JP2008048068A - 移動体通信システム及び移動体端末収容装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 セキュリティ通信を行っている移動体端末を収容している移動体端末収容装置間のハンドオーバ発生時における切り替え時間を短縮する。
【解決手段】 本発明は、移動体端末といずれかの移動体端末収容装置とがセキュリティ通信を行う移動体通信システムに関する。各移動体端末収容装置は、移動体端末を新規に又は移動に伴って収容したときには、セキュリティ通信を実行するために必要なセキュリティ情報を近傍の移動体端末収容装置に送信する送信手段と、収容していない移動体端末のセキュリティ情報を受信したときに保持する受信保持手段と、移動体端末の移動により、自己がその移動体端末を収容するようになったときに、保持セキュリティ情報に基づいて、移動体端末とのセキュリティ通信を実行するセキュリティ通信手段とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は移動体通信システム及び移動体端末収容装置に関し、例えば、ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を採用するＩＰ通信システムに適用し得るものである。

移動体端末をＩＰ通信システムの要素としているシステム（例えば、無線ＬＡＮ）も種々出現している。一般に、移動体端末は無線基地局を経由して通信を行うが、一つの無線基地局と端末が正常に通信できる距離は有限である。このため、無線基地局の位置が固定されている場合、端末の移動に伴って端末が通信を行う無線基地局を最寄りの基地局に切り替えることがある。これをハンドオーバという。この切り替えの手続きが完了するまで通信が途絶えるため、切り替えは瞬時に行われることが求められる。また一般に、端末のサービス網へのアクセス区間、特に無線区間を含む領域においては、通信内容の盗聴、改ざんに対応したセキュリティが考慮されている（非特許文献１、２参照）。セキュリティのための手続きは、通信開始時に、セキュリティが必要とされる通信機器との間で交わされ、セキュリティアルゴリズムや暗号化通信のための鍵などを決定するための情報が授受される。このとき決定されたアルゴリズムや鍵などは、異なるアルゴリズム及び鍵を持つ相手とは正常な通信ができないため、端末と対向通信機器とのセキュリティ関係は１対１のものとなる。
３ＧＰＰ ＴＳ ２３．２２８，"ＩＰ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ（ＩＭＳ）−Ｓｔａｇｅ２"， Ｔｈｅ ３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｔ ３ＧＰＰ ＴＳ ３３．２０３，"３Ｇ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ；Ａｃｃｅｓｓ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｆｏｒ ＩＰ−ｂａｓｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅ"， Ｔｈｅ ３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｔ

従来の移動体端末を含むＩＰ通信システムにおいては、ハンドオーバ発生時、移動体端末に対向する通信機器が切り替わると、セキュリティのための手続きを再度行い、セキュリティアルゴリズムや暗号化のための鍵などを端末と新たな対向通信機器との間で決定する必要がある。高度なセキュリティアルゴリズムでは、多量の演算が要求されるため、切り替え手続きに時間を要する。

そのため、セキュリティ通信を行っている移動体端末を収容している移動体端末収容装置間のハンドオーバ発生時における切り替え時間を短縮することができる移動体通信システムや移動体端末収容装置が望まれている。

第１の本発明は、複数の移動体端末収容装置を備え、移動体端末といずれかの移動体端末収容装置とがセキュリティ通信を行う移動体通信システムにおいて、上記各移動体端末収容装置が、上記移動体端末を新規に又は移動に伴って収容したときには、セキュリティ通信を実行するために必要なセキュリティ情報を、近傍の移動体端末収容装置に送信するセキュリティ情報先行送信手段と、自己が収容していない移動体端末に係るセキュリティ情報を近傍の移動体端末収容装置から受信したときに、受信したセキュリティ情報を保持するセキュリティ情報受信保持手段と、セキュリティ情報を保持している上記移動体端末の移動により、自己がその移動体端末を収容するようになったときに、保持しているセキュリティ情報に基づいて、上記移動体端末とのセキュリティ通信を実行するセキュリティ通信手段とを有することを特徴とする。

第２の本発明は、移動体端末とセキュリティ通信を行う移動体通信システムの移動体端末収容装置において、上記移動体端末を新規に又は移動に伴って収容したときには、セキュリティ通信を実行するために必要なセキュリティ情報を、近傍の移動体端末収容装置に送信するセキュリティ情報先行送信手段と、自己が収容していない移動体端末に係るセキュリティ情報を近傍の移動体端末収容装置から受信したときに、受信したセキュリティ情報を保持するセキュリティ情報受信保持手段と、セキュリティ情報を保持している上記移動体端末の移動により、自己がその移動体端末を収容するようになったときに、保持しているセキュリティ情報に基づいて、上記移動体端末とのセキュリティ通信を実行するセキュリティ通信手段とを有することを特徴とする。

