(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッセージ保護方法であって、
ユーザ機器（ＵＥ）が、前記ＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理／セッション管理プロトコル層（ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層）を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）から認証および鍵合意要求メッセージを受信する段階であって、前記認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、前記第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、段階と、
前記ＵＥが、前記認証および鍵合意要求メッセージに従って、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において前記第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成する段階と、
前記ＵＥが、前記第１の鍵および前記第１のアルゴリズムに従って、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において前記第１のメッセージ認証コードを検証する段階と、
前記第１のメッセージ認証コードの前記検証が成功したと前記ＵＥが決定したとき、前記ＵＥは、前記第１の鍵および前記第１のアルゴリズムに従って、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成する段階であって、前記認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、段階と、
前記ＵＥが、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記認証および鍵合意応答メッセージを前記ＳＧＳＮへ送信する段階と
を備え、
前記第１の鍵は、第１の暗号化鍵および第１の完全性鍵を含み、前記第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムおよび第１の完全性保護アルゴリズムを含み、
前記第１の鍵および前記第１のアルゴリズムに従って、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成する前記段階の後に、前記方法はさらに、
前記ＵＥが、前記第１の完全性鍵と、前記第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において前記認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する段階
を備え、
前記ＵＥが、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記認証および鍵合意応答メッセージを前記ＳＧＳＮへ送信する前記段階の後に、前記方法はさらに、
前記ＵＥが、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記第１の鍵および前記第１のアルゴリズム識別子を前記ＵＥの論理リンク制御プロトコル層（ＬＬＣプロトコル層）へ送信する段階と、
前記ＵＥが、前記第１の暗号化鍵と、前記第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、前記ＵＥの前記ＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、前記第１の完全性鍵と、前記第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、前記ＵＥの前記ＬＬＣプロトコル層において前記制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行する段階と、
を備える方法。
【請求項２】
前記ＵＥが、前記ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＳＧＳＮから認証および鍵合意要求メッセージを受信する前記段階の前に、前記方法はさらに、
前記ＵＥが、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記ＵＥの識別子と前記ＵＥのネットワーク能力情報とを保持するアタッチ要求メッセージを前記ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信する段階を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
メッセージ保護方法であって、
サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）が、前記ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理／セッション管理プロトコル層（ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層）において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成する段階であって、前記第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、段階と、
前記ＳＧＳＮが、前記第２の鍵および前記第２のアルゴリズムを用いることによって、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、前記認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器（ＵＥ）へ送信する段階であって、前記認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび前記第２のアルゴリズム識別子を保持する、段階と、
前記ＳＧＳＮが、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記ＵＥから認証および鍵合意応答メッセージを受信する段階であって、前記認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、段階と、
前記ＳＧＳＮが、前記第２の鍵および前記第２のアルゴリズムを用いることによって、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において前記第２のメッセージ認証コードを検証する段階と
を備え、
前記第２の鍵は、第２の暗号化鍵および第２の完全性鍵を含み、前記第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムおよび第２の完全性保護アルゴリズムを含み、
前記第２の鍵および前記第２のアルゴリズムを用いることによって、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成する段階は、前記第２の完全性鍵と、前記第２の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において前記認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行する段階を含み、
前記ＳＧＳＮが、前記第２の鍵および前記第２のアルゴリズムを用いることによって、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において前記第２のメッセージ認証コードを検証する前記段階の後に、前記方法はさらに、
前記第２のメッセージ認証コードの前記検証が成功したと前記ＳＧＳＮが決定したとき、前記ＳＧＳＮが、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記第２の鍵および前記第２のアルゴリズム識別子を前記ＳＧＳＮの論理リンク制御プロトコル層（ＬＬＣプロトコル層）へ送信する段階と、
前記ＳＧＳＮが、前記第２の暗号化鍵と、前記第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、前記ＳＧＳＮの前記ＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、前記第２の完全性鍵と、前記第２の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、前記ＳＧＳＮの前記ＬＬＣプロトコル層において前記制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行する段階と、
を備える方法。
【請求項４】
前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、前記認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器（ＵＥ）へ送信する前記段階の前に、前記方法はさらに、
前記ＳＧＳＮが、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記ＵＥからアタッチ要求メッセージを受信する段階であって、前記アタッチ要求メッセージは、前記ＵＥの識別子および前記ＵＥのネットワーク能力情報を保持する、段階を備え、
ＳＧＳＮが、前記ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成する前記段階は、
前記ＳＧＳＮが、前記ＵＥの前記ネットワーク能力情報に従って、前記第２のアルゴリズムを取得する段階と、
前記ＳＧＳＮが、前記ＵＥの前記識別子に従って、前記ＵＥの認可ベクトル情報を取得し、かつ、前記認可ベクトル情報に従って、前記第２の鍵を生成する段階とを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ユーザ機器（ＵＥ）であって、
前記ＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理／セッション管理プロトコル層（ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層）を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）から認証および鍵合意要求メッセージを受信する受信モジュールであって、前記認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、前記第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、受信モジュールと、
前記受信モジュールにより受信された前記認証および鍵合意要求メッセージに従って、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において前記第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成する取得モジュールと、
前記取得モジュールにより取得された前記第１の鍵と、前記取得モジュールにより生成された前記第１のアルゴリズムとに従って、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において前記第１のメッセージ認証コードを検証する検証モジュールと、
前記第１のメッセージ認証コードの前記検証が成功したと前記検証モジュールが決定したとき、前記第１の鍵および前記第１のアルゴリズムに従って、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成する生成モジュールであって、前記認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、生成モジュールと、
前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記生成モジュールにより生成された前記認証および鍵合意応答メッセージを前記ＳＧＳＮへ送信する第１の送信モジュールと
を備え、
前記第１の鍵は、第１の暗号化鍵および第１の完全性鍵を含み、前記第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムおよび第１の完全性保護アルゴリズムを含み、
前記ユーザ機器はさらに、
前記第１の完全性鍵と、前記第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において前記認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行するメッセージ処理モジュールと、
前記第１の送信モジュールが、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記認証および鍵合意応答メッセージを前記ＳＧＳＮへ送信した後に、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記第１の鍵および前記第１のアルゴリズム識別子を前記ＵＥの論理リンク制御プロトコル層（ＬＬＣプロトコル層）へ送信する第３の送信モジュールと、
前記第１の暗号化鍵と、前記第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、前記ＵＥの前記ＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、前記第１の完全性鍵と、前記第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、前記ＵＥの前記ＬＬＣプロトコル層において前記制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行する暗号化モジュールと、
を備えるユーザ機器。
【請求項６】
前記ユーザ機器はさらに、
前記受信モジュールが、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記ＳＧＳＮから前記認証および鍵合意要求メッセージを受信する前に、前記ＵＥの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記ＵＥの識別子と前記ＵＥのネットワーク能力情報とを保持するアタッチ要求メッセージを前記ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信する第２の送信モジュールを備える、請求項５に記載のユーザ機器。
【請求項７】
デバイスであって、
サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）のＧＰＲＳモビリティ管理／セッション管理プロトコル層（ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層）において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成する取得モジュールであって、前記第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、取得モジュールと、
前記取得モジュールにより取得された前記第２の鍵および前記第２のアルゴリズムを用いることによって、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、前記認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器（ＵＥ）へ送信する生成モジュールであって、前記認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび前記第２のアルゴリズム識別子を保持する、生成モジュールと、
前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記ＵＥから認証および鍵合意応答メッセージを受信する第１の受信モジュールであって、前記認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、第１の受信モジュールと、
前記第２の鍵および前記第２のアルゴリズムを用いることによって、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、前記第１の受信モジュールにより受信された前記第２のメッセージ認証コードを検証する検証モジュールと
を備え、
前記第２の鍵は、第２の暗号化鍵および第２の完全性鍵を含み、前記第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムおよび第２の完全性保護アルゴリズムを含み、
前記デバイスはさらに、
前記第２の完全性鍵と、前記第２の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において前記認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行するメッセージ処理モジュールと、
前記第２のメッセージ認証コードの前記検証が成功したと前記検証モジュールが決定した場合、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記第２の鍵および前記第２のアルゴリズム識別子を前記ＳＧＳＮの論理リンク制御プロトコル層（ＬＬＣプロトコル層）へ送信する送信モジュールと、
前記第２の暗号化鍵と、前記第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、前記ＳＧＳＮの前記ＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、前記第２の完全性鍵と、前記第２の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、前記ＳＧＳＮの前記ＬＬＣプロトコル層において前記制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行する暗号化モジュールと、
を備えるデバイス。
【請求項８】
前記デバイスはさらに、
前記生成モジュールが、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において前記認証および鍵合意要求メッセージを生成し、前記認証および鍵合意要求メッセージを前記ユーザ機器（ＵＥ）へ送信する前に、前記ＳＧＳＮの前記ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、前記ＵＥからアタッチ要求メッセージを受信する第２の受信モジュールであって、前記アタッチ要求メッセージは、前記ＵＥの識別子および前記ＵＥのネットワーク能力情報を保持する、第２の受信モジュールを備え、
前記取得モジュールは、
前記ＵＥの前記ネットワーク能力情報に従って、前記第２のアルゴリズムを取得する取得ユニットと、
前記ＵＥの前記識別子に従って、前記ＵＥの認可ベクトル情報を取得し、かつ、前記認可ベクトル情報に従って、前記第２の鍵を生成する生成ユニットとを有する、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
コンピュータに請求項１から４のいずれか一項に記載の方法を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信分野に関し、特に、メッセージ保護方法、関連デバイス、およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラーモノのインターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ、略してＩｏＴ）におけるユーザ機器（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、略してＵＥ）通信は、少ないデータ量、および低いデータ送信周波数といった特性を持つ。さらに、モバイル通信システムにおいて、情報は、無線チャネルを用いて転送される。結果として、情報は、攻撃者により容易に盗聴され、インタセプトされ、または改ざんされる。セルラーＩｏＴにおけるデータは、敏感度が高く、秘匿性が高く、かつ、高いセキュリティレベルが求められるといった多くのデータに関わる。従って、人々はセルラーＩｏＴ通信のセキュリティを確保するためにより良い方法を探している。
【０００３】
従来技術において、セルラーＩｏＴ通信のセキュリティを確保するために、汎用パケット無線サービス（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ、略してＧＰＲＳ）技術のセキュリティを向上させることを考慮しており、具体的には、ＵＥとネットワーク側との間の単方向の認証および鍵アルゴリズム合意（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｋｅｙ  Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ、略してＡＫＡ）を双方向認証へ向上させること、およびＵＥとサービングＧＰＲＳサポートノード（Ｓｅｒｖｉｎｇ  ＧＰＲＳ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｎｏｄｅ、略してＳＧＳＮ）との間のシグナリングのセキュリティを保護すべく、完全性保護鍵を生成することを含む。
【０００４】
図１を参照すると、図１は、従来技術におけるＧＰＲＳベースのシグナリング完全性保護の概略フローチャートであり、ここで、認証および鍵合意は、１つの手順で実装されており、セキュリティの要求に応じ、モノのインターネットの完全性保護鍵（Ｓｅｓｓｉｏｎ  ｋｅｙ  ｏｆ  Ｇｂ  ｂａｓｅｄ  ｃｅｌｌｕｌａｒ  ＩｏＴ  ｆｏｒ  ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ、略してＫｔｉ）と、完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、認証および鍵合意要求メッセージを保護する必要がある。ＵＥは、該認証および鍵合意要求メッセージを受信し、該メッセージの完全性を検証する。検証が成功した後に、ＵＥおよびＳＧＳＮは別々に、データプレーンの暗号化保護と、シグナリングプレーンの暗号化保護および完全性保護とを有効にする。
【０００５】
しかしながら、従来技術において、鍵およびアルゴリズム合意シグナリング手順全体に対する保護を如何に実装するかは具体的に定義されていない。ＵＥとＳＧＳＮとの間のシグナリングプレーンの保護は、論理リンク制御（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、略してＬＬＣ）プロトコル層において実装される必要があるが、鍵およびアルゴリズムは、ＧＰＲＳモビリティ管理（ＧＰＲＳ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ、略してＧＭＭ）プロトコル層／セッション管理（Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ、略してＳＭ）プロトコル層において合意される必要がある。ＵＥが、ＬＬＣプロトコル層において、ＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信したとき、ＵＥは、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層から鍵およびアルゴリズムを取得しておらず、認証および鍵合意要求メッセージの完全性を検証することができない。従って、従来技術は、サポート可能な実装解決手段がなく、実際の応用において操作困難をもたらす。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の実施形態は、メッセージ保護方法、関連デバイス、およびシステムを提供し、実際の応用においてサポートを得て、それにより、解決手段のセキュリティを向上させ、攻撃者からアルゴリズムへのダウングレード攻撃を防止する。
【０００７】
この点から見れば、本発明の第１の態様は、メッセージ保護方法を提供し、該方法は、ユーザ機器ＵＥが、ＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信する段階であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、段階と、ＵＥが、認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成する段階と、ＵＥが、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のメッセージ認証コードを検証する段階と、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＵＥは、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成する段階であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、段階と、ＳＧＳＮが第２のメッセージ認証コードを検証すべく、ＵＥが、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信する段階とを備える。
【０００８】
本発明の実施形態の第１の態様に関連して、第１の可能な実装方式において、第１の鍵は、第１の暗号化鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の暗号化鍵および第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムおよび第１の完全性保護アルゴリズムを含む。
【０００９】
本発明の実施形態の第１の態様の第１の可能な実装方式に関連して、第２の可能な実装方式において、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従ってＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成する段階の後に、方法はさらに、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを暗号化する段階、または、ＵＥが、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する段階、または、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する段階を備える。
【００１０】
本発明の実施形態の第１の態様または第１の態様の第１もしくは第２の実装方式に関連して、第３の可能な実装方式において、ＵＥがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによってＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信する段階の前に、方法はさらに、ＵＥが、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥの識別子とＵＥのネットワーク能力情報とを保持するアタッチ要求メッセージをＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信する段階であって、これにより、ＳＧＳＮは、アタッチ要求メッセージに従って、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成する、段階を備える。
【００１１】
本発明の実施形態の第１の態様または第１の態様の第１から第３の可能な実装方式のうちのいずれか１つに関連して、第４の可能な実装方式において、ＵＥがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信する段階の後に、方法はさらに、ＵＥが、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信する段階を備える。
【００１２】
本発明の実施形態の第１の態様の第４の可能な実装方式に関連して、第５の可能な実装方式において、ＵＥがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信する段階の後に、方法はさらに、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化する段階、または、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行する段階を備える。
【００１３】
本発明の第２の態様は、メッセージ保護方法を提供し、該方法は、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成する段階であって、第２のアルゴリズム識別子は第２のアルゴリズムを示すために用いられる、段階と、ＳＧＳＮが、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信する段階であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、段階と、ＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信された認証および鍵合意応答メッセージを受信する段階であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、段階と、ＳＧＳＮが、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証する段階とを備える。
【００１４】
本発明の実施形態の第２の態様に関連して、第１の可能な実装方式において、第２の鍵は、第２の暗号化鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の暗号化鍵および第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムおよび第２の完全性保護アルゴリズムを含む。
【００１５】
本発明の実施形態の第２の態様または第２の態様の第１の可能な実装方式に関連して、第２の可能な実装方式において、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信する段階の前に、方法はさらに、ＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信されたアタッチ要求メッセージを受信する段階であって、アタッチ要求メッセージは、ＵＥの識別子およびＵＥのネットワーク能力情報を保持する、段階を備える。ＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成する段階は、ＳＧＳＮが、ＵＥのネットワーク能力情報に従って、第２のアルゴリズムを取得する段階と、ＳＧＳＮが、ＵＥの識別子に従ってＵＥの認可ベクトル情報を取得し、かつ、認可ベクトル情報に従って、第２の鍵を生成する段階とを含む。
【００１６】
本発明の実施形態の第２の態様または第２の態様の第１もしくは第２の可能な実装方式に関連して、第３の可能な実装方式において、ＳＧＳＮが第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによってＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証する段階の後に、方法はさらに、第２のメッセージ認証コードの検証が成功したとＳＧＳＮが決定した場合、ＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２の鍵および第２のアルゴリズム識別子をＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信する段階を備える。
【００１７】
