シグナリングメッセージのプロトコル拡張
本発明はネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）から通信端末（ＭＳ）へ送信されたシグナリングメッセージにおける変更を検出するための方法及び装置に関する。本発明によれば、送信されたシグナリングメッセージ（認証リクエスト）の中に含まれかつネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）及び通信端末（ＭＳ）に既知のビット列が通信端末（ＭＳ）に対してシグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）の中に検査値が含まれていることを指示する。さらに、通信端末（ＭＳ）によって受信された検査値が通信端末（ＭＳ）によって計算された検査値と比較され、及び、シグナリングメッセージ（認証リクエスト）の中に含まれるビット列が受信されかつこれら２つの検査値の比較がポジティブな結果を生ずる場合にのみ通信端末（ＭＳ）がシグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）を変更なしと定義する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はネットワークユニットから通信端末へ送信されたシグナリングメッセージにおける変更を識別するための方法及び装置に関する。
【０００２】
通信ネットワーク、とりわけＧＳＭネットワーク及びＵＭＴＳネットワークのような第２及び第３世代の移動無線システムでは、ネットワークユニット（交換ユニット＝モバイルサービススイッチングセンタMobile Service Switching Center［ＭＳＣ］又はサービングＧＰＲＳサポートノード＝Serving GPRS Support Node［ＳＧＳＮ］）が通信端末とシグナリングメッセージを交換する。
【０００３】
Ala-Laurila, J., u.a.: Wireless LAN access network architecture for mobile operators; IEEE Communications Magazine, Volume 39, Issue 11, Nov. 2001, S.82-89 からはＷＬＡＮアクセスネットワークテクノロジ、ＳＩＭベースのユーザマネージメントファンクション及びネットワークオペレータのローミングインフラストラクチャの結合のための新しいワイヤレスレスＬＡＮアーキテクチャが公知である。記述されたシステムではＷＬＡＮアクセスがＧＳＭ−ＳＩＭカードを介して認証され、課金される。
【０００４】
Postel, J.: User Datagram Protocol: Internet Engineering Task Force (IETF). 28.August 1980(In Internet: URL: http://www.ietf.org/rfc/rfc768.txt) はコンピュータネットワーク内のパケット交換コンピュータ通信のためのユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ＝User Datagram Protocol）を記述している。ＵＤＰプロトコルにとってインターネットプロトコルは基礎であり、最小のプロトコルメカニズムを有する別のプログラムにメッセージの送信のためのアプリケーションに対するプロシージャが設けられている。
【０００５】
文書Ｄ３（２００４／００３７３２０ Ａ１）から伝送ユニットからワイヤレス通信システムを介して受信器ユニットへパケットを伝送するための技術が公知である。この場合、パケットに含まれているデータフレームが受信される。１つ以上のヘッダがパケットに対して１つ以上のプロトコルのためにプロトコルフィールド内で生成される。プロトコルとしてはこの場合ＲＴＰ、ＵＤＰ、ＩＰ、ＰＰＰ、ＲＬＰ及びこれらのバリエーションが有効である。
【０００６】
文書Ｄ４（ＷＯ ０３／０３６９０８ Ａ１）からはマルチキャストサービス（Multicast Service）の使用によってネットワーク内で多数の端末にメッセージを伝送するための方法が公知である。この場合、マルチキャストメッセージは暗号化され、同時に複数の端末に送信される。
【０００７】
基地局と通信端末乃至は移動無線機器との間の無線インターフェースは基本的に攻撃者に対する多くの可能性を提供するので、攻撃者はいわゆる「偽の基地局」によって通信端末と真の基地局との間に位置を占める。偽の基地局はこの場合通信端末に対しては基地局のように振る舞い、真の基地局に対しては通信端末のように振る舞う。通信端末とネットワークユニットとの間で交換されるメッセージの改ざんによって偽の基地局は例えば移動無線会話が暗号的に比較的弱い方法で暗号化されこれにより比較的容易に盗聴されうるように操作することができる。
【０００８】
メッセージの改ざんに対する保護のための方法はＵＭＴＳネットワークでは3GPP TS 33.102,Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); 3G security; Security architecture, Release 5.3.0 (2003-10-03), chapter 6.3に従って実現される。
【０００９】
移動無線機器が初めて通信ネットワークにログインする場合、認証プロシージャが実施され、この認証プロシージャでは移動無線機器が通信ネットワークに対して認証され、移動無線機器と通信ネットワークとの間では秘密の一時的な鍵ＩＫが取り決められる。
【００１０】
このために、通信ネットワーク乃至は移動無線ネットワークにおいて特別なネットワークユニット、認証センタ＝Authentication Center （ＡｕＣ）の中で加入者の秘密鍵Ｋｉ及び乱数ＲＡＮＤからファンクションｆ２Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）によって署名されたレスポンス（signed response）（ＳＲＥＳ）が及び更に別のファンクションｆ４Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）によって一時的な秘密鍵ＩＫが計算される。ＲＡＮＤ、ＳＲＥＳ及びＩＫは次いで移動無線機器がちょうど接続されているモバイルサービススイッチングセンタＭＳＣ又はサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮに送信される。ＭＳＣ乃至はＳＧＳＮは最終的にメッセージ「認証リクエスト」（Authentication Request）によって乱数ＲＡＮＤを移動無線機器に送信する。移動無線機器ではＲＡＮＤ及び秘密鍵Ｋｉからファンクションｆ２Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）及びファンクションｆ４Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）によって署名されたレスポンス（signed response）（ＳＲＥＳ）及び一時的な秘密鍵ＩＫが計算される。
【００１１】
続いて、移動無線機器は値ＳＲＥＳを認証応答メッセージ（認証レスポンス）によって通信ネットワークに返送する。ＭＳＣ乃至はＳＧＳＮはこの値を認証センタＡｕＣにより計算された値と比較する。これら２つが一致する場合、移動無線機器は正常に認証されたと見なされる。同時に移動無線機器及び通信ネットワークはこのプロシージャによって一時的な秘密鍵ＩＫを生成する。
【００１２】
移動無線機器と通信ネットワークとの間で認証プロシージャの後で交換される全てのシグナリングメッセージに対して、メッセージの送信側はその都度秘密鍵ＩＫによって検査値ハッシュ（メッセージ，ＩＫ）を計算する。検査値ハッシュ（メッセージ，ＩＫ）は一時的な鍵ＩＫによって計算される。というのも、秘密鍵Ｋｉは認証センタから一般的には決して離れてはならないからである。この後で、検査値はメッセージによって伝送され、移動無線機器によって検査される。メッセージが偽の基地局によって変更されていた場合、移動無線機器はこれを通常は検査値がもはや一致していないことにおいて識別する。なぜなら、偽の基地局は秘密鍵ＩＫを知っておらず、従って変更されたメッセージに対して検査値を計算できないからである。
【００１３】
ＵＭＴＳネットワークにおいては、この方法は、もちろん最初から、すなわち最初のプロトコルバージョンから導入された。移動無線機器は従ってメッセージが検査値を含まなければならないことを知っている。従って、移動無線機器が「古いネットワーク」（メッセージが検査値を含まない）の中にいるのか又は「新しいネットワーク」（メッセージが検査値を含まなくてはならない）の中にいるのかを区別することは必要ない。
【００１４】
