JPH04301930A - 移動通信端末局の認証方式 - Google Patents
移動通信端末局の認証方式Info
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- JPH04301930A JPH04301930A JP3087380A JP8738091A JPH04301930A JP H04301930 A JPH04301930 A JP H04301930A JP 3087380 A JP3087380 A JP 3087380A JP 8738091 A JP8738091 A JP 8738091A JP H04301930 A JPH04301930 A JP H04301930A
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- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 title claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 101100194362 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) res1 gene Proteins 0.000 claims abstract description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 16
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 10
- 101100194363 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) res2 gene Proteins 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 14
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract 1
- 238000013102 re-test Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動通信端末局の認証
方式に関する。
方式に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、移動通信において通信回線の不正
使用を防止する目的の為、移動通信端末局(以下移動局
という)が通信を開始しようすとるとき、移動通信基地
局(以下基地局という)に対して当該移動局が正当なる
端末局であることの証明を受けるための認証信号を送信
し、これを受信した基地局が認証を行うという認証方式
が採用されている。上記移動通信端末局認証のための従
来方式における一構成例を図4に示す。図4の左右の太
線はそれぞれ基地局及び移動局の通信インターフェース
を示し、両者間の矢印線は通信回線上でのデータの授受
を示す。又、両方の太線の右側および左側はそれぞれ基
地局及び移動局での処理構成を示す。さて、図4におい
てまず移動局は、各移動局に固有の公開された認識番号
であるIDを送信する。基地局は、該IDを受信すると
IDを基に乱数発生器41により乱数Rを発生させ移動
局に送信する一方、非公開の内部データファイルより該
IDと一意に対応する鍵Kを鍵検索回路42により検索
し、乱数Rと鍵Kとから応答計算処理を行う応答信号作
成器43において所定の算術演算により署名応答信号R
ESbを計算し移動局からの署名応答信号RESa(後
述)の送信を待受ける。他方移動局では、前記乱数Rを
受信した後、この乱数Rと各移動局が固有に保持する非
公開の鍵Kとから基地局と全く同一の機能を有する応答
信号作成器44によって署名応答信号RESaを作成し
て基地局に送信する。基地局は、移動局からの前記署名
応答信号RESaを受信すると、予め基地局が作成して
おいた署名応答信号RESbと署名応答信号RESaと
を照合回路45によって比較照合し移動局が正当なる加
入者であるかとどうかの判断を行う等の方式が用いられ
ている。
使用を防止する目的の為、移動通信端末局(以下移動局
という)が通信を開始しようすとるとき、移動通信基地
局(以下基地局という)に対して当該移動局が正当なる
端末局であることの証明を受けるための認証信号を送信
し、これを受信した基地局が認証を行うという認証方式
が採用されている。上記移動通信端末局認証のための従
来方式における一構成例を図4に示す。図4の左右の太
線はそれぞれ基地局及び移動局の通信インターフェース
を示し、両者間の矢印線は通信回線上でのデータの授受
を示す。又、両方の太線の右側および左側はそれぞれ基
地局及び移動局での処理構成を示す。さて、図4におい
てまず移動局は、各移動局に固有の公開された認識番号
