(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信システムにおける不正利用を検出するための方法であって、
ａ）ネットワーク認証不成功又はユーザ認証不成功によるユーザ認証処理の認証失敗（Ｓ−３２０）から導出したか、またはそれに関連し、原則的にそれ単独で有用な情報にはなるものの、単独では不正利用を確信するに足りない２次的不正利用指標を得る過程と、
ｂ）該認証処理において、サービス網（Ｎ−２０００）からホーム網（Ｎ−１０００）に送り返される認証失敗報告メッセージ（Ｓ−２８０）に、特定種の新パラメータとして、該２次的不正利用指標を追加する過程と、
ｃ）更なる処理に備えて該メッセージをホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）に保存する過程を有する不正利用検出方法。
【請求項２】
ユーザの認証の失敗回数が所定の値を超えるとオペレーション／メンテナンスゲートウェイ（ＯＭＧ）を介して不正利用検出システム（ＦＤＳ）のエンティティにアラームメッセージ（Ｓ−７１０，Ｓ−７１０）を転送する過程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ホーム位置レジスタ（Ｎ−１１０２）から前記メッセージを受け、不正利用の検出のために、原則的にそれ単独でも不正利用を示す１次的不正利用の指標と共に不正利用検出システム（ＦＤＳ）において認証失敗報告メッセージ（Ｓ−２８０）を処理する過程を含む請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記２次的不正利用指標が、認証処理が失敗した通信のアクセス種類を含むことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記アクセス種類が、発呼、非常時発呼、位置更新、付加サービス及び短メッセージ転送を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記２次的不正利用指標が、認証の失敗が、通常の認証処理において発生したものか、認証の再試行において発生したものかを示す再試行指標を含むことを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記２次的不正利用指標が、ビジタ位置レジスタ（Ｎ−２１２２）又はサービスＧＰＲＳサポートノード（Ｎ−２１１２）のアドレスを含むことを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記２次的不正利用指標が、特定の種類の新パラメータではなく、前記認証失敗報告メッセージ（Ｓ−２８０）の拡張コンテナフィールドに含まれることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
ａ）ネットワーク認証不成功又はユーザ認証不成功によるユーザ認証処理の認証失敗（Ｓ−３２０）から導出したか、またはそれに関連し、原則的にそれ単独で有用な情報にはなるものの、単独では不正利用を確信するに足りない２次的不正利用指標を得る過程と、
ｂ）該認証処理において、移動サービス交換センタ／ビジタ位置レジスタ（Ｎ−２１２２）からホーム網（Ｎ−１０００）に送り返される認証失敗報告メッセージ（Ｓ−２８０）に、特定種の新パラメータとして、該２次的不正利用指標を追加する過程と、
を実行するように適合させた、移動通信方式における不正利用検出のための移動サービス交換センタ／ビジタ位置レジスタ（Ｎ−２１２２）。
【請求項１０】
ａ）ネットワーク認証不成功又はユーザ認証不成功によるユーザ認証処理の認証失敗（Ｓ−３２０）から導出したか、またはそれに関連し、原則的にそれ単独で有用な情報にはなるものの、単独では不正利用を確信するに足りない２次的不正利用指標を得る過程と、
ｂ）該認証処理において、サービングＧＰＲＥサポートノード（Ｎ−２１１２）からホーム網（Ｎ−１０００）に送り返される認証失敗報告メッセージ（Ｓ−２８０）に、特定種の新パラメータとして、該２次的不正利用指標を追加する過程と、
を実行するように適合させた、移動通信方式における不正利用検出のためのサービングＧＰＲＳサポートノード（Ｎ−２１１２）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、概して、移動通信網における不正利用の検出に関するものである。より具体的に言及すると、本発明は、不正利用を検出するためのデータの取得、保存及び処理を行うための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
第３世代パートナーシップ・プロジェクトにおいて、セキュリティ・アーキテクチャを担当するセキュリティ・グループ（以下、3GPP (SA3)とする）は、技術規格グループ・サービス・アンド・システム・アスペクツ（Technical Specification Group Services and System Aspects）33.102 v3.5.0（以下、3G TS 33.102とする）規格に、認証失敗報告（Authentication Failure Report）と称する新しい方式を導入した。更に、この新しい方式で使用される標準信号メッセージ及びメッセージ・パラメータは、３ＧＰＰ技術規格グループ・コア・ネットワーク（Technical Specification Group Core Network）が刊行した移動通信応用部（Mobile Application Part：以下、MAPとする）規格29.002 v3.4.0（以下、3GPP TS 29.002とする）に掲載された。
