(57)【要約】移動体ソフトウェア無線（ＳＤＲ）端末（１）から送信されるメッセージの完全性保護のためのモジュール（２）が提供される。モジュール（２）は、限定された暗号鍵Ｋが提供されており、ロードされたＳＤＲコードを受信するように構成される。モジュール（２）は、少なくとも暗号鍵Ｋから完全性保護鍵Ｒｋを導出し、完全性保護鍵Ｒｋを用いて、生成されたＳＤＲ機能メッセージのオンラインでの周期的な完全性保護を提供する。メッセージの完全性はアクセス・ネットワーク内の完全性検査ノード（１０）により検証される。
2010532600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＤＲ端末（１）のためのＳＤＲ保護モジュール（２）であって、
限定された暗号鍵Ｋが提供されており、
ロードされたＳＤＲコードを受信するように構成され、
少なくとも前記暗号鍵Ｋから完全性保護鍵Ｒｋを導出するように構成され、
前記完全性保護鍵Ｒｋを用いて、生成されたＳＤＲ機能メッセージのオンラインでの周期的な完全性保護を提供するように構成されており、
前記メッセージの完全性はアクセス・ネットワーク内の完全性検査ノード（１０）により検証される
ことを特徴とするＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項２】
前記完全性検査ノード（１０）は、ＡＡＡシグナリングによって、ホーム・ネットワーク内の鍵生成サーバ（７）から前記完全性保護鍵Ｒｋを受信するように構成され、
前記鍵生成サーバは少なくとも前記暗号鍵Ｋから前記完全性保護鍵Ｒｋを導出するように構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項３】
前記完全性検査ノード（１０）は、ホーム・ネットワークから受信した入力値から前記完全性保護鍵Ｒｋを導出するように構成され、
前記入力値の少なくとも一つの値は前記暗号鍵Ｋに依存している
ことを特徴とする請求項１に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項４】
前記暗号鍵Ｋのコピーがホーム・ネットワーク内の端末登録ユニット（５）に記憶されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項５】
前記ＳＤＲ機能メッセージは無線信号測定報告を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項６】
前記完全性保護は、前記モジュール（２）から取得した前記完全性保護鍵Ｒｋを用いて制御プレーン・シグナリング生成ユニット（８）がメッセージ認証チェックサムを算出することを伴い、
前記メッセージ認証チェックサムは送信前に前記メッセージに付加される
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項７】
前記ＳＤＲ機能メッセージはＲＲＣ層に関連付けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項８】
前記ＳＤＲ機能メッセージはＭＡＣ層に関連付けられてい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ＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項９】
ＳＤＲコード記憶装置（３）から直接にロードされたＳＤＲコードを受信するように構成されるとともに、前記ロードされたＳＤＲコードの正しさを検証するように構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項１０】
前記ロードされたＳＤＲコードが正しくない場合に、前記制御プレーン・シグナリング生成ユニット（８）を停止するように構成されることを特徴とする請求項９に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項１１】
前記ロードされたＳＤＲコードのチェックサムを算出し、前記チェックサムを前記完全性保護鍵Ｒｋの導出に含めることによって、前記ロードされたＳＤＲの暗黙の検証を実行するように構成されることを特徴とする請求項９又は１０に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項１２】
前記ロードされたＳＤＲコードのチェックサムの算出及び前記完全性保護鍵Ｒｋの導出が周期的に繰り返されることを特徴とする請求項１１に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項１３】
ＲＲＣ層に関連付けられているロードされたＳＤＲコードが前記チェックサムに含まれていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項１４】
ＭＡＣ層に関連付けられているロードされたＳＤＲコードが前記チェックサムに含まれていることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項１５】
前記ＳＤＲ端末のＳＩＭ又はＵＳＩＭ（４）の秘密鍵から導出された情報を前記完全性保護鍵Ｒｋの算出に含めるようにさらに構成されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項１６】
ＲＲＣシグナリングの生成及び処理の少なくとも一部ための実行環境（１２）を提供することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項１７】
少なくとも一部がハードウェア・モジュールとして実装されることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のＳＤＲ保護モジュール（２）を少なくとも一つ備えることを特徴とするＳＤＲ端末（１）。
【請求項１９】
限定された暗号鍵Ｋが提供されたＳＤＲ保護モジュール（２）を用いてＳＤＲ機能ソフトウェアの完全性保護を行う方法であって、
前記ＳＤＲ保護モジュールが、
ロードされたＳＤＲコードを受信するステップ（３１）と、
少なくとも前記暗号鍵Ｋから完全性保護鍵Ｒｋを導出するステップ（３２）と、
前記導出された完全性保護鍵Ｒｋによって、ＳＤＲ機能メッセージの周期的でオンラインの完全性保護を提供するステップ（３５）と
を実行し、
前記メッセージの完全性がアクセス・ネットワーク内の完全性検査ノードにより検証される（３６）
ことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記ＳＤＲ保護モジュール（２）は、ＳＩＭ又はＵＳＩＭの秘密鍵から導出された情報を前記完全性保護鍵Ｒｋの導出にさらに含めることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ＳＤＲ保護モジュールは、ＳＤＲコード記憶装置（３）から直接にロードされたＳＤＲコードを受信するとともに、前記ロードされたＳＤＲコードの正しさを検証することを特徴とする請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ＳＤＲ保護モジュールは、前記ロードされたＳＤＲコードのチェックサムを算出し（７２，８２）、前記チェックサムを前記完全性保護鍵Ｒｋの導出（７３，８３）に含めることによって、前記ロードされたＳＤＲコードの暗黙の検証を実行することを特徴とする請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記ロードされたＳＤＲコードの前記チェックサムが周期的に再算出され、前記再算出の後に前記完全性保護鍵Ｒｋが導出されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
