(57)【要約】ネットワークを利用する通信端末が増加した場合に、ネットワーク側の認証処理の負荷を抑えることができる通信システムを提供することを目的とする。本発明にかかる通信システムは、複数の通信端末によって構成される通信グループ（１０）に属する代表通信端末（２０）と、通信グループ（１０）に属し、代表通信端末（２０）と異なる従属通信端末（３０）〜（３２）と、通信グループ（１０）に属する複数の通信端末に関する呼処理制御を行うノード装置（４０）と、を備える。代表通信端末（２０）及び従属通信端末（３０）〜（３２）は、共通の鍵情報及び共通のＳＩＭ情報を有する。代表通信端末（２０）は、ノード装置（４０）から送信された認証情報に含まれる一部の情報を従属通信端末（３０）〜（３２）へ送信し、鍵情報及び認証情報を用いて、従属通信端末（３０）〜（３２）の認証処理を実行する、通信システム。
2016132718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信端末によって構成される通信グループに属する代表通信端末と、
前記通信グループに属し、前記代表通信端末と異なる従属通信端末と、
前記通信グループに属する前記複数の通信端末に関する呼処理制御を行うノード装置と、を備え、
前記代表通信端末及び前記従属通信端末は、
共通の鍵情報及び共通のＳＩＭ情報を有し、
前記代表通信端末は、
前記ノード装置から送信された認証情報に含まれる一部の情報を前記従属通信端末へ送信し、前記従属通信端末からの応答メッセージに設定された情報、前記鍵情報、前記ＳＩＭ情報及び前記認証情報を用いて、前記従属通信端末の認証処理を実行する、通信システム。
【請求項２】
前記代表通信端末は、
前記従属通信端末において、前記鍵情報及び前記認証情報を用いて予め定められた演算が実行されたことによって生成される演算結果と、自装置において、前記鍵情報及び前記認証情報を用いて演算を実行した結果生成した演算結果とを用いて前記従属通信端末の認証処理を実行する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記代表通信端末は、
前記通信グループの識別情報を前記ノード装置へ送信し、前記ノード装置から前記通信グループに関連づけられた認証情報を受信する、請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記代表通信端末及び前記従属通信端末は、
前記ＳＩＭ情報、前記認証情報及び前記鍵情報を用いて、前記通信グループにおいて用いられるＫａｓｍｅ情報を生成する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記ノード装置は、
前記代表通信端末から前記通信グループの識別情報を受信すると、予め保持していた前記通信グループに関連づけられた認証情報、もしくは、他のノード装置から取得した前記通信グループに関連付けられたに認証情報を前記代表通信端末へ送信する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項６】
複数の通信端末によって構成される通信グループに属する通信端末であって、
前記通信グループに属し、従属通信端末と通信するデバイス通信手段と、
前記通信グループに属する前記複数の通信端末に関する呼処理制御を行うノード装置と通信するネットワーク通信手段と、
前記従属通信端末と共通の鍵情報を記憶する記憶手段と、
前記ノード装置から送信された認証情報を前記従属通信端末へ送信し、前記従属通信端末からの応答メッセージに設定された情報、前記鍵情報及び前記認証情報を用いて、前記従属通信端末の認証処理を実行する認証手段と、を備える通信端末。
【請求項７】
前記認証手段は、
前記従属通信端末において、前記鍵情報及び前記認証情報を用いて予め定められた演算が実行されたことによって生成される演算結果と、自装置において、前記鍵情報及び前記認証情報を用いて演算を実行した結果生成した演算結果とを用いて前記従属通信端末の認証処理を実行する、請求項６に記載の通信端末。
【請求項８】
前記記憶手段は、
共通のＳＩＭ情報を有し、
前記認証手段は、
前記ＳＩＭ情報、前記認証情報及び前記鍵情報を用いて、前記通信グループにおいて用いられるＫａｓｍｅ情報を生成する、請求項６又は７に記載の通信端末。
【請求項９】
代表通信端末及び従属通信端末を含む通信グループに属する代表通信端末において実行される認証方法であって、
前記通信グループに属する前記代表通信端末及び従属通信端末の呼処理制御を行うノード装置から送信された認証情報に含まれる一部の情報を前記従属通信端末へ送信し、
前記従属通信端末からの応答メッセージに設定された情報と、前記認証情報と、前記代表通信端末及び前記従属通信端末において記憶される共通の鍵情報及び共通のＳＩＭ情報と、を用いて前記従属通信端末の認証処理を実行する、認証方法。
【請求項１０】