【０００３】
前世代の移動システムは、既に、移動通信網にアクセスしようとするユーザが本人であることを確認するための認証方式を、何らかの形で取り入れているものが殆どである。又、移動ユーザ自身ではなく、特定の移動通信に関るネットワーク・エンティティが認証の対象になっていることが多くなりつつある。詳細については、欧州電気通信標準化機構が刊行したＧＳＭ「セキュリティ関連ネットワーク機能」に関する技術規格03.20（一般的に、そして以下の説明において、TS ETSI GSM 03.20、「セキュリティ関連ネットワーク機能」と称す）を参照されたい。これらの認証方式は、無許可のユーザやネットワークエンティティによる移動ネットワーク及び移動サービスの不正アクセスを防止することを目的とするものである。更に、移動ユーザ及びネットワークエンティティの認証の要請は、ＧＳＭ等のヨーロッパ中心の移動通信網に限るものではなく、例えば中間規格41（以下、IS-41とする）に基づく米国の移動通信網等においても同様に需要がある。
【０００４】
これらの前世代の移動体通信システムによる認証方式は、新しいセキュリティ機能を取り入れるなり、移動通信システムの第３世代（以下、３Ｇと略す）の技術範囲内で常に発展している。今日、一般的な３Ｇ方式の例として、ユニバーサル移動通信方式（Universal Telecommunication System：以下、ＵＭＴＳとする）があり、加入者認証及びネットワークエンティティ認証等に関るセキュリティの特徴、セキュリティ機能及びセキュリティアーキテクチャは、上述の技術規格3G TS 33.102に記載されている。
【０００５】
これらの移動体通信システムの、ヨーロッパと米国等の異なる規格を含む世代による具体的なネットワークアーキテクチャ等における相違点を別として、本発明の広意義的な技術範囲の理解を深めるため、以下にその共通点について説明する。
【０００６】
図１に示すような一般的な移動体通信網は、ホーム網（Ｎ−１０００）（Home Environment：以下、ＨＥとする）と、サービス網（Ｎ−２０００）（Serving Network：以下、ＳＮとする）と、複数の移動端末、即ちユーザ装置（Ｎ−３０００）（User Equipment：以下、ＵＥとする）からなるものとして理解することができる。一方、図１のような移動通信網を、アクセス網（Ｎ−２２００）と、アクセス網のネットワークエンティティを除いたサービス網及びホーム網からなるコア網（Ｎ−０１００）とにより成るものとする見方も可能である。
【０００７】
更に、既存の移動体通信システムは、既に純粋な電話通信等の回線交換（Ｎ−２１２０）（以下、ＣＳとする）サービスと、その他のデータ転送用サービス等のパケット交換（Ｎ−２１１０）（以下、ＰＳとする）サービスの何れにも対応できる共有及び専用のネットワーク基盤を有するものである。パケット交換サービスは、第２世代の移動体通信システムにおいて導入された。パケット交換サービスに対応する従来技術の代表的な例として、ＧＳＭパケット無線方式（GSM Packet Radio System：以下、ＧＰＲＳとする）がある。
【０００８】
ＨＥ（Ｎ−１０００）とは、ある特定の公衆陸上移動通信網（Public Land Mobile Network：以下、ＰＬＭＮとする）のホーム加入者を専用に取り扱い、サポートするネットワークエンティティを指すものである。例えば、ホーム位置レジスタ（Ｎ−１１０２）（Home Location Register：以下、ＨＬＲ）は、あるＰＬＭＮの、つまりＨＥの一部の、ホーム加入者の加入者データを保存するためのネットワークエンティティである。ＨＥの一部を形成する他のネットワークエンティティとして、認証センタ（Ｎ−１１０１）（Authentication Center：以下、ＡＵＣとする）があり、これは認証及びキーデータを、ＧＳＭの場合はトリプレットとして、ＵＭＴＳの場合はベクトルとして、作成し、提供するものである。認証データは、移動通信網を何処からアクセスしようとしているのに関らず、ホーム加入者が本人であることを確認するためのものであり、キーデータは転送内容を無線パス上で暗号化するためのものである。次に、第２世代及び第３世代による認証方法やそれに関連する処理をより詳細に説明する。
【０００９】
