移動端末認証方式

【目的】移動体通信において、移動端末の認証を行う際に、照合すべき情報を発呼時、およびまたは呼着信時毎に更新・変更することにより、認証情報の不正解読を防止し、移動端末通信の保安性の向上を図ることを目的とする。
【構成】移動端末１に、移動端末１を特定する移動端末識別情報を格納する格納部１ａと、発呼要求時、及び呼着信時にインクリメントする第１カウンタ１ｂを備え、交換機側には、当該通信網における通信を許可すべき移動端末１を特定する通信許可端末情報を格納するメモリ２ｄと、前記第１カウンタ１ｂに同期して発呼時及び着信時にインクリメントする第２カウンタ２ｂと、前記移動端末識別情報及び通信許可端末情報を照合すると共に、前記第１カウンタ１ｂの値及び第２カウンタ２ｂの値を照合する照合手段２ｃと、各部の制御を行う制御手段２ａを備える。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無線により移動端末間の通信を可能とする通信網において、特に個々の移動端末に付加される移動端末識別情報と、当該通信網における通信許可を受けている端末の通信許可端末情報とを照合して、双方が一致した場合にかぎり当該通信網における通信を許可する移動端末の認証方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近では、通信技術の進歩に伴い、コードレス電話機、携帯電話機等、無線で端末間の通信を行える通信網が発達してきている。特に、中継局の受信可能範囲においては、加入者が移動自在な携帯電話機、自動車電話機に代表される移動通信システムの普及率は著しい。
【０００３】移動通信システムでは、端末保持者は、予め任意の移動通信網に自身の保持する移動端末を登録する必要があり、登録時には、個々の移動端末を特定する加入者データが設定される。この加入者データは、例えば、加入者番号、移動端末の機体番号からなる。
【０００４】一方、交換機側にも、前記加入者データと一致する通信許可端末情報を登録する。そして、通信開始時、すなわち発呼要求時、または呼着信時に、移動端末の移動端末識別情報と、交換機側の通信許可端末情報とを照合して双方が一致した場合に発呼要求処理または着信呼に対する応答処理を許可する。
【０００５】さらに、移動端末識別情報及び通信許可端末情報と共に、認証キーを設け任意の情報を暗号化して認証処理を行う方法もある。具体的には、交換機側から移動端末へ任意のデータを送信する。そして、移動端末では、予め設定されている認証キーにより当該データを加工し、これを交換機側へ返送する。一方、交換機側においても、通信許可端末情報と共に、移動端末と同一の認証キーを保持し、この認証キーにより、前記したデータを加工する。
【０００６】加工後のデータは、移動端末から受信した加工データと比較され、双方の加工データに適合性が認められる場合に、上記した移動端末情報と通信許可端末情報とを照合する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来の認証方式では、未登録の移動端末を改造することにより、登録済みの移動端末識別情報及び認証キーを不正に設定し、登録済みの加入者を偽装して通信を行う虞がある。
【０００８】そこで、本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、認証時に照合する照合情報を、発呼時、およびまたは呼着信時毎に更新・変更することにより、認証情報の不正解読を防止し、移動端末通信の保安性の向上を図ることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解決するために以下のようにした。これを図１の原理図に基づいて説明する。
【００１０】本発明では、移動端末１間の通信を可能とする通信網において、通信開始時に、個々の移動端末１毎に保持する移動端末識別情報と、交換局２に予め登録される通信許可端末情報とを照合し、双方が一致した場合に当該通信網における通信を許可する移動端末認証方式に関し、移動端末１に、格納部１ａ及び第１カウンタ１ｂを備える。
