(57)【要約】  改善されたセキュリティコンテキストを有する現在のサービングネットワークノードから新たなサービングネットワークノードへ、遠隔局を移行するための方法が開示される。この方法では、遠隔局は、少なくとも1つの従来のキーを提供し、改善されたセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素に基づき、少なくとも1つのセッションキーを生成する。遠隔局は、新たなサービングネットワークノードに、情報要素を有する第1のメッセージを転送する。遠隔局は、従来のキーまたはセッションキーのいずれかに基づく応答を有する第2のメッセージを、新たなサービングネットワークノードから受信する。第2のメッセージの応答が従来のキーに基づく場合、遠隔局は、新たなサービングネットワークノードは改善されたセキュリティコンテキストをサポートしないと判定する。したがって、遠隔局は、改善されたセキュリティコンテキストがサポートされないと判定すると、従来のキーに基づいて通信を保護する。
2013526159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1のセキュリティコンテキストを有する現在のサービングネットワークノードから新たなサービングネットワークノードへ、遠隔局を移行するための方法であって、
前記遠隔局が、第2のセキュリティコンテキストと関連付けられた少なくとも1つの従来のキーを提供するステップであって、前記第1のセキュリティコンテキストが、前記第2のセキュリティコンテキストによってサポートされないセキュリティプロパティを含む、ステップと、
前記遠隔局が、前記第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素に基づき、前記第1のセキュリティコンテキストに従い、少なくとも1つのセッションキーを生成するステップと、
前記遠隔局が、第1のメッセージを前記新たなサービングネットワークノードに転送するステップであって、前記第1のメッセージが、前記第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた前記情報要素を含む、ステップと、
前記遠隔局が、前記第1のメッセージに応答して、前記新たなサービングネットワークノードから第2のメッセージを受信するステップであって、前記第2のメッセージが、前記少なくとも1つの従来のキーまたは前記少なくとも1つのセッションキーのいずれかに基づく応答を有する、ステップと、
前記第2のメッセージの前記応答が前記少なくとも1つの従来のキーに基づく場合、前記遠隔局が、前記新たなサービングネットワークノードは前記第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定するステップと、
前記新たなサービングネットワークノードは前記第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定すると、前記遠隔局が、前記少なくとも1つの従来のキーに基づいて通信を保護するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記情報要素がカウント値を含む、請求項1に記載の移行するための方法。
【請求項３】
前記カウント値がセッションのために更新される、請求項2に記載の移行するための方法。
【請求項４】
前記第1のセキュリティコンテキストが改善されたUMTSセキュリティコンテキストであり、前記第2のセキュリティコンテキストが従来のセキュリティコンテキストである、請求項1に記載の移行するための方法。
【請求項５】
前記遠隔局がモバイルユーザ装置を含む、請求項1に記載の移行するための方法。
【請求項６】
前記第2のメッセージが、メッセージ認証コード(MAC)を含み、前記遠隔局が、前記MACが前記少なくとも1つの従来のキーを用いて計算されたと判定することによって、前記応答が前記少なくとも1つの従来のキーに基づくと判定する、請求項1に記載の移行するための方法。
【請求項７】
第2のセキュリティコンテキストと関連付けられた少なくとも1つの従来のキーを提供するための手段であって、現在のサービングネットワークノードの第1のセキュリティコンテキストが、前記第2のセキュリティコンテキストによってサポートされないセキュリティプロパティを含む、手段と、
前記第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素に基づき、前記第1のセキュリティコンテキストに従って、少なくとも1つのセッションキーを生成するための手段と、
第1のメッセージを新たなサービングネットワークノードに転送するための手段であって、前記第1のメッセージが、前記第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた前記情報要素のシグナリングを含む、手段と、
前記第1のメッセージに応答して、前記新たなサービングネットワークノードから第2のメッセージを受信するための手段であって、前記第2のメッセージが、前記少なくとも1つの従来のキーまたは前記少なくとも1つのセッションキーのいずれかに基づく応答を有する、手段と、
前記第2のメッセージの前記応答が前記少なくとも1つの従来のキーに基づく場合、前記新たなサービングネットワークノードは前記第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定するための手段と、
前記新たなサービングネットワークノードは前記第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定すると、前記少なくとも1つの従来のキーに基づいて通信を保護するための手段と
を含む、遠隔局。
【請求項８】
前記情報要素がカウント値を含む、請求項7に記載の遠隔局。
【請求項９】
前記カウント値がセッションのために更新される、請求項8に記載の遠隔局。
【請求項１０】
前記第1のセキュリティコンテキストが改善されたUMTSセキュリティコンテキストであり、前記第2のセキュリティコンテキストが従来のセキュリティコンテキストである、請求項7に記載の遠隔局。
【請求項１１】
第2のセキュリティコンテキストと関連付けられた少なくとも1つの従来のキーを提供するステップであって、現在のサービングネットワークノードの第1のセキュリティコンテキストが、前記第2のセキュリティコンテキストによってサポートされないセキュリティプロパティを含む、ステップと、
前記従来のキーと前記第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素とに基づき、前記第1のセキュリティコンテキストに従い、少なくとも1つのセッションキーを生成するステップと、
第1のメッセージを新たなサービングネットワークノードに転送するステップであって、前記第1のメッセージが、前記第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた前記情報要素を含む、ステップと、
