Source: https://patents.google.com/patent/FI111423B/en
Timestamp: 2018-09-20 17:39:06+00:00
Document Index: 5648027

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

FI111423B - System to ensure the handover to take place after encryption of communications - Google Patents
System to ensure the handover to take place after encryption of communications Download PDF
FI111423B
FI111423B FI20010282A FI20010282A FI111423B FI 111423 B FI111423 B FI 111423B FI 20010282 A FI20010282 A FI 20010282A FI 20010282 A FI20010282 A FI 20010282A FI 111423 B FI111423 B FI 111423B
FI20010282A
FI20010282A (en )
FI20010282A0 (en )
111423 111423
JÄRJESTELMÄ KANAVANVAIHDON JÄLKEEN TAPAHTUVAN TIETOLIIKENTEEN SALAUKSEN VARMISTAMISEKSI SYSTEM AFTER handoffs occur encryption of communications ENSURE
Keksinnön ala 5 Keksintö koskee yleisesti tietoliikenneverkon eheyden suojaamis ta. Field of the Invention 5 The present invention relates generally to the protection of the integrity of the telecommunications network used.
Kolmannen sukupolven matkaviestinjärjestelmästä käytetään Eu-10 roopassa nimeä UMTS (Universal Mobile Telecommunications System, yleiseurooppalainen matkaviestinjärjestelmä). The third generation of mobile communication system is used for Eu-10 rope's name (Universal Mobile Telecommunications System Global System for Mobile), UMTS. UMTS-järjestelmä on osa YK:n alaisen kansainvälisen televiestintäliiton ITU:n (International Telecommunications Union) IMT-2000-järjestelmää. The UMTS system is part of the UN's International Telecommunication Union ITU (International Telecommunications Union) for IMT-2000 system. UMTS/IMT-2000 on maailmanlaajuinen langaton multimedian välitykseen kykenevä järjestelmä, jonka avulla tiedon-15 siirto tulee olemaan nopeampaa (2 megabittiä sekunnissa) kuin nykyisissä matkaviestinverkoissa. UMTS / IMT-2000 is capable of global wireless multimedia transmission system which allows data transfer 15 will be faster (2 megabits per second) than in existing mobile communication networks.
Kuvion 1 yksinkertaistetulla lohkokaaviolla kuvataan GSM (Global System for Mobile Communications, maailmanlaajuinen matkaviestin-järjestelmä) -verkkoa ja UMTS-verkkoa. 1 a simplified block diagram of Figure is described in the GSM (Global System for Mobile communications, global mobile communication system) network and UMTS network. Verkon tärkeimmät osat ovat käyttä-20 jien päätelaitteet 100 ja verkko, johon kuuluvat GSM-tukiaseman alijärjestelmä (BSS, Base Station Subsystem) 105 ja UTRAN-verkko (UMTS terrestrial radio access network) 101, sekä ydinverkko (core network) 104. (UTRAN-verkko on laajakaistainen moniliityntäradioverkko, jonka määrittelytyötä tehdään parhaillaan 3GPP-projektissa (Third Generation Partnership Project).) 25 Käyttäjän päätelaitteen ja UTRAN-verkon välistä ilmarajapintaa kutsutaan Uu-rajapinnaksi ja UTRAN-verkon ja kolmannen sukupolven ydinverkon välistä rajapintaa lu-rajapinnaksi. The main components of the network are use-20 Jie terminal 100 and the network including GSM base station subsystem (BSS, Base Station Subsystem) 105, and UTRAN (UMTS terrestrial radio access network) 101 and a core network (Core Network) 104 (UTRAN network is a broadband moniliityntäradioverkko the definition work is currently under 3GPP project (third generation Partnership Project).) air interface between the 25 of the user terminal and the UTRAN is called Uu interface, and the UTRAN network and a third generation core network to the interface between the Iu interface. GSM-tukiaseman alijärjestelmän (BSS) ja GPRS (general packet radio service, pakettikytkentäinen datapalvelu) -ydinverkon välistä rajapintaa kutsutaan Gb-rajapinnaksi ja GSM-tukiaseman 30 alijärjestelmän (BSS) ja GSM-ydinverkon välistä rajapintaa A-rajapinnaksi. A GSM base station subsystem (BSS) and the GPRS (General Packet Radio Service packet-switched data service) interface between the -ydinverkon referred to as the Gb interface and the interface between the GSM base station subsystem 30 (BSS) and a core network of the GSM A-interface. Käyttäjien päätelaitteet voivat olla monimuotopäätteitä, joita voidaan käyttää vähintään kahden eri radioliityntätekniikan avulla, joita tässä esimerkissä ovat UMTS ja GSM. User terminals may be multimode terminals which can be operated by means of at least two different radio access technology, which in this example is the UMTS and GSM. UTRAN koostuu radioverkon alijärjestelmästä (RNS, radio network subsystem) 102, joka puolestaan koostuu radioverkko-ohjaimesta 35 (RNC, radio network controller) 103 ja yhdestä tai useammasta B-solmusta (ei kuvattu kuviossa 1). The UTRAN is composed of radio network subsystems (RNS Radio Network Subsystem) 102, which in turn consists of a radio network controller 35 (RNC, Radio Network Controller) 103 and one or more Node B (not shown in Figure 1). Rajapintaa kahden radioverkon alijärjestelmän (RNS) 2 111423 välillä kutsutaan lur-rajapinnaksi. The interface between two radio network subsystem (RNS) 2 111 423 referred to as the lur interface. Käyttäjän päätelaitteen ja GSM-tukiaseman alijärjestelmän (BSS) välistä rajapintaa kutsutaan yksinkertaisesti ilmaraja-pinnaksi. The interface between a user terminal and a GSM base station subsystem (BSS), simply referred to as the air-surface boundary. GSM-tukiaseman alijärjestelmä (BSS) koostuu tukiasemaohjaimista (BSC, base station controller) 106 ja varsinaisista tukiasemista (BTS, base 5 transceiver station) 107. Ydinverkkosolmut, esimerkiksi (GSM-)matkapuhelinkeskus (MSC, Mobile Switching Center) ja (GPRS-)tukisolmu SGSN (serving GPRS support node), voivat ohjata kummankin tyyppisiä radioliityntäverkkoja eli sekä UTRAN-verkkoja että tukiaseman alijärjestelmiä (BSS). A GSM base station subsystem (BSS) consists of base station controllers (BSC, Base Station Controller) 106 and the actual base stations (BTS, Base Transceiver Station 5) 107. Ydinverkkosolmut, for example (GSM) mobile switching center (MSC, Mobile Switching Center) and (GPRS) the support node SGSN (Serving GPRS support node) may control both types of radio access networks and a UTRAN network and the base station subsystem (BSS). Toinen mahdollinen verkkokonfiguraatio on sellainen, jossa jokaisella 10 radioliityntäverkolla (UTRAN-verkolla ja tukiaseman alijärjestelmällä (BSS)) on oma ohjaava ydinverkkosolmunsa, matkapuhelinkeskuksensa (MSC), tukisolmunsa SGSN ja - vastaavasti - toisen sukupolven matkapuhelinkeskuksensa (MSC) ja tukisolmunsa SGSN sekä kolmannen sukupolven matkapuhelinkeskuksensa (MSC) ja tukisolmunsa SGSN - mutta, jossa kaikki 15 nämä ydinverkkoelementit on liitetty yhteen ja samaan kotirekisteriin (HLR, home location register) (ei kuvattu kuviossa 1). Another potential network configuration is one in which each of 10 radio access network (UTRAN network and a base station subsystem (BSS)) has its own controlling ydinverkkosolmunsa, mobile subscriber exchanges (MSC) support node SGSN and - respectively - a second generation mobile subscriber (MSC) and the support node SGSN and the third generation mobile subscriber (MSC) and the support node SGSN - but with all 15 of these core network elements are connected together and to the same home location register (HLR, home Location register) (not shown in Figure 1). Kotirekisteri sisältää kaikki pysyvät käyttäjätiedot, esimerkiksi käyttäjien laskutusta voidaan ohjata yhdestä paikasta käsin, siitäkin huolimatta, että käyttäjien päätelaitteet mahdollisesti kykenevät käyttämään useita eri radioliityntäverkkoja. The home location register includes all permanent user data, such as user billing can be controlled from one location, even though the user terminals may be able to use a number of different radio access networks.
20 Seuraavassa käsitellään lyhyesti ilmarajapintoja koskevia yhteys käytäntöjä, joita tarvitaan radioverkkopalveluiden perustamiseen, asetusten uudelleenmäärittelyyn ja purkamiseen. 20 are briefly discussed below relating to air interfaces, protocols required for setting up the radio bearers, and the redefinition of the dismantling regulations. Ilmarajapintoja koskevien yhteyskäytäntöjen arkkitehtuuri liityntätasolla (access stratum) koostuu kolmesta eri yhteyskäytäntökerroksesta, jotka ovat järjestyksessä ylimmästä alimpaan 25 seuraavat: radioverkkokerros (L3), siirtokerros (L2) ja fyysinen kerros (L1). of air interface protocols architecture of access levels (access stratum) consists of three different protocol layers, which are in order of highest to the lowest 25: radio network layer (L3), a transfer layer (L2) and physical layer (L1). Seuraavassa on esitelty kerrosten yhteyskäytäntöoliot. These are the layers yhteyskäytäntöoliot. Radioverkkokerros koostuu ainoastaan yhdestä yhteyskäytännöstä, jota kutsutaan UMTS-ilmarajapinnassa radioresurssien ohjauskäytännöksi eli RRC-yhteys-käytännöksi (Radio Recourse Control protocol) ja toisen sukupolven GSM-30 ilmarajapinnassa radioresurssiyhteyskäytännöksi (RR, Radio Resource protocol). The radio network layer is composed of only one communication protocol, called a UMTS air interface control practice of radio resources, RRC connection-practice (Radio Recourse Control Protocol) and a second-generation GSM-30 air interface of the radio resource Protocol (RR, Radio Resource Protocol). Siirtokerros koostuu useista UMTS-ilmarajapinnan yhteyskäytännöistä, joita kutsutaan PDCP-yhteyskäytännöksi (Packet Data Convergence Protocol, pakettidatan konvergenssiyhteyskäytäntö), BMC-yhteys-käytännöksi (Broadcast Multicast Control protocol, yleislähetys-ohjausta 35 koskeva yhteyskäytäntö), radiolinkkien ohjauksen yhteyskäytännöksi (RLC, Radio Link Control protocol) ja siirtokanavan saantimenettelyn ohjauskäytän- 3 111423 nöksi (MAC, Medium Access Control protocol). The transfer layer is composed of a plurality of UMTS air interface protocols, known as the PDCP protocol (Packet Data Convergence Protocol, packet data convergence protocol), the BMC protocol (Broadcast Multicast Control protocol, a protocol for the broadcast control 35), a radio link control protocol (in the RLC Radio Link control protocol) and the transfer channel access procedure for recourse ohjauskäytän- 3 111423 (MAC, Medium Access Control protocol). GSM/GPRS-ilmarajapinnassa kerros 2:n yhteyskäytännöt ovat siirtoyhteyden looginen ohjaus (LLC, Logical Link Control), matkaviestimen ja tukiasemajäijestelmän välinen D-kanavan siirtoyhteyskäytäntö (LAPDm, Link Access Protocol on the Dm Channel), 5 radiolinkkien ohjauksen (RLC) yhteyskäytäntö ja siirtokanavan saantimenet-telyn ohjauskäytäntö (MAC). GSM / GPRS air interface of layer 2 protocols are the transmission link logical control (LLC; Logical Link Control), D-channel transmission protocol between the mobile station and tukiasemajäijestelmän (LAPDm, Link Access Protocol on the Dm Channel), 5 radio link control (RLC) protocol and go media access control protocol-procedure (MAC). Fyysinen kerros koostuu vain yhdestä ''yhteyskäytännöstä”, jolla ei ole mitään erityistä nimeä. Physical layer consists of only one '' communication protocol ', which does not have any particular name. Kussakin radioliityntäteknii-kassa käytetään omia ilmarajapintoja koskevia yhteyskäytäntöjä, mikä tarkoittaa esimerkiksi sitä, että GSM-ilmarajapintaa varten tarvitaan eri yhteys-10 käytäntö kuin UMTS-verkon Uu-rajapintaa varten. Each radioliityntäteknii cash registers used in protocols for their air interfaces, which means, for example, the need for the GSM air interface to different access-10 protocol as for the UMTS network a Uu interface.
UMTS-verkossa RRC-kerroksen avulla voidaan tarjota palveluita ylemmille kerroksille, toisin sanoen liitynnän esto -tasolle (NAS) palvelupisteiden kautta, joita käyttäjien päätelaitteiden puolella käyttävät ylemmän kerroksen yhteyskäytännöt ja UTRAN-verkon puolella lu-rajapinnan toiminto-15 ja tukeva radioliityntäverkon merkinantokäytäntö (RANAP-yhteyskäytäntö, Radio Access Network Application Part). A UMTS network, the RRC layer can be used to provide services to the upper layers, in other words, the interface barrier; level (NAS) via the service, which the user terminals of the use of higher layer protocols and the UTRAN side lu interface function 15 and supports a radio access network signaling protocol (RANAP communications protocol, the Radio Access Network Application Part). Kaikki ylemmissä kerroksissa tapahtuva merkinanto (liikkuvuuden hallinta, puhelunohjaus, yhteysjaksojen hallinta jne.) on kapseloitu RRC-sanomiksi, jotta ne voidaan siirtää iimaraja-pinnan välityksellä. All in the upper layers of the signaling (mobility management, call control, connection control sections etc.) is encapsulated in a RRC messages, are to be moved through iimaraja surface.
