JP3826079B2 - 無線通信セキュリティ・システムにおけるセキュリティ・キーの短寿命化を防止するための方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【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セキュリティ・カウント値に関する。特に、本発明は、セキュリティ・キー変更中に確立された新たなチャネルのためにセキュリティ・カウント値を取得する方法を開示する。
【０００２】
【従来の技術】
図１を参照されたい。図１は、従来技術の無線通信システムの簡略ブロック図である。この通信システムは、第２局２０と無線通信を行う第１局１０を備える。一例として、第１局１０は、携帯電話機のような移動体であり、第２局２０は基地局である。第１局１０は第２局２０と複数のチャネル１２を通じて通信を行う。従って、第２局２０は、チャネル１２のそれぞれに１つずつ対応する、複数のチャネル２２を有する。各チャネル１２は、第２局２０の対応するチャネル２２から受信したプロトコル・データ・ユニット（ＰＤＵ）１１ｒを保持する受信バッファ１２ｒを有する。また、各チャネル１２は、第２局２０の対応するチャネル２２に対する送信を待機しているＰＤＵ１１ｔを保持する送信バッファ１２ｔを有する。ＰＤＵ１１ｔは、第１局１０によりチャネル１２を通じて送信され、第２局２０によって受信され、対応するチャネル２２の受信バッファ２２ｒにおいて対応するＰＤＵ２１ｒを生成する。同様に、ＰＤＵ２１ｔは、第２局２０によりチャネル２２を通じて送信され、第１局１０によって受信され、対応するチャネル１２の受信バッファ１２ｒにおいて対応するＰＤＵ１１ｒを生成する。
【０００３】
整合性を保つために、対応するチャネル１２，２２を通る各ＰＤＵ１１ｒ，１１ｔ，２１ｒ，２１ｔのデータ構造は同一である。即ち、送信されたＰＤＵ１１ｔは、同一の対応する受信ＰＤＵ２１ｒを生成し、またその逆も同様である。更に、第１局、第２局とも同一のＰＤＵ１１ｔ，２１ｔデータ構造を用いる。対応するチャネル１２およびチャネル２２を通るＰＤＵ１１ｒ，１１ｔ，２１ｒ，２１ｔは同一であるが、異なるチャネル１２およびチャネル２２は、対応するチャネル１２およびチャネル２２を介するのに適合した接続の種類に従って、異なるＰＤＵデータ構造を使用してもよい。しかしながら、一般に、すべてのＰＤＵ１１ｒ，１１ｔ，２１ｒ，２１ｔはシーケンス番号５ｒ，５ｔ，６ｒ，６ｔを有する。シーケンス番号５ｒ，５ｔ，６ｒ，６ｔはｍビットの番号であり、各ＰＤＵ１１ｒ，１１ｔ，２１ｒ，２１ｔ毎に増分される。シーケンス番号５ｒ，５ｔ，６ｒ，６ｔの大きさは、そのバッファ１２ｒ，１２ｔ，２２ｒ，２２ｔにおけるＰＤＵ１１ｒ，１１ｔ，２１ｒ，２１ｔの順番を示す。例えば、１０８のシーケンス番号５ｒを有する受信されたＰＤＵ１１ｒは、１０９のシーケンス番号５ｒを有する受信されたＰＤＵ１１ｒより順番は前であり、１０７のシーケンス番号５ｒを有するＰＤＵ１１ｒより順番は後である。シーケンス番号５ｔ，６ｔは、多くの場合ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔによって明示的に担持されるが、また局１０，２０によって暗黙的に割り当てられる。例えば、対応するチャネル１２およびチャネル２２のための一般に承認されたモード設定では、各送信されたＰＤＵ１１ｔは、受信に成功すると同一の対応するＰＤＵ２１ｒを生成し、それによって第２局２０によって受信されたものと確認される。１２ビットのシーケンス番号５ｔは、一般に承認されたモードの送信において各ＰＤＵ１１ｔによって明示的に担持される。第２局２０は、受信されたＰＤＵ２１ｒ内に埋め込まれたシーケンス番号６ｒをスキャンしてＰＦＵｓ２１ｒの順番を判定し、ＰＤＵ２１ｒに欠落したものが無いかを判定する。次に、第２局２０は、それぞれの受信されたＰＤＵ２１ｒのシーケンス番号６ｒを用いることにより、どのＰＤＵ２１ｒが受信されたかを示すメッセージを第１局１０に送信することが可能である。あるいは、第２局２０は、再送信されるべきＰＤＵ１１ｔのシーケンス番号５ｔを特定することによって、ＰＤＵ１１ｔが再送信されるよう要求することができる。これに代わって、いわゆるトランスペアレント伝送モードでは、データはうまく受信されたものとは決して確認されない。シーケンス番号５ｔ，６ｔはＰＤＵ１１ｔ，２１ｔにおいて明示的に担持されない。その代わりに、第１局１０は、単に７ビットのシーケンス番号を各ＰＤＵ１１ｔに内部で割り当てるある。同様に、第２局２０は受信すると、７ビットのシーケンス番号６ｒを各ＰＤＵ２１ｒに割り当てる。理想的には、第１局１０によってＰＤＵ１１ｔ用に維持されるシーケンス番号５ｔは、第２局２０によって維持されるＰＤＵ２１ｒ用の対応するシーケンス番号６ｒと同一である。
【０００４】
ハイパー・フレーム番号（ＨＦＮ）もまた、第１局１０および第２局２０によって維持される。ハイパー・フレーム番号は、シーケンス番号５ｔ，６ｔの上位（即ち、最上位）ビットとして看做され、物理的にＰＤＵ１１ｔ，２１ｔと一緒に送信されることは決してない。このルールに対する例外は、特殊信号ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔが同期用に用いられるというまれな場合において発生する。この場合、ＨＦＮはシーケンス番号１１ｔ，２１ｔの部分としては担持されず、信号ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔのデータ・ペイロードのフィールドにおいて担持され、このため更に適切な信号データとなる。各送信されたＰＤＵ１１ｔ，２１ｔが、対応する受信されたＰＤＵ２１ｒ，１１ｒを生成すると、ハイパー・フレーム番号もまた受信したＰＤＵ２１ｒ，１１ｒ用に維持される。このように、各受信されたＰＤＵ１１ｒ，２１ｒ、および各送信されたＰＤＵ１１ｔ，２１ｔには、（明示的または暗黙的に割り当てられる）シーケンス番号５ｒ，６ｒ、および５ｔ，６ｔを最下位ビットとして使用し、さらに対応する（常に暗示的に割り当てられる）ハイパー・フレーム番号を最上位ビットとして使用する値が割り当てられる。従って、第１局１０の各チャネル１２は、受信ハイパー・フレーム番号（ＨＦＮＲ）１３ｒ、および送信ハイパー・フレーム番号（ＨＦＮＴ）１３ｔを有する。同様に、第２局上の対応するチャネル２２は、ＨＦＮＲ２３ｒおよびＨＦＮＴ２３ｔを有する。第１局１０は、受信バッファ１２ｒにおけるＰＤＵ１１ｒのシーケンス番号５ｒのロール・オーバを検出すると、ＨＦＮＲ１３ｒを増分する。第１局１０は、送信されたＰＤＵ１１ｔのシーケンス番号５ｔのロール・オーバ時に、ＨＦＮＴ１３ｔを増分する。第２局２０上では、ＨＦＮＲ２３ｒおよびＨＦＮＴ２３ｔのために同様のプロセスが行われる。従って、第１局１０のＨＦＮＲ１３ｒは、第２局２０のＨＦＮＴ２３ｔに同期（即ち一致）する。同様に、第１局１０のＨＦＮＴ１３ｔは第２局２０のＨＦＮＲ２３ｒと同期（即ち、一致）する。
【０００５】
ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔは、「公然と（ｏｕｔ ｉｎ ｔｈｅ ｏｐｅｎ）」送信されない。第１局１０上のセキュリティ・エンジン１４、および対応する第２局上のセキュリティ・エンジン２４は、協働して第１局１０と第２局２０との間のみにおける安全且つ非公開のデータ交換を保証する。セキュリティ・エンジン１４，２４は二つの主要な機能を有している。第１の機能は、対応するＰＤＵ１１ｒ，２１ｒが、盗聴者に対し意味のないランダムな数字の集合を提示するように、ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔ内に保持されるデータを攪乱させること（即ち、暗号化すること、いわゆる暗号化）である。第２の機能は、ＰＤＵ１１ｒ、２１ｒ内に含まれるデータの完全性を検証することである。これは、別の不正な局が、第１局１０または第２局２０になりすますことを防ぐために用いられる。データの完全性を証明することによって、第１局１０は、ＰＤＵ１１ｒが第２局２０によって実際に送信されたことを、またはその逆を確認することができる。セキュリティ・エンジン１４は、ＰＤＵ１１送信には、他の入力の中から特に、ｎビットのセキュリティ・カウント１４ｃおよびセキュリティ・キー１４ｋを使用し、ＰＤＵ１１ｔ上で暗号化機能を実行する。対応するＰＤＵ２１ｒを適切に暗号化するためには、セキュリティ・エンジン２４は、同一のセキュリティ・カウント２４ｃおよびセキュリティ・キー２４ｋを使用しなければならない。同様に、第１局１０上でのデータ完全性の確認には、ｎビットのセキュリティ・カウントを使用する。このｎビットセキュリティ・カウントは、第２局２０上の対応するセキュリティ・カウントと同期しなければならない。データの完全性セキュリティ・カウントは、セキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃの暗号化の方法と同じように生成され、且つ暗号化は更に頻繁に用いられるので、暗号化セキュリティ・カウント１４ｃ、２４ｃは以下のように考慮される。セキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋは、第１局１０および第２局２０の双方によって明示的に変更されるまで、全てのＰＤＵ１１ｔ，２１ｔ（および、これにより対応するＰＤＵ２１ｒ，１１ｒ）にわたって一定のままである。セキュリティ・エンジン１４，２４の適切な同期を確実に行うために、第１局１０と第２局２０との間のハンドシェークを伴うセキュリティ・モード・コマンドによって、セキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋの変更を実行する。セキュリティ・モード・コマンドは、比較的稀に実行され、セキュリティ・カウント１４ｃの値に依存する。従って、セキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋは比較的不変である。しかしながら、セキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃは、各ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔと共に継続的に変化する。セキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃがこのように絶えず変化することにより、セキュリティ・エンジン１４，２４への入力の統計的整合性が損なわれるので、ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔの解読（および、スプーフィング）は一層困難に成る。ＰＤＵ１１ｔのシーケンス番号５ｔをセキュリティ・カウント１４ｃの最下位ビットとして、更にシーケンス番号５ｔに対応するＨＦＮＴ１３ｔをセキュリティ・カウント１４ｃの最上位ビットとして使用することによって、ＰＤＵ１１ｔのセキュリティ・カウント１４ｃが生成される。同様に、ＰＤＵ１１ｒのシーケンス番号５ｒおよびＰＤＵ１１ｒのＨＦＮＲ１３ｒから、ＰＤＵ１１ｒのセキュリティ・カウント１４ｃが生成される。同様のプロセスが、第２局２０上で行われ、シーケンス番号６ｒまたはシーケンス番号６ｔ、および対応するＨＦＮＲ２３ｒまたはＨＦＮＴ２３ｔを用いてセキュリティ・カウント２４ｃが生成される。セキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃは、例えば３２ビットの固定ビット・サイズを有する。シーケンス番号５ｒ，６ｒ，５ｔ，６ｔのビット・サイズは、使用される伝送モードに応じて変化し得るので、ハイパー・フレーム番号ＨＦＮＲ１３ｒ、ＨＦＮＲ２３ｒ、ＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＴ２３ｔのビット・サイズは、セキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃの前記固定ビット・サイズを生じるように対応して変化しなければならない。例えば、シーケンス番号５ｒ，６ｒ，５ｔ，６ｔのサイズは、トランスペアレント伝送モードでは全て７ビットである。よって、ハイパー・フレーム番号ＨＦＮＲ１３ｒ、ＨＦＮＲ２３ｒ、ＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＴ２３ｔのサイズは２５ビットであり、これら二つを結合すると、３２ビットのセキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃを生成する。一方、一般に容認された伝送モードでは、シーケンス番号５ｒ，６ｒ，５ｔ，６ｔのサイズは全て１２ビットである。よって、ハイパー・フレーム番号ＨＦＮＲ１３ｒ、ＨＦＮＲ２３ｒ、ＨＦＮＴ１３ｔ、およびＨＦＮＴ２３ｔのサイズは２０ビットであるので、この二つを結合すると３２ビットのセキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃを生成し続ける。
【０００６】
