(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線航法システム（２）において実行される方法であって、
前記無線航法システム（２）が、受信機（４）と無線航法インフラストラクチャ（６）とを含み、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）が、複数の衛星搭載送信機（８，８’，８’’，８’’’）と、当該送信機（８，８’，８’’，８’’’）および前記受信機（４）と通信するように構成された暗号化コンポーネントと、を含み、
当該方法は、前記複数の衛星搭載送信機（８，８’，８’’，８’’’）のうちの１つまたは複数の所与の送信機（８）に対して、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）において、持続時間Ｔでありｔ＝０で開始する所定の認証区間［０，Ｔ］に関して一連の鍵ｋ２，ｉを生成するステップと、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）において、当該無線航法インフラストラクチャ（６）の秘密鍵ｋ１で生成されたキーストリームＫ１（ｔ）を使用して、第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）から拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を生成するステップと、
前記無線航法インフラストラクチャの前記暗号化コンポーネントにおいて、前記一連の鍵ｋ２，ｉで生成されたキーストリームＫ２，ｉと、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）から抽出された、前記所定の認証区間［０，Ｔ］に関連付けられた暗号化シーケンスＥｉとを使用して、再暗号化シーケンスＲｉを生成するステップと、
ｔ＝０の前に、前記暗号化コンポーネントによって、前記再暗号化シーケンスＲｉを前記受信機（４）に送信するステップと、
前記所与の送信機（８）から、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を送信するステップと、
前記複数の送信機（８，８’，８’’，８’’’）のうちの１つから、前記一連の鍵ｋ２，ｉを送信するステップと、
前記受信機（４）において、ｔ＝０の前に、前記再暗号化シーケンスＲｉを受信して格納するステップと、
前記受信機（４）において、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を受信するステップと、
前記受信機（４）において、前記一連の鍵ｋ２，ｉを受信するステップと、
前記受信機（４）において、前記一連の鍵ｋ２，ｉを使用して前記再暗号化シーケンスＲｉを復号化し、前記暗号化シーケンスＥｉを取得するステップと、
前記受信機（４）において、受信された前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）の少なくとも一部を、前記暗号化シーケンスＥｉと相関させることにより、前記所与の送信機（８）に対する符号位相測定値を生成するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記暗号化コンポーネントにおいて、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）から、前記所定の認証区間［０，Ｔ］のそれぞれの期間に関連付けられた複数の暗号化シーケンスＥｉを抽出するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記再暗号化シーケンスＲ’Ｉが、前記キーストリームＫ２，ｉを使用して前記抽出された暗号化シーケンスＥｉから生成され、前記再暗号化シーケンスＲ’ｉが前記所与の送信機（８）に関連付けられる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記再暗号化シーケンスＲｉを生成するステップが、単一の再暗号化シーケンス
【数１】
0006916899.tif 000012
を生成することを含み、Ｋ１，ｉは、［τｉ，τｉ＋Δ］でｋ１から生成された前記キーストリームＫ１（ｔ）に対応している、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記受信機において前記再暗号化シーケンスＲｉを復号化するステップが、
【数２】
0006916899.tif 000013
から暗号化シーケンスＥｉを取得することを含み、
Ｃ１は、前記所与の送信機（８）からの前記第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）の前記拡散符号であり、前記受信機（４）に知られている、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記再暗号化シーケンスＲｉが生成される前記暗号化コンポーネントが、地上ベースのサーバ（１０）である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記送信機（８〜８’’’）の各々について、それらの位置およびクロックデータを具体化した、認証された衛星エフェメリスおよびクロックデータを受信するステップと、
前記位置およびクロックデータから、第１の受信機ＰＶＴ解を計算するステップと、
１つまたは複数の前記符号位相測定値に基づいて、第２の受信機ＰＶＴ解を計算するステップと、
前記第１の受信機ＰＶＴ解を前記第２の受信機ＰＶＴ解と比較し、前記第１の受信機ＰＶＴ解が前記第２の受信機ＰＶＴ解と所定の許容誤差未満だけ異なる場合、前記第１の受信機ＰＶＴ解は認証されたと判定するステップと、をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
無線航法システム（２）の無線航法インフラストラクチャ（６）において実行される方法であって、
前記無線航法システム（２）が、受信機（４）をさらに含み、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）が、複数の衛星搭載送信機（８，８’，８’’，８’’’）と、当該送信機（８，８’，８’’，８’’’）および前記受信機（４）と通信するように構成された暗号化コンポーネントと、を含み、
当該方法は、前記複数の衛星搭載送信機（８，８’，８’’，８’’’）のうちの１つまたは複数の所与の送信機（８）に対して、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）において、持続時間Ｔでありｔ＝０で開始する所定の認証区間［０，Ｔ］に関して一連の鍵ｋ２，ｉを生成するステップと、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）において、当該無線航法インフラストラクチャ（６）の秘密鍵ｋ１で生成されたキーストリームＫ１（ｔ）を使用して、第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）から拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を生成するステップと、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）の前記暗号化コンポーネントにおいて、前記一連の鍵ｋ２，ｉで生成されたキーストリームＫ２，ｉと、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）から抽出された、前記所定の認証区間［０，Ｔ］に関連付けられた暗号化シーケンスＥｉとを使用して、再暗号化シーケンスＲｉを生成するステップと、
