CN101188869A - 无线通信系统的加密保护方法及其相关装置 - Google Patents

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Abstract

用于一无线通信系统的加密保护方法，包含有：对一第一非接入层消息进行一第一加密流程，成为一第二非接入层消息；一无线资源控制层产生一无线资源控制消息，该无线资源控制消息未加密；连结该第二非接入层消息与该无线资源控制消息，形成一第一连结消息；对该第一连结消息的第二非接入层消息与该无线资源控制消息进行一第二加密流程，成为一第二连结消息；以及传送该第二连结消息。

Description

无线通信系统的加密保护方法及其相关装置
技术领域
本发明是指一种无线通信系统的加密保护方法及其相关装置，尤指一种可正确执行加密保护而提高信息安全的方法及其相关装置。
背景技术
第三代移动通信技术可提供高度频谱利用效率、无远弗届的覆盖率及高品质、高速率的多媒体数据传输，同时更能同时满足各种不同的QoS服务要求，提供具弹性的多样化双向传输服务，并提供优选的通信品质，有效降低通信中断率。根据已知第三代移动通信系统的通信规范可知，第三代移动通信系统的通信协议堆栈可切割分为接入层(Access Stratum，AS)和非接入层(Non-Access Stratum，NAS)。接入层包含无线资源控制(Radio ResourceControl，RRC)、无线链路控制(Radio Link Control，RLC)、介质访问控制(Media Access Control，MAC)、分组数据会聚协议(Packet Data ConvergenceProtocol，PDCP)、广播及多播控制(Broadcast/Multicast Control，BMC)等数个功能不同的子层。上述各子层的运作，为业界所知，在此不再赘述。
长期演进(Long Term Evolution，LTE)无线通信系统，即是一种建立于第三代移动通信系统(如全球移动电信系统)之上的先进式高速无线通信系统，其只需支持分组交换传输，且无线链路控制通信协议层与介质访问控制通信协议层可被整合于同一通信网络单元，如基地台之中，而不需分开位于基地台(Nobe B)及无线网络管控台(RNC)之中，因此系统架构较简单。
完整的通信规范需要许多人长时间的讨论、制订及不断的修改，而目前长期演进无线通信系统的部份架构仍处于技术报告(Technical Report)阶段，尚未有正式的协议规范。因此，许多协议单元的功能尚待研究(For FurtherStudy)，业界也针对不同问题提出相关实施或改进方法。
根据目前长期演进无线通信系统的部分架构，可归纳出以下几点：
1、用户层面(User Plane)的通信协议架构，由下至上，为物理层(PhysicalLayer)、介质访问控制层、无线链路控制层、分组数据会聚协议层。
2、控制层面(Control Plane)的通信协议架构，由下至上，为物理层、介质访问控制层、无线链路控制层、无线资源控制层、分组数据会聚协议层、非接入层。
3、对于用户层面，数据的加密(Ciphering)保护由分组数据会聚协议层所提供。
4、对于控制层面，无线资源控制消息的加密保护及完整性保护(Integrity Protection)由无线资源控制层所提供，而非接入层消息的加密保护及完整性保护则由分组数据会聚协议层提供。
5、非接入层消息可(或不)与无线资源控制消息连结。
6、对于未连结消息(Non-concatenated Message)，无线资源控制层不提供完整性保护。
7、对于连结消息(Concatenated Message)，无线资源控制层提供完整性保护的操作尚待研究。
8、无线链路控制层执行协议错误检测及回复的功能。
因此，由上述可知，关于无线资源控制层对连结消息提供加密保护的运作方式，已知技术中并无明确而完整的规范。
发明内容
因此，本发明主要提供一种无线通信系统的安全验证方法及其相关装置。