代表通信端末及び従属通信端末を含む通信グループに属する代表通信端末であるコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記通信グループに属する前記代表通信端末及び従属通信端末の呼処理制御を行うノード装置から送信された認証情報に含まれる一部の情報を前記従属通信端末へ送信し、
前記従属通信端末からの応答メッセージに設定された情報と、前記認証情報と、前記代表通信端末及び前記従属通信端末において記憶される共通の鍵情報及び共通のＳＩＭ情報と、を用いて前記従属通信端末の認証処理を実行することをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システム、通信端末、認証方法及びプログラムに関し、例えば鍵情報を用いて認証を行う通信システム、通信端末、認証方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話及びスマートフォンが急速に普及し、一人が複数台の携帯電話等を保持する場合もある。さらに今後は、人が保持する以外にも、他の通信装置と自律的に通信を行うＭ２Ｍ（Machine to Machine）端末の増加が予測される。Ｍ２Ｍ端末は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）においては、ＭＴＣ（Machine Type Communication）端末等と称されている。Ｍ２Ｍ端末は、例えば、通信機能を搭載する自動販売機であってもよく、通信機能を有するセンサ装置等であってもよい。また、Ｍ２Ｍ端末は、携帯電話等と同様に、ネットワークを利用して通信を行う場合認証処理等が行われる必要がある。また、Ｍ２Ｍ端末の増加に加えて、今後、ウェアラブル端末の増加、家庭内のネットワーク家電の普及等も予測される。ウェアラブル端末は、一人でいくつもの端末を所持することが考えられる。また、ネットワーク家電としては、例えば、エアコン、ロボット掃除機もしくは冷蔵庫等が挙げられる。【０００３】
非特許文献１には、３ＧＰＰにおいて規定されるネットワークを用いる場合の認証処理の流れが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＳ ３３．４０１ Ｖ１２．１３．０，６章及び７章（２０１４−１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
今後、Ｍ２Ｍ端末は、急激に増加することが予測されている。そのため、全てのＭ２Ｍ端末が、非特許文献１に開示されている認証処理を実行した場合、ネットワーク側における認証処理の負荷が増大するという問題がある。【０００６】
本発明の目的は、ネットワークを利用する通信端末が増加した場合に、ネットワーク側の認証処理の負荷を抑えることができる通信システム、通信端末、認証方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様にかかる通信システムは、複数の通信端末によって構成される通信グループに属する代表通信端末と、前記通信グループに属し、前記代表通信端末と異なる従属通信端末と、前記通信グループに属する前記複数の通信端末に関する呼処理制御を行うノード装置と、を備え、前記代表通信端末及び前記従属通信端末は、共通の鍵情報及び共通のＳＩＭ情報を有し、前記代表通信端末は、前記ノード装置から送信された認証情報に含まれる一部の情報を前記従属通信端末へ送信し、前記従属通信端末からの応答メッセージに設定された情報、前記鍵情報及び前記認証情報を用いて、前記従属通信端末の認証処理を実行するものである。【０００８】
本発明の第２の態様にかかる通信端末は、複数の通信端末によって構成される通信グループに属する通信端末であって、前記通信グループに属し、従属通信端末と通信するデバイス通信部と、前記通信グループに属する前記複数の通信端末に関する呼処理制御を行うノード装置と通信するネットワーク通信部と、前記従属通信端末と共通の鍵情報を記憶する記憶部と、前記ノード装置から送信された認証情報を前記従属通信端末へ送信し、前記従属通信端末からの応答メッセージに設定された情報、前記鍵情報及び前記認証情報を用いて、前記従属通信端末の認証処理を実行する認証部と、を備えるものである。【０００９】
本発明の第３の態様にかかる認証方法は、代表通信端末及び従属通信端末を含む通信グループに属する代表通信端末において実行される認証方法であって、前記通信グループに属する前記代表通信端末及び従属通信端末の呼処理制御を行うノード装置から送信された認証情報に含まれる一部の情報を前記従属通信端末へ送信し、前記従属通信端末からの応答メッセージに設定された情報と、前記認証情報と、前記代表通信端末及び前記従属通信端末において記憶される共通の鍵情報及び共通のＳＩＭ情報と、を用いて前記従属通信端末の認証処理を実行するものである。【００１０】
