ＣＤＭＡネットワークにおけるＧＳＭ認証
加入者局からの安全な通信のためのシステムおよび技術が開示されている。加入者局は、第１のネットワークについての認証アルゴリズムを有するプロセッサを含んでいる。プロセッサは、第２のネットワークとのセッションを確立するために、認証アルゴリズムにおいて第２のネットワークについての鍵を使用するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
（分野）
本開示は、一般に、無線テレコミュニケーション(wireless telecommunications)に関し、より具体的には、無線通信におけるセキュリティ(security)に関する。
【０００２】
（背景）
無線サービスについての消費者需要は、数多くの無線通信ネットワークの発展をもたらした。１つのそのようなネットワークは、スペクトラム拡散プロセシング(spread-spectrum processing)を使用するデータサービスおよび無線音声をサポートする符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）技術に基づいている。スペクトラム拡散プロセシングは、利用可能な周波数スペクトルを効率的に使用することによって、低コストでの高品質サービスを可能にする。結果として、ＣＤＭＡ技術は、デジタル無線通信についての将来の方法であると、ほとんどの人々によって考えられている。
【０００３】
ＣＤＭＡ技術の最も広範な可用性(availability)を提供するために、いくつかの展開戦略(certain deployment strategies)がインプリメントされる(implemented)ことができる。１つのそのような戦略は、既存ネットワークインフラストラクチャ、例えばモバイル通信のためのグローバルシステム(Global System for Mobile Communications)（ＧＳＭ）、に接続するための手段として、ＣＤＭＡ技術を導入することである。ヨーロッパとアジアでデファクトスタンダード(de facto standard)になったＧＳＭは、デジタル無線通信の前の世代を代表し、無線音声およびデータサービスをサポートするために狭帯域時分割多元接続（ＴＤＭＡ）を利用する。ＣＤＭＡをＧＳＭネットワーク、あるいは他の既存のネットワーク、に接続するための手段として使用することによって、既存のインフラストラクチャの実質的な部分は、ＣＤＭＡ技術をサポートするために使用されることができるので、低減されたコストが実現されることができる。
【０００４】
ＧＳＭネットワークへのＣＤＭＡの導入は、多くのセキュリティの課題を引き起こす。現在、ＧＳＭネットワークは、チャレンジ／レスポンスのプロシージャ(challenge/response procedure)を使用して、ＧＳＭ加入者局とのセッション鍵と信用(trust)を確立する。チャレンジ／レスポンスのプロシージャは、ＧＳＭ加入者局におけるリムーバブルな加入者識別モジュール(Subscriber Identity Module)（ＳＩＭ）上で記憶されるＧＳＭアルゴリズム(GSM algorithms)および認証証明書(authentication credentials)に基づいている。リムーバブルなＳＩＭは、任意のＧＳＭ加入者局上でインストールされることができ、その結果、消費者が新しいＧＳＭデバイスを購入するごとに、認証証明書をプロビジョンする(provision)ための必要性をなくす。ＧＳＭ製品の多くの消費者は、この特徴に対するある程度の満足を表してきた、そしてそれ故に、ＧＳＭ加入者局からＳＩＭをアクセプトすることができるＣＤＭＡ加入者局を展開させることは望ましい。このことは、セルラ認証および音声暗号化(Cellular Authentication and Voice Encryption)（ＣＡＶＥ）として知られているレガシープロトコル(legacy protocol)を利用するＣＤＭＡネットワークと、ＧＳＭ ＳＩＭを備えたＣＤＭＡ加入者局との間で、なんらかの互換性の問題が対処されるべきであることを、必要とするであろう。
【発明の開示】
【概要】
【０００５】
加入者局の一態様が開示されている。加入者局は、第１のネットワークについての認証アルゴリズムを有するプロセッサを含んでおり、該プロセッサは、第２のネットワークとのセッションを確立するために、認証アルゴリズムにおいて、第２のネットワークについての鍵を使用するように、さらに構成されている。
【０００６】
加入者局の別の態様が開示されている。加入者局は、第１のネットワークについての第１の鍵を受け取るように構成された認証アルゴリズムを有するプロセッサと、第２のネットワークについての第２の鍵を生成するように構成されたＳＩＭと、を含んでいる。プロセッサは、第２のネットワークとのセッションを確立するために、認証アルゴリズムにおいて第１の鍵の代わりに第２の鍵を使用するようにさらに構成されている。
【０００７】
加入者局からの安全な通信の方法が開示されている。加入者局は、第１のネットワークについての認証アルゴリズムを有する。該方法は、第２のネットワークについての鍵を生成することと、第２のネットワークとのセッションを確立するために、認証アルゴリズムにおいて鍵を使用することと、を含む。
【０００８】
加入者局からの安全な通信の方法を実行するために、コンピュータによって実行可能なインストラクションのプログラムを具現化するコンピュータ可読メディアが開示されている。加入者局は、第１のネットワークについての認証アルゴリズムを有する。該方法は、第２のネットワークについての鍵を生成することと、第２のネットワークとのセッションを確立するために、認証アルゴリズムにおいて鍵を使用することと、を含む。
【０００９】
例として、本発明の様々な実施形態が示され、そして説明される以下の詳細な説明から、本発明の他の実施形態が、当業者に容易に明らかになるであろう、ということが理解される。認識されるように、本発明は、本発明の精神あるいは範囲から逸脱することなく、他の異なる実施形態が可能であり、また、そのいくつかの細部は様々な他の点で修正が可能である。したがって、図面および詳細な説明は、本質的に説明のためのものとしてみなされるべきであり、制限するものとしてみなされるべきでない。
【詳細な説明】
【００１０】
本発明の態様が、例として、ただし限定としてではなく、添付図面において図示されている。
【００１１】
添付図面に関連して以下に述べられる詳細な説明は、本発明の様々な実施形態の説明として意図されているが、本発明が実行されることができる実施形態のみを表わすようには意図されていない。詳細な説明は、本発明についての完全なる理解を提供する目的で具体的な詳細を含む。しかしながら、本発明は、これらの具体的な詳細なしに実施され得ることは、当業者にとってあきらかであろう。いくつかのインスタンス(instances)では、よく知られたストラクチャ(structures)およびコンポーネントは、本発明のコンセプト(concepts)を不明瞭にすることを避けるために、ブロック図の形で示されている。
【００１２】
以下の詳細な説明において、様々な暗号化技術(encryption techniques)は、ＣＤＭＡ無線接続を通してＧＳＭコアネットワークと通信している加入者局との関連で、説明される。これらの技術はこのアプリケーションについてよく適し得るが、当業者は、これらの技術が同じ地理的領域(geographic region)内に同時に存在している他の通信ネットワークに拡張される(extended)ことができることを容易に理解するであろう。従って、ＣＤＭＡあるいはＧＳＭのネットワークへのいずれの参照も、これらの発明の態様(inventive aspects)が広範囲のアプリケーションを有しているとの理解で、本発明の様々な発明の態様をただ説明するだけのために意図されている。
【００１３】
図１は、通信システム１００の例を示す概念図である。このシステムにおいては、加入者局１０２上のユーザは、ＣＤＭＡ無線接続を通してＧＳＭコアネットワーク１０４と通信する。加入者局１０２は、無線ハンドセットまたは電話、モデム、携帯情報端末(personal digital assistant)（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、ページャ(pager)、ゲームコンソール(game console)、カメラ、オーディオまたはビデオデバイス、ポジション決定受信機、あるいは任意の他の適切な無線通信デバイスであってもよい。加入者局１０２は、ＣＤＭＡネットワーク１０８との無線通信をサポートするためにトランシーバ１０６を含んでもよい。プロセッサ１１０は、様々な信号処理機能とユーザアプリケーションとを提供するために使用されてもよい。プロセッサ１１０は、加入者局１０２によって必要とされる機能性を提供する、単一のエンティティ(single entity)あるいは任意の数の処理エンティティであってもよい。加入者局１０２の少なくとも一実施形態においては、プロセッサ１１０は、加入者局１０２に統合された、１つ以上の処理エンティティ１１２と、それ自体のプロセッサ（示されていない）を備えたＳＩＭ １１４と、を含んでいる。ＳＩＭ １１４は、一般に、不正操作できない(tamper-resistant)ように設計されており、また暗号化鍵についての合理的なレベルの保護(reasonable level of protection)が可能である。