であるIDを送信する。基地局は、該IDを受信すると
IDを基に乱数発生器41により乱数Rを発生させ移動
局に送信する一方、非公開の内部データファイルより該
IDと一意に対応する鍵Kを鍵検索回路42により検索
し、乱数Rと鍵Kとから応答計算処理を行う応答信号作
成器43において所定の算術演算により署名応答信号R
ESbを計算し移動局からの署名応答信号RESa(後
述)の送信を待受ける。他方移動局では、前記乱数Rを
受信した後、この乱数Rと各移動局が固有に保持する非
公開の鍵Kとから基地局と全く同一の機能を有する応答
信号作成器44によって署名応答信号RESaを作成し
て基地局に送信する。基地局は、移動局からの前記署名
応答信号RESaを受信すると、予め基地局が作成して
おいた署名応答信号RESbと署名応答信号RESaと
を照合回路45によって比較照合し移動局が正当なる加
入者であるかとどうかの判断を行う等の方式が用いられ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
式では、認証手順上のデータの授受回数が少なくとも3
回必要となり、移動局認証の為に通信回線を占有する時
間が長くなるため通信回線のトラヒック量を増大させて
いる。さらにデータ授受回数が多くなると回線誤りの影
響を受け易いため、認証手順が失敗に終り再度該手順を
試行しなければならない確率が増大する等の問題が生じ
る。本発明の目的は、前記従来法において生じるトラヒ
ック量の増大や誤り発生による再試行の確率上昇等の問
題点を解決するため、移動局の認識手順を簡潔にした移
動通信端末局の認証方式を提供することにある。
式では、認証手順上のデータの授受回数が少なくとも3
回必要となり、移動局認証の為に通信回線を占有する時
間が長くなるため通信回線のトラヒック量を増大させて
いる。さらにデータ授受回数が多くなると回線誤りの影
響を受け易いため、認証手順が失敗に終り再度該手順を
試行しなければならない確率が増大する等の問題が生じ
る。本発明の目的は、前記従来法において生じるトラヒ
ック量の増大や誤り発生による再試行の確率上昇等の問
題点を解決するため、移動局の認識手順を簡潔にした移
動通信端末局の認証方式を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の移動通信端末局
の認証方式は、移動通信基地局が移動通信端末局からの
発呼信号を受信して当該移動通信端末局が正当な移動機
か否かを認証するために、前記移動機には、発呼すると
きの時刻情報に一意に対応する乱数Rを発生する第1の
乱数発生器と、該乱数Rと個々の移動機に固有に割当て
られた非公開の鍵Kとを独立変数とする3つの任意の関
数X(R,K),Y(R,K)及びZ(R,K)のうち
少なくとも1つを用いて次式の一方向性関数f(X,Y
,Z)=〔XY 〕modZ(但し〔・〕modZはZ
で除算したときの剰余)を1回もしくは複数回計算する
ことにより得られる数値の集合からなる第1の署名応答
信号RES1に変換して出力する第1の応答信号作成器
と、該第1の署名応答信号RES1と個々の移動機の認
識番号IDとを合成して前記発呼信号とする出力処理回
路とを備え、前記移動通信基地局には、移動機からの前
記発呼信号を前記第1の署名応答信号RES1と前記認
識番号IDとに分離出力する入力処理回路と、該認識番
号IDから一意に対応する鍵Kを予め登録された非公開
の内部データファイルから検索して出力する鍵検索回路
と、前記第1の乱数発生器と同一の機能を有し受信した
ときの時刻情報に一意に対応した乱数Rを発生する第2
の乱数発生器と、該乱数Rと前記鍵Kとから前記第1の
応答信号作成器と同一の手続きにより第2の署名応答信
号RES2を生成する第2の応答信号作成器と、該第2
の署名応答信号RES2と前記第1の署名応答信号RE
S1とを比較照合して同一か否かを示す信号を出力する
照合回路とを備えて当該移動通信端末局が正当な移動機
か否かを認証するように構成したことを特徴とするもの
である。
の認証方式は、移動通信基地局が移動通信端末局からの
発呼信号を受信して当該移動通信端末局が正当な移動機
か否かを認証するために、前記移動機には、発呼すると
きの時刻情報に一意に対応する乱数Rを発生する第1の
乱数発生器と、該乱数Rと個々の移動機に固有に割当て
られた非公開の鍵Kとを独立変数とする3つの任意の関
数X(R,K),Y(R,K)及びZ(R,K)のうち
少なくとも1つを用いて次式の一方向性関数f(X,Y
,Z)=〔XY 〕modZ(但し〔・〕modZはZ
で除算したときの剰余)を1回もしくは複数回計算する
ことにより得られる数値の集合からなる第1の署名応答
信号RES1に変換して出力する第1の応答信号作成器
と、該第1の署名応答信号RES1と個々の移動機の認
識番号IDとを合成して前記発呼信号とする出力処理回
路とを備え、前記移動通信基地局には、移動機からの前
記発呼信号を前記第1の署名応答信号RES1と前記認
