(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークの第１のコンピューティングデバイスにおいて、公衆警告システムのメッセージを生成する少なくとも１つのソースについての鍵素材を、通信ネットワークの第２のコンピューティングデバイスから取得して、通信ネットワークの鍵生成関数の公開鍵を使用して鍵素材を検証すること、
第１のコンピューティングデバイスにおいて、ソースの識別子を取得すること、および、
ソースの対応するプライベート鍵を使用してデジタル署名される、ソースから受信されるメッセージを検証するために公開鍵が第１のコンピューティングデバイスによって使用可能であるように、第１のコンピューティングデバイスにおいて、識別子ベースの暗号化（ＩＢＥ）プロトコルに従って鍵素材およびソースの識別子から公開鍵を計算すること
を含む、方法。
【請求項２】
第２のコンピューティングデバイスが、鍵生成関数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第３のコンピューティングデバイスによって生成され送信される通信ネットワークのコントロールプレーンメッセージを介して第３のコンピューティングデバイスから第１のコンピューティングデバイスが鍵生成関数の公開鍵を取得することをさらに備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
コントロールプレーンメッセージが、非アクセス層セキュリティモードコマンドメッセージを含み、第３のコンピューティングデバイスが、モビリティ管理エンティティを備える、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
第１のコンピューティングデバイスがユーザ機器を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ソースの識別子が、通信ネットワークのセルブロードキャストサービスメッセージを介して第１のコンピューティングデバイスによって非セキュアに取得される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ソースの対応するプライベート鍵を使用してデジタル署名される、ソースから受信されるメッセージが警告報知メッセージである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
鍵素材が有効期限を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
メモリと、
通信ネットワークの第１のコンピューティングデバイスを形成するためにメモリに動作可能に結合されるプロセッサとを備え、第１のコンピューティングデバイスが、
公衆警告システムのメッセージを生成する少なくとも１つのソースについて鍵素材を、通信ネットワークの第２のコンピューティングデバイスから取得して、通信ネットワークの鍵生成関数の公開鍵を使用して鍵素材を検証し、
ソースの識別子を取得し、
ソースの対応するプライベート鍵を使用してデジタル署名される、ソースから受信されるメッセージを検証するために公開鍵が第１のコンピューティングデバイスによって使用可能であるように、識別子ベースの暗号化（ＩＢＥ）プロトコルに従って鍵素材およびソースの識別子から公開鍵を計算する
ように構成される、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、代理人文書番号第８１１０８３号によって識別され、それと同時に出願され、本発明の譲受人に譲渡され、引用により本明細書に組み込まれている「Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ｓｔａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｐｕｂｌｉｃ  Ｗａｒｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許出願に関連する。
【０００２】
その分野は、一般に、通信ネットワークに関し、より詳細には、こうした通信ネットワークに関連する公衆警告システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
このセクションは、本発明のよりよい理解を促進するのに役立つことができる態様を導入する。したがって、このセクションの陳述は、このことを考慮して読まれ、また、従来技術内にあるものまたは従来技術内にないものに関する承認として理解されるべきではない。
【０００４】
第３世代パートナーシッププロジェクト（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）（３ＧＰＰＴＭ）は、３ＧＰＰＴＭ通信ネットワークにおける公衆警告システムについての一般的要件を記述する技術的仕様ＴＳ２２．２６８バージョン１１．３．０（２０１１年１２月付け）を公表しており、その開示は、引用によりその全体が本明細書に組み込まれている。
【０００５】
ＴＳ２２．２６８に開示されるように、公衆が、どんな通信技術を使用するかによらず、災害および他の緊急事態に関する時宜にかないかつ正確な警報（ａｌｅｒｔ）、警告（ｗａｒｎｉｎｇ）、および重要な情報を受信する能力を有することを保証するための関心がはらわれてきた。地震、津波、ハリケーン、および野火などの災害から知られてきたように、こうした能力は、公衆が、深刻な傷害あるいは生命または財産の喪失から自分の家族および自分自身を保護するために適切な処置を講じることを可能にするために必須である。これは、公衆警告システムが行うことを意図するものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】技術的仕様ＴＳ２２．２６８バージョン１１．３．０
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態は、公衆警告システムに関連する通信ネットワークを通じて転送される１つまたは複数のメッセージの検証のために使用される１つまたは複数の公開鍵を管理するための技法を提供する。
