JP6067101B2 - 少なくとも１つのリソースへのアクセスを要求する少なくとも１つの端末を認証する方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、包括的には、少なくとも１つのリソースへのアクセスを要求する少なくとも１つの端末を認証することに関する。このリソース（複数可）へのアクセスは、認証サーバによって管理され、ゲートウェイデバイスが、一方における端末（複数可）と、他方における認証サーバ及びリソース（複数可）との間でデータをルーティングする手段を備える。

リソースへのアクセスは、認証サーバの使用によって端末に認可される場合がある。通常、認証サーバは、複数のリソースのためのアクセス認可を管理する。

そのようなリソースは、例えば、無線通信の時間リソース及び／又は周波数リソースであり、これは、それらのリソースへのアクセス制御が、ハンドオーバ手順又は２つの無線近傍間の協働方式の確立に関係していることを意味する。別の例によれば、そのようなリソースは、サイバー採食（cyber-foraging）アプリケーション又はクラウドコンピューティングのためのサーバの計算リソースである。更に別の例によれば、リソースは、データサーバ上に記憶されたデータ若しくはセンサのような別の端末によって記憶された情報であるか、又は別の端末によって実行されるアプリケーションの場合もある。

そのようなリソースの集中型管理を可能にするために、ゲートウェイデバイスが、端末、認証サーバ、及び前述のリソース間でデータをルーティングする手段を備える。通常、端末は、或る特定のリソースへのアクセスを得るための要求をゲートウェイデバイスに送信する。ゲートウェイデバイスは、端末によるリソースへのアクセスが認証を必要とすることを検出すると、その端末がリソースへのアクセスを正当に得ることが可能であるか否かを認証サーバに要求する。次に、認証サーバは、端末の認証を実行し、端末の認証が失敗した場合、認証サーバは、ゲートウェイデバイスからの要求を拒絶し、次に、ゲートウェイデバイスは、端末からの要求を拒絶する。端末の認証が成功した場合、認証サーバは、ゲートウェイデバイスからの要求を受理し、次に、ゲートウェイデバイスは、端末からの要求を受理し、したがって、リソースへのアクセスが端末に許可される。

例えば、リソースが、３ＧＰＰ ＬＴＥ（ロングタームエボリューション）の仕様に関連したハンドオーバに関係している場合を考えることにする。ＵＥ（ユーザ機器）は、ｅＮｏｄｅＢとも呼ばれる基地局を介してコアネットワークによってサービングされる。各ｅＮｏｄｅＢはセルを管理する。セルは、そのセルに位置するＵＥが関係基地局によるハンドリングを受けることができる、すなわち、その基地局を介してコアネットワークにアクセスすることによってリモート通信デバイスと通信することができるエリアである。したがって、各ｅＮｏｄｅＢは、ＵＥ、コアネットワークエンティティ、及び近傍のｅＮｏｄｅＢの間でデータをルーティングする手段を備えるゲートウェイデバイスとみなされる。ハンドオーバは、ＵＥが、第１の基地局によって管理される１つのセルから第２の基地局によって管理される別のセルに移動するときに行われる。第２の基地局によってサービングされるセルへのアクセスは、所定の一組の加入者（限定加入者グループ（Closed Subscriber Group）の略語であるＣＳＧ）に制限される場合がある。この場合、ハンドオーバは、セルアクセス制御を実行するために、ＭＭＥ（移動管理エンティティ）と呼ばれる認証サーバを介して実行される。したがって、ＭＭＥは、第２の基地局によってサービングされるセルが表すリソース（複数可）へのアクセスの管理を担当する。

しかしながら、認証サーバを介した体系的な認証の実行は、特に、認証サーバによって管理されるリソースへのアクセスを得るための非常に多くの並行した要求がある場合に、ゲートウェイデバイスと認証サーバとの間で多くの交換を必要とするので、多くの時間を要し、その上、多くのネットワークリソースを消費する。その上、認証サーバを介した体系的な認証の実行は、認証サーバ側において多くの処理リソースを消費する。

この最新技術の前述の問題を克服することが望まれている。

特に、そのアクセスがゲートウェイデバイスに接続された認証サーバによって管理される少なくとも１つのリソースへのゲートウェイデバイスを介したアクセスを要求する端末の認証の実行に必要な時間を削減することを可能にする解決策を提供することが望まれている。

時間とともに変化する場合がある十分なレベルのアクセス制御を確保しつつ、かつ端末の追跡不可能性を確保しつつ、すなわち、認証サーバ以外のエンティティが所与の端末によるリソース（複数可）へのアクセスの履歴を作成することができないことを確保しつつ、認証サーバから処理をオフロードすることを可能にする解決策を提供することが更に望まれている。

実施が容易であるとともに費用効果が大きい解決策を提供することが更に望まれている。

そのために、本発明は、少なくとも１つのリソースへのアクセスを要求する少なくとも１つの端末を認証する方法であって、前記リソース（複数可）へのアクセスは認証サーバによって管理され、ゲートウェイデバイスが一方における前記端末（複数可）と他方における前記認証サーバ及び前記リソース（複数可）との間でデータをルーティングする手段を備える、方法に関する。
本方法は、前記認証サーバが、
各端末について、少なくとも１つの認証情報を取得することと、
前記ゲートウェイデバイスに少なくとも１つのチェック関数、又はその係数を送信することと、
を実行し、
各認証情報が、それぞれのチェック関数（複数可）に入力されると、該チェック関数（複数可）が所定の値を返すような値を表すようになっている。
本方法は、更に、前記ゲートウェイデバイスが、
前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための第１の要求を１つの端末から受信することであって、該第１の要求は、前記端末によって提供される認証情報とともに受信されることと、
前記認証サーバから受信された前記チェック関数（複数可）の中から、前記受信された要求に適用可能なチェック関数を取り出すことと、
認証結果を取得するように、前記端末によって提供された前記認証情報を前記取り出されたチェック関数に入力することと、
前記認証結果が前記所定の値に等しいときは、前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記第１の要求を受理することと、
前記認証結果が前記所定の値と異なるときは、前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記第１の要求を拒絶することと、
を実行するようになっている。したがって、そのアクセスがゲートウェイデバイスに接続された認証サーバによって管理されるリソース（複数可）へのゲートウェイデバイスを介したアクセスを要求する端末の認証を実行するのに必要な時間が削減される。その上、十分なレベルのアクセス制御が確保される。

特定の特徴によれば、前記認証サーバは、各端末について、前記認証情報（複数可）を求めることと、前記それぞれの認証情報（複数可）を各端末に送信することと、を実行する。したがって、認証サーバは、認証オフロードを柔軟な方法で実行することができる。

特定の特徴によれば、前記認証サーバは、端末ごとに２つ以上の認証情報を求めることであって、各認証情報は、該端末について求められた各チェック関数に入力されると、前記求められたチェック関数が前記所定の値を返すような値を表すことと、前記端末に既に送信された前記認証情報とは別の認証情報を選択することと、前記選択された認証情報を前記端末に送信することと、を実行する。更に、前記選択された認証情報を受信すると、前記端末は、前記以前に受信された認証情報を前記選択された認証情報に取り替える。したがって、端末によるリソース（複数可）へのアクセスの追跡不可能性（non-traceability）が確保される。

特定の特徴によれば、前記認証サーバは、各端末について、該端末から受信された情報から前記認証情報（複数可）を導出することと、前記求められたそれぞれの認証情報（複数可）に基づいて前記チェック関数（複数可）を求めることと、を実行する。更に、前記端末は、該端末について前記認証サーバによって実行されるのと全く同様に、該端末によって前記認証サーバに提供された情報から前記認証情報（複数可）を導出すること、を実行する。したがって、前記認証情報（複数可）の送信は行われず、これによって、或るデバイスが、前記認証情報（複数可）のその後の悪意のある使用のために、前記認証情報（複数可）をインターセプトするリスクが制限される。

特定の特徴によれば、前記認証サーバによって取得された各認証情報は、前記認証サーバによって送信された少なくとも１つのチェック関数の根であり、前記所定の値はゼロである。したがって、本方法は実施が容易である。

特定の特徴によれば、前記方法の以下のステップ、すなわち、前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための第２の要求を前記端末から前記ゲートウェイデバイスによって受信するステップと、前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記端末の、前記認証サーバによる認証を前記ゲートウェイデバイスによって要求するステップと、前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記端末の認証が成功すると、前記リソース（複数可）へのアクセスを許可するステップと、が、事前に実行されていると、前記認証サーバは、前記チェック関数（複数可）、又はその係数を送信する。したがって、認証が端末のために認証サーバによって少なくとも１回実行されると、認証オフロードが実行される。