ＧＳＭシステムにおいては類似の提案がなされた：この場合新しいメッセージエレメントとして検査値が認証リクエストメッセージ（認証リクエスト）に付加された。偽の（詐欺の）基地局はメッセージを当然（例えば盗聴目的のために）改ざんし、この偽の基地局は検査値を除去し、メッセージを古いフォーマットで移動無線機器に転送する。いかにして移動無線機器が新しいネットワークの中にいることを識別しうるかという問題はこの提案によっては解決されなかった。ＧＳＭシステムに対する更に別の提案（3GPP TSG SA WG3 Security, Cipher key separation for A/Gb security enhancements, file S3-030463, 15-18 JULY 2003, San Francisco, USA, Agenda point 7.5, Source: Vodafone）は、偽の基地局がＲＡＮＤパラメータの値を認証リクエストメッセージ（認証リクエスト）の中で変更してはならないということに基づいている。というのも、さもなければ移動無線機器が間違ったＳＲＥＳ値を計算し認証プロシージャが成立しないからである。
【００１５】
この提案によれば、ＲＡＮＤパラメータの最初の３２ビットの中に特別に決められたビット列が挿入され、このビット列が移動無線機器にＲＡＮＤパラメータの後続のｎビットにおいて所定の情報が伝送されることを指示する。（標準化寄稿Ｓ３−０３０４６３では具体的に次の８ビットにおいてどのＧＳＭ暗号アルゴリズムがこのネットワークで許可されており、どのＧＳＭ暗号アルゴリズムこのネットワークで許可されていないかを符号化することが提案される。こうして偽の基地局が移動無線機器への無線インターフェースでメッセージを不正操作し、暗号的に比較的弱い暗号アルゴリズムが選択されてしまうことが阻止される。）
【００１６】
特別なビット列が必要とされる。というのも、このプロトコル拡張は最初から全てのネットワークによってサポートされてはいないからである。特別なビット列が長くなればなるほど、ますますこのプロトコル拡張をまだサポートしていない通信ネットワークがＲＡＮＤパラメータの選択の際にランダムに特別なビット列を選択し移動無線機器がこの場合誤ってＲＡＮＤパラメータの中の他のビットを情報として解釈してしまう確率が小さくなる。３２ビットの場合この確率は例えば１：２32≒１：４ｘ１０9である。
【００１７】
一般的に以下の要求が問題解決のために満たされる必要がある：
ｉ）プロトコル拡張をサポートしている新しいネットワーク（ＵＭＴＳネットワーク等々）では同様にプロトコル拡張をサポートしている通信端末乃至は移動無線機器が認証リクエストメッセージ（認証リクエスト）の改ざんに気づくべきである。
【００１８】
ｉｉ）通信端末乃至は移動無線機器はプロトコル拡張をまだサポートしていない古いネットワーク（ＧＳＭネットワーク等々）の中でも機能するべきである。必然的にこの通信端末乃至は移動無線機器はこの場合はメッセージ改ざんを識別できない。
【００１９】
ｉｉｉ）通信端末乃至は移動無線機器は、とりわけ偽の基地局がこの通信端末乃至は移動無線機器に対して「古いネットワーク」を偽装しようとする場合でも古いネットワークの中にいるのか又は新しいネットワークの中にいるのかを識別できなくてはならない。
【００２０】
概念「追加的プロトコル拡張」とは、シグナリングプロトコルのバージョン「ｎ」ではメッセージがまだ改ざんに対して保護されていないが、プロトコルのバージョン「ｎ＋１」以後は保護されていることだと理解してほしい。新しいバージョン「ｎ＋１」はこの場合先行バージョン「ｎ」に対して下位互換性を有するべきである。偽の基地局による可能な改ざんは、例えば、新しいメッセージエレメントが簡単に省略されることである。移動無線機器はこの場合プロトコルバージョン「ｎ」を有するネットワークの中にいると推量する。
【００２１】
Ｓ３−０３０４６３（3GPP TSG SA WG3 Security, Cipher key separation for A/Gb security enhancements, 15-18 JULY 2003, San Francisco, USA, Agenda point 7.5, Source: Vodafone）で提案された方法における問題は、保護すべき情報がＲＡＮＤパラメータの中に埋め込まれており、すなわちこのような情報が時間経過の中でますます付加されるにつれて、いよいよ少ないビットが通信ネットワークによって事実上ランダムに選択されうることである。これによって、認証ファンクションｆ２Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）が弱まる傾向がある。さらにＲＡＮＤパラメータの長さ（ＧＳＭ及びＵＭＴＳネットワークでは１６バイト）によってこうして保護されうる情報量の上限が予め設定されてしまう。
【００２２】
本発明の課題は、シグナリングメッセージの変更の効率的かつ簡単な識別に対する可能性を提案することである。
【００２３】
上記課題は本発明によれば独立請求項の対象によって解決される。本発明の改善実施形態は従属請求項に記載されている。
【００２４】
本発明の核心は、ネットワークユニットから通信端末へ送信されたシグナリングメッセージにおける変更を識別するために、送信されたシグナリングメッセージ（認証リクエスト）の中のネットワークユニット及びこの通信端末に既知のビット列が、シグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）の中に検査値が含まれていることを指示することである。検査値を含むシグナリングメッセージはこの場合認証リクエストメッセージ又はこれに続く更に別のメッセージ乃至はシグナリングメッセージである。このメッセージの受信後に通信端末により受信された検査値がこの通信端末により計算された検査値と比較される。例えば移動無線端末、モバイルコンピュータ、モバイルオーガナイザ等々である通信端末は、続いて、このビット列がシグナリングメッセージ（認証リクエスト）において受信されかつこれら２つの検査値の比較がポジティブな結果を与える場合に、シグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）を変更なしと定義する。特別なビット列自体は伝送の際に適当なやり方で保護され、この結果、偽の基地局による変更はこの通信端末又はネットワークユニットによって気づかれる。理想的には、特別なビット列はＲＡＮＤパラメータの中に含まれている。ＲＡＮＤパラメータ内の特別なビット列によってこの通信端末は大きな確実性でもって通信ネットワークがシグナリングメッセージのプロトコル拡張をサポートしているかどうかを識別できる。偽の基地局が通信端末に対して「古い」ネットワークを偽装するためにＲＡＮＤパラメータを変更した場合には、これはネットワークユニット、とりわけモバイルサービススイッチングセンタ（ＭＳＣ）乃至はサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）によって気づかれる。というのも、認証プロシージャが失敗するからである。更なる利点は、固有の検査値を使用することによって保護されるうる情報量がもはや前もって限定されないことである。新しいメッセージエレメントがシグナリングメッセージに付加される場合、これは自動的に検査値の計算によって考慮に入れられうる。新しいメッセージエレメントは比較的後のプロトコルバージョンにおいても付加されうる。さらに認証ファンクションｆ２Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）は大して弱められることがない。というのも、ビット列だけがシグナリングメッセージにおいてＲＡＮＤパラメータの中に埋め込まれ、他の保護すべきメッセージエレメントはＲＡＮＤパラメータの中に埋め込まれないからである。ＲＡＮＤパラメータにおける変動可能性はこれによって比較的大きいままである。選択的に全ての後続のシグナリングメッセージも検査値によって保護されうる。これは「偽の基地局」による万一の場合の攻撃者に対する比較的効率的な保護をもたらす。
【００２５】
本発明を図面に図示された実施例に基づいて詳しく説明する。ここで
図１は「偽の基地局」を有するネットワークアーキテクチャを示し、
図２は本発明の方法の実施のための簡略化されたネットワークアーキテクチャを示し、
図３はネットワークユニットからシグナリングメッセージを受信するための通信端末の概略図を示し、
図４は本発明のネットワークユニットの簡略化された概略図を示す。
【００２６】
図１は「偽の基地局」ｆ−ＢＳＳを有する移動無線ネットワークのネットワークアーキテクチャを示し、この「偽の基地局」ｆ−ＢＳＳは通信端末乃至は移動無線機器ＭＳと基地局ＢＳＳとの間に位置を占めている。偽の基地局はこの場合移動無線機器ＭＳに対しては基地局ＢＳＳのように振る舞い、真の基地局ＢＳＳに対しては移動無線機器ＭＳのように振る舞う。移動無線機器ＭＳとネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮとの間で交換されるメッセージを改ざんすることによって、この偽の基地局ｆ−ＢＳＳは例えば暗号的に比較的弱い方法によって移動無線会話を暗号化し、これによって比較的容易に盗聴できるように操作することができる。ネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮはここではモバイルサービススイッチングセンタＭＳＣ又はサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮである。
