JPH06195024A - 通信チャネル開設方法および顧客装置 - Google Patents
通信チャネル開設方法および顧客装置Info
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- JPH06195024A JPH06195024A JP4267811A JP26781192A JPH06195024A JP H06195024 A JPH06195024 A JP H06195024A JP 4267811 A JP4267811 A JP 4267811A JP 26781192 A JP26781192 A JP 26781192A JP H06195024 A JPH06195024 A JP H06195024A
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/32—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials
- H04L9/3236—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials using cryptographic hash functions
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- H04W12/06—Authentication
- H04W12/062—Pre-authentication
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- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
- H04W12/06—Authentication
- H04W12/069—Authentication using certificates or pre-shared keys
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L2209/00—Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
- H04L2209/80—Wireless
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シグナリングメッセージが暗号化され音声通
信が暗号化可能な、サービス提供者に対し移動装置を認
証させるためのプロトコルを与える。 【構成】 サービス提供者は、各移動装置に、ただ１つ
の「秘密」を、電話番号のような他の情報とともに割り
当てる。サービス提供者の希望で、その秘密に基づき共
有秘密データを作成するように指令が移動装置に送られ
る。共有秘密データは、提供者によってその目的で送ら
れるビット列の助けを借りて作成される。作成された共
有秘密データの一部が音声を暗号化するために使用さ
れ、同一のまたは他の部分が第２暗号化鍵を作成するプ
ロセスへの入力として使用される。この鍵は、進行中の
通話の性質に影響を与えるような、移動装置によって生
成される制御信号を符号化するために移動装置で使用さ
れる。
信が暗号化可能な、サービス提供者に対し移動装置を認
証させるためのプロトコルを与える。 【構成】 サービス提供者は、各移動装置に、ただ１つ
の「秘密」を、電話番号のような他の情報とともに割り
当てる。サービス提供者の希望で、その秘密に基づき共
有秘密データを作成するように指令が移動装置に送られ
る。共有秘密データは、提供者によってその目的で送ら
れるビット列の助けを借りて作成される。作成された共
有秘密データの一部が音声を暗号化するために使用さ
れ、同一のまたは他の部分が第２暗号化鍵を作成するプ
ロセスへの入力として使用される。この鍵は、進行中の
通話の性質に影響を与えるような、移動装置によって生
成される制御信号を符号化するために移動装置で使用さ
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、認証プロトコルに関
し、特に、セルラ無線電話などの通信の妥当性を保証す
るためのプロトコルに関する。
し、特に、セルラ無線電話などの通信の妥当性を保証す
るためのプロトコルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電話においては、各電話セット
（ファックス、モデム等）は、ローカルセントラルオフ
ィスの交換機の１つのポートに、物理的に接続される。
接続は、与えられた電話線あるいは電話線の指定のチャ
ネルを介して行われる。電話線の接続はサービス提供者
（通常は通信事業者）によって行われ、従ってサービス
提供者は、チャネルの通話が加入者によるものであるこ
とを確信できる。一方、無線電話での加入者の認証は不
確かなものである。
（ファックス、モデム等）は、ローカルセントラルオフ
ィスの交換機の１つのポートに、物理的に接続される。
接続は、与えられた電話線あるいは電話線の指定のチャ
ネルを介して行われる。電話線の接続はサービス提供者
（通常は通信事業者）によって行われ、従ってサービス
提供者は、チャネルの通話が加入者によるものであるこ
とを確信できる。一方、無線電話での加入者の認証は不
確かなものである。
【０００３】米国における現在のセルラ電話構成では、
加入者が呼び出しを行うと、課金のためそのセルラ電話
がサービス提供者に発信者の身元を通知する。この情報
は暗号化されていない。第３者がその時点で盗聴する
と、加入者の身元情報が得られてしまう。この情報に
は、加入者の電話番号、加入者の装置の電気シリアル番
号（ＥＳＮ）が含まれている。従って、盗聴者はそのセ
ルラ電話をプログラムして正式な加入者になりすまし、
サービスを受けることが可能となる。あるいは、通話中
に割り込んで、送信電力を増加させることによって、サ
ービス提供者にある制御コードを送って接続に侵入する
こともできる。サービス提供者は、接続時および／ある
いは通話中の発信者の身元の確認機構を持たないため、
このような侵害は基本的に避けられない。
加入者が呼び出しを行うと、課金のためそのセルラ電話
がサービス提供者に発信者の身元を通知する。この情報
は暗号化されていない。第３者がその時点で盗聴する
と、加入者の身元情報が得られてしまう。この情報に
は、加入者の電話番号、加入者の装置の電気シリアル番
号（ＥＳＮ）が含まれている。従って、盗聴者はそのセ
ルラ電話をプログラムして正式な加入者になりすまし、
サービスを受けることが可能となる。あるいは、通話中
に割り込んで、送信電力を増加させることによって、サ
ービス提供者にある制御コードを送って接続に侵入する
こともできる。サービス提供者は、接続時および／ある
いは通話中の発信者の身元の確認機構を持たないため、
このような侵害は基本的に避けられない。
【０００４】盗聴者が身元情報を知ろうとすれば、割当
てセル内の全セルラ周波数帯を、自動的に掃引する装置
を用いることができる。従って、セルラ電話サービスの
侵害を阻止できない。また、音声信号を暗号化していな
いため、会話の内容を盗聴することができる。つまり、
セルラ電話システムにおいて効果的な保護手段が必要と
されており、利用者の認証およびプライバシー保護のた
めに、暗号化の利用が必要とされる。
てセル内の全セルラ周波数帯を、自動的に掃引する装置
を用いることができる。従って、セルラ電話サービスの
侵害を阻止できない。また、音声信号を暗号化していな
いため、会話の内容を盗聴することができる。つまり、
セルラ電話システムにおいて効果的な保護手段が必要と
されており、利用者の認証およびプライバシー保護のた
めに、暗号化の利用が必要とされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】いくつかの標準的な暗
号化方法は、セルラ電話等の一般的な認証問題の解決に
用いることができるが、実際上の問題もある。まず、プ
ライベートキー暗号アルゴリズムに基づいた、従来の要
求／応答プロトコルを用いることができる。この方法で
は、加入者の移動ステーションに秘密キーが割り当てら
れ、このキーはホームシステムにも登録されている。提
供システムが加入者を認証する場合には、ホームシステ
ムに対して、その加入者の利用に関して照会を行う。ホ
ームシステムは不定期に要求を行い、加入者からのキー
を伴う要求に対して、対応する応答を行う機能を果た
す。要求および応答は提供システムによって行われ、移
動ステーションへの要求も行う。移動ステーションは、
要求とその記憶された秘密キーとを処理した結果を応答
する。提供システムは、ホームステーションおよび移動
ステーションからの応答を比較し、一致した場合に認証
されたと見なす。
号化方法は、セルラ電話等の一般的な認証問題の解決に
用いることができるが、実際上の問題もある。まず、プ
ライベートキー暗号アルゴリズムに基づいた、従来の要
求／応答プロトコルを用いることができる。この方法で
は、加入者の移動ステーションに秘密キーが割り当てら
れ、このキーはホームシステムにも登録されている。提
供システムが加入者を認証する場合には、ホームシステ
ムに対して、その加入者の利用に関して照会を行う。ホ
ームシステムは不定期に要求を行い、加入者からのキー
を伴う要求に対して、対応する応答を行う機能を果た
す。要求および応答は提供システムによって行われ、移
動ステーションへの要求も行う。移動ステーションは、
要求とその記憶された秘密キーとを処理した結果を応答
する。提供システムは、ホームステーションおよび移動
ステーションからの応答を比較し、一致した場合に認証
されたと見なす。
【０００６】この方法の問題点は、提供システムが発信
時の認証の際に、十分早くホームシステムに接続するこ
とができず、ホームシステムのデータベースソフトウェ
アが加入者の秘密キーを調べ、要求／応答ペアを構成す
ることを短期間に行うことができない点である。ネット
ワークあるいはソフトウェアの数秒の遅延は、加入者が
発信する際に、受話器を持ち上げてからダイヤルトーン
が聞こえるまでのデッドタイムを増し、さらに（セルラ
提供者の現在用いている制御ネットワークおよび交換装
置によって）遅延時間が増す。現状では、そのような遅
