JP4518942B2 - セルラー式電気通信と認可基盤を使った、商品とサービスの安全な認証と請求のシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、セルラー式認証基盤を使った、商品とサービスの安全な認証と請求のシステム及び方法に関する。厳密には、本発明は、セルラー式電気通信システムの加入者が、支払いに関して間違いと詐欺が発生しないことを保証する移動端末を使って、販売者から商品とサービスを購入し、加入者電話請求によって支払いを手配できるように、認可基盤をブートストラップする。

購入者が、クレジット及びデビットカードを使って商品及びサービスの代金を支払うのは、一般的に行われてきた。クレジットカードを使用することで、これらの商品及びサービスの代金を支払うために多額の現金を持ち歩く必要がなくなった。更に、クレジットカードを使用することで、レンタカー代理店とホテルは、車両の返却や部屋の予約を保証するのに多額の手付金を要求する必要がなくなった。この様に、クレジットカードを使用することで、事業の取引が容易になり、購入者に顕著な利便性が提供されている。しかしながら、クレジットカードは、顧客が同じことで二重に請求されたり、不当な額を請求されるという詐欺と間違いの発生を助長している面もある。

爆発的なインターネットのアクセスと使用によって、旧来の事業取引に関わることをそのままにして、互いに見ず知らずの個人と会社との間に、膨大な事業が発生している。目下、典型的なインターネットユーザーは、自分のローカルコンピューター又はサーバーに搭載されているインターネットエクスプローラ又はネットスケープのようなブラウザを有している。ユーザーは、このブラウザを使って、ローカルの公衆電話網（ＰＳＴＮ）でモデムを介してアメリカオンライン（ＡＯＬ）のようなインターネットサービスプロバイダーにアクセスする。インターネットサーバーにログオンすると、ユーザーは、ヤフーやライコスのような多くの検索エンジンの１つを使用して検索用語を指定する。ユーザーは、ウェブクローラー、スパイダー又はロボットを使って、所望の製品、サービス又は情報の検索を試みることができる。すると検索エンジン又はウェブクローラーは、ユーザーが入力した検索用語と整合するウェブサイトのリストで応答する。次いでユーザーは、ウェブサイトにログオンし、販売されている製品又はサービスを閲覧する。ユーザーがウェブサイトから品目を購入すると決めた場合、そのウェブサイトを運営している会社は、製品又はサービスへの支払いのために、ユーザーに、クレジットカード番号を入力するよう要求することが多い。クレジットカードの料金について同意されると、通常、ウェブサイトのオペレーターは、その品目をユーザーに送付する。注文された品目が、ソフトウェア、グラフィクス、テキスト、ビデオ又は音楽のようなフォーマットのデジタルである場合、注文された品目は、ユーザーのＰＣ、サーバー、ラップトップ、パームコンピューター又は他のプロセッサーベースのシステムへダウンロードされる。

無線アクセスプロトコル（ＷＡＰ）を備えた、或いは備えていないセルラー電話の出現によって、ユーザーは、ＰＣに使用されているのと同じ方法で、セルラー電話に接続されているＷＡＰ可能な電話又はプロセッサーベースシステムを介して、直接、インターネットをサーフして商品とサービスを注文することができるようになった。従って、ユーザーは、セルラー電話、衛星電話又は他の型式の移動ステーションを使って、どこからでも商品とサービスを注文することができる。従って、人は、他の人から何マイルも離れた遠隔地の真ん中に居ても、電話線さえあれば、地球の反対側のウェブサイトにビデオゲームを注文し、それを、セルラー式か、或いは自律式ＷＡＰ又はＨＴＭＬ（ハイパーテキストマークアップ言語）可能な電話に接続されている自分のパームコンピューターにダウンロードして、そこでゲームを楽しむこともできる。

しかしながら、ユーザー即ち消費者は、誰がウェブサイトを運営しているかを知らず、所望の製品を送るかどうか分からない見知らぬ人に、クレジットカード番号をインターネットで送ることに危惧を抱くのは当然である。更に、ユーザーは、対面取引で販売者と直接交渉しているときでさえ、合意した価格が、自分のクレジットカードに実際に課せられる価格と異なるのではないかと懸念する。更に、対面取引であっても、購入者が同じ品目に対して二重に請求する可能性がある。更に、インターネットの取引では、ウェブサイトのオペレーターが誠実でなければ、商品が送付される保証は無い。

クレジットカード会社は、顧客が課された額に異議を申し立て、クレジットカード会社が調査に乗り出す異議解決サービスを提供することによって、二重の請求又は不当な額の請求に関する問題を解決する試みを行ってきた。しかしながら、そのような調査は、長い時間が掛かるし、購入者には満足のいく解決が保証されているわけではない。クレジットカードが盗まれたことによる詐欺の場合、クレジットカード会社は、そのカードが盗まれたと速やかに報告されれば、通常、責任を制限する。デビットカードの場合、銀行は、紛失又は盗難の際に責任を制限するよう要求されない。

商業取引で詐欺と間違いを防ぐのに使用されている他の方法は、否認できないデジタル署名を使用する方法である。公開キーのシステムでは、認証機関（ＣＡ）と呼ばれるエンティティが、証明書の発行と取り消しの２つの中心機能を実行する。証明書を使って、名前、又は購入することへの許可である認可が、公開署名確認キーに接続される。証明書にはＣＡが署名する。証明書を確認するためには、ＣＡの公開署名確認キーの認証コピーが必要である。例えば、人又はエンティティが或るＣＡ（ＣＡ１）の公開キーを有していると仮定する。この人又はエンティティは、ＣＡ２の公開キーがＣＡ１によって証明されている場合にだけ、或るＣＡ（ＣＡ２）が発行する証明書を確認することができる。この型式のＣＡのクロス証明は、「公開キー基盤」（ＰＫＩ）と呼ばれる。従って、デジタル署名が広く利用できるようにするためには、グローバルなＰＫＩの存在が必要であるが、それには膨大な数の団体間の契約及び協定が必要なので展開が難しい。そのようなグローバルなＰＫＩシステムを作る試みは、これまで失敗してきた。公開キーの証明及びクロス証明については、１９９７年ＣＲＣプレス発行のＩＳＢＮ第０−８４９３−７号、Ａ．Ｊ．Ｍｅｎｅｚｅｓらによる「応用暗号作成法の手引き」の１３．４．２節「公開キーの証明」及び１３．６．２節「複数の認証機関を包含する信用モデル」で詳しく論じられており、参考文献としてここに援用する。

従って、ユーザー即ち消費者が、商品とサービスの支払いができるようにしながら、一方で、ハッカー又は犯罪者が、正当な購入者と販売者との間の支払い取引を盗聴し又はそこに介入して、後でその情報を使って購入し、正当なユーザーに料金を課すことが絶対にないようにする、システム及び方法が必要とされている。このシステム及び方法は、更に、正当なユーザーが、自分で行った購入の正当な支払いを拒否できないようになっていなければならない。このシステム及び方法は、更に、販売者が、正当な消費者の名前で支払い取引を偽造できないようになっていなければならない。更に、このシステム及び方法は、適切に作動させるための新しい基盤の確立を必要としないものでなければならない。

Ａ．Ｊ．Ｍｅｎｅｚｅｓ他著「応用暗号作成法の手引き」１９９７年ＣＲＣプレス発行、ＩＳＢＮ第０−８４９３−７号。 Ｍｏｕｌｙ及びＰａｕｔｅｔ「移動通信用のＧＳＭシステム」１９９２年。 デジタルセルラー式電気通信システム（フェーズ２＋）；安全性関連ネットワーク機能（０３．２０ＧＳＭ ６．１．０版 １９９７年発行）、ＥＴＳＩ発行ＴＳ １００ ９２９ ６．１．０巻（１９９９年）。 ３Ｇ安全文書（３ＧＴＳ３３．１０２版３．５．０、１９９９年発行）の６．５節、アクセスリンクデータの完全性。

本発明の或る実施形態は、移動ステーションに、サービスプロバイダーが提供する製品、サービス、アクセス又は幾つかの他の権利を使用することを認可する方法を提供している。この方法は、移動ステーションがゲートウェイにアクセスする段階と、識別コードをゲートウェイに送信する段階とで始まる。次に、ゲートウェイが認証センターにアクセスし、移動ステーションが計算した変数と、ゲートウェイが計算した変数を比較することによって、移動ステーションとゲートウェイの識別を確認する。この方法は、次に、移動ステーションを認可するのに使用されているゲートウェイからサービスプロバイダーに、移動ステーションによるデジタル証明又は署名確認サービスのアドレスを要求する。ユーザーの公開キーを含むデジタル署名又はデジタル証明を作り、確認するのに用いられる共有キーが作成される。次いで、移動ステーションのアイデンティティが確認されている場合、ゲートウェイが、移動ステーションにアドレス又はデジタル証明を配達するが、このアドレスは、移動ステーションの署名キーを使って作られたデジタル署名を確認できる署名確認サービスのアドレスである。次に、ユーザーは、サービスプロバイダーに製品、サービス、アクセス又は権利を要求し、デジタル署名を、デジタル証明又は署名確認アドレスと共に、移動ステーションでサービスプロバイダーへ送信する。サービスプロバイダーは、次に、デジタル証明を使用して、デジタル署名を確認するか、又は署名確認アドレスにアクセスして、署名確認サービスからデジタル署名の確認を受け取る。

