JP4575360B2 - 無線通信システムで使用するセキュリティ方法 - Google Patents
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Description
図4は、エンドノードがアクティブな動作モードから休止状態の動作モードへ移行するとき、本発明に準拠して行われる例示のシグナリングの詳細を示す図である。エンドノード200がセル148に配置されたものとして描かれ、対応するアクセスノード300’とシグナリングを交換できるものと想定されているが、エンドノード200とアクセスノード300’間のアクセスリンクが明示的に描かれていることに留意されたい。休止状態モード内へ移行するエンドノード200のプロセスは、種々のイベントやトリガの結果生じるものであってもよい。そのようなイベントやトリガとして例えば、(1)アクセスノード300’から送信し、無線通信用インタフェース230を介して休止状態モードモジュール212により受信する信号、(2)ユーザのアクションに応答してユーザ入力装置242が生成し、入出力インタフェース240を介して休止状態モードモジュール212が受信する信号、あるいは(3)休止状態モードモジュール212が保持している無活動タイマの期限切れ信号などがある。休止状態モードデータ214には、構成情報216、並びに、固有イベントの決定トリガや休止状態モードへの移行プロセスの開始トリガを決定するために休止状態モードモジュール212が利用する処理情報218が含まれる。
図5は、休止状態のエンドノードがその対応するTAモジュール314’を用いてエンドノードの所在位置情報を更新するとき、本発明に準拠して行われる例示のシグナリングの詳細を示す図である。エンドノード200の対応するTAモジュール314’を用いて、エンドノード200の所在位置情報を更新するエンドノード200のプロセスは、種々のイベントやトリガの結果生じるものであってもよい。そのようなイベントやトリガとして例えば、(1)無線通信用インタフェース230を介して休止状態モードモジュール212がアクセスノード300”から送受信する信号であって、上記エンドノードが新たな所在位置領域/ページング領域、セルあるいはセクタ内へ移動したことを示す信号、あるいは、(2)休止状態モードモジュール212が保持している所在位置更新タイマの期限切れ信号などがある。休止状態モードデータ214には、構成情報216、並びに、休止状態モードモジュール212が所在位置更新プロセスを開始するための特定のイベントやトリガを決定するために利用する処理情報218が含まれる。図5の例図では、二重矢印502を用いて、1つのセル148から別のセル158への休止状態のエンドノード200の移動が描かれている。この図ではセル間の前記動きによって所在位置更新プロセスがトリガされる。セル158に入る際、休止状態のエンドノード200は、ローカルアクセスノード300”内のLPAモジュール318”へ所在位置更新要求信号504を送信する。本発明の例示の実施形態では、エンドノード200を特定できるほど十分な情報が所在位置更新要求信号504の中に含まれ、この信号504によって、対応するTAモジュール314’へ向けて所在位置更新要求信号506が送られる。本発明の実施形態によっては、休止状態のエンドノード200が送信する所在位置更新要求信号504には、所在位置領域/ページング領域、アクセスノード、セルおよび/またはセクタなどのエンドノード200の現在の所在位置を示す情報を含むものもある。
図6は、休止状態のエンドノードのページングを行うとき、本発明に準拠して行われる例示のシグナリングの詳細を示す図である。休止状態のエンドノード200のページングプロセスは、種々のイベントやトリガの結果生じるものであってもよい。そのようなイベントやトリガとして例えば、(1)前記データ信号が休止状態のエンドノード200宛てに宛先指定されると共にMAモジュール312’によって傍受される、アクセスノード300’へのデータ信号の到着、あるいは、(2)通信システムにおいて前記ページ要求信号が別のノードやサーバによって生成されたものであってもよいAPAモジュール316’への明示的ページ要求信号の到着などがある。MAデータ313’とAPAデータ317’とは、固有のイベントを決定したり、ページングプロセスを開始するトリガを決定したりするために、対応するモジュール312’と316’とがそれぞれ利用する構成情報および/または処理情報を含むものであってもよく、実施形態によってはそのようにしているものもある。
