JP2023543999A - セキュリティエッジ保護プロキシ（ｓｅｐｐ）パブリックランドモバイルネットワーク間（ｐｌｍｎ間）転送インターフェイスにおけるなりすまし攻撃を緩和するための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体 - Google Patents

セキュリティエッジ保護プロキシ（ｓｅｐｐ）パブリックランドモバイルネットワーク間（ｐｌｍｎ間）転送インターフェイスにおけるなりすまし攻撃を緩和するための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体 Download PDF

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Abstract

ＳＥＲＦ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスにおけるなりすまし攻撃を緩和するための方法は、応答ＳＥＲＦが、ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第１のＳＥＰＰ識別子および／または第１のＰＬＭＮ識別子を取得することを備える。方法はさらに、第１のＳＥＰＰ識別子および／または第１のＰＬＭＮ識別子を、ＩＤ相互検証データベースに格納することを備える。方法はさらに、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第２のＳＥＰＰ識別子および／または第２のＰＬＭＮ識別子を取得することと、第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを含むルックアップキーを用いて、ＩＤ相互検証データベースにおいてルックアップを実行することと、ルックアップキーに対応するレコードがＩＤ相互検証データベースに存在しないと判定し、これに応答して、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージが、応答ＳＥＰＰによって保護されるＰＬＭＮに入るのを防止することとを備える。

Description

優先権の主張
本出願は、２０２０年１２月２１日出願の米国特許出願連続番号第１７／１２９，４４１号、２０２０年１１月１１日出願の米国特許出願連続番号第１７／０９５，４２０号、２０２０年１１月２日出願のインド仮特許出願連続番号第２０２０４１０４７７７９号、および２０２０年９月２５日出願のインド仮特許出願連続番号第２０２０４１０４１７５４号の優先権利益を主張し、それらの開示全体が引用により本明細書に援用される。
技術分野
本明細書に記載される主題は、５Ｇ通信ネットワークにおけるセキュリティの強化に関する。より詳細には、本明細書に記載される主題は、セキュリティエッジ保護プロキシ（security edge protection proxy：ＳＥＰＰ）パブリックランドモバイルネットワーク（public land mobile network：ＰＬＭＮ）間転送インターフェイスにおけるなりすまし攻撃を緩和するための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体に関する。
背景
５Ｇ通信ネットワークでは、サービスを提供するネットワークノードは、プロデューサネットワーク機能（network function：ＮＦ）と呼ばれる。サービスを消費するネットワークノードは、コンシューマＮＦと呼ばれる。ネットワーク機能は、サービスを消費するか提供するかによって、プロデューサＮＦとコンシューマＮＦとの両方になることができる。
所与のプロデューサＮＦは、多くのサービスエンドポイントを有することがあり、サービスエンドポイントは、プロデューサＮＦがホストする１つまたは複数のＮＦインスタンス用の接点である。サービスエンドポイントは、インターネットプロトコル（internet protocol：ＩＰ）アドレスとポート番号との組み合わせ、またはプロデューサＮＦをホストするネットワークノード上のＩＰアドレスとポート番号とに解決する完全修飾ドメイン名によって識別される。ＮＦインスタンスは、サービスを提供するプロデューサＮＦのインスタンスである。所与のプロデューサＮＦは、２つ以上のＮＦインスタンスを含み得る。また、複数のＮＦインスタンスが同じサービスエンドポイントを共有できることに留意されたい。
プロデューサＮＦは、ネットワーク機能リポジトリ機能（network repository function：ＮＲＦ）に登録する。ＮＲＦは、各ＮＦインスタンスがサポートするサービスを識別する、利用可能なＮＦインスタンスのサービスプロファイルを維持する。コンシューマＮＦは、ＮＲＦに登録したプロデューサＮＦインスタンスに関する情報を受信するためにサブスクライブできる。
コンシューマＮＦに加えて、ＮＦサービスインスタンスに関する情報を受信するためにサブスクライブできる別のタイプのネットワークノードは、サービス通信プロキシ（service communications proxy：ＳＣＰ）である。ＳＣＰは、ＮＲＦをサブスクライブし、プロデューサＮＦサービスインスタンスに関する到達可能性とサービスプロファイル情報とを取得する。コンシューマＮＦはサービス通信プロキシに接続し、サービス通信プロキシは、必要なサービスを提供するプロデューサＮＦサービスインスタンス間でトラフィックを負荷分散するか、トラフィックを宛先のプロデューサＮＦインスタンスに直接ルーティングする。
ＳＣＰに加えて、プロデューサＮＦとコンシューマＮＦとの間でトラフィックをルーティングする中間プロキシノードまたはネットワークノードのグループの他の例としては、セキュリティエッジ保護プロキシ（ＳＥＰＰ）、サービスゲートウェイ、および５Ｇサービスメッシュのノードが挙げられる。ＳＥＰＰは、異なる５Ｇ パブリックランドモバイルネットワーク（ＰＬＭＮ）間で交換される制御プレーントラフィックを保護するために使用されるネットワークノードである。そのため、ＳＥＰＰはすべてのアプリケーションプログラミングインターフェイス（application programming interface：ＡＰＩ）メッセージに対して、メッセージフィルタリング、ポリシングおよびトポロジー隠蔽を実行する。
現在の５Ｇネットワークアーキテクチャに存在する脆弱性の１つは、ＳＥＰＰ間のインターフェイスであるＮ３２インターフェイスで発生する。上述したように、ＳＥＰＰはパブリックランドモバイルネットワーク（ＰＬＭＮ）のセキュリティ・スクリーニング・ノードとして機能する。Ｎ３２制御すなわち３２－ｃインターフェイスは、リモートＳＥＰＰとの制御メッセージの交換に使用される。Ｎ３２－ｃインターフェイスでの通信の開始には、Ｎ３２制御メッセージの交換用のトランスポート層セキュリティ（transport layer security：ＴＬＳ）接続を確立するためのＴＬＳハンドシェイク手順が含まれる。Ｎ３２－ｃメッセージの交換後、Ｎ３２転送またはＮ３２－ｆインターフェイス用の２つ目のＴＬＳ接続を確立するために２つ目のＴＬＳハンドシェイクが発生する。Ｎ３２－ｆインターフェイスで行われる唯一の検証は、ＴＬＳ証明書が有効であり、かつ信頼できる認証局によって発行されているかどうかである。その結果、ハッカーＳＥＰＰは本物のＳＥＰＰのＩＤを詐称し、ＳＥＰＰによって保護されるＰＬＭＮと、転送インターフェイスで無許可のサービス通信を行うことができる。また、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信されたサービスメッセージには、ＰＬＭＮの検証はない。
これらおよび他の困難に鑑みて、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスにおけるなりすまし攻撃を緩和するための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体が必要である。
概要