当初、第１局１０と第２局２０との間には、チャネル１２およびチャネル２２は確立されていない。その後、第１局１０は、第２局２０とチャネルを確立する。そのために、第１局１０は、ＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＲ１３ｒに対する初期値を決定しなければならない。第１局１０は、フラッシュ・メモリ・デバイスまたはＳＩＭカードのような非揮発性メモリ１６を参照して、開始値１６ｓを求め、この開始値１６ｓを用いて、ＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＲ１３ｒの初期値を生成する。開始値１６ｓは、チャネル１２を通る以前のセッションからのハイパー・フレーム番号のｘ最上位ビット（ＭＳＢｘ）を保持する。理想的には、ｘは、最小サイズのハイパー・フレーム番号のビット・サイズと少なくとも同じ大きさのビット・サイズであることが必要である（即ち、上記サンプルに対して、ｘのサイズは少なくとも２０ビットであることが必要である）。ＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＲ１３ｒのＭＳＢｘは開始値１６ｓに設定され、残りの低位ビットはゼロに設定される。次に第１局１０は、開始値１６ｓを（特別の信号ＰＤＵ１１ｔにより）第２局２０に送信し、ＨＦＮＲ、２３ｒおよびＨＦＮＴ２３ｔとして使用する。このように、ＨＦＮＴ１３ｔはＨＦＮＲ２３ｒと同期させられ、ＨＦＮＴ２３ｔはＨＦＮＲ１３ｒと同期させられる。
【０００７】
なお、第１局１０は第２局２０と複数のチャネル１２を確立することができる。これらチャネル１２のそれぞれは、自身のシーケンス番号５ｒ，５ｔ、ならびにハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔを使用する。新たなチャネル１２を確立する際、第１局１０は現在確立されているチャネル１２全てのＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＲ１３ｒを考慮し、最も高い値を有するＨＦＮＴ１３ｔまたはＨＦＮＲ１３ｒを選択する。次に、第１局１０はこの最高値のハイパー・フレーム番号のＭＳＢｘを抽出し、ＭＳＢｘを１つだけ増分し、それを新たに確立されたチャネル１２の新たなＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＲ１３ｒのＭＳＢｘとして使用する。次に第１局１０と第２局２０との間で同期を行い、第２局２０に対し、ＨＦＮＲ２３ｒおよびＨＦＮＴ２３ｔのＭＳＢｘを与える。このように、全ての確立されたチャネル１２のセキュリティ・カウント１４ｃ間において一定に増分する間隔（ｓｐａｃｉｎｇ）が確保される。
【０００８】
セキュリティのため、セキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋは、所定の間隔の後には、変更されるべきであることが注目される。この間隔は、一部は、セキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃによって決定される。確立されたチャネル１２に対するセキュリティ・カウント１４ｃが所定のセキュリティ・クロス・オーバ値１４ｘを上回ると、第２局２０（即ち基地局）はセキュリティ・モード・コマンドを起動し、セキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋを新たなセキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎに変更する。このセキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎの両者は同一であり、以前のセキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋと同一であってはならない。送信されたＰＤＵ１１ｔ，２１ｔが受信したＰＤＵ２１ｒ，１１ｒに確実に適切に解読されるようにするためには、新たなセキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎへの変更は、すべてのチャネル１２，２２にわたり注意深く同期されなければならない。例えば、ＰＤＵ１１ｔをセキュリティ・キー１４ｋを用いて暗号化し、セキュリティ・エンジン２４が新たなセキュリティ・キー２４ｎを用いて、対応する受信したＰＤＵ２１ｒを解読しようとすると、受信したＰＤＵ２１ｒは意味のないデータに解読される。これは、ＰＤＵ１１ｔおよびＰＤＵ２１ｒに適用されているようには、セキュリティ・キー１４ｋとセキュリティ・キー２４ｎとは同期されていないためである。セキュリティ・モード・コマンドは、有限量の時間を要する幾分複雑なプロセスである。明確に述べると、第２局２０によってセキュリティ・モード・コマンドが送信される前は、全てのチャネル１２，２２用にセキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋのみが使用される。同様に、セキュリティ・モード・コマンドが完全に終了した後は、全てのチャネル１２，２２用に新たなセキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎのみが使用される。しかしながら、セキュリティ・モード・コマンド、およびこれに伴う二つの局１０と局２０との間のハンドシェークが行われている間は、セキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋまたは、セキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎのうちのいずれのセキュリティ・キーを用いるべきかに関して混乱が生ずる可能性がある。こうした混乱が発生するのを回避するため、セキュリティ・モード・コマンドは、各チャネル１２，２２にいわゆる作動時間（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）１７ｒ，２７ｔを与える。作動時間１７ｔ，２７ｔは単にＰＤＵ１１ｒ，２１ｔのシーケンス番号値５ｒ，６ｔである。セキュリティ・モード・コマンドを実行する際、第２局２０は各チャネル２２の送信バッファ２２ｔの作動時間２７ｔを決定する。作動時間２７ｔは、全てのチャネル２２に亘って必ずしも同一ではなく、実際には異なることが多い。第２局２０が第１局１０に送るセキュリティ・モード・コマンドによって、第１局１０には作動時間２７ｔが与えられ、第１局１０はこの作動時間２７ｔを用いて、各チャネル１２の受信バッファ１２ｒ用の、同一の対応する作動時間を生成する。第１局１０は、セキュリティ・モード・コマンドに応答して、各チャネル１２の送信バッファの作動時間１７ｔを決定する。次に第１局１０は、セキュリティ・モード完了メッセージを第２局２０に送る。このメッセージには、作動時間１７ｔが含まれている。第２局２０は、このセキュリティ・モード完了メッセージを用いて、第１局１０上の対応するチャネル１２の作動時間１７ｔと同一の作動時間２７ｒを、各チャネル２２の受信バッファ２２ｒに与える。セキュリティ・モード・コマンドおよび結果として得られた最終作動時間１７ｔはセキュリティ・モード再構成と呼ばれる。第１局１０を一例として用いると、それらのチャネル１２の作動時間１７ｔの前のシーケンス番号５ｔを有する全てのＰＤＵに対し、ＰＤＵ１１ｔは、古いセキュリティ・キー１４ｋを用いて暗号化する。作動時間１７ｔの時点またはその後で連続するシーケンス番号５ｔを有するＰＤＵ１１ｔに対しては、暗号用に新たなセキュリティ・キー１４ｎが適用される。ＰＤＵ１１ｔ受信の際、第２局２０はシーケンス番号６ｒおよび作動時間２７ｒを用いて、ＰＤＵ２１ｒの解読用にはキー２４ｋまたはキー２４ｎのいずれのキーを使用すべきかを判定する。第２局２０上で同様の送信プロセスが行われ、各チャネル１２は作動時間２７ｔを有する。第２局２０および第１局１０は、各自のセキュリティ・キー２４ｎ，２４ｋおよびセキュリティ・キー１４ｎ，１４ｋがどのように受信されたＰＤＵ２１ｒ，１１ｒおよび送信されたＰＤＵ１１ｔ，２１ｔへ適用されるかを把握し得るように、セキュリティ・モード・コマンドは作動時間１７ｒと作動時間２７ｔとの、更に作動時間１７ｔと作動時間２７ｒとの同期化を提供する。このようにして、セキュリティ・エンジン１４とセキュリティ・エンジン２４との間で同期が確実に行われる。チャネル１２，２２による新たなセキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎの採用時に（即ち、チャネル１２およびチャネル２２の作動時間１７ｒ，１７ｔおよび作動時間２７ｒ，２７ｔの後）、セキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎが確実に最大に利用されるようにするためには、ＨＦＮＲ１３ｒ，２３ｒおよびＨＦＮＴ１３ｔ，２３ｔをクリアしてゼロとし、それによってチャネル１２，２２のセキュリティ・カウントをゼロ、またはゼロ近くにまで低下させる。例えば、チャネル１２がその作動時間１７ｔを超えた後に、チャネル１２のＨＦＮＴ１３ｔをゼロに設定する。従って、送信されたＰＤＵ１１ｔの対応するセキュリティ・カウント１４ｃは、ゼロに近くなる。同様に、作動時間２７ｒを超えるＰＤＵ２１ｒを受信すると、第２局２０はＨＦＮＲ２３ｒをクリアし、これにより受信したＰＤＵ２１ｒのセキュリティ・カウント２４ｃを縮小する。
【０００９】
しかしながら、セキュリティ・モード再構成中の新たなチャネル１２の確立は、新たなセキュリティ・キー１４ｎの寿命を縮めるという不都合を招く可能性がある。セキュリティ・モード再構成中に新たなチャネル１２が確立されると、新たなセキュリティ・キー１４ｎを使用しているチャネル１２と、依然古いセキュリティ・キー１４ｋを使用している別のチャネル１２とが確立される可能性がある。新たなセキュリティ・キー１４ｎを使用するそれらのチャネル１２は、ゼロまたは、ゼロに近いハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔを有する。しかしながら、依然古いセキュリティ・キー１４ｋを使用するそれらのチャネル１２は（それぞれの作動時間１３ａに到達していないために）極めて高いハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔを有する。ハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔを新たなチャネル１２に割り当てる際、第１局１０は全ての確立したチャネル１２をスキャンし、最も高いハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔを選択し、この値を１つだけ増分し、次にそれを新たなチャネル１２のハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔに割り当てる。従って、新たなチャネル１２は、ゼロよりはるかに大きいハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔを受信し、セキュリティ・クロス・オーバ値１４ｘに非常に近い、新たなチャネル１２のセキュリティ・カウント１４ｃを形成させる可能性がある。これは、新たなセキュリティ・キー１４ｎの寿命を大幅に縮める原因になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主たる目的は、セキュリティ・キーを変更する間に確立される新たなチャネル用のセキュリティ・カウント値を得る方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、無線通信装置において新たなチャネルの初期セキュリティ・カウント値を算出する方法であって、前記無線通信装置が、第１セキュリティ・キーと、第２セキュリティ・キーと、複数の確立されたチャネルとを備え、それらの確立された各チャネルは対応するセキュリティ・カウント値を有し、かつセキュリティ・キーを利用し、前記確立されたチャネルの少なくとも一つは第１セキュリティ・キーを利用し、前記方法が、前記第２セキュリティ・キーを前記新たなチャネルに割り当てるステップと、第１集合を利用して第１の値を得るステップと、前記第１集合が前記第２キーを利用する確立されたチャネルの対応するセキュリティ・カウント値からなり、前記第１の値が前記第１集合における値のｘ最上位ビットと少なくとも同じ大きさであることと、前記新たなチャネルに対する前記初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘを前記第１の値と同等に設定するステップとを含み、前記第１集合が空の場合、前記第１の値を第１の所定の値に設定することを要旨とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の方法において、前記第１所定の値がゼロであることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の方法において、前記第１の値が前記第１集合における最大値のＭＳＢｘと少なくとも同じ大きさであることを要旨とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の方法において、前記第１の値が前記第１集合における最大値のＭＳＢｘより大きいことを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、無線通信装置において新たなチャネルに初期セキュリティ・カウント値を与える方法であって、少なくとも第１チャネルを確立するステップと、各第１チャネルが第１セキュリティ・キーを利用し、かつ対応するセキュリティ・カウント値を有することと、各第１チャネルの作動時間に従って、各第１チャネルの利用を前記第１セキュリティ・キーから第２セキュリティ・キーに変更するために、セキュリティ・モードの再構成を行うステップと、該ステップにおいて前記第２セキュリティ・キーの利用の際に、前記第１チャネルの前記対応するセキュリティ・カウント値を変更することと、前記第２セキュリティ・キーを利用する第２チャネルの確立を開始するステップと、第１集合を利用して第１の値を得るステップと、前記第１集合は、前記第２キーを利用する確立されたチャネルの対応するセキュリティ・カウント値からなり、前記第１の値が前記第１集合における値のｘ最上位ビットと少なくとも同じ大きさであることと、前記第２チャネルに対する初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘを、前記第１の値と同等に設定するステップとを含み、前記第１集合が空の場合、前記第１の値を第１所定の値に設定することを要旨とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の方法において、前記第２チャネルの確立を開始するときに、前記第１集合が、前記第２セキュリティ・キーを利用する全ての第１チャネルの対応するセキュリティ・カウント値を含むことを要旨とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の方法において、前記所定の値がゼロであることを要旨とする。
