TWI277330B - Tokens/keys for wireless communications - Google Patents

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TWI277330B
TWI277330B TW093136208A TW93136208A TWI277330B TW I277330 B TWI277330 B TW I277330B TW 093136208 A TW093136208 A TW 093136208A TW 93136208 A TW93136208 A TW 93136208A TW I277330 B TWI277330 B TW I277330B
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Alain Charles Louis Briancon
Akin O Kumoluyi
Alan Gerald Carlton
Kiran Kumar S Vanganuru
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1277330 九、發明說明： 發明範疇 本發明大體上關於無線通信。特定言之，本發明針對憑證/金鑰在此 等通信的使用。 發明背景 無線系統就許多方面來說是敏感的。此等敏感性隨著新的無線技術成 長普及而提高。讓個別使用者直接相互通信而無須使用中間網路節點的 ad-hoc網路對於使用者及網路造成新的敏感性。此等敏感性可被分類成、、可 信度（trust)”、、、權利（rights)〃、、、身份識別（identity)〃、、、隱私權 (privacy)”、及、、安全性（security，相關議題。 可信度〃係指對於在此等系統中聯絡之資訊是否會被分享的保證。 舉例來說，一無線使用者可能想要知道一份通信係發自一可信來源且係利 用可信通信節點發送。-ad—hoc網路中的使用者可能對於通信係、經由一駭 客（haCker)之具備封包發覺軟體（Packet sniffing S0ftware)的無線 裝置傳遞-無所悉。此外’在使用隧道技術（tunneling)的條件下，傳遞 通信之中間節點對於無線使用者來說可能是透明的。 推利”權利管理”）係指資料的控制。舉例來說，一無線使用者 可能在—無線純巾僅有有限侧。但絲該使用者與-具有較高權利之 第二節點串通（蓄意或不知不覺地）’該使用者可能得到超乎該使用者被容 許之權利的權利。 、、射係指與無線使用者之身份識別有關的控制。舉例來說， 1277330 一惡意無線裝置可能嘗試以使用_無_路之—有授權使用者之身份的方 式假破匕㈣有有授祕时而麵該無、_路。、私權〃係指維持個 人貝料及上下文的私。一無線使用者不會想要其他人知道他/她上過哪 些網站、特默曾對這些網站發過哪些資訊（譬如財務、醫療等）。、、安全 丨係^貝料及上下文的安全性’譬如防止—無授雜體存取—無線使用 者的資訊。 為降低無線網路的敏感性’諸如連線等效私密⑽）、wi_Fi受保護 存取⑽）、可擴展認證協定⑽）及GSM型加密等技術被使用。雖說這 些技械供__咖，餘前述可終終射刪、隱私權及 安全性各方面仍是敏感的。舉例來說，雖說_特定無線通信節點可能具有 與一無線使用者通信的正猶金餘，該使用者可能不知道他/她是否能''相 信a該節點。 此外 用到足些麵之使用者的認證通常發生在驗堆疊的較上層。 '譬如阻斷服務攻擊及其 此即使確有這些控制，一惡意無線使用者或骇客可能會對通信堆疊有 些（雖然有限）的存取。此存取造成一些弱點 他 獨特-Γχ印/姆以了交信及/或安全性目的用來對媒體添加元資料或 立貝。為她無線通信的這些敏紐，敏產钱在浮水印、 、旱及加猞當中的不同憑證/金鑰。 發明概述 證/金鑰被用於浮水印、簽 產生供無線通信用的憑證/金錄。此等憑 I277330 章、加密及其他用途。在一實施例中，利用傳輸接收單元（TRU)特有資訊 產生憑證/金鑰。此等憑證/金鑰可為直接從TRU特有資訊導出。TRU特有資 衹可為連同其他資訊使用以導出憑證/金鑰。憑證/金鑰可在TRUs之間交 換°此等憑證/金鑰之交換可為經加密的。 囷式簡單說明 圖1疋一 TRU特有憑證/金餘產生之簡化流程圖。 圖2是一改變憑證/金鑰產生準則之簡化流程圖。 圖3是一正在交換憑證/金鑰之二個傳輸/接收單元的簡圖。 圖4是一浮水印施加裝置的簡圖。 圖5是一簽章插入裝置的簡圖。 圖6是一加密裝置的簡圖。 圖7是一具備多個信任區之安全網路的示意圖。 圖8是一在信任區之間轉接的簡化流程圖。 圖9疋-以雙燈顯示器實施例表示之安全性/可信度指示器的圖例。 圖ίο疋贿型顯不器實施例表示之安全性/可信度指示器的圖例c 圖是-以多維度圖實施例表示之安全性何信度指示器的圖例。 較佳實施例詳細說明 文中無線傳輸/接收單兀（麵）非紐性包含一使用者設備、 移動站、固接或移動的用戶單元、呼叫器、站伽）或任何其他能夠在〆 無線環境中_之_繼必文t，梅細性包含β節點 1 1277330 (Node-B)、_破制11、存取點或—無線環境巾之任何其他類型介接裝 置。