(57)【要約】５ＧＳにおいてＵＥに応じたMaster Keyを生成することができる認証装置を提供することを目的とする。認証装置（１０）は、ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得する通信部（１１）と、UE KDF Capabilitiesを用いて、ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択する選択部（１２）と、選択された疑似乱数関数を用いてＵＥに関するMaster Keyを生成する鍵生成部（１３）と、を備える。
2018169071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、前記ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得する通信部と、
前記UE KDF Capabilitiesを用いて、前記ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択する選択部と、
選択された前記疑似乱数関数を用いて前記ＵＥに関するMaster Keyを生成する鍵生成部と、を備える認証装置。
【請求項２】
前記鍵生成部は、
前記Master Keyを用いて、第２の認証情報を生成し、
前記通信部は、
前記第２の認証情報をネットワーク装置へ送信する、請求項１に記載の認証装置。
【請求項３】
前記第２の認証情報は、
Non-3GPP（3rd Generation Partnership Project） Access Networkもしくは3GPP Access Networkに接続する前記ＵＥとの通信に用いるセッション鍵を含む、請求項２に記載の認証装置。
【請求項４】
前記鍵生成部は、
加入者情報管理装置において生成された第１の認証情報と、選択された前記疑似乱数関数とを用いて前記Master Keyを生成する、請求項１に記載の認証装置。
【請求項５】
前記通信部は、
前記第１の認証情報を要求するメッセージであって、宛先を前記加入者情報管理装置とする前記メッセージを送信し、前記メッセージの応答として前記第１の認証情報を受信する、請求項４に記載の認証装置。
【請求項６】
ＵＥのRegistration処理において、UE KDF Capabilitiesに示されるＵＥがサポートする疑似乱数関数を用いて生成されたMaster Key、に基づいて生成された認証情報を取得する通信部と、
前記認証情報を記憶する記憶部と、
前記ＵＥのRe-Registration処理において、認証情報を要求するメッセージへの応答として、記憶された前記認証情報を送信する通信部と、を備えるネットワーク装置。
【請求項７】
前記認証情報は、
Non-3GPP Access Networkもしくは3GPP Access Networkに接続する前記ＵＥとの通信に用いるセッション鍵を含む、請求項６に記載のネットワーク装置。
【請求項８】
ＵＥのRegistration処理において、UE KDF Capabilitiesに示されるＵＥがサポートする疑似乱数関数を用いてMaster Keyを生成し、前記Master Keyを用いて認証情報を生成する認証装置と、
前記認証装置から取得した前記認証情報を記憶し、ＵＥのRe-Registration処理において、前記認証情報を要求するメッセージへの応答として、記憶した前記認証情報を送信するネットワーク装置と、を備える通信システム。
【請求項９】
前認証装置は、
前記Master Keyを用いて、第２の認証情報を生成し、前記第２の認証情報をネットワーク装置へ送信する、請求項８に記載の通信システム。
【請求項１０】
ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、前記ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得し、
前記UE KDF Capabilitiesを用いて、前記ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択し、
選択された前記疑似乱数関数を用いて前記ＵＥに関するMaster Keyを生成する、認証方法。
【請求項１１】
ＵＥのRegistration処理において、UE KDF Capabilitiesに示されるＵＥがサポートする疑似乱数関数を用いて生成されたMaster Key、に基づいて生成された認証情報を取得し、
前記認証情報を記憶し、
前記ＵＥのRe-Registration処理において、認証情報を要求するメッセージへの応答として、記憶された前記認証情報を送信する、認証方法。
【請求項１２】
ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、前記ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得し、
前記UE KDF Capabilitiesを用いて、前記ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択し、
選択された前記疑似乱数関数を用いて前記ＵＥに関するMaster Keyを生成することをコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１３】
ＵＥのRegistration処理において、UE KDF Capabilitiesに示されるＵＥがサポートする疑似乱数関数を用いて生成されたMaster Key、に基づいて生成された認証情報を取得し、
前記認証情報を記憶し、
前記ＵＥのRe-Registration処理において、認証情報を要求するメッセージへの応答として、記憶された前記認証情報を送信することをコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は認証装置、ネットワーク装置、通信システム、認証方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、５Ｇと称される通信システム（以下、５ＧＳ（5G System）とする）において用いられる認証処理が検討されている。例えば、非特許文献１には、５ＧＳにおいて用いられる認証処理の内容が開示されている。具体的には、５ＧＳに、ＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）−ＡＫＡ（Authentication and Key Agreement）を適用することが検討されている。ＥＡＰ−ＡＫＡは、ＥＡＰ−ＰｅｅｒであるＵＥ（User Equipment）と、ＥＡＰ−Ｓｅｒｖｅｒであるコアネットワーク装置とが、相互認証を行い、さらに、鍵交換を行うために用いられるプロトコルである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】3GPP TR 23.799 V2.0.0 (2016-11)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＥＡＰ−ＡＫＡを用いて鍵交換を行う際に、ＵＥ及びコアネットワーク装置は、共通のMaster Keyを生成する必要がある。ＥＡＰ−ＡＫＡにおいては、Master Keyは、疑似乱数関数（Pseudo Random Function: ＰＲＦ）を用いて生成される。しかし、コアネットワーク装置は、Master Keyを生成する際に、ＵＥにおいてサポートされていない疑似乱数関数を用いることがある。この場合、ＵＥ及びコアネットワーク装置は、それぞれ異なるMaster Keyを生成するため、ＵＥとコアネットワーク装置との間における認証が失敗するという問題がある。【０００５】
本開示の目的は、上述した課題に鑑み、５ＧＳにおいてＵＥに応じたMaster Keyを生成することができる認証装置、ネットワーク装置、通信システム、認証方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の態様にかかる認証装置は、ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、前記ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得する通信部と、前記UE KDF Capabilitiesを用いて、前記ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択する選択部と、選択された前記疑似乱数関数を用いて前記ＵＥに関するMaster Keyを生成する鍵生成部と、を備える。【０００７】
本開示の第２の態様にかかるネットワーク装置は、ＵＥのRegistration処理において、UE KDF Capabilitiesに示されるＵＥがサポートする疑似乱数関数を用いて生成されたMaster Key、に基づいて生成された認証情報を取得する通信部と、前記認証情報を記憶する記憶部と、前記ＵＥのRe-Registration処理において、認証情報を要求するメッセージへの応答として、記憶された前記認証情報を送信する通信部と、を備える。【０００８】
本開示の第３の態様にかかる通信システムは、ＵＥのRegistration処理において、UE KDF Capabilitiesに示されるＵＥがサポートする疑似乱数関数を用いてMaster Keyを生成し、前記Master Keyを用いて認証情報を生成する認証装置と、前記認証装置から取得した前記認証情報を記憶し、ＵＥのRe-Registration処理において、前記認証情報を要求するメッセージへの応答として、記憶した前記認証情報を送信するネットワーク装置と、を備える。【０００９】
本開示の第４の態様にかかる制御方法は、ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、前記ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得し、前記UE KDF Capabilitiesを用いて、前記ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択し、選択された前記疑似乱数関数を用いて前記ＵＥに関するMaster Keyを生成する。【００１０】
