(57)【要約】クライアント通信装置に、サーバ通信装置の加入モジュールへのアクセスを提供する方法であって、前記クライアント通信装置と前記サーバ通信装置間の通信リンクを確立するステップと、前記通信リンクを介して、前記サーバ通信装置と前記クライアント通信装置間で、前記加入モジュールに関連するデータを備えるいくつかのメッセージを通信するステップとを備える。本方法は、更に、前記通信リンクを介して、前記サーバ通信装置と前記クライアント通信装置間で通信される前記メッセージの保全性保護を提供するステップを備える。
2005539422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クライアント通信装置に、サーバ通信装置の加入モジュールへのアクセスを提供する方法であって、
−前記クライアント通信装置（３００）と前記サーバ通信装置（３１０）間の通信リンクを確立するステップ（３０１）と、
−前記通信リンクを介して、前記サーバ通信装置と前記クライアント通信装置間で、前記加入モジュール（３１８）に関連するデータを備えるいくつかのメッセージ（Ｍ）を通信するステップ（３０４、４０３、４０４）とを備え、
本方法は、更に、前記通信リンクを介して、前記サーバ通信装置と前記クライアント通信装置間で通信される前記メッセージの保全性保護を提供するステップ（４０２、４０５）と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記保全性保護を提供するステップは、更に、シークレットセッションキーに基づいて、前記通信されるメッセージそれぞれに対してメッセージ証明コードを算出し、かつ前記算出したメッセージ証明コードを対応する前記通信されるメッセージに組み込む
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記クライアントと前記サーバ通信装置間の通信リンクを確立するステップは、前記サーバと前記クライアント通信装置間の共有シークレットに基づくシークレットセッションキーを判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
更に、少なくとも１つの前記クライアント通信装置と前記サーバ通信装置によるパスコードの受信を含むセキュアペアリング処理を実行することによって、前記共有シークレットを提供する
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記パスコードは、最大４８ビット長である
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記通信リンクは、それに関連するシークレットリンクキーを有し、かつ前記方法は、更に、前記シークレットリンクキーを入力として使用して前記共有シークレットを算出することによって、前記共有シークレットを提供する
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
更に、
−前記クライアント通信装置から前記サーバ通信装置へ通信される前記メッセージそれぞれに第１カウンタの値を組み込み、前記第１カウンタは、前記クライアント通信装置から前記サーバ通信装置へ通信されるメッセージの数を示しており、
−前記サーバ通信装置から前記クライアント通信装置へ通信される前記メッセージそれぞれに第２カウンタの値を組み込み、前記第２カウンタは、前記サーバ通信装置から前記クライアント通信装置へ通信されるメッセージの数を示しており、
前記通信される各メッセージに対するメッセージ証明コードを算出するステップは、前記通信される各メッセージと対応するカウンタ値に対するメッセージ証明コードを算出する
ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
更に、前記クライアント通信装置から前記サーバ通信装置へ通信されるメッセージに対して、前記メッセージが前記加入モジュールを扱うことを許可されているかを判定する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
更に、前記クライアント通信装置と前記サーバ通信装置間での共有シークレットを提供し、かつ少なくとも１つの前記共有シークレットに関連する前記サーバ通信装置と、前記クライアント通信装置に記憶されるアクセス制御リストを提供する
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
クライアント通信装置（１０６、２０６）と加入モジュール（１０２、２０２）を含むサーバ通信装置（１０１、２０２）を備える通信システムであって、前記クライアントと前記サーバ通信装置はそれぞれ、前記クライアント通信装置と前記サーバ通信装置間の通信リンク（１１５）を確立し、かつ前記通信リンクを介して、前記サーバ通信装置と前記クライアント通信装置間で前記加入モジュールに関連するデータを備えるいくつかのメッセージを通信する通信手段（１１０、１０４、２０４、２１０）を備えていて、
前記クライアント通信装置と前記サーバ通信装置はそれぞれ、前記通信リンクを介して、前記サーバ通信装置と前記クライアント通信装置間で通信される前記メッセージの保全性保護を提供するように適合されている処理手段（１０５、１０７、２０３、２０９）を備える
ことを特徴とする通信システム。
【請求項１１】
加入モジュールを含むサーバ通信装置であって、前記サーバ通信装置は、前記クライアント通信装置との通信リンクを確立し、かつ前記通信リンクを介して、前記サーバ通信装置と前記クライアント通信装置間で前記加入モジュールに関連するデータを備えるいくつかのメッセージを通信する通信手段を備えていて、
前記サーバ通信装置は、前記通信リンクを介して、前記サーバ通信装置と前記クライアント通信装置間で通信される前記メッセージの保全性保護を提供するように適合されている
ことを特徴とするサーバ通信装置。
【請求項１２】
サーバ通信装置の加入モジュールへのアクセスを提供するクライアント通信装置であって、前記クライアント通信装置は、前記加入モジュールを含む前記サーバ通信装置との通信リンクを確立し、かつ前記通信リンクを介して、前記クライアント通信装置と前記サーバ通信装置間で前記加入モジュールに関連するデータを備えるいくつかのメッセージを通信する通信手段を備えていて、
前記クライアント通信装置は、前記通信リンクを介して、前記クライアント通信装置と前記サーバ通信装置間で通信される前記メッセージの保全性保護を提供するように適合されている
ことを特徴とするクライアント通信装置。
【請求項１３】
加入モジュールを備えるサーバ通信装置によって、前記加入モジュールへのアクセスをクライアント通信装置へ提供する方法であって、
−前記クライアント通信装置（３００）と前記サーバ通信装置（３１０）間の通信リンクを確立するステップ（３０１）と、
−前記通信リンクを介して、前記サーバ通信装置によって、前記クライアント装置からいくつかのメッセージを受信するステップ（４０４）であって、前記メッセージが、加入モジュールを扱うものである、ステップとを備え、
本方法は、更に、少なくとも１つの前記受信したメッセージに対して、前記メッセージが前記加入モジュールを扱うことを許可されているかを判定するステップ（７０１）を備える
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
更に、前記通信リンクを介して、前記サーバ通信装置と前記クライアント通信装置間で通信される前記メッセージの保全性保護を提供し、前記保全性保護は、前記クライアント通信装置と前記サーバ通信装置間の共有シークレットに基づいていて、また、本方法は、少なくとも１つの前記共有シークレットに関連する前記サーバ通信装置と前記クライアント通信装置とに記憶されるアクセス制御リストを提供する
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記アクセス制御リストは、保護化データベースに記憶される
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
更に、シークレットセッションキーに基づいて、前記通信されるメッセージそれぞれに対してメッセージ証明コードを算出し、かつ前記算出したメッセージ証明コードを対応する前記通信されるメッセージに組み込む
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記クライアントと前記サーバ通信装置間の通信リンクを確立するステップは、前記サーバと前記クライアント通信装置間の前記共有シークレットに基づく前記シークレットセッションキーを判定する
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
更に、少なくとも１つの前記クライアント通信装置と前記サーバ通信装置によるパスコードの受信を含むセキュアペアリング処理を実行することによって、前記共有シークレットを提供する
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記パスコードは、最大４８ビット長である
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記通信リンクは、それに関連するシークレットリンクキーを有し、かつ前記方法は、更に、前記シークレットリンクキーを入力として使用して前記共有シークレットを算出することによって、前記共有シークレットを提供する
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
