JP4732687B2 - データプロセシングシステムにおけるセキュリティに関する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般にデータプロセシングシステムに係わり、特に、データプロセシングシステムにおけるセキュリティに関する方法及び装置に関する。

データプロセシング及び通信システムを含む情報システムにおけるセキュリティは、実施義務、公平性、正確性、機密性、実施可能性、及びおびただしい量の他の所望の基準に寄与する。暗号化、すなわち、暗号化技術の一般分野、は、電子取引、ワイアレス通信、放送において使用され、そして、無限の応用がある。電子取引において、暗号化は、詐欺行為を防止するため、及び財務処理を裏付けるために使用される。データプロセシングシステムにおいて、暗号化は、加入者の身分証明を裏付けるために使用される。暗号化は、ハッキングを防止し、ウェブページを防御し、秘密文書及び様々な他の秘密メッセージへのアクセスを防止するためにも使用される。

しばしば暗号化システムと呼ばれる、暗号化技術を採用したシステムは、シンメトリック暗号化システム及びアシンメトリック暗号化システムに分割される。シンメトリック暗号化システムは、メッセージを暗号化するため及び復号化するために同一のキー（すなわち、秘密キー）を使用する。これに対して、アシンメトリック暗号化システムは、メッセージを暗号化するために第１のキー（すなわち、パブリックキー）を使用し、それを復号化するために第２の、異なるキー（すなわち、プライベートキー）を使用する。アシンメトリック暗号化システムは、パブリックキー暗号化システムとも呼ばれる。送信者から受信者への秘密キーの安全な供給においてシンメトリック暗号化システムには問題が存在する。さらに、キー若しくは他の暗号化メカニズムが頻繁にアップデートされる場合に、問題が存在する。データプロセシングシステムにおいて、安全にキーをアップデートする方法は、追加の処理時間、メモリ記憶装置及び他のプロセシングオーバーヘッドを要する。ワイアレス通信システムにおいて、アップデーティングキーは、貴重なバンド幅を使用し、そうでなければ送信に利用できる。

従来技術は、暗号化された放送にアクセスできるようにするために、移動局の大きなグループに対するアップデーティングキーに関する方法を提供していない。それゆえ、データプロセシングシステムにおけるアップデーティングキーの安全で効率的な方法に対するニーズがある。さらに、ワイアレス通信システムにおけるアップデーティングキーの安全で効率的な方法に対するニーズがある。

［サマリー］
ここに開示された実施形態は、データプロセシングシステムにおけるセキュリティに関する方法を提供することによって上で述べたニーズを取り扱う。１態様では、安全な送信に関する方法は、送信のためにメッセージに関するショートタームキーを決定することであって、ここで、ショートタームキーは、ショートタームキーアイデンティファイアを有し、メッセージに関するアクセスキーを決定することであって、ここで、アクセスキーは、アクセスキーアイデンティファイアを有し、アクセスキーでメッセージを暗号化すること、ショートタームキーアイデンティファイアを具備するインターネットプロトコルヘッダを形成すること、及びインターネットプロトコルヘッダとともに暗号化されたメッセージを送信することを含む。

他の態様では、放送サービスオプションをサポートするワイアレス通信システムにおいて、インフラストラクチャ素子は、受信回路、ユーザ認識ユニットであって、放送メッセージを復号化するためのショートタイムキーを効果的に復元すること、及び放送メッセージを復号化するためのショートタイムキーを適用するために適合されたモービル装置ユニットを含む。ユーザ認識ユニットは、キー情報を効果的に復号化するプロセシングユニット含んでいる。モービル装置ユニットは、複数のショートタームキー及びショートタームキーアイデンティファイアを記憶するためのメモリ記憶装置ユニットを含んでいる。

さらに他の態様では、ディジタル信号記憶装置は、送信に固有のショートタームキーアイデンティファイアを受信するための命令の第１のセットであって、ショートタームキーアイデンティファイアは、ショートタームキーに対応し、ショートタームキーアイデンティファイアに基づいてアクセスキーを決定するための命令の第２のセット、ショートタームキーを復元するためにアクセスキーでショートタームキーアイデンティファイアを暗号化するための命令の第３のセット、及びショートタームキーを使用して送信を復号化するための命令の第４のセットを含む。

用語“イグゼンプラリ”は、ここでは広く用いられ、“例、事例、若しくは実例として働くこと”を意味する。“イグゼンプラリ“としてここで開示されたいずれの実施形態が、他の実施形態に対して好ましい若しくは優位であるとして解釈される必要性はない。

ワイアレス通信システムは、広く展開されており、音声、データ、及びその他のような種々のタイプの通信を提供する。これらのシステムは、コード分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）、時間分割多元アクセス（ＴＤＭＡ）、若しくは他の変調技術に基づくことができる。ＣＤＭＡシステムは、他のタイプのシステムに対して、システム能力の増加を含むある種の優位性を与える。

システムは、ここではＩＳ−９５標準として引用される“デュアルモードワイドバンド拡散スペクトルセルラシステムに関するＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂ移動局−基地局互換性標準”、ここでは３ＧＰＰとして引用される“第３世代パートナーシッププロジェクト”（３ＧＰＰ）という名前のコンソーシアムにより提案された標準で、ドキュメント番号３Ｇ ＴＳ ２５．２１１、３Ｇ ＴＳ ２５．２１２、３Ｇ ＴＳ ２５．２１３、及び３Ｇ ＴＳ ２５．２１４を含むドキュメントのセットに組み込まれている、３Ｇ ＴＳ ２５．３０２、ここではＷ−ＣＤＭＡ標準として引用される、この標準は、ここでは３ＧＰＰ２として引用される“第３世代パートナーシッププロジェクト２”という名前のコンソーシアムにより提案された、及びここではｃｄｍａ２０００として引用される、以前はＩＳ−２０００ ＭＣと呼ばれたＴＲ−４５．５ような、1若しくはそれ以上のＣＤＭＡ標準をサポートするために設計される可能性がある。これらの名前を挙げられた標準は、ここに引用文献として取り込まれている。

各々の標準は、基地局からモービルへ、及びこの逆の送信に関するデータのプロセシングを具体的に規定する。あるイグゼンプラリな実施形態として、以下の議論は、ｃｄｍａ２０００システムに整合する拡散スペクトル通信システムを考慮する。代わりの実施形態は、他の標準／システムを組み込む可能性がある。さらに他の実施形態は、暗号化システムを使用するいずれのタイプのデータプロセシングシステムに対してここで開示されたセキュリティ方法を適用する可能性がある。

暗号化システムは、ユーザの特定のグループがメッセージを抽出することを可能にするメッセージを識別する方法である。図１は、基本暗号化システム１０を図示する。暗号化技術は、暗号化システムを作り出し、使用する技術である。暗号解読法は、暗号化システムを破る技術、すなわち、メッセージにアクセスすることを認められたユーザの特定のグループの中にいない場合に、メッセージを受信すること及び理解することである。オリジナルメッセージは、プレーンテキストメッセージ若しくはプレーンテキストとして呼ばれる。暗号化されたメッセージは、サイファーテキストと呼ばれる。ここで、暗号化は、プレーンテキストをサイファーテキストに変換する任意の手段を含む。復号化は、サイファーテキストをプレーンテキストに変換する任意の手段を含む。すなわち、オリジナルメッセージを復元する。図１に示されたように、プレーンテキストメッセージは、暗号化され、サイファーテキストを形成する。サイファーテキストは、その後、受信され、復号化されて、プレーンテキストを復元する。用語プレーンテキスト及びサイファーテキストは、一般にデータを呼ぶのであるが、暗号化の考えは、ディジタル形式で表わされたオーディオ及びビデオデータを含む任意のディジタル情報に適用することができる。ここに与えられた発明の説明は、暗号化技術の分野で整合する用語プレーンテキスト及びサイファーテキストを使用するが、これらの用語は、ディジタル通信の他の形式を排除するものではない。

暗号化システムは、機密に基づいている。このグループの外部のエンティティ(entity)が、極めて大量のリソースなしには機密を獲得できないのであれば、エンティティのグループは、機密を共有する。

暗号化システムは、アルゴリズムの集合体である可能性がある。ここで、各々のアルゴリズムは、ラベルをつけられ、そのラベルは、キーと呼ばれる。しばしば暗号化システムとして呼ばれるシンメトリック暗号化システムは、メッセージを暗号化し、復号化するために同一のキー（すなわち、秘密キー）を使用する。シンメトリック暗号化システム２０は、図２に示され、ここで、暗号化及び復号化は、同一のプライベートキーを利用する。

対照的に、アシンメトリック暗号化システムは、メッセージを暗号化するために第１のキー（例えば、パブリックキー）を使用し、それを復号化するために異なるキー（例えば、プライベートキー）を使用する。図３は、アシンメトリック暗号化システムを示し、ここで、１つのキーが暗号化のために、第２のキーが復号化のために与えられる。アシンメトリック暗号化システムは、パブリックキー暗号化システムとも呼ばれる。パブリックキーは、公にされ、任意のメッセージを暗号化するために利用できる。しかしながら、パブリックキーを使用して暗号化されたメッセージを復号化するために、プライベートキーだけが使用できる。

送信者から受信者へ秘密キーの安全な供給において、シンメトリック暗号化システムでは問題が存在する。１つの解では、クーリエ（courier）が情報を与えるために使用される可能性がある。若しくはより効率的で信頼性のある解は、以下に述べられるリヴェスト、シャミア及びアドレマン（ＲＳＡ）によって規定されたパブリックキー暗号化システムのような、パブリックキー暗号化システムを使用することができる。ＲＳＡシステムは、プリティグッドプライバシ(Pretty Good Privacy)（ＰＧＰ）、これは以下にさらに詳細に論じられる、として呼ばれる評判の良いセキュリティツールにおいて使用される。例えば、最初に記録された暗号化システムは、アルファベットでｎだけ各々の文字をシフトすることによってプレーンテキスト中の文字を変換する。ここで、ｎは、所定の定数の整数値である。そのようなスキームでは、“Ａ”は“Ｄ”等に置き換えられる。ここで、所定の暗号化スキームは、ｎのいくつかの異なる値を組み込む可能性がある。この暗号化スキームにおいて、“ｎ”はキーである。指定された受信者は、サイファーテキストの受信の前に暗号化スキームを与えられる。このような方法で、キーを知っているものだけが、サイファーテキストを復号化することができ、プレーンテキストを復元できる。しかしながら、暗号化の知識でキーを計算することによって、指定されていない集団が、サイファーテキストを盗聴し、そして復号化することができる可能性があり、セキュリティ問題を発生する。

より複雑で巧妙な暗号化システムは、指定されていない集団から盗聴及び復号化を阻止する戦略的なキーを採用する。古典的な暗号化システムは、次のような暗号化関数Ｅ及び復号化関数Ｄを採用する：
Ｄ＿Ｋ（Ｅ＿Ｋ（Ｐ））＝Ｐ、 任意のプレーンテキストＰに対して （１）
パブリックキー暗号化システムにおいて、Ｅ＿Ｋは、既知の“パブリックキー”Ｙから容易に計算され、Ｙは、順番にＫから計算される。パブリックキーＹは公開されており、その結果、誰でもがメッセージを暗号化できる。復号化関数Ｄ＿Ｋは、パブリックキーＹから計算できるが、プライベートキーＫの知識を使用するだけである。プライベートキーＫを使用しないで、指定されていない集団は、同じように生成されたサイファーテキストを復号化することができない。このような方法で、Ｋを生成した者だけが、メッセージを復号化することができる。

ＲＡＳは、リヴェスト、シャミア及びアドレマンによって規定されたパブリックキー暗号化システムである。ここで、例えば、プレーンテキストは、２^５１２までの正の整数を考慮する。キーは、カドループル(quadruples)（ｐ，ｑ，ｅ，ｄ）であり、ｐは２５６ビット素数として与えられ、ｑは２５８ビット素数として、及びｄとｅは（ｄｅ−１）を（ｐ−１）（ｑ−１）で割り切れる大きな数である。さらに、以下のように暗号化関数を定義する：
Ｅ＿Ｋ（Ｐ）＝Ｐ^ｅ ｍｏｄ ｐｑ，
Ｄ＿Ｋ（Ｃ）＝Ｃ^ｄ ｍｏｄ ｐｑ （２）
Ｅ＿Ｋは、（ｐｑ，ｅ）の組から容易に計算できるが、（ｐｑ，ｅ）の組からＤ＿Ｋを計算する単純な方法は知られていない。それゆえ、Ｋを生成する受信者は、（ｐｑ，ｅ）を公表できる。受信者がメッセージを読むことができるその者であるので、秘密メッセージを受信者に送信することが可能である。

ＰＧＰは、シンメトリック及びアシンメトリック暗号化の特徴を統合する。図４及び図５は、ＰＧＰ暗号化システム５０を示す。ここで、プレーンテキストメッセージは、暗号化され、復元される。図４において、プレーンテキストメッセージは、圧縮され、モデム送信時間及びディスクスペースを節約する。圧縮は、暗号化及び復号化プロセシングに他のレベルの変換を加えることによって、暗号化技術のセキュリティを強める。多くの暗号解読技術は、プレーンテキスト中に見つけられたパターンを利用して、サイファーを解明する。圧縮は、プレーンテキスト中のこれらのパターンを削減する、それによって、暗号解読に対する耐性を高める。ある実施形態は、プレーンテキスト、若しくは圧縮するためには短すぎる他のメッセージ、若しくは上手く圧縮できないものを、圧縮しないことに注意する。

ＰＧＰは、その後、セッションキーを生成する。これは、１回限りの秘密キーである。このキーは、任意のランダムな現象から生成されることができる乱数である。例えば、コンピュータマウス及び／若しくはタイピングしているキーストロークのランダムな動きである。セッションキーは、安全な暗号化アルゴリズムとともに働き、プレーンテキストを暗号化し、結果としてサイファーテキストになる。一旦、データが暗号化されると、セッションキーは、その後、受信者のパブリックキーに暗号化される。パブリックキー暗号化されたセッションキーは、受信者へサイファーテキストとともに送信される。

復号化に関して、図５に示されたように、ＰＧＰの受信者のコピーは、プライベートキーを使用し、一時的なセッションキーを復元する。ＰＧＰは、その後、これを使用して、従来方式で暗号化されたサイファーテキストを復号化する。暗号化手法の組み合わせは、パブリックキー暗号化の利便性とシンメトリック暗号化の速さの利点を有する。シンメトリック暗号化は、一般に、パブリックキー暗号化よりかなり早い。パブリックキー暗号化は、キー配布及びデータ送信の問題に対する解を順番に与える。組み合わせにおいて、成果及びキー配布は、セキュリティのいかなる犠牲なしに改善される。

キーは、特定のサイファーテキストを生成するために暗号化技術のアルゴリズムとともに作用する値である。キーは、基本的に非常に大きな数である。キーサイズは、ビットで測られる。パブリックキー暗号化技術において、セキュリティは、キーサイズとともに増加するが、パブリックキーサイズとシンメトリック暗号化プライベートキーサイズは、一般に関係しない。パブリック及びプライベートキーは、数学的に関係するが、パブリックキーが与えられただけでプライベートキーを導出することに、困難さが発生する。プライベートキーを導出することは、十分な時間とコンピュータの能力が与えられれば可能であり、キーサイズの選択を重要なセキュリティの課題にする。最適なゴールは、セキュリティの観点に対してはキーのサイズを最大にすることであるが、キーサイズを最小にすることは、迅速なプロセシングを容易にする。大きなキーは、長い期間にわたって暗号化技術的には安全である。付加的な考慮は、予想される盗聴者であり、具体的には：１）サードパーティにとって何がメッセージの重要性であるか、及び２）メッセージを復号化するためにどれだけのリソースをサードパーティが持っているかである。