下文所述傳輸/接收單元（TRU)包含一 WTRU、基地台或_有線通作裝 置。 "、 圖1是-以TRU特有型内容為基礎產生憑證/金鑰的簡化流程圖。一 開始，產S TRU特有型資訊，步驟2〇。TRU特有資訊是則所特有的資訊， 譬如實體層資訊、容量、上下文資訊、設備/效能資訊、TRU身份資訊等。 利用TRU特有型資訊，導出TRU特有型憑證/金鑰，步驟22。特有資訊 可與其他資訊（包含其他TRU特殊資訊及非棚特有資訊，譬如公瑜/私输、 曰期時間、場所等）結合以產生憑證。 在-實施例中，單獨或是與其他資料結合的測特有資訊被轉換成一 N位元向量。向量内之位元數量N較佳係以憑證/錄之特殊顧為基準。 得利用不同技術產生該向量。資訊可被直接轉換成憑證，或者可利用多種 編碼技術當中任-種技術將資訊轉換成憑證/金鑰。將依此得到的憑證/金 鑰用於產生浮水印、簽章插塊、加密或其他用途，步驟24。 產生一向量之特殊實施例包含雜湊/壓縮。若是想要一固定長度的憑 證/金餘，如果欲被用於產生-憑證之資訊尚未處於一触格式（譬如位 元），則將該資訊轉換成此類數位格式。彳一些資訊可能必須被轉換成數位 貢訊、譬如類比值（例如硬體非線性的值）。一雜湊演算法接收這些位元且 將這些位元轉換成-固定長度（譬如長度N)的向量。此外，可採用其他壓 縮技術。在-實施例中，在所有憑證/金餘起源資訊都已被轉換成數位形式 後，將該資訊串連起來並通過-速率匹配裝置以達成—期望長度或長度範 9 1277330 /、二aS „且/金餘產生資讯可能必須在憑證/金输產生前已經轉換其格 式。舉例來說’圖形或超文件可能必須利用一格式轉換作業轉換。就超文 件來說其可被轉換成ASC，或者就圖形來說可使用—魏檔譬如⑽H TIF之值，或者可從特定圖形資料導出一檢查值、譬如—循環冗餘瑪。
™特有資訊其中-種是與TRU使用者有關的資訊。—使用者可輸入 一代稱、密碼或個人識別碼⑽）做為丽特有資訊。另—選擇，由使用 者選擇隨後魏其他練結合的憑證材。可糊與使財所屬社群網路 相關的社群資訊做為通特有資訊。此f訊包含使用者的喜好和厭惡以及 與該社群網路有關的資訊。此資訊可為由使用者輸入或是被存儲在或
I路内。可利關人之生物浙讀數做為丽特有龍。可捕捉使用者周 k及使用者自身賴境譬如使用者的心情、使用者走過的路、規則、使用 者控制T__式、網際網路偏好設定、網頁愛好⑽_rites) 及網路餅乾kies)。可·在通裝置外部之__物體產生珈特有資 訊。此等裝置包含麵⑽賊、信时/借方卡制卡、_序列匯 排(USB)裝置或其他外部裝置。使用者特有憑證之使用使得要在沒有特 徵行為的情況下較易於做決定。 另-種™特有資訊是與相關之硬體/軟體資訊有關的資訊。硬 體/軟_包含硬_識_、、硬敝件之非線性特 1 ” SIM/USIM卡有關的錢（譬如存儲在_sim/腿上的資訊）以 及來自—安全晶片的資訊。其亦可包含軟體作«統、軟體版本編號、剩 11 4 1 » 1277330 餘自由記憶體（RAM及ROM)、晶片製造商識別咨刺 嗎]貝枓、及晶片整合商識別資 料。此資訊亦包含射頻（射頻頻道數量和頻帶、 頊f)、類比數位轉換器、數位類 比轉換器及解調變器相關資訊。從這些參數宴山^ 一 默導出之魏可絲始值、平均 值、標準偏差值、變異（variance)、極小佶成 值峰值以及峰-均值。其他硬 體/軟體資訊關於™之演算法以及内部狀態機器資訊呵利用鶴供” 資訊產生憑證，譬如流過電源供應器的電流或是此電流的變化以及測量電 流-時間關係或是以一時間函數測量電流。亦 丌了引用絕對值或百分比的剩餘 電池電力產生憑證。 硬體/軟师訊可包含複合錢之資訊，譬如組合式有線及無線裝 置。可將有關於有哪些裝置連接、這些裝置之硬體/軟體、裝置間之通信協 定的資訊用於金鑰產生。此外，可將有關於# 晴虛擬_、譬如施及/或裝 置之一組合的資訊用於憑證/金鑰產生資訊。 另-種TRU特有資訊是時間相關資訊 此種日守間貧訊包含TRU内之區 域產生時間、NIS導出時間、網路導出時間 卜邛日守間參考（譬如來自一衛 星）、日/夜資訊、早晨/午後/傍晚/夜間資訊、目前時區、及一埋設在通 内的原子鐘。時間資訊可為相對的，譬如高網路使用率之時間或是高/低干 擾時間。日期貧訊包含月、日、年、年内 k日數、年内剩餘日數、閏年 或非閏年、生期表、平曰或週末或假曰。 另-種·特有憑證/金鑰是由取得的量測。峨術包含多路 徑分析、天線相關資訊、通傳輸功率位準、接收功率位準（譬如針對一信 標或廣播頻道）、路徑損失、傳輸/接收信號之非線性（譬如接收信號之一 12 !27733〇 非線性指數）、其他非線性（譬如溢出能量）、帶外漏洩信號特性、通帶失 真特性、溫度（外界或TRU)以及吸收特徵的變化。為測量此等值當中一些 值，另一TRU可發送一參考信號（信標、導頻、廣播頻道、報頭或midamble) 以使此等量測被取得。參考信號可為一既存於無線系統内之信號（譬如一 L“、導頻或廣播頻道）’或者其可為專門針對此等量測傳輸的（譬如一專 用報頭）。