JP5290323B2 - 無線アクセス技術及び移動ｉｐ基盤の移動性制御技術が適用された次世代のネットワーク環境のための統合ハンドオーバー認証方法 - Google Patents

無線アクセス技術及び移動ｉｐ基盤の移動性制御技術が適用された次世代のネットワーク環境のための統合ハンドオーバー認証方法 Download PDF

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Description

本発明は、無線アクセス技術及び移動ＩＰ基盤の移動性制御技術が適用されたＮＧＮ（Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）環境のための統合ハンドオーバー認証方法に係り、特に本発明は、ＩＴＵ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ）−Ｔで開発中であるＮＧＮ網接続（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）技術標準が、基本的にＩＥＥＥ ８０２．１１，８０２．１６ｅ，３世代移動通信など無線アクセス技術と共にＩＰ基盤のネットワーク移動性制御技術を受容できるように定義されており、それらの認証手順を統合受容する統合認証モデルを採択している一方、統合ハンドオーバー認証方法まで考慮した一貫した方法を適切に定義していない点を補完する技術である。
本発明は、情報通信部及び情報通信研究振興院の情報通信標準開発支援事業の一環として行った研究から導出されたものである［課題管理番号：２００７−Ｐ１０−３０、課題名：広帯域統合網の統合番号体系標準開発］。
多様な異種アクセス技術が適用される場合、ＥＡＰ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）基盤の認証の低い階層制御方式は、各アクセス技術別に別に開発され、ＩＰ基盤の統合網を構築しようとするＮＧＮは、それらを統合するための統合認証方法を採択する。
ＮＧＮでは、ＥＡＰ基盤の統合認証方法を定義しており、四つの要素から構成される構造を採択している。これは、ＡＳ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｅｒ）、Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒ、ＥＰ（Ｅｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ Ｐｏｉｎｔ）、Ｐｅｅｒから構成され、それぞれの構成要素は、８０２．１１−ＦＭＩＰｖ６，８０２．１６ｅ−ＦＭＩＰｖ６，３Ｇ−ＦＭＩＰｖ６ネットワーク構造で、各機能ノードと一対一にマッチングされる（ＡＳ−ＡＡＡ，Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒ−ＡＲ，ＥＰ−ＡＰ，Ｐｅｅｒ−ＭＮ）。
この場合、端末が移動する場合を考慮すれば、リンク階層のＥＡＰ認証に対してハンドオーバー認証を付加すると共に、モバイルＩＰなどネットワーク階層でもハンドオーバーが起こるので、このためのハンドオーバー認証手順が行われねばならない。特に速いハンドオーバーのためには、ＥＡＰ階層とネットワーク階層との統合認証を通じて、認証制御シグナリングの不要な重複的な手順を最小化することはいうまでもなく、ハンドオーバー手順自体を一貫して保護せねばならないという技術的な課題がある。
かかるハンドオーバー認証技術については、モバイルＩＰ階層で提案されたバインディングアップデート保護技術（ＩＥＴＦ ＲＦＣ４０８６）、ＡＡＡ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ，Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ，Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）基盤のハンドオーバー認証（ＩＥＴＦ ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍｉｐｓｈｏｐ−３ｇｆｈ−０３）、ＳＥＮＤを利用した安全コンテキスト伝達方法を利用したハンドオーバー認証技法（ＩＥＴＦ ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍｉｐｓｈｏｐ−ｈａｎｄｏｖｅｒ−ｋｅｙ−００）などがあるが、それらは、いずれもネットワーク階層単独のハンドオーバー認証のみを考慮している。
移動アクセス階層でもハンドオーバー認証方法は提案されたものがあり、特にＷＬＡＮのためには、ＩＥＥＥ ８０２．１Ｘ ＥＡＰ認証、プロアクティブキー分配方法、移動性予測技法など多様な方式が存在する。しかし、それらも無線アクセス階層単独でのみ適用を考慮して提案されており、他の階層のハンドオーバー認証と共に使用する場合、複数の重複メッセージを誘発するなど統合の観点では、負担になるプロトコル設計構造を有している。
結論として、多数のハンドオーバー認証方法がＬａｙｅｒ２及びＬａｙｅｒ３それぞれに対して提案されているが、ＮＧＮのような統合構造を有する網のアクセス端で起こる各階層別認証手順を効果的に統合し、移動性発生の場合、統合ハンドオーバー認証まで適切に行う、移動性を考慮した統合認証制御及びキー管理方法はまだ提案されていない。
