JP2018534807A - プロキシされたデバイスのセキュリティ - Google Patents

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Abstract

方法は、無線ネットワークのモバイルデバイスを無線トランスポートの中間ノードとして使用して、無線ネットワークのノードへの第１のデバイスの間接的な接続をモバイルデバイスが確立する段階と、第１のデバイスとモバイルデバイスとの間の直接的なデバイス接続を含む第１の無線リンクと、モバイルデバイスと無線ネットワークとの間の直接的な３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）接続を含む第２の無線リンクとを介して、間接的な接続を通してデータをモバイルデバイスが転送する段階とを備える。間接的な接続は、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介した少なくとも第１のデバイスとの通信のための無線ネットワーク内で維持されたアクティブなセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて、無線ネットワークのノードと第１のデバイスとの間の通信のセキュリティ保護をサポートする。

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１６年１１月２２日出願の「Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｆｏｒ Ｐｒｏｘｉｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国非仮特許出願第１５／３５８，３４５号に基づく優先権を主張し、次に当該出願は、２０１５年１１月２４日出願の「Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｆｏｒ Ｐｒｏｘｉｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国仮特許出願第６２／２５９，３４５号に基づく優先権を主張し、両出願は、参照によってその全体が再現されるかのように本明細書に組み込まれる。
本開示は、プロキシされたデバイスに関連し、具体的には、プロキシされたデバイスのセキュリティメカニズムに関する。
ウェアラブルデバイス（ＷＤ）は、一般にユーザ機器（ＵＥ）と称される、携帯電話、または、タブレットおよびラップトップコンピュータなどの他のセルラ対応デバイスを、セルラネットワークへのリレーとして使用している。ウェアラブル機器、および多数のマシンタイプ通信／モノのインターネット（ＭＴＣ／ＩｏＴ）デバイスなどの、バッテリによって制限される多数のデバイスを伴う無線環境において、従来の無線サービスのスケーリングがすぐに問題になる。この問題は、「リレーＵＥ」、すなわち、１または複数のデバイスとネットワークとの間の通信をリレーできる従来のスマートフォンなどの、バッテリによって制限される程度がより小さいＵＥのパラダイムで対処され始めている。リレーＵＥ（Ｒ−ＵＥ）は、その他のデバイスの通信プロキシとしての機能を果たし、当該デバイスが、それ自体の電力集中的な無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）接続を無効にし、低電力なＲ−ＵＥとのショートレンジリンク上で動作することを可能にする。このシナリオは、基地局への無線ＷＷＡＮ接続という「直接経路」とは対照的に、ネットワークへの「間接経路」接続として説明されてよい。
方法は、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の第１の無線リンクと、第２のデバイスと無線ネットワークとの間の第２の無線リンクとを使用し間接的な接続を管理して、無線ネットワークのノードへの第１のデバイス［ＷＤ］の間接的な接続を、第２のデバイス［ＵＥ］を無線トランスポートの中間ノードとして使用してサポートする段階であって、間接的な接続は、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介した少なくとも第１のデバイスとの通信のための無線ネットワーク内に維持されたアクティブなセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて、第１のデバイスとの通信のセキュリティ保護をサポートし、メッセージが第２のデバイスを介してルーティングされるとき、メッセージがアクセス層（ＡＳ）セキュリティによって保護されるよう、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤのセキュリティアソシエーションが第１のデバイスと無線ネットワークとの間にある、段階を備える。
セルラ通信デバイスは、基地局とセルラ通信を送受信するよう構成される少なくとも１つの送受信機を含む。少なくとも１つの送受信機はさらに、低電力通信リンクを介して、リモートデバイスと信号を送受信するよう構成される。ルーティングエンティティが少なくとも１つの送受信機に結合されて、当該デバイスおよびリモートデバイスに向けられた通信をルーティングする。プロキシエンティティが、ルーティングエンティティに結合される。プロキシエンティティは、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介したリモートデバイスとのセキュアな通信を提供し、これにより、セルラ通信デバイスは、リモートデバイスと基地局との間のセキュアなリレーとして動作し、基地局への単一の無線ＲＲＣ接続を通して、セルラ通信デバイスおよびリモートデバイスの両方への無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージを多重化する。いくつかの実施形態において、セキュリティエンティティは、無線ネットワークのノードに維持されたセキュリティコンテキストに対応して使用されてよい。
基地局は、命令を含む非一時的メモリストレージと、当該メモリと通信する１または複数のプロセッサとを有する。１または複数のプロセッサは、ユーザ機器（ＵＥ）へのＵＥ無線リソース制御（ＲＲＣ）接続を確立することと、各々が別々のアクセス層（ＡＳ）を備えるＵＥコンテキストおよびリモートデバイスコンテキストのセキュリティ部分にアクセスすることと、ＵＥ鍵を使用してＵＥの通信が暗号化され、 リモートデバイス鍵を使用してリモートデバイスの通信が暗号化されるよう、ＵＥおよびリモートデバイスのための別々の暗号化鍵を使用して暗号化オペレーションを実行することとを行う命令を実行する。リモートデバイスおよび基地局は リモートデバイス鍵を共有して、リモートデバイスの通信を保護する。基地局とリモートデバイスとの間の通信は、ＵＥへのＵＥ ＲＲＣ接続を通して送受信される。
詳細な説明において以下でさらに説明される概念のうち選ばれたものを簡略化された形態で紹介すべく、ここで様々な例が説明される。当該概要は、クレームされた主題の主要または必須な特徴を特定するよう意図するものでも、クレームされた主題の範囲を限定するために使用するよう意図するものでもない。
例１において、方法は、無線ネットワークのモバイルデバイスを無線トランスポートの中間ノードとして使用して、無線ネットワークのノードへの第１のデバイスの間接的な接続をモバイルデバイスが確立する段階と、第１のデバイスとモバイルデバイスとの間の直接的なデバイス接続を含む第１の無線リンクと、モバイルデバイスと無線ネットワークとの間の直接的な３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）接続を含む第２の無線リンクとを介して、間接的な接続を通してデータをモバイルデバイスが転送する段階とを備える。間接的な接続は、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介した少なくとも第１のデバイスとの通信のための無線ネットワーク内に維持されたアクティブなセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて、無線ネットワークのノードと第１のデバイスとの間の通信のセキュリティ保護をサポートする。ここで、モバイルデバイスを介したシグナリングおよびデータトラフィックが保護されるよう、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤのセキュリティアソシエーションが第１のデバイスと無線ネットワークとの間にあり、第１のデバイスと無線ネットワークのノードとは、第１のデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有する。
例２は例１の方法を含み、少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されたデータは、モバイルデバイスによって保護状態から外されることなく、第１のデバイスと無線ネットワークとの間でモバイルデバイスによって送達される。
例３は、例１−２のいずれかの方法を含み、セキュリティアソシエーションは、アクセス層（ＡＳ）プロトコルレイヤのセキュリティ保護を含み、モバイルデバイスは、プロキシＡＳエンティティを含むプロキシプロトコルエンティティとして動作する。
例４は、例３の方法を含み、プロキシＡＳエンティティは、第１のデバイスのＡＳエンティティと通信し、ＡＳプロトコルレイヤは、無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルレイヤである。
例５は、例４の方法を含み、モバイルデバイスと無線ネットワークのノードとの間の単一の無線ＲＲＣ接続を通して、第１のデバイスおよびモバイルデバイスの両方へのＲＲＣメッセージを多重化する段階をさらに備える。
例６は、例４−５のいずれか１つの方法を含み、プロキシＡＳエンティティは、第１のデバイスに対応する識別子を維持し、当該識別子は、セル無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）であり、セキュリティアソシエーションは、第１のデバイスのための無線ネットワーク内に維持された第１のセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて確立される。
例７は、例４−６のいずれか１つの方法を含み、モバイルデバイスは、無線ネットワークから共通のシグナリング無線ベアラ上で第１のデバイスおよびモバイルデバイスへのＡＳプロトコルメッセージを受信し、モバイルデバイスは、第１のデバイスへのＡＳプロトコルメッセージを第１のデバイスに選択的に送達し、モバイルデバイスは、逆多重化のプロセスによって第１のデバイスへのＡＳプロトコルメッセージを識別する。
例８は、例７の方法を含み、逆多重化のプロセスは、受信されたＡＳメッセージにモバイルデバイス用の第１のセキュリティ関連手順を適用することと、第１のセキュリティ関連手順の失敗を検出することと、受信されたＡＳメッセージに第１のデバイス用の第２のセキュリティ関連手順を適用することと、第２のセキュリティ関連手順の成功を検出することとを含む。
例９は、例８の方法を含み、少なくとも１つのセキュリティ鍵は、無線ネットワークのノードによって第１のデバイスのためのデータ無線ベアラと関連付けられ、第１のデバイスのためのデータ無線ベアラは、トンネルエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）に少なくとも部分的に基づいて、無線ネットワークのノードにおいて識別されるネットワークベアラと関連付けられる。
例１０は、例９−１０のいずれか１つの方法を含み、無線ネットワークのノードは、第１のデバイスと関連付けられる暗号同期値を維持し、暗号同期値を更新して、少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用したセキュリティオペレーションを反映し、無線ネットワークのノードは、少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用して暗号化オペレーションを実行するとき、暗号同期値を更新し、無線ネットワークのノードは、少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用して復号オペレーションを実行するとき、暗号同期値を更新し、無線ネットワークのノードは、少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用したインテグリティオペレーションの実行に成功したとき、暗号同期値を更新する。
例１１は、例１０の方法を含み、鍵導出オペレーションは、モバイルデバイスから受信されたプロトコルメッセージによってトリガされる。
例１２は、例９−１１のいずれか１つの方法を含み、第２のデバイスは、第１のデバイスから受信されたＡＳプロトコルレイヤのメッセージを、当該メッセージにセキュリティオペレーションを適用することなく無線ネットワークのノードに転送する。
例１３において、セルラ通信デバイスは、基地局とセルラ通信を送受信するよう構成される少なくとも１つの送受信機であって、さらに、低電力通信リンクを介してリモートデバイスと信号を送受信するよう構成される少なくとも１つの送受信機と、少なくとも１つの送受信機に結合されて、セルラ通信デバイスおよびリモートデバイスに向けられた通信をルーティングするルーティングエンティティと、ルーティングエンティティに結合されたプロキシエンティティであって、セルラ通信デバイスがリモートデバイスと基地局との間のセキュアなリレーとして動作するよう、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介したリモートデバイスとのセキュアな通信を提供し、基地局への単一の無線ＲＲＣ接続を通して、セルラ通信デバイスおよびリモートデバイスの両方への無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージを多重化する、プロキシエンティティとを備え、リモートデバイスと基地局とは、リモートデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有し、少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されたデータが、リモートデバイスと基地局との間でセルラ通信デバイスによって送達される。一実施形態において、そのような通信は、セルラ通信デバイスによって保護状態から外されることはない。
例１４は、例１３のデバイスを含み、第１の送受信器は、少なくともリモートデバイスとの通信に割り当てられたトンネルエンドポイントＩＤ（ＴＥＩＤ）と関連付けられた少なくとも１つの論理ベアラを通じて基地局と通信する。
例１５は、例１４のデバイスを含み、ルーティングエンティティは、ＴＥＩＤを区別用識別子として解釈することに少なくとも部分的に基づいて、基地局からリモートデバイスに向けられたデータを識別する。
例１６は、例１４−１５のいずれか１つのデバイスを含み、ルーティングエンティティは、ＴＥＩＤを区別用識別子として送信することに少なくとも部分的に基づいて、リモートデバイスからのデータを基地局に向ける。少なくとも１つの送受信機は、統合された送受信機として形成されてよい第１の送受信器および第２の送受信器を含んでよい。
例１７は、例１３のデバイスを含み、セキュアな通信が、ＡＳプロトコルレイヤのセキュリティ保護によって確保され、プロキシエンティティは、プロキシＡＳエンティティを含む。
例１８は、例１７のデバイスを含み、プロキシＡＳエンティティは、リモートデバイスのＡＳエンティティと通信する。
例１９は、例１７−１８のいずれか１つのデバイスを含み、ＡＳプロトコルレイヤは、無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルレイヤである。
例２０は、例１８−２０のいずれか１つのデバイスを含み、プロキシＡＳエンティティは、リモートデバイスに対応する識別子を維持する。
例２１は、例２０のデバイスを含み、当該識別子は、セル無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）である。
例２２は、例１７−２１のいずれか１つのデバイスを含み、セキュアな通信は、リモートデバイスの基地局内に維持された第１のセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて確立される。
例２３は、例１７−２２のいずれか１つのデバイスを含み、第１の送受信器は、基地局から共通のシグナリング無線ベアラ上で当該デバイスおよびリモートデバイスへのＡＳプロトコルメッセージを受信する。
例２４は、例２３のデバイスを含み、第２の送受信器は、リモートデバイスへのＡＳプロトコルメッセージをリモートデバイスに選択的に送達する。
例２５は、例２３−２４のいずれか１つのデバイスを含み、ルーティングエンティティは、逆多重化のプロセスによって、リモートデバイスへのＡＳプロトコルメッセージを識別する。
例２６において、デバイスは、命令を含む非一時的メモリストレージと、当該メモリと通信する１または複数のプロセッサとを有する。１または複数のプロセッサは、第２のデバイスを無線トランスポートの中間ノードとして使用して、無線ネットワークのノードへの第１のデバイスの間接的な接続をサポートすることと、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の第１の無線リンクと、第２のデバイスと無線ネットワークとの間の第２の無線リンクとを使用して間接的な接続を管理することとを行う命令を実行する。間接的な接続は、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介した少なくとも第１のデバイスとの通信のための無線ネットワーク内に維持されたアクティブなセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて、第１のデバイスとの通信のセキュリティ保護をサポートする。メッセージが第２のデバイスを介してルーティングされるとき、メッセージがアクセス層（ＡＳ）セキュリティによって保護されるよう、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤのセキュリティアソシエーションが第１のデバイスと無線ネットワークとの間にある。
例２７は、例２６のデバイスを含み、第１のデバイスと無線ネットワークのノードとは、第１のデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有し、少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されたデータは、第２のデバイスによって保護状態から外されることなく、第１のデバイスと無線ネットワークとの間の第２のデバイスによって送達される。
例２８は、例２６−２７のいずれか１つのデバイスを含み、少なくとも１つのセキュリティ鍵は、無線ネットワークのノードによって第１のデバイスのためのデータ無線ベアラと関連付けられ、第１のデバイスのためのベアラは、トンネルエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）に少なくとも部分的に基づいて、無線ネットワークのノードにおいて識別されるネットワークベアラである。
例２９において、基地局は、命令を含む非一時的メモリストレージと、当該メモリと通信する１または複数のプロセッサとを有する。１または複数のプロセッサは、ユーザ機器（ＵＥ）へのＵＥ無線リソース制御（ＲＲＣ）接続を確立することと、各々が別々のアクセス層（ＡＳ）を含むＵＥコンテキストおよびリモートデバイスコンテキストのセキュリティ部分にアクセスすることと、ＵＥ鍵を使用してＵＥの通信が暗号化され、 リモートデバイス鍵を使用してリモートデバイスの通信が暗号化されるよう、ＵＥおよびリモートデバイスについて別々の暗号化鍵を使用して暗号化オペレーションを実行することとを行う命令を実行し、リモートデバイスと基地局とは、 リモートデバイス鍵を共有してリモートデバイスの通信を保護し、基地局とリモートデバイスとの間の通信は、ＵＥによって非暗号化されることなく、ＵＥへのＵＥ ＲＲＣ接続を通して送受信される。
例３０は、例２９の基地局を含み、ＵＥコンテキストおよびリモートデバイスコンテキストはさらに、それぞれＵＥおよびリモートデバイスのための非アクセス層（ＮＡＳ）セキュリティを維持する。
例３１は、例２９の基地局を含み、ＵＥと基地局とは、リモートデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有し、少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されたデータは、ＵＥによって保護状態から外されることなく、リモートデバイスと基地局との間のＵＥによって送達される。
例３２は、例２９の基地局を含み、少なくとも１つのセキュリティ鍵は、基地局によってリモートデバイスのためのデータ無線ベアラと関連付けられ、リモートデバイスのためのベアラは、トンネルエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）に少なくとも部分的に基づいて、基地局において識別されるネットワークベアラと関連付けられる。
例示的実施形態に係る、「プロキシＲＲＣ」手法を使用した一例示的リレーアーキテクチャを示すブロック図である。
例示的実施形態に係る、別のデバイスを介したリモートデバイスの間接経路接続のためのベアラおよびコンテキストを示すシステムのブロック図である。
例示的実施形態に係る、ＵＥオンリセキュリティのためのシステムの制御プレーンスタックを示すブロック図である。
例示的実施形態に係る、部分ＮＡＳセキュリティプロトコルを通じたメッセージ転送を示すブロックタイミング図である。
例示的実施形態に係る、プロキシＮＡＳセキュリティのためのシステムの制御プレーンスタックを示すブロック図である。
例示的実施形態に係る、「ＮＡＳインＮＡＳ」プロトコルモデルにおける、異なる様に影響が分散されたＮＡＳインＮＡＳ制御プレーンルーティングのブロックフローである。
例示的実施形態に係る、基本的なＮＡＳメッセージ逆多重化手順を示すフローチャートである。
例示的実施形態に係る、プロキシＮＡＳセキュリティを示すブロック図である。
例示的実施形態に係る、プロキシＮＡＳバージョンに再暗号化を利用するユーザプレーンのブロック図である。
例示的実施形態に係る、リレーＵＥにとって透過的なセキュリティを有する代替的なユーザプレーンを示すブロック図である。
例示的実施形態に係る、ユーザプレーンパケットを処理して、ＷＤトラフィック（ダウンリンク方向）を保護し、鍵とデータパケットとの同期を維持する方法を示すフローチャートである。
例示的実施形態に係る、ＷＤのための鍵の確立を示すメッセージフロー図である。
例示的実施形態に係る、プロキシＲＲＣの制御プレーンスタックのブロック図である。
例示的実施形態に係る、リモートデバイスと通信する無線ベアラのユーザプレーンプロトコルスタックのブロック図である。
例示的実施形態に係る、インテグリティのないＮＡＳメッセージの転送を示すメッセージフロー図である。
例示的な実施形態に係る、１または複数のデバイスおよび方法を実装するための回路のブロック図である。
以下の説明においては、本明細書の一部を成す添付の図面を参照する。当該図面では、実施され得る特定の実施形態が例示として示されている。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるよう、十分詳細に説明されている。また、他の実施形態が利用されてよく、本発明の範囲から逸脱することなく、構造的、論理的、および電気的な変更が施されてよいことを理解されたい。ゆえに、例示的実施形態についての以下の説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
