(57)【要約】【課題】スマートカード所持者がゲートまたはバリヤーを通過する前にスマートカードの全ての認証を実行することができるようにする。【解決手段】モバイルデバイス１１は、ワイヤレスＬＡＮアクセスポイント１２を介して発券サーバ１５との通信をまず確立する。モバイルデバイス１１が認証サーバ１６への参照によって認証され、発券トランザクションが実行される。発券サーバ１５は、秘密トランザクション識別信号をＷＬＡＮアクセスポイント１２を介してモバイルデバイス１１と改札口１４に送信する。モバイルデバイス１１はゲート１４に到着したとき非接触型スマートカードリーダ１３を介して秘密トランザクション識別信号を送信する。改札口１４はモバイルデバイスから受信した信号を発券サーバから受信した信号と比較し、認証サーバ１６にさらに頼ることなくモバイルデバイス１１の所持者のアクセスを許可する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアクセスポイントを介してモバイルデバイスと一つ以上のネットワークとの間の接続を維持し、
別のアクセスポイントへの接続要求を前記第１のアクセスポイントを介して前記モバイルデバイスからネットワークサーバに送信し、
前記ネットワークサーバで、前記接続要求に対する認可を取得し、かつ前記第１のアクセスポイントと同一のネットワークの一部を形成しているアクセスポイントを介して前記モバイルデバイスへ接続認可信号を送信し、
前記接続認可信号あるいは前記接続認可信号から導かれる信号を含むメッセージを前記モバイルデバイスから前記一つ以上のネットワークの第２のアクセスポイントに送信し、
前記モバイルデバイスから前記第２のアクセスポイントに送られた前記メッセージが期待されるメッセージと同じであると判断された場合、前記モバイルデバイスと前記第２のアクセスポイントとの間の通信を許可する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
前記アクセスポイントの一つはスマートカードリーダを含み、
前記モバイルデバイスに含まれるスマートカードはチャレンジ・レスポンス手順を用いて認証されることを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項３】
前記接続要求に対する認可は、前記接続要求に対する認可に関連するタイムアウト期間を有し、
前記タイムアウト期間が満了した後は、前記モバイルデバイスから前記第２のアクセスポイントへのメッセージの送信が許可されないことを特徴とする請求項１または２に記載の通信方法。
【請求項４】
前記接続認可信号が暗号鍵を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかひとつに記載の通信方法。
【請求項５】
前記モバイルデバイスから前記第２のアクセスポイントに送られる前記メッセージの少なくとも一部は前記暗号鍵を用いて暗号化されることを特徴とする請求項４に記載の通信方法。
【請求項６】
前記接続認可信号はデジタル署名されることを特徴とする請求項１から５のいずれかひとつに記載の通信方法。
【請求項７】
前記モバイルデバイスから前記第２のアクセスポイントに送られる前記メッセージはデジタル署名されることを特徴とする請求項１から６のいずれかひとつに記載の通信方法。
【請求項８】
モバイルデバイスに接続され、
一つ以上のネットワークへの第１および第２のアクセスポイントと、
前記一つ以上のネットワークのそれぞれに接続されたネットワークサーバと、を備えているシステムであって、
前記第１のアクセスポイントを介して前記モバイルデバイスと前記ネットワークの一つとの接続を維持し、かつ別のアクセスポイントへの接続要求を前記第１のアクセスポイントを介して送信するように構成され、
前記ネットワークサーバは、前記接続要求に応答して、前記接続要求に対する認可を取得し、かつ前記第１のアクセスポイントと同一のネットワークの一部を形成しているアクセスポイントを介して前記モバイルデバイスに接続認可信号を送信するように構成され、
前記モバイルデバイスからの前記接続認可信号あるいは前記接続認可信号から導かれる信号を含むメッセージを前記第２のアクセスポイントを介して受信するように構成され、
前記システムは、前記メッセージが期待されるメッセージと同じであると判断された場合、前記モバイルデバイスが前記第２のアクセスポイントにアクセスするのを許可するように構成される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項９】
前記アクセスポイントの一つはスマートカードリーダを含み、
前記ネットワークサーバは、チャレンジ・レスポンス手順を用いてモバイルデバイスに含まれるスマートカードを認証するように構成される、
ことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ネットワークサーバは、タイムアウト期間を前記接続要求認可に関連付けるように構成され、
前記システムは、アクセスが前記タイムアウト期間の満了前に許可されない場合、前記モバイルデバイスが前記第２のアクセスポイントにアクセスするのを許可しないように構成される、
ことを特徴とする請求項８または９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第２のアクセスポイントは改札口に関連付けられ、
前記改札口は、前記メッセージが前記期待されるメッセージと同じであると判断された場合に開くように制御される、
ことを特徴とする請求項８から１０のいずれかひとつに記載のシステム。
【請求項１２】
発券取引を開始し前記接続要求に対する認可を与えるために前記別のアクセスポイントへの接続要求に応答する発券サーバをさらに備えていることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記発券サーバは、前記発券取引を完了するために前記第２のアクセスポイントへのアクセスが許可されている前記モバイルデバイスに応答することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ネットワークサーバは、前記接続認可信号に暗号鍵を含めるように構成されることを特徴とする請求項８から１３のいずれかひとつに記載のシステム。
【請求項１５】
前記モバイルデバイスは前記暗号鍵を用いて前記第２のアクセスポイントに送られる前記メッセージを暗号化するように構成されることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記接続認可信号はデジタル署名されることを特徴とする請求項８から１５のいずれかひとつに記載のシステム。
【請求項１７】
前記モバイルデバイスから前記第２のアクセスポイントに送られる前記メッセージはデジタル署名されることを特徴とする請求項８から１６のいずれかひとつに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、通信方法と、第１および第２のアクセスポイントを含むシステムとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スマートカードシステムが鉄道発券システム等で用いられることは比較的新しいことである。多くのスマートカード小売りシステムでは、取引が完了する前にスマートカードの認証を行うための十分な時間があり、認証処理が磁気データキャリヤを有するクレジットカードで用いられるものと同様の方法で電子的に実行される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鉄道発券システムでは、スマートカードリーダが通常、改札口またはバリヤーに含まれているため、その所持者が改札口またはバリヤーを通過する前にスマートカードの完全な認証を実行するのが難しい。本発明の目的はこの問題を軽減することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る通信方法によれば、第１のアクセスポイントを介してモバイルデバイスと一つ以上のネットワークの少なくとも一つのネットワークとの間の接続を維持し、別のアクセスポイントへの接続要求を第１のアクセスポイントを介してモバイルデバイスからネットワークサーバに送信し、ネットワークサーバで、接続要求に対する認可を取得し、かつ第１のアクセスポイントと同一のネットワークの一部を形成しているアクセスポイントを介してモバイルデバイスに接続認可信号を送信し、接続認可信号または接続認可信号から導かれた信号を有するメッセージをモバイルデバイスから一つ以上のネットワークの第２のアクセスポイントに送信し、モバイルデバイスから第２のアクセスポイントに送られたメッセージが期待されるメッセージと同じであると判断された場合にモバイルデバイスと第２のアクセスポイントとの間の通信を許可する。
【０００５】
アクセスポイントの一つはスマートカードリーダを含むことができ、この場合、モバイルデバイスに含まれるスマートカードはチャレンジ・レスポンス手順を用いて認証される。
【０００６】
本発明の第２の実施形態によれば、システムは、モバイルデバイス、一つ以上のネットワークへの第１および第２のアクセスポイント、および一つ以上のネットワークのそれぞれに接続されたネットワークサーバを備える。モバイルデバイスは、第１のアクセスポイントを介してネットワークの一つとの接続を維持し、かつ別のアクセスポイントへの接続要求を第１のアクセスポイントを介して送信するように構成される。ネットワークサーバは、接続要求に応答して、接続要求に対する認可を取得し、かつ第１のアクセスポイントと同じネットワークの一部を形成しているアクセスポイントを介してモバイルデバイスに接続許可信号を送信するように構成される。モバイルデバイスは、接続許可信号または接続認可信号から導かれた信号を有するメッセージを第２のアクセスポイントに送信するように構成され、システムは、メッセージが期待されるメッセージと同じであると判断した場合にモバイルデバイスの第２のアクセスポイントへのアクセスを許可するように構成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【０００８】
