JPH05336109A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 終話時において乱数発生部９で乱数が生成さ
れ、記憶部１１および端末７のメモリ１９にその乱数が
記憶される。次の呼接続時において記憶部１１およびメ
モリ１９に記憶された乱数が読み出され、比較部１３が
これらを比較して一致した場合のみ通信が許可される。 【効果】 端末および、ネットワークの記憶容量を増加
させることなく、効率的に不正端末の使用を防止するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、不正使用を防止できる
無線通信システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今、携帯電話や自動車電話等の移動通
信端末を用いた無線通信システムが盛んに利用されてい
る。移動通信端末は小型化される傾向にあり、車載の自
動車電話に代わり、小型の携帯端末が主流となりつつあ
る。このように、移動通信端末が小型化されると、端末
の盗難という問題が生じる。

【０００３】端末の盗難による被害は、端末事態が盗難
にあったということよりも、その端末が不正に使用され
たことによる課金が加入者になされることにある。端末
が盗難された場合、正当な所有者である加入者は無線事
業者に届け出ることにより、悪意の第三者による端末の
不正使用を未然に防ぐことができる。この場合、加入者
は自分の端末が盗難にあったことを認識しているので、
課金が自分になされないように振る舞い、課金がなされ
る前に無線事業者に告知すればよい。

【０００４】また、従来の端末では、正当な加入者の端
末に与えられている電話番号、認識番号、端末製造番号
等が悪意の第三者に知れてしまうと、その第三者が正当
な端末になりすまして通信をすることが可能であり、こ
の場合の課金は正当な加入者になされてしまう。このた
め、公開鍵暗号による認証法等を用いることにより、こ
のような事態を避けることが考えられる。

【０００５】しかしながら、公開鍵暗号を用いる場合で
も、それに用いる加入者の秘密鍵は、通常、端末の記憶
装置に格納されている。

【０００６】ここで、正当な加入者の知らない所で悪意
の第三者が加入者の正当な端末に記憶されている情報を
すべてコピーした不正な端末を製作し、正当な端末を正
当な加入者に返してしまった場合、問題が生じる。すな
わち、不正な端末は秘密鍵さえも正確にコピーしている
ので、悪意の第三者はこの不正な端末を使用し、正当な
加入者として認証され、通信を行うことが可能である。
このときの課金は正当な加入者になされる。

【０００７】この問題を解決するため、米国ディジタル
自動車電話の規格であるＩＳ−５４にCall History Par
ameterという考え方が示されている。移動端末およびネ
ットワークは通話の都度にその通話が何回目の通話かを
カウントアップしていく。この規格では、modulo-64 で
カウントアップを行い、その値を端末とネットワークで
共有し、次の通話の時に双方の記憶値を照合し、照合結
果が一致しなければ通話を許可しないというものであ
る。この方法によれば、正当な端末をすべてコピーした
不正な端末で通信を行うと、正当な端末が通信を行うま
では不正な端末を用いて通信を行うことは可能である
が、その時の通信で不正な端末とネットワークのカウン
ト値は更新され、次に正当な端末が通信を行おうとする
と、ネットワークとのカウント値が一致しないので、通
信が行えなくなる。正当な加入者は、これを無線事業者
に告知することにより、不正な端末の存在が明らかにな
り、その不正端末の使用を以後禁止することができる。

【０００８】しかしながら、この規格に示される方法で
は、カウントアップがいくつを法（modulo）とするのか
が悪意の第三者に知れてしまうと、悪意の第三者は不正
端末でのネットワークへのアクセスを正当な端末が使用
されるまでの間に所定の回数を行うことにより、ネット
ワークおよび正当な加入者に不正端末の存在を明らかに
させないことが可能となる。この規格の場合、正当な端
末が使用されるまでに６４回のアクセスを不正端末が行
うと、ネットワークのもつカウント値と正当な端末がも
つカウント値が一致し、不正端末の使用は正当な加入者
やネットワーク側には知ることができない。また、カウ
ントアップを行う時の法の値を増やすことによって、こ
の方法による不正使用は困難となるが、端末およびネッ
トワークの記憶容量が増大するという問題がある。