本開示の第５の態様にかかるプログラムは、ＵＥのRegistration処理において、UE KDF Capabilitiesに示されるＵＥがサポートする疑似乱数関数を用いて生成されたMaster Key、に基づいて生成された認証情報を取得し、前記認証情報を記憶し、前記ＵＥのRe-Registration処理において、認証情報を要求するメッセージへの応答として、記憶された前記認証情報を送信することをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１１】
本開示により、５ＧＳにおいてＵＥに応じたMaster Keyを生成することができる認証装置、ネットワーク装置、通信システム、認証方法、及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１にかかる認証装置の構成図である。
【図２】実施の形態２にかかるRegistration処理の流れを示す図である。
【図３】実施の形態２にかかるRegistration処理の流れを示す図である。
【図４】実施の形態２にかかるRegistration処理の流れを示す図である。
【図５】実施の形態２にかかるRegistration処理の流れを示す図である。
【図６】実施の形態２にかかるRegistration処理の流れを示す図である。
【図７】実施の形態２にかかるRegistration処理の流れを示す図である。
【図８】実施の形態２にかかるRegistration処理の流れを示す図である。
【図９】実施の形態２にかかるRegistration処理の流れを示す図である。
【図１０】実施の形態２にかかるRegistration処理の流れを示す図である。
【図１１】実施の形態２にかかるRegistration処理の流れを示す図である。
【図１２】実施の形態２にかかるRe-registration処理の流れを示す図である。
【図１３】実施の形態２にかかるRe-registration処理の流れを示す図である。
【図１４】実施の形態２にかかるRe-registration処理の流れを示す図である。
【図１５】実施の形態２にかかるRe-registration処理の流れを示す図である。
【図１６】実施の形態２にかかるRe-registration処理の流れを示す図である。
【図１７】実施の形態２にかかるRe-registration処理の流れを示す図である。
【図１８】実施の形態２にかかるRe-registration処理の流れを示す図である。
【図１９】実施の形態２にかかるRe-registration処理の流れを示す図である。
【図２０】実施の形態２にかかるRe-registration処理の流れを示す図である。
【図２１】実施の形態２にかかるRe-registration処理の流れを示す図である。
【図２２】実施の形態２にかかるRegistration処理の流れを示す図である。
【図２３】実施の形態２にかかるRegistration処理の流れを示す図である。
【図２４】実施の形態２にかかるRe-registration処理の流れを示す図である。
【図２５】実施の形態２にかかるRe-registration処理の流れを示す図である。
【図２６】それぞれの実施の形態にかかる認証装置及びネットワーク装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。はじめに、図１を用いて実施の形態１にかかる認証装置１０の構成例について説明する。認証装置１０は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって動作するコンピュータ装置であってもよい。
【００１４】
認証装置１０は、通信部１１、選択部１２、及び鍵生成部１３を有している。通信部１１、選択部１２、及び鍵生成部１３は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。もしくは、通信部１１、選択部１２、及び鍵生成部１３は、回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。
【００１５】
通信部１１は、ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、前記ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得する。ＵＥは、３ＧＰＰにおいて、通信端末の総称として用いられる。Registration処理は、ＵＥをコアネットワークに登録する処理である。コアネットワークは、例えば、５ＧＳにおいて用いられるコアネットワークである５ＧＣ（5G Core）であってもよい。５ＧＣは、NextGenと称されてもよい。疑似乱数関数は、ＵＥ及び認証装置１０において通信に用いる鍵を生成するために用いられる。鍵は、例えば、セキュリティ鍵（Key）もしくはMaster Key等であってもよい。
【００１６】
選択部１２は、UE KDF Capabilitiesを用いて、ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択する。鍵生成部１３は、選択された疑似乱数関数を用いてＵＥに関するMaster Keyを生成する。認証装置１０は、Master Keyの生成に使用する複数の疑似乱数関数を有している。つまり、認証装置１０は、ＵＥ毎に、異なるMaster Keyを生成することができる。
【００１７】
以上説明したように、認証装置１０は、ＵＥがサポートする疑似乱数関数を示すUE KDF Capabilities Fを取得することができる。その結果、認証装置１０は、ＵＥと同じMaster Keyを生成することができる。
【００１８】
（実施の形態２）
続いて、図２を用いて実施の形態２にかかるＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮにおけるRegistration処理の流れについて説明する。Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮは、３ＧＰＰにおいて規格が定められた通信方式と異なる通信方式を用いるアクセスネットワークである。図２以降の図面においては、ＮＧ（Next Generation）  ＵＥ２１、Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ（Access Network）３１、ｇＮＢ（g Node B）３２、Ｎ３ＩＷＦ（Non-3GPP Inter Working Function）エンティティ４１（以下、Ｎ３ＩＷＦ４１とする）、ＡＭＦ（Access and Mobility Management Function）エンティティ４２（以下、ＡＭＦ４２とする）、ＳＥＡＦ（Security Anchor Function）エンティティ４３、ＡＵＳＦ（Authentication Server Function）エンティティ４４（以下、ＡＵＳＦ４４とする）、及びＵＤＭ（Unified Data Management）４５を有する通信システムにおける認証処理の流れについて説明する。
【００１９】
Ｎ３ＩＷＦ４１、ＡＭＦ４２、ＳＥＡＦ４３、ＡＵＳＦ４４、及びＵＤＭ４５は、５ＧＣを構成する。
【００２０】
ＮＧ  ＵＥ２１は、５ＧＳにおいて用いられるＵＥである。Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１は、３ＧＰＰにおいて規格が定められた通信方式と異なる通信方式を用いるアクセスネットワークである。Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１は、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等であってもよい。ｇＮＢ３２は、３ＧＰＰにおいて検討されている５Ｇと称される通信方式をサポートする基地局である。
【００２１】
Ｎ３ＩＷＦ４１は、Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１を介してＮＧ  ＵＥ２１と通信する。Ｎ３ＩＷＦ４１は、異なるネットワーク間を相互に接続し、ＮＧ  ＵＥ２１とＡＭＦ４２との間において伝送されるＮＧ  ＵＥ２１に関する制御データもしくはＣ（Control）−Ｐｌａｎｅデータを中継する。
【００２２】
ＡＭＦ４２は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するモビリティ管理を行う。さらに、ＡＭＦ４２は、ＳＥＡＦ４３、ＡＵＳＦ４４、及びＵＤＭ４５と連携してＮＧ  ＵＥ２１に関する認証処理を行う。ＵＤＭ４５は、ＮＧ  ＵＥ２１を含む複数のＵＥに関する加入者データを管理する。
【００２３】
はじめに、ＮＧ  ＵＥ２１は、Registration RequestメッセージをＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１へ送信する（Ｓ１１）。Registration Requestメッセージは、ＳＫＳＩ（Security Key Set Identifier）、ＳＵＰＩ（Subscriber Parameter Identifier）、ＮＴ（Network Type）、UE Security Capabilities（Sec_Cap）、及びUE Key Derivation Function Capabilities（KDF_Cap）を含む。
【００２４】
Registration Requestメッセージに含まれるＳＫＳＩは、ＳＫＳＩ＝００と定められる。ＳＫＳＩ＝００は、ＮＧ  ＵＥ２１が、security contextを保持していないことを示す。security contextは、例えば、ＭＳＫ（Master Session Key：マスターセッション鍵）であってもよい。