更に、本発明の或る実施形態は、移動ステーションを使って商品とサービスに関し注文し、支払い、そして配達するためのシステムとコンピュータープログラムを作成する。このシステムとコンピュータープログラムは、ＧＳＭ認証モジュールを使用して、その移動ステーションが請求できるユーザーに属することを確認する。それは、更に、移動ステーションに関するデジタル証明又は署名確認アドレスをゲートウェイから要求し、ゲートウェイと移動ステーションが計算した変数を比較することによって、ゲートウェイがデジタル証明を発行する認可を得ていることを確認する移動ステーション証明／署名確認アドレス取得モジュールを有している。本システム及び方法は、更に、移動ステーションが認可されていることを確認するゲートウェイ証明／署名確認アドレス作成モジュールを有している。このモジュールは、更に、移動ステーションから受信した国際移動加入者識別子を認証センターへ送信し、情報を受け取り、その情報を使って、誰何応答プロトコルによって移動ステーションが信頼できることを確認する。確認されると、このモジュールはデジタル証明又は署名確認アドレスを作成して移動ステーションに発行する。

この装置及び方法の各種特徴は、添付図面と関連させながら以下の説明を読めば明らかになるが、これ等は、本発明による例を分かり易く示すことのみを目的としている。

代表的な実施形態に関する以下の詳細な説明と請求項を添付図面と関連付けて読めば、先に述べたように本発明を良く理解頂けるであろう。なお、これらは全て本発明の開示の一部を成すものである。先にそして以下に記述し図示する開示は、本発明の代表的な実施形態を開示することを主眼として説明と例示を目的としており、本発明を制限するものではない旨理解頂きたい。本発明の精神と範囲は、特許請求の範囲に記載する事項によってのみ限定されるものである。

本発明の詳細な説明を始める前に、順序として次のことを述べておく。適切であれば、類似の参照番号及び文字を使って、異なる図面において、同じ、対応する、又は同様の構成要素を示している。更に、以下の詳細な説明では、代表的な大きさ／モデル／値／範囲が与えられているが、本発明はそれ等に限定されるものではない。

図１は、本発明の或る実施形態の全体システム図の例を示している。この代表的な実施形態では、移動ステーション（ＭＳ）２０は、ユーザー、購入者又は消費者１０が本発明にアクセスするためのインターフェースの働きをする。移動ステーション（ＭＳ）２０は、ＷＡＰ可能セルラー電話でも、ハイパーテキストマークアップ言語（ＨＴＭＬ）可能セルラー電話でも、プロセッサーベースのシステムに接続されているセルラー電話でもよい。このプロセッサーベースのシステムは、限定するわけではないが、ラップトップ・コンピューター、パーム・コンピューター、又はＷＡＰ可能電話だけを含む他の携帯コンピュータ装置である。移動ステーション（ＭＳ）２０は、電気通信基盤３０を通して、ゲートウェイ６０を介してローカルネットワークオペレーターサービス７０と通信する。電気通信基盤３０は、限定するわけではないが、ＧＳＭ（汎欧州デジタル移動通信システム）電話システムのようなセルラー電話制御プロトコル、無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）上のインターネットプロトコル（ＩＰ）、又は他の適切なアクセスプロトコルである。移動ステーション１０と販売者５０の間のインターフェースは、限定するわけではないが、直接的物理的接続、短距離無線周波数（ＲＦ）接続、ＩＰ接続、又は他の適切な通信手段である通信基盤３５を介している。販売者５０は、限定するわけではないが、インターネットプロトコルパケット切替ネットワーク、公衆電話網上のダイヤル接続線、又は他の適切な通信手段を通してゲートウェイ６０と、そしてローカルネットワークオペレーターサービス７０と通信する。従って、本発明の実施形態は、インターネットを使った通信に限定されない。更に、ローカルネットワークオペレーターサービス７０は、直接ＰＳＴＮを通して、又はインターネットを介して、購入者１０のホームネットワークオペレーターサービス８０と通信することができる。更に、ホームネットワークオペレーターサービス８０、ローカルネットワークオペレーターサービス７０、ゲートウェイ６０、署名確認サービス６５は、全て、商品とサービスを購入し易くする働きをする請求及び認証用移動電話基盤９０の一部と考えられる。

図１では、ユーザー１０が、ホームネットワークオペレーターサービス８０の領域内にいないと想定している。しかしながら、本発明の実施形態は、ユーザー１０がホームネットワークオペレーターサービス８０の領域内に在り、従ってホームネットワークオペレーターサービス８０とローカルネットワークオペレーターサービス７０が一つの同じエンティティである場合にも作動する。

ユーザー又は消費者１０は、自分のホームネットワークオペレーターサービス８０の領域内に居なくても、ローカルネットワークオペレーターサービス７０とホームネットワークオペレーターサービス８０との間にローミング協定が存在している場合は、販売者５０から購入することができる。更に、販売者５０は、通りの花売りから百貨店又は衣料品店まで、商品又はサービスを販売している誰でもよい。販売者５０は、ソフトウェア又は他のデジタル製品の販売者であってもよいし、店を構えていても、インターネット４０にウェブサイトを有していてもよい。販売者５０を制約するのは、販売者がローカルネットワークオペレーターサービス７０に、デジタル証明を受け取り、それを使用して、購入者１０に代わって行われたデジタル署名を確認するか、或いはアドレスが購入者１０を通して提供される署名確認サービス６５にアクセスして、それを支払いのためにローカルネットワークオペレーターサービス７０に提出する許可を得ねばならないということだけである。ユーザー又は購入者１０が、自分のホームネットワークオペレーターサービス８０の領域の外側に居る場合、ローカルネットワークオペレーターサービス７０は、購入者１０と販売者５０の間の取引の口座記録を、ユーザー１０の電話請求での請求に際して、ユーザー１０のホームネットワークオペレーターサービス８０に提出することになる。

図１において、本発明を使うと、購入者１０は、ユーザーのホームネットワークオペレーターサービス８０がローカルネットワークオペレーターサービス７０とローミング協定を設立している場所であれば何処ででも、移動ステーション２０をクレジットカードと同様に使用して商品とサービスの支払いを行うことができる。主要なクレジットカードの様に、全世界的なセルラー電話の規格が確立されると、これは何れ全世界的になるだろう。先で詳しく論じるが、本発明を使用すれば、製品又はサービスに対して購入者１０に二重に請求したり、具体的な商品又はサービスの支払いに関して正しくない価格を提出する可能性が無くなる。更に、署名キーにアクセスしない団体がデジタル署名を偽造することはできないし、署名キーが移動ステーション２０の外に放出されることはないので、第三者の盗聴者、ハッカー、犯罪者又は販売者が、正当な支払者の作成した支払いメッセージを気付かれないように修正することも、正当な支払者から来たと称する偽の支払いメッセージを作成することもできない。更に、購入者又はユーザー１０は、自分のホームネットワークオペレーターサービス８０がローミング協定を確立しており、自分の移動ステーション２０がローカルネットワークオペレーターサービス７０にインターフェースを取れる場所であれば何処ででも、移動ステーション２０を使用することができる。しかしながら、本発明の実施形態は、商品とサービスの購入と販売に限定されない。例えば、セルラー電話と関係する権利又は能力を、本発明を使って使用可能又は不可能にすることができる。これには、限定する訳ではないが、送信側がメッセージを特定の移動ステーション２０へ送信する権利又は能力、移動ステーション２０の位置の決定、移動ステーションの作動開始又は作動停止等が含まれる。

更に図１において、先で詳しく論じるが、本発明の別の実施形態では、署名確認サービス６５が効果的に証明の代わりをする。販売者５０は、移動ステーション２０から、デジタル署名に基づくメッセージ認証コード（ＭＡＣ）と共に署名確認サービス６５のアドレスを受け取る。このアドレスは、ユニバーサルリソースロケーター（ＵＲＬ）の形態を取っており、販売者５０を、恐らくはゲートウェイ６０へ導き、移動ステーション２０の特定のディレクトリへ導くことになる。署名確認サービス６５は、次に、販売者５０に代わって署名を確認する。従って、販売者５０が証明を受け取っている場合、デジタル署名を認証するのは販売者５０であるが、販売者５０が署名確認サービス６５のアドレスを受け取っている場合は、ＭＡＣキーの使用に基づいてデジタル署名を認証するのは署名確認サービス６５である。

本発明の実施形態で採用している理論を包含する議論を行うこととする。具体的には、図２から図１１に示している流れ図及び図面と、図１２のモジュール構成図から議論を解き起こす。図２から図１２に示している流れ図及び図面、並びに図１２に示しているモジュール構成図には、例えば、フロッピーディスク、ＣＤＲｏｍ、ＥＰＲｏｍ、ハードディスク等の様な記憶媒体上に具体化されているコンピュータープログラムの、例えば、コード、コードの区画、指示、ファームウェア、ハードウェア、コマンド等に対応するオペレーションが入っている。更に、コンピュータープログラムは、限定する訳ではないが、例えば、Ｃ＋＋の様などの様な言語ででも書くことができる。

