JP3513054B2 - 無線システムにおける空中通信を機密化するための方法 - Google Patents
無線システムにおける空中通信を機密化するための方法Info
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Description
【０００１】
【関連する特許出願】本発明は、本出願と同時に出願さ
れた以下の出願、すなわち：本発明と同一発明者による
METHOD FOR TWO PARTY AUTHENTICATION AND KEY AGREEM
ENT（２パーティ認証およびキー合意のための方法）；
本発明と同一発明者によるMETHOD FOR UPDATING SECRET
SHARED DATA IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM
（無線通信システムにおいて機密共有データを更新する
ための方法）；本発明と同一発明者によるMETHOD FOR T
RANSFERRING SENSITIVE INFORMATIONUSING INTIALLY UN
SECURED COMMUNICATION（最初は機密化されてない通信
を用いて機密を要する情報を伝送するための方法）；お
よび本発明と同一発明者およびAdam BerenweigによるME
THOD FOR ESTABLISHING AKEY USING OVER-THE-AIR COMM
UNICATION AND PASSWORD PROTOCOL AND PASSWORDPROTOC
OL（空中通信とパスワードを用いてキーを確立するため
の方法およびパスワードプロトコル）；とも関連するた
めにこれらについても参照されたい。
れた以下の出願、すなわち：本発明と同一発明者による
METHOD FOR TWO PARTY AUTHENTICATION AND KEY AGREEM
ENT（２パーティ認証およびキー合意のための方法）；
本発明と同一発明者によるMETHOD FOR UPDATING SECRET
SHARED DATA IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM
（無線通信システムにおいて機密共有データを更新する
ための方法）；本発明と同一発明者によるMETHOD FOR T
RANSFERRING SENSITIVE INFORMATIONUSING INTIALLY UN
SECURED COMMUNICATION（最初は機密化されてない通信
を用いて機密を要する情報を伝送するための方法）；お
よび本発明と同一発明者およびAdam BerenweigによるME
THOD FOR ESTABLISHING AKEY USING OVER-THE-AIR COMM
UNICATION AND PASSWORD PROTOCOL AND PASSWORDPROTOC
OL（空中通信とパスワードを用いてキーを確立するため
の方法およびパスワードプロトコル）；とも関連するた
めにこれらについても参照されたい。
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
における空中通信を機密化するための方法に関する。
における空中通信を機密化するための方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】無線通信システムにおいては、しばしば
移動機とも呼ばれる移動機ユーザによって購入されるハ
ンドセットは、典型的には、サービスを起動するために
は、網サービスプロバイダに持ち込み、長いキーおよび
パラメータをそのハンドセットに入力することを必要と
される。網サービスプロバイダもその移動機に対して、
長いキーおよびパラメータのコピーを維持し、これらを
その移動機と関連づける。周知のように、これら長いキ
ーおよびパラメータを用いることで、網と移動機の間で
空中を通じて情報を機密に伝送することが可能となる。
移動機とも呼ばれる移動機ユーザによって購入されるハ
ンドセットは、典型的には、サービスを起動するために
は、網サービスプロバイダに持ち込み、長いキーおよび
パラメータをそのハンドセットに入力することを必要と
される。網サービスプロバイダもその移動機に対して、
長いキーおよびパラメータのコピーを維持し、これらを
その移動機と関連づける。周知のように、これら長いキ
ーおよびパラメータを用いることで、網と移動機の間で
空中を通じて情報を機密に伝送することが可能となる。
【０００４】別の方法においては、ユーザは、長いキー
をサービスプロバイダから安全な（機密）通信チャネ
ル、例えば、電話／地上回線等を通じて受信し、これら
コードを手操作で移動機に入力する。
をサービスプロバイダから安全な（機密）通信チャネ
ル、例えば、電話／地上回線等を通じて受信し、これら
コードを手操作で移動機に入力する。
【０００５】長いキーおよびパラメータを、空中を介し
てではなく、電話／地上回線を介して伝送する方法や、
