DE102004040312B4

DE102004040312B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Synchronisieren einer anspassbaren Sicherheitsstufe bei einer elektronischen Datenübertragung

Info

Publication number: DE102004040312B4
Application number: DE102004040312.0A
Authority: DE
Inventors: Marinus Struik
Original assignee: Certicom Corp
Current assignee: BlackBerry Ltd
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2024-08-20
Also published as: GB2406484B; US20050081032A1; CA2478274C; US20120284800A1; US9774609B2; US20160127385A1; US8640253B2; US8245279B2; US20140181990A1; DE102004040312A1; GB2406484A; CA2478274A1; US9253161B2; GB0418565D0

Abstract

Verfahren zur sicheren Übertragung einer Nachricht (m) zwischen einem Sender (A) und einer Vielzahl von Empfängern (168), die in einer Gruppe (G) angeordnet sind, wobei das Verfahren in dem Sender aufweist:
Erzeugen der Nachricht, mit einem Kopfteil (32) und Daten (34), die für die Gruppe der Empfänger bestimmt ist,
wobei der Kopfteil eine Angabe einer tatsächlichen Sicherheitsstufe (SEC) enthält, wobei der Sender die tatsächliche Sicherheitsstufe so auswählt, dass sie eine minimal erwartete Sicherheitsstufe (SEC_G) der Gruppe der Empfänger und eine minimale Sicherheitsstufe (SEC_A), mit der der Sender diese Nachricht schützen möchte, erfüllt,
wobei der Sender die minimal erwartete Sicherheitsstufe der Gruppe anhand jeder der Bestätigungsnachrichten, die er von der Vielzahl der Empfänger der Gruppe zurückerhält, aktualisiert, so dass sie mit all den minimalen Sicherheitsstufen, die in jeder der Bestätigungsnachrichten erhalten wurden, in Einklang steht.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Synchronisieren einer anpassbaren Sicherheitsstufe bei einer elektronischen Datenübertragung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei elektronischen Datenübertragungen ist es häufig erforderlich, einen Lauscher daran zu hindern, eine Nachricht abzuhören oder abzufangen. Ferner ist es wünschenswert, eine Angabe in Form einer nachprüfbaren Kennung des Senders für die Echtheit einer Nachricht zu haben. Diese Ziele werden üblicherweise dadurch erreicht, dass eine Verschlüsselung verwendet wird. Die Verschlüsselung mittels eines privaten Schlüssels macht es erforderlich, einen geheimen Schlüssel zu verteilen, bevor mit den Datenübertragungen begonnen wird. Die Verschlüsselung mittels eines öffentlichen Schlüssels wird normalerweise bevorzugt, da hierbei kein Bedarf nach solch einem geteilten geheimen Schlüssel besteht. Anstatt dessen besitzt jeder Kommunikationspartner ein Schlüsselpaar, das einen privaten Schlüssel und einen öffentlichen Schlüssel umfasst. Der öffentliche Schlüssel kann mit Hilfe beliebiger geeigneter Mittel zur Verfügung gestellt werden, und muss nicht geheim gehalten werden.
Bei Verschlüsselungsalgorithmen gibt es unzählige Variationen sowie verschiedene Parameter, die die konkrete Ausführung festlegen. Bei Standards für drahtlose Datenübertragungen war es üblich, diese Parameter für jede Rahmenart im Voraus festzulegen. Dieser Ansatz begrenzt jedoch die Flexibilität der Parameter.
Wenn eine Vorrichtung mit mehreren anderen Vorrichtungen Daten austauscht, wird es häufig erforderlich sein, für jeden einzelnen Datenaustausch separate Parameter festzulegen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen oder zumindest abzuschwächen.
US 6 108 583 A bezieht sich auf ein System und Verfahren zur Datenkommunikation mit adaptiver Sicherheit, wobei ein Sende-Host einen Datenstrom an einen Empfangs-Host in Paketen sendet, die einen Authentifizierungsdatenblock mit einem Authentifizierungs-Header und einem Signaturblock enthalten. Der Authentifizierungs-Header enthält vorteilhafterweise verschiedene Felder einschließlich eines Verifikationstyps, eines Sicherheitsalgorithmus, eines minimalen Sicherheitsniveaus, eines Zielsicherheitsniveaus und eines tatsächlichen Sicherheitsniveaus.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 bereitgestellt.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 7 und ein Sender gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 13 bereitgestellt.
