(57)【要約】  本発明は無線通信システムのエントリ・ノードに対してユーザ身元モジュールを認証する方法を提供する。方法は、第１のセキュリティ・プロトコルに従って形成された第１のチャレンジをエントリ・ノードから受信するステップと、第１のセキュリティ・プロトコルとは異なる第２のセキュリティ・プロトコルに従って、第１のチャレンジに基づき第２のチャレンジを形成するステップと、を含むことができる。方法は、ユーザ身元モジュールに第２のチャレンジを供給するステップも含むことができる。
2009505576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムの少なくとも１つのユーザ身元モジュールおよびエントリ・ノードを認証する方法であって、
少なくとも１つの第１のセキュリティ・プロトコルに従って形成された少なくとも１つの第１のチャレンジを前記エントリ・ノードから受信するステップと、
前記第１のセキュリティ・プロトコルとは異なる少なくとも１つの第２のセキュリティ・プロトコルに従って、前記第１のチャレンジに基づく少なくとも１つの第２のチャレンジを形成するステップと、
前記ユーザ身元モジュールに前記第２のチャレンジを供給するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記第１のセキュリティ・プロトコルに従って形成された前記第１のチャレンジを受信するステップは、
プロキシ・コール・セッション制御関数から、認証および鍵の合意セキュリティ・プロトコルに従って形成されたＨＴＴＰダイジェストチャレンジを受信するステップを含み、前記第１のチャレンジに基づき前記第２のチャレンジを形成するステップは、ＴＩＡ／ＥＩＡ−４１セキュリティ・プロトコルに従って前記第１のチャレンジの３２最小桁ビットを使用したｎｏｎｃｅを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のチャレンジに応じて、前記ユーザ身元モジュールから第１の応答を受信するステップであって、デジタル署名、信号メッセージ鍵、および、公開ロング・コード・マスクの少なくとも１つを受信するステップを含むステップと、
前記信号メッセージ鍵および私用ロング・コード・マスクの少なくとも１つに基づき少なくとも１つの鍵を形成するステップと、
前記第１のチャレンジ、前記信号メッセージ鍵、前記私用識別子、前記第２のチャレンジ、および、前記デジタル署名の少なくとも１つに基づき第２の応答を形成するステップであって、前記第１のチャレンジ、前記信号メッセージ鍵、および、前記私用識別子の少なくとも１つに基づきＨＴＴＰダイジェスト応答を形成するステップを含むステップと、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の応答を前記エントリ・コードに供給するステップを含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の応答を供給するステップに応じて前記エントリ・コードから第３の応答を受信するステップと、
前記第３の応答に基づき前記エントリ・コードに対して前記ユーザ身元モジュールを認証するステップと、を含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの移動体ユニットに伴うユーザ身元モジュールを認証する方法であって、
少なくとも１つの第１のセキュリティ・プロトコルに従って形成された少なくとも１つの第１のチャレンジを前記移動体ユニットに供給するステップと、
前記ユーザ身元モジュールにより前記移動体ユニットに供給された少なくとも１つの第２の応答に基づき形成された少なくとも１つの第１の応答を受信するステップであって、前記第２の応答は、前記第１のセキュリティ・プロトコルとは異なる第２のセキュリティ・プロトコルに従って前記第１のチャレンジに基づき形成されるステップと、
前記第１の応答に基づき前記ユーザ身元モジュールを認証するステップと、を含む方法。
【請求項７】
前記第１のセキュリティ・プロトコルに従って前記第１のチャレンジを形成するステップであって、ＨＴＴＰダイジェスト・プロトコルに従ってＨＴＴＰダイジェストチャレンジを形成するステップを含み、かつ、私用識別子が受信されたか否かを決定するステップと、前記私用識別子が受信されたか否かを決定するステップに応じて自社加入サーバから認証情報を検索するステップと、を含むステップを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の応答を受信するステップは、
ＴＩＡ／ＥＩＡ−４１セキュリティ・プロトコルに従って前記ユーザ身元モジュールにより形成された第２の応答に基づき形成された前記第１の応答を受信するステップ、
前記第１のチャレンジ、信号メッセージ暗号化鍵、私用識別子、前記第１のチャレンジに基づき形成された第２のチャレンジ、および、前記ユーザ身元モジュールから受信されたデジタル署名の少なくとも１つを示す情報を受信するステップ、ならびに、
前記第１のチャレンジ、前記信号メッセージ暗号化鍵、および、前記私用識別子の少なくとも１つに基づき形成されたＨＴＴＰダイジェスト応答を受信するステップの少なくとも１つを含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記ユーザ身元モジュールを認証するステップは、認証要求を自社所在地登録装置および認証センターの少なくとも１つに供給するステップを含み、