キーは、暗号化された形式で記憶されることに注意する。ＰＧＰは、具体的に２つのファイルに記憶する：１つはパブリックキーに対してであり、１つはプライベートキーに対してである。これらのファイルは、キーリングと呼ばれる。応用において、ＰＧＰ暗号化システムは、送信者のパブリックキーリングに目的の受信者のパブリックキーを加える。送信者のプライベートキーは、送信者のプライベートキーリングに記憶される。

上記の例において論じたように、暗号化及び復号化において使用されたキーを配布する方法は、複雑である可能性がある。“キー交換問題”は、第１に、キーが交換され、その結果、送信者及び受信者の両方が、それぞれ暗号化及び復号化を実施できることを確認すること、及び双方向通信に関してであり、その結果、送信者及び受信者は、メッセージの暗号化及び復号化の両方をできることを含む。さらに、キー交換は、サードパーティ及び指定されていない集団による盗聴を排除するために実施されることが好ましい。

最後に、追加の考慮は、認証であり、メッセージが指定された送信者によって暗号化され、サードパーティでないことを受信者に保証を与える。プライベートキー交換システムにおいて、キーは、秘密に交換され、良好なキー交換及び有効な認証において改善されたセキュリティを与える。プライベートキー暗号化スキームは、認証を明確に与えることに注意する。プライベートキー暗号化システムにおいて根底にある仮定は、指定された送信者だけが、指定された受信者に配信されたメッセージを暗号化することができるキーを有することである。パブリックキー暗号化技術の方法が、‘キー交換問題’、具体的には、キーの交換の間に消極的な盗聴者が存在しても解読に対する耐性、のクリティカルアスペクトを解くのであるが、まだ、それが、キー交換に関連する全ての問題を解くのではない。特に、キーが‘パブリック知識’（特に、ＲＳＡで）を考慮されているので、他のあるメカニズムが、認証を与えるために好ましい。認証は、メッセージを暗号化するために十分であるが、キーを単独に所有することが好ましく、送信者の特定の固有の身元の証拠がなく、受信者の身元を確立するためにそれ自身で十分な、対応する復号化キーを所有することもない。

１つの解は、そのリストされたキーが、実際に所定のエンティティの者、時々信頼されたオーソリティ（trusted authority）、証明オーソリティ（certificate authority）、サードパーティーエスクローエージェント（third party escrow agent）と呼ばれる、であることを保証するキー配布メカニズムを開発することである。オーソリティは、代表的にはキーを実際に生成しないが、送信者及び受信者による参照のために保たれ、公示されたキー及び関連する身元のリストが、正しくそして欠陥がないことを確実にする。他の１つの方法は、ユーザが互いのキーを配布しトラックすることをあてにし、そして非公式に配布された様式を信用する。ＲＳＡの下で、ユーザが、暗号化されたメッセージに加えて自分の身元の証明を送信することを希望するならば、サインが、プライベートキーで暗号化される。受信者は、情報が復号化されたことを実証するために逆にＲＳＡアルゴリズムを使用できる。その結果、送信者だけが、ユーザの秘密キーによってプレーンテキストを暗号化できる。代表的に、暗号化された‘サイン’は、秘密メッセージの固有の数学的‘サマリ’を備える‘メッセージダイジェスト’である（サインが複数のメッセージに亘って変化しないのであれば、一度知った以前の受信者が、それを不正に使用できる）。このような方法で、理論的には、メッセージの送信者だけが、そのメッセージに関する正当なサインを生成できるはずであり、それによって、受信者に対して立証する。

メッセージダイジェストは、暗号化技術的なハッシュ関数を使用して多くの場合計算される。暗号化技術的なハッシュ関数は、入力の長さに無関係に、任意の入力から（一定の数のビットを有する）値を計算する。暗号化技術的なハッシュ関数の１つのプロパティは：所定の出力値であり、その出力を生むはずの入力を計算的に決定することは困難である。暗号化技術的なハッシュ関数の一例は、ＳＨＡ−１であり、“秘密ハッシュ標準”、ＦＩＰＳ ＰＵＢ １８０−１、に述べられている。これは、フェデラルインフォメーションプロセシングスタンダーズパブリケーションズ（ＦＩＰＳ ＰＵＢＳ）によって公表され、ナショナルインスティチュートオブスタンダーズアンドテクノロジによって発行された。

図６は、通信システム１００の一例として働く。これは、多数のユーザをサポートし、本発明の少なくともいくつかの態様及び実施形態を実行することができる。種々のアルゴリズム及び方法のいずれかは、システム１００において送信を計画するために使用できる。システム１００は、多数のセル１０２Ａから１０２Ｇに対する通信を提供する。セルの各々は、それぞれ対応する基地局１０４Ａから１０４Ｇによってサービスされる。イグゼンプラリな実施形態では、基地局１０４のいくつかは、複数の受信アンテナを有し、他は、１つだけ受信アンテナを有する。同様に、基地局１０４のいくつかは、複数の送信アンテナを有し、他は、１つの送信アンテナを有する。送信アンテナと受信アンテナとの組み合わせには、制限がない。それゆえ、基地局１０４が、複数の送信アンテナと１つの受信アンテナを持つこと、若しくは、複数の受信アンテナと１つの送信アンテナを持つこと、若しくは、両方とも１つ若しくは複数の送信及び受信アンテナを持つことが可能である。

交信地域にあるターミナル１０６Ａ，１０６Ｂ，１０６Ｃ，１０６Ｄ，１０６Ｅ，１０６Ｆ，１０６Ｇ，１０６Ｈと１０６Ｉは、固定された（すなわち、静止の）若しくは移動する可能性がある。図６に示されたように、種々のターミナル１０６は、システム全体に分散される。各々のターミナル１０６は、例えば、ソフトハンドオフが採用されているかどうか、若しくはターミナルが複数の基地局から複数の送信を（同時に若しくは連続的に）受信するために設計されそして動作するかどうかに依存して、任意の所定の瞬間においてダウンリンク若しくはアップリンクで少なくとも１の、おそらくそれ以上の基地局１０４と通信する。ＣＤＭＡ通信システムにおけるソフトハンドオフは、この分野においてよく知られており、米国特許番号５，１０１，５０１号、題名“ＣＤＭＡセルラ電話システムにおけるソフトハンドオフを与える方法及びシステム”に詳細に説明されている。これは、本発明の譲受人に譲り受けられている。

ダウンリンクは、基地局からターミナルへの送信をいい、アップリンクは、ターミナルから基地局への送信をいう。そのイグゼンプラリな実施形態では、ターミナル１０６のいくつかは、複数の受信アンテナを有し、他は、ただ１つの受信アンテナを有する。図６において、基地局１０４Ａは、ダウンリンクにおいてターミナル１０６Ａ及び１０６Ｊへデータを送信し、基地局１０４Ｂは、ダウンリンクにおいてターミナル１０６Ｂ及び１０６Ｊへデータを送信し、基地局１０４Ｃは、ダウンリンクにおいてターミナル１０６Ｃへデータを送信し、以下同様である。

ワイアレスデータ送信に対する要求が増加することおよびワイアレス通信技術を介して利用できるサービスの拡大は、特定のデータサービスの発展を導いた。そのようなサービスの１つは、高データレート（ＨＤＲ）として呼ばれる。イグゼンプラリなＨＤＲサービスは、“ＥＩＡ／ＴＩＡ−ＩＳ８５６ ｃｄｍａ２０００高レートパケットデータエアーインターフェース仕様”に提案され、“ＨＤＲ仕様”として呼ばれる。ＨＤＲサービスは、一般に音声通信システムへのオーバーレイであり、ワイアレス通信システムにおいてデータのパケットを送信する効率的な方法を提供する。データ送信の量及び送信の数が増加するので、高周波送信に対して利用できる限られたバンド幅は、クリティカルリソースになってくる。それゆえ、利用可能なバンド幅の使用を最適化する通信システムにおける送信スケジューリングの効率的で公平な方法に対するニーズがある。イグゼンプラリな実施形態では、図６に示されたシステム１００は、ＨＤＲサービスを有するＣＤＭＡタイプのシステムと整合する。

１実施形態にしたがえば、システム１００は、高速放送サービス（ＨＳＢＳ）として呼ばれる高速マルチメディア放送サービスをサポートする。ＨＳＢＳに関する一応用例は、映画、スポーツイベント、等のビデオストリーミングである。ＨＳＢＳサービスは、インターネットプロトコル（ＩＰ）に基づいたパケットデータサービスである。そのイグゼンプラリな実施形態にしたがって、サービスプロバイダは、ユーザへのそのような高速放送サービスの利用可能性を示す。ＨＳＢＳサービスを希望するユーザは、サービスを受けるために申込み、そして広告、ショートマネージメントシステム（ＳＭＳ）、ワイアレスアプリケーションプロトコル（ＷＡＰ）、等を通して放送サービススケジュールを見つけることができる。モービルユーザは、移動局（ＭＳ）として呼ばれる。基地局（ＢＳ）は、オーバーヘッドメッセージでＨＳＢＳに関係したパラメータを送信する。ＭＳが放送セッションを受信することを望む場合、ＭＳは、オーバーヘッドメッセージを読み、適切な構成を学ぶ。ＭＳは、その後、ＨＳＢＳチャネルを含んでいる周波数に同調し、放送サービスコンテントを受信する。

考慮されるサービスは、高速マルチメディア放送サービスである。このサービスは、この文書では高速放送サービス（ＨＳＢＳ）として呼ばれる。そのような例の１つは、映画のビデオストリーミング、スポーツイベント等である。このサービスは、インターネットプロトコル（ＩＰ）に基づいたパケットデータサービスの可能性がある。

サービスプロバイダは、ユーザへそのような高速放送サービスの利用可能性を示す。そのようなサービスを望む移動局ユーザは、このサービスを受信するために申込むはずであり、広告、ＳＭＳ、ＷＡＰ、等を通して放送サービススケジュールを見つけることができる。基地局は、オーバーヘッドメッセージにおいて放送サービスに関係するパラメータを送信する。放送セッションを聞こうと希望するモービルは、これらのメッセージを読むはずであり、適切な構成を決定し、高速放送チャネルを含んでいる周波数に同調し、そして放送サービスコンテントを受信し始める。

フリーアクセス、管理されたアクセス、及び部分的に管理されたアクセスを含む、ＨＳＢＳサービスに関するいくつかの可能な申込み／収入モデルがある。フリーアクセスに関して、加入しないことがサービスを受信するためにモービルにとって要求される。ＢＳは、暗号化しないでコンテントを放送し、関心のあるモービルは、コンテントを受信する。サービスプロバイダに対する収入は、宣伝を通して発生されることが可能であり、放送チャネルにおいて送信されることも可能性がある。例えば、上映予定の映画クリップは、送信される可能性があり、それに対して制作会社がサービスプロバイダに支払う。

管理されたアクセスに関して、ＭＳユーザは、サービスに加入し、受信する放送サービスに対応する料金を支払う。サービスに加入していないユーザは、ＨＳＢＳサービスを受信できない。管理されたアクセスは、ＨＳＢＳ送信／コンテントを暗号化することによって達成でき、その結果、加入したユーザだけがコンテントを復号化できる。これは、無線放送暗号化キー交換手順を使用する可能性がある。このスキームは、強いセキュリティを与え、そしてサービスが盗まれることを防止する。

ハイブリッドアクセススキーム、部分的に管理されたアクセスと呼ばれる、は、断続的な暗号化されていない宣伝送信とともに、暗号化された申込みに基づいたサービスとしてＨＳＢＳサービスを提供する。これらの宣伝は、暗号化されたＨＳＢＳサービスへの申込みを促進するために意図される可能性がある。そのような暗号化されていないセグメントのスケジューリングは、外部の手段を通して知られる。

ワイアレス通信システム２００は、図７に示されている。ここで、ビデオ及びオーディオ情報は、コンテントサーバ（ＣＳ）２０１によってパケット化されたデータサービスネットワーク（ＰＤＳＮ）２０２へ提供される。ビデオ及びオーディオ情報は、テレビで放送されるプログラミング若しくは無線送信からである可能性がある。情報は、ＩＰパケット中のようにパケット化されたデータとして提供される。ＰＤＳＮ２０２は、アクセスネットワーク（ＡＮ）の中で配布するためにＩＰパケットを処理する。図示されたように、ＡＮは、複数のＭＳ２０６と通信しているＢＳ２０４を含むシステムの部分として定義される。ＰＤＳＮ２０２は、ＢＳ２０４に接続される。ＨＳＢＳサービスに関して、ＢＳ２０４は、ＰＤＳＮ２０２から情報のストリームを受信し、システム２００中の加入者に指定されたチャネルにおいて情報を提供する。アクセスを制御するために、コンテントは、ＰＤＳＮ２０２へ提供される前にＣＳ２０１によって暗号化される。加入したユーザは、復号化キーを提供され、この結果、ＩＰパケットは、復号化できる。

図８は、ＭＳ３００を詳細に説明し、図７のＭＳ２０６と同様である。ＭＳ３００は、受信回路３０４に接続されたアンテナ３０２を有する。ＭＳ３００は、図７のＢＳ２０４と同様のＢＳ（図示されていない）から送信を受信する。ＭＳ３００は、ユーザ識別モジュール（ＵＩＭ）３０８及びモービル装置（ＭＥ）３０６を含む。受信回路は、ＵＩＭ３０８及びＭＥ３０６に接続される。ＵＩＭ３０８は、ＨＳＢＳ送信のセキュリティに対して確認手順を適用し、ＭＥ３０６へ種々のキーを提供する。ＭＥ３０６は、プロセシングユニット３１２に接続される可能性がある。ＭＥ３０６は、ＨＳＢＳコンテントストリームの復号化を含む、しかしこれに限定されないが、実質的なプロセシングを実施する。ＭＥ３０６は、メモリ記憶装置ユニット、ＭＥＭ３１０を含む。イグゼンプラリな実施形態では、ＭＥ３０６プロセシングユニット（図示されていない）中のデータ及びＭＥメモリ記憶装置ユニット、ＭＥＭ３１０、中のデータは、限定されたリソースの使用により未加入者によって容易にアクセスされる可能性があり、そしてそれゆえ、ＭＥ３０６は、安全でないと言われる。ＭＥ３０６に渡された若しくはＭＥ３０６によって処理されたいずれかの情報は、短い時間だけ安全に秘密に保たれる。それゆえ、ＭＥ３０６と共有される、キーのような、いかなる秘密情報は、頻繁に変更されることが望まれる。

