JP5015324B2 - モバイルｉｐｖ６高速ハンドオーバ中の保護方法及び装置 - Google Patents

Description

本出願は、２００７年１１月９日に中国専利局に出願された、「Ａ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ａ ｍｏｂｉｌｅ ＩＰｖ６ ｆａｓｔ ｈａｎｄｏｖｅｒ（モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法及び装置）」と題された、中国特許出願第２００７１０１８８１０６．９号の優先権を主張するものであり、当該出願の全内容は参照によって本明細書中に援用される。

本開示は、通信の技術分野に関し、特に、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法及び装置に関する。

モバイルインターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）は、図１を参照すると、モバイルノード（ＭＮ）が、１つのアクセスルータ（ＡＲ）から別のＡＲに移動する場合に、その接続性を維持するようにさせるものであり、このプロセスはハンドオーバと呼ばれる。

ハンドオーバ中は、リンク切替遅延及びＩＰｖ６プロトコル動作のため、ＭＮは、一定時間内、データパケットを送信することも受信することもできない。標準的なモバイルＩＰｖ６プログラム（すなわち、移動検知、新たな気付アドレスの設定、バインディングアップデートなど）に起因するそのようなハンドオーバ遅延は、例えばボイスオーバＩＰ（ＶｏＩＰ）などの、実時間フローのためには許容できるものではない。加えて、実時間ではないが、スルーアウトに細心の注意を払う適用例にも、ハンドオーバ遅延の減少は大きな利益をもたらす可能性がある。

ハンドオーバ遅延を減少させるために、ＦＭＩＰｖ６（Ｆａｓｔ Ｈａｎｄｏｖｅｒ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰｖ６）は、モバイルＩＰを拡張する。モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバは、モバイルノードが新たなサブネットワークに移動したかどうかを、モバイルノードが高速検知できるようにする。これは、モバイルノードが現在のサブネットワークにまだ接続されているときに、新たなアクセスポイントに関する情報、及び関連するサブネットワークプレフィックスを提供することによって達成される。モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバは、以前の気付アドレス（ＰＣｏＡ；Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｃａｒｅ ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ）と新たな気付アドレス（ｎＣｏＡ；ｎｅｗ Ｃａｒｅ ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ）との間にトンネルを確立し、ＭＮは、ＦＢＵ（Ｆａｓｔ Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅ）メッセージを以前のアクセスルータ（ｐＡＲ；Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ）に送信する。ＦＢＵを受信し、新たなアクセスルータ（ｎＡＲ；Ｎｅｗ Ａｃｃｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ）と相互作用することによってＭＮのｎＣｏＡの妥当性を確認した後で、ｐＡＲは、ＦＢＡｃｋ（Ｆａｓｔ Ｂｉｎｄｉｎｇ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）メッセージをＭＮに送信し、ＰＣｏＡとｎＣｏＡとの間のバインディングをｐＡＲ上で確立し、その結果、ｐＡＲリンクのＰＣｏＡに送信されたフローは、新たなアクセスリンクのｎＣｏＡにリダイレクトされる。

この方法は問題を有する。すなわち、ＦＢＵメッセージを認証するためのメカニズムがない場合、攻撃者は、偽造されたＦＢＵメッセージを送信して、ＭＮのフローを盗むか、又は、ＭＮのフローを異なるアドレスにリダイレクトすることが可能である。この問題に対処するために、従来技術では、ＳｅＮＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｎｅｉｇｈｂｏｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ；セキュア近隣発見）プロトコルを介してｐＡＲとＭＮとの間の共有キーを配信することによって、かつ、この共有キーを使用することによって、ＦＢＵを保護する方法を提供している。具体的な原理は以下の通りである。

ＳｅＮＤが、プロキシルータ要求及びプロキシルータ広告メッセージを保護するために使用され、２つのメッセージの授受の間（ｄｕｒｉｎｇ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）に、ＭＮ及びＡＲは、暗号化され、かつ共有された、ハンドオーバキーを送信する。ＭＮは、共有ハンドオーバキーの交換を暗号化及び復号するように構成された公開キー及び秘密キーのペアを生成し、公開キーは、ＳｅＮＤによって使用される共有キーと同一である。ＭＮは、ハンドオーバキーを暗号化するように構成された公開キーを含むハンドオーバキー要求オプションを運ぶＲｔＳｏｌＰｒ（Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｐｒｏｘｙ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）メッセージを送信する。ＲｔＳｏｌＰｒメッセージのソースアドレスは、暗号的に生成されたアドレス（Ｃｒｙｐｔｏｇａｐｈｉｃａｌｌｙ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ａｄｄｒｅｓｓ）（ＣＧＡ）に基づいてＭＮによって生成された気付アドレス（ＣｏＡ）であり、メッセージはＭＮ ＣＧＡキーを使用して署名されている必要があり、ＣＧＡパラメータオプションを含む。ＡＲは、ＳｅＮＤを使用することによってメッセージを認証し、メッセージが認証に合格した後で、共有ハンドオーバキーを暗号化するために公開キーが使用され、暗号化されたハンドオーバキーが、ＰｒＲｔＡｄｖ（Ｐｒｏｘｙ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）メッセージのハンドオーバキー応答オプション内に置かれて、ＭＮに送信され、ＭＮは、共有ハンドオーバキーを、復号を介して取得することができる。ＭＮがＦＢＵをＡＲに送信する場合、その正規のＭＡＣが、ハンドオーバキーを使用することによって生成されることが可能である。

