(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動ステーション(MS)への／からの多数の無線ベアラをサポートする無線アクセスネットワーク(RAN)におけるトラフィックを保護するための方法であって、上記無線アクセスネットワークは、少なくとも２つのコアネットワーク(CS-CN,PS-CN)に接続され、上記方法は、
コアネットワーク特有の認証プロトコルを維持し、
無線ベアラ特有の暗号化プロセス(CP)を維持し、
各暗号化プロセスに対して、繰り返しシーケンス番号(43)と、この繰り返しシーケンス番号(43)が１サイクル完了するたびに増加されるハイパーフレーム番号(HFN)とを含むカウントパラメータ(C)を発生し、
各コアネットワーク(CS-CN,PS-CN)又は認証プロトコルに対して、
以前のセッション中に使用された最大のハイパーフレーム番号を越えるハイパーフレーム番号でセッションの第１無線ベアラを初期化し(5-8)、そして
セッションの終りに、そのセッション中に使用された最大のハイパーフレーム番号の少なくとも一部分(41)を記憶する(5-18)、
という段階を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
当該コアネットワークに対しセッション中に使用されたハイパーフレーム番号の最大の番号を選択し(5-10)、その選択されたハイパーフレーム番号を増加し(5-12)、そしてそれを使用して、新たな無線ベアラに対するカウントパラメータを初期化する(5-14)ことにより、新たな無線ベアラを既存のセッションに追加する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
同じハイパーフレーム番号で２つ以上のベアラを同時に初期化する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
上記繰り返しシーケンス番号(43)は、接続特有のフレーム番号(CFN)より成る請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
上記繰り返しシーケンス番号(43)は、パケットデータユニット番号(PDU#)より成る請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
移動ステーションへの／からの多数の無線ベアラをサポートする無線アクセスネットワーク(RAN)において動作するための移動ステーション(MS)であって、上記無線アクセスネットワークは、少なくとも２つのコアネットワーク(CS-CN,PS-CN)に接続され、上記移動ステーション(MS)は、
コアネットワーク特有の認証プロトコルを維持し、
無線ベアラ特有の暗号化プロセス(CP)を維持し、
各暗号化プロセスに対して、繰り返しシーケンス番号(43)と、この繰り返しシーケンス番号(43)が１サイクル完了するたびに増加されるハイパーフレーム番号(HFN)とを含むカウントパラメータ(C)を発生し、そして
各コアネットワーク(CS-CN,PS-CN)又は認証プロトコルに対して、
以前のセッション中に使用された最大のハイパーフレーム番号を越えるハイパーフレーム番号でセッションの第１無線ベアラを初期化し(5-8)、そして無線ネットワークコントローラが同じハイパーフレーム番号を決定できるようにするための値を無線ネットワークコントローラ(SRNC)に送信し(5-6)、そして
セッションの終りに、そのセッション中に使用された最大のハイパーフレーム番号の少なくとも一部分(41)を記憶する(5-18)、
というように構成されたことを特徴とする移動ステーション。
【請求項７】