セキュリティエッジ保護プロキシ（ＳＥＰＰ）パブリックランドモバイルネットワーク間（ＰＬＭＮ間）転送インターフェイスにおけるなりすまし攻撃を緩和するための方法は、応答ＳＥＰＰが、ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第１のＳＥＰＰ識別子と第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得することを備える。方法はさらに、第１のＳＥＰＰ識別子と第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに格納することを備える。方法はさらに、応答ＳＥＰＰが、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得することを備える。方法はさらに、第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを含むルックアップキーを用いて、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースにおいてルックアップを実行することを備える。方法はさらに、ルックアップキーに対応するレコードがＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに存在しないと判定し、これに応答して、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージが、応答ＳＥＰＰによって保護されるＰＬＭＮに入るのを防止することを備える。
本明細書に記載される主題の他の態様によると、ＰＬＭＮ間制御インターフェイスはＮ３２－ｃインターフェイスｃを含み、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスはＮ３２－ｆインターフェイスを含む。
本明細書に記載される主題の他の態様によると、ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから第１のＳＥＰＰ識別子と第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得することは、Ｎ３２－ｃインターフェイス用の第１のトランスポート層セキュリティ（ＴＬＳ）接続を確立するためのＴＬＳハンドシェイク中に、ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された第１のＴＬＳ証明書メッセージに含まれる第１の証明書から、第１のＳＥＰＰ識別子を取得することを含む。
本明細書に記載される主題の他の態様によると、第１の証明書は、第１のＸ．５０９証明書を含む。
本明細書に記載される主題の他の態様によると、第１のＳＥＰＰ識別子を取得することは、第１のＸ．５０９証明書のサブジェクト代替名拡張子から第１のＳＥＰＰ識別子を抽出することを含む。
本明細書に記載される主題の他の態様によると、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得することは、Ｎ３２－ｆインターフェイス用の第２のＴＬＳ接続を確立するためのＴＬＳハンドシェイク中に受信された第２のＴＬＳ証明書メッセージに含まれる第２の証明書から、第２のＳＥＰＰ識別子を取得することを含む。
本明細書に記載される主題の他の態様によると、第２の証明書は、第２のＸ．５０９証明書を含む。
本明細書に記載される主題の他の態様によると、第２のＳＥＰＰ識別子を取得することは、第２のＸ．５０９証明書のサブジェクト代替名拡張子から第２のＳＥＰＰ識別子を抽出することを含む。
本明細書に記載される主題の他の態様によると、ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから第１のＳＥＰＰ識別子と第１のＰＬＭＮ識別子とを取得することは、ＰＬＭＮ間制御インターフェイス用の第１のＴＬＳ接続を設定するためのＴＬＳハンドシェイク中に受信された第１のＴＬＳ証明書メッセージから、第１のＳＥＰＰ識別子を取得することと、第１のＴＬＳ接続を介して受信されたＮ３２－ｃセキュリティ能力交換メッセージから、第１のＰＬＭＮ識別子を取得することとを含み、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とを取得することは、ＰＬＭＮ間転送インターフェイス用の第２のＴＬＳ接続を設定するためのＴＬＳハンドシェイク中に受信された第２のＴＬＳ認証メッセージから、第２のＳＥＰＰ識別子を取得することと、第２のＴＬＳ接続を介して受信された５Ｇサービスメッセージから、第２のＰＬＭＮ識別子を取得することとを含む。
本明細書に記載される主題の他の態様によると、ルックアップキーは、第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とを含むタプルから構成される。
本明細書に記載される主題の他の態様によると、セキュリティエッジ保護プロキシ（ＳＥＰＰ）パブリックランドモバイルネットワーク間（ＰＬＭＮ間）転送インターフェイスにおけるなりすまし攻撃を緩和するためのシステムが提供される。システムは、少なくとも１つのプロセッサとメモリとを含むセキュリティエッジ保護プロキシ（ＳＥＰＰ）を備える。システムはさらに、メモリに存在するＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースを備える。システムはさらに、少なくとも１つのプロセッサによって実装されたＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤなりすまし緩和モジュールを備え、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤなりすまし緩和モジュールは、ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第１のＳＥＰＰ識別子と第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得し、第１のＳＥＰＰ識別子と第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに格納し、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得し、第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを含むルックアップキーを用いて、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースにおいてルックアップを実行し、ルックアップキーに対応するレコードがＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに存在しないと判定し、これに応答して、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージが、ＳＥＰＰによって保護されるＰＬＭＮに入ることを防止するように構成されている。
本明細書に記載される主題の他の態様によると、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤなりすまし緩和モジュールは、第１のＸ．５０９証明書のサブジェクト代替名拡張子から第１のＳＥＰＰ識別子を抽出するように構成されている。
本明細書に記載される主題の他の態様によると、第２の証明書は、第２のＸ．５０９証明書を含み、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤなりすまし緩和モジュールは、Ｘ．５０９証明書のサブジェクト代替名拡張子から第２の識別子を抽出することによって、第２の識別子を取得するように構成されている。
