアコンテンツのメタデータにおけるハイパーリンクを起動させることができる。ハイパーリンクは、安全なチャネルを通してセルラー受信機（例えばＬＴＥルーター）に伝えられて、次にモバイル管理エンティティを介してＣＡＳヘッドエンドに送られる。ＣＡＤヘッドエンドは、付加価値のついたコンテンツを作成して、それをセルラーネットワークを介してＳＴＢに送信できる。図１は、通信システムの実施例を示す。放送システム（ＣＡＳ ＨＤ）は、コンテンツを衛星リンクＳＮＥＴを介してユーザ施設ＤＥＶ２に提供できる。衛星ＳＮＥＴからの衛星信号は、屋上アンテナ、例えばパラボラアンテナを介して受信できる。ユーザ施設は、受信衛星信号で伝えられる衛星コンテンツを受信するために、セットトップボックス又は受信機ＤＥＶ２を装備できる。受信機ＤＥＶ２は、衛星リンクＳＮＥＴを通じて送信されるさまざまなテレビ番組への条件つきのアクセスを提供するために、スマートカードＳＣを使用する解読サブシステムを含むことができる。第１のセキュリティモジュールＳ１及び第２のセキュリティモジュールＳ２が、異なる解読技術を使用してデータを解読するために使用する解読キーを含む点に留意する必要がある。加えて、第１のセキュリティモジュール及び第２のセキュリティモジュールは、異なる物理的形状因子及びセキュリティを提供する。

ユーザ施設は、衛星リンクＳＮＥＴと異なる第２の無線通信リンクＦＮＥＴに基づいて、第２のアンテナシステムを装着することもできる。第２のアンテナシステムＤＥＶ１は、例えば、ＬＴＥネットワークＦＥＮＴとの通信によって、インターネット接続を提供するために、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）送信／受信及びルーター機能を含むことができる。ＬＴＥネットワークＦＮＥＴは、拡張ノードＢ（ｅＮＢ）と呼ばれる、基地局を含むことができて、それはマクロセルにおいて無線通信を制御する。ｅＮＢは、インターネット及び他の電話通信サービスへの接続性を提供するために、進化したパケットコアＥＰＣのようなネットワーク基盤と通信できる。衛星ネットワークＦＮＥＴを通じて転送される衛星コンテンツ（それは衛星サービスプロバイダのためのバックボーンネットワークを形成する）は、ＥＰＣが利用できる（例えば、ユーザによる双方向対話性を実現するために）こともあり得る。

ＬＴＥルーター又は装置Ｄｅｖ１は、汎用集積回路カード（ＵＩＣＣ）のようなセキュリティモジュール（Ｓ１）を備えることができて、それは携帯電話会社によって（又はＵＩＣＣプロバイダによって）供給されることができる。本説明を通じて、セキュリティモジュールは、ＳＩＭ、ＵＩＣＣ、又はＳ１により識別されて、第１の装置ＤＥＶ１に設置するセキュリティモジュールに関連する。ＵＩＣＣは、セルラーネットワークの加入者を識別して認証するために用いる、パラメータ及び証明書、例えば、国際移動電話加入者識別番号（ＩＭＳＩ）及び認証キー（Ｋｉ）を提供できる。ＬＴＥルーター（即ちＤＥＶ１）は、他のモバイル機器のように、ＭＭＥ（モバイル管理エンティティ）に接続している。ＭＭＥは、ＬＴＥルーターのセキュリティモジュール（Ｓ１）を識別して、認証する。ＬＴＥルーターは、最も近い移動アンテナを介して加えて設置される。

ＬＴＥルーターが屋外ユニットであり得て、ＵＩＣＣもユーザの家の外にあるので、悪意のある攻撃を予防することは困難かもしれない（例えば夜間に）。ＵＩＣＣ（又はＵＩＣＣに含まれるパラメータ）のクローニングは、闇市場に売られたシステム又はイベントＵＩＣＣの不正な使用に結果としてなることがあり得る。これは、ネットワーク運営者がユーザに提供するサービスに対して直接的な悪影響がある。

本文書は、なかでも、ＬＴＥ ＵＳＩＭ（汎用加入者識別モジュール）カードとも呼ばれる、ＵＩＣＣの安全な対形成のための技術をスマートカードモジュール／放送チャネルに接続している衛星セットトップボックスの安全な環境に提供する。

いくつかの実施形態では、既存の非常に安全なチャネル衛星リンクＳＥＣ＿ＣＨは、ＵＩＣＣとスマートカード（Ｓ２）の間に安全な対形成を確立するために用いる。この種の対形成は、一つの態様では、ＵＩＣＣを複製するか又は盗んで、それを他のために使用することによって、例えば４Ｇ対応スマートフォンに挿入することによって、悪意のあるアタッカーによるサービスの窃盗を防止する。別の態様では、ネットワーク・サービス・プロバイダによって、そうすることを許可されない場合、対形成は又、ユーザが、移動中に４Ｇ無線接続を得るために、ＵＩＣＣを彼／彼女の個人携帯電話に接続するのを防止することもできる。例えば、アンテナシステム１１２が固定無線アクセスネットワークで用いられる配備で、ｅＮＢは、ＵＩＣＣカードが可動性でないと仮定して特定の容量要件を満たすパラメータにより構成されることができる。このようなシステムでは、ＵＩＣＣのユーザの未許可の移動は、間違い設定及びサービスの品質の低下につながることがある。