特定の特徴によれば、前記認証サーバは、端末ごとに２つ以上のチェック関数を求めることであって、各チェック関数は、前記端末に送信される各認証情報が、各求められたチェック関数に入力されると、該求められたチェック関数が前記所定の値を返すような値を表すようになっていることと、前記ゲートウェイデバイスに既に送信された前記チェック関数とは別のチェック関数を選択することと、前記選択されたチェック関数、又はその係数を前記ゲートウェイデバイスに送信することと、を実行する。更に、前記選択されたチェック関数、又はその係数を受信すると、前記ゲートウェイデバイスは、前記以前に受信されたチェック関数、又はその係数を前記選択されたチェック関数、又はその係数に取り替える。したがって、端末によるリソース（複数可）へのアクセスの追跡不可能性が強化される。

特定の特徴によれば、少なくとも第１の端末及び第２の端末が、前記リソース（複数可）へのアクセスを得ることを要求することができ、前記認証サーバは、前記第１の端末の少なくとも１つの第１のチェック関数と、任意の第１のチェック関数に入力されると、該第１のチェック関数が前記所定の値を返す任意の値の第１の集合とを求めることと、前記第２の端末の少なくとも１つの第２のチェック関数と、前記第２のチェック関数（複数可）のうちの少なくとも１つに入力されると、前記第２のチェック関数（複数可）が前記所定の値を返す任意の値の第２の集合とを求めることと、を実行する。更に、前記第１の集合及び前記第２の集合の交差集合は空である。したがって、或る端末が別の端末の認証情報を悪意をもって用いるリスクが制限されるか又は回避される。

特定の特徴によれば、各チェック関数は、多項式形であるか又は線形符号に基づいている。

特定の特徴によれば、前記認証サーバは、端末ごとに、少なくとも１つのチェック関数、又はその係数を一時識別子とともに前記ゲートウェイデバイスに送信し、前記認証サーバは、少なくとも１つの認証情報を前記一時識別子とともに任意の端末に送信する。したがって、チェック関数は、端末ごとにゲートウェイデバイスによって適用されるので、多かれ少なかれ端末の認証オフロードをセットアップしなければならないとき、認証サーバはチェック関数を更新する必要がない。

特定の特徴によれば、前記ゲートウェイデバイスは、各端末を、前記ゲートウェイデバイスと該端末との間の通信中に識別するための第１の一時識別子を割り当て、前記認証サーバは、端末ごとに、少なくとも１つのチェック関数、又はその係数を前記ゲートウェイデバイスに送信し、前記チェック関数は、前記ゲートウェイデバイス及び前記認証サーバによって共有される第２の一時識別子に関連付けられ、前記ゲートウェイデバイスは、前記第１の一時識別子と前記第２の一時識別子との間の対応関係を保持することを特徴とする。したがって、認証されていない端末による認証情報の悪意のある使用によって、適切なチェック関数は得られない。

特定の特徴によれば、前記認証サーバは、端末ごとに少なくとも１つのチェック関数を求めることと、前記チェック関数の組み合わせとしてリソースごとにグローバルチェック関数を求めることであって、前記組み合わせは、端末ごとの少なくとも１つの求められたチェック関数を含むことと、各リソースについて、前記グローバルチェック関数、又はその係数を前記ゲートウェイデバイスに送信することと、を実行する。更に、前記第１の要求は、所与のリソースへのアクセスを得るための要求であり、前記ゲートウェイデバイスは、前記所与のリソースの前記グローバルチェック関数を取り出すことと、前記認証結果を取得するために、前記端末によって提供された前記認証情報を前記取り出されたグローバルチェック関数に入力することと、前記認証結果が前記所定の値に等しいときは、前記所与のリソースへのアクセスを得るための前記第１の要求を受理することと、
前記認証結果が前記所定の値と異なるときは、前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記第１の要求を拒絶することと、を実行する。したがって、チェック関数は、リソースごとにゲートウェイデバイスによって適用されるので、端末によるリソース（複数可）へのアクセスの追跡不可能性が強化される。

特定の特徴によれば、各リソースについて、前記グローバルチェック関数は、前記リソースへのアクセスを正当に得ることを可能にされた端末ごとの少なくとも１つのチェック関数の積として求められる。したがって、本方法は実施が容易である。

特定の特徴によれば、各リソースについて、前記グローバルチェック関数は、前記リソースへのアクセスを正当に得ることを可能にされた端末ごとの少なくとも１つのチェック関数に、根を有しない補助関数を乗算した積として定義される。したがって、チェック関数は、リソースごとにゲートウェイデバイスによって適用されるので、端末によるリソース（複数可）へのアクセスの追跡不可能性がより一層強化される。

また、本発明は、少なくとも１つのリソースへのアクセスを要求する少なくとも１つの端末を認証するためのシステムであって、前記リソース（複数可）へのアクセスを管理する認証サーバと、一方における前記端末（複数可）と他方における前記認証サーバ及び前記リソース（複数可）との間でデータをルーティングする手段を備えるゲートウェイデバイスとを備える、システムに関する。
本システムは、前記認証サーバが、
各端末について、少なくとも１つの認証情報を取得する手段と、
前記ゲートウェイデバイスに少なくとも１つのチェック関数、又はその係数を送信する手段と、
を備え、
各認証情報は、それぞれのチェック関数（複数可）に入力されると、該チェック関数（複数可）が所定の値を返すような値を表すようになっている。
さらに、本システムは、前記ゲートウェイデバイスが、
前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための第１の要求を受信する手段であって、該第１の要求は、認証情報とともに受信される、受信する手段と、
前記認証サーバから受信された前記チェック関数（複数可）の中から、前記受信された要求に適用可能なチェック関数を取り出す手段と、
認証結果を取得するために、前記提供された前記認証情報を前記取り出されたチェック関数に入力する手段と、
前記認証結果が前記所定の値に等しいときに実施される、前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記第１の要求を受理する手段と、
前記認証結果が前記所定の値と異なるときに実施される、前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記第１の要求を拒絶する手段と、
を備えるようになっている。

本発明はまた、通信ネットワークからダウンロードすることができ、及び／又は処理デバイスによって読み出すことができる媒体上に記憶することができるコンピュータプログラムに関する。このコンピュータプログラムは、そのプログラムがプロセッサによって実行されるときに、上述した方法を実施させるための命令を含む。本発明はまた、１組の命令を含むコンピュータプログラムを記憶する情報記憶手段に関し、この１組の命令は、記憶された情報がこの情報記憶手段によって読み出され、プロセッサによって実行されるときに、上述した方法を実施させる。

システム及びコンピュータプログラムに関連する特徴及び利点は、対応する上述した方法に関して既に言及されたのと同じであるので、ここでは繰り返されない。

本発明の特性は、実施形態の一例の以下の説明を読むことから更に明らかになり、その説明は添付の図面を参照しながら行われる。

本発明を実施することができる無線通信システムを概略的に表す図である。 無線通信システムのゲートウェイデバイスのアーキテクチャを概略的に表す図である。 認証が認証サーバによって実行されるときに、無線通信システムにおいて行われる交換を概略的に表す図である。 認証サーバからゲートウェイデバイスに認証をオフロードするときに、無線通信システムにおいて行われる交換を概略的に表す図である。 第１の実施形態によるゲートウェイデバイスに認証をオフロードするための認証サーバによって実行されるアルゴリズムを概略的に表す図である。 第２の実施形態によるゲートウェイデバイスに認証をオフロードするための認証サーバによって実行されるアルゴリズムを概略的に表す図である。 第３の実施形態によるゲートウェイデバイスに認証をオフロードするための認証サーバによって実行されるアルゴリズムを概略的に表す図である。 １つの端末について認証サーバからゲートウェイデバイスに認証をオフロードするのに用いることができるチェック関数の根の集合を概略的に表す図である。 複数の端末について認証サーバからゲートウェイデバイスに認証をオフロードするのに用いることができるチェック関数の根の集合を概略的に表す図である。

以下では、本発明の実施形態が無線通信システムに関して詳述されるが、本発明の特徴は、リソースへのアクセスがゲートウェイデバイスを介して認証サーバによって制御される通信システムのより広い状況において適用されることに留意すべきである。

図１は、本発明を実施することができる無線通信システムを概略的に表している。

無線通信システムは、認証サーバ１００、ゲートウェイ１１０、少なくとも１つのリソース１２０を管理するデバイス、及び少なくとも１つの端末１３０を備える。ゲートウェイデバイス１１０は、認証サーバ１００、リソース（複数可）１２０を管理するデバイス、及び端末（複数可）１３０と通信するように適合されている。

認証サーバ１００は、リソース（複数可）１２０へのアクセスを要求するデバイスを認証することを担当する。ゲートウェイデバイス１１０は、認証された端末にリソース（複数可）１２０へのアクセスを提供することを担当する。２つ以上のゲートウェイデバイスが、認証された端末にリソース（複数可）１２０へのアクセスを提供することができる。リソース（複数可）１２０にアクセスするための要求は、端末（複数可）１３０によってゲートウェイデバイス１１０に送信される。ゲートウェイデバイス１１０は、端末がリソース（複数可）１２０へのアクセスを正当に得ることが可能であるか否かを認証サーバ１００に要求する。以下で詳述するように、ゲートウェイデバイス１１０は、リソース（複数可）１２０へのアクセスを要求するありとあらゆる端末について、認証サーバ１００による認証を要求するとは限らない場合がある。