【００１４】
ＣＤＭＡ無線ネットワーク１０８は、地理的サービス領域(geographic coverage region)がセル(cell)に分割されるトポロジ、に基づいている。これらセルの各々の中に、固定されたベーストランシーバ局(Base Transceiver Station)（ＢＴＳ）があり、そのベーストランシーバ局は、加入者局にエアインターフェースを提供する。基地局コントローラ(Base Station Controller)（ＢＳＣ）は、ＣＤＭＡ無線ネットワーク１０８における複数のＢＴＳを管理し調整するために使用されることができる。説明のために、単一のセルが、ＢＳＣ １１８の管理の下ですべての加入者局にサービス提供する(serving)ＢＴＳ １１６を備え、図１に示される。モバイル交換局(Mobile Switching Center)（ＭＳＣ）１２０は、ＣＤＭＡ無線ネットワーク１０８をＧＳＭコアネットワーク１０４に接続するために使用されることができる。
【００１５】
ＧＳＭホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）１２２は、ＧＳＭコアネットワーク１０４における様々なサービスプロバイダについての加入者の記録を保持する(maintain)ために使用される。これらの加入者の各々のために、ＨＬＲ １２２は、特定の情報(certain information)、例えば、電子シリアル番号(Electronic Serial Number)（ＥＳＮ）、加入者の電話番号、加入者局の現在位置、等を保持する。典型的には、ＨＬＲ １２２は認証局(Authentication Center)（ＡＣ）と結合されるであろう。ＡＣは、ＧＳＭコアネットワーク１０４の加入者を認証し、そして、各々についてのセッション鍵を生成するために、使用される。
【００１６】
図１において示される通信システム１００の実施形態においては、ゲートウェイ１２４は、ＣＤＭＡ無線ネットワーク１０４におけるＭＳＣ１２０を、ＧＳＭ ＨＬＲ １２２にインタフェース接続するために、使用されてもよい。このアプローチは、ＭＳＣ １２０を再設計する必要性を除去する。代替実施形態においては、ゲートウェイ１２４の機能性はＭＳＣ １２０に統合されることができるであろう。いずれにしても、ゲートウェイ１２４は、ＭＳＣ １２０に対して、ＣＤＭＡ ＨＬＲとして見えるように設計されている。これは、当技術分野においてよく知られている特定のプロトコルを使用することによって達成されることができる。
【００１７】
ビジターロケーションレジスタ(Visitor Location Register)（ＶＬＲ）１２６は、ＭＳＣ １２０と結合される。ＶＬＲ １２６は、ＣＤＭＡネットワーク１０４において、加入者局のレジスタを維持するために使用される。示された実施形態においては、ＶＬＲ １２６は、基本的に、ＧＳＭコアネットワーク１０４からのＨＬＲ加入者情報のローカルキャッシュ(local cache)としてサーブする(serves)。加入者局１０２は、ＭＳＣ １２０に登録し(registers)、ＭＳＣ １２０は、ＧＳＭ ＨＬＲ １２４から加入者情報を取り出し(retrieves)、ＶＬＲ １２６の中にそれを置く(places)。ゲートウェイ１２４は、ＭＳＣ １２０に対してＧＳＭ ＶＬＲとして見えるように設計される。これは、当技術においてよく知られている特定のプロトコルを使用することによって達成されることができる。
【００１８】
ＧＳＭコアネットワークと通信しているＣＤＭＡ加入者局についての様々なセキュリティの特徴(features)を説明する前に、ＣＤＭＡおよびＧＳＭネットワークに固有の認証および暗号化プロトコルがまず説明される。
【００１９】
図２は、従来のＣＤＭＡネットワークにおいて標準規格化されたＣＡＶＥアルゴリズムを示す、簡略機能ブロック図である。セキュリティプロトコルは秘密鍵(secret key)（Ａ鍵）に依存する。Ａ鍵は、加入者局１０２にプロビジョンされ、また、ＣＤＭＡネットワークのＡＣ ２０２において保存される。認証に加えて、Ａ鍵は、音声およびデータ暗号化についてのセッション鍵を生成するために使用される。
【００２０】
加入者局１０２が最初にＣＤＭＡネットワークに登録するとき、認証プロセスは、ＣＤＭＡ ＡＣ ２０２および加入者局１０２で、「共有秘密データ」鍵(“Shared Secret Data” key)（ＳＳＤ−Ａ）と呼ばれる二次鍵(secondary key)の生成から始まる。ＣＤＭＡ ＡＣ ２０２では、ＲＡＮＤジェネレータ２０４は、乱数(random number)（ＲＡＮＤ）を生成するために使用され、ＲＡＮＤは、Ａ鍵とともに、ＳＳＤ−Ａを生成するためにＣＡＶＥアルゴリズム２０６に入力される。ＲＡＮＤはまた、そこでＳＳＤ−Ａが生成されることができるように、加入者局１０２へ送られる。加入者局１０２では、ＲＡＮＤおよびＡ鍵は、ＳＳＤ−Ａを生成するために、同様のＣＡＶＥアルゴリズム２０８に入力される。
【００２１】
ＳＳＤ−Ａは、それが加入者局１０２とＭＳＣ １２０の間で共有されるので、一般に「共有秘密鍵」(“shared secret key”)と呼ばれる。セッションが始められるごとに、チャレンジ／レスポンス認証のプロシージャは、ＣＤＭＡ ＡＣ ２０２の支援(assistance)なしに、ＳＳＤ−Ａを使用して加入者局１０２とＭＳＣ １２０との間で使用されることができる。これは、ＣＤＭＡネットワーク上でシグナリングトラフィック(signaling traffic)を減らす傾向がある。新しいＳＳＤ−Ａは、加入者局１０２にＲＡＮＤを送ることによって、ＣＤＭＡ ＡＣ ２０２で生成されことができるが、これは一般に、セキュリティ違反(security breach)が検知された後、あるいはあるあらかじめ決定された時間が終了した(expired)後、にのみに生じる。
【００２２】
チャレンジ／レスポンス認証のプロシージャは、ＭＳＣ １２０によって、加入者局１０２にブロードキャストＲＡＮＤジェネレータ２１０からランダムチャレンジ（ブロードキャストＲＡＮＤ）を送ることにより、始められる。加入者局１０２は、認証署名、すなわち、チャレンジに対するレスポンスを生成するＣＡＶＥアルゴリズム２１２への入力として、ＳＳＤ−Ａ、ＥＳＮ、およびダイアルされた電話番号(telephone number dialed)とともに、ブロードキャストＲＡＮＤを使用する。この署名は、このあと、署名を、ブロードキャストＲＡＮＤ、ＳＳＤ−Ａ、ＥＳＮ、およびダイアルされた電話番号に適用される同様のＣＡＶＥアルゴリズム２１４の出力と比較すること２１６により、加入者局１０２を認証するためにＭＳＣ １２０によって使用される。ＥＳＮは、ＭＳＣ １２０によってＶＬＲ（図１参照）から検索されてもよく、また、ダイアルされた電話番号は、セッションをネゴシエイトする(negotiate)ために、信号メッセージの交換の一部として加入者局１０２によってＭＳＣ １２０に送られる。
【００２３】
図３は、従来のＧＳＭネットワークにおける標準規格化されたＧＳＭ認証アルゴリズムを示す、簡略化された機能ブロック図である。ＧＳＭ加入者局３０２がＧＳＭ ＭＳＣ ３０４に登録するとき、ＧＳＭ ＭＳＣ ３０４は、ＧＳＭ ＨＬＲ ３０６からＧＳＭ認証トリプレット(GSM authentication triplet)をリクエストする。トリプレットは、ランダムチャレンジ(random challenge)（ＲＡＮＤ）、署名レスポンス(signed response)（ＳＲＥＳ）、および暗号化鍵(ciphering key)（ＫＣ）を含んでいる。暗号化鍵（ＫＣ）は、通信を暗号化するために、セッション鍵として使用される。ＧＳＭ ＨＬＲ ３０６は、ＧＳＭ認証トリプレットをＭＳＣ ３０４に送る。ＧＳＭ ＭＳＣ ３０４は、ＲＡＮＤをＧＳＭ加入者局３０２に送る。ＧＳＭ加入者局３０２は、当技術分野においてよく知られているＡ３ ＧＳＭアルゴリズム３０８を利用するそれの個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）で、ＲＡＮＤを暗号化する。個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）は、ＧＳＭ加入者局３０８のＳＩＭの中にプロビジョンされる。ＧＳＭ加入者局３０２は、暗号化されたＲＡＮＤ、すなわち署名レスポンスを、ＧＳＭ ＭＳＣ ３０４に送り戻し、そこでは、それは、ＧＳＭ ＨＬＲ ３０６からのＳＲＥＳに対してベリファイされる(verified)ためにコンパレータ３１０に供給される。
【００２４】
ＧＳＭ加入者局３０２はまた、当技術分野においてもまたよく知られている、Ａ８ ＧＳＭアルゴリズム３１２を使用して、暗号化鍵（ＫＣ）を生成するために、ＳＩＭにプロビジョンされた個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）とＧＳＭ ＭＳＣ ３０４から受け取られたＲＡＮＤを使用する。ＧＳＭ加入者局３０８によって生成された暗号化鍵（ＫＣ）は、３１５ＧＳＭ ＢＴＳ ３１４に送信され、ここで、それは、ＧＳＭ ＭＳＣ ３０４から受け取られた暗号化鍵（ＫＣ）と比較される。暗号化鍵（ＫＣ）はまた、当技術分野においてもよく知られている、Ａ５ ＧＳＭアルゴリズムを使用して、ＧＳＭ ＢＴＳ ３１４との通信を暗号化するために、ＧＳＭ加入者局３０２によって使用される。