本発明の第４の態様にかかるプログラムは、代表通信端末及び従属通信端末を含む通信グループに属する代表通信端末であるコンピュータに実行させるプログラムであって、前記通信グループに属する前記代表通信端末及び従属通信端末の呼処理制御を行うノード装置から送信された認証情報に含まれる一部の情報を前記従属通信端末へ送信し、前記従属通信端末からの応答メッセージに設定された情報と、前記認証情報と、前記代表通信端末及び前記従属通信端末において記憶される共通の鍵情報及び共通のＳＩＭ情報と、を用いて前記従属通信端末の認証処理を実行することをコンピュータに実行させるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、ネットワークを利用する通信端末が増加した場合に、ネットワーク側の認証処理の負荷を抑えることができる通信システム、通信端末、認証方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１にかかる通信システムの構成図である。
【図２】実施の形態２にかかるマスターデバイスの構成図である。
【図３】実施の形態２にかかるＭＭＥの構成図である。
【図４】実施の形態２にかかるマスターデバイスにおけるセカンドデバイスの認証処理の流れを示す図である。
【図５】実施の形態２にかかる通信システムにおける認証処理の流れを示す図である。
【図６】実施の形態２にかかる通信システムにおける認証処理の流れを示す図である。
【図７】実施の形態３にかかるＭＭＥの構成図である。
【図８】実施の形態３にかかる通信システムにおける認証処理の流れを示す図である。
【図９】実施の形態３にかかる通信システムにおける認証処理の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。はじめに、図１を用いて本発明の実施の形態１にかかる通信システムの構成例について説明する。図１の通信システムは、代表通信端末２０、従属通信端末３０〜３２、基地局４５、及び、ノード装置４０を有している。代表通信端末２０及び従属通信端末３０〜３２は、通信グループ１０を形成している。通信グループ１０は、複数の通信端末によって形成されるグループである。通信グループ１０を形成する端末は、例えば、身に着けた複数のウェアラブル端末、家庭内に設置されたネットワーク家電類、ビル内のセンサやメータ類、家族内やあるグループ内の通信端末、メーカが管理する自動販売機等であってもよい。
【００１４】
代表通信端末２０及び従属通信端末３０〜３２は、例えば、スマートフォンもしくは通信機能を有するコンピュータ装置等であってもよい。また、代表通信端末２０は、モバイルルータであってもよい。代表通信端末２０は、基地局４５を介してノード装置４０と通信を行う。また、代表通信端末２０は、有線もしくは無線にて基地局４５と接続されてもよく、ネットワークを介して基地局４５と接続されてもよい。さらに、代表通信端末２０は、有線もしくは無線にて従属通信端末３０〜３２と接続されてもよく、ネットワークを介して従属通信端末３０〜３２と接続されてもよい。
【００１５】
ノード装置４０は、通信グループ１０に属する複数の通信端末に関する呼処理制御を行う。呼処理制御は、例えば、代表通信端末２０及び従属通信端末３０〜３２において送受信されるデータのモバイルネットワーク内における経路設定、もしくは、代表通信端末２０の認証処理等であってもよい。ノード装置４０は、例えば、３ＧＰＰにおいて呼処理制御を実施する装置として規定されているＭＭＥ（Mobility Management Entity）もしくはＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）等であってもよい。
【００１６】
代表通信端末２０及び従属通信端末３０〜３２は、共通の鍵情報及び共通のＳＩＭ（Subscriber Identity Module）情報を有する。鍵情報は、例えば、暗号鍵もしくは秘密鍵等を生成するために用いられる情報であってもよい。代表通信端末２０及び従属通信端末３０〜３２には、例えば、端末の製造時に鍵情報が設定されてもよい。もしくは、代表通信端末２０及び従属通信端末３０〜３２には、ネットワークを介さずに、情報記録媒体等を介して鍵情報が設定されてもよい。もしくは、代表通信端末２０及び従属通信端末３０〜３２は、信頼性を有し強固なセキュリティが確保されている通信経路を介して鍵情報を取得してもよい。
【００１７】
代表通信端末２０は、ノード装置４０から送信された認証情報を受信する。さらに、代表通信端末２０は、受信した認証情報に含まれる一部の情報を従属通信端末３０〜３２へ送信する。例えば、認証情報は、代表通信端末２０及び従属通信端末３０〜３２が、通信グループ１０に属することを許可するかを判定する際に用いられる情報であってもよい。
【００１８】
また、代表通信端末２０は、従属通信端末からの応答メッセージに設定された情報、鍵情報及びノード装置４０から送信された認証情報を用いて、従属通信端末３０〜３２の認証処理を実行する。例えば、代表通信端末２０は、認証処理として、従属通信端末３０〜３２が、通信グループ１０に提供されるサービスを実施することができるか否かを判定してもよい。
【００１９】
