(57)【要約】本発明は無線携帯インターネットシステムにおけるＥＡＰ認証を利用した保安関係交渉方法に関するものである。本発明による保安関係交渉方法は、ＡＡＡキーから生成されるマスターキーを利用してプレマスターキーを生成し、前記プレマスターキーで認証キーを生成した後、保安関係メッセージを利用して基地局と加入者端末の間の保安関係交渉を行う。加入者端末は保安関係能力要求メッセージを通じて加入者端末の保安能力情報を基地局に提供すると、基地局は保安関係能力応答メッセージを通じて保安関係識別子と付加特性に関する保安関係ディスクリプタを加入者端末に伝送して加入者端末の保安関係能力を受容する。前記構成によって本発明は、ハンドオーバー後にも追加的なメッセージ交換なくＥＡＰのみのための加入者認証を効果的に行うことができる。
2008511240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線携帯インターネットシステムにおける使用者認証を利用する保安関係交渉方法において、
基地局が加入者端末の使用者を認証するための認証キーを生成する段階；
認証キーを生成した後、前記加入者端末の保安関係能力情報が含まれている保安関係能力要求メッセージを前記加入者端末から受信する段階；
前記基地局が前記保安関係能力要求メッセージに含まれている加入者端末の保安関係能力を受容できるかどうかを判断する段階；及び
前記加入者端末の保安関係能力を受容できる場合に、前記基地局が前記加入者端末との保安関係のために選択した情報を含む保安関係能力応答メッセージを前記加入者端末に伝送する段階を含むことを特徴とする保安関係交渉方法。
【請求項２】
無線携帯インターネットシステムにおける使用者認証を利用する保安関係交渉方法において、
加入者端末がＡＡＡサーバーを利用して使用者権限認証を行って認証キーを生成する段階；
認証キーを生成した後、前記加入者端末が自分の保安関係能力情報が含まれている保安関係能力要求メッセージを前記基地局に伝送する段階;及び
前記基地局が加入者端末の保安関係能力を受容できる場合に、保安関係のために基地局が選択した保安関係能力情報を含む保安関係能力応答メッセージを受信する段階を含むことを特徴とする保安関係交渉方法。
【請求項３】
前記認証キー生成段階は、
ＡＡＡサーバーから生成されたＡＡＡキーを利用して、マスターキー（ＭＫ）を生成する段階；
前記マスターキーで基地局または加入者端末の識別子を利用してプレマスターキーＰＭＫを生成する段階；及び
前記プレマスターキーから認証キーを生成する段階を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の保安関係交渉方法。
【請求項４】
前記保安関係能力要求メッセージは、加入者端末の保安及び暗号化に関する能力情報、加入者端末の保安関係識別子、前記認証キーから生成されるＨＭＡＣタプルを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の保安関係交渉方法。
【請求項５】
前記保安関係能力要求応答メッセージは、前記認証キーに関するシークエンスナンバー情報と、加入者端末の保安関係のための保安関係識別子及び保安関係に関する付加特性を定義する保安関係ディスクリプタ、前記認証キーから生成されるＨＭＡＣタプルを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の保安関係交渉方法。
【請求項６】
前記保安関係ディスクリプタは、前記保安関係識別子に対してデータ暗号化方式、メッセージ認証方式、トラフィックキー暗号化方式のうちの少なくとも１つに関する情報が対応して記録されることを特徴とする、請求項５に記載の保安関係交渉方法。
【請求項７】
前記加入者端末の保安関係能力を受容できない場合、基地局が保安関係受容を拒否するエラーコードを含む保安関係拒絶理由メッセージを前記加入者端末に伝送する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の保安関係交渉方法。
【請求項８】
前記認証キー生成段階は、ＥＡＰ（拡張認証プロトコール）を利用して認証を行うことを特徴とする、請求項１または２に記載の保安関係交渉方法。
【請求項９】
前記保安関係能力要求メッセージ及び保安関係能力応答メッセージは、ＰＫＭプロトコールで定義するメッセージを利用して伝送されることを特徴とする、請求項８に記載の保安関係交渉方法。
【請求項１０】
無線携帯インターネットシステムで使用者認証を利用する保安関係交渉方法において、
第１基地局が第２基地局にハンドオーバーした加入者端末の第１認証キーのシードとなるマスターキーを前記第２基地局に伝送して第２認証キーを生成する段階；
第１基地局が、前記加入者端末と既に交渉された保安関係能力情報を含む第１保安関係ディスクリプタを第２基地局に提供する段階；
前記加入者端末が第２基地局と登録要請メッセージ（ＲＥＧ-ＲＥＱ）と登録応答メッセージ（ＲＥＧ-ＲＳＰ）を交換する段階；
前記登録応答メッセージを利用して、前記第１保安関係ディスクリプタに基づいて生成される第２保安関係ディスクリプタを前記加入者端末に提供して、保安関係能力に満足するかどうかを確認する段階；及び
前記保安関係能力を満足する場合には、加入者端末が第２保安関係ディスクリプタに含まれる保安関係識別子に対して承認し、保安関係を更新する段階を含むことを特徴とする保安関係交渉方法。