前記認証要求を供給するステップは、加入者識別子、前記第１のチャレンジに基づき形成された第２のチャレンジ、および、前記ユーザ身元モジュールから受信されたデジタル署名の少なくとも１つを使用して形成された認証要求を供給するステップを含む請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
認証要求応答を受信するステップを含み、
前記認証要求応答は、信号メッセージ暗号化鍵および私用ロング・コード・マスクの少なくとも１つを示す情報を含む認証要求応答を受信するステップを含み、
前記ユーザ身元モジュールを認証するステップは、前記信号メッセージ暗号化鍵を使用して前記ユーザ身元モジュールを認証するステップを含み、かつ、
前記信号メッセージ暗号化鍵および前記私用ロング・コード・マスクの少なくとも１つに基づき少なくとも１つの鍵を発生するステップと、
前記ユーザ身元モジュールが、前記ユーザ身元モジュールを認証するステップに応じて認証されたことを示すメッセージを供給するステップと、を含む請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム全般に関し、より詳細には、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話のためのセキュリティは、音声通信、データ通信、および、テレビ電話のようなマルチメディア・サービスなどの無線サービスに対する増大しつつある顧客の需要が大きな要因となり、近年、急速に進化している。暗号化デジタル認証は、サービス・プロバイダを、そのネットワークの不正使用から保護するため、および、ユーザにプライバシーを提供するために、第２世代（２Ｇ）無線通信システムなどのデジタル通信システムにおいて実施することができる。例えば、米国電気通信工業会（ＴＩＡ）、米国電子工業会（ＥＩＡ）、および、その他は、ＡＮＳＩ  ＴＩＡ／ＥＩＡ−４１と呼ばれる６４ビットのセキュリティ方式を開発した。このＴＩＡ／ＥＩＡ−４１セキュリティ方式は、自社認証センター（例えば、自社所在地登録／認証センター（ＨＬＲ／ＡｕＣ））と、典型的にモジュールのケースに挿入可能なカードまたは一体化されたユーザ身元モジュール（ＵＩＭ）である取外し可能な身元モジュール（Ｒ−ＵＩＭ）などのユーザ身元モジュールとの間に、相互認証を提供する。
【０００３】
ＴＩＡ／ＥＩＡ−４１セキュリティ方式においては、Ａ−ＫＥＹとして知られている６４ビットのランダム・シークレットなどの秘密鍵が、ＨＬＲ／ＡｕＣおよびＲ−ＵＩＭにおける十分に保護されたデータベースに事前に規定されている。この秘密鍵は、ＨＬＲ／ＡｕＣとＲ−ＵＩＭとの間の無線リンクを確保するために使用され得る。例えば、秘密鍵は（共用シークレット・データ（ＳＳＤ）鍵として知られている）暫定的な二次鍵を発生するために使用され得る。したがって、このシステムは、以下の短いデジタル書名を計算するＲ−ＵＩＭにランダムな数を供給することによりグローバルチャレンジ認証（誰何認証）を開始することができる。
ＡＵＴＨＲ＝ｆ（ＲＮＡＤ，ＳＳＤ＿Ａ，ＥＳＮ，ＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡ）
ここで、ｆ（）は、ＣＡＶＥと呼ばれる標準化された関数であり、ＳＳＤ＿ＡはＳＳＤ鍵の選択された部分であり、ＥＳＮはＲ−ＵＩＭに伴う電子製造番号であり、かつ、ＡＵＴＨ＿ＤＡＴＡは移動体ユニットの移動体識別番号（ＭＩＮ）に基づき生成されている。Ｒ−ＵＩＭはシステム（例えば、ＨＬＲ／ＡｕＣ）にＡＵＴＨＲデジタル署名を供給し、このシステムはＡＵＴＨＲデジタル署名に基づきＲ−ＵＩＭを検証することができる。Ｒ−ＵＩＭおよびＨＬＲ／ＡｕＣは、移動体の一般に知られている電子製造番号（ＥＳＮ）から発生され得る公開ロング・コード・マスクに対するものとしての私用ロング・コード・マスク（ＰＬＣＭ）を発生させるためのシードとして使用され得る６４ビットの信号メッセージ鍵（ＳＭＥＫＥＹ）および５２０ビットの音声プライバシー・マスク（ＶＰＭ）などのさらに多くの鍵も計算することができる。
【０００４】
第２世代無線通信のシステムおよびネットワークは、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）により定義されたＵＭＴＳのための無線通信規格、および、第３世代パートナーシップ・プロジェクト２（３ＧＰＰ２）により定義されたＣＤＭＡのための無線通信規格などの第３世代（３Ｇ）無線通信規格に従って動作する無線通信のシステムおよびネットワークにより置き換えられつつある。例えば、３ＧＰＰ  ３３．２０３および３ＧＰＰ２  Ｓ．Ｒ００８６の仕様は、セッション開始プロトコル（ＳＩＰ）と呼ばれる信号プロトコルを使用するための規格を規定しているインターネット・プロトコル（ＩＰ）マルチメディア・サブシステム（ＩＭＳ）を規定している。ＳＩＰは、エア・インターフェイスを介して移動体ユニットに提供される様々なマルチメディア・サービスを支援するために使用され得る。例示的なＩＭＳサービスは、インターネット会議、インターネット電話、テレビ電話、行事の通知、インスタント・メッセンジャーなどを含む。
【０００５】
