JP2010518715A - 移動ネットワークにおけるシグナリング委任 - Google Patents

Abstract

モバイルノードからモバイルルータへ位置更新シグナリングの責任を委任するために、モバイルノードとピアノードとの間で共有される第１の対称キーを使用してモバイルノードによって生成される第２の対称キーがモバイルルータに提供される。モバイルルータには、さらに第１の対称キーを使用して第２の対称キーを認証する「証明書」が提供される。このようにして、モバイルルータは、ピアノードに送信される位置更新に関係するメッセージに、第２の対称キーで署名することができ、また、ピアノードにモバイルノードに代わり動作するモバイルルータの権利を認証することを可能にするために、ピアノードに証明書を提供することができる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、移動ネットワークにおけるシグナリング委任（signaling delegation：シグナリングデレゲーション）に関するものであり、必須ではないが、特に、モバイルノードからモバイルルータへの位置更新権の委任に関するものである。

列車、バス、航空機およびパーソナルナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）群は、移動ネットワーク技術を適用し得る用途の代表例である。移動無線ネットワークは、モバイルノード（ＭＮ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｏｄｅｓ）群およびモバイルルータ（ＭＲ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｒｏｕｔｅｒｓ）群からなる集合である。モバイルルータは、モバイルノードとインターネット（または、他のＩＰネットワーク）との間のＩＰトラフィックをルーティングする。モバイルルータは、モバイルノードのアクセスポイントとして動作する。モバイルルータは、別の移動ネットワークに接続することができる、またはアクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）を介して直接インターネットへ接続することができる。前者の場合、入れ子になる移動ネットワークのセットが生じる。図１Ａは、モバイルノードが最初にモバイルルータに接続する場合のシナリオを示している。図１Ｂでは、モバイルノードが、第２のモバイルルータへハンドオフする。一方、図１Ｃでは、モバイルノードが、第２のモバイルルータから固定アクセスルータへハンドオフする。

モバイルルータはその存在およびモバイルルータがモバイルルーティングサービスを提供することを広告するためにビーコンをブロードキャストする。このビーコンは、例えば、ユーザによって適切なネットワークの選択を支援する、オペレータ識別子を含むことができる。モバイルノードが適切なモバイルルータを検出すると、モバイルノードは、モバイルルータとの接続交換（attachment exchange）をトリガする。

モバイルルータがインターネットへのその接続点を変更する、または別のモバイルルータへハンドオフする場合、全てのダウンストリームのモバイルノードの位置（即ち、ＩＰアドレス）が変化することになることは理解されるであろう。モバイルルータのハンドオフ中およびハンドオフ後のサービスの連続性を維持するために、モバイルノードとの通信セッションに関係するピア（peer）（または対応する）ノードから送信されるデータがノードの新規位置のモバイルノードに送信されることを保証するために、いくつかのメカニズムが必要である。いくつかの方法が可能である。

第１に、モバイルノード自体は、その新規位置のピアノード（群）への通知に対応することができる。しかしながら、この方法は、比較的小さな移動ネットワークに対してさえも位置更新に関係する大量のシグナリングを生じ、比較的長いハンドオフ反応時間を生むことになる。第２の方法は、モバイルルータと固定ネットワーク内のいくつかのホームルータ（または「ホームエージェント」）との間のトンネルの作成を含んでいる。ピアノードからモバイルノードへ送信される全てのトラフィック（およびおそらく逆方向に送信するトラフィック）は、トンネルを通じてルーティングする。モバイルルータがその位置を変更する場合、モバイルルータは更新情報をホームルータへ送信する。この方法に伴う２つの問題は、準最適（３角）ルーティングの使用とトンネリングオーバヘッドによるパケットサイズの増大である。この第２の方法の例は、ＩＥＴＦネットワークモビリティ（ＮＥＭＯ）メカニズムである。第３の方法は、モバイルノードからモバイルルータへのシグナリング権の委任を含み、モバイルルータに、モバイルノードに代わってピアノードに位置更新シグナリングを送信することを可能にする。