端末１３０は、例えば、無線通信ネットワークの移動端末であり、端末１３０とゲートウェイデバイスとの間の通信は、無線通信プロトコルを用いることによって実行することができる。

リソース１２０は、例えば、無線時間リソース及び／又は無線周波数リソースであり、これは、リソース１２０へのアクセス制御が、ハンドオーバ手順、又は３ＧＰＰ ＬＴＥの仕様におけるＣｏＭＰ（協調マルチポイント送信）等の２つの無線近傍間の協働方式の確立に関係していることを意味する。別の例によれば、リソース１２０は、サイバー採食アプリケーション又はクラウドコンピューティングのためのサーバの計算リソースである。ＭＴＣ（マシンタイプ通信）とも呼ばれるＭ２Ｍ（マシンツーマシン）通信に特に適しているものとして、リソース１２０は、データサーバ上に記憶されたデータ又はセンサのような別の端末によって記憶された情報の場合もあるし、別の端末によって実行されるアプリケーションの場合もある。

３ＧＰＰ ＬＴＥネットワークの特定の場合において、リソース１２０が、ハンドオーバ手順、又は別の端末、すなわちこの場合はＵＥへの接続に関係しているとき、ゲートウェイデバイス１１０は、好ましくは、ｅＮｏｄｅＢ又はホームｅＮｏｄｅＢデバイスに含まれ、認証サーバ１００は、ＭＭＥ（移動管理エンティティ）デバイスに含まれる。

図２は、ゲートウェイデバイス１１０のアーキテクチャを概略的に表している。図示したアーキテクチャによれば、ゲートウェイデバイス１１０は、通信バス２１０によって相互接続された次の構成要素、すなわち、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又はＣＰＵ（中央処理装置）２００；ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２０１；ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）２０２；ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）２０３、又は記憶手段によって記憶された情報を読み出すように適合された他の任意のデバイス；第１の通信インターフェース２０４；第２の通信インターフェース２０５；及び第３の通信インターフェース２０６を備える。

第１の通信インターフェース２０４は、ゲートウェイデバイス１１０が認証サーバ１００と通信することを可能にする。例えば、第１の通信インターフェース２０４は、３ＧＰＰの仕様によって定義されているようなＳ１インターフェースである。

第２の通信インターフェース２０５は、ゲートウェイデバイス１１０がリソース１２０と通信することを可能にする。例えば、第２の通信インターフェース２０４は、３ＧＰＰの仕様によって定義されているようなＸ２インターフェースである。

第３の通信インターフェース２０６は、ゲートウェイデバイス１１０が端末１３０と通信することを可能にする。例えば、第３の通信インターフェース２０６は、３ＧＰＰの仕様によって定義されているようなＵｕインターフェースである。

認証１００及び／又は端末１３０は、同様のアーキテクチャに基づくことができ、認証サーバ１００がゲートウェイデバイス１１０と通信するには、第１の通信インターフェース２０４のみが必要であり、端末１３０がゲートウェイデバイス１１０と通信するには、第３の通信インターフェース２０６のみが必要である。

ＣＰＵ２００は、ＲＯＭ２０２から、又はＳＤカード若しくはＨＤＤのような外部メモリからＲＡＭ２０１にロードされる命令を実行することができる。ゲートウェイデバイス１１０が起動された後に、ＣＰＵ２００は、ＲＡＭ２０１から命令を読み出し、これらの命令を実行することができる。それらの命令は１つのコンピュータプログラムを形成し、そのプログラムによって、ＣＰＵ２００は、後に説明されるアルゴリズムにおいてゲートウェイデバイス１１０によって実行されるステップを実行する。

後に説明されるアルゴリズムのありとあらゆるステップは、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）若しくはマイクロコントローラのようなプログラム可能な計算機によって１組の命令若しくはプログラムを実行することによってソフトウェアにおいて実施することができるか、又はＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）若しくはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）のような、機械若しくは専用構成要素によってハードウェアにおいて実現することができる。

図３は、認証が認証サーバ１００によって実行されるときに無線通信システムにおいて行われる交換を概略的に表している。

ステップＳ３０１において、端末１３０は、リソース１２０へのアクセスを得ることが必要であることを検出する。次のステップＳ３０２において、端末１３０は、リソース１２０へのアクセスを得るための要求をゲートウェイデバイス１１０に送信する。端末１３０からのこの要求は、次のステップＳ３０３においてゲートウェイデバイス１１０によって受信されて処理される。ゲートウェイデバイス１１０は、端末１３０によるリソース１２０へのアクセスが認証を必要とすることを検出する。次のステップＳ３０４において、ゲートウェイデバイス１１０は、端末１３０がリソース１２０へのアクセスを正当に得ることが可能であるか否かを認証サーバ１００に要求する。ゲートウェイデバイス１１０からのこの要求は、次のステップＳ３０５において認証サーバ１００によって受信されて処理される。認証サーバ１００は、端末１３０の認証を実行する。端末１３０の認証が失敗した場合、認証サーバ１００は、ゲートウェイデバイス１１０からの要求を拒絶し、次に、ゲートウェイデバイス１１０は、端末１３０からの要求を拒絶する。端末１３０の認証が成功した場合、すなわち、端末１３０がリソース１２０へのアクセスを正当に得ることが可能になる場合を考えることにする。換言すれば、認証サーバ１００は、リソース１２０へのアクセスを許可する。次のステップＳ３０６において、認証サーバ１００は、ステップＳ３０５において受信された要求に対する肯定応答をゲートウェイデバイス１１０に送信する。認証サーバ１００からのこの応答は、次のステップＳ３０７においてゲートウェイデバイス１１０によって受信されて処理される。次のステップＳ３０８において、ゲートウェイデバイス１１０は、肯定応答を端末１３０に送信する。ゲートウェイデバイス１１０からのこの応答は、次のステップＳ３０９において端末１３０によって受信されて処理される。端末１３０は、リソース１２０にアクセスを得るための準備ができる。

ステップＳ３１０において、ゲートウェイデバイス１１０は、端末１３０がリソース１２０へのアクセスを得ることを可能にするための準備ができる。ゲートウェイデバイス１１０は、ステップＳ３１１において、端末１３０に第１の接続セットアップメッセージを送信し、ステップＳ３１２において、リソース１２０を管理するデバイスに第２の接続セットアップメッセージを送信する。第１の接続セットアップメッセージは、ステップＳ３１３において、端末１３０によって受信されて処理され、第２の接続セットアップメッセージは、ステップＳ３１４において、リソース１２０を管理するデバイスによって受信されて処理される。端末１３０及びリソース１２０を管理するデバイスはそれぞれ、接続をセットアップするように自身を構成する。ステップＳ３１６において、端末１３０及びリソース１２０を管理するデバイスは、リソース１２０にアクセスする端末１３０を表すメッセージを交換する。そのようなメッセージは、それぞれのステップＳ３１５及びＳ３１７において、端末１３０及びリソース１２０を管理するデバイスによって処理される。

ステップＳ３１０〜Ｓ３１７の代わりに、端末１３０がリソース１２０へのアクセスを得ることを効果的に可能にするための他の手順を実施することができる。端末１３０とリソース１２０を管理するデバイスとの間で接続を直接セットアップすることもできるし、ゲートウェイデバイス１１０が、そのルーティング機能によってそのような接続における中間デバイスとして動作することもできる。その上、ゲートウェイデバイス１１０は、そのような接続をセットアップする要求を、リソース１２０を管理するデバイスに送信することができ、次に、このデバイスは、接続を効果的にセットアップするために端末１３０に直接対処する。代替的に、ゲートウェイデバイス１１０は、端末１３０のリソース１２０へのアクセスをロック解除する要求を、リソース１２０を管理するデバイスに送信することができ、次に、端末は、そのようなアクセスを許可する応答がステップＳ３０９においてゲートウェイデバイスから受信されると、リソース１２０へのアクセスを得ることができる。

ステップＳ３１８において、認証サーバ１００は、端末１３０のための認証をゲートウェイデバイス１１０に向けてオフロードするための条件が満たされているか否かを確認する。例えば、認証サーバ１００は、端末１３０のための所定の数の認証の実行に成功したか否かを確認する。別の例では、認証サーバ１００は、端末１３０のための認証の実行が成功すると認証をオフロードすることを決定する。

