JP4642845B2 - 端末識別方法、サーバ、端末およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、プライバシの保護が要求されるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）等に用いられる端末識別方法に関する。また、本発明は、ユビキタスネットワーキングおよびネットワークセキュリティに用いられる無線端末とサーバとの間の認証方法に関する。
本願は、２００５年１２月１９日に日本へ出願された特願２００５−３６４５２２号および２００６年５月１日に日本へ出願された特願２００６−１２７５４６号に基づき優先権を主張し、それらの内容をここに援用する。

近年ユビキタスというものの普及が言われている。ユビキタスとは、コンピュータとネットワークを利用して、ヒトやモノの状態を取得して、その場所の全体の状況を監視したり、周囲の状況にあった情報を提供したりすること等を可能にする情報システムである。
このユビキタスにおいて、重要な役割を果たすのがセンサネットワークとなる。センサネットワークとは、小型無線装置が個々のセンサに内蔵され、センサ同士が無線で自律的に情報の流通を行い、収集したデータからその場に適したサービスを提供するという考え方と、そのシステムを示す。
センサネットワークとして、例えば、防災、防犯、セキュリティ、医療、環境問題、農業といった分野への応用が考えられている。更には、オフィスにおける空調管理、車載コンピュータに搭載され車と道路情報との連動、車同士の連動などがある。
センサには、熱、温度、水、湿度、音、光、磁気、風、振動、圧力、加速度、方角といった一般的に利用されているものの他にも、血圧、脈拍、心拍数、血糖値などのバイタルサインをはかるバイオセンサ、有害な化合物や希少な資源となる物質を検出するセンサなど多種多様なタイプがある。これらのセンサを組み合わせることで、さまざまな情報を得ることができ、そこから提供されるアプリケーションも様々となる。
利用される分野も様々であり、ヒトの住生活に関すること、ヒトの行動や、ヒトの病態もわかる生態情報を送ることも可能であり、そのような情報を送信する場合には、送信におけるプライバシ保護の技術が非常に重要になる。
また、様々なセンサに取り付ける為には送信機は非常に安価に製造できる必要がある。

安価な送信を提供可能なものとしてＲＦＩＤと言われるものがある。これは微小な無線チップにより人やモノを識別・管理する仕組みとして使われている。しかしながら、プライバシ保護の点においては考慮されていなかった。

このような問題を解決する１つの方法として、ネットワークにおける端末を識別する端末ＩＤであり、且つセキュリティ上動的に変化する端末ＩＤの付与方法である、ハッシュチェーンを利用する方法がある。

例えば、ハッシュチェーンを利用する方式（非特許文献１参照）では、ｋ番で一意に識別されるＲＦＩＤタグとネットワーク（ＮＷ）側のサーバで共有された値Ｓ（ｋ，０）をハッシュ関数Ｈでｉ回ハッシュしＳ（ｋ，ｉ）を求め、Ｓ（ｋ，ｉ）からハッシュ関数Ｊ（非特許文献１ではハッシュ関数Ｇ）でハッシュされたａ（ｋ，ｉ）をｉ回目のタグＩＤとして利用する。上記の計算をまずはタグが行い、タグＩＤとしてＮＷに送信する。ＮＷ側のサーバでは収容するすべてのタグについて予めａ（ｋ，ｉ）を求めｋとの対応表を作成しておき、タグから送出されたａ（ｋ，ｉ）が一致するａ（ｋ，ｉ）のｋを見つけることでそのタグがｋであると一意に識別することが可能である。

この方式の特徴はタグでＳ（ｋ，０）、Ｓ（ｋ，ｉ−１）の情報をメモリから削除すると、そのタグが捨てられたときにＳ（ｋ，ｉ）を取得したとしても、過去のａ（ｋ，０）からａ（ｋ，ｉ−１）の値を推察することが困難になることである。これはハッシュ関数Ｈの逆計算が困難であることを利用している。また、ハッシュ関数Ｊの逆計算の困難性により、送出されたａ（ｋ，ｉ）からＳ（ｋ，ｉ）を推察することも困難なので、次に利用するａ（ｋ，ｉ＋１）を推察することが困難である。

これにより、タグのメモリ解析や無線の盗聴によるタグのトラッキングは困難であり、タグの所有者のプライバシを保護することが可能である。

一方、ユビキタスネットワーキングで用いられる認証方式の一つであるチャレンジ＆レスポンス認証方式では、あらかじめサーバとクライアントの間で予めそれぞれが有した（共有した）秘密の値そのものをやりとりすることなく、サーバがクライアントを認証することができる（非特許文献２，非特許文献３）。
上記チャレンジ＆レスポンス認証方式では、サーバはクライアントに対してチャレンジ（例えば、非特許文献３の第５５ページに記載された乱数ＲＡ）と呼ばれる毎回変わる値を送信する。ここで、毎回変わる値の生成法としては乱数を用いるのが一般的となっている。
次に、クライアントはチャレンジと秘密の値を組み合わせて演算（例えば、非特許文献３の第５５ページに記載のＭＡＣ（Message Authentication Code）を用いた演算）し、結果をレスポンス（非特許文献３の第５５ページに記載のＨｋ）としてサーバに返信する。最後に、サーバはクライアントと同様にチャレンジと秘密の値を組み合わせて演算し、自らの演算の結果とクライアントから受信したレスポンスとを比較し、同一であると検出することにより、クライアントが秘密の値を共有している正当なクライアントであることを認証する。相互認証の場合は、サーバとクライアントの役割を入れ替えて同様の認証を再度行う。なお、非特許文献２については、非特許文献３のクライアントが乱数ＲＢを生成するとともにこの乱数ＲＢを用いてレスポンスを生成している点を除いて、非特許文献３と同様の技術を開示している。
このように、チャレンジ＆レスポンス認証方式では、サーバとクライアントの間の通信路では毎回変わる値が送受信されるため、あらかじめサーバとクライアントの間で共有されている秘密の値を知らない盗聴者がクライアントになりすますことはできない。
Ｆｏｒｗａｒｄ−Ｓｅｃｕｒｅ ＲＦＩＤ Ｐｒｉｖａｃｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｌｏｗ−ｃｏｓｔ ＲＦＩＤ、大久保美也子，鈴木幸太郎，木下真吾（ＮＴＴ）、ＣＳＳ２００３、ｐｐ．４９１−４９６、２００３年１０月 未来ねっとシリーズ「ユビキタスサービスネットワーク技術」、三宅功， 斎藤洋，弓場英明、ＩＳＢＮ：４８８５４９９１８６、ｐｐ．２２８−２２９、２００３年９月 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ，Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｂｒｕｃｅ Ｓｃｈｎｅｉｅｒ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，ＩＳＢＮ ０−４７１−１１７０９−９、ｐｐ．５２ー５７および４５４ー４５９、１９９６年

しかしながら、ハッシュチェーンを利用した従来方法では、端末からＮＷ側への一方向通信しか使用できない環境では、ＮＷ側と端末側で端末ＩＤを同期することが難しい。さらに、複数の端末ＩＤが同一になる可能性があるという問題もあった。
また、ハッシュチェーンを利用したＩＤ生成方法はＩＤ（ａ（ｋ，ｉ））長が短いと、複数の無線端末のＩＤが偶然衝突する可能性がある。この場合ＮＷ側では無線端末の識別が困難となる。また、ＩＤ長を長くすると衝突の確率は減るが衝突の確率を０にすることはできない。更に、ＩＤ長を長くすると無線帯域を消費するという問題があった。

また、従来方式ではＲＦＩＤタグからＮＷへの一方向通信のみを想定している。そのため、ａ（ｋ，ｉ）の系列を将来にわたり計算しておきテーブルとして保持しなくてはならない。これはＮＷサーバでのＳ（ｋ，ｉ）と無線端末側のＳ（ｋ，ｉ）を同期させることが困難であるからである。要するに、ＲＦＩＤがｉをインクリメントして、ＮＷに送信しても、無線環境によってはＮＷ側で受信できず、ＮＷ側ではｉがインクリメントされたかどうか判別できないという問題があった。

一方、上述したチャレンジ＆レスポンス認証方式では、認証毎に毎回変わる値を生成し、相互にやり取りする必要がある。通常、毎回変わる値としては乱数を用いることが多いが、乱数生成のためには乱数生成機能や乱数計算のための電力といった無線端末のリソースを必要とし、また、乱数を伝達するために無線帯域と無線通信のための電力を消費する。また、相互に認証を行う際はお互いにチャレンジとレスポンスを交換するため、通信手順において４メッセージの通信が必要であり、無線端末のリソースや無線帯域が多く消費されてしまうという問題がある。

特に、センサ等の安価な小型移動無線端末のように、処理性能がそれほど高くなく、無線端末が通常通信するデータ量が少なく、多くの無線端末が同時に通信を行う場合には、計算の処理量や、認証に用いる通信量が多く、認証のための通信を何度も行うチャレンジ＆レスポンス認証方式における問題は顕著となる。また、センサ等の小型移動無線端末においては、内蔵する電池により長時間駆動する必要があることもあり、この点でもチャレンジ＆レスポンス認証方式における問題は顕著となる。

従って、相互認証が可能であり、公開鍵暗号方式・乱数生成・時計等の複雑な計算処理機能を必要とせず、計算処理量，無線通信手順，および無線通信量が少なく、認証における通信のための消費電力が少ない認証方法が要求されている。

本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、その目的は、複数の端末ＩＤが識別され、かつ、端末とＮＷ側において双方向通信が可能となるプライバシが保護された端末識別方法，サーバ，端末，プログラムおよび記録媒体を提供することにある。また、本発明の目的は、認証における複雑な計算処理を必要とせず、認証に要する無線通信手順および無線通信量が少なく消費電力が少ない認証方法、認証システム、端末、サーバ、無線基地局、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。

本発明は上述した問題を解決するためになされたもので、本発明の端末識別方法は、サーバと１つ以上の端末との間の、ネットワークを介した通信における、前記端末を識別する端末識別方法において、前記サーバとｋ番目の前記端末は、双方において、第一のハッシュ関数Ｈと、前記端末毎に決められた初期値Ｓ（ｋ，０）を共有するものであり、前記サーバとｋ番目の前記端末は、それぞれにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）を前記第一のハッシュ関数Ｈでｉ回ハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、さらに前記サーバとｋ番目の前記端末で共有された第二のハッシュ関数Ｊで１回ハッシュすることにより算出される値ａ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするか、または、前記サーバとｋ番目の前記端末は、それぞれにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）または値Ｓ（ｋ，ｉ−１）と仮ＩＤの世代ｉを変数とする関数で前処理した値を、前記第一のハッシュ関数Ｈでハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするものであり、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤを変更する際に、まず、前記サーバにおいて、ｋ番目以外の前記端末の仮ＩＤと一致しないｋ番目の前記端末の仮ＩＤが得られるまで、仮ＩＤの世代をｉから増加させｉ＋ｄとすることによりｋ番目の前記端末の仮ＩＤを変更し、次に、前記サーバからｋ番目の前記端末に、前記変更前と変更後の仮ＩＤの世代の差ｄを通知し、次に、ｋ番目の前記端末において、仮ＩＤの世代ｉを前記仮ＩＤの世代の差ｄだけ増加させることにより、前記サーバとｋ番目の前記端末との間で仮ＩＤの世代を同じｉ＋ｄとし、次に、ｋ番目の前記端末において、増加させた前記仮ＩＤの世代ｉ＋ｄに基づき、前記サーバが前記変更後に有する仮ＩＤと同じ、ｋ番目の前記端末における世代ｉ＋ｄの仮ＩＤを算出し、前記サーバは、ｋ番目の前記端末が有する世代ｉ＋ｄの前記仮ＩＤを用いて、ｋ番目の前記端末を識別する。

本発明の端末識別方法において、前記前処理した値は、
（Ｓ（ｋ，ｉ−１） ＸＯＲ ｉ）、または、（Ｓ（ｋ，０） ＸＯＲ （ｉ−１））、（ただし、ＸＯＲは排他的論理和をとる演算）、であることを特徴とするようにしても良い。

本発明の端末識別方法において、前記仮ＩＤの世代ｉを、前記サーバと前記端末との間で一定回数以上の通信あるいは認証を行った後、又は、一定時間以上を経過した後に変更することを特徴するようにしても良い。

本発明の端末識別方法において、前記サーバにおいて、ｋ番目の前記端末の変更前と変更後の仮ＩＤと、変更前と変更後の仮ＩＤの世代の差ｄを保有するようにしても良い。

本発明の端末識別方法において、前記サーバにおいて、ｋ番目の前記端末の変更前の仮ＩＤを受信した際には、ｋ番目の前記端末に変更前と変更後の仮ＩＤの世代の差ｄを通知して、ｋ番目の前記端末において仮ＩＤを更新するようにしても良い。

本発明の端末識別方法において、前記サーバにおいて、ｋ番目の前記端末の変更後の仮ＩＤを受信した際には、前記サーバに保持されているｋ番目の前記端末の変更前の仮ＩＤを削除するようにしても良い。

本発明の端末識別方法において、前記サーバから前記端末に通信を行う際には、前記サーバに保持されているｋ番目の前記端末の変更前と変更後の仮ＩＤを順に用いて、前記サーバに信号を送信することをｋ番目の前記端末に要求するようにしても良い。

本発明の端末識別方法において、ｋ番目の前記端末から前記サーバヘの通信を行う際に端末認証キーを用いてｋ番目の前記端末の認証を行うことにより、前記サーバから前記端末へ仮ＩＤ更新用の仮ＩＤの世代ｉ情報を通知するようにしても良い。

本発明の端末識別方法において、前記サーバからｋ番目の前記端末への通信を行う際にネットワーク認証キーを用いて前記サーバの認証を行うことにより、ｋ番目の前記端末が受信した仮ＩＤ更新用の信号を、ｋ番目の前記端末内の仮ＩＤ変更に反映させるようにしても良い。

本発明の端末識別方法において、前記サーバは、前記サーバとｋ番目の前記端末との間であらかじめ取り決めた仮ＩＤをｋ番目の前記端末から受信した場合に、生成する度に異なる値を有する初期ベクトルを生成し、前記初期ベクトルと前記第一のハッシュ関数Ｈと前記初期値Ｓ（ｋ，０）とに基づいて前記仮ＩＤの世代ｉを算出して、前記仮ＩＤを初期化するようにしても良い。

本発明の端末識別方法において、前記サーバは、前記仮ＩＤを初期化した場合に、前記初期ベクトルと前記仮ＩＤの世代ｉをｋ番目の前記端末に通知して、前記仮ＩＤの初期化をｋ番目の前記端末に通知するようにしても良い。

本発明の端末識別方法において、ｋ番目の前記端末は、前記初期値Ｓ（ｋ，０）と前記サーバから通知される前記初期ベクトルおよび前記仮ＩＤの世代ｉとに基づいて前記仮ＩＤを算出するようにしても良い。

本発明のサーバは、ネットワークを介して接続された端末と通信を行うサーバにおいて、前記サーバとｋ番目の前記端末は、双方において、第一のハッシュ関数Ｈと、前記端末毎に決められた初期値Ｓ（ｋ，０）を共有するものであり、前記サーバとｋ番目の前記端末は、それぞれにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）を前記第一のハッシュ関数Ｈでｉ回ハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、さらに前記サーバとｋ番目の前記端末で共有された第二のハッシュ関数Ｊで１回ハッシュすることにより算出される値ａ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするか、または、前記サーバとｋ番目の前記端末は、それぞれにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）または値Ｓ（ｋ，ｉ−１）と仮ＩＤの世代ｉを変数とする関数で前処理した値を、前記第一のハッシュ関数Ｈでハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするものであり、前記端末に保持された初期値と同じ初期値Ｓ（ｋ、０）又は前記初期値Ｓ（ｋ、０）に基づいて算出される値を保持する記憶手段と、ｋ番目以外の前記端末の仮ＩＤと一致しないｋ番目の前記端末の仮ＩＤが得られるまで、仮ＩＤの世代をｉから増加させｉ＋ｄとすることによりｋ番目の前記端末の仮ＩＤを算出して変更し、ｋ番目の前記端末に、前記変更前と変更後の仮ＩＤの世代の差ｄを通知する仮ＩＤ算出手段と、を具備し、前記仮ＩＤ算出手段によって算出された前記仮ＩＤを用いて前記端末を識別する。