ＵＩＭ３０８は、長時間にわたって秘密を保持すべき秘密情報（暗号化キーのような）を記憶し処理することを信用される。ＵＩＭ３０８が安全なユニットであるので、そこに記憶された秘密は、システムが頻繁に秘密情報を変更することを要求する必要がない。ＵＩＭ３０８は、安全ＵＩＭプロセシングユニット（ＳＵＰＵ）３１６と呼ばれるプロセシングユニット及び安全であると信用されている安全ＵＩＭメモリユニット（ＳＵＭＵ）３１４と呼ばれるメモリ記憶装置ユニットを含む。ＵＩＭ３０８の中で、ＳＵＭＵ３１４は情報への不当なアクセスを妨げるような方法で秘密情報を記憶する。秘密情報がＵＩＭ３０８から獲得されるのであれば、アクセスは、膨大な量のリソースを必要とする。ＵＩＭ３０８の中でも、ＳＵＰＵ３１６は、ＵＩＭ３０８に本質的でない及び／若しくはＵＩＭ３０８に本質的な可能性のある値の計算を実施する。計算の結果は、ＳＵＭＵ３１４に記憶されることができ、若しくはＭＥ３０６に渡されることができる。ＳＵＰＵ３１６を使用して実施した計算は、膨大な量のリソースを有するエンティティによってだけＵＩＭ３０８から獲得されることができる。同様に、ＳＵＭＵ３１４中に記憶されるように指定されたＳＵＰＵ３１６からの出力（しかし、ＭＥ３０６への出力ではない）は、不当な盗聴が膨大な量のリソースを必要とするように設計される。ある実施形態では、ＵＩＭ３０８は、ＭＳ３００中の固定ユニットである。安全なメモリ及びＵＩＭ３０８中のプロセシングに加えて、ＵＩＭ３０８は、電話番号、ｅ−メールアドレス情報、ウェブページ若しくはＵＲＬアドレス情報、及び／若しくはスケジューリング機能、等を含む情報を記憶するための、安全でないメモリ及びプロセシング（図示されていない）も含むことができる。

代わりの実施形態は、取外し可能な及び／若しくは再プログラム可能なＵＩＭを提供する。イグゼンプラリな実施形態では、ＳＵＰＵ３１６は、セキュリティ及びキー手順を超える機能に対する大きなプロセシング能力を持たない。ここで、セキュリティ及びキー手順は、代表的にＨＳＢＳの放送コンテントの暗号化を可能にするために使用できる。代わりの実施形態は、より強いプロセシング能力を持っているＵＩＭを実施する可能性がある。

ＵＩＭ３０８は、特定のユーザに関連し、ＭＳ３００が、移動電話ネットワークにアクセスするような、ユーザに与えられた権利に名前をつけることを第１義的に認証することに使用される。それゆえ、あるユーザは、ＭＳ３００よりはむしろＵＩＭ３０８に関連する。同じユーザが、複数のＵＩＭ３０８に関連する可能性がある。

放送サービスは、加入したユーザにキーをどのようにして配布するかを決定するという問題に直面する。特定の時間に放送コンテントを復号化するために、ＭＥは、現在の復号化キーを知る必要がある。サービスの盗聴を避けるために、復号化キーは、頻繁に変更される、例えば、１つのサービスは１分毎にキーをアップデートする。これらの復号化キーは、ショートタームキー（ＳＫ）と呼ばれる。ＳＫは、短時間の間に放送コンテントを復号化するために使用され、そして、ＳＫは、ユーザに対する本質的な瞬間の値のある量を有すると仮定できる。例えば、この本質的な瞬間の値は、登録コストの一部である可能性がある。加入者のメモリ記憶装置ユニットＭＥＭ３１０から非加入者がＳＫを獲得するコストは、ＳＫの本質的な瞬間の値を超えると仮定する。それは、違法にＳＫを獲得するコストが、見返りを超え、その結果、最終的な利益がないことである。その結果、メモリ記憶装置ユニットＭＥＭ３１０中のＳＫを保護することの必要性は、減少する。しかしながら、秘密キーがＳＫのライフタイムより長いライフタイムを持つのであれば、この秘密キーを不法に獲得することのコストは、見返りより実際に少ない可能性がある。この状況において、メモリ記憶装置ユニットＭＥＭ３１０からそのようなキーを不法に獲得することに最終的な利益がある。これゆえに、理想的にはメモリ記憶装置ユニットＭＥＭ３１０は、ＳＫのライフタイムより長いライフタイムを有する秘密を記憶しないはずである。

種々の加入者ユニットにＳＫを配布するためにＣＳ（図示されていない）によって使用されたチャネルは、安全でないと仮定される。言い換えると、最適な設計は、チャネルは安全でなく、それに応じてＳＫを設計すると仮定する。それゆえ、所定のＳＫを配布する場合に、ＣＳは、非加入ユーザからＳＫの値を隠す技術を使用することを望む。さらに、ＣＳは、比較的短いタイムフレームの中でそれぞれのＭＥにおいてプロセシングするために可能性のある多数の加入者のそれぞれにＳＫを配布する。キー送信の周知の安全な方法は、伝統的にゆっくりであり、多数のキーの送信を必要とする。キー送信方法は、セキュリティと効率性の基準の所望の組み合わせに対して、一般に実行可能ではない。イグゼンプラリな実施形態では、非加入者が復号化キーを獲得できないような方法で、短いタイムフレームの中で加入者の大きなセットへ復号化キーを配布する実行可能な方法である。

イグゼンプラリな実施形態は、インターネットプロトコルと互換性のあるパケットで情報を送信することとして説明される。例えば、以下に説明されるような“ＩＰＳｅｃ”のようなものである。そしてそれゆえ、以下の説明は、ＩＰＳｅｃに関連して使用する用語の簡単な導入を与える。この用語は、イグゼンプラリな実施形態を説明するために有効であるが、この用語の使用は、ＩＰＳｅｃを使用して通信するためのイグゼンプラリな実施形態を限定することを意味するのではない。

ＩＰＳｅｃの基礎は、１９９５年８月にアール アトキンソンによる“インターネットプロトコルに関するセキュリティ体系”と題されたＲＦＣ１８２５、１９９５年８月にアール アトキンソンによる“ＩＰ認証ヘッダ”と題されたＲＦＣ１８２６、及び１９９５年８月にアール アトキンソンによる“ＩＰエンカプスレイティングセキュリティペイロード（ＥＳＰ）”と題されたＲＦＣ１８２７に詳細に述べられている。認証ヘッダは、ＩＰデータグラムに対する信頼性を与えるためのメカニズムである。ここで、ＩＰデータグラムは、一般に、ネットワーク制御情報及びＩＰヘッダと統合された、ペイロードとして呼ばれる有用な情報の集合体である。ネットワークルータは、ＩＰヘッダを使用し、適切なネットワークノードにパケットを案内する。ある環境では、認証ヘッダは、ＩＰデータグラムに対する認証も与えることができる。ＥＳＰは、ＩＰデータグラムに対する秘密性及び信頼性を与えるメカニズムであり、認証ヘッダとともに使用される可能性がある。ＩＰＳｅｃは、グループのエンティティ間の通信を暗号化する及び／若しくは認証するために使用する、暗号化キー及び暗号化アルゴリズムのような、パラメータを説明するために“セキュリティアソシエーション”を利用する。セキュリティアソシエーションのコンセプトは、ＩＰＳｅｃに基づいていない暗号化システムに適用する場合にも有効である。

ＩＰＳｅｃパケットは、セキュリティパラメータインデックス（ＳＰＩ）と呼ばれる３２ビットパラメータを含む。ＳＰＩは、宛て先アドレスとともに、ＩＰデータグラムのコンテントを暗号化及び／若しくは認証するために使用されたセキュリティアソシエーションを認識するために使用される。１つのエンティティは、セキュリティアソシエーションデータベース中のセキュリティアソシエーションを記憶でき、宛て先アドレス及びＳＰＩにしたがってセキュリティアソシエーションを検索する。ＩＰＳｅｃパケットの暗号化されたコンテントは、多くの場合ペイロードと呼ばれる。

イグゼンプラリな実施形態では、ＭＳ３００は、ワイアレス通信システムにおいてＨＳＢＳをサポートする。ＨＳＢＳへのアクセスを得るために、ユーザは、サービスに登録し、その後、加入しなければならない。申込みが一旦イネーブルされると、種々のキーが必要に応じてアップデートされる。登録プロセスにおいて、ＣＳ及びＵＩＭ３０８は、セキュリティアソシエーションを取り決めし、ユーザとＣＳとの間のセキュリティアソシエーションに対して要求される登録キー（ＲＫ）及び他のパラメータに合意する。ＣＳは、その後、ＲＫで暗号化された後続の秘密情報をＵＩＭ３０８へ送信できる。ＲＫは、ＵＩＭ３０８中で秘密として保持されるが、他のパラメータは、ＭＥ３０６中で保持される可能性がある。ＲＫは、所定のＵＩＭ３０８に対して固有である。すなわち、各々のユーザは、異なるＲＫを割り当てられる。登録プロセスだけでは、ユーザにＨＳＢＳへのアクセスを与えない。

前述のように、登録の後で、ユーザは、サービスに加入する。申込みプロセスにおいて、ＣＳは、共通放送アクセスキー（ＢＡＫ）の値をＵＩＭ３０８に送信する。ＲＫが、ＵＩＭ３０８に対して特定である間に、ＢＡＫは、複数のユーザに放送メッセージを暗号化するために使用されることに注意する。ＣＳは、ＵＩＭ３０８に固有のＲＫを使用して暗号化されたＢＡＫの値をＭＳ３００、及び特にＵＩＭ３０８に送信する。ＵＩＭ３０８は、ＲＫを使用して暗号化された版から元のＢＡＫの値を復元できる。他のパラメータとともに、ＢＡＫは、ＣＳと加入したユーザのグループとの間のセキュリティアソシエーションを形成する。ＢＡＫは、ＵＩＭ３０８中で秘密のまま保持される。一方、セキュリティアソシエーションの他のパラメータは、ＭＥ３０６の中に保持される可能性がある。ＣＳは、その後、ＳＫ情報（ＳＫＩ）と呼ばれるデータを放送する。ＳＫＩは、ＵＩＭ３０８中でＢＡＫと統合され、ＳＫを導出する。ＵＩＭ３０８は、その後、ＭＥ３０６にＳＫを渡す。このような方法で、ＣＳは、加入したユーザのＭＥへＳＫの新しい値を効率的に配布できる。以下に述べられるものは、どのようにしてＳＫがＳＫＩから導出されるか、及びＳＫＩが取る可能性がある形式のいくつかの例である。登録及び申込みプロセスは、詳細に論じられ、その後、ＳＫＩ及びＳＫが説明される。

登録に関して、ユーザが所定のＣＳに登録する場合に、ＵＩＭ３０８及びＣＳ（図示されていない）は、セキュリティアソシエーションをセットアップする。すなわち、ＵＩＭ３０８及びＣＳは、秘密登録キーＲＫに合意する。ユーザが複数のＵＩＭを有するのであれば、これらのＵＩＭは、ＣＳのやり方に依存して同一のＲＫを共有する可能性があるけれども、ＲＫは、各々のＵＩＭ３０８に固有である。この登録は、ユーザがＣＳによって申請された放送チャネルへ加入する場合に発生する可能性がある、若しくは、申込みの前に発生する可能性がある。１つのＣＳは、複数の放送チャネルを申請できる。ＣＳは、全てのチャネルに対して同一のＲＫでユーザを結び付けること、若しくは各々のチャネルに対して登録することをユーザに要求すること、及び異なるチャネルについて異なるＲＫで同一のユーザを結び付けることを選択できる。複数のＣＳは、同一の登録キーを使用すること、若しくはユーザが異なるＲＫを登録し、獲得するために各々のＣＳに対して要求することを選択できる。

このセキュリティアソシエーションをセットアップするための３つの共通シナリオは、以下を含む：１）３ＧＰＰシステムにおいて使用される認証されたキー契約（ＡＫＡ）方法；２）ＩＰＳｅｃにおいて使用されるようなインターネットキー交換（ＩＫＥ）方法；及び３）放送サービスプロビジョニング（ＯＴＡＳＰ）である。いずれの場合でも、ＵＩＭメモリユニットＳＵＭＵ３１４は、ここではＡ−キーとして呼ばれる秘密キーを含む。例えば、ＡＫＡ方法を使用して、Ａ−キーは、ＵＩＭ及び信用されたサードパーティ（ＴＴＰ）にだけ知られる秘密である。ここで、ＴＴＰは、１以上のエンティティからなる可能性がある。ＴＴＰは、代表的に、そこにユーザが登録されたモービルサービスプロバイダである。ＣＳとＴＴＰとの間の全ての通信は、安全であり、ＣＳは、ＴＴＰが放送サービスへの不法なアクセスをアシストしないはずであることを信用する。ユーザが登録する場合、ＣＳは、ユーザがサービスに対して登録することを望み、ユーザの要求の確認を与えるＴＴＰを知らせる。ＴＴＰは、暗号化技術のハッシュ関数と同様の関数を使用し、Ａ−キー及び登録キー情報（ＲＫＩ）と呼ばれる追加のデータからＲＫを計算する。ＴＴＰは、ＲＫ及び／若しくはＲＫＩを他のデータとともに安全なチャネルを介してＣＳへ渡す。ＣＳは、ＭＳ３００へＲＫＩを送信する。受信機回路３０４は、ＲＫＩをＵＩＭ３０８へ渡し、ＲＫＩをＭＥ３０６へ渡すことができる。ＵＩＭ３０８は、ＲＫＩ及びＵＩＭメモリユニットＳＵＭＵ３１４に記憶されたＡ−キーからＲＫを計算する。ＲＫは、ＵＩＭメモリユニットＳＵＭＵ３１４に記憶され、ＭＥ３０６へは直接与えられない。代わりの実施形態は、ＩＫＥシナリオ若しくはある他の方法を使用でき、ＲＫを設定する。ＣＳとＵＩＭ３０８との間のセキュリティアソシエーションの他のパラメータも、取り決められる。ＲＫは、ＵＩＭ３０８において秘密のまま保持され、一方、セキュリティアソシエーションの他のパラメータは、ＭＥ３０６において保持される可能性がある。イグゼンプラリな実施形態では、その中で、ＢＡＫが、ＲＫを使用して暗号化されたＩＰＳｅｃパケットとしてＵＩＭ３０８へ送信される。ＣＳ及びＭＳ３００は、セキュリティアソシエーションを指し示すために使用されたＳＰＩの値を取り決める。そして、このＳＰＩは、ＳＰＩ＿ＲＫとして表される。

ＡＫＡ法では、ＲＫは、ＣＳ、ＵＩＭとＴＴＰとの間で共有される秘密である。それゆえ、ここで使用されるように、ＡＫＡ法は、ＣＳとＵＩＭとの間の任意のセキュリティアソシエーションがＴＴＰを暗に含むということをほのめかす。放送チャネルへの不法なアクセスをＴＴＰがアシストしないことをＣＳが信用するので、任意のセキュリティアソシエーションにおけるＴＴＰの含むものは、セキュリティの違反を考慮しない。上記したように、キーがＭＥ３０６と共有されるのであれば、そのキーがたびたび変更されることが好ましい。これは、メモリ記憶装置ユニットＭＥＭ３１０に記憶された情報に非加入者がアクセスすることのリスクによる。そして、このようにして、管理された若しくは部分的に管理されたサービスへのアクセスを可能にする。ＭＥ３０６は、メモリ記憶装置ユニットＭＥＭ３１０にＳＫ、すなわち、放送コンテントを復号化するために使用するキー情報、を記憶する。ＣＳは、ＳＫを計算するために加入したユーザに対して十分な情報を送信する。加入したユーザのＭＥ３０６がこの情報からＳＫを計算できるのであれば、ＳＫを計算するために要求される追加の情報は、秘密である必要がない。この場合、非加入者のＭＥ３０６がこの情報からＳＫを計算できると仮定する。これゆえ、ＳＫの値は、ＣＳ及びＳＵＭＵ３１４によって共有された秘密キーを使用して、ＳＵＰＵ３１６において計算される。ＣＳ及びＳＵＭＵ３１４は、ＲＫの値を共有する。しかしながら、各々のユーザは、ＲＫの固有の値を有する。ＣＳがＲＫの値ごとに暗号化し、各々の加入ユーザにこれらの暗号化された値を送信するためには十分な時間がない。