従来技術は、少なくとも以下の問題を有する。

この解決法はＳｅＮＤをサポートする必要があり、なぜならこの場合、ＣｏＡはＣＧＡモードに基づいて生成され、その他の方法で生成されたＣｏＡにはこの解決法は適合されていないからである。加えて、ＣＧＡは、公開キー暗号化に基づいており、計算が複雑である。従って、このメカニズムは、低い計算能力と比較的貴重な記憶リソースとを有するモバイル端末の、リソースのオーバヘッドをより大きくする。加えて、ＳｅＮＤプロトコルでは、ＭＮは、ＡＲによって送信されたメッセージの認証も行う必要があり、従って、ＡＲは、ＡＲの公開キー暗号化メカニズムを使用することによって、ＡＲによって送信されるメッセージに署名する必要がある。これは、より大きな計算オーバヘッドと、公開キー認証メカニズムのサポートとを必要とする。

本開示の一実施形態は、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバのシナリオ内でモバイルノードとネットワーク側装置との間の相互作用の高速ハンドオーバシグナリング（ｆａｓｔ−ｈａｎｄｏｖｅｒ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ；ハンドオーバ信号伝達）を保護する、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法及び装置を提供する。

本開示の一実施形態は、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法を提供する。方法は、ネットワーク側装置と共有されたキーを使用することによって、高速ハンドオーバシグナリング保護キーを生成するステップと、保護キーに従って認証コードを生成するステップと、認証コードを高速ハンドオーバシグナリングに追加して、その高速ハンドオーバシグナリングをルータに送信するステップとを含む。

本開示の一実施形態は、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法を更に提供する。方法は、認証コードを運ぶと共にモバイルノードによって送信された高速ハンドオーバシグナリングを受信するステップと、認証コードを生成するためにモバイルノードによって使用されると共にモバイルノードによって、ネットワーク側装置と共有されたキーを使用して生成される保護キーを取得するステップと、保護キーに従って、高速ハンドオーバシグナリングの認証コードを認証し、認証コードが認証に合格した場合、モバイルノードに応答を送信するステップと、を含む。

本開示の一実施形態は、モバイルノードを更に提供する。モバイルノードは、ネットワーク側装置と共有されたキーを使用することによって高速ハンドオーバシグナリング保護キーを生成するように構成された保護キー生成ユニットと、保護キー生成ユニットによって生成された保護キーに従って認証コードを生成するように構成された認証コード生成ユニットと、認証コード生成ユニットによって生成された認証コードを高速ハンドオーバシグナリングに追加し、その高速ハンドオーバシグナリングをルータに送信するように構成された認証コード追加ユニットとを含む。

本開示の一実施形態は、ルーティング装置を更に提供する。ルーティング装置は、モバイルノードから、高速ハンドオーバシグナリング内で運ばれる認証コードを取得するように構成された認証コード取得ユニットと、認証コードを生成するためにモバイルノードによって使用されると共にモバイルノードによってネットワーク側装置と共有されたキーを使用して生成される保護キーを、ローカル装置又はネットワーク側装置から取得するように構成された保護キー取得ユニットと、認証コード取得ユニットによって取得された認証コードを、保護キー取得ユニットによって取得された保護キーに従って認証するように構成され、かつ、認証コードが認証に合格した場合に、モバイルノードに応答を送信するように構成された、認証ユニットとを含む。

本開示の一実施形態は、前述のモバイルノードと、前述のルーティング装置とを含む、高速ＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護システムを更に提供する。

従来技術と比較して、本開示の実施形態は以下の利点を有する。モバイルノードとネットワーク側装置との間の共有キーを使用することによって、高速ハンドオーバシグナリングを保護するための高速ハンドオーバシグナリング保護キーが導出される。このような構成は、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバ中の高速ハンドオーバメッセージのセキュリティ問題を解決し、モバイルノードに関して、記憶及び計算中のオーバヘッドを減少させ、そして、モバイルノードによってサポートされることができない、ＳｅＮＤプロトコルの下り高速ハンドオーバシグナリングを保護するために使用可能である。

従来技術における、モバイルノードのハンドオーバシナリオを示す概略図である。 従来技術における、モバイルノードの高速ハンドオーバフローを示す概略図である。 本開示の第１の実施形態による、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法を示すフローチャートである。 本開示の第２の実施形態による、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法を示すフロー図である。 本開示の第３の実施形態による、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法を示すフロー図である。 本開示の第４の実施形態による、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法を示すフロー図である。 本開示の第５の実施形態による、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護システムを示す概略図である。

本開示の実施形態について、図面及び例示的実施形態を参照して以下に更に説明する。

本開示の第１の実施形態は、図３を参照して以下に説明する、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法を提供する。保護方法は、以下のステップを含む。