前記第1のメッセージに応答して、前記新たなサービングネットワークノードから第2のメッセージを受信するステップであって、前記第2のメッセージが、前記少なくとも1つの従来のキーまたは前記少なくとも1つのセッションキーのいずれかに基づく応答を有する、ステップと、
前記第2のメッセージの前記応答が前記少なくとも1つの従来のキーに基づく場合、前記新たなサービングネットワークノードは前記第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定するステップと、
前記新たなサービングネットワークノードは前記第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定すると、前記少なくとも1つの従来のキーに基づいて通信を保護するステップと
を行うように構成されたプロセッサ
を含む遠隔局。
【請求項１２】
前記情報要素がカウント値を含む、請求項11に記載の遠隔局。
【請求項１３】
前記カウント値がセッションのために更新される、請求項12に記載の遠隔局。
【請求項１４】
前記第1のセキュリティコンテキストが改善されたUMTSセキュリティコンテキストであり、前記第2のセキュリティコンテキストが従来のセキュリティコンテキストである、請求項11に記載の遠隔局。
【請求項１５】
コンピュータに、第2のセキュリティコンテキストと関連付けられた少なくとも1つの従来のキーを提供させるためのコードであって、現在のサービングネットワークノードの第1のセキュリティコンテキストが、前記第2のセキュリティコンテキストによってサポートされないセキュリティプロパティを含む、コードと、
コンピュータに、前記第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素に基づき、前記第1のセキュリティコンテキストに従い、少なくとも1つのセッションキーを生成させるためのコードと、
コンピュータに、第1のメッセージを新たなサービングネットワークノードに転送させるためのコードであって、前記第1のメッセージが、前記第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた前記情報要素を含む、コードと、
コンピュータに、前記第1のメッセージに応答して、前記新たなサービングネットワークノードから第2のメッセージを受信させるためのコードであって、前記第2のメッセージが、前記少なくとも1つの従来のキーまたは前記少なくとも1つのセッションキーのいずれかに基づく応答を有する、コードと、
前記第2のメッセージの前記応答が前記少なくとも1つの従来のキーに基づく場合、コンピュータに、前記新たなサービングネットワークノードは前記第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定させるためのコードと、
前記新たなサービングネットワークノードは前記第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定すると、コンピュータに、前記少なくとも1つの従来のキーに基づいて通信を保護させるためのコードと
を含むコンピュータ可読記憶媒体
を含むコンピュータプログラム。
【請求項１６】
前記情報要素がカウント値を含む、請求項15に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１７】
前記カウント値がセッションのために更新される、請求項16に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１８】
前記第1のセキュリティコンテキストが改善されたUMTSセキュリティコンテキストであり、前記第2のセキュリティコンテキストが従来のセキュリティコンテキストである、請求項15に記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、2010年4月16日に出願した米国仮出願第61/324,991号の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は全般に、Universal Mobile Telecommunications Service(UMTS)、GSM（登録商標） Edge Radio Access Network(GERAN)、および/またはLong Term Evolution(LTE)もしくはEvolved UTRAN(E-UTRAN)において動作するユーザ装置のための、改善されたセキュリティコンテキストに関する。
【背景技術】
【０００３】
LTE第4世代(4G)ネットワークもしくはUMTS第3世代(3G)無線アクセスネットワークにおいて、または3G AKA(認証および鍵一致)認証を使用したGERANネットワークにおいて、AKA認証が成功すると、ユーザ装置(UE)とネットワークとの間の通信を保護するための、共有キーのペア、暗号化キー(CK)、およびインテグリティキー(IK)が生じる。共有キーは、UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)の場合にはUEとネットワークとの間のトラフィックを保護するために直接使用されてもよく、または、キー、たとえば、E-UTRANの場合には、KASMEもしくはKASMEから導出されたキーを、または、GERAN(GSM（登録商標） Edge Radio Access Network)の場合には、KCもしくはKC128を、静的に導出するために使用されてもよい。
【０００４】
漏洩したキーは、次のAKA認証でキーが変更されるまで、深刻なセキュリティ問題を引き起こし得る。通常、AKA認証はかなりのオーバーヘッドを必要とするために、しばしば働かないことがある。また、両方のキー(CKおよびIK)が漏洩すると、UEとサービング無線アクセスネットワークとの間で用いられるキーも漏洩し得る。
【０００５】
UMTS/HSPA(High Speed Packet Access)の配備では、無線ネットワークコントローラ(RNC)およびNode Bの機能のうちの一部または全部が、ネットワークの端で1つのノードにまとめられることがある。RNCは、ユーザプレーン暗号化および信号プレーン暗号化、ならびにインテグリティ保護などの機能のためにキーを必要とする。しかしながら、RNC機能は、UMTSフェムトセル中のHome Node Bの中など、無防備な場所に配備され得る。したがって、アクセス(物理的アクセスを含む)を提供する安全ではない可能性のある場所に配備されたRNC機能は、キー、CKおよびIKを漏洩させ得る。
【０００６】
セッションキー(CKおよびIKの変更版)が、無防備なRNC機能に関連したセキュリティリスクを低下させるために使用され得る。そのようなセッションキーを提供するための技術は、米国特許出願公開第2007/0230707(A1)号で開示されている。
【０００７】
