JP6037473B2 - 機器間通信システムにおけるマルチキャストデータ暗号化キーの管理方法、装置及びシステム - Google Patents

Description

人間の直接制御（ｈｕｍａｎ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）のない、又は人間の制御が非常に制限される場合に機器（ｄｅｖｉｃｅ）間のデータ通信をサポートする機器間通信（ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）サービスに対する研究が進められている。前記機器間通信サービスは、自動制御及び通信を介して機器を管理する費用を節減しようとする目的で注目を集めている。具体的には、車両及び車両に搭載された物品のフリート管理（ｆｌｅｅｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）、スマートメータリング（ｓｍａｒｔ ｍｅｔｅｒｉｎｇ）、ホームオートメーション（ｈｏｍｅ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）、ヘルスケアなどに適用できる技術としてその活用可能性が予想されている。

前記機器間通信システムの場合、システム設計者は、通常の通信システムの端末と異なり、特定のデータを制限された機器（ｄｅｖｉｃｅ）のみが受信する場合を考慮しなければならない。例えば、特定の公共事業会社で提供する情報は、当該公共事業会社のサービスに加入したスマートメータリング（ｓｍａｒｔ ｍｅｔｅｒｉｎｇ）を行う機器のみが受信しなければならない。別の例として、ヘルスケア機器の場合、前記ヘルスケア機器はヘルスケアサーバ（ｈｅａｌｔｈ ｃａｒｅ ｓｅｒｖｅｒ）からヘルスケア情報を受信することによって、最新のヘルスケア情報を維持できる。この時、前記ヘルスケア情報は当該サービスに加入した機器のみに送信されなければならない。

上記のように、機器間通信システムでは、端末の目的及び用途に応じて制限されたデータを送信又は受信する状況が発生する。この時、同じ種類の端末が複数存在する場合、前記端末がすべて同じデータを当該Ｍ２Ｍサーバから受信するようになる。この場合、複数の端末が同じデータを送信する効率性を提供するために、マルチキャスト（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）方式のデータ送信が予想されるので、当該データを安全に制限された複数の端末のみに送信するための方法が必要である。
したがって、機器間通信システムにおけるマルチキャストデータ暗号化キー管理方法が必要である。

本発明の目的は、機器間通信システムにおけるマルチキャストデータ暗号化キーの管理方法及び装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、機器間通信システムにおけるマルチキャストデータ暗号化キーの管理方法及びシステムを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、機器間通信システムにおけるマルチキャストデータサービスのための方法及び装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の第１態様によれば、機器間通信システムにおけるマルチキャストデータサービスのための端末の動作方法であって、基地局を介してネットワークエントリ手順を行う段階と、前記ネットワークエントリ手順の時に、マルチキャストサービス認証情報を前記基地局から受信する段階と、前記マルチキャストサービス認証情報を用いて、マルチキャストデータ暗号化キーを生成して保存する段階と、前記マルチキャストデータ暗号化キーを用いて、前記基地局とデータを送受信する段階と、を含むことを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の第２態様によれば、機器間通信システムにおけるマルチキャストデータサービスのための基地局の動作方法であって、端末のネットワークエントリ手順をサポートする段階と、前記ネットワークエントリ手順の時に、システム制御局からマルチキャストサービス認証情報を受信し、前記マルチキャストサービス認証情報を前記端末に伝達する段階と、前記マルチキャストサービス認証情報を用いて、マルチキャストデータ暗号化キーを生成して保存する段階と、前記マルチキャストデータ暗号化キーを用いて、前記端末とデータを送受信する段階と、を含むことを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の第３態様によれば、機器間通信システムにおけるマルチキャストデータサービスのためのシステム制御局の動作方法であって、端末と認証サーバとの間の認証手順をサポートする段階と、前記認証サーバと端末の認証情報を交換する段階と、前記端末の認証情報の交換時、前記認証サーバからマルチキャストサービス認証情報が含まれているかを判断する段階と、前記認証サーバから受信したマルチキャストサービス認証情報を基地局に伝達する段階と、を含むことを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の第４態様によれば、機器間通信システムにおけるマルチキャストデータサービスのためのシステム制御局の動作方法であって、端末と認証サーバとの間の認証手順をサポートする段階と、前記認証サーバと端末の認証情報を交換する段階と、グループサービス制御局に機器間通信サービス認証を要求し、マルチキャストサービス認証情報を受信する段階と、前記グループサービス制御局から受信したマルチキャストサービス認証情報を基地局に伝達する段階と、を含むことを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の第５態様によれば、機器間通信システムにおけるマルチキャストデータサービスのためのグループサービス制御局の動作方法であって、マルチキャストサービス認証情報を決定する段階と、認証サーバ又はシステム制御局から機器間通信サービス認証要求を受信する際、前記決定されたマルチキャストサービス認証情報を前記認証サーバ又は前記システム制御局に送信する段階と、マルチキャストサービス認証情報に対する変更が必要であるかを判断する段階と、マルチキャストサービス認証情報に対する変更が必要な場合は、新しいマルチキャストサービス認証情報を決定して前記認証サーバ又は前記システム制御局に送信する段階と、を含むことを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の第６態様によれば、機器間通信システムにおけるマルチキャストデータサービスをサポートするためのシステムであって、ネットワークエントリ手順の時に、マルチキャストサービス認証情報を基地局から受信し、前記マルチキャストサービス認証情報を用いて、マルチキャストデータ暗号化キーを生成する端末と、前記ネットワークエントリ手順の時に、システム制御局から前記マルチキャストサービス認証情報を受信し、前記マルチキャストサービス認証情報を前記端末に伝達し、前記マルチキャストサービス認証情報を用いて、マルチキャストデータ暗号化キーを生成する基地局と、を含むことを特徴とする。

本発明の実施形態による機器間通信システム（ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）の概略的な構成を示す図である。 本発明の第１実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを送受信する端末、基地局、システム制御局、認証サーバ及びグループサービス制御局の信号交換を示す図である。 本発明の第２実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを送受信する端末、基地局、システム制御局、認証サーバ及びグループサービス制御局の信号交換を示す図である。 本発明の第３実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを送受信する端末、基地局、システム制御局、認証サーバ及びグループサービス制御局の信号交換を示す図である。 本発明の第４実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを送受信する端末、基地局、システム制御局、認証サーバ及びグループサービス制御局の信号交換を示す図である。 本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるマルチキャストデータ暗号化キーを最初に生成する端末の動作手順を示す図である。 本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるマルチキャストデータ暗号化キーを最初に生成する基地局の動作手順を示す図である。 本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを処理するシステム制御局の動作手順を示す図である。 本発明の他の実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを処理するシステム制御局の動作手順を示す図である。 本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを処理する認証サーバの動作手順を示す図である。 本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを処理するグループサービス制御局の動作手順を示す図である。 本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるマルチキャストデータ暗号化キーを更新する端末の動作手順を示す図である。 本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるマルチキャストデータ暗号化キーを更新する基地局の動作手順を示す図である。 本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーの変更を処理するシステム制御局の動作手順を示す図である。 本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるキーカウンタに基づいてマルチキャストデータ暗号化キーを更新する基地局の動作手順を示す図である。 本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるキーカウンタに基づいてマルチキャストデータ暗号化キーを更新する端末の動作手順を示す図である。 本発明の実施形態による端末の装置図である。 本発明の実施形態による基地局、システム制御局、認証サーバ、及びグループサービス制御局の装置図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付された図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明を説明するに当たって、関連する公知の機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明確にする可能性があると判断された場合、その詳細な説明は省略する。また、以下で記載される用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であって、これはユーザ、運用者の意図または慣例などによって異なることがある。したがって、その定義は本明細書全般にわたる内容に基づいて行われるべきである。

以下、本発明は、機器間通信システムにおける複数の端末にマルチキャストデータを送信する場合にマルチキャストデータを暗号化するキーを管理する技術について説明する。

本発明は、機器間通信システム（ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）に関し、特に、機器無線通信システムにおけるマルチキャストサービスデータの暗号化をサポートするための装置及び方法に関する。

図１は、本発明の実施形態による機器間通信システム（ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）の概略的な構成を示している。

図１を参照すると、前記機器間通信システムは、機器間通信をサポートするＭ２Ｍ端末（Ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）１０１、１０２、１０３、１０４、機器間通信をサポートするＭ２Ｍ基地局（Ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）１０５、１０６、アクセスサービスネットワークゲートウェイ（ＡＳＮ−ＧＷ：Ａｃｃｅｓｓ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＧａｔｅＷａｙ）１０７（以下、システム制御局と称する）、接続サービスネットワーク（ＣＳＮ：Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０８、認証サーバ（ＡＡＡ：ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ、ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）１０９、Ｍ２Ｍサーバ／グループサービス制御局（Ｍ２Ｍ ｓｅｒｖｅｒ／Ｍ２Ｍ ｇｒｏｕｐ ｓｅｒｖｉｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１１０を含む。

前記Ｍ２Ｍ端末１０１〜１０４は、ユーザの介入無しで通信を行う機器であって、機器間通信に必要なアプリケーションプログラムが搭載された端末である。前記Ｍ２Ｍ端末１０１〜１０４は、前記Ｍ２Ｍサーバ１１０が管理するマルチキャストサービスに加入しており、前記Ｍ２Ｍ端末１０１〜１０３は、第１マルチキャストグループ１１１に加入しており、前記Ｍ２Ｍ端末１０４は、第２マルチキャストグループ１１２に加入している。前記Ｍ２Ｍ基地局１０５、１０６及び前記ＡＳＮ−ＧＷ１０７は、前記Ｍ２Ｍ端末１０１〜１０４と前記Ｍ２Ｍサーバ１１０との間の通信に必要な無線アクセスポイントを提供し、特に、前記Ｍ２Ｍ基地局１０５、１０６は、Ｍ２Ｍ端末１０１〜１０４と前記Ｍ２Ｍサーバ１１０との間の通信に必要な無線リソースを制御する。前記ＡＳＮ−ＧＷ１０７は、前記Ｍ２Ｍ端末１０１〜１０４のアイドルモード動作を管理するページング制御局の機能も行う。前記ＣＳＮ１０８は、前記Ｍ２Ｍ端末１０１〜１０４にユーザ側の接続サービスを提供する。前記ＣＳＮ１０８に位置する認証サーバ１０９は、前記Ｍ２Ｍ端末１０１〜１０４のアクセスネットワーク認証サービスを提供する。前記Ｍ２Ｍサーバ１１０は、前記１つ又は複数のＭ２Ｍ端末１０１〜１０４と通信を行い、機器間通信に必要なアプリケーションプログラムを搭載しており、ユーザが接続できるインタフェースを備えている。上記図１で、システム運用によっては、前記Ｍ２Ｍサーバ１１０は、前記ＣＳＮ１０８とは別のオブジェクトである、又は前記Ｍ２Ｍサーバ１１０は、前記ＣＳＮ１０８に含まれることができる。また、前記Ｍ２Ｍサーバ／グループサービス制御局１１０は、本発明の実施形態によって前記第１マルチキャストグループ１１１のサービスに加入したＭ２Ｍ端末１０１〜１０３及び前記第２マルチキャストグループ１１２のサービスに加入したＭ２Ｍ端末１０４のマルチキャストサービスデータに対する認証及び暗号化キーを管理する。すなわち、前記第１マルチキャストグループ１１１又は第２マルチキャストグループ１１２に属するＭ２Ｍ端末に送信するマルチキャストデータを暗号化するために必要な機器間通信サービス端末認証キー（ＭＡＫ：Ｍ２Ｍ ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｋｅｙ）及びグループサービス認証キー（ＭＧＳＳ：Ｍ２Ｍ ｓｅｒｖｉｃｅ Ｇｒｏｕｐ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｓｅｅｄ）を生成して更新する動作を行う。