更に、
−前記クライアント通信装置から前記サーバ通信装置へ通信される前記メッセージそれぞれに第１カウンタの値を組み込み、前記第１カウンタは、前記クライアント通信装置から前記サーバ通信装置へ通信されるメッセージの数を示しており、
−前記サーバ通信装置から前記クライアント通信装置へ通信される前記メッセージそれぞれに第２カウンタの値を組み込み、前記第２カウンタは、前記サーバ通信装置から前記クライアント通信装置へ通信されるメッセージの数を示しており、
前記通信される各メッセージに対するメッセージ証明コードを算出するステップは、前記通信される各メッセージと対応するカウンタ値に対するメッセージ証明コードを算出する
ことを特徴とする請求項１４乃至２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
加入モジュールを含むサーバ通信装置であって、前記サーバ通信装置は、前記クライアント通信装置との通信リンクを確立し、かつ前記通信リンクを介して、前記クライアント装置から前記加入モジュールを扱ういくつかのメッセージを受信する通信手段を備え、
前記サーバ通信装置は、少なくとも１つの前記受信したメッセージに対して、前記メッセージが前記加入モジュールを扱うことを許可されているかを判定する処理手段を備える
ことを特徴とするサーバ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーバ通信装置の加入モジュールへのアクセスをクライアント通信装置に提供する方法に関するものである。より詳しくは、本発明は、サーバ通信装置の加入モジュールへのアクセスをクライアント通信装置に提供する方法に関するものであり、この方法は、クライアント通信装置とサーバ通信装置間の通信リンクを確立するステップと、加入モジュールに関連するデータを備えるいくつかのメッセージを、通信リンクを介して、サーバ通信装置とクライアント通信装置間で通信するステップを備える。
【０００２】
多くの無線通信システムでは、例えば、ＧＭＳ、ＵＴＭＳ、ＧＰＲＳ等では、通信装置に、加入モジュール、例えば、ＳＩＭカード、ＵＳＩＭカードあるいはその類が装備されている。加入者が通信サービスをリクエストする場合、この加入モジュールを介して、加入者がそのシステムからの通信サービスを受信することを認められているかが判定される。この目的のために、加入アイデンティティが無線通信システム内の装置に割り当てられ、この無線通信システムは、加入アイデンティティメディアを使用する。通信サービスへのアクセスを取得するために、通信装置は、機密情報（セキュリティセンシティブ情報：security sensitive information）へのアクセスを持つ必要がある、この情報は、加入に対して固有であり、かつ加入モジュールに記憶されている。
【０００３】
同様に、他のタイプの証明あるいはセキュリティサービス、例えば、ホットスポットでのＷＬＡＮアクセス、デスクトップログインあるいはウェブ証明は、可能であれば、ＧＳＭ／ＵＭＴＳ関連サービスと組み合わせた加入モジュールに基づいて実現されても良い。
【０００４】
移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）の環境においては、加入は、ＳＩＭ（加入者アイデンティティモジュール）カードに基づいている、即ち、加入モジュールは、移動装置に装着されるＳＩＭカードとして実現される。ＳＩＭカードは、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（リードアクセスメモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ）、プロセッサユニット及び通信装置のインタフェースを含んでいる。ＳＩＭのメモリは、ＧＳＭネットワーク内の国際移動加入者アイデンティティ（ＩＭＳＩ）である、加入アイデンティティの記憶を提供する。緊急発呼以外は、装置は、有効なＳＩＭが存在する場合にのみ動作することができる。ＳＩＭは、装置のユーザの検証用、かつＧＳＭネットワークに対するユーザの証明用のセキュリティ機能をサポートしている。また、ＳＩＭは、ＧＳＭネットワーク処理に対する情報要素、例えば、移動加入者あるいはＧＳＭサービスに関連するものを備えている。
【０００５】
上述の環境においては、ユーザがＳＩＭカード、即ち、単一の加入を使用して、いくつかの異なるパーソナル移動装置から無線通信ネットワークに接続したい場合、ユーザは、ある装置からＳＩＭカードを手動で取り外して、別の装置に装着する必要がある。この不便な操作を解消するために、無線通信システムが１つ以上の通信装置に、１つ以上の加入に対する支払を行うことなく、同一のアイデンティティを共有させることは有効なことである。
【０００６】
同様に、ユーザが、ＧＳＭ／ＵＭＴＳ、例えば、ＷＬＡＮアクセス以外の証明あるいはセキュリティサービス用のＳＩＭあるいはＳＩＭカードのような汎用加入モジュールを利用したい場合には、この加入モジュールは手動である装置から取り外して、別の装置に装着しなければならない、ここで、別の装置は、他の証明プロセスに対するエンドポイントである。
【０００７】
新生の短距離（short-range）無線技術、例えば、ブルートゥース及び無線ＬＡＮは、相対的に高速な短距離接続を可能にし、これは、上述の冗長な手順を簡略化することができる。
【０００８】
国際出願ＷＯ  ９９／５９３６０は、無線通信装置と、ＳＩＭカードを備える加入者アイデンティティ（identity）ユニットを含む加入者アイデンティティ装置間の無線通信システムにおける、ＳＩＭ関連データを通信するための構成を開示している。この無線通信装置と加入者識別装置は互いに分離されているが、無線周波数帯域内のローカル無線通信リンクを介して互いに通信することができる。ＳＩＭ関連データは、このローカル無線通信リンクを介して通信される。ここで、上述の従来技術のシステムは、いくつかの通信装置によって加入モジュールの簡易的な共有を可能にする。異なる移動装置間でＳＩＭを移す代わりに、エアインタフェースを介するＳＩＭカードへのダイレクト無線アクセスが実現される。上述の従来技術では、ローカル無線通信リンクは、安全な無線通信リンクを確立するために暗号化される、ここで、この安全な無線通信リンクは、サードパーティによる機密情報の傍受を妨害する。
【０００９】
ブルートゥースペアリングメカニズムは、ブルートゥースデバイス間の共有シークレット、いわゆる、リンクキーを生成する（「ブルートゥースシステム仕様書、コア、バージョン１．１」における「基本帯域仕様」、ブルートゥース専用団体、２００１年２月（"Baseband Specification" in "Specification of the Bluetooth System, Core, Version 1.1", Bluetooth Special Interest Group, February 2001）を参照）。このリンクキーは、そのデバイスのユーザによって入力されるＰＩＮから導出される。このリンクキーは、ブルートゥース通信を保護するために連続して使用される。しかしながら、加入モジュールへのリモートアクセスは、特に、セキュリティに敏感であり、より向上されたセキュリティが必要である、即ち、そのモジュール上の機密性のある加入情報やサービスへの未許可アクセスに対する加入モジュールの保護の改良が必要である。
【００１０】
また、ＩＥＥＥ８０２．１１規格は、有線と同等のプライバシーメカニズムを介する、証明及び暗号のようなセキュア通信サービスを提案している（「ＩＥＥＥ規格８０２．１１、１９９９年版、ＩＥＥＥ−パート１１：無線ＬＡＮ媒体アクセス制御及び物理レイヤ仕様書」（"IEEE Std 802.11-1999 Edition IEEE-Part 11: Wireless LAN Medium Access Control and physical layer specifications"）を参照）。しかしながら、このメカニズムは、セキュリティの脆弱性があることが知られている。
【００１１】
このように、従来技術のシステムは、サーバ及びクライアント通信装置間の通信が傍受される可能性があり、かつ確立された通信リンクが、加入モジュールへのアクセスを悪用する不正なユーザによって使用される可能性があるという問題をはらんでいる。
【００１２】
また、ローカル無線通信リンクがローカル無線ネットワークへのリンクである、例えば、ブルートゥースピコネットである場合、クライアント装置とサーバ装置間のこのリンクは、間に別の装置が介在するいくつかの無線接続を構成する可能性がある、このため、個々の通信リンクが暗号化されているとしても、その通信リンクのセキュリティの制御は難しくなる。従って、加入モジュールに関連する機密データの未許可の傍受及び使用のリスクが存在している。
【００１３】
このように、本発明の目的は、加入モジュールへのリモートアクセスに対するセキュリティを向上することである。
【００１４】
上述及び他の問題は、クライアント通信装置にサーバ通信装置の加入モジュールへのアクセスを提供する方法で解決され、この方法は、
−クライアント通信装置とサーバ通信装置間の通信リンクを確立するステップと、
−通信リンクを介して、サーバ通信装置とクライアント通信装置間で、加入モジュールに関連するデータを備えるいくつかのメッセージを通信するステップと
を備えることを特徴とし、
本方法は、更に、通信リンクを介して、サーバ通信装置とクライアント通信装置間で通信されるメッセージの保全性保護を提供するステップを備える。
【００１５】