【００２５】
ＣＤＭＡ加入者局は、ＧＳＭデバイスに取って代わるように設計されることができる。ＣＤＭＡ加入者局は、ＧＳＭデバイスからＳＩＭをアクセプトする(accept)ように構成されることができ、そうすることによって、ＧＳＭコアネットワークに対してＣＤＭＡ無線接続への移行を容易にする。このコンフィギュレーション(configuration)においては、ＣＤＭＡ加入者局は、ＧＳＭコアネットワークとのセキュリティ保護された接続(secure connection)を確立するために、ＳＩＭ上でＧＳＭセキュリティ証明書(security credentials)を使用する。好ましくは、認証プロセスは、加入者局とＣＤＭＡ無線ネットワークにおけるＭＳＣとの間のチャレンジ／レスポンスのプロシージャを使用し、行なわれる。このアプローチは、ＣＤＭＡおよびＧＳＭのネットワーク間のシグナリングトラフィックを減らす傾向がある。少なくとも通信システムの一実施形態においては、チャレンジ／レスポンスのプロシージャは、ＣＤＭＡ ＭＳＣあるいはＧＳＭコアネットワークへのいずれの変更も必要としない。
【００２６】
これらの目的を達成する、ＧＳＭネットワークにおけるＣＤＭＡ加入者局を認証するためのプロセスは、今から、図４に関連して説明される。認証プロセスは、従来のＣＤＭＡネットワークにおけるＳＳＤ−Ａにそっくりの(much like)、加入者局１０２およびＣＤＭＡ ＭＳＣ １２０に知られた共有秘密鍵に基づく。しかしながら、この実施形態においては、共有秘密鍵は暗号化鍵（ＫＣ）であり、それは、ＧＳＭ ＨＬＲ １２４によって生成されたトリプレットの一部である。言いかえれば、ＧＳＭ ＨＬＲ １２４によって生成された暗号化鍵（ＫＣ）は、ＳＳＤ−Ａの代わりにＣＤＭＡ無線ネットワークによって使用される。
【００２７】
認証プロセスは２つのステージにおいて行なわれる。第１ステージは、加入者局１０２とＣＤＭＡ ＭＳＣ １２０との間での、共有秘密鍵すなわち暗号化鍵（ＫＣ）の確立、を伴う。第２ステージは、上記の２つの間でのワンパスチャレンジ／レスポンスのトランザクション(one-pass challenge/response transaction)を伴う。
【００２８】
第１ステージは、ＣＤＭＡ無線ネットワーク１０８におけるＭＳＣ １２０を使用しての加入者局１０２の登録から始まる。その後で、ＭＳＣ １２０は、ゲートウェイ１２４に認証リクエスト(authentication request)を送る。認証リクエストに応じて、ゲートウェイ１２４は、ＧＳＭ ＨＬＲ １２２から、加入者情報とトリプレットとを検索する。トリプレットは、暗号化鍵（ＫＣ）、ＲＡＮＤ、そしてＸＲＥＳを含む。ゲートウェイ１２４は、ＶＬＲ（示されていない）中に加入者情報を保存し、そして、ＭＳＣ １２０に暗号化鍵（ＫＣ）を、またＳＩＭ １１４にＲＡＮＤを、送る。ＳＩＭ １１４は、Ａ８ ＧＳＭアルゴリズム３１２を使用して、暗号化鍵（ＫＣ）を生成するために、その個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）とともに、ＲＡＮＤを使用する。
【００２９】
認証プロセスの第２ステージは、加入者局１０２によって確立されたそれぞれの新しいセッションについて行なわれる。プロセスは、ブロードキャストＲＡＮＤジェネレータ２１０から加入者局１０２にランダムチャレンジ（ブロードキャストＲＡＮＤ）を送ることによって、ＭＳＣ １２０で始まる。加入者局１０２は、認証署名、すなわちチャレンジに対するレスポンスを生成するために、ＣＡＶＥアルゴリズム２１２への入力として、ＳＩＭ １１４上でコンピュートされた暗号化鍵（ＫＣ）、ＥＳＮ、およびダイアルされた電話番号とともに、ブロードキャストＲＡＮＤを使用する。この署名はこの後、署名を、ブロードキャストＲＡＮＤ、暗号化鍵（ＫＣ）、ＥＳＮ、およびダイアルされた電話番号に適用される同様のＣＡＶＥアルゴリズム２１４の出力と比較すること２１６により加入者局１０２を認証するために、ＭＳＣ １２０によって使用される。ＥＳＮは、ＭＳＣ １２０によってＶＬＲ（示されていない）から検索されてもよく、またダイアルされた電話番号は、セッションをネゴシエイトするために、信号メッセージの交換の一部として加入者局１０２によってＭＳＣ １２０に送られる。
【００３０】
図５は、第２のネットワークについての鍵を生成するための手段と、第２のネットワークとのセッションを確立するために認証アルゴリズムにおける鍵を使用するための手段と、を含む、本開示の例示的な装置を示す。
【００３１】
ここで開示された実施例に関連して説明された、さまざまな説明のための論理ブロック、モジュール、回路、エレメント、および／またはコンポーネントは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレー（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブルロジックコンポーネント、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、またはここで説明された機能を実行するように設計されたこれらの任意の組み合わせでインプリメントあるいは実行されることが出来る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシン(state machine)であってもよい。プロセッサはまた、コンピューティングコンポーネント(computing component)の組み合わせ、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併用しての１以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのようなコンフィギュレーションとしてインプリメントされることが出来る。
【００３２】
ここに開示された実施形態に関連して説明された方法あるいはアルゴリズムは、直接的にハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されたソフトウェアモジュールにおいて、あるいはこれら２つの組み合わせにおいて、具現化されることができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭあるいは当技術分野において知られている記憶媒体の任意の他の形態において常駐する(reside)ことができる。記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取ることができ、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合されることができる。あるいは、記憶媒体は、プロセッサに一体化していてもよい。
【００３３】
開示された実施形態の以上の説明は、いずれの当業者も本発明を作るあるいは使用することを可能とするように提供されている。これらの実施形態に対する様々な修正は、当業者にとって容易に明らかであろう、そして、ここにおいて定義された包括的な原理は、本発明の精神あるいは範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用されることができる。したがって、本発明は、ここに示された実施形態に限定されるようには意図されてはおらず、特許請求の範囲に整合する十分な範囲を与えられるべきである、なおここにおいて、単数形でのエレメントへの言及は、特にそのように述べられていないかぎり、「唯一の(one and only one)」を意味するように意図されてはおらず、むしろ「１つまたは複数の(one or more)」を意図している。当業者に知られているあるいは後に知られるようになる、本開示全体にわたって説明される様々な実施形態のエレメントのすべての構造的および機能的な同等物(equivalents)は、参照することによりここに明白に(expressly)組み込まれており、特許請求の範囲によって包含されるように意図されている。さらに、ここに開示されたものは、そのような開示が特許請求の範囲において明示的に記載されているかどうかにかかわらず、公共にささげる(dedicated to the public)ようには意図されていない。請求項の構成要素(claim element)は、構成要素が明示的に、フレーズ「のための手段(means for)」を使用して明白に記載されていない限り、あるいは、方法の請求項のケースにおいては、構成要素が、フレーズ「のためのステップ(step for)」を使用して記載されていない限り、米国特許法第１１２条６項の規定の下で解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、通信システムの一例を示す概念図である。
【図２】図２は、従来のＣＤＭＡネットワークにおける標準規格化されたＣＡＶＥアルゴリズムを示す、簡略機能ブロック図である。
【図３】図３は、従来のＧＳＭネットワークにおける標準規格化されたＧＳＭ認証アルゴリズムを示す、簡略機能ブロック図である。
【図４】図４は、ＧＳＭネットワークにおいて、ＣＤＭＡ加入者局を認証するための方法を示す、簡略機能ブロック図である。
【図５】図５は、例示的な加入者局のブロック図である。