本発明の実施形態は、限定するわけではないが、セルラー電話及びＷＡＰ可能セルラー電話の様な移動ステーション（ＭＳ）２０にアルゴリズムを採用しているＧＳＭ（汎欧州デジタル移動通信システム）電話システムと、ユーザー１０及び移動ステーション２０の認証を制御して、ネットワークへの認可されていないアクセスを防ぎ、ユーザー間の送信の暗号化を提供する請求及び認証用移動電話基盤９０とを使用している。ＧＳＭシステムについては、１９９２年、Ｍｏｕｌｙ及びＰａｕｔｅｔが版権を所有している刊行物「移動通信用のＧＳＭシステム」に詳しく記載されており、参考文献としてその全体をここに援用する。ＧＳＭシステムの安全機能については、Ｍｏｕｌｙ及びＰａｕｔｅｔのテキストの４７７頁から４９８頁に記載されている。ＧＳＭシステムの安全に関する更に詳細なことは、ＥＴＳＩ発行のＴＳ １００ ９２９ ６．１．０巻（１９９９年）に「デジタルセルラー式電気通信システム（フェーズ２＋）；安全性関連ネットワーク機能＠（０３．２０ＧＳＭ ６．１．０版 １９９７年発行）」と題して提供されており、参考文献としてその全体をここに援用する。本発明におけるＧＳＭシステムの使用法については、図２−１２に関連付け、特に図４と関連付けて更に詳しく論じる。しかしながら、電気通信基盤３０へのアクセスに関して移動ステーション２０を認証するものであれば、ＧＳＭに似た他のシステムを用いてもよい旨注記しておく。

図２は、移動ステーション２０と、ゲートウェイ６０と、ホームネットワークオペレーターサービス８０内に配置されているホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）認証センター（ＡＵＣ）との間で送受信されるメッセージの図である。以下の議論では、渦括弧{}は１つ又は複数の項目のセットを示し、角括弧[]は随意の項目を示す。メッセージ２１０から２６９によって、移動ステーション２０、従って購入者１０は、購入者１０が販売者５０から商品とサービスを購入し、その代金を支払えるようにするデジタル証明を受け取ることができるようになる。移動ステーション２０とゲートウェイ６０の間では合計４つのメッセージが交換され、ゲートウェイ６０とＨＬＲ／ＡＵＣ１００の間では２つのメッセージが交換される。これらのメッセージについては、図３、５と関連付けて後に詳しく論じる。しかしながら、要するに、メッセージ２１０は、移動ステーション２０からゲートウェイ６０へ送られ、セッション識別（ＳＩＤ）と国際移動加入者識別子（ＩＭＳＩ）を含んでいる。ＩＭＳＩは、サービス契約の最初の署名で、ホームネットワークオペレーターサービス８０によって各移動ステーション２０に供給される独特の識別番号である。ＳＩＤは、移動ステーション２０によって割り当てられ、この特定のセッションを識別するのに用いられる番号である。するとゲートウェイ６０は、ＳＩＤとＩＭＳＩを局所メモリに記憶し、ＩＭＳＩをメッセージ２２０で、ホームネットワークオペレーターサービス８０内にあるＨＬＲ／ＡＵＣ１００へ送る。ゲートウェイ６０は、ＩＭＳＩ内に含まれている情報に基づいて、どのＨＬＲ／ＡＵＣ１００にＩＭＳＩを送らなければならないかを識別することができる。図４と関連付けて後に詳しく論じるが、ＨＬＲ／ＡＵＣ１００は、乱数（ＲＡＮＤ）４１０、署名応答（ＳＲＥＳ）４５０及び暗号キー（Ｋｃ）４００を含んでいるメッセージ２３０で応答する。ゲートウェイ６０は、Ｋｃ４００を取り、それを使って、式Ｋ＝ｆ({Ｋｃ})に基づいて完全キー（Ｋ）を計算するが、ここで、ｆは、ゲートウェイ６０と移動ステーション２０の両方に既知の暗号作成一方向ハッシュ関数である。次いで、ゲートウェイ６０は、ＳＩＤ、ＩＭＳＩ、ＲＡＮＤ４４０、ＳＲＥＳ４５０及びＫを一つの記録でゲートウェイ６０のメモリ内に記憶する。その後、メッセージ２４０が、ゲートウェイ６０から移動ステーション２０へ送られ、これはＲＡＮＤ４４０とＭ１とを含んでいる。Ｍ１は、完全キー（Ｋ）とＲＡＮＤ４４０を使って、メッセージ認証コード（ＭＡＣ）関数に基づいて計算される。使用する式は、Ｍ１＝ＭＡＣ（Ｋ，{ＲＡＮＤ}）である。ＭＡＣの目的は、何ら追加機構を使用することなく、メッセージのソースとその完全性の両方に関する保証をやり易くすることである。ＭＡＣは、メッセージ入力（{ＲＡＮＤ}）とシークレットキー（Ｋ）という２つの機能的に異なるパラメーターを有している。ＭＡＣの関数については、１９９７年、ＣＲＣプレス、ＩＳＢＮ０−８４９３−８５２３−７号、Ａ．Ｊ．Ｍｅｎｅｚｅｓらによる「応用暗号作成の手引き」の９．５章「キー付きハッシュ関数（ＭＡＣ）＠」と、９．６．３章「ＭＡＣだけを使ったデータの完全性＠」で詳細に論じられており、参考文献としてここに援用する。移動ステーション２０は、ＲＡＮＤ４４０とＭ１変数を受け取ると、ＲＡＮＤ４４０とシークレットキー（Ｋｉ）４１０に基づいてＳＲＥＳ４５０とＫｃ４００を計算する。Ｋｉ４１０は、サービスプランに署名すると、ホームネットワークオペレーターサービス８０によって移動ステーション２０にインストールされるシークレットキーである。移動ステーション２０は、式Ｋ＝ｆ（{Ｋｃ}）」を使って完全キー（Ｋ）を計算する。Ｋｃの計算は、図４に関連付けて詳細に論じる。

更に図２において、移動ステーション２０は、メッセージ２４０の受信に応えて、メッセージ２５０を作成し、それをゲートウェイ６０へ送信する。メッセージ２５０は、ＳＲＥＳ４５０、キー（随意の公開又は共有のキー）、あらゆる制約、エイリアス及びＭ２を含んでいる。移動ステーション２０が提供するキーは、ユーザー１０が作るデジタル署名を確認するのに用いられ、このデジタル署名は、商品とサービスの購入時に行われる料金に対する承認又は同意の役を果たす。制約とエイリアスは、共に随意の項目である。制約は、取引に関して設定される限界のことである。例えば、ユーザー又は購入者１０は、所与の購入額、特定の時間フレーム内で行われる購入度数、又はキーが有効な期間を制限することによって、移動ステーション２０の紛失又は盗難から保護される。エイリアスは、移動ステーション２０に関する代わりの識別子である。Ｍ２は、変数Ｋ、ＳＲＥＳ４５０、キー、制約及びエイリアスを使って、別のＭＡＣ関数に基づいて計算される。Ｍ２を計算する具体的な式は、Ｍ２＝ＭＡＣ（Ｋ，{ＳＲＥＳ}）、キー[{制約}]、[エイリアス]）である。ゲートウェイ６０は、メッセージ２５０を受信すると、デジタル証明を作成し、ＳＩＤ、ＩＭＳＩ、ｆ（ＲＡＮＤ、ＳＲＥＳ、Ｋ）、キー（公開又は共有）、制約、エイリアス及びデジタル証明をメモリのレコードに記憶する。その後、ゲートウェイ６０は、メッセージ２６０の内容（Ｃ）を構築し、式Ｍ３＝ＭＡＣ（Ｋ、Ｃ）に基づいてＭ３を計算する。この実施形態では、内容（Ｃ）は、デジタル証明を備えている。次にゲートウェイ６０は、メッセージ２６０で、デジタル証明、Ｍ３が入っているメッセージ２６０を移動ステーション２０へ送信する。デジタル証明は、販売者から商品とサービスを購入するのに使用される。

本発明の別の実施形態では、デジタル署名は、メッセージ認証コード（ＭＡＣ）に基づいている。ＭＡＣは、署名者と確認者の間で共有されるキーに基づいている。この代表的な実施形態では、署名者が移動ステーション（ＭＳ）２０である。確認者は、署名確認サービス６５として図１に示されているネットワークエンティティである。ＭＡＣベースの署名を使用する場合、図２で交換されるメッセージが、ＭＳ２０と署名確認サービス６５の間の共有署名キー（ＳＫ）になる必要がある。この署名キー（ＳＫ）は、２つの方法で構築することができる。署名キー（ＳＫ）は、移動ステーション２０の認証成立の後で両当事者に知らされる完全キー（Ｋ）から計算することもできるし、当事者の一方が、又は両当事者が共同で選択することもできる。本発明のこの代表的な実施形態では、必要なキー材料は、メッセージ２５０及び２６０の一部として移送されねばならない。キー材料がメッセージで移送される場合、そのメッセージは秘密保護を有していなければならない。

