(57)【要約】ワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）は、非暗号化メッセージおよび暗号化メッセージを受信するように構成される。非暗号化メッセージは、識別要求、認証要求、非アクセス層（ＮＡＳ）セキュリティ・モード・コマンド、およびトラッキングエリア更新応答を含む。暗号化メッセージを、ＮＡＳおよび無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）から送信できる。メッセージを、セキュリティキーを使用して暗号化する。
2010534959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）・ワイヤレス通信においてセキュリティを実装するよう構成されたワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）であって、
非アクセス層（ＮＡＳ）メッセージを受信するよう構成された受信機であって、前記ＮＡＳメッセージは、セキュリティパラメーターを含む、受信機と、
前記セキュリティパラメーターが正しいかどうかを決定し、
前記決定に基づいてセキュリティ手順を実行する
よう構成されたプロセッサと
を備えたことを特徴とするＷＴＲＵ。
【請求項２】
前記プロセッサは、
暗号化を行う無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）エンジンと、
暗号化を行うＮＡＳエンジンと
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＷＴＲＵ。
【請求項３】
前記プロセッサは、
ＲＲＣパラメーターおよびＮＡＳパラメーターの両方により動作するよう構成された暗号化エンジン
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＷＴＲＵ。
【請求項４】
前記セキュリティ手順は、前記メッセージを無視すること、前記メッセージを破棄すること、別のプロトコルレイヤーに障害を報告すること、再認証を開始すること、ＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモードに移ること、ＥＭＭ＿Ｄｅｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ状態に移ること、障害数を数え続けること、ネットワークへの再接続を続行すること、前記セキュリティパラメーターを削除することのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のＷＴＲＵ。
【請求項５】
ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）・ワイヤレス・デバイスにセキュリティを実装する方法であって、
非アクセス層（ＮＡＳ）メッセージを受信するステップであって、前記ＮＡＳメッセージは、セキュリティパラメーターを含む、受信するステップと、
前記セキュリティパラメーターが正しいかどうかを決定するステップと、
前記決定に基づいてセキュリティ手順を実行するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項６】
前記セキュリティ手順は、前記メッセージを無視すること、前記メッセージを破棄すること、別のプロトコルレイヤーに障害を報告すること、再認証を開始すること、ＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモードに移ること、ＥＭＭ＿Ｄｅｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ状態に移ること、障害数を数え続けること、ネットワークへの再接続を続行すること、前記セキュリティパラメーターを削除することのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ＮＡＳメッセージは、ＮＡＳシーケンス番号を含むプロトコルヘッダーを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記ＮＡＳシーケンス番号に基づいてデュプリケートの検出を実行するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ＮＡＳシーケンス番号は、トランザクション識別子として機能することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＮＡＳシーケンス番号は、あらかじめ定義されたインクリメントピリオドを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＮＡＳシーケンス番号は、取り決められたインクリメントピリオドを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＮＡＳメッセージは、ＣＯＵＮＴ値に関連することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＣＯＵＮＴ値、は暗号化のため（ＣＯＵＮＴ−Ｃ）であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＣＯＵＮＴ値は、完全性保証のため（ＣＯＵＮＴ−Ｉ）であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記ＣＯＵＮＴ値は、ＣＯＵＮＴ−ＣとＣＯＵＮＴ−Ｉとの組合せであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＣＯＵＮＴ値は、
ＮＡＳシーケンス番号（ＳＮ）と、
ＮＡＳ  ＨＦＮと
を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＮＡＳ  ＨＦＮは、カウンターであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＣＯＵＮＴ値は、暗号化を行う完全性保証アルゴリズムへの入力として使用されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＣＯＵＮＴ値は、復号完全性保証アルゴリズムへの入力として使用されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＣＯＵＮＴ値は、ＮＡＳセキュリティのアクティベートの前に構成されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記ＣＯＵＮＴ値は、３２ビットまたは３２ビット未満であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
前記ＳＮおよび前記ＨＦＮは、構成可能であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記ＣＯＵＮＴ値は、前記ＮＡＳシーケンス番号（ＳＮ）であり、前記ＣＯＵＮＴ値を使用してデュプリケートの検出を実行することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２４】
前記ＮＡＳメッセージは、ワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）の性能の情報を示すことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項２５】
前記ＷＴＲＵの性能の情報は、ＮＡＳレベルの暗号化に対するサポートを示すことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）・ワイヤレス・デバイスにセキュリティを実装する方法であって、
ＰＤＣＰ  ＰＤＵを受信するステップであって、前記ＰＤＣＰ  ＰＤＵは、セキュリティパラメーターを含む、受信するステップと、
前記セキュリティパラメーターが正しいかどうかを決定するステップと、
前記判定に基づいてセキュリティ手順を実行するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２７】
ＲＲＣメッセージが完全性保証および暗号化の少なくとも１つを必要とするかどうかを示す通知を、無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）レイヤーからＰＤＣＰレイヤーに送信するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記送信されたＲＲＣメッセージが完全性保証および暗号化の少なくとも１つを必要としないことを示す通知を、前記ＲＲＣレイヤーから前記ＰＤＣＰレイヤーに送信するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
あらかじめ定められたＲＲＣメッセージにより開始するすべてのＲＲＣメッセージの暗号化または完全性保証が行われることをＰＤＣＰレイヤーに通知するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
あらかじめ定められたＲＲＣメッセージにより開始するすべてのＲＲＣメッセージの暗号化および完全性保証が行われることをＰＤＣＰレイヤーに通知することをさらに備えることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
ＲＲＣメッセージの暗号化または完全性検査を行うために、前記ＲＲＣにおいて暗号化または完全性検査のフラグを設定するステップを
さらに備えたことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記暗号化のフラグが設定される場合、ＰＤＣＰ  ＰＤＵとしてＲＲＣメッセージを送信する前に前記ＰＤＣＰレイヤーにおいてＲＲＣメッセージを暗号化し、およびＲＲＣメッセージに対応する受信されるすべてのＰＤＣＰ  ＰＤＵを復号し、前記暗号化のフラグが設定されない場合、暗号化および復号を実行しないステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記完全性検査フラグが設定される場合、送信されるＲＲＣメッセージに対応する前記ＰＤＣＰ  ＰＤＵにメッセージ認証コードを付加し、ＲＲＣメッセージに対応する受信されるすべてのＰＤＣＰ  ＰＤＵに完全性検査を実行し、前記完全性検査のフラグが設定されない場合、付加および完全性検査を実行しないステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
ＲＲＣメッセージを暗号化および完全性検査するために、前記ＲＲＣにおいて暗号化および完全性検査のフラグを設定するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３５】
前記暗号化および完全性検査のフラグが設定される場合、ＰＤＣＰ  ＰＤＵとしてＲＲＣメッセージを送信する前にＲＲＣメッセージを暗号化し、前記ＲＲＣメッセージに対応する、受信されるＰＤＣＰ  ＰＤＵを復号し、送信されるＲＲＣメッセージに対応する前記ＰＤＣＰ  ＰＤＵ中にメッセージ認証コードを付加し、および前記ＲＲＣメッセージに対応する受信されるすべてのＰＤＣＰ  ＰＤＵに完全性検査を実行し、前記暗号化および完全性検査のフラグが設定されない場合、暗号化、復号、付加および完全性検査を実行しないステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