本发明公开一种用于一无线通信系统的加密保护方法，包含有：对一第一非接入层消息进行一第一加密流程，成为一第二非接入层消息；一无线资源控制层产生一无线资源控制消息，该无线资源控制消息未加密；连结该第二非接入层消息与该无线资源控制消息，形成一第一连结消息；对该第一连结消息的第二非接入层消息与该无线资源控制消息进行一第二加密流程，成为一第二连结消息；以及传送该第二连结消息。
本发明另公开一种用于一无线通信系统的加密保护方法，包含有：对一第一非接入层消息进行一第一加密流程，成为一第二非接入层消息；一无线资源控制层产生一无线资源控制消息，该无线资源控制消息未加密；连结该第二非接入层消息与一无线资源控制消息，形成一第一连结消息；对该第一连结消息中的该无线资源控制消息进行第二加密流程，成为一第二连结消息；以及传送该第二连结消息。该方法的特征还包含有：于该连结消息中，形成一第一栏位，用来指示该连结消息的一序号；于该连结消息中，形成一第二栏位，用来指示该第二非接入层消息对应于该连结消息的位置；以及不对该第一栏位及该第二栏位进行该第二加密流程。
本发明另公开一种用于一无线通信系统的通信装置，用以正确执行加密保护，该通信装置包含有：一控制电路，用来实现该通信装置的功能；一中央处理器，设于该控制电路中，用来执行一程序代码以操控该控制电路；以及一储存装置，设于该控制电路中且耦接于该中央处理器，用来储存该程序代码；其中该程序代码中包含有：对一第一非接入层消息进行一第一加密流程，成为一第二非接入层消息；一无线资源控制层产生一无线资源控制消息，该无线资源控制消息未加密；连结该第二非接入层消息与该无线资源控制消息，形成一第一连结消息；对该第一连结消息，除了一序号栏位以外的全部数据进行一第二加密流程，成为一第二连结消息；以及传送该第二连结消息。
本发明另公开一种用于一无线通信系统的通信装置，用以正确执行加密保护，该通信装置包含有：一控制电路，用来实现该通信装置的功能；一中央处理器，设于该控制电路中，用来执行一程序代码以操控该控制电路；以及一储存装置，设于该控制电路中且耦接于该中央处理器，用来储存该程序代码；其中该程序代码中包含有：对一第一非接入层消息进行一第一加密流程，成为一第二非接入层消息；一无线资源控制层产生一无线资源控制消息，该无线资源控制消息未加密；连结该第二非接入层消息与一无线资源控制消息，形成一第一连结消息；对该第一连结消息中的该无线资源控制消息进行第二加密流程，成为一第二连结消息；以及传送该第二连结消息。该通信装置的该程序代码的特征还包含有：于该连结消息中，形成一第一栏位，用来指示该连结消息的一序号；于该连结消息中，形成一第二栏位，用来指示该第二部分对应于该连结消息的位置；以及不对该第一栏位及该第二栏位进行该加密保护流程。
附图说明
图1为一无线通信装置的功能方块图。
图2为图1中一程序代码的示意图。
图3及图4为本发明实施例的流程图。
主要元件符号说明
100           无线通信装置
102           输入装置
104           输出装置
106           控制电路
108           中央处理器
110           储存装置
112           程序代码
114           收发器
200           应用程式层
202           第三层接口
206           第二层接口
218           第一层接口
220           安全验证程序代码
30、40、50    流程
300、302、304、306、、308、310、312、400、402、404、406、408、410、412、414、416步骤
具体实施方式
请参考图1，图1为一无线通信系统的无线通信装置100的功能方块图，该无线通信系统优选地为一长期演进无线通信系统。为求简洁，图1仅绘出无线通信装置100的一输入装置102、一输出装置104、一控制电路106、一中央处理器108、一储存装置110、一程序代码112及一收发器114。在无线通信装置100中，控制电路106通过中央处理器108执行储存于储存装置110中的程序代码112，从而控制无线通信装置100的操作，其可通过输入装置102(如键盘)接收使用者输入的信号，或通过输出装置104(如屏幕、喇叭等)输出画面、声音等信号。收发器114用以接收或发送无线信号，并将所接收的信号传送至控制电路106，或将控制电路106所产生的信号以无线电方式输出。换句话说，以通信协议的架构而言，收发器114可视为第一层的一部分，而控制电路106则用来实现第二层及第三层的功能。