従って、本発明に従えば、クライアントとサーバ通信装置間で通信される個々のメッセージを証明することによって、セキュリティが改善される。ここで、通信されるメッセージが正規（legitimate）の装置によって送信されることが補償され、かつそれらのメッセージがエアインタフェースを介する送信中に変更されないことが補償される、これによって、装置間で一旦証明された通信チャネルを介して不正なユーザが利用しようとすることに対するセキュリティを改善する。
【００１６】
特に、本発明の効果は、積極的な盗聴行為に対する、クライアントとサーバ通信装置間のインタフェースの保護を提供することである。
【００１７】
本発明の更なる効果は、加入モジュールとクライアント通信装置間の信頼関係を必要としないことである。
【００１８】
ここで、保全性保護（integrity protection）という用語は、発信源から送信される情報が、その発信源から受信機への通信中に、偶発的にあるいは故意に変更されないあるいは破壊されないことを補償する方法を意味するものである。
【００１９】
本発明の実施形態では、保全性保護を提供するステップは、更に、シークレットセッションキーに基づいて、通信されるメッセージのそれぞれに対するメッセージ証明コードを算出し、かつその算出したメッセージ証明コードを対応する通信されるメッセージに組み込む。
【００２０】
ここで、メッセージ証明コード（ＭＡＣ）を使用することによって、即ち、対称セッションキーを使用するキーハッシングアルゴリズム（keyd hashing algorithm）を使用することによって、各メッセージに対する保全性保護を提供することによってセキュリティの向上が達成される。このタイプのアルゴリズムを使用する場合、送信アプリケーションは、シークレットセッションキーを使用してハッシュ関数を算出する、また、受信側アプリケーションは、そのハッシュ値を再算出するために同一のキーを所有する必要がある、つまり、送信データが変更されていないことを検証することができる必要がある。
【００２１】
本発明の実施形態では、クライアントとサーバ通信装置間の通信リンクを確立するステップは、サーバとクライアント通信装置間の共有シークレットに基づくシークレットセッションキーを判定する。ここで、新規のセッション毎に、シークレットハッシングキーを更新することによって、リプライアタックが防止される、即ち、不正なユーザによる過去に傍受したメッセージの傍受を繰り返す試みが防止される。
【００２２】
ここで、共有シークレットという用語は、任意の適切なシークレットデータ要素であり、例えば、シークレットキー、ビットストリングあるいはその類があり、これは、サーバ及びクライアント通信装置で既知のものである、このクライアント通信装置は、暗号アルゴリズムに対する入力として適合されている、この暗号アルゴリズムには、例えば、ハッシュ関数、ＭＡＣアルゴリズム、擬似ランダム関数あるいはその類がある。
【００２３】
本発明の実施形態では、本方法は、更に、少なくとも１つのクライアント通信装置とサーバ通信装置によるパスコードの受信を含むセキュアペアリング処理を実行することによって、共有シークレットを提供する。これにより、ユーザフレンドリなセキュリティメカニズムが提供される、これは、例えば、２つのブルートゥースデバイスのペアリングで既に必要とされている以上のユーザ対話を必要としない。
【００２４】
採用する本方法によれば、ユーザは、両装置あるいは１つの装置内にパスコードを入力する必要がある場合がある、これは、例えば、一方の装置の１つでＰＩＮコードを表示して、対応するもう一方の装置でＰＩＮの入力をユーザに要求する場合である。
【００２５】
また、要求されたパスコードが短い場合、即ち、７桁あるいは文字未満である場合、長いパスコードを入力する作業による時間消費が削減され、誤ったパスコードの入力の可能性が削減される。高セキュリティＰＩＮ方法を利用することによって、更なる高セキュリティが達成される、この高セキュリティＰＩＮ方法の１つには、例えば、シー．  ゲールマン及びケイ．  ネイバーグによる、「ブルートゥース帯域幅セキュリティへの拡張」、ノルディックサイエンス会議議事録  ２００１、ＤＴＵ  デンマーク、２００１年１１月１、２日（C. Gehrmann and K. Nyberg, "Enhancements to the Bluetooth baseband security", Proceedings of the NordSec Conference 2001, Nov. 1-2, 2001, DTU Denmark）に記載されている。
【００２６】
別の実施形態では、通信リンクは、それに関連するシークレットリンクキーを有していて、かつ本方法は、更に、そのシークレットリンクキーを入力として使用して共有シークレットを算出することによって、共有シークレットを提供する。
【００２７】
ここで、サーバとクライアント装置間の通信リンクをセットアップするための、既存のペアリングメカニズムは、加入モジュールへのリモートアクセスのセキュリティを強化するために利用することとができる。例えば、ブルートゥース通信との接続において、ブルートゥースリンクキーは、保全性保護用の共有シークレットを導出するために利用することができる。これにより、セキュリティを追加するっための余計な対話は必要としない。
【００２８】
本発明の別の実施形態では、本方法は、更に、
−クライアント通信装置からサーバ通信装置へ通信される各メッセージ内に第１カウンタの値を組み込み、この第１カウンタは、クライアント通信装置からサーバ通信装置へ通信されるメッセージの数を示しており、
−サーバ通信装置からクライアント通信装置へ通信される各メッセージ内に第２カウンタの値を組み込み、この第２カウンタは、サーバ通信装置からクライアント通信装置へ通信されるメッセージの数を示しており、
また、通信される各メッセージに対するメッセージ証明コードを算出するステップは、通信される各メッセージと対応するカウンタ値に対するメッセージ証明コードを算出する
ことを特徴とする。
【００２９】
ここで、サーバ通信装置に対して送受信されるメッセージに対するカウンタを提供することによって、通信のセキュリティが更に向上される。例えば、機密情報に対するリクエストを含む以前のメッセージを傍受する可能性のある不正ユーザは、このリクエストを単純に繰り返すことを試みることによって、リプライとしてその情報を受信する。しかしながら、メッセージカウンタを提供することによって、繰り返されるメッセージは、サーバによるシーケンス外のものと識別される、つまり、これを破棄することができる。
【００３０】
上記の従来技術のシステムでは、クライアント通信装置が一旦証明されると、エアインタフェースを介して通信されるメッセージを介して、加入モジュール内の任意の機能にアクセスすることができる、このため、未許可のアクセスによる潜在的なセキュリティリスクが発生する。
【００３１】
本発明の実施形態では、本方法は、更に、クライアント通信装置からサーバ通信装置へ送信されるメッセージに対して、そのメッセージが加入モジュールを扱うことを許可されているかを判定する。これにより、サーバ通信装置において、選択的なアクセス制御を可能にするフィルタメカニズムが提供され、かつ加入モジュールへのアクセスを限定するあるいは制限するメカニズムが提供され、これによって、加入モジュールアクセスのセキュリティが向上する。
【００３２】
好ましくは、本方法は、更に、クライアント通信装置とサーバ通信装置間での共有シークレットを提供し、かつ少なくとも１つの共有シークレットに関連するサーバ通信装置と、クライアント通信装置に記憶されるアクセス制御リストを提供する、これによって、安全な方法で、異なるクライアント通信装置に対してそれぞれのアクセス制御リストを記憶するメカニズムを提供する。例えば、専用回路にデータを記憶することによって、あるいはソフトウェアベースの保護、例えば、暗号化、証明等を提供することによって、あるいはそれらの組み合わせによって、保護化データベースが実現されても良い。
【００３３】
通信リンクは、電子リンクあるいは無線通信リンクであっても良く、これには、例えば、電子−磁気、磁気あるいは誘導リンクがある。電子−磁気リンクの例には、無線−周波数リンク、光リンク、赤外線リンク、マイクロ波リンク、超音波リンクあるいはその類が含まれる。例えば、通信リンクは、ブルートゥース規格に従う無線リンクであっても良い、即ち、このブルートゥース規格は、異なるユニット間で相対的に高速な通信を可能にする短距離無線技術である。ブルートゥース、また、他の短距離無線技術は、異なるパーソナルコンピュータ装置間での高速接続をセットアップすることができ、このパーソナルコンピュータには、移動電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）等がある。
【００３４】
通信リンクが無線通信リンクである場合、装置間での物理的なあるいは電気的な接続を必要とすることなく、通信リンクを高速に確立する方法が提供される。
【００３５】
通信装置という用語は、上述の通信リンクを確立するように適合されている通信手段を含む電子機器、あるいはそのような電子機器の一部を意味するものである。電子機器という用語には、ステーショナリ及びポータブルＰＣのようなコンピュータ、ステーショナリ及びポータブル無線通信機器等が含まれる。ポータブル無線通信装置には、例えば、移動電話のような移動無線装置、ページャ、コミュニケータ、例えば、電子オーガナイザ、スマート電話、ＰＤＡあるいはその類が含まれる。
【００３６】