残念ながら、そのようなセッションキーの使用は、サービングネットワークに対するアップグレード変更を必要とする。しかしながら、ネットワーク事業者は、段階的にサービングネットワークをアップグレードする可能性が高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、改善されたセキュリティコンテキストをサポートするサービングネットワークノードおよび従来のサービングネットワークノードと、遠隔局が相互運用するための技法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、第1のセキュリティコンテキストを有する現在のサービングネットワークノードから新たなサービングネットワークノードへ、遠隔局を移行するための方法に存在し得る。この方法では、遠隔局は、第2のセキュリティコンテキストと関連付けられた少なくとも1つの従来のキーを提供し、第1のセキュリティコンテキストは、第2のセキュリティコンテキストによってサポートされないセキュリティプロパティを含む。遠隔局は、第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素に基づき、第1のセキュリティコンテキストに従って、少なくとも1つのセッションキーを生成する。遠隔局は、新たなサービングネットワークノードに第1のメッセージを転送する。第1のメッセージは、第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素を含む。遠隔局は、第1のメッセージに応答して、新たなサービングネットワークノードから第2のメッセージを受信する。第2のメッセージは、少なくとも1つの従来のキーまたは少なくとも1つのセッションキーのいずれかに基づく応答を有する。第2のメッセージの応答が少なくとも1つの従来のキーに基づく場合、遠隔局は、新たなサービングネットワークノードは第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定する。そして、新たなサービングネットワークノードは第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定すると、遠隔局は、少なくとも1つの従来のキーに基づいて通信を保護する。
【００１０】
本発明のより詳細な態様では、情報要素はカウント値を含み得る。カウント値は、セッションのために更新され得る。第1のセキュリティコンテキストは改善されたUMTSセキュリティコンテキストであってよく、第2のセキュリティコンテキストは従来のセキュリティコンテキストであってよい。第2のメッセージは、メッセージ認証コード(MAC)を含んでもよく、遠隔局は、MACが少なくとも1つの従来のキーを用いて計算されたと判定することによって、応答が少なくとも1つの従来のキーに基づくと判定することができる。遠隔局は、モバイルユーザ装置を含み得る。
【００１１】
本発明の別の態様は、遠隔局に存在してよく、遠隔局は、第2のセキュリティコンテキストと関連付けられた少なくとも1つの従来のキーを提供するための手段であって、現在のサービングネットワークノードの第1のセキュリティコンテキストが、第2のセキュリティコンテキストによってサポートされないセキュリティプロパティを含む、手段と、第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素に基づき、第1のセキュリティコンテキストに従って、少なくとも1つのセッションキーを生成するための手段と、第1のメッセージを新たなサービングネットワークノードに転送するための手段であって、第1のメッセージが、第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素のシグナリングを含む、手段と、第1のメッセージに応答して、新たなサービングネットワークノードから第2のメッセージを受信するための手段であって、第2のメッセージが、少なくとも1つの従来のキーまたは少なくとも1つのセッションキーのいずれかに基づく応答を有する、手段と、第2のメッセージの応答が少なくとも1つの従来のキーに基づく場合、新たなサービングネットワークノードは第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定するための手段と、新たなサービングネットワークノードは第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定すると、少なくとも1つの従来のキーに基づいて通信を保護するための手段とを、含み得る。
【００１２】
本発明の別の態様は、プロセッサを含み得る遠隔局に存在してよく、このプロセッサは、第2のセキュリティコンテキストと関連付けられた少なくとも1つの従来のキーを提供するステップであって、現在のサービングネットワークノードの第1のセキュリティコンテキストが、第2のセキュリティコンテキストによってサポートされないセキュリティプロパティを含む、ステップと、第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素に基づき、第1のセキュリティコンテキストに従い、少なくとも1つのセッションキーを生成する、ステップと、第1のメッセージを新たなサービングネットワークノードに転送するステップであって、第1のメッセージが、第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素を含む、ステップと、第1のメッセージに応答して、新たなサービングネットワークノードから第2のメッセージを受信するステップであって、第2のメッセージが、少なくとも1つの従来のキーまたは少なくとも1つのセッションキーのいずれかに基づく応答を有する、ステップと、第2のメッセージの応答が少なくとも1つの従来のキーに基づく場合、新たなサービングネットワークノードは第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定するステップと、新たなサービングネットワークノードは第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定すると、少なくとも1つの従来のキーに基づいて通信を保護するステップとを行うように構成される。
【００１３】