【０００８】
一実施形態では、方法は以下のステップを含む。通信ネットワークのコンピューティングデバイスは、公衆警告システムのために生成されるメッセージの少なくとも１つのソースについて鍵素材を取得する。コンピューティングデバイスはまた、ソースの識別子を取得する。公開鍵は、鍵素材およびソースの識別子からコンピューティングデバイスによって計算される。したがって、ソースの対応するプライベート鍵を使用してデジタル署名される、ソースから受信されるメッセージを検証するために公開鍵がコンピューティングデバイスによって使用可能である。一実施形態では、コンピューティングデバイスはユーザ機器を備える。
【０００９】
有利には、本発明の例証的な実施形態は、新しいＰＷＳソース公開鍵を追加するときの容易さおよび鍵無効化を実施するときの容易さを含む、より複雑でない鍵配信を可能にする。
【００１０】
本発明のこれらのまた他の特徴および利点は、添付図面および以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による通信ネットワークの図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による公開鍵配信を管理するための方法の図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態によるコントロールプレーンメッセージの一例の図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態による公衆警告システム識別子配信を管理するための方法の図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態による公開鍵および識別子管理のための方法の図である。
【図３】本発明の一実施形態による、公衆警告システムに公開鍵および識別子管理を実装するのに適した通信ネットワークのアーキテクチャの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の例証的な実施形態は、本明細書において、先に参照された３ＧＰＰＴＭＴＳ２２．２６８に記載されるＰＷＳなどの公衆警告システム（ｐｕｂｌｉｃ  ｗａｒｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）（ＰＷＳ）のコンテキストで述べられる。本発明の実施形態は、ロングタームエボリューション（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）（ＬＴＥＴＭ）通信ネットワークなどにおいて、ＴＳ２２．２６８に従って実装するのに好適であるとすることができるが、本発明の代替の実施形態が、他のコンピューティング環境および通信ネットワークにおいて、また、ＴＳ２２．２６８で述べられるもの以外の公衆警告システムによって実装されうることが諒解されるべきである。
【００１３】
本明細書で使用される場合、公衆警告システムの警告報知メッセージのソースに関して「エンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）」は、公衆警告システムに関連する１つまたは複数の警告報知メッセージを生成し伝播させるプライベートのまたは公の機関（ａｇｅｎｃｙ）または当局（ａｕｔｈｏｒｉｔｙ）を指す。
【００１４】
本明細書で使用される場合、「コントロールプレーン（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐｌａｎｅ）」は、通信ネットワークプロトコルスタックの機能層を指し、その機能は、通信ネットワーク内のコンピューティングデバイスに関する、発見、ルーティング、経路計算、シグナリング、または同様なものの１つまたは複数を含む。そのため、「コントロールプレーンメッセージ（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐｌａｎｅ  ｍｅｓｓａｇｅ）」は、先に述べたコントロールプレーン機能の１つまたは複数を遂行するために通信ネットワークに関連するプロトコルスタックのコントロールプレーンの一部として生成および／または送信されるメッセージである。
【００１５】
本明細書で使用される場合、「ネットワークオペレータ（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｏｐｅｒａｔｏｒ）」（または、「テレコムオペレータ（ｔｅｌｅｃｏｍ  ｏｐｅｒａｔｏｒ）」）は、通信ネットワーク（または、その一部）を所有し運用し、したがって、加入者にサービスを提供する会社を指す。ネットワークオペレータの例は、ＡＴ＆ＴＴＭおよびＶｅｒｉｚｏｎＴＭを含むが、それに限定されない。
【００１６】
先に述べたように、たとえば、モバイルセルラーネットワークなどの通信ネットワークに従ってＰＷＳを実装するための増大する欲求および／または必要性が存在してきた。そのため、こうしたネットワークのユーザ機器（ｕｓｅｒ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）（ＵＥ、または移動局（ｍｏｂｉｌｅ  ｓｔａｔｉｏｎ）（ＭＳ））が、モバイルセルラーネットワークを通して所与の報知エリア内でＰＷＳ報知を受信する能力を有するべきであることが認識される。ＵＥはまた、ＵＥを所有する１人または複数人の人に警報を発するため、受信された任意の警告をどのように処理し表示するかを含んで、こうした警告に関して何をすべきかをわかっているべきである。ＵＥの例は、携帯電話、スマートフォン、可搬型コンピュータ、タブレット、無線電子メールデバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、または何らかの他のモバイルコンピューティングデバイスを含むことができるが、それに限定されない。
【００１７】
