(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置を認証する検証装置における方法であって、
衛星のスポットビーム送信に対応し、擬似ランダムコード及びタイムスタンプを含む、１つ以上の固有ビームパラメータを受信し、
電子装置の位置を示す第１の位置情報を受信し、
前記１つ以上の固有ビームパラメータに基づいて、前記スポットビーム送信の投影の中心の位置を示す第２の位置情報を求め、
前記電子装置の位置と前記スポットビーム送信の投影の中心との差が閾値未満である場合、前記電子装置を認証する、
方法。
【請求項２】
前記スポットビーム送信は、低高度軌道周回衛星、中高度軌道周回衛星、地球同期軌道衛星、又は擬似衛星のうちの少なくとも１つの衛星から送出される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電子装置を認証することは、一方向認証プロセス、多方向認証プロセス、多方向ピアツーピア装置認証プロセスのうちの少なくとも１つを実行することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記電子装置から、前記第１の位置情報に対応する第２のタイムスタンプを受信することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の位置情報は、地球座標系に基づいており、前記地球座標系は、緯度、経度、高度、地理的位置ロケータ、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記１つ以上の固有ビームパラメータは、更に、タイミングコードセグメント、スポットビーム送出ビークル識別情報、ビーム識別子、時刻バイアスパラメータ、スポットビーム送出ビークル軌道データ、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記電子装置は、前記電子装置によって送信されるメッセージ毎に個別に認証される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記電子装置はリモート装置との間で通信セッションを確立し、
前記電子装置は前記通信セッションにおいて少なくとも１回認証される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の位置情報は、異なる時刻での前記電子装置の少なくとも２つの位置に対応し、
前記少なくとも２つの位置は、前記異なる時刻での前記スポットビーム送信の投影の中心の少なくとも２つの位置と比較される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
プロセッサと、
前記プロセッサにより実行されると、
衛星のスポットビーム送信に対応し、擬似ランダムコード及びタイムスタンプを含む、１つ以上の固有ビームパラメータを受信し、
電子装置の位置を示す第１の位置情報を受信し、
前記１つ以上の固有ビームパラメータに基づいて、前記スポットビーム送信の投影の中心の位置を示す第２の位置情報を決定し、
前記電子装置の位置と前記スポットビーム送信の投影の中心との差が閾値未満である場合、前記電子装置を認証する、操作を前記プロセッサにさせる命令群を含むメモリモジュールと
を備える装置。
【請求項１１】
前記操作は、更に、前記電子装置が認証された場合に、リモートホストによって提供されるサービスに前記電子装置をアクセスさせることを含む、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
スポットビーム形状に従ってスポットビーム送信を送出するよう構成された少なくとも１つの信号発信源と、
前記スポットビーム送信に対応し、擬似ランダムコード及びタイムスタンプを含む、１つ以上の固有ビームパラメータを受信するように構成された受信機を含む電子装置と、
前記電子装置に通信可能に接続された検証装置であって、
前記１つ以上の固有ビームパラメータを受信し、
前記電子装置の位置を示す第１の位置情報を受信し、
前記１つ以上の固有ビームパラメータに基づいて、前記スポットビーム送信の投影の中心の位置を示す第２の位置情報を求め、
前記電子装置の位置と前記スポットビーム送信の投影の中心との差が閾値未満である場合、前記電子装置を認証するように構成された検証装置と
を備えるシステム。
【請求項１３】
前記電子装置は該電子装置の位置を求めるように構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連相互出願
無し。
【０００２】
本明細書において記載される主題は、電子通信及びネットワークセキュリティに関するものであり、特にシステムの脆弱性を低減する衛星利用システムに使用することができる認証方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
電子セキュリティ及びネットワークセキュリティは、ネットワークを含む電子通信及びデータ伝送システムが社会に深く浸透するようになっているので、重要なインフラ要素となっている。このようなシステムは、全国に及ぶインフラに脅威をもたらす脆弱性を持つウェブネットワーク及び他のネットワークを利用する大量データ処理及び汎用プロセスに利用される。インフラに侵入し、インフラを侵害し、及び／又はインフラを不能にする外国からの悪意ある行為、及び国内における悪意ある行為は共に、増加する傾向にあり、したがって、コンピューティングセキュリティを強化して、これらのシステムをこれらの益々増大する脅威から保護する必要がある。これらのシステムに権限のない当事者がアクセスする行為は、種々の度合いの社会的衝撃を与え、何れの攻撃も本質的にさほど重大ではないように思われるが、当該攻撃は、更に悪質な将来の攻撃の前触れとなり得る。全世界の電子システムは、サイバー攻撃の急増に直面している。サイバー攻撃は多くの場合、ネットワークの脆弱性が原因であり、正当なエンドユーザになりすますことにより行なわれる場合が多い。
【０００４】
権限のないユーザ又は侵害された電子システムを検出する既存の方法は、攻撃が発見された場合でも、侵入者の手口によって、権限のないアクセスが何処から行なわれているかを隠蔽することができるという点で能力が欠如していると言える。この問題は、攻撃が例えば外国から発信されていると考えられる場合に、権限のないユーザが居る概略の近傍の場所を明らかにすることができないことが、当局者が、このようなサイバー攻撃を米国に対して行なう外国に対して是正措置を求める、又はより積極的な圧力を加えることができていない可能性があることを意味しているという点で、更に別の問題を生じている。
【０００５】
既存の識別情報検証方法は、一般的に、パスワード、ピンなどによるような非動的な認証方法であり、システムを、傍受、及び他の総当たりハッキングに対して更に脆弱にしてしまう。
【０００６】
したがって、権限のないユーザによるアクセスを制限するために使用される更に別の方法だけでなく、電子通信又はネットワークにアクセスしようと試みる１つ以上の当事者を認証する方法によって、これらの既存のシステムのセキュリティを強化することができる。
【発明の概要】
【０００７】
本明細書において記載されるのは、スポットビーム利用認証に関する装置、システム、及び方法である。１つ以上の実施形態では、認証要求者を認証する方法は、衛星が固有ビームデータを、スポットビームを介して送信することと、認証要求者が前記データを前記衛星送信から捕捉することと、認証要求者が前記データを、データ転送仲介手段を利用することができる検証装置に送信することと、前記検証装置が次に、前記認証要求者を、前記認証要求者が捕捉した前記データと既知の有効データ集合との差が所定の閾値に収まる場合に認証することとを含む。１つ以上の実施形態では、システム又はリソースへの前記認証要求者によるアクセスは、一旦、前記認証要求者がこの「一方向」認証方法により認証されると行なわれる。１つ以上の実施形態では、サードパーティ検証器は、前記認証要求者の認証をホストネットワークで完了させることができる。１つ以上の実施形態では、前記認証要求者が、データの送信、及びデータの受信の両方を行なうことができる装置を有することができるのに対し、別の実施形態では、これらの２つの機能部分は、一括接続される個別のハードウェア部材に収容することができる。
【０００８】