網サービスプロバイダに持ち込んでこれらを入力する方
法は、空中アタックに対しては安全である。ただし、こ
れらの情報を安全（機密）に伝送するための方法は、移
動機ユーザになんらかの負担および制約を課す。理想的
には、移動機ユーザにとっては、ハンドセットを購入し
たときハンドセットを物理的にプロバイダの所に持ち込
んだり、あるいは、移動機に手操作にて長いキーをエラ
ーなしに入力することなく、直ちにサービスを得られる
ことが望ましい。移動機を遠隔的に起動および準備する
能力は北米無線標準の一部であり、“over the air ser
vice provisioning、OTAP）”（空中を通じてのサービ
スの準備）と呼ばれる。
てではなく、電話／地上回線を介して伝送する方法や、
網サービスプロバイダに持ち込んでこれらを入力する方
法は、空中アタックに対しては安全である。ただし、こ
れらの情報を安全（機密）に伝送するための方法は、移
動機ユーザになんらかの負担および制約を課す。理想的
には、移動機ユーザにとっては、ハンドセットを購入し
たときハンドセットを物理的にプロバイダの所に持ち込
んだり、あるいは、移動機に手操作にて長いキーをエラ
ーなしに入力することなく、直ちにサービスを得られる
ことが望ましい。移動機を遠隔的に起動および準備する
能力は北米無線標準の一部であり、“over the air ser
vice provisioning、OTAP）”（空中を通じてのサービ
スの準備）と呼ばれる。
【０００６】現在、北米セルラ標準IS41-CはOTASP プロ
トコルを指定するが、このプロトコルにおいては、周知
のDiffe-Hellman（DH） キー合意を用いて２パーティ間
の機密キーが確立される。図１は、IS41-Cにおいて用い
られるDHキー合意を、移動機２０と網１０との間の機密
キーの確立に適用した場合について示す。すなわち、図
１は、DHキー合意に従う網１０と移動機２０との間の通
信を簡略的に示す。ここで用いられる網なる用語は、網
サービスプロバイダによって運用される認証センタ、ホ
ーム位置レジスタ、ビジティング（訪問）位置レジス
タ、移動体交換センタ、および基地局を総称的に指す。
トコルを指定するが、このプロトコルにおいては、周知
のDiffe-Hellman（DH） キー合意を用いて２パーティ間
の機密キーが確立される。図１は、IS41-Cにおいて用い
られるDHキー合意を、移動機２０と網１０との間の機密
キーの確立に適用した場合について示す。すなわち、図
１は、DHキー合意に従う網１０と移動機２０との間の通
信を簡略的に示す。ここで用いられる網なる用語は、網
サービスプロバイダによって運用される認証センタ、ホ
ーム位置レジスタ、ビジティング（訪問）位置レジス
タ、移動体交換センタ、および基地局を総称的に指す。
【０００７】網１０は、乱数RNを生成し、（g＾RN mod
p）を計算する。図１に示すように、網１０は、５１２
ビットの素数ｐ、素数ｐによって生成されるグループ
（群）のジェネレータ（生成プログラム）ｐ、および
（g＾RN mod p）を移動機２０に送信する。次に、移動
機２０は、乱数RMを生成し、（g＾RM mod p）を計算
し、（g＾RMmod p）を網１０に送信する。
p）を計算する。図１に示すように、網１０は、５１２
ビットの素数ｐ、素数ｐによって生成されるグループ
（群）のジェネレータ（生成プログラム）ｐ、および
（g＾RN mod p）を移動機２０に送信する。次に、移動
機２０は、乱数RMを生成し、（g＾RM mod p）を計算
し、（g＾RMmod p）を網１０に送信する。
【０００８】移動機２０は、網１０から受信された（g
＾RN mod p）をパワーRMに上昇させて（g＾RMRN mod
p）を得る。網１０は移動機２０から受信された（g＾RM
mod p）をパワーRNに上昇させて（g＾RMRN mod p）を
得る。移動機２０および網１０の双方は、同じ結果を得
て長寿命又はルートキーと呼ばれるＡ−キーとして６４
個の下位ビットを確立する。このＡ−キーは移動機２０
および網１０の間の通信を機密化するのに用いられる他
のキーを引き出すためのルートキーとして機能する。
＾RN mod p）をパワーRMに上昇させて（g＾RMRN mod
p）を得る。網１０は移動機２０から受信された（g＾RM
mod p）をパワーRNに上昇させて（g＾RMRN mod p）を
得る。移動機２０および網１０の双方は、同じ結果を得
て長寿命又はルートキーと呼ばれるＡ−キーとして６４
個の下位ビットを確立する。このＡ−キーは移動機２０
および網１０の間の通信を機密化するのに用いられる他
のキーを引き出すためのルートキーとして機能する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】DHキーの交換と関連す
る一つの問題は、これが、認証されておらず、マン−イ
ン−ザ−ミドル（man-in-the-middle） アタックに弱い
ことである。例えば、上述の移動機と網の２パーティの
例では、アタッカは、最初に網１０のふりをし、次に、
