(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
MTC装置認証方法であって：
MTCゲートウェイによって、コア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行する段階と；
前記MTCゲートウェイによって、MTC装置と相互認証を実行する段階と；
前記MTCゲートウェイによって、前記MTC装置との前記相互認証の結果を前記コア・ネットワーク・ノードに報告する段階と；
前記MTCゲートウェイによって、鍵K1または鍵K2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供する段階とを含み、
前記鍵K1は前記MTCゲートウェイおよび前記コア・ネットワーク・ノードによって実行される前記相互認証のプロセスにおいて生成される鍵であり、前記鍵K2は鍵アルゴリズムA1および前記鍵K1に基づいて前記MTCゲートウェイによって導出される非アクセス層鍵である、
方法。
【請求項２】
前記MTCゲートウェイによって、鍵K1または鍵K2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供する前記段階が：
前記MTCゲートウェイによって、前記鍵K2を、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kとして前記MTC装置に送達することを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記MTCゲートウェイによって、鍵K1または鍵K2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供する前記段階が：
前記MTCゲートウェイによって、鍵アルゴリズムA2および前記鍵K1に基づいて、または前記鍵アルゴリズムA2および前記鍵K2に基づいて、非アクセス層鍵K3を導出し；
前記MTCゲートウェイによって、前記非アクセス層鍵K3を、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kとして前記MTC装置に送達することを含み、
前記鍵アルゴリズムA2は、前記コア・ネットワーク・ノードが前記MTCゲートウェイと前記MTC装置との間の前記相互認証の認証結果を受信したあと、前記MTC装置について前記コア・ネットワーク・ノードによって選択された鍵アルゴリズムである、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のうちいずれか一項記載の方法であって、前記MTCゲートウェイが鍵K1または鍵K2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供したのち、当該方法がさらに：
前記MTCゲートウェイによって、前記鍵K1に基づいて、前記MTCゲートウェイと電波アクセス・ネットワーク・ノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を提供する段階を含む、
請求項１ないし３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記MTCゲートウェイによって、前記鍵K1に基づいて、前記MTCゲートウェイと電波アクセス・ネットワーク・ノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を提供する前記段階が：
前記MTCゲートウェイによって、前記MTC装置によって与えられるメッセージ・カウンタのカウント値Ncount1を取得する段階であって、前記メッセージ・カウンタの前記カウント値Ncount1は、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の対話プロセスにおいて交換されるメッセージを計数することによって得られる値である、段階と；
前記MTCゲートウェイによって、前記メッセージ・カウンタの前記カウント値Ncount1および前記鍵K1に基づいて鍵KeNBを導出する段階と；
前記MTCゲートウェイによって、前記鍵KeNBに基づいて前記MTCゲートウェイと前記電波アクセス・ネットワーク・ノードとの間の前記アクセス層リンク保護鍵を導出する段階とを含む、
請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記MTCゲートウェイによって、前記鍵K1に基づいて、前記MTCゲートウェイと電波アクセス・ネットワーク・ノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を提供する前記段階が：
前記MTCゲートウェイによって、前記MTC装置によって与えられるメッセージ・カウンタのカウント値Ncount1を取得する段階であって、前記メッセージ・カウンタの前記カウント値Ncount1は、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の対話プロセスにおいて交換されるメッセージを計数することによって得られる値である、段階と；
前記MTCゲートウェイによって、前記MTC装置の装置識別情報を取得する段階と；
前記MTCゲートウェイによって、前記メッセージ・カウンタの前記カウント値Ncount1、前記鍵K1および前記MTC装置の前記装置識別情報に基づいて鍵KeNBを導出する段階と；
前記MTCゲートウェイによって、前記鍵KeNBに基づいて前記MTCゲートウェイと前記電波アクセス・ネットワーク・ノードとの間の前記アクセス層リンク保護鍵を導出する段階とを含む、
請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記MTCゲートウェイによって、前記鍵K1に基づいて、前記MTCゲートウェイと電波アクセス・ネットワーク・ノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を提供する前記段階が：
前記MTCゲートウェイによって、メッセージ・カウンタのカウント値Ncount2および前記鍵1に基づいて鍵KeNBを導出する段階であって、前記メッセージ・カウンタの前記カウント値Ncount2は、前記MTCゲートウェイと前記コア・ネットワーク・ノードとの間の対話プロセスにおいて交換されるメッセージを計数することによって得られる値である、段階と；
前記MTCゲートウェイによって、前記鍵KeNBに基づいて前記MTCゲートウェイと前記電波アクセス・ネットワーク・ノードとの間の前記アクセス層リンク保護鍵を導出する段階とを含む、
請求項４記載の方法。
【請求項８】
前記非アクセス層リンク保護鍵Kは、非アクセス層リンク上で転送されるデータを保護するために使われる、請求項１ないし７のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
前記アクセス層リンク保護鍵は、アクセス層リンク上で転送されるデータを保護するために使われる、請求項４ないし７のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
MTC装置認証方法であって：
コア・ネットワーク・ノードによって、MTCゲートウェイと相互認証を実行する段階と；
前記コア・ネットワーク・ノードによって、前記MTCゲートウェイとMTC装置との間の相互認証の、前記MTCゲートウェイによって送られた結果を受信する段階と；
前記コア・ネットワーク・ノードによって、鍵K1または鍵K2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供する段階とを含み、
前記鍵K1は前記コア・ネットワーク・ノードおよび前記MTCゲートウェイによって実行される前記相互認証のプロセスにおいて生成される鍵であり、前記鍵K2は鍵アルゴリズムA1および前記鍵K1に基づいて前記コア・ネットワーク・ノードによって導出される非アクセス層鍵である、
方法。
【請求項１１】
前記コア・ネットワーク・ノードによって、鍵K1または鍵K2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供する前記段階が：
前記コア・ネットワーク・ノードによって、鍵アルゴリズムA2および前記鍵K1に基づいて、または鍵アルゴリズムA2および前記鍵K2に基づいて、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kを導出し；
前記MTCゲートウェイまたは前記MTC装置が前記鍵アルゴリズムA2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kを導出するよう、前記コア・ネットワーク・ノードによって、前記鍵アルゴリズムA2を前記MTCゲートウェイまたは前記MTC装置に送達する段階とを含み、
前記鍵アルゴリズムA2は、前記コア・ネットワーク・ノードが前記MTCゲートウェイと前記MTC装置との間の前記相互認証の認証結果を受信したあと、前記MTC装置について前記コア・ネットワーク・ノードによって選択された鍵アルゴリズムである、
請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
MTC装置認証方法であって：
MTC装置によって、MTCゲートウェイと相互認証を実行する段階と；
前記MTCゲートウェイが前記コア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行して、前記MTCゲートウェイと前記MTC装置との間の相互認証の結果を前記コア・ネットワーク・ノードに報告したのち、前記MTC装置によって、鍵K1または鍵K2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを得る段階とを含み、
前記鍵K2は、前記MTCゲートウェイが前記コア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行するときに前記鍵K1に基づいて導出される非アクセス層鍵であり、前記鍵K1は前記MTCゲートウェイと前記コア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証のプロセスにおいて生成される、
方法。
【請求項１３】
前記MTC装置によって、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記保護鍵Kを得る前記段階が：
前記MTC装置によって、前記MTCゲートウェイによって送達される前記鍵K2を受信する段階と；
前記MTC装置によって、前記鍵K2を、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kとして使う段階とを含む、
請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記MTC装置によって、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kを得る前記段階が：
前記MTC装置によって、前記MTCゲートウェイによって送達される前記鍵K1または前記MTCゲートウェイによって送達される前記鍵K2を受信する段階と；
前記MTC装置によって、鍵アルゴリズムA2を受信する段階と；