ｔ＝０の前に、前記暗号化コンポーネントによって、前記再暗号化シーケンスＲｉを前記受信機（４）に送信するステップと、
前記所与の送信機（８）から、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を送信するステップと、
前記複数の送信機（８，８’，８’’，８’’’）のうちの１つから、前記一連の鍵ｋ２，ｉを送信するステップと、を含む方法。
【請求項９】
無線航法システム（２）の受信機において実行される方法であって、
前記無線航法システム（２）が、前記受信機（４）と無線航法インフラストラクチャ（６）とを含み、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）が、複数の衛星搭載送信機（８，８’，８’’，８’’’）と、当該送信機（８，８’，８’’，８’’’）および前記受信機（４）と通信するように構成された暗号化コンポーネントと、を含み、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）は、
持続時間Ｔでありｔ＝０で開始する所定の認証区間［０，Ｔ］に関して一連の鍵ｋ２，ｉを生成し、
当該無線航法インフラストラクチャの秘密鍵ｋ１で生成されたキーストリームＫ１（ｔ）を使用して、第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）から拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を生成するように構成されており、かつ
前記無線航法インフラストラクチャ（６）の前記暗号化コンポーネントは、
前記一連の鍵ｋ２，ｉで生成されたキーストリームＫ２，ｉと、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）から抽出された、前記所定の認証区間［０，Ｔ］に関連付けられた暗号化シーケンスＥｉとを使用して、再暗号化シーケンスＲｉを生成し、
ｔ＝０の前に、前記再暗号化シーケンスＲｉを前記受信機（４）に送信するように構成されており、かつ
所与の送信機（８）は、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を送信するように構成されており、かつ
前記複数の送信機（８，８’，８’’，８’’’）のうちの１つは、前記一連の鍵ｋ２，ｉを送信するように構成されており、
当該方法は、
ｔ＝０の前に、前記再暗号化シーケンスＲｉを受信して格納するステップと、
前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を受信するステップと、
前記一連の鍵ｋ２，ｉを受信するステップと、
前記一連の鍵ｋ２，ｉを使用して前記再暗号化シーケンスＲｉを復号化し、前記暗号化シーケンスＥｉを取得するステップと、
受信された前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）の少なくとも一部を、前記暗号化シーケンスＥｉと相関させることにより、前記所与の送信機に対する符号位相測定値を生成するステップと、を含む方法。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成された、無線航法システム（２）。
【請求項１１】
請求項８に記載の方法を実行するように構成された、無線航法インフラストラクチャ（６）。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法を実行するように構成された、受信機（４）。
【請求項１３】
無線航法システム（２）において実行される方法であって、
前記無線航法システム（２）が、受信機（４）と無線航法インフラストラクチャ（６）とを含み、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）が、複数の衛星搭載送信機（８，８’，８’’，８’’’）と、当該送信機（８，８’，８’’，８’’’）および前記受信機（４）と通信するように構成されたサーバ（１０）と、を含み、
当該方法は、前記複数の衛星搭載送信機（８，８’，８’’，８’’’）のうちの１つまたは複数の所与の送信機（８）に対して、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）において、持続時間Ｔでありｔ＝０で開始する所定の認証区間［０，Ｔ］に関して一連の鍵ｋ２，ｉを生成するステップと、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）において、当該無線航法インフラストラクチャ（６）の秘密鍵ｋ１で生成されたキーストリームＫ１（ｔ）を使用して、第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）から拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を生成するステップと、
前記サーバ（１０）において、前記一連の鍵ｋ２，ｉで生成されたキーストリームＫ２，ｉと、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）から抽出された、前記所定の認証区間［０，Ｔ］に関連付けられた暗号化シーケンスＥｉとを使用して取得された、再暗号化シーケンスＲｉを提供するステップと、
前記所与の送信機（８）から、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を送信するステップと、
前記複数の送信機（８，８’，８’’，８’’’）のうちの１つから、前記一連の鍵ｋ２，ｉを送信するステップと、
前記受信機（４）において、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を受信するステップと、
前記受信機（４）において、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）をサンプリングして、前記受信した拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）のデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を取得するステップと、
前記受信機（４）において、前記デジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を前記サーバに送信するステップと、
前記複数の送信機（８，８’，８’’，８’’’）のうちの１つから、前記一連の鍵ｋ２，ｉを前記サーバ（１０）に送信するステップと、
前記サーバ（１０）において、前記一連の鍵ｋ２，ｉを使用して前記再暗号化シーケンスＲｉを復号化し、前記暗号化シーケンスＥｉを取得するステップと、
前記サーバ（１０）において、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）の前記受信したデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を、前記暗号化シーケンスＥｉと相関させることにより、前記所与の送信機（８）に対する符号位相測定値を生成するステップと、を含む方法。
【請求項１４】
無線航法システム（２）の無線航法インフラストラクチャ（６）において実行される方法であって、