ＳＮ（Ｎ−２０００）は、ホーム加入者であるかビジタ加入者であるかを問わず、あるＰＬＭＮ内でローミング中の移動加入者に一様にサービスを提供するネットワークエンティティ又はリソースである。例えば、移動サービス交換センタ（Mobile Service Switching Center又はMobile Switching Center：以下ＭＳＣとする）は、無線通信網と固定通信網との間のインタフェースである。このＭＳＣは、回線交換（ＣＳ）に関連する交換機能を行い、特定の加入者がローミングしている位置及びルーチングエリアを管理するネットワークエンティティであり、よってＳＮの一部である。ＳＮに属する他のネットワークエンティティには、ビジタ位置レジスタ（Visitor Location Register：以下、ＶＬＲとする）がある。このＶＬＲは、その管理するエリア内に現在ローミング中の各加入者に対応して、その加入者が加入しているＨＬＲより得た加入者データを保持する加入者データベースである。従来のＧＳＭ又はＩＳ−４１に準拠する移動通信システムは、この２つのエンティティを組み合わせて、ＭＳＣ／ＶＬＲと略称する単一のエンティティ（Ｎ−２１２１）とするものが多い。更に、このＭＳＣ／ＶＬＲの第３世代の移動通信システムにおける先進型のものは一般的に３Ｇ  ＭＳＣ／ＶＬＲと称する。ＭＳＣ／ＶＬＲが必要な加入者データを管理し、ＣＳ機能を実行するのと同様に、サービングＧＰＲＳサポートノード（Ｎ−２１１１）（Serving GPRS Support Node：以下、ＳＧＳＮとする）は、該当する加入者に対してＰＳ機能に関連するタスクを実行する。ＳＧＳＮはその管理するエリア内に現在ローミング中の各加入者に対応して、その加入者が加入しているＨＬＲより得た加入者データを取得する。また、ＳＧＳＮは、パケット交換（ＰＳ）に関連する交換機能を扱い、特定の加入者がローミング中の位置及びルーチングエリアを制御するネットワークエンティティであり、よってＳＮの一部である。更に、このＳＧＳＮの第３世代の移動通信システムにおける先進型のものは一般的に３Ｇ  ＳＧＳＮと称する。最後に、図１に、代表的なアクセスネットワークノード、即ちＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（Ｎ２２０１）（UMTS Terrestrial Radio Access Network：以下、ＵＴＲＡＮとする）を示す。
【００１０】
認証処理は、概して、移動加入者が移動体通信網にアクセスしようとした時の最初の無線コンタクトに際して行われるものである。上記の3G TS 33.102規格に従って、現在のＧＳＭセキュリティアーキテクチャとの対応性を最大にしながら、ＧＳＭからＵＭＴＳへの移転を考慮して選択されたものである。この方式は、ＧＳＭの加入者認証方法と同じ要求／応答によるプロトコルと、キー設定プロトコルに、ネットワークの認証用のシーケンス番号によるワンパスプロトコルを組み合わせたものである。この方法は次に説明するが、より詳細な説明に関しては、3G TS 33.102 v 3.5.0, sec 5.1.1及び6.3.1を参照されたい。
【００１１】
ＧＳＭの要求／応答（Challenge/Response）方式は、形式的に、ＳＮ  ＶＬＲ／ＳＧＳＮからＨＥ  ＨＬＲ／ＡＵＣへの認証トリプレット（第３世代における認証ベクトル）の作成、供給の要求で始まる。この認証トリプレットは、乱数ＲＡＮＤ、期待応答ＸＲＥＳ及び暗号キーＣＫからなり、各認証トリプレットは、特定の状況においては再利用されることもあるものの、原則として１回の認証処理に対してのみ有効である。ＨＥから前記トリプレットを受信すると、ＶＬＲ／ＳＧＳＮは、加入者側でＧＳＭ加入者認証とキー照合を行うＧＳＭ加入者アイデンティティモジュール（Subscriber Identity Module：以下、ＳＩＭとする）宛に、受信した乱数ＲＡＮＤを転送する。加入者側では、乱数ＲＡＮＤと予め保存してあった加入者アイデンティティキーＫＩをアルゴリズムＡ３及びＡ８に掛け、署名応答ＳＲＥＳと暗号キーＣＫを得る。ＳＲＥＳは、ＳＩＭから、要求を行ったＶＬＲ／ＳＧＳＮに転送され、保存してあったＸＲＥＳと比較される。ＳＲＥＳとＸＲＥＳが一致すれば、認証は成功し、ＶＬＲ／ＳＧＳＮとＳＩＭの両方が保有するＣＫが、その無線パスを介するそれ以降の通信を暗号化するために局地的に使用される。
【００１２】
図２は、ＵＭＴＳ網においてこの要求／応答式認証方式がどのように発展したかを示すものである。3G TS 33.102規格に従って、ＳＮ  ＶＬＲ／ＳＧＳＮは、乱数ＲＡＮＤ、期待ユーザ応答ＸＲＥＳ、暗号キーＣＫ、完全性キーＩＫ及びネットワーク認証トークンＡＵＴＮからなる認証ベクトルを作成、提供する旨をＨＥ  ＨＬＲ／ＡＵＣに要請（Ｓ−２００）する。それを受けたＨＥ  ＨＬＲ／ＡＵＣは、ＳＮ  ＶＬＲ／ＳＧＳＮに、ｎ個の認証ベクトル（ＧＳＭのトリプレットに相当するものであり、以下ＡＶとする）の順序配列を作成（Ｂ−０９０）し、送信（Ｓ−２１０）する。この認証ベクトルはＳＮ  ＶＬＲ／ＳＧＳＮにおいて保存（Ｂ−１００）される。ＧＳＭ方式では、各認証ベクトルはＶＬＲ／ＳＧＳＮとユーザサービスアイデンティティモジュール（User Service Identity Module：以下ＵＳＩＭとする）との間の一度限りの認証及びキー照合処理に対して有効である。ＧＳＭの場合とは違い、このベクトルは再使用が不可能である。セキュリティの面では、このＵＳＩＭはＵＭＴＳ加入者及びネットワークの認証、更にキー照合を行うものである。ＵＳＩＭは、更に、加入者がＧＳＭ無線アクセスネットワークを自由にローミングすることを可能とするためのＧＳＭ認証及びキー照合も行うことができる。ＶＬＲ／ＳＧＳＮは、認証及びキー照合を開始するに当り、配列から次の認証ベクトルを選択（Ｂ−１１０）し、ユーザにパラメータＲＡＮＤ及びＡＵＴＮを送信（Ｓ−２２０）する。