JP7329604B2 - 鍵生成方法、端末機器及びネットワーク機器 - Google Patents
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Description
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１９年１月２日に提出された、出願番号が２０１９１００００３５２．Ｘである中国特許出願に基づく優先権を主張し、該中国特許出願の全内容が参照として本願に組み込まれる。
本願は、２０１９年１月２日に提出された、出願番号が２０１９１００００３５２．Ｘである中国特許出願に基づく優先権を主張し、該中国特許出願の全内容が参照として本願に組み込まれる。
本願は、情報処理技術分野に関し、特に鍵生成方法、端末機器、ネットワーク機器及びコンピュータ可読記憶媒体に関する。
５Ｇは、将来の社会の各分野に浸み込み、ユーザを中心とする全方向性情報エコシステムシステムの構築において、重要な役割を果たす。セキュリティアーキテクチャは、５Ｇネットワークの正常な運転を保障するものである。認証プロトコルは、５Ｇセキュリティアーキテクチャを構築するための基礎である。ＵＥ及びネットワークは、その都度、ＤＨ鍵交換に関わるパラメータを生成する。これらのパラメータを生成するために、大量のコンピューティングリソースを消費する必要がある。これは、モノのインターネット端末にとって受け入れられないものである。また、このような処理において、受動的攻撃（盗聴）に対して防御のみを行うことができ、能動的攻撃（介入者攻撃）を防止することができない。
上記技術的課題を解決するために、本願の実施例は、鍵生成方法、端末機器、ネットワーク機器及びコンピュータ可読記憶媒体を提供する。
第１態様によれば、端末機器に適用される鍵生成方法を提供する。前記方法は、
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定することと、
第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信することと、を含み、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定することと、
第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信することと、を含み、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
第２態様によれば、ネットワーク機器に適用される鍵生成方法を提供する。前記方法は、
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定することと、
前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信することと、を含み、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定することと、
前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信することと、を含み、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
第３態様によれば、端末機器を提供する。前記端末機器は、
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成される第１鍵生成ユニットと、
前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成される第１通信ユニットと、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成される第１鍵生成ユニットと、
前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成される第１通信ユニットと、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
第４態様によれば、端末機器を提供する。前記端末機器は、
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成される第１プロセッサと、
前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成される第１通信インタフェースと、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成される第１プロセッサと、
前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成される第１通信インタフェースと、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
第５態様によれば、ネットワーク機器を提供する。前記ネットワーク機器は、
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成するように構成される第２鍵生成ユニットと、
前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成される第２通信ユニットと、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成するように構成される第２鍵生成ユニットと、
前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成される第２通信ユニットと、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
第６態様によれば、ネットワーク機器を提供する。前記ネットワーク機器は、
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成するように構成される第２プロセッサと、
前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成される第２通信インタフェースと、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成するように構成される第２プロセッサと、
前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成される第２通信インタフェースと、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
第７態様によれば、コンピュータ可読記憶媒体を提供する。前記コンピュータ可読記憶媒体にコンピュータプログラムがお記憶されており、該コンピュータプログラムがプロセッサにより実行される時に前記プロセッサに前記方法のステップを実施させる。
第７態様によれば、鍵生成システムを提供する。前記システムは、少なくとも１つの端末機器と、認証サーバ機能（ＡＵＳＦ）エンティティと、を備え、
前記端末機器は、長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成され、
前記ＡＵＳＦエンティティは、前記端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成され、ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
前記端末機器は、長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成され、
前記ＡＵＳＦエンティティは、前記端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成され、ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
本願の実施例の技術的解決手段によれば、最終的セッション鍵を生成する場合、長期鍵に加えて、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵を利用して、今回セッション鍵の生成を共同で行うこともできる。従って、元々の認証プロトコルに対して大きな変更を行うことなく、セッション鍵の安全性を向上させることができる。また、対称鍵アルゴリズムを用いると、機器に求められる演算要件が低く、更に、消費される電力も低い。従って、モノのインターネットシーンでの使用に更に適する。
以下、本願の実施例における図面を参照しながら、本願の実施例における技術的解決手段を説明する。勿論、記述される実施例は、全ての実施例ではなく、ただ本願の一部の実施例である。本願における実施例に基づいて、当業者が創造的な労力なしに得られる他の実施例の全ては、本願の保護範囲に含まれる。
図１に示すように、本願の実施例は、端末機器に適用される鍵生成方法を提供する。前記方法は、以下を含む。
ステップ１０１において、長期鍵に基づいて、第１鍵を決定する。
ステップ１０２において、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信する。
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
本実施例は、複数の具体的な処理シーンを提供する。以下、それぞれ説明する。
シーン１において、初期セッション鍵及び第１鍵を利用して今回セッション鍵を生成する。以下のように説明する。
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定する前に、前記方法は、ネットワークに初回接続されて、認証サーバ機能との相互認証を完了する場合、初期セッション鍵を生成することを更に含む。
つまり、端末機器がネットワークに初回接続されて、認証サーバ機能（ＡＵＳＦ：Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）との相互認証を完了し、第１鍵を生成する。該第１鍵をＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔと記してもよい。
後続で、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成することは、前記第１鍵及び前記初期セッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成することを含む。
つまり、端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の生成に、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、１番目の初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを更に用いる。
端末機器は、ネットワークに初回接続されて、ＡＵＳＦとの相互認証を完了し、１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔ．を生成する。後続で、端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的セッション鍵の生成に、長期鍵Ｋから導き出した鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを更に用いる。
図２に示すように、該方策のステップは、以下のとおりである。
