JPH11285080A - 加入者識別モジュ―ルと無線通信移動端末との間の情報転送方法、および対応する加入者識別モジュ―ルおよび移動端末 - Google Patents

加入者識別モジュ―ルと無線通信移動端末との間の情報転送方法、および対応する加入者識別モジュ―ルおよび移動端末

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JPH11285080A
JPH11285080A JP11016270A JP1627099A JPH11285080A JP H11285080 A JPH11285080 A JP H11285080A JP 11016270 A JP11016270 A JP 11016270A JP 1627099 A JP1627099 A JP 1627099A JP H11285080 A JPH11285080 A JP H11285080A
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フレデリツク・バニエ
Anna-Gaelle Lelong-Gilbert
アンヌ・ガエル・ルロン−ジルベール
Pascal Hubbe
パスカル・ユベ
Christophe Choquet
クリストフ・シヨケ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加入者識別モジュール（１０）と無線通信シ
ステムの局を構成する移動端末（２０）との間の情報転
送方法を提供すること。 【解決手段】 前記モジュールと前記端末との間で転送
された情報の少なくとも一部は暗号化により保護され
る。加入者識別モジュール（１０）ならびに移動端末
（２０）は、システムに固有の変化データ（ＴＩＭＥ）
でその少なくとも一部が構成されるキーを使用する暗号
化手段（１８）を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の分野は、無線通信シ
ステム、特に「ＧＳＭ」（英語の「ＧｌｏｂａｌＳｙｓ
ｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ
ｉｏｎｓ」）や「ＤＣＳ」１８００（英語の「Ｄｉｇｉ
ｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍ」）などのシ
ステムの分野である。ただしこれらに限定されるもので
はない。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、このようなシステムでは、ユ
ーザは、通常「ＳＩＭ」カード（ＧＳＭ規格における英
語の「Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉtｙ Ｍｏ
ｄｕｌｅ」）と呼ばれる加入者識別モジュールと協働す
る移動端末で構成される移動局を介して通信する。
【０００３】勧告ＧＳＭ１１．１１は、無線通信網によ
り提供されるサービスに関するデータを加入者識別に関
するデータと同様にＳＩＭカードのメモリ領域内に記憶
することを推奨している。
【０００４】欧州電気通信規格「ＥＴＳ」（英語の「Ｅ
ｕｒｏｐｅａｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
Ｓｔａｎｄａｒｄ」）は、加入者識別モジュールと移
動端末の間のインタフェースを規定している。
【０００５】勧告ＧＳＭ１１．１１および１１．１４に
よれば、ＳＩＭカードの使用に関する一式のコマンドを
使用する。これは英語で「ＳＩＭ Ａｐｐｌｉｃａｔｉ
ｏｎＴｏｏｌｋｉｔ」と呼ばれ、以下ＳＩＭコマンドセ
ットと呼ぶ。このＳＩＭコマンドセットは、移動端末と
これに関連付けられたＳＩＭカードの間の通信セッショ
ン中に使用できる一組のアプリケーションとこれに関連
付けられた手順を集めたものである。
【０００６】通常、ＳＩＭカードは、移動局を個人化す
るためのチップカードである。実際、紛失または盗難の
危険性が高く、不正使用につながる可能性のある可搬移
動端末の場合には、移動局の個人化が必要である。
【０００７】このような不正使用の危険性を制限するた
めにユーザに提供された解決方法は、ユーザが移動端末
から離れる時にはいつでも移動端末から取り外すことが
できる取り外し可能ＳＩＭカードを使用することであ
る。ＳＩＭカードがない場合、移動端末は、限られた種
類の通信、特に非常通信しか行うことができなくなる。
【０００８】しかしながらこの措置では問題は完全には
解決しない。移動端末を所有する不正使用者は、移動端
末とＳＩＭカードの間で定期的に交換されるメッセージ
を場合によっては傍受した後で、この移動端末の不正使