【０００９】また、ネットワーク側では、加入している
すべての端末の一つ一つについてカウント情報を記憶す
る必要があり、加入者の増大と共にその記憶容量が増大
するという問題がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の方法
では、規格が公にされているため、ネットワークや正当
な加入者に知られることなしに、容易に偽の端末を使用
することができる。また、偽の端末の使用を困難にする
には、端末およびネットワークの記憶容量を大きくする
必要があった。

【００１１】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、端末および、ネッ
トワークの記憶容量を増加させることなく、効率的に不
正端末の使用を防止することのできる無線通信システム
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために本発明は、ネットワーク装置と複数の移動通信端
末からなる無線通信システムにおいて、前記ネットワー
ク装置と複数の移動通信端末のいずれかに設けられ、所
定の信号を発生させる信号発生手段と、前記ネットワー
ク装置と複数の移動通信端末の夫々に設けられ、終話時
において前記信号発生手段で発生する所定の信号を記憶
する第１および第２の記憶手段と、次の呼接続時に前記
第１および第２の記憶手段に記憶された所定の信号を読
み出して比較する比較手段と、前記比較手段により一致
するとされた場合、通信を許可する手段と、を具備する
無線通信システムである。

【００１３】

【作用】本発明では、ネットワーク装置と移動通信端末
の夫々に終話時において、信号発生手段から発せられる
信号を記憶しておき、次の呼接続時に夫々に記憶された
信号を読み出して比較し、一致した場合にのみ通信が許
可される。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施例に係る無線通信
システムの概略構成図である。この無線通信システム
は、公衆網１、無線制御局３、基地局５、端末７から構
成される。無線制御局３は、乱数発生部９、記憶部１
１、比較部１２を有する。

【００１６】図２は、端末７の構成を示すブロック図で
ある。端末７は、無線部１５、インタフェース回路１
７、メモリ１９、制御回路２１を有する。

【００１７】乱数発生部９は、各端末７との通信におい
て、終話要求があった場合、乱数を発生する。記憶部１
１は、各端末のＩＤ番号と乱数発生部９で発生された乱
数を記憶する。例えば、ＩＤ番号がＰＳ１の端末との通
話が終了すると、乱数発生部９で乱数Ｒ１（「１００１
０１１０」）が発生し、記憶部１１において、ＩＤ番号
に対応してこの乱数Ｒ１が記憶される。同様に、ＩＤ番
号がＰＳ２の端末との通話が終了すると、記憶部１１に
そのＩＤ番号ＰＳ２とそのとき発生した乱数Ｒ２（「０
１１１００１０」）を記憶する。

【００１８】端末７において、無線部１５は、信号の変
復調等を行う。メモリ１９は、通話終了時において、無
線制御局３から送られてくる乱数を記憶する。すなわ
ち、通話終了時において、ＩＤ番号ＰＳ１の端末７のメ
モリ１９に乱数Ｒ１（「１００１０１１０」）が記憶さ
れる。

【００１９】比較部１３は、呼接続時において、記憶装
置１１に記憶された乱数とメモリ１９に記憶された乱数
とを比較する。

【００２０】次に、本実施例の動作について説明する。
図３は、端末７とネットワークとの間の通信シーケンス
図である。ここで言うネットワークとは、公衆網１、無
線制御局３、基地局５を含めたものを言う。

【００２１】通話が行われており（ステップ３０１）、
端末７からネットワークに対して終話要求がなされると
（ステップ３０２）、無線制御局３の乱数発生部９は乱
数（Ｒ）を発生する（ステップ３０３）。そして、記憶
部１１に対応する端末のＩＤ番号に対応させて、この乱
数（Ｒ）を記憶する（ステップ３０４）。そして、ネッ
トワークから端末に対してこの乱数（Ｒ）が送信され
（ステップ３０５）、端末７のメモリ１９にこの乱数
（Ｒ）が記憶される（ステップ３０６）。さらに、端末
７からネットワークに対して乱数が記憶されたことを示
す乱数記憶確認のメッセージが送られる（ステップ３０
７）。