汎用ＲＲＣメッセージのリストおよびそれらのメッセージに関連付けられたセキュリティパラメーターを前記ＰＤＣＰに提供するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３７】
前記ＰＤＣＰレイヤーは、前記ＲＲＣから実行するように指示されない限り、ＲＲＣメッセージの暗号化または完全性保証の少なくとも１つを実行しないことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３８】
前記ＲＲＣメッセージを暗号化するステップと、
前記ＲＲＣメッセージの完全性を保護するステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３９】
暗号化または完全性保証に最適な長さを得るために前記ＲＲＣメッセージがパディングされることを特徴とする請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
プレーンデータ、暗号化データ、ＰＤＣＰヘッダーの一部、またはＰＤＣＰヘッダー全体について、完全性保証のためのメッセージ認証コード（ＭＡＣ）ワードを計算するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項４１】
部分的なプレーンデータに対して暗号化を実行することを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
ペイロードの暗号化または完全性保証が行われたかどうかを通知するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項４３】
前記ＰＤＣＰ  ＰＤＵ内の位置にメッセージ認証コード（ＭＡＣ）ワードをあらかじめ定義するステップであって、前記ＰＤＣＰ  ＰＤＵは、ヘッダーを含む、あらかじめ定義するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項４４】
前記あらかじめ定義されたＭＡＣワードの位置は、前記ＰＤＣＰ  ＰＤＵヘッダー中であることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記セキュリティ手順は、ＲＲＣメッセージを無視すること、前記メッセージを破棄すること、障害報告で障害を報告すること、障害数を数え続けること、前記セキュリティパラメーターを削除することのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項４６】
前記障害報告は、前記障害の原因を含むことを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
ＰＤＣＰ  ＨＦＮを使用してＣＯＵＮＴ値を構成するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項４８】
ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）・ワイヤレス・デバイスにセキュリティを実装する方法であって、
ＰＤＣＰレイヤーにおいてメッセージを受信するステップと、
前記受信されたメッセージの復号を実行するステップと、
前記受信されたメッセージの完全性検査を実行するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項４９】
前記受信メッセージの完全性検査は、前記メッセージを復号する前に実行されることを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記受信メッセージ内のメッセージ認証コード（ＭＡＣ）ワードの位置を決定するステップを
さらに備えたことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記メッセージの暗号化および完全性保証が満足であるかどうかを決定するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記受信されたメッセージのセキュリティ状態を無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）レイヤーに通知するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
前記完全性検査が前記受信されたＲＲＣメッセージに対して失敗であったかどうかを示す通知を、前記ＰＤＣＰレイヤーから無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）レイヤーに送信するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
前記完全性検査が前記受信されたＲＲＣメッセージに対して成功したかどうかを示す通知を、前記ＰＤＣＰレイヤーから無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）レイヤーに送信するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５５】
あらかじめ定められた時間間隔、またはＲＲＣメッセージのあらかじめ定められた受信数においてあらかじめ定められた回数の障害が発生した場合にのみ、前記完全性検査が失敗であったことの通知を前記ＰＤＣＰレイヤーから無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）レイヤーに送信するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記受信メッセージがＡＳＮ．１のエンコードされたメッセージであると、前記ＰＤＣＰの無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）レイヤーにおいてメッセージ認証コード（ＭＡＣ）ワードを確認するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５７】
セキュリティを実装することは、前記メッセージを無視すること、前記メッセージを破棄すること、障害報告で障害を報告すること、障害数を数え続けること、セキュリティパラメーターを削除することのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５８】
前記障害報告は、前記障害の原因を含むことを特徴とする請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
ＥＭＭ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄモードからＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモードへの推移の状態においてワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）のキーを処理する方法であって、
前記推移を前記ＷＴＲＵの記憶エンティティに通知するステップと、
第１のキーセットを削除するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項６０】
ＮＡＳセキュリティキーおよびＡＳＭＥキーを保持するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
ＮＡＳセキュリティキーおよびＡＳＭＥキーを削除するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６２】
前記通知するステップは、非アクセス層（ＮＡＳ）によって提供されることを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６３】
前記通知するステップは、アクセス層（ＡＳ）によって提供されることを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６４】
前記通知するステップは、あらかじめ定められたプリミティブを使用して提供されることを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６５】
前記通知するステップは、ＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモードの間に通信中のｅ−ＮＢが変更した場合に提供されることを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６６】
前記第１のキーセットは、ＫeNB、ＫRRCenc、ＫRRCint、およびＫUPenc、の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６７】
前記記憶エンティティは、前記通知を受信する状態において、ＫRRCenc、ＫRRCint、およびＫUPencを削除することを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６８】
前記記憶エンティティは、前記通知を受信する状態において、ＫeNBを削除することを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６９】
前記通知を受信する状態において、第２のキーセットを生成するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項７０】
前記通知するステップは、前記通信中のセルの変更を示すことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項７１】
前記第１のキーセットは、タイマ値を含むことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項７２】
ＮＡＳレイヤーからまたはＵＳＩＭからキーを受信するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７３】
前記受信されたキーは、あらかじめ定められたプリミティブを使用して前記非アクセス層（ＮＡＳ）レイヤーからＲＲＣ／ＲＤＣＰに渡されることを特徴とする請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記受信されたキーは、あらかじめ定められたプリミティブを使用してＲＲＣと前記ＰＤＣＰとの間において渡されることを特徴とする請求項７２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス通信に関係のある方法および装置に関し、より詳細には、ロング・ターム・エボリューションに準拠したワイヤレス・デバイスにおけるセキュアな通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）のロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）の計画について、現在の目標は、より安い費用による、より高速なユーザー体験ならびに、よりリッチなアプリケーションおよびサービスに、無線リソースをよりよく利用する、スペクトル効率改善および待ち時間削減を与えるために、新しい技術、新しいアーキテクチャおよび新しい方法を、新たにＬＴＥに設定および構成することである。
【０００３】
上記発達過程の一部として、３ＧＰＰグループは、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telephone System）およびＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）システムに用いられるのとは異なるセキュリティアーキテクチャをＬＴＥに使用するものである。比較のために、パケット交換（ＰＳ）ドメインにおいて、ＵＭＴＳのＡＫＡ（Authentication and Key Agreement）の手順は、新しく提案されるＬＴＥの手順の基礎であるとおく。