本発明が解決しようとする課題は、ＮＧＮアクセス環境で、多様な異種アクセス及びモバイルＩＰ基盤のネットワーク移動性を具現する場合、端末の移動に対して各階層で発生するハンドオーバー認証手順を統合制御することによって、不要な重複メッセージを省略する効率的な統合認証制御構造を提示し、局地的な移動性が発生する場合には、統合認証による不要な制御領域の拡大が起こらないように、各階層が所定のレベルの局地的ハンドオーバー認証を行わせる階層的な方法を提示するものである。
本発明が解決しようとする他の課題は、移動端末が直接ハンドオーバーキーを生成して管理する方法に関するものであって、ＡＲ（Ａｃｃｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ）とＡＡＡ認証サーバーとの間に安全なチャネルが存在し、ＡＡＡと端末とがＩＥＴＦのＥＡＰ標準文書（ＲＦＣ ３７４８）で定義したＥＭＳＫ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｍａｓｔｅｒ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｋｅｙ）を共有する環境を定義し、該ＥＭＳＫを利用して、サーバーと端末との間の認証のためのキーＡＭＫ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｓｔｅｒ Ｋｅｙ）と、移動端末が新たなＡＲと共有するハンドオーバー認証キーＨＫ（Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｋｅｙ）とを暗号化するＥＭＫ（Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｍａｓｔｅｒ Ｋｅｙ）を生成可能にするものである。
本発明が解決しようとするさらに他の課題は、ハンドオーバー認証モデルには、大きくＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅ（移動予測方式）及びＲｅａｃｔｉｖｅ（事後反応処理方式）の２種類があるので、効率的な統合認証手順及びキー管理モデルを該２種類のモデルに対してそれぞれ適用する方法を提示するものである。
本発明が解決しようとするさらに他の課題は、統合ハンドオーバー認証方法をＩＴＵ−Ｔで開発されているＮＧＮ統合認証モデルに適するように適用するものであって、前記ハンドオーバー認証技法に対して階層的管理技術を加えて、移動ノードのネットワーク階層ハンドオーバー時には、ＡＡＡサーバー基盤の移動ノード主導型ハンドオーバー認証を行い、リンク階層ハンドオーバー時には、ＡＲで各ＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）またはＢＳ（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）のハンドオーバー認証キーを階層的に管理する構造を開発するものである。
前記課題を解決するために、本発明で提示する統合ハンドオーバー認証を行うための移動端末の動作方法は、接続ルータ（ＰＡＲ）、ターゲットルータ（ＮＡＲ）及び認証サーバー（ＡＡＡ）を含む次世代のネットワーク（ＮＧＮ）環境で統合ハンドオーバー認証を行うための移動端末（ＭＮ）の動作方法において、（ａ）移動端末とターゲットルータとの間に共有され、前記移動端末と前記ターゲットルータとの間にＦＢＵ（Ｆａｓｔ Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅ）メッセージを保護するハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを生成するステップ、（ｂ）前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを伝送するステップ、及び（ｃ）前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑに対する応答として認証成功メッセージＡＡｕｔｈＲｅｓｐを受信するステップを含むことを特徴とする。
また、前記（ａ）ステップは、現在時間をキー値とし、前記移動端末を識別できる識別コードＩＤＭＮと、前記ターゲットルータを識別できる識別コードＩＤＮＡＲとを利用して、ハッシュ関数を通じて前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを生成することを特徴とする。
また、前記（ｂ）ステップは、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを暗号化して生成した値ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ）、前記認証サーバーが前記移動端末を検証するための情報を暗号化して生成した値ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ及び前記接続ルータが前記移動端末を検証するための情報を暗号化して生成した値ＭＡＣＭＮ＿ＰＡＲを含む前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを伝送することを特徴とする。
また、前記（ｃ）ステップは、前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑに含まれた前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成された認証成功メッセージＡＡｕｔｈＲｅｓｐを受信することを特徴とする。