前記機器間通信システムにおける前記Ｍ２Ｍ端末１０１〜１０４と前記Ｍ２Ｍ基地局１０５、１０６との間の無線インタフェースは、既存の通信規格に従うか、又は、機器間通信システムのために考案された通信規格に従ってもよい。例えば、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１６通信システム規格を適用してもよく、この場合、前記Ｍ２Ｍ端末１０１〜１０４は、前記ＩＥＥＥ８０２．１６通信システムに定義された端末（ｍｏｂｉｌｅ ｓｔａｔｉｏｎ）のように動作できる。以下、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）／ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式の無線インタフェースを例に挙げて説明する。

図２は、本発明の第１実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを送受信する端末、基地局、システム制御局、認証サーバ及びグループサービス制御局の信号交換を示している。

図２を参照すると、Ｍ２Ｍ端末２００及びＭ２Ｍ基地局２４０は、ステップ２０１にて、同期手順に従って、ダウンリンクチャネルの獲得、ＭＡＣ同期及びアップリンクチャネルパラメータの獲得を行う。以降、前記Ｍ２Ｍ端末２００は、ステップ２０３にて、レンジング要求メッセージ（ＲＮＧ−ＲＥＱ）を送信し、前記Ｍ２Ｍ基地局２４０は、ステップ２０５にて、前記レンジング要求メッセージに対する応答としてレンジング応答メッセージ（ＲＮＧ−ＲＳＰ）を送信し、レンジング手順を行う。

前記Ｍ２Ｍ端末２００は、ステップ２０７にて、前記Ｍ２Ｍ基地局２４０に基本提供能力を提供するために、基本能力交渉要求メッセージ（ＳＢＣ−ＲＥＱ）を送信し、前記Ｍ２Ｍ基地局２４０は、ステップ２０９にて、新しい端末がネットワークに進入することを知らせるために、システム制御局２５０に前記Ｍ２Ｍ端末２００に対する事前登録要求メッセージを送信する。前記システム制御局２５０は、ステップ２１１にて、前記Ｍ２Ｍ端末２００に対する事前登録応答メッセージを前記Ｍ２Ｍ基地局２４０に送信する。また、前記システム制御局２５０は、前記Ｍ２Ｍ端末２００に対するアクセスネットワーク認証を処理するために認証サーバ２６０に前記Ｍ２Ｍ端末２００の情報を提供する（図示せず）。前記Ｍ２Ｍ基地局２４０は、ステップ２１３にて、前記Ｍ２Ｍ端末２００に上記ステップ２０７に対する応答として基本能力交渉応答メッセージ（ＳＢＣ−ＲＳＰ）を送信する。

以降、ステップ２１５にて、前記Ｍ２Ｍ端末２００、Ｍ２Ｍ基地局２４０、システム制御局２５０及び認証サーバ２６０は、前記Ｍ２Ｍ端末２００に対するアクセスネットワーク認証及び暗号化手順を行う。ここで、ＥＡＰ−ＰＥＡＰ、ＥＡＰ−ＴＴＬＳ、ＥＡＰ−ＴＬＳ、ＥＡＰ−ＳＩＭ、ＥＡＰ−ＡＫＡのようなＥＡＰ認証方法が使用され得る。

上記ステップ２１５のアクセスネットワーク認証及び暗号化手順の一例として、前記Ｍ２Ｍ端末２００は、前記Ｍ２Ｍ基地局２４０に認証／暗号化要求メッセージを送信して前記Ｍ２Ｍ基地局２４０から認証／暗号化応答メッセージを受信する（ステップ２１５−１及びステップ２１５−６）。上記ステップ２１５−１及びステップ２１５−６では、２回以上のメッセージ交換が前記Ｍ２Ｍ端末２００と前記Ｍ２Ｍ基地局２４０との間に発生するようになる。また、前記Ｍ２Ｍ基地局２４０は、前記Ｍ２Ｍ端末２００に対する認証及び暗号化情報を含む認証要求メッセージ／認証応答メッセージを前記システム制御局２５０と送受信する（ステップ２１５−２及びステップ２１５−５）。上記ステップ２１５−２及びステップ２１５−５では、２回以上のメッセージ交換が前記Ｍ２Ｍ基地局２４０と前記システム制御局２５０との間に発生するようになる。前記システム制御局２５０は、前記Ｍ２Ｍ端末２００に対するアクセスネットワーク認証及び暗号化を管理する認証サーバ２６０と端末認証要求メッセージ及び端末認証応答メッセージを送受信し（ステップ２１５−３及びステップ２１５−４）、この場合も前記システム制御局２５０と前記認証サーバ２６０との間に２回以上のメッセージ交換が発生する。

前記認証サーバ２６０は、前記Ｍ２Ｍ端末２００の機器間通信サービスを制御するグループサービス制御局２７０、すなわち、Ｍ２Ｍサーバに、ステップ２１７にて、前記Ｍ２Ｍ端末２００に対する機器間通信サービス認証要求メッセージを送信する。前記グループサービス制御局２７０は、前記Ｍ２Ｍ端末２００に対する機器間通信サービス認証を行い、前記Ｍ２Ｍ端末２００がマルチキャストサービスに加入している場合は、前記Ｍ２Ｍ端末２００のマルチキャストサービス情報及び前記マルチキャストサービスデータ暗号化に必要な機器間通信サービス端末認証キー及びグループサービス認証キーを含む機器間通信サービス認証応答メッセージをステップ２１９にて前記認証サーバ２６０に送信する。前記マルチキャストサービス情報は、前記Ｍ２Ｍ端末２００が加入したマルチキャストグループの識別子などを含む。
例えば、前記マルチキャストサービス情報及びマルチキャストサービス認証情報は下記表１のように構成されることができる。

ここで、Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ ｇｒｏｕｐ ＩＤ及びグループサービス認証キー（Ｍ２Ｍ ｓｅｒｖｉｃｅ ｇｒｏｕｐ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｓｅｅｄ）は、前記グループサービス制御局２７０で決定されるパラメータである。前記機器間通信サービス端末認証キー（Ｍ２Ｍ ｓｅｒｖｉｃｅ ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｋｅｙ）は、ステップ２１５におけるアクセスネットワーク認証及び暗号化手順段階で、Ｍ２Ｍ端末２００、Ｍ２Ｍ基地局２４０、システム制御局２５０及び認証サーバ２６０の間で共有されるキー（例えば、マスターセッションキー（ＭＳＫ：Ｍａｓｔｅｒ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｋｅｙ）又は認証キー（ＡＫ：Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｋｅｙ））である。具体化に応じて、前記マルチキャストサービス情報のうち機器間通信サービス端末認証キー情報は省略され得る。

前記マルチキャストサービス情報及びマルチキャストサービス認証情報は、前記機器間通信のためのマルチキャストサービスに加入したＭ２Ｍ端末を認証し、前記Ｍ２Ｍ端末のサービスを認証する用途に用いられる。前記機器間通信サービス端末認証キー（ＭＡＫ）は、表１のように伝達されず、前記Ｍ２Ｍ基地局及び前記Ｍ２Ｍ端末にオフラインで直接伝達するか、又は上位階層の安全なキー共有方法を介して生成又は伝達されることもできる。

ステップ２１９の機器間通信サービス認証応答メッセージを受信した前記認証サーバ２６０は、ステップ２１５−４の端末認証応答メッセージを用いて表１のマルチキャストサービス認証情報を前記システム制御局２５０に送信する。

一方、前記Ｍ２Ｍ端末２００は、ステップ２２１にて、前記Ｍ２Ｍ基地局２４０に登録要求メッセージ（ＲＥＧ−ＲＥＱ）を送信し、前記Ｍ２Ｍ基地局２４０は、ステップ２２３にて、前記Ｍ２Ｍ端末２００に対する端末登録要求メッセージを前記システム制御局２５０に送信する。前記システム制御局２５０は、ステップ２２５にて、前記認証サーバ２６０から受信したグループサービス認証キーを含むマルチキャストサービス認証情報を端末登録応答メッセージを用いて前記Ｍ２Ｍ基地局２４０に送信する。前記Ｍ２Ｍ基地局２４０は、ステップ２２７にて、前記Ｍ２Ｍ端末２００に前記グループサービス認証キーを含む前記マルチキャストサービス認証情報を登録応答メッセージ（ＲＥＧ−ＲＳＰ）を用いて送信する。前記Ｍ２Ｍ端末２００及び前記Ｍ２Ｍ基地局２４０は、それぞれ前記グループサービス認証キーを含む前記マルチキャストサービス認証情報を用いてマルチキャストデータ暗号化キーを生成する（ステップ２２９、ステップ２３１）。そして、前記マルチキャストデータ暗号化キーは下記式１によって生成される。

式中、ＭＧＴＥＫはマルチキャストデータ暗号化キー、ＭＡＫは機器間通信サービス端末認証キー、ＭＧＳＳはグループサービス認証キー、ＭＧＩＤはグループ識別子、“ＭＧＴＥＫ”はマルチキャストデータ暗号化キーであることを示す文字列、Ｄｏｔ１６ＫＤＦは機器間通信サービス端末認証キー、グループサービス認証キー、グループ識別子を入力とする１２８ビットのマルチキャストデータ暗号化キーを生成するアルゴリズムである。

別の例として、図２で、ステップ２１７乃至ステップ２１９のように、前記Ｍ２Ｍ端末２００が加入したマルチキャストサービスに関する情報及び前記マルチキャストサービスに関する認証情報を獲得するための手順は、前記システム制御局２５０が要求し、前記グループサービス制御局２７０が応答するメッセージトランザクションを用いることもできる。

図３は、本発明の第２実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを送受信する端末、基地局、システム制御局、認証サーバ及びグループサービス制御局の信号交換を示している。

