ЗАЩИТА ОТ НЕЯВНОГО ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОВТОРЕНИЯ
PROTECTION FROM IMPLICIT SPATIAL REPETITION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Это изобретение относится к способам функционирования оконечного устройства и сетевого узла в сети сотовой связи.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Сервисы, основывающиеся на пространственной близости (ProSe), являются новыми функциональными возможностями сети связи 3GPP, предоставляющей сервисы для устройств пользовательского оборудования (UE) с возможностями ProSe вблизи друг друга. Эти функциональные возможности стандартизированы в TS 22.278 v13.0.0 и TS 23.303 v13.0.0.
Функциональные возможности ProSe состоят из обнаружения ProSe и прямой связи ProSe. Обнаружение ProSe идентифицирует UE с возможностью ProSe вблизи друг друга. Прямая связь ProSe обеспечивает возможность создания трактов связи между UE с возможностью ProSe в дальности действия прямой связи.
Одной проблемой с текущим протоколом является то, что для атакующего может быть возможно прослушивать радиоинтерфейс в первом размещении, собрать сообщения обнаружения, широковещательную передачу которых осуществляет первое UE, и осуществить широковещательную передачу сообщений обнаружения из второго размещения. Второе UE, в окрестности второго размещения, может заблуждаться в том, что оно находится в окрестности первого UE. Это было описано как проблема пространственного повторения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению предусматривается способ. Способ содержит: получение информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство; вычисление кода целостности сообщения на основе информации размещения в сетке; и передачу сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости. Сообщение обнаружения сервисов может включать в себя вычисленный код целостности сообщения и не включает в себя информацию размещения в сетке.
Согласно настоящему изобретению предусматривается оконечное устройство для использования в сети сотовой связи. Оконечное устройство приспособлено для: получения информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство; вычисления кода целостности сообщения на основе информации размещения в сетке; и передачи сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости. Сообщение обнаружения сервисов может включать в себя вычисленный код целостности сообщения и не включает в себя информацию размещения в сетке.
Согласно настоящему изобретению предусматривается оконечное устройство для использования в сети сотовой связи. Оконечное устройство содержит процессор и память, причем память содержит инструкции, исполняемые процессором, такие что оконечное устройство функционирует с возможностью: получения информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство; вычисления кода целостности сообщения на основе информации размещения в сетке; и передачи сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости. Сообщение обнаружения сервисов может включать в себя вычисленный код целостности сообщения и не включает в себя информацию размещения в сетке.
Согласно настоящему изобретению предусматривается оконечное устройство для использования в сети сотовой связи. Оконечное устройство содержит модуль информации для получения информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство; модуль вычисления, вычисляющий код целостности сообщения на основе информации размещения в сетке; и модуль передачи для передачи сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости. Сообщение обнаружения сервисов может включать в себя вычисленный код целостности сообщения и не включает в себя информацию размещения в сетке.
Согласно настоящему изобретению предусматривается способ. Способ содержит прием сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, содержащего код целостности сообщения; получение информации размещения в сетке, относящейся к по меньшей мере одной ячейке предварительно определенной сетки в пределах предварительно определенного расстояния от местоположения оконечного устройства; вычисление по меньшей мере одного кода целостности сообщения на основе информации размещения в сетке; определение того, совпадает ли вычисленный код целостности сообщения с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения. Способ также содержит действие в отношении принятого сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, только если вычисленный код целостности сообщения совпадает с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения.
Согласно настоящему изобретению предусматривается оконечное устройство для использования в сети сотовой связи. Оконечное устройство приспособлено для: приема сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, содержащего код целостности сообщения; получения информации размещения в сетке, относящейся к по меньшей мере одной ячейке предварительно определенной сетки в пределах предварительно определенного расстояния от размещения оконечного устройства; вычисления по меньшей мере одного кода целостности сообщения на основе информации размещения в сетке; определения того, совпадает ли вычисленный код целостности сообщения с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения. Способ также содержит действие в отношении принятого сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, только если вычисленный код целостности сообщения совпадает с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения.
Согласно настоящему изобретению предусматривается оконечное устройство для использования в сети сотовой связи. Оконечное устройство содержит процессор и память, причем память содержит инструкции, исполняемые процессором, такие что оконечное устройство функционирует с возможностью: приема сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, содержащего код целостности сообщения; получения информации размещения в сетке, относящейся к по меньшей мере одной ячейке предварительно определенной сетки в пределах предварительно определенного расстояния от размещения оконечного устройства; вычисления по меньшей мере одного кода целостности сообщения на основе информации размещения в сетке; определения того, совпадает ли вычисленный код целостности сообщения с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения; и осуществления действия в отношении принятого сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, только если вычисленный код целостности сообщения совпадает с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения.
Согласно настоящему изобретению предусматривается оконечное устройство для использования в сети сотовой связи. Оконечное устройство содержит: модуль информации для получения информации размещения в сетке, относящейся к по меньшей мере одной ячейке предварительно определенной сетки в пределах предварительно определенного расстояния от размещения оконечного устройства; модуль вычисления для вычисления по меньшей мере одного кода целостности сообщения на основе информации размещения в сетке; модуль определения для определения того, совпадает ли вычисленный код целостности сообщения с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения; и модуль сопоставления для осуществления действия в отношении принятого сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, только если вычисленный код целостности сообщения совпадает с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения.