１つ以上の実施形態では、前記データは、正しくないことが証明される可能性があり、前記認証要求者は、アクセスを拒否される。１つ以上の実施形態では、前記データに、不確定としてマークを付けることができ、前記データは、前記認証要求者を認証するための追加データを必要とする。１つ以上の実施形態では、前記データに、不確定として、割り当て許可レベルに基づいてマークを付けることができ、前記データは、認証レベルに格上げされるか、又は禁止レベルに格下げされるかの何れかである。１つ以上の実施形態では、前記認証要求者は、更に別の識別情報を前記検証装置に送信して、認証に利用することができるようにし、これらの識別情報は：衛星識別情報；位置識別情報（例えば、地球座標値など）、時刻、擬似ランダムコードセグメント（すなわち、認証鍵）を含む他の認証要求者が捕捉したデータ又は抽出した情報；及び認証要求者固有のデータ（例えば、パスワード、鍵、セキュリティ証明書など）のうちの１つを含むことができる。本明細書において使用されるように、「ｌｉｖｅｎｅｓｓ（生存）」という用語は、これらの種類の識別情報を指す。１つ以上の実施形態では、前記認証鍵は、前記スポットビームを介して送信することができ、前記認証鍵を前記スポットビーム形状の内部で、時刻の関数として変更することにより、変化するスポットビームから取り出されるコードを、結果として得られる最適な相互相関特性が保持されるように管理する。この技術分野では、マルチビームフェーズドアレーアンテナを用いてスポットビームを動的に形成することができ、したがって少なくとも１つの実施形態では、マルチビームフェーズドアレーアンテナを用いて、これらのスポットビームを形成することができる。１つ以上の実施形態では、前記認証要求者は、少なくとも１つのウェイポイントデータを検証装置に送信することができ、この場合、このウェイポイントデータは、前記認証要求者が移動している状態で捕捉することができる。少なくとも１つの実施形態では、前記ウェイポイントデータは、前記認証要求者が少なくとも１つの時点で静止している状態で捕捉することができる。
【０００９】
少なくとも１つの実施形態では、一方向クライアント認証方法を超える多方向認証方法を用いることにより、電子計算装置は、これらの電子計算装置自体を互いに認証する（すなわち、２方向認証、３方向認証など）。１つ以上の電子計算装置は、携帯電話機、携帯用計算装置、コンピュータネットワークノード、サーバ、又は無線ネットワーキングノードなどを含むことができる。この方法は、無線及び／又は有線ネットワークに用いることができる。この方法により、装置は、これらの装置自体を、他の装置に対して認証することができ、このような装置は、認証成功後に承認される情報及び／又はサービスへのアクセスの程度、又はその他として、当該アクセスの度合いを判断することができる。サービスは、セキュアネットワーク（例えば、オンラインバンキングなど）、セキュアデータベース、社内ｅｍａｉｌ、及び他のタスク指向サービスなど、又は有線ネットワーク、無線ネットワーク、及び／又はアドホックネットワークに関連するリソースを含む他のセキュアリソースを含むことができる。更に、アクセスの程度又は度合いは、この多方向認証方法におけるこれらの装置のうちの１つ以上の装置に固有のコンテキストとすることもできる。
【００１０】
少なくとも１つの実施形態では、認証要求者を認証する装置は、プロセッサと、論理命令群を含むメモリモジュールとを備え、前記論理命令群は、実行されると、前記プロセッサを、前記認証要求者から、前記認証要求者が提供する少なくとも１つの位置識別情報と、前記認証要求者がスポットビーム送信から捕捉する少なくとも１つのウェイポイントデータ集合とを受信し、前記少なくとも１つの位置識別情報及び前記少なくとも１つのウェイポイントデータ集合を、既知の有効データ集合と比較し、前記認証要求者を、前記少なくとも１つの位置識別情報及び前記少なくとも１つのウェイポイントデータ集合と前記既知のデータ集合との差が所定の閾値に収まる場合に認証するように構成する。
【００１１】
少なくとも１つの実施形態では、認証要求者を認証するシステムは、衛星ビームを既知のスポットビーム形状に従って送出する少なくとも１つの低高度軌道周回衛星と、前記衛星ビーム信号から取り出される少なくとも１つのウェイポイントデータ集合を受信する受信機を備える少なくとも１つの電子装置と、前記電子装置の位置を求める位置センサと、前記少なくとも１つの電子装置に通信可能に接続されて認証要求者を、前記電子装置が求めた前記位置、前記少なくとも１つのウェイポイントデータ集合、及び既知のデータ集合を利用して認証する少なくとも１つの検証装置とを備える。
【００１２】
詳細な説明は、添付の図を参照しながら行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、種々の実施形態による衛星利用通信システムの模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、種々の実施形態による衛星利用認証システムの模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、種々の実施形態による衛星利用認証システムの模式図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、種々の実施形態による衛星利用認証システムの模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、種々の実施形態による衛星利用認証システムを実現するように適合させることができる計算装置の模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、種々の実施形態による衛星利用通信システムの模式図である。
【図４】図４は、種々の実施形態による認証要求者を認証する方法における操作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の説明では、多くの特定の詳細を説明して、種々の実施形態を完全に理解することができるようにしている。しかしながら、この技術分野の当業者であれば、種々の実施形態は、特定の詳細を知ることなく実施することができることが理解できるであろう。他の例では、公知の方法、手順、部品、及び部材を詳細に示すことによって、又は説明することによって、特定の実施形態が不明瞭になってしまうことがないようにしている。
【００１５】
エンティティ又はユーザ認証方法によって、サードパーティ検証器は、リモートリソースに対応するユーザ、資産、又は装置（例えば、認証要求者）の識別情報が正しいことを、一方向認証方法を利用して証明することができる。しかしながら、この一方向方法をホストシステムが直接使用することにより、認証要求者が正しいことを証明することもできることに留意されたい。エンティティは、追跡する必要がある装置（例えば、携帯電話機、コンピュータ、サーバなど）又は資産とすることができるのに対し、ユーザは、人間又は他の生存エンティティ／非生存エンティティとすることができる。エンティティ及び／又はユーザは、接続全体又はセッション全体の期間に亘って認証される必要がある。エンティティ及び／又はユーザは、再認証を最初の認証後に要求することができる。再認証要求手順は、ホストネットワークによって規定することができ、コンテキスト固有の方法とすることができる。別の構成として、このシステムは、メッセージを利用する認証システムに用いることができ、この認証システムは、個別の認証処理手順をメッセージ毎に必要とする。本明細書において記載される方法は、セッションを利用する認証、メッセージを利用する認証、又はこれらの認証の組み合わせの何れかに対応して用いることができる。
【００１６】
更に、この方法は、受信側装置自体に適用して、一方向認証を、離れて位置するサードパーティが完了させる必要があるのではなく、これらの受信側装置のうちの１つ以上の受信側装置が完了させる必要があるようにする。この方法が単一の装置によって行なわれる場合、当該方法は、一方向認証方法であると考えることもできる。しかしながら、この方法は、多方向認証方法（ｍｕｌｔｉ−ｗａｙ  ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）として適用して、少なくとも２つのピア装置が互いを認証することができるようにすることもできる。この一方向装置間認証方法又は多方向装置間認証方法では、認証は普通、２つの正当な受信側装置の各受信側装置が認識することができ、かつ権限のない、又は不正な受信側装置は決して認識することができない共有鍵暗号（対称及び非対称）を利用して行なわれる。各装置は、装置自体とピア装置又はセキュリティ証明書の形態の公開鍵／秘密鍵ペアとの間で共有される暗号パスワードのような固有の認証信任状を有することができる。装置は、当該装置が他方のピア装置に対して、当該装置が共有鍵暗号を認識しているので正当であることを証明することができる場合に、当該装置自体が本物であることを証明したことになる。一旦、認証が、少なくとも２つの装置の間でこの多方向認証方法により完了すると、これらの装置は、これらの装置の識別情報が正当であることを互いに対して証明したことになる。次に、これらの装置は、これらの装置が、合意されたサイバーセキュリティポリシーを実行するように選択することができるこれらの装置独自の認証ネットワークを構築して、所定のコンテキストに対応するネットワーク接続リソースとの通信、及びネットワーク接続リソースへのアクセスを保護する。
