JP4819286B2 - 公衆の無線遠隔通信ネットワークにおける物理的なユニットの暗号的に検査可能な識別方法 - Google Patents

Description

【０００１】
従来技術
本発明は、公衆の無線遠隔通信ネットワークにおける物理的なユニットの暗号的に検査可能な識別方法に関する。
【０００２】
本発明を任意の遠隔通信装置に使用できるが、本発明並びに本発明が基礎とする問題点を移動無線システムに関して記述する。
【０００３】
ＧＳＭ移動無線システム及びこれに関する暗号方法は、例えばAsha Mehrotraの「GSM System Engineering」Artech Haus Pub.,1996、またはD.R. Stinsonの「Cryptography Theory and Practice」,CRC Press,1995に記載されている。
【０００４】
移動端末装置ないし（端末）装置の識別子は、一般的にＩＭＥＩ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）と称される。これはただ１つの装置を個別に規定し、この装置に対して完全一義的な仕様を供給する。
【０００５】
図７は、ネットワークプロバイダに対する移動電話の公知の識別メカニズムの概略図である。
【０００６】
図７には、中央処理ユニット１及び識別モジュール２を有する移動電話が参照記号Ｍで示されており、この識別モジュール２は識別子ＩＭＥＩが記憶されている、アクセスを保護する領域ＴＡを有する。
【０００７】
そのような装置Ｍ（モバイル機器）の瞬時の識別は今日ＧＳＭシステムでは、装置Ｍが自身をＩＭＥＩによって公開しているということを基礎としている。装置メーカは、ＩＭＥＩが装置Ｍにおいて変更不可能であり、且つ装置Ｍのソフトウェアが常にネットワークの要求に応じて装置に記憶されている適切なＩＭＥＩだけを供給する、ということを配慮すべきことが要求される。
【０００８】
図１の破線で示された枠内におけるアプリケーションは、この識別メカニズムの一般的な実現形態を示したものである。識別要求（「Ｉｄｅｎｔｉｔｙ ｒｅｑｕｅｓｔ」）ＩＲに応じて装置Ｍは、パラメータＩＭＥＩをリアクションとしてネットワークプロバイダに供給する。このパラメータＩＭＥＩはメーカＩＯによって、保護されたメモリセルに書き込まれたものである。
【０００９】
この方法では容易に偽造される可能性がある。ソフトウェア識別システムＳＳにおけるソフトウェアジャンプＪは（図１から見て取れるように）、正しい識別子ＩＭＥＩの代わりにそれぞれ異なる識別子ＩＭＥＩ´を供給する可能性がある。このことは、装置Ｍのソフトウェアを変更できる場合（このことは通常容易である）、または識別子ＩＭＥＩを変更できる場合（このことは通常やや困難である）に常に起こり得る。しかしながらここで最大の問題は、複製された装置が任意に識別子ＩＭＥＩを供給できるということである。ここではただ一度だけネットワークを盗聴し、正当なＩＭＥＩを探り出しさえすれば良く、何故ならばＩＭＥＩは常に公開されて送信されるからである。しかしながらまた調節が公知であるので、正当なＩＭＥＩ識別子自体を生成することも可能である。したがってこの方式の識別は殊に安全な規格を提供しない。
【００１０】
図８は、チャレンジ・アンド・リスポンス（Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ＆Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）技術によるネットワークプロバイダに対する移動電話の別の公知の識別メカニズムの概略図である。
【００１１】
いわゆるチャレンジ・アンド・リスポンス技術による保証された識別は、暗号システムにおいては装置の識別子を確定するための公知の技術である。
【００１２】