20 Tietoliikenteessä on aina olemassa se ongelma, miten varmistaa, että vastaanotetun tiedon on lähettänyt sellainen lähettäjä, jolla on valtuudet käyttää järjestelmää, eikä järjestelmään päässyt tunkeilija, joka yrittää naamioitua lähettäjäksi. 20 In telecommunications, there is always the problem of how to ensure that the received information is sent by one who has the power to use the system, and could not get the system intruder who is trying to masquerade as the sender. Ongelma on erityisen selkeä solukkojärjestelmissä, joissa ilmarajapinta sopii erinomaisesti salakuunteluun ja siirrettävien tietojen 25 sisällön vaihtamiseen ylempiä lähetystasoja käyttämällä, jopa etäisyyksien takaa. The problem is particularly pronounced in cellular systems, where the air interface is ideally suited for the interception and 25 to change the content of the data transferred by using higher transmission levels, up to distances from behind. Perusratkaisu tähän ongelmaan on kommunikoivien osapuolten todentaminen. The basic solution to this problem is authentication of the communicating parties. Todentamisprosessilla pyritään tunnistamaan ja tarkistamaan kommunikoivat osapuolet niin, että molemmat osapuolet voivat tarkistaa toisen osapuolen tunnistustiedot ja että he voivat luottaa tunnistukseen riittävässä 30 määrin. The verification process aims to identify and verify the communicating parties so that both parties can verify the other party's identity and that they can rely on authentication to a sufficient extent 30. Todentaminen suoritetaan yleensä erityisessä menettelyssä yhteyden alussa. Authentication is usually performed in a specific procedure at the beginning of the connection. Sen avulla ei kuitenkaan voida riittävän hyvin suojata seuraavia sanomia luvattomalta muuntelulta, luvattomilta lisäyksiltä tai poistoilta. However, it can not adequately protect the following messages from unauthorized alteration of, unauthorized additions or deletion. Siksi jokaisen sanoman käyttäjät on todennettava erikseen. That is why each message, users must be verified individually. Tämä voidaan tehdä lisäämällä sanomaan sanomantunnistuskoodi eli MAC-l-koodi lähettäjän 35 päässä ja tarkistamalla MAC-l-arvo vastaanottajan päässä. This can be done by adding a message identification of a message code that is a MAC-I code from the sender 35 and by checking a MAC-I value at the receiving end.
• 4 111423 MAC-l-koodi on yleensä melko lyhyt bittijono, joka perustuu erityisellä tavalla suojattavaan sanomaan sekä salaiseen avaimeen, jonka tuntevat sekä sanoman lähettäjä että sen vastaanottaja. • 4 111423 MAC-I code is usually relatively short bit string, which is based on a special way to be protected message and a secret key known by both the message sender and the recipient. Salainen avain luodaan ja siitä sovitaan yleensä todentamisprosessin yhteydessä yhteyden alussa. The secret key is created, and it is generally agreed in the context of the verification process at the beginning of the connection.
5 Joissakin tapauksissa myös algoritmi, jota käytetään salaiseen avaimeen ja sanomaan perustuvan MAC-l-koodin laskemiseen, on salainen. 5 In some cases, the algorithm used for secret key and the message based on the calculation of the MAC-I code is a secret. Näin ei kuitenkaan yleensä ole. However, this is usually not the case.
Yksittäisten sanomien todentamisprosessia nimitetään usein eheyden suojaamiseksi. Authentication of single messages is often called integrity protection of. Merkinannon eheys voidaan suojata siten, että lä-10 hettävä osapuoli laskee lähetettävään sanomaan ja salaiseen avaimeen perustuvan MAC-l-arvon käyttämällä määritettyä algoritmia ja lähettää MAC- l-arvon sanoman mukana. Signaling integrity can be protected in such a way that the LA-party transmitting terminal 10 decreases the transmitted message and a secret key based on the MAC-I value using the algorithm and transmits the determined MAC-I value included in the message. Vastaanottava osapuoli laskee sanomaan ja salaiseen avaimeen perustuvan MAC-l-arvon uudelleen käyttämällä määritettyä algoritmia ja vertaa vastaanotettua MAC-l-arvoa ja laskennan tuloksena 15 saatua MAC-l-arvoa toisiinsa. The receiving party recomputes a message and a secret key based on the MAC-I value using the determined algorithm again, and compares the received MAC-I value, and the resulting calculation 15 of MAC-value of each other. Jos nämä kaksi MAC-l-arvoa vastaavat toisi aan, vastaanottaja voi olla varma, että viesti on koskematon ja että sen lähettäjällä on valtuudet käyttää jäijestelmää. If the like, these two MAC-I value of one another, the recipient can be sure that the message is intact and that the sender is authorized to access jäijestelmää.
Kuviosssa 2 kuvataan, miten MAC-l-koodi lasketaan UTRAN-verkossa. From Fig 2 illustrates how the MAC-I code is calculated in the UTRAN. UTRAN-verkossa käytettävän MAC-l-koodin pituus on 32 bittiä. used in the UTRAN MAC-code length is 32 bits.
20 Lohkossa 200 käytettävä UMTS-eheysalgoritmi on yksisuuntainen kryptografinen toiminto, jonka avulla voidaan laskea MAC-l-koodi kuviossa 2 kuvattujen syöttöparametrien perusteella. 20 used in block 200, the UMTS integrity algorithm is a cryptographic one-way function that can be used to calculate the MAC-I code based on the input parameters described in figure 2. Yksisuuntaisuus tarkoittaa, että MAC-l-koodin perusteella on mahdotonta selvittää niitä syöttöparametreja, joita ei vielä tunneta, vaikka kaikki muut paitsi yksi syöttöparametri tunnettai-25 siinkin. One-way means that the MAC-l-code, it is impossible to find them in the input parameters that are not yet known, although all but one input tunnettai-25 siinkin.
MAC-l-koodin laskemisessa tarvittavat syöttöparametrit ovat varsinainen (koodauksen jälkeen) lähetettävä merkinantosanoma, salainen eheysavain, eheyssuojattavan sanoman järjestysnumero COUNT-I, siirto-suunnan - toisin sanoen sen, onko sanoma lähetetty nousevaa siirtotietä 30 (käyttäjän päätelaitteesta verkkoon) vai laskevaa siirtotietä (verkosta käyttäjän päätelaitteeseen) - osoittava arvo ja verkon tuottama satunnaisluku FRESH. necessary for calculating the MAC-code input parameters are the actual (after encoding) send the signaling message, the secret integrity key, the integrity of the underlying message sequence number COUNT-I in the transfer direction - in other words, whether the message is sent to the uplink 30 (from the user terminal to the network) or the downlink ( the network to the user terminal) - indicating the value of the network and the generated random number FRESH. Järjestysnumero COUNT-I muodostetaan lyhyestä järjestysnumerosta (SN, sequence number) ja pitkästä järjestysnumerosta, jota kutsutaan hyperkehysluvuksi (HFN, hyper frame number). Order number COUNT-I is formed using a short sequence number (SN Sequence Number), and the long sequence number, called the figure hyper frame (HFN, the hyper frame number). Yleensä ainoastaan lyhyt 35 järjestysnumero lähetetään sanoman mukana; Generally, only a short sequence number 35 is transmitted along with the message; hyperkehysluku (HFN) päivite- 5 111423 tään paikallisesti kunkin kommunikoivan osapuolen vastaanottaessa sanoman. The hyper-frame number (HFN) 5 111 423 is updated locally receives a message for each communication party.
Laskentalohko 200 laskee MAC-l-koodin lisäämällä edellä mainitut parametrit eheysalgoritmiin, jota 3GPP:n vuoden -99 määrittelyiden mukai-5 sesti kutsutaan f9-algoritmiksi. Calculation block 200 calculates the MAC-I code by adding the above-mentioned parameters integrity algorithm, which is the 3GPP specifications, in the -99 in accordance with a five-called f9 algorithm. On mahdollista, että seuraavaksi julkaistavissa uusissa määrittelyissä on lisää algoritmeja. It is possible that the subsequently published in the new definitions for additional algorithms. Ennen kuin eheyden suojaaminen aloitetaan, käyttäjän päätelaite ilmoittaa verkolle, mitä eheysalgoritme-ja se tukee, minkä jälkeen verkko valitsee yhden näistä algoritmeista käytettäväksi yhteyttä varten. Before Protecting the integrity of the proceedings are opened, the user terminal informs the network, the integrity algorithm, and it is supported, then the network shall select one of these algorithms to be used for the connection. Vastaavanlaista tuettujen algoritmien mekanismia 10 käytetään myös tietojen salauksessa. A similar mechanism of supported algorithms 10 are also used for encryption of data.
Kuviossa 3 on kuvattu esimerkiksi ilmarajapinnan välityksellä lähetettävä sanoma. Figure 3 is described, for example, be sent via the air interface message. Sanoma on N-kerroksen yhteyskäytännön datayksikkö (PDU, protocol data unit) 300, joka välitetään hyötyinformaationa N-1-kerroksen yhteyskäytännön datayksikölle (PDU) 301. Tässä esimerkissä N-15 kerros kuvaa RRC-yhteyskäytäntöä ilmarajapinnassa ja N-1-kerros kuvaa radiolinkkien ohjauskerrasta (RLC). The message is the N-layer protocol data unit (PDU, Protocol Data Unit) 300, which is transmitted as payload in the N-1 layer protocol data unit (PDU) 301. In this example, the N-15 layer represents the RRC protocol, air interface, and the N-1 layer of the image of the radio links vintage control (RLC). N-1-kerroksen yhteyskäytännön datayksikkö (PDU) on yleensä määrämittainen ja sen pituus riippuu fyysisestä kerroksesta (alin kerros, ei kuvattu kuviossa 2), käytettävästä kanavatyypistä ja parametreista, esimerkiksi modulaatiosta, kanavakoodauksesta ja kanavien 20 lomituksesta. N-1-layer protocol data unit (PDU) is generally the amount of scale, and its length depends on the physical layer (the lower layer, not shown in Figure 2), a channel type used and the parameters such as modulation, channel coding and interleaving of the channels 20. Jos N-kerroksen yhteyskäytännön datayksiköt (PDU:t) eivät ole tarkalleen samankokoisia kuin N-1-kerroksen tarjoama hyötyinformaatio, mikä on yleisin tapaus, N-1-kerros voi käyttää esimerkiksi segmentointi-, ketjutus- ja täytetoimintoja, joiden avulla N-1-kerroksen yhteyskäytännön datayksiköistä (PDU) voidaan tehdä määrämittaisia. If the N-layer protocol data units (PDUs) are not exactly the same size as the payload information provided by the N-1 layer, which is the most common case, the N-1 layer can be used, for example a segmentation, concatenation, and the filler functions to make N-1 layer protocol data units (PDUs) can be made to length. Tässä sovelluksessa 25 keskitymme N-kerroksen yhteyskäytännön datayksikköön (PDU), joka koostuu varsinaisista merkinantotiedoista ja eheystarkistustiedoista. In this embodiment, the 25 concentrate on the N-layer protocol data unit (PDU) which consists of the actual signaling and data integrity check information. Eheystarkis-tustiedot koostuvat MAC-l-koodista ja sanoman lyhyestä järjestysnumerosta (SN), jota tarvitaan vertaislaitteella MAC-l-koodin uudelleenlaskemiseen. Eheystarkis-tustiedot consist of a MAC-I code and the short message sequence number (SN) required for the Correspondent Node MAC-code re-calculation. Sanoman kokonaispituus on siten merkinantotiedot ja eheystarkistustiedot 30 muodostavien bittien yhteispituus. The total length of the message thus signaling information and the integrity check data length of 30 bits forming.
Kaaviossa 4 on kuvattu järjestelmien välinen kanavanvaihto radio-liityntäverkosta GSM-tukiaseman alijärjestelmään. Scheme 4 inter-system handover the radio access network to a GSM base station sub-system has been described. Yksinkertaisuuden vuoksi kaaviossa 4 on kuvattu vain yksi matkapuhelinkeskus. For the sake of Scheme 4, only one mobile switching center is described. Käytännössä tarvitaan (2G- eli toisen sukupolven) GSM-matkapuhelinkeskus (MSC) ja (3G- eli 35 kolmannen sukupolven) UMTS-matkapuhelinkeskus, jotka voivat olla fyysi-' sesti joko yksi matkapuhelinkeskus tai kaksi erillistä matkapuhelinkeskusta 6 111423 (MSC). In practice, the required (that is, 2G to the second generation) GSM mobile switching center (MSC) and (3G namely 35 third generation) UMTS mobile switching center, which can be physically "a mobile switching center, either one or two separate mobile switching center 6 111 423 (MSC). Koska näiden kahden matkapuhelinkeskuksen (jos käytössä on kaksi erillistä yksikköä) välinen yhteistoiminta ei ole olennaista keksinnön kannalta, sitä ei kuvata seuraavassa. Since these two mobile switching center (where there are two separate units) in the cooperation between is not essential to the invention, it is not described in the following.
Alussa käyttäjän päätelaitteen ja radioliityntäverkon, joka tässä 5 esimerkissä on UTRAN-verkko, välillä on yhteys. At the beginning of the user terminal and the radio access network, which in this example is a five-UTRAN network, a connection between. Useiden eri parametrien, esimerkiksi naapurisolun kuormitustietojen ja käyttäjän päätelaitteelta saatavien mittausten perusteella, sekä sen perusteella, että läheisellä maantieteellisellä alueella on olemassa GSM-soluja ja että käyttäjän laitteessa on tarvittavat ominaisuudet (myös GSM-verkon tukemiseen), radioliityntäverkko voi 10 käynnistää järjestelmien välisen kanavanvaihdon aiemmasta järjestelmästä tukiaseman alijärjestelmään (BSS). A plurality of different parameters, such as neighbor cell load information, and based on the user from the terminal of the measurements, as well as on the basis of the existing GSM cells nearby geographical area and in that the user device has the necessary characteristics (including GSM network support), the radio access network may be 10 to start the handover between systems from the previous a base station subsystem (BSS). Ensiksi UTRAN pyytää käyttäjän päätelaitetta aloittamaan järjestelmien väliset GSM-kantoaaltojen mittaukset lähettämällä MEASUREMENT CONTROL -sanoman (mittauksen valvonta) 400, joka sisältää erityisiä järjestelmien väliseen tietoliikenteeseen liittyviä para-15 metrejä. First, the UTRAN requests the user terminal to start the GSM carriers inter system measurements by sending a Measurement Control message (control measurement) 400, which includes the para-meters of the specific 15-related communications between systems. Kun kriteerit mittausraportin lähettämisestä (kuten MEASUREMENT CONTROL -sanomassa on kuvattu) täyttyvät, käyttäjän päätelaite lähettää MEASUREMNT RAPORT(S) -sanoman (mittausraportit) 401. Sen jälkeen UTRAN-verkossa tehdään päätös järjestelmien välisestä kanavanvaihdosta. When the criteria for sending a measurement report (such as the MEASUREMENT CONTROL messages to the illustrated) are satisfied, the user terminal transmits MEASUREMNT REPORT (S) message (measurement reports) 401. Thereafter, the UTRAN a decision on handover between the systems.