本明細書に記載される主題の他の態様によると、コンピュータのプロセッサによって実行されるとステップを実行する実行可能な命令を格納した非一時的なコンピュータ読取可能媒体が提供される。ステップは、応答セキュリティエッジ保護プロキシ（ＳＥＰＰ）が、パブリックランドモバイルネットワーク間（ＰＬＭＮ間）制御インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第１のＳＥＰＰ識別子と第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得することを含む。ステップはさらに、第１のＳＥＰＰ識別子と第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに格納することを含む。ステップはさらに、応答ＳＥＰＰが、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得することを含む。ステップはさらに、第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを含むルックアップキーを用いて、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースにおいてルックアップを実行することを含む。ステップはさらに、ルックアップキーに対応するレコードがＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに存在しないと判定し、これに応答して、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージが、応答ＳＥＰＰによって保護されるＰＬＭＮに入るのを防止することを含む。
本明細書で説明する主題は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実装することができる。そのため、本明細書で使用する「機能」、「ノード」または「モジュール」という用語は、説明する機能を実装するための、ソフトウェアコンポーネントおよび／またはファームウェアコンポーネントも含み得るハードウェアを指す。１つの例示的な実現例において、本明細書に記載される主題は、コンピュータのプロセッサによって実行されるとステップを実行するようにコンピュータを制御するコンピュータ実行可能命令を格納したコンピュータ読取可能媒体を使用して実施され得る。本明細書に記載の主題を実施するのに適した例示的なコンピュータ読取可能媒体の例として、ディスクメモリデバイス、チップメモリデバイス、プログラマブルロジックデバイス、および特定用途向け集積回路などの非一時的なコンピュータ読取可能媒体が挙げられる。さらに、本明細書に記載の主題を実施するコンピュータ読取可能媒体は、単一のデバイスまたはコンピューティングプラットフォーム上に位置してもよく、複数のデバイスまたはコンピューティングプラットフォーム間で分散されていてもよい。
次に、添付図面を参照しながら、本明細書に記載される主題について説明する。
例示的な５Ｇネットワークアーキテクチャを示すネットワーク図である。 ２つのＳＥＰＰおよびこれらのＳＥＰＰ間のインターフェイスを示すネットワーク図である。 ＴＬＳハンドシェイクにおいてクライアントとサーバとの間で交換される例示的なメッセージを示すメッセージフロー図である。 ハッカーがＳＥＰＰになりすました状態を示すネットワーク図である。 攻撃者ＳＥＰＰがＮ３２－ｆインターフェイス上で正規のＳＥＰＰになりすますことに成功した場合に、ＳＥＰＰ間で交換される例示的なメッセージを示すメッセージフロー図である。 Ｎ３２－ｆインターフェイスで提示されたＳＥＰＰのＩＤのスクリーニングを示すメッセージフロー図である。 ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスにおけるなりすまし攻撃を緩和するためのＳＥＰＰの例示的なアーキテクチャを示すブロック図である。 ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスにおけるなりすまし攻撃を緩和するための例示的な方法を示すフローチャートである。
詳細な説明
本明細書に記載される主題は、ＳＥＰＰのＰＬＭＮ間転送インターフェイスにおける５Ｇローミングなりすまし攻撃を緩和するための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体に関する。図１は、例示的な５Ｇシステムネットワークアーキテクチャを示すブロック図である。図１のアーキテクチャは、ＮＲＦ１００およびＳＣＰ１０１を含み、これらは同じホームパブリックランドモバイルネットワーク（home public land mobile network：ＨＰＬＭＮ）に配置され得る。上述のように、ＮＲＦ１００は、利用可能なプロデューサＮＦサービスインスタンスおよびそれらのサポートされるサービスのプロファイルを維持し、コンシューマＮＦまたはＳＣＰが新しい／更新されたプロデューサＮＦサービスインスタンスの登録をサブスクライブし、これらが通知されることを許可し得る。また、ＳＣＰ１０１は、プロデューサＮＦインスタンスのサービス発見および選択をサポートし得る。ＳＣＰ１０１は、コンシューマＮＦとプロデューサＮＦとの間の接続の負荷分散を実行し得る。さらに、本明細書に記載される方法論を使用して、ＳＣＰ１０１は、優先ＮＦ位置ベースの選択およびルーティングを実行し得る。
ＮＲＦ１００は、プロデューサＮＦインスタンスのＮＦまたはサービスプロファイルのためのリポジトリである。プロデューサＮＦインスタンスと通信するために、コンシューマＮＦまたはＳＣＰは、ＮＲＦ１００からＮＦもしくはサービスプロファイルまたはプロデューサＮＦインスタンスを取得しなければならない。ＮＦまたはサービスプロファイルは、３ＧＰＰ（登録商標）（Third Generation Partnership Project）ＴＳ（Technical Specification）２９．５１０で定義されたＪＳＯＮ（JavaScript（登録商標） Object notation）データ構造である。ＮＦまたはサービスプロファイル定義は、完全修飾ドメイン名（fully qualified domain name：ＦＱＤＮ）、インターネットプロトコル（Internet protocol：ＩＰ）バージョン４（ＩＰｖ４）アドレスまたはＩＰバージョン６（ＩＰｖ６）アドレスのうちの少なくとも１つを含む。図１では、（ＮＲＦ１００以外の）ノードのいずれかは、サービスを要求しているかまたは提供しているかに応じて、コンシューマＮＦまたはプロデューサＮＦのいずれかになり得る。図示された例では、ノードは、ネットワークにおいてポリシー関連の動作を実行するポリシー制御機能（policy control function：ＰＣＦ）１０２と、ユーザデータを管理するユーザデータ管理（user data management：ＵＤＭ）機能１０４と、アプリケーションサービスを提供するアプリケーション機能（application function：ＡＦ）１０６とを含む。図１に示すノードはさらに、アクセス・モビリティ管理機能（access and mobility management function：ＡＭＦ）１１０とＰＣＦ１０２との間のセッションを管理するセッション管理機能（session management function：ＳＭＦ）１０８を含む。ＡＭＦ１１０は、４Ｇネットワークにおけるモビリティ管理エンティティ（mobility management entity：ＭＭＥ）によって実行されるものと同様のモビリティ管理動作を実行する。認証サーバ機能（authentication server function：ＡＵＳＦ）１１２は、ユーザ機器（user equipment：ＵＥ）１１４などの、ネットワークへのアクセスを求めるユーザ機器（ＵＥ）のための認証サービスを実行する。
ネットワークスライス選択機能（network slice selection function：ＮＳＳＦ）１１６は、ネットワークスライスに関連する特定のネットワーク機能および特性にアクセスしようとするデバイスのためのネットワークスライスサービスを提供する。ネットワーク公開機能（network exposure function：ＮＥＦ）１１８は、ネットワークに接続されたＩｏＴ（Internet of things）デバイスおよび他のＵＥに関する情報を取得しようとするアプリケーション機能のためのアプリケーションプログラミングインターフェイス（ＡＰＩ）を提供する。ＮＥＦ１１８は、４Ｇネットワークにおけるサービス能力公開機能（service capability exposure function：ＳＣＥＦ）と同様の機能を実行する。
