JP2003525556A - 無線フレーム特有のカウンタ初期化 - Google Patents

無線フレーム特有のカウンタ初期化

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Abstract

(57)【要約】 少なくとも２つのコアネットワーク(CN)に接続された無線アクセスネットワークにおけるトラフィックを保護するための方法。この方法は、コアネットワーク特有の認証プロトコル及び無線ベアラ特有の暗号化プロセスを維持し、そして各暗号化プロセスに対し、繰り返しシーケンス番号(43)と、この繰り返しシーケンス番号(43)が１サイクル完了するたびに増加されるハイパーフレーム番号(HFN)とを含むカウントパラメータ(C)を発生する段階を備えている。各コアネットワーク又は認証プロトコルに対して、以前のセッション中に使用された最大のＨＦＮを越えるＨＦＮでセッションの第１無線ベアラが初期化される(5-8)。新たな無線ベアラが確立されるときには、移動ステーションは、当該コアネットワークに対しセッション中に使用された最大のＨＦＮを選択し(5-10)、それを増加し(5-12)、そしてそれを使用して、新たな無線ベアラに対するカウントパラメータを初期化する(5-14)。セッションの終りに、移動ステーションは、そのセッション中に使用された最大のＨＦＮの少なくとも一部分(41)を記憶する(5-16)。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、暗号化及び／又は完全性保護のようなセキュリティ機能のための経
時変化入力パラメータとして使用されるカウンタの初期化に係る。特に、本発明
は、１つの無線アクセスネットワークを多数のコアネットワークに接続すること
のできるワイヤレス通信システムに有用である。
【０００２】
【背景技術】
ワイヤレス通信システムとは、一般に、ユーザとネットワークとの間でワイヤ
レス通信を行うことのできるいかなるテレコミュニケーションシステムも指す。
移動通信システムでは、ユーザがネットワークのカバレージエリア内を移動する
ことができる。典型的な移動通信システムは、公衆地上移動ネットワーク（ＰＬ
ＭＮ）である。本発明は、種々の移動通信システム、例えば、ユニバーサル移動
通信システム（ＵＭＴＳ）及びＩＭＴ−２０００（国際移動テレコミュニケーシ
ョン２０００）において使用することができる。以下、本発明は、ＵＭＴＳ、よ
り詳細には、第３世代のパートナーシッププロジェクト３ＧＰＰにおいて指定さ
れるＵＭＴＳシステムを参照して一例として説明するが、本発明は、これに限定
されるものではない。
【０００３】 暗号化を使用するシステムでは、無線フレーム又はプロトコルＰＤＵ（パケッ
トデータユニット）シーケンスをベースとする番号が、暗号化アルゴリズムへの
常時変化する入力としてしばしば使用される。ある文書では、無線フレームをベ
ースとする番号は、接続フレーム番号（ＣＦＮ）と称される。しかしながら、こ
の接続フレーム番号又はＰＤＵシーケンス番号（再送信の目的等で使用される）
は、それ自体、信頼性のある暗号化には短過ぎる。３ＧＰＰプロジェクトにおけ
るＵＴＲＡＮ（ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク）のような多くの無線シ
ステムでは、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）においてターミナルとネット
ワークノード、例えば、無線ネットワークコントローラＲＮＣとの間に暗号化が
使用される。ＣＦＮ又はＰＤＵ番号及び実際の暗号キーに加えて、暗号化アルゴ
リズムは、他の入力、例えば、送信の指令及び／又は送信に使用される無線ベア
ラを使用することもできる。
【０００４】 典型的に、短い番号（ＣＦＮ又はＰＤＵシーケンス番号）が１つの周期を完了
するときに歩進される（通常は増加される）フレーム番号拡張（「ハイパーフレ
ーム番号」ＨＦＮ）が導入される。このＨＦＮは、短い番号と共に、暗号化アル
ゴリズムへの実際の入力（カウントパラメータと称する）を形成する。このカウ