いくつかの実施形態では、２つの要素（ここでは、ＳＩＭカード及びＳＣ）の間の安全な通信（ＳＥＣ＿ＣＨ）は、両方の要素で共有される秘密を使用して確立されることができる。いくつかの実施形態では、秘密は、第１の管理ユニットＭＭＥ（例えば、衛星ネットワーク基盤）で生成されることができる。この秘密は、次に、この文書に記載されたようなプロセスを使用して衛星ネットワークとセルラーネットワークの間で共有される。次に、この秘密は、ＬＴＥルーター（ＤＥＶ１）とセットトップボックス（ＤＥＶ２）の間に安全なチャネルＳＥＣ＿ＣＨを生成するために用いる。秘密は、ＬＴＥルーターとセットトップボックスの間で交換されるデータを暗号化するためにキーとして用いることができるか、又は、例えば次のディフィ・ヘルマン・プロトコルのベースであり得る。

ディフィ・ヘルマン・プロトコルは、２人のコンピュータ使用者が安全性が低いチャネルを通して情報を交換できる共有の秘密キーを生成する彼らのための方法である。ユーザにアリス及びボブという名前をつける。第１に、彼らは、２つの素数ｇ及びｐについて同意し、そこにおいて、ｐは大きい（概して少なくとも５１２ビット）、そしてｇはｐを法とする原始根である。（実際には、（ｐ―１）／２も素数であるようにｐを選ぶことは、良いアイデアである。）ｐ又はｇのうちの１つは、秘密の値から生成できる。数ｇ及びｐは、他のユーザに対して秘密に保つ必要はない。ここで、アリスは、彼女の秘密キーとして大きな乱数aを選び、そしてボブは同様に大きな数ｂを選ぶ。アリスは、次に、Ａ＝ｇ＾ａ（ｍｏｄ ｐ）を計算し、それを彼女はボブに送り、そしてボブは、Ｂ＝ｇ＾ｂ（ｍｏｄ ｐ）を計算し、それを彼はアリスに送る。

ここで、アリス及びボブの両方とも、彼らの共有キーＫ＝ｇ＾（ａｂ）（ｍｏｄ ｐ）を計算し、それを、アリスは、Ｋ＝Ｂ＾ａ（ｍｏｄ ｐ）＝（ｇ＾ｂ）＾ａ（ｍｏｄ ｐ）として計算する。

そしてボブは、Ｋ＝Ａ＾ｂ（ｍｏｄ ｐ）＝（ｇ＾ａ）＾ｂ（ｍｏｄ ｐ）として計算する。

アリス及びボブは、ここで、この情報を得ようとする他のユーザについて心配せずに情報を交換するために、彼らの共有キーＫを使用できる。潜在的盗聴者（Ｅｖｅ）がそうするために、彼女は、ｇ、ｐ、Ａ＝ｇ＾ａ（ｍｏｄ ｐ）、及びＢ＝ｇ＾ｂ（ｍｏｄ ｐ）だけを知っているＫ＝ｇ＾（ａｂ）（ｍｏｄ ｐ）を得ることを最初に必要とする。

これは、Ａ＝ｇ＾ａ（ｍｏｄ ｐ）からaを、そしてＢ＝ｇ＾ｂ（ｍｏｄ ｐ）からｂを計算することにより行なうことができる。これは離散対数問題であり、それは大きなｐのために計算的に実行不可能である。ｐを法とする数の離散対数を計算することは、２つの素数の積をｐと同一サイズに因数分解するのと同じ時間概ねかかり、それはＲＳＡ暗号法の安全が依存するものである。このように、ディフィ・ヘルマン・プロトコルは、ＲＳＡと概ね同程度安全である。