本発明の実施形態の第２の態様の第３の可能な実装方式に関連して、第４の可能な実装方式において、第２のメッセージ認証コードの検証が成功したとＳＧＳＮが決定した場合、ＳＧＳＮがＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって第２の鍵および第２のアルゴリズム識別子をＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信する段階の後に、方法はさらに、ＳＧＳＮが、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化する段階、または、ＳＧＳＮが、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第２の完全性鍵と、第２の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第２の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行する段階を備える。
【００１８】
本発明の第３の態様は、メッセージ保護方法を提供し、該方法は、ユーザ機器ＵＥが、ＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを受信する段階であって、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、段階と、ＵＥが、第２の認証および鍵合意要求メッセージを取得すべく、ＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージを処理し、かつ、第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層へ送信する段階と、ＵＥが、第２の認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、第１の鍵を生成し、かつ、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する段階と、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＵＥが、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成する段階と、ＵＥが、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化および／または完全性保護を実行する段階であって、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、段階と、ＳＧＳＮが第２のメッセージ認証コードを検証すべく、ＵＥが、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第２の認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信する段階とを備える。
【００１９】
本発明の実施形態の第３の態様に関連して、第１の可能な実装方式において、第１の鍵は、第１の暗号化鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の暗号化鍵および第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムおよび第１の完全性保護アルゴリズムを含む。
【００２０】
本発明の実施形態の第３の態様の第１の可能な実装方式に関連して、第２の可能な実装方式において、ＵＥが、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化および／または完全性保護を実行する段階は、ＵＥが、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを暗号化する段階、または、ＵＥが、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する段階、または、ＵＥが、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する段階を含む。
【００２１】
本発明の実施形態の第３の態様の第１の可能な実装方式に関連して、第３の可能な実装方式において、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＵＥがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成する段階の後に、方法はさらに、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化する段階、または、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行する段階を備える。
【００２２】
本発明の第４の態様は、メッセージ保護方法を提供し、該方法は、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成する段階であって、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、段階と、ＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２のアルゴリズム識別子および第２の鍵を、ＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信する段階と、ＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行し、かつ、第１のメッセージ認証コードを生成する段階と、ＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第１の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する段階であって、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、段階と、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信された第２の認証および鍵合意応答メッセージを受信する段階であって、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、段階と、ＳＧＳＮが、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証する段階とを備える。
【００２３】
本発明の実施形態の第４の態様に関連して、第１の可能な実装方式において、第２の鍵は、第２の暗号化鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の暗号化鍵および第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムおよび第２の完全性保護アルゴリズムを含む。
【００２４】
本発明の実施形態の第４の態様または第４の態様の第１の可能な実装方式に関連して、第２の可能な実装方式において、ＳＧＳＮが第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによってＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証する段階の後に、方法はさらに、ＳＧＳＮが、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてデータおよびシグナリングを暗号化する段階、または、ＳＧＳＮが、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第２の完全性鍵と、第２の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第２の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行する段階を備える。
【００２５】
本発明の第５の態様は、ユーザ機器を提供し、該ユーザ機器は、ＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信するよう構成される受信モジュールであって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、受信モジュールと、受信モジュールにより受信された認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成するよう構成される取得モジュールと、取得モジュールにより取得された第１の鍵と、取得モジュールにより生成された第１のアルゴリズムとに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のメッセージ認証コードを検証するよう構成される検証モジュールと、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したと検証モジュールが決定した場合、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成するよう構成される生成モジュールであって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、生成モジュールと、ＳＧＳＮが第２のメッセージ認証コードを検証すべく、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、生成モジュールにより生成された認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信するよう構成される第１の送信モジュールとを備える。
【００２６】
本発明の実施形態の第５の態様に関連して、第１の可能な実装方式において、第１の鍵は、第１の暗号化鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の暗号化鍵および第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムおよび第１の完全性保護アルゴリズムを含む。
【００２７】
本発明の実施形態の第５の態様の第１の可能な実装方式に関連して、第２の可能な実装方式において、ユーザ機器はさらに、生成モジュールが第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成した後に、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを暗号化する、または、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する、または、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行するよう構成されるメッセージ処理モジュールを備える。
【００２８】
本発明の実施形態の第５の態様または第５の態様の第１もしくは第２の実装方式に関連して、第３の可能な実装方式において、ユーザ機器はさらに、受信モジュールがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによってＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信する前に、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥの識別子とＵＥのネットワーク能力情報とを保持するアタッチ要求メッセージをＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信するよう構成される第２の送信モジュールであって、これにより、ＳＧＳＮは、アタッチ要求メッセージに従って、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成する、第２の送信モジュールを備える。
【００２９】
本発明の実施形態の第５の態様または第５の態様の第１から第３の可能な実装方式のうちのいずれか１つに関連して、第４の可能な実装方式において、ユーザ機器はさらに、第１の送信モジュールがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信した後に、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される第３の送信モジュールを備える。
【００３０】
本発明の実施形態の第５の態様の第４の可能な実装方式に関連して、第５の可能な実装方式において、ユーザ機器はさらに、第３の送信モジュールがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信した後に、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化する、または、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行するよう構成される暗号化モジュールを備える。
【００３１】
本発明の第６の態様は、サービングＧＰＲＳサポートノードを提供し、該サービングＧＰＲＳサポートノードは、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成するよう構成される取得モジュールであって、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、取得モジュールと、取得モジュールにより取得された第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信するよう構成される生成モジュールであって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、生成モジュールと、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、生成モジュールにより送信された認証および鍵合意応答メッセージを受信するよう構成される第１の受信モジュールであって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、第１の受信モジュールと、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の受信モジュールにより受信された第２のメッセージ認証コードを検証するよう構成される検証モジュールとを備える。
【００３２】
本発明の実施形態の第６の態様に関連して、第１の可能な実装方式において、第２の鍵は、第２の暗号化鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の暗号化鍵および第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムおよび第２の完全性保護アルゴリズムを含む。
【００３３】
本発明の実施形態の第６の態様または第６の態様の第１の可能な実装方式に関連して、第２の可能な実装方式において、デバイスはさらに、生成モジュールがＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信する前に、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信されたアタッチ要求メッセージを受信するよう構成される第２の受信モジュールであって、アタッチ要求メッセージは、ＵＥの識別子およびＵＥのネットワーク能力情報を保持する、第２の受信モジュールを備え、取得モジュールは、ＵＥのネットワーク能力情報に従って、第２のアルゴリズムを取得するよう構成される取得ユニットと、ＵＥの識別子に従って、ＵＥの認可ベクトル情報を取得し、かつ、認可ベクトル情報に従って、第２の鍵を生成するよう構成される生成ユニットとを有する。
【００３４】
本発明の実施形態の第６の態様または第６の態様の第１もしくは第２の可能な実装方式に関連して、第３の可能な実装方式において、デバイスはさらに、第２のメッセージ認証コードの検証が成功したと検証モジュールが決定した場合、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２の鍵および第２のアルゴリズム識別子をＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される送信モジュールを備える。
【００３５】
本発明の実施形態の第６の態様の第３の可能な実装方式に関連して、第４の可能な実装方式において、デバイスはさらに、送信モジュールがＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２の鍵および第２のアルゴリズムをＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信した後に、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化する、または、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第２の完全性鍵と、第２の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第２の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行するよう構成される暗号化モジュールを備える。
【００３６】
本発明の第７の態様は、ユーザ機器を提供し、該ユーザ機器は、ＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを受信するよう構成される受信モジュールであって、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、受信モジュールと、第２の認証および鍵合意要求メッセージを取得すべく、受信モジュールにより受信された第１の認証および鍵合意要求メッセージをＬＬＣプロトコル層において処理し、かつ、第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層へ送信するよう構成される処理モジュールと、処理モジュールが第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信した後に、第２の認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、第１の鍵を生成し、かつ、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される取得モジュールと、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、取得モジュールにより取得された第１のアルゴリズムおよび第１の鍵を用いることによって、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したと決定された場合、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成するよう構成される生成モジュールと、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において生成モジュールにより生成された第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化および／または完全性保護を実行するよう構成されるメッセージ処理モジュールであって、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、メッセージ処理モジュールと、ＳＧＳＮが第２のメッセージ認証コードを検証すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、メッセージ処理モジュールにより取得された第２の認証および鍵合意応答メッセージを、処理を通じてＳＧＳＮへ送信するよう構成される送信モジュールとを備える。
【００３７】
本発明の実施形態の第７の態様に関連して、第１の可能な実装方式において、第１の鍵は、第１の暗号化鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の暗号化鍵および第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムおよび第１の完全性保護アルゴリズムを含む。
【００３８】
本発明の実施形態の第７の態様の第１の可能な実装方式に関連して、第２の可能な実装方式において、メッセージ処理モジュールは、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを暗号化する、または、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する、または、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行するよう構成される暗号化ユニットを有する。
【００３９】
本発明の実施形態の第７の態様の第１の可能な実装方式に関連して、第３の可能な実装方式において、ユーザ機器はさらに、生成モジュールがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成した後に、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化する、または、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行するよう構成される暗号化モジュールを備える。
【００４０】
本発明の第８の態様は、サービングＧＰＲＳサポートノードを提供し、該サービングＧＰＲＳサポートノードは、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成するよう構成される取得モジュールであって、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、取得モジュールと、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、取得モジュールにより取得された第２のアルゴリズム識別子および取得モジュールにより生成された第２の鍵を、ＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される第１の送信モジュールと、第１の送信モジュールにより送信された第２のアルゴリズムおよび第２の鍵を用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行し、かつ、第１のメッセージ認証コードを生成するよう構成されるメッセージ処理モジュールと、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、メッセージ処理モジュールにより処理された第１の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される第２の送信モジュールであって、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、第２の送信モジュールと、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第２の送信モジュールにより送信された第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信された第２の認証および鍵合意応答メッセージを受信するよう構成される受信モジュールであって、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、受信モジュールと、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、受信モジュールにより受信された第２のメッセージ認証コードをＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において検証するよう構成される検証モジュールとを備える。
【００４１】
本発明の実施形態の第８の態様に関連して、第１の可能な実装方式において、第２の鍵は、第２の暗号化鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の暗号化鍵および第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムおよび第２の完全性保護アルゴリズムを含む。
【００４２】
本発明の実施形態の第８の態様または第８の態様の第１の可能な実装方式に関連して、第２の可能な実装方式において、デバイスはさらに、検証モジュールが第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによってＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証した後に、第２の暗号化鍵と第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてデータおよびシグナリングを暗号化する、または、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第２の完全性鍵と、第２の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第２の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行するよう構成される暗号化モジュールを備える。
【００４３】
本発明の第９の態様は、ユーザ機器を提供し、該ユーザ機器は、入力デバイスと、出力デバイスと、プロセッサと、メモリとを備え、ここで、入力デバイスは、ＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信する手順であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、手順を実行し、プロセッサは、認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成する手順と、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のメッセージ認証コードを検証する手順と、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＵＥが、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成する手順であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、手順とを実行し、出力デバイスは、ＳＧＳＮが第２のメッセージ認証コードを検証すべく、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信する手順を実行する。
【００４４】
本発明の第１０の態様は、サービングＧＰＲＳサポートノードを提供し、該サービングＧＰＲＳサポートノードは、入力デバイスと、出力デバイスと、プロセッサと、メモリとを備え、ここで、入力デバイスは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信された認証および鍵合意応答メッセージを受信する手順であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、手順を実行し、プロセッサは、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成する手順であって、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、手順と、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信する手順であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、手順と、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証する手順とを実行する。
【００４５】
本発明の第１１の態様は、ユーザ機器を提供し、該ユーザ機器は、入力デバイスと、出力デバイスと、プロセッサと、メモリとを備え、ここで、入力デバイスは、ＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを受信する手順であって、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、手順を実行し、プロセッサは、第２の認証および鍵合意要求メッセージを取得すべく、ＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージを処理し、かつ、第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層へ送信する手順と、第２の認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、第１の鍵を生成し、かつ、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する手順と、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＵＥが、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成する手順と、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＵＥが、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成する手順と、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化および／または完全性保護を実行する手順であって、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、手順とを実行し、出力デバイスは、ＳＧＳＮが第２のメッセージ認証コードを検証すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第２の認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信する手順を実行する。
【００４６】
本発明の第１２の態様は、サービングＧＰＲＳサポートノードを提供し、該サービングＧＰＲＳサポートノードは、入力デバイスと、出力デバイスと、プロセッサと、メモリとを備え、ここで、入力デバイスは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信された第２の認証および鍵合意応答メッセージを受信する手順であって、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、手順を実行し、プロセッサは、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層手順において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成する手順であって、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、手順と、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行し、かつ、第１のメッセージ認証コードを生成する手順と、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証する手順とを実行し、出力デバイスは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２のアルゴリズム識別子および第２の鍵をＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信する手順と、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第１の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する手順であって、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、手順とを実行する。
【００４７】
本発明の第１３の態様は、メッセージ保護システムを提供し、該メッセージ保護システムは、ユーザ端末と、サービングＧＰＲＳサポートノードとを備え、ここで、該ユーザ端末は、第５の態様および第５の態様の第１から第５の可能な実装方式のうちのいずれか１つにおけるユーザ端末であり、該サービングＧＰＲＳサポートノードは、第６の態様および第６の態様の第１から第４の可能な実装方式のうちのいずれか１つにおけるサービングＧＰＲＳサポートノードである。
