CN102150412B - 用于基于独特装置标识符的实例标识符的方法和设备 - Google Patents

用于基于独特装置标识符的实例标识符的方法和设备 Download PDF

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Abstract

用于在通信网络中使用的方法和设备，由此创建实例标识符(ID)以独特地识别通信网络中例如移动装置或用户设备(UE)的装置。

Description

用于基于独特装置标识符的实例标识符的方法和设备
对相关申请的交叉引用
本申请要求2008年7月9日提交的美国临时申请61/079,293的权益，其公开通过引用结合于本文中。
背景技术
本发明涉及基于SIP的通信和数据系统。本文中使用的缩略词将具有以下含意：
CS：电路交换
CSCF：呼叫会话控制功能
DevID：装置标识符
ESN：电子序列号
GRUU：全局可路由用户代理器(UA) URI
HSS：归属订户服务器
I-CSCF：查询CSCF
ICS：IMS集中化服务
ID：标识符
IMEI：国际移动设备身份
IMS：IP多媒体子系统
IP：因特网协议
MEID：移动设备标识符
MSC：移动交换中心
NAI：网络接入标识符
P-CSCF：代理CSCF
PS：分组交换
S-CSCF：服务CSCF
SCC AS：服务集中化和持续性应用服务器
SIP：会话启动协议
SNR：序列号 
TAC：类型分配码
UA：用户代理器
UE：用户设备
URI：统一资源标识符
URN：统一资源名称
UUID：通用独特标识符。
在诸如IMS等基于SIP的系统中，能够将请求针对诸如移动装置、固定线路装置或基于软件的客户端实例等特定装置将是有利的。基于软件的客户端不直接与特定物理装置联系在一起，并且可在诸如个人计算机或高级移动装置等任何适合平台之上执行。例如，在转移呼叫时，可能希望针对诸如用户的移动装置等特定装置。
为实现此目的，注册器（registrar）（其在IMS系统中是S-CSCF）将全局可路由用户代理器(UA) URN (GRUU)指派到移动装置。为适当指派GRUU，注册器使用注册期间移动装置提供的实例ID。
当前规范假设通过GRUU正在针对的装置将始终是正在执行注册的装置。然而，通过引入IMS集中化服务(ICS)，在装置正在使用电路交换(CS)接入时，网络将可能代表装置进行注册（在IMS中）。在使用ICS的情况下，MSC服务器是代表CS订户进行注册的网络实体。
由于ICS装置正在使用分组交换(PS)接入时，它也可以能够直接注册（在IMS中），因此，合乎需要的是网络使用的实例ID与装置在执行注册时使用的实例ID相同。这将确保相同的GRUU被指派到装置。
当前IMS规范（如24.229）不提供有关装置或网络要如何创建实例ID的任何具体指导。提供的唯一指导是实例ID必须匹配IETF出站草案（Outbound draft）中描述的格式。因此，当前规范不确保网络使用的实例ID将匹配装置使用的实例ID。
可能的实例ID将是直接使用来自装置或终端的现有设备身份，如IMEI。不利的是，此身份将以纯文本在信令中携带，而信令将传输到网络和最终用户装置。以此方式暴露设备身份能够被视为是侵犯隐私，因为它泄露了能够关联回最终用户的信息。另外，由于此信息能够用于克隆设备，因此，设备身份的暴露造成了安全风险。因此，从隐私和安全角度而言，直接使用诸如IMEI等现有装置身份是有问题的。本发明提供一种备选解决方案。
具有克服现有技术的缺点、基于独特的装置标识符的实例ID的方法和设备将是有利的。本发明提供了此类方法和设备。
发明内容
在一个实施例中，本发明是一种用于创建实例ID的方法，无论实例ID是由装置还是由网络创建，该方法确保它们是一致的。同时，本发明保护了用户隐私。为确保一致性，实例ID的创建基于以下原则：
使用属于装置但网络已知的独特标识符（在本文中称为DevID）；
使用散列来保护DevID；以及
在将DevID编码到实例ID中时，使用由网络和装置两者使用的共享名称空间。
附图说明
在以下部分中，将参照图中所示示范实施例来描述本发明，其中：
图1是示出UUID字符串表示的表100；
图2是示出用于IMEI的名称空间定义或其它基于装置ID的UUID创建的表200；
图3示出IMEI结构300的元素；
图4示出IMEISV结构400的元素；
图5示出MEID结构500的元素；
图6是示出装置注册的消息传递图600；
图7是示出带有实例ID(sip.实例)的示例注册的消息报头700；
图8是示出在代表CS UE的网络注册期间发生的消息/命令的消息传递图800；以及
图9是示出带有实例ID(sip.实例)的示例注册的消息报头900。
具体实施方式