ＵＳＩＭは、ＲＡＮＤを使用して匿名キーＡＫを算出（Ｂ−１２０）し、ＡＫが算定できた後、受信したＡＵＴＮからシーケンス番号ＳＱＮ（Ｂ−１３０）、認証管理フィールドＡＭＦ（Ｂ−１４０）及びメッセージ認証コードＭＡＣ（Ｂ−１５０）を取得することでＡＵＴＮを承認することができるか確認する。次に、ＲＡＮＤ、ＳＱＮ及びＡＭＦによりＸＭＡＣを算出（Ｂ−１６０）し、このようにして得られたＸＭＡＣ値を先に抽出したＭＡＣ値と比較（Ｂ−１７０）する。値が異なっている場合、ユーザ側からＶＬＲ／ＳＧＳＮに対して、「ユーザ認証拒否」を、その理由とともに送り（Ｓ−２３０）、処理を終了する。その結果、ネットワーク認証の失敗と見なされる。この場合、ＳＮ  ＶＬＲ／ＳＧＳＮは「ネットワーク署名不正解」を失敗の理由として認証失敗報告をＨＥ  ＨＬＲに送信（Ｓ−２４０）する。一方、ＭＡＣとＸＭＡＣが一致した場合、ＵＳＩＭはＳＱＮ値が正しい範囲内にあることを確認（Ｂ−１８０）する。ＳＱＮが範囲内にないと判断した場合、ＵＳＩＭは適切なパラメータとともに「同期失敗」をＶＬＲ／ＳＧＳＮに送り（Ｓ−２５０）、処理を終了する。ＳＱＮが範囲内であった場合、ＵＳＩＭはネットワークの認証が成功したと判断し、認証パラメータの組み合わせに対応して様々な関数を適用することで応答ＲＥＳ、暗号キーＣＫ及び完全性キーＩＫを求め（Ｂ−１９０）、この応答ＲＥＳをＶＬＲ／ＳＧＳＮに送り返す（Ｓ−２６０）。ＶＬＲ／ＳＧＳＮは、受信したＲＥＳをＸＲＥＳと比較（Ｂ−２００）する。ＲＥＳとＸＲＥＳが一致した場合、ＶＬＲ／ＳＧＳＮは認証及びキー照合処理が成功したことと見なす。これにより成立したキーＣＫ及びＩＫは、無線パス上の通信を暗号化するために局地的に使用される。ＸＲＥＳとＲＥＳが異なっていた場合、ＳＮ  ＶＬＲ／ＳＧＳＮはＨＬＲに対して、「ユーザ応答不正解」を失敗の理由として認証失敗報告を送る（Ｓ−２７０）。その後、ＳＮ  ＶＬＲ／ＳＧＳＮは、ユーザに対して身元確認及び認証処理の再試行を要請することも可能である。
【００１３】
3G TS 33.102規格に従う上記の方式において、ＵＳＩＭと、ユーザのＨＥ内のＡＵＣとが排他的に共有する秘密のキーＫを提示することでユーザとネットワーク間で相互の認証が可能になる。更に、ユーザ側でＵＳＩＭによって検出された失敗も、ネットワーク側でＳＮ  ＶＬＲ／ＳＧＳＮによって検出された失敗も、何れも「認証失敗報告」なる新しい処理を発動させるようになっている。
【００１４】
この新しい処理の目的は、ネットワークの認証が失敗した場合であっても、ユーザの認証が失敗した場合であっても、認証が失敗したことをホーム網（ＨＥ）に知らせることである。但し、この方法は、別の手段によって報告される同期の失敗に対しては適用することはできない。この認証失敗報告方式は、簡単に纏めると、失敗の種類（ユーザ側かネットワーク側か）と、国際移動加入者アイデンティティ（International Mobile Subscriber Identity：以下ＩＭＳＩとする）をＨＥに報告するためのものである。
【００１５】
ここで、本発明の背景におけるもう１つの重要な点、即ち移動サービス及び移動通信網の不正利用について説明する。移動通信網において非常に多い不正行為として、付加サービスを利用した通話権売買があり、これは利用者がホーム網以外のＰＬＭＮでローミング中にその利用者の行為を管理することが非常に難しいことに原因がある。通話権売買とは、移動通話権を利用して、ネットワーク事業者に通話料を支払うつもりもなく、国際通話サービスを、世界中に、市場価格より安く売る不正行為である。例えば、移動加入者は、ＨＬＲの着信転送サービスや、第三者発信サービス等を利用して不正な通話権売買を働くことができる。不正利用の他の例として、不正ローミングがある。実際、殆どの移動通信システムにおいて国際ローミングが可能であり、ローミングが可能な特定の国で外国人通話権を獲得してその通話権の売買によって不正行為を行うのが一般的である。このような不正行為は、業者側の報告や請求まで時間が掛かるため、速やかに検出することが困難である。このような不正利用の例は数々確認され、不正利用を防止し、特定の不正行為を検出するための手段が望まれている。その対策として従来から認証処理に関連して導入されてきた手段は、不正利用の検出よりも不正利用の防止に重点を置いた形態のものが主である。
【００１６】
尤も、不正利用を完全に防止することは殆ど不可能であることを前提に、不正行為の早期検出を実現できる強力な不正利用検出システムの開発が進んでいる。そのためには、不正行為が行われたことを確実に検知することを可能にする条件を発見することが重要である。ここで、不正行為の法的解釈を別として、それ自体又は行為の組み合わせによって、移動通信網のリソースの不正利用を示唆するような行為や状況を説明する。
【００１７】
その目的で、移動通信網に、一般的に不正行為検出システム（Fraud Detection System：以下、ＦＤＳとする）と称する新しいネットワークエンティティが導入された。このＦＤＳとは、特定の指標を分析することで不正利用を検出する。この指標は、その種類と使用方法によって分類できる。指標を種類によって分類すると、次の３つの分類を認めることができる。
【００１８】
▲１▼  使用性指標：移動電話の使用方法に関連する条件によって特定できるものである。不正利用は、多くの場合、顕著に頻繁な利用が特徴である。例えば、通話権売買行為を行うためには、移動端末に多数の着信転送番号を登録する必要がある。