本発明の別の態様は、コンピュータ可読記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品に存在してよく、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータに、第2のセキュリティコンテキストと関連付けられた少なくとも1つの従来のキーを提供させるためのコードであって、現在のサービングネットワークノードの第1のセキュリティコンテキストが、第2のセキュリティコンテキストによってサポートされないセキュリティプロパティを含む、コードと、コンピュータに、第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素に基づき、第1のセキュリティコンテキストに従い、少なくとも1つのセッションキーを生成させるためのコードと、コンピュータに、第1のメッセージを新たなサービングネットワークノードに転送させるためのコードであって、第1のメッセージが、第1のセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素を含む、コードと、コンピュータに、第1のメッセージに応答して、新たなサービングネットワークノードから第2のメッセージを受信させるためのコードであって、第2のメッセージが、少なくとも1つの従来のキーまたは少なくとも1つのセッションキーのいずれかに基づく応答を有する、コードと、第2のメッセージの応答が少なくとも1つの従来のキーに基づく場合、コンピュータに、新たなサービングネットワークノードは第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定させるためのコードと、新たなサービングネットワークノードは第1のセキュリティコンテキストをサポートしないと判定すると、コンピュータに、少なくとも1つの従来のキーに基づいて通信を保護させるためのコードとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ワイヤレス通信システムの一例のブロック図である。
【図２】UMTS/UTRANアーキテクチャに従ったワイヤレス通信システムの一例のブロック図である。
【図３】GERANアーキテクチャに従ったワイヤレス通信システムの一例のブロック図である。
【図４】改善されたセキュリティコンテキストを有するサービングネットワークノードから新たなサービングネットワークノードへ、遠隔局を移行させるための方法の流れ図である。
【図５】アタッチ要求メッセージに基づいて、遠隔局とサービングネットワークとの間で改善されたセキュリティコンテキストを確立するための方法の流れ図である。
【図６】サービス要求メッセージに基づいて、遠隔局とサービングネットワークとの間で、改善されたセキュリティコンテキストから少なくとも1つのセッションキーを確立するための方法の流れ図である。
【図７】ルーティングエリア更新要求メッセージに基づいて、遠隔局とサービングネットワークとの間で、改善されたセキュリティコンテキストから少なくとも1つのセッションキーを確立するための方法の流れ図である。
【図８】プロセッサとメモリとを含むコンピュータのブロック図である。
【図９】E-UTRANアーキテクチャに従ったワイヤレス通信システムの一例のブロック図である。
【図１０】改善されたセキュリティコンテキストを有するサービングネットワークノードから新たなサービングネットワークノードへ、遠隔局を移行させるための方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
「例示的な」という言葉は、「一例、実例または例として機能する」を意味するために本明細書で使用される。「例示的」として本明細書で説明する任意の実施形態は、必ずしも他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されない。
【００１６】
図2〜図4を参照すると、本発明の一態様は、改善されたセキュリティコンテキストを有するサービングネットワークノード230から新たなサービングネットワークノード230'へ、遠隔局210を移行させるための方法400の中に存在し得る。この方法では、遠隔局は、少なくとも1つの従来のキーを提供し(ステップ410)、改善されたセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素に基づき、改善されたセキュリティコンテキストに従って、少なくとも1つのセッションキーを生成する(ステップ420)。遠隔局は、新たなサービングネットワークノードに第1のメッセージを転送する(ステップ430)。第1のメッセージは、改善されたセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素を含む。遠隔局は、第1のメッセージに応答して、新たなサービングネットワークノードから第2のメッセージを受信する(ステップ440)。第2のメッセージは、少なくとも1つの従来のキーまたは少なくとも1つのセッションキーのいずれかに基づく応答を有する。第2のメッセージの応答が従来のキーに基づく場合、遠隔局は、新たなサービングネットワークノードは改善されたセキュリティコンテキストをサポートしないと判定する(ステップ450)。そして、新たなサービングネットワークノードは改善されたセキュリティコンテキストをサポートしないと判定すると、遠隔局は、従来のキーに基づいて通信を保護する(ステップ460)。情報要素は、カウント値を含んでもよい。
【００１７】
図8をさらに参照すると、本発明の別の態様は、遠隔局210に存在してよく、遠隔局210は、少なくとも1つの従来のキーを提供するための手段（プロセッサ810）と、改善されたセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素に基づき、改善されたセキュリティコンテキストに従って、少なくとも1つのセッションキーを生成するための手段と、第1のメッセージを新たなサービングネットワークノードに転送するための手段であって、第1のメッセージが、改善されたセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素のシグナリングを含む、手段と、第1のメッセージに応答して、新たなサービングネットワークノードから第2のメッセージを受信するための手段であって、第2のメッセージが、少なくとも1つの従来のキーまたは少なくとも1つのセッションキーのいずれかに基づく応答を有する、手段と、第2のメッセージの応答が従来のキーに基づく場合、新たなサービングネットワークノードは改善されたセキュリティコンテキストをサポートしないと判定するための手段と、新たなサービングネットワークノードは改善されたセキュリティコンテキストをサポートしないと判定すると、従来のキーに基づいて通信を保護するための手段とを、含み得る。
【００１８】
本発明の別の態様は、プロセッサ810を含み得る遠隔局210に存在してよく、プロセッサ810は、少なくとも1つの従来のキーを提供するステップと、改善されたセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素に基づき、改善されたセキュリティコンテキストに従って、少なくとも1つのセッションキーを生成するステップと、第1のメッセージを新たなサービングネットワークノードに転送するステップであって、第1のメッセージが、改善されたセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素を含む、ステップと、第1のメッセージに応答して、新たなサービングネットワークノードから第2のメッセージを受信するステップであって、第2のメッセージが、少なくとも1つの従来のキーまたは少なくとも1つのセッションキーのいずれかに基づく応答を有する、ステップと、第2のメッセージの応答が従来のキーに基づく場合、新たなサービングネットワークノードは改善されたセキュリティコンテキストをサポートしないと判定するステップと、新たなサービングネットワークノードは改善されたセキュリティコンテキストをサポートしないと判定すると、従来のキーに基づいて通信を保護するステップとを行うように構成される。
