(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ機器（７０、２７５、７００）のハンドオーバ中にセキュリティコンテキストを転送するために、無線通信ネットワーク（１０）のコアネットワーク（１０）における１つまたは複数のコアネットワークノード（１７５、６００）によって実施される方法であって、前記１つまたは複数のコアネットワークノード（１７５、６００）がソースアクセス・モビリティ管理機能（４０）をもたらす、方法において、
前記無線通信ネットワーク（１０）のアクセスネットワーク（１０）におけるソース基地局（２５、１２０、５００）から、前記ユーザ機器（７０、２７５、７００）のハンドオーバが必要であることを指示する第１のハンドオーバメッセージを受信することと、
オペレータに固有のポリシーが満たされたと判断したことに応答して最新の非アクセス階層キーを導出することと、
前記ハンドオーバメッセージに応答して、前記最新の非アクセス階層キーを、前記無線通信ネットワーク（１０）の前記コアネットワーク（１０）におけるターゲットアクセス・モビリティ管理機能（４０）へ送ることと、
第２のハンドオーバメッセージで、前記非アクセス階層キーの変更を指示する値にセットされたキー変更インジケータフラグを前記ユーザ機器（７０、２７５、７００）へ送ることとを含む、方法。
【請求項２】
前記ターゲットアクセス・モビリティ管理機能へ、ユーザ機器の能力情報を含む１つまたは複数のセキュリティパラメータを送ることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ターゲットアクセス・モビリティ管理機能（４０）から、前記ユーザ機器（７０、２７５、７００）が使用する少なくとも１つのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを指示するＮＡＳセキュリティアルゴリズム指示を受信することと、
前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズム指示を前記ユーザ機器（７０、２７５、７００）に転送することと、をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ターゲットアクセス・モビリティ管理機能（４０）から、フォワードリロケーション応答メッセージで前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズム指示を受信することをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のハンドオーバメッセージで、前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズム指示を前記ユーザ機器（７０、２７５、７００）に転送することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のハンドオーバメッセージが、前記ユーザ機器（７０、２７５、７００）のハンドオーバの必要性を指示する、ハンドオーバ要求メッセージである、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記最新の非アクセス階層キーが、フォワードリロケーション要求メッセージで前記ターゲットアクセス・モビリティ管理機能（４０）へ送られる、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記非アクセス階層キーがコアネットワークキー（ＫＣＮ）である、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
ソースアクセス・モビリティ管理機能（４０）をもたらす、無線通信ネットワーク（１０）のコアネットワーク（１０）におけるコアネットワークノード（１７５、６００）であって、
ソース基地局（２５、１２０、５００）およびターゲットアクセス・モビリティ管理機能（４０）と通信するためのインターフェース回路（６４０）と、
処理回路（６１０）であって、
前記無線通信ネットワーク（１０）のアクセスネットワーク（１０）におけるソース基地局（２５、１２０、５００）から、ユーザ機器（７０、２７５、７００）のハンドオーバが必要であることを指示する第１のハンドオーバメッセージを受信し、
最新の非アクセス階層キーを導出するためにオペレータに固有のポリシーが満たされたか判断し、
前記オペレータに固有のポリシーが満たされたと判断したことに応答して前記最新の非アクセス階層キーを導出し、
前記ハンドオーバメッセージに応答して、前記最新の非アクセス階層キーを、前記無線通信ネットワーク（１０）の前記コアネットワーク（１０）における前記ターゲットアクセス・モビリティ管理機能（４０）へ送り、
第２のハンドオーバメッセージで、前記非アクセス階層キーの変更を指示する値にセットされたキー変更インジケータフラグを前記ユーザ機器（７０、２７５、７００）へ送るように設定されている、処理回路（６１０）とを備える、
コアネットワークノード（１７５、６００）。
【請求項１０】
前記処理回路が、前記ターゲットアクセス・モビリティ管理機能（４０）へ１つまたは複数のセキュリティパラメータを送るようにさらに設定されており、前記１つまたは複数のセキュリティパラメータがユーザ機器の能力情報を含む、請求項９に記載のコアネットワークノード（１７５、６００）。
【請求項１１】
前記処理回路が、
前記ターゲットアクセス・モビリティ管理機能（４０）から、前記ユーザ機器（７０、２７５、７００）が使用する少なくとも１つのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを指示するＮＡＳセキュリティアルゴリズム指示を受信し、
前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズム指示を前記ユーザ機器（７０、２７５、７００）に転送するようにさらに設定されている、請求項９または１０に記載のコアネットワークノード（１７５、６００）。
【請求項１２】
前記処理回路が、前記ターゲットアクセス・モビリティ管理機能（４０）から、フォワードリロケーション応答メッセージで前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズム指示を受信するように設定されている、請求項１１に記載のコアネットワークノード（１７５、６００）。
【請求項１３】
前記処理回路が、前記第２のハンドオーバメッセージで、前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズム指示を前記ユーザ機器（７０、２７５、７００）に転送するようにさらに設定されている、請求項１２に記載のコアネットワークノード（１７５、６００）。
【請求項１４】
前記第１のハンドオーバメッセージが、前記ユーザ機器（７０、２７５、７００）のハンドオーバの必要性を指示する、ハンドオーバ要求メッセージである、請求項９から１３のいずれか一項に記載のコアネットワークノード（１７５、６００）。
【請求項１５】
前記第２のハンドオーバメッセージがハンドオーバ命令である、請求項９から１４のいずれか一項に記載のコアネットワークノード（１７５、６００）。
【請求項１６】
前記処理回路が、前記最新の非アクセス階層キーを、フォワードリロケーション要求メッセージで前記ターゲットアクセス・モビリティ管理機能（４０）へ送るように設定されている、請求項９から１５のいずれか一項に記載のコアネットワークノード（１７５、６００）。
【請求項１７】
前記非アクセス階層キーがコアネットワークキー（ＫＣＮ）である、請求項９から１６のいずれか一項に記載のコアネットワークノード（１７５、６００）。
【請求項１８】
無線通信ネットワーク（１０）において、ユーザ機器（７０、２７５、７００）によって実施される、ハンドオーバ中に最新のセキュリティコンテキストを確立するための方法（２５０）であって、
前記無線通信ネットワーク（１０）のソースアクセス・モビリティ管理機能に接続されたソース基地局（２５、１２０、５００）から、非アクセス階層キーがオペレータに固有のポリシーに基づいて変更されたことを指示する値にセットされたキー変更インジケータフラグを含むハンドオーバメッセージを受信することと、
前記キー変更インジケータフラグを受信することに応答して最新の非アクセス階層キーを導出することと、
前記ソース基地局（２５、１２０、５００）から、前記無線通信ネットワーク（１０）のターゲットアクセス・モビリティ管理機能に接続されたターゲット基地局（２５、１２０、５００）への、ハンドオーバを遂行することと、
前記ターゲットアクセス・モビリティ管理機能を用いて、前記最新の非アクセス階層キーを含む前記最新のセキュリティコンテキストを確立することとを含む方法。
【請求項１９】
前記ハンドオーバメッセージがハンドオーバ命令である、請求項１８に記載の方法（２５０）。
【請求項２０】
前記非アクセス階層キーがコアネットワークキー（ＫＣＮ）である、請求項１８または１９に記載の方法（２５０）。
【請求項２１】
無線通信ネットワーク（１０）におけるユーザ機器（７０、２７５、７００）によって実施されるハンドオーバのためのユーザ機器（７０、２７５、７００）であって、
無線通信ネットワーク（１０）のアクセスネットワーク（１０）における１つまたは複数の基地局（２５、１２０、５００）と通信するためのインターフェース回路と、
処理回路とを備え、前記処理回路が、
前記無線通信ネットワーク（１０）のソースアクセス・モビリティ管理機能に接続されたソース基地局（２５、１２０、５００）から、非アクセス階層キーがオペレータに固有のポリシーに基づいて変更されたことを指示する値にセットされたキー変更インジケータフラグを含むハンドオーバメッセージを受信し、
前記キー変更インジケータフラグを受信することに応答して最新の非アクセス階層キーを導出し、
前記ソース基地局（２５、１２０、５００）から、前記無線通信ネットワーク（１０）のターゲットアクセス・モビリティ管理機能に接続されたターゲット基地局（２５、１２０、５００）へのハンドオーバを遂行し、
前記ターゲットアクセス・モビリティ管理機能を用いて、前記最新の非アクセス階層キーを含む最新のセキュリティコンテキストを確立するように設定されている、
ユーザ機器（７０、２７５、７００）。
【請求項２２】
前記非アクセス階層キーがコアネットワークキー（ＫＣＮ）である、請求項２１に記載のユーザ機器（７０、２７５、７００）。
【請求項２３】
前記処理回路が、
前記ソースアクセス・モビリティ管理機能（４０）から、前記ユーザ機器（７０、２７５、７００）が使用する少なくとも１つのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを指示するＮＡＳセキュリティアルゴリズム指示を受信するようにさらに設定されている、請求項２１または２２に記載のユーザ機器（７０、２７５、７００）。
【請求項２４】