まず、図１を参照すると、システム１０は、概して、モバイルデバイス１１と、第１のネットワークへの無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）である第１のアクセスポイント１２と、改札口１４に接続される非接触型スマートカードリーダ／ライタ１３とを備える。モバイルデバイス１１はこの実施形態では移動電話器である。第１のアクセスポイント１２とスマートカードリーダ１３は、それぞれ有線の暗号化された回線によって発券サーバ１５に接続され、発券サーバ１５は認証サーバ１６に接続される。認証サーバ１６は、発券サーバ１５に対してローカルであってもリモートであってもよい。この実施形態では、改札口１４が第２のアクセスポイントであり、この場合、第２のアクセスポイントとの‘通信を許可する’ことには、例えば、後述するように‘チケット付与’信号および‘ゲート開放要求’信号を用いて、改札口１４へのアクセスを許可することが含まれる。モバイルデバイス１１の詳細を図２に示す。
【０００９】
図２を参照すると、モバイルデバイス１１は、中央処理装置（ＣＰＵ）２０を有し、ＣＰＵ２０は、バス２１、２２を介してスマートカードリーダ／ライタインタフェース２３、ＷＬＡＮインタフェース２４のそれぞれに接続される。スマートカード２５はモバイルデバイス１１に脱着可能であり、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カードの形式とするのが好ましい。スマートカード２５は、固有のＩＤおよび固有の秘密鍵を記憶している。スマートカード２５は、スマートカードインタフェース２３に有線ポートを介して脱着可能に接続される。また、スマートカード２５は無線ポートを有しており、これを用いてスマートカード２５は改札口１４のスマートカードリーダ／ライタ１３に接続し、その他のスマートカードリーダ／ライタに接続する。ＷＬＡＮインタフェース２４は、ＷＬＡＮアクセスポイント１２、その他のアクセスポイントに無線方式で接続することができる。ここで、モバイルデバイス１１、発券サーバ１５および改札口１４の間の信号伝達を示す図３を参照しながらシステム１０の動作について説明する。
【００１０】
図３を参照すると、モバイルデバイス１１による改札口１４の動作は、モバイルデバイス１１のスマートカード２５を認証することによってステップ３０で開始する。この部分では、モバイルデバイス１１への参照はスマートカード２５への参照である。モバイルデバイス１１と発券サーバ１５との間の通信経路がまだ一つも設定されていない場合は、ＷＬＡＮアクセスポイント１２を介して、まずモバイルデバイス１１と発券サーバ１５との間の通信経路が設定される。必要であれば、モバイルデバイス１１は、任意の適切な方法で、例えば、認証サーバ１６、あるいはリモートのバックエンドサーバ（図示省略）を参照して、後述する図５の認証処理を用いることによって本物であると認証される。モバイルデバイス１１が認証されると、アクセスポイント１２を介してＷＬＡＮとの接続を維持する。
【００１１】
続いて、モバイルデバイス１１は、改札口１４へのアクセスが要求されていることを発券サーバ１５に信号で知らせる。これを受けて、ステップ３１において、例えば、Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ鍵交換アルゴリズムを用いてセッション鍵が設定される。次に、ステップ３２において発券トランザクションが発生する。発券トランザクションステップ３２の具体的な内容は本発明にとっては重要ではない。発券トランザクションは、欧州特許出願第０１３０５７７２．４号に記載されている方法のような、任意の適切な方法で実行することができる。ステップ３０から３２は、それぞれモバイルデバイス１１と発券サーバ、その他のサーバとの間の通信を含むが、これらの通信はＷＬＡＮアクセスポイント１２だけを介して行われる。但し、‘チケット付与’信号等の‘接続認可信号’は、後述するように通常は第１のアクセスポイントであるＷＬＡＮアクセスポイント１２を介してモバイルデバイス１１に送られるが、ＷＬＡＮアクセスポイント１２と同一のネットワークの一部を形成している別のアクセスポイントを介してこの信号を送信するようにしてもよい。また、好ましくは、この段階ではトランザクションはコミットさせない。例えば、要求された支払を計算するだけで実際の支払いは行われない。これにより、チケットが用いられなかったときのロールバックや払戻しを不要にする。