図３を参照すると、Ｍ２Ｍ端末３００は、ステップ３０１にて、Ｍ２Ｍ基地局３５０に対する同期を獲得し、ステップ３０３にて、レンジング要求メッセージを前記Ｍ２Ｍ基地局３５０に送信する。前記Ｍ２Ｍ基地局３５０は、ステップ３０５にて、前記レンジング要求メッセージに対する応答としてレンジング応答メッセージを前記Ｍ２Ｍ端末３００に送信する。前記Ｍ２Ｍ端末３００は、ステップ３０７にて、前記Ｍ２Ｍ基地局３５０に基本能力交渉要求メッセージを送信し、前記Ｍ２Ｍ基地局３５０は、ステップ３０９にて、前記Ｍ２Ｍ端末３００に対する事前登録要求メッセージをシステム制御局３６０に送信する。前記システム制御局３６０は、ステップ３１１にて、前記Ｍ２Ｍ端末３００に対する事前登録応答メッセージを前記Ｍ２Ｍ基地局３５０に送信する。また、前記システム制御局３６０は、前記Ｍ２Ｍ端末３００に対するアクセスネットワーク認証を処理するために認証サーバ３７０に前記Ｍ２Ｍ端末３００の情報を提供する（図示せず）。前記Ｍ２Ｍ基地局３５０は、ステップ３１３にて、上記ステップ３０７に対する応答として基本能力交渉応答メッセージを前記Ｍ２Ｍ端末３００に送信する。以降、ステップ３１５にて、前記Ｍ２Ｍ端末３００、Ｍ２Ｍ基地局３５０、システム制御局３６０及び認証サーバ３７０は、前記Ｍ２Ｍ端末３００に対するアクセスネットワーク認証及び暗号化手順を行う。ステップ３１５のアクセスネットワーク認証及び暗号化手順は、図２のステップ２１５、ステップ２１５−１乃至ステップ２１５−６と同じである。

以降、前記Ｍ２Ｍ端末３００は、ステップ３１７にて、前記Ｍ２Ｍ基地局３５０に登録要求メッセージを送信し、前記Ｍ２Ｍ基地局３５０は、ステップ３１９にて、前記Ｍ２Ｍ端末３００に対する端末登録要求メッセージを前記システム制御局３６０に送信する。前記システム制御局３６０は、ステップ３２１にて、前記Ｍ２Ｍ端末３００に対する機器間通信サービス認証要求メッセージを前記Ｍ２Ｍ端末３００の機器間通信サービスを制御するグループサービス制御局３８０に送信する。前記グループサービス制御局３８０は、ステップ３２３にて、前記Ｍ２Ｍ端末３００に対する機器間通信サービス認証を行い、前記Ｍ２Ｍ端末３００がマルチキャストサービスに加入している場合は表１のＭ２Ｍ端末３００のマルチキャストサービス情報及び前記マルチキャストサービスデータ暗号化に必要な機器間通信サービス端末認証キー及びグループサービス認証キーを含む機器間通信サービス認証応答メッセージを前記システム制御局３６０に送信する。具体化に応じて、ステップ３１５のアクセスネットワーク認証及び暗号化手順において、前記機器間通信サービス端末認証キーが、端末３００、基地局３５０、システム制御局３６０、認証サーバ３７０によって共有されるときには、機器間通信サービス認証応答メッセージに含まれないことがある。

前記システム制御局３６０は、ステップ３２５にて、前記グループサービス制御局３８０から受信したグループサービス認証キーを含むマルチキャストサービス認証情報を端末登録応答メッセージを用いて前記Ｍ２Ｍ基地局３５０に送信する。前記Ｍ２Ｍ基地局３５０は、ステップ３２７にて、前記グループサービス認証キーを含む前記マルチキャストサービス認証情報を登録応答メッセージを用いて前記Ｍ２Ｍ端末３００に送信する。前記Ｍ２Ｍ端末３００及び前記Ｍ２Ｍ基地局３５０は、それぞれ前記グループサービス認証キーを含む前記マルチキャストサービス認証情報を用い、式１によりマルチキャストデータ暗号化キーを生成する（ステップ３２９、ステップ３３１）。

別の一例として、図３で、ステップ３２１乃至ステップ３２３のように前記Ｍ２Ｍ端末３００が加入したマルチキャストサービスに関する情報及び前記マルチキャストサービスに関する認証情報を獲得するための手順では、前記認証サーバ３７０が要求し、前記グループサービス制御局３８０が応答するメッセージトランザクションを用いることもできる。この時、前記システム制御局３６０は、前記認証サーバ３７０から前記マルチキャストサービス認証情報を伝達された後、上記ステップ３２５の手順を行うようになる。

図４は、本発明の第３実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを送受信する端末、基地局、システム制御局、認証サーバ及びグループサービス制御局の信号交換を示している。

図４を参照すると、Ｍ２Ｍ端末４００は、ステップ４０１にて、Ｍ２Ｍ基地局４５０に対する同期を獲得し、ステップ４０３にて、レンジング要求メッセージをＭ２Ｍ基地局４５０に送信する。前記Ｍ２Ｍ基地局４５０は、ステップ４０５にて、レンジング要求メッセージに対する応答としてレンジング応答メッセージを送信する。前記Ｍ２Ｍ端末４００は、ステップ４０７にて、前記Ｍ２Ｍ基地局４５０に基本能力交渉要求メッセージを送信し、前記Ｍ２Ｍ基地局４５０はシステム制御局４６０に、ステップ４０９にて、前記Ｍ２Ｍ端末４００に対する事前登録要求メッセージを送信する。前記システム制御局４６０は、ステップ４１１にて、前記Ｍ２Ｍ端末４００に対する事前登録応答メッセージを前記Ｍ２Ｍ基地局４５０に送信する。また、前記システム制御局４６０は、前記Ｍ２Ｍ端末４００に対するアクセスネットワーク認証を処理するために、認証サーバ４７０に前記Ｍ２Ｍ端末４００の情報を提供する（図示せず）。前記Ｍ２Ｍ基地局４５０は、ステップ４１３にて、ステップ４０７に対する応答として基本能力交渉応答メッセージを前記Ｍ２Ｍ端末４００に送信する。以降、ステップ４１５にて、前記Ｍ２Ｍ端末４００、Ｍ２Ｍ基地局４５０、システム制御局４６０及び認証サーバ４７０は、前記Ｍ２Ｍ端末４００に対するアクセスネットワーク認証及び暗号化手順を行う。ステップ４１５のアクセスネットワーク認証及び暗号化手順は、図２のステップ２１５、ステップ２１５−１乃至ステップ２１５−６と同じである。

前記Ｍ２Ｍ端末４００は、ステップ４１７にて、前記Ｍ２Ｍ基地局４５０に登録要求メッセージを送信し、前記Ｍ２Ｍ基地局４５０は、ステップ４１９にて前記Ｍ２Ｍ端末４００に対する端末登録要求メッセージを前記システム制御局４６０に送信する。前記システム制御局４６０は、ステップ４２１にて、前記Ｍ２Ｍ端末４００に対する登録要求を処理して前記Ｍ２Ｍ基地局４５０に端末登録応答メッセージを送信する。前記Ｍ２Ｍ基地局４５０は、ステップ４２３にて、前記Ｍ２Ｍ端末４００に登録応答メッセージを送信する。一方、前記システム制御局４６０は、ステップ４２５にて、前記Ｍ２Ｍ端末４００の機器間通信サービスを制御するグループサービス制御局４８０に前記Ｍ２Ｍ端末４００に対する機器間通信サービス認証要求メッセージを送信する。前記グループサービス制御局４８０は、ステップ４２７にて、前記Ｍ２Ｍ端末４００に対する機器間通信サービス認証を行い、前記Ｍ２Ｍ端末４００がマルチキャストサービスに加入している場合は、表１のＭ２Ｍ端末４００のマルチキャストサービス情報及び前記マルチキャストサービスデータ暗号化に必要な機器間通信サービス端末認証キー及びグループサービス認証キーを含む機器間通信サービス認証応答メッセージを前記システム制御局４６０に送信する。具体化に応じて、前記機器間通信サービス端末認証キーがステップ４１５にてアクセスネットワーク認証及び暗号化手順の時、端末４００、基地局４５０、システム制御局４６０、認証サーバ４７０によって共有される場合、機器間通信サービス認証応答メッセージに含まれない場合がある。

前記システム制御局４６０は、ステップ４２９にて、前記Ｍ２Ｍ端末４００に対するサービス及び経路を生成するために端末サービス／経路生成要求メッセージを前記Ｍ２Ｍ基地局４５０に送信する。前記端末サービス／経路生成要求メッセージは、ステップ４２７にて、前記グループサービス制御局４８０から受信した表１のグループサービス認証キー情報を含む。前記Ｍ２Ｍ基地局４５０は、ステップ４３１にて、前記Ｍ２Ｍ端末４００に上記表１のグループサービス認証キー情報を含むサービス生成要求メッセージを送信する。前記Ｍ２Ｍ端末４００は、ステップ４３３にて、前記Ｍ２Ｍ基地局４５０にサービス生成応答メッセージを送信し、前記Ｍ２Ｍ基地局４５０は、ステップ４３５にて、サービス生成確認メッセージを前記Ｍ２Ｍ端末４００に送信する。また前記Ｍ２Ｍ基地局４５０は、ステップ４３７にて、前記システム制御局４６０に前記Ｍ２Ｍ端末４００に対するサービス及び経路が生成されたことを知らせる端末サービス／経路生成応答メッセージを送信する。前記システム制御局４６０は、ステップ４３９にて、前記Ｍ２Ｍ基地局４５０に端末サービス／経路生成確認メッセージを送信し、これにより、前記Ｍ２Ｍ端末４００にサービスフローが生成され、前記サービスフローをサポートする経路が生成される。

また、前記Ｍ２Ｍ端末４００及び前記Ｍ２Ｍ基地局４５０は、前記受信したグループサービス認証キーを含む前記マルチキャストサービス認証情報を用いて式１によってマルチキャストデータ暗号化キーを生成する（ステップ４４１、ステップ４４３）。

別の例として、図４で、ステップ４２５乃至ステップ４２７のように前記Ｍ２Ｍ端末４００が加入したマルチキャストサービスに関する情報及び前記マルチキャストサービスに関する認証情報を獲得するための手順は、前記認証サーバ４７０が要求し、前記グループサービス制御局４８０が応答するメッセージトランザクションを用いることもできる。この時、前記システム制御局４６０は、前記認証サーバ４７０から前記マルチキャストサービス認証情報を伝達された後、ステップ４２９の手順を行うようになる。

また、図４の例では、前記システム制御局４６０及び前記Ｍ２Ｍ基地局４５０が前記サービス生成要求メッセージを送信することによって前記Ｍ２Ｍ端末４００のサービス生成をトリガする場合について説明したが、前記Ｍ２Ｍ端末４００が前記サービス生成要求メッセージを送信することによってサービス生成をトリガする場合は、前記Ｍ２Ｍ基地局４５０が前記Ｍ２Ｍ端末４００に送信するサービス生成応答メッセージを介して表１のグループサービス認証キー情報が提供される。

図５は、本発明の第４実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを送受信する端末、基地局、システム制御局、認証サーバ及びグループサービス制御局の信号交換を示している。