加入モジュールという用語は、通信装置に着脱可能に装着されるモジュールを意味するものであり、これには、スマートカード、ＳＩＭカード、ＵＳＩＭカード、無線アイデンティティモジュール（ＷＩＭ）カード、任意の他の適切な集積回路カード（ＩＣＣ）あるいはその類がある。加入モジュールという用語は、更に、サーバ通信装置から物理的に分離可能なモジュールを意味するものである。
【００３７】
加入モジュールは、サーバ通信装置と物理的に接続されても良い、例えば、サーバ通信装置に装着されても良い、あるいは、例えば、加入モジュールを無線通信インタフェースの受信範囲に進入させることによって、通信接続が確立されても良い。
【００３８】
クライアントとサーバ通信装置間で通信されるデータは、加入モジュールにデータ記憶されても良い。このデータは、セルラーネットワーク内のクライアント通信装置を登録し、クライアント通信装置からの通信接続、例えば、音声、ファックスあるいはデータ発呼を確立し、以下では、「発呼」と称する、更に、加入モジュールに関連する電話番号へ発信されるネットワークからの発呼を受信し、支払あるいは他の取引を許可し、サーバ通信装置の機能あるいはインタフェースへアクセスし、あるいはその類を実行するために要求されるものである。このデータは、更に、加入許可データ、例えば、ユーザのクライアント通信装置から入力され、かつサーバ通信装置へ送信されるＰＩＮコードを備えていても良い。このデータは、更に、アドレスデータ、電話帳あるいは加入モジュールに関連する他の機密データを備えている。このデータの通信は、サーバ通信装置からクライアント通信装置へのデータ送信、及びクライアント通信装置からサーバ通信装置へのデータ送信の少なくとも一方が含まれる。これにより、加入モジュールへのアクセスは、加入モジュールに関連するデータへのアクセスに関与する、これには、即ち、加入モジュールへのデータ送信、加入モジュールからのデータ受信あるいはその類がある。
【００３９】
加入モジュールは、いくつかの異なるクライアント通信装置を証明することができるようにしても良い。
【００４０】
本発明は、上述及び後述の方法、装置及び更なる方法及び製造手段を含む様々な方法で実現することができ、これらはそれぞれ１つ以上の効果と、最初に説明した方法に関して説明される効果をもたらす、また、これらは最初に説明した方法に関して説明され、かつ従属請求項で開示される実施形態に対応する１つ以上の実施形態を構成する。
【００４１】
上述及び後述の方法の特徴は、ソフトウェアで実現されても良く、また、データ処理システムで、あるいはコンピュータ実行可能命令の実行によって実現される他の処理手段で実行されても良い。この命令は、記憶媒体からあるいはコンピュータネットワークを介して別のコンピュータからメモリ、例えば、ＲＡＭにロードされるプログラムコード手段であっても良い。選択的には、上述の特徴は、ソフトウェアに代る固定結線回路、あるいはそれとソフトウェアとの組み合わせによって実現されても良い。
【００４２】
本発明は、更に、クライアント通信装置とサーバ通信装置を含む通信システムに関するものである、これらの装置それぞれは、クライアント通信装置とサーバ通信装置間の通信リンクを確立し、かつその通信リンクを介して、サーバ通信装置とクライアント通信装置間で加入モジュールに関連するデータを構成するいくつかのメッセージを通信する通信手段を備えていて、
クライアント通信装置とサーバ通信装置はそれぞれ、通信リンクを介して、サーバ通信装置とクライアント通信装置間で通信されるメッセージの保全性保護を提供するように適合されている処理手段を備える。
【００４３】
本発明は、更に、加入モジュールを含むサーバ通信装置に関するものであり、このサーバ通信装置は、クライアント通信装置との通信リンクを確立し、かつその通信リンクを介して、サーバ通信装置とクライアント通信装置間で加入モジュールに関連するデータを備えるいくつかのメッセージを通信する通信手段を備えていて、
サーバ通信装置は、通信リンクを介して、サーバ通信装置とクライアント通信装置間で通信されるメッセージの保全性保護を提供するように適合されている。
【００４４】
本発明は、更に、サーバ通信装置の加入モジュールへのアクセスを提供するクライアント通信装置に関するものであり、このクライアント通信装置は、加入モジュールを含むサーバ通信装置との通信リンクを確立し、かつその通信リンクを介して、クライアント通信装置とサーバ通信装置間で加入モジュールに関連するデータを備えるいくつかのメッセージを通信する通信手段を備えていて、
クライアント通信装置は、通信リンクを介して、クライアント通信装置とサーバ通信装置間で通信されるメッセージの保全性保護を提供するように適合されている。
【００４５】
サーバ通信装置、サーバ通信装置の通信手段及び加入モジュールが物理的に単一のユニットに含まれている場合に、特に、ハイレベルのセキュリティが提供される、これは、データ傍受の可能性及び悪用が更に低減される。有利な点としては、サーバ通信装置、無線インタフェース及び加入モジュールは、物理的に分離不可能な１つのエンティティとして実現されても良いことである。
【００４６】
サーバ通信装置は、同一の加入を使用する異なるクライアント通信装置のいくつかに対するサーバ装置として使用することができる。
【００４７】
処理手段という用語は、汎用あるいは専用プログラマブルマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、専用電子回路等、あるいはそれらの組み合わせを意味するものである。
【００４８】
記憶手段という用語は、磁気テープ、光ディスク、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤあるいはＣＤ−ＲＯＭ）、ミニディスク、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、強誘電性メモリ、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、強磁性メモリ、光記憶、電荷結合素子、スマートカード、ＰＣＭＣＩＭカード等を含んでいる。
【００４９】
通信手段という用語は、上述の通信リンクを確立するように適合されている任意の回路を意味するものである。このような回路の例には、ＲＦ送信機／受信機、例えば、ブルートゥーストランシーバ、光発信機／受信機、例えば、ＬＥＤ、赤外線センサ／発信機、超音波トランシーバ等が含まれる。
【００５０】
上述の従来技術のシステムは、加入モジュールが、他の証明サービスや、それに加えて、ＧＳＭ／ＵＴＭＳ、例えば、ＷＬＡＮアクセス等に対して使用される場合、ＧＳＭ／ＵＴＭＳアクセスのセキュリティが、他のサービスによって成立させられる可能性があるという問題を抱えている。
【００５１】
本発明の別の構成に従えば、上述の問題は、加入モジュールを備えるサーバ通信装置によって、加入モジュールへのアクセスをクライアント通信装置へ提供する方法によって解決され、この方法は、
−クライアント通信装置とサーバ通信装置間の通信リンクを確立するステップと、
−通信リンクを介して、サーバ通信装置によって、クライアント装置からいくつかのメッセージを受信するステップであって、このメッセージが、加入モジュールを扱うものである、ステップと
を備えることを特徴とし、
本方法は、更に、少なくとも１つの受信したメッセージに対して、そのメッセージが加入モジュールを扱うことを許可されているかを判定するステップを備える。
【００５２】
これにより、サーバ通信装置において、選択的なアクセス制御を可能にするフィルタメカニズムが提供され、かつ加入モジュールへのアクセスを限定するあるいは制限するメカニズムが提供され、これによって、加入モジュールアクセスのセキュリティが向上する。たとえクライアント通信装置が証明されているとしても、加入モジュールによって提供されるサービスのすべてにアクセスすることを許可する必要はない、これによって、セキュリティが向上する。フィルタメカニズムによって許可されている加入モジュール上の機能及びデータの少なくとも一方を扱うクライアント通信装置からのメッセージだけが受け付けられ、加入モジュールへ送信される。
【００５３】
実施形態に従えば、本方法は、更に、通信リンクを介して、サーバ通信装置とクライアント通信装置間で通信されるメッセージの保全性保護を提供する、ここで、保全性保護は、クライアント通信装置とサーバ通信装置間の共有シークレットに基づいている、また、本方法は、少なくとも１つの共有シークレットに関連するサーバ通信装置とクライアント通信装置とに記憶されるアクセス制御リストを提供する。
【００５４】
好ましくは、アクセス制御リストは保護化データベースに記憶される、これによって、安全な方法で、異なるクライアント通信装置に対してそれぞれのアクセス制御リストを記憶するメカニズムを提供する。保護化データベースは、例えば、専用回路にデータを記憶することによって、あるいはソフトウェアベースの保護、例えば、暗号化、証明等を提供することによって、あるいはそれらの組み合わせによって実現されても良い。
【００５５】
本発明は、更に、加入モジュールを含むサーバ通信装置に関するものであり、このサーバ通信装置は、クライアント通信装置との通信リンクを確立し、かつその通信リンクを介して、クライアント装置から加入モジュールを扱ういくつかのメッセージを受信する通信手段を備え、
サーバ通信装置は、少なくとも１つの受信したメッセージに対して、そのメッセージが加入モジュールを扱うことを許可されているかを判定する処理手段を備える。
【００５６】
好ましくは、サーバ通信装置は、上述のアクセス制御リストを記憶する記憶手段を備える。
【００５７】