Kun päätös on tehty, palveleva radioverkko-ohjain (SRNC, serving radio 20 network controller), joka sijaitsee UTRAN-verkossa, lähettää RELOCATION REQUIRED -sanoman (siirtopyyntö) 402 lu-rajapinnan kautta (3G-)matkapuhelinkeskukseen (MSC). When a decision has been made, the serving radio network controller (SRNC, serving radio network controller 20), located in the UTRAN, to send a RELOCATION REQUIRED message (transmission request) 402 via the Iu interface (3G) mobile switching center (MSC). Kun sanoma on vastaanotettu, (2G-)matkapuhelinkeskus (MSC) lähettää HANDOVER REQUEST -sanoman (kanavanvaihtoyhteys) 403 kohteena olevalle tukiaseman alijärjestelmälle. When a message is received, (2G) mobile switching center (MSC) sends a HANDOVER REQUEST message (handover access) 403 to a target base station subsystem.
25 Tämä sanoma sisältää sellaisia tietoja, kuten salausalgoritmin ja salausavaimen, joita käytetään yhteyttä varten, sekä matkaviestimen kyvykkyystiedot (classmark information), joiden perusteella tiedetään esimerkiksi, mitä salausalgoritmeja käyttäjän päätelaite tukee. 25 This message contains information such as the encryption algorithm and the encryption key used for the connection, and the mobile station kyvykkyystiedot (Classmark Information), which is known, for example, on the basis of which encryption algorithms supported by the user terminal. Siten on mahdollista, että joko matkapuhelinkeskus (MSC) valitsee salausalgoritmin ja lähettää ainoastaan 30 valitun algoritmin tukiaseman alijärjestelmälle (BSS) tai että matkapuhelinkeskus (MSC) lähettää listan mahdollisista salausalgoritmeista tukiaseman alijärjestelmälle (BSS), joka sitten tekee lopullisen valinnan. Thus, it is possible that either the mobile switching center (MSC), and selects an encryption algorithm to send only the selected algorithm 30 of the base station subsystem (BSS) and the mobile switching center (MSC) sends a list of possible encryption algorithms to the base station subsystem (BSS), which then makes a final selection. Käyttäjän päätelaite on lähettänyt matkaviestimen kyvykkyystiedot matkapuhelinkeskukselle (MSC) (UMTS-)yhteyden alussa. The user terminal has sent the mobile station kyvykkyystiedot mobile switching center (MSC) (UMTS), at the beginning of the connection. On myös mahdollista, että käyttäjän pääte-35 laite lähettää matkaviestimen kyvykkyystiedot UMTS-radioliityntäverkolle (UTRAN-verkolle) (UMTS-)yhteyden alussa. It is also possible that the user terminal device 35 transmits kyvykkyystiedot mobile station of the UMTS radio access network (UTRAN) (UMTS), at the beginning of the connection. Kun järjestelmien välinen kana- 7 111423 vanvaihto UMTS-verkosta GSM-verkkoon käynnistetään, matkaviestimen kyvykkyystiedot lähetetään UTRAN-verkosta edelleen matkapuhelinkeskukselle (MSC). When the channel between the systems 7 111423 handovers from the UMTS network to the GSM network is started, kyvykkyystiedot mobile station transmitted from the UTRAN network to the mobile switching center (MSC). Kun GSM-tukiasemaohjain vastaanottaa sanoman, se tekee varauksen GSM-solusta, johon on viitattu, ja vastaa lähettämällä takaisin 5 HANDOVER REQUEST ACK -sanoman (kanavanvaihtopyynnön kuittaus) 404, joka osoittaa, että pyydettyä kanavanvaihtoa tukiaseman alijärjestelmään (BSS) tuetaan, sekä sen, mihin radiokanavaan (-kanaviin) käyttäjän päätelaite pitää ohjata. When a GSM base station controller receives the message, it makes a reservation of the GSM cell, which is referred to, and responds by sending back 5 HANDOVER REQUEST ACK message (handover request acknowledge) 404, which indicates a request for handover to a base station subsystem (BSS) is supported, and whether where the radio channel (s) of the user equipment must be controlled. HANDOVER REQUEST ACK -sanoma 404 osoittaa myös, että pyydetty kanavanvaihtoalgoritmi on hyväksytty, tai siinä tapauk-10 sessa, että HANDOVER REQUEST -sanoma 403 sisälsi useita algoritmeja, se osoittaa, mikä kanavanvaihtoalgoritmi on valittu. The HANDOVER REQUEST ACK message 404 also indicates that the requested handoff algorithm has been adopted, or in cases the 10-Sessa, the HANDOVER REQUEST message 403 containing a plurality of algorithms, it indicates that a handover algorithm is selected. Jos tukiaseman alijärjestelmä (BSS) ei tue mitään sille osoitetuista salausalgoritmeista, se palauttaa HANDOVER FAILURE -sanoman (kanavanvaihtovirhe) (sanoman 404 sijasta) ja matkapuhelinkeskus (MSC) ilmoittaa UTRAN-verkolle, että kanavan-15 vaihdossa on tapahtunut virhe. If the base station subsystem (BSS) does not support any of the allocated encryption algorithms, it returns a HANDOVER FAILURE message (handover error) (message 404 in place), and mobile switching center (MSC) to inform the UTRAN that the channel 15 exchange an error has occurred. Vaiheessa 405 (3G-)matkapuhelinkeskus (MSC) vastaa sanomaan, jonka UTRAN-verkossa sijaitseva palveleva radioverkko-ohjain on lähettänyt vaiheessa 402, lähettämällä RELOCATION COMMAND -sanoman (siirtokomento) lu-rajapinnan välityksellä. At step 405 (3G) mobile switching center (MSC) responds to the message by the UTRAN located in a serving radio network controller is sent in step 402, by sending a RELOCATION COMMAND message through (transmission command) to the lu interface. RELOCATION COMMAND -sanoman hyötyinformaatio sisältää mm. RELOCATION COMMAND message includes the payload. varattuja 20 GSM-kanavia ja salaustapaa koskevia tietoja. 20 reserved for data relating to the GSM channels and the encryption method. UTRAN-verkko antaa käyttäjän päätelaitteelle käskyn suorittaa kanavanvaihto lähettämällä INTERSYSTEM HANDOVER COMMAND -sanoman (järjestelmien välinen kanavan-vaihtokomento) 406, joka sisältää kohteena olevan GSM-verkon kanavatie-, . The UTRAN network provides a user terminal a command to perform a handoff by sending INTERACTIVE SYSTEM HANDOVER COMMAND message (inter-system channel exchange command) 406, which includes the destination of the GSM network kanavatie-. dot. dot. Lisäksi mukana voi olla muitakin tietoja, kuten esimerkiksi GSM- 25 salaustavan asetuksia koskevia tietoja, jotka osoittavat ainakin sen, mitä salausalgoritmia GSM-yhteyttä varten on käytettävä. In addition, there may be other information, such as information concerning, for example, GSM 25 of the encryption settings, which indicate at least that which is used in the encryption algorithm for the GSM connection. Kun matkaviestin on kytkeytynyt varatuille GSM-kanaville, se yleensä lähettää neljä kertaa HANDOVER ACCESS -sanoman (kanavanvaihtoyhteys) 407 neljänä peräkkäisenä kerroksen 1 kehyksenä yhteyskohtaisen pääohjauskanavan (main DCCH) 30 välityksellä. When the mobile station is connected reserved for GSM channels, it sends four times a HANDOVER ACCESS message (Handover Access) 407 for four consecutive layer of one frame of the dedicated main control (main DCCH) through 30. Nämä sanomat lähetetään salaamattomina GSM-saantipurskeina. These messages are sent unencrypted GSM access burst. Joissakin tilanteissa ei ole välttämätöntä lähettää HANDOVER ACCESS -sanomia, jos INTERSYSTEM HANDOVER COMMAND -sanomissa 406 osoitetaan niin. In some circumstances it is not necessary to transmit the handover access messages, if INTERACTIVE SYSTEM HANDOVER COMMAND message 406 to the address. Päätelaite saattaa vastaanottaa PHYSICAL INFORMATION -sanoman (fyysiset tiedot) 408 vastauksena HANDOVER 35 ACCESS -sanomaan. The terminal may receive a PHYSICAL INFORMATION message (physical data) 408 in response to the HANDOVER ACCESS 35 message. PHYSICAL INFORMATION -sanoma sisältää ainoastaan GSM-ajastuksen ennakkotiedot (GSM Timing Advance information). PHYSICAL INFORMATION message includes only the GSM timing advance information (GSM Timing Advance information).
8 111423 PHYSICAL INFORMATION -sanoman vastaanotto saa aikaiseksi sen, että päätelaite lopettaa saantipurskeiden lähettämisen. 8 111423 PHYSICAL INFORMATION message causing a reception, the terminal stops transmitting the access burst. HANDOVER ACCESS -sanomat - jos niitä käytetään - käynnistävät tukiasemajärjestelmän GSM-tukiasemaohjaimen, joka ilmoittaa tilanteesta (2G-)matkapuhelinkeskukselle 5 lähettämällä HANDOVER DETECT -sanoman (kanavanvaihto havaittu) 409. HANDOVER ACCESS messages - if used - will trigger the base station system of the GSM base station controller, which is informed of the situation (2G) mobile switching center 5 sending a HANDOVER DETECT message (handover observed) 409.
Sen jälkeen, kun on luotu alemman kerroksen yhteydet, matkaviestin palauttaa HANDOVER COMPLETE -sanoman (kanavanvaihto suoritettu) 410 GSM-tukiaseman alijärjestelmälle yhteyskohtaisen pääohjaus-kanavan välityksellä (main DCCH). After created the lower layer connections, the mobile station returns the HANDOVER COMPLETE message (handover complete) 410 of the GSM base station subsystem via the dedicated Main control channel (main DCCH). Kun verkko vastaanottaa HANDOVER 10 COMPLETE -sanoman 410, se purkaa vanhat kanavat, jotka tässä esimerkissä ovat UTRAN-kanavia. When the network receives a HANDOVER COMPLETE message 410 to 10, it decodes the old channels, which in this example are the UTRAN channels. Kuviossa 4 on kuvattu kolme tämän purku-prosessin tuottamaa sanomaa, vaikka todellisuudessa tarvitaan monia muitakin verkkoelementtien välisiä sanomia, joita ei ole kuvattu kuviossa 4. Nämä kolme sanomaa ovat ensinnäkin HANDOVER COMPLETE -sanoma 411, 15 joka lähetetään GSM-tukiaseman alijärjestelmältä matkapuhelinkeskukseen, ja toiseksi IU RELEASE COMMAND -sanoma (IU:n purkukomento) 412, joka lähetetään lu-rajapinnan välityksellä UTRAN-verkkoon tai tarkemmin sanottuna palvelevalle radioverkko-ohjaimelle. Figure 4 shows three messages of this decompression process produced, even if the actually required for a number of other messages between network elements, which are not shown in Figure 4. These three messages are, firstly, the HANDOVER COMPLETE message 411, 15 which is sent to a GSM base station subsystem to the mobile switching center, and, secondly IU RELEASE cOMMAND message (IU command vehicle) 412, which is transmitted via the Iu interface to a UTRAN network, or, more specifically, to a serving radio network controller. Kolmas sanoma on IU RELEASE COMPLETE (IU:n purku suoritettu) 413. The third message is a RELEASE COMPLETE IU (IU vehicle performed) 413.
20 Järjestelmien välisen kanavanvaihdon jälkeen käytettävä salaus avain lasketaan muuntotoiminnon avulla sitä salausavainta käyttämällä, jota käytettiin UTRAN-verkossa ennen kanavanvaihtoa. After the encryption key used in a handover between the systems 20 transform operation is calculated using the encryption key that was used in the UTRAN before the handover. Koska muuntotoiminto on sekä matkaviestimessä että matkapuhelinkeskuksessa, ilmarajapinnan kautta ei tarvitse suorittaa mitään lisäproseduureja. Since conversions are both the mobile device and the mobile switching center, via the air interface does not need to perform any further procedure. Kuten edellä on kuvattu, joko 25 matkapuhelinkeskus (MSC) tai tukiaseman alijärjestelmä (BSS) valitsee GSM-salausalgoritmin, jota käytetään järjestelmien välisen kanavanvaihdon jälkeen, ja siitä ilmoitetaan matkaviestimelle (sanomien 405 ja 406 avulla). As described above, either the mobile switching center 25 (MSC) or a base station subsystem (BSS) selects the GSM encryption algorithm, which is used after the handover between systems, and it is notified to the mobile station (via messages 405 and 406). GSM-salausalgoritmin ominaisuudet (jotka sisältyvät GSM-matkaviestimen kyvykkyyden informaatioelementteihin) ovat nykyisten määrittelyjen mukai-30 sesti läpinäkyviä UTRAN-verkon kannalta. The GSM encryption algorithm capabilities (which are included in a GSM mobile station capability information elements) are in accordance with the current specifications, a 30 transparent for the UTRAN. GSM-matkaviestimen kyvykkyyden informaatioelementit lähetetään kuitenkin matkaviestimestä RRC-yhteyden avausproseduurin aikana UTRAN-verkkoon, josta ne lähetetään myöhemmin edelleen ydinverkolle, kun järjestelmien välinen kanavanvaihto GSM-verkkoon suoritetaan. However, the GSM mobile station capability information elements are sent from the mobile station during the RRC connection, the UTRAN avausproseduurin network, which are then sent further to the core network, the inter-system handover to the GSM network is carried out.