【００１９】
▲２▼  移動性指標：移動加入者の移動性に関連する条件によって特定できるものである。例えば、ある所定の時間内の場所更新又はハンドオーバの回数等。
【００２０】
▲３▼  演繹的指標：不正行為の結果として現れるものである。例えば、電話会議や着信転送の利用等。
【００２１】
又、指標を使用形態によって分類すると、次の３つに分類することができる。
【００２２】
▲１▼  １次的指標：原則的にそれ単独でも不正利用を示すもの。例えば、ある所定の時間内に要求があった着信転送サービスの件数。
【００２３】
▲２▼  ２次的指標：原則的にそれ単独で有用な情報にはなるものの、単独では不正利用を確信するに足りるものではないもの。例えば、ある呼に携わったセルサイトやスイッチエリアに関する情報は、特定の相手先への通話権売買がその購入者が住む地域に集中するので、有用である。
【００２４】
▲３▼  ３次的指標：単独では有用な情報とはならないものの、原則として、不正行為の検出に必要な情報を得るために使うことができるもの。例えば、ある所定の時間内に成功したハンドオーバの回数。不正通話権売買サービスは安定した位置が必要なため、移動性が低いことは、その他の指標により推測できる活動を伴う場合、不正行為を示唆する。但し、不正行為を働いていない場合でも移動性が低い可能性もあるので、不正利用と断定する前に他の活動も確認する必要がある。
【００２５】
ＦＤＳは、これらの指標を後処理することで不正行為が行われているか、少なくともその疑いがあるかを決定するのである。
【００２６】
上述したこれら２つの個別の、無関係の側面、即ち認証が失敗した場合に実行される処理と、不正行為の検出とが、この説明において更に示すように、本発明の背景技術である。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
第２世代及び第３世代の移動通信網における認証処理について言及した。ＵＭＴＳ等の第３世代の移動通信方式には「認証失敗報告」と云う新しい方式が導入されたが、ＧＳＭのような第２世代の方式にはそれに相当するものはない。
【００２８】
但し、第２世代の移動通信方式の現行の基準を強化し、完成させるために特定の販売者側で付加処理が行われている。例えば、エリクソン社製のＭＳＣ／ＶＬＲにおいて認証失敗が検出された場合、そのＭＳＣ／ＶＬＲは失敗データを記録し、アラームを起動する。この認証失敗の記録は、例えば日付、時間、ＩＭＳＩ，移動加入者ＩＳＤＮ番号（Mobile Subscriber ISDN Number：以下ＭＳ  ＩＳＤＮとするが、ここでＩＳＤＮは統合サービスディジタル網の略称である）、セルグローバル識別子（Cell Global Identifier：以下、ＣＧＩとする）、及び「認証拒否」なるＭＡＰメッセージが送信されたか否かを示すデータを含む。
【００２９】
これらの販売者側の対策は、多販売者多事業者環境において、単独の加入者の認証の失敗に関する不正利用関連の情報を全て集めることが、現在では不可能であることを示唆する。このような情報は、特定の販売業者のＭＳＣ／ＶＬＲに保存されるが、それ以外のＭＳＣ／ＶＬＲは、他のサービス網に準じて異なる種類の認証失敗データを記録する。この背景を考慮すると、上記のような対策は、ＭＳＣ／ＶＬＲ販売業者の識別子を最初に分析する不正行為条件とすることが必要であるため、標準の不正利用検出システムの基とはなり得ない。してみれば、ＭＳＣ／ＶＬＲ販売業者によって、その他の認証失敗データをＦＤＳの後処理に使用することができる。
【００３０】
不正利用検出方式として、２世代移動通信方式において他の形態のものがあり、ある程度は供給業者によって採用されている。図３に、移動通信網における一般的な不正行為検出用アーキテクチャを示す。ここで、ＦＤＳ（Ｎ−１３０１）はＭＳＣ／ＶＬＲ（Ｎ−２１２２）又はＳＧＳＮ（Ｎ−２１１２）が作成した通話データ記録（Call Data Record：以下、ＣＤＲとする）から、不正利用の分析を行うために必要な指標を抽出する。このＣＤＲは、課金ゲートウェイ（Ｎ−２３０１）（Billing Gateway：以下、ＢＧＷとする）又はその他の課金仲介装置から提供される。その結果、ＦＤＳが受信する情報は回線の設定に関連するもののみであり、回線の確立に関係ない他の不正行為関連の情報はＦＤＳに届かない。この情報は、既に成立した通話回線には関係ないため、ＣＤＲが付随していることはないので、現在の装置ではＦＤＳによって受信されない。例えば、認証の失敗に基づく不正行為関連の情報の取得は、この形態ではＦＤＳがＣＤＲを受信することで行われることを必ずしも意味するのではない。上述の通話権売買の場合、過去に使用されたＣＤＲに基づくものであるので、その通話権売買を開始しようとするそれ以降の試みは、認証が失敗することになる。よって、不正行為は防止されるが、それよりも、不正行為を開始しようとした瞬間に直ちにそれを発見できるような不正行為の検出方法の方が役立つことは当業者にとって容易に理解することができよう。
【００３１】