識番号IDとに分離出力する入力処理回路と、該認識番
号IDから一意に対応する鍵Kを予め登録された非公開
の内部データファイルから検索して出力する鍵検索回路
と、前記第1の乱数発生器と同一の機能を有し受信した
ときの時刻情報に一意に対応した乱数Rを発生する第2
の乱数発生器と、該乱数Rと前記鍵Kとから前記第1の
応答信号作成器と同一の手続きにより第2の署名応答信
号RES2を生成する第2の応答信号作成器と、該第2
の署名応答信号RES2と前記第1の署名応答信号RE
S1とを比較照合して同一か否かを示す信号を出力する
照合回路とを備えて当該移動通信端末局が正当な移動機
か否かを認証するように構成したことを特徴とするもの
である。
【0005】
【実施例】図1は本発明による移動通信端末の認証方式
の一構成例図である。図において、11は署名応答信号
作成回路であり、移動局が発呼するとき自局のIDと鍵
Kとにより時刻情報を基準にした署名応答信号を作成し
て基地局に対して送信する回路である。12は基地局の
署名応答信号照合回路であり、移動局からの署名応答信
号を受信して正当な移動局か否かを照合判定し通信許可
,不許可を認証するための回路である。図2は図1に示
した移動局の署名応答信号作成回路11の詳細を示す構
成例図である。図において、24は時計部、21は乱数
発生器、22は応答信号作成器、23は出力処理回路で
ある。図3は図1に示した基地局の署名応答信号照合回
路12の詳細を示す構成例図である。図において、31
は入力処理回路、32は鍵検索回路、36は時計部、3
3は乱数発生器、34は応答信号作成器、35は照合回
路である。
の一構成例図である。図において、11は署名応答信号
作成回路であり、移動局が発呼するとき自局のIDと鍵
Kとにより時刻情報を基準にした署名応答信号を作成し
て基地局に対して送信する回路である。12は基地局の
署名応答信号照合回路であり、移動局からの署名応答信
号を受信して正当な移動局か否かを照合判定し通信許可
,不許可を認証するための回路である。図2は図1に示
した移動局の署名応答信号作成回路11の詳細を示す構
成例図である。図において、24は時計部、21は乱数
発生器、22は応答信号作成器、23は出力処理回路で
ある。図3は図1に示した基地局の署名応答信号照合回
路12の詳細を示す構成例図である。図において、31
は入力処理回路、32は鍵検索回路、36は時計部、3
3は乱数発生器、34は応答信号作成器、35は照合回
路である。
【0006】
【作用】図1に示した構成例に基づく本発明の移動通信
端末局の認証方式の動作を図2および図3を用いて以下
詳細に説明する。まず、図2において、通信を開始しよ
うとする移動局は、その時点での西暦年を含む時刻情報
を時計部24から乱数発生器21に入力し、時刻情報に
一意に対応する乱数Rを発生させて署名応答作成処理を
行う応答信号作成器22へ出力する。応答信号作成器2
2では上記乱数Rと各移動局が固有に保持する非公開の
鍵Kとから、署名応答信号RES1を以下の演算処理に
より生成して出力する。即ち、乱数R及び鍵Kをそれぞ
れ独立変数とする任意の関数X(R,K),Y(R,K
)及びZ(R,K)の1組あるいは複数組を用いて次式
の一方向性関数f(X,Y,Z)を1回もしくは複数回
計算することにより得られる数値の集合からなる第1の
署名応答信号RES1を作成する。 f(X,Y,Z)=〔XY 〕modZ但し、〔・〕m
odZはZで除算したときの剰余である。上記一方向性
関数は、その値f(X,Y,Z)とRとを既知としKを
未知とするとき、f(X,Y,Z)とRから、逆にKを
求めることは極めて困難であることが知られている。従
って、一方向性関数を1回または複数回用いて算出され
たRES1からは鍵Kを求めることは事実上不可能に近
く、非公開の鍵Kを第三者から秘匿することが出来る。 応答信号作成器22から出力された署名応答信号RES
1と、前記IDを入力し、出力処理回路23を用いて発
呼信号として前記基地局へ送信する。
端末局の認証方式の動作を図2および図3を用いて以下
詳細に説明する。まず、図2において、通信を開始しよ
うとする移動局は、その時点での西暦年を含む時刻情報
を時計部24から乱数発生器21に入力し、時刻情報に
一意に対応する乱数Rを発生させて署名応答作成処理を
行う応答信号作成器22へ出力する。応答信号作成器2
2では上記乱数Rと各移動局が固有に保持する非公開の
鍵Kとから、署名応答信号RES1を以下の演算処理に
より生成して出力する。即ち、乱数R及び鍵Kをそれぞ
れ独立変数とする任意の関数X(R,K),Y(R,K
)及びZ(R,K)の1組あるいは複数組を用いて次式
の一方向性関数f(X,Y,Z)を1回もしくは複数回
計算することにより得られる数値の集合からなる第1の
署名応答信号RES1を作成する。 f(X,Y,Z)=〔XY 〕modZ但し、〔・〕m
odZはZで除算したときの剰余である。上記一方向性