【００１１】一方、交換局２には、メモリ２ｄ、第２カウンタ２ｂ、照合手段２ｃ、制御手段２ａを備える。上記した格納部１ａは、個々の移動端末１を特定する移動端末識別情報を格納するものである。
【００１２】第１カウンタ１ｂは、発呼要求時にこの発呼要求が許可された際に計数値を更新すると共に、着呼時に当該呼の接続が許可された場合に計数値を更新するカウンタである。
【００１３】一方、交換局２において、メモリ２ｄは、当該通信網における通信を許可すべき移動端末１を個々に特定する通信許可端末情報、すなわち前記した移動端末識別情報に対応する情報を格納するものである。
【００１４】第２カウンタ２ｂは、当該通信網における通信を許可すべき移動端末１毎に設けてあり、個々の移動端末１からの発呼要求時、及び呼着信時に計数値を更新するカウンタであり、前記した第１カウンタ１ｂと同期して計数値の更新を行う。
【００１５】照合手段２ｃは、移動端末識別情報と通信許可端末情報とを照合すると共に、第１カウンタ１ｂの計数値と第２カウンタ２ｂの計数値とを照合するものである。
【００１６】制御手段２ａは、前記各部の制御を行う。
【００１７】
【作用】本発明によれば、制御手段２ａは、任意の移動端末１からの発呼要求受信時、または任意の移動端末１に対する発呼要求受信時に、その移動端末１から移動端末識別情報及び第１カウンタ１ｂの計数値を受信する。そして、メモリ２ｄにアクセスして当該移動端末１にかかる通信許可端末情報を読み出すと共に、当該移動端末１に対応する第２カウンタ２ｂから計数値を読み出す。さらに、移動端末識別情報、第１カウンタ１ｂの計数値、第２カウンタ２ｂの計数値、及び通信許可端末情報を照合手段２ｃへ通知する。
【００１８】照合手段２ｃは、移動端末識別情報と通信許可端末情報とを照合し、双方が適合するか否かを判別する。ここで、双方の情報が適合した場合には、第１カウンタ１ｂの計数値と第２カウンタ２ｂの計数値とを照合し、双方が一致するか否かを判別する。そして、双方の計数値が一致する場合に、当該移動端末１からの発呼、または当該移動端末１に対する呼着信を許可する。このとき、制御手段２ａは、第２カウンタ２ｂの計数値を更新すると共に、移動端末１に対して第１カウンタ１ｂの計数値を更新する旨を指示する。
【００１９】一方、移動端末識別情報と通信許可端末情報が不適合の場合、およびまたは第１カウンタ１ｂの計数値と第２カウンタ２ｂの計数値が不一致の場合、制御手段２ａは、当該第２カウンタ２ｂの計数値を特定値に設定する。例えば、加算カウンタの場合には、カウンタの初期値を”１”とし、特定値を”０”とすることができ、減算カウンタの場合には、カウンタの初期値を”ｎ”（ｎは自然数）とし、特定値を”ｎ＋１”以上の値とすることができる。
【００２０】さらに、制御手段２ａは、任意の移動端末１からの発呼要求時、または任意の端末１に対する発呼要求時に、この移動端末１から受信した第１カウンタ１ｂの計数値と、第２カウンタ２ｂの計数値を照合する以前に、第２カウンタ２ｂの計数値を特定値と照合する。そして、当該計数値と特定値との不一致を確認した後、当該第２カウンタ２ｂの計数値及び第１カウンタ１ｂの計数値を照合する。
【００２１】一方、第２カウンタ２ｂの計数値が特定値と一致した場合には、当該移動端末１からの呼、または当該移動端末１に対する呼を切断する。これにより、他の移動端末が当該移動端末１を偽装して通信を行うことを防止できる。
【００２２】
【実施例】以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。本実施例における通信網の概略構成を図２に示す。
【００２３】同図において、当該通信網は、複数の交換局（以下、ＭＬＳと記す）５と、複数の携帯電話機３を有する。そして、全ての交換局５は、単一のホームメモリ（以下、ＨＭと記す）６に接続する。
【００２４】任意の携帯電話機３は、近傍のＭＬＳ５を介して他の電話機と通信することが可能である。上記したＨＭ６には、当該通信網での通信を許可されている携帯電話機３のそれぞれを特定する移動端末識別情報を格納するものである。この具体的な説明は後述する。
【００２５】図３は、本実施例における移動電話端末、すなわち携帯電話機３の内部構成ブロック図である。本実施例の携帯電話機３は、送受信部３ａ、格納部３ｂ、第１カウンタ３ｃ、制御部３ｄを備える。上記した送受信部３ａは、ＭＬＳ５との間で、無線により情報の授受を行うものである。
