JP5273406B2 - セキュリティアルゴリズムを選択するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
コアネットワークにおいて、通信ネットワークに接続するユーザデバイスにためのセキュリティ能力情報を受信すること、
基地局にためのセキュリティ能力情報を入手すること、
コアネットワークにおいて、ユーザデバイスにためのセキュリティ能力情報及び基地局にためのセキュリティ能力情報を処理することであって、ユーザデバイスと基地局との間の接続にためのセキュリティポリシーを選択する、処理すること、及び
選択されたセキュリティポリシーを基地局に送信することを含む、方法が提供される。
ターゲット基地局のためのセキュリティ能力情報を入手すること、
ターゲット基地局に接続するために、セキュリティポリシーの変更が必要とされるか否かを判断すること、及び
選択されたセキュリティポリシーをターゲット基地局に送信することをさらに含む場合がある。
基地局からコアネットワークに該基地局のためのセキュリティ能力情報を送信すること、
コアネットワークから、ユーザデバイスと基地局との間の接続のための選択されたセキュリティポリシーを受信すること、及び
選択されたセキュリティポリシーを用いて、ユーザデバイスと基地局との間の接続を確立することを含む、方法が提供される。
コアネットワークにおいて、ユーザデバイスと基地局との間の接続のための少なくとも1つの好ましいセキュリティポリシーを選択すること、
少なくとも1つの好ましいセキュリティポリシーを基地局に送信すること、
基地局から、選択されたセキュリティポリシーを特定する情報を受信すること、
選択されたセキュリティポリシーを少なくとも1つの好ましいセキュリティポリシーと比較すること、及び
選択されたセキュリティポリシーが好ましいセキュリティポリシーと一致しない場合には、基地局にメッセージを送信することを含む、方法が提供される。
基地局において、ユーザデバイスと該基地局との間の接続のための少なくとも1つの好ましいセキュリティポリシーを受信すること、
接続のためのセキュリティポリシーを選択すること、
選択されたセキュリティポリシーをコアネットワークに送信すること、及び
選択されたセキュリティポリシーが好ましいセキュリティポリシーと一致しない場合には、基地局において、コアネットワークからメッセージを受信することを含む、方法が提供される。
以下の説明は、本明細書において特許請求される方法及びシステムの複数の具体的な実施形態を詳述する。それらの特徴及び方法ステップの変形形態を与えることができること、及び説明される特徴のうちの多くが本発明にとって不可欠ではないことは当業者には明らかである。
図2は、この実施形態において用いられる各基地局5の主要構成要素を示すブロック図である。図に示されるように、各基地局5は、トランシーバ回路21を含み、トランシーバ回路は、1つ又は複数のアンテナ23を介して、移動電話3に対し信号を送受信するように動作することができ、且つネットワークインタフェース25を介して、電話網7に対し信号を送受信するように動作することができる。ネットワークインタフェース25は、S1プロトコルを用いて、ゲートウェイ9のようなネットワーク構成要素と通信するためのS1ネットワークインタフェースを備える。ネットワークインタフェース25は、X2プロトコルを用いて、他の基地局構成要素と通信するためのX2インタフェースも備える。コントローラ27は、メモリ29に格納されるソフトウエアに従って、トランシーバ回路21の動作を制御する。ソフトウエアは、特に、オペレーティングシステム211、基地局のセキュリティ能力に関連する情報を格納するためのセキュリティデータベース213、及びセキュリティ能力に関連する情報を他のネットワーク構成要素に通信するためのセキュリティモジュール215を含む。セキュリティデータベース213及びセキュリティモジュール215の動作は以下に説明される。