供用於產生憑證/金鑰之量測相關資訊包含當塊誤差/位元誤差發 生時之一指標。 可將有關於多路徑的資訊用於憑證/金鑰產生。多路徑資訊可包含多 路徑位置、此等多路徑位置之間的距離、路徑數量以及路徑之相位/振幅。 另一相關憑證/金鑰是多路徑資訊之變化率。此等參數當中任一者之一戲劇 性變化代表一潛在問題、譬如假冒身份（Sp〇〇fing)。其他多路徑資訊為信 號-干擾Λ呆訊比（SINR)量測、譬如總量及每路徑的量，以總能量為基準 的SINR ’資料頻道的SINR，先導頻道的SINR、不管一視線多路徑分量是否 出現在多路徑分佈當中，均方根（RMS)多路徑擴展、多路徑叢（長度、能 ϊ等）、多路徑叢之間的距離、第一與最後多路徑分量之間的距離以及頻道 響應的長度。多路徑準則之一變化是一入侵者之一可能跡象。多路徑及/或 干擾的突然變化可能代表著有一入侵者存在且需要加強安全性。 有關於天線之資訊包含天線模式（波束）、天線重量、天線元件間之 延時、天線間隔、天線硬體資訊、天線狀態（定向或全向）、天線組態、天 線交換率、天線操控一致性、天線交互關聯以及空間分佈之特性。其他天 線相關資訊包含到達或接收信號之角度、在複數個天線上觀察到之特徵之 13 1277330 間的相似/差異處（供憑證/金鑰產生之用的一既有特徵/報頭或特殊報頭） 以及這些參數當中任一參數的變化率。 位置資訊包含GPS座標、對另- 的距離、到達時間差和到達資訊 時間、對網路的距離、網路間的距離、經度/緯度、海拔高度、連線的邏輯 位置、RSSI導出位置量測、到達角度、到達時間、到達時距及以感測器為 準的位置量測。測得位置（由網路或其他非TRlJ裝置測量）與一 TRU報止 之位置的相關性亦可為一認證指示。速度型資訊與位置資訊類似，譬如來 源/目的地、方向、相對速度（包含都卜勒平均值及多路徑/符號擴展）以 及移動向量。速度可為TRU自身的速度、二個或更多TRUs之間的相對速度 或是另一 TRU或物體的速度。位置資訊亦可為棚所在區域，譬如在校園 内/外、市區/郊區環境、城市/鄉鎮、州/省以及郵遞區號。位置/速度資訊 可為由TRU或是一與TRU連接或聯絡之裝置提供。 呈現TRU之實體環境的另一技術是使用一模型。模型係依據許多實體 環境資訊且很可能還依據其他資訊來選擇。利用觀測方式決定模型的參 數。利用此模型導出憑證/金鑰。此外，其他實體環境資訊為其他TRUs或 裝置在該TRU周遭的存在以及察覺到該TRU的其他TRUs/裝置。其他實體環 境資訊可為在相同重疊涵域譬如供一多模裝置使用的附加服務。 此外，TRU特有資訊可包含有助於對另一 TRU之傳輸的資訊，譬如控 制乜號及其他資汛。此資訊包含來自較上層堆疊的元資料、協定參數、 傳輪功率控制資5孔、傳輸格式組合指示器（tfci)、串流視訊的參數、資源 配置貧訊、路由排定資訊、偶然資料以及其他信號控制資訊。 14 1277330 在控制之-態樣巾，—输金鑰可控制物 證/金鑰甚至可為X _、再Μ /人 ^ ^ 新Mm證/金射確認應當採取-金=日金料-較純低安錄之驗/麵的城。控制憑證/ 日财再產❹少紐/麵，細顯、證/金鱗合之—分層結構、 結構的指 此谢之合集（‘）或交集（▲咖）以及此等集合之關係和 不 可利用憑證/金鑰區分-群珊s或使用者與他者。此群可為使用者所 屬之-群或是以無線網路特f或偏好為基準之_群，譬如具備相似硬體、 無娜、或位置/方向/海拔高度之職的—群。此咖/金餘係從此 群貧訊導出。 。此TRU有效地認 為加速一整群TRUs的授權，一 TRU可當作一閘道 證這整群而不是由每一 TRU各自認證自身。
™特有憑證/金鍮的使用是正合所需的。由於憑證/金鑰係從與一特 定TRU相關的資訊導出，得利用憑證/金鑰值本身做為附加安全性量度。舉 例來說’―利用一硬體編號導出之憑證/金鑰得經-網路或查驗以靖 該硬體編號是硝-較棚-致。同樣舉例來說，得在經過一段時間後 複查-利驗置資鱗出之憑證/金軌麵該使用者未曾移動、譬如在數 百毫秒中轉-公里即表示有人假胃該使用者。此證/金鑰的使用亦容 。午無空隙的位置轉移、控制父彳§、上下文察覺以及路由排定資訊。此等辱、 證/金鑰的使職财更_人侵和不尋常行如貞取及提高的安全性。 較佳來說，將多個憑證/金鑰產生資訊的來源結合以形成憑證/金鑰， 15 1277330 S > 但就極低安全性來說可能不使用憑證/金矯或是只使用單—來源的㈣厂 鍮。結合資訊以形成金錄的技術為複合、資料人 ^ 貝才十融口氣奏、過濾、後期處 理、同構和多態結合以及模型參數估計。視結合技術而定，可能需要進行 速率匹配以達成一期望憑證/金餘長度或長度範圍。 為導出結合憑證/金鑰的相，可使用不同技術。有一種技術為—固 定技術’其中針對-已知安全等級決定某些組合或組合之集合。另二種技 術是以演算法為基準的技術4此等技術中 卜卜 秀异法或一組預 定演算法導出憑證/金鍮。另-種技術是以規則為基準的準則。在以規則為 基準的準射組賴建立_來導出憑證/金鑰崎訊組合。另— 種技術是丽間憑證/金鑰準則交信選擇。利用TRU間交信，二個或更多職 對於組合準則取得共識。