延は許容されない。
時の認証の際に、十分早くホームシステムに接続するこ
とができず、ホームシステムのデータベースソフトウェ
アが加入者の秘密キーを調べ、要求／応答ペアを構成す
ることを短期間に行うことができない点である。ネット
ワークあるいはソフトウェアの数秒の遅延は、加入者が
発信する際に、受話器を持ち上げてからダイヤルトーン
が聞こえるまでのデッドタイムを増し、さらに（セルラ
提供者の現在用いている制御ネットワークおよび交換装
置によって）遅延時間が増す。現状では、そのような遅
延は許容されない。
【０００７】パブリックキー暗号システムは、認証問題
を解決するもう一つの標準的な方法である。一般的に、
各移動ステーションはサービス提供者のパブリックキー
によって、“パブリックキー証書”が与えられ、その移
動ステーションがサービス提供者の合法的な利用者であ
ることを示す。さらに、各移動局に秘密データ（プライ
ベートキー）が与えられ、証書と同時に第３者に合法的
な利用者であることを示すのに用いられる。
を解決するもう一つの標準的な方法である。一般的に、
各移動ステーションはサービス提供者のパブリックキー
によって、“パブリックキー証書”が与えられ、その移
動ステーションがサービス提供者の合法的な利用者であ
ることを示す。さらに、各移動局に秘密データ（プライ
ベートキー）が与えられ、証書と同時に第３者に合法的
な利用者であることを示すのに用いられる。
【０００８】例として、サービス提供者はＲＳＡキーペ
ア（Ｆ，Ｇ）を、Ｆをプライベート、Ｇをパブリックと
して有する。サービス提供者は各移動局に、そのＲＳＡ
キーの独自のペア（Ｄ，Ｅ）を、Ｆ（Ｅ）（提供者のプ
ライベートキーＦを用いて移動局のパブリックキーＥを
暗号化したもの）と共に与える。移動局は、提供システ
ムに、（Ｅ，Ｆ（Ｅ））を送ることによってその身元を
提示する。提供システムでは、Ｆ（Ｅ）にＧを用いてＥ
を得る。提供システムは要求Ｘを生成し、移動局のパブ
リックキーＥを用いて暗号化してＥ（Ｘ）を得て、それ
を移動局へ送る。移動局は、Ｅ（Ｘ）にプライベートキ
ーＤを用いてＸを得て、解読した状態でそれを応答とし
て提供システムへ返送する。
ア（Ｆ，Ｇ）を、Ｆをプライベート、Ｇをパブリックと
して有する。サービス提供者は各移動局に、そのＲＳＡ
キーの独自のペア（Ｄ，Ｅ）を、Ｆ（Ｅ）（提供者のプ
ライベートキーＦを用いて移動局のパブリックキーＥを
暗号化したもの）と共に与える。移動局は、提供システ
ムに、（Ｅ，Ｆ（Ｅ））を送ることによってその身元を
提示する。提供システムでは、Ｆ（Ｅ）にＧを用いてＥ
を得る。提供システムは要求Ｘを生成し、移動局のパブ
リックキーＥを用いて暗号化してＥ（Ｘ）を得て、それ
を移動局へ送る。移動局は、Ｅ（Ｘ）にプライベートキ
ーＤを用いてＸを得て、解読した状態でそれを応答とし
て提供システムへ返送する。
【０００９】この問題について、処理あるいはデータ伝
送量を減少させる改良例もあるが、セルラ電話で現在用
いられているハードウェアにおいて、数秒以下で効率的
に実行できる、パブリックキー認証方法は存在しない。
認証時には、提供システムとホームシステム間でのネッ
トワークの接続性は必要とされないが、従来方法での時
間的な制限が問題となるように、パブリックキー方法で
も同様の制約が生じる。
送量を減少させる改良例もあるが、セルラ電話で現在用
いられているハードウェアにおいて、数秒以下で効率的
に実行できる、パブリックキー認証方法は存在しない。
認証時には、提供システムとホームシステム間でのネッ
トワークの接続性は必要とされないが、従来方法での時
間的な制限が問題となるように、パブリックキー方法で
も同様の制約が生じる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】セルラ電話技術のセキュ
リティ需要は、共有秘密データフィールドによる配置に
よって満たされる。移動局ユニットは、サービス提供者
によってそれに割り当てられた秘密を保持し、その秘密
から共有秘密データフィールドを生成する。サービス提
供者もその共有秘密データフィールドを生成する。移動
局ユニットが基地局のセルに入ると、自分自身を基地局
に認知させ、ハッシュ認証ストリングを基地局に与え
る。基地局は提供者に問い合わせ、その移動局ユニット
が正当な装置であると判定された場合、提供者は基地局
に共有秘密データフィールドを提供する。その後、移動
局ユニットは、共有秘密データフィールドを使用して、
移動局ユニットと基地局の間で実行される認証プロセス
の助けを借りて、基地局と通信する。
リティ需要は、共有秘密データフィールドによる配置に
よって満たされる。移動局ユニットは、サービス提供者
によってそれに割り当てられた秘密を保持し、その秘密
から共有秘密データフィールドを生成する。サービス提
供者もその共有秘密データフィールドを生成する。移動
局ユニットが基地局のセルに入ると、自分自身を基地局
に認知させ、ハッシュ認証ストリングを基地局に与え
る。基地局は提供者に問い合わせ、その移動局ユニット
が正当な装置であると判定された場合、提供者は基地局
に共有秘密データフィールドを提供する。その後、移動
局ユニットは、共有秘密データフィールドを使用して、
移動局ユニットと基地局の間で実行される認証プロセス
の助けを借りて、基地局と通信する。
【００１０】この配置の１つの特徴は、異なる基地局
は、提供者によって移動局ユニットに組み込まれた秘密
へのアクセス許可を有しないことである。また、移動局
ユニットとの対話に成功した基地局のみが共有秘密デー
タフィールドを有する。また、その数は、提供者が、単
に、新たな共有秘密データフィールドを作成するよう移
動局ユニットに指示することにより、制限することがで
きる。
は、提供者によって移動局ユニットに組み込まれた秘密
へのアクセス許可を有しないことである。また、移動局
ユニットとの対話に成功した基地局のみが共有秘密デー
タフィールドを有する。また、その数は、提供者が、単
に、新たな共有秘密データフィールドを作成するよう移
動局ユニットに指示することにより、制限することがで
きる。
【００１１】この配置のもう１つの特徴は、秘密を使用
する、より入念な認証プロセスは、時間がかかり、提供
者が関わる場合にのみ起こるが、これは、移動局ユニッ
トが最初にセルに入るとき（または共有秘密データフィ
ールドが損傷を受けた疑いがあるとき）であり、頻繁に
は起こらない。
する、より入念な認証プロセスは、時間がかかり、提供
者が関わる場合にのみ起こるが、これは、移動局ユニッ
トが最初にセルに入るとき（または共有秘密データフィ
ールドが損傷を受けた疑いがあるとき）であり、頻繁に
は起こらない。
【００１２】呼の発信、呼の着信、およびその他の機能
は、本質的に同一の認証プロトコルおよび同一のハッシ
ュ関数を使用して認証される。ハッシュされる情報に若
干の相違が現れる。
は、本質的に同一の認証プロトコルおよび同一のハッシ
ュ関数を使用して認証される。ハッシュされる情報に若
干の相違が現れる。
【００１３】
【実施例】移動セルラ電話システムでは、多数の移動電
話、少数のセルラ無線提供者（各提供者が複数の基地局
を有する）、複数の交換ネットワーク提供者（通信事業
者）から構成される。セルラ無線提供者と通信事業者
は、セルラ電話加入者によって、セルラおよび非セルラ
両者の電話加入者との通話を可能にするように組合せら
れる。図１に概略の構成を示すように、通信事業者Ｉお
よびＩＩは、交換機１０−１４を有する交換ネットワー
クを形成して結合される。固定局ユニット２０および２
１は交換機１０に接続され、移動局ユニット２２および
２３は不特定位置で、基地局３０−４０は交換機１０−
１４に接続される。基地局３０−３４は提供者１、基地
局３５および３６は提供者２、基地局３７は提供者４、
基地局３８−４０は提供者３にそれぞれ属する。本発明
の目的では、基地局は複数の送信器を有するセルと同じ
意味である。セルの集合体は、図１の基地局３０、３１
および３２のように、地理上のセルラサービスエリア
（ＣＧＳＡ）を形成する。
話、少数のセルラ無線提供者（各提供者が複数の基地局
を有する）、複数の交換ネットワーク提供者（通信事業
者）から構成される。セルラ無線提供者と通信事業者
は、セルラ電話加入者によって、セルラおよび非セルラ
両者の電話加入者との通話を可能にするように組合せら
れる。図１に概略の構成を示すように、通信事業者Ｉお
よびＩＩは、交換機１０−１４を有する交換ネットワー
クを形成して結合される。固定局ユニット２０および２
１は交換機１０に接続され、移動局ユニット２２および
２３は不特定位置で、基地局３０−４０は交換機１０−
１４に接続される。基地局３０−３４は提供者１、基地
局３５および３６は提供者２、基地局３７は提供者４、
基地局３８−４０は提供者３にそれぞれ属する。本発明
の目的では、基地局は複数の送信器を有するセルと同じ
意味である。セルの集合体は、図１の基地局３０、３１
および３２のように、地理上のセルラサービスエリア
（ＣＧＳＡ）を形成する。
【００１４】各移動局ユニットは、そのユニット固有の
電気シリアル番号（ＥＳＮ）を有する。ＥＳＮ番号はユ
ニットの製造時に、製造者によって割り当てられ（例え
ば、ＲＯＭ内に）、アクセスはできるが変更はできな
い。
電気シリアル番号（ＥＳＮ）を有する。ＥＳＮ番号はユ
ニットの製造時に、製造者によって割り当てられ（例え
ば、ＲＯＭ内に）、アクセスはできるが変更はできな
い。
【００１５】利用者がその移動電話ユニットのサービス
アカウントを申請すると、サービス提供者は利用者に、
電話番号（ＭＩＮ１指定）、エリアコード（ＭＩＮ２指
定）、“秘密キー”（Ａキー）を割り当てる。ＭＩＮ１
およびＭＩＮ２指定は提供者のＣＧＳＡに関連し、図１
の構成の全基地局は、特定のＭＩＮ２およびＭＩＮ１ペ
アの属するＣＧＳＡを識別することができる。Ａキー
は、利用者装置および提供者のＣＧＳＡプロセッサ（図
１には示さず）だけが知っている。ＣＧＳＡプロセッサ
は、ユニットのＥＳＮ、Ａキー、ＭＩＮ１およびＭＩＮ
２指定の他、サービス提供者の必要な情報を保持してい
る。
アカウントを申請すると、サービス提供者は利用者に、
電話番号（ＭＩＮ１指定）、エリアコード（ＭＩＮ２指
定）、“秘密キー”（Ａキー）を割り当てる。ＭＩＮ１
