Brevet FR2750272A1 — publié le 19971226

La présente invention concerne un procédé- pour le chiffrement d'une information transférée entre des dispositifs de communication de données dans un système de communication de données dans lequel une ou plusieurs trames de données sont formées à partir d'un ou plusieurs paquets de données constitués à partir de l'information par une application, et ces trames de données comprennent au moins un champ d'en-tête et un champ de donnée. La présente invention concerne en outre un système de communication de données qui comprend le moyen pour le chiffrement de l'information transférée entre des dispositifs de transfert de données, le moyen pour constituer un ou plusieurs paquets de données à partir de l'information et le moyen pour former les trames de données à partir des paquets de données. Le transfert des données entre des dispositifs de transfert séparés peut être obtenu d'une façon telle que les dispositifs entre lesquels la donnée doit être à ce moment là transférée, sont liés ensemble pendant la durée nécessaire au transfert. Dans ce cas, la liaison est maintenue jusqu'à ce que l'utilisateur arrête le transfert de la donnée. Dans de tels cas, la majeure partie du temps de la liaison est consacrée à l'entrée des ordres fournis par l'utilisateur et seule une petite partie du temps concerne le transfert réel. Cela limite, par exemple, le nombre maximum des utilisateurs simultanés. Une autre possibilité consiste à exploiter la transmission des donnés dites à commutation de paquets. Dans ce cas, la donnée est transférée entre les dispositifs de transfert de données dans le mode à paquets, auquel cas le temps séparant les paquets est disponible librement et peut être employé par d'autres dispositifs de transfert des données. Dans ce cas, le nombre des utilisateurs simultanés peut être augmenté, en particulier, dans les réseaux de transfert des données sans fil, tels que les réseaux cellulaires, car dans ce cas, les stations mobiles qui se trouvent dans la même zone cellulaire peuvent employer le même 2 2750272 canal de transfert. Un tel système cellulaire est le- système GSM (Group Special Mobile) pour lequel un service de transfert des données dans le mode à paquets GPRS (General iPacket Radio Service) a été développé. La figure 1 représente un schéma des blocs principaux dans le fonctionnement du système GPRS. Un contrôleur de commutation de paquets SGSN (Serving GPRS Support Node; noeud de support GRPS serveur) commande le fonctionnement du service de commutation des paquets du côté réseau cellulaire. Le contrôleur SGSN commande l'ouverture et la fermeture de session de la station mobile MS, la mise à jour de l'emplacement de la station mobile MS et l'acheminement des paquets de données jusqu'à leur destination correcte. La station mobile MS est connectée au sous-système de la station de base BSS par l'intermédiaire d'une interface radio Um (figure 1). Le sous-système de la station de base est connecté au contrôleur SGSN de commutation des paquets par l'intermédiaire de l'interface BSS-SGSN, Gb. Dans le sous-système BSS, la station de base BTS et le contrôleur BSC de la station de base ont été connectés l'un à l'autre par une interface BTS-BSC, Abis. L'emplacement du contrôleur SGSN dans le réseau de la station mobile peut varier, par exemple, en fonction de la mise en oeuvre technique qui est utilisée. Bien qu'en figure 1, le contrôleur SGSN ait été indiqué à l'extérieur du sous-système BSS, il peut être placé, par exemple, comme partie de la station de base BTS connectée au sous- système BSS ou comme une partie du 30. contrôleur BSC de la station de base. On a décrit le système GPRS, par exemple, dans les projets GSM 01.60, GSM 02.60, GSM 03.60 et GSM 04.60 dont la date est antérieure à la date de demande de la présente invention. Le fonctionnement de la station mobile MS et du contrôleur SGSN peut être divisé en diverses couches, chacune fournissant une fonction différente, comme cela est représenté en figure 2. L'International Standardisation Organisation, ISO, a formulé un modèle. OSI (Open Systems Interconnection) pour grouper le transfert des données dans différentes couches fonctionnelles. Dans ce modèle, il y a sept couches qui ne sont pas forcément nécessaires dans tous les systèmes de communication des données. Une information transférable, telle qu'une signalisation de commande et des données transmises par l'utilisateur, entre une station mobile MS et un contrôleur SGSN, est échangée de préférence dans le mode à trame de donnée. La trame de donnée de chaque couche est constituée d'un champ à en-tête et d'un champ de donnée. La figure 2 représente aussi la structure des trames de données utilisées dans le système GPRS en couches différentes. L'information contenue dans le champ des données peut être, par exemple, des données entrées par l'utilisateur de la station mobile ou des données de signalisation. Le champ des données peut contenir une information confidentielle qui doit être mise en sûreté d'une façon aussi fiable que possible avant sa transmission au trajet radio. Dans ce cas, le chiffrement doit être exécuté d'une façon telle que dans toutes les connexions simultanées entre le contrôleur SGSN et les stations mobiles MS qui lui sont connectées, une clé de chiffrement séparée est utilisée. Inversement, il n'est pas souhaitable de chiffrer la donnée d'adresse de la trame de donnée par la même clé de chiffrement employée dans le chiffrement du champ des données, car les stations mobiles MS utilisent une ressource partagée pour le trajet radio, c'est-à-dire que l'information dans de nombreuses connexions différentes est transférée dans le même canal, par exemple, à des intervalles de temps différents. Dans ce cas, chaque station mobile doit recevoir tous les messages transmis dans le canal concerné et déchiffrer au moins le chiffrement de la donnée d'adresse