一実施形態において、本明細書において説明される機能またはアルゴリズムは、ソフトウェア、または、ソフトウェアおよび人が実装する手順との組み合わせで実装されてよい。ソフトウェアは、１または複数の非一時的メモリまたは他のタイプのハードウェアベースの記憶デバイスなどの、ローカルの、またはネットワーク接続されたコンピュータ可読媒体またはコンピュータ可読記憶デバイスに格納されるコンピュータ実行可能命令で構成されてよい。さらに、そのような機能は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせであってよいモジュールに対応する。複数の機能が所望の通りに１または複数のモジュールにおいて実行されてよく、説明される実施形態は例に過ぎない。ソフトウェアは、パーソナルコンピュータ、サーバ、または他のコンピュータシステムなどのコンピュータシステム上で動作する、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロプロセッサ、または他のタイプのプロセッサ上で実行されてよい。
ウェアラブルデバイスまたはマシンタイプ通信（ＭＴＣ）デバイスが、リレーＵＥ（Ｒ−ＵＥ）を介するプロキシによってサービス提供されているとき、本願において説明されるいくつかの方法のうちの少なくとも１つによって、エンドポイントデバイスまで届くセキュリティが提供される。リレーＵＥを使用する従来の方法は、デバイス間の通信のセキュリティに対しては十分に対処していなかった。ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）のようなネットワークアーキテクチャにおいてそのようなセキュリティ要件を満たすためのプロトコルアーキテクチャのファミリが説明される。当該ファミリのメンバは、概念は同様であるが、Ｒ−ＵＥの異なるレイヤにおける、対応するセキュリティ手順の違いを有するプロキシプロトコルエンティティの使用を含む。
セキュリティ面を含むＵＥのリレーのためのアーキテクチャが、通信をリレーするのに十分Ｒ−ＵＥに近いウェアラブルデバイス（ＷＤ）または他のデバイスなどのローカルデバイスであってよいリモートデバイスと、Ｒ−ＵＥとの間のダイレクトリンクをサポートする様々な技術に適応できる。リモートデバイスは、便宜上、全体を通してＷＤと称されるが、リモートデバイスがウェアラブルである必要はないことを理解されたい。ウェアラブル機器においては特に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）技術が、この目的のための魅力的な現在の技術を提供する。それに応じて、本願の主題は、ロバストな３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）セキュリティアーキテクチャから恩恵を受けつつ、ＷＤのプロトコルスタックについての仮定をリレー関係の確立に使用される機能に限定して、これらの仮定を最小限に抑えるよう尽力する。
解決手段の３つのバージョンまたはケースが、異なるプロトコルレイヤおよびプロキシ構成を使用して、様々な例によって示されている通りに続く。
「ＵＥ−オンリ」セキュリティバージョン：ＷＤのためのアクティブなコンテキストはなく、全てのセキュリティはＵＥによって処理される。
「プロキシＮＡＳ（非アクセス層）」バージョン：ＷＤはＮＡＳエンティティを有するが、ＲＲＣ（無線リソース制御）エンティティは有さない。ＮＡＳセキュリティは、ＷＤからＭＭＥ（モビリティ管理エンティティ）までのエンドツーエンドである。
「プロキシＲＲＣ」バージョン：ＷＤは、ＮＡＳエンティティおよびＲＲＣエンティティを有し、それ自体をＲＲＣ接続されているとみなす。ＵＥおよびＷＤは、ｅＮＢ（発展型ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム地上波無線アクセスネットワークノードＢ、Ｅ−ＵＴＲＡＮノードＢとも称される）との別々のセキュリティコンテキストを有する。ｅＮＢは、ＬＴＥ規格における発展型ノードＢを指す。それはまた、セルラネットワークをＵＥに接続する基地局と称されてもよい。各ＷＤは、それ自体のＤＲＢ（データ無線ベアラ）を有し、ＵＥは、当該ＤＲＢのためのＰＤＣＰ（パケットデータコンバージェンスプロトコル（３ＧＰＰ））のリレーである。
図１は、概して１００で表される、プロキシＲＲＣバージョンと称される一例示的リレーアーキテクチャを示すブロック図である。人物１１０が示されており、ウェアラブル機器またはリモートデバイス１１５を装着している。様々な実施形態において、リモートデバイス１１５は、ユーザによって装着されてよい、バッテリ電力式の、または別の電力制約型のデバイスであってよい。さらなる実施形態において、リモートデバイス１１５は、単に、ＵＥなどの電力制約の小さいセルラ通信デバイス１２０に近接して位置していてよい。デバイス１１５および１２０は、ＰＡＮを介して無線で互いに通信し合ってよく、低電力で動作してリモートデバイス１１５のバッテリ寿命を節約する。セルラ通信デバイス１２０は、ｅＮＢなどの基地局１２５と無線で通信してよい。セルラ通信デバイス１２０は、リモートデバイス１１５とセルラ通信デバイス１２０との間で通信を安全に管理するルーティングエンティティ１３０を含んでよい。ルーティングエンティティ１３０はまた、基地局１２５との通信を多重化する。基地局１２５は、１３５のＷＤコンテキストとして示されるリモートデバイス１１０のコンテキストと、ＵＥコンテキスト１４０として示されるセルラ通信デバイス１２０のコンテキストとを有する。
一実施形態において、デバイス１２０は、基地局とセルラ通信を送受信するよう構成される第１の送受信器１４５を含むセルラ通信デバイスである。第２の送受信器１５０は、低電力通信リンクを介してリモートデバイス１１５と信号を送受信するよう構成される。いくつかの実施形態において、第１の送受信器および第２の送受信器は、１または複数のプロトコルを介した信号の処理が可能な単一の送受信機として共に統合されてよい。ルーティングエンティティ１３０は、セルラ通信デバイス１２０およびリモートデバイス１１５に向けられた通信をルーティングすべく、第１の送受信器１４５および第２の送受信器１５０に結合される。プロキシエンティティ１５５がルーティングエンティティ１３０に結合される。プロキシエンティティ１３５は、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介したリモートデバイス１１５とのセキュアな通信を提供し、これにより、セルラ通信デバイス１２０は、リモートデバイス１１５と基地局１２５との間のセキュアなリレーとして動作する。一実施形態において、セルラ通信デバイス１２５は、基地局１２５への単一の無線ＲＲＣ接続を通して、セルラ通信デバイス１２０およびリモートデバイス１１５の両方への無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージを多重化する。
図２は、ＵＥ２１５などの別のデバイスを介した、ウェアラブルデバイス（ＷＤ）２１０として示されるリモートデバイスの間接経路接続のためのベアラ（別個の接続）とコンテキストとを示すシステム２００のブロック図である。図２は、少なくともプロキシＮＡＳおよびプロキシＲＲＣのバージョンに適用可能である。全体を通して、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）２２０は、ＷＤ２１０およびＵＥ２１５のための別々のコンテキスト２２５および２３０を有すると仮定されたい。一実施形態において、ＭＭＥ２２０は、ＬＴＥアクセスネットワークの制御ノードである。ＭＭＥ２２０は、ベアラのアクティブ化／非アクティブ化プロセスに関与してよく、また、初期アタッチ（ｉｎｉｔｉａｌ ａｔｔａｃｈ）におけるＵＥのサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）を選ぶ役割も担う。非アクセス層（ＮＡＳ）シグナリングは、ＭＭＥ２２０において終端され、ＭＭＥ２２０はまた、一時的なアイデンティティを生成し、ＵＥへ割り振る役割も担う。ＭＭＥ２２０は、サービスプロバイダの公衆陸上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）にキャンプオンするためのＵＥの許可をチェックし、ＵＥローミング制約を実行する。ＭＭＥは、ＮＡＳシグナリングの暗号化／インテグリティ保護のためのネットワークにおける終端点であり、セキュリティ鍵管理を処理する。ＭＭＥ２２０によって、シグナリングの合法的傍受もサポートされる。ＭＭＥ２２０はまた、ＬＴＥと、２Ｇ／３Ｇのアクセスネットワークとの間のモビリティのための制御プレーン機能も提供する。
発展型ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム地上波無線アクセスネットワーク（ｅＮＢ）２４０は、ＵＥ２１５のための単一のＲＲＣ接続２３５と関連付けられた、ＵＥおよびＷＤの両方のためのコンテキスト情報を有する。分かり易くするために、本説明では、ＷＤおよびＵＥコンテキスト２２５および２３０は、同一のＭＭＥ２２０にあると仮定する。長方形のボックス２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、および２５９内のテキストは、破線で示された様々なレベルの各々において維持される情報を示す。矢印２６０および２６１は、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）への通信の流れを示す。ＷＤ２１０は、エンドポイントとして示されているが、任意の他のプロキシされたデバイスがエンドポイントであってよい。
ＵＥ２１５は、ＷＤ２１０への直接的な接続２７０を維持しているので、ＵＥ２１５は、ＷＤ２１０から受信されたどのデータがＷＤ２１０と関連付けられているかを認識しており、ＵＥとＷＤとの間の暗号化を維持する。接続２７０はまた、ＵＥ２１５に向けられた通信を手渡すためのＵＥサービス２７５に接続されるよう示されている。プロキシエンティティ１５５（図１）は、ＷＤ２１０への、およびＷＤ２１０からのトラフィックがプロキシによって処理されるよう、プロトコルスタックにおいて作成される。ＷＤ２１０がそれ自体のセル無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）を有するか否かという問いは、プロキシＲＲＣバージョンに関して以下で取り上げられる。
ＷＤおよびＵＥは各々、ＲＲＣ（ＵＥ−ｅＮＢ）、非アクセス層（ＮＡＳ）（ＵＥ−ＭＭＥ）、およびユーザプレーン（ＵＥ−ＳＧＷ）においてセキュリティを維持する。鍵およびセキュリティ状態情報は、（例えばｅＮＢにおけるＫｅＮＢといった、他の位置に転送される導出された鍵と共に）ＭＭＥにおけるそれぞれのコンテキストにおいて維持される。全体を通して、ＷＤとＵＥとの間の「ダイレクトリンク」は、それ自体のセキュリティの提供を有すると仮定する。
図３は、バージョン１であるＵＥオンリセキュリティのためのシステム３００の制御プレーンスタックを示すブロック図である。ＵＥ−オンリセキュリティにおいて、ＵＥ３１０はＷＤ３１５のための全てのセキュリティを処理し、ＷＤ３１５はそれ自体ではＲＲＣ接続を有さず、鍵を有さない。ダイレクトリンクセキュリティ３１７によって、ＵＥ３１０へのダイレクトリンク３１６が確立される。この場合、ネットワークには、ＷＤ３１５は単に、ＵＥ３１０のベアラ、すなわち、ＵＥ３１０のための無線ベアラと関連付けられるｅＮＢ３２０における発展型パケットシステム（ＥＰＳ）ベアラの終端点の特定のトンネルエンドポイントＩＤ（ＴＥＩＤ）として見える。ＭＭＥ３２５は、ＷＤ３１５のための別個のコンテキスト３３０を有するが、セキュリティを含む特定の機能がＵＥ３１０にプロキシされていることを認識する必要がある。
直接経路および間接経路の間の切り替えは、ＭＭＥ３２５におけるＷＤコンテキスト３３０のセキュリティ部分のアクティブ化および非アクティブ化を含んでよい。間接経路であるとき、ＷＤ３１５は、ＲＲＣ接続されていないので、アクセス層（ＡＳ）セキュリティコンテキストを有さないが、ＥＭＭ−ＲＥＧＩＳＴＥＲＥＤのＮＡＳ状態のままであり、ＮＡＳセキュリティコンテキストを有する。ＮＡＳセキュリティコンテキストは実際には使用されていない。なぜなら、ＮＡＳプロトコルスタック３３５はＵＥ３１０において終端されるからである。したがって、ＵＥ３１０はそのプロトコルスタックにおいて、ＮＡＳ３３５およびＲＲＣ３３７の両方を有する。ＵＥコンテキスト３４０は、ＡＳセキュリティ３４２スタックおよびＮＡＳセキュリティ３４３スタックの両方を有する。ＭＭＥは、ＮＡＳセキュリティ３４５スタックと、３４７のＳ１−ＡＰとを有する。ｅＮＢ３２０は、ＲＲＣ３４８スタックも有する。
ここではｅＮＢ３２０がＷＤ３１５のための何らかのコンテキストを有する理由がなく、偶然ＷＤのサービスを搬送することになった、ＭＭＥ３２５とＵＥ３１０との間で通常は終端される、１つの（または、ＷＤ３１５からのデータストリームが複数ある場合は１より多い）特定のエンハンスド無線アクセスベアラ（Ｅ−ＲＡＢ）だけを有する。（このＥ−ＲＡＢのためのＳ１ベアラは、別々のアーキテクチャ決定に応じて、ＵＥのＭＭＥ Ｓ１−ＡＰ（シグナリングインタフェース−アプリケーションプロトコル）ＵＥ ＩＤ（識別子）、またはＷＤのＭＭＥ Ｓ１−ＡＰ ＵＥ ＩＤのいずれかと関連付けられ得るが、３５０において示されるような、ＵＥのｅＮＢ Ｓ１−ＡＰ ＵＥ ＩＤを常に有するはずである。）対応するユーザプレーンベアラは、ＵＥ３１０がＷＤ３１５に提供するプロキシサービスと関連付けるとＵＥ３１０が認識しているトンネリングエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）を有する、ＵＥ３１０に「属する」ＥＰＳベアラである。実際には、概してＵＥ３１０はＩＰリレーとして働いており、ダイレクトリンクに使用されるプロトコルアーキテクチャに依存するが、それより下位のレイヤにおいてリレーしていることもある（例えば、ＰＣ５インタフェースがダイレクトリンクに使用され、かつＷＤ３１０によってＵＥ３１０がｅＮＢとして見なされる場合、それはレイヤ２リレーとして機能する）。セキュリティは、無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）によってリレーポイントまでしか提供されない。
ユーザプレーンにおいて、ケース１であるＵＥオンリセキュリティのデータセキュリティは、ＵＥのＰＤＣＰエンティティにおいて終端されるので、ＵＥは、ＷＤのユーザデータへのクリアテキストアクセスを有することに留意されたい。そのようなアクセスは、ＵＥが同一のユーザによって所有および制御されるデバイスにのみ接続されている場合、および／または、ＷＤのためのデータセキュリティがサービスレベルにおいてオーバー・ザ・トップ（ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ｔｏｐ）に維持される場合は許容可能であってよい。セキュアな通信のために様々な鍵が使用されることに留意されたい。ＵＥ３１０のＲＲＣ３３７とｅＮＢ３２０のＲＲＣ３４８との間で、ＲＲＣ鍵３５２であるＫＲＲＣ（ＵＥ）が使用される。ＵＥ３１０のＮＡＳ３３５とＭＭＥ３４７のＮＡＳ３４５との間で、ＮＡＳ鍵３５４であるＫＮＡＳ（ＵＥ）が使用される。ｅＮＢ３２０のＳ１ＡＰリソース３５０とＭＭＥ３２５のＳ１ＡＰリソース３４７との間にＩＰセキュリティ３５５も示されている。
ＵＥ−オンリセキュリティバージョンではｅＮｏｄｅ Ｂ３２０への影響はないが、ＭＭＥ３２５は、ＵＥ３１０のコンテキストに向けた様々なオペレーションを管理するためのいくつかの内部アクションを、それらが通常ＷＤ３１５のコンテキストに影響を及ぼすとき（例えば、ＷＤ３１５のための受信ページが、ＵＥ３１０に再ルーティングされるとき）行う。したがって、ＭＭＥ３２５は、少なくともＷＤのＮＡＳセキュリティコンテキスト３４５をアクティブ化／非アクティブ化するための直接経路と間接経路との間の任意の切り替えに関与する。さらに以下で分かるように、セキュリティコンテキストの一時的な再アクティブ化、または、直接経路への強制的な切り替えのいずれかをもたらす特定の手順を、それが呼び出すことができるようにすることが実際には必要である。
コアネットワークにとっては、ＷＤのデータを処理するＰＤＮ（公衆データネットワーク）接続はＵＥ３１０に属し、（１または複数の）プロキシされたデバイスについての関連情報を有さないものと見なされ、その結果、許可、課金、および関連するあらゆる機能は、既存のＮＡＳ手順およびベアラ処理に何らかの影響を与えずしてＷＤ３１５の粒度で実行され得ない。最低でも、ＷＤ３１５の承認は、そのホームの公衆陸上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）に向けた認証手順を含み、間接経路を介した承認がサポートされる場合、または、ＷＤ３１５に向けた再認証などの何らかのセキュリティ手順を呼び出すことをネットワークが望む場合、最小のプロトコルレイヤが、ダイレクトリンクを「トンネル」することを許され、（既存のＮＡＳプロトコルのサブセットを使用して）基本的なセキュリティ機能をトリガすること、または、間接経路への強制的な切り替え（実際上、プロキシされたデバイスにのみ適用可能な新しいＮＡＳ機能）をトリガすることのいずれかが可能である。
この「部分ＮＡＳ」プロトコルは、ダイレクトリンクインタフェースの一部として（例えば、ＬＴＥにおいてＰｒｏＳｅ／Ｄ２Ｄ（デバイスツーデバイス）に使用されるＰＣ５インタフェース上の制御メッセージとして）提供され得る。しかしながら、異なる無線技術への適応性のためには、それをＵＥ３１０とＷＤ３１５との間でオーバー・ザ・トップに定義することが好ましい。
ＵＥにおける制限されたＮＡＳリレー機能を使用することによって、ＵＥ−オンリバージョンまたはケースのためのそのようなプロトコルによって認証を実行する１つの手法が図４の４００において示されている。図４は、部分ＮＡＳプロトコルを通じたメッセージ転送を示す。上部にＷＤ４１０、ＵＥ４１５、ｅＮＢ４２０、およびＭＭＥ４２５が示されており、メッセージを含むイベントが時系列で下に示されている。４３０において、ＵＥ４１５のためにＮＡＳセキュリティが既に確立されている。
４３５において、ＷＤ４１０からのトラフィックのＥ−ＲＡＢが確立され、４４０において、ＷＤ４１０のセキュリティ情報が読み出される。ＵＥとＭＭＥとの間のＮＡＳメッセージングフォーマットは、この「部分プロキシ」挙動をサポートすべくわずかに影響を受ける。なぜなら、ＵＥのＮＡＳエンティティは、４５５における認証要求を、内部で処理することではなく、ＷＤ４１０へ転送することを意図されたものとして認識することができる必要があるからである。４５０において、ＵＥ４１５は、認証要求をＷＤ４１０に転送し、ＷＤ４１０は、４５５において認証応答を提供する。その後、ＵＥは４６０においてその認証応答をＷＤからＭＭＥに転送し、ＵＥオンリセキュリティバージョンであるケース１のためのセキュリティのセットアップを完了する。
ＭＭＥ４２５は既に、関係するＥ−ＲＡＢの区別された性質（内部でそれをＷＤのコンテキストと関連付けるための）を認識しているので、ＭＭＥ４２５は、４３５での確立における認証手順をトリガでき、後続のＳＥＣＵＲＩＴＹ ＭＯＤＥ ＣＯＭＭＡＮＤの送信を回避できる。なぜなら、この認証手順は、承認制御のため、および、関係するＷＤ４１０のトラフィックの転送におけるＵＥの正当性を確立するためだけのものだからである。したがって、部分ＮＡＳ実装は、追加のセキュリティメッセージをサポートする必要はない。
プロキシＮＡＳバージョンであるケース２において、ＵＥはＷＤのためのＲＲＣセキュリティを処理するが、ＮＡＳはダイレクトリンクを渡って搬送され、ＮＡＳセキュリティは、制御プレーンプロトコルスタックを示す図５において概して５００で示されるように、ＷＤと、ＭＭＥにおけるそのコンテキストとの間のエンドツーエンドである。図中、同様の要素の参照番号は、図３における参照番号と一致する。
ベアラの状況は、ＵＥオンリセキュリティに対応する図３のものと同一である。ＷＤ３１５は、ＵＥのＲＲＣ接続上の特定のベアラによって無線レイヤにおいて表される。しかしながら、ＵＥは、ＷＤを行先とする特定のダウンリンクＮＡＳメッセージを受信する。ＵＥは、２つの方法（以下の選択肢１／選択肢２）のいずれかで当該メッセージを区別でき、当該メッセージは、ダイレクトリンク上の「プロキシＮＡＳ」レイヤを介して伝えられる必要がある。プロキシＮＡＳ層は、ＷＤ３１５におけるＮＡＳスタック５１０と、ＵＥ３１０におけるＮＡＳスタック５１５と、ＭＭＥ３２５におけるＮＡＳスタック５２０とを含む。ＭＭＥとＷＤとの間で暗号化を提供すべく、５３０および５３５においてＮＡＳ鍵であるＫＮＡＳ（ＷＤ）が渡される。
図５は、Ｓ１コンテキストがＷＤ３１５のために既に確立されていることを仮定しており、これにより、ＮＡＳメッセージは、一たびそれらが識別されると正しくルーティングされ得ることに気付かれたい。本目的のためのｅＮＢ３２０とＭＭＥ３２５との間でのＳ１リソース３５０および３４７の確立は様々なやり方でトリガされ得る。
図５のプロトコルモデルは、（ダイレクトリンク自体がＲＲＣエンティティを提供しない限り）ＷＤにおいてＲＲＣなしにＮＡＳを有する。ＮＡＳ鍵は、ＭＭＥにおけるＵＥコンテキストおよびＷＤコンテキストからの鍵であるＫＡＳＭＥのそれぞれの値に基づいて管理される。ＮＡＳ ＣＯＵＮＴ値は独立して維持される。
最も複雑なことは、ＵＥ（ダウンリンク）およびＭＭＥ（アップリンク）におけるＷＤ ＮＡＳメッセージの受信側の処理であると思われる。ダウンリンク方向では、全てのＮＡＳメッセージがＳＲＢ２（シグナリング無線ベアラ２）上で混在して到達し、ＵＥは、ＷＤのＮＡＳメッセージとは独立にそれ自体のＮＡＳ状態情報を維持しつつ、それらを正しく逆多重化しなければならない。
アップリンク方向では、ｅＮＢは、ＵＥまたはＷＤに対して別々にＳ１シグナリングをルーティングすることを、適切なＳ１ベアラを選ぶこと（すなわち、Ｓ１メッセージのソースとしてｅＮＢ Ｓ１−ＡＰ ＵＥ ＩＤ、またはｅＮＢ Ｓ１−ＡＰ ＷＤ ＩＤをそれぞれ使用すること）によって行う能力を有する。しかしながら、ｅＮＢはどのＮＡＳメッセージがどのデバイスに属しているかを区別することができない。ＵＬＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒのようなＮＡＳコンテナメッセージ内の追加のインジケータが必要とされるか、または、ｅＮＢが、全てのＮＡＳシグナリングをＭＭＥにおけるＵＥのコンテキストにルーティングするかのいずれかである。
両方向について、受信機（ダウンリンク方向におけるＵＥ、アップリンク方向におけるｅＮＢ）は、ＵＥ ＮＡＳメッセージとＷＤ ＮＡＳメッセージとを区別すべく、何らかの手順、または特別なケースの処理５６０を必要とする。１つの手法は、ＲＲＣにおいてＮＡＳ−コンテナメッセージを変更して（または、新しい専用のコンテナメッセージを追加して）、送り主（方向に応じてｅＮＢまたはＵＥ）が、いつＮＡＳメッセージがＷＤに属しているかを明示的に示すことができるようにすることである。第２の手法は、「チェックアンドフェイル（ｃｈｅｃｋ−ａｎｄ−ｆａｉｌ）」メカニズムを使用して、セキュリティ情報に基づいて決定する。
プロキシＮＡＳの選択肢１：ＮＡＳコンテナメッセージ内の追加のＩＥ（情報要素。プロトコルメッセージを記述するために使用される）。
ＮＡＳメッセージをルーティングするためのこの手法は概念的には単純である。ＵＥがアップリンク方向におけるＷＤ（または、ダウンリンク方向におけるｅＮＢ）へのプロキシされたＮＡＳメッセージを送信するとき、それは、含んでいるＲＲＣメッセージにおいてＷＤの識別子を含む。受信するｅＮＢ（または、ＵＥ）はこの識別子を検出し、ＮＡＳ ＰＤＵ（プロトコルデータユニット）を適切なエンティティ（Ｓ１ベアラ／ダイレクトリンク）に送達する。