およびＭＩＮ２指定は提供者のＣＧＳＡに関連し、図１
の構成の全基地局は、特定のＭＩＮ２およびＭＩＮ１ペ
アの属するＣＧＳＡを識別することができる。Ａキー
は、利用者装置および提供者のＣＧＳＡプロセッサ（図
１には示さず）だけが知っている。ＣＧＳＡプロセッサ
は、ユニットのＥＳＮ、Ａキー、ＭＩＮ１およびＭＩＮ
２指定の他、サービス提供者の必要な情報を保持してい
る。
【００１６】ＭＩＮ１指定およびＡキーがインストール
され、ＣＧＳＡプロセッサが、移動局ユニットに特定の
ランダムシーケンス（ＲＡＮＤＳＳＤ）を送信し、“共
有秘密データ”（ＳＳＤ）の作成を指示することによっ
て、利用者のユニットが初期化される。ＣＧＳＡは、Ｒ
ＡＮＤＳＳＤおよびＳＳＤフィールドの生成を、移動局
ユニットの存在するセルの基地局を通して送信する。Ｓ
ＳＤフィールドの作成は図２に示されるプロトコルに従
う。
され、ＣＧＳＡプロセッサが、移動局ユニットに特定の
ランダムシーケンス（ＲＡＮＤＳＳＤ）を送信し、“共
有秘密データ”（ＳＳＤ）の作成を指示することによっ
て、利用者のユニットが初期化される。ＣＧＳＡは、Ｒ
ＡＮＤＳＳＤおよびＳＳＤフィールドの生成を、移動局
ユニットの存在するセルの基地局を通して送信する。Ｓ
ＳＤフィールドの作成は図２に示されるプロトコルに従
う。
【００１７】図１の構成では、各基地局は、あらかじめ
割り当てられたチャネルのいくつかを用いて、そのセル
内の全てのユニットに情報を送信する（送信バンド）。
さらに、各移動局ユニットに対して、相互に確認した、
（一時的に）割り当てられたチャネルによって、双方向
通信を確保する。基地局と移動局ユニットで、通信チャ
ネルの確認を行う方法は、本発明には重要でないため、
ここでは詳しく述べない。例としては、移動局ユニット
が全チャネルをスキャンし開きチャネルを選択する方法
が考えられる。その後基地局へ、そのＭＩＮ２およびＭ
ＩＮ１指定を送信し（元テキストあるいはパブリックキ
ーによって暗号化されたもののいづれか）、基地局に認
証プロセスの開始を許可する。認証通信が確立される
と、基地局は移動局を他のチャネルへスイッチしても良
い。
割り当てられたチャネルのいくつかを用いて、そのセル
内の全てのユニットに情報を送信する（送信バンド）。
さらに、各移動局ユニットに対して、相互に確認した、
（一時的に）割り当てられたチャネルによって、双方向
通信を確保する。基地局と移動局ユニットで、通信チャ
ネルの確認を行う方法は、本発明には重要でないため、
ここでは詳しく述べない。例としては、移動局ユニット
が全チャネルをスキャンし開きチャネルを選択する方法
が考えられる。その後基地局へ、そのＭＩＮ２およびＭ
ＩＮ１指定を送信し（元テキストあるいはパブリックキ
ーによって暗号化されたもののいづれか）、基地局に認
証プロセスの開始を許可する。認証通信が確立される
と、基地局は移動局を他のチャネルへスイッチしても良
い。
【００１８】本発明による移動電話システムでの呼び出
しの確立と保持方法では、認証プロセスは会話中に多数
回行われる。従って、認証プロセスは比較的安全で簡単
に行うことができる。設計を簡単にし導入費用を抑える
ために、移動局ユニットおよび基地局の両方で同じプロ
セスを用いるべきである。
しの確立と保持方法では、認証プロセスは会話中に多数
回行われる。従って、認証プロセスは比較的安全で簡単
に行うことができる。設計を簡単にし導入費用を抑える
ために、移動局ユニットおよび基地局の両方で同じプロ
セスを用いるべきである。
【００１９】多くの認証プロセスは、プロセスを行うた
めに、ハッシング機能あるいは一方向機能を用いる。ハ
ッシング機能は、“秘密キー”をサインに変換する、多
対一のマッピングを実行する。以下に、簡単で、速く、
効果的で、柔軟性のあるハッシング機能の一例を示す。
これは、本発明の認証プロセスに好都合であるが、他の
ハッシング機能を用いることもできる。
めに、ハッシング機能あるいは一方向機能を用いる。ハ
ッシング機能は、“秘密キー”をサインに変換する、多
対一のマッピングを実行する。以下に、簡単で、速く、
効果的で、柔軟性のあるハッシング機能の一例を示す。
これは、本発明の認証プロセスに好都合であるが、他の
ハッシング機能を用いることもできる。
【００２０】ジャンブルプロセス ジャンブルプロセスでは、ｄの“秘密”データワードｂ
（ｉ）の“サイン”を、ｋワードのキーｘ（ｊ）によっ
て生成する。ここで、ｄ，ｉ，ｊ，およびｋは整数であ
る。“サイン”の生成プロセスは、１回に一つのデータ
ワードを実行する。この説明のために、ジャンブルプロ
セスで操作するワードが８ビット長（０〜２５５の範囲
を与える）であるとするが、他のワードサイズでも実行
できる。“秘密”データブロック長を、鋸歯状波関数に
用いて、 ｓd（ｔ）＝ｔ ０≦ｔ≦ｄ−１ ｓd（ｔ）＝２ｄ−２−ｔ ｄ≦ｔ≦２ｄ−３ ｓd（ｔ）＝ｓd（ｔ＋２ｄ−２） （全ｔに対して） とする。この関数は、ｚ＝０およびｉ＝０から始め、０
≦６ｄ−５の範囲で連続的に増加する整数ｉに対する以
下のプロセスで用いられ、 ａ）ｂ（ｓd（ｉ））を、ｂ（ｓd（ｉ））ｂ（ｓ
d（ｉ））＋ｘ（ｉk）＋ＳＢＯＸ（ｚ）ｍｏｄ２５６に
よってアップデートし、ここで、ｉkはｉ ｍｏｄ
ｋ、ＳＢＯＸ（ｚ）＝ｙ＋［ｙ／２０４８］ｍｏｄ２５
６、ｙ＝（ｚ（＋）１６）（ｚ＋１１１）（ｚ）とし、
［ｙ／２０４８］はｙを２０４８で割った整数部を示
し、（＋）はビット排他ＯＲ関数である； ｂ）ｚを、ｚ＝ｚ＋ｂ（ｓd（ｉ））ｍｏｄ２５６によ
ってアップデートする。
（ｉ）の“サイン”を、ｋワードのキーｘ（ｊ）によっ
て生成する。ここで、ｄ，ｉ，ｊ，およびｋは整数であ
る。“サイン”の生成プロセスは、１回に一つのデータ
ワードを実行する。この説明のために、ジャンブルプロ
セスで操作するワードが８ビット長（０〜２５５の範囲
を与える）であるとするが、他のワードサイズでも実行
できる。“秘密”データブロック長を、鋸歯状波関数に
用いて、 ｓd（ｔ）＝ｔ ０≦ｔ≦ｄ−１ ｓd（ｔ）＝２ｄ−２−ｔ ｄ≦ｔ≦２ｄ−３ ｓd（ｔ）＝ｓd（ｔ＋２ｄ−２） （全ｔに対して） とする。この関数は、ｚ＝０およびｉ＝０から始め、０
≦６ｄ−５の範囲で連続的に増加する整数ｉに対する以
下のプロセスで用いられ、 ａ）ｂ（ｓd（ｉ））を、ｂ（ｓd（ｉ））ｂ（ｓ
d（ｉ））＋ｘ（ｉk）＋ＳＢＯＸ（ｚ）ｍｏｄ２５６に
よってアップデートし、ここで、ｉkはｉ ｍｏｄ
ｋ、ＳＢＯＸ（ｚ）＝ｙ＋［ｙ／２０４８］ｍｏｄ２５
６、ｙ＝（ｚ（＋）１６）（ｚ＋１１１）（ｚ）とし、
［ｙ／２０４８］はｙを２０４８で割った整数部を示
し、（＋）はビット排他ＯＲ関数である； ｂ）ｚを、ｚ＝ｚ＋ｂ（ｓd（ｉ））ｍｏｄ２５６によ
ってアップデートする。
【００２１】上記のプロセスでは、データとキーの間に
明確な区別は無いことが分かる。従って、認証に用いら
れるどの符号列も、上記のプロセスでキーとして用いら
れる部分を有することができる。逆に、キーと結合され
たデータワードは、“認証”符号列と考えられる。各ワ
ードｂ（ｉ）は、０≦ｉ＜ｄ−１で１回に一つそれぞれ
分割され、ハッシングを“適切”に行うことができる。
ハッシングプロセス自体には、余分のバッファは必要と
されない。
明確な区別は無いことが分かる。従って、認証に用いら
れるどの符号列も、上記のプロセスでキーとして用いら
れる部分を有することができる。逆に、キーと結合され
たデータワードは、“認証”符号列と考えられる。各ワ
ードｂ（ｉ）は、０≦ｉ＜ｄ−１で１回に一つそれぞれ
分割され、ハッシングを“適切”に行うことができる。
ハッシングプロセス自体には、余分のバッファは必要と
されない。
【００２２】上述のプロセスで必要とされる操作は、シ
フト（２０４８による割り算）、切捨て（［］関数およ
びｍｏｄ２５６関数）、加算、乗算、およびビット排他
ＯＲ関数であるため、基本的な従来のプロセッサで簡単
に実行できる。
フト（２０４８による割り算）、切捨て（［］関数およ
びｍｏｄ２５６関数）、加算、乗算、およびビット排他
ＯＲ関数であるため、基本的な従来のプロセッサで簡単
に実行できる。
【００２３】図２のＳＳＤフィールドの初期プロセスに
戻って、ＲＡＮＤＳＳＤシーケンスおよび新規のＳＳＤ
フィールド（図２の矢印）の作成指示が移動ステーショ
ンで受信されると、図４に従って新規のＳＳＤフィール
ドが生成される。移動局ユニットは、ＥＳＮ指定、Ａキ
ー、ＲＡＮＤＳＳＤシーケンスを結合して認証符号列を
形成する。認証符号列はジャンブルブロック１０１（前
述）へ導かれ、ＳＳＤフィールドを出力する。ＳＳＤフ
ィールドは２つのサブフィールドから構成される：認証
手順の補助に用いられるＳＳＤ−Ａサブフィールド、お
よび音声プライバシー手順およびある信号メッセージ
（後述）の暗号化を補助に用いられるＳＳＤ−Ｂサブフ
ィールドである。注意すべき点は、上記のようにして形
成されたＳＳＤフィールドを再分割することによって、
または、最初にＳＳＤフィールドを拡張することによっ
て、さらに多くのＳＳＤサブフィールドを作成すること
も可能であることである。ＳＳＤフィールド内のビット
数を増大させるには、より多くのデータビットから開始
するだけでよい。以下に述べるように、これは通常必要
とされることはない。
戻って、ＲＡＮＤＳＳＤシーケンスおよび新規のＳＳＤ
フィールド（図２の矢印）の作成指示が移動ステーショ
ンで受信されると、図４に従って新規のＳＳＤフィール
ドが生成される。移動局ユニットは、ＥＳＮ指定、Ａキ
ー、ＲＡＮＤＳＳＤシーケンスを結合して認証符号列を
形成する。認証符号列はジャンブルブロック１０１（前
述）へ導かれ、ＳＳＤフィールドを出力する。ＳＳＤフ
ィールドは２つのサブフィールドから構成される：認証
手順の補助に用いられるＳＳＤ−Ａサブフィールド、お
よび音声プライバシー手順およびある信号メッセージ
（後述）の暗号化を補助に用いられるＳＳＤ−Ｂサブフ
ィールドである。注意すべき点は、上記のようにして形
成されたＳＳＤフィールドを再分割することによって、
または、最初にＳＳＤフィールドを拡張することによっ
て、さらに多くのＳＳＤサブフィールドを作成すること
も可能であることである。ＳＳＤフィールド内のビット
数を増大させるには、より多くのデータビットから開始
するだけでよい。以下に述べるように、これは通常必要