【００２５】
ＳＵＰＩは、例えば、ＮＡＩ（Network Access Identifier）もしくはＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）であってもよい。ＮＴは、Registration Requestメッセージの伝送に用いられるより好ましいアクセスネットワークを示す。
【００２６】
Sec_Capは、認証処理が成功した後に、SMC（Security Mode Command） procedureを開始するために用いられる。KDF_Capは、Master Keyを導出するために用いられる疑似乱数関数を伴う。
【００２７】
次に、Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１は、Registration RequestメッセージをＮ３ＩＷＦ４１へ転送する（Ｓ１２）。Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１は、Ｎ３ＩＷＦ４１との間に定められているNG2インタフェースを介してRegistration Requestメッセージを転送する。Ｎ３ＩＷＦ４１は、ＮＧ  ＵＥ２１がＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１を介して５ＧＣへ登録することを可能とする。
【００２８】
次に、Ｎ３ＩＷＦ４１はRegistration RequestメッセージをＡＭＦ４２へ転送する（Ｓ１３）。ＡＭＦ４２は、ＩＭＳＩからＮＡＩを抽出（fetch）する。さらに、ＡＭＦ４２は、Registration RequestメッセージをＮＡＩと共にＡＵＳＦ４４へ送信する（Ｓ１４）。次に、ＡＵＳＦ４４は、受信したＮＡＩを認証（validate）し、ＮＧ  ＵＥ２１がそのＮＡＩを使用することが許可されているか否かを判定する（verify）。ＡＵＳＦ４４は、ＮＡＩの数値から、enhanced EAP-AKA’を用いて認証（authentication）を行う候補として、加入者を識別する。認証（verification）が成功した場合、ＡＵＳＦ４４は、ＳＵＰＩ（例えば、ＮＡＩ）と共にAuthentication Data RequestメッセージをＵＤＭ４５へ送信する（Ｓ１５）。ＡＵＳＦ４４は、ＡＵＳＦ４４のpreference及びKDF_Capに基づいて、疑似乱数関数を選択する。
【００２９】
次に、ＵＤＭ４５は、AMF separation bit 1を用いて、認証情報であるＡＶ（Authentication Vector）を生成する。「AMF separation bit」は、１６ビットあるＡＭＦのビットのうち、最初のビットであることが3GPP TS 33.102 V13.0.0 (2016-01)に記載されている。さらに、ＵＤＭ４５は、ＡＵＳＦ４４へ、ＡＶを含むAuthentication Data Responseメッセージを送信する（Ｓ１６）。ＡＶは、ＲＡＮＤ（Random Number）、ＡＵＴＮ（network Authentication parameter）、ＸＲＥＳ（expected Response）、ＣＫ（cipher key）、及びＩＫ（Integrity Key）を含む。
【００３０】
次に、ＡＵＳＦ４４は、ＡＶに含まれるＣＫ及びＩＫから、ＣＫ’及びＩＫ’を導出する。さらに、ＡＵＳＦ４４は、ＣＫ’、ＩＫ’、秘密鍵（secret key）Ｋ、及び、ステップＳ１５において選択された疑似乱数関数を伴うアクセスネットワーク識別子（access network identifier with the selected PRF）からMaster Keyを生成する。さらに、ＡＵＳＦ４４は、Master Keyから、confidentiality key（K_encr）、integrity key（K_autn）、ＭＳＫ、ＥＭＳＫ（extended MSK）、re-authentication key（K_re）を抽出する。さらに、ＡＵＳＦ４４は、導出されたそれぞれのkey及びＡＶから、認証情報であるＮＧ  ＡＶを生成する。ＡＵＳＦ４４は、ＮＧ  ＡＶをＳＥＡＦ４３へ送信する（Ｓ１７）。ＮＧ  ＡＶは、ＡＶ、疑似乱数関数ＩＤ（ＰＲＦ  ＩＤ）、K_encr、K_autn、ＭＳＫ、ＥＭＳＫ、及びK_reを含む。
【００３１】
次に、ＳＥＡＦ４３は、ＮＧ  ＡＶを保持する。さらに、ＳＥＡＦ４３は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するAuthentication RequestメッセージをＡＭＦ４２へ送信する（Ｓ１８）。Authentication Requestメッセージは、ＲＡＮＤ、ＡＵＴＮ、及びＫＤＦ  ＩＤを含む。ＫＤＦ  ＩＤは、ステップＳ１５においてMaster Keyを導出するために選択された疑似乱数関数（ＰＲＦ）を示す。
【００３２】
次に、ＡＭＦ４２は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するAuthentication RequestメッセージをＮ３ＩＷＦ４１へ転送する（Ｓ１９）。次に、Ｎ３ＩＷＦ４１は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するAuthentication RequestメッセージをＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１へ転送する（Ｓ２０）。次に、Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１は、Authentication RequestメッセージをＮＧ  ＵＥ２１へ転送する（Ｓ２１）。
【００３３】
次に、ＮＧ  ＵＥ２１は、ネットワーク認証（network authentication）を実施するために、受信したAUTN valueを認証（validate）する。認証が成功した場合、ＮＧ  ＵＥ２１は、Authentication Requestメッセージにおいて通知された疑似乱数関数（ＰＲＦ）を用いて、Master Key及びsession key materialsを算出する（compute）する。session key materialsは、K_encr、K_autn、ＭＳＫ、ＥＭＳＫ、及びK_reを含む。K_encr及びK_autnは、ＭＡＣ（Message Authentication Code）算出（computation）に用いられる。ＭＡＣ算出に成功すると、ＮＧ  ＵＥ２１は、ＡＵＳＦ４４に関するAuthentication ResponseメッセージをＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１へ送信する（send）（Ｓ２２）。Authentication Responseメッセージは、ＲＥＳ及びＭＡＣを含む。
【００３４】
次に、Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１は、ＡＵＳＦ４４に関するAuthentication ResponseメッセージをＮ３ＩＷＦ４１へ送信する（route）（Ｓ２３）。次に、Ｎ３ＩＷＦ４１は、ＡＵＳＦ４４に関するAuthentication ResponseメッセージをＡＭＦ４２へ送信する（route）（Ｓ２４）。次に、ＡＭＦ４２は、ＡＵＳＦ４４に関するAuthentication ResponseメッセージをＳＥＡＦ４３へ送信する（route）（Ｓ２５）。次に、ＳＥＡＦ４３は、Authentication ResponseメッセージをＡＵＳＦ４４へ送信する（route）（Ｓ２６）。
【００３５】
次に、ＡＵＳＦ４４は、ＭＡＣを認証する。さらに、ＡＵＳＦ４４は、受信したＲＥＳと、ＸＲＥＳとを比較する。ＭＡＣ及びＲＥＳの認証（verification）が成功した場合、ＡＵＳＦ４４は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するSuccessメッセージを含むRegistration ResponseメッセージをＳＥＡＦ４３へ送信する（send）（Ｓ２７）。次に、ＳＥＡＦ４３は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するSuccessメッセージを含むRegistration ResponseメッセージをＡＭＦ４２へ送信する（Ｓ２８）。次に、ＡＭＦ４２は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するSuccessメッセージを含むRegistration ResponseメッセージをＮ３ＩＷＦ４１へ送信する（Ｓ２９）。次に、Ｎ３ＩＷＦ４１は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するSuccessメッセージを含むRegistration ResponseメッセージをＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１へ送信する（Ｓ３０）。次に、Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１は、Successメッセージを含むRegistration ResponseメッセージをＮＧ  ＵＥ２１へ送信する（Ｓ３１）。
【００３６】
続いて、図３を用いて、図２のRegistration処理とは異なるRegistration処理の流れについて説明する。図３においては、図２のＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１が、ｇＮＢ３２に変更されているのみであり、ステップＳ４１〜Ｓ６１は、図２のステップＳ１１〜Ｓ３１と同様である。そのため、図３のRegistration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００３７】