本発明の端末は、ネットワークを介して接続されたサーバと通信を行う端末において、前記サーバとｋ番目の前記端末は、双方において、第一のハッシュ関数Ｈと、前記端末毎に決められた初期値Ｓ（ｋ，０）を共有するものであり、前記サーバとｋ番目の前記端末は、それぞれにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）を前記第一のハッシュ関数Ｈでｉ回ハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、さらに前記サーバとｋ番目の前記端末で共有された第二のハッシュ関数Ｊで１回ハッシュすることにより算出される値ａ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするか、または、前記サーバとｋ番目の前記端末は、それぞれにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）または値Ｓ（ｋ，ｉ−１）と仮ＩＤの世代ｉを変数とする関数で前処理した値を、前記第一のハッシュ関数Ｈでハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするものであり、ｋ番目の前記端末である自端末において、前記サーバに保持された初期値と同じ初期値Ｓ（ｋ，０）又は前記初期値Ｓ（ｋ、０）に基づいて算出される値を保持する記憶手段と、前記自端末の仮ＩＤが前記サーバにおいて変更され、該変更前と変更後の前記自端末の仮ＩＤの世代の差ｄが前記サーバから通知され、通知された前記仮ＩＤの世代の差ｄに基づいて、前記自端末において、前記自端末の仮ＩＤの世代ｉを前記仮ＩＤの世代の差ｄだけ増加させることにより、前記サーバと前記自端末との間で前記自端末の仮ＩＤの世代を同じｉ＋ｄとして算出する仮ＩＤ算出手段と、を具備し、前記仮ＩＤ算出手段によって算出された前記仮ＩＤを用いて前記サーバと通信を行う。

本発明のプログラムは、ネットワークを介して接続された端末と通信を行うサーバのコンピュータ用のプログラムであって、前記サーバにおいて、第一のハッシュ関数Ｈと、前記端末毎に決められた初期値Ｓ（ｋ，０）とがｋ番目の前記端末と共有されており、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤを算出する仮ＩＤ算出ステップと、前記仮ＩＤ算出ステップによって算出された前記仮ＩＤを用いて前記端末を識別する端末識別ステップとを実行させ、前記仮ＩＤ算出ステップにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）を前記第一のハッシュ関数Ｈでｉ回ハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、さらに前記サーバとｋ番目の前記端末で共有された第二のハッシュ関数Ｊで１回ハッシュすることにより算出される値ａ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするステップか、または、前記初期値Ｓ（ｋ，０）または値Ｓ（ｋ，ｉ−１）と仮ＩＤの世代ｉを変数とする関数で前処理した値を、前記第一のハッシュ関数Ｈでハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするステップかのいずれかのステップを実行させ、更に、前記仮ＩＤ算出ステップにおいて、ｋ番目以外の前記端末の仮ＩＤと一致しないｋ番目の前記端末の仮ＩＤが得られるまで、仮ＩＤの世代をｉから増加させｉ＋ｄとすることによりｋ番目の前記端末の仮ＩＤを算出して変更し、ｋ番目の前記端末に、前記変更前と変更後の仮ＩＤの世代の差ｄを通知するステップをサーバのコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明のプログラムは、ネットワークを介して接続されたサーバと通信を行う端末のコンピュータ用のプログラムであって、ｋ番目の前記端末において、第一のハッシュ関数Ｈと、前記端末毎に決められた初期値Ｓ（ｋ，０）とが前記サーバと共有されており、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤを算出する仮ＩＤ算出ステップと、前記仮ＩＤ算出ステップによって算出された前記仮ＩＤを用いて前記サーバと通信を行うステップとを実行させ、前記仮ＩＤ算出ステップにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）を前記第一のハッシュ関数Ｈでｉ回ハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、さらに前記サーバとｋ番目の前記端末で共有された第二のハッシュ関数Ｊで１回ハッシュすることにより算出される値ａ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするステップか、または、前記初期値Ｓ（ｋ，０）または値Ｓ（ｋ，ｉ−１）と仮ＩＤの世代ｉを変数とする関数で前処理した値を、前記第一のハッシュ関数Ｈでハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするステップかのいずれかのステップを実行させ、更に、前記仮ＩＤ算出ステップにおいて、ｋ番目の前記端末の仮ＩＤが前記サーバにおいて変更され、該変更前と変更後のｋ番目の前記端末の仮ＩＤの世代の差ｄが前記サーバから通知され、通知された前記仮ＩＤの世代の差ｄに基づいて、ｋ番目の前記端末において、ｋ番目の前記端末の仮ＩＤの世代ｉを前記仮ＩＤの世代の差ｄだけ増加させることにより、前記サーバと前記自端末との間で前記自端末の仮ＩＤの世代を同じｉ＋ｄとして算出するステップを端末のコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明では、ネットワーク側のサーバと端末との間で、端末識別用の仮ＩＤの生成の基となるハッシュ回数を同期する（同じとする）。さらに、サーバで仮ＩＤを変更する際に、他の端末に付与された仮ＩＤと一致しないようにハッシュ回数を選択する。これにより、他の端末の仮ＩＤと一致しない仮ＩＤが得られる。また仮ＩＤは、ネットワーク側と端末側で同期することが可能であるので、動的に変化する仮ＩＤにより端末を識別可能となる。この仮ＩＤを用いて、端末とサーバの間の通信が行われることにより、第三者が端末に対するトラッキングを行うことを防止することが可能となり、プライバシが保護された端末の通信が提供される効果を奏する。
また、本発明では、ハッシュ回数を指定することで、仮ＩＤそのものを指定するよりも無線帯域が節約できるほか、暗号化する必要もない。すなわち、何百億台の端末を識別する仮ＩＤのビット長に比べて、ハッシュ回数はかなり短いビット長で表現できるため、更新に必要な情報が少なくて済み、無線の帯域を有効利用できる。また、次に利用する仮ＩＤそのものを無線端末に送信すると、盗聴された場合にトラッキング防止の効果がなくなるので、この部分を暗号化する必要があるが、本発明ではこうした暗号化を行う必要がない。

また、本発明によれば、無線端末と認証管理サーバの間の相互認証の手順の数を従来に比べて減らすことができるので、無線端末による無線通信手順および無線通信量が少なく、特に無線区間で時刻とともに変化する認証パラメータを新規に生成し送受信する必要がないため、無線端末の計算処理量と無線通信量が少なく、また、公開鍵暗号方式や乱数生成などの複雑な計算機能を使用せず、認証における通信のための消費電力が少ない認証が可能になるという効果を奏する。

また、本発明によれば、無線端末と無線基地局との間の通信時に一時的に共通な通信パラメータを複数組み合わせて認証パラメータとして利用することができるため、認証パラメータの値の変化のパターンをより複雑にすることができ、結果として認証キーのランダム性が増し、認証の安全性が向上するという効果を奏する。

本発明の第１実施形態による端末識別方法を適用したデータ通信システムの構成を示すブロック図である。 第１実施形態において用いられる仮ＩＤの算出方法を示したブロック図である。 第１実施形態において用いられるＩＤ管理ＤＢ１０４の記憶内容の例を示したブロック図である。 第１実施形態において用いられる仮ＩＤ生成フローを示した流れ図である。 第１実施形態において用いられる本ＩＤ検索フローを示した流れ図である。 第１実施形態における端末からのｕｐｌｏａｄを説明するための流れ図である。 第１実施形態における端末からのｄｏｗｎｌｏａｄを説明するための流れ図である。 第１実施形態において仮ＩＤを初期化するための仮ＩＤ初期化処理を示したシーケンス図である。 第１実施形態において仮ＩＤ初期ベクトルを用いて仮ＩＤを算出する手順を示した説明図である。 第２実施形態による認証システムの構成を示すブロック図である。 第２実施形態において、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３における認証方法の概要を説明する説明図である。 第２実施形態において、乱数とＭＡＣ−端末ＩＤを用いた認証用通信パラメータの導出手順を示したシーケンス図である。 第２実施形態において、認証を要求する側である無線端末１１０１の構成を示す機能ブロック図である。 第２実施形態において、認証をする側の認証管理サーバ１１０３の構成を示す機能ブロック図である。 第２実施形態において、認証キーを生成する方法を説明する説明図である。 第２実施形態において、無線端末が認証管理サーバに対して認証の開始を要求する場合について認証の全体における動作を説明したシーケンス図である。 第２実施形態において、認証管理サーバが無線端末に対して認証の開始を要求する場合について認証の全体における動作を説明したシーケンス図である。 本発明の第３実施形態によるシステムの構成を示すブロック図である。 第３実施形態において、無線端末がＩＤ＆認証管理サーバに対して認証の開始を要求する場合についてシステム全体の処理の流れを示したシーケンス図である。 第３実施形態において、ＩＤ＆認証管理サーバが無線端末に対して認証の開始を要求する場合についてシステム全体の処理の流れを示したシーケンス図である。 第３実施形態において、仮ＩＤ初期化処理についてシステム全体の処理の流れを示したシーケンス図である。

符号の説明

１０１ 無線端末
１０２ 端末
１０３ ＩＤ管理サーバ
１０４ ＩＤ管理ＤＢ
１０５ 無線基地局
１０６ ネットワーク
１０７ ネットワーク
１１０１ 無線端末
１１０２ 無線基地局
１１０３ 認証管理サーバ
１１０４ 認証管理データベース
１１０５ ネットワーク
１２１０、１３１０ 認証パラメータ取得部
１２１１、１３１１ 認証パラメータ生成部
１２１２、１３１２ 認証情報取得部
１２１３、１３１３ 認証キー生成部
１２０３ 認証キー送信部
１３０１ 認証キー受信部
１３０２ 認証キー取得部
１３０３ 認証部
２００１ 無線端末
２００２ 無線基地局
２００３ ＩＤ＆認証管理サーバ
２００４ ＩＤ管理データベース
２００５ 認証管理データベース
２００６ 端末
２００７ ネットワーク
２００８ ネットワーク

以下、図面を参照して本発明の各実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
最初に、本実施形態のポイントを説明する。まず無線端末とＮＷの双方向通信を想定する。お互いに総合認証する際、ＮＷ認証情報とともにＩＤの世代をあらわすｉ（０以上の整数）の増加分ｄ（０以上の整数）をＩＤ管理サーバで算出する。ＩＤ管理サーバは増加分ｄをＩＤ管理ＤＢ（データベース）に保存し（後述する実施形態の仮ＩＤ予約）、さらに、無線端末に通知する（後述する実施形態の端末認証応答）ことにより、無線端末とＩＤ管理サーバ（ＩＤ管理サーバにおける保存先はＩＤ管理ＤＢ）上のｉはともにｄ増加し、無線端末のＳ（ｋ，ｉ）とＩＤ管理サーバ上のＳ（ｋ，ｉ）は常に同期する。

新たなＩＤが既に利用されている他の無線端末のＩＤと衝突しないように、ｉの増加分ｄを算出しなくてはならない。そこで、ＮＷ側に配置されたＩＤ管理サーバはＩＤ管理ＤＢに次に利用する無線端末のＩＤを登録する。もし、既に登録されているＩＤを新たに登録しようとしたときにＩＤが衝突していると検知すれば、ＩＤ管理ＤＢへの登録を拒否する。もし、ＩＤが衝突していなければ、ＩＤ管理ＤＢに登録する。拒否された場合はｉをインクリメントして次のＩＤを生成し、再登録をする。ＩＤ管理サーバでは登録に成功するまでのｉのインクリメント回数を計測し、それをｉの増加分ｄとする。

ｉの増加分ｄを通知された無線端末はｄ回、ハッシュ関数をかけて新たなＩＤを生成する。その後、ｉ＋ｄを新たなｉとする。このようにして、ネットワークユニークなテンポラリーなＩＤが生成可能である。

また、ＩＤ管理サーバと無線端末間のネットワークでは無線端末はテンポラリーなＩＤにより識別されるため、無線端末のアクセス網を盗聴しても、無線端末をトラッキングすることは困難となる。

各無線端末が時刻により可変なＩＤを送出し、無線端末のトラッキングを防止する場合においても、同一時間に異なる無線端末から同一のＩＤがＮＷ側に通知されることはない。これにより、ＮＷ側では無線端末を一意に識別することとトラッキング防止が両立でき、必要な宛先に転送することが可能である。

また、無線端末を収容するアクセス網では上記の時刻により可変なＩＤにより無線端末が識別されるため、無線端末のトラッキングが困難となる。

次に、本実施形態についてさらに詳しく説明する。図１は同実施形態の全体図である。無線端末１０１はテンポラリーなＩＤとして仮ＩＤで識別され、また、普遍のＩＤとして本ＩＤで識別される。仮ＩＤと本ＩＤはすべての無線端末でユニ−クであり、必ず特定の無線端末を識別可能である。

無線端末１０１はセンサなどの情報を収集して、仮ＩＤとともに、端末１０２に情報を送信する装置である。この際、ＩＤ管理サーバ１０３が中継し、ＩＤ管理サーバ１０３にて、仮ＩＤから本ＩＤに変換され、本ＩＤとセンサデータが端末１０２に送信される。あるいはセンサの設定情報等を端末１０２から本ＩＤとともに送信し、ＩＤ管理サーバ１０３で本ＩＤから仮ＩＤに変換され、ＩＤ管理サーバ１０３から無線端末１０１は仮ＩＤで呼び出され、無線端末１０１は端末１０２からのセンサの設定情報等をＮＷの認証情報とともに受信する。

ＩＤ管理サーバ１０３はＩＤ管理ＤＢ１０４にアクセスして、本ＩＤから仮ＩＤを取得したり、仮ＩＤから本ＩＤを取得したり、新しい仮ＩＤを生成したりする。ＩＤ管理ＤＢ１０４には本ＩＤと仮ＩＤの対応関係が保存されている。無線基地局１０５は無線端末１０１の無線回線を終端し、ネットワーク１０６に接続する。無線基地局１０５とＩＤ管理サーバ１０３はネットワーク１０６に接続している。ネットワーク１０６では無線端末１０１は仮ＩＤにより識別される。これにより、ＩＤ管理サーバ１０３と無線基地局１０５間のネットワーク１０６、及び、無線基地局１０５と無線端末１０１の無線区間では無線端末のトラッキングは困難である。また、ＩＤ管理サーバ１０３と端末１０２はネットワーク１０７に接続している。ネットワーク１０７では無線端末は本ＩＤにより識別される。
ネットワーク１０７ではそれぞれの無線端末への通信を捕捉することができるが、どの無線基地局に収容されているかわからないため、無線端末の場所をトラッキングすることはできない。

例えば、イベント会場における入場者の軌跡をＲＦＩＤにより追跡する場合を考える。この場合、無線端末１０１とは、イベント入場者へ配られる入場者証に付加された、会場内での位置を測定できるセンサとそれに関連したＲＦＩＤタグなどである。ＲＦＩＤからは一定時間毎に入場者の位置情報が送信される。送信された情報は、イベント会場内に設置された無線基地局１０５により受信され、ネットワーク１０６、ＩＤ管理サーバ１０３、ＩＤ管理ＤＢ１０４およびネットワーク１０７を介して、端末１０２に入場者の位置（軌跡）として保存される。
端末１０２は、入場者の軌跡を基に、入場者が立ち寄ったブースに関連する情報を入場者が持っている携帯電話へメールとして送信することも可能である。
また、後日、入場者が別途ＰＣ（パーソナルコンピュータ）を用いて端末１０２にアクセスすることにより、自身が立ち寄ったブースを確認することも可能である。
このような例の場合にも、本実施形態の効果により、第三者に対して入場者がどのようなブースに立ち寄ったかというプライバシは保護されている。
また、イベント入場者が会場へ入退出する際に、端末１０２から無線端末１０１の設定のための送信を行い、無線端末１０１が送信する時間間隔の設定を変更することも可能である。例えば、会場内にいる時は１分毎に送信するように設定し、会場内にいない時は５分毎に送信するように位置センサとＲＦＩＤの設定を行うことも可能である。

仮ＩＤの計算方法を図２に示す。本ＩＤがｋである無線端末１０１とＩＤ管理サーバ１０３は秘密情報としてＳ（ｋ，０）を共有する（ステップＳ２０１）。図２においては、本ＩＤがｋである場合を示しているので、添え字ｋは省略する。無線端末１０１とＩＤ管理サーバ１０３はそれぞれハッシュ関数Ｈで、ハッシュ種Ｓ（ｋ，０）をｉ回ハッシュし、Ｓ（ｋ，ｉ）を求め（ステップＳ２０２）、Ｓ（ｋ，ｉ）からハッシュ関数Ｊでハッシュされたａ（ｋ，ｉ）を仮ＩＤとして利用する（ステップＳ２０３）。この時、無線端末１０１とＩＤ管理サーバ１０３（ＩＤ管理ＤＢ１０４）はｋおよびＳ（ｋ，ｉ）を保存しておく。この後、次に利用する仮ＩＤ（ＮＥＸＴ仮ＩＤ）を計算するにはＳ（ｋ，ｉ）をハッシュ関数Ｈでｄ回ハッシュしＳ（ｋ，ｉ＋ｄ）を求め（ステップＳ２０４）、これをハッシュ関数Ｊでハッシュしたａ（ｋ，ｉ＋ｄ）（ステップＳ２０５）をＮＥＸＴ仮ＩＤとして利用する。ＮＥＸＴ仮ＩＤを求める計算は、無線端末１０１とＩＤ管理サーバ１０３で独立に行われる。図２においては、ｄが１の場合を例示してある。