ＴＳ２２．２６８に記載されるようなＰＷＳの一例は、商用モバイル警報システム（Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ａｌｅｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）（ＣＭＡＳ）であり、ＣＭＡＳは、警告報知プロバイダによって提供される警告報知メッセージをＣＭＡＳ対応ＵＥに送出する。ＣＭＡＳは、３つの異なるクラスの警告報知（すなわち、大統領（Ｐｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ）、差し迫った脅威（Ｉｍｍｉｎｅｎｔ  Ｔｈｒｅａｔ）、児童誘拐（Ｃｈｉｌｄ  Ａｂｄｕｃｔｉｏｎ）緊急事態）を含む。ＴＳ２２．２６８に記載されるＰＷＳの別の例は、警告報知プロバイダによって提供される、地震および津波などの自然災害に固有の警告報知メッセージをＵＥに送出する地震および津波警告システムである。
【００１８】
こうしたＰＷＳでは、ＵＥは、ＵＥがアタッチされる通信ネットワークを通して１次および２次警告報知メッセージを受信することが可能である。１次警告報知メッセージ（または、１次ＰＷＳメッセージ）が、一般に、（２次警告報知メッセージ、たとえば数バイトと比較して）少量の警告データを優先的に伝達して、対象イベント（たとえば、自然災害）の差し迫った発生を迅速に伝達するメッセージであることが理解される。２次警告報知メッセージ（または、２次ＰＷＳメッセージ）は、一般に、（１次警告報知メッセージと比較して）大量の警告データを伝達して、緊急時に何をすべきかまたどこに行くべきかを誰かに指示するテキストおよび／またはオーディオ、ならびに、避難場所へのマップおよび食料配給のためのタイムテーブルなどを含むグラフィカルデータを提供するメッセージである。
【００１９】
さらに、ＴＳ２２．２６８は、警告報知送出についての、ある高レベルの一般的要件を取り決める：
（ｉ）ＰＷＳは、確認応答が必要とされない状態で、警告報知を複数のユーザに同時にブロードキャストできるものとする、
（ｉｉ）ＰＷＳは、複数の警告報知のコンカレントブロードキャストをサポートできるものとする、
（ｉｉｉ）警告報知は、警告報知プロバイダによって指定されるような地理的情報に基づく報知エリアにブロードキャストされるものとする、
（ｉｖ）アイドルモードにあるＰＷＳ対応ＵＥ（ＰＷＳ−ＵＥ）は、ブロードキャストされる警告報知を受信することが可能であるとする、
（ｖ）ＰＷＳは、規制要件によって規定されるような言語で警告報知をブロードキャストすることを要求されるだけであるものとする、
（ｖｉ）警告報知は、規制要件を受けて、先入れ先出しベースでＰＷＳによって処理される、
（ｖｉｉ）警告報知の受信およびユーザに対する提示は、アクティブボイス（ａｃｔｉｖｅ  ｖｏｉｃｅ）またはデータセッションをプリエンプトしないものとする、
（ｖｉｉｉ）警告報知は、生命または財産が差し迫った危機にある緊急事態に限定されるものとし、何らかの応答処置がとられるべきである。この要件は、警告報知が商用サービスのために使用されるため、実装されたオペレータのネットワーク（すなわち、ブロードキャスト技術）の使用を禁止しない。
【００２０】
ＴＳ２２．２６８は、警告報知コンテンツについての、ある高レベルの一般的要件を取り決める：
（ｉ）ＰＷＳは、警告報知プロバイダによって指定される警告報知コンテンツを修正または変換しないものとする、
（ｉｉ）警告報知は、以下の５つの要素：（１）イベント記述、（２）影響を受けたエリア、（３）推奨される行動、（４）有効期限（時間ゾーンを有する）、（５）送信元機関、をおそらく含むことになると予想される、
（ｉｉｉ）さらなるコンテンツ要素は、規制要件に基づいて提示されることができる、
（ｉｖ）個人が警察職員、消防職員、および緊急隊員、ならびに個人の愛する人に連絡をとるため、ネットワークトラフィックが既に劇的に増加しているときに、警告報知内のユニフォームリソースロケータ（ｕｎｉｆｏｒｍ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｌｏｃａｔｏｒ）（ＵＲＬ）または電話番号が、無線ネットワーク輻輳を悪化させうるという懸念が存在する。したがって、ＴＳ２２．２６８による警告報知は、即座でかつ弱体化させるトラフィック負荷を、ＵＲＬまたはダイアル可能番号などの公衆陸上移動網（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｌａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）（ＰＬＭＮ）内に無理に押込むいずれのものも含むべきでない。
【００２１】
さらに、ＴＳ２２．２６８は、警告報知コンテンツに関連するセキュリティについての、ある高レベルの一般的要件を取り決める：
（ｉ）ＰＷＳは、認証されかつ認可されたソースに起因する警告報知をブロードキャストするだけであるとする、
（ｉｉ）警告報知のインテグリティが保護されるものとする、
（ｉｉｉ）ＰＷＳは、偽りの警告報知メッセージから守るものとする。
【００２２】
すなわち、ＰＷＳについての１つの重要な要件が、通信ネットワークを通じて受信される１次および２次ＰＷＳメッセージの真正性（ａｕｔｈｅｎｔｉｃｉｔｙ）を検証する欲求／必要性であることが認識される。こうした検証は、ＰＷＳメッセージのソースのプライベート鍵（ＰｒＫ）によってＰＷＳメッセージのインテグリティを保護することによって可能である。ソースは、たとえば、ＰＷＳメッセージを生成し伝播させるための、所与の地理的なまたは都市の場所において職務を課された政府機関またはプライベート機関などのエンティティに関連する１つまたは複数のコンピューティングデバイスであるとすることができる。
【００２３】
ＰＷＳメッセージの真正性を検証するために、ＵＥは、ＰＷＳメッセージソースの公開鍵（ＰｕＫ）を持たなければならない。こうした公開鍵は秘密でないが、その配信は重要なタスクである。その理由は、任意の場所に２つ以上の認可されたＰＷＳソース（たとえば、ハリケーンセンタ、地震活動局、原子力安全委員会など）が存在する場合があるからである。加えて、仮定は、ＰＷＳメッセージが、ローミング状態のＵＥ（ｒｏａｍｉｎｇ  ＵＥ）にとって利用可能であることになることである（知られているように、ローミング状態のＵＥは、そのＵＥのホームネットワーク内で動作しているのではなく、訪問先ネットワーク内で動作しているＵＥである）。