【背景】
【０００１】
（分野）
本開示は、一般に、無線テレコミュニケーション(wireless telecommunications)に関し、より具体的には、無線通信におけるセキュリティ(security)に関する。
【０００２】
（背景）
無線サービスについての消費者需要は、数多くの無線通信ネットワークの発展をもたらした。１つのそのようなネットワークは、スペクトラム拡散プロセシング(spread-spectrum processing)を使用するデータサービスおよび無線音声をサポートする符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）技術に基づいている。スペクトラム拡散プロセシングは、利用可能な周波数スペクトルを効率的に使用することによって、低コストでの高品質サービスを可能にする。結果として、ＣＤＭＡ技術は、デジタル無線通信についての将来の方法であると、ほとんどの人々によって考えられている。
【０００３】
ＣＤＭＡ技術の最も広範な可用性(availability)を提供するために、いくつかの展開戦略(certain deployment strategies)がインプリメントされる(implemented)ことができる。１つのそのような戦略は、既存ネットワークインフラストラクチャ、例えばモバイル通信のためのグローバルシステム(Global System for Mobile Communications)（ＧＳＭ）、に接続するための手段として、ＣＤＭＡ技術を導入することである。ヨーロッパとアジアでデファクトスタンダード(de facto standard)になったＧＳＭは、デジタル無線通信の前の世代を代表し、無線音声およびデータサービスをサポートするために狭帯域時分割多元接続（ＴＤＭＡ）を利用する。ＣＤＭＡをＧＳＭネットワーク、あるいは他の既存のネットワーク、に接続するための手段として使用することによって、既存のインフラストラクチャの実質的な部分は、ＣＤＭＡ技術をサポートするために使用されることができるので、低減されたコストが実現されることができる。
【０００４】
ＧＳＭネットワークへのＣＤＭＡの導入は、多くのセキュリティの課題を引き起こす。現在、ＧＳＭネットワークは、チャレンジ／レスポンスのプロシージャ(challenge/response procedure)を使用して、ＧＳＭ加入者局とのセッション鍵と信用(trust)を確立する。チャレンジ／レスポンスのプロシージャは、ＧＳＭ加入者局におけるリムーバブルな加入者識別モジュール(Subscriber Identity Module)（ＳＩＭ）上で記憶されるＧＳＭアルゴリズム(GSM algorithms)および認証証明書(authentication credentials)に基づいている。リムーバブルなＳＩＭは、任意のＧＳＭ加入者局上でインストールされることができ、その結果、消費者が新しいＧＳＭデバイスを購入するごとに、認証証明書をプロビジョンする(provision)ための必要性をなくす。ＧＳＭ製品の多くの消費者は、この特徴に対するある程度の満足を表してきた、そしてそれ故に、ＧＳＭ加入者局からＳＩＭをアクセプトすることができるＣＤＭＡ加入者局を展開させることは望ましい。このことは、セルラ認証および音声暗号化(Cellular Authentication and Voice Encryption)（ＣＡＶＥ）として知られているレガシープロトコル(legacy protocol)を利用するＣＤＭＡネットワークと、ＧＳＭ ＳＩＭを備えたＣＤＭＡ加入者局との間で、なんらかの互換性の問題が対処されるべきであることを、必要とするであろう。
【発明の開示】
【概要】
【０００５】
加入者局の一態様が開示されている。加入者局は、第１のネットワークについての認証アルゴリズムを有するプロセッサを含んでおり、該プロセッサは、第２のネットワークとのセッションを確立するために、認証アルゴリズムにおいて、第２のネットワークについての鍵を使用するように、さらに構成されている。
【０００６】
加入者局の別の態様が開示されている。加入者局は、第１のネットワークについての第１の鍵を受け取るように構成された認証アルゴリズムを有するプロセッサと、第２のネットワークについての第２の鍵を生成するように構成されたＳＩＭと、を含んでいる。プロセッサは、第２のネットワークとのセッションを確立するために、認証アルゴリズムにおいて第１の鍵の代わりに第２の鍵を使用するようにさらに構成されている。
【０００７】
加入者局からの安全な通信の方法が開示されている。加入者局は、第１のネットワークについての認証アルゴリズムを有する。該方法は、第２のネットワークについての鍵を生成することと、第２のネットワークとのセッションを確立するために、認証アルゴリズムにおいて鍵を使用することと、を含む。
【０００８】
加入者局からの安全な通信の方法を実行するために、コンピュータによって実行可能なインストラクションのプログラムを具現化するコンピュータ可読メディアが開示されている。加入者局は、第１のネットワークについての認証アルゴリズムを有する。該方法は、第２のネットワークについての鍵を生成することと、第２のネットワークとのセッションを確立するために、認証アルゴリズムにおいて鍵を使用することと、を含む。
【０００９】
例として、本発明の様々な実施形態が示され、そして説明される以下の詳細な説明から、本発明の他の実施形態が、当業者に容易に明らかになるであろう、ということが理解される。認識されるように、本発明は、本発明の精神あるいは範囲から逸脱することなく、他の異なる実施形態が可能であり、また、そのいくつかの細部は様々な他の点で修正が可能である。したがって、図面および詳細な説明は、本質的に説明のためのものとしてみなされるべきであり、制限するものとしてみなされるべきでない。
【詳細な説明】
【００１０】
本発明の態様が、例として、ただし限定としてではなく、添付図面において図示されている。
【００１１】
添付図面に関連して以下に述べられる詳細な説明は、本発明の様々な実施形態の説明として意図されているが、本発明が実行されることができる実施形態のみを表わすようには意図されていない。詳細な説明は、本発明についての完全なる理解を提供する目的で具体的な詳細を含む。しかしながら、本発明は、これらの具体的な詳細なしに実施され得ることは、当業者にとってあきらかであろう。いくつかのインスタンス(instances)では、よく知られたストラクチャ(structures)およびコンポーネントは、本発明のコンセプト(concepts)を不明瞭にすることを避けるために、ブロック図の形で示されている。
【００１２】
以下の詳細な説明において、様々な暗号化技術(encryption techniques)は、ＣＤＭＡ無線接続を通してＧＳＭコアネットワークと通信している加入者局との関連で、説明される。これらの技術はこのアプリケーションについてよく適し得るが、当業者は、これらの技術が同じ地理的領域(geographic region)内に同時に存在している他の通信ネットワークに拡張される(extended)ことができることを容易に理解するであろう。従って、ＣＤＭＡあるいはＧＳＭのネットワークへのいずれの参照も、これらの発明の態様(inventive aspects)が広範囲のアプリケーションを有しているとの理解で、本発明の様々な発明の態様をただ説明するだけのために意図されている。
【００１３】
図１は、通信システム１００の例を示す概念図である。このシステムにおいては、加入者局１０２上のユーザは、ＣＤＭＡ無線接続を通してＧＳＭコアネットワーク１０４と通信する。加入者局１０２は、無線ハンドセットまたは電話、モデム、携帯情報端末(personal digital assistant)（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、ページャ(pager)、ゲームコンソール(game console)、カメラ、オーディオまたはビデオデバイス、ポジション決定受信機、あるいは任意の他の適切な無線通信デバイスであってもよい。加入者局１０２は、ＣＤＭＡネットワーク１０８との無線通信をサポートするためにトランシーバ１０６を含んでもよい。プロセッサ１１０は、様々な信号処理機能とユーザアプリケーションとを提供するために使用されてもよい。プロセッサ１１０は、加入者局１０２によって必要とされる機能性を提供する、単一のエンティティ(single entity)あるいは任意の数の処理エンティティであってもよい。加入者局１０２の少なくとも一実施形態においては、プロセッサ１１０は、加入者局１０２に統合された、１つ以上の処理エンティティ１１２と、それ自体のプロセッサ（示されていない）を備えたＳＩＭ １１４と、を含んでいる。ＳＩＭ １１４は、一般に、不正操作できない(tamper-resistant)ように設計されており、また暗号化鍵についての合理的なレベルの保護(reasonable level of protection)が可能である。
【００１４】