無線アクセスネットワーク（radio access network：ＲＡＮ）１２０は、ユーザ機器（ＵＥ）１１４を無線リンクでネットワークに接続する。無線アクセスネットワーク１２０は、ｇ－Ｎｏｄｅ Ｂ（ｇＮＢ）（図１に示されていない）または他の無線アクセスポイントを使用してアクセスされ得る。ユーザプレーン機能（user plane function：ＵＰＦ）１２２は、ユーザプレーンサービスのためのさまざまなプロキシ機能をサポートすることができる。そのようなプロキシ機能の一例は、マルチパス伝送制御プロトコル（multipath transmission control protocol：ＭＰＴＣＰ）プロキシ機能である。また、ＵＰＦ１２２は、ネットワーク性能測定値を取得するためにＵＥ１１４によって使用され得る性能測定機能をサポートし得る。また、図１には、ＵＥがインターネットサービスなどのデータネットワークサービスにアクセスするデータネットワーク（data network：ＤＮ）１２４が示されている。
ＳＥＰＰ１２６は、別のＰＬＭＮからの着信トラフィックをフィルタリングし、ホームＰＬＭＮを出るトラフィックに対してトポロジー隠蔽を実行する。ＳＥＰＰ１２６は、外部ＰＬＭＮのためのセキュリティを管理する外部ＰＬＭＮのＳＥＰＰと通信し得る。したがって、異なるＰＬＭＮのＮＦ間のトラフィックは、２つのＳＥＰＰ機能（一方はホームＰＬＭＮ用、他方は外部ＰＬＭＮ用）を横断し得る。
上述したように、既存の５Ｇアーキテクチャの１つの問題は、ＳＥＰＰのＰＬＭＮ間転送インターフェイスに提示されるＳＥＰＰのＩＤまたはＰＬＭＮのＩＤの検証がないことである。ＰＬＭＮ間転送インターフェイスにおいてＳＥＰＰのＩＤまたはＰＬＭＮの検証がない場合、悪意のあるＳＥＰＰは、他のＳＥＰＰのＩＤまたはＰＬＭＮのＩＤを詐称し、転送インターフェイスを介して送信されるサービストラフィックを使用して、サービス拒否攻撃を含むセキュリティ攻撃を仕掛けようと試みることができる。応答ＳＥＰＰは、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスに提示されたＳＥＰＰのＩＤまたはＰＬＭＮのＩＤが、正当な開始ＳＥＰＰおよび／またはＰＬＭＮからのものかどうかを検証しない。本明細書で使用される場合、「開始ＳＥＰＰ」という用語は、ＰＬＭＮ間制御インターフェイスおよびＰＬＭＮ間転送インターフェイスでＴＬＳ接続を要求するＳＥＰＰを指す。「応答ＳＥＰＰ」という用語は、ＰＬＭＮ間制御インターフェイスおよびＰＬＭＮ間転送インターフェイスでＴＬＳ接続の要求を受信するＳＥＰＰを指す。本明細書に記載の主題は、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスで提示されたＳＥＰＰのＩＤをＰＬＭＮ間制御インターフェイスで提示されたＳＥＰＰのＩＤと相互検証することによって、この難題および他の難題に対処する。
３ＧＰＰネットワークアーキテクチャでは、ＳＥＰＰはＰＬＭＮ間制御メッセージのプロキシである。３ＧＰＰ ＴＳ ３３．５０１によれば、ＳＥＰＰは、メッセージ保護、相互認証、鍵管理、トポロジー隠蔽、アクセス制御、不正なＮ３２シグナリングメッセージの破棄、レート制限、およびなりすまし防止を行う。本明細書に記載される主題は、Ｎ３２－ｆインターフェイスでの通信についてのなりすまし防止の実装を含む。
図２は、ＳＥＰＰおよびＳＥＰＰ間のインターフェイスを示す図である。図２を参照すると、ＳＥＰＰ１２６ＡおよびＳＥＰＰ１２６Ｂは、Ｎ３２インターフェイスを介して通信する。Ｎ３２インターフェイスは、Ｎ３２－ｃインターフェイスとＮ３２－ｆインターフェイスという２つの異なるインターフェイスを含む。Ｎ３２－ｃインターフェイスは、初期ハンドシェイクを実行し、Ｎ３２メッセージ転送中に適用するパラメータのネゴシエーションを行うためのＳＥＰＰ間の制御プレーンインターフェイスである。Ｎ３２－ｆインターフェイスは、アプリケーションレベルセキュリティ保護を適用した後にＮＦサービスコンシューマとＮＦサービスプロデューサとの間の通信を転送するために使用される、ＳＥＰＰ間の転送インターフェイスである。
図２には、Ｎ３２インターフェイスに加えて、ＰＲＩＮＳインターフェイスも示されている。ＰＲＩＮＳインターフェイスは、１つまたは複数のＩＰ交換（ＩＰＸ）プロバイダ２００および２０２を介してＳＥＰＰ１２６Ａと１２６Ｂとの間でメッセージを転送するために使用される。しかしながら、本明細書で説明する主題が対象とするのは、Ｎ３２－ｃ ＴＬＳ接続およびＮ３２－ｆ ＴＬＳ接続である。
安全な通信のために、Ｎ３２－ｃインターフェイスとＮ３２－ｆインターフェイスとで別々のＴＬＳ接続が確立される。図３は、ＴＬＳ接続を確立するために使用されるＴＬＳハンドシェイクにおけるクライアントとサーバとの間の例示的なメッセージ交換を示す図である。図３では、クライアントがサーバにClientHelloメッセージを送信する。サーバは次に、ServerHelloメッセージ、Certificateメッセージ、ServerKeyExchangeメッセージ、CertificateRequestメッセージおよびServerHelloDoneメッセージをクライアントに送信する。これらのメッセージに応答して、クライアントはサーバにCertificateメッセージ、ClientKeyExchangeメッセージ、CertificateVerifyメッセージおよびFinishedメッセージを送信する。本書で説明する応答ＳＥＰＰ（ＴＬＳ接続確立の目的でサーバとして動作する）がＸ．５０９証明書を取得するために使用するのは、クライアントからサーバへの証明書メッセージである。開始ＳＥＰＰのＩＤを確認するためのものである。一例では、Ｎ３２－ｃ通信用のＴＬＳ接続を確立するためのＴＬＳハンドシェイクのＸ．５０９証明書から抽出された送信者のＩＤは、送信者のＮ３２－ｆ ＩＤを相互検証するために使用され得る。上記のように、ＴＬＳハンドシェイクプロトコルは、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）ＲＦＣ（Request for Comments）５２４６で定義されており、ＴＬＳ接続の両端による証明書メッセージの交換を含む。証明書メッセージを含む、ＩＥＴＦ ＲＦＣ５２４６で定義されたＴＬＳハンドシェイクメッセージの構造は、以下の通りである。
Figure 2023543999000002
ＴＬＳハンドシェイクメッセージ構造で示されるように、定義されたハンドシェイクメッセージタイプのうちの１つは証明書メッセージであり、送信者がクライアントとして機能しているかサーバとして機能しているかによって、クライアントまたはサーバの証明書を含む。Ｎ３２－ｃインターフェイスを介して安全なＴＬＳ通信を確立する際に、ＴＬＳ接続の両端が他方の端のＸ．５０９証明書の受信および検証を行う相互ＴＬＳ、すなわちｍ－ＴＬＳが使用される。ＩＥＴＦ ＲＦＣ５２４６によると、証明書の種類は、明示的にネゴシエーションされない限り、Ｘ．５０９ｖ３でなければならない。本明細書で説明する例では、Ｘ．５０９ｖ３証明書を例として使用したが、本明細書で説明する主題は、Ｘ．５０９ｖ３から抽出した送信者のＩＤを使用して送信者のＮ３２－ｆ ＩＤを検証することだけに限られない。Ｘ．５０９ｖ３証明書フォーマットは、ＩＥＴＦ ＲＦＣ３２８０で定義されている。ＩＥＴＦ ＲＦＣ３２８０によると、Ｘ．５０９ｖ３証明書に含まれ得る１つの拡張子またはパラメータは、サブジェクト代替名拡張子である。サブジェクト代替名拡張子は、以下のように定義される。
サブジェクト代替名拡張子によって、証明書のサブジェクトに追加ＩＤを結び付けることが可能になる。定義されたオプションには、インターネット電子メールアドレス、ＤＮＳ名、ＩＰアドレスおよびＵＲＩ（uniform resource identifier）が含まれる。その他に、完全にローカルな定義を含むオプションも存在する。複数の名前形式、および各名前形式の複数のインスタンスを含めてもよい。このようなＩＤを証明書に結び付ける場合は、必ずサブジェクト代替名（または発行者代替名）エクステンションを使用しなければならないが、ＤＮＳ名を、セクション４．１．２．４に記載されているように、domainComponent属性を使用してサブジェクトフィールドに表現してもよい。