図５を参照すると、Ｍ２Ｍ端末５００は、ステップ５０１にて、Ｍ２Ｍ基地局５５０に対する同期を獲得し、ステップ５０３にて、レンジング要求メッセージを送信する。前記Ｍ２Ｍ基地局５５０は、ステップ５０５にて、レンジング要求メッセージに対する応答としてレンジング応答メッセージを送信する。前記Ｍ２Ｍ端末５００は、ステップ５０７にて、前記Ｍ２Ｍ基地局５５０に基本能力交渉要求メッセージを送信し、前記Ｍ２Ｍ基地局５５０は、ステップ５０９にて、システム制御局５６０に前記Ｍ２Ｍ端末５００に対する事前登録要求メッセージを送信する。前記システム制御局５６０は、ステップ５１１にて、前記Ｍ２Ｍ端末５００に対する事前登録応答メッセージを前記Ｍ２Ｍ基地局５５０に送信する。また、前記システム制御局５６０は、前記Ｍ２Ｍ端末５００に対するアクセスネットワーク認証を処理するために、認証サーバ５７０に前記Ｍ２Ｍ端末５００の情報を提供する（図示せず）。前記Ｍ２Ｍ基地局５５０は、ステップ５１３にて、前記Ｍ２Ｍ端末５００に上記ステップ５０７に対する応答として基本能力交渉応答メッセージを送信する。以降、ステップ５１５にて、前記Ｍ２Ｍ端末５００、Ｍ２Ｍ基地局５５０、システム制御局５６０及び認証サーバ５７０は、前記Ｍ２Ｍ端末５００に対するアクセスネットワーク認証及び暗号化手順を行う。ステップ５１５のアクセスネットワーク認証及び暗号化手順は、図２のステップ２１５、ステップ２１５−１乃至ステップ２１５−６と同じである。

前記Ｍ２Ｍ端末５００は、ステップ５１７にて、前記Ｍ２Ｍ基地局５５０に登録要求メッセージを送信し、前記Ｍ２Ｍ基地局５５０は、ステップ５１９にて、前記Ｍ２Ｍ端末５００に対する端末登録要求メッセージを前記システム制御局５６０に送信する。前記システム制御局５６０は、ステップ５２１にて、前記Ｍ２Ｍ端末５００に対する登録要求を処理して前記Ｍ２Ｍ基地局５５０に端末登録応答メッセージを送信する。前記Ｍ２Ｍ基地局５５０は、ステップ５２３にて、前記Ｍ２Ｍ端末５００に登録応答メッセージを送信する。前記Ｍ２Ｍ端末５００は、ステップ５２５にて、前記Ｍ２Ｍ基地局５５０を介して、前記システム制御局５６０及び前記Ｍ２Ｍ端末５００のアクセスサービス及び経路設定手順を行う。前記アクセスサービス及び経路設定手順を介して前記Ｍ２Ｍ端末５００の一般的なデータトラフィックが送信される。

以降、前記Ｍ２Ｍ端末５００は、ステップ５２７にて、前記グループサービス制御局５８０が提供する機器間通信サービス及びマルチキャストサービスを受信するためのサービス生成要求メッセージを送信する。前記Ｍ２Ｍ基地局５５０は、前記サービス生成要求メッセージに応じて、ステップ５２９にて、前記システム制御局５６０に前記Ｍ２Ｍ端末５００の端末サービス生成要求メッセージを送信する。前記システム制御局５６０は、ステップ５３１にて、前記Ｍ２Ｍ端末５００の機器間通信サービスを制御するグループサービス制御局５８０に前記Ｍ２Ｍ端末５００に対する機器間通信サービス認証要求メッセージを送信する。前記グループサービス制御局５８０は、ステップ５３３にて、前記Ｍ２Ｍ端末５００に対する機器間通信サービス認証を行い、前記Ｍ２Ｍ端末５００がマルチキャストサービスに加入している場合は、表１のＭ２Ｍ端末５００のマルチキャストサービス情報及び前記マルチキャストサービスデータ暗号化に必要な機器間通信サービス端末認証キー及びグループサービス認証キーを含む機器間通信サービス認証応答メッセージを前記システム制御局５６０に送信する。具体化に応じて、ステップ５１５のアクセスネットワーク認証及び暗号化手順において、前記機器間通信サービス端末認証キーが、端末５００、基地局５５０、システム制御局５６０、認証サーバ６７０によって共有されるときには、機器間通信サービス認証応答メッセージに含まれないことがある。

前記システム制御局５６０は、５３５ステップにて、前記Ｍ２Ｍ基地局５５０に端末サービス生成応答メッセージを送信する。前記端末サービス生成応答メッセージは、５３３ステップにて、前記グループサービス制御局５８０から受信した表１のグループサービス認証キー情報を含む。前記Ｍ２Ｍ基地局５５０は、ステップ５３７にて、前記Ｍ２Ｍ端末５００に上記表１のグループサービス認証キー情報を含むサービス生成応答メッセージを送信する。前記Ｍ２Ｍ端末５００は、ステップ５３９にて、前記Ｍ２Ｍ基地局５５０にサービス生成確認メッセージを送信し、前記Ｍ２Ｍ基地局５５０は、ステップ５４１にて、端末サービス生成確認メッセージを前記システム制御局５６０に送信する。また、前記Ｍ２Ｍ端末５００及び前記Ｍ２Ｍ基地局５５０は、それぞれ前記受信したグループサービス認証キーを含む前記マルチキャストサービス認証情報を用いて式１によってマルチキャストデータ暗号化キーを生成する（ステップ５４３、ステップ５４５）。
図６は、本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるマルチキャストデータ暗号化キーを最初に生成する端末の動作手順を示している。

図６を参照すると、Ｍ２Ｍ端末は、ステップ６００にて、Ｍ２Ｍ基地局と同期を獲得し、ステップ６０２にて、前記Ｍ２Ｍ基地局とレンジング手順を行う。前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ６０４にて、前記Ｍ２Ｍ基地局と基本能力交渉手順を行い、ステップ６０６にて、認証手順を行う。前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ６０８にて、前記Ｍ２Ｍ基地局と登録手順を行うことによってネットワークエントリ手順を完了する。前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ６１０にて、自らが加入したマルチキャストグループに関するグループサービス認証キー情報を獲得したか判断する。前記グループサービス認証キー情報は、上記図２乃至図５で述べたように上記ステップ６０８の登録手順の間に獲得する（図２又は図３参照）、又はステップ６０８の登録手順後のサービス生成手順（図４又は図５参照）を介して獲得する（図示せず）。ステップ６１０の判断によって前記マルチキャストグループに対するグループサービス認証キー情報を獲得した場合、前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ６１２にて、式１によってマルチキャストデータ暗号化キーを生成し、ステップ６１４にて、前記Ｍ２Ｍ基地局とのデータ送受信を行う。ステップ６１４にて、前記Ｍ２Ｍ基地局を介してマルチキャストデータを受信した場合、前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ６１２にて生成したマルチキャストデータ暗号化キーを用いて前記マルチキャストデータを解読する。
図７は、本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるマルチキャストデータ暗号化キーを最初に生成する基地局の動作手順を示している。

図７を参照すると、前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ７００にて、前記Ｍ２Ｍ基地局を介してネットワークサービスに登録しようとするＭ２Ｍ端末のネットワークエントリ手順処理を行う。前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ７０２にて、前記ネットワークエントリ手順の間に前記Ｍ２Ｍ端末に対する認証手順を処理し、ステップ７０４にて、前記Ｍ２Ｍ端末の登録手順を処理する。前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ７０６にて、前記Ｍ２Ｍ端末が加入したマルチキャストグループに対するグループサービス認証キー情報を有するかを判断する。前記グループサービス認証キー情報は、前記Ｍ２Ｍ端末の登録手順（図２又は図３参照）又は前記Ｍ２Ｍ端末のサービス生成手順（図４又は図５参照）の間に前記システム制御局を介して獲得される。前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ７０８にて、前記グループサービス認証キー情報を用いて上記式１によってマルチキャストデータ暗号化キーを生成する。また、前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ７１０にて、前記Ｍ２Ｍ端末の登録手順又は前記Ｍ２Ｍ端末のサービス生成手順の間に前記グループサービス認証キー情報を前記Ｍ２Ｍ端末に送信する。ステップ７１２にて、前記Ｍ２Ｍ基地局は、前記Ｍ２Ｍ端末とのデータ送受信を行い、特に前記Ｍ２Ｍ端末が加入したマルチキャストグループのマルチキャストデータを送信しなければならない場合は、上記ステップ７０８にて生成したマルチキャストデータ暗号化キーを介して前記マルチキャストデータを暗号化する。

図７では、前記Ｍ２Ｍ基地局がマルチキャストグループに対して最初にグループサービス認証キーを受信しマルチキャストデータ暗号化キーを生成する動作について説明した。もし、前記Ｍ２Ｍ基地局が前記マルチキャストグループに対するグループサービス認証キーを既に有する場合は、Ｍ２Ｍ端末のネットワークエントリ手順又はサービス生成手順を介して前記グループサービス認証キーを受信することなく、前記Ｍ２Ｍ端末が加入したマルチキャストグループ識別子情報を前記システム制御局で受信することによって前記Ｍ２Ｍ端末に適用するグループサービス認証キーを決定できる。
図８は、本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを処理するシステム制御局の動作手順を示している。

図８を参照すると、前記システム制御局は、ステップ８００にて、前記Ｍ２Ｍ基地局を介して伝達された前記Ｍ２Ｍ端末の認証手順を進める。前記システム制御局は、ステップ８０２にて、前記Ｍ２Ｍ端末に関する認証情報を前記認証サーバと交換する。前記システム制御局は、ステップ８０４にて、前記認証サーバから前記Ｍ２Ｍ端末が加入したマルチキャストグループに関するグループサービス認証キー情報を獲得したかを判断する。前記グループサービス認証キー情報の獲得手順は、図２乃至図５で述べたものと同じである。前記システム制御局は、ステップ８０６にて、表１のグループサービス認証キー情報を前記Ｍ２Ｍ基地局に伝達し、ステップ８０８にて、前記Ｍ２Ｍ端末に対する認証及びサービス経路設定手順を完了する。
図９は、本発明の他の実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを処理するシステム制御局の動作手順を示している。

図９を参照すると、前記システム制御局は、ステップ９００にて、前記Ｍ２Ｍ基地局を介して伝達された前記Ｍ２Ｍ端末の認証手順を進める。前記システム制御局は、ステップ９０２にて、前記Ｍ２Ｍ端末に関する認証情報を前記認証サーバと交換する。前記システム制御局は、ステップ９０４にて、前記グループサービス制御局に前記Ｍ２Ｍ端末に対する機器間通信サービス認証を要求し、ステップ９０６にて、前記Ｍ２Ｍ端末が加入したマルチキャストグループに関するグループサービス認証キー情報を獲得したかを判断する。前記グループサービス認証キー情報の獲得手順は、図２乃至図５で述べたものと同じである。前記システム制御局は、ステップ９０８にて、表１のグループサービス認証キー情報を前記Ｍ２Ｍ基地局に伝達し、ステップ９１０にて、前記Ｍ２Ｍ端末に対する認証及びサービス経路設定手順を完了する。
図１０は、本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを処理する認証サーバの動作手順を示している。