本発明の移動体通信システム及び移動体端末収容装置によれば、セキュリティ通信を行っている移動体端末のハンドオーバ発生時に、新たに収容する移動体端末収容装置は予め受信しているセキュリティ情報を利用できるので、移動体端末収容装置間の切り替え時間を短縮することができる。

（Ａ）実施形態
以下、本発明による移動体通信システム及び移動体端末収容装置をＩＭＳ（ＩＰ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）に適用した一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。ここで、ＩＭＳは、Ａｌｌ−ＩＰベースの移動体通信網を検討する団体３ＧＰＰが提案している、ＳＩＰを利用したマルチメディア通信システムである。

（Ａ−１）実施形態の構成
図２は、実施形態のＩＭＳの基本構成例（ＩＭＳにおける各要素の配置例）を示したものである。

図２において、ＩＭＳ１におけるネットワーク構成は大きく２つに分けられ、移動体端末（以下、適宜、端末と略す）のアクセス形態、位置などにより変化する複数（図２では２つを取り出して示している）の存圏網１０（１０−Ａ、１０−Ｂ）と、端末のアクセス形態、位置によらずユーザにサービスを提供するホーム網２０を有する。

在圏網１０（１０−Ａ、１０−Ｂ）は、アクセス装置１２（１２−Ａ、１２−Ｂ）、及び、Ｐ−ＣＳＣＦ（Ｐｒｏｘｙ Ｃａｌｌ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）１３（１３−Ａ、１３−Ｂ）を有し、端末１１が適宜在圏する。一方、ホーム網２０は、Ｉ−ＣＳＣＦ（Ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｎｇ Ｃａｌｌ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）２１、Ｓ−ＣＳＣＦ（Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｃａｌｌ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）２２、及び、ＨＳＳ（Ｈｏｍｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｅｒｖｅｒ）２３を有する。

Ｐ−ＣＳＣＦ１３、Ｉ−ＣＳＣＦ２１及びＳ−ＣＳＣＦ２２は、通信サービスに対するセッション制御を行う機器で、ＣＳＣＦ間、及び、端末１１とＰ−ＣＳＣＦ１３との間のセッション制御プロトコルにはＳＩＰが用いられる。Ｐ−ＣＳＣＦ１３、Ｉ−ＣＳＣＦ２１、Ｓ−ＣＳＣＦ２２及びＨＳＳ２３は、機能的に見た構成要素であり、同一のハードウェア（例えば情報処理装置）上に構築されたものであっても良く、異なるハードウェア上に構築されたものであっても良い。また、複数台のハードウェアによって１つのＣＳＣＦが構築されていても良い。

この実施形態では、Ｐ−ＣＳＣＦ１３が移動体端末収容装置に該当する。

各端末１１は、アクセス装置１２と無線通信を行うものであり、このアクセス装置１２を介して、Ｐ−ＣＳＣＦ１３と通信を行うものである。この実施形態の場合、端末１１の詳細構成や処理は従来のものと同様であるので、その説明は省略する。

アクセス装置１２は、アクセスポイントや基地局などとして機能する中継装置であり、端末１１とは無線通信を行い、Ｐ−ＣＳＣＦ１３とは有線通信を行うものである。この実施形態の場合、アクセス装置１２とＰ−ＣＳＣＦ１３とは１対１で対応している。この実施形態の場合、アクセス装置１２の詳細構成や処理は従来のものと同様であるので、その説明は省略する。

Ｐ−ＣＳＣＦ１３は、端末１１がホーム網２０へアクセスするための最初に接続されるＣＳＣＦである。Ｐ−ＣＳＣＦ１３は、端末１１に対して、いわゆるアウトバウンドプロキシサーバの役割を担っている。ネットワークに接続する端末１１は、全てのＳＩＰメッセージの送受信をそのときに割り当てられているＰ−ＣＳＣＦ１３を介して行うものである。Ｐ−ＣＳＣＦ１３は、端末１１との間でメッセージの暗号化や圧縮を行うと共に、端末１１が設定するヘッダの正当性をチェックし、不正なメッセージがネットワーク（ホーム網２０）に対して送信されないことを保証する役割も担っている。