サブジェクト代替名は公開鍵に決定的に結び付けられているとみなされるため、サブジェクト代替名のすべての部分がＣＡによって検証されなければならない。
上記のとおり、Ｘ．５０９ｖ３証明書のサブジェクト代替名拡張子には、証明書のサブジェクトを識別するＤＮＳ名、ＩＰアドレス、またはＵＲＩを含めることができ、これは認証局によって確認される。サブジェクト代替名は、認証局によって確認されるため、なりすましが困難である。しかしながら、送信者が有効なＸ．５０９証明書を持っていることを確認するだけでは、Ｎ３２－ｆアプリケーションレベルで送信者のＩＤを検証することはできない。このような相互検証を行うために、応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、Ｎ３２－ｃ通信用のＴＬＳ接続を確立するために使用される証明書メッセージから送信者のＩＤを抽出し、Ｎ３２－ｆ通信用のＴＬＳ接続を確立するために使用される証明書メッセージから送信者のＩＤを抽出し、これらのＩＤを比較し得る。ＩＤが一致する場合、応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、いずれかの証明書メッセージから抽出されたＩＤを、設定されたピアＳＥＰＰのＩＤのデータベースと比較するさらに別の検証ステップを実行し得る。いずれかの検証が失敗した場合、応答ＳＥＰＰは、Ｎ３２－ｆ通信用のＴＬＳ接続に関連するＰＬＭＮ間通信をブロックし得る。
図４は、Ｎ３２－ｃインターフェイスおよびＮ３２－ｆインターフェイスで使用されるＩＤの相互検証を行わない場合に発生し得る例示的な攻撃シナリオを示す。図４では、ＰＬＭＮ１に位置する開始ＳＥＰＰ１２６Ａは、応答ＳＥＰＰ１２６ＢとＮ３２－ｃインターフェイス上でＴＬＳ接続を確立し得る。ＰＬＭＮ３に位置するハッカーＳＥＰＰ３００は、ＳＥＰＰ１２６ＢとＮ３２－ｆ通信用のＴＬＳ接続を確立し得る。Ｎ３２－ｆ通信用のＴＬＳ接続で使用されるＩＤと、Ｎ３２－ｃ通信用のＴＬＳ接続で使用されるＩＤとの相互検証はないため、ＰＬＭＮ３に位置するハッカーＳＥＰＰ３００およびハッカーＮＦ３０２は、ＰＬＭＮ２に位置する応答ＳＥＰＰ１２６ＢおよびプロデューサＮＦ３０４に攻撃トラフィックを送信できる。一例では、そのような攻撃トラフィックは、ＰＬＭＮ１に位置するコンシューマＮＦ３０６がプロデューサＮＦ３０４からサービスを取得することを防止するサービス拒否攻撃を実施するために使用され得る。
図５は、Ｎ３２－ｆ通信への攻撃シナリオをより詳細に説明する図である。図５では、開始ＳＥＰＰ１２６Ａと応答ＳＥＰＰ１２６Ｂとの間で、Ｎ３２－ｃ通信用のＴＬＳ接続が確立される。
Ｎ３２－ｃ通信用のＴＬＳ接続が確立された後、開始ＳＥＰＰ１２６Ａと応答ＳＥＰＰ１２６Ｂとは、ＴＬＳ接続を介してＮ３２－ｃセキュリティ能力メッセージを交換する。
Ｎ３２－ｃ接続が確立されると、開始ＳＥＰＰ１２６Ａおよび応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、Ｎ３２－ｆ通信用の第２のＴＬＳハンドシェイクを実行する。第２のＴＬＳ接続が確立されると、開始ＳＥＰＰ１２６Ａおよび応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、それぞれのＰＬＭＮにおけるコンシューマＮＦとプロデューサＮＦとの間で、５Ｇサービス要求メッセージおよび５Ｇサービス応答メッセージを交換し得る。
Ｎ３２－ｆ ＴＬＳ ＩＤとＮ３２－ｃ ＴＬＳ ＩＤとの相互検証はないため、ハッカーＳＥＰＰ３００は、応答ＳＥＰＰ１２６ＢとＴＬＳハンドシェイクを開始することができる。応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、証明書が有効な認証局から発行されているかどうかを知るためにチェックを行う。しかしながら、他のインターフェイスで取得されたＩＤとの相互検証はない。その結果、ハッカーＳＥＰＰ３００は、Ｎ３２－ｆ通信用のＴＬＳ接続を確立し、ＳＥＰＰ１２６Ａのふりをして応答ＳＥＰＰ１２６Ｂによって保護されるネットワーク内のプロデューサＮＦに５Ｇ要求メッセージを送信することができるため、応答ＳＥＰＰ１２６Ｂによって保護されるＰＬＭＮにおいてサービス拒否などの問題を引き起こす可能性がある。
この種類の攻撃から保護するために、応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、Ｎ３２－ｃインターフェイスで受信された開始ＳＥＰＰのＩＤを格納し、そのＩＤを用いて、Ｎ３２－ｆ通信用のＴＬＳ接続で開始ＳＥＰＰのＩＤを相互検証し得る。図６は、応答ＳＥＰＰによって実行され得る相互検証を示す図である。図６を参照すると、ライン１において、開始ＳＥＰＰ１２６Ａおよび応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、Ｎ３２－ｃ通信用のＴＬＳ接続を確立するためにＴＬＳメッセージを交換する。ライン２およびライン３において、開始ＳＥＰＰ１２６Ａおよび応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、Ｎ３２－ｃ、セキュリティ能力交換メッセージを交換する。
ライン２以降、応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、第１のＴＬＳ接続用のＸ－５０９証明書から抽出された開始ＳＥＰＰ１２６ＡのＩＤと、ライン２からのＮ３２－ｃセキュリティ能力交換メッセージからの開始ＳＥＰＰ１２８ＣのＰＬＭＮとを、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベース６００に格納し得る。応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベース６００に格納されたＩＤを使用して、開始ＳＥＰＰによって提示されるＮ３２－ｆ ＩＤを検証し得る。
ＳＥＰＰ１２６ＢはＮ３２－ｃセキュリティ能力ネゴシエーショントランザクションのための応答ＳＥＰＰであるので、応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、開始ＳＥＰＰ１２６ＡからのＨＴＴＰ ＰＯＳＴメッセージのＮ３２－ｃ SecNegotiateReqData情報要素の送信者ＩＤ属性から、Ｎ３２－ｃ ＩＤを抽出し得る。以下の表１および表２は、３ＧＰＰ ＴＳ２９．５７３の表６．１．５．２．２．１に対応し、Ｎ３２－ｃセキュリティ能力ネゴシエーションの一部であるSecNegotiateReqData情報要素に含まれ得る属性を示す。
Figure 2023543999000003
表１から分かるように、送信者属性はSecNegotiateReqData情報要素の両方の必須パラメータであり、要求を送信するＳＥＰＰのＦＱＤＮを含む。ＳＥＰＰのＰＬＭＮは、送信ＳＥＰＰのＦＱＤＮから取得することができる。たとえば、送信ＳＥＰＰのＦＱＤＮがsepp1.5gc.mnc123.mcc456.3gppnetwork.orgの場合、ＦＱＤＮのＰＬＭＮ部分は5gc.mnc123.mcc456.3gppnetwork.orgである。詳細は後述するが、送信者のＰＬＭＮは、Ｎ３２－ｆインターフェイスで交換される５Ｇコア（５ＧＣ）メッセージまたはサービスメッセージに含まれ、Ｎ３２－ｃ通信およびＮ３２－ｆ通信に使用されるＴＬＳ ＩＤが一致したとしても、後続の５ＧＣメッセージの検証に使用することができる。この追加チェックは、最初のチェックで信頼できると識別されたＳＥＰＰが、転送インターフェイスで交換される後続のメッセージで偽のＰＬＭＮのＩＤを送信することを防止する。ライン４において、開始ＳＥＰＰ１２６Ａは、Ｎ３２－ｆ通信のために応答ＳＥＰＰ１２６ＢとＴＬＳハンドシェイクを開始する。応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、第２のＴＬＳハンドシェイクに使用されるＸ．５０９証明書から開始ＳＥＰＰ１２６ＡのＩＤを抽出し得る。応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベース６００においてルックアップを実行して、Ｎ３２－ｃ通信用の開始ＳＥＰＰ１２６ＡのＩＤがＮ３２－ｆインターフェイスに提示されたＩＤと一致するかどうかを判定し得る。この例では、ＩＤは一致する。その結果、ライン５およびライン６において、開始ＳＥＰＰ１２６Ａは、応答ＳＥＰＰ１２６Ｂに５Ｇサービス要求メッセージを送信し、応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、開始ＳＥＰＰ１２６Ａに５Ｇサービス応答メッセージを送信する。