前記ハンドオーバメッセージが、ハンドオーバ命令であり、前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズム指示を含む、請求項２３に記載のユーザ機器（７０、２７５、７００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に無線通信ネットワークにおけるセキュリティに関し、より詳細には、モビリティ管理領域の間で変更するときのセキュリティコンテキストハンドリングのための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は、現在第５世代（５Ｇ）システム用の規格を開発している。５Ｇネットワークは多くの最新のシナリオおよび仕様事例をサポートするはずであり、モノのインターネット（ＩｏＴ）用のイネイブラーになることが予期される。５Ｇシステムは、センサ、スマートウェアラブル、車両、機械など広範囲の最新デバイスのための接続性を提供することも予期される。５Ｇシステムでは柔軟性が重要な特性になるであろう。この最新の柔軟性が反映されるのは、オペレータによって事前にセットアップされて汎用集積回路カード（ＵＩＣＣ）の中に安全に記憶された通常の認証およびキー共有（ＡＫＡ）の認証情報ではなく、認証情報の代替認証方法および異なるタイプのサポートを指定するネットワークアクセスに関するセキュリティ要件である。より柔軟なセキュリティ機能により、工場主または企業が、認証およびアクセスのネットワークセキュリティのために独自のアイデンティティおよび認証情報の管理システムを導入することができるようになるであろう。
【０００３】
５Ｇシステムにおける最新のセキュリティ機能には、セキュリティアンカー機能（ＳＥＡＦ）の導入がある。ＳＥＡＦの目的は、キー記憶のための安全なロケーションにアンカーを用意することにより、５Ｇコアネットワーク機能の配備における柔軟性およびダイナミック性に供することである。実際には、ＳＥＡＦは、所望の柔軟性を達成するための仮想化を導入すると期待される。結果として、アクセス・モビリティ管理を担う５Ｇ機能であるアクセス・モビリティ管理機能（ＡＭＦ）は、オペレータのコアネットワークほど潜在的に安全ではない領域に配備される可能性があり、一方、マスターキーは安全なロケーションにおけるＳＥＡＦに存続している。
【０００４】
ＳＥＡＦは、ＫＳＥＡＦと表されるキーを確立してユーザ機器（ＵＥ）と共有するように意図されており、ＫＳＥＡＦは、制御プレーン保護（たとえばＫＣＮキー）および無線インターフェース保護のためのキーなど他のキーを導出するために使用される。これらのキーは、一般に、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）システムにおける非アクセス階層（ＮＡＳ）キーおよびアクセス階層キー（ＫＥＮＢ）に対応する。ＳＥＡＦは安全なロケーションにあると想定されており、ＫＳＥＡＦキーはＳＥＡＦから離れないはずである。ＳＥＡＦは、ＡＭＦと通信して、制御プレーン（ＣＰ）およびユーザ機器（ＵＥ）とのユーザプレーン（ＵＰ）トラフィックを保護するのに必要なキー材料（ＫＳＥＡＦキーから導出された）をセットアップする。この手法の利益の１つには、ＵＥが１つのＡＭＦによってサーブされた領域から別のＡＭＦによってサーブされた領域に移動するたびに再認証するのを回避することがある。実際には、認証は、特にＵＥが動き回っているときコストのかかる手順である。
【０００５】
最近、ＳＥＡＦとＡＭＦを同一場所に配置する提案が導入されており、これは、まず第１にＳＥＡＦの目的を無効にする。ＬＴＥシステムにおけるセキュリティ設計は、概念的に、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）すなわちＬＴＥシステムにおけるモビリティ管理を担うノードが常にオペレータコアネットワークの内部の安全なロケーションに配置されているという想定に基づくものであったことは注目に値する。この想定は、５ＧシステムにおけるＡＭＦには当てはまらない。密集した領域では、ＡＭＦは、ネットワークのエッジのすぐ近くに配備されることがあり、したがって露出したロケーション（たとえばショッピングモール）に配備される可能性がある。したがってＡＭＦの変更中に、ＡＭＦのうちの１つが、他のものと等しく安全な領域に配置されることがない可能性があり、したがって、ターゲットＡＭＦまたはソースＡＭＦは、他のものからそれ自体を保護しなければならないことがある。
【０００６】
エボルブドパケットシステム（ＥＰＳ）は、ＭＭＥが安全なロケーションに常に配置されているという想定に依存していた。したがって、ＭＭＥの変更中に、最新のＭＭＥは、以前のＭＭＥからＵＥのセキュリティコンテキストを単純に取り込んだ。加えて、ＭＭＥは、任意選択でフォワードセキュリティのための最新の認証をトリガする可能性がある。
【０００７】
レガシー機構では、フォワードセキュリティ（すなわち旧式のＭＭＥは最新のＭＭＥによって使用されるセキュリティコンテキストを認識しない）は再認証によって達成され得るが、バックワードセキュリティのための機構がなかった（すなわち最新のＭＭＥは旧式のＭＭＥによって使用されるセキュリティコンテキストを認識しない）。最新のＡＭＦは最新の認証をトリガし得、したがって旧式のＡＭＦが最新のキーを決定するいかなる可能性も排除される。たとえば、再認証の必要性は、異なるＡＭＦのロケーションを考慮に入れるオペレータの方針に基づき得る。
【０００８】
認証手順は最もコストのかかる手順のうちの１つであるため、これだけに頼るのは性能に関して効率的ではない。したがって、ＡＭＦを変更するときに再認証の必要性なしでセキュリティを提供する必要性が残されている。
【発明の概要】
【０００９】
本開示は、ＡＭＦの変更中の柔軟なセキュリティコンテキスト管理のための方法および装置に関する。本開示の一態様は、ＡＭＦの変更中にバックワードセキュリティを達成するための機構である。ターゲットＡＭＦに現在のＮＡＳキーを渡す代わりに、ソースＡＭＦは、最新のＮＡＳキーを導出してターゲットＡＭＦに供給し、ＵＥに、キー変更指示（ＫＣＩ）を、直接的に、または何らかの他のネットワークノードを介して送る。次いで、ＵＥは旧式のＮＡＳキーから最新のＮＡＳキーを導出することができる。いくつかの実施形態では、ＡＭＦは、ＵＥに、最新のＮＡＳキーを導出する際に使用するキー生成パラメータを供給してよい。他の実施形態では、ターゲットＡＭＦは、１つまたは複数のセキュリティアルゴリズムを変更してよい。
【００１０】
本開示の一態様によれば、ＵＥ向けのセキュリティコンテキストを保持するソースＡＭＦがＡＭＦの変更の必要性を決定する。ＡＭＦの変更の必要性を決定したことに応答して、ソースＡＭＦは、最新の非アクセス階層キーを生成してターゲットＡＭＦへ送る。いくつかの実施形態では、ソースＡＭＦは、ＵＥまたはターゲットＡＭＦへＫＣＩも送る。
【００１１】
本開示の一態様は、無線通信ネットワークのアクセスネットワークにおいてソース基地局によってハンドオーバ中に実施される方法を含む。ソース基地局は、ＵＥのハンドオーバを開始するために、無線通信ネットワークのコアネットワークにおけるソースモビリティ管理機能へ第１のハンドオーバメッセージを送る。続いて、ソース基地局は、第１のハンドオーバメッセージに応答して、ソースモビリティ管理機能から第２のハンドオーバメッセージを受信する。第２のハンドオーバメッセージは、非アクセス階層キーが変更されたことを指示するＫＣＩを含む。ソース基地局は、ＫＣＩと共に第２のハンドオーバメッセージをＵＥに転送する。
【００１２】
本開示の別の態様は、前節における上記の方法を遂行するように設定されたソース基地局を備える。一実施形態では、基地局は、エアインターフェースを通じてＵＥと通信するためのインターフェース回路と、ソース基地局からターゲット基地局へＵＥをハンドオーバするように適合した処理回路とを備える。処理回路は、ＵＥのハンドオーバを開始するために、無線通信ネットワークのコアネットワークにおけるソースモビリティ管理機能へ第１のハンドオーバメッセージを送り、ハンドオーバメッセージに応答して、ソースモビリティ管理機能から、非アクセス階層キーが変更されたことを指示するキー変更指示を含む第２のハンドオーバメッセージを受信し、インターフェース回路を介して、ＵＥにキー変更指示と共にハンドオーバ命令を転送するように設定されている。
【００１３】
本開示の別の態様は、無線通信ネットワークのコアネットワークにおけるソースモビリティ管理機能によってハンドオーバ中に実施される方法を含む。ソースモビリティ管理機能は、ソース基地局から、ＵＥのハンドオーバが必要であることを指示する第１のハンドオーバメッセージを受信する。ソースモビリティ管理機能は、最新の非アクセス階層キーを生成して、無線通信ネットワークのコアネットワークにおけるターゲットモビリティ管理機能へ最新の非アクセス階層キーを送る。ソースモビリティ管理機能はまた、ＵＥへ、第２のハンドオーバメッセージでＫＣＩを送る。ＫＣＩは、非アクセス階層キーの変更を指示する。
【００１４】
本開示の別の態様は、前節における上記の方法を遂行するように設定されたソースモビリティ管理機能を含む。一実施形態では、ソースモビリティ管理機能は、通信ネットワークを通じて基地局およびターゲットモビリティ管理機能と通信するためのインターフェース回路と、処理回路とを備える。処理回路は、無線通信ネットワークのアクセスネットワークにおけるソース基地局から、ＵＥのハンドオーバが必要であることを指示する第１のハンドオーバメッセージを受信し、最新の非アクセス階層キーを生成し、ハンドオーバメッセージに応答して、最新の非アクセス階層キーを、無線通信ネットワークのコアネットワークにおけるターゲットモビリティ管理機能へ送り、第２のハンドオーバメッセージで、非アクセス階層キーの変更を指示するキー変更指示をＵＥへ送るように設定されている。
【００１５】
本開示の別の態様は、無線通信ネットワークのコアネットワークにおけるターゲットモビリティ管理機能によってハンドオーバ中に実施される方法を含む。ターゲットモビリティ管理機能は、ソースモビリティ管理機能から最新の非アクセス階層キーを受信する。ターゲットモビリティ管理機能は、最新の非アクセス階層キーから導出された最新のアクセス階層キーを含む最新のセキュリティコンテキストを確立して、ターゲット基地局へ最新のアクセス階層キーを送る。
【００１６】
本開示の別の態様は、前節における上記の方法を遂行するように設定されたターゲットモビリティ管理機能を含む。一実施形態では、ターゲットモビリティ管理機能は、通信ネットワークを通じてターゲット基地局およびソースモビリティ管理機能と通信するためのインターフェース回路と、処理回路とを備える。処理回路は、ソースモビリティ管理機能から最新の非アクセス階層キーを受信し、最新の非アクセス階層キーから導出された最新のアクセス階層キーを含む最新のセキュリティコンテキストを確立して、ターゲット基地局へ最新のアクセス階層キーを送るように設定されている。
【００１７】
本開示の別の態様は、無線通信ネットワークにおけるＵＥによってハンドオーバ中に実施される方法を含む。ＵＥは、無線通信ネットワークのソースモビリティ管理機能の領域におけるソース基地局から、ＫＣＩを含むハンドオーバメッセージを受信する。ＫＣＩは、非アクセス階層キーが変更されたことをＵＥに指示する。ＵＥは、ソース基地局から、ターゲットモビリティ管理機能の領域におけるターゲット基地局へのハンドオーバを遂行する。ＵＥは、ＫＣＩに応答して、ターゲットモビリティ管理機能に対する最新のセキュリティコンテキストを確立する。最新のセキュリティコンテキストは最新の非アクセス階層キーを含む。ＵＥは、任意選択で、最新の非アクセス階層キーを使用してターゲットモビリティ管理機能と通信してよい。
【００１８】
本開示の別の態様は、前節における上記の方法を遂行するように設定されたＵＥを備える。一実施形態では、ＵＥは、無線通信ネットワークのアクセスネットワークにおける１つまたは複数の基地局と通信するためのインターフェース回路と、処理回路とを備える。処理回路は、無線通信ネットワークの第１のモビリティ管理領域におけるソース基地局から、キー変更指示を含むハンドオーバメッセージを受信し、ソース基地局から、無線通信ネットワークの第２のモビリティ管理領域におけるターゲット基地局へのハンドオーバを遂行し、キー変更指示に応答して、ターゲットモビリティ管理機能に対する最新のセキュリティコンテキストを確立するように設定されており、前記最新のセキュリティコンテキストは最新の非アクセス階層キーを含む。