【００２４】
本明細書でさらに説明されるように、本発明の実施形態は、エンティティの識別子（ＰＷＳの場合、ＰＷＳソース）を利用して、そのエンティティの公開鍵（ＰｕＫ）を生成する。識別子ベースの公開鍵管理の使用は、新しいＰＷＳソース公開鍵を追加するときの容易さおよび鍵取消しを実施するときの容易さを含む、より複雑でない鍵配信を可能にする。より複雑でない鍵管理は、ＰＷＳメッセージ認証の前に起こる必要がある、よりよくかつより速いセキュリティプロシージャをもたらす。より複雑でない鍵取消しプロシージャは、ＰＷＳメッセージが、認証されかつ認可されたＰＷＳソースに起因するというよりよい保証を提供する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態による通信ネットワーク１００を示す。図示するように、ＵＥ１０２は、アクセスネットワーク１１０、１２０、および１３０の１つのアクセスネットワークを介して通信ネットワーク１００にアクセスする。簡潔にするために、１つのＵＥだけが示される。しかし、２つ以上のＵＥが通信ネットワーク１００にアクセスできることが理解される。ＵＥ１０２が、図１に示す３つ全てのアクセスネットワークと通信することができるように構成されることができることも理解されるべきである。
【００２６】
アクセスネットワーク１１０は、当技術分野で知られているように、ＧＳＭ（登録商標）  Ｅｄｇｅ無線アクセスネットワーク（Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）（ＧＥＲＡＮ、ここで、ＧＳＭはモバイル通信用のグローバルシステムを指す）であり、ベーストランシーバ基地局（ｂａｓｅ  ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ  ｓｔａｔｉｏｎ）（ＢＴＳ）１１２および基地局コントローラ（ｂａｓｅ  ｓｔａｔｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）（ＢＳＣ）１１４を含む。アクセスネットワーク１２０は、当技術分野で知られているように、ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）（ＵＴＲＡＮ、ここで、ＵＭＴＳは、ユニバーサルモバイル電気通信システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）を指す）であり、基地局（ｂａｓｅ  ｓｔａｔｉｏｎ）（ＮｏｄｅＢ）１２２および無線ネットワークコントローラ（ｒａｄｉｏ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｃｏｎｔｒｏｌｌａｅｒ）（ＲＮＣ）１２４を含む。アクセスネットワーク１３０は、当技術分野で知られているように、進化型ＵＴＲＡＮネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）であり、基地局（ｂａｓｅ  ｓｔａｔｉｏｎ）（ｅＮＢ）１３２を含む。アクセスネットワーク１１０、１２０、および１３０が、図示するネットワーク要素ならびに図示しない他のネットワーク要素の複数の要素を有することができるが、簡潔にするために、先に述べたネットワーク要素の１つだけが、各アクセスネットワーク内に示されることが理解される。
【００２７】
図１に示すような通信ネットワーク１００はまた、コアネットワーク１４０を含み、コアネットワーク１４０は、当技術分野で知られているように、モビリティ管理エンティティ（ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｅｎｔｉｔｙ）（ＭＭＥ）１４２およびセルブロードキャストセンタ（ｃｅｌｌ  ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｃｅｎｔｅｒ）１４４を含む。他のネットワーク要素はコアネットワークの一部でありうる。
【００２８】
さらに、セルブロードキャストエンティティ（ｃｅｌｌ  ｂｒａｏｄｃａｓｔ  ｅｎｔｉｔｙ）（ＣＢＥ）１５０は、通信ネットワーク１００の一部である。ＣＢＣ１４４およびＣＢＥ１５０は、ＰＷＳインフラストラクチャの一部である。「セル  ブロードキャスト（Ｃｅｌｌ  ｂｒｏａｄｃａｓｔ）」は、「セル（ｃｅｌｌ）」（モバイルセルラーネットワークで使用されるような）内の移動局（ｍｏｂｉｌｅ  ｓｔａｔｉｏｎ）（ＵＥ）に１つまたは複数のメッセージをブロードキャストする能力を指す。ＰＷＳの場合、メッセージは、上述した警告報知メッセージである。
【００２９】
ＣＢＥ１５０は、たとえば、警告報知メッセージのソースであるエンティティを表すことができる。ＣＢＣ１４４は、それからメッセージを配信するネットワーク要素である。しかし、Ｅ−ＵＴＲＡＮアクセスネットワーク１３０の場合、ＭＭＥ１４２は、ＣＢＣ１４４からこれらのメッセージを受信し、そのメッセージをＥ−ＵＴＲＡＮアクセスネットワーク１３０に配信し、Ｅ−ＵＴＲＡＮアクセスネットワーク１３０が、その後、メッセージをＵＥに転送する。
【００３０】
ＣＢＣ１４４とアクセスネットワークのネットワーク要素との間のプロトコルは、３ＧＰＰＴＭＴＳ４８．０４９、ＴＳ２５．４１９、およびＴＳ２３．４０１において定義され、その開示は、引用により本明細書に組み込まれている。
【００３１】
本発明の実施形態は、ＰＷＳソースからＵＥによって受信される警告報知メッセージ（たとえば、上述したような１次および２次メッセージ）を認証するために必要とされる公開鍵を管理することに対して識別子ベースのアプローチを提供する。
【００３２】