ントパラメータの目的は、あまり短い時間周期内に同じ暗号化マスクが導入され
ないように確保することである。（再）認証及びキー交換が実行される場合には
、カウントパラメータを（ＨＦＮと一緒に）ゼロにリセットすることができる。
２つの連続する接続の間に、ターミナルは、ＨＦＮを不揮発性メモリ、例えば、
第３世代のユーザ装置（ＭＳ）ではＵＳＩＭ（ＵＭＴＳ加入者認識モジュール）
に記憶する。
【０００５】 接続中の再生を防止するために完全性保護アルゴリズムに対し３ＧＰＰ仕様に
おいてＣＯＵＮＴ−Ｉと称される同様の入力パラメータが必要とされる。（再生
とは、データパケット又は無線フレームを捕獲して再送することにより通信の完
全性を破壊する試みである。）又、ＣＯＵＮＴ−Ｉパラメータは、ＨＦＮで初期
化され、そして完全性保護メッセージが送信されるたびに増加される。 図１は、１つの無線アクセスネットワークＲＡＮが２つ（以上）のコアネット
ワークＣＮに接続された状態を示す。回路交換コアネットワークＣＳ−ＣＮと、
パケット交換コアネットワークＰＳ−ＣＮがある。
【０００６】 上述した解決策は、ＲＡＮが１つのコアネットワークのみに接続される場合に
は充分である。多数のコアネットワークを有するネットワークアーキテクチャー
は、以下に述べるように検出が困難であるという問題を伴う。例えば、ＵＴＲＡ
Ｎ無線アクセスネットワークは、回路交換コアネットワークＣＳ−ＣＮ及びパケ
ット交換コアネットワークＰＳ−ＣＮに接続することができる。回路交換コアネ
ットワークＣＳ−ＣＮは、移動サービス交換センター／ビジター位置レジスタＭ
ＳＣ／ＶＬＲを備えている。パケット交換コアネットワークＰＳ−ＣＮは、サー
ビスＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮを備えている。
【０００７】 以下の説明では、「ユーザ平面」及び「制御平面」という語を使用する。移動
ステーションユーザによって送信及び受信される全情報、例えば、音声コールに
おけるコード化音声又はインターネット接続のパケットは、ユーザ平面において
搬送される。制御平面は、通常ユーザに直接見えない全ＵＭＴＳ特有制御シグナ
リングに対して使用される。幾つかの例外が存在し、例えば、ユーザが発生した
ショートメッセージは、制御平面において送信することができる。無線インター
フェイスにおいて、ユーザ平面及び制御平面からのデータは、同じ物理的チャン
ネルにマルチプレクスすることができる。
【０００８】 先ず、ＵＳＩＭは、ＣＳ及びＰＳの両コアネットワークドメインで暗号キーを
確立すると仮定する。ユーザ平面では、ＣＳサービスドメインに向かうユーザデ
ータ接続は、移動ステーション（ＭＳ）ユーザとＣＳコアネットワークサービス
ドメインとの間に確立される暗号キーＣＫCSで暗号化され、そしてＵＴＲＡＮと
移動ステーションとの間のセキュリティモード設定手順において識別される。Ｐ
Ｓサービスドメインに向かうユーザデータ接続は、ユーザとＰＳコアネットワー
クサービスドメインとの間に確立される暗号キーＣＫPSで暗号化され、そしてＵ
ＴＲＡＮとＭＳとの間のセキュリティモード設定手順において識別される。暗号
化プロセスが図２に示されている。この例では、暗号化アルゴリズムｆ８への入
力パラメータは、暗号キーＣＫ、時間従属のカウントパラメータＣ、ベアラ認識
Ｂ、必要なキー流の送信方向Ｄ及び長さＬである。これらの入力パラメータ（Ｃ
Ｋ、Ｃ、Ｂ、Ｄ、Ｌ）に基づき、アルゴリズムは、入力平易テキストブロックＰ
Ｂを暗号化するのに使用される出力キー流ブロックを発生する。暗号化プロセス
の結果が、暗号テキストブロックＣＢである。
【０００９】 図３に示すように、制御平面では、暗号キーＣＫに加えて、別のキーが必要と
なる。このキーは、完全性キーＩＫと称される。この完全性キーは、完全性保護
ファンクションｆ９への入力として使用され、このファンクションは、シグナリ
ングメッセージに添付されるべきメッセージ認証コードＭＡＣ−Ｉを計算する。
図３は、送信者側及び受信者側の両方におけるＭＡＣ−Ｉコードの計算を示す。
完全性キーＩＫとは別に、他の何らかのパラメータを使用して、メッセージ認証