【００１９】
本開示の別の態様は、アイドルモードのＵＥがモビリティ管理機能を変更するとき、無線通信ネットワークのコアネットワークにおけるソースモビリティ管理機能によってハンドオーバ中に実施される方法を含む。ソースモビリティ管理機能は、ターゲットモビリティ管理機能から、ＵＥ向けのセキュリティコンテキストの要求を受信する。ソースモビリティ管理機能は、最新の非アクセス階層キーを生成し、要求に応答して、最新の非アクセス階層キーおよびＫＣＩをターゲットモビリティ管理機能へ送る。ＫＣＩは、非アクセス階層キーの変更を指示する。
【００２０】
本開示の別の態様は、前節における方法を遂行するように設定されたソースモビリティ管理機能を含む。一実施形態では、ソースモビリティ管理機能は、通信ネットワークを通じて基地局およびターゲットモビリティ管理機能と通信するためのインターフェース回路と、処理回路とを備える。処理回路は、ターゲットモビリティ管理機能から、ＵＥ向けのセキュリティコンテキストの要求を受信し、最新の非アクセス階層キーを生成し、要求に応答して、最新の非アクセス階層キーおよびＫＣＩをターゲットモビリティ管理機能へ送るように設定されている。ＫＣＩは、非アクセス階層キーの変更を指示する。
【００２１】
本開示の別の態様は、アイドルモードのＵＥがモビリティ管理機能を変更するとき、無線通信ネットワークのコアネットワークにおけるターゲットモビリティ管理機能によってハンドオーバ中に実施される方法を含む。ターゲットモビリティ管理機能は、ＵＥから、モビリティ管理機能の変更を指示する登録メッセージまたは他の制御メッセージを受信する。ターゲットモビリティ管理機能は、無線通信ネットワークにおけるソースモビリティ管理機能からのセキュリティコンテキストを要求する。ターゲットモビリティ管理機能は、要求に応答して、最新の非アクセス階層キーと、非アクセス階層キーが変更されたことを指示するＫＣＩとを受信する。ターゲットモビリティ管理機能はＫＣＩをＵＥへ送り、任意選択で、ＵＥ向けに最新の非アクセス階層キーを含む最新のセキュリティコンテキストを確立する。
【００２２】
本開示の別の態様は、前節における方法を遂行するように設定されたターゲットモビリティ管理機能を含む。一実施形態では、ターゲットモビリティ管理機能は、通信ネットワークを通じてターゲット基地局およびソースモビリティ管理機能と通信するためのインターフェース回路と、処理回路とを備える。処理回路は、ＵＥから、モビリティ管理機能の変更を指示する登録メッセージまたは他の制御メッセージを受信し、登録メッセージに応答して、無線通信ネットワークにおけるソースモビリティ管理機能からのセキュリティコンテキストを要求し、要求に応答して、最新の非アクセス階層キーと、非アクセス階層キーが変更されたことを指示するＫＣＩとを受信し、ＫＣＩをＵＥへ送り、任意選択で、ＵＥ向けに最新の非アクセス階層キーを含む最新のセキュリティコンテキストを確立するように設定されている。
【００２３】
本開示の別の態様は、アイドルモードのＵＥがＡＭＦを変更するとき、無線通信ネットワークにおいてＵＥによってハンドオーバ中に実施される方法を含む。ＵＥは、無線通信ネットワークにおけるターゲットモビリティ管理機能に、登録メッセージまたは他の制御メッセージを送る。ＵＥは、登録メッセージまたは他の制御メッセージに応答して、非アクセス階層キーが変更されたことを指示するＫＣＩを受信する。ＵＥは、ＫＣＩに応答して最新の非アクセス階層キーを生成する。ＵＥは、最新の非アクセス階層キーを生成した後に、任意選択で、ターゲットモビリティ管理機能に対する最新のセキュリティコンテキスト（最新の非アクセス階層キーを含む）を確立して、その後、最新の非アクセス階層キーを使用して、ターゲットモビリティ管理機能と通信し得る。
【００２４】
本開示の別の態様は、前節における上記の方法を遂行するように設定されたＵＥを備える。一実施形態では、ＵＥは、無線通信ネットワークのアクセスネットワークにおける１つまたは複数の基地局と通信するためのインターフェース回路と、処理回路とを備える。処理回路は、無線通信ネットワークにおけるターゲットモビリティ管理機能に、登録メッセージまたは他の制御メッセージを送り、登録メッセージまたは他の制御メッセージに応答して、非アクセス階層キーが変更されたことを指示するＫＣＩを受信し、ＫＣＩに応答して最新の非アクセス階層キーを生成するように設定されている。ＵＥは、最新の非アクセス階層キーを生成した後に、任意選択で、ターゲットモビリティ管理機能に対する最新のセキュリティコンテキスト（最新の非アクセス階層キーを含む）を確立して、その後、最新の非アクセス階層キーを使用して、ターゲットモビリティ管理機能と通信し得る。
【００２５】
本開示の他の態様および実施形態は、列挙された実施形態に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】例示的無線通信ネットワークの図である。
【図２】ハンドオーバ中のセキュリティコンテキストハンドリングのための手順の図である。
【図３】ＵＥがアイドルモードにおいてＡＭＦを変更するときの、セキュリティコンテキストハンドリングのための第１の手順の図である。
【図４】第１の例示的キー生成手順の図である。
【図５】第２の例示的キー生成手順の図である。
【図６】ハンドオーバ中のセキュリティコンテキストハンドリングのための第２の手順の図である。
【図７】ハンドオーバ中のセキュリティコンテキストハンドリングのための第３の手順の図である。
【図８】ＵＥがアイドルモードにおいてＡＭＦを変更するときの、セキュリティコンテキストハンドリングのための第２の手順の図である。
【図９】ハンドオーバ中にソース基地局によって実施される方法の図である。
【図１０】図９の方法を遂行するように設定された例示的基地局の図である。
【図１１】ハンドオーバ中にソースＡＭＦによって実施される方法の図である。
【図１２】図９の方法を遂行するように設定された例示的ソースＡＭＦの図である。
【図１３】ハンドオーバ中にターゲットＡＭＦによって実施される方法の図である。
【図１４】図１３の方法を遂行するように設定された例示的ターゲットＡＭＦの図である。
【図１５】ハンドオーバ中にＵＥによって実施される方法の図である。
【図１６】図１５の方法を遂行するように設定された例示的ＵＥの図である。
【図１７】ＵＥがアイドルモードにおいてＡＭＦを変更するとき、ソースＡＭＦによって実施される方法の図である。
【図１８】図９の方法を遂行するように設定された例示的ソースＡＭＦの図である。
【図１９】ＵＥがアイドルモードにおいてＡＭＦを変更するとき、ターゲットＡＭＦによって実施される方法の図である。
【図２０】図１９の方法を遂行するように設定された例示的ターゲットＡＭＦの図である。
【図２１】ＵＥがアイドルモードにおいてＡＭＦ間を移動するとき、ＵＥによって実施されるロケーション更新方法の図である。
【図２２】図２１の方法を遂行するように設定された例示的ＵＥの図である。
【図２３】本明細書で説明されたようなセキュリティコンテキストのハンドリング手順を実施するように設定された例示的基地局の図である。
【図２４】本明細書で説明されたようなセキュリティコンテキストのハンドリング手順を実施するように設定された例示的コアネットワークノードの図である。
【図２５】本明細書で説明されたようなセキュリティコンテキストのハンドリング手順を実施するように設定された例示的ＵＥの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に図面を参照して、本開示の例示的実施形態を、５Ｇ無線通信ネットワークの状況において説明する。当業者なら、本明細書で説明された方法および装置は５Ｇネットワークにおける使用に限定されず、他の規格に従って動作する無線通信ネットワークにも使用され得ることを理解するであろう。
【００２８】
図１は、１つの例示的実施形態による無線通信ネットワーク１０を示す。無線通信ネットワーク１０は無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）２０およびコアネットワーク３０を備える。ＲＡＮ２０は、無線通信ネットワーク１０の内部で動作するＵＥ７０に無線アクセスを提供する１つまたは複数の基地局２５を備える。基地局２５はｇＮｏｄｅＢ（ｇＮＢ）とも称される。コアネットワーク３０は、ＲＡＮ２０と他のパケットデータネットワーク８０との間の接続を提供する。
【００２９】
１つの例示的実施形態では、コアネットワーク３０は、認証サーバ機能（ＡＵＳＦ）３５と、アクセス・モビリティ管理機能（ＡＭＦ）４０と、セッション管理機能（ＳＭＦ）４５と、ポリシー制御機能（ＰＣＦ）５０と、統合データ管理（ＵＤＭ）機能５５と、ユーザプレーン機能（ＵＰＦ）６０とを含む。無線通信ネットワーク１０のこれらの構成要素は、１つまたは複数のコアネットワークノードに存在する論理エンティティを備える。論理エンティティの機能は、１つまたは複数のプロセッサ、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せによって実施され得る。これらの機能は単一のコアネットワークノードに存在してよく、または２つ以上のコアネットワークノードの間で分配されてもよい。
【００３０】
ＡＭＦ４０は、とりわけ、ＬＴＥにおけるＭＭＥに類似のモビリティ管理機能を遂行する。ＡＭＦおよびＭＭＥは、本明細書では総称的にモビリティ管理機能と称される。図１に示される例示的実施形態では、ＡＭＦ４０は非アクセス階層（ＮＡＳ）セキュリティに関する終了点である。ＡＭＦ４０がＵＥ７０と共有する、コアネットワークキー（ＫＣＮ）と表されるキーは、インテグリティおよび機密性保護のためのＮＡＳ下位レベルプロトコルキーを導出するのに使用される。ＫＣＮは、一般に、エボルブドパケットシステム（ＥＰＳ）におけるＫＡＳＭＥという名のベースキーと等しい。ＫＣＮキーは、一般に、５Ｇ規格において使用されるＫＡＭＦキーと等しい。認証に続いて、常に、最新のＫＣＮが使用される。認証の後にＫＣＮキーを確立するやり方は本開示の材料態様ではない。本明細書で説明された方法および装置は、認証の後にＫＣＮを計算するのに使用される特定の方法には依拠しない。すなわち、セキュリティコンテキストのハンドリング方法は、ＫＣＮがより高いレベルのキーから導出されるかそれともＥＰＳにおけるＫＡＳＭＥの確立に類似の認証手順によって直接確立されるかということに関係なく、うまく機能する。
【００３１】
ＵＥ７０は、一旦認証されると、ネットワークの内部のセルの間で移動してよい。ＵＥ７０が接続モードのままセルの間を移動するとき、ハンドオーバが実行される。アイドルモードのＵＥ７０がセルの間を移動するとき、ロケーション更新手順が実行され得る。ＡＭＦ４０は、それ自体の領域においてＵＥ７０のロケーションを追跡する。一般的には、コアネットワーク３０は、それぞれの領域においてモビリティ管理サービスをそれぞれ提供する複数のＡＭＦ４０を有することになる。ＵＥ７０が異なるＡＭＦ４０によって監視されたセルの間を移動するとき、ソースＡＭＦ４０からターゲットＡＭＦ４０へセキュリティコンテキストが転送されなければならない。
【００３２】
ＬＴＥシステムでは、セキュリティコンテキストは、ＭＭＥ間のハンドオーバまたはロケーション更新中に、ソースモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）からターゲットＭＭＥへ変更なく転送される。ＡＭＦの変更に続いて、最新のＮＡＳおよびアクセス階層（ＡＳ）キーを使用するＮＡＳセキュリティモード命令（ＳＭＣ）の手順が遂行され得る。たとえばＮＡＳレベルにおいてアルゴリズム変更が必要とされるとき、ＮＡＳキーおよびＡＳキーを生成する必要があり得る。一般に、ＮＡＳプロトコル層において使用されるアルゴリズムを変更しても、ＡＳキーに対する影響はない。しかしながら、主要なＮＡＳコンテキストキーが変更されると、現在のＡＳキーが失効する。