図３にＩＤ管理ＤＢ１０４の記憶内容の例を示す。ＩＤ管理ＤＢ１０４では本ＩＤと（仮ＩＤ、仮ＩＤポインタ、ハッシュ回数）の組をいくつか、と最新のハッシュ種Ｓ（ｋ，ｉ）と初期ハッシュ種Ｓ（ｋ，０）、前回仮ＩＤを更新した仮ＩＤ更新時刻、初期化用仮ＩＤがそれぞれの無線端末毎に記憶されている。なお、初期化用仮ＩＤは後述する仮ＩＤの初期化処理を行う場合にのみ必要となるフィールドである。また、初期ハッシュ種は無線端末毎に異なるように設定されるが、全ての無線端末についてユニークな値であること（すなわち、他の無線端末と同じ値になることを全く許容しないこと）までは必要ない。さらに、初期ハッシュ種および初期化用仮ＩＤは、サービス中、内容が変更されることなくあらかじめ設定しておいた値が保持される。

ＩＤ管理サーバ１０３はある無線端末１０１の仮ＩＤを一定回数以上の通信あるいは認証を行った後、あるいは一定時間以上経過後に更新する。更新のフローを図４に示す。図４では一定時間以上経過後に仮ＩＤを更新する場合を示しているが、一定回数以上の通信あるいは認証を行った後に仮ＩＤを更新する場合も同様である。ＩＤ管理サーバ１０３はまずＩＤ管理ＤＢ１０４に接続し、本ＩＤｋをキーに仮ＩＤのハッシュ種Ｓ（ｋ，ｉ）を取得する（ステップＳ４０１、Ｓ４０２）。次に仮ＩＤのハッシュ種Ｓ（ｋ，ｉ）をハッシュ関数Ｈで一回ハッシュしてＳ（ｋ，ｉ＋１）を生成し、それをハッシュ関数Ｊでハッシュすることにより、ａ（ｋ，ｉ＋１）を計算する（ステップＳ４０３）。計算されたａ（ｋ，ｉ＋１）をＩＤ管理ＤＢ１０４に登録し仮ＩＤを予約する（ステップＳ４０４）。ＩＤ管理ＤＢ１０４は登録されているすべての無線端末の仮ＩＤ（ａ）と比較し、一致しなければ予約可とし、一致すれば予約否とし（ステップＳ４０４ａ，）、その結果をＩＤ管理サーバ１０３に返す（ステップＳ４０５）。ＩＤ管理サーバ１０３は予約否と返されれば更にＳ（ｋ，ｉ＋１）をハッシュ関数Ｈで一回ハッシュしＳ（ｋ，ｉ＋２）を求め、これをハッシュ関数Ｊでハッシュしたａ（ｋ，ｉ＋２）を計算し（ステップＳ４０６）、ＩＤ管理ＤＢ１０４に登録し、仮ＩＤを予約する。このようにＩＤ管理サーバ１０３がＩＤ管理ＤＢ１０４に対して仮ＩＤが予約できるまでハッシュ関数Ｈでハッシュしていく。このハッシュ回数をｄとすると次に利用するＮＥＸＴ仮ＩＤはａ（ｋ，ｉ＋ｄ）となる。ＮＥＸＴ仮ＩＤがＩＤ管理ＤＢ１０４に登録されるとＳ（ｋ，ｉ＋ｄ）を新たなハッシュ種とする。次回のＮＥＸＴ仮ＩＤでは、新たなＳ（ｋ，ｉ）はＳ（ｋ，ｉ＋ｄ）となり上記手順を繰り返す。

各仮ＩＤには仮ＩＤポインタがついている。仮ＩＤには仮ＩＤポインタ、生成するためのハッシュ回数が関連づけられ、ＩＤ管理ＤＢ１０４に保存される（ステップＳ４０７，Ｓ４０８，Ｓ４０９）。仮ＩＤポインタは０が現在利用すべき仮ＩＤで−１が一回前の仮ＩＤであることを示している。つまり、これから利用すべき仮ＩＤに対して仮ＩＤポインタにあらかじめ＋１を設定しておき（ステップＳ４０４ａ）、仮ＩＤポインタを更新する際に（ステップＳ４０８）、本ＩＤに関連づけられているすべての仮ＩＤの仮ＩＤポインタ（＋１，０，−１のいずれかの値を有する）を１減らすことで、現在利用すべき仮ＩＤの仮ＩＤポインタが０となり、一回前の仮ＩＤの仮ＩＤポインタが−１となり、二回前の仮ＩＤの仮ＩＤポインタが−２となる。そして、仮ＩＤポインタが−１よりも小さい仮ＩＤをＩＤ管理ＤＢ１０４から削除する（ステップＳ４０８）。

次にＩＤ管理サーバ１０３がＩＤ管理ＤＢ１０４にアクセスし、仮ＩＤから本ＩＤを検索する手順と、ＩＤ管理ＤＢ１０４の仮ＩＤ情報を更新するフローを図５に示す。
ＩＤ管理サーバ１０３はＩＤ管理ＤＢ１０４に対し、仮ＩＤを含む本ＩＤ検索要求を送信する（ステップＳ５０１）。本ＩＤ検索要求を受信したＩＤ管理ＤＢ１０４は、ＩＤ管理ＤＢ１０４内のすべての仮ＩＤと照合する。一致した場合、本ＩＤを特定するとともに、前回仮ＩＤ更新時刻、仮ＩＤに関連づけられている仮ＩＤポインタ、ハッシュ回数を取得する（ステップＳ５０２）。取得した本ＩＤ、前回仮ＩＤ更新時刻、仮ＩＤポインタ、ハッシュ回数をパラメータとし、本ＩＤ検索応答とし、ＩＤ管理サーバ１０３に送信する（ステップＳ５０３）。本ＩＤ検索応答を受信したＩＤ管理サーバ１０３は仮ＩＤポインタを確認し、仮ＩＤポインタが０である場合（前回の仮ＩＤの更新が成功している場合）、本ＩＤを指定した旧仮ＩＤ削除要求をＩＤ管理ＤＢ１０４に送信し（ステップＳ５０４）、指定された本ＩＤに対応する仮ＩＤポインタが−１の仮ＩＤを削除する（ステップＳ５０５）。その後、現在時刻と前回仮ＩＤ更新時刻との差が仮ＩＤ更新間隔より長い場合は仮ＩＤの生成フロー（図４）を実行する（ステップＳ５０６）。ＩＤ管理サーバ１０３は無線端末１０１に転送するためのハッシュ回数を決定する（ステップＳ５０７）。仮ＩＤポインタが−１の場合（前回の仮ＩＤの更新が失敗している場合）は、ＩＤ管理ＤＢ１０４から受信した本ＩＤ検索応答のハッシュ回数を無線端末１０１に転送するハッシュ回数とする（ステップＳ５０８）。現在時刻と前回仮ＩＤ更新時刻の差が仮ＩＤ更新間隔より短い場合は無線端末１０１に転送するハッシュ回数を０とし（ステップＳ５０９）、現在時刻と前回仮ＩＤ更新時刻の差が仮ＩＤ更新間隔より長いか等しい場合は仮ＩＤ生成フロー（図４）で得たハッシュ回数を無線端末１０１に転送するハッシュ回数とする（ステップＳ５０７）。

以上のように、無線端末１０１とＩＤ管理サーバ１０３で同期をとりながらハッシュを行うが、不安定な通信路を想定すると、ＡＣＫの不達、ＡＣＫのＡＣＫの不達等、何回通信しても完全な同期をとることができない。そこで、一回分の同期のずれは検知して、復旧するというのが図５の本ＩＤ検索フローの流れである。

次に実際のデータ通信がどのように行われるかを説明する。
まず、無線端末１０１から端末１０２ヘデータがＵｐｌｏａｄされる場合を図６に示す。まず、無線端末１０１では端末認証キーを生成する（ステップＳ６０１）。その後、仮ＩＤ、端末認証キー、データをパラメータに端末認証要求を端末１０２へ向けて、送信する（ステップＳ６０２）。この時、無線端末１０１と端末１０２との通信を中継するＩＤ管理サーバ１０３は端末認証要求を送信してきた無線端末１０１がどの無線端末か、また正当な端末であるかが不明確なため、受信したデータは保留にしておく。その後、ＩＤ管理サーバ１０３は図５のフローに従い本ＩＤ検索を行い（ステップＳ６０３）、仮ＩＤから本ＩＤに変換することで、端末認証要求を送ってきた無線端末１０１を特定する（ステップＳ６０４）。また、仮ＩＤの更新が必要であれば、更新に必要なハッシュ回数ｄを得る。次にこの端末認証キーを利用し、特定した無線端末が正当な送り主であることを確かめる。次に自らのＮＷ認証キーを生成し（ステップＳ６０５）、端末認証応答で無線端末１０１へ送信する（ステップＳ６０６）。端末認証応答のパラメータは仮ＩＤ、ＮＷ認証キー、ハッシュ回数である。ハッシュ回数は図５の本ＩＤ検索フローにおいて、ＩＤ管理サーバ１０３で決定されたハッシュ回数を利用する。無線端末１０１は端末認証応答を受信すると（ステップＳ６０７）、ＮＷ認証キーを利用し、データを中継したＮＷ装置（ＩＤ管理サーバ１０３）の正当性を確認する。その後ＩＤ管理サーバ１０３に認証完了を送信する（ステップＳ６０８）。認証完了を受信したＩＤ管理サーバ１０３は、保留していた端末１０２向けのデータを本ＩＤとともに端末１０２へ送信する（ステップＳ６０９）。また、無線端末１０１は端末認証応答で通知されたハッシュ回数ｄの分だけＳ（ｋ，ｉ）をハッシュ関数ＨでハッシュしＳ（ｋ，ｉ＋ｄ）を算出し、それをハッシュ関数Ｊでハッシュしたａ（ｋ，ｉ＋ｄ）を次に使用する仮ＩＤとする（ステップＳ６１０）。以降、新たなＳ（ｋ，ｉ）をＳ（ｋ，ｉ＋ｄ）とし、上記、フローを繰り返す。

次に、端末１０２から無線端末１０１ヘデータがＤｏｗｎｌｏａｄされる場合を図７に示す。基本的にはデータのＵｐｌｏａｄと同様であるが、端末１０２は送信先無線端末１０１の本ＩＤと送信データをＩＤ管理サーバ１０３に送信する（ステップＳ７０１）。ＩＤ管理サーバ１０３は受信した本ＩＤを仮ＩＤに変換し（ステップＳ７０２，Ｓ７０３）、無線基地局１０５の端末呼出機能を利用し（ステップＳ７０４）、仮ＩＤをパラメータとして呼び出す（ステップＳ７０５）。呼出を受けた無線端末１０１はデータＵｐｌｏａｄと同様の手順で端末１０２ヘアクセスする。ＵｐｌｏａｄとＤｏｗｎｌｏａｄの違いはデータが端末認証要求とともに送信されるか端末認証応答とともに送信されるかである。なお、ＩＤ管理ＤＢ１０４において同一の本ＩＤに関連付けられた複数の仮ＩＤがある場合、ＩＤ管理サーバ１０３は呼び出しが成功するまで、それぞれの仮ＩＤで呼び出す必要がある。

Ｕｐｌｏａｄの例としては、センサからの情報を無線端末１０１から端末１０２に送信することが考えられる。例えば、防犯に用いる場合には、窓ガラスが割られたことにより無線端末１０１から送信が開始され、端末１０２を用いて警備会社が無線端末１０１のある家の異常を検知する。また、定期的な温度測定を行い無線端末１０１が端末１０２に送信し、端末１０２は送信された温度に応じて、無線端末１０１のまわりの温度調節をする、などが可能である。

Ｄｏｗｎｌｏａｄの例としては、センサの測定条件や測定方法の設定が考えられる。例えば、センサのオン、オフの切り替え、センサの測定間隔時間を１分毎に行うのか１０分毎に行うのか、などの設定が可能である。温度が何度以上の場合に通信するような場合であれば、温度の閾値の設定も可能である。

なお、端末１０２、ＩＤ管理サーバ１０３、ＩＤ管理ＤＢ１０４は端末認証応答でハッシュ回数が正確に無線端末に送信されたかを確認することはできない。そのため、無線端末では仮ＩＤの生成を行わず（ステップＳ６１０が実行されず）、古い仮ＩＤが次回の通信時に利用される可能性があるため、仮ＩＤポインタが０の仮ＩＤが利用されるまで、ＩＤ管理ＤＢ１０４に記載の仮ＩＤポインタが−１の仮ＩＤを削除してはならない（ステップＳ５０５で仮ＩＤポインタが−１の仮ＩＤを削除する）。

また、上記実施形態では、ＩＤ管理サーバ１０３とＩＤ管理ＤＢ１０４を別々の装置として説明を行ったが、本発明はＩＤ管理サーバとＩＤ管理ＤＢを一体として設計する場合にも適応可能である。

また上記実施形態においては、サーバ側（ＩＤ管理サーバ１０３とＩＤ管理ＤＢ１０４）と無線端末１０１の両方において、図２に示されるように、ハッシュ種Ｓ（ｉ）より、ハッシュ関数Ｈで複数回のハッシュを行い（Ｓ（ｉ＋ｄ））、更にハッシュ関数Ｊでハッシュを行うことにより求めたａ（ｉ＋ｄ）を仮ＩＤとしたが、ハッシュ関数Ｊによるハッシュをサーバ側と無線端末側の両方で省略し、Ｓ（ｉ＋ｄ）を仮ＩＤとして用いることも可能である。この場合においても、ハッシュ関数Ｈによるハッシュの回数をサーバ側と端末側で同期することが重要となる。

しかしながら、上記のように、ハッシュ関数Ｊによるハッシュをサーバ側と無線端末側の両方で省略し、仮ＩＤとしてＳ（ｉ）やＳ（ｉ＋ｄ）を仮ＩＤとして用いるだけでは、仮ＩＤであるＳ（ｉ）の無線通信を盗聴し、これをハッシュすることで、次回の仮ＩＤであるＳ（ｉ＋ｄ）を推測することが、容易になされてしまう可能性がある。
この場合においても、関数の作り方を以下のように工夫することにより、第三者からの端末に対してのトラッキングが困難な、仮ＩＤを作ることが可能となる。
例えば、Ｓ（ｉ＋１）＝Ｈ（Ｓ（ｉ） ＸＯＲ （ｉ＋１））（ここで、関数Ｈは引数をハッシュ関数Ｈでハッシュする関数であり、関数ＸＯＲはビット列の排他的論理和をとる関数である。）と構成する。あるいは、例えば、Ｓ（ｉ＋１）＝Ｈ（Ｓ（０） ＸＯＲ ｉ）と構成する。これらの構成では、無線部分に流れないｉを利用して、ＸＯＲ関数による処理を行い、その後ハッシュしている。そのため、第三者が盗聴したとしても、次回の仮ＩＤであるＳ（ｉ＋１）の推測が困難となる。
このような構成は、ＸＯＲに限定されるものではなく、他の関数でも可能である。重要な点は、現在の仮ＩＤであるＳ（ｉ）または初期値Ｓ（０）を、そのままハッシュして、次の仮ＩＤであるＳ（ｉ＋１）を作るのではなく、まず、現在の仮ＩＤに対して、無線部分に流れない部分であるハッシュの回数ｉに関する関数で前処理を行い、次に、前処理を行った仮ＩＤに対してハッシュを行うことにより、次の仮ＩＤを求めることである。
以上のように、仮ＩＤであるＳ（ｉ）より、まず無線部分に流れない部分であるハッシュの回数ｉに関する前処理行い、これをハッシュすることにより次の仮ＩＤであるＳ（ｉ＋１）を作ることより、たとえ盗聴されたとしても、推測を困難とすることができる仮ＩＤの作成が可能となる。