当該コアネットワークに対しセッション中に使用されたハイパーフレーム番号の最大の番号を選択し(5-10)、その選択されたハイパーフレーム番号を増加し(5-12)、そしてそれを使用して、新たな無線ベアラに対するカウントパラメータを初期化する(5-14)ことにより、新たな無線ベアラを既存のセッションに追加するように構成された請求項６に記載の移動ステーション。
【請求項８】
コアネットワーク特有のハイパーフレーム番号の少なくとも一部分(41)をその加入者認識モジュールに記憶するように構成された請求項６又は７に記載の移動ステーション。
【請求項９】
移動ステーション(MS)への／からの多数の無線ベアラをサポートする無線アクセスネットワーク(RAN)のための無線ネットワークコントローラ(SRNC)であって、上記無線アクセスネットワークは、少なくとも２つのコアネットワーク(CS-CN,PS-CN)に接続され、上記無線ネットワークコントローラ(SRNC)は、
コアネットワーク特有の認証プロトコルを維持し、
無線ベアラ特有の暗号化プロセス(CP)を維持し、
各暗号化プロセスに対して、繰り返しシーケンス番号(43)と、この繰り返しシーケンス番号(43)が１サイクル完了するたびに増加されるハイパーフレーム番号(HFN)とを含むカウントパラメータ(C)を発生し、そして
各コアネットワーク(CS-CN,PS-CN)又は認証プロトコルに対して、
移動ステーション(MS)から、その移動ステーションとの以前のセッション中に使用された最大のハイパーフレーム番号を越えるハイパーフレーム番号を決定するための値を受け取り(5-6)、そしてその受け取った値に基づくハイパーフレーム番号で新たなセッションの第１無線ベアラを初期化する(5-8)、
というように構成されたことを特徴とする無線ネットワークコントローラ。
【請求項１０】
移動ステーション(MS)から、セッション中に使用されたハイパーフレーム番号の最大番号を越えるハイパーフレーム番号を決定するための値を受け取り(5-16)、そして
それを使用して新たな無線ベアラに対するカウントパラメータを初期化する、ことにより既存のセッションに新たな無線ベアラを追加するよう構成された請求項９に記載の無線ネットワークコントローラ(SRNC)。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、暗号化及び／又は完全性保護のようなセキュリティ機能のための経時変化入力パラメータとして使用されるカウンタの初期化に係る。特に、本発明は、１つの無線アクセスネットワークを多数のコアネットワークに接続することのできるワイヤレス通信システムに有用である。
【０００２】
【背景技術】
ワイヤレス通信システムとは、一般に、ユーザとネットワークとの間でワイヤレス通信を行うことのできるいかなるテレコミュニケーションシステムも指す。移動通信システムでは、ユーザがネットワークのカバレージエリア内を移動することができる。典型的な移動通信システムは、公衆地上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）である。本発明は、種々の移動通信システム、例えば、ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）及びＩＭＴ−２０００（国際移動テレコミュニケーション２０００）において使用することができる。以下、本発明は、ＵＭＴＳ、より詳細には、第３世代のパートナーシッププロジェクト３ＧＰＰにおいて指定されるＵＭＴＳシステムを参照して一例として説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【０００３】