35 Kuvion 5 merkinantokaaviossa on kuvattu yleinen yhteydenavaus- ja turvatilan asetusproseduuri, jota käytetään 3GPP:n määrittelyjen mukai- 9 111423 sessa UTRAN-verkossa. in accordance with the definitions Sessa 9 111423 UTRAN, the signaling diagram 35 of Figure 5, square yhteydenavaus- and safety space asetusproseduuri, which is used in the 3GPP are described. Kuviossa 5 on kuvattu ainoastaan kaikkein tärkein matkaviestimen ja palvelevan radioverkko-ohjaimen välinen merkinanto, johon sisältyy toisaalta radioliityntäverkon ja toisaalta palvelevan radioverkko-ohjaimen ja matkapuhelinkeskuksen tai palvelevan GPRS-tukisolmun mer-5 kinanto. In Figure 5, only the most important of the mobile station and the serving signaling between a radio network controller that includes a radio access network is described on the one hand and on the other hand serving radio network controller and a mobile switching center or a serving GPRS support node signaling between five mer.
RRC-yhteyden avaaminen matkaviestimen ja palvelevan radioverkko-ohjaimen välille suoritetaan Uu-rajapinnan 500 avulla. Opening of the RRC connection is performed through a Uu interface 500 between the mobile station and the serving radio network controller. RRC-yhteyden avaamisen aikana matkaviestin saattaa siirtää tietoja, kuten käyttäjän laitteen turvaamisvalmiudet ja ALOITUS-arvot (START), joita tarvitaan salaus- ja 10 eheydensuojausalgoritmeja varten. During the RRC connection with the opening of the mobile station may transfer information such as user device turvaamisvalmiudet and START values ​​(START), which is needed for the encryption and 10 eheydensuojausalgoritmeja. Käyttäjän laitteen turvaamisvalmiudet sisältävät tiedot tuetuista (UMTS) salausalgoritmeista ja (UMTS) eheysalgo-ritmeista. information containing a user's device turvaamisvalmiudet supported (UMTS), and the encryption algorithms (UMTS) eheysalgo-ritmeista. Kaikki edellä mainitut arvot tallennetaan myöhempää käyttöä varten palvelevaan radioverkko-ohjaimeen vaiheessa 501. Myös GSM-kyvykkyystiedot (matkaviestimen kyvykkyys 2 ja 3) siirretään matkaviestimes-15 tä UTRAN-verkkoon RRC-yhteyden avaamisen aikana, ja ne voidaan tallentaa myöhempää käyttöä varten palvelevaan radioverkko-ohjaimeen. All the above values ​​are stored for later serving radio network controller at step 501. Also, a GSM kyvykkyystiedot (mobile station capability 2 and 3) is moved matkaviestimes-15 s UTRAN during the RRC connection opening, and can be stored for later use, the serving radio network controller.
Seuraavaksi matkaviestin lähettää ylemmän kerroksen aloitussa-noman 502 (joka voi olla esimerkiksi CM SERVICE REQUEST (CM-palve-lupyyntö), LOCATION UPDATING REQUEST (sijainninpäivityspyyntö) tai 20 CM RE-ESTABLISHMENT REQUEST (CM-yhteyden uudelleenmuodostus-pyyntö)) palvelevan radioverkko-ohjaimen välityksellä /u-rajapinnan kautta matkapuhelinkeskukselle. Next, the mobile station sends upper layer BEGIN-message from 502 (for example, a CM Service Request (CM-service-lupyyntö) LOCATION UPDATING REQUEST (location update) or 20 CM RE-ESTABLISHMENT REQUEST (CM connection re-establishment request)), the serving radio network via the / u-interface via the mobile switching center. Ylemmän kerroksen aloitussanomaan sisältyvät esimerkiksi käyttäjän tunnistustiedot, KSI-tunniste (Key Set Identifier, avain-sarjatunniste) ja matkaviestimen kyvykkyystiedot, joista käyvät ilmi esimer-25 kiksi tuetut GSM-salausalgoritmit, kun järjestelmien välinen kanavanvaihto aiemmasta järjestelmästä GSM-verkkoon käynnistetään. The upper layer start message includes, for example, the user identification information, the KSI identifier (key set identifier, the key serial number) and the mobile station kyvykkyystiedot, indicating for example an 25 supported instance, the GSM encryption algorithm, the handover between systems from the previous system of the GSM network is started. Verkko käynnistää todentamisproseduurin, minkä vuoksi myös uusien suojausavainten 503 generointi aloitetaan. Network to start the authentication procedure, which is why the new security key generation 503 begins. Seuraavaksi verkko päättää, mitkä ovat ne UMTS-eheysalgoritmit (UIA) ja UMTS-salausalgoritmit (UEA), joiden joukosta 30 eheys- ja salausalgoritmi tätä yhteyttä varten on valittava 504. Vaiheessa 505 matkapuhelinkeskus lähettää SECURITY MODE COMMAND -sanoman (turvatilakomento) palvelevalle radioverkko-ohjaimelle. Next, the network decides which are the UMTS integrity algorithm (UIA) and UMTS encryption algorithms (UEA), among which 30 integrity and encryption algorithm for this connection must be chosen 504. In step 505, the mobile switching center sends SECURITY MODE COMMAND message (Security Mode Command) to a serving radio network controller. Tässä sanomassa se ilmoittaa, mitä avainta (CK, cipherkey) ja eheysavainta on käytetty, sekä sen, mitkä ovat sallitut UMTS-eheysalgoritmit ja UMTS-salausalgoritmit. In this message, it notifies which key (CK cipherkey) and the integrity key has been used, as well as to what are the allowed the UMTS integrity algorithms and UMTS encryption algorithms.
35 Vaiheessa 501 tallennettujen käyttäjän laitteiden turvaamis- valmiuksien ja vaiheessa 505 matkapuhelinkeskukselta vastaanotetut mah- 10 111423 elolliset UIA:t ja UEA:t sisältävän listan perusteella palveleva radioverkko-ohjain valitsee yhteyden aikana käytettävät algoritmit. received precautionary capacity and in step 35 In step 501, the user equipment 505 stored in the mobile switching center 10 111 423 Inability to living UIA and UEA, T: T service list on the basis of having a radio network controller selects the algorithms to be used during the connection. Lisäksi se generoi satunnaisluvun FRESH, jota käytetään eheysalgoritmin (kuvio 2) ja salausalgoritmin syöttöparametrina. In addition, it generates a random value FRESH used in an integrity algorithm (Figure 2) and the encryption algorithm to an input parameter. Lisäksi se käynnistää salauksen ja eheyden 5 suojaamisen 506. In addition, it will launch the encryption and integrity protection 506 5.
Ensimmäinen eheyssuojattu sanoma SECURITY MODE COMMAND 507 lähetetään ilmarajapinnan kautta palvelevasta radioverkko-ohjaimesta matkaviestimeen. The first integrity protected SECURITY MODE COMMAND message 507 is transmitted over the air interface between the serving radio network controller to the mobile station. Sanomaan sisältyvät valittu UIA ja UEA sekä käyttäjän laitteen FRESH-parametri, jota käytetään jatkossa. The message includes the selected UEA and UIA, and FRESH user of the device parameter, which is used in the future. Lisäksi SECU-10 RITY MODE COMMAND -sanomaan sisältyvät samat käyttäjän laitteen tur-vaamisvalmiudet, jotka on saatu käyttäjän laitteelta RRC-yhteyden avaamisen aikana 500. Nämä tiedot lähetetään takaisin käyttäjän laitteelle siksi, että käyttäjän laite voi tarkistaa, että verkko on vastaanottanut tiedot oikein. In addition, SECU 10 RITY MODE COMMAND message includes the same user equipment tur-vaamisvalmiudet, which is obtained from the user device during the RRC connection opening 500. This information is sent back to the user device, therefore, that the user's device to verify that the network has received the information correctly. Tämä mekanismi on tarpeellinen, koska RRC-yhteyden avaamisen 500 aikana 15 lähetettäviä sanomia ei ole salattu eikä eheyssuojattu. This mechanism is necessary because transmitted during the RRC connection opening 15 to 500 messages are not encrypted and integrity protected. MAC-l-koodi, jota käytetään eheyden suojaamiseen, liitetään SECURITY MODE COMMAND -sanomaan 507. The MAC-I code, which is used to protect the integrity of the incorporated SECURITY MODE COMMAND message 507.
Vaiheessa 508 matkaviestin vertaa, onko vastaanotetut käyttäjän laitteen turvaamisvalmiudet samat kuin RRC-yhteyden avausproseduurin 500 20 aikana lähetetyt turvaamisvalmiudet. At step 508 the mobile station compares whether the received turvaamisvalmiudet the same as the user unit transmitted 500 to 20 during the RRC connection avausproseduurin turvaamisvalmiudet. Jos vertailun tulokset täsmäävät, matkaviestin voi olla varma siitä, että verkko on vastaanottanut turvaamisvalmiudet oikein. If the comparison results match, the mobile station can be certain that the network has received turvaamisvalmiudet correctly. Muussa tapauksessa käyttäjän laite purkaa RRC-yhteyden ja siirtyy valmiustilaan. Otherwise, the user will decode the RRC connection and enters the standby mode.
, -. , -. Jos vertailun tulokset täsmäävät, matkaviestin vastaa lähettämällä 25 SECURITY MODE COMPLETE -sanoman (turvattia suoritettu) 509. Myös tämä sanoma on eheyssuojattu; If the comparison results match, the mobile station 25 responds by sending the SECURITY MODE COMPLETE message (in securing performed) 509. Also, this message is an integrity protected; matkaviestin generoi sanomaa varten MAC- l-koodin ennen kuin lähettää sanoman. the mobile station generates a message for the MAC-I code to transmit the message.
Kun palveleva radioverkko-ohjain vastaanottaa sanoman, se vahvistaa sen vaiheessa 510 laskemalla ensin XMAC-l-arvon (expected messa-30 ge authentication code, sanomantunnistuskoodin odotusarvo) ja vertaamalla sitten laskennan tuloksena saatua XMAC-l-arvoa vastaanotettuun MAC-I-arvoon. When the serving radio network controller receives the message, it will determine in step 510 by first calculating XMAC-I value (expected Messa-30 ge authentication code, a message authentication code expected value), and then compares the result of calculation obtained XMAC-I value of the received MAC-I value. Jos arvot vastaavat toisiaan, palveleva radioverkko-ohjain lähettää matkapuhelinkeskukselle SECURITY MODE COMPLETE -sanoman 511, joka sisältää esimerkiksi tiedot valitusta UlAista ja UEA:sta. If the values ​​match each other, the serving radio network controller to the mobile switching center sends SECURITY MODE COMPLETE message 511, which contains information about the selected UEA and UlAista copies.
35 UTRAN-verkon ilmarajapinnassa eheyden suojaus on RRC- ohjauskäytännön toiminto käyttäjän päätelaitteen ja radioverkko-ohjaimen 11 111423 välissä. 35 UTRAN air interface is an RRC integrity protection policy control function of the user 11 111 423 between the terminal and the radio network controller. RRC-ohjauskäytäntökerros suojaa kaiken ylempien kerrosten merkinannon eheyttä, koska kaikki ylempien kerrosten merkinanto siirretään hyötyinformaationa erityisissä RRC-sanomissa (esimerkiksi INITIAL DIRECT TRANSFER (aloittava suorasiirto)-, UPLINK DIRECT TRANSFER (nousevan 5 siirtotien suorasiirto)- tai DOWNLINK DIRECT TRANSFER (laskevan siirtotien suorasiirto) -sanomassa). The RRC control protocol layer to protect all of the upper layers of the signaling integrity, because all of the higher layer signaling is transferred as payload specific RRC messages (e.g., the INITIAL DIRECT TRANSFER (Initial Direct Transfer) -, UPLINK DIRECT TRANSFER (reverse five uplink direct transfer) - or DOWNLINK DIRECT TRANSFER (downlink direct transfer ) message). Ongelmana tässä on se, että todentamista ei voida suorittaa, ennen kuin ensimmäinen INITIAL DIRECT TRANSFER -sanomassa siirrettävä ylemmän kerroksen sanoma on lähetetty. The problem here is that the verification can not be carried out before the first INITIAL DIRECT TRANSFER message to be transferred to a higher layer message has been sent. Tästä on seurauksena se, että ensimmäisen ylemmän kerroksen sanoman, toisin 10 sanoen liitynnän esto -tason (NAS) sanoman 502 eheyttä ei voida suojata. As a result of the fact that the first upper layer message, that is, 10 anti-level interface (NAS) message 502 can be protected by integrity.
Merkittävä ongelma aiheutuu siitä, että sanomien eheyttä ei ole vielä suojattu, kun ensimmäiset sanomat lähetetään RRC-yhteyden avauksen aikana (vaihe 500 kuviossa 5). A significant problem results from the fact that the integrity of the message is not yet protected, when the first messages are sent during RRC connection opening (step 500 in Figure 5). Koska sanoman eheyttä ei ole suojattu, on aina olemassa se vaara, että järjestelmään päässyt tunkeilija muuttaa 15 vaiheen 500 sanomiin sisältyneet salausalgoritmitiedot arvoon “ei GSM-salausalgoritmeja käytössä”. Since the integrity of the message is not protected, there is always a danger that an intruder able to change the system 500 contained in the messages 15, Step encryption algorithm information to "No GSM encryption algorithms in use". Kun kyseessä on GSM-verkko, ydinverkko vastaanottaa tämän tiedon matkaviestimen kyvykkyyttä koskevien informaatioelementtien mukana (kyvykkyys 2 ja 3), jotka sisältyvät RELOCATION REQUIRED -sanomaan (sanoma 402 kuviossa 4). In the case of the GSM network, the core network receives this information with the information elements of the mobile station capability (capability 2 and 3) included in the Relocation Required message (message 402 in Figure 4). Kun käyttäjän laite suorit-20 taa järjestelmien välisen kanavanvaihdon, esimerkiksi UTRAN-verkosta GSM-tukiaseman alijärjestelmään (BSS) (kuvio 4), matkapuhelinkeskus tunnistaa, ettei käyttäjän laite tue mitään GSM-salausalgoritmeja, ja sen on muodostettava yhteys GSM-tukiaseman alijärjestelmään (BSS) ilman salaus-.·. When the user equipment performs a 20 channel changes between different systems, such as UTRAN network of the GSM base station subsystem (BSS) (Figure 4), the mobile switching center detects that the user device supports any GSM encryption algorithms, and it is to connect a GSM base station subsystem (BSS ) without encryption. ·. ta. ta. Tämän jälkeen järjestelmään päässeen tunkeilijan on helppo salakuunnel- 25 la puhelua. After this system have reached a trespasser is easy salakuunnel- 25 Ia call.