【００１７】
既存の認証方法を使用して、又は組み合わせて、１つ以上の初期暗号鍵を作成することができる。初期暗号鍵は、例えばＤｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ（ディフィーヘルマン）鍵共有法を使用して協働して作成することができる、又は一方のピア装置によって簡単に作成し、他方のピア装置に別のセキュアチャネル／プロセスを利用して送信することができる。
【００１８】
いずれにしても、初期暗号鍵には、幾つかの共有生存情報（既に定義されている）が付随することができる。この応用形態では、生存情報は、衛星スポットビームを介して供給され、タイムスタンプ及び擬似ランダム番号（ＰＲＮ）のような認証に使用されるパラメータを含むことができる。
【００１９】
共有生存情報は、鍵導出に利用されて、異なる暗号鍵を、送信元装置が、当該送信元装置自体がピア装置に対して本物であることを証明するたびに利用することができる。これにより、悪意のある潜在的な盗聴者が、送信元装置が認証されるたびに統計的な攻撃を開始して、新規に傍受したメッセージを、当該送信元装置の前のセッション時に傍受した当該盗聴者による分析メッセージに追加するのを防止することができる。次に、生存情報及び初期暗号鍵を、入力として決定関数に渡すことができる。本明細書において使用されるように、「ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｖｅ（決定的な）」という用語は、関数の出力が入力によって完全に決定されるような関数を指す。この決定関数は、送信元装置で、ピア装置で個別に実行することができる。仮に、これらの２つの装置が決定関数を実行したときに異なる出力を生成し、次に当該関数から生成される暗号鍵が一致しなかったとすると、当該装置は、認証されることができないので、当該装置を利用して相互通信を行なうことができない。
【００２０】
決定的である他に、セキュリティのために、当該関数は本質的に不可逆である必要がある。当該関数の出力が判明した状態では、当該関数の入力を決定することが極めて困難である、又は不可能である必要がある。Ｈａｓｈ（ハッシュ）は関数クラスを構成し、これらの関数は、決定的であり、かつ本質的に不可逆であり、したがって多くの場合、暗号化及び認証計算に使用される。公知のトランスポートレベルセキュリティ（ＴＬＳ）プロトコルに用いる擬似ランダム関数（ＰＲＦ）は、用いることができる決定関数の実施形態の一例である。
【００２１】
ＰＲＦでは、２つの公知のハッシュ関数、メッセージダイジェストアルゴリズム５（ＭＤ５）及びセキュアハッシュアルゴリズム１（ＳＨＡ−１）の実行結果を組み合わせる。ＰＲＦでは、２つのハッシュ関数を用いて、誰かが２つのハッシュ関数のうちの一方のハッシュ関数を逆関数とする手順を導出しようとする場合にまさにセキュリティを保持する。これらの２つのハッシュ関数から、余りにも短すぎてセキュリティのためには最適とはならない出力が生成される。ＳＨＡ−１から２０バイトの出力が生成され、ＭＤ５から１６バイトの出力が生成される。従って、これらの２つのハッシュ関数の各ハッシュ関数に対応して、「データ展開関数（ｄａｔａ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）」を定義することができ、このデータ展開関数では、ハッシュ関数を用いて任意の長さの出力が生成される。ＳＨＡ−１の場合、データ展開関数は、Ｐ＿ＳＨＡ−１として定義することができる。
方程式１：Ｐ＿ＳＨＡ−１（ｉｎｉｔｉａｌ−ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｋｅｙ，  ｌｉｖｅｎｅｓｓ）＝ＳＨＡ−１（ｉｎｉｔｉａｌ−ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｋｅｙ，  Ａ（１）＋ｌｉｖｅｎｅｓｓ）＋ＳＨＡ−１（ｉｎｉｔｉａｌ−ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｋｅｙ，  Ａ（２）＋ｌｉｖｅｎｅｓｓ）＋ＳＨＡ−１（ｉｎｉｔｉａｌ−ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｋｅｙ，  Ａ（３）＋ｌｉｖｅｎｅｓｓ）＋．．．
式中、Ａ（０）＝ｌｉｖｅｎｅｓｓ；
Ａ（ｉ）＝ＳＨＡ−１（ｉｎｉｔｉａｌ−ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｋｅｙ，  Ａ（ｉ−１））の関係があり、符号“＋”は、文字列連結を意味する。
【００２２】
データ展開関数Ｐ＿ＭＤ５の定義は上記定義と同様であり、「ＭＤ５」を「ＳＨＡ−１」が現われる全ての箇所に代入する。これらのデータ展開関数は、必要なだけ多くのステップ数だけ繰り返して、所望の長さの出力を生成することができる。所望の出力長は、実行オプションとして設定することができる。少なくとも１つの実施形態では、各ハッシュ関数に対応する所望の出力長は１２８バイトである。Ｐ＿ＳＨＡ−１は、１４０バイトの合計出力長に対応して、Ａ（７）まで繰り返すことができる（繰り返しのたびに、出力長が２０バイトずつ増える）。次に、出力を１２８バイトに切り詰めることができる。Ｐ＿ＭＤ５を繰り返すたびに、１６バイトが生成されるので、Ｐ＿ＭＤ５をＡ（８）まで繰り返すと、所望の１２８バイトが切り詰めを行なうことなく生成される。
【００２３】
スポットビームを利用して認証を行なう１つの実施形態では、ハッシュ関数を選択し、これらのハッシュ関数のデータ展開関数を所望の出力長になるまで繰り返すと、ＰＲＦ（擬似ランダム関数）に、入力として、展開初期暗号鍵、ラベル（予め決定されたＡＳＣＩＩ文字列）、及び授受される生存情報が取り込まれる。ＰＲＦ（擬似ランダム関数）は、２つのハッシュデータ展開関数、Ｐ＿ＭＤ５及びＰ＿ＳＨＡ−１の出力のビット排他論理和（ＸＯＲ）となるように定義される。
方程式２：ＰＲＦ（ｅｘｐａｎｄｅｄ  ｉｎｉｔｉａｌ−ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｋｅｙ，  ｌａｂｅｌ，  ｌｉｖｅｎｅｓｓ）＝Ｐ＿ＭＤ５（Ｓ１，  ｌａｂｅｌ＋ｌｉｖｅｎｅｓｓ）ＸＯＲ  Ｐ＿ＳＨＡ−１（Ｓ２，  ｌａｂｅｌ＋ｌｉｖｅｎｅｓｓ）
【００２４】
式中、Ｓ１は、バイト単位で測定される展開初期暗号鍵の最初の半分であり、Ｓ２は、展開初期暗号鍵の２番目の半分である。（展開初期暗号鍵の長さが奇数である場合、当該暗号鍵の中間バイトは、Ｓ１の最終バイト、及びＳ２の第１バイトの両方である）。Ｐ＿ＭＤ５及びＰ＿ＳＨＡ−１を繰り返すと、１２８バイトの出力が生成されるので、ＰＲＦの出力も１２８バイトである。
【００２５】
ＰＲＦの１２８バイト出力を分割して、４つの３２バイトセッション暗号鍵とする。次に、これらのセッション暗号鍵の各セッション暗号鍵を、使用される認証プロトコル及び暗号化プロトコルが必要とする長さに切り詰める。切り詰めた結果、新規の一時的セッション暗号鍵集合体の中の１つのセッション暗号鍵が得られる。これらの一時的セッション暗号鍵を導出することにより、送信元装置及びピア装置は共に、初期共通鍵（ｓｅｃｒｅｔ  ｋｅｙ）又は展開初期暗号鍵の何れかを直接使用することがないので、暗号鍵情報の漏洩を最小限に抑える、又は少なくとも低減することができる。一時的セッション暗号鍵を導出することにより更に、送信元装置及びピア装置は、展開初期暗号鍵から生成されるセッション暗号鍵を、規則的な間隔で、又は統計的分析をセッション暗号鍵の使用を制限することにより防止するように指示されるときに、新たに生成することができる。
【００２６】
認証一時的セッション暗号鍵、及び暗号化一時的セッション暗号鍵の各セッション暗号鍵は、次の特定の目的：ｉ）送信元装置からピア装置へのデータ授受時に機密保持のためにデータを暗号化する；ｉｉ）ピア装置から送信元装置へのデータ授受時に機密保持のためにデータを暗号化する；ｉｉｉ）送信元装置からピア装置へのデータ授受時に完全性保持のためにデータに署名する；ｉｖ）ピア装置から送信元装置へのデータ授受時に完全性保持のためにデータに署名するという目的を有する。
【００２７】
スポットビームを利用して認証を行なうために初期暗号鍵を導出する操作では、Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ（ディフィーヘルマン）鍵共有法、及び公知の公開情報である原始根生成器「ｇ」、及び原始多項式「ｐ」を使用することができる。送信元装置及びピア装置はそれぞれ、ランダムな秘密整数（ｓｅｃｒｅｔ  ｉｎｔｅｇｅｒ）を選択し、これらの装置の該当する（（ｇ＾（ｓｅｃｒｅｔ  ｉｎｔｅｇｅｒ））ｍｏｄ  ｐ）を授受する。この授受によって送信元装置及びピア装置は、共有初期共通鍵を、Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ（ディフィーヘルマン）鍵共有法を使用して生成することができる。