ネットワーク側は、ユーザ端末機器に対して二次認証を実行する場合、端末機器のＰｒｏｆｉｌｅに基づいて、端末機器の認証にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。ここで、前記認証プロトコルは、５Ｇ ＡＫＡ又はＥＡＰ－ＡＫＡ’であってもよい。勿論、認証プロトコルは、他のプロトコルであってもよく、本実施例において枚挙しない。なお、ユーザの端末機器の関連情報ｐｒｏｆｉｌｅについて、端末機器とネットワーク側が契約をする場合、統合データ管理（ＵＤＭ：Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｄａｔａ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）に書き込まれてもよい。続いて、端末機器が認証を行う必要がある場合、ＵＤＭにより、端末機器が処理にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。
端末機器とネットワーク側は、選択した認証プロトコルを用いて相互認証を行う。例えば、具体的には、例えばＵＥのような端末機器とＵＤＭ／ＡＲＰＦは、選択した認証プロトコルを用いて、相互認証を行う。
認証が終了した後、端末機器及びネットワーク側のＡＵＳＦは、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵を得る。第１鍵は、ＫＳＥＡＦで表されてもよい。
最後に、端末機器及びＡＵＳＦはそれぞれ第１鍵ＫＳＥＡＦ及びセキュアエリアに記憶された初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔを用いて、今回セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を生成する。その演算は、以下のとおりである。
ＫＳＥＡＦ＊＝ＫＤＦ（ＫＳＥＡＦ，ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ，ＡＰ）
ここで、ＫＤＦは、鍵導出関数を表し、例えば、ＨＭＡＣ－ＳＨＡ－２５６である。ＡＰは、補助機能に用いられる補助パラメータであり、例えば、ｂｉｄｄｉｎｇ ｄｏｗｎ攻撃を防止する。ＡＰは、オプションパラメータであり、使用しても使用しなくてもよいため、ＡＰは、式に出現しない可能性もあることは、理解されるべきである。
ここで、初期セッション鍵は、それぞれ端末機器及びネットワーク側のＡＵＳＦに保存されてもよい。具体的には、端末機器側で、ＵＳＩＭ又は情報が改ざん不可能である記憶領域に記憶され、ＡＵＳＦで、情報が改ざん不可能である記憶領域に記憶される。
端末機器がネットワーク側に初回接続されて、初回の認証を行う場合、初期セッション鍵は、ヌルとしてもよく、つまり、ユーザとの初回認証の場合、ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ＝ｎｕｌｌ．であることに留意されたい。ネットワークとユーザが初回認証を行った後、生成された１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔとし、端末機器及びＡＵＳＦに長期的に記憶する。
５Ｇ ＡＫＡ又はＥＡＰ－ＡＫＡ’について、前者は、ＬＴＥの認証プロトコルＥＰＳ－ＡＫＡにから進化したものであり、後者は、ＩＥＴＦにより定義された認証プロトコルであり、４ＧネットワークにおけるＵＥがＷＩＦＩを用いてオペレータネットワークにアクセスするために用いられる。５Ｇにおいて、ＵＥは、ＥＡＰ－ＡＫＡ′によれば、ＷＩＦＩを介してオペレータネットワークにアクセスできるだけでなく、５Ｇ無線アクセスネットワークを介してオペレータネットワークにアクセスすることもできる。
ＡＫＡ認証プロトコルは、ＵＳＩＭに記憶されたルート鍵Ｋに依存してＵＥとネットワークとの相互認証を実現させ、セッション鍵を導出する。セキュリティの仮定条件は、ネットワークオペレータがルート鍵Ｋを知るが、他人が知らないことである。従って、攻撃者は、セッション鍵を導出することもできない。しかしながら、レポート［１］によれば、このような仮定は、必ずしも正しいとは限らないことが明らかである。その原因は、ルート鍵ＫがＵＳＩＭカードの生産段階で漏洩した可能性があることである。従って、受動的攻撃者は、ルート鍵Ｋ、及びＵＥとネットワークとの交換メッセージから導出したセッション鍵を利用して、通信を盗聴することができる。１つの能動的攻撃者は、盗まれた大量のルート鍵を利用して基地局を偽造し、介入者攻撃を開始する可能性がある。長期鍵漏洩は、ＴＲ３３．８９９の５．２．３．２節において、重大な問題と認められている。５Ｇ－ＡＫＡ及びＥＡＰ－ＡＫＡ′はいずれもＡＫＡ認証プロトコルに基づいて成長したものであるため、長期鍵漏洩に脅かされている。
従って、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の安全性を確保することができる。その原因は、その生成の場合、ルート鍵Ｋに基づいて生成された鍵ＫＳＥＡＦに依存するのに加えて、１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔにも依存することである。攻撃者が１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを取得できない限り、攻撃者は、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を取得できない。攻撃者が１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを取得する確率は、低い。
シーン２において、前回の通信のセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成する。以下のように説明する。
第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成することは、
前記１鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成することを含む。
前記１鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成することを含む。
つまり、端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的今回セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の生成に、長期鍵Ｋから導き出した鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、記憶された前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いる。
端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的セッション鍵の生成に、長期鍵Ｋから導き出した鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、記憶された前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いる。
同様に図２に示すように、具体的には以下のとおりである。
ネットワーク側は、ユーザ端末機器に対して二次認証を実行する場合、端末機器のＰｒｏｆｉｌｅに基づいて、端末機器の認証にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。ここで、前記認証プロトコルは、５Ｇ ＡＫＡ又はＥＡＰ－ＡＫＡ’であってもよい。勿論、認証プロトコルは、他のプロトコルであってもよく、本実施例において枚挙しない。なお、ユーザの端末機器の関連情報ｐｒｏｆｉｌｅについて、端末機器とネットワーク側が契約をする場合、統合データ管理（ＵＤＭ：Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｄａｔａ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）に書き込まれてもよい。続いて、端末機器が認証を行う必要がある場合、ＵＤＭにより、端末機器が処理にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。
端末機器とネットワーク側は、選択した認証プロトコルを用いて相互認証を行う。例えば、具体的には、例えばＵＥのような端末機器とＵＤＭ／ＡＲＰＦは、選択した認証プロトコルを用いて、相互認証を行う。
認証が終了した後、端末機器及びＡＵＳＦは、長期鍵Ｋから導き出したセッション鍵ＫＳＥＡＦを得る。
端末機器及びＡＵＳＦはそれぞれＫＳＥＡＦ及びセキュアエリアに記憶されたＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを用いて、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を生成する。その演算は、以下のとおりである。
ＫＳＥＡＦ＊＝ＫＤＦ（ＫＳＥＡＦ，ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ，ＡＰ）
ここで、ＫＤＦは、鍵導出関数であり、例えば、ＨＭＡＣ－ＳＨＡ－２５６である。ＡＰは、補助機能に用いられる補助パラメータであり、例えば、ｂｉｄｄｉｎｇ ｄｏｗｎ攻撃を防止する。ＡＰは、オプションパラメータであり、式に出現しない可能性もある。
ネットワークとユーザが初回認証を行う場合、前回の通信に用いられたセッション鍵をヌルとしてもよく、つまり、ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ＝ｎｕｌｌであることに留意されたい。端末機器とネットワークは、今回セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を生成した後、端末機器及びネットワークに記憶された前回の通信に用いられたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅの代わりに、該今回セッション鍵を用いる。つまり、今回セッション鍵を生成した後、端末機器及びネットワーク側にそれぞれ記憶し、且つ、前回の通信に用いられたセッション鍵の代わりに、記憶される。更に、次回でセッション鍵を再び生成する場合、置き換えられた前回の通信に用いられたセッション鍵を用いて、次回のセッション鍵の生成を行う。その処理方式は、該シーンにおける上記説明と同じであるため、詳細な説明を省略する。
従って、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の安全性を確保することができる。その原因は、その生成の場合、長期鍵Ｋに基づいて生成された鍵ＫＳＥＡＦに依存するのに加えて、前回で記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅにも依存することである。攻撃者が前回記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを取得できない限り、攻撃者は、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を取得できない。従って、攻撃者が前回記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを持続的に取得できないと、最終的セッション鍵を持続的に取得できないことが求められる。
シーン３において、初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を共同で生成する。以下のように説明する。
第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成することは、