識別子ベースの暗号化（ｉｄｅｎｔｉｔｙ−ｂａｓｅｄ  ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ）（ＩＢＥ）プロトコルは、公開鍵インフラストラクチャの存在を必要とする従来の公開鍵プロトコルに対する代替法として提案されている。ＩＢＥの背後にある基本的な考えは、公開鍵が、この鍵に関連する識別子から導出され、その導出が、よく知られている数学的関数であるということである。したがって、証明書（ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ）の使用を通して、エンティティの識別子と公開鍵とを結合する必要性が存在しない。その理由は、公開鍵が、本来、知られているアルゴリズムを使用して識別子から導出されるからである。ＩＢＥに関して、メッセージが、受取人のＩＢＥ公開鍵によって暗号化させることに留意されたい。後者は、受取人にだけ知られている（その識別子に）関連するプライベート鍵を使用して、これらのメッセージを復号できるエンティティに過ぎない。このプライベート鍵は、鍵生成関数（Ｋｅｙ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）（ＫＧＦ）を実行する（プライベート鍵生成器Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｋｅｙ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）（ＰＫＧ）と呼ばれる信頼できるサードパーティによって生成される。したがって、ＩＢＥに関して、大きな公開鍵インフラストラクチャによって管理される証明書を使用する識別子検証についてのどんな要件も使われなくなる。メッセージをＩＢＥが暗号化するためにメッセージの送り手によって必要とされる唯一の暗号法的素材（ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ）は、受取人の公開鍵を生成するために必要とされる公に知られている暗号法的パラメータのセットである。
【００３３】
識別子ベースの暗号化プロトコルは、ＢｏｎｅｈおよびＦｒａｎｋｌｉｎによって提示され（Ｄａｎ  Ｂｏｎｅｈ、Ｍａｔｔｈｅｗ  Ｋ．Ｆｒａｎｋｌｉｎ「Ｉｄｅｎｔｉｔｙ−Ｂａｓｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ｔｈｅ  Ｗｅｉｌ  Ｐａｉｒｉｎｇ」Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｃｒｙｐｔｏｌｏｇｙ−Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ  ｏｆ  ＣＲＹＰＴＯ２００１（２００１）を参照）、その開示は、引用により本明細書に組み込まれている。この非対称暗号法的暗号化プロトコルは、関係者が公開鍵として「識別子（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）」（たとえば、電子メール−ＩＤまたはドメイン名）を使用することを可能にし、ＲＳＡ（Ｒｉｖｅｓｔ、Ｓｈａｍｉｒ、およびＡｄｌｅｍａｎ）などの公開鍵暗号化法に関連することが多い大規模公開鍵インフラストラクチャについての必要性をなくす。その問題に対するボネおよびフランクリン（Ｂｏｎｅｈ  ａｎｄ  Ｆｒａｎｋｌｉｎ）のアプローチは、有限体（ｆｉｎｉｔｅ  ｆｉｅｌｄ）上の楕円曲線に関する双線形写像を使用し、双線形判定ディッフィ−ヘルマン（Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ）問題に依存する。
【００３４】
プロトコルは、以下の数学的ツールおよびパラメータを伴う：
Ｅを有限体Ｆ上の楕円曲線とし、Ｐを大きな素数位数（ｐｒｉｍｅ  ｏｒｄｅｒ）の点とする。
【００３５】
ｅをＥ×Ｅ→ＧのＥ上の双線形写像とする。典型的な例は、ヴェイユ（Ｗｅｉｌ）のペアリングであり、したがって、Ｇは、１のｎ乗根の群であり、ここで、ｎは、Ｆ上のＥに関する点の数の関数である。
【００３６】
ｓを、非ゼロ正整数、かつ、鍵生成関数（ＫＧＦ）に格納された秘密であるとする。これは、システム規模の秘密であり、ＫＧＦの外部に暴露されない。
【００３７】
Ｐｐｕｂ＝ｓＰを、全ての関係者に知られているシステムの公開鍵であるとする。Ｅが群であるため、ｓＰがＥ内の点を示すことを想起されたい。
【００３８】
Ｈ１を、知られているハッシュ関数とする。そのハッシュ関数は、ストリングをとり、ストリングを楕円曲線上の点に割り当てる、すなわち、Ｅ上でＨ１（Ａ）＝ＱＡである。ここで、Ａは、通常、識別子であり、また同様に、Ａの公開鍵である。
【００３９】
ｄＡ＝ｓＱＡを、ＫＧＦによって計算され、Ａだけに送出されるプライベート鍵であるとする。
【００４０】
Ｈ２を、知られているハッシュ関数とする。そのハッシュ関数は、Ｇの要素をとり、その要素をストリングに割り当てる。
【００４１】
ｍを、暗号化され、Ａに送信されなければならないメッセージであるとする。ボネおよびフランクリンによって記述される暗号化関数は、次の通りである：
【００４２】
ｇＡ＝ｅ（ＱＡ，Ｐｐｕｂ）であるとし、ｒを乱数であるとする。
【００４３】
ＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎＡ（ｍ）＝（ｒＰ，ｍ  ｘｏｒ  Ｈ２（ｇＡｒ））、換言すれば、ｍの暗号化出力は、２つの座標ｕおよびｖを有する。ここで、ｕ＝ｒＰであり、ｖ＝ｍ  ｘｏｒ  Ｈ２（ｇＡｒ）である。「ｘｏｒ」が、排他的ＯＲ論理関数であることに留意されたい。
【００４４】
（ｕ，ｖ）を復号するために、Ａは、以下の公式を使用してｍを復元する：
ｍ＝ｖ  ｘｏｒ  Ｈ２（ｅ（ｄＡ，ｕ））
【００４５】
公式の証明は、双線形写像における簡単な練習問題であり、事実Ａは、秘密ｄＡ（Ａに知られているが、他の関係者には知られていないプライベート鍵）を有する。同様に、最初にｄＡを計算したＫＧＦが、同様に、メッセージを復号することができ、ＫＧＦがデファクト鍵エスクローサーバであることをもたらすことも注意されたい。
【００４６】