Figurenliste
Diese und weitere Merkmale der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher werden, in der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.

1 ist eine schematische Darstellung eines Datenübertragungssystems;
2 ist eine schematische Darstellung eines Datenübertragungsblocks, der in dem Datenübertragungssystem der 1 ausgetauscht wird;
3 ist eine schematische Darstellung eines Blockkontrollabschnitts des Blocks der 2;
4 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens, das von einem Sender der 1 durchgeführt wird;
5 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens, das von einem Empfänger der 1 durchgeführt wird;
6 ist eine schematische Darstellung eines Netzwerkprotokolls, das in einer Ausführungsform des Datenübertragungssystems verwendet wird;
7 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Datenübertragungssystems; und
8 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform des Datenübertragungssystems.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die 1 wird ein Datenübertragungssystem 10 dargestellt, das ein Paar Kommunikationspartner 12, 14 umfasst, die über eine Datenübertragungseinrichtung 16 miteinander verbunden sind. Jeder Kommunikationspartner 12, 14 umfasst jeweils eine Verschlüsselungseinheit 18, 20.
Jeder Kommunikationspartner 12, 14 kann einen Prozessor 22, 24 umfassen. Jeder Prozessor 22, 24 kann mit einer Anzeigevorrichtung und einer Eingabevorrichtung für den Anwender wie beispielsweise einer Tastatur, einer Maus oder einer anderen geeigneten Vorrichtung verbunden sein. Im Falle, dass die Anzeigevorrichtung berührungsempfindlich ausgestaltet sein sollte, dann kann die Anzeigeeinheit selbst als Eingabevorrichtung für den Anwender verwendet werden. Jeder Prozessor 22, 24 ist mit einem Computer-lesbaren Speichermedium verbunden, um den Prozessor 22, 24 mit Anweisungen zu versorgen, die den Prozessor 22, 24 anweisen und/oder konfigurieren, so dass er Schritte oder Algorithmen durchführt, die mit dem Betrieb eines jeden Kommunikationspartners 12, 14, wie im Folgenden noch weiter erläutert werden wird, einen Bezug aufweisen. Das Computer-lesbare Medium kann Hardwarekomponenten und/oder auch Softwarekomponenten wie beispielsweise Magnetplatten, Magnetbänder, optisch lesbare Medien wie beispielsweise CD-ROMs und Halbleiterspeicher wie beispielsweise PCMCIA-Karten umfassen. In jedem Falle kann das Medium als portables Speichermedium wie beispielsweise als Minidiskette, Floppydiskette, Kassette ausgestaltet sein, oder es kann auch die Gestalt eines verhältnismäßig großen oder stationären Speichermediums wie beispielsweise eines Festplattenspeichers, einer Halbleiterspeicherkarte oder eines RAMs annehmen, der von einem Unterstützungssystem bereitgestellt wird. Es sollte erkannt werden, dass die oben genannten beispielhaften Medien entweder alleine oder aber auch in Kombination miteinander verwendet werden können.
Unter Bezugnahme auf die 2 ist ein bei Datenübertragungen zwischen zwei Kommunikationspartnern 12, 14 verwendeter Block im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet. Der Block 30 umfasst einen Kopf bzw. einen Header 32 und Daten 34. Der Kopf 32 umfasst Informationen über die Herkunft und das Ziel des Blocks 30 und wird verwendet, um die Blöcke zu verarbeiten. Der Kopf 32 kann andere Kontrollinformationen umfassen, wie es die Fachleute verstehen werden.
Unter Bezugnahme auf die 3 ist der Kopf 32 dargestellt, der ferner Blocksteuerungsbits 33 umfasst. Die Blocksteuerungsbits 33 umfassen Sicherheitsbits 35, 36 und 37. Das Sicherheitsbit 35 zeigt an, ob eine Verschlüsselung eingeschaltet ist oder nicht. Die Sicherheitsbits 36 und 37 zeigen zusammen die Integritätsstufe an; wie beispielsweise 0, 32, 64, oder 128 Bit. Es sollte erkannt werden, dass die Bereitstellung der Sicherheitsbits in jedem Block es ermöglicht, die Sicherheitsstufe von Block zu Block zu verändern, bzw. an den jeweiligen Block anzupassen, was im Gegensatz zu einer Anpassung in Abhängigkeit eines Paares von Kommunikationspartnern steht, wodurch größere Flexibilität bei der Organisation von Datenübertragungen erreicht wird.