【００１９】
本発明の別の態様は、コンピュータ可読記憶媒体820を含むコンピュータプログラム製品に存在してよく、コンピュータ可読記憶媒体820は、コンピュータ800に、少なくとも1つの従来のキーを提供させるためのコードと、コンピュータに、改善されたセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素に基づき、改善されたセキュリティコンテキストに従い、少なくとも1つのセッションキーを生成させるためのコードと、コンピュータに、第1のメッセージを新たなサービングネットワークノードに転送させるためのコードであって、第1のメッセージが、改善されたセキュリティコンテキストと関連付けられた情報要素を含む、コードと、コンピュータに、第1のメッセージに応答して、新たなサービングネットワークノードから第2のメッセージを受信させるためのコードであって、第2のメッセージが、少なくとも1つの従来のキーまたは少なくとも1つのセッションキーのいずれかに基づく応答を有する、コードと、第2のメッセージの応答が従来のキーに基づく場合、コンピュータに、新たなサービングネットワークノードは改善されたセキュリティコンテキストをサポートしないと判定させるためのコードと、新たなサービングネットワークノードは改善されたセキュリティコンテキストをサポートしないと判定すると、コンピュータに、従来のキーに基づいて通信を保護させるためのコードとを含む。
【００２０】
サービングコアネットワーク230は、ワイヤレス通信を遠隔局210に提供するサービングRAN(無線アクセスネットワーク)220に接続される。UMTS/UTRANアーキテクチャでは、サービングRANはNode BとRNC(無線ネットワークコントローラ)とを含む。GERANアーキテクチャでは、サービングRANはBTS(送受信基地局)とBSC(基地局コントローラ)とを含む。サービングコアネットワークは、回線交換(CS)サービスを提供するためのMSC/VLR(Mobile Switching Center/Visitor Location Register)と、パケット交換(PS)サービスを提供するためのSGSN(Serving GPRS Support Node)とを含む。ホームネットワークは、HLR(Home Location Register)とAuC(Authentication Center)とを含む。
【００２１】
UE210およびサービングコアネットワーク230は、新しいセキュリティプロパティによって改善され、COUNT(カウンタ値)を使用して改善されたUMTSセキュリティコンテキスト(ESC)を生成することができる。ESCのための256ビットのルートキー(KASMEU)は、AKA認証が実行される場合に、CKおよびIKから導出され得る。ルートキーはCK||IKと等しくなるように設定されてもよく、または、さらなる有用なセキュリティプロパティをもたらすより複雑な導出を使用して導出されてもよい(たとえばCKおよびIKは保持されなくてもよい)。COUNTは、UEとサービングコアネットワークとの間で維持される16ビットのカウンタ値であってもよい。(注:従来のUTRANセキュリティコンテキストはKSI(3ビットのキーセット識別子)、CK(128ビットの暗号キー)、およびIK(128ビットのインテグリティキー)から構成される)。
【００２２】
本発明は、改善されたノードから従来のノードへ円滑なフォールバックを行うための技法を提供する。ESCをサポートするモバイル装置/ユーザ装置は、UE+と指定され得る。ESCをサポートするSGSNおよびMSC/VLRは、SGSN+およびMSC/VLR+と指定され得る。ESCは、第1のセキュリティコンテキストの例である。(従来のSGSNおよびMSC/VLRはプラス記号なしで示される。)従来のノードへのフォールバックのための方法は、セッションキーの決定のために用いられる方法とは独立である。ESCをサポートしないことが、第2のセキュリティコンテキストの例である。
【００２３】
図10を参照すると、UE+210およびSGSN+またはMSC/VLR+は、UMTS/GERANで現在用いられるようなKSI(キーセット識別子)を含むESCと、ルートキーKASMEUとを共有する。セッションキーCKSおよびIKSは、ルートキーKASMEUおよび、UE+とSGSN+またはMSC/VLR+との間で交換されるパラメータ(たとえばCOUNT値)から、計算される(ステップ1010)。SGSN+230またはMSC/VLR+はまた、KASMEUおよび固定されたパラメータから、従来のキーとして機能するCKLおよびIKLを導出し(ステップ1020)、それによってCKLおよびIKLは、互いに暗号上独立となり、すなわち、CKLおよびIKLを知ってもKASMEUは明らかにならない。
【００２４】
アイドルモビリティの間、またはUE+が新たなサービングネットワークをアタッチする時(ステップ1030)、ESCパラメータは、SGSN+230またはMSC/VLR+から、ESCをサポートしないターゲットのSGSN230'またはMSC/VLRに移転され得る。そのようなターゲットノードへUE+が移動できるように、ソースSGSN+またはMSC/VLR+は、従来のIKおよびCKを搬送する情報要素(IE)に(すなわち、既存のCK/IK IEに)、CKLおよびIKLを含める(ステップ1040)。KASMEUは、新しいIEの中にある(ステップ1050)。COUNT値も、セッションキーの導出を可能にするために、ターゲットへ提供される(ステップ1060)。ターゲットSGSNまたはMSC/VLRがESCをサポートしない場合、ターゲットSGSNまたはMSC/VLRは新しいIEを無視し、CKLおよびIKLを従来のCKおよびIKとして用いる。
【００２５】
UE+は、セッションキーを計算するための関連情報を、ターゲットへのメッセージの中に含める。UE+は、ターゲットがESCをサポートするかどうかをまだ知らない。ターゲットが従来のノードである場合(たとえば、ESCを理解しない場合)、ターゲットは、ソースSGSN+またはMSC/VLR+から受信されたCKLおよびIKLを、従来のUMTSセキュリティコンテキストとして(KSI/CKSNとともに)用いる。ターゲットがESCをサポートする場合、ターゲットはESCの使用を継続することができる。ターゲットのSGSN+またはMSC/VLR+は、ESCのサポートをUEにシグナリングする。
【００２６】