【００２６】格納部３ｂは、本発明の移動電話端末識別情報として、加入者番号、機体番号、加入者番号用認識キー、機体番号用認識キーを格納するものであり、詳細な説明は後述する。
【００２７】第１カウンタ３ｃは、当該携帯電話端末３から発呼要求を許可された際、及び自身に対する呼着信を許可された際に、ひとつインクリメントされるカウンタであり、初期値を”１”とする。
【００２８】制御部３ｄは、前記した送受信部３ａ、格納部３ｂ、及び第１カウンタ３ｃの制御を行う。次に、本実施例におけるホームメモリの具体例を図４に示す。
【００２９】同図において、各携帯電話機３に対応する、加入者番号（以下、ＰＩＤと記す）、機体番号（以下、ＳＩＤと記す）、ＰＩＤに対応するＰＩＤ認証キー、及びＳＩＤに対応するＳＩＤ認証キーからなる通信許可端末情報６ｃ、第２カウンタ６ｂ、読み出し制御部６ａを備える。
【００３０】通信許可端末情報６ｃにおいて、ＰＩＤは、当該通信網と契約を交わした際の登録番号、または当該携帯電話機３の着信電話番号である。本実施例では、ＰＩＤは着信電話番号に対応するものとする。
【００３１】ＳＩＤは、個々の携帯電話機３の製造番号等である。第２カウンタ６ｂは、当該通信網において、通信許可を受けている各携帯電話機３に対応した個数のカウンタを有する。そして、この第２カウンタ６ｂは、上記した第１カウンタ３ｃに同期し、任意の携帯電話機３からの発呼要求を許可した場合、及び任意の携帯電話機３に対する呼着信を許可した場合にインクリメントされ、初期値を”１”とする。さらに、当該第２カウンタ６ｂは、任意の携帯電話機３の認証結果が異常を示した場合には、特定値”０”が設定されるものとする。
【００３２】読み出し制御部６ａは、前記した通信許可端末情報６ｃ、及び第２カウンタ６ｂの読み出しを行うと共に、第２カウンタ６ｂの値が特定値”０”を示しているか否かを判別する。
【００３３】図５は、本実施例におけるＭＬＳ５の内部構成ブロック図である。本実施例におけるＭＬＳ５は、局側送受信部５ａ、照合部５ｃ、検出部５ｄ、乱数発生回路５ｅ、局側制御部５ｂを備える。
【００３４】上記した局側送受信部５ａは、任意の携帯電話機３との間で、情報の授受を行うものであり、照合部５ｃは携帯電話機３のもつ移動電話端末識別情報と、ＨＭ６の通信許可端末情報６ｃとを照合するものである。
【００３５】検出部５ｄは、ＨＭ６より任意の携帯電話機３にかかる通信許可端末情報６ｃを検出するものである。乱数発生回路５ｅは、任意の乱数を発生させる回路である。
【００３６】局側制御部５ｂは、前記各部の制御を行う。以下に、本実施例における携帯電話機３の認証過程について説明する。図６は、本実施例における発呼要求時の携帯電話機３及びＭＬＳ５の動作過程を示すシーケンス図である。
【００３７】同図において、携帯電話機３からＭＬＳ５に対して発呼要求を行う（ステップ６０１）。このとき携帯電話機３において、制御部３ｄは、格納部３ｂに格納されているＰＩＤを読み出し、このＰＩＤを送受信部３ａからＭＬＳ５へ送信する。
【００３８】一方、ＭＬＳ５では、携帯電話機３からの発呼要求を認識し、当該発呼要求と共に受信したＰＩＤを検出部５ｄへ通知する。検出部５ｄは、ＨＭ６に対してＰＩＤを通知すると共に、当該携帯電話機３に対応する通信許可端末情報６ｃの読み出し要求を行う（６０２）。
【００３９】ＨＭ６において、読み出し制御部６ａは、ＰＩＤに基づいて第２カウンタ６ｂの値を読み出し、この値が”０”であるか否かを判別する。ここで、第２カウンタ６ｂの値が”０”の場合は、ＭＬＳ５に対してイリーガル応答を行い（６０３）、このイリーガル応答を受けたＭＬＳ５は、当該携帯電話機３からの呼を切断する（６０４）。
【００４０】一方、第２カウンタ６ｂの値が”０”以外の場合には、読み出し制御部６ａは、前記のＰＩＤに基づいて通信許可端末情報６ｃにアクセスし、当該携帯電話機３のＰＩＤ認証キー及びＳＩＤ認証キーを読み出し、これをＭＬＳ５の検出部５ｄに通知する（６０５）。