【００４８】
本発明の第１４の態様は、メッセージ保護システムを提供し、該メッセージ保護システムは、ユーザ端末およびサービングＧＰＲＳサポートノードを備え、ここで、該ユーザ端末は、第７の態様および第７の態様の第１から第３の可能な実装方式のうちのいずれか１つにおけるユーザ端末であり、該サービングＧＰＲＳサポートノードは、第８の態様および第８の態様の第１および第２の可能な実装方式のうちのいずれか１つのサービングＧＰＲＳサポートノードである。
【００４９】
前述の技術的解決手段から、本発明の実施形態は以下の利点を有することが分かる。
【００５０】
本発明の実施形態において、ＵＥとＳＧＳＮとの間のメッセージ保護の実装解決手段が提供され、該実装解決手段は具体的には、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージと認証および鍵合意応答メッセージとに対する完全性保護についてのものであり、完全性保護機能はＵＥのＬＬＣプロトコル層およびＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において実行できないといった、従来技術における問題を解決する。完全性保護は、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層およびＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージと、認証および鍵合意応答メッセージとに対してそれぞれ実行される。実際の応用においてサポートを得ることができ、それにより、解決手段のセキュリティが向上し、攻撃者からアルゴリズムへのダウングレード攻撃が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
本発明の実施形態における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下では、実施形態を説明するために必要とされる添付図面を簡潔に説明する。明らかに、以下の説明における添付図面は単に、いくつかの本発明の実施形態を示しており、当業者は、創造的努力なく、これらの添付図面から、他の図面をさらに導き出し得る。
【図１】従来技術におけるＧＰＲＳベースのシグナリング完全性保護の概略フローチャートである。
【図２】本発明の実施形態に係るメッセージ保護方法の実施形態の模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るメッセージ保護方法の別の実施形態の模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る別のメッセージ保護方法の実施形態の模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る別のメッセージ保護方法の別の実施形態の模式図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に係る応用シナリオにおけるメッセージ保護方法の概略フローチャートである。
【図６Ｂ】本発明の実施形態に係る応用シナリオにおけるメッセージ保護方法の概略フローチャートである。
【図７Ａ】本発明の実施形態に係る応用シナリオにおけるメッセージ保護方法の別の概略フローチャートである。
【図７Ｂ】本発明の実施形態に係る応用シナリオにおけるメッセージ保護方法の別の概略フローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係るユーザ端末の実施形態の模式図である。
【図９】本発明の実施形態に係るユーザ端末の別の実施形態の模式図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るユーザ端末の別の実施形態の模式図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るユーザ端末の別の実施形態の模式図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るユーザ端末の別の実施形態の模式図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るサービングＧＰＲＳサポートノードの実施形態の模式図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るサービングＧＰＲＳサポートノードの別の実施形態の模式図である。
【図１５】本発明の実施形態に係るサービングＧＰＲＳサポートノードの別の実施形態の模式図である。
【図１６】本発明の実施形態に係るサービングＧＰＲＳサポートノードの別の実施形態の模式図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る別のユーザ端末の実施形態の模式図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る別のユーザ端末の別の実施形態の模式図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る別のユーザ端末の別の実施形態の模式図である。
【図２０】本発明の実施形態に係る別のサービングＧＰＲＳサポートノードの実施形態の模式図である。
【図２１】本発明の実施形態に係る別のサービングＧＰＲＳサポートノードの別の実施形態の模式図である。
【図２２】本発明の実施形態に係るユーザ端末の概略構造図である。
【図２３】本発明の実施形態に係るサービングＧＰＲＳサポートノードの概略構造図である。
【図２４】本発明の実施形態に係るメッセージ保護システムの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下では、本発明の実施形態における添付図面を参照して、本発明の実施形態における技術的解決手段を明確に、かつ、完全に説明する。明らかに、説明される実施形態は、本発明の実施形態の一部に過ぎず、全てではない。当業者により本発明の実施形態に基づき、創造的努力なく得られる他の全ての実施形態は、本発明の保護範囲内に含まれるものとする。
【００５３】
本発明の明細書、特許請求の範囲、および添付図面において、「第１」、「第２」、「第３」、「第４」など（存在する場合）の用語は、同様の物を区別することを意図されているが、必ずしも特定の順序または順番を示すわけではない。このように称されるデータは、適切な環境において置き換え可能であることが理解されるべきであり、これにより、本明細書において説明されている本発明の実施形態は、順序が本明細書において示されているまたは説明されている場合を除き、順番で実装され得る。さらに、「備える／含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎ）」といった用語、および任意の他の変形は、非排他的な含有を網羅することを意味しており、例えば、列挙の段階またはユニットを含むプロセス、方法、システム、製品、またはデバイスは、必ずしもそれらのユニットに限定されるわけではいないが、明示的に列挙されていない、またはこのようなプロセス、方法、システム、製品、またはデバイスに固有の他のユニットを含んでよい。
【００５４】
本発明の実施形態は、メッセージ保護方法を提供し、実際の応用においてサポートを得て、それにより、解決手段のセキュリティを向上させ、攻撃者からアルゴリズムへのダウングレード攻撃を防止する。他に、対応するメッセージ保護システムおよび関連装置がさらに提供される。図２から図２４を参照して、以下では、具体的な実施形態を用いることによって、詳細な説明を別々に提供する。
【００５５】
本発明の実施形態において提供されるメッセージ保護方法は、無線通信システムに適用可能である。本発明の実施形態において、方法がロングタームエボリューション（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、略してＬＴＥ）／ロングタームエボリューションアドバンスト（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、略してＬＴＥ−Ａ）無線通信システムに適用されるという例を用いて、該方法を分析して説明しているが、本発明を限定するものではない。
【００５６】
本発明の実施形態におけるメッセージ保護方法は主に、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層における情報の保護、またはＬＬＣプロトコル層における情報の保護に適用される。該２つの解決手段は別々に本明細書において詳細に説明される。
【００５７】
１．ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層におけるメッセージの保護：  本発明の実施形態は、メッセージ保護方法を提供する。説明しやすくするために、方法は、ＵＥの視点から説明される。
【００５８】
図２を参照すると、図２は、本発明の実施形態に係るメッセージ保護方法の実施形態の模式図である。メッセージ保護方法は、以下の段階を含んでよい。
段階２０１：ユーザ機器ＵＥが、ＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信し、ここで、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる。
【００５９】
この実施形態において、ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることにより、ＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信し、ここで、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードを保持し、第１のメッセージ認証コードは、メッセージ認証コード完全性（ｍｅｓｓａｇｅ  ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  ｃｏｄｅ−Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ、略してＭＡＣ−Ｉ）であってよい。認証および鍵合意要求メッセージはさらに、第１のアルゴリズム識別子を保持してよく、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムの種類を示すために用いられ、具体的な第１のアルゴリズムは、第１のアルゴリズム識別子に従って決定され得る。
【００６０】
ＧＭＭプロトコル層において用いられるＧＭＭプロトコルは主に、例えば、ＧＰＲＳアタッチメントおよびデタッチメント、セキュリティ、位置エリア（Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ａｒｅａ、略してＬＡ）更新、およびルーティングエリア（Ｒｏｕｔｉｎｇ  Ａｒｅａ、略してＲＡ）更新のようなモビリティ管理機能をサポートするために用いられる。ＳＭプロトコル層において用いられるＳＭプロトコルは主に、パケットデータプロトコル（Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、略してＰＤＰ）、非アクティブ化、ＰＤＰコンテキスト変更、および同様のものをサポートするために用いられる。
段階２０２：ＵＥは、認証および鍵合意要求メッセージに従ってＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成する。
【００６１】
この実施形態において、ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを受信し、認証および鍵合意要求メッセージから保持されている第１のアルゴリズム識別子を取得して、該識別子に従って第１のアルゴリズムを決定し、そして、第１の鍵を生成する。
【００６２】
第１の鍵を生成するために複数の方式が存在することに留意すべきである。ユニバーサル加入者識別モジュール（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ、略してＵＳＩＭ）カードが、第３世代移動通信技術（３ｒｄ−Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ、略して３Ｇ）ネットワークへアクセスしたとき、第１の鍵は、ＵＳＩＭカードにおけるルート鍵および乱数に対して関数計算を実行することによって取得される。または、中間鍵が、ＵＳＩＭカードにおけるルート鍵および乱数に対して関数計算を実行した後に取得され、中間鍵および第１のアルゴリズム識別子は、入力として用いられ、第１の鍵は、鍵生成関数を用いることによって生成され、ここで、鍵生成関数は、ハッシュアルゴリズム（ｈａｓｈ  ｍｅｓｓａｇｅ  ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  ｃｏｄｅ−Ｓｅｃｕｒｅ  Ｈａｓｈ  Ａｌｇｏｒｉｔｈ−２５６、略してＨＭＡＣ−ＳＨＡ−２５６）であってよい。ここで、第１の鍵を生成するための具体的な方式は具体的に限定されない。
段階２０３：ＵＥは、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のメッセージ認証コードを検証する。
【００６３】
この実施形態において、ＵＥは、取得された第１のアルゴリズムおよび生成された第１の鍵を用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のメッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉを検証する。
段階２０４：第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＵＥは、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成し、ここで、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。
【００６４】
この実施形態において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定したとき、ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージに対応する認証および鍵合意応答メッセージを生成し、第１の鍵および第１のアルゴリズムを用いることによって、認証および鍵合意応答メッセージに対する第２のメッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉを生成する。
【００６５】
第１のメッセージ認証コードを検証するための方法は具体的には、ＵＥが、従来技術に従って、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証クインテットにおけるネットワークツー端末の認証トークン（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｔｏｋｅｎ、略してＡＵＴＮ）を検証し、かつ、端末ツーネットワークの認証パラメータ（ｒｅｓｐｏｎｓｅ、略してＲＥＳ）を生成する段階を含んでよい。例えば、ＵＳＩＭカードは、記憶されているルート鍵ＫとＳＧＳＮ側から送信されたＡＵＴＮおよび乱数（Ｒａｎｄｏｍ、略してＲＡＮＤ）とに従って、予期されるＭＡＣ−Ｉ値ＸＭＡＣ−Ｉを計算し、認証および鍵合意要求メッセージに保持されている第１のメッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉと検証する。ＭＡＣ−Ｉ＝ＸＭＡＣ−Ｉであり、ホーム加入者サーバ（Ｈｏｍｅ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｓｅｒｖｅｒ、略してＨＳＳ）同期のシーケンス番号（ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ｎｕｍｂｅｒ、略してＳＱＮ）が、正確な値の範囲内にある場合、ＵＳＩＭカードは、ＲＥＳを生成して該ＲＥＳをＳＧＳＮ側へ返す。ＳＧＳＮは、ＲＥＳが予期されるＲＥＳ（Ｅｘｐｅｃｔｅｄ  ＲＥＳ、略してＸＲＥＳ）に等しいかを決定し、ネットワーク側によるＵＳＩＭカードの認証を実装する。ＲＥＳ＝ＸＲＥＳである場合、ＵＳＩＭカードおよびＳＧＳＮは、暗号化鍵（Ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ  Ｋｅｙ、略してＣＫ）および完全性鍵（Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  Ｋｅｙ、略してＩＫ）を用いることによって、データ伝送を実行する。このように、ＵＳＩＭカードとネットワーク側との間の双方向認証が完了する。
段階２０５：ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信し、これにより、ＳＧＳＮは、第２のメッセージ認証コードを検証する。
【００６６】
この実施形態において、ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信する。認証および鍵合意応答メッセージを受信した後に、ＳＧＳＮは、メッセージにおける第２のメッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉを検証する。
【００６７】
本発明のこの実施形態において、ＵＥとＳＧＳＮとの間のメッセージ保護の実装解決手段が提供され、該実装解決手段は具体的には、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージと認証および鍵合意応答メッセージとに対する完全性保護についてのものであり、完全性保護機能はＵＥのＬＬＣプロトコル層およびＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において実行できないといった、従来技術における問題を解決する。完全性保護は、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層およびＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージと、認証および鍵合意応答メッセージとに対してそれぞれ実行される。実際の応用においてサポートを得ることができ、それにより、解決手段のセキュリティが向上し、攻撃者からアルゴリズムへのダウングレード攻撃が防止される。
【００６８】
任意で、図２に対応する実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第１の任意選択的な実施形態において、第１の鍵は、第１の暗号化鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の暗号化鍵および第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムおよび第１の完全性保護アルゴリズムを含む。
【００６９】
この実施形態において、第１の鍵は、第１の暗号化鍵および第１の完全性鍵を含んでよく、または、第１の暗号化鍵または第１の完全性鍵のみを含んでよい。
【００７０】
ここで、第１の暗号化鍵は、モノのインターネットの暗号化鍵（Ｓｅｓｓｉｏｎ  ｋｅｙ  ｏｆ  Ｇｂ  ｂａｓｅｄ  ｃｅｌｌｕｌａｒ  ＩｏＴ  ｆｏｒ  ｃｏｎｆｉｄｅｎｔｉａｌｉｔｙ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ、略してＫｔｃ）であり、第１の完全性鍵は、モノのインターネットの完全性保護鍵（Ｓｅｓｓｉｏｎ  ｋｅｙ  ｏｆ  Ｇｂ  ｂａｓｅｄ  ｃｅｌｌｕｌａｒ  ＩｏＴ  ｆｏｒ  ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ、略してＫｔｉ）である。
【００７１】
第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムおよび第１の完全性保護アルゴリズムを含み、または、第１の暗号化アルゴリズムまたは第１の完全性保護アルゴリズムのみを含んでよい。
【００７２】
完全性保護アルゴリズムは主に、送信されるべきデータの完全性を送信側において保護し、受信されたデータの完全性が破壊されているかを受信側においてチェックするために用いられる。完全性保護アルゴリズムを用いて、送信側および受信側のデータに対して演算を実行することによって、メッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉ、および予期されるメッセージ認証コードＸＭＡＣ−Ｉはそれぞれ取得され、データ完全性は、両者を比較することを通じて決定され得る。
【００７３】
そして、本発明のこの実施形態において、実際の応用シナリオにおける本発明の解決手段をサポートして解決手段の柔軟性を向上させるように、第１の鍵および第１のアルゴリズムが具体化され、具体的なアルゴリズムがデータインクルージョンのために具体的なシナリオにおいて選択され、これは解決手段の可塑性も向上させる。
【００７４】
任意で、図２に対応する第１の実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第２の任意選択的な実施形態において、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成した後に、方法はさらに、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを暗号化する段階、または、ＵＥが、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する段階、または、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意応答メッセージを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する段階を備えてよい。
【００７５】
この実施形態において、ＵＥが、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成した後に、ＵＥはさらに、認証および鍵合意応答メッセージを保護する必要がある。具体的には、以下の３つの保護方式が存在し得る。ＵＥは、第１の暗号化鍵Ｋｔｃと、対応する第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによってＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを暗号化し、それはメッセージの暗号化として理解され、その目的は、メッセージのセキュリティを確保することである。ここで、第１の暗号化アルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズム識別子に従って決定され、第１の暗号化アルゴリズム識別子は、暗号化アルゴリズムのシーケンス番号であってよい、または、ＵＥは、第１の完全性鍵Ｋｔｉと対応する第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによってＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行し得て、その目的が、が、エアーインタフェースにおいて伝送されるメッセージの連続性および完全性を確保することである。ここで、第１の完全性保護アルゴリズムは、第１の完全性保護アルゴリズム識別子に従って決定され、第１の完全性保護アルゴリズム識別子は、完全性保護アルゴリズムのシーケンス番号であってよい、または、ＵＥは、認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化保護および完全性保護の両方を実行し、その実装方式は、上述の実装方式と同様であり、すなわち、Ｋｔｃおよび第１の暗号化アルゴリズムを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを暗号化し、かつ、Ｋｔｉおよび第１の完全性保護アルゴリズムを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する。
【００７６】
そして、本発明のこの実施形態において、認証および鍵合意応答メッセージを保護するための具体的な解決手段が提供され、ここで、暗号化保護または完全性保護を実行することができ、暗号化保護および完全性保護の両方を実行することもでき、それにより、伝送されるメッセージのセキュリティ、連続性、および完全性を大いに向上させ、解決手段の具体的な実装においてより良い実践的な効果を達成する。
【００７７】
任意で、図２に対応する実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第３の任意選択的な実施形態において、ＵＥがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信する前に、方法はさらに、ＵＥが、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥの識別子とＵＥのネットワーク能力情報とを保持するアタッチ要求メッセージをＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信する段階であって、これにより、ＳＧＳＮは、アタッチ要求メッセージに従って、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成する、段階を備えてよい。
【００７８】
この実施形態において、ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、アタッチ要求メッセージをＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信し、ここで、アタッチ要求メッセージは、例えば、ＵＥの一時論理リンク識別子（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ  Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｌｉｎｋ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ、略してＴＬＬＩ）または国際移動加入者識別番号（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｕｍｂｅｒ、略してＩＭＳＩ）のようなＵＥの識別子を保持し、アタッチ要求メッセージは、ＵＥのネットワーク能力情報も保持する。ＳＧＳＮは、アタッチ要求メッセージにおけるＵＥの識別子およびＵＥのネットワーク能力情報に従って、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成する。
【００７９】
概して、ＳＧＳＮが認証および鍵合意要求メッセージをＵＥへ送信するとき、タイマーＴ３３６０が起動し、タイマーがタイムアウトした後に応答が受信されていない場合、ＳＧＳＮは、認証および鍵合意要求メッセージを再送信し、ここで、再送信回数がＮであり、Ｎは、１以上の正の整数である。
【００８０】
タイマーＴ３３６０において設定された時間は、６秒または別の時間値であってよく、再送信回数Ｎは、４であってよく、または実際の状況に応じて別の値に設定されてよいことに留意すべきである。本明細書においては限定されない。
【００８１】
さらに、本発明のこの実施形態において、ＵＥは、アタッチ要求メッセージをＳＧＳＮへ送信し、これにより、ＳＧＳＮは、アタッチ要求メッセージに従って認証関連パラメータを取得し得て、このことは、本発明の解決手段の実際の応用のために具体的な実装ベースを提供し、ＵＥとネットワーク側との間のインタラクションの方式でもある。ＵＥとネットワークとの間の情報交換は、アタッチ要求を用いることによって完了し、解決手段の実行可能性を向上させる。
【００８２】
任意で、図２および図２に対応する第１から第３の実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第４の任意選択的な実施形態において、ＵＥがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信した後に、方法はさらに、ＵＥが、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信する段階を備えてよい。
【００８３】
この実施形態において、ＵＥがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信した後に、ＵＥはさらに、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信し、これにより、ＵＥは、第１の鍵および第１のアルゴリズムを用いることによって、ＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを処理してよく、ここで、第１のアルゴリズム識別子は、用いる必要がある具体的なアルゴリズムを示すために用いられる。
【００８４】
さらに、本発明のこの実施形態において、ＵＥがＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信した後に、ＵＥはさらに、第１のアルゴリズムおよび第１の鍵をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信してよく、これにより、ＵＥは、ＬＬＣプロトコル層においてデータおよびシグナリングに対して対応する処理を実行してよく、それにより、解決手段の信頼性を向上させ、さらに解決手段の実行可能性を向上させる。
【００８５】
任意で、図２に対応する第４の実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第５の任意選択的な実施形態において、ＵＥがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信した後に、方法はさらに、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化する段階、または、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行する段階を備えてよい。
【００８６】
この実施形態において、ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ここで、第１のアルゴリズム識別子は、用いる必要があるアルゴリズムの種類を示すためにも用いられる。ユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングは両方、ＵＥのＬＬＣプロトコル層に存在する。ユーザプレーンデータは、メッセージであってよく、例えば、一メッセージまたは一通知であってよく、シグナリングは、制御プレーン上の信号を指し、例えば、音声またはデータパケットである。
【００８７】
ＵＥは、第１の暗号化鍵および第１の暗号化アルゴリズムを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてデータおよびシグナリングの両方を暗号化し、伝送プロセスにおけるデータおよびシグナリングのセキュリティを向上させる。または、ＵＥは、第１の暗号化鍵および第１の暗号化アルゴリズムを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてデータを暗号化し、かつ、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてシグナリングに対して暗号化保護および完全性保護の両方を実行する。
【００８８】
概して、ＵＥは、データに対して完全性保護を実行せず、シグナリングに対して完全性保護のみを実行しないが、このような実装方式は、排除されず、ここでの説明は、この態様の解決手段に対する限定として解釈されるべきではない。
【００８９】