網１０に対して移動機２０のふりをする。こうして、ア
タッカは、移動機２０と網１０との間でメッセージを中
継し、このとき、Ａ−キーを選択し、知ることができ、
こうして、認証要件を満すことができる。加えて、DHキ
ーの交換はオフラインディクショナリアタックにも弱
い。
る一つの問題は、これが、認証されておらず、マン−イ
ン−ザ−ミドル（man-in-the-middle） アタックに弱い
ことである。例えば、上述の移動機と網の２パーティの
例では、アタッカは、最初に網１０のふりをし、次に、
網１０に対して移動機２０のふりをする。こうして、ア
タッカは、移動機２０と網１０との間でメッセージを中
継し、このとき、Ａ−キーを選択し、知ることができ、
こうして、認証要件を満すことができる。加えて、DHキ
ーの交換はオフラインディクショナリアタックにも弱
い。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による無線システ
ムにおける空中通信を機密化するための方法は、OPASP
呼（空中を通じてのサービスの準備のための呼）をあた
かも通常のシステムアクセスのように偽装することでア
タックを挫折させる。本発明によると、移動機は、シス
テムアクセスリクエストおよびこのシステムアクセスリ
クエストと関連するダミーデータを網に送信する。網
は、このシステムアクセスリクエストおよびダミーデー
タに応答して、移動機に、第一のデータ部分を含む第一
のビット流を送信する。移動機は、この第一のビット流
から第一のデータ部分を抽出し、次に、第二のビット流
を網に送信するが、これは第二のデータ部分を含む。網
は、この第二のデータ流からこの第二のデータ部分を抽
出する。
ムにおける空中通信を機密化するための方法は、OPASP
呼（空中を通じてのサービスの準備のための呼）をあた
かも通常のシステムアクセスのように偽装することでア
タックを挫折させる。本発明によると、移動機は、シス
テムアクセスリクエストおよびこのシステムアクセスリ
クエストと関連するダミーデータを網に送信する。網
は、このシステムアクセスリクエストおよびダミーデー
タに応答して、移動機に、第一のデータ部分を含む第一
のビット流を送信する。移動機は、この第一のビット流
から第一のデータ部分を抽出し、次に、第二のビット流
を網に送信するが、これは第二のデータ部分を含む。網
は、この第二のデータ流からこの第二のデータ部分を抽
出する。
【００１１】移動機と網は、両方とも、第一のデータ部
分と前記第二のデータ部分に基づいてキーを生成し、こ
のキーを用いて、第一の暗号化され認証された通信チャ
ネルを確立する。移動機は、次に、認証情報を、この第
一の暗号化され認証された通信チャネルを通じて網に送
信する。この認証情報が受理された場合、第二の暗号化
され認証された通信チャネルが設定される。網は、次
に、この第二の暗号化され認証された通信チャネルを通
じて、機密を要する情報、例えば、ルート、すなわちＡ
−キーを移動機に送信する。
分と前記第二のデータ部分に基づいてキーを生成し、こ
のキーを用いて、第一の暗号化され認証された通信チャ
ネルを確立する。移動機は、次に、認証情報を、この第
一の暗号化され認証された通信チャネルを通じて網に送
信する。この認証情報が受理された場合、第二の暗号化
され認証された通信チャネルが設定される。網は、次
に、この第二の暗号化され認証された通信チャネルを通
じて、機密を要する情報、例えば、ルート、すなわちＡ
−キーを移動機に送信する。
【００１２】本発明によると、移動機と網との間を傍受
しているアタッカは、この通信を通常のシステムアクセ
スであるものと認識し、恐らくは、アタックすることに
失敗する。仮に、アタックした場合でも、アタッカは、
偽装されたOTASP 呼を見つけるために非常に多数のシス
テムアクセスをブロックすることを要求される。移動機
ユーザへのサービスのこの拒絶からアタッカを容易に突
き止め、これを止めさせることが可能となる。
しているアタッカは、この通信を通常のシステムアクセ
スであるものと認識し、恐らくは、アタックすることに
失敗する。仮に、アタックした場合でも、アタッカは、
偽装されたOTASP 呼を見つけるために非常に多数のシス
テムアクセスをブロックすることを要求される。移動機
ユーザへのサービスのこの拒絶からアタッカを容易に突
き止め、これを止めさせることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明のより良い理解を期するた
めに、以下では、単に解説の目的で、本発明を付録の図
面を参照しながら詳細に説明する。図面中、類似の参照
符号は対応するパーツを示す。
めに、以下では、単に解説の目的で、本発明を付録の図
面を参照しながら詳細に説明する。図面中、類似の参照
符号は対応するパーツを示す。
【００１４】本発明によるシステムおよび方法は、移動
機２０と網１０との間の情報の空中伝送を、この伝送を
あたかも通常のシステムアクセスのように偽装すること
で保護する。以下では、単に説明の目的で、本発明のシ