【００２８】
送信元装置及びピア装置の両方の間で共有される初期共通鍵を生成すると、これらの装置は、データ展開を行なって展開初期共通鍵を、例えばＰ＿ＳＨＡ−１を使用して生成することができる。データ展開処理手順に関する生存情報は、送信元装置及びピア装置によって合意された既知のランダム値又はタイムスタンプとすることができる。幾つかの実施形態では、ピア装置は、ランダム値を選択し、当該ランダム値を送信元装置に衛星又は地上ネットワークを介して送信することができる。別の構成として、送信元装置及びピア装置は共に、これらの装置が、時間的に厳密に同期しているので、タイムスタンプについて合意することができ、したがって生存情報を共有／共通タイムスタンプ値から選択することができる状態を保ちながらデータ授受を回避することができる。
【００２９】
この後、送信元装置及びピア装置は、共有展開初期共通鍵を有するようになり、この共有展開初期共通鍵を使用して、新規の一時的セッション暗号鍵集合体を生成することができる。この場合も同じように、生存情報に関して、送信元装置及びピア装置は、ピア装置から送信される共有ランダム値、又は共有／共通タイムスタンプ値の何れかを使用することができる。これらの一時的セッション暗号鍵は、送信元装置及びピア装置が使用することにより、送信元装置とピア装置との間の地理的位置情報及び他のコンテキスト情報の授受の暗号化及び署名を更に行なうことができる。地理的位置情報及びコンテキスト情報は、機密情報であると考えられるので、このような情報を暗号化して、認証される送信元装置及びピア装置だけが確実に、授受される地理的位置情報及びコンテキスト情報を取り出すことができるようにする。地理的位置情報は、本特許出願に記載される手順によって、擬似ランダム（ＰＲＮ）コードセグメント及び固有のビームパラメータを使用して認証されることに留意されたい。共有されるコンテキスト情報は、標的型サイバー攻撃防御アプリケーション実行システム又は意思決定サポートシステムに関する他の状態情報又は制御情報を含むことができる。暗号化の他に、授受される地理的位置情報及びコンテキスト情報の完全性は、一時的セッション暗号鍵を使用して、前に説明した署名を行なうことにより確保される。
【００３０】
簡単に概括すると、幾つかの実施形態では、本明細書において記載される認証システム及び方法では、地理的位置特定技術を活用して、認証要求者の位置を認証処理手順の一部として求めることができる。１つのこのような地理的位置特定技術が、本出願の出願人と同じ出願人に譲渡され、かつ同時係属中の「Ｇｅｏｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｌｅｖｅｒａｇｉｎｇ  Ｓｐｏｔ  Ｂｅａｍ  Ｏｖｅｒｌａｐ（地理的位置情報を活用したスポットビーム重なり）」と題する米国特許出願第１２／７５６９６１号に記載されており、この米国特許出願の開示内容は、本明細書において参照されることにより、当該内容全体が本明細書に組み込まれる。認証を要求する場合、認証要求装置は、固有の署名パラメータを捕捉し、検証装置に送信することができる。更に、認証要求装置は、当該認証要求装置の要求移動経路（すなわち、１つ以上のウェイポイント、及び各ウェイポイントにおける時刻）を送信することができる。ウェイポイントは、当該装置が静止装置であるか、又は移動装置であるかに拘わらず送信することができる。検証装置は、認証要求者の要求ビーム署名パラメータを、少なくとも１つの位置ウェイポイント、及びこのウェイポイントに関連する少なくとも１つの時刻において使用し、捕捉されたビームパラメータを使用して認証要求者を認証することができる。例えば、認証要求者は、検証装置によって、少なくとも１つのスポットビーム及び少なくとも１つの要求ウェイポイントから捕捉されるビームパラメータが、既知の有効なデータ集合と照合して本当であることが確認される場合に認証されると考えることができる。このようにして、認証要求者は、特定の時刻に或る領域内に位置しているものとして認証することができる。これらのパラメータを利用する複合コードは、エミュレートする、ハッキングする、又はスプーフィングすることが極めて困難な信号となる。更に、信号構造、及び衛星が受信する信号電力によって認証を、屋内で、又は他の減衰環境において行なうことができる。これにより、このシステム手法の総合的な有効性を高めることができる。
【００３１】
本出願の主題について、イリジウム衛星によって実現される衛星のような低高度軌道周回（ＬＥＯ）衛星に主として関連する内容として説明する。しかしながら、この技術分野の当業者であれば、ここに説明される方法は、他の衛星システム、例えば中高度軌道周回（ＭＥＯ）衛星システム、又は地球同期軌道（ＧＥＯ）衛星システムに容易に適用することができることを理解できるであろう。このような衛星利用通信システムは、他の移動通信システム、例えば空中通信システムなどだけでなく、これらには限定されないが、船舶又は携帯電話塔を含む静止通信プラットフォームを含むことができる、又は利用することができる。
【００３２】
図１は、種々の実施形態による衛星利用通信システム１００の模式図である。実際には、衛星利用通信システム１００は、軌道上の少なくとも１つの衛星１１０から構成することができる。簡潔にするために、衛星を１個だけ図１に示している。図１を参照するに、幾つかの実施形態では、システム１００は、１つ以上の受信側装置１２０と通信する１つ以上の衛星１１０を含む。幾つかの実施形態では、これらの衛星１１０は、イリジウム衛星コンステレーション内の衛星のようなＬＥＯ衛星として具体的に設けることができる。１つ以上の衛星１１０は地球を既知の周回軌道に沿って周回し、１つ以上のスポットビーム１３０を地球の表面に既知パターンとして送出することができる。各スポットビーム１３０は、擬似ランダム（ＰＲＮ）データ及び１つ以上の固有のビームパラメータ（例えば、時刻、衛星ＩＤ、時刻バイアス、衛星軌道データなど）のような情報を含むことができる。
【００３３】
一又は複数の受信側装置１２０は、衛星電話機又は携帯電話機のような通信装置として、又は通信装置又は計算装置、例えばパーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、携帯情報端末などの構成部品として実現することができる。幾つかの実施形態では、受信側装置（１２０）は、全地球測位システム（ＧＰＳ）に接続して使用される装置に類似する１つ以上の位置特定装置又はナビゲーション装置、又は１つ以上の位置特定モジュール又はナビゲーションモジュールを含むことができる。
【００３４】
図２Ａ，２Ｂ，及び２Ｃは、種々の実施形態による衛星利用認証システム２００の模式図である。図２Ａをまず参照するに、幾つかの実施形態では、軌道上の衛星１１０は、１つ以上のスポットビーム１３０を地球の表面に送出する。受信側装置１２０は、信号をスポットビームから受信するように構成することができる。図２Ａに示す実施形態では、受信側装置は、地上装置とすることができ、かつ減衰環境において動作することができる。一例として、屋根、建物などのような物体２１０は、衛星１１０と受信側装置との間の通信経路の一部の障害となる虞がある。
【００３５】
送信機２２０は、受信側装置１２０から受信するデータ、及び／又は受信側装置１２０が生成するデータを検証装置２３０に送信する。図２に示す送信機２２０は、受信側装置１２０からのデータを検証装置に中継する無線送信機である。しかしながら、この技術分野の当業者であれば、受信側装置１２０からのデータは、有線通信システム、無線通信システム、又は有線システム及び無線システムの組み合わせを介して送信することができることを理解できるであろう。検証装置２３０は、受信側装置１２０によってスポットビームを介して捕捉されるデータを利用して、検証装置２３０に対して、当該受信側装置１２０が、図２Ｂの事例でもある一方向認証方式を利用する権限のあるユーザであることを立証する。
【００３６】
更に、図２Ｂは、受信側装置１２０を空中移動装置、例えば航空機１２５内の装置とすることができる機構を示している。図２Ｂに示す実施形態では、航空機１２５は、衛星１１０とのアップリンク、例えばＬ帯アップリンクを確立し続けることができ、航空機内の受信側装置１２０により捕捉されるデータは、衛星１１０にアップリンクを介して返送することができる。衛星１１０は、当該データを第２相互リンク衛星１１０に送信することができ、この第２相互リンク衛星１１０が今度は、当該データを検証装置２３０に送信することができる。