この選択肢は、メッセージルーティングに関する限りＭＭＥにとって透過的であり、ＲＲＣ層への影響を限定する。しかしながら、それは、この特異性の高い機能をサポートすべく複数のＲＲＣメッセージ（ＮＡＳ ＰＤＵを含む可能性のあるあらゆるもの）が変更されなければならないという点で、エアインタフェースに対しては広範な影響を及ぼす。
図６は、ＮＡＳインＮＡＳ（ＮＡＳ ｉｎ ＮＡＳ）制御プレーンルーティング図６００のブロックフロー図である。図中、同様の要素の参照番号は、図３および図５におけるものと同一である。図６は、それぞれ６１０および６１５のＵＥとＭＭＥとの間のセカンダリＮＡＳエンティティを使用する、「ＮＡＳインＮＡＳ」プロトコルモデルにおいて異なる様に分散された影響を有する変更形態を示しており、そのトラフィックは、ＷＤ ＮＡＳメッセージブロック６２０のコンテナ化において示されるようなＮＡＳ層の新しいコンテナメッセージにおいて搬送される。この場合、ＷＤへのＮＡＳメッセージは、ＭＭＥにおける両コンテキストを通過し、６２５においてＫＮＡＳ（ＷＤ）による二重の暗号化／復号を必要とするが、ＷＤのＮＡＳメッセージングのための別々のＳ１−ＡＰリソースは必要としない。
ルーティング６００は、ｅＮＢにとって透過的であるが、新しいコンテナメッセージを認識し、それに応じてそのコンテンツを送達すべく、ＵＥおよびＭＭＥにおいて特別な処理を必要とする。ＮＡＳメッセージのチェックアンドフェイルのルーティングは、プロキシＮＡＳバージョンであるケース２における、ＮＡＳメッセージルーティングの第２の選択肢である。
図７は、ＵＥおよびＭＭＥの両方に適用可能な基本的なＮＡＳメッセージ逆多重化手順７００を示すフローチャートである。この第２の選択肢において、ｅＮＢは通常のＮＡＳルーティング手順を適用し、このことは、７１０において、ＵＥのＲＲＣ接続からの全てのＮＡＳ ＰＤＵが、到達ＮＡＳ ＰＤＵとしてＳ１ベアラによってＵＥのコンテキストに送達されることを意味する。その後、ＭＭＥは、ＵＥの鍵であるＫＮＡＳ（ＵＥ）を使用して、ＮＡＳ−ＭＡＣ（メッセージ認証コード）をテストすることによって、７２０においてＵＥのＮＡＳセキュリティをインテグリティチェックのために適用するよう試みることができる。７３０において結果に問題ない場合、７３５においてメッセージは、送達のためにＵＥに渡される。ＮＡＳ ＰＤＵがＷＤに向けられたものである場合、７３０においてオペレーションは失敗し、ＭＭＥはＮＡＳ ＰＤＵをＷＤコンテキストに伝えることができる（これは、ＵＥがダウンリンク方向において実行するものと同一の逆多重化手順である）。７４０におけるＷＤのＫＮＡＳを使用したＮＡＳ−ＭＡＣのテストが７５０において示されるようにパスする場合、メッセージは７６０において送達のためにＷＤに渡される。パスしない場合、ＮＡＳインテグリティの失敗が７７０において発生する。同一のＵＥに複数のＷＤが接続されている場合、マッチするものが見つかるまで、本手順７００が繰り返し実行されることに留意されたい。インテグリティチェックは、受信機において特に重荷となるものでもないので、性能への影響は大きいものではないと予想される。
ほとんどのＮＡＳメッセージについて、インテグリティの失敗はメッセージの暗黙裡の破棄しかもたらさないので、その失敗がＵＥコンテキストに「属する」のか、ＷＤコンテキストに「属する」のかに関する曖昧さへの懸念はない。しかしながら、特定のＮＡＳメッセージは失敗した場合に何らかのアクション（特に、ＴＡＵおよびサービス要求）を必要とし、これらの場合は注意して処理される必要があろう。
また、特定のＮＡＳメッセージはインテグリティ保護なしに合法的に送信され得る（３ＧＰＰセキュリティ技術仕様書−ＴＳ２４．３０１、セクション４．４．４．２および４．４．４．３）ことに留意されたい。これらのシナリオのための特別な処理は、以下で説明される通りに提供されてよい。１つの手法は、単に、関係するＮＡＳ手順だけがネットワークへの直接経路でＷＤに対して実行され得ると規定することである。
ＮＡＳルーティングのための第３の選択肢は、プロキシＮＡＳメッセージのための別個のＳＲＢを定義することである。
図８は、概して８００でプロキシＮＡＳセキュリティであるバージョン３またはケース３を示すブロック図である。プロキシＮＡＳセキュリティの要素は、ＵＥなどの第１のデバイス８１０とＷＤなどのリモートの第２のデバイス８１５とを備え、それらのデバイスは、互いの間に直接的な無線接続を有する。第１のデバイス８１０はまた、ｅＮＢなどの基地局８２０に無線で接続される。ＭＭＥ８２５およびゲートウェイ８３０もまた示されている。一実施形態において、第１のデバイス８１０は、８４０において示されるようなＲＲＣメッセージを利用して、基地局８２０とセルラ通信を送受信するよう構成される、８３５の第１の送受信器（ＴＸ１）を有する。８４５の第２の送受信器（ＴＸ２）が、低電力通信リンクと８５０において示されるようなＲＲＣメッセージとを介して第２のデバイス８１５と信号を送受信するよう構成される。ルーティングエンティティ８５５が、第１のデバイス８１０および第２のデバイス８１５に向けられた通信をルーティングするよう、第１の送受信器８３５および第２の送受信器８４５に結合される。プロキシエンティティ８６０が、ルーティングエンティティ８５５に結合される。プロキシエンティティ８６０は、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介した第２のデバイス８１５とのセキュアな通信を提供し、これにより、セルラ通信デバイスである第１のデバイス８１０は、第２のデバイス８１５と基地局８１０との間のセキュアなリレーとして動作し、基地局８２０への単一の無線ＲＲＣ接続を通して、第１のデバイス８１０および第２のデバイス８１５の両方への無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージを多重化する。ＲＲＣメッセージの多重化は、第１のデバイス８１０のための、８６５において示されたＲＲＣコンテキストと、第２のデバイス８１５のための８７０において示されたＲＲＣコンテキストとを利用してよい。
図９は、プロキシＮＡＳバージョンに再暗号化を利用するユーザプレーン９００のブロック図である。ＷＤ９０５は、ＵＥ９２３におけるダイレクトリンク９２０へのダイレクトリンクセキュリティ９１５を備えたダイレクトリンク９１０を有する。ＵＥ９２３は、アップリンク暗号化鍵であるＫＵＰｅｎｃ９３０を備えたＰＤＣＰ９２５を利用して、ｅＮＢ９３７のＰＤＣＰ９３５に結合する。ｅＮＢは、ＧＴＰ９４０を使用してＳ−ＧＷと通信９４５する。ユーザ−プレーンセキュリティは、ＰＤＣＰ９３５において終端され、９４５においてＳ１ｕによって別個のセキュリティコンテキストにリレーして、ｅＮＢ９３７において処理されるので、プロキシ−ＮＡＳアーキテクチャにおけるこのセキュリティの処理は、いくつかの追加の段階を必要とする。実際には、ＷＤ９４５のためのＲＲＣコンテキストを有することなく、ｅＮＢ９３７は、ＷＤ９０５のためのユーザ−プレーン鍵（鍵は、ＵＥ固有のＫｅＮＢに由来する）を導出することはできない。
特別な処理もなく、Ｒ−ＵＥは、ＷＤトラフィックへのクリアテキストアクセスを有し、（アップリンク方向において、また、ダウンリンクに対しては変更すべきところは変更して）ｅＮＢへの伝送のためにそれ自体のＫＵＰｅｎｃでトラフィックを再暗号化する。
この問題を解決すべく、ＷＤ９０５とｅＮＢ９３７とは、リレーＵＥ９２３にとっては既知でないユーザプレーンセキュリティアソシエーションと鍵とを共有してよい。ＭＭＥは既にＷＤ９０５のためのＫＡＳＭＥを有しているので、対応するＫｅＮＢそしてＫＵＰｅｎｃを導出するために情報が利用できる。しかしながら、ＷＤ９０５は、それ自体がこのｅＮＢ９２３によるサービスを受けているとはみなさず、何らかの形で「だまされて」それ自体で同一の鍵を導出しなければならない。
図１０は、リレーＵＥにとって透過的なセキュリティを有する代替的なユーザプレーン１０００を示すブロック図である。図１０における参照番号は、図９における同様の要素と一致する。ＷＤ９０５およびｅＮＢ９３７は、それぞれＷＤ９０５およびｅＮＢ９３７の疑似ＰＤＣＰ１０１５および１０２０を介してＵＥ９２３に対して透過的にユーザ−プレーンセキュリティを実行する。
適切な鍵ＫＵＰｅｎｃ（ＷＤ）１０３０が導出されたと仮定すると、ｅＮＢは、ＷＤ９０５に対応するＵＥのＤＲＢに送信される［または、ＵＥのＤＲＢから受信される］処理データに、特有の手順を適用する。対応するＴＥＩＤからパケットを受信し次第［または、対応するＴＥＩＤへパケットを送達する前］、それは、ＷＤのＫＵＰｅｎｃ１０３０を使用してパケットを暗号化［または、復号］する。ｅＮＢの実装では、プロセスは、ＷＤがＲＲＣ接続されていないにもかかわらずＷＤのための部分コンテキストを維持するのではなく、ＥＰＳベアラの特性としてモデル化されてよい。あるいは、ｅＮＢは、ＷＤのための部分コンテキストを維持し、その部分コンテキストに応じてセキュリティを処理し得る。
図１１は、ユーザプレーンパケットを処理して、ＷＤトラフィック（ダウンリンク方向）を保護し、暗号同期（ｃｒｙｐｔｏｓｙｎｃ）とも称される、鍵とデータパケットとの同期を維持する方法１１００を示すフローチャートである。一実施形態において、方法１１００は、ｅＮＢにおいてＵＥコンテキストに対して実行される。ＷＤおよびＵＥのカウントは、それぞれ１１１０（ＣＯＵＮＴ（ＷＤ））および１１１５（ＣＯＵＮＴ（ＵＥ））においてインクリメントされ、１１２０および１１２５において格納される。対応する鍵ＫＵＰｅｎｃ（ＷＤ）およびＫＵＰｅｎｃ（ＵＥ）が１１３０および１１３５において維持され、それぞれのカウントと相互に関連付けられる。
１１４０においてＷＤのＴＥＩＤに対してパケットが受信されてよく、１１４５において暗号化される。このことは１１１０においてＷＤカウントのインクリメントをトリガし、暗号化されたパケットはまた、１１５０においてＵＥのＰＤＣＰ処理ユニットに提供される。１１５５における任意の他のＴＥＩＤからのパケットもまた、ＰＤＣＰ処理ユニット１１５０に提供されてよい。ＰＤＣＰ処理ユニット１１５０は、１１２５のＵＥのＰＤＣＰカウントと、１１３５からの対応する鍵とを使用し、ＵＥのパケットを暗号化してよい。 その間１１１５においてカウントをインクリメントする。
ＵＥにおけるユーザ−プレーン鍵の導出のための通常のトリガは、ＲＲＣ手順（接続確立、またはＳｅｃｕｒｉｔｙＭｏｄｅＣｏｍｍａｎｄメッセージの受信）であり、当該手順は、ＷＤがＲＲＣエンティティを有さないこの状況においては適用可能ではない。しかしながら、ＳｅｃｕｒｉｔｙＭｏｄｅＣｏｍｍａｎｄの内容（アルゴリズム識別子のみ）は、ダイレクトリンクのメッセージを介して渡され得るか、または、それはハードコード化され得る、もしくはそうでなければ、ＷＤにおいて帯域外で構成され得る。いずれのケースも、ＷＤがＫｅＮＢを導出し、その後、必要なユーザ−プレーン鍵を導出することを可能にする。（アップリンクＮＡＳ ＣＯＵＮＴ値は、ＫｅＮＢの導出のために必要な入力であるが、ＷＤはＮＡＳプロトコルエンティティを有するので、この値は既に利用可能である。）要するに、一たびＷＤとＵＥとの間でＮＡＳプロキシ関係が確立されると、使用されるべきアルゴリズムファミリをＷＤが認識しているならば、ＷＤはユーザ−プレーン鍵を自律的に導出できる。
一方で、同一の導出を実行するのに、ｅＮＢは明示的にトリガされる必要がある。なぜなら、ｅＮＢはプロキシＮＡＳ層のステータスを認識しておらず、ＷＤと関連付けられるＫｅＮＢを有さないからである。ユーザ−プレーン鍵はｅＮＢのために特定のＴＥＩＤと関連付けられるので、対応するＥＰＳベアラが確立されたときに鍵導出をトリガすること、すなわち、トリガと、ＭＭＥからのＥ−ＲＡＢ ＣＯＮＴＥＸＴ ＳＥＴＵＰ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージ内の必要な情報とを提供することは合理的に思われる。この情報は、ＫｅＮＢおよび（ＷＤと同様、ハードコード化されるか、またはそうでなければ構成され得る）アルゴリズム識別子のみで構成されるので、メッセージへの影響は限定される。
図１２は、プロキシＮＡＳセキュリティのためのユーザプレーンキーイング１２００を示すメッセージフロー図である。ユーザプレーンキーイング１２００は、ＷＤ１２１０、ＵＥ１２１５、ｅＮＢ１２２０、ＭＭＥ１２２５、およびＳ−ＧＷ１２２７の間の通信およびアクションを示す。１２３０において、ＷＤ１２１０とＵＥ１２１５との間でプロキシＲＲＣが確立される。１２３２において、ＵＥ１２１５とｅＮＢ１２２０との間でＷＤ１２１０のためにＲＲＣ接続が確立される。ＮＡＳ ＣＯＵＮＴ１２３５および１２３７がセットアップ時に同期される。
ＷＤ１２１０およびＭＭＥ１２２５は各々、１２３５および１２３７において自律的にＫｅＮＢを導出する。ＷＤ１２１０はまた、プロトコルエンティティが作成されたとき、１２４５において自律的にＫＵＰｅｎｃを導出する。ＵＥ１２１５とＭＭＥ１２２５との間で、Ｅ−ＲＡＢ１２４７もＷＤ１２１０のためにセットアップされる。１２５０において、ＭＭＥは、ｅＮＢ１２２０と共にｒｅｑ（ＴＥＩＤ（ＷＤ），ＫｅＮＢ，ＣＯＵＮＴ）をセットアップする。Ｓ−ＧＷ１２２７とｅＮＢ１２２０との間で、ＴＥＩＤ（ＷＤ）を有するベアラ１２５５が確立される。１２６０において、ｅＮＢ１２２０とＵＥ１２１５との間でＤＲＢ（ＷＤ）のセットアップが行われる。１２６２において、ＷＤ１２１０は、ＫＵＰｅｎｃで暗号化されたデータをＵＥ１２１５に転送し、ＵＥ１２１５は、ＤＲＢ（ＷＤ）上で当該データをｅＮＢに転送する。ｅＮＢ１２２０は、１２７０においてＤＲＢをＴＥＩＤ（ＷＤ）にマッピングし、１２７５においてＴＥＩＤ（ＷＤ）についてＫＵＰｅｎｃで復号する。その後、１２８０において、データがＴＥＩＤ（ＷＤ）を有するベアラ上で転送される。
ＷＤ１２１０は、ｅＮＢにおいてそれ自体のＲＲＣ接続と、対応するコンテキストとを有すると考えられ、当該２つのデバイスについて別個のセキュリティオペレーションが存在する。いくつかの実施形態において、ＷＤは、サービングｅＮＢによって発行されたそれ自体のＣ−ＲＮＴＩを有する。エアリンクシグナリングは実際にはＷＤに向けられないが、Ｃ−ＲＮＴＩによって通常区別される制御プレーンメッセージは、ＲＲＣプロトコルレイヤを介して伝搬し、ＷＤが認識可能な「ＲＲＣアイデンティティ」を有するはずであることを示唆する。
図１３は、接続を管理するための制御メッセージのプロキシＲＲＣ制御プレーンスタック１３００を示すブロック図である。プロキシＲＲＣ制御プレーンスタック１３００に加わるエンティティは、ＷＤ１３１０、ＵＥ１３１５、ｅＮＢ１３２０、およびＭＭＥ１３２５を含む。ＷＤ１３１０の制御レイヤは、ダイレクトリンク１３３０、ＲＲＣ１３３２、およびＮＡＳ１３３５を含む。ＵＥ１３１５のレイヤは、ダイレクトリンク１３３７、ＲＲＣ１３４０、およびＮＡＳ１３４２を含む。ｅＮＢ１３２０は、ＵＥのためのＲＲＣＵＥ１３４５およびＳ１ＡＰ１３４７と、ＷＤのためのＲＲＣＷＤ１３５０およびＳ１ＡＰ１３５２とを含む。ＭＭＥは同様に、ＵＥ１３１５のためのＳ１ＡＰ１３５５およびＮＡＳＵＥ１３５７と、ＷＤ１３１０のためのＳ１ＡＰ１３６０およびＮＡＳＷＤ１３６２とを含む。ＵＥコンテキスト１３６５およびＷＤコンテキスト１３６７は共に、ＡＳおよびＮＡＳセキュリティを提供する。
ＷＤ１３１０とＵＥ１３１５との間でダイレクトリンクセキュリティ１３７０が提供される。ＷＤ１３１０、ＵＥ１３１５、およびｅＮＢ１３２０の間でＲＲＣ鍵１３７２（ＫＲＲＣ（ＷＤ））および１３７３（ＫＲＲＣ（ＵＥ））が使用される。ＵＥ ＮＡＳ鍵はまた、ＵＥ１３１５とｅＮＢ１３２０との間で１３７５において使用される。ＵＥ１３１５とｅＮＢ１３２０との間でＲＲＣ ＷＤ鍵が使用される。リンクのうちのいくつかが、関連付けられたインタフェースを保護するために使用される、対応するセキュリティアルゴリズムおよび／または鍵と共に示されている。いくつかの実施形態において、鍵はリンクを介して渡されず、それぞれの接続されたエンティティによって導出されてよいことに留意されたい。したがって、単一のＲＲＣ接続が、ＵＥおよびＷＤのための両方のＲＲＣ鍵によって提供されるセキュリティで通信する。ＵＥ１３１５とＭＭＥ１３２５との間で、ＷＤ ＮＡＳ鍵（ＫＮＡＳ（ＷＤ）１３８０が使用される。ｅＮＢ１３２０とＭＭＥ１３２５との間のＵＥ接続およびＷＤ接続それぞれの間で、それぞれ１３８２および１３８５においてＩＰＳｅｃが使用される。
ＵＥ内の単一のＲＲＣエンティティが、ｅＮＢ内の２つの異なるＲＲＣエンティティとして解釈されるので、この状況は、プロトコルに関して普通とは異なるようにモデル化され、ｅＮＢ内の当該２つのＲＲＣエンティティは、異なるＳ１リソースに対応しているが、同一の無線ＲＲＣ接続を使用している。ｅＮＢは、その共通の接続を通してＵＥからメッセージを受信する。当該メッセージには、ＷＤから発信されたものもあれば、ＵＥから発信されたものもある。ｅＮＢは、様々な方法によってこれらのメッセージの曖昧さを解消できる。その方法には、例として、ケース２のＮＡＳ層について説明された、同じ種類の逆多重化手順を含む。（ＵＥのＲＲＣ層は、ダウンリンクのそれ自体のＲＲＣメッセージを、ＷＤを行先とするＲＲＣメッセージと区別するための同様の手順を実行する必要がある）ユーザプレーンにおいてはそのような問題はない。なぜなら、この代表的なアーキテクチャにおいて、ＷＤのユーザプレーンはそれ自体の無線ベアラを有しているからである。単一の無線ベアラ上で共に多重化されたＷＤおよびＵＥのためのユーザプレーントラフィックを有するアーキテクチャは、当該２つのデバイスのためのデータを区別するための方法を必要とするであろう。
ＷＤからのＲＲＣメッセージのセキュリティ処理は、「二重セキュリティ」問題（例えば、メッセージをまずＷＤ鍵で暗号化し、その後ＵＥ鍵で再び暗号化し、これにより、ｅＮＢは、それを２回復号する必要がある）を回避するための何らかの配慮を必要とする。最も単純な手法は、ＵＥのプロキシＲＲＣエンティティが、この点においてＰＤＣＰリレーとして機能し、（おそらくは「チェックアンドフェイル」ルーティングメカニズムに必要とされるものは別として）それ自体のセキュリティ手順を実行しないことである。ＷＤからＵＥへのＲＲＣメッセージは、それが到着したちょうどそのままの形でＳＲＢ２によってｅＮＢに送達される。（ＵＥは、ＲＲＣプロトコルの下にあるＷＤおよびＵＥのＰＤＣＰレイヤの別々のシーケンス番号を維持しなければならないことに留意されたい。この設計は、「プロキシＰＤＣＰ」として同じように説明され得る。）
対応するユーザプレーン１４００のプロトコルスタックが、図１４においてブロック図の形態で示されている。図中、参照番号は、図１３におけるプロキシＲＲＣの制御プレーンの図におけるものと同様である。ユーザプレーン１４００は、デバイス間のユーザデータの流れを表している。ＷＤ１３１０は、ダイレクトリンクトランスポート１４１０とＰＤＣＰ１４１５とＩＰ１４２０とを含む。ＵＥ１３１５は、ダイレクトリンクトランスポート１４２５とＰＤＣＰ１４３０とＭＡＣ／ＲＬＣ／ＰＨＹ（それぞれ無線リンク制御および物理レイヤ）１４３５とＰＤＣＰ１４４０とを含む。ｅＮＢ１３２０は、ＭＡＣ／ＲＬＣ／ＰＨＹ１４４２とＰＤＣＰ１４４４とＳ−ＧＷを介したＧＴＰ−Ｕリレー１４５０とを含む。Ｐ−ＧＷ１３２５は、ＧＴＰ−Ｕおよびその下層１４５５とＩＰ１４６０とを含む。ＩＰ１４２０は、データをＰ−ＧＷ１３２５のＩＰ１４６０に伝える。
ユーザプレーン１４００において、ＷＤ１３１０のトラフィックは、それ自体のＰＤＣＰエンティティ、セキュリティ鍵などと共に、ｅＮＢ１３２０から見た（ＵＥ１３１５の）１つのＤＲＢに集中している。ＵＥ１３１５は１つのＤＲＢをこのＷＤ１３１０に充て、ＲＲＣと同様、それはそれ自体のセキュリティ処理を何も提供せず、ＰＤＣＰリレーとしてそのＤＲＢのためだけに機能する。（他の選択肢と同様に、複数のＤＲＢはまた、セキュリティメカニズムを各ＤＲＢに別々に適用して、ＱｏＳまたは他の基準に基づいてトラフィックを分離するために使用され得る。）
セキュリティをこのベアラ上で適切に機能させるために、ＵＥ１３１５は、ＰＤＣＰの目的のためにセキュリティを透過的に扱い、ｅＮＢ１３２０は、それをＵＥのコンテキストではなくＷＤのコンテキストと関連付ける。この関連付けは、ｅＮＢ１３２０が、ＷＤ１３１０のためのプロキシＲＲＣ接続を処理していると既に認識しているはずのとき、ＤＲＢのセットアップ時に形成され得る。
前述の説明においてＷＤ１３１０は専用のＤＲＢを有しているので、１つのＵＥ１３１５が、極めて小さい数より多くのＷＤのためのプロキシとして機能する場合、この解決手段はスケーリング問題に直面することに留意されたい。こういう理由で、複数のＷＤからのトラフィックが無線で単一のＤＲＢに集約されるのが望ましい（例えば、異なるデバイスからの同様のＱｏＳ要件を有するトラフィックが共にグループ化され得る）。しかしながら、そのような集約は、ルーティング問題を提起する。なぜなら、セキュリティ処理のために、異なるＷＤからのデータフローは異なるＰＤＣＰエンティティによって処理される必要があるからである。それは、ＰＤＣＰエンティティをＤＲＢから切り離すための無線プロトコルの何らかの再設計なくして、プロキシＲＲＣ手法によって十分にはサポートされない。
このユーザプレーン１４００モデルにおいて、ＭＭＥは、ＷＤ１４１０がＵＥ１４１５を介した間接経路によってルーティングされていることを実際には認識していない。ｅＮＢ１４２０はＵＥ１４１５およびＷＤ１４１０のための完全に別々のコンテキストの錯覚をそれに提示し、セキュリティ面は独立して管理される。このケースは、セキュリティの観点から見て、明らかに最も単純な選択肢である。しかしながら、ＭＭＥの透過性が原因で、それは他のやり方では正確には問題を含み得る。課金などのコアネットワーク機能が、ＷＤ１４１０とＵＥ１４１５との間の関連付けへの洞察を必要とする場合、透過性がその洞察を困難なものにし得る。Ｓ１−ＡＰメッセージングにおける追加の情報が、プロトコルの影響をより広範なものにするという代償を払って、ＷＤ１４１０が間接モードにあることをＭＭＥに通知し得る。
全てのバージョンについて、ネットワークアタッチ時、ＭＭＥは、ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＭＯＤＥ ＣＯＭＭＡＮＤによってＮＡＳ層上でセキュリティを開始する。ＷＤがアタッチするとき当該手順のこのポイントに達するべく、プロキシＮＡＳおよびプロキシＲＲＣのバージョンでは問題を含み得るインテグリティ保護なしに、ＭＭＥはＡＴＴＡＣＨ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを受信し、それをＷＤと正しく関連付けていなければならない。
一実施形態において、間接経路を介したアタッチ手順は、ＷＤは、それが間接経路のルーティングを使用し得る前に、既にＥＭＭ−ＲＥＧＩＳＴＥＲＥＤであり、有効なＥＰＳセキュリティコンテキストを有していなければならないという人為的に課された要件を有してよい。さらなる実施形態において、アタッチメントおよびセキュリティの開始は、上述された３つのバージョンのいずれかを使用して、間接経路を介して完全に行われ得る。
全てのＷＤのセキュリティがＵＥによって処理されるＵＥオンリセキュリティバージョンであるケース１において、オペレーションは追加のプロトコルのサポートなくして根本的に不可能である。なぜなら、間接経路上のＷＤは、必要なプロトコル終端点を持たないからである。