前記MTC装置によって、前記鍵アルゴリズムA2および前記鍵K1に基づいて、または前記鍵アルゴリズムA2および前記鍵K2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kを生成する段階とを含み、
前記鍵アルゴリズムA2は、前記コア・ネットワーク・ノードが前記MTCゲートウェイと前記MTC装置との間の前記相互認証の認証結果を受信したあと、前記MTC装置について前記コア・ネットワーク・ノードによって選択された鍵アルゴリズムである、
請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記MTC装置によって、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kを得る前記段階が：
前記MTC装置によって、鍵アルゴリズムA2を受信する段階と；
前記MTC装置によって、前記鍵アルゴリズムA2を前記MTCゲートウェイに送る段階と；
前記MTC装置によって、前記MTCゲートウェイによって送達される鍵K3を受信し、前記鍵K3を、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kとして使う段階とを含み、
前記鍵K3は、前記鍵アルゴリズムA2および前記鍵K1に基づいて、または前記鍵アルゴリズムA2および前記鍵K2に基づいて前記MTCゲートウェイによって導出される、
請求項１２ないし１４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１６】
前記MTC装置によって、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kを得る前記段階が：
前記MTC装置によって、前記MTCゲートウェイによって送達される鍵K3を受信する段階と；
前記MTC装置によって、前記鍵K3を、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kとして使う段階とを含み、
前記鍵K3は、鍵アルゴリズムA2および前記鍵K1に基づいて、または前記鍵アルゴリズムA2および前記鍵K2に基づいて前記MTCゲートウェイによって導出される、
請求項１２ないし１４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１７】
ゲートウェイであって：
コア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、MTC装置と相互認証を実行するよう構成された認証モジュールと；
前記認証モジュールと前記MTC装置との間の相互認証の結果を前記コア・ネットワーク・ノードに報告するよう構成された報告モジュールと；
鍵K1または鍵K2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供するよう構成された鍵提供モジュールとを含み、
前記鍵K1は前記認証モジュールによって前記コア・ネットワーク・ノードと実行される前記相互認証のプロセスにおいて生成される鍵であり、前記鍵K2は鍵アルゴリズムA1および前記鍵K1に基づいて前記MTCゲートウェイによって導出される鍵である、
ゲートウェイ。
【請求項１８】
前記鍵提供モジュールが第一の鍵送達ユニットを有しており、前記第一の鍵送達ユニットは、前記鍵K2を、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kとして前記MTC装置に送達するよう構成される、または
前記鍵提供モジュールが鍵導出ユニットおよび第二の鍵送達ユニットを有しており、前記鍵導出ユニットは、鍵アルゴリズムA2および前記鍵K1に基づいて、もしくは前記鍵アルゴリズムA2および前記鍵K2に基づいて鍵K3を導出するよう構成されており、前記鍵アルゴリズムA2は、前記コア・ネットワーク・ノードが前記MTCゲートウェイと前記MTC装置との間の前記相互認証の認証結果を受信したあと、前記MTC装置について前記コア・ネットワーク・ノードによって選択された鍵アルゴリズムであり、
前記第二の鍵送達ユニットは、前記鍵導出ユニットによって導出された鍵K3を、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kとして前記MTC装置に送達するよう構成される、
請求項１７記載のゲートウェイ。
【請求項１９】
コア・ネットワーク・ノードであって：
MTCゲートウェイと相互認証を実行するよう構成された認証モジュールと；
前記MTCゲートウェイとMTC装置との間の相互認証の結果を受信するよう構成された受信モジュールと；
鍵K1または鍵K2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供するよう構成された鍵提供モジュールとを含み、
前記鍵K1は前記コア・ネットワーク・ノードおよび前記MTCゲートウェイによって実行される前記相互認証のプロセスにおいて生成される鍵であり、前記鍵K2は鍵アルゴリズムA1および前記鍵K1に基づいて前記コア・ネットワーク・ノードによって導出される非アクセス層鍵である、
コア・ネットワーク・ノード。
【請求項２０】
前記鍵提供モジュールが：
鍵アルゴリズムA2および前記鍵K1に基づいて、もしくは鍵アルゴリズムA2および前記鍵K2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kを導出するよう構成された鍵導出ユニットと；
前記MTCゲートウェイまたは前記MTC装置が前記鍵アルゴリズムA2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kを生成するよう、前記鍵アルゴリズムA2を前記MTCゲートウェイまたは前記MTC装置に送達するよう構成された送達ユニットとを有しており、
前記鍵アルゴリズムA2は、前記コア・ネットワーク・ノードが前記MTCゲートウェイと前記MTC装置との間の前記相互認証の認証結果を受信したあと、前記MTC装置について前記コア・ネットワーク・ノードによって選択された鍵アルゴリズムである、
請求項１９記載のコア・ネットワーク・ノード。
【請求項２１】
MTC装置であって：
MTCゲートウェイと相互認証を実行するよう構成された認証モジュールと；
前記MTCゲートウェイがコア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、前記認証モジュールとの相互認証の結果を前記コア・ネットワーク・ノードに報告したのち、鍵K1または鍵K2に基づいて前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを取得するよう構成された鍵取得モジュールとを有し、
前記鍵K2は、前記MTCゲートウェイが前記コア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行するときに前記鍵K1に基づいて導出される非アクセス層鍵であり、前記鍵K1は前記MTCゲートウェイと前記コア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証のプロセスにおいて生成される、
MTC装置。
【請求項２２】
請求項２１記載のMTC装置であって：
前記鍵取得モジュールが第一の受信ユニットを有しており、前記第一の受信ユニットは、前記MTCゲートウェイによって送達される前記鍵K2を受信するよう構成されており、前記K2は前記MTCゲートウェイが前記コア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行するときに前記鍵K1に基づいて導出される鍵である；
または、
前記鍵取得モジュールが第二の受信ユニットおよび鍵導出ユニットを有しており、
前記第二の受信ユニットは、鍵アルゴリズムA2および前記MTCゲートウェイによって送達される前記鍵K1または前記MTCゲートウェイによって送達される前記鍵K2を受信するよう構成されており、
前記鍵導出ユニットは、前記第二の受信ユニットによって受信される前記鍵アルゴリズムA2および前記鍵K1に基づいて、もしくは前記第二の受信ユニットによって受信される前記鍵アルゴリズムA2および前記鍵K2に基づいて、前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記非アクセス層リンク保護鍵Kを生成するよう構成されている；
または、
前記鍵取得モジュールが第三の受信ユニット、送出ユニットおよび第四の受信ユニットを有しており、
前記第三の受信ユニットは前記鍵アルゴリズムA2を受信するよう構成され、
前記送出ユニットは前記鍵アルゴリズムA2を前記MTCゲートウェイに送るよう構成され、
前記第四の受信ユニットは前記MTCゲートウェイによって送達される鍵K3を受信するよう構成される；
または、
前記鍵取得モジュールが第五の受信ユニットを有しており、
前記第五の受信ユニットは前記MTCゲートウェイによって送達される鍵K3を受信するよう構成されており、
前記鍵アルゴリズムA2は、前記コア・ネットワーク・ノードが前記MTCゲートウェイと前記MTC装置との間の相互認証の認証結果を受信したあと、前記MTC装置について前記コア・ネットワーク・ノードによって選択された鍵アルゴリズムであり、前記鍵K2は、前記MTCゲートウェイが前記コア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行するときに前記鍵K1に基づいて導出された非アクセス層鍵であり、前記鍵K1は前記MTCゲートウェイと前記コア・ネットワーク・ノードとの間の前記相互認証のプロセスにおいて生成され、前記鍵K3は、前記鍵アルゴリズムA2および鍵K1に基づいて、または前記鍵アルゴリズムA2および鍵K2に基づいて前記MTCゲートウェイによって導出される、
MTC装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、2010年1月29日に出願された「MTC装置認証方法、MTCゲートウェイおよび関係する装置」という名称の中国特許出願第201010104936.0号の優先権を主張する。該出願の内容は参照によってその全体において本願明細書に組み込まれる。
【０００２】
発明の分野
本発明は無線通信の分野に関し、特に、MTC装置認証方法、MTCゲートウェイおよび関係する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
マシンツーマシン（M2M:  Machine  to  Machine）技術は、無線通信と情報技術の統合であり、双方向通信に使われ、セキュリティ・モニタリングおよび検出、自動販売機および積荷追跡のような分野に応用される。通信目的に応じて、M2Mは三つの通信モードに分割されうる：マシンからマシンへ、マシンからモバイル端末へ（リモート・ユーザー・モニタリングなど）およびモバイル端末からマシンへ（リモート・ユーザー制御など）である。M2M通信では、ネットワークにアクセスするM2M装置はマシン型通信（MTC:  Machine  Type  Communication）装置とも呼ばれる。
【０００４】