【００３７】
図２Ｃに示すシステムは、２つの（又は、それよりも多くの）ピア装置１２０が、双方向認証方法を実行して互いを認証することができる実施形態を示している。図２Ｃを簡単に参照するに、上に説明したように、軌道上の衛星１１０は、１つ以上のスポットビーム１３０を地球の表面に送出する。第１受信側装置１２０Ａは、信号をスポットビームから受信するように構成することができる。第１受信側装置１２０Ａは、暗号鍵を、例えばＤｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ（ディフィーヘルマン）鍵共有法を上に説明した通りに使用して生成するように構成することができ、このＤｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ鍵共有法では、ＰＲＮデータをスポットビームから取り込む。
【００３８】
ＰＲＮデータは第２装置１２０Ｂにも送信される。幾つかの実施形態では、第２装置１２０Ｂは、スポットビーム１３０の外側に位置することができ、この場合、ＰＲＮデータは、第２装置１２０Ｂに通信ネットワークを介して接続される計算装置２４０から送信することができる。計算装置２４０は、衛星１１０に通信可能に接続することができる。一例として、かつこれに限定されないが、計算装置２４０は、衛星１１０に通信リンクを介して個別に接続されるサーバとすることができる。コンピュータ２４０は、衛星１１０の制御ネットワークに接続することができ、したがってスポットビーム１３０に関連するＰＲＮデータを保有することができる。
【００３９】
動作状態では、第１受信側装置１２０Ａは、認証データに対するリクエストを開始し、このリクエストは、第２受信側装置１２０Ｂに送信される。第２受信側装置１２０Ｂとの間の通信リンクは、直接通信リンクとすることができる、又は送信ネットワーク２２０を介して確立することができる。第２受信側装置１２０Ｂは、当該リクエストに応答し、第１受信側装置１２０Ａからの認証データに対して、ほぼ同時にリクエストを出す。第１受信側装置１２０Ａは、第２受信側装置１２０Ｂを認証し、認証データに対するほぼ同時の応答を第２受信側装置１２０Ｂに対して出し、第２受信側装置１２０Ｂが次に、第１受信側装置１２０Ａを認証することができる。
【００４０】
上に説明したように、第１受信側装置１２０Ａと第２受信側装置１２０Ｂとの間で実施される認証処理手順は、Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ（ディフィーヘルマン）鍵交換方式とすることができ、このＤｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ鍵交換方式では、共有共通鍵が、スポットビーム１３０から送信されるＰＲＮデータの少なくとも一部を含む。従って、図２Ｃに示すシステムによって、受信側装置１２０Ａ、１２０Ｂのピア間認証が可能になる。この技術分野の当業者であれば、この双方向認証方式は、受信側装置及びサーバだけでなく、他のハードウェア構造に、又は２つよりも多くの装置に拡張することができることを理解できるであろう。
【００４１】
図３は、計算システムの模式図であり、この計算システムは、衛星利用認証システムを種々の実施形態に従って実現するように適合させることができる。例えば、図２Ａ及び２Ｂに示す実施形態では、検証装置２３０は、図３に示す計算システムにより実現することができる。図３を参照するに、１つの実施形態では、システム３００は、計算装置３０８と、１つ以上の付随する入力／出力装置とを含むことができ、これらの入力／出力装置は、スクリーン３０４を有するディスプレイ３０２と、１つ以上のスピーカ３０６と、キーボード３１０と、１つ以上の他のＩ／Ｏ装置３１２と、マウス３１４とを含む。他のＩ／Ｏ装置３１２は、タッチスクリーン、音声作動入力装置、トラックボール、及び任意の他の装置を含むことができ、他の装置によって、システム３００は、入力をユーザから受信することができる。
【００４２】
計算装置３０８は、システムハードウェア３２０と、メモリ３３０とを含み、メモリ３３０は、ランダムアクセスメモリ及び／又はリードオンリメモリとして実現することができる。ファイルストア３８０は、計算装置３０８に通信可能に接続することができる。ファイルストア３８０は、計算装置３０８の内部に設けることができ、例えば１つ以上のハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、又は他の種類の記憶装置に設けることができる。ファイルストア３８０はまた、コンピュータ３０８の外部に設けることもでき、例えば１つ以上の外部ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ、又は別体のストレージネットワークに設けることもできる。
【００４３】
システムハードウェア３２０は、１つ以上のプロセッサ３２２と、少なくとも２つのグラフィックプロセッサ３２４と、ネットワークインターフェース３２６と、バス構造３２８とを含むことができる。１つの実施形態では、プロセッサ３２２は、米国カリフォルニア州サンタクララにあるＩｎｔｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＩｎｔｅｌ（登録商標）Ｃｏｒｅ２  Ｄｕｏ（登録商標）プロセッサとして具体的に設けることができる。本明細書において使用されるように、「ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ」という用語は、任意の種類の計算要素を意味し、これらの計算要素として、これらには限定されないが、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、複雑命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セット（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、又は任意の他の種類のプロセッサ又は処理回路を挙げることができる。
【００４４】
グラフィックプロセッサ３２４は、グラフィック操作及び／又はビデオ操作を管理する付属プロセッサとして機能することができる。グラフィックプロセッサ３２４は、コンピュータシステム３００のマザーボードに一体的に形成することができる、又は拡張スロットを介してマザーボードに接続することができる。
【００４５】
１つの実施形態では、ネットワークインターフェース３２６は、イーサネットインターフェース（例えば、米国電気電子学会／ＩＥＥＥ ８０２．３−２００２を参照）のような有線インターフェースとするか、又はＩＥＥＥ ８０２．１１ａ，ｂ対応インターフェース、或いはＩＥＥＥ ８０２．１１ｇ対応インターフェース（例えば、情報技術−通信とシステム間の情報交換に関するＩＥＥＥ規格−ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）／ＭＡＮ（メトロポリタンエリアネットワーク）仕様要求−−パートＩＩ：無線ＬＡＮ媒体アクセス制御（ＭＡＣ）及び物理層（ＰＨＹ）仕様書補正４：２．４ＧＨｚ帯域における更に高いデータレート拡張に関して規定する８０２．１１Ｇ−２００３を参照）のような無線インターフェースとすることができる。無線インターフェースの別の例が、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）インターフェース（例えば、２００２年１２月にＧＳＭ協会から発表されたモバイル通信のＧＰＲＳ端末仕様、グローバルシステムに関するガイドライン３．０．１版を参照）である。
【００４６】
バス構造３２８は、システムハードウェア１２８の種々の構成要素を接続する。１つの実施形態では、バス構造３２８は、メモリバス、ペリフェラルバス、又は外部バス、及び／又は任意の多種多様な利用可能なバスアーキテクチャを使用するローカルバスを含む幾つかの種類のバス構造のうちの１つ以上のバス構造とすることができ、これらのバスアーキテクチャは、これらには限定されないが、１１ビットバス、工業規格アーキテクチャ（ＩＳＡ）、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＳＡ）、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）、インテリジェントドライブエレクトロニクス（ＩＤＥ）、ＶＥＳＡローカルバス（ＶＬＢ）、ペリフェラルコンポーネントインターコネクト（ＰＣＩ）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、アドバンストグラフィックスポート（ＡＧＰ）、パーソナルコンピュータメモリカードインターナショナルアソーシエーション（ＰＣＭＣＩＡ）バス、及びスモールコンピュータシステムインターフェース（ＳＣＳＩ）を含む。