図１は、本発明の実施形態に従う、クライアント通信装置とサーバ通信装置の概要を示している。クライアント通信装置１０６は、移動通信ネットワーク１１４、例えば、ＧＳＭネットワークを介して通信するためのアンテナ１１３を備えている。クライアント通信装置は、更に、通信装置を制御する回路１０７、記憶媒体１０８、ディスプレイ１１１及びキーパッド１１２、あるいは他のユーザ入力／出力手段を備える。例えば、クライアント通信装置は、移動電話あるいは別のパーソナル通信装置、例えば、コミュニケータ、ＰＤＡ、ラップトップ、ページャ、車載電話あるいその類であっても良い。クライアント通信装置の更なる例には、モデム、テレファックスあるいは他の電気通信機器が含まれる。記憶媒体１０８は、ＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ及びＲＡＭセクションの少なくともいずれかを備えるＳＩＭカードのメモリのセクションであっても良い。選択的には、記憶媒体は、別のビルトインあるいは装着可能メモリ、例えば、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等であっても良い。
【００５８】
クライアント通信装置は、更に、ブルートゥーストランシーバ１１０を備える。ブルートゥーストランシーバを介して、データ送信用のローカル無線リンク１１５を、クライアント通信装置と、サーバ通信装置１０１のブルートゥーストランシーバ１０４間で確立することができる、これは、サーバ通信装置が、クライアント通信装置の無線ローカル通信の接続範囲に進入した場合、あるいはその逆の場合になされる。サーバ通信装置１０１は、処理ユニット１０５及び加入モジュール１０２を備える。一実施形態では、加入モジュールはＳＩＭカードであり、これは、処理ユニットと、ＥＰＲＯＭセクション、ＲＯＭセクション及びＲＡＭセクションを備えるメモリと、入力／出力ポートを備える。ここで、サーバ通信装置は、加入モジュールへのダイレクトアクセスを持っており、かつ物理的にそれに接続されている。サーバ通信装置は、クライアント通信装置に、加入モジュール１０２のサービスとファイルにアクセスすることを許可することができる。例えば、サーバ通信装置は、移動電話あるいは他のパーソナル通信機器であっても良い。選択的には、サーバ通信装置は、異なるクライアント装置に対するアクセスサーバとしてのみ提供される専用リモートアクセス装置であっても良い。例えば、サーバ通信装置は、非接触スマートカードとして実現されても良く、この非接触スマートカードには、例えば、短距離無線インタフェースのような統合無線通信インタフェースを有するスマートカードがある。
【００５９】
ここで、クライアント通信装置１０６は、無線リンク１１５を介して、サーバ通信装置１０１の加入モジュール１０２のサービス及びファイルにアクセスすることができ、かつセルラーネットワーク１１４への接続に対するアクセスを使用することができる。
【００６０】
上述においては、２つの一般ロールが説明される：加入モジュールへのダイレクトアクセスを有するリモート証明アクセスサーバ（ＲＡＡサーバ）と、加入モジュールへのリモートアクセスを取得するリモート証明アクセスクライアント（ＲＡＡクライアント）とであり、これによって、いくつかの可能なサービスへのアクセスを取得する。ここで、以下においては、クライアント通信装置はＲＡＡクライアントとしても参照され、かつサーバ通信装置はＲＡＡサーバとして参照される。ＲＡＡクライアントによってアクセスされる機能、サービス及びデータの例は、以下のものを含んでいる
−ＲＡＡサーバ１０１内の加入モジュール１０２を使用するセルラーネットワーク１１４にＲＡＡクライアント１０６を登録する。
【００６１】
−ＲＡＡクライアント１０６は、加入モジュール１０２で利用可能なデータ及びサービスにアクセスすることができる。
【００６２】
−ＲＡＡサーバ１０１は、どんなサービス及びデータがＲＡＡクライアント１０６によってアクセスできるかについてのアクセス制御を実行することができる。
【００６３】
−ＲＡＡサーバ１０１内の加入モジュール１０２を使用して、ＲＡＡクライアント１０６からの接続（即ち、音声、ファックスあるいはデータ発呼）、以降では、「発呼」と称する、を確立する。
【００６４】
−ＲＡＡクライアント１０６でネットワーク１１４からの発呼を受信する。
【００６５】
一方、セキュリティの観点からは、ＲＡＡクライアントと加入モジュール１０２間のエンド−ツー−エンド保護を提供することが望まれる場合がある。しかしながら、このようなエンド−ツー−エンドの保護は、加入モジュールとＲＡＡクライアント間の信頼関係を必要とする。多くのアプリケーションでは、このような信頼関係は実行できない。上述したように、標準無線通信プロトコル、例えば、ブルートゥースによって通信リンク１１５に対して提供されるセキュリティは、セキュリティに敏感な加入モジュールアクセスに対して十分なセキュリティを提供しない。本発明に従えば、処理ユニット１０５及び１０７はそれぞれ、通信リンク１１５を介して送信されるメッセージの保全性保護に対する機能１０３及び１０９を提供する。これにより、エアインタフェース１１５を介する送信中にメッセージが変更されること、また、許可された装置にメッセージが送信されることを補償する。この機能の実施形態は、以下でより詳細に説明する。また、ＲＡＡサーバの処理ユニット１０５はフィルタメカニズム１１６を提供し、これは、以下でより詳細に説明するように、加入モジュールへのアクセスが、許可されたサービスから発信するメッセージに対してのみ提供されることを補償するように適合されている。
【００６６】
図２は、本発明の実施形態に従う通信システムのブロック図であり、これは、サーバ通信装置の加入モジュールを扱うクライアント通信装置からのメッセージフローを示している。通信システムは、クライアント通信装置２０６と、加入モジュール２０２を含むサーバ通信装置２０１を備えている。
【００６７】
上述したように、ＲＡＡクライアントによる加入モジュールへのリモートアクセスは、特に、セキュリティに敏感である。従って、本発明に従えば、ＲＡＡクライアント上のアプリケーション２０７からＲＡＡサーバへ送信される各メッセージは、メッセージ証明コード（ＭＡＣ）を、ＲＡＡクライアントとＲＡＡサーバ間の各メッセージに追加することによって証明される。ここで、ＲＡＡクライアントは、ＭＡＣ値を算出し、かつその算出されたＭＡＣ値をメッセージに組み込むための保全性保護モジュール２０９を備えている。続いて、メッセージは、無線通信リンクを介してメッセージを送信するための通信回路２１０によってサーバ通信装置へ送信される。一実施形態では、通信回路は、ブルートゥーストランシーバのような無線送信機であり、これは、より低いレベルの通信スタックを実現する。
【００６８】
ＲＡＡサーバ２０１は、送信されたメッセージを受信するための対応通信回路２０４を備えている。この受信されたメッセージは、保全性保護モジュール２０３に入力される、この保全性保護モジュール２０３は、ＭＡＣ値を算出し、それをメッセージに含まれているＭＡＣ値と比較することによって、受信されたメッセージを証明するものであり、これは、以下で詳細に説明する。証明が失敗した場合、メッセージは拒否される、そうでなければ、メッセージはサーバ加入モジュールアクセスモジュール２０５へ送信される、このサーバ加入モジュールアクセスモジュール２０５は、許可されたアプリケーションによる加入モジュール２０２へのアクセスを制限するフィルタメカニズムを実現する。サーバ加入モジュールアクセスモジュール２０５は、保護化データベース２０８へのアクセスを持っており、このデータベース２０８は、フィルタメカニズムによって使用するための、識別データ及び対応するアクセス制御リストを備えている。このようなフィルタメカニズムの実施形態は、以下で詳細に説明する。メッセージが証明され、かつフィルタメカニズムが加入モジュールへのアクセスを許可している場合、そのメッセージは、処理のために加入モジュール２０２へ送信される。
【００６９】
例えば、メッセージがデータに対するリクエストを備えている場合、応答メッセージが保全性保護回路２０３を介してアプリケーション２０７に返信される、この保全性保護回路２０３は、ＭＡＣ値を算出し、かつそれを応答メッセージに組み込む。次に、このメッセージは、通信回路２０４及び２１０を介してＲＡＡクライアントへ送信される、ここで、応答メッセージを要求先アプリケーション２０７へ送信する前に、保全性保護回路２０９によってＭＡＣ値がチェックされる。
【００７０】
保全性保護モジュール２０９及び２０３内のＭＡＣコードの算出は、証明対象のメッセージとシークレットキーを入力として取得することに注意する。ここで、保全性保護モジュール２０９及び２０３はそれぞれ、ＲＡＡクライアント２０６及びＲＡＡサーバ２０１に記憶されている共有シークレットへのアクセスを持っている。好ましくは、リプライアタックを防ぐために、共有シークレットが新規の通信セッションそれぞれで更新される。
【００７１】
保全性保護モジュール２０９及び２０３、これに加えて、サーバ加入モジュールアクセスモジュール２０５は、ソフトウェアによって実現されても良く、これは、汎用あるいは専用プログラマブルマイクロプロセッサ、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、専用電子回路等、あるいはそれらの組み合わせを適切にプログラムすることによるものである。
【００７２】
図３は、本発明の実施形態に従うセキュア通信セッションのフロー図を示している。図３は、クライアント通信装置３００及びサーバ通信装置３１０それぞれで実行されるステップを示している。