ＣＤＭＡ無線ネットワーク１０８は、地理的サービス領域(geographic coverage region)がセル(cell)に分割されるトポロジ、に基づいている。これらセルの各々の中に、固定されたベーストランシーバ局(Base Transceiver Station)（ＢＴＳ）があり、そのベーストランシーバ局は、加入者局にエアインターフェースを提供する。基地局コントローラ(Base Station Controller)（ＢＳＣ）は、ＣＤＭＡ無線ネットワーク１０８における複数のＢＴＳを管理し調整するために使用されることができる。説明のために、単一のセルが、ＢＳＣ １１８の管理の下ですべての加入者局にサービス提供する(serving)ＢＴＳ １１６を備え、図１に示される。モバイル交換局(Mobile Switching Center)（ＭＳＣ）１２０は、ＣＤＭＡ無線ネットワーク１０８をＧＳＭコアネットワーク１０４に接続するために使用されることができる。
【００１５】
ＧＳＭホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）１２２は、ＧＳＭコアネットワーク１０４における様々なサービスプロバイダについての加入者の記録を保持する(maintain)ために使用される。これらの加入者の各々のために、ＨＬＲ １２２は、特定の情報(certain information)、例えば、電子シリアル番号(Electronic Serial Number)（ＥＳＮ）、加入者の電話番号、加入者局の現在位置、等を保持する。典型的には、ＨＬＲ １２２は認証局(Authentication Center)（ＡＣ）と結合されるであろう。ＡＣは、ＧＳＭコアネットワーク１０４の加入者を認証し、そして、各々についてのセッション鍵を生成するために、使用される。
【００１６】
図１において示される通信システム１００の実施形態においては、ゲートウェイ１２４は、ＣＤＭＡ無線ネットワーク１０４におけるＭＳＣ１２０を、ＧＳＭ ＨＬＲ １２２にインタフェース接続するために、使用されてもよい。このアプローチは、ＭＳＣ １２０を再設計する必要性を除去する。代替実施形態においては、ゲートウェイ１２４の機能性はＭＳＣ １２０に統合されることができるであろう。いずれにしても、ゲートウェイ１２４は、ＭＳＣ １２０に対して、ＣＤＭＡ ＨＬＲとして見えるように設計されている。これは、当技術分野においてよく知られている特定のプロトコルを使用することによって達成されることができる。
【００１７】
ビジターロケーションレジスタ(Visitor Location Register)（ＶＬＲ）１２６は、ＭＳＣ １２０と結合される。ＶＬＲ １２６は、ＣＤＭＡネットワーク１０４において、加入者局のレジスタを維持するために使用される。示された実施形態においては、ＶＬＲ １２６は、基本的に、ＧＳＭコアネットワーク１０４からのＨＬＲ加入者情報のローカルキャッシュ(local cache)としてサーブする(serves)。加入者局１０２は、ＭＳＣ １２０に登録し(registers)、ＭＳＣ １２０は、ＧＳＭ ＨＬＲ １２４から加入者情報を取り出し(retrieves)、ＶＬＲ １２６の中にそれを置く(places)。ゲートウェイ１２４は、ＭＳＣ １２０に対してＧＳＭ ＶＬＲとして見えるように設計される。これは、当技術においてよく知られている特定のプロトコルを使用することによって達成されることができる。
【００１８】
ＧＳＭコアネットワークと通信しているＣＤＭＡ加入者局についての様々なセキュリティの特徴(features)を説明する前に、ＣＤＭＡおよびＧＳＭネットワークに固有の認証および暗号化プロトコルがまず説明される。
【００１９】
図２は、従来のＣＤＭＡネットワークにおいて標準規格化されたＣＡＶＥアルゴリズムを示す、簡略機能ブロック図である。セキュリティプロトコルは秘密鍵(secret key)（Ａ鍵）に依存する。Ａ鍵は、加入者局１０２にプロビジョンされ、また、ＣＤＭＡネットワークのＡＣ ２０２において保存される。認証に加えて、Ａ鍵は、音声およびデータ暗号化についてのセッション鍵を生成するために使用される。
【００２０】
加入者局１０２が最初にＣＤＭＡネットワークに登録するとき、認証プロセスは、ＣＤＭＡ ＡＣ ２０２および加入者局１０２で、「共有秘密データ」鍵(“Shared Secret Data” key)（ＳＳＤ−Ａ）と呼ばれる二次鍵(secondary key)の生成から始まる。ＣＤＭＡ ＡＣ ２０２では、ＲＡＮＤジェネレータ２０４は、乱数(random number)（ＲＡＮＤ）を生成するために使用され、ＲＡＮＤは、Ａ鍵とともに、ＳＳＤ−Ａを生成するためにＣＡＶＥアルゴリズム２０６に入力される。ＲＡＮＤはまた、そこでＳＳＤ−Ａが生成されることができるように、加入者局１０２へ送られる。加入者局１０２では、ＲＡＮＤおよびＡ鍵は、ＳＳＤ−Ａを生成するために、同様のＣＡＶＥアルゴリズム２０８に入力される。
【００２１】
ＳＳＤ−Ａは、それが加入者局１０２とＭＳＣ １２０の間で共有されるので、一般に「共有秘密鍵」(“shared secret key”)と呼ばれる。セッションが始められるごとに、チャレンジ／レスポンス認証のプロシージャは、ＣＤＭＡ ＡＣ ２０２の支援(assistance)なしに、ＳＳＤ−Ａを使用して加入者局１０２とＭＳＣ １２０との間で使用されることができる。これは、ＣＤＭＡネットワーク上でシグナリングトラフィック(signaling traffic)を減らす傾向がある。新しいＳＳＤ−Ａは、加入者局１０２にＲＡＮＤを送ることによって、ＣＤＭＡ ＡＣ ２０２で生成されことができるが、これは一般に、セキュリティ違反(security breach)が検知された後、あるいはあるあらかじめ決定された時間が終了した(expired)後、にのみに生じる。
【００２２】
チャレンジ／レスポンス認証のプロシージャは、ＭＳＣ １２０によって、加入者局１０２にブロードキャストＲＡＮＤジェネレータ２１０からランダムチャレンジ（ブロードキャストＲＡＮＤ）を送ることにより、始められる。加入者局１０２は、認証署名、すなわち、チャレンジに対するレスポンスを生成するＣＡＶＥアルゴリズム２１２への入力として、ＳＳＤ−Ａ、ＥＳＮ、およびダイアルされた電話番号(telephone number dialed)とともに、ブロードキャストＲＡＮＤを使用する。この署名は、このあと、署名を、ブロードキャストＲＡＮＤ、ＳＳＤ−Ａ、ＥＳＮ、およびダイアルされた電話番号に適用される同様のＣＡＶＥアルゴリズム２１４の出力と比較すること２１６により、加入者局１０２を認証するためにＭＳＣ １２０によって使用される。ＥＳＮは、ＭＳＣ １２０によってＶＬＲ（図１参照）から検索されてもよく、また、ダイアルされた電話番号は、セッションをネゴシエイトする(negotiate)ために、信号メッセージの交換の一部として加入者局１０２によってＭＳＣ １２０に送られる。
【００２３】
図３は、従来のＧＳＭネットワークにおける標準規格化されたＧＳＭ認証アルゴリズムを示す、簡略化された機能ブロック図である。ＧＳＭ加入者局３０２がＧＳＭ ＭＳＣ ３０４に登録するとき、ＧＳＭ ＭＳＣ ３０４は、ＧＳＭ ＨＬＲ ３０６からＧＳＭ認証トリプレット(GSM authentication triplet)をリクエストする。トリプレットは、ランダムチャレンジ(random challenge)（ＲＡＮＤ）、署名レスポンス(signed response)（ＳＲＥＳ）、および暗号化鍵(ciphering key)（ＫＣ）を含んでいる。暗号化鍵（ＫＣ）は、通信を暗号化するために、セッション鍵として使用される。ＧＳＭ ＨＬＲ ３０６は、ＧＳＭ認証トリプレットをＭＳＣ ３０４に送る。ＧＳＭ ＭＳＣ ３０４は、ＲＡＮＤをＧＳＭ加入者局３０２に送る。ＧＳＭ加入者局３０２は、当技術分野においてよく知られているＡ３ ＧＳＭアルゴリズム３０８を利用するそれの個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）で、ＲＡＮＤを暗号化する。個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）は、ＧＳＭ加入者局３０８のＳＩＭの中にプロビジョンされる。ＧＳＭ加入者局３０２は、暗号化されたＲＡＮＤ、すなわち署名レスポンスを、ＧＳＭ ＭＳＣ ３０４に送り戻し、そこでは、それは、ＧＳＭ ＨＬＲ ３０６からのＳＲＥＳに対してベリファイされる(verified)ためにコンパレータ３１０に供給される。
【００２４】
ＧＳＭ加入者局３０２はまた、当技術分野においてもまたよく知られている、Ａ８ ＧＳＭアルゴリズム３１２を使用して、暗号化鍵（ＫＣ）を生成するために、ＳＩＭにプロビジョンされた個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）とＧＳＭ ＭＳＣ ３０４から受け取られたＲＡＮＤを使用する。ＧＳＭ加入者局３０８によって生成された暗号化鍵（ＫＣ）は、３１５ＧＳＭ ＢＴＳ ３１４に送信され、ここで、それは、ＧＳＭ ＭＳＣ ３０４から受け取られた暗号化鍵（ＫＣ）と比較される。暗号化鍵（ＫＣ）はまた、当技術分野においてもよく知られている、Ａ５ ＧＳＭアルゴリズムを使用して、ＧＳＭ ＢＴＳ ３１４との通信を暗号化するために、ＧＳＭ加入者局３０２によって使用される。
【００２５】