ステップｓ３０１で、モバイルノードは、ネットワーク側装置と共有されたキーを使用することによって、高速ハンドオーバシグナリング保護キーを生成する。

具体的には、共有キーは、モバイルノードのアクセス認証中に生成された、かつ、ネットワーク側装置とモバイルノードとの間で共有された、マスターセッションキー（ＭＳＫ）であってもよい。他のモバイルノードとネットワーク側装置との間で共有されているキーが使用されてもよい。

ステップｓ３０２で、モバイルノードは、保護キーに従って認証コードを生成する。

具体的には、保護キーを生成するステップは、以下のパラメータのうちの１つ又は複数を含む、その他のパラメータも含んでもよい。モバイルノード装置識別情報、以前のルータ識別情報、後のルータ識別情報、プリセット文字列、以前の気付アドレス、新たな気付アドレス、保護キーの長さ、及び乱数。

ステップｓ３０３で、モバイルノードは、認証コードを高速ハンドオーバシグナリングに追加し、その高速ハンドオーバシグナリングをルータに送信する。

具体的には、高速ハンドオーバシグナリングは、ＲｔＳｏｌＰｒ（Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｐｒｏｘｙ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）メッセージ、又はＦＢＵ（ｆａｓｔ ｂｉｎｄｉｎｇ ｕｐｄａｔｅ）メッセージであってもよい。

ステップｓ３０４で、ルータは、高速ハンドオーバシグナリング内の認証コードを認証し、認証コードが認証に合格した後で、応答メッセージを返す。

具体的には、ルータは、最初に保護キーを取得し、保護キーを使用して認証コードを認証する必要がある。保護キーの取得は、ルータ上の保護キー認証機能エンティティ、又はネットワーク内の保護キー認証機能エンティティによって実現されてもよい。応答メッセージは、ＰｒＲｔＡｄｖ（ｐｒｏｘｙ ｒｏｕｔｅｒ ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）メッセージ又はＦＢａｃｋ（ｆａｓｔ ｂｉｎｄｉｎｇ ｕｐｄａｔｅ ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）メッセージであってもよい。

本開示の実施形態で提供される方法を使用することにより、モバイルノードとネットワーク側装置との間の共有キーが、高速ハンドオーバシグナリングを保護するための、高速ハンドオーバシグナリング保護キーを導出するために使用される。この方法は、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバ中の高速ハンドオーバメッセージのセキュリティ問題を解決し、モバイルノードに関して、記憶及び計算中のオーバヘッドを減少させ、そして、モバイルノードによってサポートされることができない、ＳｅＮＤプロトコルの下り高速ハンドオーバシグナリングを保護するために使用可能である。

本開示の第１の実施形態による、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法の実施形態について、特定の適用シナリオを参照して以下に更に説明する。

従来技術では、ＭＮが移動プロセスにおいてｎＡＲにハンドオーバされる場合、新たなアクセスリンクの情報（例えば、サブネットワークプレフィックス）を取得するために、モバイルノードはＲｔＳｏｌＰｒメッセージを現在のアクセスルータｐＡＲに送信し、現在のアクセスルータｐＡＲは、メッセージを受信したら、モバイルノードにＰｒＲｔＡｄｖメッセージを送信することにより新たなアクセスリンクの情報を通知する。このようにして、モバイルノードは、以前のアクセスルータリンク上にまだ配置されているときに、新たなサブネットワークプレフィックスを認識して、新たな気付アドレス（ｎＣｏＡ）を取得することが可能であり、これにより、ハンドオーバ後の新たなプレフィックスの発見によって引き起こされる遅延をなくすことができる。

本開示の第２の実施形態では、モバイルノードのアクセス認証を認証する機能を有する現在のアクセスルータを例に取り、この実施形態では、以前のアクセスルータ上の認証機能エンティティであるＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒが、モバイルノードのアクセス認証を認証する。この場合の、本実施形態によるモバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法について、図４を参照して以下に説明する。保護方法は、以下のステップを含む。

ステップｓ４０１で、ＭＮは、ＦＢＵメッセージをｐＡＲに送信する。ＦＢＵメッセージは、ＭＮ識別情報と、ＭＳＫから導出された高速ハンドオーバキーＫｆを使用することによって生成された、認証コードとを運ぶ。

具体的には、ネットワーク側装置がアクセス認証を実行した後で、ＭＮは、ネットワーク側装置と共有されたＭＳＫを取得し、ＭＳＫが、キーＫｆを導出するために使用される。Ｋｆを導出する方法は、以下のように実施されてもよい。

Ｋｆ＝ＫＤＦ（ＭＳＫ，Ｌａｂｅｌ｜ｐＡＲ＿ＩＤ｜ＭＮ＿ＩＤ｜ｎＡＲ＿ＩＤ｜ｎＣｏＡ｜ｐＣｏＡ｜Ｋｅｙ＿ｌｅｎｇｔｈ）
上式で、キー導出関数（ＫＤＦ）は、キー導出関数のアルゴリズムであり、Ｌａｂｅｌは、文字列であり、ここでは、Ｌａｂｅｌ＝”ＦＭＩＰｖ６”に設定されてもよい。ｐＡＲ＿ＩＤは、以前のルータ識別情報であり、ｎＡＲ＿ＩＤは、新たなルータ識別情報であり、ｎＣｏＡは、新たな気付アドレス識別情報であり、ｐＣｏＡは、以前の気付アドレス識別情報であり、Ｋｅｙ＿ｌｅｎｇｔｈは、キーの長さである。