コードが計算される。ＣＯＵＮＴ−Ｉは、図２に示された（そして図４を参照し
て詳細に説明する）カウントパラメータＣと基本的に同様の経時変化カウンタで
ある。このＣＯＵＮＴ−Ｉパラメータの好ましい実施は、シグナリングメッセー
ジシーケンス番号と合成されるハイパーフレーム番号ＨＦＮである。方向ビット
Ｄは、図２を参照して説明した。ＵＴＲＡＮは、「フレッシュ(fresh)」と称す
るランダム値Ｆを与える。他の入力は、無線ベアラＩＤと、完全性が保護される
べき実際のメッセージＭである。図３に示す実施形態では、無線ベアラＩＤは、
他の入力パラメータの１つ、例えば、メッセージＭに含まれる。完全性保護のた
めのハイパーフレーム番号（ＨＦＮ−Ｉ）は、暗号化に使用されるハイパーフレ
ーム番号（ＨＦＮ−Ｃ）とは別々のものである。計算されたメッセージ認証コー
ドＭＡＣは、シグナリングメッセージの原点を照合するために必要とされる。Ｕ
ＴＲＡＮとＭＳとの間のセキュリティモード設定手順が実行されるときには、こ
の手順により設定された暗号キー／完全性キーが、この手順においてどんなコア
ネットワークサービスドメインが指定されても、制御平面に適用される。これは
、（既に暗号化され及び／又は完全性保護された）進行中のシグナリング接続（
制御平面接続）の暗号キー／完全性キーを変更することを必要とする。
【００１０】 遵守されるべき問題は、アルゴリズムへの他のパラメータのいずれかが変更に
ならない限り、カウントパラメータＣを繰り返してはならないことである。これ
は、暗号化にとって特に重要であるが、完全性の保護にも必要である。ＨＦＮを
使用してカウントを初期化するので、ＵＳＩＭに記憶されたＨＦＮ値は、ＨＦＮ
が一緒に使用されるところのキーが変更されない限り、減少されてはならない。
記憶されたＨＦＮが、ＣＳドメイン及びＰＳドメインの両方に共通である場合に
は、ＨＦＮ値（ひいては、カウントパラメータ）が同じ暗号化（及び完全性）キ
ーと共に再使用される可能性がある。この問題は、以下の例により説明すること
ができる。
【００１１】 ＭＳユーザが、先ず、回路交換（ＣＳ）サービスドメインとの接続を確立し、
そして認証手順の間にキーセット（暗号キー及び完全性キーＣＫ＋ＩＫ）を得る
と仮定する。ユーザ平面の無線ベアラは、ＣＫCSを使用し、そして制御平面のシ
グナリング無線ベアラは、ＣＫCS及びＩＫCSを使用する。次の３つのＨＦＮが初
期化される。 １）ＨＦＮ−ＣUP1（ユーザ平面ベアラ番号１を暗号化するためのＨＦＮ） ２）ＨＦＮ−ＣCP1（制御平面ベアラ番号１を暗号化するためのＨＦＮ） ３）ＨＦＮ−Ｉ（制御平面の完全性保護のためのＨＦＮ）
【００１２】 実際には、各無線ベアラにおけるアップリンク及びダウンリンク方向は、個別
のハイパーフレーム番号を必要とする。換言すれば、６個程度のＨＦＮがあるが
、これは、問題の説明には関与しない。２つ以上のＨＦＮ−ＣUP及びＨＦＮ−Ｃ CP が存在し得るが、この例では、１つのユーザ平面と１つの制御平面の無線ベア
ラのみが仮定される。ＨＦＮ−Ｃ及びＨＦＮ−Ｉに対する個別の初期化値をＵＳ
ＩＭから読み取ることができる。簡単化のために、この例では、全てのハイパー
フレーム番号は、ゼロからスタートすると仮定する。
【００１３】 次いで、接続が解除される。１つのＨＦＮ−Ｃ及び１つのＨＦＮ−Ｉ（接続中
に使用される最大のもの）がＵＳＩＭに記憶される。例えば、ＨＦＮ−Ｃ及びＨ
ＦＮ−Ｉに対して１０００の値を仮定する。更に、ＣＳドメインの暗号キーＣＫ CS 及び完全性キーＩＫCSは、おそらく将来使用するためにＭＳのメモリに保持さ
れる。
【００１４】 次に、パケット交換（ＰＳ）サービスドメインへの接続が確立される。暗号化
のためのＨＦＮ−Ｃ及び完全性保護のためのＨＦＮ−Ｉは、ＵＳＩＭから読み取
られ、そしてＵＴＲＡＮへ送信される。潜在的に残っている問題は、ＵＳＩＭに
おけるハイパーフレーム番号がＣＳドメイン接続に関連するが、ここでは、ＰＳ
ドメインにおける接続に使用されることである。認証手順（及びキー変更）がＰ
Ｓドメインで実行されると仮定すると、ハイパーフレーム番号ＨＦＮ−Ｉ及びＨ
ＦＮ−Ｃが認証の後にゼロにリセットされるので、問題が解決されると考えられ