第３の方法の例は、特許文献１に記述されている。この例では、モバイルノードが自身のプライベートキーで、モバイルルータのパブリックキーに署名することによって認証証明書を生成する。この証明書が次いでモバイルルータに提供され、そこで、モバイルルータは、モバイルノードに代わりモバイルルータが送信するあらゆる位置更新メッセージにその証明書を含める。このメッセージは、また、モバイルルータのプライベートキーによっても署名される。モバイルルータおよびモバイルノードのパブリックキーを使用して、ピアノードは、更新が、主張するモバイルノードに関係し、また、モバイルルータがモバイルノードに代わり更新を実行することの承認を得ていることを共に検証することができる。モバイルルータは、自身のプライベートキーでアップストリームルータのパブリックキーに署名し、これを証明書に追加して、そして、その証明書をアップストリームルータに渡すことによって、別の（アップストリーム）のモバイルルータに責任をさらに委任することができる。しかしながら、この方法は、ピアノードがそれぞれ受信する位置更新の比較的長い証明書チェーンを処理することを必要とする。

国際公開公報第１０３０３６９１６号

ＩＥＴＦ ＲＦＣ４１２０

ピアノードに過剰な処理負担をもたらすことなく、エンティティ間で委任する権利を渡すことができるように、移動ネットワークにおいておよび移動ネットワーク間でシグナリング権の委任を可能にすることが本発明の目的である。このおよびその他の目的は、モバイルノードとピアノードとの間で共有される第１の対称キーを使用して、モバイルノードによって生成される第２の対称キーをモバイルルータに提供することによって達成される。モバイルルータには、第１の対称キーを使用して第２の対称キーを認証する「証明書」がさらに提供される。このように、モバイルルータは、ピアノードに送信される位置更新に関係するメッセージに第２の対称キーで署名することができ、また、ピアノードに証明書を提供することで、モバイルノードに代わり動作するモバイルルータの権利をピアノードが認証することを可能にすることができる。

本発明の第１の構成に従えば、無線移動ネットワークへのプロビジョンを行なう（provisioning）モバイルルータとの通信に使用するように構成されているモバイルノードが提供される。

このモバイルノードは、
ピアノードとの、第１の対称キーを含むセキュリティアソシエーションを確立する手段と、
前記モバイルルータとのセキュリティアソシエーションを確立する手段と、
前記モバイルノードに対する位置更新シグナリング権を前記モバイルルータ委任する手段と
前記委任する手段は、前記第１の対称キーから導出される第２の対称キー、および前記第２の対称キーを特定し、前記第１の対称キーを使用して前記第２の対称キーの真正性（authenticity）を確認する認証情報を含む認証チケットを前記モバイルルータに提供するように構成されている。

上述の各手段は、典型的には、ソフトウェアおよびノードのメモリに記憶されているデータ並びに、ハードウェア処理手段、例えば、マイクロプロセッサおよびＲＦ回路の組合せにより実現される。

モバイルルータに提供される認証情報は、モバイルルータにバインドされない。この情報またはこの情報から導出されるさらなる情報は、それゆえ、ルータによって、別のアップストリームルータまたは他のアップストリームエンティティに渡すことができ、また、他のルータまたはエンティティが自由に使用することができる。

好ましくは、モバイルノードは、ホストアイデンティティプロトコルを利用可能なノードである。ピアノードおよびモバイルルータとのセキュリティアソシエーションを確立する前記手段は、ホストアイデンティティプロトコルによるセキュリティアソシエーションを確立する手段である。この場合では、前記第１の対称キーは、ＨＭＡＣキーである。前記第２の対称キーは、前記第１のＨＭＡＣキー、即ち、第１の対称キーから導出されるさらなるＨＭＡＣキーである。前記認証情報は、前記第２の対称キーの期限、前記第２の対称キー、および認証情報を保護し、かつ前記第１の対称キーを使用して生成されるＨＭＡＣを含むことができる。ＨＭＡＣは、エンド・ツー・エンドにキーイングマテリアル（keying material：キーを操作するデータ）で保護される。

好ましくは、前記認証情報は、前記第１の対称キーを使用して保護される前記第２の対称キーの完全性情報を含んでいる。この情報は、例えば、前記第１の対称キーを使用して暗号化することができる。モバイルノードとピアノードが共通のコードブックを共有する場合では、前記第２の対称キーを含めることよりむしろ、この情報は、例えば、そのキーへのポインタを含むことができ、また、前記ポインタは前記コードブックへのインデックスである。