図１は、Ｐ−ＣＳＣＦ１３の機能的な内部構成を示すブロック図である。Ｐ−ＣＳＣＦ１３は、通信制御部３１、セキュリティ制御部３２及びセキュリティ情報管理部３３を有する。この実施形態の特徴との関係では、これらの各部は以下のような機能を担当する。

通信制御部３１は、ネットワーク３４（存圏網１０及びホーム網２０）との情報の授受を行うものである。セキュリティ制御部３２は、ネットワーク３４からの暗号化された情報（メッセージ）のデコードや、ネットワーク３４への情報の暗号化（エンコード）を行うものである。セキュリティ情報管理部３３は、デコードやエンコードの際に必要となる暗号化アルゴリズムやパラメータなどのセキュリティ情報の管理を行うものである。

この実施形態の場合、後述するように、セキュリティ情報管理部３３が、当該Ｐ−ＣＳＣＦ１３ではなく、他のＰ−ＣＳＣＦが収容（担当）している端末１１のセキュリティ情報ＡＳＥＣをも管理していることを特徴としている。また、セキュリティ情報管理部３３が、当該Ｐ−ＣＳＣＦ１３の隣接のＰ−ＣＳＣＦの情報ＮＰＣを管理していることも特徴としている。当該Ｐ−ＣＳＣＦ１３の隣接のＰ−ＣＳＣＦとは、当該Ｐ−ＣＳＣＦ１３に係るアクセス装置１２とそのアクセス装置がハンドオーバする関係にある近傍のＰ−ＣＳＣＦを言う。

この実施形態のＰ−ＣＳＣＦ１３は、通信制御部３１から得られた端末１１の接続、切断のイベントや、他のＰ−ＣＳＣＦからのセキュリティ情報の受信により、セキュリティ情報をセキュリティ情報管理部３３で保持又は消去し、また、通信制御部３１を通して他のＰ−ＣＳＣＦ１３へセキュリティ情報を送信するものである。Ｐ−ＣＳＣＦ１３の具体的な機能については、動作説明でより明らかにする。なお、複数のＰ−ＣＳＣＦ間の通信は、ホーム網２０を介して実行される。

Ｉ−ＣＳＣＦ２１は、他網からのＳＩＰメッセージを受けるためのプロキシサーバである。Ｉ−ＣＳＣＦ２１は、主に、受信したメッセージの内容から、自網内の適切なＳ−ＣＳＣＦ２２に対してメッセージを転送する役割を担っている。この実施形態の場合、Ｉ−ＣＳＣＦ２１の詳細構成や処理は従来のものと同様であるので、その説明は省略する。

Ｓ−ＣＳＣＦ２２は、ユーザに対して各種サービスを提供するための中心的なＳＩＰサーバである。Ｓ−ＣＳＣＦ２２は、管理するユーザに関する全てのメッセージがルーティングされるプロキシサーバとして、サービス実現のためのメッセージ処理を行うものである。また、Ｓ−ＣＳＣＦ２２は、端末１１からのＲＥＧＩＳＴＥＲリクエストを処理するレジストラサーバとして、ユーザのロケーション情報の管理も行うものである。この実施形態の場合、Ｓ−ＣＳＣＦ２２の詳細構成や処理は従来のものと同様であるので、その説明は省略する。

ＨＳＳ２３は、ユーザの認証情報やサービス情報などを保持するユーザ管理データベース（データ蓄積・管理装置）である。ＨＳＳ２３に対しては、Ｓ−ＣＳＣＦ２２、Ｉ−ＣＳＣＦ２１、Ｐ−ＣＳＣＦ１３からＤｉａｍｅｔｅｒと呼ばれるプロトコルによってユーザ情報に関する問い合わせが行われる。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、実施形態のＩＭＳにおける特徴動作を説明する。この実施形態では、ある端末１１を収容しているＰ−ＣＳＣＦ１３が、その端末１１とのセキュリティ情報を、隣接のＰ−ＣＳＣＦに予め配布しておくことを特徴としている。