とされることはない。
【００２４】ホームＣＧＳＡプロセッサは、受信された
ＭＩＮ２およびＭＩＮ１指定の割り当てられた移動局ユ
ニットのＥＳＮおよびＡキーを知っている。また、送信
したＲＡＮＤＳＳＤシーケンスも知っている。従って、
ホームＣＧＳＡプロセッサでは、移動局ユニットのＳＳ
Ｄフィールド生成プロセスを複製する。ＲＡＮＤＳＳＤ
信号を、ＥＳＮ指定およびＡキー、前述のジャンブルプ
ロセスと結合することによって、ＣＧＳＡプロセッサは
新規のＳＳＤフィールドを生成し、それをＳＳＤ−Ａお
よびＳＳＤ−Ｂのサブフィールドに分割する。しかし、
ホームプロセッサで生成されたＳＳＤフィールドは検証
されねばならない。
ＭＩＮ２およびＭＩＮ１指定の割り当てられた移動局ユ
ニットのＥＳＮおよびＡキーを知っている。また、送信
したＲＡＮＤＳＳＤシーケンスも知っている。従って、
ホームＣＧＳＡプロセッサでは、移動局ユニットのＳＳ
Ｄフィールド生成プロセスを複製する。ＲＡＮＤＳＳＤ
信号を、ＥＳＮ指定およびＡキー、前述のジャンブルプ
ロセスと結合することによって、ＣＧＳＡプロセッサは
新規のＳＳＤフィールドを生成し、それをＳＳＤ−Ａお
よびＳＳＤ−Ｂのサブフィールドに分割する。しかし、
ホームプロセッサで生成されたＳＳＤフィールドは検証
されねばならない。
【００２５】図２のように、ＳＳＤフィールドの検証は
移動局ユニットによって行われる。移動局ユニットはブ
ロック１０２においてランダム要求シーケンス（ＲＡＮ
ＤＢＳシーケンス）を生成し、サーバ基地局（移動局ユ
ニットが位置するエリアをサービスする基地局）を通じ
てホームＣＧＳＡプロセッサへそれを送信する。図５の
ように、ホームＣＧＳＡプロセッサは、要求ＲＡＮＤＢ
Ｓシーケンス、移動局ユニットのＥＳＮ、ＭＩＮ１指
定、新規生成されたＳＳＤ−Ａを結合し、ジャンブルプ
ロセスで用いられる認証符号列を形成する。この例で
は、ジャンブルプロセスは、移動局へ送られる分割され
た認証信号ＡＵＴＨＢＳを生成する。移動局はまた、Ｒ
ＡＮＤＢＳシーケンス、ＥＳＮ指定、ＭＩＮ１指定、新
規生成されたＳＳＤ−Ａを結合し、ジャンブルプロセス
で用いられる認証符号列を形成する。移動局は、そのジ
ャンブルプロセスの結果と、ホームＣＧＳＡプロセッサ
からの分割された認証信号（ＡＵＴＨＢＳ）とを比較す
る。比較ステップ（ブロック１０４）で一致すると、移
動局は、ＳＳＤフィールドのアップデートに成功したこ
とを示す確認メッセージを、ホームＣＧＳＡプロセッサ
へ送る。一致しない場合には、その比較結果を移動局が
送信する。
移動局ユニットによって行われる。移動局ユニットはブ
ロック１０２においてランダム要求シーケンス（ＲＡＮ
ＤＢＳシーケンス）を生成し、サーバ基地局（移動局ユ
ニットが位置するエリアをサービスする基地局）を通じ
てホームＣＧＳＡプロセッサへそれを送信する。図５の
ように、ホームＣＧＳＡプロセッサは、要求ＲＡＮＤＢ
Ｓシーケンス、移動局ユニットのＥＳＮ、ＭＩＮ１指
定、新規生成されたＳＳＤ−Ａを結合し、ジャンブルプ
ロセスで用いられる認証符号列を形成する。この例で
は、ジャンブルプロセスは、移動局へ送られる分割され
た認証信号ＡＵＴＨＢＳを生成する。移動局はまた、Ｒ
ＡＮＤＢＳシーケンス、ＥＳＮ指定、ＭＩＮ１指定、新
規生成されたＳＳＤ−Ａを結合し、ジャンブルプロセス
で用いられる認証符号列を形成する。移動局は、そのジ
ャンブルプロセスの結果と、ホームＣＧＳＡプロセッサ
からの分割された認証信号（ＡＵＴＨＢＳ）とを比較す
る。比較ステップ（ブロック１０４）で一致すると、移
動局は、ＳＳＤフィールドのアップデートに成功したこ
とを示す確認メッセージを、ホームＣＧＳＡプロセッサ
へ送る。一致しない場合には、その比較結果を移動局が
送信する。
【００２６】移動局が初期化されても、ＳＳＤフィール
ドは、ホームＣＧＳＡプロセッサが新規のＳＳＤフィー
ルドを生成することを指示するまで、そのまま保持され
る。これは例えば、ＳＳＤフィールドが処理されたこと
が認められる場合に生じる。そのような場合、ホームＣ
ＧＳＡプロセッサは移動局にもう一つのＲＡＮＤＳＳＤ
シーケンスを送り、新規のＳＳＤフィールドを生成する
ように指示する。
ドは、ホームＣＧＳＡプロセッサが新規のＳＳＤフィー
ルドを生成することを指示するまで、そのまま保持され
る。これは例えば、ＳＳＤフィールドが処理されたこと
が認められる場合に生じる。そのような場合、ホームＣ
ＧＳＡプロセッサは移動局にもう一つのＲＡＮＤＳＳＤ
シーケンスを送り、新規のＳＳＤフィールドを生成する
ように指示する。
【００２７】前述のように、セルラ電話では各基地局か
ら、そのセル内の全ての移動局ユニットのために、種々
の情報信号が送信される。図１の構成では、基地局から
送信される信号の一つは、ランダムあるいは疑似ランダ
ムシーケンス（ＲＡＮＤシーケンス）である。ＲＡＮＤ
シーケンスは、移動局ユニットで生成および送信された
信号をランダム化して、種々の認証プロセスに用いられ
る。ＲＡＮＤシーケンスは、録音／再生による妨害を防
ぐために定期的に変更されねばならない。ＲＡＮＤ信号
の待ち時間の設定方法として、予想される平均呼び出し
時間より短く設定する方法がある。従って、通常移動局
では、連続する呼び出しに対して異なったＲＡＮＤ信号
を用いることになる。
ら、そのセル内の全ての移動局ユニットのために、種々
の情報信号が送信される。図１の構成では、基地局から
送信される信号の一つは、ランダムあるいは疑似ランダ
ムシーケンス（ＲＡＮＤシーケンス）である。ＲＡＮＤ
シーケンスは、移動局ユニットで生成および送信された
信号をランダム化して、種々の認証プロセスに用いられ
る。ＲＡＮＤシーケンスは、録音／再生による妨害を防
ぐために定期的に変更されねばならない。ＲＡＮＤ信号
の待ち時間の設定方法として、予想される平均呼び出し
時間より短く設定する方法がある。従って、通常移動局
では、連続する呼び出しに対して異なったＲＡＮＤ信号
を用いることになる。
【００２８】本発明の１つの目的によれば、移動局ユニ
ットは、セルに入ったことを検知するとすぐに認証可能
なように基地局に登録する。移動局ユニットは、認証さ
れた場合にのみ、通話を開始すること、または、基地局
に対して移動局ユニットへの通話を指示することができ
る。
ットは、セルに入ったことを検知するとすぐに認証可能
なように基地局に登録する。移動局ユニットは、認証さ
れた場合にのみ、通話を開始すること、または、基地局
に対して移動局ユニットへの通話を指示することができ
る。
【００２９】移動局ユニットは、登録プロセスを開始す
ると、基地局によって同報されたＲＡＮＤシーケンスを
受信し、そのＭＩＮ１およびＭＩＮ２指定ならびにその
ＥＳＮシーケンス（平文で）を、ハッシュ認証ストリン
グとともに送信する。図６に従って、ハッシュ認証スト
リングは、ＲＡＮＤシーケンス、ＥＳＮシーケンス、Ｍ
ＩＮ１指定およびＳＳＤ−Ａサブフィールドを連結して
認証ストリングを形成し、その認証ストリングをジャン
ブルプロセスに送ることによって導出される。ジャンブ
ルプロセスの出力のハッシュ認証ストリングは、ＥＳＮ
シーケンスとともにサーバ基地局に送られる。
ると、基地局によって同報されたＲＡＮＤシーケンスを
受信し、そのＭＩＮ１およびＭＩＮ２指定ならびにその
ＥＳＮシーケンス（平文で）を、ハッシュ認証ストリン
グとともに送信する。図６に従って、ハッシュ認証スト
リングは、ＲＡＮＤシーケンス、ＥＳＮシーケンス、Ｍ
ＩＮ１指定およびＳＳＤ−Ａサブフィールドを連結して
認証ストリングを形成し、その認証ストリングをジャン
ブルプロセスに送ることによって導出される。ジャンブ
ルプロセスの出力のハッシュ認証ストリングは、ＥＳＮ
シーケンスとともにサーバ基地局に送られる。
【００３０】ある実施例では、移動局ユニットによって
使用されるＲＡＮＤシーケンスの全部または一部が（Ｅ
ＳＮシーケンスならびにＭＩＮ１およびＭＩＮ２指定と
ともに）サーバ基地局にも送られる。その理由は、ハッ
シュ認証ストリングが基地局に到達するときまでにＲＡ
ＮＤ値が変化する可能性があるためである。
使用されるＲＡＮＤシーケンスの全部または一部が（Ｅ
ＳＮシーケンスならびにＭＩＮ１およびＭＩＮ２指定と
ともに）サーバ基地局にも送られる。その理由は、ハッ
シュ認証ストリングが基地局に到達するときまでにＲＡ
ＮＤ値が変化する可能性があるためである。
【００３１】基地局側では、サーバ基地局は、ＲＡＮＤ
シーケンスを知っており（基地局がそれを作成したた
め）、また、移動局ユニットが確認したＥＳＮならびに
ＭＩＮ２およびＭＩＮ１指定をも知っている。しかし、
サーバ基地局は、移動局ユニットのＳＳＤフィールドは
知らない。それが（ＭＩＮ１およびＭＩＮ２指定から）
知っているのは、移動局ユニットのホームＣＧＳＡプロ
セッサの識別情報である。
シーケンスを知っており（基地局がそれを作成したた
め）、また、移動局ユニットが確認したＥＳＮならびに
ＭＩＮ２およびＭＩＮ１指定をも知っている。しかし、
サーバ基地局は、移動局ユニットのＳＳＤフィールドは
知らない。それが（ＭＩＮ１およびＭＩＮ２指定から）
知っているのは、移動局ユニットのホームＣＧＳＡプロ
セッサの識別情報である。
【００３２】その結果、認証プロセスは、移動局ユニッ
トのホームＣＧＳＡプロセッサへ、ＭＩＮ１指定、ＥＳ
Ｎシーケンス、移動局ユニットが作成し送信したハッシ
ュ認証ストリング、およびサーバ基地局が同報した（そ
して、移動局ユニットが、作成したハッシュ認証ストリ
ングに組み込んだ）ＲＡＮＤシーケンスを送ることによ
って進行する。移動局ユニットのＭＩＮ１指定およびＥ
ＳＮシーケンスから、ホームＣＧＳＡプロセッサは、移
動局ユニットの識別情報、およびそれによって、移動局
ユニットのＳＳＤ−Ａサブフィールドを知る。
トのホームＣＧＳＡプロセッサへ、ＭＩＮ１指定、ＥＳ
Ｎシーケンス、移動局ユニットが作成し送信したハッシ
ュ認証ストリング、およびサーバ基地局が同報した（そ
して、移動局ユニットが、作成したハッシュ認証ストリ
ングに組み込んだ）ＲＡＮＤシーケンスを送ることによ
って進行する。移動局ユニットのＭＩＮ１指定およびＥ
ＳＮシーケンスから、ホームＣＧＳＡプロセッサは、移
動局ユニットの識別情報、およびそれによって、移動局
