移動無線網とＩＭＳネットワークとの間のデータトラフィックを保護する方法
本発明は、移動無線網（３）とＩＭＳネットワーク（４）との間のデータトラフィックを保護する方法に関する。ここでは、移動加入者（ＵＥ）を移動無線網（３）において認証し、該移動無線車（ＵＥ）をＩＭＳネットワーク（４）において認証し、ＩＭＳネットワーク（４）で認証された移動加入者（ＵＥ）の識別子と移動無線網（３）で認証された加入者（ＵＥ）の識別子とが一致するか否かを検査する。識別子が一致する場合、肯定確認メッセージをＩＭＳネットワーク（４）から移動加入者（ＵＥ）へ送信し、移動加入者（ＵＥ）とＩＭＳネットワーク（４）との間のデータ交換を、共通の鍵によって保護される保護プロトコルを介して実施する。該保護プロトコルで使用される鍵は、肯定確認メッセージから導出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動無線網とＩＭＳネットワークとの間のデータトラフィックを保護する方法と、相応のデータネットワークとに関する。
【０００２】
３ＧＰＰ機関（３ＧＰＰ＝3rd Generation Partnership Project）で標準化されたＩＭＳサブネットワーク（ＩＭＳ＝IP-based Multimedia Subsystem）は、移動無線網において、移動加入者にマルチメディアサービスを提供する。ＩＭＳネットワークにおいて、認証によって移動加入者のログインを行うために、従来技術からＩＭＳ‐ＡＫＡプロトコル（ＡＫＡ＝Authentification and Key Agreement）が公知になっている（文献［１］を参照されたい）。ＩＭＳリリース５では、次のような保護アーキテクチャが使用される。すなわち鍵マテリアルが、加入者の移動端末機器のチップカード上に設けられたいわゆるＩＳＩＭ（IP Multimedia Services Identity Module）に含まれており、この鍵マテリアルはさらに、ＩＭＳネットワークのコンピュータにも格納されている保護アーキテクチャが使用される。この構成の欠点は、移動無線網とＩＳＩＭとに同一の鍵マテリアルが格納されるようにするためのメカニズムを提供しなければならないことである。
【０００３】
したがって本発明の課題は、移動無線網とＩＭＳネットワークとの間でデータトラフィックを保護するための次のような方法を提供することである。すなわち、ＩＭＳネットワークと移動加入者とで同一の鍵マテリアルを簡単に提供できるようにするメカニズムを提供することである。
【０００４】
前記課題は、独立請求項によって解決される。本発明の発展形態は、従属請求項で定義されている。
【０００５】
データトラフィックを保護するための本発明の方法では、まず移動無線網において移動加入者を認証する。次に、ＩＭＳネットワークにおいて移動加入者を認証する。最後に、ＩＭＳネットワークで認証された移動加入者の識別子が、移動無線網で認証された加入者の識別子と一致するか否かを検査する。識別子が一致する場合には、移動加入者とＩＭＳネットワークとの間で肯定確認メッセージを交換する。移動加入者の識別子の検査および肯定確認メッセージの交換は、従来技術から公知であり、ここではたとえば、文献［２］を参照されたい。有利には、肯定確認メッセージはランダム値である。次に、移動加入者とＩＭＳネットワークとの間のデータ交換時に、共通の鍵によって保護される保護プロトコルが使用される。この保護プロトコルで使用される鍵は、肯定確認メッセージから導出される。本発明の基本的思想は、識別子の検査時に使用される肯定確認メッセージを、保護プロトコルで鍵として使用することである。こうすることにより、移動加入者とＩＭＳネットワークとで同一の鍵を別個に設ける必要がなくなる。
【０００６】
本発明の特に有利な実施形態では、保護プロトコルで使用される鍵は肯定確認メッセージ自体である。すなわち、鍵を肯定確認メッセージから導出するということは、肯定確認メッセージを鍵として使用することである。こうすることにより、本発明の方法を特に簡単に実施することができる。
【０００７】
本発明の別の実施形態では、この鍵はＩＭＳネットワークと移動加入者との間の共通のシークレットである。したがって認証は、移動加入者の付加的な入力なしで行われる。この鍵は択一的に、移動加入者によって入力されるパスワードとすることができる。
【０００８】
本発明による方法の別の構成では、ＩＭＳネットワークにおいて移動加入者の認証は、従来技術から周知のＳＩＰプロトコル（ＳＩＰ＝Session Initiation Protocol）を介して行われるか、ないしは同様に周知のＨＴＴＰプロトコルを介して行われる。さらに、特に有利な保護プロトコルとしてＨＴＴＰダイジェストも使用される。このプロトコルもまた、従来技術から周知である。
【０００９】
データトラフィックを保護するための上記の方法の他に、本発明は、移動無線網およびＩＭＳネットワークを有するデータネットワークにも関する。該データネットワークは、移動無線網とＩＭＳネットワークとの間のデータトラフィックが本発明の方法によって保護されるように構成されている。ここで有利には、データネットワークの一部を形成する移動無線網はＧＰＲＳネットワークおよび／またはＵＭＴＳネットワークである。
【００１０】
本発明の実施例を以下で、添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図面
図１ 本発明によるデータ保護方法を使用することができるデータネットワークの概略的な構成図である。
図２ 従来技術から公知のＩＭＳ‐ＡＫＡプロトコルによるメッセージの流れを示している。
図３ 本発明による方法を図解する概略図である。
図４ 本発明の方法によるメッセージの流れを示している。
【００１２】
図１はデータネットワークを示しており、このデータネットワークではデータは、ユーザ端末機器ＵＥ（ＵＥ＝User Equipment）とデータネットワークの複数のサブネットワークとの間で交換される。このデータネットワークは、エアインタフェース１および２を有している。ここでは、エアインタフェース１はＵＭＴＳインタフェースであり、エアインタフェース２はＧＰＲＳインタフェースである（ＵＭＴＳ＝Universal Mobile Telecommunication System; ＧＰＲＳ＝General Package Radio Service）。これらのエアインタフェースを介して、暗号化による伝送が行われる。
【００１３】
前記エアインタフェースには、サブネットワーク３が接続されている。このサブネットワーク３は、使用されるエアインタフェースに応じて、ＧＰＲＳネットワークないしはＵＭＴＳネットワークとされる。このようなネットワークには、入口のコンピュータとしてＳＧＳＮサーバＳＧＳＮ（ＳＧＳＮ＝Serving GPRS Support Node）が含まれており、このＳＧＳＮサーバには、ＧＧＳＮサーバＧＧＳＮ（ＧＧＳＮ＝Gateway GPRS Support Node）およびＨＬＲサーバＨＬＲ（ＨＬＲ＝Home Location Register）が接続されている。ＧＧＳＮサーバはさらに、ＲＡＤＩＵＳサーバＲＡＤＩＵＳ、ＤＨＣＰサーバＤＨＣＰ（ＤＨＣＰ＝Dynamic Host Configuration Protocol）、ルータＲおよびインターネットに接続されている。サブネットワーク３の個々の構成要素はすべて、ＧＰＲＳネットワークないしはＵＭＴＳネットワークから公知の構成要素であるから、これらの構成要素の個々の機能は、ここでは詳細に記載しない。ただ、ＨＬＲサーバにはユーザのユーザデータが記憶されており、ユーザ端末機器ＵＥの登録時にはユーザのＳＩＭカードによってネットワークで呼び出されることにより、ネットワーク３においてユーザの認証が行われることだけ述べておく。