前記無線航法システム（２）が、受信機（４）をさらに含み、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）が、複数の衛星搭載送信機（８，８’，８’’，８’’’）と、当該送信機（８，８’，８’’，８’’’）および前記受信機（４）と通信するように構成されたサーバ（１０）と、を含み、
当該方法は、前記複数の衛星搭載送信機（８，８’，８’’，８’’’）のうちの１つまたは複数の所与の送信機（８）に対して、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）において、持続時間Ｔでありｔ＝０で開始する所定の認証区間［０，Ｔ］に関して一連の鍵ｋ２，ｉを生成するステップと、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）において、当該無線航法インフラストラクチャ（６）の秘密鍵ｋ１で生成されたキーストリームＫ１（ｔ）を使用して、第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）から拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を生成するステップと、
前記サーバにおいて、前記一連の鍵ｋ２，ｉで生成されたキーストリームＫ２，ｉと、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）から抽出された、前記所定の認証区間［０，Ｔ］に関連付けられた暗号化シーケンスＥｉとを使用して取得された、再暗号化シーケンスＲｉを提供するステップと、
前記所与の送信機（８）から前記受信機（４）に、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を送信するステップと、
前記複数の送信機（８，８’，８’’，８’’’）のうちの１つから前記サーバに、前記一連の鍵ｋ２，ｉを送信するステップと、
前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）をサンプリングして、前記受信した拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）のデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を取得し、
前記サーバ（１０）において、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）のデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を前記受信機（４）から受信するステップと、
前記サーバ（１０）において、前記一連の鍵ｋ２，ｉを使用して前記再暗号化シーケンスＲｉを復号化し、前記暗号化シーケンスＥｉを取得するステップと、を含み、
当該方法は、前記サーバ（１０）において、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）の前記受信したデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を、前記暗号化シーケンスＥｉと相関させることにより、前記所与の送信機（８）に対する符号位相測定値を生成するステップをさらに含む方法。
【請求項１５】
無線航法システム（２）の受信機（４）において実行される方法であって、
前記無線航法システム（２）が、前記受信機（４）と無線航法インフラストラクチャ（６）とを含み、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）が、複数の衛星搭載送信機（８，８’，８’’，８’’’）と、当該送信機（８，８’，８’’，８’’’）および前記受信機（４）と通信するように構成されたサーバ（１０）と、を含み、
前記無線航法インフラストラクチャ（６）は、
持続時間Ｔでありｔ＝０で開始する所定の認証区間［０，Ｔ］に関して一連の鍵ｋ２，ｉを生成し、かつ
前記無線航法インフラストラクチャの秘密鍵ｋ１で生成されたキーストリームＫ１（ｔ）を使用して、第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）から拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を生成するように構成されており、かつ
再暗号化シーケンスＲｉは、前記サーバ（１０）で提供され、当該再暗号化シーケンスＲｉは、前記一連の鍵ｋ２，ｉで生成されたキーストリームＫ２，ｉと、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）から抽出された、前記所定の認証区間［０，Ｔ］に関連付けられた暗号化シーケンスＥｉとを使用して取得されたものであり、かつ
所与の送信機（８）は、前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を送信するように構成されており、かつ
前記複数の送信機（８，８’，８’’，８’’’）のうちの１つは、前記一連の鍵ｋ２，ｉを前記サーバ（１０）に送信するように構成されており、
当該方法は、
前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を受信するステップと、
前記拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）をサンプリングして、当該受信した拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）のデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を取得するステップと、
前記デジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を前記サーバに送信するステップと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線航法信号の認証の分野に関し、特には、暗号化された拡散符号から生成された距離測定値に基づく認証に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＮＳＳ信号は、一般に、信号のスペクトルが拡散符号を介して拡散されるＤＳＳＳ（Direct-Sequence Spread Spectrum：直接シーケンス・スペクトラム拡散）技術を使用する。信号を取得するには、受信機は、信号の到着時間を推定し、それに変調されたビットを復調するために、拡散符号をレプリカと相関させなければならない。これらのビットは、とりわけ、受信機位置を計算するのに必要とされる衛星位置およびクロック情報を提供するものである。
【０００３】
ＧＮＳＳをなりすまし攻撃から保護するために、ＧＮＳＳ信号に暗号化機能による認証を追加することができる。ＧＮＳＳ認証機能は、データ、拡散符号、またはその両方に追加することができる。
【０００４】
ＧＮＳＳデータに暗号化情報を追加すると、衛星によって送信されたデータの信憑性を保証することができる。それは、航法データのデジタル署名（例えば、ＲＳＡ、ＤＳＡ、またはＥＣＤＳＡ）の送信に基づくことが可能であり、受信機はこれを公開鍵で確認することができる。また、それは、時間遅延の非対称性に基づくことも可能であり、この場合、データを認証するＭＡＣ（メッセージ認証コード）が送信され、このＭＡＣの計算に使用される秘密鍵が数秒後に解放されるため、鍵が公開されると、受信機はＭＡＣを介してデータの信頼性を確認することができる。ＴＥＳＬＡ（Timed Efficient Stream Loss-tolerant Authentication）プロトコルは、特に、この時間遅延型の認証用に設計されている。
