(57)【要約】  本発明は、移動端末に接続サービスを提供する少なくとも一つの基地局を含む無線分散システムの認証方法を提供する。本発明の認証方法は、認証を遂行する未登録基地局が移動端末から認証要求を受信し、無線分散システムに移動端末を確認するための身元要求をマルチキャスティングし、この身元要求に応じて少なくとも一つの基地局から身元応答を受信し、受信された身元応答に基づいて移動端末の認証を遂行する。本発明の分散認証方法は、新規基地局が増設され、孤立された基地局が一つの無線分散システムに結合される場合にも、認証手順がＡＡＡサーバなしに遂行されるため、保安水準の劣化及び管理者の追加的な労働負担なしに容易にネットワークを拡張することができる。
2008547245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局のサービス領域で移動端末に接続サービスを提供する少なくとも一つの基地局を含む無線分散システムであって、
未登録基地局が前記移動端末から認証要求を受信し、
無線分散システムを通じて前記移動端末を確認するための身元要求をマルチキャスティングし、
前記身元要求に応じて少なくとも一つの基地局から身元応答を受信し、
前記受信された身元応答に基づいて前記移動端末の認証を遂行することを特徴とする認証方法。
【請求項２】
前記移動端末の認証を遂行する段階は、
前記未登録基地局から１ホップ離れた基地局がある否かを判定し、
少なくとも一つの１ホップ離れた基地局がある場合に隣接支援認証を遂行することを有することを特徴とする請求項１記載の認証方法。
【請求項３】
前記移動端末の認証を遂行する段階は、
１ホップ離れた基地局がない場合に、２ホップ以上離れた基地局に基づいてマルチホップ支援認証を遂行することをさらに有する請求項２記載の認証方法。
【請求項４】
前記隣接支援認証を遂行する段階は、
１ホップ離れた基地局の数が１より大きいか否かを判定し、
前記１ホップ離れた基地局の数が１より大きい場合に、前記１ホップ離れた基地局のうちの一つをターゲット基地局として選択し、
前記ターゲット基地局から受信された身元応答に基づいて前記移動端末と共有するセッションキーを生成することを有する請求項２記載の認証方法。
【請求項５】
前記隣接支援認証を遂行する段階は、
前記１ホップ基地局の数が１より大きくないと、１ホップ離れた基地局をターゲット基地局に決定することをさらに有する請求項４記載の認証方法。
【請求項６】
前記セッションキーを生成する段階は、
前記ターゲット基地局から受信された身元応答を前記移動端末に伝送し、
前記身元応答に対して前記移動端末からトランザクション要求を受信し、
前記トランザクション要求を前記ターゲット基地局に伝送し、
前記トランザクション要求に応じて前記ターゲット基地局からトランザクション応答を受信し、
前記トランザクション応答を前記移動端末に伝送し、
前記未登録基地局と移動端末で、前記トランザクション応答を用いてセッションキーを計算することを有する請求項５記載の認証方法。
【請求項７】
前記トランザクション要求は、前記移動端末によって選択されたトランザクション識別子、移動端末ＩＤ、未登録基地局ＩＤ、ターゲット基地局ＩＤ、及び前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号を含むことを特徴とする請求項６記載の認証方法。
【請求項８】
前記トランザクション識別子は２５６ビット長さであることを特徴とする請求項７記載の認証方法。
【請求項９】
前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号は、前記移動端末とターゲット基地局によって選択されたナンス(nonce)、トランザクション識別子、移動端末ＩＤ、未登録基地局ＩＤ、及びターゲット基地局ＩＤを含むように暗号化されたことを特徴とする請求項７記載の認証方法。
【請求項１０】
前記各ナンスは２５６ビット長さであることを特徴とする請求項９記載の認証方法。
【請求項１１】
前記トランザクション要求は、前記ターゲット基地局と前記未登録基地局との間に共有する暗号をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の認証方法。
【請求項１２】
前記ターゲット基地局と前記未登録基地局との間に共有する暗号は、前記未登録基地局と前記ターゲット基地局によって選択されたナンス、前記トランザクション識別子、ターゲット基地局ＩＤ、移動端末ＩＤ、及び未登録基地局ＩＤを含むように暗号化されたことを特徴とする請求項１１記載の認証方法。
【請求項１３】
前記ターゲット基地局からトランザクション応答を受信する段階は、
前記ターゲット基地局でセッションキーを計算し、
前記セッションキーをトランザクション応答と共に伝送することを有する請求項６記載の認証方法。
【請求項１４】
前記トランザクション応答は、前記ターゲット基地局と前記未登録基地局との間に共有する暗号と前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号とを含むことを特徴とする請求項１３記載の認証方法。
【請求項１５】