前記第１鍵、初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成することを含む。
つまり、該シーンにおいて、シーン１、２によれば、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の生成に、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔ及び前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いる。
初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵の生成及び記憶は、シーン１、２と同じであり、ここで、詳細な説明を省略する。
該シーンにおいて、セッション鍵の生成を行う場合、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔ及び前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いるという点で、シーン１、２と相違する。最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の演算は以下のとおりである。
ＫＳＥＡＦ＊＝ＫＤＦ（ＫＳＥＡＦ，ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ，ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ，ＡＰ）
ここで、ＫＤＦは、鍵導出関数を表し、例えば、ＨＭＡＣ－ＳＨＡ－２５６である。ＡＰは、補助機能に用いられる補助パラメータであり、例えば、ｂｉｄｄｉｎｇ ｄｏｗｎ攻撃を防止する。ＡＰは、オプションパラメータであり、式に出現しない可能性もある。ネットワークとユーザが初回認証を行う場合、ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ＝ｎｕｌｌであり、ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ＝ｎｕｌｌであることに留意されたい。
該シーン３の安全性は、シーン１、２よりも高いため、該方策において、攻撃者は、最終的セッション鍵を取得するために、１番目のセッション鍵を取得できる必要があるだけでなく、前回記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを持続的に取得できる必要もある。
最後に留意すべきことは、本実施例で提供されるシーンにおいて、対称鍵アルゴリズム（鍵導出アルゴリズム）のみを用いることである。
上記から分かるように、上記技術的解決手段によれば、最終的セッション鍵を生成する場合、長期鍵に加えて、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵を利用して、今回セッション鍵の生成を共同で行うこともできる。従って、元々の認証プロトコルに対して大きな変更を行うことなく、セッション鍵の安全性を向上させることができる。また、対称鍵アルゴリズムを用いると、機器に求められる演算要件が低く、更に、消費される電力も低い。従って、モノのインターネットシーンでの使用に更に適する。
図３に示すように、本願の実施例は、ネットワーク機器に適用される鍵生成方法を提供する。前記方法は以下を含む。
ステップ３０１において、端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定する。
ステップ３０２において、前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信する。
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
本実施例に係るネットワーク機器は、ネットワーク側におけるＡＵＳＦ機能を有する機器と認められてもよい。
本実施例は、複数の具体的な処理シーンを提供する。以下、それぞれ説明する。
シーン１において、初期セッション鍵及び第１鍵を利用して今回セッション鍵を生成する。以下のように説明する。
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定する前に、前記方法は、
前記端末機器がネットワークに初回接続されて、認証サーバ機能との相互認証を完了する場合、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる初期セッション鍵を生成することを更に含む。
前記端末機器がネットワークに初回接続されて、認証サーバ機能との相互認証を完了する場合、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる初期セッション鍵を生成することを更に含む。
つまり、端末機器がネットワークに初回接続されて、認証サーバ機能（ＡＵＳＦ：Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）との相互認証を完了し、第１鍵を生成する。該第１鍵をＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔと記してもよい。
前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成することは、
前記端末機器に対応する第１鍵、及び前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵に基づいて、前記端末機器の今回セッション鍵を生成することを含む。
前記端末機器に対応する第１鍵、及び前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵に基づいて、前記端末機器の今回セッション鍵を生成することを含む。
つまり、端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の生成に、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、１番目の初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを更に用いる。
端末機器は、ネットワークに初回接続されて、ＡＵＳＦとの相互認証を完了し、１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔ．を生成する。後続で、端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的セッション鍵の生成に、長期鍵Ｋから導き出した鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを更に用いる。
図２に示すように、該方策のステップは、以下のとおりである。
ネットワーク側のＵＤＭは、ユーザ端末機器に対して二次認証を実行する場合、端末機器のＰｒｏｆｉｌｅに基づいて、端末機器の認証にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。ここで、前記認証プロトコルは、５Ｇ ＡＫＡ又はＥＡＰ－ＡＫＡ’であってもよい。勿論、認証プロトコルは、他のプロトコルであってもよく、本実施例において枚挙しない。なお、ユーザの端末機器の関連情報ｐｒｏｆｉｌｅについて、端末機器とネットワーク側が契約をする場合、統合データ管理（ＵＤＭ：Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｄａｔａ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）に書き込まれてもよい。続いて、端末機器が認証を行う必要がある場合、ＵＤＭにより、端末機器が処理にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。
端末機器とネットワーク側は、選択した認証プロトコルを用いて相互認証を行う。例えば、具体的には、例えばＵＥのような端末機器とＵＤＭ／ＡＲＰＦは、選択した認証プロトコルを用いて、相互認証を行う。
認証が終了した後、端末機器及びネットワーク側のＡＵＳＦのようなネットワーク機器は、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵を得る。第１鍵は、ＫＳＥＡＦで表されてもよい。
最後に、端末機器及びＡＵＳＦはそれぞれ第１鍵ＫＳＥＡＦ及びセキュアエリアに記憶された初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔを用いて、今回セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を生成する。その演算は、以下のとおりである。
ＫＳＥＡＦ＊＝ＫＤＦ（ＫＳＥＡＦ，ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ，ＡＰ）
ここで、ＫＤＦは、鍵導出関数を表し、例えば、ＨＭＡＣ－ＳＨＡ－２５６である。ＡＰは、補助機能に用いられる補助パラメータであり、例えば、ｂｉｄｄｉｎｇ ｄｏｗｎ攻撃を防止する。ＡＰは、オプションパラメータであり、使用しても使用しなくてもよいため、ＡＰは、式に出現しない可能性もあることは、理解されるべきである。
ここで、初期セッション鍵は、それぞれ端末機器及びネットワーク側のＡＵＳＦに保存されてもよい。具体的には、端末機器側で、ＵＳＩＭ又は情報が改ざん不可能である記憶領域に記憶され、ＡＵＳＦで、情報が改ざん不可能である記憶領域に記憶される。
端末機器がネットワーク側に初回接続されて、初回の認証を行う場合、初期セッション鍵は、ヌルとしてもよく、つまり、ユーザとの初回認証の場合、ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ＝ｎｕｌｌ．であることに留意されたい。ネットワークとユーザが初回認証を行った後、生成された１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔとし、端末機器及びＡＵＳＦに長期的に記憶する。
従って、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の安全性を確保することができる。その原因は、その生成の場合、ルート鍵Ｋに基づいて生成された鍵ＫＳＥＡＦに依存するのに加えて、１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔにも依存することである。攻撃者が１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを取得できない限り、攻撃者は、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を取得できない。攻撃者が１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを取得する確率は、低い。
シーン２において、前回の通信のセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成する。以下のように説明する。
前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成することは、
前記１鍵及び前回端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる今回セッション鍵を生成することを含む。
前記１鍵及び前回端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる今回セッション鍵を生成することを含む。