ＲＲＣ層に関連付けられているロードされたＳＤＲコードが前記完全性保護鍵Ｒｋの導出に含まれることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の方法。
【請求項２５】
ＭＡＣ層に関連付けられているロードされたＳＤＲコードが前記完全性保護鍵Ｒｋの導出に含まれることを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記完全性検査ノードはさらに、ＳＤＲ端末に関連する劣悪なＲＲＣ受信信号報告とＴＣＰ確認応答との間の相関を判定することを特徴とする請求項１９乃至２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記完全性検査ノード（１０）は、ＡＡＡシグナリングによって、ホーム・ネットワーク内の鍵生成サーバ（７）から前記完全性保護鍵Ｒｋを受信することを特徴とする請求項１９乃至２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記鍵生成サーバ（７）は、前記ホーム・ネットワーク内の端末登録ユニット（５）に記憶されている前記暗号鍵Ｋのコピーから前記完全性保護鍵Ｒｋを導出することを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記鍵生成サーバ（７）はさらに、前記端末登録ユニット（５）に記憶されている前記ロードされたＳＤＲコードのコピーから前記完全性保護鍵Ｒｋを導出することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記鍵生成サーバ（７）はさらに、前記ホーム・ネットワーク内のＨＬＲ／ＡｕＣ又はＨＳＳに記憶されているＳＩＭ又はＵＳＩＭからの鍵のコピーから前記完全性保護鍵Ｒｋを導出することを特徴とする請求項２８又は２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記完全性検査ノードはホーム・ネットワークから受信した入力値から前記完全性保護鍵Ｒｋを導出し、前記入力値の少なくとも一つの値は前記暗号鍵Ｋに依存することを特徴とする請求項１９乃至２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記ホーム・ネットワークは前記アクセス・ネットワークに前記ＳＤＲコードのバージョンを示す情報を転送することを特徴とする請求項１９乃至３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
前記ＳＤＲ保護モジュールの存在を検証するためのＳＤＲモジュール認証手続きを含み、
前記手続きは、前記ホーム・ネットワークの端末登録ユニット（５）から取得した秘密暗号鍵Ｋのコピーに依存した情報を用いる
ことを特徴とする請求項１９乃至３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
前記完全性保護が行われたＳＤＲ機能メッセージは無線信号測定報告を有することを特徴とする請求項１９乃至３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
前記完全性保護は、前記ＳＤＲ保護モジュールから取得されている前記導出された鍵Ｒｋを用いて、制御プレーン・シグナリング生成ユニット（８）がメッセージ認証チェックサムを算出することを伴い、
前記認証チェックサムは送信前に前記ＳＤＲ機能メッセージに付加される
ことを特徴とする請求項１９乃至３４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
前記完全性検査ノード（１０）は、前記メッセージに付加されたメッセージ認証チェックサムと前記完全性保護鍵Ｒｋから算出されたメッセージ認証チェックサムとを比較することによって、受信されたＳＤＲ機能メッセージを検証することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記アクセス・ネットワークは、前記比較されたメッセージ認証チェックサムが一致しない場合に、移動体端末を切断することを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記ＳＤＲ機能メッセージはＲＲＣ層に関連付けられていることを特徴とする請求項１９乃至３７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３９】
前記ＳＤＲ機能メッセージはＭＡＣ層に関連付けられていることを特徴とする請求項１９乃至３８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４０】
前記ＳＤＲ保護モジュールは、前記ロードされたＳＤＲコードが正しくない場合に、前記制御プレーン・シグナリング生成ユニットを停止することを特徴とする請求項３５乃至３９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はソフトウェア無線通信の完全性保護を行うように構成されたＳＤＲ保護モジュールに関し、さらに当該モジュールを備える移動体ＳＤＲ端末及びソフトウェア無線通信の完全性保護を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＤＲ（Software-Defined Radio、ソフトウェア無線）とは、ソフトウェアで制御されたハードウェアによって例えば送信器の変調及び符号化だけでなく受信器の復調及び復号が実行される無線通信を表す。従来のソフトウェア無線通信端末、例えば移動体電話／移動体端末では、アナログ・オーディオ信号をディジタル・データに変換するＡＤＣ（アナログ・ディジタル変換器）や、無線周波数キャリアにディジタル・データを重畳する変調器だけでなく、復調器又はＤＡＣ（ディジタル・アナログ変換器）が、ソフトウェアで定義されたハードウェア回路、ファームウェア又はＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）を備えるかもしれない。
【０００３】
ソフトウェア無線に関する一つの利点は、種々のソフトウェアのバージョンを実行するだけで種々の無線プロトコルが実装されるかもしれず、この結果として柔軟性及び多様性が増加し、ソフトウェアの遠隔アップデートによって新たな信号処理アルゴリズム及び符号化方式が移動体電話／移動体端末に導入されるかもしれない。
【０００４】
ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重方式）は無線通信で用いられるかもしれないディジタル・マルチキャリア変調方式である。ソフトウェア無線では、ソフトウェアによって変調が実行されるかもしれず、それによってセキュリティに関する欠点がもたらされる。なぜなら、加入契約を結ばずにサービスにアクセスするために、又は他のユーザからリソースを盗むために、熟練した悪意のあるユーザが無線信号処理ソフトウェアを変更又は交換できるかもしれないからである。例えば上述のＯＦＤＭのような周波数分割方式だけでなく、ＴＤＭＡ（時分割多元接続方式）又はＣＤＭＡ（符号分割多元接続方式）では、例えば悪い受信品質、低いビットレート又はビット・エラーに悩んでいる移動体端末に、ＱｏＳ（サービス品質）を向上するために、例えばより多くのタイムスロット、より高い送信電力又はより幅広い周波数レンジのような追加のリソースが割り当てられるかもしれない。ＲＡＮ（無線アクセス・ネットワーク）内で、リソース割り当ては、例えば端末がどれぐらい良好に／劣悪にレンジ内のＲＢＳ（無線基地局）からのパイロット・トーンを受けることができるかに関する移動体端末からの報告又は欠損／誤りパケットの個数に関する移動体端末からの報告に基づいており、移動体端末が劣悪な受信を報告する場合に、ＲＡＮはより多くのリソースをこの移動体端末に割り当てることによってこのことを補償しようとするかもしれない。