本明細書に記載の本発明の方法および装置は、1または2以上のアクセスノード、セル、セクタおよび/またはLPAを含む所在位置領域/ページング領域などの所在位置情報の種々のきめ細かさを用いて適用可能である。
図7、図8、図9は、エンドノードからその対応するTAへの所在位置更新要求信号の認証を可能にする、本発明に準拠して行われる例示の処理をまとめて示す図である。所在位置更新要求シグナリングの認証は、合法的休止状態のエンドノードを着信不能にすることを意図して、1または2以上の悪意のあるエンドノードによって違法な所在位置更新要求信号が送信されるスプーフ・アタックに対する保護を行うものである。図7〜図9に例示の革新的なアプローチは、送信タイミング情報および/またはエンドノードとアクセスノードの双方にとって既知の別の情報の可用性などの、エンドノードが送信する所在位置更新信号の属性を利用するものであり、再生アタックからの効率的保護を提供する所在位置更新信号が上記双方のノードを介してエンドノードによって送信される。図5の所在位置更新のコンテキストで図7〜図9に例示の処理について以下説明する。
1.機密保護を施したハッシュ関数914が、図7でエンドノード200が使用している機密保護を施したハッシュ関数714と同じである。
本発明の実施形態では、帯域幅の節減を優先する場合などに、図5に描かれている信号504などの、休止状態のエンドノードが送信した所在位置更新要求信号の中に1または2バイトなどの比較的短い長さの認証符号のみが含まれているものもある。例えば、図7〜図9のコンテキストでは、ステップ718と918とでそれぞれ、認証符号722、922として利用するために1または2バイトの長さまでハッシュ出力値716、916を切りつめることができる。これは、図5に描かれている信号504と506などの所在位置更新要求信号のサイズ全体を小さくするという利点を有するものであるが、ランダムな認証符号を持つスプーフされた所在位置更新要求信号が合法的なものとして検知される可能性も高くなる。したがって、認証符号のサイズが小さくなるにつれて認証の強さも低下することになる。当該所在位置更新要求シグナリングの弱い認証のみをサポートする実施形態のような本発明の実施形態によっては、所在位置更新のスプーフ・アタックを検出し、所在位置トラッキングシステムとページングシステムとに対するスプーフ・アタックの影響を和らげるために以下の処理を採用するものもある。
本発明の実施形態では、帯域幅の節減を優先する場合などに、図5に描かれている信号504などの休止状態エンドノードが送信する所在位置更新要求信号が認証情報を含まない(または弱い認証情報しか含まない)ものもある。しかし、認証を受けていない(または弱い認証しか受けていない)所在位置更新要求シグナリングを有する所在位置トラッキング・ページングシステムは、合法的休止状態のエンドノードの到達性に影響を与え得るスプーフ・アタックを受け易い可能性がある。所在位置更新要求信号内の或るタイプのエラーも休止状態エンドノードの到達性に影響を与える可能性がある。実施形態によっては、所在位置トラッキング・ページングシステムのロバスト性の改善を図るために以下の処理を採用して、所在位置更新スプーフ・アタックに対する抵抗を追加するようにするものもある。
本発明の実施形態によってはノード間での通信が、すべてまたは部分的にインターネットプロトコル(IP)に基づいて行われるものもある。したがって、ネットワークノード間でのデータシグナリングおよび/または制御シグナリングの双方の通信はデータグラムなどのIPパケットを利用することが可能となる。IPパケットを利用する本発明の実施形態では、ユニキャストまたはマルチキャストアドレスメカニズムのいずれかのメカニズムおよび配信メカニズムを利用して、意図する宛先ノードへ前記IPパケットの配信を行うことも可能である。IPマルチキャストの利用は、1つのノードから複数の別のノードへ同じ情報を送信する場合特に有用である。本発明の実施形態によっては、1セットのアクセスノードやLPAなどの複数のノードをターゲットとするページ要求信号であって、APAから送信されるページ要求信号の配信を行うためにIPマルチキャストを利用するものもある。