【００１２】
ステップ３２の発券トランザクションでは、秘密トランザクションＩＤ信号、すなわちモバイルデバイス１１を購入が決まったチケットに結び付ける‘チケットＩＤ’信号を生成する。この秘密トランザクションＩＤは、ＷＬＡＮアクセスポイント１２を介してステップ３３において‘チケット付与’信号の一部として発券サーバ１５からモバイルデバイス１１に送られる。同じ秘密トランザクションＩＤは、ステップ３４にて‘チケット通知’信号の一部として発券サーバ１５によって改札口１４に送られる。この時点では、モバイルデバイス１１は改札口１４からかなり離れているかも知れないが、発券トランザクションはほとんど既に完了している。
【００１３】
改札口１４に到着すると、モバイルデバイス１１はスマートカードリーダ／ライタ１３の範囲内に置かれる。モバイルデバイス１１とスマートカードリーダ／ライタ１３との間の通信が可能であることを検出することに続いて、モバイルデバイス１１は、ステップ３５においてスマートカードリーダ／ライタ１３に‘ゲート開放要求’信号を送る。ゲート開放要求は、ゲートを開放することの要求と、秘密トランザクションＩＤのコピーとを含む。ゲート開放要求信号は改札口１４で受信され、ステップ３４において受信された秘密トランザクションＩＤと比較される。秘密トランザクションＩＤが同じであると判断されると、改札口１４は、ステップ３６において、トランザクションが完了したことを発券サーバ１５に知らせる信号を送り、それに応答して発券サーバ１５はトランザクションを完了する。また、改札口１４は、モバイルデバイス１１の所持者がゲートを通れるようにゲートを開放するとともに、トランザクションが完了したということを示す確認信号をモバイルデバイス１１に送信する。
【００１４】
タイムアウト期間が認証サーバ１６による秘密トランザクションＩＤの発生に関連付けられる。モバイルデバイス１１が改札口１４に到達することなくタイムアウト期間を超過した場合、秘密トランザクションＩＤの有効期間が切れ、トランザクションは完了されない。接続要求に対する認可とともにタイムアウト期間を与えて、タイムアウト期間満了後はモバイルデバイス１１から第２のアクセスポイントである改札口１４へのメッセージの送信を許可しないようにすれば管理上の利点がある。好ましくは、ネットワークサーバである発券サーバ１５は、タイムアウト期間を接続要求認可に関連付けるように構成され、システムは、タイムアウト期間の満了前にアクセスが許可されない場合、第２のアクセスポイントである改札口１４へのモバイルデバイス１１のアクセスを許可しないように構成される。これにより、遂行されなかった要求を持ち続けることによってシステムが悪影響を受けるのを防ぐことができる。
【００１５】
図４は、‘チケット付与’信号、‘ゲート開放要求’信号および‘チケット通知’信号に含まれる情報を示す。図４を参照すると、チケット付与信号は、メッセージの種類、チケットＩＤ（秘密トランザクションＩＤ）、Ｋｔｇ、Ｋｔ、有効期間およびメッセージ認証コードの各フィールドを備えている。メッセージ認証コードは、チケット付与信号の認証と発券サーバの識別を可能にする。有効期間フィールドはタイムアウト期間を確認するためのものである。Ｋｔｇはその後の暗号化に用いられる。Ｋｔはメッセージ認証コードを生成するために用いられる。ＤＥＳまたはＡＥＳのような任意の適当な方法を暗号化に用いることができる。メッセージ認証コードを生成するためにＭＤ−５またはＳＨＡ−１のような任意の適当な方法を用いることができる。
【００１６】
‘チケット付与’信号等の‘接続認可信号’は暗号鍵を含んでいることが好ましく、モバイルデバイス１１から第２のアクセスポイントである改札口１４に送られるメッセージの少なくとも一部が暗号鍵を用いて暗号化される。これにより、モバイルデバイスとアクセスポイントとの間の通信を効率的かつ有効的に行うことができ、信号の送信者を確認することができる。
【００１７】
ゲート開放要求信号は、メッセージの種類、チケットＩＤおよびメッセージ認証コードの各フィールドを含む。改札口１４は、チケットＩＤおよびメッセージ認証コードのフィールドに基づき、ゲート開放要求信号が正しいモバイルデバイスからのものであるということを確認することができる。メッセージ認証コードは、チケット付与信号の一部として受信したＫｔを用いて生成される。ゲート開放要求信号はＫｔｇを用いて暗号化される。
【００１８】
チケット通知信号はチケット付与信号と同じフィールドを含んでいるが、通信経路のセキュリティが別の方法で確保されるのであればメッセージ認証コードフィールドを省略することができる。
【００１９】