ＣＤＭＡ加入者局は、ＧＳＭデバイスに取って代わるように設計されることができる。ＣＤＭＡ加入者局は、ＧＳＭデバイスからＳＩＭをアクセプトする(accept)ように構成されることができ、そうすることによって、ＧＳＭコアネットワークに対してＣＤＭＡ無線接続への移行を容易にする。このコンフィギュレーション(configuration)においては、ＣＤＭＡ加入者局は、ＧＳＭコアネットワークとのセキュリティ保護された接続(secure connection)を確立するために、ＳＩＭ上でＧＳＭセキュリティ証明書(security credentials)を使用する。好ましくは、認証プロセスは、加入者局とＣＤＭＡ無線ネットワークにおけるＭＳＣとの間のチャレンジ／レスポンスのプロシージャを使用し、行なわれる。このアプローチは、ＣＤＭＡおよびＧＳＭのネットワーク間のシグナリングトラフィックを減らす傾向がある。少なくとも通信システムの一実施形態においては、チャレンジ／レスポンスのプロシージャは、ＣＤＭＡ ＭＳＣあるいはＧＳＭコアネットワークへのいずれの変更も必要としない。
【００２６】
これらの目的を達成する、ＧＳＭネットワークにおけるＣＤＭＡ加入者局を認証するためのプロセスは、今から、図４に関連して説明される。認証プロセスは、従来のＣＤＭＡネットワークにおけるＳＳＤ−Ａにそっくりの(much like)、加入者局１０２およびＣＤＭＡ ＭＳＣ １２０に知られた共有秘密鍵に基づく。しかしながら、この実施形態においては、共有秘密鍵は暗号化鍵（ＫＣ）であり、それは、ＧＳＭ ＨＬＲ １２４によって生成されたトリプレットの一部である。言いかえれば、ＧＳＭ ＨＬＲ １２４によって生成された暗号化鍵（ＫＣ）は、ＳＳＤ−Ａの代わりにＣＤＭＡ無線ネットワークによって使用される。
【００２７】
認証プロセスは２つのステージにおいて行なわれる。第１ステージは、加入者局１０２とＣＤＭＡ ＭＳＣ １２０との間での、共有秘密鍵すなわち暗号化鍵（ＫＣ）の確立、を伴う。第２ステージは、上記の２つの間でのワンパスチャレンジ／レスポンスのトランザクション(one-pass challenge/response transaction)を伴う。
【００２８】
第１ステージは、ＣＤＭＡ無線ネットワーク１０８におけるＭＳＣ １２０を使用しての加入者局１０２の登録から始まる。その後で、ＭＳＣ １２０は、ゲートウェイ１２４に認証リクエスト(authentication request)を送る。認証リクエストに応じて、ゲートウェイ１２４は、ＧＳＭ ＨＬＲ １２２から、加入者情報とトリプレットとを検索する。トリプレットは、暗号化鍵（ＫＣ）、ＲＡＮＤ、そしてＸＲＥＳを含む。ゲートウェイ１２４は、ＶＬＲ（示されていない）中に加入者情報を保存し、そして、ＭＳＣ １２０に暗号化鍵（ＫＣ）を、またＳＩＭ １１４にＲＡＮＤを、送る。ＳＩＭ １１４は、Ａ８ ＧＳＭアルゴリズム３１２を使用して、暗号化鍵（ＫＣ）を生成するために、その個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）とともに、ＲＡＮＤを使用する。
【００２９】
認証プロセスの第２ステージは、加入者局１０２によって確立されたそれぞれの新しいセッションについて行なわれる。プロセスは、ブロードキャストＲＡＮＤジェネレータ２１０から加入者局１０２にランダムチャレンジ（ブロードキャストＲＡＮＤ）を送ることによって、ＭＳＣ １２０で始まる。加入者局１０２は、認証署名、すなわちチャレンジに対するレスポンスを生成するために、ＣＡＶＥアルゴリズム２１２への入力として、ＳＩＭ １１４上でコンピュートされた暗号化鍵（ＫＣ）、ＥＳＮ、およびダイアルされた電話番号とともに、ブロードキャストＲＡＮＤを使用する。この署名はこの後、署名を、ブロードキャストＲＡＮＤ、暗号化鍵（ＫＣ）、ＥＳＮ、およびダイアルされた電話番号に適用される同様のＣＡＶＥアルゴリズム２１４の出力と比較すること２１６により加入者局１０２を認証するために、ＭＳＣ １２０によって使用される。ＥＳＮは、ＭＳＣ １２０によってＶＬＲ（示されていない）から検索されてもよく、またダイアルされた電話番号は、セッションをネゴシエイトするために、信号メッセージの交換の一部として加入者局１０２によってＭＳＣ １２０に送られる。
【００３０】
図５は、第２のネットワークについての鍵を生成するための手段と、第２のネットワークとのセッションを確立するために認証アルゴリズムにおける鍵を使用するための手段と、を含む、本開示の例示的な装置を示す。
【００３１】
ここで開示された実施例に関連して説明された、さまざまな説明のための論理ブロック、モジュール、回路、エレメント、および／またはコンポーネントは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレー（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブルロジックコンポーネント、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、またはここで説明された機能を実行するように設計されたこれらの任意の組み合わせでインプリメントあるいは実行されることが出来る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシン(state machine)であってもよい。プロセッサはまた、コンピューティングコンポーネント(computing component)の組み合わせ、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併用しての１以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのようなコンフィギュレーションとしてインプリメントされることが出来る。
【００３２】
ここに開示された実施形態に関連して説明された方法あるいはアルゴリズムは、直接的にハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されたソフトウェアモジュールにおいて、あるいはこれら２つの組み合わせにおいて、具現化されることができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭあるいは当技術分野において知られている記憶媒体の任意の他の形態において常駐する(reside)ことができる。記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取ることができ、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合されることができる。あるいは、記憶媒体は、プロセッサに一体化していてもよい。
【００３３】
開示された実施形態の以上の説明は、いずれの当業者も本発明を作るあるいは使用することを可能とするように提供されている。これらの実施形態に対する様々な修正は、当業者にとって容易に明らかであろう、そして、ここにおいて定義された包括的な原理は、本発明の精神あるいは範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用されることができる。したがって、本発明は、ここに示された実施形態に限定されるようには意図されてはおらず、特許請求の範囲に整合する十分な範囲を与えられるべきである、なおここにおいて、単数形でのエレメントへの言及は、特にそのように述べられていないかぎり、「唯一の(one and only one)」を意味するように意図されてはおらず、むしろ「１つまたは複数の(one or more)」を意図している。当業者に知られているあるいは後に知られるようになる、本開示全体にわたって説明される様々な実施形態のエレメントのすべての構造的および機能的な同等物(equivalents)は、参照することによりここに明白に(expressly)組み込まれており、特許請求の範囲によって包含されるように意図されている。さらに、ここに開示されたものは、そのような開示が特許請求の範囲において明示的に記載されているかどうかにかかわらず、公共にささげる(dedicated to the public)ようには意図されていない。請求項の構成要素(claim element)は、構成要素が明示的に、フレーズ「のための手段(means for)」を使用して明白に記載されていない限り、あるいは、方法の請求項のケースにおいては、構成要素が、フレーズ「のためのステップ(step for)」を使用して記載されていない限り、米国特許法第１１２条６項の規定の下で解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、通信システムの一例を示す概念図である。
【図２】図２は、従来のＣＤＭＡネットワークにおける標準規格化されたＣＡＶＥアルゴリズムを示す、簡略機能ブロック図である。
【図３】図３は、従来のＧＳＭネットワークにおける標準規格化されたＧＳＭ認証アルゴリズムを示す、簡略機能ブロック図である。
【図４】図４は、ＧＳＭネットワークにおいて、ＣＤＭＡ加入者局を認証するための方法を示す、簡略機能ブロック図である。
【図５】図５は、例示的な加入者局のブロック図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のネットワークについての認証アルゴリズムを有するプロセッサ、
を備え、
前記プロセッサは、第２のネットワークとのセッションを確立するために前記認証アルゴリズムにおいて前記第２のネットワークについての鍵を使用するようにさらに構成されている、