ステムおよび方法を、Ａ−キーの伝送を、この伝送をあ
たかも発呼のためのシステムアクセスのように偽装して
行なう背景で説明する。
機２０と網１０との間の情報の空中伝送を、この伝送を
あたかも通常のシステムアクセスのように偽装すること
で保護する。以下では、単に説明の目的で、本発明のシ
ステムおよび方法を、Ａ−キーの伝送を、この伝送をあ
たかも発呼のためのシステムアクセスのように偽装して
行なう背景で説明する。
【００１５】上述のように、移動機２０と網１０は、サ
ービスの準備の際に、将来の暗号化通信のために、Ａ−
キーを確立することを必要とされる。本発明によると、
この初期化プロセスの際に、例えば、移動機２０が最初
に起動された際に、移動機２０は、一つの乱数DID を、
その移動機２０に対するダミー識別番号として生成し、
もう一つの乱数DMINを、その移動機２０に対するダミー
電話番号として生成する。移動機２０は、次に、発呼リ
クエスト、ダミー識別番号DID 、およびダミー電話番号
DMINを、図２に示すように、アクセスチャネルを通じ
て、網１０に送信する。図２は、本発明の一つの実施例
による網１０と移動機２０との間の通信を示す。
ービスの準備の際に、将来の暗号化通信のために、Ａ−
キーを確立することを必要とされる。本発明によると、
この初期化プロセスの際に、例えば、移動機２０が最初
に起動された際に、移動機２０は、一つの乱数DID を、
その移動機２０に対するダミー識別番号として生成し、
もう一つの乱数DMINを、その移動機２０に対するダミー
電話番号として生成する。移動機２０は、次に、発呼リ
クエスト、ダミー識別番号DID 、およびダミー電話番号
DMINを、図２に示すように、アクセスチャネルを通じ
て、網１０に送信する。図２は、本発明の一つの実施例
による網１０と移動機２０との間の通信を示す。
【００１６】ダミー識別番号DID とダミー電話番号DMIN
はダミー値であるために、網１０は、このダミー識別番
号DID とダミー電話番号DMINを正当な番号として認識す
ることに失敗する。この状況は、エラーの結果として、
あるいは、移動機２０が偽装のOPASP （空中を通じての
サービスの準備のための呼）を確立することを試みてい
る場合に発生する。網は、引き続いてその呼が通常の呼
である“ふりをしながら（pretend ）”、第一のビット
流を、音声チャネルを通じて移動機２０に送信する。こ
の第一のビット流は所定の事前に格納されているビット
流であっても、あるいは、ランダムに生成されたビット
流であっても構わないが、いずれにしても、暗号化され
た音声チャネルのビット流と区別できないものとされ
る。ただし、本発明によると、このとき、網１０は、こ
の第一のビット流の第一の所定の位置に、移動機２０と
網１０の両方によって事前に格納されている（g＾RN mo
d p）を送信する。
はダミー値であるために、網１０は、このダミー識別番
号DID とダミー電話番号DMINを正当な番号として認識す
ることに失敗する。この状況は、エラーの結果として、
あるいは、移動機２０が偽装のOPASP （空中を通じての
サービスの準備のための呼）を確立することを試みてい
る場合に発生する。網は、引き続いてその呼が通常の呼
である“ふりをしながら（pretend ）”、第一のビット
流を、音声チャネルを通じて移動機２０に送信する。こ
の第一のビット流は所定の事前に格納されているビット
流であっても、あるいは、ランダムに生成されたビット
流であっても構わないが、いずれにしても、暗号化され
た音声チャネルのビット流と区別できないものとされ
る。ただし、本発明によると、このとき、網１０は、こ
の第一のビット流の第一の所定の位置に、移動機２０と
網１０の両方によって事前に格納されている（g＾RN mo
d p）を送信する。
【００１７】移動機２０は、この第一のビット流から
（g＾RN mod p）を抽出し、乱数RMを生成する。次に、
移動機２０は、（g＾RM mod p）を計算し、さらに、（g
＾RN mod p）＾RMを計算するが、これは（g＾RNRM mod
p）に等しい。移動機２０は、（g＾RNRM mod p）、この
ハッシュ、あるいは、この一部を、セッションキー（se
ssion key、SK）として選択する。移動機２０は、次
に、第二のビット流を音声チャネルを通じて網１０に送
信する。この第二のビット流は、所定の事前に格納され
ているビット流であっても、あるいは、ランダムに生成
されたビット流であっても構わないが、いずれにして
も、暗号化された音声チャネルのビット流と区別できな
いものとされる。ただし、本発明によると、移動機２０
は、この第二のビット流の第二の所定の位置に、移動機
２０と網１０の両方によって事前に格納されている（g
＾RM mod p）を送信する。これら第一と第二の所定の位
置は、同一の位置であっても、異なる位置であっても構
わない。
（g＾RN mod p）を抽出し、乱数RMを生成する。次に、
移動機２０は、（g＾RM mod p）を計算し、さらに、（g
＾RN mod p）＾RMを計算するが、これは（g＾RNRM mod