なお、ＩＤ管理ＤＢ１０４に記憶されている仮ＩＤ更新時刻を更新するタイミングは種々考えられるが、例えば、図６のステップＳ６０２においてＩＤ管理サーバ１０３が無線端末１０１から新たな仮ＩＤを受信したタイミング、あるいは、図６のステップＳ６０６でＩＤ管理サーバ１０３が端末認証応答を無線端末１０１へ向けて送信するタイミングなどが考えられる。また、ＩＤ管理ＤＢ１０４に記憶されているハッシュ回数の更新タイミングも種々考えられるが、例えば、図４のステップＳ４０４ａで行うことが考えられる。

また、上述した説明では、図６に示すように無線端末１０１から端末認証要求があった場合に、“現在時刻−前回仮ＩＤ更新時刻＞仮ＩＤ更新間隔”の条件を満たしていれば仮ＩＤを更新するようにしていたが、端末認証要求の有無にかかわらず一定時間以上経過後に更新するようにしても良い。

次に、これまでに説明した処理では無線端末１０１とＩＤ管理サーバ１０３との間における同期のずれを復旧できない場合に、こうした同期ずれを解消するための処理について説明する。

上述したように、無線端末１０１とＩＤ管理サーバ１０３における一回分の同期ずれに関しては復旧が可能である。しかし、無線端末１０１の電源が切断されるなど、何らかの原因によって無線端末１０１の内部にあるメモリの内容が消失してしまったような場合には、無線端末１０１側での処理が続行できなくなり、同期ずれを復旧することができなくなる。そこで、こうした場合には、無線端末１０１及びＩＤ管理サーバ１０３の状態に拘らず仮ＩＤの初期化（以下、仮ＩＤ初期化処理とする）を行って、無線端末１０１とＩＤ管理サーバ１０３との間で再同期をとるようにする。

図８は仮ＩＤ初期化処理を行う場合のシーケンスを示したものであって、図６に示したシーケンスとほぼ同様であるが、図６のステップＳ６０６に対応するステップＳ６０６ａにおいて、ハッシュ回数に代えて仮ＩＤハッシュ回数を送信するとともに仮ＩＤ初期ベクトルをさらに送信する点で異なるほか、図６のステップＳ６０３及びＳ６１０にそれぞれ対応するステップＳ６０３ａ及びＳ６１０ａの処理が異なっている。なお、図８に示したシーケンスは無線端末１０１の出荷時にも行われる。

無線端末１０１が、ＩＤ管理サーバ１０３との間で同期がずれていると判断した場合、図６と同様に端末認証キーを生成し（ステップＳ６０１）、仮ＩＤ，端末認証キー，データをパラメータとして端末認証要求を端末１０２へ向けて送信する（ステップＳ６０２）。なお、無線端末１０１が同期ずれと判断する場合としては、例えば、正当な端末ではないとして自身の無線端末１０１がＩＤ管理サーバ１０３から認証されなかった場合や、無線端末１０１が自身のメモリの内容が消失するなど何らかの異常を検出した場合などが考えられる。また、端末認証要求とともに送信する仮ＩＤは、無線端末１０１とＩＤ管理サーバ１０３との間で無線端末毎に予め取り決めておいた仮ＩＤ（仮ＩＤ初期化処理のための専用の仮ＩＤ）を用いるものとする。この初期化用仮ＩＤは、例えば無線端末１０１の出荷にあたって、無線端末１０１の内部に設けた不揮発性メモリ等に記憶しておくものとする。また、ＩＤ管理ＤＢ１０４については初期化用仮ＩＤを初期化用仮ＩＤのフィールドにあらかじめ設定しておくものとする。

ＩＤ管理サーバ１０３は、ＩＤ管理ＤＢ１０４の初期化用仮ＩＤフィールドを参照して、端末認証要求とともに送信されてきた仮ＩＤがいずれかの初期化用仮ＩＤに一致するか否かを判定する。もし送信された仮ＩＤに一致するものがある場合には、一致する初期化用仮ＩＤに対応する本ＩＤを取得するとともに、無線端末１０１が同期のずれを検出しているものと判断して仮ＩＤ初期化処理を行う（ステップＳ６０３ａ）。

図９は仮ＩＤ初期化処理における仮ＩＤの生成手順を示している。まず、ＩＤ管理サーバ１０３は仮ＩＤ初期ベクトルＩＶを生成する(ステップＳ８０１）。その際、ＩＤ管理サーバ１０３はそれまでに生成した仮ＩＤ初期ベクトルＩＶと同じものを生成しないようにする。具体的には、乱数を用いて仮ＩＤ初期ベクトルＩＶを生成する方法、あるいは、仮ＩＤ初期ベクトルＩＶの初期値を予め設定しておき、最初に初期化用仮ＩＤを生成する場合はこの初期値を用い、それ以後については、初期化用仮ＩＤを生成する度に仮ＩＤ初期ベクトルＩＶを所定数（例えば“１”）だけ増加させてゆく方法などが考えられる。

次に、ＩＤ管理サーバ１０３は、無線端末１０１とＩＤ管理サーバ１０３との間で共有している初期ハッシュ種Ｓ（ｋ，０，０）（前述した初期ハッシュ種Ｓ（ｋ，０）に同じ）と仮ＩＤ初期ベクトルＩＶとからハッシュ種Ｓ（ｋ，０，ＩＶ）を生成する（ステップＳ８０２）。次に、ＩＤ管理サーバ１０３は、ハッシュ種Ｓ（ｋ，０，ＩＶ）をハッシュ関数Ｈでｉ回ハッシュしてハッシュ種Ｓ（ｋ，ｉ，ＩＶ）を求め（ステップＳ８０３）、ハッシュ種Ｓ（ｋ，ｉ，ＩＶ）からハッシュ関数Ｊでハッシュされたａ（ｋ，ｉ，ＩＶ）を仮ＩＤとして利用する（ステップＳ８０４）。なお、ハッシュ回数ｉは、前述の場合と同様に、生成される仮ＩＤであるａ（ｋ，ｉ，ＩＶ）に競合がなくなるまで１から順次１ずつインクリメントしてゆくものとする。

次に、ＩＤ管理サーバ１０３は、先に取得した本ＩＤに対応するＩＤ管理ＤＢ１０４上のエントリの初期化を行う。すなわち、取得した本ＩＤに関連付けられている仮ＩＤ，仮ＩＤポインタ，ハッシュ回数からなる組をすべて削除する。また、仮ＩＤのフィールドにはａ（ｋ，ｉ，ＩＶ）を設定し、仮ＩＤポインタのフィールドには０を設定し、ハッシュ回数のフィールドには上記ハッシュ回数ｉを設定し、仮ＩＤ更新時刻のフィールドには初期化処理を行った時刻を設定し、ハッシュ種のフィールドにはハッシュ種Ｓ（ｋ，ｉ，ＩＶ）を設定する。

次いで、ＩＤ管理サーバ１０３及びＩＤ管理ＤＢ１０４は、図６の場合と同様に無線端末認証およびＮＷ認証キー生成（ステップＳ６０４およびステップＳ６０５）を行ったのち、仮ＩＤ，ＮＷ認証キー，仮ＩＤハッシュ回数（ハッシュ回数ｉ），仮ＩＤ初期ベクトルＩＶを付加した端末認証応答を無線端末１０１へ送信する（ステップＳ６０６ａ）。次に、無線端末１０１，無線基地局１０５，ＩＤ管理サーバ１０３，端末１０２は図６の場合と同様にステップＳ６０７〜Ｓ６０９の処理を行う。次いで、無線端末１０１は、自身が保持しているハッシュ種Ｓ（ｋ，０，０）ならびに端末認証応答で通知された仮ＩＤハッシュ回数及び仮ＩＤ初期ベクトルＩＶを用いて、ＩＤ管理サーバ１０３と同様の手順でＳ（ｋ，ｉ，ＩＶ）およびａ（ｋ，ｉ，ＩＶ）をそれぞれハッシュ種および仮ＩＤとして生成する（ステップＳ６１０ａ）。

なお、この後、次に利用する仮ＩＤ（ＮＥＸＴ仮ＩＤ）を計算するにはハッシュ種Ｓ（ｋ，ｉ，ＩＶ）をハッシュ関数Ｈでｄ回（図９ではｄが１の場合を例示）ハッシュしてＳ（ｋ，ｉ＋ｄ，ＩＶ）を求め（ステップＳ８０５）、これをハッシュ関数Ｊでハッシュしたａ（ｋ，ｉ＋ｄ，ＩＶ）をＮＥＸＴ仮ＩＤとして利用する（ステップＳ８０６）。また、図８では図６に基づいた仮ＩＤ初期化処理の手順について説明したが、端末１０２へＵｐｌｏａｄすべきデータがなければ、パラメータとしてデータを端末認証要求に付加しなくとも良く、また、ＩＤ管理サーバ１０３から端末１０２へデータを送信する必要もない。

上述の説明においては、センサと連動したＲＦＩＤとして実施形態の多くを例示してきたが、本発明による方法は、センサと連動したＲＦＩＤに限定されるのではなく、流通で用いられている商品識別のためのＲＦＩＤタグとしての運用も可能であるし、携帯電話のような任意の通信方式に適用することも可能である。

以上のように、本実施形態では、ネットワーク１０６側のＩＤ管理サーバ１０３と無線端末１０１との間で、端末ＩＤの生成の基となるハッシュ回数を同期する（同じとする）。さらに、ＩＤ管理サーバ１０３で端末ＩＤを変更する際に、他の端末に付与された端末ＩＤと一致しないようにハッシュ回数を選択する。これにより、他の端末の端末ＩＤと一致しない端末ＩＤ（仮ＩＤ）が得られる。また仮ＩＤは、ネットワーク１０６側と無線端末１０１側で同期することが可能であるので、無線端末１０１を動的に変化する仮ＩＤにより識別可能となる。
この仮ＩＤを用いて、無線端末１０１とＩＤ管理サーバ１０３の間の通信が行われることにより、第三者が端末に対するトラッキングを行うことを防止することが可能となり、プライバシが保護された端末の通信が提供される効果を奏する。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１０は、本実施形態による無線端末の認証システムの構成を示す概略ブロック図である。認証システムは、無線端末１１０１と無線基地局１１０２と認証管理サーバ１１０３と認証管理データベ−ス１１０４とネットワーク１１０５とから構成されている。

無線端末１１０１は、無線基地局１１０２、認証管理サーバ１１０３を経由してネットワーク１１０５に接続し、ネットワーク１１０５に接続される他の端末またはサーバ（図示省略）と通信を行うことができる。また、無線端末１１０１は、認証管理サーバ１１０３との間で相互認証を行い、相互認証が完了した後、認証管理サーバ１１０３を介してネットワーク１１０５への通信を行う。この無線端末１１０１は、それぞれがユニークな端末ＩＤを有しており、この端末ＩＤによりそれぞれの無線端末が識別される。
無線端末１１０１は、認証管理サーバ１１０３との間で、ハッシュ関数と無線端末１１０１の認証情報と認証管理サーバ１１０３の認証情報とを共通に予め有している。無線端末１１０１は、認証管理サーバ１１０３に対して認証するための認証データを、認証管理サーバ１１０３へ無線基地局１１０２を介して送信する。ここで、認証データは、無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間の無線通信に関する通信パラメータから選択された認証用通信パラメータと、認証管理サーバ１１０３と共通の認証情報（無線端末１１０１の認証情報または認証管理サーバ１１０３の認証情報）と、ハッシュ関数とを用いて算出される認証キーを含む。また、認証データは端末ＩＤを含む。

無線基地局１１０２は、複数の無線端末１１０１と同時に接続することが可能であり、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３との間の認証データおよび通信のためのデータの送受信を中継する。また、無線基地局１１０２は、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３の間の認証データに、無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間の無線通信に関する通信パラメータから選択された認証用通信パラメータを付加して中継する。この認証用通信パラメータ（通信パラメータ）は、無線端末１１０１が認証データを作成する時に用いた認証用通信パラメータと同一のものである。

認証管理サーバ１１０３は、無線基地局１１０２、認証管理データベース１１０４とネットワーク１１０５に接続される。この認証管理サーバ１１０３は、複数の無線基地局１１０２と接続されていてもよい。
また、認証管理サーバ１１０３は、無線端末１１０１からの認証データを、無線基地局１１０２を介して受信する。
また、認証管理サーバ１１０３は、無線端末１１０１と共通する、ハッシュ関数と無線端末１１０１の認証情報と認証管理サーバ１１０３の認証情報とを予め有している。また、認証管理サーバ１１０３は、無線端末１１０１からの認証データを受信した際に、受信した認証データに含まれる端末ＩＤに基づいて、必要に応じて認証管理データベース１１０４より、無線端末１１０１の認証に必要な認証情報（無線端末１１０１の認証情報と認証管理サーバ１１０３の認証情報）を読み出す。
ここで、無線端末１１０１の認証情報だけでなく、認証管理サーバ１１０３の認証情報も、端末ごとに固有の値であるため、認証管理サーバ１１０３は、ネットワーク認証キーを作成する前に、無線端末１１０１の認証情報と認証管理サーバ１１０３の認証情報とを、認証管理データベース１１０４から読み出す。
認証管理サーバ１１０３は、認証データと無線基地局１１０２により付加された認証用通信パラメータと、無線端末１１０１と共通の認証情報（無線端末１１０１の認証情報または認証管理サーバ１１０３の認証情報）とハッシュ関数とに基づき、無線端末１１０１を認証する。

認証管理データベース１１０４は、認証管理サーバ１１０３に接続する。また、認証管理データベース１１０４は、無線端末１１０１の端末ＩＤと関連付けて、認証管理サーバ１１０３と無線端末１１０１との間の認証情報（無線端末１１０１の認証情報と認証管理サーバ１１０３の認証情報）を記憶する。認証情報は、無線端末１１０１ごとに異なり、無線端末１１０１が有する認証情報（無線端末１１０１の認証情報と認証管理サーバ１１０３の認証情報）と共通な情報である。

なお、無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間の通信は無線接続となっており、無線端末１１０１の移動とともに、無線端末１１０１が接続する無線基地局１１０２は変更される。例えば、無線端末１１０１から最も近い無線基地局１１０２へ、または、無線端末１１０１から最も無線通信の状態がよい無線基地局１１０２へ、無線端末１１０１の接続する無線基地局１１０２が変更される。
なお、認証管理サーバ１１０３および認証管理データベース１１０４は、別々の装置であってもよいし、一体となっていてもよい。

次に、図１０の実施形態においてなされる、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３との間の認証メッセージの交換による相互認証方式の処理の一例を、図１１を用いて説明する。ただし、図１１では、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３の間の認証メッセージを中継するだけであるので、無線基地局１１０２については図示せずに説明する。
まず、説明における初期状態として、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３は、あらかじめ、無線端末１１０１の認証情報である端末認証情報ｆ０（ｎ）と、認証管理サーバ１１０３の認証情報であるネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）とを、秘密情報として共通に有している。すなわち、無線端末１１０１は、自分の端末認証情報ｆ０（ｎ）およびネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）を保持し、認証管理サ−バ１１０３は無線端末ごとに当該無線端末が用いる端末認証情報ｆ０（ｎ）とネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）とを端末ＩＤとともに保持する。なお、端末認証情報ｆ０（ｎ）とネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）とは同じ内容の情報であっても異なる内容の情報であってもいずれでも良い。ただし、端末認証情報とネットワーク認証情報が同一の内容である場合は、これら認証情報から認証キー（端末認証キーとネットワーク認証キー）を生成する演算を端末認証の場合とネットワーク認証の場合とで変える必要がある。例えば、図１１の場合には、ハッシュ関数ＦとハッシュＧとで異なる演算を行うようにする。これは、認証情報から認証キーを生成する演算を端末認証の場合とネットワーク認証の場合とで同一にすると、端末認証キーとネットワーク認証キーが同一になってしまい、受け取った認証キーをそのまま送信することが可能となって、相互認証が行えなくなるためである。
また、無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間では、後述する通信のための時間によりまたは端末の位置により変化する共通の通信のための通信パラメータをそれぞれが有する。

また、ここで、ｎは無線端末１１０１を識別する端末ＩＤであり、ＧとＦはハッシュ関数、ｔは認証パラメータである。
また、前述のｆ０（ｎ）は端末ＩＤがｎの端末認証情報であり、ｇ０（ｎ）は端末ＩＤがｎのネットワーク認証情報である。
また、後述のｆ１（ｎ，ｔ）は端末ＩＤがｎであり、認証パラメータｔと端末認証情報ｆ０（ｎ）とハッシュ関数Ｆとに基づき無線端末１１０１で生成する端末認証キーである。
また、後述のｆ２（ｎ，ｔ）は端末ＩＤがｎであり、認証パラメータｔと端末認証情報ｆ０（ｎ）とハッシュ関数Ｆとに基づき認証管理サーバ１１０３で生成する端末認証キーである。
また、後述のｇ１（ｎ，ｔ）は端末ＩＤがｎであり、認証パラメータｔとネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）とハッシュ関数Ｇとに基づき無線端末１１０１で生成するネットワーク認証キーである。なお、ハッシュ関数Ｇはハッシュ関数Ｆと同じ関数であっても異なる関数であってもいずれでも良い。
また、後述のｇ２（ｎ，ｔ）は端末ＩＤがｎであり、認証パラメータｔとネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）とハッシュ関数Ｇとに基づき認証管理サーバ１１０３で生成するネットワーク認証キーである。