申込みに関して、秘密情報ＳＫの効率的な配布を確実にするために、ＣＳは、各々の加入者ＵＩＭ３０８へ共通放送アクセスキー（ＢＡＫ）を定期的に配布する。各々の加入者に対して、ＣＳは、対応するＲＫを使用してＢＡＫを暗号化し、ＢＡＫＩ情報（ＢＡＫＩ）と呼ばれる値を獲得する。ＣＳは、加入したユーザのＭＳ３００へ対応するＢＡＫＩを送信する。例えば、ＢＡＫは、各々のＭＳに対応するＲＫを使用して暗号化されたＩＰパケットとして送信される可能性がある。イグゼンプラリな実施形態では、ＢＡＫＩは、キーとしてＲＫを使用して暗号化されたＢＡＫを含んでいるＩＰＳｅｃパケットである。ＲＫがユーザ毎のキーであるので、ＣＳは、各々の加入者に個々にＢＡＫを送信する必要がある。これゆえ、ＢＡＫは、放送チャネルを介して送信されない。ＭＳ３００は、ＵＩＭ３０８へＢＡＫＩを渡す。ＳＵＰＵ３１６は、ＳＵＭＵ３１４に記憶されたＲＫの値及びＢＡＫＩの値を使用してＢＡＫを計算する。ＢＡＫの値は、その後、ＳＵＭＵに記憶される。イグゼンプラリな実施形態では、ＢＡＫＩは、ＳＰＩ＿ＲＫとして表されたＳＰＩ値を含む。ＳＰＩ＿ＲＫは、ＲＫを含むセキュリティアソシエーションに対応する。ＩＰＳｅｃパケットがこのセキュリティアソシエーションにしたがって暗号化される場合に、ＵＩＭ３０８がペイロードを復号化できることを、ＭＳ３００は、知っている。したがって、ＭＳ３００がこのセキュリティアソシエーションにしたがって暗号化されたＩＰＳｅｃパケットを受信する場合、ＭＳ３００は、ＵＩＭ３０８へＢＡＫＩを渡し、ＵＩＭ３０８がＲＫを使用してペイロードを復号化することを指示する。

ＢＡＫをアップデートするための期間は、著しいオーバーヘッドを負担することなく、各々の加入者個々人にＣＳがＢＡＫを送信することを可能にするために十分であることが好ましい。ＭＥ３０６が長時間にわたって秘密を保持することを信用されていないので、ＵＩＭ３０８は、ＭＥ３０６へＢＡＫを提供しない。ＣＳと加入者のグループとの間のセキュリティアソシエーションの他のパラメータも、取り決められる。ある実施形態では、これらのパラメータは、固定であるが、他の実施形態では、これらのパラメータは、ＢＡＫＩの一部としてＭＳへ送信される可能性がある。ＢＡＫがＵＩＭ３０８中で秘密として保持されている一方で、セキュリティアソシエーションの他のパラメータは、ＭＥ３０６中で保持される可能性がある。ある実施形態では、そこでは、ＳＫが、ＢＡＫを使用して暗号化されたＩＰＳｅｃパケットとしてＭＳ３００へ送信し、ＣＳは、セキュリティアソシエーションをインデックスするために使用したＳＰＩとともに加入者に提供する。そして、ＳＰＩは、ＳＰＩ＿ＢＡＫと表される。

以下のパラグラフは、良好な申込みプロセスに引き続いてどのようにしてＳＫがアップデートされるかを論じる。ＢＡＫをアップデートしている各期間の中で、ショートタームインターバルは、ＳＫが放送チャネルにおいて配布される間に供給される。ＣＳは、暗号化技術関数を使用し、ＳＫ及びＳＫＩ（ＳＫ情報）の２つの値を決定する。その結果、ＳＫは、ＢＡＫ及びＳＫＩから決定されることができる。例えば、ＳＫＩは、ＢＡＫをキーとして使用するＳＫの暗号化である可能性がある。あるイグゼンプラリな実施形態では、ＳＫＩは、ＩＰＳｅｃパケットであり、そこではペイロードがＢＡＫをキーとして使用して暗号化されたＳＫの値を含む。あるいは、ＳＫは、ブロックＳＫＩ及びＢＡＫの連結に暗号化技術ハッシュ関数を適用することの結果である可能性がある。ＣＳは、理想的にはＳＫの値が事前に予測できないことを保証する。ＳＫが事前に予測できるのであれば、アタッカー、すなわち、不法にアクセスするエンティティ、は、未加入のユーザへ予測されたＳＫの値を送信できる。

一例として、ＳＫのＮ値が２４時間にわたって使用されると仮定する。ＳＫが１００％の精度で予測されるのであれば、アタッカーは、Ｎキーを計算するためにＵＩＭに依頼する必要があるだけである。アタッカーは、その後、未加入のユーザに利用できるＮキーを作成する。未加入のユーザは、各々の日の始めにキーをダウンロードでき、コストなしに若しくは不便さなしにＨＳＢＳサービスをアクセスできる。アタッカーが５０%の精度でＳＫを予測できるだけであれば、アタッカーは、ほぼ２Ｎキーを送信することを必要とする。予測の精度が減少すると、アタッカーによって生成されるべきキーの数は、増加する。アタッカーは、生成すること、記憶すること及び予測を配布することのコストが、不法なアクセスを与えることの利益を超えることを保証することによって、ＳＫへの予測を配布することを思い止まらせることができる。アタッカーによる任意の予測の精度が、十分に小さいことを保証することによって、アタッカーは、がっかりする可能性があり、それゆえキーの数が増加するにつれ、アタッカーは、不法なアクセスを与えることのコストが利益を超える点まで生成する。その結果、ＳＫを生成する任意のスキームは、理想的にはアタッカーの最善の予測が十分に小さな精度を有することを保証する。すなわち、ＳＫの計算は、小さな精度で事前に予測できるだけのあるランダム値を含む。

ＳＫが暗号化された形式で存在するあるイグゼンプラリな実施形態では、ＣＳが、ランダム若しくは、擬似ランダム関数を使用してＳＫを選択できる。代わりの実施形態では、ここでは、ＳＫがＳＫＩ及びＢＡＫに暗号化技術的関数を適用することによって導出される、ＣＳは、ＳＫＩを形成する時に予測できない値を導入する。ＳＫＩのある部分は、予測できる可能性がある。例えば、ＳＫＩの一部分は、このＳＫＩが有効である期間であるシステム時間から導出される可能性がある。ＳＫＩ＿ＰＲＥＤＩＣＴと表されるこの部分は、放送サービスの一部としてＭＳ３００へ送信される可能性がない。ＳＫＩのリマインダ、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭは、予測できない可能性がある。すなわち、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭは、低い精度で予測される。ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭは、放送サービスの一部としてＭＳ３００へ送信される。ＭＳ３００は、ＳＫＩ＿ＰＲＥＤＩＣＴ及びＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭからＳＫＩを再現し、ＵＩＭ３０８へＳＫＩを供給する。ＳＫＩは、ＵＩＭ３０８の中で再現される可能性がある。ＳＫＩの値は、それぞれの新しいＳＫに対して変化する。このようにして、ＳＫＩ＿ＰＲＥＤＩＣＴ及び／若しくはＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭのいずれかは、新しいＳＫを計算する場合に変化する。

ＣＳは、放送送信のためにＢＳへＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭを送信する。ＢＳは、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭを放送する。これは、アンテナ３０２によって検出され、受信回路３０４へ渡される。受信回路３０４は、ＭＳ３００へＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭを供給する。ここで、ＭＳ３００は、ＳＫＩを再現する。ＭＳ３００は、ＵＩＭ３０８へＳＫＩを供給する。ここでＵＩＭ３０８は、ＳＵＭＵ３１４に記憶されたＢＡＫを使用してＳＫを獲得する。ＳＫは、その後、ＭＥ３０６によってＵＩＭ３０８へ供給される。ＭＥ３０６は、メモリ記憶装置ユニット、ＭＥＭ３１０にＳＫを記憶する。ＭＥ３０６は、ＳＫを使用し、ＣＳから受信した放送送信を復号化する。

ＣＳ及びＢＳは、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭが送信される場合に対していくつかの基準に合意する。ＣＳは、ＳＫを頻繁に変更することによって各々のＳＫ中に内在する一時的な値を削減することを望む可能性がある。この状況においては、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭデータを変更することの要望は、利用できるバンド幅を最適化することに対してバランスされる。いくつかのイグゼンプラリな実施形態では、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭは、暗号化されたコンテントともに送信される。これは、ＭＳ３００がＳＫを生成し、直ちに復号化することを開始できるようにする。多くの状況において、これはバンド幅を無駄にする。１つの例外は、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭが通信のパラメータとして送信されるスキームである。例えば、以下にさらに詳細に論じるように、ＩＰＳｅｃ中のＳＰＩ値は、変化することが可能であり、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭ値を含めて活用できる。

他の実施形態では、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭは、暗号化されたコンテントから独立して送信される。ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭは、放送チャネル以外のチャネルで送信される可能性さえある。ユーザが放送チャネルに“同調させる”場合に、受信回路３０４は、“コントロールチャネル”から放送チャネルの位置を探すための情報を獲得する。ユーザが放送チャネルに“同調させる”場合に、早いアクセスを可能にすることが好ましい可能性がある。これは、ＭＥ３０６が短い時間の間にＳＫＩを獲得することを必要とする。ＭＥ３０６は、既にＳＫＩ＿ＰＲＥＤＩＣＴを知っている可能性があるが、ＢＳは、この短い時間の間にＭＥ３００へＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭを供給する。例えば、ＢＳは、放送チャネルの位置を探すための情報とともに、コントロールチャネルにおいてＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭを頻繁に送信する可能性がある、若しくは放送チャネルにおいてＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭを頻繁に送信する可能性がある。ＢＳがＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭの値を“リフレッシュする”ことがより頻繁になると、ＭＳ３００は、より早く放送メッセージをアクセスできる。あまり頻繁にＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭデータを送信することは、コントロールチャネル若しくは放送チャネルにおいて許容できないバンド幅の量を使用する可能性があるので、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭデータをリフレッシュすることの要求は、利用可能なバンド幅を最適化することに対してバランスされる。

ある状況において、ＣＳは、ＳＫＩ＿ＰＲＥＤＩＣＴ及びＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭの値を使用することを選択できる。ここで、両者は、生成されたＳＫの値毎に変更する。他の状況において、ＣＳは、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭが変更する回数を減少することを望む可能性がある、その結果、ＭＳ３００は、それほど頻繁にＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭを獲得することはない。例えば、ユーザが、複数のＨＳＢＳチャネルの間で頻繁に変更するのであれば、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭの値が、５分間、その間にユーザが他のチャネルに同調させる、に変更される可能性がなければ、さらに良いはずである。ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭを変更したのであれは、ユーザは、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭの新しい値が放送されるまで待たなければならず、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭができるだけ長い間一定値のままであれば、そのようなスキームは、より“ユーザフレンドリ”であるはずであることを示している。ＣＳは、ＳＫＩ＿ＰＲＥＤＩＣＴに対する値を使用することによって、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭ値のライフタイムに間にＳＫの複数の値を使用することを望む可能性がある。ＳＫＩ＿ＰＲＥＤＩＣＴは、ＣＳがＳＫを変更しようと望む場合にはいつでも変更される。１つの例は、システム時間を使用する。しかしながら、システム時間を使用することは、同期に関する付加的な問題を導入する。

放送コンテントの暗号化及び送信に関して、ＣＳは、現在のＳＫを使用して放送コンテントを暗号化する。イグゼンプラリ実施形態は、アドバンスト暗号化標準（ＡＥＳ）サイファーアルゴリズムのような暗号化アルゴリズムを採用する。イグゼンプラリな実施形態では、暗号化されたコンテントは、その後、これから論じるエンカプスレーティングセキュリティペイロード（ＥＳＰ）搬送モードにしたがったＩＰＳｅｃパケットによって搬送される。ＩＰＳｅｃパケットは、ＳＰＩ値も含む。ＳＰＩ値は、ＭＥ３０６が現在のＳＫを使用して受信した放送コンテントを復号化することを指示する。暗号化されたコンテントは、放送チャネルを介して送信される。

受信回路３０４は、直接ＵＩＭ３０８へＲＫＩ及びＢＡＫＩを供給する。さらに、ＣＳがＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭ及びＳＫＩ＿ＰＲＥＤＩＣＴからＳＫを計算するのであれば、受信回路３０４は、ＭＳ３００の適切な部分へＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭを供給する。そこでは、ＳＫＩ＿ＰＲＥＤＩＣＴと統合され、ＳＫＩを得る。ある実施形態では、ＳＫＩは、暗号化されたメッセージに添付され、そしてＭＥ３０６によって抽出される。ＳＫＩは、ＭＳ３００の関連する部分によってＵＩＭ３０８へ供給される。ＵＩＭ３０８は、ＲＫＩからＲＫを計算し、ＢＡＫを獲得するためにＲＫを使用してＢＡＫＩを復号化し、そしてＳＫＩ及びＢＡＫを使用してＳＫを計算して、ＭＥ３０６による使用に対するＳＫを生成する。ＭＥ３０６は、ＳＫを使用して放送コンテントを復号化する。そのイグゼンプラリな実施形態のＵＩＭ３０８は、リアルタイムで放送コンテントを復号化のために十分に強力でない可能性があり、それゆえ、ＳＫは、放送を復号化するためにＭＥ３０６へ渡される。

図９及び図１０は、あるイグゼンプラリな実施形態にしたがってＲＫ、ＢＡＫ及びＳＫを含むキーの送信及びプロセシングを示す。図示されたように、登録において、ＭＳ３００は、ＲＫ情報（ＲＫＩ）を受信し、ＵＩＭ３０８へそれを渡す。ここで、ＳＵＰＵ３１６は、ＲＫＩ及びＡ−キーを使用してＲＫを計算し、ＵＩＭメモリ記憶装置ＳＵＭＵ３１４にＲＫを記憶する。ＭＳ３００は、ＵＩＭ３０８に特定のＲＫ値を使用して暗号化されたＢＡＫを含むＢＡＫ情報（ＢＡＫＩ）を定期的に受信する。暗号化されたＢＡＫＩは、ＳＵＰＵ３１６によって復号化され、ＢＡＫを復元する。ＢＡＫは、ＵＩＭメモリ記憶装置ＳＵＭＵ３１４に記憶される。ＭＳ３００は、さらにＳＫＩを定期的に獲得する。あるイグゼンプラリな実施形態では、ＭＳ３００は、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭを受信する。ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭは、ＳＫＩ＿ＰＲＥＤＩＣＴと統合され、ＳＫＩを形成する。ＳＵＰＵ３１６は、ＳＫＩ及びＢＡＫからＳＫを計算する。ＳＫは、放送コンテントを復号化するためにＭＥ３０６へ供給される。