【００２７】
図２は本発明の方法を実施するための簡略化された概略図を示す。既に記述したように、通信ネットワーク、ここでは移動無線ネットワークの中では特別なネットワークユニット、認証センタＡｕＣにおいて加入者の秘密鍵Ｋｉ及び乱数ＲＡＮＤからファンクションｆ２Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）によって「署名されたレスポンス」（ＳＲＥＳ）及び更に別のファンクションｆ４Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）によって一時的な秘密鍵ＩＫが計算される。ＲＡＮＤ、ＳＲＥＳ及びＩＫはこの場合使用される移動無線ネットワーク（ＧＳＭネットワーク、ＵＭＴＳネットワーク等々）に依存してネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮ（モバイルサービススイッチングセンタＭＳＣ又はサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮ）に送信され、このネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮに移動無線機器ＭＳはまさに接続されている。モバイルサービススイッチングセンタＭＳＣ乃至はサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮは最終的にシグナリングメッセージ「認証リクエスト」（Authentication Request）によって乱数パラメータＲＡＮＤ、ネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮによって作成された検査値及び更に別のパラメータを移動無線機器ＭＳに送信する。ＲＡＮＤパラメータは特別なビット列を含み、この特別なビット列は移動無線機器にもネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮにも既知であり、例えば「偽の基地局」による変更に対して保護されている。この保護は、通信端末ＭＳが「偽の基地局」を有する攻撃者によるビット列の変更の際にネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮにおいて計算された値（検査値、ＳＲＥＳ等々）に対して異なる値を計算し、これが例えば認証レスポンスにおいてネットワークユニットトＭＳＣ／ＳＧＳＮによって検出されうる限りにおいて成立する。認証センタＡｕＣは、ネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮにも通信端末ＭＳにも既知である少なくとも２つのビット列から１つのビット列をネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮと通信端末ＭＳとの間の発送のために選択し使用することもできる。特別なビット列を有するＲＡＮＤパラメータは、通信端末乃至は移動無線機器ＭＳがまさにその中に存在する通信ネットワークがプロトコル拡張をサポートしていることが既知である場合にのみ、すなわちネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮが検査値を計算し認証リクエストメッセージによって送信することができる場合にのみ、一般に認証センタＡｕＣによって発生される。Ｓ３−０３０４６３（3GPP TSG SA WG3 Security, Cipher key separation for A/Gb security enhancements, 15-18 JULY 2003, San Francisco, USA, Agenda point 7.5, Source: Vodafone）において提案されたように、これは、ローミングの場合には、すなわち加入者が自分のホーム通信ネットワーク内にいない場合には、認証センタＡｕＣがパラメータＲＡＮＤ、ＳＲＥＳ及びＩＫを送信しなければならない移動無線ネットワーク（乃至はモバイルサービススイッチングセンタＭＳＣ又はサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮ）のアイデンティティをリストと比較し、このリストの中にどの通信ネットワークがプロトコル拡張をサポートしているかがリストアップされていることによって解決される。検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）はネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮによってシグナリングメッセージの内容及び鍵ＩＫから決定される。
【００２８】
移動無線機器ＭＳにおいてＲＡＮＤパラメータ及び秘密鍵Ｋｉからファンクションｆ２Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）及びｆ４Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）によって「署名されたレスポンス」（ＳＲＥＳ）及び一時的な秘密鍵ＩＫが計算される。シグナリングメッセージ「認証リクエスト」（Authentication Request）のＲＡＮＤパラメータの中の特別なビット列によって、この移動無線機器ＭＳに対してこのシグナリングメッセージの中には検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）が含まれていなければならないことが指示される。当然、特別なビット列は、移動無線機器ＭＳ又はネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮが偽の基地局によるこのパラメータの変更を識別できることが保証されている場合には、別のパラメータの中に含まれてもよい。次いで、通信端末ＭＳ乃至は移動無線機器ＭＳは固有の検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）を計算し、この検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）はメッセージの内容及び一時的な秘密鍵ＩＫから計算され、この計算された検査値をシグナリングメッセージ内に含まれていた検査値と比較する。ＲＡＮＤパラメータが特別なビット列を含むにもかかわらず検査値が欠如している場合、又は、送信された検査値が移動無線機器ＭＳ自体の計算した検査値と一致しない場合（２つの検査値の同一性）、メッセージはネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮから移動無線機器ＭＳへの途中で改ざんされたと推定される。ネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮから通信端末ＭＳへのシグナリングメッセージの発送に、例えば通信ネットワーク間ハンドオーバの場合のように複数の通信ネットワークが関与することもありうる。
【００２９】
この後で、移動無線機器ＭＳは認証の終了のために移動無線機器ＭＳにより計算されたＳＲＥＳパラメータを有するシグナリングメッセージ「認証レスポンス」をネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮに送信する。
【００３０】
図３はネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮからシグナリングメッセージを受信するための通信端末ＭＳの概略図を示す。通信端末ＭＳは移動通信のために、とりわけ移動無線ネットワークによる移動通信のために、受信ユニットＥ及び送信ユニットＳを有する。処理ユニットＶはシグナリングメッセージ、とりわけＲＡＮＤパラメータの中の特別なビット列に基づいて、このシグナリングメッセージの中に検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）が含まれていなければならないことを識別することができる。次いで、通信端末ＭＳ乃至は移動無線機器ＭＳは固有の検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）を計算し、この検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）はメッセージの内容及び一時的な秘密鍵ＩＫから計算され、この計算された検査値をシグナリングメッセージの中に含まれていた検査値と比較する。通信端末ＭＳはこれら２つの検査値の比較がポジティブな結果を与える場合にのみこのシグナリングメッセージを変更なしと定義する。この場合、ポジティブな結果と見なされるのはこれら２つの検査値が一致していることである。本発明の変形実施形態では、特別なビット列によって、この通信端末がその中にまさにいる通信ネットワーク内において通信ネットワーク乃至はネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮから通信端末ＭＳへと送信される全ての後続のメッセージも検査値を含まなくてはならないことがシグナリングされる。