Um eine gewisse Sicherheit bereitzustellen, können bestimmte minimale Sicherheitsstufen verwendet werden. Diese Stufen sollten zwischen allen Kommunikationspartnern durch eine vereinbarte Regel festgelegt werden. Diese Regel kann entweder statisch oder dynamisch ausgestaltet sein.
Während des Betriebes führt der Kommunikationspartner 12 die in der 4 mit der Bezugsziffer 100 gekennzeichneten Schritte durch, um dem Kommunikationspartner 14 Information zuzusenden. Zunächst bereitet der Kommunikationspartner 12 in Schritt 102 Daten und einen Kopf vor. Anschließend wählt er im Schritt 104 die Sicherheitsstufe aus. Die Sicherheitsstufe wird unter Berücksichtigung der seitens des Empfängers minimal erforderlichen bzw. geforderten Sicherheitsstufe, dem Wesen des Empfängers und der Art der Daten bestimmt, die übermittelt werden. Wenn die Sicherheitsstufe eine Verschlüsselung umfasst, dann verschlüsselt der Kommunikationspartner 12 im Schritt 106 die Daten. Im Falle, dass die Sicherheitsstufe eine Authentifizierung umfasst, dann signiert der Kommunikationspartner 12 im Schritt 108 die Daten. Anschließend bindet der Kommunikationspartner 12 im Schritt 110 Bits ein, die in der Blocksteuerung die Sicherheitsstufe anzeigen. Anschließend sendet der Kommunikationspartner 12 den Block an den Kommunikationspartner 14.
Nach dem Erhalt des Blocks führt der Kommunikationspartner 14 die in der 5 mit dem Bezugszeichen 120 bezeichneten Schritte durch. Zunächst erhält der Kommunikationspartner 14 in Schritt 122 den Block. Anschließend extrahiert er im Schritt 124 die Sicherheitsbits. Im Falle, dass die Sicherheitsbits eine Verschlüsselung anzeigen, entschlüsselt der Kommunikationspartner 14 im Schritt 126 die Daten. Im Falle, dass die Sicherheitsbits eine Authentifizierung anzeigen, verifiziert der Kommunikationspartner 14 die Signatur im Schritt 126. Letztendlich überprüft der Kommunikationspartner 14 die Sicherheitsstufe, um sicherzustellen, dass sie die vorbestimmten minimalen Erfordernisse erfüllt. Im Falle, dass entweder die Verschlüsselung oder Authentifizierung fehlschlagen sollte, oder dass die Sicherheitsstufe nicht die minimalen Erfordernisse erfüllen sollte, dann verwirft der Kommunikationspartner 14 die Nachricht.
Es wird erkannt werden, dass die Bereitstellung von Sicherheitsbits und von einstellbaren Sicherheitsstufen eine gewisse Flexibilität beim Schützen eines jeden Blocks der Datenübertragung zur Verfügung stellt. Der Sender kann somit entscheiden, welcher Block verschlüsselt aber nicht authentifiziert werden sollte. Da eine Authentifizierung normalerweise die Länge einer Nachricht vergrößert, stellt diese eine Einsparung unter möglichen Zwangsbedingungen dar, wenn die Bandbreite über einem bestimmten Wert liegt.
Bei einer weiteren Ausführungsform möchte der Kommunikationspartner 12 dieselbe Nachricht gerne an eine Vielzahl von Empfängern 14 senden, die unterschiedliche minimale Sicherheitserfordernisse aufweisen. In diesem Falle wählt der Kommunikationspartner 12 eine Sicherheitsstufe aus, die hoch genug ist, um alle Erfordernisse zu erfüllen. Der Kommunikationspartner 12 fährt dann wie in der 4 fort, um die Nachricht zusammenzustellen und mit der Sicherheitsstufe zu verschicken. Die Nachricht wird von jedem der Empfänger akzeptiert werden, da sie die minimalen Erfordernisse eines jeden Kommunikationspartners erfüllt. Es wird erkannt werden, dass diese Ausführungsform eine höhere Effizienz bietet, als wenn man sich mit den einzelnen Erfordernissen eines jeden Empfängers separat beschäftigen müsste.