蕭間交信正合所需，因為其容許—獲得其為3 查驗/認證目的所需要的資訊。舉例來說，_憑證/金鑰可為從有關於軟體、 硬體及實體層量測之資訊導出。此—憑證會難以假冒且可在網路内或由另 - TRU予以部分查驗。舉例來說，一假冒篇的憑證可能複製—有授權使 用者的正確硬體編號。然該假冒無法複製有授權使用者之—軟體版本 編喊。又’為了加強安全性，可侧來自丽之—安全部分及—不安全部 刀的貝喊生-憑證或金鑰。此外，可利用從一外部裳置（譬如從一公正 第三者）產生之憑證/金鑰以產生憑證/金鑰的一部分。此資訊對於一益授 權個體來說是難以造出的。 可使用觸發器搭配任-上述技術。觸發器指出何時需要結合資訊以形 成憑證/金鑰以及何時可採用改變結合準則。舉例來說，當一 處於一較 16 1277330 高訊務流量’可能要求附加安錄，_使得結合準财必要改 吾人期望隨時間經過改變憑證/金輪及浮水印/簽章以使相伴資訊之 偵測和解着得嫌。但«證/麵料轉/簽章之變辨齡統管理 負擔（syste請erhead)之間有-取捨條件（㈣㈣⑴。改變這些值必 須要通知適當的施。-姆似要t理貞觸方式是料同速率改變被 用於導出-憑證（子憑證）之資訊的部分。舉例來說，一移動使用者可頻 繁地更新憑證/金鑰之-多路徑態樣，且可永不或_更新—硬體序號。 被用來加密資料之憑證/金鑰的長度取決於期望的安全性/複雜度取 捨條件。要得到最高安全性會需要_與資料相同長度的金鑰。為達成此要 求可此而要某種速耗。此技術之—缺點在於通常會發生相當大量的憑 證/金鑰資訊賴財献诚_證/金鑰。得使職短的憑證/金输，但 其會提供較低安全性。
憑證/金餘及浮水印/簽章在多個抽象化層（abstracti〇n i卿S) 、用示了降低月匕見度還有其他好處。錯誤憑證/金鑰及浮水印/簽章的 _|J (特別是在較低階抽象化層）可減少不必要的處理作業並且提高 牛例來及’』層内一錯誤憑證/金餘的侧能防止資料被送到較 IW由象化層。m此，—_服務攻擊會在實體層被停止而不是在其可能1 有-人成功攻擊之一較上層被停止。此偵測可導致有效地對無授權使用? 斷頻道以防此等使用者對無線網路進行任何存取。此外，偏若是在實黃 擋住财將基帶處理靖，延長電池壽命或是釋放這些資源以供他用 17 1277330 另舉-例’可檢查封包標頭是否有特定憑證/金餘資訊。偏若該資訊 並不存在雌棄該聽。因此，铺_—不想要的訊息時，本質上來說 所有較上層會受料處理該訊狀㈣不會浪義寬和處理功率。因此， 訊息可被擋在許多抽象化層之處。 -用來判_證/金翁時改變正合所㈣實闕勒三個主要準
則··金鑰空間、隨機性及時間變異。亦可將用來判斷是否需要一憑證/金餘 產生準則的準_於查驗—起始憑證/金鑰產生技術是否合宜。如圖2所 不，以利用目前準則導出之憑證/金鑰的長度與此等金錄之一期望長度/長 度乾圍做比較，步驟7G。倘若目前長度不符可接受的憑證/金錄長度值沒 圍改灸‘且/金餘產生準則，步驟78。檢查利用目前準則產生之憑證/金 鑰的P現機⑨以確^姻目畴難生的憑證/金餘具有充分隨機性，步驟 用來測里I1 返機性之技術包含熵估計、level _ (lz)、wheeler
eStlmatiC)n、具備一些她s的標記鏈、霍夫曼（Huffman) /區塊霍夫] 焉以直方圖為基準的技術、漢明（Hamming)距離及矩估計。倘若其、; 有充分隨機性，使用-新準則，步驟78。 /' 查驗,5也之日守間變異以判斷是否達到一可變性閾值，步驟π。倘若 刖準則通過全部三項測試，則保持目前準則，步驟％。如果有—測試不, 七’則改k準則，步驟78。舉例來說，一™可能從-移動狀態（譬如: 乘火車）改艾成-靜止狀態（譬如在一網咖内）。在搭乘火車時，利用 卜勒頻移、GPS座標及硬體資訊導出之憑證/金餘可產生具備充分隨機性 仁在身處網p加之時，此資訊可能改變非常小，得到相似或相 18 1277330 的憑證/金鑰。因此，改變準則以加大電源供應電流及/或一區塊誤差之時 間戮記對於達成時間變異來說可能正合所需。 改隻憑證/金输產生準則的其他理由亦可能發生。當期望安全性層級 改及’舉例來說，隨著安全性提高，憑證/金鑰產生資訊可能從更多來源以 及更多印約b層複合。憑證/金鑰產生賴亦可制為賴及/或複合作用 目的而改變。
此外，一憑證/金鑰可為針對一群TRUs而導出。此憑證可與個別tru 憑證結合’或者該群組可具杨縣證。t群組之會纽其他特質改變時， 群組憑證/金输被改變以維持新群組的安全性。 雖說憑證/金鑰不可能永遠在·之間交換，圖3是能夠交換憑證/ 金鑰之二個TRUs 26、28的方塊簡圖。雖說圖中為求簡化顯示二個施26、 28，二以上的施可能交鶴證/金鍮。_二個ms任—者可為—訂即、 基地台或有、«置。雖說組件是分開繪出，組件可為在_單個積體電