モバイルデバイス１１の認証および発券トランザクションのほとんどは、モバイルデバイスが改札口１４においてスマートカードリーダ／ライタ１３の範囲内に入る前に完了される。モバイルデバイス１１の完全な認証が実行されるにも係わらず、改札口１４において認証を取得することに費やされる比較的短い時間でユーザに改札口１４を通過させることができるという利点があり、改札口における瞬時ないし高速のトランザクションを実現することができる。
【００２０】
また、用いられる信号伝達および暗号化スキームは、モバイルデバイス１１に発券サーバ１５を識別させ、発券サーバ１５から送られたメッセージを認証することを可能にする。そしてより重要なのは、ゲート開放要求信号がモバイルデバイスで生成され、チケットＩＤ信号を一意的に識別できるので、改札口１４によってゲート開放要求信号を認証することができるということである。
【００２１】
図５は図３の認証ステップ３０を詳細に示したものである。スマートカード２５はチャレンジ・レスポンス手順を用いて認証される。ステップ３０１で動作３０が開始し、次いでステップ３０２でモバイルデバイス１１がＷＬＡＮアクセスポイント１２とのリンク層無線接続を確立する。ステップ３０３では、モバイルデバイス１１は、発券トランザクションを実行し、改札口１４を通過できるようにスマートカード２５の認証を要求する。これには、アクセスポイント１２を介して、発券サーバ１５に信号を送信し、さらにそれを認証サーバ１６に送ることが含まれる。次いで、モバイルデバイス１１は、ステップ３４で、‘チャレンジ’信号を受け取るために待機し、発券サーバ１５を介して認証サーバ１６からのチャレンジ信号が受信されるとステップ３０５に進む。また、このとき発券サーバ１５は認証サーバ１６から期待されるレスポンス信号を受信する。チャレンジ信号の受信により、モバイルデバイス１１はステップ３０５でスマートカード２５に暗号化要求を送り、スマートカード２５の動作がステップ３０６で開始する。モバイルデバイス１１は、ステップ３０７でスマートカード２５にチャレンジ信号を送り、チャレンジ信号はステップ３０８で受信される。チャレンジ信号は、スマートカード２５に固有な秘密鍵を用いてステップ３０９で暗号化され、暗号化されたチャレンジ信号は、ステップ３１０でスマートカード２５からモバイルデバイス１１に送られ、ステップ３１１でモバイルデバイス１１に読み取られる。
【００２２】
暗号化されたチャレンジ信号は、次いでステップ３１２で発券サーバ１５に送られ、発券サーバ１５では、承認がモバイルデバイス１１に送られる前に、送られてきた暗号化されたチャレンジ信号が期待されるレスポンス信号（暗号化されたチャレンジ信号）と同じであるかどうか検査される。発券サーバ１５は、承認信号を送信することによって、モバイルデバイス１１に発券トランザクション３２を開始することを認可する。
【００２３】
行われるであろうトランザクションの種類のいくつかの例を以下に示す。
【００２４】
一例では、モバイルデバイス１１の所持者は、所持者が終日、所定のルートを何回でもある一定の期間にわたって旅行できるシーズンチケットの所持者である。ここで、シーズンチケットはモバイルデバイス１１に固有の識別番号として記憶される。モバイルデバイス１１がＷＬＡＮアクセスポイント１２の範囲に移動したときに、発券サーバ１５および認証サーバ１６を用いて認証が行われる。次いで、モバイルデバイス１１は、発券サーバ１５にアクセス要求を自動的に、即ち、ユーザの入力なく送る。要求にはシーズンチケットの固有の識別番号を含める。発券サーバ１５は、シーズンチケットがその有効期間内であるということを判断し、地理的制限やその他の制限を超えていないか判断し、そして秘密トランザクション信号をモバイルデバイス１１および改札口１４に送信することによって権限を付与する。
【００２５】
別の例では、発券トランザクションのステップ３２は、ユーザに行先およびチケットの種類を選択させるソフトウェアプログラムをモバイルデバイス１１で実行させることを含む。モバイルデバイス１１は、要求されたチケットに関する情報を発券サーバ１５に送り、発券サーバ１５は、例えば、必要に応じて、ユーザのクレジットカードから引き落とすことによって支払いを準備する。支払いが行われると、モバイルデバイス１１および改札口１４に秘密トランザクションＩＤ信号が送られる。
【００２６】
さらに別の例では、発券トランザクションのステップ３２は、改札口１４に入るモバイルデバイス１１の所持者の入出許可を行う。この場合、乗車駅および下車駅がわかっているときは、チケットトランザクションはユーザが鉄道ネットワークを去って行くということが検出されたときにだけ完了される。行先駅の出口ゲートへのアクセスは、適切な支払がなされたことを条件に許可されるのが好ましい。
【００２７】
第２の実施形態を図６および図７に示す。
【００２８】