以上説明したように、図１の通信システムを用いることによって、従属通信端末３０〜３２は、代表通信端末２０との間において認証処理を実行すればよく、ノード装置４０との間において認証処理を実行する必要はない。言い換えると、ノード装置４０は、通信グループ１０に属する代表通信端末２０とのみ認証処理を実行すればよく、従属通信端末３０〜３２と認証処理を実行する必要はない。そのため、ノード装置４０は、代表通信端末２０及び従属通信端末３０〜３２に関する認証処理を実行する場合と比較して、認証処理に関する負担を軽減することができる。
【００２０】
（実施の形態２）
続いて、図２を用いて本発明の実施の形態２にかかるマスターデバイス５０の構成例について説明する。マスターデバイス５０は、図１の代表通信端末２０に相当する。マスターデバイス５０は、例えば、親機もしくは親装置等と称されてもよい。また、本実施の形態においては、図１の従属通信端末３０〜３２に相当する装置をセカンドデバイスとして説明する。セカンドデバイスは、例えば、子機もしくは従属装置等と称されてもよい。さらに、図１のノード装置４０に相当する装置をＭＭＥ６０として説明する。
【００２１】
マスターデバイス５０と、複数のセカンドデバイスとは、通信グループ１０を利用したサービスの提供を受ける。通信グループ１０を利用したサービスは、例えば、通信グループ１０内に対する同報配信サービスであってもよい。つまり、通信グループ１０に属する複数のデバイスは、一斉に同じ情報を受け取ることができる。もしくは、通信グループ１０には、ユーザが保持するスマートフォン及びウェアラブルデバイス等が属し、スマートフォン及びウェアラブルデバイス等へ同じ情報が送信されてもよい。もしくは、マスターデバイス５０から遠く離れた位置にいる複数のセカンドデバイスが通信グループ１０に属する場合に、通信グループ１０及び複数のセカンドデバイスへ同じ情報が送信されてもよい。
【００２２】
マスターデバイス５０は、ネットワーク通信部５１、認証情報記憶部５２、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）情報記憶部５３、認証部５４及びデバイス通信部５５を有している。
【００２３】
マスターデバイス５０が、スマートフォンやモバイルルータなどの場合は、ネットワーク通信部５１は、モバイルネットワークを構成する基地局と無線通信を行う。基地局は、例えば、３ＧＰＰにおいて規定されているｅＮＢ（evolved Node B）等であってもよい。もしくは、基地局は、いわゆる２Ｇもしくは３Ｇと称される無線通信方式に対応した基地局であってもよい。なお、マスターデバイス５０が、固定の無線ルータなどの場合は、基地局と有線で通信を行ってもよい。ネットワーク通信部５１は、ｅＮＢを介してＭＭＥ６０等へ制御信号を送信する。また、ネットワーク通信部５１は、ｅＮＢを介して、ＭＭＥ６０等から送信された制御信号を受信する。
【００２４】
ネットワーク通信部５１は、例えば、通信グループ１０の認証に関する情報をＭＭＥ６０へ送信する。通信グループ１０の認証に関する情報は、例えば、通信グループ１０を識別する情報であってもよい。さらに、通信グループ１０の認証に関する情報には、通信グループ１０に属する全てのセカンドデバイスの識別情報が含まれてもよい。
【００２５】
ネットワーク通信部５１は、例えば、通信グループ１０において用いられる認証ベクトル（以下、ｇｒｏｕｐ ＡＶ（Group Authentication Vector）と称する）をＭＭＥから受信する。ｇｒｏｕｐ ＡＶは、例えば、通信グループ１０において利用されるために、予め定められた乱数を示す情報であってもよい。ネットワーク通信部５１は、受信したｇｒｏｕｐ ＡＶを認証情報記憶部５２へ出力する。
【００２６】
認証情報記憶部５２は、ネットワーク通信部５１から出力されたｇｒｏｕｐ ＡＶを記憶する。認証情報記憶部５２は、マスターデバイス５０内に備えられた内部メモリであってもよく、マスターデバイス５０に装着された外部記憶装置等であってもよい。
【００２７】
ＳＩＭ情報記憶部５３は、通信グループ１０に属するマスターデバイス５０及びセカンドデバイスにおいて共通に用いられるＳＩＭ情報（以下、Ｇｒｏｕｐ ＳＩＭ、と称する）を記憶している。通信グループ１０において共通に用いられるＧｒｏｕｐ ＳＩＭには、例えば、通信グループ１０を識別する識別情報が含まれてもよい。さらに、ＳＩＭ情報記憶部５３は、通信グループ１０に属するマスターデバイス５０及びセカンドデバイスにおいて共通に用いられる鍵情報（以下、鍵情報Ｋ、と称する）も保持する。
【００２８】
認証情報記憶部５２には、例えば、マスターデバイス５０の製造時にＧｒｏｕｐ ＳＩＭ及び鍵情報Ｋが設定されてもよい。もしくは、認証情報記憶部５２には、ネットワークを介さずに、情報記録媒体等を介してＧｒｏｕｐ ＳＩＭ及び鍵情報Ｋが設定されてもよい。もしくは、認証情報記憶部５２は、信頼性を有し、強固なセキュリティが確保されている通信経路を介してＧｒｏｕｐ ＳＩＭ及び鍵情報Ｋを取得してもよい。セカンドデバイスにも、マスターデバイス５０と同様にＧｒｏｕｐ ＳＩＭ及び鍵情報Ｋが設定される。
【００２９】