第３世代無線通信規格は、相互に認証された認証と鍵の合意（ＡＫＡ）セキュリティ・プロトコルの使用を必要とする。例えば、３ＧＰＰ  ３３．２０３および３ＧＰＰ２  Ｓ．Ｒ００８６の各規格は、ＩＰマルチメディア・ユーザ・エンティティ（ＵＥ）とＩＭＳネットワークの第１のエントリ・ノード、例えばプロキシ・コール・セッション制御関数（Ｐ−ＣＳＣＦ）との間のセキュリティの連動を確立するために、ＡＫＡセキュリティ・プロトコルを使用するＩＭＳセキュリティ・プロトコルを定義している。続いて、ネットワークおよびＵＥは、自社加入者サーバ（ＨＳＳ）、認証認可アカウント・サーバ（ＡＡＡ）、および／または、サーバ・コール・セッション制御関数（Ｓ−ＣＳＣＦ）に保存されている、かつ／または、これらにより導出された情報を利用して相互に認証され得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
第２世代Ｒ−ＵＩＭカードを使用している顧客は、第３世代技術により提供されているさらに多くのサービスのいくつか、または、全てにアクセスを希望することができる。例えば、顧客は、ＩＭＳプロトコルに従って提供されているマルチメディア・サービスに対応した移動体ユニットを購入することができる。しかし、第２世代のＲ−ＵＩＭカードは、ＡＫＡセキュリティ・プロトコルに対応せず、かつ、第３世代のネットワークは第２世代のＲ−ＵＩＭカードを相互に認証することができない。その結果、たとえ第２世代Ｒ−ＵＩＭカードを含む移動体ユニットがＩＭＳ機能に対応できるとしても、顧客は、ＩＭＳプロトコルにより定義されたサービスを利用することはできない。顧客は、自身のＲ−ＵＩＭカードを廃棄し、かつ、それらのカードを３Ｇに互換性を持つカードに置き換えることにも不本意となることがあり、これは、第３世代の技術により可能とされているマルチメディア・サービスの採用および実施を遅らせ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の問題の１つまたは複数の影響に対処することを目的とする。以下は、本発明のいくつかの態様の基本的な理解を提供するための本発明の簡略化された要約を提示している。この要約は、本発明の徹底的な概要ではない。本発明の鍵となる、または、重要な要素を識別すること、または本発明の範囲を記述することは意図されていない。本要約の唯一の目的は、後に検討されるより詳細な説明への前段として、簡略化された形でいくつかの概念を提示することである。
【０００８】
本発明の一実施形態において、無線通信システムの少なくとも１つのユーザ身元モジュールおよびエントリ・ノードを認証するための方法が提供されている。この方法は、エントリ・ノードからの少なくとも１つの第１のセキュリティ・プロトコルに従って形成された少なくとも第１のチャレンジを受信するステップと、第１のセキュリティ・プロトコルとは異なる少なくとも１つのセキュリティ・プロトコルに従って、第１のチャレンジに基づく少なくとも１つの第２のチャレンジを形成するステップと、を含むことができる。この方法は、ユーザ身元モジュールに第２のチャレンジを供給するステップも含むことができる。
【０００９】
本発明の他の実施形態において、少なくとも１つの移動体ユニットに伴う少なくとも１つのユーザ身元モジュールを認証するための方法が提供されている。この方法は、少なくとも１つの第１のセキュリティ・プロトコルに従って形成された少なくとも１つの第１のチャレンジを移動体ユニットに供給するステップと、ユーザ身元モジュールにより移動体ユニットに供給された少なくとも１つの第２の応答に基づき形成された少なくとも１つの第１の応答を受信するステップと、を含むことができる。第２の応答は、第１のセキュリティ・プロトコルとは異なる少なくとも１つの第２のセキュリティ・プロトコルに従って第１のチャレンジに基づき形成され得る。この方法は、第１の応答に基づきユーザ身元モジュールを認証するステップも含むことができる。
【００１０】
本発明は、同じ参照番号が同じ要素を識別する添付の図面とともに理解される以下の説明への参照により、理解され得る。
【００１１】
本発明は様々な修正および改変の形態を作成され易い一方、本発明の特定の実施形態は、図面中に実施例の方法により示されており、本明細書において詳細に説明されている。しかし、特定の実施形態の本明細書における説明は、本発明を開示された特定の形態に限定することを意図されていないが、逆に、本発明は、従属の特許請求の範囲により定義されるとおりの本発明の精神および範囲内に該当する全ての修正、均等物、および、改変を網羅することになっていることを理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の例示的な実施形態が説明される。明確さのために、本明細書においては、実際の実施の全ての特徴が説明されるわけではない。いずれのこのような実際の実施形態の開発においても、実施ごとに変化するシステムに関した、および、ビジネスに関した制約などの開発者の固有の目標を達成するために、数多くの実施固有の決定が行われなければならないことを当然理解されたい。さらに、そのような開発努力が複雑かつ時間のかかるものとなる可能性はあるが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者にとっては定例的な作業であることを理解されよう。
【００１３】