図１０を参照すると、前記認証サーバは、ステップ１０００にて、前記システム制御局から前記Ｍ２Ｍ端末に対する認証要求を処理し、ステップ１００２にて、前記Ｍ２Ｍ端末に対するアクセスネットワーク認証手順を行う。前記認証サーバは、ステップ１００４にて、前記グループサービス制御局に前記Ｍ２Ｍ端末に対する機器間通信サービス認証要求を送信する。ステップ１００４は、前記認証サーバが直接機器間通信サービス認証要求をトリガする場合であるか、又は前記システム制御局がトリガする機器間通信サービス認証要求を伝達する場合である。前記認証サーバは、ステップ１００６にて、前記Ｍ２Ｍ端末が加入したマルチキャストグループに関するグループサービス認証キー情報を獲得したかを判断する。ステップ１００６の判断の結果、前記グループサービス認証キー情報を獲得した場合、ステップ１００８にて、表１のグループサービス認証キー情報を前記システム制御局に送信する。前記認証サーバは、ステップ１０１０にて、前記Ｍ２Ｍ端末に対する認証手順を完了する。
図１１は、本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーを処理するグループサービス制御局の動作手順を示している。

図１１を参照すると、前記グループサービス制御局は、ステップ１１００にて、機器間通信のマルチキャストサービス、マルチキャストグループ及び前記マルチキャストグループサービス認証キー情報を管理する。ステップ１１０２にて、前記グループサービス制御局は、Ｍ２Ｍ端末に対する機器間通信サービス認証要求を受信すると、ステップ１１０４にて、前記Ｍ２Ｍ端末が加入したマルチキャストグループに関する表１のグループサービス認証キー情報を伝達する。

以降、前記グループサービス制御局は、ステップ１１０６にて、前記マルチキャストグループに対する変更があるかを判断する。前記マルチキャストグループに対する変更はグループに加入したＭ２Ｍ端末が脱退するか、又は新しいＭ２Ｍ端末が加入するケースに該当する。前記マルチキャストグループに変更があれば、前記グループサービス制御局は、ステップ１１０８にて、前記マルチキャストグループに対するグループサービス認証キーを再生成する。前記グループサービス制御局は、ステップ１１１０にて、前記新たに生成したグループサービス認証キー情報を前記サービス制御局又は前記認証サーバに伝達する。又は前記マルチキャストグループに変更がなければ、前記グループサービス制御局は、ステップ１１１２にて、前記グループサービス認証キーに対する有効時間が完了するかを判断する。ステップ１１１２にて、前記グループサービス認証キーの有効時間が完了する場合は、ステップ１１０８に進み新たなグループサービス認証キーを生成する。一方、ステップ１１１２にて、前記グループサービス認証キーの有効時間が完了しない場合、ステップ１１００に進む。

図１１で、マルチキャストグループの変更又はグループサービス認証キーの有効時間満了によって再生成されたグループサービス認証キーは、マルチキャストグループ内の全てのＭ２Ｍ端末にユニキャスト又はマルチキャストで送信されるべきである。例えば、グループの変更時にグループから脱退したＭ２Ｍ端末に再生成されたグループサービス認証キーを送信する必要はないので、この際は、マルチキャストグループ内の残りの端末それぞれに対して再生成されたグループサービス認証キーをユニキャストする。グループサービス認証キーの有効時間満了によって（マルチキャストグループの変更なし）再生成されたグループサービス認証キーは、制御メッセージ（例えば、ＤＳＣ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｈａｎｇｅ）メッセージ）を介してマルチキャストされる、又はマルチキャストデータを介してマルチキャストされ得る。
図１２は、本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるマルチキャストデータ暗号化キーを更新する端末の動作手順を示している。

図１２を参照すると、前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ１２００にて、アクティブモードの動作を行う。前記アクティブモードの動作は、前記Ｍ２Ｍ基地局とユニキャストデータ送受信を行うことを意味する。前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ１２０２にて、アクティブモードからアイドルモード（ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ）に進入したかを判断する。ステップ１１０２にてアイドル段階に進入しなかった場合、前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ１２０４にて、新たなグループサービス認証キー情報を受信したかを判断する。前記新たなグループサービス認証キー情報は、前記Ｍ２Ｍ基地局が送信するサービス変更要求メッセージ又はステップ６０６の認証手順で交換するメッセージ又はマルチキャストデータを介して伝達される。ステップ１２０４の判断の結果、新たなグループサービス認証キーが受信されると、前記Ｍ２Ｍ端末は、式１によって、ステップ１２０６にて、マルチキャストデータ暗号化キーを再生成する。もし、ステップ１２０２の判断の結果、前記Ｍ２Ｍ端末がアイドルモードに進入した場合は、ステップ１２０８に進み、アイドルモードの動作を行う。前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ１２１０にて、位置登録手順の遂行を指示するページングメッセージを受信したかを判断する。ステップ１２１０の判断の結果、位置登録手順の遂行が指示された場合、前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ１２１２にて、位置登録手順を行う。前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ１２１４にて、前記位置登録手順を行う間に新たなグループサービス認証キー情報を受信したかを判断する。ステップ１２１４の前記新たなグループサービス認証キーはレンジング応答メッセージを介して伝達される。前記新たなグループサービス認証キーが受信された場合は、前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ１２１６にて、式１によってマルチキャストデータ暗号化キーを再生成する。

一方、ステップ１２１０にて、前記アイドルモードの端末がマルチキャストデータ暗号化キーを更新すべきであることを指示するために、位置登録手順の遂行を指示する代わりに、前記マルチキャストデータ暗号化キー更新の指示を直接ページングメッセージに含むこともできる。
図１３は、本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるマルチキャストデータ暗号化キーを更新する基地局の動作手順を示している。

図１３を参照すると、前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ１３００にて、Ｍ２Ｍ端末とのデータ送受信など前記Ｍ２Ｍ端末の通信サービスをサポートする動作を行う。前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ１３０２にて、前記システム制御局から表１の新たなグループサービス認証キー情報を受信する。前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ１３０４にて、前記新たなグループサービス認証キーを用いてマルチキャストデータ暗号化キーを再生成する。前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ１３０６にて、アイドルモードの端末に前記新たなグループサービス認証キー情報を送信すべきであるかを判断する。ステップ１３０６は、前記システム制御局（ページング制御局を含む）からアイドルモードの端末に前記グループサービス認証キー情報を受信してマルチキャストデータ暗号化キーを更新するように指示するページング要求メッセージを受信する場合である。ステップ１３０６の判断によって、前記アイドルモードの端末には前記マルチキャストデータ暗号化キーを更新するように指示しなくても良い場合はステップ１３０８に進み、アクティブモードにある端末にステップ１３０２にて受信した新たなグループサービス認証キー情報を送信する。ステップ１３０８にて、前記新たなグループサービス認証キー情報は、サービス変更要求メッセージ又は上記ステップ６０６の認証手順で交換するメッセージ又はマルチキャストデータを介して提供される。

または、ステップ１３０６の判断によって前記アイドルモードの端末にも前記マルチキャストデータ暗号化キーを更新するように指示すべきである場合は、ステップ１３１０に進み、前記アイドルモードの端末に位置登録手順の遂行を指示する情報を含むページングメッセージを送信する。

以降、前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ１３１２にて、前記新たなグループサービス認証キー情報を受信すべきマルチキャストグループのアイドルモードの端末が位置登録手順を行うかを判断する。前記マルチキャストグループのアイドルモードの端末が位置登録手順を行うと判断した場合、前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ１３１４にて、前記アイドルモードの端末に位置登録手順中のレンジング応答メッセージを用いて新たなグループサービス認証キー情報を送信する。

一方、ステップ１３１０にて、前記アイドルモードの端末にマルチキャストデータ暗号化キーを更新するように位置登録手順の遂行を指示する代わりに、前記マルチキャストデータ暗号化キー更新の指示情報を直接前記ページングメッセージに含むこともできる。

ステップ１３０８にて、前記Ｍ２Ｍ基地局が前記新たなグループサービス認証キー情報をＭ２Ｍ端末にマルチキャスト方式で伝達すべきであるかを判断するためには、システム制御局からグループの変更によるマルチキャストデータ暗号化キーの更新を指示しているかに対する指示子がステップ１３０２にて受信されなければならない。
図１４は、本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるグループサービス認証キーの変更を処理するシステム制御局の動作手順を示している。

図１４を参照すると、前記システム制御局は、ステップ１４００にて、前記グループサービス制御局又は前記認証サーバから新たなグループサービス認証キーを受信する。前記システム制御局のうちアイドルモードの端末を管理するページング制御局は、ステップ１４０２にて、前記新たなグループサービス認証キーを前記アイドルモードの端末にも送信すべきであるかを判断する。ステップ１４０２の判断によって、前記アイドルモードの端末にも前記新たなグループサービス認証キーを送信すべきである場合は、前記システム制御局は、ステップ１４０４にて、Ｍ２Ｍ基地局に前記新たなグループサービス認証キー及び前記アイドルモードの端末が位置登録手順を介して前記マルチキャストデータ暗号化キーを更新すべきであることを指示するページング要求メッセージを送信する。

または、ステップ１４０２の判断によって、前記アイドルモードの端末に前記新たなグループサービス認証キーを送信しなくても良い場合は、前記システム制御局は、ステップ１４０６にて、前記Ｍ２Ｍ基地局に前記新たなグループサービス認証キーを送信する。

ステップ１４０４又は上記ステップ１４０６にて、前記システム制御局はグループの変更によるマルチキャストデータ暗号化キーの更新を指示しているかに対する指示子も含む。

図１５は、本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるキーカウンタに基づいてマルチキャストデータ暗号化キーを更新する基地局の動作手順を示している。

図１５を参照すると、前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ１５００にて、マルチキャストデータ送信を含んで前記Ｍ２Ｍ端末の通信サービスをサポートする動作を行う。前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ１５０２にて、前記Ｍ２Ｍ端末に送信するデータに対するリプレイアタック（ｒｅｐｌａｙ ａｔｔａｃｋ）を防止するために使用するリプレイアタック防止用カウンタが満了したかを判断する。ステップ１５０２の判断によって、前記リプレイアタック防止用カウンタが満了していない場合は、ステップ１５００の動作を行う。もし、ステップ１５０２の判断によって、前記リプレイアタック防止用カウンタが満了した場合は、前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ１５０４に進み、キーカウンタが満了したかを判断する。前記キーカウンタはマルチキャストデータ暗号化キーを生成するために使用し、前記キーカウンタが満了した場合は前記マルチキャストデータ暗号化キーを更新する。前記キーカウンタは機器間通信サービス端末認証キー又はグループサービス認証キーによって前記マルチキャストデータ暗号化キーを更新しなくても良い場合、前記リプレイアタック防止のために使用するリプレイアタック防止用カウンタの満了によって前記マルチキャストデータ暗号化キーを更新しなければならないオーバーヘッドを減らすために使用する。前記リプレイアタック防止用カウンタ及びキーカウンタは、前記マルチキャストデータ暗号化キーが更新される度に初期化される。
ここで、前記キーカウンタを入力値とする前記マルチキャストデータ暗号化キーは下記式２によって生成される。