図２において、端末１１が在圏網１０−Ａから在圏網１０−Ｂへ移動する場合を考える。端末１１は、移動前においては、在圏網１０−Ａでアクセス装置１２−Ａを通じてＰ−ＣＳＣＦ１３−Ａへメッセージを送信する。このとき、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−Ａとの間でセキュリティのための情報交換を行い、セキュリティ通信のためのパラメータの整合を取る。このときの端末１１との整合結果による情報を、符号ＳＥＣで示している。整合がうまく取れれば、端末１１とＰ−ＣＳＣＦ１３−Ａ間は整合されたパラメータをもとにした暗号化通信などのセキュアな通信が行われる。その後、端末１１が移動し、在圏網１０−Ｂで通信を始めようとする。従来であれば、このとき初めて、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−Ｂは端末１１と通信を開始するので、端末１１とのセキュリティに関するパラメータの整合が行われていないため、このままでは端末１１からの信号をＰ−ＣＳＣＦ１３−Ｂが処理することはできない。そこで、この実施形態では、端末１１とＰ−ＣＳＣＦ１３−Ｂで整合済みのセキュリティパラメータをＰ−ＣＳＣＦ１３−ＡからＰ−ＣＳＣＦ１３−Ｂへ予め通知し（この通知については後述する）、新たに端末１１とＰ−ＣＳＣＦ１３−Ｂでセキュリティパラメータの整合を取ることなしに通信を行うようにする。

以下、図３を参照しながら、Ｐ−ＣＳＣＦにおけるセキュリティ情報に関係する動作を説明する。

ここで、図３は、あるＰ−ＣＳＣＦ１３におけるセキュリティ情報管理部３３の処理（セキュリティ情報の送信元としての処理、及び、送信先としての処理を含む）を示しており、セッションの接続そのものの処理は省略している。すなわち、図３は、通信制御部３１からのネットワークイベント又は内部の周期的なイベントによりセキュリティ情報をどのように処理するかを示している。以下の説明において、パラメータＤはセキュリティ情報を伝達する距離（正確な距離ではなくポップ数）を規定するパラメータであり、パラメータＳはセキュリティ情報のシーケンス番号であり、パラメータＥはセキュリティ情報の有効期限である。なお、セキュリティ情報の送信時には端末１１を規定するようなユーザ情報も送信されるが、図３は、セキュリティ情報の処理という観点から記述されている。

発生したネットワークイベントが新規端末１１の接続であると（Ｅ１）、言い換えると、端末１１が通信を開始しようとして初めてアクセスしてくると、セキュリティ情報管理部３３は以下のように処理する。

すなわち、セキュリティ情報管理部３３は、セキュリティ情報を決定し（ステップ１００）、端末１１に対応付けてそのセキュリティ情報を保持する（ステップ１０１）。その後、パラメータＤより１だけ小さい値Ｄ’が０以上か負かを判別する（ステップ１０２）。値Ｄ’が負の場合には、イベントの待ち状態に戻る。一方、値Ｄ’が０以上であると、セキュリティ情報管理部３３は隣接する全てのＰ−ＣＳＣＦ（１３）へセキュリティ情報を送付（通知）して（ステップ１０３）、イベントの待ち状態に戻る。なお、このセキュリティ情報に付与されて送付されるパラメータＤの値は値Ｄ’にされる。ステップ１０３のセキュリティ情報の送付は、端末１１が在圏していない在圏網のＰ−ＣＳＣＦへの送付である。

発生したネットワークイベントがセキュリティ情報の保持済み端末１１の接続であると（Ｅ２）、セキュリティ情報管理部３３は以下のように処理する。ここで、セキュリティ情報の保持済み端末１１を接続する場合とは、端末１１が、当該Ｐ−ＣＳＣＦ（１３）に係る在圏網にハンドオーバしてきた場合である。

セキュリティ情報管理部３３は、まず、セキュリティ情報に付与されているシーケンス番号Ｓを１インクリメントした後（ステップ１１０）、保持しているセキュリティ情報に係るパラメータ（シーケンス番号Ｓや有効期限Ｅ）を更新する（ステップ１１１）。その後、上述したステップ１０２の処理に移行する。すなわち、パラメータＤに基づき、隣接する全てのＰ−ＣＳＣＦ（１３）へセキュリティ情報を送付（通知）することが必要かを確認し、送付の必要があれば送付する。

発生したネットワークイベントが接続中端末１１の切断であると（Ｅ３）、セキュリティ情報管理部３３は以下のように処理する。接続中端末１１の切断が生じるＰ−ＣＳＣＦ１３は、端末１１が在圏している在圏網のＰ−ＣＳＣＦである。

セキュリティ情報管理部３３は、切断イベントに対しては、パラメータＤを、今までのパラメータＤの符号反転値−Ｄとし（ステップ１２０）、その後、更新されたパラメータＤより１だけ大きい値Ｄ’が０以下か正かを判別する（ステップ１２１）。値Ｄ’が０以下の場合には、セキュリティ情報管理部３３は隣接する全てのＰ−ＣＳＣＦ（１３）へセキュリティ情報を送付（通知）した後（ステップ１２２）、保持していたセキュリティ情報を消去し（ステップ１２３）、イベントの待ち状態に戻る。なお、ステップ１２２で、セキュリティ情報に付与されて送付されるパラメータＤの値は値Ｄ’にされる。一方、値Ｄ’が正の場合には、セキュリティ情報管理部３３は、保持していたセキュリティ情報を直ちに消去し（ステップ１２３）、イベントの待ち状態に戻る。

