JPH04352525A - 移動通信認証方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車電話等の移動通
信システムにおいて、移動網との間で通信を行おうとす
る移動機が移動網に登録済の正当な移動機であることを
、移動網が確認するための移動機と制御局間の通信制御
方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動通信方式では、移動機は無線回線で
網内装置と接続されるものであって、移動機と網内装置
が線路で直接接続されていないことから、移動網に対し
て通信を要求する端末が移動網に登録済の正当な移動機
であることを網が確認する手段が必要となる。

【０００３】そのため、従来移動機個々に対して移動機
番号を付与し、移動機が発信する場合には移動機の電話
番号の他に移動機番号を移動網に送信し、移動網は電話
番号と移動機番号の対応関係により、移動機の正当性を
確認する手段が採られていた。この方法では、移動機番
号を移動機内の不揮発性メモリに封入することにより、
通常の方法では他人に知られないようにして不正使用を
防止できる。しかし、無線を盗聴することにより、移動
機番号を知ることができると言う欠点があった。そこで
、無線上の盗聴を防止する手段として、秘密鍵による暗
号アルゴリズムを利用した移動通信認証方式が、「電子
情報通信学会１９９０年秋季全国大会（Ｂ−２３２）」
において、花岡、尾上、上林氏等によって提案されてい
る。

【０００４】図４はこの方式の手順を示す図である。同
図に基づいて、説明すると、認証を行うユーザ間で秘密
の暗号鍵Ｋｉを共有していて、認証起動側ユーザ５１は
適当な平文Ｐを被認証側ユーザ５２に送信すると共に、
Ｋｉを用いて暗号文Ｃを生成し、被認証側ユーザ５２で
は、受信した平文ＰからＫｉを用いて暗号文Ｃ´を生成
して、認証起動側ユーザ５１に返送する。そしてＣとＣ
´が等しければ認証が成立したとする。平文Ｐを認証毎
に異なった文（乱数）にすることにより、認証手順の内
容を呼毎に変えることが可能であり、これによって秘密
性が高い認証方式が実現できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した秘密鍵による
暗号アルゴリズムを利用した移動通信認証方式によれば
、無線電波の盗聴により移動機番号を知られて不正使用
されると言う従来存在した不都合は防止することができ
る。

【０００６】しかし、この方法では網側ホームメモリ局
と移動機が同一の秘密鍵を持つ必要があり、移動機が契
約している移動網から別の移動網に移動したときには、
呼の発生の都度、網間を通じて認証手順を実行するか、
あるいは認証鍵を移動先のホームメモリ局に転送する必
要があった。

【０００７】これらの内、前者は信号転送に時間がかか
るので、認証のために必要な時間が増加する欠点があり
、後者は秘密鍵の漏洩の危険が増大すると言う欠点があ
った。本発明は、このような欠点のない移動機の認証手
段を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば上述の問
題点は前記特許請求の範囲に記載した手段により解決さ
れる。すなわち、本発明は、予め同一の認証鍵を移動機
と移動通信網内のホームメモリ局に記憶させておき、該
認証鍵の同一性を判定することにより、移動網が移動機
の認証を行なう移動通信システムにおいて、移動機と該
移動機のホーム網のホームメモリ局に予め同一の仮認証
鍵設定用鍵を記憶させておき、移動機が他の移動網へ移
動したとき、該移動機の在圏網ホームメモリ局から、該
移動機のホーム網ホームメモリ局へ仮認証鍵を転送し、
該ホーム網ホームメモリ局は該仮認証鍵を前記仮認証鍵
設定用鍵を用いて暗号化して移動機に転送し、該移動機
は仮認証鍵設定用鍵を用いてこれを解読することにより
仮認証鍵を認識し、その後該移動機の在圏移動網が該仮
認証鍵を用いて移動機の認証を行なう如く制御する移動
通信認証方式である。

【０００９】

【作用】本発明は、常に移動先の移動網と移動機の間で
認証を行うことを可能とするため、従来は契約時に設定
した認証鍵により認証を行っていたものを、移動機が網
間を移動する毎に、移動先のホームメモリ局と移動機に
移動先移動網内の認証に使用する一時的な仮認証鍵を設
定し、移動先の移動網に移動機が在圏している間は一時
的に設定した仮認証鍵により認証を行うように制御する
ものである。以下本発明の作用等に関し、実施例に基づ
いて更に詳細に説明する。

【００１０】

【実施例】図１は、秘密鍵による暗号を利用した認証方
式の原理を示したものである。移動機１と、ホームメモ
リ局２に予め認証鍵３が設定されているとともに、同一
の暗号アルゴリズムの実行機能４が具備されている。こ
の暗号アルゴリズムは一般に秘密にしておく必要はない
。

【００１１】この構成において、ホームメモリ局２はラ
ンダム番号生成部５によってランダム番号を生成し、認
証要求信号に生成したランダム番号を挿入して認証を行
おうとする移動機１に送信する。移動機１は予め設定さ
れている認証鍵３と受信したランダム番号を元に暗号ア
ルゴリズム実行機能４によって暗号アルゴリズムを実行
し、その結果を認証応答信号に挿入してホームメモリ局
２に送信する。

【００１２】一方、ホームメモリ局２でも自ら生成した
ランダム番号と認証鍵３を元に暗号アルゴリズムを実行
し、その結果と認証応答信号に挿入されてきた移動機の
実行結果とを比較部６によって比較する。そして、結果
が一致した場合には、正当な移動機と判定し、不一致の
場合には正当な移動機ではないと判定する。