【００３１】
図４は本発明のネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮの簡略化された概略図を示す。このネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮは移動通信のために、とりわけ移動無線ネットワークによる移動通信のために、受信ユニットＥＥ及び送信ユニットＳＥを有する。処理ユニットＶＥは図２に従ってパラメータを認証センタＡｕＣから受け取り、検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）を決定する。この検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）をこの処理ユニットＶＥは更に別のパラメータとともに接続された通信端末ＭＳへとシグナリングメッセージにおいて送信する。
【００３２】
有利には、ビット列及び検査値は同一のシグナリングメッセージにおいてネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮから通信端末ＭＳへ送信される。
【００３３】
有利には、ビット列及び検査値は少なくとも２つの異なるシグナリングメッセージにおいてネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮから通信端末ＭＳへ送信される。
【００３４】
有利には、ネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮは少なくとも１つの通信ネットワークを介して通信端末ＭＳにシグナリングメッセージを送信する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】「偽の基地局」を有するネットワークアーキテクチャを示す。
【図２】本発明の方法の実施のための簡略化されたネットワークアーキテクチャを示す。
【図３】ネットワークユニットからシグナリングメッセージを受信するための通信端末の概略図を示す。
【図４】本発明のネットワークユニットの簡略化された概略図を示す。
【符号の説明】
【００３６】
ＭＳ 通信端末、移動無線機器
ＢＳＳ 基地局
ｆ−ＢＳＳ 偽の基地局
ＭＳＣ 交換ユニット＝モバイルサービススイッチングセンタ
ＳＧＳＮ サービングＧＰＲＳサポートノード
ＭＳＣ／ＳＧＳＮ ネットワークユニット
ＡｕＣ 認証センタ
Ｋｉ 秘密鍵
ＲＡＮＤ 乱数
ＳＲＥＳ 署名されたレスポンス
ＩＫ 一時的な秘密鍵
Ｅ 受信ユニット
Ｖ 処理ユニット
Ｓ 送信ユニット
ＥＥ 受信ユニット
ＶＥ 処理ユニット
ＳＥ 送信ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明はネットワークユニットから通信端末へ送信されたシグナリングメッセージにおける変更を識別するための方法及び装置に関する。
【０００２】
通信ネットワーク、とりわけＧＳＭネットワーク及びＵＭＴＳネットワークのような第２及び第３世代の移動無線システムでは、ネットワークユニット（交換ユニット＝モバイルサービススイッチングセンタMobile Service Switching Center［ＭＳＣ］又はサービングＧＰＲＳサポートノード＝Serving GPRS Support Node［ＳＧＳＮ］）が通信端末とシグナリングメッセージを交換する。
【０００３】
Ala-Laurila, J., u.a.: Wireless LAN access network architecture for mobile operators; IEEE Communications Magazine, Volume 39, Issue 11, Nov. 2001, S.82-89 からはＷＬＡＮアクセスネットワークテクノロジ、ＳＩＭベースのユーザマネージメントファンクション及びネットワークオペレータのローミングインフラストラクチャの結合のための新しいワイヤレスレスＬＡＮアーキテクチャが公知である。記述されたシステムではＷＬＡＮアクセスがＧＳＭ−ＳＩＭカードを介して認証され、課金される。
【０００４】
Postel, J.: User Datagram Protocol: Internet Engineering Task Force (IETF). 28.August 1980(In Internet: URL: http://www.ietf.org/rfc/rfc768.txt) はコンピュータネットワーク内のパケット交換コンピュータ通信のためのユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ＝User Datagram Protocol）を記述している。ＵＤＰプロトコルにとってインターネットプロトコルは基礎であり、最小のプロトコルメカニズムを有する別のプログラムにメッセージの送信のためのアプリケーションに対するプロシージャが設けられている。
【０００５】
文書Ｄ３（２００４／００３７３２０ Ａ１）から伝送ユニットからワイヤレス通信システムを介して受信器ユニットへパケットを伝送するための技術が公知である。この場合、パケットに含まれているデータフレームが受信される。１つ以上のヘッダがパケットに対して１つ以上のプロトコルのためにプロトコルフィールド内で生成される。プロトコルとしてはこの場合ＲＴＰ、ＵＤＰ、ＩＰ、ＰＰＰ、ＲＬＰ及びこれらのバリエーションが有効である。
【０００６】
文書Ｄ４（ＷＯ ０３／０３６９０８ Ａ１）からはマルチキャストサービス（Multicast Service）の使用によってネットワーク内で多数の端末にメッセージを伝送するための方法が公知である。この場合、マルチキャストメッセージは暗号化され、同時に複数の端末に送信される。
【０００７】
基地局と通信端末乃至は移動無線機器との間の無線インターフェースは基本的に攻撃者に対する多くの可能性を提供するので、攻撃者はいわゆる「偽の基地局」によって通信端末と真の基地局との間に位置を占める。偽の基地局はこの場合通信端末に対しては基地局のように振る舞い、真の基地局に対しては通信端末のように振る舞う。通信端末とネットワークユニットとの間で交換されるメッセージの改ざんによって偽の基地局は例えば移動無線会話が暗号的に比較的弱い方法で暗号化されこれにより比較的容易に盗聴されうるように操作することができる。
【０００８】
メッセージの改ざんに対する保護のための方法はＵＭＴＳネットワークでは3GPP TS 33.102,Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); 3G security; Security architecture, Release 5.3.0 (2003-10-03), chapter 6.3に従って実現される。
【０００９】
移動無線機器が初めて通信ネットワークにログインする場合、認証プロシージャが実施され、この認証プロシージャでは移動無線機器が通信ネットワークに対して認証され、移動無線機器と通信ネットワークとの間では秘密の一時的な鍵ＩＫが取り決められる。
【００１０】
このために、通信ネットワーク乃至は移動無線ネットワークにおいて特別なネットワークユニット、認証センタ＝Authentication Center （ＡｕＣ）の中で加入者の秘密鍵Ｋｉ及び乱数ＲＡＮＤからファンクションｆ２Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）によって署名されたレスポンス（signed response）（ＳＲＥＳ）が及び更に別のファンクションｆ４Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）によって一時的な秘密鍵ＩＫが計算される。ＲＡＮＤ、ＳＲＥＳ及びＩＫは次いで移動無線機器がちょうど接続されているモバイルサービススイッチングセンタＭＳＣ又はサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮに送信される。ＭＳＣ乃至はＳＧＳＮは最終的にメッセージ「認証リクエスト」（Authentication Request）によって乱数ＲＡＮＤを移動無線機器に送信する。移動無線機器ではＲＡＮＤ及び秘密鍵Ｋｉからファンクションｆ２Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）及びファンクションｆ４Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）によって署名されたレスポンス（signed response）（ＳＲＥＳ）及び一時的な秘密鍵ＩＫが計算される。