図3は、この実施形態において用いられる各ゲートウェイ構成要素9の主要構成要素を示すブロック図である。図に示されるように、各ゲートウェイ9は、トランシーバ回路31を備えており、トランシーバ回路は、基地局インタフェース33を介して、少なくとも1つの基地局5に対し信号を送受信するように動作することができ、且つネットワークインタフェース35を介して、電話網7の他の部分に対し信号を送受信するように動作することができる。コントローラ37は、メモリ39に格納されるソフトウエアに従って、トランシーバ回路31の動作を制御する。ソフトウエアは、特に、オペレーティングシステム311、ネットワーク構成要素のセキュリティ能力に関連する情報を格納するためのセキュリティデータベース313、及びネットワーク内のセキュリティポリシーを管理するためのセキュリティコントローラ315を含む。データベース313及びセキュリティコントローラ315の動作は以下に説明される。
ここで、通信ネットワーク内の通信のためのセキュリティアルゴリズムを選択するための方法の3つの実施態様が、さらに詳しく説明される。
図4を参照して第1の実施形態を説明する。図4に示されるように、複数のeNodeB41−1、41−2、41−3が各MME構成要素43に接続される。この実施形態では、各eNodeBは、そのセキュリティ能力をMME43にシグナリングする。これは、ストリーム制御伝送プロトコルSCTP接続の初期化後に、S1共通メッセージ45を用いて行なわれる。MME43は、eNodeBのセキュリティ能力を含む、MME43に接続されるeNodeB41−1、41−2、41−3毎のeNodeBコンテキスト49−1、49−2、49−3をデータベース47に格納する。MME43は、eNodeBからS1共通メッセージ45を受信すると、セキュリティ能力情報を用いてeNodeBコンテキストを更新するか、又はそのeNodeBのためのコンテキストがまだ存在しない場合には、新たなコンテキストを作成する。eNodeB毎のeNodeBコンテキスト49−1、49−2、49−3は、そのeNodeBのための他の関連情報、たとえば、そのeNodeBの接続ステータスも格納する場合がある。
第2の実施形態では、eNodeBセキュリティ能力が、UEアタッチ又はハンドオーバ手順の一部としてMMEに送信される。本実施形態によるアタッチ手順が図7に示される。
本明細書において記載されるシステム及び方法の第3の実施形態が図9において示される。
LTE − (UTRANの)ロングタームエボリューション
eNodeB − E−UTRANノードB
AGW − アクセスゲートウェイ
UE − ユーザ装置 − 移動通信デバイス
DL − ダウンリンク − 基地局から移動局へのリンク
UL − アップリンク − 移動局から基地局へのリンク
AM − 肯定応答モード
UM − 否定応答モード
MME − 移動管理エンティティ
UPE − ユーザプレーンエンティティ
CN − コアネットワーク
HO − ハンドオーバ
RAN − 無線アクセスネットワーク
RANAP − 無線アクセスネットワークアプリケーションプロトコル
RLC − 無線リンク制御
RNC − 無線ネットワークコントローラ
RRC − 無線資源制御
RRM − 無線資源管理
SDU − サービスデータユニット
SRNC − サービング無線ネットワークコントローラ
PDU − プロトコルデータユニット
NAS − 非アクセス層(Non Access Stratum)
ROHC − ロバストヘッダ圧縮
TA − トラッキングエリア
Uプレーン又はUP − ユーザプレーン
TNL − トランスポートネットワーク層
S1インタフェース − アクセスゲートウェイとeNodeBとの間のインタフェース
X2インタフェース − 2つのeNodeBの間のインタフェース
MMES/SAEゲートウェイ − MMEエンティティ及びUPEエンティティの双方を有するアクセスゲートウェイ
1 序論
おそらくホームeNBにセキュリティアルゴリズム選択を委ねることはできないので、NAS、RRC及びUPトラフィックのためのセキュリティアルゴリズムをMMEが選択することが、より安全である。結果として、MMEは、アルゴリズム選択が行われる時点までに、eNBセキュリティ能力を知る必要がある。本稿は、アタッチ手順中に、そして必要な場合には、S1リロケーション中に、MMEがアルゴリズム選択を実行できるようにするための3つの取り得る方法を提案する。
UMTS背景
UMTSでは、SRNCは、そのセキュリティ能力、UEセキュリティ能力、及びCNからもたらされる許容アルゴリズム情報に基づいて、セキュリティアルゴリズムを選択する。
・MMEが、NAS、RRC及びUPトラフィックのためのセキュリティアルゴリズムを選択する。