認証部５４は、ＳＩＭ情報記憶部５３に記憶されているＧｒｏｕｐ ＳＩＭ、鍵情報Ｋ及び認証情報記憶部５２に記憶されているＧｒｏｕｐ ＡＶを用いて、鍵情報Ｋａｓｍｅを生成する。さらに、認証部５４は、Ｇｒｏｕｐ ＳＩＭ、鍵情報Ｋ及びＧｒｏｕｐ ＡＶを用いて予め定められた演算を行い、演算結果を保持する。予め定められた演算は、例えば、ＸＯＲ（Exclusive ORもしくはExclusive disjunction）演算等であってもよい。
【００３０】
デバイス通信部５５は、複数のセカンドデバイスと通信を行う。デバイス通信部５５は、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信を利用してセカンドデバイスと通信を行ってもよく、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）等の近距離無線通信を利用してセカンドデバイスと通信を行ってもよい。もしくは、デバイス通信部５５は、モバイルネットワークを介して遠方に位置するセカンドデバイスと通信を行ってもよい。デバイス通信部５５が、モバイルネットワークを利用する場合、ネットワーク通信部５１とデバイス通信部５５とは同様の機能ブロック、装置もしくは回路等であってもよい。
【００３１】
デバイス通信部５５は、複数のセカンドデバイスへ、認証情報記憶部５２に記憶されているＧｒｏｕｐ ＡＶを送信する。Ｇｒｏｕｐ ＡＶを受信したセカンドデバイスは、認証部５４における処理と同様に、鍵情報Ｋａｓｍｅの生成及び予め定められた演算を行う。
【００３２】
認証部５４は、デバイス通信部５５を介して、それぞれのセカンドデバイスにおける演算結果と、保持していた演算結果とが一致するか否かを判定して、セカンドデバイスが通信グループ１０に属することを許可するか否かを判定する。
【００３３】
続いて、図３を用いて本発明の実施の形態２にかかるＭＭＥ６０の構成例について説明する。ＭＭＥ６０は、通信部６１及び認証情報記憶部６２を有している。
【００３４】
認証情報記憶部６２は、通信グループ毎のＧｒｏｕｐ ＡＶを記憶している。通信部６１は、ｅＮＢを介してマスターデバイス５０と通信を行う。通信部６１は、マスターデバイス５０から、通信グループを識別する情報が送信された場合、受信した通信グループに関連するＧｒｏｕｐ ＡＶを認証情報記憶部６２から抽出する。通信部６１は、抽出したＧｒｏｕｐ ＡＶをマスターデバイス５０へ送信する。
【００３５】
続いて、図４を用いて、マスターデバイス５０におけるセカンドデバイスの認証処理の流れについて説明する。はじめに、ネットワーク通信部５１は、ＭＭＥ６０からＧｒｏｕｐ ＡＶを受信する（Ｓ１１）。次に、認証部５４は、Ｇｒｏｕｐ ＳＩＭ、鍵情報Ｋ及びＧｒｏｕｐ ＡＶを用いて鍵情報Ｋａｓｍｅを生成する（Ｓ１２）。次に、認証部５４は、Ｇｒｏｕｐ ＳＩＭ、鍵情報Ｋ及びＧｒｏｕｐ ＡＶを用いて予め定められた演算を行う（Ｓ１３）。
【００３６】
次に、デバイス通信部５５は、ＭＭＥ６０から送信されたＧｒｏｕｐ ＡＶに含まれる複数の情報の内、ＸＲＥＳ（Expected Response）を除く情報を複数のセカンドデバイスへ送信する（Ｓ１４）。次に、デバイス通信部５５は、セカンドデバイスにおいて、Ｇｒｏｕｐ ＳＩＭ、鍵情報Ｋ及びＧｒｏｕｐ ＡＶに含まれる複数の情報のうちＸＲＥＳを除く情報を用いて実行された演算結果を受信する（Ｓ１５）。
【００３７】
次に、認証部５４は、ステップＳ１３において実施した演算における演算結果と、ステップＳ１５においてセカンドデバイスから受信した演算結果とが一致しているか否かを判定する（Ｓ１６）。認証部５４は、演算結果が一致していると判定した場合、セカンドデバイスが通信グループ１０に属することを許可する（Ｓ１７）。認証部５４は、演算結果が一致していないと判定した場合、セカンドデバイスが通信グループ１０に属することを許可しない（Ｓ１８）。言い換えると、マスターデバイス５０は、ＭＭＥ６０から送信されたＸＲＥＳをセカンドデバイスには送信せず、セカンドデバイスから受信したＲＥＳと、保持していたＸＲＥＳとを比較することによって、セカンドデバイスを認証する。
【００３８】
続いて、図５を用いて本発明の実施の形態２にかかる認証処理の流れについて説明する。はじめに、マスターデバイス５０は、ＭＭＥ６０との間において、モバイルネットワークを利用するための認証処理を実行する。つまり、マスターデバイス５０は、通信グループを利用するための認証処理を行う前に、モバイルネットワークを介した通常の通信を行うための認証処理を実行する。通常の通信は、通信グループ１０を利用したサービスに関する通信以外の通信である。例えば、通常の通信は、マスターデバイス５０が、モバイルネットワークを利用して、宛先となる通信端末を指定して行う通信であってもよく、マスターデバイス５０が宛先として指定されて行う通信であってもよい。
【００３９】
マスターデバイス５０とＭＭＥ６０とにおいて、モバイルネットワークを介した通常の通信を行うための認証処理を実行するために、ＭＭＥ６０は、ｅＮＢを介してマスターデバイス５０へAuthentication Requestメッセージを送信する（Ｓ２１）。以下の説明においても、ＭＭＥ６０とマスターデバイス５０との間の通信は、ｅＮＢを介して行われるとする。ＭＭＥ６０は、認証ベクトル（以下、ＡＶと称する）を設定したAuthentication Requestメッセージを送信する。