続いて、図４を用いて、図２及び図３のRegistration処理とは異なるRegistration処理の流れについて説明する。図４においては、図２のＮ３ＩＷＦ４１が、ｇＮＢ３２に変更されているのみであり、ステップＳ７１〜Ｓ９１は、図２のステップＳ１１〜Ｓ３１と同様である。そのため、図４のRegistration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００３８】
続いて、図５を用いて、図２乃至図４のRegistration処理とは異なるRegistration処理の流れについて説明する。図５においては、図２におけるＳＥＡＦ４３の処理が、ＡＭＦ４２において実行されている。ステップＳ１０１〜Ｓ１１８は、図２のステップＳ１１〜Ｓ３１と実質的に同様である。そのため、図５のRegistration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００３９】
続いて、図６を用いて、図２乃至図５のRegistration処理とは異なるRegistration処理の流れについて説明する。図６においては、図５のＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１が、ｇＮＢ３２に変更されているのみであり、ステップＳ１２１〜Ｓ１３８は、図５のステップＳ１０１〜Ｓ１１８と同様である。そのため、図６のRegistration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００４０】
続いて、図７を用いて、図２乃至図６のRegistration処理とは異なるRegistration処理の流れについて説明する。図７においては、図５のＮ３ＩＷＦ４１が、ｇＮＢ３２に変更されているのみであり、ステップＳ１４１〜Ｓ１５８は、図５のステップＳ１０１〜Ｓ１１８と同様である。そのため、図７のRegistration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００４１】
続いて、図８を用いて、図２乃至図７のRegistration処理とは異なるRegistration処理の流れについて説明する。
【００４２】
ＮＧ  ＵＥ２１は、ステップＳ１６１において、Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１と接続し、ＩＰアドレスを取得する。さらに、ＮＧ  ＵＥ２１は、５ＧＣへ登録（registration）する場合、５Ｇ ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）におけるＮ３ＩＷＦ４１のＩＰアドレスを発見する（discover）。
【００４３】
次に、ＮＧ  ＵＥ２１は、ステップＳ１６２において、Ｎ３ＩＷＦ４１とIPsec SA（Security Association）を確立する。例えば、ＮＧ  ＵＥ２１は、IKEv2（Internet Key Exchange version 2） signaling procedureを開始することによって、IPsec SAを確立する。IPsec SAが確立した後は、これ以降の全てのメッセージは、暗号化及び完全性保証に関する保護が実行される。ＮＧ  ＵＥ２１は、Registration RequestメッセージをＮ３ＩＷＦ４１へ送信する。
【００４４】
Registration Requestメッセージは、ＳＫＳＩ、ＳＵＰＩ、ＮＴ、Sec_Cap、及びKDF_Capを含む。Registration Requestメッセージに含まれるＳＫＳＩは、ＳＫＳＩ＝００と定められる。ＳＫＳＩ＝００は、ＮＧ  ＵＥ２１が、security contextを保持していないことを示す。security contextは、例えば、ＭＳＫ（Master Session Key）であってもよい。
【００４５】
ＳＵＰＩは、例えば、ＮＡＩ（Network Access Identifier）もしくはＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）であってもよい。ＮＴは、Registration Requestメッセージの伝送に用いられるより好ましいアクセスネットワークを示す。
【００４６】
Sec_Capは、認証処理が成功した後に、SMC（Security Mode Command） procedureを開始するために用いられる。KDF_Capは、Master Keyを導出するために用いられる疑似乱数関数を伴う。
【００４７】
ステップＳ１６３〜Ｓ１８１は、図２のステップＳ１３〜Ｓ３１と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００４８】
続いて、図９を用いて、図２乃至図８のRegistration処理とは異なるRegistration処理の流れについて説明する。図９においては、図８のＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１が、ｇＮＢ３２に変更されているのみであり、ステップＳ１９１〜Ｓ２１１は、図８のステップＳ１６１〜Ｓ１８１と同様である。そのため、図９のRegistration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００４９】
続いて、図１０を用いて、図２乃至図９のRegistration処理とは異なるRegistration処理の流れについて説明する。図１０においては、図８におけるＳＥＡＦ４３の処理が、ＡＭＦ４２において実行されている。ステップＳ２２１〜Ｓ２３８は、図８のステップＳ１６１〜Ｓ１８１と実質的に同様である。そのため、図１０のRegistration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００５０】
続いて、図１１を用いて、図２乃至図１０のRegistration処理とは異なるRegistration処理の流れについて説明する。図１１においては、図１０のＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１が、ｇＮＢ３２に変更されているのみであり、ステップＳ２４１〜Ｓ２５８は、図１０のステップＳ２２１〜Ｓ２３８と同様である。そのため、図１１のRegistration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００５１】
続いて、図１２を用いて、Re-registration処理の流れについて説明する。はじめに、ＮＧ  ＵＥ２１は、Re-registration RequestメッセージをＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１へ送信する（Ｓ２６１）。Re-registration Requestメッセージは、ＳＫＳＩ、ＴＵＩＤ（Temporry User Identifier）、Sec_Cap、及びＮＴを含む。
【００５２】
Re-registration Requestメッセージに含まれるＳＫＳＩは、ＳＫＳＩ＝０１と定められる。ＳＫＳＩ＝０１は、ネットワーク、例えば５ＧＣが、security contextを保持していることを示す。security contextは、例えば、使用された（used）ＭＳＫ、未使用（unused）のＥＭＳＫ、K_encr、及びK_autnである。
【００５３】
ＴＵＩＤは、ＴＭＳＩ（Temporary Mobile Subscriber Identity）もしくはＧＵＴＩ（Globally Unique MME Identifier）であってもよい。Sec_Capは、変更があった場合にのみ送信されるoptional parameterである。
【００５４】
次に、Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１は、Re-registration RequestメッセージをＮ３ＩＷＦ４１へ転送する（Ｓ２６２）。Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１は、Ｎ３ＩＷＦ４１との間に定められているNG2インタフェースを介してRe-registration Requestメッセージを転送する。Ｎ３ＩＷＦ４１は、ＮＧ  ＵＥ２１がＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１を介して５ＧＣへ登録することを可能とする。
【００５５】
次に、Ｎ３ＩＷＦ４１は、Re-registration RequestメッセージをＡＭＦ４２へ転送する（Ｓ２６３）。
【００５６】
ＡＭＦ４２は、受信したＴＵＩＤに相当するＳＵＰＩを抽出（fetch）する。ＳＵＰＩは、ＩＭＳＩであってもよい。さらに、ＡＭＦ４２は、ＳＵＰＩを含むRe-registration Data RequestメッセージをＳＥＡＦ４３へ送信する（Ｓ２６４）。
【００５７】
ＳＥＡＦ４３は、security contextを抽出し（retrieve）、security context及び以前に用いられたＡＵＴＮを含むRe-registration data ResponseメッセージをＡＭＦ４２へ送信する（Ｓ２６５）。security contextは、最初の認証処理の間に導出される。security contextは、受信したＵＥ identifierに対応するＭＳＫ、ＥＭＳＫ、K_encr、及びK_autnである。
【００５８】
ＡＭＦ４２は、受信したsecurity contextを保持し、保持した証明として、ＭＳＫの認証に関するメッセージを生成する。ＡＭＦ４２は、ＡＵＴＮ及び＊ＭＡＣを含むRe-authentication RequestメッセージをＮ３ＩＷＦ４１へ送信する（Ｓ２６６）。
【００５９】
