(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおける端末により短文データを暗号化する方法であって、
アイドルモードで短文データバーストを、前記端末が、生成するステップと、
認証キー（ＡＫ）から導出されるＣＭＡＣ（Cipher-based  Message  Authentication  Code）-トラフィック暗号化キー（ＴＥＫ）プレキーに基づいてＴＥＫを、前記端末が、生成するステップと、  レンジング要求（ＲＮＧ-ＲＥＱ）メッセージと一緒に伝送されるアップリンクＣＭＡＣパケット番号（ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕ）と同一の値であるパケット番号（ＰＮ）に基づいてノンスを、前記端末が、構成するステップと、
前記ＴＥＫ及び前記ノンスに基づいて前記短文データバーストを、前記端末が、暗号化するステップと、
メディアアクセス制御（ＭＡＣ）ヘッダーと前記暗号化された短文データバーストとＣＭＡＣダイジェストとを含むＭＡＣ ＰＤＵ（Protocol  Data  Unit）を、前記端末が、生成するステップと、
前記ＭＡＣ ＰＤＵを基地局に、前記端末が、伝送するステップと、を有する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージは、前記暗号化された短文データバーストを含み、前記ＣＭＡＣダイジェストは、前記ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージは、
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージが前記アイドルモードで位置更新のために伝送されることを指示するレンジング目的指示フィールドと、
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージがＣＭＡＣにより保護されるか否かを示すＣＭＡＣインジケータと、をさらに含む
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージは、
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに含まれる前記短文データバーストが暗号化されるか否かを示す暗号化インジケータをさらに含む
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ノンスは、
前記短文データバーストの長さ、端末識別子（ＳＴＩＤ）、フロー識別子（ＦＩＤ）、所定個数の０、及び前記ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ネットワーク初期進入手順で獲得したマスタセッションキー（ＭＳＫ）を切り詰めて双方向マスタキー（ＰＭＫ）を生成するステップと、
前記ＰＭＫ、前記端末のアドレス、及び前記基地局の識別子（ＩＤ）を用いて前記端末と前記基地局との間のＳＡに対するＡＫを生成するステップと、
前記ＡＫを用いて前記ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを生成するステップと、を有し、
前記ＴＥＫは、前記ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーと、前記端末と前記基地局との間のＳＡに対するＳＡ識別子（ＳＡＩＤ）と、前記ＴＥＫに対するＴＥＫカウンタ値を用いて生成され、
前記ＳＡＩＤと前記ＴＥＫカウンタ値は予め設定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記短文データバーストは、短文メッセージサービス（ＳＭＳ）ペイロードであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
無線通信システムにおける基地局（ＢＳ）により短文データを復号化する方法であって、
端末からメディアアクセス制御（ＭＡＣ）ヘッダーと暗号化された短文データバーストとＣＭＡＣ（Cipher-based  Message  Authentication  Code）ダイジェストとを含むＭＡＣプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を、前記基地局が、受信するステップと、
認証キー（ＡＫ）から派生したＣＭＡＣ-トラフィック暗号化キー（ＴＥＫ）プレキーに基づいてＴＥＫを、前記基地局が、生成するステップと、
前記ＣＭＡＣダイジェストに含まれたアップリンクＣＭＡＣパケット番号（ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕ）と同一の値であるパケット番号（ＰＮ）に基づいてノンスを、前記基地局が、構成するステップと、
前記ＴＥＫ及び前記ノンスに基づいて前記暗号化された短文データバーストを、前記基地局が、復号化するステップと、を有する
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記ＭＡＣ ＰＤＵは、前記暗号化された短文データバーストを含み、前記ＣＭＡＣダイジェストは、前記ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕと一緒に伝送されるＲＮＧ-ＲＥＱメッセージは、
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージがアイドルモードで位置更新のために伝送されることを指示するレンジング目的指示フィールドと、
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージがＣＭＡＣにより保護されるか否かを示すＣＭＡＣインジケータと、
前記暗号化された短文データバーストと、を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージは、
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに含まれる前記短文データバーストが暗号化されるか否かを示す暗号化インジケータを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ノンスは、
前記短文データバーストの長さ、端末識別子（ＳＴＩＤ）、フロー識別子（ＦＩＤ）、所定個数の０、及び前記ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
ＳＡに関連して獲得したマスタセッションキー（ＭＳＫ）を切り詰めて双方向マスタキー（ＰＭＫ）を生成するステップと、
前記ＰＭＫ、前記端末のアドレス、及び前記基地局の識別子（ＩＤ）を用いて前記端末と前記基地局との間のＳＡに対する前記ＡＫを生成するステップと、
前記ＡＫを用いてＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを生成するステップと、をさらに有し、
前記ＴＥＫは、前記ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキー、前記端末と前記基地局との間のＳＡに対するＳＡ識別子（ＳＡＩＤ）、及び前記ＴＥＫに対するＴＥＫカウンタ値を用いて生成され、
前記ＳＡＩＤと前記ＴＥＫカウンタ値は予め設定されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記短文データバーストは、短文メッセージサービス（ＳＭＳ）ペイロードであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