一般に、M2M通信をサポートするシステムにおいて、MTC装置の量は膨大である。各MTC装置が従来技術の認証方法に従って直接認証される場合、各MTC装置とネットワーク側との間の認証プロセスにおいて大量の信号伝達対話がある。大量のMTC装置がネットワークにアクセスして認証を実行するときに生成されるこの種の信号伝達トラフィックは、ネットワーク側にとって無視できない。さらに、大量の認証プロセスはネットワーク側の処理機能を費消する。これらすべてはネットワークに重い負荷をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の諸実施形態は、MTC装置認証方法、MTCゲートウェイおよび関係する装置であって、従来技術においてMTC装置が認証される場合に大量のMTC装置とネットワーク側の間の直接対話が重い負荷をネットワークにもたらすという問題を解決するために使われるものを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
MTC装置認証方法は：MTCゲートウェイによって、コア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行する段階と；前記MTCゲートウェイによって、MTC装置と相互認証を実行する段階と；前記MTCゲートウェイによって、前記MTC装置との前記相互認証の結果を前記コア・ネットワーク・ノードに報告する段階と；前記MTCゲートウェイによって、鍵K1または鍵K2に従って前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層（non  access  stratum）リンク保護鍵Kを提供する段階とを含み、前記鍵K1は前記MTCゲートウェイによって前記コア・ネットワーク・ノードと実行される前記相互認証のプロセスにおいて生成される鍵であり、前記鍵K2は鍵アルゴリズムA1および前記鍵K1に基づいて前記MTCゲートウェイによって導出される非アクセス層鍵である。
【０００７】
MTC装置認証方法は：コア・ネットワーク・ノードによって、MTCゲートウェイと相互認証を実行する段階と；前記コア・ネットワーク・ノードによって、MTCゲートウェイとMTC装置との間の相互認証の、MTCゲートウェイによって送られた結果を受信する段階と；前記コア・ネットワーク・ノードによって、鍵K1または鍵K2に従って前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層（non  access  stratum）リンク保護鍵Kを提供する段階とを含み、前記鍵K1は前記コア・ネットワーク・ノードによって前記MTCゲートウェイと実行される前記相互認証のプロセスにおいて生成される鍵であり、前記鍵K2は鍵アルゴリズムA1および前記鍵K1に基づいて前記コア・ネットワーク・ノードによって導出される非アクセス層鍵である。
【０００８】
MTC装置認証方法は：MTC装置によって、MTCゲートウェイと相互認証を実行する段階と；前記MTCゲートウェイが前記コア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行して、前記MTC装置と実行した相互認証の結果を前記コア・ネットワーク・ノードに報告したのち、前記MTC装置によって、前記MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層（non  access  stratum）リンク保護鍵Kを得る段階とを含む。
【０００９】
ゲートウェイは：コア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、MTC装置と相互認証を実行するよう構成された認証モジュールと；前記認証モジュールと前記MTC装置との間の相互認証の結果を前記コア・ネットワーク・ノードに報告するよう構成された報告モジュールと；鍵K1または鍵K2に従って前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供するよう構成された鍵提供モジュールとを含み、前記鍵K1は前記認証モジュールによって前記コア・ネットワーク・ノードと実行される前記相互認証のプロセスにおいて生成される鍵であり、前記鍵K2は鍵アルゴリズムA1および前記鍵K1に基づいて前記MTCゲートウェイによって導出される非アクセス層鍵である。
【００１０】
コア・ネットワーク・ノードは、MTCゲートウェイと相互認証を実行するよう構成された認証モジュールと；前記MTCゲートウェイとMTC装置との間の相互認証の結果を受信するよう構成された受信モジュールと；鍵K1または鍵K2に従って前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供するよう構成された鍵提供モジュールとを含む。
【００１１】
MTC装置は、MTCゲートウェイと相互認証を実行するよう構成された認証モジュールと；前記MTCゲートウェイがコア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、前記認証モジュールと実行した相互認証の結果を前記コア・ネットワーク・ノードに報告したのち、鍵K1または鍵K2に従って前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを取得するよう構成された鍵取得モジュールとを含み、前記鍵K2は、前記MTCゲートウェイが前記コア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行するときに前記鍵K1に従って導出される非アクセス層鍵であり、前記鍵K1は前記MTCゲートウェイと前記コア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証のプロセスにおいて生成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施形態では、コア・ネットワーク・ノードはMTCゲートウェイと直接、相互認証を実行し、次いで、MTCゲートウェイはそれに接続されたMTC装置グループと相互認証を実行し、認証結果をコア・ネットワーク・ノードに報告する。コア・ネットワーク・ノードはMTCゲートウェイと直接に相互認証を実行するだけであり、実際、コア・ネットワーク・ノードとMTC装置との間の相互認証はエージェントとしてのMTCゲートウェイによって完了されるので、この方式は、コア・ネットワーク・ノードとMTC装置との間の直接的な相互認証によって引き起こされる信号伝達トラフィックを客観的に低下させる。従来技術と比べ、これは実際にネットワークのリンク負荷を低下させ、MTC装置と電波アクセス・ネットワーク（RAN:  Radio  Access  Network）ノードとの間のアクセス層機能はMTCゲートウェイを通じて実装される。一方、MTC装置は、コア・ネットワーク・ノードとの非アクセス層機能を実装するだけであり、このこともMTC装置のコストを低下させる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のある実施形態に基づくMTC装置によってコア・ネットワークにアクセスする概略図である。
【図２】本発明のある実施形態に基づく、MTC装置とネットワーク側との間の相互認証の方法の基本的な概略的なフローチャートである。
【図３】本発明の第一の実施形態に基づく、MTC装置認証方法の基本的な概略的なフローチャートである。
【図４】本発明の第一の実施形態に基づく、MTCゲートウェイ、MTC装置およびコア・ネットワーク・ノードの間の対話の概略的なフローチャートである。
【図５Ａ】本発明の第二の実施形態に基づく、MTCゲートウェイ、MTC装置およびコア・ネットワーク・ノードの間の対話の概略的なフローチャートの前半である。
【図５Ｂ】本発明の第二の実施形態に基づく、MTCゲートウェイ、MTC装置およびコア・ネットワーク・ノードの間の対話の概略的なフローチャートの後半である。
【図６Ａ】本発明の第三の実施形態に基づく、MTCゲートウェイ、MTC装置およびコア・ネットワーク・ノードの間の対話の概略的なフローチャートの前半である。
【図６Ｂ】本発明の第三の実施形態に基づく、MTCゲートウェイ、MTC装置およびコア・ネットワーク・ノードの間の対話の概略的なフローチャートの後半である。
【図７】本発明のある実施形態に基づく、MTC装置、MTCゲートウェイ、RANノード（基地局（NB）または発展型ノードB（eNB:  evolved  NodeB））およびコア・ネットワーク・ノードの間の対話の概略的なフローチャートである。
【図８】本発明の第二の実施形態に基づくMTC装置認証方法の基本的な概略的なフローチャートである。
【図９】本発明の第三の実施形態に基づくMTC装置認証方法の基本的な概略的なフローチャートである。
【図１０】本発明の第四実施形態に基づく、MTCゲートウェイ、MTC装置およびコア・ネットワーク・ノードの間の対話の概略的なフローチャートである。
【図１１】本発明の前記第一の実施形態に基づくゲートウェイの基本的な論理構造の概略図である。
【図１２】本発明の前記第二の実施形態に基づくゲートウェイの基本的な論理構造の概略図である。
【図１３】本発明の前記第三の実施形態に基づくゲートウェイの基本的な論理構造の概略図である。
【図１４】本発明の前記第四の実施形態に基づくゲートウェイの基本的な論理構造の概略図である。
【図１５】本発明の第五の実施形態に基づくゲートウェイの基本的な論理構造の概略図である。
【図１６】本発明の第六の実施形態に基づくゲートウェイの基本的な論理構造の概略図である。
【図１７】本発明の第七の実施形態に基づくゲートウェイの基本的な論理構造の概略図である。
【図１８】本発明の前記第一の実施形態に基づくコア・ネットワーク・ノードの基本的な論理構造の概略図である。
【図１９】本発明の前記第二の実施形態に基づくコア・ネットワーク・ノードの基本的な論理構造の概略図である。
【図２０】本発明の前記第一の実施形態に基づくMTC装置の基本的な論理構造の概略図である。
【図２１】本発明の前記第二の実施形態に基づくMTC装置の基本的な論理構造の概略図である。
【図２２】本発明の前記第三の実施形態に基づくMTC装置の基本的な論理構造の概略図である。
【図２３】本発明の前記第四の実施形態に基づくMTC装置の基本的な論理構造の概略図である。
【図２４】本発明の前記第五の実施形態に基づくMTC装置の基本的な論理構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態における技術的解決策は、本発明の実施形態における付属の図面を参照しつつ、下記で明確かつ十全に記述される。明らかに、記述される実施形態は、本発明の実施形態のすべてではなく、その一部に過ぎない。創造的な努力をすることなく本発明のこれらの実施形態に基づいて当業者によって得られる他のあらゆる実施形態は、本発明の保護範囲にはいる。
【００１５】
図１は、本発明の第一の実施形態に基づく、MTC装置によるコア・ネットワークへのアクセスの概略図である。この実施形態では、MTC装置１ないしNはMTC装置グループ（群）をなす。MTCグループは、MTCゲートウェイに接続される。MTCゲートウェイは電波アクセス・ネットワーク（RAN:  Radio  Access  Network）ノードを通じてコア・ネットワークにアクセスする。本発明のすべての実施形態において、本発明の技術的解決策は、このネットワーク構造に基づいて記述される。
【００１６】