ユニットのＳＳＤ−Ａサブフィールドを知る。
【００３３】従って、移動局ユニットがしたのと同じよ
うに認証ストリングを作成し、それをジャンブルプロセ
ス（図６）に送ることができる。移動局ユニットのホー
ムＣＧＳＡプロセッサによって作成されたハッシュ認証
ストリングが、移動局ユニットで作成されサーバ基地局
によって提供されたハッシュ認証ストリングと一致した
場合、確認は成功と認められる。このような場合、ホー
ムＣＧＳＡプロセッサはサーバ基地局にその装置のＳＳ
Ｄフィールドを提供する。ちなみに、ＥＳＮ指定および
ＳＳＤフィールドを安全に保持するため、基地局とＣＧ
ＳＡプロセッサの間の通信は暗号化形式で実行される。
うに認証ストリングを作成し、それをジャンブルプロセ
ス（図６）に送ることができる。移動局ユニットのホー
ムＣＧＳＡプロセッサによって作成されたハッシュ認証
ストリングが、移動局ユニットで作成されサーバ基地局
によって提供されたハッシュ認証ストリングと一致した
場合、確認は成功と認められる。このような場合、ホー
ムＣＧＳＡプロセッサはサーバ基地局にその装置のＳＳ
Ｄフィールドを提供する。ちなみに、ＥＳＮ指定および
ＳＳＤフィールドを安全に保持するため、基地局とＣＧ
ＳＡプロセッサの間の通信は暗号化形式で実行される。
【００３４】上記のプロトコルでは、移動局ユニットの
ＣＧＳＡプロセッサは、ハッシュ認証ストリングの正当
性の確認を試みる。確認が失敗した場合、ＣＧＳＡプロ
セッサは、サーバ基地局に対し、移動局ユニットは認証
されなかったことを通知し、移動局ユニットとの接触が
放棄されるか、または、移動局ユニットに登録プロセス
の再試行が指示されるべきであることを提案する。登録
プロセスを再試行するためには、ホームＣＧＳＡプロセ
ッサは、認証プロセスへの関与を続行するか、または、
それをサーバ基地局に委任することができる。
ＣＧＳＡプロセッサは、ハッシュ認証ストリングの正当
性の確認を試みる。確認が失敗した場合、ＣＧＳＡプロ
セッサは、サーバ基地局に対し、移動局ユニットは認証
されなかったことを通知し、移動局ユニットとの接触が
放棄されるか、または、移動局ユニットに登録プロセス
の再試行が指示されるべきであることを提案する。登録
プロセスを再試行するためには、ホームＣＧＳＡプロセ
ッサは、認証プロセスへの関与を続行するか、または、
それをサーバ基地局に委任することができる。
【００３５】後者の場合、サーバ基地局はホームＣＧＳ
Ａプロセッサに対し移動局ユニットのＥＳＮシーケンス
およびＭＩＮ１指定を通知し、ＣＧＳＡプロセッサは移
動局ユニットのＳＳＤフィールドおよびＳＳＤフィール
ドの作成に使用されたＲＡＮＤＳＳＤを応答する。ハッ
シュ認証ストリングを作成し、それを移動局ユニットに
よって送信されたハッシュ認証ストリングと比較すると
いう意味で、認証がサーバ基地局によって実行される。
続いて、ホームＣＧＳＡプロセスがサーバ局によって移
動局ユニットにＲＡＮＤＳＳＤを送信することなしに再
試行指令が実行可能である。この「登録」プロトコルを
図３に示す。
Ａプロセッサに対し移動局ユニットのＥＳＮシーケンス
およびＭＩＮ１指定を通知し、ＣＧＳＡプロセッサは移
動局ユニットのＳＳＤフィールドおよびＳＳＤフィール
ドの作成に使用されたＲＡＮＤＳＳＤを応答する。ハッ
シュ認証ストリングを作成し、それを移動局ユニットに
よって送信されたハッシュ認証ストリングと比較すると
いう意味で、認証がサーバ基地局によって実行される。
続いて、ホームＣＧＳＡプロセスがサーバ局によって移
動局ユニットにＲＡＮＤＳＳＤを送信することなしに再
試行指令が実行可能である。この「登録」プロトコルを
図３に示す。
【００３６】移動局ユニットが（上記のプロセスによっ
て）サーバ基地局に「登録」されると、サーバ基地局は
移動局ユニットのＥＳＮおよびＳＳＤフィールドを所有
し、そのセルでの以後の認証プロセスは、次の１つの場
合を除いてホームＣＧＳＡプロセッサの参照なしにサー
バ基地局で実行可能である。何らかの理由で、ＳＳＤフ
ィールドを変更したい場合には、通信はホームＣＧＳＡ
プロセッサと移動局ユニットの間で有効であり、サーバ
基地局はこの通信のための通路としてのみ作用する。そ
の理由は、新たなＳＳＤフィールドの作成は秘密Ａキー
へのアクセスを必要とし、ＣＧＳＡプロセッサによるＡ
キーへのアクセスは全く許されていないためである。
て）サーバ基地局に「登録」されると、サーバ基地局は
移動局ユニットのＥＳＮおよびＳＳＤフィールドを所有
し、そのセルでの以後の認証プロセスは、次の１つの場
合を除いてホームＣＧＳＡプロセッサの参照なしにサー
バ基地局で実行可能である。何らかの理由で、ＳＳＤフ
ィールドを変更したい場合には、通信はホームＣＧＳＡ
プロセッサと移動局ユニットの間で有効であり、サーバ
基地局はこの通信のための通路としてのみ作用する。そ
の理由は、新たなＳＳＤフィールドの作成は秘密Ａキー
へのアクセスを必要とし、ＣＧＳＡプロセッサによるＡ
キーへのアクセスは全く許されていないためである。
【００３７】従って、新たなＳＳＤフィールドが作成さ
れ移動局ユニットがホームＣＧＳＡのエリアに存在しな
い場合、次のことが起こる。 ・ ホームＣＧＳＡプロセッサはＲＡＮＤＳＳＤシーケ
ンスを作成し、そのＲＡＮＤＳＳＤシーケンスに基づい
てＳＳＤフィールドを変更する。 ・ ホームＣＧＳＡプロセッサはサーバ基地局にＲＡＮ
ＤＳＳＤシーケンスおよび新たに作成されたＳＳＤフィ
ールドを提供する。 ・ サーバ基地局は、移動局ユニットに対し、そのＳＳ
Ｄフィールドを変更するよう指示し、移動局ユニットに
ＲＡＮＤＳＳＤシーケンスを提供する。 ・ 移動局ユニットはＳＳＤフィールドを変更し、サー
バ基地局に要求を送る。 ・ サーバ基地局は（上記の）ＡＵＴＨＢＳストリング
を作成し、それを移動局ユニットに送る。 ・ 移動局ユニットはＡＵＴＨＢＳストリングを確認
し、サーバ基地局に対し、移動局ユニットおよびサーバ
基地局の両方が同一のＳＳＤフィールドを有することを
通知する。
れ移動局ユニットがホームＣＧＳＡのエリアに存在しな
い場合、次のことが起こる。 ・ ホームＣＧＳＡプロセッサはＲＡＮＤＳＳＤシーケ
ンスを作成し、そのＲＡＮＤＳＳＤシーケンスに基づい
てＳＳＤフィールドを変更する。 ・ ホームＣＧＳＡプロセッサはサーバ基地局にＲＡＮ
ＤＳＳＤシーケンスおよび新たに作成されたＳＳＤフィ
ールドを提供する。 ・ サーバ基地局は、移動局ユニットに対し、そのＳＳ
Ｄフィールドを変更するよう指示し、移動局ユニットに
ＲＡＮＤＳＳＤシーケンスを提供する。 ・ 移動局ユニットはＳＳＤフィールドを変更し、サー
バ基地局に要求を送る。 ・ サーバ基地局は（上記の）ＡＵＴＨＢＳストリング
を作成し、それを移動局ユニットに送る。 ・ 移動局ユニットはＡＵＴＨＢＳストリングを確認
し、サーバ基地局に対し、移動局ユニットおよびサーバ
基地局の両方が同一のＳＳＤフィールドを有することを
通知する。
【００３８】サーバ基地局によって登録された後、移動
局ユニットは図７の認証プロセスとともに通話を開始す
ることができる。通話開始シーケンスは、信号ＲＡＮ
Ｄ、ＥＳＮ、ＳＳＤ−Ａおよび少なくともいくつかの被
呼者識別（電話）番号（図７のＭＩＮ３）を連結する。
連結された信号は、サーバ基地局によって確認可能なハ
ッシュ認証シーケンスを生成するためにジャンブルプロ
セスに送られる。もちろん、サーバ基地局での確認を可
能にするためには、被呼者識別情報（および、以前のよ
うに、おそらくＲＡＮＤ信号の一部）は基地局によって
受信可能な方法（例えば平文）で送信されなければなら
ない。認証シーケンスが確認されると、基地局は通話を
処理し被呼者への接続を形成することが可能となる。
局ユニットは図７の認証プロセスとともに通話を開始す
ることができる。通話開始シーケンスは、信号ＲＡＮ
Ｄ、ＥＳＮ、ＳＳＤ−Ａおよび少なくともいくつかの被
呼者識別（電話）番号（図７のＭＩＮ３）を連結する。
連結された信号は、サーバ基地局によって確認可能なハ
ッシュ認証シーケンスを生成するためにジャンブルプロ
セスに送られる。もちろん、サーバ基地局での確認を可
能にするためには、被呼者識別情報（および、以前のよ
うに、おそらくＲＡＮＤ信号の一部）は基地局によって
受信可能な方法（例えば平文）で送信されなければなら
ない。認証シーケンスが確認されると、基地局は通話を
処理し被呼者への接続を形成することが可能となる。
【００３９】移動局ユニットが「被呼者」である場合に
移動局ユニットに接続するためのプロトコルは図６の登
録プロトコルに従う。すなわち、サーバ基地局は、被呼
移動局に対し、ＲＡＮＤシーケンス、ＥＳＮ指定、ＭＩ
Ｎ１指定およびＳＳＤ−Ａサブフィールドから作成され
た認証シーケンスを送信することを要求する。認証が実
行されると、基地局と被呼者移動局ユニットの間には、
被呼者移動局ユニットが、通話を発信した移動局ユニッ
ト（または固定装置）から発信されたデータを受信し、
それにデータを送信するためのパスが設定される。
移動局ユニットに接続するためのプロトコルは図６の登
録プロトコルに従う。すなわち、サーバ基地局は、被呼
移動局に対し、ＲＡＮＤシーケンス、ＥＳＮ指定、ＭＩ
Ｎ１指定およびＳＳＤ−Ａサブフィールドから作成され
た認証シーケンスを送信することを要求する。認証が実
行されると、基地局と被呼者移動局ユニットの間には、
被呼者移動局ユニットが、通話を発信した移動局ユニッ
ト（または固定装置）から発信されたデータを受信し、
それにデータを送信するためのパスが設定される。
【００４０】上記のすべての認証は、認証されるパケッ
トすなわちストリング自体に関してのみ（確認されると
いう意味で）有効であることに注意すべきである。その
他の場合にセキュリティを強化するためには、３つの異
なる付加的なセキュリティ手段が使用可能である。それ
らは、音声暗号化、臨時の再認証、および制御メッセー
ジ暗号化である。
トすなわちストリング自体に関してのみ（確認されると
いう意味で）有効であることに注意すべきである。その
他の場合にセキュリティを強化するためには、３つの異
なる付加的なセキュリティ手段が使用可能である。それ
らは、音声暗号化、臨時の再認証、および制御メッセー
ジ暗号化である。
【００４１】［音声暗号化］音声信号は、最初にそれを
ディジタル形式に変換することによって暗号化される。