端末１３０のための認証をゲートウェイデバイス１１０に向けてオフロードするための条件が満たされているとき、認証サーバ１００は、ステップＳ３１９において、少なくとも１つのチェック関数又はその係数をゲートウェイデバイス１１０に送信する。認証サーバ１００は、リソース１２０へのアクセスを要求する端末１３０によってその後に提供される少なくとも１つの認証情報を更に取得する。この認証情報（複数可）は、チェック関数（複数可）に入力されると、チェック関数（複数可）が所定の値を返すような値を表している。チェック関数は、ゲートウェイデバイス１１０が、端末１３０がリソース１２０へのアクセスを正当に得ることが可能であることを、上記認証情報が端末１３０によって提供されると、この認証情報に基づいて自身でチェックすることを可能にするものである。チェック関数及び上記認証情報を求めるための第１の実施形態は、図５Ａに関して以下で詳述され、チェック関数及び上記認証情報を求めるための第２の実施形態は、図５Ｂに関して以下で詳述され、チェック関数及び上記認証情報を求めるための第３の実施形態は、図６に関して以下で詳述される。ゲートウェイデバイス１１０によるチェック関数の使用及び端末１３０による上記認証情報の使用は、図４に関して以下で述される。

１つの実施形態では、認証サーバ１００は、上記認証情報（複数可）を求め、ステップＳ３２０において、上記認証情報（複数可）を端末１３０に送信する。チェック関数、又はその係数は、ステップＳ３２１において、ゲートウェイデバイス１１０によって受信されて記憶される。認証情報は、ステップＳ３２２において、端末１３０によって受信されて記憶される。

別の実施形態では、認証サーバ１００は、端末１３０から受信された情報から上記認証情報（複数可）を求める。例えば、認証サーバ１００は、３ＧＰＰの仕様によって定義されているような、端末１３０に接続された加入者識別番号モジュール（ＳＩＭ）に記憶された国際移動加入者識別番号（ＩＭＳＩ）から上記認証情報（複数可）を導出する。全く同様に、端末１３０は、ＩＭＳＩから上記認証情報（複数可）を導出することができる。したがって、この実施形態では、認証サーバ１００から端末１３０に上記認証情報（複数可）を送信する必要がない。この場合、Ｓ３２０において、認証サーバ１００は、端末１３０が、リソース１２０へのアクセスを得ることを要求するときに、ＩＭＳＩから導出された認証情報をゲートウェイデバイス１１０にその時に（now on）送信すべきことを示す情報を端末１３０に送信する。

一変形形態では、端末１３０の認証の成功に続いて認証をオフロードすることを決定する代わりに、認証サーバ１００は、認証サーバ１００の処理負荷レベルに関係した判定基準に従ってそのような決定を行う。この場合、ステップＳ３１８〜Ｓ３２２は、上記判定基準が満たされたことの検出に続いて実行される。

図４は、認証サーバ１００からゲートウェイデバイス１１０に認証をオフロードするときに、無線通信システムにおいて行われる交換を概略的に表している。

ステップＳ４０１において、端末１３０は、リソース１２０へのアクセスを得ることが必要であることを検出する。次のステップＳ４０２において、端末１３０は、リソース１２０へのアクセスを得るための要求をゲートウェイデバイス１１０に送信する。この要求には、ステップ３２２において端末１３０によって事前に受信された認証情報が添付されている。端末１３０からの要求及び添付された認証情報は、次のステップＳ４０３においてゲートウェイデバイス１１０によって受信されて処理される。ゲートウェイデバイス１１０は、端末１３０によるリソース１２０へのアクセスが認証を必要とすることを検出する。ゲートウェイデバイス１１０は、少なくとも端末１３０がリソース１２０へのアクセスを得るために、認証が認証サーバ１００によってゲートウェイデバイス１１０にオフロードされていることを更に検出する。次に、ゲートウェイデバイス１１０は、認証サーバ１００から受信されたチェック関数（複数可）の中から、端末１３０がリソース１２０にアクセスすることを認可されるか否かを判断するのに適用可能なチェック関数を取り出す。次に、ゲートウェイデバイス１１０は、端末１３０によって提供された認証情報を、取り出されたチェック関数に入力する。端末１３０によって提供された認証情報にチェック関数を適用した結果、チェック関数が所定の値を出力した場合、認証は成功している。そうでない場合、チェック関数は失敗する。以下で詳述するように、この所定の値は、好ましくはゼロ（null）である。認証が成功すると、ゲートウェイデバイス１１０は、端末１３０によって送信された要求を受理する。そうでない場合、ゲートウェイデバイス１１０は、端末１３０によって送信された要求を拒絶する。端末１３０の認証が成功した場合、すなわち、端末１３０がリソース１２０へのアクセスを正当に得ることが可能になる場合を考えることにする。換言すれば、ゲートウェイデバイス１１０は、リソース１２０へのアクセスを許可する。次のステップＳ４０４において、ゲートウェイデバイス１１０は、ステップＳ４０３において受信された要求に対する肯定応答を端末１３０に送信する。ゲートウェイデバイス１１０からのこの応答は、次のステップＳ４０５において、端末１３０によって受信されて処理される。

ステップＳ４０６において、ゲートウェイデバイス１１０は、端末１３０がリソース１２０へのアクセスを得ることを可能にするための準備ができる。ゲートウェイデバイス１１０は、ステップＳ４０７において、端末１３０に第１の接続セットアップメッセージを送信し、ステップＳ４０８において、リソース１２０を管理するデバイスに第２の接続セットアップメッセージを送信する。第１の接続セットアップメッセージは、ステップＳ４１０において、端末１３０によって受信されて処理され、第２の接続セットアップメッセージは、ステップＳ４１１において、リソース１２０を管理するデバイスによって受信されて処理される。端末１３０及びリソース１２０を管理するデバイスはそれぞれ、接続をセットアップするように自身を構成する。ステップＳ４１２において、端末１３０及びリソース１２０を管理するデバイスは、リソース１２０にアクセスする端末１３０を表すメッセージを交換する。そのようなメッセージは、それぞれのステップＳ４１１及びＳ４１３において、端末１３０及びリソース１２０を管理するデバイスによって処理される。図３に関して既述したように、ステップＳ４０６〜Ｓ４１３の代わりに、端末１３０がリソース１２０へのアクセスを得ることを効果的に可能にするための他の手順を実施することができる。

図５Ａは、第１の実施形態による、認証をゲートウェイデバイス１１０にオフロードするための、認証サーバ１００によって実行されるアルゴリズムを概略的に表している。

ステップＳ５０１において、認証サーバ１００は、認証がゲートウェイデバイス１１０に向けてオフロードされると予想される端末１３０ごとに少なくとも１つのチェック関数を求める。

ステップＳ５０２において、各端末１３０について、認証サーバ１００は、求められたチェック関数（複数可）に関連付けられた少なくとも１つの認証情報を求める。各端末１３０について、各認証情報は、任意の関連付けられたチェック関数に入力されると、当該関連付けられたチェック関数が所定の値を返すような値を表す。

好ましくは、そのような所定の値はゼロである。すなわち、各認証情報は、チェック関数の根を表す。

一変形形態では、ステップＳ５０１及びＳ５０２は反転される。この場合、認証サーバ１００は、端末１３０ごとに少なくとも１つの認証情報を求め、次に、この認証情報（複数可）に関連付けられた少なくとも１つのチェック関数を求める。各認証情報は、任意の関連付けられたチェック関数に入力されると、当該関連付けられたチェック関数が所定の値を返すような値を表す。

端末ｉを考える。チェック関数ｆ_ｉ（）に入力されると、チェック関数ｆ_ｉ（）が所定の値αを返すような全ての値からなる集合をＣ_ｉで示すことにする。好ましい実施形態では、α＝０である。チェック関数ｆ_ｉ（）に関連付けられた各認証情報は、以下の系を解く値ｘを表す。

別の端末ｊを考える。チェック関数ｆ_ｊ（）に入力されると、チェック関数ｆ_ｊ（）が所定の値αを返すような全ての値からなる集合をＣ_ｊで示すことにする。端末ｉに提供されるとともに、リソース１２０へのアクセスを得るために端末ｊによって悪意をもって用いられた認証情報によって、端末ｊがリソース１２０へのアクセスを効果的に得ることを回避するために、集合Ｃ_ｉ及びＣ_ｊの交差は空であるべきである。

したがって、ステップＳ５０３において、認証サーバ１００は、１つの端末の各認証を別の端末のチェック関数に関連付けることができないことを確保する。

次のステップＳ５０４において、認証サーバ１００は、端末１３０ごとに、一時識別子を、上記端末１３０のための認証情報（複数可）と、上記端末１３０のためのチェック関数（複数可）とに関連付ける。

ステップＳ５０５において、認証サーバ１００は、少なくとも１つの求められたチェック関数、又はその係数をゲートウェイデバイス１１０等の少なくとも１つのゲートウェイデバイスに送信する。認証サーバ１００は、認証オフロードが可能にされた各端末１３０について、１つの求められたチェック関数、又はその係数を送信する。これと併せて、認証サーバ１００は、各チェック関数に関連付けられた一時識別子をゲートウェイデバイス（複数可）に送信する。