【００４７】
メモリ３３０は、計算装置３０８の動作を管理するオペレーティングシステム３４０を含むことができる。１つの実施形態では、オペレーティングシステム３４０は、システムハードウェア３２０とのインターフェースとなるハードウェアインターフェースモジュール３５４を含む。更に、オペレーティングシステム３４０は、計算装置３０８の動作に使用されるファイルを管理するファイルシステム３５０と、計算装置３０８で実行する処理手順を管理するプロセス制御サブシステム３５２とを含むことができる。
【００４８】
オペレーティングシステム３４０は、システムハードウェア１２０と連携動作して、データパケット及び／又はデータストリームをリモートソースとの間で送受信することができる１つ以上の通信インターフェースを含む（又は、管理する）ことができる。オペレーティングシステム３４０は更に、オペレーティングシステム３４０とメモリ３３０に常駐する１つ以上のアプリケーションモジュールとの間のインターフェースとなるシステムコールインターフェースモジュール３４２を含むことができる。オペレーティングシステム３４０は、ＵＮＩＸオペレーティングシステムとして、又はオペレーティングシステムのいずれかの派生オペレーティングシステム（例えば、Ｌｉｎｕｘ、Ｓｏｌａｒｉｓなど）として、又はＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）商標オペレーティングシステムとして、又は他のオペレーティングシステムとして具体化することができる。
【００４９】
種々の実施形態では、計算装置３０８は、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、携帯情報端末、携帯電話機、娯楽装置、又は別の計算装置として具体化することができる。
【００５０】
１つの実施形態では、メモリ３３０は、認証要求者を、認証要求者から受信するデータに基づいて認証する認証モジュール３６２を含む。１つの実施形態では、認証モジュール３６２は、非一時的コンピュータ可読媒体内で符号化された論理命令群を含むことができ、これらの論理命令がプロセッサ３２２によって実行されると、これらの論理命令によって、プロセッサ３２２が、認証要求者を、認証要求者から受信するデータに基づいて認証する。更に、メモリ３３０は、衛星軌道データベース３６４を備えることができ、この衛星軌道データベース３６４は、地球の周りの所定の軌道上の衛星１１０の軌道情報を含む。認証モジュール３６２が実施する認証処理手順及び操作についての更なる詳細を以下に説明する。
【００５１】
幾つかの実施形態では、受信側装置１２０は、従来の計算装置１２２（例えば、ラップトップ、ＰＤＡ、又はスマートフォン装置）に接続されるように適合させた衛星通信モジュールとして実現することができる。受信側装置１２０は、計算装置１２２に、適切な通信接続を介して、例えばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース、ＲＳ−２３２インターフェース、光インターフェースなどを介して接続することができる。図３Ｂに示す実施形態では、受信側装置１２０は、当該受信側装置が受信機を含み、かつ処理能力が限定されているという意味で「ｔｈｉｎ（シン）」デバイスとすることができ、例えば認証ルーチンを実行するように構成される特殊用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）とすることができる。
【００５２】
動作状態では、計算装置１２２のユーザは、受信側装置１２０を利用して、計算装置１２２をホストネットワーク３９０で認証することができる。上に説明したように、図３に示す受信側装置１２０は、スポットビーム送信１３０を衛星１１０から受信することができ、このスポットビーム送信１３０は、固有のビーム署名及び擬似ランダム番号（ＰＲＮ）を含む。計算装置１２２は、アクセスリクエストをホストネットワーク３９０に対して開始することができる。当該アクセスリクエストは、ユーザ固有情報を含むことができ、例えばユーザＩＤ、地球座標系（例えば、ジップコード、エリアコード、緯度／経度、ユニバーサル横メルカトル（ＵＴＭ）；地球中心地球固定直交座標系（ＥＣＥＦ）、Ｗｏｒｌｄ  Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＧＥＯＲＥＦ（ジェオレフ）：世界地点指示方式、又は他の種々の座標系、例えばジップコード）に基づく１つ以上の座標情報、及び衛星１１０から受信するＰＲＮデータの少なくとも一部を含むことができる。
【００５３】
ホストネットワーク３９０は、ユーザアクセスリクエストを検証装置２３０に、認証リクエストとして送信することができる。幾つかの実施形態では、ホストネットワークは、追加情報をリクエストに付加して、検証装置２３０がコンピュータ１２２を認証することができるようにする。一例として、ホストネットワーク３９０は、認証要求者を認証することができる場合に関して（すなわち、何れの地理的位置から認証要求者が要求しているかに関して）制限を課すことができる。検証装置２３０は、認証要求者を検証し、認証応答をホストネットワーク３９０に供給することができる。ホストネットワーク３９０が今度は、アクセス応答を計算装置１２２に転送することができる。
【００５４】
図４は、認証要求者を種々の実施形態に従って認証する方法の操作を示すフローチャートである。図４を参照するに、操作４１０では、認証要求装置は、認証要求装置の物理的位置を求める。幾つかの実施形態では、認証要求装置１２０は、認証要求装置１２０の位置を求める１つ以上の位置特定モジュールを備えることができる。一例として、かつこれに限定されないが、認証要求装置１２０は、全地球測位システム（ＧＰＳ）モジュールを含むことにより、又は全地球測位システム（ＧＰＳ）モジュールに通信可能に接続されることにより位置を、全地球測位システムからの信号に基づいて求めることができる。別の構成として、又は更に、認証要求装置１２０は、米国特許第７，４８９，９２６号、第７，３７２，４００号、第７，５７９，９８７号、及び第７，４６８，６９６号のうちの１つ以上の特許文献に記載されているように、位置を１つ以上のＬＥＯ又はＭＥＯ衛星１１０からの信号に基づいて求めるロジックを含むことができ、これらの特許文献の開示内容は、本明細書において参照されることにより、それぞれの特許文献の内容全体が本明細書に組み込まれる。幾つかの実施形態では、認証要求装置１２０の位置は、緯度／経度座標値で、又は別の地球座標系で表わすことができる。
【００５５】
操作４１５では、認証要求装置１２０は、スポットビーム送信を衛星１１０から受信する。幾つかの実施形態では、認証要求装置１２０は、１つ以上の固有のビームパラメータ（例えば、時刻、衛星ＩＤ、ビームＩＤ、時刻バイアス、衛星軌道データなど）を取り出し、これらの固有のビームパラメータは、衛星スポットビームから取り出される擬似ランダムコードセグメントを含む。幾つかの実施形態では、認証要求装置１２０は、これらのビームパラメータを、認証要求装置１２０内のメモリモジュールに格納する、又は認証要求装置１２０に通信可能に接続されるメモリモジュールに格納することができる。１つ以上の実施形態では、操作４１５は、この操作４１５に先行する操作４１０と略同時に行なうことができる。
【００５６】
操作４２０では、認証要求装置１２０は、１つ以上のウェイポイントデータスナップショットの生成を継続することができ、これらのウェイポイントデータスナップショットは、操作４２０で導出される認証要求装置１２０に関する位置情報と、操作４２０に記載される、衛星スポットビームを介して送信される固有のビームパラメータのうちの１つ以上の固有のビームパラメータとを含むことができる。幾つかの実施形態では、これらのウェイポイントデータスナップショットは、認証要求装置１２０内のメモリモジュールに、又は認証要求装置１２０に通信可能に接続されるメモリモジュールに格納することができる。
【００５７】
幾つかの実施形態では、認証要求装置１２０は、ウェイポイントデータスナップショット配列を経時的に収集することができる。例えば、ウェイポイントデータスナップショット配列は、スポットビームを、認証要求装置１２０の上方を通過する複数の衛星１１０から経時的に受信することにより作成することができる。別の構成として、又は更に、ウェイポイントデータスナップショット配列は、認証要求装置１２０を衛星１１０に対して、例えば認証要求装置１２０を図２Ｂに示す航空機１２５内に収容して移動させることにより作成することができる。更に別の例は、危険な材料を含んでいる可能性があるエンティティ又は資産の移動ルートが正しいことを証明する追跡装置として機能する認証要求装置を含む。認証要求装置をポーリングして、認証要求装置からウェイポイントデータを供給させることにより、予測経路が実際の経路と一致していることを検証することができる。認証要求装置をランダムにポーリングしてもよい。