式中、ＭＧＴＥＫはマルチキャストデータ暗号化キー、ＭＡＫは機器間通信サービス端末認証キー、ＭＧＳＳはグループサービス認証キー、Ｋｅｙ＿ｃｏｕｎｔｅｒはキーカウンタ値で、ＭＧＩＤはグループ識別子、“ＭＧＴＥＫ”はマルチキャストデータ暗号化キーであることを示す文字列、Ｄｏｔ１６ＫＤＦはＭＡＫ、ＭＧＳＳ、Ｋｅｙ＿ｃｏｕｎｔｅｒ、ＭＧＩＤを入力とする１２８ビットのマルチキャストデータ暗号化キーを生成するアルゴリズムである。

ステップ１５０４の判断によって、前記キーカウンタが満了した場合は、前記Ｍ２Ｍ基地局は、前記マルチキャストデータ暗号化キーを更新すべきであることを認知し、ステップ１５０６にて、前記グループサービス制御局に前記グループサービス認証キー情報を要求する。ステップ１５０６にて、前記グループサービス認証キー情報要求は、前記システム制御局を又は認証サーバを介して前記グループサービス制御局に送信される。前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ１５０８にて、前記グループサービス制御局が送信した表１の新たなグループサービス認証キー情報を受信する。前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ１５１０にて、前記新たなグループサービス認証キーを用いてマルチキャストデータ暗号化キーを再生成する。前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ１５１２にて、Ｍ２Ｍ端末に前記新たなグループサービス認証キー情報を送信する。ステップ１５１２にて、前記Ｍ２Ｍ基地局は図１３の手順に従う。
もし、ステップ１５０４の判断の結果、前記キーカウンタが満了していない場合、前記Ｍ２Ｍ基地局は、ステップ１５００の動作を行う。

図１６は、本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるキーカウンタに基づいてマルチキャストデータ暗号化キーを更新する端末の動作手順を示している。

図１６を参照すると、前記Ｍ２Ｍ端末には、ステップ１６００にて、前記Ｍ２Ｍ基地局を介してマルチキャストデータの受信を含む通信サービスが提供される。前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ１６０２にて、前記リプレイアタック防止用カウンタが満了したかを判断する。ステップ１６０２の判断によって、前記リプレイアタック防止用カウンタが満了していない場合、前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ１６００の動作を行う。もし、ステップ１６０２の判断によって前記リプレイアタック防止用カウンタが満了した場合、前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ１６０４にて、前記キーカウンタが満了したかを判断する。ステップ１６０４の判断によって前記キーカウンタが満了した場合、前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ１６０６にて、前記Ｍ２Ｍ基地局を介して送信される表１の新たなグループサービス認証キー情報を受信する。ここで、前記新たなグループサービス認証キー情報を受信する動作は、図１２の手順に従う。前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ１６０８にて、前記新たなグループサービス認証キーを用いてマルチキャストデータ暗号化キーを更新する。
もし、ステップ１６０４の判断によって、前記キーカウンタが満了していない場合、前記Ｍ２Ｍ端末は、ステップ１６００の動作を行う。
図１７は、本発明の実施形態による端末の装置図を示している。
図１７を参照すると、前記端末は、制御部１７０２、ＯＦＤＭ受信機１７００、及びＯＦＤＭ送信機１７０４を含んで構成される。

前記ＯＦＤＭ受信機１７００は、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ通信方式に基づいて、前記Ｍ２Ｍ基地局から信号を受信する。例えば、ＯＦＤＭ受信機１７００は、ネットワークエントリ手順及びＭ２Ｍサービス登録手順の時に前記Ｍ２Ｍ基地局と交換されるメッセージを受信して前記制御部１７０２に提供する。

前記ＯＦＤＭ送信機１７０４は、前記制御部１７０２からネットワークエントリ手順及びＭ２Ｍサービス登録手順のためのメッセージを提供され、前記メッセージをＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ通信方式に基づいて、前記Ｍ２Ｍ基地局に送信する。

前記制御部１７０２は、ネットワークエントリ手順及びＭ２Ｍサービス登録手順を行うために、前記ＯＦＤＭ受信機１７００から提供された当該制御メッセージを分析し、当該制御メッセージを生成して前記ＯＦＤＭ送信機１７０４に出力する。本発明に加えて、前記制御部１７０２は、図２乃至図５、図６、図１２を参照して説明した本発明の実施形態に関連づけられた動作を行うために、デジタル信号処理段階を行い様々な処理モジュールの動作を制御する。

例えば、前記制御部１７０２は、登録手順の時に、基地局からの当該制御メッセージ内に端末が属する管理領域情報が含まれているかを確認し、前記当該制御メッセージ内に端末が属する管理領域情報が含まれている場合、前記端末が属する管理領域情報に基づいて、通信を行う。

具体的には、前記制御部１７０２は、Ｍ２Ｍ基地局との同期手順、レンジング手順、基本能力交渉手順、認証手順、及び登録手順を行うことによってネットワークエントリ手順を完了する。以降、前記制御部１７０２は、サービスフローの生成をＭ２Ｍ基地局に要求する、又は前記Ｍ２Ｍ基地局からサービスフローの生成を要求され得る。また、前記制御部１７０２は、図２乃至図５で述べたように、ステップ６０８の登録手順の間に獲得される（図２又は図３参照）、又はサービスフロー生成手順（図４又は図５参照）を介してマルチキャストグループに関するグループサービス認証キー情報を獲得したかを判断する。そして、前記制御部１７０２は、前記グループサービス認証キー情報を用いて上記式１によってマルチキャストデータ暗号化キーを生成し、Ｍ２Ｍ基地局とのデータ送受信を行う。

一方、前記制御部１７０２は、アクティブモードからアイドルモード（ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ）に進むかを判断し、アイドル段階に進まない場合、新たなグループサービス認証キー情報を受信したかを判断する。前記新たなグループサービス認証キー情報は、前記Ｍ２Ｍ基地局が送信するサービス変更要求メッセージ又は前記認証手順で交換するメッセージを介して伝達される。そして、前記制御部１７０２は、前記新たなグループサービス認証キーが受信されると、式１を用いてマルチキャストデータ暗号化キーを再生成する。もし、前記Ｍ２Ｍ端末がアイドルモードに進む場合、アイドルモードの間に位置登録手順の遂行を指示するページングメッセージを受信したかを判断し、位置登録手順の遂行が指示された場合、位置登録手順を行う。前記制御部１７０２は、前記位置登録手順を行う間に新たなグループサービス認証キー情報を受信したかを判断する。ここで、前記新たなグループサービス認証キーはレンジング応答メッセージを介して伝達される。前記新たなグループサービス認証キーが受信された場合は、式１によってマルチキャストデータ暗号化キーを再生成する。

また、前記制御部１７０２は、リプレイアタック防止用カウンタ及びキーカウンタが満了したかを判断し、前記リプレイアタック防止用カウンタ及びキーカウンタ満了したか否かによって前記Ｍ２Ｍ基地局を介して送信される表１の新たなグループサービス認証キー情報を受信する。ここで前記新たなグループサービス認証キー情報を受信する動作は、図１２の手順に従う。そして、前記新たなグループサービス認証キーを用いてマルチキャストデータ暗号化キーを更新する。

図１８は、本発明の実施形態による機器間通信システムにおけるマルチキャストデータ暗号化キー管理のための装置図を示している。前記装置は、基地局、システム制御局、認証サーバ、及びグループサービス制御局のうち１つであり得る。
図１８を参照すると、制御部１８０２、インタフェース部１８０４及びデータベース１８０６を含んで構成される。

前記制御部１８０２は、当該ネットワークエンティティ（例えば、基地局、システム制御局、認証サーバ、及びグループサービス制御局のうち１つである）の全般的な動作を制御し、インタフェース部１８０４は、ネットワークエンティティ間の当該プロトコルに基づいて信号の送信を担当する。そして、データベース１８０６は、当該ネットワークエンティティの動作中に発生するデータを保存する。例えば、上位ネットワークエンティティから提供されたグループサービス認証キー情報を保存する。

具体的には、基地局の前記制御部１８０２は、ネットワークサービスに登録しようとするＭ２Ｍ端末のネットワークエントリ手順（同期手順、レンジング手順、基本能力交渉手順、認証手順、登録手順等を含む）処理を行う。そして、前記制御部１８０２は、Ｍ２Ｍ端末が加入したマルチキャストグループに関するグループサービス認証キー情報を有するかを判断する。前記グループサービス認証キー情報は、前記Ｍ２Ｍ端末の登録手順（図２又は図３参照）又は前記Ｍ２Ｍ端末のサービス生成手順（図４又は図５参照）の間にシステム制御局を介して獲得される。そして、前記制御部１８０２は、前記グループサービス認証キー情報を用いて、式１によってマルチキャストデータ暗号化キーを生成する。

システム制御局の制御部１８０２は、Ｍ２Ｍ基地局を介して伝達されたＭ２Ｍ端末の認証手順を進み、前記Ｍ２Ｍ端末に関する認証情報を認証サーバと交換する。そして、前記制御部１８０２は、前記認証サーバから前記Ｍ２Ｍ端末が加入したマルチキャストグループに関するグループサービス認証キー情報を獲得したかを判断する。前記グループサービス認証キー情報の獲得手順は、図２乃至図５で述べたものと同じである。

認証サーバの制御部１８０２は、前記システム制御局からのＭ２Ｍ端末に対する認証要求を処理し、前記Ｍ２Ｍ端末に対するアクセスネットワーク認証手順を行う。制御部１８０２は、前記グループサービス制御局に前記Ｍ２Ｍ端末に対する機器間通信サービス認証要求を送信する。これは、前記認証サーバが直接機器間通信サービス認証要求をトリガする場合である、又は前記システム制御局がトリガする機器間通信サービス認証要求を伝達する場合である。前記制御部１８０２は、前記Ｍ２Ｍ端末が加入したマルチキャストグループに関するグループサービス認証キー情報を獲得したかを判断し、前記グループサービス認証キー情報を獲得した場合、表１のグループサービス認証キー情報を前記システム制御局に送信する。