请继续参考图2，图2为图1中程序代码112的示意图。程序代码112包含有一非接入层接口200、一第三层接口202及一第二层接口206，并与一第一层接口218连接。非接入层接口200可产生非接入消息，用以实现非接入应用。第三层接口202优选地包含一无线资源控制层接口及一分组数据会聚协议层接口，用来实现资源控制。第二层接口206用来实现链路控制，而第一层接口218则用来实现实体连结。
为了提高信息安全，程序代码112可对消息执行加密保护，以避免无关人员的仿冒信令而造成安全度降低。在此情形下，本发明实施例提供一安全验证程序代码220，用以正确执行加密保护。请参考图3，图3为本发明实施例一流程30的示意图。流程30用于一无线通信系统执行加密保护，其可被编译为安全验证程序代码220。流程30包含以下步骤：
步骤300：开始。
步骤302：对一第一非接入层消息进行一第一加密流程，成为一第二非接入层消息。
步骤304：一无线资源控制层产生一无线资源控制消息，该无线资源控制消息未加密。
步骤306：连结该第二非接入层消息与该无线资源控制消息，形成一第一连结消息。
步骤308：对该第一连结消息的第二非接入层消息与该无线资源控制消息进行一第二加密流程，成为一第二连结消息。
步骤310：传送该第二连结消息。
步骤312：结束。
根据流程30，当一包含有无线资源控制消息及非接入消息的连结消息形成后，本发明实施例系对该连结消息，除了一序号栏位以外的全部数据进行一第二加密流程。优选地，该一第一加密流程由无线资源控制层的上层执行。该第二加密流程由无线资源控制层或其下层执行。
在此情形下，第二加密流程不论连结消息的栏位为非接入层消息或无线资源控制消息均予以加密，因此连结消息不需有额外的栏位来分别哪一部分为非接入层消息哪一部分为无线资源控制消息，使第二加密流程的程序简单化，而且少了那个额外的栏位。接收端的解密流程亦因而简化，减少了发生错误的机率。
因此，通过流程30，本发明实施例可对包含有无线资源控制消息及非接入消息的连结消息进行正确的加密保护流程，简化解密流程，减少不必要的额外指示栏位，以提高信息安全的可靠度，同时增加传输效率。
请参考图4，图4为本发明实施例一流程40的示意图。流程40用于一无线通信系统执行加密保护，其可被编译为安全验证程序代码220。流程40包含以下步骤：
步骤400：开始。
步骤402：对一第一非接入层消息进行一第一加密流程，成为一第二非接入层消息。
步骤404：一无线资源控制层产生一无线资源控制消息，该无线资源控制消息未加密。
步骤406：连结该第二非接入层消息与一无线资源控制消息，形成一第一连结消息。
步骤408：于该连结消息中，形成一第一栏位，用来指示该连结消息的一序号。
步骤410：于该连结消息中，形成一第二栏位，用来指示该第二非接入层消息对应于该连结消息的位置。
步骤412：对该第一连结消息中的该无线资源控制消息进行第二加密流程，成为一第二连结消息。
步骤414：不对该第一栏位及该第二栏位进行该第二加密流程。
步骤416：结束。
根据流程40，当一包含有无线资源控制消息及非接入消息的连结消息形成后，本发明实施例系仅对连结消息中的无线资源控制消息部分加密，对非接入消息部分则不再进行第二次的加密流程。如此可以避免非接入消息部分不必要的二次加密。流程40的特征为该连结消息必需有一第二栏位来指示非接入消息在该连结消息的位置。如此，接收端才能正确解密，还原出原来的无线资源控制消息及非接入消息。优选地，该一第一加密流程由无线资源控制层的上层执行。该第二加密流程由无线资源控制层或其下层执行。
因此，通过流程40，本发明实施例可对包含有无线资源控制消息及非接入消息的连结消息进行加密保护流程，使接收端能够正确解密，以提高信息安全。
综上所述，本发明实施例针对连结消息的加密保护，提供不同的实施方式，以正确执行加密保护，进而提高信息安全。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (16)