【０００４】
図１は、ＵＭＴＳのアクセス層のプロトコルスタック１００を示す。ＵＭＴＳのＡＫＡおよび暗号化の手順は、複数のプロトコル層に広がらせられて、および非アクセス層（ＮＡＳ）と無線リソース制御（ＲＲＣ）の信号送信との両方を使用してそれらの目標を達成する。一般に、ワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）についての識別および認証を、ＮＡＳの信号送信によって遂行する。ひとたびＮＡＳレベルにおける認証が遂行されると、暗号化および／または完全性保証（integrity protection）を、ＲＲＣメッセージであるセキュリティ・モード・コマンドを使用して、ネットワークがアクティベートする。ＲＲＣレイヤーにおいてセキュリティ・モード・コマンドを使用してセキュリティがアクティベートされると、ＷＴＲＵは、（ＧＭＭ（ＧＰＲＳ Mobility Management）とＡＳとの間に定義される）ＧＭＭＡＳ−ＳＡＰを介したＧＭＭＡＳ−ＳＥＣＵＲＩＴＹ−ＲＥＳプリミティブを使用して、ＣＫおよびＩＫ（ciphering and integrity keys）をアクセス層（ＡＳ）に渡す。ＲＲＣ１１０は、これらのキー（key）を受け取ると、（ＲＲＣとＲＬＣとの間のＣ−ＳＡＰを介した）ＣＲＬＣ−ＣＯＮＦＩＧプリミティブおよび（ＲＲＣとＭＡＣとの間のＣ−ＳＡＰを介した）ＣＭＡＣ−ＣＯＮＦＩＧプリミティブを使用して、これらのキーを無線リンクコントローラー（ＲＬＣ）１２０およびメディアアクセス制御（ＭＡＣ）１３０に渡す。Ｃ−ＳＡＰ（図示せず）は、ＲＲＣと下位レイヤーとの間のＣプレーンの信号送信のためのサービス・アクセス・ポイントである。実際の暗号化および完全性保証は、通常、ＲＬＣ１２０において実行されるが、トランスペアレントなＲＬＣモードのトラフィックの場合にはＭＡＣ１３０において実行される。上位レイヤー宛のメッセージ（例えば、レイヤー３のＮＡＳメッセージ）が、完全性保証および／または暗号化が正しく行われたことを確実にするのは、下位レイヤー（すなわち、ＭＡＣ／ＲＬＣ）である。正しくない場合には、下位レイヤーは、メッセージを無視する／破棄する。セキュリティがアクティベートされると、すべてのＣプレーンおよびＵプレーンのセキュリティは、ＲＬＣまたはＭＡＣにおいて与えられる。
【０００５】
ＬＴＥに対して、根本的に異なるセキュリティアーキテクチャが提案された。主な違いは、単一のセキュリティレイヤー（すなわち、ＭＡＣ／ＲＬＣ）の代わりに、３つのセキュリティレイヤー、すなわち、ＮＡＳセキュリティ、ＲＲＣセキュリティおよびＵプレーンセキュリティがあることである。各レイヤーは、それ自体のキーを有する。ＮＡＳセキュリティは、ＭＭＥ（mobility management entity）において末端をなして、およびＮＡＳレイヤーにおいて実行される。ＲＲＣセキュリティは、ｅ−ＮＢ（evolved node B）において末端をなして、およびＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）において実行される。Ｕプレーンセキュリティは、暗号化のみから（完全性保証なしに）構成されて、および同様にＰＤＣＰにおいて実行される。要するに、ＡＫＡ手順は、ＮＡＳにおいて完了されて、およびＮＡＳセキュリティキーが得られる。ＲＲＣ／Ｕプレーンのセキュリティパラメーターは、ＮＡＳキーと違って暗号技術的に別個の方法において得られる。ＲＲＣ／Ｕプレーンキーの情報により、攻撃者が、ＮＡＳキーを決定することができない。本決定の主な論理的根拠は、ＬＴＥの場合に、人が、例えば、自宅においてなど、攻撃を受けやすい場所にｅ−ＮＢを持つかもしれないことであった。ＲＲＣおよびしたがってセキュリティは、ｅ−ＮＢにおいて末端されるので、これはセキュリティリスクであると考えられた。だから２つレベルのセキュリティが、標準において採用された。
【０００６】
図２は、ＬＴＥ２００におけるキー階層のブロック図である。図２に示すように、（ＷＴＲＵの）ＵＳＩＭとＡｕＣ（Authentication Centre）２０５とは、秘密なＫ２１０を共有する。ＮＡＳのＡＫＡの信号送信（現行のＵＭＴＳのＡＫＡ手順と同様）の一部として、ＵＳＩＭおよびＡｕＣ／ＨＳＳにより、ＣＫ（Ciphering Key）２１５とＩＫ（Integrity Key）２２０が得られる。ＣＫ２１５およびＩＫ２２０が得られる手順は、ＵＭＴＳにおける手順と同様であり、ＵＭＴＳにおいて、ＡｕＣ／ＨＳＳにより、認証ベクトルが得られて、およびＮＡＳメッセージによりＷＴＲＵにチャレンジを送信して、チャレンジは、ＷＴＲＵにより応答されて、およびＨＳＳ／ＡｕＣにより確証される。しかしながら、ＣＫ２１５およびＩＫ２２０をＭＡＣ／ＲＬＣレイヤーに提供して暗号化および／または完全性保証を実行するＵＭＴＳと異なり、ＬＴＥにおいて、ＣＫ２１５およびＩＫ２２０を使用して、マスタキーいわゆるＫASMEキー２２５から始まるキー階層の残りのキーが得られる。残りのキーは、異なるＫＤＦ（key derivation function）を使用し、およびトランケート（truncate）して、ＫASMEキーから得られる。
【０００７】
ＫeNB２３０は、ＷＴＲＵおよびＭＭＥによってＫASME２２５から、またはｅＮＢのハンドオーバー中にＷＴＲＵおよびハンドオーバー先のｅＮＢによってＫｅＮＢ*から得られるキーである。ＫeNB２３０は、ｅＮＢのハンドオーバー中に、ＲＲＣトラフィック用のキーの誘導に、およびＵＰトラフィック用のキーの誘導に、またはトランジション（transition）キーＫeNB*を得るのに利用される。
【０００８】
ＫNASint２３５は、個別の完全性アルゴリズムによるＮＡＳの信号送信の完全性保証に使用されるキーである。このキーは、ＷＴＲＵおよびＭＭＥ２３７によってＫASME２２５から、同様にＫＤＦを使用して完全性アルゴリズム用の識別子から得られる。
【０００９】
ＫNASenc２４０は、個別の暗号化アルゴリズムによりＮＡＳの信号送信を暗号化するのに使用されるキーである。このキーは、ＷＴＲＵおよびＭＭＥ２３７によってＫASME２２５から、同様にＫＤＦを使用して暗号化アルゴリズム用の識別子から得られる。
【００１０】
ＫUPenc２４５は、個別の暗号化アルゴリズムによりＵＰトラフィックを暗号化するのに使用されるキーである。このキーは、ＷＴＲＵおよびｅＮＢ２４７によってＫeNB２３０から、同様にＫＤＦを使用して暗号化アルゴリズム用の識別子から得られる。
【００１１】
ＫRRCint２５０は、個別の完全性アルゴリズムによるＲＲＣトラフィックの完全性保証に使用されるキーである。ＫRRCint２５０は、ＷＴＲＵおよびｅＮＢ２４７によってＫeNB２３０から、同様にＫＤＦを使用して完全性アルゴリズム用の識別子から得られる。
【００１２】
ＫRRCenc２５５は、個別の暗号化アルゴリズムによりＲＲＣの信号送信を暗号化するのに使用されるキーである。ＫRRCenc２５５は、ＷＴＲＵおよびｅＮＢ２４７によってＫeNB２３０から、同様にＫＤＦを使用して暗号化アルゴリズム用の識別子から得られる。
【００１３】
ＲＲＣおよびＵプレーンのキーを、Ｃ−ＲＮＴＩにより入力として得ることができる。
【００１４】
既存のＵＴＲＡＮセキュリティアーキテクチャの場合に、暗号化および／または完全性保証の正しさに対する検査は、ＲＬＣまたはＭＡＣにおいて行われる。現在、ＮＡＳにおける唯一のセキュリティ障害処理シナリオは、認証が失敗するかどうかである。しかしながら、ＮＡＳの別個の暗号化および完全性保証の手順により、ＮＡＳメッセージが、暗号化および／または完全性保証が正しく行われずに受信されるシナリオに答えてＮＡＳ手順を定義することが望ましい。
【００１５】
ＮＡＳは、ＡＳ、すなわち、ＲＬＣまたはＭＡＣに依存して、受信されたあらゆるレイヤー３（Ｌ３）メッセージが正しいセキュリティ証明書を有する、すなわち、適切に暗号化および完全性保証が行われたことを立証する。ＡＳセキュリティおよびＮＡＳから独立したＮＡＳレイヤーのセキュリティを有する新しいＬＴＥアーキテクチャがＬ３メッセージのセキュリティを立証するので、このアプローチは、ＮＡＳセキュリティの検査がＮＡＳビヘイビアーに定義された手順の一部として行われるために、不適切である。したがって、ＮＡＳに対するアクションは、障害の場合に定義されることが望ましい。
【００１６】
ＮＡＳキーは、ＲＲＣ／Ｕプレーンキー（本明細書において以後、ＡＳキー）と独立であるので、ＡＳの暗号化／完全性保証と独立したＮＡＳの暗号化を開始／再構成できる。この処理のために新しいメッセージおよび手順を備えていることが望ましい。さらに、キーの満了を、ＷＴＲＵのＮＡＳ／ＲＲＣ状態にリンクさせることができる。ＷＴＲＵのキー処理のための手順を備えていることが望ましい。
【００１７】
通常、ＲＲＣは、新しいＣＫおよびＩＫをＮＡＳから受け取って、およびそれらを暗号化／完全性保証が実行されるＭＡＣおよびＲＬＣに渡す。しかしながら、ＬＴＥにおいて、ＡＳの暗号化および完全性保証は、ＰＤＣＰによって実行される。したがって、適切にセキュリティ機能を果たすためにレイヤー間の新しい手順およびプリミティブを備えていることが望ましい。
【発明の概要】
【００１８】
方法および装置は、非暗号化メッセージおよび暗号化メッセージを受信するよう構成されたワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）を含むワイヤレス通信システムに関する。非暗号化メッセージは、アイデンティティ要求（identity request）、認証要求、非アクセス層（ＮＡＳ）セキュリティ・モード・コマンド、およびトラッキング・エリア・アップデート応答を含むことができる。暗号化メッセージは、ＮＡＳおよび無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）から送信することができる。上記メッセージを、セキュリティキーを使用して暗号化することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
より詳細な理解を、例として与えられ、および本明細書に添付の図面と結合して理解されるべき以下の説明から得ることができる。
【図１】従来技術によるアクセス層のプロトコルスタックの図である。
【図２】従来技術によるＬＴＥのキー階層のブロック図である。
【図３】エージェントが、ＬＴＥのＮＡＳのモビリティ管理と同等のレイヤーまたはセキュリティ用の新しい下位レイヤーまたは他のあるエージェントであるとすることができ、および与えられたメッセージに対して定義されたセキュリティパラメーターが正しくない場合の実施形態についてのブロック図である。
【図４】ＮＡＳシーケンス番号を含む、改良されたレイヤー３プロトコルのヘッダーについてのブロック図である。
【図５】ＥＭＭ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄモードからＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモードへの変化の場合のＷＴＲＵにおけるキーの処理手順を説明するブロック図である。
【図６】ＬＴＥに対するアクセス層のプロトコルスタックのブロック図である。