【００３３】
本開示の一態様は、ＡＭＦの変更中にバックワードセキュリティを達成するための機構である。ソースＡＭＦ４０は、ターゲットＡＭＦ４０に現在のＮＡＳキーを渡す代わりに、最新のＮＡＳキーを導出してターゲットＡＭＦ４０に供給し、ＵＥ７０へＫＣＩを送る。次いで、ＵＥ７０は旧式のＮＡＳキーから最新のＮＡＳキーを導出することができる。いくつかの実施形態では、ソースＡＭＦ４０は、ＵＥ７０に、最新のＮＡＳキーを導出する際に使用するキー生成パラメータを供給してよい。他の実施形態では、ターゲットＡＭＦ４０は、１つまたは複数のセキュリティアルゴリズムを変更してよい。
【００３４】
図２は、ＡＭＦが変化するハンドオーバ中にセキュリティコンテキストを転送するための例示的手順を示す。ステップ１において、ソース基地局２５（たとえばソースｇＮＢ）は、たとえばターゲット基地局２５（たとえばターゲットｇＮＢ）に対するＸｎ接続性がないことにより、Ｎ２ベースのハンドオーバを開始すると判断する。Ｘｎインターフェースは、ＥＰＳにおけるＸ２インターフェースの５Ｇの相当物である。ステップ２において、ソース基地局２５は、ハンドオーバが必要であるとのメッセージ（またはハンドオーバが必要であるとのメッセージの５Ｇの相当物）をソースＡＭＦ４０へ送る。これは、ＵＥ７０に現在サーブしているＡＭＦ４０であり、本明細書ではＫＣＮキーと参照される非アクセス階層キーに基づくフルＮＡＳセキュリティコンテキストをＵＥ７０と共有する。ＫＣＮキーは、場合により、以前の認証またはＡＭＦ４０変更手順に続いて確立されたものである。ステップ３において、ソースＡＭＦ４０はターゲットＡＭＦ４０を選択し、それ自体と、以前のセッションのすべてとをターゲットＡＭＦ４０から保護するために最新のＫＣＮキーを導出すると判断する。最新のキーを導出することの判断は、オペレータに固有のセキュリティポリシーに基づき得る。
【００３５】
例として、ＡＭＦセットが変化するとき最新のＫＣＮキーが使用され得る。一般に、ＡＭＦセットが変化しないとき水平のキー導出は不要であると想定されている。これら２つの想定を支持する現在の論拠は、５ＧセキュリティコンテキストがＡＭＦセットの内部で非体系的なデータ記憶ネットワーク機能（ＵＤＳＦ）に記憶されるということである。したがって、ＵＥが同一のＡＭＦセットの内部の異なるＡＭＦを割り当てられるときには、ＫＣＮの水平の導出は不要である。しかし、ＵＥが異なるＡＭＦセットにおける異なるＡＭＦを割り当てられるときには、ＵＤＳＦは異なり、ＫＣＮの水平の導出が必要である。しかしながら、これらの想定は、すべての可能性のあるネットワーク配備にとって成り立つとは限らない。第１に、ＵＤＳＦは任意選択のネットワーク機能である。さらに、ネットワークアーキテクチャを、ＡＭＦセットの内部にのみ共有される記憶がある配備に制限する理由はない。いくつかのネットワーク配備は、複数のＡＭＦセットにわたって安全な記憶を有する可能性がある。この場合、ＡＭＦセットが変化するとき、ＫＣＮの水平の導出を指定する必要はない。同様に、いくつかのネットワーク配備は、単一のＡＭＦセットの内部の複数の安全な記憶を使用し得る。この場合、ＵＥ７０がＡＭＦセットを変更しないときでも、水平のキー導出は望ましいであろう。したがって、ＡＭＦの間で変化するときＫＣＮの水平の導出を遂行することの判断は、ＡＭＦセットに基づいて指定する／制限するのではなく、ネットワークポリシーによってなされるべきである。たとえば、ネットワークオペレータは、ＵＥ７０がソースＡＭＦ４０から同一の安全な記憶を共有しないターゲットＡＭＦ４０へと変更するときには、最新のＫＣＮが必要であるというポリシーを有してよい。
【００３６】
図２に戻って、ソースＡＭＦ４０は、ステップ４において、ＵＥ能力など任意の関連するセキュリティパラメータとともに、最新のＫＣＮキーを含むフォワードリロケーション要求メッセージ（または５Ｇの相当物）を送る。ターゲットＡＭＦ４０は、このＫＣＮキーを使用して最新のセキュリティコンテキストをセットアップして、最新のＡＳキーを導出する。ステップ５において、ターゲットＡＭＦ４０は、ターゲット基地局２５へハンドオーバ要求（または５Ｇの相当物）を送る。ハンドオーバ要求は、最新のＡＳキーと、ＵＥ能力などすべての関連するセキュリティパラメータとを含む。これは、ターゲット基地局２５においてＵＥ７０のセキュリティコンテキストを確立する。ステップ６において、ターゲット基地局２５はハンドオーバ要求を承認する。承認に応答して、ターゲットＡＭＦ４０は、ステップ７において、透過コンテナを含むフォワードリロケーション応答メッセージ（または５Ｇの相当物）をソースＡＭＦ４０へ送る。このコンテナは、ステップ８および９において、ＵＥ７０までずっと転送される。
【００３７】
ステップ８および９において、ソースＡＭＦ４０はソース基地局２５を介してＵＥ７０へハンドオーバ命令メッセージを送り、ソース基地局２５はハンドオーバ命令をＵＥ７０に転送する。ハンドオーバ命令は、フォワードリロケーション応答メッセージからの関連情報と、最新のＫＣＮが導出されたことを指示するＫＣＩとを含む。ＫＣＩは、ＫＣＮキーが変更されたことを指示する値にセットされた明示的キー変更インジケータフラグを含み得る。ＵＥ７０は、ＫＣＩに応答して、最新のセキュリティコンテキストを確立して最新のＫＣＮを導出する。ＵＥ７０は、最新のＫＣＮキーを使用して、ターゲット基地局２５と通信するための最新のＡＳキーを導出する。
【００３８】
図３は、アイドルモードのＵＥ７０がＡＭＦ４０を変更するとき、セキュリティコンテキストを転送するための例示的手順を示す。ＥＰＳでは、アイドルモード中のロケーション更新は、ＵＥ７０によってトラッキングエリア更新（ＴＡＵ）要求で指示される。５Ｇでは、ＴＳ  ２３．５０２の４．１．１．２節に規定されているように、ＵＥ７０は「モビリティ登録」タイプの登録要求を使用することが予期される。
【００３９】
ステップ１において、ＵＥ７０は最新のＡＭＦ４０（すなわちターゲットＡＭＦ）へ登録要求（登録タイプ＝モビリティ登録、他のパラメータ）を送る。当業者なら、ロケーション更新を開始するために他のメッセージが送られてもよいことを理解するであろう。登録要求メッセージは、最新のＡＭＦ４０が、現在ＵＥ７０のセキュリティコンテキストを保持している旧式のＡＭＦ４０（すなわちソースＡＭＦ）を識別することを可能にするために必要な情報をすべて含む。ステップ２において、最新のＡＭＦ４０は、登録要求メッセージに応答して、旧式のＡＭＦ４０にコンテキスト要求メッセージを送り、ＵＥ７０向けのセキュリティコンテキストを要求する。ステップ３において、旧式のＡＭＦ４０は、それ自体と、以前のセッションのすべてとをターゲットＡＭＦ４０から保護するために最新のＫＣＮキーを導出すると判断する。判断は、オペレータに固有のセキュリティポリシーに基づくものでよい。
【００４０】
ステップ４において、旧式のＡＭＦ４０は最新のＡＭＦ４０へコンテキスト要求応答メッセージを送る。コンテキスト要求応答メッセージは、最新のＫＣＮキーを含む必要なＵＥ７０のセキュリティコンテキスト情報を含有している。コンテキスト要求応答メッセージは、ＮＡＳキー（ＫＣＮ）が変更されたことを指示するＫＣＩをさらに含む。旧式のＫＣＮキーは最新のＡＭＦ４０へ送られない。最新のＡＭＦ４０は、最新のＫＣＮキーを使用して最新のセキュリティコンテキストを確立し、ＮＡＳ  ＳＭＣの手順またはＴＳ  ３３．４０１の７．２．４．４節に規定されているようなＵＥ７０との類似の手順を遂行することにより、最新のセキュリティコンテキストを活性化する。ステップ５において、ＵＥ７０は、ＮＡＳ  ＳＭＣの手順の第１のダウンリンクメッセージにおけるＫＣＩ、またはＮＡＳ  ＳＭＣの手順中に送られた他のメッセージによって、キー変更を通知される。
【００４１】
ＫＣＮキーに基づくＮＡＳセキュリティコンテキストは、ＵＥ７０とＵＥ７０に現在サーブしているＡＭＦ４０との間で共有される。セキュリティコンテキストは、ＮＡＳカウンタ、キーセット識別子など、ＬＴＥシステムのものに類似のセキュリティパラメータを含む。１つの例示的実施形態では、ＡＭＦ４０の変更中に最新のＫＣＮキーを生成するために、水平のキー導出機構が使用される。最新のＫＣＮの導出は、単に以前のＫＣＮに基づくものでよい。セキュリティの観点からすれば、キー導出ステップにおける追加の入力からの利益はない。
【００４２】
図４は、第１のキー導出手順を示す。この実施形態では、キー導出機能（ＫＤＦ）は、単に旧式のＫＣＮキーに基づいて最新のＫＣＮキーを導出すると想定されている。ＡＭＦ４０からＡＭＦ４０へのこのキー連鎖は、最新の認証が遂行されるまで継続してよい。ＡＭＦ４０の変更中にどのセキュリティ機構が選択されるかに関してどのようにＡＭＦ４０を設定するかは、オペレータのポリシーに委ねられてよい。たとえば、オペレータは、オペレータのセキュリティ要件に依拠して、ターゲットＡＭＦ４０において再認証を遂行するべきか、それともソースＡＭＦ４０におけるキー変更が必要か、といったと判断することができる。
【００４３】
図５は、別のキー導出手順を示す。この実施形態は、ＡＭＦ４０が、複数の可能性のあるターゲットＡＭＦ４０向けにあらかじめキーを準備する必要があるシナリオにおいて有用であり得る。この場合、暗号を分離するために追加のキー導出パラメータ（ＫＤＰ）が必要とされ、その結果、異なる可能なターゲットＡＭＦ４０のために異なるＫＣＮキーが準備される。パラメータのタイプに依拠して、ＵＥ７０には、ＫＣＩに加えて選ばれたＫＤＰが備わっていなければならないことがある。いくつかの実施形態では、ＫＤＰが暗示的ＫＣＩとして機能してよく、その結果、個別のＫＣＩが不要になる。たとえば、ＫＤＰがソースＡＭＦ４０によって生成されたノンスを含む場合には、ノンスはＵＥ７０に供給されなければならない。他の可能性のあるＫＤＰは、タイムスタンプ、バージョン番号、および鮮度パラメータを含む。接続モードにおけるハンドオーバ中に、ＫＤＰが、ハンドオーバ命令で、ソースＡＭＦ４０からソース基地局２５を介してＵＥ７０へ送られ得る。あるいは、ＫＤＰは、透過的ＮＡＳコンテナで、ターゲットＡＭＦ４０を介してＵＥ７０へ送られてもよい。ＫＤＰは、登録またはロケーションの更新手順中に、ターゲットＡＭＦ４０からＮＡＳ  ＳＭＣで送られ得る。しかしながら、ＫＤＰが、ＡＭＦの公開識別子のようなパラメータなど、ＵＥ７０に対して他の点で役に立つシナリオでは、ＵＥ７０にＫＤＰパラメータを供給する必要はないであろう。より一般的には、ＵＥ７０およびソースＡＭＦ４０に認識されている静的ネットワーク設定パラメータまたは静的ＵＥ設定パラメータなど任意の静的情報がＫＤＰとして使用され得る。
【００４４】
図６は、最新のＫＣＮキーを導出するためにＫＤＰが使用されるハンドオーバ手順を示す。この手順は、図２に示された手順と全般的に同一である。簡潔さのために、変らないステップは説明されない。ステップ３において、ソースＡＭＦ４０はターゲットＡＭＦ４０を選択し、それ自体と、以前のセッションのすべてとをターゲットＡＭＦ４０から保護するために最新のＫＣＮキーを導出すると判断する。この実施形態では、ソースＡＭＦ４０はＫＤＰ（たとえばバージョン番号）を生成し、ＫＤＰを使用して最新のＫＣＮキーを導出する。ステップ４において、ソースＡＭＦ４０は、ＵＥ能力など任意の関連するセキュリティパラメータとともに、最新のＫＣＮキーを含むフォワードリロケーション要求メッセージ（または５Ｇの相当物）を送る。ターゲットＡＭＦ４０は、このＫＣＮキーを使用して最新のセキュリティコンテキストをセットアップし、最新のＡＳキーを導出する。ソースＡＭＦ４０は最新のＡＭＦ４０にＫＤＰを供給しない。代わりに、ステップ８において、ソースＡＭＦ４０はソース基地局２５へハンドオーバ命令を送り、ハンドオーバ命令は、ＫＣＩに加えて、またはＫＣＩの代わりに、ＫＤＰを含む。前述のように、ＫＤＰは暗示的ＫＣＩとして機能し得る。ＵＥ７０は、ＫＣＩおよび／またはＫＤＰに応答し、ＫＤＰを使用して最新のセキュリティコンテキストを確立して最新のＫＣＮを導出する。ＵＥ７０は、最新のＫＣＮキーを使用して、ターゲット基地局２５と通信するための最新のＡＳキーを導出し得る。
