(57)【要約】  本発明は、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための方法に関する。この方法は、ユーザ装置UEにおいて実行され、内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供すること(S100)と、内部認証鍵に基づいて、外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出すること(S110)であって、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なる、導出することと、導出された外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供すること(S120)とを含む。通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための方法、ユーザ装置、ネットワークノード、5Gコアネットワーク、コンピュータプログラム、およびコンピュータプログラム製品についても提示された。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための方法であって、前記方法は、ユーザ装置(UE)において実行され、前記方法は、
内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供すること（S100）と、
前記内部認証鍵に基づいて、外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出すること(S110)であって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供すること(S120)と、を含む、方法。
【請求項２】
前記外部認証プロセスは、EAP-5Gのような拡張可能認証プロトコル(EAP)プロセスであり、前記内部認証プロセスは、EAP認証及び鍵合意(AKA)またはEAP-AKA’のようなEAPプロセスである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記外部認証プロセスはEAP-5Gであり、前記内部認証プロセスは非アクセス層(NAS)メッセージのような安全な状態に保護されるメッセージである、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記導出は、内部認証鍵のハッシュ関数または前記内部認証鍵の導関数を用いて実行される、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ハッシュ関数は、前記内部認証鍵及び他のマテリアルを用いる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記他のマテリアルは、文字列、またはカウンタまたはナンスのようなフレッシュネスパラメータである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記外部認証プロセスは、前記内部認証プロセスのみからの鍵に依存する、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための方法であって、前記方法は、ネットワークノードにおいて実行され、前記方法は、
内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供すること（S300）と、
前記内部認証鍵に基づいて、外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出すること(S310)であって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供すること(S320)と、を含む、方法。
【請求項１０】
前記外部認証プロセスは、EAP-5Gのような拡張可能認証プロトコル(EAP)プロセスであり、前記内部認証プロセスは、EAP認証及び鍵合意(AKA)またはEAP-AKA’のようなEAPプロセスである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記外部認証プロセスはEAP-5GのようなEAPプロセスであり、前記内部認証プロセスは非アクセス層(NAS)メッセージのような安全な状態に保護されるメッセージである、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記導出は、前記内部認証鍵のハッシュ関数または前記内部認証鍵の導関数で実行される、請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ハッシュ関数は、前記内部認証鍵および他のマテリアルを用いる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記他のデータは、文字列、またはカウンタまたはナンスのようなフレッシュネスパラメータである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記外部認証プロセスは、前記内部認証プロセスのみからの鍵に依存する、請求項８から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ネットワークノードは、認証管理機能(AMF)／セキュリティアンカー機能(SEAF)または非3GPPインターワーキング機能(N3IWF)または認証サーバ機能(AUSF)またはgNodeBである、請求項８から１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための方法であって、前記方法は、5Gコア(5GC)ネットワークにおいて実行され、前記方法は、
認証管理機能(AMF)／セキュリティアンカー機能(SEAF)において内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供すること（S300）と、
AMF／SEAFで提供される内部認証鍵に基づいて、非3GPPインターワーキング機能(N3IWF)において外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出すること(S310)であって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供すること(S320)と、を含む、方法。
【請求項１７】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのユーザ装置(UE)であって、前記UEは、
プロセッサ（10）と、
命令を格納するコンピュータプログラム製品（12, 13）とを含み、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供することと、
前記内部認証鍵に基づいて、外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出することであって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供することと、を前記UEに行なわせる、UE。
【請求項１８】
前記外部認証プロセスは、EAP-5Gのような拡張可能認証プロトコル(EAP)プロセスであり、前記内部認証プロセスは、EAP認証及び鍵合意(AKA)またはEAP-AKA’のようなEAPプロセスである、請求項１７に記載のUE。
【請求項１９】
前記外部認証プロセスはEAP-5Gであり、前記内部認証プロセスは非アクセス層(NAS)メッセージのような安全な状態に保護されるメッセージである、請求項１７に記載のUE。
【請求項２０】
前記導出は、前記内部認証鍵のハッシュ関数または前記内部認証鍵の導関数で実行される、請求項１７から１９のいずれか１項に記載のUE。
【請求項２１】
前記ハッシュ関数は、前記内部認証鍵および他のマテリアルを用いる、請求項２０に記載のUE。
【請求項２２】
前記他のマテリアルは、文字列、またはカウンタまたはナンスのようなフレッシュネスパラメータである、請求項２１に記載のUE。
【請求項２３】
前記外部認証プロセスは、前記内部認証プロセスのみからの鍵に依存する、請求項１７から２０のいずれか１項に記載のUE。
【請求項２４】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのネットワークノードであって、前記ネットワークノードは、
プロセッサ（30）と、
命令を格納するコンピュータプログラム製品（32, 33）とを含み、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供することと、
前記内部認証鍵に基づいて、外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出することであって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供することと、を前記ネットワークノードに行なわせる、ネットワークノード。
【請求項２５】
前記外部認証プロセスは、EAP-5Gのような拡張可能認証プロトコル(EAP)プロセスであり、前記内部認証プロセスは、EAP認証及び鍵合意(AKA)またはEAP-AKA’のようなEAPプロセスである、請求項２４に記載のネットワークノード。
【請求項２６】
前記外部認証プロセスはEAP-5GのようなEAPプロセスであり、前記内部認証プロセスは非アクセス層(NAS)メッセージのような安全な状態に保護されるメッセージである、請求項２４に記載のネットワークノード。