【請求項１１】
前記第２認証キーは、前記マスターキーと前記第２基地局の識別子を利用して生成されることを特徴とする、請求項１０に記載の保安関係交渉方法。
【請求項１２】
前記第２保安関係能力ディスクリプタに新たな保安関係識別子情報を追加しなければならない場合、
前記加入者端末のさらに追加しようとする保安関係能力情報が含まれている保安関係能力追加メッセージを前記第２基地局に伝送する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の保安関係交渉方法。
【請求項１３】
前記第２基地局が、前記保安関係能力追加メッセージに含まれている加入者端末の保安関係能力を受容できるかどうかを判断する段階；及び
前記加入者端末の保安関係能力を受容できる場合には、前記第２基地局が前記加入者端末との保安関係のために選択した情報を含む保安関係能力応答メッセージを前記加入者端末に伝送する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の保安関係交渉方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線携帯インターネットシステムで加入者端末の使用者を認証するＥＡＰ方式における関係交渉方法に関するものである。より詳しくは、本発明は携帯インターネットシステムでＥＡＰ（拡張認証プロトコール）のみが利用可能な認証方式で追加的なメッセージ交換なく認証キーが生成できる保安関係交渉方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線携帯インターネットは、従来の無線ＬＡＮのように固定されたアクセスポイント（ＡＰ）を利用する近距離データ通信方式に移動性をさらに支援する次世代通信方式である。このような無線携帯インターネットには多様な標準が提案され、現在ＩＥＥＥ８０２．１６を中心に携帯インターネットの国際標準化が進められている。
【０００３】
このようなＩＥＥＥ８０２．１６で定義する認証（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ）規格は無線ネットワークで構成される広帯域ネットワークを対象として端末に対する認証機能を規格化している。特に、ＩＥＥＥ８０２．１６のプライバシー階層に規格化して定義している加入者端末（ＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＳｔａｔｉｏｎ、以下、"ＳＳ"と言う）に対する認証機能は、主に固定網での使用者を対象とするために現在移動サービスの傾向がある端末または加入者の移動性支援に適していない。つまり、無線携帯インターネットシステムで加入者端末は基地局間の移動が発生し、ハンドオーバーが発生した場合には新たな基地局と認証キー生成、保安関係交渉が成立しなければならないためである。
【０００４】
移動端末或いは使用者を認証するための方案としては、移動端末の認証書を利用する方法（Ｐｕｂｌｉｃ Ｋｅｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ、以下、ＰＫＭ-ＲＳＡ）と移動加入者を認証するための方法（以下、ＰＫＭ-ＥＡＰ）などが定義されている。このような認証方法はＩＥＥＥ８０２．１６規格の移動端末の端末認証書を利用して端末を認証し、認証キー（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｋｅｙ、以下、ＡＫ）とトラフィック暗号化キー（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｋｅｙ、ＴＥＫ）を生成するＰＫＭｖ１プロトコールがある。
【０００５】
一方、新たに定義されたＰＫＭｖ２プロトコールはＰＫＭｖ１プロトコールより多様な認証方式を提供する。認証主体を基準にする時、移動端末のみを認証するＰＫＭ-ＲＳＡ法、移動加入者のみを認証するＰＫＭ-ＥＡＰ法、移動端末と移動加入者を複合的に認証するＥＡＰ付きＰＫＭ-ＲＳＡ法などがある。一方、ＰＫＭｖ２では認証設計の基本概念で移動端末あるいは使用者の認証後に得られるマスターキー（ＭＫ）を利用して認証キーを誘導する方式を利用する。
【特許文献１】ＵＳ  ２００４／００１０７１３  Ａ１
【特許文献２】ＥＰ  １０８１８９５  Ａ１
【特許文献３】ＥＰ  １４１４２１４  Ａ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来技術によると、ＥＡＰのような加入者認証方式は移動加入者に対する認証の後に前記マスターキーと基地局及び端末が発生した乱数を互いに交換した後、認証キーを生成している。つまり、前述したＰＫＭｖ２の設計概念に従っていない。それで、加入者端末のハンドオーバーが発生した場合には、追加的なメッセージ交換が必要で、新たな基地局との認証キーを生成するためには認証メッセージを通じて乱数を交換することが必要である問題が存在する。
【０００７】
このような問題により、従来技術は無線携帯インターネットシステムで加入者端末の移動性を阻害し、データ送受信に遅延を発生させる。
【０００８】