【０００５】
一般に、暗号化は認証を保証するものではないが、暗号化により拡散符号認証を取得することができる。そのため、拡散符号は、暗号によって秘密鍵で生成されたビットストリームと乗算することができる。そして、秘密鍵を備えた受信機だけが、拡散符号相関から処理利得を得て信号を取得することができる。拡散符号は反復可能なシーケンスであるため、誤った鍵で暗号化された信号は処理されないか、あるいは偽として容易に検出される。
【０００６】
いくつかのＧＮＳＳ信号は、例えば、ＧＰＳ  Ｍコードまたはガリレオ・コマーシャル・サービス（Galileo Commercial Service）のように、拡散符号を暗号化する機能を有する。拡散符号の暗号化によるＧＮＳＳ認証の主な欠点は、受信者は、秘密鍵を保持するための改ざん防止手段を含むセキュリティモジュールを組み込む必要があるが、ある受信機でセキュリティが侵害された場合、システム全体のセキュリティが損なわれる可能性があることである。
【０００７】
このセキュリティモジュールを回避する方法は、クライアント−サーバ認証を実行することである。この場合、サーバが暗号化されたシーケンスを受信機に送信して該受信機が信号と相関するか、あるいは受信機が信号サンプルをサーバに送信して該サーバが相関を実行するか、のいずれかである。これらのアプローチはいずれも、受信機が秘密鍵を保持し保護することを要求しない。しかしながら、一般的には、サーバが秘密鍵を保持し保護することが求められる。
【０００８】
Wullems,C.らは、「Signal Authentication and Integrity Schemes for Next Generation Global Navigation Satellite Systems」において、ＧＮＳＳ、特にはＮＭＡ（Navigation Message Authentication：航法メッセージ認証）用のデータおよび信号認証スキームを提案している。これは、ＴＥＳＬＡプロトコルに基づくＮＭＡ方式を提案しているが、拡散符号認証との組み合わせの可能性や組み合わせ方については言及していない。
【０００９】
国際公開第２０１５／１５４９８１号の「無線航法信号の認証を最適化する方法およびシステム」では、すべての衛星が同じＴＥＳＬＡキー、または同じチェーンからのＴＥＳＬＡキーを送信する、ＴＥＳＬＡプロトコルベースのアプローチを提案している。しかしながら、拡散符号の暗号化を提供するためにこのキーを使用する方法については言及していない。
【００１０】
O.Pozzobonらは、NAVITEC2010での「Anti-spoofing and open GNSS signal authentication with signal authentication sequences」において、「信号認証シーケンス」をサーバから受信機に提供する方法を提案している。これらのシーケンスには、暗号化されたＧＮＳＳ信号の暗号化された拡散符号の一部が含まれているので、受信機は、処理された信号にこれらの暗号化されたシーケンスが含まれており、したがって本物であるかどうかを検出するために、いくつかの信号サンプルをシーケンスと相関させることができる。この方法を実施するためのアーキテクチャによれば、受信機における秘密鍵の必要性が回避されるが、シーケンスを送信して認証を実行するために、ユーザと基準受信機との間の通信チャネルが必要とされる。
【００１１】
Lo,Sらは、Inside GNSS magazine（２００９年１０月号）の「Signal Authentication-A Secure Civil GNSS for Today」において、ＧＰＳ信号の隠された属性（すなわち、軍用の暗号化符号）を、制御下の基準受信機と認証されるユーザデバイスとの間で比較して、これらの隠された属性が両方の信号で見つかったかどうかを検出する方法を提案している。
この方法を実施するためのアーキテクチャは、ユーザ受信機またはサーバがいずれの秘密鍵を保持することも必要としないが、認証を実行するためにユーザと基準受信機との間の通信チャネルを必要とする。この方法は、当時の最先端技術に比べて大きな利点を提供するが、サーバは、特定のサービスエリアで認証するために受信機が観測した信号を良好な可視性をもって観測する必要があり、また、符号レプリカもノイズの影響を受けるため、相関プロセスには固有のゲインロスがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
最新技術により提供されるアーキテクチャでは、認証ごとに、サーバと受信機とが通信チャネルを介してリンクされていること、ならびに一般にサーバが秘密鍵を保持し保護することが要求されている。したがって、それらのアーキテクチャを、セキュリティモジュールなしのスタンドアローンの自律的な受信機に実装することはできない。それらのアーキテクチャは、サーバおよび受信機の信号が相関している場合を除いて、秘密鍵を持たないサーバにも実装できず、これにはいくつかの欠点もある。
【００１３】
本発明の目的は、受信機が、長時間にわたってスタンドアローンモードで、すなわち地上支援チャネルなしで動作することができる一方で、対称的に暗号化された拡散符号に基づいて信号を認証することができるが秘密鍵を保持する必要がない、無線航法システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の技術的問題は、請求項１，８，９，１３，１４および１５に記載の方法、請求項１０に記載の無線航法システム、請求項１１に記載の無線航法インフラストラクチャ、および請求項１２に記載の受信機によって解決される。
【００１５】
本発明の一態様によれば、無線航法システムで実行される用法が提供されている。無線航法システムが、受信機と無線航法インフラストラクチャとを含み、無線航法インフラストラクチャが、複数の衛星搭載送信機と、当該送信機および受信機と通信するように構成された暗号化コンポーネントと、を含み、当該方法は、複数の衛星搭載送信機のうちの１つまたは複数の所与の送信機に対して：無線航法インフラストラクチャにおいて、持続時間Ｔでありｔ＝０で開始する所定の認証区間［０，Ｔ］に関して一連の鍵ｋ２，ｉを生成するステップと；無線航法インフラストラクチャにおいて、当該無線航法インフラストラクチャの秘密鍵ｋ１で生成されたキーストリームＫ１（ｔ）を使用して、第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）から拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を生成するステップと；無線航法インフラストラクチャの暗号化コンポーネントにおいて、一連の鍵ｋ２，ｉで生成されたキーストリームＫ２，ｉを使用して、再暗号化シーケンスＲｉを生成するステップと；ｔ＝０の前に、暗号化コンポーネントによって、再暗号化シーケンスＲｉを受信機に送信するステップと；所与の送信機から、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を送信するステップと；複数の送信機のうちの１つから、一連の鍵ｋ２，ｉを送信するステップと；受信機において、ｔ＝０の前に、再暗号化シーケンスＲｉを受信して格納するステップと；受信機において、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を受信するステップと；受信機において、一連の鍵ｋ２，ｉを受信するステップと；受信機において、一連の鍵ｋ２，ｉを使用して再暗号化シーケンスＲｉを復号化し、暗号化シーケンスＥｉを取得するステップと；受信機において、受信された拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）の少なくとも一部を、暗号化シーケンスＥｉと相関させることにより、所与の送信機に対する符号位相測定値を生成するステップと、を含む。