UMTSでは、UE+は、ターゲットがESCをサポートするかどうかを知ることなく、RNCからSMC(security mode command)を受信することができる(ステップ1070)。この場合、UE+は、IKLとIKSの両方を用いて、ESCがターゲットSGSN(またはMSC/VLR)によってサポートされるかどうかを判定する(ステップ1080)。より具体的には、UE+は、IKLとIKSの両方を用いて、SMCのためにMACを計算する。UE+は、SMCに含まれるMAC値によって、計算されたMACを検査する。受信されたMACがIKSによって計算されたMACと等しい場合、ターゲットはESCをサポートする。受信されたMACがIKLによって計算されたMACと等しい場合、ターゲットはESCをサポートしない(ステップ1090)。それ以外の場合、UE+は、インテグリティ障害のため、受信されたメッセージ(たとえばSMC)を拒絶する。
【００２７】
GERAN PSでは、SGSN+は、ESCのサポートを、認証および暗号化(Authentication and Ciphering)メッセージでシグナリングする。GERAN CSでは、MSCの能力のシグナリングがUE+によって受信できるようになる前にセキュリティが有効になると、CKLおよびIKLから導出されたGERANキーKCまたはKC128が、切り替えが可能になるまで一時的に用いられ得る。
【００２８】
ターゲットSGSNまたはMSC/VLRがESCをサポートしない場合、ターゲットとUE+の両方が、従来のセキュリティコンテキストを、CKおよびIKとしてのCKLおよびIKLについて用いることにフォールバックする。
【００２９】
あるいは、ターゲットは、(たとえば、SGSN+またはMSC/VLR+からRNCが受信した新しいIEを加えることによって)SMCの中でESCのサポートをシグナリングすることができる。そのような表示が受信されない場合、UE+は、UE+が従来のSGSNまたはMSC/VLRと通信していると見なすことができる。この代替的な改善は、RNCへの変更を必要とする(すなわち、RNCは、新しいIEとともにSMCを送るために、更新されなければならない)。
【００３０】
接続モード(アクティブモード)モビリティでは、UE+が、ターゲットSGSNの能力を判定することは不可能である(たとえば、SMCは、接続モードでは不可能であるか、進行中の呼/セッションの切断を引き起こし、これは好ましくない)。
【００３１】
SGSNが接続モードで変更される場合、ソースSGSNは、従来のCKおよびIK IEの中に、CKSおよびIKSを含める。ターゲットSGSNとUE+の両方が、ターゲットSGSNは後続のシグナリング(たとえば、アイドルモードまたはサービス要求またはSMC)を通じて従来のコンテキストをサポートするのみであり、CKSおよびIKSによる従来のセキュリティコンテキストにフォールバックすることを、認識する。これは、CKLおよびIKLが、従来のノードによってIKおよびCKとして用いられる、アイドルモードとは異なる。ターゲットSGSN+がESCをサポートする場合、前に説明されたように、ターゲットSGSN+は、ルートキーKASMEUを用いてESCを導出する。
【００３２】
図5を参照すると、UMTSアタッチ手順に関連した方法500において、UE210は、UMTSアタッチ要求メッセージの中でESCをサポートするという信号を送ることができる(ステップ510)。サポート信号は、メッセージの中の新しい情報要素(IE)の存在であってもよい。IEは、COUNT値を含んでもよい。ESCをサポートしないサービングネットワークSN230は、新しいIEを無視する。認証データ(RAND、XRES、CK、IK、AUTN)は、HLR/AuC240から取得される(ステップ515)。SNは、AKAチャレンジ(認証要求)の中でESCサポートをUEに示すことができる(ステップ520)。UEは認証手順を実行し(ステップ525)、応答RESをSNに返送する(ステップ530)。認証が成功すると(ステップ530)、UEおよびSNはルートキーKASMEU、ならびにセッションキーCKSおよびIKSを導出する(ステップ535)。SNは、SMC(Security Mode Command)メッセージの中でセッションキーをRAN220に転送する(ステップ540)。RANは、SMCメッセージの中でUEに転送されたセッションキーIKSを使用して、メッセージ認証コード(MAC)を生成する(ステップ545)。UEは、UEが導出した(ステップ535)セッションキーIKSを使用してMACを検査して(ステップ550)、完了表示をRANに返送し(ステップ555)、RANは完了表示をSNに転送する(ステップ560)。次いでUEは、セッションキーを使用して通信を保護することができる(ステップ565)。
【００３３】
図6を参照すると、アイドル/アクティブモードの手順600に関連した方法600で、UE210は、COUNT値を含むサービス要求メッセージをSN230に転送する(ステップ610)。UEおよびSNは、ルートキーKASMEUから新しいセッションキーCKSおよびIKSを導出する(ステップ620)。SNは、SMCメッセージの中でセッションキーをRAN220に転送する(ステップ630)。RANはMACを生成し、MACはSMCメッセージの中でUEに転送される(ステップ640)。UEはMACを検査して(ステップ650)、完了表示をRANに返送し(ステップ660)、RANは完了表示をSNに転送する(ステップ670)。次いでUEは、セッションキーを使用して通信を保護することができる(ステップ680)。
【００３４】
図7を参照すると、モビリティ管理手順700(ルーティングエリア更新(RAU)またはロケーションエリア更新(LAU)など)に関連した方法700において、UE210は、COUNT値を含むRAU(またはLAU)要求メッセージをSN230に転送する(ステップ710)。任意選択で、UEおよびSNは、ルートキーKASMEUから新しいセッションキーCKSおよびIKSを導出してもよい(ステップ720)。SNは、SMCメッセージの中でセッションキーをRAN220に転送してもよい(ステップ730)。RANはMACを生成することができ、MACはSMCメッセージの中でUEに転送され得る(ステップ740)。UEはMACを検査することができ(ステップ750)、完了表示をRANに返送することができ(ステップ760)、RANは完了表示をSNに転送する(ステップ770)。次いで、SNはRAU受諾メッセージをUEに送信する(ステップ780)。次いでUEは、セッションキーを使用して通信を保護することができる。
【００３５】