路（ic)譬如特殊應用積體電路（ASIC)上、在多個心上、不連續組件 或疋IC(s)與不連續組件之一組合。 一雇之-财憑證/金鑰產生器32產生施特有憑證/金输。 這些憑證/金鑰及很可齡有的其他：細維被—域裝置34力續。雖說 較佳實施齡加密憑證/金鑰，在某些應財不會使.密作業。已加料 證糊-天線或天鱗列4〇經由—無線介面3Q傳輸。 第二TRU 28之-天線/天線陣列5G接收該傳輸的已加密憑證/金於。 -解密裝置4_收_錢，且—則金鑰復原裝置46: 19 1277330 憑證/金鑰。然後第二丽28之—憑證/金鑰產生器42產生憑證/金鑰。這 些憑證/金鑰可以是或不是TRU特有憑證/金輸。這些憑證/金餘視需要被一 加密裝置44加密且由天線/天線陣列5〇傳輸。 利用第-TRU 26之天線或天線陣列4Q接收已加密憑證。若有採用加 名作業，-解密裝置38解密已加密憑證/金餘。利用一憑證復原裝置邪復 原憑證/金鑰。可能必須重複憑證之交換使得多次估計能被比較以查驗有收 到正確,5'也。為表達-憑證之成功接收，可由每一使用者發送一確認訊息 憑證，但亦可為沒有接收指示或其他指示被發送/接收。 籲 為更進-步加強安全性’憑證之交換可為在不同抽象化層發生。一· 可在一層發送一憑證/金鑰或憑證/金鑰集合，且-第二·在-不同層發 送一憑證/金鑰或憑證/金鑰集合。因此，一竊聽通難以得到雙方的憑證/ 金鑰或憑證/金输集合。 當一™與一未知或較不可信期严曰1之通信被起始時，這些施可 利用一可信實體（網路節點或可信通）查驗憑證交換（當作—中間者）。 本質上來說，該可信實體在該二施之間達成信任之前當作—中立可信觀 # 察者。 憑證/金餘之交換可為在通信鏈結之起始建立進行，定期交換或是以 某些準則域礎交換。在—實關巾，驗/金狀交換以證/金餘之 類型以無_者之數量或是—之位置為基礎改變。舉例來說，倘若 使用者是在歧環境⑽家中，—低安全性層級可能是可接受的。 在此-環境巾，紐/金鑰可__、料在起赠立時交換或是鮮 20 1277330 少交換。輕物咖物條版鳩細者而_ 出。憑=/金鑰之交換可能甚至不包含丽特有憑證/金餘。 但疋’如果無線使用者是在_市區環境中的㈣網咖裡，可能會需 要較f全性層級。可能需要頻繁交換已加密憑證/金鑰。此外，可使用多 個憑證/金输以加強安全性。 圖4是—浮水印施加農置之簡圖。一浮水印產生裝置52接收憑證/金 鍮且產生-祕卩信號。—浮水印插人裝置％將浮水印插人—信號内，產 生一有洋水印信號。 信號
圖5是-簽章插入裝置之簡圖。_簽章導出袭置％接收憑歡金鑰且 簽早序Μ簽早插入裝置58將簽章插入—信號内，產生一簽章及 圖6疋-加进裝置之一簡圖。—加密代碼產生裝置即接收憑證/金 且產生-加密代碼。-靖置62加密m已加密信號。 圖4、5和6之裝置可被用在包括__、基地台或有線裝置在内
。雖說組件在這些财是分開繪出，這些組件可為在—單個積體電: (IO譬如娜應用積體電路（咖）上、在多個瓜上、不雜且件 是IC⑷與不連續組件之一組合。為俱測浮水印/簽章或是解密所產生 號，採用圖4、5和6之一反向程序。 憑證/金鑰產生技術之-應_在_通信。由於_傾向; 具有低硬_度，吾人期望可_單安全技術_此等裝置的」 全。有-此種技彳岐-利_測轉時出之無線電/實體層浮水印。剩 21 1277330 來說 之測器/則里自身特性之一特性及/或一或多個相鄰感測器特性。將 此值在無線電/實體層插入感測器通信内，譬如利用感測器硬體、修改型硬 體或附加硬體組件。 利用感測盗特性會容許其他感測器輕易認出一已知感測器。這有點類 似人類的父談翁，其巾發話者之認證係由他/她的臉部特性判定。 達成此識別之—技術為自適應訓練。在自適應訓練中，每-感測器學習其 他感測器的特性，且此學習能隨時間經過而適應。因此，若有_感測 篡改，编測料能_到此篡改，加強了制⑽安全性。為測量其 、感L的L特性，_已知感測器可測量其他感測器資訊，輪詢其他 感、！1…月求此貝訊’或是輪詢其他感測器以容許做出特性量測。 雖"兄用於證/金鑰產生及浮水印施加之高安全性技術可被全時間使 用咖等技術與管理負擔之間有一取捨條件。憑證/金输及所產生浮水印 ^複雜而要更多處理、更高功率絲、且很可能施之間要合作。這通 常可能需要額外的交信’減少可用無_源。又，在具備複雜憑證/金輪 中于水印/簽章的條件下，有授權·之斥拒相鱗移資訊及資訊處理當 ^錯的可能性提高而更為經常發生。此外，為提高安全性，會期望在多 整:::層之證/金一嶋合作亦- 但是’ W低安全性會造綱的影響。無授_料存取是極不 =:、、特別是機密資訊。又，無授權的資料可能被施傳輸，減少可用 ，、、、'充貢源並且造成安全性漏洞。 22 1277330 可能使賴_浮水印/簽章/加密代碼，譬如她曝象化層上的多 個™特有憑證/金鑰以及其他資訊。此外，處於最高安全性層級之無線使 用者可能經常被要求重新認證自己。 在一實施财，鮮種不同安全性胁使科_邮卩/簽章/加穷 代碼。在低安全性層級，可使„單的浮水印沒章/加密代碼，譬如只是 以贈或GSM為綱。在較高安全性層級，可細更複雜的浮水印/簽 章/加密代碼，譬如是侧丽特有憑證/金餘產生。在最高安全性層級，
圖7是-安全網路92之圖例。如圖7所示，安全網路有多個信任區 叽至9〇5 (9G)如騎示’信任㈣可共存於相關域內、譬如信任請 和9〇3，或者其可為分離的、譬如信任區9〇1和9〇5。