Keksinnön lyhyt yhteenveto Summary of the Invention
Keksinnön tavoitteena on luoda sellainen matkaviestinjärjestelmä, joka paljastaa vilpillisten järjestelmään päässeiden tunkeilijoiden yritykset 30 poistaa salausalgoritmitietoja monimuotomatkaviestimen lähettäessä tällaisia • · tietoja sisältävän suojaamattoman merkinantosanoman ilmarajapinnan välityksellä matkaviestinjärjestelmään. The aim of the invention is to provide a mobile communication system in which fraudulent system reveals haves intruders companies 30 clears the encryption algorithm information multimode transmitting of such a non-secure • · a signaling message containing the information on the air interface of a mobile communication system. Nykyisten määrittelyjen mukaisesti tämä merkinantosanoma on RRC CONNECTION SETUP COMPLETE -sanoma (RRC-yhteyden avaus suoritettu). According to the current specifications, this signaling message is a RRC CONNECTION SETUP COMPLETE message (RRC connection release complete).
35 Järjestelmä koostuu vähintään kahdesta radioliityntäverkosta, jot ka tarjoavat matkaviestimille yhteyden vähintään yhteen ydinverkkoon, mo- 12 111423 nimuotomatkaviestimestä sekä vähintään yhdestä ydinverkosta. The system 35 consists of at least two radio access network, jot ka providing the mobile stations a connection of at least one of the core network, the multi-nimuotomatkaviestimestä 12 111 423, and at least one core network. Avatessaan yhteyttä ensimmäiseen radioliityntäverkkoon monimuotomatkaviestin lähettää ainakin yhden suojaamattoman merkinantosanoman, joka sisältää tiedot niistä salausalgoritmeista, joita monimuotomatkaviestin tukee toisessa radio-5 liityntäverkossa. By opening the connection to the first radio access network multimode mobile station transmits at least one unprotected signaling message containing the information of the encryption algorithms that are multimode mobile station supports the second radio access network 5. Ydinverkko vastaanottaa tiedot salausalgoritmeista ensimmäisen radioliityntäverkon välityksellä, kun kanavanvaihto toiseen radioliityntäverkkoon käynnistetään (sanoma 402 kuviossa 4). The core network receives data encryption algorithms via the first radio access network, when the handover to the second radio access network is started (message 402 in Figure 4). Ensimmäisessä radiolii-tyntäverkossa on edistyksellisiä ominaisuuksia. In the first Radiol-access network has advanced features. Nimittäin kun monimuotomatkaviestin vastaanottaa ydinverkolta komentosanoman, jossa se pyytää 10 monimuotomatkaviestintä salaamaan kaikki seuraavat ensimmäisessä radio-liityntäverkossa siirrettävät tiedot, ensimmäinen radioliityntäverkko muodostaa eheyssuojatun komentosanoman, joka sisältää tiedot salausalgoritmeista, joita monimuotomatkaviestin tukee toisessa radioliityntäverkossa. Namely, when the multimode mobile station from the core network receives the command, which asks the multimode mobile station 10 to encrypt all of the following in the first radio access network to transfer data, the first radio access network to form a secure the integrity of the command message, which contains data encryption algorithms, which are multimode mobile station supports the second radio access network.
Suojattu komentosanoma koostuu hyötyinformaatiosta ja 15 sanomantunnistuskoodista. Secured command message consists of commercial information and the identification code 15 of the message. Tiedot toisessa radioliityntäverkossa tuetuista algoritmeista sijaitsevat joko hyötyinformaatiossa tai näitä tietoja käytetään parametrina, kun sanomantunnistuskoodia lasketaan. Details of the supported algorithms in the second radio access network are located either as payload or the information is used as a parameter when the message authentication code is calculated.
Kummassakin tapauksessa monimuotomatkaviestin pystyy päättelemään vastaanottamansa suojatun sanoman perusteella, vastaavatko sa-20 nomaan sulautetut tiedot niitä tietoja, jotka se lähetti edellisessä merkinantosanomassa. In either case, the multimode mobile station is able to conclude on the basis of the received secure message, embedded correspond to the SA request message 20 the information to that which it sent in the previous signaling message. Jos monimuotomatkaviestimen lähettämät ja sen vastaanottamat tiedot eroavat toisistaan, on todennäköistä, että vilpillinen järjestelmään päässyt tunkeilija on muuttanut suojaustietoja. If the multimode sent and received by the information differ from each other, it is likely that reached the fraudulent system, the intruder has changed the security information. Siinä tapauksessa monimuotomatkaviestin käynnistää yhteyden purkamisen. In the case of multimode mobile device starts the connection to the landing.
Keksintö on kuvattu yksityiskohtaisesti liitteenä olevien kuvioiden avulla, joissa 30 Kuvio 1 kuvaa yksinkertaistetun lohkokaavion avulla GSM- ja UMTS-radioliityntäverkkoja, jotka on kytketty samaan ydinverkkoon; The invention is described in detail in the accompanying drawings in which 30 Figure 1 illustrates a simplified block diagram of GSM and UMTS radio access networks that are connected to the same core network;
Kuvio 2 kuvaa, miten sanomantunnistuskoodi lasketaan; Figure 2 illustrates how the message identification code is calculated;
Kuvio 3 kuvaa sanoman sisällön; Figure 3 illustrates the content of the message; 13 111423 13 111423
Kuvio 4 on merkinantokaavio, joka kuvaa järjestelmien vä listä kanavanvaihtoa UMTS-verkosta GSM-verkkoon; Figure 4 is a signaling diagram illustrating the VA list of the handover from the UMTS network to the GSM network;
Kuvio 5 on merkinantokaavio, joka kuvaa yleistä yhteyden 5 avaus- ja turvatilan asetusproseduuria, joita käyte tään 3GPP:n määrittelyjen mukaisessa UTRAN-verkossa; Figure 5 is a signaling diagram illustrating the overall connection opening 5 and a safety space asetusproseduuria, which are available in public areas in the 3GPP specification of the UTRAN;
Kuvio 6 kuvaa prosessikaavion avulla menetelmän en simmäistä keksinnön mukaista toteutusesi-10 merkkiä; Figure 6 illustrates a process diagram for adoption 10 characters I simmäistä according to the method of the invention;
Kuvio 7 kuvaa prosessikaavion avulla menetelmän toista keksinnön mukaista toteutusesimerkkiä; Figure 7 illustrates a process diagram exemplifying the method according to the second invention;
Kuvio 8 kuvaa prosessikaavion avulla menetelmän kolmat ta keksinnön mukaista toteutusesimerkkiä; Figure 8 illustrates a process diagram of an example of embodiment of the invention, the third method; 15 Kuvio 9 kuvaa prosessikaavion avulla menetelmän neljättä keksinnön mukaista toteutusesimerkkiä; 15 Figure 9 illustrates a process diagram exemplifying the method according to the fourth invention;
Kuvio 10 kuvaa menetelmän viidettä keksinnön mukaista to teutusesimerkkiä; Figure 10 illustrates the implementation example according to the method of the fifth invention;
Kuvio11 kuvaa menetelmän kuudetta keksinnön mukaista 20 toteutusesimerkkiä. 20 Chart 1 describes an example of embodiment of the process of the sixth invention.
Seuraavassa kuvattavan menetelmän tarkoitus on lisätä tietoliikenneverkkojen ja erityisesti ilmarajapinnan kautta tapahtuvan merkinannon 25 turvallisuutta. The purpose of the method in the next imaged is added via telecommunications networks, in particular air interface signaling 25 security.
On huomattava, että termeillä "päätelaite", "käyttäjän päätelaite", "matkaviestin" ja "käyttäjän laite" tarkoitetaan kaikilla samaa laitetta. It should be noted that the terms "terminal", "user terminal", "mobile station" and "user device" refers to anyone using the device.
Suurimman osan merkinantosanomista, jotka lähetetään esimerkiksi käyttäjän päätelaitteen ja verkon välillä, täytyy olla eheyssuojattuja. Most of the signaling messages that are transmitted, for example, between the user terminal and the network, must be integrity protected.
30 Esimerkkejä tällaisista sanomista ovat RRC (radioresurssien ohjaus)-, MM (liikkuvuuden hallinta)-, CC (puhelunohjaus)-, GMM (GPRS-liikkuvuuden hallinta)- ja SM (yhteysjaksojen hallinta) -sanomat. 30 Examples of such messages are the RRC (radio resource control) -, MM (Mobility Management) -, CC (call control) - a GMM (GPRS Mobility Management) - and SM (connection management sequences) messages. Eheyden suojaaminen toteutetaan RRC-kerroksessa sekä käyttäjän päätelaitteessa että verkossa. Protecting the integrity of the RRC layer is carried out, as well as the user's terminal device on that network.
Yleensä kaikki RRC-sanomat eheyssuojataan, mutta joitakin poik-35 keuksiakin on. In general, all RRC messages are integrity protected, but some exceptions-35 is keuksiakin. Poikkeustapaukset voivat olla seuraavia: 14 111423 1. sanomat, jotka on osoitettu useammalle kuin yhdelle vastaanottajalle, 2. sanomat, jotka lähetetään ennen kuin yhteyttä varten on luotu eheysavaimet, ja 5 3. usein toistuvat sanomat sekä tiedot, joita ei tarvitse eheyssuojata. Exceptional cases may be the following: 14 111423 1. The messages that are addressed to more than one recipient, 2nd messages that are sent before the integrity of the keys have been created for us, and 5 3. frequent messages and information that need not be integrity protected.
Turvallisuuden kannalta on erityisen tärkeää eheyssuojata vaihtoehdossa 2 mainitut aloitussanomat tai vähintään niissä olevat kriittiset informaatioelementit. In terms of security is particularly important to protect the integrity of the option mentioned in the initial two messages, or at least they are critical information elements. Kuten on jo mainittu, ellei sanomia ole eheyssuojattu, on aina olemassa se vaara, että järjestelmään päässyt tunkeilija muuttaa sano-10 maan 500 sisältyvät suojausalgoritmitiedot arvoon "ei suojausalgoritmeja käytössä”. As already mentioned, if the integrity of the messages are not protected, there is always the risk that the system able to change the intruder say, 10 to 500 algorithm contained in the security information to "No security algorithms use".
On olemassa useita eri tapoja toteuttaa vaaditut toiminnot, joiden avulla turvallisuutta voidaan lisätä, mutta tässä on esitelty vain muutamia ratkaisuja. There are several different ways to implement the required functionality, which allows security can be increased, but only a few solutions have been presented here.
15 Seuraavaksi keksintö kuvataan yksityiskohtaisesti neljän esimerkin ja kuvioiden 6-9 avulla. 15 The invention will be described in detail by way of example, and four of Figures 6-9.
Aluksi käyttäjän päätelaitteen ja UMTS-verkon välille muodostetaan yhteys. Initially, the user terminal and a UMTS network, a connection is established. Sen jälkeen suoritetaan kanavanvaihto UMTS-verkosta GSM-verkkoon. It then performs a handover from the UMTS network to the GSM network.
20 Kuviossa 6 kuvataan prosessikaavion avulla menetelmän yhtä keksinnön mukaista toteutustapaa. 20 Figure 6 illustrates a process diagram according to the embodiment in the method of the invention. Oletetaan, että merkinanto vastaa tilannetta, joka on kuvattu kuviossa 5, kunnes ydinverkko vastaanottaa sanoman 503. It is assumed that the signal corresponds to the situation illustrated in Figure 5, until the core network 503 receives the message.
Lisäksi oletetaan, että käyttäjän päätelaite on kahta matkapuhelin-25 järjestelmää (UMTS/GSM) tukeva päätelaite, joka UMTS-tilassa lähettää ensimmäisen liitynnän esto -tason sanoman ilmarajapinnan kautta RRC INITIAL DIRECT TRANSFER -sanomassa (vastaa sanomaa 502 kuviossa 5). In addition, it is assumed that the user terminal is a mobile phone, two-25 System (UMTS / GSM), supporting a terminal that the UMTS mode, the interface transmits a first anti-level message over the air interface to the RRC Initial Direct Transfer message (corresponding to message 502 in Fig 5). Lisäksi oletetaan, että RRC-yhteyden avaaminen (500) on suoritettu, joten käyttäjän päätelaite on valmiustilassa eikä sillä ole RRC-yhteyttä, kun pyyntö 30 ydinverkkoyhteyden avaamisesta vastaanotetaan. In addition, it is assumed that the opening of the RRC connection (500) is performed, so that the user terminal is in the standby mode and does not have an RRC connection when the request for the opening of the core network 30 is received. v Ydinverkko vastaanottaa GSM-kyvykkyystiedot aloitussanomassa 502 käyttäjän päätelaitteelta, joka tässä tapauksessa on matkaviestin. in the core network receives a GSM kyvykkyystiedot start-up message from the user terminal 502, which in this case is a mobile station. Tämä tieto kertoo, mitkä ovat matkaviestimen yleiset ominaisuudet GSM-tilassa sekä mitä GSM-salausalgoritmeja päätelaite tukee, kun se on GSM-tilassa. This information tells you what are the general characteristics of the mobile station in GSM mode, as well as the GSM encryption algorithms supported by the terminal when it is in GSM mode.
35 Termi "kyvykkyys” (classmark) liittyy tässä tapauksessa erityisesti GSM-järjestelmiin; muissa järjestelmissä saatetaan käyttää jotain muuta termiä. In this case, 35 The term "capacity" (class mark) relates in particular to the GSM system, other systems may use some other terminology.
15 111423 15 111423
Ydinverkon matkapuhelinkeskus lisää SECURITY MODE COMMAND -sanomaan 600 tiedot siitä, mitä salausalgoritmeja matkaviestin tukee. The core network mobile switching center more SECURITY MODE COMMAND message 600 the details of what encryption algorithms supported by the mobile. Sanoma lähetetään palvelevalle radioverkko-ohjaimelle /u-rajapinnan kautta. The message is sent through the serving radio network controller / u interface. Palveleva radioverkko-ohjain lisää matkaviestimen tukemia salausalgoritmeja 5 koskevat tiedot sekä tiedot tukemistaan salausalgoritmeista SECURITY COMMAND -sanomaan (turvakomento) ennen sanoman koodaamista 601. 32-bittinen MAC-l-koodi lasketaan ja lisätään koodattuun sanomaan. The serving radio network controller information as well as more encryption algorithms supported by the mobile station 5 will support for the encryption algorithms SECURITY COMMAND message (Security command) before the message is encoded 601. The 32-bit MAC-I code is calculated and added to the coded message.