【００１４】
サブネットワーク３にはＩＭＳネットワーク４が接続されている。このＩＭＳネットワーク４は、サーバＨＳＳ（ＨＳＳ＝Home Subscriber Server）ないしはイーサネットスイッチＥＳを介してサブネットワーク３に接続されている。ＩＭＳネットワークには、別の構成要素としてさらに、ドメイン名サーバＤＮＳ、サーバＰ‐ＣＳＣＦ／Ｉ‐ＣＳＣＦ／Ｓ‐ＣＳＣＦ（ＣＳＣＦ＝Call Session Control Function）およびアプリケーションサーバＡＳが含まれている。ＩＭＳネットワークの個々の構成要素も、従来技術から公知であるから、これらの構成要素はここでは詳細に説明しない。ＩＭＳネットワークは、端末機器ＵＥのユーザに対して付加価値サービスを提供する。この付加価値サービスはとりわけマルチメディアサービスであり、アプリケーションサーバＡＳを介してユーザに提供される。サブネットワーク４にはさらに、別の（詳細には特定されていない）サブネットワーク５が接続されている。ネットワーク４内のＨＳＳサーバＨＳＳは、ネットワーク３内のサーバＨＬＲと同等のものであり、ＨＳＳサーバに、ＩＭＳネットワーク４において登録および認証するためのユーザプロフィールが記憶されている。
【００１５】
データトラフィック保護では、ＩＭＳバージョン５ないしは６では３ＧＰＰ仕様が決定されている。このような仕様のうちの１つに、ＩＭＳ‐ＡＫＡプロトコルがある。このプロトコルのメッセージの流れが、図２に示されている。ここでは、メッセージの正確な名称には詳細に触れない。というのも、これは当業者であればよく分かるからである。このプロトコルではまず、登録メッセージがユーザ端末機器ＵＥからコンピュータＰ‐ＣＳＣＦ，Ｉ‐ＣＳＣＦ，ＨＳＳを介して、コンピュータＳ‐ＣＳＣＦへ送信される。このメッセージによって、ユーザ端末機器ＵＥはＩＭＳネットワークに対し、該ＩＭＳネットワークに登録したいことを通知する。このメッセージはＳＩＰプロトコルで伝送され、ユーザ端末機器ＵＥのＳＩＰ識別子を含む。次に、コンピュータＳ‐ＣＳＣＦはいわゆるＡＶ要求（ＡＶ＝認証ベクトル）をコンピュータＨＳＳへ送信する。このＡＶ要求もまた、ユーザ端末機器ＵＥのＳＩＰ識別子を含む。次にコンピュータＨＳＳは、ＡＶ要求のＳＩＰ識別子に関するユーザデータを記憶したか否かを検査し、相応のＡＶ要求応答をＳ‐ＣＳＣＦへ送信する。次にＡＫＡ認証が、ユーザ端末機器ＵＥとサーバＳ‐ＣＳＣＦとの間で認証メッセージが送信されることにより実行される。この認証ではまず、いわゆる認証チャレンジ（Auth-Challenge）がＵＥへ送信され、これに対して登録メッセージによって応答される。この認証が成功した場合、Auth-OK（認証ＯＫ）がＵＥへ送信された後、データ交換が行われる。ＩＭＳ‐ＡＫＡプロトコルで、ユーザ端末機器ＵＥのユーザおよびネットワークは相互に認証され、２つの鍵が生成される。これらの鍵は、前記認証の後に、ＩＭＳネットワークで次の伝送メッセージを保護するために使用される。
【００１６】
純粋なＩＭＳ‐ＳＩＰ指示メッセージをＩＭＳ‐ＡＫＡプロトコルにしたがって保護する他に、ユーザ端末機器ＵＥの移動ユーザとネットワーク内のアプリケーションサーバとの間ではさらに、別のメッセージを交換することができる。たとえば、ユーザはＨＴＴＰプロトコルを介して、ＨＴＴＰサーバとして構成されたアプリケーションサーバＡＳと通信する。アプリケーションサーバＡＳはここでは、管理目的で使用されるか、または別のアプリケーションのために使用される。このような別のアプリケーションの例には、ＨＴＴＰプロトコルの交換の他に、プッシュトゥトーク（Push-To-Talk Over Cellular、ＰｏＣ）を介して行われるウォーキートーキー通話、データサーバ上のアクセスリスト等がある。また、チャットアプリケーションのバディリスト、およびグループ管理サービスまたは会議スイッチングのバディリストという別のアプリケーションもある。
【００１７】
アプリケーションサーバＡＳとユーザ端末機器ＵＥとの間で保護されたメッセージを交換するためには、たとえばＨＴＴＰダイジェスト等の公知の保護プロトコルが使用される。このようなプロトコルでは、ユーザ端末機器もアプリケーションサーバも共通の鍵マテリアルないしはパスワードを使用し、保護された最初のメッセージの送信前には、両者がこの共通の鍵マテリアルないしはパスワードを使用できるようにしなければならない。アプリケーションサーバＡＳとユーザ端末機器ＵＥとの間で保護されてデータを交換するための解決手段に、保護されたデータ伝送を行うための鍵を、ネットワーク運営者の既存の鍵インフラストラクチャから導出する手段がある（文献［３］を参照されたい）。文献［３］に記載された解決手段は、３ＧＰＰリリース６によって初めて使用でき、目下のところはサポートされないので、本発明によるデータトラフィック保護方法の下記の実施形態では、既存の鍵インフラストラクチャを使用して実施される択一的な解決手段を説明する。
【００１８】
図３に概略的に示された本発明の方法によるデータ交換は、ＯＭＡ（Open Mobile Alliance）によって開発されているＰｏＣサービス（Push-to-Talk Over Cellular）の標準化の枠内で実施される。この標準化では、ＩＭＳベースのアプリケーションが規定され、このアプリケーションでは、保護プロトコルとしてＨＴＴＰダイジェストを使用する。ＨＴＴＰダイジェストは、ＨＴＴＰベースの通信も、ＳＩＰベースの通信もサポートする。ＰｏＣに関する関連の規定は、文献［４］、［５］および［６］に記載されている。図３に示された方法はさらに、従来技術からすでに公知になっているデータ交換保護方法を基礎としている。このデータ交換保護方法は、とりわけ文献［２］および［７］に記載されており、本出願人によって発展されたものである。
【００１９】
図３には、図１に示されたデータネットワークのデータトラフィック保護に関連する構成要素が再び示されている。図３によれば、移動端末機器ＵＥのユーザはまず、エアインタフェース２を介してＧＰＲＳネットワーク３にログオンする。このログオンの枠内で、ユーザはＳＩＭカードによって認証され、保護されたＰＤＰコンテクストがＧＰＲＳネットワークによって形成される。さらに、この移動加入者にＩＰアドレスが割り当てられる。ＰＤＰコンテクストは、エアインタフェースを介してＧＰＲＳネットワーク３へデータパケットを伝送するためのデータトンネルである。
【００２０】
ＧＰＲＳネットワークでは、割り当てられたＩＰアドレスの他に、ユーザ端末機器ＵＥの識別子ＭＳＩＳＤＮもＧＰＲＳネットワークで既知になっている。ＩＰアドレスおよび識別子ＭＳＩＳＤＮは、ＲＡＤＩＵＳサーバを介してＨＳＳサーバへ伝送される。このＧＰＲＳ識別子ＭＳＩＳＤＮからサーバＨＳＳは、相応に割り当てられるユーザ端末機器ＵＥのＩＭＳ識別子が求め、その時点で割り当てられるＩＰアドレスに対応付ける。この割り当てられるＩＰアドレスおよびＩＭＳ識別子は次に、ＨＳＳからＳ‐ＣＳＣＦサーバへ伝送される。