本発明の第２の構成に従えば、モバイルノードに対する無線移動通信ネットワークにプロビジョンを行なうモバイルルータが提供される。このモバイルルータは、
モバイルノードとのセキュリティアソシエーションを確立する手段と、
モバイルノードおよびモバイルノードがセキュリティアソシエーションを確立しているピアノードに既知の第１の対称キーから導出される第２の対称キー、および前記第２の対称キーを特定し、かつ前記第１の対称キーを使用して前記第２の対称キーの真正性を確認する認証情報を含む認証チケットをモバイルノードから受信する手段と、
前記モバイルノードの新規の位置、前記認証情報および前記第２の対称キーを使用して生成される署名を含む位置更新メッセージを、モバイルノードに代わり前記ピアノードに送信する手段と
を含んでいる。

上述の各手段は、典型的には、ソフトウェアおよびノードのメモリに記憶されているデータ並びに、ハードウェア処理手段、例えば、マイクロプロセッサおよびＲＦ回路の組合せにより実現される。

本発明は、特に、ホストアイデンティティプロトコルを利用可能なモバイルノードおよびピアノードとの通信に使用するように構成されているホストアイデンティティプロトコルを利用可能なルータに適用できる。この場合では、前記第１の対称キーは、ＨＭＡＣキーであり、前記第２の対称キーは、さらなるＨＭＡＣキーである。

好ましくは、モバイルルータは、さらなるモバイルルータまたは固定ネットワーク側のノードとのセキュリティアソシエーションを確立し、これによって、他のルータまたはノードがモバイルノードに代わり位置更新シグナリングを実行することができる、前記チケットをそのルータまたはノードに提供する手段を備えている。選択的には、モバイルルータは、前記第２の対称キーから第３の対称キーを導出し、チケット内の第２の対称キーを第３の対称キーと置換した後に、そのチケットをさらなるルータまたはノードに送信することができる。位置更新情報を送信する場合、さらなるモバイルルータまたはエンティティは、メッセージに修正した認証情報を含め、第３の対称キーでメッセージに署名する。

本発明の第３の構成に従えば、位置更新シグナリング権をモバイルノードから無線移動通信ネットワークへのプロビジョンを行なうモバイルルータへ委任する方法が提供される。この本方法は、
前記モバイルノードとピアノードとの間で、第１の対称キーを含むセキュリティアソシエーションを確立するステップと、
前記モバイルノードと前記モバイルルータとの間のセキュリティアソシエーションを確立するステップと、
前記第１の対称キーから導出される第２の対称キー、および前記第２の対称キーを特定し、かつ前記第１の対称キーを使用して前記第２の対称キーの真正性を確認する認証情報を含む認証チケットを前記モバイルノードから前記モバイルルータへ送信するステップと、
を含んでいる。

モバイルルータに対して、位置更新情報をモバイルノードに代わりピアノードに送信する必要がある場合、モバイルルータは、位置更新メッセージにより、前記認証情報、および前記第２の対称キーを使用して生成される署名を含んでいる。このメッセージを受信すると、ピアノードは、第２の対称キーを特定するまたは取得し、ピアノードに既知である第１の対称キーを使用して第２の対称キーの真正性を確認し、そして、第２の対称キーを使用して署名を認証する。

本方法の好ましい実装には、ホストアイデンティティプロトコルを採用する。特に、前記セキュリティアソシエーションは、ホストアイデンティティプロトコルを使用してネゴシエートされ、前記第１の対称キーおよび第２の対称キーは、第１のＨＭＡＣキーおよび第１のＨＭＡＣキーから導出される第２のＨＭＡＣキーである。モバイルルータからピアノードに送信される位置更新メッセージは、ホストアイデンティティプロトコルによる位置更新情報である。

モバイルルータに接続するモバイルノードを含む移動無線ネットワークを概略的に示す図である。 第２のモバイルルータにハンドオフしたモバイルノードを伴う図１Ａのネットワークを示す図である。 固定アクセスルータにハンドオフしたモバイルノードを伴う図１Ａのネットワークを示す図である。 ＨＩＰ基本交換手順を示す図である。 登録拡張を伴うＨＩＰ基本交換手順を示す図である。 登録拡張を伴うＨＩＰ基本交換のＩ２メッセージに含む認証チケットを示す図である。 位置更新情報に含む認証情報を示す図である。 第１のモバイルルータから第２のモバイルルータへの代替委任による通知委任処理を示す図である。 プロキシへの通知委任による固定ネットワークにおけるスタティックシグナリングプロキシの使用を示す図である。

