JP2008131654A - 無線通信システムにおける完全性保護方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連結メッセージの完全性保護方法及び装置を提供する。
【解決手段】方法は、ＮＡＳメッセージと、該ＮＡＳメッセージの第一ＭＡＣコードと、ＲＲＣメッセージと、連結メッセージの第二ＭＡＣコードを含んだ連結メッセージを受信する段階と、上記連結メッセージに対して完全性保護プロセスを実行する段階と、上記第二ＭＡＣコードが完全性保護プロセスを通過しなかった場合にＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージを削除し、ＮＡＳメッセージを上位層に送信しない段階とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は無線通信システムにおける完全性保護方法に関し、特に完全性保護を正確に実行し、情報の安全性を確保する方法及び装置に関する。

第三世代移動通信技術は高スペクトル利用効率、高カバー率、優れた通話品質と高速伝送を実現するとともに、ＱｏＳ（サービス品質）の確保、柔軟性のある双方向通信の実現、通話中断率の低減に大きく寄与する。従来の第三世代移動通信規格によれば、第三世代移動通信システムのプロトコルスタックはＡＳ（アクセスストラタム）、ＮＡＳ（ノンアクセスストラタム）に分けられ、ＡＳには副層としてＲＲＣ（無線資源制御）、ＲＬＣ（無線リンク制御）、ＭＡＣ（媒体アクセス制御）、ＰＤＣＰ（パケットデータ収斂プロトコル）、ＢＭＣ（ブロードキャスト／マルチキャスト制御）などが含まれる。詳しくは当業者に周知なので、ここで説明を省略する。

ユーザーデータと信号情報の傍受による損害を防止することを目的として、従来の第三世代移動通信システムでは完全性保護プロセスで情報送信の安全性を確保することができる。完全性保護プロセスの起動後、ユーザー端末とネットワークは信号ごとにメッセージ確認コード（ＭＡＣ）を添付する。その内容は毎回異なるので、合法的なユーザー端末とネットワークではその正確性が判別できる。完全性検査の結果が正確であれば信号を受信して信号どおりに動作し、不正確であれば対応するメッセージを未受信とみなす。

しかし、高速データ伝送とマルチメディアアプリケーションが発展する中で、第三世代移動通信のスペクトル利用効率と送信速度はもはや市場の要求に対応できなくなっている。したがって、次世代の通信技術が必要とされ、それにかかる通信プロトコルの改定も行われている。

例えばＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）無線通信システムは、第三世代移動通信システム（例えばＵＭＴＳ（汎用移動通信システム））をもとに確立されたアドバンスド高速無線通信システムである。ＬＴＥ無線通信システムはパケット交換のみサポートし、そのＲＬＣ層とＭＡＣ層は基地局（ノードＢ）とＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）に別々に設けるのでなく、同一のネットワークエンティティー（例えば基地局）に統合されているので、構造が比較的に簡単である。

完備した通信規格を制定するには多数の修正と改定が必要とされる。ＬＴＥ無線通信システムの構造は一部、技術報告の段階にとどまり、正式なプロトコル規格にはなっていない。また、一部のプロトコルエンティティーの機能もまだ研究中であって改善を待っている。

ＬＴＥ無線通信システムの規定された構造については以下のとおりである。
１．ユーザープレーンのプロトコル構造は下から上まで物理層、ＭＡＣ層、ＲＬＣ層、ＰＤＣＰ層からなる。
２．制御プレーンのプロトコル構造は下から上まで物理層、ＭＡＣ層、ＲＬＣ層、ＲＲＣ層、ＰＤＣＰ層、ＮＡＳからなる。
３．ユーザープレーンのデータ暗号化保護はＰＤＣＰ層で行われる。
４．制御プレーンのＲＲＣメッセージ暗号化保護と完全性保護はＲＲＣ層で行われ、ＮＡＳメッセージの暗号化保護と完全性保護はＰＤＣＰ層で行われる。
５．ＮＡＳメッセージはＲＲＣメッセージと連結（ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｅ）することができる（連結しなくてもよい）。
６．非連結メッセージにはＲＲＣ層による完全性保護を与えない。
７．連結メッセージのＲＲＣ層による完全性保護の動作方式についてはまだ研究中である。
８．ＲＬＣ層ではプロトコルエラー検出と回復を実行する。