【００２２】図４は、次回の通信時における通信シーケ
ンス図である。端末７からネットワークに対して呼接続
要求がなされると（ステップ４０１）、ネットワークか
ら端末に対して記憶乱数送信要求がなされる（ステップ
４０２）。端末ではメモリ１９に記憶されている乱数
（Ｒ´）が読み出され（ステップ４０３）、この乱数
（Ｒ´）がネットワークに向けて送信される（ステップ
４０４）。ネットワークでは受信された乱数（Ｒ´）と
記憶部１１に記憶されている乱数（Ｒ）とを照合し（ス
テップ４０５）、一致している場合にのみ端末が正当な
端末であると判定して、通話許可を端末に送り（ステッ
プ４０６）、端末とネットワークとの間において通話が
なされる（ステップ４０７）。

【００２３】ステップ４０５において比較結果が一致し
ない場合には、端末の通話を拒否禁止して不正な端末が
使用されてことをネットワークが認識すると共に、端末
にその端末が不正に使用されていることを警告の表示も
しくは鳴動等で示すようにする。

【００２４】このように本実施例では、正当な端末がす
べてコピーされてしまった場合、正当な端末が次回の通
信をするまでは、コピーされた不正な端末によって通信
することが可能であるが、不正な端末が使用されたなら
ば、正当な端末の通信が行えなくなるので、正当な端末
の通信によって不正な端末が存在することが判明する。
本実施例では、終話の時点で双方の記憶している乱数
系列の更新を行っているが、通話開始時に行うことも考
えられる。通話開始時には相手の端末が正当な端末であ
るかどうかの認証が行われることが考えられる（ここで
は、すっかりコピーした端末は正当な端末として認証さ
れる。）。認証には公開暗号を用いたもの等が提案され
ている。この認証時に認証のため端末とネットワークで
やりとりする信号に更新するべき乱数系列を含ませてお
けば、乱数系列更新時の安全性・秘匿性は高いものとな
る。

【００２５】上記実施例では、正当な端末が通信を行わ
ない間、不正な端末は正当な端末と偽って通信を続ける
ことが可能である。ここで、乱数の送信および比較によ
る端末の使用許可・禁止を、通話開始時ではなく、端末
がネットワークに対して自端末がどのゾーンに存在する
かを知らしめる位置登録を行うときに実行すれば、正当
な端末が通信を行わなくてもスイッチさえ入れていれ
ば、不正端末を早期に発見することは可能である。

【００２６】図５および図６は、他の実施例に係る終話
シーケンスおよび接続シーケンスを表す図である。図５
に示されるように、端末とネットワークとの間で通話が
行われており（ステップ５０１）、端末から終話要求が
なされると（ステップ５０２）、ネットワーク側で課金
計算が行われ、累積課金金額Ｍが算出され（ステップ５
０３）、さらに、端末のＩＤ番号であるＩＤ_PS1 より予
め定められた関数ｆを用いて、端末に記憶させる情報Ｒ
＝ｆ（Ｍ，ＩＤ_PS1 ）を生成し（ステップ５０４）、こ
のＲを端末に送り（ステップ５０５）、端末にＲが記憶
される。

【００２７】次に、図６に示すように、次の通話開始時
において端末に記憶された情報Ｒ´を読み出し、自端末
のＩＤ番号ＩＤ_PS1 とＲ´を呼接続要求と共にネットワ
ークに送る（ステップ６０２）。ネットワークでは端末
ＰＳ１に対する今までの課金情報を記憶装置より読み出
し（ステップ６０３）、Ｒ＝ｆ（Ｍ，ＩＤ_PS1 ）という
演算を実行し、Ｒを生成する（ステップ６０４）。そし
て、端末より送信されてきた記憶情報Ｒ´と、ネットワ
ークで生成したＲを比較し（ステップ６０５）、一致し
た場合には通信の許可を与える。不一致の場合には通信
を禁止して通話の禁止、警告・鳴動の要求を端末に送り
（ステップ６０６）、端末側で警告の表示、鳴動等が行
われる（ステップ６０７）。また、ネットワーク側では
不正端末の認識が行われる（ステップ６０８）。