この技術は、図８に示したように、質問と応答に基づいている。検査局（例えばネットワークプロバイダの基地局）Ｐは検査される装置Ｍに、ランダム発生器ＲＧにおいて生成された、１２８ビットからなるランダム記号列ＲＡＮＤ「質問パターン（ｃｈａｌｌｅｎｇｅ ｐａｔｔｅｒｎ）」を備えた識別質問ＡＲを送信し、この装置Ｍから３２ビットからなるデータワードＳＲＥＳを備えた所定の反応ＡＲＥ「応答（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）」を要求する。このデータワードＳＲＥＳは、検査される装置Ｍが検査局Ｐと同様に１２８ビットの所定の秘密値Ｋ_ｉを有するということを証明し、この秘密値Ｋ_ｉをＲＡＮＤと合わせて写像Ａ３によって検査結果ＳＲＥＳに結合することができ、この検査結果ＳＲＥＳは検査される装置Ｍから検査局Ｐに返送される。
【００１３】
写像Ａ３は優れた非線形の写像であり、この写像Ａ３はAsha Mehrotra aaO.に示されているように反転させることは非常に困難であるる（頻繁に一方向関数と称される）。写像Ａ３は通常の場合ブロック暗号方法として選択される。検査器Ｐにおける秘密鍵キーＫ_ｉと被検査器Ｍにおける秘密鍵Ｋ_ｉの２つの鍵が同一である場合には、検査器Ｐと被検査器Ｍの両者は同一の応答ＳＲＥＳを持つ。この場合識別結果ＡＲＥＳは肯定であり、そうで無い場合には否定である。
【００１４】
安全性を高めるために、この行程を幾度も種々のランダム値ＲＡＮＤを用いて反復することができる。この方法は既にＧＳＭシステムにおいて使用されているが、ユーザをユーザカードＵＳＩＭによって識別するためのみに使用されている。移動無線機器の複製（模造）及び盗難による危険が増すことによって、移動機器内にメカニズムを組み込む必要性が高まっている。このメカニズムは装置に装置自身で識別させ、したがってネットワーク内の盗難及び複製された装置または認証されていない装置を識別させる。このことはしかしながら検査器及び被検査器によるパラメータＫ_ｉの知識を要求する。しかしながら無線ネットワークにおいては多数のサービスプロバイダ及び多数のメーカが存在するので、メーカとネットワークプロバイダとの間でネットワークにおける全てのＫ_ｉの複雑な監視及び交換が必要である。
【００１５】
識別すべきユニットの個数並びにこのユニットのメーカは今日の通信ネットワークにおいては多数に登り、また継続的に変化する。このことは監視の及び整備の煩雑性を更に高める。
【００１６】
発明の利点
請求項１記載の特徴を有する本発明の方法ないし請求項７記載の相応の装置は公知の解決手段に対して、僅かな監視及び整備の煩雑性しか要求しないＣ＆Ｒ技術を基礎とする識別メカニズムが提供されるという利点を有する。本発明は、可能な限り簡単な監視及び可能な限り僅かな通信でもって、ネットワークに存在する可能な限り簡単なハードウェアインフラストラクチャによってネットワークユニットの識別を可能にする。
【００１７】
本発明が基礎とする着想は、物理的なユニットが所定の秘密識別子を有しているか否かを、この識別子を読むことなくまた識別子を予め認識していることなく、修正されたチャレンジ・アンド・リスポンス技術に従い検査することである。したがって物理的なユニットないし装置の識別子の真正性が証明される。本発明による方法は、所定のハードウェアユニットの装置とプロトコルとに関連する秘密暗号技術に基づいている。
【００１８】
本発明による方法は、識別すべき装置の内部にある保護されたレジスタに固有の秘密識別子を記憶すること、及び検査者のもとで装置、例えばスマートカード内部に秘密メーカ鍵を記憶することを基礎とする。秘密識別子ないし秘密メーカ鍵は、例えばAsha Mehrotra,「GSM System Engineering」,Artech Haus Pub.,1996に開示されているように、ハードウェア装置によって読み出すことができなくされている。しかしながら装置は、装置の固有の識別子をチャレンジ・アンド・リスポンス（Ｃ＆Ｒ）技術によって証明する情報を提供することができる。
【００１９】
チャレンジ・アンド・リスポンス技術はそれ自体公知の技術であり、識別を目的とする暗号的に保証されたシステムにおいて広範に使用される。この方法の特別な特徴として以下のことが挙げられる。