無線通信システムにおける短文データを暗号化する端末装置であって、
アイドルモードで短文データバーストを生成するように構成される生成部と、
認証キー（ＡＫ）から導出するＣＭＡＣ（Cipher-based  Message  Authentication  Code）-トラフィック暗号化キー（ＴＥＫ）プレキーに基づいてＴＥＫを生成し、レンジング要求（ＲＮＧ-ＲＥＱ）メッセージと一緒に伝送されるアップリンクＣＭＡＣパケット番号（ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕ）と同一の値であるパケット番号（ＰＮ）に基づいてノンスを構成し、前記ＴＥＫ及び前記ノンスに基づいて前記短文データバーストを暗号化する暗号化部と、
メディアアクセス制御（ＭＡＣ）ヘッダーと前記暗号化された短文データバーストとＣＭＡＣダイジェストとを含むＭＡＣプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を生成し、前記ＭＡＣ ＰＤＵを基地局（ＢＳ）に伝送する伝送部と、を含む
ことを特徴とする端末装置。
【請求項１６】
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージは、前記暗号化された短文データバーストを含み、前記ＣＭＡＣダイジェストは、前記ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕを含む
ことを特徴とする請求項１５に記載の端末装置。
【請求項１７】
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージは、
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージが前記アイドルモードで位置更新のために伝送されることを指示するレンジング目的指示フィールドと、
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージがＣＭＡＣにより保護されるか否かを示すＣＭＡＣインジケータと、をさらに含む
ことを特徴とする請求項１６に記載の端末装置。
【請求項１８】
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージは、
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに含まれる前記短文データバーストが暗号化されるか否かを示す暗号化インジケータをさらに含む
ことを特徴とする請求項１６に記載の端末装置。
【請求項１９】
前記ノンスは、
前記短文データバーストの長さ、端末識別子（ＳＴＩＤ）、フロー識別子（ＦＩＤ）、所定個数の０、及び前記ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕを含むことを特徴とする請求項１５に記載の端末装置。
【請求項２０】
ネットワーク初期進入手順で獲得したマスタセッションキー（ＭＳＫ）を切り詰めて双方向マスタキー（ＰＭＫ）を生成し、前記ＰＭＫ、端末のアドレス、及び前記基地局（ＢＳ）の識別子（ＩＤ）を用いて前記端末と前記基地局との間のＳＡに対する認証キー（ＡＫ）を生成し、前記ＡＫを用いてＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを生成する制御部をさらに含み、
前記ＴＥＫは、前記ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキー、前記端末と前記基地局との間のＳＡに対するＳＡ識別子（ＳＡＩＤ）と、前記ＴＥＫに対するＴＥＫカウンタ値を用いて生成され、
前記ＳＡＩＤと前記ＴＥＫカウンタ値は予め設定されることを特徴とする請求項１５に記載の端末装置。
【請求項２１】
前記短文データバーストは、短文メッセージサービス（ＳＭＳ）ペイロードであることを特徴とする請求項１５に記載の端末装置。
【請求項２２】
無線通信システムにおける短文データを復号化する基地局（ＢＳ）装置であって、
端末からメディアアクセス制御（ＭＡＣ）ヘッダーと暗号化された短文データバーストとＣＭＡＣ（Cipher-based  Message  Authentication  Code）ダイジェストとを含むＭＡＣプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を受信する受信部と、
認証キー（ＡＫ）から派生した、ＣＭＡＣ-トラフィック暗号化キー（ＴＥＫ）プレキーに基づいてＴＥＫを生成し、前記ＣＭＡＣダイジェストに含まれたアップリンクＣＭＡＣパケット番号（ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕ）と同一の値であるパケット番号（ＰＮ）に基づいてノンスを構成し、前記ＴＥＫ及び前記ノンスに基づいて前記暗号化された短文データバーストを復号化する復号化部と、を含む
ことを特徴とする基地局装置。
【請求項２３】
前記ＭＡＣ ＰＤＵは、前記暗号化された短文データバーストを含み、前記ＣＭＡＣダイジェストは、前記ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕを含むことを特徴とする請求項２２に記載の基地局装置。
【請求項２４】
前記ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕと一緒に伝送されるＲＮＧ-ＲＥＱメッセージは、
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージがアイドルモードで位置更新のために伝送されることを指示するレンジング目的指示フィールドと、
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージがＣＭＡＣにより保護されるか否かを示すＣＭＡＣインジケータと、
前記暗号化された短文データバーストと、を含むことを特徴とする請求項２３に記載の基地局装置。
【請求項２５】
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージは、
前記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに含まれる前記短文データバーストが暗号化されるか否かを示す暗号化インジケータを含むことを特徴とする請求項２４に記載の基地局装置。
【請求項２６】
前記ノンスは、
前記短文データバーストの長さ、端末識別子（ＳＴＩＤ）、フロー識別子（ＦＩＤ）、所定の個数０、及び前記ＣＭＡＣ-ＰＮ＿Ｕを含むことを特徴とする請求項２２に記載の基地局装置。
【請求項２７】
ＳＡに関連して獲得したマスタセッションキー（ＭＳＫ）を切り詰めて双方向マスタキー（ＰＭＫ）を生成し、前記ＰＭＫ、前記端末のアドレス、基地局（ＢＳ）の識別子を用いて前記端末と前記ＢＳとの間のＳＡに対する前記ＡＫを生成し、前記ＡＫを用いて前記ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを生成する制御部をさらに含み、
前記ＴＥＫは、前記ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキー、前記端末と前記ＢＳとの間のＳＡに対するＳＡ識別子（ＳＡＩＤ）、及び前記ＴＥＫに対するＴＥＫカウンタ値を用いて生成され、
前記ＳＡＩＤと前記ＴＥＫカウンタ値は予め設定されることを特徴とする請求項２２に記載の基地局装置。
【請求項２８】