【００２１】
ユーザ端末機器ＵＥはさらに、ＩＭＳネットワークのＰ‐ＣＳＣＦサーバに登録される。この登録は図３では、「ＩＭＳ登録」と示された矢印によって示されている。この登録では、実際に使用されるＩＭＳユーザのＩＰアドレスが、Ｐ‐ＣＳＣＦサーバに通知される。Ｐ‐ＳＣＳＦサーバはこのＩＰアドレスをＳ‐ＣＳＣＦサーバへ送信し、Ｓ‐ＣＳＣＦサーバは、このＩＰアドレスとＨＳＳから伝送されたＩＰアドレスとが同一であるか否か、ＩＭＳ登録時に指示されたＩＭＳ識別子に相応するか否かを検査する。この検査によって、ＩＭＳユーザが別のＩＭＳユーザの識別子をとらないことが保証される。ここで、ＩＰアドレスが同一のＩＭＳ識別子に対応付けられたという検査結果が得られ、ＨＳＳとＳ‐ＣＳＣＦとの間で、トークンの形態の肯定確認メッセージが交換される。このトークンは乱数発生器によって生成され、１２８ビットの長さのランダム値である。しかしこのトークンには、ランダム特性を有する別の値も使用できる。
【００２２】
このステップまでは、ここに記載された方法は、すでに文献［７］に記載されている方法に相応する。しかしこのトークンは、文献［７］に記載された方法と異なり、ＵＥとＩＭＳネットワークとの間でデータ保護を行うために直接使用されない。本発明による方法では、トークンはむしろ、ユーザ端末機器ＵＥとＩＭＳネットワークとの間で使用される別の保護プロトコルのための共通の鍵として使用される。ここで説明された実施形態では、保護プロトコルであるＨＴＴＰダイジェストが使用される。ここでトークンを使用するためには、これはまず、ＧＰＲＳネットワークおよびＧＰＲＳエアインタフェースを介して、ユーザ端末機器ＵＥへ伝送される。ＧＰＲＳエアインタフェースは、暗号化された伝送を使用するので、トークンがユーザ端末機器ＵＥへ安全に伝送されることを前提としてよい。ＩＭＳネットワーク／ＧＰＲＳネットワークの内部、すなわちＳ‐ＣＳＣＦから、ＧＰＲＳネットワークにおいてエアインタフェースの暗号化が開始されるポイントまではまず、保護されたネットワークインフラストラクチャで伝送されることが前提とされる。このセキュリティは、たとえばファイアウォール等の公知の保護メカニズムによって実現される。このネットワークインフラストラクチ内部でセキュリティが十分であることを前提とできない場合には、ＩＰｓｅｃ等の付加的な保護プロトコルを使用することができる（文献［８］を参照されたい）。
【００２３】
ここで、ＩＭＳもユーザ端末機器ＵＥもトークンを把握し、共通のシークレットを有する。したがってこのトークンは、ＨＴＴＰダイジェストのための鍵として使用される。このトークンには、テキスト表示で３２キャラクタ１６進符号化が使用される。したがって本発明の方法により、面倒なメカニズムによって事前に、共通のシークレットをＩＭＳネットワークにもユーザ端末機器ＵＥにも供給することなく、ＨＴＴＰダイジェストを保護プロトコルとして使用することができる。むしろ、本発明の方法では既存のＧＰＲＳ鍵インフラストラクチャを基礎として、前段階でトークンを生成し、このトークンをＨＴＴＰダイジェストにおいて、共通のシークレットとして使用できるという事実が利用される。
【００２４】
図４に、図３のＧＰＲＳネットワークに登録されたユーザがＩＭＳネットワークに登録されるメッセージの流れが示されている。まずユーザ端末機器ＵＥから、登録メッセージがＰ‐ＣＳＣＦおよびＩ‐ＣＳＣＦを介して、ＧＰＲＳネットワークのＳ‐ＣＳＣＦへ送信される。登録メッセージは、ユーザのＩＭＳ識別子ＩＭＳ‐ＩＤと、パラメータauth-param＝"IMS_GPRS_Key_Distr"を有するＨＴＴＰダイジェスト認証ヘッダとを含んでいる。これによってネットワークに対し、データトラフィックを保護するために本発明による方法を使用すべきであることが指示される。しかしこのことは、異なって実施することもでき、ネットワークの固定的な構成によって実施するか、または登録メッセージ内の別のヘッダないしはパラメータによって実施することができる。
【００２５】
次に、メッセージの正当性がＳ‐ＣＳＣＦで検査される。これは前記のように、Ｐ‐ＣＳＣＦで求められたＩＰアドレスとＨＳＳで求められたＩＰアドレスおよび相応のＩＭＳ識別子とを比較することによって行われる。ＩＭＳ識別子が一致する場合は、いわゆるＡＶ要求がＩＭＳネットワークのＨＳＳへ送信される。最後に、ＡＶ応答がＳ‐ＣＳＣＦへ送信される。この応答メッセージは、トークンを含んでいる。このトークンは文献［７］によれば、未許可のメッセージでユーザへ送信される。
【００２６】
図４の左側の領域には、グレーの領域によって、ユーザ端末機器ＵＥとＧＰＲＳネットワークの‐ＣＳＣＦサーバとの間のエアインタフェースが示されている。エアインタフェースを介して行われるデータ伝送は、公知のメカニズムによって暗号化される。したがって、ＧＰＲＳエアインタフェースを介して行われるユーザ端末機器ＵＥへのトークンの伝送は保護される。ここに記載された実施例では、トークンはＨＴＴＰダイジェストヘッダで伝送される。択一的にトークンを、ＨＴＴＰダイジェストヘッダに依存しない別のヘッダまたはパラメータで伝送することもできる。とりわけ、トークンを別個のメッセージで伝送することもできる。
【００２７】
次に、ユーザ端末機器ＵＥからサーバＰ‐ＣＳＣＦおよびＩ‐ＣＳＣＦを介して再び、登録メッセージがコンピュータＳ‐ＣＳＣＦへ送信される。この登録メッセージは、保護プロトコルＨＴＴＰダイジェストによって保護され、ユーザ端末機器ＵＥとサーバＳ‐ＣＳＣＦとの間の共通のシークレットとして、先行して伝送されたトークンが使用される。このことが可能であるのは、トークンは先行の登録メッセージの伝送によって、ユーザ端末機器ＵＥにもＳ‐ＣＳＣＦにも把握されるからである。最後に、ユーザ端末機器ＵＥがＩＭＳネットワークで認証される。このことは図４では、ＡＵによって示されている。その後、Ｓ‐ＣＳＣＦによってユーザ端末機器ＵＥへ、肯定確認ＯＫが送信される。次に、本来のデータ交換がＵＥとＩＭＳネットワークとの間で開始され、このデータ交換はＨＴＴＰダイジェストを介して保護される。図４には例として、招待（Invite）メッセージが示されている。この招待メッセージは、後続のデータ交換で送信される。
【００２８】
ここに記載された実施形態では、ＨＴＴＰダイジェストはＩＭＳ信号伝送のための保護メカニズムとして使用される。しかしＨＴＴＰダイジェストの代わりに、ダイナミックな鍵ないしはパスワードを使用する別の保護メカニズムを、ＩＭＳ信号伝送のために使用することもできる。このような保護メカニズムの別の例に、ＣＭＳメカニズム（ＣＭＳ＝Cryptographic Message Syntax）がある。
【００２９】