【００５８】
操作４２０では、１つ以上のウェイポイントデータスナップショットを認証要求装置１２０から検証装置２３０に転送する。一例として、図２Ａに示す実施形態では、１つ以上のウェイポイントデータスナップショットは、送信機２２０を経由して、又は別の通信ネットワークを介して送信することができる。図２Ｂに示す実施形態では、１つ以上のウェイポイントデータスナップショットは、航空機１２５から衛星１１０に送信することができ、次に衛星ネットワークを介して検証装置２３０に送信することができる。
【００５９】
操作４２５では、検証装置２３０は、位置データ及びウェイポイントデータを認証要求装置１２０から受信する。操作４３０では、検証装置２３０は、位置情報及びウェイポイントデータを、既知の有効データ集合に含まれる対応するデータと比較して、認証要求者を認証する。一例として、イリジウム衛星コンステレーションのようなＬＥＯ衛星は、地球を既知の軌道で周回し、この軌道の近似パラメータは事前に十分余裕をもって入手することができる。検証装置２３０は、衛星軌道データベース３６４を含むことができる、又は衛星軌道データベース３６４に通信可能に接続することができ、この衛星軌道データベース３６４は、地球の周りの既知の軌道にある衛星１１０に関する軌道情報を含む。
【００６０】
幾つかの実施形態では、認証要求装置から受信する位置データ及びウェイポイントデータを、既知のデータ集合の位置データ及びウェイポイントデータと比較して（操作４３０）、認証要求装置１２０が実際に、予測される地理的位置の適正な閾値距離内に、予測時刻に位置しているかどうかを判断する。一例として、かつ非限定的に、衛星軌道データベース３６４は、認証要求装置１２０から送信される固有のビームパラメータに対応するデータ記録に関して検索することができる。一致する記録が格納されている場合、衛星軌道データベース３６４から取り出される記録の軌道データを、認証要求装置１２０から受信するデータと比較することができる。例えば、既知のデータは、スポットビーム１３０の中心に対応する座標値と、地球の表面に投射されるスポットビーム１３０の半径の指示値とを含むことができる。認証要求装置１２０から受信する座標値をスポットビームの位置と比較することにより、認証要求装置１２０がスポットビームの外周で描かれる領域内に、認証要求装置から受信するデータに指示される時刻に位置していることを当該受信データが示しているかどうかを判断することができる。少なくとも１つの実施形態では、スポットビームは不規則形状とすることができる。少なくとも１つの実施形態では、認証要求装置は、地球の表面の上方の或る高度に位置することができる。
【００６１】
操作４３５において、認証要求装置１２０から受信するデータが、認証要求装置１２０が、衛星１１０からのスポットビームの外周で囲まれる地理的領域内に、認証要求装置からのデータに指示される時刻に位置していることを示している場合、認証要求装置１２０は認証されると考えられる。認証システムでは、制御を次に、操作４４０に渡し、認証要求者は、リソースへのアクセスを許可される。一例として、かつ非限定的に、検証装置２３０は、被認証要求装置に対して発行されるトークンを承認することができる。当該トークンは、リモートシステムが用いることにより、リソースへのアクセスを承認することができる。
【００６２】
これとは異なり、認証要求装置１２０から受信するデータが、認証要求装置１２０が、衛星１１０からのスポットビームの外周で囲まれる地理的領域内に、認証要求装置１２０からのデータに指示される時刻に位置していないことを示している場合、認証要求装置１２０は認証されないと考えられる。認証システムでは、制御を次に、操作４４５に渡し、認証要求者は、リソースへのアクセスを拒否される。一例として、かつ非限定的に、検証装置２３０は、被認証要求装置に対して発行されるトークンを拒否することができる。トークンが発行されていない状態では、認証要求装置１２０は、リモートシステムが管理するリソースへのアクセスを拒否される。
【００６３】
したがって、図１〜３に示すシステムアーキテクチャ、及び図４に示す方法によって、１つ以上の認証要求装置１２０に対する衛星利用認証が可能になる。認証システムを用いて、リモート計算システムが管理する１つ以上のリソースへのアクセスを許可する、又は拒否することができる。幾つかの実施形態では、認証要求装置を静止認証要求装置とすることができるのに対し、他の実施形態では、認証要求装置を移動認証要求装置とすることができ、認証処理手順は、時刻認証処理手順、位置認証処理手順、又は時刻認証処理手順及び位置認証処理手順の両方を組み合わせた認証処理手順とすることができる。
【００６４】
幾つかの実施形態では、当該システムを用いて、セッション単位認証を実行することができ、このセッション単位認証では、認証要求装置１２０を認証して、これらの認証要求装置がリソースをセッション全体に亘って利用することができるようにする。他の実施形態では、当該システムは、メッセージ単位認証を実行することができ、このメッセージ単位認証では、認証要求装置１２０を、認証要求装置１２０からリモートリソースに送信される各メッセージについて個別に認証する必要がある。
【００６５】
１つの例示的な実施形態では、本明細書において記載される認証システムを用いて、社内ｅｍａｉｌシステム、社内ネットワーク、軍隊又は民間インフラネットワーク、或いは電子バンキング装置のようなセキュア計算リソースへのアクセスの認証を行なうことができる。他の例示的な実施形態では、認証システムを用いて、物流システムにおける車両の配送計画を確認することができる。一例として、トラック、列車、船舶、又は航空機のような移動体は、１つ以上の認証要求装置１２０を備えることができる。計画遂行業務の過程で、物流システムは、認証要求装置１２０に定期的にポーリングすることができ、これらの認証要求装置１２０は、衛星１１０から取得される認証データに応答することができる。この認証データは、物流システムに収集され、認証データを利用して、認証要求装置が、特定の位置に、かつ所定の時刻に物流計画に従って位置していることを確認することができる。
【００６６】
更に別の例では、本明細書において記載される認証システムの実施形態を用いて、監視システム、例えば自宅監禁監視システムに接続される認証要求装置の位置が正しいことを証明することができる。このような実施形態では、認証要求装置は、指紋生体認証センサのような１つ以上の生体認証センサを搭載して、当該システムのユーザを認証することができるのに対し、認証システムを用いて、認証要求装置が所定の位置に、かつ所定の時刻に位置している（すなわち、認証要求者が、正しい場所に、かつ正しい時刻に位置し、正しい人物である）ことを確認することができる。認証装置は更に、認証要求装置の位置を、所定リストの承認位置と照合して精査することができ、これらの承認位置は、認証システムによって、認証要求装置の位置及び時刻を、承認された期間において承認された一連の位置と照合して精査することにより更に微調整することができる。更に、このシステムを用いて、登録性犯罪者を追跡することができる。
【００６７】
幾つかの実施形態では、衛星１１０は、地球を既知の軌道で周回し、かつ既知の幾何学形状を有するスポットビームを送出するイリジウムコンステレーションのようなＬＥＯ衛星の一部とすることができるので、認証要求装置を、当該認証要求装置が、指定されたスポットビームの内部に、かつ指定された時刻に位置していることを確認することにより認証することができる。従って、認証要求者は、単一の信号発信源（例えば、単一の衛星１１０）を利用して認証される。また、イリジウムコンステレーションのようなＬＥＯ衛星、及びＭＥＯ衛星は、比較的高い電力の信号レベルを送信することができるので、当該システムを用いて、閉塞環境、例えば屋内に、又は都市地域に位置する１つ以上の認証要求装置を認証することができる。また、ＬＥＯ衛星、及びＭＥＯ衛星の比較的高い信号強度によってこれらの信号を、妨害行為の影響を受け難い状態に保持することができる。
【００６８】
本明細書において「１つの実施形態」又は「幾つかの実施形態」という場合、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。本明細書の種々の箇所に現われる「１つの実施形態では」というフレーズは、全てが同じ実施形態を指すことができるか、又は全てが同じ実施形態を指している訳ではない。
【００６９】
種々の実施形態を、構造的特徴及び／又は方法論的作用に特有の文言で説明してきたが、請求する主題は、記載される特定の特徴又は作用に限定されてはならないことを理解されたい。限定されるのではなく、特定の特徴及び作用は、請求する主題を実施する例示的な形態として開示される。