【００４５】
ＬＴＥシステムでは、ターゲットＡＭＦ４０におけるＮＡＳアルゴリズム変更は、ＮＡＳ  ＳＭＣの手順によってのみ効力が生じ得る。ＵＥ７０の能力が他のＵＥ７０のコンテキスト情報とともにターゲットＡＭＦ４０に送られているので、ターゲットＡＭＦ４０は、どの最新のＮＡＳアルゴリズムが選択されたか指示することが可能である。図７は、ターゲットＡＭＦ４０が、１つまたは複数の最新のＮＡＳセキュリティアルゴリズム（たとえば暗号アルゴリズム）を選択する例示的ハンドオーバ手順を示す。ステップ１〜４は図２で説明されたものと同一である。ステップ５において、ターゲットＡＭＦ４０は１つまたは複数の最新のＮＡＳセキュリティアルゴリズムを選択する。ステップ６および７は図２のステップ５および６と同一である。ステップ８において、ターゲットＡＭＦ４０は、ソースＡＭＦ４０へ送られるフォワードリロケーション応答メッセージのソース情報要素への透過コンテナの中に、最新のセキュリティアルゴリズムの指示を含む。このコンテナは、ステップ９および１０において、ＵＥ７０までずっと転送される。セキュリティアルゴリズムの指示は、ハンドオーバ命令または個別のメッセージの中にＫＣＩとともに含まれ得る。結果として、ＵＥ７０は、ＮＡＳ  ＳＭＣの手順の必要性なしで、ターゲットＡＭＦ４０とともにＮＡＳセキュリティコンテキストを活性化するのに必要なパラメータをすべて有する。この機構は、ＫＣＮキーがどのように導出されるかということと関係なく作動する。
【００４６】
図８は、アイドルモードのＵＥ７０がＡＭＦ４０を変更するとき、セキュリティコンテキストを転送するための例示的手順を示す。この手順は、図３に示された手順に類似している。ＥＰＳでは、アイドルモード中のロケーション更新は、ＵＥ７０によってトラッキングエリア更新（ＴＡＵ）要求で指示される。５Ｇでは、ＴＳ  ２３．５０２の４．１．１．２節に規定されているように、ＵＥ７０は「モビリティ登録」タイプの登録要求を使用することが予期される。
【００４７】
ステップ１において、ＵＥ７０は最新のＡＭＦ４０（すなわちターゲットＡＭＦ）へ登録要求（登録タイプ＝モビリティ登録、他のパラメータ）を送る。当業者なら、ロケーション更新を開始するために他のメッセージが送られてもよいことを理解するであろう。登録要求メッセージは、最新のＡＭＦ４０が、現在ＵＥ７０のセキュリティコンテキストを保持している旧式のＡＭＦ４０（すなわちソースＡＭＦ）を識別することを可能にするために必要な情報をすべて含む。ステップ２において、最新のＡＭＦ４０は、登録要求メッセージに応答して、旧式のＡＭＦ４０にコンテキスト要求メッセージを送り、ＵＥ７０向けのセキュリティコンテキストを要求する。ステップ３において、旧式のＡＭＦ４０は、それ自体と、以前のセッションのすべてとをターゲットＡＭＦ４０から保護するために最新のＫＣＮキーを導出すると判断する。判断は、オペレータに固有のセキュリティポリシーに基づくものでよい。
【００４８】
代替形態１と表された一実施形態では、ステップ４Ａにおいて、旧式のＡＭＦ４０が最新のＡＭＦ４０へコンテキスト要求応答メッセージを送る。コンテキスト要求応答メッセージは、最新のＫＣＮキーを含む必要なＵＥ７０のセキュリティコンテキスト情報を含有している。コンテキスト要求応答メッセージは、ＮＡＳキー（ＫＣＮ）が変更されたことを指示するＫＣＩと、最新のＫＣＮキーを導出するのに使用されるＫＤＰとをさらに含む。旧式のＫＣＮキーは最新のＡＭＦ４０へ送られない。最新のＡＭＦ４０は、最新のＫＣＮキーを使用して最新のセキュリティコンテキストを確立し、ＮＡＳ  ＳＭＣの手順またはＴＳ  ３３．４０１の７．２．４．４節に規定されているようなＵＥ７０との類似の手順を遂行することにより、最新のセキュリティコンテキストを活性化する。ステップ５Ａにおいて、ＫＣＩおよびＫＤＰ（たとえば鮮度パラメータまたはノンス）は、ＮＡＳ  ＳＭＣの手順の第１のダウンリンクメッセージまたはＮＡＳ  ＳＭＣの手順における他のダウンリンクメッセージで、ＵＥ７０へ送られる。ＫＣＩは、ＫＣＮキーが変更されたことをＵＥ７０に指示する。ＫＤＰは、ＵＥ７０が最新のＫＣＮキーを導出するために使用するセキュリティパラメータである。この実施形態では、ＫＣＩとＫＤＰは個別のパラメータである。
【００４９】
代替形態２と表された別の実施形態では、ステップ４Ｂにおいて、旧式のＡＭＦ４０が最新のＡＭＦ４０へコンテキスト要求応答メッセージを送る。コンテキスト要求応答メッセージは、最新のＫＣＮキーを含む必要なＵＥ７０のセキュリティコンテキスト情報を含有している。コンテキスト要求応答メッセージは、ＮＡＳキー（ＫＣＮ）が変更されたことを暗示的に指示するＫＤＰをさらに含む。旧式のＫＣＮキーは最新のＡＭＦ４０へ送られない。最新のＡＭＦ４０は、最新のＫＣＮキーを使用して最新のセキュリティコンテキストを確立し、ＮＡＳ  ＳＭＣの手順またはＴＳ  ３３．４０１の７．２．４．４節に規定されているようなＵＥ７０との類似の手順を遂行することにより、最新のセキュリティコンテキストを活性化する。ステップ５Ｂにおいて、最新のＡＭＦ４０は、ＮＡＳ  ＳＭＣの手順の第１のダウンリンクメッセージまたはＮＡＳ  ＳＭＣの手順におけるいくつかの他のダウンリンクメッセージで、ＵＥ７０へＫＤＰ（たとえば鮮度パラメータまたはノンス）を送る。ＫＤＰは、ＮＡＳキーが変更されたことをＵＥ７０に指示するためのキー変更指示として機能する。ＵＥ７０は、ＫＤＰおよびそれ自体の旧式のＫＣＮキーを使用して最新のＫＣＮキーを導出する。
【００５０】
図９は、無線通信ネットワーク１０のアクセスネットワークにおけるソース基地局２５によってハンドオーバ中に実施される例示的方法１００を示す。ソース基地局２５は、ＵＥ７０のハンドオーバを開始するために、無線通信ネットワーク１０のコアネットワーク３０におけるソースＡＭＦ４０へ第１のハンドオーバメッセージを送る（ブロック１０５）。続いて、ソース基地局２５は、第１のハンドオーバメッセージに応答して、ソースＡＭＦ４０から第２のハンドオーバメッセージ受信する（ブロック１１０）。第２のハンドオーバメッセージは、非アクセス階層キー（たとえばＫＣＮ）が変更されたことを指示するＫＣＩを含む。ソース基地局２５は、ＫＣＩと共に第２のハンドオーバメッセージをＵＥ７０に転送する（ブロック１１５）。
【００５１】
方法１００のいくつかの実施形態では、ＫＣＩは、非アクセス階層キーが変更されたことを指示する値にセットされたキー変更インジケータフラグを含む。他の実施形態では、ＫＣＩは、非アクセス階層キーが変更されたことを暗示的に指示するセキュリティパラメータを含む。セキュリティパラメータは、ノンス、タイムスタンプ、鮮度パラメータおよびバージョン番号のうちの１つを含む。
【００５２】
方法１００のいくつかの実施形態は、ＵＥ７０が最新の非アクセス階層キーを生成するために必要とするＫＤＰをソースＡＭＦ４０から受信することと、ＫＤＰをＵＥ７０に転送することとをさらに含む。いくつかの例では、ＫＤＰはＫＣＩとともに第２のハンドオーバメッセージで受信される。ＫＤＰは、たとえば、ノンス、タイムスタンプ、鮮度パラメータおよびバージョン番号のうちの１つを含む。いくつかの実施形態では、キー導出は暗示的ＫＣＩとして機能する。
【００５３】
方法１００のいくつかの実施形態は、ＵＥ７０が使用する少なくとも１つのセキュリティアルゴリズムを指示するセキュリティアルゴリズムパラメータをソースＡＭＦ４０から受信することと、セキュリティアルゴリズムパラメータをＵＥ７０に転送することとをさらに含む。一例では、セキュリティアルゴリズムパラメータはＫＣＩとともに第２のハンドオーバメッセージで受信される。
【００５４】
方法１００の一実施形態では、第１のハンドオーバメッセージは、ＵＥ７０のハンドオーバの必要性を指示する、ハンドオーバが必要であるとのメッセージを含む。
【００５５】
方法１００の一実施形態では、第２のハンドオーバメッセージは、ＫＣＩを含むハンドオーバ命令を含む。
【００５６】
方法１００の一実施形態では、非アクセス階層キーはコアネットワークキー（ＫＣＮ）を含む。
【００５７】
図１０は、図９に示された方法１００を遂行するように設定された例示的基地局１２０である。基地局１２０は、送信ユニット１２５、受信ユニット１３０および転送ユニット１３５を備える。送信ユニット１２５は、ＵＥ７０のハンドオーバを開始するために、無線通信ネットワーク１０のコアネットワーク３０におけるソースＡＭＦ４０へ第１のハンドオーバメッセージを送るように設定されている。受信ユニット１３０は、第１のハンドオーバメッセージに応答して、ソースＡＭＦ４０から第２のハンドオーバメッセージを受信するように設定されている。転送ユニット１３５は、ＫＣＩとともに第２のハンドオーバメッセージをＵＥ７０に転送するように設定されている。ＫＣＩは非アクセス階層キー（たとえばＫＣＮ）の変更を指示する。送信ユニット１２５、受信ユニット１３０および転送ユニット１３５は、ハードウェア回路、マイクロプロセッサ、および／または図９に示された方法を遂行するように設定されたソフトウェアを備え得る。いくつかの実施形態では、送信ユニット１２５、受信ユニット１３０および転送ユニット１３５は、単一のマイクロプロセッサによって実施される。他の実施形態では、送信ユニット１２５、受信ユニット１３０および転送ユニット１３５は、２つ以上のマイクロプロセッサによって実施され得る。
【００５８】
図１１は、無線通信ネットワーク１０のコアネットワーク３０におけるソースＡＭＦ４０によってハンドオーバ中に実施される例示的方法１５０を示す。ソースＡＭＦ４０は、ソース基地局２５から、ＵＥ７０のハンドオーバが必要であることを指示する第１のハンドオーバメッセージを受信する（ブロック１５５）。ソースＡＭＦは、最新の非アクセス階層キー（たとえばＫＣＮ）を生成して（ブロック１６０）、無線通信ネットワーク１０のコアネットワーク３０におけるターゲットＡＭＦ４０へ最新の非アクセス階層キーを送る（ブロック１６５）。ソースＡＭＦ４０はまた、第２のハンドオーバメッセージでＵＥ７０へＫＣＩを送る（ブロック１７０）。ＫＣＩは、非アクセス階層キーの変更を指示する。
【００５９】
方法１５０のいくつかの実施形態では、最新の非アクセス階層キーを生成することは、以前の非アクセス階層キーから最新の非アクセス階層キーを生成することを含む。他の実施形態では、最新の非アクセス階層キーを生成することは、以前の非アクセス階層キーおよびＫＤＰから最新の非アクセス階層キーを生成することを含む。いくつかの実施形態では、ソースＡＭＦは、第２のハンドオーバメッセージで、ＫＣＩとともにＫＤＰをＵＥ７０へ送る。
【００６０】
方法１５０のいくつかの実施形態は、ターゲットＡＭＦ４０を選択することと、ターゲットＡＭＦ４０の選択に依拠して最新の非アクセス階層キーを生成することとをさらに含む。
【００６１】
方法１５０のいくつかの実施形態は、それぞれが異なるターゲットＡＭＦ４０向けの２つ以上の非アクセス階層キーを生成することをさらに含む。一例では、異なるＫＤＰを使用して２つ以上の非アクセス階層キーが生成される。
【００６２】