1.一种用于一无线通信系统的加密保护方法，包含有：
对一第一非接入层消息进行一第一加密流程，成为一第二非接入层消息；
一无线资源控制层产生一无线资源控制消息，该无线资源控制消息未加密；
连结该第二非接入层消息与该无线资源控制消息，形成一第一连结消息；
对该第一连结消息的第二非接入层消息与该无线资源控制消息进行一第二加密流程，成为一第二连结消息；以及
传送该第二连结消息。
2.如权利要求1所述的加密保护方法，其中该第一加密流程由该无线资源控制层的上层执行。
3.如权利要求1所述的加密保护方法，其中该第二加密流程由该无线资源控制层执行。
4.如权利要求1所述的加密保护方法，其中该第二加密流程由该无线资源控制层的下层执行。
5.一种用于一无线通信系统的加密保护方法，包含有：
对一第一非接入层消息进行一第一加密流程，成为一第二非接入层消息；
一无线资源控制层产生一无线资源控制消息，该无线资源控制消息未加密；
连结该第二非接入层消息与一无线资源控制消息，形成一第一连结消息；
对该第一连结消息中的该无线资源控制消息进行第二加密流程，成为一第二连结消息；以及
传送该第二连结消息。
该方法的特征还包含有：
于该连结消息中，形成一第一栏位，用来指示该连结消息的一序号；
于该连结消息中，形成一第二栏位，用来指示该第二非接入层消息对应于该连结消息的位置；以及
不对该第一栏位及该第二栏位进行该第二加密流程。
6.如权利要求5所述的加密保护方法，其中该第一加密流程由该无线资源控制层的上层执行。
7.如权利要求5所述的加密保护方法，其中该第二加密流程由该无线资源控制层执行。
8.如权利要求5所述的加密保护方法，其中该第二加密流程由该无线资源控制层的下层执行。
9.一种用于一无线通信系统的通信装置，用以正确执行加密保护，该通信装置包含有：
一控制电路，用来实现该通信装置的功能；
一中央处理器，设于该控制电路中，用来执行一程序代码以操控该控制电路；以及
一储存装置，设于该控制电路中且耦接于该中央处理器，用来储存该程序代码；其中该程序代码中包含有：
对一第一非接入层消息进行一第一加密流程，成为一第二非接入层消息；
一无线资源控制层产生一无线资源控制消息，该无线资源控制消息未加密；
连结该第二非接入层消息与该无线资源控制消息，形成一第一连结消息；
对该第一连结消息，除了一序号栏位以外的全部数据进行一第二加密流程，成为一第二连结消息；以及
传送该第二连结消息。
10.如权利要求9所述的通信装置，其中其中该第一加密流程由该无线资源控制层的上层执行。
11.如权利要求9所述的通信装置，其中该第二加密流程由该无线资源控制层执行。
12.如权利要求9所述的通信装置，其中该第二加密流程由该无线资源控制层的下层执行。
13.一种用于一无线通信系统的通信装置，用以正确执行加密保护，该通信装置包含有：
一控制电路，用来实现该通信装置的功能；
一中央处理器，设于该控制电路中，用来执行一程序代码以操控该控制电路；以及
一储存装置，设于该控制电路中且耦接于该中央处理器，用来储存该程序代码；其中该程序代码中包含有：
对一第一非接入层消息进行一第一加密流程，成为一第二非接入层消息；
一无线资源控制层产生一无线资源控制消息，该无线资源控制消息未加密；
连结该第二非接入层消息与一无线资源控制消息，形成一第一连结消息；
对该第一连结消息中的该无线资源控制消息进行第二加密流程，成为一第二连结消息；以及
传送该第二连结消息。
该通信装置的该程序代码的特征还包含有：
于该连结消息中，形成一第一栏位，用来指示该连结消息的一序号；
于该连结消息中，形成一第二栏位，用来指示该第二部分对应于该连结消息的位置；以及
不对该第一栏位及该第二栏位进行该加密保护流程。
14.如权利要求13所述的通信装置，其中该第一加密流程由该无线资源控制层的上层执行。
15.如权利要求13所述的通信装置，其中该第二加密流程由该无线资源控制层执行。
16.如权利要求13所述的通信装置，其中该第二加密流程由该无线资源控制层的下层执行。
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