暗号化を使用するシステムでは、無線フレーム又はプロトコルＰＤＵ（パケットデータユニット）シーケンスをベースとする番号が、暗号化アルゴリズムへの常時変化する入力としてしばしば使用される。ある文書では、無線フレームをベースとする番号は、接続フレーム番号（ＣＦＮ）と称される。しかしながら、この接続フレーム番号又はＰＤＵシーケンス番号（再送信の目的等で使用される）は、それ自体、信頼性のある暗号化には短過ぎる。３ＧＰＰプロジェクトにおけるＵＴＲＡＮ（ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク）のような多くの無線システムでは、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）においてターミナルとネットワークノード、例えば、無線ネットワークコントローラＲＮＣとの間に暗号化が使用される。ＣＦＮ又はＰＤＵ番号及び実際の暗号キーに加えて、暗号化アルゴリズムは、他の入力、例えば、送信の指令及び／又は送信に使用される無線ベアラを使用することもできる。
【０００４】
典型的に、短い番号（ＣＦＮ又はＰＤＵシーケンス番号）が１つの周期を完了するときに歩進される（通常は増加される）フレーム番号拡張（「ハイパーフレーム番号」ＨＦＮ）が導入される。このＨＦＮは、短い番号と共に、暗号化アルゴリズムへの実際の入力（カウントパラメータと称する）を形成する。このカウントパラメータの目的は、あまり短い時間周期内に同じ暗号化マスクが導入されないように確保することである。（再）認証及びキー交換が実行される場合には、カウントパラメータを（ＨＦＮと一緒に）ゼロにリセットすることができる。２つの連続する接続の間に、ターミナルは、ＨＦＮを不揮発性メモリ、例えば、第３世代のユーザ装置（ＭＳ）ではＵＳＩＭ（ＵＭＴＳ加入者認識モジュール）に記憶する。
【０００５】
接続中の再生を防止するために完全性保護アルゴリズムに対し３ＧＰＰ仕様においてＣＯＵＮＴ−Ｉと称される同様の入力パラメータが必要とされる。（再生とは、データパケット又は無線フレームを捕獲して再送することにより通信の完全性を破壊する試みである。）又、ＣＯＵＮＴ−Ｉパラメータは、ＨＦＮで初期化され、そして完全性保護メッセージが送信されるたびに増加される。
図１は、１つの無線アクセスネットワークＲＡＮが２つ（以上）のコアネットワークＣＮに接続された状態を示す。回路交換コアネットワークＣＳ−ＣＮと、パケット交換コアネットワークＰＳ−ＣＮがある。
【０００６】
上述した解決策は、ＲＡＮが１つのコアネットワークのみに接続される場合には充分である。多数のコアネットワークを有するネットワークアーキテクチャーは、以下に述べるように検出が困難であるという問題を伴う。例えば、ＵＴＲＡＮ無線アクセスネットワークは、回路交換コアネットワークＣＳ−ＣＮ及びパケット交換コアネットワークＰＳ−ＣＮに接続することができる。回路交換コアネットワークＣＳ−ＣＮは、移動サービス交換センター／ビジター位置レジスタＭＳＣ／ＶＬＲを備えている。パケット交換コアネットワークＰＳ−ＣＮは、サービスＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮを備えている。
【０００７】
以下の説明では、「ユーザ平面」及び「制御平面」という語を使用する。移動ステーションユーザによって送信及び受信される全情報、例えば、音声コールにおけるコード化音声又はインターネット接続のパケットは、ユーザ平面において搬送される。制御平面は、通常ユーザに直接見えない全ＵＭＴＳ特有制御シグナリングに対して使用される。幾つかの例外が存在し、例えば、ユーザが発生したショートメッセージは、制御平面において送信することができる。無線インターフェイスにおいて、ユーザ平面及び制御平面からのデータは、同じ物理的チャンネルにマルチプレクスすることができる。
【０００８】