【請求項２７】
前記導出は、前記内部認証鍵のハッシュ関数または前記内部認証鍵の導関数で実行される、請求項２４から２６のいずれか１項に記載のネットワークノード。
【請求項２８】
前記ハッシュ関数は、前記内部認証鍵および他のマテリアルを用いる、請求項２７に記載のネットワークノード。
【請求項２９】
前記他のマテリアルは、文字列、またはカウンタまたはナンスのようなフレッシュネスパラメータである、請求項２８に記載のネットワークノード。
【請求項３０】
前記外部認証プロセスは、前記内部認証プロセスのみからの鍵に依存する、請求項２４から２７のいずれか１項に記載のネットワークノード。
【請求項３１】
前記ネットワークノードは、認証管理機能(AMF)／セキュリティアンカー機能(SEAF)または非3GPPインターワーキング機能(N3IWF)または認証サーバ機能(AUSF)またはgNodeBである、請求項２４から３０のいずれか１項に記載のネットワークノード。
【請求項３２】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための5Gコア(5GC)ネットワークであって、前記5GCネットワークは、
プロセッサ（30）と、
命令を格納するコンピュータプログラム製品（32, 33）とを含み、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
認証管理機能(AMF)／セキュリティアンカー機能(SEAF)において内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供することと、
AMF／SEAFで提供される内部認証鍵に基づいて、非3GPPインターワーキング機能(N3IWF)において外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出することであって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供することと、を前記5GCネットワークに行なわせる、5GCネットワーク。
【請求項３３】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのユーザ装置(UE)であって、前記UEは、
内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供し、前記内部認証鍵に基づいて、外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出する決定マネージャ（120）であって、前記外部認証鍵は、前記内部認証鍵とは異なる、決定マネージャと、
前記導出された外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供する通信マネージャ（121）と、を含む、UE。
【請求項３４】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのネットワークノードであって、前記ネットワークノードは、
内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供し、前記内部認証鍵に基づいて、外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出する決定マネージャ（130）であって、前記外部認証鍵は、前記内部認証鍵とは異なる、決定マネージャと、
前記導出された外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供する通信マネージャ（131）と、を含む、ネットワークノード。
【請求項３５】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための5Gコア(5GC)ネットワークであって、前記5GCネットワークは、
認証管理機能(AMF)／セキュリティアンカー機能(SEAF)において内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供し、AMF／SEAFにおいて提供される前記内部認証鍵に基づいて、非3GPPインターワーキング機能(N3IWF)において外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出する決定マネージャ(130)であって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、決定マネージャと、
前記導出された外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供する通信マネージャ（131）と、を含む、5GCネットワーク。
【請求項３６】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのコンピュータプログラム（14, 15）であって、前記コンピュータプログラムは、コンピュータプログラムコードを含み、前記コンピュータプログラムコードは、ユーザ装置(UE)上で実行されると、
内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供することと、 
前記内部認証鍵に基づいて、外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出することであって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供することと、を前記UEに行なわせる、コンピュータプログラム。
【請求項３７】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのコンピュータプログラム（14, 15）であって、前記コンピュータプログラムは、コンピュータプログラムコードを含み、前記コンピュータプログラムコードは、ネットワークノード上で実行されると、
内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供することと、
前記内部認証鍵に基づいて、外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出することであって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供することと、を前記ネットワークノードに行なわせる、コンピュータプログラム。
【請求項３８】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのコンピュータプログラム（34, 35）であって、前記コンピュータプログラムは、コンピュータプログラムコードを含み、前記コンピュータプログラムコードは、5Gコア(5GC)ネットワーク上で実行されると、
認証管理機能(AMF)／セキュリティアンカー機能(SEAF)において内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供することと、 
AMF／SEAFにおいて提供される内部認証鍵に基づいて、非3GPPインターワーキング機能(N3IWF)において外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出することであって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供することと、を前記5GCネットワークに行なわせる、コンピュータプログラム。
【請求項３９】
請求項３６、３７または３８に記載のコンピュータプログラム（14, 15と 34, 35）と、コンピュータプログラム（14, 15と 34, 35）が格納されるコンピュータ可読記憶手段とを備える、コンピュータプログラム製品（12, 13と 32, 33）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための通信ネットワーク、ユーザ装置、ネットワークノードおよび5Gコアネットワークにおけるセキュアな認証のための方法、ならびに対応するコンピュータプログラムおよびコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
3GPP（3rd Generation Partnership Project)は、技術仕様（TS）23．501および23．502で5G登録手順を規定している。セキュリティ面はTS 33．501で規定されている。
【０００３】
非3GPPアクセスを介した登録に対する現在の解決策は、（TS 23．502 の4．12．2節に含まれる）寄書(TDoc) S2-177794で規定されている。TS 33．501では、より多くのセキュリティの詳細が規定されることが期待される。特に、TDocは、EAP‐5GとEAP認証及び鍵合意(EAP-Authentication and Key Agreement, AKA')の2つのネストされた拡張可能認証プロトコル（Extensible Authentication Protocol, EAP）プロセスの使用を記述する。
【０００４】