イグゼンプラリな実施形態では、ＣＳキーは、暗号化され、ＭＳへ送信される必要性がない。ＣＳは、代わりの方法を使用できる。各ＭＳへの送信のためにＣＳによって生成されたキー情報は、ＭＳがキーを計算するために十分な情報を提供する。図１１のシステム３５０に示されたように、ＲＫがＣＳによって生成されるが、ＲＫ情報（ＲＫＩ）がＭＳへ送信される。ＣＳは、ＵＩＭがＲＫを導出するために十分な情報を提供する。ここで、予め決められた関数が、ＣＳから送信された情報からＲＫを導出するために使用される。ＲＫＩは、Ａ−キー及び他の値、例えばシステム時間、からオリジナルのＲＫをＭＳが決定するために十分な情報を含み、ｄ１と名付けられた予めきめられたパブリック関数を使用する。ここで：
ＲＫ＝ｄ１（Ａ−キー，ＲＫＩ） （３）
イグゼンプラリな実施形態では、関数ｄ１は、暗号化技術タイプの関数を規定する。ある実施形態にしたがって、ＲＫは、以下のように決定される：
ＲＫ＝ＳＨＡ′（Ａ−キー‖ＲＫＩ） （４）
ここで、“‖”は、Ａ−キーとＲＫＩを含むブロックの結合を表し、ＳＨＡ′（Ｘ）は、与えられた入力Ｘの安全ハッシュアルゴリズムＳＨＡ−１の出力の最後の１２８−ビットを表す。代わりの実施形態では、ＲＫは以下のように決定される：
ＲＫ＝ＡＥＳ（Ａ−キー，ＲＫＩ） （５）
ここで、ＡＥＳ（Ｘ，Ｙ）は、１２８−ビットＡ−キーを使用して１２８−ビットブロックＲＫＩの暗号化を表す。ＡＫＡプロトコルに基づいた次の実施形態では、ＲＫは、３ＧＰＰキー生成関数ｆ３の出力として決定される。ここで、ＲＫＩは、ＲＡＮＤの値及び標準によって規定されたようにＡＭＦとＳＱＮの適切な値を含む。

ＲＫの異なる値を有する複数のユーザがＢＡＫの同じ値を計算しなければならないという理由で、ＢＡＫは、異なる手法で処理される。ＣＳは、ＢＡＫを決定するための任意の技術を使用できる。しかしながら、特定のＵＩＭ３０８に関連するＢＡＫＩの値は、そのＵＩＭ３０８に関連した固有のＲＫの下でのＢＡＫの暗号化である。ＳＵＰＵ３１６は、ｄ２と表された関数にしたがって、ＳＵＭＵ３１４に記憶されたＲＫを使用してＢＡＫＩを復号化し、次式にしたがう：
ＢＡＫ＝ｄ２（ＢＡＫＩ，ＲＫ） （６）
代わりの実施形態では、ＣＳは、ＲＫを使用してＢＡＫに対する復号化プロセスを適用することによってＢＡＫＩを計算することができ、ＳＵＰＵ３１６は、ＲＫを使用してＢＡＫＩに対する暗号化プロセスを適用することによってＢＡＫを獲得する。これは、ＣＳがＢＡＫを暗号化すること及びＳＵＰＵ３１６がＢＡＫＩを復号化することと同等であると考えられる。代わりの実施形態は、図１１に示されたものに加えて若しくはその代わりに任意の数のキーの組み合わせを実行する可能性がある。

ＳＫは、ＲＫと同様な手法で処理される。いくつかの実施形態では、ＳＫＩは、ＳＫＩ＿ＰＲＥＤＩＣＴ及びＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭから最初に導出される。ここで、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭは、ＣＳからＭＳへ送信された情報である。その後、ｄ３で表された予め決められた関数が、ＳＫＩ及び（ＳＵＭＵ３１４に記憶された）ＢＡＫからＳＫを導出するために使用され、次式にしたがう：
ＳＫ＝ｄ３（ＢＡＫ，ＳＫＩ） （７）
ある実施形態では、関数ｄ３は、暗号化技術タイプの関数を定義する。あるイグゼンプラリな実施形態では、ＳＫは、以下のように計算される：
ＳＫ＝ＳＨＡ（ＢＡＫ‖ＳＫＩ） （８）
ところが、他の実施形態では、ＳＫは、以下のように計算される：
ＳＫ＝ＡＥＳ（ＢＡＫ，ＳＫＩ） （９）
放送メッセージに対するセキュリティを与える方法が、図１２−図１５に示される。図１２は、登録プロセス４００を示す。ここで、加入者は、ステップ４０２においてＣＳと登録を取り決める。ステップ４０４における登録は、固有のＲＫをＵＩＭに与える。ＵＩＭは、ステップ４０６において安全メモリユニット（ＳＵＭＵ）にＲＫを記憶する。図１３は、ＣＳとＭＳとの間の申込みプロセシング４２０を示す。ステップ４２２において、ＣＳは、ＢＡＫタイムピリオドＴ１の間ＢＡＫを生成する。ＢＡＫは、ＢＡＫタイムピリオドＴ１の全体を通して有効である。ここで、ＢＡＫは、定期的にアップデートされる。ステップ４２４において、ＣＳは、ＢＡＫタイマピリオドＴ１の間に放送コンテント（ＢＣ）へＵＩＭがアクセスすることを認可する。ステップ４２６において、ＣＳは、各々の加入者に対するそれぞれ個々のＲＫを使用してＢＡＫを暗号化する。暗号化されたＢＡＫは、ＢＡＫＩとして呼ばれる。ＣＳは、その後、ステップ４２８においてＵＩＭへＢＡＫＩを送信する。ＵＩＭは、ＢＡＫＩを受信し、ステップ４３０においてＲＫを使用して復号化を実施する。復号化されたＢＡＫＩは、もともと生成されたＢＡＫに結果としてなる。ＵＩＭは、ステップ４３２において、ＳＵＭＵにＢＡＫを記憶する。

ユーザが、特定のＢＡＫアップデート期間の間に放送サービスに加入する場合、ＣＳは、適切な情報ＢＡＫＩを送信する。ここで、ＢＡＫＩは、ＲＫで暗号化されたＢＡＫに対応する。これは、典型的に、このＢＡＫアップデート期間の始まる前に、若しくは、ＭＳがこのＢＡＫアップデート期間の間に放送チャネルに最初に同調する場合に発生する。これは、種々の基準にしたがってＭＳ若しくはＣＳによって開始される可能性がある。複数のＢＡＫＩは、送信され、同時に復号化される可能性がある。

ＢＡＫアップデート期間の期限切れが差し迫っている場合には、ＭＳが次のＢＡＫアップデート期間に対して加入しているのであれば、ＭＳは、ＣＳからアップデートされたＢＡＫを要求できることに注意する。代わりの実施形態では、第１のタイマｔ１が、ＣＳによって使用される。ここで、タイマの期限切れ、すなわち、ＢＡＫアップデート期間のサティスファクション（satisfaction）によって、ＣＳは、ＢＡＫを送信する。ＣＳは、ＢＡＫの値を最初に意図していたより早く変更する。これは、例えば、ＢＡＫの現在の値が、公開されているのであれば、好ましい可能性がある。

例えば、ＢＡＫアップデートが月毎に実施される場合に、加入者は、月途中のサービスに加入すると、ユーザが、ＢＡＫアップデート期間の間にＢＡＫを受信することが可能であることに注意する。さらに、ＢＡＫ及びＳＫアップデートに関するタイムピリオドは、同期される可能性があり、その結果、全ての加入者は、所定の時にアップデートされる。

図１７は、イグゼンプラリな実施形態にしたがったワイアレス通信システム５００における登録プロセスを示す。ＣＳ５０２は、各々の加入者、すなわち、ＭＳ５１２、と取り決めし、加入者のそれぞれに特定のＲＫを生成する。ＲＫは、各ＭＳのＵＩＭ中のＳＵＭＵユニットへ供給される。図示されたように、ＣＳ５０２はＲＫ_１を生成し、ＲＫ_１はＵＩＭ_１５１２中のＳＵＭＵ_１５１０に記憶される。同様に、ＣＳ５０２は、ＲＫ_２及びＲＫ_Ｎを生成し、これらは、それぞれＵＩＭ_２５２２中のＳＵＭＵ_２５２０及びＵＩＭ_Ｎ５３２中のＳＵＭＵ_Ｎ５３０に記憶される。

図１８は、システム５００における加入プロセスを示す。ＣＳ５０２は、さらに複数のエンコーダ５０４を含む。エンコーダ５０４のそれぞれは、ＣＳ５０２で生成された固有の複数のＲＫ及びＢＡＫ値の１つを受信する。各エンコーダ５０４の出力は、加入者に対して暗号化された特定のＢＡＫＩである。ＢＡＫＩは、ＵＩＭ_１５１２のような各ＭＳのＵＩＭにおいて受信される。各々のＵＩＭは、ＵＩＭ_１５１２のＳＵＰＵ_１５１４及びＳＵＭＵ_１５１０とＵＩＭ _Ｎ ５３２のＳＵＰＵ _Ｎ ５３４及びＳＵＭＵ _Ｎ ５３０のようなＳＵＰＵ及びＳＵＭＵを含む。ＳＵＰＵは、ＵＩＭのＲＫの適用によってＢＡＫを復元するデコーダ５１６又はデコーダ５３６のようなデコーダを含む。プロセスは、各加入者において繰り返される。

図２０は、登録及び申込み後のＢＣのプロセシングを示す。ＣＳ５０２は、エンコーダ５６０を含む。エンコーダは、現在のＳＫを使用してＢＣをエンコードし、ＥＢＣを生成する。ＥＢＣは、その後、加入者に送信される。各ＭＳは、エンコーダ５４４又はエンコーダ５５４のようなエンコーダを含む。エンコーダは、ＳＫを使用してＥＢＣからＢＣを抽出する。

以下の説明は、４つのイグゼンプラリな実施形態を考慮する。イグゼンプラリな実施形態は、ＳＫをアップデートし、コンテントを放送するために使用される可能性がある。第１のイグゼンプラリな実施形態では、ＳＫは、ＢＡＫ及び放送コンテントを含んでいるＩＰＳｅｃパケットのヘッダ中のＳＰＩ値から導出される。第２のイグゼンプラリな実施形態では、ＳＫは、ＢＡＫ、ＲＡＮＤと表わされる放送ランダム値及び放送コンテントを含んでいるＩＰＳｅｃパケットのヘッダ中のＳＰＩ値から導出される。第３のイグゼンプラリな実施形態では、ＳＫは、ＢＡＫ、システムタイム及びＳＫ＿ＲＡＮＤと表わされる放送ランダム値から導出される。第４のイグゼンプラリな実施形態では、ＳＫは、ＢＡＫを使用して暗号化されたＩＰＳｅｃパケットとして送信される。さらに他の実施形態は、上にリストされた実施形態の組み合わせとしてＳＫを与える可能性がある、若しくは、他のメカニズムを使用して、放送サービスへの許可されていないアクセスを阻止するために多くの場合十分であるＳＫをＭＳへ与える。

ショートタームキー（ＳＫ）は、放送コンテントを暗号化し、復号化するために使用され、そして認可されていないアクセスに無防備である可能性があるメモリ中に記憶されるので、ここで、ＳＫは、典型的には、頻繁に変更される。以下の４つの目的とバランスさせながら、どのようにしてＳＫを頻繁に変更するかのような問題が存在する。１）放送に最近同調させた移動局に対して、ＳＫアップデート待ち時間若しくはブラックアウト期間を最小にすること；２）ＳＫ値をアップデートするために使用するバンド幅の量を最小にすること；３）セキュリティのレベルを増加させること；及び４）ＳＫがＩＰＳｅｃに組み込まれることの容易性を増加させることである。頻繁なアップデートを送信するためにより多くのバンド幅を必要とすることを犠牲にすることを除けば、頻繁なアップデートは、ブラックアオウト期間を減少する可能性がある。

１つの解が、いかなる追加のバンド幅を使用しないで、各々の暗号化された放送コンテントパケットにおいてＳＫアップデートを実施するための十分な情報を提供する方法を与える。それゆえ、ブラックアウト期間は、追加のバンド幅の要求を負担することを必要としないで最小化される可能性がある。ＳＫアップデートを実施するために、ここで説明した４つのイグゼンプラリな実施形態は、様々な長所と短所とを有する。４つ全ての実施形態は、十分に安全な方法を提供する。第１の実施形態は、ブロックアウト期間を削除し、ＳＫ値をアップデートするために追加のバンド幅を使用しない。他の実施形態は、高い使用の期間の間にブラックアウト期間を負担する可能性がある。第１の実施形態も、ＩＰＳｅｃに容易に組み込まれる。

ＳＫアップデートを実施するための第１の実施形態にしたがえば、上記の問題は、ＳＫを定義することによって解決される。ＳＫは、放送アクセスキー（ＢＡＫ）及びＥＳＰヘッダ中のＳＰＩの関数として所定のＩＰＳｅｃパケットを暗号化する。このような方法で、別のストリームでＳＫを与えるよりはむしろ、ＳＫは、コンテントストリームから計算される。ＭＳが、上記で説明したようにＢＡＫを既に受信したと仮定すると、ＭＳは、いくつかの追加のＳＫアップデート情報を待つ必要なしに、各々のコンテントパケットに対するＳＫを直ちに計算できる。これは、新しい放送受信に関するいかなるＳＫアップデート待ち時間を効率的に削除できる。ＭＳがコンテントパケットを受信するとすぐに、ＭＳは、直ちにＳＫを決定でき、コンテントを復号化できる。

ＭＳにおいてＳＫを計算するために十分な情報は、ＩＰＳｅｃパケットに供給される。ＩＰＳｅｃパケットは、ＩＰエンカプスレーティングセキュリティペイロード（ＥＳＰ）を利用し、上述したように１９９５年８月、アール アトキンソンによる“ＩＰエンカプスレーティングセキュリティペイロード（ＥＳＰ）”と題されたＲＦＣ１８２７に詳細に説明されている。ＥＳＰは、ＩＰデータグラムに対して完全性とセキュリティを与えるためのメカニズムである。ある環境において、ＩＰデータグラムに対する認証も与えることができる。図２１は、１実施形態にしたがってＩＰヘッダ６０２、ＥＳＰヘッダ６０４、及びペイロード６０６を含んでいるＩＰＳｅｃパケット６００を示す。エンカプスレーティングセキュリティペイロード（ＥＳＰ）は、ＩＰヘッダの後で最後のトランスポートレイヤプロトコル前の任意の場所に現れる可能性がある。一般に、ＥＳＰは、暗号化されていないヘッダに続く暗号化されたデータからなる。