本文中所述实施例提供用于实例ID的创建的特定细节，该创建在确保现有设备身份的隐私的同时确保ID的独特性。本发明还提供一种机制以确保网络（例如，MSC服务器）和装置创建在GRUU的创建中使用的相同实例ID。在一个实施例中，本发明利用RFC 4122中定义的UUID格式。
相对于本发明的实施例描述的装置被假设为是支持GRUU和实例ID的创建的3GPP移动装置。然而，本发明适用于网络和装置共享装置特定标识符的知识的情况下的任何装置。在符合3GPP的移动装置的情况下，DevID可从IMEI推导。对于符合3GPP2的装置，DevID可从MEID或ESN推导。
对于软客户端和不完全符合移动标准的客户端，IMEI（或等效物）可能不可用。因此，在本发明的另一实施例中，基于终端的私有用户身份来创建DevID。在此类情况下，装置可通过几个私有用户身份向注册器表示，例如像这样通过PS接入的来自UE的一个身份和来自代表用户注册的MSC服务器的一个身份。为确保一致的行为，执行注册的网络和UE均基于网络使用的私有ID来选择DevID。使用来自网络的私有ID作为DevID的一个优点是它对于使用的CS接入的类型变得不可知论。
根据本发明的第一实施例，用于实例ID创建的方法如下：
在此实施例中，如RFC 4122中所述使用UUID的基于名称的版本。能够使用版本3或版本5：唯一的不同在于使用的散列的类型（分别是MD5和SHA-1）。
如图1的表100中见到的，如RFC 4122中所述，通过使用UUID的字符串表示来构建实例ID作为UUID URI。
为创建最终实例ID，要求名称空间ID。图2的表200提供在此实施例中用作示例的名称空间的定义。
下面的方法用于使用装置特定ID来创建实例ID，在此示例中如3GPP中定义的一样使用IMEI：
选择散列算法（MD5或SHA-1）；对于此示例是MD5。网络和装置必须使用相同的散列算法； 
通过从IMEI提取TAC和SNR，创建DevID。图3中示出IMEI结构300。使用了TAC和SNR，并且省略了备用数位（digit），总共使用了14个数位。通过省略备用数位，此技术也适用于IMEISV，其中，如图4中见到的，SVN被省略。在非3GPP装置的情况中，其中使用非IMEI的其它东西，用于DevID的唯一准则是它对于装置是独特的，并且也为网络已知； 
以网络字节顺序放置名称空间ID（名称空间ID在图2的表200中定义）和DevID；
级联名称空间ID和DevID；
使用预选定散列算法来计算级联字符串的散列；
使用如上计算的散列，如RFC 4122子条款4.3中所指定的一样设置UUID字段，并且如RFC的条款3中所示创建字符串表示；以及
通过将“urn:uuid”前挂于上述字符串，以urn形式放置字符串表示。示例：urn:uuid:3647f493-4948-abe2-6599-7c295ab29804。
此UUID URN是要用于此装置及在网络代表此装置注册时使用的实例ID。
独特装置标识符能够基于各种标准化论坛来形成。
在3GPP中，IMEI由以下元素组成（每个元素将仅由十进数位组成）：
类型分配码(TAC)。其长度为8个数位；
序列号(SNR)是独特地识别TAC内每个设备的单独序列号。其长度是6个数位；以及 
备用数位（校验数位）：此数位用作Luhn校验和数位，并且不与IMEI一起传送。
IMEI（14个数位）补充有校验数位。该校验数位不是传送的数位的部分。
示例DevID推导如下：
3GPP IMEI：
TAC：35196500
SNR：718917
校验数位：7
DevID = TAC + SNR = 35196500718917
IMEISV由以下元素组成（每个元素将仅由十进数位组成）：
类型分配码(TAC)。其长度是8个数位； 
序列号(SNR)是独特地识别每个TAC内每个设备的单独序列号。其长度为6个数位；
软件版本号(SVN)识别移动设备的软件版本号。其长度为2个数位。
示例DevID推导如下：
3GPP EMEISV：
TAC：35196500
SNR：718917
SVN: 04
DevID = TAC + SNR = 35196500718917
在3GPP2中，对于MEID，所有这些字段定义为带有以下有效范围的十六进制值。
NN - 有效范围 A0 - FF - 全局管理的
TTTTTT - 有效范围 000000 – FFFFFF
ZZZZZZ - 有效范围 000000 – FFFFFF
CD - 有效范围 0。F - 校验数位(CD)不是MEID的部分，并且在传送MEID时不传送。
示例DevID推导如下：
3GPP2 MEID：
TAC：A1000000
SNR：3F0D50
CD：
DevID = TAC + SNR = A10000003F0D50