加入者局。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記第１のネットワークとの無線接続を通して前記第２のネットワークとのセッションを確立するようにさらに構成されている、請求項１に記載の加入者局。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記加入者局においてプロビジョンされた異なる鍵から前記鍵を生成するようにさらに構成されている、請求項１に記載の加入者局。
【請求項４】
前記プロセッサはＳＩＭをさらに備え、前記異なる鍵は前記ＳＩＭ上でプロビジョンされている、請求項３に記載の加入者局。
【請求項５】
前記第１のネットワークはＣＤＭＡネットワークであり、また前記第２のネットワークはＧＳＭネットワークである、請求項３に記載の加入者局。
【請求項６】
前記鍵は暗号化鍵（ＫＣ）であり、前記ＳＩＭ上でプロビジョンされた前記異なる鍵は個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）である、また、前記プロセッサは、ＧＳＭアルゴリズムを使用して、前記個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）から前記暗号化鍵（ＫＣ）を生成するようにさらに構成されている、請求項５に記載の加入者局。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記ＧＳＭネットワークにおいて、前記個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）から前記暗号化鍵（ＫＣ）を、そして、ホームロケーションレジスタから乱数を生成するように、さらに構成されている、請求項６に記載の加入者局。
【請求項８】
前記アルゴリズムはＣＡＶＥアルゴリズムであり、前記鍵は暗号化鍵（ＫＣ）であり、前記ＳＩＭ上でプロビジョンされた前記異なる鍵は、個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）である、請求項５に記載の加入者局。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記ＣＡＶＥアルゴリズムにおいてＳＳＤ−Ａのかわりに前記暗号化鍵（ＫＣ）を使用するようにさらに構成されている、請求項８に記載の加入者局。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記第１のネットワークにおいて、サービスプロバイダからのチャレンジに応じて、前記認証アルゴリズムを開始するようにさらに構成されている、請求項１に記載の加入局。
【請求項１１】
前記プロセッサは、前記チャレンジに対するレスポンスを生成するようにさらに構成され、前記レスポンスは、前記鍵と前記チャレンジとを前記アルゴリズムに適用することによって生成される、請求項１０に記載の加入局。
【請求項１２】
前記第１のネットワークはＣＤＭＡネットワークであり、また前記アルゴリズムはＣＡＶＥアルゴリズムである、請求項１１に記載の加入者局。
【請求項１３】
前記レスポンスはまた、加入者局識別番号およびダイアルされた番号を前記ＣＡＶＥアルゴリズムに適用することによっても生成される、請求項１２に記載の加入者局。
【請求項１４】
第１ネットワークについての第１の鍵を受信するように構成された認証アルゴリズムを有するプロセッサと、第２のネットワークについての第２の鍵を生成するように構成されたＳＩＭと、を備え、
前記プロセッサは、前記第２のネットワークとのセッションを確立するために前記認証アルゴリズムにおいて前記第１の鍵の代わりに前記第２の鍵を使用するように、さらに構成されている、
加入者局。
【請求項１５】
前記プロセッサは、前記第１のネットワークとの無線接続を通して、前記第２のネットワークとのセッションを確立するようにさらに構成されている、請求項１４に記載の加入者局。
【請求項１６】
前記第１のネットワークはＣＤＭＡネットワークであり、前記第２のネットワークはＧＳＭネットワークである、請求項１４に記載の加入者局。
【請求項１７】
前記アルゴリズムはＣＡＶＥアルゴリズムであり、前記第１の鍵は共有秘密鍵（ＳＳＤ−Ａ）であり、前記第２の鍵は暗号化鍵（ＫＣ）である、請求項１６に記載の加入者局。
【請求項１８】
前記ＳＩＭは、前記ＳＩＭにおいてプロビジョンされた個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）から前記暗号化鍵（ＫＣ）を生成するように構成されている、請求項１７に記載の加入者局。
【請求項１９】
前記ＳＩＭは、ＧＳＭアルゴリズムを使用して、前記個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）から前記暗号化鍵（ＫＣ）を生成するように構成されている、請求項１８に記載の加入者局。
【請求項２０】
前記ＳＩＭは、前記個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）から前記暗号化鍵（ＫＣ）を、そして、前記ＧＳＭネットワークにおいてホームロケーションレジスタからの乱数を生成するように、さらに構成されている、請求項１９に記載の加入者局。
【請求項２１】
前記プロセッサは、前記第１のネットワークにおけるサービスプロバイダからのチャレンジに応じて、前記認証アルゴリズムを開始するようにさらに構成されている、請求項１４に記載の加入者局。
【請求項２２】
前記プロセッサは、前記チャレンジに対するレスポンスを生成するようにさらに構成され、前記レスポンスは、前記第２の鍵と前記チャレンジとを前記アルゴリズムに適用することによって生成される、請求項２１に記載の加入者局。
【請求項２３】
前記第１のネットワークはＣＤＭＡネットワークであり、前記アルゴリズムは、ＣＡＶＥアルゴリズムである、請求項２２に記載の加入者局。
【請求項２４】
前記レスポンスは、ＣＡＶＥアルゴリズムに、加入者局識別番号とダイアルされた番号とを適用することによっても生成される、前記２３に記載の加入者局。
【請求項２５】
第１のネットワークについての認証アルゴリズムを有する加入者局からの安全な通信の方法であって、
第２のネットワークについての鍵を生成することと、
前記第２のネットワークとのセッションを確立するために、前記認証アルゴリズムにおいて前記鍵を使用することと、
を備える方法。
【請求項２６】
前記第２のネットワークとの前記セッションは、前記第１のネットワークとの無線接続を通して確立される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１のネットワークはＣＤＭＡネットワークであり、前記第２のネットワークはＧＳＭネットワークであり、前記鍵は暗号化鍵（Ｋｃ）であり、また前記暗号化鍵の前記生成は、個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）をＧＳＭアルゴリズムに適用することを備えている、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１のネットワークはＣＤＭＡネットワークであり、前記第２のネットワークはＧＳＭネットワークであり、前記鍵は暗号化鍵であり、また前記アルゴリズムは、ＳＳＤ−Ａを受信するように構成されたＣＡＶＥアルゴリズムであり、前記暗号化鍵（Ｋｃ）は、ＣＡＶＥアルゴリズムにおいてＳＳＤ−Ａの代わりに使用される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記鍵は、前記第１のネットワークにおけるサービスプロバイダからのチャレンジに応じて前記第２のネットワークとのセッションを確立するために、前記アルゴリズムにおいて使用される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
第２のネットワークについての鍵を生成するための手段と、
前記第２のネットワークとのセッションを確立するために、前記認証アルゴリズムにおいて前記鍵を使用するための手段と、
を備える装置。
【請求項３１】
第１のネットワークについての認証アルゴリズムを有する加入者局からの安全な通信の方法を実行するために、コンピュータによって実行可能なインストラクションのプログラムを具現化するコンピュータ可読メディアであって、前記方法は、
第２のネットワークについての鍵を生成することと、
前記第２のネットワークとのセッションを確立するために、前記認証アルゴリズムにおいて前記鍵を使用することと、
を備える、
コンピュータ可読メディア。
【請求項１】
第１のネットワークについての認証アルゴリズムを有するプロセッサ、
を備え、
前記プロセッサは、第２のネットワークとのセッションを確立するために前記認証アルゴリズムにおいて前記第２のネットワークについての鍵を使用するようにさらに構成されている、
加入者局。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記第１のネットワークとの無線接続を通して前記第２のネットワークとのセッションを確立するようにさらに構成されている、請求項１に記載の加入者局。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記加入者局においてプロビジョンされた異なる鍵から前記鍵を生成するようにさらに構成されている、請求項１に記載の加入者局。