その上、これと併せて、認証サーバ１００は、所定の値αをゲートウェイデバイス（複数可）に送信することができる。

ステップＳ５０６において、認証サーバ１００は、少なくとも１つの求められた認証情報を、認証オフロードが可能にされた各端末１３０に送信する。これと併せて、認証サーバ１００は、各認証情報に関連付けられた一時識別子を端末（複数可）１３０に送信する。

したがって、１つの端末が一時識別子ｉを受信し、別の端末が異なる一時識別子ｊを受信したことを考えるとともに、集合Ｃ_ｉ及びＣ_ｊの交差が空であることを考えると、一時識別子ｊを受信した端末が、値ｘ∈Ｃ_ｉを表す認証情報を悪意をもって使用すると、その結果、リソース１２０へのアクセスを得るための要求は拒絶されることになる。

一時識別子は、認証サーバ１００が、当該一時識別子を定期的に又は所定のイベント検出時に変更すると予想される点で一時的である。そのような所定のイベントは、例えば、認証情報を悪意をもって用いた端末の検出である。すなわち、ゲートウェイデバイス１１０によって選択されたチェック関数に当該認証情報を入力しても、ゲートウェイデバイス１１０が所定の値を取得することにならない認証情報を用いた端末の検出である。一時識別子を変更すると、認証サーバ１００は、新たに定義された一時識別子を、この一時識別が関連付けられたチェック関数とともにゲートウェイデバイス（複数可）に送信し、少なくともこの新たに定義された一時識別子を端末１３０に送信する。例えば、この一時識別子は、３ＧＰＰの移動管理仕様によって定義されているような一時移動加入者識別番号（ＴＭＳＩ）である。ＴＭＳＩは、移動端末と無線通信ネットワークとの間で最も一般的に送信される識別番号である。ＴＭＳＩは、在圏ロケーションレジスタ（ＶＬＲ）によって管理されるエリア内のあらゆる移動端末に、この移動端末がオンになった時点でこのＶＬＲによってランダムに割り当てられる。ＴＭＳＩの範囲は、上記ＶＬＲによって管理されるエリアにローカルのままであり、したがって、ＴＭＳＩは、移動端末が異なるエリアに移動するごとに更新されると予想される。３ＧＰＰの移動管理仕様によれば、加入者が無線チャネル上又は無線通信システム内で盗聴者によって識別及び追跡されることを回避するために、ＴＭＳＩを更にいつでも変更することができる。

図５Ａのアルゴリズムの実行後、端末１３０がその後に認証情報を一時識別子とともにゲートウェイデバイス１１０に提供すると、ゲートウェイデバイス１１０は、この一時識別子に関連付けられたチェック関数を上記認証情報に適用する。チェック関数が所定の値αを返すとき、端末１３０の認証は成功し、リソース（複数可）１２０へのアクセスが許可される。そうでない場合、端末１３０の認証は失敗し、リソース（複数可）１２０へのアクセスは拒絶される。

したがって、１つの端末が一時識別子ｉを受信しており、別の端末が認証サーバ１００によってまだ認証されていないことを考えると、上記別の端末が、値ｘ∈Ｃ_ｉを表す認証情報及び一時識別子ｉを悪意をもって使用すると、その結果、リソース１２０へのアクセスを得るための要求は、一時識別子ｉの有効性が期限切れとなっている場合に拒絶される。

図５Ａのアルゴリズムは、ゲートウェイデバイス１１０が端末１３０の真の識別番号を知ることがないことを保証するとともに、ゲートウェイデバイス１１０が、端末１３０がアクセスを得ることを可能にされた任意のリソースの追跡を行うことができないことを保証する。したがって、ゲートウェイデバイス１１０による端末１３０の追跡は可能ではない。

図５Ｂは、第２の実施形態による、認証をゲートウェイデバイスにオフロードするための、認証サーバによって実行されるアルゴリズムを概略的に表している。

ステップＳ５１１において、ゲートウェイデバイス１１０は、端末１３０がゲートウェイデバイス１１０によって管理されるエリアに存在することを検出する。次に、ゲートウェイデバイス１１０は、第１の一時識別子を端末１３０に割り当てる。この第１の一時識別子は、その後、ゲートウェイデバイス１１０と端末１３０との間の通信中に端末１３０を識別するのに用いられる。

ステップＳ５１２において、ゲートウェイデバイス１１０は、端末１３０の認証を認証サーバ１００に要求する。ゲートウェイデバイス１１０又は認証サーバ１００は、第２の一時識別子を端末１３０に割り当てる。この第２の一時識別子は、その後、ゲートウェイデバイス１１０と認証サーバ１００との間の通信中に端末１３０を識別するのに用いられる。第１の一時識別子及び第２の一時識別子は、同一とすることができる。第１の一時識別子及び第２の一時識別子が同一でないとき、ゲートウェイデバイス１１０は、第１の識別子と第２の識別子との間の対応関係を保持する。

ステップＳ５１３において、ゲートウェイデバイス１１０は、端末１３０と認証サーバ１００との間のセキュアな接続のセットアップを可能にする。このセキュアな接続によって、端末１３０は、ＴＭＳＩ又はＩＭＳＩ等の、端末を用いる加入者を識別する情報を認証サーバに提供することが可能になる。次に、次のステップＳ５１４において、認証サーバ１００は、この加入者を識別し、リソース（複数可）１２０にアクセスする権利等の関係した加入者情報を取り出す。

ステップＳ５１５において、認証サーバ１００は、ステップＳ５０１及びＳ５０２に関して既述したように、端末１３０のための少なくとも１つのチェック関数を求め、求められたチェック関数（複数可）に関連付けられた少なくとも１つの認証情報を求める。

ステップＳ５１６において、認証サーバ１００は、少なくとも１つの求められたチェック関数、又はその係数をゲートウェイデバイス１１０に送信する。したがって、これらのチェック関数は第２の一時識別子に関連付けられる。認証サーバ１００は、少なくとも１つの求められた認証情報も端末１３０にセキュアな接続で送信する。

図５Ｂのアルゴリズムの実行後、端末１３０がその後に認証情報をゲートウェイデバイス１１０に提供すると、ゲートウェイデバイス１１０は、第１の一時識別子及び第１の識別子と第２の識別子との対応関係によって適用可能なチェック関数を取り出す。チェック関数が所定の値αを返すとき、端末１３０の認証は成功し、リソース（複数可）１２０へのアクセスが許可される。そうでない場合、端末１３０の認証は失敗し、リソース（複数可）１２０へのアクセスは拒絶される。

したがって、端末ｉに関連付けられた値ｘ∈Ｃ_ｉを表す認証情報の端末ｊによる悪意のある使用を考えると、その結果は、リソース１２０へのアクセスを得る要求が拒絶されるということになる。なぜならば、上記認証情報は、適切なチェック関数に関連付けることができないからである。

図５Ａのアルゴリズムと同様に、図５Ｂのアルゴリズムは、ゲートウェイデバイス１１０が端末１３０の真の識別番号を知ることがないことを保証するとともに、ゲートウェイデバイス１１０が、端末１３０がアクセスを得ることを可能にされた任意のリソースの追跡を行うことができないことを保証する。したがって、ゲートウェイデバイス１１０による端末１３０の追跡は可能ではない。

上記の説明から、各関連付けられたチェック関数について、２つ以上の認証情報を認証サーバ１００が端末１３０ごとに求めることができることが理解されるべきである。また、各関連付けられた認証情報について、２つ以上のチェック関数を認証サーバ１００が端末１３０ごとに求めることができることも理解されるべきである。これは、認証サーバ１００が端末１３０の認証情報及び／又は関連付けられたチェック関数を変更することを可能にする。

１つの端末１３０の２つのチェック関数は、所定の値αを返すことを暗に示す入力値を共通にほとんど有しない場合がある。したがって、端末１３０の認証情報を変更することは、１つのチェック関数ｆ_ｉ，１（）から別のチェック関数ｆ_ｉ，２（）への非同期の切り替え時に端末１３０によって用いられる認証情報が、ｘ∈Ｃ_ｉ，１かつｘ∈Ｃ_ｉ，２となるような値ｘを表すことを保証することによって、この切り替えを可能にする。上記の説明と一致させて、Ｃ_ｉ，１は、チェック関数ｆ_ｉ，１（）に入力されると、チェック関数ｆ_ｉ，１（）が所定の値αを返すような全ての値からなる集合を示し、Ｃ_ｉ，２は、チェック関数ｆ_ｉ，２（）に入力されると、チェック関数ｆ_ｉ，２（）が所定の値αを返すような全ての値からなる集合を示す。説明例が図７に示されている。