まず図６を参照すると、システム１０は、概して、モバイルデバイス４１、ＷＬＡＮネットワークの一部を形成しているＷＬＡＮアクセスポイント４２、ブルートゥースアクセスポイント４３、ネットワークアクセスサーバ（ＮＡＳ）４４、および認証サーバ４５を備える。ＷＬＡＮアクセスポイント４２およびブルートゥースアクセスポイント４３はそれぞれ有線接続４６、４７によってＮＡＳ４４に接続される。認証サーバ４５とＮＡＳ４４は、二つのサーバ間の距離に適した有線接続４８によって接続される（二つのサーバはローカルでもよいしリモートでもよい）。状況に応じて一つ以上のその他のネットワークが有線接続４８に接続される。ＮＡＳ４４は、モバイルデバイス４１とＮＡＳに接続されたネットワークのいずれかとの間のデータトラフィックを管理する。図６に示されるように、モバイルデバイス４１はＣＰＵ４９を有しており、ＣＰＵ４９は第１のコネクタ５１を介してブルートゥースインタフェース５０に接続され、かつ第２のコネクタ５３を介してＷＬＡＮインタフェース５２に接続される。さらに別の実施形態（図示省略）では、モバイルデバイスは、ソフトウェア無線システムを用いて制御されるマルチモーダル無線インタフェースを備えている。
【００２９】
システム４０の動作は以下のとおりである。モバイルデバイス４１がＷＬＡＮアクセスポイント４２の範囲に移動するとＷＬＡＮとの通信が開始される。通信が始まると、ＷＬＡＮ上のモバイルデバイス４１の認証が適当な方法で、例えば、図５を参照しながら説明したものと同様な動作によって行われる。
【００３０】
ブルートゥースアクセスポイント４３を介して通信を始めるために、モバイルデバイス４１は、既に確立されたＷＬＡＮアクセスポイント４２との接続を用いる。ここで、モバイルデバイス４１は、接続要求を、ＷＬＡＮインタフェース５２を介してＷＬＡＮアクセスポイント４２に送り、ＷＬＡＮアクセスポイント４２はＮＡＳ４４に接続要求を送る。次いで、ＮＡＳ４４は、モバイルデバイス４１にブルートゥースアクセスポイント４３へのアクセスを認可するか否かを判断する。この判断は、ＮＡＳ４４自体によって設定されたポリシー、あるいは認証サーバ４５によって設定されたポリシーに基づいて行われ、モバイルデバイス４１がＷＬＡＮに認証されたときにＮＡＳ４４に伝えられる。アクセスが認可された場合、ＮＡＳ４４は、認可メッセージを、好ましくは一時的なセッション鍵を用いて、ＷＬＡＮアクセスポイント４２を介してモバイルデバイス４１に送信する。
【００３１】
モバイルデバイス４１がブルートゥースアクセスポイント４３の範囲内に移動すると、ブルートゥースアクセスポイント４３との通信を開始することができる。アクセスの認可を受けるために、モバイルデバイス４１はＷＬＡＮアクセスポイント４２を介して受信した認可メッセージをブルートゥースアクセスポイント４３に送信し、認可メッセージをブルートゥースアクセスポイント４３からＮＡＳ４４に送る。次いで、ＮＡＳ４４は、ブルートゥースアクセスポイント４３へのアクセスを要求している装置が、ＮＡＳ４４がＷＬＡＮを介して接続しているモバイルデバイス４１であるかどうかを決定し、認証サーバ４５を参照することなくアクセスの拒否または認可を適切に行う。
【００３２】
図８は、上述した動作を実現するために用いられる信号伝達を詳細に示したものである。図８を参照すると、モバイルデバイス４１はＷＬＡＮアクセスポイント４２と通信を開始する。次に、ブルートゥースアクセスポイント４３とのＭＡＣ（媒体アクセス制御）層接続性がステップ６０で検出される。次いで、モバイルデバイス４１は、ブルートゥースアクセスポイント４３へのハンドオーバーの開始が要求されているかどうかを判断する。この判断は、モバイルデバイス４１内で設定されたポリシーに基づいて、またはネットワークによって設定されたネットワーク管理ポリシーに基づき行うことができる。ハンドオーバーの判断がなされた場合、ハンドオーバー要求は、既に確立された接続を用いてステップ６１でＷＬＡＮアクセスポイント４２に送られる。このハンドオーバー要求はステップ６２でＮＡＳ４４に送られ、ＮＡＳ４４はハンドオーバーが許可されるかどうかをネットワークポリシーに基づき判断する。ハンドオーバーが許可される場合、ＮＡＳ４４は、ハンドオーバー認可信号をステップ６３ａでＷＬＡＮアクセスポイント４２に送り、ＷＬＡＮアクセスポイント４２は、ステップ６３ｂでハンドオーバー認可信号をモバイルデバイス４１に送る。
【００３３】
ハンドオーバー認可メッセージを図９に示す。ハンドオーバー認可メッセージは、メッセージの種類、セッションＩＤ、Ｋｔｇ、Ｋｔおよびメッセージ認証コードの各フィールドを含んでいる。これらのフィールドは、図４のチケット付与信号と同じ方法で用いられるデータを含む。また、ＮＡＳ４４は、ハンドオーバー認可メッセージに含まれるものと同じメッセージ認証コードを含むハンドオーバー通知メッセージをステップ６４でブルートゥースアクセスポイント４３に送信する。ハンドオーバー通知メッセージ（図９参照）は、モバイルデバイス４１からのあらゆる接続要求を受入れるようにブルートゥースアクセスポイント４３に指示する。セキュリティが別の方法によって保証されるのであれば、ハンドオーバー通知メッセージのメッセージ認証コードは省略してもよい。