Bei einer anderen Ausführungsform wird eine andere Anzahl an Sicherheitsbits verwendet. Die tatsächliche Anzahl der Bits ist nicht auf irgendeinen Wert begrenzt, sondern kann vielmehr in Abhängigkeit irgendeiner gegebenen Anwendung vorbestimmt werden. Die Sicherheitsbits sollten die Parameter des Algorithmus anzeigen. Sie können verwendet werden, um die Länge eines Schlüssels als 40 Bit oder 128 Bit lang zu bestimmen, um die Version eines zu verwendenden Schlüssels zu bestimmen oder um irgendwelche anderen Parameter des Verschlüsselungssystems zu bestimmen.
Es wird erkannt werden, dass bei den oben erläuterten Ausführungsformen ein Netzwerkstapel verwendet werden kann, um die Datenübertragungen zwischen den Kommunikationspartnern zu organisieren. Unter Bezugnahme auf die 6 ist daher ein Netzwerkstapel des Kommunikationspartners A mit der Bezugsziffer 130 dargestellt. Mit der Bezugsziffer 140 ist ein Netzwerkstapel des Kommunikationspartners B dargestellt. Die Netzwerkstapel sind in Schichten organisiert und weisen ähnliche Strukturen auf. Der Netzwerkstapel 130 umfasst eine Anwendungsschicht (APL) 132, eine Netzwerkschicht (NWK) 134, eine Nachrichtenauthentifizierungsschicht (MAC) 136, und eine physikalische Schicht (PHY) 138. Der Netzwerkstapel 140 weist ähnliche Komponenten mit einer ähnlichen Nummerierung auf.
Der Sender bestimmt, in welcher Weise er die Nutzlast schützen möchte (und wo er sie schützen möchte, d.h. welche Schicht). Bei der APL-Schicht sollte die Sicherheit erkennbar sein; ihre Funktion ist darauf begrenzt, anzuzeigen, in welcher Schicht sie Daten schützen möchte (d.h. Sicherheitsdienste: keiner, Vertraulichkeit, Datenauthentizität oder beides). Die tatsächliche Verschlüsselungsverarbeitung wird dann an niedrigere Schichten übertragen.
Der Empfänger bestimmt auf Grundlage des erhaltenen Blocks und lokal erhaltener Statusinformationen, ob er die geschützte Nutzlast annehmen möchte oder nicht. Das Ergebnis der Verschlüsselungsverarbeitung (die in derselben Schicht erfolgt wie beim Sender), das Informationen über die offensichtlich angebotene Schutzstufe umfasst, wird an die Anwendungsschicht übergeben, die bestimmt, ob die angebotene Schutzstufe ausreichend war. Der Empfänger kann dem ursprünglichen Sender in Abhängigkeit dieses „Adäquanztests“ den korrekten Erhalt des Blocks bestätigen.
Die Bestätigung (ACK) wird dann gegebenenfalls zum Sender zurückgeleitet und an die geeignete Schicht übergeben (wenn die geschützte Nachricht von der APL-Schicht gesandt wird, dann sollte ACK ebenfalls wieder auf dieser Stufe ankommen; das gilt für niedrigere Schichten selbstverständlich in entsprechender Weise).