【００４０】
次に、マスターデバイス５０は、受信したＡＶ、ＳＩＭ及び鍵情報Ｋ１を用いて予め定められた演算を実行し、実行した演算結果を設定したAuthentication ResponseメッセージをＭＭＥ６０へ送信する（Ｓ２２）。ここで、ＳＩＭは、Ｇｒｏｕｐ ＳＩＭとは異なり、通信グループ１０を利用しない通常の通信において用いられるＳＩＭである。さらに、鍵情報Ｋ１は、鍵情報Ｋとは異なり、通信グループ１０を利用しない通常の通信において用いられる鍵情報である。
【００４１】
ＭＭＥ６０は、マスターデバイス５０から送信された演算結果と、自装置において演算した結果とを用いて、マスターデバイス５０に関する認証処理を実行する。
【００４２】
次に、マスターデバイス５０は、通信グループ１０に関する認証処理を実行するために、ＭＭＥ６０へ、Group Authentication Requestメッセージを送信する（Ｓ２３）。マスターデバイス５０は、例えば、通信グループ１０を識別する情報をGroup Authentication Requestメッセージに設定する。さらに、マスターデバイス５０は、通信グループ１０に属する全てのセカンドデバイスの識別情報をGroup Authentication Requestメッセージに設定してもよい。
【００４３】
次に、ＭＭＥ６０は、マスターデバイス５０が属する通信グループ１０に関連づけられたＧｒｏｕｐ ＡＶを設定したGroup Authentication Responseメッセージをマスターデバイス５０へ送信する（Ｓ２４）。
【００４４】
次に、マスターデバイス５０は、ＭＭＥ６０から送信されたＧｒｏｕｐ ＡＶに含まれる複数の情報のうちＸＲＥＳを除く情報を設定したAuthentication Requestメッセージをセカンドデバイスへ送信する（Ｓ２５）。複数のセカンドデバイスがある場合、マスターデバイス５０は、セカンドデバイスごとにAuthentication Requestメッセージを送信する。
【００４５】
次に、セカンドデバイスは、Ｇｒｏｕｐ ＡＶに含まれる複数の情報のうちＸＲＥＳを除く情報を用いた演算結果を設定したAuthentication Responseメッセージをマスターデバイス５０へ送信する（Ｓ２６）。マスターデバイス５０は、セカンドデバイスから送信された演算結果を用いて認証を行うと、認証結果を設定したGroup Authentication ConfirmationメッセージをＭＭＥ６０へ送信する（Ｓ２７）。ＭＭＥ６０は、Group Authentication Confirmationメッセージを受信することによって、通信グループ１０に属するセカンドデバイスを認識することができる。
【００４６】
次に、セカンドデバイス及びマスターデバイス５０は、通信グループ１０を利用した通信に用いるGroup Session Keyを生成する（Ｓ２８、Ｓ２９）。
【００４７】
また、図５における認証処理の流れは、Ｗ−ＣＤＭＡを用いた３Ｇシステムにおいても適用することができる。この場合、図６に示すように、ｅＮＢは、ＲＮＣ（Radio Network Controller）に置き換えられてもよく、ＭＭＥは、ＳＧＳＮに置き換えられてもよい。また、ＲＮＣは、無線ＬＡＮ通信を行うアクセスポイントに置き換えられてもよい。図６のステップＳ１２１〜Ｓ１２９は、図５のステップＳ２１〜Ｓ２９と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００４８】
以上説明したように、本発明の実施の形態２にかかる通信システムを用いることによって、それぞれのセカンドデバイスは、ＭＭＥ６０もしくはＳＧＳＮと認証処理を行うことはない。そのため、ＭＭＥ６０もしくはＳＧＳＮが、全てのセカンドデバイスと認証処理を行う場合と比較して、ＭＭＥ６０もしくはＳＧＳＮにおける認証処理の負担が軽減される。
【００４９】
また、通信グループ１０に属するマスターデバイス５０及びセカンドデバイスは、通信グループ１０を利用した通信とは異なる通常の通信において用いられるＳＩＭ及び鍵情報Ｋ１とは別に、Ｇｒｏｕｐ ＳＩＭ及び鍵情報Ｋを用いる。そのため、通常の通信において用いられるＳＩＭ及び鍵情報を用いて生成された鍵情報Ｋａｓｍｅと、Ｇｒｏｕｐ ＳＩＭ及び鍵情報Ｋを用いて生成された鍵情報Ｋａｓｍｅは異なる。これより、通常の通信において用いられるＳＩＭ及び鍵情報を用いて生成された鍵情報Ｋａｓｍｅが更新された場合においても、Ｇｒｏｕｐ ＳＩＭ及び鍵情報Ｋを用いて生成された鍵情報Ｋａｓｍｅは、更新されなくてもよい。つまり、Ｇｒｏｕｐ ＳＩＭ及び鍵情報Ｋを用いて生成された鍵情報Ｋａｓｍｅは、通常の通信において用いられるＳＩＭ及び鍵情報を用いて生成された鍵情報Ｋａｓｍｅが変更されたことによる影響を受けない。
【００５０】
（実施の形態３）