【００１１】
続いて、移動無線機器は値ＳＲＥＳを認証応答メッセージ（認証レスポンス）によって通信ネットワークに返送する。ＭＳＣ乃至はＳＧＳＮはこの値を認証センタＡｕＣにより計算された値と比較する。これら２つが一致する場合、移動無線機器は正常に認証されたと見なされる。同時に移動無線機器及び通信ネットワークはこのプロシージャによって一時的な秘密鍵ＩＫを生成する。
【００１２】
移動無線機器と通信ネットワークとの間で認証プロシージャの後で交換される全てのシグナリングメッセージに対して、メッセージの送信側はその都度秘密鍵ＩＫによって検査値ハッシュ（メッセージ，ＩＫ）を計算する。検査値ハッシュ（メッセージ，ＩＫ）は一時的な鍵ＩＫによって計算される。というのも、秘密鍵Ｋｉは認証センタから一般的には決して離れてはならないからである。この後で、検査値はメッセージによって伝送され、移動無線機器によって検査される。メッセージが偽の基地局によって変更されていた場合、移動無線機器はこれを通常は検査値がもはや一致していないことにおいて識別する。なぜなら、偽の基地局は秘密鍵ＩＫを知っておらず、従って変更されたメッセージに対して検査値を計算できないからである。
【００１３】
ＵＭＴＳネットワークにおいては、この方法は、もちろん最初から、すなわち最初のプロトコルバージョンから導入された。移動無線機器は従ってメッセージが検査値を含まなければならないことを知っている。従って、移動無線機器が「古いネットワーク」（メッセージが検査値を含まない）の中にいるのか又は「新しいネットワーク」（メッセージが検査値を含まなくてはならない）の中にいるのかを区別することは必要ない。
【００１４】
ＧＳＭシステムにおいては類似の提案がなされた：この場合新しいメッセージエレメントとして検査値が認証リクエストメッセージ（認証リクエスト）に付加された。偽の（詐欺の）基地局はメッセージを当然（例えば盗聴目的のために）改ざんし、この偽の基地局は検査値を除去し、メッセージを古いフォーマットで移動無線機器に転送する。いかにして移動無線機器が新しいネットワークの中にいることを識別しうるかという問題はこの提案によっては解決されなかった。ＧＳＭシステムに対する更に別の提案（3GPP TSG SA WG3 Security, Cipher key separation for A/Gb security enhancements, file S3-030463, 15-18 JULY 2003, San Francisco, USA, Agenda point 7.5, Source: Vodafone）は、偽の基地局がＲＡＮＤパラメータの値を認証リクエストメッセージ（認証リクエスト）の中で変更してはならないということに基づいている。というのも、さもなければ移動無線機器が間違ったＳＲＥＳ値を計算し認証プロシージャが成立しないからである。
【００１５】
この提案によれば、ＲＡＮＤパラメータの最初の３２ビットの中に特別に決められたビット列が挿入され、このビット列が移動無線機器にＲＡＮＤパラメータの後続のｎビットにおいて所定の情報が伝送されることを指示する。（標準化寄稿Ｓ３−０３０４６３では具体的に次の８ビットにおいてどのＧＳＭ暗号アルゴリズムがこのネットワークで許可されており、どのＧＳＭ暗号アルゴリズムこのネットワークで許可されていないかを符号化することが提案される。こうして偽の基地局が移動無線機器への無線インターフェースでメッセージを不正操作し、暗号的に比較的弱い暗号アルゴリズムが選択されてしまうことが阻止される。）
【００１６】
特別なビット列が必要とされる。というのも、このプロトコル拡張は最初から全てのネットワークによってサポートされてはいないからである。特別なビット列が長くなればなるほど、ますますこのプロトコル拡張をまだサポートしていない通信ネットワークがＲＡＮＤパラメータの選択の際にランダムに特別なビット列を選択し移動無線機器がこの場合誤ってＲＡＮＤパラメータの中の他のビットを情報として解釈してしまう確率が小さくなる。３２ビットの場合この確率は例えば１：２32≒１：４ｘ１０9である。
【００１７】
一般的に以下の要求が問題解決のために満たされる必要がある：
ｉ）プロトコル拡張をサポートしている新しいネットワーク（ＵＭＴＳネットワーク等々）では同様にプロトコル拡張をサポートしている通信端末乃至は移動無線機器が認証リクエストメッセージ（認証リクエスト）の改ざんに気づくべきである。
【００１８】
ｉｉ）通信端末乃至は移動無線機器はプロトコル拡張をまだサポートしていない古いネットワーク（ＧＳＭネットワーク等々）の中でも機能するべきである。必然的にこの通信端末乃至は移動無線機器はこの場合はメッセージ改ざんを識別できない。
【００１９】
ｉｉｉ）通信端末乃至は移動無線機器は、とりわけ偽の基地局がこの通信端末乃至は移動無線機器に対して「古いネットワーク」を偽装しようとする場合でも古いネットワークの中にいるのか又は新しいネットワークの中にいるのかを識別できなくてはならない。
【００２０】
概念「追加的プロトコル拡張」とは、シグナリングプロトコルのバージョン「ｎ」ではメッセージがまだ改ざんに対して保護されていないが、プロトコルのバージョン「ｎ＋１」以後は保護されていることだと理解してほしい。新しいバージョン「ｎ＋１」はこの場合先行バージョン「ｎ」に対して下位互換性を有するべきである。偽の基地局による可能な改ざんは、例えば、新しいメッセージエレメントが簡単に省略されることである。移動無線機器はこの場合プロトコルバージョン「ｎ」を有するネットワークの中にいると推量する。
【００２１】
Ｓ３−０３０４６３（3GPP TSG SA WG3 Security, Cipher key separation for A/Gb security enhancements, 15-18 JULY 2003, San Francisco, USA, Agenda point 7.5, Source: Vodafone）で提案された方法における問題は、保護すべき情報がＲＡＮＤパラメータの中に埋め込まれており、すなわちこのような情報が時間経過の中でますます付加されるにつれて、いよいよ少ないビットが通信ネットワークによって事実上ランダムに選択されうることである。これによって、認証ファンクションｆ２Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）が弱まる傾向がある。さらにＲＡＮＤパラメータの長さ（ＧＳＭ及びＵＭＴＳネットワークでは１６バイト）によってこうして保護されうる情報量の上限が予め設定されてしまう。
【００２２】
本発明の課題は、シグナリングメッセージの変更の効率的かつ簡単な識別に対する可能性を提案することである。
【００２３】
上記課題は本発明によれば独立請求項の対象によって解決される。本発明の改善実施形態は従属請求項に記載されている。
【００２４】
本発明の核心は、ネットワークユニットから通信端末へ送信されたシグナリングメッセージにおける変更を識別するために、送信されたシグナリングメッセージ（認証リクエスト）の中のネットワークユニット及びこの通信端末に既知のビット列が、シグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）の中に検査値が含まれていることを指示することである。検査値を含むシグナリングメッセージはこの場合認証リクエストメッセージ又はこれに続く更に別のメッセージ乃至はシグナリングメッセージである。このメッセージの受信後に通信端末により受信された検査値がこの通信端末により計算された検査値と比較される。例えば移動無線端末、モバイルコンピュータ、モバイルオーガナイザ等々である通信端末は、続いて、このビット列がシグナリングメッセージ（認証リクエスト）において受信されかつこれら２つの検査値の比較がポジティブな結果を与える場合に、シグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）を変更なしと定義する。特別なビット列自体は伝送の際に適当なやり方で保護され、この結果、偽の基地局による変更はこの通信端末又はネットワークユニットによって気づかれる。理想的には、特別なビット列はＲＡＮＤパラメータの中に含まれている。ＲＡＮＤパラメータ内の特別なビット列によってこの通信端末は大きな確実性でもって通信ネットワークがシグナリングメッセージのプロトコル拡張をサポートしているかどうかを識別できる。偽の基地局が通信端末に対して「古い」ネットワークを偽装するためにＲＡＮＤパラメータを変更した場合には、これはネットワークユニット、とりわけモバイルサービススイッチングセンタ（ＭＳＣ）乃至はサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）によって気づかれる。というのも、認証プロシージャが失敗するからである。更なる利点は、固有の検査値を使用することによって保護されるうる情報量がもはや前もって限定されないことである。新しいメッセージエレメントがシグナリングメッセージに付加される場合、これは自動的に検査値の計算によって考慮に入れられうる。新しいメッセージエレメントは比較的後のプロトコルバージョンにおいても付加されうる。さらに認証ファンクションｆ２Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）は大して弱められることがない。というのも、ビット列だけがシグナリングメッセージにおいてＲＡＮＤパラメータの中に埋め込まれ、他の保護すべきメッセージエレメントはＲＡＮＤパラメータの中に埋め込まれないからである。ＲＡＮＤパラメータにおける変動可能性はこれによって比較的大きいままである。選択的に全ての後続のシグナリングメッセージも検査値によって保護されうる。これは「偽の基地局」による万一の場合の攻撃者に対する比較的効率的な保護をもたらす。