請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の方法において、前記第１の値が前記第１集合における最大値のＭＳＢｘと少なくとも同じ大きさであることを要旨とする。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の方法において、前記第１の値が前記第１集合における最大値のＭＳＢｘよりも大きいことを要旨とする。
簡潔に要約すると、本発明の好適な実施形態は、無線通信装置における新たなチャネル用初期セキュリティ・カウント値を算出する方法を開示する。無線通信装置は、第１セキュリティ・キー、第２セキュリティ・キー、および確立されたチャネルを有する。確立された各チャネルは、対応するセキュリティ・カウント値を有し、セキュリティ・キーを利用する。確立されたチャネルの内の少なくとも１つは、第１セキュリティ・キーを利用する。第２セキュリティ・キーは、新たなチャネルに割り当てられる。次に、第１集合を使用して第１の値を得る。この第１集合は、第２キーを利用する全ての確立されたチャネルのセキュリティ・カウント値のみを有する。第１の値は、第１集合における最大値のｘ最上位ビット（ＭＳＢｘ）と少なくとも同じ大きさである。新たなチャネルの初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘは第１の値と等しく設定される。第１集合が空の場合、第１の値をゼロに設定する。
【００１７】
本発明の利点は、第２キーを使用するチャネルだけに関連するセキュリティ・カウント値を考慮することによって、新たなチャネルが、過度に高いセキュリティ・カウント値を得ないようにすることである。従って、セキュリティ・キーの寿命が著しく短縮されることが防止される。
【００１８】
種々の図および図面に示した好適実施形態に関する以下の詳細な説明を読んだ後では、本発明のこれらのおよびその他の目的は、当業者には明らかとなろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下の記述において、局は移動電話、ハンドヘルド送受信機、基地局、携帯用情報端末（ＰＤＡ）、コンピュータ、またはデータの無線交換を要求するその他のあらゆる装置であり得る。無線通信を実行する物理層には多くの手段が使用可能であり、そのような手段はいずれも以下に開示するシステムに使用可能であることが理解されるべきである。
【００２０】
図２を参照されたい。図２は、本発明による無線通信システム３０の簡易ブロック図である。無線通信システム３０は、従来技術の無線通信システムとよく似ている。それは、新たに確立されたチャネル４２，５２に、初期のセキュリティ・カウント値を割り当てるために使用する方法を変更することが本発明の主たる目的であるからである。無線通信システム３０は、複数の確立されたチャネル４２を通じて第２局５０と無線通信を行う第１局４０を含む。第１局４０は、チャネル４２を確立して、第２局５０と通信を行うことが可能である。第２局は、第１局４０のチャネル４２に対して、対応するチャネル５２を確立する。また、第１局４０は、確立したチャネル４２を解放することが可能であり、その場合、第２局５０は対応するチャネル５２を解放する。各チャネル４２は、受信バッファ４２ｒおよび送信バッファ４２ｔを有する。同様に、第２局５０では、各チャネル５２は受信バッファ５２ｒおよび送信バッファ５２ｔを有する。受信バッファ４２ｒは、第２局５０から受信したプロトコル・データ・ユニット（ＰＤＵ）４１ｒを保持するのに使用される。送信バッファ４２ｔは、第２局５０への送信待ちのＰＤＵ４１ｔを保持するのに使用される。ＰＤＵ４１ｔは、チャネル４２を通じて第２局５０へ送信され、そこで受信されて対応するチャネル５２の受信バッファ５２ｒに入れられる。同様にＰＤＵ５１ｔは、第２局のチャネル５２を通じて第１局４０に送信され、そこで受信されて対応するチャネル４２の受信バッファ４２ｒに入れられる。各ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔ，５１ｒ，５１ｔは、それぞれのバッファ４２ｒ，４２ｔ，５２ｒ，５２ｔ内におけるＰＤＵ４１ｒ，４１ｔ，５１ｒ，５１ｔの連続した位置を示す、ｍビットのシーケンス番号（ＳＮ）３５ｒ，３５ｔ，３６ｒ，３６ｔを有する。順序的に後方のＰＤＵ４１ｒ，４１ｔ，５１ｒ，５１ｔは、順序的に高いシーケンス番号３５ｒ，３５ｔ，３６ｒ，３６ｔを有する。シーケンス番号３５ｒ，３５ｔ，３６ｒ，３６ｔは、ｍビットの固定ビット・サイズを有するので、シーケンス番号３５ｒ，３５ｔ，３６ｒ，３６ｔはその値が、２ｍ−１を超えるとゼロにロール・オーバする。受信バッファ４２ｒ，５２ｒは、それぞれ受信ハイパー・フレーム番号（ＨＦＮＲ）４３ｒ，５３ｒを有する。この受信ハイパー・フレーム番号は、受信されたＰＤＵ４１ｒ，５１ｒのシーケンス番号３５ｒ，３６ｒのそのようなロール・オーバ・イベントが検出されると、１つだけ増分される。従って、各受信したＰＤＵ４１ｒ，５１ｒに関連するＨＦＮＲ４３ｒ，５３ｒは、受信したＰＤＵ４１ｒ，５１ｒのシーケンス番号３５ｒ，３６ｒの上位ビット（最上位ビット）として機能する。同様に、各送信バッファ４２ｔ，５２ｔは、各受信したＰＤＵ４１ｔ，５１ｔのシーケンス番号３５ｔ，３６ｔの上位ビット、即ち最上位ビットとして機能するそれぞれの送信ハイパー・フレーム番号（ＨＦＮＴ）４３ｔ，５３ｔを有する。ハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔ，５３ｒ，５３ｔは第１局４０および第２局５０によって内部管理され、同期イベントの間にのみ明示的に送信される。これは、それぞれのＰＤＵ４１ｔ，５１ｔによって担持されるのが通常であるシーケンス番号３５ｔ、３６ｔとは異なる。
【００２１】
第１局４０は、ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔの暗号化／解読、およびデータ完全性チェックを行うために使用されるセキュリティ・エンジン４４を有する。セキュリティ・エンジンへの多数の入力の内の二つは、特に、ｎビットセキュリティ・カウント４４ｃおよび第１セキュリティ・キー４４ｋを含む。第２局５０上に対応するセキュリティ・エンジン５４が備えられ、そのセキュリティ・エンジン５４はｎビットのセキュリティ・カウント５４ｃおよび第１セキュリティ・キー５４ｋも使用する。ＰＤＵ４１ｔは、セキュリティ・エンジン５４により、格別なセキュリティ・カウント４４ｃおよび第１キー４４ｋを用いて、暗号化される。対応する受信されたＰＤＵ５１ｒを適切に解読するために、セキュリティ・エンジン５４は、セキュリティ・カウント４４ｃと同一のセキュリティ・カウント５４ｃ、および第１セキュリティ・キー４４ｋと同一の第１セキュリティ・キー５４ｋを使用しなければならない。また、ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔ，５１ｒ，５１ｔの完全性チェックには同期されたセキュリティ・カウントを利用するが、これらの完全性セキュリティ・カウントは、殆ど常に暗号化セキュリティ・カウント４４ｃ，５４ｃよりも小さいので、以下の議論のためには、暗号化セキュリティ・カウント４４ｃ，５４ｃが考究される。
【００２２】
確立したチャネル４２のセキュリティ・カウント４４ｃが所定のクロス・オーバ値４４ｘを上回る毎に、第１セキュリティ・キー４４ｋ，５４ｋを変更する。セキュリティ・モード・コマンドを用いて、第１セキュリティ・キー４４ｋ，５４ｋの使用から、第２の新たなセキュリティ・キー４４ｎ，５４ｎの使用に、セキュリティ・エンジン４４，５４を同期させる。セキュリティ・カウント４４ｃ，５４ｃは、チャネル４２，５２を通る各ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔ，５１ｒ，５１ｔと共に連続的に変化する。ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔのシーケンス番号３５ｒ，３５ｔをセキュリティ・カウント４４ｃの低位（最下位）ビットとして使用し、かつＰＤＵ４１ｒ，４１ｔにそれぞれ関連するＨＦＮＲ４３ｒ，ＨＦＮＴ４３ｔをセキュリティ・カウント４４ｃの上位ビットとして使用することによって、各ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔに対して、セキュリティ・カウント４４ｃが生成される。対応するプロセスは、第２局５０のセキュリティ・エンジン５４によって使用される。確立されたチャネル４２を通じて送信されたＰＤＵのストリーム対して、チャネル１２に関連するセキュリティ・カウント４４ｃは、各ＰＤＵ４１ｔと共に連続的に増加する。従って、第２局５０が送信するＰＤＵ５１ｔのストリームにも同じことが言える。種々のチャネル４２が使用するセキュリティ・カウント値４４ｃの領域は、非常に広範に変化し得る。通常の場合、全てのチャネル４２は第１セキュリティ・キー４４ｋまたは第２セキュリティ・キー４４ｎを使用する。
【００２３】
当初、第１局４０は、第２局５０とのチャネル４２を確立していない。第２局５０とチャネル４２を確立するためには、第１局４０はまず、第１局４０の不揮発性メモリ４６から開始値４６ｓを抽出し、この開始値４６ｓを用いて、確立される予定のチャネル４２のためにＨＦＮＴ４３ｔおよびＨＦＮＲ４３ｒを生成する。データを第１局４０用に永久保存するために不揮発性メモリ４６が使用され、それにより、第１局４０をオフしても開始値４６ｓは失われることはない。前記不揮発性メモリ４６は、電気的消去可能なプログラマブル読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＳＩＭカード等であってよい。理想的には、開始値４６ｓのビット・サイズは、ハイパー・フレーム番号４３ｔ，４３ｒのビット・サイズと同等であるべきである。この場合、ＨＦＮＴ４３ｔおよびＨＦＮＲ４３ｒは単に開始値４６ｓと等しく設定される。しかしながら、ｍビットのハイパー・フレーム番号４３ｔ，４３ｒに対して開始値４６ｓのサイズがｘビットであり、ｘがｍより小さい場合には、開始値４６ｓはハイパー・フレーム番号４３ｔ，４３ｒのｘ最上位ビット（ＭＳＢｘ）として用いられ、ＨＦＮＴ４３ｔおよびＨＦＮＲ４３ｒの残りの低位ビットは単にゼロに設定される。第１局４０は、開始値４６ｓによってハイパー・フレーム番号４３ｔ，４３ｒを生成した後、開始値４６ｓ（または、これに代わって、ＨＦＮＴ４３ｔまたはＨＦＮＲ４３ｒのうちのひとつ）を第２局５０に送信する。その結果、第２局５０は、対応するチャネル５２のＨＦＮＲ５３ｒおよびＨＦＮＴ５３ｔをハイパー・フレーム番号４３ｔ，４３ｒの初期値と等しくなるように設定することができる。このように、ＨＦＮＴ４３ｔは対応するＨＦＮＲ５３ｒと同期し、ＨＦＮＲ４３ｒは対応するＨＦＮＴ５３ｔと同期する。開始値４６ｓはｘビット・サイズの数字であり、ＨＦＮＴ４３ｔは送信されたＰＤＵ４１ｔに対するセキュリティ・カウント４４ｃの最上位ビットとして使用されるので、開始値４６ｓはｎビットのセキュリティ・カウント４４ｃのＭＳＢｘを効果的に保持する。ここでｎは、ＨＦＮＴ４３ｔのビット・サイズとシーケンス番号３５ｔのビット・サイズとの合計に等しい。また、これは、ＨＦＮＲ４３ｒと同様、受信したＰＤＵ４１ｒに対するセキュリティ・カウント４４ｃの場合にも当てはまる。新たに確立したチャネル４２に対しては、第１セキュリティ・キー４４ｋのようなセキュリティ・キーをまた割り当てて、セキュリティ・エンジン４４がそのセキュリティ・キーを新たなチャネル４２の暗号化および解読動作のために使用する。
【００２４】