ＥＳＰヘッダフィールド６０４は、ＳＰＩと呼ばれるセキュリティアソシエーションアイデンティファイアを含む。上記で説明した第１の実施形態にしたがって、放送コンテントを含んでいるＩＰＳｅｃパケットは、ＳＰＩ＿ＳＫと名付けられたＳＫに関係するＳＰＩ、を含む。図２２は、対応する３２ビットＳＰＩ＿ＳＫ６１０のフォーマットを示す。ＳＰＩ＿ＳＫ６１０は、２つの部分：ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ６１２及びＢＡＫ＿ＩＤ６１４に分解される。ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ６１２は、統計的にランダムな乱数であり、ＳＫを計算するためにも使用される。ＳＫは、対応する放送コンテント若しくはペイロードを暗号化し、復号化するために使用される。ＳＰＩ＿ＲＡＮＤパラメータは、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ値を変更することによってコンテントに対する実効的なＳＫ値を、コンテントサーバ（ＣＳ）が頻繁に変更することを可能にする。このようにして、ＳＫ値をすぐに計算するために必要なパラメータをＭＳに供給する。さらに、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤは、上記で論じた、ＳＫＩ＿ＲＡＮＤＯＭの役割を果たす。ＳＰＩ＿ＲＡＮＤのランダムさは、アタッカーが高精度でＳＫの値を予測できないことを確実にする。ＳＰＩは、既にＩＰＳｅｃ暗号化されたパケット中の標準パラメータである、すなわち、ＥＳＰに対して指定されているので、本実施形態は、別のストリームとしてＳＫを送信することに典型的に関連する追加のバンド幅を負担することがない。ＢＡＫ＿ＩＤは、ＳＫ値の計算のためにどのＢＡＫ値を使用するかを指示する。ある実施形態では、ＢＡＫ＿ＩＤは、４ビットタグである。ここで、各々のタグは、ＢＡＫ値に関連する。ＭＳが申込みを実施する場合に、ＭＳは、メモリ記憶装置ユニット中に各受信したＢＡＫ＿ＩＤ及び対応するＢＡＫ値を記憶する。ある実施形態にしたがって、ＭＳは、各々の対応するＢＡＫ＿ＩＤに結び付けられたＢＡＫ値を記憶するルックアップテーブル（ＬＵＴ）を含む。ＢＡＫ ＬＵＴは、ＵＩＭ中の安全なメモリに含まれる。

図２４は、ＢＡＫ ＬＵＴ６３０を示す。ＬＵＴ６３０への各々のエントリは、ＢＡＫ＿ＩＤ、対応するＢＡＫ値、及び組み合わせの有効性の失効を明らかにする。失効は、ＢＡＫ＿ＩＤの値が小さな数であるために導入される。代わりの実施形態は、ＢＡＫ ＬＵＴにおいて失効した値を使用することを避けることができる。ある実施形態では、ＢＡＫ＿ＩＤの１６の値だけが使用される。新しいＢＡＫが毎月発行されるのであれば、ＢＡＫ＿ＩＤの値は、１６ヶ月後に繰り返される。そのときには、どちらのＢＡＫの値が有効であるかについて混乱する可能性がある。失効は、新しいエントリが失効したエントリを置き換えた後のタイムアウト期間を与える。ＢＡＫ ＬＵＴは、１以上のＢＡＫの値を記憶することが必要である可能性がある。この１つの理由は、ＣＳが、ＢＡＫ値が有効になる前に、ＭＳへＢＡＫ値を送信することを望む可能性があることである。さらに、ＣＳは、同時に有効な複数のＢＡＫ値を持つことを望む可能性がある。ここで、異なるＢＡＫ値は、異なるＳＫ値を計算するために使用される可能性がある。ＢＡＫ ＬＵＴがＢＡＫ＿ＩＤに対応する現在のＢＡＫを含まないのであれば、ＭＳは、申込みを実施し、正当なＢＡＫを取り戻す可能性がある。

ＳＰＩ＿ＳＫからＳＰＩ＿ＲＡＮＤ及びＢＡＫ＿ＩＤを抽出し、ＢＡＫ＿ＩＤに対応するＢＡＫを取り戻した後で、ＵＩＭは、暗号化技術関数ｇを使用してＢＡＫ及びＳＰＩ＿ＲＡＮＤからＳＫの値を計算する：
ＳＫ＝ｇ（ＢＡＫ，ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ） （１０）
ある実施形態では、関数ｇ（ＢＡＫ，ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ）は、ゼロを有する１２８ビットのビットにパッドされたＳＰＩ＿ＲＡＮＤの暗号化に対応し、キーとしてＢＡＫを用いる暗号化アルゴリズムを使用する：
ＳＫ＝ＡＥＳ（ＢＡＫ，ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ） （１１）
他の実施形態では、関数ｇ（ＢＡＫ，ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ）は、ＢＡＫとＳＰＩ＿ＲＡＮＤの連結に適用されたＳＨＡ−１の出力の１２８の最も重要でないビットを計算することに対応する：
ＳＫ＝ＳＨＡ（ＢＡＫ，ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ） （１２）
このような方法で、ＭＳによって受信された各パケットに対するＳＫの値を計算することはＵＩＭにとって必要でない。ＭＳは、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）のような、メモリ記憶装置ユニットに対応するＳＫ値とともにＳＰＩ＿ＳＫ値のそれぞれを記憶する。ＭＳは、セキュリティアソシエーションデータベース（ＳＡＤ）中にセキュリティアソシエーションとしてＳＰＩ＿ＳＫ及びＳＫ値を記憶できる。ＳＡＤは、１つのＬＵＴであり、その中に、ＭＳは、他のアプリケーションに対して必要な代表的なセキュリティアソシエーションを記憶する。セキュリティアソシエーションは、宛先アドレス及びＳＰＩにしたがってインデックスされる。新しいＳＫがＳＰＩ＿ＳＫの新しい値から生成される場合、古いセキュリティアソシエーションは、ＳＰＩ＿ＳＫ及びＳＫの新しい値を含んでいる新しいセキュリティアソシエーションによって置き換えられる。あるいは、ＭＳは、各放送チャネルに割り当てられた１つのＳＫ＿ＬＵＴとともに、ＳＫ＿ＬＵＴ中にＳＰＩ＿ＳＫ及びＳＫ値を記憶できる。図２３は、ＳＫ＿ＬＵＴ６２０を示す。ＬＵＴ６２０の各エントリは、ＳＰＩ＿ＳＫ及び対応するＳＫ値を明らかにする。ＭＳが放送コンテントパケットを受信する場合、ＭＥは、ＳＡＤ若しくはＳＫ ＬＵＴを最初にチェックし、テーブルが受信したパケットのＳＰＩに等しいＳＰＩ＿ＳＫの値を含むかを確認する。テーブルがそのような値を含むのであれば、ＭＥはこの値を使用し、そうでなければ、ＵＩＭはＳＫの新しい値を計算する。ＣＳも、ＢＡＫ ＬＵＴ、ＳＤＡ若しくはＳＫ＿ＬＵＴを持つことができる。

図２５及び図２６は、ＳＫアップデートを実施するための１つの実施形態を示す。図２５は、ＣＳの動作の方法７００を示す。各々のＩＰパケットに対して、ＣＳは、ＳＫを導出するために使用されるはずのＢＡＫを決定し、ステップ７０２においてＢＡＫに対応するＢＡＫ＿ＩＤを決定する。ＢＡＫ＿ＩＤは、複数のＢＡＫ値の間で識別を可能にするいずれかのタイプのアイデンティファイアである可能性がある。ＣＳは、ステップ７０６において申込みを実施することによって個々のユーザへＢＡＫ及びＢＡＫ＿ＩＤを送信する。ユーザは、申込み期間の前及びその間の様々な時点において申込みを実施できる。ステップ７０２及び７０６は、申込み期間が始まる前に生じる可能性がある。ステップ７１０において、ＣＳは、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ値に対するランダム値を選択する。ＢＡＫ＿ＩＤがｂビットを使用して表わされるのであれば、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤは、（３２−ｂ）ビットを使用して表わされる。ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ値は、１つのＢＡＫのライフタイムの間に繰り返されてはならない。ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ及びＢＡＫ＿ＩＤが一旦知られると、ＣＳはこれらを統合し（すなわち、ＢＡＫ＿ＩＤをＳＰＩ＿ＲＡＮＤに連結する）、ステップ７１２においてＳＰＩ＿ＳＫを生成する。ステップ７１４において、ＣＳは、暗号化技術関数を使用することによってＳＫを生成し、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤをＢＡＫ＿ＩＤに対応するＢＡＫと統合し、ＳＫを生成する。ＣＳは、その後、ステップ７１６においてＳＫを使用して放送メッセージ若しくはメッセージの一部を暗号化する。そして、ステップ７１８において暗号化されたメッセージを送信する。暗号化された放送メッセージは、ＩＰヘッダ及びＥＳＰヘッダを含むＩＰパケットの一部であることに注意する。ＥＳＰヘッダは、ＳＰＩ＿ＳＫを含む。判断ダイアモンド７２０において、ＣＳは、ＳＫを変更するかどうかを判断する。ＣＳがＳＫを変更しないと判断すれば、ＣＳはステップ７１６へ進む。ＣＳがＳＫを変更すると判断すれば、ＣＳは、判断ダイアモンド７２４へ進む。そこでは、ＣＳは、ＢＡＫを変更するかどうかを判断する。ＣＳがＢＡＫを変更しないと判断すれば、ＣＳはステップ７１０へ進む。ＣＳがＢＡＫを変更すると判断すれば、ＣＳは、ステップ７０２へ進む。

図２６は、ＭＳのような受信機において対応する動作を示す。方法７５０は、ステップ７５２において、受信機が、ＥＳＰヘッダ中にＳＰＩ＿ＳＫを含んでいるＩＰパケットを受信する時に始まる。受信機が、ＩＰパケットからＳＰＩ＿ＳＫ情報を抽出することに注意する。ＳＰＩ＿ＳＫを受信すると、受信機は、受信したＳＰＩ＿ＳＫ値に対応するＳＫがメモリ中に記憶されていないかをまずチェックする。

ある実施形態では、ＳＰＩ＿ＳＫは、図８のＭＥ３０６ユニット中に記憶されたＳＫ ＬＵＴに記憶され、他の実施形態では、ＳＰＩ＿ＳＫは、セキュリティアソシエーションデータベースに記憶される。これらのテーブルの両者は、ＳＰＩテーブルによって図２６中では表わされる。ＳＰＩテーブルのチェックは、判断ダイアモンド７５４において実施される。ＳＫ値が受信機のメモリ中に記憶されているのであれば、受信機は、ステップ７５６において、記憶されたＳＫ値を使用してコンテントパケットのペイロードを復号化することができる。受信機が、メモリ中に記憶されたＳＫ値を持っていないのであれば、受信機は、ステップ７５８において、ＳＰＩ＿ＳＫからＢＡＫ＿ＩＤ及びＳＰＩ＿ＲＡＮＤを抽出する。ステップ７６０において、ＢＡＫ ＬＵＴがＢＡＫ＿ＩＤに対応する有効なＢＡＫを持っているかをチェックする。ＢＡＫ ＬＵＴがＢＡＫ＿ＩＤに対応する有効なＢＡＫを持っているのであれば、受信機は、この値を選択し、ステップ７６４へ進む。ユーザがこの期間の間加入することを望んでいる場合のように、ＢＡＫ ＬＵＴがＢＡＫ＿ＩＤに対応する有効なＢＡＫを持っていないのであれば、ステップ７６２において示されたように、受信機は、申込みを実施し、有効なＢＡＫを獲得する。新しいＢＡＫは、ＢＡＫ ＬＵＴ中にＢＡＫ＿ＩＤとともに記憶され、そして受信機は、ステップ７６４へ進む。受信機は、ステップ７６４において、ＢＡＫ＿ＩＤに対応するＢＡＫ、すなわち、受信したＳＰＩ＿ＳＫ中のＢＡＫ＿ＩＤ、とＳＰＩ＿ＲＡＮＤ値（これも受信したＳＰＩ＿ＳＫ中にある）を統合し、新しいＳＫを計算する。受信機は、その後、ステップ７６６において、新しいＳＫ値を使用して、コンテントパケットのペイロードを復号化する。受信機は、対応するＳＰＩ＿ＳＫ及びおそらくＩＰＳｅｃパケットの宛先アドレスによってインデックスされたこのＳＫ値も記憶する。

ＳＫは、ＢＡＫの知識及びコンテントパケット中のＳＰＩ＿ＳＫ値から直接的に計算される。ＢＡＫは、ＳＫより頻繁には変更しない。例えば、ＢＡＫは、月に１回変更する可能性がある。それゆえ、受信機は、付加的な遅延なしに、そしてＳＫアップデートを送信するためにより多くのバンド幅を必要としないで、コンテントパケットから直ちにＳＫ値を決定できる。

ある実施形態にしたがって、ＳＫ計算は、以下のように与えられる：
ＳＫ＝ｆ（ＳＰＩ＿ＳＫ，ＢＡＫ） （１３）
ここで、この関数は、ＢＡＫを使用するＳＰＩ＿ＳＫの暗号化として定義される。ＳＰＩ＿ＳＫがＳＰＩ＿ＲＡＮＤ及びＢＡＫ＿ＩＤからなるので、式（１３）は、以下のように与えられることもできる：
ＳＫ＝ｆ（ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ，ＢＡＫ＿ＩＤ） （１４）
ＳＫアップデートを実施する第２のイグゼンプラリな実施形態は、ＳＫの計算に対してランダムさの追加の態様を導入する。ここで、ＳＫは、ＢＡＫ，ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ、及び追加のパラメータ、ＲＡＮＤの関数として定義される。ＲＡＮＤパラメータは、いくつかのＳＫ値に対して一定に保たれる。ＲＡＮＤは、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ及びＲＡＮＤの両方を変更することによって１つのＢＡＫ値から導出されるＳＫのさらに異なる値を可能にする。ＲＡＮＤが使用されないのであれば、多くても２^３２のＳＫの値があり、ＳＰＩを変化させることにより単一のＢＡＫから導出できる。しかしながら、９６ビットのＲＡＮＤが使用されるのであれば、２^２１８までのＳＫの値がある可能性があり、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ及びＲＡＮＤの両方を変化させることによって１つのＢＡＫから導出できる。（これらの数は、ＢＡＫ＿ＩＤを表わすために使用されるＳＰＩのビットに関連しない）。さて、ＳＰＩ＿ＳＫがＢＡＫだけを認識することよりはむしろ、ＳＰＩ＿ＳＫは、ＲＡＮＤを認識するための情報を含む。ＲＡＮＤ値を実行するために、ＳＰＩ＿ＳＫは、３つの部分に定式化できる：１）ＢＡＫ値を認識し、使用するためのＢＡＫ＿ＩＤ；２）ＲＡＮＤ値を認識し、使用するためのＲＡＮＤ＿ＩＤ；及び３）ＳＰＩ＿ＳＫにおいて頻繁に変更しているランダムさを与えるためのＳＰＩ＿ＲＡＮＤ値である。