一方、ＧＳＭ等の第２世代のシステムとは別に、ＩＳ−４１（ＴＩＡ／ＥＩＡ規格）の認証失敗報告方法がある。この方法において、報告メッセージはＩＳ−４１の認証センタ（Authentication Center：以下ＡＣとするが、これはＧＳＭのものとは異なる）によって、その加入者のアクセスを拒否するか、又は標準のセキュリティ処理に関連する他の行為が必要かを決定するために使用される。但し、不正行為の検出に関連する行為を特別に扱う訳ではない。
【００３２】
ＩＳ−４１における認証処理は、いつでも同じ方法で行われるのではない。ＶＬＲはＡＣが以前に送信した共有秘密データ（Shared Secret Data：以下、ＳＳＤとする）を有する可能性があり、その場合、認証処理に使用する認証データはＳＳＤから得られる。一方、ＶＬＲは、ＧＳＭにおける方法と同様に、直接ＡＣから認証データを得ることもあり、これを認証処理に使うことも考えられる。何れの場合でも、認証が失敗すると（ユーザから受けた応答がＶＬＲで期待された応答と一致しなかった場合）、ＶＬＲは何ら決定を行わずに認証失敗報告をＡＣに送る。そして、ＡＣが、アクセスを拒否するか認証を再度試みるかを決定する。後者の場合、ＡＣは、ＶＬＲで新しい認証データを作成するために新しいＳＳＤをＶＬＲに送信するか、ＡＣで直接新しい認証データを作成し、ＶＬＲを直接使用して新しい認証処理を行うかを決定する。この処理によって、ネットワークを管理する集中的決断方式を実現することができる。
【００３３】
現在では、ＵＭＴＳに導入した新しい方法があり、上述の「認証失敗報告」において、認証失敗データの総保存をホーム網（ＨＥ）で実現するものである。このような方式によって、ＨＥはホーム加入者の認証失敗等を管理することができる。
【００３４】
しかし、現在規定されている認証失敗報告処理は、更なる活動を展開しようとする不正利用の検出の観点から有意義な情報を提供するものではない。この点、図４には、従来の移動通信応用部プロトコルの3G TS 29.002規格に規定された認証失敗報告を、その動作及びパラメータによって示している。
【００３５】
不正利用の検出に関連する現在の対策の更なる欠点は、ＣＤＲが回線が既に確立した後にのみ存在し、この方法では不正利用者の装置がネットワークをアクセスしようとしているその瞬間にはその行為を検出することができないことである。
セルラーネットワークにおける不正防止のための他の方法は、米国特許５９９１６１７号に開示されており、ユーザ双方向を基礎とする認証が開示されている。「ローミングリストリクタ」はローミング加入者をモニタするために導入され、ローミングユーザに手動での認証を要求し、認証失敗からデータを収集し、ローミングネットワーク内でのアクセスを制限する。この提案された方法は実現するのに複雑で、ローミングユーザに厄介な手動認証処理の実行を要求する。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、上述の従来の課題を解決すべく、不正利用の検出に有用な情報を得るための方法を提供することである。
【００３７】
本発明によると、アクセス種類、認証再試行及びサーバアドレス等、認証処理の不成功に関連するデータを、不正利用の検出のために使用する。
【００３８】
この方法は、ホーム網に、不正利用の検出に対してより有効な情報を提供するために、認証の失敗を報告する方式を改善したものであり、
ａ）ネットワーク認証不成功又はユーザ認証不成功によるユーザ認証処理の失敗から２次的不正行為指標を得る過程と、
ｂ）該認証処理において、サービス網（３Ｇ  ＭＳＣ／ＶＬＲ、３Ｇ  ＳＧＳＮ）からホーム網（ＨＥ  ＨＬＲ）に送り返される認証失敗報告メッセージ（ＭＡＰ  ＡＦＲ＿ｒｅｑ）に、各指標に対応する特定種類の新パラメータとして、該２次的不正利用指標を追加する過程と、
ｃ）更なる処理に備えて該メッセージをホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）に保存する過程を有する方法である。
【００３９】
本発明による方法の他の側面によると、ホーム網において保存したこの不正利用に関連するデータを、不正利用の検出のために、１次的不正利用の指標と共に処理する業者特有の不正利用検出装置に転送することを目的とする。
【００４０】
【発明の実施の形態】
上述のように、認証の失敗の裏に、不正利用の検出に繋がる非常に有用な情報が存在する。認証失敗に関連するデータは、認証処理がそれ自体は不正利用防止の方法であるため、不正利用を検出するための１次的な指標とはなり得ないが、それ以降の対策のための２次的指標とし利用することができる。しかし、ＵＭＴＳの認証失敗報告用のメッセージは、不正利用検出の目的からは扱っているデータが乏しく、ＭＡＰ処理においては図２（Ｓ−２４０、Ｓ−２７０）及び図４に示すようにＩＭＳＩと失敗の種類を報告するに止まっている。
【００４１】
一方、ＭＳＣ／ＶＬＲは、認証失敗に関連し、不正利用の検出に有効且つ有意義な情報を有する。このような不正利用の検出に有効なデータは、不正利用検出システムにおいて不正利用検出用の２次的指標であり、不正利用の条件として取り扱う。
【００４２】
本発明によれば、図２に示す認証処理が実行される時、ＭＳＣ／ＶＬＲが既に認識しているデータを、図６及び図７に示すように、ＭＡＰメッセージである認証失敗報告の要求（ＭＡＰ  ＡＦＲ＿ｒｅｑ）（Ｓ−２８０、Ｓ−２９０）内に組み込んだ状態でＨＥ  ＨＬＲに供給することが必要である。不正利用検出に利用できるこの既知のデータの例として次のようなものがある：