ライン７では、ハッカーＳＥＰＰ３００は、応答ＳＥＰＰ１２６ＢとのＮ３２－ｆ通信用のＴＬＳ接続を開始するためのメッセージを、応答ＳＥＰＰ１２６Ｂに送信する。応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、ＴＬＳ接続のためにハッカーＳＥＰＰ３００が提示したＩＤを、ＴＬＳハンドシェイク手順における証明書メッセージのＸ．５０９証明書から抽出する。応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、データベース６００のルックアップを実行し、ハッカーＳＥＰＰ３００によって提示されたＩＤがデータベース６００に存在すると見出さない。ハッカーＳＥＰＰ３００が提示したＩＤがデータベース６００に存在しないので、相互検証は失敗し、応答ＳＥＰＰ３００は、ライン８でハッカーＰＬＭＮからの５Ｇサービス要求メッセージをブロックする。別の例では、応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、ライン８において５Ｇサービス要求メッセージを受信し、５Ｇサービス要求メッセージからＰＬＭＮのＩＤを抽出し、Ｎ３２－ｃ ＴＬＳ ＳＥＰＰのＩＤとＮ３２－ｃ ＰＬＭＮのＩＤとの両方を含むルックアップキーを使用して、データベース６００においてルックアップを実行し得る。ルックアップキーに対応するレコードがデータベース６００に存在しない場合、応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、Ｎ３２－ｆインターフェイス用のＴＬＳ接続で受信されたＰＬＭＮ間トラフィックが、ＰＬＭＮに入ることを防止し得る。
図７は、応答ＳＥＰＰ１２６Ｂの例示的なアーキテクチャを示すブロック図である。ＳＥＰＰ１２６Ｂは、少なくとも１つのプロセッサ７００とメモリ７０２とを含む。ＳＥＰＰ１２６Ｂはさらに、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスなりすまし緩和モジュール７０４を含み、このモジュールは、Ｎ３２－ｃインターフェイス上のＳＥＰＰが提示するＴＬＳ ＩＤを、Ｎ３２－ｆインターフェイス上の本物のＳＥＰＰまたはハッカーＳＥＰＰが提示するＩＤと相互検証するために、本明細書に記載されたステップを実行する。ＰＬＭＮ間転送インターフェイスなりすまし緩和モジュール７０４は、Ｎ３２－ｃインターフェイス上のＳＥＰＰが提示するＰＬＭＮを、Ｎ３２－ｆインターフェイス上のＳＥＰＰが提示するＰＬＭＮと相互検証し得る。ＳＥＰＰ１２６Ｂはさらに、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスなりすまし緩和モジュール７０４によって、Ｎ３２－ｃインターフェイス上で取得されたＳＥＰＰのＩＤおよび／またはＰＬＭＮで動的に入力されるＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベース６００を含む。ＳＥＰＰ１２６Ｂは、ＳＥＰＰ転送インターフェイスＩＤ相互検証データベース６００に格納されたＳＥＰＰのＩＤおよび／またはＰＬＭＮのＩＤを使用して、Ｎ３２－ｆインターフェイスで提示されたＴＬＳレベルＳＥＰＰのＩＤおよび／またはサービスレベルＰＬＭＮのＩＤを相互検証し得る。
ＳＥＰＰ１２６Ｂは、ＰＬＭＮ間通信が許可されているピアＳＥＰＰのＩＤで構成されるピアＳＥＰＰデータベース７０６も含み得る。ＰＬＭＮ間転送インターフェイスなりすまし緩和モジュール７０４は、プロセッサ７００によって実装されてもよく、データベース７０６に格納されたピアＳＥＰＰのＩＤに対する、リモートノードによって提示されるＮ３２－ｆ ＩＤの相互チェックを行い得る。Ｎ３２－ｆインターフェイス用のＴＬＳ接続確立中に交換された証明書に提示されたリモートノードのＩＤがデータベース７０６に存在しない場合、またはＮ３２－ｃ ＩＤとＮ３２－ｆ ＩＤとの相互検証が失敗した場合、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスなりすまし緩和モジュール７０４は、リモートノードとのＰＬＭＮ間通信をブロックし得る。両方のＩＤの相互検証が成功した場合、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスなりすまし緩和モジュール７０４は、リモートノードとのＰＬＭＮ間通信を許可し得る。
図８は、５Ｇスピーキング攻撃を緩和するための例示的な方法を示すフローチャートである。図８を参照すると、ステップ８００において、ＳＥＰＰは、ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第１のＳＥＰＰ識別子と第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得する。たとえば、応答ＳＥＰＰ１２６Ｂは、応答ＳＥＰＰとのＮ３２－ｃ通信を確立しようとする送信ノードから受信されたＴＬＳメッセージのＸ．５０９証明書の代替ＩＤフィールドから、送信ノードのＩＤを抽出し得る。ＴＬＳメッセージは、リモートノードとのＴＬＳ接続を確立するために使用されるＴＬＳハンドシェイク手順の一部として、リモートノードと交換される証明書メッセージであってもよい。送信ノードは、他のＰＬＭＮに関連する開始ＳＥＰＰであってもよい。
ステップ８００において、応答ＳＥＰＰはまた、（オプションとして）ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された第１の少なくとも１つのメッセージを取得し得る。たとえば、ＳＥＰＰ１２６Ｂは、第１のＴＬＳ接続を介したＮ３２－ｃセキュリティ能力ネゴシエーション中に送信されたSecNegotiateReqData情報要素の送信者属性から第１のＰＬＭＮ識別子を抽出し、このＰＬＭＮ識別子をデータベースに格納し得る。
ステップ８０２において、応答ＳＥＰＰは、第１のＳＥＰＰ識別子と第１のＰＬＭＮ識別子とうちの少なくとも１つを、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに格納する。たとえば、ＳＥＰＰ１２６Ａは、第１のＳＥＰＰ識別子、第１のＰＬＭＮ識別子、またはその両方を（ネットワークオペレータが要求するセキュリティスクリーニングのレベルに応じて）データベース６００に格納し得る。以下に示す表２は、ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信されたＳＥＰＰ識別子およびＰＬＭＮ識別子がポピュレートされた後のデータベースの状態を示す。
Figure 2023543999000004
表２では、第１の列はＮ３２－ｃ ＴＬＳ証明書メッセージから抽出されるＳＥＰＰのＩＤを含み、第２の列はＮ３２－ｃセキュリティ能力交換メッセージから抽出されるＰＬＭＮのＩＤを含む。表２において、Ｎ３２－ｃセキュリティ能力交換メッセージから取得されたＰＬＭＮは、ＴＬＳメッセージからのＸ．５０９証明書から抽出されるＰＬＭＮと同じであることに注意されたい。したがって、この場合、Ｎ３２－ｃセキュリティ能力交換メッセージから抽出されたＰＬＭＮの格納はオプションである。Ｎ３２－ｃセキュリティ能力交換メッセージからのＰＬＭＮがＮ３２－ｃ ＴＬＳ接続から取得されたＰＬＭＮと一致しない場合、Ｎ３２－ｃメッセージの送信者からのＰＬＭＮ間通信はブロックされることがある。
ステップ８０４において、応答ＳＥＰＰは、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得する。たとえば、応答ＳＥＰＰは、Ｎ３２－ｆインターフェイス用のＴＬＳ接続を確立するためのＴＬＳハンドシェイク中に受信されたＴＬＳ証明書メッセージから第２のＳＥＰＰ識別子を、および／または転送インターフェイス用のＴＬＳ接続を介して受信された５ＧＣサービスメッセージから第２のＰＬＭＮ識別子を、取得し得る。