先ず、ＵＳＩＭは、ＣＳ及びＰＳの両コアネットワークドメインで暗号キーを確立すると仮定する。ユーザ平面では、ＣＳサービスドメインに向かうユーザデータ接続は、移動ステーション（ＭＳ）ユーザとＣＳコアネットワークサービスドメインとの間に確立される暗号キーＣＫCSで暗号化され、そしてＵＴＲＡＮと移動ステーションとの間のセキュリティモード設定手順において識別される。ＰＳサービスドメインに向かうユーザデータ接続は、ユーザとＰＳコアネットワークサービスドメインとの間に確立される暗号キーＣＫPSで暗号化され、そしてＵＴＲＡＮとＭＳとの間のセキュリティモード設定手順において識別される。暗号化プロセスが図２に示されている。この例では、暗号化アルゴリズムｆ８への入力パラメータは、暗号キーＣＫ、時間従属のカウントパラメータＣ、ベアラ認識Ｂ、必要なキー流の送信方向Ｄ及び長さＬである。これらの入力パラメータ（ＣＫ、Ｃ、Ｂ、Ｄ、Ｌ）に基づき、アルゴリズムは、入力平易テキストブロックＰＢを暗号化するのに使用される出力キー流ブロックを発生する。暗号化プロセスの結果が、暗号テキストブロックＣＢである。
【０００９】
図３に示すように、制御平面では、暗号キーＣＫに加えて、別のキーが必要となる。このキーは、完全性キーＩＫと称される。この完全性キーは、完全性保護ファンクションｆ９への入力として使用され、このファンクションは、シグナリングメッセージに添付されるべきメッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉを計算する。図３は、送信者側及び受信者側の両方におけるＭＡＣ−Ｉコードの計算を示す。完全性キーＩＫとは別に、他の何らかのパラメータを使用して、メッセージ認証コードが計算される。ＣＯＵＮＴ−Ｉは、図２に示された（そして図４を参照して詳細に説明する）カウントパラメータＣと基本的に同様の経時変化カウンタである。このＣＯＵＮＴ−Ｉパラメータの好ましい実施は、シグナリングメッセージシーケンス番号と合成されるハイパーフレーム番号ＨＦＮである。方向ビットＤは、図２を参照して説明した。ＵＴＲＡＮは、「フレッシュ(fresh)」と称するランダム値Ｆを与える。他の入力は、無線ベアラＩＤと、完全性が保護されるべき実際のメッセージＭである。図３に示す実施形態では、無線ベアラＩＤは、他の入力パラメータの１つ、例えば、メッセージＭに含まれる。完全性保護のためのハイパーフレーム番号（ＨＦＮ−Ｉ）は、暗号化に使用されるハイパーフレーム番号（ＨＦＮ−Ｃ）とは別々のものである。計算されたメッセージ認証コードＭＡＣは、シグナリングメッセージの原点を照合するために必要とされる。ＵＴＲＡＮとＭＳとの間のセキュリティモード設定手順が実行されるときには、この手順により設定された暗号キー／完全性キーが、この手順においてどんなコアネットワークサービスドメインが指定されても、制御平面に適用される。これは、（既に暗号化され及び／又は完全性保護された）進行中のシグナリング接続（制御平面接続）の暗号キー／完全性キーを変更することを必要とする。
【００１０】
遵守されるべき問題は、アルゴリズムへの他のパラメータのいずれかが変更にならない限り、カウントパラメータＣを繰り返してはならないことである。これは、暗号化にとって特に重要であるが、完全性の保護にも必要である。ＨＦＮを使用してカウントを初期化するので、ＵＳＩＭに記憶されたＨＦＮ値は、ＨＦＮが一緒に使用されるところのキーが変更されない限り、減少されてはならない。記憶されたＨＦＮが、ＣＳドメイン及びＰＳドメインの両方に共通である場合には、ＨＦＮ値（ひいては、カウントパラメータ）が同じ暗号化（及び完全性）キーと共に再使用される可能性がある。この問題は、以下の例により説明することができる。
【００１１】
ＭＳユーザが、先ず、回路交換（ＣＳ）サービスドメインとの接続を確立し、そして認証手順の間にキーセット（暗号キー及び完全性キーＣＫ＋ＩＫ）を得ると仮定する。ユーザ平面の無線ベアラは、ＣＫCSを使用し、そして制御平面のシグナリング無線ベアラは、ＣＫCS及びＩＫCSを使用する。次の３つのＨＦＮが初期化される。
１）ＨＦＮ−ＣUP1（ユーザ平面ベアラ番号１を暗号化するためのＨＦＮ）