・個々の装置の識別子のためのレジスタを必要としない。
・検査器及び被検査器による秘密識別子の共通の知識を必要としない。
・国際的に活動し、また僅かな情報交換及び調整手段しか有さない多数のサービスプロバイダ及びメーカによって、移動電話の実情及び周辺環境に解決手段が適合されている。
・技術は既にシステム内に存在するユニットを基礎とする。
【００２０】
本発明は、識別をより簡潔に、またこれによってフレキシブル且つ廉価に構成するためにチャレンジ・アンド・リスポンス技術を拡張する。新たな技術は、有利な実施形態においてはインターネットサーバ及び現代のスマートカード技術を使用する。
【００２１】
従属請求項には、本発明の対象の有利な実施形態及び改善実施形態が記載されている。
【００２２】
有利な実施形態によれば、公開鍵が第２の暗号関数によって秘密鍵及び第２の秘密鍵から生成される。
【００２３】
有利な実施形態によれば、秘密識別子が第３の暗号関数によって公開識別子及び第２の秘密鍵から生成される。
【００２４】
有利な実施形態によれば、検査装置内に第２の秘密鍵が記憶され、秘密識別子は以下のステップによって検査装置内に生成される。すなわち、第１の秘密鍵及び公開鍵からなる第２の暗号機能を反転することによって第２の秘密鍵を生成する。第３の暗号関数によって公開識別子及び生成された第２の秘密鍵から秘密識別子を生成する。
【００２５】
別の有利な実施形態によれば、公開鍵はインターネットを介して検査装置に送信される。
【００２６】
別の有利な実施形態によれば、第２のパラメータを物理的なユニットにおいて生成する。つまり第２のパラメータを検査装置に送信し、電子署名及び相応の電子署名を秘密識別子及び第１、第２のパラメータから生成する。
【００２７】
別の有利な実施形態によれば、第１のパラメータと第２のパラメータは排他的論理和関数によって結合される。
【００２８】
別の有利な実施形態によれば、第１のパラメータと第２のパラメータが乗算され、引き続き排他的論理和関数によって結合され、この際第１の暗号関数の出力の排他的論理和関数へのフィードバックが存在する。このような非線形の関数は安全性を付加的に高める。
【００２９】
別の有利な実施形態によれば、第１のパラメータ及び／又は第２のパラメータがランダム量として設けられる。
【００３０】
別の有利な実施形態によれば、遠隔通信ネットワークは移動電話システムである。
【００３１】
別の有利な実施形態によれば、第１、第２及び第３の暗号関数は同一の関数である。
【００３２】
別の有利な実施形態によれば、前記の同一の関数は標準関数である。
【００３３】
別の有利な実施形態によれば、ステップｅ）及びｆ）は検査装置におけるスマートカードにおいて実行される。
【００３４】
図面
本発明の実施例を図面に示し、以下詳細に説明する。ここで、図１は本発明による方法の第１の実施例における加入者とシステム構造の概略図である。図２は、本発明による方法の第１の実施形態における加入者と特別なシステム構造の概略図である。図３は、本発明による方法の第１の実施形態の原理図である。図４は、本発明の第１の実施形態における初期化事前手順ＩＮＩである。図５は、本発明の第１の実施形態における移動電話側での識別モジュール及びこの識別モジュールの関数を示す。図６は、本発明の第１の実施形態における検査者側のスマートカード及びこのスマートカードの関数を示す。図７は、ネットワークプロバイダに対する移動電話の公知の識別メカニズムの概略図である。図８は、チャレンジ・アンド・リスポンス技術によるネットワークプロバイダに対する移動電話の別の公知の識別メカニズムの概略図である。
【００３５】
実施例の説明
図面に付した参照記号は、同一または機能的に同一のコンポーネントを表す。
【００３６】
図１は、本発明による方法の第１の実施形態における加入者及び共通システム構造の概略図を示す。
【００３７】