「ホストアイデンティプロトコル」という題名のＩＥＴＦ文書ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｈｉｐ−ｂａｓｅ−０６は、ホストの物理位置（即ち、ルーティング可能なＩＰアドレス）からホストのアドレス可能なアイデンティティ（「ホストアイデンティティ」）を分離にするアドレッシングメカニズムを導入する。ホストアイデンティティは、実際には、ホストによって所有される非対称キーペアのパブリックキーであり、このパブリックキーはホストがホストアイデンティティの所有を証明することを可能にする一方、同時にホスト間のセキュアな通信チャネルを確立する手段を提供する。ＨＩＰは、ＨＩＰレイヤのプロトコルスタックへの導入を必要とし、このＨＩＰレイヤは、ホストアイデンティティ群（またはホストアイデンティティから導出されるホストアイデンティティタグＨＩＴ群）とＩＰアドレスとの間のマッピングを本質的に実行する。位置更新をピアに送信することによって、所与のホストは、ピアホストのマッピングテーブルに自身エントリを更新することができる。送信元のホストは、いわゆるＨＭＡＣキーで位置更新に署名しなければならない。このキー（「第１の」対称キー）は、ホスト間で共有されるシークレット（secret）を表現し、また、ＨＩＰ基本交換（base exchange：基本交信）の間に判定される。基本交換には、ＨＭＡＣキーを生成するための基礎と、およびセキュリティペイロードのセキュリティアソシエーションをカプセル化する（ＥＳＰ：Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｎｇ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐａｙｌｏａｄ）ためのキーとして、ディフィー−へルマン（Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ）法を使用する。

図２は、モバイルノードおよびピアノードとして特定される、１つのペアのＨＩＰホスト間で実行されるＨＩＰ基本交換を示している。例として、モバイルノードは、携帯電話機またはその類でありうる一方、ピアノードもまた携帯電話機または固定回線のユーザ端末またはネットワークサーバでありうる。ＩＥＴＦドラフト「ホストアイデンティティプロトコル（ＨＩＰ：Ｈｏｓｔ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）による登録拡張」（ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｈｉｐ−ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ−０２）は、モバイルルータによるモバイルノードの登録を可能にすることが意図されているＨＩＰ基本プロトコルに対する拡張（新規ＴＬＶ群の導入）を記載している。拡張された交換が図３に示される。登録に関係する情報が、交換されるメッセージに含まれている。一旦登録されると、モバイルノードは、ルーティングサービスをモバイルルータからリクエストする。モバイルノードからモバイルルータへ登録拡張の一部として、ネゴシエートされたＥＳＰのセキュリティアソシエーションを使用して保護される「委任チケット」の送信を本明細書で提案する。このチケットは、モバイルノードとピアノードとの間で共有されるキーイングマテリアル（keying material：キーを操作するデータ）を使用してモバイルノードによって生成される新規のＨＭＡＣキー（「第２の」対称キー）を含んでいる。チケットは、また、オリジナルＨＭＡＣキーを使用して保護され、暗号化される新規のＨＭＡＣキーの完全性情報を含んでいる。このように、この認証情報があらゆるピアノード（以下を参照）に明らかにされることなく、モバイルルータは、この認証情報の復号または修正を行うことができない。チケット内に含まれる認証情報は、完全性により保護されるＨＭＡＣキー並びに、認証期限および（同様に完全性により保護される）認証タイプの少なくとも一方を含むことができる。図４は、チケットの可能な実装を示していて、ここで、キーＫ_MN-PEERはモバイルノードおよびピアノードにのみ既知のオリジナルＨＭＡＣキーである。Ｋ_{issuer-subject}は、第１のインスタンスでは、モバイルノード（キーの「発行者」）とモバイルルータ（キーの「対象」）との間で共有されるキーである。チケットは、モバイルノードとモバイルルータとの間で確立されるセキュリティアソシエーションを使用して安全性が保たれるので、新規のＨＭＡＣキーは、いずれの第３のパーティノードにもリークしない。

モバイルルータで新規に登録されるモバイルノードに対し、モバイルルータは、（ＨＩＰアソシエーションが、モバイルノードとこれらピアノードとの間で既に確立されている）モバイルノードの全てのピアノードに、モバイルルータの新規のＩＰアドレスを特定する位置更新メッセージを送信しなければならない。モバイルノードは、基本交換の間にモバイルルータに、ホストアイデンティティタグ／ＩＰアドレスマッピングを通知しているであろう、またはモバイルノードとピアノードの間の伝送においてパケットがモバイルルータを通過するので、これらのマッピングをモバイルルータによって学習することができる。モバイルルータが新規のピアノードへの接続を試行する場合にモバイルノードがモバイルルータに既に接続している場合、ピアノードとの基本交換は、モバイルルータを通過し、かつモバイルルータには可視であり、そして、モバイルルータは、必要な状態情報を確立することができる。モバイルノードは、また、モバイルルータと登録交換も行って、新規のチケットをモバイルルータに送信する。実際には、モバイルノードおよびモバイルルータは、完全な登録交換を一度だけ実行し、両者間のセキュリティアソシエーションの確立後、モバイルノードは、モバイルルータと拡張ＨＩＰによる更新の交換を実行することができる。この拡張スリーウェイの更新の交換は、ピアノードに対する新規の認証チケットを含んでいる。