アイドル状態からアクティブ状態への各移行のために、新しいアクセス層(AS)キーが生成されてもよい。同様に、キーは他のイベントで生成されてもよい。COUNT値は、アイドル、モビリティ、またはサービス要求のために、アイドルモビリティメッセージの中、および、たとえばアタッチ、RAU、LAUなどの初期層3メッセージの中で送られてもよい。SNは、送られたCOUNT値が以前に使用されていないことを検査することができ、処理の中で記憶されたCOUNT値を更新する。COUNT値が新しい場合(たとえば受信されたCOUNT値>記憶されたCOUNT値)、UEおよびSNは、ルートキーKASMEUおよび送られたCOUNT値から、HMAC-SHA256などのキー導出関数(KDF)を使用して、新しいキーCKSおよびIKSの計算に進む。KDFは新しいキーの計算のために、RANノード識別情報などの追加情報を含んでもよい。検査が不合格であった(COUNT値が新しくない)場合、SNはメッセージを拒絶する。GERANでの使用法については、KCおよびKC128がCKSおよびIKSから計算される場合、その計算はCKおよびIKから計算される場合と同じ方法で行われてもよい。
【００３６】
セッションキー(CKSおよびIKS)には寿命があり得るので、UEおよびサービングネットワークは、UEとネットワークとの間でトラフィックを安全に送信するために、これ以上キーを記憶する必要がない(UEがアイドルモードに移る)か、またはその後のイベント(たとえばAKA認証またはモビリティイベント)で新しいコンテキストが作成されるまで、セッションキーを保持して使用する。
【００３７】
上で説明された手順はまた、UE+がE-UTRAN(図9)からUTRAN/GERANに移行している時に、従来のノードに円滑にフォールバックするために用いられ得る。E-UTRANからUTRAN/GERANに移行している時、モビリティ管理エンティティ(MME)が、KASMEと呼ばれる256ビットのキーと、KASMEから導出される暗号キー(CK')およびインテグリティキー(IK')と呼ばれるキーのペアとの両方を、SGSN/SGSN+に送る。SGSNは、CK'を従来のCKとして扱い、IK'を従来のIKとして扱い、KASMEを無視し、一方SGSN+は、KASMEをそのKASMEUであるものとして扱い、CK'をそのCKSであるものとして扱い、IK'をそのIKSであるものとして扱う。ここで、E-UTRANから移転されたセキュリティコンテキストは常に、改善されたセキュリティコンテキストであると考えられるので、MMEおよびE-UTRANは、改善されたサービングネットワークであると考えられることに、留意されたい。
【００３８】
遠隔局210は、メモリなどの記憶媒体820と、ディスプレイ830と、キーボードなどの入力デバイス840とを含むコンピュータ800を含んでもよい。この装置は、ワイヤレス接続850を含んでもよい。
【００３９】
図1を参照すると、ワイヤレス遠隔局(RS)102(またはUE)は、ワイヤレス通信システム100の1つまたは複数の基地局(BS)104と通信することができる。ワイヤレス通信システム100は、1つまたは複数の基地局コントローラ(BSC)106と、コアネットワーク108とをさらに含んでもよい。コアネットワークは、適切なバックホールを介して、インターネット110および公衆交換電話網(PSTN)112に接続されてもよい。典型的なワイヤレス遠隔局は、ハンドヘルド電話、またはラップトップコンピュータを含み得る。ワイヤレス通信システム100は、符号分割多元接続(CDMA)、時分割多元接続(TDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、空間分割多元接続(SDMA)、偏波分割多元接続(PDMA)、または当技術分野で知られている他の変調技法など、いくつかの多元接続技法のうちのいずれか1つを採用してもよい。
【００４０】
ワイヤレスデバイス102は、ワイヤレスデバイスによって送信される、またはワイヤレスデバイスで受信される信号に基づいて機能を実行する様々な構成要素を含んでもよい。たとえば、ワイヤレスヘッドセットは、受信機を介して受信される信号に基づいて音声出力を提供するように適合された、トランスデューサを含んでもよい。ワイヤレス時計は、受信機を介して受信される信号に基づいて表示を提供するように適合された、ユーザインターフェースを含んでもよい。ワイヤレス感知デバイスは、別のデバイスに送信されるデータを提供するように適合されたセンサを含んでもよい。
【００４１】
ワイヤレスデバイスは、任意の適切なワイヤレス通信技術に基づく、あるいは任意の適切なワイヤレス通信技術をサポートする、1つまたは複数のワイヤレス通信リンクを介して通信することができる。たとえば、いくつかの態様では、ワイヤレスデバイスはネットワークと関連していてもよい。いくつかの態様では、ネットワークはボディエリアネットワークまたはパーソナルエリアネットワーク(たとえば超広帯域ネットワーク)を含んでもよい。いくつかの態様では、ネットワークはローカルエリアネットワークまたはワイドエリアネットワークを含んでもよい。ワイヤレスデバイスは、様々なワイヤレス通信技術、プロトコル、または、たとえばCDMA、TDMA、OFDM、OFDMA、WiMAX、およびWi-Fiなどの規格のうちの1つもしくは複数をサポートし、またはその他の形で使用してもよい。同様に、ワイヤレスデバイスは様々な対応する変調または多重化方式のうちの1つもしくは複数をサポートし、またはその他の形で使用してもよい。したがって、ワイヤレスデバイスは、上記または他のワイヤレス通信技術を使用して1つまたは複数のワイヤレス通信リンクを確立し、それを介して通信するために、適切な構成要素(たとえばエアインターフェース)を含んでもよい。たとえば、デバイスは、ワイヤレス媒体を介した通信を可能にする様々な構成要素(たとえば信号生成器および信号プロセッサ)を含み得る、関連する送信機および受信機の構成要素(たとえば送信機および受信機)を持つワイヤレス送受信機を備えてもよい。
【００４２】
本明細書の教示は、様々な装置(たとえばデバイス)に組み込まれ得る(たとえば、その装置内に実装され、またはその装置によって実行され得る)。たとえば、本明細書で教示する1つまたは複数の態様は、電話(たとえばセルラー電話)、携帯情報端末(「PDA」)、エンターテインメントデバイス(たとえば音楽もしくはビデオデバイス)、ヘッドセット(たとえばヘッドフォン、イヤホンなど)、マイクロフォン、医療用デバイス(たとえば生体センサ、心拍数モニタ、歩数計、EKGデバイスなど)、ユーザI/Oデバイス(たとえば時計、遠隔制御装置、照明スイッチ、キーボード、マウスなど)、タイヤ圧モニタ、コンピュータ、POSデバイス、エンターテインメントデバイス、補聴器、セットトップボックス、または任意の他の適切なデバイスに組み込まれ得る。
【００４３】
これらのデバイスは、異なる電力およびデータ要件を有し得る。いくつかの態様では、本明細書の教示は、(たとえばインパルスベースの信号方式および低デューティサイクルモードの使用によって)低電力アプリケーションでの使用に適合されてもよく、また(たとえば高帯域パルスの使用による)比較的高いデータレートを含む様々なデータレートをサポートしてもよい。
【００４４】