システム加入者に対する識別子は、多数の識別子生成器（識別子所有者）によって生成される。図１による識別子生成器の個数はｎ（自然数）である。すなわち識別子生成器はＩＧ_１、ＩＧ_２...ＩＧ_ｎである。Ｇ１、Ｇ２は識別子生成器ＩＧ_１に対する種々のグループを表す。
【００３８】
識別子検査器の個数はｍ（自然数）で表されており、すなわち識別子検査器はＩＰ_１...ＩＰ_ｍである。図１におけるＯＤは、自由に使用できるｎ個のスマートカードＳＣ１、...、ＳＣｎを有する公開リストである。
【００３９】
図２は、本発明による方法の第１の実施形態における加入者及び特別なシステム構造の概略図である。
【００４０】
ここでは、個々の識別子ＩＭＥＩ１、ＩＭＥＩ２等のための識別子生成器Ｍ_１...Ｍ_ｎとしてのｎ個の移動電話メーカを有する移動電話システムが問題となる。システムにおいては、ｍ個の識別子検査器はサービスプロバイダＯＰ_１...ＯＰ_ｍである。識別子をメーカだけが生成及び検査できるのではなく、例えば当局または別の管理局のような他のソース機関これを行うことができる。
【００４１】
各サービスプロバイダＯＰ_１...ＯＰ_ｍ及び／又はシステム監視部または管理局は、大量に蓄積されたデータ、無線電話の識別子、前述のＩＭＥＩ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）を有さずとも真正性について検査できるべきである。
【００４２】
ここで真正性とは、これらの装置は実際にメーカに由来し、またメーカはＩＭＥＩを付与しているということを意味し、このことはここでは間接的に、メーカは工場の出荷の際に装置の品質及び技術的指標を保証するということを意味している。
【００４３】
図３は、本発明による方法の第１の実施形態の原理図を示す。
【００４４】
この実施形態によって、各サービスプロバイダＯＰ_１...ＯＰ_ｍまたは各当局または第３者は、移動電話ないし装置を見ずともネットワーク内の各装置Ｍに対する識別子の真正性を検査することができる。検査器Ｐはさらにメーカへの質問を必要とせず、また通し番号またはＩＭＥＩ番号及びこの番号の個々の秘密鍵のリストも必要としない。検査器Ｐは単にメーカ（または識別子発生器／識別子保持者）の電子カードまたはスマートカードＭＳＣだけを必要とし、またただ一度だけメーカの公開リストＯＲに（例えばインターネットで）問い合わせればよい。各メーカはスマートカードを検査器Ｐに提供する。このスマートカードＭＳＣは、図３に図示したように、公開リストＯＲの一部と見なされている。
【００４５】
この実施形態による識別方法は原則的に以下の通りに進行する。
【００４６】
識別子発生器は移動電話Ｍを証明領域ＣＣによって実行される事前手順ＩＮＩにおいて初期化する。この初期化は事前手順ＩＮＩが移動電話Ｍに秘密識別子ＳＩＭＥＩを用意することによって行われ、この秘密識別子ＳＩＭＥＩは装置Ｍの識別モジュール２′内の書き込み可能であるが読み出し不可能なメモリにファイルされる。さらに識別モジュール２′は問合せに応じて所定の識別手順を処理する能力を有する。ここで識別モジュール２′は装置Ｍの極めて重要な構成部分であることが望ましい。このことは識別モジュール２′を除去ないし交換することが機能を損失させるということを意味している。さらに装置Ｍは公開して伝送可能な識別子ＩＭＥＩを有し、この識別子ＩＭＥＩは装置Ｍの最初に書き込み後は変更不可能な不揮発性メモリにファイルされる。
【００４７】
検査器Ｐによって移動電話Ｍの識別子が識別要求（Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｒｅｑｕｅｓｔ）ＩＲによって要求され、この要求と共にパラメータＣＨｖが伝送される。
【００４８】
移動電話Ｍはこれに基づき、自身の識別子ＩＭＥＩを識別子発生器（メーカ）の電子署名及び別のパラメータＣＨｔと共に検査器Ｐに送信する。
【００４９】
検査器Ｐはメーカ検査鍵ＥＭＩＧＫをインターネット内の公開リストＯＲから確かめる。
【００５０】