最初のチャネル４２が確立された後に、第１局４０によって（あるいは、第２局５０によって確立されるチャネル５２に応答して）その他の多くのチャネル４２が確立され得る。他のチャネル４２が既に確立されている場合に新たなチャネル４２を確立するとき、第１局４０はまずセキュリティ・キーを新たなチャネル４２に割り当てる。通常の場合、セキュリティ・キーは、第１セキュリティ・キー４４ｋのように、全ての他の確立されたチャネル４２によって既に使用されているセキュリティ・キーである。しかしながら、新たなチャネル４２には、セキュリティ・モード・コマンドにより、他の確立したチャネル４２のセキュリティ・キーとは異なる、新たなセキュリティ・キー４４ｎのような第２セキュリティ・キーを割り当ててもよい。一例として、以下では、第１局４０が新たなセキュリティ・キー４４ｎを新たなチャネル４２に割り当てることを想定する。第１局４０は、次に、ハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔを新たなチャネル４２に割り当てなければならない。これを行うためには、第１局４０は、新たなチャネル４２が確立されているときに、新たなセキュリティ・キー４４ｎ（即ち、新たなチャネル４２に割り当てられるのと同じセキュリティ・キー）を使用する全ての他の確立されたチャネルを解析し、これらのチャネル４２の全てのうちから最大のセキュリティ・カウント４４ｃを選択する。この最大のセキュリティ・カウントは、受信ハイパー・フレーム番号ＨＦＮＲ４３ｒ、または送信ハイパー・フレーム番号ＨＦＮＴ４３ｔから形成することができ、新たなチャネル４２のハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔを生成するのに使用される。以下の記述においては簡素化のために、新たなチャネル４２のハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔのサイズはいずれもｘビットであり、このいわゆる最大セキュリティ・カウント４４ｃのｘ最上位ビット（ＭＳＢｘ）は、第１の値４５として一時的保持空間にコピーされるものと想定する。例えば、新たなチャネル４２に対するハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔのサイズが２０ビットである場合、（新たなセキュリティ・キー４４ｎに関連する）最大セキュリティ・カウント４４ｃのＭＳＢ２０は、第１の値４５として使用される。従って、第１の値４５が２ｘ−１より小さい場合、ゼロへのロールオーバー（即ち、オーバ・フロー）が確実に起こらないように、第１の値４５を増分する。次に、第１の値４５を新たなチャネル４２のＨＦＮＲ４３ｒおよびＨＦＮＴ４３ｔにコピーする。なお、新たなチャネル４２を確立している際中に、新たなセキュリティ・キー４４ｎ（即ち、新たなチャネル４２によって使用されているのと同じセキュリティ・キー）を使用している確立されたチャネル４２が他にない場合には、その新たなチャネル４２に対するハイパー・フレーム値４３ｒ，４３ｔは単にゼロに設定される。即ち、第１の値４５にはゼロのデフォルト値が与えられ、これがハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔに対する値となる。これにかわって、ゼロはフラグとして使用されることが多いので、１のような別の小さな値を使用する場合もある。
【００２５】
上述において、新たなチャネル４２のセキュリティ・カウント４４ｃ（一方は受信バッファ４２ｒ用、もう一方は送信バッファ４２ｔ用）に対する初期値のＭＳＢｘの設定は、実際には、新たなチャネル４２が使用しているものと同じセキュリティ・カウント４４ｎを使用するその他の確立されたチャネル４２のセキュリティ・カウント４４ｃのＭＳＢｘに従って行われることに留意されたい。実質的には、エレメント４８ｅの集合４８を解析する。各エレメント４８ｅは、新たなセキュリティ・キー４４ｎを使用するチャネル４２の受信バッファ４２ｒ、または送信バッファ４２ｔのいずれかに対するセキュリティ・カウント４４ｃである。新たなセキュリティ・キー４４ｎに関連する各々およびすべてのセキュリティ・カウント４４ｃは、集合４８内のエレメント４８ｅとして表される。従って、新たなセキュリティ・キー４４ｎを使用する各チャネル４２は、集合４８に二つのエレメント４８ｅを与える。次に、この集合４８における最大のエレメント４８ｅのＭＳＢｘは、新たなチャネル４２のハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔによって、抽出、増分され、新たなチャネル４２の受信バッファ４２ｒ、および送信バッファ４２ｔのセキュリティ・カウント４４ｃに対するＭＳＢｘとして、使用される。
【００２６】
本発明の方法は、セキュリティ・モード再構成の直後、またはその再構成中に確立される新たなチャネル４２のハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔの判定を行うことができるために特に重要である。当初、複数のチャネル４２が確立され、それぞれは第１のセキュリティ・キー４４ｋを使用する。しばらく後に、セキュリティ・モード・コマンドが実行され、これが最終的に、各受信バッファ４２ｒに対する受信作動時間４９ｒ、および各送信バッファ４２ｔに対する送信作動時間４９ｔとなる。セキュリティ・モード・コマンドを受信後、ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔのシーケンス番号３５ｒ，３５ｔがそのそれぞれのバッファ４２ｒ，４２ｔの作動時間４９ｒ，４９ｔを上回ると、それぞれのハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔはクリアされてゼロになり、次に、第２の新たなセキュリティ・キー４４ｎがＰＤＵ４１ｒ，４１ｔに適用される。一例として、１８から３５に及ぶシーケンス番号３５ｔを有する送信バッファ４２ｔにおけるＰＤＵのストリームを考察する。更に、この送信バッファ４２ｔは、１６８のＨＦＮＴ４３ｔ、および３０の作動時間４９ｔを有すると仮定する。１８から２９までのシーケンス番号３５ｔを有するＰＤＵ４１ｔは、セキュリティ・モード・コマンドを受信後、第１セキュリティ・キー４４ｋ、および１６８のＨＦＮＴ値４３ｔによって与えられる最上位ビット（ＭＳＢｓ）を有するセキュリティ・カウント４４ｃを使用して送信される。しかしながら、３０から３５のシーケンス番号３５ｔを有するＰＤＵ４１ｔは、第２セキュリティ・キー４４ｎ、およびゼロの新たなＨＦＮＴ値４３ｔによって与えられる最上位ビット（ＭＳＢｓ）を有するセキュリティ・カウント４４ｃを使用して送信される。新たなチャネル４２を確立する際、第２の新たなセキュリティ・キー４４ｎがこの新たなチャネル４２に割り当てられる。次に、第１局４０は，それぞれの作動時間４９ｒ，４９ｔに到達するか、または超越しており、よって前記新たなチャネル４２の確立中に、新たなセキュリティ・キー４４ｎを使用しているあらゆるバッファ４２ｒ，４２ｔを考慮に入れる。次に、そのようなバッファ４２ｒ，４２ｔの最大のセキュリティ・カウント４４ｃを前述の方法で使用し、新たなチャネル４２の用にハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔを生成する。また、４２ｒ，４２ｔのようなバッファが存在しない場合、新たなチャネル４２に対するハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔを、単にゼロのようなデフォルト値に設定する。それぞれの作動時間４９ｒ，４９ｔに到達または超越しておらず、よって第１セキュリティ・キー４４ｋを使用し続けているバッファ４２ｒ，４２ｔに対しては、セキュリティ・カウント値４４ｃは考慮されないことに留意されたい。このため、本発明は、第２の新たなセキュリティ・キー４４ｎに関連するハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔに値を割り当てる際に、第１セキュリティ・キー４４ｋに適切に関連するハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔを混乱させることが回避される。このように、過度に高いハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔを最初に割り当てることに起因して、新たなキー４４ｎの寿命が著しく縮まることはない。これまで同様、本発明の方法の上記記載は、新たなチャネル４２の確立開始時に、第２の新たなキー４４ｎに対応する全てのセキュリティ・カウント値４４ｃを（エレメント４８ｅとして）含む集合４８の解析と看做すことができる。この集合４８における最大値エレメント４８ｅのＭＳＢｘを抽出、増分し、新たなチャネル４２のｘビットのハイパー・フレーム番号４３ｒ、４３ｔ用に使用することにより、新たなチャネル４２のセキュリティ・カウント４４ｃの初期値に対し、ＭＳＢｘを与える。
【００２７】
従来技術とは対照的に、本発明は、第２のセキュリティ・キーを使用する新たなチャネルに初期のセキュリティ・カウント値を割り当てる際、第２のセキュリティ・キーに関連するセキュリティ・カウント値を考慮するだけである。従って、第１セキュリティ・キーに対応するセキュリティ・カウント値は、新たなチャネルに対する新たなセキュリティ・カウント値の算出に影響を与えることはなく、第２のセキュリティ・キーの著しい寿命低下を招くことはない。
【００２８】
本発明の教示を保持しながら、本装置の多くの修正物および代替物の作成が可能であることを当業者は直ちに認めるであろう。即ち、上記の開示は、添付の特許請求の範囲よってのみ限定されるものとする。
【発明の効果】
本発明によれば、無線通信セキュリティシステムにおけるセキュリティキーの短寿命化を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術の無線通信システムの簡易ブロック図。
【図２】 本発明による無線通信システムの簡易ブロック図。
【符号の説明】
３０…無線通信システム、４０…第１局、４２…チャネル、４４…セキュリティ・エンジン、４４ｃ…セキュリティ・カウント、４４ｋ…キー、４４ｎ…新たなキー、４４ｘ…クロス・オーバ値、５０…第２局、５２…チャネル、５４…セキュリティ・エンジン、５４ｃ…セキュリティ・カウント、５４ｋ…キー、５４ｎ…新たなキー
【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セキュリティ・カウント値に関する。特に、本発明は、セキュリティ・キー変更中に確立された新たなチャネルのためにセキュリティ・カウント値を取得する方法を開示する。
【０００２】
【従来の技術】
図１を参照されたい。図１は、従来技術の無線通信システムの簡略ブロック図である。この通信システムは、第２局２０と無線通信を行う第１局１０を備える。一例として、第１局１０は、携帯電話機のような移動体であり、第２局２０は基地局である。第１局１０は第２局２０と複数のチャネル１２を通じて通信を行う。従って、第２局２０は、チャネル１２のそれぞれに１つずつ対応する、複数のチャネル２２を有する。各チャネル１２は、第２局２０の対応するチャネル２２から受信したプロトコル・データ・ユニット（ＰＤＵ）１１ｒを保持する受信バッファ１２ｒを有する。また、各チャネル１２は、第２局２０の対応するチャネル２２に対する送信を待機しているＰＤＵ１１ｔを保持する送信バッファ１２ｔを有する。ＰＤＵ１１ｔは、第１局１０によりチャネル１２を通じて送信され、第２局２０によって受信され、対応するチャネル２２の受信バッファ２２ｒにおいて対応するＰＤＵ２１ｒを生成する。同様に、ＰＤＵ２１ｔは、第２局２０によりチャネル２２を通じて送信され、第１局１０によって受信され、対応するチャネル１２の受信バッファ１２ｒにおいて対応するＰＤＵ１１ｒを生成する。
【０００３】
整合性を保つために、対応するチャネル１２，２２を通る各ＰＤＵ１１ｒ，１１ｔ，２１ｒ，２１ｔのデータ構造は同一である。即ち、送信されたＰＤＵ１１ｔは、同一の対応する受信ＰＤＵ２１ｒを生成し、またその逆も同様である。更に、第１局、第２局とも同一のＰＤＵ１１ｔ，２１ｔデータ構造を用いる。対応するチャネル１２およびチャネル２２を通るＰＤＵ１１ｒ，１１ｔ，２１ｒ，２１ｔは同一であるが、異なるチャネル１２およびチャネル２２は、対応するチャネル１２およびチャネル２２を介するのに適合した接続の種類に従って、異なるＰＤＵデータ構造を使用してもよい。しかしながら、一般に、すべてのＰＤＵ１１ｒ，１１ｔ，２１ｒ，２１ｔはシーケンス番号５ｒ，５ｔ，６ｒ，６ｔを有する。シーケンス番号５ｒ，５ｔ，６ｒ，６ｔはｍビットの番号であり、各ＰＤＵ１１ｒ，１１ｔ，２１ｒ，２１ｔ毎に増分される。シーケンス番号５ｒ，５ｔ，６ｒ，６ｔの大きさは、そのバッファ１２ｒ，１２ｔ，２２ｒ，２２ｔにおけるＰＤＵ１１ｒ，１１ｔ，２１ｒ，２１ｔの順番を示す。例えば、１０８のシーケンス番号５ｒを有する受信されたＰＤＵ１１ｒは、１０９のシーケンス番号５ｒを有する受信されたＰＤＵ１１ｒより順番は前であり、１０７のシーケンス番号５ｒを有するＰＤＵ１１ｒより順番は後である。シーケンス番号５ｔ，６ｔは、多くの場合ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔによって明示的に担持されるが、また局１０，２０によって暗黙的に割り当てられる。例えば、対応するチャネル１２およびチャネル２２のための一般に承認されたモード設定では、各送信されたＰＤＵ１１ｔは、受信に成功すると同一の対応するＰＤＵ２１ｒを生成し、それによって第２局２０によって受信されたものと確認される。１２ビットのシーケンス番号５ｔは、一般に承認されたモードの送信において各ＰＤＵ１１ｔによって明示的に担持される。第２局２０は、受信されたＰＤＵ２１ｒ内に埋め込まれたシーケンス番号６ｒをスキャンしてＰＦＵｓ２１ｒの順番を判定し、ＰＤＵ２１ｒに欠落したものが無いかを判定する。次に、第２局２０は、それぞれの受信されたＰＤＵ２１ｒのシーケンス番号６ｒを用いることにより、どのＰＤＵ２１ｒが受信されたかを示すメッセージを第１局１０に送信することが可能である。あるいは、第２局２０は、再送信されるべきＰＤＵ１１ｔのシーケンス番号５ｔを特定することによって、ＰＤＵ１１ｔが再送信されるよう要求することができる。これに代わって、いわゆるトランスペアレント伝送モードでは、データはうまく受信されたものとは決して確認されない。シーケンス番号５ｔ，６ｔはＰＤＵ１１ｔ，２１ｔにおいて明示的に担持されない。その代わりに、第１局１０は、単に７ビットのシーケンス番号を各ＰＤＵ１１ｔに内部で割り当てるある。同様に、第２局２０は受信すると、７ビットのシーケンス番号６ｒを各ＰＤＵ２１ｒに割り当てる。理想的には、第１局１０によってＰＤＵ１１ｔ用に維持されるシーケンス番号５ｔは、第２局２０によって維持されるＰＤＵ２１ｒ用の対応するシーケンス番号６ｒと同一である。