第一の実施形態では、MTCゲートウェイは、MTC装置グループ内のMTC装置とは異なり、それに接続されたMTC装置グループ内のMTC装置を管理するために使われる特別なMTC装置であってもよく、RANノードとのアクセス層（AS:  Access  Stratum）機能を有する。MTC装置グループ内のMTC装置はコア・ネットワーク・ノードと非アクセス層（NAS:  Non  Access  Stratum）機能をもつのみであり、RANノードとのAS機能はもたなくてもよい。そのような階層的なモードでは、本発明の認証の仕方は従来技術で提供されるのとは異なることがありうる。たとえば、本発明では、セグメント分割された認証、NAS鍵とAS鍵の別個の生成およびNASリンク保護とASリンク保護の別個の実装などでありうる。これらについてそれぞれ以下で述べる。
【００１７】
図２は、本発明の第一の実施形態に基づく、ネットワーク側とMTC装置との間の相互認証のための方法の基本的な概略的なフローチャートである。この方法は主として以下のステップを含む。
【００１８】
S201：MTCゲートウェイが、コア・ネットワーク・ノードによってそれに対して実行される認証を受け入れ、該コア・ネットワーク・ノードに対して認証を実行する。
【００１９】
本発明の実施形態では、コア・ネットワーク・ノードは移動性管理エンティティ（mobility  management  entity）（MME:  Mobile  Management  Entity）またはサービスするGPRSサポート・ノード（SGSN:  Serving  GPRS  Support  Node）であり、ネットワーク側に位置する。MTCゲートウェイはコア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、認証の仕方は、認証および鍵合意（AKA:  Authentication  and  Key  Agreement）または証明書（a  certificate）であってもよい。既存のシステムとの互換性を考えると、この相互認証については、AKAの仕方が使われるのが好ましいことがある。AKAの仕方がこの認証のために使われる場合、認証プロセスにおいて使われる識別情報〔ID〕は、MTCゲートウェイによって管理されるMTC装置グループのグループ識別情報またはMTCゲートウェイの国際携帯機器加入者識別情報（IMSI:  International  Mobile  Subscriber  Identity）であってもよく、使用される鍵は前記識別情報に対応する基本鍵である。コア・ネットワーク・ノードはMTC装置と直接、相互認証を行わないので、MTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証が失敗した場合、MTCゲートウェイは、それに接続されたMTC装置グループにセッション鍵が無効であることを通知する必要がある。相互認証のトリガー条件については、この実施形態では、認証プロセスは、既存のプロトコルにおけるあらゆるトリガー条件に従ってトリガーされてもよく、MTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証は、MTC装置グループが更新されるとき（たとえばMTC装置が追加または削除されるとき）にトリガーされてもよい。
【００２０】
S202：MTCゲートウェイが、MTC装置に対して認証を実行し、MTC装置によってそれに対して実行された認証を受け入れる。
【００２１】
この実施形態の方法は、図１に示した実施形態における、MTC装置がMTCゲートウェイに接続されているMTC装置ネットワーク構造に基づく。MTCゲートウェイはMTC装置と相互認証を実行し、認証の仕方は、AKA、拡張可能認証プロトコル‐AKA（EAP-AKA:  Extensible  Authentication  Protocol-AKA）、AKAまたはデジタル証明書などであってもよい。これは本発明において限定されない。
【００２２】
S203：MTCゲートウェイは、MTC装置との相互認証の結果をコア・ネットワーク・ノードに報告する。
【００２３】
コア・ネットワーク・ノードはMTC装置と直接、相互認証を行わないので、MTCゲートウェイは、該MTCゲートウェイとMTC装置との間の相互認証の結果をコア・ネットワーク・ノードに報告する必要がある。MTCゲートウェイと一つまたは若干数のある種のMTC装置との間の相互認証が成功かどうかが得られたあとで初めて、コア・ネットワーク・ノードはその後の手順を実行しうる。
【００２４】
この実施形態では、MTCゲートウェイは、コア・ネットワークにアクセスするための自分のための認証クレデンシャルのほかに、MTC装置グループ内のあらゆるMTC装置を管理するための認証クレデンシャルおよび他のセキュリティ関係の情報をも有する。MTCゲートウェイは、こうした認証クレデンシャルまたは他のセキュリティ関係の情報といったセキュリティ管理関係のデータを、信頼できる安全な環境（たとえばTrE）を通じて記憶しうる。ひとたびMTC装置グループに変化が起こると、MTCゲートウェイは、セキュリティ管理関係のデータを更新しうる。これは、オープン・モバイル・アライアンス装置管理（OAM  DM:  Open  Mobile  Alliance  Device  Management）またはネットワーク側のネットワーク要素（たとえばHSS、EIRおよびOAMサーバー）との同期といった仕方を通じてである。
【００２５】
本発明の上記の実施形態では、コア・ネットワーク・ノード（ネットワーク側）はMTC装置と直接には相互認証を実行しないが、MTCゲートウェイがエージェントとしてコア・ネットワーク・ノードとの相互認証およびグループ内のMTC装置との相互認証を完遂し、認証結果をコア・ネットワーク・ノードに報告し、これによりコア・ネットワーク・ノードとMTC装置グループとの間の相互認証が間接的に完了する。コア・ネットワーク・ノードが直接的な相互認証を実行するのはMTCゲートウェイとだけなので、コア・ネットワーク・ノードとMTC装置との間の相互認証は実際にはエージェントとしてのMTCゲートウェイによって完遂される。この仕方は、コア・ネットワーク・ノードとMTC装置との間の直接的な相互認証によって引き起こされる信号伝達トラフィックを客観的に低下させる。従来技術と比べ、これは実際にネットワーク側のリンク負荷を低下させる。
【００２６】
本発明のこの実施形態では、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間のNASリンク保護およびMTC装置とRANノードとの間のASリンク保護の両方が鍵を通じて実行される。これら二つの型のプロトコル層リンク保護鍵の生成方法について、以下で、NASおよびASを例に取って、実施形態を通じて説明する。
【００２７】
図３は、本発明の第一の実施形態に基づくMTC装置認証方法の基本的な概略的なフローチャートである。詳細は次のとおり。
【００２８】
S301：MTCゲートウェイがコア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、MTCゲートウェイがMTC装置と相互認証を実行する。
【００２９】
本発明のこの実施形態では、MTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証およびMTCゲートウェイとMTC装置との間の相互認証は同時に実行されてもよく、異なる時刻に実行されてもよい。異なる時刻に実行される場合には、本発明は時間的順序は限定しない。
【００３０】
S302：MTCゲートウェイは、MTC装置との相互認証の結果をコア・ネットワーク・ノードに報告する。
【００３１】
S303：MTCゲートウェイは、鍵K1または鍵K2に基づいて、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供する。
【００３２】
この実施形態では、鍵K1は、MTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間で実行される相互認証のプロセスにおいて生成され、Kasme鍵であってもよい。鍵K2は鍵アルゴリズムA1および前記鍵K1に基づいてMTCゲートウェイによって導出されるNAS鍵であってもよく、NASアルゴリズムなどの鍵アルゴリズムA1はMTCゲートウェイによって選択され、NAS完全性保護鍵および暗号化鍵を含む。鍵K1はMTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間で実行される相互認証のプロセスにおいて生成されるので、コア・ネットワーク・ノードも鍵K1に従って上記の鍵K2を導出しうることは理解できる。
【００３３】
本発明のある実施形態として、MTCゲートウェイは、それに接続されたすべてのMTC装置に鍵K2を送達してもよい。
【００３４】
MTC装置グループ内の各MTC装置はMTCゲートウェイによって送達された鍵K2を記憶し、コア・ネットワーク・ノードも鍵K2を導出するので、MTC装置またはコア・ネットワーク・ノードは、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間でNASリンク上で転送されるデータを保護するために鍵K2を使ってもよい。すなわち、この実施形態では、MTCは、自分とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kとして、鍵K2を直接使ってもよい。
【００３５】
図４は、MTCゲートウェイが鍵K2を、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kとして、MTC装置に送達する場合の、MTCゲートウェイ、MTC装置およびコア・ネットワーク・ノードの間の対話の手順を示している。この手順は簡単には次のように記述される。
【００３６】
S41：MTCゲートウェイがコア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、MTCゲートウェイがMTC装置と相互認証を実行し、MTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証の過程で鍵K1および鍵K2が生成される。
【００３７】
S42：MTCゲートウェイが、MTC装置との相互認証の結果をコア・ネットワーク・ノードに報告する。
【００３８】
S43：MTCゲートウェイがS41において導出された鍵K2をMTC装置グループに送達する。
【００３９】
S44：MTC装置が、MTCゲートウェイによって送達された鍵K2を記憶する。
【００４０】
本発明のもう一つの実施形態として、MTCゲートウェイは、次の方法を使って、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供してもよい。
【００４１】
MTCゲートウェイが、鍵アルゴリズムA2および鍵K1に従って、あるいは鍵アルゴリズムA2および鍵K2に従って非アクセス層鍵K3を導出する。
【００４２】
MTCゲートウェイが、非アクセス層鍵K3を、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kとして、MTC装置に送達する。
【００４３】
鍵アルゴリズムA2は、コア・ネットワーク・ノードがMTCゲートウェイとMTC装置の間の相互認証の認証結果を受信したのち、そのMTC装置についてコア・ネットワーク・ノードによって選択される鍵アルゴリズムである。