ユニキャスト配信を利用して複数のターゲット対象ノードへパケットペイロードデータなどの同じ情報を送信するケースでは、情報のコピーを含む別々のIPパケットがソースノードによって個々のターゲット対象ノードへ送信される。或いは、マルチキャスト配信を利用して複数のターゲット対象ノードへ同じ情報を送信する場合、上記情報を含む単一のIPパケットがソースノードおよびネットワークノードによって送信され、個々のターゲット対象ノードへの配信に必要な形でパケットの複製が行われる。したがって、IPマルチキャストはソースノードから1グループの宛先ノードへのさらに効率的な情報の配信方法を提供することになる。
704 エンドノード/TA共有化キー
706 ローカルアクセスノードから信号を受信する
708 エンドノード識別情報
708’エンドノード識別情報
710 アクセスノード識別情報
712 所在位置送信タイミング情報
714 機密保護を施したハッシュ関数
716 ハッシュ出力値
718 所在位置更新認証符号フィールドの長さまでハッシュ出力値を切りつめる(オプション)
722 認証符号
724 所在位置更新要求信号をローカルアクセスノードへ送信する
Claims (26)
- セキュリティ方法であって、
アクセスノードを作動させて、無線端末装置からの信号を無線通信チャネルから受信するステップであって、前記信号が第1の認証符号を含み、前記無線端末装置に記憶されたセキュリティ・キーと、前記無線端末装置と前記アクセスノードの双方にとって既知の情報との双方から前記無線端末装置が前記第1の認証符号を計算するステップと、
前記アクセスノードを作動させて、前記受信信号の属性と、少なくともいくつかのローカルな情報とから、所定の方法で前記既知の情報を決定するステップと、
前記アクセスノードを作動させてメッセージを生成するステップであって、前記メッセージが、少なくとも前記第1の認証符号と、前記既知の情報と、前記無線端末装置を特定する情報とを含むステップと、
前記生成されたメッセージを、エンティティへ送信するステップと
を備える方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
エンティティを作動させて、前記メッセージを受信するステップであって、
i)前記無線端末装置に対応するローカルに利用可能なセキュリティ・キーと、前記受信メッセージの中に含まれる前記既知の情報との双方から第2の認証符号を計算し、
ii)前記受信メッセージの中に含まれる前記第1の認証符号と前記第2の認証符号との比較に応じてセキュリティの判定を行うことによってセキュリティ・チェックを行うようにするステップをさらに備える方法。 - 請求項2に記載の方法であって、前記属性が、送信タイミングと送信チャネルとのうちの1つである方法。
- 請求項3に記載の方法であって、前記無線端末装置を特定する前記情報が、前記無線端末装置に対応するインターネットプロトコルアドレスである方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記無線端末装置から受信した前記信号が前記無線端末装置を特定する前記情報を含む方法。
- 請求項5に記載の方法であって、前記無線端末装置を特定する前記情報の関数としても前記第1の認証符号を計算する方法。
- 請求項6に記載の方法であって、前記エンティティを作動させて、第2の認証符号を計算するステップが、前記無線端末装置を特定する前記情報を前記計算ステップへの入力として利用するステップを含む方法。
- 請求項7に記載の方法であって、前記セキュリティ・キーと、前記既知の情報と、前記無線端末装置を特定する前記情報とを入力として受信したハッシュ関数の出力を切りつめることによって前記無線端末装置が前記第1の認証符号を計算した方法。
- 請求項8に記載の方法であって、前記エンティティを作動させて、第2の認証符号を計算するステップが、
前記セキュリティ・キーと、前記既知の情報と、前記無線端末装置を特定する前記情報とを入力として受信したハッシュ関数の前記出力を切りつめるステップを含む方法。 - 請求項5に記載の方法であって、前記既知の情報が、前記信号を受信する前記アクセスノードを特定する識別子を含む方法。
- 請求項5に記載の方法であって、前記既知の情報が送信タイミング情報を含む方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記メッセージが所在位置更新メッセージである方法。