検査器Ｐはメーカの署名をメーカのスマートカードによって認証し、識別子が真正であるか否かを決定する。これに加え検査器ＰはパラメータＩＭＥＩ、ＣＨｖ、ＣＨｔ及びＥＭＩＧＫを用いて相応の電子署名ＳＩＧｖを生成し、またこの電子署名ＳＩＧｖを伝送された電子署名ＳＩＧｔと比較する。２つの電子署名ＳＩＧｔ及びＳＩＧｖが一致した場合には識別子は真正であり、そうでない場合は真正ではない。
【００５１】
システムのプロセス及びメカニズムを以下では図４から図６に基づき詳細に説明する。
【００５２】
図４は、本発明の第１の実施形態における識別事前手順ＩＮＩを示す。
【００５３】
メーカ／識別子発生器は方法に応じて、通し番号に付加して装置Ｍに識別子ＩＭＥＩを付与し、この識別子ＩＭＥＩは規格において取り決められている。
【００５４】
メーカは装置Ｍにおいて、保護されたレジスタに第１の秘密識別子ＳＩＭＥＩを書き込み、メーカはこの秘密識別子ＳＩＭＥＩを固有の秘密メーカ鍵ＭＩＧＫ（Ｍａｓｔｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｋｅｙ）によって生成する。一方向写像Ｆ１は、識別子ＩＭＥＩ及びメーカ鍵ＭＩＧＫから秘密識別子ＳＩＭＥＩを生成する。ここで、
ＳＩＭＥＩ＝Ｆ１（ＩＭＥＩ、ＭＩＧＫ） （１）
【００５５】
各メーカは各装置グループに対して、１つまたは複数のそのようなＭＩＧＫ鍵を設けることができる。
【００５６】
メーカは公開鍵ＥＭＩＧＫを、公開されているそのメーカのインターネットホームページＯＭＨＰに公表する。ＥＭＩＧＫは関数Ｆ２によるメーカ鍵の暗号写像である。ここで、
ＥＭＩＧＫ＝Ｆ２（ＭＩＧＫ、ＳＭＭＫ） （２）
【００５７】
ここでＳＭＭＫ（Ｓｅｃｒｅｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ Ｍａｓｔｅｒ−Ｋｅｙ）はメーカの主秘密鍵でる。メーカは各装置タイプに対してそのようなエントリを設けることができるか、全てのメーカタイプに対して個々のエントリを使用することができる。
【００５８】
メーカは２つの鍵ＳＭＭＫ及びＭＩＧＫを秘密にしておく。もっともメーカはスマートカードＭＳＣを１つまたは複数の検査器Ｐに提供し、このスマートカードＭＳＣはＳＭＭＫを読み出し不可能な保護されたレジスタ内に有し（図６を参照されたい）、またＦ２の逆関数すなわちＦ２^{- １}を有する。この逆関数Ｆ２^{- １}はＳＭＭＫ及びＥＭＩＧＫからメーカ鍵ＭＩＧＫを生成することができる。
【００５９】
スマートカードＭＳＣ（図６）及び識別モジュール２′（図５）における全ての中間結果には物理的にアクセスすることができない（すなわち書き込むことも読み出すこともできない）。このことをメーカ側で保証することが望ましい。
【００６０】
メーカは安全性に関して上記の条件を充足するために、スマートカードＭＳＣをメーカ自身で製造することができるか、スマートカードＭＳＣを信頼するに足る第３から購入することができる。
【００６１】
図５は、本発明の第１の実施形態における移動電話側の識別モジュール及びこの識別モジュールの関数を示す。
【００６２】
検査器Ｐ、例えばネットワークオペレータまたは当局は識別及び要求ＩＲに応じて装置Ｍに質問し、一緒に供給したランダム値ＣＨｖに対する署名を要求する。
【００６３】
装置Ｍは識別モジュール２′において暗号関数Ｆ３を用いて、第１の秘密識別子ＳＩＭＥＩ及びＣＨｖと、装置Ｍによって生成される新たなランダム値ＣＨｔとの関数としての電子署名ＳＩＧｔを生成する。ここで、
ＳＩＧｔ＝Ｆ３（ＳＩＭＥＩ、ＣＨｖ、ＣＨｔ） （３）
【００６４】
電子署名ＳＩＧｔは、図３に図示したように、ＣＨｔ及びＩＭＥＩと共に認証された識別子として検査器Ｐに送信される。ＣＨｖは検査器Ｐにおいて生成されているので、既に検査器Ｐに存在している。
【００６５】
検査器ＰはＩＭＥＩ、ＣＨｔ、ＣＨｖから相応の電子署名ＳＩＧｖを同一の暗号関数Ｆ３によって計算する。ここで、
ＳＩＧｖ＝Ｆ３（ＩＭＥＩ、ＣＨｖ、ＣＨｔ） （４）
【００６６】
ＳＩＧｔ＝ＳＩＧｖである場合、ＩＭＥＩは真正とみなされる。