関数は、その値f(X,Y,Z)とRとを既知としKを
未知とするとき、f(X,Y,Z)とRから、逆にKを
求めることは極めて困難であることが知られている。従
って、一方向性関数を1回または複数回用いて算出され
たRES1からは鍵Kを求めることは事実上不可能に近
く、非公開の鍵Kを第三者から秘匿することが出来る。 応答信号作成器22から出力された署名応答信号RES
1と、前記IDを入力し、出力処理回路23を用いて発
呼信号として前記基地局へ送信する。
【0007】次に図3の基地局の詳細回路において、ま
ず入力処理回路31において移動局からの発呼信号を、
署名応答信号RES1とIDとに分離し、署名応答信号
RES1を照合回路35へ、IDを鍵検索回路32へそ
れぞれ出力する。鍵検索回路32では入力されたIDに
より一意に定まる鍵Kを非公開の内部データファイルよ
り検索し応答信号作成器34へ出力する。一方乱数発生
器33では図2で説明した乱数発生器21と同様の手続
により乱数Rを発生し応答信号作成器34へ出力する。 ここで、移動局及び基地局で同一の周期で時刻をサンプ
リングする等の方法により乱数発生器21および33で
用いる時刻情報を同一とするように処理される。すなわ
ち、時計部24,36からそれぞれ出力される時刻情報
は、例えばサンプリング周期を5分とすると、10:0
0〜10:04:59までは10:00という時刻情報
とし、10:05〜10:09:59までは10:05
という時刻情報とする。これによって、移動局の発呼時
刻と基地局の受信時刻とは最大5分間の時刻のずれを吸
収することができる。応答信号作成器34では鍵検索回
路32からの鍵Kと乱数発生器33からの乱数Rを入力
し、図2で説明した応答信号作成器22と同様の手続に
より署名応答信号RES2を生成し照合回路35へ出力
する。照合回路35では、入力処理回路31からの移動
局が生成した署名応答信号RES1と、上記の応答信号
作成器34により基地局が生成した署名応答信号RES
2とを入力し、両者の照合を行って、一致/不一致のい
ずれかを示す信号を出力する。
ず入力処理回路31において移動局からの発呼信号を、
署名応答信号RES1とIDとに分離し、署名応答信号
RES1を照合回路35へ、IDを鍵検索回路32へそ
れぞれ出力する。鍵検索回路32では入力されたIDに
より一意に定まる鍵Kを非公開の内部データファイルよ
り検索し応答信号作成器34へ出力する。一方乱数発生
器33では図2で説明した乱数発生器21と同様の手続
により乱数Rを発生し応答信号作成器34へ出力する。 ここで、移動局及び基地局で同一の周期で時刻をサンプ
リングする等の方法により乱数発生器21および33で
用いる時刻情報を同一とするように処理される。すなわ
ち、時計部24,36からそれぞれ出力される時刻情報
は、例えばサンプリング周期を5分とすると、10:0
0〜10:04:59までは10:00という時刻情報
とし、10:05〜10:09:59までは10:05
という時刻情報とする。これによって、移動局の発呼時
刻と基地局の受信時刻とは最大5分間の時刻のずれを吸
収することができる。応答信号作成器34では鍵検索回
路32からの鍵Kと乱数発生器33からの乱数Rを入力
し、図2で説明した応答信号作成器22と同様の手続に
より署名応答信号RES2を生成し照合回路35へ出力
する。照合回路35では、入力処理回路31からの移動
局が生成した署名応答信号RES1と、上記の応答信号
作成器34により基地局が生成した署名応答信号RES
2とを入力し、両者の照合を行って、一致/不一致のい
ずれかを示す信号を出力する。
【0008】なお、図に省略したが後に続く制御におい
て、上記照合結果が一致した場合には当該移動局は正当
な端末局として認証されて通信回線使用のサービスを受
けることができる。一方照合結果が不一致の場合には、
正当な端末局とは認証されず通信回線の提供を拒絶され
る。以上説明した移動機に対する認証方式は、無線通信
に限らず可搬型の有線端末局においても適用することが
できる。
て、上記照合結果が一致した場合には当該移動局は正当
な端末局として認証されて通信回線使用のサービスを受
けることができる。一方照合結果が不一致の場合には、
正当な端末局とは認証されず通信回線の提供を拒絶され
る。以上説明した移動機に対する認証方式は、無線通信
に限らず可搬型の有線端末局においても適用することが
できる。
【0009】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより、基地局が移動局を認証するために、
移動局から認証信号を一回のみ送信すればよいので通信
回線のトラヒック量が小さくなるとともに、信号の授受
の回数が減ることにより回線誤りによる再試行の確率が
小さくなるので、電波資源有効利用上の効果が大きく、
また、西暦年を含む時刻情報を基にした乱数により認識
番号を暗号化するため、簡潔な処理で事実上再現性の無