図２７は、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ８０２、ＢＡＫ＿ＩＤ８０４、及びＲＡＮＤ＿ＩＤ８０６を含むＩＰパケットのＳＰＩ＿ＳＫ８００部分を示す。ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ８０２及びＢＡＫ＿ＩＤ８０４は、前述したものである。ＳＰＩ＿ＳＫを所定の若しくは指定されたビット長に維持するために、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ８０２は、図２２のようなＳＰＩ＿ＲＡＮＤ６１２より少ないビットを使用でき、ＲＡＮＤ＿ＩＤ８０６に対するビットを可能にする。ＲＡＮＤ＿ＩＤ８０６は、ＳＫの計算に使用されたＲＡＮＤ値に対応し、４ビットタグ若しくは他のアイデンティファイアである可能性がある。ＲＡＮＤ＿ＩＤ及び対応するＲＡＮＤ値は、受信機においてＬＵＴに記憶される。図２８は、ＲＡＮＤ ＬＵＴ８２０を示す。ＲＡＮＤ ＬＵＴ８２０は、ＲＡＮＤ＿ＩＤ及びＲＡＮＤ値に関連する失効をリスティングする各々のＲＡＮＤ値に関するエントリを含む。

図２９は、ＣＳの動作９００を示す。各々のＩＰパケットに対して、送信機は、ＳＫを導出するために使用されるＢＡＫを決定し、ステップ９０２においてＢＡＫに対応するＢＡＫ＿ＩＤを決定する。ＢＡＫ＿ＩＤは、複数のＢＡＫ値間のディスクリミネーションを可能にする任意のタイプのアイデンティファイアである可能性がある。ＣＳは、ステップ９０４において申込みを実施することによって個人個人のユーザへＢＡＫ及びＢＡＫ＿ＩＤを送信する。ユーザは、申込み期間の前及び期間中の種々の時点において、申込みを実施できる。ステップ９０２及び９０４は、申込み期間が始まる前に生じる可能性がある。ステップ９０６において、送信機は、ＲＡＮＤ値を選択し、対応するＲＡＮＤ＿ＩＤを決定する。ステップ９０８において、ＣＳは、ＭＳへ別々にＲＡＮＤ及びＲＡＮＤ＿ＩＤを送信できる、若しくはＲＡＮＤ及びＲＡＮＤ＿ＩＤを送信でき、放送チャネルにおいて放送される。ＲＡＮＤの値は、秘密にされる必要性がないので、暗号化されない。ＲＡＮＤ及びＲＡＮＤ＿ＩＤが放送されるのであれば、再送信の間の時間が長くないはずであり、ＭＳは、ＲＡＮＤ値を獲得する前に長時間待つ必要がない。ＲＡＮＤ及びＲＡＮＤ＿ＩＤを放送することは、長時間にわたり大きな量のバンド幅を使用することになる。しかしながら、多数のユーザがそのチャネルに同調するのであれば、大きな量のバンド幅が、各々のユーザへ別々にＲＡＮＤを送信するために必要になる。したがって、多数のユーザがそのチャネルに同調するのであれば、ＲＡＮＤ及びＲＡＮＤ＿ＩＤは、放送されるだけである。ステップ９１０において、ＣＳは、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤのランダム値を選択する。

一旦、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ、ＢＡＫ＿ＩＤ及びＲＡＮＤ＿ＩＤが知られると、送信機は、それらを統合し（例えば、ＲＡＮＤ＿ＩＤ及びＢＡＫ＿ＩＤをＳＰＩ＿ＲＡＮＤに連結する）、ステップ９１２においてＳＰＩ＿ＳＫを形成する。ＣＳは、暗号化技術の関数を使用し、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ、（ＢＡＫ＿ＩＤによって認識された）ＢＡＫ及び（ＲＡＮＤ＿ＩＤによって認識された）ＲＡＮＤを統合して、ステップ９１４においてＳＫを形成する。ＣＳは、その後、ステップ９１６においてＳＫで放送メッセージ若しくはメッセージの一部を暗号化し、ステップ９１８において暗号化されたメッセージを送信する。暗号化された放送メッセージが、ＩＰヘッダ及びＥＳＰヘッダを含むＩＰパケットの一部であることに注意する。ＥＳＰヘッダは、ＳＰＩ＿ＳＫを含む。判断ダイアモンド９２０において、ＣＳは、ＳＫを変更するかどうかを決定する。ＣＳがＳＫを変更しないと決定するのであれば、ＣＳは、ステップ９１６へ進む。ＣＳがＳＫを変更すると決定するのであれば、ＣＳは、判断ダイアモンド９２２へ進む。そこでは、ＣＳは、ＲＡＮＤを変更するかどうかを決定する。ＣＳがＲＡＮＤを変更しないと決定するのであれば、ＣＳは、ステップ９１０へ進む。ＣＳがＲＡＮＤ変更すると決定するのであれば、ＣＳは、判断ダイアモンド９２４へ進む。そこでは、ＣＳは、ＢＡＫを変更するかどうかを決定する。ＣＳがＢＡＫを変更しないと決定するのであれば、ＣＳは、ステップ９０６へ進む。ＣＳがＢＡＫを変更すると決定するのであれば、ＣＳは、ステップ９０２へ戻る。

図３０は、ＭＳのような受信機における対応する動作を示す。方法９５０は、ステップ９５２において受信機が、ＥＳＰヘッダにＳＰＩ＿ＳＫを含んでいるＩＰパケットを受信する時に開始する。受信機は、ＩＰパケットからＳＰＩ＿ＳＫ情報を抽出することに注意する。ＳＰＩ＿ＳＫを受信すると、受信したＳＰＩ＿ＳＫ値に対応するＳＫが、メモリ中に記憶されているかどうかを、判断ダイアモンド９５２において、受信機は先ずチェックする。ある実施形態では、ＳＰＩ＿ＳＫは、図８のＭＥユニット３０６に記憶されたＳＫ ＬＵＴ中に記憶される。そして、他の実施形態では、ＳＰＩ＿ＳＫは、セキュリティアソシエーションデータベース中に記憶される。両方のテーブルは、ＳＰＩテーブルとして図３０では表わされる。ＳＫ＿ＬＵＴのチェックは、判断ダイアモンド９５４において実施される。ＳＫ値が受信機においてメモリ中に記憶されるのであれば、受信機は、ステップ９５６において記憶されたＳＫ値を使用してコンテントパケットのペイロードを復号化することができる。受信機が、メモリ中にＳＫ値を記憶していないのであれば、受信機は、ステップ９５８においてＳＰＩ＿ＳＫからＢＡＫ＿ＩＤ及びＳＰＩ＿ＲＡＮＤを抽出する。 ステップ９６０において、ＢＡＫ ＬＵＴがＢＡＫ＿ＩＤに対応する有効なＢＡＫエントリを持っているかを、その後、受信機はチェックする。ＢＡＫ ＬＵＴがＢＡＫ＿ＩＤに対応する有効なＲＡＮＤを持っているのであれば、受信機は、この値を選択し、ステップ９６４へ進む。ＢＡＫ ＬＵＴがＢＡＫ＿ＩＤに対応する有効なＢＡＫを持っていないのであれば、（この期間に加入することをユーザが希望すると与えられていれば）受信機は、ステップ９６２において示されたように申込みを実施し、有効なＢＡＫを獲得する。新しいＢＡＫは、ＢＡＫ ＬＵＴ中にＢＡＫ＿ＩＤとともに記憶され、受信機は、ステップ９６４へ進む。ステップ９６４において、受信機は、ＲＡＮＤ ＬＵＴがＲＡＮＤ＿ＩＤに対応する有効なＲＡＮＤエントリを有するかどうかを、その後チェックする。ＲＡＮＤ ＬＵＴがＲＡＮＤ＿ＩＤに対応する有効なＢＡＫを持っているのであれば、受信機は、この値を選択し、ステップ９６４へ進む。ＲＡＮＤ ＬＵＴがＲＡＮＤ＿ＩＤに対応する有効なＲＡＮＤを持っていないのであれば、受信機は、ＣＳから、若しくはステップ９６６に示されたように放送からこの値のいずれかを要求することによって、ＲＡＮＤ及びＲＡＮＤ＿ＩＤを獲得する。新しいＲＡＮＤは、ＲＡＮＤ ＬＵＴ中にＲＡＮＤ＿ＩＤとともに記憶され、受信機は、ステップ９６８へ進む。受信機は、ステップ９６８においてＢＡＫ＿ＩＤ値に対応するＢＡＫ（すなわち、受信したＳＰＩ＿ＳＫ中のＢＡＫ＿ＩＤ）、ＲＡＮＤ＿ＩＤに対応するＲＡＮＤ（すなわち、受信したＳＰＩ＿ＳＫ中のＲＡＮＤ＿ＩＤ）及びＳＰＩ＿ＲＡＮＤ値（これも受信したＳＰＩ＿ＳＫ中にある）を統合し、新しいＳＫを計算する。受信機は、その後、ステップ９７０において新しいＳＫ値を使用して、コンテントパケットのペイロードを復号化する。受信機は、対応するＳＰＩ＿ＳＫ及びおそらくＩＰＳｅｃパケットの宛先アドレスによってインデックスされたこのＳＫ値も記憶する。

ＲＡＮＤは、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤほど頻繁には変更されない。ＲＡＮＤ値は、放送を聞いている全ての移動局に共通である。それゆえ、ＲＡＮＤ値は、全ての移動局へ放送されることができ、受信機ごとに特定されて暗号化される必要がない。それゆえ、放送ストリームを聞いている十分な移動局があるのであれば、各々の移動局がＣＳからＲＡＮＤ値を個別に要求することを必要とするよりはむしろ、全てのこれらの移動局に対して数回ＲＡＮＤ値を放送することがエアーインターフェースにとってより効率的である。

１実施形態にしたがえば、ＳＫの計算は、次式で与えられる：
ＳＫ＝ｆ（ＳＰＩ＿ＳＫ，ＢＡＫ，ＲＡＮＤ） （１５）
ここで、この関数は、ＢＡＫを使用するＳＰＩ＿ＳＫの暗号化として規定される。ＳＰＩ＿ＳＫが、ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ、ＢＡＫ＿ＩＤ、及びＲＡＮＤ＿ＩＤからなるので、式（１５）は、次式のようにも与えられる可能性がある：
ＳＫ＝ｆ（ＳＰＩ＿ＲＡＮＤ，ＢＡＫ＿ＩＤ，
ＲＡＮＤ＿ＩＤ，ＲＡＮＤ） （１６）
受信機は、変更に際してＲＡＮＤ値を受信することが必要であるため、ＲＡＮＤ値の使用は、ある“ブラックアウト期間”を導入する可能性があることに注意する。しかしながら、ＳＫが別々のストリームでアップデートされる場合よりも、これらの期間は、頻繁ではなく、受信機は定期的なアップデートを待つ。ＲＡＮＤは、ＳＫ値よりもっとゆっくりと変更するように設計され、そしてそれゆえ、ＲＡＮＤに対するアップデートは、頻繁には送信されない。信号を見失うことによって、他のチャネルへ同調することによって、若しくは電話呼び出しのような妨害に対して応答することによって、ＭＳがチャネルを聞くことを中止した時に、結果として生じる“ブラックアウト”の確率も、ＣＳは減少しようとする。ブラックアウトは、ＲＡＮＤ値のライフタイムの始めに、最も起きる可能性が高い。これに対処するために、新しいＲＡＮＤ値が有効になる前後の時間に、ＣＳは、より頻繁に新しいＲＡＮＤを再放送する可能性がある。ＲＡＮＤのライフタイムの終わりにおいて、現在のＲＡＮＤの値及び次のＲＡＮＤの値の両方を放送することが必要になってくる可能性がある。ＲＡＮＤの値は、予測できないはずであり、ＣＳは、ＲＡＮＤが有効になる直前にだけＲＡＮＤを送信し始める。

上記に論じたように、第３のイグゼンプラリな実施形態にしたがって、ＳＫは、ＢＡＫ，システム時間及びＳＫ＿ＲＡＮＤと表わされた放送ランダム値から導出される。図１４は、放送サービスをサポートするワイアレス通信システムにおけるセキュリティ暗号化に関するキーをアップデートする方法を示す。方法４４０は、図１６で与えられるようなタイムピリオドを実行する。ＢＡＫは、タイムピリオドＴ１でもって定期的にアップデートされる。タイマｔ１は、ＢＡＫが計算される時に始められ、Ｔ１において終了する。１つの変数が、ＳＫ＿ＲＡＮＤと呼ばれるＳＫを計算するために使用される。ＳＫ＿ＲＡＮＤは、タイムピリオドＴ２でもって定期的にアップデートされる。タイマｔ２は、ＳＫ＿ＲＡＮＤが生成されたときに始められ、Ｔ２において終了する。ある実施形態では、ＳＫは、Ｔ３の期間でもってさらに定期的にアップデートされる。タイマｔ３は、ＳＫが生成された時に始められ、Ｔ３において終了する。ＳＫ＿ＲＡＮＤは、ＣＳにおいて生成され、ＭＳへ定期的に与えられる。以下に詳細に述べるように、ＭＳ及びＣＳは、ＳＫ＿ＲＡＮＤを使用し、ＳＫを生成する。

第１のタイマｔ１は、ＢＡＫの適用できる値がアップデートされる場合に、リセットされる。２つのＢＡＫアップデートの間の時間の長さは、ＢＡＫアップデート期間である。あるイグゼンプラリな実施形態では、ＢＡＫアップデート期間は、１ヶ月である、しかしながら、代わりの実施形態は、システムの最適な動作に対して、若しくは種々のシステム基準を満足させるために望まれる任意のタイムピリオドを実行する可能性がある。

図１４を続けると、方法４４０は、ステップ４４２においてタイマｔ２を初期化し、ＳＫ＿ＲＥＧタイムピリオドＴ２を開始する。ＣＳは、ＳＫ＿ＲＡＮＤを生成し、ステップ４４４においてシステム全体に送信するために送信回路へその値を供給する。タイマｔ３は、ステップ４４６において初期化され、ＳＫタイムピリオドＴ３を開始する。ＣＳは、ステップ４４８においてＳＫ＿ＲＡＮＤ，ＢＡＫ，及び時間からＳＫを生成する。その後、ステップ４５０において、ＣＳは、現在のＳＫを使用してＢＣを暗号化する。暗号化された生成物は、ＥＢＣである。ここで、ＣＳは、システムにおける送信のために送信回路へＥＢＣを供給する。判断ダイアモンド４５２において、タイマｔ２が満了するのであれば、プロセシングは、ステップ４４２へ戻る。ｔ２がＴ２より小さい間で、タイマｔ３が判断ダイアモンド４５４において満了するのであれば、プロセシングは、ステップ４４６へ戻り、そうでなければ、プロセシングは、ステップ４５０へ戻る。

図１５は、放送サービスをアクセスしているＭＳの動作を示す。方法４６０は、最初にステップ４６２において、ＣＳにおける値でタイマｔ２とｔ３を同期させる。ＭＳのＵＩＭは、ステップ４６４において、ＣＳによって生成されたＳＫ＿ＲＡＮＤを受信する。ステップ４６６において、ＵＩＭは、ＳＫ＿ＲＡＮＤ、ＢＡＫ及び時間測定を使用してＳＫを生成する。ＵＩＭは、ＭＳのＭＥへＳＫを渡す。その後、ステップ４６８において、ＵＩＭは、ＳＫを使用して受信したＥＢＣを復号化し、オリジナルのＢＣを抽出する。ステップ４７０においてタイマｔ２が満了する場合、プロセシングは、ステップ４６２へ戻る。タイマｔ２がＴ２より小さい間で、ステップ４７２においてタイマｔ３が満了するならば、タイマｔ３は、ステップ４７４において初期化され、４６６へ戻る。
図１６は、放送送信をサポートしているワイアレス通信システムにおけるセキュリティオプションのキーアップデート期間のタイミング図である。