つまり、端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的今回セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の生成に、長期鍵Ｋから導き出した鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、端末及びネットワーク機器に記憶された端末機器との前回の通信の時に生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いる。
端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的セッション鍵の生成に、長期鍵Ｋから導き出した鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、記憶された前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いる。
同様に図２に示すように、具体的には以下のとおりである。
ネットワーク側は、ユーザ端末機器に対して二次認証を実行する場合、端末機器のＰｒｏｆｉｌｅに基づいて、端末機器の認証にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。ここで、前記認証プロトコルは、５Ｇ ＡＫＡ又はＥＡＰ－ＡＫＡ’であってもよい。勿論、認証プロトコルは、他のプロトコルであってもよく、本実施例において枚挙しない。なお、ユーザの端末機器の関連情報ｐｒｏｆｉｌｅについて、端末機器とネットワーク側が契約をする場合、統合データ管理（ＵＤＭ：Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｄａｔａ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）に書き込まれてもよい。続いて、端末機器が認証を行う必要がある場合、ＵＤＭにより、端末機器が処理にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。
端末機器とネットワーク側は、選択した認証プロトコルを用いて相互認証を行う。例えば、具体的には、例えばＵＥのような端末機器とＵＤＭ／ＡＲＰＦは、選択した認証プロトコルを用いて、相互認証を行う。
認証が終了した後、端末機器及びＡＵＳＦは、長期鍵Ｋから導き出したセッション鍵ＫＳＥＡＦを得る。
端末機器及びＡＵＳＦはそれぞれＫＳＥＡＦ及びセキュアエリアに記憶されたＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを用いて、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を生成する。その演算は、以下のとおりである。
ＫＳＥＡＦ＊＝ＫＤＦ（ＫＳＥＡＦ，ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ，ＡＰ）
ここで、ＫＤＦは、鍵導出関数であり、例えば、ＨＭＡＣ－ＳＨＡ－２５６である。ＡＰは、補助機能に用いられる補助パラメータであり、例えば、ｂｉｄｄｉｎｇ ｄｏｗｎ攻撃を防止する。ＡＰは、オプションパラメータであり、式に出現しない可能性もある。
ネットワークとユーザが初回認証を行う場合、前回の通信に用いられたセッション鍵をヌルとしてもよく、つまり、ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ＝ｎｕｌｌであることに留意されたい。端末機器とネットワークは、今回セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を生成した後、端末機器及びネットワークに記憶された前回の通信に用いられたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅの代わりに、該今回セッション鍵を用いる。つまり、今回セッション鍵を生成した後、端末機器及びネットワーク側にそれぞれ記憶し、且つ、前回の通信に用いられたセッション鍵の代わりに、記憶される。更に、次回でセッション鍵を再び生成する場合、置き換えられた前回の通信に用いられたセッション鍵を用いて、次回のセッション鍵の生成を行う。その処理方式は、該シーンにおける上記説明と同じであるため、詳細な説明を省略する。
従って、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の安全性を確保することができる。その原因は、その生成の場合、長期鍵Ｋに基づいて生成された鍵ＫＳＥＡＦに依存するのに加えて、前回で記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅにも依存することである。攻撃者が前回記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを取得できない限り、攻撃者は、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を取得できない。従って、攻撃者が前回記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを持続的に取得できないと、最終的セッション鍵を持続的に取得できないことが求められる。
シーン３において、初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を共同で生成する。以下のように説明する。
前記第１鍵、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる今回セッション鍵を生成する。
つまり、該シーンにおいて、シーン１、２によれば、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の生成に、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔ及び前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いる。
初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵の生成及び記憶は、シーン１、２と同じであり、ここで、詳細な説明を省略する。
該シーンにおいて、セッション鍵の生成を行う場合、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔ及び前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いるという点で、シーン１、２と相違する。最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の演算は以下のとおりである。
ＫＳＥＡＦ＊＝ＫＤＦ（ＫＳＥＡＦ，ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ，ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ，ＡＰ）
ここで、ＫＤＦは、鍵導出関数を表し、例えば、ＨＭＡＣ－ＳＨＡ－２５６である。ＡＰは、補助機能に用いられる補助パラメータであり、例えば、ｂｉｄｄｉｎｇ ｄｏｗｎ攻撃を防止する。ＡＰは、オプションパラメータであり、式に出現しない可能性もある。ネットワークとユーザが初回認証を行う場合、ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ＝ｎｕｌｌであり、ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ＝ｎｕｌｌであることに留意されたい。
該シーン３の安全性は、シーン１、２よりも高いため、該方策において、攻撃者は、最終的セッション鍵を取得するために、１番目のセッション鍵を取得できる必要があるだけでなく、前回記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを持続的に取得できる必要もある。
最後に留意すべきことは、本実施例で提供されるシーンにおいて、対称鍵アルゴリズム（鍵導出アルゴリズム）のみを用いることである。対称鍵アルゴリズムを用いると、機器に求められる演算要件が低く、更に、消費される電力も低い。従って、モノのインターネットシーンでの使用に更に適する。
上記から分かるように、上記技術的解決手段によれば、最終的セッション鍵を生成する場合、長期鍵に加えて、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵を利用して、今回セッション鍵の生成を共同で行うこともできる。従って、元々の認証プロトコルに対して大きな変更を行うことなく、セッション鍵の安全性を向上させることができる。
図４に示すように、本願の実施例は、端末機器を提供する。前記端末機器は、
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成される第１鍵生成ユニット４１と、
前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成される第１通信ユニット４２と、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成される第１鍵生成ユニット４１と、
前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成される第１通信ユニット４２と、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
図５に示すように、本願の実施例は、端末機器を提供する。前記端末機器は、
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成される第１プロセッサ５１と、
前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成される第１通信インタフェース５２と、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成される第１プロセッサ５１と、
前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成される第１通信インタフェース５２と、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
本実施例は、複数の具体的な処理シーンを提供する。以下、それぞれ説明する。
シーン１において、初期セッション鍵及び第１鍵を利用して今回セッション鍵を生成する。以下のように説明する。
前記第１プロセッサ５１は、ネットワークに初回接続されて、認証サーバ機能との相互認証を完了する場合、初期セッション鍵を生成するように構成される。
つまり、端末機器がネットワークに初回接続されて、認証サーバ機能（ＡＵＳＦ：Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）との相互認証を完了し、第１鍵を生成する。該第１鍵をＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔと記してもよい。
後続で、第１プロセッサ５１は、前記第１鍵及び前記初期セッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成される。