図１は、対形成のために確立された通信ネットワークの実施例のブロック線図表示である。衛星セットトップボックス（ＳＴＢ）ＤＥＶ２及び屋外アンテナユニットＤＥＶ１は、第３の通信ネットワークＴＮＥＴ（例えば、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク又は有線イーサネット（登録商標）ネットワーク）を形成するホーム・ローカル・ネットワーク（Ｈ＿Ｓ）を介して互いに通信で連結できる。イーサネット（登録商標）スイッチ（例えば、アクセスポイント）は、ホームネットワーク・トラフィックを容易にするために任意に用いることができる。第３の通信チャネル（ＴＮＥＴ）を使用する２つの論理通信チャネルは、ＳＴＢ ＤＥＶ２とユニットＤＥＶ１−安全な論理チャネルＳＥＣ＿ＣＨと第２のチャネルＨＯＭＥ＿ＮＴ、例えば、イーサネット（登録商標）通信チャネルの間に確立することができる。安全なチャネルＳＥＣ＿ＣＨは、ＳＣ（又はＳ２）及びＳＩＭ（又はＳ１）を使用して安全にされる安全な通信を使用できる。ＳＩＭカードを有するモバイル機器がモバイルネットワークに接続すると共に、ＳＩＭカード（又はＵＳＩＭ、Ｓ１）はＭＭＥにより識別される。ＭＭＥは、証明書を第２の管理ユニット（ＣＡＳヘッドエンド）に接続するアプリケーションサーバに提供するホーム加入者サーバ（ＨＳＳ）に接続している。ＳＴＢ（ＤＥＶ２）は、衛星リンクＳＮＥＴを通じて衛星プログラミング（即ち放送チャネル）及びユニットＳＣのための証明書を受信できる。一旦対形成が達成されると、付加価値のついたコンテンツ（例えば、広告、対話式データ、プログラムガイドなど）は、セルラー接続ＦＮＥＴを通じてうまく受信されて、安全なチャネルＳＥＣ＿ＣＨを介してコンテンツ視聴のユーザエクスペリエンスを向上させるためにＳＴＢ ＤＥＶ２に提供されることができる。ＣＡＳヘッドエンドに接続する対話型アプリケーションサーバ（ＩＡＳ）は、次に付加価値のついたコンテンツを第１の通信ネットワークを通じてＳＴＢに伝えることができる。

図２を参照すると、それぞれの暗号化モジュールを互いと対にするために、第１のネットワークＦＮＥＴ、例えば４Ｇネットワーク３０２、及び第２のネットワークＳＮＥＴ、例えば衛星ネットワーク３０４を通じて交換されるメッセージ例が記載されている。

４Ｇネットワーク（ＦＮＥＴ）接続性の初期設定で（例えば、インストーラによる屋根上設置の間に）、ＬＴＥルーターに設置されるＳＩＭカード（即ちＵＩＣＣ）は、例えばＳＭＳ（簡単なメッセージシステム）通信（図２、ステップ１００）を使用して、ＭＭＥへ通信するために、予め設置されたアプレットを使用する。第１の装置ＤＥＶ１のＳＩＭカードは、第１のメッセージ（ＩＮＩＴ＿ＭＥＳＳ）を生成して、第１のネットワーク（ＦＮＥＴ）を介してＭＭＥに送る。ＳＩＭカードは、４Ｇネットワーク（通信可能であるために）によって、そして電話番号、及び／又はＳＩＭカードを一意に識別する他の利用できる情報によるＭＭＥレベルで識別される。これは、ＵＩＣＣメッセージに含まれる識別番号により達成することができるか、又は識別は、電話番号のようなメッセージを伴っている個人データによるＣＡＳ ＯＴＡにより行うことができる。発信システム（ＳＩＭカード）が、ＭＭＥがＳＩＭカードを一意に識別することを可能にするＩＭＳＩのような個人データを自動的に加えるので、ＳＩＭカードによって送られる「ＩＮＩＴ」のような簡単なメッセージは、その場合、４Ｇネットワークの中で識別される。

ＭＭＥは、次に、数又は英数字値であり得る固有の秘密を生成する。ＭＭＥは、乱数発生器であり得る秘密生成部を使用できる。

秘密がＳＩＭ（例えば、ＳＭＳによる管理コマンド）に平文で送られないように、固有の秘密は、安全な通信チャネルを用いて４Ｇネットワーク（ＦＮＥＴ）を通してＳＩＭカードのための第１の装置ＤＥＶ１に送信される（図２、ステップ２）。

秘密は、第１の装置（ＦＤＥＶ）のＳＩＭカードに格納される。

肯定応答（例えば、ＳＭＳを介して）は、秘密の正しい受信を確認するために、ＭＭＥに任意に返信されることができる。

ＭＭＥがＳＩＭのための秘密を生成した後に、それは、秘密をＣＡＳヘッドエンドに（関連するＣＡＳアカウントを使用して）送信できる。図２、ステップ３参照。

ＭＭＥ及びＣＡＳヘッドエンドは、それらの加入者のための異なる識別システムを有することができる。ＭＭＥは、加入者を固有識別子（ＵＩ―ＣＯ）で一意に識別することができて、ＣＡＳヘッドエンドは、加入者を固有識別子（ＵＩ―ＣＨ）で一意に識別できる。ＵＩ ＣＨを決定するために、ＭＭＥは、ＩＭＳＩ又は電話番号のようなユーザの秘密及び識別データを含むメッセージを送ることができる。ＣＡＳヘッドエンドは、次に、そのデータベースの中でこの識別データを有するユーザの対応する固有識別（ＵＩ―ＣＨ）を検索できる。

本発明の実施形態によれば、ＭＭＥは、対形成を要求する装置ＤＥＶ１に関する情報を更に加えることができる。この情報は、装置のタイプ（携帯装置又はスタンドアロン装置）であり得て、この情報は、要求をフィルターに通すためにＣＡＤヘッドエンドによって用いることができる。対形成は、ＬＴＥルーターのようなスタンドアロン装置だけで受け入れられて、ＳＩＭカードがモバイル機器に差し込まれる場合に拒否されることがあり得る。