本発明および対応する詳細な説明の各部分は、コンピュータのメモリ内のデータビット上のソフトウェア、または、オペレーションのアルゴリズムおよび記号による表現に関して提示されている。これらの説明および表現は、当業者が自身の仕事の実体を他の当業者に効果的に伝えるものである。アルゴリズムは、本明細書においてこの用語が使用されている通り、および、一般に使用されている通り、所望の結果につながるステップの自己一貫性を持つシーケンスであると考えられる。このステップは、物理量の物理的操作を必要とするものである。通常、必ずではないが、これらの量は、保存、転送、結合、比較、および、その他の操作が可能な光学的、電気的、または、磁気的な信号の形態を取る。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、数字などとして言及することが、主に一般的な使用という理由のために、時に便利であることが立証されている。
【００１４】
しかし、これらの、および、同様の用語の全てが適切な物理量を伴うものであり、かつ、これらの量に適用された単に便利な表示であることに留意されたい。他に特に述べられていない限り、または、検討より明らかなように、「処理する」または「計算する」または「算出する」または「決定する」または「表示する」などは、コンピュータ・システムの記録装置およびメモリ内の物理量、電子量として表されたデータを、コンピュータ・システムのメモリもしくは記録装置または他のそのような情報保存、伝送、もしくは、表示のデバイス内の物理量として同様に表された他のデータに、操作および変換するコンピュータ・システムまたは同様の電子的計算デバイスの動作および処理を指す。
【００１５】
本発明のソフトウェア実装済み態様が、典型的に、何らかの形態のプログラム保存媒体上で符号化されているか、または、何らかのタイプの伝送媒体上に実装されていることにも注意されたい。プログラム保存媒体は、磁気的なもの（例えば、フロッピーディスクもしくはハードドライバ）または光学的なもの（例えば、コンパクトディスク読み出し専用メモリ、もしくは「ＣＤ  ＲＯＭ」）とすることができ、かつ、読み出し専用またはランダム・アクセスのものとすることができる。同様に、伝送媒体は、撚り線対、同軸ケーブル、光ファイバ、または、当技術分野に知られている何らかの他の適した伝送媒体とすることができる。本発明は、いずれの与えられた実施のこれらの態様によっても、限定されない。
【００１６】
以下、添付の図面を参照して本発明が説明される。説明のみの目的のために、かつ、当業者によく知られている詳細を以って本発明を覆い隠さないために、図面においては、様々な構造、システム、および、デバイスの概略が描かれている。それにもかかわらず、添付の図面は、本発明の例示的な実施例を記述および説明するために含まれている。本明細書において使用されている語句は、関連業者によるそれらの語句の理解と一貫性を持つ意味を持つとして理解および解釈されたい。語または句の特別な定義、すなわち、当業者により理解されている通りの通常かつ慣例的な意味とは異なる定義は、本明細書におけるその語または句の一貫性を持つ使用によっては、示唆されることが意図されていない。語句が、特別な意味、すなわち、当業者により理解されているもの以外の意味を有することを意図されている程度にまで、そのような特別な定義は、その語句に特別な定義を直接に、かつ、多義的ではなく与える定義としての形で、本明細書において明示的に述べられる。
【００１７】
図１は、無線通信システム１００の１つの例示的な実施形態を概念的に示している。この例示的実施形態において、無線通信システム１００は、ＡＮＳＩ  ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−２０００規格に定義された符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルなどの第３世代無線通信プロトコルに従って、無線接続機能を提供することができる。しかし、当業者は、本発明がＣＤＭＡプロトコルに従って動作する無線通信システム１００に限定されないことを理解されたい。代案実施形態において、無線接続機能を提供するために、いずれの無線通信プロトコルも使用され得る。さらに、いくつかの実施形態において、無線通信システム１００は１つまたは複数の有線通信システムを含み得るか、または、これらに接続され得る。
【００１８】
図１に示された無線通信システム１００は、１つまたは複数の移動体ユニット１０５（１から３）に無線接続機能を与えることができる。明確さのために、指数（１から３）は、以下、移動体ユニット１０５がまとめて言及されている時には省かれる。しかし、指数（１から３）は、移動体ユニット１０５を個々に、または、移動体ユニット１０５の部分集合を言及している時には使用され得る。同じやり方は、識別番号を共有する構成部分を区別する他の指数に関しても使用される。移動体ユニット１０５は、携帯電話１０５（１）、個人用データ・アシスタント１０５（２）、および、ラップトップ・コンピュータ１０５（３）を含むが、これらに限定されないいずれのタイプの移動体ユニットともすることもできる。しかし、本開示の利益を有する当業者は、本発明がこれらの特定の実施例の移動体ユニット１０５に限定されず、かつ、代案実施形態において、他のタイプの移動体ユニット１０５も使用され得ることを理解されたい。当業者は、移動体ユニット１０５が移動体シェル、ユーザ設備、ユーザターミナル、アクセスターミナルなどの他の用語を使用しても言及され得ることも理解されたい。
【００１９】