上述した例に加えて、他の形態のＩＢＥが知られていることが理解されるべきである。
【００４７】
結果として、ＩＢＥの原理を使用して、当局は、個々の関係者間で鍵の事前配信なしで、シグネチャを検証することができる。これは、認証された鍵の事前配信が、技術的制約のせいで不都合または実行不可能である場合に非常に有用である。しかし、メッセージに署名するために、認可されたユーザが、ＰＫＧから適切なプライベート鍵を取得しなければならない。このアプローチの注意点は、ＰＫＧが、任意のユーザのプライベート鍵を生成することが可能であり、したがって、認可なしでメッセージに署名することができるため、非常に信頼できなければならないことである。
【００４８】
本発明の実施形態は、ＰＷＳ警告報知メッセージの検証によるＩＢＥの原理を利用する。より詳細には、実施形態は、所与のＰＷＳソースの識別子を使用して、そのソースの公開鍵（ＰｕＫ）を生成し、公開鍵が、その後使用されて、ソースの対応するプライベート鍵を使用してメッセージがデジタル署名されたことに基づいて、メッセージを、そのソースに起因しているとして検証する。公開鍵とプライベート鍵の対を使用するデジタル署名されたメッセージの検証の公開鍵暗号法的操作が、当技術分野でよく知られており、本明細書でさらに述べられないことが理解されるべきである。
【００４９】
さらに、鍵管理が、鍵配信および鍵取消しからなることが理解される。公開鍵暗号法の場合、通常、難題を呈する場合があるのは、取消しタスクである。しかし、鍵取消しプロシージャの容易さは、通常の鍵管理と比較して、ＩＢＥの強みの一つである。
【００５０】
他のパラメータが必要とされない最も単純な場合、ＰＷＳソースの識別子（たとえば、Ｍａｒｉｎｅ＿ａｎｄ＿ｈｕｒｒｉｃａｎｅ＿ａｔ  Ｙｕｃａｔａｎ＿Ｐｅｎｉｎｓｕｌａ）は、ＰＷＳソースのＰｕＫを生成するために使用されうる。この識別子はまた、ＰｕＫ有効期限に結び付けられることができ、したがって、ＰｕＫ取消しのための複雑なスキームについての必要性をなくす。この識別子はまた、サービスエリア識別子（ＩＤ）またはメッセージ有効期限に結び付けられることができ、したがって、ＰＷＳ公開鍵のより高い粒度を提供する。
【００５１】
有利には、この場合、ＰＷＳメッセージのソースが、そのプライベート鍵を使用してメッセージに署名することを観察されたい。ＰＷＳメッセージの受取人は、受信するとすぐに、ＰＷＳメッセージのソースのＰｕＫ（すなわち、識別子）を使用してシグネチャを検証する。
【００５２】
ＰＷＳソースとＵＥとの間で転送されるメッセージが、必要とされないが、暗号化されることができることも諒解されるべきである。使用されることができる暗号化プロトコルの一例は識別子ベースの暗号化プロトコルである。
【００５３】
図２Ａは、本発明の一実施形態による公開鍵配信を管理するための方法２００の図である。方法２００は、Ｅ−ＵＴＲＡＮアクセスネットワーク１３０（図１）のコンテキストでコントロールプレーンメッセージ（この場合、ＮＡＳ  ＳＭＣメッセージ）に関連して鍵生成関数に関連する公開鍵（ＰＵ−ＫＧＦ）の配信を例証的に示す。アクセスネットワーク１１０および１２０ならびに他のアクセスネットワークについての方法が、同じかまたは同様であるとすることができる。
【００５４】
ＫＧＦが、たとえばプライベート鍵生成器（Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｋｅｙ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）（ＰＫＧ）によって管理されるセキュアデータベースとして所与のネットワークにおいて実装されうることが諒解されるべきである。ＫＧＦ（ＰＫＧ）は、ＭＭＥ１４２（図１）または何らかの他のネットワーク要素の一部でありうる。ＰＵ−ＫＧＦを受信することによって、これは、ＵＥ１０２が、ローカルおよび／または集中化ＫＧＦを認証して、各ソースについて適切な鍵素材を有するローカルＰＷＳソースのリストを取得することを可能にする。鍵素材は、直接にまたは何らかの他のネットワーク要素、たとえばＭＭＥを通してＫＧＦから取得されうる。要点は、鍵素材がＫＧＦ公開鍵−プライベート鍵の対を使用して保護されることである。各ＰＷＳソースについてのこの鍵素材は、（以下の図２Ｃのコンテキストで述べられるような方法で受信される）各ソースのユニーク識別子（識別子）と共に、ＵＥ１０２が、全ての場所で全てのＰＷＳソースについて公開鍵を導出するのに十分である。すなわち、ＫＧＦは、ＵＥに鍵素材を提供し、鍵素材は、ＰＷＳソース識別子（以下でさらに述べる）と共に、ＵＥが、ＰＷＳ識別子（たとえば、ＰＷＳ＿ＩＤ１，ＰＷＳ＿ＩＤ２など）のリストから各ＰＷＳソースについて公開鍵を、たとえば、１つのＰＷＳソースについて１つの公開鍵を導出することを可能にする。
【００５５】
図２Ａに示すように、ステップ２０２として示されるように初期アタッチまたはＴＡＵ（トラッキングエリア更新（ｔｒａｃｋｉｎｇ  ａｒｅａ  ｕｐｄａｔｅ））プロシージャにおいて、ＵＥ１０２は、ｅＮＢ１３２を通してＭＭＥ１４２に初期アタッチ要求を送信する。図示されるように、ステップ２０４にて、ＵＥ１０２とＭＭＥ１４２との間でＥＰＳ認証および鍵合意（ＡＫＡ）プロシージャを行うことができる。ＥＰＳは、Ｅ−ＵＴＲＡＮの無線ネットワークに与えられた名前である進化型パケットシステムを表す。
【００５６】
ステップ２０６にて、ＭＭＥ１４２は、ＮＡＳ  ＳＭＣメッセージに対してＰＵ−ＫＧＦを関連付け（たとえば、挿入し、アタッチし、アペンドし、マージし、結合し、または同様なことをし）、ＫＧＦ公開鍵を有するメッセージをｅＮＢ１３２に送信し、ｅＮＢ１３２は、次に、ステップ２０８にて、ＫＧＦ公開鍵を有するメッセージをＵＥ１０２に転送する。ステップ２０８にてＮＡＳ  ＳＭＣメッセージを受信するとすぐに、ＵＥ１０２は、ＮＡＳ  ＳＭＣメッセージによってＭＭＥ１４２から送信されたＰＵ−ＫＧＦを保存する。ＮＡＳ  ＳＭＣメッセージが、通常、ＭＭＥによって使用されて、ＵＥとＭＭＥとの間のＮＡＳシグナリングセキュリティコンテキストを初期化することが諒解されるべきである。ＮＡＳ  ＳＭＣメッセージが、同様に使用されて、使用中の現在のＥＰＳセキュリティコンテキストについてのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを変更しうる。