前記短文データバーストは、短文メッセージサービス（ＳＭＳ）ペイロードであることを特徴とする請求項２２に記載の基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムに関するもので、特に短文データバースト(short data burst)を暗号化する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
符号分割多重接続(Code  Division  Multiple  Access：ＣＤＭＡ)３ＧＰＰ(3rd  Generation Partnership Project)ＬＴＥ(Long  Term  Evolution)システム、ＷｉＭＡＸのようなセルラー無線通信システムでは、移動端末(ＭＳ)のための多様なサービスを提供する。コンピュータ、電子、及び通信技術の飛躍的な発展によって無線通信ネットワークを通じる多様な無線通信サービスが提供されている。最も基本的な無線通信サービスは、時間と場所に関係なくＭＳのユーザー間に無線で音声通話を提供する無線音声通話サービスである。また、無線インターネットサービスは、場所の制約なしにユーザーが移動中に無線通信ネットワークを介してインターネットを用いたデータ通信サービスを提供する無線インターネットサービスが提供されている。
【０００３】
特に、短文メッセージサービス(Short  Messaging  Service：ＳＭＳ)は、受信端末の通話状態と関係なく制限された長さの文字(text)メッセージをＭＳ間に伝達する。一般的に、ＳＭＳは、液晶画面に約８０バイトの文字メッセージに制限する。ＳＭＳの使用率は、個人的な用途から企業用途に達するまで爆発的に増加している。最近のＳＭＳは、単純な個人間メッセージの交換を超えて、グループ間伝送、予約伝送、ｅメール着信通知、個人信用情報管理、及び金融情報通知のように非常に多様な用途で幅広く使われている。
【０００４】
ＳＭＳの使用が増加してその重要度が高まるに従って、ＳＭＳに対するセキュリティの必要性が増加している。特に、文字メッセージが個人信用情報又は金融情報を伝達する場合、ＳＭＳのセキュリティは非常に重要である。したがって、端末により送信されるＳＭＳのセキュリティのために短文データバーストを暗号化するための具体的な技術あ必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、無線通信システムにおける短文データに対する暗号化方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の目的は、無線通信システムにおけるアイドルモードの端末により伝送される短文データを暗号化する方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、無線通信システムにおけるレンジング要求(Ranging  Request：ＲＮＧ-ＲＥＱ)メッセージにカプセル化される(encapsulated)短文データを暗号化する方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、無線通信システムにおける端末により短文データを暗号化する方法が提供される。その方法は、アイドルモードで短文データバーストを生成するステップと、ネットワーク初期進入手順で認証を通じて予め獲得した端末と基地局(ＢＳ)との間のセキュリティ接続(ＳＡ)に関連した認証キー(ＡＫ)から導出されるＣＭＡＣ(Cipher-based  Message  Authentication  Code)-トラフィック暗号化キー(ＴＥＫ)プレキーを用いてＴＥＫを生成するステップと、短文データバーストを転送するレンジング要求(ＲＮＧ-ＲＥＱ)メッセージと一緒に伝送されるアップリンクＣＭＡＣパケット番号(ＣＭＡＣ-ＰＮ_Ｕ)と同一のパケット番号(ＰＮ)を用いてノンスを構成するステップと、ＴＥＫ及びノンスを用いて短文データバーストを暗号化するステップと、暗号化した短文データバーストを転送するＲＮＧ-ＲＥＱメッセージにメディアアクセス制御(ＭＡＣ)ヘッダー及び完全性保護のためのＣＭＡＣダイジェストを添付してＭＡＣ ＰＤＵ(Protocol  Data  Unit)を生成するステップと、ＭＡＣ ＰＤＵを無線信号にのせて基地局に伝送するステップとを有し、ＣＭＡＣ-ＰＮ_ＵはＣＭＡＣダイジェスト内に含まれる。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、無線通信システムにおける基地局(ＢＳ)により短文データを復号化する方法が提供される。その方法は、アイドルモードの端末から暗号化した短文データバーストを転送するレンジング要求(ＲＮＧ-ＲＥＱ)メッセージ、メディアアクセス制御(ＭＡＣ)ヘッダー、及び完全性保護のためのＣＭＡＣ ダイジェストを含むＭＡＣプロトコルデータユニット(ＰＤＵ)を受信するステップと、端末と基地局(ＢＳ)との間のセキュリティ接続(ＳＡ)に関連した認証キー(ＡＫ)から派生したＣＭＡＣ-トラフィック暗号化キー(ＴＥＫ)プレキーを用いてＴＥＫを生成するステップと、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージと一緒に伝送されるアップリンクＣＭＡＣパケット番号(ＣＭＡＣ-ＰＮ_Ｕ)と同一のパケット番号(ＰＮ)を用いてノンスを構成するステップと、ＴＥＫ及びノンスを用いて暗号化された短文データバーストを復号化するステップとを有し、ＣＭＡＣ-ＰＮ_ＵはＣＭＡＣダイジェスト内に含まれる。
【００１０】
また、本発明の他の態様によれば、無線通信システムにおける短文データを暗号化する端末の装置が提供される。その装置は、アイドルモードで短文データバーストを生成するように構成される生成部と、ネットワーク初期進入手順で認証を通じて予め獲得した端末と基地局(ＢＳ)との間のセキュリティ接続(ＳＡ)に関連した認証キー(ＡＫ）から導出するＣＭＡＣ-トラフィック暗号化キー(ＴＥＫ)プレキーを用いてＴＥＫを生成し、短文データバーストを転送するレンジング要求(ＲＮＧ-ＲＥＱ)メッセージと一緒に伝送されるアップリンクＣＭＡＣパケット番号(ＣＭＡＣ-ＰＮ_Ｕ)と同一のパケット番号(ＰＮ)を用いてノンスを構成し、ＴＥＫ及びノンスを用いて短文データバーストを暗号化する暗号化部と、暗号化された短文データバーストを含むＲＮＧ-ＲＥＱメッセージにメディアアクセス制御(ＭＡＣ)ヘッダー及び完全性保護のためのＣＭＡＣダイジェストを添付してＭＡＣプロトコルデータユニット(ＰＤＵ)を生成し、ＭＡＣ ＰＤＵを無線信号にのせて基地局(ＢＳ)に伝送する伝送部とを含み、ＣＭＡＣ-ＰＮ_ＵはＣＭＡＣダイジェスト内に含まれる。
【００１１】
さらに、本発明の他の態様によれば、無線通信システムにおける短文データを復号化する基地局(ＢＳ)の装置が提供する。その装置は、アイドルモードの端末から暗号化された短文データバーストを転送するレンジング要求(ＲＮＧ-ＲＥＱ)メッセージと、メディアアクセス制御(ＭＡＣ)ヘッダーと、完全性保護のためのＣＭＡＣダイジェストを含むＭＡＣプロトコルデータユニット(ＰＤＵ)を受信する受信部と、端末と基地局(ＢＳ)との間のセキュリティ接続(ＳＡ)に関連した認証キー(ＡＫ)から派生した、ＣＭＡＣ-トラフィック暗号化キー(ＴＥＫ)プレキーを用いてＴＥＫを生成し、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージと一緒に伝送されるアップリンクＣＭＡＣパケット番号(ＣＭＡＣ-ＰＮ_Ｕ)と同一の値に設定されるパケット番号(ＰＮ)を用いてノンスを構成し、ＴＥＫ及びノンスを用いて暗号化された短文データバーストを復号化する復号化部とを含み、ＣＭＡＣ-ＰＮ_ＵはＣＭＡＣダイジェスト内に含まれる。