Согласно настоящему изобретению предусматривается способ функционирования сетевого узла в сети сотовой связи, причем способ содержит: прием запроса ресурсов сервисов, основывающихся на пространственной близости, от оконечного устройства; и отправку на оконечное устройство ответа, предоставляющего запрошенные ресурсы сервисов, основывающихся на пространственной близости, с требованием, чтобы оконечное устройство включало код целостности сообщения в любое передаваемое сообщение обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, при этом код целостности сообщения вычисляется с использованием информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство.
Согласно настоящему изобретению предусматривается сетевой узел для использования в сети сотовой связи, приспособленный для: приема запроса ресурсов сервисов, основывающихся на пространственной близости, от оконечного устройства; и отправки на оконечное устройство ответа, предоставляющего запрошенные ресурсы сервисов, основывающихся на пространственной близости, с требованием, чтобы оконечное устройство включало код целостности сообщения в любое передаваемое сообщение обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, при этом код целостности сообщения вычисляется с использованием информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство.
Согласно настоящему изобретению предусматривается сетевой узел для использования в сети сотовой связи. Сетевой узел содержит процессор и память, причем память содержит инструкции, исполняемые процессором, такие что оконечное устройство функционирует с возможностью: приема запроса ресурсов сервисов, основывающихся на пространственной близости, от оконечного устройства; и отправки на оконечное устройство ответа, предоставляющего запрошенные ресурсы сервисов, основывающихся на пространственной близости, с требованием, чтобы оконечное устройство включало код целостности сообщения в любое передаваемое сообщение обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, при этом код целостности сообщения вычисляется с использованием информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство.
Согласно настоящему изобретению предусматривается сетевой узел для использования в сети сотовой связи. Сетевой узел содержит: модуль приема для приема запроса ресурсов сервисов, основывающихся на пространственной близости, от оконечного устройства; и модуль передачи для отправки на оконечное устройство ответа, предоставляющего запрошенные ресурсы сервисов, основывающихся на пространственной близости, с требованием, чтобы оконечное устройство включало код целостности сообщения в любое передаваемое сообщение обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, при этом код целостности сообщения вычисляется с использованием информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство.
Согласно настоящему изобретению предусматривается компьютерная программа, сконфигурированная при ее исполнении на компьютере осуществлять любые из вышеуказанных способов. Согласно настоящему изобретению предусматривается компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель и такую компьютерную программу.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 иллюстрирует часть сети сотовой связи.
Фигура 2 иллюстрирует другую часть сети сотовой связи по Фигуре 1.
Фигура 3 является схемой последовательности операций, иллюстрирующей первый процесс.
Фигура 4 является схемой последовательности операций, иллюстрирующей второй процесс.
Фигуры 5 и 6 иллюстрируют сетки, которые могут быть использованы в процессах, описанных в настоящем документе.
Фигура 7 является схемой последовательности операций, иллюстрирующей третий процесс.
Фигура 8 иллюстрирует этап в третьем процессе.
Фигура 9 иллюстрирует оконечное устройство в сети по Фигуре 1.
Фигура 10 иллюстрирует оконечное устройство в сети по Фигуре 1.
Фигура 11 иллюстрирует оконечное устройство в сети по Фигуре 1.
Фигура 12 иллюстрирует оконечное устройство в сети по Фигуре 1.
Фигура 13 иллюстрирует оконечное устройство в сети по Фигуре 1.
Фигура 14 иллюстрирует сетевой узел в сети по Фигуре 1.
Фигура 15 иллюстрирует сетевой узел в сети по Фигуре 1.
Фигура 16 иллюстрирует сетевой узел в сети по Фигуре 1.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Нижеследующее излагает конкретные сведения, такие как конкретные варианты осуществления, в целях разъяснения и не ограничения. Но специалисты в данной области техники поймут, что другие варианты осуществления могут быть использованы отдельно от этих конкретных подробностей. В некоторых случаях подробные описания хорошо известных способов, узлов, интерфейсов, схем и устройств опущены, для того, чтобы не запутать данное описание ненужными подробностями. Специалисты в данной области техники поймут, что описанные функции могут быть реализованы в одном или более узлах с использованием аппаратных схем (например, взаимосоединенных аналоговых и/или дискретных логических вентилей для выполнения специализированной функции, ASIC, PLA и т.д.) и/или с использованием реализованных программными средствами программ и данных совместно с одним или более цифровыми микропроцессорами или компьютерами общего назначения, которые специально адаптированы для проведения обработки, раскрытой в настоящем документе, на основе исполнения таких программ. Узлы, которые осуществляют связь с использованием радиоинтерфейса, также имеют подходящую схему радиосвязи. Более того, данная технология может дополнительно быть рассмотрена для осуществления полностью внутри любого вида компьютерно-читаемой памяти, такой как твердотельная память, магнитный диск или оптический диск, содержащие соответствующий набор компьютерных инструкций, которые побуждали бы процессор осуществлять описанные в настоящем документе способы.