同様に、モバイルルータが（インターネットへの）その接続点を変更する場合、モバイルルータは、モバイルルータのダウンストリームモバイルノードに関係する全てのピアノードに位置更新情報を送信しなければならない。モバイルルータは、モバイルノードおよびピアノードに適しているＨＭＡＣキー（注記：モバイルノードは各ピアノードに対して異なるＨＭＡＣキーを生成する）で、各位置更新情報に署名する。加えて、モバイルルータは、メッセージに、モバイルノードから受信されるそのピアノードに対する未修正認証情報、即ち、完全性により保護されている（そして、暗号化されている）ＨＭＡＣキーを含める。この情報は、図５に示される。

チケットに新規のＨＭＡＣキー自身を含めるよりむしろ、モバイルノードは、このような新規のキーに対するポインタのみを含めることができる。これは、エンドノード、即ち、モバイルノードおよびピアノードが最初に共有するキーイングマテリアルを生成する場合（ＨＩＰ基本交換）に適用することができる。ノードは、アレイとして記憶される多くのバルクキーイングマテリアル（実際には、ランダムバイト）を有している。モバイルノードは、キーイングマテリアルの特定部分を指示するアレイへのインデックスを送信することができる。その結果、エンドノードは同調性を維持し、かつ使用すべきキーイングマテリアルの部分を把握する。さらに、インデックス、即ち、ポインタは、秘密キーについて何も外部に明らかにしない。

モバイルルータは、認証情報および新規のＨＮＡＣキーによる署名の包含を除いて、位置更新メッセージが、あたかもモバイルノードによって送信されるであろう位置更新メッセージのように見えるように位置更新メッセージを構築することができる。特に、このメッセージは、モバイルノードのＨＩＴを、ソースＨＩＴとして含めることができる。しかしながら、このメッセージは、また、モバイルルータのＨＩＴを追加パラメータとして含めることもできる。これは、例えば、ピアノードに、この通信セッションに使用する異なるセキュリティアソシエーションを特定することを可能にすることになるであろう。このメッセージは、また、ＨＩＴアソシエーション用のインデックス値を含まなければならず、このインデックス値は、正しいキーイングマテリアル、即ち、オリジナルのＨＭＡＣキーを特定するためにピアノードによって使用される。このインデックス値は、モバイルノードによってモバイルルータに提供される認証チケットに含まれる。

位置更新情報を受信すると、ピアノードは、モバイルノードの代わりに動作するモバイルルータの権利を認証しなければならない。ピアノードは、まず、オリジナルのＨＭＡＣキーを使用して、更新情報で含まれる認証情報が保護されているかを検証することによってこれを行い、更新情報に含まれるポインタを使用して、または直接（メッセージに含まれる場合、キーを復号することによって）そのキーを取得する。ピアノードは、次いで、新規のＨＭＡＣキーが、主張するモバイルノードによって有効に発行されているかどうかを把握する（保護されるデータが新規のＨＮＡＣキーのポインタのみを含んでいる場合、ピアノードは、新規のキーを取得するまたは導出しなければならない）。ピアノードは、次いで、メッセージが新規のＨＭＡＣキーにより正しく署名されているかどうかをチェックし、このようにして、モバイルルータを認証する。新規のＨＭＡＣキーおよびモバイルルータが認証されると想定すると、ピアノードは、そのＨＩＰマッピングをモバイルノードに対する新規位置で更新する。

位置更新情報の交換に関係する攻撃を回避するために、ピアノードは、モバイルノードの主張する位置にチャレンジ（即ち、到達可能性テスト情報）を送信しなければならない。実際には、これらのチャレンジメッセージはモバイルルータに宛てて送信される。順方向経路上のモバイルルータは、新規のＨＭＡＣキーを使用して、リプライメッセージを保護し、そして、モバイルノードに代わりピアノードにメッセージを返送する。