前述した従来技術の問題点を解決するために、本発明では、無線携帯インターネットシステムにおける使用者認証で必要な保安関係交渉方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、ＰＫＭｖ２プロトコールの設計概念に適するＥＡＰのみを利用した認証のための方法を提供するために必要な保安関係交渉のためのメッセージと処理手続を提供する。
【００１０】
また、本発明では、加入者端末のハンドオーバー後にも追加的なメッセージ伝送を最少化し、効率的な使用者認証方法を提供する保安関係交渉方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した本発明の技術的課題を解決するために、本発明の１つの特徴による保安関係交渉方法は、基地局が加入者端末の使用者を認証するための認証キーを生成する段階；認証キーを生成した後、前記加入者端末の保安関係能力情報が含まれた保安関係能力要求メッセージを受信する段階；前記基地局が前記保安関係能力要求メッセージに含まれた加入者端末の保安関係能力を受容できるかどうかを判断する段階；及び前記加入者端末の保安関係能力を受容できる場合には、前記基地局が前記加入者端末との保安関係のために選択した情報を含む保安関係能力応答メッセージを前記加入者端末に伝送する段階を含む。
【００１２】
また、本発明の他の特徴による保安関係交渉方法は、第１基地局が第２基地局にハンドオーバーした加入者端末の第１認証キーのシードとなるマスターキーを前記第２基地局に伝送して第２認証キーを生成する段階；第１基地局が、前記加入者端末と既に交渉された保安関係能力情報を含む第１保安関係ディスクリプタを第２基地局に提供する段階；前記加入者端末が第２基地局とレンジング要請メッセージとレンジング応答メッセージを交換する段階；前記レンジング応答メッセージを利用して、前記第１保安関係ディスクリプタに基づいて生成された第２保安関係ディスクリプタを前記加入者端末に提供して、保安関係能力に満足するかどうか確認する段階；及び前記保安関係能力に満足する場合には、加入者端末が第２保安関係ディスクリプタの保安関係識別子に対して承認する段階を含む。
【発明の効果】
【００１３】
前述の構成によると、本発明は、移動性を有する加入者端末のＥＡＰ認証においてＰＫＭｖ２プロトコールの設計概念に適する効率的な保安関係交渉方法を提供する効果がある。
【００１４】
また、本発明は、ハンドーオーバーの後にも追加的なメッセージ交換或いは乱数の交換なく認証及び保安関係交渉を期待できるので、メッセージ伝送を最少化し、遅延のない通信環境を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は多様に相異する形態で実現でき、ここで説明する実施例に限定されることはない。
【００１６】
図面で本発明を明確に説明するために説明に関係ない部分は省略した。明細書全体にわたって類似の部分については同一図面符号を付けた（ある部分が他の部分と連結されているとする時、これは直接的に連結されている場合だけでなく、他の素子を介して電気的に連結されている場合も含む）。
【００１７】
次に、本発明の実施例による保安関係交渉方法について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施例による無線携帯インターネットの概要を示す概略図である。
【００１９】
図１に示すように、無線携帯インターネットシステムは基本的に加入者端末（ＳＳ）１０、加入者端末１０と無線通信を行う基地局（ＢＳ、２０、２１）、基地局（２０、２１）に接続されてゲートウェイを通じて接続されたルーター（３０、３１）及びルーター（３０、３１）に接続されて加入者端末（２０、２１）に対する認証を行う認証サーバー（ＡＡＡ:Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）サーバー４０を含む。
【００２０】
従来のＩＥＥＥ８０２．１１のような無線ＬＡＮ方式は固定されたアクセスポイントを中心に近距離内で無線通信が可能なデータ通信方式を提供するが、これは加入者端末の移動性を提供するものではなく、単に有線でなくて無線で近距離データ通信を支援するのだという限界を持っていた。
【００２１】
一方、ＩＥＥＥ８０２．１６グループなどで推進している無線携帯インターネットシステムは、図１に示された加入者端末１０が基地局２０が管掌するセルから基地局２１が管掌するセルへ移動する場合にもその移動性を保障して途絶えることのないデータ通信サービスを提供する。
【００２２】
このようなＩＥＥＥ８０２．１６は基本的に都市圏通信網（ＭＡＮ）を支援する規格で、構内情報通信網（ＬＡＮ）と広域通信網（ＷＡＮ）の中間程度の地域を網羅する情報通信網を意味する。
【００２３】
したがって、無線携帯インターネットシステムは移動通信サービスのように加入者端末１０のハンドオーバーを支援し、加入者端末の移動によって動的なＩＰアドレス割り当てを遂行する。
【００２４】
ここで、無線携帯インターネット加入者端末１０と基地局（２０、２１）は直交周波数分割多重化（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ;以下、ＯＦＤＭＡと言う）方式で通信を行う。ＯＦＤＭＡ方式は複数の直交周波数の副搬送波を複数のサブチャンネルとして利用する周波数分割方式と、時分割方式（ＴＤＭ）を結合した多重化方式である。このようなＯＦＤＭＡ方式は、本質的に多重経路で発生するフェーディングに強く、データ伝送率が高い。