【００３４】
ハンドオーバー認可信号を受信することに続き、モバイルデバイス４１は、接続要求メッセージをステップ６５でブルートゥースアクセスポイント４３に送信する。図９に示すように、接続要求メッセージは、メッセージの種類、セッションＩＤ、乱数およびメッセージ認証の各フィールドを含む。接続要求メッセージはＫｔを用いて暗号化される。乱数フィールドは、モバイルデバイス４１内で無作為に生成された数字で充たされる。メッセージ認証コードによりブルートゥースアクセスポイント４３は信号の発信者が確かにモバイルデバイス４１であるということを判断することができる。乱数は、モバイルデバイス４１がチャレンジ・レスポンス動作を用いてブルートゥースアクセスポイント４３を確認することができるように含まれる。モバイルデバイス４１とブルートゥースアクセスポイント４３との相互認証はステップ６６で実行される。認証に続いて、ブルートゥースアクセスポイント４３は、モバイルデバイス４１から受信した接続要求メッセージをステップ６７でＮＡＳ４４に送る。接続要求メッセージに応答して、ＮＡＳ４４はステップ６８で接続承認信号をブルートゥースアクセスポイント４３に送り、ブルートゥースアクセスポイント４３はステップ６９で接続承認メッセージをモバイルデバイス４１に送信する。
【００３５】
この手順によりモバイルデバイスとアクセスポイントとの高速相互認証が可能になる。認証は無線ネットワークで動作するときセキュリティ上重要であると考えられる。
【００３６】
上記の方法でリンク層接続を確立した後、ＮＡＳ４４は、モバイルデバイス４１に含まれるブルートゥースインタフェースに、ＷＬＡＮ接続に用いたＩＰアドレスと同じＩＰアドレスを割り当てる。これは、ハンドオーバー中にその接続を維持する、即ち同じ接続がハンドオーバーの前後で用いられるように、ＴＣＰ（伝送制御プロトコル）のようなさらに上位層の通信ソフトウェアを可能にし、複数のネットワークにわたりシームレスローミングを実現する。ブルートゥースアクセスポイント４３からＷＬＡＮアクセスポイント４２へのハンドオーバーは、アクセスポイントへの参照が逆になるが、同じ手順を用いて行うことができる。
【００３７】
図６および７の実施形態は、モバイルデバイス４１が従業員によって所持されるオフィスビルにおけるアプリケーションを有することができる。例えば、ＷＬＡＮは、モバイルデバイス４１にコンピュータネットワークへのアクセスを許容し、モバイルデバイスにデータベースおよび／またはデータベースに関連付けられたプログラムへのアクセスを許容することができる。セキュリティに敏感なオフィスビルのエリアは、ブルートゥースアクセスポイント４３を備えることができ、ブルートゥースアクセスポイント４３は権限が与えられた人だけにアクセスを許容するように構成される。本発明を用いて、セキュリティに敏感なエリアに対するモバイルデバイス４１の所持者へのアクセスは、ＷＬＡＮ上で与えられた認証により許可することができる。モバイルデバイス４１が関連するブルートゥースアクセスポイント４３に近づくと、認証サーバ４５にさらに頼ることなくアクセスが認可される。
【００３８】
また、同じアプリケーションにおいて、モバイルデバイス４１の所持者がビル内に入るまでオフィスビルのＷＬＡＮへのアクセスを許容しないことが望ましいことがある。この場合、ブルートゥースアクセスポイント４３をビルの入口に備えることができる。
【００３９】
モバイルデバイス４１の認証は、ブルートゥースアクセスポイント４３を介して行われるＮＡＳ４４及び認証サーバ４５との通信によりＮＡＳ４４及び認証サーバ４５によって実行される。次いで、ＷＬＡＮへのアクセス要求はブルートゥースアクセスポイント４３を介して送信され、かつ認可メッセージは、認証サーバ４５に頼らないでＮＡＳ４４で認証を行うためにブルートゥースを介してＷＬＡＮアクセスポイント４２に送られる。これにより、モバイルデバイス４１は、ブルートゥースアクセスポイント４３を介して達成された認証処理によりＷＬＡＮへのアクセスが認可される。
【００４０】
なお、この場合、モバイルデバイス４１がＮＡＳ４４との通信を最初に確立したアクセスポイントが４２か４３に応じて、異なるアクセス制御ポリシーをＮＡＳ４４によって適用するようにしてもよい。ＮＡＳ４４にアクセス制御を行わせることによりネットワークトラフィックを低減することができると共に、アクセス要求への応答に要する時間を短縮することができる。
【００４１】
図６および７の実施形態は、図１に関して上述した改札口を有する鉄道駅環境等の発券システムで用いることができる。この場合、改札口は、それぞれ、非接触型スマートカードリーダに代えて短距離ブルートゥースアクセスポイントが設けられる。そのようなシステムに用いられるモバイルデバイスを図１０に示す。