本発明による方法はとりわけ、アプリケーションサーバとのＨＴＴＰベースの通信を保護するためにも使用することができる。ここでは、ユーザはその時点でＩＭＳネットワークにログオンされているか、少なくとも１度はログオンされており、ＩＭＳネットワークによって承認された有効なトークンを使用することが前提とされる。ここで、ユーザがユーザ端末機器ＵＥを介して、ＩＭＳネットワークに接続されたＨＴＴＰベースのアプリケーションサーバと通信する場合、ＨＴＴＰメッセージを保護するためにＨＴＴＰダイジェストを使用することができ、その際には、ＨＴＴＰダイジェストにおけるパスワードとして、トークンが使用される。ＨＴＴＰサーバが、ＨＴＴＰダイジェストによって保護されたメッセージをチェックできるようにするには、ＨＴＴＰサーバもこのトークンが必要である。そのためには、トークンはＳ‐ＣＳＣＦまたはＩＭＳネットワークのＨＳＳから、アプリケーションサーバへ送信される。このための相応のインタフェースが公知になっている。このようにしてＳＩＰ信号伝送でもＨＴＴＰ信号伝送でも、応答のためにＩＭＳネットワークないしはＨＴＴＰアプリケーションサーバから、ＨＴＴＰダイジェストを介して保護を行うことができる。
【００３０】
付加的に、ＨＴＴＰダイジェストにおいてクライアントおよびサーバの役割を交換することができる。通常は、クライアントであるユーザ端末機器ＵＥから送信されるメッセージを保護する。サーバとして機能するネットワークの応答に関しては、メッセージはオプションとして保護されるだけである。しかし、ＳＩＰによる信号伝送の場合には、ユーザ端末機器ＵＥがサーバの役割を引き継ぎ、ネットワークがクライアントの役割を引き継ぐようになる。この場合、ＨＴＴＰダイジェストは相応に逆方向に使用され、たとえば、ユーザ端末機器ＵＥが未許可のメッセージを、ＩＭＳネットワーク内のＳ‐ＣＳＣＦへ送信する。
【００３１】
文献リスト：
［１］3GPP SA3 (Security) (2002-09): "Access security for IP-based services (Release 5)", Technical specification 33.203 v5.3.0
［２］Siemens Paper on the IMS 2.0 early-start solution: "early-start-ims-paper-final.zip"
［３］http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG3_Security/TSGS3_30_Povoa/Docs/ZIP/S3-030551.zip
［４］Ericsson, Motorola, Siemens, Nokia; "Push-To-Talk over Cellular (PoC); Signaling Flows; PoC Release 1.0" v 1.1.3, 8/2003
［５］Ericsson, Motorola, Siemens, Nokia: "Push-To-Talk over Cellular (PoC); List management and do-not-disturb; PoC Release 1.0", v 1.1.3,8/2003
［６］Ericsson, Motorola, Siemens, Nokia: "Push-To-Talk over Cellular (PoC); Architecture; PoC Release 1.0", v 1.1.0, 8/2003
［７］Siemens Presentation at Eurescom 2003: early-ims-slides-final-2003-09-17 (petri).ppt
［８］3GPP SA3 (Security) (2002-09): Network domain security; IP network layer security (Release 5)", Technical specification 33.210 v5.3.0
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるデータ保護方法を使用することができるデータネットワークの概略的な構成図である。
【図２】従来技術から公知のＩＭＳ‐ＡＫＡプロトコルによるメッセージの流れを示している。
【図３】本発明による方法を図解する概略図である。
【図４】本発明の方法によるメッセージの流れを示している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動無線網とＩＭＳネットワークとの間のデータトラフィックを保護する方法と、相応のデータネットワークとに関する。
【０００２】
３ＧＰＰ機関（３ＧＰＰ＝3rd Generation Partnership Project）で標準化されたＩＭＳサブネットワーク（ＩＭＳ＝IP-based Multimedia Subsystem）は、移動無線網において、移動加入者にマルチメディアサービスを提供する。ＩＭＳネットワークにおいて、認証によって移動加入者のログインを行うために、従来技術からＩＭＳ‐ＡＫＡプロトコル（ＡＫＡ＝Authentification and Key Agreement）が公知になっている（文献［１］を参照されたい）。ＩＭＳリリース５では、次のような保護アーキテクチャが使用される。すなわち鍵マテリアルが、加入者の移動端末機器のチップカード上に設けられたいわゆるＩＳＩＭ（IP Multimedia Services Identity Module）に含まれており、この鍵マテリアルはさらに、ＩＭＳネットワークのコンピュータにも格納されている保護アーキテクチャが使用される。この構成の欠点は、移動無線網とＩＳＩＭとに同一の鍵マテリアルが格納されるようにするためのメカニズムを提供しなければならないことである。
【０００３】
したがって本発明の課題は、移動無線網とＩＭＳネットワークとの間でデータトラフィックを保護するための次のような方法を提供することである。すなわち、ＩＭＳネットワークと移動加入者とで同一の鍵マテリアルを簡単に提供できるようにするメカニズムを提供することである。
【０００４】
前記課題は、独立請求項によって解決される。本発明の発展形態は、従属請求項で定義されている。
【０００５】
データトラフィックを保護するための本発明の方法では、まず移動無線網において移動加入者を認証する。次に、ＩＭＳネットワークにおいて移動加入者を認証する。最後に、ＩＭＳネットワークで認証された移動加入者の識別子が、移動無線網で認証された加入者の識別子と一致するか否かを検査する。識別子が一致する場合には、移動加入者とＩＭＳネットワークとの間で肯定確認メッセージを交換する。移動加入者の識別子の検査および肯定確認メッセージの交換は、従来技術から公知であり、ここではたとえば、文献［２］を参照されたい。有利には、肯定確認メッセージはランダム値である。次に、移動加入者とＩＭＳネットワークとの間のデータ交換時に、共通の鍵によって保護される保護プロトコルが使用される。この保護プロトコルで使用される鍵は、肯定確認メッセージから導出される。本発明の基本的思想は、識別子の検査時に使用される肯定確認メッセージを、保護プロトコルで鍵として使用することである。こうすることにより、移動加入者とＩＭＳネットワークとで同一の鍵を別個に設ける必要がなくなる。
【０００６】
本発明の特に有利な実施形態では、保護プロトコルで使用される鍵は肯定確認メッセージ自体である。すなわち、鍵を肯定確認メッセージから導出するということは、肯定確認メッセージを鍵として使用することである。こうすることにより、本発明の方法を特に簡単に実施することができる。