【図７】ＬＴＥにおける暗号化されたメッセージおよび非暗号化されたメッセージ送信用に構成されたワイヤレス通信システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本明細書において以後、引用する場合に、用語の「ワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）」は、制限されないが、ユーザー機器（ＵＥ）、移動局、固定もしくは移動の加入者ユニット、ページャー、携帯電話、ＰＤＡ（personal digital assistant）、コンピューター、またはワイヤレス環境において動作することが可能な他のあらゆる型のユーザーデバイスを含む。本明細書において以後、引用する場合に、用語の「基地局」は、制限されないが、Ｎｏｄｅ−Ｂ、ｅＮＢ（ｅｎｈａｎｃｅｄＮｏｄｅ−Ｂ）、サイトコントローラー、アクセスポイント（ＡＰ）、または無線環境において動作することが可能な他のあらゆる型のインタフェース処理デバイスを含む。
【００２１】
（ＮＡＳにおけるセキュリティ障害処理）
下に検討される手順を、他のあるレイヤーにおいて、例えば、ＲＲＣの暗号化／完全性保証を実行するＰＤＣＰレイヤーにおいて、セキュリティに問題がある場合に、使用できる。ＮＡＳにおいてセキュリティ障害を処理する１つの手順は、アクティベートされているＮＡＳにおいて、暗号化および／または完全性保証なしにＷＴＲＵが受信できるＮＡＳメッセージの集まりを提供することである。上記のリストは、ＬＴＥ  ＮＡＳメッセージと異なるＵＴＲＡＮ  ＮＡＳメッセージに対してのみ存在し、および上記のリストを、ＲＬＣ／ＭＡＣの暗号化がアクティベートされることなしに受信できる。アクティベートされたＮＡＳにおいて暗号化および／または完全性保証なしにＷＴＲＵが受信できるＮＡＳメッセージの集まりは、制限されないが、次を含むことができる。すなわち、  
アイデンティティ要求、  
認証要求、  
ＮＡＳセキュリティ・モード・コマンド（ＮＡＳにおいて少なくとも完全性保証がアクティベートされる場合のみ、これを受信できる）、および  
トラッキング・エリア・アップデート応答
である。
【００２２】
ＭＭＥにおいて、次のメッセージを、暗号化および／または完全性保証なしに受信することができる。すなわち、  
アイデンティティ応答、  
認証応答、および  
トラッキング・エリア・アップデート要求
である。
【００２３】
加えて、上のメッセージを、暗号化および／または完全性保証をアクティベートすることなしに受信できるが、暗号化および／または完全性保証がすでにアクティベートされたならば、これらのメッセージは、暗号化および／または完全性保証が行われなければならないことを命じることができる。
【００２４】
他のいくつかのＮＡＳメッセージを、ＮＡＳとＲＲＣとの両方のセキュリティがアクティベートされた場合にのみ送信できる。いくつかのＮＡＳメッセージを、（ＲＲＣセキュリティとは関係なく）ＮＡＳセキュリティがアクティベートされた場合に送信できる。
【００２５】
図３は、エージェントが、ＬＴＥのＮＡＳのモビリティ管理と同等のレイヤーまたはセキュリティ用の新しい下位レイヤーまたは他のあるエージェントであるとすることができる実施形態のブロック図３００である。ひとたびＮＡＳメッセージを受信する（３０５）と、ＮＡＳメッセージのセキュリティ状態の検査を確実に行うエージェントは、メッセージのセキュリティパラメーターが適切であるかどうか調べるために検査する（３１０）。与えられたメッセージに定義されたセキュリティパラメーターが正しくない場合（３１５）、すなわち、完全性検査が失敗するか、メッセージが暗号化されていないか、または（ヘッダーのプロトコルディスクリミネータ（protocol discriminator）およびメッセージ・タイプ・フィールドにより決まる）受信されたメッセージが、暗号化および／または完全性保証が行われるべきであるときに行われなかったかの場合、ＮＡＳレイヤー、その下位レイヤーまたはエージェントは、次のアクションのどれかまたはすべてをあらゆる順序においてとることができる。とられるアクションを、セキュリティパラメーターが失敗したメッセージの型により決めることができる。さらに、下に定義する手順を、他のあるレイヤーにおいてセキュリティに問題がある（例えば、ＲＲＣセキュリティが失敗する）場合に使用できる。すなわち、  
エージェントのアクションを、実装によって定義することができる（３２０）。  
エージェントは、メッセージを無視および／または破棄できる（３２５）。  
エージェントは、ＷＴＲＵ（例えば、ＵＳＩＭ／ＵＩＣＣ）ネットワークの他のあるプロトコルレイヤー（例えば、ＲＲＣ）エンティティに障害を報告できる（３３０）。エージェントがセキュリティを検査しておよびエラーを発見した場合は、エージェントは、例えば、ネットワークへのメッセージを起動して、ネットワークにエラーを知らせることができる。報告は、障害の原因を含むことができる。他のあるプロトコルレイヤー／エンティティが上記障害を通知された場合、それらの応答は、本明細書において説明されるのと同様であるとすることができる。  
エージェントは、ネットワークによる再認証を開始することができる（３３５）。  
エージェントは、ＥＭＭ＿Ｉｄｌｅ（Evolved Packet System（ＥＰＳ）Mobility Management＿Ｉｄｌｅ）モードまたはＥＭＭ＿Ｄｅｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ状態に移ることができる（３４０）。  
エージェントは、障害数を数え続け、および障害が繰り返される状態においていくつかのアクションをとることができる（３４５）。これらのアクションは、本明細書において定義されるのと同一であるとすることができる。  
エージェントは、ネットワーク接続へ試みおよび再参加（re-attach）できる（３５０）。  
エージェントは、格納されたセキュリティパラメーター（キー／シーケンス番号／キーセット識別子）のうちのいくつかまたはすべてを削除するか、またはセキュリティパラメーターを格納／管理するＷＴＲＵのエンティティに、直にか媒介によってかのどちらかにより、削除するよう信号送信できる（３５５）。
【００２６】
セキュリティパラメーターが正しい場合、ＮＡＳメッセージを、特定のプロトコルおよびメッセージタイプに対して定義されたとおりに処理できる（３６０）。一例として、このエージェントは、ＬＴＥのＮＡＳのモビリティ管理と同等のレイヤーまたはセキュリティ用の新しい下位レイヤーまたは他のあるエージェントであるとすることができる。
【００２７】
（レイヤー３プロトコルの影響）
既存のＬ３プロトコルのヘッダーは、シーケンス番号を含まない。標準的なＬ３メッセージのヘッダーは、２オクテットからなる。ヘッダーは、プロトコルディスクリミネータ（１／２オクテット）、メッセージタイプの１オクテット、およびハーフオクテット、の３つの主要部において構成される。ハーフオクテットは、ある場合にトランザクション識別子として、他のある場合に下位プロトコルのディスクリミネータとして使用され、およびさもなければスキップインディケータと呼ばれる。例えば、プロトコルディスクリミネータがＧＭＭに設定される場合、スキップインディケータとして使用できる。プロトコルディスクリミネータがＳＭに設定される場合、ＴＩとしてまたは下位プロトコルのディスクリミネータとして使用できる。スキップインディケータとして使用される場合、ＧＭＭメッセージに対して最初の４ビットは意味がなく、および「スキップされる」ことを意味する。
【００２８】
プロトコルディスクリミネータは、モビリティ管理（ＭＭ）ＧＰＲＳモビリティ管理（ＧＭＭ）メッセージ、セッション管理（ＳＭ）メッセージ等を区別する。メッセージタイプは、メッセージの種類、例えば、接続要求またはＰＤＰコンテクストアクティベーションを表す一方、トランザクション識別子により、ＷＴＲＵおよびネットワークにおけるピアエンティティが、与えられたプロトコルディスクリミネータおよび与えられたサービスアクセスポイント（ＳＡＰ）に対して１６の異なる二方向のメッセージフローまで区別することを可能にする。上記のメッセージフローを、トランザクションと呼ぶ。さらに、トランザクション識別子（ＴＩ）に対して拡張メカニズムを定義する。上記メカニズムにより、与えられたプロトコルディスクリミネータおよび与えられたＳＡＰに対して、２５６の異なる二方向のメッセージフローまえ区別することを可能にする。例えば、ＷＴＲＵがＩＰアドレスを取得するのを試みる場合、ＷＴＲＵおよびネットワークにおいてＳＭエンティティが存在する。次にＷＴＲＵが別のＩＰアドレスを取得するのを試みる場合、別のＳＭエンティティの対が、ＷＴＲＵおよびネットワークにおいて作成される。ＴＩは、どのトランザクションが、すなわち、どの対が、個別のＳＭメッセージを提供するよう意図されるかを識別する。
【００２９】
図４は、ＮＡＳシーケンス番号４１０を含む、改良されたＬ３プロトコルのヘッダー４００についてのブロック図である。既存のＬ３プロトコルヘッダーと同様に、改良されたヘッダーは２オクテットからなり、３つの主要部から構成される。３つの主要部は、プロトコルディスクリミネータ４２０（１／２オクテット）、メッセージタイプの１オクテット、およびいくつかの場合にトランザクション識別子４３０として、他のいくつかの場合に下位プロトコルディスクリミネータとして使用され、その他の場合にスキップインディケータと呼ばれるハーフオクテットである。例えば、プロトコルディスクリミネータがＧＭＭに設定された場合、スキップインディケータとして使用できる。プロトコルディスクリミネータがＳＭに設定された場合、ＴＩとして、または下位プロトコルディスクリミネータとして使用できる。スキップインディケータとして使用される場合、ＧＭＭメッセージに対して最初の４ビットは、意味がなく、および「スキップされる」ことを意味する。改良されたヘッダーは、ＮＡＳメッセージ４１０に対するシーケンス番号を含み、本明細書において以後、ＮＡＳ  ＳＮという。ＮＡＳ  ＳＮは、ＮＡＳメッセージのプロトコルヘッダーに、またはヘッダーコンテンツのＩＥ（Information Element）として含むことができる。さらに、トランザクション識別子は、シーケンス番号としても機能することができる。ＮＡＳ  ＳＮは、あらかじめ定義された、または取り決められた、インクリメントピリオド（incrementing period）を有することができる。一例として、ＮＡＳ  ＳＮは、ＮＡＳ  ＰＤＵ（すなわち、メッセージ）ごとに基づくとすることができる。ＮＡＳレイヤーは、シーケンス番号に基づいて、またはＮＡＳ  ＳＮを使用してインクリメントする他の番号を使用して、デュプリケートの検出を実行でき、その場合、受信されたデュプリケートのＮＡＳ  ＰＤＵを破棄する。
【００３０】
ＮＡＳ  ＳＮを、プロトコルディスクリミネータまたはメッセージタイプに関係なく、ＡＳの信号送信の無線ベアラーごと、またはＳＡＰごとに維持することができる。さらに、ＴＩごとに維持することができる。
【００３１】
ＣＯＵＮＴ値を、ＮＡＳレイヤーにおいて使用できる。例えば、すべてのＬ３メッセージにおいて、あらかじめ定義された／取り決められたベースによりＣＯＵＮＴ値を増加させることによって、リプレイ攻撃、または、なりすまし攻撃から保護することができる。これは、ＮＡＳレベルの暗号化により実行できる。ただ１つのＣＯＵＮＴ値を、すべてのＳＡＰに対して定義することができる。すべてのＳＡＰに対して、ただ１つのＣＯＵＮＴ−Ｃを、暗号化のために定義でき、およびただ１つのＣＯＵＮＴ−Ｉを、完全性保証のために定義できる。ＣＯＵＮＴ−Ｃおよび／またはＣＯＵＮＴ−Ｉおよび／またはただ１つのＣＯＵＮＴ値についての組合せを、ＳＡＰに対して定義できる。ＣＯＵＮＴを、２つのパラメーターから構成できる。ずなわち、例えば、ＮＡＳ  ＰＤＵ（Protocol Data Unit）ごとに、または与えられたＳＡＰのＮＡＳ  ＰＤＵごとに、あらかじめ定義された／取り決められた規則によりインクリメントするＮＡＳシーケンス番号（ＳＮ）、およびＮＡＳ  ＨＦＮ（Hyper-Frame Number）である。ＮＡＳ  ＨＦＮは、ＮＡＳ  ＳＮのインクリメント数ｘごとに１によりインクリメントするカウンターとであるとすることができる。ＣＯＵＮＴパラメーターを、全体または部において、最初のアクセス／キーの誘導／認証／アイドルからアクティブへの推移の間に、ＳＴＡＲＴ値に基づいて初期化できる。ＣＯＵＮＴパラメーターを、暗号化／復号完全性保護／完全性確認アルゴリズムへの入力として使用して、セキュリティを保証できる。