【００２５】
一方、加入者端末１０と基地局（２０、２１）は通信を始めながら加入者端末１０に対する認証のための認証モードを交渉し、交渉結果によって選択された方式の認証手続を行う。つまり、加入者端末１０と基地局（２０、２１）は、交渉によって従来のＩＥＥＥ８０２．１６プライバシー規格によるデジタル認証書基盤の認証モードと上位階層の標準化された認証プロトコール基盤の認証モードのうちの１つを選択し、選択された認証モードによって加入者端末１０に対する認証手続を行う。
【００２６】
この時、上位階層の標準化された認証プロトコールは、ＥＡＰ（拡張認証プロトコール）フレームワークであるＥＡＰ-ＴＬＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）またはＥＡＰ-ＴＴＬＳ（Ｔｕｎｎｅｌｅｄ ＴＬＳ）のうちのいずれかであり得る。
【００２７】
一方、加入者端末１０と基地局（２０、２１）間の認証モード交渉によって上位階層の標準化された認証プロトコール基盤の認証モードが選択されると、加入者端末１０と基地局２０は上位階層の標準化された認証プロトコール基盤の認証手続を行うための準備をした後、加入者端末１０は認証のためのメッセージを生成して基地局２０に伝達し、基地局２０は当該認証サーバーであるＡＡＡサーバー４０との相互作用によって加入者端末１０に対する認証を行う。
【００２８】
図２は図１に示された無線携帯インターネットシステムの階層構造を示す階層図である。
【００２９】
図２に示されているように、ＩＥＥＥ８０２．１６の無線携帯インターネットシステム階層構造は大きく物理階層Ｌ１０と媒体接近制御（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ;以下、"ＭＡＣ"と言う）階層（Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３）に区分される。
【００３０】
物理階層Ｌ１０は変復調及びコーディングなど、通常の物理階層で行う無線通信機能を担当している。
【００３１】
一方、無線携帯インターネットシステムは有線インターネットシステムのようにその機能別に細分化された階層を持たず、１つのＭＡＣ階層で多様な機能を担当する。
【００３２】
その機能別にサブ階層を見てみると、ＭＡＣ階層はプライバシーサブ階層Ｌ２１、ＭＡＣ共通部サブ階層Ｌ２２、サービス特定集合サブ階層Ｌ２３を含む。
【００３３】
プライバシーサブ階層Ｌ２１は装置認証及び保安キー交換、暗号化機能を行う。プライバシーサブ階層Ｌ２１で装置に対する認証のみが行われ、ＥＡＰのような使用者認証はＭＡＣの上位階層（図示せず）で行われる。
【００３４】
ＭＡＣ共通部サブ階層Ｌ２２はＭＡＣ階層の核心的な部分で、システムアクセス、帯域幅割当て、トラフィック連結設定及び維持、ＱｏＳ管理に関する機能を担当する。
【００３５】
サービス特定集合サブ階層Ｌ２３は連続的なデータ通信において、ペイロードヘッダ抑制（ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）及びＱｏＳマッピング機能を担当する。
【００３６】
図３は図１に示された無線携帯インターネットシステムで基地局（２０、２１）と加入者端末１０の連結構造を示す概略図である。
【００３７】
図３に示すように、加入者端末１０のＭＡＣ階層と基地局（２０、２１）のＭＡＣ階層はトラフィック連結Ｃ１という概念が存在する。
【００３８】
ここで、"トラフィック連結Ｃ１"という用語は、物理的連結関係ではなく論理的連結関係を意味するものであって、１つのサービスフローに対してトラフィックを伝送するために加入者端末１０と基地局（２０、２１）のＭＡＣ同位階層相互間のマッピング関係で定義される。
【００３９】
したがって、前記トラフィック連結Ｃ１上で定義されるパラメターまたはメッセージはＭＡＣ同位階層間の機能を定義したもので、実際にはそのパラメターまたはメッセージが加工されてフレーム化して物理階層を経て転送され、前記フレームを分析してＭＡＣ階層でそのパラメターまたはメッセージに対応する機能を行う。
【００４０】
その他にもＭＡＣメッセージは各種動作に対する要請ＲＥＱ、応答ＲＳＰ、確認ＡＣＫ機能を行う多様なメッセージを含む。
【００４１】
図４は本発明の実施例でＥＡＰを利用する認証キーを生成する手続を示すフローチャートである。
【００４２】
加入者端末１０が基地局と接続を試みる場合、ＡＡＡサーバー４０と加入者端末１０の間の認証手続が行われ、これからＡＡＡキーが生成される（Ｓ１０）。つまり、加入者端末は上位認証プロトコールであるＥＡＰ伝送要求メッセージを基地局に伝送し、認証サーバーは認証及び権限検証を行って生成されたＡＡＡキーを基地局と端末に分配する。前記ＡＡＡキーはその後認証キーＡＫのシードとして使用される。
【００４３】
前記ＡＡＡキーが生成されると、ＡＡＡキーからマスターキーＭＫを生成する。前記マスターキーＭＫはＡＡＡキーのＭＳＢ（最上位ビット）の１６０ｂｉｔのみを取って生成できる（Ｓ２０）。
【００４４】
マスターキーＭＫが生成されると、加入者端末識別子と基地局の識別子、例えばＭＡＣ住所を利用して、プレマスターキーＰＭＫを生成する（Ｓ３０）。