【００４１】ＭＬＳ５では、局側制御部５ｂは、乱数発生回路５ｅにより任意の乱数Ｒを発生させ（６０６）、このＲをＰＩＤ認証キー及びＳＩＤ認証キーに基づいて所定の演算処理を施して認証数Ｘを算出する（６０７）と共に、乱数Ｒを局側送受信部５ａを介して当該携帯電話機３へ送信する（６０８）。
【００４２】携帯電話機３では、制御部３ｄは、格納部３ｂからＰＩＤ認証キー及びＳＩＤ認証キーを読み出し、これらの認証キーに基づいて乱数Ｒに所定の演算処理を施し、認証数Ｙを算出する（６０９）。そして、この認証数Ｙと共に第１カウンタ３ｃの値を送受信部３ａを介してＭＬＳ５へ送信する（６１０）。
【００４３】ＭＬＳ５において、照合部５ｃは、認証数Ｘと認証数Ｙとを照合すると共に、第１カウンタ３ｃの値と第２カウンタ６ｂの値とを照合し、Ｘ＝Ｙ且つカウンタ値が一致するか否かを判別する（６１１）。
【００４４】ここで、Ｘ≠Ｙまたはカウンタ値が不一致の場合は、携帯電話機３からの呼を切断すると共に、ＨＭ６に対して第２カウンタ６ｂの書換を指示する（６１２）。ＨＭ６では第２カウンタ６ｂの値を”０”に設定する（６１３）。
【００４５】一方、Ｘ＝Ｙ且つカウンタ値が一致した場合は、局側制御部５ｂは携帯電話機３及びＨＭ６に対してそれぞれのカウンタのインクリメントを指示し（６１４）、当該携帯電話機３の発呼要求を許可し、被呼側のＭＬＳ５へ当該発呼要求を送信する（６１６）。
【００４６】次に、本実施例における呼着信時の認証処理を図７のシーケンス図に基づいて説明する。同図において、ＭＬＳ５が当該通信網の任意の携帯電話機３に対する呼着信を認識した場合（７０１）、局側制御部５ｂは検出部５ｄに携帯電話機３の着信電話番号（ＰＩＤ）を通知し、ＨＭ６に対して通信許可端末情報６ｃの読み出し要求を行う（７０２）。
【００４７】通信許可端末情報読み出し要求を受けたＨＭ６では、読み出し制御部６ａが当該ＰＩＤに基づいて当該着信先携帯電話機３の第２カウンタ６ｂの値を読み出し、この値が”０”であるか否かを判別する。ここで、第２カウンタ６ｂの値が”０”の場合は、ＭＬＳ５に対してイリーガル応答を行い（７０３）、このイリーガル応答を受けたＭＬＳ５は当該着信呼を切断する（７０４）。
【００４８】一方、第２カウンタ６ｂの値が”０”以外の場合には、読み出し制御部６ａは通信許可端末情報６ｃにアクセスして当該着信先携帯電話機３のＰＩＤ認証キー及びＳＩＤ認証キーを読み出し、第２カウンタ６ｂの値と共にこれらＰＩＤ認証キー及びＳＩＤ認証キーをＭＬＳ５へ通知する（７０５）。
【００４９】ＭＬＳ５では、乱数発生回路５ｅにより任意の乱数Ｒを発生させ（７０６）、このＲに対してＰＩＤ認証キー及びＳＩＤ認証キーに基づいて所定の演算処理を施し、認証数Ｘを算出する（７０７）と共に、局側制御部５ｂは乱数Ｒを局側送受信部５ａを介して着信先携帯電話機３へ送信する（７０８）。
【００５０】着信先携帯電話機３では、制御部３ｄは、格納部３ｂからＰＩＤ認証キー及びＳＩＤ認証キーを読み出し、乱数Ｒに対して所定の演算処理を施して認証数Ｙを算出する（７０９）と共に、第１カウンタ３ｃの値を読み出してこのカウンタ値と認証数Ｙを送受信部３ａからＭＬＳ５へ送信する（７１０）。
【００５１】ＭＬＳ５では、照合部５ｃは、認証数Ｘと認証数Ｙを照合すると共に、第１カウンタ３ｃの値と第２カウンタ６ｂの値を照合し、Ｘ＝Ｙ且つカウンタが一致するか否かを判別する（７１１）。
【００５２】ここで、Ｘ≠Ｙまたはカウンタ値が不一致の場合には、ＭＬＳ５は当該着信先携帯電話機３に対する呼を切断する（７１２）と共に、ＨＭ６に対して当該携帯電話機３に対応する第２カウンタ６ｂの書換を指示する（７１３）。
【００５３】書換指示を受けたＨＭ６では第２カウンタ６ｂの値を”０”に設定する（ステップ７１４）。一方、Ｘ＝Ｙ且つカウンタ値が一致した場合には、携帯電話機３に対して第１カウンタ３ｃのインクリメントを指示すると共に、ＨＭ６に対して第２カウンタ６ｂのインクリメントを指示する（７１４、７１５）。
【００５４】そして、携帯電話機３では第１カウンタ３ｃをカウントアップし（７１６）、ＨＭ６では第２カウンタ６ｂをカウントアップする（７１６）。そして、ＭＬＳ５は当該携帯電話機３に対する呼着信処理を行う（７１７）。