【００７３】
初期ステップ３０１で、無線通信リンクを介する通信セッションが初期化される、この通信セッションでは、適切な短距離無線証明メカニズムを使用する２つの装置の証明が含まれている、このメカニズムは、例えば、ブルートゥース、ＩＥＥＥ８０２．１Ｘあるいはその類で使用される無線通信プロトコルによって提供される証明メカニズムである。好ましくは、存在している場合は、無線リンクの暗号化が、セッションセットアップ中に交換される。
【００７４】
ステップ３１２で、サーバ通信装置３０１は、乱数ＲＡＮＤを生成し、無線リンクを介して、その乱数をクライアント通信装置３００へ送信する。っサーバ通信装置３０１は、更に、次のステップで使用するために、その乱数を内部メモリ３１５に記憶する。クライアント通信装置は、ステップ３０２で、その乱数を受信し、次に使用するために、それを内部メモリ３０５に記憶する。
【００７５】
別の実施形態では、乱数は、クライアント通信装置によって生成されても良く、あるいは、乱数の一部分はクライアント通信装置によって生成され、かつ別の部分はサーバ通信装置によって生成されても良い。２つの乱数値は合成されて、後の算出に対する入力として実際に使用される値を生成する。
【００７６】
ステップ３０３で、クライアント通信装置は、受信した乱数を、擬似ランダム関数ＡＬＧ１への入力パラメータの１つとして使用する。第２の入力パラメータは共有シークレットＫm（３０６）であり、これは、クライアントとサーバ通信装置の両方において既知である。共有シークレットＫmを生成する方法の例は、図６を用いて説明する。擬似ランダム関数ＡＬＧ１は、メッセージの保全性保護に対して使用するセッションキーＫs（３０７）を生成する、このメッセージは、クライアントとサーバ通信装置間で連続して交換される。このアルゴリズムＡＬＧ１は、擬似乱数を生成するための任意の適切な方法であっても良く、好ましくは、予測不能あるいは予測を少なくとも実行することができない乱数を生成するアルゴリズムである。このようなアルゴリズムの例には、エイチ．  クロキック，  エム．  ベラレ，  アール．  キャネティ，による、「ＨＭＡＣ：キー化−ハッシング用メッセージ証明」、ＩＥＴＦ  ＲＦＣ  ２１０４（H. Krawczyk, M. Bellare, R. Canetti, "HMAC: Keyed-Hashing for Message authentication", IETF RFC 2104 (http://www.ietf.org/rfc/rfc2104で取得可能)）に記載されるような、ある方法のハッシュ関数に基づく擬似ランダム関数がある。
【００７７】
同様にして、ステップ３１３において、サーバ通信装置は、擬似ランダム関数ＡＬＧ１への入力パラメータの１つとして、生成された乱数ＲＡＮＤ（３１５）を使用する。第２の入力パラメータは共有シークレットＫm（３１６）であり、これは、クライアントとサーバ通信装置の両方において既知である。クライアント装置に対しては、擬似ランダム関数ＡＬＧ１は、クライアントとサーバ通信装置間で連続して交換されるメッセージの保全性保護に対するサーバ通信装置によって使用されるセッションキーＫs（３１７）を生成する。
【００７８】
ステップ３０４及び３１４では、クライアント通信装置３００とサーバ通信装置３１０間でメッセージが通信される、ここで、各メッセージは、生成されたセッションキーＫsに基づいて保全性保護が実行される。加入モジュール向けの証明されたメッセージは、サーバ通信装置によって加入モジュール３１８へ送信される、これによって、クライアント通信装置３００に、加入モジュール３１８へのアクセスを提供する。この通信されるメッセージに保全性保護を実行する方法は、図４及び図５でより詳細に説明する。
【００７９】
図４は、クライアント通信装置３００からサーバ通信装置３１０へのメッセージの通信を示すフロー図である。ここで、一実施形態では、図４のステップは、図３のステップＳ３０４及び３１４のサブプロセスとして実行される。
【００８０】
まず、ステップ４０１で、カウンタ４１０の値がメッセージに組み込まれ、カウンタがインクリメントされる。
【００８１】
ステップ４０２で、クライアント通信装置において、メッセージ証明コード（ＭＡＣ）が、送信対象のメッセージ４１１とカウンタ値に対して算出される。ＭＡＣアルゴリズムは、入力として、そのメッセージ４１１、カウンタ値及びセッションキーＫs（３０７）を受信する。クライアントとサーバ通信装置間の共有シークレットとするセッションキーＫsの生成は、上述した通りである。ＭＡＣを算出するために使用されるＭＡＣアルゴリズムは任意の適切なＭＡＣアルゴリズムであっても良く、好ましくは、暗号強化ＭＡＣアルゴリズムが良い。ハイレベルのセキュリティを提供するＭＡＣアルゴリズムの例には、ＨＭＡＣアルゴリズムがある（エイチ．  クロキック，  エム．  ベラレ，  アール．  キャネティ，による、「ＨＭＡＣ：キー化−ハッシング用メッセージ証明」、ＩＥＴＦ  ＲＦＣ  ２１０４  http://www.ietf.org/rfc/rfc2104で取得可能（H. Krawczyk, M. Bellare, R. Canetti,"HMAC : Keyed-Hashing for Message authentication", IETF RFC 2104, obtainable on http://www.ietf.org/rfc/rfc2104））。算出されたＭＡＣ値はメッセージに組み込まれる、例えば、メッセージに付加されるあるいは追加される。
【００８２】
ステップ４０３で、オリジナルメッセージＭ、算出されたＭＡＣ及びカウンタ値ＣＮＴ１を有するメッセージ４１２は、無線リンクを介して、サーバ通信装置へ送信される。
【００８３】
ステップ４０４で、サーバ通信装置３１０はメッセージ４１２を受信し、ステップ４０５で、カウンタ値ＣＮＴ１を含む受信メッセージＭと、セッションキーＫs（３１７）に基づいて、ＭＡＣ値が算出される。算出されたＭＡＣ値は、メッセージの保全性を検出するために受信したＭＡＣ値と比較される。２つのＭＡＣ値が一致する場合は、メッセージは受け付けられ、そうでない場合は、拒否される。
【００８４】
ステップ４０６で、受信したカウンタ値ＣＮＴ１が、サーバ通信装置によって保持される内部カウンタ４１１の値で与えられる有効な値であるかが検証される。例えば、カウンタ値を受け入れるのは、受信したカウンタ値が内部カウンタ値より大きく、かつ所定インクリメント値を内部カウンタ値に加えた値より小さい場合である。２つのカウンタ値が一致しない場合、メッセージは拒否される：そうでない場合は、メッセージは受け入れられ、内部カウンタ４１１が、受信したカウンタ値に従ってインクリメントされる。
【００８５】
選択的には、ステップ４０５と４０６は逆であっても良いことに注意する。図４のフロー図では、これは、総合判定ステップ４０７のみによって示されている、ここで、メッセージが受け入れられるのは（ステップ４０８）、ＭＡＣ値とカウンタ値の両方が正しく検証される場合のみである。この場合、メッセージは、加入モジュールへ送信されても良い。そうでない場合、メッセージは拒否される（ステップ４０９）。好ましくは、加入モジュールの保護を更に向上させるために、加入モジュールへのアクセスは、以下で説明する、更なるフィルタアルゴリズムを受ける。
【００８６】
図５は、サーバ通信装置３１０からクライアント通信装置３０１へのメッセージの通信を示すフロー図である。ここで、図５のフローは、図４のフローの逆フローに対応する。
【００８７】
ステップ５０１で、カウンタＣＮＴ２（５１１）の値がメッセージに組み込まれ、かつカウンタＣＮＴ２がインクリメントされる。
【００８８】
ステップ５０２で、サーバ通信装置において、上述のように、ＭＡＣが送信対象のメッセージ５１２とカウンタ値ＣＮＴ２に対して算出される。ＭＡＣアルゴリズムは、メッセージ５１２と、カウンタ値ＣＮＴ２及びセッションキーＫsを入力として受信する。算出されたＭＡＣ値は、メッセージに組み込まれる。
【００８９】
ステップ５０３で、オリジナルメッセージＭ、算出されたＭＡＣ及びカウンタ値ＣＮＴ２を備えるメッセージ５１３は、無線リンクを介してクライアント通信装置に送信される。
【００９０】
ステップ５０４で、クライアント通信装置３０１はメッセージ５１３を受信し、ステップ５０５で、ＭＡＣ値に対して検証される、受信したＭＡＣ値が、受信したメッセージＭとセッションキーＫs（３０７）に基づいて算出される。
【００９１】
ステップ５０６で、受信したカウンタ値ＣＮＴ２が、クライアント通信装置で保持される内部カウンタ５１０の値によって与えられる有効な値であるかが検証される。２つのカウンタ値が一致しない場合、メッセージは拒否される、そうでない場合、メッセージは受け入れられ、かつ内部カウンタ５１０が、受信したカウンタ値に従ってインクリメントされる。
【００９２】
ここで、総合判定５０７で示されるように、メッセージが受け入れられるのは（ステップ５０８）、ＭＡＣ値とカウンタ値の両方の検証が成功した場合のみである。そうでない場合、メッセージは拒否される（ステップ５０９）。
【００９３】
図６は、本発明の実施形態に従う共有シークレットを生成するプロセスのフロー図である。本実施形態に従えば、無線通信リンクはブルートゥースリンクである。
【００９４】