【００１２】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書の全般で使われる用語や語句を定義する。「〜含む(include)」、「〜からなる(comprise)」だけでなく、それらの派生語は限定のない包含を意味する。「または(or)」は及び/または(and/or)を含み、「〜に関連する(associated with)」、「それに関連する(associated therewith)」及びそれらの派生語句は、包含(include)、含まれる(be included within)、受容される(be contained within)、連結(connect to or with)、接続(couple to or with)、通信(be communication with)、協力(cooperate with)、相互配置(interleave)、並置(juxtapose)、近接(be approximate to)、結合(be bound to or with)、所有(have)、性質の所有(have a property of)、または類以(the like)を意味し、「制御部(controller)」は少なくとも一つの動作を制御する装置、システム、またはその部分を意味し、そのような装置は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはこれらのうちの少なくとも二つの組み合わせで具現することができる。特定の制御部に関連する機能は、集中しているか、あるいは局地的にまたは遠距離に分散されることもある。特定の用語及び語句は本明細書の全体で使用されるが、当業者は多くの場合に上述したような定義が適用されることを理解しなければならない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、アイドルモードの端末から伝送される短文データを暗号化することで、端末が重要情報を安全に伝送することができる効果を有する。特に、追加的なパラメータを使用せずに端末と基地局が既に持っている端末認証関連パラメータと公知の暗号化方式を用いて暗号化を遂行する。それによって、システム及びシグナルリングオーバーヘッドを増加させずに短文データの伝送に対するセキュリティを提供できる効果がある。
【００１４】
本発明のより完全な理解及びそれに従う多くの利点は、添付された図面との結合を考慮すれば、後述する詳細な説明を参照してより容易に理解でき、上記図で同一の参照シンボルは同一又は類似した構成要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態による短文データの伝送を示す図である。
【図２Ａ】ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを含むメディアアクセス制御(ＭＡＣ)プロトコルデータユニット(ＰＤＵ)のフォーマットを示す図である。
【図２Ｂ】本発明の望ましい実施形態により、暗号化された短文データを含むＭＡＣ  ＰＤＵのフォーマットを示す図である。
【図３】本発明の実施形態による端末の短文データの暗号化動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態による基地局(ＢＳ)の短文データの復号化動作を示すフローチャートである。
【図５】短文データの暗号化を説明するためのブロック構成図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態によるＴＥＫ(Traffic Encryption Key)の生成手順を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態によるＴＥＫの生成手順を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による短文データの暗号化動作を遂行する端末を示すブロック構成図である。
【図８】本発明の一実施形態による短文データの復号化動作を遂行する基地局を示すブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
後述される図１〜図８及び、本発明の原理を説明するために使用される多様な実施形態は、単にその実施例を示すものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものとして捉えてはならない。本発明の原理が適切に配列された無線通信システムで実現できることは、当該技術分野で通常の知識を有する者には明らかである。なお、公知の機能または構成に関する具体的な説明は、明瞭性と簡潔性のために省略する。
【００１８】
次の説明では、無線セルラー通信システムにおける短文メッセージサービス(ＳＭＳ)動作の説明において、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)８０２.１６ｅ/ｍに基づいた通信標準を参照とする。しかしながら、本発明による動作が特定の通信プロトコル又はシステム構成に限定されるものではなく、本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、以下に説明される本発明の様々な変形及び変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
【００１９】
図１は、本発明の望ましい実施形態による短文データの伝送を示す。図１を参照すると、基地局(ＢＳ)１１０が管理するセル内に位置する移動端末(ＭＳ)１２０は、所望の文字メッセージを無線信号で基地局１１０に伝送し、基地局１１０は文字メッセージを受信端末１３０に伝送する。受信端末１３０は、他のセルラー移動端末、個人用コンピュータ(ＰＣ)などであり得る。ＩＥＥＥ８０２.１６ｍ標準において、基地局１１０とＭＳ１２０は、各々改善された基地局(Advanced  BS：ＡＢＳ)と改善された端末(Advanced  MS：ＡＭＳ)と呼ばれ、ＡＢＳとＡＭＳとの間の無線インターフェースは、改善された無線インターフェース(Advanced  Air  Interface：ＡＡＩ)と呼ばれる。
【００２０】
文字メッセージを送信しようとするＭＳが通話中である状態、すなわちアクティブモードにある場合、文字メッセージは、トラフィックメッセージに暗号化され、伝送される。あるいは、ＭＳが通話中でない状態、すなわちアイドルモードにある場合、上記文字メッセージは、アイドルモードでネットワーク再進入(reentry)なしに伝送可能なメッセージ、例えば、ＩＥＥＥ８０２.１６ｍ標準によるＡＡＩレンジング要求(Ranging  Request：ＡＡＩ_ＲＮＧ-ＲＥＱ)メッセージにのせて転送される。同様に、アイドルモードのＭＳに伝えられる文字メッセージは、ＡＡＩレンジング応答(ＡＡＩ_ＲＮＧ-ＲＳＰ)メッセージにのせて伝送される。
【００２１】
アイドルモードで短文データを生成する場合、端末は、電力節約のために、ネットワーク再進入なしに位置更新に使用されるＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに短文データバースト、すなわちＳＭＳペイロードをのせて送信する。
【００２２】
図２Ａは、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを含むメディアアクセス制御(ＭＡＣ)プロトコルデータユニット(ＰＤＵ)の一般的なフォーマットを示す。
【００２３】