p）に等しい。移動機２０は、（g＾RNRM mod p）、この
ハッシュ、あるいは、この一部を、セッションキー（se
ssion key、SK）として選択する。移動機２０は、次
に、第二のビット流を音声チャネルを通じて網１０に送
信する。この第二のビット流は、所定の事前に格納され
ているビット流であっても、あるいは、ランダムに生成
されたビット流であっても構わないが、いずれにして
も、暗号化された音声チャネルのビット流と区別できな
いものとされる。ただし、本発明によると、移動機２０
は、この第二のビット流の第二の所定の位置に、移動機
２０と網１０の両方によって事前に格納されている（g
＾RM mod p）を送信する。これら第一と第二の所定の位
置は、同一の位置であっても、異なる位置であっても構
わない。
【００１８】網１０は、第二のビット流から（g＾RM mo
d p）を抽出し、（g＾RM mod p）＾RNを計算するが、こ
れは、（g＾RNRM mod p）に等しい。網１０は、移動機
２０の場合と同様に、（g＾RNRM mod p）、このハッシ
ュ、あるいは、この一部を、セッションキーSKとして選
択する。こうして、網１０と移動機２０は、同一のセッ
ションキーSKを確立したこととなる。
d p）を抽出し、（g＾RM mod p）＾RNを計算するが、こ
れは、（g＾RNRM mod p）に等しい。網１０は、移動機
２０の場合と同様に、（g＾RNRM mod p）、このハッシ
ュ、あるいは、この一部を、セッションキーSKとして選
択する。こうして、網１０と移動機２０は、同一のセッ
ションキーSKを確立したこととなる。
【００１９】次に、所定の時間期間（例えば、１０秒）
の後に、移動機２０と網１０との間のこの音声チャネル
を通じての通信が、周知のプロトコル、例えば、IS41-C
に従って、こうして確立されたセッションキーSKを、ル
ートキー（Ａ−キー）として用いて暗号化される。さら
に、この音声チャネルが、周知のメッセージ認証アルゴ
リズム、例えば、HMACアルゴリズムを用いてメッセージ
認証される。
の後に、移動機２０と網１０との間のこの音声チャネル
を通じての通信が、周知のプロトコル、例えば、IS41-C
に従って、こうして確立されたセッションキーSKを、ル
ートキー（Ａ−キー）として用いて暗号化される。さら
に、この音声チャネルが、周知のメッセージ認証アルゴ
リズム、例えば、HMACアルゴリズムを用いてメッセージ
認証される。
【００２０】次に、移動機ユーザは、認証情報（例え
ば、課金目的のクレジットカード番号等）を、こうして
暗号化され認証された音声チャネルを用いて網１０に供
給する。この認証情報が網１０によっていったん検証さ
れると（受理されると）、網１０は、Ａ−キーを＜音声
チャネルと同様なやり方で暗号化および認証された制御
チャネルを通じて移動機２０に送信する。
ば、課金目的のクレジットカード番号等）を、こうして
暗号化され認証された音声チャネルを用いて網１０に供
給する。この認証情報が網１０によっていったん検証さ
れると（受理されると）、網１０は、Ａ−キーを＜音声
チャネルと同様なやり方で暗号化および認証された制御
チャネルを通じて移動機２０に送信する。
【００２１】Ａ−キーの暗号化され認証された伝送が完
了した後に、網１０と移動機２０は、このＡ−キーに基
づいて、通信を再構成（リコンフィギュア）する。
了した後に、網１０と移動機２０は、このＡ−キーに基
づいて、通信を再構成（リコンフィギュア）する。
【００２２】好ましくは、暗号化のために用いるプロト
コル、例えば、IS41-Cプロトコルが、本発明と同一の発
明者によって同時に出願された２つの特許出願、つま
り、“METHOD FOR TWO PARTY AUTHENTICATION AND KEY
AGREEMENT（２パーティ認証およびキー合意のための方
法）”、および“ METHOD FOR TRANSFERRING SENSITIVE
INFORMATION USING INTIALLY UNSECURED COMMUNICATION
（最初は機密化されてない通信を用いて機密を要する情
報を伝送するための方法）”のいずれか一つに開示され
る認証（手続き）を遂行するように修正される。詳しく
は、本発明の発明者によって同時に出願されたこれら二
つの特許出願、つまり、“METHOD FOR TWO PARTY AUTHE
NTICATION AND KEY AGREEMENT（２パーティ認証および
キー合意のための方法）”、および “ METHOD FOR TRA
NSFERRING SENSITIVE INFORMATION USING INTIALLY UNS
ECURED COMMUNICATION（最初は機密化されてない通信を
用いて機密を要する情報を伝送するための方法）”の全
内容を参照されたい。
コル、例えば、IS41-Cプロトコルが、本発明と同一の発
明者によって同時に出願された２つの特許出願、つま
り、“METHOD FOR TWO PARTY AUTHENTICATION AND KEY