【００２８】図３および図４に示す実施例では、端末１
台ごとにその端末に対応する乱数をネットワーク側で記
憶しておかなくてはならない。無線通信端末の普及によ
り端末の台数が飛躍的に増大すると、このネットワーク
にかかる記憶容量も無視できないものとなる。本実施例
では、ネットワークに必ず記憶されている課金情報を元
に端末に記憶される情報を生成したものである。このた
め、本実施例では、ネットワークで偽端末防止用の専用
の記憶装置１１を設けることなく、既存の記憶情報を用
いて不正端末の使用を防止することができる。

【００２９】図７および図８は、本発明の他の実施例に
係る終話シーケンスおよび接続シーケンスを示す図であ
る。本実施例では、端末とネットワークとの間におい
て、慣用暗号を用いてデータの秘匿性を保持するもので
ある。

【００３０】図７に示すように、端末とネットワークと
の間で通話が行われており（ステップ７０１）、端末か
らネットワークに対して終話要求がなされると（ステッ
プ７０２）、ネットワークでは乱数（Ｒ）を生成する
（ステップ７０３）。そして、この乱数（Ｒ）が端末側
に送信される（ステップ７０４）。端末では受信した乱
数の系列Ｒと現在暗号に使用している暗号鍵Ｋ１を用
い、予め定められた関数ｆによって暗号鍵を更新する
（ステップ７０５）（Ｋ２＝ｆ（Ｋ１，Ｒ））。ネット
ワーク側でも同様に端末に割り当てられている暗号鍵を
更新する（ステップ７０６）（Ｋ２＝ｆ（Ｋ１，
Ｒ））。端末ネットワークでの双方で更新された暗号鍵
は夫々記憶される。

【００３１】図８に示すように、次の通話時において、
端末から呼接続要求がなされると（ステップ８０１）、
ネットワークは乱数（ｒ）を発生し端末に送る（ステッ
プ８０２）。端末では前回更新された暗号鍵Ｋ２´を用
いてｒを暗号化し、ＥＫ２´（ｒ）を生成し（ステップ
８０３）、これをネットワークに送る（ステップ８０
４）。ネットワークではＥＫ２´（ｒ）を前回更新され
た暗号鍵Ｋ２を用いて復号し、ＤＫ２（ＥＫ２´
（ｒ））を生成する。そして、これをｒと比較して（ス
テップ８０５）、等しければ通信を許可し、等しくなけ
れば不正な端末と見なして通話の禁止メッセージを端末
に送る（ステップ８０６）。

【００３２】本実施例によれば、端末とネットワークの
双方で不正端末防止用の専用記憶領域を設けることなく
不正端末を発見し、その防止を行うことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、端末および、ネットワークの記憶容量を増加させ
ることなく、効率的に不正端末の使用を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る無線通信システムの
概略構成を示す図

【図２】 端末７の構成を示すブロック図

【図３】 第１の実施例に係る終話シーケンスを示す図

【図４】 第１の実施例に係る接続シーケンスを示す図

【図５】 第２の実施例に係る終話シーケンスを示す図

【図６】 第２の実施例に係る接続シーケンスを示す図

【図７】 第３の実施例に係る終話シーケンスを示す図

【図８】 第３の実施例に係る終話シーケンスを示す図

【符号の説明】

１………公衆網 ３………無線制御局 ５………基地局 ７………端末 ９………乱数発生部 １１………記憶部 １３………比較部 １９………メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新保 淳 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネットワーク装置と複数の移動通信端末
   からなる無線通信システムにおいて、 前記ネットワーク装置と複数の移動通信端末のいずれか
   に設けられ、所定の信号を発生させる信号発生手段と、 前記ネットワーク装置と複数の移動通信端末の夫々に設
   けられ、終話時において前記信号発生手段で発生する所
   定の信号を記憶する第１および第２の記憶手段と、 次の呼接続時に前記第１および第２の記憶手段に記憶さ
   れた所定の信号を読み出して比較する比較手段と、 前記比較手段により一致するとされた場合、通信を許可
   する手段と、 を具備する無線通信システム。