【０００４】
ハイパー・フレーム番号（ＨＦＮ）もまた、第１局１０および第２局２０によって維持される。ハイパー・フレーム番号は、シーケンス番号５ｔ，６ｔの上位（即ち、最上位）ビットとして看做され、物理的にＰＤＵ１１ｔ，２１ｔと一緒に送信されることは決してない。このルールに対する例外は、特殊信号ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔが同期用に用いられるというまれな場合において発生する。この場合、ＨＦＮはシーケンス番号１１ｔ，２１ｔの部分としては担持されず、信号ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔのデータ・ペイロードのフィールドにおいて担持され、このため更に適切な信号データとなる。各送信されたＰＤＵ１１ｔ，２１ｔが、対応する受信されたＰＤＵ２１ｒ，１１ｒを生成すると、ハイパー・フレーム番号もまた受信したＰＤＵ２１ｒ，１１ｒ用に維持される。このように、各受信されたＰＤＵ１１ｒ，２１ｒ、および各送信されたＰＤＵ１１ｔ，２１ｔには、（明示的または暗黙的に割り当てられる）シーケンス番号５ｒ，６ｒ、および５ｔ，６ｔを最下位ビットとして使用し、さらに対応する（常に暗示的に割り当てられる）ハイパー・フレーム番号を最上位ビットとして使用する値が割り当てられる。従って、第１局１０の各チャネル１２は、受信ハイパー・フレーム番号（ＨＦＮＲ）１３ｒ、および送信ハイパー・フレーム番号（ＨＦＮＴ）１３ｔを有する。同様に、第２局上の対応するチャネル２２は、ＨＦＮＲ２３ｒおよびＨＦＮＴ２３ｔを有する。第１局１０は、受信バッファ１２ｒにおけるＰＤＵ１１ｒのシーケンス番号５ｒのロール・オーバを検出すると、ＨＦＮＲ１３ｒを増分する。第１局１０は、送信されたＰＤＵ１１ｔのシーケンス番号５ｔのロール・オーバ時に、ＨＦＮＴ１３ｔを増分する。第２局２０上では、ＨＦＮＲ２３ｒおよびＨＦＮＴ２３ｔのために同様のプロセスが行われる。従って、第１局１０のＨＦＮＲ１３ｒは、第２局２０のＨＦＮＴ２３ｔに同期（即ち一致）する。同様に、第１局１０のＨＦＮＴ１３ｔは第２局２０のＨＦＮＲ２３ｒと同期（即ち、一致）する。
【０００５】
ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔは、「公然と（ｏｕｔ ｉｎ ｔｈｅ ｏｐｅｎ）」送信されない。第１局１０上のセキュリティ・エンジン１４、および対応する第２局上のセキュリティ・エンジン２４は、協働して第１局１０と第２局２０との間のみにおける安全且つ非公開のデータ交換を保証する。セキュリティ・エンジン１４，２４は二つの主要な機能を有している。第１の機能は、対応するＰＤＵ１１ｒ，２１ｒが、盗聴者に対し意味のないランダムな数字の集合を提示するように、ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔ内に保持されるデータを攪乱させること（即ち、暗号化すること、いわゆる暗号化）である。第２の機能は、ＰＤＵ１１ｒ、２１ｒ内に含まれるデータの完全性を検証することである。これは、別の不正な局が、第１局１０または第２局２０になりすますことを防ぐために用いられる。データの完全性を証明することによって、第１局１０は、ＰＤＵ１１ｒが第２局２０によって実際に送信されたことを、またはその逆を確認することができる。セキュリティ・エンジン１４は、ＰＤＵ１１送信には、他の入力の中から特に、ｎビットのセキュリティ・カウント１４ｃおよびセキュリティ・キー１４ｋを使用し、ＰＤＵ１１ｔ上で暗号化機能を実行する。対応するＰＤＵ２１ｒを適切に暗号化するためには、セキュリティ・エンジン２４は、同一のセキュリティ・カウント２４ｃおよびセキュリティ・キー２４ｋを使用しなければならない。同様に、第１局１０上でのデータ完全性の確認には、ｎビットのセキュリティ・カウントを使用する。このｎビットセキュリティ・カウントは、第２局２０上の対応するセキュリティ・カウントと同期しなければならない。データの完全性セキュリティ・カウントは、セキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃの暗号化の方法と同じように生成され、且つ暗号化は更に頻繁に用いられるので、暗号化セキュリティ・カウント１４ｃ、２４ｃは以下のように考慮される。セキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋは、第１局１０および第２局２０の双方によって明示的に変更されるまで、全てのＰＤＵ１１ｔ，２１ｔ（および、これにより対応するＰＤＵ２１ｒ，１１ｒ）にわたって一定のままである。セキュリティ・エンジン１４，２４の適切な同期を確実に行うために、第１局１０と第２局２０との間のハンドシェークを伴うセキュリティ・モード・コマンドによって、セキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋの変更を実行する。セキュリティ・モード・コマンドは、比較的稀に実行され、セキュリティ・カウント１４ｃの値に依存する。従って、セキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋは比較的不変である。しかしながら、セキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃは、各ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔと共に継続的に変化する。セキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃがこのように絶えず変化することにより、セキュリティ・エンジン１４，２４への入力の統計的整合性が損なわれるので、ＰＤＵ１１ｔ，２１ｔの解読（および、スプーフィング）は一層困難に成る。ＰＤＵ１１ｔのシーケンス番号５ｔをセキュリティ・カウント１４ｃの最下位ビットとして、更にシーケンス番号５ｔに対応するＨＦＮＴ１３ｔをセキュリティ・カウント１４ｃの最上位ビットとして使用することによって、ＰＤＵ１１ｔのセキュリティ・カウント１４ｃが生成される。同様に、ＰＤＵ１１ｒのシーケンス番号５ｒおよびＰＤＵ１１ｒのＨＦＮＲ１３ｒから、ＰＤＵ１１ｒのセキュリティ・カウント１４ｃが生成される。同様のプロセスが、第２局２０上で行われ、シーケンス番号６ｒまたはシーケンス番号６ｔ、および対応するＨＦＮＲ２３ｒまたはＨＦＮＴ２３ｔを用いてセキュリティ・カウント２４ｃが生成される。セキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃは、例えば３２ビットの固定ビット・サイズを有する。シーケンス番号５ｒ，６ｒ，５ｔ，６ｔのビット・サイズは、使用される伝送モードに応じて変化し得るので、ハイパー・フレーム番号ＨＦＮＲ１３ｒ、ＨＦＮＲ２３ｒ、ＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＴ２３ｔのビット・サイズは、セキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃの前記固定ビット・サイズを生じるように対応して変化しなければならない。例えば、シーケンス番号５ｒ，６ｒ，５ｔ，６ｔのサイズは、トランスペアレント伝送モードでは全て７ビットである。よって、ハイパー・フレーム番号ＨＦＮＲ１３ｒ、ＨＦＮＲ２３ｒ、ＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＴ２３ｔのサイズは２５ビットであり、これら二つを結合すると、３２ビットのセキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃを生成する。一方、一般に容認された伝送モードでは、シーケンス番号５ｒ，６ｒ，５ｔ，６ｔのサイズは全て１２ビットである。よって、ハイパー・フレーム番号ＨＦＮＲ１３ｒ、ＨＦＮＲ２３ｒ、ＨＦＮＴ１３ｔ、およびＨＦＮＴ２３ｔのサイズは２０ビットであるので、この二つを結合すると３２ビットのセキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃを生成し続ける。
【０００６】
当初、第１局１０と第２局２０との間には、チャネル１２およびチャネル２２は確立されていない。その後、第１局１０は、第２局２０とチャネルを確立する。そのために、第１局１０は、ＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＲ１３ｒに対する初期値を決定しなければならない。第１局１０は、フラッシュ・メモリ・デバイスまたはＳＩＭカードのような非揮発性メモリ１６を参照して、開始値１６ｓを求め、この開始値１６ｓを用いて、ＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＲ１３ｒの初期値を生成する。開始値１６ｓは、チャネル１２を通る以前のセッションからのハイパー・フレーム番号のｘ最上位ビット（ＭＳＢｘ）を保持する。理想的には、ｘは、最小サイズのハイパー・フレーム番号のビット・サイズと少なくとも同じ大きさのビット・サイズであることが必要である（即ち、上記サンプルに対して、ｘのサイズは少なくとも２０ビットであることが必要である）。ＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＲ１３ｒのＭＳＢｘは開始値１６ｓに設定され、残りの低位ビットはゼロに設定される。次に第１局１０は、開始値１６ｓを（特別の信号ＰＤＵ１１ｔにより）第２局２０に送信し、ＨＦＮＲ、２３ｒおよびＨＦＮＴ２３ｔとして使用する。このように、ＨＦＮＴ１３ｔはＨＦＮＲ２３ｒと同期させられ、ＨＦＮＴ２３ｔはＨＦＮＲ１３ｒと同期させられる。
【０００７】
なお、第１局１０は第２局２０と複数のチャネル１２を確立することができる。これらチャネル１２のそれぞれは、自身のシーケンス番号５ｒ，５ｔ、ならびにハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔを使用する。新たなチャネル１２を確立する際、第１局１０は現在確立されているチャネル１２全てのＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＲ１３ｒを考慮し、最も高い値を有するＨＦＮＴ１３ｔまたはＨＦＮＲ１３ｒを選択する。次に、第１局１０はこの最高値のハイパー・フレーム番号のＭＳＢｘを抽出し、ＭＳＢｘを１つだけ増分し、それを新たに確立されたチャネル１２の新たなＨＦＮＴ１３ｔおよびＨＦＮＲ１３ｒのＭＳＢｘとして使用する。次に第１局１０と第２局２０との間で同期を行い、第２局２０に対し、ＨＦＮＲ２３ｒおよびＨＦＮＴ２３ｔのＭＳＢｘを与える。このように、全ての確立されたチャネル１２のセキュリティ・カウント１４ｃ間において一定に増分する間隔（ｓｐａｃｉｎｇ）が確保される。
【０００８】