【請求項４】
前記プロセッサはＳＩＭをさらに備え、前記異なる鍵は前記ＳＩＭ上でプロビジョンされている、請求項３に記載の加入者局。
【請求項５】
前記第１のネットワークはＣＤＭＡネットワークであり、また前記第２のネットワークはＧＳＭネットワークである、請求項３に記載の加入者局。
【請求項６】
前記鍵は暗号化鍵（ＫＣ）であり、前記ＳＩＭ上でプロビジョンされた前記異なる鍵は個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）である、また、前記プロセッサは、ＧＳＭアルゴリズムを使用して、前記個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）から前記暗号化鍵（ＫＣ）を生成するようにさらに構成されている、請求項５に記載の加入者局。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記ＧＳＭネットワークにおいて、前記個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）から前記暗号化鍵（ＫＣ）を、そして、ホームロケーションレジスタから乱数を生成するように、さらに構成されている、請求項６に記載の加入者局。
【請求項８】
前記アルゴリズムはＣＡＶＥアルゴリズムであり、前記鍵は暗号化鍵（ＫＣ）であり、前記ＳＩＭ上でプロビジョンされた前記異なる鍵は、個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）である、請求項５に記載の加入者局。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記ＣＡＶＥアルゴリズムにおいてＳＳＤ−Ａのかわりに前記暗号化鍵（ＫＣ）を使用するようにさらに構成されている、請求項８に記載の加入者局。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記第１のネットワークにおいて、サービスプロバイダからのチャレンジに応じて、前記認証アルゴリズムを開始するようにさらに構成されている、請求項１に記載の加入局。
【請求項１１】
前記プロセッサは、前記チャレンジに対するレスポンスを生成するようにさらに構成され、前記レスポンスは、前記鍵と前記チャレンジとを前記アルゴリズムに適用することによって生成される、請求項１０に記載の加入局。
【請求項１２】
前記第１のネットワークはＣＤＭＡネットワークであり、また前記アルゴリズムはＣＡＶＥアルゴリズムである、請求項１１に記載の加入者局。
【請求項１３】
前記レスポンスはまた、加入者局識別番号およびダイアルされた番号を前記ＣＡＶＥアルゴリズムに適用することによっても生成される、請求項１２に記載の加入者局。
【請求項１４】
第１ネットワークについての第１の鍵を受信するように構成された認証アルゴリズムを有するプロセッサと、第２のネットワークについての第２の鍵を生成するように構成されたＳＩＭと、を備え、
前記プロセッサは、前記第２のネットワークとのセッションを確立するために前記認証アルゴリズムにおいて前記第１の鍵の代わりに前記第２の鍵を使用するように、さらに構成されている、
加入者局。
【請求項１５】
前記プロセッサは、前記第１のネットワークとの無線接続を通して、前記第２のネットワークとのセッションを確立するようにさらに構成されている、請求項１４に記載の加入者局。
【請求項１６】
前記第１のネットワークはＣＤＭＡネットワークであり、前記第２のネットワークはＧＳＭネットワークである、請求項１４に記載の加入者局。
【請求項１７】
前記アルゴリズムはＣＡＶＥアルゴリズムであり、前記第１の鍵は共有秘密鍵（ＳＳＤ−Ａ）であり、前記第２の鍵は暗号化鍵（ＫＣ）である、請求項１６に記載の加入者局。
【請求項１８】
前記ＳＩＭは、前記ＳＩＭにおいてプロビジョンされた個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）から前記暗号化鍵（ＫＣ）を生成するように構成されている、請求項１７に記載の加入者局。
【請求項１９】
前記ＳＩＭは、ＧＳＭアルゴリズムを使用して、前記個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）から前記暗号化鍵（ＫＣ）を生成するように構成されている、請求項１８に記載の加入者局。
【請求項２０】
前記ＳＩＭは、前記個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）から前記暗号化鍵（ＫＣ）を、そして、前記ＧＳＭネットワークにおいてホームロケーションレジスタからの乱数を生成するように、さらに構成されている、請求項１９に記載の加入者局。
【請求項２１】
前記プロセッサは、前記第１のネットワークにおけるサービスプロバイダからのチャレンジに応じて、前記認証アルゴリズムを開始するようにさらに構成されている、請求項１４に記載の加入者局。
【請求項２２】
前記プロセッサは、前記チャレンジに対するレスポンスを生成するようにさらに構成され、前記レスポンスは、前記第２の鍵と前記チャレンジとを前記アルゴリズムに適用することによって生成される、請求項２１に記載の加入者局。
【請求項２３】
前記第１のネットワークはＣＤＭＡネットワークであり、前記アルゴリズムは、ＣＡＶＥアルゴリズムである、請求項２２に記載の加入者局。
【請求項２４】
前記レスポンスは、ＣＡＶＥアルゴリズムに、加入者局識別番号とダイアルされた番号とを適用することによっても生成される、前記２３に記載の加入者局。
【請求項２５】
第１のネットワークについての認証アルゴリズムを有する加入者局からの安全な通信の方法であって、
第２のネットワークについての鍵を生成することと、
前記第２のネットワークとのセッションを確立するために、前記認証アルゴリズムにおいて前記鍵を使用することと、
を備える方法。
【請求項２６】
前記第２のネットワークとの前記セッションは、前記第１のネットワークとの無線接続を通して確立される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１のネットワークはＣＤＭＡネットワークであり、前記第２のネットワークはＧＳＭネットワークであり、前記鍵は暗号化鍵（Ｋｃ）であり、また前記暗号化鍵の前記生成は、個別の加入者認証鍵（Ｋｉ）をＧＳＭアルゴリズムに適用することを備えている、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１のネットワークはＣＤＭＡネットワークであり、前記第２のネットワークはＧＳＭネットワークであり、前記鍵は暗号化鍵であり、また前記アルゴリズムは、ＳＳＤ−Ａを受信するように構成されたＣＡＶＥアルゴリズムであり、前記暗号化鍵（Ｋｃ）は、ＣＡＶＥアルゴリズムにおいてＳＳＤ−Ａの代わりに使用される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記鍵は、前記第１のネットワークにおけるサービスプロバイダからのチャレンジに応じて前記第２のネットワークとのセッションを確立するために、前記アルゴリズムにおいて使用される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
第２のネットワークについての鍵を生成するための手段と、
前記第２のネットワークとのセッションを確立するために、前記認証アルゴリズムにおいて前記鍵を使用するための手段と、
を備える装置。
【請求項３１】
第１のネットワークについての認証アルゴリズムを有する加入者局からの安全な通信の方法を実行するために、コンピュータによって実行可能なインストラクションのプログラムを具現化するコンピュータ可読メディアであって、前記方法は、
第２のネットワークについての鍵を生成することと、
前記第２のネットワークとのセッションを確立するために、前記認証アルゴリズムにおいて前記鍵を使用することと、
を備える、
コンピュータ可読メディア。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００９−５２５７０２（Ｐ２００９−５２５７０２Ａ）
【公表日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５３４６８（Ｐ２００８−５５３４６８）
【出願日】平成１９年１月３０日（２００７．１．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６１３２４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０９０１２９
【国際公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月３０日（２００７．１．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６１３２４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０９０１２９
【国際公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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