【００４４】
MTCゲートウェイが、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供する実施形態を明確に説明するため、図５Ａおよび図５Ｂが、MTCゲートウェイ、MTC装置およびコア・ネットワーク・ノードの間の対話の手順を示している。この手順は簡単には次のように記述される。
【００４５】
S51：MTCゲートウェイがコア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、MTCゲートウェイがMTC装置と相互認証を実行し、MTCゲートウェイが、認証プロセスにおいて生成された鍵K1およびある選択された鍵アルゴリズムA1に基づいて鍵K2を導出する。
【００４６】
S52：MTCゲートウェイが、MTC装置との相互認証の結果をコア・ネットワーク・ノードに報告する。
【００４７】
S53：あるMTC装置との相互認証の、MTCゲートウェイによって報告された認証結果を受信後、コア・ネットワーク・ノードは、前記あるMTC装置について鍵アルゴリズムA2を選択し、S51の鍵K1および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて、あるいはS51における鍵K2および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて非アクセス層鍵K3を導出する。
【００４８】
S54：コア・ネットワーク・ノードが、選択された鍵アルゴリズムA2を前記あるMTC装置に送達する。
【００４９】
S55：前記あるMTC装置がMTCゲートウェイに、コア・ネットワーク・ノードによって送達された鍵アルゴリズムA2を送る。
【００５０】
S56：MTCゲートウェイが、S51の鍵K1および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて、あるいはS51における鍵K2および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて非アクセス層鍵K3を導出する。
【００５１】
S54ないしS56に対する代替的な仕方は次のようなものであることを注意しておくべきである：コア・ネットワーク・ノードは選択された鍵アルゴリズムA2をMTCゲートウェイに直接送達し、MTCゲートウェイは、S51の鍵K1および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて、あるいはS51における鍵K2および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて非アクセス層鍵K3を導出する。
【００５２】
S57：MTCゲートウェイが、導出された非アクセス層鍵K3をあるMTC装置に送る。
【００５３】
明らかに、S53においてコア・ネットワーク・ノードも非アクセス層鍵K3を導出し、S57において、MTCゲートウェイも導出された非アクセス層鍵K3を前記あるMTC装置に送るので、前記あるMTC装置は、前記非アクセス層鍵K3を、該MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kとして、リンク上のデータを保護するために使ってもよい。
【００５４】
図６Ａおよび図６Ｂは、MTCゲートウェイが、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供する実施形態に基づく、MTCゲートウェイ、MTC装置およびコア・ネットワーク・ノードの間のもう一つの対話の手順を示している。この手順は以下を含む。
【００５５】
S61：MTCゲートウェイがコア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、MTCゲートウェイが複数のMTC装置と相互認証を実行し、MTCゲートウェイが、認証プロセスにおいて生成された鍵K1およびある選択された鍵アルゴリズムA1に基づいて鍵K2を導出する。
【００５６】
MTCゲートウェイと複数のMTC装置との間で実行される相互認証は同時に実行されてもよいし、異なる時刻に実行されてもよい。本実施形態においてその時刻は限定されない。
【００５７】
S62：MTCゲートウェイが、複数のMTC装置との相互認証の認証結果をコア・ネットワーク・ノードに報告する。
【００５８】
S63：複数のMTC装置との相互認証の、MTCゲートウェイによって報告された認証結果を受信後、コア・ネットワーク・ノードは、前記複数のMTC装置について諸鍵アルゴリズムA2を選択し、S61の鍵K1および選択された諸鍵アルゴリズムA2に基づいて、あるいはS61における鍵K2および選択された諸鍵アルゴリズムA2に基づいて諸非アクセス層鍵K3を導出する。
【００５９】
S64：コア・ネットワーク・ノードが、選択された諸鍵アルゴリズムA2をMTCゲートウェイに送達する。
【００６０】
S65：MTCゲートウェイが、S61の鍵K1および選択された諸鍵アルゴリズムA2に基づいて、あるいはS61における鍵K2および選択された諸鍵アルゴリズムA2に基づいて諸非アクセス層鍵K3を導出する。
【００６１】
また、S64ないしS65に対する代替的な仕方は次のようなものであることを注意しておくべきである：コア・ネットワーク・ノードは選択された鍵アルゴリズムA2を前記複数のMTC装置に送達し、それらのMTC装置が鍵アルゴリズムA2をMTCゲートウェイに送り、MTCゲートウェイは、S61の鍵K1および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて、あるいはS61における鍵K2および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて非アクセス層鍵K3を導出する。
【００６２】
この実施形態では、前記複数のMTC装置についてコア・ネットワーク・ノードによって選択された諸鍵アルゴリズムA2は同一の鍵アルゴリズムであってもよく、異なるMTC装置に応じて選択され、MTC装置またはMTCゲートウェイにバッチで送達される異なる鍵アルゴリズムであってもよい。
【００６３】
S66：MTCゲートウェイが、導出された非アクセス層鍵K3を前記複数のMTC装置に送る。
【００６４】
図５Ａおよび図５Ｂに示した実施形態と図６Ａおよび図６Ｂに示した実施形態との間の一つの違いは、図５Ａおよび図５Ｂに示した実施形態では、コア・ネットワーク・ノードが各MTC装置に応じて鍵アルゴリズムA2を選択するため、鍵アルゴリズムは一つずつMTCゲートウェイに（またはMTC装置に）送達され、MTCゲートウェイがその後、各MTC装置についての非アクセス層鍵K3を導出する一方、図６Ａおよび図６Ｂに示した実施形態では、コア・ネットワークが複数のMTC装置について鍵アルゴリズムA2を選択する場合、コア・ネットワーク・ノードはそれらの鍵アルゴリズムA2をバッチでMTC装置に、またはMTCゲートウェイに送達してもよく、その後、MTCゲートウェイが複数のMTC装置について非アクセス層鍵K3を導出するということである。
【００６５】
新たなMTC装置がMTCゲートウェイに接続されるとき、すなわち、MTC装置グループが更新されるとき、非アクセス層鍵K3が図５Ａおよび図５Ｂに示した実施形態の手順に従って導出され、更新されてもよいことを理解するのは難しくない。むろん、MTCゲートウェイおよびコア・ネットワーク・ノード上に構成設定されたポリシーが、MTC装置グループが更新されるときにMTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間の認証がトリガーされるというものであった場合には、MTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間で新たな認証手順が実行されて、鍵K1または鍵K2が更新される。
【００６６】
MTC装置と基地局（ノードB）または発展型ノードB（eNodeB）のようなRANノードとの間のアクセス層リンク保護鍵の保護はセグメントごとに実装されてもよい：MTC装置とMTCゲートウェイとの間のリンク保護はセグメント前リンク保護であり、MTCゲートウェイとRANノードとの間のリンク保護はセグメント後リンク保護である。セグメント前リンク保護については、これは（ブルートゥースおよびジグビーのような）短距離伝送リンクの保護なので、これは3GPPの検討範囲内ではない。セグメント後リンク保護については、鍵KeNBがMTCゲートウェイおよびRANノード上で生成されてもよく、MTCゲートウェイとRANノードとの間の無線インターフェース保護鍵は鍵KeNBから導出される。本発明のある実施形態として、MTCゲートウェイは、鍵K1に従って、MTCゲートウェイとRANノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を提供してもよい。これは以下のステップを含む。
【００６７】
S061：MTCゲートウェイが、メッセージ・カウンタの、MTC装置によって与えられるカウント値Ncount1を得る。
【００６８】
メッセージ・カウンタのカウント値Ncount1は、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の対話の過程で交換されるメッセージを計数することによって得られる値であり、MTC装置によって、MTCゲートウェイに能動的に報告されるか、MTCゲートウェイの要求に応じてMTCゲートウェイに報告される。
【００６９】
S062：MTCゲートウェイが、メッセージ・カウンタのカウント値Ncount1および鍵K1に応じて鍵KeNBを導出する。
【００７０】
S063：MTCゲートウェイが、前記鍵KeNBに基づいて、MTCゲートウェイとRANノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を導出する。
【００７１】
異なる時点に導出されたKeNBが異なることを保証するため、すなわちKeNBを更新し続けるため、鍵K1またはメッセージ・カウンタのカウント値Ncount1に加えて、MTC装置識別情報のような別の鍵導出パラメータがKeNBの導出に含められてもよい。したがって、本発明のもう一つの実施形態として、MTCゲートウェイは、MTCゲートウェイとRANノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を、鍵K1に基づいて提供する。これは以下のステップを含む。
【００７２】
S'061：MTCゲートウェイが、メッセージ・カウンタの、MTC装置によって与えられるカウント値Ncount1を得る。
【００７３】
この実施形態において、メッセージ・カウンタのカウント値Ncount1は先の実施形態におけるメッセージ・カウンタのカウント値Ncount1と同じ意味をもつ。
【００７４】
S'062：MTCゲートウェイが、MTC装置の装置識別情報を取得する。
【００７５】
S'063：MTCゲートウェイが、メッセージ・カウンタのカウント値Ncount1、鍵K1およびMTC装置の装置識別情報に応じて鍵KeNBを導出する。
【００７６】
S'064：MTCゲートウェイが、前記鍵KeNBに基づいて、MTCゲートウェイとRANノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を導出する。