ユーザは、ユーザを示す情報ならびにユーザの身元を検証するために使用され得る情報を含むユーザ身元モジュール１１０（１から３）を、無線通信システム１００に提供することができる。示された実施形態において、ユーザ身元モジュール１１０は、ＴＩＡ／ＥＩＡ−４１規格およびＡＮＳＩ  ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−２０００規格などの第２世代無線通信規格に従って動作する取外し可能ユーザ身元モジュール（Ｒ−ＵＩＭ）である。ユーザ身元モジュール１１０は、無線通信システム１００に伴うセキュリティを確立するために使用される１つまたは複数の鍵を含むことができる。例えば、ユーザ身元モジュール１１０はＡ−ＫＥＹとして知られている事前に規定された６４ビットのランダムな数を各々含むことができる。したがって、ユーザ身元モジュール１１０は、Ａ−ＫＥＹと、ＳＳＤ−ＡおよびＳＳＤ−ＢなどのＡ−ＫＥＹの誘導物と、暗号関数ＣＡＶＥと、Ｇｌｏｂａｌ  Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ、Ｕｎｉｑｕｅ  Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ、ならびに、ＳＭＥＫＥＹおよびＰｒｉｖａｔｅ  Ｌｏｎｇ  Ｃｏｄｅ  Ｍａｓｋ（ＰＬＣＭ）などのセッション鍵の発生のような２Ｇ認証要求を処理するための能力と、からなる、ＡＮＳＩ  ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−２０００およびＡＮＳＩ  ＴＩＡ／ＥＩＡ−４１に指定された２Ｇ認証内容に対応することができる。
【００２０】
移動体ユニット１０５は、エア・インターフェイス１１５（１から３）を介した無線通信システム１００との１つまたは複数の無線通信リンクを確立することができる。エア・インターフェイス１１５は、移動体ユニット１０５を無線通信システム１００の第１のエントリ・ノード１２０に接続することができる。示された実施形態において、第１のエントリ・ノードは、チャレンジ装置ＣＳＣＦ（Ｉ−ＣＳＣＦ）１２５に通信可能に結合されたプロキシ・コール・セッション制御関数（Ｐ−ＣＳＣＦ）１２０である。Ｉ−ＣＳＣＦ１２５は、サーバＣＳＣＦ（Ｓ−ＣＳＣＦ）１３０および自社加入サーバ（ＨＳＳ）１３５に通信可能に結合され得、サーバ１３５は自社所在地登録装置（ＨＬＲ）および／または認証センター（ＡｕＣ）１４０に通信可能に結合され得る。Ｐ−ＣＳＣＦ１２０、Ｉ−ＣＳＣＦ１２５、Ｓ−ＣＳＣＦ１３０、ＨＳＳ１３５、および、ＨＬＲ／ＡｕＣ１４０は当業者には知られており、かつ、明確さのために、本発明に関連したこれらの要素の動作のそれらの態様のみが、本明細書においてさらに説明される。さらに、本開示の利益を有する当業者は、代案実施形態において、第１のエントリ・ノード１２０が無線通信ネットワーク１００のより多くの、より少ない、および／または、異なった要素と結合され得ることを理解されたい。
【００２１】
無線通信ネットワーク１００は、無線通信ネットワーク１００および無線通信ネットワーク１００に通信可能に結合されたデバイスを相互に認証するために使用され得る１つまたは複数のセキュリティ・プロトコルを供給する。示された実施形態において、Ｐ−ＣＳＣＦ１２０は無線通信ネットワーク１００に対してユーザ設備を認証する。例えば、Ｐ−ＣＳＣＦ１２０は、認証および鍵となる合意（ＡＫＡ）のセキュリティ・プロトコルを使用して、相互の認証を提供することができる。１つの実施形態において、Ｐ−ＣＳＣＦ１２０は、ユーザ設備と第１のエントリ・ノードとの間のＳＩＰ信号がどのようにして保護されるのかを指定する３ＧＰＰ  ３３．２０３規格および３ＧＰＰ２  Ｓ．Ｒ００８６規格により定義されている通りのインターネット・プロトコル・マルチメディア・サブシステム（ＩＭＳ）セキュリティを提供する。
【００２２】
しかし、ユーザ身元モジュール１１０により使用されているセキュリティ・プロトコルは、無線通信システム１００により実施されているセキュリティ・プロトコルおよび、特に、Ｐ−ＣＳＣＦ１２０とは異なるものとすることができる。したがって、移動体ユニット１０５は、無線通信システム１００から受信された認証情報を、ユーザ身元モジュール１１０が無線通信システム１００を認証するために使用することができる形態に翻訳可能とすることができる。移動体ユニット１０５は、ユーザ身元モジュール１１０から受信された認証情報を、無線通信システム１００がユーザ身元モジュール１１０を認証するために使用することができる形態に翻訳可能ともすることができる。１つの実施形態において、移動体ユニット１０５は、Ｐ−ＣＳＣＦ１２０からのＩＰに基づくＳＩＰ信号において受信された認証チャレンジコンテンツを、ユーザ身元モジュール１１０に供給され得る２Ｇ認証要求に翻訳することができる。移動体ユニット１０５は、ユーザ身元モジュール１１０から受信された応答を、ＳＩＰ信号内にリパッケージし、かつ、これを、Ｐ−ＣＳＣＦ１２０を介してＩＭＳネットワークに送ることもできる。移動体ユニット１０５は、ＩＭＳセキュリティのための追加のセッション鍵を発生させるために、ユーザ身元モジュール１１０から受信されたユーザ・セッション鍵を使用することもできる。
【００２３】