AGREEMENT（２パーティ認証およびキー合意のための方
法）”、および“ METHOD FOR TRANSFERRING SENSITIVE
INFORMATION USING INTIALLY UNSECURED COMMUNICATION
（最初は機密化されてない通信を用いて機密を要する情
報を伝送するための方法）”のいずれか一つに開示され
る認証（手続き）を遂行するように修正される。詳しく
は、本発明の発明者によって同時に出願されたこれら二
つの特許出願、つまり、“METHOD FOR TWO PARTY AUTHE
NTICATION AND KEY AGREEMENT（２パーティ認証および
キー合意のための方法）”、および “ METHOD FOR TRA
NSFERRING SENSITIVE INFORMATION USING INTIALLY UNS
ECURED COMMUNICATION（最初は機密化されてない通信を
用いて機密を要する情報を伝送するための方法）”の全
内容を参照されたい。
【００２３】移動機２０と網１０との間の通信をモニタ
（傍受）しているアタッカは、発呼リクエストを認識
し、次に、音声チャネルを通じてのデータ伝送に基い
て、呼が行なわれていたとを知る。第一と第二のビット
流は、認識可能な音声情報を運ばないために、アタッカ
は、その音声チャネルは暗号化されていることを知
る。。ただし、音声チャネルが暗号化されるのは、網１
０がセッションキーSKを生成してから、所定の時間期間
が経過した後の出来事である。
（傍受）しているアタッカは、発呼リクエストを認識
し、次に、音声チャネルを通じてのデータ伝送に基い
て、呼が行なわれていたとを知る。第一と第二のビット
流は、認識可能な音声情報を運ばないために、アタッカ
は、その音声チャネルは暗号化されていることを知
る。。ただし、音声チャネルが暗号化されるのは、網１
０がセッションキーSKを生成してから、所定の時間期間
が経過した後の出来事である。
【００２４】アタッカが、マン−イン−ザ−ミドル（ma
n-in-the-middle）として振る舞うことができる唯一の
やり方は、殆どの進行中の呼を傍受（ブロック）し、こ
れらの呼の一つが、上述のOTASP呼（空中を通じてのサ
ービスの準備のための呼）であることを期待するやり方
である。OTASP呼を発見する確率を高めるためには、OTA
SP呼は稀な事象であるために、アタッカは、殆ど全ての
呼をブロックすることが必要となる。他方、通常の呼の
発信は、非常に頻繁な事象であり、このため、アタッカ
がサービスの拒否を目当てに殆どの呼をブロックした場
合、このことから、アタッカを容易に発見することが可
能となる。アタッカのソースを発見し、移動機ユーザへ
のサービスを回復することは、ますます重要な問題とな
りつつある。
n-in-the-middle）として振る舞うことができる唯一の
やり方は、殆どの進行中の呼を傍受（ブロック）し、こ
れらの呼の一つが、上述のOTASP呼（空中を通じてのサ
ービスの準備のための呼）であることを期待するやり方
である。OTASP呼を発見する確率を高めるためには、OTA
SP呼は稀な事象であるために、アタッカは、殆ど全ての
呼をブロックすることが必要となる。他方、通常の呼の
発信は、非常に頻繁な事象であり、このため、アタッカ
がサービスの拒否を目当てに殆どの呼をブロックした場
合、このことから、アタッカを容易に発見することが可
能となる。アタッカのソースを発見し、移動機ユーザへ
のサービスを回復することは、ますます重要な問題とな
りつつある。
【００２５】上述の本発明の実施例は、移動機２０と網
１０が、おのおの、所定の素数（プライムナンバ）ｐと
ｐの所定のジェネレータ（生成プログラム）ｇを格納し
ていることを想定する。ただし、別の方法として、素数
ｐとｐのジェネレータｇは、片方のパーティから他方の
パーティに、素数ｐとそのジェネレータｇを安全（機
密）に送信するための周知の技法を用いて、安全（機
密）に送信することもできる。
１０が、おのおの、所定の素数（プライムナンバ）ｐと
ｐの所定のジェネレータ（生成プログラム）ｇを格納し
ていることを想定する。ただし、別の方法として、素数
ｐとｐのジェネレータｇは、片方のパーティから他方の
パーティに、素数ｐとそのジェネレータｇを安全（機
密）に送信するための周知の技法を用いて、安全（機
密）に送信することもできる。
【００２６】本発明がこうして説明されたが、明らかな
ように、本発明は、様々な修正された形態にて実現する
こともでき、これらバリエーションも、本発明の精神お
よび範囲から逸脱するものと見做されるべきではなく、
これら全ての修正が特許請求の範囲に含まれるものであ
る。
ように、本発明は、様々な修正された形態にて実現する
こともでき、これらバリエーションも、本発明の精神お
よび範囲から逸脱するものと見做されるべきではなく、
これら全ての修正が特許請求の範囲に含まれるものであ
る。
【図１】Diffe-Hellmanキー合意に従う網と移動機との
間の通信を示す図である。