【００３２】
ＣＯＵＮＴ値は、ＮＡＳセキュリティをアクティベートする前に設定する必要がある場合がある。Ｃｏｕｎｔ−Ｃのパラメーター長さは、３２ビットであるとすることができ、または大きなＳＮがＮＡＳメッセージに対して必要とすることができないので、より小さな値に減らすことができる。また、ＳＮフィールドおよびＨＦＮフィールド自体の長さを、Ｃｏｕｎｔ−Ｃパラメーター内に変更して、ＮＡＳレベルの手順に合わせて最適化できる。従来技術の暗号化エンジンを、ＮＡＳに対して使用できる。適切な変更を、暗号化エンジンに行って、Ｃｏｕｎｔ−Ｃのより小さな値に調整する、またはＳＮおよびＨＦＮフィールドの値を変更するべきである。
【００３３】
あるいはまた、ＮＡＳ  ＳＮはＲＲＣの暗号化で保護できるため無防備ではなく、したがって隠されたＨＦＮが絶対に必要という訳ではないことを考えると、ＮＡＳ  ＣＯＵＮＴ値はＮＡＳ  ＳＮであってもよい。ＮＡＳセキュリティは、ＲＲＣセキュリティより前にアクティベートされてはならず、ＮＡＳ  ＳＮは、ＮＡＳセキュリティがアクティベートされるとリセットすることができる。また、ＮＡＳにおけるデュプリケートの検出は、ＮＡＳ  ＣＯＵＮＴ値を使用して行うことができる。
【００３４】
暗号化エンジンへの入力となるメッセージまたはベアラーＩＤの長さに代えて追加的なパラメーターが定義される必要があり、あるいは、ＮＡＳレイヤーでメッセージを暗号化する際にそれらのパラメーターを抽出するために、ＮＡＳで追加的な手順が定義される必要がある可能性がある。
【００３５】
あるいは、ＷＴＲＵ側で、ＲＲＣとＮＡＳに２つの別個の暗号化エンジンを有する代わりに、ＲＲＳパラメーターとＮＡＳパラメーターの両方を用いて機能することが可能な１つの暗号化エンジンを使用することもできる。
【００３６】
ＮＡＳレベルにおけるメッセージのさらなる暗号化は任意選択であり、ＷＴＲＵは、自身がＮＡＳレベルの暗号化に対応しているかいないかを自身の能力情報で知らせることができる。
【００３７】
（ＥＭＭ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄモードからＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモードへの推移状態におけるＷＴＲＵのキーの処理）
通常、ＷＴＲＵがＥＭＭ＿ｃｏｎｎｅｃｔｅｄモードからＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモードに推移する際にはＲＲＣ接続が解除される。アクティブからアイドルへの推移時には、ｅＮＢは、通例は対応するＷＴＲＵについての状態情報を記憶しない。ｅＮＢは、通例、メモリから現在のキーを削除する。
【００３８】
特にこの実施形態では、アクティブからアイドルへの推移時に、ｅＮＢは、ＫeNB、ＫRRCenc、ＫRRCint、およびＫUPencの少なくとも１つを削除することができる。ただし、ＭＭＥはＫASMEを記憶することができる。
【００３９】
図５は、ＥＭＭ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄモードからＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモードへの推移の状態のＷＴＲＵにおけるキー処理手順５００を示すブロック図である。現在までのところ、この推移に対応するＷＴＲＵ手順は定義されていない。可能な手順の１つは、ＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモードに推移すると５１０、推移の通知がＷＴＲＵによって、ＵＩＣＣ、ＵＳＩＭ、モバイル機器等の、ＷＴＲＵ内にセキュリティキーを記憶させているエンティティに提供できる５２０というものである。別の可能な手順は、異なるｅ−ＮＢにセルを再選択する時等、ＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモード中にサービングｅ−ＮＢが変更する５３０時に、ＷＴＲＵから記憶エンティティに通知が提供される５２０というものである。ＷＴＲＵから記憶エンティティへの通知は、新しいｅ−ＮＢキー、ＲＲＣキー、およびＵプレーンキーを導出できるように、ｅ−ＮＢの識別を含むことができる。例として、通知は、ＮＡＳおよび／またはＡＳによって提供されることができる。提供の目的で、通知元エンティティのプロトコルレイヤー間、および／または通知元エンティティと記憶エンティティとの間に、メッセージ、ＩＥ、インタフェース、およびＳＡＰを含む事前に定義されたプリミティブが定義されてよい。所定のプリミティブは、使用可能な新しいプリミティブと既存のプリミティブの両方を含むことが理解される。そのような推移の通知を受け取ると、ＷＴＲＵ中の記憶エンティティは、該当するキー、例えばＫeNB、ＫRRCenc、ＫRRCint、およびＫUPencの少なくとも１つを削除する５４０ことが好ましい。記憶エンティティは、ＮＡＳセキュリティキーとＡＳＭＥキーを保持するか、削除するかを選択することができる５５０。
【００４０】
記憶エンティティは、アクティブからアイドルへの推移の通知を受け取ると、ＫRRCenc、ＫRRCint、およびＫUPencを削除してよく、異なるｅ−ＮＢへの再選択時など、サービングｅ−ＮＢの変更の通知が受け取られた時にはＫeNBを削除してよい。記憶エンティティは、ＮＡＳセキュリティキーとＡＳＭＥキーを保持するか、削除するかを選択することができる。異なるｅ−ＮＢに属するセルへの再選択が行われる（ブロードキャストチャンネルのｅ−ＮＢ識別を読み取ることによって判定される）と、ＷＴＲＵは、ＫeNBと「次のホップ識別子」を使用して新しいＫ*Enbを生成することができる。
【００４１】
記憶エンティティは、アクティブからアイドルに推移した際、またはアイドルモードで新しいｅ−ＮＢに推移した際にはどのキーも削除してはならず、一方、アイドルからアクティブに推移した際にはキーを削除してよい。
【００４２】
記憶エンティティは、アクティブからアイドルへの推移の際、またはアイドルモードで新しいｅ−ＮＢに推移した際にはキーを削除してはならない。代わりに、新しいキーを生成する時、例えばｅ−ＮＢがＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ要求を受信した時や新しいＣ−ＲＮＴＩが割り当てられた時にキーを削除してよい。
【００４３】
通信中のセルのＩＤ／Ｃ−ＲＮＴＩにおける変更は、記憶エンティティに通知されることができる５６０。この通知は、ＮＡＳおよび／またはＡＳによって提供されることができる。代替として、関連タイマ値を含めてキーが記憶されてもよい５７０。ＷＴＲＵがアイドルからアクティブ、またはアクティブからアイドルになる時、このタイマの時間で、キーが最終的に削除されるまでアクティベートであってよい時間の長さを制御することができる。
【００４４】
（提案される暗号化アーキテクチャによるＰＤＣＰレイヤーへの影響）
通常、ＲＲＣおよびＵプレーンのトラフィックの暗号化を、ＰＤＣＰレイヤーにおいて行うことができる。これは、ＰＤＣＰに多くのアーキテクチャ上の変更を課す。
【００４５】
本実施形態では、ＰＤＣＰレイヤーは、上位レイヤーからＲＲＣセキュリティキーとＵ−プレーンセキュリティキーを受け取る能力を有する。プリミティブが必要に応じて定義されてよい。具体的には、ＲＲＣまたはＮＡＳまたはＵＳＩＭは、要求される暗号キーおよび要求されるＳＴＡＲＴまたはＣＯＵＮＴまたはＨＦＮまたはＳＮ値をＰＤＣＰに提供することができる。ＰＤＣＰレイヤーは、ＲＲＣヘッダー情報に基づいて、それらの値を独自に計算する能力を有してもよい。
【００４６】
図１を参照すると、ＣプレーンのトラフィックはＰＤＣＰを通らない。異なるＣＯＵＮＴパラメーターを使用して異なる無線ベアラーのセキュリティを保護することができるので、ＰＤＣＰレイヤーは、異なる種類のトラフィックを区別できることが好ましい。そのために、入ってくるＳＤＵ、またはＳＤＵを搬送するプリミティブは、宛先の無線ベアラーに関する明示的な情報を有することができる。それに応じて、ＰＤＣＰレイヤーは、その情報を自身のため、および暗号化／完全性保証のために判定することができる。
【００４７】
図６は、ＬＴＥ６００に対するアクセス層のプロトコルスタックのブロック図である。図６を参照すると、Ｃプレーントラフィックは、ＰＤＣＰレイヤー６１０を通る。ＰＤＣＰレイヤー６１０は、受信されるＰＤＣＰ  ＰＤＵのセキュリティを確認する。ＰＤＣＰレイヤー６１０は、受信されるＰＤＵ（データ無線ベアラーまたはの信号送信無線ベアラーのどちらかに対応付けられる）のセキュリティパラメーターが不正確であると判断した場合（すなわち、例えば、ＰＤＣＰ  ＰＤＵの完全性検査が失敗の場合）は、以下のアクションの少なくとも１つをあらゆる順において行うことができる。とられるアクションは、セキュリティパラメーターが失敗であったメッセージのタイプにより決めることができる。さらに、下に定義する手順は、他のあるレイヤーにおいてセキュリティに問題がある場合、例えば、ＮＡＳセキュリティに障害が発生した場合に使用することができる。すなわち、  
ＰＤＣＰのアクションを、実装により定義できる。  
ＰＤＣＰは、メッセージを無視および／または破棄できる。  
ＰＤＣＰは、ＷＴＲＵのＲＲＣエンティティ等の他のプロトコルレイヤーに障害を報告することができる。別のプロトコルレイヤーにそのような障害を通知できる。
障害数を数え続け、および障害が繰り返される（例えばＹ個のメッセージにまたは単位時間にＸ回の障害が発生する）状態において、例えば、本明細書において定義されるアクションまたは他のいくつかのアクション等のいくつかのアクションをとることができる。  
記憶されているキーやシーケンス番号等のセキュリティパラメーターの一部またはすべてを削除するか、セキュリティパラメーターを記憶または管理しているＷＴＲＵ中のエンティティに、直接または間接的に、削除するように通知することができる。  
他のプロトコルレイヤーへの障害報告は、障害の原因を含むことができる。
【００４８】
ＰＤＣＰ  ＨＦＮは、ＣＯＵＮＴ値を構成するために使用することができる。このＣＯＵＮＴ値は、ＰＤＣＰ５１０の暗号化および／または完全性保証のアルゴリズムで使用することができ、ＳＴＡＲＴ値で初期化されることができる。ＰＤＣＰが保護することが可能な無線ベアラーごとに複数のＣＯＵＮＴ値があってよい。ＲＲＣ６２０とＰＤＣＰレイヤー６１０は、ＣＯＵＮＴ値またはその構成要素に関連する情報を交換できる場合がある。
【００４９】
ＰＤＣＰレイヤー６１０は、メッセージの完全性保証を調べることができる。これは、完全性保証がＰＤＣＰ６１０で行われるという前提に沿っている。しかし、現在、メッセージの完全性を検証するためにメッセージに付加されるメッセージ認証コード（ＭＡＣ）のワードは、ＲＲＣメッセージに付加されるＲＲＣ６２０で計算され、ＲＬＣ６３０／メディアアクセス制御（ＭＡＣ）６４０に渡される。ＭＡＣワードを含むメッセージ全体が暗号化される。また、ＰＤＣＰレイヤー６１０は、ＲＲＣメッセージが保護を必要とするかどうかを判断できない場合がある。