・RAN2及びRAN3がMMEに必要な情報を与えるべきである。
・セキュリティアルゴリズム選択は以下の手順中に行なわれる。
◎アタッチ手順
◎X2又はS1のいずれを介した、eNB間ハンドオーバ
以下に、セキュリティアルゴリズム選択のための3つの提案が列挙される。
その提案は、セキュリティアルゴリズムを決定するために、MMEに対するeNBセキュリティ能力のシグナリングメカニズム、MME内のeNBコンテキストにおけるこれらのセキュリティ能力の格納、及びアタッチ手順及びS1リロケーション手順中のeNBコンテキストの問い合わせに重点を置く。
MMEがアタッチ及びS1リロケーションの双方の手順中にセキュリティアルゴリズムを選択できるようにするには、以下のことが必要とされる。
・MMEとS1接続される全てのeNBが、そのセキュリティ能力をMMEにシグナリングする。
・MMEが、eNBセキュリティ能力を含むeNBコンテキストを保持し、この場合、そのコンテキストは、アタッチ及びS1リロケーションの双方の手順中に問い合わせられることになる。
SCTP接続の初期化後に、eNBは、S1共通メッセージによって、そのセキュリティ能力をMMEに通知する。その後、MMEは、eNBコンテキストを更新し、その能力情報を格納する。
S1:初期UEメッセージの受信時に、MMEは、UE能力、MME内のeNBコンテキストに格納されるeNB能力、及びMMEにも知られている許容RRC/UPセキュリティアルゴリズムに基づいて、セキュリティアルゴリズムを選択する。
S1:リロケーション処理を要求する情報(Relocation Required)の受信時に、MMEは、アルゴリズム変更が必要とされるか否かを評価できるべきであり、変更が必要とされる場合には、S1:リロケーション要求メッセージにおいて、ターゲットeNBに新たなアルゴリズムを通知すべきである。
以下のS1メッセージ、すなわち、
・アタッチ手順中のS1初期UEメッセージ
・S1リロケーション(共通又は専用)中の新たなS1手順
によって、MMEにeNBセキュリティ能力が送信される。
MMEは、S1:初期UEメッセージにおいてeNB能力を受信し、セキュリティアルゴリズムを選択し、専用S1メッセージによってeNBに通知する。
S1リロケーション処理を要求する情報を受信する時点までに、MMEは、アルゴリズム変更が必要とされるか否かを判断しなければならず、すなわち、ターゲットeNB能力を知る必要がある。MMEは、新たなS1:セキュリティ能力要求/応答手順によって、ターゲットeNB能力を知るようになる。この手順は、専用手順であっても、共通手順であってもよい。
アタッチ手順中に、MMEは、専用S1メッセージ、すなわちS1:初期UEメッセージ(提案2と同じ)によってセキュリティ能力を得る。
・ターゲットeNBに資源を解放するように命令し、
・ソースeNBに対してハンドオーバを拒否する。
提案1−シグナリングオーバーヘッドを最小限に抑えるが、MMEは、eNodeBコンテキスト内のセキュリティ情報を保守する必要がある。
本発明者らは、アタッチ及びS1リロケーションの双方の手順中に、MMEにセキュリティアルゴリズムを変更させるための3つの取り得る方法を提案する。表1に列挙される提案を比較すると、何らかの他の理由から、いずれにしてもeNBコンテキストが保守される必要がある場合には、本発明者らは提案1に同意することを選び、そうでない場合には、本発明者らは、提案3が最も簡単な解決策であると考える。RAN3が好ましいメカニズムを検討し、ステージ2仕様に取り入れるのに同意することを提案する。
Claims (14)
- ユーザデバイスと、少なくとも1つのE‐UTRAN基地局とコアネットワークを含むLTE通信ネットワークとの間の接続のためのセキュリティを管理する方法であって、
前記コアネットワークにおいて、前記ユーザデバイスと基地局との間の接続のための複数の好ましいセキュリティポリシーを選択すること、
前記選択された好ましいセキュリティポリシーを前記基地局によるセキュリティポリシーの選択が可能な好ましいセキュリティポリシーのリストとして前記基地局に送信すること、
前記基地局から、選択されたセキュリティポリシーを特定する情報を受信すること、
前記選択されたセキュリティポリシーを前記複数の好ましいセキュリティポリシーと比較すること、及び