Tämän koodatun sanoman lisäksi MAC-l-koodi perustuu moniin muihinkin parametreihin. In addition to the encoded message the MAC-I code is based on many other parameters. Eheysalgoritmin laskemiseen tarvitaan seuraavia 10 syöttöparametreja: koodattu sanoma, 4-bittinen järjestysnumero (SN), 28-bittinen hyperkehysluku (HFN), 32-bittinen satunnaisluku FRESH, 1-bittinen suuntatunniste DIR (direction identifier) ja - kaikkein tärkein parametri -128-bittinen eheysavain. calculation of the integrity algorithm, the following is required 10 input parameters: a coded message, 4-bit sequence number (SN), a 28-bit hyper-frame number (HFN) and a 32-bit random number FRESH, one-bit direction is identified DIR (direction identifier), and - the most important parameter -128-bit integrity key. Lyhyt järjestysnumero (SN) ja pitkä järjestysnumero (HFN) muodostavat yhdessä eheyssarjanumeron COUNT-I (serial integrity 15 sequence number). The short sequence number (SN) and the long sequence number (HFN) together form the integrity of the serial number COUNT-I (serial integrity sequence number 15).
Kun MAC-l-koodi lasketaan eheysalgoritmia ja edellä mainittuja parametreja käyttämällä, voidaan taata, ettei kukaan muu kuin lähettäjä voi lisätä oikeaa MAC-l-koodia merkinantosanomaan. When the MAC-I code calculated integrity algorithm and the above-mentioned parameters by using, to ensure that no one other than the sender may add the correct MAC-l-code signaling message. Esimerkiksi COUNT-I-numero estää sen, että sama sanoma lähetettäisiin toistuvasti. For example, the COUNT-I to the number of preventing the same message would be sent repeatedly. Jos sama 20 merkinantosanoma kuitenkin jostain syystä on lähetettävä toistuvasti, MAC-l-koodi on erilainen kuin se MAC-l-koodi, jota käytettiin edellisellä kerralla lähetetyssä merkinantosanomassa. If the same signaling message 20, however, for some reason, it is sent repeatedly, the MAC-I code is different from the MAC-I code, which was used the last time the transmitted signaling message. Tämän tarkoituksena on suojata sanoma mahdollisimman tehokkaasti salakuunteluilta ja muilta vilpillisiltä tunkeilijoilta. The purpose of this is to protect the message as effectively as possible tapping States and other fraudulent intrusion. Siten erityisesti tämän keksinnön osalta on tärkeää huomata, että 25 myös matkaviestimen tukemia salausalgoritmeja koskevat GSM-tiedot, jotka lisätään SECURITY MODE COMMAND -sanomaan 507, ovat eheyssuojattu-ja, jotta matkaviestin voi olla varma siitä, ettei tunkeilija ole muuttanut näitä tietoja. Thus, in particular with regard to the present invention, it is important to note that for mobile station 25 to the encryption algorithms supported by the GSM data, which are added SECURITY MODE COMMAND message 507, are integrity protected and so that the mobile station can not be sure that the intruder is not altered the information.
Kun matkaviestin vaiheessa 602 vastaanottaa SECURITY MODE 30 COMMAND -sanoman, tämän sanoman mukana vastaanotettuja tietoja mat- • I « kaviestimen tukemista salausalgoritmeista verrataan matkaviestimen tukemia salausalgoritmeja koskeviin tietoihin, jotka matkaviestin lähetti aiemmin verkolle aloitussanomassa 502. Vastaavasti - tekniikan tason mukaisesti - vastaanotettua käyttäjän laitteen (UMTS) turvaamisvalmiusparametria verrataan 35 lähetettyyn käyttäjän laitteen turvaamisvalmiusparametriin. When the mobile station at step 602, the Security Mode 30 COMMAND message, the received data included in this message, the mobile • l «support station to the encryption algorithms are compared with data relating to the mobile station supported encryption algorithms that the mobile station sent earlier to the network start message 502. The same effect - in accordance with the prior art - the received user equipment ( UMTS) turvaamisvalmiusparametria compared to 35 turvaamisvalmiusparametriin transmitted from the user device. Jos vertailujen 16 111423 tulokset täsmäävät, matkaviestin hyväksyy yhteyden 604, muussa tapauksessa yhteys puretaan 603. If the comparison 16 111423 results match, the mobile station 604 accepts the connection, otherwise the connection is released 603.
Kuviossa 7 kuvataan prosessikaavion avulla menetelmän toista toteutustapaa. Figure 7 illustrates the process diagram in the second embodiment in the method.
5 Vaiheessa 700 matkaviestin lähettää INITIAL DIRECT TRANS 5 At step 700 the mobile station transmits an INITIAL DIRECT TRANS
FER -sanoman (vastaa sanomaa 602 kuviossa 5) ydinverkolle radioliityntä-verkossa olevan palvelevan radioverkko-ohjaimen välityksellä. FER message (corresponding to message 602 in Figure 5) to the core network to the radio access network, the serving radio network controller. Sanoma koostuu kahdesta pääosasta: RRC-osasta ja liitynnän esto -taso-osasta, joka on RRC:n kannalta läpinäkyvää hyötyinformaatiota. A message consists of two main parts: RRC part and the blocking level interface portion, which is RRC transparent payload's position. Lisäksi hyötyinformaatio-osa 10 sisältää yhden seuraavista sanomista: CM SERVICE REQUEST (CM-palvelupyyntö), LOCATION UPDATING REQUEST (sijainninpäivityspyyntö), CM RE-ESTABLISHMENT REQUEST (CM-yhteyden uudelleenmuodostus-pyyntö) tai PAGING RESPONSE (hakuvastaus). In addition, the payload portion 10 includes one of the following messages: CM Service Request (CM Service Request) LOCATION UPDATING REQUEST (the location update request), CM RE-ESTABLISHMENT REQUEST (CM connection re-establishment request) or the Paging Response (search response).
Kun palveleva radioverkko-ohjain vastaanottaa sanoman 701, se 15 tallentaa sen ja lähettää hyötyinformaatio-osan tai liitynnän esto -taso-osan (NAS-osan) lu-rajapinnan kautta edelleen ydinverkolle 702. Ydinverkko vastaa normaalilla SECURITY MODE COMMAND -sanomalla 703. Kuten edellisessä esimerkissä, MAC-l-koodi lasketaan matkaviestimeen lähetettävän sanoman suojaamiseksi. When the serving radio network controller receives the message 701, the 15 stores it and sends the payload part or the interface barrier level portion (NAS) part via the Iu interface further to the core network 702. The core network is responsible for normal SECURITY MODE COMMAND message 703. As with the previous example, the MAC-l is computed to protect the message to be transmitted to the mobile station. Sen jälkeen koodi lisätään sanomaan. Thereafter, the code added to the message. MAC-l-koodi 20 on erityisellä tavalla riippuvainen sanomasta, jota se suojaa. MAC-20 is a code specific manner dependent on the message it protects. Seuraavassa suoritetaan koodin laskenta käyttämällä seuraavaa ketjutettua bittijonoa MESSAGE-parametrina: MESSAGE = SECURITY MODE COMMAND + RRC CONNECTION REQUEST + RRC INITIAL DIRECT TRANSFER. The following calculation is performed using the following code concatenated bit string parameter MESSAGE: MESSAGE = SECURITY MODE COMMAND RRC CONNECTION REQUEST + + RRC Initial Direct Transfer.
25 Sen jälkeen eheyssuojattu SECURITY MODE COMMAND - sanoma lähetetään matkaviestimeen 704. After 25 protected the integrity of the SECURITY MODE COMMAND - the message sent to the mobile station 704.
On tärkeää huomata, että tässä ratkaisussa ei ole välttämätöntä sisällyttää käyttäjän laitteen (UMTS-)turvaamisvalmiusparametria edellä mainittuun sanomaan. It is important to note that in this solution there is no need to include turvaamisvalmiusparametria user equipment (UMTS), the above-mentioned message. Molempia turvaparametreja eli käyttäjän laitteen tur-30 vaamisvalmiusparametria ja GSM-kyvykkyysparametria käytettiin kuitenkin syöttöparametreina MAC-l-koodia laskettaessa. Both of these security parameters, or the user of the device vaamisvalmiusparametria tur-30 and GSM, however, kyvykkyysparametria input parameters used in the calculation of the MAC-I code.
Tulevassa siirtosuunnassa, toisin sanoen matkaviestimellä on identtinen algoritmi MAC-l-koodin laskemiseen, jotta voidaan varmistaa, että vastaanotettu MAC-l-koodi on sama kuin laskennan tuloksena saatu koodi 35 705. Matkaviestin onkin tallentanut aiemmin lähetetyt sanomat, RRC CON The future transmission direction, in other words, the mobile station is identical to the algorithm for the MAC-I code to calculate, in order to ensure that the received MAC-I code is equivalent to a code obtained by calculation 705. The mobile station 35 has stored the previously sent messages, RRC, CON
NECTION REQUEST -sanoman (500) ja RRC INITIAL DIRECT TRANSFER NECTION REQUEST message (500) and the RRC Initial Direct Transfer
17 111423 -sanoman (502), jotta vastaanotetulle SECURITY MODE COMMAND -sanomalle voidaan laskea XMAC-l-koodi. 17 111423 message (502) in order to calculate the XMAC-I code to the received SECURITY MODE COMMAND message. Jos vastaanotettu MAC-l-koodi ja laskennan tuloksena saatava XMAC-l-koodi vastaavat toisiaan, matkaviestin olettaa, että verkko on vastaanottanut oikeat turvaamisvalmiutta ja GSM-5 kyvykkyyttä koskevat tiedot ja hyväksyy yhteyden 707. Muussa tapauksessa yhteys puretaan 706. If the received MAC-I code and the result of the calculation to be XMAC-I code corresponding to each other, the mobile station assumes that the network has received the correct turvaamisvalmiutta and information relating to the GSM-5 capabilities and accepts the connection 707. Otherwise, the connection is released 706.
Ratkaisulla on yksi huono puoli, nimittäin koodatut RRC CONNECTION REQUEST (RRC-yhteyspyyntö)- ja RRC INITIAL DIRECT TRANSFER -sanomat täytyy tallentaa sekä palvelevan radioverkko-ohjaimen 10 että matkaviestimen muistiin, kunnes SECURITY MODE COMMAND -sanoma on lähetetty/vastaanotettu. The solution has one drawback, namely, the encoded RRC CONNECTION REQUEST (RRC connection request) -, and the RRC Initial Direct Transfer messages must be saved and the serving radio network controller 10 and the mobile station's memory until the SECURITY MODE COMMAND message is transmitted / received. Mutta toisaalta tämän ratkaisun ansiosta on mahdollista jättää käyttäjän laitteen turvaamisvalmius pois tekniikan tason mukaisesta SECURITY MODE COMMAND -sanomasta ja tällä tavoin säästää sanoman tilaa 32 bitin verran. On the other hand this solution makes it possible to leave turvaamisvalmius the user device from the SECURITY MODE COMMAND message according to the prior art, thus saving message space 32 bits.
15 Kuviossa 8 kuvataan prosessikaavion avulla kolmatta menetelmän toteutustapaa. 15 Figure 8 illustrates the process diagram in a third embodiment in the method.
Tämä ratkaisu poikkeaa vain vähän toisesta ratkaisusta, toisin sanoen vain lohkot 801, 804 ja 805 poikkeavat kuvion 7 lohkoista. This solution is only slightly different from another solution, in other words, only the blocks 801, 804 and 805 differ from the blocks of Figure 7. Tästä syystä kuvaamme näitä kahta lohkoa yksityiskohtaisemmin. For this reason, we describe the two blocks in more detail.
20 Vaiheessa 801 palveleva radioverkko-ohjain tallentaa ainoastaan sanoman hyötyinformaatio-osan, eikä koko sanomaa, myöhempää käyttöä varten. At step 801, the serving 20 to the radio network controller stores only the message payload portion, and not the entire message, for later use. Toisin sanoen se tallentaa yhden seuraavista sanomista: CM SERVICE REQUEST (CM-palvelupyyntö), LOCATION UPDATING REQUEST (sijainninpäivityspyyntö), CM RE-ESTABLISHMENT REQUEST (CM-25 yhteyden uudelleenmuodostuspyyntö) tai PAGING REQUEST (hakupyyntö). In other words, it stores one of the following messages: CM Service Request (CM Service Request) LOCATION UPDATING REQUEST (the location update request), CM RE-ESTABLISHMENT REQUEST (CM-25 connection re-establishment request), or a paging request (search request).
Siten tässä ratkaisussa säästetään muistitilaa verrattuna toiseen ratkaisuun. Thus, in this arrangement saves memory compared to the second solution.
Vaiheessa 804 sanoman suojaamiseksi lasketaan MAC-l-koodi käyttämällä aiemmin tallennettua hyötyinformaatiota. At step 804 the protection of the message is calculated MAC-code using the previously stored in the payload. Sanoma muodostetaan tässä tapauksessa seuraavasti: The message in this case is formed as follows:
30 MESSAGE = SECURITY MODE COMMAND + UE SECURITY 30 MESSAGE = SECURITY MODE COMMAND, the UE SECURITY +
CAPABILITY + INITIAL DIRECT TRANSFER -sanoman liitynnän esto -taso-osa. CAPABILITY + INITIAL DIRECT TRANSFER message interface theft-level part.
Ainoastaan SECURITY MODE COMMAND -sanoma lähetetään Uu-rajapinnan välityksellä matkaviestimeen. Only the SECURITY MODE COMMAND message sent over the Uu interface between the mobile station. Tämä tarkoittaa, että sekä käyt-35 täjän laitteen turvaamisvalmiuden turvaparametreja että GSM-matka-viestimen kyvykkyystietoja käytetään MAC-l-koodin laskemiseen, mutta niitä 18 111423 ei tarvitse sisällyttää sanomaan. This means that both use-35 turvaamisvalmiuden the device user's security parameters and the GSM mobile-station kyvykkyystietoja a MAC-I code to calculate, but the 18 111 423 need not be included in the message. Tämä ei kuitenkaan millään tavalla alenna turvallisuuden tasoa. However, this does not in any way reduce the level of security.