【０００５】
劣悪な受信又は他の端末からの干渉を常に報告するように、若しくは所定の事業者又は所定のアクセス技術に属するＲＢＳを贔屓にするように、ユーザが移動体ＳＤＲ端末内の既存のソフトウェアを変更するかもしれない。ソフトウェアの別のあり得る変更では、セル、技術又はサービスの変更を促すかもしれないし、能力が欠如したふりをするかもしれない。ソフトウェアへのこの操作によって、より多くのリソースがユーザに割り当てられること、他のユーザにアクセスが保証されないこと、送信電力が高すぎて干渉の原因となること、又は望まれないハンドオーバの決定がなされることという影響が生じるかもしれない。
【０００６】
例えば、ビット・エラーを許容しつつ、オーディオ・サービス又はビデオ・サービスを受信するユーザは、より多くの無線リソースの割り当てを受けるために、きわめて低い受信品質を報告するかもしれず、これにより、他のユーザに対して無線リソースがあまり割り当てられないことになるだろう。近年のＲＡＮは移動体端末からの報告に基づいて予測又は最適化を実行するために、偽の情報はネットワーク事業者にリンク状態の誤った全体像を与えるだろう。従って、ソフトウェア無線通信端末のコードの任意の変更又は交換の抑止と検出との少なくともいずれかを行うこと、すなわちいわゆるソフトウェアの完全性保護を提供することが重要である。送信側ノードから受信側ノードへ送信されるメッセージの完全性保護は通常、送信側ノードと受信側ノードとの両方に知られている完全性保護鍵Ｒｋによって実装される。従来は、送信側ノードによってメッセージの完全性保護が行われる。送信側ノードは、送信されるメッセージと完全性保護鍵Ｒｋとに基づいてメッセージ認証コードすなわちチェックサムを算出し、当該算出したチェックサムと一緒にメッセージを送信する。続いて、受信側ノードは、受信メッセージと上記完全性保護鍵Ｒｋとに基づいてメッセージ認証チェックサムを算出することにより受信メッセージの完全性検査を行い、算出した認証チェックサムと受信した認証チェックサムとを比較する。上記算出したチェックサムがメッセージに付加されている受信したチェックサムに一致する場合にのみ、受信メッセージが真正であり変更されていないと判定する。
【０００７】
現在の３Ｇ標準では、ＡＫＡ（認証及び鍵共有方式）として知られるユーザ／加入者認証手続きの間に、ＵＳＩＭカード（汎用加入者識別モジュール）から導出された完全性保護鍵ＩｋによってＲＲＣ（無線リソース制御）シグナリングの完全性保護が行われる。しかしながら、この鍵はＵＳＩＭが存在するということの保証を提供するだけであり、ＵＳＩＭカードが正しい端末で動作していることの保証を提供しない。
【０００８】
端末の認証を提供する別の既知の方法は、ＤＲＭ（ディジタル権利管理）コンセプトであり、これによれば、コンテンツ・プロバイダは、端末にコンテンツを送信する前に、コピー保護のための仕組み、例えばＤＲＭモジュールが端末に提供されていることを検査する。しかしながら、この認証は、データ・コンテンツを端末に送る前に行われるだけであり、ひとたび端末に提供されたＤＲＭモジュールの完全性検査は行われない。これは、コンテンツの受信の後に熟練したユーザが端末及びソフトウェアをなおも変更できるかもしれず、それによりコンテンツ使用規則に違反する可能性があることを意味する。
【０００９】
遠隔アップグレードされたソフトウェアはウィルスや他のマルウェアを含むかも知れず、ソフトウェア・コードに署名することによって遠隔（例えば無線経由の）更新の完全性保護を行うことが知られている。しかしながら、これは単に、正しい供給元から配布されたコードであることを認証するに過ぎず、また、インストールの時点においてのみに認証するに過ぎない。
【００１０】
ＴＣＧ（トラスト・コンピューティング・グループ）は、いわゆるＴＰＭ（トラスト・プラットフォーム・モジュール）についての仕様書を発展させてきたコンソーシアムである。ＴＰＭはパーソナル・コンピュータ向けのハードウェア・チップとして実装されてもよく、信頼できるソフトウェア情報をオペレーション・システム又はこれが存在するプラットフォームのソフトウェアに関する外部エンティティに提供できる。ＴＰＭは様々なソフトウェア機能を実行してもよく、このソフトウェア機能は暗号機能と、保護されたハードウェア・ベースの鍵と、完全性測定値、記憶装置及びプラットフォーム構成の報告を備えるデータ記憶装置とを含む。完全性測定は何らかのデータ又はプログラム・コードを表す情報を収集し、測定されたエンティティはプラットフォーム上の実行シーケンスを伴うハードウェア又はソフトウェア、例えばＢＩＯＳ、ブート・ローダ・コード、オペレーティング・システム・カーネル、又はＳＤＲ（ソフトウェア無線）コードのようなアプリケーション・コードに関してもよい。ＴＰＭが提供された端末において、メモリにロードされる度にソフトウェア・コードを認証することが可能であり、それによって向上された保護が提供される。しかしながら、これは通常、性能を劣化させるだろうために、コードが実行されている間にオンラインで実行されない。従って熟練したユーザが認証の後にコードを交換するかもしれない。「構成完全性測定」の要求が後の時点で行われたとしても、完全性はこの特定の時点についてだけ保証でき、継続的に繰り返されておらず、すなわち周期的ではない。
【００１１】
よって、ＴＰＭは、重大な性能劣化を伴うことなく、連続的又は周期的なオンラインでのソフトウェア検証を提供することはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的はソフトウェア無線通信の周期的なオンラインの完全性保護を提供することであり、コードが実行されている間に完全性保護が常に動作しておりオンラインで実行される。この目的及び他の目的は添付の請求項に係る装置及び方法によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一つの側面では、本発明はＳＤＲ端末のためのＳＤＲ保護モジュールを提供し、ＳＤＲ保護モジュールは、限定された暗号鍵Ｋが提供されており、ロードされたＳＤＲコードを受信するように構成される。ＳＤＲ保護モジュールはさらに、少なくとも前記暗号鍵Ｋから完全性保護鍵Ｒｋを導出するように構成され、前記完全性保護鍵Ｒｋを用いて、生成されたＳＤＲ機能メッセージのオンラインでの周期的な完全性保護を提供するように構成される。前記メッセージの完全性はアクセス・ネットワーク内の完全性検査ノードにより検証される。
【００１４】
前記完全性検査ノードは、ＡＡＡシグナリングによって、ホーム・ネットワーク内の鍵生成サーバから前記完全性保護鍵Ｒｋを受信するように構成されてもよく、前記鍵生成サーバは少なくとも前記暗号鍵Ｋから前記完全性保護鍵Ｒｋを導出するように構成される。
【００１５】