まず認証時に、無線端末１１０１は、無線基地局１１０２と無線通信を開始する。その際、無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間の無線通信に関する共通の通信パラメータをそれぞれが有する。無線端末１１０１は、通信パラメータから、予め決められた特定の通信パラメータを認証用通信パラメータとして選択する。ここでは、選択された２つの通信パラメータである認証用通信パラメータを、それぞれ認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２とする。なお、以下ではこれら２つ認証用通信パラメータを利用した場合を例に挙げて説明するが、１つ以上の任意の数の認証用通信パラメータを利用しても良い。
通信パラメータと認証用通信パラメータの詳細については後に詳細に説明する。

次に、無線端末１１０１は、認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２より、認証パラメータｔを生成する（ステップＳａ１）。次に、無線端末１１０１は、生成した認証パラメータｔと端末認証情報ｆ０（ｎ）とに基づいてハッシュ関数Ｆによる演算を行うことにより、端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）を生成し（ステップＳａ２）、認証管理サーバ１１０３へ送信する（ステップＳａ３）。認証パラメータｔと端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）とを生成する方法については、後に詳細に説明する。

無線基地局１１０２は、無線端末１１０１から認証管理サーバ１１０３へ向けて送信された端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）を中継する。中継において無線基地局１１０２は、無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間の無線通信に関する特定の２つの通信パラメータを認証用通信パラメータ（認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２）とし、この認証用通信パラメータ（認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２）を端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）に付加して認証管理サーバ１１０３へ送信する。
ここで、無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間で認証用通信パラメータとして用いた通信パラメータは、少なくとも無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間の通信において、端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）を送信する間に、それぞれに共通であり参照可能なものである。つまり、認証用通信パラメータとして用いた通信パラメータは、端末認証キーを送信するときに無線端末と無線基地局の間で共通に参照できることが重要であり、送信する間に変化のないものである必要は必ずしもなく、例えばメモリ等に記憶しておけば変化していても構わない。

次に、認証管理サーバ１１０３は、受信した認証用通信パラメータ（認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２）より認証パラメータｔを生成する（ステップＳｂ１）。次に、認証管理サーバ１１０３は、生成した認証パラメータｔと認証管理サーバ１１０３が保持する端末認証情報ｆ０（ｎ）とに基づいてハッシュ関数Ｆによる演算を行うことにより、端末認証キーｆ２（ｎ，ｔ）を生成する（ステップＳｂ２）。そして、認証管理サーバ１１０３は、受信した端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）と生成した端末認証キーｆ２（ｎ，ｔ）とが同一であるか否かを検出し、検出した結果が同一であることにより、無線端末１１０１が秘密情報を共有している正当な無線端末であると認証する。
これにより、認証管理サーバ１１０３における無線端末１１０１の認証が完了する。

また同様に、認証管理サーバ１１０３は、受信した認証用通信パラメータ（認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２）より認証パラメータｔを生成する（ステップＳｃ１）。次に、認証管理サーバ１１０３は、生成した認証パラメータｔとネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）とに基づいてハッシュ関数Ｇによる演算を行うことにより、ネットワーク認証キーｇ２（ｎ，ｔ）を生成し（ステップＳｃ２）、無線端末１１０１宛てに無線基地局１１０２へ送信する（ステップＳｃ３）。
無線基地局１１０２は、認証管理サーバ１１０３から送信されたネットワーク認証キーｇ２（ｎ，ｔ）を、無線端末１１０１へ送信する。
無線端末１１０１は、ネットワーク認証キーｇ２（ｎ，ｔ）を受信すると、端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）を生成する時に用いた認証用通信パラメータ（認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２）より、認証パラメータｔを生成する（ステップＳｄ１）。次に、無線端末１１０１は、生成した認証パラメータｔと無線端末１１０１が保持するネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）に基づいて、ハッシュ関数Ｇによる演算を行うことにより、ネットワーク認証キーｇ１（ｎ，ｔ）を生成する（ステップＳｄ２）。そして、無線端末１１０１は、生成したネットワーク認証キーｇ１（ｎ，ｔ）と受信したネットワーク認証キーｇ２（ｎ，ｔ）とが同一であるか否かを検出し、検出の結果が同一であることにより認証管理サーバ１１０３が秘密情報を共有している正当な認証管理サーバであるものとして、認証を成立する。
これにより、無線端末１１０１における認証管理サーバ１１０３の認証が完了する。

その後、無線端末１１０１が、無線端末１１０１が認証管理サーバ１１０３を認証完了したことを示す情報を認証管理サーバ１１０３へ送信し、認証管理サーバ１１０３がその情報を受信することにより、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３との間の相互認証が完了する。

なお、上記説明においては、まず認証時に、無線端末１１０１は、無線基地局１１０２と無線通信を開始し、無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間の無線通信に関する共通の通信パラメータをそれぞれが有し、通信パラメータから予め決められた特定の通信パラメータを認証用通信パラメータとして選択し、選択された２つの通信パラメータを認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２とした。しかし、認証用通信パラメータを取得する方法は、これに限られるものではない。
例えば、無線基地局１１０２は、無線端末１１０１との無線接続のための通信パラメータを無線端末１１０１へ定期的に報知している。無線端末１１０１は無線基地局１１０２から報知された通信パラメータを保持し、保持する通信パラメータを、認証用通信パラメータとしてもよい。
また例えば、無線端末１１０１は、無線端末１１０１の移動にともない、無線基地局１１０２より無線通信のための通信パラメータを取得し、取得した通信パラメータより、認証用通信パラメータとしてもよい。
このように、無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間で、共通の通信パラメータをそれぞれが有しており、無線端末１１０１が共通に有する通信パラメータより認証用通信パラメータを取得する。また、無線端末１１０１と無線基地局１１０２で用いた通信パラメータは、無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間の通信において、少なくとも、端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）を送信する間に、それぞれに共通であり参照可能なものである。つまり、上述したように、認証用通信パラメータとして用いた通信パラメータは、端末認証キーを送信するときに無線端末と無線基地局の間で共通に参照できることが重要であり、送信する間に通信パラメータは変化のないものである必要は必ずしもない。

なお、図１１の説明において、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３において、それぞれ、ステップＳｃ１とステップＳｄ１において、認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２とに基づいて認証パラメータｔを生成したが、必ずしも生成する必要はない。
例えば、無線端末１１０１においては、ステップＳａ１で生成した認証パラメータｔと、ステップＳｄ１で生成した認証パラメータｔとは同一であることより、ステップＳａ１で生成した認証パラメータｔを保持しておき、保持した認証パラメータｔをステップＳｄ２で用いてもよい。
同様に、認証管理サーバ１１０３においても、ステップＳｂ１で生成した認証パラメータｔと、ステップＳｃ１で生成した認証パラメータｔとは同一であることより、ステップＳｂ１で生成した認証パラメータｔを保持しておき、保持した認証パラメータｔをステップＳｃ２で用いてもよい。

次に、図１１の説明における、認証管理サーバ１１０３が無線端末１１０１を認証（端末認証）するための端末認証キーｆ（ｎ，ｔ）（ｆ１（ｎ，ｔ）またはｆ２（ｎ，ｔ））を生成する方法の概要を説明する。端末認証キーｆ（ｎ，ｔ）は、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３とで、それぞれ生成される。
まず、無線端末１１０１もしくは認証管理サーバ１１０３は、認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２を取得し、これらを元に排他的論理和をとるなどの演算を行い、認証パラメータｔを生成する。次に、無線端末１１０１もしくは認証管理サーバ１１０３は、端末認証情報ｆ０（ｎ）および認証パラメータｔを元に、ハッシュ関数Ｆを利用して演算し、端末認証キーｆ（ｎ，ｔ）を生成する。

次に、無線端末１１０１が認証管理サーバ１１０３を認証（ネットワーク認証）するためのネットワーク認証キ一ｇ（ｎ，ｔ）（ｇ１（ｎ，ｔ）またはｇ２（ｎ，ｔ））を生成する方法の概要を説明する。ネットワーク認証キーｇ（ｎ，ｔ）は、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３とで、それぞれ生成される。
無線端末１１０１もしくは認証管理サーバ１１０３はネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）および、端末認証の際に使用した認証パラメータｔを元にハッシュ関数Ｇを利用して演算し、ネットワーク認証キーｇ（ｎ，ｔ）を生成する。
ここで、認証キー生成に使用するハッシュ関数Ｆやハッシュ関数Ｇとして、例えばＳＨＡ−１（Ｓｅｃｕｒｅ Ｈａｓｈ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ−１）などを用いることが可能である。

ここで、上記説明した端末認証キーｆ（ｎ，ｔ）およびネットワーク認証キーｇ（ｎ，ｔ）の生成において、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３が同じ認証パラメータｔを保持する必要がある。本実施形態では、無線帯域と無線通信の電力消費を低減するため、また、認証パラメータｔが豊富なバリエーションを有するようにするため、無線接続区間の両端の装置となる無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間で既に共有されている無線接続のための情報（通信パラメータ）を、認証パラメータｔを生成するための認証用通信パラメータとして用いる。
本実施形態では、認証パラメータｔを生成するための認証用通信パラメ一タ１および認証用通信パラメータ２として、２つの通信パラメータである無線端末識別子（ＭＡＣ（Media Access Control)−端末ＩＤ）とフレーム番号を使用する。
無線端末識別子（ＭＡＣ−端末ＩＤ）とは、無線端末１１０１と無線基地局１１０２の間に確立されるリンクを識別するために用いる識別子であり、同じ無線端末でもリンク再確立などのタイミングで異なるＭＡＣ−端末ＩＤが付加されることがある。フレーム番号とは、フレームというデータの送受信単位に対して付加される番号であり、データ送受信の度に異なる番号が付加される。
無線端末識別子（ＭＡＣ−端末ＩＤ）とフレーム番号とは、ともに、時刻とともに変化する通信パラメータである。時刻とともに変化する通信パラメータとしては、他に、スロット番号、時刻情報などがあり、スロット番号、時刻情報などを認証用通信パラメ一タ１および認証用通信パラメータ２として用いることも可能である。

なお、認証パラメータｔを生成するための認証用通信パラメータ（通信パラメータ）として、通信パラメータは時刻と共に変化する値だけではなく、端末の移動に応じて変化する値も使用することが可能である。例えば、無線基地局の識別子、ページングエリアの識別子、無線基地局がサービスを提供する端末グループの数、無線基地局が提供する通信キャリア数、を用いることも可能である。
また、認証パラメータｔを生成するための認証用通信パラメ一タ（通信パラメータ）として、他にも、無線基地局が報知する通信の混雑状況を示す指標値、端末が所属する端末グループ番号、端末が通信中の通信キャリア番号などを用いることも可能である。

ここで用いた、無線基地局の識別子とは、無線端末が無線基地局を一意に識別するために用いられる情報である。例えば、無線端末は、移動して異なる無線基地局のサービス提供範囲内に移ったことを、無線基地局が報知する無線基地局の識別子が変化したことにより検知する。
また、ページングエリアの識別子とは、無線端末が複数の無線基地局のグループであるページングエリアを一意に識別するために用いられる情報である。例えば、無線端末は、移動して異なるページングエリアに移ったことを、無線基地局が報知するページングエリアの識別子が変化したことにより検知する。
ここで、ページングエリアとは、複数の隣接する無線基地局のグループのことである。例えば、無線端末は、無線基地局間の移動のたびに位置登録を行うのではなく、ページングエリアという複数の無線基地局のグループ間の移動の時にだけ位置登録を行うことにより、位置登録に要する通信回数を低減させることができる。

無線基地局がサービスを提供する端末グループの数とは、無線端末を複数のグループに分ける場合の端末グループの総数の情報である。例えば、無線基地局は、それぞれの端末グループに対して異なる境界を持つページングエリアの識別子を報知することなどが可能になる。
また、無線基地局が提供する通信キャリア数は、無線基地局と無線端末が制御情報やデータの送受信に使用することのできる通信キャリアの数の情報である。例えば、無線基地局が提供する通信キャリア数が複数ある場合は、無線基地局あるいは無線端末が使用する通信キャリアを選択する。

無線基地局が報知する通信の混雑状況を示す指標値は、無線基地局の通信の混雑状況を示す指標値の情報である。例えば、無線端末が制御情報やデータの送受信を開始する際に、通信キャリアを選択するために用いる。
また、端末が所属する端末グループ番号とは、無線基地局が提供するページングエリアを端末グループごとに分ける場合などに使用する端末グループ識別用の番号である。
また、端末が通信中の通信キャリア番号とは、無線端末が無線基地局との間で制御情報やデータの送受信を行う際に使用する通信キャリアに付けられた識別用の番号である。

さらに、認証用通信パラメ一タ１および認証用通信パラメータ２として、乱数とＭＡＣ−端末ＩＤを使用しても良い。図１２はこの場合の認証用通信パラメータの導出手順を示したシーケンス図である。最初に、無線端末１１０１は乱数を生成し（ステップＳ１１０１）、生成された乱数をＭＡＣ−端末ＩＤ割り当て要求に付与して無線基地局１１０２へ送信する（ステップＳ１１０２）。無線基地局１１０２は、他の無線端末に割り当て済みのＭＡＣ−端末ＩＤとの競合をチェックし、無線端末１１０１に対して割り当て可能なＭＡＣ−端末ＩＤを算出する（ステップＳ１１０３）。次に、無線基地局１１０２は、無線端末１１０１から受信した乱数と算出されたＭＡＣ−端末ＩＤとをＭＡＣ−端末ＩＤ割り当て応答に付加して無線端末１１０１へ送信し（ステップＳ１１０４）、送信された乱数及びＭＡＣ−端末ＩＤをそれぞれ認証用通信パラメータ１及び認証用通信パラメータ２として決定する(ステップＳ１１０５）。無線端末１１０１は、ＭＡＣ−端末ＩＤ割り当て応答を受信し、このＭＡＣ−端末ＩＤ割り当て応答に付加されている乱数及びＭＡＣ−端末ＩＤをそれぞれ認証用通信パラメータ１及び認証用通信パラメータ２として決定する(ステップＳ１１０６）。

なお、図１２に示した処理はＭＡＣ−端末ＩＤの割り当て処理に基づいている。ＭＡＣ−端末ＩＤ割り当て処理において、無線基地局は無線端末に対してＭＡＣ−端末ＩＤを割り当てる。また、ＭＡＣ−端末ＩＤ割り当て処理は、認証を行うか否かに拘らず、無線区間を用いて無線端末と無線基地局の間で一対一で制御情報等の通信を行う場合には必ず行われる。したがって、この割り当て処理の際に認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２を併せて設定することで、別途認証のために新たに乱数を発生させて無線端末に送信する必要はなくなる。
なお、ＭＡＣ−端末ＩＤ割り当て処理の終了後に無線端末と無線基地局との間で通信する場合、無線基地局は、送信および受信のためのスロットを割り当て、ＭＡＣ−端末ＩＤとスロットの位置とを無線端末へ報知チャネルで報知する。
また、無線基地局では、無線端末から無線基地局への通信のタイミングが分からない場合もある。こうした場合、無線端末はランダムアクセス領域を利用してＭＡＣ−端末ＩＤにてスロット割り当て要求を送信する。どの無線端末もランダムアクセス領域を利用して送信を行うことができ、無線端末間で送信が衝突した場合には送信したメッセージ等は破棄される。ＭＡＣ−端末ＩＤ割り当て要求もこのランダムアクセス領域を利用する。

このように本実施形態においては、認証パラメータｔが、無線接続区間の両端の装置となる無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間で既に共有されている無線接続のための情報（通信パラメータ）により生成され、無線接続のための共有されている情報が、時間や位置により、豊富なバリエーションを有する点が重要である。
また、無線接続区間の両端の装置となる無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間の無線接続のための情報（通信パラメータ）は既に共有されており、この既に共有されている情報（通信パラメータ）を認証用通信パラメータ（例えば、認証用通信パラメータ１と２）として用いて、認証パラメータｔを生成することにより、後述するように、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３との間の相互認証が３メッセージで実現することが可能となる。