【００５７】
有利には、本発明の実施形態は、ＮＡＳ  ＳＭＣメッセージ（より一般的には、コントロールプレーンメッセージ）を利用することであって、それにより、所与の報知エリア内で動作しているＵＥ（たとえば、ローミング状態およびホームベースのＵＥ）にＰＵ−ＫＧＦを伝達する、利用することである。ＵＥは、次に、ＵＥがＫＧＦから受信する各ＰＷＳについての鍵素材が、真正のソースに起因することを検証できることになる。
【００５８】
ステップ２１０および２１２にて、ＵＥ１０２は、ＮＡＳ  ＳＭＣ終了（ｃｏｍｐｌｅｔｅ）メッセージを、ｅＮＢ１３２を通してＭＭＥ１４２に返送する。ＮＡＳ  ＳＭＣ終了メッセージは、通常、ＵＥのＩＭＥＩＳＶ（国際モバイル機器識別子ソフトウェアバージョン（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｖｅｒｓｉｏｎ））を含む。次に、ステップ２１４にて、ＵＥ１０２は、ＭＭＥ１４２によるアタッチまたはＴＡＵ要求の承認を報知される。
【００５９】
図２Ｂは、本発明の一実施形態によるコントロールプレーンメッセージの一例の図である。より詳細には、図２Ｂは、（図２Ａのステップ２０６にて）ＭＭＥ１４２によって生成され送信され、（図２Ａのステップ２０８にて）ＵＥ１０２に転送されるＮＡＳ  ＳＭＣメッセージについてのメッセージフォーマット２２０を示す。図示するように、コンテンツ要素２２２から２４０（すなわち、プロトコルディスクリミネータ２２２、セキュリティヘッダタイプ２２４、セキュリティモードコマンドメッセージ識別子２２６、選択されたＮＡＳセキュリティアルゴリズム２２８、ＮＡＳ鍵セット識別子２３０、スペアハーフオクテット２３２、再生されたＵＥセキュリティ能力２３４、ＩＭＥＩＳＶ要求２３６、再生されたｎｏｎｃｅＵＥ２３８、およびｎｏｎｃｅＭＭＥ２４０）は３ＧＰＰＴＭＴＳ２４．３０１に記載され、その開示は、引用により本明細書に組み込まれている。メッセージに追加される（より一般的には、関連する）さらなるコンテンツは、ＰＵ−ＫＧＦ２４２である。ＰＵ−ＫＧＦ２４２が、たとえば代替の実施形態では、スペアハーフオクテット２３２の一部でありうる、または、ＳＭＣペイロードに追加されうることが諒解されるべきである。
【００６０】
代替の実施形態では、ＰＵ−ＫＧＦが、ＰＬＭＮオペレータユニバーサル集積回路カード（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｃａｒｄ）（ＵＩＣＣ）配信チャネルを介してＵＥによって獲得されることができることが諒解されるべきである。
【００６１】
図２Ｃは、本発明の一実施形態による公衆警告システム識別子配信を管理するための方法２５０の図である。図２Ｃに示すように、ＰＷＳソースの識別子は、未保護のセルブロードキャストサービス（Ｃｅｌｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）（ＣＢＳ）メッセージによってＵＥ内にロードされる。ＣＢＳは、３ＧＰＰＴＭＴＳ２３．０４１に記載され、その開示は、引用により本明細書に組み込まれている。ＰＷＳソースのこうしたリスト、および、ＫＧＦから取得される対応するＰＷＳソース鍵素材がＵＥ内に格納されると、これは、ＰＷＳソースのプライベート鍵によって署名されたＰＷＳメッセージを認証するのに十分である。
【００６２】
図示するように、ステップ２５２にて、ＭＭＥ１４２は、Ｗｒｉｔｅ−Ｒｅｐｌａｃｅ要求メッセージをｅＮｏｄｅＢ１３２に転送する。このメッセージは、所与のエリア内にＰＷＳソースの識別子を含む。ＭＭＥは、トラッキングエリアＩＤ（識別子）リストを使用して、送出エリア内でｅＮｏｄｅＢを決定しうる。トラッキングエリアＩＤリストが空である場合、メッセージは、ＭＭＥに接続される全てのｅＮｏｄｅＢに転送される。
【００６３】
ステップ２５４にて、セルブロードキャストサービスは、ＣＢＳメッセージを、ｅＮｏｄｅＢ１３２を介してＵＥ１０２に送出する。このメッセージは、所与のエリア内にＰＷＳソースの識別子を含む。このメッセージ送出法が保証されないため、複数回の試みが行われうる。
【００６４】
ステップ２５６にて、ｅＮｏｄｅＢ１３２は、Ｗｒｉｔｅ−Ｒｅｐｌａｃｅ要求メッセージをＭＭＥ１４２に送信する。これは、ＵＥ１０２に対するメッセージ送出の試みをＭＭＥに報知する。
【００６５】
ｅＮｏｄｅＢ１３２によって返されるＷｒｉｔｅ−Ｒｅｐｌａｃｅ応答メッセージから、ＭＭＥ１４２は、ステップ２５８にて、送出の成功または失敗を判定し、トレースレコードを生成する。
【００６６】
代替的に、ＰＷＳソース識別子が、ＵＥ内に（モバイル機器またはＭＥ内にあるいはＵＩＣＣ内に）事前に設けられうることが諒解されるべきである。
【００６７】
図２Ａおよび図２Ｃのコンテキストで上述したステージに続いて、ＵＥ１０２は、署名するエンティティ識別子から導出される公開鍵およびＰＷＳメッセージ自体において通信されるシグネチャアルゴリズムによって、任意のＰＷＳ警告報知メッセージのシグネチャを検証できる。
【００６８】
図２Ｄは、本発明の一実施形態による公開鍵および識別子の管理のための方法２６０の図である。より詳細には、方法２６０は、ＰＷＳ警告報知メッセージを検証できるために、ＵＥ１０２が実施するステップを示す。
【００６９】
ステップ２６２にて、ＵＥは、少なくとも１つのＰＷＳソースについて鍵素材を取得する。これは、ＵＥが、ＫＧＦの公開鍵をセキュアに取得した後に達成され（図２Ａ）、ＵＥは、その公開鍵を使用して、ＵＥがその後受信する鍵素材が、認証されたソース、すなわちＫＧＦからのものであることを検証する。
【００７０】
ステップ２６４にて、ＵＥは、ＰＷＳソースの識別子を非セキュアに取得する（図２Ｃ）。これが、ＣＢＳメッセージを通して行われることができることを想起されたい。
【００７１】