または、前記完全性検査ノードは、ホーム・ネットワークから受信した入力値から前記完全性保護鍵Ｒｋを導出するように構成されてもよく、前記入力値の少なくとも一つの値は前記暗号鍵Ｋに依存しており、前記暗号鍵Ｋのコピーがホーム・ネットワーク内の端末登録ユニットに記憶されていてもよい。
【００１６】
前記ＳＤＲ機能メッセージは例えば無線信号測定報告を含んでもよく、例えばＲＲＣ層又はＭＡＣ層に関連付けられていてもよい。
【００１７】
ＳＤＲ保護モジュールは、ＳＤＲコード記憶装置から直接にロードされたＳＤＲコードを受信するように構成されるとともに、前記ロードされたＳＤＲコードの正しさを検証するように構成されてもよく、前記ロードされたＳＤＲコードが正しくない場合に、前記制御プレーン・シグナリング生成ユニットを停止するようにさらに構成されてもよい。
【００１８】
または、ＳＤＲ保護モジュールは、前記ロードされたＳＤＲコードのチェックサムを算出し、前記チェックサムを前記完全性保護鍵Ｒｋの導出に含めることによって、前記ロードされたＳＤＲの暗黙の検証を実行するように構成されてもよい。
【００１９】
さらに、前記ロードされたＳＤＲコードのチェックサムの算出及び前記完全性保護鍵Ｒｋの導出が周期的に繰り返されてもよく、例えばＲＲＣ層又はＭＡＣ層に関連付けられているロードされたＳＤＲコードが前記チェックサムに含まれていてもよい。
【００２０】
前記ＳＤＲ尾後モジュールは、前記ＳＤＲ端末のＳＩＭ又はＵＳＩＭの秘密鍵から導出された情報を前記完全性保護鍵Ｒｋの算出に含めるようにさらに構成されてもよい。
【００２１】
前記ＳＤＲ尾後モジュールはまた、ＲＲＣシグナリングの生成及び処理の少なくとも一部ための実行環境を提供してもよく、少なくとも一部がハードウェア・モジュールとして実装されてもよい。
【００２２】
第２の側面では、本発明は、前述の本発明の第１の側面によるＳＤＲ保護モジュールを少なくとも一つ備えるＳＤＲ端末を提供する。
【００２３】
第３の側面では、本発明は、限定された暗号鍵Ｋが提供されたＳＤＲ保護モジュールを用いてＳＤＲ機能ソフトウェアの完全性保護を行う方法を提供し、前記ＳＤＲ保護モジュールが、ロードされたＳＤＲコードを受信するステップ）と、少なくとも前記暗号鍵Ｋから完全性保護鍵Ｒｋを導出するステップと、前記導出された完全性保護鍵Ｒｋによって、ＳＤＲ機能メッセージの周期的でオンラインの完全性保護を提供するステップとを実行する。前記メッセージの完全性はアクセス・ネットワーク内の完全性検査ノードにより検証される。
【００２４】
前記完全性検査ノードはさらに、ＳＤＲ端末に関連する劣悪なＲＲＣ受信信号報告とＴＣＰ確認応答との間の相関を判定してもよい。
【００２５】
前記完全性検査ノードは、ＡＡＡシグナリングによって、ホーム・ネットワーク内の鍵生成サーバから前記完全性保護鍵Ｒｋを受信してもよく、前記鍵生成サーバは、前記ホーム・ネットワーク内の端末登録ユニットに記憶されている前記暗号鍵Ｋのコピーから前記完全性保護鍵Ｒｋを導出してもよい。
【００２６】
前記鍵生成サーバはさらに、前記端末登録ユニットに記憶されている前記ロードされたＳＤＲコードのコピーから前記完全性保護鍵Ｒｋを導出してもよく、前記ホーム・ネットワーク内のＨＬＲ／ＡｕＣ又はＨＳＳに記憶されているＳＩＭ又はＵＳＩＭからの鍵のコピーから前記完全性保護鍵Ｒｋを導出してもよい。
【００２７】
または、前記完全性検査ノードはホーム・ネットワークから受信した入力値から前記完全性保護鍵Ｒｋを導出し、前記入力値の少なくとも一つの値は前記暗号鍵Ｋに依存してもよく、前記ホーム・ネットワークは前記アクセス・ネットワークに前記ＳＤＲコードのバージョンを示す情報を転送してもよい。
【００２８】
本方法はまた、前記ＳＤＲ保護モジュールの存在を検証するためのＳＤＲモジュール認証手続きを含んでもよく、前記手続きは、前記ホーム・ネットワークの端末登録ユニットから取得した秘密暗号鍵Ｋのコピーに依存した情報を用いる。
【００２９】
前記完全性保護は、前記ＳＤＲ保護モジュールから取得されている前記導出された鍵Ｒｋを用いて、制御プレーン・シグナリング生成ユニットがメッセージ認証チェックサムを算出することを伴ってもよく、前記認証チェックサムは送信前に前記ＳＤＲ機能メッセージに付加される。これに対応して、前記完全性検査ノードは、前記メッセージに付加されたメッセージ認証チェックサムと前記完全性保護鍵Ｒｋから算出されたメッセージ認証チェックサムとを比較することによって、受信されたＳＤＲ機能メッセージを検証してもよく、前記比較されたメッセージ認証チェックサムが一致しないすなわち異なる場合に、例えば前記アクセス・ネットワークが移動体端末を切断することによって、送信を停止してもよい。さらに、前記ＳＤＲ保護モジュールは、前記ロードされたＳＤＲコードが正しくない場合に、前記制御プレーン・シグナリング生成ユニットを停止してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ＷＣＤＭＡ／ＵＭＴＳ端末の従来の階層化したプロトコル・スタックを概略的に説明するブロック図である。
【図２】従来の無線接続設定を説明するシグナリング図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る完全性保護の例示的な方法を説明するフロー図である。
【図４】、
【図５】本発明の例示的な二つの実施形態に係るＳＤＲ保護モジュールが提供された移動体ＳＤＲ端末のアーキテクチャを説明するブロック図である。
【図６】本発明の更なる実施形態に係る、完全性保護鍵ＲｋがロードされたＳＤＲコードに依存する場合に伴うアーキテクチャを概略的に説明するブロック図である。
【図７】図６に係るアーキテクチャによって実行される完全性保護の例示的な方法を説明するフロー図である。
【図８】図６に係るアーキテクチャによって実行される完全性保護の別の例示的な方法を説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、添付の図面を参照しつつ、より詳細に以下に説明される。
【００３２】
以下の説明では、本発明の詳細な理解を提供するために、特定のアーキテクチャ及びステップ列のような特定の詳細が説明される。しかしながら、これらの特定な詳細から逸脱してもよいその他の実施形態で本発明が実施されてもよいことが当業者には明らかである。
【００３３】
さらに、プログラムされたマイクロプロセッサ又は汎用コンピュータと連動して機能するソフトウェアと特定用途向け集積回路との少なくともいずれかを用いて、説明される機能が実装されてもよいことが明らかである。本発明が方法の形式で説明される場合に、本発明はまたコンピュータ・プログラム製品で実施されてもよいだけでなく、コンピュータ・プロセッサと、説明される機能を実行してもよい一つ以上のプログラムを含むメモリとを備えるシステムで実施されてもよい。
【００３４】
この発明は、移動体ＳＤＲ（ソフトウェア無線）端末に対して不正改竄を防止する完全性保護モジュールを提供する。ＳＤＲ保護モジュールは、ＳＤＲ端末にロードされたＳＤＲコードを受信してその正しさを検証することができ、モジュールが定位置にある（in place）ことを検証するため且つ一つ以上の非物理制御プレーン層例えばＲＲＣ（無線リソース制御）又はＭＡＣ（媒体アクセス制御）層に関連付けられたＳＤＲ機能（functinality）を完全性保護ソフトウェアが実装するための、端末固有の一つ以上の対称な又は非対称な暗号鍵Ｋを管理することができる。ＳＤＲ保護モジュールは少なくとも一部がハードウェア・モジュールとして実装され、モジュールに限定されている例えば製造中に構成された暗号鍵Ｋから完全性保護鍵Ｒｋを導出する。本明細書で用いられる「限定された（confined）」という用語は、鍵Ｋをモジュールの外部から取得できないことを示す。しかしながら、例えば前述の完全性保護鍵Ｒｋのような、限定された暗号鍵Ｋから導出される鍵は、モジュールとのインタフェースにおいて取得可能である。さらに、好適には、暗号鍵Ｋの構成過程の間に、信頼できるネットワーク・ノードにＫのコピーが提供される。