さらに、本発明のこの実施形態において、データおよびシグナリングは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層に共存し続けるので、暗号化保護は、データに対して実行され得て、暗号化保護および完全性保護は両方とも、シグナリングに対して実行され得る。対応する保護方式は、実際の状況に従って選択されてよく、それにより、応用プロセスにおいて、本発明の解決手段の実行可能性を実現する。加えて、暗号化保護は、データおよびシグナリングのセキュリティを向上させることができ、完全性保護は、シグナリングの完全性を向上させ、それにより、伝送プロセスにおけるデータおよびシグナリングの信頼性を大いに確保する。
【００９０】
本発明の実施形態におけるメッセージ保護方法は、ＵＥの視点から、上で説明されており、本発明の実施形態におけるメッセージ保護方法は、ピア側のＳＧＳＮの視点から、以下で説明される。図３を参照すると、本発明の実施形態におけるメッセージ保護方法の別の実施形態は、以下の段階を含む。
段階３０１：サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成し、ここで、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる。
【００９１】
この実施形態において、ＵＥがセルラーＩｏＴＵＥであるとＳＧＳＮが決定したとき、ＳＧＳＮは、第２のアルゴリズム識別子ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を取得し得て、かつ、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第２の鍵を生成し得る。ここで、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムの種類を示すために用いられる。
【００９２】
第２の鍵を生成するための方式は、前述の実施形態において記述されている第１の鍵を生成するための方式と同様であり、詳細はここでは説明されない。
段階３０２：ＳＧＳＮは、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信し、ここで、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する。
【００９３】
この実施形態において、ＳＧＳＮは、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、ここで、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードよび第２のアルゴリズム識別子を保持し、第１のメッセージ認証コードは、ＳＧＳＮがＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行した後にＳＧＳＮにより生成され、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムの種類を示すために用いられる。ＳＧＳＮがＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成した後に、ＳＧＳＮはまず、メッセージをＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信し、次に、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する。
【００９４】
ここでの第２のアルゴリズムと、図２および図２に対応する第１から第５の実施形態において記述されている第１のアルゴリズムとは実際に同じアルゴリズムであり、ここでの「第１」および「第２」は主に、アルゴリズムが配置されているプロトコル層間の違いを示すために用いられていることが理解され得る。
段階３０３：ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信された認証および鍵合意応答メッセージを受信し、ここで、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。
【００９５】
この実施形態において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージに対応する認証および鍵合意応答メッセージを生成する。ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信された認証および鍵合意応答メッセージを受信し、ここで、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。
段階３０４：ＳＧＳＮは、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証する。
【００９６】
この実施形態において、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、生成された第２の鍵および取得された第２のアルゴリズムを用いることによって、第２のメッセージ認証コードが正確であるかを検証する。
【００９７】
本発明のこの実施形態において、ＵＥとＳＧＳＮとの間の鍵およびアルゴリズム合意手順に対する完全性保護を実行するための実装解決手段が提供され、該実装解決手段は具体的には、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージと、認証および鍵合意応答メッセージとに対する完全性保護についてのものであり、完全性保護機能はＵＥのＬＬＣプロトコル層およびＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において実行できないといった、従来技術における問題を解決する。完全性保護は、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層およびＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージと、認証および鍵合意応答メッセージとに対してそれぞれ実行される。実際の応用においてサポートを得ることができ、それにより、解決手段のセキュリティが向上し、攻撃者からアルゴリズムへのダウングレード攻撃が防止される。
【００９８】
任意で、図３に対応する実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第１の任意選択的な実施形態において、第２の鍵は、第２の暗号化鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の暗号化鍵および第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムおよび第２の完全性保護アルゴリズムを含む。
【００９９】
この実施形態において、第２の鍵は、第２の暗号化鍵および第２の完全性鍵を含んでよく、または、第２の暗号化鍵または第２の完全性鍵のみを含んでよい。ここで、第２の暗号化鍵は、Ｋｔｃであり、第２の完全性鍵は、Ｋｔｉである。
【０１００】
第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムおよび第２の完全性保護アルゴリズムを含み、または、第２の暗号化アルゴリズムまたは第２の完全性保護アルゴリズムのみを含んでよい。
【０１０１】
完全性保護アルゴリズムは主に、送信されるべきデータの完全性を送信側において保護し、受信されたデータの完全性が破壊されているかを受信側においてチェックするために用いられる。メッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉ、および予期されるメッセージ認証コードＸＭＡＣ−Ｉはそれぞれ、完全性保護アルゴリズムを用いることによって、送信側および受信側のデータに対して演算を実行することによって取得され、データ完全性は、両者の比較を通じて決定され得る。
【０１０２】
そして、実際の応用シナリオにおいて本発明の解決手段をサポートして解決手段の柔軟性を向上させるように、本発明のこの実施形態において、第２の鍵および第２のアルゴリズムが具体化され、具体的なアルゴリズムが、データインクルージョンのために具体的なシナリオにおいて選択され、これは解決手段の可塑性も向上させる。
【０１０３】
任意で、図３または図３に対応する第１の実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第２の任意選択的な実施形態において、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信する前に、方法はさらに、ＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信されたアタッチ要求メッセージを受信する段階であって、アタッチ要求メッセージは、ＵＥの識別子およびＵＥのネットワーク能力情報を保持する、段階を備えてよい。ＳＧＳＮがＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成する段階は、ＳＧＳＮが、ＵＥのネットワーク能力情報に従って、第２のアルゴリズムを取得する段階と、ＳＧＳＮが、ＵＥの識別子に従ってＵＥの認可ベクトル情報を取得し、かつ、認可ベクトル情報に従って第２の鍵を生成する段階とを含んでよい。
【０１０４】
この実施形態において、ＳＧＳＮがＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意要求メッセージをＵＥへ送信する前に、ＳＧＳＮは、ＧＭＭ／ＳＭプロトコルを用いることによって、ＵＥにより送信されたアタッチ要求メッセージを受信し、ここで、アタッチ要求メッセージは、ＵＥの識別子およびＵＥのネットワーク能力情報を保持する。
【０１０５】
具体的には、ＵＥがＧＰＲＳアタッチ要求メッセージをＳＧＳＮへ送信し、ＵＥにより送信されたアタッチ要求メッセージを受信した後に、ＳＧＳＮは、ホームロケーションレジスタ（Ｈｏｍｅ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ、略してＨＬＲ）またはホーム加入者サーバ（Ｈｏｍｅ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｓｅｒｖｅｒ、略してＨＳＳ）から、認証ベクトル（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ、略してＡＶ）を取得し、ここで、ＡＶは、ＲＡＮＤ、ＸＲＥＳ、ＡＵＴＮ、ＣＫ、およびＩＫを含んでよい。
【０１０６】
ＳＧＳＮが第２のアルゴリズムに従ってＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズムを取得し、かつ、第２の鍵を生成する段階は、具体的には、ＵＥにより送信されたアタッチ要求メッセージを受信した後に、ＳＧＳＮが、アタッチ要求メッセージに保持されているＵＥの識別子に従って、ＨＬＲまたはＨＳＳからＡＶを取得し、かつ、ＵＥのネットワーク能力情報と、ＳＧＳＮによりサポートされているアルゴリズムとに従って、第２のアルゴリズムを取得する段階、および、ＳＧＳＮが、ＡＶに従ってＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第２の鍵を生成する段階であってよい。
【０１０７】
ＵＥのネットワーク能力情報は、例えば、再送信率などのインデックス、スループット、または信号強度のような、ＵＥのネットワーク性能を指し、または、複数のネットワーク能力についての包括的な性能情報であってよいことに留意すべきであり、ここでは限定されない。
【０１０８】
そして、本発明のこの実施形態において、ＳＧＳＮは、ＵＥにより送信されたアタッチ要求メッセージを受信し、アタッチ要求メッセージに従って、認証関連パラメータを取得し、これは、本発明の解決手段の実際の応用のために具体的な実装ベースを提供し、ＵＥとＳＧＳＮとの間のインタラクションの方式でもある。ＵＥとネットワークとの間の情報交換は、アタッチ要求を用いることによって完了し、解決手段の実行可能性を向上させる。ＳＧＳＮがＵＥの識別子およびＵＥのネットワーク能力情報を保持しているアタッチ要求メッセージを受信したとき、ＳＧＳＮは、ＵＥのネットワーク能力情報に従って、適切なアルゴリズムを選択し、ＵＥの識別子に従ってＵＥに対応する認可ベクトル情報を決定し、これにより、解決手段は、実際の応用においてより適切である。具体的なアルゴリズムおよび鍵は、具体的なＵＥのために選択され、解決手段全体の実行可能性を向上させる。
【０１０９】
任意で、図３および図３に対応する第１および第２の実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第３の任意選択的な実施形態において、ＳＧＳＮが第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証した後に、方法はさらに、第２のメッセージ認証コードの検証が成功したとＳＧＳＮが決定した場合、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２の鍵および第２のアルゴリズム識別子を、ＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信する段階を備えてよい。
【０１１０】
この実施形態において、ＳＧＳＮは、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意応答メッセージにおける第２のメッセージ認証コードを検証し、第２のメッセージ認証コードの検証が成功したとＳＧＳＮが決定したとき、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２の鍵および第２のアルゴリズム識別子をＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ここで、第２のアルゴリズム識別子は、対応する第２のアルゴリズムを決定するために用いられてよく、これにより、ＳＧＳＮは、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＬＬＣプロトコル層においてデータおよびシグナリングを処理する。
【０１１１】
さらに、本発明のこの実施形態において、第２のメッセージ認証コードの検証が成功したとＳＧＳＮが決定した後に、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２の鍵および第２のアルゴリズム識別子をＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信し、これにより、ＳＧＳＮは、ＬＬＣプロトコル層においてデータおよびシグナリングに対して対応する処理を実行してよく、それにより、解決手段の信頼性を向上させ、解決手段の実行可能性をさらに向上させる。
【０１１２】
任意で、図３に対応する第３の実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第４の任意選択的な実施形態において、第２のメッセージ認証コードの検証が成功したとＳＧＳＮが決定した場合、ＳＧＳＮがＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって第２の鍵および第２のアルゴリズム識別子をＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信した後に、方法はさらに、ＳＧＳＮが、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化する段階、または、ＳＧＳＮが、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第２の完全性鍵と、第２の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第２の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行する段階を備えてよい。
【０１１３】
この実施形態において、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２の鍵および第２のアルゴリズム識別子をＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングは両方、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層に存在する。この場合、データおよびシグナリングは、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、処理され得て、具体的な処理方式は、ＳＧＳＮが、第２の暗号化鍵および第２の暗号化アルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてデータおよびシグナリングを暗号化する方式であって、伝送プロセスにおけるデータおよびシグナリングのセキュリティを向上させる方式であってよく、または、ＳＧＳＮが、第２の暗号化鍵および第２の暗号化アルゴリズムを用いることによってＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてデータを暗号化し、かつ、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてシグナリングに対して暗号化保護および完全性保護の両方を実行する方式であってよい。
【０１１４】
概して、ＳＧＳＮは、データに対して完全性保護を実行せず、シグナリングに対して完全性保護のみを実行しないが、このような実装方式は、排除されず、ここでの説明は、この態様の解決手段に対する限定として解釈されるべきではない。
【０１１５】
さらに、本発明のこの実施形態において、データおよびシグナリングは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において共存し続けるので、暗号化保護は、データに対して実行され得て、暗号化保護および完全性保護は両方、シグナリングに対して実行され得る。対応する保護方式は、実際の状況に従って選択され得て、それにより、応用プロセスにおいて本発明の解決手段の実行可能性を実現する。加えて、暗号化保護は、データおよびシグナリングのセキュリティを向上させることができ、完全性保護は、シグナリングの完全性を向上させ、それにより、伝送プロセスにおけるデータおよびシグナリングの信頼性を大いに確保する。
【０１１６】
２．ＬＬＣプロトコル層における情報に対する保護：  本発明の実施形態は、メッセージ保護方法を提供する。説明しやすくするために、方法は、ＵＥの視点から説明される。
段階４０１：ユーザ機器ＵＥが、ＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを受信し、ここで、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる。
【０１１７】
この実施形態において、ＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、第１の認証および鍵合意要求メッセージを生成した後に、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層は、第１の認証および鍵合意要求メッセージをＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ＳＧＳＮは、ＬＬＣプロトコル層において完全性保護を実行し、次に、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第１の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する。
【０１１８】
完全性保護が第１の認証および鍵合意要求メッセージに対して実行された後に、第１のメッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉが生成される。第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードを保持してよく、該メッセージはさらに、第１のアルゴリズム識別子を保持してよい。第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムの種類を示すために用いられ、具体的な第１のアルゴリズムは、第１のアルゴリズム識別子に従って取得される。
段階４０２：ＵＥは、第２の認証および鍵合意要求メッセージを取得すべく、ＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージを処理し、かつ、第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層へ送信する。
【０１１９】
この実施形態において、ＵＥは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信し、ここで、第２の認証および鍵合意要求メッセージは、ＵＥがＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージを処理した後に、ＵＥにより取得され、具体的な処理方式は、第１の認証および鍵合意要求メッセージから第１のメッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉを除去する、または変更を行わない方式である。
【０１２０】
第１のメッセージ認証コードは、第１の認証および鍵合意要求メッセージの最後の部分に配置されてよい。第１のメッセージ認証コードを除去する必要がある場合、第１の認証および鍵合意要求メッセージにおけるパケットヘッダの部分が、直接処理されてよい。
【０１２１】
第１の認証および鍵合意要求メッセージが処理されていない場合、第２の認証および鍵合意要求メッセージは依然として、第１のメッセージ認証コードを含む。第１のメッセージ認証コードが保持されたままのとき、第１のメッセージ認証コードは、サービスデータユニット（Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ、略してＳＤＵ）の一部として、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信され得る。ＳＤＵは、指定された層におけるユーザサービスのデータ設定であり、ＳＤＵが受信側に転送されたとき、データは変更されない。
【０１２２】
第１の認証および鍵合意要求メッセージが処理された場合、第２の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードを含まない。第１のメッセージ認証コードを保持している第１の認証および鍵合意要求メッセージをＳＧＳＮがＵＥへ送信したとき、ＵＥは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージを記憶してよく、このことは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層は、現在受信されているプロトコルデータユニット（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ、略してＰＤＵ）を記憶することとして理解されてよい。ＰＤＵは、ピア層間の転送のデータユニットである。例えば、物理層により伝送されるＰＤＵは、データビットであり、データリンク層により伝送されるＰＤＵは、データフレームであり、ネットワーク層により伝送されるＰＤＵは、データパケットであり、データ層により伝送されるＰＤＵは、データセグメントであり、他のより上位層間で伝送されるＰＤＵは、パケットである。
段階４０３：ＵＥは、第２の認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、第１の鍵を生成し、かつ、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する。
【０１２３】
この実施形態において、ＵＥは、従来技術に従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層においてＡＵＴＮを検証し、ＲＥＳを生成する。
【０１２４】
ＵＥは、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層においてＡＵＴＮを検証する。ＡＵＴＮの検証が成功した場合、ネットワーク側の認証が成功し、すなわち、データがホームネットワークから送信されたと決定される。ＵＥは、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層においてＲＥＳを計算し、ユーザ認証が成功したかを検証する。
【０１２５】
認証処理が両方とも成功したとき、ＵＥは、ＵＥのネットワーク能力に従って、対応する第１の鍵を生成し、第１のアルゴリズム識別子に従って、対応する第１のアルゴリズムを決定し、ここで、第１のアルゴリズム識別子は、第２の認証および鍵合意要求メッセージから取得される。第１の認証および鍵合意要求メッセージが処理されたとき、メッセージにおける第１のアルゴリズム識別子は、除去されないことに留意すべきである。ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する。
段階４０４：ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成する。
【０１２６】
この実施形態において、ＵＥは、第１のメッセージ認証コードを、計算を通じて取得された予期されるメッセージ認証コードと比較する。第１のメッセージ認証コードが、計算を通じて取得された予期されるメッセージ認証コードと一致したとき、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したことを示す。この場合、ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、対応する第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成する。
【０１２７】
反対に、第１のメッセージ認証コードの検証が失敗した場合、ＵＥは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第１のメッセージ認証コード検証失敗結果をＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信してよい。検証失敗結果に従って、ＵＥは、第１のメッセージ認証コードを再検証してよく、または、その次の動作を省略して新たに生成された第１のメッセージ認証コードを受信する。
段階４０５：ＵＥは、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化および／または完全性保護を実行し、ここで、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。
【０１２８】
この実施形態において、第１の認証および鍵合意応答メッセージは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層においてＵＥにより生成され、ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第１の認証および鍵合意応答メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ＵＥは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化および／または完全性保護を実行した後に、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得する。
【０１２９】
第１の認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行する処理と同様に、ＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行した後に、ＵＥは、第２のメッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉを生成する。
段階４０６：ＵＥは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第２の認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信し、これにより、ＳＧＳＮは、第２のメッセージ認証コードを検証する。
【０１３０】
この実施形態において、ＵＥは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第２の認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ここで、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持し、これにより、第２のメッセージ認証コードの検証が成功したと決定した後に、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮ側により取得された第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において処理されるべきデータに対して暗号化および／または完全性保護を実行する。
【０１３１】
本発明のこの実施形態において、ＵＥとＳＧＳＮとの間のメッセージ保護のための実装解決手段が提供され、該実装解決手段は、具体的には、ＬＬＣプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージと、認証および鍵合意応答メッセージとに対する完全性保護についてのものであり、ＵＥ側においてＬＬＣプロトコル層およびＧＭＭ／ＳＭプロトコル層の間のインタラクションを高めてＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において鍵を取得し、次に、ＬＬＣプロトコル層においてメッセージの完全性を検証し、それにより、解決手段のセキュリティを向上させ、攻撃者からアルゴリズムへのダウングレード攻撃を防止する。
【０１３２】
任意で、図４に対応する実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第１の任意選択的な実施形態において、第１の鍵は、第１の暗号化鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の暗号化鍵および第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムおよび第１の完全性保護アルゴリズムを含む。
【０１３３】
この実施形態において、第１の鍵は、第１の暗号化鍵および第１の完全性鍵を含んでよく、または、第１の暗号化鍵または第１の完全性鍵のみを含んでよい。ここで、第１の暗号化鍵は、Ｋｔｃであり、第１の完全性鍵は、Ｋｔｉである。
【０１３４】
第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムおよび第１の完全性保護アルゴリズムを含み、または、第１の暗号化アルゴリズムまたは第１の完全性保護アルゴリズムのみを含んでよい。
【０１３５】
完全性保護アルゴリズムは主に、送信されるべきデータの完全性を送信側において保護し、受信されたデータの完全性が破壊されているかを受信側においてチェックするために用いられる。メッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉ、および予期されるメッセージ認証コードＸＭＡＣ−Ｉは、完全性保護アルゴリズムを用いることによって、送信側および受信側のデータに対して演算を実行することによって、それぞれ取得され、データ完全性は、両者の比較を通じて決定され得る。
【０１３６】
そして、本発明のこの実施形態において、第１の鍵および第１のアルゴリズムが具体化され、これにより、実際の応用シナリオにおいて本発明の解決手段をサポートして解決手段の柔軟性を向上させ、具体的なアルゴリズムは、データインクルージョンのために具体的なシナリオにおいて選択され、これは解決手段の可塑性も向上させる。
【０１３７】