次に、Ｎ３ＩＷＦ４１は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するRe-authentication RequestメッセージをＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１へ送信する（Ｓ２６７）。次に、Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１は、Re-authentication RequestメッセージをＮＧ  ＵＥ２１へ送信する（Ｓ２６８）。
【００６０】
次に、ＮＧ  ＵＥ２１は、ネットワーク認証（network authentication）を実施するために、ＡＵＴＮ及び＊ＭＡＣを認証（validate）する。認証が成功した場合、ＮＧ  ＵＥ２１は、ＲＥＳを生成する。さらに、ＮＧ  ＵＥ２１は、前に使用されたＭＳＫ、K_encr、及びK_autnから、保持した証明として用いられる、＊＊ＭＡＣを算出する。ＮＧ  ＵＥ２１は、ＲＥＳ及び＊＊ＭＡＣを含むRe-authentication ResponseメッセージをＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１へ送信する（send）（Ｓ２６９）。
【００６１】
次に、Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１は、ＡＭＦ４２に関するRe-authentication responseメッセージをＮ３ＩＷＦ４１へ送信する（route）（Ｓ２７０）。次に、Ｎ３ＩＷＦ４１は、Re-authentication RequestメッセージをＡＭＦ４２へ転送する（forward）（Ｓ２７１）。
【００６２】
次に、ＡＭＦ４２は、＊＊ＭＡＣ及びＲＥＳを認証する（verify）。＊＊ＭＡＣ及びＲＥＳの認証（verification）が成功した場合、ＡＭＦ４２は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するSuccessメッセージを含む、Re-registration ResponseメッセージをＮ３ＩＷＦ４１へ送信する（send）（Ｓ２７２）。
【００６３】
次に、Ｎ３ＩＷＦ４１は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するSuccessメッセージを含む、Re-registration ResponseメッセージをＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１へ送信する（route）（Ｓ２７３）。次に、Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１は、Re-registration ResponseメッセージをＮＧ  ＵＥ２１へ送信する（send）（Ｓ２７４）。
【００６４】
続いて、図１３を用いて、図１２のRe-registration処理とは異なるRe-registration処理の流れについて説明する。図１３においては、図１２のＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１が、ｇＮＢ３２に変更されているのみであり、ステップＳ２８１〜Ｓ２９４は、図１２のステップＳ２６１〜Ｓ２７４と同様である。そのため、図１３のRe-registration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００６５】
次に、図１４を用いて図１２及び図１３のRe-registration処理とは異なるRe-registration処理の流れについて説明する。図１４においては、図１２のＮ３ＩＷＦ４１が、ｇＮＢ３２に変更されているのみであり、ステップＳ３０１〜Ｓ３１４は、図１２のステップＳ２６１〜Ｓ２７４と同様である。そのため、図１４のRe-registration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００６６】
続いて、図１５を用いて、図１２乃至図１４のRe-registration処理とは異なるRe-registration処理の流れについて説明する。図１５においては、図１２におけるＳＥＡＦ４３の処理が、ＡＭＦ４２において実行されている。ステップＳ３２１〜Ｓ３３２は、図１２のステップＳ２６１〜Ｓ２７４と実質的に同様である。そのため、図１５のRe-registration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００６７】
次に、図１６を用いて図１２乃至図１５のRe-registration処理とは異なるRe-registration処理の流れについて説明する。図１６においては、図１５のＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１が、ｇＮＢ３２に変更されているのみであり、ステップＳ３４１〜Ｓ３５２は、図１５のステップＳ３２１〜Ｓ３３２と同様である。そのため、図１６のRe-registration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００６８】
次に、図１７を用いて図１２乃至図１６のRe-registration処理とは異なるRe-registration処理の流れについて説明する。図１７においては、図１５のＮ３ＩＷＦ４１が、ｇＮＢ３２に変更されているのみであり、ステップＳ３６１〜Ｓ３７２は、図１５のステップＳ３２１〜Ｓ３３２と同様である。そのため、図１７のRe-registration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００６９】
続いて、図１８を用いて図１２乃至図１７のRe-registration処理とは異なるRe-registration処理の流れについて説明する。
【００７０】
ＮＧ  ＵＥ２１は、ステップＳ３８１において、Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１と接続し、ＩＰアドレスを取得する。さらに、ＮＧ  ＵＥ２１は、５ＧＣへ登録（registration）する場合、５Ｇ ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）におけるＮ３ＩＷＦ４１のＩＰアドレスを発見する（discover）。
【００７１】
次に、ＮＧ  ＵＥ２１は、ステップＳ３８２において、Ｎ３ＩＷＦ４１とIPsec SA（Security Association）を確立する。例えば、ＮＧ  ＵＥ２１は、IKEv2（Internet Key Exchange version 2） signaling procedureを開始することによって、IPsec SAを確立する。IPsec SAが確立した後は、これ以降の全てのメッセージは、暗号化及び完全性保証に関する保護が実行される。ＮＧ  ＵＥ２１は、Re-registration RequestメッセージをＮ３ＩＷＦ４１へ送信する。
【００７２】
Re-registration Requestメッセージは、ＳＫＳＩ、ＴＵＩＤ、ＮＴ、及びSec_Capを含む。Re-registration Requestメッセージに含まれるＳＫＳＩは、ＳＫＳＩ＝０１と定められる。ＳＫＳＩ＝０１は、ＮＧ  ＵＥ２１が、security contextを保持していることを示す。security contextは、例えば、使用された（used）ＭＳＫ、未使用（unused）のＥＭＳＫ、K_encr、及びK_autnであってもよい。ＴＵＩＤは、ＴＭＳＩ（Temporary Mobile Subscriber Identity）もしくはＧＵＴＩ（Globally Unique MME Identifier）であってもよい。Sec_Capは、変更があった場合にのみ送信されるoptional parameterである。
【００７３】
ステップＳ３８３〜Ｓ３９４は、図１２のステップＳ２６３〜Ｓ２７４と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００７４】
次に、図１９を用いて図１２乃至図１８のRe-registration処理とは異なるRe-registration処理の流れについて説明する。図１９においては、図１８のＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１が、ｇＮＢ３２に変更されているのみであり、ステップＳ４０１〜Ｓ４１４は、図１８のステップＳ３８１〜Ｓ３９４と同様である。そのため、図１９のRe-registration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００７５】
続いて、図２０を用いて、図１２乃至図１９のRe-registration処理とは異なるRe-registration処理の流れについて説明する。図２０においては、図１８におけるＳＥＡＦ４３の処理が、ＡＭＦ４２において実行されている。ステップＳ４２１〜Ｓ４３２は、図１８のステップＳ３８１〜Ｓ３９４と実質的に同様である。そのため、図２０のRe-registration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００７６】
次に、図２１を用いて図１２乃至図２０のRe-registration処理とは異なるRe-registration処理の流れについて説明する。図２１においては、図２０のＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１が、ｇＮＢ３２に変更されているのみであり、ステップＳ４４１〜Ｓ４５２は、図２０のステップＳ４２１〜Ｓ４３２と同様である。そのため、図２０のRe-registration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００７７】
続いて、図２２を用いて実施の形態２にかかる３ＧＰＰ  ＡＮにおけるRegistration処理の流れについて説明する。３ＧＰＰ  ＡＮは、３ＧＰＰにおいて規格が定められた通信方式を用いるアクセスネットワークである。図２２において、（Ｒ）ＡＮ／ｇＮＢ３２は、ｇＮＢ３２が、３ＧＰＰ  ＡＮに配置されていることを示している。以下の説明においては、（Ｒ）ＡＮ／ｇＮＢ３２は、ｇＮＢ３２として説明される。