【００３５】
好適には、暗号鍵Ｋから上記完全性保護鍵Ｒｋを導出することができるホーム・ネットワーク内の鍵生成サーバからのＡＡＡ（認証、認可、課金）シグナリングによって、例えばＲＮＣ（無線ネットワーク制御装置）のようなアクセス・ネットワーク内の従来の完全性検査ノードが完全性保護鍵Ｒｋを利用できるようにされる。または、導出のための入力値をホーム・ネットワークから受信する完全性検査ノードによって完全性保護鍵Ｒｋが導出される。
【００３６】
導出された完全性保護鍵Ｒｋは、モジュールが定位置にあることを検証するために用いられるとともに、シグナリング・メッセージ生成ユニットが完全性保護鍵Ｒｋと当該メッセージとに基づいてメッセージ認証チェックサムＭＡＣを算出し且つ当該チェックサムをメッセージに付加するよって、シグナリング・メッセージの完全性保護の行うために用いられる。メッセージの完全性は、上記完全性検査ノードが、受信メッセージと上記完全性保護鍵Ｒｋとに基づいてメッセージ認証チェックサムＭＡＣを算出し、当該算出したチェックサムが受信したチェックサムと一致しない場合にＳＤＲ端末からの送信を中断又は破棄することよって検証される。
【００３７】
図１は従来のＷＣＤＭＡ／ＵＭＴＳプロトコル・スタックの制御プレーン及びユーザ・プレーンを概略的に説明する。制御プレーンは、コア・ネットワークと移動体端末すなわちＵＥ（ユーザ機器）との間のシグナリング及びトラフィックを支援するＮＡＳ（非アクセス・ストラタム）層と、ＵＥと例えばセル選択、無線接続設定及び無線ベアラ管理を含む無線アクセス・ネットワークとの間の制御プレーン・シグナリングを処理するＲＲＣ（無線リソース制御）層と、上位層へのデータ転送サービスとビットレート制御、データ・フローの優先処理、相異なるＵＥのスケジューリングのための機能とを処理するＭＡＣ（媒体アクセス制御）層とを備える。よって、本発明は、図１に説明される例えばＲＲＣ層又はＭＡＣ層若しくはこれらの層の両方のような、一つ以上のこれらの非物理制御プレーン層すなわち物理層の上位の制御プレーン層に関連するＳＤＲ機能を実装するソフトウェアの完全性保護に関する。
【００３８】
従来、各層は上位層からデータ・パケットを受信し、それを下位層に転送する前にデータ・パケットをフォーマットする。データ・パケットは一般的にヘッダ、ペイロード及びテイルを備え、データ・パケットのヘッダのコンテンツは層の処理を実行するエンティティに関連する論理アドレス例えばＭＡＣアドレスと、ペイロードの長さ及びタイプとを備える。テイル情報は一般的にＣＲＣチェックサムを含み、完全性保護チェックサム及び他のセキュリティ・データをも含んでもよい。しかしながら、一部のシステム例えばＷＣＤＭＡシステムでは、完全性チェックサムはヘッダ内に配置される。データ・パケットを下位層に転送する前に、層は追加のヘッダ情報又はテイル情報を付加してもよく、情報を暗号化してもよい。ＷＣＤＭＡ標準によれば、ＲＲＣ層は完全性保護を実装するため、ＷＣＤＭＡのＲＲＣ層のヘッダは従来から完全性保護チェックサムを運ぶフィールドを備える。しかしながら、通常ではセキュリティを提供しない層例えばＷＣＤＭＡのＭＡＣ層に本発明の完全性保護を実装する場合に、完全性保護チェックサムのためのデータ・フィールドが例えばテイルに追加される必要があり、それによって余分の帯域が必要となる。
【００３９】
図２は移動体端末１とＲＡＮ（無線アクセス・ネットワーク）１１との間の例示的な従来の無線接続設定を概略的に説明する。最初のステップＡで、端末とＲＡＮとの間に無線接続が確立され、２番目のステップＢで、（ＧＳＭにおける）ＳＩＭ又は（ＵＭＴＳにおける）ＵＳＩＭからの秘密鍵Ｋｉを用いてアクセス要求が認証され、続く３番目のステップＣで、シグナリング及びデータがさらに交換される。ＳＩＭ／ＵＳＩＭは、加入者のホーム・ネットワークにおけるネットワーク事業者により提供される通信サービスへの加入契約に関連付けられている。
【００４０】
従来のＳＩＭ認証手続きは、図２のステップＢに説明されるように、ＳＩＭが提供される移動体端末、在圏ネットワークのＶＬＲ（在圏ロケーション・レジスタ）及びＨＬＲ／ＡｕＣ（ホーム・ロケーション／認証センタ）との間での通信を備える。従来、ＶＬＲはＭＳＣ（移動体交換局）の現在の移動体端末に関連する情報を記憶し、ＨＬＲは認証されたそれぞれの移動体加入者に関連する情報すなわちＩＭＳＩ（移動加入者識別番号）のような事業者により発行されたすべての（Ｕ）ＳＩＭの詳細を記憶する。ＳＩＭは、上記ＩＭＳＩのほかに、認証鍵Ｋｉを含む。認証の間に、移動体端末はＩＭＳＩをＶＬＲに送り、ＶＬＲは乱数ＲＡＮＤを生成し、さらにその結果生じるＸＲＥＳ＝ｆ（Ｋｉ，ＲＡＮＤ）を生成する。ＶＬＲは移動体端末にＲＡＮＤを転送するとともにＸＲＥＳを保持し、移動体端末のＳＩＭはＲＥＳ＝ｆ（Ｋｉ，ＲＡＮＤ）を計算してＲＥＳをＶＬＲに転送する。ＳＩＭにより計算されたＲＥＳがＨＬＲにより生成されたＸＲＥＳに等しい場合に、ＶＬＲは暗号化されたＴＭＳＩ（一時移動加入者識別番号）を移動体端末に送信し、移動体端末はＶＬＲにＡＣＫで応答し、それによって認証手続きが完了する。
【００４１】
本発明の中核は、移動体ＳＤＲ端末内で少なくとも一つのＳＤＲ保護モジュールを使用することであり、モジュールはＳＤＲ端末内でエージェントとして動作する。ＳＤＲ保護モジュールの第１の役割は、コード完全性及び署名検証のような従来の技術を用いて、信頼された真正のＳＤＲコードだけが移動体ＳＤＲ端末内で実行され得るように強制することである。ＳＤＲ保護モジュールはロードされたＳＤＲコードが真正であるか否かを判定することができ、真正でないＳＤＲコードの実行を阻止することができる。しかしながら、本発明によれば、ＳＤＲ保護モジュールは、オンラインで直接且つセキュアに情報をネットワークに伝える働きをすることもでき、それによってネットワークにより実行されるＳＤＲソフトウェアの認証を可能とする。よって、ＳＤＲ保護モジュールはネットワークに情報を提供することができ、その情報からネットワークは実行されたＳＤＲソフトウェアが真正であるか否かを判定してもよい。本発明によれば、ＳＤＲ保護モジュールは、この情報の供給をネットワークがモジュールに明示的に求めなくてもよい点で上述のＴＣＧのＴＰＭとは異なる。その結果、本発明によれば、ロバストであり、不正改竄を防止可能であり、遠隔から検出可能なＳＤＲ保護モジュールにより、移動体端末において信頼された真正のＳＤＲコードだけが実行される効率的なオンライン・アサーションが可能となる。
【００４２】
種々の例示的な本発明の実施形態が以下に説明される。しかしながら、本発明はこれらの組み合わせ及び複合だけでなく、数多くの他の実施形態を含む。
【００４３】