【００４５】
前記プレマスターキーＰＭＫが生成されると、これからＥＡＰ認証のための認証キーＡＫが加入者端末と基地局で生成される。前記認証キーを加入者端末と基地局に分配する。本発明の実施例ではＥＡＰのみを利用する認証について説明したが、前記認証キーはＲＳＡ認証のためのフィールドを持つことができる。本発明の実施例ではＲＳＡ認証のためのフィールドはＮＵＬＬ値になる。
【００４６】
図４に示された実施例では保安関係ＳＡに対する交渉と認証手続は同時には成立せず、分離して進行される。
【００４７】
図５は本発明の実施例による認証処理手続を示すメッセージフローである。
【００４８】
図４に示された認証キー生成は加入者端末１０と基地局２０の間の複数のＥＡＰ-伝送メッセージ（ＥＡＰ-Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍａｓｓａｇｅ）の送受信で成立する。加入者端末１０が基地局２０に要請するＥＡＰメッセージには認証を要請した端末が支援するパケットデータ、暗号化/認証アルゴリズムに対する識別子、端末の基本ＣＩＤ、使用者認証のための認証データであるＥＡＰペイロードを含む。一方、ＡＡＡサーバー４０（図示せず）ではＡＡＡキーの分配を受けた基地局２０が伝送するＥＡＰメッセージは、端末と共有した暗号アルゴリズムと認証成功の有無、認証キー有効時間、使用者認証のためのＥＡＰペイロード値を含む。
【００４９】
前記ＥＡＰメッセージの要請及び応答は認証キー生成まで複数回行うことができる。ＥＡＰメッセージの交換後に加入者に対する認証が成功すると、最後にＥＡＰ-伝送メッセージに対する認証成功を加入者端末１０に伝送し、図４のように加入者端末１０と基地局２０の認証キーＡＫを生成する（Ｓ４１、Ｓ４２）。
【００５０】
一方、本発明の実施例では認証キー生成過程と分離して保安関係交渉を行う（Ｓ５０）。保安関係交渉のために、本発明の実施例は保安関係能力要求メッセージと保安関係能力応答メッセージを新たに定義する。
【００５１】
加入者端末１０は認証キーＡＫを利用して生成されたＨＭＡＣタプル（tuple）ＴＬＶを含む保安関係ＳＡ能力要求メッセージを基地局に送信する。基地局２０はＨＭＡＣタプルの適合性を検査し、保安関係能力応答メッセージを移動端末に伝送する（２０５）。もし、基地局が移動端末が要求した保安関係能力要求を受容できない場合には、保安関係能力拒否メッセージを移動端末に伝送する。
【００５２】
前記保安関係交渉を通じて、加入者端末１０と基地局２０の保安関係能力の交集合に相当する保安関係能力が選択される。
【００５３】
図６乃至図８は本発明の実施例による保安関係交渉のためのメッセージの構成を示す図面である。
【００５４】
図６は本発明の実施例による保安関係能力要求メッセージの構成を示す図面である。
【００５５】
前述したＥＡＰ認証の後に、加入者端末が基地局に送信する図６のような保安関係能力要求メッセージを伝送する。保安関係能力要求メッセージは保安能力、第１保安関係識別子（ＳＡＩＤ）、ＨＡＭＣタプルの属性情報を含む。
【００５６】
図６に示されたメッセージにおいて、保安能力は加入者端末が有する保安及び暗号化に対するすべての能力に関する情報である。第１ＳＡＩＤは加入者端末の保安関係ＳＡに関する識別子で、基本ＣＩＤを含む。
【００５７】
ＨＭＡＣタプルは認証キーＡＫを利用して生成されたもので、初期認証の時には前記認証キーＡＫを入力値としてハッシュ関数を利用してＨＭＡＣタプル内のキー順序番号を生成する。
【００５８】
図７は本発明の実施例による保安関係能力応答メッセージの構成を示した図面である。
【００５９】
保安関係能力応答メッセージは、保安関係能力要求メッセージに対する応答で、基地局が加入者端末の要求内容を受容できる時に、伝送される。
【００６０】
保安関係能力応答メッセージは、キーシークエンスナンバー、保安関係ディスクリプタ、ＨＭＡＣタプルの属性情報を含む。
【００６１】
キーシークエンスナンバーは、認証キーＡＫに対するシークエンスナンバーに関する情報で、以前のキーシークエンスナンバーより１だけ大きい値で基地局が生成できる。保安関係ディスクリプタは、加入者端末の基本保安関係のために選択された暗号化スーツ（Ｃｉｐｈｅｒ Ｓｕｉｔ）に対する識別子である保安関係識別子ＳＡＩＤ及び保安関係に関する付加特性を定義する複合的な叙述子である。例えば、保安関係ディスクリプタは、それぞれのＳＡＩＤに対応するデータ暗号化アルゴリズム、メッセージ認証方式、トラフィックキー暗号化方式に関する情報を含む。
【００６２】
例えば、ＳＡＩＤ１に対しては、データ暗号化アルゴリズムにＤＥＳアルゴリズムを使用し、メッセージ認証にはＨＭＡＣを使用し、トラフィックキー暗号化には３ＤＥＳアルゴリズムを使用することを叙述することができる。
【００６３】
ＨＭＡＣタプルは生成された認証キーＡＫを利用して生成されたもので、初期認証の時には前記認証キーＡＫを入力値としてハッシュ関数を利用してＨＭＡＣタプル内のキー順序番号を生成する。
【００６４】
図８は本発明の実施例による保安関係能力要求拒否メッセージを示す図面である。
【００６５】
保安関係能力要求拒否メッセージは、保安関係能力要求メッセージに対する拒絶理由を識別するエラーコードと、認証キーを利用して生成したＨＭＡＣタプルを含む。
【００６６】