ケース３に対応するバージョン３であるプロキシＲＲＣにおいて、一たびＷＤのためのＲＲＣセキュリティと、ＷＤとＭＭＥとの間のＮＡＳシグナリング接続とが確立されると、ＮＡＳ層よりむしろＲＲＣについて上述された同一のチェックアンドフェイル手順を使用して、全ての制御プレーンメッセージが明確にルーティングされ得る。しかしながら、ＷＤのＲＲＣセキュリティの確立は、既にＷＤのためのＫＡＳＭＥを有することに依存している。すなわち、ＷＤは、認証および鍵交換（ＡＫＡ）手順を実行していなければならず、ｅＮＢは、ＫｅＮＢの導出を可能にすべく、ＷＤについての十分な知識を有するはずである。ゆえに、ｅＮＢは、インテグリティ保護なしに、いくつかのＮＡＳメッセージ（最低でもＡＴＴＡＣＨ ＲＥＱＵＥＳＴ、ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴ、およびＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＲＥＳＰＯＮＳＥ）を認識し、それらを各方向にルーティングする機能を有するはずであり、同様に、ＵＥのＲＲＣエンティティは、いつこれらのメッセージがＷＤに向けられたかを区別することができなければならない。様々なＳｅｃｕｒｉｔｙ Ｍｏｄｅメッセージは、認証ベクトルが取得された後にインテグリティ保護で送信されてよいので、それらはチェックアンドフェイル手順でルーティングされ得る。
図１５は、インテグリティなしにＮＡＳメッセージを転送する方法を示すメッセージフロータイミング図１５００である。メッセージは、ｅＮＢ１５１０、ＵＥ ＲＲＣ１５２０、およびＷＤ ＲＲＣ１５３０の間で転送される。１５４０において、ダイレクトリンク情報ＳＲＢ２がＤＬＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒ（ＮＡＳ ＰＤＵ、インテグリティなし）としてｅＮＢ１５１０からＵＥ ＲＲＣ１５２０に送信される。ＵＥ ＲＲＣ１５２０は、１５５０において、チェックＮＡＳメッセージタイプを実行し、その後、１５６０において、ＤＬＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒでダイレクトリンクコンテナメッセージを送信する。
起こり得る最も単純なことは、ＵＥに向けたＳＲＢ２のセットアップ後、インテグリティ保護されないＮＡＳ ＰＤＵにＲＲＣエンティティが遭遇したとき、ＲＲＣエンティティが、それはＷＤに属するものと仮定し、それに応じて対応するＷＤ ＲＲＣにそれを転送することである。あるいは、この挙動は、ＴＳ２４．３０１においてインテグリティ保護のない送達が許可されているＮＡＳメッセージに限定され得る。（しかしながら、この透過的な手法は、ＵＥが単一のＷＤにサービス提供するときにだけ機能することに留意されたい。複数のＷＤへのＮＡＳメッセージのそのような転送を処理する単純なやり方は存在しない。）
最後に、プロキシＮＡＳ、バージョン２、ケース２は、プロキシＲＲＣと同様の手法を使用し得るが、ＲＲＣ層ではなくＮＡＳ層で使用する。プロキシＲＲＣと同様、ｅＮＢとＵＥとの間で単一のＳＲＢ２だけが存在するが、この場合、それはまた、単一のＮＡＳエンティティに送達する。インテグリティ保護されたメッセージに対してチェックアンドフェイルのルーティング手順を使用するこのＮＡＳエンティティは、この状況において基本的に同じことを行い、保護されていないＮＡＳメッセージを「自動的な失敗」として扱い、それをＷＤのＮＡＳに向けてルーティングする。
しかしながら、これは、プロキシＮＡＳおよびプロキシＲＲＣの両方において、セキュリティ対策が施されていないいかなるＮＡＳメッセージをＵＥに送達することも、そうすることが正しい偶発的なケース（例えば、ＨＳＳにおけるセキュリティコンテキスト情報の損失）においてでさえ、不可能になるということを意味する。間接経路を介してＷＤにサービス提供するＵＥの場合、これらのケースは、まず全てのＷＤをデタッチすることによって処理されなければならないと思われる。
ＵＥを介ししてＷＤが接続され得るプロトコルモデルは３つあり、セキュリティ処理に対して明らかな効果がある。
１．アクティブなＷＤコンテキストはなく、全てのセキュリティはＵＥによって処理される（「ＵＥ−オンリセキュリティ」）。
２．ＷＤはＮＡＳエンティティを有するがＲＲＣエンティティは有さず、ＮＡＳセキュリティは、ＷＤとＭＭＥとの間のエンドツーエンドである（「プロキシＮＡＳ」）。
３．ＷＤは、ＮＡＳエンティティおよびＲＲＣエンティティと、ＷＤとｅＮＢとの間およびＵＥとｅＮＢとの間の別々のＲＲＣセキュリティによるＲＲＣ接続の錯覚とを有する。プロキシされた各ＷＤは、それ自体の無線ベアラを占有してよく、ＰＤＣＰは、ＵＥを介してｅＮＢに透過的にリレーされる（「プロキシＲＲＣ」）。
ＵＥ−オンリセキュリティは単純なプロトコルモデルを提供するが、ＷＤとの全てのＮＡＳシグナリングを無効にし、全てのＷＤのトラフィックへのＵＥクリアテキストアクセスを可能にするという、２つの潜在的に深刻な欠点を有する。
プロキシＮＡＳおよびプロキシＲＲＣの手法は、アーキテクチャの観点から見て互いに似通っており、どのレイヤがチェックアンドフェイル逆多重化アルゴリズムを適用するかという点で主に異なる。プロキシ−ＮＡＳモデルは、ＵＥとＷＤとの間の関連付けへのより多くの洞察をＭＭＥに与え、プロキシ−ＲＲＣモデルにおいては、間接経路の関連付けは、実際にはＭＭＥから完全に隠され得る。これらの違いは、「プロキシされたＷＤに関連するメッセージ」を示すために使用され得るＮＡＳ含有ＲＲＣメッセージにフィールドを追加することなどのメッセージングの変更で回避され得る。その両方が、ＮＡＳにおけるセキュリティ対策が施されていないメッセージの処理に対して特定の制限を課す。
リレーＵＥがＷＤのトラフィックへのクリアテキストアクセスを有さないといったやり方でユーザプレーンにセキュリティを適用することは、プロキシ−ＮＡＳモデルにおいて困難なことであり、ＷＤとｅＮＢとの間の浅い「疑似ＰＤＣＰ」レイヤと、特定のＴＥＩＤに対するｅＮＢにおける区別されたセキュリティ処理とを必要とする。必要とされるサポートは、どの場所においても複雑ではないが、複数のネットワークノードおよびプロトコルレイヤに影響を及ぼす。
プロキシ−ＲＲＣモデルの透過性は、アーキテクチャ的に魅力的だが、課金のようなＣＮ（コアネットワーク）機能にとっては実際には不都合となり得る。それは、ＷＤごとに別々のＤＲＢを使用するので、数個より多い数のＷＤが単一のＵＥを介してリレーされるべき場合は、スケーリングが不十分となり得る。
図１６は、例示的な実施形態に係るコントローラおよび方法を実装するコンピュータシステム１６００のブロック概略図である。様々な実施形態において、全てのコンポーネントが使用される必要はない。
コンピュータ１６００の形態の１つの例示的なコンピューティングデバイスは、処理ユニット１６０２とメモリ１６０３とリムーバブルストレージ１６１０と非リムーバブルストレージ１６１２とを備えてよい。例示的なコンピューティングデバイスはコンピュータ１６００として示され、説明されているが、異なる実施形態においては、コンピューティングデバイスは異なる形態であってよい。例えば、その代わりに、コンピューティングデバイスは、図１６に関して示され、説明されるものと同一または同様の要素を含むスマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、または他のコンピューティングデバイスであってよい。スマートフォン、タブレット、およびスマートウォッチなどのデバイスは、概して集合的にモバイルデバイスと称される。さらにコンピュータ１６００の一部として様々なデータストレージ要素が示されているが、当該ストレージは、同様にまたは代替的に、インターネットなどのネットワークを介してアクセス可能なクラウドベースのストレージを含んでよい。
メモリ１６０３は、揮発性メモリ１６１４および不揮発性メモリ１６０８を含んでよい。コンピュータ１６００は、揮発性メモリ１６１４および不揮発性メモリ１６０８、リムーバブルストレージ１６１０、ならびに非リムーバブルストレージ１６１２などの様々なコンピュータ可読媒体を含んでよい、またはそれらを含むコンピューティング環境へのアクセスを有してよい。コンピュータストレージは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）および電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリもしくは他のメモリ技術、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）もしくは他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気記憶デバイス、または、コンピュータ可読命令を格納可能な任意の他の媒体を含む。
コンピュータ１６００は、入力１６０６、出力１６０４、および通信接続１６１６を含んでよいか、またはそれらを含むコンピューティング環境へのアクセスを有してよい。出力１６０４は、タッチスクリーンなどのディスプレイデバイスを含んでよく、当該デバイスはまた、入力デバイスとして機能してよい。入力１６０６は、タッチスクリーン、タッチパッド、マウス、キーボード、カメラ、１または複数のデバイス特有ボタン、コンピュータ１６００内に統合されるか、または有線もしくは無線のデータ接続を介してコンピュータ１６００に結合された１または複数のセンサ、および他の入力デバイスのうちの１または複数を含んでよい。コンピュータは、通信接続１６２０を使用してネットワーク接続環境において動作して、データベースサーバなどの１または複数のリモートコンピュータに接続してよい。リモートコンピュータは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピアデバイスもしくは他の共通ネットワークノード、またはそれに類するものを含んでよい。通信接続１６２０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、セルラ、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、または他のネットワークを介して情報を送信および受信可能な１または複数の送受信機を含んでよい。
コンピュータ可読媒体に格納されたコンピュータ可読命令は、コンピュータ１６００の処理ユニット１６０２によって実行可能である。ハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、およびＲＡＭは、記憶デバイスなどの、非一時的コンピュータ可読媒体を含む物品のうちのいくつかの例である。コンピュータ可読媒体および記憶デバイスという用語は、搬送波を含まない。例えば、データアクセスについてのアクセス制御チェックを実行するための、および／またはコンポーネントオブジェクトモデル（ＣＯＭ）ベースのシステムのサーバの１つにおいてオペレーションを行うための一般的技術を提供可能なコンピュータプログラム１６１８が、ＣＤ−ＲＯＭ上に含まれてよく、ＣＤ−ＲＯＭからハードドライブにロードされてよい。コンピュータ可読命令は、コンピュータ１６００が、複数のユーザおよびサーバを有するＣＯＭベースのコンピュータネットワークシステムにおいて一般的なアクセス制御を提供することを可能にする。
以下は、発明の主題のさらなる説明を提供するスライドである。
セキュリティ面を含むＵＥリレーのためのアーキテクチャは、ＷＤとＲ−ＵＥとの間のダイレクトリンクをサポートする様々な技術に適応可能であるはずである。ウェアラブル機器においては特に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのＰＡＮ技術が、本目的のための魅力的な現在の技術を提供する。それに応じて、発明の主題は、ロバストな３ＧＰＰセキュリティアーキテクチャから恩恵を受けつつ、ＷＤのプロトコルスタックついての仮定をリレー関係の確立に厳密に必要な機能に限定しながら、当該これらの仮定を最小限にする。
解決手段の３つのバージョンが続く。それらは異なるプロトコルレイヤおよびプロキシ構成を使用する。
「ＵＥ−オンリ」セキュリティ：ＷＤのためのアクティブなコンテキストはなく、全てのセキュリティはＵＥによって処理される。
「プロキシＮＡＳ」：ＷＤはＮＡＳエンティティを有するが、ＲＲＣエンティティは有さない。ＮＡＳセキュリティは、ＷＤからＭＭＥまでのエンドツーエンドである。
「プロキシＲＲＣ」：ＷＤはＮＡＳエンティティおよびＲＲＣエンティティを有し、それ自体をＲＲＣ接続されているとみなす。ＵＥ（からｅＮＢ）およびＷＤ（からｅＮＢ）は別々のセキュリティコンテキストを有する。各ＷＤはそれ自体のＤＲＢを有し、ＵＥは、当該ＤＲＢのためのＰＤＣＰリレーである。
それらの全てが、ＷＤが間接経路を介した動作を開始すること、すなわち、ＣＮにアタッチし、セキュリティを確立することを可能にすることに対して何らかの困難を生じさせる。どのＮＡＳメッセージングがサポートされ得るかに対しての、解決手段ごとに異なった特定の制限もある。
間接経路のケースのサポートに関与する接続は多数あり、幾分複雑なやり方で連動する。ＷＤはエンドポイントとして示されているが、さらなる実施形態においては多数の異なるプロキシされたデバイスが使用されてよい。
数個の実施形態が上記において詳細に説明されてきたが、他の変更形態も可能である。例えば、望ましい結果を得るのに、図に示された論理フローは、示された特定の順序または順番を必要としない。他の段階が提供されてよく、または説明されたフローから段階が削除されてよい。また、他のコンポーネントが、説明されたシステムに追加されてよく、または説明されたシステムから除外されてよい。他の実施形態が、以下の特許請求の範囲の範囲内であり得る。
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１６年１１月２２日出願の「Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｆｏｒ Ｐｒｏｘｉｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国非仮特許出願第１５／３５８，３４５号に基づく優先権を主張し、次に当該出願は、２０１５年１１月２４日出願の「Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｆｏｒ Ｐｒｏｘｉｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国仮特許出願第６２／２５９，３４５号に基づく優先権を主張し、両出願は、参照によってその全体が再現されるかのように本明細書に組み込まれる。
本開示は、プロキシされたデバイスに関連し、具体的には、プロキシされたデバイスのセキュリティメカニズムに関する。
ウェアラブルデバイス（ＷＤ）は、一般にユーザ機器（ＵＥ）と称される、携帯電話、または、タブレットおよびラップトップコンピュータなどの他のセルラ対応デバイスを、セルラネットワークへのリレーとして使用している。ウェアラブル機器、および多数のマシンタイプ通信／モノのインターネット（ＭＴＣ／ＩｏＴ）デバイスなどの、バッテリによって制限される多数のデバイスを伴う無線環境において、従来の無線サービスのスケーリングがすぐに問題になる。この問題は、「リレーＵＥ」、すなわち、１または複数のデバイスとネットワークとの間の通信をリレーできる従来のスマートフォンなどの、バッテリによって制限される程度がより小さいＵＥのパラダイムで対処され始めている。リレーＵＥ（Ｒ−ＵＥ）は、その他のデバイスの通信プロキシとしての機能を果たし、当該デバイスが、それ自体の電力集中的な無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）接続を無効にし、低電力なＲ−ＵＥとのショートレンジリンク上で動作することを可能にする。このシナリオは、基地局への無線ＷＷＡＮ接続という「直接経路」とは対照的に、ネットワークへの「間接経路」接続として説明されてよい。
方法は、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の第１の無線リンクと、第２のデバイスと無線ネットワークとの間の第２の無線リンクとを使用し間接的な接続を管理して、無線ネットワークのノードへの第１のデバイス［ＷＤ］の間接的な接続を、第２のデバイス［ＵＥ］を無線トランスポートの中間ノードとして使用してサポートする段階であって、間接的な接続は、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介した少なくとも第１のデバイスとの通信のための無線ネットワーク内に維持されたアクティブなセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて、第１のデバイスとの通信のセキュリティ保護をサポートし、メッセージが第２のデバイスを介してルーティングされるとき、メッセージがアクセス層（ＡＳ）セキュリティによって保護されるよう、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤのセキュリティアソシエーションが第１のデバイスと無線ネットワークとの間にある、段階を備える。
セルラ通信デバイスは、基地局とセルラ通信を送受信するよう構成される少なくとも１つの送受信機を含む。少なくとも１つの送受信機はさらに、低電力通信リンクを介して、リモートデバイスと信号を送受信するよう構成される。ルーティングエンティティが少なくとも１つの送受信機に結合されて、当該デバイスおよびリモートデバイスに向けられた通信をルーティングする。プロキシエンティティが、ルーティングエンティティに結合される。プロキシエンティティは、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介したリモートデバイスとのセキュアな通信を提供し、これにより、セルラ通信デバイスは、リモートデバイスと基地局との間のセキュアなリレーとして動作し、基地局への単一の無線ＲＲＣ接続を通して、セルラ通信デバイスおよびリモートデバイスの両方への無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージを多重化する。いくつかの実施形態において、セキュリティエンティティは、無線ネットワークのノードに維持されたセキュリティコンテキストに対応して使用されてよい。
基地局は、命令を含む非一時的メモリストレージと、当該メモリと通信する１または複数のプロセッサとを有する。１または複数のプロセッサは、ユーザ機器（ＵＥ）へのＵＥ無線リソース制御（ＲＲＣ）接続を確立することと、各々が別々のアクセス層（ＡＳ）を備えるＵＥコンテキストおよびリモートデバイスコンテキストのセキュリティ部分にアクセスすることと、ＵＥ鍵を使用してＵＥの通信が暗号化され、 リモートデバイス鍵を使用してリモートデバイスの通信が暗号化されるよう、ＵＥおよびリモートデバイスのための別々の暗号化鍵を使用して暗号化オペレーションを実行することとを行う命令を実行する。リモートデバイスおよび基地局は リモートデバイス鍵を共有して、リモートデバイスの通信を保護する。基地局とリモートデバイスとの間の通信は、ＵＥへのＵＥ ＲＲＣ接続を通して送受信される。
詳細な説明において以下でさらに説明される概念のうち選ばれたものを簡略化された形態で紹介すべく、ここで様々な例が説明される。当該概要は、クレームされた主題の主要または必須な特徴を特定するよう意図するものでも、クレームされた主題の範囲を限定するために使用するよう意図するものでもない。
例１において、方法は、無線ネットワークのモバイルデバイスを無線トランスポートの中間ノードとして使用して、無線ネットワークのノードへの第１のデバイスの間接的な接続をモバイルデバイスが確立する段階と、第１のデバイスとモバイルデバイスとの間の直接的なデバイス接続を含む第１の無線リンクと、モバイルデバイスと無線ネットワークとの間の直接的な３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）接続を含む第２の無線リンクとを介して、間接的な接続を通してデータをモバイルデバイスが転送する段階とを備える。間接的な接続は、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介した少なくとも第１のデバイスとの通信のための無線ネットワーク内に維持されたアクティブなセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて、無線ネットワークのノードと第１のデバイスとの間の通信のセキュリティ保護をサポートする。ここで、モバイルデバイスを介したシグナリングおよびデータトラフィックが保護されるよう、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤのセキュリティアソシエーションが第１のデバイスと無線ネットワークとの間にあり、第１のデバイスと無線ネットワークのノードとは、第１のデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有する。
例２は例１の方法を含み、少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されたデータは、モバイルデバイスによって保護状態から外されることなく、第１のデバイスと無線ネットワークとの間でモバイルデバイスによって送達される。
例３は、例１−２のいずれかの方法を含み、セキュリティアソシエーションは、アクセス層（ＡＳ）プロトコルレイヤのセキュリティ保護を含み、モバイルデバイスは、プロキシＡＳエンティティを含むプロキシプロトコルエンティティとして動作する。
例４は、例３の方法を含み、プロキシＡＳエンティティは、第１のデバイスのＡＳエンティティと通信し、ＡＳプロトコルレイヤは、無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルレイヤである。
例５は、例４の方法を含み、モバイルデバイスと無線ネットワークのノードとの間の単一の無線ＲＲＣ接続を通して、第１のデバイスおよびモバイルデバイスの両方へのＲＲＣメッセージを多重化する段階をさらに備える。
例６は、例４−５のいずれか１つの方法を含み、プロキシＡＳエンティティは、第１のデバイスに対応する識別子を維持し、当該識別子は、セル無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）であり、セキュリティアソシエーションは、第１のデバイスのための無線ネットワーク内に維持された第１のセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて確立される。
例７は、例４−６のいずれか１つの方法を含み、モバイルデバイスは、無線ネットワークから共通のシグナリング無線ベアラ上で第１のデバイスおよびモバイルデバイスへのＡＳプロトコルメッセージを受信し、モバイルデバイスは、第１のデバイスへのＡＳプロトコルメッセージを第１のデバイスに選択的に送達し、モバイルデバイスは、逆多重化のプロセスによって第１のデバイスへのＡＳプロトコルメッセージを識別する。
例８は、例７の方法を含み、逆多重化のプロセスは、受信されたＡＳメッセージにモバイルデバイス用の第１のセキュリティ関連手順を適用することと、第１のセキュリティ関連手順の失敗を検出することと、受信されたＡＳメッセージに第１のデバイス用の第２のセキュリティ関連手順を適用することと、第２のセキュリティ関連手順の成功を検出することとを含む。
例９は、例８の方法を含み、少なくとも１つのセキュリティ鍵は、無線ネットワークのノードによって第１のデバイスのためのデータ無線ベアラと関連付けられ、第１のデバイスのためのデータ無線ベアラは、トンネルエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）に少なくとも部分的に基づいて、無線ネットワークのノードにおいて識別されるネットワークベアラと関連付けられる。