い認証信号が得られ秘匿性に優れるという効果がある。
施することにより、基地局が移動局を認証するために、
移動局から認証信号を一回のみ送信すればよいので通信
回線のトラヒック量が小さくなるとともに、信号の授受
の回数が減ることにより回線誤りによる再試行の確率が
小さくなるので、電波資源有効利用上の効果が大きく、
また、西暦年を含む時刻情報を基にした乱数により認識
番号を暗号化するため、簡潔な処理で事実上再現性の無
い認証信号が得られ秘匿性に優れるという効果がある。
【図1】本発明による移動通信端末の認証方式の一構成
例図である。
例図である。
【図2】本発明による移動局側処理回路の一構成例図で
ある。
ある。
【図3】本発明による基地局側処理回路の一構成例図で
ある。
ある。
【図4】従来の移動通信端末の認証方式の一構成例図で
ある。
ある。
11 署名応答信号作成回路
12 署名応答信号照合回路
21 乱数発生器
22 応答信号作成器
23 出力処理回路
24 時計部
31 入力処理回路
32 鍵検索回路
33 乱数発生器
34 応答信号作成器
35 照合回路
36 時計部
41 乱数発生器
42 鍵検索回路
43,44 応答信号作成器
44 照合回路
Claims (1)
- 【請求項1】 移動通信基地局が移動通信端末局
からの発呼信号を受信して当該移動通信端末局が正当な
移動機か否かを認証するために、前記移動機には、発呼
するときの時刻情報に一意に対応する乱数Rを発生する
第1の乱数発生器と、該乱数Rと個々の移動機に固有に
割当てられた非公開の鍵Kとを独立変数とする3つの任
意の関数X(R,K),Y(R,K)及びZ(R,K)
のうち少なくとも1つを用いて次式の一方向性関数f(
X,Y,Z)=〔XY 〕modZ(但し〔・〕mod
ZはZで除算したときの剰余)を1回もしくは複数回計
算することにより得られる数値の集合からなる第1の署
名応答信号RES1に変換して出力する第1の応答信号
作成器と、該第1の署名応答信号RES1と個々の移動
機の認識番号IDとを合成して前記発呼信号とする出力
処理回路とを備え、前記移動通信基地局には、移動機か
らの前記発呼信号を前記第1の署名応答信号RES1と
前記認識番号IDとに分離出力する入力処理回路と、該
認識番号IDから一意に対応する鍵Kを予め登録された
非公開の内部データファイルから検索して出力する鍵検
索回路と、前記第1の乱数発生器と同一の機能を有し受
信したときの時刻情報に一意に対応した乱数Rを発生す
る第2の乱数発生器と、該乱数Rと前記鍵Kとから前記
第1の応答信号作成器と同一の手続きにより第2の署名
応答信号RES2を生成する第2の応答信号作成器と、
該第2の署名応答信号RES2と前記第1の署名応答信
号RES1とを比較照合して同一か否かを示す信号を出
力する照合回路とを備えて当該移動通信端末局が正当な
移動機か否かを認証するように構成した移動通信端末局
の認証方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3087380A JP2963551B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 移動通信端末局の認証方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3087380A JP2963551B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 移動通信端末局の認証方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04301930A true JPH04301930A (ja) | 1992-10-26 |
| JP2963551B2 JP2963551B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=13913292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3087380A Expired - Fee Related JP2963551B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 移動通信端末局の認証方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2963551B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP3087380A patent/JP2963551B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2963551B2 (ja) | 1999-10-18 |
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