【００１６】
したがって、少なくとも実施形態では、本発明の方法は以下のステップを含む：
・鍵ｋ１を用いて、後で衛星によって送信されることになる暗号化された拡散符号シーケンスｅ（ｔ）を生成するステップ，
・同じく衛星によって送信されることになる一連の鍵ｋ２，ｉを生成するステップ，
・上述の暗号化シーケンスｅ（ｔ）を、ｋ２，ｉで暗号化することにより、再暗号化シーケンスＲｉを生成するステップ，
・サーバから受信機に、受信機が信号を認証する期間をカバーする複数の再暗号化シーケンスを送信するステップ，
・衛星から送信されたｅ（ｔ）を格納し、受信した鍵ｋ２，ｉを使用してＲｉを復号化することによって生成されたシーケンスと相関させることにより、受信機において、衛星信号を認証するステップ。
【００１７】
一実施形態において、この方法は、コンポーネントにおいて、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）から、所定の認証区間［０，Ｔ］のそれぞれの期間に関連付けられた複数の暗号化シーケンスＥｉを抽出するステップをさらに含む。好ましくは、再暗号化シーケンスＲ’ｉが、キーストリームＫ２，ｉを使用して抽出された暗号化シーケンスＥｉから生成され、再暗号化シーケンスＲ’ｉが所与の送信機に関連付けられる。
【００１８】
他の実施形態では、再暗号化シーケンスＲｉを生成するステップが、単一の再暗号化シーケンス
【数１】
0006916899.tif 000002
を生成することを含み、Ｋ１，ｉは、［τｉ，τｉ＋Δ］でｋ１から生成されたキーストリームに対応している。好ましくは、受信機において再暗号化シーケンスＲｉを復号化するステップが、
【数２】
0006916899.tif 000003
から暗号化シーケンスＥｉを取得することを含む。Ｃ１は、所与の送信機からの第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）の拡散符号であり、受信機に知られている。
【００１９】
一実施形態では、再暗号化シーケンスＲｉが生成される暗号化コンポーネントが、地上ベースのサーバを含む。
【００２０】
他の実施形態では、この方法は：送信機の各々について、それらの位置およびクロックデータを具体化した、認証された衛星エフェメリスおよびクロックデータを受信するステップと；位置およびクロックデータから、第１の受信機ＰＶＴ解を計算するステップと；１つまたは複数の符号位相測定値に基づいて、第２の受信機ＰＶＴ解を計算するステップと；第１の受信機ＰＶＴ解を第２の受信機ＰＶＴ解と比較し、第１の受信機ＰＶＴ解が第２の受信機ＰＶＴ解と所定の許容誤差未満だけ異なる場合、第１の受信機ＰＶＴ解は認証されたと判定するステップと；をさらに含む。
【００２１】
本発明の他の態様によれば、無線航法システムの無線航法インフラストラクチャで実行される方法が提供される。無線航法システムが、受信機をさらに含み、無線航法インフラストラクチャが、複数の衛星搭載送信機と、当該送信機および受信機と通信するように構成された暗号化コンポーネントと、を含む。この方法は、複数の衛星搭載送信機のうちの１つまたは複数の所与の送信機に対して：無線航法インフラストラクチャにおいて、持続時間Ｔでありｔ＝０で開始する所定の認証区間［０，Ｔ］に関して一連の鍵ｋ２，ｉを生成するステップと；無線航法インフラストラクチャにおいて、当該無線航法インフラストラクチャの秘密鍵ｋ１で生成されたキーストリームＫ１を使用して、第１の無線航法信号ｓ１から拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を生成するステップと；無線航法インフラストラクチャの暗号化コンポーネントにおいて、一連の鍵ｋ２，ｉで生成されたキーストリームＫ２，ｉを使用して、再暗号化シーケンスＲｉを生成するステップと；ｔ＝０の前に、暗号化コンポーネントによって、再暗号化シーケンスＲｉを受信機に送信するステップと；所与の送信機から、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を送信するステップと；複数の送信機のうちの１つから、一連の鍵ｋ２，ｉを送信するステップと；を含む。受信機は、ｔ＝０の前に、該受信機で、再暗号化シーケンスＲｉを受信して格納し、該受信機で、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を受信し；該受信機で、一連の鍵ｋ２，ｉを受信し；該受信機で、一連の鍵ｋ２，ｉを使用して再暗号化シーケンスＲｉを復号化し、暗号化シーケンスＥｉを取得し；該受信機で、受信された拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）の少なくとも一部を、暗号化シーケンスＥｉと相関させることにより、所与の送信機に対する符号位相測定値を生成するように構成されている。
【００２２】
本発明の他の態様によれば、無線航法システムの受信機で実行される方法が提供される。無線航法システムが、受信機と無線航法インフラストラクチャとを含み、無線航法インフラストラクチャが、複数の衛星搭載送信機と、当該送信機および受信機と通信するように構成された暗号化コンポーネントと、を含む。当該方法は、複数の衛星搭載送信機のうちの１つまたは複数の所与の送信機に関して実行される。無線航法インフラストラクチャは、持続時間Ｔでありｔ＝０で開始する所定の認証区間［０，Ｔ］に関して一連の鍵ｋ２，ｉを生成し；無線航法インフラストラクチャにおいて、当該無線航法インフラストラクチャの秘密鍵ｋ１で生成されたキーストリームＫ１（ｔ）を使用して、第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）から拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を生成するように構成されている。無線航法インフラストラクチャの暗号化コンポーネントは、一連の鍵ｋ２，ｉで生成されたキーストリームＫ２，ｉを使用して、再暗号化シーケンスＲｉを生成し；ｔ＝０の前に、再暗号化シーケンスＲｉを受信機に送信するように構成されている。所与の送信機は、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を送信するように構成されている。複数の送信機のうちの１つは、一連の鍵ｋ２，ｉを送信するように構成されている。この方法は、受信機において、ｔ＝０の前に、再暗号化シーケンスＲｉを受信して格納するステップと；拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を受信するステップと；一連の鍵ｋ２，ｉを受信するステップと；一連の鍵ｋ２，ｉを使用して再暗号化シーケンスＲｉを復号化し、暗号化シーケンスＥｉを取得するステップと；受信された拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）の少なくとも一部を、暗号化シーケンスＥｉと相関させることにより、所与の送信機に対する符号位相測定値を生成するステップと；を含む。
【００２３】