ＭＮは、Ｋｆに従って認証コードを更に生成して、認証コードとＭＮ識別情報とをＦＢＵメッセージに追加してもよい。加えて、ＭＳＫからＫｆを導出するために使用されたアルゴリズムをネットワーク側装置が取得しない場合、ＦＢＵメッセージは、更に、Ｋｆの導出において使用されたＫＤＦアルゴリズムを運ぶ必要がある。加えて、リプレイ攻撃を回避するために、ＦＢＵメッセージは、タイムスタンプオプションを更に運んでもよい。

最後に、ＭＮは、ＦＢＵメッセージをｐＡＲに送信する。

ステップｓ４０２で、ｐＡＲは、ＦＢＵメッセージ内の認証コードを認証し、認証コードが認証に合格した後で、ＦＢａｃｋメッセージをＭＮに送信する。

具体的には、ｐＡＲは、ＦＢＵメッセージをＭＮから受信し、ｐＡＲ内のＩＰｖ６高速ハンドオーバ機能エンティティが、認証機能エンティティＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒに、キー要求を送信する。認証機能エンティティＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒは、ＭＮ識別情報に従って、ＭＮと共有されたＭＳＫを決定し、ＦＢＵメッセージ内で運ばれたＫＤＦアルゴリズムに従って、ＭＮと同じ方法を使用することによってＫｆを生成し、キーＫｆを、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバ機能エンティティに配信する。モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバ機能エンティティは、ＦＢＵメッセージ内の認証コードを、Ｋｆを使用することによって認証する。認証コードが認証に合格した場合、ｐＡＲは、ＦＢａｃｋメッセージを生成し、そのＦＢａｃｋメッセージをＭＮに送信する。

本開示の実施形態で提供される方法を使用することにより、モバイルノードＭＮとネットワーク側装置との間の共有キーＭＳＫが、高速ハンドオーバシグナリングを保護するための、高速ハンドオーバシグナリング保護キーＫｆを導出するために使用され、この方法は、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの間の高速ハンドオーバメッセージのセキュリティ問題を解決し、モバイルノードＭＮに関して、記憶及び計算中のオーバヘッドを減少させ、そして、モバイルノードＭＮによってサポートされないＳｅＮＤプロトコルの下り高速ハンドオーバシグナリングを保護するために使用可能である。

本開示の第３の実施形態では、モバイルノードのアクセス認証を認証する機能を有さない現在のアクセスルータを例に取り、この実施形態では、以前のアクセスルータの外部にある認証機能エンティティＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒが、モバイルノードのアクセス認証を認証する。この場合の、本実施形態によるモバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法について、図５を参照して以下に説明する。保護方法は、以下のステップを含む。

ステップｓ５０１で、ＭＮは、ＦＢＵメッセージをｐＡＲに送信する。ＦＢＵメッセージは、ＭＮ識別情報と、マスターセッションキーＭＳＫから導出されたＫｆを使用することによって生成された、認証コードと、アクセス認証を認証するために必要とされる情報とを運ぶ。

具体的には、ネットワーク側装置がアクセス認証を実行した後で、ＭＮは、ネットワーク側装置と共有されたＭＳＫを取得し、ＭＳＫが、キーＫｆを導出するために使用される。Ｋｆを導出する方法については、上記のステップｓ４０１が参照されてもよい。

ＭＮは、Ｋｆを使用することによって、ＦＢＵメッセージの認証コードを生成し、認証コードとＭＮ識別情報とをＦＢＵメッセージに追加する。加えて、ＦＢＵメッセージは、更に、Ｋｆを導出するためのアルゴリズムと、アクセス認証を認証するために必要とされる情報（ｐＡＲ−ＩＤ及びＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒ−ＩＤなど）とを運ぶ必要がある。

最後に、ＭＮは、ＦＢＵメッセージをｐＡＲに送信する。

ステップｓ５０２で、ｐＡＲは、キー取得要求を認証機能エンティティＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒに送信する。

ＦＢＵメッセージをＭＮから受信した場合、ｐＡＲは、メッセージ内に含まれている内容を抽出し、キー取得要求をＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒに送信する。キー取得要求メッセージは、ＭＮ−ＩＤ、ｐＡＲ−ＩＤ、Ｋｆの長さ、及び導出アルゴリズムなどの情報を含む。キー取得要求メッセージは、暗号を使用して保護されてもよい。使用される保護モードは、ＩＰセキュリティ（ＩＰｓｅｃ）、トランスポート層セキュリティ（ＴＬＳ）などであってもよい。

ステップｓ５０３で、認証機能エンティティＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒは、キー取得応答をｐＡＲに送信し、この応答メッセージはキーＫｆを運ぶ。

キー取得要求をｐＡＲから受信した後で、認証機能エンティティＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒは、ＭＮ−ＩＤに従って、ＭＮと共有されたＭＳＫを決定し、ステップｓ５０１におけるＭＮと同じ方法を使用することによって、Ｋｆを生成し、キー取得応答メッセージをｐＡＲに送信して、キーＫｆをｐＡＲに配信する。加えて、キー応答メッセージは、暗号保護も必要とする。