図７は、１つの端末１３０について認証サーバ１００からゲートウェイデバイス１１０に認証をオフロードするのに用いることができるそれぞれのチェック関数ｆ_１，１（）、ｆ_１，２（）、ｆ_１，３（）の根の集合Ｃ_１，１、Ｃ_１，２、Ｃ_１，３を概略的に表している。各集合は、それぞれの円によって概略的に表されている。図７に示すように、集合Ｃ_１，１、Ｃ_１，２、Ｃ_１，３は、互いに部分的に重なり合っている。したがって、集合Ｃ_１，１、Ｃ_１，２、Ｃ_１，３の交差集合Ｃ_１は、各チェック関数ｆ_１，１（）、ｆ_１，２（）、ｆ_１，３（）に共通の根からなる。したがって、端末１３０について値ｘ∈Ｃ_１を表す認証情報を選択することによって、認証サーバ１００は、任意のチェック関数ｆ_１，１（）、ｆ_１，２（）、ｆ_１，３（）を選択することができる。この場合、端末１３０による認証情報の更新及びゲートウェイデバイス１１０による関連付けられたチェック関数の更新の同期が確保されていない状況が管理される。そのような状況は、例えば、端末１３０がアイドルモード期間に入っているとき生じ、さらに、覚醒中の端末１３０がリソース１２０へのアクセスを得ようと試みるときに生じる。アイドルモード期間中、認証サーバ１００は、認証オフロードの更新を実行し、したがって、これは、アイドルモードにおいて端末１３０によって受信されない。認証サーバが認証オフロードの更新を実行する時に、端末１３０によって記憶された認証情報が値ｘ∈Ｃ_１を表す場合、端末１３０は、リソース１２０へのアクセスを得ることに成功する。

換言すれば、認証サーバ１００は、端末１３０の新たなチェック関数を選択し、それに応じて、ゲートウェイデバイス１１０による更新を要求する前に、端末１３０が値ｘ∈Ｃ_１を表す認証情報を記憶していることを保証する。

好ましい実施形態では、認証サーバ１００は、値ｘ∈Ｃ_１を表す認証情報を端末１３０に提供することしかしない。端末１３０がＩＭＳＩから認証情報を導出する場合、認証情報は、好ましくは、値ｘ∈Ｃ_１を表し、これによって、認証サーバ１００は、適用可能なチェック関数を独立して変更することが可能になる。

この好ましい実施形態では、端末ｉが、別の端末ｊについて求められたチェック関数を用いることによって認証の成功をもたらす認証情報を受信すべきでない場合を考えると、以下の制約が満たされるべきである。

２つのそれぞれの端末１３０の２つのチェック関数は、所定の値αを返すことを暗に示す幾つかの入力値を共通に有する場合がある。しかしながら、各端末１３０に送信された認証情報は、他の任意の端末１３０に関連付けられた任意のチェック関数に入力されたときに所定の値αを返すことを暗に示す値の集合と共通しているべきではない。説明例が図８に示されている。

図８は、第１の端末１３０について認証サーバ１００からゲートウェイデバイス１１０に認証をオフロードするのに用いることができるそれぞれのチェック関数ｆ_１，１（）、ｆ_１，２（）、ｆ_１，３（）の根の集合Ｃ_１，１、Ｃ_１，２、Ｃ_１，３を概略的に表している。図８は、第２の端末１３０について認証サーバ１００からゲートウェイデバイス１１０に認証をオフロードするのに用いることができるそれぞれのチェック関数ｆ_２，１（）、ｆ_２，２（）、ｆ_２，３（）の根の集合Ｃ_２，１、Ｃ_２，２、Ｃ_２，３を更に概略的に表している。各集合は、それぞれの円によって概略的に表されている。図８に示すように、集合Ｃ_１，１、Ｃ_１，２、Ｃ_１，３は、互いに部分的に重なり合っている。したがって、集合Ｃ_１，１、Ｃ_１，２、Ｃ_１，３の交差集合Ｃ_１は、各チェック関数ｆ_１，１（）、ｆ_１，２（）、ｆ_１，３（）に共通の根からなる。したがって、第１の端末１３０について値ｘ∈Ｃ_１を表す認証情報を選択することによって、認証サーバ１００は、任意のチェック関数ｆ_１，１（）、ｆ_１，２（）、ｆ_１，３（）を選択することができる。その上、図８に示すように、集合Ｃ_２，１、Ｃ_２，２、Ｃ_２，３は、互いに部分的に重なり合っている。したがって、集合Ｃ_２，１、Ｃ_２，２、Ｃ_２，３の交差集合Ｃ_２は、各チェック関数ｆ_２，１（）、ｆ_２，２（）、ｆ_２，３（）に共通の根からなる。したがって、第２の端末１３０について値ｘ∈Ｃ_２を表す認証情報を選択することによって、認証サーバ１００は、任意のチェック関数ｆ_２，１（）、ｆ_２，２（）、ｆ_２，３（）を選択することができる。加えて、図８に示すように、集合Ｃ_１，２及びＣ_２，３は、互いに部分的に重なり合っているが、集合Ｃ_１，２は集合Ｃ_２に重ならないようになっており、集合Ｃ_２，３は集合Ｃ_１に重ならないようになっている。したがって、値ｘ∈Ｃ_１を表す認証情報のみを第１の端末１３０に送信することによって、認証サーバ１００は、上記認証情報が、いずれのチェック関数ｆ_２，１（）、ｆ_２，２（）、ｆ_２，３（）と組み合わせても認証の成功をもたらさないことを保証し、値ｘ∈Ｃ_２を表す認証情報のみを第２の端末１３０に送信することによって、認証サーバ１００は、上記認証情報が、いずれのチェック関数ｆ_１，１（）、ｆ_１，２（）、ｆ_１，３（）と組み合わせても認証の成功をもたらさないことを保証する。

換言すれば、少なくとも第１の端末１３０及び第２の端末１３０は、リソース（複数可）１２０へのアクセスを得ることを要求することができるので、認証サーバ１００は、第１の端末の少なくとも１つの第１のチェック関数と、任意の第１のチェック関数に入力されると、当該第１のチェック関数が所定の値を返す任意の値の第１の集合Ｃ_１とを求める。その上、認証サーバ１００は、第２の端末の少なくとも１つの第２のチェック関数と、当該第２のチェック関数（複数可）のうちの少なくとも１つに入力されると、当該第２のチェック関数（複数可）が所定の値を返す任意の値の第２の集合Ｃ＝Ｃ_２，１∪Ｃ_２，２∪Ｃ_２，３とを求める。認証サーバ１００は、第１の集合Ｃ_１及び第２の集合Ｃの交差集合が空であることを保証する。

チェック関数及びそれぞれの認証情報を求めるための第１の説明例は、多項式形に基づいている。上記の説明と一致させて、Ｃ_ｉ，ｋは、チェック関数ｆ_ｉ，ｋ（）の根の集合であると考えることにする。この場合、チェック関数ｆ_ｉ，ｋ（）は、以下のように表すことができる。

ここで、ｑ（ｍ）は、チェック関数ｆ_ｉ，ｋ（）の根ｍの次数であり、Ｐ_ｉ，ｋ（）は、当該Ｐ_ｉ，ｋ（）が所定の値αを出力する結果をもたらす入力値を有しない多項式である。

この第１の説明例では、集合Ｃ_ｉ及びＣ_ｉ，ｋは既に定義済みであるとみなされる。ここで、ｉ＝０，．．．，Ｔ−１は、Ｔ個の端末１３０のそれぞれ１つを表すインデックスである。認証サーバ１００が、別の端末１３０を追加する必要があるとき、認証サーバは、この別の端末１３０の新たな集合Ｃ_Ｔを求める。ここで、集合Ｃ_Ｔと任意の既に定義済みの集合Ｃ_ｉ，ｋとの交差集合は空である。全ての既に定義済みの集合Ｃ_ｉ，ｋの和集合を以下のようなＡで示すことにする。ここで、ｉ＝０，．．．、Ｔ−１である。

したがって、Ｃ_Ｔは、以下のように定義される。

これによって、集合Ｃ_Ｔの値のうちの任意の１つが既に定義済みのチェック関数ｆ_ｉ，ｋ（）に入力されたときに、当該集合Ｃ_Ｔの値が、これらの既に定義済みのチェック関数ｆ_ｉ，ｋ（）が所定の値αを出力するという結果をもたらさないことを保証することが可能になる。

既に定義済みの集合Ｃ_ｉの和集合を以下のようなＢで更に示すことにする。ここで、ｉ＝０，．．．、Ｔ−１である。

認証サーバ１００は、集合Ｃ_Ｔ，ｋを形成する値を更に求める。

以下のような集合をＣ’_Ｔ，ｋで更に示すことにする。

認証サーバ１００は、多項式Ｐ_Ｔ，ｋ（）が所定の値αを出力する結果をもたらす入力値を有しない当該多項式Ｐ_Ｔ，ｋ（）を求める。次に、認証サーバは、以下のようなチェック関数ｆ_Ｔ，ｋ（）を求める。

次に、認証サーバ１００は、集合Ｃ_ＴをＢに追加するとともに集合Ｃ_Ｔ，ｋをＡに追加し、この時、別の新たな端末１３０を追加する準備ができる。

チェック関数及びそれぞれの認証情報を求めるための第２の説明例は、線形符号に基づいている。

Ｍ×Ｎ生成行列Ｇから構築された濃度２^Ｍの線形符号Ｌを考えることにする。ここで、Ｍ＜Ｎである。したがって、Ｌに属する任意の値ｌは、ｌ＝ｑＧを満たす。ここで、ｑは、集合Ｑに属する長さＭのバイナリワードである。以下の式となるようなＧのＮ×（Ｎ−Ｍ）パリティ行列をＨで更に示すことにする。