Der Sender A bestimmt, dass er die Nutzlast m unter Verwendung der Schutzstufe, die durch SEC dargestellt wird, schützen möchte (wobei er seine eigenen Schutzinteressen und möglicherweise die seines bzw. seiner beabsichtigten Empfänger berücksichtigt). Die Nutzlast m und die gewünschte Schutzstufe SEC wird dann an eine niedrigere Schicht (beispielsweise die MAC-Schicht wie in dem Schaubild dargestellt) übergeben, die für die tatsächliche Verschlüsselungsverarbeitung sorgt. (Diese übergebene Nachricht könnte zusätzliche Statusinformationen enthalten, die bei der Verarbeitung des Blocks hilfreich sein können, wie beispielsweise den bzw. die beabsichtigten Empfänger, Fragmentierungsinformationen, usw. Es sollte davon Kenntnis genommen werden, dass die Übertragung der Verschlüsselungsverarbeitung an eine niedrigere Schicht lediglich ein konzeptioneller Schritt ist, wenn die Verschlüsselungsverarbeitung in derselben Schicht erfolgt, in der die Nutzlast m ihren Ursprung hat.) Die Verschlüsselungsverarbeitung umfasst das Schützen der Nutzlast m und möglicherweise zugehörige Informationen wie beispielsweise Blockköpfe, die den Verschlüsselungsprozess nutzen, der durch die gewünschte Schutzstufe SEC angezeigt wird. Der Schlüssel, der zum Schützen dieser Information verwendet wird, wird aus gemeinsamem Verschlüsselungsmaterial abgeleitet, das zwischen dem Sender und dem bzw. den beabsichtigten Empfänger aufrechterhalten wird. Nach der Verschlüsselungsverarbeitung wird der geschützte Block, der in der 6 durch [m], K, SEC angezeigt wird, an den bzw. die beabsichtigten Empfänger übertragen.
Der bzw. die beabsichtigten Empfänger gewinnen die Nutzlast m' aus dem empfangenen geschützten Block unter Verwendung des Verschlüsselungsprozesses, der durch die festgestellte Sicherheitsstufe SEC' angezeigt wird, unter Verwendung eines Schlüssels, der aus gemeinsamem Schlüsselmaterial abgeleitet wird, das zwischen dem Sender und dem bzw. den in Frage stehenden Empfängern aufrechterhalten wird. Die wiedergewonnene Nutzlast m' und die festgestellte Schutzstufe SEC' wird an dieselbe Stufe übergeben, in der die Nutzlast beim Sender ihren Ursprung hatte, wo die Adäquanz der festgestellten Schutzstufe bestimmt wird. Die festgestellte Schutzstufe SEC' gilt als ausreichend, wenn sie die erwartete Schutzstufe SEC0 erfüllt oder übertrifft, wobei der Parameter SEC0 eine feste im Voraus ausgemachte Schutzstufe ist, die von der wiedergewonnenen in Frage stehenden Nutzlast m' abhängt oder auch nicht. (Die Definition von SEC0 in einer Nachrichten-abhängigen Art und Weise würde feinkörnige Zugriffskontrollmethoden ermöglichen, jedoch umfasst dies normalerweise einen erhöhten Speicher- und Verarbeitungsbedarf).
Der oben erläuterte Ansatz funktioniert unter Bedingungen, in denen erwartete und festgestellte Schutzstufen miteinander verglichen werden können, d.h. wenn die Gruppe der Schutzstufen eine Teilordnung ist. Beispielsweise funktioniert der Ansatz unter der Bedingung, dass der Schutz eine Kombination aus Verschlüsselung und/oder Authentifizierung umfasst, wobei das kartesische Produkt der natürlichen Ordnung der Verschlüsselung (Verschlüsselung AUS < Verschlüsselung AN) und das natürliche Produkt der Authentifikation (mit zunehmender Länge des Authentifizierungsdatenfeldes geordnet) geordnet wird. Wenn außerdem die Gruppe der Schutzstufen ein maximales Element besitzt, dann kann der Sender diese maximale Schutzstufe verwenden, um sicherzustellen, dass stets (unveränderte) Nachrichten den Adäquanztest durchlaufen.
Bei den oben erläuterten Ausführungsformen muss jeder Sender mit jedem beabsichtigten Empfänger die minimale erwartete Schutzstufe SEC0 im Vorhinein ausmachen. Dieser Ansatz könnte somit bei einigen Anwendungen nicht so anpassungsfähig wie gewünscht sein, und kann bei jeder Veränderung der SEC0-Parameter zusätzlichen Protokollaufwand umfassen. Diese Nachteile können überwunden werden, indem der Bestätigungsmechanismus (ACK) von dem bzw. den Empfänger gegenüber dem Sender als Rückkopplungskanal zur Übertragung der SEC0 Information verwendet wird. Dies wird dadurch erzielt, indem in jeder Bestätigungsnachricht ein Hinweis bezüglich der erwarteten Schutzstufe mit aufgenommen wird. Diese Information kann dann von dem ursprünglichen Sender verglichen werden, um die minimale Schutzstufe, die von seinem bzw. seinen Empfängern erwartet wird, zu aktualisieren, und zwar egal ob diese Nachrichtenabhängig ist oder nicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Synchronisieren von Sicherheitsstufen gezeigt. Unter Bezugnahme auf die 7 ist eine andere Ausführungsform des Datenübertragungssystems im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 160 bezeichnet. Das System umfasst einen Sender A 162 und Empfänger 168, die in einer Gruppe angeordnet und mit G bezeichnet sind. Der Sender A umfasst Parameter SECA 164 und SECG 166.