初期ステップ６０１で、ブルートゥースペアリングが、クライアント通信装置３０１とサーバ通信装置３１０間で実行され（「ブルートゥースシステム仕様書、コア、バージョン１．１」における「基本帯域仕様」、ブルートゥース専用団体、２００１年２月（"Baseband Specification"in "Specification of the Bluetooth System, Core, Version 1.1", Bluetooth Special Interest Group, February 2001）を参照）、その結果、クライアントとサーバ通信装置間で共有されるブルートゥースリンクキーが得られる。このリンクキーは、装置のユーザ（群）によって入力されるべきＰＩＮから導出される。このリンクキーは、次に、暗号キーを生成するために使用され、この暗号キーは、ブルートゥース通信を保護するために使用される。生成されたリンクキーは、クライアント及びサーバ通信装置それぞれの内部メモリ６０６及び６１６に記憶される。
【００９５】
ステップ６１２で、サーバ通信装置３０１は、乱数ＲＡＮＤを生成し、この乱数を、無線リンクを介して、クライアント通信装置３００へ送信する。サーバ通信装置３０１は、更に、この乱数を、次のステップで使用するために、内部メモリ６１５に記憶する。クライアント通信装置は、ステップ６０２で、乱数を受信し、それを、次の使用のために内部メモリ６０５に記憶する。
【００９６】
ステップ６０３で、クライアント通信装置は、擬似ランダム関数ＡＬＧ２への入力パラメータの１つとして受信した乱数を使用する。第２の入力パラメータは、上述のリンクキー６０６である。擬似ランダム関数ＡＬＧ２は、図３に従うシークレットセッションキーを生成するために使用する共有シークレットキーＫm（３０６）を生成する。このアルゴリズムＡＬＧ２は、擬似乱数を生成するのに適切な任意の方法であっても良く、好ましくは、予測不能あるいは予測を少なくとも実行することができない乱数を生成するアルゴリズムである。このようなアルゴリズムの例には、エイチ．  クロキック，  エム．  ベラレ，  アール．  キャネティ，による、「ＨＭＡＣ：キー化−ハッシング用メッセージ証明」、ＩＥＴＦ  ＲＦＣ  ２１０４（H. Krawczyk, M. Bellare, R. Canetti, "HMAC: Keyed-Hashing for Message authentication", IETF RFC 2104 (http://www.ietf.org/rfc/rfc2104で取得可能)）に記載されるような、ある方法のハッシュ関数に基づく擬似ランダム関数がある。
【００９７】
同様にして、ステップ６１３で、サーバ通信装置は、擬似ランダム関数ＡＬＧ２への入力パラメータの１つとして、生成された乱数ＲＡＮＤ（６１５）を使用する。第２の入力パラメータはリンクキー６１６である。クライアント装置に対しては、擬似ランダム関数ＡＬＧ２は、共有シークレットＫM（３１７）を生成する。
【００９８】
ステップ６１４で、サーバ通信装置は、クライアント通信装置に関する情報を保護化データベース６１６に記憶する。一実施形態では、この情報は、クライアント通信装置を識別する識別子、共有シークレットＫm及びアクセス制御リストを備えており、このアクセス制御リストは、通信装置によるアクセスが許可されるべき加入モジュールのサービスを含んでいる。ここで、ステップ６１４で、サーバ通信装置は、加入モジュールによって提供されるサービスのセットを選択する、この加入モジュールは、クライアント通信装置あるいはクライアントアプリケーションによるアクセスが許可されるべきものである。例えば、サービスのセットは、デフォルトのセット、ユーザによって選択されたサービスのセット、あるいは別の基準に従って選択されたサービスのセットであり得る。これらの情報をデータベースに記憶することによって、フィルタメカニズムはその情報にアクセスして、加入モジュールへの選択的なアクセスを提供することができる。このようなフィルタメカニズムの実施形態は、以下で説明する。好ましくは、データベース６１６は、未許可アクセスに対して保護されており、これは、例えば、そのデータベースを専用保護回路内に記憶することによって、あるいは、暗号化あるいは証明あるいはその類のようなソフトウェア保護によってなされるものである。
【００９９】
別の実施形態では、ブルートゥース以外の通信プロトコルを使用して、対応するプロセスが、サーバとクライアント通信装置間の初期ペアリング処理中に確立される共有シークレットを使用して実行されても良い。
【０１００】
ここで、上述では、ブルートゥースリンクキーあるいは別のプロトコルにおいて対応するキーから共有シークレットを導出する方法を説明している。
【０１０１】
選択的には、共有シークレットは、様々な方法で取得されても良い。例えば、共有シークレットＫmは、セキュアペアリングプロトコルから導出されても良い。このペアリングは、パブリックキー認証、ユーザＰＩＮ入力あるいはその類に基づくセキュアキー交換メカニズムを使用して実行されても良い。ＰＩＮベースの方法が使用される場合、ユーザは、少なくとも１つの装置にパスワードを入力することが要求される。高い安全性を持つＰＩＮベースの方法の例には、シー．  ゲールマン及びケイ．  ネイバーグによる、「ブルートゥース帯域幅セキュリティへの拡張」、ノルディックサイエンス会議議事録  ２００１、ＤＴＵ  デンマーク、２００１年１１月１、２日（C. Gehrmann and K. Nyberg, "Enhancements to the Bluetooth baseband security", Proceedings of the NordSec Conference 2001, Nov. 1-2, 2001, DTU Denmark）に記載されている。
【０１０２】
このように、上述では、ユーザフレンドリであるとともに、ＲＡＡクライアントとＲＡＡサーバ間で共有シークレットを安全に取得する方法を説明している。
【０１０３】
図７は、本発明の実施形態に従うフィルタメカニズムを示している。図７は、クライアント通信装置からのメッセージの受信における、サーバ通信装置によって実行されるステップを示している。ステップ４０４−４０６それぞれにおける、メッセージの受信、ＭＡＣ値の検証及びカウンタのチェックは、図４で説明している。受信したメッセージが受け入れられる場合（ステップ４０７）で、かつメッセージが加入モジュールによって提供されるサービスへのアクセスを試行する場合、そのメッセージはサーバ加入モジュールアプリケーションへ渡され、このサーバ加入モジュールアプリケーションはフィルタメカニズムを実現する。ステップ７０１で、サーバ加入モジュールアプリケーションは、クエリーを、図６で説明されるアクセス制御データベース６１６へ送信する。このクエリーは、要求元のＲＡＡクライアントのＩＤを備えている。一実施形態では、このクエリーは、更に、要求元のクライアントアプリケーションの識別子を含んでいる、これによって、よりきめの細かいアクセス制御を提供する、これは、注目の装置上のいくつかのアプリケーションが、同一の装置上で他のアプリケーション以外の他のアクセス権を取得することを可能にする。データベースは、その特定のＲＡＡクライアントに対して受け入れられたサービスの対応するリストをサーバ加入モジュールアプリケーションへ返信する。ステップ７０２で、サーバ加入モジュールアプリケーションは、要求されたサービスが要求元のクライアントに対して許可されるべきであるかをチェックする。許可されるべきである場合、ＲＡＡクライアントのリクエストは、加入モジュール３１８へ送信される（ステップ７０４）、そうでない場合、そのリクエストは拒否される。
【０１０４】
このように、上述のフィルタメカニズムは、加入モジュールへのアクセスを限定することによって、未許可のアクセスから加入モジュールを保護する。選択されたクライアントだけが、選択されたサービスへのアクセスを持っている。特に、安全かつ慎重に取り扱う機能へのアクセスを制限する一方で、他の機能への広範囲なアクセスを提供することができる。これは、特に、ＳＩＭカードが他の証明サービスに対するＧＳＭ／ＵＭＴＳとして使用される場合に有効である。このような状況では、上述の方法は、他のサービスによって同意されるＧＳＭ／ＵＭＴＳのアクセスのセキュリティを抑制する。
【０１０５】
図８は、本発明の実施形態に従うモジュラーサーバ通信装置の外観を示している。このサーバ通信装置は、加入モジュール８０２を備えるベースモジュール８０１を備えている。ベースモジュール８０１は、ユーザインタフェースモジュール８０８と無線インタフェースモジュール８０５へのインタフェース８０４及び８０５を提供する。ユーザインタフェースは、グラフィカルユーザインタフェースを提供するディスプレイ、キーパッド、ポインティングデバイスあるいはその類を提供しても良い。無線インタフェースユニットは、無線送信機／受信機と、セルラーネットワークへ接続するためのアンテナ、短距離無線トランシーバ及び他の無線インタフェースを備えていても良い。インタフェース８０４及び８０６は、例えば、ＵＳＢあるいはその類の規格を使用する、プラグインインタフェースとして実現されても良い。選択的には、このインタフェースは、例えば、ブルートゥース技術あるいは他の短距離無線通信技術を使用する、例えば、赤外線あるいは無線リンクのような電磁放射に基づく非接触インタフェースであっても良い。インタフェース８０４及びインタフェース８０６の少なくとも一方を介するデータ通信は、専用あるいは標準プロトコルを使用しても良い。例えば、ベースモジュールは、スマートカードとして実現されても良く、このスマートカードは、例えば、統合無線インタフェースを有している。別の実施形態では、ベースモジュールは、インタフェース８０４及び８０６を提供し、かつ加入モジュールを含むユニットとして実現されても良い、この加入モジュールには、例えば、スマートカードのような着脱に装着可能なユニットがある。