任意で、図４に対応する第１の任意選択的な実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第２の任意選択的な実施形態において、ＵＥが、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化および／または完全性保護を実行する段階は、ＵＥが、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムを用いることによってＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを暗号化する段階、または、ＵＥが、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する段階、または、ＵＥが、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する段階を含んでよい。
【０１３８】
この実施形態において、ＵＥが第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成した後に、ＵＥはさらに、第１の認証および鍵合意応答メッセージを保護する必要がある。具体的には、以下の３つの保護方式が存在し得る。ＵＥが、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の暗号化鍵Ｋｔｃおよび対応する第１の暗号化アルゴリズムを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを暗号化する方式であり、この方式は、メッセージの暗号化として理解され、その目的は、メッセージのセキュリティを確保することであり、ここで、第１の暗号化アルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズム識別子に従って決定される。または、ＵＥが、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の完全性鍵Ｋｔｉおよび対応する第１の完全性保護アルゴリズムを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行してよい方式であり、その目的は、エアーインタフェースにおいて伝送されるメッセージ連続性および完全性を確保することであり、ここで、第１の完全性保護アルゴリズムは、第１の完全性保護アルゴリズム識別子に従って決定される。または、ＵＥが、認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化保護および完全性保護の両方を実行する方式であり、その実装方式は、上述の実装方式と同様であり、すなわち、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、Ｋｔｃおよび第１の暗号化アルゴリズムを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを暗号化し、かつ、Ｋｔｉおよび第１の完全性保護アルゴリズムを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する方式である。
【０１３９】
そして、本発明のこの実施形態において、第１の認証および鍵合意応答メッセージを保護するための具体的な解決手段が提供され、ここで、暗号化保護または完全性保護は実行されることができ、暗号化保護および完全性保護は両方とも実行されることができ、それにより、伝送されるメッセージのセキュリティ、連続性、および完全性を大いに向上させ、解決手段の具体的な実装においてより良い実践的な効果を達成する。
【０１４０】
任意で、図４に対応する第１の任意選択的な実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第３の任意選択的な実施形態において、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＵＥがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成した後に、方法はさらに、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化する段階、または、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行する段階を備えてよい。
【０１４１】
この実施形態において、ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ここで、第１のアルゴリズム識別子は、具体的に用いられるアルゴリズムの種類を示すために用いられる。ユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングは両方、ＵＥのＬＬＣプロトコル層に存在する。ユーザプレーンデータは、メッセージであってよく、例えば、一メッセージまたは一通知であってよく、シグナリングは、制御プレーンにおける信号を指し、例えば、音声またはデータパケットである。
【０１４２】
ＵＥは、第１の暗号化鍵および第１の暗号化アルゴリズムを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてデータおよびシグナリングの両方を暗号化し、このことは、伝送プロセスにおけるデータおよびシグナリングのセキュリティを向上させ、ここで、第１の暗号化アルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズム識別子に従って決定される。または、ＵＥは、第１の暗号化鍵および第１の暗号化アルゴリズムを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてデータを暗号化し、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてシグナリングに対して暗号化保護および完全性保護の両方を実行し、ここで、第１の暗号化アルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズム識別子に従って決定され、第１の完全性保護アルゴリズムは、第１の完全性保護アルゴリズム識別子に従って決定される。
【０１４３】
概して、ＵＥは、データに対して完全性保護を実行せず、シグナリングに対して完全性保護のみを実行しないが、このような実装方式は、排除されず、ここでの説明は、この態様の解決手段に対する限定として解釈されるべきではない。
【０１４４】
さらに、本発明のこの実施形態において、データおよびシグナリングがＵＥのＬＬＣプロトコル層に共存し続けるので、暗号化保護は、データに対して実行され得て、暗号化保護および完全性保護は両方、シグナリングに対して実行され得る。対応する保護方式は実際の状況に従って選択されてよく、それにより、応用プロセスにおいて本発明の解決手段の実行可能性を実現する。加えて、暗号化保護は、データおよびシグナリングのセキュリティを向上させることができ、完全性保護は、シグナリングの完全性を向上させることができ、それにより、伝送プロセスにおけるデータおよびシグナリングの信頼性を大いに確保する。
【０１４５】
本発明の実施形態におけるメッセージ保護方法は、ＵＥの視点から上で説明されており、本発明の実施形態におけるメッセージ保護方法は、ＳＧＳＮの視点から以下で説明される。図５を参照すると、本発明の実施形態におけるメッセージ保護方法の別の実施形態は、以下の段階を備える。
段階５０１：サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮが、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成し、ここで、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる。
【０１４６】
この実施形態において、ＵＥがセルラーＩｏＴＵＥであるとＳＧＳＮが決定したとき、ＳＧＳＮは、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において対応する第２の鍵を生成してよい。ここで、第２のアルゴリズム識別子は、対応する第２のアルゴリズムの種類を決定するために用いられる。
段階５０２：ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２のアルゴリズム識別子および第２の鍵をＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信する。
【０１４７】
この実施形態において、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２のアルゴリズムおよび第２の鍵をＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ＳＧＳＮは、ユーザ機器のネットワーク能力とＳＧＳＮによりサポートされているアルゴリズムとに従って、暗号化アルゴリズムおよび完全性保護アルゴリズムを選択し、かつ、ＫｔｃおよびＫｔｉを導出する。
段階５０３：ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行し、第１のメッセージ認証コードを生成する。
【０１４８】
この実施形態において、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層から送信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを受信し、第１の認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行し、それに従って第１のメッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉを生成する。
段階５０４：ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第１の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ここで、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する。
【０１４９】
この実施形態において、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第１のメッセージ認証コードを保持している第１の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ここで、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持し、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムの種類を示すために用いられる。
【０１５０】
ここでいう第２のアルゴリズムと、図４および図４に対応する第１から第３の実施形態に記述されている第１のアルゴリズムとは実際に同じアルゴリズムであってよく、ここでいう「第１」および「第２」は主に、アルゴリズムが配置されているプロトコル層間の違いを示すために用いられることに留意すべきである。
段階５０５：ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信された第２の認証および鍵合意応答メッセージを受信し、ここで、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。
【０１５１】
この実施形態において、ＵＥがＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって第１のメッセージ認証コードを受信した後に、ＵＥは、第１のメッセージ認証コードを検証し、検証が成功したと決定したとき、ＵＥは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、検証成功メッセージをＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信し、これにより、ＵＥは、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成し、メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信し、かつ、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第２の認証および鍵合意応答メッセージを生成する。具体的な動作は、以下の通りであってよい。ＵＥは、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行し、パケットヘッダ情報および第２のメッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉを第２の鍵合意応答メッセージに追加し、次に、第２のメッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉを保持している第２の認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮ側へ送信する。ＳＧＳＮは、ＵＥによりＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いて送信され、かつ、第２のメッセージ認証コードを保持している第２の認証および鍵合意応答メッセージを、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって受信する。
段階５０６：ＳＧＳＮは、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証する。
【０１５２】
この実施形態において、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、第２の認証および鍵合意応答メッセージにおける第２のメッセージ認証コードを検証し、検証が成功したとき、ＳＧＳＮは、決定された第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において処理されるべきデータに対して暗号化および完全性保護を実行する、または、暗号化保護または完全性保護のみを実行する。
【０１５３】
本発明のこの実施形態において、ＵＥとＳＧＳＮとの間の鍵およびアルゴリズム合意手順に対して完全性保護を実行するための実装解決手段が提供され、該実装解決手段は、具体的には、ＬＬＣプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージと認証および鍵合意応答メッセージとに対する完全性保護についてのものであり、ＵＥ側においてＬＬＣプロトコル層とＧＭＭ／ＳＭプロトコル層との間のインタラクションを高め、ＳＧＳＮ側においてより少ないメッセージ検証を実行して、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において鍵を取得し、次に、ＬＬＣプロトコル層においてメッセージの完全性を検証し、それにより、解決手段のセキュリティを向上させ、攻撃者からアルゴリズムへのダウングレード攻撃を防止する。
【０１５４】
任意で、図５に対応する実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第１の任意選択的な実施形態において、第２の鍵は、第２の暗号化鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の暗号化鍵および第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムおよび第２の完全性保護アルゴリズムを含む。
【０１５５】
この実施形態において、第２の鍵は、第２の暗号化鍵および第２の完全性鍵を含んでよく、または、第２の暗号化鍵または第２の完全性鍵のみを含んでよい。ここで、第２の暗号化鍵はＫｔｃであり、第２の完全性鍵はＫｔｉである。
【０１５６】
第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムおよび第２の完全性保護アルゴリズムを含み、または、第２の暗号化アルゴリズムまたは第２の完全性保護アルゴリズムのみを含んでよい。
【０１５７】
完全性保護アルゴリズムは主に、送信されるべきデータの完全性を送信側において保護し、受信されたデータの完全性が破壊されているかを受信側においてチェックするために用いられる。メッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉ、および予期されるメッセージ認証コードＸＭＡＣ−Ｉは、完全性保護アルゴリズムを用いることによって、送信側および受信側のデータに対して演算を実行することによって、それぞれ取得され、データ完全性は、両者の比較を通じて決定され得る。
【０１５８】
そして、本発明のこの実施形態において、第２の鍵および第２のアルゴリズムが具体化され、これにより、実際の応用シナリオにおいて本発明の解決手段をサポートして解決手段の柔軟性を向上させ、具体的なアルゴリズムがデータインクルージョンのために具体的なシナリオにおいて選択され、これは、解決手段の可塑性も向上させる。
【０１５９】
任意で、図５および図５に対応する第１の実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法の第２の任意選択的な実施形態において、ＳＧＳＮが、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証した後に、方法はさらに、ＳＧＳＮが、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてデータおよびシグナリングを暗号化する段階、または、ＳＧＳＮが、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第２の完全性鍵と、第２の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第２の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において制御プレーンおよびシグナリングに対して完全性保護を実行する段階を備えてよい。
【０１６０】
この実施形態において、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２の鍵および第２のアルゴリズム識別子をＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ここで、第２のアルゴリズム識別子は、対応する第２のアルゴリズムを決定するために用いられる。ユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングは両方、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層に存在する。この場合、データおよびシグナリングは、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって処理され得て、具体的な処理方式は、以下の通りであってよい。ＳＧＳＮは、第２の暗号化鍵および第２の暗号化アルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてデータおよびシグナリングを暗号化し、このことは、伝送プロセスにおいてデータおよびシグナリングのセキュリティを向上させる、または、ＳＧＳＮは、第２の暗号化鍵および第２の暗号化アルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてデータを暗号化し、かつ、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層においてシグナリングに対して暗号化保護および完全性保護の両方を実行する。
【０１６１】
概して、ＳＧＳＮは、データに対して完全性保護を実行せず、シグナリングに対して完全性保護のみを実行しないが、このような実装方式は、排除されず、ここでの説明は、この態様の解決手段に対する限定として解釈されるべきではない。
【０１６２】
そして、本発明のこの実施形態において、データおよびシグナリングがＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層に共存し続けるので、暗号化保護は、データに対して実行され得て、暗号化保護および完全性保護は両方、シグナリングに対して実行され得る。対応する保護方式は、実際の状況に従って選択され得て、それにより、応用プロセスにおいて本発明の解決手段の実行可能性を実現する。加えて、暗号化保護は、データおよびシグナリングのセキュリティを向上させることができ、完全性保護は、シグナリングの完全性を向上させることができ、それにより、伝送プロセスにおいてデータおよびシグナリングの信頼性を大いに確保する。
【０１６３】
容易に理解するために、以下では、具体的な応用シナリオを用いて本発明におけるメッセージ保護方法を詳細に説明する。図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の実施形態に係る応用シナリオにおけるメッセージ保護方法の概略フローチャートである。方法のプロセスは具体的には、以下の通りである。
【０１６４】
ＵＥがアタッチ要求メッセージをＳＧＳＮへ送信し、ここで、アタッチ要求メッセージは、ＵＥの識別子およびＵＥのネットワーク能力を保持する。ＳＧＳＮは、ＨＬＲまたはＨＳＳから、認証のために用いられるＡＶを取得する。
【０１６５】
ＵＥにより送信されたアタッチ要求メッセージに従って、ＵＥがセルラーＩｏＴ型ＵＥであるとＳＧＳＮが決定した後に、ＳＧＳＮは、ＵＥのネットワーク能力とＳＧＳＮによりサポートされたセキュリティアルゴリズムとに従って、暗号化アルゴリズムおよび完全性保護アルゴリズムを選択し、それに従って対応するＫｔｃおよびＫｔｉを導出する。ＳＧＳＮは、Ｋｔｉおよび完全性保護アルゴリズムを用いることによって、認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行する。プロセスは、送信側が、Ｋｔｉを用いることによって認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行した後に、ＭＡＣ−Ｉを生成することであってよい。受信側も、同じ方式でＭＡＣ−Ｉ値を生成する。両者が比較され、ＭＡＣ−ＩがＭＡＣ−Ｉ値に等しい場合、検証は成功する。
【０１６６】
ＳＧＳＮは、認証および鍵合意要求メッセージＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を生成し、ここで、認証および鍵合意要求メッセージは、ＡＵＴＮ、ＲＡＮＤ、暗号化アルゴリズム、完全性保護アルゴリズム、およびＵＥのネットワーク能力を保持し、ＳＧＳＮは、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意要求メッセージをＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信する。
【０１６７】
この場合、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層は、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層から鍵およびアルゴリズムを取得しておらず、従って、ＳＧＳＮは、認証および鍵合意要求メッセージに対してセキュリティ処理を実行しない。
【０１６８】
ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ直接送信する。
【０１６９】
この場合、ＵＥのＬＬＣプロトコル層は、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層から、対応する鍵およびアルゴリズムを取得しておらず、従って、ＵＥは、認証および鍵合意要求メッセージに対してもセキュリティ処理を実行しない。
【０１７０】
ＵＥは、ＬＬＣプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ直接送信する。
【０１７１】
ＵＥは、従来技術に従ってＧＭＭ／ＳＭプロトコル層においてＡＵＴＮを検証し、ＲＥＳを生成し、ＵＥのネットワーク能力を検出した後にＫｔｃおよびＫｔｉを生成してアルゴリズムを取得し、完全性鍵およびアルゴリズムを用いてＭＡＣ−Ｉを検証し、検証が成功した場合に認証および鍵合意応答メッセージを生成し、認証および鍵合意応答メッセージに対して新たなＭＡＣ−Ｉ値を計算する。ここで、暗号化動作は、認証および鍵合意応答メッセージに対して実行されてよい。
【０１７２】
ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、新たなＭＡＣ−Ｉを保持している認証および鍵合意応答メッセージを基礎ＬＬＣプロトコル層へ送信する。
【０１７３】
この場合、ＵＥは依然として、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層から鍵およびアルゴリズムを取得しておらず、従って、認証および鍵合意応答メッセージに対してセキュリティ処理を実行しない。
【０１７４】
ＵＥは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ここで、認証および鍵合意応答メッセージは依然として、対応する新たなＭＡＣ−Ｉ値を保持している。
【０１７５】
この場合、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層も、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層から鍵およびアルゴリズムを取得しておらず、従って、ＳＧＳＮも、認証および鍵合意応答メッセージに対してセキュリティ処理を実行しない。
【０１７６】
ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、新たなＭＡＣ−Ｉ値を保持している認証および鍵合意応答メッセージを、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信する。
【０１７７】
ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージにおける新たなＭＡＣ−Ｉの完全性を検証する。
【０１７８】
新たなＭＡＣ−Ｉの完全性検証が成功した後に、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層は、鍵およびアルゴリズムを、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ＵＥがＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを送信した後に、ＵＥはまた、鍵およびアルゴリズムをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する。完全性保護が実行されないが、暗号化保護のみが制御プレーンに対して有効にされている場合、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層は、暗号化鍵および暗号化アルゴリズムのみをＬＬＣプロトコル層へ送信し、完全性鍵および完全性保護アルゴリズムを送信しない。
【０１７９】
ＵＥおよびＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層は別々に、鍵およびアルゴリズムを記憶し、ユーザプレーンのデータ暗号化を有効にし、かつ、制御プレーンの暗号化および完全性保護を有効にする。完全性保護は、制御プレーンに対して有効にされなくてよい。例えば、ＬＬＣプロトコル層が完全性鍵も完全性保護アルゴリズムも受信していないとき、対応する完全性保護は、有効にされない。
【０１８０】
前述の応用シナリオにおいて、完全性保護は主に、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージおよび認証および鍵合意応答メッセージに対して実行される。ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、ＵＥによる、認証および鍵合意要求メッセージに対する検証が成功し、かつ、ＵＥが認証および鍵合意応答メッセージを送信した後のみ、ＵＥは、Ｋｔｃ、Ｋｔｉ、およびアルゴリズムを、ＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する。ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、ＳＧＳＮによる、認証および鍵合意応答メッセージに対する検証が成功した後のみ、ＳＧＳＮは、Ｋｔｃ、Ｋｔｉ、およびアルゴリズムをＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信する。
【０１８１】
以下では、別のデータ処理方法の手順を提供する。該方法において、処理は主に、ＬＬＣプロトコル層において実行され、ここで、ＵＥは、ＬＬＣプロトコル層を用いることによって認証および鍵合意要求メッセージを受信し、メッセージをＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ直接報告し、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層は、認証を完了させて鍵を生成し、Ｋｔｃ、Ｋｔｉ、およびアルゴリズムをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信し、最後に、ＵＥは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージの完全性を検証する。
【０１８２】
図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の実施形態に係る応用シナリオにおけるメッセージ保護方法の別の概略フローチャートである。方法の処理は、具体的には、以下の通りである。
【０１８３】
ＵＥは、アタッチ要求メッセージをＳＧＳＮへ送信し、ここで、アタッチ要求メッセージは、ＵＥの識別子およびＵＥのネットワーク能力を保持する。ＳＧＳＮは、ＨＬＲまたはＨＳＳから、認証のために用いられるＡＶを取得する。
【０１８４】
ＵＥにより送信されたアタッチ要求メッセージに従って、ＵＥがセルラーＩｏＴ型ＵＥであるとＳＧＳＮが決定した後に、ＳＧＳＮは、ＵＥのネットワーク能力およびＳＧＳＮによりサポートされているセキュリティアルゴリズムに基づき、暗号化アルゴリズムおよび完全性保護アルゴリズムを選択し、それに従って、対応するＫｔｃおよびＫｔｉを導出する。
【０１８５】
ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、Ｋｔｃ、Ｋｔｉ、および対応するアルゴリズムを、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信する。
【０１８６】
ＳＧＳＮが、ＬＬＣプロトコル層において、Ｋｔｃ、Ｋｔｉ、および対応するアルゴリズムを受信した後に、ＳＧＳＮは、ＬＬＣプロトコル層において対応する完全性保護を有効にする。
【０１８７】
ＳＧＳＮは、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意要求メッセージをＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信する。
【０１８８】
ＳＧＳＮは、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、ここで、認証および鍵合意要求メッセージは、ＡＵＴＮ、ＲＡＮＤ、暗号化アルゴリズム、完全性保護アルゴリズム、ＵＥのネットワーク能力、およびＭＡＣ−Ｉを保持しており、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行し、計算を通じて対応するＭＡＣ−Ｉを生成する。
【０１８９】
ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ直接送信する。
【０１９０】
この場合、ＵＥは依然として、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層から鍵およびアルゴリズムを取得しておらず、従って、認証および鍵合意要求メッセージに対してセキュリティ処理を実行しない。
【０１９１】
ＵＥは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信する。ここで、認証および鍵合意要求メッセージにおけるＭＡＣ−Ｉは除去されなくてよく、ＭＡＣ−Ｉは、ＳＤＵの一部として、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信される。