Der Sender A möchte gerne eine Nachricht m an eine Gruppe G aus Einheiten sicher übertragen. Der Sender A hat auf die zwei Parameter Zugriff, d.h. auf

(1) Die minimale Stufe SECA, mit der er diese Nachricht gerne schützen möchte (im allgemeinen kann SECA von der Gruppe abhängen, der er Information schickt, sowie der Nachricht selbst, so dass die korrekte Notation SECA (m, G) wäre);
(2) Die minimale Schutzstufe SECG, die die Empfängergruppe G erwartet (auch hier wäre wiederum die korrekte Notation SECG (m, A), wenn diese Stufe ebenso wiederum vom Sender und der Nachricht selbst abhängig ist). Hierbei ist die minimal erwartete Stufe einer Gruppe das Maximum über alle Gruppenmitglieder der minimal für jedes Gruppenmitglied erwarteten Stufe.

Initialisierung
Der Sender A nimmt an, dass jeder Parameter SECG auf die maximale Schutzstufe eingestellt ist (für jede Gruppe G, mit der er sicher Daten austauscht).
Betriebsnutzung

- Der Sender A bestimmt die minimale Schutzstufe SECA, mit welcher er die Nachricht m gerne schützen würde. Die tatsächliche Schutzstufe SEC, die tatsächlich auf die Nachricht m angewandt wird, erfüllt sowohl ihren eigenen Adäquanztest (d.h. SEC ≥ SECA) als auch die minimal von der Gruppe G erwarteten Stufen (d.h. SEC ≥SECG).
- Jeder Empfänger B, der sich in der Gruppe G von Empfängern befindet (d.h. B ∈ G), zeigt in seiner Sicherheitsbestätigungsnachricht die minimal erwartete Schutzstufe (sowohl für den Sender A als auch für die Nachricht m) zu genau diesem Zeitpunkt an.
- A aktualisiert den Parameter SECG, so dass er mit all den minimalen Schutzstufen in Einklang steht, die in jeder der Bestätigungsnachrichten, die er zurückerhält, angezeigt werden (d.h. SECG ≥ SECB für alle antwortenden Vorrichtungen B).

Es sollte Kenntnis davon genommen werden, dass das oben beschriebene Verfahren Nachrichten mit einer Schutzstufe sendet, die sowohl die Bedürfnisse des Senders als auch die Erwartungen des oder bzw. der Empfänger befriedigt und die hinsichtlich diesbezüglicher Veränderungen über die Zeit anpassungsfähig ist. Anderenfalls könnte der Sender auch nur seine eigenen Schutzbedürfnisse in Betracht ziehen, was auf Kosten potentieller Sendenachrichten geht, die dann möglicherweise von einem oder mehreren Empfängern infolge einer nicht ausreichenden - da geringer als erwarteten - Schutzstufe verworfen werden.
Das oben beschriebene Verfahren kann in Richtung eines allgemeinen Verfahrens zur Selbstsynchronisation von Statusinformationen von Vorrichtungen in irgendeiner Netzwerktopologie verallgemeinert werden, bei dem die Rückkopplungsinformation auf Statusinformationen teilweise bereits entlang der Rückkopplungsleitung von dem bzw. den Empfängern in Richtung des Senders verarbeitet werden kann, als dass dies lediglich nur durch den Sender selbst erfolgt (in dem obigen Beispiel ist dieser Graph ein Baum mit der Wurzel A and als Blätter die oder der Empfänger und die Synchronisation umfasst spezielle Sicherheitsparameter).