間の通信を示す図である。
【図２】本発明の一つの実施例に従う網と移動機ユーザ
の間の通信を示す図である。
の間の通信を示す図である。
１０ 網
２０ 移動機
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−188828（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−307643（ＪＰ，Ａ)
著者 ウォーウィック・フォード マ
イケル・バウム 訳者 山田 慎一郎,
ディジタル署名と暗号技術，日本，株式
会社プレンティスホール出版，1997年12
月24日，Ｐ101，102，349−351
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04B 7/24 - 7/26
H04Q 7/00 - 7/38
H04L 9/00
Claims (25)
- 【請求項１】網との空中通信を機密化するための方法で
あって、この方法が、 （ａ）偽装されたサービス準備リクエストを網に送信す
るステップと、 （ｂ）前記ステップ（ａ）に応動して、第一のデータ部
分を含む第一のビット流を前記網から受信するステップ
と、 （ｃ）前記第一のビット流から前記第一のデータ部分を
抽出するステップと、 （ｄ）第二のデータ部分を含む第二のビット流を前記網
に送信するステップと、 （ｅ）前記抽出された第一のデータ部分および前記第二
のデータ部分に基づいてキーを生成するステップと、 （ｆ）前記キーを用いて第一の暗号化された通信チャネ
ルを確立するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２】前記ステップ（ｃ）は、前記第一のデータ
部分を前記第一のビット流内の第一の所定の位置から抽
出することを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】前記ステップ（ｄ）は、前記第二のデータ
部分を前記第二のビット流内の第一の所定の位置に挿入
して送信することを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項４】前記第一のデータ部分は（g^RN mod p）を
表し、ここで、ｐは素数を表し、ｇは前記素数ｐによっ
て生成されるグループのジェネレータを表し、そしてRN
は第一の乱数を表しており、そして、前記第二のデータ
部分は（g^RM mod p）を表し、ここで、RMは第二の乱数
を表すことを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項５】前記ステップ（ｅ）は、前記キーを（g^RN
RM mod p）として生成することを特徴とする請求項４の
方法。 - 【請求項６】前記ステップ（ｆ）は、前記第一の暗号化
された通信チャネルを、暗号化され認証された通信チャ
ネルとして前記キーを用いて確立することを特徴とする
請求項１の方法。 - 【請求項７】さらに、（ｇ）前記キーを用いて第二の暗
号化通信チャネルを確立するステップと、 （ｈ）認証情報を前記第二の暗号化された通信チャネル
を通じて前記網に送信するステップをと含み、 前記網が前記認証情報を受理するときには、前記ステッ
プ（ｆ）が前記ステップ（ｈ）の後に遂行されることを
特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項８】前記ステップ（ｆ）は、前記第一の暗号化
された通信チャネルを暗号化され認証された通信チャネ
ルとして前記キーを用いて確立し、そして、 前記ステップ（ｇ）は、前記第二の暗号化された通信チ
ャネルを暗号化され認証された通信チャネルとして前記
キーを用いて確立することを特徴とする請求項７の方
法。 - 【請求項９】前記第二の暗号化された通信チャネルは音
声チャネルであることを特徴とする請求項７の方法。 - 【請求項１０】前記ステップ（ａ）は、発呼リクエスト
を前記システムアクセスリクエストとして送信すること
を特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項１１】さらに、 （ｇ）機密を要する情報を前記網から前記第一の暗号化
された通信チャネルを通じて受信するステップを含むこ
とを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項１２】前記機密を要する情報はルートキーであ
ることを特徴とする請求項１１の方法。 - 【請求項１３】移動機との空中通信を機密化するための
方法であって、この方法が、（ａ）前記移動機からの偽
装されたサービス準備リクエストの受信をサービス準備
リクエストとして認識するステップと、 （ｂ）前記ステップ（ａ）に応動して、第一のデータ部
分を含む第一のビット流を前記移動機に送信するステッ
プと、 （ｃ）第二のデータ部分を含む第二のデータビット流を
前記移動機から受信するステップと、 （ｄ）前記第二のビット流から前記第二のデータ部分を