【０００７】
本発明の別の実施形態では、この鍵はＩＭＳネットワークと移動加入者との間の共通のシークレットである。したがって認証は、移動加入者の付加的な入力なしで行われる。この鍵は択一的に、移動加入者によって入力されるパスワードとすることができる。
【０００８】
本発明による方法の別の構成では、ＩＭＳネットワークにおいて移動加入者の認証は、従来技術から周知のＳＩＰプロトコル（ＳＩＰ＝Session Initiation Protocol）を介して行われるか、ないしは同様に周知のＨＴＴＰプロトコルを介して行われる。さらに、特に有利な保護プロトコルとしてＨＴＴＰダイジェストも使用される。このプロトコルもまた、従来技術から周知である。
【０００９】
データトラフィックを保護するための上記の方法の他に、本発明は、移動無線網およびＩＭＳネットワークを有するデータネットワークにも関する。該データネットワークは、移動無線網とＩＭＳネットワークとの間のデータトラフィックが本発明の方法によって保護されるように構成されている。ここで有利には、データネットワークの一部を形成する移動無線網はＧＰＲＳネットワークおよび／またはＵＭＴＳネットワークである。
【００１０】
本発明の実施例を以下で、添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図面
図１ 本発明によるデータ保護方法を使用することができるデータネットワークの概略的な構成図である。
図２ 従来技術から公知のＩＭＳ‐ＡＫＡプロトコルによるメッセージの流れを示している。
図３ 本発明による方法を図解する概略図である。
図４ 本発明の方法によるメッセージの流れを示している。
【００１２】
図１はデータネットワークを示しており、このデータネットワークではデータは、ユーザ端末機器ＵＥ（ＵＥ＝User Equipment）とデータネットワークの複数のサブネットワークとの間で交換される。このデータネットワークは、エアインタフェース１および２を有している。ここでは、エアインタフェース１はＵＭＴＳインタフェースであり、エアインタフェース２はＧＰＲＳインタフェースである（ＵＭＴＳ＝Universal Mobile Telecommunication System; ＧＰＲＳ＝General Package Radio Service）。これらのエアインタフェースを介して、暗号化による伝送が行われる。
【００１３】
前記エアインタフェースには、サブネットワーク３が接続されている。このサブネットワーク３は、使用されるエアインタフェースに応じて、ＧＰＲＳネットワークないしはＵＭＴＳネットワークとされる。このようなネットワークには、入口のコンピュータとしてＳＧＳＮサーバＳＧＳＮ（ＳＧＳＮ＝Serving GPRS Support Node）が含まれており、このＳＧＳＮサーバには、ＧＧＳＮサーバＧＧＳＮ（ＧＧＳＮ＝Gateway GPRS Support Node）およびＨＬＲサーバＨＬＲ（ＨＬＲ＝Home Location Register）が接続されている。ＧＧＳＮサーバはさらに、ＲＡＤＩＵＳサーバＲＡＤＩＵＳ、ＤＨＣＰサーバＤＨＣＰ（ＤＨＣＰ＝Dynamic Host Configuration Protocol）、ルータＲおよびインターネットに接続されている。サブネットワーク３の個々の構成要素はすべて、ＧＰＲＳネットワークないしはＵＭＴＳネットワークから公知の構成要素であるから、これらの構成要素の個々の機能は、ここでは詳細に記載しない。ただ、ＨＬＲサーバにはユーザのユーザデータが記憶されており、ユーザ端末機器ＵＥの登録時にはユーザのＳＩＭカードによってネットワークで呼び出されることにより、ネットワーク３においてユーザの認証が行われることだけ述べておく。
【００１４】
サブネットワーク３にはＩＭＳネットワーク４が接続されている。このＩＭＳネットワーク４は、サーバＨＳＳ（ＨＳＳ＝Home Subscriber Server）ないしはイーサネットスイッチＥＳを介してサブネットワーク３に接続されている。ＩＭＳネットワークには、別の構成要素としてさらに、ドメイン名サーバＤＮＳ、サーバＰ‐ＣＳＣＦ／Ｉ‐ＣＳＣＦ／Ｓ‐ＣＳＣＦ（ＣＳＣＦ＝Call Session Control Function）およびアプリケーションサーバＡＳが含まれている。ＩＭＳネットワークの個々の構成要素も、従来技術から公知であるから、これらの構成要素はここでは詳細に説明しない。ＩＭＳネットワークは、端末機器ＵＥのユーザに対して付加価値サービスを提供する。この付加価値サービスはとりわけマルチメディアサービスであり、アプリケーションサーバＡＳを介してユーザに提供される。サブネットワーク４にはさらに、別の（詳細には特定されていない）サブネットワーク５が接続されている。ネットワーク４内のＨＳＳサーバＨＳＳは、ネットワーク３内のサーバＨＬＲと同等のものであり、ＨＳＳサーバに、ＩＭＳネットワーク４において登録および認証するためのユーザプロフィールが記憶されている。
【００１５】
データトラフィック保護では、ＩＭＳバージョン５ないしは６では３ＧＰＰ仕様が決定されている。このような仕様のうちの１つに、ＩＭＳ‐ＡＫＡプロトコルがある。このプロトコルのメッセージの流れが、図２に示されている。ここでは、メッセージの正確な名称には詳細に触れない。というのも、これは当業者であればよく分かるからである。このプロトコルではまず、登録メッセージがユーザ端末機器ＵＥからコンピュータＰ‐ＣＳＣＦ，Ｉ‐ＣＳＣＦ，ＨＳＳを介して、コンピュータＳ‐ＣＳＣＦへ送信される。このメッセージによって、ユーザ端末機器ＵＥはＩＭＳネットワークに対し、該ＩＭＳネットワークに登録したいことを通知する。このメッセージはＳＩＰプロトコルで伝送され、ユーザ端末機器ＵＥのＳＩＰ識別子を含む。次に、コンピュータＳ‐ＣＳＣＦはいわゆるＡＶ要求（ＡＶ＝認証ベクトル）をコンピュータＨＳＳへ送信する。このＡＶ要求もまた、ユーザ端末機器ＵＥのＳＩＰ識別子を含む。次にコンピュータＨＳＳは、ＡＶ要求のＳＩＰ識別子に関するユーザデータを記憶したか否かを検査し、相応のＡＶ要求応答をＳ‐ＣＳＣＦへ送信する。次にＡＫＡ認証が、ユーザ端末機器ＵＥとサーバＳ‐ＣＳＣＦとの間で認証メッセージが送信されることにより実行される。この認証ではまず、いわゆる認証チャレンジ（Auth-Challenge）がＵＥへ送信され、これに対して登録メッセージによって応答される。この認証が成功した場合、Auth-OK（認証ＯＫ）がＵＥへ送信された後、データ交換が行われる。ＩＭＳ‐ＡＫＡプロトコルで、ユーザ端末機器ＵＥのユーザおよびネットワークは相互に認証され、２つの鍵が生成される。これらの鍵は、前記認証の後に、ＩＭＳネットワークで次の伝送メッセージを保護するために使用される。
【００１６】