モバイルルータとピアノードとの間では、ＨＩＰ基本交換が実行されないことに注意することが重要である。それゆえ、これらのノード間には、セキュリティアソシエーション（ＳＡ：Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）は存在せず、また、認証処理を実行しない。ピアノードは、モバイルノードを信用することで、新規のＨＭＡＣキーを認証されたモバイルルータにのみ送信する。

モバイルルータが別のモバイルルータの背後に移動する場合、ルータは、登録拡張を伴うＨＩＰ基本交換を実行しなければならない。その結果、アップストリームルータは、ダウンストリームルータから、ダウンストリームルータに位置更新の責任を委任している全てのモバイルノードに対する認証チケットを受信する。各チケットは、モバイルノードによってダウンストリームモバイルルータに提供されるオリジナル認証情報を含み、また、各チケットにモバイルルータ間で共有されるキー（Ｋ_{issuer-subject}）によって署名される。アップストリームルータは、次いで、今度はこれらのチケットにおいて受信される情報に基づいて、ピアノードに対する位置更新を実行することができる。ピアとモバイルルータとの間にアソシエーションがないので、以前のモバイルルータについての追加情報を提供する必要はなく、また、同一の認証情報を、位置更新用の新規のモバイルルータで使用することができる。図６は、まず、第１のモバイルルータ（ＭＲ１）にシグナリングの責任を最初に委任する、モバイルノード（ＭＮ）に関係するシグナリングフローを示していて、ここで、第１のモバイルルータは、その後さらに、第２のモバイルルータ（ＭＲ２）にその責任を委任する。

モバイルノードが移動ネットワークの外部に移動する場合、モバイルノードは、古いＨＭＡＣキー（群）を破棄しなければならない。モバイルノードは、これ以上有効でないキーを特定する更新メッセージをそのピアノード（群）に送信する。特に、これを、破棄されるＨＭＡＣキーのハッシュを含む拡張位置更新メッセージを使用して実行することができる。この情報を受信後、ピアノードは、破棄されたキーを伴う新規の位置更新を受理しない。その後に、送信される位置更新情報には、古いＨＭＡＣキー（別のモバイルルータへの委任が発生する場合には、さらなるキー）を使用して署名する。

次に、入れ子になる移動ネットワークの場合を考慮すると、ＨＭＡＣキー生成処理への拡張により、入れ子になるモバイルルータの場合のキーを破棄することが可能になる。モバイルルータ（＃１）が別のアップストリームモバイルルータ（＃２）にシグナリング権を委任する場合、モバイルルータ（＃１）は、（モバイルノードによって提供される）初期位置更新ＨＭＡＣキーを明らかにしない。代わりに、モバイルルータ（＃１）は、モバイルノードから受信されるキーに対する一方向ハッシュ（例えば、ＳＨＡ２５６）を計算する。モバイルルータ＃１は、モバイルノードから受信されるチケット内の（新規）ＨＭＡＣキーを、ハッシュしたキーと置換する。しかしながら、このチケットは、依然として同一の認証情報、即ち、オリジナルＨＭＡＣキーにより保護され、暗号化された新規のＨＭＡＣキーを含んでいる。このチケットは、また、ハッシュされたキーがハッシュチェーンの第ｎ番目であることの指示も含んでいる。修正したチケットは、基本交換の間に第２のモバイルルータにセキュアに送信される。第２のアップストリームモバイルルータは、ハッシュされたキーを使用して、ピアノードに送信される（オリジナル）認証情報をも含むその位置更新メッセージを保護する。ピアノードは、自ら新規のＨＭＡＣキーを解読し、また、そのキーを（ｎ回）ハッシュすることによって、署名を認証することで、署名するキーを導出することができる。

この方法により、第１のモバイルルータは、第２のモバイルルータから離脱し、第２のモバイルルータのチケットを破棄することが可能になる。換言すれば、入れ子になる移動ネットワークの各モバイルルータは、以前のモバイルルータによって使用されるキーのハッシュ値を使用する。階層における下位のモバイルルータは、階層における上位のキーを破棄することができる。