【００７７】
MTCゲートウェイは、コア・ネットワーク・ノードとの間の対話の過程で交換されるメッセージを計数することによって得られる値を提供することができるので、以下のステップがもう一つの実施形態となる。この実施形態では、MTCゲートウェイが、MTCゲートウェイとRANノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を鍵K1に基づいて提供するもので、以下を含む。
【００７８】
MTCゲートウェイが、メッセージ・カウンタのカウント値Ncount2および鍵K1に基づいて鍵KeNBを導出する。
【００７９】
メッセージ・カウンタのカウント値Ncount2は、MTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間の対話の過程で交換されるメッセージを計数することによって得られる値である。
【００８０】
MTCゲートウェイは、MTCゲートウェイとRANノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を鍵KeNBに基づいて導出する。
【００８１】
MTCゲートウェイが、MTCゲートウェイとRANノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を鍵K1に基づいて提供する実施形態をよりよく説明するために、図７は、MTC装置、MTCゲートウェイ、RANノード（基地局（NB）または発展型ノードB（eNB））およびコア・ネットワーク・ノードの間の対話の手順を示している。この手順は簡単には次のように記述される。
【００８２】
S71：MTCゲートウェイがコア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、鍵K1を生成し、MTCゲートウェイがMTC装置と相互認証を実行する。
【００８３】
S72：コア・ネットワークに最初にアクセスするMTC装置が鍵導出パラメータをMTCゲートウェイに送る。
【００８４】
MTC装置グループにおいて、MTCゲートウェイを通じてコア・ネットワークに最初にアクセスするMTC装置が、認証ゲートウェイがASセキュリティを確立するのを助ける。認証ゲートウェイがASセキュリティを確立するのを助けるMTC装置は、メッセージ・カウンタのカウント値（たとえばNcount1）のような、ルート鍵KeNBおよび無線インターフェース保護鍵を導出するのに要求される鍵導出パラメータを提供することができる。この実施形態では、MTCゲートウェイがMTC装置に要求を送ってもよく、MTC装置はその要求の受信後に鍵導出パラメータをMTCゲートウェイに送ってもよい。この要求は、図７において点線のブロック内の手順S'72に示されている。
【００８５】
S73：MTCゲートウェイが、受信した鍵導出パラメータに基づいて鍵KeNBを導出し、さらに、鍵KeNBに基づいてMTCゲートウェイとRANノードの間の無線インターフェース保護鍵を導出する。
【００８６】
S74：コア・ネットワーク・ノードは、MTCゲートウェイとの相互認証の間に生成された鍵K1に基づいて、鍵KeNBを導出する。
【００８７】
MTCゲートウェイに複数のMTC装置が接続されているときは、複数のMTC装置はMTCゲートウェイのASを共有し、したがって、MTCゲートウェイを通じてコア・ネットワークに最初にアクセスし、MTCゲートウェイがASセキュリティを確立するのを助けるMTC装置後は、コア・ネットワーク・ノードとMTCゲートウェイはもはや、そのネットワークにアクセスする他のMTC装置のための鍵KeNBを導出しない、あるいはその後導出されるKeNBは無視する。
【００８８】
S75：コア・ネットワーク・ノードが鍵KeNBをRANノードに送る。
【００８９】
S76：RANノードが、RANノードとMTCゲートウェイの間の無線インターフェース保護鍵を、鍵KeNBに基づいて導出する。
【００９０】
先の実施形態から、MTC装置がMTCゲートウェイを通じてコア・ネットワークにアクセスするときは、MTC装置は、自らとネットワーク側のコア・ネットワーク・ノードとの間にGMM/SM層またはNASのようなより高いプロトコル層を実装するだけでよく、MTC装置とネットワーク側のRANノードとの間のより低いプロトコル層（たとえばAS）はMTCゲートウェイ上で実装されることがわかるだろう。したがって、ソフトウェアおよびハードウェア両方の観点から、MTC装置自身のコストが軽減される。
【００９１】
図８は、本発明の第二の実施形態に基づくMTC装置認証方法の基本的な概略的なフローチャートである。この方法は、主として以下のステップを含む。
【００９２】
S801：コア・ネットワーク・ノードが、MTCゲートウェイと相互認証を実行する。
【００９３】
S802：コア・ネットワーク・ノードが、MTCゲートウェイとMTC装置の間の相互認証の、MTCゲートウェイによって送られた結果を受信する。
【００９４】
S803：コア・ネットワーク・ノードが、鍵K1または鍵K2に従って、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供する。
【００９５】
この実施形態において、鍵K1または鍵K2は先の実施形態と同じである。コア・ネットワーク・ノードによってMTCゲートウェイと相互認証を実行することおよびコア・ネットワーク・ノードによってMTCゲートウェイとMTC装置の間の相互認証の、MTCゲートウェイによって送られた結果を受信することは、先の実施形態において詳述してあり、ここで繰り返して述べることはしない。コア・ネットワーク・ノードによって鍵K1または鍵K2に従って、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供することは、次のような仕方で実装されてもよい。
【００９６】
S081：コア・ネットワーク・ノードが、鍵アルゴリズムA2および鍵K1に従って、あるいは鍵アルゴリズムA2および鍵K2に従って、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを導出する。
【００９７】
この実施形態では、コア・ネットワーク・ノードが、鍵アルゴリズムA2および鍵K1に従って、あるいは鍵アルゴリズムA2および鍵K2に従って、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを導出するとき、異なるMTC装置については異なる鍵アルゴリズムA2が選択されてもよく、それにより異なるMTC装置について異なる非アクセス層リンク保護鍵Kが導出される。これは、図５Ａおよび図５Ｂに示した手順S53およびS54または図６Ａおよび図６Ｂに示した手順S63およびS64において述べられている。
【００９８】
S082：コア・ネットワーク・ノードは鍵アルゴリズムA2をMTCゲートウェイまたはMTC装置に送達する。
【００９９】
あとで、MTCゲートウェイまたはMTC装置は、鍵アルゴリズムA2に従ってMTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを生成してもよい。この実施形態では、コア・ネットワーク・ノードと、MTCゲートウェイと、MTC装置の間の対話は図５Ａおよび図５Ｂまたは図６Ａおよび図６Ｂに示されるようなものである。図５Ａおよび図５Ｂまたは図６Ａおよび図６Ｂおよび関連する本文が参照できるので、詳細はここで繰り返して述べることはしない。
【０１００】
図９は、本発明の第三の実施形態に基づくMTC装置認証方法の基本的な概略的なフローチャートである。この方法は、主として以下のステップを含む。
【０１０１】
S901：MTC装置が、MTCゲートウェイと相互認証を実行する。
【０１０２】
S902：MTCゲートウェイが、コア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、MTC装置との相互認証の結果をコア・ネットワーク・ノードに報告し、MTC装置は、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを取得する。
【０１０３】
MTC装置によってMTCゲートウェイと相互認証を実行することおよびMTCゲートウェイによってMTC装置との相互認証の結果をコア・ネットワーク・ノードに報告することは、先の諸実施形態において詳述してあり、ここで繰り返して述べることはしない。
【０１０４】
この実施形態では、MTC装置によってMTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを取得することは、次のようであってもよい：MTC装置がMTCゲートウェイによって送達される鍵K2を受信する；MTC装置が鍵K2を、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kとして直接使う；たとえば、図４に示した手順S41ないしS43において、MTCゲートウェイは鍵K2を導出し、S44において、導出されたK2をMTC装置グループに送達する。あるいは、MTC装置はMTCゲートウェイによって送達される鍵K3を直接受信する；MTC装置は鍵K3を、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kとして使う；たとえば、図５Ａおよび図５Ｂまたは図６Ａおよび図６Ｂに示した手順S55ないしS57または手順S65ないしS67の代替的な方法では、コア・ネットワーク・ノードは選択された鍵アルゴリズムA2をMTCゲートウェイに直接送達し、MTCゲートウェイはS51またはS61において鍵K1および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて、あるいはS51またはS61において鍵K2および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて、鍵K3を導出し、次いで、MTCゲートウェイは導出された非アクセス層鍵K3をある一つのMTC装置または複数のMTC装置に送る。それにより、MTC装置は鍵K3を、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kとして使う。
【０１０５】
この実施形態において、鍵K2および非アクセス層リンク保護鍵Kの意味は図４に示した実施形態と同じである。なぜMTC装置が鍵K2を、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kとして直接使うことができるかは、図４に示した実施形態においても述べられている。
【０１０６】
MTC装置によってMTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを取得するための他の二つの仕方について別個に下記で与えておく。
【０１０７】
仕方１：
S911：MTC装置が鍵アルゴリズムA2を受け取る。
【０１０８】
S912：MTC装置がMTCゲートウェイに鍵アルゴリズムA2を送る。
【０１０９】
S913：MTC装置が、MTCゲートウェイによって送達される鍵K3を受信し、鍵K3を、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kとして使う。
【０１１０】