能够为没有独特装置ID的装置生成另外的标识符备选。
在私有ID解决方案的一实施例（接入不可知论）中，可能没有可用于客户端的装置特定ID，如IMEI。例如，在使用软客户端时的情况将是如此。在此情况下，能转而使用私有身份。
私有身份采用如RFC 4282中定义的网络接入标识符(NAI)的形式。用于IMS的示例私有身份为：user1_privatehome1.net。
示例DevID推导如下：
私有ID：
私有ID：user1_privatehome1.net
DevID = 私有ID = user1_privatehome1.net
图6和8示出使用本发明的方法的呼叫流程。这些示例呼叫流程显示基于IMS的网络架构，然而，本发明也适用于非IMS架构。
图6示出在移动装置使用PS接入在IMS中（向注册器）直接注册自己时的流程600。现在参照图6，示出本发明的一示范实施例中的基本注册流程。如其中见到的，信令流程如下：
1. 构建实例ID：如本文中所述，UE A创建从其IMEI推导的实例ID；
2. 注册请求（UE A到P-CSCF）：（如图7中见到的）；
3. 注册请求（P-CSCF到I-CSCF）：P-CSCF将请求转发到I-CSCF；
4. Cx：用户注册状态查询过程：I-CSCF通过将私有用户身份、公共用户身份及受访域名发送到HSS，做出对有关订户注册状态的信息的请求。HSS返回要求的S-CSCF的能力，并且I-CSCF使用此信息来选择适合S-CSCF；
5. 注册请求（I-CSCF到S-CSCF）：I-CSCF将注册请求转发到选定S-CSCF；
6. 401（未授权）（S-CSCF到I-CSCF）：S-CSCF质询注册请求；
7. 401（未授权）（I-CSCF到P-CSCF）：I-CSCF将响应转发到P-CSCF；
8. 401（未授权）（P-CSCF到UE A）：P-CSCF将响应转发到UE A； 
9. 注册请求（UE A到P-CSCF）：UE A重新发送注册请求（在步骤2中提及），此次带有认证证书；
10. 注册请求（P-CSCF到I-CSCF）：P-CSCF将请求转发到I-CSCF；
11. Cx：用户注册状态查询过程：I-CSCF通过将私有用户身份、公共用户身份及受访域名发送到HSS，做出对有关订户注册状态的信息的请求。HSS返回要求的S-CSCF的能力，并且I-CSCF使用此信息来选择适合S-CSCF；
12. 注册请求（I-CSCF到S-CSCF）：I-CSCF将注册请求转发到选定S-CSCF；
13. Cx：S-CSCF注册通知：S-CSCF通知HSS用户已注册。在被S-CSCF请求时，HSS也将在发送到S-CSCF的响应中包括用户简档；
14. 构建GRUU：S-CSCF（充当注册器）基于步骤1中创建的实例ID来构建GRUU。如draft-ietf-sip-gruu中所定义的一样构建GRUU；
15. 200 (OK)（S-CSCF到I-CSCF）：S-CSCF将200 (OK)响应发送到I-CSCF，指示注册成功。200 (OK)响应包括在前一步骤中创建的GRUU；
16. 200 (OK)（I-CSCF到P-CSCF）：I-CSCF将200 (OK)响应转发到P-CSCF，指示注册成功；以及
17. 200 (OK)（P-CSCF到UE A）：P-CSCF将200 (OK)响应转发到UE A，指示注册成功。
图8示出当网络代表正在使用CS接入的装置注册时的流程图800。本发明的功能改善了3GPP TS 24.292中描述的流程：
1. CS附连（UE A到MSC）；
2. 认证和更新位置（MSC/VLR到HLR/HSS）；
3. CS附连接受（MSC到UE A）； 
4. IMS注册评估：MSC服务器评估它是否需要执行向IMS的注册。这能够基于从HSS/HLR收到的订户数据；
5. IMS地址发现：MSC服务器推导归属网络域名。归属网络域用于执行DNS查询以定位归属网络中的I-CSCF；
6. 构建实例ID：MSC服务器如本发明中所述创建从UE A的IMEI推导的实例ID；
7. 注册请求（MSC服务器到I-CSCF）：此请求的目的是代表用户向归属网络中的S-CSCF注册为此订户推导的临时公共用户身份和私有用户身份。此请求路由到归属网络中的I-CSCF；
8. Cx：用户注册状态查询过程：I-CSCF通过将私有用户身份、公共用户身份及受访域名发送到HSS，做出对有关订户注册状态的信息的请求。HSS返回要求的S-CSCF的能力，并且I-CSCF使用此信息来选择适合S-CSCF；
9. 注册请求（I-CSCF到S-CSCF）：I-CSCF将注册请求转发到选定S-CSCF；