【０１９２】
ＵＥは、従来技術に従ってＧＭＭ／ＳＭプロトコル層においてＡＵＴＮを検証し、ＲＥＳを生成し、ＵＥのネットワーク能力を検出した後にＫｔｃおよびＫｔｉを生成してアルゴリズムを取得する。
【０１９３】
ＵＥは、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、Ｋｔｃ、Ｋｔｉ、アルゴリズム、および認証および鍵合意要求メッセージを、ＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ここで、認証および鍵合意要求メッセージは、ＭＡＣ−Ｉを保持する。
【０１９４】
ＵＥは、完全性鍵および完全性保護アルゴリズムを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてＭＡＣ−Ｉを検証し、これにより、認証および鍵合意要求メッセージの完全性を検証する。
【０１９５】
ＵＥは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、検証成功または検証失敗メッセージをＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信する。
【０１９６】
検証が成功した場合、認証および鍵合意応答メッセージが、ＵＥのＬＬＣプロトコル層へ返される。
【０１９７】
ＵＥは、ＬＬＣプロトコル層において、ユーザプレーンの暗号化保護を有効にし、制御プレーンの暗号化保護および完全性保護を有効にする。任意で、完全性保護は、認証および鍵合意要求メッセージまたは認証および鍵合意応答メッセージのみに対して実行される必要があってよく、完全性保護は、その後のシグナリングに対して有効にされる必要がなくてよい。完全性保護および暗号化保護が、認証および鍵合意応答メッセージに対して実行された後に、新たなＭＡＣ−Ｉが生成される。
【０１９８】
ＵＥは、ＬＬＣプロトコル層を用いることによって、新たなＭＡＣ−Ｉを保持している認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信する。
【０１９９】
ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、認証および鍵合意応答メッセージにおいて保持されている新たなＭＡＣ−Ｉが正確であるかを検証し、検証が成功した場合、ユーザプレーンデータの暗号化保護と、制御プレーンシグナリングの暗号化保護および完全性保護とを有効にする。任意で、完全性保護が認証および鍵合意要求メッセージおよび認証および鍵合意応答メッセージのみに実行される必要がある場合、完全性保護は、その後のシグナリングに対して有効にされる必要がなくてよい。
【０２００】
本発明の実施形態におけるメッセージ保護方法のより良い実装のために、本発明の実施形態はさらに、メッセージ保護方法に基づき、デバイスを提供する。名詞は、メッセージ保護方法におけるそれらと同じ意味を有する。具体的な実装について、詳細は、方法の実施形態における説明を参照する。１．ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層における情報に対する保護：
【０２０１】
以下では、本発明におけるユーザ機器を詳細に説明する。図８を参照すると、本発明の実施形態におけるユーザ機器は、ＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信するよう構成される受信モジュール６０１であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、受信モジュール６０１と、受信モジュール６０１により受信された認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成するよう構成される取得モジュール６０２と、取得モジュール６０２により取得された第１の鍵と、取得モジュール６０２により生成された第１のアルゴリズムとに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のメッセージ認証コードを検証するよう構成される検証モジュール６０３と、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したと検証モジュール６０３が決定した場合、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成するよう構成される生成モジュール６０４であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、生成モジュール６０４と、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、生成モジュール６０４により生成された認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信するよう構成される第１の送信モジュール６０５であって、これにより、ＳＧＳＮは、第２のメッセージ認証コードを検証する、第１の送信モジュール６０５とを備える。
【０２０２】
この実施形態において、受信モジュール６０１は、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信し、ここで、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる。取得モジュール６０２は、受信モジュール６０１により受信された認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成する。検証モジュール６０３は、取得モジュール６０２により取得された第１の鍵と、取得モジュール６０２により生成された第１のアルゴリズムとに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のメッセージ認証コードを検証する。第１のメッセージ認証コードの検証が成功したと検証モジュール６０３が決定した場合、生成モジュール６０４は、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成し、ここで、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持し、第１の送信モジュール６０５は、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、生成モジュール６０４により生成された認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信し、これにより、ＳＧＳＮは、第２のメッセージ認証コードを検証する。
【０２０３】
本発明のこの実施形態において、ＵＥとＳＧＳＮとの間のメッセージ保護のための実装解決手段が提供され、該実装解決手段は、具体的には、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージと、認証および鍵合意応答メッセージとに対する完全性保護についてのものであり、完全性保護機能はＵＥのＬＬＣプロトコル層およびＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において実行できないといった、従来技術における問題を解決する。完全性保護は、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層およびＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージと、認証および鍵合意応答メッセージとに対してそれぞれ実行される。実際の応用においてサポートを得ることができ、それにより、解決手段のセキュリティが向上し、攻撃者からアルゴリズムへのダウングレード攻撃が防止される。
【０２０４】
任意で、図８に対応する実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されるユーザ機器の第１の任意選択的な実施形態において、第１の鍵は、第１の暗号化鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の暗号化鍵および第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムおよび第１の完全性保護アルゴリズムを含む。
【０２０５】
そして、本発明のこの実施形態において、第１の鍵および第１のアルゴリズムが具体化され、これにより、実際の応用シナリオにおいて本発明の解決手段をサポートして解決手段の柔軟性を向上させ、具体的なアルゴリズムがデータインクルージョンのために具体的なシナリオにおいて選択され、これは、解決手段の可塑性も向上させる。
【０２０６】
図９を参照すると、本発明におけるユーザ機器の別の実施形態は、ＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信するよう構成される受信モジュール６０１であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、受信モジュール６０１と、受信モジュール６０１により受信された認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成するよう構成される取得モジュール６０２と、取得モジュール６０２により取得された第１の鍵と、取得モジュール６０２により生成された第１のアルゴリズムとに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のメッセージ認証コードを検証するよう構成される検証モジュール６０３と、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したと検証モジュール６０３が決定した場合、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成するよう構成される生成モジュール６０４であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、生成モジュール６０４と、生成モジュール６０４が第１の鍵および第１のアルゴリズムに従ってＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成した後に、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを暗号化する、または、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する、または、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意応答メッセージを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行するよう構成されるメッセージ処理モジュール６０６と、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、生成モジュール６０４により生成された認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信されるよう構成される第１の送信モジュール６０５であって、これにより、ＳＧＳＮは、第２のメッセージ認証コードを検証する、第１の送信モジュール６０５とを備える。
【０２０７】
そして、本発明のこの実施形態において、認証および鍵合意応答メッセージを保護するための具体的な解決手段が提供され、ここで、暗号化保護または完全性保護は実行されることができ、暗号化保護および完全性保護は両方とも実行されることができ、それにより、伝送されるメッセージのセキュリティ、連続性、および完全性を大いに向上させ、解決手段の具体的な実装においてより良い実践的な効果を達成する。
【０２０８】
図１０を参照すると、本発明におけるユーザ機器の別の実施形態は、受信モジュール６０１がＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによってＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信する前に、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥの識別子とＵＥのネットワーク能力情報とを保持するアタッチ要求メッセージをＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信するよう構成される第２の送信モジュール６０７であって、これにより、ＳＧＳＮは、アタッチ要求メッセージに従って、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成する、第２の送信モジュール６０７と、ＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信するよう構成される受信モジュール６０１であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、受信モジュール６０１と、受信モジュール６０１により受信された認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成するよう構成される取得モジュール６０２と、取得モジュール６０２により取得された第１の鍵と、取得モジュール６０２により生成された第１のアルゴリズムとに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のメッセージ認証コードを検証するよう構成される検証モジュール６０３と、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したと検証モジュール６０３が決定した場合、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成するよう構成される生成モジュール６０４であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、生成モジュール６０４と、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、生成モジュール６０４により生成された認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信するよう構成される第１の送信モジュール６０５であって、これにより、ＳＧＳＮは、第２のメッセージ認証コードを検証する、第１の送信モジュール６０５とを備える。
【０２０９】
さらに、本発明のこの実施形態において、ＵＥは、アタッチ要求メッセージをＳＧＳＮへ送信し、これにより、ＳＧＳＮは、アタッチ要求メッセージに従って、認証関連パラメータを取得し得て、このことは、本発明の解決手段の実際の応用のために具体的な実装ベースを提供し、ＵＥとネットワーク側との間のインタラクションの方式でもある。ＵＥとネットワークとの間の情報交換がアタッチ要求を用いることによって完了し、解決手段の実行可能性を向上させる。
【０２１０】
図１１を参照すると、本発明におけるユーザ機器の別の実施形態は、ＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信するよう構成される受信モジュール６０１であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、受信モジュール６０１と、受信モジュール６０１により受信された認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成するよう構成される取得モジュール６０２と、取得モジュール６０２により取得された第１の鍵と、取得モジュール６０２により生成された第１のアルゴリズムとに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のメッセージ認証コードを検証するよう構成される検証モジュール６０３と、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したと検証モジュール６０３が決定した場合、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成するよう構成される生成モジュール６０４であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、生成モジュール６０４と、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、生成モジュール６０４により生成された認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信するよう構成される第１の送信モジュール６０５であって、これにより、ＳＧＳＮは第２のメッセージ認証コードを検証する、第１の送信モジュール６０５と、第１の送信モジュール６０５がＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信した後に、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される第３の送信モジュール６０８とを備える。
【０２１１】
さらに、本発明のこの実施形態において、ＵＥがＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信した後に、ＵＥはさらに、第１のアルゴリズムおよび第１の鍵をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信してよく、これにより、ＵＥは、ＬＬＣプロトコル層においてデータおよびシグナリングに対して対応する処理を実行し得て、それにより、解決手段の信頼性を向上させ、解決手段の実行可能性をさらに向上させる。
【０２１２】
図１２を参照すると、本発明におけるユーザ機器の別の実施形態は、ＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信するよう構成される受信モジュール６０１であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、受信モジュール６０１と、受信モジュール６０１により受信された認証および鍵合意要求メッセージに従ってＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成するよう構成される取得モジュール６０２と、取得モジュール６０２により取得された第１の鍵と、取得モジュール６０２により生成された第１のアルゴリズムとに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のメッセージ認証コードを検証するよう構成される検証モジュール６０３と、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したと検証モジュール６０３が決定した場合、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成するよう構成される生成モジュール６０４であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、生成モジュール６０４と、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、生成モジュール６０４により生成された認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信するよう構成される第１の送信モジュール６０５であって、これにより、ＳＧＳＮは、第２のメッセージ認証コードを検証する、第１の送信モジュール６０５と、第１の送信モジュール６０５がＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信した後に、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される第３の送信モジュール６０８と、第３の送信モジュール６０８がＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信した後に、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化する、または、ＵＥが、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層においてユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行するよう構成される暗号化モジュール６０９とを備える。
【０２１３】
さらに、本発明のこの実施形態において、データおよびシグナリングはＵＥのＬＬＣプロトコル層に共存し続けるので、暗号化保護は、データに対して実行され得て、暗号化保護および完全性保護は両方、シグナリングに対して実行され得る。対応する保護方式は、実際の状況に従って選択され得て、それにより、応用プロセスにおいて本発明の解決手段の実行可能性を実現する。加えて、暗号化保護は、データおよびシグナリングのセキュリティを向上させることができ、完全性保護は、シグナリングの完全性を向上させ、それにより、伝送プロセスにおいてデータおよびシグナリングの信頼性を大いに確保する。
【０２１４】
以下では、本発明におけるサービングＧＰＲＳサポートノードを詳細に説明する。図１３を参照すると、本発明の実施形態におけるサービングＧＰＲＳサポートノードは、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成するよう構成される取得モジュール７０１であって、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、取得モジュール７０１と、取得モジュール７０１により取得された第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信するよう構成される生成モジュール７０２であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、生成モジュール７０２と、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、生成モジュール７０２により送信された認証および鍵合意応答メッセージを受信するよう構成される第１の受信モジュール７０３であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、第１の受信モジュール７０３と、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の受信モジュール７０３により受信された第２のメッセージ認証コードを検証するよう構成される検証モジュール７０４とを備える。
【０２１５】
この実施形態において、取得モジュール７０１は、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成し、ここで、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる。生成モジュール７０２は、取得モジュール７０１により取得された第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信し、ここで、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する。第１の受信モジュール７０３は、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、生成モジュール７０２により送信された認証および鍵合意応答メッセージを受信し、ここで、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。検証モジュール７０４は、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによってＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、第１の受信モジュール７０３により受信された第２のメッセージ認証コードを検証する。
【０２１６】
任意で、図１３に対応する実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているサービングＧＰＲＳサポートノードの第１の任意選択的な実施形態において、第２の鍵は、第２の暗号化鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の暗号化鍵および第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムおよび第２の完全性保護アルゴリズムを含む。
【０２１７】
そして、本発明のこの実施形態において、第２の鍵および第２のアルゴリズムが具体化され、これにより、実際の応用シナリオにおいて本発明の解決手段をサポートして解決手段の柔軟性を向上させ、具体的なアルゴリズムは、データインクルージョンのために具体的なシナリオにおいて選択され、これは、解決手段の可塑性も向上させる。
【０２１８】
図１４を参照すると、本発明におけるサービングＧＰＲＳサポートノードの別の実施形態は、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において、第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成するよう構成される取得モジュール７０１であって、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、取得モジュール７０１と、生成モジュール７０２がＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、該認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信する前に、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信されたアタッチ要求メッセージを受信するよう構成される第２の受信モジュール７０５であって、アタッチ要求メッセージは、ＵＥの識別子およびＵＥのネットワーク能力情報を保持する、第２の受信モジュール７０５と、取得モジュール７０１により取得された第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、該認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信するよう構成される生成モジュール７０２であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、生成モジュール７０２と、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、生成モジュール７０２により送信された認証および鍵合意応答メッセージを受信するよう構成される第１の受信モジュール７０３であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、第１の受信モジュール７０３と、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、第１の受信モジュール７０３により受信された第２のメッセージ認証コードを検証するよう構成される検証モジュール７０４とを備える。
【０２１９】
取得モジュール７０１は、ＵＥのネットワーク能力情報に従って、第２のアルゴリズムを取得するよう構成される取得ユニット７０１１と、ＵＥ識別子に従って、ＵＥの認可ベクトル情報を取得し、かつ、認可ベクトル情報に従って、第２の鍵を生成するよう構成される生成ユニット７０１２を含む。
【０２２０】
そして、本発明のこの実施形態において、ＳＧＳＮは、ＵＥにより送信されたアタッチ要求メッセージを受信し、該アタッチ要求メッセージに従って、認証関連パラメータを取得し、このことは、本発明の解決手段の実際の応用のために具体的な実装ベースを提供し、ＵＥとＳＧＳＮとの間のインタラクションの方式でもある。ＵＥとネットワークとの間の情報交換は、アタッチ要求を用いることによって完了し、解決手段の実行可能性を向上させる。ＳＧＳＮがＵＥの識別子およびＵＥのネットワーク能力情報を保持しているアタッチ要求メッセージを受信したとき、ＳＧＳＮは、ＵＥのネットワーク能力情報に従って、適切なアルゴリズムを選択し、ＵＥの識別子に従って、ＵＥに対応する認可ベクトル情報を決定し、これにより、解決手段が実際の応用においてより適切となる。具体的なアルゴリズムおよび鍵が具体的なＵＥのために選択され、解決手段全体の実行可能性を向上させる。
【０２２１】
図１５を参照すると、本発明におけるサービングＧＰＲＳサポートノードの別の実施形態は、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成するよう構成される取得モジュール７０１であって、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、取得モジュール７０１と、取得モジュール７０１により取得された第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信するよう構成される生成モジュール７０２であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、生成モジュール７０２と、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、生成モジュール７０２により送信された認証および鍵合意応答メッセージを受信する構成される第１の受信モジュール７０３であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、第１の受信モジュール７０３と、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、第１の受信モジュール７０３により受信された第２のメッセージ認証コードを検証するよう構成される検証モジュール７０４と、第２のメッセージ認証コードの検証が成功したと検証モジュール７０４が決定した場合、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２の鍵および第２のアルゴリズム識別子をＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される送信モジュール７０６とを備える。
【０２２２】
さらに、本発明のこの実施形態において、第２のメッセージ認証コードの検証が成功したとＳＧＳＮが決定した後に、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２の鍵および第２のアルゴリズム識別子をＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層へ送信し、これにより、ＳＧＳＮは、ＬＬＣプロトコル層において、データおよびシグナリングに対して対応する処理を実行し得て、それにより、解決手段の信頼性を向上させ、さらに解決手段の実行可能性を向上させる。
【０２２３】