上述した保安関係能力要求メッセージと保安関係能力応答メッセージを通じて本発明の実施例では認証キーの生成後に保安関係交渉が可能となる。
【００６７】
図９は本発明の実施例に従って、ハンドオーバー後のＥＡＰ認証及び保安関係交渉方法を示す概略図である。
【００６８】
加入者端末１０が、基地局２０から基地局２１にハンドオーバーした場合に、ターゲット基地局である基地局２１は以前基地局２０から認証キー生成のためにマスターキーを受信して、加入者端末１０と認証を行う。マスターキーを受信した基地局２１は自分の基地局識別子を利用してプリマストキＰＭＫ及び認証キーＡＫを生成する。
【００６９】
一方、加入者端末１０が基地局２１にハンドオーバーした場合には、初期タイミング同期のためにレンジング（ｒａｎｇｉｎｇ）手続を行う。レンジングの後、加入者端末の登録のためにＭＡＣメッセージである登録要請メッセージＲＥＧ-ＲＥＱと登録応答メッセージＲＥＧ-ＲＳＰを互いに交換する。
【００７０】
前記登録応答メッセージには基地局２１が基地局２０から引き継いだ保安関係ディスクリプタ情報に含まれている保安関係識別子（ＩＤ）に基づいて、保安関係能力が満足するかどうかを確認する。もし、加入者端末１０が既に交渉した保安関係能力のうちの１つである保安関係識別子を選択する場合には、追加的なメッセージなく、加入者端末のＥＡＰ認証及び保安関係交渉を行うことができる。
【００７１】
一方、ターゲット基地局である基地局２１の保安関係交渉が新たに必要な場合には、加入者端末は追加的な保安関係交渉に保安関係能力追加メッセージを伝送することができる。前記保安関係能力追加メッセージは実質的に前述した保安関係能力要求メッセージと同様な方式で構成できる。
【００７２】
したがって、本発明が実施例による場合には、ハンドオーバー後に、基地局と端末間の乱数交換のような追加的なメッセージ交換なく、ＰＫＭｖ２の設計概念による効率的なＥＡＰ認証及び保安関係交渉が可能である。
【００７３】
図１０は本発明の実施例による保安関係交渉方法を示すフローチャートである。
【００７４】
加入者端末が基地局と初期接続を試みる場合には、加入者端末はＡＡＡサーバーと認証手続を行い、無作為にこれからＡＡＡキーが生成される（Ｓ１００）。前記ＡＡＡキーは基地局と加入者端末に分配されて認証キーのシードとして使用される。
【００７５】
前記ＡＡＡキーから、基地局と加入者端末はマスターキーＭＫとプレマスターＰＭＫを生成する（Ｓ１１０）。前記マスターキーＭＫは容量を減らすためにＡＡＡキーの一部分を利用して生成される。前記プレマスターキーＰＭＫはマスターキーと加入者端末と基地局端末を利用して生成することができる。
【００７６】
プレマスターキーが生成されると、基地局と加入者端末はそれぞれ認証キーＡＫを誘導して生成する（Ｓ１２０）。前述した過程を通じて、加入者と基地局はＰＫＭｖ２プロトコールの設計概念による認証キーＡＫを生成することができる。
【００７７】
一方、認証キーが生成され、加入者端末は保安関係能力要求メッセージを基地局に伝送する（Ｓ１３０）。前記保安関係能力要求メッセージはＰＫＭプロトコールで定義するＰＫＭ-ＲＥＱメッセージを利用することができる。前記保安関係能力要求メッセージは加入者端末が基本保安能力に対する情報と加入者端末の基本保安関係識別子を含む。
【００７８】
保安関係能力要求メッセージを受信した基地局は、前記保安関係能力要求に対する応答として加入者端末の要求を受容できるかどうかを判断する（Ｓ１４０）。前記保安関係能力要求の承認可否は基地局で提供できる保安関係能力と加入者端末が要求した保安関係能力の交集合有無に依存する。
【００７９】
もし、加入者端末が要求した保安関係能力を受容できるならば、保安関係交渉を行い、保安関係能力応答メッセージを伝送し、加入者端末はこれを受信する（Ｓ１７０）。前記保安関係能力応答メッセージは保安関係識別子ＳＡＩＤと付加的な特性を定義した保安関係ディスクリプタを含む。
【００８０】
加入者端末と認証キー生成と保安関係交渉が完了すれば、マスターキーＭＫと交渉された保安関係能力に関する保安関係識別子ＳＡＩＤは貯蔵し、ハンドオーバーが発生する場合には、前記マスターキーと保安関係識別子をＥＡＰ認証に再使用できるようにする（Ｓ１８０）。
【００８１】
一方、加入者端末が要求した保安関係能力を受容できなかったり、保安関係能力要求メッセージにエラーがあったりする場合には、前記エラーコードを含む拒否メッセージを伝送し、加入者端末はこれを受信する（Ｓ１５０）。
【００８２】
図１１はハンドオーバーが発生した場合、本発明の実施例によって保安関係交渉を行う方法を示したフローチャートである。
【００８３】
加入者端末が第１基地局から第２基地局へ移動して、ハンドオーバーが発生した場合、第２基地局は第１基地局から引き継いだマスターキーＭＫを利用してプレマスターキーを生成し、前記プレマスターキーを利用して認証キーを生成する。
【００８４】
一方、加入者端末は第２基地局とＣＩＤ（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ＩＤ）同期を処理するために、登録要請メッセージＲＥＧ-ＲＥＱと登録応答メッセージＲＥＧ-ＲＳＰを交換する（Ｓ２００、Ｓ２１０）。
【００８５】