例１０は、例９−１０のいずれか１つの方法を含み、無線ネットワークのノードは、第１のデバイスと関連付けられる暗号同期値を維持し、暗号同期値を更新して、少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用したセキュリティオペレーションを反映し、無線ネットワークのノードは、少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用して暗号化オペレーションを実行するとき、暗号同期値を更新し、無線ネットワークのノードは、少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用して復号オペレーションを実行するとき、暗号同期値を更新し、無線ネットワークのノードは、少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用したインテグリティオペレーションの実行に成功したとき、暗号同期値を更新する。
例１１は、例１０の方法を含み、鍵導出オペレーションは、モバイルデバイスから受信されたプロトコルメッセージによってトリガされる。
例１２は、例９−１１のいずれか１つの方法を含み、第２のデバイスは、第１のデバイスから受信されたＡＳプロトコルレイヤのメッセージを、当該メッセージにセキュリティオペレーションを適用することなく無線ネットワークのノードに転送する。
例１３において、セルラ通信デバイスは、基地局とセルラ通信を送受信するよう構成される少なくとも１つの送受信機であって、さらに、低電力通信リンクを介してリモートデバイスと信号を送受信するよう構成される少なくとも１つの送受信機と、少なくとも１つの送受信機に結合されて、セルラ通信デバイスおよびリモートデバイスに向けられた通信をルーティングするルーティングエンティティと、ルーティングエンティティに結合されたプロキシエンティティであって、セルラ通信デバイスがリモートデバイスと基地局との間のセキュアなリレーとして動作するよう、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介したリモートデバイスとのセキュアな通信を提供し、基地局への単一の無線ＲＲＣ接続を通して、セルラ通信デバイスおよびリモートデバイスの両方への無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージを多重化する、プロキシエンティティとを備え、リモートデバイスと基地局とは、リモートデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有し、少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されたデータが、リモートデバイスと基地局との間でセルラ通信デバイスによって送達される。一実施形態において、そのような通信は、セルラ通信デバイスによって保護状態から外されることはない。
例１４は、例１３のデバイスを含み、第１の送受信器は、少なくともリモートデバイスとの通信に割り当てられたトンネルエンドポイントＩＤ（ＴＥＩＤ）と関連付けられた少なくとも１つの論理ベアラを通じて基地局と通信する。
例１５は、例１４のデバイスを含み、ルーティングエンティティは、ＴＥＩＤを区別用識別子として解釈することに少なくとも部分的に基づいて、基地局からリモートデバイスに向けられたデータを識別する。
例１６は、例１４−１５のいずれか１つのデバイスを含み、ルーティングエンティティは、ＴＥＩＤを区別用識別子として送信することに少なくとも部分的に基づいて、リモートデバイスからのデータを基地局に向ける。少なくとも１つの送受信機は、統合された送受信機として形成されてよい第１の送受信器および第２の送受信器を含んでよい。
例１７は、例１３のデバイスを含み、セキュアな通信が、ＡＳプロトコルレイヤのセキュリティ保護によって確保され、プロキシエンティティは、プロキシＡＳエンティティを含む。
例１８は、例１７のデバイスを含み、プロキシＡＳエンティティは、リモートデバイスのＡＳエンティティと通信する。
例１９は、例１７−１８のいずれか１つのデバイスを含み、ＡＳプロトコルレイヤは、無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルレイヤである。
例２０は、例１８−２０のいずれか１つのデバイスを含み、プロキシＡＳエンティティは、リモートデバイスに対応する識別子を維持する。
例２１は、例２０のデバイスを含み、当該識別子は、セル無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）である。
例２２は、例１７−２１のいずれか１つのデバイスを含み、セキュアな通信は、リモートデバイスの基地局内に維持された第１のセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて確立される。
例２３は、例１７−２２のいずれか１つのデバイスを含み、第１の送受信器は、基地局から共通のシグナリング無線ベアラ上で当該デバイスおよびリモートデバイスへのＡＳプロトコルメッセージを受信する。
例２４は、例２３のデバイスを含み、第２の送受信器は、リモートデバイスへのＡＳプロトコルメッセージをリモートデバイスに選択的に送達する。
例２５は、例２３−２４のいずれか１つのデバイスを含み、ルーティングエンティティは、逆多重化のプロセスによって、リモートデバイスへのＡＳプロトコルメッセージを識別する。
例２６において、デバイスは、命令を含む非一時的メモリストレージと、当該メモリと通信する１または複数のプロセッサとを有する。１または複数のプロセッサは、第２のデバイスを無線トランスポートの中間ノードとして使用して、無線ネットワークのノードへの第１のデバイスの間接的な接続をサポートすることと、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の第１の無線リンクと、第２のデバイスと無線ネットワークとの間の第２の無線リンクとを使用して間接的な接続を管理することとを行う命令を実行する。間接的な接続は、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介した少なくとも第１のデバイスとの通信のための無線ネットワーク内に維持されたアクティブなセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて、第１のデバイスとの通信のセキュリティ保護をサポートする。メッセージが第２のデバイスを介してルーティングされるとき、メッセージがアクセス層（ＡＳ）セキュリティによって保護されるよう、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤのセキュリティアソシエーションが第１のデバイスと無線ネットワークとの間にある。
例２７は、例２６のデバイスを含み、第１のデバイスと無線ネットワークのノードとは、第１のデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有し、少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されたデータは、第２のデバイスによって保護状態から外されることなく、第１のデバイスと無線ネットワークとの間の第２のデバイスによって送達される。
例２８は、例２６−２７のいずれか１つのデバイスを含み、少なくとも１つのセキュリティ鍵は、無線ネットワークのノードによって第１のデバイスのためのデータ無線ベアラと関連付けられ、第１のデバイスのためのベアラは、トンネルエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）に少なくとも部分的に基づいて、無線ネットワークのノードにおいて識別されるネットワークベアラである。
例２９において、基地局は、命令を含む非一時的メモリストレージと、当該メモリと通信する１または複数のプロセッサとを有する。１または複数のプロセッサは、ユーザ機器（ＵＥ）へのＵＥ無線リソース制御（ＲＲＣ）接続を確立することと、各々が別々のアクセス層（ＡＳ）を含むＵＥコンテキストおよびリモートデバイスコンテキストのセキュリティ部分にアクセスすることと、ＵＥ鍵を使用してＵＥの通信が暗号化され、 リモートデバイス鍵を使用してリモートデバイスの通信が暗号化されるよう、ＵＥおよびリモートデバイスについて別々の暗号化鍵を使用して暗号化オペレーションを実行することとを行う命令を実行し、リモートデバイスと基地局とは、 リモートデバイス鍵を共有してリモートデバイスの通信を保護し、基地局とリモートデバイスとの間の通信は、ＵＥによって非暗号化されることなく、ＵＥへのＵＥ ＲＲＣ接続を通して送受信される。
例３０は、例２９の基地局を含み、ＵＥコンテキストおよびリモートデバイスコンテキストはさらに、それぞれＵＥおよびリモートデバイスのための非アクセス層（ＮＡＳ）セキュリティを維持する。
例３１は、例２９の基地局を含み、ＵＥと基地局とは、リモートデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有し、少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されたデータは、ＵＥによって保護状態から外されることなく、リモートデバイスと基地局との間のＵＥによって送達される。
例３２は、例２９の基地局を含み、少なくとも１つのセキュリティ鍵は、基地局によってリモートデバイスのためのデータ無線ベアラと関連付けられ、リモートデバイスのためのベアラは、トンネルエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）に少なくとも部分的に基づいて、基地局において識別されるネットワークベアラと関連付けられる。
例示的実施形態に係る、「プロキシＲＲＣ」手法を使用した一例示的リレーアーキテクチャを示すブロック図である。
例示的実施形態に係る、別のデバイスを介したリモートデバイスの間接経路接続のためのベアラおよびコンテキストを示すシステムのブロック図である。
例示的実施形態に係る、ＵＥオンリセキュリティのためのシステムの制御プレーンスタックを示すブロック図である。
例示的実施形態に係る、部分ＮＡＳセキュリティプロトコルを通じたメッセージ転送を示すブロックタイミング図である。
例示的実施形態に係る、プロキシＮＡＳセキュリティのためのシステムの制御プレーンスタックを示すブロック図である。
例示的実施形態に係る、「ＮＡＳインＮＡＳ」プロトコルモデルにおける、異なる様に影響が分散されたＮＡＳインＮＡＳ制御プレーンルーティングのブロックフローである。
例示的実施形態に係る、基本的なＮＡＳメッセージ逆多重化手順を示すフローチャートである。
例示的実施形態に係る、プロキシＮＡＳセキュリティを示すブロック図である。
例示的実施形態に係る、プロキシＮＡＳバージョンに再暗号化を利用するユーザプレーンのブロック図である。
例示的実施形態に係る、リレーＵＥにとって透過的なセキュリティを有する代替的なユーザプレーンを示すブロック図である。
例示的実施形態に係る、ユーザプレーンパケットを処理して、ＷＤトラフィック（ダウンリンク方向）を保護し、鍵とデータパケットとの同期を維持する方法を示すフローチャートである。
例示的実施形態に係る、ＷＤのための鍵の確立を示すメッセージフロー図である。
例示的実施形態に係る、プロキシＲＲＣの制御プレーンスタックのブロック図である。
例示的実施形態に係る、リモートデバイスと通信する無線ベアラのユーザプレーンプロトコルスタックのブロック図である。
例示的実施形態に係る、インテグリティのないＮＡＳメッセージの転送を示すメッセージフロー図である。
例示的な実施形態に係る、１または複数のデバイスおよび方法を実装するための回路のブロック図である。
以下の説明においては、本明細書の一部を成す添付の図面を参照する。当該図面では、実施され得る特定の実施形態が例示として示されている。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるよう、十分詳細に説明されている。また、他の実施形態が利用されてよく、本発明の範囲から逸脱することなく、構造的、論理的、および電気的な変更が施されてよいことを理解されたい。ゆえに、例示的実施形態についての以下の説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
一実施形態において、本明細書において説明される機能またはアルゴリズムは、ソフトウェア、または、ソフトウェアおよび人が実装する手順との組み合わせで実装されてよい。ソフトウェアは、１または複数の非一時的メモリまたは他のタイプのハードウェアベースの記憶デバイスなどの、ローカルの、またはネットワーク接続されたコンピュータ可読媒体またはコンピュータ可読記憶デバイスに格納されるコンピュータ実行可能命令で構成されてよい。さらに、そのような機能は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせであってよいモジュールに対応する。複数の機能が所望の通りに１または複数のモジュールにおいて実行されてよく、説明される実施形態は例に過ぎない。ソフトウェアは、パーソナルコンピュータ、サーバ、または他のコンピュータシステムなどのコンピュータシステム上で動作する、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロプロセッサ、または他のタイプのプロセッサ上で実行されてよい。
ウェアラブルデバイスまたはマシンタイプ通信（ＭＴＣ）デバイスが、リレーＵＥ（Ｒ−ＵＥ）を介するプロキシによってサービス提供されているとき、本願において説明されるいくつかの方法のうちの少なくとも１つによって、エンドポイントデバイスまで届くセキュリティが提供される。リレーＵＥを使用する従来の方法は、デバイス間の通信のセキュリティに対しては十分に対処していなかった。ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）のようなネットワークアーキテクチャにおいてそのようなセキュリティ要件を満たすためのプロトコルアーキテクチャのファミリが説明される。当該ファミリのメンバは、概念は同様であるが、Ｒ−ＵＥの異なるレイヤにおける、対応するセキュリティ手順の違いを有するプロキシプロトコルエンティティの使用を含む。
セキュリティ面を含むＵＥのリレーのためのアーキテクチャが、通信をリレーするのに十分Ｒ−ＵＥに近いウェアラブルデバイス（ＷＤ）または他のデバイスなどのローカルデバイスであってよいリモートデバイスと、Ｒ−ＵＥとの間のダイレクトリンクをサポートする様々な技術に適応できる。リモートデバイスは、便宜上、全体を通してＷＤと称されるが、リモートデバイスがウェアラブルである必要はないことを理解されたい。ウェアラブル機器においては特に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）技術が、この目的のための魅力的な現在の技術を提供する。それに応じて、本願の主題は、ロバストな３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）セキュリティアーキテクチャから恩恵を受けつつ、ＷＤのプロトコルスタックについての仮定をリレー関係の確立に使用される機能に限定して、これらの仮定を最小限に抑えるよう尽力する。
解決手段の３つのバージョンまたはケースが、異なるプロトコルレイヤおよびプロキシ構成を使用して、様々な例によって示されている通りに続く。
「ＵＥ−オンリ」セキュリティバージョン：ＷＤのためのアクティブなコンテキストはなく、全てのセキュリティはＵＥによって処理される。
「プロキシＮＡＳ（非アクセス層）」バージョン：ＷＤはＮＡＳエンティティを有するが、ＲＲＣ（無線リソース制御）エンティティは有さない。ＮＡＳセキュリティは、ＷＤからＭＭＥ（モビリティ管理エンティティ）までのエンドツーエンドである。
「プロキシＲＲＣ」バージョン：ＷＤは、ＮＡＳエンティティおよびＲＲＣエンティティを有し、それ自体をＲＲＣ接続されているとみなす。ＵＥおよびＷＤは、ｅＮＢ（発展型ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム地上波無線アクセスネットワークノードＢ、Ｅ−ＵＴＲＡＮノードＢとも称される）との別々のセキュリティコンテキストを有する。ｅＮＢは、ＬＴＥ規格における発展型ノードＢを指す。それはまた、セルラネットワークをＵＥに接続する基地局と称されてもよい。各ＷＤは、それ自体のＤＲＢ（データ無線ベアラ）を有し、ＵＥは、当該ＤＲＢのためのＰＤＣＰ（パケットデータコンバージェンスプロトコル（３ＧＰＰ））のリレーである。
図１は、概して１００で表される、プロキシＲＲＣバージョンと称される一例示的リレーアーキテクチャを示すブロック図である。人物１１０が示されており、ウェアラブル機器またはリモートデバイス１１５を装着している。様々な実施形態において、リモートデバイス１１５は、ユーザによって装着されてよい、バッテリ電力式の、または別の電力制約型のデバイスであってよい。さらなる実施形態において、リモートデバイス１１５は、単に、ＵＥなどの電力制約の小さいセルラ通信デバイス１２０に近接して位置していてよい。デバイス１１５および１２０は、ＰＡＮを介して無線で互いに通信し合ってよく、低電力で動作してリモートデバイス１１５のバッテリ寿命を節約する。セルラ通信デバイス１２０は、ｅＮＢなどの基地局１２５と無線で通信してよい。セルラ通信デバイス１２０は、リモートデバイス１１５とセルラ通信デバイス１２０との間で通信を安全に管理するルーティングエンティティ１３０を含んでよい。ルーティングエンティティ１３０はまた、基地局１２５との通信を多重化する。基地局１２５は、１３５のＷＤコンテキストとして示されるリモートデバイス１１５のコンテキストと、ＵＥコンテキスト１４０として示されるセルラ通信デバイス１２０のコンテキストとを有する。
一実施形態において、デバイス１２０は、基地局とセルラ通信を送受信するよう構成される第１の送受信器１４５を含むセルラ通信デバイスである。第２の送受信器１５０は、低電力通信リンクを介してリモートデバイス１１５と信号を送受信するよう構成される。いくつかの実施形態において、第１の送受信器および第２の送受信器は、１または複数のプロトコルを介した信号の処理が可能な単一の送受信機として共に統合されてよい。ルーティングエンティティ１３０は、セルラ通信デバイス１２０およびリモートデバイス１１５に向けられた通信をルーティングすべく、第１の送受信器１４５および第２の送受信器１５０に結合される。プロキシエンティティ１５５がルーティングエンティティ１３０に結合される。プロキシエンティティ１５５は、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介したリモートデバイス１１５とのセキュアな通信を提供し、これにより、セルラ通信デバイス１２０は、リモートデバイス１１５と基地局１２５との間のセキュアなリレーとして動作する。一実施形態において、セルラ通信デバイス１２０は、基地局１２５への単一の無線ＲＲＣ接続を通して、セルラ通信デバイス１２０およびリモートデバイス１１５の両方への無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージを多重化する。
図２は、ＵＥ２１５などの別のデバイスを介した、ウェアラブルデバイス（ＷＤ）２１０として示されるリモートデバイスの間接経路接続のためのベアラ（別個の接続）とコンテキストとを示すシステム２００のブロック図である。図２は、少なくともプロキシＮＡＳおよびプロキシＲＲＣのバージョンに適用可能である。全体を通して、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）２２０は、ＷＤ２１０およびＵＥ２１５のための別々のコンテキスト２２５および２３０を有すると仮定されたい。一実施形態において、ＭＭＥ２２０は、ＬＴＥアクセスネットワークの制御ノードである。ＭＭＥ２２０は、ベアラのアクティブ化／非アクティブ化プロセスに関与してよく、また、初期アタッチ（ｉｎｉｔｉａｌ ａｔｔａｃｈ）におけるＵＥのサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）を選ぶ役割も担う。非アクセス層（ＮＡＳ）シグナリングは、ＭＭＥ２２０において終端され、ＭＭＥ２２０はまた、一時的なアイデンティティを生成し、ＵＥへ割り振る役割も担う。ＭＭＥ２２０は、サービスプロバイダの公衆陸上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）にキャンプオンするためのＵＥの許可をチェックし、ＵＥローミング制約を実行する。ＭＭＥは、ＮＡＳシグナリングの暗号化／インテグリティ保護のためのネットワークにおける終端点であり、セキュリティ鍵管理を処理する。ＭＭＥ２２０によって、シグナリングの合法的傍受もサポートされる。ＭＭＥ２２０はまた、ＬＴＥと、２Ｇ／３Ｇのアクセスネットワークとの間のモビリティのための制御プレーン機能も提供する。
発展型ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム地上波無線アクセスネットワーク（ｅＮＢ）２４０は、ＵＥ２１５のための単一のＲＲＣ接続２３５と関連付けられた、ＵＥおよびＷＤの両方のためのコンテキスト情報を有する。分かり易くするために、本説明では、ＷＤおよびＵＥコンテキスト２２５および２３０は、同一のＭＭＥ２２０にあると仮定する。長方形のボックス２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、および２５９内のテキストは、破線で示された様々なレベルの各々において維持される情報を示す。矢印２６０および２６１は、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）への通信の流れを示す。ＷＤ２１０は、エンドポイントとして示されているが、任意の他のプロキシされたデバイスがエンドポイントであってよい。
ＵＥ２１５は、ＷＤ２１０への直接的な接続２７０を維持しているので、ＵＥ２１５は、ＷＤ２１０から受信されたどのデータがＷＤ２１０と関連付けられているかを認識しており、ＵＥとＷＤとの間の暗号化を維持する。接続２７０はまた、ＵＥ２１５に向けられた通信を手渡すためのＵＥサービス２７５に接続されるよう示されている。プロキシエンティティ１５５（図１）は、ＷＤ２１０への、およびＷＤ２１０からのトラフィックがプロキシによって処理されるよう、プロトコルスタックにおいて作成される。ＷＤ２１０がそれ自体のセル無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）を有するか否かという問いは、プロキシＲＲＣバージョンに関して以下で取り上げられる。
ＷＤおよびＵＥは各々、ＲＲＣ（ＵＥ−ｅＮＢ）、非アクセス層（ＮＡＳ）（ＵＥ−ＭＭＥ）、およびユーザプレーン（ＵＥ−ＳＧＷ）においてセキュリティを維持する。鍵およびセキュリティ状態情報は、（例えばｅＮＢにおけるＫｅＮＢといった、他の位置に転送される導出された鍵と共に）ＭＭＥにおけるそれぞれのコンテキストにおいて維持される。全体を通して、ＷＤとＵＥとの間の「ダイレクトリンク」は、それ自体のセキュリティの提供を有すると仮定する。
図３は、バージョン１であるＵＥオンリセキュリティのためのシステム３００の制御プレーンスタックを示すブロック図である。ＵＥ−オンリセキュリティにおいて、ＵＥ３１０はＷＤ３１５のための全てのセキュリティを処理し、ＷＤ３１５はそれ自体ではＲＲＣ接続を有さず、鍵を有さない。ダイレクトリンクセキュリティ３１７によって、ＵＥ３１０へのダイレクトリンク３１６が確立される。この場合、ネットワークには、ＷＤ３１５は単に、ＵＥ３１０のベアラ、すなわち、ＵＥ３１０のための無線ベアラと関連付けられるｅＮＢ３２０における発展型パケットシステム（ＥＰＳ）ベアラの終端点の特定のトンネルエンドポイントＩＤ（ＴＥＩＤ）として見える。ＭＭＥ３２５は、ＷＤ３１５のための別個のコンテキスト３３０を有するが、セキュリティを含む特定の機能がＵＥ３１０にプロキシされていることを認識する必要がある。