図２Ａを参照すると、ＭＡＣ ＰＤＵは、ＭＡＣヘッダー２１０、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを含むペイロード２２０、及びエラーチェック及び完全性保護(integrity protection)のためのＣＭＡＣ(Cipher-based Message Authentication Code)ダイジェスト２３０を含む。ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージがＳＭＳ伝送のために使われる場合、短文データバースト２２５は、ペイロード２２０にカプセル化される。ＣＭＡＣダイジェスト２３０は、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージの完全性保護のために、基地局と端末との間のセキュリティ接続(Security  Association：ＳＡ)に関連したＰＭＫ_ＳＮとＣＭＡＣ-ＰＮ_Ｕ及びＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに対して計算されたＣＭＡＣ値を含む。
【００２４】
ＰＭＫ_ＳＮは、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージの完全性検証のための双方向マスタキー(Pairwise  Master  Key：ＰＭＫ）の一連番号(Serial Number：ＳＮ)を意味する。ＣＭＡＣ-ＰＮ_Ｕは、アップリンク(ＵＬ)で使用されるＣＭＡＣパケット番号(Packet Number：ＰＮ)を意味する。
【００２５】
具体的に、ＵＬ又はダウンリンク(ＤＬ)のＣＭＡ  ＰＮは、ＵＬ又はＤＬ制御メッセージのＣＭＡＣ  ＳＮである。ＵＬ又はＤＬ  ＣＭＡＣ  ＰＮは、ＣＭＡＣタプル(tuple)又はＣＭＡＣダイジェスト(Digest)をＵＬ又はＤＬメッセージのコンテキスト内に含む各ＭＡＣ制御メッセージに対して増加する順次カウンタ(sequential  counter)である。ＣＭＡＣ  ＰＮは、基地局とＭＳとの間の認証手順を通じて獲得した認証キー(Authorization  Key：ＡＫ)コンテキストの一部であり、ＣＭＡＣにより保護される各ＭＡＣ制御メッセージ(一例として、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージ)に固有に設定される。
【００２６】
図２Ａに示したＭＡＣ  ＰＤＵフォーマットは、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに対する完全性保護はサポートするが、短文データバースト２２５に対する暗号化はサポートしない。
【００２７】
図２Ｂは、本発明の望ましい実施形態により、短文データを暗号化するＭＡＣ ＰＤＵのフォーマットを示す。
【００２８】
図２Ｂを参照すると、ＭＡＣ ＰＤＵは、ＭＡＣヘッダー２４０、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを含むペイロード２５０、及びエラーチェック及び完全性保護のためのＣＭＡＣダイジェスト２６０を含む。特に、暗号化された短文データバースト２５５は、ペイロード２５０にカプセル化される。図２Ａのように、ＣＭＡＣダイジェスト２６０は、ＰＭＫ_ＳＮ、ＣＭＡＣ-ＰＮ_Ｕ、及びＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに対して計算されたＣＭＡＣ値を含む。
【００２９】
本発明の実施形態によれば、短文データバースト２５５は、ＡＥＳ-ＣＴＲ(Advanced Encryption Standard with Counter mode)暗号化技法により暗号化することができる。ＡＥＳ-ＣＴＲは、ＩＥＥＥ８０２.１６ｍ標準によりサポートする暗号化方式の一つであって、テキストは完全性検証なしに暗号化される。すなわち、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージの全体に対する完全性はＣＭＡＣダイジェスト２６０により保証されるので、ＭＡＣ  ＰＤＵのサイズ変化は、短文データバースト２５５をＡＥＳ-ＣＴＲを通じて暗号化することにより最小化することができる。
【００３０】
ＡＥＳ-ＣＴＲ方式は、トラフィック暗号化キー(ＴＥＫ)及びノンス(nonce)Ｎの入力を必要とする。ＴＥＫは、マスタセッションキー(ＭＳＫ)とＭＳＫから派生されたＡＫを用いて生成されたＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキー(prekey)から転送される。端末は、ネットワークに初めて接続する場合、すなわちネットワーク進入及び初期化時に認証手順を経てＭＳＫを獲得することができる。
【００３１】
例えば、ＴＥＫは、次の数式により得られる。
【００３２】
ＴＥＫ＝Ｄｏｔ１６ＫＤＦ(ＣＭＡＣ-ＴＥＫｐｒｅｋｅｙ，ＳＡＩＤ｜ＣＯＵＮＴＥＲ_ＴＥＫ＝０｜ＴＥＫ，１２８)
【００３３】
ここで、Ｄｏｔ１６ＫＤＦは、所定のキー導出関数(Key  Derivation  Function)を意味し、ＳＡＩＤは、基地局と端末との間でＳＡを識別するＳＡ識別子であり、ＣＯＵＮＴＥＲ_ＴＥＫは、同一のＳＡＩＤから異なるＴＥＫを導出するために使用されるカウンタ値である。他の実施形態において、ＳＡＩＤ及びＣＯＵＮＴＥＲ_ＴＥＫは、予め設定され得る。例えば、ＳＡＩＤは、０ｘ０２に設定され、ＣＯＵＮＴＥＲ_ＴＥＫは０に設定される。ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキー、ＳＡＩＤ＝０ｘ０２、及びＣＯＵＮＴＥＲ_ＴＥＫ＝０に基づいて生成されたＴＥＫは、短文データバースト２５５の暗号化に使用される。
【００３４】
ノンスＮは、ＰＮにより構成され、例えば＜表１＞に示すように構成される。
【００３５】
＜表１＞
【表１】
0005855127.tif 000002
【００３６】
＜表１＞を参照すると、ノンスの最初に２バイトは短文データバーストの長さで満たされる。端末ＩＤ(ＳＴＩＤ)とフローＩＤ(ＦＩＤ)が端末のサービスフローのために割り当てられない場合、ＳＴＩＤ及びＦＩＤフィールドは、すべて０に設定される。暗号化キーシーケンス(Encryption  Key  Sequence：ＥＫＳ)フィールドは０で満たされ、ノンスの構成に使用されるＰＮは、該当ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージと一緒に送信されるＣＭＡＣ-ＰＮ_Ｕと同じ値に設定される。ＣＭＡＣ-ＰＮ_Ｕが使用される理由は、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージがトラフィックＭＡＣ  ＰＤＵとは異なり、ＰＮを持っていないためである。
【００３７】
他の実施形態において、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージは、短文データバースト２５５が暗号化されたか否かを示す暗号化インジケータを含むことができる。暗号化インジケータは、１ビットとして、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージにカプセル化された短文データバーストが暗号化されたか否かを指示する。下記の＜表２＞は、暗号化インジケータを含むＲＮＧ-ＲＥＱメッセージのフォーマットの一例を示す。
【００３８】
＜表２＞
【表２】
0005855127.tif 000003
【００３９】