純粋なＩＭＳ‐ＳＩＰ指示メッセージをＩＭＳ‐ＡＫＡプロトコルにしたがって保護する他に、ユーザ端末機器ＵＥの移動ユーザとネットワーク内のアプリケーションサーバとの間ではさらに、別のメッセージを交換することができる。たとえば、ユーザはＨＴＴＰプロトコルを介して、ＨＴＴＰサーバとして構成されたアプリケーションサーバＡＳと通信する。アプリケーションサーバＡＳはここでは、管理目的で使用されるか、または別のアプリケーションのために使用される。このような別のアプリケーションの例には、ＨＴＴＰプロトコルの交換の他に、プッシュトゥトーク（Push-To-Talk Over Cellular、ＰｏＣ）を介して行われるウォーキートーキー通話、データサーバ上のアクセスリスト等がある。また、チャットアプリケーションのバディリスト、およびグループ管理サービスまたは会議スイッチングのバディリストという別のアプリケーションもある。
【００１７】
アプリケーションサーバＡＳとユーザ端末機器ＵＥとの間で保護されたメッセージを交換するためには、たとえばＨＴＴＰダイジェスト等の公知の保護プロトコルが使用される。このようなプロトコルでは、ユーザ端末機器もアプリケーションサーバも共通の鍵マテリアルないしはパスワードを使用し、保護された最初のメッセージの送信前には、両者がこの共通の鍵マテリアルないしはパスワードを使用できるようにしなければならない。アプリケーションサーバＡＳとユーザ端末機器ＵＥとの間で保護されてデータを交換するための解決手段に、保護されたデータ伝送を行うための鍵を、ネットワーク運営者の既存の鍵インフラストラクチャから導出する手段がある（文献［３］を参照されたい）。文献［３］に記載された解決手段は、３ＧＰＰリリース６によって初めて使用でき、目下のところはサポートされないので、本発明によるデータトラフィック保護方法の下記の実施形態では、既存の鍵インフラストラクチャを使用して実施される択一的な解決手段を説明する。
【００１８】
図３に概略的に示された本発明の方法によるデータ交換は、ＯＭＡ（Open Mobile Alliance）によって開発されているＰｏＣサービス（Push-to-Talk Over Cellular）の標準化の枠内で実施される。この標準化では、ＩＭＳベースのアプリケーションが規定され、このアプリケーションでは、保護プロトコルとしてＨＴＴＰダイジェストを使用する。ＨＴＴＰダイジェストは、ＨＴＴＰベースの通信も、ＳＩＰベースの通信もサポートする。ＰｏＣに関する関連の規定は、文献［４］、［５］および［６］に記載されている。図３に示された方法はさらに、従来技術からすでに公知になっているデータ交換保護方法を基礎としている。このデータ交換保護方法は、とりわけ文献［２］および［７］に記載されており、本出願人によって発展されたものである。
【００１９】
図３には、図１に示されたデータネットワークのデータトラフィック保護に関連する構成要素が再び示されている。図３によれば、移動端末機器ＵＥのユーザはまず、エアインタフェース２を介してＧＰＲＳネットワーク３にログオンする。このログオンの枠内で、ユーザはＳＩＭカードによって認証され、保護されたＰＤＰコンテクストがＧＰＲＳネットワークによって形成される。さらに、この移動加入者にＩＰアドレスが割り当てられる。ＰＤＰコンテクストは、エアインタフェースを介してＧＰＲＳネットワーク３へデータパケットを伝送するためのデータトンネルである。
【００２０】
ＧＰＲＳネットワークでは、割り当てられたＩＰアドレスの他に、ユーザ端末機器ＵＥの識別子ＭＳＩＳＤＮもＧＰＲＳネットワークで既知になっている。ＩＰアドレスおよび識別子ＭＳＩＳＤＮは、ＲＡＤＩＵＳサーバを介してＨＳＳサーバへ伝送される。このＧＰＲＳ識別子ＭＳＩＳＤＮからサーバＨＳＳは、相応に割り当てられるユーザ端末機器ＵＥのＩＭＳ識別子が求め、その時点で割り当てられるＩＰアドレスに対応付ける。この割り当てられるＩＰアドレスおよびＩＭＳ識別子は次に、ＨＳＳからＳ‐ＣＳＣＦサーバへ伝送される。
【００２１】
ユーザ端末機器ＵＥはさらに、ＩＭＳネットワークのＰ‐ＣＳＣＦサーバに登録される。この登録は図３では、「ＩＭＳ登録」と示された矢印によって示されている。この登録では、実際に使用されるＩＭＳユーザのＩＰアドレスが、Ｐ‐ＣＳＣＦサーバに通知される。Ｐ‐ＳＣＳＦサーバはこのＩＰアドレスをＳ‐ＣＳＣＦサーバへ送信し、Ｓ‐ＣＳＣＦサーバは、このＩＰアドレスとＨＳＳから伝送されたＩＰアドレスとが同一であるか否か、ＩＭＳ登録時に指示されたＩＭＳ識別子に相応するか否かを検査する。この検査によって、ＩＭＳユーザが別のＩＭＳユーザの識別子をとらないことが保証される。ここで、ＩＰアドレスが同一のＩＭＳ識別子に対応付けられたという検査結果が得られ、ＨＳＳとＳ‐ＣＳＣＦとの間で、トークンの形態の肯定確認メッセージが交換される。このトークンは乱数発生器によって生成され、１２８ビットの長さのランダム値である。しかしこのトークンには、ランダム特性を有する別の値も使用できる。
【００２２】
このステップまでは、ここに記載された方法は、すでに文献［７］に記載されている方法に相応する。しかしこのトークンは、文献［７］に記載された方法と異なり、ＵＥとＩＭＳネットワークとの間でデータ保護を行うために直接使用されない。本発明による方法では、トークンはむしろ、ユーザ端末機器ＵＥとＩＭＳネットワークとの間で使用される別の保護プロトコルのための共通の鍵として使用される。ここで説明された実施形態では、保護プロトコルであるＨＴＴＰダイジェストが使用される。ここでトークンを使用するためには、これはまず、ＧＰＲＳネットワークおよびＧＰＲＳエアインタフェースを介して、ユーザ端末機器ＵＥへ伝送される。ＧＰＲＳエアインタフェースは、暗号化された伝送を使用するので、トークンがユーザ端末機器ＵＥへ安全に伝送されることを前提としてよい。ＩＭＳネットワーク／ＧＰＲＳネットワークの内部、すなわちＳ‐ＣＳＣＦから、ＧＰＲＳネットワークにおいてエアインタフェースの暗号化が開始されるポイントまではまず、保護されたネットワークインフラストラクチャで伝送されることが前提とされる。このセキュリティは、たとえばファイアウォール等の公知の保護メカニズムによって実現される。このネットワークインフラストラクチ内部でセキュリティが十分であることを前提とできない場合には、ＩＰｓｅｃ等の付加的な保護プロトコルを使用することができる（文献［８］を参照されたい）。
【００２３】
ここで、ＩＭＳもユーザ端末機器ＵＥもトークンを把握し、共通のシークレットを有する。したがってこのトークンは、ＨＴＴＰダイジェストのための鍵として使用される。このトークンには、テキスト表示で３２キャラクタ１６進符号化が使用される。したがって本発明の方法により、面倒なメカニズムによって事前に、共通のシークレットをＩＭＳネットワークにもユーザ端末機器ＵＥにも供給することなく、ＨＴＴＰダイジェストを保護プロトコルとして使用することができる。むしろ、本発明の方法では既存のＧＰＲＳ鍵インフラストラクチャを基礎として、前段階でトークンを生成し、このトークンをＨＴＴＰダイジェストにおいて、共通のシークレットとして使用できるという事実が利用される。
【００２４】
図４に、図３のＧＰＲＳネットワークに登録されたユーザがＩＭＳネットワークに登録されるメッセージの流れが示されている。まずユーザ端末機器ＵＥから、登録メッセージがＰ‐ＣＳＣＦおよびＩ‐ＣＳＣＦを介して、ＧＰＲＳネットワークのＳ‐ＣＳＣＦへ送信される。登録メッセージは、ユーザのＩＭＳ識別子ＩＭＳ‐ＩＤと、パラメータauth-param＝"IMS_GPRS_Key_Distr"を有するＨＴＴＰダイジェスト認証ヘッダとを含んでいる。これによってネットワークに対し、データトラフィックを保護するために本発明による方法を使用すべきであることが指示される。しかしこのことは、異なって実施することもでき、ネットワークの固定的な構成によって実施するか、または登録メッセージ内の別のヘッダないしはパラメータによって実施することができる。