例えば、移動ステーション２０が署名キー（ＳＫ）を選択する代表的な好適な実施形態では、移動ステーション２０は、メッセージ２５０のキーパラメーターでキー（ＳＫ）を送る。この場合、メッセージ２６０の内容（Ｃ）は、署名確認アドレスを含んでいる。別の実施形態は、ネットワーク又は署名確認サービス６５が署名キー（ＳＫ）を選択し、ＳＫをメッセージ２６０で送る場合である。この場合、メッセージ２６０の内容（Ｃ）は、署名確認アドレスとキー１（ＳＫ）を含んでいる。署名キー（ＳＫ）が共同で選択される場合、移動ステーション２０は、部分キー（Ｓ１）を選択し、それをメッセージ２５０のキーパラメーターで送る。その後、ケートウェイ６０又は署名確認サービス６５は、部分キー（Ｓ２）を選択し、それをメッセージ２６０で送る。この場合、メッセージ２６０の内容（Ｃ）は、署名確認アドレスと部分キー（Ｓ２）を含んでいる。両当事者は、この時点で、署名キー（ＳＫ）をｆ（Ｓ１、Ｓ２）として計算し、ここにｆ（．，．）は、演繹的に両当事者が既知の標準的な２つのパラメーター関数である。例えば、ビット単位のＸＯＲ関数でもよい。

署名キー（ＳＫ）が完全キー（Ｋ）から計算される場合、メッセージ２５０及び２６０は、何れのキー材料も含まず、署名キー（ＳＫ）は完全キー（Ｋ）から計算できるという表示を含むのみである。両当事者は、メッセージ２５０及び２６０を交換した後、署名キー（ＳＫ）をｇ（Ｋ）として計算し、ここに、ｇは、演繹的に両当事者が既知の標準ランダム化関数である。例えば、これは、パラメーターとしての標準的定数と、キーとしてのＫを有するＭＡＣ関数でもよく、例えばＳＫ＝ＭＡＣ（Ｋ、０）である。

図２に示しているメッセージの又別の実施形態では、ゲートウェイ６０又は何らかの他のサーバーによって提供される公開キーを使って、メッセージ２１０のＩＭＳＩを暗号化することにより、本発明の安全性を高めることができる。こうすると、ＩＭＳＩが第三者によって傍受される恐れが少なくなる。

図２に示しているメッセージの更に又別の実施形態では、移動ステーション２０とゲートウェイ６０によって共同で選択されるＳＩＤを有することができる。そうすると、メッセージ２６０内の証明を追跡することと、それをＳＩＤに関連づけることが、ゲートウェイ６０にとって簡単になる。

図２に示しているメッセージの更に又別の実施形態では、コレクトＭ２を作成するよう既に求められているので、メッセージ２５０内のＳＲＥＳ４５０を落とすことができる。

図２に示しているメッセージの更に又別の実施形態では、ＨＬＲが完全キー（Ｋ）を計算し、それをメッセージ２３０の一部としてゲートウェイへ送ることができる。この場合、代替実施形態として、一式の暗号キー（Ｋｃ）４００の関数として計算される完全キー（Ｋ）の代わりに、シークレットキー（Ｋｉ）４１０と乱数（ＲＡＮＤ）４４０から直接計算することができる。

図２に示しているメッセージの更に又別の実施形態では、キーは、認証センター（ＡＵＣ）に記憶されている長期キーである。この場合、キーは、メッセージ２３０に含まれており、メッセージ２５０に含まれている必要はない。

図２に示しているメッセージの更に又別の実施形態では、ローカルネットワークオペレーターサービス７０の公開キー（ＰＫ Ｇで示している）は、メッセージ２６０内に含まれていてもよい。これによって、移動ステーション２０は、オペレーターによって販売者５０のような他のエンティティに発行された証明又は署名確認アドレスを確認できるようになる。更に、移動ステーション２０が、他の移動ステーション２０に発行された証明を確認し、それによって第１移動ステーション２０が販売者として作用できるようになる。従って、移動ステーション２０は、或る場合には購入者となり、次の場合には販売者となることもできる。これは、販売される製品がデジタル製品である場合に、最も適している。しかしながら、どの様な商品又はサービスもこの方法で販売することができる。

次に、図３から図５を使って、図２に示しているメッセージ交換の詳細について論じる。図３は、図１２に示している移動ステーション証明／署名確認アドレス取得モジュール１５００の流れ図である。移動ステーション証明／署名確認アドレス取得モジュール１５００は、図２に示しているメッセージ２１０及び２５０を作成するのに用いられる。移動ステーション証明／署名確認アドレス取得モジュール１５００は、更に、図２に示しているように、ゲートウェイ６０からメッセージ２４０及び２６０を受け取る。移動ステーション証明／署名確認アドレス取得モジュール１５００は、図３に示しているオペレーション３００から４３０を含んでいる。

図３に示すように、移動ステーション証明／署名確認アドレス取得モジュール１５００は、オペレーション３００で実行を開始し、直ちにオペレーション３１０へ進む。オペレーション３１０では、セッションを識別する固有の番号であるＳＩＤが作成される。更に、国際移動加入者識別子を表しているＩＭＳＩが検索して取り出され、ＳＩＤと共にメッセージ２１０でゲートウェイ６０へ送信される。その後、オペレーション３２０で、移動ステーション２０は、ゲートウェイ６０からのメッセージ２４０の受信を待つ。メッセージ２４０が到着すると、処理はオペレーション３３０へ進む。先に論じたように、メッセージ２４０は、乱数（ＲＡＮＤ）とＭ１を含んでいる。Ｍ１は、ゲートウェイ６０によって、完全キー（Ｋ）と、ＨＬＲ／ＡＵＣ１００から受け取った乱数（ＲＡＮＤ）を使って計算された。オペレーション３３０では、移動ステーション２０は、Ｍ１’を計算する。暗号キー（Ｋｃ）４００が移動ステーション２０自体に含まれ、完全キー（Ｋ）を計算するのに用いられることを除いて、Ｍ１’は、移動ステーション２０によって、Ｍ１がゲートウェイ６０によって計算されたのと同じ方法で計算される。移動ステーション２０は、ゲートウェイ６０が用いたのと同じ式を使用して、Ｍ１’を計算することができる。用いられる式は、Ｍ１’＝ＭＡＣ（Ｋ，{ＲＡＮＤ}）である。従って、オペレーション３４０では、ゲートウェイ６０から受信したＭ１と、移動ステーション２０が計算したＭ１’とが比較される。この比較は、メッセージ２４０のソースはＧＳＭシステムの正当な部分であることを、移動ステーション２０と、従ってユーザー１０に保証するために行われる。オペレーション３４０でＭ１がＭ１’に等しいと判断されなければ、処理はオペレーション３５０へ進み、移動ステーション証明／署名確認アドレス取得モジュール１５００の実行が中止され、処理が終了する。オペレーション３５０が実行される場合、メッセージ２４０が破損されたか、認可されていない個人がゲートウェイ６０に成りすましていると想定される。

更に図３において、Ｍ１＝Ｍ１’であれば、処理は、オペレーション３４０からオペレーション３６０へ進む。オペレーション３６０で、Ｍ２が計算される。先に論じたように、Ｍ２は、変数Ｋ、ＳＲＥＳ４５０、キー、制約及びエイリアスを使用して、ＭＡＣ関数に基づいて計算される。Ｍ２の計算の具体的な式は、Ｍ２＝ＭＡＣ（Ｋ，{ＳＲＥＳ}）、キー、［｛制約｝］、［エイリアス］）である。その後、メッセージ２５０は、ＳＲＥＳ、キー、制約、エイリアス及びＭ２を入れて作成され、ゲートウェイ６０へ送信される。オペレーション３８０では、移動ステーション２０は、ゲートウェイ６０からのメッセージ２６０の受信を待つ。ゲートウェイ６０からのメッセージ２６０を受信すると、処理はオペレーション３９０へ進む。オペレーション３９０で、Ｍ３’は、図２に関連して先に論じたように計算される。暗号キー（Ｋｃ）４００が移動ステーション２０自体に含まれており、完全キー（Ｋ）を計算するのに用いられることを除いて、Ｍ３’は、Ｍ３がゲートウェイ６０によって式Ｍ３＝Ｍ２＝ＭＡＣ（Ｋ，Ｃ）に基づいて計算されたのと同じ方法で計算される。その後、処理はオペレーション４００へ進み、そこでＭ３’は、ゲートウェイ６０からメッセージ２６０で受信されたＭ３と比較される。オペレーション４００で、Ｍ３’がＭ３と一致しないと判断されると、処理はオペレーション４１０へ進む。オペレーション４１０では、移動ステーション証明／署名確認アドレス取得モジュール１５００の処理が終了する。Ｍ３’がＭ３と一致しない場合、メッセージ２６０が破損されたか、認可されていない個人がゲートウェイ６０に成りすましていると想定される。しかしながら、オペレーション４００でＭ３’がＭ３と一致すれば、処理はオペレーション４２０へ進む。オペレーション４２０では、メッセージ２６０で受信された証明又は署名確認アドレスは、移動ステーション２０のメモリに記憶される。ゲートウェイ６０又は署名確認サービス６５が署名キー（ＳＫ）の選択の役割を担っている上記実施形態では、既に説明したように、メッセージ２６０は、署名キー（ＳＫ）を計算するのに必要なキー材料を含んでいる。この場合、オペレーション４２０は、署名キー（ＳＫ）を計算することを含んでいる。この証明又は署名確認アドレスは、付帯する制約の範囲内で、販売者５０から商品とサービスを購入するのに使うことができる。その後、移動ステーション証明／署名確認アドレス取得モジュール１５００は、オペレーション４３０で終了する。