afin d'identifier la station mobile à laquelle le message est destiné. De plus, le contrôleur SGSN ne connaît pas la. clé du chiffrement devant être utilisée. On présente dans ce qui suit les fonctions opérationnelle des couches du système GPRS. La couche la plus basse est appelée couche MAC (Media Access Control; commande d'accès aux supports) qui commande l'utilisation du trajet radio dans la communication entre la station mobile MS et le sous- système de station de base BSS, par exemple l'affectation de canaux pour la transmission et la réception des paquets. La transmission des données entre le sous- système de la station de base et le contrôleur de paquet SGSN dans le niveau le plus bas est exécutée à la couche L2 (couche de liaison) dans laquelle le protocole de la couche de liaison est utilisé, tel que le protocole dit LAPD conformément à la norme Q.921, le protocole de relais de trame ou l'équivalent. La couche L2 peut contenir aussi en plus des données de qualité ou d'acheminement conformément aux spécifications GPRS. La couche L2 a les propriétés de la couche physique et de la couche de liaison du modèle OSI. La ligne de transmission physique entre le sous-système BSS et le contrôleur SGSN dépend, par exemple, de l'endroit o le contrôleur SGSN est situé dans le système. Au-dessus de la couche MAC, il y a une couche RLC (Radio Link Control; commande de la liaison radio) et sa fonction consiste à diviser les trames de données formées par la couche LLC en paquets de taille fixe devant être transmis au trajet radio et à assurer leur transmission et retransmission lorsque cela est nécessaire. La longueur des paquets dans le système GRPS est la longueur d'un secteur GSM (approximativement 0,577 ms). Une couche LLC (Logical Link Control; commande de liaison logique) fournit une liaison de transmission fiable entre la station mobile MS et le contrôleur de paquet SGSN. La couche LLC, par exemple, ajoute au message transmis une donnée de contrôle d'erreur destinée à corriger les messages reçus de façon incorrecte et, lorsque cela est nécessaire, le message peut être retransmis. La couche SNDC (Sub-Network Dependent Convergence; convergence dépendant d'un sous-réseau) comprend des fonctions telles que des conversions de protocole d'une information transmise, la compression, la segmentation et la segmentation de messages provenant de la couche supérieure. De plus, le chiffrement et le déchiffrement sont accomplis à la couche SNDC. La structure de la trame SNDC a été présentée également en figure 2. La trame SNDC comprend un champ d'en-tête SNDC (en-tête SNDC) et un champ de donnée SNDC (donnée SNDC). Le champ d'en-tête SNDC est constitué de la donnée de protocole (NLSI, Network Layer Service access point Identity; identité du point d'accès au service des couches du réseau) et de la donnée de commande SNDC, par exemple pour les déterminations de la compression, de la segmentation et du chiffrement. La couche SNDC fonctionne en adaptateur de protocole entre des protocoles employés au niveau supérieur et le protocole de la couche LLC (couche de liaison). L'information transmise arrive de préférence comme des paquets de données à la couche SNDC à partir d'une certaine application, telle que des messages selon le système GRPS ou des paquets du protocole Internet (IP). L'application peut être, par exemple, une application de données d'une station mobile, une application de télécopie, un programme d'ordinateur qui a une liaison de transmission des données vers une station mobile, etc. La couche MAC, la couche RLC, la couche LLC et la couche L2 présentent des propriétés qui sont décrites à la couche 2 dans le modèle OSI. Les couches mentionnées ci-dessus et les couches décrites dans le modèle OSI ne sont pas cependant cohérentes de façon distincte. La trame SNDC est transférée à la couche LLC, o un champ d'en-tête LLC est ajouté à la trame. Le champ de l'en-tête LLC est constitué d'un Temporary Logical Link) Identity (TLLI) (identité de liaison logique temporaire) et d'une partie de commande LLC. Le contrôleur de paquets GPRS établit une identité TLLI pour chaque liaison de transmission des données entre une station mobile MS et un contrôleur de paquets GPRS. Cette donnée est utilisée dans la transmission des données pour définir la liaison de transmission des données à laquelle chaque message appartient. Simultanément, la même identité TLLI peut être utilisée seulement dans une liaison de transmission des données. Après terminaison de la liaison, l'identité TLLI utilisée dans la liaison peut être affectée à une nouvelle liaison pour être formée ultérieurement. La partie de commande LLC définit le numéro de trame et le type d'ordre (info, accusé de réception, demande de retransmission, etc.) pour assurer un transfert des données exempt d'erreur. Le chiffrement dans le système GSM est exécuté à la couche physique' comme chiffrement bit par bit, c'est-à-dire qu'un train de bits transmis au trajet radio est formé par addition aux bits de chiffrement des données transmises qui sont formés en utilisant l'algorithme A5 connu en soi, en employant une clé de chiffrement Kc. L'algorithme A5 chiffre les données transmises et l'information de signalisation à la couche physique sur les canaux spécialisés pour le transfert des données (canal de trafic TCH, ou canal de commande spécialisé, DCCH). La synchronisation des messages transmis est assurée d'une façon telle que l'algorithme 5 est entraîné au moyen d'une donnée de synchronisation spéciale (COUNT). La donnée de synchronisation COUNT est formée sur la base d'un numéro de trame TDMA (Accès Multiple par Répartition dans le Temps). Alors, les contenus de chaque bloc de 114 bits formé par l'algorithme A5 dépendent seulement de la numérotation des trames et de la clé de chiffrement Kc. L'établissement de.la clé de chiffrement Kc est de préférence exécuté au stade o le trafic des