用のために通常移動端末に関連付けられたＳＩＭカード
をシミュレートすることが依然として可能である。
【０００９】特に、いわゆる「プリペイド」カードが販
売されるようになってからはこのような不正使用は脅威
になっている。実際、ある局がこのようなカードを含む
と（不正に）認識された後、通信時間はカードに含まれ
た支払済勘定に記入されると考えられるので、局の使用
は自由になる。プリペイドカードから記入される支払済
勘定の場合でも状況は同じである（不正はその場合勘定
の記入である）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、どんな不正
をも起こり得なくなるほど困難にするようなこの問題に
対する解決方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的のために、本発
明はしたがって、加入者識別モジュールと、無線通信シ
ステムの局を構成する移動端末との間の情報転送方法を
対象とする。本発明によれば、前記モジュールと前記端
末との間で転送された情報の少なくとも一部は、前記モ
ジュール内ならびに前記端末内で使用されるキーによる
暗号化により保護される。このキーの少なくとも一部は
システムの周期変化データにより規定される。
【００１２】本発明によれば、周期変化データは、無線
通信システムに固有のクロック機能である。
【００１３】前記キーの少なくとも一部は移動局に固有
の他のデータにより規定されることが好ましい。
【００１４】また、前記キーを規定するデータは、暗号
化により保護される情報の各転送の際に前記モジュール
内ならびに前記端末内に集められることが好ましい。
【００１５】本発明はまた、それぞれ前記暗号化情報転
送方法を適用できるようになされた移動端末およびＳＩ
Ｍカードを対象とする。
【００１６】本発明の他の特徴および利点は、非限定的
例として示し、添付の図面を参照して行う本発明の実施
形態についての以下の説明を読むことにより明らかにな
ろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下の説明は、ＧＳＭ規格による
無線通信システムの特別な場合における本発明の適用に
関するものである。当業者であれば、上記で示した原理
を、既に述べたＤＣＳ１８００システムだけでなく、他
の種類の無線通信システムにも拡げることができること
は明らかである。
【００１８】図１は、特に接続接触領域１２と半導体チ
ップ１３とを担持するサポート１１で構成されるＳＩＭ
カード１０の実施形態の全体図である。半導体チップは
特に、送信ユニット１６を介して接触領域１２が接続さ
れる双方向バス１５に結合されたデータ処理手段１４
（通常はマイクロプロセッサ）ならびにメモリ１７を含
む。暗号化ユニット１８は送信ユニット１６に結合さ
れ、メモリ１７は暗号化情報に割り当てられた領域１９
を備える。
【００１９】通常、メモリ１７は、ＳＩＭカード１０を
内蔵する移動局を利用できるようにする電話加入に関連
するデータ、ならびにマイクロプロセッサ１４の動作に
必要なプログラムが記憶された固定メモリ１７１を備え
る。これらのデータは、無線通信網のオペレータまたは
営業担当者によってそこに記憶することができ、通常、
固定的性質を有する。しかしながら、一部のデータは、
マイクロプロセッサ１４の特別な作用により変更可能で
あり、従って半固定的性質を有する。メモリ１７はま
た、ＳＩＭカード１０が挿入された移動端末からのデー
タ、ならびにマイクロプロセッサ１４により実行される
処理により得られたデータを記憶するためにマイクロプ
ロセッサにより使用される作業メモリ１７２を含む。後
者のデータの一部は移動端末に送信されなければならな
い。後で図５を参照すればわかるように、メモリ領域１
９は、固定メモリ１７１と作業メモリ１７２との間に分
布することが好ましい。
【００２０】最初は非活動状態のＳＩＭカードの一般的
な動作形態は、移動端末によりセッションが上で述べた
ＳＩＭコマンドセットに従って開始され、その結果接点
面１２および送信ユニット１６によりマイクロプロセッ
サ１４にデータが送信されることである。これに応答し
て、マイクロプロセッサ１４はメモリ１７と関連して、
固定メモリ１７１からのプログラムを実行して、移動端
末から供給されたデータを作業メモリ１７２内に記憶
し、これらのデータを処理し、作業メモリ１７２内に記
憶される処理結果を用意するために固定メモリ１７１か
ら他のデータを取り出す。この範囲内で、マイクロプロ
セッサ１４はまた、メモリ１７２内に用意された結果の
データを送信装置１６を介して移動端末に転送させる。
これらのデータ転送は、場合によっては多数になること
があるが、この転送が終了すると、セッションは終了