- 請求項12に記載の方法であって、前記所在位置更新メッセージが無線端末装置の所在位置情報を含む方法。
- 請求項2に記載の方法であって、
前記セキュリティの判定によって、前記第1の認証符号が前記第2の認証符号に一致しないことが示されたとき、前記エンティティを作動させて、認証の失敗を示す応答メッセージを前記アクセスノードへ送信するステップをさらに備える方法。 - 請求項14に記載の方法であって、
前記アクセスノードを作動させて、認証の失敗を示す応答メッセージの受信レートをモニタするステップと、
前記レートがしきい値を上回ったとき、セキュリティ処理をトリガするステップと、
をさらに備える方法。 - 請求項14に記載の方法であって、
前記アクセスノードを作動させて、応答メッセージ用として認証の失敗をモニタするステップであって、前記応答メッセージが、前記アクセスノードを介して通信を行う1または2以上の無線端末装置に関連するステップと、
予め選択された時間内に受信した、認証の失敗を示す応答メッセージの個数全体が、前記アクセスノードを介して通信を行う前記無線端末装置のうちの1つによってセキュリティに侵入しようとする意図的試みを検出するために用いるしきい値を上回った場合、前記アクセスノードを作動させて、セキュリティ処理を開始するステップと、
をさらに備える方法。 - アクセスノードであって、
i)無線通信チャネルから信号を受信する受信回路であって、前記信号が第1の認証符号を含み、前記無線端末装置に記憶されたセキュリティ・キーと、前記無線端末装置と前記アクセスノードの双方にとって既知の情報との双方から無線端末装置が前記第1の認証符号を計算する受信回路と、
ii)前記受信信号の属性と、少なくともいくつかの所在位置情報とから、所定の方法で前記既知の情報を決定する手段と、
iii)メッセージを生成する手段であって、前記メッセージが、少なくとも前記第1の認証符号と、前記既知の情報と、前記無線端末装置を特定する情報とを含む手段と、
iv)前記メッセージをエンティティへ送信する手段と
を備えるアクセスノード - 請求項17の記載のアクセスノードであって、
i)前記メッセージを受信する受信装置と、
ii)前記無線端末装置に対応するローカルに利用可能なセキュリティ・キーと、前記第2のメッセージの中に含まれる前記既知の情報との双方から第2の認証符号を計算する手段と、
iii)前記メッセージの中に含まれる前記第1の認証符号を前記第2の認証符号と比較するコンパレータと、
を備えるエンティティを含む通信システムで動作可能なアクセスノード。 - 請求項18に記載のアクセスノードであって、前記属性が、送信タイミングと送信チャネルとのうちの1つであるアクセスノード。
- 請求項19に記載のアクセスノードであって、前記無線端末装置を特定する前記情報が、前記無線端末装置に対応するインターネットプロトコルアドレスであるアクセスノード。
- 請求項18に記載のアクセスノードであって、前記無線端末装置から受信した前記信号が前記無線端末装置を特定する前記情報を含むアクセスノード。
- 請求項21に記載のアクセスノードであって、前記無線端末装置を特定する情報の関数としても前記第1の認証符号を計算するアクセスノード。
- 請求項22に記載のアクセスノードであって、第2の認証符号を計算する前記手段が、前記無線端末装置を特定する前記情報を入力として利用するステップを含むアクセスノード。
- 請求項23に記載のアクセスノードであって、第2の認証符号を計算する前記手段を作動させるステップが、
前記セキュリティ・キーのローカルなコピーと、既知の情報と、前記無線端末装置を特定する情報とを入力として用いるハッシュモジュールと、
前記ハッシュモジュールの前記出力を切りつめて、前記第2の認証符号を生成するための、前記ハッシュモジュールの出力部と接続された切りつめ用モジュールと、
を含むアクセスノード。 - 請求項21に記載のアクセスノードであって、前記既知の情報が前記信号を受信する前記アクセスノードを特定する識別子を含むアクセスノード。
- 請求項21に記載のアクセスノードであって、前記既知の情報が送信タイミング情報を含むアクセスノード。
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