例えば、次のように作成するキーを考えよう：ＭＲ＃３−キー＝ｓｈａ２５６（ＭＲ＃２−キー＝ｓｈａ２５６（ＭＲ＃１−キー））。次に、ＭＲ＃２がＭＲ＃３移動ネットワークを去れば、ＭＲ＃２は、ピアノードに破棄メッセージを送信する。ピアノードは、ＭＲ＃２のキーがキーチェーンにおいてより上位であったことを知っている。それゆえ、ＭＲ＃２は、ＭＲ＃３−キーを破棄することができる。ピアノードは、常に、オリジナルキーを知っているであろうから、ピアノードは、ハッシュチェーンにおける全ての必要なハッシュされたキー値を計算することができる。

モバイルルータがモバイルノードとピアノードとの間のシグナリングプロキシとして動作し、全てのダウンストリームモバイルノードに対する位置更新を纏めて実行するので、上記の手順は、位置更新に関係するシグナリングを著しく削減する。その上、ピアノードによる認証が（旧および新ＨＭＡＣキーを使用して実行される）一組の対称キーの署名の認証のみを必要とするので、この手順は、従来技術のパブリック−プライベートキーの一組に基づく証明方法より、実装および運用がより単純である。

モバイルルータとインターネットとの間の無線によるシグナリングを最適化するために、図７に示されるように、スタティック（静的な）シグナリングプロキシを導入することができる。このモバイルルータは、自身のクライアントを登録し、固定ネットワークに位置するスタティックシグナリングプロキシにシグナリング権を委任する。モバイルルータがハンドオフを行う場合、モバイルルータは、スタティックシグナリングプロキシとただ１回の位置更新の交換を行う。モバイルルータの多重化アドレス（即ち、ルータのＩＰアドレスと、ポート番号またはＨＩＴ等のようないくつかのアイデンティティとの組み合わせ）は、モバイルルータの背後の移動ネットワークに属する、全てのそのクライアントの現在位置を表すことができる。固定ネットワークのスタティックシグナリングプロキシは、利用可能な広帯域幅を使用して、モバイルノードに代わりピアノードに位置更新情報の「バースト」を送信することができる。スタティックシグナリングプロキシが順方向経路に存在しない場合、ピアノードは、モバイルルータの多重化ロケータにチャレンジメッセージを送信し、スタティックシグナリングプロキシがモバイルノードが存在すると主張する位置にモバイルノードが所在することを検証する。スタティックシグナリングプロキシが順方向経路に存在する場合、プロキシは、ピアノードによって送信されるチャレンジメッセージに直接リプライする。

本明細書で記載される手順は、認証されるセキュリティアソシエーションの確立のための従来技術のケルベロス（Ｋｅｒｂｅｒｏｓ）モデルとある類似性を有している。ケルベロスは、ＩＥＴＦ ＲＦＣ４１２０に記載されている。特に、モバイルノードは、キー配信センター（ＫＤＣ：Ｋｅｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ）のように動作する。しかしながら、ケルベロスに従えば、クライアントに提供されるチケットは、そのクライアントにバインドされる。ケルベロス法では、それゆえ、スケーラブルな方法で、アップストリームルータへのさらなる委任を排除する。対照的に、本明細書に記載される方法は、チケットを特定のエンティティにバインドせず、このようにして、発信元モバイルノードからの承認なしで、チケットをアップストリームに伝送することができる。

本発明の範囲を逸脱することなく上記の実施形態に様々な修正を行うことができることは当業者に理解されよう。

Claims (17)