以上のとおり、連結メッセージのＲＲＣ層による完全性保護の動作方式については、従来規定されていないところである。

本発明は上記従来の問題を解決することを目的として、無線通信システムにおける完全性保護方法及び装置を提供することを課題とする。

本発明は無線通信システムの受信端における完全性保護方法を提供する。該方法は、ＮＡＳ（ノンアクセスストラタム）メッセージと、該ＮＡＳメッセージの第一ＭＡＣ（メッセージ確認）コードと、ＲＲＣ（無線資源制御）メッセージと、連結メッセージの第二ＭＡＣコードを含んだ連結メッセージを受信する段階と、上記連結メッセージに対して完全性保護プロセスを実行する段階と、上記第二ＭＡＣコードが完全性保護プロセスを通過しなかった場合にＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージを削除し、ＮＡＳメッセージを上位層に送信しない段階とを含む。

本発明は更に、無線通信システムの送信端における完全性保護方法を提供する。該方法は、第一ＮＡＳメッセージに対して完全性保護プロセスを行い、該第一ＮＡＳメッセージにＭＡＣコードを添付して第二ＮＡＳメッセージにする段階と、上記第二ＮＡＳメッセージと、ＭＡＣコードを含まないＲＲＣメッセージを連結して連結メッセージにする段階と、上記連結メッセージに対して別途の完全性保護プロセスを行わない段階と、上記連結メッセージを送信する段階とを含む。

本発明は更に、無線通信システムの送信端における完全性保護方法を提供する。該方法は、第一ＮＡＳメッセージに対して完全性保護プロセスを行い、該第一ＮＡＳメッセージに第一ＭＡＣコードを添付して第二ＮＡＳメッセージにする段階と、上記第二ＮＡＳメッセージと、ＭＡＣコードを含まないＲＲＣメッセージを連結して第一連結メッセージにする段階と、上記第一連結メッセージに対して別途に完全性保護プロセスを行い、該第一連結メッセージに第二ＭＡＣコードを添付して第二連結メッセージにする段階と、上記第二連結メッセージを送信する段階とを含む。

本発明は更に、無線通信システムにおいて完全性保護を正確に実行する通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現する制御回路と、制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵ（中央処理装置）と、制御回路の中にＣＰＵと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置とを含む。該プログラムコードは、ＮＡＳメッセージと、該ＮＡＳメッセージの第一ＭＡＣコードと、ＲＲＣメッセージと、連結メッセージの第二ＭＡＣコードを含んだ連結メッセージを受信するコードと、上記連結メッセージに対して完全性保護プロセスを実行するコードと、上記第二ＭＡＣコードが完全性保護プロセスを通過しなかった場合にＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージを削除し、ＮＡＳメッセージを上位層に送信しないコードとを含む。

本発明は更に、無線通信システムにおいて完全性保護を正確に実行する通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現する制御回路と、制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵと、制御回路の中にＣＰＵと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置とを含む。該プログラムコードは、第一ＮＡＳメッセージに対して完全性保護プロセスを行い、該第一ＮＡＳメッセージにＭＡＣコードを添付して第二ＮＡＳメッセージにするコードと、上記第二ＮＡＳメッセージと、ＭＡＣコードを含まないＲＲＣメッセージを連結して連結メッセージにするコードと、上記連結メッセージに対して別途の完全性保護プロセスを行わないコードと、上記連結メッセージを送信するコードとを含む。

本発明は更に、無線通信システムにおいて完全性保護を正確に実行する通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現する制御回路と、制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵと、制御回路の中にＣＰＵと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置とを含む。該プログラムコードは、ＮＡＳメッセージと、該ＮＡＳメッセージの第一ＭＡＣコードと、ＲＲＣメッセージと、連結メッセージの第二ＭＡＣコードを含んだ連結メッセージを受信するコードと、上記連結メッセージに対して完全性保護プロセスを実行するコードと、上記第二ＭＡＣコードが完全性保護プロセスを通過しなかった場合にＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージを削除し、ＮＡＳメッセージを上位層に送信しないコードとを含む。