communications du canal spécialisé n'a pas encore été chiffré et le réseau de la station mobile utilisé a identifié la station mobile MS. Dans l'identification dans le système GSM, une International Mobile Subscriber Identity, IMSI (identité d'abonné mobile international) est utilisée qui identifie la station mobile et qui a été mémorisée dans la station mobile, ou une Temporary Mobile Subscriber Identity, TMSI (identité d'abonné mobile temporaire) est utilisée qui a été formée sur la base de l'identité de l'abonné. Dans une station mobile, une clé d'identification d'abonné, Ki, a été également mémorisée. La clé Ki est également connue par le réseau de la station mobile. Pour avoir l'assurance que la clé de chiffrement Kc n'est connue que par la station mobile MS et par le réseau de la station mobile, la transmission de la clé de chiffrement à partir du sous-système BSS de la station de base à la station mobile MS est indirecte. Alors, dans le sous-système BSS, un Random Access Number, RAND (numéro d'accès aléatoire) est formé qui est transmis à la station mobile MS. La clé de chiffrement Kc est formée à partir du numéro RAND et de la clé Ki d'identification de l'abonné en utilisant l'algorithme A8, comme représenté en figure 3. Le calcul et la mémorisation de la clé de chiffrement Kc sont exécutés tant dans la station mobile MS que dans le réseau de la station mobile. Le transfert des données entre la station mobile MS et le sous-système BSS de la station de base n'est pas chiffré au commencement de la connexion. Le passage vers le mode chiffré se produit de préférence d'une façon telle que le sous-système BSS de la station de base transmet à la station mobile un certain ordre (non chiffré) qui est dans ce contexte appelé "commencer le chiffrement". Après que la station mobile MS a reçu. l'ordre "commencer le chiffrement", elle commence le chiffrement des messages transmis et le déchiffrement des messages reçus. D'une manière correspondante, le sous-système BSS de la station de base commence le chiffrement des messages transmis à la station mobile après que son sous-système ait reçu le message chiffré qui est transmis par la station mobile et ait déchiffré correctement le chiffrement. Dans le chiffrement décrit ci-dessus, la synchronisation est basée, par exemple, sur la numérotation des trames TDMA de la couche physique. Il n'est pas possible de l'utiliser dans toutes les applications, en particulier lorsqu'une information appartenant à des connexions différentes est transmise sur le même canal, par exemple dans les procédés de transmission des données à commutation par paquets. Dans la demande de brevet européen EP-O 689 316, on présente un procédé pour le chiffrement du transfert des données dans lequel, par exemple, la donnée de chiffrement qui comprend une clé de chiffrement est attachée aux trames des données transmises. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 5 319 712 comprend un procédé et un équipement pour le chiffrement du transfert des données de façon qu'un numéro de séquence soit attaché aux trames des données de la couche de liaison et la trame des données est chiffrée. Un inconvénient de ces procédés de chiffrement selon la technique antérieure est, par exemple, que le récepteur ne connaît rien sans déchiffrement, le nom du destinataire de la trame des données reçue, auquel cas la réception inutile des trames de données et le déchiffrement provoquent une détérioration de l'efficacité du système. L'objet de la présente invention est de fournir un procédé et un équipement pour le chiffrement du transfert de données dans un système de transfert de données dans lequel la donnée transférée est dans un 9 2750272 mode trame de donnée, système de transfert des données qui a été divisé en couches fonctionnelles, auquel cas la structure de la trame de donnée peut être différente dans les diverses couches. Le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce qu'au moins une partie des paquets de données est chiffrée par une clé de chiffrement et en ce qu'une donnée de synchronisation est attachée aux trames des donhées et sa valeur est changée au moins à la transmission de chaque trame de donnée. Selon une forme d'exécution préférée, les trames de données de la couche d'adaptation sont transférées à la couche de liaison (MAC, RLC, LLC, L2) dans laquelle les trames de données de la couche de liaison sont formées à partir des trames de données de la couche d'adaptation pour transmission au trajet de transmission (Um, Gb). Selon une forme d'exécution préférée, le numéro de la trame de donnée (numéro de SDU) est formé et maintenu localement dans des dispositifs de transfert des données (MS, SGSN) liés à la connexion de transfert des données, auquel cas, le numéro de la séquence est établi à sa valeur initiale au commencement de la connexion et est mis à jour d'une manière définie antérieurement pendant la connexion. Selon une autre forme d'exécution préférée, le numéro de la trame de donnée de la couche de liaison (numéro de LLC) est maintenu dans un dispositif de transfert des données (MS, SGSN) de la connexion de transfert des données et est délivré à d'autres dispositifs de transfert des données dans la trame de donnée de la couche de liaison. 