1. 無線移動ネットワークをプロビジョンするモバイルルータと通信するために使用するように構成されているモバイルノードであって、
   ピアノードとの、第１の対称キーを備えるセキュリティアソシエーションを確立する手段と、
   前記モバイルルータとのセキュリティアソシエーションを確立する手段と、
   前記モバイルルータへ、前記モバイルノードに対する位置更新シグナリング権を委任する手段とを備え、
   前記委任する手段は、前記第１の対称キーから導出される第２の対称キーと、前記第２の対称キーを特定しかつ前記第１の対称キーを使用して前記第２の対称キーの真正性を確認する認証情報と、を含む認証チケットを、前記モバイルルータへ提供するように構成されている
   ことを特徴とするモバイルノード。
2. 前記モバイルノードは、ホストアイデンティティプロトコルを利用可能なノードであり、
   前記ピアノードとの、第１の対称キーを備えるセキュリティアソシエーションを確立する手段と、前記モバイルルータとのセキュリティアソシエーションを確立する手段とは、ホストアイデンティティプロトコルセキュリティアソシエーションを確立するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のモバイルノード。
3. 前記第１の対称キーは、ＨＭＡＣキーである
   ことを特徴とする請求項２に記載のモバイルノード。
4. 前記第２の対称キーは、前記ＨＭＡＣキーから導出される更なるＨＭＡＣキーである
   ことを特徴とする請求項３に記載のモバイルノード。
5. 前記認証情報は、前記第２の対称キーの期限、前記第２の対称キー、及び前記第１の対称キーを使用して生成されかつ当該認証情報を保護する署名を含んでいる
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のモバイルノード。
6. 前記認証情報は、前記第１の対称キーを使用して保護される前記第２の対称キーの完全性情報を含んでいる
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のモバイルノード。
7. 前記認証情報は、前記第２の対称キーへのポインタを含んでいる
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のモバイルノード。
8. 前記認証情報は、前記第１の対称キーを使用して暗号化される
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のモバイルノード。
9. モバイルノードに対する無線移動ネットワークへのプロビジョンを行なうモバイルルータであって、
   モバイルノードとのセキュリティアソシーエションを確立する手段と、
   前記モバイルノードに既知で、かつ前記モバイルノードがセキュリティアソシエーションを確立しているピアノードに既知の第１の対称キーから導出される第２の対称キーと、前記第２の対称キーを特定しかつ前記第１の対称キーを使用して前記第２の対称キーの真正性を確認する認証情報と、を含む認証チケットを、前記モバイルノードから受信する手段と、
   前記モバイルノードに代わり前記ピアノードへ位置更新メッセージを送信する手段とを備え、
   前記位置更新メッセージは、前記モバイルノードの新規の位置と、前記認証情報と、前記第２の対称キーを使用して生成される署名とを含んでいる
   ことを特徴とするモバイルルータ。
10. 当該モバイルルータは、ホストアイデンティティプロトコルを利用可能なモバイルノードとピアノードと通信するために使用されるように構成されている、ホストアイデンティティプロトコルを利用可能なルータである
    ことを特徴とする請求項９に記載のモバイルルータ。
11. 前記第１の対称キーは、ＨＭＡＣキーであり、
    前記第２の対称キーは、更なるＨＭＡＣキーである
    ことを特徴とする請求項１０に記載のモバイルルータ。
12. 更なるモバイルルータあるいは固定ネットワーク側のノードとのセキュリティアソシエーションを確立し、かつ前記更なるモバイルルータあるいは前記ノードへ前記チケットを提供する手段を更に備え、これによって、前記更なるモバイルルータあるいは前記ノードは、前記モバイルノードに代わり位置更新シグナリングを実行することができる
    ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のモバイルルータ。
13. 前記第２の対称キーから第３の対称キーを導出し、前記チケット内の前記第２の対称キーを前記第３の対称キーに置換した後、前記チケットを前記更なるモバイルルータあるいは前記ノードへ送信する手段を更に備える
    ことを特徴とする請求項１２に記載のモバイルルータ。
14. モバイルノードから、無線移動ネットワークへのプロビジョンを行なうモバイルルータへ位置更新シグナリングを委任する方法であって、
    前記モバイルノードとピアノード間で、第１の対称キーを備えるセキュリティアソシエーションを確立するステップと、
    前記モバイルノードと前記モバイルルータ間のセキュリティアソシエーションを確立するステップと、
    前記モバイルノードから前記モバイルルータへ認証チケットを送信するステップとを備え、
    前記認証チケットは、前記第１の対称キーから導出される第２の対称キーと、前記第２の対称キーを特定しかつ前記第１の対称キーを使用して前記第２の対称キーの真正性を確認する認証情報と、を含んでいる
    ことを特徴とする方法。
15. 前記セキュリティアソシエーションは、ホストアイデンティティプロトコルを使用して確立される
    ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 請求項１４または１５に記載の方法に従って、前記モバイルノードからモバイルルータへ位置更新シグナリング権の委任に従うモバイルノードに関する位置更新を実行する方法であって、
    前記モバイルルータからピアノードへ送信される位置更新メッセージに、前記認証情報と前記第２の対称キーを使用して生成される署名を含めるステップと、
    前記ピアノードでの前記位置更新メッセージの受信に応じて、前記第２の対称キーを特定するあるいは取得するステップと、
    前記第１の対称キーを使用して前記第２の対称キーの真正性を確認するステップと、
    前記第２の対称キーを使用して、前記署名を認証するステップと
    を備えることを特徴とする方法。
17. 前記位置更新メッセージは、ホストアイデンティティプロトコル位置更新情報である
    ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。