図４は、更に、移動ステーション（ＭＳ）２０と、ホームネットワークオペレーターサービス８０及びゲートウェイ６０の両方による署名済み応答（ＳＲＥＳ）４５０の作成によって実施されるＧＳＭネットワーク内の認証について説明しており、これは移動ステーション１０の固有のシークレットキー（Ｋｉ）４１０と、図３及び５に示している論理で用いられている乱数（ＲＡＮＤ）４５０の関数である。署名済み応答（ＳＲＥＳ）４５０は、移動ステーション（ＭＳ）２０内に配置されている加入者識別モジュール（ＳＩＭ）（図示せず）で、ホームネットワークオペレーターサービス８０内のネットワーク認証センター（ＡＵＣ）（図示せず）から得られたＳＩＭ及びＲＡＮＤ４４０の内側のＫｉ４１０に基づいて計算される。更に、移動ステーション（ＭＳ）２０と、ホームネットワークオペレーターサービス８０内の認証センターは、それぞれ、移動ステーション２０の同じ乱数ＲＡＮＤ４４０とシークレットキー（Ｋｉ）４１０の関数である暗号解読キー（Ｋｃ）４００を作成する。この認証プロセスは、２段階のプロセスであり、２つのアルゴリズムを使用している。ＳＲＥＳ４５０を計算する第１アルゴリズムは、Ａ３アルゴリズムモジュール４２０として知られており、移動ステーション２０が認証される度に計算されるＫｃ４００を計算する第２のキー作成アルゴリズムは、Ａ８アルゴリズムモジュール４３０として知られている。しかしながら、暗号解読キー（Ｋｃ）４００の認証及び計算の各オペレーションには、移動ステーション（ＭＳ）２０を、先に述べた計算を実行するようにプログラムする必要がある。

更に図４において、ローカルネットワークオペレーターサービス７０内に配置されている移動切替センター（図示せず）は、新しい移動ステーション（ＭＳ）２０が請求及び認証９０用の移動電話基盤に登録する度に、及び登録された移動ステーション（ＭＳ）２０が電源を入れる度に、移動ステーション２０を認証する。ＧＳＭシステムでの認証は、ホームネットワークオペレーターサービス８０と加入者に共有され、各加入者毎に異なるシークレットキー（Ｋｉ）３１０に基づいている。ホームネットワークオペレーターサービス３０は、キーＫｉ４１０をＡＵＣ内に保持し、加入者は、加入契約が行われる際にホームネットワークオペレーターサービス８０から受け取る移動ステーション２０のＳＩＭカード内にインストールされるＫｉ４１０を有している。Ｋｉ４１０の機密性を保護するため、ＳＩＭは、移動ステーション（ＭＳ）２０が、Ｋｉ４１０の値に直接にはアクセスできず、Ｋｉ４１０を使用するＳＩＭ内での或る計算を開始し、その計算結果を受け取ることしかできないように作られる。同様に、ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）の様な、請求及び認証９０用の移動電話基盤の要素は、加入者のキーＫｉ４１０に直接にはアクセスできない。先に述べたように、これらのネットワーク要素は、ＡＵＣからＫｉ４１０を使用する計算の結果を要求するだけである。これらの計算は、Ａ３アルゴリズムモジュール４２０とＡ８アルゴリズムモジュール４３０であり、移動ステーション（ＭＳ）２０のＳＩＭ内、及びホームネットワークオペレーターサービス８０のＡＵＣ内で一致している。

先に述べたＧＳＭ認証プロセスは、２段階のプロセスである。ＧＳＭ認証の第１段階では、一般的にＭＳＣ／ＶＬＲ（移動サービス切替センター／ビジター位置レジスタ）であるローカルネットワークオペレーターサービス７０要素は、移動ステーション（ＭＳ）２０から国際移動加入者識別子（ＩＭＳＩ）を受け取り、ホームネットワークオペレーターサービス８０のＡＵＣから１つ又は複数のトリプレットを要求する。これらのトリプレットは、ＲＡＮＤ４４０、ＳＲＥＳ４５０及びＫｃ４００で構成されている。このプロセスは、移動ステーション２０で始まり、国際移動加入者識別子（ＩＭＳＩ）を、ローカルネットワークオペレーターサービス７０内のＭＳＣ／ＶＬＲへ送る。次に、ＭＳＣ／ＶＬＲは、ホームネットワークオペレーターサービス８０内のＡＵＣからの認証トリプレット（ＲＡＮＤ４４０、ＳＲＥＳ４５０及びＫｃ４００）を要求する。ホームネットワークオペレーターサービス８０のＡＵＣは、１つ又は複数のトリプレット（ＲＡＮＤ４４０、ＳＲＥＳ４５０及びＫｃ４００）を計算し、それらをローカルネットワークオペレーターサービス７０のＭＳＣ／ＶＬＲへ送る。

ＧＳＭ認証の第２段階では、ローカルネットワークオペレーターサービス７０のＭＳＣ／ＶＬＲは、ローカルネットワークオペレーターサービス７０内のＭＳＣ／ＶＬＲによって移動ステーション（ＭＳ）２０を認証し、メッセージがＲＡＮＤ１４０を含んでいる認証要求（ＲＡＮＤ）を移動ステーション２０へ送る。次にＭＳ２０は、ＭＳ２０内に含まれているＳＩＭへ、これもＲＡＮＤ４４０を含んでいるランＧＳＭアルゴリズム（ＲＡＮＤ）要求メッセージを送る。オペレーション２６０では、ＭＳ２０は、入手応答メッセージをＳＩＭへ送る。その後、ＳＩＭは、ＳＲＥＳ４５０及びＫｃ４００を有する応答で応える。次に、ＭＳ２０は、メッセージがＫｃ４００を含んでいる書き込み（Ｋｃ）要求をＳＩＭへ送ることによって、Ｋｃ４００をＳＩＭに記憶する。ＭＳ２０は、メッセージ内にＳＲＥＳ４５０が含まれている無線インターフェース層３の移動度管理（ＲＩＬ３−ＭＭ）プロトコル認証応答をＭＳＣ／ＶＬＲへ送る。ローカルネットワークオペレーターサービス７０内のＭＳＣ／ＶＬＲは、メッセージを受信した後、ＭＳ２０から受信したＳＲＥＳ４５０について議論されているＧＳＭ認証の段階の１つで、ホームネットワークオペレーターサービス８０内のＡＵＣから受け取ったＳＲＥＳ４５０を比較する。ＳＲＥＳ４５０の値が同じではないと判断された場合、認証は失敗し、サービスは確立されない。しかしながら、値が同じである場合、認証は成功し、ＭＳ２０にサービスが確立される。