る。しかしながら、この例を続けて、このＰＳ接続中に、認証及びキー変更が行
われた後、ＨＦＮ値が５００程度だけ増加すると仮定する。ＰＳ接続が解除され
ると、この値がＵＳＩＭに記憶される。
【００１５】 最終的に、ＣＳドメインへの新たな接続が確立される。このとき、接続の始め
に認証が行われないと仮定すれば、古い暗号キーＣＫCS及び完全性キーＩＫCSが
、ＵＳＩＭから読み取られたＨＦＮ値と共に使用される。その結果、５０１ない
し１０００のＨＦＮ値が、ＣＫCSと共に、再使用され、これは、データセキュリ
ティを危うくする。
【００１６】
【発明の開示】
本発明の目的は、ハイパーフレーム番号の考えられる再使用に関連した上記問
題を解決することである。この目的は、独立請求項に記載したことを特徴とする
方法及び装置によって達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に
記載する。 本発明は、検出が困難な問題を見出し、そしてその解決策を生み出すことをベ
ースとする。この問題は、ハイパーフレーム番号を、コアネットワークドメイン
（又は認証プロトコル、実際には、移動管理）に関連付けることにより解決する
ことができる。この解決策によれば、ＵＴＲＡＮを一例として取り上げ、２つの
ＨＦＮ、即ちＨＦＮ−ＣＳ及びＨＦＮ−ＰＳが指定される。２つ以上のＣＮドメ
インが独立した認証プロトコルと共に使用される場合には、各ＣＮドメインごと
に１つづつ、多数のハイパーフレーム番号が必要とされる。認証及びキー変更が
ＣＳサービスドメインで実行されるときには、ＨＦＮ−ＣＳがゼロにリセットさ
れる。同様に、認証及びキー変更がＰＳサービスドメインで実行されるときには
、ＨＦＮ−ＰＳがゼロにリセットされる。これは、接続が解除されるたびに、両
ハイパーフレーム番号（ＨＦＮ−ＣＳ及びＨＦＮ−ＰＳ）がＵＳＩＭに記憶され
る（両ドメインに対する暗号キー及び完全性キーと一緒に）ことを必要とする。
記憶されるべき実際のＨＦＮ値は、このＣＮドメイン（接続が解除されるＣＮ）
に属する各無線ベアラにおいてカウントパラメータＣを比較しそして最大のパラ
メータを選択することにより、選択される。シグナリングベアラに対するキーが
このＣＮドメインからのものである場合には、ＣＯＵＮＴ−Ｉもこの比較に含ま
れる。新たな接続がいずれかのＣＮドメインで設定されるときには、それに対応
するハイパーフレーム番号がＵＳＩＭから読み取られ、そしてＲＲＣメッセージ
においてＲＡＣＨチャンネル又は専用チャンネルを経てＵＴＲＡＮへ送信される
。或いは又、両ハイパーフレーム番号（ＨＦＮ−ＣＳ及びＨＦＮ−ＰＳ）をＵＳ
ＩＭから読み取ってＵＴＲＡＮへ同時に送信することもできる。これが必要であ
る理由は、この段階において、移動ステーションは、接続が実際にどのコアネッ
トワークへ設定されるか常に分からないからである。
【００１７】 新たな無線ベアラに対するハイパーフレーム番号ＨＦＮは、当該ＣＮドメイン
に対して接続中に使用される最大ＨＦＮをベースとするものである。新たなＨＦ
Ｎは、ある整数値、好ましくは１だけ増加される最大使用ＨＦＮの値（当該ＣＮ
ドメインに対する）にセットされる。 あまりに短い時間周期内に同じ暗号化マスクを発生するのを回避することがで
きるが、これは、ａ）暗号化アルゴリズムの入力にベアラ特有の又は論理チャン
ネル特有の入力（例えば、ベアラｉｄ番号）を含ませる（共通に譲渡されたフィ
ンランド特許出願第９９０５００号に開示されたように）か、又はｂ）各並列の
無線アクセスベアラに対して異なるＣＫ又は異なる暗号化アルゴリズムを使用す
る（共通に譲渡されたフィンランド特許出願第９８０２０９号に開示されたよう
に）ことにより、行われる。
【００１８】 本発明の好ましい実施形態によれば、ＭＳがＲＲＣ接続中に無線ベアラ接続を
有するところの各ＣＮドメインに対する最大使用ＨＦＮ値は、ＲＲＣ接続を解除
した後に移動ステーションのＳＩＭカードに記憶される。次の新たなＲＲＣ接続
が確立されるときには、ＭＳがサービング無線ネットワークコントローラＳＲＮ
Ｃに初期値を送信し、これは、ＳＲＮＣがその暗号化及び／又は完全性保護アル