発生したネットワークイベントがセキュリティ情報の受信であると（Ｅ４）、セキュリティ情報管理部３３は以下のように処理する。セキュリティ情報を受信する場合は、当該Ｐ−ＣＳＣＦ（１３）が、端末１１が在圏している在圏網（１０）の近傍の在圏網に位置しているものである場合である。

セキュリティ情報管理部３３は、まず、同一端末に係る保持しているセキュリティ情報に係るシーケンス番号Ｓと、受信したセキュリティ情報に係るシーケンス番号Ｓとの異同を判別する（ステップ１３０）。両シーケンス番号が同じ場合には、保持セキュリティ情報のパラメータＤ及び受信セキュリティ情報のパラメータＤの絶対値が大きいセキュリティ情報を保持セキュリティ情報として残す（ステップ１３１）。両シーケンス番号が異なる場合には、シーケンス番号が大きいセキュリティ情報を保持セキュリティ情報として残す（ステップ１３２）。なお、受信したセキュリティ情報に係る端末と同一の端末に係るセキュリティ情報を保持していない場合（その端末についてのセキュリティ情報の初めての受信の場合）には、図３では省略しているが、受信セキュリティ情報を保持する（以下の図４及び図５に係る説明では手順２０４が該当する）。

その後、セキュリティ情報管理部３３は、ステップ１３１及び１３２の処理を経て、保持セキュリティ情報が更新されたか否かを判別する（ステップ１３３）。なお、ある端末１１についての最初のセキュリティ情報の受信では、保持セキュリティ情報が更新されたと扱う。セキュリティ情報管理部３３は、保持セキュリティ情報が更新されなかった場合には、直ちにイベントの待ち状態に戻る。保持セキュリティ情報が更新された場合には、セキュリティ情報管理部３３は、そのパラメータＤの値を確認する（ステップ１３４）。パラメータＤが正のとき（端末の新規接続又はハンドオーバ接続によるセキュリティ情報の伝搬が必要な可能性があるとき）には、上述したステップ１０２の処理に移行し、パラメータＤが負のとき（接続中端末の切断によるセキュリティ情報の伝搬が必要なとき）には、上述したステップ１２１の処理に移行し、パラメータＤが０のとき（接続中端末の切断によるセキュリティ情報の伝搬が当該Ｐ−ＣＳＣＦで最後となるとき）には、保持していたセキュリティ情報を消去し（ステップ１３５）、イベントの待ち状態に戻る。

セキュリティ情報の有効期限の確認という周期起動イベントが生じると（Ｅ５）、セキュリティ情報管理部３３は、各端末について保持しているセキュリティ情報の中から、有効期限Ｅを越えているセキュリティ情報を削除し（ステップ１４０）、イベントの待ち状態に戻る。

図４は、端末１１−Ａの新規接続に伴うセキュリティ情報の伝搬の様子を示す説明図であり、図５は、図４の場合に係るシーケンス図である。

Ｐ−ＣＳＣＦ１３−１に係る在圏網１０−１に在圏する端末１１−Ａが新たなセッションを確立（接続）する際には、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−１及び端末１１−Ａがセキュリティに関する情報などを交換し、暗号化アルゴリズムなどを決定する（手順２０１）。Ｐ−ＣＳＣＦ１３−１は、端末１１−Ａに対するセキュリティ情報として保持する（手順２０２）。このセキュリティ情報に係るパラメータＤ及びＥは、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−１に予め設定されている値を用いる。ここでは、パラメータＤが「２」、パラメータＥが「３６００」とする。なお、予め設定されているパラメータＤ及びＥの値は、全てのＰ−ＣＳＣＦで同じであっても良く、近傍のＰ−ＣＳＣＦの疎密などに応じて、Ｐ−ＣＳＣＦ毎に個別設定するものであっても良い。また、パラメータＳは、新規のセッションの確立に伴うので初期値「０」とする。

Ｐ−ＣＳＣＦ１３−１は、保持セキュリティ情報のパラメータＤの値より１だけ小さい値でも０以上であるので、パラメータＤが保持セキュリティ情報のパラメータＤの値より１だけ小さくなっているセキュリティ情報を、隣接するＰ−ＣＳＣＦ１３−２、１３−３及び１３−４に送信する（手順２０３）。なお、図５では、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−２及び１３−３への送信の図示を省略している。