＜表２＞において、レンジング目的指示(Ranging  purpose  indication)は、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージの目的を示す。ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージが短文データバーストの伝送に使用される場合、レンジング目的指示は、０ｂ００１１に設定可能である。ＣＭＡＣインジケータは、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージがＣＭＡＣにより保護されているか否かを指示する１ビットフィールドであり、ＳＭＳ暗号化インジケータは、短文データバーストが暗号化されたか否かを示す１ビットフィールドである。
【００４０】
図３は、本発明の一実施形態による端末の短文データの暗号化動作を示すフローチャートである。
【００４１】
図３を参照すると、アイドルモードの端末は、ステップ３０２で、相手側に送信される短文データバーストを生成し、ステップ３０４で、短文データバーストを暗号化するか否かを判断する。例えば、ネットワーク初期進入過程で端末の性能が交渉(negotiation)される場合、関連パラメータによって判断を遂行することができる。本発明の他の実施形態において、短文データバーストが常に暗号化されると決定された場合には、ステップ３０４が省略可能である。この場合、上記手順は、ステップ３０２からステップ３０６に進行する。ステップ３０４の省略有無は、通信標準又はシステム設計者の選択によって決定することができる。
【００４２】
端末がステップ３０４で短文データバーストを暗号化しないと判断された場合、ステップ３０８に進行する。あるいは、端末がステップ３０４で短文データバーストを暗号化したと判断された場合、端末は、ステップ３０６に進行する。ステップ３０６において、端末は、ネットワーク初期進入過程で獲得した認証関連パラメータ、すなわちマスタセッションキー(ＭＳＫ)とこれから生成されるＡＫを用いて生成されたＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを用いて短文データバーストの暗号化に必要なＴＥＫを生成し、短文データバーストがカプセル化されるＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを含むＭＡＣ ＰＤＵのＰＮを用いてノンスを構成し、ＴＥＫ及びノンスを用いて短文データバーストを暗号化する。ＰＮは、ＭＡＣ  ＰＤＵに含まれるＣＭＡＣ-ＰＮ_Ｕに設定することができる。
【００４３】
端末は、ステップ３０８で、短文データバーストがカプセル化されるＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに対してＣＭＡＣ保護を遂行するか否かを判断する。ステップ３０８の判断は、事前に、例えば、ネットワーク初期進入過程での交渉手順でなされることができる。端末がＣＭＡＣ保護を遂行すると判断された場合、端末は、ステップ３１０に進行し、そうでないと、ステップ３１２に進行する。
【００４４】
ステップ３１０において、端末は、ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを用いてＣＭＡＣキーを生成し、ＣＭＡＣキーからＲＮＧ-ＲＥＱメッセージと一緒にＭＡＣ ＰＤＵのＣＭＡＣダイジェストに含まれるＣＭＡＣ値を導出する。端末は、ステップ３１２で、暗号化された短文データバーストと、選択的にＣＭＡＣインジケータとＳＭＳ暗号化インジケータをさらに含むＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを生成し、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージにＭＡＣヘッダーとＣＭＡＣダイジェストを付加してＭＡＣ ＰＤＵを構成し、ＭＡＣ ＰＤＵを無線信号にのせて基地局に伝送する。
【００４５】
図４は、本発明の実施形態による基地局の短文データの復号化動作を示すフローチャートである。
【００４６】
図４を参照すると、基地局は、ステップ４０２で、アイドルモードの端末からＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを含むＭＡＣ ＰＤＵを受信し、ステップ４０４で、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに含まれたＣＭＡＣインジケータに基づいてＲＮＧ-ＲＥＱメッセージがＣＭＡＣ保護されるか否かを判断する。ＣＭＡＣインジケータがＲＮＧ-ＲＥＱメッセージがＣＭＡＣ保護されていることを指示する場合、基地局は、ステップ４０６に進行する。そうでない場合には、基地局は、ステップ４１８で、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを廃棄する。
【００４７】
ステップ４０６において、基地局は、端末の認証のためにＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに含まれた情報に従って認証器(authenticator)から認証キー(ＡＫ)コンテキストを獲得する。基地局が端末に関連したＡＫコンテキストを既に持っている場合、ステップ４０６は遂行しなくてもよい。その後、基地局は、ステップ４０８で、ＡＫから導出されたＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを用いてＣＭＡＣキーを生成し、ＣＭＡＣキーを用いて上記ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに対するＣＭＡＣを検証(verify)する。より具体的には、基地局は、ＣＭＡＣキーを用いてＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに対するＣＭＡＣ値を計算し、計算されたＣＭＡＣ値をＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに添付されたＣＭＡＣダイジェストのＣＭＡＣ値と比較する。
【００４８】
その結果、ＣＭＡＣ値が同一である場合、基地局は、ステップ４１０で、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージのＣＭＡＣ評価が有効であるかを判断する。ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージのＣＭＡＣ評価が有効でない場合に、基地局は、ステップ４１８で、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを廃棄する。一方、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージのＣＭＡＣ評価が有効である場合、基地局は、ステップ４１２で、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに含まれた暗号化インジケータに基づいてＲＮＧ-ＲＥＱメッセージにカプセル化された短文データバーストが暗号化されたか否かを判断する。暗号化インジケータが短文データバーストが暗号化されないことを指示する場合、基地局は、ステップ４１６に進行する。一方、短文データバーストが暗号化されたことを暗号化インジケータが指示する場合、基地局は、ステップ４１４に進行する。本発明の他の実施形態においては、短文データバーストに対する暗号化を常に遂行すると定められた場合、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージは、暗号化インジケータを包含せず、それによって基地局は、ステップ４１２の遂行なしにすぐステップ４１４に進行する。
【００４９】