ここで、たとえば先のS912およびS913の例については、図５Ａおよび図５Ｂまたは図６Ａおよび図６Ｂを参照してもよい。図５Ａおよび図５Ｂまたは図６Ａおよび図６Ｂに示した手順S55または手順S64では、コア・ネットワーク・ノードによって送達された鍵アルゴリズムA2がMTCゲートウェイに送られたのち、MTCゲートウェイは、図５Ａおよび図５Ｂまたは図６Ａおよび図６Ｂに示した手順S51またはS61における鍵K1および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて、あるいは図５Ａおよび図５Ｂまたは図６Ａおよび図６Ｂに示した手順S51またはS61における鍵K2および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて、非アクセス層鍵K3を導出する；MTCゲートウェイによって導出された鍵K3があるMTC装置によって、または複数のMTC装置によって受信されたのち、MTC装置は鍵K3を、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kとして使ってもよい。
【０１１１】
仕方２：
S921：MTC装置がMTCゲートウェイによって送達される鍵K1またはMTCゲートウェイによって送達される鍵K2を受け取る。
【０１１２】
S922：MTC装置が鍵アルゴリズムA2を受け取る。
【０１１３】
S923：MTC装置が、鍵アルゴリズムA2および鍵K1に基づいて、あるいは鍵アルゴリズムA2および鍵K2に基づいて、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを生成する。
【０１１４】
上記の実装の諸仕方では、鍵アルゴリズムA2および鍵K1または鍵K2は、先の諸実施形態と同じであり、これ以上述べはしない。
【０１１５】
上記の仕方２の実施形態を明確に説明するため、図１０は、認証プロセスにおいて生成された鍵K1およびある選択された鍵アルゴリズムA1に基づく、MTCゲートウェイ、MTC装置およびコア・ネットワーク・ノードの間の対話の手順を示している。
【０１１６】
S101：MTCゲートウェイがコア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、MTCゲートウェイがMTC装置と相互認証を実行し、MTCゲートウェイが、相互認証プロセスにおいて生成された鍵K1およびある選択された鍵アルゴリズムA1に基づいて鍵K2を導出する。
【０１１７】
S102：MTCゲートウェイが、あるMTC装置との相互認証の結果をコア・ネットワーク・ノードに報告する。
【０１１８】
S103：MTCゲートウェイが、自分とコア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証のプロセスにおいて生成された鍵K1または鍵K1および前記ある選択された鍵アルゴリズムA1に基づいて導出された鍵K2を、MTC装置に送達する。
【０１１９】
S104：コア・ネットワーク・ノードが、前記あるMTC装置について鍵アルゴリズムA2を選択し、S101における鍵K1および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて、あるいはS101における鍵K2および選択された鍵アルゴリズムA2に基づいて非アクセス層鍵K3を導出する。
【０１２０】
S105：コア・ネットワーク・ノードが、選択された鍵アルゴリズムA2を前記あるMTC装置に送達する。
【０１２１】
S106：前記あるMTC装置が、鍵K1および鍵アルゴリズムA2に基づいて、あるいは鍵K2および鍵アルゴリズムA2に基づいて非アクセス層鍵K3を導出する。
【０１２２】
K3は、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kである。
【０１２３】
本発明のこの実施形態では、鍵K1は、MTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証の間に導出されるので、MTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証のトリガー条件を記載しておく必要がある。本発明のこの実施形態では、MTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証のトリガー条件は次のようなものであってもよい：MTC装置グループが更新されるとき、あるいはあるタイマーが満了するとき、あるいはあるMTC装置グループ内のあるMTC装置のNASメッセージ・カウンタが最大カウント値に達するときに、MTCゲートウェイはコア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行する。
【０１２４】
MTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証を頻繁にトリガーすることによって引き起こされる、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間で頻繁に鍵K1を更新する事態を避けるため、鍵K1の寿命（ライフタイム）が設定されてもよい。それにより、寿命が終わると、MTCゲートウェイがコア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行して、鍵K1の生成を始める。
【０１２５】
認証によって引き起こされる信号伝達トラフィックを軽減するため、コア・ネットワーク・ノードは、MTCゲートウェイに対してのみ認証をトリガーし、MTCゲートウェイに直接接続されているMTC装置に対して認証をトリガーすることは禁止することが保証されるべきであることを注意しておく。本発明のこの実施形態では、上記の目的は、以下のいくつかの仕方を使って達成されてもよい。
【０１２６】
仕方１：コア・ネットワーク・ノードは、装置識別情報または装置識別ビットを識別することによって、MTCゲートウェイをMTC装置から区別する。それにより、認証がMTCゲートウェイに対してのみトリガーされ、MTCゲートウェイに直接接続されているMTC装置にはトリガーされないことを保証するようにする。たとえば、装置識別情報ビットが、コア・ネットワーク・ノードのユーザー装置コンテキスト（Context）フィールドに追加されてもよく、それによりMTCゲートウェイをMTC装置から区別するために異なる装置識別ビット（たとえばビット「0」またはビット「1」）が使用されるか、MTCゲートウェイをMTC装置から区別するために異なるIMSI範囲が装置識別情報〔装置ID〕として使用される。
【０１２７】
仕方２：MTC装置が初期レイヤー３メッセージを開始するとき、認証のトリガーが禁止される。すなわち、メッセージにIEが加えられ、コア・ネットワーク・ノードは、MTCゲートウェイに直接接続されたMTC装置に対して認証をトリガーすることが禁止されていることを判別する。
【０１２８】
仕方３：MTCゲートウェイがその鍵セット識別子（KSI:  Key  Set  Identifier）を、それに接続された各MTC装置に送り、KSIはMTC装置が初期レイヤー３メッセージを開始するときに搬送され、コア・ネットワーク・ノードはKSIに従ってMTCゲートウェイをMTC装置から区別する。
【０１２９】
本発明の上記の実施形態から、MTC装置がMTCゲートウェイを通じてコア・ネットワークにアクセスするときは、MTC装置は、自らとネットワーク側のコア・ネットワーク・ノードとの間にGMM/SM層またはNASのようなより高いプロトコル層を実装するだけでよく、自らとネットワーク側のRANノードとの間のASのようなより低いプロトコル層を実装する必要がないことがわかるだろう。したがって、ソフトウェアおよびハードウェア両方の観点から、MTC装置自身のコストが軽減される。
【０１３０】
図１１は、本発明の第一の実施形態に基づくゲートウェイの基本的な論理構造の概略図である。記述の簡単のため、本発明の本実施形態に関係する部分しか示していない。ここで、機能モジュール／ユニットは、ハードウェア・モジュール／ユニット、ソフトウェア・モジュール／ユニットまたはハードウェアおよびソフトウェアが組み合わされたモジュール／ユニットであってもよい。ゲートウェイは、認証モジュール１１１と、報告モジュール１１２と、鍵提供モジュール１１３とを含む。
【０１３１】
認証モジュール１１１は、コア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、MTC装置と相互認証を実行するよう構成されている。
【０１３２】
報告モジュール１１２は、前記認証モジュール１１１と前記MTC装置との間の相互認証の結果を前記コア・ネットワーク・ノードに報告するよう構成されている。
【０１３３】
鍵提供モジュール１１３は、鍵K1または鍵K2に従って前記MTC装置と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを提供するよう構成されており、前記鍵K1は前記認証モジュール１１１と前記コア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証のプロセスにおいて生成される鍵であり、前記鍵K2は鍵アルゴリズムA1および前記鍵K1に基づいて前記MTCゲートウェイによって導出される非アクセス層鍵である。
【０１３４】
鍵提供モジュール１１３は、図１２に示される、鍵K2を、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵KとしてMTC装置に送達するよう構成される第一の鍵送達ユニット１２１を含んでいてもよい。
【０１３５】
鍵提供モジュール１１３はさらに、図１３に示されるように、鍵導出ユニット１３１および第二の鍵送達ユニット１３２を含んでいてもよい。
【０１３６】
鍵導出ユニット１３１は、鍵アルゴリズムA2および認証モジュール１１１とコア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証のプロセスにおいて生成された鍵K1に基づいて、あるいは鍵アルゴリズムA2および鍵K2に基づいて、非アクセス層鍵K3を導出するよう構成される。
【０１３７】
第二の鍵送達ユニット１３２は、MTC装置に送達するよう構成される。
【０１３８】
図１１ないし図１３に示される実施形態のゲートウェイはさらに、図１４に示される、アクセス層リンク保護鍵提供モジュール１１４を含んでいてもよい。アクセス層リンク保護鍵提供モジュール１４１は、MTCゲートウェイと電波アクセス・ネットワーク・ノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を、認証モジュール１１１とコア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証のプロセスにおいて生成された鍵K1に従って提供するよう構成される。
【０１３９】
図１４に示されたアクセス層リンク保護鍵提供モジュール１４１は、図１５に示されるように、カウント値取得ユニット１５１、第一の鍵KeNB導出ユニット１５２およびアクセス層リンク保護鍵導出ユニット１５３を含んでいてもよい。
【０１４０】
カウント値取得ユニット１５１は、メッセージ・カウンタのカウント値Ncount1を取得するよう構成されており、MTC装置によって提供される。ここで、メッセージ・カウンタのカウント値Ncount1は、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の対話のプロセスにおいて交換されるメッセージを計数することによって得られる値である。