隣接Ｐ−ＣＳＣＦ１３−２、１３−３及び１３−４はそれぞれ、受信したセキュリティ情報に係る端末１１−Ａの情報を保持しておらず、受信セキュリティ情報のパラメータＤが正であるので、受信セキュリティ情報を保持する（手順２０４）。

また、隣接Ｐ−ＣＳＣＦ１３−２、１３−３及び１３−４はそれぞれ、保持セキュリティ情報のパラメータＤの値より１だけ小さい値でも０以上であるので、パラメータＤが保持セキュリティ情報のパラメータＤの値より１だけ小さくなっているセキュリティ情報を、隣接するＰ−ＣＳＣＦに送信する（手順２０５、２０８）。但し、送信元である隣接するＰ−ＣＳＣＦ１３−１には送信しないようにしても良く、送信し、送信元側で破棄するようにしても良い（図３のステップ１３１参照）。図４の例では、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−２はＰ−ＣＳＣＦ１３−５に送信し、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−３はＰ−ＣＳＣＦ１３−４に送信し、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−４はＰ−ＣＳＣＦ１３−３及び１３−６に送信する。図５では、一部の送信の様子を省略している。

Ｐ−ＣＳＣＦ１３−６は、受信したセキュリティ情報は端末１１−Ａに関する最初のセキュリティ情報であるので、一旦、保持するが、そのセキュリティ情報のパラメータＤが０であるので直ちに保持セキュリティ情報を消去する（手順２０６）。これにより、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−６は、さらなる隣接Ｐ−ＣＳＣＦへのセキュリティ情報の送信動作を実行しない（手順２０７）。なお、保持セキュリティ情報の消去とは関係なく、保持セキュリティ情報のパラメータＤの値より１だけ小さい値が負になっていることに基づいて、さらなる隣接Ｐ−ＣＳＣＦへのセキュリティ情報の送信動作を実行しないようにしても良い。

送信元Ｐ−ＣＳＣＦ１３−１に対する隣接Ｐ−ＣＳＣＦ１３−３のセキュリティ情報の送信によっても、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−４にはセキュリティ情報が到達する。すなわち、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−４には、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−１が送信したパラメータＤが「１」のセキュリティ情報が到達して保持された後に、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−３が送信したパラメータＤが「０」のセキュリティ情報が到達する。Ｐ−ＣＳＣＦ１３−３が送信したセキュリティ情報を受信したときには、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−４には、同一端末１１−Ａに係る保持セキュリティ情報が存在するので、シーケンス番号Ｓを比較する（手順２０９）。シーケンス番号Ｓが一致しているので、同じシーケンスでの自己までの経路のずれ（受信時刻のずれ）とみなし、パラメータＤが大きい値の（自己までのホップ数が少ない）セキュリティ情報を保持セキュリティ情報として残す（手順２１０）。

各Ｐ−ＣＳＣＦ１３−１〜１３−６が図３に示すような処理を実行することにより、端末１１−Ａの新規接続時には、図４に示すように、端末１１−Ａを収容しているＰ−ＣＳＣＦ１３−１に対して隣接しているＰ−ＣＳＣＦ１３−２、１３−３及び１３−４も、端末１１−Ａに関するセキュリティ情報を保持している。そのため、端末１１−Ａが、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−１の在圏網１０−１から、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−２、１３−３又は１３−４の在圏網１０−２、１０−３又は１０−４にハンドオーバしても、セキュリティのためのネゴシエーションを再び行うことなく、直ちに、通信を行うことができる。

図６は、端末１１−Ａの接続中移動に伴うセキュリティ情報の伝搬の様子を示す説明図であり、上述した図４に示す状態からの移動の場合を示している。図６は、移動先の在圏網にかかるＰ−ＣＳＣＦがＰ−ＣＳＣＦ１３−２の場合を示している。

端末１１−Ａを新たに収容したＰ−ＣＳＣＦ１３−２がセキュリティ情報の送信元となる。この場合のセキュリティ情報の伝搬でも、各Ｐ−ＣＳＣＦは図３に示した処理を実行する。なお、このような移動により、シーケンス番号Ｓは１インクリメントされる。詳述はしないが、セキュリティ情報は、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−１、１３−３、１３−４及び１３−５に与えられるが、セキュリティ情報の保持は、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−１及び１３−５でなされる。