次に、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３について、図１３と図１４とを用いてさらに説明する。
図１３において、無線端末１１０１は、認証パラメータ取得部１２１０と、認証パラメータ生成部１２１１と、認証情報取得部１２１２と、認証キー生成部１２１３と、認証キー送信部１２０３を有する。
認証パラメータ取得部１２１０は、認証要求を送信するための無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間の通信における通信パラメータより、認証用通信パラメータを選択し、取得する。認証用通信パラメータとして選択される通信パラメータとは、例えば、無線端末識別子（ＭＡＣ−端末ＩＤ）とフレーム番号である。ここでは説明のため、認証パラメータ取得部１２１０が選択し取得する２つの通信パラメータを、認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２とする。

認証パラメータ生成部１２１１は、認証パラメータ取得部１２１０が取得した認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２とにより、認証パラメータｔを生成する。
認証情報取得部１２１２は、無線端末１１０１が有する認証情報（無線端末１１０１の認証情報）を取得する。
認証キー生成部１２１３は、認証パラメータ生成部１２１１が生成した認証パラメータｔと認証情報取得部１２１２が取得した認証情報とに基づいて、ハッシュ関数による演算を行い、認証キーを生成する。
認証キー送信部１２０３は、認証キー生成部１２１３により生成された認証キーと、無線端末１１０１を識別する端末ＩＤとを含む端末認証要求情報を、認証管理サーバ１１０３に送信する。

次に、機能ブロック図１４を用いて、認証をする側の認証管理サーバ１１０３の機能を説明する。認証管理サーバ１１０３は、認証キー受信部１３０１と、認証パラメータ取得部１３１０と、認証パラメータ生成部１３１１と、認証情報取得部１３１２と、認証キー生成部１３１３と、認証キー取得部１３０２と、認証部１３０３を有する。
認証キー受信部１３０１は、無線端末１１０１からの端末認証要求情報を無線基地局１１０２を中継して受信する。ここで、認証キー受信部１３０１が受信する端末認証要求情報には、無線端末１１０１で送信された認証キーと端末ＩＤと、無線基地局１１０２により端末認証要求情報に付加された無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間の無線通信に関する通信パラメータより選択された認証用通信パラメータ（認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２）とが含まれる。

認証パラメータ取得部１３１０は、認証キー受信部１３０１が受信した端末認証要求情報から、認証用通信パラメータ（認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２）を抽出する。
認証パラメータ生成部１３１１は、認証パラメータ取得部１３１０が抽出した認証用通信パラメータ（認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２）から、認証パラメータｔを生成する。
認証情報取得部１３１２は、認証キー受信部１３０１が受信した端末ＩＤに基づき、認証管理データベース１１０４より該当する認証情報（無線端末１１０１の認証情報）を取得する。
認証キー生成部１３１３は、認証パラメータ生成部１３１１が生成した認証パラメータｔと、認証情報取得部１３１２が取得した認証情報とに基づき、ハッシュ関数による演算を行うことにより、認証キーを生成する。
認証キー取得部１３０２は、認証キー受信部１３０１が受信した端末認証要求情報から、認証キーを抽出する。
認証部１３０３は、認証キー生成部１３１３が生成した認証キーと認証キー取得部１３０２が抽出した認証キーとが一致するか否かを検出することにより、無線端末１１０１の認証を行う。

次に、図１５を用いて、本実施形態における、認証を要求する側である無線端末１１０１においての認証キーを生成する方法について、より具体的な例を説明する。
まず、認証パラメータ取得部１２１０は、認証用通信パラメータ１としてフレーム番号を、認証用通信パラメータ２として無線端末識別子（ＭＡＣ−端末ＩＤ）を取得する。
次に、認証パラメータ生成部１２１１は、認証パラメータ取得部１２１０が取得した認証用通信パラメータ１のビット列の最後にパディングを加え、ビット長を調整する（ステップＳ１３０１）。次に、認証パラメータ生成部１２１１は、認証パラメータ取得部１２１０が取得した認証用通信パラメータ２のビット列の先頭にパディングを加える（ステップＳ１３０２）。これにより、ビット長が調整される。ここでは、パディングを加える方法の一例として、全ビットが０の値を加える。ビット長を調整する方法としては、ビット長が長い場合は任意の部分を取り出す、あるいは、ビット長が短い場合は任意の部分にパディングを加える、などという方法がある。
次に、認証パラメータ生成部１２１１は、パディングを加えた認証用通信パラメータ１と認証用通信パラメータ２の排他的論理和を計算し、認証パラメータｔを生成する（ステップＳ１３０３）。

次に、認証キー生成部１２１３は、認証情報取得部１２１２が取得した認証情報と認証パラメータ生成部１２１１が生成した認証パラメータｔとを連結し（ステップＳ１３０４）、必要に応じて任意の箇所にパディングを加え、ＳＨＡ−１によるハッシュ計算を行う（ステップＳ１３０５）。
次に、認証キー生成部１２０３は、ハッシュ結果の全部または一部を取り出して認証キーを生成する（ステップＳ１３０６）。

なお、上記説明において、無線端末１１０１が認証を要求する側であり、認証管理サーバ１１０３が認証をする側であるとして説明を行った。しかし、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３とは、それぞれが認証を要求する側と、認証をする側になることが可能である。そのため、無線端末１１０１は、図１３に説明した認証を要求する側の機能も有するし、図１４に説明した認証をする側の機能も有する。また、認証管理サーバ１１０３も、図１３に説明した認証を要求する側の機能も有するし、図１４に説明した認証をする側の機能も有する。

また、図１５を用いて、本実施形態における、無線端末１１０１が認証キーを生成する方法について説明をしたが、認証管理サーバ１１０３が認証キーを生成する方法も無線端末１１０１が認証キーを生成する方法と同様である。
つまり、上記認証を要求する側と認証をする側の機能の説明において、図１３の認証パラメータ生成部１２１１と図１４の認証パラメータ生成部１３１１、図１３の認証キー生成部１２１３と図１４の認証キー生成部１３１３はそれぞれ同じ機能を有し、認証パラメータｔと認証情報に基づいて認証キーを生成する方法は同じである。
ただし、認証用通信パラメータと認証情報の取得方法は、認証パラメータ取得部１２１０と認証パラメータ取得部１３１０とにおいて、認証情報取得部１２１２と認証情報取得部１３１２とにおいて、それぞれ異なる。すなわち、認証パラメータ取得部１２１０は無線端末１１０１と無線基地局１１０２との間の通信における通信パラメータから認証用通信パラメータを選択して取得するのに対して、認証パラメータ取得部１３１０は認証キー受信部１３０１が受信した端末認証要求情報から認証用通信パラメータを抽出する。また、認証情報取得部１２１２は無線端末１１０１が有する認証情報を取得するのに対して、認証情報取得部１３１２は認証キー受信部１３０１が受信した端末ＩＤに基づいて認証管理データベース１１０４から該当する無線端末１１０１の認証情報を取得する。

次に、本実施形態における認証システム全体の処理の流れを、図１６のシーケンス図を用いて説明する。
まず、無線端末１１０１は無線基地局１１０２と無線通信を開始する。次に、無線端末１１０１は、無線端末１１０１と無線基地局１１０２の間の無線通信の接続のための情報（通信パラメータ）の中から認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２を取得し、排他的論理和をとるなどの演算を行い、認証パラメータｔを生成する。次に、無線端末１１０１は認証パラメータｔと端末認証情報ｆ０（ｎ）を元にハッシュ関数Ｆを利用して演算し、端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）を生成する（ステップＳ１４０１）。次に、無線端末１１０１は、自身の識別子となる端末ＩＤと端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）とを端末認証要求メッセージとして、無線基地局１１０２へ送信する（ステップＳ１４０２）。
次に、無線基地局１１０２は、無線端末１１０１と無線基地局１１０２の間の無線接続のための情報の中から認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２を取得し、無線端末１１０１からの端末認証要求メッセージに付加し（ステップＳ１４０３）、認証管理サーバ１１０３へ送信する（ステップＳ１４０４）。

次に、認証管理サ−バ１１０３は、受信した端末認証要求メッセージに含まれる端末ＩＤを用いて、認証管理データベース１１０４から無線端末１１０１固有の端末認証情報ｆ０（ｎ）およびネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）を取得する。次に、認証管理サーバ１１０３は、受信した端末認証要求メッセージに含まれる認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２を元に、排他的論理和をとるなどの演算を行い、認証パラメータｔを生成する。次に、認証管理サーバ１１０３は、生成した認証パラメータｔと取得した端末認証情報ｆ０（ｎ）を元にハッシュ関数Ｆを利用して演算し、端末認証キーｆ２（ｎ，ｔ）を生成する。認証管理サーバ１１０３は、受信した端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）と、認証管理サーバ１１０３側が保持する端末認証情報ｆ０（ｎ）および認証パラメータｔから生成した端末認証キーｆ２（ｎ，ｔ）が同一であるか否かを検出し、検出結果が同一であることにより、無線端末１１０１が同じ端末認証情報ｆ０（ｎ）を共有する正当な無線端末であることを認証する。

認証管理サ−バ１１０３は、受信した端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）と生成した端末認証キーｆ２（ｎ，ｔ）との検出の結果が同一でない場合には、無線端末１１０１は正当な無線端末ではなく、認証は失敗となる。認証管理サーバ１１０３は、認証失敗が判明した時点でそれ以後の認証処理を行わず、必要に応じて無線端末１１０１へのエラーメッセージの送信等を行う。認証失敗の場合、無線端末１１０１はネットワーク１１０５との通信を開始することはできない。

次に、認証管理サーバ１１０３は、無線端末１１０１が正当な無線端末であることを認証した場合、端末認証キーｆ２（ｎ，ｔ）を生成する際に使用した認証パラメータｔと取得したネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）とを元にハッシュ関数Ｇを利用して演算し、ネットワーク認証キーｇ２（ｎ，ｔ）を生成する（ステップＳ１４０５）。認証管理サーバ１１０３は、ネットワ−ク認証キーｇ２（ｎ，ｔ）と無線端末１１０１の識別子となる端末ＩＤとを端末認証応答メッセージとして無線基地局１１０２へ送信する（ステップＳ１４０６）。
次に、無線基地局１１０２は、認証管理サーバ１１０３より受信した端末認証応答メッセージを、無線端末１１０１へ送信する（ステップＳ１４０７）。

次に、無線端末１１０１は、無線端末１１０１が予め保持している認証管理サーバ１１０３に関するネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）と端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）を生成する際に使用した認証パラメータｔとを元に、ハッシュ関数Ｇを利用して演算し、ネットワーク認証キーｇ１（ｎ，ｔ）を生成する。次に、無線端末１１０１は受信したネットワーク認証キーｇ２（ｎ，ｔ）と、生成したネットワーク認証キーｇ１（ｎ，ｔ）とが同一であるか否かを検出し、検出の結果が同一であることにより、認証管理サーバ１１０３が同じネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）を共有する正当な認証管理サーバであることを認証する。

無線端末１１０１は、受信したネットワーク認証キーｇ２（ｎ，ｔ）と生成したネットワーク認証キーｇ１（ｎ，ｔ）との検出の結果が同一でない場合、「認証管理サーバ１１０３は正当な認証管理サーバではない」とし、認証は失敗となる。無線端末１１０１は、認証失敗が判明した時点で、それ以後の認証処理を行わず、必要に応じて認証管理サーバ１１０３へのエラーメッセージの送信等を行う。認証失敗の場合、無線端末１１０１はネットワーク１１０５との通信を開始することはできない（ステップＳ１４０８）。

次に、無線端末１１０１は、認証管理サーバ１１０３が正当な認証管理サーバであることを認証した場合、相互認証の完了を認証管理サーバ１１０３へ伝達するために、自身の識別子となる端末ＩＤを含む端末認証完了メッセージを、無線基地局１１０２へ送信する（ステップＳ１４０９）。
次に、無線基地局１１０２は、無線端末１１０１からの端末認証完了メッセージを、認証管理サーバ１１０３へ送信する（ステップＳ１４１０）。
次に、認証管理サーバ１１０３は、端末認証完了メッセージの受信により、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３との間の相互認証が完了したことを検出する。相互認証の完了により、無線端末１１０１は認証管理サーバ１１０３を介してネットワーク１１０５との通信を行うことが可能となる。

以上のように、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３の間の相互認証が、ステップＳ１４０２・１４０４と、ステップＳ１４０６・１４０７と、ステップＳ１４０９・１４１０とにおける、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３との間の合計３回のメッセージの交換で可能となる。

上記の例は、無線端末１１０１が認証管理サーバ１１０３に対して認証の開始を要求する場合として説明を行ったが、認証管理サーバ１１０３から無線端末１１０１に対して認証の開始を要求する場合は認証の順序が逆になる。すなわち、認証管理サーバ１１０３の要求に基づき、先に無線端末１１０１においてネットワーク認証キーｇ（ｎ，ｔ）を比較し、その応答を受けた認証管理サーバ１１０３において端末認証キーｆ（ｎ，ｔ）の比較を行う、という順序で相互認証が完了する。

この場合の認証システム全体の処理の流れを図１７のシーケンス図を用いて説明する。例えば、ネットワーク１１０５に接続される他の端末が無線端末１１０１を送信先としてデータを送信する場合、他の端末は無線端末１１０１の端末ＩＤを付与したデータを認証管理サーバ１１０３に送信する。認証管理サ−バ１１０３は、受信した端末ＩＤを用いて、認証管理データベース１１０４から無線端末１１０１固有の端末認証情報ｆ０（ｎ）およびネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）を取得する。

次に、認証管理サーバ１１０３は、受信した端末ＩＤとネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）を端末認証要求メッセージに付加して無線基地局１１０２へ送信する（ステップＳ１５０１）。ここで、認証用通信パラメータ１及び認証用通信パラメータ２は無線端末１１０１及び無線基地局１１０２のみが知りうるので、ネットワーク認証キーは認証管理サーバ１１０３ではなく無線基地局１１０２で生成することになる。そのために、認証管理サーバ１１０３から無線基地局１１０２に対してネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）が通知される。

無線基地局１１０２は、無線端末１１０１と無線基地局１１０２の間の通信パラメータの中から認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２を取得し、排他的論理和をとるなどの演算を行って認証パラメータｔを生成する。次に、無線基地局１１０２は、生成した認証パラメータｔと受信した端末認証要求メッセージに付加されたネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）とを元にハッシュ関数Ｇを利用して演算し、ネットワーク認証キーｇ２（ｎ，ｔ）を生成する（ステップＳ１５０２）。次に、無線基地局１１０２は、ネットワ−ク認証キーｇ２（ｎ，ｔ）と端末ＩＤとを端末認証要求メッセージに付加して無線端末１１０１へ送信する（ステップＳ１５０３）。

無線端末１１０１は、無線端末１１０１と無線基地局１１０２の間の通信パラメータの中から認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２を取得し、排他的論理和をとるなどの演算を行って認証パラメータｔを生成する。次に無線端末１１０１は、認証パラメータｔと自身が予め保持している認証管理サーバ１１０３に関するネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）とを元に、ハッシュ関数Ｇを利用して演算し、ネットワーク認証キーｇ１（ｎ，ｔ）を生成する。次に、無線端末１１０１は受信したネットワーク認証キーｇ２（ｎ，ｔ）と、生成したネットワーク認証キーｇ１（ｎ，ｔ）とが同一であるか否かを検出し、検出の結果が同一であることにより、認証管理サーバ１１０３が同じネットワーク認証情報ｇ０（ｎ）を共有する正当な認証管理サーバであることを認証する（ステップＳ１５０４）。

一方、受信したネットワーク認証キーｇ２（ｎ，ｔ）と生成したネットワーク認証キーｇ１（ｎ，ｔ）との検出の結果が同一でない場合、無線端末１１０１は、「認証管理サーバ１１０３は正当な認証管理サーバではない」とし、認証は失敗となる。無線端末１１０１は、認証失敗が判明した時点で、それ以後の認証処理を行わず、必要に応じて認証管理サーバ１１０３へのエラーメッセージの送信等を行う。認証失敗の場合、無線端末１１０１はネットワーク１１０５との通信を開始することはできない。

次に、認証管理サーバ１１０３が正当な認証管理サーバであることを認証した場合、無線端末１１０１は、ネットワーク認証キーｇ１（ｎ，ｔ）を生成する際に使用した認証パラメータｔと自身が保持する端末認証情報ｆ０（ｎ）を元にハッシュ関数Ｆを利用して演算し、端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）を生成する（ステップＳ１５０５）。次に、無線端末１１０１は、自身の端末ＩＤと端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）とを端末認証応答メッセージに付加して無線基地局１１０２へ送信する（ステップＳ１５０６）。