つまり、端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の生成に、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、１番目の初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを更に用いる。
端末機器は、ネットワークに初回接続されて、ＡＵＳＦとの相互認証を完了し、１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔ．を生成する。後続で、端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的セッション鍵の生成に、長期鍵Ｋから導き出した鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを更に用いる。
図２に示すように、該方策のステップは、以下のとおりである。
ネットワーク側は、ユーザ端末機器に対して二次認証を実行する場合、端末機器のＰｒｏｆｉｌｅに基づいて、端末機器の認証にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。ここで、前記認証プロトコルは、５Ｇ ＡＫＡ又はＥＡＰ－ＡＫＡ’であってもよい。勿論、認証プロトコルは、他のプロトコルであってもよく、本実施例において枚挙しない。なお、ユーザの端末機器の関連情報ｐｒｏｆｉｌｅについて、端末機器とネットワーク側が契約をする場合、統合データ管理（ＵＤＭ：Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｄａｔａ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）に書き込まれてもよい。続いて、端末機器が認証を行う必要がある場合、ＵＤＭにより、端末機器が処理にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。
端末機器とネットワーク側は、選択した認証プロトコルを用いて相互認証を行う。例えば、具体的には、例えばＵＥのような端末機器とＵＤＭ／ＡＲＰＦは、選択した認証プロトコルを用いて、相互認証を行う。
認証が終了した後、端末機器及びネットワーク側のＡＵＳＦは、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵を得る。第１鍵は、ＫＳＥＡＦで表されてもよい。
最後に、端末機器及びＡＵＳＦはそれぞれ第１鍵ＫＳＥＡＦ及びセキュアエリアに記憶された初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔを用いて、今回セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を生成する。その演算は、以下のとおりである。
ＫＳＥＡＦ＊＝ＫＤＦ（ＫＳＥＡＦ，ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ，ＡＰ）
ここで、ＫＤＦは、鍵導出関数を表し、例えば、ＨＭＡＣ－ＳＨＡ－２５６である。ＡＰは、補助機能に用いられる補助パラメータであり、例えば、ｂｉｄｄｉｎｇ ｄｏｗｎ攻撃を防止する。ＡＰは、オプションパラメータであり、使用しても使用しなくてもよいため、ＡＰは、式に出現しない可能性もあることは、理解されるべきである。
ここで、初期セッション鍵は、それぞれ端末機器及びネットワーク側のＡＵＳＦに保存されてもよい。具体的には、端末機器側で、ＵＳＩＭ又は情報が改ざん不可能である記憶領域に記憶され、ＡＵＳＦで、情報が改ざん不可能である記憶領域に記憶される。
端末機器がネットワーク側に初回接続されて、初回の認証を行う場合、初期セッション鍵は、ヌルとしてもよく、つまり、ユーザとの初回認証の場合、ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ＝ｎｕｌｌ．であることに留意されたい。ネットワークとユーザが初回認証を行った後、生成された１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔとし、端末機器及びＡＵＳＦに長期的に記憶する。
従って、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の安全性を確保することができる。その原因は、その生成の場合、ルート鍵Ｋに基づいて生成された鍵ＫＳＥＡＦに依存するのに加えて、１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔにも依存することである。攻撃者が１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを取得できない限り、攻撃者は、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を取得できない。攻撃者が１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを取得する確率は、低い。
シーン２において、前回の通信のセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成する。以下のように説明する。
前記第１プロセッサ５１は、前記１鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成される。
つまり、端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的今回セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の生成に、長期鍵Ｋから導き出した鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、記憶された前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いる。
端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的セッション鍵の生成に、長期鍵Ｋから導き出した鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、記憶された前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いる。
同様に図２に示すように、具体的には以下のとおりである。
ネットワーク側は、ユーザ端末機器に対して二次認証を実行する場合、端末機器のＰｒｏｆｉｌｅに基づいて、端末機器の認証にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。ここで、前記認証プロトコルは、５Ｇ ＡＫＡ又はＥＡＰ－ＡＫＡ’であってもよい。勿論、認証プロトコルは、他のプロトコルであってもよく、本実施例において枚挙しない。なお、ユーザの端末機器の関連情報ｐｒｏｆｉｌｅについて、端末機器とネットワーク側が契約をする場合、統合データ管理（ＵＤＭ：Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｄａｔａ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）に書き込まれてもよい。続いて、端末機器が認証を行う必要がある場合、ＵＤＭにより、端末機器が処理にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。
端末機器とネットワーク側は、選択した認証プロトコルを用いて相互認証を行う。例えば、具体的には、例えばＵＥのような端末機器とＵＤＭ／ＡＲＰＦは、選択した認証プロトコルを用いて、相互認証を行う。
認証が終了した後、端末機器及びＡＵＳＦは、長期鍵Ｋから導き出したセッション鍵ＫＳＥＡＦを得る。
端末機器及びＡＵＳＦはそれぞれＫＳＥＡＦ及びセキュアエリアに記憶されたＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを用いて、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を生成する。その演算は、以下のとおりである。
ＫＳＥＡＦ＊＝ＫＤＦ（ＫＳＥＡＦ，ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ，ＡＰ）
ここで、ＫＤＦは、鍵導出関数であり、例えば、ＨＭＡＣ－ＳＨＡ－２５６である。ＡＰは、補助機能に用いられる補助パラメータであり、例えば、ｂｉｄｄｉｎｇ ｄｏｗｎ攻撃を防止する。ＡＰは、オプションパラメータであり、式に出現しない可能性もある。
ネットワークとユーザが初回認証を行う場合、前回の通信に用いられたセッション鍵をヌルとしてもよく、つまり、ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ＝ｎｕｌｌであることに留意されたい。端末機器とネットワークは、今回セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を生成した後、端末機器及びネットワークに記憶された前回の通信に用いられたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅの代わりに、該今回セッション鍵を用いる。つまり、今回セッション鍵を生成した後、端末機器及びネットワーク側にそれぞれ記憶し、且つ、前回の通信に用いられたセッション鍵の代わりに、記憶される。更に、次回でセッション鍵を再び生成する場合、置き換えられた前回の通信に用いられたセッション鍵を用いて、次回のセッション鍵の生成を行う。その処理方式は、該シーンにおける上記説明と同じであるため、詳細な説明を省略する。
従って、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の安全性を確保することができる。その原因は、その生成の場合、長期鍵Ｋに基づいて生成された鍵ＫＳＥＡＦに依存するのに加えて、前回で記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅにも依存することである。攻撃者が前回記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを取得できない限り、攻撃者は、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を取得できない。従って、攻撃者が前回記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを持続的に取得できないと、最終的セッション鍵を持続的に取得できないことが求められる。
シーン３において、初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を共同で生成する。以下のように説明する。
前記第１プロセッサ５１は、前記第１鍵、初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成される。
つまり、該シーンにおいて、シーン１、２によれば、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の生成に、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔ及び前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いる。
初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵の生成及び記憶は、シーン１、２と同じであり、ここで、詳細な説明を省略する。