いくつかの態様では、ワイヤレスデバイスは、通信システムのためのアクセスデバイス(たとえばWi-Fiアクセスポイント)を含んでもよい。たとえば、そのようなアクセスデバイスは、有線またはワイヤレス通信リンクを介した別のネットワーク(たとえば、インターネットまたはセルラーネットワークなどのワイドエリアネットワーク)へのたとえば接続性を提供してもよい。したがって、アクセスデバイスは、別のデバイス(たとえばWi-Fi局)が他のネットワークまたはいくつかの他の機能にアクセスすることを可能にし得る。さらに、デバイスのうちの1つまたは両方は携帯型であってもよく、または場合によっては比較的非携帯型であってもよいことを諒解されたい。
【００４５】
情報および信号は、多種多様な技術および技法のいずれかを使用して表され得ることが、当業者には理解されよう。たとえば、上記の説明の全体にわたって言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界もしくは粒子、光場もしくは粒子、またはその任意の組合せによって表され得る。
【００４６】
さらに、本明細書で開示した実施形態に関して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得ることを、当業者は諒解されよう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、それらの機能に関して上記で全体的に説明されている。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、ソフトウェアとして実装されるかは、具体的な用途および全体的なシステムに課せられた設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を各々の具体的な適用ごとに様々な方法で実装することができるが、そのような実装の決定は、本発明の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。
【００４７】
本明細書で開示する実施形態に関して説明する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または、本明細書で説明する機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せで、実装または実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装され得る。
【００４８】
本明細書で開示する実施形態に関して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで実施されるか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで実施されるか、またはその2つの組合せで実施され得る。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、取外し可能ディスク、CD-ROM、または当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体中に常駐し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサと一体であり得る。プロセッサおよび記憶媒体はASIC中に常駐し得る。ASICはユーザ端末中に常駐し得る。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末中に個別構成要素として常駐し得る。
【００４９】
1つまたは複数の例示的な実施形態では、説明した機能はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。コンピュータプログラム製品としてソフトウェア中で実装した場合、機能は、1つもしくは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、またはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または、命令もしくはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送もしくは記憶するために使用できコンピュータによってアクセスできる、任意の他の媒体を含み得る。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL)、またはワイヤレス技術、たとえば赤外線、無線、およびマイクロ波を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、DSL、または、赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義内に含まれる。本明細書で使用する場合、ディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピー（登録商標）ディスク、およびブルーレイディスクを含み、ディスク(disk)は、通常、磁気的にデータを再生し、ディスク(disc)は、レーザーで光学的にデータを再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるものとする。
【００５０】
開示される実施形態の上記の説明は、いかなる当業者も本発明を作成または使用できるようにするために提供される。これらの実施形態への様々な修正が当業者には容易に明らかになることになり、本明細書に定義する一般的な原理は、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。したがって、本発明は、本明細書に示す実施形態に限定されるものではなく、本明細書で開示する原理および新規の特徴に一致する最大の範囲を与えられるものである。
【符号の説明】
【００５１】
100  ワイヤレス通信システム
102  ワイヤレス遠隔局
104  基地局
106  基地局コントローラ
108  コアネットワーク
110  インターネット
112  公衆交換電話網
210  遠隔局
220  サービングRAN
230  サービングコアネットワーク、サービングネットワークノード
800  コンピュータ
810  プロセッサ
820  コンピュータ可読記憶媒体
【図１】
2013526159.tif 000003
【図２】
2013526159.tif 000004
【図３】
2013526159.tif 000005
【図４】
2013526159.tif 000006
【図５】
2013526159.tif 000007
【図６】
2013526159.tif 000008
【図７】
2013526159.tif 000009
【図８】
2013526159.tif 000010
【図９】
2013526159.tif 000011
【図１０】
2013526159.tif 000012
【国際調査報告】
2013526159.tif 000013
2013526159.tif 000014
2013526159.tif 000015