無線基地局１１０２は、先に取得した認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２（ステップＳ１５０２）を無線端末１１０１からの端末認証応答メッセージに付加し（ステップＳ１５０７）、認証管理サーバ１１０３へ送信する（ステップＳ１５０８）。

認証管理サーバ１１０３は、受信した端末認証応答メッセージに付加された認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２をもとに排他的論理和をとるなどの演算を行って認証パラメータｔを生成する。次に、認証管理サーバ１１０３は、生成した認証パラメータｔと先に取得した端末認証情報ｆ０（ｎ）を元にハッシュ関数Ｆを利用して演算し、端末認証キーｆ２（ｎ，ｔ）を生成する（ステップＳ１５０９）。

次に、認証管理サーバ１１０３は、受信した端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）と生成した端末認証キーｆ２（ｎ，ｔ）が同一であるか否かを検出し、検出結果が同一であることにより、無線端末１１０１が同じ端末認証情報ｆ０（ｎ）を共有する正当な無線端末であることを認証する。一方、受信した端末認証キーｆ１（ｎ，ｔ）と生成した端末認証キーｆ２（ｎ，ｔ）との検出の結果が同一でない場合には、無線端末１１０１は正当な無線端末ではなく、認証は失敗となる。認証管理サーバ１１０３は、認証失敗が判明した時点でそれ以後の認証処理を行わず、必要に応じて無線端末１１０１へのエラーメッセージの送信等を行う。認証失敗の場合、無線端末１１０１はネットワーク１１０５との通信を開始することはできない（ステップＳ１５１０）。

一方、無線端末１１０１が正当な無線端末であることを認証した場合、認証管理サーバ１１０３は相互認証の完了を無線端末１１０１へ伝達するために、端末ＩＤを付加した端末認証完了メッセージを無線基地局１１０２へ送信する（ステップＳ１５１１）。無線基地局１１０２は、認証管理サーバ１１０３からの端末認証完了メッセージを無線端末１１０１へ送信する（ステップＳ１５１２）。

無線端末１１０１は、端末認証完了メッセージの受信により、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３との間の相互認証が完了したことを検出する。この相互認証の完了によって、無線端末１１０１は認証管理サーバ１１０３を介してネットワーク１１０５との通信を行うことが可能となる。

以上のように、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３の間の相互認証が、ステップＳ１５０１・１５０３と、ステップＳ１５０６・１５０８と、ステップＳ１５１１・１５１２とにおける、無線端末１１０１と認証管理サーバ１１０３との間の合計３回のメッセージの交換で可能となる。

以上説明したように、認証管理サーバが無線端末を認証する端末認証の際、無線端末では時刻または無線端末の位置とともに変化する無線基地局と共通の通信パラメータ（無線端末識別子（ＭＡＣ−端末ＩＤ）、フレーム番号、スロット番号、時刻情報など）から、予め決められた通信パラメータを認証用通信パラメータとして選択し取得し、選択し取得した認証用通信パラメータを元に端末認証キーを生成し送信する。無線基地局では、端末認証キーを認証管理サーバへ中継するとき、上記選択し取得された通信パラメータである認証用通信パラメータを付加して認証管理サーバに送信する。認証管理サーバは、受信した認証用通信パラメータに基づいて端末認証キーを独自に計算して、無線端末からの端末認証キーと同一であれば、無線端末を認証する。
また、無線端末が認証管理サーバを認証するネットワーク認証は、端末認証と同様の方法で、認証管理サーバがネットワーク認証キーを無線端末へ送信することにより実現し、最後に無線端末から認証管理サーバヘ完了通知を送信する。以上により、無線端末と認証管理サーバとの間の相互認証が、合計３メッセージで実現可能となる。
無線基地局から報知される、または、通信の開始時に無線基地局と無線端末との間で共有される通信パラメータは時刻または端末の移動とともに変化し、さらに、無線基地局と無線端末で同一の値を共有できるため、チャレンジ＆レスポンスにおける毎回変わる値の代わりとして利用可能である。
また、無線基地局から報知される、または、通信の開始時に無線基地局と無線端末との間で共有される通信パラメータは無線端末と無線基地局との間の通信路を確立するために必須であり既存のものであるため、通信パラメータを認証用通信パラメータとして利用する場合に、新たなコストは発生しない。

以上の本実施形態による認証の方法により、センサ等の安価な小型移動無線端末のように、通信するデータ量が少なく、限られた無線帯域の中で多くの端末を認証する場合においても、相互認証が可能である。
また、本実施形態による認証の方法では、公開鍵暗号方式、乱数生成、時計等の複雑な計算処理機能を必要としないため、無線端末が小型かつ安価な場合でも本実施形態の認証方法を用いることが可能である。
また、本実施形態による認証の方法では、計算処理量および無線通信量が少ないため、無線端末の電池による長時間駆動が可能である。
また、本実施形態による認証の方法では、無線通信手順および無線通信量が少ないため、無線帯城の有効利用が可能であり、多くの端末が同時に認証を行うことが可能である。

なお、本実施形態は、端末と認証管理サーバの相互認証にのみ用いるだけでなく、認証管理サーバにおける端末認証のみ、端末におけるネットワーク認証のみでも有効である。
例えば、図１１の無線端末１１０１から認証管理サーバ１１０３へ端末認証キーｆ（ｎ，ｔ）を送信し、認証管理サーバ１１０３が端末認証キーｆ（ｎ，ｔ）を認証することのみにより、無線端末１１０１の認証管理サーバ１１０３における認証が完了し、この端末認証のみを用いることも可能である。
また、逆に、認証管理サーバ１１０３から無線端末１１０１へネットワーク認証キーｇ（ｎ，ｔ）を送信し、無線端末１１０１がネットワーク認証キーｇ（ｎ，ｔ）を認証することのみにより、認証管理サーバ１１０３の無線端末１１０１における認証が完了し、このネットワーク認証のみを用いることも可能である。

なお、本実施形態の説明において、認証パラメータｔを生成するために認証用通信パラメータとして、認証用通信パラメ一タ１のフレーム番号と認証用通信パラメータ２の無線端末識別子（ＭＡＣ−端末ＩＤ）を通信パラメータより選択して説明をおこなった。しかし、本実施形態における認証パラメータｔを生成する方法はこれに限られるものではなく、通信パラメータである、端末識別子（ＭＡＣ−端末ＩＤ）、フレーム番号、スロット番号、時刻情報、無線基地局の識別子、ページングエリアの識別子、無線基地局がサービスを提供する端末グループの数、無線基地局が提供する通信キャリア数、無線基地局が報知する通信の混雑状況を示す指標値、端末が所属する端末グループ番号または端末が通信中の通信キャリア番号、乱数、および、これらの任意の組み合わせを認証用通信パラメータとして選択し、選択した認証用通信パラメータに基づいて認証パラメータｔを生成してもよい。

以上、本発明の各実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、上述した第１実施形態と第２実施形態を適宜組み合わせるようにしても良い。以下、こうした組み合わせの一例を第３実施形態として説明する。

〔第３実施形態〕
図１８は本実施形態によるシステムの構成を示すブロック図である。無線端末２００１は第１実施形態の無線端末１０１の機能及び第２実施形態の無線端末１１０１の機能を有している。無線基地局２００２は第１実施形態の無線基地局１０５の機能及び第２実施形態の無線基地局１１０２の機能を有している。ＩＤ＆認証管理サーバ２００３は第１実施形態のＩＤ管理サーバ１０３の機能及び第２実施形態の認証管理サーバ１１０３の機能を有している。ＩＤ管理データベース２００４，認証管理データベース２００５，端末２００６は、第１実施形態のＩＤ管理ＤＢ１０４，第２実施形態の認証管理データベース１１０４，第１実施形態の端末１０２と同等の機能を有している。また、ネットワーク２００７及び２００８は第１実施形態のネットワーク１０６及び１０７や第２実施形態のネットワーク１１０５と同様のものである。

図１９は、無線端末２００１がＩＤ＆認証管理サーバ２００３に対して認証の開始を要求する場合について、システム全体の処理の流れを示したシーケンス図である。個々の動作は基本的に第１実施形態の動作および第２実施形態の動作と同等であるため、主要な点についてのみ言及することとして詳細については省略し、全体の処理の流れを中心に説明を行う。

まず、無線端末２００１は端末認証キーを生成し（ステップＳ２００１）、自身の仮ＩＤと端末認証キーとを端末認証要求メッセージに付加して無線基地局２００２へ送信する（ステップＳ２００２）。無線基地局２００２は、端末認証要求メッセージが送信されたスロットの位置に基づいて、このスロットの位置に割り当てられたＭＡＣ−端末ＩＤ（したがって、このＭＡＣ端末ＩＤが割り当てられた無線端末２００１）を認識できる。無線基地局２００２は仮ＩＤおよびＭＡＣ−端末ＩＤを記憶するとともに、認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２を取得して無線端末２００１からの端末認証要求メッセージに付加し、ＩＤ＆認証管理サーバ２００３へ送信する（ステップＳ２００３）。ＩＤ＆認証管理サーバ２００３は、受信した端末認証要求メッセージに付加されている仮ＩＤを端末ＩＤ検索要求メッセージ（図５の本ＩＤ検索要求に相当）に付加してＩＤ管理データベース２００４に送信する（ステップＳ２００４）。ＩＤ管理ＤＢ２００４は本ＩＤ検索を行って仮ＩＤから本ＩＤを取得し、得られた本ＩＤを端末ＩＤ検索応答メッセージ（図５の本ＩＤ検索応答に相当）に付加してＩＤ＆認証管理サーバ２００３に送信する（ステップＳ２００５）。

ＩＤ＆認証管理サーバ２００３は、送信された本ＩＤを認証情報要求メッセージに付加して認証管理データベース２００５に送信する（ステップＳ２００６）。認証管理データベース２００５は端末認証情報およびＮＷ認証情報を取得し、これらを認証情報検索応答メッセージに付加してＩＤ＆認証管理サーバ２００３に送信する（ステップＳ２００７）。ＩＤ＆認証管理サーバ２００３は、本ＩＤを付加したＮＥＸＴ仮ＩＤ検索要求メッセージ（図４の検索要求に相当）をＩＤ管理ＤＢ２００４に送信する（ステップＳ２００８）。ＩＤ管理ＤＢ２００４は他の端末の仮ＩＤと競合しない仮ＩＤをＮＥＸＴ仮ＩＤとして生成し、これに対応するハッシュ回数を仮ＩＤハッシュ回数としてＮＥＸＴ仮ＩＤ検索応答メッセージ（図５のステップＳ５０７〜Ｓ５０９等に相当）に付加してＩＤ＆認証管理サーバ２００３に送信する（ステップＳ２００９）。

ＩＤ＆認証管理サーバ２００３は、自身が保持する認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２ならびに認証情報検索応答メッセージに付加されていた端末認証情報を用いて端末認証キーを生成し（ステップＳ２０１０）、生成された端末認証キーと端末認証要求メッセージに付加されていた端末認証キーとの照合を行う（ステップＳ２０１１）。次に、ＩＤ＆認証管理サーバ２００３は認証用通信パラメータ１，認証用通信パラメータ２，ＮＷ認証情報を用いてＮＷ認証キーを生成し（ステップＳ２０１２）、仮ＩＤ，本ＩＤ，ＮＷ認証キー，仮ＩＤハッシュ回数を付加した端末認証応答メッセージを無線基地局２００２へ送信する（ステップＳ２０１３）。

無線基地局２００２は端末認証応答メッセージに付加されている仮ＩＤ及び本ＩＤと、無線端末２００１から端末認証要求メッセージを受信した際に記憶しておいた仮ＩＤ及びＭＡＣ−端末ＩＤとに基づいて、本ＩＤとＭＡＣ−端末ＩＤの対応関係を認識できる。そして、この後にメッセージ（例えば、端末認証完了メッセージ）を受信した場合、無線基地局２００２は本ＩＤとＭＡＣ−端末ＩＤとの間の上記対応関係をもとにＭＡＣ−端末ＩＤを本ＩＤへ変換することができる。無線端末２００１の移動によって当該無線端末２００１の属する無線基地局が変更された場合などには、ＭＡＣ−端末ＩＤ解放メッセージが送信されてＭＡＣ−端末ＩＤが解放されるが、それまでの間は、無線区間ではＭＡＣ−端末ＩＤで無線端末２００１を識別でき、また、有線区間では本ＩＤで無線端末２００１を識別できるため、ネットワーク側で仮ＩＤと本ＩＤの変換をすることなくメッセージの授受が可能となる。

次いで、無線基地局２００２は、ＮＷ認証キー及び仮ＩＤハッシュ回数を付加した端末認証応答メッセージを無線端末２００１へ送信する（Ｓ２０１４）。無線端末２００１は自身が保持する認証用通信パラメータ１，認証用通信パラメータ２，ＮＷ認証情報を用いてＮＷ認証キーを生成し（ステップＳ２０１５）、生成されたＮＷ認証キーと端末認証応答メッセージに付加されているＮＷ認証キーとを照合する（ステップＳ２０１６）。この照合によってＮＷ認証が成功した場合、無線端末２００１は端末認証完了メッセージを無線基地局２００２を経由してＩＤ＆認証管理サーバ２００３へ送信する（ステップＳ２０１７，Ｓ２０１８）。また、無線端末２００１は端末認証応答メッセージに付加されている仮ＩＤハッシュ回数を用いて仮ＩＤを更新する（ステップＳ２０１９）。

次に、図２０は、ＩＤ＆認証管理サーバ２００３が無線端末２００１に対して認証の開始を要求する場合について、システム全体の処理の流れを示したシーケンス図である。

まず、ＩＤ＆認証管理サーバ２００３は、無線端末２００１を送信先として指定した端末等（図示せず）からのデータ送信要求に応答し、このデータ送信要求に付加されている無線端末２００１の本ＩＤを付加した仮ＩＤ検索要求メッセージ（図７の仮ＩＤ検索に相当）をＩＤ管理ＤＢ２００４に送信する（ステップＳ２１０１）。ＩＤ管理ＤＢ２００４は受信した本ＩＤに対応する仮ＩＤを検索し、得られた仮ＩＤを付加した仮ＩＤ検索応答メッセージ（図７の仮ＩＤ検索応答に相当）をＩＤ＆認証管理サーバ２００３に送信する（ステップＳ２１０２）。

ＩＤ＆認証管理サーバ２００３は、送信された本ＩＤを認証情報要求メッセージに付加して認証管理データベース２００５に送信する（ステップＳ２１０３）。認証管理データベース２００５は本ＩＤに対応する端末認証情報およびＮＷ認証情報を取得し、これらを認証情報検索応答メッセージに付加してＩＤ＆認証管理サーバ２００３に送信する（ステップＳ２１０４）。ＩＤ＆認証管理サーバ２００３は本ＩＤを付加したＮＥＸＴ仮ＩＤ検索要求メッセージをＩＤ管理ＤＢ２００４に送信する（ステップＳ２１０５）。ＩＤ管理ＤＢ２００４は他の端末の仮ＩＤと競合しない仮ＩＤをＮＥＸＴ仮ＩＤとして生成し、これに対応するハッシュ回数を仮ＩＤハッシュ回数としてＮＥＸＴ仮ＩＤ検索応答メッセージに付加し、ＩＤ＆認証管理サーバ２００３に送信する（ステップＳ２１０６）。ＩＤ＆認証管理サーバ２００３は、仮ＩＤ，本ＩＤ，ＮＷ認証情報，仮ＩＤハッシュ回数を付加した端末認証要求メッセージを無線基地局２００２に送信する（ステップＳ２１０７）。

無線基地局２００２は、自身が保持する認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２ならびに受信したＮＷ認証情報とを用いてＮＷ認証キーを生成し（ステップＳ２１０８）、生成されたＮＷ認証キー，仮ＩＤ，仮ＩＤハッシュ回数を付加した端末認証要求メッセージを無線端末２００１に送信する（ステップＳ２１０９）。なお、この場合、無線基地局２００２はどのＭＡＣ−端末ＩＤの無線端末へ端末認証要求メッセージを送信すれば良いのかが不明であるため、報知チャネルを用いてすべての無線端末へ端末認証要求メッセージを送信する。また、認証用通信パラメータとしては、ＭＡＣ−端末ＩＤや、ＭＡＣ−端末ＩＤ割り当て処理時の乱数を利用できないため、これら以外の通信パラメータを用いるようにする。ただし、無線基地局から報知チャネルにて呼び出しメッセージで無線端末を呼び出し、ＭＡＣ−端末ＩＤを割り当てた後に、端末認証要求メッセージを無線端末へ送信する場合には、ＭＡＣ−端末ＩＤやＭＡＣ−端末ＩＤ割り当て時の乱数を利用できる。