【００５０】
送信側では、ＲＲＣレイヤー６２０が、与えられたＲＲＣメッセージが完全性保証および／または暗号化を必要とするか、必要としないかをＰＤＣＰレイヤー６１０に通知することができる。ＰＤＣＰレイヤー６１０は、その通知を使用して、ＰＤＣＰ  ＰＤＵとして送信されるＲＲＣメッセージに暗号化および／または完全性保証を行うか行わないかを決定することができる。
【００５１】
この通知は、新しいビットを使用してＲＲＣからＰＤＣＰに送られるすべてのＲＲＣメッセージでＲＲＣからＰＤＣＰレイヤーに提供される明示的な通知であってよい。それに代えて、またはそれに加えて、この通知は暗黙的であってもよく、例えばＰＤＣＰでの暗号化および／または完全性保証は、指示されない限り常にアクティベートし、ＲＲＣによって特に指示されない限りは常に無効にしておくことができる。一例として、２ビットのインディケータをＲＲＣレイヤー６２０で使用して、現在アクティベートなっている暗号化と完全性保証とのあらゆる組合せを示すことができる。そのような指示は、ＰＤＣＰに渡される各ＲＲＣメッセージと共に送信するか、あるいはすべてのＲＲＣメッセージに適用することができ、一部のＲＲＣメッセージは暗号化および／または完全性保証が行われない場合もあるため、好ましい。
【００５２】
あるいはまた、または加えて、ＲＲＣレイヤー６２０は、与えられたＲＲＣメッセージで始まるすべてのＲＲＣメッセージの完全性保証が行われることをＰＤＣＰレイヤー６１０に通知してもよい。
【００５３】
あるいはまた、または加えて、ＲＲＣレイヤー６２０は、与えられたＲＲＣメッセージで始まるすべてのＲＲＣメッセージが暗号化されることをＰＤＣＰレイヤー６１０に通知してもよい。
【００５４】
あるいはまた、または加えて、ＲＲＣレイヤー６２０は、与えられたＲＲＣメッセージで始まるすべてのＲＲＣメッセージが暗号化され、かつ完全性保証が行われることをＰＤＣＰレイヤー６１０に通知してもよい。
【００５５】
あるいはまた、または加えて、ＲＲＣレイヤー６２０は、ＰＤＣＰレイヤー６１０への汎用ＲＲＣメッセージのリストと、それらメッセージに関連付けられたセキュリティパラメーターとを提供してもよい。リストは、例えばＲＲＣ接続の再確立等、暗号化および／または完全性保証なしで受信されることが可能なメッセージを含むことができる。リストは、暗号化および／または完全性保証を有して受信できるメッセージを含むことができる。
【００５６】
あるいはまた、または加えて、暗号化および／または完全性検査のフラグを、オプションとしてＲＲＣレイヤー６２０によって定義でき、フラグがセットされると、ＰＤＣＰレイヤー６１０は、すべてのＲＲＣメッセージに対して暗号化および／または完全性検査を行う。したがって、ＰＤＣＰレイヤー６１０は、暗号化および完全性検査の前に、このフラグを確認する。暗号化と完全性保証に設定される別個のフラグがあってもよい。
【００５７】
上記の種々の通知メカニズムすべてについて、通知は、の信号送信無線ベアラー（ＳＲＢ）ごとに提供されることができる。すなわち、ＲＲＣレイヤー６２０は、暗号化および／または完全性保証についての通知が、ＰＤＣＰレイヤー６１０によって特定のＳＲＢに対応付けられたＲＲＣメッセージに適用されることをＰＤＣＰレイヤー６１０に通知することができる。
【００５８】
送信されるメッセージに対して、ＰＤＣＰレイヤー６１０は、まず完全性保証を行ってから暗号化することができ、またはまず暗号化してから完全性保証を行うことができる。いずれの動作の前にも、メッセージをパディングして、暗号化および／または完全性保証に最適な長さを実現することができる。セキュリティ動作の前に、ＰＤＣＰレイヤー６１０は、ＳＮを割り当てることができる。ＳＮは、ＰＤＣＰ  ＳＮであっても、ＲＲＣ  ＳＮを再使用しても、例えば共通のシーケンス番号等の別のシーケンス番号を使用してもよい。セキュリティ動作の前に、ＰＤＣＰレイヤー６１０は、Ｕプレーントラフィックのヘッダー圧縮を行うことができる。
【００５９】
完全性保証のためのＭＡＣワードは、プレーン・テキスト・データ、暗号化データ、および／またはＰＤＣＰヘッダーのすべてまたは一部について計算することができる。
【００６０】
暗号化は、ＭＡＣワードを含むメッセージ全体、および／またはプレーン・テキスト・メッセージ、および／またはそれらの一部分に対して行われることができる。
【００６１】
暗号化は、ＰＤＣＰヘッダーの全体、または、例えばＳＮを除いた、ＰＤＣＰヘッダーの一部分に対して行われてもよい。
【００６２】
ペイロードの暗号化および／または完全性保証が行われているかどうかについての通知を、含めることができる。例えば、送信側のＰＤＣＰレイヤー６１０は、完全性検査情報が存在すること、および／または暗号化がアクティベートなっていることを通知するＩＥを含めることができる。この通知は暗号化してよい。この通知は、ＰＤＣＰレイヤーが確認するためにメッセージ内のＭＡＣワードの位置を示すことができる。受信側のＰＤＣＰレイヤー６１０は、その通知を使用して復号および／または完全性検査を行うかどうかを決定することができる。
【００６３】
ＰＤＣＰレイヤー６１０とＰＤＣＰプロトコルは、受信側に対して、ＰＤＣＰヘッダー／メッセージ内の所定の位置に完全性検査のためのＭＡＣワードを含めることができる。あるいは、ＭＡＣワードの位置を受信側のＰＤＣＰレイヤー６１０に通知してもよい。そのような通知は、一例としてヘッダー中のオフセットフィールドとすることができる。
【００６４】
送信側のセキュリティ動作の順序に応じて、受信側のＰＤＣＰは、初めに受信メッセージを復号してからその完全性を検査するか、または初めに完全性を検査してからメッセージを復号する。受信ユニットにおけるセキュリティ動作は、送信ユニットと逆の順序であることが好ましい。ＰＤＣＰヘッダー／メッセージ内のＭＡＣワードの位置を、指示フィールドによって補足できる。
【００６５】
ＰＤＣＰレイヤー６１０は、個別のメッセージについての暗号化および／または完全性保証が満足の行くものではないかどうかを判断することができる。これは、メッセージが正しく暗号化および／または完全性保証が行われているか否かをＰＤＣＰが判定することを意味する。
【００６６】
ＰＤＣＰレイヤー６１０は、例えばそれがＲＲＣレイヤー６２０に渡そうとしているメッセージが暗号化および／または完全性保証を行って受信された場合には、ＲＲＣレイヤーに、メッセージのセキュリティ状態を通知することができる。あるいは別の例として、完全性保証の検査が成功または失敗であったかの場合がある。この通知は暗黙的であってもよく、すなわち、例えば完全性保証の検査が失敗であった場合等、エラーが発生した時にのみ提供されてもよい。そして、ＲＲＣレイヤー６２０は、個別のメッセージの保護が許容できるものであるかどうかを判断することができる。エラーを通知された際のＲＲＣの振る舞いは、段落［００６４］でＰＤＣＰについて定義したようなものであってよい。それに代えて、またはそれに加えて、ＲＲＣレイヤーは、ネットワークに障害を通知する情報エレメントを（ネットワークに送信するＲＲＣメッセージに）加えることにより、完全性検査が失敗であったことをネットワークに通知してもよい。
【００６７】
エラーの場合、ＰＤＣＰレイヤー６１０は、上述の障害対処シナリオで説明したステップをとることができる。ＲＲＣメッセージがＡＳＮＩ符号化されており、ＲＲＣレイヤー６２０でＭＡＣワードが含められる場合、ＰＤＣＰレイヤー６１０は、ＲＲＣレイヤーを調べ、ＭＡＣワードを確認する。ＰＤＣＰレイヤー６１０は、完全性保証を示すフラグが設定されている場合にそのように確認することができる。
【００６８】
（レイヤー間セキュリティの手順）
ＲＲＣ／ＰＤＣＰレイヤーは、ＮＡＳレイヤーまたはＵＳＩＭからｅ−ＮＢキー／ＲＲＣキー／Ｕプレーンキーを受け取ることができる。あるいは、ＲＲＣ／ＰＤＣＰで独自のキーを生成してもよい。一例として、ＲＲＣレイヤーは、ＲＲＣの信号送信でネットワークから受け取ったパラメーター、ＮＡＳから受け取ったＫASME、および他のプロトコルレイヤーから受け取った他のパラメーター（例えば、ＷＴＲＵが現在滞在している、またはアクセスしようとしているセルの物理的なセル識別を物理レイヤーから入手することができる）を使用して、ｅ−ＮＢキー／ＲＲＣキー／Ｕプレーンキーを生成することができる。これらのセキュリティキーは、新しいＳＡＰまたは既存のＳＡＰを通じ、新しいプリミティブまたは既存のプリミティブを含む所定のプリミティブを使用して、ＮＡＳとＲＲＣ／ＰＤＣＰの間、またはＲＲＣとＰＤＣＰの間で渡されることができる。各レイヤーは、エラーすなわちセキュリティ障害を上位／下位レイヤーに通知する能力を有することができる。
【００６９】
図７は、ＬＴＥにおける暗号化されたメッセージおよび非暗号化メッセージ送信用に構成されたワイヤレス通信システム７００のブロック図である。このシステムは、基地局７０５と、ワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）７１０を含む。基地局７０５とＷＴＲＵ７１０は、ワイヤレス通信リンクによって通信する。
【００７０】
図７に示すように、ＷＴＲＵ７１０は、送信機７２０、受信機７３０、およびプロセッサ７４０を含む。プロセッサ７４０は、バッファー７５０およびメモリ７６０に接続される。プロセッサ７４０は、少なくとも１つの上記の技術を使用して、セキュリティパラメーターを含んだＮＡＳメッセージを処理するように構成される。
【００７１】
図７には基地局７０５も示し、基地局７０５は、送信機７６５、受信機７７０、およびプロセッサ７８０を含む。プロセッサ７８０は、バッファー７９０およびメモリ７９５に接続される。プロセッサ７８０は、少なくとも１つの上記の技術を使用して、セキュリティパラメーターを含んだＮＡＳメッセージを処理するように構成される。
【００７２】
特徴および要素は特定の組合せで記載されるが、各特徴または要素は、その他の特徴および要素を用いずに単独で使用することも、他の特徴および要素との各種組合せで使用することもできる。提供される方法またはフローチャートは、汎用コンピューターまたはプロセッサで実行するためにコンピューター読み取り可能な記憶媒体に有形に実施されたコンピュータープログラム、ソフトウェア、またはファームウェアとして実装されることができる。コンピューター読み取り可能な記憶媒体の例には、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内部ハードディスクや取り外し可能ディスク等の磁気媒体、光磁気媒体、およびＣＤ−ＲＯＭディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）等の光学媒体が含まれる。
【００７３】
適切なプロセッサには、例として、汎用プロセッサ、特定用途プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと関連する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラー、マイクロコントローラー、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、他種の集積回路（ＩＣ）、および／または状態機械が含まれる。
【００７４】