２）ＨＦＮ−ＣCP1（制御平面ベアラ番号１を暗号化するためのＨＦＮ）
３）ＨＦＮ−Ｉ（制御平面の完全性保護のためのＨＦＮ）
【００１２】
実際には、各無線ベアラにおけるアップリンク及びダウンリンク方向は、個別のハイパーフレーム番号を必要とする。換言すれば、６個程度のＨＦＮがあるが、これは、問題の説明には関与しない。２つ以上のＨＦＮ−ＣUP及びＨＦＮ−ＣCPが存在し得るが、この例では、１つのユーザ平面と１つの制御平面の無線ベアラのみが仮定される。ＨＦＮ−Ｃ及びＨＦＮ−Ｉに対する個別の初期化値をＵＳＩＭから読み取ることができる。簡単化のために、この例では、全てのハイパーフレーム番号は、ゼロからスタートすると仮定する。
【００１３】
次いで、接続が解除される。１つのＨＦＮ−Ｃ及び１つのＨＦＮ−Ｉ（接続中に使用される最大のもの）がＵＳＩＭに記憶される。例えば、ＨＦＮ−Ｃ及びＨＦＮ−Ｉに対して１０００の値を仮定する。更に、ＣＳドメインの暗号キーＣＫCS及び完全性キーＩＫCSは、おそらく将来使用するためにＭＳのメモリに保持される。
【００１４】
次に、パケット交換（ＰＳ）サービスドメインへの接続が確立される。暗号化のためのＨＦＮ−Ｃ及び完全性保護のためのＨＦＮ−Ｉは、ＵＳＩＭから読み取られ、そしてＵＴＲＡＮへ送信される。潜在的に残っている問題は、ＵＳＩＭにおけるハイパーフレーム番号がＣＳドメイン接続に関連するが、ここでは、ＰＳドメインにおける接続に使用されることである。認証手順（及びキー変更）がＰＳドメインで実行されると仮定すると、ハイパーフレーム番号ＨＦＮ−Ｉ及びＨＦＮ−Ｃが認証の後にゼロにリセットされるので、問題が解決されると考えられる。しかしながら、この例を続けて、このＰＳ接続中に、認証及びキー変更が行われた後、ＨＦＮ値が５００程度だけ増加すると仮定する。ＰＳ接続が解除されると、この値がＵＳＩＭに記憶される。
【００１５】
最終的に、ＣＳドメインへの新たな接続が確立される。このとき、接続の始めに認証が行われないと仮定すれば、古い暗号キーＣＫCS及び完全性キーＩＫCSが、ＵＳＩＭから読み取られたＨＦＮ値と共に使用される。その結果、５０１ないし１０００のＨＦＮ値が、ＣＫCSと共に、再使用され、これは、データセキュリティを危うくする。
【００１６】
【発明の開示】
本発明の目的は、ハイパーフレーム番号の考えられる再使用に関連した上記問題を解決することである。この目的は、独立請求項に記載したことを特徴とする方法及び装置によって達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載する。
本発明は、検出が困難な問題を見出し、そしてその解決策を生み出すことをベースとする。この問題は、ハイパーフレーム番号を、コアネットワークドメイン（又は認証プロトコル、実際には、移動管理）に関連付けることにより解決することができる。この解決策によれば、ＵＴＲＡＮを一例として取り上げ、２つのＨＦＮ、即ちＨＦＮ−ＣＳ及びＨＦＮ−ＰＳが指定される。２つ以上のＣＮドメインが独立した認証プロトコルと共に使用される場合には、各ＣＮドメインごとに１つづつ、多数のハイパーフレーム番号が必要とされる。認証及びキー変更がＣＳサービスドメインで実行されるときには、ＨＦＮ−ＣＳがゼロにリセットされる。同様に、認証及びキー変更がＰＳサービスドメインで実行されるときには、ＨＦＮ−ＰＳがゼロにリセットされる。これは、接続が解除されるたびに、両ハイパーフレーム番号（ＨＦＮ−ＣＳ及びＨＦＮ−ＰＳ）がＵＳＩＭに記憶される（両ドメインに対する暗号キー及び完全性キーと一緒に）ことを必要とする。記憶されるべき実際のＨＦＮ値は、このＣＮドメイン（接続が解除されるＣＮ）に属する各無線ベアラにおいてカウントパラメータＣを比較しそして最大のパラメータを選択することにより、選択される。シグナリングベアラに対するキーがこのＣＮドメインからのものである場合には、ＣＯＵＮＴ−Ｉもこの比較に含まれる。新たな接続がいずれかのＣＮドメインで設定されるときには、それに対応するハイパーフレーム番号がＵＳＩＭから読み取られ、そしてＲＲＣメッセージにおいてＲＡＣＨチャンネル又は専用チャンネルを経てＵＴＲＡＮへ送信される。或いは又、両ハイパーフレーム番号（ＨＦＮ−ＣＳ及びＨＦＮ−ＰＳ）をＵＳＩＭから読み取ってＵＴＲＡＮへ同時に送信することもできる。これが必要である理由は、この段階において、移動ステーションは、接続が実際にどのコアネットワークへ設定されるか常に分からないからである。