図７は、接続中の端末１１−Ａが切断したことによるセキュリティ情報の伝搬の様子を示す説明図であり、上述した図６に示す状態で切断した場合を示している。

切断を指示した端末１１−Ａを収容しているＰ−ＣＳＣＦ１３−２がセキュリティ情報の送信元となる。この場合のセキュリティ情報の伝搬でも、各Ｐ−ＣＳＣＦは図３に示した処理を実行する。なお、切断指示によっても、シーケンス番号Ｓを１インクリメントし、セキュリティ情報の相違を認識させるようにする。詳述はしないが、セキュリティ情報は、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−１、１３−３、１３−４及び１３−５に与えられ、保持セキュリティ情報の削除は、Ｐ−ＣＳＣＦ１３−１及び１３−５でなされる。

（Ａ−３）実施形態の効果
以上のように、上記実施形態によれば、予め隣接するＰ−ＣＳＣＦにセキュリティ情報を伝達し、保持させるようにしたので、ハンドオーバ発生時に、セキュリティパラメータの整合に関する手順を省略することができ、ハンドオーバの所要時間を短縮することができる。

（Ｂ）他の実施形態
上記実施形態においては、端末の状態が変化するたびに、その都度、端末に関するセキュリティ情報を伝達するものであったが、１個のＰ−ＣＳＣＦが複数の端末を扱うような場合、Ｐ−ＣＳＣＦ間の情報伝達のメッセージ数が多くなる。そこで、保持している複数の情報（複数端末についての情報）をひとつのメッセージで定期的に交換することで全体のＰ−ＣＳＣＦ間のメッセージ数を減らすようにしても良い。但し、このようにした場合には、保持セキュリティ情報が逐次更新されるわけではないので、端末の移動速度や、情報伝達とハンドオーバ発生のタイミングによっては、情報伝達ができていない、つまり、セキュリティ情報を保持していないＰ−ＣＳＣＦへ端末が移動することもあり得る。上述のような定期的な更新方法を適用する場合には、伝達距離パラメータＤを大きな値として、セキュリティ情報が保持されているＰ−ＣＳＣＦの領域を広くすることにより、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。

なお、伝達距離Ｄは、定期的な更新方法を適用するか否かに拘わらず、任意に設定できるようにしても良い。

セキュリティ情報は、端末及びＰ−ＣＳＣＦ間のセキュリティ通信を、端末と新たなＰ−ＣＳＣＦとの間でも確保できるようにする情報であれば、その情報の具体的な種類は問われないものである。

上記実施形態では、伝達距離パラメータＤを利用してセキュリティ情報の伝達範囲を規定するものを示したが、他の方法によって、セキュリティ情報の伝達範囲を規定するようにしても良い。例えば、セキュリティ情報の送信元のＰ−ＣＳＣＦが、送り先のＰ−ＣＳＣＦの識別情報（アドレス）を全て含めて同報送信させ、セキュリティ情報の伝達範囲を規定する。

また、上記実施形態においては、端末との接続を切断した際にもＰ−ＣＳＣＦがセキュリティ情報を配布して他のＰ−ＣＳＣＦの保持セキュリティ情報を消去させるものを示したが、他のＰ−ＣＳＣＦにおける保持セキュリティ情報の消去を他の方法によって行うようにしても良い。端末との接続を切断した際も、例えば、有効期限の超過による保持セキュリティ情報の消去に委ねるようにしても良い。

さらに、上記実施形態においては、切断時に送信する情報にもセキュリティ情報を含むものを示したが、セキュリティに関する情報を含まない切断情報を送信するようにしても良い。

上記実施形態では、ＩＭＳに本発明を適用したものであったが、移動体端末及び移動体端末収容装置間でセキュリティ通信を行う他の移動体通信システムに対しても、本発明を適用することができる。ここで、移動体端末収容装置とは、上記実施形態におけるＰ−ＣＳＣＦのような機器であっても良く、また、基地局などであっても良く、移動体端末ではない方のセキュリティ通信のエンド機器を言う。

実施形態のＰ−ＣＳＣＦの内部構成を示すブロック図である。 実施形態のＩＭＳの基本構成例を示すブロック図である。 実施形態のＰ−ＣＳＣＦにおけるセキュリティ情報管理部の処理を示すフローチャートである。 実施形態の端末の新規接続に伴うセキュリティ情報の伝搬の様子を示す説明図である。 図４の場合に係るシーケンス図である。 実施形態の端末の移動に伴うセキュリティ情報の伝搬の様子を示す説明図である。 実施形態の端末の切断に伴うセキュリティ情報の伝搬の様子を示す説明図である。