方法１５０のいくつかの実施形態は、ターゲットＡＭＦ４０へ１つまたは複数のセキュリティパラメータを送ることをさらに含む。一例では、１つまたは複数のセキュリティパラメータは、第２のハンドオーバメッセージでターゲットＡＭＦ４０へ送信される。一例では、１つまたは複数のセキュリティパラメータはＵＥの能力情報を含む。
【００６３】
方法１５０のいくつかの実施形態は、少なくとも１つのセキュリティアルゴリズムを指示するセキュリティアルゴリズムパラメータをターゲットＡＭＦ４０から受信することと、セキュリティアルゴリズムパラメータをＵＥ７０に転送することとをさらに含む。別の例では、セキュリティアルゴリズムパラメータは、ターゲットＡＭＦ４０からフォワードリロケーション応答メッセージで受信される。
【００６４】
方法１５０の一実施形態では、第１のハンドオーバメッセージは、ＵＥ７０のハンドオーバの必要性を指示する、ハンドオーバが必要であるとのメッセージを含む。
【００６５】
方法１５０の一実施形態では、第２のハンドオーバメッセージは、ＫＣＩを含むハンドオーバ命令を含む。
【００６６】
方法１５０の一実施形態では、最新の非アクセス階層キーは、フォワードリロケーション要求メッセージでターゲットＡＭＦ（４０）へ送られる。
【００６７】
方法１５０の一実施形態では、非アクセス階層キーはコアネットワークキー（ＫＣＮ）を含む。
【００６８】
図１２は、図１１に示された方法１５０を遂行するように設定された例示的ソースＡＭＦ１７５である。ソースＡＭＦ１７５は、受信ユニット１８０、キー生成ユニット１８５、第１の送信ユニット１９０および第２の送信ユニット１９５を備える。受信ユニット１８０は、ソース基地局２５から、ＵＥ７０のハンドオーバが必要であることを指示する第１のハンドオーバメッセージを受信するように設定されている。キー生成ユニット１８５は、本明細書で説明されたような最新の非アクセス階層キー（たとえばＫＣＮ）を生成するように設定されている。第１の送信ユニット１９０は、無線通信ネットワーク１０のコアネットワーク３０におけるターゲットＡＭＦ４０へ最新の非アクセス階層キーを送るように設定されている。第２の送信ユニット１９５は、第２のハンドオーバメッセージで、ＵＥ７０へＫＣＩを送るように設定されている。ＫＣＩは、非アクセス階層キーの変更を指示する。受信ユニット１８０、キー生成ユニット１８５、第１の送信ユニット１９０および第２の送信ユニット１９５は、ハードウェア回路、マイクロプロセッサ、および／または図１１に示された方法を遂行するように設定されたソフトウェアを備え得る。いくつかの実施形態では、受信ユニット１８０、キー生成ユニット１８５、第１の送信ユニット１９０および第２の送信ユニット１９５は、単一のマイクロプロセッサによって実施される。他の実施形態では、受信ユニット１８０、キー生成ユニット１８５、第１の送信ユニット１９０および第２の送信ユニット１９５は、２つ以上のマイクロプロセッサによって実施され得る。
【００６９】
図１３は、無線通信ネットワーク１０のコアネットワーク３０におけるターゲットＡＭＦ４０によってハンドオーバ中に実施される例示的方法２００を示す。ターゲットＡＭＦ４０は、ソースＡＭＦ４０から最新の非アクセス階層キー（たとえばＫＣＮ）を受信する（ブロック２０５）。ターゲットＡＭＦは、最新の非アクセス階層キーから導出された最新のアクセス階層キーを含む最新のセキュリティコンテキストを確立して（ブロック２１０）、ターゲット基地局２５へ最新のアクセス階層キーを送る（ブロック２１５）。
【００７０】
方法２００のいくつかの実施形態は、ソースモビリティ管理機能から１つまたは複数のセキュリティパラメータを受信することをさらに含む。一例では、１つまたは複数のセキュリティパラメータはＵＥの能力情報を含む。一実施形態では、セキュリティパラメータは最新の非アクセス階層キーとともに受信される。
【００７１】
方法２００のいくつかの実施形態では、最新のセキュリティコンテキストを確立することは、１つまたは複数のセキュリティアルゴリズムを選択することを含む。一例では、セキュリティアルゴリズムのうちの少なくとも１つはＵＥの能力情報に基づいて選択される。
【００７２】
方法２００のいくつかの実施形態は、最新のセキュリティコンテキストに関する少なくとも１つのセキュリティアルゴリズムを指示するセキュリティアルゴリズムパラメータをソースモビリティ管理機能へ送ることをさらに含む。
【００７３】
方法２００のいくつかの実施形態では、ソースモビリティ管理機能から、フォワードリロケーション要求メッセージで、最新の非アクセス階層キーが受信される。
【００７４】
方法２００のいくつかの実施形態では、最新のアクセス階層キーがハンドオーバ要求でターゲット基地局へ送られる。
【００７５】
方法２００のいくつかの実施形態では、セキュリティアルゴリズムパラメータがフォワードリロケーション応答メッセージでソースモビリティ管理機能へ送られる。
【００７６】
方法２００のいくつかの実施形態では、非アクセス階層キーはコアネットワークキー（ＫＣＮ）を含む。
【００７７】
図１４は、図１３に示された方法２００を遂行するように設定された例示的ターゲットＡＭＦ２２０である。ターゲットＡＭＦ２２０は、受信ユニット２２５、セキュリティユニット２３０および送信ユニット２３５を備える。受信ユニット２２５は、ソースＡＭＦ４０から最新の非アクセス階層キー（たとえばＫＣＮ）を受信するように設定されている。セキュリティユニット２３０は、最新の非アクセス階層キーから導出された最新のアクセス階層キーを含む最新のセキュリティコンテキストを確立するように設定されている。送信ユニット２３５は、最新のアクセス階層キーをターゲット基地局２５へ送るように設定されている。受信ユニット２２５、セキュリティユニット２３０および送信ユニット２３５は、ハードウェア回路、マイクロプロセッサ、および／または図１３に示された方法を遂行するように設定されたソフトウェアを備え得る。いくつかの実施形態では、受信ユニット２２５、セキュリティユニット２３０および送信ユニット２３５は、単一のマイクロプロセッサによって実施される。他の実施形態では、受信ユニット２２５、セキュリティユニット２３０および送信ユニット２３５は、２つ以上のマイクロプロセッサによって実施され得る。
【００７８】
図１５は、ハンドオーバ中に、無線通信ネットワーク１０において、ＵＥ７０によって実施される例示的方法２５０を示す。ＵＥ７０は、無線通信ネットワーク１０のソースＡＭＦ４０の領域におけるソース基地局２５から、ＫＣＩを含むハンドオーバメッセージを受信する（ブロック２５５）。ＫＣＩは、非アクセス階層キー（たとえばＫＣＮ）が変更されたことをＵＥ７０に指示する。ＵＥ７０は、ソース基地局２５から、ターゲットＡＭＦ４０の領域におけるターゲット基地局２５へのハンドオーバを遂行する（ブロック２６０）。ＵＥ７０は、ＫＣＩに応答して、ターゲットＡＭＦ４０に対する最新のセキュリティコンテキストを確立する（ブロック２６５）。最新のセキュリティコンテキストは最新の非アクセス階層キーを含む。ＵＥ７０は、任意選択で、最新の非アクセス階層キーを使用してターゲットＡＭＦ４０と通信してよい（ブロック２７０）。
【００７９】
方法２５０のいくつかの実施形態では、ＫＣＩは、非アクセス階層キーが変更されたことを指示する値にセットされたキー変更インジケータフラグを含む。他の実施形態では、ＫＣＩは、非アクセス階層キーが変更されたことを暗示的に指示するセキュリティパラメータを含む。セキュリティパラメータは、最新の非アクセス階層キーを生成するために使用されるＫＤＰを含む。
【００８０】
方法２５０のいくつかの実施形態は、ＫＤＰを使用して最新の非アクセス階層キーを生成することをさらに含む。一例では、ＫＤＰは、ＵＥ７０およびソースＡＭＦに認識されているノンス、タイムスタンプ、鮮度パラメータ、バージョン番号および静的情報のうちの１つを含む。いくつかの実施形態では、ＫＤＰはＫＣＩとともに第２のハンドオーバメッセージで受信される。いくつかの実施形態では、ＫＤＰは暗示的ＫＣＩとして機能する。
【００８１】
方法２５０のいくつかの実施形態は、最新の非アクセス階層キーから最新のアクセス階層キーを生成することと、最新のアクセス階層キーを使用してターゲット基地局２５と通信することとをさらに含む。
【００８２】
方法２５０のいくつかの実施形態は、最新のセキュリティコンテキストにおいて使用される１つまたは複数のセキュリティアルゴリズムを識別するセキュリティアルゴリズムパラメータをソース基地局２５から受信することをさらに含む。一例では、セキュリティアルゴリズムパラメータは、ＫＣＩとともにハンドオーバメッセージで受信される。
【００８３】
方法２５０のいくつかの実施形態では、ハンドオーバメッセージはハンドオーバ命令を含む。
【００８４】
方法２５０のいくつかの実施形態では、非アクセス階層キーはコアネットワークキー（ＫＣＮ）を含む。
【００８５】
図１６は、図１５に示された方法２５０を遂行するように設定された例示的ＵＥ２７５である。ＵＥ２７５は、受信ユニット２８０、ハンドオーバユニット２８５およびセキュリティユニット２９０を備える。受信ユニット２８０は、無線通信ネットワーク１０のソースＡＭＦ４０の領域におけるソース基地局２５から、ＫＣＩを含むハンドオーバメッセージを受信するように設定されている。ＫＣＩは、非アクセス階層キー（たとえばＫＣＮ）が変更されたことをＵＥ７０に指示する。ハンドオーバユニット２８５は、ソース基地局２５からターゲットＡＭＦ４０の領域におけるターゲット基地局２５へのハンドオーバを遂行するように設定されている。セキュリティユニット２９０は、ＫＣＩに応答して、ターゲットＡＭＦ４０に対する最新のセキュリティコンテキストを確立するように設定されている。ＵＥ２７５は、任意選択で、最新の非アクセス階層キーを使用してターゲットＡＭＦ４０と通信するように設定された通信ユニット２９５も含み得る。受信ユニット２８０、ハンドオーバユニット２８５、セキュリティユニット２９０および通信ユニット２９５は、ハードウェア回路、マイクロプロセッサ、および／または図１５に示された方法を遂行するように設定されたソフトウェアを備え得る。いくつかの実施形態では、受信ユニット２８０、ハンドオーバユニット２８５、セキュリティユニット２９０および通信ユニット２９５は、単一のマイクロプロセッサによって実施される。他の実施形態では、受信ユニット２８０、ハンドオーバユニット２８５、セキュリティユニット２９０および通信ユニット２９５は、２つ以上のマイクロプロセッサによって実施され得る。
【００８６】
図１７は、アイドルモードのＵＥ７０がＡＭＦ４０を変更するとき、通信ネットワーク１０のコアネットワーク３０におけるソースＡＭＦ４０によって実施される例示的方法３００を示す。ソースＡＭＦ４０は、ターゲットＡＭＦ４０から、ＵＥ７０に関するセキュリティコンテキストの要求を受信する（ブロック３０５）。ソースＡＭＦ４０は最新の非アクセス階層キー（たとえばＫＣＮ）を生成し（ブロック３１０）、要求に応答して最新の非アクセス階層キーおよびＫＣＩをターゲットＡＭＦ４０へ送る（ブロック３１５）。ＫＣＩは非アクセス階層キーの変更を指示する。
【００８７】
方法３００のいくつかの実施形態では、最新の非アクセス階層キーを生成することは、旧式の非アクセス階層キーから最新の非アクセス階層キーを生成することを含む。他の実施形態では、ＫＤＰを生成すること、ならびに旧式の非アクセス階層キーおよびＫＤＰから最新の非アクセス階層キーを生成すること。
【００８８】
方法３００のいくつかの実施形態では、キー変更指示は、非アクセス階層キーが変更されたことを指示する値にセットされたキー変更インジケータフラグを含む。他の実施形態では、ＫＣＩは、非アクセス階層キーが変更されたことを暗示的に指示するセキュリティパラメータを含む。セキュリティパラメータは、たとえば、最新の非アクセス階層キーを生成するために使用されるＫＤＰを含み得る。
【００８９】