ゴリズムを同一に初期化できるようにする。この初期化値は、ＲＲＣ接続確立を
初期化したＣＮドメインに関連したＨＦＮをベースとするものである。この初期
化値に基づき、ＳＲＮＣは、最大使用ＨＦＮより大きな値にＨＦＮを初期化する
。ＨＦＮは有限の長さを有するので、「大きな」とは、モジュロ形態で解釈され
ねばならない。例えば、ＨＦＮに対して２５ビットの長さを仮定する。ＨＦＮの
最上位ビットのみを記憶しそして送信することにより、メモリをある程度セーブ
できると共に、接続確立メッセージを短縮することができる。例えば、ＭＳは、
８つの最上位ビットしか記憶できない。これらの８つのビットをＨＦＮのＭＳＢ
部分と称する。次の接続確立においては、１７の最下位ビット（ＬＳＢ部分）は
未知である。しかしながら、ＭＳＢ部分が１だけ増加される場合には（２つの連
続するＲＲＣ接続間で）、新たな接続の最初のＨＦＮが、以前の接続の最後のＨ
ＦＮより確実に大きなものとなる。ＬＳＢ部分の全ビットが１であると仮定しそ
して全ＨＦＮ（ＭＳＢ部分だけではない）が１だけ増加される場合には、同一の
結果が得られる。
【００１９】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 図１は、本発明を使用することのできるテレコミュニケーションシステムを示
す概念レベルのブロック図である。このシステムは、無線アクセスネットワーク
ＵＴＲＡＮを備え、これは、次いで、サービング無線ネットワークコントローラ
ＳＲＮＣを備えている。又、図１は、２つのコアネットワーク（サービスドメイ
ンとも称される）、即ち回路交換コアネットワークＣＳ−ＣＮ及びパケット交換
コアネットワークＰＳ−ＣＮも示している。移動ステーションＭＳは、各コアネ
ットワークに対する個別の状態変数を維持する。同様に、ホーム位置レジスタＨ
ＬＲは、移動ステーションの両サービスドメインに対する個別の権利及び位置情
報を維持する。
【００２０】 図２は、ＵＭＴＳシステムに使用される暗号化プロセスＣＰを示す。最初に、
ＵＳＩＭは、ＣＳ及びＰＳの両コアネットワークドメインで暗号キーを確立する
。ユーザ平面では、ＣＳサービスドメインに向かうユーザデータ接続は、移動ス
テーション（ＭＳ）ユーザとＣＳコアネットワークサービスドメインとの間に確
立される暗号キーＣＫCSで暗号化され、そしてＵＴＲＡＮと移動ステーションと
の間のセキュリティモード設定手順において識別される。ＰＳサービスドメイン
に向かうユーザデータ接続は、ユーザとＰＳコアネットワークサービスドメイン
との間に確立される暗号キーＣＫPSで暗号化され、そしてＵＴＲＡＮとＭＳとの
間のセキュリティモード設定手順において識別される。この例では、暗号化アル
ゴリズムｆ８は、５つの入力パラメータ、即ちＣＫ、Ｃ、Ｂ、Ｄ及びＬを使用す
る。暗号キーＣＫは、各セッションに対して確立される。Ｃは、時間従属の入力
カウントパラメータで、図４に詳細に示される。Ｂは、当該無線ベアラの認識で
ある。Ｄは、送信方向（アップ／ダウン）である。Ｌは、必要なキー流の長さで
ある。これらの入力パラメータに基づいて、ｆ８アルゴリズムは、入力平易テキ
ストブロックＰＢを暗号化するのに使用される出力キー流ブロックを発生する。
暗号化プロセスの結果が暗号テキストブロックＣＢである。図２及び３において
、公知技術はさておき、暗号化及び／又は完全性保護のためのハイパーフレーム
番号ＨＦＮ−Ｃ及びＨＦＮ−Ｉが各コアネットワークに対して別々に維持される
。
【００２１】 図４は、暗号化及び／又は完全性保護に使用されるカウントパラメータＣを示
す。最上位ビット（ＭＳＢ）は左側にある。このカウントパラメータは、繰り返
しの最下位部分４３を含み、これは、接続特有のフレーム番号ＣＦＮ（ＣＦＮに
「追従」できるプロトコル層、例えば、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層において
暗号化が実行される場合）であるか、或いはＰＤＵ番号ＰＤＵ＃（ＰＤＵ番号を
使用するプロトコル層、例えば、無線リンク制御（ＲＬＣ）層において暗号化が
実行される場合）である。更に、カウントパラメータは、繰り返し部分４３が１