一実施形態によれば、ＬＴＥルーター（又はＤＥＶ１）は、初期化プロセスを始める前に、その固有識別子（ＵＩ―ＣＨ）を得るために、セットトップボックスを問い合わせることができる。これは、ＬＴＥルーターをセットトップボックスに連係する通信チャネル（その時安全でない）を通して行なうことができる。次に、対形成を開始するＵＩＣＣメッセージで、ＭＭＥが、ＵＩＣＣメッセージを受信すると共に、ＵＩ―ＣＨを抽出できるように、ＵＩ―ＣＨは加えられる。ＭＭＥが秘密をＣＡＴヘッドエンドに送信するときに、このＵＩ―ＣＨは使われ、そしてＵＩ―ＣＨはメッセージに加えられて、ＣＡＳヘッドエンドがその加入者を識別することを可能にする。ＭＭＥは、識別された加入者（ＵＩ―ＣＨで識別された）が要求された対形成を許可されているかどうか検査するために、ＭＭＥ加入者の名前のような付加的情報を送信できる。

共有秘密は、専用エンタイトルメント管理メッセージ（ＥＭＭ）の使用によってＣＡＳヘッドエンドから識別されたＳＴＢに送信されることができて、それはユーザごとに特有であり得る（ユーザのキーＫｕを使用する（図２、ステップ４）。このシステムは、特定のＳＴＢのためのデータセットの安全な送受信を可能にする。データセットの安全な送信は、ＣＡＳヘッドエンドにより管理される暗号化及びシグネチャによって安全にされる。一旦受信すると、共有秘密は、ＳＴＢ（ＳＣ又は信頼された環境（ＮＯＣＳ、ＮＡＳＣ、ＮＶＳＲ…））の安全な要素により管理されて、更なる使用のために装置に安全に格納される。

共有秘密が両側（ＳＩＭ及びＳＣ）で利用可能になると、専用の安全な通信プロトコルは、両方の要素の間でインスタンス化することができて（図２、ステップ５）、ＳＴＢからＳＩＭカードへのデータセット伝送を可能にする（図１のＳＥＣ＿ＣＨ参照）。これを達成するために、ＳＩＭカードは、ＳＴＢを有する専用通信プロトコルを管理するために、それの準備ができている専用アプレットを有することができる。

最終的な肯定応答は、共有秘密の正しい送信を終えて、確認するために、ＭＭＥに送信されることができる。

共有秘密の場合は、強い対形成は、２つの異なるネットワークの両方のセキュリティモジュールの間の適当な位置にある。

同じ通信のシステム（ＭＭＥに集中される）を用いて、共有秘密は定期的に更新されることができる（両側で）。

また、最初の共有秘密（ＭＭＥで生成される）から、二次秘密は、ＳＩＭとＳＣの間の通信の間に短期間に使用可能なセッションキーを生成するために、局所的に（ＳＩＭ及びＳＣ）生成されることができる。

４ＧＬＴＥユニットが屋外に設置されることができるので、装置へのアクセスを得るか、イーサネット（登録商標）ケーブルを盗聴するか、又はＵＳＩＭをクローンに置き換えることが可能であり得る。いくつかの実施形態では、アプリケーション／アプレットは、安全なプロトコルに従ってＳＣとの安全な接続を管理する、ＵＩＣＣにおいて実施されることができる。ＵＩＣＣは、複数のアプリケーションを同時に実行できる。１つはネットワークアクセスのためのＵＳＩＭであり、特注の他はＵＩＣＣ標準インターフェースに従って定められることが可能である。

対形成のいくつかの有益な態様は、以下を含む。

-ＣＡＳ界（ＳＣ―ＳＴＢ）と４Ｇ（ＳＩＭカード）の間の強い／安全な連係を確立すること。

-ＳＩＭとＳＣ／ＳＴＢの間の通信の暗号化されたトンネルを可能にすること。

-４ＧネットワークとＳＴＢの間のデータ（主に拡張されたビデオコンテンツのような、ＣＡＳオペレータのデータ）の保護を管理すること。４Ｇネットワーク上のデータは、暗号化されて通過し（４Ｇネットワーク通信プロトコルによって固有に行なわれる）、そして４Ｇモデムにおいて解読される。このように、専用システムなしで、このデータはホームネットワークで平文で送信される。

いくつかの実施形態では、データ／コンテンツは、特定のエンドユーザのためにすでに暗号化されている（ＣＡＳエンドユーザは、ＭＭＥ―ＨＳＳリンク（ヘッドエンドリンク）によって、又はホームネットワーク対形成によって、４Ｇネットワークで識別されて、専用の情報は、ＣＡＳ ＡＮＤ ４Ｇネットワークユーザを識別する４Ｇオペレータに送られることが可能である）。このように、データは、ユーザに送られる前に、ＣＡＳ環境のために直接暗号化されることができる。