前記ターゲット基地局と前記未登録基地局との間に共有する暗号は、前記移動端末によって選択されたナンス、ターゲット基地局ＩＤ、移動端末ＩＤ、及び未登録基地局ＩＤを含むように暗号化されたことを特徴とする請求項１４記載の認証方法。
【請求項１６】
前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号は、前記未登録基地局によって選択されたナンス、ターゲット基地局ＩＤ、移動端末ＩＤ、及び未登録基地局ＩＤを含むように暗号化されたことを特徴とする請求項１４記載の認証方法。
【請求項１７】
前記トランザクション応答は、前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号を含むことを特徴とする請求項１３記載の認証方法。
【請求項１８】
前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号は、前記未登録基地局によって選択されたナンス、ターゲット基地局ＩＤ、移動端末ＩＤ、及び未登録基地局ＩＤを含むことを特徴とする請求項１７記載の認証方法。
【請求項１９】
前記マルチホップ支援認証を遂行する段階は、
前記マルチホップ離れた基地局の数が１より大きいか否かを判定し、
前記マルチホップ離れた基地局の数が１より大きくない場合に、ターゲット基地局として身元応答を伝送した基地局を選択し、
前記ターゲット基地局が前記未登録基地局と共有する暗号を有するか否かを判定し、
前記ターゲット基地局が前記未登録基地局と共有する暗号を有する場合に、前記ターゲット基地局から受信した身元応答に基づいて移動端末と共有するセッションキーを生成することを有する請求項３記載の認証方法。
【請求項２０】
前記マルチホップ支援認証を遂行する段階は、
前記マルチホップ離れた基地局が前記未登録基地局と共有する暗号を有しない場合に、前記ターゲット基地局と共有する暗号を設定することをさらに有する請求項１９記載の認証方法。
【請求項２１】
前記マルチホップ支援認証を遂行する段階は、
前記マルチホップ離れた基地局の数が１より大きい場合に、前記身元応答を伝送したマルチホップ離れた基地局の中で前記未登録基地局と暗号を共有する基地局があるか否かを判定し、
前記未登録基地局と暗号を共有する少なくとも一つの基地局がある場合に、前記未登録基地局と暗号を共有するマルチホップ離れた基地局のうちの一つをターゲット基地局として選択することをさらに有する請求項２０記載の認証方法。
【請求項２２】
前記マルチホップ支援認証を遂行する段階は、
前記未登録基地局と暗号を共有するマルチホップ離れた基地局がない場合に、前記マルチホップ離れた基地局の中で最も近く位置した基地局をターゲット基地局として選択することをさらに有する請求項２１記載の認証方法。
【請求項２３】
前記セッションキーを生成する段階は、
前記ターゲット基地局から受信された身元応答を前記移動端末に伝送し、
前記身元応答に対して前記移動端末からトランザクション要求を受信し、
前記トランザクション要求を前記ターゲット基地局に伝送し、
前記トランザクション要求に応じて前記ターゲット基地局からトランザクション応答を受信し、
前記トランザクション応答を前記移動端末に伝送し、
前記未登録基地局と前記移動端末で、前記トランザクション応答を用いてセッションキーを計算することを有することを特徴とする請求項２２記載の認証方法。
【請求項２４】
前記トランザクション要求は、前記移動端末によって選択されたトランザクション識別子、移動端末ＩＤ、未登録基地局ＩＤ、ターゲット基地局ＩＤ、及び前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号を含むことを特徴とする請求項２３記載の認証方法。
【請求項２５】
前記トランザクション識別子は２５６ビット長さであることを特徴とする請求項２４記載の認証方法。
【請求項２６】
前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号は、前記移動端末とターゲット基地局によって選択されたナンス、トランザクション識別子、移動端末ＩＤ、未登録基地局ＩＤ、及びターゲット基地局ＩＤを含むように暗号化されたことを特徴とする請求項２４記載の認証方法。
【請求項２７】
前記各ナンスは２５６ビット長さであることを特徴とする請求項２６記載の認証方法。
【請求項２８】
前記トランザクション要求は、前記ターゲット基地局と前記未登録基地局との間に共有する暗号をさらに含むことを特徴とする請求項２４記載の認証方法。
【請求項２９】
前記ターゲット基地局と前記未登録基地局との間に共有する暗号は、前記未登録基地局と前記ターゲット基地局によって選択されたナンス、前記トランザクション識別子、ターゲット基地局ＩＤ、移動端末ＩＤ、及び未登録基地局ＩＤを含むように暗号化されたことを特徴とする請求項２８記載の認証方法。
【請求項３０】
前記ターゲット基地局からトランザクション応答を受信する段階は、
前記ターゲット基地局でセッションキーを計算し、
前記セッションキーをトランザクション応答と共に伝送することを有する請求項２３記載の認証方法。
【請求項３１】
前記トランザクション応答は、前記ターゲット基地局と前記未登録基地局との間に共有する暗号と前記ターゲット基地局と前記移動端末が共有する暗号を含むことを特徴とする請求項３０記載の認証方法。