図１６を参照すると、本発明におけるサービングＧＰＲＳサポートノードの別の実施形態は、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において、第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成するよう構成される取得モジュール７０１であって、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、取得モジュール７０１と、取得モジュール７０１により取得された第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信するよう構成される生成モジュール７０２であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、生成モジュール７０２と、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、生成モジュール７０２により送信された認証および鍵合意応答メッセージを受信するよう構成される第１の受信モジュール７０３であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、第１の受信モジュール７０３と、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、第１の受信モジュール７０３により受信された第２のメッセージ認証コードを検証するよう構成される検証モジュール７０４と、第２のメッセージ認証コードの検証が成功したと検証モジュール７０４が決定した場合、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２の鍵および第２のアルゴリズム識別子をＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される送信モジュール７０６と、送信モジュール７０６がＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって第２の鍵および第２のアルゴリズム識別子をＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信した後に、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、ユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化する、または、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、ユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第２の完全性鍵と、第２の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第２の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行するよう構成される暗号化モジュール７０７とを備える。
【０２２４】
さらに、本発明のこの実施形態において、データおよびシグナリングは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において共存し続けるので、暗号化保護は、データに対して実行され得て、暗号化保護および完全性保護は両方とも、シグナリングに対して実行され得る。対応する保護方式は、実際の状況に従って選択され得て、それにより、応用プロセスにおいて本発明の解決手段の実行可能性を実現する。加えて、暗号化保護は、データおよびシグナリングのセキュリティを向上させ、完全性保護は、シグナリングの完全性を向上させることができ、それにより、伝送プロセスにおいてデータおよびシグナリングの信頼性を大いに確保する。
【０２２５】
２．ＬＬＣプロトコル層における情報に対する保護：  以下では、本発明におけるユーザ機器について詳細に説明する。図１７を参照すると、本発明の実施形態におけるユーザ機器は、ＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを受信するよう構成される受信モジュール８０１であって、第１の認証および鍵合意要求メッセージは第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、受信モジュール８０１と、第２の認証および鍵合意要求メッセージを取得すべく、ＬＬＣプロトコル層において、受信モジュール８０１により受信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを処理し、かつ、第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層へ送信するよう構成される処理モジュール８０２と、処理モジュール８０２が第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信した後に、第２の認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、第１の鍵を生成し、かつ、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される取得モジュール８０３と、取得モジュール８０３により取得された第１のアルゴリズムおよび第１の鍵を用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したと決定された場合、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成するよう構成される生成モジュール８０４と、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、生成モジュール８０４により生成された第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化および／または完全性保護を実行するよう構成されるメッセージ処理モジュール８０５であって、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、メッセージ処理モジュール８０５、ＳＧＳＮが第２のメッセージ認証コードを検証すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、メッセージ処理モジュール８０５により取得された第２の認証および鍵合意応答メッセージを、処理を通じてＳＧＳＮへ送信するよう構成される送信モジュール８０６を備える。
【０２２６】
この実施形態において、受信モジュール８０１は、ＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを受信し、ここで、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる。処理モジュール８０２は、第２の認証および鍵合意要求メッセージを取得すべく、ＬＬＣプロトコル層において受信モジュール８０１により受信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを処理し、第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層へ送信する。処理モジュール８０２が第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信した後に、取得モジュール８０３は、第２の認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、第１の鍵を生成し、かつ、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する。取得モジュール８０３により取得された第１のアルゴリズムおよび第１の鍵を用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したと決定された場合、生成モジュール８０４は、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成する。メッセージ処理モジュール８０５は、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、生成モジュール８０４により生成された第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化および／または完全性保護を実行し、ここで、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。送信モジュール８０６は、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、メッセージ処理モジュール８０５により取得された第２の認証および鍵合意応答メッセージを、処理を通じてＳＧＳＮへ送信し、これにより、ＳＧＳＮは、第２のメッセージ認証コードを検証する。
【０２２７】
本発明のこの実施形態において、ＵＥとＳＧＳＮとの間におけるメッセージ保護のための実装解決手段が提供され、該実装解決手段は、具体的には、ＬＬＣプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージおよび認証および鍵合意応答メッセージに対する完全性保護についてのものであり、ＵＥ側においてＬＬＣプロトコル層とＧＭＭ／ＳＭプロトコル層との間のインタラクションを高めてＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において鍵を取得し、次に、ＬＬＣプロトコル層においてメッセージの完全性を検証し、それにより、解決手段のセキュリティを向上させ、攻撃者からアルゴリズムへのダウングレード攻撃を防止する。
【０２２８】
任意で、図１７に対応する実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているユーザ機器の第１の任意選択的な実施形態において、第１の鍵は、第１の暗号化鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第１の鍵は、第１の暗号化鍵および第１の完全性鍵を含み、第１のアルゴリズムは、第１の暗号化アルゴリズムおよび第１の完全性保護アルゴリズムを含む。
【０２２９】
そして、本発明のこの実施形態において、第１の鍵および第１のアルゴリズムが具体化され、これにより、実際の応用シナリオにおいて本発明の解決手段をサポートして解決手段の柔軟性を向上させ、具体的なアルゴリズムはデータインクルージョンのために具体的なシナリオにおいて選択され、これは、解決手段の可塑性も向上させる。
【０２３０】
図１８を参照すると、本発明におけるユーザ機器の別の実施形態は、ＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを受信するよう構成される受信モジュール８０１であて、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、受信モジュール８０１と、第２の認証および鍵合意要求メッセージを取得すべく、ＬＬＣプロトコル層において、受信モジュール８０１により受信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを処理し、第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層へ送信するよう構成される処理モジュール８０２と、処理モジュール８０２が第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信した後に、第２の認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、第１の鍵を生成し、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される取得モジュール８０３と、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、取得モジュール８０３により取得された第１のアルゴリズムおよび第１の鍵を用いることによって、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したと決定された場合、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成するよう構成される生成モジュール８０４と、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、生成モジュール８０４により生成された第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化および／または完全性保護を実行するよう構成されるメッセージ処理モジュール８０５であって、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、メッセージ処理モジュール８０５と、ＳＧＳＮが第２のメッセージ認証コードを検証すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、メッセージ処理モジュール８０５によち取得された第２の認証および鍵合意応答メッセージを、処理を通じてＳＧＳＮへ送信するよう構成される送信モジュール８０６とを備える。
【０２３１】
メッセージ処理モジュール８０５は、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１の認証および鍵合意応答メッセージを暗号化する、または、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する、または、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１の認証および鍵合意応答メッセージを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して完全性保護を実行する、よう構成される暗号化ユニット８０５１を含む。
【０２３２】
そして、本発明のこの実施形態において、第１の認証および鍵合意応答メッセージを保護するための具体的な解決手段が提供され、ここで、暗号化保護または完全性保護は、実行されることができ、暗号化保護および完全性保護は両方とも実行されることができ、それにより、伝送されるメッセージのセキュリティ、連続性、および完全性を大いに向上させ、解決手段の具体的な実装においてより良い実践的な効果を達成する。
【０２３３】
図１９を参照すると、本発明におけるユーザ機器の別の実施形態は、ＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを受信するよう構成される受信モジュール８０１であって、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる、受信モジュール８０１と、第２の認証および鍵合意要求メッセージを取得すべく、ＬＬＣプロトコル層において、受信モジュール８０１により受信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを処理し、かつ、第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層へ送信するよう構成される処理モジュール８０２と、処理モジュール８０２が第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層へ送信した後に、第２の認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、第１の鍵を生成し、かつ、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される取得モジュール８０３と、取得モジュール８０３により取得された第１のアルゴリズムおよび第１の鍵を用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したと決定された場合、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成するよう構成される生成モジュール８０４と、生成モジュール８０４がＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成した後に、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、ユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化する、または、第１の暗号化鍵と、第１の暗号化アルゴリズム識別子により示された第１の暗号化アルゴリズムを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、ユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第１の完全性鍵と、第１の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第１の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において制御プレーンシグナリングに対して完全性保護を実行するよう構成される暗号化モジュール８０７と、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、生成モジュール８０４により生成された第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化および／または完全性保護を実行するよう構成されるメッセージ処理モジュール８０５であって、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、メッセージ処理モジュール８０５と、ＳＧＳＮが第２のメッセージ認証コードを検証すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、メッセージ処理モジュール８０５により取得された第２の認証および鍵合意応答メッセージを、処理を通じてＳＧＳＮへ送信するよう構成される送信モジュール８０６とを備える。
【０２３４】
さらに、本発明のこの実施形態において、データおよびシグナリングは、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において共存し続けるので、暗号化保護は、データに対して実行され得て、暗号化保護および完全性保護は両方ともシグナリングに対して実行され得る。対応する保護方式は実際の状況に従って選択されて得て、それにより、応用プロセスにおいて本発明の解決手段の実行可能性を実装する。加えて、暗号化保護は、データおよびシグナリングのセキュリティを向上させることができ、完全性保護は、シグナリングの完全性を向上させ、それにより、伝送プロセスにおいてデータおよびシグナリングの信頼性を大いに確保する。
【０２３５】
以下では、本発明におけるサービングＧＰＲＳサポートノードについて詳細に説明する。図２０を参照すると、本発明の実施形態におけるサービングＧＰＲＳサポートノードは、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成するよう構成される取得モジュール９０１であって、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、取得モジュール９０１と、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、取得モジュール９０１により取得された第２のアルゴリズム識別子および取得モジュール９０１により生成された第２の鍵をＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される第１の送信モジュール９０２と、第１の送信モジュール９０２により送信された第２のアルゴリズムおよび第２の鍵を用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、第１の認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行し、かつ、第１のメッセージ認証コードを生成するよう構成されるメッセージ処理モジュール９０３と、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、メッセージ処理モジュール９０３により処理された第１の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される第２の送信モジュール９０４であって、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、第２の送信モジュール９０４と、第２の送信モジュール９０４により送信された第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥのＬＬＣプロトコル層において、ＵＥが決定した場合、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信された第２の認証および鍵合意応答メッセージを受信するよう構成される受信モジュール９０５であって、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、受信モジュール９０５と、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、受信モジュール９０５により受信された第２のメッセージ認証コードを検証するよう構成される検証モジュール９０６とを備える。
【０２３６】
この実施形態において、取得モジュール９０１は、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成し、ここで、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられ、第１の送信モジュール９０２は、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、取得モジュール９０１により取得された第２のアルゴリズム識別子および取得モジュール９０１により生成された第２の鍵を、ＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信する。メッセージ処理モジュール９０３は、第１の送信モジュール９０２により送信された第２のアルゴリズムおよび第２の鍵を用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行し、かつ、第１のメッセージ認証コードを生成する。第２の送信モジュール９０４は、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、メッセージ処理モジュール９０３により処理された第１の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信し、ここで、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する。ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第２の送信モジュール９０４により送信された第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、受信モジュール９０５は、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信された第２の認証および鍵合意応答メッセージを受信し、ここで、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。検証モジュール９０６は、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、受信モジュール９０５により受信された第２のメッセージ認証コードを検証する。
【０２３７】
本発明のこの実施形態において、ＵＥとＳＧＳＮとの間の鍵およびアルゴリズム合意手順に対して完全性保護を実行するための実装解決手段が提供され、該実装解決手段は、具体的には、ＬＬＣプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージおよび認証および鍵合意応答メッセージに対する完全性保護についてのものであり、ＵＥ側においてＬＬＣプロトコル層とＧＭＭ／ＳＭプロトコル層との間のインタラクションを高め、ＳＧＳＮ側においてメッセージ認証を実行して、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において鍵を取得し、次に、ＬＬＣプロトコル層においてメッセージの完全性を検証し、それにより、解決手段のセキュリティを向上させ、攻撃者からアルゴリズムへのダウングレード攻撃を防止する。
【０２３８】
任意で、図２０に対応する実施形態に基づき、本発明の実施形態において提供されているサービングＧＰＲＳサポートノードの第１の任意選択的な実施形態において、第２の鍵は、第２の暗号化鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の完全性保護アルゴリズムを含む、または、第２の鍵は、第２の暗号化鍵および第２の完全性鍵を含み、第２のアルゴリズムは、第２の暗号化アルゴリズムおよび第２の完全性保護アルゴリズムを含む。
【０２３９】
そして、本発明のこの実施形態において、第２の鍵および第２のアルゴリズムが具体化され、これにより、実際の応用シナリオにおいて本発明の解決手段をサポートし、解決手段の柔軟性を向上させ、具体的なアルゴリズムは、データインクルージョンのために具体的なシナリオにおいて選択され、これは、解決手段の可塑性も向上させる。
【０２４０】
図２１を参照すると、本発明におけるサービングＧＰＲＳサポートノードの別の実施形態は、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において、第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成するよう構成される取得モジュール９０１であって、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、取得モジュール９０１と、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、取得モジュール９０１により取得された第２のアルゴリズム識別子および取得モジュール９０１により生成された第２の鍵を、ＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される第１の送信モジュール９０２と、第１の送信モジュール９０２により送信された第２のアルゴリズムおよび第２の鍵を用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行し、かつ、第１のメッセージ認証コードを生成するよう構成されるメッセージ処理モジュール９０３と、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、メッセージ処理モジュール９０３により処理された第１の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信するよう構成される第２の送信モジュール９０４であって、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、第２の送信モジュール９０４と、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第２の送信モジュール９０４により送信された第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信された第２の認証および鍵合意応答メッセージを受信するよう構成される受信モジュール９０５であって、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、受信モジュール９０５と、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、ＳＧＳＮにより、受信モジュール９０５により受信された第２のメッセージ認証コードを検証するよう構成される検証モジュール９０６と、検証モジュール９０６が第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによってＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証した後に、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、データおよびシグナリングを暗号化する、または、第２の暗号化鍵と、第２の暗号化アルゴリズム識別子により示された第２の暗号化アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、ユーザプレーンデータおよび制御プレーンシグナリングを暗号化し、かつ、第２の完全性鍵と第２の完全性保護アルゴリズム識別子により示された第２の完全性保護アルゴリズムとを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、制御プレーンおよびシグナリングに対して完全性保護を実行するよう構成される暗号化モジュール９０７とを備える。
【０２４１】
そして、本発明のこの実施形態において、データおよびシグナリングは、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において共存し続けるので、暗号化保護は、データに対して実行され得て、暗号化保護および完全性保護は両方、シグナリングに対して実行され得る。対応する保護方式は、実際の状況に従って、選択され得て、それにより、応用プロセスにおいて本発明の解決手段の実行可能性を実現する。加えて、暗号化保護は、データおよびシグナリングのセキュリティを向上させることができ、完全性保護は、シグナリングの完全性を向上させ、それにより、伝送プロセスにおいてデータおよびシグナリングの信頼性を大いに確保する。
【０２４２】
本発明の実施形態はさらに、別の１つのユーザ機器を提供する。図２２に示されているように、説明しやすくするために、本発明の実施形態に関連する部分のみが示されている。開示されていない具体的な技術的詳述は、本発明の実施形態の方法の部分を参照されたい。該ユーザ機器は、携帯電話と、タブレットコンピュータと、パーソナルデジタルアシスタント（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ、略してＰＤＡ）と、販売時点情報管理（Ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  Ｓａｌｅｓ、略してＰＯＳ）と、車載コンピュータとを含む、任意の端末デバイスであってよい。例えば、端末は、携帯電話である。
【０２４３】
図２２は、本発明の実施形態に係る端末に関連する携帯電話の一部の構造のブロック図である。図２２を参照すると、携帯電話は、無線周波数（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、略してＲＦ）回路１０１０、メモリ１０２０、入力ユニット１０３０、表示ユニット１０４０、センサ１０５０、音声回路１０６０、ワイヤレスフィディリティ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｆｉｄｅｌｉｔｙ、略してＷｉＦｉ）、モジュール１０７０、プロセッサ１０８０、および電源１０９０などの構成要素を含む。図２２に示されている携帯電話の構造は、該携帯電話に対して限定を構成するわけではなく、該携帯電話は、図面に示されている構成要素よりもより多くの構成要素またはより少ない構成要素を含んでよく、または、いくつかの構成要素が組み合わせられてよく、もしくは、異なる構成要素の配備が用いられてよいことを当業者は理解し得る。以下では、図２２を参照して該携帯電話の構成要素を具体的に説明する。
【０２４４】
ＲＦ回路１０１０は、情報の送受信処理中、または呼処理中に信号を送受信するよう構成されてよい。具体的には、ＲＦ回路１０１０は、基地局からダウンリンク情報を受信し、次に、処理のためにダウンリンク情報をプロセッサ１０８０へ送り、アップリンクデータを基地局へ送信する。概して、ＲＦ回路１０１０は、アンテナ、少なくとも１つの増幅器、トランシーバ、カプラー、低雑音増幅器（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、略してＬＮＡ）、デュプレクサ、および同様のものを含むが、これらに限定されない。加えて、ＲＦ回路１０１０はさらに、無線通信によって、ネットワークおよび別のデバイスと通信してよい。無線通信は、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｏｆ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、略してＧＳＭ（登録商標））、汎用パケット無線サービス（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ、略してＧＰＲＳ）、符号分割多重アクセス（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ、略してＣＤＭＡ）、広帯域符号分割多重アクセス（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ、略してＷＣＤＭＡ（登録商標））、ロングタームエボリューション（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、略してＬＴＥ）、電子メール、ショートメッセージサービス（Ｓｈｏｒｔ  Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ  Ｓｅｒｖｉｃｅ、略してＳＭＳ）、および同様のものを含む、任意の通信規格またはプロトコルを用いてよいが、これらに限定されない。