方法３００のいくつかの実施形態は、要求に応答して、最新の非アクセス階層キーを生成するのに使用されるＫＤＰを送信することをさらに含む。ＫＤＰは、ノンス、タイムスタンプ、鮮度パラメータおよびバージョン番号のうちの１つを含む。
【００９０】
方法３００のいくつかの実施形態は、ターゲットＡＭＦ４０を選択することと、ターゲットＡＭＦ４０の選択に依拠して最新の非アクセス階層キーを生成することとをさらに含む。
【００９１】
方法３００のいくつかの実施形態では、最新の非アクセス階層キーを生成することは、それぞれが異なるターゲットＡＭＦ４０向けの２つ以上の非アクセス階層キーを生成することを含む。一例では、異なるＫＤＰを使用して、２つ以上の非アクセス階層キーが生成される。
【００９２】
方法３００のいくつかの実施形態は、ターゲットＡＭＦ４０へ、最新の非アクセス階層キーとともに１つまたは複数のセキュリティパラメータを送ることをさらに含む。一例では、１つまたは複数のセキュリティパラメータはＵＥの能力情報を含む。
【００９３】
方法３００のいくつかの実施形態では、セキュリティコンテキストの要求は、ターゲットＡＭＦ４０からコンテキスト要求メッセージで受信される。
【００９４】
方法３００のいくつかの実施形態では、最新の非アクセス階層キーは、コンテキスト要求応答メッセージでターゲットＡＭＦ４０へ送られる。
【００９５】
方法３００のいくつかの実施形態では、非アクセス階層キーはコアネットワークキー（ＫＣＮ）を含む。
【００９６】
図１８は、図１７に示された方法３００を遂行するように設定された例示的ソースＡＭＦ３２０である。ソースＡＭＦ３２０は、受信ユニット３２５、キー生成ユニット３３０および送信ユニット３３５を備える。受信ユニット３２５は、ターゲットＡＭＦ４０から、ＵＥ７０に関するセキュリティコンテキストの要求を受信するように設定されている。キー生成ユニット３３０は、最新の非アクセス階層キー（たとえばＫＣＮ）を生成するように設定されている。送信ユニット２３５は、要求に応答して、ターゲットＡＭＦ４０へ最新の非アクセス階層キーおよびＫＣＩを送るように設定されている。受信ユニット３２５、キー生成ユニット３３０および送信ユニット３３５は、ハードウェア回路、マイクロプロセッサ、および／または図１７に示された方法を遂行するように設定されたソフトウェアを備え得る。いくつかの実施形態では、受信ユニット３２５、キー生成ユニット３３０および送信ユニット３３５は、単一のマイクロプロセッサによって実施される。他の実施形態では、受信ユニット３２５、キー生成ユニット３３０および送信ユニット３３５は、２つ以上のマイクロプロセッサによって実施され得る。
【００９７】
図１９は、アイドルモードのＵＥ７０がＡＭＦ４０を変更するとき、無線通信ネットワーク１０のコアネットワーク３０におけるターゲットＡＭＦ４０によって実施される例示的方法３５０を示す。ターゲットＡＭＦ４０は、ＵＥ７０から、ＡＭＦの変更を指示する登録メッセージまたは他の制御メッセージを受信する（ブロック３５５）。ターゲットＡＭＦ４０は、無線通信ネットワークにおけるソースＡＭＦ４０からのセキュリティコンテキストを要求する（ブロック３６０）。要求に応答して、ターゲットＡＭＦ４０は、最新の非アクセス階層キー（たとえばＫＣＮ）および非アクセス階層キーが変更されたことを指示するＫＣＩを受信する（ブロック３６５）。ターゲットＡＭＦ４０は、ＵＥ７０へＫＣＩを送り（ブロック３７０）、任意選択で、ＵＥ７０向けに、最新の非アクセス階層キーを含む最新のセキュリティコンテキストを確立する（ブロック３７５）。
【００９８】
方法３５０のいくつかの実施形態は、最新の非アクセス階層キーを含む最新のセキュリティコンテキストを確立することをさらに含む。
【００９９】
方法３５０のいくつかの実施形態は、ソースＡＭＦ４０から１つまたは複数のセキュリティパラメータを受信することをさらに含む。例では、１つまたは複数のセキュリティパラメータはＵＥの能力情報を含む。別の例では、セキュリティパラメータはＫＣＩとともに受信される。
【０１００】
方法３５０のいくつかの実施形態では、キー変更指示は、非アクセス階層キーが変更されたことを指示する値にセットされたキー変更インジケータフラグを含む。他の実施形態では、キー変更指示は、非アクセス階層キーが変更されたことを暗示的に指示するセキュリティパラメータを含む。セキュリティパラメータは、たとえば、最新の非アクセス階層キーを生成するために使用されるＫＤＰを含み得る。
【０１０１】
方法３５０のいくつかの実施形態は、要求に応答して、最新の非アクセス階層キーを生成するのに使用されるＫＤＰを受信することをさらに含む。一例では、ＫＤＰは、ノンス、タイムスタンプ、鮮度パラメータおよびバージョン番号のうちの１つを含む。いくつかの実施形態では、ターゲットＡＭＦ４０は、ＮＡＳ  ＳＭＣのメッセージで、ＫＣＩとともにＫＤＰをＵＥ７０へ送る。
【０１０２】
方法３５０のいくつかの実施形態では、最新のセキュリティコンテキストを確立することは、部分的に、１つまたは複数のセキュリティアルゴリズムを選択することを含む。一例では、セキュリティアルゴリズムのうちの少なくとも１つはＵＥの能力情報に基づいて選択される。
【０１０３】
方法３５０のいくつかの実施形態は、最新のセキュリティコンテキストに関する少なくとも１つのセキュリティアルゴリズムを指示するセキュリティアルゴリズムパラメータをＵＥ７０へ送ることをさらに含む。
【０１０４】
方法３５０のいくつかの実施形態では、ＫＣＩは、ソースＡＭＦ７０からコンテキスト要求応答メッセージで受信される。
【０１０５】
方法３５０のいくつかの実施形態では、ＫＣＩは、セキュリティ確立メッセージでＵＥ７０へ送られる。
【０１０６】
方法３５０のいくつかの実施形態では、非アクセス階層キーはコアネットワークキー（ＫＣＮ）を含む。
【０１０７】
図２０は、図１９に示された方法３５０を遂行するように設定された例示的ターゲットＡＭＦ３８０である。基地局３８０は、第１の受信ユニット３８２、要求ユニット３８４、第２の受信ユニット３８６、および送信ユニット３８８を含む。第１の受信ユニット３８２は、ＵＥ７０から、ＡＭＦの変更を指示する登録メッセージまたは他の制御メッセージを受信するように設定されている。要求ユニット３８４は、登録メッセージに応答して、無線通信ネットワークにおけるソースＡＭＦ４０からのセキュリティコンテキストを要求するように設定されている。第２の受信ユニット３８６は、セキュリティコンテキスト要求に応答して、ソースＡＭＦ４０から、最新の非アクセス階層キーと、非アクセス階層キー（たとえばＫＣＮ）が変更されたことを指示するＫＣＩとを受信するように設定されている。送信ユニット３８８は、ＵＥ７０へＫＣＩを送るように設定されている。基地局３８０はまた、任意選択で、ＵＥ７０向けに、最新の非アクセス階層キーを含む最新のセキュリティコンテキストを確立するように設定されたセキュリティユニット３９０を含み得る。第１の受信ユニット３８２、要求ユニット３８４、第２の受信ユニット３８６、送信ユニット３８８およびセキュリティユニット３９０は、ハードウェア回路、マイクロプロセッサ、および／または図１９に示された方法を遂行するように設定されたソフトウェアを備え得る。いくつかの実施形態では、第１の受信ユニット３８２、要求ユニット３８４、第２の受信ユニット３８６、送信ユニット３８８およびセキュリティユニット３９０は、単一のマイクロプロセッサによって実施される。他の実施形態では、第１の受信ユニット３８２、要求ユニット３８４、第２の受信ユニット３８６、送信ユニット３８８およびセキュリティユニット３９０は、２つ以上のマイクロプロセッサによって実施され得る。
【０１０８】
図２１は、無線通信ネットワーク１０におけるアイドルモードのＵＥ７０がＡＭＦ４０を変更するときＵＥ７０によって実施される例示的方法４００を示す。ＵＥ７０は、登録メッセージまたは他の制御メッセージを、無線通信ネットワークにおけるターゲットＡＭＦ４０へ送る（ブロック４０５）。ＵＥ７０は、登録メッセージまたは他の制御メッセージに応答して、非アクセス階層キーが変更されたことを指示するＫＣＩ（たとえばＫＣＮ）を受信する（ブロック４１０）。ＵＥ７０は、ＫＣＩに応答して最新の非アクセス階層キーを生成する（ブロック４１５）。ＵＥ７０は、最新の非アクセス階層キーを生成した後に、任意選択で、ターゲットＡＭＦ４０に対する最新のセキュリティコンテキスト（最新の非アクセス階層キーを含む）を確立して（ブロック４２０）、その後、最新の非アクセス階層キーを使用してターゲットＡＭＦ４０と通信し得る（ブロック４２５）。
【０１０９】
方法３５０のいくつかの実施形態は、ターゲットＡＭＦ４０に対する最新のセキュリティコンテキスト（最新の非アクセス階層キーを含む）を確立することと、最新の非アクセス階層キーを使用してターゲットＡＭＦ４０と通信することとをさらに含む。
【０１１０】
方法４００のいくつかの実施形態では、ＫＣＩは、非アクセス階層キーが変更されたことを指示する値にセットされたキー変更インジケータフラグを含む。他の実施形態では、ＫＣＩは、非アクセス階層キーが変更されたことを暗示的に指示するセキュリティパラメータを含む。一例では、セキュリティパラメータは、ノンス、タイムスタンプ、鮮度パラメータおよびバージョン番号のうちの１つを含む。
【０１１１】
方法４００のいくつかの実施形態は、ターゲットＡＭＦ４０からＫＤＰを受信することと、ＫＤＰを使用して最新の非アクセス階層キーを生成することとをさらに含む。一例では、ＫＤＰは、ノンス、タイムスタンプ、鮮度パラメータおよびバージョン番号のうちの１つを含む。別の例では、ＫＤＰはＫＣＩとともに受信される。いくつかの実施形態では、ＫＤＰは暗示的ＫＣＩとして機能する。
【０１１２】
方法４００のいくつかの実施形態では、最新の非アクセス階層キーを生成することは、以前の非アクセス階層キーから最新の非アクセス階層キーを生成することを含む。方法４００の他の実施形態では、最新の非アクセス階層キーを生成することは、以前の非アクセス階層キーおよびＫＤＰから最新の非アクセス階層キーを生成することを含む。様々な実施形態では、ＫＤＰは、ノンス、タイムスタンプ、鮮度パラメータおよびバージョン番号のうちの少なくとも１つを含む。他の実施形態では、ＫＤＰは、ＵＥ７０およびソースＡＭＦ４０に認識されている静的情報を含む。
【０１１３】
方法４００のいくつかの実施形態は、最新のセキュリティコンテキストにおいて使用される１つまたは複数のセキュリティアルゴリズムを識別するセキュリティアルゴリズムパラメータをターゲットＡＭＦ４０から受信することをさらに含む。一例では、セキュリティアルゴリズムパラメータは、ＫＣＩとともに受信される。
【０１１４】
方法４００のいくつかの実施形態では、最新の非アクセス階層キーはセキュリティ確立メッセージで受信される。
【０１１５】
方法４００のいくつかの実施形態では、非アクセス階層キーはコアネットワークキー（ＫＣＮ）を含む。
【０１１６】
図２２は、図２１に示された方法４００を遂行するように設定された例示的ＵＥ４３０である。ＵＥ４３０は、送信ユニット４３５、受信ユニット４４０およびキー生成ユニット４４５を備える。送信ユニット４３５は、無線通信ネットワークにおけるターゲットＡＭＦ４０に、登録メッセージまたは他の制御メッセージを送るように設定されている。受信ユニット４４０は、登録メッセージまたは他の制御メッセージに応答して、非アクセス階層キーが変更されたことを指示するＫＣＩを受信するように設定されている。キー生成ユニット４４５は、ＫＣＩに応答して最新の非アクセス階層キーを生成するように設定されている。ＵＥ４３０はまた、任意選択で、ターゲットＡＭＦ４０に対する最新のセキュリティコンテキストを確立するように設定されたセキュリティユニット４５０と、最新の非アクセス階層キーを使用してターゲットＡＭＦ４０と通信するように設定された通信ユニット３５０とを含み得る。送信ユニット４３５、受信ユニット４４０、キー生成ユニット４４５、セキュリティユニット４５０および通信ユニット４５５は、ハードウェア回路、マイクロプロセッサ、および／または図９に示された方法を遂行するように設定されたソフトウェアを備え得る。いくつかの実施形態では、送信ユニット４３５、受信ユニット４４０、キー生成ユニット４４５、セキュリティユニット４５０および通信ユニット４５５は、単一のマイクロプロセッサによって実施される。他の実施形態では、送信ユニット４３５、受信ユニット４４０、キー生成ユニット４４５、セキュリティユニット４５０および通信ユニット４５５は、２つ以上のマイクロプロセッサによって実施され得る。