該シーンにおいて、セッション鍵の生成を行う場合、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔ及び前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いるという点で、シーン１、２と相違する。最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の演算は以下のとおりである。
ＫＳＥＡＦ＊＝ＫＤＦ（ＫＳＥＡＦ，ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ，ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ，ＡＰ）
ここで、ＫＤＦは、鍵導出関数を表し、例えば、ＨＭＡＣ－ＳＨＡ－２５６である。ＡＰは、補助機能に用いられる補助パラメータであり、例えば、ｂｉｄｄｉｎｇ ｄｏｗｎ攻撃を防止する。ＡＰは、オプションパラメータであり、式に出現しない可能性もある。ネットワークとユーザが初回認証を行う場合、ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ＝ｎｕｌｌであり、ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ＝ｎｕｌｌであることに留意されたい。
該シーン３の安全性は、シーン１、２よりも高いため、該方策において、攻撃者は、最終的セッション鍵を取得するために、１番目のセッション鍵を取得できる必要があるだけでなく、前回記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを持続的に取得できる必要もある。
最後に留意すべきことは、本実施例で提供されるシーンにおいて、対称鍵アルゴリズム（鍵導出アルゴリズム）のみを用いることである。対称鍵アルゴリズムを用いると、機器に求められる演算要件が低く、更に、消費される電力も低い。従って、モノのインターネットシーンでの使用に更に適する。
上記から分かるように、上記技術的解決手段によれば、最終的セッション鍵を生成する場合、長期鍵に加えて、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵を利用して、今回セッション鍵の生成を共同で行うこともできる。従って、元々の認証プロトコルに対して大きな変更を行うことなく、セッション鍵の安全性を向上させることができる。
図６に示すように、本願の実施例は、ネットワーク機器を提供する。前記ネットワーク機器は、
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成するように構成される第２鍵生成ユニット６１と、
前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成される第２通信ユニット６２と、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成するように構成される第２鍵生成ユニット６１と、
前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成される第２通信ユニット６２と、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
図７に示すように、本願の実施例は、ネットワーク機器を提供する。前記ネットワーク機器は、
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成するように構成される第２プロセッサ７１と、
前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成される第２通信インタフェース７２と、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成するように構成される第２プロセッサ７１と、
前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成される第２通信インタフェース７２と、を備え、
ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
本実施例に係るネットワーク機器は、ネットワーク側におけるＡＵＳＦ機能を有する機器と認められてもよい。
本実施例は、複数の具体的な処理シーンを提供する。以下、それぞれ説明する。
シーン１において、初期セッション鍵及び第１鍵を利用して今回セッション鍵を生成する。以下のように説明する。
前記第２プロセッサ７１は、前記端末機器がネットワークに初回接続されて、認証サーバ機能との相互認証を完了する場合、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる初期セッション鍵を生成するように構成される。
つまり、端末機器がネットワークに初回接続されて、認証サーバ機能（ＡＵＳＦ：Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）との相互認証を完了し、第１鍵を生成する。該第１鍵をＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔと記してもよい。
前記第２プロセッサ７１は、前記端末機器に対応する第１鍵、及び前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵に基づいて、前記端末機器の今回セッション鍵を生成するように構成される。
つまり、端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の生成に、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、１番目の初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを更に用いる。
端末機器は、ネットワークに初回接続されて、ＡＵＳＦとの相互認証を完了し、１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔ．を生成する。後続で、端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的セッション鍵の生成に、長期鍵Ｋから導き出した鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを更に用いる。
図２に示すように、該方策のステップは、以下のとおりである。
ネットワーク側のＵＤＭは、ユーザ端末機器に対して二次認証を実行する場合、端末機器のＰｒｏｆｉｌｅに基づいて、端末機器の認証にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。ここで、前記認証プロトコルは、５Ｇ ＡＫＡ又はＥＡＰ－ＡＫＡ’であってもよい。勿論、認証プロトコルは、他のプロトコルであってもよく、本実施例において枚挙しない。なお、ユーザの端末機器の関連情報ｐｒｏｆｉｌｅについて、端末機器とネットワーク側が契約をする場合、統合データ管理（ＵＤＭ：Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｄａｔａ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）に書き込まれてもよい。続いて、端末機器が認証を行う必要がある場合、ＵＤＭにより、端末機器が処理にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。
端末機器とネットワーク側は、選択した認証プロトコルを用いて相互認証を行う。例えば、具体的には、例えばＵＥのような端末機器とＵＤＭ／ＡＲＰＦは、選択した認証プロトコルを用いて、相互認証を行う。
認証が終了した後、端末機器及びネットワーク側のＡＵＳＦのようなネットワーク機器は、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵を得る。第１鍵は、ＫＳＥＡＦで表されてもよい。
最後に、端末機器及びＡＵＳＦはそれぞれ第１鍵ＫＳＥＡＦ及びセキュアエリアに記憶された初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔを用いて、今回セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を生成する。その演算は、以下のとおりである。
ＫＳＥＡＦ＊＝ＫＤＦ（ＫＳＥＡＦ，ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ，ＡＰ）
ここで、ＫＤＦは、鍵導出関数を表し、例えば、ＨＭＡＣ－ＳＨＡ－２５６である。ＡＰは、補助機能に用いられる補助パラメータであり、例えば、ｂｉｄｄｉｎｇ ｄｏｗｎ攻撃を防止する。ＡＰは、オプションパラメータであり、使用しても使用しなくてもよいため、ＡＰは、式に出現しない可能性もあることは、理解されるべきである。
ここで、初期セッション鍵は、それぞれ端末機器及びネットワーク側のＡＵＳＦに保存されてもよい。具体的には、端末機器側で、ＵＳＩＭ又は情報が改ざん不可能である記憶領域に記憶され、ＡＵＳＦで、情報が改ざん不可能である記憶領域に記憶される。
端末機器がネットワーク側に初回接続されて、初回の認証を行う場合、初期セッション鍵は、ヌルとしてもよく、つまり、ユーザとの初回認証の場合、ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ＝ｎｕｌｌ．であることに留意されたい。ネットワークとユーザが初回認証を行った後、生成された１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔとし、端末機器及びＡＵＳＦに長期的に記憶する。
従って、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の安全性を確保することができる。その原因は、その生成の場合、ルート鍵Ｋに基づいて生成された鍵ＫＳＥＡＦに依存するのに加えて、１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔにも依存することである。攻撃者が１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを取得できない限り、攻撃者は、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を取得できない。攻撃者が１番目のセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔを取得する確率は、低い。
シーン２において、前回の通信のセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成する。以下のように説明する。
前記第２プロセッサ７１は、前記１鍵及び前回端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる今回セッション鍵を生成するように構成される。
つまり、端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的今回セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の生成に、長期鍵Ｋから導き出した鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、端末及びネットワーク機器に記憶された端末機器との前回の通信の時に生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いる。