無線基地局２００２からの端末認証要求メッセージを受けて、無線端末２００１は自身が保持する認証用通信パラメータ１，認証用通信パラメータ２，ＮＷ認証情報を用いてＮＷ認証キーを生成し（ステップＳ２１１０）、生成されたＮＷ認証キーと端末認証要求メッセージに付加されているＮＷ認証キーとの照合を行う（ステップＳ２１１１）。次に、無線端末２００１は上述した認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２と自身が保持する端末認証情報とを用いて端末認証キーを生成し（ステップＳ２１１２）、自身の仮ＩＤと生成した端末認証キーとを端末認証応答メッセージに付加して無線基地局２００２へ送信する（ステップＳ２１１３）。無線基地局２００２は、端末認証応答メッセージに付加された仮ＩＤを本ＩＤに変換し、本ＩＤ，端末認証キー，自身が保持する認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２を付加した端末認証応答メッセージをＩＤ＆認証管理サーバ２００３へ送信する（ステップＳ２１１４）。

ＩＤ＆認証管理サーバ２００３は、受信した認証用通信パラメータ１および認証用通信パラメータ２ならびに先に取得しておいた端末認証情報を用いて端末認証キーを生成し（ステップＳ２１１５）、生成された端末認証キーと受信した端末認証応答メッセージに付加されている端末認証キーとの照合を行う（ステップＳ２１１６）。この照合によって端末認証が成功した場合、ＩＤ＆認証管理サーバ２００３は端末認証完了メッセージを無線基地局２００２を経由して無線端末２００１へ送信する（ステップＳ２１１７，Ｓ２１１８）。この端末認証完了メッセージを受けて、無線端末２００１は端末認証要求メッセージに付加されていた仮ＩＤハッシュ回数を用いて仮ＩＤを更新する（ステップＳ２１１９）。

次に、図２１は、仮ＩＤ初期化処理について、システム全体の処理の流れを示したシーケンス図である。基本的にシステム全体の流れは図１９と同様であって、図１９のステップＳ２００８におけるＮＥＸＴ仮ＩＤ検索要求メッセージの代わりに、本ＩＤを付加した初期化用ＮＥＸＴ仮ＩＤ検索要求メッセージをＩＤ＆認証管理サーバ２００３からＩＤ管理ＤＢ２００４へ送信する点（図２１のステップＳ２００８ａ）、図１９のステップＳ２００９におけるＮＥＸＴ仮ＩＤ検索応答メッセージに代えて、仮ＩＤハッシュ回数および仮ＩＤ初期ベクトルを付加した初期化用ＮＥＸＴ仮ＩＤ検索応答メッセージをＩＤ管理ＤＢ２００４からＩＤ＆認証管理サーバ２００３へ送信する（図２１のステップＳ２００９ａ）点、ＩＤ＆認証管理サーバ２００３から無線基地局２００２へ送信する端末認証応答メッセージに対して仮ＩＤ初期ベクトルをさらに付加する（図２１のステップＳ２０１３ａ）点、無線基地局２００２から無線端末２００１へ送信する端末認証応答メッセージに対して仮ＩＤ初期ベクトルＩＶをさらに付加する（図２１のステップＳ２０１４ａ）点、および、図８及び図９を参照して説明した仮ＩＤ初期化に関連する処理を行う点（無線端末２００１が仮ＩＤ初期化処理用の専用仮ＩＤを指定する点、ＩＤ＆認証管理サーバ２００３が仮ＩＤ初期ベクトルを生成して初期化されたハッシュ種，仮ＩＤ，仮ＩＤハッシュ回数を算出する点、仮ＩＤハッシュ回数及び仮ＩＤ初期ベクトルをＩＤ＆認証管理サーバ２００３から無線端末２００１へ送信して、無線端末２００１においても初期化処理を行う等）が相違している。

なお、上述した各実施形態における無線端末，無線基地局，ＩＤ管理サーバ，認証管理サーバ，ＩＤ＆認証管理サーバがそれらの内部にコンピュータシステムを備えるように構成しても良い。この場合において、これら無線端末，無線基地局，ＩＤ管理サーバ，認証管理サーバ，ＩＤ＆認証管理サーバの各部の動作過程をプログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶し、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することにより、上述した各処理を実現するようにしても良い。

ここで言うコンピュータシステムとは、ＣＰＵ（Central Processing Unit），各種メモリ，周辺機器等のハードウェアやＯＳ（Operating System）を含むものである。また、ＷＷＷ（World Wide Web）システムを利用している場合であれば、コンピュータシステムはホームページ提供環境あるいは表示環境も含む。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク，光磁気ディスク，ＲＯＭ，フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置を指す。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含む。

また、上述したプログラムは、当該プログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで言う「伝送媒体」は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことを指す。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらには前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分プログラムであっても良い。

本発明は、プライバシの保護が要求される無線端末に用いるのに好適である。また、本発明は、無線端末とサーバとの間の認証方法に用いて好適である。

Claims (16)

1. サーバと１つ以上の端末との間の、ネットワークを介した通信における、前記端末を識別する端末識別方法において、
   前記サーバとｋ番目の前記端末は、
   双方において、第一のハッシュ関数Ｈと、前記端末毎に決められた初期値Ｓ（ｋ，０）を共有するものであり、
   前記サーバとｋ番目の前記端末は、それぞれにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）を前記第一のハッシュ関数Ｈでｉ回ハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、さらに前記サーバとｋ番目の前記端末で共有された第二のハッシュ関数Ｊで１回ハッシュすることにより算出される値ａ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするか、
   または、
   前記サーバとｋ番目の前記端末は、それぞれにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）または値Ｓ（ｋ，ｉ−１）と仮ＩＤの世代ｉを変数とする関数で前処理した値を、前記第一のハッシュ関数Ｈでハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするものであり、
   ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤを変更する際に、
   まず、前記サーバにおいて、ｋ番目以外の前記端末の仮ＩＤと一致しないｋ番目の前記端末の仮ＩＤが得られるまで、仮ＩＤの世代をｉから増加させｉ＋ｄとすることによりｋ番目の前記端末の仮ＩＤを変更し、
   次に、前記サーバからｋ番目の前記端末に、前記変更前と変更後の仮ＩＤの世代の差ｄを通知し、
   次に、ｋ番目の前記端末において、仮ＩＤの世代ｉを前記仮ＩＤの世代の差ｄだけ増加させることにより、前記サーバとｋ番目の前記端末との間で仮ＩＤの世代を同じｉ＋ｄとし、
   次に、ｋ番目の前記端末において、増加させた前記仮ＩＤの世代ｉ＋ｄに基づき、前記サーバが前記変更後に有する仮ＩＤと同じ、ｋ番目の前記端末における世代ｉ＋ｄの仮ＩＤを算出し、
   前記サーバは、ｋ番目の前記端末が有する世代ｉ＋ｄの前記仮ＩＤを用いて、ｋ番目の前記端末を識別する端末識別方法。
2. 請求項１に記載の端末識別方法において、
   前記前処理した値は、
   （Ｓ（ｋ，０） ＸＯＲ （ｉ−１））、
   または、
   （Ｓ（ｋ，ｉ−１） ＸＯＲ ｉ）、
   （ただし、ＸＯＲは排他的論理和をとる演算）、
   であることを特徴とする端末識別方法。
3. 請求項１又は２に記載の端末識別方法において、
   前記仮ＩＤの世代ｉを、前記サーバと前記端末との間で一定回数以上の通信あるいは認証を行った後、又は、一定時間以上を経過した後に変更することを特徴する端末識別方法。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の端末識別方法において、
   前記サーバにおいて、ｋ番目の前記端末の変更前と変更後の仮ＩＤと、変更前と変更後の仮ＩＤの世代の差ｄを保有する端末識別方法。
5. 請求項４に記載の端末識別方法について、
   前記サーバにおいて、ｋ番目の前記端末の変更前の仮ＩＤを受信した際には、ｋ番目の前記端末に変更前と変更後の仮ＩＤの世代の差ｄを通知して、ｋ番目の前記端末において仮ＩＤを更新する端末識別方法。
6. 請求項４に記載の端末識別方法において、
   前記サーバにおいて、ｋ番目の前記端末の変更後の仮ＩＤを受信した際には、前記サーバに保持されているｋ番目の前記端末の変更前の仮ＩＤを削除する端末識別方法。
7. 請求項１から４のいずれかに記載の端末識別方法において、
   前記サーバから前記端末に通信を行う際には、前記サーバに保持されているｋ番目の前記端末の変更前と変更後の仮ＩＤを順に用いて、前記サーバに信号を送信することをｋ番目の前記端末に要求する端末識別方法。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の端末識別方法において、
   ｋ番目の前記端末から前記サーバヘの通信を行う際に端末認証キーを用いてｋ番目の前記端末の認証を行うことにより、前記サーバから前記端末へ仮ＩＤ更新用の仮ＩＤの世代ｉ情報を通知する端末識別方法。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の端末識別方法において、
   前記サーバからｋ番目の前記端末への通信を行う際にネットワーク認証キーを用いて前記サーバの認証を行うことにより、ｋ番目の前記端末が受信した仮ＩＤ更新用の信号を、ｋ番目の前記端末内の仮ＩＤ変更に反映させる端末識別方法。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の端末識別方法において、
    前記サーバは、前記サーバとｋ番目の前記端末との間であらかじめ取り決めた仮ＩＤをｋ番目の前記端末から受信した場合に、生成する度に異なる値を有する初期ベクトルを生成し、前記初期ベクトルと前記第一のハッシュ関数Ｈと前記初期値Ｓ（ｋ，０）とに基づいて前記仮ＩＤの世代ｉを算出して、前記仮ＩＤを初期化する端末識別方法。
11. 請求項１０記載の端末識別方法において、
    前記サーバは、前記仮ＩＤを初期化した場合に、前記初期ベクトルと前記仮ＩＤの世代ｉをｋ番目の前記端末に通知して、前記仮ＩＤの初期化をｋ番目の前記端末に通知する端末識別方法。
12. 請求項１１記載の端末識別方法において、
    ｋ番目の前記端末は、前記初期値Ｓ（ｋ，０）と前記サーバから通知される前記初期ベクトルおよび前記仮ＩＤの世代ｉとに基づいて前記仮ＩＤを算出する端末識別方法。
13. ネットワークを介して接続された端末と通信を行うサーバにおいて、
    前記サーバとｋ番目の前記端末は、
    双方において、第一のハッシュ関数Ｈと、前記端末毎に決められた初期値Ｓ（ｋ，０）を共有するものであり、
    前記サーバとｋ番目の前記端末は、それぞれにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）を前記第一のハッシュ関数Ｈでｉ回ハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、さらに前記サーバとｋ番目の前記端末で共有された第二のハッシュ関数Ｊで１回ハッシュすることにより算出される値ａ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするか、
    または、
    前記サーバとｋ番目の前記端末は、それぞれにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）または値Ｓ（ｋ，ｉ−１）と仮ＩＤの世代ｉを変数とする関数で前処理した値を、前記第一のハッシュ関数Ｈでハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするものであり、
    ｋ番目以外の前記端末の仮ＩＤと一致しないｋ番目の前記端末の仮ＩＤが得られるまで、仮ＩＤの世代をｉから増加させｉ＋ｄとすることによりｋ番目の前記端末の仮ＩＤを算出して変更し、ｋ番目の前記端末に、前記変更前と変更後の仮ＩＤの世代の差ｄを通知する仮ＩＤ算出手段と、
    を具備し、
    前記仮ＩＤ算出手段によって算出された前記仮ＩＤを用いて前記端末を識別するサーバ。
14. ネットワークを介して接続されたサーバと通信を行う端末において、
    前記サーバとｋ番目の前記端末は、
    双方において、第一のハッシュ関数Ｈと、前記端末毎に決められた初期値Ｓ（ｋ，０）を共有するものであり、
    前記サーバとｋ番目の前記端末は、それぞれにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）を前記第一のハッシュ関数Ｈでｉ回ハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、さらに前記サーバとｋ番目の前記端末で共有された第二のハッシュ関数Ｊで１回ハッシュすることにより算出される値ａ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするか、
    または、
    前記サーバとｋ番目の前記端末は、それぞれにおいて、前記初期値Ｓ（ｋ，０）または値Ｓ（ｋ，ｉ−１）と仮ＩＤの世代ｉを変数とする関数で前処理した値を、前記第一のハッシュ関数Ｈでハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするものであり、
    ｋ番目の前記端末である自端末において、
    前記自端末の仮ＩＤが前記サーバにおいて変更され、該変更前と変更後の前記自端末の仮ＩＤの世代の差ｄが前記サーバから通知され、通知された前記仮ＩＤの世代の差ｄに基づいて、前記自端末において、前記自端末の仮ＩＤの世代ｉを前記仮ＩＤの世代の差ｄだけ増加させることにより、前記サーバと前記自端末との間で前記自端末の仮ＩＤの世代を同じｉ＋ｄとして算出する仮ＩＤ算出手段と、
    を具備し、
    前記仮ＩＤ算出手段によって算出された前記仮ＩＤを用いて前記サーバと通信を行う端末。
15. ネットワークを介して接続された端末と通信を行うサーバのコンピュータ用のプログラムであって、
    前記サーバにおいて、第一のハッシュ関数Ｈと、前記端末毎に決められた初期値Ｓ（ｋ，０）とがｋ番目の前記端末と共有されており、
    ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤを算出する仮ＩＤ算出ステップと、
    前記仮ＩＤ算出ステップによって算出された前記仮ＩＤを用いて前記端末を識別する端末識別ステップと
    を実行させ、
    前記仮ＩＤ算出ステップにおいて、
    前記初期値Ｓ（ｋ，０）を前記第一のハッシュ関数Ｈでｉ回ハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、さらに前記サーバとｋ番目の前記端末で共有された第二のハッシュ関数Ｊで１回ハッシュすることにより算出される値ａ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするステップか、
    または、
    前記初期値Ｓ（ｋ，０）または値Ｓ（ｋ，ｉ−１）と仮ＩＤの世代ｉを変数とする関数で前処理した値を、前記第一のハッシュ関数Ｈでハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするステップか
    のいずれかのステップを実行させ、
    更に、前記仮ＩＤ算出ステップにおいて、
    ｋ番目以外の前記端末の仮ＩＤと一致しないｋ番目の前記端末の仮ＩＤが得られるまで、仮ＩＤの世代をｉから増加させｉ＋ｄとすることによりｋ番目の前記端末の仮ＩＤを算出して変更し、ｋ番目の前記端末に、前記変更前と変更後の仮ＩＤの世代の差ｄを通知するステップ
    をサーバのコンピュータに実行させるためのプログラム。
16. ネットワークを介して接続されたサーバと通信を行う端末のコンピュータ用のプログラムであって、
    ｋ番目の前記端末において、第一のハッシュ関数Ｈと、前記端末毎に決められた初期値Ｓ（ｋ，０）とが前記サーバと共有されており、
    ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤを算出する仮ＩＤ算出ステップと、
    前記仮ＩＤ算出ステップによって算出された前記仮ＩＤを用いて前記サーバと通信を行うステップと
    を実行させ、
    前記仮ＩＤ算出ステップにおいて、
    前記初期値Ｓ（ｋ，０）を前記第一のハッシュ関数Ｈでｉ回ハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、さらに前記サーバとｋ番目の前記端末で共有された第二のハッシュ関数Ｊで１回ハッシュすることにより算出される値ａ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするステップか、
    または、
    前記初期値Ｓ（ｋ，０）または値Ｓ（ｋ，ｉ−１）と仮ＩＤの世代ｉを変数とする関数で前処理した値を、前記第一のハッシュ関数Ｈでハッシュした値Ｓ（ｋ，ｉ）を、ｋ番目の前記端末における世代ｉの仮ＩＤとするステップか
    のいずれかのステップを実行させ、
    更に、前記仮ＩＤ算出ステップにおいて、
    ｋ番目の前記端末の仮ＩＤが前記サーバにおいて変更され、該変更前と変更後のｋ番目の前記端末の仮ＩＤの世代の差ｄが前記サーバから通知され、通知された前記仮ＩＤの世代の差ｄに基づいて、ｋ番目の前記端末において、ｋ番目の前記端末の仮ＩＤの世代ｉを前記仮ＩＤの世代の差ｄだけ増加させることにより、前記サーバと前記自端末との間で前記自端末の仮ＩＤの世代を同じｉ＋ｄとして算出するステップ
    を端末のコンピュータに実行させるためのプログラム。

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