本発明は連結メッセージの完全性保護に関して種々の方法を提案する。これらの方法は完全性保護を正確に実行するか、送信効率を高めるか、情報の安全性を向上させる効果がある。

かかる方法及び装置の特徴を詳述することを目的として、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。

図１を参照する。図１は無線通信システムに設けられる無線通信装置１００のブロック図である。該無線通信システムは望ましくはＬＴＥ無線通信システムである。説明を簡素化することを目的として、図１では無線通信装置１００の入力装置１０２、出力装置１０４、制御回路１０６、ＣＰＵ（中央処理装置）１０８、記憶装置１１０、プログラムコード１１２及びトランシーバー１１４のみ描かれている。無線通信装置１００では、制御回路１０６はＣＰＵ１０８を用いて記憶装置１１０に記録されたプログラムコード１１２を実行し、無線通信装置１００の動作を制御し、入力装置１０２（例えばキーボード）でユーザーが入力した信号を受信し、出力装置１０４（スクリーン、スピーカーなど）で映像、音声などの信号を出力する。無線信号を受発信するトランシーバー１１４は受信した信号を制御回路１０６に送信し、または制御回路１０６による信号を無線で出力する。言い換えれば、通信プロトコルに当てはめれば、トランシーバー１１４は第一層の一部とみなされ、制御回路１０６は第二層と第三層の機能を実現する。

図２を参照する。図２は図１に示すプログラムコード１１２を表す説明図である。プログラムコード１１２はＮＡＳインターフェイス２００と、第三層インターフェイス２０２と、第二層インターフェイス２０６を備え、第一層インターフェイス２１８と接続されている。ＮＡＳインターフェイス２００ではＮＡＳメッセージを生成してＮＡＳ機能を実行する。第三層インターフェイス２０２は望ましくはＲＲＣ層インターフェイスとＰＤＣＰ層インターフェイスを備え、これで資源制御を実行する。第二層インターフェイス２０６はリンク制御を実行し、第一層インターフェイス２１８は実体接続を実現する。

情報の安全性を確保することを目的として、上記プログラムコード１１２で完全性保護を行って、信号の偽造による安全性の低下を回避することができる。それに鑑みて、本発明ではセキュリティー検証プログラムコード２２０を提供し、これで完全性保護を実行する。図３を参照する。図３は本発明の実施例１による方法３０のフローチャートである。下記方法３０は無線通信システムにおける完全性保護に用いられ、セキュリティー検証プログラムコード２２０としてコンパイルすることができる。

ステップ３００：開始。
ステップ３０２：連結メッセージを受信する。該連結メッセージは、ＮＡＳメッセージと、該ＮＡＳメッセージの第一ＭＡＣコードと、ＲＲＣメッセージと、該連結メッセージの第二ＭＡＣコードを含む。
ステップ３０４：上記連結メッセージに対して完全性保護プロセスを実行する。
ステップ３０６：第二ＭＡＣコードが完全性保護プロセスを通過しなかった場合にＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージを削除し、ＮＡＳメッセージを上位層に送信しない。
ステップ３０８：終了。

以上のとおり、本発明の実施例１では完全性保護プロセスを通過しなかった連結メッセージに含まれたＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージを削除し、ＮＡＳメッセージを上位層に送信しない。望ましくはＲＲＣメッセージに対して完全性保護プロセスを行い、ＮＡＳメッセージには完全性保護プロセスを行わない。

この場合、連結メッセージ（即ちＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージを含んだメッセージ）のＲＲＣメッセージだけが完全性保護プロセスを通過しなかった場合、該ＲＲＣメッセージが偽造だと判明するほか、それと連結するＮＡＳメッセージも偽造でありうるので、上位層に送信せずに削除する。