Vaiheessa 805 matkaviestin laskee XMAC-l-koodin käyttämällä samoja MESSAGE-parametreja, joita verkko käytti vaiheessa 804, eli para-5 metrejä, jotka oli tallennettu aiemmin käyttäjän laitteen turvaamisvalmiudesta ja INITIAL DIRECT TRANSFER -sanoman NAS-taso-osasta. At step 805 the mobile station calculates XMAC-I using the same code, the MESSAGE parameters used by the network in step 804, a para-five meters, which was previously saved turvaamisvalmiudesta the user device and the NAS-level portion of the INITIAL DIRECT TRANSFER message.
Kuviossa 9 kuvataan prosessikaavion avulla menetelmän neljättä toteutustapaa. Figure 9 illustrates a process diagram for the fourth embodiment in the process. Tämä ratkaisu on yhdistelmä ensimmäisestä ja kolmannesta ratkaisusta. This solution is a combination of the first and the third solution.
10 Kun yhteyttä muodostetaan matkaviestimen ja radio- liityntäverkossa olevan palvelevan radioverkko-ohjaimen välille, radioverkko-ohjain vastaanottaa ja tallentaa käyttäjän laitteen turvaamisvalmiustiedot (UEC, user equipment capability information) muistiinsa myöhempää käyttöä varten 900. Sen jälkeen matkaviestin lähettää ensimmäisen liitynnän esto -15 tason sanoman, joka sisältää esimerkiksi tiedot matkaviestimen tukemista salausalgoritmeista, hyötyinformaationa RRC INITIAL DIRECT TRANSFER -sanomassa radioliityntäverkolle, joka lähettää liitynnän esto -tason sanoman edelleen ydinverkolle 901. Ydinverkon matkaviestinkeskus lisää matka-viestinparametrin tukemia salausalgoritmeja koskevat tiedot SECURITY 20 MODE COMMAND -sanomaan ja lähettää sanoman /u-rajapinnan välityksellä palvelevalle radioliityntäverkon radioverkko-ohjaimelle vaiheissa 902 ja 903. When the contact 10 is formed by the mobile station and the serving radio access network to the radio network controller, the radio network controller receives and stores the user's device turvaamisvalmiustiedot (UEC, user equipment capability information) in its memory for future reference 900. The mobile station then transmits a first interface -15 anti-level message which contains information to support mobile station encryption algorithms, as payload in RRC Initial Direct Transfer message to the radio access network, which sends the interface anti-level message to the core network 901. the core network the mobile exchange information for more travel viestinparametrin encryption algorithms supported SECURITY 20 MODE COMMAND message and sends the message / u via a radio access interface to the serving radio network controller, in steps 902 and 903.
Vaiheessa 904 palveleva radioverkko-ohjain laskee MAC-l-koodin .· edellä kuvatulla tavalla ja lisää aiemmin kuvattuihin parametreihin MESSA- 25 GE-parametrin, joka muodostetaan seuraavasti: At step 904, the serving radio network controller calculates the MAC-I code, · as described above, and adds the previously described parameters MESSA- GE-25 parameter, which is generated as follows.:
MESSAGE = SECURITY MODE COMMAND + UE SECURITY MESSAGE = SECURITY MODE COMMAND, the UE SECURITY +
CAPABILITY + GSM CLASSMARKS. CAPABILITY + GSM CLASS MARKS.
Samalla tavoin kuin edellisessä esimerkissä, sekä käyttäjän laitteen turvaamisvalmiuden turvaparametreja ja GSM-kyvykkyystietoja käyte-30 tään MAC-l-koodin laskemisessa, mutta niitä ei tarvitse sisällyttää sanomaan. In the same way as in the previous example, and a user of the device turvaamisvalmiuden security parameters and the GSM kyvykkyystietoja avai-30 to the MAC-I code to compute, but it need not be included in the message. Tämän ratkaisun etuna on se, että matkaviestimessä tai radioverkko-ohjaimessa ei tarvita lisämuistia. The advantage of this solution is that a mobile station or a radio network controller does not require additional memory.
On olennaisen tärkeää, että edellä kuvatuissa ratkaisuissa ydin-verkko on 3G-verkkoelementti, jolloin se kykenee ohjaamaan vähintään 35 UMTS-radioliityntäverkkoa ja valinnaisesti myös GSM-tukiaseman alijärjestelmää. It is essential that the solutions described above, the core network is a 3G network element, wherein it is capable of directing at least 35 of the UMTS radio access network, and optionally also a GSM base station subsystem.
♦ ♦ 19 111423 Tämän keksinnön toteuttaminen ja sovellustavat on selitetty edellä muutamien esimerkkien avulla. ♦ ♦ 19 111423 implementation and the embodiment of the present invention has been described above by means of some examples. On kuitenkin painotettava, ettei keksintö rajoitu pelkästään edellä oleviin yksityiskohtaisiin sovellusesimerkkeihin ja että ammattihenkilöt voivat tehdä lukuisia muutoksia ja muokkauksia ilman, 5 että keksinnön olennaisista piirteistä silti poikettaisiin. It is stressed, however, that the invention is not limited only to the above detailed embodiments, and that the skilled in the art can make various changes and modifications without 5 that the essential features of the invention departing from the still. Kuvattuja sovellus-tapoja on pidettävä havainnollisina, mutta ei rajoittavina. Described in the application-ways must be considered illustrative, but not restricting. Siksi ainoastaan liitteenä olevien patenttivaatimusten tulee rajoittaa keksintöä. Therefore, only the appended claims should be construed as limiting. Siten patenttivaatimuksissa kuvatut vaihtoehtoiset toteutustavat sekä myös muut vastaavat toteutustavat lasketaan kuuluviksi keksinnön käyttöalaan. Thus, the alternative embodiment described in the patent claims, as well as other similar embodiment is calculated by the field of use of the invention.
10 Esimerkiksi lähderadioliityntäverkko voi olla vaikkapa UTRAN- verkko, GSM-tukiaseman alijärjestelmä, GPRS-järjestelmä, GSM Edge -järjestelmä, GSM 1800 -järjestelmä tai jokin muu järjestelmä. For example, lähderadioliityntäverkko 10 may be for example a UTRAN network, a GSM base station subsystem GPRS system, GSM EDGE system, the GSM 1800 system or some other system. Vastaavasti kohderadioliityntäverkko voi olla esimerkiksi UTRAN-verkko, GSM-tukiaseman alijärjestelmä, GPRS-järjestelmä, GSM Edge -järjestelmä, GSM 1800 -15 järjestelmä tai jokin muu järjestelmä. Similarly kohderadioliityntäverkko may be for example a UTRAN network, a GSM base station subsystem GPRS system, GSM EDGE system, the GSM 1800 system -15 or some other system.
Lisäksi tiedot monitoimimatkaviestimen tukemista GSM-turva-algoritmeista (A5/1, A5/2, A5/3 jne.) voidaan lisätä osana UMTS-järjestelmän “käyttäjän laitteen radioliityntäominaisuuksia” (UE Radio Access Capability). Moreover, the data support the monitoimimatkaviestimen GSM security algorithm (the A5 / 1, A5 / 2, A5 / 3 etc.) may be added as part of the UMTS system "radioliityntäominaisuuksia user equipment" (UE Radio Access Capability). Vaihtoehtoisesti nämä tiedot voivat sijaita erillisessä informaatioelementissä 20 tai jopa olla osa käyttäjän laitteen turvaamisvalmiusparametria. Alternatively, the information may be located in a separate information element 20 or even be part of turvaamisvalmiusparametria the user of the device. Käytännössä nämä tiedot täytyy lisätä RRC-yhteyden avausproseduuriin (katso vaihe 500 kuviossa 5) sekä SECURITY MODE COMMAND -sanomaan (katso vaihe 507 kuviossa 5). In practice, this information must be added to the RRC connection avausproseduuriin (see step 500 in Figure 5) and the SECURITY MODE COMMAND message (see step 507 in Figure 5). Kuten aiemmin kuvatuissa muissa mahdollisissa toteutustavoissa, myös tässä tapauksessa itse (tuettuja GSM-turva-algoritmeja kos-25 kevät tiedot sisältävän) "Inter-RAT-radioyhteysominaisuudef-informaatio-elementin lisääminen RRC SECURITY MODE COMMAND -sanomaan on vain yksi vaihtoehto ja tämä informaatioelementti tarjoaa merkinannolle otsikkotietoja, koska matkaviestin ei välttämättä tarvitse itse informaatio-elementtiä, vaan ainoastaan vahvistuksen siitä, että verkko on vastaanotta-30 nut sen oikein. Seuraavassa kuvataan kolme vaihtoehtoista ratkaisua eli viides, kuudes ja seitsemäs esimerkki tämän menetelmän mukaisista toteutustavoista. As previously described in other possible implementations, also in this case itself (the supported GSM security algorithms Kos 25 spring containing the data), "the addition of the Inter-RAT radioyhteysominaisuudef information element in the RRC SECURITY MODE COMMAND message has only one option, this information element provides for signaling header information, because the mobile station may not have information element itself, but merely a confirmation that the network is for receiving a nut 30 correctly. the following describes three alternative solutions, or fifth, sixth and seventh exemplary implementations according to this method.
Viidennessä menetelmän mukaisessa toteutusesimerkissä määritellään yksi uusi RRC-informaatioelementti, joka sisältää vain GSM-salausalgoritmi-35 ominaisuuden. In the fifth embodiment, according to the method defined in one of the new RRC information element, which contains only the GSM encryption algorithm is feature-35. Tähän tarvitaan 7 bittiä. This requires 7 bits. Tämä informaatioelementti lisätään sitten RRC SECURITY MODE COMMAND -sanomaan. This information element is then added to the RRC SECURITY MODE COMMAND message. Tämän ratkaisun 20 111423 huono puoli on, että voidakseen koodata tämän uuden informaatioelementin mainittuun sanomaan UTRAN-verkon RRC-yhteyskäytännön on ensin dekoodattava GSM-kyvykkyys 2- ja 3 -informaatioelementit, joiden koo-daus/dekoodaussäännöt eivät kuulu UTRAN-verkon RRC-yhteyskäytäntöön. 20 111423 The disadvantage of this solution is that in order to encode a new information element to said message UTRAN RRC protocol must first decode the GSM capabilities 2 and 3 information element, which intends-coding / dekoodaussäännöt do not belong to the UTRAN RRC protocol.
5 Kuviossa 10 kuvataan kuudetta menetelmän mukaista toteutus- esimerkkiä. 5 Figure 10 illustrates a sixth example of the implementation of the method. UTRAN-verkon puolella vastaanotettuja GSM-kyvykkyys 2- ja 3 -tietoja (RRC-informaatioelementtiä "Inter-RAT-radioyhteysomlnaisuudet" 1001) sekä käyttäjän laitteen turvaamisvalmiuksia 1002 (sisältää tiedot tuetuista UTRAN-verkon turva-algoritmeista) käytetään MAC-l-koodin (ja XMAC-10 l-koodin) laskemiseen RRC SECURITY MODE COMMAND -sanomaa 1000 varten. UTRAN network side received GSM capabilities 2 and 3 data (RRC information element "Inter-RAT radioyhteysomlnaisuudet" 1001) and turvaamisvalmiuksia user device 1002 (including information on the supported UTRAN network security algorithms) used in the MAC-I code ( and XMAC-I code 10) to calculate the RRC SECURITY MODE COMMAND message to 1,000. Ratkaisu on pääpiirteiltään samanlainen kuin kuvion 9 ratkaisu, sillä poikkeuksella, että (matkaviestimen eikä ydinverkon (902)) GSM-kyvykkyystiedot on jo vastaanotettu ja tallennettu palvelevaan radioverkko-ohjaimeen RRC-yhteyden avausvaiheen aikana (900). The solution is largely similar to the solution of Figure 9, with the exception that (a mobile station and a core network (902)), GSM kyvykkyystiedot has already been received and stored in the serving radio network controller during the RRC connection release phase (900). Matkaviestimeen 15 lähetettävä SECURITY MODE COMMAND -sanoma ei sisällä "käyttäjän laitteen turvaamisvalmiuksia" eikä "käyttäjän laitteen Inter-RAT-radioyhteys-ominaisuuksia"; The mobile station 15 sent to the SECURITY MODE COMMAND message does not include "turvaamisvalmiuksia user device" and "user equipment Inter-RAT radio access capabilities"; näitä informaatioelementtejä käytetään ainoastaan laskettaessa MAC-l-koodia tätä sanomaa varten. These information elements are used in calculating the MAC-code for this message.