Аппаратная реализация может включать в себя или охватывать, без ограничения, аппаратные средства процессора цифровой обработки сигналов (DSP), процессор с уменьшенным набором инструкций, совокупность схем аппаратных средств (например, цифровых или аналоговых), включающую в себя, но не ограниченную этим, специализированные интегральные схемы (ASIC) и/или программируемую пользователем вентильную матрица(ы) (FPGA), и (по необходимости) конечные автоматы, имеющие возможность выполнения таких функций.
В том, что касается компьютерной реализации, в общем понятно, что компьютер содержит один или более процессоров, один или более модулей или один или более контроллеров, и термин "компьютер", "процессор", "модуль обработки" и "контроллер" могут быть использованы взаимозаменяемо. При предоставлении компьютером, процессором или контроллером, функции могут быть предоставлены одиночным выделенным компьютером или процессором или контроллером, одиночным совместно используемым компьютером или процессором или контроллером, или множеством отдельных компьютеров или процессоров или контроллеров, некоторые из которых могут быть использованы совместно или могут быть распределены. Более того, термин "процессор" или "контроллер" также относится к другим аппаратным средствам, имеющим возможность выполнения таких функций и/или исполнения программного обеспечения, такого как примерное аппаратное обеспечение, перечисленное выше.
Хотя описание дано для пользовательского оборудования (UE), специалистам в данной области техники должно быть понятно, что "UE" является не ограничивающим термином, содержащим любое мобильное или беспроводное устройство или узел, оборудованный радиоинтерфейсом, обеспечивающим возможность по меньшей мере одного из: передачи сигналов в восходящей линии связи (UL) и прием и/или измерение сигналов в нисходящей линии связи (DL). UE здесь может содержать UE (в его общем смысле), способное функционировать или по меньшей мере выполнять измерения на одной или более частотах, несущих частотах, компонентных несущих или полосах частот. Это может быть "UE", функционирующее в одиночной или множественной технологии радиодоступа (RAT) или режиме со множеством стандартов. Как и "UE", термины "мобильная станция" ("MS"), "мобильное устройство" и "оконечное устройство" могут быть использованы взаимозаменяемо в нижеследующем описании, и будет понятно, что такое устройство необязательно должно быть "мобильным" в том смысле, что оно переносится пользователем. Вместо этого, термин "мобильное устройство" охватывает любое устройство, которое способно осуществлять связь с сетями связи, которые функционируют согласно одному или более стандартам мобильной связи, таким как глобальная система мобильной связи, GSM, UMTS, проект долгосрочного развития, LTE, и т.д.
Сота ассоциирована с базовой станцией, где базовая станция содержит, в общем смысле, любой сетевой узел, передающий радиосигналы в нисходящей линии связи (DL) и/или принимающий радиосигналы в восходящей линии связи (UL). Некоторыми примерными базовыми станциями, или терминами, используемыми для описания базовых станций, являются eNodeB, eNB, NodeB, макро/микро/пико/фемто базовая радиостанция, домашний eNodeB (также известный как базовая станция с функциональностью фемтосоты), ретранслятор, повторитель, датчик, только передающие радиоузлы или только принимающие радиоузлы, или точка доступа (AP) WLAN. Базовая станция может функционировать или по меньшей мере выполнять измерения на одной или более частотах, несущих частотах или полосах частот и может иметь возможность агрегации несущих. Это может также быть одиночная технология радиодоступа (RAT), множественная RAT, или режим со множеством стандартов, например, с использованием тех же или других модулей базовой полосы для разных RAT.
Фигура 1 иллюстрирует часть сети сотовой связи, включающую в себя первую базовую станцию 10, обслуживающую соту 12, с первым устройством (или UE) 14 беспроводной связи и вторым устройством (или UE) 16 беспроводной связи в пределах соты 12.
Сеть сотовой связи, показанная на Фигуре 1, также включает в себя вторую базовую станцию 20, обслуживающую вторую соту 22, с третьим устройством (или UE) 24 беспроводной связи в пределах соты 22, и третью базовую станцию 26, обслуживающую третью соту 28, с четвертым устройством (или UE) 30 беспроводной связи в пределах соты 28.
Каждая из базовых станций 10, 20, 26 имеет соединение с базовой сетью (не показано на Фигуре 1) сети сотовой связи, как описано более подробно ниже.
В примерах, описанных в настоящем документе, устройства, принимающие участие в способах, описаны как устройства пользовательского оборудования (UE). Будет понятно, что этот термин используется для указания на портативные устройства связи, управляемые пользователем, такие как смартфоны, переносные компьютеры или подобные, на другие портативные устройства, такие как устройства слежения или подобные, и на устройства, которые главным образом предназначены оставаться стационарными при использования, такие как датчики, интеллектуальные измерители или подобные.