続いて、図７を用いて本発明の実施の形態３にかかるＭＭＥ７０の構成例について説明する。図３のＭＭＥ６０は、Ｇｒｏｕｐ ＡＶを認証情報記憶部６２に記憶していたが、図７のＭＭＥ７０は、Ｇｒｏｕｐ ＡＶを他の装置から取得する点において、ＭＭＥ６０と異なる。具体的には、ＭＭＥ７０は、Ｇｒｏｕｐ ＡＶを３ＧＰＰにおいて加入者データを管理するノードとして規定されているＨＳＳ（Home Subscriber Server）から取得してもよい。
【００５１】
続いて、ＭＭＥ７０の構成例について説明する。ＭＭＥ７０は、通信部７１及び認証情報取得部７２を有している。通信部７１は、ＭＭＥ６０における通信部６１と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００５２】
認証情報取得部７２は、ＨＳＳ等の他の装置からＧｒｏｕｐ ＡＶを取得する。認証情報取得部７２は、取得したＧｒｏｕｐ ＡＶを通信部７１へ出力する。
【００５３】
続いて、図８を用いて本発明の実施の形態３にかかる認証処理の流れについて説明する。ステップＳ３１〜Ｓ３３は、図５のステップＳ２１〜Ｓ２３と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００５４】
ＭＭＥ７０は、ステップＳ３３においてGroup Authentication Requestメッセージを受信すると、マスターデバイス５０が属する通信グループ１０に関するＧｒｏｕｐ ＡＶを取得するために、ＨＳＳへ、認証情報Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送信する（Ｓ３４）。
【００５５】
次に、ＨＳＳは、通信グループ１０に関するＧｒｏｕｐ ＡＶを設定した認証情報Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを送信する（Ｓ３５）。ステップＳ３６〜Ｓ４１は、図５のステップＳ２４〜Ｓ２９と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００５６】
また、図８における認証処理の流れは、Ｗ−ＣＤＭＡを用いた３Ｇシステムにおいても適用することができる。この場合、図９に示すように、ｅＮＢは、ＲＮＣ（Radio Network Controller）に置き換えられてもよく、ＭＭＥは、ＳＧＳＮに置き換えられてもよく、ＨＳＳはＨＬＲ（Home Location Register）に置き換えられてもよい。また、ＲＮＣは、無線ＬＡＮ通信を行うアクセスポイントに置き換えられてもよい。図９のステップＳ１３１〜Ｓ１４１は、図８のステップＳ３１〜Ｓ４１と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００５７】
以上説明したように、実施の形態３にかかる通信システムを用いることによって、呼処理制御を実行するＭＭＥ７０は、Ｇｒｏｕｐ ＡＶを記憶しておく必要が無いため、Ｇｒｏｕｐ ＡＶを記憶するためのメモリ容量を削減することができる。
【００５８】
また、実施の形態１及び２を組み合わせた動作を実行することも可能である。例えば、ＭＭＥ７０は、最初に通信グループ１０に関する認証を行う際には、ＨＳＳからＧｒｏｕｐ ＡＶを取得し、取得したＧｒｏｕｐ ＡＶを自装置内に記憶しておいてもよい。次回、マスターデバイス５０から、通信グループ１０に関する情報を設定したGroup Authentication Requestメッセージを受信すると、自装置内に記憶しているＧｒｏｕｐ ＡＶをマスターデバイス５０へ送信してもよい。つまり、ＭＭＥ７０は、自装置内に記憶していないＧｒｏｕｐ ＡＶをマスターデバイス５０へ送信する場合、ＨＳＳからＧｒｏｕｐ ＡＶを取得し、自装置内に記憶しているＧｒｏｕｐ ＡＶを送信すればよい場合は、記憶しているＧｒｏｕｐ ＡＶをマスターデバイス５０へ送信する。
【００５９】
上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、マスターデバイス５０における処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
【００６０】
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００６１】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００６２】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００６３】
この出願は、２０１５年２月１６日に出願された日本出願特願２０１５−０２７３５５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００６４】
１０  通信グループ
２０  代表通信端末
３０  従属通信端末
３１  従属通信端末
３２  従属通信端末
４０  ノード装置
４５  基地局
５０  マスターデバイス
５１  ネットワーク通信部
５２  認証情報記憶部
５３  ＳＩＭ情報記憶部
５４  認証部
５５  デバイス通信部