【００７８】
はじめに、ＮＧ  ＵＥ２１は、Registration RequestメッセージをｇＮＢ３２へ送信する（Ｓ４６１）。Registration Requestメッセージは、ＥＫＳＩ（E-UTRAN Key Set Identifier）、ＳＵＰＩ、ＮＴ、Sec_Cap、及びKDF_Capを含む。
【００７９】
Registration Requestメッセージに含まれるＥＫＳＩは、ＥＫＳＩ＝００と定められる。ＥＫＳＩ＝００は、ＮＧ  ＵＥ２１が、security contextを保持していないことを示す。
【００８０】
ＳＵＰＩは、例えば、ＮＡＩもしくはＩＭＳＩであってもよい。ＮＴは、Registration Requestメッセージの伝送に用いられるより好ましいアクセスネットワークを示す。
【００８１】
Sec_Capは、認証処理が成功した後に、SMC（Security Mode Command） procedureを開始するために用いられる。KDF_Capは、Master Keyを導出するために用いられる疑似乱数関数を伴う。
【００８２】
次に、ｇＮＢ３２は、Registration RequestメッセージをＡＭＦ４２へ転送する（Ｓ４６２）。
【００８３】
ＡＭＦ４２は、ＳＵＰＩからＳＮ−ＩＤ（Serving Network Identifier）を抽出（fetch）する。さらに、ＡＭＦ４２は、Registration RequestメッセージをＳＮ−ＩＤと共にＡＵＳＦ４４へ送信する（Ｓ４６３）。次に、ＡＵＳＦ４４は、ＳＮ−ＩＤを認証（validate）し、ＮＧ  ＵＥ２１がそのＳＮ−ＩＤを使用することが許可されているか否かを判定する（verify）。認証（verification）が成功した場合、ＡＵＳＦ４４は、ＳＵＰＩと共にAuthentication Data RequestメッセージをＵＤＭ４５へ送信する（Ｓ４６４）。ＡＵＳＦ４４は、ＡＵＳＦ４４のpreference及びKDF_Capに基づいて、疑似乱数関数を選択する。
【００８４】
次に、ＵＤＭ４５は、AMF separation bit 1を用いて、ＡＶを生成する。さらに、ＵＤＭ４５は、ＡＵＳＦ４４へ、ＡＶを含むAuthentication Data Responseメッセージを送信する（Ｓ４６５）。ＡＶは、ＲＡＮＤ（Random Number）、ＡＵＴＮ（network Authentication parameter）、ＸＲＥＳ（expected Response）、ＣＫ（cipher key）、及びＩＫ（Integrity Key）を含む。
【００８５】
次に、ＡＵＳＦ４４は、ＣＫ、ＩＫ、秘密鍵（secret key）Ｋ、及び、ステップＳ４６４において選択された疑似乱数関数を伴うアクセスネットワーク識別子（access network identifier）からMaster Keyを生成する。さらに、ＡＵＳＦ４４は、Master Keyから、confidentiality key（K_encr）、integrity key（K_autn）、ＫＡＳＭＥ、ＥＫＡＳＭＥ（extended ＫＡＳＭＥ）、re-authentication key（K_re）を抽出する。さらに、ＡＵＳＦ４４は、導出したそれぞれのkey及び受信したＡＶから、ＮＧ  ＡＶを生成する。ＡＵＳＦ４４は、ＮＧ  ＡＶを含むAuthentication RequestメッセージをＳＥＡＦ４３へ送信する（Ｓ４６６）。ＮＧ  ＡＶは、ＡＶ、疑似乱数関数ＩＤ（ＰＲＦ  ＩＤ）、K_encr、K_autn、ＫＡＳＭＥ、ＥＫＡＳＭＥ、及びK_reを含む。
【００８６】
次に、ＳＥＡＦ４３は、ＮＧ  ＡＶを保持する。さらに、ＳＥＡＦ４３は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するAuthentication RequestメッセージをＡＭＦ４２へ送信する（Ｓ４６７）。Authentication Requestメッセージは、ＲＡＮＤ、ＡＵＴＮ、及びＫＤＦ  ＩＤを含む。ＫＤＦ  ＩＤは、Master Keyを導出するために選択された疑似乱数関数（ＰＲＦ）を示す。
【００８７】
次に、ＡＭＦ４２は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するAuthentication RequestメッセージをｇＮＢ３２へ送信する（Ｓ４６８）。次に、ｇＮＢ３２は、Authentication RequestメッセージをＮＧ  ＵＥ２１へ転送する（Ｓ４６９）。
【００８８】
次に、ＮＧ  ＵＥ２１は、ネットワーク認証（network authentication）を実施するために、受信したAUTN valueを認証（validate）する。認証が成功した場合、ＮＧ  ＵＥ２１は、Authentication Requestメッセージにおいて通知された疑似乱数関数（ＰＲＦ）を用いて、Master Key及びsession key materialsを算出する（compute）する。session key materialsは、K_encr、K_autn、ＫＡＳＭＥ、ＥＫＡＳＭＥ、及びK_reを含む。K_encr及びK_autnは、ＭＡＣ（Message Authentication Code）算出（computation）に用いられる。ＭＡＣ算出に成功すると、ＮＧ  ＵＥ２１は、ＡＵＳＦ４４に関するAuthentication ResponseメッセージをｇＮＢ３２へ送信する（send）（Ｓ４７０）。Authentication Responseメッセージは、ＲＥＳ及びＭＡＣを含む。
【００８９】
次に、ｇＮＢ３２は、ＡＵＳＦ４４に関するAuthentication ResponseメッセージをＡＭＦ４２へ送信する（route）（Ｓ４７１）。次に、ＡＭＦ４２は、ＡＵＳＦ４４に関するAuthentication ResponseメッセージをＳＥＡＦ４３へ送信する（route）（Ｓ４７２）。次に、ＳＥＡＦ４３は、Authentication ResponseメッセージをＡＵＳＦ４４へ送信する（route）（Ｓ４７３）。
【００９０】
次に、ＡＵＳＦ４４は、ＭＡＣを認証する。さらに、ＡＵＳＦ４４は、受信したＲＥＳと、ＸＲＥＳとを比較する。ＭＡＣ及びＲＥＳの認証（verification）が成功した場合、ＡＵＳＦ４４は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するSuccessメッセージを含むRegistration ResponseメッセージをＳＥＡＦ４３へ送信する（send）（Ｓ４７４）。次に、ＳＥＡＦ４３は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するSuccessメッセージを含むRegistration ResponseメッセージをＡＭＦ４２へ送信する（send）（Ｓ４７５）。次に、ＡＭＦ４２は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するSuccessメッセージを含むRegistration ResponseメッセージをｇＮＢ３２へ送信する（send）（Ｓ４７６）。次に、ｇＮＢ３２は、Successメッセージを含むRegistration ResponseメッセージをＮＧ  ＵＥ２１へ送信する（send）（Ｓ４７７）。
【００９１】
続いて、図２３を用いて、図２２のRegistration処理とは異なるRegistration処理の流れについて説明する。図２３においては、図２２におけるＳＥＡＦ４３の処理が、ＡＭＦ４２において実行されている。ステップＳ４８１〜Ｓ４９４は、図２２のステップＳ４６１〜Ｓ４７７と実質的に同様である。そのため、図２３のRe-registration処理に関する詳細な説明を省略する。
【００９２】
続いて、図２４を用いて実施の形態２にかかる３ＧＰＰ  ＡＮにおけるRe-registration処理の流れについて説明する。
【００９３】
はじめに、ＮＧ  ＵＥ２１は、Re-registration RequestメッセージをｇＮＢ３２へ送信する（Ｓ５０１）。Registration Requestメッセージは、ＥＫＳＩ（E-UTRAN Key Set Identifier）、ＴＵＩＤ、ＮＴ、及びSec_Capを含む。
【００９４】
Registration Requestメッセージに含まれるＥＫＳＩは、ＥＫＳＩ＝０１と定められる。ＥＫＳＩ＝０１は、ＮＧ  ＵＥ２１が、security contextを保持していることを示す。security contextは、例えば、K_encr、K_autn、used ＫＡＳＭＥ、unused ＥＫＡＳＭＥである。
【００９５】
ＴＵＩＤは、ＴＭＳＩ（Temporary Mobile Subscriber Identity）もしくはＧＵＴＩ（Globally Unique MME Identifier）であってもよい。Sec_Capは、変更があった場合にのみ送信されるoptional parameterである。
【００９６】
次に、ｇＮＢ３２は、Re-registration RequestメッセージをＡＭＦ４２へ転送する（Ｓ５０２）。
【００９７】
ＡＭＦ４２は、ＳＵＰＩからＳＵＰＩを抽出（fetch）する。ＳＵＰＩは、例えばＩＭＳＩであってもよい。さらに、ＡＭＦ４２は、Registration RequestメッセージをＳＵＰＩと共にＳＥＡＦ４３へ送信する（Ｓ５０３）。
【００９８】
ＳＥＡＦ４３は、security contextを抽出し（retrieve）、security context及び以前に用いられたＡＵＴＮを含むRe-registration data ResponseメッセージをＡＭＦ４２へ送信する（Ｓ５０４）。security contextは、最初の認証処理の間に導出される。security contextは、K_encr、K_autn、ＫＡＳＭＥ、ＥＫＡＳＭＥ、K_reである。