S2-17794 の4．12．2節、 信頼できない非3GPPアクセスを介した登録(Registration via Untrusted non-3GPP Access)では、信頼できない非3GPP アクセスネットワークを介してどのようにユーザ装置（UE） が5Gコア（5GC）ネットワークに登録するかを規定する。4．2．2．2．2節で指定した登録手順に基づいており、EAP-5G と呼ばれるベンダー固有のEAP プロセスを使用する。EAP-5G パケットは、拡張EAP タイプと、IANAに登録されている既存の3GPP Vendor-Id を、管理情報の構造(Structure of Management Information, SMI)のPrivate Enterprise Codeレジストリの下で利用する。EAP-5G プロセスは、UE と非3GPPインターワーキング機能(Non-3GPP Interworking Function, N3IWF) の間で使用され、非アクセス層（Non-Access Stratum, NAS）メッセージのカプセル化にのみ使用される（認証には使用されない）。UE の認証が必要な場合は、以下に示すように、UE と認証サーバ機能(Authentication Server Function, AUSF)の間でEAP-AKA'相互認証が実行される。EAP-AKA'の認証手順の詳細はTS 33．501で規定されている。
【０００５】
信頼できない非3GPPアクセスによる登録およびその後の登録手順では、NASメッセージは常にUEとAMFの間で交換される。可能な場合、認証管理機能(authentication management function, AMF)において既存のUEセキュリティコンテキストを再利用することにより、UEを認証することができる。
【０００６】
TS 23.502からの図4.12.2-1を図1に示し、信頼できない非3GPPアクセスを介した登録を示す。
【０００７】
1. UEは、3GPPの範囲外の手順で信頼できない非3GPPアクセスネットワークに接続し、IP アドレスが割り当てられる。例えば、認証なし（無料のワイヤレスローカルエリアネットワーク（WLAN）の場合）、事前共有鍵を使用したEAP、ユーザ名／パスワードのような、任意の非3GPPの認証方法を使用することができる。UEが5GCネットワークへの接続を決定すると、UEはTS 23.501 の6.3.6 節に記載されるように、5G公衆陸上移動ネットワーク（PLMN） でN3IWFを選択する。
【０００８】
2. UEは、RFC(request for comments）7296の要求に従ってインターネット鍵交換（Internet Key Exchange, IKE）の初期交換（initial exchange）を開始することによって、選択されたN3IWFとのIPsecセキュリティアソシエーション（Security Association, SA）の確立を進める。ステップ2の後、このステップで確立したIKE SAを使用して、後続のすべてのIKEメッセージが暗号化され、安全な状態に保護される。
【０００９】
3. UEは、IKE_AUTH要求メッセージを送信することによって、IKE_AUTH交換を開始する。AUTHペイロードは、IKE_AUTH要求メッセージには含まれておらず、これは、IKE_AUTH交換がEAPシグナリング（この場合はEAP-5Gシグナリング）を使用することを示す。
【００１０】
4. N3IWFは、EAP-Request／5G-Startパケットを含むIKE_AUTH応答メッセージで応答する。EAP-Request／5G-Startパケットは、EAP-5Gセッションを開始する、すなわち、EAP-5Gパケット内にカプセル化されたNASメッセージの送信を開始する、ようにUEに通知する。
【００１１】
5. UEは、4．2．2．2．2節で定義されたアクセスネットワークパラメータ（Access Network parameter, AN-Params）とNAS登録要求(NAS Registration Request)メッセージとを含むEAP-Response／5G-NASパケットを含むIKE_AUTH要求を送信する。AN-Params には、5G コアネットワーク内のAMFを選択するためにN3IWFによって使用される情報（サブスクライバ永久識別子（Subscriber Permanent Identifier, SUPI）または5Gグローバルユニーク一時識別子(5G- Globally Unique Temporary Identity (ID), GUTI)、選択されたネットワークおよびネットワークスライス選択アシスタンス情報（Network Slice Selection Assistance Information, NSSAI）など）が含まれる。
【００１２】
ただし、UEは最初のIKE_AUTHにおけるその識別子を含むため、N3IWFはEAP-Identity要求を送信しない。これはRFC7296の3．16節に準拠している。
【００１３】
6. N3IWFは、TS 23．501、6．5．3節の中で規定されるように、受信したAN-Paramsとローカルポリシーとに基づいてAMFを選択する。その後、N3IWFは、UEから受信したNAS登録要求を選択されたAMFに転送する。
【００１４】
7. 選択されたAMFは、NASアイデンティティ要求(NAS Identity Request)メッセージをUEに送信することによって、UEの永久識別子（SUPI）を要求することを決定してもよい。このNASメッセージと後続のすべてのNASメッセージは、EAP／5G-NASパケット内にカプセル化されてUEに送信される。UEによって提供されるSUPIは、TS 33．501に規定されているように暗号化される。
【００１５】
8. AMFは、UEを認証することを決定してもよい。この場合、AMFは、UEのSUPIまたは暗号化されたSUPIを使用して、TS 23．501の6．3．4節で規定されているようにAUSFを選択し、選択されたAUSFに鍵要求を送信する。AUSFは、TS 33．501に規定されているように、EAP-AKA'認証を開始してよい。EAP-AKA'パケットはNAS認証メッセージ内にカプセル化され、NAS認証メッセージはEAP／5G-NASパケット内にカプセル化される。認証が成功した後に、 
‐ステップ8hでは、AUSFは、NASセキュリティ鍵とN3IWFのためのセキュリティ鍵(N3IWF鍵）を導出するためにAMFによって使用されるアンカー鍵（セキュリティアンカー機能（security anchor function, SEAF）鍵）をAMFに送信する。また、UEはアンカー鍵（SEAF鍵）を導出し、その鍵からNASセキュリティ鍵とN3IWFのためのセキュリティ鍵(N3IWF鍵）を導出する。N3IWF鍵は、UEとN3IWFがIPsecセキュリティアソシエーション(IPsec Security Association)を確立するために使用される（ステップ11）。
【００１６】
‐ステップ8hでは、仮にステップ8aにおいて、AMFがAUSFに暗号化されたSUPIを提供した場合、AUSFは(暗号化されていない)SUPIも含む。
ただし、TS 33．501で規定されているように、非3GPPアクセスによるUEの認証ではEAP-AKA'のみがサポートされる。
【００１７】
9. AMFは、NASセキュリティを有効にするために、UEにセキュリティモードコマンド（Security Mode Command, SMC）要求を送信する。この要求は、まず、N3IWF鍵とともに（N2メッセージ内で) N3IWFに送信される。ステップ8でEAP-AKA'認証が正常に実行された場合、ステップ9aで、AMFはAUSFから受信したEAP-SuccessをSMC要求メッセージ内にカプセル化する。
【００１８】
10. UEは、（ステップ8 で開始した場合）EAP-AKA'認証を完了し、NASセキュリティコンテキストとN3IWF鍵を生成する。UEにおいてN3IWF鍵が生成された後、UEは、EAP-Response／5G-Completeパケットを送信することにより、EAP-5Gセッションの完了を要求する。これにより、N3IWFがAMFからN3IWF鍵も受信したと想定して、N3IWF がEAP-SuccessをUEに送信するようにトリガされる。これでEAP-5Gセッションが完了し、更なるEAP-5Gパケットは交換されない。N3IWFがAMFからN3IWF鍵を受信していない場合、N3IWF はEAP-Failureで応答する。
【００１９】
11. IPsec SAは、UEで生成されてステップ9aでN3IWFによって受信された共通のN3IWF鍵を使用して、UEとN3IWFの間で確立される。このIPsec SAは、「シグナリングIPsec SA」と呼ばれる。シグナリングIPsec SAの確立後、UE とN3IWF間のすべてのNAS メッセージがこのSAを介して交換される。シグナリングIPsec SAは、トランスポートモードで動作するように構成される。Sセキュリティパラメータインジケーション(S Security Parameters Indication, PI)値は、IPsecパケットがNASメッセージを伝送するかどうかを決定するために使用される。
【００２０】
ただし、NASメッセージのカプセル化に、Generic Routing Encapsulation(GRE) またはその他のプロトコルが必要な場合は、更なる調査を要する。
【００２１】
12. UEは、確立されたシグナリングIPsec SAを介してSMC Completeメッセージを送信し、（4．2．2．2．2項で規定されているように）その後のすべてのNASメッセージは、このIPsec SAを介してUEとAMFの間で交換される。
【発明の概要】
【００２２】
本発明の目的は、通信ネットワークにおける認証のセキュリティを改善することである。
【００２３】