また、（ｄ）前記接続ルータから前記ターゲットルータにハンドオーバーする場合には、現在連結された接続ルータで使用したアドレス、及び前記ターゲットルータで使用するアドレスを含むＦＢＵメッセージを伝送するステップ、及び（ｅ）ハンドオーバーが完了した場合、前記移動端末（ＭＮ）を識別できる識別コードＩＤＭＮ、及び前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成したＦＮＡ（Ｆａｓｔ Ｎｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）メッセージを伝送するステップをさらに含むことを特徴とする。
前記課題を解決するために、本発明で提示する統合ハンドオーバー認証を行うための移動端末の動作方法は、接続ルータ（ＰＡＲ）、ターゲットルータ（ＮＡＲ）及び認証サーバー（ＡＡＡ）を含む次世代のネットワーク（ＮＧＮ）環境で統合ハンドオーバー認証を行うための移動端末（ＭＮ）の動作方法において、（ａ）接続ルータからターゲットルータにハンドオーバーが完了した場合、移動端末及び前記ターゲットルータがハンドオーバー時に共有したハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを伝送するステップ、（ｂ）前記移動端末が認証可能な場合、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成された認証成功メッセージＡＡｔｈｕＲｅｓｐを受信するステップを含むことを特徴とする。
また、前記（ａ）ステップは、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを暗号化して生成した値ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ）、認証サーバーが前記移動端末を検証するための情報を暗号化して生成した値ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ、及び前記接続ルータが前記移動端末を検証するための情報を暗号化して生成した値ＭＡＣＭＮ＿ＮＡＲを含む前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを伝送することを特徴とする。
また、前記（ｂ）ステップは、前記認証サーバーで前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを利用して、前記移動端末の認証可能如何を判別して認証可能な場合、前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑに含まれた前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを復号化し、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証成功メッセージＡＡｕｔｈＲｅｓｐを受信することを特徴とする。
前記課題を解決するために、本発明で提示する統合ハンドオーバー認証を行うための認証サーバーの動作方法は、接続ルータ（ＰＡＲ）、ターゲットルータ（ＮＡＲ）及び認証サーバー（ＡＡＡ）を含む次世代のネットワーク（ＮＧＮ）環境で統合ハンドオーバー認証を行うための認証サーバー（ＡＡＡ）の動作方法において、（ａ）移動端末（ＭＮ）、接続ルータ及びターゲットルータ間に共有したハンドオーバー認証キーＨＫＰＡＲまたはＨＫＮＡＲを利用して、前記接続ルータ及び前記ターゲットルータそれぞれに含まれたＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）別にセッションマスタキー（ＳＭＫ）を割り当てるステップ、及び（ｂ）前記移動端末が前記接続ルータ内の相異なるＡＰにハンドオーバーする場合には、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＰＡＲ、及び前記ハンドオーバーするＡＰに対するセッションマスタキーを利用して、前記移動端末とのリンク階層認証を行うステップを含むことを特徴とする。
また、前記（ｂ）ステップは、（ｂ１）前記移動端末が前記接続ルータ内のＡＰから前記ターゲットルータ内のＡＰにハンドオーバーする場合には、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを前記接続ルータ及び前記ターゲットルータから順次に受信されて、前記移動端末の認証可能如何を判別して認証可能な場合、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証成功メッセージＡＡｕｔｈＲｅｓｐを前記ターゲットルータ、前記接続ルータ及び前記移動端末へ順次に伝送して、ネットワーク階層認証を行うステップ、及び（ｂ２）前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲ、及び前記ハンドオーバーするＡＰに対するセッションマスタキーを利用して、前記移動端末とのリンク階層認証を行うステップを含むことを特徴とする。