これはさまざまな従来の方法で実現可能であり、圧縮や
誤り訂正符号を加えることもできる。ディジタル信号の
ビットはＫビットからなる連続するグループに分割さ
れ、各グループが暗号化される。特に、移動局ユニット
および基地局の両方において、ＲＡＮＤシーケンス、Ｅ
ＳＮおよびＭＩＮ１指定、ならびにＳＳＤ−Ｂサブフィ
ールドは連結されジャンブルプロセスに送られる。
ディジタル形式に変換することによって暗号化される。
これはさまざまな従来の方法で実現可能であり、圧縮や
誤り訂正符号を加えることもできる。ディジタル信号の
ビットはＫビットからなる連続するグループに分割さ
れ、各グループが暗号化される。特に、移動局ユニット
および基地局の両方において、ＲＡＮＤシーケンス、Ｅ
ＳＮおよびＭＩＮ１指定、ならびにＳＳＤ−Ｂサブフィ
ールドは連結されジャンブルプロセスに送られる。
【００４２】ジャンブルプロセスは２Ｋビットを生成
し、これらのビットはそれぞれＫビットからなるグルー
プＡおよびＢに分割される。移動局ユニットでは、グル
ープＡが出力音声を暗号化するために使用され、グルー
プＢが入力音声を解読するために使用される。逆に、基
地局では、グループＡが入力音声を解読するために使用
され、グループＢが出力音声を暗号化するために使用さ
れる。図８はこの音声暗号化および解読プロセスを示
す。
し、これらのビットはそれぞれＫビットからなるグルー
プＡおよびＢに分割される。移動局ユニットでは、グル
ープＡが出力音声を暗号化するために使用され、グルー
プＢが入力音声を解読するために使用される。逆に、基
地局では、グループＡが入力音声を解読するために使用
され、グループＢが出力音声を暗号化するために使用さ
れる。図８はこの音声暗号化および解読プロセスを示
す。
【００４３】［再認証］基地局の希望により、基地局に
よってアクティブであると信じられている移動局ユニッ
トが、実際に、アクティブであると認定された移動局ユ
ニットであることを確認するために、再認証プロセスが
開始される。これは、基地局によって、移動局ユニット
に対し、図９に従ってハッシュ認証シーケンスの送信を
要求することによって実現される。このような各要求と
ともに、基地局は特殊な（ＲＡＮＤＵ）シーケンスを送
信する。移動局ユニットは、ＲＡＮＤＵシーケンス、移
動局ユニットのエリアコードＭＩＮ２指定、ＭＩＮ１指
定およびＳＳＤ−Ａ指定を連結することによってハッシ
ュ認証シーケンスを作成する。連結されたストリングは
ジャンブルプロセスに送られ、生じたハッシュ認証スト
リングが基地局に送られる。基地局は、この時点で、ハ
ッシュ認証ストリングが正当であることを確認すること
ができる位置にある。
よってアクティブであると信じられている移動局ユニッ
トが、実際に、アクティブであると認定された移動局ユ
ニットであることを確認するために、再認証プロセスが
開始される。これは、基地局によって、移動局ユニット
に対し、図９に従ってハッシュ認証シーケンスの送信を
要求することによって実現される。このような各要求と
ともに、基地局は特殊な（ＲＡＮＤＵ）シーケンスを送
信する。移動局ユニットは、ＲＡＮＤＵシーケンス、移
動局ユニットのエリアコードＭＩＮ２指定、ＭＩＮ１指
定およびＳＳＤ−Ａ指定を連結することによってハッシ
ュ認証シーケンスを作成する。連結されたストリングは
ジャンブルプロセスに送られ、生じたハッシュ認証スト
リングが基地局に送られる。基地局は、この時点で、ハ
ッシュ認証ストリングが正当であることを確認すること
ができる位置にある。
【００４４】［制御メッセージ暗号化システム］第３の
セキュリティ手段は、制御メッセージのプライバシーの
保証を取り扱う。設定された通話の間に、制御メッセー
ジの送信を要求するさまざまな状況が生じることがあ
る。ある場合は、制御メッセージは通話を発信した移動
局または基地局に重大な悪影響を与えることがある。こ
のため、対話の進行中に送信されるある種の制御メッセ
ージを（十分に）暗号化することが所望される。あるい
は、選択されたメッセージ種の選択されたフィールドを
暗号化することも可能である。これは、クレジットカー
ド番号のような「データ」制御メッセージや、通話再定
義制御メッセージを含む。これは制御メッセージ暗号化
システムによって実現される。
セキュリティ手段は、制御メッセージのプライバシーの
保証を取り扱う。設定された通話の間に、制御メッセー
ジの送信を要求するさまざまな状況が生じることがあ
る。ある場合は、制御メッセージは通話を発信した移動
局または基地局に重大な悪影響を与えることがある。こ
のため、対話の進行中に送信されるある種の制御メッセ
ージを（十分に）暗号化することが所望される。あるい
は、選択されたメッセージ種の選択されたフィールドを
暗号化することも可能である。これは、クレジットカー
ド番号のような「データ」制御メッセージや、通話再定
義制御メッセージを含む。これは制御メッセージ暗号化
システムによって実現される。
【００４５】制御メッセージ暗号化システム（ＣＭＣ）
は以下の性質を有する対称鍵暗号化システムである。 １） 比較的安全である。 ２） ８ビットコンピュータ上で効率的に動作する。 ３） 自己反転的である。
は以下の性質を有する対称鍵暗号化システムである。 １） 比較的安全である。 ２） ８ビットコンピュータ上で効率的に動作する。 ３） 自己反転的である。
【００４６】ＣＭＣの暗号鍵は、次のようにして「秘
密」（例えば、ＳＳＤ−Ｂサブフィールド）から導出さ
れる、２５６バイトの配列ＴＢＯＸ［ｚ］である。 １． ０≦ｚ＜２５６の範囲の各ｚに対し、ＴＢＯＸ
［ｚ］＝ｚとおく。 ２． 配列ＴＢＯＸ［ｚ］および秘密（ＳＳＤ−Ｂ）を
ジャンブルプロセスに送る。 これは、本質的に、（図８のビット数が２５６バイトで
はなく２Ｋバイトであることを除いては）図８の要素３
０１、３０２および３０３で示されたものである。
密」（例えば、ＳＳＤ−Ｂサブフィールド）から導出さ
れる、２５６バイトの配列ＴＢＯＸ［ｚ］である。 １． ０≦ｚ＜２５６の範囲の各ｚに対し、ＴＢＯＸ
［ｚ］＝ｚとおく。 ２． 配列ＴＢＯＸ［ｚ］および秘密（ＳＳＤ−Ｂ）を
ジャンブルプロセスに送る。 これは、本質的に、（図８のビット数が２５６バイトで
はなく２Ｋバイトであることを除いては）図８の要素３
０１、３０２および３０３で示されたものである。
【００４７】鍵が導出されると、ＣＭＣが、制御メッセ
ージを暗号化および解読するために使用可能となる。あ
るいは、鍵が使用されるたびごとに、鍵を「大急ぎで」
導出することも可能である。ＣＭＣは複数バイトの可変
長メッセージを暗号化する能力を有する。ＣＭＣの操作
は自己反転的、あるいは逆数的である。すなわち、平文
を生じるために暗号文に対してなされる操作と、暗号文
を生じるために平文に対してなされる操作が、完全に同
一である。従って、ＣＭＣ操作を２度実行すると、デー
タは不変のままである。
ージを暗号化および解読するために使用可能となる。あ
るいは、鍵が使用されるたびごとに、鍵を「大急ぎで」
導出することも可能である。ＣＭＣは複数バイトの可変
長メッセージを暗号化する能力を有する。ＣＭＣの操作
は自己反転的、あるいは逆数的である。すなわち、平文
を生じるために暗号文に対してなされる操作と、暗号文
を生じるために平文に対してなされる操作が、完全に同
一である。従って、ＣＭＣ操作を２度実行すると、デー
タは不変のままである。
【００４８】以下の説明では、暗号化プロセス（および
解読プロセス）に対し、平文（または暗号文）はデータ
バッファ内に存在し、ＣＭＣは、そのデータバッファの
内容に対し、データバッファの最終内容が暗号文（また
は平文）を構成するように作用する、と仮定する。これ
は、図１０の要素５０２および５０４が１つの同一のレ
ジスタでよいことを意味する。
解読プロセス）に対し、平文（または暗号文）はデータ
バッファ内に存在し、ＣＭＣは、そのデータバッファの
内容に対し、データバッファの最終内容が暗号文（また
は平文）を構成するように作用する、と仮定する。これ
は、図１０の要素５０２および５０４が１つの同一のレ
ジスタでよいことを意味する。
【００４９】ＣＭＣは３つの連続する段階からなり、そ
れぞれデータバッファ内の各バイト列を変更する。デー
タバッファの長さががｄバイトであり、各バイトをｂ
（ｉ）で表すとき、０≦ｉ＜ｄの範囲のｉに対し、 Ｉ．ＣＭＣの第１段階は次の通りである。 １． 変数ｚを０に初期化する。 ２． ０≦ｉ＜ｄの範囲の連続する整数値ｉに対し、 ａ． 変数ｑを、ｑ＝ｚ＃（ｉの下位バイト）によって
形成する。ただし、＃はビットごとのブール排他的ＯＲ
演算子である。 ｂ． 変数ｋを、ｋ＝ＴＢＯＸ［ｑ］によって形成す
る。 ｃ． ｂ（ｉ）を、ｂ（ｉ）＝ｂ（ｉ）＋ｋ ｍｏｄ
２５６ と更新する。 ｄ． ｚを、ｚ＝ｂ（ｉ）＋ｚ ｍｏｄ ２５６ と更
新する。
れぞれデータバッファ内の各バイト列を変更する。デー
タバッファの長さががｄバイトであり、各バイトをｂ
（ｉ）で表すとき、０≦ｉ＜ｄの範囲のｉに対し、 Ｉ．ＣＭＣの第１段階は次の通りである。 １． 変数ｚを０に初期化する。 ２． ０≦ｉ＜ｄの範囲の連続する整数値ｉに対し、 ａ． 変数ｑを、ｑ＝ｚ＃（ｉの下位バイト）によって
形成する。ただし、＃はビットごとのブール排他的ＯＲ
演算子である。 ｂ． 変数ｋを、ｋ＝ＴＢＯＸ［ｑ］によって形成す
る。 ｃ． ｂ（ｉ）を、ｂ（ｉ）＝ｂ（ｉ）＋ｋ ｍｏｄ
２５６ と更新する。 ｄ． ｚを、ｚ＝ｂ（ｉ）＋ｚ ｍｏｄ ２５６ と更
新する。
【００５０】ＩＩ． ＣＭＣの第２段階は、次の通りで
ある。 １． ０ｉ（ｄ−１）／２の範囲のｉのすべての値に対
し、ｂ（ｉ）＝ｂ（ｉ）＃（ｂ（ｄ−１−ｉ）ＯＲ
１） とする。ただし、ＯＲはビットごとのブールＯＲ
演算子である。 ＩＩＩ． ＣＭＣの最終段階は、第１段階の逆である解
読である。 １． 変数ｚを０に初期化する。 ２． ０≦ｉ＜ｄの範囲の連続する整数値ｉに対し、 ａ． 変数ｑを、ｑ＝ｚ＃（ｉの下位バイト）によって
形成する。 ｂ． 変数ｋを、ｋ＝ＴＢＯＸ［ｑ］によって形成す
る。 ｃ． ｚを、ｚ＝ｂ（ｉ）＋ｚ ｍｏｄ ２５６ と更
新する。 ｄ． ｂ（ｉ）を、ｂ（ｉ）＝ｂ（ｉ）−ｋ ｍｏｄ
２５６ と更新する。
ある。 １． ０ｉ（ｄ−１）／２の範囲のｉのすべての値に対