第1の態様によれば、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための方法が提示される。方法は、ユーザ装置（UE）において実行され、内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供し、内部認証鍵に基づいて外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出し、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なり、導出された外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供することを含む。
【００２４】
外部認証プロセスは、EAP-5Gのような拡張可能認証プロトコル(Extensible Authentication Protocol, EAP)のプロセスであってよく、内部認証プロセスはEAP認証及び鍵合意(Authentication and Key Agreement, AKA)またはEAP-AKA’のようなEAPプロセスであってよい。
【００２５】
外部認証プロセスはEAP-5Gであってよく、内部認証プロセスは非アクセス層(Non-Access Stratum, NAS)メッセージのような安全な状態に保護されるメッセージであってよい。
【００２６】
導出は、内部認証鍵のハッシュ関数または内部認証鍵の導関数を用いて実行されてよい。ハッシュ関数は、内部認証鍵及び他のマテリアルを使用してもよい。他のマテリアルは、文字列、またはカウンタやナンスのようなフレッシュネスパラメータであってもよい。
【００２７】
外部認証プロセスは、内部認証プロセスのみからの鍵に依存してもよい。
【００２８】
第2の態様によれば、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための方法が提示される。方法は、ネットワークノードにおいて実行され、内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供し、内部認証鍵に基づいて外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出し、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なり、導出された外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供することを含む。
【００２９】
外部認証プロセスは、EAP-5GのようなEAPプロセスであってもよく、内部認証プロセスは、EAP-AKAやEAP-AKA’のようなEAPプロセスであってもよい。
【００３０】
外部認証プロセスは、EAP-5GのようなEAPプロセスであってもよく、内部認証プロセスは、NASメッセージのような安全な状態に保護されたメッセージであってもよい。
【００３１】
導出は、内部認証鍵のハッシュ関数または内部認証鍵の導関数を用いて実行されてよい。ハッシュ関数は、内部認証鍵及び他のマテリアルを使用してもよい。他のマテリアルは、文字列またはカウンタやナンスのようなフレッシュネスパラメータであってもよい。
【００３２】
外部認証プロセスの方法は、内部認証プロセスのみからの鍵に依存してもよい。
【００３３】
ネットワークノードは、認証管理機能(authentication management function, AMF)／セキュリティアンカー機能（security anchor function, SEAF）または非3GPPインターワーキング機能(Non-3GPP Interworking Function, N3IWF)、または認証サーバ機能(Authentication Server Function, AUSF)、またはgNodeBである。
【００３４】
第3の態様によれば、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための方法が提示される。方法は、5Gコア（5GC）ネットワークで実行され、AMF／SEAFにおける内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供し、AMF／SEAFにおいて提供される内部認証鍵に基づいて、N3IWFにおける外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出し、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なり、導出された外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供することを含む。
【００３５】
第4の態様によれば、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのUEが提示される。UEは、プロセッサと、プロセッサによって実行されると、UEに、内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供させ、内部認証鍵に基づいて外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出させ、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なり、導出した外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供させる、命令を格納するコンピュータプログラム製品とを含む。
【００３６】
第5の態様によれば、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのネットワークノードが提示される。ネットワークノードは、プロセッサと、プロセッサによって実行されると、ネットワークノードに、内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供させ、内部認証鍵に基づいて外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出させ、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なり、導出した外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供させる、命令を格納するコンピュータプログラム製品とを含む。
【００３７】
第6の態様によれば、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための5GCネットワークが提示される。5GCネットワークは、プロセッサと、プロセッサによって実行されると、5GCネットワークに、AMF／SEAFにおける内部認証プロセスによって内部認証鍵を5GCネットワークに提供させ、AMF／SEAFにおいて提供される内部認証鍵に基づいて、N3IWFにおける外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出させ、外部認証鍵を内部認証鍵とは異なる、導出された外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供させる、命令を格納するコンピュータプログラム製品とを含む。
【００３８】
第7の態様によれば、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのUEが提示される。UEは、内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供し、内部認証鍵に基づいて外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出し、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なる、決定マネージャと、導出した外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供する通信マネージャとを備える。
【００３９】
第8の態様によれば、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのネットワークノードが提示される。ネットワークノードは、内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供し、内部認証鍵に基づいて外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出し、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なる、決定マネージャと、導出した外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供する通信マネージャとを備える。
【００４０】
第9の態様によれば、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための5GCネットワークが提示される。5GCネットワークは、AMF／SEAFにおける内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供し、AMF／SEAFにおいて提供される内部認証鍵に基づいて、N3IWFにおける外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出し、外部認証鍵は内部認証鍵と異なる、決定マネージャと、導出された外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供する通信マネージャとを備える。
【００４１】