図５は、本発明の好適な実施形態で使用されている図１２に示すゲートウェイ証明作成／署名確認アドレスモジュール１６００の流れ図である。ゲートウェイ証明作成モジュール１６００は、移動ステーション証明／署名確認アドレス取得モジュール１５００の相手であり、販売者５０から購入するために、購入者１０が必要とするデジタル証明を生成するか又は署名確認アドレスを構築する働きをする。ゲートウェイ証明作成モジュール１６００は、オペレーション５００で実行を開始し、直ちにオペレーション５１０に進む。オペレーション５１０で、ゲートウェイ６０は、移動ステーション２０からのメッセージ２１０の送信を待つ。移動ステーション２０からメッセージ２１０を受信すると、ゲートウェイ６０は、メッセージ２１０内に含まれているＳＩＤ及びＩＭＳＩをローカルメモリに記憶し、処理はオペレーション５２０へ進む。オペレーション５２０で、ゲートウェイ６０は、受信したＩＭＳＩを含むメッセージ２２０を作成する。ゲートウェイ２０は、ＩＭＳＩに基づいて、移動ステーション２０がどのＨＬＲ／ＡＵＣと関係付けられているかを知り、そこへメッセージ２２０を送信する。その後、処理はオペレーション５３０へ進み、そこでゲートウェイ６０は、ＨＬＲ／ＡＵＣ１００からのメッセージ２３０が受信されるのを待つ。ＨＬＲ／ＡＵＣ１００は、メッセージ２２０を受信すると、１つ又は複数のトリプレットで応える。トリプレットには、ＲＡＮＤ４４０、ＳＥＲＳ４５０、Ｋｃ４００が含まれている。ゲートウェイ６０は次に進んで、先に論じたように、オペレーション５４０でＭ１を計算する。Ｍ１は、完全キー（Ｋ）及びＲＡＮＤ４４０を使って、メッセージ認証コード（ＭＡＣ）関数に基づいて計算される。用いられる式は、Ｍ１＝ＭＡＣ（Ｋ，{ＲＡＮＤ}）で表される。完全キー（Ｋ）は、ＨＬＲ／ＡＵＣ１００から受信されたＫｃ４００に基づいて式Ｋ＝ｆ（{Ｋｃ}）を使って計算される。処理は次にオペレーション５５０へ進み、そこでメッセージ２４０が作成され、移動ステーション２０へ送信される。先に論じたように、メッセージ２４０は、ＲＡＮＤ４４０とＭ１を含んでいる。その後、処理はオペレーション５６０へ進み、そこでゲートウェイ６０は、移動ステーション２０からのメッセージ２５０を待つ。メッセージ２２０を受信すると、処理はオペレーション５７０へ進み、そこでＭ２’が計算される。Ｍ２’は、ＭＡＣ関数に基づき、変数Ｋ、ＳＲＥＳ４５０、ＰＫ、制約及びエイリアスを使って計算される。具体的なＭ２’の計算式は、Ｍ２’＝ＭＡＣ（Ｋ，{ＳＲＥＳ}、キー、［｛制約｝］、［エイリアス］）である。次に、処理はオペレーション５８０へ進み、そこで、メッセージ２５０で受信したＭ２と、ゲートウェイ６０によって計算されたＭ２’の間で比較が行われる。Ｍ２’とＭ２が一致しない場合、処理はオペレーション５９０へ進み、そこでゲートウェイ証明／署名確認アドレス作成モジュール１６００の実行が中止される。しかしながら、Ｍ２’とＭ２が一致している場合、処理はオペレーション６２０へ進む。オペレーション６２０では、署名確認サービス６５を使用するか否か判断される。署名確認サービス６５を使用する場合、処理はオペレーション６３０へ進み、そこで署名確認サービス６５を使って移動ステーション２０の署名確認アドレスが作られる。ゲートウェイ６０又は署名確認サービス６５が署名キー（ＳＫ）の計算に役割を果たす実施形態では、オペレーション６３０は、更に、ＭＳ２０へ送られるキー材料を計算する段階を含んでいる。しかしながら、署名確認サービス６５を使用しない場合、処理はオペレーション６４０へ進み、そこで証明が構築されるか、又は他の適切なアドレスが与えられる。その後、処理はオペレーション６３０又は６４０からオペレーション６００へ進み、ゲートウェイ６０によってＭ３が計算される。ゲートウェイ６０は、式Ｍ３＝ＭＡＣ（Ｋ，Ｃ）に基づいてＭ３を計算する。オペレーション６１０で、証明又は署名確認アドレスと、随意的に、ＭＳ２０が署名キー（ＳＫ）及びＭ３の計算で用いるキー材料と、を含んでいるメッセージ２６０が、移動ステーション２０へ送信される。その後、処理は、ゲートウェイ証明／署名確認アドレス作成モジュール１６００をオペレーション２７０で終了する。

移動ステーションの証明／署名確認アドレス取得モジュール１５００が、その相手であるゲートウェイ証明／署名確認アドレス作成モジュール１６００と共に終了すると、移動ステーション２０は、購入者１０が販売者５０から商品とサービスを購入するのに利用する証明又は署名確認アドレス６５を自分のものとする。図６から図８は、購入者１０が販売者５０から購入するための、本発明の実施形態に関わる処理を示している。

図６は、本発明の代表的な実施形態で使用されているように商品とサービスの購入及び支払いをやり易くするために、移動ステーション２０と販売者５０の間で送受されるメッセージの図である。合計２つのメッセージが移動ステーション２０から販売者５０へ送られる。移動ステーション２０から販売者５０へ送られるメッセージには、メッセージ６１０とメッセージ６３０が含まれる。すると、販売者５０は、メッセージ６２０とメッセージ６４０で応答する。メッセージ６１０は、ゲートウェイ６０から受信した証明又は署名確認アドレス６５と、特定の製品又はサービスに関する要求を含んでいる。メッセージ６２０は、販売者５０から移動ステーション２０へ送られる送り状である。この送り状は、要求されている品目の価格を、移動ステーション２０を通して購入者１０に通知する働きをする。送り状は、販売者５０が選択した販売者に特定の固有の取引識別子と、ゲートウェイ６０によって割り当てられた販売者５０のアイデンティテイを含んでいる。メッセージ６３０は、供給された証明に対して送り状の価格を課すことを認可する働きをするデジタル署名を含んでいる。メッセージ６４０は、移動ステーション２０への製品の配送を含んでいる。メッセージ６１０から６４０の上記議論において、要求されている製品又はサービスは、移動ステーション２０へダウンロードできるデジタルフォーマットであると想定されている。しかしながら、先に論じたように、個々の購入者１０が要求する製品又はサービスは、花や衣服のような有形の品目を含め何でもよい。製品が有形の品目で、購入者１０と販売者５０が対面している場合、要求は口頭要求の形態を取り、配送は花又は他の製品を手渡しすることになるかもしれない。

図６に示しているメッセージ構成の別の実施形態では、メッセージ６１０は要求だけを含み、メッセージ６３０は署名と証明又は署名確認アドレス６５の両方を含んでいてもよい。このやり方では、後で詳しく論じるが、販売者販売モジュール１８００は、証明又は署名確認アドレス６５と、署名を、同時に確認する。

図６に示しているメッセージ構成の更に別の実施形態では、単に製品を配達するだけでなく、ソフトウェアベースのゲームのような製品の使用代金を使用の度に請求することができる。これを実行するための１つの方法は、複数のメッセージ６２０が周期的な時間間隔で移動ステーション２０へ送られることである。例えば、購入者１０がゲームを要求し、それがダウンロードされる場合、最初の送り状が送られ、その後５分毎に新たな送り状が送られる。

図７は、本発明の実施形態で用いられている図１２に示す購入者購入モジュール１７００の流れ図である。購入者購入モジュール１７００は、図７に示すオペレーション７００から７７０を含んでいる。購入者１０が販売者５０から品目の購入を開始すると、購入者購入モジュール１７００は、オペレーション７００で実行を開始し、直ちにオペレーション７１０へ進む。オペレーション７１０において、移動ステーション２０は、メッセージ６１０を販売者５０へ送信する。送信のモードは、何れの形態のデジタル通信でもよい。従って、販売者５０がウェブサイトである場合、移動ステーション２０は、セルラー式アクセスネットワークを通して、（ＷＡＰゲートウェイのような）ゲートウェイを介し、その後インターネットを通して販売者５０にアクセスする。しかしながら、購入者１０と販売者５０の間で対面取引が発生している場合は、移動ステーション２０と販売者５０の間の通信は、ケーブル、赤外線、低出力無線周波数又は何らかの他の適切な手段を含む何らかの短距離形態の通信を含んでいてもよい。

更に図７において、オペレーション７２０で、移動ステーション２０は、販売者５０からのメッセージ６２０の受信を待つ。メッセージ６２０を受信すると、処理はオペレーション７３０へ進む。オペレーション７３０で、購入者１０は、送り状の価格を検査してそれが有効であるか否か判断する。オペレーション７４０で、送り状（Ｉ）が正しいか否か判断される。送り状（Ｉ）が正しくなければ、処理はオペレーション７５０へ進み、そこで購入者購入モジュール１７００の処理が終了する。しかしながら、送り状（Ｉ）が正しければ、処理はオペレーション７５０へ進む。オペレーション７５０において、購入者１０は、シークレットキー（ＳＫ）４１０を使って送り状にデジタルで署名し、その署名はメッセージ６３０で戻される。その後、処理はオペレーション７６０へ進み、そこで移動ステーション２０はメッセージ６４０の配達を待つ。販売者５０によって配達される製品がデジタル製品である場合、オペレーション７６０が実行される。しかしながら、配達される製品が花かごのような有形製品である場合、オペレーション７６０は、単に、その製品の、販売者５０から購入者１０への取り扱いである。その後、購入者購入モジュール１７００は、オペレーション７７０で実行を終了する。

図８は、本発明の実施形態で使用されている図１２に示す販売者販売モジュール１８００の流れ図である。販売者販売モジュール１８００は、購入者購入モジュール１７００の相手であり、購入者購入モジュール１７００から受信したデジタル証明又は署名確認アドレス６５の有効性を検査するのに用いられる。

図８に示すように、販売者販売モジュール１８００は、オペレーション８００からオペレーション９０５を含んでいる。販売者販売モジュール１８００は、オペレーション８００で実行を開始し、直ちにオペレーション８４０へ進む。オペレーション８４０において、要求されているサービスは、適用されている随意の制約に合致するか否か判断される。要求されているサービスが制約に合致しない場合、ここでも処理はオペレーション８４５へ進み、そこで販売者販売モジュール１８００の実行が終了する。しかしながら、制約が破られる場合、処理はオペレーション８５０へ進む。オペレーション８５０では、送り状（Ｉ）が、メッセージ６２０で移動ステーション２０へ送られる。オペレーション８６０で、販売者販売モジュール１８００は、メッセージ６３０の受信を待つ。署名（Ｓ）を含んでいるメッセージ６３０を受信すると、オペレーション８７０は、署名（Ｓ）を検査する。その後、オペレーション８８０で、署名（Ｓ）が有効か否か判断される。署名（Ｓ）が有効でない場合、ここでも処理はオペレーション８４５へ進み、販売者販売モジュール１８００は終了する。しかしながら、署名（Ｓ）が有効である場合、処理はオペレーション８９０へ進み、そこで販売者５０が口座記録（ＡＲ）を作成し、それを販売者５０のローカルデータベースに記憶する。その後、処理はオペレーション９００へ進み、そこで販売者５０は、所望された製品又はサービスを配達するよう処理する。製品がデジタル製品の場合は、メッセージ６４０の送信によって行われる。最後に、販売者販売モジュール１８００は、オペレーション９０５で実行を終了する。