【０１４１】
第一の鍵KeNB導出ユニット１５２は、鍵K1およびカウント値Ncount1に基づいて鍵KeNBを導出するよう構成される。該カウント値は、カウント値取得ユニット１５１によって得られる、メッセージ・カウンタのカウント値である。
【０１４２】
アクセス層リンク保護鍵導出ユニット１５３は、MTCゲートウェイと電波アクセス・ネットワーク・ノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を、第一の鍵KeNB導出ユニット１５２によって導出された鍵KeNBに基づいて導出するよう構成される。
【０１４３】
図１４に示されるアクセス層リンク保護鍵提供モジュール１４１は、図１６に示されるように、カウント値取得ユニット１５１、装置識別情報取得ユニット１６１、第二の鍵KeNB導出ユニット１６２およびアクセス層リンク保護鍵導出ユニット１５３を含んでいてもよい。
【０１４４】
カウント値取得ユニット１５１は、メッセージ・カウンタの、MTC装置によって提供されるカウント値Ncount1を取得するよう構成されている。ここで、メッセージ・カウンタのカウント値Ncount1は、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の対話のプロセスにおいて交換されるメッセージを計数することによって得られる値である。
【０１４５】
装置識別情報取得ユニット１６１は、MTC装置の装置識別情報を取得するよう構成される。
【０１４６】
第二の鍵KeNB導出ユニット１６２は、メッセージ・カウンタのカウント値Ncount1、鍵K1および装置識別情報に基づいて鍵KeNBを導出するよう構成される。
【０１４７】
アクセス層リンク保護鍵導出ユニット１５３は、MTCゲートウェイと電波アクセス・ネットワーク・ノードとの間のアクセス層リンク保護鍵を、第二の鍵KeNB導出ユニット１６２によって導出された鍵KeNBに基づいて導出するよう構成される。
【０１４８】
図１４に示されるアクセス層リンク保護鍵提供モジュール１４１は、図１７に示されるように、第三の鍵KeNB導出ユニット１７１およびアクセス層リンク保護鍵導出ユニット１５３を含んでいてもよい。ここで、第三の鍵KeNB導出ユニット１７１は、メッセージ・カウンタのカウント値Ncount2および鍵K1に基づいて鍵KeNBを導出するよう構成される。ここで、メッセージ・カウンタのカウント値Ncount2は、MTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間の対話プロセスにおいて交換されるメッセージを計数することによって得られる値である。
【０１４９】
図１８は、本発明の第一の実施形態に基づくコア・ネットワーク・ノードの基本的な論理構造の概略図である。記述の簡単のため、本発明の本実施形態に関係する部分のみを示しており、機能モジュール／ユニットは、ハードウェア・モジュール／ユニット、ソフトウェア・モジュール／ユニットまたはハードウェアおよびソフトウェアが組み合わされたモジュール／ユニットであってもよい。コア・ネットワーク・ノードは、認証モジュール１８１、受信モジュール１８２および鍵提供モジュール１８３を含む。
【０１５０】
認証モジュール１８１は、MTCゲートウェイと相互認証を実行するよう構成される。
【０１５１】
受信モジュール１８２は、MTCゲートウェイとMTC装置との間の相互認証の結果を受信するよう構成される。
【０１５２】
鍵提供モジュール１８３は、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを、鍵K1または鍵K2に基づいて提供するよう構成される。
【０１５３】
鍵提供モジュール１８３はさらに、図１９に示されるように、鍵導出ユニット１９３１および送達ユニット１９３２を含んでいてもよい。
【０１５４】
鍵導出ユニット１９３１は、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを鍵アルゴリズムA2および鍵K1に基づいて、または鍵アルゴリズムA2および鍵K2に基づいて導出するよう構成される。
【０１５５】
送達ユニット１９３２は、鍵アルゴリズムA2をMTCゲートウェイまたはMTC装置に送達するよう構成される。それによりMTCゲートウェイまたはMTC装置は、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを鍵アルゴリズムA2に基づいて生成する。
【０１５６】
図１８および図１９の実施形態において、鍵アルゴリズムA2は、コア・ネットワーク・ノードがMTCゲートウェイとMTC装置との間の相互認証の認証結果を受信したあとに、そのMTC装置についてコア・ネットワーク・ノードによって選択される鍵アルゴリズムである。
【０１５７】
図２０は、本発明の第一の実施形態に基づくMTC装置の基本的な論理構造の概略図である。記述の簡単のため、本発明の本実施形態に関係する部分のみを示しており、機能モジュール／ユニットは、ハードウェア・モジュール／ユニット、ソフトウェア・モジュール／ユニットまたはハードウェアおよびソフトウェアが組み合わされたモジュール／ユニットであってもよい。MTC装置は、認証モジュール２０１および鍵取得モジュール２０２を含む。
【０１５８】
認証モジュール２０１は、MTCゲートウェイと相互認証を実行するよう構成される。
【０１５９】
鍵取得モジュール２０２は、MTCゲートウェイがコア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行し、認証モジュール２０１との相互認証の結果をコア・ネットワーク・ノードに報告したのち、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを取得するよう構成される。
【０１６０】
図２０に示した実施形態の鍵取得モジュール２０２はさらに、図２１に示され、MTCゲートウェイによって送達される鍵K2を受信するよう構成される第一の受信ユニット２１１を含んでいてもよい。
【０１６１】
図２０に示した実施形態による鍵取得モジュール２０２は、図２２に示されるように、第二の受信ユニット２２１および鍵導出ユニット２２２を含んでいてもよい。
【０１６２】
第二の受信ユニット２２１は、鍵アルゴリズムA2およびMTCゲートウェイによって送達される鍵K1またはMTCゲートウェイによって送達される鍵K2を受信するよう構成される。
【０１６３】
鍵導出ユニット２２２は、MTC装置とコア・ネットワーク・ノードとの間の非アクセス層リンク保護鍵Kを、第二の受信ユニット２２１によって受信される鍵アルゴリズムA2および鍵K1に基づいて、または第二の受信ユニット２２１によって受信される鍵アルゴリズムA2および鍵K2に基づいて生成するよう構成される。
【０１６４】
図２０に示した実施形態の鍵取得モジュール２０２は、図２３に示されるように、第三の受信ユニット２３１、送出ユニット２３２および第四の受信ユニット２３３を含んでいてもよい。
【０１６５】
第三の受信ユニット２３１は、鍵アルゴリズムA2を受信するよう構成される。
【０１６６】
送出ユニット２３２は、第三の受信ユニット２３１によって受信された鍵アルゴリズムA2をMTCゲートウェイに送るよう構成される。
【０１６７】
第四の受信ユニット２３３は、MTCゲートウェイによって送達される鍵K3を受信するよう構成される。
【０１６８】
図２０に示した実施形態の鍵取得モジュール２０２は、図２４に示される、MTCゲートウェイによって送達される鍵K3を受信するよう構成される第五の受信ユニット２４１を含んでいてもよい。
【０１６９】
図２０ないし図２４に示した実施形態において、鍵アルゴリズムA2は、コア・ネットワーク・ノードが、MTCゲートウェイとMTC装置の間の相互認証の認証結果を受信したあと、そのMTC装置についてコア・ネットワーク・ノードによって選択される鍵アルゴリズムであり、鍵K2は、MTCゲートウェイがコア・ネットワーク・ノードと相互認証を実行するときに鍵K1に基づいて導出された非アクセス層鍵であり、鍵K1は、MTCゲートウェイとコア・ネットワーク・ノードとの間の相互認証のプロセスにおいて生成され、鍵K3は鍵アルゴリズムA2および鍵K1に基づいて、または鍵アルゴリズムA2および鍵K2に基づいてMTCゲートウェイによって導出される。
【０１７０】
上記の装置のモジュール／ユニット間での情報のやりとり、実行プロセスおよび技術的効果のような内容は、本発明の方法実施形態と同じ発想に基づいており、具体的な内容については本発明の方法実施形態の記述を参照できるので、具体的な内容についてここで繰り返して述べることはしない。
【０１７１】
当業者は、上記の実施形態に基づく方法のステップの全部または一部が、関連するハードウェアに命令するプログラムによって実装されてもよいことを理解しうる。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよい。ここで、記憶媒体は：読み出し専用メモリ（ROM:  Read  Only  Memory）、ランダム・アクセス・メモリ（RAM:  Random  Access  Memory）、磁気ディスクまたはコンパクト・ディスクなどを含んでいてもよい。
【０１７２】
上記は、本発明の実施形態に基づくMTC装置認証方法、MTCゲートウェイおよび関係する装置を詳細に記載しており、本発明の原理および実装の仕方が具体例を通じて説明されているところ、上記の実施形態の記述は本発明の方法および中核となる発想の理解を助けるためにのみ使われる。一方、当業者は、個別的な実装の仕方および本発明の発想に基づく応用範囲に対して修正をなしてもよい。要するに、本明細書の内容は、本発明に対する限定として解釈してはならない。
【図１】
0005508548.tif 000002
【図２】
0005508548.tif 000003
【図３】
0005508548.tif 000004
【図４】
0005508548.tif 000005
【図５Ａ】
0005508548.tif 000006
【図５Ｂ】
0005508548.tif 000007
【図６Ａ】
0005508548.tif 000008
【図６Ｂ】
0005508548.tif 000009
【図７】
0005508548.tif 000010
【図８】
0005508548.tif 000011
【図９】
0005508548.tif 000012
【図１０】
0005508548.tif 000013
【図１１】
0005508548.tif 000014
【図１２】
0005508548.tif 000015
【図１３】
0005508548.tif 000016
【図１４】
0005508548.tif 000017
【図１５】
0005508548.tif 000018
【図１６】
0005508548.tif 000019
【図１７】
0005508548.tif 000020
【図１８】
0005508548.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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