第10の態様によれば、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのコンピュータプログラムが提示される。UE上で実行されると、UEに、内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供させ、内部認証鍵に基づいて外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出させ、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なり、導出した外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供させる、コンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラム。
【００４２】
第11の態様によれば、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのコンピュータプログラムが提示される。ネットワークノードで実行されると、ネットワークノードに、内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供させ、内部認証鍵に基づいて外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出させ、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なり、導出された外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供させる、コンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラム。
【００４３】
第12の態様によれば、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのコンピュータプログラムが提示される。5Gネットワーク上で実行されると、5GCネットワークに、AMF／SEAFにおいて内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供させ、AMF／SEAFにおいて提供される内部認証鍵に基づいてN3IWFにおける外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出させ、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なり、導出した外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供させる、コンピュータプログラムコードを含む。
【００４４】
コンピュータプログラムと、そのコンピュータプログラムが格納されるコンピュータ可読記憶手段とを備えるコンピュータプログラム製品も提示される。
【００４５】
一般に、クレームで使用されるすべての用語は、本明細書で明示的に定義されていない限り、技術分野におけるそれらの通常の意味に従って解釈されるべきである。「要素、装置、構成要素、手段、ステップなど」へのすべての言及は、明示的に明記されていない限り、要素、装置、構成要素、手段、ステップのような少なくとも1つのインスタンスを参照するものとしてオープンに解釈されるべきである。ここに開示される任意の方法のステップは、明示的に述べられていない限り、開示される正確な順序で実行される必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
本発明は、以下の図面を参照して、一例として説明される。
【図１Ａ】、
【図１Ｂ】図1は、信頼できない非3GPPアクセスによる登録を示すシグナリング図である。
【図２】図2は、5GCへの非3GPP登録においてEAG-5Gを使用するためのプロトコルスタックを概略的に示している。
【図３Ａ】、
【図３Ｂ】、
【図３Ｃ】図3は、EAP-5Gプロトコルを用いた5G登録、すなわち完全な認証を示すシグナリング図である。
【図４】図4は、本明細書に提示される実施形態に従う、5GCへの非3GPP登録においてEAG-5Gを使用するためのプロトコルスタックを概略的に示す。
【図５】図5は、本明細書に提示される実施形態に従う、5GCへの非3GPP登録においてEAG-5Gを使用するためのプロトコルスタックを概略的に示す。
【図６】図6は、本明細書に提示される実施形態に従う、5GCへの非3GPP登録上でEAG-5Gを使用するためのプロトコルスタックを概略的に示す。
【図７Ａ】、
【図７Ｂ】図7は、本明細書に提示される実施形態に従う、信頼されない非3GPPアクセスを介した登録を示すシグナリング図である。
【図８】、
【図９】図8〜9は、本明細書に提示される実施形態に従う方法を示すフローチャートである。
【図１０】、
【図１１】図10〜11は、本明細書に提示されるエンティティのいくつかの構成要素を示す概略的な図である。
【図１２】、
【図１３】図12〜13は、本明細書に提示される実施形態の機能モジュールを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
ここで、本発明の特定の実施形態が示されている添付の図面を参照して、本発明をより詳細に以下に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施されてもよく、本明細書に記載する実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が十分且つ完結しているように例として提供され、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるであろう。同様の数は、説明全体を通して同様の要素を指す。
【００４８】
現在の3GPPソリューションのより詳細な説明は、TDoc S2-176969に記載されている。これは、UEとN3IWFの間でEAP-5Gと呼ばれるEAPプロセスがどのように実行されるかを示している。EAP-5Gは、UEとAMFの間で実行される3GPP NASシグナリングを伝送するために使用される。NASは別のEAPプロセス、例えばEAP-AKA'(RFC 5448）を実行してもよい。AMFにセキュリティコンテキストがすでに存在し、UEの認証に使用することができる場合（完全な状態に保護されるNASメッセージを使用するなど）、EAP-AKA’を用いた完全な認証を実行する必要がない場合がある。
【００４９】
プロトコルスタックを図2に概略的に示す。
【００５０】
EAP-5GとEAP-AKA’のプロセスを実行する、より詳細なフローをTDoc S2-176969から図3に示す。
【００５１】
図3は、EAP-AKA’が鍵マテリアル、いわゆるSEAF鍵を生成し、それがAMFに移送されることを示している。AMFはさらに、AMF鍵（図には示されていない）を導出する。この鍵は、N3IWF鍵と呼ばれる鍵を導出するために使用される。特に重要なのは、N3IWF鍵の処理方法である。N3IWF鍵の取り扱いについては、TDoc S2-176969に以下のように記載されている。
【００５２】
UE内のEAP-5GレイヤがNASレイヤからN3IWF鍵を受信し（ステップ10）、N3IWF内のEAP-5GレイヤがAMFからN3IWF鍵を受信した場合も、UEとN3IWF間のEAP-5Gセッションは正常に完了する（ステップ10）。この場合、UEはCompleteフラグが設定されたEAP-5Gパケットを送信する。これにより、N3IWFのEAP-5GレイヤはEAP-Successを送信する。その後、UE内のEAP-5GレイヤとN3IWF内のEAP-5Gレイヤは、共通N3IWF鍵を下位レイヤ（IKEv2）に転送する。これは、IPsecセキュリティアソシエーションの確立のためにさらに使用される（ステップ13）。UEは、IPsec SAが確立された後、SMC Completeメッセージを送信する(ステップ14)。
【００５３】
外部認証プロセスレイヤ(EAP-5G)は、鍵マテリアルを、上位レイヤ(NAS)または他のノード(AMF)から受け取ることが分かる。鍵マテリアルは、この場合、内部認証プロセス(EAP-AKA’)によって生成され、下位レイヤ、すなわちIKEv2にそのまま与えられる。外部認証プロセスレイヤEAP-5GがIKEv2の観点からEAPプロセスを生成する鍵であったとしても、渡される鍵マテリアルはEAP-5Gとは接続されない。
【００５４】
同じ鍵マテリアルを異なる目的で使用できるようにすることは、セキュリティ上のリスクである。この場合、2つの異なる認証プロセスの結果として、同じ鍵マテリアルが使用される。これは、起こり得る将来の攻撃や、例えば他の参加者を騙すプロトコル参加者の１つのような脆弱性の発見に繋がる不要な余地を残す。
【００５５】
外部認証プロセスが内部認証プロセス（EAP-AKA’またはNASなど）から受け取る鍵マテリアルを、セキュリティプロトコルに与える前に外部認証プロセス（EAP-5Gなど）に接続することが提案される。内部認証プロセスは、認証プロセスEAP-AKA’によって生成される鍵マテリアルがUEおよびネットワーク内に存在する場合、NASレイヤにもなり得ることに留意されたい。
【００５６】
外部認証プロセスと内部認証プロセスとの間の鍵が単に異なっていれば十分である。k = k+1であっても十分であり、それらがどのように異なっているかは重要ではない。一般的な場合、外部プロセス鍵Ksec（図中のK_sec）は、内部プロセス鍵の関数であり、場合によっては他の何らかのマテリアルでもあるかもしれない。例えば、関数は、Ksec= KDF(N3IWF、”EAP-5G”）のように実行されてよい。ここで、KDF は、3GPP TS 33．220のAnnex Bに規定されているKDFのような適切な鍵導出機能である。これにより、両方の通信側で、どの認証プロセスが実行されたかが確実になる。