10. Cx：S-CSCF注册通知：S-CSCF通知HSS用户已注册。在被S-CSCF请求时，HSS也将在发送到S-CSCF的响应中包括用户简档；
11. 构建GRUU：充当注册器的S-CSCF基于步骤6中创建的实例ID来构建GRUU。如draft-ietf-sip-gruu中所定义的一样构建GRUU。由于使用的此实例ID与装置将已经生成的相同，因此，创建的GRUU也将与将返回到直接注册的装置的GRUU相同；
12. 200 (OK)（S-CSCF到I-CSCF）：S-CSCF将200 (OK)响应发送到I-CSCF，指示注册成功。200 (OK)响应包括在前一步骤中创建的GRUU；以及
13. 200 (OK)（I-CSCF到MSC服务器）：I-CSCF将200 (OK)响应转发到MSC服务器，指示注册成功。
本发明具有多个优点。它确保网络创建的任何实例ID将与装置创建的实例ID相同。这又导致定义相同的GRUU，而无论装置是如何注册（直接或由网络注册）。本发明提供特定步骤以概括实例ID的创建，特别是在IMS系统的情况下。以此方式，它填补了现有3GPP规范中的缺口。本发明因此确保诸如ICS等基于IMS的服务的一致行为。此外，使用散列来推导实例ID保护了诸如IMEI和MEID等装置特定标识符，这又保护了此装置特定标识符的完整性，由此增强了安全性。
正如本领域的技术人员将认识到的，本申请中描述的创新概念可在多个应用内修改和改变。因此，专利主题的范围应不限于任何上述特定示范教导，而相反是由随附权利要求来定义。

Claims (25)

1.一种用于在通信网络中使用的方法，包括以下步骤：
创建实例标识符ID以独特地识别所述通信网络中例如移动装置或用户设备UE的装置，
其中所述实例标识符的所述创建是基于：
使用属于所述装置的且所述网络已知的独特的装置标识符DevID；
使用散列来保护所述DevID；以及
在将所述DevID编码到所述实例标识符中时，使用由所述网络和所述装置两者使用的共享名称空间。
2.如权利要求1所述的方法，还包括使用通用独特标识符UUID的字符串表示来构建所述实例ID作为通用独特标识符统一资源名称UUID URN的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述移动装置符合3GPP标准，并且支持全局可路由用户代理器GRUU。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述DevID从国际移动设备身份IMEI来推导。
5.如权利要求4所述的方法，还包括以下步骤：
通过从所述IMEI提取类型分配码TAC和序列号SNR，创建所述DevID，其中使用所述IMEI的所述TAC和所述SNR并且省略所述IMEI的备用数位以获得总共14个数位；
以网络字节顺序来放置名称空间ID和DevID；
级联所述名称空间ID和DevID；
使用预选定散列算法来计算所级联的字符串的散列；
使用所述散列来设置所述UUID字段，并创建字符串表示；
通过将“urn:uuid”前挂于所述字符串，以统一资源名称urn形式来放置所述字符串表示。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述移动装置符合第三代合作伙伴项目2 (3GPP2)标准。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述DevID从移动设备标识符(MEID)或电子序列号(ESN)来推导。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述网络创建的所述实例ID与所述装置创建的实例ID相同。
9.如权利要求1所述的方法，用于在非3GPP装置中使用，以及其中所述DevID对所述装置是独特的并且为所述网络已知。
10.如权利要求1所述的方法，还包括使用私有身份来创建所述实例ID。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述私有身份是网络接入标识符(NAI)。
12.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
由用户设备UE构建从IMEI推导的实例ID；
执行从UE到代理呼叫会话控制功能P-CSCF的注册请求；
由所述P-CSCF将所述请求转发到查询呼叫会话控制功能I-CSCF；
由所述I-CSCF通过将私有用户身份、公共用户身份及受访域名发送到归属订户服务器HSS，做出对有关订户注册状态的信息的请求；
由所述HSS将要求的服务呼叫会话控制功能S-CSCF的能力返回到所述I-CSCF；
由所述I-CSCF使用要求的S-CSCF的能力信息来选择适合的S-CSCF；