ステップｓ５０４で、ｐＡＲは、ＦＢＵメッセージ内の認証コードを認証し、認証コードが認証に合格した後で、ＦＢａｃｋメッセージをＭＮに送信する。

Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒによって与えられたＫｆを受信した後で、ｐＡＲは、Ｋｆを使用することによって、ＦＢＵメッセージ内の認証コードを認証する。認証コードが認証に合格した後で、ＦＢａｃｋメッセージが生成されて、ＭＮに送信される。

本開示の実施形態で提供される方法を使用することにより、ＭＮとネットワーク側装置との間の共有キーＭＳＫが、高速ハンドオーバシグナリングを保護するための、高速ハンドオーバシグナリング保護キーＫｆを導出するために使用され、この方法は、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの間の高速ハンドオーバメッセージのセキュリティ問題を解決し、ＭＮに関して、記憶及び計算中のオーバヘッドを減少させ、そして、ＭＮによってサポートされないＳｅＮＤプロトコルの下り高速ハンドオーバシグナリングを保護するために使用可能である。

第２の実施形態及び第３の実施形態で提供された、ＦＢＵメッセージを認証する方法を使用して、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバを保護する以外に、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバは、ＦＢＵメッセージに先立つ、ＲｔＳｏｌＰｒ（ｒｏｕｔｅ ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐｒｏｘｙ ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）メッセージ及びＰｒＲｔＡｄｖ（ｐｒｏｘｙ ｒｏｕｔｅｒ ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）メッセージにて、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバを保護するためのキーを確立することによって保護されてもよい。

本開示の第４の実施形態では、以前のアクセスルータの外部にある認証機能エンティティＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒが、モバイルノードのアクセス認証を認証するという事実を例に取り、この実施形態では、ＲｔＳｏｌＰｒ／ＰｒＲｔＡｄｖメッセージによるモバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法について説明する。

この実施形態では、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法について、図６を参照して以下に説明する。保護方法は、以下のステップを含む。

ステップｓ６０１で、ＭＮは、ＲｔＳｏｌＰｒメッセージをｐＡＲに送信する。ＲｔＳｏｌＰｒメッセージは、ＭＮ識別情報と、マスターセッションキーＭＳＫから導出されたＫｆを使用することによって生成された認証コードと、アクセス認証を認証するために必要とされる情報とを運ぶ。

具体的には、ＭＮがＲｔＳｏｌＰｒメッセージを送信する際に、使用されるキーＫｆがＭＳＫに従って導出され、選択可能な導出方法のうちの１つは以下のように示される。
Ｋｆ＝ＫＤＦ（ＭＳＫ，Ｌａｂｅｌ｜ｐＡＲ＿ＩＤ｜ＭＮ＿ＩＤ｜ｎＡＲ＿ＩＤ｜Ｎｃ｜Ｋｅｙ＿ｌｅｎｇｔｈ）

上記の実施形態とは異なり、この実施形態では、ＭＮによって生成された１つのカジュアル数（Ｃａｓｕａｌ Ｎｕｍｂｅｒ）（Ｎｃ）が、Ｋｆが生成される際に使用される。

ＭＮは、Ｋｆを使用することによって、ＲｔＳｏｌＰｒメッセージの認証コードを生成し、ＲｔＳｏｌＰｒメッセージは、Ｋｆを導出するためのアルゴリズムと、Ｎｃ、ｐＡＲ−ＩＤ、ｎＡＲ−ＩＤ、及びＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ−ＩＤなどの情報とを運ぶ。そして、ＭＮは、ＲｔＳｏｌＰｒメッセージを以前のアクセスルータに送信する。

ステップｓ６０２で、ｐＡＲは、キー取得要求を認証機能エンティティＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒに送信する。

ＲｔＳｏｌＰｒメッセージをＭＮから受信した場合、ｐＡＲは、メッセージ内に含まれている内容を抽出し、キー取得要求を、Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒ−ＩＤに対応するＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒに送信する。キー取得要求メッセージは、ＭＮ−ＩＤ、ｐＡＲ−ＩＤ、Ｎｃ、ｎＡＲ＿ＩＤ、Ｋｆの長さ、及び導出アルゴリズムなどの情報を含み、リプレイ攻撃を回避するために、ｐＡＲによって生成された１つのカジュアル数Ｎａも運んでもよい。キー取得要求メッセージは、暗号を使用して保護されてもよい。使用される保護モードは、ＩＰセキュリティ（ＩＰｓｅｃ）、トランスポート層セキュリティ（ＴＬＳ）などであってもよい。

ステップｓ６０３で、認証機能エンティティＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒは、キー取得応答をｐＡＲに送信し、この応答メッセージはキーＫｆを運ぶ。

キー取得要求をｐＡＲから受信した後で、認証機能エンティティＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒは、ＭＮ−ＩＤに従って、ＭＮと共有されたＭＳＫを決定し、ステップｓ６０１におけるＭＮと同じ方法を使用することによって、Ｋｆを生成し、キー取得応答メッセージをｐＡＲに送信して、キーＫｆをｐＡＲに配信する。このメッセージは、リプレイ攻撃を回避するために、先のステップで受信したＮａを更に含む。加えて、キー応答メッセージは、暗号保護も必要とする。