【請求項３２】
前記ターゲット基地局と前記未登録基地局との間に共有する暗号は、前記移動端末によって選択されたナンス、ターゲット基地局ＩＤ、移動端末ＩＤ、及び未登録基地局ＩＤを含むように暗号化されたことを特徴とする請求項３１記載の認証方法。
【請求項３３】
前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号は、前記未登録基地局によって選択されたナンス、ターゲット基地局ＩＤ、移動端末ＩＤ、及び未登録基地局ＩＤを含むように暗号化されたことを特徴とする請求項３１記載の認証方法。
【請求項３４】
前記トランザクション応答は、前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号を含むことを特徴とする請求項３０記載の認証方法。
【請求項３５】
前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号は、前記未登録基地局によって選択されたナンス、ターゲット基地局ＩＤ、移動端末ＩＤ、及び未登録基地局ＩＤを含むことを特徴とする請求項３４記載の認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線分散システム(Wireless  Distribution  System：ＷＤＳ）に関するもので、より詳しくはマルチホップ(multi-hop)無線分散システムのための認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワーク装置がいずれのリソースにアクセス可能であるかを制御するネットワークシステムは、認証、承認、及び課金(Authentication，Authorization  and  Accounting：ＡＡＡ)システムと呼ばれている。ＡＡＡシステムに関連して、ネットワークリソースにアクセスしようとするネットワーク装置は、通常に“端末(supplicant)”と呼ばれる。一般に、システムユーザーは、これら端末を特定リソースに対するアクセスを要求する。しかしながら、端末は、それ自体で特定リソースに対するアクセスを試みることができる。通常、これら端末は、ラップトップコンピュータ、デスクトップパーソナルコンピュータ、インターネット電話(IP  phone)、仮想私設通信網(Virtual  Private  Network：ＶＰＮ)クライアント、携帯装置、及びネットワークリソースにアクセスを要求できる他の装置で構成される。
【０００３】
ＡＡＡシステムは、ＡＡＡクライアントとＡＡＡサーバを含む。ＡＡＡシステムでは、一般的に端末がＡＡＡクライアントを通じてネットワークリソースにアクセスを試みる。ＡＡＡクライアントは、ネットワーク接続サーバ(Network  Access  Server：ＮＡＳ）、ルータ、スイッチ、ファイアウォール(firewall)、ＶＰＮコンセントレータ(concentrator)、無線アクセスポイント(Wireless  Access  Point：ＷＡＰ)のようなネットワーク要素(network  elements)に存在することが一般的である。しかしながら、ＡＡＡクライアントは、ネットワークリソースに接続を容易にする他の装置に存在することもできる。端末の接続試みは、ＡＡＡクライアントに伝送され、ＡＡＡクライアントは該当する接続要求メッセージを生成してＡＡＡサーバに伝送する。一般に、ＡＡＡサーバは、ユーザープロファイルのデータベースを維持し、認証のための接続要求に対してデータベースに対してクエリ(query)を遂行し、使用が承認されたリソースを決定し、ネットワークリソースの使用に対する課金を行うことで、ネットワークリソースに接続するためにＡＡＡクライアントから伝送された接続要求を管理する。ＡＡＡクライアントとＡＡＡサーバとの間の通信は、遠距離認証ダイヤルインユーザーサービス(Remote  Authentication  Dial-In  User  Service：ＲＡＤＩＵＳ）と端末接続制御器接続制御システムプロトコル(Terminal  Access  Controller  Access  Control  Systems  protocol：ＴＡＣＡＣＳ＋)のようなＡＡＡメッセージプロトコルを通じて容易になされる。
【０００４】
図１は、従来のＡＡＡシステムを概略的に示す図で、基地局(Base  Station)１２１，１２２は、移動端末(Mobile  Stations：ＭＳ)１３１，１３２，１３３，１３４から接続要求を受信すると、ＭＳ１３１，１３２，１３３，１３４及びＡＡＡサーバ１１０とのメッセージ交換を通じて認証手順を遂行する。
【０００５】