したがって、上記方法３０は連結メッセージに対して完全性保護を正確に実行し、情報の安全性を向上させることができる。

図４を参照する。図４は本発明の実施例２による方法４０のフローチャートである。下記方法４０は無線通信システムにおける完全性保護に用いられ、セキュリティー検証プログラムコード２２０としてコンパイルすることができる。

ステップ４００：開始。
ステップ４０２：第一ＮＡＳメッセージに対して完全性保護プロセスを行い、該第一ＮＡＳメッセージにＭＡＣコードを添付して第二ＮＡＳメッセージにする。
ステップ４０４：上記第二ＮＡＳメッセージと、ＭＡＣコードを含まないＲＲＣメッセージを連結して連結メッセージにする。
ステップ４０６：上記連結メッセージに対して別途の完全性保護プロセスを行わない。
ステップ４０８：上記連結メッセージを送信する。
ステップ４１０：終了。

以上のとおり、ＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージを含んだ連結メッセージが形成した後、その中のＮＡＳメッセージには既に完全性保護が実行されるので、本発明では別途に完全性保護プロセスを行わない。したがって、本発明はＭＡＣコードを節減して連結メッセージの長さを抑制することができる。

以上のとおり、ＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージを含んだ連結メッセージに対して完全性保護が実行された場合、本発明ではＭＡＣコードを節減し、情報の安全性に影響せずに送信効率を高めることができる。

図５を参照する。図５は本発明の実施例３による方法５０のフローチャートである。下記方法５０は無線通信システムにおける完全性保護に用いられ、セキュリティー検証プログラムコード２２０としてコンパイルすることができる。

ステップ５００：開始。
ステップ５０２：第一ＮＡＳメッセージに対して完全性保護プロセスを行い、該第一ＮＡＳメッセージに第一ＭＡＣコードを添付して第二ＮＡＳメッセージにする。
ステップ５０４：上記第二ＮＡＳメッセージと、ＭＡＣコードを含まないＲＲＣメッセージを連結して第一連結メッセージにする。
ステップ５０６：第一連結メッセージに対して別途に完全性保護プロセスを行い、該第一連結メッセージに第二ＭＡＣコードを添付して第二連結メッセージにする。
ステップ５０８：第二連結メッセージを送信する。
ステップ５１０：終了。

以上のとおり、ＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージを含んだ連結メッセージが形成した後、本発明の実施例３では連結メッセージの中のＲＲＣメッセージだけでなく、連結メッセージ全体に対して別途の完全性保護プロセスを行う。連結メッセージの中のＲＲＣメッセージに対して別途の完全性保護プロセスを実行する実施例であれ、連結メッセージの全体に対して別途の完全性保護プロセスを実行する実施例であれ、それにより生成したＭＡＣコードはいずれも同じであるので、後者が第二連結メッセージの長さを増やすことはない。

したがって、本発明は送信効率に影響せずに連結メッセージの全体に対して完全性保護プロセスをもう１回実行することができ、情報安全性の確保に役立つ。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

本発明は従来の動作条件を変更したのみであり、実施可能である。

本発明による無線通信装置のブロック図である。 図１に示すプログラムコードを表す説明図である。 本発明の実施例１による方法のフローチャートである。 本発明の実施例２による方法のフローチャートである。 本発明の実施例３による方法のフローチャートである。

符号の説明

１００ 無線通信装置
１０２ 入力装置
１０４ 出力装置
１０６ 制御回路
１０８ ＣＰＵ
１１０ 記憶装置
１１２ プログラムコード
１１４ トランシーバー
２００ ＮＡＳインターフェイス
２０２ 第三層インターフェイス
２０６ 第二層インターフェイス
２１８ 第一層インターフェイス
２２０ セキュリティー検証プログラムコード

Claims (8)