【００１７】
新たな無線ベアラに対するハイパーフレーム番号ＨＦＮは、当該ＣＮドメインに対して接続中に使用される最大ＨＦＮをベースとするものである。新たなＨＦＮは、ある整数値、好ましくは１だけ増加される最大使用ＨＦＮの値（当該ＣＮドメインに対する）にセットされる。
あまりに短い時間周期内に同じ暗号化マスクを発生するのを回避することができるが、これは、ａ）暗号化アルゴリズムの入力にベアラ特有の又は論理チャンネル特有の入力（例えば、ベアラｉｄ番号）を含ませる（共通に譲渡されたフィンランド特許出願第９９０５００号に開示されたように）か、又はｂ）各並列の無線アクセスベアラに対して異なるＣＫ又は異なる暗号化アルゴリズムを使用する（共通に譲渡されたフィンランド特許出願第９８０２０９号に開示されたように）ことにより、行われる。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によれば、ＭＳがＲＲＣ接続中に無線ベアラ接続を有するところの各ＣＮドメインに対する最大使用ＨＦＮ値は、ＲＲＣ接続を解除した後に移動ステーションのＳＩＭカードに記憶される。次の新たなＲＲＣ接続が確立されるときには、ＭＳがサービング無線ネットワークコントローラＳＲＮＣに初期値を送信し、これは、ＳＲＮＣがその暗号化及び／又は完全性保護アルゴリズムを同一に初期化できるようにする。この初期化値は、ＲＲＣ接続確立を初期化したＣＮドメインに関連したＨＦＮをベースとするものである。この初期化値に基づき、ＳＲＮＣは、最大使用ＨＦＮより大きな値にＨＦＮを初期化する。ＨＦＮは有限の長さを有するので、「大きな」とは、モジュロ形態で解釈されねばならない。例えば、ＨＦＮに対して２５ビットの長さを仮定する。ＨＦＮの最上位ビットのみを記憶しそして送信することにより、メモリをある程度セーブできると共に、接続確立メッセージを短縮することができる。例えば、ＭＳは、８つの最上位ビットしか記憶できない。これらの８つのビットをＨＦＮのＭＳＢ部分と称する。次の接続確立においては、１７の最下位ビット（ＬＳＢ部分）は未知である。しかしながら、ＭＳＢ部分が１だけ増加される場合には（２つの連続するＲＲＣ接続間で）、新たな接続の最初のＨＦＮが、以前の接続の最後のＨＦＮより確実に大きなものとなる。ＬＳＢ部分の全ビットが１であると仮定しそして全ＨＦＮ（ＭＳＢ部分だけではない）が１だけ増加される場合には、同一の結果が得られる。
【００１９】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明を使用することのできるテレコミュニケーションシステムを示す概念レベルのブロック図である。このシステムは、無線アクセスネットワークＵＴＲＡＮを備え、これは、次いで、サービング無線ネットワークコントローラＳＲＮＣを備えている。又、図１は、２つのコアネットワーク（サービスドメインとも称される）、即ち回路交換コアネットワークＣＳ−ＣＮ及びパケット交換コアネットワークＰＳ−ＣＮも示している。移動ステーションＭＳは、各コアネットワークに対する個別の状態変数を維持する。同様に、ホーム位置レジスタＨＬＲは、移動ステーションの両サービスドメインに対する個別の権利及び位置情報を維持する。
【００２０】