圖8疋在餘區9〇之間轉接的流程圖。一開始時，·識別其目前 所在-信任區，步驟94。信任區可藉由一向信任區表示該棚目前處於此 區内的女全頻道識別。在期望與_在已識別信健外之節點通辦，起 始與新仏任區之節點進行憑證/金鑰交換，同時保有與·目前信任區有關 的憑證/金輪（或憑證/金輪交換），步驟96。在已針對新信任區及其他相關 “協疋達H/金餘乂換後，側切斷對一舊信任區的聯繫，步驟⑽。 新成員對^任區之離開或抵達可能提高或降低必要安全性層級。其亦可 此在憑證/金錄内觸發_強制變化。這有點類似—雇員離開—具有許多不同 通π代碼的公司。—般而言’所有通行代碼會在此人離開後全部改變。 為了對使用者提供-TRU安全性/可信度躲，可使用安全性/可信度 之才曰不為’但此-指示器並非必要。圖9繪出此一指示器的實施例。如 23 1277330 圖所不’利用-雙燈顯示器（譬如紅燈或綠燈）表示是否達成一特定安全 性/可信度層級。舉例來說，—綠燈表示已經達到—特定安全性何信度層 、及且、紅燈表7F未曾達到此一層級。一看見紅燈指示之使用者可選擇在 未達成-紐指科發送信財f訊進行騰物。 另-指不器如圖10所示是一條狀物。該條狀物之長度代表安全性/可 信度的層級。在圖1〇實施例中，一較長條狀物代表提高的安全性/可信度。 另一指示器如圖11所示是-多維度圖。雖說在圖U中翻示為有一信任 維度⑺和-安全維度⑻，有可能使用不同數量的軸線以及更多軸線選 項。 另-種指示器形式可為整合於應用及/或硬體/軟體。某些功能在 未達-特定安全性/可信度層級時可能是被禁止的。舉例來說，在安全性及 可信度低於某些層級時可能禁止財務資訊之交換。或者，可能向使用者呈 現i示絲施表㈣錄歡錢是科全喊是㈣未賴證的節 』並且建4不要在此時進行此—交換。然使用者可選擇藉由證明—適當輸 入、譬如點擊-按赵或是輸入—安全性超越代碼的方式超越此建議。在此^ 情況中制者承擔背離遞送者進行此—轉移之可能後果的責任。 可與别述技術-同使用或排除前述技術使用之另一識別安全性/可作 度層級的技術是—安全性地圖。此地圖標示祕領域以及無域相_ 安全性層級。安全性層級可為由„顏色、_安全性代碼、_安全性編號或 其他技齡π。，_冑物_、綱跑b敝細或等 候到該使財销於-具有較高安全性何信賴輯内為止。 24 1277330 雖說憑證/金输轉移資訊可為就既有無線/有線頻道以交信或廣播方 式^送σ人期望以安全頻道轉移此種資訊。較佳來說，除非一使用者對 於此等頻道的存在有—事前資訊，不然這些頻道具有一低細度。此外， 夕個安王頻道可存在於許多不同抽象化層上。_範例群組化方式可為使一 安全頻道存在於在-或多做人頻道上之—第_群_做為—射頻記號、 第〇層 '波形或符號層；一或多個實體層（第i層）上之一第二群組、位 讀準’及第2 7層之-第三群組、位元封包位準及媒體存取控制器（職） 標頭。 - 孀 為使安王頻道更難债測到’吾人期望利用多種技術及/或多個層產生 安全頻道。舉例來說，-存在於實體層和應用層二者之安全頻道難以在對 其結構和存在沒有事先知曉情況下偵測到其整體。同樣舉例來說，一利用 對於錯誤編碼及聽—波狀修改導㈣安全縣組合起來難以偵測到。 此外，經由安全頻道傳輸之龍可在*同時間被分淑傳輪。由於安全頻 道並非-直存在，這麵道難以侧，遑論從這些頻道復原資料。 經由安全頻道傳輸的資料可被以不同服務品質（Q〇s)傳輸。舉例來籲 說’安全頻道控制資訊可独—高於其赌_ (QqS)發送。 安全頻道载送安全性憑證/金鑰、浮水印、簽章及其他安全性資訊。 該等頻道亦可觀上下文、控制、交信、元資料及其他非安全性相關資料。 頻道上載送的資訊量細安全頻道之賤為基準。—㈣言，此等頻道上 载送之f訊的量遠少於在其減化層上之對應頻道，此侧為其期望的透 明度。 * 25 1277330 -特定安全頻道之仙料乡個TRUs錢錢倾、譬如憑證/金 鑰。舉例來說，-第-可將-第—憑祕人—安全頻道内，_第二· 將-第二憑證嵌人，依此類推。因此，這些憑證能被結合，且能比較眾多 通信憑證/金鑰、浮水印及簽章上的—致處。此外，藉由每—添加一憑 證，可針對哪個施:身訊被傳輪採取一監察追蹤。此—技術降低随道技術 的可行性以及無授權麵者對資料進行存取的可能性。安全頻道可為一點 對點頻道、一共旱頻道或是一普通頻道。 每-TRU添加之憑證/金鑰可由一控制迴圈指定。此控制迴圈可為由 一發送控備號之認知演算法㈣。控輸號向制者提供騎安全頻道 之使用者輸入的規則。 安全頻道之類型的選擇可為以效能準則譬如載送能力、能見度、偵測 谷易度和㈣印/躲強麟基礎。糊來說，不同浮水印施加技術具有不 同頻見。目此，能用該頻道載送的資料侷限於其頻寬。一取捨條件存在於 能見度與偵測容易度之間。—易於侧並因此易於查驗的浮水印對於無授 減用者來讀常比較容易看見。此外，安全頻道的強度（中斷困難度） 也跟賴縣印/簽章_财_。—種控爵水印施加之層級的機制是 -控制迴®。當安全性/可信度f求提高，浮水印樹的強度被提高。封 閉l圈亦可識別對於對憑證/金鍮添加更多資訊的需求、附加憑證/金錄以 及對一多層安全頻道的需求。 