Kuudennen toteutustavan huono puoli on, että sellaisten ylimääräisten 20 elementtien koodaaminen ("käyttäjän laitteen turvaamisvalmiudet" ja "käyttäjän laitteen Inter-RAT-radioyhteysominaisuudet"), joita käytetään MAC-l-koodin laskemiseen, täytyy olla suoraan määritelty. The disadvantage of the sixth embodiment is that the excess of the encoding elements 20 ( "turvaamisvalmiudet user device" and "user equipment Inter-RAT radio access capability") used in the MAC-I code to the calculation must be directly determined. Jos niin ei voida tehdä, yksinkertaisempi toteutustapa kuvataan kuviossa 11 (menetelmän seitsemäs .t toteutustapa). If it can not be made simpler method of implementation depicted in Figure 11 (method seventh embodiment .T method). Tässä koko koodattua RRC_CONNECTION_SET- 25 UP_COMPLETE-sanomaa käytetään MAC-l-koodin (ja XMAC-l-koodin) laskemiseen RRC_SECURITY_MODE_COMMAND-sanomaa 1000 varten (sen sijasta, että käytettäisiin ainoastaan kahta informaatioelementtiä kuten kuudennessa toteutustavassa). This size of the encoded RRC_CONNECTION_SET- 25 UP_COMPLETE message is a MAC-I code (and XMAC-I code) to calculate the RRC_SECURITY_MODE_COMMAND message 1000 for (instead of using only two information elements as in the sixth embodiment). Käytännössä tämä tarkoittaa, että RRC-yhteyden avausproseduurin aikana (katso vaihe 500 kuviossa 5), kun 30 RRC_CONNECTION_SETUP_COMPLETE-sanoma lähetetään, matkaviestimen täytyy tallentaa kopio koodatusta sanomasta muistiinsa, kunnes se vastaanottaa SECURITY_MODE_COMMAND-sanoman ja on tarkistanut eheystarkistussumman. In practice, this means that during the RRC connection avausproseduurin (see step 500 in Figure 5), 30 RRC_CONNECTION_SETUP_COMPLETE when the message is sent, the mobile station must store a copy of the coded message in its memory until it receives SECURITY_MODE_COMMAND message and has verified the integrity checksum. Verkon puolella (UTRAN-verkon ollessa kyseessä palvelevassa radioverkko-ohjaimessa) kopio vastaanotetusta (ei-koodatusta) 35 RRC_CONNECTION_SETUP_COMPLETE-sanomasta täytyy säilyttää muistissa, kunnes MAC-l-koodi SECURITY_MODE_COMMAND-sanomaa varten 21 111423 on laskettu. On the network side (UTRAN in the case of the serving radio network controller), a copy of the received (non-coded) 35 RRC_CONNECTION_SETUP_COMPLETE-message must be stored in memory until the MAC-I code to the message SECURITY_MODE_COMMAND-21 111 423 was calculated. Toteutuksen kannalta on luultavasti melko helppoa tallentaa koko koodattu sanoma muistiin ennen kuin se lähetetään (käyttäjän laitteen puolella) tai heti sen vastaanottamisen jälkeen ja ennen kuin se on lähetetty edelleen dekooderille (UTRAN-verkon puolella). Of implementation, it is probably relatively easy to store in the memory size of the encoded message before it is sent to (the user of the device), or immediately after it is received and before it is dispatched to the decoder (UTRAN side). Siten MAC-l-koodi SECURI-5 TY_MODE_COMMAND-sanomaa varten laskettaisiin asettamalla MESSA-GE-syöttöparametri eheysalgoritmiin seuraavasti: MESSAGE = SECURITY_MODE__COMMAND + RRC_CONNECTION_SETUP_COMPLETE Menetelmän kuudenteen toteutusesimerkkiin verrattuna tämän to-10 teutustavan huono puoli on, että ratkaisu vaatii hieman enemmän muistia sekä matkaviestimessä että verkon puolella. Thus, the MAC-I code SECURI-5 for TY_MODE_COMMAND message is calculated by setting the MESSAGE input parameter integrity algorithm as follows: compared with the MESSAGE = SECURITY_MODE__COMMAND + RRC_CONNECTION_SETUP_COMPLETE sixth embodiments, but the method of this to-10 teutustavan disadvantage is that the solution requires a little more memory in the mobile station, and that the network side. Matkaviestimen tukemat salausalgoritmit sisältyvät GSM-kyvykkyystietoihin. encryption algorithms supported by the mobile station include GSM kyvykkyystietoihin.
22 111423 22 111423
1. Matkaviestinjärjestelmä, jolle on tunnusomaista, että se koostuu seuraavista: joukosta radioliityntäverkkoja, jotka tarjoavat matkaviestimille yh-5 teyden vähintään yhteen ydinverkkoon; 1. A mobile communication system which is characterized in that it consists of, among radio access networks that provide mobile stations YH-5 teyden at least one core network; monimuotomatkaviestimestä, joka lähettää ensimmäiseen radiolii-tyntäverkkoon yhteyttä muodostaessaan vähintään yhden suojaamattoman merkinannon aioitussanoman sekä tiedot toisessa radioliityntäverkossa olevan monimuotomatkaviestimen tukemista salausalgoritmeista; multimode, which transmits to the first access network Radiol-forming contact with at least one unprotected aioitussanoman and signaling information in the second radio access network to support multimode encryption algorithms; 10 ydinverkosta, joka vastaanottaa salausalgoritmeja koskevat tiedot, ja jossa ensimmäinen radioliityntäverkko on mukautettu vastaanottamaan komentosanoman ydinverkolta, joka antaa monimuotomatkaviestimelle ohjeet suojata kaikki seuraavaksi siirrettävät tiedot: muodostamaan ja lähettämään monimuotomatkaviestimelle 15 eheyssuojatun komentosanoman, joka sisältää tiedot monimuotomatkaviestimen toisessa radioliityntäverkossa tukemista salausalgoritmeista, jolloin suojattu komentosanoma koostuu hyötyinformaatiosta ja sanoman-tunnistuskoodista, ja jossa monimuotomatkaviestin on mukautettu päättelemään, vas- 20 taavatko eheyssuojatussa komentosanomassa vastaanotetut salausalgoritmeja koskevat tiedot monimuotomatkaviestimen tietoja, jotka se on lähettänyt merkinannon aloitussanomissa. 10 core network, which receives information on encryption algorithms, and wherein the first radio access network is adapted to receive a command message from the core network, which allows multimode instructions to protect any information subsequently transferred to: generate and transmit a multimode 15 the integrity of the secure command message, which contains information to support the second radio access network for monitoring an encryption algorithms, wherein the protected command message consists of payload and the message authentication code, and wherein the multimode mobile station is adapted to determine, receiving 20 taavatko integrity protected message to the command received from the information concerning the encryption algorithms for monitoring an information which it has sent the initial signaling messages.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, jolle on tunnus-omaista, että suojaamaton merkinannon aloitussanoma lähetetään suoritet- 25 taessa kanavanvaihto ydinverkosta, joka koostuu vähintään yhdestä matkaviestinliikenteen pakettivälitteisen liikenteen kytkentäelementistä, piirikytkentäisen matkaviestinliikenteen kytkentäkeskukseen. 2. A system as claimed in claim 1, characterized-by the fact that the unprotected start message is sent to the signaling performed 25 necessary, the handover from the core network, which consists of at least a packet-switched traffic from one mobile communications switching element, a circuit-switched mobile communications switching center.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, jolle on tunnusomaista, että ensimmäinen radioliityntäverkko liittää tiedot komentosanomas- 30 sa vastaanotetuista salausalgoritmeista suojatun komentosanoman hyötyin-formaatioon ja lisää hyötyinformaation algoritmiin laskemalla sanoman-tunnistuskoodin. 3. A system as claimed in claim 1, characterized in that the first radio access network connected to the information komentosanomas- SA 30 of the received command message encryption algorithms to secure hyötyin-formation and increase payload algorithm of calculating a message authentication code.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, jolle on tunnusomaista, että ensimmäinen radioliityntäverkko tallentaa suojaamattoman 23 111423 monimuotomatkaviestimeltä vastaanotetun merkinannon aloitussanoman ja käyttää tätä sanomaa sanomantunnistuskoodin laskemisessa. 4. A system as claimed in claim 1, characterized in that the first radio access network to store the unprotected 23 111 423 multimode received signaling message, and starting to use this message to calculate the message authentication code.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, jolle on tunnusomaista, että ensimmäinen radioliityntäverkko tallentaa suojaamattoman 5 merkinannon aloitussanoman hyötyinformaation, jonka se on vastaanottanut monimuotomatkaviestimeltä, ja käyttää tätä hyötyinformaatiota sanomantunnistuskoodin laskemisessa. 5. A system according to claim 1, characterized in that the first radio access network to store unprotected 5 signaling a start message payload, which is received by the multimode, and uses this information to calculate the commercial message identification code.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, jolle on tunnusomaista, että ensimmäinen radioliityntäverkko tallentaa matkaviestimen omi- 10 naisuuksia koskevat tiedot, jotka se on vastaanottanut matkaviestimeltä yhteyden avaamisen aikana, ja käyttää näitä tietoja sekä ydinverkolta vastaanottamaansa komentosanomaan sulautettuja salausalgoritmeja koskevia tietoja sanomantunnistuskoodin laskemisessa. 6. A system according to claim 1, characterized in that the first radio access network stores the mobile station characteristic 10 of information on the properties which it has received from the mobile station during call setup, and use of these data and a command message from the core network to the received information concerning the encryption algorithms embedded in calculating the message authentication code.
7. Patenttivaatimuksen 1 tai 6 mukainen järjestelmä, jolle on tun-15 nusomaista, että matkaviestin lähettää salausalgoritmeja koskevat tiedot yhteyttä avattaessa, ensimmäinen radioliityntäverkko tallentaa nämä tiedot ja käyttää niitä muodostaessaan suojatun komentosanoman. 7. A system according to claim 1 or 6, which is the TU-15 characteristic pattern of the mobile station transmits the information concerning the encryption algorithms contact is opened, the first radio access network stores this information and uses it when establishing a secure command message.
8. Radioliityntäverkko, jolle on tunnusomaista, että se tarjoaa mo-nimuotomatkaviestimille yhteyden vähintään yhteen ydinverkkoon, 20 jolloin radioliityntäverkko on mukautettu niin, että se vastaanottaa ilmarajapinnan kautta monimuotomatkaviestimeltä suojaamattoman merkinantosanoman, joka sisältää tiedot monimuoto-matkaviestimen toisessa radioliityntäverkossa tukemista salausalgoritmeista, . 8. The radio access network, which is characterized in that it provides a mo-nimuotomatkaviestimille connection to at least one of the core network 20 to radio access network is adapted so as to receive over the air interface for monitoring an unprotected signaling message, which contains information to support the second radio access network multimode mobile station encryption algorithms. ja lähettää tiedot edelleen ydinverkolle, 25 vastaanottaa ydinverkolta ensimmäisen komentosanoman, joka ohjeistaa monimuotomatkaviestimen suojaamaan kaikki seuraavat siirrettävät tiedot; and transmits the data to the core network, the core network 25 receives the first command message instructing the multimode protect all of the following data to be transferred; muodostaa toisen komentosanoman, joka sisältää hyötyinformaation ja sanomantunnistuskoodin, : 30 laskee sanomantunnistuskoodin käyttämällä yhtenä laskenta- parametrina tietoja monimuotomatkaviestimen toisessa verkossa tukemista salausalgoritmeista, ja lähettää toisen komentosanoman monimuotomatkaviestimelle. forming a second command message including the payload and the message authentication code,: 30 calculates message authentication code using the information as a calculation parameter for multimode second network to support encryption algorithms, and transmits a second command message of the multimode.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen radioliityntäverkko, jolle on 35 tunnusomaista, että salausalgoritmeja koskevat tiedot liitetään toisen komentosanoman hyötyinformaatioon. 9. The radio access network according to claim 8, which has 35 characterized in that the information concerning the encryption algorithms is connected to the second command message payload information. 24 111423 24 111423
10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen radioliityntäverkko, jolle on tunnusomaista, että monimuotomatkaviestimeltä vastaanotettu suojaamaton merkinannon aloitussanoma tallennetaan ja että tätä sanomaa käytetään sanomantunnistuskoodin laskemisessa. 10. The radio access network according to claim 8, characterized in that the received signaling from the multimode unprotected start message is stored and that this message is used to calculate the message authentication code.
11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen radioliityntäverkko, jolle on tunnusomaista, että monimuotomatkaviestimeltä vastaanotettu suojaamattoman merkinannon aloitussanoman hyötyinformaatio tallennetaan ja että tallennettua hyötyinformaatiota käytetään sanomantunnistuskoodin laskemisessa. 11. The radio access network according to claim 8, characterized in that the multimode received from the unprotected start signaling message payload is stored and the stored payload information is used to calculate the message authentication code.
12. Patenttivaatimuksen 8 mukainen radioliityntäverkko, jolle on tunnusomaista, että monimuotomatkaviestimen tukemia salausalgoritmeja koskevat tiedot liitetään sanomaan, joka lähetettiin yhteyttä muodostettaessa ennen suojaamatonta merkinantosanomaa, ja että näitä tietoja käytetään sanomantunnistuskoodin laskemisessa. 12. The radio access network according to claim 8, characterized in that the information concerning the encryption algorithms supported by the multimode attached to the message that was sent before the connection of the unprotected signaling message, and that these data are used to calculate the message authentication code. 15 » « · 25 111423 15 »« · 25 111 423
FI20010282A 2000-11-28 2001-02-14 System to ensure the handover to take place after encryption of communications FI111423B (en)
PCT/FI2001/000870 WO2002045453A1 (en) 2000-11-28 2001-10-09 A system for ensuring encrypted communication after handover
KR20037006671A KR20030062412A (en) 2000-11-28 2001-10-09 A system for ensuring encrypted communication after handover
JP2002546457A JP2004515177A (en) 2000-11-28 2001-10-09 System to ensure encryption communication after handover
EP20010976329 EP1338164B1 (en) 2000-11-28 2001-10-09 A system for ensuring encrypted communication after handover
DK01976329T DK1338164T3 (en) 2000-11-28 2001-10-09 System for ensuring encrypted communication after handover
ES01976329T ES2659387T3 (en) 2000-11-28 2001-10-09 A system for secure encrypted communication after handover
CA 2424496 CA2424496C (en) 2000-11-28 2001-10-09 A system for ensuring encrypted communication after handover
CN 01819644 CN1185903C (en) 2000-11-28 2001-10-09 System for ensuring encrypted communication after handover
JP2007271107A JP5714789B2 (en) 2000-11-28 2007-10-18 System to ensure encryption communication after handover
KR20087013737A KR100906996B1 (en) 2000-11-28 2008-06-05 A system for ensuring encrypted communication after handover
JP2014245201A JP5937664B2 (en) 2000-11-28 2014-12-03 System to ensure encryption communication after handover
FI20010282A0 true FI20010282A0 (en) 2001-02-14
FI20010282A true FI20010282A (en) 2002-05-29
FI111423B true true FI111423B (en) 2003-07-15
JP5128636B2 (en) * 2010-04-01 2013-01-23 亞旭電腦股▲ふん▼有限公司 Method of providing the authority to femtocell base station stays in a mobile communication apparatus, the femtocell base station and the processor-readable medium
US20080267405A1 (en) 2008-10-30 application
US20070064647A1 (en) 2007-03-22 Secure intra-and inter-domain handover
US6594489B2 (en) 2003-07-15 Method and apparatus for effecting handoff between different cellular communications systems
US20080181411A1 (en) 2008-07-31 Method and system for protecting signaling information