由所述I-CSCF将所述注册请求转发到所选择的S-CSCF； 
由所述S-CSCF质询所述注册请求；
由所述I-CSCF将所述响应转发到所述P-CSCF；
由所述P-CSCF将所述响应转发到所述UE；
由所述UE重新发送带有认证证书的注册请求；
由所述P-CSCF将所述请求转发到所述I-CSCF；
由所述I-CSCF通过将私有用户身份、公共用户身份及受访域名发送到HSS，做出对有关订户注册状态的信息的请求；
由所述HSS返回要求的S-CSCF的能力；
由所述I-CSCF使用有关要求的S-CSCF的能力的信息来选择适合的S-CSCF；
由所述I-CSCF将所述注册请求转发到所选择的S-CSCF；
由所述S-CSCF通知所述HSS所述用户已注册；
在被所述S-CSCF请求时，由所述HSS在发送到所述S-CSCF的响应中包括用户简档；
由充当注册器的所述S-CSCF基于所述实例ID来构建全局可路由用户代理器GRUU；
由所述S-CSCF将包括所述GRUU的200 (OK)响应发送到所述I-CSCF，指示注册成功了；
由所述I-CSCF将所述200 (OK)响应转发到所述P-CSCF，指示注册成功了；以及
由所述P-CSCF将所述200 (OK)响应转发到所述UE，指示注册成功了。
13.如权利要求1所述的方法，用于在所述通信网络代表正在使用电路交换CS接入的装置注册时使用。
14.如权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：
由UE电路交换附连到移动交换中心MSC； 
由移动交换中心/来访位置寄存器(MSC/VLR)执行到归属位置寄存器/归属订户服务器(HLR/HSS)的认证和更新位置；
由所述MSC对所述UE接受CS附连；
由所述MSC评估它是否需要执行向IMS的注册；
由所述MSC推导归属网络域名；
由所述MSC创建从UE的IMEI推导的实例ID；
由所述MSC向查询呼叫会话控制功能I-CSCF发送注册请求，以代表所述用户向所述归属网络中的服务呼叫会话控制功能S-CSCF注册为所述订户推导的临时公共用户身份和私有用户身份；
将所述请求路由到所述归属网络中的所述I-CSCF；
由所述I-CSCF通过将私有用户身份、公共用户身份及受访域名发送到HSS，请求对有关订户注册状态的信息的请求；
由所述HSS返回要求的S-CSCF的能力；
由所述I-CSCF使用要求的S-CSCF的能力来选择适合的S-CSCF；
由所述I-CSCF将所述注册请求转发到所选择的S-CSCF；
由所述S-CSCF通知所述HSS所述用户已注册，借此在被所述S-CSCF请求时，所述HSS也将在发送到所述S-CSCF的响应中包括用户简档；
由充当注册器的所述S-CSCF基于所述实例ID来构建全局可路由用户代理器GRUU；
由所述S-CSCF将包括所述GRUU的200 (OK)响应发送到所述I-CSCF，指示注册成功了；以及
由所述I-CSCF将所述200 (OK)响应转发到所述MSC服务器，指示注册成功了。
15.一种用于在通信网络中使用的设备，包括： 
用于创建实例标识符ID以独特地识别所述通信网络中例如移动装置或用户设备(UE)的装置的部件，
其中所述实例标识符的所述创建是基于：
使用属于所述装置的且所述网络已知的独特的装置标识符DevID；
使用散列来保护所述DevID；以及
在将所述DevID编码到所述实例标识符中时，使用由所述网络和所述装置两者使用的共享名称空间。
16.如权利要求15所述的设备，还包括用于使用通用独特标识符UUID的字符串表示来构建所述实例ID作为通用独特标识符统一资源名称UUID URN的部件。
17.如权利要求15所述的设备，其中所述移动装置符合3GPP标准，并且支持全局可路由用户代理器(GRUU)。
18.如权利要求17所述的设备，其中所述DevID从国际移动设备身份IMEI推导。
19.如权利要求15所述的设备，其中所述移动装置符合3GPP2标准。
20.如权利要求19所述的设备，其中所述DevID从移动设备标识符MEID或电子序列号ESN推导。
21.如权利要求15所述的设备，其中所述网络创建的所述实例ID与所述装置创建的实例ID相同。
22.如权利要求15所述的设备，用于在非3GPP装置中使用，以及其中所述DevID对所述装置是独特的并且为所述网络已知。
23.如权利要求15所述的设备，还包括使用私有身份来创建所述实例ID。
24.如权利要求23所述的设备，其中所述私有身份是网络接入标识符(NAI)。
25.如权利要求15所述的设备，用于在所述通信网络代表正在使用电路交换(CS)接入的装置注册时使用。
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