【００４３】
−アクセス種類：認証処理が発呼、非常時発呼、位置更新、付加サービス処理及び短メッセージの転送の何れにより開始されたかを識別する。
【００４４】
−認証再試行：失敗が、通常の認証試行によるものであったか、認証の再試行によるものであったかを示す。後者の場合、それ以前にも認証に失敗したことを示す。
【００４５】
−サーバアドレス：認証処理が行われたネットワーク要素、即ちＳＮ  ＭＳＣ／ＶＬＲ又はＳＮ  ＳＧＳＮのアドレスを示す。このデータは、認証の失敗が発生した実際の場所を示す情報を提供するために含ませるものである。
【００４６】
本発明において、これら３つのパラメータはそれぞれ固有の利点を有する。
【００４７】
アクセス種類のパラメータは、例えば短メッセージ転送による失敗より呼の設定による失敗の方が重大であり、呼設定によるものより位置更新によるものの方が重大であるように、失敗の重大さを計るために利用することができる。これは、例えば呼の設定に失敗する前に、位置更新が成功する必要があること等の事実に基づくものである。
【００４８】
認証再試行のパラメータは、失敗が１回目の認証処理におけるものか、再試行におけるものかを示すものである。従来のネットワークにおいて、認証再試行は、失敗が暫定移動局アイデンティティ（Temporary Mobile Station Identity：以下、ＴＭＳＩとする）の不一致や、前のＭＳＣ／ＶＬＲ又はＳＧＳＮサーバから受信した認証ベクトルが誤っている（ＨＬＲから新しい認証ベクトルを要求してから再試行する）場合等に備えて行うものである。認証再試行を行う時、ＩＭＳＩ（ユーザアイデンティティ要求を行う時）も認証ベクトル（認証情報送信を行う時）も妥当なものを使用するため、この場合における失敗の方が重大である。
【００４９】
不正利用検出の観点から見たサーバアドレスの重要性は、従来の移動通信網における通話権売買等の不正行為が特定の地域に集中する傾向があることによるものである。
【００５０】
このデータは、以下に説明する他のデータと共に、２次的指標として不正利用検出システム（ＦＤＳ）に有用であるものとされ、ＦＤＳにおける不正利用の条件として認識される。新たな不正行為が発覚した場合、新しいデータが不正利用の指標として挙がり、これも本発明の一部を成すものである。当業者には容易に認識されるように、本発明の技術的範囲は、既存のＭＡＰ  ＡＦＲ＿ｒｅｑに含まれる、新たに確認され、説明されたこの３つの種類のデータに限られるものではない。例えば、本発明の他の実施形態として、不正利用の程度によって不正行為が行われた地域についてより正確な情報が必要であることを前提として、ＧＰＳ設備等から得られたユーザ装置の地理的位置をＭＡＰ  ＡＦＲ＿ｒｅｑメッセージに加えることができる。当業者には自明の通り、ＭＡＰ  ＡＦＲ＿ｒｅｑメッセージにＭＳＣ／ＶＬＲ又はＳＧＳＮに既存の、不正利用検出に有効なデータをＭＡＰ  ＡＦＲ＿ｒｅｑメッセージに含ませることが可能である。このようにして、このデータはＨＥ  ＨＬＲに提出され、そこから更にＦＤＳ等の適当な不正利用検出システムに転送される。
【００５１】
【実施例】
図７に示すように、本発明の一実施形態によると、アクセス種類、認証再試行及びサーバアドレスを、新しい特定パラメータとしてＭＡＰ  ＡＦＲ＿ｒｅｑメッセージ内に含ませる。更に、本発明の好適な実施形態によると、認証が失敗したサービス、即ち回線交換かパケット交換かを識別するために、サーバアドレスをＭＳＣ／ＶＬＲアドレス及びＳＧＳＮアドレス等のパラメータによって表す。
【００５２】
3G TS 29.002規格のメッセージ及びパラメータ方式によるＭＡＰメッセージ、「authenticationFailureReport_req」（認証失敗報告要求）に、図７に示すように、次の新しいパラメータを含ませることができる。
−「BOOLEAN」型（ブール式）の「authenticationReattempt」（認証再試行）
−新型「AccessType」の「accessType」（アクセス種類）
−「[0] ISDN-AddressString」型の「vlr-Number」（ＶＬＲ番号）
−「[1] ISDN-AddressString」型の「sgsn-Number」（ＳＧＳＮ番号）
【００５３】
又、上記の新型「AccessType」は、ASN.1規格の表記法に従って、「ENUMERATED」によって、Call（発呼）(0)、emergencyCall（非常時発呼）(1)、locationUpdating（位置更新）(2)、supplementaryServices（付加サービス）(3)、shortMessage（短メッセージ）(4)と指定して定義することができる。当業者には直ちに理解できるように、既存の指定を再度順序付けることは、この実施形態における本発明の目的に影響を及ぼすものではない。
【００５４】
更に、図７における本発明の好適な実施形態によるＭＡＰ  ＡＦＲ＿ｒｅｑ処理に新たにデータを加えることは、例示的且つ非限定的に解釈されるべきものである。その点、本発明による第２の実施形態では、この新データを拡張コンテナフィールドに加えることを提案する。
【００５５】