【０１１７】
図２３は、本明細書で説明されたようなセキュリティコンテキストのハンドリング方法を実施するように設定された基地局５００の主要な機能部品を示す。基地局５００は、処理回路５１０、メモリ５３０、およびインターフェース回路５４０を備える。
【０１１８】
インターフェース回路５４０は、１つまたは複数のアンテナ５５０に結合された無線周波数（ＲＦ）インターフェース回路５４５を含む。ＲＦインターフェース回路５５０は、無線通信チャネルを通じてＵＥ７０と通信するのに必要な無線周波数（ＲＦ）構成要素を備える。一般的には、ＲＦ構成要素は、５Ｇ規格または他の無線アクセス技術（ＲＡＴ）による通信用に適合した送信器および受信器を含む。インターフェース回路５４０は、無線通信ネットワーク１０におけるコアネットワークノードと通信するためのネットワークインターフェース回路５５５をさらに含む。
【０１１９】
処理回路５１０は、基地局５００によって送受信される信号を処理する。そのような処理は、送信される信号の符号化および変調と、受信された信号の復調および復号化とを含む。処理回路５１０は、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せを備え得る。処理回路５１０は、ハンドオーバ関連の機能を遂行するためのモビリティユニット５１５を含む。モビリティユニット５１５は、モビリティ関連の機能専用の処理サーキットリを備える。モビリティユニット５１５は、図２、図６、図７、および図９に示された方法を含めて本明細書で説明されたような方法および手順を遂行するように設定されている。
【０１２０】
メモリ５３０は、処理回路５１０が動作するために必要なコンピュータプログラムコードおよびデータを記憶するための揮発性メモリと不揮発性メモリの両方を備える。メモリ５３０は、電子的データ記憶、磁気的データ記憶、光学式データ記憶、電磁気的データ記憶、または半導体データ記憶を含むデータ記憶のための任意の有形の非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備え得る。メモリ５３０は、図２、図６、図７、および図９による方法１００を含めて本明細書で説明された方法および手順を実施するように処理回路５１０を設定する実行可能命令を含むコンピュータプログラム５３５を記憶している。一般に、コンピュータプログラム命令および設定情報は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）またはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶される。動作中に生成された一時データは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリに記憶されてよい。いくつかの実施形態では、本明細書で説明されたような処理回路５１０を設定するためのコンピュータプログラム５３５は、携帯用コンパクトディスク、携帯用デジタルビデオディスク、または他のリムーバブル媒体などの取外し可能メモリに記憶され得る。コンピュータプログラム５３５は、電子信号、光信号、無線信号、またはコンピュータ可読記憶媒体などのキャリアにおいても具現され得る。
【０１２１】
図２４は、本明細書で説明されたようなセキュリティコンテキストのハンドリング手順を実施するように設定された、無線通信ネットワーク１０におけるコアネットワークノード６００の主要な機能部品を示す。コアネットワークノード６００は、本明細書で説明されたようなソースＡＭＦ４０およびターゲットＡＭＦ４０などのコアネットワーク機能を実施するように使用され得る。当業者なら、ＡＭＦ４０などのコアネットワーク機能は、単一のコアネットワークノードによって実施されてよく、または２つ以上のコアネットワークノードの間で分配されてもよいことを理解するであろう。
【０１２２】
コアネットワークノード６００は、処理回路６１０、メモリ６３０、およびインターフェース回路６４０を備える。インターフェース回路６４０は、ＲＡＮにおける他のコアネットワークノードおよび基地局２５との通信を可能にするためのネットワークインターフェース回路６４５を含む。
【０１２３】
処理回路６１０は、コアネットワークノード６００の動作を制御する。処理回路６１０は、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せを備え得る。処理回路６１０は、ＮＡＳ関連のセキュリティ機能を扱うためのＮＡＳセキュリティユニット６１５およびモビリティ管理機能を扱うためのモビリティ管理ユニット６２０を含み得る。一般に、ＮＡＳセキュリティユニット６１５は、セキュリティキーを導出することと、セキュリティコンテキストを確立することと、他の関係のあるセキュリティ機能とを担う。モビリティ管理ユニット６２０は、モビリティ管理機能および関係のあるシグナリングの取扱いを担う。以前に説明されたように、ＮＡＳセキュリティユニット６１５は、ＵＥ７０に送られるＮＡＳキー、ＫＤＰ、および他のセキュリティパラメータなどの情報をモビリティ管理ユニット６２０に供給し得る。いくつかの実施形態では、ＮＡＳセキュリティユニット６１５とモビリティ管理ユニット６２０は同一のコアネットワークノードに存在してよい。他の実施形態では、これらは異なるコアネットワークノードに存在してよい。１つの例示的実施形態では、ＮＡＳセキュリティユニット６１５およびモビリティ管理ユニット６２０は、図２、図３、図６〜図８、図１１、図１３、図１７、および図１９に示された方法を含めて、本明細書で説明されたような方法および手順を遂行するように設定されている。
【０１２４】
メモリ６３０は、処理回路６１０が動作のために必要とするコンピュータプログラムコードおよびデータを記憶するための揮発性メモリと不揮発性メモリの両方を備える。メモリ６３０は、電子的データ記憶、磁気的データ記憶、光学式データ記憶、電磁気的データ記憶、または半導体データ記憶を含むデータ記憶のための任意の有形の非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備え得る。メモリ６３０は、図２、図３、図６〜図８、図１１、図１３、図１７、および図１９による方法を含めて本明細書で説明された方法および手順を実施するように処理回路６１０を設定する実行可能命令を含むコンピュータプログラム６３５を記憶している。一般に、コンピュータプログラム命令および設定情報は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）またはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶される。動作中に生成された一時データは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリに記憶されてよい。いくつかの実施形態では、本明細書で説明されたような処理回路６１０を設定するためのコンピュータプログラム６３５は、携帯用コンパクトディスク、携帯用デジタルビデオディスク、または他のリムーバブル媒体などの取外し可能メモリに記憶され得る。コンピュータプログラム６３５は、電子信号、光信号、無線信号、またはコンピュータ可読記憶媒体などのキャリアにおいても具現され得る。
【０１２５】
図２５は、本明細書で説明されたようなセキュリティコンテキストハンドリング方法を実施するように設定されたＵＥ７００の主要な機能部品を示す。ＵＥ７００は、処理回路７１０、メモリ７３０、およびインターフェース回路７４０を備える。
【０１２６】
インターフェース回路７４０は、１つまたは複数のアンテナ７５０に結合された無線周波数（ＲＦ）インターフェース回路７４５を含む。ＲＦインターフェース回路７４５は、無線通信チャネルを通じてＵＥ７０と通信するのに必要な無線周波数（ＲＦ）構成要素を備える。一般的には、ＲＦ構成要素は、５Ｇ規格または他の無線アクセス技術（ＲＡＴ）による通信用に適合した送信器および受信器を含む。
【０１２７】
処理回路７１０は、ＵＥ７００によって送受信される信号を処理する。そのような処理は、送信される信号の符号化および変調と、受信された信号の復調および復号化とを含む。処理回路７１０は、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せを備え得る。処理回路７１０は、ＮＡＳ関連のセキュリティ機能を扱うためのＮＡＳセキュリティユニット７１５およびモビリティ管理機能を扱うためのモビリティ管理ユニット７２０を含み得る。一般に、ＮＡＳセキュリティユニット７１５は、セキュリティキーを導出することと、セキュリティコンテキストを確立することと、本明細書で説明された他のセキュリティ機能とを担う。モビリティ管理ユニット７２０は、モビリティ管理機能および関係のあるシグナリングの取扱いを担う。１つの例示的実施形態では、ＮＡＳセキュリティユニット７１５およびモビリティ管理ユニット７２０は、図２、図３、図６〜図８、図１５、および図２１に示された方法を含めて本明細書で説明されたような方法および手順を遂行するように設定されている。
【０１２８】
メモリ７３０は、処理回路７１０が動作するために必要なコンピュータプログラムコードおよびデータを記憶するための揮発性メモリと不揮発性メモリの両方を備える。メモリ７３０は、電子的データ記憶、磁気的データ記憶、光学式データ記憶、電磁気的データ記憶、または半導体データ記憶を含むデータ記憶のための任意の有形の非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備え得る。メモリ７３０は、図２、図３、図６〜図８、図１５、および図２１による方法１００を含めて本明細書で説明された方法および手順を実施するように処理回路７１０を設定する実行可能命令を含むコンピュータプログラム７３５を記憶している。一般に、コンピュータプログラム命令および設定情報は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）またはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶される。動作中に生成された一時データは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリに記憶されてよい。いくつかの実施形態では、本明細書で説明されたような処理回路７１０を設定するためのコンピュータプログラム７３５は、携帯用コンパクトディスク、携帯用デジタルビデオディスク、または他のリムーバブル媒体などの取外し可能メモリに記憶され得る。コンピュータプログラム７３５は、電子信号、光信号、無線信号、またはコンピュータ可読記憶媒体などのキャリアにおいても具現され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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