つのサイクルを完了するときに増加されるハイパーフレーム番号ＨＦＮを含む。
この点において、「繰り返し」とは、繰り返し部分４３が接続中に多数のサイク
ルを完了することを意味し、一方、全カウントパラメータＣは、典型的な接続中
に、即ち少なくとも１つの暗号／完全性キーの寿命中に、繰り返しの値が発生さ
れないような長さである。全ＨＦＮは、（繰り返し部分４３と共に）暗号化及び
／又は完全性保護に使用されるが、ＨＦＮは、ＭＳＢ部分４１とＬＳＢ部分４２
とに分割される。セッション間にＭＳＢ部分しか記憶されない場合には、メモリ
がある程度節約される。
【００２２】 図５は、移動ステーションにハイパーフレーム番号を維持するところを示す。
図５は、３つの主要段階、即ち新たなセッションをオープンする段階、既存のセ
ッションに新たなベアラを追加する段階、及びセッションをクローズする段階を
示す。新たなセッションをオープンする段階は、ステップ５−１ないし５−８を
含む。ステップ５−２では、移動ステーションは、そのメモリ（好ましくは、そ
のＳＩＭカード）から、当該コアネットワーク（回路交換又はパケット交換）に
対するハイパーフレーム番号ＨＦＮのＭＳＢ部分４１を読み取る。本発明の別の
実施形態では、移動ステーションは、ステップ５−２において、全ハイパーフレ
ーム番号のＭＳＢ部分を読み取り、即ち移動ステーションが接続し得る各コアネ
ットワークに対してそれを読み取る。これは、少なくとも、どのコアネットワー
クへの接続が確立されるか移動ステーションがこの段階で知らない場合に、必要
とされる。ステップ５−４では、ＭＳは、ＨＦＮのＭＳＢ部分を増加し、そして
ＬＳＢ部分にゼロを埋める。ＭＳＢ部分を増加すると、カウントパラメータの値
が繰り返されないように確保する（ＨＦＮがオーバーフローするまで；これは、
非常に長時間を要する）。残りの部分４２及び４３にゼロを埋めると、ＨＦＮが
オーバーフローするまでの時間が最大になるが、実際には、両端に同じ値が使用
される限り、いかなる値もそうである。ステップ５−６では、ＭＳは、サービン
グ無線ネットワークコントローラＳＲＮＣにＨＦＮを送信する。第２の実施形態
では、ＭＳは、ステップ５−６において、全てのＨＦＮ（各コアネットワークに
対して１つづつ）をＳＲＮＣへ送信する。或いは又、ＭＳは、ＭＳＢ部分４１の
みを送信してもよく、この場合に、ＳＲＮＣは、残りの部分４２及び４３を移動
ステーションと同じ値（例えば、１）で初期化する。ステップ５−８では、移動
ステーション及びＳＲＮＣは、第１ベアラをカウントパラメータで初期化する。
或いは又、それらは、同じ初期カウントパラメータを使用して多数のベアラを同
時に確立してもよい。
【００２３】 ステップ５−１０ないし５−１４は、新たなベアラを既存のセッションに追加
することに係る。ステップ５−１０では、ＭＳは、この形式のコアネットワーク
（回路交換又はパケット交換）に対しこのセッション中に使用される最大のハイ
パーフレーム番号を選択する。ステップ５−１２では、その選択されたハイパー
フレーム番号が増加される。ステップ５−１４では、新たなベアラがこのＨＦＮ
値で初期化される。ステップ５−１６では、ＭＳは、ＨＦＮをサービング無線ネ
ットワークコントローラＳＲＮＣへ送信する（ステップ５−６と同様に）。ステ
ップ５−１８は、セッションをクローズすることに係る。移動ステーションは、
セッション中にこの形式のコアネットワークに対して使用される最大のＨＦＮの
ＭＳＢ部分４１をそのメモリに記憶する。この値は、ステップ５−２において、
次のセッションがオープンするときに使用される。
【００２４】 カウントパラメータＣを増加するのは当然であるが、カウントパラメータが減
少される場合にも同一の結果が得られ、この場合に、「大きい／最大」のような
語は、「小さい／最小」等の語に置き換えねばならない。ＨＦＮは、有限長さを
有するので、「大きい／最大」等の語は、カウントパラメータのビット長さをＮ
とすれば、モジュロＮのように解釈されねばならない。換言すれば、非常に小さ
な値は、２Nより若干小さい値より「大きい」。又、「ハイパーフレーム番号」