ステップ８０６において、応答ＳＥＰＰは、第２のＴＬＳ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを含むルックアップキーを使用して、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースにおいてルックアップを実行する。たとえば、応答ＳＥＰＰは、第２のＴＬＳ識別子、第２のＰＬＭＮ識別子、またはＮ３２－ｆ ＴＬＳ ＳＥＰＰ識別子およびＮ３２－ｆ ＰＬＭＮ識別子を含むタプルから構成されるルックアップキーを使用して、データベース６００においてルックアップを実行し得る。
ステップ８０８において、応答ＳＥＰＰは、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに一致するレコードが存在するかどうかを判定する。一致するレコードが存在しない場合、これは攻撃を示すものであり、制御はステップ８１０に進み、応答ＳＥＰＰは、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージが、応答ＳＥＰＰによって保護されるＰＬＭＮに入ることを防止する。たとえば、応答ＳＥＰＰは、ＳＥＰＰおよび／またはＰＬＭＮのＩＤの相互検証が失敗した場合、検証が失敗した最初の１つまたは複数のメッセージと、Ｎ３２－ｆインターフェイス用に確立されたＴＬＳ接続を介して受信された後続のメッセージとをブロックし得る。検証が、Ｎ３２－ｆ ＴＬＳ ＳＥＰＰのＩＤとＮ３２－ｃ ＴＬＳ ＳＥＰＰのＩＤとの相互検証のみに基づいて、Ｎ３２－ｆインターフェイス用のＴＬＳ接続の確立を完了する前に実行される場合、Ｎ３２－ｆインターフェイス用のＴＬＳ接続の確立も妨げられることがある。
ステップ８０８において、一致する識別子がＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに存在すると判定された場合、制御はステップ８１２に進み、応答ＳＥＰＰは、ピアＳＥＰＰデータベースにおいて第２のＳＥＰＰ識別子のルックアップを実行する。ピアＳＥＰＰデータベースに、オペレータのネットワーク内の所与のＳＥＰＰが通信することを許可されているＳＥＰＰのＩＤが、ネットワークオペレータによってプロビジョニングされ得る。そのようなＳＥＰＰは、ピアネットワークオペレータのＰＬＭＮに関連付けられる可能性があるため、本明細書ではピアＳＥＰＰと呼ばれる。
ステップ８１４において、第２のＳＥＰＰ識別子がピアＳＥＰＰデータベースに存在する場合、制御はステップ８１６に進み、ＳＥＰＰは、ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信されたメッセージが、ＳＥＰＰによって保護されるＰＬＭＮに入ることを許可する。
ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証は、その開示全体が引用により本明細書に援用される、共通して譲渡された、共同係属中の２０２０年９月２５日に出願されたインド仮特許出願連続番号第２０２０４１０４１７５４号（以下、「’７５４出願」）に記載のＩＤ検証と併せて使用することができる。’７５４出願に記載されたＩＤ検証は、Ｎ３２－ｃ通信用のＴＬＳ接続を確立するために受信されたＴＬＳ証明書メッセージから、送信ノードのＩＤを抽出することを含む。これは、Ｎ３２－ｆ通信用のＴＬＳ接続から抽出されたＩＤとの相互検証のために使用される、本明細書に記載の同じＩＤである。’７５４年出願では、Ｎ３２－ｃ通信用のＴＬＳ ＩＤは、Ｎ３２－ｃセキュリティ能力交換メッセージから抽出されたＩＤを検証するために使用される。たとえば、応答ＳＥＰＰは、リモートノードからのＨＴＴＰ ＰＯＳＴメッセージのＮ３２－ｃ SecNegotiateReqData情報要素の送信者ＩＤ属性から、Ｎ３２－ｃ ＩＤを抽出し得る。Ｎ３２－ｃ ＩＤがＮ３２－ｃ通信用のＴＬＳ接続のＴＬＳ ＩＤと一致する場合、この検証チェックは成功である。Ｎ３２－ｃ ＩＤがＮ３２－ｃ通信用のＴＬＳ接続のＴＬＳ ＩＤと一致しない場合、検証チェックは失敗である。
Ｎ３２－ｃ通信はＮ３２－ｆ通信用のＴＬＳ接続確立よりも前に行われなければならないため、’７５４出願で行われる検証チェックは、本明細書に記載の検証チェックよりも前に行われ得る。’７５４出願に記載された検証チェックが失敗した場合、Ｎ３２－ｃ SecNegotiateReqDataメッセージの送信者情報要素で提示されたＩＤを有するノードとのＮ３２－ｃ通信およびＮ３２－ｆ通信は、ブロックされなければならない。
’７５４年出願に記載された検証チェックが成功し、本願に記載された検証チェックが失敗した場合、（ハッカーからの）第２のＴＬＳ接続に関連するＮ３２－ｆ通信はブロックされるが、Ｎ３２－ｃ通信は（正当なＳＥＰＰからのものであると思われるので）許可される。
’７５４出願に記載された検証チェックと本明細書に記載された検証チェックとが失敗した場合、Ｎ３２ SecNegotiateReqDataメッセージで提示された１つまたは複数のＩＤとのＮ３２－ｃ通信およびＮ３２－ｆ通信と、（Ｎ３２－ｆ通信用の）第２のＴＬＳ接続とはブロックされなければならない。
本明細書に記載の主題は、異なるインターフェイス上のＳＥＰＰ間で交換されるＳＥＰＰのＩＤとＰＬＭＮのＩＤとの相互検証を行うことによって、ＳＥＰＰとＰＬＭＮとの間のネットワークセキュリティを改善する。Ｎ３２－ｃとＮ３２－ｆとのＳＥＰＰおよび／またはＰＬＭＮのＩＤを比較することによって、本明細書に記載のＳＥＰＰは、ＰＬＭＮ間のサービストラフィックを伝送するインターフェイスであるＮ３２－ｆインターフェイス上でなりすまし攻撃が成功する可能性を低減させる。ＰＬＭＮ間サービストラフィックに使用される転送インターフェイスに対するなりすまし攻撃の可能性を減らすことは、そのようなインターフェイスがＰＬＭＮ間で交換されるトラフィックの大部分を運ぶので、有益である。さらに、ＳＥＰＰのＰＬＭＮ間転送トラフィックに対するなりすまし対策を実施することは、ＳＥＰＰがＰＬＭＮへの侵入地点であるため、有利である。ＰＬＭＮへの侵入地点で攻撃トラフィックを阻止することで、ＰＬＭＮが提供するサービスに対する攻撃トラフィックの影響を最小限に抑えられる。
以下の各文献の開示は、その全体が引用により本明細書に援用される。
参考文献
1 IETF RFC 5246; The Transport Layer Security (TLS) Protocol, Version 1.2; August 2008
2. IETF RFC 3280; Internet X.509 Public Key Infrastructure Certificate and Certificate Revocation List (CRL) Profile, April 2002.
3. 3GPP TS 29.573; 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Core Network and Terminals; 5G System; Public Land Mobile Network (PLMN) Interconnection; Stage 3 (Release 16), V16.3.0 (2020-07)
4. 3GPP TS 33.501; 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Security Architecture and Procedures for 5G System; (Release 16), V16.3.0 (2020-07).
5. 3GPP TS 29.510; 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Core Network and Terminals; 5G System; Network Function Repository Services; Stage3 (Release 16), V16.4.0 (2020-07).