在某些情況中，可能期望在一安全頻道之底層頻道（_Γΐ_ —η61)不存在時轉該安全頻道。舉例來說，就非即時龍而言，一頻 26 1277330 ι在某二日守間段可能是不存在的。倘若安全頻道或其一部分被嵌入該頻道 内可％需要經由該頻道發送看起來是假的（但是可靠的）資料使得安全 頻道此夠存在（較佳是真的）或具備低可偵測性。 為提高經由安全頻道傳輸之資料的復原容易度，可經由多個層傳輸相 同貝料。舉例來說，被嵌入一波形内之一類比浮水印在某些頻道條件下可 月b難X解石馬。然而，在應用層傳輸之資料可能會因為資料轉移之不同本質 而仍疋可解碼的。因此…特定可能喪失_安全性頻道或該頻道之部 分且仍能保持安全性。在此情況中，遭受此問題的TRU可能要求改變安全 參 頻道類型以增強其整體安全頻道Q〇S。 安全頻道的使用促成了集體TRU對等評估的概念，然此等評估亦可在 沒有這些頻道存在的情況下完成一群、_之每—TRU可能有能力查驗某 些認證/安全性/可信度議題。舉例來說，一惡意TRU可能產錢其硬體、 位置、外部干擾位準等有關的憑證。一網路節點可能有能力認證硬體設定 檔（hardware pr0f ile)，此檔可能被惡意假冒。但此群組中的其他施 可能有能力查驗TRUs位置，譬如-鄰近該位置的TRU未感知到該惡意、· φ 而且測量到-全然不同的干擾位準。因此，網路可能踢掉該惡意或是 強迫其錄認證。合作的·s亦料從列触、研嫌相及多個浮 水印/簽章增添安全性。 合作TRUs的使用亦促成一查問回應狀況。偏若一節點相信一娜不 是-認可，其可對該通發出一查問。該查問可為—對於上下文相關憑 證的請求。可棚其他可信職判_應是否正確以及是否存在—無授權 27 1277330 + +例來a ’即點可請求—包含_干擾制及位置資訊的憑證/金餘。 处於相似位置的可見娜有一不一致的干擾量挪，則被查問的蘭可 此不被應允對無相軸行存取献繼其存取。 雖說以較佳實施射就特定組合說日牀發明之特徵和元素，每-特徵或 凡素传為被單獨使用（沒有較佳實施例之其他特徵和元素）或是以連同或 不連同本發明之其他特徵和元素之錄組合使用。 主要元件符號說明 TRU 傳輸/接收單元 30 無線介面 34、44、 62加密裝置 38、48 解密裝置 42 憑證/金鑰產生器 52 浮水印產生裝置 56 簽章導出裝置 60 加密代碼產生裝置
26、28 TRU 32 TRU特有憑證/金鑰產生器 36 憑證復原裝置 40、 50天線/天線陣列 46 TRU特有憑證/金鑰復原裝置 54 浮水印插入裝置 58 簽章插入裝置 92 安全網路
28

Claims (1)

  1. 十、申請專利範圍： 一種提供—無線通之安鎌財法，财法包括： 產生傳輸/接收單元（TRU)特有資訊； 利用該TRU特有資訊產生一憑證/金輸；以及 、利用該產生憑證/金鍮以產生用在-無線通信中之-浮水印、簽章 或加密代碼。 2. 如申請專糊第1項之方法，財該細蝴訊包含與該雨之 一使用者有關的資訊。 3. 如申請專利範圍第1項之方法 硬體/軟體有關的資訊。 ’其中該TRU特有資訊包含與該TRU之 4·如申請專利範圍第1項之方法 訊0 其中該TRU特有資訊包含時間/日期資 ’其中該TRU特有資訊包含由該TRU取 ’其中该TRU特有資訊包含多路徑相關 ’其中該TRU特有資訊包含天線相關資 5·如申請專利範圍第1項之方法 得之量測。 6·如申請專利範圍第1項之方法 資訊。 7·如申請專利範圍第1項之方法 訊0 8.如申請專利範圍第1項之方法 置/速度相關資訊。 9·如申請專利範圍第1項之方法 ’其中該TRU特有資訊包含該TRU之位 ’其中該TRU特有資訊包含該TRU之一 29 年月日修(更)正替換頁丨 實體環境之一模型的資訊。 ίο·如申請專利範圍第1頊夕丄 貝<方法’其中該TRU特有資訊包含控制及信號 資訊。 如申明專利範圍第i項之方法，其中該丁如特有資訊包含與該 TRU/TRU使用者有關之—TRU/使用者群組的資訊。 12. 如申賴_第1奴方法，其情TRU是-鱗TRU。 馨 13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該娜是-有線丽。 如申請專利範圍第卜項之方法’其中該施是一基地台。 15. 如申請專利範圍第i項之方法，其中該產生憑證被用於認證該贿。 16. -種提供-無線通信系統内之安全性的方法，該方法包括： 提供-用於產生-林印、簽章或加密代碼U證/金输；以 及 以該第-憑證/金鑰為基礎產生一第二憑證/金墙，該第二憑證/金瑜 之產生是該第-憑證/金鑰之_函數献從該第―憑證/金鍮導出或是 受該第一憑證/金餘控制。 H -種提供-無線通信祕内之安全性的方法，該方法包括丨 提供服產生i證/錢以细在—浮水印、簽章或域代瑪的 複數個資訊；以及 結合該等減個資tfl且機-絲之—長度啸輯驗/金备在 產生一浮水印、簽章或加密代碼當中的使用。 队如申請專利範圍第Π項之方法，其中該等複數個資訊是橫跨複數個抽 30