セキュリティのため、セキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋは、所定の間隔の後には、変更されるべきであることが注目される。この間隔は、一部は、セキュリティ・カウント１４ｃ，２４ｃによって決定される。確立されたチャネル１２に対するセキュリティ・カウント１４ｃが所定のセキュリティ・クロス・オーバ値１４ｘを上回ると、第２局２０（即ち基地局）はセキュリティ・モード・コマンドを起動し、セキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋを新たなセキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎに変更する。このセキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎの両者は同一であり、以前のセキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋと同一であってはならない。送信されたＰＤＵ１１ｔ，２１ｔが受信したＰＤＵ２１ｒ，１１ｒに確実に適切に解読されるようにするためには、新たなセキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎへの変更は、すべてのチャネル１２，２２にわたり注意深く同期されなければならない。例えば、ＰＤＵ１１ｔをセキュリティ・キー１４ｋを用いて暗号化し、セキュリティ・エンジン２４が新たなセキュリティ・キー２４ｎを用いて、対応する受信したＰＤＵ２１ｒを解読しようとすると、受信したＰＤＵ２１ｒは意味のないデータに解読される。これは、ＰＤＵ１１ｔおよびＰＤＵ２１ｒに適用されているようには、セキュリティ・キー１４ｋとセキュリティ・キー２４ｎとは同期されていないためである。セキュリティ・モード・コマンドは、有限量の時間を要する幾分複雑なプロセスである。明確に述べると、第２局２０によってセキュリティ・モード・コマンドが送信される前は、全てのチャネル１２，２２用にセキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋのみが使用される。同様に、セキュリティ・モード・コマンドが完全に終了した後は、全てのチャネル１２，２２用に新たなセキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎのみが使用される。しかしながら、セキュリティ・モード・コマンド、およびこれに伴う二つの局１０と局２０との間のハンドシェークが行われている間は、セキュリティ・キー１４ｋ，２４ｋまたは、セキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎのうちのいずれのセキュリティ・キーを用いるべきかに関して混乱が生ずる可能性がある。こうした混乱が発生するのを回避するため、セキュリティ・モード・コマンドは、各チャネル１２，２２にいわゆる作動時間（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）１７ｒ，２７ｔを与える。作動時間１７ｔ，２７ｔは単にＰＤＵ１１ｒ，２１ｔのシーケンス番号値５ｒ，６ｔである。セキュリティ・モード・コマンドを実行する際、第２局２０は各チャネル２２の送信バッファ２２ｔの作動時間２７ｔを決定する。作動時間２７ｔは、全てのチャネル２２に亘って必ずしも同一ではなく、実際には異なることが多い。第２局２０が第１局１０に送るセキュリティ・モード・コマンドによって、第１局１０には作動時間２７ｔが与えられ、第１局１０はこの作動時間２７ｔを用いて、各チャネル１２の受信バッファ１２ｒ用の、同一の対応する作動時間を生成する。第１局１０は、セキュリティ・モード・コマンドに応答して、各チャネル１２の送信バッファの作動時間１７ｔを決定する。次に第１局１０は、セキュリティ・モード完了メッセージを第２局２０に送る。このメッセージには、作動時間１７ｔが含まれている。第２局２０は、このセキュリティ・モード完了メッセージを用いて、第１局１０上の対応するチャネル１２の作動時間１７ｔと同一の作動時間２７ｒを、各チャネル２２の受信バッファ２２ｒに与える。セキュリティ・モード・コマンドおよび結果として得られた最終作動時間１７ｔはセキュリティ・モード再構成と呼ばれる。第１局１０を一例として用いると、それらのチャネル１２の作動時間１７ｔの前のシーケンス番号５ｔを有する全てのＰＤＵに対し、ＰＤＵ１１ｔは、古いセキュリティ・キー１４ｋを用いて暗号化する。作動時間１７ｔの時点またはその後で連続するシーケンス番号５ｔを有するＰＤＵ１１ｔに対しては、暗号用に新たなセキュリティ・キー１４ｎが適用される。ＰＤＵ１１ｔ受信の際、第２局２０はシーケンス番号６ｒおよび作動時間２７ｒを用いて、ＰＤＵ２１ｒの解読用にはキー２４ｋまたはキー２４ｎのいずれのキーを使用すべきかを判定する。第２局２０上で同様の送信プロセスが行われ、各チャネル１２は作動時間２７ｔを有する。第２局２０および第１局１０は、各自のセキュリティ・キー２４ｎ，２４ｋおよびセキュリティ・キー１４ｎ，１４ｋがどのように受信されたＰＤＵ２１ｒ，１１ｒおよび送信されたＰＤＵ１１ｔ，２１ｔへ適用されるかを把握し得るように、セキュリティ・モード・コマンドは作動時間１７ｒと作動時間２７ｔとの、更に作動時間１７ｔと作動時間２７ｒとの同期化を提供する。このようにして、セキュリティ・エンジン１４とセキュリティ・エンジン２４との間で同期が確実に行われる。チャネル１２，２２による新たなセキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎの採用時に（即ち、チャネル１２およびチャネル２２の作動時間１７ｒ，１７ｔおよび作動時間２７ｒ，２７ｔの後）、セキュリティ・キー１４ｎ，２４ｎが確実に最大に利用されるようにするためには、ＨＦＮＲ１３ｒ，２３ｒおよびＨＦＮＴ１３ｔ，２３ｔをクリアしてゼロとし、それによってチャネル１２，２２のセキュリティ・カウントをゼロ、またはゼロ近くにまで低下させる。例えば、チャネル１２がその作動時間１７ｔを超えた後に、チャネル１２のＨＦＮＴ１３ｔをゼロに設定する。従って、送信されたＰＤＵ１１ｔの対応するセキュリティ・カウント１４ｃは、ゼロに近くなる。同様に、作動時間２７ｒを超えるＰＤＵ２１ｒを受信すると、第２局２０はＨＦＮＲ２３ｒをクリアし、これにより受信したＰＤＵ２１ｒのセキュリティ・カウント２４ｃを縮小する。
【０００９】
しかしながら、セキュリティ・モード再構成中の新たなチャネル１２の確立は、新たなセキュリティ・キー１４ｎの寿命を縮めるという不都合を招く可能性がある。セキュリティ・モード再構成中に新たなチャネル１２が確立されると、新たなセキュリティ・キー１４ｎを使用しているチャネル１２と、依然古いセキュリティ・キー１４ｋを使用している別のチャネル１２とが確立される可能性がある。新たなセキュリティ・キー１４ｎを使用するそれらのチャネル１２は、ゼロまたは、ゼロに近いハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔを有する。しかしながら、依然古いセキュリティ・キー１４ｋを使用するそれらのチャネル１２は（それぞれの作動時間１３ａに到達していないために）極めて高いハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔを有する。ハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔを新たなチャネル１２に割り当てる際、第１局１０は全ての確立したチャネル１２をスキャンし、最も高いハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔを選択し、この値を１つだけ増分し、次にそれを新たなチャネル１２のハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔに割り当てる。従って、新たなチャネル１２は、ゼロよりはるかに大きいハイパー・フレーム番号１３ｒ，１３ｔを受信し、セキュリティ・クロス・オーバ値１４ｘに非常に近い、新たなチャネル１２のセキュリティ・カウント１４ｃを形成させる可能性がある。これは、新たなセキュリティ・キー１４ｎの寿命を大幅に縮める原因になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主たる目的は、セキュリティ・キーを変更する間に確立される新たなチャネル用のセキュリティ・カウント値を得る方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、無線通信装置において新たなチャネルの初期セキュリティ・カウント値を算出する方法であって、前記無線通信装置が、第１セキュリティ・キーと、第２セキュリティ・キーと、複数の確立されたチャネルとを備え、それらの確立された各チャネルは対応するセキュリティ・カウント値を有し、かつセキュリティ・キーを利用し、前記確立されたチャネルの少なくとも一つは第１セキュリティ・キーを利用し、前記方法が、前記第２セキュリティ・キーを前記新たなチャネルに割り当てるステップと、第１集合を利用して第１の値を得るステップと、前記第１集合が前記第２キーを利用する確立されたチャネルの対応するセキュリティ・カウント値からなり、前記第１の値が前記第１集合における値のｘ最上位ビットと少なくとも同じ大きさであることと、前記新たなチャネルに対する前記初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘを前記第１の値と同等に設定するステップとを含み、前記第１集合が空の場合、前記第１の値を第１の所定の値に設定することを要旨とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の方法において、前記第１所定の値がゼロであることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の方法において、前記第１の値が前記第１集合における最大値のＭＳＢｘと少なくとも同じ大きさであることを要旨とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の方法において、前記第１の値が前記第１集合における最大値のＭＳＢｘより大きいことを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、無線通信装置において新たなチャネルに初期セキュリティ・カウント値を与える方法であって、少なくとも第１チャネルを確立するステップと、各第１チャネルが第１セキュリティ・キーを利用し、かつ対応するセキュリティ・カウント値を有することと、各第１チャネルの作動時間に従って、各第１チャネルの利用を前記第１セキュリティ・キーから第２セキュリティ・キーに変更するために、セキュリティ・モードの再構成を行うステップと、該ステップにおいて前記第２セキュリティ・キーの利用の際に、前記第１チャネルの前記対応するセキュリティ・カウント値を変更することと、前記第２セキュリティ・キーを利用する第２チャネルの確立を開始するステップと、第１集合を利用して第１の値を得るステップと、前記第１集合は、前記第２キーを利用する確立されたチャネルの対応するセキュリティ・カウント値からなり、前記第１の値が前記第１集合における値のｘ最上位ビットと少なくとも同じ大きさであることと、前記第２チャネルに対する初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘを、前記第１の値と同等に設定するステップとを含み、前記第１集合が空の場合、前記第１の値を第１所定の値に設定することを要旨とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の方法において、前記第２チャネルの確立を開始するときに、前記第１集合が、前記第２セキュリティ・キーを利用する全ての第１チャネルの対応するセキュリティ・カウント値を含むことを要旨とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の方法において、前記所定の値がゼロであることを要旨とする。
請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の方法において、前記第１の値が前記第１集合における最大値のＭＳＢｘと少なくとも同じ大きさであることを要旨とする。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の方法において、前記第１の値が前記第１集合における最大値のＭＳＢｘよりも大きいことを要旨とする。
簡潔に要約すると、本発明の好適な実施形態は、無線通信装置における新たなチャネル用初期セキュリティ・カウント値を算出する方法を開示する。無線通信装置は、第１セキュリティ・キー、第２セキュリティ・キー、および確立されたチャネルを有する。確立された各チャネルは、対応するセキュリティ・カウント値を有し、セキュリティ・キーを利用する。確立されたチャネルの内の少なくとも１つは、第１セキュリティ・キーを利用する。第２セキュリティ・キーは、新たなチャネルに割り当てられる。次に、第１集合を使用して第１の値を得る。この第１集合は、第２キーを利用する全ての確立されたチャネルのセキュリティ・カウント値のみを有する。第１の値は、第１集合における最大値のｘ最上位ビット（ＭＳＢｘ）と少なくとも同じ大きさである。新たなチャネルの初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘは第１の値と等しく設定される。第１集合が空の場合、第１の値をゼロに設定する。
【００１７】
本発明の利点は、第２キーを使用するチャネルだけに関連するセキュリティ・カウント値を考慮することによって、新たなチャネルが、過度に高いセキュリティ・カウント値を得ないようにすることである。従って、セキュリティ・キーの寿命が著しく短縮されることが防止される。
【００１８】
種々の図および図面に示した好適実施形態に関する以下の詳細な説明を読んだ後では、本発明のこれらのおよびその他の目的は、当業者には明らかとなろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下の記述において、局は移動電話、ハンドヘルド送受信機、基地局、携帯用情報端末（ＰＤＡ）、コンピュータ、またはデータの無線交換を要求するその他のあらゆる装置であり得る。無線通信を実行する物理層には多くの手段が使用可能であり、そのような手段はいずれも以下に開示するシステムに使用可能であることが理解されるべきである。
【００２０】