【００６７】
装置Ｍには保護された領域が設けられており、この領域はＳＩＭＥＩ及び暗号写像Ｆ３を有する読み出し不可能なレジスタと、有利には変更不可能なＩＭＥＩを有するレジスタとを有する。これに加え装置Ｍはランダム発生器ＣＨｔを有する。これら全てのユニットは、図５に図示したように、保護された物理的なユニット、ここでは識別モジュール２′内に一緒に組み込まれる。装置Ｍの電子署名ＳＩＧｔを生成するために次のステップが実行される。すなわち、
ランダム値ＣＨｔが新たに生成される
【００６８】
ＣＨｖ及びＣＨｔは暗号一方向関数Ｆ３によってＳＩＭＥＩと結合される。例えば図５に図示されているように、先ず始めにＣＨｔとＣＨｖの排他的論理和を生成し、次いでＦ３によって鍵としてのＳＩＭＥＩを用いて写像することができる。図５に示したように、ＣＨｖとＣＨｔを乗算し（マルチプレクサ制御部は図示していない）、次いでＸＯＲ（＋）に供給することも可能であり、この際Ｆ３の出力のＸＯＲ（＋）へのフィードバックが存在する。
【００６９】
装置Ｍは次いで検査可能な識別子ベクトルとして次の検査ベクトル組を検査器に供給する。ここで、
検査ベクトル＝（ＩＭＥＩ、ＳＩＧｔ、ＣＨｔ、ＣＨｖ）
【００７０】
公開識別子と見なされる識別子ＩＭＥＩによって装置タイプ及び装置メーカが既知となる。検査器Ｐは容易にメーカの公開リストＯＲからこれに対応する公開検査鍵ＥＭＩＧＫをインターネットから取り出すことができる。択一的にインターネットにおけるアクセスを節約するために、検査器はメーカのリストを管理し、また時折更新し、メーカが新たなタイプを提供する場合にはメーカのインターネット目録にのみ向かうことができるであろう。
【００７１】
図６は、本発明の第１の実施形態における検査器側のスマートカード及びこのスマートカードの関数を示す。
【００７２】
検査器Ｐは移動電話Ｍから検査ベクトルを受信し、また署名ＳＩＧｔが装置の識別子を証明するか否か、すなわちＳＩＧｖ＝ＳＩＧｔであるか否かを検査する。検査器Ｐがその後、装置Ｍが提示するＩＭＥＩは実際にメーカに由来するという証明を有する。このためにメーカのスマートカードＭＳＣが必要であり、このスマートカードを各検査器Ｐは自由に使用できるべきである。図６によるこのスマートカードＭＳＣは全部で３つの写像Ｆ１、Ｆ２^{- １}及びＦ３と、メーカ／識別子発生器主秘密鍵としての秘密鍵ＳＭＭＫ（Ｓｅｃｒｅｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ Ｍａｓｔｅｒ Ｋｅｙ）を有する一度のみ書き込み可能な保護されたレジスタとを有する。ＳＭＭＫは、前述したように、メーカ／識別子発生器によってスマートカードＭＳＣに書き込まれる。ＳＭＭＫは物理的には読み出すことができない。保護された鍵は通常の場合以下の規則を充足する。
１．鍵は物理的には読み出し不可能である。しかも有利には装置を破壊して開いた場合でも同様である。
２．鍵はレコーダが目下の内容を認識した場合にのみ上書きすることができる。
【００７３】
検査器Ｐは検査ベクトルをスマートカードＭＳＣに供給し、以下の操作を行う。すなわち、
検査器ＰはＩＭＥＩないし装置タイプ及びメーカ名を装置Ｍから得た後に、インターネットからメーカ検査鍵ＥＭＩＧＫを取り出す。
【００７４】
検査器Ｐは検査ベクトルの受信した構成要素を、ＥＭＩＧＫと一緒にスマートカードＭＳＣに入力する。スマートカードＭＳＣは先ずＥＭＩＧＫを鍵ＳＭＭＫ及び解読関数Ｆ２^{- １}を用いて解読する。このことからメーカ／識別子発生器主秘密鍵ＭＩＧＫが生じる。スマートカードＭＳＣのハードウェア及びソフトウェアはＭＩＧＫの読み出しを許可しない。
【００７５】
次に第１の秘密識別子ＳＩＭＥＩが生成される。このことは図６に示したように、関数Ｆ１を介してＭＩＧＫ及びＩＭＥＩを使用することによって行われる。スマートカードＭＳＣのハードウェア及びソフトウェアは、ここでもまたＳＩＭＥＩの読み出しを許可しない。
【００７６】