ステップｓ６０４で、ｐＡＲは、ＲｔＳｏｌＰｒメッセージ内の認証コードを認証し、認証コードが認証に合格した後で、ＰｒＲｔＡｄｖメッセージをＭＮに送信する。

認証機能エンティティＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒのキー応答メッセージをｐＡＲが受信した後で、ｐＡＲは、Ｎａを使用して実行された認証の後で、Ｋｆを最初に抽出し、ｐＡＲは、Ｋｆを使用することによって、ＲｔＳｏｌＰｒメッセージ内の認証コードを認証する。認証コードが認証に合格した後で、ＰｒＲｔＡｄｖメッセージ及びその認証コードが生成されて、ＭＮに送信される。

ステップｓ６０５で、ＭＮは、ＦＢＵメッセージをｐＡＲに送信する。

ｐＡＲによって送信されたＰｒＲｔＡｄｖメッセージをＭＮが受信した後で、ＭＮは、Ｋｆを使用することによって、メッセージ内で運ばれた認証コードを認証する。認証コードが認証に合格した場合、ＦＢＵメッセージが生成され、ＦＢＵメッセージの認証コードがＫｆを使用することによって生成される。新たに生成された認証コードを運ぶＦＢＵメッセージは、ｐＡＲに送信される。ｐＡＲは、ＭＮによって使用されたＫｆを保存済みであり、従って、後続の高速ハンドオーバフローは、従来技術における方法に従って継続的に実行されることが可能であり、違いは、後続のシグナリング相互作用では保護のためにＫｆが常に使用されるということである。

更に、セキュリティを向上させるために、上述の各実施形態において、ＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒとＭＮとの間の共有キーに従って、ＭＮのためのプライベート識別子ＭＮ−ＰＩＤが生成されてもよい。全てのメッセージ内のＭＮ−ＩＤは、プライベート識別子によって置き換えられ、プライベート識別子が使用されているということがメッセージ内で識別される。

ＭＮ−ＰＩＤ＝ＰＲＦ（Ｋｐ，ＭＮ−ＩＤ｜Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒ−ＩＤ）
上式で、Ｋｐは、ＭＮとＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒとの間の共有キーであり、Ｋｐは、Ｋｆ、ＭＳＫ、又はその導出されたキーであってもよく、擬似ランダム関数（ＰＲＦ）は、ＭＮ−ＰＩＤを取得するために使用されるアルゴリズムである。ＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒによってＫｆを生成するステップにおいて、元のＭＮ−ＩＤが、ＭＮ−ＰＩＤを使用することによって取得されてもよい。

更に、ＭＮが、攻撃する他のノードのアドレスをｎＣｏＡとして選択するのを抑制するために、上述の各実施形態において、ｎＣｏＡのインタフェース識別情報ｎＣｏＡ＿ＩＩＤが、以下の方法を使用することによって生成されて、全てのメッセージにおいてｎＣｏＡに取って代わってもよい。

ｎＣｏＡ＿ＩＩＤ＝ＰＲＦ（Ｋｎｒ，ｎＣｏＡ＿ｐｒｅｆｉｘ｜ｐＣｏＡ｜ｎＡＲ｜ｐＡＲ）
上式で、Ｋｎｒは、ＭＮとｐＡＲとの間の共有キーであり、ｎＣｏＡ＿ＩＩＤは、ＰｒＲｔＡｄｖ内のｎＣｏＡの新たなアクセスリンクのプレフィックスｎＣｏＡ＿ｐｒｅｆｉｘと、インタフェース識別情報とを連結することにより生成される。

ｎＣｏＡ＿ＩＩＤが生成された後で、ｐＡＲは、ｎＣｏＡ＿ＩＩＤを使用する必要があるということを、ＰｒＲｔＡｄｖメッセージ内でＭＮに通知する必要がある。

本開示の上記の実施形態で提供される方法を使用することにより、モバイルノードとネットワーク側装置との間の共有キーが、高速ハンドオーバシグナリングを保護するための、高速ハンドオーバシグナリング保護キーを導出するために使用され、この方法は、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの間の高速ハンドオーバメッセージのセキュリティ問題を解決し、モバイルノードに関して、記憶及び計算中のオーバヘッドを減少させ、そして、モバイルノードによってサポートされることができない、ＳｅＮＤプロトコルの下り高速ハンドオーバシグナリングを保護するために使用可能である。

本開示の第５の実施形態では、図７に示す構成を有する、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護システムが更に提供される。保護システムは、モバイルノード１０とルーティング装置２０とを含み、このシステムでは、高速ハンドオーバシグナリングを保護するための高速ハンドオーバシグナリング保護キーが、モバイルノードとネットワーク側装置との間の共有キーを使用することによって導出される。