し、ｂ（ｉ）＝ｂ（ｉ）＃（ｂ（ｄ−１−ｉ）ＯＲ
１） とする。ただし、ＯＲはビットごとのブールＯＲ
演算子である。 ＩＩＩ． ＣＭＣの最終段階は、第１段階の逆である解
読である。 １． 変数ｚを０に初期化する。 ２． ０≦ｉ＜ｄの範囲の連続する整数値ｉに対し、 ａ． 変数ｑを、ｑ＝ｚ＃（ｉの下位バイト）によって
形成する。 ｂ． 変数ｋを、ｋ＝ＴＢＯＸ［ｑ］によって形成す
る。 ｃ． ｚを、ｚ＝ｂ（ｉ）＋ｚ ｍｏｄ ２５６ と更
新する。 ｄ． ｂ（ｉ）を、ｂ（ｉ）＝ｂ（ｉ）−ｋ ｍｏｄ
２５６ と更新する。
【００５１】選択された制御およびデータメッセージを
暗号化および解読するために使用されるこれら３段階の
プロセスを図１０に示す。１つの所望される実施例で
は、第１段階および第３段階はそれぞれ自己鍵暗号化お
よび解読である。自己鍵系は、系の出力が以後の系の出
力に作用するために使用されるような時間変動系であ
る。暗号および自己鍵系に関するこれ以上のことは、
Ｗ．ディフィー、Ｍ．Ｅ．ヘルマン著「プライバシーと
認証：暗号入門」Ｉ．Ｅ．Ｅ．Ｅ．会議録第６７巻第３
号（１９７９年３月）を参照。
暗号化および解読するために使用されるこれら３段階の
プロセスを図１０に示す。１つの所望される実施例で
は、第１段階および第３段階はそれぞれ自己鍵暗号化お
よび解読である。自己鍵系は、系の出力が以後の系の出
力に作用するために使用されるような時間変動系であ
る。暗号および自己鍵系に関するこれ以上のことは、
Ｗ．ディフィー、Ｍ．Ｅ．ヘルマン著「プライバシーと
認証：暗号入門」Ｉ．Ｅ．Ｅ．Ｅ．会議録第６７巻第３
号（１９７９年３月）を参照。
【００５２】［移動局ユニット機器］図１１は、移動局
ユニットハードウェアのブロック図である。これは、セ
ルラ電話のキーパッド、受話器および装置の電源制御ス
イッチ（図示せず）を含む制御ブロック２００を有す
る。制御ブロック２００はプロセッサ２１０に接続され
る。プロセッサ２１０は、音声信号をディジタル表現に
変換すること、誤り訂正符号を組み込むこと、出力ディ
ジタル音声信号を暗号化すること、入力音声信号を解読
すること、さまざまな制御メッセージを形成および暗号
化（さらに解読）すること、などのような、移動局ユニ
ットの動作を制御する。
ユニットハードウェアのブロック図である。これは、セ
ルラ電話のキーパッド、受話器および装置の電源制御ス
イッチ（図示せず）を含む制御ブロック２００を有す
る。制御ブロック２００はプロセッサ２１０に接続され
る。プロセッサ２１０は、音声信号をディジタル表現に
変換すること、誤り訂正符号を組み込むこと、出力ディ
ジタル音声信号を暗号化すること、入力音声信号を解読
すること、さまざまな制御メッセージを形成および暗号
化（さらに解読）すること、などのような、移動局ユニ
ットの動作を制御する。
【００５３】ブロック２１０は、信号の送受信に関連す
る回路の集合からなるブロック２２０に結合される。ブ
ロック２００〜２２０は、市販の移動電話装置によって
現在実行されている機能を実行する（市販の装置は暗号
化および解読は実行しないが）、基本的には従来のブロ
ックである。これまで説明した認証および暗号化プロセ
スを実現するため、図１１の装置は、プロセッサ２１０
に結合したいくつかのレジスタからなるブロック２４０
と、同じくプロセッサ２１０に結合した「個性」モジュ
ール２３０をも含む。モジュール２３０は、移動電話装
置の物理的構造の一部でもよいし、ソケットインタフェ
ースを通じて移動電話装置に結合した取り外し可能（か
つはめ込み可能）なモジュールでもよい。これは、電磁
パスすなわち接続を通じてプロセッサ２１０に結合して
もよい。要するに、モジュール２３０は、例えば、「ス
マートカード」である。
る回路の集合からなるブロック２２０に結合される。ブ
ロック２００〜２２０は、市販の移動電話装置によって
現在実行されている機能を実行する（市販の装置は暗号
化および解読は実行しないが）、基本的には従来のブロ
ックである。これまで説明した認証および暗号化プロセ
スを実現するため、図１１の装置は、プロセッサ２１０
に結合したいくつかのレジスタからなるブロック２４０
と、同じくプロセッサ２１０に結合した「個性」モジュ
ール２３０をも含む。モジュール２３０は、移動電話装
置の物理的構造の一部でもよいし、ソケットインタフェ
ースを通じて移動電話装置に結合した取り外し可能（か
つはめ込み可能）なモジュールでもよい。これは、電磁
パスすなわち接続を通じてプロセッサ２１０に結合して
もよい。要するに、モジュール２３０は、例えば、「ス
マートカード」である。
【００５４】モジュール２３０はジャンブルプロセッサ
２３１およびプロセッサ２３１に付随するいくつかのレ
ジスタからなる。あるいは、他の所望される実施例で
は、Ａキーのみがモジュール２３０内に存在する。Ａキ
ー、ならびにＭＩＮ１およびＭＩＮ２指定を、ブロック
２４０のレジスタではなく、モジュール２３０のレジス
タに組み込む（そして保持する）ことからいくつかの利
益が生じる。
２３１およびプロセッサ２３１に付随するいくつかのレ
ジスタからなる。あるいは、他の所望される実施例で
は、Ａキーのみがモジュール２３０内に存在する。Ａキ
ー、ならびにＭＩＮ１およびＭＩＮ２指定を、ブロック
２４０のレジスタではなく、モジュール２３０のレジス
タに組み込む（そして保持する）ことからいくつかの利
益が生じる。
【００５５】生成されたＳＳＤフィールドをモジュール
２３０のレジスタに格納することも有益である。さら
に、プロセッサ２３１のプロセスを実行するために必要
な作業レジスタをモジュール２３０のレジスタに含める
ことも有益である。これらの要素をモジュール２３０に
含めることにより、ユーザは、それを異なる移動局ユニ
ット（例えば「拡張」移動局ユニット）で使用し、重要
な情報がモジュール外に格納されることがないようにす
るために、モジュールを携帯することができる。もちろ
ん、移動局ユニットは、モジュール２３０が装置の統合
的かつ永続的部分であるように生産することも可能であ
る。このような実施例では、ジャンブルプロセッサ２３
１はプロセッサ２１０内に合併することができる。ブロ
ック２４０は、装置のＥＳＮ指定および受信されるさま
ざまなＲＡＮＤシーケンスを格納する。
２３０のレジスタに格納することも有益である。さら
に、プロセッサ２３１のプロセスを実行するために必要
な作業レジスタをモジュール２３０のレジスタに含める
ことも有益である。これらの要素をモジュール２３０に
含めることにより、ユーザは、それを異なる移動局ユニ
ット（例えば「拡張」移動局ユニット）で使用し、重要
な情報がモジュール外に格納されることがないようにす
るために、モジュールを携帯することができる。もちろ
ん、移動局ユニットは、モジュール２３０が装置の統合
的かつ永続的部分であるように生産することも可能であ
る。このような実施例では、ジャンブルプロセッサ２３
１はプロセッサ２１０内に合併することができる。ブロ
ック２４０は、装置のＥＳＮ指定および受信されるさま
ざまなＲＡＮＤシーケンスを格納する。
【００５６】上記の説明はセルラ電話環境における加入
者認証について述べられており、携帯用ポケット受話器
に使用される個人通信ネットワークを含むものである
が、本発明の原理は、通信が十分に安全ではないと認識
され、模写が潜在的問題であるような他の状況における
利用可能性を有することは明らかである。これには例え
ばコンピュータネットワークが含まれる。
者認証について述べられており、携帯用ポケット受話器
に使用される個人通信ネットワークを含むものである
が、本発明の原理は、通信が十分に安全ではないと認識
され、模写が潜在的問題であるような他の状況における
利用可能性を有することは明らかである。これには例え
ばコンピュータネットワークが含まれる。
【００５７】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、現
在セルラ電話で使用される種類のハードウェアを使用し
て、高速で効率的に実行可能な公開鍵認証方式が与えら
れる。
在セルラ電話で使用される種類のハードウェアを使用し
て、高速で効率的に実行可能な公開鍵認証方式が与えら
れる。
【図１】固定および移動電話の両方のサービスのために
相互接続された、ネットワーク提供者およびセルラ無線
提供者の構成を示す図である。
相互接続された、ネットワーク提供者およびセルラ無線
提供者の構成を示す図である。
【図２】共有秘密データフィールドの作成と同一性の検
証を行うプロセスを示す図である。
証を行うプロセスを示す図である。
【図３】例えば移動局ユニットが最初に基地局によって
サービスされるセルに入った場合の、訪問先の基地局に
おける登録プロセスを示す図である。
サービスされるセルに入った場合の、訪問先の基地局に
おける登録プロセスを示す図である。
【図４】共有秘密データを作成するために連結されハッ
シュされた要素を示す図である。
シュされた要素を示す図である。
【図５】確認シーケンスを作成するために連結されハッ
シュされた要素を示す図である。
シュされた要素を示す図である。
【図６】移動局ユニットが発信する際に、登録シーケン
スを作成するために連結されハッシュされた要素を示す
図である。
スを作成するために連結されハッシュされた要素を示す
図である。
【図７】呼開始シーケンスを作成するために連結されハ
ッシュされた要素を示す図である。
ッシュされた要素を示す図である。
【図８】移動局ユニットにおける音声暗号化および解読
のプロセスを示す図である。
のプロセスを示す図である。
【図９】再認証シーケンスを作成するために連結されハ
ッシュされた要素を示す図である。
ッシュされた要素を示す図である。
【図１０】選択された制御およびデータメッセージを暗
号化および解読するための３段プロセスを示す図であ
る。
号化および解読するための３段プロセスを示す図であ
る。
【図１１】移動局ユニットのハードウェアのブロック図
である。
である。