【００２５】
本発明を図面に図示された実施例に基づいて詳しく説明する。ここで
図１は「偽の基地局」を有するネットワークアーキテクチャを示し、
図２は本発明の方法の実施のための簡略化されたネットワークアーキテクチャを示し、
図３はネットワークユニットからシグナリングメッセージを受信するための通信端末の概略図を示し、
図４は本発明のネットワークユニットの簡略化された概略図を示す。
【００２６】
図１は「偽の基地局」ｆ−ＢＳＳを有する移動無線ネットワークのネットワークアーキテクチャを示し、この「偽の基地局」ｆ−ＢＳＳは通信端末乃至は移動無線機器ＭＳと基地局ＢＳＳとの間に位置を占めている。偽の基地局はこの場合移動無線機器ＭＳに対しては基地局ＢＳＳのように振る舞い、真の基地局ＢＳＳに対しては移動無線機器ＭＳのように振る舞う。移動無線機器ＭＳとネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮとの間で交換されるメッセージを改ざんすることによって、この偽の基地局ｆ−ＢＳＳは例えば暗号的に比較的弱い方法によって移動無線会話を暗号化し、これによって比較的容易に盗聴できるように操作することができる。ネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮはここではモバイルサービススイッチングセンタＭＳＣ又はサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮである。
【００２７】
図２は本発明の方法を実施するための簡略化された概略図を示す。既に記述したように、通信ネットワーク、ここでは移動無線ネットワークの中では特別なネットワークユニット、認証センタＡｕＣにおいて加入者の秘密鍵Ｋｉ及び乱数ＲＡＮＤからファンクションｆ２Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）によって「署名されたレスポンス」（ＳＲＥＳ）及び更に別のファンクションｆ４Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）によって一時的な秘密鍵ＩＫが計算される。ＲＡＮＤ、ＳＲＥＳ及びＩＫはこの場合使用される移動無線ネットワーク（ＧＳＭネットワーク、ＵＭＴＳネットワーク等々）に依存してネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮ（モバイルサービススイッチングセンタＭＳＣ又はサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮ）に送信され、このネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮに移動無線機器ＭＳはまさに接続されている。モバイルサービススイッチングセンタＭＳＣ乃至はサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮは最終的にシグナリングメッセージ「認証リクエスト」（Authentication Request）によって乱数パラメータＲＡＮＤ、ネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮによって作成された検査値及び更に別のパラメータを移動無線機器ＭＳに送信する。ＲＡＮＤパラメータは特別なビット列を含み、この特別なビット列は移動無線機器にもネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮにも既知であり、例えば「偽の基地局」による変更に対して保護されている。この保護は、通信端末ＭＳが「偽の基地局」を有する攻撃者によるビット列の変更の際にネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮにおいて計算された値（検査値、ＳＲＥＳ等々）に対して異なる値を計算し、これが例えば認証レスポンスにおいてネットワークユニットトＭＳＣ／ＳＧＳＮによって検出されうる限りにおいて成立する。認証センタＡｕＣは、ネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮにも通信端末ＭＳにも既知である少なくとも２つのビット列から１つのビット列をネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮと通信端末ＭＳとの間の発送のために選択し使用することもできる。特別なビット列を有するＲＡＮＤパラメータは、通信端末乃至は移動無線機器ＭＳがまさにその中に存在する通信ネットワークがプロトコル拡張をサポートしていることが既知である場合にのみ、すなわちネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮが検査値を計算し認証リクエストメッセージによって送信することができる場合にのみ、一般に認証センタＡｕＣによって発生される。Ｓ３−０３０４６３（3GPP TSG SA WG3 Security, Cipher key separation for A/Gb security enhancements, 15-18 JULY 2003, San Francisco, USA, Agenda point 7.5, Source: Vodafone）において提案されたように、これは、ローミングの場合には、すなわち加入者が自分のホーム通信ネットワーク内にいない場合には、認証センタＡｕＣがパラメータＲＡＮＤ、ＳＲＥＳ及びＩＫを送信しなければならない移動無線ネットワーク（乃至はモバイルサービススイッチングセンタＭＳＣ又はサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮ）のアイデンティティをリストと比較し、このリストの中にどの通信ネットワークがプロトコル拡張をサポートしているかがリストアップされていることによって解決される。検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）はネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮによってシグナリングメッセージの内容及び鍵ＩＫから決定される。
【００２８】
移動無線機器ＭＳにおいてＲＡＮＤパラメータ及び秘密鍵Ｋｉからファンクションｆ２Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）及びｆ４Ｋ（ＲＡＮＤ，Ｋｉ）によって「署名されたレスポンス」（ＳＲＥＳ）及び一時的な秘密鍵ＩＫが計算される。シグナリングメッセージ「認証リクエスト」（Authentication Request）のＲＡＮＤパラメータの中の特別なビット列によって、この移動無線機器ＭＳに対してこのシグナリングメッセージの中には検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）が含まれていなければならないことが指示される。当然、特別なビット列は、移動無線機器ＭＳ又はネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮが偽の基地局によるこのパラメータの変更を識別できることが保証されている場合には、別のパラメータの中に含まれてもよい。次いで、通信端末ＭＳ乃至は移動無線機器ＭＳは固有の検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）を計算し、この検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）はメッセージの内容及び一時的な秘密鍵ＩＫから計算され、この計算された検査値をシグナリングメッセージ内に含まれていた検査値と比較する。ＲＡＮＤパラメータが特別なビット列を含むにもかかわらず検査値が欠如している場合、又は、送信された検査値が移動無線機器ＭＳ自体の計算した検査値と一致しない場合（２つの検査値の同一性）、メッセージはネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮから移動無線機器ＭＳへの途中で改ざんされたと推定される。ネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮから通信端末ＭＳへのシグナリングメッセージの発送に、例えば通信ネットワーク間ハンドオーバの場合のように複数の通信ネットワークが関与することもありうる。