ステップ４１４において、基地局は、ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを用いて、端末で短文データバーストの暗号化に使用されることと同じＴＥＫを生成し、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに添付されたＣＭＡＣ-ＰＮ_Ｕを用いてノンスを構成し、ＴＥＫ及びノンスを用いてＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに含まれた短文データバーストを復号化する。ステップ４１６において、基地局は、復号化された短文データバーストのディスプレイを含むプロセスを遂行する。
【００５０】
端末が短文データバーストに対する暗号化を遂行するか否かは、端末の初期化途中で決定され得る。本発明の他の実施形態によると、ＭＯ(Mobile-Oriented)短文データバーストに対する暗号化を指示するインジケータは、初期化時に端末により送信されるＳＢＣ(Subscriber  Station  Basic  Capability)-ＲＥＱメッセージ、あるいはＳＢＣ-ＲＥＱメッセージに応答して基地局が伝送するＳＢＣ-ＲＳＰメッセージに含まれることができる。他の実施形態としては、このインジケータは、ネットワークの登録時に端末により送信される登録要求(Registration  Request：ＲＥＧ-ＲＥＱ)メッセージ、あるいはＲＥＧ-ＲＥＱメッセージに応答して基地局が端末に伝送するＲＥＧ-ＲＳＰメッセージに含まれることができる。
【００５１】
下記の＜表３＞は、ＭＯ  ＳＭＳ暗号化インジケータを含むＳＢＣ-ＲＥＱ/ＲＳＰメッセージ又はＲＥＧ-ＲＥＱ/ＲＳＰメッセージのフォーマットの一例を示す。
【００５２】
＜表３＞
【表３】
0005855127.tif 000004
【００５３】
以下、短文データバーストを暗号化及び復号化するための手順について詳細に説明する。
【００５４】
図５は、ＡＥＳ-ＣＴＲにより短文データを暗号化する構造を示すブロック構成図である。図５を参照すると、ＡＥＳ-ＣＴＲ暗号化モジュール５０４は、ＴＥＫ５０２を入力として暗号化する。結合器５０６は、短文データバースト５０８を暗号化したＴＥＫと結合して暗号化された短文データバースト５１０を得る。
【００５５】
上記したように、ＴＥＫ５０２が基地局及び端末に知られているＲＮＧ-ＲＥＱ及びＲＮＧ-ＲＳＰメッセージを通じて交換されるパラメータ、あるいは予想可能なパラメータに基づいて生成されるため、暗号化した短文データバースト５１０は、暗号化したトラフィックデータとは違い、ＥＫＳ(Encryption  Key  Sequence)とパケット番号(ＰＮ)のような追加的ペイロードが添付されない。トラフィックデータを転送するＭＡＣ ＰＤＵは暗号化されるが、本発明の実施形態では、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを転送するＭＡＣ ＰＤＵを生成する過程で短文データバーストのみが暗号化される。
【００５６】
次に、短文データバーストの暗号化に使われるＴＥＫを生成する手順に関して説明する。
【００５７】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の実施形態によるＴＥＫの生成手順を示す。
【００５８】
図６Ａを参照すると、５１２ビットのＭＳＫ６０２は、認証、認可、及び課金(Authentication,  Authorization,  and  Accounting：ＡＡＡ)サーバから生成され、端末の認証手順で認証器に送信される。端末は、認証過程でＡＡＡサーバで生成されたものと同じＭＳＫを生成する。端末及び認証器は、ＭＳＫ６０２を１６０ビットに切り詰めて(truncate)１６０ビットのＰＭＫ６０４を導出する。ＭＳＫ６０２からのＰＭＫ６０４の派生は、次のように示すことができる。
【００５９】
ＰＭＫ＝ｔｒｕｎｃａｔｅ(ＭＳＫ，１６０)
【００６０】
初期認証が成功すると、基地局及び端末は、拡張可能な認証プロトコル(Extensible  Authentication  Protocol：ＥＡＰ)ベースの認証手順(authorization  procedure)を通じてＰＭＫ６０４からＡＫ６０６を派生して共有できる。例えば、ＡＫ６０６は、下記により生成され得る。
【００６１】
ＡＫ＝Ｄｏｔ１６ＫＤＦ(ＰＭＫ，ＡＭＳ  Ａｄｄｒｅｓｓ|ＡＢＳＩＤ|“ＡＫ”，１６０)
【００６２】
ここで、ＡＭＳ  Ａｄｄｒｅｓｓは、端末のＭＡＣアドレス又はＭＳＩＤであり得る。ＭＳＩＤは、ＭＳのＭＡＣアドレスをシード(seed)として用いて生成されたランダム値を意味する。ＡＢＳＩＤは、基地局のＩＤである。
【００６３】
図６Ｂを参照すると、ＴＥＫ６１４は、ＡＫ６０６に基づいて生成される。特に、ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキー６１０は、ＡＫ６０６を用いてＫＤＦを遂行することによって生成される。例えば、ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキー６１０は、下記により導出される。
【００６４】
ＣＭＡＣ-ＴＥＫｐｒｅｋｅｙ＝Ｄｏｔ１６ＫＤＦ(ＡＫ，ＡＫ_ＣＯＵＮＴ|“ＣＭＡＣ_ＴＥＫｐｒｅｋｅｙ”，１６０)
【００６５】
ここで、ＡＫ_ＣＯＵＮＴは、異なるＣＭＡＣキーとＴＥＫが同一の基地局-端末の対に使用されることを保証するために使用されるカウンタ値を意味する。
【００６６】
すると、１２８ビットのＴＥＫ６１４は、次のようにＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキー６１０を用いて生成される。
【００６７】
ＴＥＫｉ＝Ｄｏｔ１６ＫＤＦ(ＣＭＡＣ-ＴＥＫｐｒｅｋｅｙ，ＳＡＩＤ|ＣＯＵＮＴＥＲ_ＴＥＫ＝Ｉ|“ＴＥＫ”，１２８)
【００６８】
ここで、ＳＡＩＤは、例えば、先に説明したように０ｘ０２に予め設定される。ＴＥＫ６１４、すなわちＳＡＩＤ＝０ｘ０２及びＣＯＵＮＴＥＲ_ＴＥＫ＝０を用いて生成されたＴＥＫ０は、短文データバーストの暗号化に使われる。
【００６９】
さらに、アップリンク及びダウンリンクのためのＣＭＡＣ_ＫＥＹ_Ｕ及びＣＭＡＣ_ＫＥＹ_Ｄは、ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを用いて生成でき、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに添付されるＣＭＡＣダイジェストのＣＭＡＣ値は、ＣＭＡＣ_ＫＥＹ_Ｕを用いて生成される。例えば、ＣＭＡＣ値は、下記のように与えられる。
【００７０】
ＣＭＡＣｖａｌｕｅ＝Ｔｒｕｎｃａｔｅ(ＣＭＡＣ(ＣＭＡＣ_ＫＥＹ_Ｕ，ＡＫＩＤ|ＣＭＡＣ_ＰＮ|ＳＴＩＤ|ＦＩＤ|２４-ｂｉｔ  ｚｅｒｏ  ｐａｄｄｉｎｇ|ＡＳＮ.１  ｅｎｃｏｄｅｄ  ＭＡＣ_Ｃｏｎｔｒｏｌ_Ｍｅｓｓａｇｅ)，６４)
【００７１】
ここで、ＳＴＩＤは、端末の端末識別子(Station  Identifier)である。ＳＴＩＤが端末に割り当てられない場合に、ＳＴＩＤは、‘００００００００００００’に設定することができる。
【００７２】
ＡＫＩＤは、該当メッセージを保護するための認証キー(ＡＫ)を識別し、一例として、下記のように生成される。
【００７３】
ＡＫ  ＩＤ＝Ｄｏｔ１６ＫＤＦ(ＡＫ，０ｂ００００|ＰＭＫ  ＳＮ|ＡＭＳＩＤ  ｏｒ  ＭＳ  ＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓ|ＡＢＳＩＤ|“ＡＫＩＤ，６４)
【００７４】