В примере, показанном на Фигуре 1, сеть образует часть развитой сети наземного радиодоступа к UMTS (E-UTRAN), как задано посредством проекта партнерства по системам 3-го Поколения (3GPP). Система 3GPP предоставляет возможность сервисов, основывающихся на пространственной близости (ProSe), которые могут быть использованы устройствами пользовательского оборудования (UE), которые находятся вблизи друг друга. Система ProSe описана в 3GPP TS 22.278 v13.0.0 и 3GPP TS 23.303 v13.0.0. Например, система ProSe обеспечивает возможность связи устройство-устройство (D2D), без прохождения сообщений через сеть радиодоступа.
Одним аспектом системы ProSe является процесс обнаружения ProSe. Процесс обнаружения ProSe идентифицирует, что UE с возможностью ProSe находятся вблизи друг друга, с использованием развитого наземного радиодоступа к UMTS (с или без использования E-UTRAN) или усовершенствованной базовой сетью пакетной передачи (EPC), когда удовлетворяются критерии разрешения, авторизации и близости. Критерии близости могут быть сконфигурированы оператором. Одной конкретной формой обнаружения ProSe является прямое обнаружение ProSe, которое является процедурой, используемой UE с возможностями ProSe для обнаружения других UE с возможностью ProSe в своей окрестности посредством использования только способностей двух UE с технологией E-UTRA.
Термин UE с возможностями ProSe относится к UE, которое поддерживает требования ProSe и ассоциированные процедуры. UE с возможностями ProSe может быть либо UE не для служб общественной безопасности и/или UE для служб общественной безопасности.
Фигура 1 показывает сценарии для D2D ProSe, где каждый из двух UE 14, 16 размещается в покрытии одной и той же соты 12, и где два UE 24, 30 размещаются в покрытии разных сот 22, 28.
Процесс обнаружения ProSe может быть использован как самостоятельный процесс (т.е. за ним необязательно следует связь ProSe) или как активатор для других сервисов.
Фигура 2 является иллюстрацией архитектуры сети ProSe. На Фигуре 2, предполагается, что два устройства пользовательского оборудования, UE A 40 и UE B 42, подписываются на одну и ту же наземную мобильную сеть общего пользования (PLMN).
Каждое из двух устройств пользовательского оборудования, UE A 40 и UE B 42, имеет соответствующее соединение по интерфейсу LTE-Uu с развитой сетью 44 наземного радиодоступа к UMTS (E-UTRAN). Интерфейс S1 соединяет E-UTRAN с усовершенствованной базовой сетью пакетной передачи (EPC), которая включает в себя узел 46 управления мобильностью (MME), обслуживающий шлюз (SGW) и шлюз пакетной передачи (PGW) 48, домашний абонентский сервер (HSS) 50 и платформу 52 определения местоположения (SLP) с надежным определением местонахождения плоскости пользователя (SUPL), среди других сетевых узлов.
Сеть также включает в себя по меньшей мере один сервер 54 приложений, который использует способность ProSe для построения функциональности приложений.
Базовая сеть также включает в себя функцию 56 ProSe, которая предоставляет функциональность, такую как: авторизация и конфигурация UE для обнаружения и прямой связи (управляемые функцией ProSe в домашней PLMN пользователя в случае отсутствия роуминга, и функцией ProSe домашней PLMN или гостевой PLMN в случае роуминга); обеспечение возможности функциональности обнаружение ProSe уровня EPC; обработка и сохранение новых данных абонентов, относящихся к ProSe, и идентификационной информации ProSe; и функциональность, относящаяся к безопасности.
Функция ProSe имеет опорную точку PC3 перед каждым UE, и имеет опорную точку PC4 перед EPC.
Функция ProSe также имеет опорную точку PC2 перед по меньшей мере одним сервером приложений ProSe, который использует способности ProSe для построения функциональности приложения.
Каждый UE включает в себя приложение 58, 60 ProSe, которое имеет опорную точку PC1 перед сервером приложений ProSe.
UE, UE A и UE B, используют опорную точку PC5 для плоскости управления и плоскости пользователя для обнаружения и связи, для ретрансляции и связи один с одним (между UE напрямую и между UE через интерфейс LTE-Uu).
Процесс обнаружения ProSe предусматривает отправление сообщения обнаружения сервисов одним устройством и прием другим. Сообщение обнаружения сервисов, отправленное устройством, включает в себя идентификатор.
Предполагается, что оно включает в себя информацию размещения при вычислении MIC, который включен в сообщение обнаружения сервисов ProSe, без вмещения информации размещения в сообщении обнаружения сервисов. Приемник тогда будет должен угадать, какая информация была использована для того, чтобы получить корректное совпадение MIC. Предполагается использовать подход, основанный на "универсальной ячейке координатной сетки" для предварительной обработки информации размещения, так что приемник может эффективно угадать корректное размещение, используемое при вычислении MIC.
Фигура 3 является схемой последовательности операций, иллюстрирующей процесс, выполняемый в сетевом узле. Конкретно, процесс может быть выполнен в узле 56 функции ProSe в базовой сети из сети сотовой связи, как показано на Фигуре 2.
На этапе 302, сетевой узел принимает запрос ресурсов сервисов, основывающихся на пространственной близости от оконечного устройства, такого как UE.