前記選択されたセキュリティポリシーが好ましいセキュリティポリシーと一致しない場合には、前記基地局にメッセージを送信することを含み、
前記選択されたセキュリティポリシーは、無線資源制御(RRC),ユーザプレーン(UP)及び非アクセス層(NAS)のセキュリティアルゴリズムの選択の少なくとも1つに関係している、方法。 - 少なくとも1つの好ましいセキュリティポリシーを選択する前に、前記コアネットワークのためのセキュリティポリシーに関する情報を入手することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- ユーザデバイスと、少なくとも1つのE‐UTRAN基地局とコアネットワークを含むLTE通信ネットワークとの間の接続を提供する方法であって、
前記基地局において、前記ユーザデバイスと該基地局との間の接続のための好ましいセキュリティポリシーのリストを受信すること、
前記基地局において、セキュリティポリシーの前記好ましいリストから前記接続のためのセキュリティポリシーを選択すること、
前記選択されたセキュリティポリシーを前記コアネットワークに送信すること、及び
前記選択されたセキュリティポリシーが好ましいセキュリティポリシーと一致しない場合には、前記基地局において、前記コアネットワークからメッセージを受信することを含み、
前記選択されたセキュリティポリシーは、無線資源制御(RRC),ユーザプレーン(UP)及び非アクセス層(NAS)のセキュリティアルゴリズムの選択の少なくとも1つに関係している、方法。 - 前記好ましいセキュリティポリシーのリストは優先順位付きのリストである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記選択されたセキュリティポリシーは、前記リスト化されたセキュリティポリシーの個々の優先順位に基づいて選択される、請求項4に記載の方法。
- 前記選択されたセキュリティポリシーが好ましいセキュリティポリシーと一致する場合には、前記ユーザデバイスと前記基地局との間に接続を確立することをさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記メッセージは、前記基地局が前記接続を確立すべきないことを指示する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記コアネットワークは、少なくとも1つのゲートウェイ構成要素を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- ユーザデバイスと、少なくとも1つのE‐UTRAN基地局とコアネットワークを含むLTE通信ネットワークとの間の接続のためのセキュリティを管理するE‐UTRANゲートウェイであって、
前記ユーザデバイスと基地局との間の接続のための複数の好ましいセキュリティポリシーを選択する手段、
前記複数の好ましいセキュリティポリシーを前記基地局によるセキュリティポリシーの選択が可能なセキュリティポリシーの好ましいリストとして前記基地局に送信する手段、
前記基地局から、選択されたセキュリティポリシーを特定する情報を受信する手段、
前記選択されたセキュリティポリシーを前記複数の好ましいセキュリティポリシーと比較する手段、及び
前記選択されたセキュリティポリシーが好ましいセキュリティポリシーと一致しない場合には、前記基地局にメッセージを送信する手段を備え、
前記選択されたセキュリティポリシーは、無線資源制御(RRC),ユーザプレーン(UP)及び非アクセス層(NAS)のセキュリティアルゴリズムの選択の少なくとも1つに関係している、ゲートウェイ。 - ユーザデバイスと、コアネットワークとの間の接続を提供するE‐UTRAN基地局であって、
前記ユーザデバイスと前記基地局との間の接続のための好ましいセキュリティポリシーのリストを受信する手段、
好ましいセキュリティポリシーの前記リストから前記接続のためのセキュリティポリシーを選択する手段、
前記選択されたセキュリティポリシーを前記コアネットワークに送信する手段、及び
前記選択されたセキュリティポリシーが好ましいセキュリティポリシーと一致しない場合には、前記基地局において、前記コアネットワークからメッセージを受信する手段を備え、