【０２４５】
メモリ１０２０は、ソフトウェアプログラム及びモジュールを記憶するよう構成されてよい。プロセッサ１０８０は、メモリ１０２０に記憶されているソフトウェアプログラム及びモジュールを作動させ、携帯電話の様々な機能的なアプリケーションおよびデータ処理を実装する。メモリ１０２０は主に、プログラム記憶領域およびデータ記憶領域を含んでよい。プログラム記憶領域は、オペレーティングシステム、（音声プレーバック機能、および画像表示機能などの）少なくとも１つの機能により必要とされるアプリケーションプログラム、および同様のものを記憶し得る。データ記憶領域は、携帯電話の使用に応じて生成された（音声データおよび電話帳などの）データ、および同様のものを記憶し得る。加えて、メモリ１０２０は、高速ランダムアクセスメモリを含んでよく、少なくとも１つのディスク記憶装置などの不揮発性メモリ、フラッシュ記憶装置、または別の揮発性ソリッドステート記憶装置も含んでよい。
【０２４６】
入力ユニット１０３０は、入力された数字または文字情報を受信し、携帯電話のユーザ設定および機能制御に関連するキーボード信号入力を生成するよう構成されてよい。具体的には、入力ユニット１０３０は、タッチパネル１０３１および別の入力デバイス１０３２を含んでよい。タッチスクリーンとも称されるタッチパネル１０３１は、タッチパネル１０３１上でまたはその近くでのユーザのタッチ操作（指またはスタイラスなどの任意の適した物またはアクセサリを用いることによってタッチパネル１０３１上でまたはタッチパネル１０３１の近くでのユーザの操作など）を収集してよく、予め設定されたプログラムに従って、対応する接続装置を駆動してよい。任意で、タッチパネル１０３１は、タッチ検出装置およびタッチコントローラという２つの部分を含んでよい。タッチ検出装置は、ユーザのタッチ方向を検出し、タッチ操作により生成された信号を検出し、かつ、該信号をタッチコントローラへ転送する。タッチコントローラは、タッチ検出装置からのタッチ情報を受信し、該タッチ情報をタッチポイント座標に変換し、次に、該タッチポイント座標をプロセッサ１０８０へ送信する。さらに、タッチコントローラは、プロセッサ１０８０から送信されたコマンドを受信して実行することができる。加えて、タッチパネル１０３１は、抵抗型、静電容量型、赤外線型、または表面弾性波型のタッチパネルであってよい。タッチパネル１０３１のほかに、入力ユニット１０３０はさらに、別の入力デバイス１０３２を含んでよい。具体的には、該別の入力デバイス１０３２は、物理キーボード、（音量制御キーまたはスイッチキーなどの）機能キー、トラックボール、マウス、およびジョイスティックのうちの１つまたは複数を含んでよいが、これらに限定されない。
【０２４７】
表示ユニット１０４０は、ユーザにより入力された情報またはユーザにより提供された情報メニュー、および携帯電話の様々なメニューを表示するよう構成されてよい。表示ユニット１０４０は、表示パネル１０４１を含んでよい。任意で、表示パネル１０４１は、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ、略してＬＣＤ）、有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、略してＯＬＥＤ）、または同様のものを用いることによって構成されてよい。さらに、タッチパネル１０３１は、表示パネル１０４１を被覆してよい。タッチパネル１０３１上でまたはその近くでタッチ操作を検出した後に、タッチパネル１０３１は、該タッチ操作をプロセッサ１０８０へ転送し、これにより、タッチイベントの種類を決定する。次に、プロセッサ１０８０は、該タッチイベントの種類に応じて、対応する視覚出力を表示パネル１０４１に提供する。図２２において、タッチパネル１０３１および表示パネル１０４１は、２つの別個の部分として携帯電話の入出力機能を実装するために用いられるが、いくつかの実施形態において、タッチパネル１０３１および表示パネル１０４１は、一体化されて携帯電話の入出力機能を実装してよい。
【０２４８】
携帯電話はさらに、光センサ、移動センサ、および他のセンサなどの少なくとも１つのセンサ１０５０を含んでよい。具体的には、光センサは、環境光センサおよび近接センサを含んでよい。環境光センサは、環境光の明るさに応じて表示パネル１０４１の輝度を調整してよい。近接センサは、携帯電話が耳に移動されたとき、表示パネル１０４１および／またはバックライトをオフに切り換えてよい。移動センサの一種として、加速度センサは、様々な方向（一般的には３軸）において加速度の大きさを検出してよく、静止時に重力の大きさよび方向を検出してよく、携帯電話の姿勢を認識するアプリケーション（例えば、横向きと縦向きとの切り換え、関連ゲーム、および磁力計姿勢キャリブレーション）、振動認識関連機能（歩数計およびノックなど）、および同様のものに適用してよい。ジャイロスコープ、気圧計、湿度計、温度計、および赤外線センサなどの、携帯電話において構成され得る他のセンサは、ここでは、さらに説明されない。
【０２４９】
音声回路１０６０、スピーカ１０６１、およびマイク１０６２は、ユーザと携帯電話との間の音声インターフェースを提供してよい。音声回路１０６０は、受信された音声データを電気信号に変換して該電気信号をスピーカ１０６１へ伝送してよい。スピーカ１０６１は、出力のために電気信号を音声信号に変換する。一方、マイク１０６２は、収集された音声信号を電気信号に変換する。音声回路１０６０は、電気信号を受信し、該電気信号を音声データに変換し、処理のために該音声データをプロセッサ１０８０へ出力する。次に、プロセッサ５８０は、ＲＦ回路１０１０を用いて、該音声データを、例えば、別の携帯電話へ送信し、または、さらに処理するために、該音声データをメモリ１０２０へ出力する。
【０２５０】
ＷｉＦｉ（登録商標）は、近距離無線伝送技術に属する。携帯電話は、ユーザに無線広帯域インターネットアクセスを提供するＷｉＦｉモジュール１０７０を用いることによって、ユーザの電子メールの送受信、ウェブページの閲覧、ストリーミングメディアへのアクセスなどに役に立ち得る。図２２は、ＷｉＦｉモジュール１０７０を示しているが、ＷｉＦｉモジュールは、携帯電話の必須な構成要素ではなく、本発明の本質の範囲を変更しない限り、必要に応じて、ＷｉＦｉモジュールは、省略されてよいことが理解され得る。
【０２５１】
プロセッサ１０８０は、携帯電話の制御センターであり、様々なインターフェースおよび回線を用いることによって、携帯電話の様々な部分に接続される。メモリ１０２０に記憶されているソフトウェアプログラムおよび／またはモジュールを起動または実行し、メモリ１０２０に記憶されているデータを呼び出すことによって、プロセッサ７８０は、携帯電話の様々な機能およびデータ処理を実行し、それにより、携帯電話に対して全体的な監視を実行する。任意で、プロセッサ１０８０は、１つまたは複数の処理ユニットを含んでよい。好ましくは、プロセッサ１０８０は、アプリケーションプロセッサおよびモデムプロセッサと一体化されてよい。アプリケーションプロセッサは主に、オペレーティングシステム、ユーザインターフェース、アプリケーションプログラム、および同様のものを処理する。モデムプロセッサは主に、無線通信を処理する。前述のモデムプロセッサは、プロセッサ１０８０内に統合されなくてよいことが理解され得る。
【０２５２】
携帯電話はさらに、構成要素に電力を供給するための（電池などの）電源１０９０を含む。好ましくは、電源は、電力管理システムを用いることによって、プロセッサ１０８０に論理的に接続されてよく、それにより、電力管理システムを用いることによって、充電、放電、および電力消費管理などの機能を実装する。
【０２５３】
図面に示されていないが、携帯電話はさらに、カメラ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、および同様のものを含んでよく、これらはここではさらに説明されない。
【０２５４】
本発明のこの実施形態において、端末に含まれている入力ユニット１０３０は、ＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信する機能を有し、ここで、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる。
【０２５５】
任意で、入力ユニット１０３０はさらに、ＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにより送信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを受信する機能を有してよく、ここで、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる。
【０２５６】
本発明のこの実施形態において、端末に含まれているプロセッサ１０８０はさらに、認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成する機能と、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のメッセージ認証コードを検証する機能と、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成する機能であって、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、機能とを有する。
【０２５７】
任意で、プロセッサ１０８０はさらに、第２の認証および鍵合意要求メッセージを取得すべく、ＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージを処理し、かつ、第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層へ送信する機能と、第２の認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、第１のアルゴリズム識別子を取得し、第１の鍵を生成し、かつ、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する機能と、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＵＥにより、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成する機能と、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＵＥにより、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成する機能と、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化および／または完全性保護を実行する機能であて、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する、機能とを有してよい。
【０２５８】
本発明のこの実施形態において、該端末に含まれている出力デバイスは、ＳＧＳＮが第２のメッセージ認証コードを検証すべく、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信する機能を有する。
【０２５９】
任意で、出力デバイスはさらに、ＳＧＳＮが第２のメッセージ認証コードを検証すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第２の認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮへ送信する機能を有してよい。
【０２６０】
図２３は、本発明の実施形態に係るサービングＧＰＲＳサポートノードの概略構造図である。サービングＧＰＲＳサポートノード１１００は、異なる構成または性能に起因して大きく変動してよく、１つまたは複数の中央処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔｓ、略してＣＰＵ）１１２２（例えば、１つまたは複数のプロセッサ）、メモリ１１３２、および、アプリケーションプログラム１１４２またはデータ１１４４を記憶するための１つまたは複数の記憶媒体１１３０（例えば、１つまたは複数の大容量記憶装置）を含んでよい。メモリ１１３２および記憶媒体１１３０は、一時的な記憶または永続的な記憶を提供し得る。記憶媒体１１３０に記憶されているプログラムは、１つまたは複数のモジュール（不図示）を含んでよく、各モジュールは、サービングＧＰＲＳサポートノードに対する一連の動作命令を含んでよい。さらに、中央処理装置１１２２は、記憶媒体１１３０と通信し、サービングＧＰＲＳサポートノード１１００において、記憶媒体１１３０における該一連の動作命令を実行するように設定されてよい。
【０２６１】
サービングＧＰＲＳサポートノード１１００はさらに、１つまたは複数の電源１１２６、１つまたは複数の有線または無線ネットワークインターフェース１１５０、１つまたは複数の入力／出力インターフェース１１５８、および／または、例えば、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  ＳｅｒｖｉｃｅＴＭ、Ｍａｃ  ＯＳ  ＸＴＭ、ＵｎｉｘＴＭ、ＬｉｎｕｘＴＭ、またはＦｒｅｅＢＳＤＴＭのような１つまたは複数のオペレーティングシステム１１４１を含んでよい。
【０２６２】
本発明のこの実施形態において、該デバイスに含まれている入力デバイスはさらに、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信された認証および鍵合意応答メッセージを受信する機能を有し、ここで、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。
【０２６３】
任意で、入力デバイスはさらに、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥが決定した場合、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、ＵＥにより送信された第２の認証および鍵合意応答メッセージを受信する機能を有してよく、ここで、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。
【０２６４】
本発明のこの実施形態において、該デバイスに含まれているプロセッサ１１２２はさらに、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において、第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成する機能であって、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、機能と、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥへ送信する機能であって、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、機能と、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、第２のメッセージ認証コードを検証する機能とを有する。
【０２６５】
任意で、プロセッサ１１２２はさらに、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において、第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成する機能であって、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる、機能と、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージに対して完全性保護を実行し、かつ、第１のメッセージ認証コードを生成する機能と、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、第２のメッセージ認証コードを検証する機能とを有してよい。
【０２６６】
本発明のこの実施形態において、該デバイスに含まれている出力デバイスはさらに、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２のアルゴリズム識別子および第２の鍵をＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信する機能と、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第１の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する機能であって、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する、機能とを有する。
【０２６７】
前述の実施形態におけるサービングＧＰＲＳサポートノードにより実行される段階は、図２３に示されているデバイス構造に基づいてよい。
【０２６８】
以下では、本発明の実施形態におけるメッセージ保護システムを説明する。図２４を参照すると、本発明のこの実施形態におけるメッセージ保護システムは、ユーザ機器１２０１およびサービングＧＰＲＳサポートノード１２０２を備える。
【０２６９】
ユーザ機器ＵＥ１２０１は、ＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮ１２０２により送信された認証および鍵合意要求メッセージを受信し、ここで、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる。ＵＥ１２０１は、認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第１の鍵を生成する。ＵＥ１２０１は、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードを検証する。第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥ１２０１が決定した場合、ＵＥ１２０１は、第１の鍵および第１のアルゴリズムに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意応答メッセージを生成し、ここで、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。ＵＥ１２０１は、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮ１２０２へ送信し、これにより、ＳＧＳＮ１２０２は、第２のメッセージ認証コードを検証する。
【０２７０】
サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮ１２０２は、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成し、ここで、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる。ＳＧＳＮ１２０２は、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージを生成し、かつ、認証および鍵合意要求メッセージをユーザ機器ＵＥ１２０１へ送信し、ここで、認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する。ＳＧＳＮ１２０２は、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、ＵＥ１２０１により送信された認証および鍵合意応答メッセージを受信し、ここで、認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。ＳＧＳＮ１２０２は、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証する。
【０２７１】
本発明のこの実施形態において、ＵＥとＳＧＳＮとの間のメッセージ保護のための実装解決手段が提供され、該実装解決手段は、具体的には、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において認証および鍵合意要求メッセージおよび認証および鍵合意応答メッセージに対する完全性保護についてのものであり、完全性保護機能はＵＥのＬＬＣプロトコル層およびＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において実行できないといった、従来技術における問題を解決する。完全性保護は、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層およびＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージと、認証および鍵合意応答メッセージとに対してそれぞれ実行される。実際の応用においてサポートを得ることができ、それにより、解決手段のセキュリティが向上し、攻撃者からアルゴリズムへのダウングレード攻撃が防止される。
【０２７２】
前述では、メッセージ保護を実装するためのシステムを説明しており、以下では、メッセージ保護を実装するための別のシステムを説明する。
【０２７３】
ユーザ機器ＵＥ１２０１は、ＵＥの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層を用いることによって、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮ１２０２により送信された第１の認証および鍵合意要求メッセージを受信し、ここで、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第１のアルゴリズム識別子を保持し、第１のアルゴリズム識別子は、第１のアルゴリズムを示すために用いられる。ＵＥ１２０１は、第２の認証および鍵合意要求メッセージを取得すべく、ＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージを処理し、かつ、第２の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層へ送信する。ＵＥ１２０１は、第２の認証および鍵合意要求メッセージに従って、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１のアルゴリズム識別子を取得し、第１の鍵を生成し、かつ、第１の鍵および第１のアルゴリズム識別子をＵＥのＬＬＣプロトコル層へ送信する。ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥ１２０１が決定した場合、ＵＥ１２０１は、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージを生成する。ＵＥ１２０１は、第２の認証および鍵合意応答メッセージを取得すべく、ＵＥのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意応答メッセージに対して暗号化および／または完全性保護を実行し、ここで、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。ＵＥ１２０１は、ＵＥのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第２の認証および鍵合意応答メッセージをＳＧＳＮ１２０２へ送信し、これにより、ＳＧＳＮ１２０２は、第２のメッセージ認証コードを検証する。
【０２７４】
サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮ１２０２は、ＳＧＳＮのＧＰＲＳモビリティ管理ＧＭＭ／セッション管理ＳＭプロトコル層において第２のアルゴリズム識別子を取得し、かつ、第２の鍵を生成し、ここで、第２のアルゴリズム識別子は、第２のアルゴリズムを示すために用いられる。ＳＧＳＮ１２０２は、ＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層を用いることによって、第２のアルゴリズム識別子および第２の鍵をＳＧＳＮの論理リンク制御ＬＬＣプロトコル層へ送信する。ＳＧＳＮ１２０２は、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第１の認証および鍵合意要求メッセージに対する完全性保護を実行し、かつ、第１のメッセージ認証コードを生成する。ＳＧＳＮ１２０２は、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、第１の認証および鍵合意要求メッセージをＵＥ１２０１のＬＬＣプロトコル層へ送信し、ここで、第１の認証および鍵合意要求メッセージは、第１のメッセージ認証コードおよび第２のアルゴリズム識別子を保持する。ＵＥのＬＬＣプロトコル層において、第１のメッセージ認証コードの検証が成功したとＵＥ１２０１が決定した場合、ＳＧＳＮ１２０２は、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層を用いることによって、ＵＥ１２０１により送信された第２の認証および鍵合意応答メッセージを受信し、ここで、第２の認証および鍵合意応答メッセージは、第２のメッセージ認証コードを保持する。ＳＧＳＮ１２０２は、第２の鍵および第２のアルゴリズムを用いることによって、ＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において第２のメッセージ認証コードを検証する。
【０２７５】
本発明のこの実施形態において、ＵＥとＳＧＳＮとの間のメッセージ保護のための実装解決手段が提供され、該実装解決手段は、具体的には、ＧＭＭ／ＳＭプロトコル層における認証および鍵合意要求メッセージと、認証および鍵合意応答メッセージとに対する完全性保護についてのものであり、完全性保護機能はＵＥのＬＬＣプロトコル層およびＳＧＳＮのＬＬＣプロトコル層において実行できないといった、従来技術における問題を解決する。完全性保護は、ＵＥのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層およびＳＧＳＮのＧＭＭ／ＳＭプロトコル層において、認証および鍵合意要求メッセージと、認証および鍵合意応答メッセージとに対してそれぞれ実行される。実際の応用においてサポートを得ることができ、それにより、解決手段のセキュリティが向上し、攻撃者からアルゴリズムへのダウングレード攻撃が防止される。
【０２７６】
前述の実施形態において、各実施形態の説明がそれぞれの着目点を有している。実施形態において詳細に説明されていない部分については、他の実施形態における関連説明を参照してよい。
【０２７７】
本出願に提供されているいくつかの実施形態において、開示されているシステム、装置、および方法は、他の方式で実装され得ることが理解されるべきである。例えば、説明されている装置の実施形態は単に、例示的なものである。例えば、ユニットの区分は、論理的機能の区分に過ぎず、実際の実装において他の区分であってよい。例えば、複数のユニットまたは構成要素は、組み合わせられてよく、または別のシステムに統合されてよく、または、いくつかの特徴は、無視されてよく、または実行されなくてもよい。加えて、表示されている、または説明されている相互連結もしくは直接連結または通信接続は、いくつかのインターフェースを用いることによって実装されてよい。装置間またはユニット間の間接的な連結または通信接続は、電子的な形態、機械的な形態、または他の形態において実装されてよい。
【０２７８】
別個の部分として説明されているユニットは、物理的に別個のものであってよく、またはそうでなくてもよく、ユニットとして表示されている部分は、物理ユニットであってよく、またはそうでなくてもよく、１つの位置に配置されてよく、または、複数のネットワークユニットに分散されてよい。ユニットの一部または全ては、実施形態の解決手段の目的を達成するために実際の要求に応じて選択されてよい。
【０２７９】
加えて、本発明の実施形態における機能的ユニットは、１つの処理ユニットに統合されてよく、または、ユニットのそれぞれは、物理的に単独で存在してよく、または２つまたはそれより多くのユニットが１つのユニットに統合されてよい。統合されたユニットは、ハードウェアの形態に実装されてよく、またはソフトウェア機能ユニットの形態に実装されてよい。
【０２８０】
統合されたユニットが独立製品として販売されるまたは用いられるソフトウェア機能ユニットの形態に実装されるとき、統合されたユニットは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されてよい。このような理解に基づき、本発明の技術的解決手段は本質的に、または従来技術に寄与する部分、または、技術的解決手段の全てまたは一部は、ソフトウェア製品の形態において実装されてよい。ソフトウェア製品は、記憶媒体において記憶されており、（パーソナルコンピュータ、サーバ、またはネットワークデバイスであり得る）コンピュータデバイスに、本発明の実施形態において説明されている方法の段階の全てまたは一部を実行するよう命令するためのいくつかの命令を含む。前述の記憶媒体は、ＵＳＢフラッシュドライブ、リードオンリメモリ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ、略してＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ、略してＲＡＭ）、磁気ディスク、または光ディスクなどの、プログラムコードを記憶できる任意の媒体を含む。
【０２８１】
本発明の実施形態において提供されているメッセージ保護方法、関連デバイス、およびシステムは、上で詳細に説明されている。本発明の原理および実装方式は、具体的な例を用いることによって、本明細書において説明されている。本発明の実施形態の説明は、本発明の方法およびコアアイデアの理解に役に立つことを意図するものに過ぎない。加えて、当業者は、本発明のアイデアに従って具体的な実装方式および応用範囲の点から本発明に対して変更および修正を行い得る。従って、明細書の内容は、本発明に対する限定として解釈されるべきではない。
【図１】
0006548348.tif 000002
【図２】
0006548348.tif 000003
【図３】
0006548348.tif 000004
【図４】
0006548348.tif 000005
【図５】
0006548348.tif 000006
【図６Ａ】
0006548348.tif 000007
【図６Ｂ】
0006548348.tif 000008
【図７Ａ】
0006548348.tif 000009
【図７Ｂ】
0006548348.tif 000010
【図８】
0006548348.tif 000011
【図９】
0006548348.tif 000012
【図１０】
0006548348.tif 000013
【図１１】
0006548348.tif 000014
【図１２】
0006548348.tif 000015
【図１３】
0006548348.tif 000016
【図１４】
0006548348.tif 000017
【図１５】
0006548348.tif 000018
【図１６】
0006548348.tif 000019
【図１７】
0006548348.tif 000020
【図１８】
0006548348.tif 000021
【図１９】
0006548348.tif 000022
【図２０】
0006548348.tif 000023
【図２１】
0006548348.tif 000024
【図２２】
0006548348.tif 000025
【図２３】
0006548348.tif 000026
【図２４】
0006548348.tif 000027