端末機器とＡＵＳＦが相互認証を完了した後、最終的セッション鍵の生成に、長期鍵Ｋから導き出した鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、記憶された前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いる。
同様に図２に示すように、具体的には以下のとおりである。
ネットワーク側は、ユーザ端末機器に対して二次認証を実行する場合、端末機器のＰｒｏｆｉｌｅに基づいて、端末機器の認証にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。ここで、前記認証プロトコルは、５Ｇ ＡＫＡ又はＥＡＰ－ＡＫＡ’であってもよい。勿論、認証プロトコルは、他のプロトコルであってもよく、本実施例において枚挙しない。なお、ユーザの端末機器の関連情報ｐｒｏｆｉｌｅについて、端末機器とネットワーク側が契約をする場合、統合データ管理（ＵＤＭ：Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｄａｔａ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）に書き込まれてもよい。続いて、端末機器が認証を行う必要がある場合、ＵＤＭにより、端末機器が処理にどのような認証プロトコルを用いるかを決定する。
端末機器とネットワーク側は、選択した認証プロトコルを用いて相互認証を行う。例えば、具体的には、例えばＵＥのような端末機器とＵＤＭ／ＡＲＰＦは、選択した認証プロトコルを用いて、相互認証を行う。
認証が終了した後、端末機器及びＡＵＳＦは、長期鍵Ｋから導き出したセッション鍵ＫＳＥＡＦを得る。
端末機器及びＡＵＳＦはそれぞれＫＳＥＡＦ及びセキュアエリアに記憶されたＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを用いて、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を生成する。その演算は、以下のとおりである。
ＫＳＥＡＦ＊＝ＫＤＦ（ＫＳＥＡＦ，ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ，ＡＰ）
ここで、ＫＤＦは、鍵導出関数であり、例えば、ＨＭＡＣ－ＳＨＡ－２５６である。ＡＰは、補助機能に用いられる補助パラメータであり、例えば、ｂｉｄｄｉｎｇ ｄｏｗｎ攻撃を防止する。ＡＰは、オプションパラメータであり、式に出現しない可能性もある。
ネットワークとユーザが初回認証を行う場合、前回の通信に用いられたセッション鍵をヌルとしてもよく、つまり、ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ＝ｎｕｌｌであることに留意されたい。端末機器とネットワークは、今回セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を生成した後、端末機器及びネットワークに記憶された前回の通信に用いられたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅの代わりに、該今回セッション鍵を用いる。つまり、今回セッション鍵を生成した後、端末機器及びネットワーク側にそれぞれ記憶し、且つ、前回の通信に用いられたセッション鍵の代わりに、記憶される。更に、次回でセッション鍵を再び生成する場合、置き換えられた前回の通信に用いられたセッション鍵を用いて、次回のセッション鍵の生成を行う。その処理方式は、該シーンにおける上記説明と同じであるため、詳細な説明を省略する。
従って、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の安全性を確保することができる。その原因は、その生成の場合、長期鍵Ｋに基づいて生成された鍵ＫＳＥＡＦに依存するのに加えて、前回で記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅにも依存することである。攻撃者が前回記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを取得できない限り、攻撃者は、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊を取得できない。従って、攻撃者が前回記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを持続的に取得できないと、最終的セッション鍵を持続的に取得できないことが求められる。
シーン３において、初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を共同で生成する。以下のように説明する。
第２プロセッサ７１は、前記第１鍵、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる今回セッション鍵を生成する。
つまり、該シーンにおいて、シーン１、２によれば、最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の生成に、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔ及び前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いる。
初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵の生成及び記憶は、シーン１、２と同じであり、ここで、詳細な説明を省略する。
該シーンにおいて、セッション鍵の生成を行う場合、長期鍵Ｋから導き出した第１鍵ＫＳＥＡＦを用いるのに加えて、初期セッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｆｉｒｓｔ及び前回生成されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを更に用いるという点で、シーン１、２と相違する。最終的セッション鍵ＫＳＥＡＦ＊の演算は以下のとおりである。
ＫＳＥＡＦ＊＝ＫＤＦ（ＫＳＥＡＦ，ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ，ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ，ＡＰ）
ここで、ＫＤＦは、鍵導出関数を表し、例えば、ＨＭＡＣ－ＳＨＡ－２５６である。ＡＰは、補助機能に用いられる補助パラメータであり、例えば、ｂｉｄｄｉｎｇ ｄｏｗｎ攻撃を防止する。ＡＰは、オプションパラメータであり、式に出現しない可能性もある。ネットワークとユーザが初回認証を行う場合、ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅ＝ｎｕｌｌであり、ＫＳＥＡＦ＿ｆｒｉｓｔ＝ｎｕｌｌであることに留意されたい。
該シーン３の安全性は、シーン１、２よりも高いため、該方策において、攻撃者は、最終的セッション鍵を取得するために、１番目のセッション鍵を取得できる必要があるだけでなく、前回記憶されたセッション鍵ＫＳＥＡＦ＿ｐｒｅを持続的に取得できる必要もある。
最後に留意すべきことは、本実施例で提供されるシーンにおいて、対称鍵アルゴリズム（鍵導出アルゴリズム）のみを用いることである。対称鍵アルゴリズムを用いると、機器に求められる演算要件が低く、更に、消費される電力も低い。従って、モノのインターネットシーンでの使用に更に適する。
上記から分かるように、上記技術的解決手段によれば、最終的セッション鍵を生成する場合、長期鍵に加えて、端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前回の通信に用いられたセッション鍵を利用して、今回セッション鍵の生成を共同で行うこともできる。従って、元々の認証プロトコルに対して大きな変更を行うことなく、セッション鍵の安全性を向上させることができる。
本願の実施例は、コンピュータプログラムを記憶するためのコンピュータ可読記憶媒体を更に提供する。
任意選択的に、該コンピュータ可読記憶媒体は、本願の実施例におけるいずれか１つのネットワーク機器に適用可能であり、且つ該コンピュータプログラムによれば、コンピュータに、本願の実施例の各方法におけるネットワーク機器により実現されるプロセスを実行させる。簡潔化を図るために、ここで、詳細な説明を省略する。
本願の実施例は、鍵生成システムを更に提供する。図８に示すように、前記システムは、少なくとも１つの端末機器８１と、認証サーバ機能（ＡＵＳＦ）エンティティ８２と、を備え、
前記端末機器８１は、長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成され、
前記ＡＵＳＦエンティティ８２は、前記端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成され、ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
前記端末機器８１は、長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成され、
前記ＡＵＳＦエンティティ８２は、前記端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵及び少なくとも１つの付加的鍵に基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成され、ここで、前記少なくとも１つの付加的鍵に、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び／又は、前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵が含まれ、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である。
前記システムは、端末機器がネットワークに初回接続される時、前記端末機器との認証を完了するように構成される統合データ管理（ＵＤＭ）エンティティ８３を更に備え、
前記端末機器は、ネットワークに初回接続される時、ＵＤＭエンティティとの認証を完了し、初期セッション鍵を生成して記憶するように構成される。
前記端末機器は、ネットワークに初回接続される時、ＵＤＭエンティティとの認証を完了し、初期セッション鍵を生成して記憶するように構成される。
前記端末機器は、前記第１鍵及び前記初期セッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成され、
前記ＡＵＳＦエンティティは、前記端末機器に対応する第１鍵、及び前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵に基づいて、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる今回セッション鍵を生成するように構成される。
前記ＡＵＳＦエンティティは、前記端末機器に対応する第１鍵、及び前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵に基づいて、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる今回セッション鍵を生成するように構成される。
前記端末機器は、前記第１鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成され、