【００２５】
次に、メッセージの正当性がＳ‐ＣＳＣＦで検査される。これは前記のように、Ｐ‐ＣＳＣＦで求められたＩＰアドレスとＨＳＳで求められたＩＰアドレスおよび相応のＩＭＳ識別子とを比較することによって行われる。ＩＭＳ識別子が一致する場合は、いわゆるＡＶ要求がＩＭＳネットワークのＨＳＳへ送信される。最後に、ＡＶ応答がＳ‐ＣＳＣＦへ送信される。この応答メッセージは、トークンを含んでいる。このトークンは文献［７］によれば、未許可のメッセージでユーザへ送信される。
【００２６】
図４の左側の領域には、グレーの領域によって、ユーザ端末機器ＵＥとＧＰＲＳネットワークの‐ＣＳＣＦサーバとの間のエアインタフェースが示されている。エアインタフェースを介して行われるデータ伝送は、公知のメカニズムによって暗号化される。したがって、ＧＰＲＳエアインタフェースを介して行われるユーザ端末機器ＵＥへのトークンの伝送は保護される。ここに記載された実施例では、トークンはＨＴＴＰダイジェストヘッダで伝送される。択一的にトークンを、ＨＴＴＰダイジェストヘッダに依存しない別のヘッダまたはパラメータで伝送することもできる。とりわけ、トークンを別個のメッセージで伝送することもできる。
【００２７】
次に、ユーザ端末機器ＵＥからサーバＰ‐ＣＳＣＦおよびＩ‐ＣＳＣＦを介して再び、登録メッセージがコンピュータＳ‐ＣＳＣＦへ送信される。この登録メッセージは、保護プロトコルＨＴＴＰダイジェストによって保護され、ユーザ端末機器ＵＥとサーバＳ‐ＣＳＣＦとの間の共通のシークレットとして、先行して伝送されたトークンが使用される。このことが可能であるのは、トークンは先行の登録メッセージの伝送によって、ユーザ端末機器ＵＥにもＳ‐ＣＳＣＦにも把握されるからである。最後に、ユーザ端末機器ＵＥがＩＭＳネットワークで認証される。このことは図４では、ＡＵによって示されている。その後、Ｓ‐ＣＳＣＦによってユーザ端末機器ＵＥへ、肯定確認ＯＫが送信される。次に、本来のデータ交換がＵＥとＩＭＳネットワークとの間で開始され、このデータ交換はＨＴＴＰダイジェストを介して保護される。図４には例として、招待（Invite）メッセージが示されている。この招待メッセージは、後続のデータ交換で送信される。
【００２８】
ここに記載された実施形態では、ＨＴＴＰダイジェストはＩＭＳ信号伝送のための保護メカニズムとして使用される。しかしＨＴＴＰダイジェストの代わりに、ダイナミックな鍵ないしはパスワードを使用する別の保護メカニズムを、ＩＭＳ信号伝送のために使用することもできる。このような保護メカニズムの別の例に、ＣＭＳメカニズム（ＣＭＳ＝Cryptographic Message Syntax）がある。
【００２９】
本発明による方法はとりわけ、アプリケーションサーバとのＨＴＴＰベースの通信を保護するためにも使用することができる。ここでは、ユーザはその時点でＩＭＳネットワークにログオンされているか、少なくとも１度はログオンされており、ＩＭＳネットワークによって承認された有効なトークンを使用することが前提とされる。ここで、ユーザがユーザ端末機器ＵＥを介して、ＩＭＳネットワークに接続されたＨＴＴＰベースのアプリケーションサーバと通信する場合、ＨＴＴＰメッセージを保護するためにＨＴＴＰダイジェストを使用することができ、その際には、ＨＴＴＰダイジェストにおけるパスワードとして、トークンが使用される。ＨＴＴＰサーバが、ＨＴＴＰダイジェストによって保護されたメッセージをチェックできるようにするには、ＨＴＴＰサーバもこのトークンが必要である。そのためには、トークンはＳ‐ＣＳＣＦまたはＩＭＳネットワークのＨＳＳから、アプリケーションサーバへ送信される。このための相応のインタフェースが公知になっている。このようにしてＳＩＰ信号伝送でもＨＴＴＰ信号伝送でも、応答のためにＩＭＳネットワークないしはＨＴＴＰアプリケーションサーバから、ＨＴＴＰダイジェストを介して保護を行うことができる。
【００３０】
付加的に、ＨＴＴＰダイジェストにおいてクライアントおよびサーバの役割を交換することができる。通常は、クライアントであるユーザ端末機器ＵＥから送信されるメッセージを保護する。サーバとして機能するネットワークの応答に関しては、メッセージはオプションとして保護されるだけである。しかし、ＳＩＰによる信号伝送の場合には、ユーザ端末機器ＵＥがサーバの役割を引き継ぎ、ネットワークがクライアントの役割を引き継ぐようになる。この場合、ＨＴＴＰダイジェストは相応に逆方向に使用され、たとえば、ユーザ端末機器ＵＥが未許可のメッセージを、ＩＭＳネットワーク内のＳ‐ＣＳＣＦへ送信する。
【００３１】
文献リスト：
［１］3GPP SA3 (Security) (2002-09): "Access security for IP-based services (Release 5)", Technical specification 33.203 v5.3.0
［２］Siemens Paper on the IMS 2.0 early-start solution: "early-start-ims-paper-final.zip"
［３］http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG3_Security/TSGS3_30_Povoa/Docs/ZIP/S3-030551.zip
［４］Ericsson, Motorola, Siemens, Nokia; "Push-To-Talk over Cellular (PoC); Signaling Flows; PoC Release 1.0" v 1.1.3, 8/2003
［５］Ericsson, Motorola, Siemens, Nokia: "Push-To-Talk over Cellular (PoC); List management and do-not-disturb; PoC Release 1.0", v 1.1.3,8/2003
［６］Ericsson, Motorola, Siemens, Nokia: "Push-To-Talk over Cellular (PoC); Architecture; PoC Release 1.0", v 1.1.0, 8/2003
［７］Siemens Presentation at Eurescom 2003: early-ims-slides-final-2003-09-17 (petri).ppt
［８］3GPP SA3 (Security) (2002-09): Network domain security; IP network layer security (Release 5)", Technical specification 33.210 v5.3.0
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるデータ保護方法を使用することができるデータネットワークの概略的な構成図である。