【００２９】
この後で、移動無線機器ＭＳは認証の終了のために移動無線機器ＭＳにより計算されたＳＲＥＳパラメータを有するシグナリングメッセージ「認証レスポンス」をネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮに送信する。
【００３０】
図３はネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮからシグナリングメッセージを受信するための通信端末ＭＳの概略図を示す。通信端末ＭＳは移動通信のために、とりわけ移動無線ネットワークによる移動通信のために、受信ユニットＥ及び送信ユニットＳを有する。処理ユニットＶはシグナリングメッセージ、とりわけＲＡＮＤパラメータの中の特別なビット列に基づいて、このシグナリングメッセージの中に検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）が含まれていなければならないことを識別することができる。次いで、通信端末ＭＳ乃至は移動無線機器ＭＳは固有の検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）を計算し、この検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）はメッセージの内容及び一時的な秘密鍵ＩＫから計算され、この計算された検査値をシグナリングメッセージの中に含まれていた検査値と比較する。通信端末ＭＳはこれら２つの検査値の比較がポジティブな結果を与える場合にのみこのシグナリングメッセージを変更なしと定義する。この場合、ポジティブな結果と見なされるのはこれら２つの検査値が一致していることである。本発明の変形実施形態では、特別なビット列によって、この通信端末がその中にまさにいる通信ネットワーク内において通信ネットワーク乃至はネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮから通信端末ＭＳへと送信される全ての後続のメッセージも検査値を含まなくてはならないことがシグナリングされる。
【００３１】
図４は本発明のネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮの簡略化された概略図を示す。このネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮは移動通信のために、とりわけ移動無線ネットワークによる移動通信のために、受信ユニットＥＥ及び送信ユニットＳＥを有する。処理ユニットＶＥは図２に従ってパラメータを認証センタＡｕＣから受け取り、検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）を決定する。この検査値「ハッシュ」ｆ（メッセージ，ＩＫ）をこの処理ユニットＶＥは更に別のパラメータとともに接続された通信端末ＭＳへとシグナリングメッセージにおいて送信する。
【００３２】
有利には、ビット列及び検査値は同一のシグナリングメッセージにおいてネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮから通信端末ＭＳへ送信される。
【００３３】
有利には、ビット列及び検査値は少なくとも２つの異なるシグナリングメッセージにおいてネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮから通信端末ＭＳへ送信される。
【００３４】
有利には、ネットワークユニットＭＳＣ／ＳＧＳＮは少なくとも１つの通信ネットワークを介して通信端末ＭＳにシグナリングメッセージを送信する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】「偽の基地局」を有するネットワークアーキテクチャを示す。
【図２】本発明の方法の実施のための簡略化されたネットワークアーキテクチャを示す。
【図３】ネットワークユニットからシグナリングメッセージを受信するための通信端末の概略図を示す。
【図４】本発明のネットワークユニットの簡略化された概略図を示す。
【符号の説明】
【００３６】
ＭＳ 通信端末、移動無線機器
ＢＳＳ 基地局
ｆ−ＢＳＳ 偽の基地局
ＭＳＣ 交換ユニット＝モバイルサービススイッチングセンタ
ＳＧＳＮ サービングＧＰＲＳサポートノード
ＭＳＣ／ＳＧＳＮ ネットワークユニット
ＡｕＣ 認証センタ
Ｋｉ 秘密鍵
ＲＡＮＤ 乱数
ＳＲＥＳ 署名されたレスポンス
ＩＫ 一時的な秘密鍵
Ｅ 受信ユニット
Ｖ 処理ユニット
Ｓ 送信ユニット
ＥＥ 受信ユニット
ＶＥ 処理ユニット
ＳＥ 送信ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）から通信端末（ＭＳ）へ送信されたシグナリングメッセージにおける変更を識別するための方法において、
送信されたシグナリングメッセージ（認証リクエスト）の中のネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）及び通信端末（ＭＳ）に既知のビット列が、シグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）の中に検査値が含まれていることを前記通信端末（ＭＳ）に指示し、該通信端末（ＭＳ）によって受信された検査値が前記通信端末（ＭＳ）によって計算された検査値と比較され、及び、前記ビット列がシグナリングメッセージ（認証リクエスト）において受信された場合に及びこれら２つの検査値の比較がポジティブな結果を与える場合にのみ前記通信端末（ＭＳ）がシグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）を変更なしと定義することを特徴とする、ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）から通信端末（ＭＳ）へ送信されたシグナリングメッセージにおける変更を識別するための方法。
【請求項２】
ビット列が認証リクエストメッセージ（認証リクエスト）において通信端末（ＭＳ）に送信されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ＲＡＮＤパラメータの中のビット列がシグナリングメッセージによって通信端末（ＭＳ）に送信されることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
ビット列は伝送の際の変更に対して保護されていることを特徴とする、請求項１〜３のうちの１項記載の方法。
【請求項５】
検査値はシグナリングメッセージ内容及び鍵値から決定されることを特徴とする、請求項１〜４のうちの１項記載の方法。
【請求項６】
ビット列及び検査値は同一のシグナリングメッセージにおいてネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）から通信端末（ＭＳ）へ送信されることを特徴とする、請求項１〜５のうちの１項記載の方法。
【請求項７】
ビット列及び検査値は少なくとも２つの異なるシグナリングメッセージにおいてネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）から通信端末（ＭＳ）へ送信されることを特徴とする、請求項１〜６のうちの１項記載の方法。
【請求項８】
２つの検査値の一致がポジティブな結果と見なされることを特徴とする、請求項１〜７のうちの１項記載の方法。
【請求項９】
少なくとも２つの異なるビット列から１つのビット列がネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）と通信端末（ＭＳ）との間のシグナリングメッセージにおける発送のために選択され使用されることを特徴とする、請求項１〜８のうちの１項記載の方法。
【請求項１０】
ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）は少なくとも１つの通信ネットワークを介して通信端末（ＭＳ）にシグナリングメッセージを送信することを特徴とする、請求項１〜９のうちの１項記載の方法。
【請求項１１】