また、本発明は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
認証要求者を認証する方法であって、
前記認証要求者から、少なくとも１つのスポットビーム送信から取り出される少なくとも１つのビームデータ集合を受信することと、
前記少なくとも１つのビームデータ集合を、既知の有効データ集合と比較することと、
前記認証要求者が受信した前記データと前記有効データ集合との差が閾値以下である場合に前記認証要求者を認証することと
を含む方法。
（態様２）
前記少なくとも１つのスポットビーム送信は、低高度軌道周回衛星、中高度軌道周回衛星、地球同期軌道衛星、又は擬似衛星のうちの少なくとも１つの衛星から送出される、態様１に記載の方法。
（態様３）
一方向認証、多方向認証、多方向ピア装置間認証のうちの少なくとも１つに使用される、態様１に記載の方法。
（態様４）
前記認証要求者は更に、検証装置に対し、少なくとも１つの位置識別情報及び時刻のうちの少なくとも１つを供給する、態様１に記載の方法。
（態様５）
前記少なくとも１つの位置識別情報は、地球座標系に基づいており、前記地球座標系は、緯度、経度、高度、又は地理的位置ロケータのうちの少なくとも１つを含む、態様４に記載の方法。
（態様６）
前記少なくとも１つのビームデータ集合は、擬似ランダム（ＰＲＮ）コードセグメント、タイムスタンプ、タイミングコードセグメント、スポットビーム送出ビークル識別情報、ビーム識別情報、時刻バイアスパラメータ、又はスポットビーム送出ビークル軌道データのうちの少なくとも１つを含む、態様１に記載の方法。
（態様７）
前記位置識別情報、及び前記少なくとも１つのビームデータ集合を、既知の有効データ集合と比較することは、前記位置識別情報を、前記タイムスタンプに対応する時刻における前記スポットビームの既知の位置と比較することを含む、態様４に記載の方法。
（態様８）
前記認証要求者は電子計算装置を備え、
前記認証要求者は、前記電子計算装置から送信されるメッセージ毎に個別に認証される、
態様１に記載の方法。
（態様９）
前記認証要求者はリモート装置との間で通信セッションを確立し、
前記認証要求者は前記通信セッションにおいて少なくとも１回認証される、態様１に記載の方法。
（態様１０）
前記認証要求者は少なくとも２つの位置を経時的に収集し（例えば、ポーリングし）、前記少なくとも２つの位置を既知の有効データ集合と比較することで、前記認証要求者を、前記認証要求者の計画移動経路に関する情報を利用して認証する、態様１に記載の方法。
（態様１１）
認証要求者を認証する装置であって、
プロセッサと、
論理命令群を含むメモリモジュールと
を備え、前記論理命令群は、実行されると、前記プロセッサを、
前記認証要求者から、スポットビーム送信から取り出される少なくとも１つのビームデータ集合を受信し、
少なくとも１つのビームデータ集合を、既知の有効データ集合と比較し、
少なくとも１つのビームデータ集合と前記既知の有効データ集合との差が閾値以下である場合に前記認証要求者を認証する
ように構成する、
装置。
（態様１２）
更に、論理命令群を含み、前記論理命令群は、実行されると、前記プロセッサを、位置識別情報及び時刻のうちの少なくとも１つを利用して、前記既知の有効データ集合と照合して正しいことを証明するように構成する、態様１１に記載の装置。
（態様１３）
前記少なくとも１つのビームデータ集合は、擬似ランダム（ＰＲＮ）コードセグメント、タイムスタンプ、タイミングコードセグメント、スポットビーム送出ビークル識別情報、時刻バイアスパラメータ、ビーム識別情報、又はスポットビーム送出ビークル軌道データのうちの少なくとも１つを含む、態様１１に記載の装置。
（態様１４）
更に、論理命令群を含み、前記論理命令群は、実行されると、前記プロセッサを、前記位置識別情報を前記タイムスタンプに対応する時刻における前記スポットビームの既知の位置と比較するように構成する、態様１１に記載の装置。
（態様１５）
前記認証要求者は電子計算装置を備え、
前記認証要求者は、前記電子計算装置から送信されるメッセージ毎に個別に認証される、態様１１に記載の装置。
（態様１６）
前記認証要求者は一連のウェイポイントデータスナップショットを経時的に収集し、前記一連のウェイポイントデータスナップショットを既知の有効データ集合と比較することで、前記認証要求者の移動経路が認証される、態様１１に記載の装置。
（態様１７）
更に論理命令群を含み、前記論理命令群は、実行されると、前記プロセッサを、
前記認証要求者が認証されたときに、リモートホストが提供するサービスへの前記認証要求者によるアクセスを許可する
ように構成する、態様１１に記載の装置。
（態様１８）
認証要求者を認証するシステムであって、
スポットビームを既知のスポットビーム形状に従って送出する少なくとも１つの信号発信源と、
スポットビーム送信から取り出される少なくとも１つのビームデータ集合を受信する受信機を備える少なくとも１つの電子装置と、
前記少なくとも１つの電子装置に通信可能に接続されて、認証要求者を、前記少なくとも１つのビームデータ集合及び既知の有効データ集合を利用して認証する少なくとも１つの検証装置と
を備えるシステム。
（態様１９）
前記少なくとも１つの電子装置は該電子装置の位置を求めることができる、態様１８に記載のシステム。
（態様２０）
前記少なくとも１つの電子装置の求められた前記位置が更に利用されて、前記電子装置が認証される、態様１９に記載のシステム。
（態様２１）
前記少なくとも１つの電子装置は、携帯電話機、携帯用計算装置、コンピュータネットワークノード、サーバ、無線ネットワーキングノード、又は生体認証検証システムのうちの少なくとも１つを含む、態様１８に記載のシステム。
（態様２２）
前記少なくとも１つの検証装置は、
プロセッサと、
論理命令群を含むメモリモジュールと
を備え、前記論理命令群は、実行されると、前記プロセッサを、
前記電子装置から、スポットビーム送信から取り出される少なくとも１つのビームデータ集合を受信し、
前記少なくとも１つのビームデータ集合を、既知の有効データ集合と比較し、
前記少なくとも１つのビームデータ集合と前記既知の有効データ集合との差が閾値以下である場合に前記認証要求者を認証する
ように構成する、態様１８に記載のシステム。
（態様２３）
前記認証要求者は、前記少なくとも１つの位置識別情報と前記既知の有効データ集合との差が閾値以下である場合に認証される、態様１８に記載のシステム。
（態様２４）
前記少なくとも１つの検証装置は論理命令群を含み、前記論理命令群は、実行されると、前記位置識別情報を前記タイムスタンプに対応する時刻における前記スポットビームの既知の位置と比較するように、前記プロセッサを構成する、態様２２に記載のシステム。
（態様２５）
認証要求装置をホストネットワークで認証するシステムであって、
前記認証要求装置及び前記ホストネットワークに通信可能に接続される受信側装置であって、ビークルから送出されるスポットビームに関連する少なくとも１つの擬似ランダムコードを受信する前記受信側装置と、
前記ホストネットワークに接続される認証サーバと
を備え、
前記受信側装置は、認証要求者から前記ホストネットワークに認証リクエストを送信する、
システム。
（態様２６）
多方向認証システムであって、
ビークルから送出されるスポットビームに関連する少なくとも１つの擬似ランダムコードを受信する第１受信側装置と、
通信ネットワークを介して前記第１受信側装置に通信可能に接続される第２装置と
を備え、
前記第１受信側装置及び前記第２装置は、前記擬似ランダムコードの少なくとも一部を共有共通鍵として用いてピア間認証処理手順を実行する、
システム。
（態様２７）
前記第１受信側装置又は前記第２装置のうちの少なくとも１つは、認証成功後にリソースへのアクセス度合いを判断する、態様２７に記載のシステム。
（態様２８）
前記第１受信側装置又は前記第２装置のうちの少なくとも１つは、認証後ネットワークを構築し、該認証後ネットワークは、１つ以上のサイバーセキュリティポリシーを実行して、所定のコンテキストのネットワーク接続された１つ以上のリソースとの通信、及びネットワーク接続された１つ以上のリソースへのアクセスを保護する、態様２７に記載のシステム。
（態様２９）
前記認証サーバは、前記認証要求者が提供する情報を利用して、前記認証要求者の地理的位置を特定する、態様２７に記載のシステム。
（態様３０）
前記信号発信源は、少なくとも１つのスポットビームを生成するマルチフェーズドアレーアンテナを含む、態様１８に記載のシステム。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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