【００１３】この方式によれば、暗号アルゴリズムの秘
密性を保持する必要がなく、しかも秘密鍵を直接信号に
挿入して送受信する必要がないことから、無線電波の盗
聴により他人に秘密鍵を知られる恐れがなく、安全性が
高い。

【００１４】図２は、本発明を実施するシステム構成の
例を示したものである。ここで、ホーム網７は移動機８
が通信の契約を結んでいる移動網であって、予め同一の
認証鍵が移動機８とホーム網７のホームメモリ局９に記
憶されている。在圏網１０とは、移動機８が実際に基地
局１３を通じて通信を行う移動網を言う。ホームメモリ
局９と１１相互間は網間信号回線１２で接続されており
、ホームメモリ局相互間、及び任意のホームメモリ局と
任意の移動機は途中のホームメモリ局を中継して信号の
送受信が可能である。

【００１５】移動機がホーム網７のサービスエリア内に
いる場合にはホーム網と在圏網は一致しているが、移動
機がホーム網のサービスエリアから離れ、ホーム網以外
の別の移動網のサービスエリアに移動した場合には、ホ
ーム網と在圏網が別の移動網となる。このような状態を
一般に移動機の網間ローミングと言う。

【００１６】図３は移動機の網間ローミング時の本発明
による認証手順を示したものである。移動機とホーム網
のホームメモリ局には認証鍵の他に予め仮認証鍵設定用
鍵を設定しておく。移動機はホーム網から他網にローミ
ングすると、無線基地局から報知される情報により網間
ローミングしたことを知り、在圏のホームメモリ局に対
して位置登録信号を送信する。

【００１７】位置登録信号を受信した在圏網のホームメ
モリ局はその中に含まれる移動機番号等から他網からの
ローミング移動機であることを知り、該移動機に設定す
る仮認証鍵を生成し、ホーム網のホームメモリ局に網間
信号回線を通して、生成した仮認証鍵を移動機番号と共
に仮認証鍵転送信号により転送する。

【００１８】仮認証鍵転送信号を受信したホーム網のホ
ームメモリ局は在圏網のホームメモリ局を経由して認証
要求信号を送信し、図１で説明した認証手順により該移
動機の認証を行い、該移動機が正当な移動機であること
を確認する。その後、該移動機の仮認証鍵設定用鍵を用
いて在圏網のホームメモリ局から送られてきた仮認証鍵
を暗号化し、仮認証鍵転送信号により、在圏網のホーム
メモリ局を経由して転送する。移動機は仮認証鍵転送信
号を受信すると、その中の暗号化情報を仮認証鍵設定用
鍵により復号化し、仮認証鍵を得る。以後、在圏網のホ
ームメモリ局からの認証要求に対しては仮認証鍵を用い
て暗号アルゴリズムを実行し、認証応答信号を返送する
。

【００１９】このような手順を採ることにより、認証鍵
をホーム網から在圏網に転送することなく、在圏網のホ
ームメモリ局と移動機が直接認証手順を実行することが
可能となる。また、予め仮認証鍵設定用鍵を移動機とホ
ーム網のホームメモリ局に設定しておくことにより、ホ
ーム網のホームメモリ局から移動機に対して暗号化して
仮認証鍵を転送するため、無線上の盗聴により仮認証鍵
を他人に知られる恐れがなく、安全に在圏網のホームメ
モリ局と移動機の間で認証を行うことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による移動通
信認証方式を用いることにより、認証毎の網間信号転送
が不要となり、網間にまたがる送受信信号を最小にでき
るとともに、移動機の網間ローミング時にも認証にかか
る時間が増大することを避けることができる。更に、認
証鍵をホーム網から在圏網に転送する必要がないことか
ら、在圏網における認証鍵の漏洩の恐れをなくすことが
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】秘密鍵による暗号を利用した認証方式の原理を
示す図である。

【図２】本発明を実施するシステム構成の例を示す図で
ある。

【図３】移動機の網間ローミング時の本発明による認証
手順を示す図である。

【図４】従来の秘密鍵による暗号アルゴリズムを利用し
た移動通信認証方式の手順を示す図である。

【符号の説明】

１，８　　　　移動機 ２，９，１１　　　　ホームメモリ局 ３　　　　認証鍵 ４　　　　暗号アルゴリズム実行機能 ５　　　　ランダム番号生成部 ６　　　　比較部 ７　　　　ホーム網 １０　　　　在圏網 １２　　　　網間信号回路 １３　　　　基地局

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　予め同一の認証鍵を移動機と移動通信
   網内のホームメモリ局に記憶させておき、該認証鍵の同
   一性を判定することにより、移動網が移動機の認証を行
   なう移動通信システムにおいて、移動機と該移動機のホ
   ーム網のホームメモリ局に予め同一の仮認証鍵設定用鍵
   を記憶させておき、移動機が他の移動網へ移動したとき
   、該移動機の在圏網ホームメモリ局から、該移動機のホ
   ーム網ホームメモリ局へ仮認証鍵を転送し、該ホーム網
   ホームメモリ局は該仮認証鍵を前記仮認証鍵設定用鍵を
   用いて暗号化して移動機に転送し、該移動機は仮認証鍵
   設定用鍵を用いてこれを解読することにより仮認証鍵を
   認識し、その後該移動機の在圏移動網が該仮認証鍵を用
   いて移動機の認証を行なうことを特徴とする移動通信認
   証方式。