図２は、ＵＭＴＳシステムに使用される暗号化プロセスＣＰを示す。最初に、ＵＳＩＭは、ＣＳ及びＰＳの両コアネットワークドメインで暗号キーを確立する。ユーザ平面では、ＣＳサービスドメインに向かうユーザデータ接続は、移動ステーション（ＭＳ）ユーザとＣＳコアネットワークサービスドメインとの間に確立される暗号キーＣＫCSで暗号化され、そしてＵＴＲＡＮと移動ステーションとの間のセキュリティモード設定手順において識別される。ＰＳサービスドメインに向かうユーザデータ接続は、ユーザとＰＳコアネットワークサービスドメインとの間に確立される暗号キーＣＫPSで暗号化され、そしてＵＴＲＡＮとＭＳとの間のセキュリティモード設定手順において識別される。この例では、暗号化アルゴリズムｆ８は、５つの入力パラメータ、即ちＣＫ、Ｃ、Ｂ、Ｄ及びＬを使用する。暗号キーＣＫは、各セッションに対して確立される。Ｃは、時間従属の入力カウントパラメータで、図４に詳細に示される。Ｂは、当該無線ベアラの認識である。Ｄは、送信方向（アップ／ダウン）である。Ｌは、必要なキー流の長さである。これらの入力パラメータに基づいて、ｆ８アルゴリズムは、入力平易テキストブロックＰＢを暗号化するのに使用される出力キー流ブロックを発生する。暗号化プロセスの結果が暗号テキストブロックＣＢである。図２及び３において、公知技術はさておき、暗号化及び／又は完全性保護のためのハイパーフレーム番号ＨＦＮ−Ｃ及びＨＦＮ−Ｉが各コアネットワークに対して別々に維持される。
【００２１】
図４は、暗号化及び／又は完全性保護に使用されるカウントパラメータＣを示す。最上位ビット（ＭＳＢ）は左側にある。このカウントパラメータは、繰り返しの最下位部分４３を含み、これは、接続特有のフレーム番号ＣＦＮ（ＣＦＮに「追従」できるプロトコル層、例えば、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層において暗号化が実行される場合）であるか、或いはＰＤＵ番号ＰＤＵ＃（ＰＤＵ番号を使用するプロトコル層、例えば、無線リンク制御（ＲＬＣ）層において暗号化が実行される場合）である。更に、カウントパラメータは、繰り返し部分４３が１つのサイクルを完了するときに増加されるハイパーフレーム番号ＨＦＮを含む。この点において、「繰り返し」とは、繰り返し部分４３が接続中に多数のサイクルを完了することを意味し、一方、全カウントパラメータＣは、典型的な接続中に、即ち少なくとも１つの暗号／完全性キーの寿命中に、繰り返しの値が発生されないような長さである。全ＨＦＮは、（繰り返し部分４３と共に）暗号化及び／又は完全性保護に使用されるが、ＨＦＮは、ＭＳＢ部分４１とＬＳＢ部分４２とに分割される。セッション間にＭＳＢ部分しか記憶されない場合には、メモリがある程度節約される。
【００２２】
図５は、移動ステーションにハイパーフレーム番号を維持するところを示す。図５は、３つの主要段階、即ち新たなセッションをオープンする段階、既存のセッションに新たなベアラを追加する段階、及びセッションをクローズする段階を示す。新たなセッションをオープンする段階は、ステップ５−１ないし５−８を含む。ステップ５−２では、移動ステーションは、そのメモリ（好ましくは、そのＳＩＭカード）から、当該コアネットワーク（回路交換又はパケット交換）に対するハイパーフレーム番号ＨＦＮのＭＳＢ部分４１を読み取る。本発明の別の実施形態では、移動ステーションは、ステップ５−２において、全ハイパーフレーム番号のＭＳＢ部分を読み取り、即ち移動ステーションが接続し得る各コアネットワークに対してそれを読み取る。これは、少なくとも、どのコアネットワークへの接続が確立されるか移動ステーションがこの段階で知らない場合に、必要とされる。ステップ５−４では、ＭＳは、ＨＦＮのＭＳＢ部分を増加し、そしてＬＳＢ部分にゼロを埋める。ＭＳＢ部分を増加すると、カウントパラメータの値が繰り返されないように確保する（ＨＦＮがオーバーフローするまで；これは、非常に長時間を要する）。