На этапе 304, сетевой узел отправляет на оконечное устройство ответ, предоставляющий запрошенные ресурсы сервисов, основывающихся на пространственной близости, с требованием, чтобы оконечное устройство включало код целостности сообщения (MIC) в любое передаваемое сообщение обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, при этом код целостности сообщения вычисляется с использованием информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой находится оконечное устройство. Сетевой узел может дополнительно, либо в этом ответе, либо ранее или в последующее время, проинформировать оконечное устройство предварительно определенной сетки, которое должно быть использовано.
Фигура 4 является схемой последовательности операций, иллюстрирующей процесс, выполняемый в оконечном устройстве или UE, которому были предоставлены ресурсы сервисов, основывающихся на пространственной близости, сетевым узлом, таким как узел 56 функции ProSe на Фигуре 2.
UE определяет, что он хочет передать сообщение обнаружения сервисов через опорную точку PC5, которая показана на Фигуре 2, для обнаружения по меньшей мере одним другим UE. Контент (полезные данные) сообщения обнаружения сервисов включает в себя указание типа сообщения, код приложения ProSe и код целостности сообщения.
Как описано более подробно ниже, код целостности сообщения вычисляется с использованием информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство.
Таким образом, на этапе 402, оконечное устройство получает информацию размещения в сетке, относящуюся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство. Оконечное устройство может быть обеспечено сведениями предварительно определенной сетки, или сетевой узел (например, узел 56 функции ProSe на Фигуре 2) может проинформировать оконечное устройство предварительно определенной сетки, которое должно быть использовано, либо в ответе, предоставляющем ресурсы ProSe, либо отдельно.
UE затем получает информацию, относящуюся к своему местонахождению, например, в виде данных глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), таких как данные системы глобального позиционирования (GPS) от GPS-приемника в UE. UE затем определяет, в какой ячейке сетки оно находится в настоящее время, и вычисляет идентификатор текущей ячейки сетки.
На этапе 404, UE вычисляет код целостности сообщения (MIC) с использованием сформированного контента (то есть, полезных данных сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости) и информации размещения в сетке, например, вычисленного идентификатора ячейки сетки.
На этапе 406, UE формирует сообщение обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, включающее в себя вычисленный код целостности сообщения, но не включающий в себя информацию размещения в сетке. Таким образом, итоговое сообщение может включать в себя полезные данные, вычисленный MIC и любую другую требуемую информацию (тип, заголовок и т.д.). Наконец UE кодирует и передает сообщение.
Как упомянуто выше, в некоторых вариантах осуществления, координаты GPS используются как основа для информации размещения. Самые современные устройства уже имеют встроенную поддержку для GPS. Кроме того ProSe, механизм на основе координат GPS, имеет преимущество работы как для режима в сети, так и не в сети, и таким образом является релевантным для общественной безопасности и даже для новой системы на основе 3GPP LTE для связи с подвижными объектами (V2X).
Координаты GPS дискретизируются согласно предварительно заданной сетке, в виде координатной сетки. На основе своего точного местонахождения, приемник определяет, в какой ячейке координатной сетки он размещается. Затем при вычислении MIC он использует информацию ячейки вместо точного местонахождения. Аналогично, как описывается более подробно ниже, принимающее UE определяет, в какой соте он находится, на основе своего точного местонахождения. Используя эти знания и информацию в отношении дальности сервиса (например, 500 метров для ProSe), приемник может угадать, в каких ячейках может быть расположен отправитель, а именно ячейки сетки, которые размещаются в пределах дальности действия сервиса от размещения принимающего UE. В зависимости от числа таких потенциальных релевантных ячеек, приемнику может потребоваться несколько проб, прежде чем получить корректное совпадение для MIC.
Фигура 5 показывает одну возможную форму предварительно определенной сетки, которая может быть использована, в виде проекции того, что известно как "картографическая сетка", то есть сетка, образованная посредством линий широты и долготы. Эти линии являются основой для систем координат GPS, где указателем для долготы является первичный меридиан, а для широты экватор.
Ячейки сетки, показанные на Фигуре 5, имеют размер 5 градусов на 5 градусов. Это будет соответствовать зонам, чьи размеры имеют порядок тысяч квадратных километров. Для сервиса, основывающегося на пространственной близости, в вариантах осуществления может быть использована сетка, основанная на показанном на Фигуре 5, но со значительно более высоким разрешением. Одной возможностью является использование сетки, в которой каждая ячейка в точности покрывает круг, радиус которого составляет максимальную дальность действия сервиса. Для ProSe, где дальности действия составляет около 500 метров, это даст размер ячейки сетки в порядке нескольких минут дуги в каждом направлении.
Однако, сетка, полученная из цилиндрической проекции, как проиллюстрировано на Фигуре 5, не имеет ячеек с равными областями. В некоторых вариантах осуществления могут быть использованы другие типы проекций, которые дают сетку, где ячейки покрывают области одинакового размера, например, проекция Healpix, показанная на Фигуре 6.
Независимо от того, какая система координат и какая проекция используются, может быть задана универсальная сетка.