ＭＡＰ  ＡＦＲ＿ｒｅｑメッセージの定義は、拡張コンテナにおいて新しいパラメータを導入することを可能とする。本発明で提案されたデータは何れも不正利用の指標として上記の拡張コンテナに加えることができる。
【００５６】
この拡張コンテナは、標準のメッセージに所有情報を挿入するための手段にもなるので、不正利用の指標がそこに含まれると、その結果としてある程度は私有の対策になる。
【００５７】
上述の通り、本発明の主要な目的の１つは、業者にその加入者の認証の失敗に関連する不正利用情報の収集を可能とすることである。その方法が私有である場合、情報の受信がＶＬＲ／ＳＧＳＮ供給者に直接的に依存し、よってサービス業者（加入者のローミング状況）に間接的に依存するので、この目的は果たせないことになる。その結果、業者は、その加入者の認証失敗に関る不正情報を全て得ることができなくなる。但し、最も望ましい実施形態には劣るものの、この第２実施形態も、不正利用検出に必要な２次的指標をＦＤＳに供給するための合理的な手段を提供するものである。
【００５８】
本発明の更なる過程は、この新しい不正利用関連のデータの受信過程であり、図８に示すように、ＨＥにおけるＭＡＰ  ＡＦＲ＿ｒｅｑ処理に導入することができる。
【００５９】
ＭＡＰ  ＡＦＲ＿ｒｅｑメッセージを受信（Ｓ−７００）すると、ＨＬＲは受信データを報告の日時と共に保存（Ｂ−５００）する。
【００６０】
特定の加入者に対する失敗の回数が所定の閾値に到達（Ｂ−１５０）すると、ＨＬＲにおいてアラームが発生（Ｂ−５２０）する。このアラームを発動させる閾値の値は任意に設定可能である。
【００６１】
次に、業者のネットワークにおけるオペレーション及びメンテナンスゲートウェイ（Operation and Maintenance Gateway：以下ＯＭＧとする）宛てに「Authentication Failure Alarm」（認証失敗アラーム）が送信（Ｓ−７１０）される。すると、認証失敗アラームは、そのゲートウェイを介して、ＦＤＳに到達（Ｓ−７２０）する。
【００６２】
このアラームを受信すると、ＦＤＳはオペーレーション／メンテナンスゲートウェイを介して（Ｓ−７３０）ＨＬＲに対して認証失敗をログとして保存することを要求（Ｓ−７４０）する。よって、認証失敗報告ログに関するＨＬＲのログは、オペレーション／メンテナンスゲートウェイにも送られ（Ｓ−７５０）、最終的にはＦＤＳに転送（Ｓ−７６０）される。更に、ＦＤＳは、適切な不正利用条件に従って受信された２次的指標を分析（Ｂ−５３０）し、不正利用の有無に関する判断を行うことができる。又、この２次的指標は、ＦＤＳにおいて、特定の時間内に行われた着信転送の回数等の１次的指標と共に、ＳＩＭクローニング等の不正行為を検出するために使用される。
【００６３】
【発明の効果】
上記の説明より明らかなように、本発明は、第３世代の移動通信網において、アクセスタイプ、認証再試行及びサーバアドレス等の認証処理の不成功に関連するデータを、不正利用を示す２次的な指標として、不正利用を検出することを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、加入者及びネットワーク認証の観点から見た移動通信システムを示すブロック図である。
【図２】図２は、ＵＭＴＳ網等の第３世代の移動通信システムで従来規定されていた認証方法を概略的に示すフローチャートである。
【図３】図３は、電話関連の不正行為を検出するための従来の不正行為検出システムを示すブロック図である。
【図４】図４は、ＵＭＴＳに関する3G TS 29.002勧告による従来のＭＡＰ実施による認証失敗報告を、その動作及びパラメータによって示すものである。
【図５】図５は、本発明による不正利用検出システムの全体的な構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明によるＵＭＴＳ網等の第３世代の移動通信システムにおける認証処理を概略的に示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の一実施形態による新しいＭＡＰ実施による認証失敗報告を、その動作及びパラメータによって示すものである。
【図８】図８は、本発明による、新しく提案されたデータと共にＭＡＰ実施による認証失敗報告の送信、該データのＨＬＲにおける保存及び不正行為の分析のための該データのＦＤＳへの転送を概略的に示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ｎ−０１００    コア網
Ｎ−１０００    ホーム網
Ｎ−１１０２    ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）
Ｎ−１３００    業者側装置
Ｎ−１３０１    不正利用検出装置（ＦＤＳ）
Ｎ−２０００    サービス網
Ｎ−２１１１    第３世代サービスＧＰＲＳサポートノード（３Ｇ  ＳＧＳＮ）
Ｎ−２１２１    第３世代移動交換局／ビジタ位置レジスタ（３Ｇ  ＭＳＣ／ＶＬＲ）
Ｎ−２３００    仲介装置
Ｎ−２３０１    課金ゲートウェイ（ＢＧＷ）
【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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