本発明の他の態様によれば、添付の特許請求の範囲の請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法を実行するように、あるいは本明細書に記載の特定の実施形態、実装形態または変形形態のいずれかに従って構成された、無線航法システムが提供される。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、請求項８の方法を実行するように、あるいは本明細書に記載の特定の実施形態、実装形態または変形形態のいずれかに従って構成された、無線航法インフラストラクチャが提供される。
【００２５】
本発明の他の態様によれば、請求項９の方法を実行するように、あるいは本明細書に記載の特定の実施形態、実装形態または変形形態のいずれかに従って構成された、受信機が提供される。
【００２６】
本発明の他の態様によれば、無線航法システムで実行される方法が提供される。無線航法システムが、受信機と無線航法インフラストラクチャとを含み、無線航法インフラストラクチャが、複数の衛星搭載送信機と、当該送信機および受信機と通信するように構成されたサーバ（１０）と、を含む。当該方法は、複数の衛星搭載送信機のうちの１つまたは複数の所与の送信機に対して：無線航法インフラストラクチャにおいて、持続時間Ｔでありｔ＝０で開始する所定の認証区間［０，Ｔ］に関して一連の鍵ｋ２，ｉを生成するステップと；無線航法インフラストラクチャにおいて、当該無線航法インフラストラクチャの秘密鍵ｋ１で生成されたキーストリームＫ１（ｔ）を使用して、第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）から拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を生成するステップと；サーバにおいて、一連の鍵ｋ２，ｉで生成されたキーストリームＫ２，ｉを使用して取得された、再暗号化シーケンスＲｉを提供するステップと；所与の送信機から、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を送信するステップと；複数の送信機のうちの１つから、一連の鍵ｋ２，ｉを送信するステップと；受信機において、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を受信するステップと；受信機において、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）をサンプリングして、受信した拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）のデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を取得するステップと；受信機において、デジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）をサーバに送信するステップと；複数の送信機のうちの１つから、一連の鍵ｋ２，ｉをサーバに送信するステップと；サーバにおいて、一連の鍵ｋ２，ｉを使用して再暗号化シーケンスＲｉを復号化し、暗号化シーケンスＥｉを取得するステップと；サーバにおいて、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）の受信したデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を、暗号化シーケンスＥｉと相関させることにより、所与の送信機に対する符号位相測定値を生成するステップと；を含む。
【００２７】
本発明の他の態様によれば、無線航法システムの無線航法インフラストラクチャで実行される方法が提供される。無線航法システムが、受信機をさらに含み、無線航法インフラストラクチャが、複数の衛星搭載送信機と、当該送信機および受信機と通信するように構成されたサーバと、を含む。当該方法は、複数の衛星搭載送信機のうちの１つまたは複数の所与の送信機に対して：無線航法インフラストラクチャにおいて、持続時間Ｔでありｔ＝０で開始する所定の認証区間［０，Ｔ］に関して一連の鍵ｋ２，ｉを生成するステップと；無線航法インフラストラクチャにおいて、当該無線航法インフラストラクチャの秘密鍵ｋ１で生成されたキーストリームＫ１（ｔ）を使用して、第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）から拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を生成するステップと；サーバにおいて、一連の鍵ｋ２，ｉで生成されたキーストリームＫ２，ｉを使用して取得された、再暗号化シーケンスＲｉを提供するステップと；所与の送信機から、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を送信するステップと；複数の送信機のうちの１つからサーバに、一連の鍵ｋ２，ｉを送信するステップと；を含む。受信機は、該受信機において、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を受信し；該受信機において、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）をサンプリングして、受信した拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）のデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を取得し；該受信機において、デジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）をサーバに送信し；サーバにおいて、一連の鍵ｋ２，ｉを使用して再暗号化シーケンスＲｉを復号化し、暗号化シーケンスＥｉを取得するように構成されている。当該方法は、サーバにおいて、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）の受信したデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を、暗号化シーケンスＥｉと相関させることにより、所与の送信機に対する符号位相測定値を生成するステップをさらに含む。
【００２８】
本発明の一態様によれば、無線航法システムの受信機で実行される方法が提供される。無線航法システムが、受信機と無線航法インフラストラクチャとを含み、無線航法インフラストラクチャが、複数の衛星搭載送信機と、当該送信機および受信機と通信するように構成されたサーバと、を含む。当該方法は、複数の衛星搭載送信機のうちの１つまたは複数の所与の送信機に対して以下を含み：無線航法インフラストラクチャ（６）は、持続時間Ｔでありｔ＝０で開始する所定の認証区間［０，Ｔ］に関して一連の鍵ｋ２，ｉを生成し；無線航法インフラストラクチャの秘密鍵ｋ１で生成されたキーストリームＫ１（ｔ）を使用して、第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）から拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を生成するように構成されており；再暗号化シーケンスＲｉは、サーバで提供され、当該再暗号化シーケンスＲｉは、一連の鍵ｋ２，ｉで生成されたキーストリームＫ２，ｉを使用して取得されたものであり；所与の送信機は、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を送信するように構成されており；複数の送信機のうちの１つは、一連の鍵ｋ２，ｉをサーバに送信するように構成されており；受信機で実行される当該方法は、受信機において、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