また、前記（ｂ）ステップは、（ｂ１）前記移動端末が前記接続ルータ内のＡＰから前記ターゲットルータ内のＡＰにハンドオーバーする場合には、前記移動端末がハンドオーバーが完了した場合、前記移動端末及び前記ターゲットルータがハンドオーバー時に共有したハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを前記移動端末から伝送され、前記移動端末が前記接続ルータで使用したアドレスが含まれたＦＢＵメッセージを前記接続ルータから伝送された前記ターゲットルータから前記認証要請メッセージＡＡｔｈｕＲｅｑを伝達されて、前記移動端末の認証可能如何を判別して認証可能な場合、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証成功メッセージＡＡｔｈｕＲｅｓｐを前記ターゲットルータ及び前記移動端末へ順次に伝送して、ネットワーク階層認証を行うステップ、及び（ｂ２）前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲ及び前記ハンドオーバーするＡＰに対するセッションマスタキーを利用して、前記移動端末とのリンク階層認証を行うステップを含むことを特徴とする。
前記課題を解決するために、本発明で提示する次世代のネットワーク（ＮＧＮ）環境で移動端末ＭＮの統合ハンドオーバー認証方法は、接続ルータ（ＰＡＲ）、ターゲットルータ（ＮＡＲ）及び認証サーバー（ＡＡＡ）を含む次世代のネットワーク（ＮＧＮ）環境で移動端末ＭＮの統合ハンドオーバー認証方法において、（ａ）移動端末は、前記移動端末とターゲットルータとの間に共有し、前記移動端末と前記ターゲットルータとの間にＦＢＵメッセージを保護するハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを生成するステップ、（ｂ）前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを接続ルータ、前記ターゲットルータ及び認証サーバーへ順次に伝送するステップ、及び（ｃ）前記移動端末の認証可能如何を判別して認証可能な場合、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証成功メッセージＡＡｕｔｈＲｅｓｐを前記ターゲットルータ、前記接続ルータ及び前記移動端末へ順次に伝送するステップを含むことを特徴とする。
また、前記（ａ）ステップにおいて、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲは、前記移動端末の現在時間をキー値とし、前記移動端末を識別できる識別コードＩＤＭＮと、前記ターゲットルータを識別できる識別コードＩＤＮＡＲとを利用して、ハッシュ関数を通じて生成することを特徴とする。
また、前記（ｂ）ステップにおいて、前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑは、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを暗号化して生成した値ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ）、前記認証サーバーが前記移動端末を検証するための情報を暗号化して生成した値ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ、及び前記接続ルータが前記移動端末を検証するための情報を暗号化して生成した値ＭＡＣＭＮ＿ＰＡＲを含むことを特徴とする。
また、前記（ｃ）ステップにおいて、前記認証サーバーは、伝送された前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを利用して、前記移動端末の認証可能如何を判別して認証可能な場合、前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑに含まれた前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを復号化し、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証成功メッセージＡＡｕｔｈＲｅｓｐを前記ターゲットルータ、前記接続ルータ及び前記移動端末へ伝送することを特徴とする。
また、（ｄ）前記移動端末が前記接続ルータから前記ターゲットルータにハンドオーバーする場合には、前記移動端末が前記接続ルータで使用したアドレス、及び前記移動端末が前記ターゲットルータで使用するアドレスを含むＦＢＵメッセージを前記接続ルータ及び前記ターゲットルータへ順次に伝送するステップ、及び（ｅ）前記移動端末が前記接続ルータから前記ターゲットルータにハンドオーバーが完了した場合、前記移動端末を識別できる識別コードＩＤＭＮと、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲとを利用して生成したＦＮＡメッセージを前記ターゲットルータへ伝送するステップをさらに含むことを特徴とする。
前述したように、本発明は、ＷＬＡＮをはじめとする多様な無線アクセス技術及びＦＭＩＰｖ６を含む移動ＩＰ基盤のネットワーク階層の移動性が共に使われた通信網で、端末の移動によるハンドオーバー認証を階層間での統合施行を可能にする方法を提案して、この過程で認証のための付随的なメッセージの発生を最小化し、特に端末の移動性が有した局地性によって階層的なハンドオーバーを施行して、ＡＡＡ認証サーバーのオーバーヘッドを最小化する統合ハンドオーバー認証実行手順を提供する。
また、本発明は、ＩＴＵ−Ｔで標準化が進行中であるＮＧＮ、及び国内で開発中であるＢｃＮのアクセス統合認証制御構造に適用するのに適した統合ハンドオーバー認証方法を提供する。