ＳＤＲ保護モジュールは限定された暗号鍵Ｋから完全性保護鍵Ｒｋを導出する。好適には、ネットワーク側が完全性保護鍵Ｒｋを導出して、ＡＡＡシグナリングによってアクセス・ネットワーク内の完全性検査ノードに転送する。または、完全性検査ノードはホーム・ネットワークから受信した入力値から完全性保護鍵Ｒｋを導出する。ＳＤＲ保護モジュールはさらに、上述のＳＩＭ認証に対応するＳＤＲモジュール認証手続きにおいてＳＩＭとして同様に動作することによって、ＳＤＲ保護モジュールがＳＤＲ端末内の定位置にあることを検証することをネットワークに可能とさせるように構成される。このＳＤＲモジュール認証手続きは、（Ｕ）ＳＩＭのＡＫＡプロトコルに類似するもののＲＥＳ＝ｆ（Ｋ，ＲＡＮＤ）となる暗号鍵Ｋに基づくチャレンジ応答認証プロトコルによって、ＳＤＲ保護モジュールの存在を保証する。好適な実施形態では、ＳＤＲモジュール認証プロトコルは、従来のＳＩＭ認証プロトコル例えばＲＥＳ＝ｆ（Ｋ，Ｋｉ，ＲＡＮＤ）と交互配置され、この交互配置はプギーバックと呼ばれてもよい。
【００４４】
一般的にはホーム・ネットワーク内に配置され、端末固有の秘密暗号鍵Ｋのコピーを記憶しており、ＳＤＲ保護モジュールを認証するためにＨＬＲ／ＡｕＣ又は場合によってはＨＳＳ（ＩＭＳ内のホーム加入者サーバ）と協働する端末登録（ＴＲ）ユニットによってＳＤＲモジュール認証が可能となる。
【００４５】
本発明の例示的な実施形態によれば、この端末登録ユニットはＨＬＲと同一場所に配置される。しかしながら、移動体端末はいかなる事業者にも属しておらず、ＩＭＳＩだけがＨＬＲに送信されるせいで、移動体端末が一意に識別されないかもしれない。代替の例示的な実施形態によれば、端末登録ユニットは端末ベンダによって管理され、又はＥＩＲ（機器識別登録簿）すなわちＩＭＥＩ（国際移動体装置識別番号）を検査することにより盗難された移動体端末を検出するために移動体ネットワークにより採用されるデータベースと同一場所に配置される。
【００４６】
本発明によれば、ＳＤＲ保護モジュールに限定された暗号鍵Ｋは、好適には製造過程の間にモジュール内に最初から構成される。Ｋは好適には対称鍵であるが、一部の実施形態では非対称鍵が有益である。対称暗号では同一の鍵がデータの暗号及び復号に用いられ、非対称暗号では相異なる鍵が暗号化及び復号に用いられる。同様に、完全性保護のために、対称暗号は保護／検証に同一の鍵を用いるが、非対称暗号は相異なる鍵を用いる。例えば、暗号鍵Ｋが端末製造者によりＳＤＲ保護モジュール内に構成される場合に、製造者が装置の証明書及び公開鍵に署名して発行するだけですむように、非対称鍵を用いるのが有益であってもよい。例えば非対称演算を実行するための専用暗号ハードウェアの使用や、一時的な短い公開鍵のための証明書の使用のような種々の性能最適化が可能である。端末登録ユニットがＥＩＲと同一場所に配置される場合に、対称鍵と非対称鍵のいずれが用いられてもよく、任意の信頼されたサード・パーティが鍵管理に責任を負ってもよく、その結果として暗号鍵はＳＤＲ保護モジュールの固定メモリに書き込まれてもよい。
【００４７】
しかしながら、ＳＤＲ保護モジュールがＳＤＲ端末の定位置にあること、ＳＤＲ端末が任意のコード・インジェクションを防止すること、及び例えば無線リソース・シグナリングを操作するために無線プロトコルを実装する外部ＰＣと接続する配線でＳＤＲ保護モジュールが固定（clamp）されないことについての周期的なオンラインの検証を提供するために、本発明の第１の例示的な実施形態によれば高いセキュリティがされ、この実施形態ではモジュールから導出された完全性保護鍵Ｒｋを用いてＳＤＲ機能メッセージの完全性保護が行われる。ＳＤＲ機能メッセージ例えば無線信号測定報告の完全性保護は、ＳＤＲコードと一緒にロードされ且つ例えばＲＲＣ層又はＭＡＣ層に関連付けられた制御プレーン・シグナリング生成ユニットが、ＳＤＲ保護モジュールから完全性保護鍵Ｒｋを取得し、当該完全性保護鍵Ｒｋからメッセージ認証チェックサムを算出し、送信前にメッセージに当該チェックサムを付加することにより実行される。メッセージは無線アクセス・ネットワーク内の従来の完全性検査ノード例えばＲＮＣにより受信される。完全性検査ノードは、当該メッセージと、ホーム・ネットワーク内の鍵生成サーバからのＡＡＡ（認証、認可、課金）シグナリング中に受信されてもよい上記完全性保護鍵Ｒｋとからチェックサムを算出することによって完全性を検査し、受信したチェックサムと算出したチェックサムとを比較する。チェックサムが一致しない場合に、メッセージが転送中に変更されていた又は真正でない供給元例えば改竄されたＳＤＲ端末から由来していると判定され、例えばＳＤＲ端末を完全に無効にすることによって、又は電源をオフにすることによって、若しくはＳＤＲコードを再ロードすることによって、ＳＤＲからの送信が破棄又は停止される。
【００４８】
よって、ネットワーク側の完全性検査ノードはＳＤＲ端末のＳＤＲ保護モジュールにより導出された完全性保護鍵Ｒｋを入手できなければならない。例示的な実施形態によれば、これは、完全性検査ノードがホーム・ネットワーク内の鍵生成サーバからＡＡＡシグナリングの間に上記完全性保護鍵Ｒｋを受信することによって達成される。上記鍵生成サーバは、完全性保護鍵Ｒｋを生成するために、ＳＤＲ保護モジュール内の暗号鍵Ｋを知らなければならない。暗号鍵Ｋは上述の端末登録ユニットＴＲに記憶されているため、鍵生成サーバは端末登録ユニットへのインタフェースを介してＫを受信して、Ｒｋの算出を実行し、場合によっては他のネットワーク・ノード例えばＡＡＡプロキシを介してＲｋを完全性検査ノードに転送する。鍵生成サーバは、Ｋと、例えば一時乱数すなわち認証処理で一度だけ用いられる数又はビット列や、真正なＳＤＲソフトウェアのハッシュ値のような他のＲｋ生成入力値とからＲｋを算出する。端末登録ユニットは好適にはＳＤＲソフトウェアのコピーを記憶しており、鍵生成サーバにＳＤＲソフトウェアのハッシュ値を提供することができる。
【００４９】
代替の例示的な実施形態によれば、アクセス・ネットワーク内の完全性検査ノードが完全性保護鍵Ｒｋを導出する。これは、ホーム・ネットワーク内のノードが暗号鍵Ｋを備えるＲｋ生成入力値を、アクセス・ネットワーク内の上記完全性検査ノードに転送することにより可能となる。
【００５０】
ＳＤＲソフトウェアの様々な許容されているバージョンがＳＤＲ端末により用いられるかもしれず、アクセス・ネットワークはＳＤＲ端末との通信に同一のバージョンを用いなければならない。完全性保護鍵Ｒｋの算出のためにＳＤＲソフトウェアのコピーが端末登録ユニットに記憶されている場合に、ホーム・ネットワーク内の適切なノード例えば鍵生成サーバが、用いられるＳＤＲソフトウェアのバージョンに関する情報をアクセス・ネットワークに転送するように構成されてもよく、それによって様々なＳＤＲソフトウェアのバージョンの扱いを単純化する。
【００５１】
Ｒｋ生成入力値がＳＩＭ／ＵＳＩＭに関連付けられた鍵を備える場合に、鍵生成サーバは好適には、それぞれＳＩＭ鍵又はＵＳＩＭ鍵のコピーを保持するＨＬＲ／ＡｕＣ又はＨＳＳへのインタフェースを介して鍵を受信する。従って、本実施形態では、鍵生成サーバが端末登録ユニットとＨＬＲ／ＡｕＣ又はＨＳＳとの両方にインタフェースを有するように、ＨＬＲ／ＡｕＣ又はＨＳＳと同一場所に配置される。他のＲｋ生成入力値例えば一時乱数は好適には鍵生成サーバにより生成され、ＳＤＲ端末に送信される。なぜなら、これらの値は保護されないからである。
【００５２】