【００５５】以上から本実施例によれば、携帯電話機の不正改造によりＰＩＤ、ＳＩＤ、ＰＩＤ認証キー、及びＳＩＤ認証キーが解読され、他の携帯電話機を偽装した場合においても、カウンタの値が着呼、発呼の都度更新され、さらにカウンタ値が一致しない場合にはその携帯電話機を使用不可能とすることで、携帯電話機の不正使用を防止することが可能である。
【００５６】なお、本実施例では、移動電話端末として携帯電話機を例にとったが自動車電話等の場合も同様に対処できる。
【００５７】
【発明の効果】本発明によれば、移動体通信において、移動機の改造を行い、個々の移動機独自のデータを書換、別の加入者を偽装して通話するといった不正使用を防止できる。
【００５８】さらに、移動体通信セキュリティー対策の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図
【図２】本実施例における通信網の概略構成図
【図３】本実施例における携帯電話機の内部構成ブロック図
【図４】本実施例におけるホームメモリ（ＨＭ）の具体例
【図５】本実施例におけるＭＬＳの内部構成ブロック図
【図６】本実施例における発呼要求時の認証処理シーケンス図
【図７】本実施例における呼着信時の認証処理シーケンス図
【符号の説明】
１・・移動端末
１ａ・・格納部
１ｂ・・第１カウンタ
２・・交換局
２ａ・・制御手段
２ｂ・・第２カウンタ
２ｃ・・照合手段
２ｄ・・メモリ
３・・携帯電話機
３ａ・・送受信部
３ｂ・・格納部
３ｃ・・第１カウンタ
３ｄ・・制御部
５・・交換局（ＭＬＳ）
５ａ・・局側送受信部
５ｂ・・局側制御部
５ｃ・・照合部
５ｄ・・検出部
５ｅ・・乱数発生回路
６・・ホームメモリ（ＨＭ）
６ａ・・読み出し制御部
６ｂ・・第２カウンタ
６ｃ・・通信許可端末情報

【特許請求の範囲】
【請求項１】移動端末（１）間の通信を可能とする通信網において、通信開始時に個々の移動端末（１）毎に保持する移動端末識別情報と、交換局（２）に予め登録される通信許可端末情報とを照合し、双方が一致した場合に当該通信網における通信を許可する移動端末認証方式に関し、前記移動端末（１）には、個々の移動端末（１）を特定する移動端末識別情報を格納する格納部（１ａ）と、発呼要求許可時、及び呼着信許可時に計数値を更新する第１カウンタ（１ｂ）を備えると共に、前記交換局（２）には、当該通信網における通信を許可すべき移動端末（１）を特定する通信許可端末情報を格納するメモリ（２ｄ）と、各移動端末（１）の通信を許可した際に計数値を更新する第２カウンタ（２ｂ）と、前記移動端末識別情報及び通信許可端末情報を照合すると共に、前記第１カウンタ（１ｂ）の計数値及び第２カウンタ（２ｂ）の計数値を照合する照合手段（２ｃ）と、前記各部の制御を行う制御手段（２ａ）とを備え、前記制御手段（２ａ）は、任意の移動端末（１）からの発呼要求受信時、あるいは任意の移動端末（１）に対する発呼要求受信時に、前記移動端末（１）から移動端末識別情報及び第１カウンタ（１ｂ）の計数値を受信し、前記照合手段（２ｃ）は、前記移動端末識別情報と前記メモリ（２ｄ）の通信許可端末情報とを照合し、双方の情報が一致した場合に、前記第１カウンタ（１ｂ）の計数値と前記第２カウンタ（２ｂ）の計数値とを照合し、双方の計数値が一致した場合に、当該移動端末（１）からの発呼、または当該移動端末（１）への呼着信を許可し、前記第２カウンタ（２ｂ）の計数値を更新すると共に、前記移動端末（１）に対して第１カウンタ（１ｂ）の計数値を更新する旨を指示することを特徴とする移動端末認証方式。
【請求項２】前記制御手段（２ａ）は、前記照合手段（２ｃ）による第１カウンタ（１ｂ）の計数値及び第２カウンタ（２ｂ）の計数値が不一致の場合には、前記第２カウンタ（２ｂ）の計数値を特定値に書き換えることを特徴とする請求項１記載の移動端末認証方式。
【請求項３】前記制御手段（２ａ）は、前記第２カウンタ（２ｂ）の計数値を読み出す際に、当該第２カウンタ（２ｂ）の計数値が前記特定値と一致するか否かを判別し、当該計数値が特定値と一致する場合には、前記移動端末（１）からの呼または前記移動端末（１）に対する呼を切断し、前記第２カウンタ（２ｂ）の計数値と特定値が不一致の場合には、前記照合手段（２ｃ）により前記第１カウンタ（１ｂ）の計数値と第２カウンタ（２ｂ）の計数値とを照合させることを特徴とする請求項１記載の移動端末認証方式。

【図１】