【００９９】
ＡＭＦ４２は、受信したsecurity contextを保持し、保持した証明として、ＫＡＳＭＥを用いてＭＡＣを生成する。ＡＭＦ４２は、ＡＵＴＮ及び＊ＭＡＣを含むRe-authentication RequestメッセージをｇＮＢ３２へ送信する（Ｓ５０５）。
【０１００】
次に、ｇＮＢ３２は、Re-authentication RequestメッセージをＮＧ  ＵＥ２１へ送信する（Ｓ５０６）。
【０１０１】
次に、ＮＧ  ＵＥ２１は、ネットワーク認証（network authentication）を実施するために、ＡＵＴＮ及び＊ＭＡＣを認証（validate）する。認証が成功した場合、ＮＧ  ＵＥ２１は、ＲＥＳを生成する。さらに、ＮＧ  ＵＥ２１は、保持した証明として用いられる、前に使用されたＫＡＳＭＥ、K_encr、及びK_autnから＊＊ＭＡＣを算出する。ＮＧ  ＵＥ２１は、ＲＥＳ及び＊＊ＭＡＣを含むRe-authentication ResponseメッセージをｇＮＢ３２へ送信する（send）（Ｓ５０７）。
【０１０２】
次に、ｇＮＢ３２は、Re-authentication responseメッセージをＡＭＦ４２へ送信する（forward）（Ｓ５０８）。
【０１０３】
次に、ＡＭＦ４２は、＊＊ＭＡＣ及びＲＥＳを認証する（verify）。＊＊ＭＡＣ及びＲＥＳの認証（verification）が成功した場合、ＡＭＦ４２は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するSuccessメッセージを含む、Re-registration ResponseメッセージをＡＭＦ４２へ送信する（send）（Ｓ５０９）。
【０１０４】
次に、ｇＮＢ３２は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するSuccessメッセージを含む、Re-registration ResponseメッセージをＮＧ  ＵＥ２１へ送信する（send）（Ｓ５１０）。
【０１０５】
続いて、図２５を用いて、図２４のRe-registration処理とは異なるRe-registration処理の流れについて説明する。図２５においては、図２４におけるＳＥＡＦ４３の処理が、ＡＭＦ４２において実行されている。ステップＳ５２１〜Ｓ５２８は、図２４のステップＳ５０１〜Ｓ５１０と実質的に同様である。そのため、図２５のRe-registration処理に関する詳細な説明を省略する。
【０１０６】
以上説明したように、５ＧＣは、３ＧＰＰ  ＡＮもしくはＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮに位置するＮＧ  ＵＥ２１に関するRegistration処理及びRe-registration処理を正常に実施することができる。
【０１０７】
続いて、図２６を用いて認証装置１０及びネットワーク装置４０の構成例について説明する。認証装置１０は、例えば、ＡＵＳＦ４４であってもよい。ネットワーク装置４０は、ＡＭＦ４２もしくはＳＥＡＦ４３であってもよい。
【０１０８】
認証装置１０及びネットワーク装置４０は、ネットワークインタフェース７１、プロセッサ７２、及びメモリ７３を有している。ネットワークインタフェース７１は、通信部８１を有し、プロセッサ７２は、制御部８２を有している。
【０１０９】
ネットワークインタフェース７１は、例えば、他の装置と通信を行う。さらに、ネットワークインタフェース７１は、デジタルベースバンド信号処理を行うベースバンドプロセッサを含んでもよい。ネットワークインタフェース５１は、図２〜図２５において説明したメッセージを送信もしくは受信する。
【０１１０】
プロセッサ７２は、メモリ７３からソフトウェア（コンピュータプログラム）を読み出して、図２〜図２５において説明された処理を実行する。プロセッサ７２は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU（Micro Processing Unit）、又はCPU（Central Processing Unit）であってもよい。プロセッサ７２は、複数のプロセッサを含んでもよい。
【０１１１】
メモリ７３は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ７３は、プロセッサ７２から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ７２は、図示されていないI/Oインタフェースを介してメモリ７３にアクセスしてもよい。
【０１１２】
メモリ７３は、ソフトウェアもしくはソフトウェアモジュール群を格納するために使用される。プロセッサ７２は、これらのソフトウェアもしくはソフトウェアモジュール群をメモリ７３から読み出して実行する。メモリ７３は、例えば、プロセッサ７２において生成されたセキュリティ鍵を格納してもよい。
【０１１３】
また、認証装置１０は、ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、前記ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得し、UE KDF Capabilitiesを用いて、前記ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択し、選択された前記疑似乱数関数を用いて前記ＵＥに関するMaster Keyを生成する、認証方法を実行する。
【０１１４】
さらに、ネットワーク装置４０は、ＵＥのRegistration処理において、UE KDF Capabilitiesに示されるＵＥがサポートする疑似乱数関数を用いて生成されたMaster Key、に基づいて生成された認証情報を取得し、認証情報を記憶し、ＵＥのRe-Registration処理において、認証情報を要求するメッセージへの応答として、記憶された前記認証情報を送信する、認証方法を実行する。
【０１１５】
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）を含む。さらに、非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗを含む。さらに、非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、半導体メモリを含む。半導体メモリは、例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【０１１６】
なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本開示は、それぞれの実施の形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。
【０１１７】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０１１８】
この出願は、２０１７年３月１７日に出願されたインド出願201711009357を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【０１１９】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、前記ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得する通信部と、
前記UE KDF Capabilitiesを用いて、前記ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択する選択部と、
選択された前記疑似乱数関数を用いて前記ＵＥに関するMaster Keyを生成する鍵生成部と、を備える認証装置。
（付記２）
前記鍵生成部は、
前記Master Keyを用いて、第２の認証情報を生成し、
前記通信部は、
前記第２の認証情報をネットワーク装置へ送信する、付記１に記載の認証装置。
（付記３）
前記第２の認証情報は、
Non-3GPP（3rd Generation Partnership Project） Access Networkもしくは3GPP Access Networkに接続する前記ＵＥとの通信に用いるセッション鍵を含む、付記２に記載の認証装置。
（付記４）
前記鍵生成部は、
加入者情報管理装置において生成された第１の認証情報と、選択された前記疑似乱数関数とを用いて前記Master Keyを生成する、付記１に記載の認証装置。
（付記５）
前記通信部は、
前記第１の認証情報を要求するメッセージであって、宛先を前記加入者情報管理装置とする前記メッセージを送信し、前記メッセージの応答として前記第１の認証情報を受信する、付記４に記載の認証装置。
（付記６）
ＵＥのRegistration処理において、UE KDF Capabilitiesに示されるＵＥがサポートする疑似乱数関数を用いて生成されたMaster Key、に基づいて生成された認証情報を取得する通信部と、
前記認証情報を記憶する記憶部と、
前記ＵＥのRe-Registration処理において、認証情報を要求するメッセージへの応答として、記憶された前記認証情報を送信する通信部と、を備えるネットワーク装置。
（付記７）
前記認証情報は、
Non-3GPP Access Networkもしくは3GPP Access Networkに接続する前記ＵＥとの通信に用いるセッション鍵を含む、付記６に記載のネットワーク装置。
（付記８）
ＵＥのRegistration処理において、UE KDF Capabilitiesに示されるＵＥがサポートする疑似乱数関数を用いてMaster Keyを生成し、前記Master Keyを用いて認証情報を生成する認証装置と、
前記認証装置から取得した前記認証情報を記憶し、ＵＥのRe-Registration処理において、前記認証情報を要求するメッセージへの応答として、記憶した前記認証情報を送信するネットワーク装置と、を備える通信システム。
（付記９）
前認証装置は、