1O 2750272 Selon une forme d'exécution préférée, au commencement du chiffrement, la donnée concernant la direction dans laquelle le transfert des données est chiffré, est transmise aux dispositifs de transfert des données. Le système selon la présente invention est caractérisé en ce que le moyen de chiffrement de l'information comporte au moins: - un moyen pour chiffrer les paquets de données avec une clé de chiffrement, - un moyen pour attacher la donnée de synchronisation aux trames de données, - un moyen pour changer la valeur de la donnée de synchronisation à la transmission de chaque trame de donnée, et - un moyen pour interpréter la donnée de synchronisation dans le dispositif de transfert des données du récepteur. Des avantages considérables sont obtenus par la présente invention, par rapport aux procédés de chiffrement de la technique antérieure. Dans le procédé selon la présente invention, le champ d'en-tête de la trame de donnée de la couche physique peut être transmis dans un mode non-chiffré, ou des procédés qui sont actuellement connus peuvent être employés dans le chiffrement. Dans le procédé selon le mode de réalisation préférable de l'invention, la clé de chiffrement est changée pour chaque bloc de transmission de la couche physique, auquel cas le déchiffrement sans la connaissance de la clé de chiffrement est virtuellement impossible. En utilisant le procédé selon la présente invention, il est possible en plus de mettre en oeuvre un chiffrement partiel, auquel cas seule une partie des trames des données transmises est chiffrée. Dans ce cas, par exemple, des annonces peuvent être. délivrées non chiffrées et d'autres informations être chiffrées pour ceux seulement qui ont le droit de recevoir des)trames de données chiffrées et de les déchiffrer. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints, dans lesquels: La figure 1 représente la structure logique du système GPRS sous forme schématique, La figure 2 représente la structure des couches du système GPRS et la structure des trames de données des couches, La figure 3 représente la définition de la clé de chiffrement selon la technique antérieure dans des stations mobiles et dans un réseau de stations mobiles sous forme schématique, La figure 4a représente le chiffrement selon un mode de réalisation préférable de la présente invention, La figure 4b représente le chiffrement selon un autre mode de réalisation préférable de la présente invention, Les figures 5a-5d représentent la structure des trames de données de la couche de liaison selon un mode de réalisation, La figure 6a représente la structure des trames de données de la couche d'adaptation selon un mode de réalisation d'une connexion Point à Point, et , La figure 6b représente la structure des trames de données de la couche d'adaptation selon un mode de réalisation avec une connexion multipoints. Dans ce qui suit, la présente invention a été visualisée au moyen d'un service de commutation par paquets GPRS mis en oeuvre dans le système GSM, mais la présente invention n'est cependant pas limitée à ce seul système. 12 2750272 Dans la présente invention, l'objet est une. mise en oeuvre dans laquelle on exploite le plus possible la technique de chiffrement existante, telle que le chiffrement du système GSM qui est ajusté de manière à pouvoir être appliqué dans la transmission des trames de données, par exemple, dans le système GPRS. Un avantage de l'invention est de pouvoir être appliquée dans de nombreux modes opérationnels, tels que les modes Point par Point, PTP; connexion, connexion multipoints (Point à Multipoints-Multidestinataires, PTM- M; Point à Multipoints-Groupe, PTM-G), etc. Les procédés de chiffrement sont classés principalement sur la base de l'identité TLLI. Une identité TLLI distincte est affectée à chaque type de connexion entre la station mobile MS et le contrôleur de commutation de paquet SGSN. Les types différents suivants sont disponibles pour emploi dans le système GPRS selon les normes présentes: - Point à Point (PTP) utilise une identité TLLI unique dans la communication entre la station mobile MS et le contrôleur SGSN. - Point à Multipoints-Multidestinataires (PTM- M) utilise l'identité TLLI affectée à la communication entre la station mobile MS et le fournisseur de services multidestinataires. - Point à Multipoints-Groupe (PTM-G) utilise l'identité TLLI affectée à une communication mutuelle entre le fournisseur de services multidestinataires des stations mobiles MS à l'intérieur du groupe de stations , mobiles. La connexion Point à Point utilise généralement le mode à accusé de réception au niveau de la couche de liaison, c'est-à-dire que le récepteur de la transmission transmet les données sous forme d'un accusé de réception d'une réception correcte. Aux connexions Point-à- Multipoints les trames de données sont généralement transmises en utilisant un mode de fonctionnement dans lequel des accusés de réception ne sont pas transmis. Comme on l'a déjà indiqué dans la présente description, dans les systèmes o la donnée de connexions différentes est transmise dans-le même canal, il n'est pas préférable.de chiffrer le champ de l'en- tête des trames de données par une clé de chiffrement unique pour chaque connexion. Dans ce cas, les trames de données sont chiffrées au moins en partie à une certaine couche autre que la couche physique. Dans le système GPRS, le chiffrement est exécuté à la couche LLC. La donnée transmise est chiffrée d'une façon telle qu'à chaque bit de la trame de donnée, un bit correspondant de la chaîne des bits de chiffrement est ajouté. La chaîne des bits de chiffrement a été formée de préférence par un algorithme de chiffrement en utilisant une clé de chiffrement individuelle et unique Kc. L'algorithme de chiffrement est, par exemple, l'algorithme A5 qu'on connaît dans le système GSM. En plus de l'adresse correcte, on doit s'assurer que les trames de données peuvent être séquencées dans le récepteur. Cela peut être mise en oeuvre d'une manière connue en soi, de sorte que la donnée de synchronisation COUNT est entrée dans l'algorithme de chiffrement, auquel cas le récepteur est à même, après déchiffrement, de trouver la séquence des trames de données. Par exemple, dans les systèmes TDMA (accès multiple par répartition dans le temps), comme le GSM, le numéro de la trame TDNA peut être employé pour - numéroter les trames de données de la couche physique. Cependant, le contrôleur de commutation des paquets SGSN du système GPRS ne connaît pas le numéro de la trame TDMA, de sorte que dans la présente invention, un