しかしながら、従来のＡＡＡプロトコルは、移動端末の数が増加するに従って中継のための基地局の増加が要求されるため、マルチホップ無線分散システムには適合しない。また、従来のＡＡＡシステムでは、移動端末が初期登録の際に中央管理装置に必ず登録されなければならず、そのため、基地局の増設が非常に複雑になるという問題点があった。さらに、ＡＡＡサーバのないシステムでは、メイン基地局が中央管理装置としての役割をしなければならないため、メイン基地局の処理負担を有するようになるという問題点もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、上記した問題点を解決するために、本発明の目的は、マルチホップ離れた基地局によって支援可能な無線分散システムの認証方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、ＡＡＡサーバの関与なしに基地局と移動端末との間の共有暗号(shared  secret)を生成することができる無線分散システムの認証方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、保安水準の損失と管理者の追加的な労働負担なしに、基地局の追加によってネットワークを用に拡張することができる無線分散システムの認証方法を提供することにある。
【０００９】
さらに、本発明の目的は、接続する基地局間の一つの共有暗号を生成することによって、少なくとも２個の分離されたシステムで併合が容易な無線分散システムの認証方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような目的を達成するために、本発明は、基地局のサービス領域で移動端末に接続サービスを提供する少なくとも一つの基地局を含む無線分散システムであって、未登録基地局が前記移動端末から認証要求を受信し、無線分散システムを通じて前記移動端末を確認するための身元要求をマルチキャスティングし、前記身元要求に応じて少なくとも一つの基地局から身元応答を受信し、前記受信された身元応答に基づいて前記移動端末の認証を遂行する認証方法を提供する。
【００１１】
望ましくは、前記移動端末の認証を遂行する段階は、前記未登録基地局から１ホップ離れた基地局がある否かを判定し、少なくとも一つの１ホップ離れた基地局がある場合に隣接支援認証を遂行することを有することを特徴とする。
【００１２】
望ましくは、前記移動端末の認証を遂行する段階は、１ホップ離れた基地局がない場合に、２ホップ以上離れた基地局に基づいてマルチホップ支援認証を遂行することをさらに有する。
【００１３】
望ましくは、前記隣接支援認証を遂行する段階は、１ホップ離れた基地局の数が１より大きいか否かを判定し、前記１ホップ離れた基地局の数が１より大きい場合に、前記１ホップ離れた基地局のうちの一つをターゲット基地局として選択し、前記ターゲット基地局から受信された身元応答に基づいて前記移動端末と共有するセッションキーを生成することを有する。
【００１４】
望ましくは、前記隣接支援認証を遂行する段階は、前記１ホップ基地局の数が１より大きくないと、１ホップ離れた基地局をターゲット基地局に決定することをさらに有する。
【００１５】
望ましくは、前記セッションキーを生成する段階は、前記ターゲット基地局から受信された身元応答を前記移動端末に伝送し、前記身元応答に対して前記移動端末からトランザクション要求を受信し、前記トランザクション要求を前記ターゲット基地局に伝送し、前記トランザクション要求に応じて前記ターゲット基地局からトランザクション応答を受信し、前記トランザクション応答を前記移動端末に伝送し、前記未登録基地局と移動端末で、前記トランザクション応答を用いてセッションキーを計算することを有する。
【００１６】
望ましくは、前記トランザクション要求は、前記移動端末によって選択されたトランザクション識別子、移動端末ＩＤ、未登録基地局ＩＤ、ターゲット基地局ＩＤ、及び前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号を含むことを特徴とする。望ましくは、前記トランザクション識別子は２５６ビット長さであることを特徴とする。
【００１７】
望ましくは、前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号は、前記移動端末とターゲット基地局によって選択されたナンス(nonce)、トランザクション識別子、移動端末ＩＤ、未登録基地局ＩＤ、及びターゲット基地局ＩＤを含むように暗号化されたことを特徴とする。望ましくは、前記各ナンスは２５６ビット長さである。
【００１８】
望ましくは、前記トランザクション要求は、前記ターゲット基地局と前記未登録基地局との間に共有する暗号をさらに含むことを特徴とする。
【００１９】
望ましくは、前記ターゲット基地局と前記未登録基地局との間に共有する暗号は、前記未登録基地局と前記ターゲット基地局によって選択されたナンス、前記トランザクション識別子、ターゲット基地局ＩＤ、移動端末ＩＤ、及び未登録基地局ＩＤを含むように暗号化されたことを特徴とする。
【００２０】
望ましくは、前記ターゲット基地局からトランザクション応答を受信する段階は、
前記ターゲット基地局でセッションキーを計算し、前記セッションキーをトランザクション応答と共に伝送することを有する。望ましくは、前記トランザクション応答は、前記ターゲット基地局と前記未登録基地局との間に共有する暗号と前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号とを含むことを特徴とする。
【００２１】