ここで、ＡＫ導出公式により、ＡＭＳＩＤ又はＭＳ  ＭＡＣアドレスが使用できる。
【００７５】
更に図３及び図４を参照すると、端末は、ステップ３１０で、ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーから導出したＣＭＡＣ-ＴＥＫキーを用いてＣＭＡＣ値を生成し、この値をＲＮＧ-ＲＥＱメッセージと共に基地局に送信する。ステップ４０８において、基地局は、ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーから派生したＣＭＡＣキーを用いて生成したＣＭＡＣ値を、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに添付されたＣＭＡＣ値と比較してＲＮＧ-ＲＥＱメッセージの有効性を判断する。
【００７６】
上述した実施形態による動作では、該当するプログラムコードを格納しているメモリ装置を基地局及び端末で提供することにより実現できる。すなわち、基地局及び端末は、メモリ装置からプログラムコードをプロセッサ又は中央処理装置(Central  Processing  Unit：ＣＰＵ)により読み取ることで、上記動作を遂行する。具体的には、基地局及び端末の両方ともあるいはいずれか一つは、上記本発明の実施形態による短文データバーストの暗号化/復号化を遂行するように構成される。
【００７７】
図７は、本発明の一実施形態による短文データの暗号化動作を遂行する端末を示すブロック構成図である。上記端末の構成要素は図７のように別々に示すが、複数の構成要素を一つの制御部又はプロセッサに統合してもよい。
【００７８】
図７を参照すると、短文データ生成部７０２は、相手側に伝送しようとする短文データバーストを生成する。暗号化部７０４は、制御部７１０の制御下にメモリ７１２から受信された認証関連パラメータに基づいて短文データ生成部７０２から受信した短文データバーストを暗号化する。特に、制御部７１０は、事前交渉あるいは予め設定された規則によって短文データバーストを暗号化するか否かを判断し、その結果に従って暗号化部７０４を制御する。メモリ７１２は、制御部７１０によりＭＳＫ及びＡＫから得られたＣＭＡＣＫ-ＴＥＫプレキーを含む、ネットワーク初期進入過程で獲得した認証関連パラメータを格納し、制御部７１０の制御下にＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを暗号化部７０４に提供する。
【００７９】
暗号化部７０４は、ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを用いて短文データバーストの暗号化に必要なＴＥＫを生成し、短文データバーストをカプセル化したＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを含むＭＡＣ ＰＤＵのＰＮを用いてノンスを構成し、ＴＥＫ及びノンスを用いて短文データバーストを暗号化する。上記ＰＮは、ＭＡＣ  ＰＤＵに含まれるＣＭＡＣ-ＰＮ_Ｕと同一に設定できる。
【００８０】
メッセージ生成部７０６は、暗号化部７０４により暗号化された短文データバーストを含むＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを構成し、ＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを用いて生成されたＣＭＡＣ値を有するＣＭＡＣダイジェストを含むＭＡＣ ＰＤＵを生成する。送信部７０８は、ＭＡＣ  ＰＤＵを無線信号にのせてＢＳに送信する。
【００８１】
図８は、本発明の実施形態による短文データを復号化する基地局を示すブロック構成図である。図８には基地局の構成要素を別々に構成して示されているが、複数の構成要素は一つの制御部又はプロセッサに統合してもよい。
【００８２】
図８を参照すると、受信部８０２は、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを含むＭＡＣ ＰＤＵを無線信号を通じて受信する。メッセージ解析部８０４は、受信部８０２から受信されたＭＡＣ ＰＤＵからＭＡＣヘッダー、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージ、及びＣＭＡＣダイジェストを分離して各々解析する。特に、メッセージ解析部８０４は、制御部８１０の制御下にＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを解析し、このＲＮＧ-ＲＥＱメッセージから短文データバーストを抽出する。
【００８３】
復号化部８０６は、制御部８１０の制御下にメモリ８１２から受信された認証関連パラメータに基づいてメッセージ解析部８０４から受信する暗号化された短文データバーストを復号化する。具体的には、制御部８１０は、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに含まれた暗号化インジケータに従って短文データバーストを復号化するか否かを判断し、その結果によって復号化部８０６を制御する。また、制御部８１０は、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに含まれた情報に基づいて認証器(authenticator)から端末の認証のためのＡＫコンテキストを獲得し、このＡＫコンテキストに基づいてＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを派生してメモリ８１２に格納する。復号化部８０６は、メモリ８１２から受信されたＣＭＡＣ-ＴＥＫプレキーを用いて端末で短文データバーストの暗号化に使用されることと同じＴＥＫを生成し、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに添付されたＣＭＡＣ-ＰＮ_Ｕを用いてノンスを構成し、このＴＥＫ及びノンスを用いて暗号化された短文データバーストを復号化する。短文データ処理部８０８は、復号化された短文データバーストを画面に表示あるいは出力するなど必要な動作を遂行する。
【００８４】
以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、特許請求の範囲を外れない限り、様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【符号の説明】
【００８５】
１１０  基地局
１２０  移動端末（ＭＳ）
１３０  受信端末
５０４  ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化モジュール
５０６  結合器
５０８  短文データバースト
５１０  暗号化した短文データバースト
７０２  短文データ生成部
７０４  暗号化部
７０６  メッセージ生成部
７０８  送信部
７１０  制御部
７１２  メモリ
８０２  受信部
８０４  メッセージ解析部
８０６  復号化部
８０８  短文データ処理部
８１０  制御部
８１２  メモリ
【図６ａ】
0005855127.tif 000005
【図６ｂ】
0005855127.tif 000006
【図１】
0005855127.tif 000007
【図２Ａ】
0005855127.tif 000008
【図２Ｂ】
0005855127.tif 000009
【図３】
0005855127.tif 000010
【図４】
0005855127.tif 000011
【図５】
0005855127.tif 000012
【図７】
0005855127.tif 000013
【図８】
0005855127.tif 000014