procédé a été mis au point pour synchroniser les trames de données, et dans ce procédé le numéro de séquence des trames de données est employé comme donnée de synchronisation. Ainsi, les contenus de chaque bloc 14 2750272 transmis sont déterminés, par exemple, par le. numérotation des trames et la clé de chiffrement Kc. La quantité des données à chiffrer varie dans les différentes connexions, mais ceci n'est pas important dans l'application de la présente invention car le chiffrement peut être exécuté en divisant la donnée transmise de préférence en sous-blocs de longueur standard. Alors, le premier bit de chaque sous-bloc est chiffré par le premier bit de l'algorithme de chiffrement, le second bit du sous-bloc par le second bit de l'algorithme de chiffrement, etc. Dans le système GPRSr la longueur d'un sous-bloc peut être, par exemple, de 114 bits, comme dans le présent système GSM. La longueur du sous-bloc peut être, de préférence, également divisible par la longueur d'un octet. Dans de nombreuses applications, la longueur de l'octet est huit, auquel cas une longueur appropriée pour un sous- bloc pourrait être de 64 bits. Dans le système GSM, une station mobile MS peut n'utiliser qu'une clé de chiffrement Kc à la fois. Dans le système GPRS, une clé de chiffrement par station mobile n'est pas nécessairement suffisante dans chaque situation, car la station mobile peut avoir simultanément de nombreux types différents de connexions actives (PTP, PTI), chaque connexion ayant de préférence une clé de chiffrement séparée Kc qui a été formée de préférence par des moyens différents. La trame de donnée chiffrée contient ainsi la clé de chiffrement Kc utilisée, la donnée de synchronisation COUNT et éventuellement aussi les valeurs COUNTb d'un compteur de bloc BLCNT attaché à la TLLI. La figure 4a représente un procédé de chiffrement préférable selon la présente invention en schéma sous forme de blocs dans le cas o un sous-bloc non-chiffré (texte en clair) est transféré en étant chiffré (texte chiffré) entre le réseau et la station mobile. Dans ce mode de réalisation, la valeur COUNTb du compteur de bloc est aussi utilisée dans la détermination du bloc de chiffrement BLOC 1. Le compteur 15. 2750272 de blocs peut être établi à sa valeur initiale au moyen. d'une ligne d'établissement "effacement", de préférence au début de la trame de donnée de chaque couche d'adaptation. %Tant au côté réseau que dans la station mobile MS, la valeur de la donnée de synchronisation COUNT est calculée pour chaque bloc transmis, avec la valeur de la donnée de synchronisation COUNT et la clé de chiffrement Kc entrées dans l'algorithme de chiffrement A5. Au côté transmission, la chaîne des bits de sortie (BLOC 1) est additionnée au sous-bloc (texte en clair entré). Le sous-bloc chiffré est transféré dans le canal à la station mobile MS. La station mobile le déchiffre à l'avenant en additionnant la chaîne des bits de sortie (BLOC 1) de l'algorithme de chiffrement A5 en sous-bloc chiffré reçu et, comme résultat de la sommation, un sous-bloc non chiffré (texte en clair de sortie) correspondant au sous-bloc transmis est obtenu. La figure 4b représente un autre procédé préférable de chiffrement selonla présente invention comme schéma sous forme de blocs. Ce mode de réalisation est différent du mode de réalisation de la figure 4a principalement en ce que le compteur de bloc BLCNT n'est pas employé. Une longueur typique d'un numéro de séquence de trame va de six à huit bits. Au point de vue de la sécurité du chiffrement, cette valeur comme variable COUNT seule n'est pas suffisante, et par conséquent, d'autres variables peuvent aussi être utilisées dans la détermination de la valeur COUNT de la donnée de synchronisation en plus du numéro de la séquence de trame, par exemple, l'identification de la station de base. L'identification de la station de base est connue tant par le réseau que par la station mobile, car la station mobile, qui est utilisée, notifie au contrôleur de commutation des paquets SGSN le changement de la station de base. Le changement de la station de base modifie ainsi la valeur COUNT de la donnée de synchronisation dans ce mode de réalisation. 16- 16,2750272 Dans le mode de connexion Point à Point, les variables suivantes sont disponibles dans la détermination de la valeur COUNT de la donnée de synchronisation: a) Le numéro de trame, de la Couche de Commande de Liaison Logique (numéro de trame LLC) qui est acheminé jusqu'à la couche d'adaptation (SNDC). b) Le numéro de la trame de donnée de la couche d'adaptation (numéro de bloc de donnée SNDC, numéro de SDU) qui peut être attaché à la trame de la donnée transmise ou être initialisé au début de la connexion lorsqu'il est maintenu aux deux extrémités de la connexion. c) L'identité d'une zone d'acheminement (numéro de zone d'acheminement) qui est connue aux deux extrémités de la connexion de sorte que l'identité n'a pas besoin d'être attachée à la trame de la donnée transmise. d) L'identité de la zone d'un contrôleur de commutation de paquets (numéro de SGSN) qui est connue aux deux extrémités de la connexion de sorte que l'identité n'a pas à être attachée à la trame de la donnée transmise. e) L'identité d'une station de base (numéro de cellule) qui est connue aux deux extrémités de la connexion de sorte que l'identité n'a pas besoin d'être attachée à la trame de la donnée transmise. Dans le mode de connexion Point-Multipoints, les variables suivantes sont disponibles dans la détermination de la valeur COUNT de la donnée de synchronisation: a) Le numéro de la trame de donnée de la couche d'adaptation (numéro du bloc de la donnée SNDC, numéro de SDU) qui est transmis à l'intérieur de la trame de donnée SNDC. b) L'identité d'une zone d'acheminement (numéro de zone d'acheminement) qui est connue aux deux extrémités de la connexion de sorte que l'identité n'a pas besoin d'être attachée à la trame de la donnée transmise. c) L'identité de la zone d'un contrôleur de commutation de paquets (numéro de SGSN) qui est connue aux deux extrémités 17 2750272 de la connexion de sorte.