ソフトウェアと関連するプロセッサを使用して、ワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）、ユーザー機器（ＵＥ）、端末、基地局、無線ネットワークコントローラー（ＲＮＣ）、あるいは任意のホストコンピューターにおいて使用するための高周波送受信機を実装することができる。ＷＴＲＵは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアとして実装されたモジュールと併せて使用することができ、それらのモジュールは、カメラ、ビデオカメラモジュール、テレビ電話、スピーカーフォン、振動デバイス、スピーカ、マイクロフォン、テレビジョン送受信機、ハンドフリーヘッドセット、キーボード、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）ラジオユニット、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示ユニット、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示ユニット、デジタル音楽プレーヤー、メディアプレーヤー、ビデオゲームプレーヤーモジュール、インターネットブラウザ、および／または任意のワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）モジュール等である。
【００７５】
（実施形態）
１．ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）・ワイヤレス通信においてセキュリティを実装するよう構成されたワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）であって、
非アクセス層（ＮＡＳ）メッセージを受信するよう構成された受信機であって、ＮＡＳメッセージは、セキュリティパラメーターを含む、受信機と、
セキュリティパラメーターが正しいかどうかを決定し、
決定に基づいてセキュリティ手順を実行するよう構成されたプロセッサと  を備えたＷＴＲＵ。
２．プロセッサは、
暗号化を行う無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）エンジンと、
暗号化を行うＮＡＳエンジンと
を備えた実施形態１のＷＴＲＵ。
３．プロセッサは、
ＲＲＣパラメーターおよびＮＡＳパラメーターの両方により動作するよう構成された暗号化エンジン
を備えた実施形態１−２のＷＴＲＵ。
４．セキュリティ手順は、メッセージを無視すること、メッセージを破棄すること、別のプロトコルレイヤーに障害を報告すること、再認証を開始すること、  ＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモードに移ること、ＥＭＭ＿Ｄｅｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ状態に移ること、障害数を数え続けること、ネットワークへの再接続を続行すること、セキュリティパラメーターを削除することのうちの少なくとも１つを含む実施形態１のＷＴＲＵ。
５．ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）・ワイヤレス・デバイスにセキュリティを実装する方法であって、
非アクセス層（ＮＡＳ）メッセージを受信することであって、ＮＡＳメッセージは、セキュリティパラメーターを含む、受信することと、
セキュリティパラメーターが正しいかどうかを決定することと、
決定に基づいてセキュリティ手順を実行することと
を備えた方法。
６．セキュリティ手順は、メッセージを無視すること、メッセージを破棄すること、別のプロトコルレイヤーに障害を報告すること、再認証を開始すること、ＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモードに移ること、ＥＭＭ＿Ｄｅｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ状態に移ること、障害数を数え続けること、ネットワークへの再接続を続行すること、セキュリティパラメーターを削除することのうちの少なくとも１つを含む実施形態５の方法。
７．ＮＡＳメッセージは、ＮＡＳシーケンス番号を含むプロトコルヘッダーを含む実施形態５−６の方法。
８．ＮＡＳシーケンス番号に基づいてデュプリケートの検出を実行すること
をさらに備えた実施形態５−７の方法。
９．ＮＡＳシーケンス番号は、トランザクション識別子として機能する実施形態５−８の方法。
１０．ＮＡＳシーケンス番号は、あらかじめ定義されたインクリメントピリオドを含む実施形態５−８の方法。
１１．ＮＡＳシーケンス番号は、取り決められたインクリメントピリオドを含む実施形態５−８の方法。
１２．ＮＡＳメッセージは、ＣＯＵＮＴ値に関連する実施形態５−１１の方法。
１３．ＣＯＵＮＴ値は、暗号化のため（ＣＯＵＮＴ−Ｃ）である実施形態１２の方法。
１４．ＣＯＵＮＴ値は、完全性保証のため（ＣＯＵＮＴ−Ｉ）である実施形態１１−１２の方法。
１５．ＣＯＵＮＴ値は、ＣＯＵＮＴ−ＣとＣＯＵＮＴ−Ｉとの組合せである実施形態１１−１４の方法。
１６．ＣＯＵＮＴ値は、
ＮＡＳシーケンス番号（ＳＮ）と、
ＮＡＳ  ＨＦＮと
を含む実施形態１１−１５の方法。
１７．ＮＡＳ  ＨＦＮは、カウンターである実施形態１１−１６の方法。
１８．ＣＯＵＮＴ値は、暗号化を行う完全性保証アルゴリズムへの入力として使用される実施形態１２−１７の方法。
１９．ＣＯＵＮＴ値は、復号完全性保証アルゴリズムへの入力として使用される実施形態１２−１８の方法。
２０．ＣＯＵＮＴ値は、ＮＡＳセキュリティのアクティベートの前に構成される実施形態１２−１９の方法。
２１．ＣＯＵＮＴ値は、３２ビットまたは３２ビット未満である実施形態１２−２０の方法。
２２．ＳＮおよびＨＦＮは、構成可能である実施形態１６−２１の方法。
２３．ＣＯＵＮＴ値は、ＮＡＳシーケンス番号（ＳＮ）であり、ＣＯＵＮＴ値を使用してデュプリケートの検出を実行する実施形態１２−２２の方法。
２４．ＮＡＳメッセージは、ワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）の性能の情報を示す実施形態５−２３の方法。
２５．ＷＴＲＵの性能情報は、ＮＡＳレベルの暗号化に対するサポートを示す実施形態２４に記載の方法。
２６．ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）・ワイヤレス・デバイスにセキュリティを実装する方法であって、
ＰＤＣＰ  ＰＤＵを受信することであって、ＰＤＣＰ  ＰＤＵは、セキュリティパラメーターを含む、受信することと、
セキュリティパラメーターが正しいかどうかを決定することと、
決定に基づいてセキュリティ手順を実行することと
を備えた方法。
２７．ＲＲＣメッセージが完全性保証および暗号化の少なくとも１つを必要とするかどうかを示す通知を、無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）レイヤーからＰＤＣＰレイヤーに送信すること
をさらに備えた実施形態２６の方法。
２８．送信されたＲＲＣメッセージが完全性保証および暗号化の少なくとも１つを必要としないことを示す通知を、ＲＲＣレイヤーからＰＤＣＰレイヤーに送信すること
をさらに備えた実施形態２６−２７の方法。
２９．あらかじめ定められたＲＲＣメッセージにより開始するすべてのＲＲＣメッセージの暗号化または完全性保証が行われることをＰＤＣＰレイヤーに通知すること
をさらに備えた実施形態２７−２８の方法。
３０．あらかじめ定められたＲＲＣメッセージにより開始するすべてのＲＲＣメッセージの暗号化および完全性保証が行われることをＰＤＣＰレイヤーに通知すること
をさらに備えた実施形態２７−２９の方法。
３１．ＲＲＣメッセージの暗号化または完全性検査を行うために、ＲＲＣにおいて暗号化または完全性検査のフラグを設定すること
をさらに備えた実施形態２７−３０の方法。
３２．暗号化のフラグが設定される場合、ＰＤＣＰ  ＰＤＵとしてＲＲＣメッセージを送信する前にＰＤＣＰレイヤーにおいてＲＲＣメッセージを暗号化し、およびＲＲＣメッセージに対応する受信されるすべてのＰＤＣＰ  ＰＤＵを復号し、暗号化のフラグが設定されない場合、暗号化および復号を実行しないこと
をさらに備えた実施形態３１の方法。
３３．完全性検査のフラグが設定される場合、送信されるＲＲＣメッセージに対応するＰＤＣＰ  ＰＤＵにメッセージ認証コードを付加し、ＲＲＣメッセージに対応する受信されるすべてのＰＤＣＰ  ＰＤＵに完全性検査を実行し、完全性検査のフラグが設定されない場合、付加および完全性検査を実行しないこと
をさらに備えた実施形態３１−３２の方法。
３４．ＲＲＣメッセージを暗号化および完全性検査するために、ＲＲＣにおいて暗号化および完全性検査のフラグを設定すること
をさらに備えた実施形態２７−３３の方法。
３５．暗号化および完全性検査のフラグが設定される場合、ＰＤＣＰ  ＰＤＵとしてＲＲＣメッセージを送信する前にＲＲＣメッセージを暗号化し、ＲＲＣメッセージに対応する受信されるＰＤＣＰ  ＰＤＵを復号し、送信されるＲＲＣメッセージに対応するＰＤＣＰ  ＰＤＵ中にメッセージ認証コードを付加し、およびＲＲＣメッセージに対応する受信されるすべてのＰＤＣＰ  ＰＤＵに完全性検査を実行し、暗号化および完全性検査のフラグが設定されない場合、暗号化、復号、付加および完全性検査を実行しないこと
をさらに備えた実施形態３４の方法。
３６．汎用ＲＲＣメッセージのリストおよびそれらのメッセージに関連付けられたセキュリティパラメーターをＰＤＣＰに提供すること
をさらに備えた実施形態２７−３５の方法。
３７．ＰＤＣＰレイヤーは、ＲＲＣから実行するように指示されない限り、ＲＲＣメッセージの暗号化または完全性保証の少なくとも１つを実行しない実施形態２７−３６の方法。
３８．ＲＲＣメッセージを暗号化することと、
ＲＲＣメッセージの完全性を保護することと
をさらに備えた実施形態２７−３７の方法。
３９．暗号化または完全性保証に最適な長さを得るためにＲＲＣメッセージがパディングされる実施形態２７−３８の方法。
４０．プレーンデータ、暗号化データ、ＰＤＣＰヘッダーの一部、またはＰＤＣＰヘッダー全体について、完全性保証のためのメッセージ認証コード（ＭＡＣ）ワードを計算すること
をさらに備えた実施形態２６−３９の方法。
４１．部分的なプレーンデータに対して暗号化を実行する実施形態２６−４０の方法。
４２．ペイロードの暗号化または完全性保証が行われたかどうかを通知すること
をさらに備えた実施形態２６−４１の方法。
４３．ＰＤＣＰ  ＰＤＵ内の位置にメッセージ認証コード（ＭＡＣ）ワードをあらかじめ定義することであって、ＰＤＣＰ  ＰＤＵは、ヘッダーを含む、あらかじめ定義すること
をさらに備えた実施形態２６−４２の方法。
４４．あらかじめ定義されたＭＡＣワードの位置は、ＰＣＤＰ  ＰＤＵヘッダー中である実施形態４３の方法。
４５．セキュリティ手順は、ＲＲＣメッセージを無視すること、メッセージを破棄すること、障害報告で障害を報告すること、障害数を数え続けること、セキュリティパラメーターを削除することのうちの少なくとも１つを含む実施形態２６−４４の方法。
４６．障害報告は、障害の原因を含む実施形態４５の方法。
４７．ＰＤＣＰ  ＨＦＮを使用してＣＯＵＮＴ値を構成すること
をさらに備えた実施形態２６−４６の方法。
４８．ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）・ワイヤレス・デバイスにセキュリティを実装する方法であって、
ＰＤＣＰレイヤーにおいてメッセージを受信することと、
受信されたメッセージの復号を実行することと、
受信されたメッセージの完全性検査を実行することと
を備えた方法。
４９．受信メッセージの完全性検査は、メッセージを復号する前に実行される実施形態４８の方法。