図３は、ＳＤＲ移動体端末からのＳＤＲ機能メッセージの完全性保護を含む本発明に係る方法の第１の実施形態を説明するフロー図である。ステップ３１で、ＳＤＲ保護モジュールは、ＳＤＲコード記憶装置からロードされたＳＤＲコードを受信し、ステップ３２で、モジュールは、ＳＤＲ保護モジュールに構成されている限定された秘密暗号鍵Ｋから完全性保護鍵Ｒｋを導出する。ステップ３４で、暗号鍵Ｋのコピーを記憶するネットワーク内の端末登録ユニットを用いて、前述のＳＤＲモジュール認証手続きによって、モジュールが定位置にあることが検証される。上述のステップ３２における完全性保護鍵の生成は通常は認証手続きの一部であるため、ステップ３２はステップ３４のサブステップであるとみなしてもよい。さらに、ステップ３５で、導出された完全性保護鍵Ｒｋと前記メッセージとからメッセージ認証チェックサムＭＡＣを算出するとともに、対応データ・フィールド例えばデータ・パケットのテイル内にメッセージに対するチェックサムを付加することによって、モジュールにより導出された上記完全性保護鍵Ｒｋを用いたＳＤＲ機能メッセージの完全性保護が行われる。
【００５３】
ステップ３６で、ネットワーク内の完全性検査ノードによりメッセージが受信され、完全性検査ノードは、受信メッセージと、ホーム・ネットワーク内の鍵生成サーバから受信した完全性検査鍵Ｒｋとからメッセージ認証チェックサムＭＡＣを算出することによって、メッセージの完全性を検査する。鍵生成サーバは端末登録ユニットから取得した暗号鍵Ｋから上記完全性保護鍵Ｒｋを導出する。ステップ３７で、完全性検査ノードは、算出したメッセージ認証チェックサムと、受信したメッセージ認証チェックサムとを比較し、チェックサムが一致しない場合に、ステップ３８で、ネットワークは例えば端末を切断することによって、ＳＤＲ端末からの送信を停止する。
【００５４】
本発明の第２の例示的な実施形態では、さらに向上したセキュリティを提供するために、本発明に係るＳＤＲ保護モジュールに従来のＳＩＭ認証が組み合わされ、例えばピギーバックされる。これは、鍵Ｒｋ＝ｆ（Ｋ，Ｋｉ，ＲＡＮＤ）を形成するために、暗号鍵ＫをＳＩＭ秘密鍵Ｋｉに組み合わせることにより、例えばＫｉを用いてＫをハッシュ又はＸＯＲすることにより、ＳＤＲモジュールが上記完全性保護鍵Ｒｋを導出することによって達成される。ＲｋはＲＡＮ内の上記完全性検査ノードにより認証され、それによって正しいＳＩＭカードが定位置にあることだけでなく、ＳＤＲ機能を実装するメッセージの正しさを保証する。または、Ｒｋ＝ｆ（Ｋ，Ｉｋ）となるように、ＳＩＭ秘密鍵Ｋｉから導出された従来のＲＲＣ完全性保護鍵Ｉｋと暗号鍵とを組み合わせることによってＲｋが導出される。
【００５５】
図４は上述の第２の実施形態の方法を実行するＳＤＲ保護モジュール２を備えるＳＤＲ端末１のアーキテクチャを説明する。ＳＤＲコードはＳＤＲ保護モジュールを介してＳＤＲコード記憶装置３からＳＤＲ実行環境１２にロードされ、ロードされたＳＤＲコードの正しさの従来の検証については、端末プラットフォームにより保証される。ＳＤＲ保護モジュール２によって、暗号鍵ＫとＳＩＭの秘密鍵Ｋｉから導出された情報とから完全性保護鍵Ｒｋが導出される。それに対応して、完全性保護鍵Ｒｋは、ネットワーク側における鍵生成サーバ７により導出され、ＡＡＡシグナリングによってＲＡＮ（無線アクセス・ネットワーク）内に位置する完全性検査ノード１０に送信される。ここで、完全性検査ノードは例えばＲＮＣ（無線ネットワーク制御装置）６である。鍵生成サーバ７は、端末登録ユニット５を介して取得された秘密暗号鍵Ｋと、ＨＬＲ／ＡｕＣを介して取得されたＳＩＭの鍵とから上記完全性保護鍵Ｒｋを導出する。さらに、ＳＤＲモジュール認証手続きにより、ホーム・ネットワークの上記端末登録ユニット５を用いて、ＳＤＲ保護モジュールが定位置にあることが検証される。ロードされたＳＤＲコードは制御プレーン・シグナリング生成ユニット８例えばＲＲＣシグナリング生成ユニットを備え、制御プレーン・シグナリング生成ユニット８は、ＳＤＲ保護モジュールの完全性ユニット９から取得される完全性保護鍵Ｒｋを用いてＳＤＲ機能メッセージの完全性保護を行う。その後に、上記完全性検査ノード１０によりメッセージの正しさが検査される。
【００５６】
本発明の第３の実施形態によれば、図５に説明されるように、ＲＲＣシグナリング生成及び処理の特定の重要な部分をＳＤＲ保護モジュール２の内部で実行するとともに、ＳＤＲ保護モジュール２内にＳＤＲ実行環境を提供することによって、さらに向上されたセキュリティが達成される。ＳＤＲコードはＳＤＲコード記憶装置３からＳＤＲ保護モジュール２にロードされ、ロードされたＳＤＲの完全性は実行前に検証される。ＲＲＣシグナリング生成及び処理は、ＳＤＲコードの一部としてロードされた制御プレーン・シグナリング生成ユニット８により実行され、暗号鍵ＫとＳＩＭ４の秘密鍵Ｋｉから導出された情報とからＳＤＲ保護モジュールにより導出された完全性保護鍵Ｒｋを用いて、ＳＤＲ保護モジュールの内部でＲＲＣシグナリングの完全性保護が行われる。ここで、完全性保護鍵Ｒｋはモジュールの完全性ユニット９を介して利用可能である。その後、完全性保護鍵Ｒｋをホーム・ネットワークの鍵生成サーバ７から受信する完全性検査ノード１０により完全性保護が行われたメッセージの完全性が検査される。
【００５７】
図６は、本発明の第４の実施形態によって、コードされたＳＤＲコードのいわゆる暗黙の検証が可能であるＳＤＲ保護モジュール２を説明する。暗黙の検証によって、ロードされたＳＤＲコードの正しさのＳＤＲ保護モジュール２内での明示の検証は必要なくなる。この例示的な実施形態によれば、ＳＤＲコードが常にモジュールのローダ７を介してＳＤＲコード記憶装置３からＳＤＲ保護モジュール２にロードされることを確認するように端末プラットフォームが構成される。ＳＤＲコードはさらに、ハッシュ・ユニット６でハッシュされ、完全性保護鍵の算出に含められる。すなわち、ロードされたＳＤＲコードのチェックサムがハッシュ・ユニット６で算出され、完全性ユニット９内で導出された完全性保護鍵Ｒｋは暗号鍵ＫとロードされたＳＤＲコードの上記チェックサムとの両方に依存する。ＳＤＲコードの一部としてＳＤＲ実行環境１２にロードされた制御プレーン・シグナリング生成ユニット８は、ＳＤＲ機能メッセージの完全性保護を行うために、完全性ユニット９から取得した鍵Ｒｋを用いるだろう。それによって、例えばロードの前にユーザにより操作されていたなどの理由でロードされたＳＤＲが正しくない場合に、導出された鍵Ｒｋも正しくなく、よって転送されたメッセージは、例えばＲＮＣ（無線ネットワーク制御装置）６内に位置するホーム・ネットワーク内の完全性検査セキュリティ・ノード１０に受け入れられないだろう。よって、本実施形態によれば、ＳＤＲ保護モジュールはロードされたＳＤＲコードの正しさを明示的に検証する必要はない。そのかわりに、正しくないＳＤＲコードが正しくないＲｋを生じるように、導出されたＲｋを介して暗黙の検証される。特に、制御プレーン・シグナリング生成ユニットがＳＤＲ保護モジュール内の完全性ユニット９を迂回しようとする場合に、完全性検査セキュリティ・ノード１０への正しいメッセージ認証チェックサムを生成できないだろう。完全性検査ノード１０は、ネットワーク内の端末登録ユニット５に記憶された暗号鍵ＫとロードされたＳＤＲコードのコピーとからＲｋを導出する鍵生成サーバ７から正しい完全性保護鍵Ｒｋを受信する。ここで、このコピーは上記端末登録ユニット５に記憶されてもよい。熟練した悪意あるユーザはロードされた後になおもコードを置き換えることができることに注目されたい。従って、コードが常にコーダ７を介してロードされることを端末プラットフォームが確認しなければならないという要件が、所望の高いレベルのセキュリティを実現するために不可欠である。
【００５８】