し、ＳＩＭカードは再び非活動状態になる。
【００２１】本発明によれば、カードは、暗号化ユニッ
ト１８および暗号化情報記憶領域１９を追加することに
より、上で述べたデータ転送が暗号化により保護される
ようになされる。暗号化技術はよく知られており、ここ
では説明しない。暗号化技術では、暗号化ユニット１８
内で機密暗号化データであるキーと送信すべきデータと
を結合して、キーを有する人以外の誰かが逆の作業、す
なわち元の情報を再生する解読を行うことが難しい一連
の信号を生成する必要がある。キーは、マイクロプロセ
ッサ１４により用意することができかつバス１５により
暗号化ユニットに伝達することができるキー情報によ
り、暗号化ユニット１８内で生成される。これについて
は、図３を参照して行う本発明の情報転送手段の説明の
範囲内で以下で説明する。
【００２２】図２は、双方向バス２２を介して端末の他
の手段を制御する、メモリ２３に結合されたデータ処理
手段２１（通常はマイクロプロセッサ）を備える移動端
末２０の一実施形態の全体図である。
【００２３】マイクロプロセッサ２１は特に、それぞれ
スクリーン２８、キーボード２９、およびマイクロフォ
ン／スピーカアセンブリ２１０とのインタフェース装置
２４から２６を制御する。特に、マイクロプロセッサ
は、端末に挿入されたＳＩＭカードの接触領域に電気的
に接触する接触素子ブロック２１１に結合された送信装
置２７を制御する。さらに、本発明によれば、暗号化装
置２１２は送信装置２７に結合され、メモリ２３は、暗
号情報に割り当てられた場所２３１を備える。
【００２４】この移動端末２０の動作については、本発
明の範囲から逸脱するので説明しない。移動端末は、Ｓ
ＩＭカード内に記憶されている情報を使用すると言えば
十分である。移動端末のマイクロプロセッサ２１は、図
１に関する説明で規定した範囲内で、上で述べたＳＩＭ
コマンドセットに従ってセッションを開始し、その結果
送信装置２７および接触素子ブロック２１１により双方
向へデータが転送される。
【００２５】本発明によれば、移動端末は、既に上で述
べたように、暗号化装置２１および暗号化情報記憶場所
２３２を追加することにより、データ転送が暗号化によ
り保護されるようになされる。
【００２６】図３は、図１のＳＩＭカードなどの加入者
識別モジュールと、図２などの無線通信移動端末との間
の情報転送方法における本発明の一実施形態を示す図で
ある。
【００２７】例えば、発信呼び出しのためにユーザがそ
のキーボード２９のキーを押したところであるという場
合を想定する。ユーザが最後に確認キーを押すと、呼び
出しが許可されているか否か、またプリペイドカードの
場合、残っているクレジットが呼び出しに十分であるか
どうかを調べるために端末がＳＩＭカードに警告する。
【００２８】第一ステップ３１で、移動端末は呼び出し
制御セッションのためにＳＩＭコマンドセットを使用す
る。このセッションは複数の部分を含む。第一部分ユー
ザ入力は、ＳＩＭカードの活動化と、移動端末からＳＩ
Ｍカード（より正確にはカードのマイクロプロセッサ）
への図４に示すメッセージ４１の送信とを含む呼び出し
ステップ３１から始まる。このメッセージは、メッセー
ジがＳＩＭコマンドに属することを確認するデータＳＴ
と、セッションの種類（ここではユーザ入力）を確認す
るデータＴＳと、メッセージがセッションの第一メッセ
ージであることを確認する情報Ｓと、最後にデータＴＩ
ＭＥとを含む。このデータＴＩＭＥは、無線通信システ
ムに固有の時間と共に変化する情報であるので、このデ
ータを作成するための手段を備える必要はなく、移動端
末内で端末が既に他の目的のために含んでいる装置から
このデータを読み取るだけでよい。この情報は「ＧＳＭ
クロック」と呼ばれる時間情報であることが有利であ
り、ＧＳＭシステム内ではよく知られ、ＧＳＭ規格の勧
告０５．０２および０５．１０により規定された要素Ｔ
１、Ｔ２、Ｔ３を含む。勿論ステップ３１は、ＳＩＭカ
ード内でのこのメッセージの受信も含む。このステップ
は暗号化なしで実行される。すなわち、移動端末の暗号
化装置２１２およびＳＩＭカードの暗号化ユニット１８
は活動状態ではなく、従って送信には関与しない。
【００２９】このメッセージを送信することにより、図
５に示す形で暗号化キーを計算するキー計算ステップと
呼ばれるステップ３２に進む。より詳細には、図５はＳ
ＩＭカード内でのこの計算の実行に関するが、移動端末
でも同じ計算が行われることがわかるだろう。固定メモ
リ１７の領域１７１．１は母キーＣＭを含む。母キーは
製造者またはオペレータに固有のものであり、電話加入
に関連する別のデータと同時に記憶される。固定メモリ
１７の別の領域１７１．２は情報ＩＭＥＩ（ＧＳＭシス