という語は、厳密には（無線）フレーム番号の拡張として解釈されてはならず、
パケットデータユニットの拡張であることを理解されたい。
【００２５】 略号（幾つかは、公式でない） Ｃ：暗号 ＣＫ：暗号キー ＣＮ：コアネットワーク ＣＳ：回路交換 ＧＰＲＳ：汎用パケット無線サービス ＨＦＮ：ハイパーフレーム番号 Ｉ：完全性（保護） ＭＳ：移動ステーション ＭＳＣ：移動サービス交換センター ＰＤＵ：パケットデータユニット ＰＳ：パケット交換 ＲＡＮ：無線アクセスネットワーク ＲＮＣ：無線ネットワークコントローラ ＳＧＳＮ：サービングＧＰＲＳサポートノード ＳＲＮＣ：サービングＲＮＣ ＵＭＴＳ：ユニバーサル移動テレコミュニケーションシステム ＶＬＲ：ビジター位置レジスタ
【図面の簡単な説明】
【図１】 無線アクセスネットワークと、２つのコアネットワーク又はサービスドメイン
とを備えたテレコミュニケーションシステムを示すブロック図である。
【図２】 暗号化を示す図である。
【図３】 完全性保護を示す図である。
【図４】 暗号化及び／又は完全性の保護に使用されるカウントパラメータを示す図であ
る。
【図５】 ハイパーフレーム番号を移動ステーションに維持するところを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5J104 AA01 AA07 AA16 AA34 EA01 EA25 JA03 KA02 KA04 KA21 MA05 NA02 PA01 5K034 AA05 EE03 HH21 MM08 5K067 AA30 BB04 CC08 DD11 DD51 EE02 EE10 EE16 FF02 HH23 HH36 KK15 【要約の続き】

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 移動ステーション(MS)への／からの多数の無線ベアラをサポ
    ートする無線アクセスネットワーク(RAN)におけるトラフィックを保護するため
    の方法であって、上記無線アクセスネットワークは、少なくとも２つのコアネッ
    トワーク(CS-CN,PS-CN)に接続され、上記方法は、 コアネットワーク特有の認証プロトコルを維持し、 無線ベアラ特有の暗号化プロセス(CP)を維持し、 各暗号化プロセスに対して、繰り返しシーケンス番号(43)と、この繰り返しシ
    ーケンス番号(43)が１サイクル完了するたびに増加されるハイパーフレーム番号
    (HFN)とを含むカウントパラメータ(C)を発生し、 各コアネットワーク(CS-CN,PS-CN)又は認証プロトコルに対して、 以前のセッション中に使用された最大のハイパーフレーム番号を越えるハイ
    パーフレーム番号でセッションの第１無線ベアラを初期化し(5-8)、そして セッションの終りに、そのセッション中に使用された最大のハイパーフレー
    ム番号の少なくとも一部分(41)を記憶する(5-18)、 という段階を備えたことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 当該コアネットワークに対しセッション中に使用されたハイ
    パーフレーム番号の最大の番号を選択し(5-10)、その選択されたハイパーフレー
    ム番号を増加し(5-12)、そしてそれを使用して、新たな無線ベアラに対するカウ
    ントパラメータを初期化する(5-14)ことにより、新たな無線ベアラを既存のセッ
    ションに追加する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 同じハイパーフレーム番号で２つ以上のベアラを同時に初期
    化する請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 上記繰り返しシーケンス番号(43)は、接続特有のフレーム番
    号(CFN)より成る請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】 上記繰り返しシーケンス番号(43)は、パケットデータユニッ