図７は、上述の本発明の第４の実施形態によるロードされたＳＤＲコードの暗黙の検証の方法を説明するフロー図である。ステップ７１で、制御プレーン・シグナリング生成ユニット８を備える新たなＳＤＲコードがＳＤＲ保護モジュール２内のローダ７を介してＳＤＲ環境１２にロードされたかどうかが検査される。ロードされていた場合に、ステップ７２でロードされたＳＤＲコードのチェックサムが算出され、ステップ７３で、完全性保護鍵Ｒｋが秘密暗号鍵ＫとロードされたＳＤＲコードのチェックサムとから導出される。ステップ７４で、導出された完全性保護鍵Ｒｋを用いて、ＳＤＲ保護モジュール内で送信前にＳＤＲ機能メッセージの完全性保護が行われ、ステップ７５で、ＲＡＮ内の完全性検査ノードにおいて、メッセージの完全性が検査される。ステップ７６で、メッセージ認証チェックサムＭＡＣが一致しないためにメッセージの完全性を確認できないと判定された場合に、ステップ７７で、移動体端末からの送信が停止される。それ以外の場合に、メッセージの完全性が確認された場合に、送信は継続される。ステップ７１で、新たなＳＤＲコードがロードされたと判定されると、手続きは繰り返される。
【００５９】
ロードされたＳＤＲコードの上述の暗黙の検証に関する本発明の第５の実施形態によれば、ロードされたＳＤＲコードのチェックサムだけでなく、続いて導出された完全性保護鍵Ｒｋも、さらなる向上したセキュリティを達成するために、周期的に再算出される。この第５の例示的な実施形態は図８に説明され、基本的に図７に対応するが、ステップ８６でメッセージの完全性が確認された場合に実行される追加のステップ８８が付加される。ステップ８８で、好適には適切な周期的算出アルゴリズムによって、チェックサムが再算出されるべきか否かが判定される。再算出されるべき場合に、ステップ８２でチェックサムは再算出され、ステップ８３で再算出されたチェックサムからＲｋが導出される。再算出されるべきでない場合に、ステップ８２で、以前に導出された完全性保護鍵Ｒｋが完全性保護のために用いられる。ステップ８１で新たなＳＤＲコードがロードされたと判定された場合に、手続きは繰り返えされる。
【００６０】
図６に説明されるような上述の第４及び第５の実施形態によるＳＤＲ保護モジュールでは、導出される完全性保護鍵Ｒｋは様々なパラメータに依存してもよい。ロードされたＳＤＲコードのハッシュが完全性保護鍵Ｒｋを生成するために用いられる場合に、任意のＳＤＲコードがロードされることが可能となる。なぜなら、正しくないＳＤＲコードのロードは正しくない完全性保護鍵Ｒｋをもたらす結果となるからである。よって、第４及び第５の実施形態によるＳＤＲ保護モジュールは、正しい完全性保護鍵Ｒｋが導出され、好適には所定の間隔で再生成されたことを確立（assert）することによって、正しいＳＤＲコードがロードされたことを検査する。
【００６１】
本発明の第６の実施形態では、アクセス・ネットワーク内の完全性検査ノードが完全性保護鍵Ｒｋの算出を実行する。これは、ホーム・ネットワーク内の適切なノード例えば鍵生成サーバがＲｋ生成入力値をアクセス・ネットワークに転送することによって可能となる。ここで、Ｒｋ生成入力値は、暗号鍵Ｋ又はこれから導出された値、及び場合によっては用いられるＳＤＲソフトウェアのバージョンに関する情報を備える。第７の実施形態によれば、ＳＤＲソフトウェアのバージョンを示す情報がＲＢＳ（無線基地局）と、例えばＲＮＣのようなアクセス・ネットワーク内の他のノードとの少なくともいずれかに転送され、それによって正しいＳＤＲバージョンの選択が容易になる。
【００６２】
本発明の第８の実施形態では、上述の第４、第５及び第６の実施形態によるロードされたＳＤＲコードの暗黙の検証を実行するように構成されたＳＤＲ保護モジュール２は、完全性保護鍵の導出に含められることになるロードされたＳＤＲコードの部分のみ、例えばＲＲＣ層機能、ＭＡＣ層機能又はＲＬＣ層機能のような非物理制御プレーン層のうちの一つ以上に関連付けられているロードされたＳＤＲコードの部分をチェックサムの生成に含めるようにさらに構成される。それによって、ＳＤＲ保護モジュールは、例えばＲＲＣ層又はＭＡＣ層若しくはその両方のような一つ以上の制御プレーン層にのみ関連付けられているロードされたＳＤＲコードの暗黙の検証を実行するように構成される。
【００６３】
正しくないＳＤＲコードがロードされたこと又は正しくないＳＤＲ機能メッセージがＳＤＲ端末から送信されたことが完全性検査により明らかにされた場合に、移動体端末からの送信は停止され、例えば好適にはその後にＳＤＲコードの再ロード及びＳＤＲ端末の再起動が行われる。例示的な実施形態によれば、これは、不正なＳＤＲがＳＤＲ保護モジュールにロードされたことをＳＤＲ保護モジュールが検出した場合に、ＳＤＲ保護モジュールが制御プレーン・シグナリングの生成を完全に無効にすることによって達成される。制御プレーン・シグナリング・メッセージが操作されたことをアクセス・ネットワーク内の完全性検査ノード１０が検出した場合に、好適にはアクセス・ネットワークがネットワークから移動体端末を切断することによって移動体端末は無効にされる。
【００６４】
本発明はさらに、上位のプロトコル層、例えばＡＣＫ（確認応答）機構を提供するＴＣＰ（トランスポート層）プロトコルからの情報を伴ってもよい。ＡＣＫ機構によって、移動体端末はデータの受信を了解し、端末が所定の時間内にＡＣＫを提供しない場合に、再送が発生する。従って、ＴＣＰのＡＣＫを留保することはＳＤＲ端末の関心ではない。なぜなら、これはデータの再送の結果として生じるだけだからである。再送は帯域を占有し、端末は最適な帯域を受けられないだろう。ＲＲＣの劣悪な受信信号報告と端末からのＴＣＰのＡＣＫとの間の高い相関は、例えば帯域を盗むために、端末からのメッセージが操作されたかもしれないことを示す。従って、受信したＴＣＰのＡＣＫと端末に関するＲＲＣの劣悪な信号報告との間の相関を判定することによって、完全性検査ノードは相関完全性検査を実行してもよく、相関が高い場合に送信を停止する。
【００６５】
本発明の第９の実施形態では、上述の相関完全性検査はＳＤＲ保護モジュールの使用と組み合わされる。劣悪な受信を報告するＲＲＣ信号メッセージと同一の端末からのＴＣＰのＡＣＫの存在との相関を取るためにアクセス・ネットワーク内の完全性検査ノードは付加的な相関完全性検査を実行し、劣悪な受信メッセージと端末からのＴＣＰのＡＣＫとの間の高い相関は、例えば帯域を盗むために、端末からのメッセージが操作されたかもしれないことを意味する。よって、完全性検査ノードによりＲＲＣ信号報告メッセージが適切に完全性が検証された場合であっても、付加的な相関完全性検査はＳＤＲモジュールの異常動作に対する向上した保護を提供するだろう。他の例示的な実施形態は、例えばＶｏＩＰ又はＨＤＴＶで用いられるＩＥＴＦリアルタイム・トランスポート・プロトコル（ＲＴＰ）のような同様の仕組みを有する他のプロトコルを用いてもよい。このプロトコルは制御部ＲＴＣＰを含み、これによって、受信側端末は、受信されたデータ・パケットの総数を含むアプリケーション層受信状態報告を送信する。下位のＲＲＣ層が劣悪な受信を示しつつ、この状態報告が良好な受信を報告する場合に、熟練した悪意のあるユーザによりメッセージが操作されていたかもしれない。
【００６６】
本発明な特定の例示的な実施形態に関して説明されてきたが、明細書は一般に発明の概念を説明することを意図するに過ぎず、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきではない。
【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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【国際調査報告】
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