-que l'identité n'a pas besoin d'être attachée à la trame de la donnée transmise. d) L'identité d'une station de'base (numéro de cellule) qui est connue aux deux extrémités de la connexion de sorte que l'identité n'a pas besoin d'être attachée à la trame de la donnée transmise. De plus, dans les deux modes de connexion, la valeur du compteur de bloc BLCNT peut être utilisée, ce qui rend le percement d'un champ de donnée chiffrée encore plus difficile pour un intrus, car la même chaîne de bits de chiffrement n'est pas utilisée dans le chiffrement des champs de données séquentielles. Sinon, le recalcul est exécuté seulement une fois pour chaque transmission d'une trame de donnée de la couche d'adaptation.'La longueur de la trame de donnée de la couche d'adaptation peut être des milliers de bits, de sorte qu'il peut être possible de trouver la clé de chiffrement si l'algorithme de chiffrement n'est pas calculé assez souvent. Les variables qu'on présente ci-dessus.et qui définissent la donnée de synchronisation COUNT peuvent être utilisées soit seules soit en combinaison. Certaines des variables doivent ainsi être délivrées au récepteur à l'intérieur des trames des données et certaines d'entre elles peuvent être gérées localement. L'utilisation des variables gérées localement augmente le niveau de sécurité et réduit dans une certaine mesure la quantité des données transférées. Les tableaux suivants donnent un exemple des contenus de la donnée de synchronisation COUNT. Le tableau 1.1 indique des données de synchronisation selon le mode de réalisation préférable de la présente invention et dans celui-ci, un compteur de bloc BLCNT a été utilisé, et le tableau 1.2 indique un autre mode de réalisation préférable de l'invention et dans celui-ci, l'identité de la station de base a été utilisée à la place de la valeur du compteur de bloc COUNTb. B e 12 22 1 1 2 4' __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ PTP Iuméro de SDU nlSl 1 Numéro de LLC COUNTo numér0o de SDU (q dlv6 orT _- ou oe/lvreé délivré F M 1nuCflêrYo de- SDU (délivré)1 I l t I1CoUo Tableau 1.1 1t0/12221 |2019IS 1716l 14113 s 12Il1 4 3 22 P IP numéro de SDU (local numéro d LLC numéro de cellule, numéro de zone d'ache- _ 1nuér- d ou délivré) (délivré) minementounumérodeSGSN(local) PTi Inuméro de SDU (délivré) '[ T l 11 J l numérodecellule, numéro dezoned'ache- I. u l I II minement ou numéro de SGSN (local) Tableau 1.2 :. On décrira dans ce qui suit l'établissement de la clé de chiffrement Kc. L'établissement de la clé de chiffrement Kc est initialisée par le réseau aussi souvent que l'opérateur de ce réseau considère que cela est nécessaire. De plus, une clé de chiffrement unique doit être produite pour chaque connexion TLLI. Un tableau de la clé de chiffrement des paires d'identité Kc-TLLI est de préférence maintenu tant dans le contrôleur de commutation de paquets GPRS que dans la station mobile MS. L'établissement de la clé de chiffrement est différent pour des types de connexion différents. Dans une connexion Point à Point, la clé de chiffrement Kc est transmise indirectement en utilisant un numéro d'accès aléatoire RAND. La clé de chiffrement Kc est formée dans le système GPRS de préférence à partir du numéro RAND et à partir de la clé d'identification de l'abonné Ki de la station mobile en utilisant l'algorithme A8, juste comme dans le système GSM. La clé d'identification d'une station mobile a été mémorisée sur la carte SIM (Subscriber Identity Module; module d'identité d'abonné) de la station mobile et dans le Centre d'Authentification AuC du réseau. 19 2750272 Dans une connexion multipoints, toutes les stations mobiles qui sont connectées au même service utilisent la même clé de chiffrement Kc. La clé de chiffrement Kc, est activée lorsque la connexion avec le service est créée. La clé de chiffrement Kc peut être entrée dans la station mobile MS en utilisant différentes méthodes. Un fournisseur de services multipoints peut entrer la clé de chiffrement, par exemple dans un mode chiffré, auquel cas la station mobile MS doit être enregistrée dans le contrôleur de commutation de paquets GPRS par l'intermédiaire d'une connexion Point à Point avant d'avoir accès à la connexion multipoints. Pendant le stade d'ouverture de session de la connexion Point à Point, une clé de chiffrement Kc a été définie pour la connexion et elle est utilisée dans le chiffrement de la clé de chiffrement de la connexion multipoints lorsqu'elle est transmise à la station,mobile. La clé de chiffrement de la connexion multipoints peut aussi être entrée, par exemple, en utilisant le clavier de la station mobile MS, par exemple, un code PIN, ou une sorte de carte SIM peut être employée, ou parmi d'autres paramètres, la clé de chiffrement Kc a été stockée. La clé de chiffrement Kc n'a pas besoin d'être régénérée lorsque la station"mobile change son emplacement dans la zone d'un autre contrôleur de commutation de paquets GPRS, car la clé de chiffrement peut être délivrée à un nouveau contrôleur à partir du contrôleur de commutation de paquets précédent. Le passage entre le mode texte en clair et le mode chiffré s'effectue de préférence d'une façon telle que le contrôleur de commutation de paquets GPRS transmet en texte en clair un ordre spécial "commencer le chiffrement". Dans la station mobile MS, le chiffrement de la transmission et le déchiffrement de la réception commencent après que l'ordre "commencer le chiffrement" a été reçu correctement par la station 2750272 mobile. Du côté contrôleur de commutation de paquet. GPRS, le chiffrement commence de manière correspondante après que le contrôleur de commutation de pacuet a reçu le message transmis par la station mobile MS et l'a déchiffré. L'opération