認証サーバ１００は、集合Ｑを、交差集合が空ではないようなＱ_ｋ個の部分集合に分解する。

次に、認証サーバ１００は、ｌ’＝ｑ’ＧとなるようなＬに属する値（複数可）ｌ’を表すものとして、認証情報（複数可）を求めることができる。ここで、ｑ’値（複数可）は、部分集合Ｑ_ｋの交差集合に属する。値ｌ’の集合をＬ’で示すことにする。

複数のＴ個の端末１３０の中でインデックスｉによって識別される端末１３０を考える。ここで、ｉ＝０，．．．，Ｔ−１である。認証サーバ１００は、上記端末１３０の認証情報（複数可）を、以下のようなシフトされた符号語ｌ_ｉ，ｋとして求める。

ここで、ｌ_ｋは、部分集合Ｑ_ｋに属する値に対応するバイナリ符号語を表し、ｔ_ｉは、Ｌに属さない長さＮのバイナリワードであり、これは、他の任意の端末ｊに用いられるいずれのシフトされた符号語ｌ_ｊ，ｋにも対応しない。線形符号の１つの符号語と、線形符号に属さない１つの符号語とを合計すると、結果として、線形符号に属さない符号語が取得されるので、インデックスｉの値が異なる場合に、値ｌ_ｊ，ｋ間に重なり合いは存在しない。

次に、認証サーバ１００は、パリティ行列Ｈ及び以下のような値ｔ_ｉ又は値γ_ｉをゲートウェイデバイス１１０に提供する。

次に、インデックスｉによって識別される端末１３０から認証情報を受信すると、ゲートウェイデバイス１１０は、以下の条件が満たされていることを検証する。

ここで、ｌ_ｉ，ｋＨ＋γ_ｉは、チェック関数ｆ_ｉ，ｋ（）を表す。

この条件が満たされているとき、端末１３０は、ゲートウェイデバイス１１０によって認証されたものとみなされる。

上記の説明から、適切なチェック関数の集合は、認証サーバ１００が各端末について事前に求めることができることが理解されるべきであり、この場合、認証サーバ１００は、この集合に基づいてチェック関数及び認証情報の十分な対を選択する。代替的に、認証サーバ１００は、チェック関数及び認証情報の対を動的に規定することができる。この場合、認証サーバ１００は、ゲートウェイデバイス１１０及び関係している端末１３０による変更の非同期の適用を補償するために、関係している端末１３０がまだ用いることができる少なくとも１つの以前の認証情報が、新たに定義されたチェック関数とともに機能することを保証する。同様に、認証サーバ１００は、ゲートウェイデバイス１１０が、関係している端末１３０にまだ用いることができる少なくとも１つの以前のチェック関数が新たに定義された認証情報とともに機能することも保証する。これは、集合Ｃ_ｉが時間とともに進展していく場合があることを更に意味する。

図６は、第３の実施形態による、認証をゲートウェイデバイス１１０にオフロードするための、認証サーバ１００によって実行されるアルゴリズムを概略的に表している。

この第３の実施形態では、一時識別子をチェック関数（複数可）及び認証情報（複数可）に関連付ける必要がない。その結果、複数のそれぞれの端末１３０のチェック関数（以下、ユニタリチェック関数と呼ぶ）は、ゲートウェイデバイス１１０に別々に送信されず、逆に、リソース１２０に関連付けられたグローバルチェック関数を形成するように組み合わされる。このグローバルチェック関数、又はその係数は、その後、ゲートウェイデバイス１１０に送信される。

ステップＳ６０１において、認証サーバ１００は、認証がゲートウェイデバイス１１０に向けてオフロードされると予想される端末１３０ごとに少なくとも１つのチェック関数を求める。

ステップＳ６０２において、各端末１３０について、認証サーバ１００は、求められたチェック関数（複数可）に関連付けられた少なくとも１つの認証情報を求める。各端末１３０について、各認証情報は、任意の関連付けられたチェック関数に入力されると、当該関連付けられたチェック関数が所定の値αを返すような値を表す。

好ましくは、そのような所定の値αはゼロである。すなわち、各認証情報は、チェック関数の根を表す。

ステップＳ６０３において、認証サーバ１００は、１つの端末の各認証を別の端末のチェック関数に関連付けることができないことを保証する。これは、既に用いた表記と一致した記載によると、以下の式を意味する。

ステップＳ６０１、Ｓ６０２、及びＳ６０３は、図５ＡのアルゴリズムのそれぞれのステップＳ５０１、Ｓ５０２、及びＳ５０３と同一であり、これは、図７及び図８に関して上記で説明した変形形態を含む同じ変形形態が適用されることを意味する。ステップＳ６０１、Ｓ６０２、及びＳ６０３の実行に続いて、ユニタリチェック関数は、リソース１２０へのアクセスを得ることを認可された各端末１３０について求められる。

ステップＳ６０４において、認証サーバ１００は、複数のユニタリチェック関数の組み合わせとしてグローバルチェック関数を生成する。この組み合わせは、リソース１２０へのアクセスを得ることを認可された端末１３０ごとの少なくとも１つのユニタリチェック関数を含む。複数のユニタリチェック関数のうちの１つに入力された値によって、このユニタリチェック関数が所定の値αを出力することを考えると、このグローバルチェック関数は、上記入力された値によって、所定の値βを出力するようになっている。

前述するとともに図８に示すように定義されたユニタリチェック関数及び認証情報を有する第１の端末１３０及び第２の端末１３０を考えることにする。グローバルチェック関数をｇ（）で示し、認証サーバ１００は、第１の端末１３０にユニタリチェック関数ｆ_１，１（）を選択し、第２の端末１３０にユニタリチェック関数ｆ_２，３（）を選択することに決定するものと考えることにする。この場合、グローバルチェック関数ｇ（）は、ユニタリチェック関数ｆ_１，１（）及びｆ_２，３（）の組み合わせとして定義され、任意の値ｘ∈Ｃ_１又はｘ∈Ｃ_２について、ｇ（ｘ）＝βである。

好ましくは、所定の値βはゼロである。すなわち、各認証情報は、チェック関数の根を表す。

特定の実施形態によれば、所定の値βはゼロであり、グローバルチェック関数ｇ（）は、リソース１２０へのアクセスを得ることを認可されたそれぞれの端末３００のチェック関数ｆ_ｉ，ｋ（）の中から認証サーバ１００によって選択されたユニタリチェック関数ｆ_ｉ（）の積として定義される。

特定の実施形態によれば、所定の値βはゼロであり、グローバルチェック関数ｇ（）は、リソース１２０へのアクセスを得ることを認可されたそれぞれの端末３００の認証サーバ１００によって選択されたユニタリチェック関数ｆ_ｉ（）に、根を有しない補助関数ｈ（）を乗算した積として定義される。

更に特定の実施形態によれば、認証サーバ１００が、グローバルチェック関数ｇ（）を定義するユニタリチェック関数ｆ_ｉ（）のうちの少なくとも１つを追加、削除、又は変更するごとに、認証サーバ１００は補助関数ｈ（）を変更する。この特徴によって、ゲートウェイデバイス１１０による端末１３０の追跡不可能性が強化される。

ステップＳ６０５において、認証サーバ１００は、求められたグローバルチェック関数、又はその係数をゲートウェイデバイス１１０等の少なくとも１つのゲートウェイデバイスに送信する。その上、これと併せて、認証サーバ１００は、ゲートウェイデバイス（複数可）に所定の値βを送信することができる。

ステップＳ６０６において、認証サーバ１００は、少なくとも１つの求められた認証情報を、認証オフロードが可能である各端末１３０に送信する。

上記で説明したような任意のユニタリチェック関数と同様に、認証サーバ１００は、グローバルチェック関数を時間とともに変更することができる。

図６のアルゴリズムの実行後、端末１３０がその後に認証情報をゲートウェイデバイス１１０に提供すると、ゲートウェイデバイス１１０は、グローバルチェック関数をこの認証情報に適用する。グローバルチェック関数が所定の値βを返すとき、端末１３０の認証は成功し、リソース１２０へのアクセスが許可される。そうでない場合、端末１３０の認証は失敗し、リソース１２０へのアクセスは拒絶される。

特定の実施形態によれば、図５Ａ及び図６に関して上記で説明した実施形態、又は図５Ｂ及び図６に関して上記で説明した実施形態を組み合わせることができる。この場合、端末１３０が認証情報をゲートウェイデバイス１１０に提供すると、ゲートウェイデバイス１１０は、ユニタリチェック関数ｆ_ｉ（）及びグローバルチェック関数ｇ（）の双方を用いて認証情報を確認する。この場合、ユニタリチェック関数ｆ_ｉ（）を用いて実行される確認によって、端末１３０の認証が可能になり、グローバルチェック関数ｇ（）を用いて実行される確認によって、端末１３０がリソース１２０に正当にアクセスことが可能であるか否かを判断することが可能になる。