前記ＡＵＳＦエンティティは、前記第１鍵及び前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる今回セッション鍵を生成するように構成される。
前記ＡＵＳＦエンティティは、前記第１鍵及び前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる今回セッション鍵を生成するように構成される。
前記端末機器は、前記第１鍵、初期セッション鍵、及び前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成され、
前記ＡＵＳＦエンティティは、前記第１鍵、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる今回セッション鍵を生成するように構成される。
前記ＡＵＳＦエンティティは、前記第１鍵、前記端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵、及び前記端末機器との前回の通信に用いられたセッション鍵に基づいて、ネットワーク側と前記端末機器との通信に用いられる今回セッション鍵を生成するように構成される。
なお、本システムにおける各機器が持つ機能は、前記方法又は装置の実施例と同じであるため、詳細な説明を省略する。
本明細書に開示されている実施例に記載の各例におけるユニット及びアルゴリズムステップと合わせて、本願は、電子ハードウェア、又はコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアの組み合わせにより実現することができることは、当業者であれば容易に理解すべきである。これらの機能がハードウェアによって実行されるかそれともソフトウェアによって実行されるかは、技術的解決手段の、特定の適用例、及び設計制約条件に依存する。当業者は、各特定の適用について、説明された機能を様々な方法で実現させることができるが、このような実現は、本願の範囲を超えるとは認められない。
便利で簡潔に説明するために、上記説明されたシステムと、装置とユニットとの具体的な作動過程は、前記方法の実施例における過程を参照することができるから、ここで詳しく説明しないようにすることは、当業者にはっきり理解されるべきである。
本願で提供される幾つかの実施例において、開示される装置及び方法は、他の方式によって実現できることを理解すべきである。例えば、以上に記載した装置の実施例はただ例示的なもので、例えば、前記ユニットの分割はただロジック機能の分割で、実際に実現する時は他の分割方式によってもよい。例えば、複数のユニット又は組立体を組み合わせてもよいし、別のシステムに組み込んでもよい。又は若干の特徴を無視してもよいし、実行しなくてもよい。また、示したか或いは検討した相互間の結合又は直接的な結合又は通信接続は、幾つかのインタフェース、装置又はユニットによる間接的な結合又は通信接続であってもよく、電気的、機械的または他の形態であってもよい。
分離部材として説明した前記ユニットは、物理的に別個のものであってもよいし、そうでなくてもよい。ユニットとして示された部材は、物理的ユニットであってもよいし、そうでなくてもよい。即ち、同一の位置に位置してもよいし、複数のネットワークに分布してもよい。実際の需要に応じてそのうちの一部又は全てのユニットにより本実施例の方策の目的を実現することができる。
また、本願の各実施例における各機能ユニットは一つの処理ユニットに集積されてもよいし、各ユニットが物理的に別個のものとして存在してもよいし、２つ以上のユニットが一つのユニットに集積されてもよい。
前記機能は、ソフトウェア機能ユニットの形で実現され、かつ独立した製品として販売または使用されるとき、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体内に記憶されてもよい。このような理解のもと、本願の技術的解決手段は、本質的に、又は、従来技術に対して貢献をもたらした部分又は該技術的解決手段の一部は、ソフトウェア製品の形式で具現することができ、このようなコンピュータソフトウェア製品は、記憶媒体に記憶しても良く、また、コンピュータ設備（パソコン、サーバ、又はネットワーク機器など）に、本願の各実施例に記載の方法の全部又は一部のステップを実行させるための若干の命令を含む。前記の記憶媒体は、ＵＳＢメモリ、リムーバブルハードディスク、読み出し専用メモリ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）、磁気ディスク又は光ディスクなど、プログラムコードを記憶可能な各種の媒体を含む。
以上は本発明の具体的な実施形態に過ぎず、本願の保護の範囲はそれらに制限されるものではなく、当業者が本願に開示された技術範囲内で容易に想到しうる変更や置換はいずれも、本願の保護範囲内に含まれるべきである。従って、本願の保護範囲は特許請求の範囲の保護範囲を基準とするべきである。
以上は本発明の具体的な実施形態に過ぎず、本願の保護の範囲はそれらに制限されるものではなく、当業者が本願に開示された技術範囲内で容易に想到しうる変更や置換はいずれも、本願の保護範囲内に含まれるべきである。従って、本願の保護範囲は特許請求の範囲の保護範囲を基準とするべきである。
Claims (9)
- 端末機器に適用される鍵生成方法であって、
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定することと、
前記第１鍵と、少なくとも１つの付加的鍵に含まれる端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵とに基づいて、もしくは、前記第１鍵と、少なくとも１つの付加的鍵に含まれている端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵とに基づいて、今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信することと、を含み、
ここで、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である、鍵生成方法。 - 前記長期鍵に基づいて、前記第１鍵を決定する前に、
ネットワークに初回接続されて、認証サーバ機能との相互認証を完了する場合、初期セッション鍵を生成することを更に含むことを特徴とする
請求項１に記載の方法。 - ネットワーク機器に適用される鍵生成方法であって、
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定することと、
前記第１鍵と、少なくとも１つの付加的鍵に含まれる端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵とに基づいて、もしくは、前記第１鍵と、少なくとも１つの付加的鍵に含まれている端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵とに基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成し、前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信することと、を含み、
ここで、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である、鍵生成方法。 - 前記端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定する前に、
前記端末機器がネットワークに初回接続されて、ネットワークとの相互認証を完了した後、前記端末機器に対応する初期セッション鍵を生成することを更に含むことを特徴とする
請求項３に記載の方法。 - 端末機器であって、
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、前記第１鍵と、少なくとも１つの付加的鍵に含まれる端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵とに基づいて、もしくは、前記第１鍵と、少なくとも１つの付加的鍵に含まれている端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵とに基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成される第１鍵生成ユニットと、
前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成される第１通信ユニットと、を備え、
ここで、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である、端末機器。 - 端末機器であって、
長期鍵に基づいて、第１鍵を決定し、前記第１鍵と、少なくとも１つの付加的鍵に含まれる端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵とに基づいて、もしくは、前記第１鍵と、少なくとも１つの付加的鍵に含まれている端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵とに基づいて、今回セッション鍵を生成するように構成される第１プロセッサと、
前記今回セッション鍵に基づいてネットワーク側と通信するように構成される第１通信インタフェースと、を備え、
ここで、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である、端末機器。 - ネットワーク機器であって、
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵と、少なくとも１つの付加的鍵に含まれる端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵とに基づいて、もしくは、前記第１鍵と、少なくとも１つの付加的鍵に含まれている端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵とに基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成するように構成される第２鍵生成ユニットと、
前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成される第２通信ユニットと、を備え、
ここで、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である、ネットワーク機器。 - ネットワーク機器であって、
端末機器に対応する長期鍵に基づいて、前記端末機器に対応する第１鍵を決定し、前記第１鍵と、少なくとも１つの付加的鍵に含まれる端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵とに基づいて、もしくは、前記第１鍵と、少なくとも１つの付加的鍵に含まれている端末機器がネットワークに初回接続された時に生成された初期セッション鍵及び前回の通信に用いられたセッション鍵とに基づいて、前記端末機器に対応する今回セッション鍵を生成するように構成される第２プロセッサと、
前記今回セッション鍵に基づいて前記端末機器と通信するように構成される第２通信インタフェースと、を備え、
ここで、前記第１鍵及び前記少なくとも１つの付加的鍵はいずれも対称鍵である、ネットワーク機器。 - プロセッサにより実行される時に前記プロセッサに、請求項１又は２に記載の方法、もしくは、請求項３又は４に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラムを記憶した、コンピュータ可読記憶媒体。
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