グループサービス制御局の制御部１８０２は、機器間通信のマルチキャストサービス、マルチキャストグループ及び前記マルチキャストグループサービス認証キー情報を管理する。すなわち、Ｍ２Ｍ端末に対する機器間通信サービス認証要求を受信すると、前記Ｍ２Ｍ端末が加入したマルチキャストグループに関する表１のグループサービス認証キー情報を伝達する。そして、前記マルチキャストグループに対する変更があるかを判断する。前記マルチキャストグループに対する変更は、グループに加入したＭ２Ｍ端末が脱退する、又は新たなＭ２Ｍ端末が加入するケースに該当する。前記マルチキャストグループに変更があれば、前記マルチキャストグループに対するグループサービス認証キーを新たに生成してサービス制御局又は前記認証サーバに伝達する。又は前記マルチキャストグループに変更がなければ、制御部１８０２は、前記グループサービス認証キーに対する有効時間が完了したかを判断し、前記グループサービス認証キーの有効時間が完了した場合は、新たなグループサービス認証キーを生成する。

前記基地局の制御部１８０２は、アイドルモードで新たなグループサービス認証キー情報を送信すべきであるかを判断する。すなわち、前記システム制御局（ページング制御局を含む）からアイドルモードの端末に前記グループサービス認証キー情報を受信してマルチキャストデータ暗号化キーを更新するように指示するページング要求メッセージを受信することができる。前記アイドルモードの端末には前記マルチキャストデータ暗号化キーを更新するように指示しなくても良い場合は、アクティブモードにある端末に受信した新たなグループサービス認証キー情報を送信する。または、前記アイドルモードの端末にも前記マルチキャストデータ暗号化キーを更新するように指示すべきである場合は、前記アイドルモードの端末に位置登録手順の遂行を指示する情報を含むページングメッセージを送信する。以降、制御部１８０２は、前記新たなグループサービス認証キー情報を受信すべきマルチキャストグループのアイドルモードの端末が位置登録手順を行うかを判断する。前記マルチキャストグループのアイドルモードの端末が位置登録手順を行うと判断した場合、前記アイドルモードの端末に位置登録手順中のレンジング応答メッセージを用いて新たなグループサービス認証キー情報を送信する。具体化に応じて、前記アイドルモードの端末にマルチキャストデータ暗号化キーを更新するように位置登録手順の遂行を指示する代わりに、前記マルチキャストデータ暗号化キー更新の指示情報を直接前記ページングメッセージに含むこともできる。

システム制御局の制御部１８０２は、グループサービス制御局又は前記認証サーバから新たなグループサービス認証キーを受信し、前記新たなグループサービス認証キーを前記アイドルモードの端末にも送信すべきであるかを判断する。そして、判断によって、前記アイドルモードの端末にも前記新たなグループサービス認証キーを送信すべきである場合は、Ｍ２Ｍ基地局に前記新たなグループサービス認証キー及び前記アイドルモードの端末が位置登録手順を介して前記マルチキャストデータ暗号化キーを更新すべきであることを指示するページング要求メッセージを送信する。

一方、前記基地局の制御部１８０２は、Ｍ２Ｍ端末に送信するデータに対するリプレイアタックを防止するために使用するリプレイアタック防止用カウンタ及びキーカウンタが満了したかを判断し、前記マルチキャストデータ暗号化キーを更新する。前記キーカウンタはマルチキャストデータ暗号化キーを生成するために使用する。そして、前記キーカウンタが満了した場合は、前記Ｍ２Ｍ基地局は、前記マルチキャストデータ暗号化キーを更新すべきであることを認知し、前記グループサービス制御局に前記グループサービス認証キー情報を要求し、前記グループサービス制御局が送信した表１の新たなグループサービス認証キー情報を受信し、前記新たなグループサービス認証キーを用いてマルチキャストデータ暗号化キーを再生成し、Ｍ２Ｍ端末に前記新たなグループサービス認証キー情報を送信する。

上述のように、機器間通信システムで、グループに属する機器（ｄｅｖｉｃｅ）に同じデータをマルチキャスト方式で送信する場合を考慮して前記データに対するマルチキャスト用途の暗号化キー管理方法を適用することによって、制限されたデータが不特定の機器によって露出されることを防止し、效果的にデータを送信できる利点がある。
一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない限度内で様々な変形が可能であることは勿論である。したがって、本発明の範囲は説明された実施形態に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲のみでなくこの特許請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。

１０１ 第１Ｍ２Ｍ機器
１０２ 第２Ｍ２Ｍ機器
１０３ 第３Ｍ２Ｍ機器
１０４ 第４Ｍ２Ｍ機器
１０５ 第１Ｍ２Ｍ基地局
１０６ 第２Ｍ２Ｍ基地局
１１０ Ｍ２Ｍサーバ（Ｍ２Ｍグループサービス制御局）
１１１ 第１Ｍ２Ｍグループ
１１２ 第１Ｍ２Ｍグループ

Claims (34)

1. Ｍ２Ｍ（ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−ｍａｃｈｉｎｅ）端末の動作方法であって、
   基地局を介してネットワークエントリ手順を行う段階と、
   前記ネットワークエントリ手順の時に、Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシード（Ｍ２Ｍ ｓｅｒｖｉｃｅ ｇｒｏｕｐ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｓｅｅｄ）を前記基地局から受信する段階と、
   Ｍ２Ｍサービス認証キー、前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシード、マルチキャストグループ識別子、マルチキャストデータ暗号化キーのインデックスを示すキーカウンター値、前記マルチキャストデータ暗号化キーであることを示す文字列、及び前記マルチキャストデータ暗号化キーを生成するアルゴリズムに基づいて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを生成する段階と、
   前記マルチキャストデータ暗号化キーに基づいて、前記基地局とデータを送受信する段階と、を含むことを特徴とする方法。
2. 前記ネットワークエントリ手順の時に、前記マルチキャストグループ識別子及び前記Ｍ２Ｍサービス認証キーのうち少なくとも１つ以上を前記基地局から受信する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記マルチキャストデータ暗号化キーは、
   

   

   によって決定され、
   式中、ＭＧＴＥＫは前記マルチキャストデータ暗号化キーであり、ＭＡＫは前記Ｍ２Ｍサービス認証キーであり、ＭＧＳＳは前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードであり、ＭＧＩＤは前記マルチキャストグループ識別子であり、Ｋｅｙ＿ｃｏｕｎｔｅｒは現在使用された前記ＭＧＴＥＫの前記インデックスを示す前記キーカウンター値であり、“ＭＧＴＥＫ”は前記マルチキャストデータ暗号化キーであることを示す前記文字列であり、Ｄｏｔ１６ＫＤＦは、前記Ｍ２Ｍサービス認証キー、前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシード、前記キーカウンター値、及び前記マルチキャストグループ識別子を入力とする１２８ビットの前記マルチキャストデータ暗号化キーを生成する前記アルゴリズムであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを前記基地局から受信する段階は、
   登録要求メッセージを前記基地局に送信する段階と、
   前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを含む登録応答メッセージを前記基地局から受信する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを前記基地局から受信する段階は、
   前記基地局から前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを含むサービスフロー生成要求メッセージを受信する段階と、
   前記基地局にサービスフロー生成応答メッセージを送信する段階と、を含む、又は
   前記基地局に前記サービスフロー生成要求メッセージを送信する段階と、
   前記基地局から前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを含む前記サービスフロー生成応答メッセージを受信する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. アイドルモード区間であるかを決定する段階と、
   前記アイドルモード区間である場合、位置登録手順を指示するページングメッセージを受信するか否かを決定する段階と、
   前記位置登録手順の時に、レンジングメッセージを介して他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードが受信されるかを決定する段階と、
   前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを用いて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを再生成して保存する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. アイドルモード区間であるかを決定する段階と、
   前記アイドルモード区間である場合、マルチキャストデータ暗号化キーの更新を指示する情報を含むページングメッセージを受信する段階と、
   前記マルチキャストデータ暗号化キーの更新を指示する情報に応じて、他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを受信する段階と、
   前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを用いて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを再生成して保存する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. サービス変更要求メッセージ又は認証手順で交換されるメッセージを介して、他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを前記基地局から受信する段階と、
   前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを用いて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを再生成して保存する段階と、をさらに含み、
   前記サービス変更要求メッセージは、ユニキャスト又はマルチキャストされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. Ｍ２Ｍ（ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−ｍａｃｈｉｎｅ）通信システムにおける基地局の動作方法であって、
   Ｍ２Ｍ端末のネットワークエントリ手順を行う段階と、
   前記ネットワークエントリ手順の時に、ネットワークエンティティ（ｎｅｔｗｏｒｋ ｅｎｔｉｔｙ）からＭ２Ｍサービスグループセキュリティシード（Ｍ２Ｍ ｓｅｒｖｉｃｅ ｇｒｏｕｐ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｓｅｅｄ）を獲得し、前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを前記Ｍ２Ｍ端末に送信する段階と、
   Ｍ２Ｍサービス認証キー、前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシード、マルチキャストグループ識別子、マルチキャストデータ暗号化キーのインデックスを示すキーカウンター値、前記マルチキャストデータ暗号化キーであることを示す文字列、及び前記マルチキャストデータ暗号化キーを生成するアルゴリズムに基づいて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを生成する段階と、
   前記マルチキャストデータ暗号化キーに基づいて、前記Ｍ２Ｍ端末とデータを送受信する段階と、を含むことを特徴とする方法。
10. 前記ネットワークエントリ手順の時に、前記ネットワークエンティティから前記マルチキャストグループ識別子及び前記Ｍ２Ｍサービス認証キーのうち少なくとも１つ以上を獲得し、前記マルチキャストグループ識別子及び前記Ｍ２Ｍサービス認証キーのうち少なくとも１つ以上を前記Ｍ２Ｍ端末に送信する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記マルチキャストデータ暗号化キーは、
    

    