    ト番号(PDU#)より成る請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 移動ステーションへの／からの多数の無線ベアラをサポート
    する無線アクセスネットワーク(RAN)において動作するための移動ステーション(
    MS)であって、上記無線アクセスネットワークは、少なくとも２つのコアネット
    ワーク(CS-CN,PS-CN)に接続され、上記移動ステーション(MS)は、 コアネットワーク特有の認証プロトコルを維持し、 無線ベアラ特有の暗号化プロセス(CP)を維持し、 各暗号化プロセスに対して、繰り返しシーケンス番号(43)と、この繰り返しシ
    ーケンス番号(43)が１サイクル完了するたびに増加されるハイパーフレーム番号
    (HFN)とを含むカウントパラメータ(C)を発生し、そして 各コアネットワーク(CS-CN,PS-CN)又は認証プロトコルに対して、 以前のセッション中に使用された最大のハイパーフレーム番号を越えるハイ
    パーフレーム番号でセッションの第１無線ベアラを初期化し(5-8)、そして無線
    ネットワークコントローラが同じハイパーフレーム番号を決定できるようにする
    ための値を無線ネットワークコントローラ(SRNC)に送信し(5-6)、そして セッションの終りに、そのセッション中に使用された最大のハイパーフレー
    ム番号の少なくとも一部分(41)を記憶する(5-18)、 というように構成されたことを特徴とする移動ステーション。
  7. 【請求項７】 当該コアネットワークに対しセッション中に使用されたハイ
    パーフレーム番号の最大の番号を選択し(5-10)、その選択されたハイパーフレー
    ム番号を増加し(5-12)、そしてそれを使用して、新たな無線ベアラに対するカウ
    ントパラメータを初期化する(5-14)ことにより、新たな無線ベアラを既存のセッ
    ションに追加するように構成された請求項６に記載の移動ステーション。
  8. 【請求項８】 コアネットワーク特有のハイパーフレーム番号の少なくとも
    一部分(41)をその加入者認識モジュールに記憶するように構成された請求項６又
    は７に記載の移動ステーション。
  9. 【請求項９】 移動ステーション(MS)への／からの多数の無線ベアラをサポ
    ートする無線アクセスネットワーク(RAN)のための無線ネットワークコントロー
    ラ(SRNC)であって、上記無線アクセスネットワークは、少なくとも２つのコアネ
    ットワーク(CS-CN,PS-CN)に接続され、上記無線ネットワークコントローラ(SRNC
    )は、 コアネットワーク特有の認証プロトコルを維持し、 無線ベアラ特有の暗号化プロセス(CP)を維持し、 各暗号化プロセスに対して、繰り返しシーケンス番号(43)と、この繰り返しシ
    ーケンス番号(43)が１サイクル完了するたびに増加されるハイパーフレーム番号
    (HFN)とを含むカウントパラメータ(C)を発生し、そして 各コアネットワーク(CS-CN,PS-CN)又は認証プロトコルに対して、 移動ステーション(MS)から、その移動ステーションとの以前のセッション中
    に使用された最大のハイパーフレーム番号を越えるハイパーフレーム番号を決定
    するための値を受け取り(5-6)、そしてその受け取った値に基づくハイパーフレ
    ーム番号で新たなセッションの第１無線ベアラを初期化する(5-8)、 というように構成されたことを特徴とする無線ネットワークコントローラ。
  10. 【請求項１０】 移動ステーション(MS)から、セッション中に使用されたハ
    イパーフレーム番号の最大番号を越えるハイパーフレーム番号を決定するための
    値を受け取り(5-16)、そして それを使用して新たな無線ベアラに対するカウントパラメータを初期化する、
    ことにより既存のセッションに新たな無線ベアラを追加するよう構成された請求
    項９に記載の無線ネットワークコントローラ(SRNC)。
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