テムの用語における英語のＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
ＭｏｂｉｌｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｄｅｎｔｉｔ
ｙ）を含んでいる。これは、上に示したように加入の申
し込みの際にカードに記憶される、移動端末に固有の番
号である。最後に、ステップ３１で、作業メモリ１７２
の領域１７２．１にデータＴＩＭＥが一時的に記憶され
る。これら三つの要素は結合装置５１内で結合され、５
２でキーＣＳの生成情報が発生する。結合装置５１は、
暗号化ユニット１８内に配線し、マイクロプロセッサが
上記三つの要素をユニットに送るようにするか、または
マイクロプロセッサ１４により実行されるようにプログ
ラムすることもできる。その場合、マイクロプロセッサ
は、情報ＣＳを暗号化ユニット１８に直接供給する。
【００３０】詳細に説明する必要はないが、上記と並行
して、移動端末内で同じプロセスが実行され、メモリ２
３の２３１にまとめて示した場所は同じように上の三つ
の要素を含み、これら要素を図５に従い結合して、最後
に暗号化装置２１２内で使用できるキー生成情報を発生
する手段が備えられる。
【００３１】次に、ＡＲステップ３３で、基本的にＳＩ
Ｍカードにより暗号化送信の実施命令を含む承認信号を
移動端末に送る。その結果、送信ユニット１６または送
信装置２７と、発信元または宛先の要素、すなわちＳＩ
Ｍカード内のマイクロプロセッサ１４またはメモリ１７
２、移動端末内のマイクロプロセッサ２１またはメモリ
２３との間のデータ伝送路内に置かれる端末／ＳＩＭカ
ードインタフェースを介して双方向に送信されるデータ
に関して、暗号化ユニット１８および暗号化装置２１２
が同時に活動化する。
【００３２】この時点以降、送信１、．．．、送信Ｎス
テップ３４．．．、３５で、データを暗号化された形で
送信する。ＳＩＭカードに関連する送信は、接触領域１
２または接触要素２１１で傍受された場合でも利用でき
ない。また、送信を不正にすることはできない。このよ
うにして本発明の目的が達成される。
【００３３】キー生成情報は、ＳＩＭカード内でも移動
端末内でも同じであり、暗号化ユニット１８内でも暗号
化装置２１２内でもフィードバックシフトレジスタなど
キー生成装置内で使用され、発信端における暗号化に使
用されるキーと、受信端における解読に使用されるキー
の同じ２つのキーを生成する。
【００３４】図３には、ユーザ入力データ転送に関す
る、既に説明したステップ３１から３５の後に、呼び出
し設定転送が示されている。この転送は、ＳＩＭコマン
ドセット内で含まれた転送のうちの一つであり、呼び出
し許可済ステップ３６は、ステップ３１により規定され
た呼び出しが許可されたことを示すメッセージの暗号化
送信を含む。その結果、当該の呼び出しが実際に移動端
末によりＧＳＭシステムに従って送信される。これと並
行して、別のテキスト表示転送の表示ステップ３７で、
進行中の呼び出し操作に対応するテキストを移動端末の
スクリーン上に表示するよう指令する。セッションの終
了時、終了ステップ３８で、暗号化ユニット１８および
暗号化装置２１２が非活動化される。前に使用されたキ
ーは適用できなくなる。セッションが終了する。別のセ
ッションは上で説明したセッションのモデルに基づいて
実行されなければならない。
【００３５】上記の説明により、特許請求の範囲におい
て規定されたような本発明の範囲から逸脱することなく
多数の変形形態が得られることは明らかである。特に、
キーの構成はシステムに依存する変化情報を含むので、
異なっていてもよい。従ってＩＭＥＩ番号は、加入に固
有であってＳＩＭカード内でも移動端末内でも使用でき
る別の番号に置き換えることができる。ＧＳＭクロック
の代わりにシステムの別の変化情報（基地局の距離、送
信レベルなど）を使用することができる。キーの生成情
報の使用方法が異なっていてもよく、例えば、カードの
マイクロプロセッサおよび端末は、ユニット１８または
装置２１２などの専用装置の代わりに、暗号化を全て引
き受けることができる。同様に、計算キーの実施は、Ｓ
ＩＭコマンドセットのセッションに基づいて行われる。
勿論、当業者にとって可能な作業により、単一の転送、
あるいは端末の全動作時間など、別の基準を採用するこ
とが可能である。事実、上で説明した例は、意図した用
途における好ましい解決方法を示しているに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による加入者識別モジュールの一実施形
態の図である。
【図２】図１の加入者識別モジュールと協働するように
なされた本発明による移動端末の一実施形態の図であ
る。