１０−１４ 交換機 ２０−２１ 固定局 ２２−２３ 移動局 ３０−４０ 基地局 １０１ ジャンブルブロック １０２ ブロック １０４ ブロック ２００ 制御ブロック ２１０ プロセッサ ２２０ ブロック ２３０ モジュール ２３１ プロセッサ ２４０ ブロック ３０１−３０３ 要素 ５０２ 要素 ５０４ 要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス アレキサンダー リーズ サ ード アメリカ合衆国 07974 ニュージャージ ー ニュープロヴィデンス、サウスゲート ロード 127 (72)発明者 フィリップ アンドリュー トラヴァンテ ィ アメリカ合衆国 07974 ニュージャージ ー マーレー ヒル、キャンドルウッド ドライヴ 15
Claims (11)
- 【請求項１】 コード列を保持する顧客装置によって実
行される、基地局との通信チャネルを開設する方法にお
いて、 基地局からディジタル信号列を受信するステップと、 前記コード列、ディジタル信号列、および、顧客装置を
特徴づけるビットの列を含むストリングを生成するステ
ップと、 ハッシュストリングを生成するために前記ストリングを
ハッシュするステップと、 基地局との通信において前記ハッシュストリングを使用
するステップとからなることを特徴とする、通信チャネ
ル開設方法。 - 【請求項２】 要求ストリングを作成するステップと、 前記要求ストリングを送信するステップと、 前記要求ストリング、顧客装置を特徴づける前記ビット
列、および、前記ハッシュストリングの少なくとも一部
からなる認証ストリングを形成するステップと、 前記要求ストリング送信ステップに応答して確認ストリ
ングを受信するステップと、 受信した確認ストリングを前記ハッシュ認証ストリング
と比較するステップと、 前記比較ステップの結果を送信するステップとをさらに
有することを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 基地局が、前記顧客装置によって生成さ
れたハッシュストリングが正当なハッシュストリングで
あると認定することを確認するステップをさらに有し、
該ステップが、 要求ストリングを生成するステップと、 前記要求ストリングを前記基地局に送信するステップ
と、 前記要求ストリング、前記ハッシュストリングおよび選
択された他の情報の結合から認証ストリングを形成する
ステップと、 ハッシュ認証ストリングを形成するために前記認証スト
リングをハッシュするステップと、 前記基地局に送信された前記要求列に関係する基地局か
らハッシュ信号を受信するステップと、 前記ハッシュ認証ストリングを前記ハッシュ信号と比較
するステップと、 前記比較ステップの結果を前記基地局に報告するステッ
プとからなることを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項４】 コード列を保持する顧客装置によって実
行される、基地局との通信チャネルを開設する方法にお
いて、 基地局からディジタル信号列を受信するステップと、 ディジタル信号列、顧客装置を特徴づけるビットの列、
および、前記コード列から導出されたキーを含むストリ
ングを生成するステップと、 ハッシュストリングを生成するために前記ストリングを
ハッシュするステップと、 前記ハッシュストリングを基地局に送信するステップ
と、からなることを特徴とする、通信チャネル開設方
法。 - 【請求項５】 顧客装置が基地局の管轄内に入ったこと
を判定するステップをさらに有することを特徴とする請
求項４の方法。 - 【請求項６】 基地局が顧客装置の再認証を必要とする
場合に、前記受信ステップ、生成ステップ、ハッシュス
テップ、および、ハッシュストリング送信ステップを開
始するステップを含むことを特徴とする請求項４の方
法。 - 【請求項７】 コード列を保持する顧客装置によって実
行される、前記コード列に関する知識を有しない基地局
との通信チャネルを開設する方法において、（ａ）基地
局からディジタル信号列を受信するステップと、（ｂ）
次の（１）、（２）、（３）および（４）を含むストリ
ングを生成するステップと、 （１）前記顧客装置を特徴づけるビット列からなる部分
ストリング、 （２）前記顧客装置によってなされる指定された作用に
関係する部分ストリング、ただしこの部分ストリングは
次の（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）からなる集合か
ら選択される、 （ｉ）空ストリング、 （ｉｉ）前記顧客装置に割り当てられた番号に対応する
ビットストリング、 （ｉｉｉ）接続しようとしている他の顧客装置の番号に
対応するストリング、 （３）前記ディジタル信号列からなる部分ストリング、 （４）前記コード列から導出されたキーからなる部分ス
トリング、 （ｃ）ハッシュストリングを生成するために前記ストリ
ングをハッシュするステップと、 （ｄ）前記ハッシュストリングを基地局に送信するステ
ップとからなることを特徴とする、通信チャネル開設方
法。 - 【請求項８】 システムと通信する顧客装置において、
前記顧客装置が、 呼開始制御信号および呼継続制御信号を生成する第１手
段（２００）と、 前記呼開始制御信号および呼継続制御信号に応答して、
プロトコルに従って前記システムとの通信チャネルを開
設し維持する第２手段（２１０、２３０、２４０）と、 データ信号を作成する第３手段（２００）と、 データ信号および呼制御信号を前記通信チャネルに送信
する第４手段（２２０）とからなり、前記第２手段が、 第３手段および第４手段に応答するプロセッサと、 前記顧客装置に固有の識別信号を生成する手段Ａ（ブロ
ック２４０のレジスタ）と、 前記システムから受信した一時的ストリング信号（ＲＡ
ＮＤ）を格納する手段Ｂ（２４０）と、 前記システムの所有者によって供給される識別信号（Ｍ
ＩＮ）、前記システムの前記所有者によって供給される
コード列キー信号（Ａキー）、認証キー信号（ＳＳＤ−
Ａ）、および音声暗号化キー信号（ＳＳＤ−Ｂ）を格納
する手段Ｃ（２３２）と、 前記プロセッサに応答して、送信されたストリングをハ
ッシュし、それによってハッシュ出力を生成する手段Ｄ
（２３１）と、 前記認証キーを手段Ｄに送信する手段Ｅとからなること
を特徴とする顧客装置。 - 【請求項９】 コード列キー信号を格納する手段Ｃの少
なくとも一部が取り外し可能モジュール内にあることを
特徴とする請求項８の装置。 - 【請求項１０】 前記モジュールが、電磁結合によって
前記プロセッサに接続されるのに適していることを特徴
とする請求項９の装置。 - 【請求項１１】 通信システムによって実行される、顧
客装置との通信チャネルを開設する方法において、 前記顧客装置の認証キーを保持するステップと、 前記顧客装置から、第１ハッシュ認証ストリングを受信
するステップと、 前記認証キーを他の情報と結合することによって局所認
証ストリングを形成するステップと、 局所ハッシュ認証ストリングを形成するために、前記局
所認証ストリングをハッシュするステップと、 前記局所ハッシュ認証ストリングを、第１ハッシュ認証
ストリングと比較するステップとからなることを特徴と
する、通信チャネル開設方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US759311 | 1991-09-13 | ||
| US07/759,311 US5153919A (en) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | Service provision authentication protocol |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06195024A true JPH06195024A (ja) | 1994-07-15 |
| JP2675494B2 JP2675494B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=25055188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4267811A Expired - Lifetime JP2675494B2 (ja) | 1991-09-13 | 1992-09-11 | 通信チャネルを開設するための認証方法および移動機 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5153919A (ja) |
| EP (1) | EP0532231B1 (ja) |
| JP (1) | JP2675494B2 (ja) |
| DE (1) | DE69231327T2 (ja) |
| FI (1) | FI108689B (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010004469A (ko) * | 1999-06-29 | 2001-01-15 | 이계철 | 통신시스템에서 공개키를 이용한 인증 및 키 일치 방법 |
| KR100474419B1 (ko) * | 2002-11-13 | 2005-03-11 | 에스케이 텔레콤주식회사 | 유무선 통신망에서 무선 통신 단말기의 인증/과금 시스템및 방법 |
| KR100807913B1 (ko) * | 2001-09-12 | 2008-02-27 | 에스케이 텔레콤주식회사 | 이동 통신 시스템에서의 공개키 기반 인증 방법 |
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| US7386299B2 (en) | 2001-03-02 | 2008-06-10 | Fujitsu Limited | Mobile communication system and apparatus constituting same |
| KR100842261B1 (ko) * | 2006-11-08 | 2008-06-30 | 한국전자통신연구원 | Ｃｄｍａ 방식의 이동통신 시스템을 위한 해쉬 알고리즘을이용한 데이터생성방법 |
| WO2013005730A1 (ja) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車載ネットワークシステム |
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