図２を参照されたい。図２は、本発明による無線通信システム３０の簡易ブロック図である。無線通信システム３０は、従来技術の無線通信システムとよく似ている。それは、新たに確立されたチャネル４２，５２に、初期のセキュリティ・カウント値を割り当てるために使用する方法を変更することが本発明の主たる目的であるからである。無線通信システム３０は、複数の確立されたチャネル４２を通じて第２局５０と無線通信を行う第１局４０を含む。第１局４０は、チャネル４２を確立して、第２局５０と通信を行うことが可能である。第２局は、第１局４０のチャネル４２に対して、対応するチャネル５２を確立する。また、第１局４０は、確立したチャネル４２を解放することが可能であり、その場合、第２局５０は対応するチャネル５２を解放する。各チャネル４２は、受信バッファ４２ｒおよび送信バッファ４２ｔを有する。同様に、第２局５０では、各チャネル５２は受信バッファ５２ｒおよび送信バッファ５２ｔを有する。受信バッファ４２ｒは、第２局５０から受信したプロトコル・データ・ユニット（ＰＤＵ）４１ｒを保持するのに使用される。送信バッファ４２ｔは、第２局５０への送信待ちのＰＤＵ４１ｔを保持するのに使用される。ＰＤＵ４１ｔは、チャネル４２を通じて第２局５０へ送信され、そこで受信されて対応するチャネル５２の受信バッファ５２ｒに入れられる。同様にＰＤＵ５１ｔは、第２局のチャネル５２を通じて第１局４０に送信され、そこで受信されて対応するチャネル４２の受信バッファ４２ｒに入れられる。各ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔ，５１ｒ，５１ｔは、それぞれのバッファ４２ｒ，４２ｔ，５２ｒ，５２ｔ内におけるＰＤＵ４１ｒ，４１ｔ，５１ｒ，５１ｔの連続した位置を示す、ｍビットのシーケンス番号（ＳＮ）３５ｒ，３５ｔ，３６ｒ，３６ｔを有する。順序的に後方のＰＤＵ４１ｒ，４１ｔ，５１ｒ，５１ｔは、順序的に高いシーケンス番号３５ｒ，３５ｔ，３６ｒ，３６ｔを有する。シーケンス番号３５ｒ，３５ｔ，３６ｒ，３６ｔは、ｍビットの固定ビット・サイズを有するので、シーケンス番号３５ｒ，３５ｔ，３６ｒ，３６ｔはその値が、２ｍ−１を超えるとゼロにロール・オーバする。受信バッファ４２ｒ，５２ｒは、それぞれ受信ハイパー・フレーム番号（ＨＦＮＲ）４３ｒ，５３ｒを有する。この受信ハイパー・フレーム番号は、受信されたＰＤＵ４１ｒ，５１ｒのシーケンス番号３５ｒ，３６ｒのそのようなロール・オーバ・イベントが検出されると、１つだけ増分される。従って、各受信したＰＤＵ４１ｒ，５１ｒに関連するＨＦＮＲ４３ｒ，５３ｒは、受信したＰＤＵ４１ｒ，５１ｒのシーケンス番号３５ｒ，３６ｒの上位ビット（最上位ビット）として機能する。同様に、各送信バッファ４２ｔ，５２ｔは、各受信したＰＤＵ４１ｔ，５１ｔのシーケンス番号３５ｔ，３６ｔの上位ビット、即ち最上位ビットとして機能するそれぞれの送信ハイパー・フレーム番号（ＨＦＮＴ）４３ｔ，５３ｔを有する。ハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔ，５３ｒ，５３ｔは第１局４０および第２局５０によって内部管理され、同期イベントの間にのみ明示的に送信される。これは、それぞれのＰＤＵ４１ｔ，５１ｔによって担持されるのが通常であるシーケンス番号３５ｔ、３６ｔとは異なる。
【００２１】
第１局４０は、ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔの暗号化／解読、およびデータ完全性チェックを行うために使用されるセキュリティ・エンジン４４を有する。セキュリティ・エンジンへの多数の入力の内の二つは、特に、ｎビットセキュリティ・カウント４４ｃおよび第１セキュリティ・キー４４ｋを含む。第２局５０上に対応するセキュリティ・エンジン５４が備えられ、そのセキュリティ・エンジン５４はｎビットのセキュリティ・カウント５４ｃおよび第１セキュリティ・キー５４ｋも使用する。ＰＤＵ４１ｔは、セキュリティ・エンジン５４により、格別なセキュリティ・カウント４４ｃおよび第１キー４４ｋを用いて、暗号化される。対応する受信されたＰＤＵ５１ｒを適切に解読するために、セキュリティ・エンジン５４は、セキュリティ・カウント４４ｃと同一のセキュリティ・カウント５４ｃ、および第１セキュリティ・キー４４ｋと同一の第１セキュリティ・キー５４ｋを使用しなければならない。また、ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔ，５１ｒ，５１ｔの完全性チェックには同期されたセキュリティ・カウントを利用するが、これらの完全性セキュリティ・カウントは、殆ど常に暗号化セキュリティ・カウント４４ｃ，５４ｃよりも小さいので、以下の議論のためには、暗号化セキュリティ・カウント４４ｃ，５４ｃが考究される。
【００２２】
確立したチャネル４２のセキュリティ・カウント４４ｃが所定のクロス・オーバ値４４ｘを上回る毎に、第１セキュリティ・キー４４ｋ，５４ｋを変更する。セキュリティ・モード・コマンドを用いて、第１セキュリティ・キー４４ｋ，５４ｋの使用から、第２の新たなセキュリティ・キー４４ｎ，５４ｎの使用に、セキュリティ・エンジン４４，５４を同期させる。セキュリティ・カウント４４ｃ，５４ｃは、チャネル４２，５２を通る各ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔ，５１ｒ，５１ｔと共に連続的に変化する。ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔのシーケンス番号３５ｒ，３５ｔをセキュリティ・カウント４４ｃの低位（最下位）ビットとして使用し、かつＰＤＵ４１ｒ，４１ｔにそれぞれ関連するＨＦＮＲ４３ｒ，ＨＦＮＴ４３ｔをセキュリティ・カウント４４ｃの上位ビットとして使用することによって、各ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔに対して、セキュリティ・カウント４４ｃが生成される。対応するプロセスは、第２局５０のセキュリティ・エンジン５４によって使用される。確立されたチャネル４２を通じて送信されたＰＤＵのストリーム対して、チャネル１２に関連するセキュリティ・カウント４４ｃは、各ＰＤＵ４１ｔと共に連続的に増加する。従って、第２局５０が送信するＰＤＵ５１ｔのストリームにも同じことが言える。種々のチャネル４２が使用するセキュリティ・カウント値４４ｃの領域は、非常に広範に変化し得る。通常の場合、全てのチャネル４２は第１セキュリティ・キー４４ｋまたは第２セキュリティ・キー４４ｎを使用する。
【００２３】
当初、第１局４０は、第２局５０とのチャネル４２を確立していない。第２局５０とチャネル４２を確立するためには、第１局４０はまず、第１局４０の不揮発性メモリ４６から開始値４６ｓを抽出し、この開始値４６ｓを用いて、確立される予定のチャネル４２のためにＨＦＮＴ４３ｔおよびＨＦＮＲ４３ｒを生成する。データを第１局４０用に永久保存するために不揮発性メモリ４６が使用され、それにより、第１局４０をオフしても開始値４６ｓは失われることはない。前記不揮発性メモリ４６は、電気的消去可能なプログラマブル読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＳＩＭカード等であってよい。理想的には、開始値４６ｓのビット・サイズは、ハイパー・フレーム番号４３ｔ，４３ｒのビット・サイズと同等であるべきである。この場合、ＨＦＮＴ４３ｔおよびＨＦＮＲ４３ｒは単に開始値４６ｓと等しく設定される。しかしながら、ｍビットのハイパー・フレーム番号４３ｔ，４３ｒに対して開始値４６ｓのサイズがｘビットであり、ｘがｍより小さい場合には、開始値４６ｓはハイパー・フレーム番号４３ｔ，４３ｒのｘ最上位ビット（ＭＳＢｘ）として用いられ、ＨＦＮＴ４３ｔおよびＨＦＮＲ４３ｒの残りの低位ビットは単にゼロに設定される。第１局４０は、開始値４６ｓによってハイパー・フレーム番号４３ｔ，４３ｒを生成した後、開始値４６ｓ（または、これに代わって、ＨＦＮＴ４３ｔまたはＨＦＮＲ４３ｒのうちのひとつ）を第２局５０に送信する。その結果、第２局５０は、対応するチャネル５２のＨＦＮＲ５３ｒおよびＨＦＮＴ５３ｔをハイパー・フレーム番号４３ｔ，４３ｒの初期値と等しくなるように設定することができる。このように、ＨＦＮＴ４３ｔは対応するＨＦＮＲ５３ｒと同期し、ＨＦＮＲ４３ｒは対応するＨＦＮＴ５３ｔと同期する。開始値４６ｓはｘビット・サイズの数字であり、ＨＦＮＴ４３ｔは送信されたＰＤＵ４１ｔに対するセキュリティ・カウント４４ｃの最上位ビットとして使用されるので、開始値４６ｓはｎビットのセキュリティ・カウント４４ｃのＭＳＢｘを効果的に保持する。ここでｎは、ＨＦＮＴ４３ｔのビット・サイズとシーケンス番号３５ｔのビット・サイズとの合計に等しい。また、これは、ＨＦＮＲ４３ｒと同様、受信したＰＤＵ４１ｒに対するセキュリティ・カウント４４ｃの場合にも当てはまる。新たに確立したチャネル４２に対しては、第１セキュリティ・キー４４ｋのようなセキュリティ・キーをまた割り当てて、セキュリティ・エンジン４４がそのセキュリティ・キーを新たなチャネル４２の暗号化および解読動作のために使用する。
【００２４】
最初のチャネル４２が確立された後に、第１局４０によって（あるいは、第２局５０によって確立されるチャネル５２に応答して）その他の多くのチャネル４２が確立され得る。他のチャネル４２が既に確立されている場合に新たなチャネル４２を確立するとき、第１局４０はまずセキュリティ・キーを新たなチャネル４２に割り当てる。通常の場合、セキュリティ・キーは、第１セキュリティ・キー４４ｋのように、全ての他の確立されたチャネル４２によって既に使用されているセキュリティ・キーである。しかしながら、新たなチャネル４２には、セキュリティ・モード・コマンドにより、他の確立したチャネル４２のセキュリティ・キーとは異なる、新たなセキュリティ・キー４４ｎのような第２セキュリティ・キーを割り当ててもよい。一例として、以下では、第１局４０が新たなセキュリティ・キー４４ｎを新たなチャネル４２に割り当てることを想定する。第１局４０は、次に、ハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔを新たなチャネル４２に割り当てなければならない。これを行うためには、第１局４０は、新たなチャネル４２が確立されているときに、新たなセキュリティ・キー４４ｎ（即ち、新たなチャネル４２に割り当てられるのと同じセキュリティ・キー）を使用する全ての他の確立されたチャネルを解析し、これらのチャネル４２の全てのうちから最大のセキュリティ・カウント４４ｃを選択する。この最大のセキュリティ・カウントは、受信ハイパー・フレーム番号ＨＦＮＲ４３ｒ、または送信ハイパー・フレーム番号ＨＦＮＴ４３ｔから形成することができ、新たなチャネル４２のハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔを生成するのに使用される。以下の記述においては簡素化のために、新たなチャネル４２のハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔのサイズはいずれもｘビットであり、このいわゆる最大セキュリティ・カウント４４ｃのｘ最上位ビット（ＭＳＢｘ）は、第１の値４５として一時的保持空間にコピーされるものと想定する。例えば、新たなチャネル４２に対するハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔのサイズが２０ビットである場合、（新たなセキュリティ・キー４４ｎに関連する）最大セキュリティ・カウント４４ｃのＭＳＢ２０は、第１の値４５として使用される。従って、第１の値４５が２ｘ−１より小さい場合、ゼロへのロールオーバー（即ち、オーバ・フロー）が確実に起こらないように、第１の値４５を増分する。次に、第１の値４５を新たなチャネル４２のＨＦＮＲ４３ｒおよびＨＦＮＴ４３ｔにコピーする。なお、新たなチャネル４２を確立している際中に、新たなセキュリティ・キー４４ｎ（即ち、新たなチャネル４２によって使用されているのと同じセキュリティ・キー）を使用している確立されたチャネル４２が他にない場合には、その新たなチャネル４２に対するハイパー・フレーム値４３ｒ，４３ｔは単にゼロに設定される。即ち、第１の値４５にはゼロのデフォルト値が与えられ、これがハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔに対する値となる。これにかわって、ゼロはフラグとして使用されることが多いので、１のような別の小さな値を使用する場合もある。
【００２５】
上述において、新たなチャネル４２のセキュリティ・カウント４４ｃ（一方は受信バッファ４２ｒ用、もう一方は送信バッファ４２ｔ用）に対する初期値のＭＳＢｘの設定は、実際には、新たなチャネル４２が使用しているものと同じセキュリティ・カウント４４ｎを使用するその他の確立されたチャネル４２のセキュリティ・カウント４４ｃのＭＳＢｘに従って行われることに留意されたい。実質的には、エレメント４８ｅの集合４８を解析する。各エレメント４８ｅは、新たなセキュリティ・キー４４ｎを使用するチャネル４２の受信バッファ４２ｒ、または送信バッファ４２ｔのいずれかに対するセキュリティ・カウント４４ｃである。新たなセキュリティ・キー４４ｎに関連する各々およびすべてのセキュリティ・カウント４４ｃは、集合４８内のエレメント４８ｅとして表される。従って、新たなセキュリティ・キー４４ｎを使用する各チャネル４２は、集合４８に二つのエレメント４８ｅを与える。次に、この集合４８における最大のエレメント４８ｅのＭＳＢｘは、新たなチャネル４２のハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔによって、抽出、増分され、新たなチャネル４２の受信バッファ４２ｒ、および送信バッファ４２ｔのセキュリティ・カウント４４ｃに対するＭＳＢｘとして、使用される。