）を受信するステップと；受信機において、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）をサンプリングして、当該受信した拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）のデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を取得するステップと；受信機において、デジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）をサーバに送信するステップと；サーバにおいて、一連の鍵ｋ２，ｉを使用して再暗号化シーケンスＲｉを復号化し、暗号化シーケンスＥｉを取得するステップと、を含み；サーバは、拡散符号暗号化信号ｅ（ｔ）の受信したデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）を、暗号化シーケンスＥｉと相関させることにより、所与の送信機に対する符号位相測定値を生成するように構成されている。
【００２９】
本発明の利点（例えば、拡散符号に透かし入れ技術を含む既知のシステムに関連する）は、符号暗号化機能を有する既存の信号、例えば、ガリレオ・コマーシャル・サービスＥ６Ｂ／Ｃ信号に、その仕様を変更することなく、他の送信機が鍵ｋ２，ｉを送信することを条件として、実装することができることにある。鍵ｋ２，ｉは、システムによって認証可能でなければならない。
【００３０】
つぎに、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態による、無線航法システムの概略図である。
【図２】本発明の他の実施形態による、無線航法システムの概略図である。
【図３】図２の実施形態における、Ｒｉシーケンスおよび鍵ｋ２，ｉからのシーケンスＥｉの生成を含む、時間内のシーケンスおよび鍵の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態による、無線航法システム２の概略図である。無線航法システム２は、（ユーザ）受信機４と無線航法インフラストラクチャ６とを含み、後者は、複数の衛星搭載送信機８と、この実施形態では地上ベースのサーバ１０と、を含む。しかしながら、当業者であれば、地上ベースのサーバ１０によって実行されるものとして本明細書に記載されている１つまたは複数の機能が、必要に応じて、１つまたは複数の送信機８で、あるいは別の移動体、空中物体または地上付近の物体によって実行され得ることが理解されよう。
【００３３】
図示の実施形態において、アンテナ（不図示）を有するユーザ受信機４は、サーバ１０からの再暗号化シーケンス（Ｒｉ）を受信し、以下でさらに詳細に説明するように、受信した無線航法信号および再暗号化シーケンスＲｉに基づいて、認証された位置、速度および時間（ＰＶＴ）解を計算する。
【００３４】
以下、例示のために、本発明の実施形態を簡略化されたモデルを参照して説明するが、これは、概念およびその変形形態をより詳細に説明するためである。ここでは、キャリアおよび拡散符号で構成される、送信機８（例えば、ＧＮＳＳ衛星）によって生成された信号ｓ１（ｔ）を想定している：
【数３】
0006916899.tif 000004
ここで、Ｃ１（ｔ）は、拡散符号シーケンスであり、
ｆ１は、キャリア周波数であり、
φは、信号の位相である。
信号ｓ（ｔ）は、実際のＧＮＳＳ信号の単純化された表現であり、当該信号は、データストリーム、二次符号、またはサブキャリアによって変調されることに留意されたい。本発明による技術は、そのような別の信号を使用するシステムへの適用性を有することが、当業者によって理解されるであろう。
【００３５】
信号ｓ１（ｔ）は、送信機８によって送信される前に、秘密鍵ｋ１を用いて生成されたキーストリームＫ１（ｔ）で暗号化されると想定されている。そして、暗号化された信号は次の通りである：
【数４】
0006916899.tif 000005
は、ＸＯＲ（排他的論理和）シンボルであり、各チップに１ビッドのキーストリームＫ１（ｔ）が乗算されることを意味している。拡散符号で暗号化された信号ｅ（ｔ）は、時間区間［０，Ｔ］の間、すなわち、ｔ＝０で開始し、数時間、数日、またはそれ以上であり得る持続時間Ｔの間、所与の無線航法ソース（例えば、衛星）によって送信される。
【００３６】
変調拡散符号Ｃ２（ｔ）と、キャリア周波数ｆ２にわたり、位相φ２を有する変調データストリームＤ２（ｔ）と、を含む信号ｓ２（ｔ）は次のように想定される：
【数５】
0006916899.tif 000006
【００３７】
データストリームＤ２（ｔ）は、他の潜在的な情報の中でも、例えば、当業者に既知のＴＥＳＬＡプロトコルに従って経時的に開示される一連の暗号化鍵ｋ２，ｉを含む。信号ｓ２（ｔ）は、ｓ１（ｔ）と同じ送信元（送信機８）から、または異なる送信元（送信機８’，８’’，８’’’、または別の移動／空中物体または地上装置）から送信され得る。各ｋ２，ｉは、τｉから始まる所与の期間ｉに関連付けられており、τは、鍵間の期間の持続時間である。使用されるｋ２，ｉは、データ認証を提供するためにＧＮＳＳシステムによって既に使用されている鍵、例えば、キーチェーンのＴＥＳＬＡキーであり得る。ｉが期間［０，Ｔ］をカバーする［０，１，．．．，Ｎ］である鍵ｋ２，ｉは、システム（無線航法インフラストラクチャ６）には知られているが、それらが開示されるまで、ユーザ（受信機４）には知られない。
【００３８】
ｅ（ｔ）が送信される前に、システム（無線航法インフラストラクチャ６）は、既に全シーケンスｅ（ｔ）を知っている。この実施形態において、無線航法インフラストラクチャ６のサーバ１０は、τｉで開始し、持続時間Δを有する区間［０，Ｔ］内の期間に関連付けられた、いくつかの暗号化されたシーケンスＥｉをｅ（ｔ）から抽出する。Ｅｉ＝ｅ［τｉ，τｉ＋Δ］である。
【００３９】
サーバ１０はまた、サービス区間にわたって送信されることになる鍵ｋ２，ｉも知っている。それは、再暗号化シーケンス
【数６】
0006916899.tif 000007
を作成することができ、ここで、Ｋ２，ｉは、ｋ２，ｉで生成されたキーストリームシーケンスである。Ｒｉシーケンスは、無線航法インフラストラクチャ６の安全な地上インフラストラクチャ部分でサーバ１０によって生成され、長時間、例えば数時間または数日にわたって受信機４に送信される。受信機４は、シーケンスを記憶する（すなわち、セキュリティ改ざん防止モジュールを必要としない）。サーバ１０は、ｋ２，ｉが受信されるまではシーケンスが解読されて信号と相関され得ないので、Ｒｉを開示しても侵害されない。
【００４０】
使用中、無線航法システム２の様々な要素での、位置の計算（ＰＶＴ解）における動作は以下の通りである。
【００４１】
地上インフラストラクチャ（サーバ１０）側では、上記で説明した技法／動作を使用して、各送信機に関して以下のステップが実行される。
・第１の無線航法信号ｓ１（ｔ）に基いてｅ（ｔ）暗号化シーケンスを生成する。
・時間区間［０，Ｔ］のキーチェーンまたは一連の鍵ｋ２，ｉを生成する。
・同じ区間のＲｉシーケンスを生成する。
・ｔ＝０の前に、Ｒｉシーケンスを受信機４に送信する。
【００４２】
ユーザ受信機４側では、上記で説明した技法／動作を使用して、各送信機に関して以下のステップが実行される。
・１つまたは複数の送信機（８〜８’’’）について、ｔ＝０より前の時点で、サービス期間ｔ＝［０，Ｔ］のＲｉシーケンスを受信して格納する。
・標準の受信機の場合と同様に、Ｇａｌｉｌｅｏ  Ｅ１  ＯＳなどのオープンな標準信号を追跡し、該オープンな信号に基づいて連続ＰＶＴ解を計算する。