望ましくは、前記ターゲット基地局と前記未登録基地局との間に共有する暗号は、前記移動端末によって選択されたナンス、ターゲット基地局ＩＤ、移動端末ＩＤ、及び未登録基地局ＩＤを含むように暗号化されたことを特徴とする。
【００２２】
望ましくは、前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号は、前記未登録基地局によって選択されたナンス、ターゲット基地局ＩＤ、移動端末ＩＤ、及び未登録基地局ＩＤを含むように暗号化されたことを特徴とする。
【００２３】
望ましくは、前記トランザクション応答は、前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号を含むことを特徴とする。
【００２４】
望ましくは、前記ターゲット基地局と前記移動端末との間に共有する暗号は、前記未登録基地局によって選択されたナンス、ターゲット基地局ＩＤ、移動端末ＩＤ、及び未登録基地局ＩＤを含むことを特徴とする。
【００２５】
望ましくは、前記マルチホップ支援認証を遂行する段階は、前記マルチホップ離れた基地局の数が１より大きいか否かを判定し、前記マルチホップ離れた基地局の数が１より大きくない場合に、ターゲット基地局として身元応答を伝送した基地局を選択し、前記ターゲット基地局が前記未登録基地局と共有する暗号を有するか否かを判定し、前記ターゲット基地局が前記未登録基地局と共有する暗号を有する場合に、前記ターゲット基地局から受信した身元応答に基づいて移動端末と共有するセッションキーを生成することを有する。
【００２６】
望ましくは、前記マルチホップ支援認証を遂行する段階は、前記マルチホップ離れた基地局が前記未登録基地局と共有する暗号を有しない場合に、前記ターゲット基地局と共有する暗号を設定することをさらに有する。
【００２７】
望ましくは、前記マルチホップ支援認証を遂行する段階は、前記マルチホップ離れた基地局の数が１より大きい場合に、前記身元応答を伝送したマルチホップ離れた基地局の中で前記未登録基地局と暗号を共有する基地局があるか否かを判定し、前記未登録基地局と暗号を共有する少なくとも一つの基地局がある場合に、前記未登録基地局と暗号を共有するマルチホップ離れた基地局のうちの一つをターゲット基地局として選択することをさらに有する。
【００２８】
望ましくは、前記マルチホップ支援認証を遂行する段階は、前記未登録基地局と暗号を共有するマルチホップ離れた基地局がない場合に、前記マルチホップ離れた基地局の中で最も近く位置した基地局をターゲット基地局として選択することをさらに有する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の分散認証方法は、認証管理を基地局に分散させることで、ＡＡＡサーバのような中央管理装置なしに移動端末に対する認証手続きを容易に処理することができる。
【００３０】
また、本発明の分散認証方法は、新規基地局が増加し、孤立された基地局が一つの無線分散システムに併合される場合にも認証手続きがＡＡＡサーバなしに遂行されるため、保安水準の劣化及び管理者の追加的な労働負担なしに容易にネットワークを拡張することができる。
【００３１】
なお、本発明の分散認証手続きは、中央管理装置の介入がない簡単な認証手続きを有するため、基地局間の一つの共有暗号を生成することによって、孤立されたシステムを一つの無線分散システムに容易に結合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
下記に、本発明に関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断された場合に、その詳細な説明を省略する。
【００３３】
図２は、本発明の一実施形態による無線分散システムを示す。図２に示すように、無線分散システムは４個の基地局２２１，２２２，２２３，２２４を含み、移動端末(ＭＳ)２１１，２１２は、初期登録の際に、それぞれ最も近い基地局２２１，２２２に登録される。すなわち、各基地局が認証装置の役割をすることによって、認証機能が基地局に分散される。
【００３４】
図２の無線分散システムにおいて、２つの状況が考えられる。第１に、移動端末が、共有する暗号或いは一般認証機関から得た公開キー証明書であるセキュリティ接続を共有する基地局と接続を要求する場合である。第２に、移動端末が、暗号を共有しない基地局と接続を要求する場合である。前者の場合に、８０２．１１ｉプロトコル(又は他のキー導出(key  derivation)プロトコル）と拡張認証プロトコル(Extensible  Authentication  Protocol：ＥＡＰ)が使われる。後者の場合に、８０２．１１ｉプロトコル(又は他のキー導出プロトコル)と共に本発明の認証方法を使用することができる。
【００３５】