図９から図１１は、本発明の実施形態を使って、販売者５０が、販売された製品とサービスの支払いを受け取ることができる処理を示している。

図９は、本発明の代表的な実施形態において、購入者１０へ提供されるサービスと商品の、販売者への支払いをやり易くするために、販売者５０とゲートウェイ６０の間で送受されるメッセージの図である。２つのメッセージだけが、販売者５０とゲートウェイ６０の間で交換される。メッセージ９１０は、有限時間内に、販売者５０によって蓄積された現在の記録を含んでいるだけである。しかしながら、当業者には理解頂けるように、口座記録は、作成される度に、ゲートウェイ６０へ送信してもよい。メッセージ９２０は、ゲートウェイ６０から販売者５０へ供給される、送信された口座記録の容認又は拒否を示す応答である。

図１０は、本発明の代表的な実施形態で使用している図１２に示す販売者請求モジュール１９００の流れ図である。販売者請求モジュール９０００は、図１０に示しているオペレーション１０００から１１６０を含んでいる。販売者請求モジュール１９００は、オペレーション１０００で実行を開始し、直ちにオペレーション１０１０へ進む。オペレーション１０１０で、変数ｉは０に設定される。オペレーション１０２０において、メッセージ９１０内に組み込みまれてない記録が残っているか否か判断される。記録が残っていなければ、処理はオペレーション１０３０へ進み、そこで販売者請求モジュール１９００が実行を終了する。しかしながら、処理すべき口座記録が残っていれば、処理はオペレーション１０４０へ進み、口座記録がメッセージ９１０に挿入される。その後、オペレーション１０５０で、ｉを１だけ増やす。オペレーション１０６０で、処理すべき記録が残っているか否か判断される。処理すべき記録が残っていれば、処理はオペレーション１０７０へ進む。オペレーション１０７０で、変数ｉが、メッセージ９１０に挿入できる口座記録の最大数を表す変数ｎより小さいか否か判断される。ｉがｎより小さければ、処理は、追加処理するためオペレーション１０４０へ戻る。しかしながら、ｉがｎより小さくなければ、処理はオペレーション１０８０へ進む。オペレーション１０８０で、口座記録を含んでいるメッセージ９１０が販売者５０へ送られる。その後、処理はオペレーション１０９０へ進み、そこで販売者５０は、メッセージ９２０がゲートウェイ６０から戻るのを待つ。メッセージ９２０を受信すると、処理はオペレーション１１１０へ進む。オペレーション１１１０で、ゲートウェイ６０からの応答が受信される。オペレーション１１２０で、受信した応答が、確認を示し、従って口座記録及びその支払いの承認を示しているか否か判断される。応答が、オペレーション１１２０で確認されない場合、処理はオペレーション１１３０へ進み、そこで口座記録がエラーログに加えられる。エラーログは、次いで、或る遅い時点で試され、適切なアクションの経路が判断される。しかしながら、応答が確認を示している場合、処理はオペレーション１１４０へ進み、そこで口座記録がローカルインターナルログに入力される。その後、オペレーション１１３０の場合も１１４０の場合も、処理は、メッセージ９２０内に残っている未処理の応答へ進む。未処理の応答が無い場合、処理はオペレーション１１１０へ戻る。しかしながら、全ての応答が処理されてしまった場合、処理はオペレーション１１６０へ進み、そこで販売者請求モジュール１９００の実行が終了する。

図１１は、本発明の代表的な実施形態で使用している図１２に示すゲートウェイ請求モジュール２０００の流れ図である。ゲートウェイ請求モジュール２０００は、移動ステーション２０を使って購入者１０が行う購入に関し、販売者５０に預金で支払うのに使用される。ゲートウェイ請求モジュール２０００は、更に、ゲートウェイ証明／署名確認アドレス作成モジュール１６００によって作成されたデジタル証明又は署名確認アドレス６５に対応する、対応する購入者記録の存在を確認する役も果たす。更に、ゲートウェイ請求モジュール２０００は、購入者購入モジュール１７００によって作成される署名の有効性を確認する。後に更に詳しく論じるように、デジタル証明又は署名確認アドレス６５及び署名の確認を使えば、購入者１０が購入に対する正当な額を支払っていること、及び購入者１０が一回だけ請求されていることを保証することができる。

ゲートウェイ請求モジュール２０００は、図１１に示すオペレーション１２００から１３４０を含んでおり、オペレーション１２００で実行を開始する。ゲートウェイ請求モジュール２０００は、オペレーション１２００で始まり、直ちにオペレーション１２１０へ進む。オペレーション１２１０で、ゲートウェイ請求モジュール２０００は、メッセージ９１０が販売者請求モジュール１９００から送信され到着するのを待つ。オペレーション１２２０で、販売者５０からメッセージ９１０を受信すると、処理はオペレーション１２３０へ進む。オペレーション１２３０で、口座記録（ＡＲ）が、メッセージ９１０から抽出される。処理は、次いでオペレーション１２３５へ進み、そこで、この具体的な口座記録が事前に提出されているか否か判断される。口座記録が事前に提出されていれば、処理はオペレーション１３００へ進み、そこで、エラー応答が作成される。しかしながら、この具体的な口座記録が事前に処理されていなければ、処理はオペレーション１２４０へ進む。オペレーション１２４０では、この取引に関係するデジタル証明又は署名確認アドレス６５の対応する記録を見つけるため、ゲートウェイ６０のデータベースが検索される。オペレーション１２５０で、記録が見つけられたか否か判断される。記録が見つけられなければ、処理はオペレーション１３００へ進み、そこで、この具体的な口座記録に関するエラー応答が、メッセージ９２０で販売者５０へ送信するために記憶される。しかしながら、対応する記録が見つけられると、処理はオペレーション１２６０へ進む。

更に図１１において、ゲートウェイ６０で実行されるゲートウェイ請求モジュール２０００は、第２検査を実行して、口座記録が正しいか否か判断するために進む。オペレーション１２６０で、証明か、又は署名確認アドレス６５の何れかを使用して、購入者１０の署名が検査される。更に、デジタル証明又は署名確認アドレス６５に関連する制約が検査され、この口座記録がこれらの制約の何れかに違反しているか否か判断される。オペレーション１２７０で、署名が確認されないか、又は何れかの制約が破られていれば、処理はオペレーション１３００へ進み、この具体的な口座記録に関するエラー応答が、メッセージ９２０で送信するために記憶される。しかしながら、署名が確認され、制約が破られていなければ、処理はオペレーション１２８０へ進む。オペレーション１２８０で、呼び出し詳細記録（ＣＤＲ）は、その期間の購入者１０による全ての購入に対し、販売者５０に後刻支払われるように、ゲートウェイ６０のデータベース内に記憶される。更に、呼び出し詳細記録も、その期間の購入者１０の口座に加えられる。ＧＳＭネットワークでは、これは、ＣＤＲをローカルオペレーターからホームオペレーターへ送信することによって行われ、次にホームオペレーターは、購入者の電話請求に、そのＣＤＲに示されている取引を加える。その後、オペレーション１２９０で、この口座記録に対する応答が確認され、メッセージ９２０で販売者５０へ送信するためにその様に記憶される。その後、処理は、両方のオペレーション１２９０及び１３００からオペレーション１３１０へ進み、そこで、確認された応答か又はエラー応答の何れかがメッセージ９２０に挿入される。オペレーション１３２０では、別の口座記録がメッセージ９１０に残っており、処理する必要があるか否か判断される。メッセージ９１０に口座記録が未処理で残っていれば、処理はオペレーション１２３０へ戻る。しかしながら、全ての口座記録が処理されていれば、処理はオペレーション１３３０へ進む。オペレーション１３３０で、全ての口座記録への全ての応答を含んでいるメッセージ９２０が、販売者５０へ送信され、ゲートウェイ請求モジュールの処理はオペレーション１３４０で終了する。

なお、販売者請求モジュール１９００とゲートウェイ請求モジュール２０００は、口座記録をバッチオペレーションで処理する。しかしながら、当業者には理解頂けるように、口座記録は、販売者販売モジュール１８００で作成される度に、販売者５０からゲートウェイ６０へ送るようにしてもよい。そのようなやり方は、販売者５０とゲートウェイ６０との間のトラフィックを増やすことになる。

図１２は、図５、７、８、１０、１１に示す本発明の実施形態のモジュール構成図である。このモジュールの構成図は、本発明のモジュール間の相互接続と論理の流れを示している。なお、移動ステーション２０証明／署名確認アドレス取得モジュール１５００は、ＧＳＭ認証モジュール１４００、図４に関連して先に論じたＡ３アルゴリズムモジュール４３０及びＡ８アルゴリズムモジュール４２０にインターフェースを取る唯一のモジュールである。本発明のこの実施形態を使えば、移動ステーション２０は、開始時に、請求及び認証用の移動電話基盤９０で認証を受けさえすればよく、その結果、請求及び認証用の電気通信の移動電話基盤９０に課される負担は最小となる。