【図２】従来技術から公知のＩＭＳ‐ＡＫＡプロトコルによるメッセージの流れを示している。
【図３】本発明による方法を図解する概略図である。
【図４】本発明の方法によるメッセージの流れを示している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動無線網（３）とＩＭＳネットワーク（４）との間でユーザ認証およびデータトラフィックの保護を行う方法において、
・移動加入者（ＵＥ）を移動無線網（３）で認証し、
・該移動加入者（ＵＥ）をＩＭＳネットワーク（４）で認証し、
・ＩＭＳネットワーク（４）で認証された移動加入者（ＵＥ）の識別子と、移動無線網（３）で認証された加入者（ＵＥ）の識別子とが一致するか否かを検査し、
・識別子が一致する場合、肯定確認メッセージをＩＭＳネットワーク（４）から該移動加入者（ＵＥ）へ送信し、
・該移動加入者（ＵＥ）とＩＭＳネットワーク（４）との間のデータ交換を、共通の鍵によって保護される保護プロトコルを介して行い、
該保護プロトコルで使用される鍵を、前記肯定確認メッセージから導出することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記鍵は、肯定確認メッセージである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記鍵は、ＩＭＳネットワーク（４）と移動加入者（ＵＥ）との間の共通のシークレットである、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記鍵は、移動加入者（ＵＥ）によって入力されるパスワードである、請求項１または２記載の方法。
【請求項５】
前記肯定確認メッセージは、ランダム値である、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ＩＭＳネットワーク（４）において移動加入者（ＵＥ）を、ＳＩＰプロトコル（ＳＩＰ＝Session Initiation Protocol）および／またはＨＴＴＰプロトコルを介して認証する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
保護プロトコルはＨＴＴＰダイジェストである、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
移動無線網およびＩＭＳネットワークを含むデータネットワークにおいて、
該移動無線網（３）の移動加入者とＩＭＳネットワーク（４）との間のデータトラフィックは、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法によって保護されるように構成されていることを特徴とするデータネットワーク。
【請求項９】
移動無線網（３）は、ＧＰＲＳネットワークおよび／またはＵＭＴＳネットワークである、請求項８記載のデータネットワーク。
【請求項１】
移動無線網（３）とＩＭＳネットワーク（４）との間でユーザ認証およびデータトラフィックの保護を行う方法において、
・移動加入者（ＵＥ）を移動無線網（３）で認証し、
・該移動加入者（ＵＥ）をＩＭＳネットワーク（４）で認証し、
・ＩＭＳネットワーク（４）で認証された移動加入者（ＵＥ）の識別子と、移動無線網（３）で認証された加入者（ＵＥ）の識別子とが一致するか否かを検査し、
・識別子が一致する場合、肯定確認メッセージをＩＭＳネットワーク（４）から該移動加入者（ＵＥ）へ送信し、
・該移動加入者（ＵＥ）とＩＭＳネットワーク（４）との間のデータ交換を、共通の鍵によって保護される保護プロトコルを介して行い、
該保護プロトコルで使用される鍵を、前記肯定確認メッセージから導出することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記鍵は、肯定確認メッセージである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記鍵は、ＩＭＳネットワーク（４）と移動加入者（ＵＥ）との間の共通のシークレットである、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記鍵は、移動加入者（ＵＥ）によって入力されるパスワードである、請求項１または２記載の方法。
【請求項５】
前記肯定確認メッセージは、ランダム値である、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ＩＭＳネットワーク（４）において移動加入者（ＵＥ）を、ＳＩＰプロトコル（ＳＩＰ＝Session Initiation Protocol）および／またはＨＴＴＰプロトコルを介して認証する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
保護プロトコルはＨＴＴＰダイジェストである、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
移動無線網およびＩＭＳネットワークを含むデータネットワークにおいて、
該移動無線網（３）の移動加入者とＩＭＳネットワーク（４）との間のデータトラフィックは、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法によって保護されるように構成されていることを特徴とするデータネットワーク。
【請求項９】
移動無線網（３）は、ＧＰＲＳネットワークおよび／またはＵＭＴＳネットワークである、請求項８記載のデータネットワーク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００７−５１５８５４（Ｐ２００７−５１５８５４Ａ）
【公表日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３４７５８（Ｐ２００６−５３４７５８）
【出願日】平成１６年１０月１３日（２００４．１０．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０５２５２７
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３９１４１
【国際公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
【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６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１３日（２００４．１０．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０５２５２７
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３９１４１
【国際公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
【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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