最初に共有セキュリティ接続のない認証手続きを説明する。移動端末が暗号を共有しない基地局と接続を要求する場合に、基地局は、無線分散システム(ＷＤＳ)内の暗号を共有する基地局を確認するために、ＷＤＳに移動端末の身元(identification)を放送する。もし、暗号を共有する基地局が発見されない場合に、移動端末は認証を受けることができない。一方、暗号を共有する基地局が発見される場合に、認証基地局は、要求基地局から１ホップ、すなわち隣接し、或いはそれ以上離れている。本実施形態で、認証手続きは、認証基地局が要求基地局から１ホップ離れている隣接支援認証(neighbor-supported  authentication)と、認証基地局が要求基地局から１ホップ以上離れているマルチホップ支援認証(multi-hop  authentication)の２つの場合を説明する。
【００３６】
図３は、本発明による隣接支援認証を示す。図３に示すように、基地局３２１は移動端末(ＭＳ)３１０の認証のために隣接基地局３２２を探す。
隣接基地局３２２はＭＳ３１０と暗号を共有し、ＭＳ３２１は隣接基地局３２２と暗号を共有する場合に、基地局３２１とＭＳ３１０との間に新規暗号を得るためにＥＡＰを用いる改良されたＯｔｗａｙ-Ｒｅｅｓｅプロトコルが使用されることができる。
【００３７】
図４は、本発明の一実施形態による隣接支援認証を示すメッセージフローチャートである。
図４を参照すると、ＭＳからＥＡＰ-ＳＴＡＲＴメッセージを受信し(Ｓ４０１)、中継機能を有する基地局(以下、“ＢＳＲ”とする）はＭＳにＥＡＰ-ＲＥＱＵＥＳＴ-ＩＤＥＮＴＩＴＹメッセージを伝送する(Ｓ４０２)。このＥＡＰ-ＲＥＱＵＥＳＴ-ＩＤＥＮＴＩＴＹメッセージを受信すると、ＭＳは、これに対してＥＡＰ-ＲＥＳＰＯＮＳＥ-ＩＤＥＮＴＩＴＹメッセージをＢＳＲに伝送する(Ｓ４０３)。
【００３８】
ＥＡＰ-ＲＥＳＰＯＮＳＥ-ＩＤＥＮＴＩＴＹメッセージを受信すると、ＢＳＲは、ＭＳが以前に登録されて暗号を共有しているターゲット基地局(以下、“ＢＳＴ”とする)を探すために、自分が属している無線分散システム(ＷＤＳ）に身元要求(Identity  Request)メッセージをマルチキャスティングする(Ｓ４０４)。
【００３９】
身元要求メッセージを受信すると、ＢＳＴは、ＢＳＴのＩＤ、ＭＳが共有する暗号化されたキー
【数１】
2008547245.tif 000003
及びＢＳＴとＢＳＲとの間に共有する暗号化されたキー
【数２】
2008547245.tif 000004
を含む身元応答(Identity  Response)メッセージを伝送する(Ｓ４０５)。ここで、ＥはＡＥＳ-ＣＣＭ暗号(encryption)、ＫはＢＳＴによって生成されたセッションキー、及びＮＴはＢＳＴによって選択された２５６ビットのナンス(nonce)である。
【００４０】
身元応答メッセージを受信した後、ＢＳＲは、身元通報(Identity  Report)メッセージをＭＳに伝送する(Ｓ４０６)。この身元応答メッセージは、ＢＳＴのＩＤとＢＳＴとＭＳとの間に共有する暗号キー
【数３】
2008547245.tif 000005
を含む。
【００４１】
順次に、ＭＳは、このＭＳによって選択された２５６ビットのトランザクション識別子(transaction  identifier)、ＭＳ  ＩＤ、ＢＳＲ  ＩＤ、ＢＳＴ  ＩＤ、及び暗号キー
【数４】
2008547245.tif 000006
を含むトランザクション要求(Transaction  Request)メッセージをＢＳＴに伝送する(Ｓ４０７)。ＢＳＲは、トランザクション要求メッセージをＢＳＲとＢＳＴとの間に共有する暗号キー
【数５】
2008547245.tif 000007
と共にＢＳＴに伝送する(Ｓ４０８)。トランザクション要求メッセージを受信すると、ＢＳＴは、ＴＬＳ-ＰＲＦ：ｋ＝ＴＬＳ-ＰＲＦ(Ｍ，ＮＭＳ，ＮＴ，ＮＲ)によってセッションキーｋを計算し、暗号キー
【数６】
2008547245.tif 000008
を含むトランザクション応答メッセージをＢＳＲに伝送する(Ｓ４０９)。ＢＳＲは
【数７】
2008547245.tif 000009
のみを含むトランザクション応答メッセージをＭＳに伝送する(Ｓ４１０)。最後に、ＢＳＲとＭＳはｋ：ｋ＝ＴＬＳ-ＰＲＦ(Ｍ，ＮＭＳ，ＮＴ，ＮＲ)によってセッションキーｋを計算する。
【００４２】
上記の手順が完了すれば、ＢＳＲとＭＳは、ＢＳＲとＭＳがセッションキーを知っていることを確認するために、ＩＥＥＥ８０２．１１ｉ基盤の４ウェイハンドシェイク(4-way  handshake)を遂行する。
【００４３】
もし、一つ以上のＢＳがＢＳＲに応答する場合に、ＢＳＲはＢＳＴを選択するためのアルゴリズムを用いることもできる。
【００４４】
図５は、本発明の一実施形態によるマルチホップ支援認証を示す概略図である。図５に示すように、ターゲット基地局ＢＳＴ５２２は、ＷＤＳ５００で認証を遂行する基地局ＢＳＲ５２１から１ホップ以上離れている。
【００４５】
認証を支援する基地局ＢＳＴが１ホップ以上離れている場合に、ＢＳＴとＢＳＲとの間には、ＢＳＲ５２１とＭＳ５１０との間に新規暗号を獲得するために、(もし存在しない場合に)暗号
【数８】
2008547245.tif 000010
が作られなければならない。上記した隣接支援認証と同様に、ＭＳとＢＳＴは必ず暗号
【数９】
2008547245.tif 000011
を共有しなければならない。
【００４６】
このような２つの先行条件を満たす場合に、マルチホップ支援認証アルゴリズムは、隣接支援認証アルゴリズムのように確実に動作する。２つの先行条件が満足されないと、マルチホップ支援認証は適切なＥＡＰ失敗メッセージと共に失敗してしまうことであろう。