【図３】本発明の情報転送方法の一実施形態の簡略フロ
ーチャートである。
【図４】図３の方法の範囲内で移動端末から加入者識別
モジュールに伝送されるメッセージを示す図である。
【図５】図１の加入者識別モジュール内で暗号化キーを
得ることができる手段を示す図である。
【符号の説明】
１０ ＳＩＭカード １１ サポート １２ 接続接触領域 １３ 半導体チップ １４ データ処理手段 １５ 双方向バス １６ 送信ユニット １７ メモリ １８ 暗号化ユニット １９ メモリ領域 ２０ 移動端末 ２１ データ処理手段 ２２ 双方向バス ２３ メモリ ２４、２５、２６ インタフェース装置 ２７ 送信装置 ２８ スクリーン ２９ キーボード ４１ メッセージ ５１ 結合装置 １７１ 固定メモリ １７１．１、１７１．２ 固定メモリの領域 １７２ 作業メモリ １７２．１ 作業メモリの領域 ２１０ マイクロフォン／スピーカアセンブリ ２１１ 接触素子ブロック ２１２ 暗号化装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パスカル・ユベ フランス国、75014・パリ、リユ・ブレザ ン・７ (72)発明者 クリストフ・シヨケ フランス国、75015・パリ、リユ・ビクト ール・デユリユイ・３

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加入者識別モジュール（１０）と、無線
    通信システムの局を構成する移動端末（２０）との間の
    情報転送方法であって、前記モジュールと前記端末との
    間で転送された情報の少なくとも一部が、前記モジュー
    ル（１０）内ならびに前記端末（２０）内で使用される
    キー（ＣＳ）による暗号化により保護され、このキー
    （ＣＳ）の少なくとも一部（ＴＩＭＥ）が前記システム
    の周期変化データ（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）により規定され
    ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 周期変化データ（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）
    が、無線通信システムに固有のクロック機能であること
    を特徴とする請求項１に記載の情報転送方法。
  3. 【請求項３】 キー（ＣＳ）の少なくとも他の一部が、
    移動局に固有のデータ（ＩＭＥＩ）により規定されるこ
    とを特徴とする請求項１または２に記載の情報転送方
    法。
  4. 【請求項４】 前記キー（ＣＳ）を規定するデータが、
    暗号化により保護される情報の各転送の際に前記モジュ
    ール（１０）内ならびに前記端末（２０）内に集められ
    ることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記
    載の情報転送方法。
JP11016270A 1998-01-26 1999-01-25 加入者識別モジュ―ルと無線通信移動端末との間の情報転送方法、および対応する加入者識別モジュ―ルおよび移動端末 Pending JPH11285080A (ja)

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FR9800771A FR2774238B1 (fr) 1998-01-26 1998-01-26 Procede de transfert d'information entre un module d'identification d'abonne et un terminal mobile de radiocommunication, module d'identification d'abonne et terminal mobile correspondants
FR9800771 1998-01-26

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US (1) US6504932B1 (ja)
EP (1) EP0932317B1 (ja)
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CN (1) CN100391146C (ja)
AU (1) AU745627B2 (ja)
CA (1) CA2258221A1 (ja)
DE (1) DE69925391T2 (ja)
ES (1) ES2243039T3 (ja)
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