直接経路および間接経路の間の切り替えは、ＭＭＥ３２５におけるＷＤコンテキスト３３０のセキュリティ部分のアクティブ化および非アクティブ化を含んでよい。間接経路であるとき、ＷＤ３１５は、ＲＲＣ接続されていないので、アクセス層（ＡＳ）セキュリティコンテキストを有さないが、ＥＭＭ−ＲＥＧＩＳＴＥＲＥＤのＮＡＳ状態のままであり、ＮＡＳセキュリティコンテキストを有する。ＮＡＳセキュリティコンテキストは実際には使用されていない。なぜなら、ＮＡＳプロトコルスタック３３５はＵＥ３１０において終端されるからである。したがって、ＵＥ３１０はそのプロトコルスタックにおいて、ＮＡＳ３３５およびＲＲＣ３３７の両方を有する。ＵＥコンテキスト３４０は、ＡＳセキュリティ３４２スタックおよびＮＡＳセキュリティ３４３スタックの両方を有する。ＭＭＥは、ＮＡＳセキュリティ３４５スタックと、３４７のＳ１−ＡＰとを有する。ｅＮＢ３２０は、ＲＲＣ３４８スタックも有する。
ここではｅＮＢ３２０がＷＤ３１５のための何らかのコンテキストを有する理由がなく、偶然ＷＤのサービスを搬送することになった、ＭＭＥ３２５とＵＥ３１０との間で通常は終端される、１つの（または、ＷＤ３１５からのデータストリームが複数ある場合は１より多い）特定のエンハンスド無線アクセスベアラ（Ｅ−ＲＡＢ）だけを有する。（このＥ−ＲＡＢのためのＳ１ベアラは、別々のアーキテクチャ決定に応じて、ＵＥのＭＭＥ Ｓ１−ＡＰ（シグナリングインタフェース−アプリケーションプロトコル）ＵＥ ＩＤ（識別子）、またはＷＤのＭＭＥ Ｓ１−ＡＰ ＵＥ ＩＤのいずれかと関連付けられ得るが、３５０において示されるような、ＵＥのｅＮＢ Ｓ１−ＡＰ ＵＥ ＩＤを常に有するはずである。）対応するユーザプレーンベアラは、ＵＥ３１０がＷＤ３１５に提供するプロキシサービスと関連付けるとＵＥ３１０が認識しているトンネリングエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）を有する、ＵＥ３１０に「属する」ＥＰＳベアラである。実際には、概してＵＥ３１０はＩＰリレーとして働いており、ダイレクトリンクに使用されるプロトコルアーキテクチャに依存するが、それより下位のレイヤにおいてリレーしていることもある（例えば、ＰＣ５インタフェースがダイレクトリンクに使用され、かつＷＤ３１０によってＵＥ３１０がｅＮＢとして見なされる場合、それはレイヤ２リレーとして機能する）。セキュリティは、無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）によってリレーポイントまでしか提供されない。
ユーザプレーンにおいて、ケース１であるＵＥオンリセキュリティのデータセキュリティは、ＵＥのＰＤＣＰエンティティにおいて終端されるので、ＵＥは、ＷＤのユーザデータへのクリアテキストアクセスを有することに留意されたい。そのようなアクセスは、ＵＥが同一のユーザによって所有および制御されるデバイスにのみ接続されている場合、および／または、ＷＤのためのデータセキュリティがサービスレベルにおいてオーバー・ザ・トップ（ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ｔｏｐ）に維持される場合は許容可能であってよい。セキュアな通信のために様々な鍵が使用されることに留意されたい。ＵＥ３１０のＲＲＣ３３７とｅＮＢ３２０のＲＲＣ３４８との間で、ＲＲＣ鍵３５２であるＫＲＲＣ（ＵＥ）が使用される。ＵＥ３１０のＮＡＳ３３５とＭＭＥ３２５のＮＡＳ３４５との間で、ＮＡＳ鍵３５４であるＫＮＡＳ（ＵＥ）が使用される。ｅＮＢ３２０のＳ１ＡＰリソース３５０とＭＭＥ３２５のＳ１ＡＰリソース３４７との間にＩＰセキュリティ３５５も示されている。
ＵＥ−オンリセキュリティバージョンではｅＮｏｄｅ Ｂ３２０への影響はないが、ＭＭＥ３２５は、ＵＥ３１０のコンテキストに向けた様々なオペレーションを管理するためのいくつかの内部アクションを、それらが通常ＷＤ３１５のコンテキストに影響を及ぼすとき（例えば、ＷＤ３１５のための受信ページが、ＵＥ３１０に再ルーティングされるとき）行う。したがって、ＭＭＥ３２５は、少なくともＷＤのＮＡＳセキュリティコンテキスト３４５をアクティブ化／非アクティブ化するための直接経路と間接経路との間の任意の切り替えに関与する。さらに以下で分かるように、セキュリティコンテキストの一時的な再アクティブ化、または、直接経路への強制的な切り替えのいずれかをもたらす特定の手順を、それが呼び出すことができるようにすることが実際には必要である。
コアネットワークにとっては、ＷＤのデータを処理するＰＤＮ（公衆データネットワーク）接続はＵＥ３１０に属し、プロキシされたデバイスについての関連情報を有さないものと見なされ、その結果、許可、課金、および関連するあらゆる機能は、既存のＮＡＳ手順およびベアラ処理に何らかの影響を与えずしてＷＤ３１５の粒度で実行され得ない。最低でも、ＷＤ３１５の承認は、そのホームの公衆陸上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）に向けた認証手順を含み、間接経路を介した承認がサポートされる場合、または、ＷＤ３１５に向けた再認証などの何らかのセキュリティ手順を呼び出すことをネットワークが望む場合、最小のプロトコルレイヤが、ダイレクトリンクを「トンネル」することを許され、（既存のＮＡＳプロトコルのサブセットを使用して）基本的なセキュリティ機能をトリガすること、または、間接経路への強制的な切り替え（実際上、プロキシされたデバイスにのみ適用可能な新しいＮＡＳ機能）をトリガすることのいずれかが可能である。
この「部分ＮＡＳ」プロトコルは、ダイレクトリンクインタフェースの一部として（例えば、ＬＴＥにおいてＰｒｏＳｅ／Ｄ２Ｄ（デバイスツーデバイス）に使用されるＰＣ５インタフェース上の制御メッセージとして）提供され得る。しかしながら、異なる無線技術への適応性のためには、それをＵＥ３１０とＷＤ３１５との間でオーバー・ザ・トップに定義することが好ましい。
ＵＥにおける制限されたＮＡＳリレー機能を使用することによって、ＵＥ−オンリバージョンまたはケースのためのそのようなプロトコルによって認証を実行する１つの手法が図４の４００において示されている。図４は、部分ＮＡＳプロトコルを通じたメッセージ転送を示す。上部にＷＤ４１０、ＵＥ４１５、ｅＮＢ４２０、およびＭＭＥ４２５が示されており、メッセージを含むイベントが時系列で下に示されている。４３０において、ＵＥ４１５のためにＮＡＳセキュリティが既に確立されている。
４３５において、ＷＤ４１０からのトラフィックのＥ−ＲＡＢが確立され、４４０において、ＷＤ４１０のセキュリティ情報が読み出される。ＵＥとＭＭＥとの間のＮＡＳメッセージングフォーマットは、この「部分プロキシ」挙動をサポートすべくわずかに影響を受ける。なぜなら、ＵＥのＮＡＳエンティティは、４４５における認証要求を、内部で処理することではなく、ＷＤ４１０へ転送することを意図されたものとして認識することができる必要があるからである。４５０において、ＵＥ４１５は、認証要求をＷＤ４１０に転送し、ＷＤ４１０は、４５５において認証応答を提供する。その後、ＵＥは４６０においてその認証応答をＷＤからＭＭＥに転送し、ＵＥオンリセキュリティバージョンであるケース１のためのセキュリティのセットアップを完了する。
ＭＭＥ４２５は既に、関係するＥ−ＲＡＢの区別された性質（内部でそれをＷＤのコンテキストと関連付けるための）を認識しているので、ＭＭＥ４２５は、４３５での確立における認証手順をトリガでき、後続のＳＥＣＵＲＩＴＹ ＭＯＤＥ ＣＯＭＭＡＮＤの送信を回避できる。なぜなら、この認証手順は、承認制御のため、および、関係するＷＤ４１０のトラフィックの転送におけるＵＥの正当性を確立するためだけのものだからである。したがって、部分ＮＡＳ実装は、追加のセキュリティメッセージをサポートする必要はない。
プロキシＮＡＳバージョンであるケース２において、ＵＥはＷＤのためのＲＲＣセキュリティを処理するが、ＮＡＳはダイレクトリンクを渡って搬送され、ＮＡＳセキュリティは、制御プレーンプロトコルスタックを示す図５において概して５００で示されるように、ＷＤと、ＭＭＥにおけるそのコンテキストとの間のエンドツーエンドである。図中、同様の要素の参照番号は、図３における参照番号と一致する。
ベアラの状況は、ＵＥオンリセキュリティに対応する図３のものと同一である。ＷＤ３１５は、ＵＥのＲＲＣ接続上の特定のベアラによって無線レイヤにおいて表される。しかしながら、ＵＥは、ＷＤを行先とする特定のダウンリンクＮＡＳメッセージを受信する。ＵＥは、２つの方法（以下の選択肢１／選択肢２）のいずれかで当該メッセージを区別でき、当該メッセージは、ダイレクトリンク上の「プロキシＮＡＳ」レイヤを介して伝えられる必要がある。プロキシＮＡＳ層は、ＷＤ３１５におけるＮＡＳスタック５１０と、ＵＥ３１０におけるＮＡＳスタック５１５と、ＭＭＥ３２５におけるＮＡＳスタック５２０とを含む。ＭＭＥとＷＤとの間で暗号化を提供すべく、５３０および５３５においてＮＡＳ鍵であるＫＮＡＳ（ＷＤ）が渡される。
図５は、Ｓ１コンテキストがＷＤ３１５のために既に確立されていることを仮定しており、これにより、ＮＡＳメッセージは、一たびそれらが識別されると正しくルーティングされ得ることに気付かれたい。本目的のためのｅＮＢ３２０とＭＭＥ３２５との間でのＳ１リソース３５０および３４７の確立は様々なやり方でトリガされ得る。
図５のプロトコルモデルは、（ダイレクトリンク自体がＲＲＣエンティティを提供しない限り）ＷＤにおいてＲＲＣなしにＮＡＳを有する。ＮＡＳ鍵は、ＭＭＥにおけるＵＥコンテキストおよびＷＤコンテキストからの鍵であるＫＡＳＭＥのそれぞれの値に基づいて管理される。ＮＡＳ ＣＯＵＮＴ値は独立して維持される。
最も複雑なことは、ＵＥ（ダウンリンク）およびＭＭＥ（アップリンク）におけるＷＤ ＮＡＳメッセージの受信側の処理であると思われる。ダウンリンク方向では、全てのＮＡＳメッセージがＳＲＢ２（シグナリング無線ベアラ２）上で混在して到達し、ＵＥは、ＷＤのＮＡＳメッセージとは独立にそれ自体のＮＡＳ状態情報を維持しつつ、それらを正しく逆多重化しなければならない。
アップリンク方向では、ｅＮＢは、ＵＥまたはＷＤに対して別々にＳ１シグナリングをルーティングすることを、適切なＳ１ベアラを選ぶこと（すなわち、Ｓ１メッセージのソースとしてｅＮＢ Ｓ１−ＡＰ ＵＥ ＩＤ、またはｅＮＢ Ｓ１−ＡＰ ＷＤ ＩＤをそれぞれ使用すること）によって行う能力を有する。しかしながら、ｅＮＢはどのＮＡＳメッセージがどのデバイスに属しているかを区別することができない。ＵＬＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒのようなＮＡＳコンテナメッセージ内の追加のインジケータが必要とされるか、または、ｅＮＢが、全てのＮＡＳシグナリングをＭＭＥにおけるＵＥのコンテキストにルーティングするかのいずれかである。
両方向について、受信機（ダウンリンク方向におけるＵＥ、アップリンク方向におけるｅＮＢ）は、ＵＥ ＮＡＳメッセージとＷＤ ＮＡＳメッセージとを区別すべく、何らかの手順、または特別なケースの処理５６０を必要とする。１つの手法は、ＲＲＣにおいてＮＡＳ−コンテナメッセージを変更して（または、新しい専用のコンテナメッセージを追加して）、送り主（方向に応じてｅＮＢまたはＵＥ）が、いつＮＡＳメッセージがＷＤに属しているかを明示的に示すことができるようにすることである。第２の手法は、「チェックアンドフェイル（ｃｈｅｃｋ−ａｎｄ−ｆａｉｌ）」メカニズムを使用して、セキュリティ情報に基づいて決定する。
プロキシＮＡＳの選択肢１：ＮＡＳコンテナメッセージ内の追加のＩＥ（情報要素。プロトコルメッセージを記述するために使用される）。
ＮＡＳメッセージをルーティングするためのこの手法は概念的には単純である。ＵＥがアップリンク方向におけるＷＤ（または、ダウンリンク方向におけるｅＮＢ）へのプロキシされたＮＡＳメッセージを送信するとき、それは、含んでいるＲＲＣメッセージにおいてＷＤの識別子を含む。受信するｅＮＢ（または、ＵＥ）はこの識別子を検出し、ＮＡＳ ＰＤＵ（プロトコルデータユニット）を適切なエンティティ（Ｓ１ベアラ／ダイレクトリンク）に送達する。
この選択肢は、メッセージルーティングに関する限りＭＭＥにとって透過的であり、ＲＲＣ層への影響を限定する。しかしながら、それは、この特異性の高い機能をサポートすべく複数のＲＲＣメッセージ（ＮＡＳ ＰＤＵを含む可能性のあるあらゆるもの）が変更されなければならないという点で、エアインタフェースに対しては広範な影響を及ぼす。
図６は、ＮＡＳインＮＡＳ（ＮＡＳ ｉｎ ＮＡＳ）制御プレーンルーティング図６００のブロックフロー図である。図中、同様の要素の参照番号は、図３および図５におけるものと同一である。図６は、それぞれ６１０および６１５のＵＥとＭＭＥとの間のセカンダリＮＡＳエンティティを使用する、「ＮＡＳインＮＡＳ」プロトコルモデルにおいて異なる様に分散された影響を有する変更形態を示しており、そのトラフィックは、ＷＤ ＮＡＳメッセージブロック６２０のコンテナ化において示されるようなＮＡＳ層の新しいコンテナメッセージにおいて搬送される。この場合、ＷＤへのＮＡＳメッセージは、ＭＭＥにおける両コンテキストを通過し、６２５においてＫＮＡＳ（ＷＤ）による二重の暗号化／復号を必要とするが、ＷＤのＮＡＳメッセージングのための別々のＳ１−ＡＰリソースは必要としない。
ルーティング６００は、ｅＮＢにとって透過的であるが、新しいコンテナメッセージを認識し、それに応じてそのコンテンツを送達すべく、ＵＥおよびＭＭＥにおいて特別な処理を必要とする。ＮＡＳメッセージのチェックアンドフェイルのルーティングは、プロキシＮＡＳバージョンであるケース２における、ＮＡＳメッセージルーティングの第２の選択肢である。
図７は、ＵＥおよびＭＭＥの両方に適用可能な基本的なＮＡＳメッセージ逆多重化手順７００を示すフローチャートである。この第２の選択肢において、ｅＮＢは通常のＮＡＳルーティング手順を適用し、このことは、７１０において、ＵＥのＲＲＣ接続からの全てのＮＡＳ ＰＤＵが、到達ＮＡＳ ＰＤＵとしてＳ１ベアラによってＵＥのコンテキストに送達されることを意味する。その後、ＭＭＥは、ＵＥの鍵であるＫＮＡＳ（ＵＥ）を使用して、ＮＡＳ−ＭＡＣ（メッセージ認証コード）をテストすることによって、７２０においてＵＥのＮＡＳセキュリティをインテグリティチェックのために適用するよう試みることができる。７３０において結果に問題ない場合、７３５においてメッセージは、送達のためにＵＥに渡される。ＮＡＳ ＰＤＵがＷＤに向けられたものである場合、７３０においてオペレーションは失敗し、ＭＭＥはＮＡＳ ＰＤＵをＷＤコンテキストに伝えることができる（これは、ＵＥがダウンリンク方向において実行するものと同一の逆多重化手順である）。７４０におけるＷＤのＫＮＡＳを使用したＮＡＳ−ＭＡＣのテストが７５０において示されるようにパスする場合、メッセージは７６０において送達のためにＷＤに渡される。パスしない場合、ＮＡＳインテグリティの失敗が７７０において発生する。同一のＵＥに複数のＷＤが接続されている場合、マッチするものが見つかるまで、本手順７００が繰り返し実行されることに留意されたい。インテグリティチェックは、受信機において特に重荷となるものでもないので、性能への影響は大きいものではないと予想される。
ほとんどのＮＡＳメッセージについて、インテグリティの失敗はメッセージの暗黙裡の破棄しかもたらさないので、その失敗がＵＥコンテキストに「属する」のか、ＷＤコンテキストに「属する」のかに関する曖昧さへの懸念はない。しかしながら、特定のＮＡＳメッセージは失敗した場合に何らかのアクション（特に、ＴＡＵおよびサービス要求）を必要とし、これらの場合は注意して処理される必要があろう。
また、特定のＮＡＳメッセージはインテグリティ保護なしに合法的に送信され得る（３ＧＰＰセキュリティ技術仕様書−ＴＳ２４．３０１、セクション４．４．４．２および４．４．４．３）ことに留意されたい。これらのシナリオのための特別な処理は、以下で説明される通りに提供されてよい。１つの手法は、単に、関係するＮＡＳ手順だけがネットワークへの直接経路でＷＤに対して実行され得ると規定することである。
ＮＡＳルーティングのための第３の選択肢は、プロキシＮＡＳメッセージのための別個のＳＲＢを定義することである。
図８は、概して８００でプロキシＮＡＳセキュリティであるバージョン３またはケース３を示すブロック図である。プロキシＮＡＳセキュリティの要素は、ＵＥなどの第１のデバイス８１０とＷＤなどのリモートの第２のデバイス８１５とを備え、それらのデバイスは、互いの間に直接的な無線接続を有する。第１のデバイス８１０はまた、ｅＮＢなどの基地局８２０に無線で接続される。ＭＭＥ８２５およびゲートウェイ８３０もまた示されている。一実施形態において、第１のデバイス８１０は、８４０において示されるようなＲＲＣメッセージを利用して、基地局８２０とセルラ通信を送受信するよう構成される、８３５の第１の送受信器（ＴＸ１）を有する。８４５の第２の送受信器（ＴＸ２）が、低電力通信リンクと８５０において示されるようなＲＲＣメッセージとを介して第２のデバイス８１５と信号を送受信するよう構成される。ルーティングエンティティ８５５が、第１のデバイス８１０および第２のデバイス８１５に向けられた通信をルーティングするよう、第１の送受信器８３５および第２の送受信器８４５に結合される。プロキシエンティティ８６０が、ルーティングエンティティ８５５に結合される。プロキシエンティティ８６０は、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介した第２のデバイス８１５とのセキュアな通信を提供し、これにより、セルラ通信デバイスである第１のデバイス８１０は、第２のデバイス８１５と基地局８１０との間のセキュアなリレーとして動作し、基地局８２０への単一の無線ＲＲＣ接続を通して、第１のデバイス８１０および第２のデバイス８１５の両方への無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージを多重化する。ＲＲＣメッセージの多重化は、第１のデバイス８１０のための、８６５において示されたＲＲＣコンテキストと、第２のデバイス８１５のための８７０において示されたＲＲＣコンテキストとを利用してよい。
図９は、プロキシＮＡＳバージョンに再暗号化を利用するユーザプレーン９００のブロック図である。ＷＤ９０５は、ＵＥ９２３におけるダイレクトリンク９２０へのダイレクトリンクセキュリティ９１５を備えたダイレクトリンク９１０を有する。ＵＥ９２３は、アップリンク暗号化鍵であるＫＵＰｅｎｃ９３０を備えたＰＤＣＰ９２５を利用して、ｅＮＢ９３７のＰＤＣＰ９３５に結合する。ｅＮＢは、ＧＴＰ９４０を使用してＳ−ＧＷと通信９４５する。ユーザ−プレーンセキュリティは、ＰＤＣＰ９３５において終端され、９４５においてＳ１ｕによって別個のセキュリティコンテキストにリレーして、ｅＮＢ９３７において処理されるので、プロキシ−ＮＡＳアーキテクチャにおけるこのセキュリティの処理は、いくつかの追加の段階を必要とする。実際には、ＷＤ９０５のためのＲＲＣコンテキストを有することなく、ｅＮＢ９３７は、ＷＤ９０５のためのユーザ−プレーン鍵（鍵は、ＵＥ固有のＫｅＮＢに由来する）を導出することはできない。
特別な処理もなく、Ｒ−ＵＥは、ＷＤトラフィックへのクリアテキストアクセスを有し、（アップリンク方向において、また、ダウンリンクに対しては変更すべきところは変更して）ｅＮＢへの伝送のためにそれ自体のＫＵＰｅｎｃでトラフィックを再暗号化する。
この問題を解決すべく、ＷＤ９０５とｅＮＢ９３７とは、リレーＵＥ９２３にとっては既知でないユーザプレーンセキュリティアソシエーションと鍵とを共有してよい。ＭＭＥは既にＷＤ９０５のためのＫＡＳＭＥを有しているので、対応するＫｅＮＢそしてＫＵＰｅｎｃを導出するために情報が利用できる。しかしながら、ＷＤ９０５は、それ自体がこのｅＮＢ９２３によるサービスを受けているとはみなさず、何らかの形で「だまされて」それ自体で同一の鍵を導出しなければならない。
図１０は、リレーＵＥにとって透過的なセキュリティを有する代替的なユーザプレーン１０００を示すブロック図である。図１０における参照番号は、図９における同様の要素と一致する。ＷＤ９０５およびｅＮＢ９３７は、それぞれＷＤ９０５およびｅＮＢ９３７の疑似ＰＤＣＰ１０１５および１０２０を介してＵＥ９２３に対して透過的にユーザ−プレーンセキュリティを実行する。
適切な鍵ＫＵＰｅｎｃ（ＷＤ）１０３０が導出されたと仮定すると、ｅＮＢは、ＷＤ９０５に対応するＵＥのＤＲＢに送信される［または、ＵＥのＤＲＢから受信される］処理データに、特有の手順を適用する。対応するＴＥＩＤからパケットを受信し次第［または、対応するＴＥＩＤへパケットを送達する前］、それは、ＷＤのＫＵＰｅｎｃ１０３０を使用してパケットを暗号化［または、復号］する。ｅＮＢの実装では、プロセスは、ＷＤがＲＲＣ接続されていないにもかかわらずＷＤのための部分コンテキストを維持するのではなく、ＥＰＳベアラの特性としてモデル化されてよい。あるいは、ｅＮＢは、ＷＤのための部分コンテキストを維持し、その部分コンテキストに応じてセキュリティを処理し得る。
図１１は、ユーザプレーンパケットを処理して、ＷＤトラフィック（ダウンリンク方向）を保護し、暗号同期（ｃｒｙｐｔｏｓｙｎｃ）とも称される、鍵とデータパケットとの同期を維持する方法１１００を示すフローチャートである。一実施形態において、方法１１００は、ｅＮＢにおいてＵＥコンテキストに対して実行される。ＷＤおよびＵＥのカウントは、それぞれ１１１０（ＣＯＵＮＴ（ＷＤ））および１１１５（ＣＯＵＮＴ（ＵＥ））においてインクリメントされ、１１２０および１１２５において格納される。対応する鍵ＫＵＰｅｎｃ（ＷＤ）およびＫＵＰｅｎｃ（ＵＥ）が１１３０および１１３５において維持され、それぞれのカウントと相互に関連付けられる。
１１４０においてＷＤのＴＥＩＤに対してパケットが受信されてよく、１１４５において暗号化される。このことは１１１０においてＷＤカウントのインクリメントをトリガし、暗号化されたパケットはまた、１１５０においてＵＥのＰＤＣＰ処理ユニットに提供される。１１５５における任意の他のＴＥＩＤからのパケットもまた、ＰＤＣＰ処理ユニット１１５０に提供されてよい。ＰＤＣＰ処理ユニット１１５０は、１１２５のＵＥのＰＤＣＰカウントと、１１３５からの対応する鍵とを使用し、ＵＥのパケットを暗号化してよい。 その間１１１５においてカウントをインクリメントする。
ＵＥにおけるユーザ−プレーン鍵の導出のための通常のトリガは、ＲＲＣ手順（接続確立、またはＳｅｃｕｒｉｔｙＭｏｄｅＣｏｍｍａｎｄメッセージの受信）であり、当該手順は、ＷＤがＲＲＣエンティティを有さないこの状況においては適用可能ではない。しかしながら、ＳｅｃｕｒｉｔｙＭｏｄｅＣｏｍｍａｎｄの内容（アルゴリズム識別子のみ）は、ダイレクトリンクのメッセージを介して渡され得るか、または、それはハードコード化され得る、もしくはそうでなければ、ＷＤにおいて帯域外で構成され得る。いずれのケースも、ＷＤがＫｅＮＢを導出し、その後、必要なユーザ−プレーン鍵を導出することを可能にする。（アップリンクＮＡＳ ＣＯＵＮＴ値は、ＫｅＮＢの導出のために必要な入力であるが、ＷＤはＮＡＳプロトコルエンティティを有するので、この値は既に利用可能である。）要するに、一たびＷＤとＵＥとの間でＮＡＳプロキシ関係が確立されると、使用されるべきアルゴリズムファミリをＷＤが認識しているならば、ＷＤはユーザ−プレーン鍵を自律的に導出できる。
一方で、同一の導出を実行するのに、ｅＮＢは明示的にトリガされる必要がある。なぜなら、ｅＮＢはプロキシＮＡＳ層のステータスを認識しておらず、ＷＤと関連付けられるＫｅＮＢを有さないからである。ユーザ−プレーン鍵はｅＮＢのために特定のＴＥＩＤと関連付けられるので、対応するＥＰＳベアラが確立されたときに鍵導出をトリガすること、すなわち、トリガと、ＭＭＥからのＥ−ＲＡＢ ＣＯＮＴＥＸＴ ＳＥＴＵＰ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージ内の必要な情報とを提供することは合理的に思われる。この情報は、ＫｅＮＢおよび（ＷＤと同様、ハードコード化されるか、またはそうでなければ構成され得る）アルゴリズム識別子のみで構成されるので、メッセージへの影響は限定される。