ＨＳＳ１３５は、ユーザ身元モジュール１１０に伴うセキュリティ情報にアクセスでき、かつ、無線通信システム１００に対してユーザ身元モジュール１１０を認証するためにこの情報を使用することができる。１つの実施形態において、ＨＳＳ１３５は、ＨＬＲ１４０に保存されているユーザ身元モジュール１１０に伴うセキュリティ情報にアクセスする。例えば、ＨＳＳ１３５は、ＨＬＲ／ＡｕＣ１４０に通信され得る認証要求（ＡＵＴＨＲＥＱ）などの１つのＩＳ−４１トランザクションに対応するＳＳ７に基づくＩＳ−４１インターフェイスを実施することができる。ＨＬＲ／ＡｕＣ１４０は、ＨＳＳ１３５をＩＳ−４１ビジタ所在地登録装置（ＶＬＲ）として見ることができる。代案として、ＳＳ７／ＩＰ翻訳器関数は、ＨＬＲ／ＡｕＣ１４０を、ＨＳＳ１３５へのＩＰに基づくＲＡＤＩＵＳホストに見えるようにするために実施され得る一方、ＨＳＳ１３５はＨＬＲ／ＡｕＣ４０に対するＩＳ−４１  ＶＬＲのように見えることが可能である。ＨＳＳ１３５は、ＩＭＳセキュリティ・プロトコルに従ったセッション鍵を発生させるために、ＨＬＲ／ＡｕＣ１４０から受信されたセッション鍵を使用することができる。
【００２４】
１つの実施形態において、犠牲者の加入金がＩＭＳサービスに対して請求されるように、攻撃者が一般のＣＤＭＡサービスに加入すること、および、犠牲者のＳＩＰ登録のためのＩＭＳ身元を使用することを防止するために、ユーザのＩＭＳ身元は、加入金の身元に結束され得る。例えば、ユーザのＩＰマルチメディア私用身元（ＩＭＰＩ）およびＩＰマルチメディア公開身元（ＩＭＰＵ）は、ユーザのＩＰ移動体加入者身元（ＩＭＳＩ）に結束され得る。したがって、移動体ユニット１０５は３ＧＰＰ  ＴＳ２３．００３の１３．３および１３．４節に記載のＩＭＳＩからＩＭＰＩおよびＩＭＰＵを構築することができる。移動体ユニット１０５はＳ−ＣＳＣＦ１３０およびＨＳＳ１３５にＩＭＰＩおよびＩＭＰＵを通信することのみができる。ＨＳＳ１３５は、ＩＭＰＩおよびＩＭＰＵからＩＭＳＩを導出することができる。この導出されたＩＭＳＩは、ＩＳ−４１ＡＵＴＨＲＥＱに含まれ得、かつ、ＨＬＲ／ＡｕＣ１４０により検証され得る。アドレスの代替が試みられた場合、ＡＵＴＨＲの検証は失敗する。
【００２５】
いくつかの実施形態において、無線通信システム１００は、以下に詳細に説明されるように、ＨＴＴＰダイジェストの形で認証チャレンジを供給することができる。続いて、移動体ユニット１１０は、パスワードとしてＳＭＥＫＥＹなどの鍵を使用して発生されたＨＴＴＰダイジェスト応答を供給する。この手法は、攻撃者が、無線通信システム１００から受信されたＲＡＮＤの値を使用することによりアドレス代替攻撃を行うこと、犠牲者の移動体ユニット１１０に呼び出しメッセージを送ること、および、移動体ユニット１１０からの呼び出し応答において必要なＡＵＴＨＲを受信すること、を防止するうえで役立ち得る。攻撃者が犠牲者に代わってＩＭＳアクセスを継続するために必要な全ての情報を収集することは防止される。なぜなら、攻撃者は、ＳＭＥＫＥＹパスワードのようなグローバルチャレンジ認証からの導出物を有さないからである。なぜなら、この情報が空間を介して送信されないからである。
【００２６】
したがって、いくつかの実施形態において、移動体ユニット１０５は、３ＧＰＰ  ＴＳ  ２３．００３または同様の手順に従ってＩＭＳＩからＩＭＰＩおよびＩＭＰＵを創出するように構成され得る。移動体ユニット１０５は、グローバルＲＡＮＤとしてＨＴＴＰダイジェストＣＨＡＬＬＥＮＧＥの３２  ＬＳＢを使用して、ユーザ身元モジュール１１０にＣＤＭＡ２０００グローバルチャレンジ認証要求を発行することができる。移動体ユニット１０５は、ＨＴＴＰダイジェストまたは「ｃｎｏｎｃｅ」値を、最も近い８ビットバイトの境界（２４ビット）まで６つのゼロを並べたＡＵＴＨＲに設定することができ、かつ、ユーザ身元モジュール１１０から受信されたＳＭＥＫＥＹを、ＨＴＴＰダイジェスト・プロトコルのために定義されたＭＤ５またはＳＨＡ−１のアルゴリズムを使用することによりＨＴＴＰダイジェストＲＥＳＰＯＮＳＥを計算するためのＨＴＴＰダイジェスト・パスワードとして使用することができる。１つの実施形態において、移動体ユニット１０５は、ユーザ身元モジュール１１０から受信されたＳＭＥＫＥＹおよびＰＬＣＭから、暗号鍵（ＣＫ）および／または完全性鍵（ＩＫ）を計算することができる。これらの暗号および完全性の鍵は、移動体ユニットとＰ−ＣＳＣＦとの間のその後のＳＩＰ信号を保護するために、さらに使用され得る。
【００２７】
無線通信システム１００はＨＴＴＰダイジェスト機能にも対応することができる。１つの実施形態において、Ｓ−ＣＳＣＦ１３５は、マルチメディア認証要求（ＭＡＲ）コマンドのＳＩＰ認証データ項目ＡＶＰを、ＨＴＴＰダイジェストの３２最小桁ビットの連結された値または「ｎｏｎｃｅ」、および、上記に定義されたＲ−ＵＩＭ認証応答ＡＵＴＨＲを表すＨＴＴＰダイジェスト「ｃｎｏｎｃｅ」の値とともに、Ｃｘ：直径インターフェイスに取り込むことができる。ＨＳＳ１３５は、３ＧＰＰ  ＴＳ  ３３．００３または同様の手順に従ってＩＭＰＩおよびＩＭＰＵからＩＭＳＩを導出可能とすることができる。ＨＳＳ１３５は、ＲＡＮＤとして３２ＭＳＢを使用すること、および、ＡＵＴＨＲとして残りの２４ビットの１８ＭＳＢを使用することにより、ＳＩＰ認証データ項目ＡＶＰを分解可能とすることができる。ＨＳＳ１３５は、グローバルＲＡＮＤとしてＨＴＴＰダイジェストＣＨＡＬＬＥＮＧＥ、ＩＭＰＩおよびＩＭＰＵから導出されたＩＭＳＩ、ならびに、移動体ユニット１０５から受信されたＡＵＴＨＲを使用して、ＩＭＳＩに伴うＨＬＲ／ＡｕＣ１４０にＳＳ７  ＩＳ−４１認証要求ＡＵＴＨＲＥＱを発行することができる。ＨＳＳ１３５は、ＨＴＴＰダイジェスト・パスワードとしてＩＳ−４１ａｕｔｈｒｅｑ（認証要求返送結果）メッセージ内にＨＬＲ／ＡｕＣ１４０から受信されたＳＭＥＫＥＹを設定することができ、かつ、Ｃｘ：直径インターフェイス上のマルチメディア・認証・回答（ＭＡＡ）コマンド内のＳ−ＣＳＣＦ１３５に、同ＳＭＥＫＥＹを返送する。１つの実施形態において、ＨＳＳ１３５は、ＨＬＲ／ＡＣ１４０から受信されたＳＭＥＫＥＹおよびＰＬＣＭからＣＫおよびＩＫを計算することができ、返信はＭＡＡコマンド内のＳ−ＣＳＣＦ１３５へのものとなる。