Wie in der 8 dargestellt ist, sendet A eine Nutzlast, die mit der Schutzstufe SEC gesichert wurde, an eine Gruppe bestehend aus Vorrichtungen B1-B4. Die Empfänger B1-B4 stellen dem Sender A mit der erwarteten Schutzstufe (die in der Darstellung mit den Integerwerten 1, 3, 2, 5 dargestellt sind, wobei diese Integerwerte in der Reihenfolge ansteigender Schutzstufen nummeriert sind) eine Antwort zur Verfügung. Die Antwort wird an A über Zwischenknoten C1 und C2 zurück übertragen, die die jeweiligen Antworten der Vorrichtungen in den jeweiligen Gruppen G1 und G2 sammeln und diese verarbeiten, bevor sie eine komprimierte Bestätigungsnachricht, die beide Gruppen repräsentiert, an den Sender A zurückgeben. Die komprimierten Antworten, die durch diese Zwischenvorrichtungen erzeugt werden, stellen A dieselben Informationen bezüglich der minimalen Schutzstufe zur Verfügung, die die Erwartungen aller Empfänger befriedigt, wie es der Fall wäre, wenn diese Information an A ohne eine Zwischenverarbeitung weitergeleitet worden wäre. (Wir nehmen hierbei an, dass bei den Berechnungen der Zwischenvorrichtungen kein Datenverlust auftritt).
Obwohl diese Erfindung unter Bezugnahme auf gewisse spezielle Ausführungsformen beschrieben wurde, werden die Fachleute unzählige Veränderungen erkennen, ohne dabei den Geist und den Bereich der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche abgegrenzt wird, zu verlassen.

Claims

Verfahren zur sicheren Übertragung einer Nachricht (m) zwischen einem Sender (A) und einer Vielzahl von Empfängern (168), die in einer Gruppe (G) angeordnet sind, wobei das Verfahren in dem Sender aufweist: Erzeugen der Nachricht, mit einem Kopfteil (32) und Daten (34), die für die Gruppe der Empfänger bestimmt ist, wobei der Kopfteil eine Angabe einer tatsächlichen Sicherheitsstufe (SEC) enthält, wobei der Sender die tatsächliche Sicherheitsstufe so auswählt, dass sie eine minimal erwartete Sicherheitsstufe (SEC_G) der Gruppe der Empfänger und eine minimale Sicherheitsstufe (SEC_A), mit der der Sender diese Nachricht schützen möchte, erfüllt, wobei der Sender die minimal erwartete Sicherheitsstufe der Gruppe anhand jeder der Bestätigungsnachrichten, die er von der Vielzahl der Empfänger der Gruppe zurückerhält, aktualisiert, so dass sie mit all den minimalen Sicherheitsstufen, die in jeder der Bestätigungsnachrichten erhalten wurden, in Einklang steht.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Sicherheitsstufen angeben, ob eine Verschlüsselung und/oder Authentifizierung auf die Daten angewendet wird, und die Gruppe der möglichen Sicherheitsstufen eine geordnete Menge ist, die einen Vergleich der Sicherheitsstufen ermöglicht.
Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Sicherheitsstufen eine Kombination aus Verschlüsselung und/oder Authentifizierung umfasst, wobei ein kartesisches Produkt einer natürlichen Ordnung einer Verschlüsselung und ein natürliches Produkt einer Authentifikation geordnet wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede der erwarteten Sicherheitsstufen eine minimale Sicherheitsstufe eines zugeordneten Empfängers aufweist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Sicherheitsstufen ausgewählt werden, um den von den Empfängern empfangenen erwarteten Sicherheitsstufen zu genügen.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Sicherheitsstufen einstellbar sind.