・所与のτｉごとに、
−受信した暗号化信号ｅ（ｔ）のデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）をサンプリングして格納する。
−第２の無線航法信号ｓ２（ｔ）に組み込まれた、再暗号化された鍵ｋ２を受信して認証する。
−Ｅｉを生成するために、Ｋ２，ｉを用いてＲｉを復号化する。暗号化／復号化プロセスは、対象的であるとことが想定されている：
【数７】
0006916899.tif 000008
−受信したｅ（ｔ）をＥｉと相関させ、送信機ごとの符号位相測定値を生成する。
−受信機４の位置計算に必要とされる、衛星搭載送信機８〜８’’’の位置およびクロックを知るために必要な、認証された衛星のエフェメリスおよびクロックデータを受信する。
−１つまたは複数のそのような符号位相測定値に基づいて位置を計算する。
−オープン信号ＰＶＴ解を、暗号化された測定値から抽出された測定値によって計算された位置と比較する。ＰＶＴの差が、測定値および補正値から予測される統計誤差に従う許容範囲内であれば、それは認証されたとみなされる。
【００４３】
以下では、様々なさらなる実施形態または変形形態を提示する。これらは、以下に記載される事項を除いて、第１の実施形態と同様に実施される。
【００４４】
第１の変形例では、システム（例えば、サーバ１０）が、所与の送信機８に関連付けられた暗号化された拡散符号シーケンスＥｉの再暗号化シーケンスＲｉを受信機４に提供する代わりに、単一の再暗号化シーケンス
【数８】
0006916899.tif 000009
を受信機４に送信する。ここで、Ｋ１，ｉは、［τｉ，τｉ＋Δ］においてｋ１から生成されたキーストリームに対応している。
このアプローチの主な利点は、単一のカギｋ１が複数の送信機８〜８’’’に使用される場合、単一の再暗号化シーケンスが複数の送信機に使用されるので、プロセスが単純化され、必要な帯域幅が減少することである。
【００４５】
この場合、（相関する）シーケンスを生成するために、受信機４は以下を実行する：
【数９】
0006916899.tif 000010
ここで、Ｃ１は、所与の送信機からの信号の拡散符号であり、これは受信機に知られている。
【００４６】
他の実施形態では、再暗号化シーケンスＲ’ｉは、サーバ１０からは送信されないが、無線航法インフラストラクチャ６の他の構成要素からの他の信号または信号構成要素で送信される。この実施形態は、受信機４の自律性を高めることができ、そのようなシナリオでは、断続的にでもサーバ１０に接続する必要がない。
【００４７】
図２は、本発明の別の実施形態による、無線航法システムの概略図である。この実施形態では、ユーザ受信機４が暗号化信号ｅ（ｔ）のスナップショットをサーバ１０に送信し、サーバ１０は、受信された信号ｅ（ｔ）および再暗号化シーケンスＲ’ｉに基づいて認証ＰＶＴ解を計算する。そのため、サーバ１０でさえも秘密鍵ｋ１を所有する必要はない。
【００４８】
より具体的には、受信機４は、第４の送信機８’’’から暗号化信号ｅ（ｔ）を受信し、暗号化信号のデジタルスナップショットＳ（τｉ，τｉ＋Δ）をサンプリングして導出し、通信チャネルを通じてサーバ１０に送信する。図３は、図２の実施形態における、Ｒｉシーケンスおよび鍵ｋ２，ｉからのシーケンスＥｉの生成を含む、時間内のシーケンスおよびキーの概略図である。
【００４９】
さらに、サーバ１０は、第１の送信機８によって送信された一連の鍵ｋ２，ｉを受信する。サーバ１０は、最暗号化シーケンスＲ’ｉを所有しており、鍵ｋ２，ｉを受信すると、下記式を用いて相関シーケンスＥｉを計算することができる：
【数１０】
0006916899.tif 000011
サーバ１０は、上述した相関付けおよび後続のステップを介して、受信機４の認証済み解を計算することができる。このアプローチは、各認証用の受信機−サーバ通信チャネルを含むが、既知の技術に対するその利点は、受信機を認証するためにサーバ１０が秘密鍵ｋ１を所有する必要性が排除されて、サーバ１０のセキュリティ要件が下げられることである。また、ノイズのない複製を生成することができないという既知の技術による問題を解決する。
【００５０】
図３の実装に基づく他の実装は、サーバ１０が、安全な地上インフラストラクチャからＥｉを直接受信するものである。システム２全体を危険にさらすｋ１の開示とは対照的に、Ｅｉシーケンスは開示され得ないが、その開示は、それらの適用可能時間にのみ影響する。これにより、ｋ１を格納するために必要なセキュリティレベルを低くしつつ、ｋ２，ｉを継続的に受信する必要性がなくなる。
【００５１】
別の変形例は、受信機４が、再暗号化シーケンスＲｉに加えて、将来の相関に必要とされ、後に公開される鍵ｋ２，ｉで暗号化され、プロセスに変動性またはエントロピーを追加することを目的とする、いくつかの追加情報Ｄｉを格納するものである。この情報は、シーケンスの正確な同期時間に関連していてもよく、その結果、ｔ＝τｉでシーケンスを再暗号化する代わりに、暗号化シーケンスがｔ＝τｉ＋δｉで開始する。ここで、δｉは、ｋ２，ｉによって復号化されると受信機４にのみ知られる。それはまた、相関シーケンスごとに異なり復号化するために必要とされる、ソルトまたはナンスを追加することができる。
【００５２】
別の変形例では、受信機４とシステム６の基準時間との間の同期誤差を許容するために、信号サンプリング周期はΔよりも長い。この場合、ＲｉおよびＳｉに対する持続時間Δが異なるので、たとえ受信機が共通の時間基準に同期していなくても、より長いＳｉ区間が相関の可能性を確保することができる。
【００５３】
別の変形例では、受信機４は、ｋ２，ｉを使用して送信機８の航法データ、例えばエフェメリスおよびクロック情報を認証し、信号相関の実行に必要な送信機８と受信機４との認証された同期を可能にする。
【００５４】
別の変形例では、Ｒｉシーケンスが公開−秘密鍵ペアの秘密鍵を介してサーバ１０から認証され、受信機４が公開鍵を所有している。公開鍵は、ｋ２，ｉを認証するために必要なものであってもよい。
【００５５】
別の変形例では、鍵ｋ２，ｉが、送信された無線周波数信号からではなく、他のソースから受信される。
【００５６】
別の変形例では、ｓ２（ｔ）およびｓ１（ｔ）は、同じキャリアの成分、または同じ送信元からの異なるキャリアからの信号、または拡散符号で変調された二次符号またはデータを含み得る信号である。
【００５７】
上述の技術は、Ｇａｌｉｌｅｏシステムに対して具体的に実施することができ、そうすると、暗号化信号は、Ｅ６ＢまたはＥ６Ｃ信号であり、再暗号化キーを送信する信号は、Ｅ１Ｂ  Ｉ／ＮＡＶ信号である。ここで、再暗号化キーは、ＴＥＳＬＡチェーンを介してその信号で配信される、ナビゲーションメッセージ認証（ＮＭＡ）サービスの一部である。この場合、ＴＥＳＬＡルート鍵を認証するために使用される公開鍵は、サーバ１０から提供された再暗号化シーケンスＲｉを認証するために使用されるものであり得る。
【００５８】
別の実施形態において、受信機４は、標準のオープン信号ベースのＰＶＴと拡散符号で暗号化されたＰＶＴとの間のいかなる比較も実行しない。受信機４は、認証された航法データを受信するためにオープン信号を受信し、認証済みＰＶＴを計算するために再暗号化シーケンスＲｉからの測定値を使用するだけである。
【００５９】
別の実施形態において、オープン信号と暗号化信号との間の比較は、ＰＶＴレベルとは対照的に、測定値レベルで実行され、測定値が類似しているとみなされる場合、オープン信号ベースの位置は認証されたとみなされる。
【図１】
0006916899.tif 000014
【図２】
0006916899.tif 000015
【図３】
0006916899.tif 000016