この時、第２基地局は第１基地局から引き継いだ保安関係能力情報に基づいた保安関係ＳＡ更新のための登録応答メッセージを前記レンジング応答メッセージを利用して伝送し、加入者端末はこれを受信する（Ｓ２２０）。
【００８６】
加入者端末は前記保安関係ディスクリプタに含まれる保安関係識別子に対応する保安関係能力が第１基地局と既に交渉した保安関係能力を満足させるかどうかを判断する（Ｓ２３０）。
【００８７】
もし、既に交渉した保安関係能力を満足させる場合には、当該保安関係識別子ＳＡＩＤを更新し、ＥＡＰ認証を完了する（Ｓ２４０）。
【００８８】
一方、第２基地局の保安関係能力が加入者端末の保安関係能力を受容できない場合には、保安関係追加メッセージを伝送し、第２基地局と保安関係交渉を行う（Ｓ２５０、Ｓ２６０）。保安関係交渉は前述した保安関係能力要求メッセージと保安関係能力応答メッセージを利用して成立可能である。
【００８９】
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されることなく、請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施例による無線携帯インターネットの概要を示す概略図である。
【図２】図１に示された無線携帯インターネットシステムの階層構造を示す階層図である。
【図３】図１に示された無線携帯インターネットシステムにおける基地局と加入者端末の連結構造を示す概略図である。
【図４】本発明の実施例においてＥＡＰを利用する認証キーを生成する手続を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例による認証処理手続を示すメッセージフローである。
【図６】本発明の実施例による保安関係交渉のためのメッセージ構成を示す図面である。
【図７】本発明の実施例による保安関係交渉のためのメッセージ構成を示す図面である。
【図８】本発明の実施例による保安関係交渉のためのメッセージ構成を示す図面である。
【図９】本発明の実施例において、ハンドオーバー後のＥＡＰ認証及び保安関係交渉方法を示す概略図である。
【図１０】本発明の実施例による保安関係交渉方法を示すフローチャートである。
【図１１】ハンドオーバーが発生した場合、本発明の実施例によって保安関係交渉を行う方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１０  加入者端末（ＳＳ）
２０  基地局
２１  基地局
３０  ルーター
３１  ルーター
４０  認証サーバー
【図１】
2008511240.tif 000003
【図２】
2008511240.tif 000004
【図３】
2008511240.tif 000005
【図４】
2008511240.tif 000006
【図５】
2008511240.tif 000007
【図６】
2008511240.tif 000008
【図７】
2008511240.tif 000009
【図８】
2008511240.tif 000010
【図９】
2008511240.tif 000011
【図１０】
2008511240.tif 000012
【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年2月15日(2008.2.15)
【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】
加入者端末と保安関係を交渉する方法において、
認証キーを生成する段階；
前記加入者端末の保安関係能力に関する情報と第１メッセージ認証コードを含む第１メッセージを前記加入者端末から受信する段階；
前記第１メッセージ認証コードの適合性を検査する段階；
前記第１メッセージ認証コードが適した場合、前記加入者端末の保安関係能力のうちの前記加入者端末との保安関係のための保安能力を選択する段階；
前記認証キーを利用して第２メッセージ認証コードを生成する段階；
前記加入者端末との保安関係のために選択した保安関係能力に関する情報と前記第２メッセージ認証コードを含む第２メッセージを前記加入者端末に伝送する段階を含むことを特徴とする保安関係交渉方法。
【請求項２】
前記第２メッセージは、
保安関係識別子及び保安関係に関する付加特性を規定する保安関係ディスクリプタを含むことを特徴とする、請求項１に記載の保安関係交渉方法。
【請求項３】
前記保安関係ディスクリプタは、前記保安関係のためのデータ暗号化方式とトラフィックキー暗号化方式のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項２に記載の保安関係交渉方法。
【請求項４】
前記第１メッセージは、前記加入者端末が使用できるデータ暗号化方式とトラフィックキー暗号化方式のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項３に記載の保安関係交渉方法。
【請求項５】
前記第１メッセージ及び前記第２メッセージは、公開キー管理（ｐｕｂｌｉｃ  ｋｅｙ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ、ＰＫＭ）プロトコールで定義するメッセージであることを特徴とする、請求項４に記載の保安関係交渉方法。
【請求項６】