ＳＩＭＥＩは内部で関数Ｆ３を介して、スマートカードＭＳＣ内と同様のやり方及び方法において、電子署名ＳＩＧｖを得るために２つのランダム量ＣＨｔ、ＣＨｖと結合される。
【００７７】
ＳＩＧｖ＝ＳＩＧｔである場合には、識別子ＩＭＥＩは真正であるとみなされ、また装置の識別子は許容されている。それ以外の場合では識別は失敗している。
【００７８】
本発明の方法を上記では有利な実施例に基づき記述したが、本発明の方法はこれに制限されるわけではなく、種々のやり方において変更することができる。
【００７９】
写像Ｆ１、Ｆ２及びＦ３のために、標準的な暗号関数を移動電話システムにおいて使用することができる。この場合Ｆ１＝Ｆ２＝Ｆ３＝ＳＦ（標準関数）が想定される。
【００８０】
このことはスマートカードの構造を簡潔にする。何故ならばそのようなスマートカードはいずれにせよシステム内に存在し、メーカはそのようなスマートカードを使用することができるからである。ＳＦも移動電話内に存在するので、このことから最終的には非常に効果的に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法の第１の実施形態における加入者及びシステム構造の概略図。
【図２】 本発明の方法の第１の実施形態における加入者及び特別なシステム構造の概略図。
【図３】 本発明の方法の第１の実施形態の原理図。
【図４】 本発明の第１の実施形態における初期化事前処理手順ＩＮＩ。
【図５】 本発明の第１の実施形態における移動電話側の識別モジュール及びその関数。
【図６】 本発明の第１の実施形態における検査器側のスマートカード及びその関数。
【図７】 ネットワークプロバイダに対する移動電話の公知の識別メカニズムの概略図。
【図８】 チャレンジ・アンド・リスポンス技術によるネットワークプロバイダに対する移動電話の別の公知の識別メカニズムの概略図。

Claims (10)

1. 検査装置（Ｐ）によって、公衆の無線遠隔通信ネットワークにおける物理的なユニット（Ｍ）を識別する方法において、
   ａ）第２の暗号関数（Ｆ２）によって、識別すべき前記物理的なユニット（Ｍ）のメーカの第１の秘密鍵（ＳＭＭＫ）及び第２の秘密鍵（ＭＩＧＫ，Ｍａｓｔｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｋｅｙ）から生成された公開鍵（ＥＭＩＧＫ）を、前記メーカの公開されたインターネットホームページ（ＯＭＨＰ）または公開リスト（ＯＲ）にファイルし、一方向写像としての第３の暗号関数（Ｆ１）によって、公開識別子（ＩＭＥＩ）及び前記第２の秘密鍵（ＭＩＧＫ）から秘密識別子（ＳＩＭＥＩ）を生成し、前記物理的なユニット（Ｍ）に前記秘密識別子（ＳＩＭＥＩ）及び前記公開識別子（ＩＭＥＩ）を記憶するステップを有し、
   ｂ）前記検査装置（Ｐ）において第１のパラメータ（ＣＨｖ）を生成するステップを有し、
   ｃ）識別要求（ＩＲ）を前記第１のパラメータ（ＣＨｖ）と共に前記検査装置（Ｐ）から前記物理的なユニット（Ｍ）に送信するステップを有し、
   ｄ）第１の暗号関数（Ｆ３）によって前記秘密識別子（ＳＩＭＥＩ）と、前記第１のパラメータ（ＣＨｖ）と、前記物理的なユニット（Ｍ）によって生成される第２のパラメータ（ＣＨｔ）とから前記物理的なユニット（Ｍ）において電子署名（ＳＩＧｔ）を生成し、前記第１のパラメータ（ＣＨｖ）及び前記第２のパラメータ（ＣＨｔ）を乗算し、続いて、乗算された前記第１のパラメータ（ＣＨｖ）及び前記第２のパラメータ（ＣＨｔ）を、排他的論理和関数（＋）によって前記第１の暗号関数（Ｆ３）の出力（ＳＩＧｔ）と結合し、前記生成された電子署名（ＳＩＧｔ）と、前記公開識別子（ＩＭＥＩ）と、前記第２のパラメータ（ＣＨｔ）とを前記検査装置（Ｐ）に送信するステップを有し、