    象化層的資訊。 19· 一 種減少一傳輸/接收單元（聽）中之處理的方法，該方法包括： 憑證/金鑰產生至少-浮水印/簽章； 將該至少-縣印/簽章錢麵—無麵財社複數個抽象化 層上；以及 浮水印/簽章不合袼時不處理該無線通信。 查驗該等複數個抽象化層當中至少_最底層上的浮水印/簽章。
    20·如申請專利範圍第19項之方法， 21·如申請專利範圍第19項之方法， 其中該最底層縣化層是—實體層。 其更包括在對該最底層聽化層查驗 22· -種判斷是否必須改變被用於浮水印施加、簽章插入或加密之細金 鑰的憑證/金鑰產生準則的方法，該方法包括： 提供目前鎌產她_施加、躲L紐狀憑證/金 鑰的憑證/金鍮準則； 判斷依該準職生之憑證/錄之_長度枝符合—長度要求； 判斷依該準則綠之憑證/金鑰之_隨概衫符合—期望隨機 性； 判斷依該準則產生之憑證/金鑰是否符合_時間變異要求·，以及 在不符合該長度要求、期望隨機性或時間變異要求當中任一要长 時，改變用於產生憑證/金鑰之該準則。 23· —種在傳輪/接收單元（TRUs)之間交換憑證/金鑰之方法，該方法包括·· -第- TRU產生-第-憑證/金鍮，該第一憑證/金錄係利用tru 31 紅更)正替換頁 mr¥mi 特有資訊產生； 加密該第一憑證/金瑜； 將該已加密第一憑證/金鑰傳輸給一第二TRU ; 該第一 TRU接收該已加密第一憑證/金餘並解密該已加密第一憑證 /金输以產生一第一已解密憑證/金錄。 24·如申請專利範圍第23項之方法，其更包括該第二TRU利用該已解密第 一憑證/金鑰產生一浮水印、簽章或加密代碼至少其中之一。 •種改變一無線糸統内之安全性的方法，該方法包括: 識別一無線環境之一安全性層級； 以該已識別安全性層級為基礎判斷憑證/金鑰之交換之一速率/複雜 度，其中憑證交換速率/複雜度隨該已識別安全性狀提高而增加；以 及 以預定速率/複雜度無線地交換憑證/金鑰。 26·如申請專利Ιϋ圍第25項之方法，其中該已識別安全性層級係以傳輸/接 收單元之一位置為基礎。 27·如申請專利圍第25項之方法，其中該已識別安全性層級係以在一範 圍内之傳輸/接收單元數量為基礎。 28.如申請專利範圍帛25項之方法，其中該等憑證/金鑰用於產生一浮水 印、簽章或加密代碼至少其中之一。 29· ~種改變一無線系統内之安全性的方法，該方法包括： 識別一無線環境之一安全性層級； 32
    觸_已識別安全性層級_之憑證/金鑰之—麵，不同的個 別女全性層級具有不同類型憑證/金錄；以及 無線地交換被判定的憑證/金鑰類型。 30.如申請專利範圍第29項之方法，其中憑證/金鑰之類型包含無憑證/金 鑰、非傳輸/接收單元（TRU)特有憑證/金餘、厕特有憑證/金瑜以 及多個憑證/金餘。 31.-種提供-無線通信系統内之安全性的方法，該方法包括： 攸触無顧㈣_狀絲個安錄層級#巾酬—期望安 ，性層級，每一該等複數個安全性層級提供一異於其他安全性層級的 浮水印/簽章/加密類型；以及 提供會被該期望安全性層級識別的浮水印/簽章/加密類型 32· 一種提供一無線通信系統内之安全性的方法，該方法，包括： 提供複數個信任區； 在該等複數健任區其中一區内提供一傳輸/接收單元（卿）. 點 識別該™想要聯絡之在該等複數她任區其中另—區内的1 與該另一信任區交換憑證/金鑰；以及 在交換憑證後，與在該另—信紐内之已識㈣點聯絡。 33·種提供-無線通信系統内之安全性的方法，該方法，包括· 判斷與一傳輸/接收單元（TRU)之益 …踝通k有關之安全性/可信度 保證的一層級；以及 33
    回應於該被判定的層級，對該TRU之一使用者呈現該被判定層級 之一指示。 34· -種提供一無線通信系統内之安全性的方法，該方法包括： 、經由-無線介面提供一具有一低可使測性層級的安全頻道;以及 經由該無線頻道交換憑證/金鑰。 35·如申明專利乾圍第34項之方法，其中該安全頻道係經由一無線通信系 統之其他頻道载送。 36. 如申，專利範圍第％項之方法，其中在該等其他頻道沒有要轉移的資· 料時’轉其賴道娜料轉安全鱗。 37. -種識別具有複數侧術接收單元（聰）之—無線通信系統内之一 惡意TRU的方法，該方法包括： 一網路節點從一第一 TRU接收憑證/金鑰； 該、、罔路節點睛求其他TRUs查驗該第—之資訊； 由該網路即點比較收到的憑證/金鍮與查驗資訊；以及 該稱節點以该比較之一結果為基礎判斷該第一 TRU是否為一帛 參 意 TRU。 38· —種傳輸/接收單元（TRU)包括： TRU特有憑證/金驢生裝置，其被祕紐生一從與該 TRU 相關之資訊導出的憑證/金输；及 -浮水印/簽章/加密代碼產生裝置，其有一輸人，係建構為接收該 憑證/金鑰且產生一浮水印/簽章/加密代碼；及 34 修(更)正替換頁 WWQ： 一浮水印插入/簽章插入/加密裝置，其有一被建構為接收一通信信 號之輸入及一被建構為產生一已插入浮水印/已插入簽章/已加密信號 以供無線傳輸使用的輸出。 39.如申請專利範圍第38項之TRU，其更包括： 一用來從收到的無線傳輸復原一憑證/金鑰之憑證/金鑰復原裝置。
    35
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