В вариантах осуществления, предварительно определенная сетка содержит ячейки, имеющие линейные размеры, которые имеют такой же порядок величины, как и дальность действия сервиса, основывающегося на пространственной близости. В более конкретных вариантах осуществления, предварительно определенная сетка содержит квадратные ячейки, где каждая из них имеет длины сторон, которые приблизительно равны двойной дальности действия сервиса, основывающегося на пространственной близости. То есть, каждая ячейка предварительно определенной сетки покрывает круг, чей радиус равен дальности действия сервиса, основывающегося на пространственной близости.
Для каждой ячейки предполагается, что может быть вычислен уникальный публичный идентификатор. Такой идентификатор может, например, быть основан на координатах угла к северо-западу от ячейки (например, быть образованным как результат их хеширования), или координатах центра ячейки, или любом удобном идентификаторе.
Эта географическая информация, а именно список ячеек с соответствующими соседями, идентификаторами и положениями, может быть предоставлена заранее в устройствах и вряд ли превысит несколько мегабайт в размере.
Фигура 7 является схемой последовательности операций, иллюстрирующей процесс, выполняемый в оконечном устройстве или UE, которое принимает сообщение обнаружения сервисов. Это принимающее UE теперь имеет возможность проверить, что отправляющее UE на самом деле находится по близости.
На этапе 702, UE принимает сообщение обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, и декодирует его. Как упомянуто ранее, это сообщение обнаружения сервисов содержит код целостности сообщения (MIC).
На этапе 704, UE получает информацию, относящуюся к своему местоположению, например, в виде данных глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), таких как данные системы глобального позиционирования (GPS) от GPS-приемника в UE. UE затем определяет, в какой ячейке сетки оно находится в настоящее время, и вычисляет идентификатор текущей ячейки сетки. В дополнение, оно определяет, какие соседние ячейки попадают в пределы своего диапазона близости и вычисляет идентификаторы всех этих ячеек сетки.
Фигура 8 иллюстрирует соседние ячейки, которые должно идентифицировать UE.
Конкретно, Фигура 8 показывает ситуацию, в которой отправляющее UE 802 размещается в ячейке 804 предварительно определенной сетки. (Следует отметить, что нет соответствия между ячейками предварительно определенной сетки и сотами сети сотовой связи.) Есть восемь ячеек 806 и т.д. вокруг ячейки 804, в которой размещается UE. На Фигуре 8 показан круг 808, имеющий радиус, который равен дальности действия сервиса, основывающегося на пространственной близости. Таким образом, сообщение обнаружения сервисов PC5-D может быть обнаружено любым другим UE, размещенным в пределах круга 808.
Фигура 8 также показывает ситуацию, в которой принимающее UE 812 размещается в ячейке 814 предварительно определенной сетки. Есть восемь ячеек вокруг ячейки 814, в которой размещается UE. На Фигуре 8 показан круг 816, имеющий радиус, который равен дальности действия сервиса, основывающегося на пространственной близости. Таким образом, когда принимающее UE 812 принимает сообщение обнаружения сервисов PC5-D, предполагается, что это сообщение было передано другим UE, которое было размещено в пределах круга 816.
Число ячеек предварительно определенной сетки, которые лежат, по меньшей мере частично, в пределах круга 816, зависит от точного местонахождения UE 812 в пределах ячейки, в которой оно размещено, и также зависит от размера ячеек сетки, относительно дальности действия сервиса, основывающегося на пространственной близости.
Таким образом, в этом проиллюстрированном примере, где предварительно определенная сетка содержит квадратные ячейки, каждая из которых имеет длины сторон, которые приблизительно равны двойной дальности действия сервиса, основывающегося на пространственной близости (такие что каждая ячейка предварительно определенной сетки покрывает круг, радиус которого находится в пределах дальности действия сервиса, основывающегося на пространственной близости), если принимающее UE определило, что оно было размещено точно в центре ячейки, оно будет знать, что отправляющее UE должно также было быть в пределах той же ячейки предварительно определенной сетки. Другие ячейки не будут попадать в пределы диапазона близости.
Если принимающее UE определило, что оно было размещено точно на одной из линий, параллельных сторонам ячейки и проходящих непосредственно через центр ячейки, оно будет знать, что отправляющее UE должно было быть в пределах либо той же ячейки предварительно определенной сетки, либо одной соседней ячейки, ближайшей к его положению.
В более общем случае, будет четыре ячейки в пределах диапазона близости принимающего UE, а именно, ячейка, в которой размещается UE, плюс три другие ячейки, которые присоединяются к этой ячейке с угла, к которому UE размещается ближе всего. Таким образом, в ситуации, проиллюстрированной на Фигуре 8, UE 812 размещается ближе всего к углу 818 ячейки 814, и так (в дополнение к ячейке 814) ячейки 820, 822, 824 также лежат в пределах диапазона близости UE 812.
Вследствие этого, на этапе 704 процесса, показанного на Фигуре 7, UE определяет, в какой ячейке сетки оно размещается в текущий момент, и определяет, какие соседние ячейки попадают в пределы его диапазона близости, и оно вычисляет идентификаторы всех этих ячеек сетки.