キー管理及びアップデートは、図１９に示されている。ここで、ＣＳは、関数５０８を適用して、ＳＫ＿ＲＡＮＤの値を生成する。ＳＫ＿ＲＡＮＤは、ＳＫを計算するためにＣＳ及びＭＳによって使用される暫定的な値である。具体的には、関数５０８は、ＢＡＫ値、ＳＫ＿ＲＡＮＤ及び時間因子を適用する。図１９に示された実施形態は、ＳＫはタイマを適用し、いつアップデートするかを決定するが、代わりの実施形態は、代わりの方法を使用し、定期的なアップデートを与える可能性がある。例えば、エラー若しくは他のイベントの発生である。ＣＳは、加入者のそれぞれにＳＫ＿ＲＡＮＤ値を供給する。ここで、各々のＵＩＭに存在する関数５１８又は５３８は、ＣＳの関数５０８にあるものと同じ関数を適用する。関数５１８は、ＳＫ＿ＲＡＮＤ、ＢＡＫ及びタイマ値で動作し、ＳＫを生成する。ＳＫは、ＭＥ_１５４０のＭＥＭ_１５４２とＭＥ _Ｎ ５５０のＭＥＭ _Ｎ ５５２のような、ＭＥ中のメモリ位置に記憶される。

上記に論じたように、第４の実施形態にしたがって、ＳＫは、ＢＡＫを使用して暗号化され、ＳＫＩを形成する。そしてＳＫＩは、ＭＳへ送信される。ある実施形態では、ＳＫは、ＢＡＫを使用して暗号化されたＩＰＳｅｃパケット中に送信される。ＣＳは、対応するＳＰＩも放送する可能性があり、ＳＰＩは、ＳＫを使用して暗号化されたデータを認識するために使用できる。この実施形態は、これ以上詳細に論じられる必要がない。

上記で与えられたイグゼンプラリな実施形態では、ＣＳは、ＣＳが希望するようにＳＫをアップデートするために選択できる。より頻繁にＳＫが変わると、より多くのＣＳは、ＳＫ値を配布することからアタッカーを思いとどまらせることができる。アタッカーが他の時期よりも上手くＳＫ値を配布することの利点を考える時期がある。これは、これから放送されるコンテントの性質に起因する本来的なものである。例えば、重要なイベントが発生すると、未加入のユーザは、ＨＳＢＳにおいてニュースを受信することにさらに興味を持つはずであり、それゆえ、他の時期より不法なアクセスに対して喜んでより多く支払うはずである。このような時期において、ＣＳは、通常よりもさらに頻繁にＳＫを変更することによって、アタッカー及び未加入ユーザに対してコストと不便さを増加させることができる。しかしながら、ＵＩＭのプロセシング能力に限界があることを、ＣＳは気にしていなければならない。ＣＳが必要以上に頻繁にＳＫを変更するのであれば、ＵＩＭは、リアルタイムでＳＫ値を計算することが不可能になり、その結果、ユーザは、リアルタイムでコンテントを復号化することが不可能になる。

情報及び信号が、多様な異なる技術及び技法のいずれかを使用して表わされる可能性があることを、この分野に知識のある者は、理解するはずである。例えば、全体の上記の説明で参照される可能性がある、データ、指示、命令、情報、信号、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場若しくは磁力粒子、光場若しくは光粒子、若しくはこれらの任意の組み合わせによって有効に表わされる。

ここに開示された実施形態に関連して説明された各種の解説的な論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムのステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、若しくは両者の組み合わせとして実施できることを、この分野に知識のある者は、さらに価値を認めるはずである。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性をはっきりと説明するために、各種の解説的な構成素子、ブロック、モジュール、回路、及びステップが、機能性の面から一般的にこれまでに説明されてきた。そのような機能性が、ハードウェア若しくはソフトウェアとして実行されるか否かは、固有のアプリケーション及びシステム全体に課せられた設計の制約に依存する。熟練した職人は、述べられた機能性を各々の固有のアプリケーションに対して違ったやり方で実行することができる。しかし、そのような実行の決定は、本発明の範囲から離れては説明されない。

ここに開示された実施形態に関連して述べられた、各種の解説的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、アプリケーションスペシフィック集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）若しくは他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア素子、若しくはここに記述した機能を実行するために設計されたこれらの任意の組み合わせで、実行若しくは実施されることができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサである可能性があり、しかし代案では、プロセッサは、いかなる従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、若しくはステートマシン(state machine)である可能性がある。プロセッサは、演算装置の組み合わせとして実行されることができる。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと結合した１若しくはそれ以上のマイクロプロセッサ、若しくは任意の他のそのような構成である可能性がある。

ここに開示された実施形態に関連して述べられた方法若しくはアルゴリズムのステップは、ハードウェアにおいて、プロセッサにより実行されるソフトウェアモジュールにおいて、若しくは、両者の組み合わせにおいて直接実現されることができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、脱着可能なディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、若しくは、この分野で知られている他のいかなる記憶媒体の中に存在できる。あるイグゼンプラリな記憶媒体は、プロセッサと接続され、その結果、プロセッサは、記憶媒体から情報を読み出し、そこに情報を書き込める。代案では、記憶媒体は、プロセッサに集積できる。プロセッサ及び記憶媒体は、ＡＳＩＣ中に存在できる。ＡＳＩＣは、ユーザターミナル中に存在できる。代案では、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザターミナル中に単体素子として存在できる。

好ましい実施形態のこれまでの説明は、本技術分野に知識のあるいかなる者でも、本発明を作成し、使用することを可能にする。これらの実施形態の各種の変形は、本技術分野に知識のある者に、容易に実現されるであろう。そして、ここで定義された一般的な原理は、本発明の発明的な能力を使用しないで、他の実施形態にも適用できる。それゆえ、本発明は、ここに示された実施形態に制限することを意図したものではなく、ここに開示した原理及び卓越した特性と整合する広い範囲に適用されるものである。

図１は、暗号化システムの図である。 図２は、シンメトリック暗号化システムの図である。 図３は、アシンメトリック暗号化システムの図である。 図４は、ＰＧＰ暗号化システムの図である。 図５は、ＰＧＰ復号化システムの図である。 図６は、多数のユーザをサポートする拡散スペクトル通信システムの図である。 図７は、放送送信をサポートしている通信システムのブロック図である。 図８は、ワイアレス通信システムにおける移動局のブロック図である。 図９は、放送アクセスを制御するために使用された移動局中でのキーをアップデートすることを説明するモデルの図である。 図１０は、放送アクセスを制御するために使用された移動局中でのキーをアップデートすることを説明するモデルの図である。 図１１は、ＵＩＭ中での暗号化技術の動作を説明するモデルである。 図１２は、放送送信をサポートしているワイアレス通信システムにおけるセキュリティ暗号化を実行する方法を示す。 図１３は、放送送信をサポートしているワイアレス通信システムにおけるセキュリティ暗号化を実行する方法を示す。 図１４は、放送送信をサポートしているワイアレス通信システムにおけるセキュリティ暗号化を実行する方法を示す。 図１５は、放送送信をサポートしているワイアレス通信システムにおけるセキュリティ暗号化を実行する方法を示す。 図１６は、放送送信をサポートしているワイアレス通信システムにおけるセキュリティオプションのキーアップデート期間のタイミング図である。 図１７は、放送送信をサポートしているワイアレス通信システムにおけるセキュリティ暗号化方法の適用を示す。 図１８は、放送送信をサポートしているワイアレス通信システムにおけるセキュリティ暗号化方法の適用を示す。 図１９は、放送送信をサポートしているワイアレス通信システムにおけるセキュリティ暗号化方法の適用を示す。 図２０は、放送送信をサポートしているワイアレス通信システムにおけるセキュリティ暗号化方法の適用を示す。 図２１は、インターネットプロトコル送信に対するＩＰＳｅｃパケットのフォーマットを示す。 図２２は、ＩＰＳｅｃパケットに適用できるものとしてのセキュリティアソシエーションアイデンティファイア若しくはＳＰＩを示す。 図２３は、移動局においてＳＰＩ情報を記憶するためのメモリ記憶装置を示す。 図２４は、移動局において放送アクセスキー（ＢＡＫ）を記憶するためのメモリ記憶装置を示す。 図２５は、ワイアレス通信システムにおいて放送メッセージに関するセキュリティを与える方法を示す。 図２６は、ワイアレス通信システムにおいて放送メッセージに関するセキュリティを与える方法を示す。 図２７は、ＩＰＳｅｃパケットに適用できるものとしてのセキュリティアソシエーションアイデンティファイア若しくはＳＰＩを示す。 図２８は、移動局においてＳＰＩ情報を記憶するためのメモリ記憶装置を示す。 図２９は、ワイアレス通信システムにおいて放送メッセージに関するセキュリティを与える方法を示す。 図３０は、ワイアレス通信システムにおいて放送メッセージに関するセキュリティを与える方法を示す。

符号の説明

１０…基本暗号化システム，２０…シンメトリック暗号化システム，１００…通信システム，２００…ワイアレス通信システム，３００…ＭＳ，４００…登録プロセス，５００…イグゼンプラリな通信システム，６００…ＩＰＳｅｃパケット，７００…ＣＳの動作方法。

Claims (21)

1. 安全な送信に関する方法、前記方法は、送信機により実行され、以下を具備する：
   送信のためにメッセージに関するショートタームキーを決定すること、前記ショートタームキーは、ショートタームキーアイデンティファイアを有する；
   前記メッセージに関するアクセスキーを決定すること、前記アクセスキーは、アクセスキーアイデンティファイアを有する；
   前記ショートタームキーで前記メッセージを暗号化すること；
   前記ショートタームキーアイデンティファイアを具備するインターネットプロトコルヘッダを形成すること；及び
   受信機に対して、前記インターネットプロトコルヘッダとともに前記暗号化されたメッセージを送信すること、前記ショートタームキーアイデンティファイアは、アクセスキーを生成するために前記受信機によって使用され、前記アクセスキー及び前記ショートタームキーアイデンティファイアは、前記ショートタームキーを生成するために前記受信機によって使用される、方法。
2. 前記ショートタームキーアイデンティファイアは、前記アクセスキーアイデンティファイアを具備する請求項１記載の方法。
3. 前記ショートタームキーアイデンティファイアは、セキュリテキパラメータインデックス値をさらに具備する、請求項２記載の方法。
4. 前記セキュリテキパラメータインデックス値は、乱数である、請求項３記載の方法。
5. 前記ショートタームキーは、前記アクセスキーで前記ショートタームキーアイデンティファイアを暗号化することによって計算される、請求項１記載の方法。
6. 前記インターネットプロトコルヘッダは、ＥＳＰヘッダの一部である、請求項１記載の方法。
7. 前記インターネットプロトコルヘッダは、第２の乱数をさらに具備し、前記第２の乱数は、乱数アイデンティファイアを有する、請求項６記載の方法。
8. 前記ショートタームキーアイデンティファイアは、前記アクセスキーアイデンティファイア及び前記乱数アイデンティファイアを具備する、請求項７記載の方法。
9. 前記ショートタームキーアイデンティファイアは、セキュリティパラメータインデックス値をさらに具備する、請求項8記載の方法。
10. 前記セキュリティパラメータインデックス値は、乱数である、請求項9記載の方法。
11. 前記ショートタームキーは、前記ショートタームキーアイデンティファイア、前記第２の乱数、及び前記アクセスキーの関数として計算される、請求項7記載の方法。
12. 前記ショートタームキーは、前記アクセスキーで前記ショートタームキーアイデンティファイア及び前記第２の乱数を暗号化することによって計算される、請求項11記載の方法。
13. 送信の安全な受信に関する方法、前記方法は、受信機により実行され、以下を具備する：
    送信機から、送信に固有のショートタームキーアイデンティファイアを受信すること、前記ショートタームキーアイデンティファイアは、ショートタームキーに対応する；
    前記ショートタームキーアイデンティファイアに基づいてアクセスキーを決定すること；
    前記ショートタームキーを復元するために、前記アクセスキーで前記ショートタームキーアイデンティファイアを暗号化すること；及び
    前記ショートタームキーを使用して送信された情報を復号化すること。
14. メモリ記憶装置ユニットに前記ショートタームキーアイデンティファイア及び前記ショートタームキーを記憶すること、をさらに具備する、請求項１３記載の方法。
15. 前記ショートタームキーアイデンティファイアは、乱数及び前記アクセスキーに関連したアクセスキーアイデンティファイアから構成される、請求項１３記載の方法。
16. 前記ショートタームキーアイデンティファイアを暗号化することは、前記ショートタームキーを復元するために前記アクセスキーで前記ショートタームキーアイデンティファイア及び乱数を暗号化することをさらに具備する、請求項１３記載の方法。
17. 放送サービスオプションをサポートするワイアレス通信システムにおいて、インフラストラクチャエレメントは、以下を具備する：
    送信に固有のショートタームキーアイデンティファイアを受信する受信回路、前記ショートタームキーアイデンティファイアは、ショートタームキーに対応する；
    放送メッセージ復号化するための前記ショートタームキーを生成するユーザ認識ユニット、前記ユーザ認識ユニットは、以下を具備する：
    前記ショートタームキーアイデンティファイアに基づいてアクセスキーを決定し、前記ショートタームキーアイデンティファイア及びアクセスキーの関数に基づいて前記ショートタームキーを生成するプロセシングユニット；及び
    前記ショートタームキーを使用して前記ブロードキャストを復号するために適合されたモービル装置ユニット、前記モービル装置ユニットは、以下を具備する：
    複数のショートタームキー及びショートタームキーアイデンティファイアを記憶するためのメモリ記憶装置ユニット。
18. 前記ユーザ認識ユニットは、複数のアクセスキー及びアクセスキーアイデンティファイアを記憶するための第２のメモリ記憶装置ユニットをさらに具備する、請求項１７記載のインフラストラクチャエレメント。
19. 前記メモリ記憶装置ユニットは、安全なメモリ記憶装置ユニットである、請求項１７記載のインフラストラクチャエレメント。
20. ワイアレス通信システムのためのインフラストラクチャエレメント、前記インフラストラクチャエレメントは、以下を具備する：
    送信に固有のショートタームキーアイデンティファイアを受信するための手段、前記ショートタームキーアイデンティファイアは、ショートタームキーに対応する；
    前記ショートタームキーアイデンティファイアに基づいてアクセスキーを決定するための手段；
    前記ショートタームキーを復元するために前記アクセスキーで前記ショートタームキーアイデンティファイアを暗号化するための手段；及び
    前記ショートタームキーを使用して送信された情報を復号化するための手段。
21. 下記を具備するディジタル信号記憶装置：
    送信に固有のショートタームキーアイデンティファイアを受信機が受信するための命令の第１のセット、前記ショートタームキーアイデンティファイアは、ショートタームキーに対応する；
    前記ショートタームキーアイデンティファイアに基づいてアクセスキーを前記受信機が決定するための命令の第２のセット；
    前記アクセスキーで前記ショートタームキーアイデンティファイアを前記受信機が暗号化して、前記ショートタームキーを復元するための命令の第３のセット；及び
    前記ショートタームキーを使用して送信された情報を前記受信機が復号化するための命令の第４のセット。

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