抽出するステップと、 （ｅ）前記抽出された第二のデータ部分および前記第一
のデータ部分に基づいてキーを生成するステップと、 （ｆ）前記キーを用いて第一の暗号化された通信チャネ
ルを確立するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１４】前記ステップ（ｄ）は、前記第二のデー
タ部分を前記第二のビット流の第一の所定の位置から抽
出することを特徴とする請求項１３の方法。 - 【請求項１５】前記ステップ（ｂ）は、前記第一のデー
タ部分を前記第一のビット流の第一の所定の位置に挿入
して送信することを特徴とする請求項１３の方法。 - 【請求項１６】前記第一のデータ部分は（g^RN mod p）
を表し、ここで、ｐは素数を表し、ｇは前記素数ｐによ
って生成されるグループのジェネレータを表し、そして
RNは第一の乱数を表しており、そして、前記第二のデー
タ部分は（g^RM mod p）を表し、ここで、RMが第二の乱
数を表すことを特徴とする請求項１３の方法。 - 【請求項１７】前記ステップ（ｅ）は、前記キーを（g^
RNRM mod p）として生成することを特徴とする請求項１
６の方法。 - 【請求項１８】前記ステップ（ｆ）は、前記第一の暗号
化された通信チャネルを暗号化され認証された通信チャ
ネルとして前記キーを用いて確立することを特徴とする
請求項１３の方法。 - 【請求項１９】さらに、 （ｇ）前記キーを用いて第二の暗号化通信チャネルを確
立するステップと、 （ｈ）認証情報を前記第二の暗号化された通信チャネル
を通じて前記移動機から受信するステップとを含み、 前記ステップ（ｆ）は、前記認証情報を受理できるとき
には、前記第一の暗号化された通信チャネルを確立する
ことを特徴とする請求項１３の方法。 - 【請求項２０】前記ステップ（ｆ）は、前記第一の暗号
化された通信チャネルを暗号化され認証された通信チャ
ネルとして前記キーを用いて確立し、そして 前記ステップ（ｇ）は、前記第二の暗号化された通信チ
ャネルを暗号化され認証された通信チャネルとして前記
キーを用いて確立することを特徴とする請求項１９の方
法。 - 【請求項２１】前記第二の暗号化された通信チャネルは
音声チャネルであることを特徴とする請求項１９の方
法。 - 【請求項２２】さらに、 （ｇ）機密を要する情報を前記第一の暗号化された通信
チャネルを通じて前記移動機に送信するステップを含む
ことを特徴とする請求項１３の方法。 - 【請求項２３】前記機密を要する情報はルートキーであ
ることを特徴とする請求項２２の方法。 - 【請求項２４】前記ステップ（ａ）は、非サービス準備
システムアクセスリクエストを有するダミーデータの受
信を前記偽装されたサービス準備リクエストとして認識
することを特徴とする請求項１３に記載の方法。 - 【請求項２５】前記ステップ（ａ）は、発呼リクエスト
を前記非サービス準備システムアクセスリクエストとし
て受信することを特徴とする請求項２４の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/127045 | 1998-07-31 | ||
| US09/127,045 US6374355B1 (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Method for securing over-the-air communication in a wireless system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000083286A JP2000083286A (ja) | 2000-03-21 |
| JP3513054B2 true JP3513054B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=22428047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21454099A Expired - Fee Related JP3513054B2 (ja) | 1998-07-31 | 1999-07-29 | 無線システムにおける空中通信を機密化するための方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6374355B1 (ja) |
| EP (1) | EP0998080B1 (ja) |
| JP (1) | JP3513054B2 (ja) |
| KR (1) | KR100564674B1 (ja) |
| CN (1) | CN1249637A (ja) |
| BR (1) | BR9902941A (ja) |
| CA (1) | CA2277758A1 (ja) |
| DE (1) | DE69929574T2 (ja) |
| TW (1) | TW435026B (ja) |
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