【００４７】
ＢＳＲが認証を要求するＭＳと暗号を共有していない場合に、ＢＳＲは、移動端末の身元をホップ-カウンタと共に隣接基地局に放送しなければならない。各隣接基地局は、順にホップカウンタの値を減少させ、更にその隣接基地局に伝送する。無線分散システムの一部である基地局が上記メッセージの第２の写本(duplicate)を受信すると、該当基地局はこのメッセージを廃棄する。
【００４８】
ＭＳと暗号を共有するＢＳが放送メッセージを受信すると、ＢＳは、認証を遂行する基地局ＢＳＲに応答しなければならない。ＢＳＲが放送メッセージに対する応答を受信すると、認証を支援する基地局ＢＳＴとして既に暗号を共有しているＢＳを選択する。その反面、応答したＢＳの中で自分と暗号を共有するＢＳがない場合に、ＢＳＲは、放送メッセージに対して応答した最も近いＢＳを認証を支援する基地局ＢＳＴとして選択し、ＭＳに応答する前にＢＳＴと共有する暗号を生成する。
【００４９】
ＭＳが、一部ＢＳがＢＳＲと暗号を共有することを確認した場合に、ＭＳは、その結果を貯蔵してマルチキャストよりはユニキャスト(unicast)で要求メッセージを伝送する。もし、ＢＳＲが一部ＢＳがＭＳと暗号を共有することを確認した場合に、その結果を貯蔵し、次の伝送時にＢＳに要求メッセージをユニキャスディングする。また、ＢＳＲは、ＭＳの認証結果を貯蔵することができる。ＭＳが認証結果を有するＢＳＲに接続を試みる場合に、ＢＳＲは一般的なＥＡＰを通じて直接ＭＳを認証することができる。
【００５０】
図６は、本発明による分散認証方法を示すフローチャートである。図６を参照すると、ＭＳからＥＡＰ開始(Start)メッセージを受信すると(ステップＳ６０１)、認証を遂行する基地局ＢＳＲはＥＡＰ要求メッセージをＭＳに伝送し(ステップＳ６０２)、これに応答してＭＳからＥＡＰ応答メッセージを受信する(ステップＳ６０３)。ＥＡＰ応答メッセージを受信すると、ＢＳＲは、認証を支援する基地局ＢＳＴを探すために無線分散システム(ＷＤＳ）上に身元要求メッセージをマルチキャスティングする(ステップＳ６０４)。この身元要求メッセージをマルチキャスティングした後に、ＢＳＲは、身元応答メッセージが受信されるか否かを判定する(ステップＳ６０５)。その結果、予め定められた時間内に受信された身元応答メッセージが受信されないと、ＢＳＲは、身元要求メッセージを再伝送する。再伝送は、予め定められた回数だけ遂行される。一方、ステップＳ６０５の結果、少なくとも一つのＢＳから身元応答メッセージが受信されると、ＢＳＲは身元応答メッセージを伝送したＢＳの中で自分から１ホップだけ離れているＢＳ、すなわち隣接ＢＳがあるか否かを判定する(ステップＳ６０６)。その結果、隣接ＢＳが存在する場合に、ＢＳＲは隣接支援認証手順を遂行する(ステップＳ６０７)。反面、隣接ＢＳが存在しない場合に、ＢＳＲはマルチホップ認証手続きを遂行する(ステップＳ６０８)。
【００５１】
図７は、図６の隣接支援認証手続きをより詳細に示すフローチャートである。
図７を参照すると、隣接支援認証手続きに進入すれば、ＢＳＲは、身元応答メッセージを伝送した隣接ＢＳの数ＮＮを求め、ＮＮ値が１より大きいか否かを判定する(ステップＳ７０１)。ＮＮが１より大きいと、ＢＳＲはＢＳのうちの一つをＢＳＴとして選択する(ステップＳ７０２)。ＢＳＴを選択することは、多様な選択アルゴリズムを用いて可能である。ＢＳＴが選択されると、ＢＳＲは、ＢＳＴから受信された身元応答メッセージをＭＳに伝送する(ステップＳ７０３)。
【００５２】
次に、ＢＳＲは、ＭＳからトランザクション要求メッセージを受信する(ステップＳ７０４)。このトランザクション要求メッセージは、ＭＳによって選択された２５６ビットのトランザクション識別子、ＭＳ  ＩＤ、ＢＳＲＩＤ、ＢＳＴＩＤ、及び認証を支援する基地局ＢＳＴとＭＳとの間の暗号キー
【数１０】
2008547245.tif 000012
を含む。ＢＳＲは、継続してこのトランザクション要求メッセージをＢＳＴに伝送する(ステップＳ７０５)。伝送されたトランザクション要求メッセージは、ＢＳＲとＢＳＴとの間の暗号キー
【数１１】
2008547245.tif 000013
がさらに含まれる。
【００５３】
トランザクション要求メッセージを受信すると、ＢＳＴは、予め定められたＴＬＳ-ＰＲＦ：ｋ＝ＴＬＳ-ＰＲＦ(Ｍ，ＮＭＳ，ＮＴ，ＮＲ)を通じてセッションキーｋを計算し、暗号キー
【数１２】
2008547245.tif 000014
を含むトランザクション応答メッセージを伝送し、それによってＢＳＲはトランザクション応答メッセージを受信し(ステップＳ７０６)、受信されたトランザクション応答メッセージをＭＳに伝送する(ステップＳ７０７)。このトランザクション応答メッセージを伝送した後、ＢＳＲはセッションキーを計算する(ステップＳ７０８)。セッションキーは、ｋ＝ＴＬＳ-ＰＲＦ(Ｍ，ＮＭＳ，ＮＴ，ＮＲ)と同一にＢＳＲとＭＳによって計算される。
【００５４】