通信ネットワークは移動無線ネットワークであることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）はモバイルサービススイッチングセンタ（ＭＳＣ）及び／又はサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）であることを特徴とする、請求項１〜１１のうちの１項記載の方法。
【請求項１３】
通信端末（ＭＳ）は移動無線端末、モバイルコンピュータ及び／又はモバイルオーガナイザであることを特徴とする、請求項１〜１２のうちの１項の方法。
【請求項１４】
ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）から送信されたシグナリングメッセージにおける変更を識別するための通信端末において、
通信ネットワークを介する通信のために通信端末（ＭＳ）の送信ユニット（Ｓ）及び受信ユニット（Ｅ）を有し、
ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）及び前記通信端末（ＭＳ）に既知のビット列が送信されたシグナリングメッセージ（認証リクエスト）の中に含まれているかどうかを検査するための処理ユニット（Ｖ）を有し、前記既知のビット列はシグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）の中に検査値が含まれていることを指示し、
受信された検査値を前記通信端末（ＭＳ）によって計算された検査値と比較するための処理ユニット（Ｖ）を有し、
前記ビット列がシグナリングメッセージ（認証リクエスト）において受信されかつこれら２つの検査値の比較がポジティブな結果を与える場合にシグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）を変更なしと定義するための処理ユニット（Ｖ）を有する、ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）から送信されたシグナリングメッセージにおける変更を識別するための通信端末。
【請求項１】
ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）から通信端末（ＭＳ）へ送信されたシグナリングメッセージにおける変更を識別するための方法において、
送信されたシグナリングメッセージ（認証リクエスト）の中のネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）及び通信端末（ＭＳ）に既知のビット列が、シグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）の中に検査値が含まれていることを前記通信端末（ＭＳ）に指示し、該通信端末（ＭＳ）によって受信された検査値が前記通信端末（ＭＳ）によって計算された検査値と比較され、及び、前記ビット列がシグナリングメッセージ（認証リクエスト）において受信された場合に及びこれら２つの検査値の比較がポジティブな結果を与える場合にのみ前記通信端末（ＭＳ）がシグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）を変更なしと定義することを特徴とする、ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）から通信端末（ＭＳ）へ送信されたシグナリングメッセージにおける変更を識別するための方法。
【請求項２】
ビット列が認証リクエストメッセージ（認証リクエスト）において通信端末（ＭＳ）に送信されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ＲＡＮＤパラメータの中のビット列がシグナリングメッセージによって通信端末（ＭＳ）に送信されることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
ビット列は伝送の際の変更に対して保護されていることを特徴とする、請求項１〜３のうちの１項記載の方法。
【請求項５】
検査値はシグナリングメッセージ内容及び鍵値から決定されることを特徴とする、請求項１〜４のうちの１項記載の方法。
【請求項６】
ビット列及び検査値は同一のシグナリングメッセージにおいてネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）から通信端末（ＭＳ）へ送信されることを特徴とする、請求項１〜５のうちの１項記載の方法。
【請求項７】
ビット列及び検査値は少なくとも２つの異なるシグナリングメッセージにおいてネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）から通信端末（ＭＳ）へ送信されることを特徴とする、請求項１〜６のうちの１項記載の方法。
【請求項８】
２つの検査値の一致がポジティブな結果と見なされることを特徴とする、請求項１〜７のうちの１項記載の方法。
【請求項９】
少なくとも２つの異なるビット列から１つのビット列がネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）と通信端末（ＭＳ）との間のシグナリングメッセージにおける発送のために選択され使用されることを特徴とする、請求項１〜８のうちの１項記載の方法。
【請求項１０】
ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）は少なくとも１つの通信ネットワークを介して通信端末（ＭＳ）にシグナリングメッセージを送信することを特徴とする、請求項１〜９のうちの１項記載の方法。
【請求項１１】
通信ネットワークは移動無線ネットワークであることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）はモバイルサービススイッチングセンタ（ＭＳＣ）及び／又はサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）であることを特徴とする、請求項１〜１１のうちの１項記載の方法。
【請求項１３】
通信端末（ＭＳ）は移動無線端末、モバイルコンピュータ及び／又はモバイルオーガナイザであることを特徴とする、請求項１〜１２のうちの１項の方法。
【請求項１４】
ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）から送信されたシグナリングメッセージにおける変更を識別するための通信端末において、
通信ネットワークを介する通信のために通信端末（ＭＳ）の送信ユニット（Ｓ）及び受信ユニット（Ｅ）を有し、
ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）及び前記通信端末（ＭＳ）に既知のビット列が送信されたシグナリングメッセージ（認証リクエスト）の中に含まれているかどうかを検査するための処理ユニット（Ｖ）を有し、前記既知のビット列はシグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）の中に検査値が含まれていることを指示し、
受信された検査値を前記通信端末（ＭＳ）によって計算された検査値と比較するための処理ユニット（Ｖ）を有し、
前記ビット列がシグナリングメッセージ（認証リクエスト）において受信されかつこれら２つの検査値の比較がポジティブな結果を与える場合にシグナリングメッセージ（認証リクエスト；更に別のメッセージ）を変更なしと定義するための処理ユニット（Ｖ）を有する、ネットワークユニット（ＭＳＣ／ＳＧＳＮ）から送信されたシグナリングメッセージにおける変更を識別するための通信端末。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００７−５２９９３３（Ｐ２００７−５２９９３３Ａ）
【公表日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０３３３９（Ｐ２００７−５０３３３９）
【出願日】平成１７年３月１５日（２００５．３．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／０５１１５２
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９１６６２
【国際公開日】平成１７年９月２９日（２００５．９．２９）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１５日（２００５．３．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／０５１１５２
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９１６６２
【国際公開日】平成１７年９月２９日（２００５．９．２９）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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