いくつかの実施形態では、データは４Ｇネットワークによって暗号化されて、ＬＴＥルーターモデムで解読され、そこにおいて安全なＶＰＮは、対形成を使用して、モデムからＳＴＢにセットアップされる。このように、データは、ＬＴＥモデムとＳＴＢの間で平文で交換されない。他のローカル・ネットワーク・データは、平文のままであり得る（例えば、ホームネットワークにおいて、ローカルラップトップｈｔｔｐセッションにより要求されるウェブデータ）。

対形成の１つの利点は、誰かがＳＩＭカードを故意か偶然に交換しているか又は他の種類の攻撃を実行している場合、それを検出することができて、４ＧＬＴＥアクセスをこえるコンテンツは、セットトップボックスに届けられないことである。

又、技術の一態様は、対形成により生成されるように、４Ｇの＋ＣＡＳと異なる環境で４ＧＳＩＭカードの使用を回避することである。

攻撃又は変更態様が検出される場合、セットトップボックスは、信用できなくなったネットワーク技術でのコンテンツ伝達を止めるためにブロックメッセージを送ることができる（この場合、セルラーアクセス）。

いくつかの実施形態では、対形成の有効性は定期的に点検されることがある。１つの有益な態様において、この点検は、４Ｇネットワークに対して、ＳＩＭカードが想定されたように正しく用いられることを検査して確認できる（例えば、屋根モデムにおいて）。実際、この種のＳＩＭカードは、４Ｇ対応電話で直接使用可能であり、そして屋根モデムからそれを取り除くことは可能である。ＳＴＢ／ＳＣにより開始される被保護通信の定期的点検を利用することによって、家庭内のＣＡＳシステムは、適切なカードが適所にあって良好に使用されていることを確認できる。この点検は、定期的であるか、又はＣＡＳヘッドエンドからの命令によるものであり、そして４Ｇネットワークを通して、ヘッドエンドに返される即時の状況フィードバックに結果としてなる場合がある。何かが機能しない（例えば、ＳＩＭカードが存在しない）場合、フィードバックは将来のアップロードのためにＳＴＢに格納されることができる（一旦ネットワークが復帰するならば）。この種の定期的又は遠隔のモニタリングは、ＣＡＳに制御された方法で、グローバルネットワークの鮮明な画像を有することを助ける。４ＧＳＩＭカードの間違った使用は、その場合、４Ｇネットワークレベルだけでなく、ＣＡＳレベルでも急速に識別することができる。

図２は、第１の通信ネットワーク（４Ｇネットワーク）で動作可能な第１の装置（ＬＴＥルーター）に接続する第１のセキュリティモジュール（ＳＩＭカード）を第２の通信ネットワーク（放送チャネル）で動作可能な第２の装置（ＳＴＢ）に接続する第２のセキュリティモジュール（ＳＣモジュール）と対にして、それによって第１のセキュリティモジュールの動作は、第２のセキュリティモジュールにより制御されるプロセスのフローチャート表示である。

１００で、初期化メッセージは、第１の装置から第１の通信ネットワークを通してＳＴＢとの通信の初期化を要求するＭＭＥへ送られる。初期化メッセージは、第１のセキュリティモジュールを一意に識別する。

ＭＭＥにおいて、秘密は初期化メッセージに基づいて生成される。

１０１で、秘密は第１の通信ネットワークを介して第１のセキュリティモジュールに送られる。

１０２で、秘密は、ＳＩＭの識別により、ＭＭＥによってＣＡＤ ＨＤに送られる。

１０３で、秘密は、第２の通信ネットワークを介して第２の装置に送信されて、第２のセキュリティモジュール（Ｓ２）にロードされる。

１０４で、秘密を使用して、安全なチャネルは、第１の通信ネットワーク及び第２の通信ネットワークと異なる第３の通信リンクを介して、第２のセキュリティモジュールと第１のセキュリティモジュールの間に確立される。第３の通信リンクは、例えば、Ｗｉ―Ｆｉネットワークのようなホーム・エリア・ネットワーク（有線又は無線）として確立されることができるか、或いは、例えば、有線イーサネット（登録商標）又はＵＳＢ接続性を使用する、或いはブルートゥース（登録商標）又はＷｉ―Ｆｉピア・ツー・ピア・モードを使用する、ピア・ツー・ピア・タイプ通信リンクであり得る。

いくつかの実施形態では、方法は、第３の通信リンクの第１のセキュリティモジュール、又は第３の通信リンクが動作する通信ネットワークの存在を定期的に確認すること、及び確認が失敗するときにエラーメッセージを出すことを更に含む。それは、エラーメッセージを受信すると即座に、第２の通信ネットワークの第２のセキュリティモジュールの動作を停止できる。このために、ＣＡＳヘッドエンドによって送られる秘密を含むメッセージは、第１のセキュリティモジュールの識別（例えばＩＭＳＩ）を更に含むことができる。第２のセキュリティモジュールは、次に、その現在のＩＭＳＩを得るために第１のセキュリティモジュールを問い合わせて、次に安全なチャネルを生成する間に受信したものと比較できる。