【００４２】
図１０を参照すると、モバイルデバイス７０は、スマートカード７２、ブルートゥースインタフェース７３およびＷＬＡＮインタフェース７４のそれぞれに接続されたＣＰＵ７１を含んでいる。動作は、ＷＬＡＮインタフェース７４を用いてＷＬＡＮ上でスマートカード７２を認証し、これによってモバイルデバイス７０を認証することから始まる。手順は、図３を参照しながら説明したものと同様である。ゲート開放要求信号の通信には、スマートカード７２からの信号をＣＰＵ７１およびブルートゥースインタフェース７３を介して改札口のブルートゥースアクセスポイントに信号を伝えることを含む。
【００４３】
上記実施形態は、ブルートゥース、ＷＬＡＮおよびスマートカード接続またはネットワークを介する通信を利用するが、例えば、赤外線接続またはＧＳＭまたはＵＴＭＳの固定無線ネットワークのような、あらゆる接続またはネットワークが本発明で使用可能である。また、接続の一つは、例えば、ＬＡＮへの有線接続であってもよい。
【００４４】
上記実施形態の全てにおいて、‘メッセージ認証コード’フィールドは、好ましくは、秘密−公開鍵アルゴリズムを用いて準備された、デジタル署名を含んでいる。接続認可信号をデジタル署名するようにすれば、送信者を認証することができ、メッセージが送信者によって送信されてから全く変更されていないということを確認できる。モバイルデバイスから第２のアクセスポイントへのメッセージがデジタル署名されるようにしても同様の効果が得られる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係る通信方法によれば、装置間の最小量の通信によりモバイルデバイスを第２のアクセスポイントに認証させることができ、認証に必要な通信は第２のアクセスポイントとではなく第１のアクセスポイントとで行われる。これは多くの利点をもたらし、例えば、モバイルデバイスが第１のアクセスポイントと既に接続しているとすると、第２のアクセスポイントへのアクセスは迅速にかつ比較的少量の信号伝達により実現できる。モバイルデバイスと第２のアクセスポイントとの間の信号伝達の量を低減することは、帯域幅が制限され、および／または高価であるようなところ、あるいはサービスの範囲または信頼性が十分でないようなところで有利である。
【００４６】
また、発券サーバは、発券トランザクションを完了するために、上記実施形態ではゲートを開放させることによって、第２のアクセスポイントへのアクセスが許可されたモバイルデバイスに応答する。これは、‘チケット’がモバイルデバイスの所持者によって実際に用いられる場合にのみ発券トランザクションが完了されるという効果がある。これにより、誤ってチケットトランザクションが行われることを防ぐことができる。また、この特徴は、システムに自動的に発券させることを可能にする。即ち、例えば、モバイルデバイスの所持者が鉄道の駅に入ったことが検出されたときに発券トランザクションを開始させ、ユーザインタフェースを介してモバイルデバイスの所持者からの入力がなくても、出発駅または到着駅のいずれかにおけるゲートをモバイルデバイスが通過したときにトランザクションを完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のシステムの概略図である。
【図２】図１のシステムの一部を構成するモバイルデバイスの概略図である。
【図３】図１のシステムの動作を説明するフローチャートである。
【図４】チケット付与信号、ゲート開放要求信号およびチケット通知信号に含まれる情報を示した図である。
【図５】図１のシステムの動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態のシステムの概略図である。
【図７】図６のシステムの一部を構成するモバイルデバイスの概略図である。
【図８】図６のシステムの動作を説明するフローチャートである。
【図９】ハンドオーバー認可メッセージ、接続要求メッセージ、ハンドオーバー通知メッセージに含まれる情報を示した図である。
【図１０】非接触型スマートカードリーダに代えて短距離ブルートゥースアクセスポイントが設けられるシステムに用いられるモバイルデバイスの概略図である。
【符号の説明】
１０　システム
１１　モバイルデバイス
１２　ＷＬＡＮアクセスポイント
１３　非接触型スマートカードリーダ
１４　改札口
１５　発券サーバ
１６　認証サーバ
４１　モバイルデバイス
４２　ＷＬＡＮアクセスポイント
４３　ブルートゥースアクセスポイント
４４　ネットワークアクセスサーバ
４５　認証サーバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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