図１２は、プロキシＮＡＳセキュリティのためのユーザプレーンキーイング１２００を示すメッセージフロー図である。ユーザプレーンキーイング１２００は、ＷＤ１２１０、ＵＥ１２１５、ｅＮＢ１２２０、ＭＭＥ１２２５、およびＳ−ＧＷ１２２７の間の通信およびアクションを示す。１２３０において、ＷＤ１２１０とＵＥ１２１５との間でプロキシＲＲＣが確立される。１２３２において、ＵＥ１２１５とｅＮＢ１２２０との間でＷＤ１２１０のためにＲＲＣ接続が確立される。ＮＡＳ ＣＯＵＮＴ１２３５および１２３７がセットアップ時に同期される。
ＷＤ１２１０およびＭＭＥ１２２５は各々、１２３５および１２３７において自律的にＫｅＮＢを導出する。ＷＤ１２１０はまた、プロトコルエンティティが作成されたとき、１２４５において自律的にＫＵＰｅｎｃを導出する。ＵＥ１２１５とＭＭＥ１２２５との間で、Ｅ−ＲＡＢ１２４７もＷＤ１２１０のためにセットアップされる。１２５０において、ＭＭＥは、ｅＮＢ１２２０と共にｒｅｑ（ＴＥＩＤ（ＷＤ），ＫｅＮＢ，ＣＯＵＮＴ）をセットアップする。Ｓ−ＧＷ１２２７とｅＮＢ１２２０との間で、ＴＥＩＤ（ＷＤ）を有するベアラ１２５５が確立される。１２６０において、ｅＮＢ１２２０とＵＥ１２１５との間でＤＲＢ（ＷＤ）のセットアップが行われる。１２６２において、ＷＤ１２１０は、ＫＵＰｅｎｃで暗号化されたデータをＵＥ１２１５に転送し、ＵＥ１２１５は、ＤＲＢ（ＷＤ）上で当該データをｅＮＢに転送する。ｅＮＢ１２２０は、１２７０においてＤＲＢをＴＥＩＤ（ＷＤ）にマッピングし、１２７５においてＴＥＩＤ（ＷＤ）についてＫＵＰｅｎｃで復号する。その後、１２８０において、データがＴＥＩＤ（ＷＤ）を有するベアラ上で転送される。
ＷＤ１２１０は、ｅＮＢにおいてそれ自体のＲＲＣ接続と、対応するコンテキストとを有すると考えられ、当該２つのデバイスについて別個のセキュリティオペレーションが存在する。いくつかの実施形態において、ＷＤは、サービングｅＮＢによって発行されたそれ自体のＣ−ＲＮＴＩを有する。エアリンクシグナリングは実際にはＷＤに向けられないが、Ｃ−ＲＮＴＩによって通常区別される制御プレーンメッセージは、ＲＲＣプロトコルレイヤを介して伝搬し、ＷＤが認識可能な「ＲＲＣアイデンティティ」を有するはずであることを示唆する。
図１３は、接続を管理するための制御メッセージのプロキシＲＲＣ制御プレーンスタック１３００を示すブロック図である。プロキシＲＲＣ制御プレーンスタック１３００に加わるエンティティは、ＷＤ１３１０、ＵＥ１３１５、ｅＮＢ１３２０、およびＭＭＥ１３２５を含む。ＷＤ１３１０の制御レイヤは、ダイレクトリンク１３３０、ＲＲＣ１３３２、およびＮＡＳ１３３５を含む。ＵＥ１３１５のレイヤは、ダイレクトリンク１３３７、ＲＲＣ１３４０、およびＮＡＳ１３４２を含む。ｅＮＢ１３２０は、ＵＥのためのＲＲＣＵＥ１３４５およびＳ１ＡＰ１３４７と、ＷＤのためのＲＲＣＷＤ１３５０およびＳ１ＡＰ１３５２とを含む。ＭＭＥは同様に、ＵＥ１３１５のためのＳ１ＡＰ１３５５およびＮＡＳＵＥ１３５７と、ＷＤ１３１０のためのＳ１ＡＰ１３６０およびＮＡＳＷＤ１３６２とを含む。ＵＥコンテキスト１３６５およびＷＤコンテキスト１３６７は共に、ＡＳおよびＮＡＳセキュリティを提供する。
ＷＤ１３１０とＵＥ１３１５との間でダイレクトリンクセキュリティ１３７０が提供される。ＷＤ１３１０、ＵＥ１３１５、およびｅＮＢ１３２０の間でＲＲＣ鍵１３７２（ＫＲＲＣ（ＷＤ））および１３７３（ＫＲＲＣ（ＵＥ））が使用される。ＵＥ ＮＡＳ鍵はまた、ＵＥ１３１５とｅＮＢ１３２０との間で１３７５において使用される。ＵＥ１３１５とｅＮＢ１３２０との間でＲＲＣ ＷＤ鍵が使用される。リンクのうちのいくつかが、関連付けられたインタフェースを保護するために使用される、対応するセキュリティアルゴリズムおよび／または鍵と共に示されている。いくつかの実施形態において、鍵はリンクを介して渡されず、それぞれの接続されたエンティティによって導出されてよいことに留意されたい。したがって、単一のＲＲＣ接続が、ＵＥおよびＷＤのための両方のＲＲＣ鍵によって提供されるセキュリティで通信する。ＵＥ１３１５とＭＭＥ１３２５との間で、ＷＤ ＮＡＳ鍵（ＫＮＡＳ（ＷＤ））１３８０が使用される。ｅＮＢ１３２０とＭＭＥ１３２５との間のＵＥ接続およびＷＤ接続それぞれの間で、それぞれ１３８２および１３８５においてＩＰＳｅｃが使用される。
ＵＥ内の単一のＲＲＣエンティティが、ｅＮＢ内の２つの異なるＲＲＣエンティティとして解釈されるので、この状況は、プロトコルに関して普通とは異なるようにモデル化され、ｅＮＢ内の当該２つのＲＲＣエンティティは、異なるＳ１リソースに対応しているが、同一の無線ＲＲＣ接続を使用している。ｅＮＢは、その共通の接続を通してＵＥからメッセージを受信する。当該メッセージには、ＷＤから発信されたものもあれば、ＵＥから発信されたものもある。ｅＮＢは、様々な方法によってこれらのメッセージの曖昧さを解消できる。その方法には、例として、ケース２のＮＡＳ層について説明された、同じ種類の逆多重化手順を含む。（ＵＥのＲＲＣ層は、ダウンリンクのそれ自体のＲＲＣメッセージを、ＷＤを行先とするＲＲＣメッセージと区別するための同様の手順を実行する必要がある）ユーザプレーンにおいてはそのような問題はない。なぜなら、この代表的なアーキテクチャにおいて、ＷＤのユーザプレーンはそれ自体の無線ベアラを有しているからである。単一の無線ベアラ上で共に多重化されたＷＤおよびＵＥのためのユーザプレーントラフィックを有するアーキテクチャは、当該２つのデバイスのためのデータを区別するための方法を必要とするであろう。
ＷＤからのＲＲＣメッセージのセキュリティ処理は、「二重セキュリティ」問題（例えば、メッセージをまずＷＤ鍵で暗号化し、その後ＵＥ鍵で再び暗号化し、これにより、ｅＮＢは、それを２回復号する必要がある）を回避するための何らかの配慮を必要とする。最も単純な手法は、ＵＥのプロキシＲＲＣエンティティが、この点においてＰＤＣＰリレーとして機能し、（おそらくは「チェックアンドフェイル」ルーティングメカニズムに必要とされるものは別として）それ自体のセキュリティ手順を実行しないことである。ＷＤからＵＥへのＲＲＣメッセージは、それが到着したちょうどそのままの形でＳＲＢ２によってｅＮＢに送達される。（ＵＥは、ＲＲＣプロトコルの下にあるＷＤおよびＵＥのＰＤＣＰレイヤの別々のシーケンス番号を維持しなければならないことに留意されたい。この設計は、「プロキシＰＤＣＰ」として同じように説明され得る。）
対応するユーザプレーン１４００のプロトコルスタックが、図１４においてブロック図の形態で示されている。図中、参照番号は、図１３におけるプロキシＲＲＣの制御プレーンの図におけるものと同様である。ユーザプレーン１４００は、デバイス間のユーザデータの流れを表している。ＷＤ１３１０は、ダイレクトリンクトランスポート１４１０とＰＤＣＰ１４１５とＩＰ１４２０とを含む。ＵＥ１３１５は、ダイレクトリンクトランスポート１４２５とＰＤＣＰ１４３０とＭＡＣ／ＲＬＣ／ＰＨＹ（それぞれ無線リンク制御および物理レイヤ）１４３５とＰＤＣＰ１４４０とを含む。ｅＮＢ１３２０は、ＭＡＣ／ＲＬＣ／ＰＨＹ１４４２とＰＤＣＰ１４４４とＳ−ＧＷを介したＧＴＰ−Ｕリレー１４５０とを含む。Ｐ−ＧＷ１３２５は、ＧＴＰ−Ｕおよびその下層１４５５とＩＰ１４６０とを含む。ＩＰ１４２０は、データをＰ−ＧＷ１３２５のＩＰ１４６０に伝える。
ユーザプレーン１４００において、ＷＤ１３１０のトラフィックは、それ自体のＰＤＣＰエンティティ、セキュリティ鍵などと共に、ｅＮＢ１３２０から見た（ＵＥ１３１５の）１つのＤＲＢに集中している。ＵＥ１３１５は１つのＤＲＢをこのＷＤ１３１０に充て、ＲＲＣと同様、それはそれ自体のセキュリティ処理を何も提供せず、ＰＤＣＰリレーとしてそのＤＲＢのためだけに機能する。（他の選択肢と同様に、複数のＤＲＢはまた、セキュリティメカニズムを各ＤＲＢに別々に適用して、ＱｏＳまたは他の基準に基づいてトラフィックを分離するために使用され得る。）
セキュリティをこのベアラ上で適切に機能させるために、ＵＥ１３１５は、ＰＤＣＰの目的のためにセキュリティを透過的に扱い、ｅＮＢ１３２０は、それをＵＥのコンテキストではなくＷＤのコンテキストと関連付ける。この関連付けは、ｅＮＢ１３２０が、ＷＤ１３１０のためのプロキシＲＲＣ接続を処理していると既に認識しているはずのとき、ＤＲＢのセットアップ時に形成され得る。
前述の説明においてＷＤ１３１０は専用のＤＲＢを有しているので、１つのＵＥ１３１５が、極めて小さい数より多くのＷＤのためのプロキシとして機能する場合、この解決手段はスケーリング問題に直面することに留意されたい。こういう理由で、複数のＷＤからのトラフィックが無線で単一のＤＲＢに集約されるのが望ましい（例えば、異なるデバイスからの同様のＱｏＳ要件を有するトラフィックが共にグループ化され得る）。しかしながら、そのような集約は、ルーティング問題を提起する。なぜなら、セキュリティ処理のために、異なるＷＤからのデータフローは異なるＰＤＣＰエンティティによって処理される必要があるからである。それは、ＰＤＣＰエンティティをＤＲＢから切り離すための無線プロトコルの何らかの再設計なくして、プロキシＲＲＣ手法によって十分にはサポートされない。
このユーザプレーン１４００モデルにおいて、ＭＭＥは、ＷＤ１４１０がＵＥ１４１５を介した間接経路によってルーティングされていることを実際には認識していない。ｅＮＢ１４２０はＵＥ１４１５およびＷＤ１４１０のための完全に別々のコンテキストの錯覚をそれに提示し、セキュリティ面は独立して管理される。このケースは、セキュリティの観点から見て、明らかに最も単純な選択肢である。しかしながら、ＭＭＥの透過性が原因で、それは他のやり方では正確には問題を含み得る。課金などのコアネットワーク機能が、ＷＤ１４１０とＵＥ１４１５との間の関連付けへの洞察を必要とする場合、透過性がその洞察を困難なものにし得る。Ｓ１−ＡＰメッセージングにおける追加の情報が、プロトコルの影響をより広範なものにするという代償を払って、ＷＤ１４１０が間接モードにあることをＭＭＥに通知し得る。
全てのバージョンについて、ネットワークアタッチ時、ＭＭＥは、ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＭＯＤＥ ＣＯＭＭＡＮＤによってＮＡＳ層上でセキュリティを開始する。ＷＤがアタッチするとき当該手順のこのポイントに達するべく、プロキシＮＡＳおよびプロキシＲＲＣのバージョンでは問題を含み得るインテグリティ保護なしに、ＭＭＥはＡＴＴＡＣＨ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを受信し、それをＷＤと正しく関連付けていなければならない。
一実施形態において、間接経路を介したアタッチ手順は、ＷＤは、それが間接経路のルーティングを使用し得る前に、既にＥＭＭ−ＲＥＧＩＳＴＥＲＥＤであり、有効なＥＰＳセキュリティコンテキストを有していなければならないという人為的に課された要件を有してよい。さらなる実施形態において、アタッチメントおよびセキュリティの開始は、上述された３つのバージョンのいずれかを使用して、間接経路を介して完全に行われ得る。
全てのＷＤのセキュリティがＵＥによって処理されるＵＥオンリセキュリティバージョンであるケース１において、オペレーションは追加のプロトコルのサポートなくして根本的に不可能である。なぜなら、間接経路上のＷＤは、必要なプロトコル終端点を持たないからである。
ケース３に対応するバージョン３であるプロキシＲＲＣにおいて、一たびＷＤのためのＲＲＣセキュリティと、ＷＤとＭＭＥとの間のＮＡＳシグナリング接続とが確立されると、ＮＡＳ層よりむしろＲＲＣについて上述された同一のチェックアンドフェイル手順を使用して、全ての制御プレーンメッセージが明確にルーティングされ得る。しかしながら、ＷＤのＲＲＣセキュリティの確立は、既にＷＤのためのＫＡＳＭＥを有することに依存している。すなわち、ＷＤは、認証および鍵交換（ＡＫＡ）手順を実行していなければならず、ｅＮＢは、ＫｅＮＢの導出を可能にすべく、ＷＤについての十分な知識を有するはずである。ゆえに、ｅＮＢは、インテグリティ保護なしに、いくつかのＮＡＳメッセージ（最低でもＡＴＴＡＣＨ ＲＥＱＵＥＳＴ、ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴ、およびＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＲＥＳＰＯＮＳＥ）を認識し、それらを各方向にルーティングする機能を有するはずであり、同様に、ＵＥのＲＲＣエンティティは、いつこれらのメッセージがＷＤに向けられたかを区別することができなければならない。様々なＳｅｃｕｒｉｔｙ Ｍｏｄｅメッセージは、認証ベクトルが取得された後にインテグリティ保護で送信されてよいので、それらはチェックアンドフェイル手順でルーティングされ得る。
図１５は、インテグリティなしにＮＡＳメッセージを転送する方法を示すメッセージフロータイミング図１５００である。メッセージは、ｅＮＢ１５１０、ＵＥ ＲＲＣ１５２０、およびＷＤ ＲＲＣ１５３０の間で転送される。１５４０において、ダイレクトリンク情報ＳＲＢ２がＤＬＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒ（ＮＡＳ ＰＤＵ、インテグリティなし）としてｅＮＢ１５１０からＵＥ ＲＲＣ１５２０に送信される。ＵＥ ＲＲＣ１５２０は、１５５０において、チェックＮＡＳメッセージタイプを実行し、その後、１５６０において、ＤＬＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒでダイレクトリンクコンテナメッセージを送信する。
起こり得る最も単純なことは、ＵＥに向けたＳＲＢ２のセットアップ後、インテグリティ保護されないＮＡＳ ＰＤＵにＲＲＣエンティティが遭遇したとき、ＲＲＣエンティティが、それはＷＤに属するものと仮定し、それに応じて対応するＷＤ ＲＲＣにそれを転送することである。あるいは、この挙動は、ＴＳ２４．３０１においてインテグリティ保護のない送達が許可されているＮＡＳメッセージに限定され得る。（しかしながら、この透過的な手法は、ＵＥが単一のＷＤにサービス提供するときにだけ機能することに留意されたい。複数のＷＤへのＮＡＳメッセージのそのような転送を処理する単純なやり方は存在しない。）
最後に、プロキシＮＡＳ、バージョン２、ケース２は、プロキシＲＲＣと同様の手法を使用し得るが、ＲＲＣ層ではなくＮＡＳ層で使用する。プロキシＲＲＣと同様、ｅＮＢとＵＥとの間で単一のＳＲＢ２だけが存在するが、この場合、それはまた、単一のＮＡＳエンティティに送達する。インテグリティ保護されたメッセージに対してチェックアンドフェイルのルーティング手順を使用するこのＮＡＳエンティティは、この状況において基本的に同じことを行い、保護されていないＮＡＳメッセージを「自動的な失敗」として扱い、それをＷＤのＮＡＳに向けてルーティングする。
しかしながら、これは、プロキシＮＡＳおよびプロキシＲＲＣの両方において、セキュリティ対策が施されていないいかなるＮＡＳメッセージをＵＥに送達することも、そうすることが正しい偶発的なケース（例えば、ＨＳＳにおけるセキュリティコンテキスト情報の損失）においてでさえ、不可能になるということを意味する。間接経路を介してＷＤにサービス提供するＵＥの場合、これらのケースは、まず全てのＷＤをデタッチすることによって処理されなければならないと思われる。
ＵＥを介ししてＷＤが接続され得るプロトコルモデルは３つあり、セキュリティ処理に対して明らかな効果がある。
１．アクティブなＷＤコンテキストはなく、全てのセキュリティはＵＥによって処理される（「ＵＥ−オンリセキュリティ」）。
２．ＷＤはＮＡＳエンティティを有するがＲＲＣエンティティは有さず、ＮＡＳセキュリティは、ＷＤとＭＭＥとの間のエンドツーエンドである（「プロキシＮＡＳ」）。
３．ＷＤは、ＮＡＳエンティティおよびＲＲＣエンティティと、ＷＤとｅＮＢとの間およびＵＥとｅＮＢとの間の別々のＲＲＣセキュリティによるＲＲＣ接続の錯覚とを有する。プロキシされた各ＷＤは、それ自体の無線ベアラを占有してよく、ＰＤＣＰは、ＵＥを介してｅＮＢに透過的にリレーされる（「プロキシＲＲＣ」）。
ＵＥ−オンリセキュリティは単純なプロトコルモデルを提供するが、ＷＤとの全てのＮＡＳシグナリングを無効にし、全てのＷＤのトラフィックへのＵＥクリアテキストアクセスを可能にするという、２つの潜在的に深刻な欠点を有する。
プロキシＮＡＳおよびプロキシＲＲＣの手法は、アーキテクチャの観点から見て互いに似通っており、どのレイヤがチェックアンドフェイル逆多重化アルゴリズムを適用するかという点で主に異なる。プロキシ−ＮＡＳモデルは、ＵＥとＷＤとの間の関連付けへのより多くの洞察をＭＭＥに与え、プロキシ−ＲＲＣモデルにおいては、間接経路の関連付けは、実際にはＭＭＥから完全に隠され得る。これらの違いは、「プロキシされたＷＤに関連するメッセージ」を示すために使用され得るＮＡＳ含有ＲＲＣメッセージにフィールドを追加することなどのメッセージングの変更で回避され得る。その両方が、ＮＡＳにおけるセキュリティ対策が施されていないメッセージの処理に対して特定の制限を課す。
リレーＵＥがＷＤのトラフィックへのクリアテキストアクセスを有さないといったやり方でユーザプレーンにセキュリティを適用することは、プロキシ−ＮＡＳモデルにおいて困難なことであり、ＷＤとｅＮＢとの間の浅い「疑似ＰＤＣＰ」レイヤと、特定のＴＥＩＤに対するｅＮＢにおける区別されたセキュリティ処理とを必要とする。必要とされるサポートは、どの場所においても複雑ではないが、複数のネットワークノードおよびプロトコルレイヤに影響を及ぼす。
プロキシ−ＲＲＣモデルの透過性は、アーキテクチャ的に魅力的だが、課金のようなＣＮ（コアネットワーク）機能にとっては実際には不都合となり得る。それは、ＷＤごとに別々のＤＲＢを使用するので、数個より多い数のＷＤが単一のＵＥを介してリレーされるべき場合は、スケーリングが不十分となり得る。
図１６は、例示的な実施形態に係るコントローラおよび方法を実装するコンピュータシステム１６００のブロック概略図である。様々な実施形態において、全てのコンポーネントが使用される必要はない。
コンピュータ１６００の形態の１つの例示的なコンピューティングデバイスは、処理ユニット１６０２とメモリ１６０４とリムーバブルストレージ１６１２と非リムーバブルストレージ１６１４とを備えてよい。例示的なコンピューティングデバイスはコンピュータ１６００として示され、説明されているが、異なる実施形態においては、コンピューティングデバイスは異なる形態であってよい。例えば、その代わりに、コンピューティングデバイスは、図１６に関して示され、説明されるものと同一または同様の要素を含むスマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、または他のコンピューティングデバイスであってよい。スマートフォン、タブレット、およびスマートウォッチなどのデバイスは、概して集合的にモバイルデバイスと称される。さらにコンピュータ１６００の一部として様々なデータストレージ要素が示されているが、当該ストレージは、同様にまたは代替的に、インターネットなどのネットワークを介してアクセス可能なクラウドベースのストレージを含んでよい。
メモリ１６０４は、揮発性メモリ１６０６および不揮発性メモリ１６０８を含んでよい。コンピュータ１６００は、揮発性メモリ１６０６および不揮発性メモリ１６０８、リムーバブルストレージ１６１２、ならびに非リムーバブルストレージ１６１４などの様々なコンピュータ可読媒体を含んでよい、またはそれらを含むコンピューティング環境へのアクセスを有してよい。コンピュータストレージは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）および電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリもしくは他のメモリ技術、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）もしくは他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気記憶デバイス、または、コンピュータ可読命令を格納可能な任意の他の媒体を含む。
コンピュータ１６００は、入力１６１６、出力１６１８、および通信接続１６２０を含んでよいか、またはそれらを含むコンピューティング環境へのアクセスを有してよい。出力１６１８は、タッチスクリーンなどのディスプレイデバイスを含んでよく、当該デバイスはまた、入力デバイスとして機能してよい。入力１６１６は、タッチスクリーン、タッチパッド、マウス、キーボード、カメラ、１または複数のデバイス特有ボタン、コンピュータ１６００内に統合されるか、または有線もしくは無線のデータ接続を介してコンピュータ１６００に結合された１または複数のセンサ、および他の入力デバイスのうちの１または複数を含んでよい。コンピュータは、通信接続１６２０を使用してネットワーク接続環境において動作して、データベースサーバなどの１または複数のリモートコンピュータに接続してよい。リモートコンピュータは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピアデバイスもしくは他の共通ネットワークノード、またはそれに類するものを含んでよい。通信接続１６２０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、セルラ、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、または他のネットワークを介して情報を送信および受信可能な１または複数の送受信機を含んでよい。
コンピュータ可読媒体に格納されたコンピュータ可読命令は、コンピュータ１６００の処理ユニット１６０２によって実行可能である。ハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、およびＲＡＭは、記憶デバイスなどの、非一時的コンピュータ可読媒体を含む物品のうちのいくつかの例である。コンピュータ可読媒体および記憶デバイスという用語は、搬送波を含まない。例えば、データアクセスについてのアクセス制御チェックを実行するための、および／またはコンポーネントオブジェクトモデル（ＣＯＭ）ベースのシステムのサーバの１つにおいてオペレーションを行うための一般的技術を提供可能なコンピュータプログラム１６２５が、ＣＤ−ＲＯＭ上に含まれてよく、ＣＤ−ＲＯＭからハードドライブにロードされてよい。コンピュータ可読命令は、コンピュータ１６００が、複数のユーザおよびサーバを有するＣＯＭベースのコンピュータネットワークシステムにおいて一般的なアクセス制御を提供することを可能にする。
以下は、発明の主題のさらなる説明を提供するスライドである。
セキュリティ面を含むＵＥリレーのためのアーキテクチャは、ＷＤとＲ−ＵＥとの間のダイレクトリンクをサポートする様々な技術に適応可能であるはずである。ウェアラブル機器においては特に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのＰＡＮ技術が、本目的のための魅力的な現在の技術を提供する。それに応じて、発明の主題は、ロバストな３ＧＰＰセキュリティアーキテクチャから恩恵を受けつつ、ＷＤのプロトコルスタックついての仮定をリレー関係の確立に厳密に必要な機能に限定しながら、当該これらの仮定を最小限にする。
解決手段の３つのバージョンが続く。それらは異なるプロトコルレイヤおよびプロキシ構成を使用する。
「ＵＥ−オンリ」セキュリティ：ＷＤのためのアクティブなコンテキストはなく、全てのセキュリティはＵＥによって処理される。
「プロキシＮＡＳ」：ＷＤはＮＡＳエンティティを有するが、ＲＲＣエンティティは有さない。ＮＡＳセキュリティは、ＷＤからＭＭＥまでのエンドツーエンドである。