いくつかの開示された実施形態において、第１の通信ネットワーク及び第２の通信ネットワークを通じてコンテンツを提供するシステムは、第１のセキュリティモジュール（例えば、ＳＩＭカード）及びユーザ施設で動作する第２のセキュリティモジュール（例えば、スマートカード）、初期化メッセージを第１の通信ネットワークから第２の通信ネットワーク（例えば、ＳＮＥＴ）へ送るように構成した、第１の通信ネットワーク（例えば、ＦＮＥＴ）で動作する第１の管理ユニット（例えば、ＭＭＥ）、第１のセキュリティモジュールを一意に識別する初期化メッセージ、初期化メッセージに基づいて秘密を生成する秘密生成部（例えば、暗号化キー生成サーバ又はソフトウェア・アプリケーション又はハードウェア／ソフトウェアの組合せ）、秘密を第１の通信ネットワークを介して第１のセキュリティモジュールに伝達して、秘密を第２の通信ネットワークを介して第２のセキュリティモジュールに送信するアプリケーションサーバ、及び第２のセキュリティモジュールに、秘密を使用して、第１の通信ネットワーク及び第２の通信ネットワークと異なる第３の通信リンク（上記の通りのピア・ツー・ピア接続、又はホーム・エリア・ネットワークの一部）を介して第２のセキュリティモジュールと第１のセキュリティモジュールの間に安全なチャネル（例えば、ＩＰ Ｓｅｃトンネル、ＳＳＬ接続などを用いて）を確立させることを含む。

２つの異なるネットワークにおける動作のための２つの異なる暗号化技術を使用する２つの異なるセキュリティモジュールを対にする技術が開示されることはいうまでもない。１つの有利な態様において、複製又は窃盗の傾向があり得る、セキュリティモジュールのうちの１つは、対形成を経て他のセキュリティモジュールに論理的に結びつけられる。例えば、対形成がうまく行なわれると、ローカルネットワーク、例えば加入者のホームネットワーク、又は近接通信ネットワークにおけるその存在が、第２のセキュリティモジュールにより検出されて、確認されることができる場合にだけ、第１のセキュリティモジュールは、ワイド・エリア・ネットワークで使用可能であり得る。

開示された技術が、帯域外値付加コンテンツをユーザに伝えるための双方向対話型チャネルを提供するために用いることができて、ネットワークに対するキャリーユーザ対話メッセージが、伝統的に一方向のネットワーク、例えば衛星有料テレビネットワークに加えられることが可能であると更に認められる。対話型アプリケーションサーバ（ＩＡＳ）は、単一ユーザ用である専用コンテンツを送ることができて、ＭＭＥ及び第１の通信ネットワークを介して付加的なコンテンツを送る。双方向対話型チャネルは、ＬＴＥのような既存技術を使用するが、同時に、セルラー受信機を衛星有料テレビ加入者の身元と確実に対にすることによって器材を著作権侵害又は無許可の使用から保護できる。

開示された実施形態及び他の実施形態、本文書に記載された機能的動作及びモジュールは、本文書で開示された構造及びそれらの構造的同等物を含む、デジタル電子回路において、あるいはコンピュータ・ソフトウェア、ファームウェア、又はハードウェアにおいて、若しくはそれらの１つ以上の組合せで実施できる。開示された実施形態及び他の実施形態は、１つ以上のコンピュータプログラム製品、即ち、データ処理装置による実行のために、又はデータ処理装置の動作を制御するためにコンピュータ可読媒体にコード化されるコンピュータプログラム命令の１つ以上のモジュールとして実施できる。コンピュータ可読媒体は、機械可読記憶装置、機械可読記憶基板、メモリデバイス、機械可読伝達信号に影響を及ぼす組成物、又は１つ以上のそれらの組合せであり得る。「データ処理装置」という用語は、例えば、プログラム可能なプロセッサ、コンピュータ、或いは複数のプロセッサ又はコンピュータを含む、データを処理するためのすべての装置、デバイス、及び機械を包含する。装置は、ハードウェアに加えて、当該のコンピュータプログラムのための実行環境を生成するコード、例えば、プロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、又はそれらの１つ以上の組合せを構成するコードを含むことができる。伝達信号は、擬似生成された信号、例えば、適切な受信装置に伝送するために情報をコード化するために生成される、機械が生成する電気、光、又は電磁気の信号である。

コンピュータプログラム（別名、プログラム、ソフトウェア、ソフトウェア・アプリケーション、スクリプト、又はコード）は、コンパイラ型言語又はインタープリタ型言語を含む、プログラミング言語のいかなる形にも書かれることができて、それは、スタンドアロンプログラムとして、又はコンピュータ環境の使用に適しているモジュール、構成要素、サブルーチン、又は他のユニットとして含む、いかなる形でも展開することができる。コンピュータプログラムは、ファイルシステムのファイルに必ずしも対応するというわけではない。プログラムは、当該のプログラム専用の単一のファイルに、又は複数の調整ファイル（例えば、１つ以上のモジュール、下位プログラム、又はコードの部分を格納するファイル）に、他のプログラム又はデータ（例えば、マークアップ言語文書に格納される１つ以上のスクリプト）を保存するファイルの一部に格納することができる。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータで、或いは１つのサイトに設置されるか、又は複数のサイトにわたって分散されて、通信ネットワークによって相互接続する複数のコンピュータで実行されるように展開することができる。