更に図１２において、移動ステーション２０が認証されると、移動ステーション証明／署名確認アドレス取得モジュール１５００は、ゲートウェイ証明／署名確認アドレス作成モジュール１６００を使って、ゲートウェイ６０からデジタル証明又は署名確認アドレス６５を取得することができる。ゲートウェイ証明／署名確認アドレスモジュール１６００は、また、移動ステーション２０によって送られてくるデジタル署名を確認する際に、販売者販売モジュール１８００を支援する。移動ステーション２０のメモリ内の証明又は署名確認アドレス６５を使えば、購入者購入モジュール１７００は、販売者販売モジュール１８００と連携して、販売者５０から購入を行うことができる。販売者販売モジュール１８００は、販売者請求モジュール１９００がゲートウェイ６０へ提出できる口座記録を作成する。ゲートウェイ６０のゲートウェイ請求モジュール２０００は、口座記録が正確であることを確認し、購入者１０に、購入に関する正しい額を一度だけ課すことになる。

以上、ここでは数例だけを示し説明してきたが、理解頂けるように、本発明には、当該技術分野の当業者に既知の数多くの変更及び修正を施すことができる。例えば、１つのデジタル証明又は署名確認アドレス６５をメッセージ２６０で送信するのではなく、複数のデジタル証明又は署名確認アドレス６５を同時に送信することもできる。この方式では、各証明が独自の制約を有していて、購入者又はユーザー１０が購入を行うとき、購入の要件を最も近接して満たしている証明又は署名確認アドレス６５が販売者５０に送信されることになる。更に、図２に示すＭ１、Ｍ２及びＭ３を含んでいる各メッセージを送信する代わりに、「３Ｇ安全文書（１９９９年発行の３ＧＴＳ３３．１０２版３．５．０）の６．５節のアクセスリンクデータの完全性＠」に具体的に述べられている第３作成標準安全機構の一部である完全キー（Ｋ）を使って、全メッセージの認証を受けることができ、当該文書を参考文献としてここに援用する。従って、本発明は、ここに示し説明した詳細事項に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載する範囲に包含される全ての変更及び修正を含むものとする。

本発明の或る実施形態の全体システム図の一つの例である。 移動ステーションと、ゲートウェイと、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）の間で送受信されるメッセージの図であり、前記レジスタは、認証センター（ＡＵＣ）を含んでいるか、又は認証センター（ＡＵＣ）と接続されているので、購入者は、認証されると、最終的に、商品とサービスを購入するのに使用できる証明又は署名確認アドレスを受け取ることができる。 本発明の或る実施形態に用いられている、図１２に示す移動ステーションの証明取得モジュールの流れ図である。 本発明の代表的な実施形態に用いられている移動体通信認証アルゴリズム用の大域標準（ＧＳＭ）を示す図である。 本発明の或る実施形態で用いられている、図１２に示すゲートウェイ証明作成モジュールの流れ図である。 本発明の代表的な実施形態で用いられている、商品とサービスの購入と支払いをやり易くするために、移動ステーションと販売者の間で送受信されるメッセージの図である。 本発明の或る実施形態で用いられている、図１２に示す購入者購入モジュールの流れ図である。 本発明の或る実施形態で用いられている、図１２に示す販売者販売モジュールの流れ図である。 本発明の代表的な実施形態において、購入者に提供されるサービスと商品に関し販売者への支払いをやり易くするために、販売者とゲートウェイの間で送受信されるメッセージの図である。 本発明の代表的な実施形態で用いられている、図１２に示す販売者請求モジュールの流れ図である。 本発明の代表的な実施形態で用いられている、図１２に示すゲートウェイ請求モジュールの流れ図である。 図３−５、７、８、１０、１１に示す本発明の実施形態のモジュール構成図である。

Claims (13)

1. 移動局に、サービスプロバイダが提供する製品、サービス、アクセス又は他の権利を使用することを認可するための方法であって、
   前記移動局が、ゲートウェイにアクセスし、識別コードを前記ゲートウェイに送信する段階と、
   前記移動局が、該移動局により計算された変数と、前記ゲートウェイが認証センタに前記識別コードを与えることに応答して該認証センタから受信した情報を用いて該ゲートウェイにより計算された変数と、を比較する段階と、
   前記移動局及び前記ゲートウェイのうちの少なくとも一方が共有署名キーを作成する段階と、
   前記移動局により計算された変数と前記ゲートウェイにより計算された変数とが等しいことにより前記移動局のアイデンティティが確認された場合、前記移動局が前記ゲートウェイから署名確認アドレスを受信する段階であって、該署名確認アドレスにおける署名確認サービスは、前記共有署名キーを使ってデジタル署名を確認することができるようになっている段階と、
   前記サービスプロバイダに製品、サービス、アクセス又は権利を要求し、デジタル署名を、前記署名確認アドレスと共に、前記移動局が前記サービスプロバイダに送信することにより、該署名確認アドレスは、前記署名確認サービスにより前記デジタル署名を確認する際に用いることができるようになっている段階と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記ゲートウェイにより計算された変数と、前記移動局により計算された変数と、を比較することによって、前記移動局が前記ゲートウェイの正当性を確認する前記段階は、更に、
   セッションの識別及び国際移動加入者識別子を、前記移動局から前記ゲートウェイに送信する段階であって、該国際移動加入者識別子は前記ゲートウェイから認証センタに送信するためのものである段階と、
   前記移動局が変数Ｍ１及び計算された乱数を前記ゲートウェイから受信する段階と、
   前記移動局が変数Ｍ１’を計算する段階と、
   前記変数Ｍ１が前記変数Ｍ１’と等しい場合、前記移動局が前記ゲートウェイの正当性を確認する段階と、
   を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記移動局が、完全キー（Ｋ）を、ＲＡＮＤ及びＫｉの関数として計算する段階を更に含んでおり、ここに、ＲＡＮＤは前記認証センタが発行した乱数であり、Ｋｉは前記認証センタと前記移動局に含まれているシークレットキーである、請求項２に記載の方法。
4. 前記共有署名キー（ＳＫ）は、前記移動局によって作成されて前記ゲートウェイに送信されるか、前記ゲートウェイによって作成されて前記移動局により受信されるか、又は、前記共有署名キー（ＳＫ）の一部が、前記移動局及び前記ゲートウェイの両方によって作成されて交換される、請求項１に記載の方法。
5. 前記共有署名キー（ＳＫ）は、前記完全キー（Ｋ）に基づいて計算される、請求項３に記載の方法。
6. 前記移動局が前記ゲートウェイから変数Ｍ３を受信する段階と、
   前記移動局が変数Ｍ３’を計算する段階と、
   前記変数Ｍ３が前記Ｍ３’と等しい場合、前記移動局が、前記ゲートウェイの正当性を確認する段階と、を更に含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記変数Ｍ３及びＭ３’は、式Ｍ３＝Ｍ３’＝ＭＡＣ（Ｋ、Ｃ）を使って計算され、ここに、ＭＡＣはメッセージ認証コード関数であり、Ｋは完全キーであり、Ｃは、前記署名確認アドレスを前記移動局に配達するために用いられるメッセージに含まれているデータである、請求項６に記載の方法。
8. 前記移動局は、前記ゲートウェイが計算した変数と該移動局が計算した変数とを比較することによって、該ゲートウェイの正当性を確認する段階を更に含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記移動局と前記ゲートウェイのアイデンティティが確認された場合、前記ゲートウェイが署名確認アドレスを前記移動局へ配達する段階は、
   前記移動局が、前記ゲートウェイに署名確認アドレスを要求する段階を更に含む、請求項１に記載の方法。
10. 移動局を使って、商品及びサービスを注文し、支払い、配達するためのシステムであって、
    前記移動局への署名確認アドレスをゲートウェイから要求する、前記移動局における移動局証明／署名確認アドレス取得モジュールと、
    を備え、
    前記移動局が前記ゲートウェイにより計算された変数と該移動局により計算された変数とを比較することにより該ゲートウェイの正当性を確認し、
    前記移動局が、製品又はサービスをサービスプロバイダに要求し、前記ゲートウェイから受信した署名確認アドレスとともにデジタル署名を該サービスプロバイダに送信する、
    ことを特徴とするシステム。
11. 前記移動局証明／署名確認アドレス取得モジュールは、前記ゲートウェイと前記移動局が計算した変数を比較することによって、前記ゲートウェイが、前記署名確認アドレスの発行を認可されていることを確認する、請求項１０に記載のシステム。
12. 販売者からの商品又はサービスの購入を要求し、前記販売者に署名確認アドレスを提示し、送り状を受け取り、前記販売者に、前記商品又はサービスの購入を承認するデジタル署名を提供する、前記移動局における購入者購入モジュール、を更に備える、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記移動局が前記ゲートウェイにより計算された変数と該移動局により計算された変数とを比較することにより該ゲートウェイの正当性を確認することは、
    前記移動局が、前記ゲートウェイに対して、セッションの識別と、該ゲートウェイから認証センタに送信するための移動加入者識別子と、を送信することと、
    前記移動局が、変数Ｍ１及び計算された乱数を前記ゲートウェイから受信することと、
    前記移動局が変数Ｍ１'を計算することと、
    前記変数Ｍ１が前記変数Ｍ１'と等しいときに前記移動局が前記ゲートウェイの正当性を確認することと、
    を含む、請求項１０に記載のシステム。

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