décrite ci-dessus correspond, pour ses parties principales, au commencement du chiffrage du système GSM. Dans certaines applications de commutation par paquets, le chiffrement peut être également appliqué d'une façon telle que seuls les messages allant dans une direction sont chiffrés, c'est-à-dire les messages allant de la station mobile MS au contrôleur GPRS ou du contrôleur GPRS à la station mobile. Des applications telles que celles- ci comprennent, par exemple, la fourniture d'annonces qui sont généralement transmises sans être chiffrées. De plus, le chiffrement selon la présente invention peut être également appliqué d'une façon telle que seule une partie des trames des données transmises de la couche d'adaptation SNDC est chiffrée. Dans ce cas, un bit de chiffrement est de préférence ajouté à la trame de donnée de la couche d'adaptation et celui-ci indiquera si la trame concernée est chiffrée ou non. Par exemple, lorsque le bit de chiffrement a la valeur zéro, la trame est non-chiffrée lorsque le bit a la valeur un, la trame est chiffrée. Cela peut être utilisé, par exemple, dans les cas o les droits d'accès à un service nécessitent l'enregistrement ou l'équivalent, auquel cas les utilisateurs enregistrés peuvent déchiffrer les trames des données chiffrées. Pour les autres utilisateurs, le fournisseur de services peut délivrer une information concernant les services et les annonces dans des trames de données non chiffrées. La figure 5a représente un exemple d'une structure de trames de données d'une couche de liaison selon un mode de réalisation ayant la préférence. Le champ de l'en-tête de la trame de donnée (en-tête de trame) comprend une identité TLLI de trois octets et une 21 2750272 partie de commande (commande) de deux octets. Un octet comprend, comme cela est connu, huit bits d'information binaire. Le champ d'information de la trame de donnée comprend l'information transmise. La longueur de ce champ peut être variable. La trame contient aussi un champ de contrôle (séquence de contrôle) de deux octets qui comporte, par exemple, une information sur la correction des erreurs. La figure 5b représente la structure de la partie commande de la trame de donnée de la figure 5a lorsque cette trame est une trame de donnée de fourniture d'information ou de supervision du système (information + supervision) o: C/R indique si oui ou non il s'agit d'une question d'ordre ou de réponse (ordre/répon- se), Sl et S2 décrivent le type d'ordre de supervision, N(S) est le numéro de la séquence d'envoi (numéro de séquence d'envoi), P/F indique s'il s'agit ou non d'une question d'un message de demande de confirmation (P) ou d'un message de confirmation (F) (interrogation/final), et N(R) est le numéro de la séquence de réception (numéro de séquence de réception). La figure 5c représente la structure de la partie commande de la trame de donnée de la figure 5a lorsque cette trame est une trame de donnée de supervision de système (Supervision). La signification des bits a été décrite ci-dessus. La figure 5d représente la structure de la partie commande de la trame de donnée de la figure 5a lorsque cette trame est une trame non numérotée dans laquelle: Ml-5 sont des ordres et des réponses non numérotés, 22 2750272 G/D indique s!il s'agit d'une question d'une' commande ou d'une trame de donnée (Commande/ Donnée), et x-bits ne sont pas significatifs. La figure 6a représente un- exemple d'une structure de trame de donnée avec une connexion Point à Point d'une couche d'adaptation selon un mode de réalisation préférable. Le premier octet contient une donnée de commande dans laquelle: - M indique s'il s'agit d'une question du dernier segment de l'information formée par l'application, - E indique si le chiffrement est en utilisation, - Pri indique la classification de la priorité, - NLSI est une donnée de protocole qui peut être, par exemple, - TCP/IP, - CLNP, - X.25, - GRPS, etc. La figure 6b représente un exemple d'une structure de trame de donnée avec une connexion multipoints d'une couche d'adaptation selon un mode de réalisation ayant la préférence. La signification des bits a été décrite ci-dessus. Bien qu'on ait décrit la.présente invention dans un système de transfert des données dans lequel des stations mobiles MS, des sous-systèmes de station de base BSS et des contrôleurs de commutation de paquets SGSN d'un système GPRS sont utilisés, elle peut être - également appliquée dans d'autres systèmes de transfert des données, tels que les systèmes TDMA et CDMA, de préférence dans des systèmes de transfert des données à commutation de paquets. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 23 2750272 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour, le chiffrement d'une information Transférée entre des dispositifs de transfert de données (MS, SGSN) dans un système de communication de données dans lequel une ou plusieurs trames de données sont créées à partir 'd'un ou de plusieurs paquets de données formés à partir de l'information par l'application, et ces trames comprennent au moins un champ d'en-tête et un champ de donnée, caractérisé en ce qu'au moins une partie des paquets de données est chiffrée en utilisant une clé de chiffrement (Kc) et en ce qu'une donnée de synchronisation (COUNT) est attachée aux trames de données et sa valeur est changée au moins lors de la transmission de chaque trame de donnée. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la connexion de transfert des données est formée entre deux ou plusieurs dispositifs de transfert des données (MS, SGSN) connectés au système de communication des données, caractérisé en ce qu'une clé de chiffrement séparée (Kc) est affectée à chaque connexion, auquel cas dans le même canal de transfert des données, des trames de données d'au moins deux connexions séparées peuvent être transférées dans un mode chiffré indépendant l'un de l'autre. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les trames de données sont divisées en au moins un sous-bloc, caractérisé en ce que la donnée de synchronisation comprend un compteur de bloc (BLCNT) qui est affecté séparément à chaque connexion et pour laquelle une valeur initiale est établie au commencement de la connexion et dont la valeur est changée à la transmission de chaque sous-bloc. 4 - Procédé selon les revendications 1, 2, ou 3, caractérisé en ce que les trames de données sont formées à la couche d'adaptation (LLC). 24 2750272 5. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les trames de données de la couche d'adaptation sont transférées.à la couche de liaison (MAC, RLC, LLC,, L2) dans laquelle les trames de données de la couche de liaison sont formées à partir des trames de données de la couche d'adaptation pour transmission au trajet de transmission (Um, Gb). 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la donnée de synchronisation (COUNT) comprend au moins l'un de ce qui suit: - le numéro de trame de donnée de la couche de liaison (numéro de LLC), - le numéro *de trame de donnée de la couche d'adaptation (numéro de SDU), l'identité de la zone d'acheminement (numéro de zone d' acheminement), l'identité de la zone du contrôleur de commutation de paquets (numéro de SGSN), - l'identité d'une cellule (numéro de cellule). 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le numéro de la trame de donnée (numéro de SDU)est formé et maintenu localement dans des dispositifs de transfert des données (MS, SGSN) liés à la connexion de transfert des données, auquel cas, le numéro de la séquence est établi à sa valeur initiale au commencement de la connexion et est mis à jour d'une manière définie antérieurement pendant la connexion. 8 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le numéro de la trame de donnée de la couche de liaison (numéro de LLC) est maintenu dans un dispositif de transfert des données (MS, SGSN) de la connexion de transfert des données et est délivré à d'autres dispositifs de transfert des données dans la trame de donnée de la couche de liaison. 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la connexion de transfert des données est une connexion de transfert 2750272 des données d'un système de commutation de paquets, tel qu'un système GPRS. - Procédé selon l'une quelconque des revendications,l à 9, caractérisé en ce que la connexion de transfert des données est une connexion Point à Point (PTP). 11 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la connexion de transfert des données est une connexion multipoints, telle qu'une connexion Point-à-Multipoints-Multi- destinataires (PTM-M) ou Point-à-Multipoints-Groupe (PTM-G). 12 - Procédé selon la revendication 11, dans lequel l'information est transférée entre le dispositif de transfert des données (SGSN) d'un fournisseur de services de données et les dispositifs de transfert des données (MS) des utilisateurs des services de données, caractérisé en ce qu'une clé de chiffrement (Kc) affectée séparément à chaque connexion est établie aux dispositifs de transfert des données (MS, SGSN) en transférant la clé de chiffrement (Kc) dans un mode chiffré dans le système de transfert des données, en utilisant le clavier du dispositif de transfert des données ou une carte à mémoire (SIM). 13 - Procédé selon les revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que: - soit seules les données transmises à partir du dispositif de transfert des données (SGSN) d'un fournisseur de services de données à des dispositifs de transfert des données (MS) des utilisateurs de services de données sont chiffrées au moins en partie, soit seules les données transmises à partir des dispositifs de transfert de données (MS) des utilisateurs de services de données au dispositif de transfert des données (SGSN) du fournisseur de services sont chiffrées au moins en partie, 26 2750272 - soit les données transmises dans les deux directions sont chiffrées au moins en partie. 14,- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'au commencement du chiffrement, la donnée concernant la direction dans laquelle le transfert des données est chiffré, est transmise aux dispositifs de transfert des données. - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que seule une partie des trames de données de la couche d'adaptation est chiffrée, auquel cas la donnée du chiffrement de chaque trame est de préférence transmise dans le champ de l'en-tête de la trame. 16 - Système de communication de données qui comprend un moyen pour le chiffrement d'une information transférée entre des dispositifs de transfert de données (MS, SGSN), un moyen pour former un ou plusieurs paquets de données de l'information et un moyen pour former des trames de données des paquets de données, caractérisé en ce que le moyen de chiffrement de l'information comprend au moins: - un moyen pour chiffrer des paquets de données par une clé de chiffrement (Kc), - un moyen pour attacher une donnée de synchronisation (COUNT) aux trames de données, - un moyen pour changer la valeur de la donnée de synchronisation (COUNT) à la transmission de chaque trame de donnée, et - un moyen pour interpréter la donnée de synchronisation dans le dispositif de transfert de données du récepteur. 17 - Système de communication de données selon la revendication 16, caractérisé en ce que le moyen de transfert de données comprend au moins une station mobile (MS). 18 - Système de communication de données selon la revendication 16, caractérisé en ce que le 27 2750272 moyen de transfert de données comprend au moins une station de base (BTS). 19 - Système de communication de données selon la revendication 17, caractérisé en ce que la station mobile (MS) est une station mobile GSM. Système de communication de données selon la revendication 18, caractérisé en ce que la station de base (BTS) est une station de base GSM.