「プロキシＲＲＣ」：ＷＤはＮＡＳエンティティおよびＲＲＣエンティティを有し、それ自体をＲＲＣ接続されているとみなす。ＵＥ（からｅＮＢ）およびＷＤ（からｅＮＢ）は別々のセキュリティコンテキストを有する。各ＷＤはそれ自体のＤＲＢを有し、ＵＥは、当該ＤＲＢのためのＰＤＣＰリレーである。
それらの全てが、ＷＤが間接経路を介した動作を開始すること、すなわち、ＣＮにアタッチし、セキュリティを確立することを可能にすることに対して何らかの困難を生じさせる。どのＮＡＳメッセージングがサポートされ得るかに対しての、解決手段ごとに異なった特定の制限もある。
間接経路のケースのサポートに関与する接続は多数あり、幾分複雑なやり方で連動する。ＷＤはエンドポイントとして示されているが、さらなる実施形態においては多数の異なるプロキシされたデバイスが使用されてよい。
数個の実施形態が上記において詳細に説明されてきたが、他の変更形態も可能である。例えば、望ましい結果を得るのに、図に示された論理フローは、示された特定の順序または順番を必要としない。他の段階が提供されてよく、または説明されたフローから段階が削除されてよい。また、他のコンポーネントが、説明されたシステムに追加されてよく、または説明されたシステムから除外されてよい。他の実施形態が、以下の特許請求の範囲の範囲内であり得る。
［項目１］
無線ネットワークのモバイルデバイスを無線トランスポートの中間ノードとして使用して、上記無線ネットワークのノードへの第１のデバイスの間接的な接続を上記モバイルデバイスが確立する段階と、
上記第１のデバイスと上記モバイルデバイスとの間の直接的なデバイス接続を含む第１の無線リンクと、上記モバイルデバイスと上記無線ネットワークとの間の直接的な３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）接続を含む第２の無線リンクとを介して、上記間接的な接続を通してデータを上記モバイルデバイスが転送する段階と
を備え、
上記間接的な接続は、少なくとも上記第１のデバイスとの少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介した通信のための上記無線ネットワーク内に維持されたアクティブなセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて、上記無線ネットワークの上記ノードと上記第１のデバイスとの間の通信のセキュリティ保護をサポートし、
上記モバイルデバイスを介したシグナリングおよびデータトラフィックが保護されるよう、上記少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤのためのセキュリティアソシエーションが上記第１のデバイスと上記無線ネットワークとの間にあり、
上記第１のデバイスと上記無線ネットワークのノードとは、上記第１のデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有する、
方法。
［項目２］
上記少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されたデータは、上記モバイルデバイスによって保護状態から外されることなく、上記第１のデバイスと上記無線ネットワークとの間で上記モバイルデバイスによって送達される、項目１に記載の方法。
［項目３］
上記セキュリティアソシエーションは、アクセス層（ＡＳ）プロトコルレイヤのセキュリティ保護を含み、上記モバイルデバイスは、プロキシＡＳエンティティを含むプロキシプロトコルエンティティとして動作する、項目１または２に記載の方法。
［項目４］
上記プロキシＡＳエンティティは、上記第１のデバイスのＡＳエンティティと通信し、上記ＡＳプロトコルレイヤは、無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルレイヤである、項目３に記載の方法。
［項目５］
上記モバイルデバイスと上記無線ネットワークの上記ノードとの間の単一の無線ＲＲＣ接続を通して、上記第１のデバイスおよび上記モバイルデバイスの両方へのＲＲＣメッセージを多重化する段階をさらに備える、項目４に記載の方法。
［項目６］
上記プロキシＡＳエンティティは、上記第１のデバイスに対応する識別子を維持し、上記識別子は、セル無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）であり、上記セキュリティアソシエーションは、上記第１のデバイスのための上記無線ネットワーク内に維持された第１のセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて確立される、項目４または５に記載の方法。
［項目７］
上記モバイルデバイスは、上記無線ネットワークから共通のシグナリング無線ベアラ上で上記第１のデバイスおよび上記モバイルデバイスへのＡＳプロトコルメッセージを受信し、上記モバイルデバイスは、上記第１のデバイスへの上記ＡＳプロトコルメッセージを上記第１のデバイスに選択的に送達し、上記モバイルデバイスは、逆多重化のプロセスによって上記第１のデバイスへの上記ＡＳプロトコルメッセージを識別する、項目４から６のいずれか一項に記載の方法。
［項目８］
上記逆多重化のプロセスは、
受信されたＡＳメッセージに上記モバイルデバイス用の第１のセキュリティ関連手順を適用することと、
上記第１のセキュリティ関連手順の失敗を検出することと、
受信されたＡＳメッセージに上記第１のデバイス用の第２のセキュリティ関連手順を適用することと、
上記第２のセキュリティ関連手順の成功を検出することと
を含む、項目７に記載の方法。
［項目９］
上記少なくとも１つのセキュリティ鍵は、上記無線ネットワークの上記ノードによって上記第１のデバイスのためのデータ無線ベアラと関連付けられ、上記第１のデバイスのための上記データ無線ベアラは、トンネルエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）に少なくとも部分的に基づいて、上記無線ネットワークの上記ノードにおいて識別されるネットワークベアラと関連付けられる、項目１から８のいずれか一項に記載の方法。
［項目１０］
上記無線ネットワークの上記ノードは、上記第１のデバイスと関連付けられる暗号同期値を維持し、上記暗号同期値を更新して、少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用したセキュリティオペレーションを反映し、上記無線ネットワークの上記ノードは、上記少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用して暗号化オペレーションを実行するとき、上記暗号同期値を更新し、上記無線ネットワークの上記ノードは、上記少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用して復号オペレーションを実行するとき、上記暗号同期値を更新し、上記無線ネットワークの上記ノードは、上記少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用したインテグリティオペレーションの実行に成功したとき、上記暗号同期値を更新する、項目１から９のいずれか一項に記載の方法。
［項目１１］
上記鍵導出オペレーションは、上記モバイルデバイスから受信されたプロトコルメッセージによってトリガされる、項目１０に記載の方法。
［項目１２］
上記モバイルデバイスは、上記第１のデバイスから受信された上記ＡＳプロトコルレイヤのメッセージを、上記メッセージにセキュリティオペレーションを適用することなく上記無線ネットワークの上記ノードに転送する、項目１から１１のいずれか一項に記載の方法。
［項目１３］
セルラ通信デバイスであって、
基地局とセルラ通信を送受信するよう構成される少なくとも１つの送受信機であって、
さらに、低電力通信リンクを介してリモートデバイスと信号を送受信するよう構成される少なくとも１つの送受信機と、
上記少なくとも１つの送受信機に結合されて、上記セルラ通信デバイスおよび上記リモートデバイスに向けられた通信をルーティングするルーティングエンティティと、
上記ルーティングエンティティに結合されたプロキシエンティティであって、上記セルラ通信デバイスが上記リモートデバイスと上記基地局との間のセキュアなリレーとして動作するよう、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介した上記リモートデバイスとのセキュアな通信を提供し、上記基地局への単一の無線ＲＲＣ接続を通して上記セルラ通信デバイスおよび上記リモートデバイスの両方への無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージを多重化する、プロキシエンティティと
を備え、
上記リモートデバイスと上記基地局とは、上記リモートデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有し、上記少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されたデータが、上記リモートデバイスと上記基地局との間で上記セルラ通信デバイスによって送達される、
セルラ通信デバイス。
［項目１４］
上記少なくとも１つの送受信機は、少なくとも上記リモートデバイスとの通信に割り当てられたトンネルエンドポイントＩＤ（ＴＥＩＤ）と関連付けられた少なくとも１つの論理ベアラを通じて上記基地局と通信する、項目１３に記載のセルラ通信デバイス。
［項目１５］
上記ルーティングエンティティは、上記ＴＥＩＤを区別用識別子として解釈することに少なくとも部分的に基づいて、上記基地局から上記リモートデバイスに向けられたデータを識別する、項目１４に記載のセルラ通信デバイス。
［項目１６］
上記ルーティングエンティティは、上記ＴＥＩＤを区別用識別子として送信することに少なくとも部分的に基づいて、上記リモートデバイスからのデータを上記基地局に向ける、項目１４に記載のセルラ通信デバイス。
［項目１７］
セキュアな通信がＡＳプロトコルレイヤのセキュリティ保護によって確保され、上記プロキシエンティティは、プロキシＡＳエンティティを含み、上記プロキシＡＳエンティティは、上記リモートデバイスのＡＳエンティティと通信し、上記ＡＳプロトコルレイヤは、無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルレイヤであり、上記プロキシＡＳエンティティは、上記リモートデバイスに対応するセル無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）を含む識別子を維持する、項目１３から１６のいずれか一項に記載のセルラ通信デバイス。
［項目１８］
基地局であって、
命令を含む非一時的メモリストレージと、
上記メモリと通信する１または複数のプロセッサであって、
ユーザ機器（ＵＥ）へのＵＥ無線リソース制御（ＲＲＣ）接続を確立することと、
各々が別々のアクセス層（ＡＳ）を含むＵＥコンテキストおよびリモートデバイスコンテキストのセキュリティ部分にアクセスすることと、
ＵＥ鍵を使用して上記ＵＥの通信が暗号化され、リモートデバイス鍵を使用して上記リモートデバイスの通信が暗号化されるよう、上記ＵＥおよび上記リモートデバイスについて別々の暗号化鍵を使用して暗号化オペレーションを実行することと
を行うための上記命令を実行する、１または複数のプロセッサと
を備え、
上記リモートデバイスと上記基地局とは、 上記リモートデバイス鍵を共有して上記リモートデバイスの通信を保護し、上記基地局と上記リモートデバイスとの間の通信は、上記ＵＥへの上記ＵＥ ＲＲＣ接続を通して送受信される、
基地局。
［項目１９］
上記ＵＥコンテキストおよび上記リモートデバイスコンテキストはさらに、それぞれ上記ＵＥおよび上記リモートデバイスのための非アクセス層（ＮＡＳ）セキュリティを維持する、項目１８に記載の基地局。
［項目２０］
上記ＵＥと上記基地局とは、上記リモートデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有し、上記少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されるデータは、上記ＵＥによって保護状態から外されることなく、上記リモートデバイスと上記基地局との間で上記ＵＥによって送達される、項目１８または１９に記載の基地局。

Claims (20)

  1. 無線ネットワークのモバイルデバイスを無線トランスポートの中間ノードとして使用して、前記無線ネットワークのノードへの第１のデバイスの間接的な接続を前記モバイルデバイスが確立する段階と、
    前記第１のデバイスと前記モバイルデバイスとの間の直接的なデバイス接続を含む第１の無線リンクと、前記モバイルデバイスと前記無線ネットワークとの間の直接的な３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）接続を含む第２の無線リンクとを介して、前記間接的な接続を通してデータを前記モバイルデバイスが転送する段階と
    を備え、
    前記間接的な接続は、少なくとも前記第１のデバイスとの少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介した通信のための前記無線ネットワーク内に維持されたアクティブなセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて、前記無線ネットワークの前記ノードと前記第１のデバイスとの間の通信のセキュリティ保護をサポートし、
    前記モバイルデバイスを介したシグナリングおよびデータトラフィックが保護されるよう、前記少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤのためのセキュリティアソシエーションが前記第１のデバイスと前記無線ネットワークとの間にあり、
    前記第１のデバイスと前記無線ネットワークのノードとは、前記第１のデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有する、
    方法。
  2. 前記少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されたデータは、前記モバイルデバイスによって保護状態から外されることなく、前記第１のデバイスと前記無線ネットワークとの間で前記モバイルデバイスによって送達される、請求項１に記載の方法。
  3. 前記セキュリティアソシエーションは、アクセス層（ＡＳ）プロトコルレイヤのセキュリティ保護を含み、前記モバイルデバイスは、プロキシＡＳエンティティを含むプロキシプロトコルエンティティとして動作する、請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記プロキシＡＳエンティティは、前記第１のデバイスのＡＳエンティティと通信し、前記ＡＳプロトコルレイヤは、無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルレイヤである、請求項３に記載の方法。
  5. 前記モバイルデバイスと前記無線ネットワークの前記ノードとの間の単一の無線ＲＲＣ接続を通して、前記第１のデバイスおよび前記モバイルデバイスの両方へのＲＲＣメッセージを多重化する段階をさらに備える、請求項４に記載の方法。
  6. 前記プロキシＡＳエンティティは、前記第１のデバイスに対応する識別子を維持し、前記識別子は、セル無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）であり、前記セキュリティアソシエーションは、前記第１のデバイスのための前記無線ネットワーク内に維持された第１のセキュリティコンテキストに少なくとも部分的に基づいて確立される、請求項４または５に記載の方法。
  7. 前記モバイルデバイスは、前記無線ネットワークから共通のシグナリング無線ベアラ上で前記第１のデバイスおよび前記モバイルデバイスへのＡＳプロトコルメッセージを受信し、前記モバイルデバイスは、前記第１のデバイスへの前記ＡＳプロトコルメッセージを前記第１のデバイスに選択的に送達し、前記モバイルデバイスは、逆多重化のプロセスによって前記第１のデバイスへの前記ＡＳプロトコルメッセージを識別する、請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記逆多重化のプロセスは、
    受信されたＡＳメッセージに前記モバイルデバイス用の第１のセキュリティ関連手順を適用することと、
    前記第１のセキュリティ関連手順の失敗を検出することと、
    受信されたＡＳメッセージに前記第１のデバイス用の第２のセキュリティ関連手順を適用することと、
    前記第２のセキュリティ関連手順の成功を検出することと
    を含む、請求項７に記載の方法。
  9. 前記少なくとも１つのセキュリティ鍵は、前記無線ネットワークの前記ノードによって前記第１のデバイスのためのデータ無線ベアラと関連付けられ、前記第１のデバイスのための前記データ無線ベアラは、トンネルエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）に少なくとも部分的に基づいて、前記無線ネットワークの前記ノードにおいて識別されるネットワークベアラと関連付けられる、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記無線ネットワークの前記ノードは、前記第１のデバイスと関連付けられる暗号同期値を維持し、前記暗号同期値を更新して、少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用したセキュリティオペレーションを反映し、前記無線ネットワークの前記ノードは、前記少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用して暗号化オペレーションを実行するとき、前記暗号同期値を更新し、前記無線ネットワークの前記ノードは、前記少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用して復号オペレーションを実行するとき、前記暗号同期値を更新し、前記無線ネットワークの前記ノードは、前記少なくとも１つのセキュリティ鍵を使用したインテグリティオペレーションの実行に成功したとき、前記暗号同期値を更新する、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記鍵導出オペレーションは、前記モバイルデバイスから受信されたプロトコルメッセージによってトリガされる、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記モバイルデバイスは、前記第１のデバイスから受信された前記ＡＳプロトコルレイヤのメッセージを、前記メッセージにセキュリティオペレーションを適用することなく前記無線ネットワークの前記ノードに転送する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. セルラ通信デバイスであって、
    基地局とセルラ通信を送受信するよう構成される少なくとも１つの送受信機であって、
    さらに、低電力通信リンクを介してリモートデバイスと信号を送受信するよう構成される少なくとも１つの送受信機と、
    前記少なくとも１つの送受信機に結合されて、前記セルラ通信デバイスおよび前記リモートデバイスに向けられた通信をルーティングするルーティングエンティティと、
    前記ルーティングエンティティに結合されたプロキシエンティティであって、前記セルラ通信デバイスが前記リモートデバイスと前記基地局との間のセキュアなリレーとして動作するよう、少なくとも１つのメッセージングプロトコルレイヤを介した前記リモートデバイスとのセキュアな通信を提供し、前記基地局への単一の無線ＲＲＣ接続を通して前記セルラ通信デバイスおよび前記リモートデバイスの両方への無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージを多重化する、プロキシエンティティと
    を備え、
    前記リモートデバイスと前記基地局とは、前記リモートデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有し、前記少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されたデータが、前記リモートデバイスと前記基地局との間で前記セルラ通信デバイスによって送達される、
    セルラ通信デバイス。
  14. 前記少なくとも１つの送受信機は、少なくとも前記リモートデバイスとの通信に割り当てられたトンネルエンドポイントＩＤ（ＴＥＩＤ）と関連付けられた少なくとも１つの論理ベアラを通じて前記基地局と通信する、請求項１３に記載のセルラ通信デバイス。
  15. 前記ルーティングエンティティは、前記ＴＥＩＤを区別用識別子として解釈することに少なくとも部分的に基づいて、前記基地局から前記リモートデバイスに向けられたデータを識別する、請求項１４に記載のセルラ通信デバイス。
  16. 前記ルーティングエンティティは、前記ＴＥＩＤを区別用識別子として送信することに少なくとも部分的に基づいて、前記リモートデバイスからのデータを前記基地局に向ける、請求項１４に記載のセルラ通信デバイス。
  17. セキュアな通信がＡＳプロトコルレイヤのセキュリティ保護によって確保され、前記プロキシエンティティは、プロキシＡＳエンティティを含み、前記プロキシＡＳエンティティは、前記リモートデバイスのＡＳエンティティと通信し、前記ＡＳプロトコルレイヤは、無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルレイヤであり、前記プロキシＡＳエンティティは、前記リモートデバイスに対応するセル無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）を含む識別子を維持する、請求項１３から１６のいずれか一項に記載のセルラ通信デバイス。
  18. 基地局であって、
    命令を含む非一時的メモリストレージと、
    前記メモリと通信する１または複数のプロセッサであって、
    ユーザ機器（ＵＥ）へのＵＥ無線リソース制御（ＲＲＣ）接続を確立することと、
    各々が別々のアクセス層（ＡＳ）を含むＵＥコンテキストおよびリモートデバイスコンテキストのセキュリティ部分にアクセスすることと、
    ＵＥ鍵を使用して前記ＵＥの通信が暗号化され、リモートデバイス鍵を使用して前記リモートデバイスの通信が暗号化されるよう、前記ＵＥおよび前記リモートデバイスについて別々の暗号化鍵を使用して暗号化オペレーションを実行することと
    を行うための前記命令を実行する、１または複数のプロセッサと
    を備え、
    前記リモートデバイスと前記基地局とは、 前記リモートデバイス鍵を共有して前記リモートデバイスの通信を保護し、前記基地局と前記リモートデバイスとの間の通信は、前記ＵＥへの前記ＵＥ ＲＲＣ接続を通して送受信される、
    基地局。
  19. 前記ＵＥコンテキストおよび前記リモートデバイスコンテキストはさらに、それぞれ前記ＵＥおよび前記リモートデバイスのための非アクセス層（ＮＡＳ）セキュリティを維持する、請求項１８に記載の基地局。
  20. 前記ＵＥと前記基地局とは、前記リモートデバイスのデータの保護に使用可能な少なくとも１つのセキュリティ鍵を共有し、前記少なくとも１つのセキュリティ鍵で保護されるデータは、前記ＵＥによって保護状態から外されることなく、前記リモートデバイスと前記基地局との間で前記ＵＥによって送達される、請求項１８または１９に記載の基地局。
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