具体的には、モバイルノード１０は、以下を更に含む。
保護キー生成ユニット１１；ネットワーク側装置と共有されたキーを使用することによって高速ハンドオーバシグナリング保護キーを生成するように構成した。共有キーは、モバイルノードのアクセス認証中に生成されると共にネットワーク側装置とモバイルノードとの間で共有されたＭＳＫであってもよい。
認証コード生成ユニット１２；保護キー生成ユニット１１によって生成された保護キーに従って認証コードを生成するように構成した。保護キーを生成するステップは、以下のパラメータのうちの１つ又は複数のその他のパラメータも含んでもよい。モバイルノード装置識別情報、以前のルータ識別情報、後のルータ識別情報、プリセット文字列、以前の気付アドレス、新たな気付アドレス、保護キーの長さ、及び乱数。
認証コード追加ユニット１３；認証コード生成ユニット１２によって生成された認証コードを高速ハンドオーバシグナリングに追加し、その高速ハンドオーバシグナリングをルータに送信するように構成した。高速ハンドオーバシグナリングは、ＲｔＳｏｌＰｒ（ｒｏｕｔｅｒ ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐｒｏｘｙ ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）メッセージ、又はＦＢＵ（ｆａｓｔ ｂｉｎｄｉｎｇ ｕｐｄａｔｅ）メッセージであってもよい。

加えて、モバイルノード１０は、以下を更に含む。
共有キー記憶ユニット１４；ネットワーク側装置と共有されたキーを記憶し、そのキーを、保護キーを生成するために保護キー生成ユニット１１に提供するように構成した。共有キーは、モバイルノードのアクセス認証中に生成されると共にネットワーク側装置とモバイルノードとの間で共有されたマスターセッションキーＭＳＫであってもよい。

具体的には、ルーティング装置２０は、以下を更に含む。
認証コード取得ユニット２１；モバイルノード１０から、高速ハンドオーバシグナリング内で運ばれる認証コードを取得するように構成した。
保護キー取得ユニット２２；認証コードを生成するためにモバイルノード１０によって使用された保護キーを、ローカル装置又はネットワーク側装置から取得するように構成した。ここで、保護キーは、モバイルノード１０によって、ネットワーク側装置と共有されたキーを使用して生成される。
認証ユニット２３；認証コード取得ユニット２１によって取得された認証コードを、保護キー取得ユニット２２によって取得された保護キーに従って認証するように構成し、かつ、認証コードが認証に合格した場合に、モバイルノード１０に応答を送信するように構成した。

加えて、ルーティング装置２０は、以下を更に含む。
保護キー認証機能ユニット２４；モバイルノード１０と共有されたキーに従って、かつ、保護キーを生成するために必要とされるパラメータに従って、保護キーを取得するように、そして、その保護キーを保護キー取得ユニット２２に提供するように構成した。特定のネットワーク環境では、保護キー認証機能ユニット２４は、ルーティング装置２０の外部に配置された独立した機能エンティティとされてもよい。

本開示の上記の実施形態で提供されるシステム及び装置により、モバイルノードとネットワーク側装置との間の共有キーが、高速ハンドオーバシグナリングを保護するための、高速ハンドオーバシグナリング保護キーを導出するために使用され、この方法は、モバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバ中の高速ハンドオーバメッセージのセキュリティ問題を解決し、モバイルノードに関して、記憶及び計算中のオーバヘッドを減少させ、そして、モバイルノードによってサポートされないＳｅＮＤプロトコルの下り高速ハンドオーバシグナリングを保護するために使用可能である。

上記の実施形態の説明により、本開示がハードウェアによって、又はソフトウェアと、必要な共通ハードウェアプラットフォームとによって実現されることが可能であることを、当業者は明確に理解することができる。この理解に基づいて、本開示の技術的解決法は、ソフトウェア製品の形態で実施されることが実質的に可能である。ソフトウェア製品は、（ＣＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢフラッシュドライブ、モバイルハードディスクドライブなどであってもよい）不揮発性記憶媒体内に記憶され、本開示の実施形態で述べた方法を（パーソナルコンピュータ、サーバ、又はネットワーク装置などであってもよい）コンピュータ装置に実行させるための複数の命令を含む。

要約すると、上記の内容は、本開示の好ましい実施形態にすぎず、本開示の保護範囲を限定することを意図するものではない。本開示の精神及び原理内の、いかなる修正、均等な置換、及び改善も、本開示の保護範囲に含まれる。

Claims (8)