【００２８】
図２は、ユーザ身元モジュール（ＵＩＭ）および第１のエントリ・ノードを相互に認証する方法の１つの例示的な実施形態の第１の部分２００を概念的に示している。示された実施形態において、第１のエントリ・ノードは上述のＰ−ＣＳＣＦ１２０などのＰ−ＣＳＣＦである。ユーザ設備（ＵＥ）は、矢印２０５により示されているように、登録メッセージをＰ−ＣＳＣＦに供給することによりＩＭＳサービス登録を開始する。登録メッセージは、矢印２１０により示されているように、Ｉ−ＣＳＣＦに転送される。続いて、Ｉ−ＣＳＣＦは適切なＳ−ＣＳＣＦの位置を示す情報を要求するためにＨＳＳにアクセスし、ＨＳＳは、二重矢印２１５により示されているように、この情報をＩ−ＣＳＣＦに供給する。Ｉ−ＣＳＣＦは、矢印２２０により示されているように、登録要求をＳ−ＣＳＣＦに供給する。
【００２９】
Ｓ−ＣＳＣＦは、Ｐ−ＣＳＣＦにより供給された情報を使用して認証チャレンジを（２２５において）形成する。代案実施形態において、ユーザ身元モジュール（ＵＩＭ）に伴うＩＭＰＩおよび／またはＩＭＰＵを示す情報は、Ｓ−ＣＳＣＦに供給されたメッセージ中に含まれていても、いなくてもよい。ＩＭＰＩを示す情報が受信されたメッセージに含まれていない場合、Ｓ−ＣＳＣＦは、ランダムな数ＣＨＡＬＬＥＮＧＥを使用してＨＴＴＰダイジェストを（２２５において）形成することができる。ＩＭＰＩを示す情報が受信されたメッセージ中に含まれている場合、Ｓ−ＣＳＣＦは、ＨＳＳに保存されている認証情報にアクセスすることができ、続いて、ランダムな数ＣＨＡＬＬＥＮＧＥならびにＨＳＳから受信された情報を使用してＨＴＴＰダイジェストを（２２５において）形成することができる。１つの実施形態において、Ｓ−ＣＳＣＦは、ＵＩＭが、Ｓ−ＣＳＣＦにより使用されている同じセキュリティ・プロトコルに対応しているか否かを決定するために、受信されたメッセージ中に含まれているＩＭＰＩおよび／またはＩＭＰＵを解析することもできる。例えば、Ｓ−ＣＳＣＦは、ＵＩＭがＣＡＶＥに基づく認証に対応し、完全なＩＭＳ認証には対応していないことを決定することができる。しかし、本開示の利益を有する当業者は、本発明がＳ−ＣＳＣＦにおいて前述の各ステップを実行することに限定されず、かつ、代案実施形態において、上述の課題の１つまたは複数が無線通信システム内の他の場所で実行され得ることを理解されたい。
【００３０】
ＣＨＡＬＬＥＮＧＥ値を含むＨＴＴＰダイジェスト要求は、矢印２３０、２３５、２４０により示されているように、Ｉ−ＣＳＣＦおよびＰ−ＣＳＣＦを介して供給され得る１つまたは複数のメッセージ中に組み込まれ得る。続いて、ＵＥは、受信されたチャレンジを異なったセキュリティ・プロトコルに従って新しいチャレンジに（２４５において）翻訳することができる。例えば、ＵＥはＨＴＴＰダイジェスト要求からＣＨＡＬＬＥＮＧＥ値を復元することができ、かつ、ＴＩＡ／ＥＩＡ−４１セキュリティ・プロトコルに従ったチャレンジとして使用され得るグローバルＲＡＮＤとしてＣＨＡＬＬＥＮＧＥの３２最小桁ビットを使用することができる。グローバルＲＡＮＤは、矢印２５０により示されているように、発信または呼び出し応答のためのグローバルチャレンジとしてＵＩＭに送られる。続いて、ＵＩＭは、ＵＥから受信されたチャレンジに基づき、１つまたは複数のセキュリティ鍵を（２５５において）計算することができる。１つの実施形態において、ＵＩＭはデジタル署名ＡＵＴＨＲ、ＰＬＣＭ、および、ＳＭＥＫＥＹを（２５５において）計算する。ＵＩＭは、セキュリティ鍵を含む計算されたパラメータを使用して応答を（２５５において）形成し、かつ、矢印２６０に示されているように、この応答をＵＥに返送する。ＵＥは、ＵＩＭから受信された応答に基づきダイジェスト応答を（２６５において）形成する。例えば、ＵＥは、ＳＭＥＫＥＹ、ＩＭＰＩ、および、完全ＨＴＴＰダイジェストＣＨＡＬＬＥＮＧＥを使用してＨＴＴＰダイジェスト応答を（２６５において）形成することができる。１つの実施形態において、ＵＥからＰ−ＣＳＣＦへのセキュリティが必要である場合、ＵＥは、セッション鍵ＣＫ＝ｆ（ＳＭＥＫＥＹ、ＰＬＣＭ、「ＣＫ」）およびＩＫ＝ｆ（ＳＭＥＫＥＹ、ＰＬＣＭ、「ＩＫ」）を計算することもできる。ここで、「ｆ」は、ＨＭＡＣ、ＥＨＭＡＣなどのいずれかの適した擬似ランダム関数を示す。
【００３１】
図３は、ユーザ身元モジュール（ＵＩＭ）から第１のエントリ・ノードへの認証の方法の１つの例示的な実施形態の第２の部分３００を概念的に示している。示された実施形態において、ＵＥは、矢印３０５により示されているように、ＵＩＭから受信された情報への応答において（図２の２６５において）形成された応答をＰ−ＣＳＣＦに供給する。例えば、ＵＥは、ＨＴＴＰダイジェスト応答、ならびに、ＲＡＮＤおよびデジタル署名ＡＵＴＨＲなどの他の情報を（３０５において）供給することができる。続いて、Ｐ−ＣＳＣＦは、矢印３１０、３１５、３２０により示されているように、ＵＥにより供給された情報を含む１つまたは複数のメッセージをＩ−ＣＳＣＦに、かつ、（上記に検討されたようにＨＳＳにより供給された情報を使用して）Ｓ−ＣＳＣＦ上に供給する。例えば、ＵＥは、ＨＴＴＰダイジェストＲＥＳＰＯＮＳＥを含むＳＭ７メッセージをＰ−ＣＳＣＦに（３０５において）送ることができ、Ｐ−ＣＳＣＦは、この情報をメッセージＳＭ８およびＳＭ９におけるＳ−ＣＳＣＦに（３１０、３１５、３２０において）転送する。