【００５７】
図4〜6は、5G通信ネットワークの異なるネットワークノードで認証プロセスを実装する方法のいくつかの例を示している。他の実装の変形例も可能である。
【００５８】
一般的な場合、異なるEAPプロセス間でNASレイヤを持つことは必須ではないが、内部EAP(すなわちEAP-AKA’）認証プロセスは、外部EAP(すなわちEAP-5G）認証プロセス上で直接実行されてよい。
【００５９】
一実施形態では、内部EAPプロセス、外部EAPプロセス、およびNASは、図4に示すように、同一ネットワークノード内にある。
【００６０】
一実施形態では、内部EAPプロセスは1つのノード内にあり、外部EAPプロセスとNASは、図5に示すように別のネットワークノード内にある。
【００６１】
一実施形態では、内部EAPプロセス(NAS)および外部EAPプロセスは、図6に示すように、異なるネットワークノード内にある。
【００６２】
提示される解決策は、異なる目的のために使用される鍵が、文字通り同じ鍵ではなく、かつ、例えばハッシュ関数によって暗号的に分離されることさえもできることを確実にすることによって、優れた暗号的な清潔さを提供する。
【００６３】
これの主な利点は、潜在的な将来の攻撃や、例えば他の参加者を騙すプロトコル参加者の１つのような周囲の脆弱性の発見に繋がる余地が少ないことである。
【００６４】
この解決策は、S2-177794からの現在のテキストの関連する部分をベースラインとして用いている、以下のシグナリングフローで説明される。 
図7は、信頼されていない非3GPPアクセスを介した登録のための認証における、改善されたセキュリティの適用を示す。
【００６５】
1. ステップ1〜7は、図1に示すベースラインに記載されている通りである。
【００６６】
8. AMFは、UEを認証することを決定してもよい。この場合、AMFは、UEのSUPIまたは暗号化SUPIを使用して、TS 23．501の6．3．4節で規定されているAUSFを選択し、選択されたAUSFに鍵要求を送信する。AUSFは、TS 33．501に規定されているように、EAP-AKA'認証を開始してよい。EAP-AKA'パケットはNAS認証メッセージ内にカプセル化され、NAS認証メッセージはEAP／5G-NASパケット内にカプセル化される。認証が成功した後に、 
‐ステップ8hでは、AUSFは、NASセキュリティ鍵とN3IWFのためのセキュリティ鍵(N3IWF鍵）を導出するためにAMFによって使用されるアンカー鍵（SEAF鍵）を、AMFに送信する。また、UEはアンカー鍵（SEAF鍵）を導出し、その鍵からNASセキュリティ鍵とN3IWFのためのセキュリティ鍵(N3IWF鍵）とを導出する。
【００６７】
‐ステップ8hでは、仮にステップ8aにおいて、AMFがAUSFに暗号化されたSUPIを提供した場合、AUSFは(暗号化されていない)SUPIも含む。
ただし、TS 33．501で規定されているように、非3GPPアクセスによるUEの認証ではEAP-AKA'のみがサポートされる。
【００６８】
9. AMFは、NASセキュリティを有効にするために、UEにセキュリティモードコマンド（Security Mode Command, SMC）要求を送信する。この要求は、まず、N3IWF鍵とともに（N2メッセージ内で) N3IWFに送信される。ステップ8でEAP-AKA'認証が正常に実行された場合、ステップ9a で、AMFはAUSFから受信したEAP-SuccessをSMC要求メッセージ内にカプセル化する。
【００６９】
10a. UEはEAP-AKA'の認証を完了し（ステップ8で開始した場合）、NAS セキュリティコンテキストとN3IWF鍵を生成する。UEにおいてN3IWF鍵が生成された後、UEは、EAP-Response／5G-Completeパケットを送信することにより、EAP-5Gセッションの完了を要求する。
【００７０】
10b. EAP-Response／5G-Completeパケットは、N3IWFがAMFからN3IWF鍵も受信したと想定して、UEにEAP-Successを送信するようにN3IWFをトリガする。EAP-SuccessをUEに送信した後、N3IWFのEAP-5GレイヤはKsec= KDF (KN3IWF、"EAP-5G"）のようにKsecを導出し、導出したKsec鍵を下位レイヤ（IKEv2）に送信する。これでEAP-5Gセッションが完了し、更なるEAP-5Gパケットは交換されない。N3IWFがAMFからN3IWF鍵を受信していない場合、N3IWFはEAP-Failureで応答する。
【００７１】
10c. EAP-Successパケットを受信した後、UEはN3IWFが行ったようにKsecの類似性を導出し、（NASレイヤから受信した）Ksec鍵を下位レイヤ（IKEv2）に転送する。
【００７２】
11. IPsec SAは、ステップ10bでUEとN3IWFで作成された共通のKsec鍵を使用して、UEとN3IWFの間に確立される。このIPsec SAは、「シグナリングIPsec SA」と呼ばれる。シグナリングIPsec SAの確立後、UE とN3IWF間のすべてのNASメッセージがこのSAを介して交換される。シグナリングIPsec SAは、トランスポートモードで動作するように構成される。SPI値は、IPsecパケットがNAS メッセージを伝送するかどうかを決定するために使用される。
【００７３】
ただし、NASメッセージのカプセル化に、GREまたはその他のプロトコルが必要な場合は、更なる調査を要する。
【００７４】
12. UEは、確立されたシグナリングIPsec SAを介してSMC Completeメッセージを送信し、（4．2．2．2．2項で規定されているように）その後のすべてのNASメッセージは、このIPsec SAを介してUEとAMFの間で交換される。
【００７５】
前述の説明には、AMFがEAP-AKA’認証(すなわち、すべてのサブステップ8a〜8hを有するステップ8)を開始しない場合、ステップ9aおよび9bでEAP Successを送信することは、AMFの決定について条件付きである場合が含まれることに留意されたい。この場合、N3IWF鍵はAMFに存在するAMF鍵から導出される。したがって、提示される解決策は、内部EAPプロセスが実行されていない場合にも適用される。
【００７６】
認証実行の副作用として鍵を生成しない外部認証プロセスであって、内部認証プロセスを実行する外部プロセスを用いて、認証実行の結果として鍵マテリアルを提供する内部プロセスを用いて、外部プロセスの結果として内部プロセスの鍵マテリアルの導出を提供するものが提示される。
【００７７】
導出は、内部プロセスの鍵マテリアルのハッシュ関数、および場合によっては、何らかの他のマテリアル（例えば、定数文字列または外部プロセスからの何らかのパラメータ）であってよい。
【００７８】
提示される解決策は5gの非3gppアクセスに特に有用である。
【００７９】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための実施形態による方法が、図7を参照して提示される。方法はUEで実行され、方法は、N3IWFからEAP successメッセージを受信し、その後Ksec= KDF(KN3IWF、"EAP-5G"）を導出し、導出したKsec鍵を下位レイヤに送信することを含む。
【００８０】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための実施形態による方法が、図7を参照して提示される。方法はN3IWFで実行され、方法は、EAP successメッセージをUEに送信し、その後Ksec= KDF(KN3IWF、"EAP-5G"）を導出し、導出したKsec鍵を下位レイヤに送信することを含む。
【００８１】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための実施形態による方法が、図8を参照して提示される。この方法は、ユーザ装置UEにおいて実行され、内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供するステップS100と、内部認証鍵に基づいて、外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出し、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なる、ステップS110と、導出された外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供するステップS120とを含む。
【００８２】
外部認証プロセスは、EAP-5Gのような拡張可能認証プロトコル(Extensible Authentication Protocol, EAP)のプロセスであってよく、内部認証プロセスはEAP認証及び鍵合意(Authentication and Key Agreement, AKA) またはEAP-AKA’のようなEAPプロセスであってよい。
【００８３】
外部認証プロセスはEAP-5Gであってよく、内部認証プロセスは非アクセス層(Non-Access Stratum, NAS)メッセージのような安全な状態に保護されるメッセージであってよい。
【００８４】
導出ステップは、内部認証鍵のハッシュ関数または内部認証鍵の導関数を用いて実行されてもよい。ハッシュ関数は、内部認証鍵やその他のマテリアルを使用してもよい。他のマテリアルは、文字列またはカウンタやナンスのようなフレッシュネスパラメータであってもよい。