На этапе 706, UE вычисляет по меньшей мере один код целостности сообщения на основе информации размещения в сетке для ячейки, идентифицированной на этапе 704. Вычисление кода целостности сообщения выполняется с использованием того же алгоритма и контента сообщения, извлеченного из принятого сообщения.
На этапе 708, UE определяет, совпадает ли вычисленный код целостности сообщения с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения.
Если так, это указывает, что идентификационный код сообщения, вычисленный отправляющим UE и переданный с сообщением обнаружения сервисов, должен был быть вычислен с помощью той же информации размещения, которая использовалась принимающим UE. Вследствие чего это указывает, что отправляющее UE должно было быть размещено в пределах одной из ячеек, которая на этапе 704 была определена находящейся в пределах диапазона близости принимающего UE.
Таким образом, на этапе 710, принимающее UE предпримет подходящее действие, например, осуществит действие в отношении принятого сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, только если вычисленный код целостности сообщения совпадает с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения.
Этап 704 потенциально предусматривает идентификацию многочисленных ячеек, и может быть необходимо вычислить коды целостности сообщений на основе идентификационной информации всех этих ячеек и сверить все эти идентификационные коды сообщений с принятым кодом целостности сообщения. Это может быть достигнуто посредством вычисления кодов целостности сообщений на основе идентификационной информации всех этих ячеек, и затем последовательной сверки идентификационных кодов сообщений с принятым кодом целостности сообщения, или посредством вычисления одного кода целостности сообщения на основе идентификационной информации одной из ячеек, и сверки этого идентификационного кода сообщения с принятым кодом целостности сообщения, и повторения этих двух этапов по мере необходимости, пока все из идентификационных кодов сообщений не будут вычислены и сверены, или пока не будет найдено совпадение.
В вариантах осуществления может быть выбрана сетка, в которой ячейки имеют стороны, которые немного больше, чем удвоенная дальность действия сервиса, основывающегося на пространственной близости. В этом сценарии, принимающий UE должен в худшем случае выполнить максимально 4 пробы для получения совпадения MIC. Выбор сетки с меньшими ячейками (то есть со сторонами, меньшими, чем двойная дальность действия) ухудшит этот худший случай, и может потребоваться, что принимающее UE должно выполнить более, чем 4 пробы для получения совпадения MIC для некоторых положений отправителя и приемника.
С другой стороны, выбор сетки с большими ячейками не улучшит этот худший случай, так как, несмотря на размер ячейки сетки, всегда, когда принимающее UE находится близко к одному из углов своей текущей ячейки сетки, возможно, что принятое сообщение обнаружения было порождено в одной из 3 других ячеек сетки, которые встречаются в этом углу (хотя худший случай становится менее вероятен по мере увеличения размера ячеек). Однако, выбор сетки с огромными размерами ячеек делает возможным для атакующего выполнить атаку через туннелирование (выявление широковещательного сообщения обнаружения сервисов и его повторная передача из другого местоположения для обмана принимающего UE), даже в пределах той же ячейки сетки.
Хотя были описаны предварительно определенные сетки, с квадратными ячейками, также возможно использовать сетку на основе радиообластей, таких как ячейки с eNodeB или области слежения.
Таким образом обеспечивается защита против атак повторением, имея преимущество, заключающееся в отсутствии требования модификации формата сообщения обнаружения сервисов и без показа какой-либо информации о размещении UE.
Фигура 9 показывает оконечное устройство (UE) 900, которое может быть приспособлено или выполнено с возможностью функционирования согласно одному или более из описанных не ограничивающих примерных вариантов осуществления. UE 900 содержит процессор или блок 902 обработки данных, который управляет функционированием UE 900. UE 900 также содержит память или блок 804 памяти, который соединен с блоком 902 обработки и который содержит инструкции или компьютерный код, исполняемый блоком 902 обработки данных, и другую информацию или данные, требуемые для функционирования UE 900 в соответствии со способами, описанными в настоящем документе. Оконечное устройство также называется здесь мобильной станцией (MS).
Фигуры 10, 11, 12 и 13 иллюстрируют функциональные блоки в других вариантах осуществления устройств или узлов 1000, 1100, 1200 и 1300, которые могут исполнять любые из способов, описанных в настоящем документе, например, согласно компьютерно-читаемым инструкциям, принятым от компьютерной программы. Будет понятно, что модули, проиллюстрированные на Фигурах 10 и 11, являются программно реализованными функциональными блоками, и могут быть реализованы в любой подходящей комбинации программных модулей. Будет понятно, что блоки, проиллюстрированные на Фигурах 12 и 13, являются аппаратно реализованными функциональными блоками, и могут быть реализованы в любой подходящей комбинации аппаратных блоков.
Фигура 10 иллюстрирует оконечное устройство (UE) 1000 согласно вариантам осуществления. Оконечное устройство 1000 содержит модуль 1002 информации для получения информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство; модуль 1004 вычисления, вычисляющий код целостности сообщения на основе информации размещения в сетке; и модуль 1006 передачи для передачи сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, при этом сообщение обнаружения сервисов включает в себя вычисленный код целостности сообщения и не включает в себя информацию размещения в сетке.