ステップ２６６にて、ＵＥは、（上述したように、よく知られているＩＢＥ計算を使用して）ＰＷＳソースの鍵素材および識別子から公開鍵を計算する。
【００７２】
ステップ２６８にて、ＵＥは、公開鍵を使用して、ＰＷＳソースの対応するプライベート鍵を使用してデジタル署名される、ＰＷＳソースから受信される警告報知メッセージを検証する。
【００７３】
ＵＥがステップ２６２および２６４を実施する順序が、方法にとって必ずしも重要でない、すなわち、ＵＥが、識別子の前に鍵素材を受信しうることが諒解されるべきである。これは、配備シナリオが、ＰＷＳソース識別子についてユニークな鍵素材を必要としない場合に当てはまる場合がある。しかし、単に例としてのみ、ＫＧＦから受信される鍵素材が、鍵素材に埋め込まれる所与のＰＷＳソース識別子についてユニークな有効期限を有する場合、ＵＥは、ＫＧＦから鍵素材を要求する前に、ＰＷＳソース識別子のリストを有するべきである。
【００７４】
最後に、図３は、本発明の一実施形態による、ＰＷＳ公開鍵および識別子管理を実装するのに適した通信ネットワーク３００のアーキテクチャを示す。
【００７５】
図示するように、コンピューティングデバイス３０２−１、３０２−２、３０２−３、・・・、３０２−Ｐは、通信ネットワーク媒体３０４を介して動作可能に結合される。ネットワーク媒体は、たとえば無線媒体および／または有線媒体を含む、コンピューティングデバイスがそれにわたって通信することが可能な任意のネットワーク媒体を含みうる。例として、ネットワーク媒体は、端から端までＩＰ（インターネットプロトコル（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ））パケットを運ぶことができ、先に述べた通信ネットワークの任意の通信ネットワークを含むことができる。しかし、本発明は、任意の特定のタイプのネットワーク媒体に限定されない。
【００７６】
図３に示すコンピューティングデバイスが、図１、図２Ａ、および図２Ｃのコンテキストで上述したコンポーネント、すなわち、ＵＥ１０２ならびにＢＴＳ１１２、ＢＳＣ１１４、ＮｏｄｅＢ１２２、ＲＮＣ１２４、ｅＮＢ１３２、ＭＭＥ１４２、ＣＢＣ１４４、およびＣＢＥ１５０で示す種々のネットワーク要素を表すことが理解されるべきである。図１の２つ以上のコンポーネントはまた、図３に示すコンピューティングデバイスを共有しうる。
【００７７】
当業者にとって容易に明らかになるように、図３のコンピューティングデバイスは、コンピュータプログラムコードの制御下で動作するプログラム式コンピュータとして実装されることができる。コンピュータプログラムコードは、コンピュータ（またはプロセッサ）可読記憶媒体（たとえば、メモリ）に記憶され、コードは、コンピュータのプロセッサによって実行されることになる。本発明のこの開示が与えられると、当業者は、適切なコンピュータプログラムコードを容易に作成して、本明細書で述べる方法およびプロトコルを実装しうる。
【００７８】
とはいえ、図３は、一般に、ネットワーク媒体を通じて通信する各コンピューティングデバイスについての例示的なアーキテクチャを示す。図示するように、コンピューティングデバイス３０２−１は、プロセッサ３１０、メモリ３１２、およびネットワークインタフェース３１４を備える。そのため、図３の各コンピューティングデバイスは、同じかまたは同様のコンピューティングアーキテクチャを有することができる。
【００７９】
本明細書で使用される場合、用語「プロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）」が、信号プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のタイプの処理回路、ならびに、こうした回路要素の一部分または組合せを含む、１つまたは複数の処理デバイスを含むことを意図されることが理解されるべきである。同様に、本明細書で使用される場合、用語「メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）」は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、または他のタイプのメモリなどの、プロセッサに関連する電子メモリを任意の組合せで含むことを意図される。さらに、本明細書で使用される場合、フレーズ「ネットワークインタフェース（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）」は、コンピューティングデバイスをネットワークおよび他のネットワークコンポーネントにインタフェースするために使用される任意の回路またはデバイスを含むことを意図される。こうした回路は、当技術分野でよく知られているタイプの従来のトランシーバを備えることができる。
【００８０】
したがって、本明細書で述べる方法およびプロトコルを実施するためのソフトウェア命令またはコードは、関連するメモリデバイス、たとえば、ＲＯＭ、固定のまたは取り外し可能なメモリの１つまたは複数に記憶され、利用される準備ができると、ＲＡＭ内にロードされ、プロセッサによって実行されることができる。すなわち、図３に示す各コンピューティングデバイスは、図１、図２Ａ、および図２Ｃに示す方法およびプロトコルのそれぞれのステップを実施するように個々にプログラムされることができる。
【００８１】
本発明の例証的な実施形態が、添付図面を参照して本明細書で述べられたが、本発明が、これらの厳密な実施形態に限定されないこと、および、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、種々の他の変更および改変が当業者によって行われることができることが理解されるべきである。
【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２Ｄ】
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【図３】
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