本文書に記載されているプロセス及び論理フローは、入力データで動作して出力を生成することによって機能を実行するために、１つ以上のコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプログラム可能プロセッサにより実行することができる。プロセス及び論理フローは、装置によって実行することもできて、装置は、特殊用途の論理回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラム可能ゲートアレイ）又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）として実施することもできる。

コンピュータプログラムの実行に適しているプロセッサは、例えば、汎用及び特殊用途のマイクロプロセッサの両方、並びにあらゆる種類のデジタルコンピュータのいかなる１つ以上のプロセッサも含む。通常、プロセッサは、読出し専用メモリ若しくはランダム・アクセス・メモリ又はその両方から命令及びデータを受け取る。コンピュータの必須の要素は、命令を実行するためのプロセッサ並びに命令及びデータを格納するための１つ以上のメモリデバイスである。通常、コンピュータは、データを格納するための１つ以上の大容量記憶装置、例えば、磁気、光磁気ディスク、又は光ディスクも含むか、或いはそれからデータを受け取るか、それにデータを送るか、又は送受するために動作可能に接続される。しかしながら、コンピュータは、この種の装置を備える必要はない。コンピュータプログラム命令及びデータを格納するのに適しているコンピュータ可読媒体は、例証として、半導体メモリデバイス、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイス、磁気ディスク、例えば、内蔵ハードディスク又はリムーバブルディスク）、光磁気ディスク、並びにＣＤ―ＲＯＭ及びＤＶＤ―ＲＯＭディスクを含む、非揮発性メモリ、媒体、及びメモリデバイスのすべての形を含む。プロセッサ及びメモリは、特殊用途の論理回路により補足されるか又はそれに組み込むことができる。

本文書は多くの特質を含むが、これらは、請求される発明の、又は請求することがあり得るものの範囲に対する制限として解釈してはならず、むしろ特定の実施形態に特有の特徴の説明として解釈するべきである。別々の実施形態との関連で本文書に記載されている特定の特徴は、単一の実施形態において、共に実施することもできる。逆にいえば、単一の実施形態との関連で記載されているさまざまな特徴は、複数の実施形態において、別々に、又はいかなる適切な副組合せでも実施することもできる。更に、特徴が、特定の組合せで作用するとして上に記載されて、このように初めに請求されることさえできるけれども、請求される組合せからの１つ以上の特徴は、場合によっては組合せから削除されることができて、請求される組合せは、副組合せ又は副組合せの変形例を目的とする。同様に、動作が特定の順序で図面に示されるが、これは、望ましい結果を達成するために、この種の動作が示される特定の順序で又は連続した順序で実行されること、或いはすべての図示の動作が実行されることを必要とすると理解してはならない。

ほんの少数の実施例及び実施態様だけが開示されている。記載されている実施例及び実施態様に対する変形例、変更態様、及び拡張、並びに他の実施態様は、開示されていることに基づいて行なうことができる。

Claims (20)