現在開示されている主題の範囲から逸脱することなく、現在開示されている主題のさまざまな詳細を変更可能であることが理解されるであろう。さらに、前述の説明は、限定のためではなく、例示のためのもであるに過ぎない。

Claims (20)

  1. セキュリティエッジ保護プロキシ（ＳＥＰＰ）パブリックランドモバイルネットワーク間（ＰＬＭＮ間）転送インターフェイスにおけるなりすまし攻撃を緩和するための方法であって、
    応答ＳＥＰＰが、ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第１のＳＥＰＰ識別子と第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得することと、
    前記第１のＳＥＰＰ識別子と前記第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの前記少なくとも１つを、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに格納することと、
    前記応答ＳＥＰＰが、前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得することと、
    前記第２のＳＥＰＰ識別子と前記第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを含むルックアップキーを用いて、前記ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースにおいてルックアップを実行することと、
    前記ルックアップキーに対応するレコードが前記ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに存在しないと判定し、これに応答して、前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された前記少なくとも１つのメッセージが、前記応答ＳＥＰＰによって保護されるＰＬＭＮに入るのを防止することとを備える、方法。
  2. 前記ＰＬＭＮ間制御インターフェイスはＮ３２－ｃインターフェイスｃを含み、前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスはＮ３２－ｆインターフェイスを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された前記少なくとも１つのメッセージから、前記第１のＳＥＰＰ識別子と前記第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得することは、前記Ｎ３２－ｃインターフェイス用のトランスポート層セキュリティ（ＴＬＳ）接続を確立するためのＴＬＳハンドシェイク中に、前記ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された第１のＴＬＳ証明書メッセージに含まれる第１の証明書から、前記第１のＳＥＰＰ識別子を取得することを含む、請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記第１の証明書は、第１のＸ．５０９証明書を含む、請求項３に記載の方法。
  5. 前記第１のＳＥＰＰ識別子を取得することは、前記第１のＸ．５０９証明書のサブジェクト代替名拡張子から前記第１のＳＥＰＰ識別子を抽出することを含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから前記第２のＳＥＰＰ識別子と前記第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得することは、前記Ｎ３２－ｆインターフェイス用のＴＬＳ接続を確立するためのＴＬＳハンドシェイク中に受信された第２のＴＬＳ証明書メッセージに含まれる第２の証明書から、前記第２のＳＥＰＰ識別子を取得することを含む、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記第２の証明書は、第２のＸ．５０９証明書を含む、請求項６に記載の方法。
  8. 前記第２のＳＥＰＰ識別子を取得することは、前記第２のＸ．５０９証明書のサブジェクト代替名拡張子から前記第２のＳＥＰＰ識別子を抽出することを含む、請求項７に記載の方法。
  9. 前記ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから前記第１のＳＥＰＰ識別子と前記第１のＰＬＭＮ識別子とを取得することは、前記ＰＬＭＮ間制御インターフェイス用のトランスポート層セキュリティ（ＴＬＳ）接続を設定するためのＴＬＳハンドシェイク中に受信された第１のＴＬＳ証明書メッセージから、前記第１のＳＥＰＰ識別子を取得することと、前記ＰＬＭＮ間制御インターフェイス用の前記ＴＬＳ接続を介して受信されたＮ３２－ｃセキュリティ能力交換メッセージから、前記第１のＰＬＭＮ識別子を取得することとを含み、
    前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから前記第２のＳＥＰＰ識別子と前記第２のＰＬＭＮ識別子とを取得することは、前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイス用のＴＬＳ接続を設定するためのＴＬＳハンドシェイク中に受信された第２のＴＬＳ認証メッセージから、前記第２のＳＥＰＰ識別子を取得することと、前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイス用の前記ＴＬＳ接続を介して受信された５Ｇサービスメッセージから、前記第２のＰＬＭＮ識別子を取得することとを含む、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
  10. 前記ルックアップキーは、前記第２のＳＥＰＰ識別子と前記第２のＰＬＭＮ識別子とを含むタプルから構成される、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
  11. セキュリティエッジ保護プロキシ（ＳＥＰＰ）パブリックランドモバイルネットワーク間（ＰＬＭＮ間）転送インターフェイスにおけるなりすまし攻撃を緩和するためのシステムであって、
    少なくとも１つのプロセッサとメモリとを含むＳＥＰＰと、
    前記メモリに存在するＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースと、
    前記少なくとも１つのプロセッサによって実装されたＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤなりすまし緩和モジュールとを備え、前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤなりすまし緩和モジュールは、
    ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第１のＳＥＰＰ識別子と第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得し、
    前記第１のＳＥＰＰ識別子と前記第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの前記少なくとも１つを、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに格納し、
    前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得し、
    前記第２のＳＥＰＰ識別子と前記第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを含むルックアップキーを用いて、前記ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースにおいてルックアップを実行し、
    前記ルックアップキーに対応するレコードが前記ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに存在しないと判定し、これに応答して、前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された前記少なくとも１つのメッセージが、前記ＳＥＰＰによって保護されるＰＬＭＮに入ることを防止するように構成されている、システム。
  12. 前記ＰＬＭＮ間制御インターフェイスはＮ３２－ｃインターフェイスを含み、前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスはＮ３２－ｆインターフェイスを含む、請求項１１に記載のシステム。
  13. 前記第１のＳＥＰＰ識別子と前記第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの前記少なくとも１つを取得することは、前記Ｎ３２－ｃインターフェイス用のトランスポート層セキュリティ（ＴＬＳ）接続を確立するためのＴＬＳハンドシェイク中に受信された第１のＴＬＳ証明書メッセージに含まれる第１の証明書から、前記第１のＳＥＰＰ識別子を取得することを含む、請求項１１または１２に記載のシステム。
  14. 前記第１の証明書は、第１のＸ．５０９証明書を含む、請求項１３に記載のシステム。
  15. 前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤなりすまし緩和モジュールは、前記第１のＸ．５０９証明書のサブジェクト代替名拡張子から前記第１のＳＥＰＰ識別子を抽出するように構成されている、請求項１４に記載のシステム。
  16. 前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから前記第２のＳＥＰＰ識別子と前記第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得することは、前記Ｎ３２－ｆインターフェイス用のＴＬＳ接続を確立するためのＴＬＳハンドシェイク中に受信された第２のＴＬＳ証明書メッセージに含まれる第２のＳＥＰＰ識別子を取得することを含む、請求項１１～１４のいずれか１項に記載のシステム。
  17. 前記第２の証明書は第２のＸ．５０９証明書を含み、前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤなりすまし緩和モジュールは、前記Ｘ．５０９証明書のサブジェクト代替名拡張子から前記第２の識別子を抽出することによって、前記第２の識別子を取得するように構成されている、請求項１６に記載のシステム。
  18. 前記ＰＬＭＮ間制御インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから前記第１のＳＥＰＰ識別子と前記第１のＰＬＭＮ識別子とを取得することは、前記ＰＬＭＮ間制御インターフェイス用のトランスポート層セキュリティ（ＴＬＳ）接続を設定するためのＴＬＳハンドシェイク中に受信された第１のＴＬＳ証明書メッセージから、前記第１のＳＥＰＰ識別子を取得することと、前記ＰＬＭＮ間制御インターフェイス用の前記ＴＬＳ接続を介して受信されたＮ３２－ｃセキュリティ能力交換メッセージから、前記第１のＰＬＭＮ識別子を取得することとを含み、
    前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから前記第２のＳＥＰＰ識別子と前記第２のＰＬＭＮ識別子とを取得することは、前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイス用のＴＬＳ接続を設定するためのＴＬＳハンドシェイク中に受信された第２のＴＬＳ認証メッセージから、前記第２のＳＥＰＰ識別子を取得することと、前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイス用の前記ＴＬＳ接続を介して受信された５Ｇサービスメッセージから、前記第２のＰＬＭＮ識別子を取得することとを含む、請求項１１～１７のいずれか１項に記載のシステム。
  19. 前記ルックアップキーは、前記第２のＳＥＰＰ識別子と前記第２のＰＬＭＮ識別子とを含むタプルから構成される、請求項１１～１８のいずれか１項に記載のシステム。
  20. コンピュータのプロセッサによって実行されるとステップを実行する実行可能な命令を格納した非一時的なコンピュータ読取可能媒体であって、前記ステップは、
    応答セキュリティエッジ保護プロキシ（ＳＥＰＰ）が、パブリックランドモバイルネットワーク間（ＰＬＭＮ間）制御インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第１のＳＥＰＰ識別子と第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得することと、
    前記第１のＳＥＰＰ識別子と前記第１のＰＬＭＮ識別子とのうちの前記少なくとも１つを、ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに格納することと、
    前記応答ＳＥＰＰが、前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された少なくとも１つのメッセージから、第２のＳＥＰＰ識別子と第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの少なくとも１つを取得することと、
    前記第２のＳＥＰＰ識別子と前記第２のＰＬＭＮ識別子とのうちの前記少なくとも１つを含むルックアップキーを用いて、前記ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースにおいてルックアップを実行することと、
    前記ルックアップキーに対応するレコードが前記ＳＥＰＰ ＰＬＭＮ間転送インターフェイスＩＤ相互検証データベースに存在しないと判定し、これに応答して、前記ＰＬＭＮ間転送インターフェイスを介して受信された前記少なくとも１つのメッセージが、前記応答ＳＥＰＰによって保護されるＰＬＭＮに入るのを防止することとを含む、非一時的なコンピュータ読取可能媒体。
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