Фигура 11 иллюстрирует оконечное устройство (UE) 1100 согласно вариантам осуществления. Оконечное устройство 1100 содержит модуль 1102 приема для приема сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, содержащего код целостности сообщения; модуль 1104 информации для получения информации размещения в сетке, относящейся к по меньшей мере одной ячейке предварительно определенной сетки в пределах предварительно определенного расстояния от размещения оконечного устройства; модуль 1106 вычисления для вычисления по меньшей мере одного кода целостности сообщения на основе информации размещения в сетке; модуль 1108 определения для определения того, совпадает ли вычисленный код целостности сообщения с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения; и модуль 1110 сопоставления для осуществления действия в отношении принятого сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, только если вычисленный код целостности сообщения совпадает с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения.
Фигура 12 иллюстрирует оконечное устройство (UE) 1200 согласно вариантам осуществления. Оконечное устройство 1200 содержит блок 1202 информации для получения информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство; блок 1204 вычисления, вычисляющий код целостности сообщения на основе информации размещения в сетке; и блок 1206 передачи для передачи сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, при этом сообщение обнаружения сервисов включает в себя вычисленный код целостности сообщения и не включает в себя информацию размещения в сетке.
Фигура 13 иллюстрирует оконечное устройство (UE) 1300 согласно вариантам осуществления. Оконечное устройство 1300 содержит блок 1302 приема для приема сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, содержащего код целостности сообщения; блок 1304 информации для получения информации размещения в сетке, относящейся к по меньшей мере одной ячейке предварительно определенной сетки в пределах предварительно определенного расстояния от размещения оконечного устройства; блок 1306 вычисления для вычисления по меньшей мере одного кода целостности сообщения на основе информации размещения в сетке; блок 1308 определения для определения, совпадает ли вычисленный код целостности сообщения с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения; и блок 1310 сопоставления для осуществления действия в отношении принятого сообщения обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, только если вычисленный код целостности сообщения совпадает с кодом целостности сообщения в принятом сообщении обнаружения.
Фигура 14 показывает сетевой узел 1400, которое может быть адаптировано или выполнено с возможностью функционирования согласно одному или более из описанных не ограничивающих примерных вариантов осуществления. Сетевой узел 1400 содержит процессор или блок обработки 1402, который управляет функционированием сетевого узла 1400. Сетевой узел 1400 также содержит память или блок 1404 памяти, который соединен с блоком 1402 обработки и который содержит инструкции или компьютерный код, исполняемый блоком 1402 обработки, и другую информацию или данные, требуемые для функционирования UE 1400 в соответствии со способами, описанными в настоящем документе.
Фигуры 15 и 16 иллюстрируют функциональные блоки в других вариантах осуществления устройств или узлов 1500 и 1600, которые могут исполнять любые из способов, описанных в настоящем документе, например, согласно компьютерно-читаемым инструкциям, принятым от компьютерной программы. Будет понятно, что модули, проиллюстрированные на Фигуре 15, являются программно реализованными функциональными блоками, и могут быть реализованы в любой подходящей комбинации программных модулей. Будет понятно, что блоки, проиллюстрированные на Фигуре 16, являются аппаратно реализованными функциональными блоками, и могут быть реализованы в любой подходящей комбинации аппаратных блоков.
Фигура 15 иллюстрирует сетевой узел 1500 согласно вариантам осуществления. Сетевой узел 1500 содержит модуль 1502 приема для приема запроса ресурсов сервисов, основывающихся на пространственной близости, от оконечного устройства; и модуль 1504 передачи для отправки на оконечное устройство ответа, предоставляющего запрошенные ресурсы сервисов, основывающихся на пространственной близости, с требованием, чтобы оконечное устройство включало код целостности сообщения в любое передаваемое сообщение обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, при этом код целостности сообщения вычисляется с использованием информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство.
Фигура 16 иллюстрирует сетевой узел 1600 согласно вариантам осуществления. Сетевой узел 1600 содержит блок 1602 приема для приема запроса ресурсов сервисов, основывающихся на пространственной близости, от оконечного устройства; и блок 1604 передачи для отправки ответа на оконечное устройство, предоставляющего запрошенные ресурсы сервисов, основывающихся на пространственной близости, с требованием, чтобы оконечное устройство включало код целостности сообщения в любое передаваемое сообщение обнаружения сервисов, основывающихся на пространственной близости, при этом код целостности сообщения вычисляется с использованием информации размещения в сетке, относящейся к ячейке предварительно определенной сетки, в которой размещается оконечное устройство.
Таким образом описаны способы функционирования оконечного устройства и сетевого узла, которые обеспечивают улучшенную безопасность.
Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления скорее иллюстрируют, чем ограничивают данное изобретение, и что специалисты в данной области техники будут способны спроектировать много альтернативных вариантов осуществления без отступления от объема приложенной формулы изобретения. Слово "содержащий" не исключает присутствия элементов или этапов, отличных от элементов или этапов, приведенных в формуле изобретения, указание единственного числа не исключает множественности, и одиночный признак или другой блок может исполнять функции нескольких блоков, приведенных в формуле изобретения. Любые ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны толковаться как ограничивающие определяемый ею объем.