【００２６】
本発明の方法は、セキュリティ・モード再構成の直後、またはその再構成中に確立される新たなチャネル４２のハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔの判定を行うことができるために特に重要である。当初、複数のチャネル４２が確立され、それぞれは第１のセキュリティ・キー４４ｋを使用する。しばらく後に、セキュリティ・モード・コマンドが実行され、これが最終的に、各受信バッファ４２ｒに対する受信作動時間４９ｒ、および各送信バッファ４２ｔに対する送信作動時間４９ｔとなる。セキュリティ・モード・コマンドを受信後、ＰＤＵ４１ｒ，４１ｔのシーケンス番号３５ｒ，３５ｔがそのそれぞれのバッファ４２ｒ，４２ｔの作動時間４９ｒ，４９ｔを上回ると、それぞれのハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔはクリアされてゼロになり、次に、第２の新たなセキュリティ・キー４４ｎがＰＤＵ４１ｒ，４１ｔに適用される。一例として、１８から３５に及ぶシーケンス番号３５ｔを有する送信バッファ４２ｔにおけるＰＤＵのストリームを考察する。更に、この送信バッファ４２ｔは、１６８のＨＦＮＴ４３ｔ、および３０の作動時間４９ｔを有すると仮定する。１８から２９までのシーケンス番号３５ｔを有するＰＤＵ４１ｔは、セキュリティ・モード・コマンドを受信後、第１セキュリティ・キー４４ｋ、および１６８のＨＦＮＴ値４３ｔによって与えられる最上位ビット（ＭＳＢｓ）を有するセキュリティ・カウント４４ｃを使用して送信される。しかしながら、３０から３５のシーケンス番号３５ｔを有するＰＤＵ４１ｔは、第２セキュリティ・キー４４ｎ、およびゼロの新たなＨＦＮＴ値４３ｔによって与えられる最上位ビット（ＭＳＢｓ）を有するセキュリティ・カウント４４ｃを使用して送信される。新たなチャネル４２を確立する際、第２の新たなセキュリティ・キー４４ｎがこの新たなチャネル４２に割り当てられる。次に、第１局４０は，それぞれの作動時間４９ｒ，４９ｔに到達するか、または超越しており、よって前記新たなチャネル４２の確立中に、新たなセキュリティ・キー４４ｎを使用しているあらゆるバッファ４２ｒ，４２ｔを考慮に入れる。次に、そのようなバッファ４２ｒ，４２ｔの最大のセキュリティ・カウント４４ｃを前述の方法で使用し、新たなチャネル４２の用にハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔを生成する。また、４２ｒ，４２ｔのようなバッファが存在しない場合、新たなチャネル４２に対するハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔを、単にゼロのようなデフォルト値に設定する。それぞれの作動時間４９ｒ，４９ｔに到達または超越しておらず、よって第１セキュリティ・キー４４ｋを使用し続けているバッファ４２ｒ，４２ｔに対しては、セキュリティ・カウント値４４ｃは考慮されないことに留意されたい。このため、本発明は、第２の新たなセキュリティ・キー４４ｎに関連するハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔに値を割り当てる際に、第１セキュリティ・キー４４ｋに適切に関連するハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔを混乱させることが回避される。このように、過度に高いハイパー・フレーム番号４３ｒ，４３ｔを最初に割り当てることに起因して、新たなキー４４ｎの寿命が著しく縮まることはない。これまで同様、本発明の方法の上記記載は、新たなチャネル４２の確立開始時に、第２の新たなキー４４ｎに対応する全てのセキュリティ・カウント値４４ｃを（エレメント４８ｅとして）含む集合４８の解析と看做すことができる。この集合４８における最大値エレメント４８ｅのＭＳＢｘを抽出、増分し、新たなチャネル４２のｘビットのハイパー・フレーム番号４３ｒ、４３ｔ用に使用することにより、新たなチャネル４２のセキュリティ・カウント４４ｃの初期値に対し、ＭＳＢｘを与える。
【００２７】
従来技術とは対照的に、本発明は、第２のセキュリティ・キーを使用する新たなチャネルに初期のセキュリティ・カウント値を割り当てる際、第２のセキュリティ・キーに関連するセキュリティ・カウント値を考慮するだけである。従って、第１セキュリティ・キーに対応するセキュリティ・カウント値は、新たなチャネルに対する新たなセキュリティ・カウント値の算出に影響を与えることはなく、第２のセキュリティ・キーの著しい寿命低下を招くことはない。
【００２８】
本発明の教示を保持しながら、本装置の多くの修正物および代替物の作成が可能であることを当業者は直ちに認めるであろう。即ち、上記の開示は、添付の特許請求の範囲よってのみ限定されるものとする。
【発明の効果】
本発明によれば、無線通信セキュリティシステムにおけるセキュリティキーの短寿命化を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術の無線通信システムの簡易ブロック図。
【図２】 本発明による無線通信システムの簡易ブロック図。
【符号の説明】
３０…無線通信システム、４０…第１局、４２…チャネル、４４…セキュリティ・エンジン、４４ｃ…セキュリティ・カウント、４４ｋ…キー、４４ｎ…新たなキー、４４ｘ…クロス・オーバ値、５０…第２局、５２…チャネル、５４…セキュリティ・エンジン、５４ｃ…セキュリティ・カウント、５４ｋ…キー、５４ｎ…新たなキー
Claims (11)
- 確立された各チャネルに対してセキュリティ・キーを割り当てると共に確立された各チャネルにセキュリティ・キーの寿命を規定するセキュリティ・カウント値を関連付ける無線通信装置において、新たに確立されたチャネルに対する初期セキュリティ・カウント値を算出する方法であって、
前記無線通信装置が備えるセキュリティ・エンジンによって実行される
第１セキュリティ・キーとは異なる第２セキュリティ・キーを前記確立されたチャネルに割り当てるステップと、
前記第２セキュリティー・キーを利用する既に確立されたチャネルに対応付けられているセキュリティ・カウント値からなる第１の集合から、いずれかのセキュリティ・カウント値のｘ最上位ビット（ＭＳＢｘ）の値と少なくとも同じ大きさの第１の値を得るステップと、
前記確立されたチャネルの少なくとも１つが前記第１セキュリティ・キーを利用している時に新たなチャネルの確立を開始するステップと、
前記新たなチャネルに対する前記初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値を設定するステップであって、前記第１集合が空の場合、前記初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値を第１の所定の値に設定し、前記第１集合が空でない場合には、前記初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値を前記第１の値と同等に設定するステップを備える方法。 - 前記第１所定の値がゼロである請求項１に記載の方法。
- 前記第１の値が前記第１集合における最大のセキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値と少なくとも同じ大きさである請求項２に記載の方法。
- 前記第１の値が前記第１集合における最大のセキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値より大きい請求項３に記載の方法。
- 無線通信装置において新たなチャネルに初期セキュリティ・カウント値を与える方法であって、
前記無線通信装置が備える送信バッファによって実行される
少なくとも、第１セキュリティ・キーおよびセキュリティ・キーの寿命を規定するセキュリティ・カウント値が割り当てられている第１チャネルを確立するステップと、
前記無線通信装置が備えるセキュリティ・エンジンによって実行される
各第１チャネルの作動時間に従って、各第１チャネルに割り当てられているセキュリティ・キーを前記第１セキュリティ・キーから前記第１セキュリティ・キーとは異なる第２セキュリティ・キーに変更するステップであって、前記第１セキュリティ・キーから前記第２セキュリティ・キーに変更する際に、前記第１チャネルに対応付けられている前記セキュリティ・カウント値を変更するステップと、
前記無線通信装置が備える送信バッファによって実行される
前記第２セキュリティ・キーが割り当てられた第２チャネルの確立を開始するステップと、
前記無線通信装置が備えるセキュリティ・エンジンによって実行される
前記第２セキュリティー・キーを利用する既に確立されたチャネルに対応付けられているセキュリティ・カウント値からなる第１の集合から、いずれかのセキュリティ・カウント値のｘ最上位ビット（ＭＳＢｘ）の値と少なくとも同じ大きさの第１の値を得るステップと、
前記第２チャネルに対する前記初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値を設定するステップであって、前記第１集合が空の場合、前記初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値を第１の所定の値に設定し、前記第１集合が空でない場合には、前記初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値を前記第１の値と同等に設定するステップを備える方法。 - 前記第２チャネルの確立を開始するときに、前記第１集合は、前記第２セキュリティ・キーが割り当てられている全ての第１チャネルに対応付けられているセキュリティ・カウント値を含む請求項５に記載の方法。
- 前記所定の値がゼロである請求項６に記載の方法。
- 前記第１の値が前記第１集合における最大のセキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値と少なくとも同じ大きさである請求項５に記載の方法。
- 前記第１の値が前記第１集合における最大のセキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値よりも大きい請求項８に記載の方法。
- 複数のチャネルを確立可能な無線通信装置であって、
確立された各チャネルに対して、セキュリティ・キーおよびセキュリティ・キーの寿命を規定するセキュリティ・カウント値を割り当てる第１の割当手段と、
第１セキュリティ・キーとは異なる第２セキュリティ・キーを前記確立されたチャネルに割り当てる第２の割当手段と、
前記確立されたチャネルの少なくとも１つが前記第１セキュリティ・キーを利用している時に新たなチャネルの確立を開始する開始手段と、
前記第２セキュリティー・キーを利用する既に確立されたチャネルに対応付けられているセキュリティ・カウント値からなる第１の集合から、いずれかのセキュリティ・カウント値のｘ最上位ビット（ＭＳＢｘ）の値と少なくとも同じ大きさの第１の値を得る取得手段と、
新たなチャネルに対する前記初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値を設定する設定手段であって、前記第１集合が空の場合、前記初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値を第１の所定の値に設定し、前記第１集合が空でない場合には、前記初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値を前記第１の値に設定する設定手段とを備える無線通信装置。 - 複数のチャネルを確立可能な無線通信装置であって、
少なくとも、第１セキュリティ・キーおよびセキュリティ・キーの寿命を規定するセキュリティ・カウント値が割り当てられている第１チャネルを確立する第１チャネル確立手段と、
各第１チャネルの作動時間に従って、各第１チャネルに割り当てられているセキュリティ・キーを前記第１セキュリティ・キーから前記第１セキュリティ・キーとは異なる第２セキュリティ・キーに変更するセキュリティ・キー変更手段であって、前記第２セキュリティ・キーに変更する際に、前記第１チャネルに対応付けられている前記セキュリティ・カウント値を変更するセキュリティ・キー変更手段と、
前記第２セキュリティ・キーが割り当てられた第２チャネルの確立を開始する第２チャネル確立手段と、
前記第２セキュリティー・キーを利用する既に確立されたチャネルに対応付けられているセキュリティ・カウント値からなる第１の集合から、いずれかのセキュリティ・カウント値のｘ最上位ビット（ＭＳＢｘ）の値と少なくとも同じ大きさの第１の値を得る取得手段と、
前記第２チャネルに対する初期セキュリティ・カウント値を設定する設定手段であって、前記第１集合が空の場合、前記初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値を第１の所定の値に設定し、前記第１集合が空でない場合には、前記初期セキュリティ・カウント値のＭＳＢｘの値を前記第１の値に設定する設定手段とを備える無線通信装置。
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