    によって決定され、
    式中、ＭＧＴＥＫは前記マルチキャストデータ暗号化キーであり、ＭＡＫは前記Ｍ２Ｍサービス認証キーであり、ＭＧＳＳは前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードであり、Ｋｅｙ＿ｃｏｕｎｔｅｒは現在使用された前記ＭＧＴＥＫの前記インデックスを示す前記キーカウンター値であり、ＭＧＩＤは前記マルチキャストグループ識別子であり、“ＭＧＴＥＫ”は前記マルチキャストデータ暗号化キーであることを示す前記文字列であり、Ｄｏｔ１６ＫＤＦは、前記Ｍ２Ｍサービス認証キー、前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシード、前記キーカウンター値、及び前記マルチキャストグループ識別子を入力とする１２８ビットの前記マルチキャストデータ暗号化キーを生成する前記アルゴリズムであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 前記ネットワークエントリ手順の時に、前記ネットワークエンティティからＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを獲得し、前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを前記Ｍ２Ｍ端末に送信する段階は、
    登録要求メッセージを前記Ｍ２Ｍ端末から受信する際、前記Ｍ２Ｍ端末がネットワークに進入することを知らせるＭ２Ｍ端末登録要求メッセージを前記ネットワークエンティティに送信する段階と、
    前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを含むＭ２Ｍ端末登録応答メッセージを前記ネットワークエンティティから受信する段階と、
    前記ネットワークエンティティから受信した前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを登録応答メッセージを介して前記Ｍ２Ｍ端末に送信する段階と、を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
13. 前記ネットワークエントリ手順の時に、前記ネットワークエンティティからＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを受信し、前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを前記Ｍ２Ｍ端末に送信する段階は、
    前記ネットワークエンティティから前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを含む端末サービスフロー生成要求メッセージを受信する段階と、
    前記ネットワークエンティティから受信した前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードをサービスフロー生成要求メッセージを介して前記Ｍ２Ｍ端末に伝達する段階と、
    前記Ｍ２Ｍ端末からサービスフロー生成応答メッセージを受信する段階と、を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
14. 前記ネットワークエントリ手順の時に、システム制御局からＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを受信し、前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを前記Ｍ２Ｍ端末に送信する段階は、
    前記Ｍ２Ｍ端末からサービスフロー生成要求メッセージを受信する際、前記システム制御局に端末サービスフロー生成要求メッセージを送信する段階と、
    前記システム制御局から前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを含む端末サービスフロー生成応答メッセージを受信し、サービスフロー生成応答メッセージを介して前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを前記Ｍ２Ｍ端末に送信する段階と、
    前記Ｍ２Ｍ端末からサービスフロー生成確認メッセージを受信した後、端末サービスフロー生成確認メッセージを前記システム制御局に送信する段階と、を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
15. システム制御局から、他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを受信する段階と、
    サービス変更要求メッセージ又は認証手順で交換されるメッセージを介して、前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを前記Ｍ２Ｍ端末に送信する段階と、
    前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを用いて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを再生成して保存する段階と、をさらに含み、
    前記サービス変更要求メッセージは、ユニキャスト又はマルチキャストされることを特徴とする請求項９に記載の方法。
16. アイドルモード区間であるかを決定する段階と、
    前記アイドルモード区間である場合、位置登録手順を指示するページングメッセージを前記Ｍ２Ｍ端末に送信する段階と、
    前記位置登録手順の時に、レンジングメッセージを介して他のＭ２ＭサービスグループセキュリティシードをＭ２Ｍ端末に送信する段階と、
    前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを用いて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを再生成して保存する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
17. アイドルモード区間であるかを決定する段階と、
    前記アイドルモード区間である場合、マルチキャストデータ暗号化キーの更新を指示する情報を含むページングメッセージを送信する段階と、
    前記マルチキャストデータ暗号化キーの更新を指示する情報に応じて、他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを送信する段階と、
    前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを用いて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを再生成して保存する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
18. Ｍ２Ｍ（ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−ｍａｃｈｉｎｅ）端末装置であって、
    基地局を介してネットワークエントリ手順を行う制御部と、
    前記ネットワークエントリ手順の時に、Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシード（Ｍ２Ｍ ｓｅｒｖｉｃｅ ｇｒｏｕｐ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｓｅｅｄ）を前記基地局から受信し、
    Ｍ２Ｍサービス認証キー、前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシード、マルチキャストグループ識別子、マルチキャストデータ暗号化キーのインデックスを示すキーカウンター値、前記マルチキャストデータ暗号化キーであることを示す文字列、及び前記マルチキャストデータ暗号化キーを生成するアルゴリズムに基づいて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを生成し、
    前記マルチキャストデータ暗号化キーに基づいて、前記基地局とデータを送受信するトランシーバを含むことを特徴とする装置。
19. 前記トランシーバは、
    前記ネットワークエントリ手順の時に、前記マルチキャストグループ識別子及びＭ２Ｍサービス認証キーのうち少なくとも１つ以上を前記基地局から受信することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 前記マルチキャストデータ暗号化キーは、
    

    

    によって決定され、
    式中、ＭＧＴＥＫは前記マルチキャストデータ暗号化キーであり、ＭＡＫは前記Ｍ２Ｍサービス認証キーであり、ＭＧＳＳは前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードであり、ＭＧＩＤは前記マルチキャストグループ識別子であり、Ｋｅｙ＿ｃｏｕｎｔｅｒは現在使用された前記ＭＧＴＥＫの前記インデックスを示す前記キーカウンター値、“ＭＧＴＥＫ”は前記マルチキャストデータ暗号化キーであることを示す前記文字列であり、Ｄｏｔ１６ＫＤＦは、前記Ｍ２Ｍサービス認証キー、前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシード、前記キーカウンター値、及び前記マルチキャストグループ識別子を入力とする１２８ビットの前記マルチキャストデータ暗号化キーを生成する前記アルゴリズムであることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
21. Ｍ２Ｍ（ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−ｍａｃｈｉｎｅ）通信システムにおける基地局装置であって、
    Ｍ２Ｍ端末のネットワークエントリ手順を行う制御部と、
    前記ネットワークエントリ手順の時に、ネットワークエンティティ（ｎｅｔｗｏｒｋ ｅｎｔｉｔｙ）からＭ２Ｍサービスグループセキュリティシード（Ｍ２Ｍ ｓｅｒｖｉｃｅ ｇｒｏｕｐ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｓｅｅｄ）を獲得し、前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを前記Ｍ２Ｍ端末に送信し、
    Ｍ２Ｍサービス認証キー、前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシード、マルチキャストグループ識別子、マルチキャストデータ暗号化キーのインデックスを示すキーカウンター値、前記マルチキャストデータ暗号化キーであることを示す文字列、及び前記マルチキャストデータ暗号化キーを生成するアルゴリズムに基づいて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを生成し、
    前記マルチキャストデータ暗号化キーに基づいて、前記Ｍ２Ｍ端末とデータを送受信するトランシーバと、を含むことを特徴とする装置。
22. 前記トランシーバは、
    前記ネットワークエントリ手順の時に、前記ネットワークエンティティから前記マルチキャストグループ識別子及び前記Ｍ２Ｍサービス認証キーのうち少なくとも１つ以上を獲得し、前記マルチキャストグループ識別子及び前記Ｍ２Ｍサービス認証キーのうち少なくとも１つ以上を前記Ｍ２Ｍ端末に送信することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 前記マルチキャストデータ暗号化キーは、
    

    

    によって決定され、
    式中、ＭＧＴＥＫは前記マルチキャストデータ暗号化キーであり、ＭＡＫは前記Ｍ２Ｍサービス認証キーであり、ＭＧＳＳは前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードであり、Ｋｅｙ＿ｃｏｕｎｔｅｒは現在使用された前記ＭＧＴＥＫの前記インデックスを示す前記キーカウンター値であり、ＭＧＩＤは前記マルチキャストグループ識別子であり、“ＭＧＴＥＫ”は前記マルチキャストデータ暗号化キーであることを示す前記文字列であり、Ｄｏｔ１６ＫＤＦは、前記Ｍ２Ｍサービス認証キー、前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシード、前記キーカウンター値、及び前記マルチキャストグループ識別子を入力とする１２８ビットの前記マルチキャストデータ暗号化キーを生成する前記アルゴリズムであることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
24. 前記トランシーバは、
    登録要求メッセージを前記基地局に送信し、
    前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを含む登録応答メッセージを前記基地局から受信することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
25. 前記トランシーバは、
    前記基地局から前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを含むサービスフロー生成要求メッセージを受信し、
    前記基地局にサービスフロー生成応答メッセージを送信する、又は
    前記基地局に前記サービスフロー生成要求メッセージを送信し、
    前記基地局から前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを含む前記サービスフロー生成応答メッセージを受信することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
26. 前記トランシーバは、
    アイドルモード区間であるかを決定する段階と、
    前記アイドルモード区間である場合、位置登録手順を指示するページングメッセージを受信するか否かを決定し、
    前記位置登録手順の時に、レンジングメッセージを介して他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードが受信されるかを決定し、
    前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを用いて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを再生成して保存することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
27. 前記トランシーバは、
    アイドルモード区間であるかを決定し、
    前記アイドルモード区間である場合、マルチキャストデータ暗号化キーの更新を指示する情報を含むページングメッセージを受信し、
    前記マルチキャストデータ暗号化キーの更新を指示する情報に応じて、他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを受信し、
    前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを用いて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを再生成して保存することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
28. 前記トランシーバは、サービス変更要求メッセージ又は認証手順で交換されるメッセージを介して、他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを前記基地局から受信し、前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを用いて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを再生成して保存し、
    前記サービス変更要求メッセージは、ユニキャスト又はマルチキャストされることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
29. 前記トランシーバは、
    登録要求メッセージを前記Ｍ２Ｍ端末から受信する時、前記Ｍ２Ｍ端末がネットワークに進入することを知らせるＭ２Ｍ端末登録要求メッセージを前記ネットワークエンティティに送信する段階と、
    前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを含むＭ２Ｍ端末登録応答メッセージを前記ネットワークエンティティから受信し、
    前記ネットワークエンティティから受信した前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを登録応答メッセージを介して前記Ｍ２Ｍ端末に送信することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
30. 前記トランシーバは、
    前記ネットワークエンティティから前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを含む端末サービスフロー生成要求メッセージを受信し、
    前記ネットワークエンティティから受信した前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードをサービスフロー生成要求メッセージを介して前記Ｍ２Ｍ端末に伝達し、
    前記Ｍ２Ｍ端末からサービスフロー生成応答メッセージを受信することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
31. 前記トランシーバは、
    前記Ｍ２Ｍ端末からサービスフロー生成要求メッセージを受信した時、システム制御局に端末サービスフロー生成要求メッセージを送信し、
    前記システム制御局から前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを含む端末サービスフロー生成応答メッセージを受信し、サービスフロー生成応答メッセージを介して前記Ｍ２Ｍサービスグループセキュリティシードを前記Ｍ２Ｍ端末に送信し、
    前記Ｍ２Ｍ端末からサービスフロー生成確認メッセージを受信した後、端末サービスフロー生成確認メッセージを前記システム制御局に送信することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
32. 前記トランシーバは、システム制御局から、他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを受信し、サービス変更要求メッセージ又は認証手順で交換されるメッセージを介して、前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを前記Ｍ２Ｍ端末に送信し、前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを用いて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを再生成して保存し、
    前記サービス変更要求メッセージは、ユニキャスト又はマルチキャストされることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
33. 前記トランシーバは、
    アイドルモード区間であるかを決定し、
    前記アイドルモード区間である場合、位置登録手順を指示するページングメッセージを前記Ｍ２Ｍ端末に送信し、
    前記位置登録手順の時に、レンジングメッセージを介して他のＭ２ＭサービスグループセキュリティシードをＭ２Ｍ端末に送信し、
    前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを用いて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを再生成して保存することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
34. 前記トランシーバは、
    アイドルモード区間であるかを決定し、
    前記アイドルモード区間である場合、マルチキャストデータ暗号化キーの更新を指示する情報を含むページングメッセージを送信し、
    前記マルチキャストデータ暗号化キーの更新を指示する情報に応じて、他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを送信し、
    前記他のＭ２Ｍサービスグループセキュリティシードを用いて、前記マルチキャストデータ暗号化キーを再生成して保存することを特徴とする請求項２１に記載の装置。

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