【００８５】
外部認証プロセスは、内部認証プロセスのみからの鍵に依存してもよい。
【００８６】
図10はUEの幾つかの構成要素を示す概略図である。プロセッサ10は、メモリに記憶されたコンピュータプログラム14のソフトウェア命令を実行することができる、任意中央処理装置、CPU、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサ、DSP、特定用途向け集積回路等のうちの1つ以上の組合せを使用して提供することができる。したがって、メモリは、コンピュータプログラム製品12の一部と見なすこともできるし、その一部と見なすこともできる。プロセッサ10は、図8を参照して本明細書に記載する方法を実行するように構成されてよい。
【００８７】
メモリは、読み出しおよび書き込みメモリ(RAM)および読み出し専用メモリ(ROM)の任意の組合せであってよい。メモリは、例えば、磁気メモリ、光メモリ、ソリッドステートメモリ、または遠隔からマウントされたメモリのいずれか1つまたは組合せとすることができる永続的な記憶装置を含んでもよい。
【００８８】
データメモリの形態の第2のコンピュータプログラム製品13も、例えば、プロセッサ10におけるソフトウェア命令の実行中にデータを読み取るためおよび／または記憶するために提供されてもよい。データメモリは、読み出しおよび書き込みメモリ、RAM、および読み出し専用メモリ、ROMの任意の組合せとすることができ、また、永続的な記憶装置を含むこともでき、これは、例えば、磁気メモリ、光学メモリ、ソリッドステートメモリ、または遠隔地に搭載されたメモリの任意の1つまたは組合せとすることができる。データメモリは、例えば、UEのための機能性を改善するために、他のソフトウェア命令15を保持してもよい。
【００８９】
UEは、例えばユーザインターフェースを含む入出力インターフェース11をさらに備えてよい。UEは、他のノードからシグナリングを受信するように構成された受信機と、他のノード（図示せず）にシグナリングを送信するように構成されたトランスミッタとをさらに備えてよい。UEの他の構成要素は、本明細書に提示される概念を不明瞭にしないために省略される。
【００９０】
図12はUEの機能ブロックを示す概略図である。モジュールは、キャッシュサーバで実行するコンピュータプログラムのようなソフトウェア命令のみ、または特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、離散論理構成要素、トランシーバなどのようなハードウェアのみとして、またはそれらの組合せとして実現されてよい。代替的な実施形態では、機能ブロックのいくつかは、ソフトウェアによって、および他のものをハードウェアによって実現されてよい。モジュールは、決定マネージャユニット120と通信マネージャユニット121とを備え、図8に示す方法のステップに対応する。1つ以上のモジュールがコンピュータプログラムによって実現される実施形態では、一部のプログラミング言語は典型的にはプロセスモジュールを含まないので、これらのモジュールは必ずしもプロセスモジュールに対応しないが、それらが実現されるであろうプログラミング言語に従って命令として書くことができることを理解されたい。
【００９１】
決定マネージャ120は、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのものである。このモジュールは、図8の提供ステップS100および導出ステップS110に対応する。このモジュールは、コンピュータプログラムを実行する場合、例えば図10のプロセッサ10によって実現することができる。
【００９２】
通信マネージャ121は、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのものである。このモジュールは、図8の提供ステップS120に対応する。このモジュールは、コンピュータプログラムを実行する場合、例えば図10のプロセッサ10によって実現することができる。
【００９３】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための一実施形態による方法が、図9を参照して提示される。この方法は、ネットワークノードにおいて実行され、内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供するステップS300と、内部認証鍵に基づいて、外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出し、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なる、ステップS310と、導出された外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュアな通信のために提供するステップS320とを含む。
【００９４】
外部認証プロセスは、EAP-5GのようなEAPプロセスであってもよく、内部認証プロセスは、EAP-AKAまたはEAP-AKA’のようなEAPプロセスであってよい。
【００９５】
外部認証プロセスは、EAP-5GのようなEAPプロセスであってもよく、内部認証プロセスは、NASメッセージのような安全な状態に保護されたメッセージであってもよい。
【００９６】
導出ステップは、内部認証鍵のハッシュ関数または内部認証鍵の導関数を用いて実行されてもよい。ハッシュ関数は、内部認証鍵やその他のマテリアルを使用してもよい。他のマテリアルは、文字列またはカウンタやナンスのようなフレッシュネスパラメータであってもよい。
【００９７】
外部認証プロセスは、内部認証プロセスのみからの鍵に依存してもよい。
【００９８】
ネットワークノードは、認証管理機能(authentication management function, AMF)／セキュリティアンカー機能（security anchor function, SEAF）または非3GPPインターワーキング機能(Non-3GPP Interworking Function, N3IWF)、または認証サーバ機能(Authentication Server Function, AUSF)、またはgNodeBであってよい。
【００９９】
図11は、ネットワークノードの一部の構成要素を示す概略図である。プロセッサ30は、メモリに記憶されたコンピュータプログラム34のソフトウェア命令を実行することができる、任意中央処理装置、CPU、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサ、DSP、特定用途向け集積回路のような1つ以上の組合せを使用して提供することができる。したがって、メモリは、コンピュータプログラム製品32の一部と見なすこともできるし、その一部と見なすこともできる。プロセッサ30は、図9を参照して本明細書に記載する方法を実行するように構成されてよい。
【０１００】
メモリは、読み出しおよび書き込みメモリ(RAM)および読み出し専用メモリ(ROM)の任意の組合せであってよい。メモリは、例えば、磁気メモリ、光メモリ、ソリッドステートメモリ、または遠隔からマウントされたメモリのいずれか1つまたは組合せとすることができる永続的な記憶装置を含んでもよい。
【０１０１】
データメモリの形態の第2のコンピュータプログラム製品33も、例えば、プロセッサ30におけるソフトウェア命令の実行中にデータを読み取るおよび／または記憶するために提供されてもよい。データメモリは、読み出しおよび書き込みメモリ、RAM、および読み出し専用メモリ、ROMの任意の組合せとすることができ、また、永続的な記憶装置を含むこともでき、これは、例えば、磁気メモリ、光学メモリ、ソリッドステートメモリ、または遠隔地に搭載されたメモリの任意の1つまたは組合せとすることができる。データメモリは、例えば、ネットワークノードのための機能性を改善するために、他のソフトウェア命令35を保持してもよい。
【０１０２】
ネットワークノードは、例えばユーザインターフェースを含む入出力インターフェース31をさらに備えてよい。ネットワークノードは、他のノードからシグナリングを受信するように構成された受信機と、他のノード（図示せず）にシグナリングを送信するように構成されたトランスミッタとをさらに備えてよい。ネットワークノードの他の構成要素は、本明細書に提示される概念を不明瞭にしないために省略される。
【０１０３】
図13は、ネットワークノードの機能ブロックを示す概略図である。モジュールは、キャッシュサーバで実行するコンピュータプログラムのようなソフトウェア命令のみ、または特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、離散論理構成要素、トランシーバなどのようなハードウェアのみとして、またはそれらの組合せとして実現されてよい。代替的な実施形態では、機能ブロックのいくつかは、ソフトウェアによって、および他のものをハードウェアによって実現されてよい。モジュールは、決定マネージャユニット130と通信マネージャユニット131とを備え、図9に示す方法のステップに対応する。1つ以上のモジュールがコンピュータプログラムによって実現される実施形態では、一部のプログラミング言語は典型的にはプロセスモジュールを含まないので、これらのモジュールは必ずしもプロセスモジュールに対応しないが、それらが実現されるであろうプログラミング言語に従って命令として書くことができることを理解されたい。
【０１０４】