Ein Computerprogrammprodukt, das auf einem dauerhaften Speichermedium kodiert ist und computerlesbare Instruktionen aufweist, um einen Prozessor eines Senders (A) zu veranlassen, die folgenden Aktionen zur sicheren Übertragung einer Nachricht (m) zwischen dem Sender und einer Vielzahl von Empfängern (168), die in einer Gruppe (G) angeordnet sind, auszuführen: Erzeugen der Nachricht, mit einem Kopfteil (32) und Daten (34), die für die Gruppe der Empfänger bestimmt ist, wobei der Kopfteil eine Angabe einer tatsächlichen Sicherheitsstufe (SEC) enthält, wobei der Sender die tatsächliche Sicherheitsstufe so auswählt, dass sie eine minimal erwartete Sicherheitsstufe (SEC_G) der Gruppe der Empfänger und eine minimale Sicherheitsstufe (SEC_A), mit der der Sender diese Nachricht schützen möchte, erfüllt, wobei der Sender die minimal erwartete Sicherheitsstufe der Gruppe anhand jeder der Bestätigungsnachrichten, die er von der Vielzahl der Empfänger der Gruppe zurückerhält, aktualisiert, so dass sie mit all den minimalen Sicherheitsstufen, die in jeder der Bestätigungsnachrichten erhalten wurden, in Einklang steht.
Das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 7, wobei die Sicherheitsstufen angeben, ob eine Verschlüsselung und/oder Authentifizierung auf die Daten angewendet wird, und die Gruppe der möglichen Sicherheitsstufen eine geordnete Menge ist, die einen Vergleich der Sicherheitsstufen ermöglicht.
Das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 8, wobei die Sicherheitsstufen eine Kombination aus Verschlüsselung und/oder Authentifizierung umfasst, wobei ein kartesisches Produkt einer natürlichen Ordnung einer Verschlüsselung und ein natürliches Produkt einer Authentifikation geordnet wird.
Das Computerprogrammprodukt von Anspruch 7, wobei jede der erwarteten Sicherheitsstufen eine minimale Sicherheitsstufe eines zugeordneten Empfängers aufweist.
Das Computerprogrammprodukt von Anspruch 7, wobei jede Sicherheitsstufe ausgewählt wird, um den von den Empfängern empfangenen erwarteten Sicherheitsstufen zu genügen.
Das Computerprogrammprodukt von Anspruch 7, wobei jede der Sicherheitsstufen einstellbar ist.
Ein Sender zum Senden von Daten zur sicheren Übertragung einer Nachricht (m) zwischen einem Sender (A) und einer Vielzahl von Empfängern (168), die in einer Gruppe (G) angeordnet sind, der aufweist: einen Prozessor, der konfiguriert ist zum: Erzeugen der Nachricht, mit einem Kopfteil (32) und Daten (34), die für eine Gruppe von Empfängern bestimmt ist, wobei der Kopfteil eine Angabe einer tatsächlichen Sicherheitsstufe (SEC) enthält, wobei der Sender die tatsächliche Sicherheitsstufe so auswählt, dass sie eine minimal erwartete Sicherheitsstufe (SEC_G) der Gruppe der Empfänger und eine minimale Sicherheitsstufe (SEC_A), mit der der Sender diese Nachricht schützen möchte, erfüllt, wobei der Sender die minimal erwartete Sicherheitsstufe der Gruppe anhand jeder der Bestätigungsnachrichten, die er von der Vielzahl der Empfänger der Gruppe zurückerhält, aktualisiert, so dass sie mit all den minimalen Sicherheitsstufen, die in jeder der Bestätigungsnachrichten erhalten wurden, in Einklang steht.
Der Sender von Anspruch 13, wobei die Sicherheitsstufen angeben, ob eine Verschlüsselung und/oder Authentifizierung auf die Daten angewendet wird, und die Gruppe der möglichen Sicherheitsstufen eine geordnete Menge ist, die einen Vergleich der Sicherheitsstufen ermöglicht.
Der Sender von Anspruch 14, wobei die Sicherheitsstufen eine Kombination aus Verschlüsselung und/oder Authentifizierung umfasst, wobei ein kartesisches Produkt einer natürlichen Ordnung einer Verschlüsselung und ein natürliches Produkt einer Authentifikation geordnet wird.
Der Sender von Anspruch 13, wobei jede der erwarteten Sicherheitsstufen eine minimale Sicherheitsstufe eines zugeordneten Empfängers aufweist.
Der Sender von Anspruch 13, wobei jede Sicherheitsstufe ausgewählt wird, um den von den Empfängern empfangenen erwarteten Sicherheitsstufen zu genügen.
Der Sender von Anspruch 13, wobei jede der Sicherheitsstufen einstellbar ist.