符号の説明

１０−Ａ、１０−Ｂ…在圏網、１１、１１−Ａ…端末、１２−Ａ、１２−Ｂ…アクセス装置、１３−Ａ、１３−Ｂ、１３−１〜１３−６…Ｐ−ＣＳＣＦ、３１…通信制御部、３２…セキュリティ情報管理部、３３…セキュリティ制御部。

Claims (8)

1. 複数の移動体端末収容装置を備え、移動体端末といずれかの移動体端末収容装置とがセキュリティ通信を行う移動体通信システムにおいて、
   上記各移動体端末収容装置が、
   上記移動体端末を新規に又は移動に伴って収容したときには、セキュリティ通信を実行するために必要なセキュリティ情報を、近傍の移動体端末収容装置に送信するセキュリティ情報先行送信手段と、
   自己が収容していない移動体端末に係るセキュリティ情報を近傍の移動体端末収容装置から受信したときに、受信したセキュリティ情報を保持するセキュリティ情報受信保持手段と、
   セキュリティ情報を保持している上記移動体端末の移動により、自己がその移動体端末を収容するようになったときに、保持しているセキュリティ情報に基づいて、上記移動体端末とのセキュリティ通信を実行するセキュリティ通信手段とを有する
   ことを特徴とする移動体通信システム。
2. 上記セキュリティ情報先行送信手段は、上記セキュリティ情報に伝達距離の情報を盛り込んで送信するものであると共に、
   上記各移動体端末収容装置が、受信したセキュリティ情報の伝達距離の情報に基づいて中継送信の必要性を判断し、中継送信の必要があるとき、受信したセキュリティ情報を中継送信するセキュリティ情報中継手段をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の移動体通信システム。
3. 上記各移動体端末収容装置が、
   自己が収容している移動体端末との接続が切断したときに、切断情報を、近傍の移動体端末収容装置に送信する切断情報送信手段と、
   自己が収容していない移動体端末に係る切断情報を近傍の移動体端末収容装置から受信したときに、その切断情報に係る移動体端末のセキュリティ情報を保持していれば保持セキュリティ情報を消去するセキュリティ情報消去手段とをさらに有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体通信システム。
4. 上記切断情報送信手段は、上記切断情報に伝達距離の情報を盛り込んで送信するものであると共に、
   上記各移動体端末収容装置が、受信した切断情報の伝達距離の情報に基づいて中継送信の必要性を判断し、中継送信の必要があるとき、受信した切断情報を中継送信する切断情報中継手段をさらに有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の移動体通信システム。
5. 移動体端末とセキュリティ通信を行う移動体通信システムの移動体端末収容装置において、
   上記移動体端末を新規に又は移動に伴って収容したときには、セキュリティ通信を実行するために必要なセキュリティ情報を、近傍の移動体端末収容装置に送信するセキュリティ情報先行送信手段と、
   自己が収容していない移動体端末に係るセキュリティ情報を近傍の移動体端末収容装置から受信したときに、受信したセキュリティ情報を保持するセキュリティ情報受信保持手段と、
   セキュリティ情報を保持している上記移動体端末の移動により、自己がその移動体端末を収容するようになったときに、保持しているセキュリティ情報に基づいて、上記移動体端末とのセキュリティ通信を実行するセキュリティ通信手段とを有する
   ことを特徴とする移動体端末収容装置。
6. 上記セキュリティ情報先行送信手段は、上記セキュリティ情報に伝達距離の情報を盛り込んで送信するものであると共に、
   受信したセキュリティ情報の伝達距離の情報に基づいて中継送信の必要性を判断し、中継送信の必要があるとき、受信したセキュリティ情報を中継送信するセキュリティ情報中継手段をさらに有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の移動体端末収容装置。
7. 自己が収容している移動体端末との接続が切断したときに、切断情報を、近傍の移動体端末収容装置に送信する切断情報送信手段と、
   自己が収容していない移動体端末に係る切断情報を近傍の移動体端末収容装置から受信したときに、その切断情報に係る移動体端末のセキュリティ情報を保持していれば保持セキュリティ情報を消去するセキュリティ情報消去手段とをさらに有する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の移動体端末収容装置。
8. 上記切断情報送信手段は、上記切断情報に伝達距離の情報を盛り込んで送信するものであると共に、
   受信した切断情報の伝達距離の情報に基づいて中継送信の必要性を判断し、中継送信の必要があるとき、受信した切断情報を中継送信する切断情報中継手段をさらに有する
   ことを特徴とする請求項７に記載の移動体端末収容装置。
   

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