【０１０６】
上述の実施形態は本発明を制限するものではなく、請求項の範囲から逸脱しないで多くの代替の実施形態が当業者によって設計可能であることに注意すべきである。
【０１０７】
例えば、本発明は基本的にはブルートゥース通信リンクに関して説明しているが、本発明の範囲はブルートゥース通信に限定されるものではない。本発明は、クライアントとサーバ通信装置間の他の通信リンクに関しても適用可能であることが理解される。例えば、本発明は、電子−磁気、磁気あるい誘導リンクのような他の無線通信リンクに適用することが可能である。電子−磁気リンクの例には、無線周波数リンク、光リンク、赤外線リンク、マイクロ波リンク、超音波リンクあるいはその類がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施形態に従うクライアント通信装置とサーバ通信装置の外観を示す図である。
【図２】サーバ通信装置の加入モジュールを扱うクライアント通信装置からのメッセージフローを示す、本発明の実施形態に従う通信システムのブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に従うセキュア通信セッションのフロー図である。
【図４】クライアントからサーバ通信装置へのメッセージの通信を示すフロー図である。
【図５】サーバからクライアント通信装置へのメッセージの通信を示すフロー図である。
【図６】本発明の実施形態に従う共有シークレットを生成するプロセスのフロー図である。
【図７】本発明の実施形態に従うフィルタメカニズムを示す図である。
【図８】本発明の実施形態に従うサーバ通信装置の外観を示す図である。
【図１】
2005539422.tif 000003
【図２】
2005539422.tif 000004
【図３】
2005539422.tif 000005
【図４】
2005539422.tif 000006
【図５】
2005539422.tif 000007
【図６】
2005539422.tif 000008
【図７】
2005539422.tif 000009
【図８】
2005539422.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月17日(2005.5.17)
【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】
サーバ通信装置によって、クライアント通信装置にサービスへのアクセスを提供する方法であって、前記サーバ通信装置は、前記サービスを受信する加入者の証明を容易にする加入モジュールを備えており、前記方法は、
−前記クライアント通信装置（３００）と前記サーバ通信装置（３１０）間の通信リンクを確立するステップ（３０１）と、
−前記通信リンクを介して、前記サーバ通信装置によって、前記クライアント通信装置からのメッセージ（Ｍ）を受信するステップ（３１４、４０４）であって、前記メッセージは、前記加入モジュールで扱われるものである、ステップと、
本方法は、更に、前記サーバ通信装置が実行する、以下の
−前記受信されたメッセージに信頼性があるかを判定するために、前記受信されたメッセージの保全性保護を提供するステップ（４０５）と、
−前記受信されたメッセージが前記加入モジュールを扱うことを許可されているかを判定するステップ（７０１、７０２）と、
−前記サーバ通信装置が前記受信されたメッセージに信頼性があると判定し、かつ前記サーバ通信装置が前記受信されたメッセージが前記加入モジュールを扱うことを許可されていると判定する場合、前記受信されたメッセージを前記加入モジュールへ送信し（７０４）と、そうでない場合は、前記受信されたメッセージを拒否する（７０３）ステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記保全性保護を提供するステップは、更に、シークレットセッションキーに基づいて、前記受信されたメッセージそれぞれに対してメッセージ証明コードを算出し、かつ前記算出したメッセージ証明コードと、前記受信されたメッセージに含まれる対応するコードとを比較する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記クライアントと前記サーバ通信装置間の通信リンクを確立するステップは、前記サーバと前記クライアント通信装置間の共有シークレットに基づくシークレットセッションキーを判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
更に、少なくとも１つの前記クライアント通信装置と前記サーバ通信装置によるパスコードの受信を含むセキュアペアリング処理を実行することによって、前記共有シークレットを提供する
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記パスコードは、最大４８ビット長である
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記通信リンクは、それに関連するシークレットリンクキーを有し、かつ前記方法は、更に、前記シークレットリンクキーを入力として使用して前記共有シークレットを算出することによって、前記共有シークレットを提供する
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記受信されたメッセージは、前記クライアント通信装置によって生成される第１カウンタ値を含み、前記第１カウンタ値は、前記クライアント通信装置から前記サーバ通信装置へ通信されるメッセージの数を示しており、
前記メッセージ証明コードを算出するステップは、前記受信されたメッセージと前記第１カウンタ値に対する前記メッセージ証明コードを算出し、
前記方法は、更に、前記第１カウンタ値と、前記サーバ通信装置によって保持される対応する内部カウンタの値を比較する
ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
更に、前記クライアント通信装置と前記サーバ通信装置間での共有シークレットを提供し、かつ少なくとも１つの前記共有シークレットと前記クライアント通信装置に関連する前記サーバ通信装置に記憶されるアクセス制御リストを提供する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
クライアント通信装置（１０６、２０６、３００）と、前記クライアント通信装置にサービスへのアクセスを提供するように適合されているサーバ通信装置（１０１、２０１、３１０）を備える通信システムであって、前記サーバ通信装置は、前記サービスを受信する加入者の証明を容易にする加入モジュール（１０２、２０２、３１８）を備えており、前記クライアントと前記サーバ通信装置それぞれは、前記クライアント通信装置と前記サーバ通信装置間の通信リンク（１１５）を確立し、前記クライアント通信装置から前記サーバ通信装置へいくつかのメッセージを通信する通信手段（１１０、１０４、２０４、２１０）を備え、前記メッセージは、前記加入モジュールで扱われるものであり、
前記クライアント通信装置と前記サーバ通信装置それぞれは、前記サーバ通信装置によって受信されたメッセージに信頼性があるかを判定するために、前記通信リンクを介して、前記クライアント通信装置から前記サーバ通信装置へ通信される前記メッセージの保全性保護を提供するように適合されている処理手段（１０５、１０７）とを備え、前記サーバ通信装置の前記処理手段は、更に、以下のように、
−前記受信されたメッセージが前記加入モジュールを扱うことを許可されているかを判定し、
−前記サーバ通信装置が前記受信されたメッセージに信頼性があると判定し、かつ前記サーバ通信装置が前記受信されたメッセージが前記加入モジュールを扱うことを許可されていると判定する場合、前記受信されたメッセージを前記加入モジュールへ送信し、そうでない場合は、前記受信されたメッセージを拒否する
ように適合されている
ことを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
前記クライアント通信装置（１０６、２０６、３００）にサービスへのアクセスを提供するサーバ通信装置（１０１、２０１、３１０）であって、前記サーバ通信装置は、前記サービスを受信する加入者の証明を容易にする加入モジュール（１０２、２０２、３１８）を備えており、前記サーバ通信装置は、クライアント通信装置との通信リンク（１１５）を確立し、前記通信リンクを介して、前記クライアント通信装置からいくつかのメッセージを受信する通信手段（１０４、２０４）を備え、前記メッセージは、前記加入モジュールで扱われるものであり、
前記サーバ通信装置は、以下のように、
前記サーバ通信装置によって受信されたメッセージに信頼性があるかを判定するために、前記通信リンクを介して、前記クライアント通信装置から受信された前記メッセージの保全性保護を提供し、
−前記受信されたメッセージが前記加入モジュールを扱うことを許可されているかを判定し、
−前記サーバ通信装置が前記受信されたメッセージに信頼性があると判定し、かつ前記サーバ通信装置が前記受信されたメッセージが前記加入モジュールを扱うことを許可されていると判定する場合、前記受信されたメッセージを前記加入モジュールへ送信し、そうでない場合は、前記受信されたメッセージを拒否する
ように適合されている処理手段（１０５）を備える
ことを特徴とするサーバ通信装置。
【国際調査報告】
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