前記選択されたセキュリティポリシーは、無線資源制御(RRC),ユーザプレーン(UP)及び非アクセス層(NAS)のセキュリティアルゴリズムの選択の少なくとも1つに関係している、基地局。 - ユーザデバイスと、少なくとも1つのE‐UTRAN基地局及びコアネットワークを含むLTE通信ネットワークとの間の接続のためのセキュリティを管理するE‐UTRANゲートウェイであって、
前記ユーザデバイスと基地局との間の接続のための複数の好ましいセキュリティポリシーを選択するプロセッサ、
前記複数の好ましいセキュリティポリシーを好ましいセキュリティポリシーのリストとして前記基地局に送信する送信機、
前記基地局から、選択されたセキュリティポリシーを特定する情報を受信する受信機、
前記選択されたセキュリティポリシーを前記複数の好ましいセキュリティポリシーと比較するプロセッサ、及び
前記選択されたセキュリティポリシーが好ましいセキュリティポリシーと一致しない場合には、前記基地局にメッセージを送信する送信機を備え、
前記選択されたセキュリティポリシーは、無線資源制御(RRC),ユーザプレーン(UP)及び非アクセス層(NAS)のセキュリティアルゴリズムの選択の少なくとも1つに関係している、ゲートウェイ。 - ユーザデバイスと、コアネットワークとの間の接続を提供するE‐UTRAN基地局であって、
前記ユーザデバイスと前記基地局との間の接続のための好ましいセキュリティポリシーのリストを受信する受信機、
好ましいセキュリティポリシーの前記リストから前記接続のためのセキュリティポリシーを選択するプロセッサ、
前記選択されたセキュリティポリシーを前記コアネットワークに送信する送信機、及び
前記選択されたセキュリティポリシーが好ましいセキュリティポリシーと一致しない場合には、前記基地局において、前記コアネットワークからメッセージを受信する受信機を備え、
前記選択されたセキュリティポリシーは、無線資源制御(RRC),ユーザプレーン(UP)及び非アクセス層(NAS)のセキュリティアルゴリズムの選択の少なくとも1つに関係している、基地局。 - ユーザデバイスと、少なくとも1つのE‐UTRAN基地局とコアネットワークを含むLTE通信ネットワークとの間の接続のためのセキュリティの管理を前記コアネットワークのコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記コアネットワークにおいて、前記ユーザデバイスと基地局との間の接続のための複数の好ましいセキュリティポリシーを選択させ、
前記選択された好ましいセキュリティポリシーを前記基地局によるセキュリティポリシーの選択が可能な好ましいセキュリティポリシーのリストとして前記基地局に送信させ、
前記基地局から、選択されたセキュリティポリシーを特定する情報を受信させ、
前記選択されたセキュリティポリシーを前記複数の好ましいセキュリティポリシーと比較させ、及び
前記選択されたセキュリティポリシーが好ましいセキュリティポリシーと一致しない場合には、前記基地局にメッセージを送信させる、
命令を含み、
前記選択されたセキュリティポリシーは、無線資源制御(RRC),ユーザプレーン(UP)及び非アクセス層(NAS)のセキュリティアルゴリズムの選択の少なくとも1つに関係している、コンピュータプログラム。 - ユーザデバイスと、少なくとも1つのE‐UTRAN基地局とコアネットワークを含むLTE通信ネットワークとの間の接続の提供を前記基地局のコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記基地局において、前記ユーザデバイスと該基地局との間の接続のための好ましいセキュリティポリシーのリストを受信させ、
前記基地局において、セキュリティポリシーの前記好ましいリストから前記接続のためのセキュリティポリシーを選択させ、
前記選択されたセキュリティポリシーを前記コアネットワークに送信させ、及び
前記選択されたセキュリティポリシーが好ましいセキュリティポリシーと一致しない場合には、前記基地局において、前記コアネットワークからメッセージを受信させる、
命令を含み、
前記選択されたセキュリティポリシーは、無線資源制御(RRC),ユーザプレーン(UP)及び非アクセス層(NAS)のセキュリティアルゴリズムの選択の少なくとも1つに関係している、コンピュータプログラム。
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