1. 第１の通信ネットワーク（ＦＮＥＴ）で作動可能である第１の装置（ＤＥＶ１）に接続している第１のセキュリティモジュール（Ｓ１）と第２の通信ネットワーク（ＳＮＥＴ）で作動可能である第２の装置（ＤＥＶ２）に接続している第２のセキュリティモジュール（Ｓ２）の間に安全な通信チャネル（ＳＥＣ＿ＣＨ）を生成する方法であって、
   初期化メッセージ（ＩＮＩＴ＿ＭＥＳＳ）を前記第１の装置（ＤＥＶ１）から前記第１の通信ネットワーク（ＦＮＥＴ）を通して第１の管理ユニット（ＭＭＥ）に送るステップであって、前記初期化メッセージは前記第１のセキュリティモジュール（Ｓ１）を一意に識別するステップと、
   前記第１の管理ユニット（ＭＭＥ）によって前記初期化メッセージに基づいて秘密を生成するステップと、
   前記秘密を前記第１の通信ネットワーク（ＦＮＥＴ）を介して前記第１のセキュリティモジュール（Ｓ１）に送信するステップと、
   前記秘密を前記第２の通信ネットワーク（ＳＮＥＴ）に接続している第２の管理ユニット（ＣＡＳ ＨＤ）に送信するステップと、
   前記秘密を前記第２の通信ネットワーク（ＳＮＥＴ）を介して前記第２の装置（Ｓ２）に送信するステップと、
   前記秘密を前記第２のセキュリティモジュール（Ｓ２）にロードするステップと、
   前記秘密を用いて、前記第１の通信ネットワーク（ＦＮＥＴ）及び前記第２の通信ネットワーク（ＳＮＥＴ）と異なる第３の通信（ＴＮＥＴ）リンクを介して前記第２のセキュリティモジュール（Ｓ１）と前記第１のセキュリティモジュール（Ｓ２）の間に前記安全なチャネル（ＳＥＣ＿ＣＨ）を確立するステップと、
   を含む方法。
2. 前記第２の装置によって前記第３の通信ネットワークの前記第１のセキュリティモジュールの存在を周期的に確認するステップと、
   前記確認が失敗するときにエラーメッセージを出すステップと、
   を更に含む請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の通信ネットワークは、一方向通信ネットワークである請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記第１の通信ネットワークはセルラーネットワークを備え、そして前記第１のセキュリティモジュールは加入者識別モジュール（ＳＩＭ）を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記第２の通信ネットワークは、衛星放送ネットワークを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記秘密は、前記第１のセキュリティモジュールの識別によって前記第２の管理ユニットに送信されて、前記第２の管理モジュールは、前記第２のセキュリティモジュールの前記識別を決定するために検索を実行する請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記第２の通信ネットワークを通じてマルチメディアコンテンツを提供するステップと、
   前記第１の通信ネットワークを通じて前記マルチメディアコンテンツに関連した付加価値のついたコンテンツを提供するステップと、
   を更に含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記第１のセキュリティモジュール及び前記第２のセキュリティモジュールは、異なる解読技術を使用してデータを解読するために使用する解読キーを含む請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記第１のセキュリティモジュール及び前記第２のセキュリティモジュールは、異なる物理的形状因子及びセキュリティを提供する請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記エラーメッセージを受信すると即座に、前記第２の通信ネットワークの前記第２のセキュリティモジュールの動作を停止するステップを更に含む請求項２に記載の方法。
11. 第１の通信ネットワーク（ＦＮＥＴ）で作動可能である第１の装置（ＤＥＶ１）に接続している第１のセキュリティモジュール（Ｓ１）と第２の通信ネットワーク（ＳＮＥＴ）で作動可能である第２の装置（ＤＥＶ２）に接続している第２のセキュリティモジュール（Ｓ２）の間に安全な通信チャネルを生成するシステムであり、
    前記第１のセキュリティモジュール（Ｓ１）及びユーザ施設で作動可能である第２のセキュリティモジュール（Ｓ２）と、
    初期化メッセージを前記第１のセキュリティモジュール（Ｓ１）から前記第１の通信ネットワークを介して受信するように構成する、前記第１の通信ネットワークの第１の管理ユニット（ＭＭＥ）であって、前記初期化メッセージは前記第１のセキュリティモジュール（Ｓ１）を一意に識別する第１の管理ユニット（ＭＭＥ）と、
    前記初期化メッセージに基づいて秘密を生成する、前記第１の管理ユニット（ＭＭＥ）の秘密生成部と、
    を備えるシステムであって、
    前記第１の管理ユニット（ＭＭＥ）は、前記秘密を前記第１の通信ネットワークを介して前記第１のセキュリティモジュールに伝え、そして前記秘密を前記第２の通信ネットワーク（ＳＮＥＴ）に接続した第２の管理ユニット（ＣＡＤ ＨＤ）に送信するように更に構成されて、前記第２の管理ユニット（ＣＡＤ ＨＤ）は、前記秘密を前記第２の通信ネットワーク（ＳＮＥＴ）を介して前記第２のセキュリティモジュール（Ｓ２）に送るように構成され、そして
    前記第２のセキュリティモジュールによって、前記秘密を用いて、前記第１の通信ネットワーク及び前記第２の通信ネットワークと異なる第３の通信リンクを介して前記第２のセキュリティモジュールと前記第１のセキュリティモジュールの間に安全なチャネルを確立するシステム。
12. 前記第２のセキュリティモジュールは、
    前記第３の通信リンクを介して前記第１のセキュリティモジュールの存在を周期的に確認し、そして
    前記確認が失敗するときにエラーメッセージを出すように更に構成される請求項１１に記載のシステム。
13. 前記第２の通信ネットワークは、一方向通信ネットワークである請求項１１又は１２に記載のシステム。
14. 前記第１の通信ネットワークはセルラーネットワークを備え、そして前記第１のセキュリティモジュールは加入者識別モジュールを備える請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のシステム。
15. 前記第２の通信ネットワークは、衛星放送ネットワークを含む請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のシステム。
16. 前記第３の通信リンクはユーザ施設ネットワークを含む請求項１１〜１５のいずれか１項に記載のシステム。
17. 前記第２の通信ネットワークを通じてマルチメディアコンテンツを提供するヘッドエンドと、
    前記第１の通信ネットワークを通じて前記マルチメディアコンテンツに関連した付加価値のついたコンテンツを提供する対話型アプリケーションサーバと、
    を更に備える請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のシステム。
18. 前記第１のセキュリティモジュール及び前記第２のセキュリティモジュールは、異なる解読技術を使用してデータを解読するために使用する解読キーを含む請求項１１〜１７のいずれか１項に記載のシステム。
19. 前記第１のセキュリティモジュール及び前記第２のセキュリティモジュールは、異なる物理的形状因子及びセキュリティを提供する請求項１１〜１８のいずれか１項に記載のシステム。
20. 前記第１の通信ネットワークは、前記エラーメッセージを受信すると即座に、前記第２の通信ネットワークの前記第２のセキュリティモジュールの動作を停止する認証サーバを備える請求項１２に記載のシステム。

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