   ｅ）前記メーカの前記公開リスト（ＯＲ）からダウンロードされた前記公開鍵（ＥＭＩＧＫ）及び前記受信された公開識別子（ＩＭＥＩ）から前記秘密識別子（ＳＩＭＥＩ）を前記検査装置（Ｐ）において生成するステップを有し、ただし、前記秘密識別子（ＳＩＭＥＩ）を、前記第２の秘密鍵（ＭＩＧＫ）及び前記公開識別子（ＩＭＥＩ）を使用して前記第３の暗号関数（Ｆ１）によって生成し、前記第２の秘密鍵（ＭＩＧＫ）を前記第２の暗号関数の反転（Ｆ２ ^-1 ）によって前記公開鍵（ＥＭＩＧＫ）及び前記第１の秘密鍵（ＳＭＭＫ）から生成し、
   ｆ）前記第１の暗号関数（Ｆ３）によって、前記生成された秘密識別子（ＳＩＭＥＩ）と、前記第１のパラメータ（ＣＨｖ）と、前記物理的なユニット（Ｍ）によって受信される前記第２のパラメータ（ＣＨｔ）とから相応の電子署名（ＳＩＧｖ）を前記検査装置（Ｐ）において生成するステップを有し、ただし、前記第１のパラメータ（ＣＨｖ）及び前記第２のパラメータ（ＣＨｔ）を乗算し、続いて、乗算された前記第１のパラメータ（ＣＨｖ）及び前記第２のパラメータ（ＣＨｔ）を、排他的論理和関数（＋）によって前記第１の暗号関数（Ｆ３）の出力（ＳＩＧｖ）と結合し、
   ｇ）前記送信された電子署名（ＳＩＧｔ）と前記生成された相応の電子署名（ＳＩＧｖ）を比較することによって、前記物理的なユニット（Ｍ）を前記検査装置（Ｐ）において識別するステップを有することを特徴とする、物理的なユニット（Ｍ）を識別する方法。
2. 前記秘密識別子（ＳＩＭＥＩ）を前記検査装置（Ｐ）において第３の暗号関数（Ｆ１）によって、前記公開識別子（ＩＭＥＩ）及び前記第２の秘密鍵（ＭＩＧＫ）から生成する、請求項１記載の方法。
3. 前記検査装置（Ｐ）に前記第１の秘密鍵（ＳＭＭＫ）を記憶し、
   前記第２の秘密鍵（ＭＩＧＫ）を第２の暗号関数（Ｆ２）の反転（Ｆ２^-1）によって、前記第１の秘密鍵（ＳＭＭＫ）及び前記公開鍵（ＥＭＩＧＫ）から生成するステップと、
   前記秘密識別子（ＳＩＭＥＩ）を前記第３の暗号関数（Ｆ１）によって、前記公開識別子（ＩＭＥＩ）及び前記生成された第２の秘密鍵（ＭＩＧＫ）からなる生成するステップとから、前記秘密識別子（ＳＩＭＥＩ）を前記検査装置（Ｐ）において生成する、請求項１に関連する請求項２記載の方法。
4. 前記検査装置（Ｐ）は、インターネットにおいて、前記メーカの前記公開リスト（ＯＲ）から前記公開鍵（ＥＭＩＧＫ）を問合せ、該問合せに基づき、該公開鍵（ＥＭＩＧＫ）が、前記インターネットを介して前記検査装置（Ｐ）に送信される、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
5. 前記第２のパラメータ（ＣＨｔ）を前記物理的なユニット（Ｍ）において生成するステップと、
   該第２のパラメータ（ＣＨｔ）を前記検査装置（Ｐ）に送信するステップと、
   前記秘密識別子（ＳＩＭＥＩ）及び前記第１のパラメータ（ＣＨｖ）及び第２のパラメータ（ＣＨｔ）から、前記第１の暗号関数（Ｆ３）によって、前記電子署名（ＳＩＧｔ）を前記物理的なユニット（Ｍ）において生成するか、前記検査装置（Ｐ）において相応の電子署名（ＳＩＧｖ）を生成するステップとを有する、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
6. 前記の第１及び／又は第２のパラメータ（ＣＨｖ；ＣＨｔ）をランダム量として設ける、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
7. 遠隔通信ネットワークは移動電話システムである、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
8. 前記第１、第２及び第３の関数（Ｆ１；Ｆ２；Ｆ３）は同一の関数である、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
9. 前記同一の関数は標準関数である、請求項６と関連する請求項８記載の方法。
10. 前記ステップｅ）及びｆ）を前記検査装置（Ｐ）内のスマートカード（ＭＳＣ）において実行する、請求項１から９のいずれか１項記載の方法。

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