【００３２】
ＵＥから情報を受信すると、Ｓ−ＣＳＣＦは、ＵＥから供給された認証情報、または、ＵＥにより供給された認証情報を使用して形成され得る他の情報などの認証情報を含むメッセージを形成する。例えば、Ｓ−ＣＳＣＦは、ＣＨＡＬＬＥＮＧＥまたはｎｏｎｃｅの３２ＬＳＢを使用してＲＡＮＤの値を設定することができ、ｃｎｏｎｃｅを使用してデジタル署名ＡＵＴＨＲの値を復元することができ、ＲＡＮＤをＡＵＴＨＲと並べることができ、かつ、Ｃｘ：マルチメディア認証要求（ＭＡＲ）メッセージ中に適切なフィールドを取り込むことができる。続いて、Ｓ−ＣＳＣＦは、矢印３２５により示されているように、認証情報をＨＳＳに供給することができる。例えば、Ｓ−ＣＳＣＦは、ＭＡＲメッセージをＨＳＳに（３２５において）供給することができる。１つの実施形態において、ＵＥに伴うＩＭＰＩおよびＩＭＰＵは、ＭＡＲメッセージ中にも送られる。
【００３３】
ＨＳＳは、ＵＩＭを認証するために使用され得る追加の情報を発生させるために、Ｓ−ＣＳＣＦにより供給された情報を使用する。示された実施形態において、ＨＳＳは、供給されたＩＭＰＩおよびＩＭＰＵからＩＭＳＩを復元し、ＩＭＳＩ，ＲＡＮＤ、および、デジタル署名ＡＵＴＨＲを持つＩＳ−４１ＡＵＴＨＲＥＱなどの認証要求を作成する。ＨＳＳは、矢印３３０により示されているように、ＵＩＭを認証するために使用され得る情報をＨＬＲ／ＡｕＣに供給する。続いて、ＨＬＲ／ＡｕＣは、ＨＳＳにより供給された情報を（３３５において）検証することができる。例えば、ＨＬＲ／ＡｕＣはデジタル署名ＡＵＴＨＲを（３３５において）検証することができる。ＨＬＲ／ＡｕＣがＨＳＳにより供給された情報を（３３５において）問題なく検証した場合、ＨＬＲ／ＡｕＣは、ＨＳＳにより供給された情報を使用してＳＭＥＫＥＹおよびＰＬＣＭなどの１つまたは複数のセッション鍵を計算し、かつ、矢印３４０により示されているように、そのセッション鍵をＨＳＳに供給する。
【００３４】
ＨＳＳは、矢印３４５により示されているように、ＨＬＲ／ＡｕＣから受信された情報の一部または全部をＳ−ＣＳＣＦに供給する。示された実施形態において、ＨＳＳは、ＳＭＥＫＥＹおよびＰＬＣＭなどの１つまたは複数の鍵を（３４５において）Ｓ−ＣＳＣＦに返送し、Ｓ−ＣＳＣＦは、ＨＴＴＰダイジェストのためのパスワードとしてそれらの鍵の１つまたは複数を使用することができる。続いて、Ｓ−ＣＳＣＦは、ＵＥにより供給された身分証明書を（３５０において）検証することができる。例えば、Ｓ−ＣＳＣＦは、ダイジェスト・パスワードとしてＳＭＥＫＥＹを使用してＨＴＴＰダイジェストＲＥＳＰＯＮＳＥを（３５０において）検証することができる。Ｓ−ＣＳＣＦが身分証明書を（３５０において）問題なく検証した場合、Ｓ−ＣＳＣＦは、矢印３５５、３６０、３６５、３７０により示されているように、認証が成功したことを示すＵＥへのメッセージを供給し、それにより、無線通信ネットワークにおけるＵＩＭを認証する。例えば、Ｓ−ＣＳＣＦは、メッセージＳＭ１０およびＳＭ１１において、Ｐ−ＣＳＣＦに認証メッセージ（２ｘｘＡｕｔｈ＿ＯＫ）を送ることができる。続いて、Ｐ−ＣＳＣＦは、Ａｕｔｈ＿ＯＫメッセージをＳＭ１２においてＵＥに転送することができる。１つの実施形態において、Ｓ−ＣＳＣＦは、暗号鍵（ＣＫ）、完全性鍵（ＩＫ）などの１つまたは複数のセッション鍵を計算する。例えば、ＣＫおよびＩＫは、ＳＭＥＫＥＹおよびＰＬＣＭを使用して形成され得る。セッション鍵は、メッセージ３５５、３６０、３６５とともにＵＥにも供給され得る。
【００３５】
上記に開示された特定の実施形態は例示的のみである。なぜなら、本発明は、本明細書における教示の利益を有する当業者には明らかな、異なるが均等な形で修正および実施され得るからである。さらに、冒頭の特許請求の範囲に記載されているもの以外の本明細書に示された構造または設計の詳細には、限定は意図されていない。したがって、上記に開示された特定の実施形態が改変または修正され得、かつ、全てのそのような変形物が本発明の範囲および精神内であると考えられることは明らかである。したがって、本明細書で求められている保護は、冒頭の特許請求の範囲に述べられている通りである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による無線通信システムの１つの例示的な実施形態を概念的に示す図である。
【図２】本発明によるユーザ身元モジュール（ＵＩＭ）および第１のエントリ・ノードを相互に認証する方法の１つの例示的な実施形態の第１の部分を概念的に示す図である。
【図３】本発明によるユーザ身元モジュール（ＵＩＭ）および第１のエントリ・ノードを相互に認証する方法の１つの例示的な実施形態の第２の部分を概念的に示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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