1. ネットワーク側装置と共有されたキーを使用することによって、高速ハンドオーバシグナリング保護キーを生成し、ここで、前記ネットワーク側装置と共有された前記キーは、アクセス認証中に生成されたマスターセッションキー（ＭＳＫ）であり、
   前記保護キーに従って認証コードを生成し、
   前記認証コードを高速ハンドオーバシグナリングに追加して、前記高速ハンドオーバシグナリングをルータに送信する、ことを含み、
   前記ネットワーク側装置と共有された前記キーを使用することによって、前記高速ハンドオーバシグナリング保護キーを生成するステップは、
   前記ネットワーク側装置と共有された前記キーを使用することによって、かつ、モバイルノード装置識別情報と、以前のルータ識別情報、新たなアクセスルータ識別情報、プリセット文字列、以前の気付アドレス、新たな気付アドレス、前記保護キーの長さ、及び乱数、というパラメータのうちの１つ又は複数と、を使用することによって、前記高速ハンドオーバシグナリング保護キーを生成し、
   前記モバイルノード装置識別情報は、前記ネットワーク側装置と共有された前記キーに従って前記モバイルノードのために生成されたプライベート識別情報である、
   モバイルインターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）高速ハンドオーバの保護方法。
2. 前記高速ハンドオーバシグナリングは、ＲｔＳｏｌＰｒ（ｒｏｕｔｅｒ ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐｒｏｘｙ ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）メッセージ又はＦＢＵ（Ｆａｓｔ Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅ）メッセージである、請求項１に記載のモバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法。
3. 認証コードを運ぶと共にモバイルノードによって送信される高速ハンドオーバシグナリングを受信し、
   前記認証コードを生成するために前記モバイルノードによって使用されると共に、前記モバイルノードによって、ネットワーク側装置と共有されたキーを使用して生成される保護キーを取得し、ここで、前記モバイルノードと共有された前記キーは、前記モバイルノードのアクセス認証中に生成されるマスターセッションキー（ＭＳＫ）であり、
   前記保護キーに従って、前記高速ハンドオーバシグナリングの前記認証コードを認証し、前記認証コードが認証に合格した場合、前記モバイルノードに応答を送信する、ことを含み、
   前記高速ハンドオーバシグナリング保護キーは、前記ネットワーク側装置と共有された前記キーを使用することによって、かつ、モバイルノード装置識別情報と、以前のルータ識別情報、新たなアクセスルータ識別情報、プリセット文字列、以前の気付アドレス、新たな気付アドレス、前記保護キーの長さ、及び乱数、というパラメータのうちの１つ又は複数と、を使用することによって生成され、
   前記モバイルノード装置識別情報は、前記ネットワーク側装置と共有された前記キーに従って前記モバイルノードのために生成されたプライベート識別情報である、
   モバイルインターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）高速ハンドオーバの保護方法。
4. 前記認証コードを生成するために前記モバイルノードによって使用される前記保護キーを取得するステップは、
   前記モバイルノードと共有された前記キーと、前記高速ハンドオーバシグナリング内で運ばれると共に前記保護キーを生成するために必要とされるパラメータとに従って前記保護キーを取得する、請求項３に記載のモバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法。
5. 前記認証コードを生成するために前記モバイルノードによって使用される前記保護キーを取得するステップは、
   前記保護キーを生成するために必要とされるパラメータを運ぶキー取得要求メッセージを、前記ネットワーク側装置上の対応する認証機能エンティティに送信し、
   前記モバイルノードと共有された前記キー及び前記パラメータに従って生成された前記認証機能エンティティによって送信された前記保護キーを受信する、請求項３に記載のモバイルＩＰｖ６高速ハンドオーバの保護方法。
6. ネットワーク側装置と共有されたキーを使用することによって高速ハンドオーバシグナリング保護キーを生成するように構成された保護キー生成ユニットであって、前記ネットワーク側装置と共有された前記キーは、アクセス認証中に生成されたマスターセッションキー（ＭＳＫ）である、前記保護キー生成ユニットと、
   前記保護キー生成ユニットによって生成された前記保護キーに従って認証コードを生成するように構成された認証コード生成ユニットと、
   前記認証コード生成ユニットによって生成された前記認証コードを高速ハンドオーバシグナリングに追加し、前記高速ハンドオーバシグナリングをルータに送信するように構成された認証コード追加ユニットと
   を備え、
   前記高速ハンドオーバシグナリング保護キーは、前記ネットワーク側装置と共有された前記キーを使用することによって、かつ、モバイルノード装置識別情報と、以前のルータ識別情報、新たなアクセスルータ識別情報、プリセット文字列、以前の気付アドレス、新たな気付アドレス、前記保護キーの長さ、及び乱数、というパラメータのうちの１つ又は複数と、を使用することによって生成され、
   前記モバイルノード装置識別情報は、前記ネットワーク側装置と共有された前記キーに従って前記モバイルノードのために生成されたプライベート識別情報である、モバイルノード。
7. 前記ネットワーク側装置と共有された前記キーを記憶し、前記キーを、前記保護キーを生成するために前記保護キー生成ユニットに提供するように構成された共有キー記憶ユニット
   を更に備える、請求項６に記載のモバイルノード。
8. モバイルインターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）高速ハンドオーバの保護システムであって、前記保護システムは、
   請求項６〜７いずれか１項に記載のモバイルノードと、
   ルーティング装置と、を備え、
   前記ルーティング装置は、
   前記モバイルノードから、高速ハンドオーバシグナリング内で運ばれる認証コードを取得するように構成された認証コード取得ユニットと、
   前記認証コードを生成するために前記モバイルノードによって使用されると共に、前記モバイルノードによって、ネットワーク側装置と共有されたキーを使用して生成される保護キーを、ローカル装置又はネットワーク側装置から取得するように構成された保護キー取得ユニットであって、前記モバイルノードと共有された前記キーは、前記モバイルノードのアクセス認証中に生成されるマスターセッションキー（ＭＳＫ）である、前記保護キー取得ユニットと、
   前記認証コード取得ユニットによって取得された前記認証コードを、前記保護キー取得ユニットによって取得された前記保護キーに従って認証するように構成され、かつ、前記認証コードが認証に合格した場合に、前記モバイルノードに応答を送信するように構成された認証ユニットと、
   を備える、
   保護システム。

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