前記Master Keyを用いて、第２の認証情報を生成し、前記第２の認証情報をネットワーク装置へ送信する、付記８に記載の通信システム。
（付記１０）
ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、前記ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得し、
前記UE KDF Capabilitiesを用いて、前記ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択し、
選択された前記疑似乱数関数を用いて前記ＵＥに関するMaster Keyを生成する、認証方法。
（付記１１）
ＵＥのRegistration処理において、UE KDF Capabilitiesに示されるＵＥがサポートする疑似乱数関数を用いて生成されたMaster Key、に基づいて生成された認証情報を取得し、
前記認証情報を記憶し、
前記ＵＥのRe-Registration処理において、認証情報を要求するメッセージへの応答として、記憶された前記認証情報を送信する、認証方法。
（付記１２）
ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、前記ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得し、
前記UE KDF Capabilitiesを用いて、前記ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択し、
選択された前記疑似乱数関数を用いて前記ＵＥに関するMaster Keyを生成することをコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
（付記１３）
ＵＥのRegistration処理において、UE KDF Capabilitiesに示されるＵＥがサポートする疑似乱数関数を用いて生成されたMaster Key、に基づいて生成された認証情報を取得し、
前記認証情報を記憶し、
前記ＵＥのRe-Registration処理において、認証情報を要求するメッセージへの応答として、記憶された前記認証情報を送信することをコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
【符号の説明】
【０１２０】
１０  認証装置
１１  通信部
１２  選択部
１３  鍵生成部
２１  ＮＧ  ＵＥ
３１  Ｎｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ
３２  ｇＮＢ
４０  ネットワーク装置
４１  Ｎ３ＩＷＦ
４２  ＡＭＦ
４３  ＳＥＡＦ
４４  ＡＵＳＦ
４５  ＵＤＭ
７１  ネットワークインタフェース
７２  プロセッサ
７３  メモリ
８１  通信部
８２  制御部
【図１】
2018169071.tif 000003
【図２】
2018169071.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【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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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年9月11日(2019.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、前記ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得する通信部と、
前記UE KDF Capabilitiesを用いて、前記ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択する選択部と、
選択された前記疑似乱数関数を用いて前記ＵＥに関するMaster Keyを生成する鍵生成部と、を備える認証装置。
【請求項２】
前記鍵生成部は、
前記Master Keyを用いて、第２の認証情報を生成し、
前記通信部は、
前記第２の認証情報をネットワーク装置へ送信する、請求項１に記載の認証装置。
【請求項３】
前記第２の認証情報は、
Non-3GPP（3rd Generation Partnership Project） Access Networkもしくは3GPP Access Networkに接続する前記ＵＥとの通信に用いるセッション鍵を含む、請求項２に記載の認証装置。
【請求項４】
前記鍵生成部は、
加入者情報管理装置において生成された第１の認証情報と、選択された前記疑似乱数関数とを用いて前記Master Keyを生成する、請求項１に記載の認証装置。
【請求項５】
前記通信部は、
前記第１の認証情報を要求するメッセージであって、宛先を前記加入者情報管理装置とする前記メッセージを送信し、前記メッセージの応答として前記第１の認証情報を受信する、請求項４に記載の認証装置。
【請求項６】
ＵＥのRegistration処理において、UE KDF Capabilitiesに示されるＵＥがサポートする疑似乱数関数を用いて生成されたMaster Key、に基づいて生成された認証情報を取得する通信部と、
前記認証情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記通信部は、前記ＵＥのRe-Registration処理において、認証情報を要求するメッセージへの応答として、記憶された前記認証情報を送信する、ネットワーク装置。
【請求項７】
前記認証情報は、
Non-3GPP Access Networkもしくは3GPP Access Networkに接続する前記ＵＥとの通信に用いるセッション鍵を含む、請求項６に記載のネットワーク装置。
【請求項８】
ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、前記ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得し、
前記UE KDF Capabilitiesを用いて、前記ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択し、
選択された前記疑似乱数関数を用いて前記ＵＥに関するMaster Keyを生成する、認証方法。
【請求項９】
前記通信部は、
前記ＵＥのRegistration処理において、ＳＵＰＩ（Subscriber Parameter Identifier）を取得し、
前記鍵生成部は、
選択された前記疑似乱数関数と前記ＳＵＰＩとを用いて前記ＵＥに関する前記Master keyを生成する、請求項１に記載の認証装置。
【請求項１０】
前記鍵生成部は、
前記Master keyを用いて第２の認証情報を生成し、
前記通信部は、
前記第２の認証情報をネットワーク装置へ送信する、請求項５に記載の認証装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本開示の第４の態様にかかる認証方法は、ＵＥ（User Equipment）のRegistration処理において、前記ＵＥがサポートする疑似乱数関数（Pseudo Random Function）を示すUE KDF（Key Derivation Function） Capabilitiesを取得し、前記UE KDF Capabilitiesを用いて、前記ＵＥに関するMaster Keyの生成に使用する疑似乱数関数を選択し、選択された前記疑似乱数関数を用いて前記ＵＥに関するMaster Keyを生成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
以上説明したように、認証装置１０は、ＵＥがサポートする疑似乱数関数を示すUE KDF Capabilitiesを取得することができる。その結果、認証装置１０は、ＵＥと同じMaster Keyを生成することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
次に、図２１を用いて図１２乃至図２０のRe-registration処理とは異なるRe-registration処理の流れについて説明する。図２１においては、図２０のＮｏｎ−３ＧＰＰ  ＡＮ３１が、ｇＮＢ３２に変更されているのみであり、ステップＳ４４１〜Ｓ４５２は、図２０のステップＳ４２１〜Ｓ４３２と同様である。そのため、図２１のRe-registration処理に関する詳細な説明を省略する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
ＡＭＦ４２は、受信したＴＵＩＤに相当するＳＵＰＩを抽出（fetch）する。ＳＵＰＩは、例えばＩＭＳＩであってもよい。さらに、ＡＭＦ４２は、Registration RequestメッセージをＳＵＰＩと共にＳＥＡＦ４３へ送信する（Ｓ５０３）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
次に、ＡＭＦ４２は、＊＊ＭＡＣ及びＲＥＳを認証する（verify）。＊＊ＭＡＣ及びＲＥＳの認証（verification）が成功した場合、ＡＭＦ４２は、ＮＧ  ＵＥ２１に関するSuccessメッセージを含む、Re-registration ResponseメッセージをｇＮＢ３２へ送信する（send）（Ｓ５０９）。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
ネットワークインタフェース７１は、例えば、他の装置と通信を行う。さらに、ネットワークインタフェース７１は、デジタルベースバンド信号処理を行うベースバンドプロセッサを含んでもよい。ネットワークインタフェース７１は、図２〜図２５において説明したメッセージを送信もしくは受信する。
【国際調査報告】
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