残りの部分４２及び４３にゼロを埋めると、ＨＦＮがオーバーフローするまでの時間が最大になるが、実際には、両端に同じ値が使用される限り、いかなる値もそうである。ステップ５−６では、ＭＳは、サービング無線ネットワークコントローラＳＲＮＣにＨＦＮを送信する。第２の実施形態では、ＭＳは、ステップ５−６において、全てのＨＦＮ（各コアネットワークに対して１つづつ）をＳＲＮＣへ送信する。或いは又、ＭＳは、ＭＳＢ部分４１のみを送信してもよく、この場合に、ＳＲＮＣは、残りの部分４２及び４３を移動ステーションと同じ値（例えば、１）で初期化する。ステップ５−８では、移動ステーション及びＳＲＮＣは、第１ベアラをカウントパラメータで初期化する。或いは又、それらは、同じ初期カウントパラメータを使用して多数のベアラを同時に確立してもよい。
【００２３】
ステップ５−１０ないし５−１４は、新たなベアラを既存のセッションに追加することに係る。ステップ５−１０では、ＭＳは、この形式のコアネットワーク（回路交換又はパケット交換）に対しこのセッション中に使用される最大のハイパーフレーム番号を選択する。ステップ５−１２では、その選択されたハイパーフレーム番号が増加される。ステップ５−１４では、新たなベアラがこのＨＦＮ値で初期化される。ステップ５−１６では、ＭＳは、ＨＦＮをサービング無線ネットワークコントローラＳＲＮＣへ送信する（ステップ５−６と同様に）。ステップ５−１８は、セッションをクローズすることに係る。移動ステーションは、セッション中にこの形式のコアネットワークに対して使用される最大のＨＦＮのＭＳＢ部分４１をそのメモリに記憶する。この値は、ステップ５−２において、次のセッションがオープンするときに使用される。
【００２４】
カウントパラメータＣを増加するのは当然であるが、カウントパラメータが減少される場合にも同一の結果が得られ、この場合に、「大きい／最大」のような語は、「小さい／最小」等の語に置き換えねばならない。ＨＦＮは、有限長さを有するので、「大きい／最大」等の語は、カウントパラメータのビット長さをＮとすれば、モジュロＮのように解釈されねばならない。換言すれば、非常に小さな値は、２Nより若干小さい値より「大きい」。又、「ハイパーフレーム番号」という語は、厳密には（無線）フレーム番号の拡張として解釈されてはならず、パケットデータユニットの拡張であることを理解されたい。
【００２５】
略号（幾つかは、公式でない）
Ｃ：暗号
ＣＫ：暗号キー
ＣＮ：コアネットワーク
ＣＳ：回路交換
ＧＰＲＳ：汎用パケット無線サービス
ＨＦＮ：ハイパーフレーム番号
Ｉ：完全性（保護）
ＭＳ：移動ステーション
ＭＳＣ：移動サービス交換センター
ＰＤＵ：パケットデータユニット
ＰＳ：パケット交換
ＲＡＮ：無線アクセスネットワーク
ＲＮＣ：無線ネットワークコントローラ
ＳＧＳＮ：サービングＧＰＲＳサポートノード
ＳＲＮＣ：サービングＲＮＣ
ＵＭＴＳ：ユニバーサル移動テレコミュニケーションシステム
ＶＬＲ：ビジター位置レジスタ
【図面の簡単な説明】
【図１】  無線アクセスネットワークと、２つのコアネットワーク又はサービスドメインとを備えたテレコミュニケーションシステムを示すブロック図である。
【図２】  暗号化を示す図である。
【図３】  完全性保護を示す図である。
【図４】  暗号化及び／又は完全性の保護に使用されるカウントパラメータを示す図である。
【図５】  ハイパーフレーム番号を移動ステーションに維持するところを示す図である。
【図１】
0003706580.tif 000002
【図２】
0003706580.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003706580.tif 000005
【図５】
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