Claims (14)

1. 少なくとも１つのリソースへのアクセスを要求する少なくとも１つの端末を認証する方法であって、前記リソース（複数可）へのアクセスは認証サーバによって管理され、ゲートウェイデバイスが一方における前記端末（複数可）と他方における前記認証サーバ及び前記リソース（複数可）との間でデータをルーティングする手段を備える、方法において、前記認証サーバは、
   − 各端末について、少なくとも１つの認証情報を取得することと、
   − 前記ゲートウェイデバイスに少なくとも１つのチェック関数、又はその係数を送信することと、
   を実行し、
   各認証情報は、それぞれのチェック関数（複数可）に入力されると、該チェック関数（複数可）が所定の値を返すような値を表し、
   前記ゲートウェイデバイスは、
   − 前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための第１の要求を１つの端末から受信することであって、該第１の要求は、前記端末によって提供される認証情報とともに受信されることと、
   − 前記認証サーバから受信された前記チェック関数（複数可）の中から、前記受信された要求に適用可能なチェック関数を取り出すことと、
   − 認証結果を取得するように、前記端末によって提供された前記認証情報を前記取り出されたチェック関数に入力することと、
   − 前記認証結果が前記所定の値に等しいときは、前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記第１の要求を受理することと、
   − 前記認証結果が前記所定の値と異なるときは、前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記第１の要求を拒絶することと、
   を実行し、
   前記認証サーバによって取得された各認証情報は、前記認証サーバによって送信された少なくとも１つのチェック関数の根であり、前記所定の値はゼロであることを特徴とする、少なくとも１つのリソースへのアクセスを要求する少なくとも１つの端末を認証する方法。
2. 前記認証サーバは、
   − 各端末について、前記認証情報（複数可）を求めることと、
   − 前記それぞれの認証情報（複数可）を各端末に送信することと、
   を実行することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記認証サーバは、
   − 端末ごとに２つ以上の認証情報を求めることであって、各認証情報は、該端末について求められた各チェック関数に入力されると、前記求められたチェック関数が前記所定の値を返すような値を表すことと、
   − 前記端末に既に送信された前記認証情報とは別の認証情報を選択することと、
   − 前記選択された認証情報を前記端末に送信することと、
   を実行し、
   前記選択された認証情報を受信すると、前記端末は、前記以前に受信された認証情報を前記選択された認証情報に取り替えることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記認証サーバは、
   − 各端末について、該端末から受信された情報から前記認証情報（複数可）を導出することと、
   − 前記求められたそれぞれの認証情報（複数可）に基づいて前記チェック関数（複数可）を求めることと、
   を実行し、
   前記端末は、
   − 該端末について前記認証サーバによって実行されるのと全く同様に、該端末によって前記認証サーバに提供された情報から前記認証情報（複数可）を導出すること、
   を実行することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 前記方法の以下のステップ、すなわち、
   − 前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための第２の要求を前記端末から前記ゲートウェイデバイスによって受信するステップと、
   − 前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記端末の、前記認証サーバによる認証を前記ゲートウェイデバイスによって要求するステップと、
   − 前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記端末の認証が成功すると、前記リソース（複数可）へのアクセスを許可するステップと、
   が、事前に実行されていると、前記認証サーバは、前記チェック関数（複数可）、又はその係数を送信することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記認証サーバは、
   − 端末ごとに２つ以上のチェック関数を求めることであって、各チェック関数は、前記端末に送信される各認証情報が、各求められたチェック関数に入力されると、該求められたチェック関数が前記所定の値を返すような値を表すようになっていることと、
   − 前記ゲートウェイデバイスに既に送信された前記チェック関数とは別のチェック関数を選択することと、
   − 前記選択されたチェック関数、又はその係数を前記ゲートウェイデバイスに送信することと、
   を実行し、
   前記選択されたチェック関数、又はその係数を受信すると、前記ゲートウェイデバイスは、前記以前に受信されたチェック関数、又はその係数を前記選択されたチェック関数、又はその係数に取り替えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 少なくとも第１の端末及び第２の端末が、前記リソース（複数可）へのアクセスを得ることを要求することができ、前記認証サーバは、
   − 前記第１の端末の少なくとも１つの第１のチェック関数と、任意の第１のチェック関数に入力されると、該第１のチェック関数が前記所定の値を返す任意の値の第１の集合とを求めることと、
   − 前記第２の端末の少なくとも１つの第２のチェック関数と、前記第２のチェック関数（複数可）のうちの少なくとも１つに入力されると、前記第２のチェック関数（複数可）が前記所定の値を返す任意の値の第２の集合とを求めることと、
   を実行し、
   前記第１の集合及び前記第２の集合の交差集合は空であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 各チェック関数は、多項式形であるか又は線形符号に基づいていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記認証サーバは、端末ごとに、少なくとも１つのチェック関数、又はその係数を一時識別子とともに前記ゲートウェイデバイスに送信し、前記認証サーバは、少なくとも１つの認証情報を前記一時識別子とともに任意の端末に送信することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記ゲートウェイデバイスは、各端末を、前記ゲートウェイデバイスと該端末との間の通信中に識別するための第１の一時識別子を割り当て、
    前記認証サーバは、端末ごとに、少なくとも１つのチェック関数、又はその係数を前記ゲートウェイデバイスに送信し、前記チェック関数は、前記ゲートウェイデバイス及び前記認証サーバによって共有される第２の一時識別子に関連付けられ、
    前記ゲートウェイデバイスは、前記第１の一時識別子と前記第２の一時識別子との間の対応関係を保持することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記認証サーバは、
    − 端末ごとに少なくとも１つのチェック関数を求めることと、
    − 前記チェック関数の組み合わせとしてリソースごとにグローバルチェック関数を求めることであって、前記組み合わせは、端末ごとの少なくとも１つの求められたチェック関数を含むことと、
    − 各リソースについて、前記グローバルチェック関数、又はその係数を前記ゲートウェイデバイスに送信することと、
    を実行し、
    前記第１の要求は、所与のリソースへのアクセスを得るための要求であり、前記ゲートウェイデバイスは、
    − 前記所与のリソースの前記グローバルチェック関数を取り出すことと、
    − 前記認証結果を取得するために、前記端末によって提供された前記認証情報を前記取り出されたグローバルチェック関数に入力することと、
    − 前記認証結果が前記所定の値に等しいときは、前記所与のリソースへのアクセスを得るための前記第１の要求を受理することと、
    − 前記認証結果が前記所定の値と異なるときは、前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記第１の要求を拒絶することと、
    を実行することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 各リソースについて、前記グローバルチェック関数は、前記リソースへのアクセスを正当に得ることを可能にされた端末ごとの少なくとも１つのチェック関数の積として求められることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 各リソースについて、前記グローバルチェック関数は、前記リソースへのアクセスを正当に得ることを可能にされた端末ごとの少なくとも１つのチェック関数に、根を有しない補助関数を乗算した積として定義されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 少なくとも１つのリソースへのアクセスを要求する少なくとも１つの端末を認証するためのシステムであって、前記リソース（複数可）へのアクセスを管理する認証サーバと、一方における前記端末（複数可）と他方における前記認証サーバ及び前記リソース（複数可）との間でデータをルーティングする手段を備えるゲートウェイデバイスとを備える、システムにおいて、前記認証サーバは、
    − 各端末について、少なくとも１つの認証情報を取得する手段と、
    − 前記ゲートウェイデバイスに少なくとも１つのチェック関数、又はその係数を送信する手段と、
    を備え、
    − 各認証情報は、それぞれのチェック関数（複数可）に入力されると、該チェック関数（複数可）が所定の値を返すような値を表し、
    前記ゲートウェイデバイスは、
    − 前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための第１の要求を受信する手段であって、該第１の要求は、認証情報とともに受信される、受信する手段と、
    − 前記認証サーバから受信された前記チェック関数（複数可）の中から、前記受信された要求に適用可能なチェック関数を取り出す手段と、
    − 認証結果を取得するために、前記提供された前記認証情報を前記取り出されたチェック関数に入力する手段と、
    − 前記認証結果が前記所定の値に等しいときに実施される、前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記第１の要求を受理する手段と、
    − 前記認証結果が前記所定の値と異なるときに実施される、前記リソース（複数可）へのアクセスを得るための前記第１の要求を拒絶する手段と、
    を備え、
    前記認証サーバによって取得された各認証情報は、前記認証サーバによって送信された少なくとも１つのチェック関数の根であり、前記所定の値はゼロであることを特徴とする、少なくとも１つのリソースへのアクセスを要求する少なくとも１つの端末を認証するためのシステム。

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