５０．受信メッセージ内のメッセージ認証コード（ＭＡＣ）ワードの位置を決定すること
をさらに備えた実施形態４８−４９の方法。
５１．メッセージの暗号化および完全性保証が満足であるかどうかを決定すること
をさらに備えた実施形態４８−５０の方法。
５２．受信されたメッセージのセキュリティ状態を無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）レイヤーに通知すること
をさらに備えた実施形態４８−５１の方法。
５３．完全性検査が受信されたＲＲＣメッセージに対して失敗したかどうかを示す通知を、ＰＤＣＰレイヤーから無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）レイヤーに送信すること
をさらに備えた実施形態４８−５２の方法。
５４．完全性検査が受信されたＲＲＣメッセージに対して成功したかどうかを示す通知を、ＰＤＣＰレイヤーから無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）レイヤーに送信すること
をさらに備えた実施形態４８−５３の方法。
５５．あらかじめ定められた時間間隔またはＲＲＣメッセージのあらかじめ定められた受信数においてあらかじめ定められた回数の障害が発生した場合にのみ、完全性検査が失敗したことの通知をＰＤＣＰレイヤーから無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）レイヤーに送信すること
をさらに備えた実施形態４８−５４の方法。
５６．受信メッセージがＡＳＮ．１のエンコードされたメッセージであると、ＰＤＣＰの無線リソースコントローラー（ＲＲＣ）レイヤーにおいてメッセージ認証コード（ＭＡＣ）ワードを確認すること
をさらに備えた実施形態４８−５５の方法。
５７．セキュリティを実装することは、メッセージを無視すること、メッセージを破棄すること、障害報告で障害を報告すること、障害数を数え続けること、セキュリティパラメーターを削除することのうちの少なくとも１つを含む実施形態４８−５６の方法。
５８．障害報告は、障害の原因を含む実施形態５７の方法。
５９．ＥＭＭ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄモードからＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモードへの推移の状態においてワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）のキーを処理する方法であって、
推移をＷＴＲＵの記憶エンティティに通知することと、
第１のキーセットを削除することと
を備えた方法。
６０．ＮＡＳセキュリティキーおよびＡＳＭＥキーを保持すること
をさらに備えた実施形態５９の方法。
６１．ＮＡＳセキュリティキーおよびＡＳＭＥキーを削除すること
をさらに備えた実施形態５９−６０の方法。
６２．通知することは、非アクセス層（ＮＡＳ）によって提供される実施形態５９−６１の方法。
６３．通知することは、アクセス層（ＡＳ）によって提供される実施形態５９−６２の方法。
６４．通知することは、あらかじめ定められたプリミティブを使用して提供される実施形態５９−６３の方法。
６５．通知することは、ＥＭＭ＿Ｉｄｌｅモードの間に通信中のｅ−ＮＢが変更した場合に提供される実施形態５９−６５の方法。
６６．第１のキーセットは、ＫeNB、ＫRRCenc、ＫRRCint、およびＫUPenc、の少なくとも１つを含む実施形態５９−６６の方法。
６７．記憶エンティティは、通知を受信する状態において、ＫRRCenc、ＫRRCint、およびＫUPencを削除する実施形態５９−６７の方法。
６８．記憶エンティティは、通知を受信する状態において、ＫeNBを削除する実施形態５９−６８の方法。
６９．通知を受信する状態において、第２のキーセットを生成すること
をさらに備えた実施形態５９−６９の方法。
７０．通知することは、通信中のセルの変更を示す実施形態５９−７０の方法。
７１．第１のキーセットは、タイマ値を含む実施形態５９−７１の方法。
７２．ＮＡＳレイヤーからまたはＵＳＩＭからキーを受信すること
をさらに備えた実施形態５−７２の方法。
７３．受信されたキーは、あらかじめ定められたプリミティブを使用して非アクセス層（ＮＡＳ）レイヤーからＲＲＣ／ＲＤＣＰに渡される実施形態７２の方法。
７４．受信されたキーは、あらかじめ定められたプリミティブを使用してＲＲＣとＰＤＣＰとの間において渡される実施形態７３−７５の方法。
【図１】
2010534959.tif 000003
【図２】
2010534959.tif 000004
【図３】
2010534959.tif 000005
【図４】
2010534959.tif 000006
【図５】
2010534959.tif 000007
【図６】
2010534959.tif 000008
【図７】
2010534959.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月18日(2010.3.18)
【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】
ワイヤレス通信においてＮＡＳ（non-access）セキュリティ手順を実行する方法であって、
ＮＡＳシーケンス番号（ＮＡＳ  ＳＮ（sequence number））、プロトコルヘッダーおよびセキュリティパラメーターを含むＮＡＳメッセージを受信するステップと、
前記受信されたＮＡＳメッセージの完全性検査を実行するステップであって、前記ＮＡＳメッセージは、ＮＡＳ  ＳＮおよびＮＡＳ  ＨＦＮ（Hyper-Frame Number）を含むＣＯＵＮＴ値と関係する、実行するステップと、
前記受信されたＮＡＳメッセージの完全性検査の失敗に応答して、前記ＮＡＳメッセージを処理しないステップと、
前記受信されたＮＡＳメッセージの完全性検査の成功に応答して、前記ＮＡＳメッセージを前記プロトコルヘッダーにより処理するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記受信されたＮＡＳメッセージは、プロトコルディスクリミネータ、メッセージタイプ、ＴＩ（Transaction Identifier）および下位プロトコルディスクリミネータを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＮＡＳ  ＳＮは、前記受信されたＮＡＳメッセージのプロトコルヘッダーであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＮＡＳ  ＳＮは、ＩＥ（Information Element）のコンテンツとして受信されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＴＩは、前記ＮＡＳ  ＳＮとして機能することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記ＮＡＳ  ＳＮは、あらかじめ定義されたインクリメントピリオドまたは取り決められたインクリメントピリオドを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＣＯＵＮＴ値は、あらかじめ定義されたベースにより、または取り決められたベースによりインクリメントされ、および前記ＮＡＳ  ＳＮは、ＮＡＳ  ＳＮのインクリメント数ごとに１つインクリメントされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ＮＡＳメッセージを処理しないステップは、メッセージを無視するステップと、メッセージを破棄するステップと、別のプロトコルレイヤーに障害を報告するステップと、再認証を開始するステップと、ＥＭＭ＿Ｉｄｌｅ（Evolved Packet System（ＥＰＳ）Mobility Management＿Ｉｄｌｅ）モードに移るステップと、ＥＭＭ＿Ｄｅｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ状態に移るステップと、障害数の合計を保持するステップと、ネットワークへの再接続を続行するステップと、セキュリティパラメーターを削除するステップとのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ワイヤレス通信においてＮＡＳ（non-access）セキュリティ手順を実行するよう構成されたワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）であって、
ＮＡＳシーケンス番号（ＮＡＳ  ＳＮ（sequence number））、プロトコルヘッダーおよびセキュリティパラメーターを含むＮＡＳメッセージを受信するよう構成された受信機と、
前記受信されたＮＡＳメッセージの完全性検査を実行するステップであって、前記ＮＡＳメッセージは、ＮＡＳ  ＳＮおよびＮＡＳ  ＨＦＮ（Hyper-Frame Number）を含むＣＯＵＮＴ値と関係する、実行するよう構成されたプロセッサと
を備え、前記プロセッサは、
前記受信されたＮＡＳメッセージの完全性検査の失敗に応答して、前記ＮＡＳメッセージを処理しないよう、
前記受信されたＮＡＳメッセージの完全性検査の成功に応答して、前記ＮＡＳメッセージを前記プロトコルヘッダーにより処理するよう
さらに構成されたことを特徴とするＷＴＲＵ。
【請求項１０】
前記受信されたＮＡＳメッセージは、プロトコルディスクリミネータ、メッセージタイプ、ＴＩ（Transaction Identifier）および下位プロトコルディスクリミネータを含むことを特徴とする請求項９に記載のＷＴＲＵ。
【請求項１１】
前記ＮＡＳ  ＳＮは、前記受信されたＮＡＳメッセージのプロトコルヘッダーであることを特徴とする請求項９に記載のＷＴＲＵ。
【請求項１２】
前記ＮＡＳ  ＳＮは、ＩＥ（Information Element）のコンテンツとして受信されることを特徴とする請求項９に記載のＷＴＲＵ。
【請求項１３】
前記ＴＩは、前記ＮＡＳ  ＳＮとして機能することを特徴とする請求項１０に記載のＷＴＲＵ。
【請求項１４】
前記ＮＡＳ  ＳＮは、あらかじめ定義されたインクリメントピリオドまたは取り決められたインクリメントピリオドを含むことを特徴とする請求項９に記載のＷＴＲＵ。
【請求項１５】
前記ＣＯＵＮＴ値は、あらかじめ定義されたベースにより、または取り決められたベースによりインクリメントされ、および前記ＮＡＳ  ＳＮは、ＮＡＳ  ＳＮのインクリメント数ごとに１つインクリメントされることを特徴とする請求項９に記載のＷＴＲＵ。
【請求項１６】
前記ＮＡＳメッセージを処理しないことは、メッセージを無視すること、メッセージを破棄すること、別のプロトコルレイヤーに障害を報告すること、再認証を開始すること、ＥＭＭ＿Ｉｄｌｅ（Evolved Packet System（ＥＰＳ）Mobility Management＿Ｉｄｌｅ）モードに移ること、ＥＭＭ＿Ｄｅｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ状態に移ること、障害数の合計を保持すること、ネットワークへの再接続を続行すること、セキュリティパラメーターを削除することのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載のＷＴＲＵ。
【国際調査報告】
2010534959.tif 000010
2010534959.tif 000011
2010534959.tif 000012
2010534959.tif 000013
2010534959.tif 000014