1. 無線通信システムの受信端における完全性保護方法であって、
   ＮＡＳ（ノンアクセスストラタム）メッセージと、該ＮＡＳメッセージの第一ＭＡＣ（メッセージ確認）コードと、ＲＲＣ（無線資源制御）メッセージと、連結メッセージの第二ＭＡＣコードを含んだ連結メッセージを受信する段階と、
   上記連結メッセージに対して完全性保護プロセスを実行する段階と、
   上記第二ＭＡＣコードが完全性保護プロセスを通過しなかった場合にＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージを削除し、ＮＡＳメッセージを上位層に送信しない段階とを含むことを特徴とする完全性保護方法。
2. 前記完全性保護プロセスはＲＲＣメッセージに対して行われることを特徴とする請求項１に記載の完全性保護方法。
3. 無線通信システムの送信端における完全性保護方法であって、
   第一ＮＡＳメッセージに対して完全性保護プロセスを行い、該第一ＮＡＳメッセージにＭＡＣコードを添付して第二ＮＡＳメッセージにする段階と、
   上記第二ＮＡＳメッセージと、ＭＡＣコードを含まないＲＲＣメッセージを連結して連結メッセージにする段階と、
   上記連結メッセージに対して別途の完全性保護プロセスを行わない段階と、
   上記連結メッセージを送信する段階と
   を含むことを特徴とする完全性保護方法。
4. 無線通信システムの送信端における完全性保護方法であって、
   第一ＮＡＳメッセージに対して完全性保護プロセスを行い、該第一ＮＡＳメッセージに第一ＭＡＣコードを添付して第二ＮＡＳメッセージにする段階と、
   上記第二ＮＡＳメッセージと、ＭＡＣコードを含まないＲＲＣメッセージを連結して第一連結メッセージにする段階と、
   上記第一連結メッセージに対して別途に完全性保護プロセスを行い、該第一連結メッセージに第二ＭＡＣコードを添付して第二連結メッセージにする段階と、
   上記第二連結メッセージを送信する段階と
   を含むことを特徴とする完全性保護方法。
5. 無線通信システムにおいて完全性保護を正確に実行する通信装置であって、
   通信装置の機能を実現する制御回路と、
   制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵ（中央処理装置）と、
   制御回路の中にＣＰＵと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置と
   を含み、
   該プログラムコードは、
   ＮＡＳメッセージと、該ＮＡＳメッセージの第一ＭＡＣコードと、ＲＲＣメッセージと、連結メッセージの第二ＭＡＣコードを含んだ連結メッセージを受信するコードと、
   上記連結メッセージに対して完全性保護プロセスを実行するコードと、
   上記第二ＭＡＣコードが完全性保護プロセスを通過しなかった場合にＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージを削除し、ＮＡＳメッセージを上位層に送信しないコードと
   を含むことを特徴とする通信装置。
6. 前記プログラムコードに含まれた完全性保護プロセスはＲＲＣメッセージに対して行われることを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
7. 無線通信システムにおいて完全性保護を正確に実行する通信装置であって、
   通信装置の機能を実現する制御回路と、
   制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵと、
   制御回路の中にＣＰＵと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置と
   を含み、
   該プログラムコードは、
   第一ＮＡＳメッセージに対して完全性保護プロセスを行い、該第一ＮＡＳメッセージにＭＡＣコードを添付して第二ＮＡＳメッセージにするコードと、
   上記第二ＮＡＳメッセージと、ＭＡＣコードを含まないＲＲＣメッセージを連結して連結メッセージにするコードと、
   上記連結メッセージに対して別途の完全性保護プロセスを行わないコードと、
   上記連結メッセージを送信するコードと
   を含むことを特徴とする通信装置。
8. 無線通信システムにおいて完全性保護を正確に実行する通信装置であって、
   通信装置の機能を実現する制御回路と、
   制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵと、
   制御回路の中にＣＰＵと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置と
   を含み、
   該プログラムコードは、
   ＮＡＳメッセージと、該ＮＡＳメッセージの第一ＭＡＣコードと、ＲＲＣメッセージと、連結メッセージの第二ＭＡＣコードを含んだ連結メッセージを受信するコードと、
   上記連結メッセージに対して完全性保護プロセスを実行するコードと、
   上記第二ＭＡＣコードが完全性保護プロセスを通過しなかった場合にＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージを削除し、ＮＡＳメッセージを上位層に送信しないコードと
   を含むことを特徴とする通信装置。

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