決定マネジャー130は、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのものである。このモジュールは、図9の提供ステップS300および導出ステップS310に対応する。このモジュールは、コンピュータプログラムを実行する場合に、例えば、図11のプロセッサ30によって実現することができる。
【０１０５】
通信マネージャ131は、通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのものである。このモジュールは、図9の提供ステップS320に対応する。このモジュールは、コンピュータプログラムを実行する場合に、例えば、図13のプロセッサ30によって実現することができる。
【０１０６】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための実施形態による方法が、図9を参照して提示される。方法は、5Gコア(5GC)ネットワークにおいて実行され、認証管理機能(AMF)／セキュリティアンカー機能(SEAF)における内部認証プロセスによって内部認証鍵を提供するステップS300と、AMF／SEAFにおいて提供される内部認証鍵に基づいて、非3GPPインターワーキング機能(Non-3GPP Interworking Function, N3IWF)における外部認証プロセスによって外部認証鍵を導出し、外部認証鍵は内部認証鍵とは異なる、ステップS310と、導出された外部認証鍵をセキュリティプロトコル又は後続のセキュア通信のために提供するステップS320と、を含む。
【０１０７】
本発明は、いくつかの実施形態を参照して主に上述した。しかしながら、当業者には容易に理解されるように、上記に開示されたもの以外の他の実施形態は、添付のクレームによって定義されるように、本発明の範囲内で等しく可能である。
【図１Ａ】
2021502739.tif 000003
【図１Ｂ】
2021502739.tif 000004
【図２】
2021502739.tif 000005
【図３Ａ】
2021502739.tif 000006
【図３Ｂ】
2021502739.tif 000007
【図３Ｃ】
2021502739.tif 000008
【図４】
2021502739.tif 000009
【図５】
2021502739.tif 000010
【図６】
2021502739.tif 000011
【図７Ａ】
2021502739.tif 000012
【図７Ｂ】
2021502739.tif 000013
【図８】
2021502739.tif 000014
【図９】
2021502739.tif 000015
【図１０】
2021502739.tif 000016
【図１１】
2021502739.tif 000017
【図１２】
2021502739.tif 000018
【図１３】
2021502739.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月26日(2020.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための方法であって、前記方法は、ユーザ装置(UE)において実行され、前記方法は、
拡張可能認証プロトコル・認証及び鍵合意(EAP-AKA')プロセスによって内部認証鍵を提供すること（S100）と、
前記内部認証鍵に基づいて、EAP-5Gプロセスによって外部認証鍵を導出すること(S110)であって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコルに、後続のセキュアな通信のために提供すること(S120)と、を含む、方法。
【請求項２】
前記導出は、内部認証鍵のハッシュ関数または前記内部認証鍵の導関数を用いて実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ハッシュ関数は、前記内部認証鍵及び他のマテリアルを用いる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記他のマテリアルは、文字列、またはカウンタまたはナンスのようなフレッシュネスパラメータである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記EAP-5Gプロセスは、前記EAP-AKA'プロセスのみからの鍵に依存する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための方法であって、前記方法は、5Gコア(5GC)ネットワークにおいて実行され、前記方法は、
認証管理機能(AMF)又はセキュリティアンカー機能(SEAF)において拡張可能認証プロトコル・認証及び鍵合意(EAP-AKA')プロセスによって内部認証鍵を提供すること（S300）と、
AMF又はSEAFで提供される内部認証鍵に基づいて、非3GPPインターワーキング機能(N3IWF)においてEAP-5Gプロセスによって外部認証鍵を導出すること(S310)であって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコルに、後続のセキュアな通信のために提供すること(S320)と、を含む、方法。
【請求項７】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのユーザ装置(UE)であって、前記UEは、
プロセッサ（10）と、
命令を格納するコンピュータ可読媒体とを含み、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
拡張可能認証プロトコル・認証及び鍵合意(EAP-AKA')プロセスによって内部認証鍵を提供することと、
前記内部認証鍵に基づいて、EAP-5Gプロセスによって外部認証鍵を導出することであって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコルに、後続のセキュアな通信のために提供することと、を前記UEに行なわせる、UE。
【請求項８】
前記導出は、前記内部認証鍵のハッシュ関数または前記内部認証鍵の導関数で実行される、請求項７に記載のUE。
【請求項９】
前記ハッシュ関数は、前記内部認証鍵および他のマテリアルを用いる、請求項８に記載のUE。
【請求項１０】
前記他のマテリアルは、文字列、またはカウンタまたはナンスのようなフレッシュネスパラメータである、請求項９に記載のUE。
【請求項１１】
前記EAP-5Gプロセスは、前記EAP-AKA'プロセスのみからの鍵に依存する、請求項７又は８に記載のUE。
【請求項１２】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のための5Gコア(5GC)ネットワークであって、前記5GCネットワークは、
プロセッサ（30）と、
命令を格納するコンピュータ可読媒体とを含み、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
認証管理機能(AMF)又はセキュリティアンカー機能(SEAF)において拡張可能認証プロトコル・認証及び鍵合意(EAP-AKA')プロセスによって内部認証鍵を提供することと、
AMF又はSEAFで提供される内部認証鍵に基づいて、非3GPPインターワーキング機能(N3IWF)においてEAP-5Gプロセスによって外部認証鍵を導出することであって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコルに、後続のセキュアな通信のために提供することと、を前記5GCネットワークに行なわせる、5GCネットワーク。
【請求項１３】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのコンピュータプログラム（14, 15）であって、前記コンピュータプログラムは、コンピュータプログラムコードを含み、前記コンピュータプログラムコードは、ユーザ装置(UE)上で実行されると、
拡張可能認証プロトコル・認証及び鍵合意(EAP-AKA')プロセスによって内部認証鍵を提供することと、 
前記内部認証鍵に基づいて、EAP-5Gプロセスによって外部認証鍵を導出することであって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコルに、後続のセキュアな通信のために提供することと、を前記UEに行なわせる、コンピュータプログラム。
【請求項１４】
通信ネットワークにおけるセキュアな認証のためのコンピュータプログラム（34, 35）であって、前記コンピュータプログラムは、コンピュータプログラムコードを含み、前記コンピュータプログラムコードは、5Gコア(5GC)ネットワーク上で実行されると、
認証管理機能(AMF)又はセキュリティアンカー機能(SEAF)において拡張可能認証プロトコル・認証及び鍵合意(EAP-AKA')プロセスによって内部認証鍵を提供することと、 
AMF又はSEAFにおいて提供される内部認証鍵に基づいて、非3GPPインターワーキング機能(N3IWF)においてEAP-5Gプロセスによって外部認証鍵を導出することであって、前記外部認証鍵は前記内部認証鍵とは異なる、導出することと、
前記導出された外部認証鍵を、セキュリティプロトコルに、後続のセキュアな通信のために提供することと、を前記5GCネットワークに行なわせる、コンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載のコンピュータプログラム（14, 15と 34, 35）が格納されるコンピュータ可読媒体。
【国際調査報告】
2021502739.tif 000020
2021502739.tif 000021
2021502739.tif 000022