前記認証キーを生成する段階は、拡張可能な認証プロトコール（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＥＡＰ）を利用して前記認証キーを生成する段階を含むことを特徴とする、請求項５に記載の保安関係交渉方法。
【請求項７】
前記認証キーを生成する段階は、
認証サーバーから生成されたＡＡＡキーを利用して、マスターキー（ＭＫ）を生成する段階；
前記マスターキー、基地局の識別子と前記加入者端末の識別子を利用してプレマスターキー（ＰＭＫ）を生成する段階；及び
前記プレマスターキーから前記認証キーを生成する段階を含むことを特徴とする、請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の保安関係交渉方法。
【請求項８】
前記加入者端末の保安関係能力を受容できない場合、保安関係受容を拒否するエラーコードを含む保安関係拒絶理由メッセージを前記加入者端末に伝送する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の保安関係交渉方法。
【請求項９】
加入者端末が基地局と保安関係を交渉する方法において、
認証キーを生成する段階；
前記認証キーを利用して第１メッセージ認証コードを生成する段階；
前記加入者端末の保安関係能力に関する情報と前記第１メッセージ認証コードを含む第１メッセージを前記基地局に伝送する段階；及び
前記加入者端末との保安関係のために前記基地局が選択した保安関係能力に関する情報と第２メッセージ認証コードを含む第２メッセージを前記基地局から受信する段階を含むことを特徴とする保安関係交渉方法。
【請求項１０】
前記第２メッセージは、保安関係識別子及び保安関係に関する付加特性を規定する保安関係ディスクリプタを含むことを特徴とする、請求項９に記載の保安関係交渉方法。
【請求項１１】
前記保安関係ディスクリプタは、前記保安関係のためのデータ暗号化方式及びトラフィックキー暗号化方式のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の保安関係交渉方法。
【請求項１２】
前記第１メッセージは、前記加入者端末が使用できるデータ暗号化方式とトラフィックキー暗号化方式のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の保安関係交渉方法。
【請求項１３】
前記第１メッセージ及び前記第２メッセージは、公開キー管理（ｐｕｂｌｉｃ  ｋｅｙ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ、ＰＫＭ）プロトコールで定義するメッセージであることを特徴とする、請求項１２に記載の保安関係交渉方法。
【請求項１４】
前記認証キーを生成する段階は、拡張可能な認証プロトコール（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＥＡＰ）を利用して前記認証キーを生成する段階を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の保安関係交渉方法。
【請求項１５】
第１基地局から第２基地局にハンドオーバーする加入者端末のための保安関係交渉方法において、
前記第２基地局が、前記加入者端末の第１認証キーのシードとなるマスターキーを前記第１基地局から受信して第２認証キーを生成する段階；
前記第２基地局が、前記加入者端末と既に交渉された保安関係能力情報を含む第１保安関係ディスクリプタを前記第１基地局から受信する段階；
前記第２基地局が、前記加入者端末から登録要請メッセージを受信する段階；及び
前記第２基地局が、前記第１保安関係ディスクリプタに基づいて生成された第２保安関係ディスクリプタを含む登録応答メッセージを前記加入者端末に提供して、前記加入者端末が保安関係能力を満足するかどうか確認するようにする段階を含み、
前記加入者端末は前記第２保安関係ディスクリプタに含まれている保安関係能力を満足する場合、第２保安関係ディスクリプタに含まれている保安関係識別子に対して承認し保安関係を更新することを特徴とする保安関係交渉方法。
【請求項１６】
前記第２認証キーを生成する段階は、前記マスターキーと前記第２基地局の識別子を利用して前記第２認証キーを生成する段階を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の保安関係交渉方法。
【請求項１７】
前記第２基地局が、前記加入者端末のさらに追加しようとする保安関係能力情報が含まれている保安関係能力追加メッセージを前記加入者端末から受信する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１６に記載の保安関係交渉方法。
【請求項１８】
前記第２基地局が、前記保安関係能力追加メッセージに含まれている加入者端末の保安関係能力を受容できるかどうかを判断する段階；及び
前記加入者端末の保安関係能力を受容できる場合に、前記第２基地局が前記加入者端末との保安関係のために選択した情報を含む保安関係能力応答メッセージを前記加入者端末に伝送する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の保安関係交渉方法。
【国際調査報告】
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