６０  ＭＭＥ
６１  通信部
６２  認証情報記憶部
７０  ＭＭＥ
７１  通信部
７２  認証情報取得部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年8月15日(2017.8.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信端末によって構成される通信グループに属する代表通信端末と、
前記通信グループに属し、前記代表通信端末と異なる従属通信端末と、
前記通信グループに属する前記複数の通信端末に関する呼処理制御を行うノード装置と、を備え、
前記代表通信端末及び前記従属通信端末は、
共通の鍵情報及び共通のＳＩＭ情報を有し、
前記代表通信端末は、
前記ノード装置から送信された認証情報に含まれる一部の情報を前記従属通信端末へ送信し、前記従属通信端末からの応答メッセージに設定された情報、前記鍵情報、前記ＳＩＭ情報及び前記認証情報を用いて、前記従属通信端末の認証処理を実行する、通信システム。
【請求項２】
前記代表通信端末は、
前記従属通信端末において、前記鍵情報及び前記認証情報を用いて予め定められた演算が実行されたことによって生成される演算結果と、自装置において、前記鍵情報及び前記認証情報を用いて演算を実行した結果生成した演算結果とを用いて前記従属通信端末の認証処理を実行する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記代表通信端末は、
前記通信グループの識別情報を前記ノード装置へ送信し、前記ノード装置から前記通信グループに関連づけられた認証情報を受信する、請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記代表通信端末及び前記従属通信端末は、
前記ＳＩＭ情報、前記認証情報及び前記鍵情報を用いて、前記通信グループにおいて用いられるＫａｓｍｅ情報を生成する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記ノード装置は、
前記代表通信端末から前記通信グループの識別情報を受信すると、予め保持していた前記通信グループに関連づけられた認証情報、もしくは、他のノード装置から取得した前記通信グループに関連付けられたに認証情報を前記代表通信端末へ送信する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項６】
複数の通信端末によって構成される通信グループに属する通信端末であって、
前記通信グループに属し、従属通信端末と通信するデバイス通信手段と、
前記通信グループに属する前記複数の通信端末に関する呼処理制御を行うノード装置と通信するネットワーク通信手段と、
前記従属通信端末と共通の鍵情報を記憶する記憶手段と、
前記ノード装置から送信された認証情報を前記従属通信端末へ送信し、前記従属通信端末からの応答メッセージに設定された情報、前記鍵情報及び前記認証情報を用いて、前記従属通信端末の認証処理を実行する認証手段と、を備える通信端末。
【請求項７】
前記認証手段は、
前記従属通信端末において、前記鍵情報及び前記認証情報を用いて予め定められた演算が実行されたことによって生成される演算結果と、自装置において、前記鍵情報及び前記認証情報を用いて演算を実行した結果生成した演算結果とを用いて前記従属通信端末の認証処理を実行する、請求項６に記載の通信端末。
【請求項８】
前記記憶手段は、
共通のＳＩＭ情報を有し、
前記認証手段は、
前記ＳＩＭ情報、前記認証情報及び前記鍵情報を用いて、前記通信グループにおいて用いられるＫａｓｍｅ情報を生成する、請求項６又は７に記載の通信端末。
【請求項９】
代表通信端末及び従属通信端末を含む通信グループに属する代表通信端末において実行される認証方法であって、
前記通信グループに属する前記代表通信端末及び従属通信端末の呼処理制御を行うノード装置から送信された認証情報に含まれる一部の情報を前記従属通信端末へ送信し、
前記従属通信端末からの応答メッセージに設定された情報と、前記認証情報と、前記代表通信端末及び前記従属通信端末において記憶される共通の鍵情報及び共通のＳＩＭ情報と、を用いて前記従属通信端末の認証処理を実行する、認証方法。
【請求項１０】
代表通信端末及び従属通信端末を含む通信グループに属する代表通信端末であるコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記通信グループに属する前記代表通信端末及び従属通信端末の呼処理制御を行うノード装置から送信された認証情報に含まれる一部の情報を前記従属通信端末へ送信し、
前記従属通信端末からの応答メッセージに設定された情報と、前記認証情報と、前記代表通信端末及び前記従属通信端末において記憶される共通の鍵情報及び共通のＳＩＭ情報と、を用いて前記従属通信端末の認証処理を実行することをコンピュータに実行させるプログラム。
【国際調査報告】
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