図８は、図６のマルチホップ支援認証手続きをより詳細に示すフローチャートである。図８を参照すると、マルチホップ支援認証手続きに進入すれば、ＢＳＲは身元応答メッセージを伝送したマルチホップＢＳの数ＮＭを把握してＮＭが１より大きいか否かを判定する(ステップＳ８０１)。その結果、ＮＭが１より大きいと、ＢＳＲは自分と暗号を共有するＢＳがあるか否かを判定する(ステップＳ８０２)。もし、ＢＳＲと暗号を共有しているＢＳがあれば、ＢＳＲは該当ＢＳをＢＳＴとして選択し(ステップＳ８０４)、ＢＳＴから受信された身元応答メッセージをＭＳに伝送する(ステップＳ８０６)。暗号を共有するＢＳの数が１より大きい場合に、ＢＳＲはホップカウンター(Hop  counter)のような選択パラメータを用いて該当ＢＳのうちの一つをＢＳTとして選択することができる。
【００５５】
ステップＳ８０２で、ＢＳＲと暗号を共有するＢＳがない場合に、ＢＳＲは、身元応答メッセージを伝送したＢＳの中で最も近いＢＳをＢＳＴとして選択し(ステップＳ８０３)、選択されたＢＳＴと共有する暗号を設定する(ステップＳ８０５)。暗号が設定された後に、ＢＳＲはＢＳＴから受信された身元応答メッセージをＭＳに伝送する(ステップＳ８０６)。
【００５６】
ステップＳ８０１で、ＮＭの値が１より大きくなければ、ＢＳＲは、身元応答メッセージを伝送した唯一のＢＳをＢＳＴとして選択し(ステップＳ８１５)、ＢＳＴが自分と暗号を共有しているか否かを判定する(ステップＳ８１６)。ＢＳＴがＢＳＲと共有する暗号がある場合に、ＢＳＲはＢＳＴから受信された身元応答メッセージをＭＳに伝送する(ステップＳ８０６)。
【００５７】
一方、ＢＳＴがＢＳＲと共有する暗号を有しない場合に、ＢＳＲは、ＢＳＴと共有する暗号を設定し(ステップＳ８０５)、ＢＳＴから受信した身元応答メッセージをＭＳに伝送する(ステップＳ８０６)。
【００５８】
身元応答メッセージを伝送した後に、ＢＳＲは、ＭＳからトランザクション要求メッセージを待機し受信する(ステップＳ８０７)。トランザクション要求メッセージは、ＭＳによって選択された２５６ビットのトランザクション識別子、ＭＳ  ＩＤ、ＢＳＲ  ＩＤ、ＢＳＴ  ＩＤ、そして暗号キー
【数１３】
2008547245.tif 000015
を含む。ＢＳＲは、継続してトランザクション要求メッセージをＢＳＴに伝送する(ステップＳ８０８)。伝送されたトランザクション要求メッセージは、ＢＳＲとＢＳＴとの間の暗号キー
【数１４】
2008547245.tif 000016
をさらに含む。
【００５９】
トランザクション要求メッセージを受信すると、ＢＳＴはＴＬＳ-ＰＲＦ：ｋ＝ＴＬＳ-ＰＲＦ(Ｍ，ＮＭＳ，ＮＴ，ＮＲ)を通じてセッションキーｋを計算し、暗号キー
【数１５】
2008547245.tif 000017
とを含むトランザクション応答メッセージを伝送し、それによって、ＢＳＲはトランザクション応答メッセージを受信し(ステップＳ８０９)、受信されたトランザクション応答メッセージをＭＳに伝送する(ステップＳ８１０)。伝送されたトランザクション応答メッセージは暗号キー
【数１６】
2008547245.tif 000018
のみを含む。このトランザクション応答メッセージを伝送した後、ＢＳＲはセッションキーを計算する(ステップＳ８１１)。このセッションキーは、ｋ＝ＴＬＳ-ＰＲＦ(Ｍ，ＮＭＳ，ＮＴ，ＮＲ)と同一にＢＳＲとＭＳによって求められる。
【００６０】
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、形式や細部についての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。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来の認証(ＡＡＡ)システムを示す図である。
【図２】本発明による分散認証システムを示す概略構成図である。
【図３】本発明による隣接支援認証を説明するための図である。
【図４】本発明による隣接支援認証方法を示すメッセージフローチャートである。
【図５】本発明によるマルチホップ支援認証を示す図である。
【図６】本発明による無線分散認証方法を示すフローチャートである。
【図７】図６の隣接支援認証の手続きを詳細に示すフローチャートである。
【図８】図６のマルチホップ支援認証の手続きを詳細に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
２１１，２１２      移動端末
２２１，２２２，２２３，２２４      基地局
３１０      移動端末
３２１      基地局
３２２      隣接基地局
５００      ＷＤＳ
５１０      移動端末
５２１      基地局
５２２      ターゲット基地局
【図１】
2008547245.tif 000019
【図２】
2008547245.tif 000020
【図３】
2008547245.tif 000021
【図４】
2008547245.tif 000022
【図５】
2008547245.tif 000023
【図６】
2008547245.tif 000024
【図７】
2008547245.tif 000025
【図８】
2008547245.tif 000026
【国際調査報告】
2008547245.tif 000027