また、本発明は、ＩＥＥＥ８０２の無線アクセス技術及び移動ＩＰを組み合わせて使用した通信網で、移動端末がアクセス地点を移動するハンドオーバーの場合、認証のための手順が節約され、これによってさらに速いハンドオーバーが行われる。
また、リンク階層の移動性のみを発生させる局地的な移動の場合に、複雑なＡＡＡ中心認証手順が省略されるので、さらに効果が向上し、多様なリンク技術を一貫したキー管理方法で統合するので、異種アクセス網間のハンドオーバー及び認証の問題を容易に具現可能に支援する。
本発明の望ましい一実施形態による本発明で使われる各キーの意味及び構成を示す図面である。 本発明の望ましい一実施形態による移動性予測に基づいたハンドオーバー処理方式であるｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅモードで、統合ハンドオーバー認証を行う手順のメッセージのフロー及びキー運用方法を示す図面である。 本発明の望ましい一実施形態による事後反応処理方式であるｒｅａｃｔｉｖｅモードで、統合ハンドオーバー認証技法の認証を行う手順のメッセージのフロー及びキー運用方法を示す図面である。 本発明の望ましい一実施形態による８０２．１１−ＦＭＩＰｖ６ネットワーク統合ハンドオーバー認証技法をＮＧＮ統合認証モデル構造に合わせて適用した図面である。 本発明の望ましい一実施形態による図４の階層構造キーにおける構造を示す図面である。
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
まず、本発明の適用のためのシステム構成の前提は、次の通りである。
ＦＭＩＰｖ６など移動ＩＰ環境で、ＡＲ（Ａｃｃｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ）とＡＡＡ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ，Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ，Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）認証サーバーとの間でＴＬＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）またはＩＰＳｅｃ（ＩＰ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）保安プロトコルを使用して安全なチャネルが形成されていると仮定する。
また、移動ノード（Ｍｏｖｉｎｇ Ｎｏｄｅ、ＭＮ）は、ブーティング過程でＥＡＰ−ＴＬＳのような初期認証実行を通じて、ＡＡＡサーバーと共有したＥＭＳＫ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｍａｓｔｅｒ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｋｅｙ）を端末で安全に保存していると仮定する。
本発明で使われるＡＭＫ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｓｔｅｒ Ｋｅｙ）及びＥＭＫ（Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｍａｓｔｅｒ Ｋｅｙ）は、次のようにＥＭＳＫから派生される。
ＡＭＫは、ＡＡＡサーバーが移動端末を認証するために使用するキーであり、ＥＭＫは、移動端末がＮＡＲ（Ｎｅｗ ＡＲ）と共有するハンドオーバー認証キーＨＫ（Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｋｅｙ）を暗号化するために使用するキーである。
図１は、本発明の望ましい一実施形態による本発明で使われる各キーの意味及び構成を示す図面である。
ＥＭＳＫは、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）のＥＡＰ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）標準文書であるＲＦＣ ３７４８に定義されている用語であって、ネットワーク通信において、その他の保安キーの生成のためのマスタキーとして使われる。
ＥＭＳＫは、ＥＡＰピアとＥＡＰサーバーとの間に認証過程が成功的に行われた後で生成されたマスタキー（Ｍａｓｔｅｒ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｋｅｙ：ＭＳＫ）から派生されたキーである。
該ＥＭＳＫの目的は、ＭＳＫを直接データ暗号及び無欠性などその他の保安キーを誘導する過程に使用する場合、その誘導された保安キーからＭＳＫが露出されれば、全体の保安通信の安全性が侵害される。
したがって、ＭＳＫを直接その他の保安キーを誘導するのに使用せず、ＥＭＳＫを生成して該ＥＭＳＫからその他の保安キーを誘導して使用させることによって、安全性をさらに高める。一般的に、保安通信において、キー誘導過程は、キー最上のルートキーであるＭＳＫから直接その他の保安キーを誘導する過程を含まない。
ＡＭＫは、本発明で提案するキーである。本ハンドオーバー認証技術は、移動端末ＭＮとアクセスルータＡＲとの間にハンドオーバー認証キーを分配するために、ＭＮがＨＫを生成し、ＡＡＡサーバーを通じてＮＡＲに伝達する。
ここで、ＡＭＫは、ＡＡＡサーバーがＭＮを認証するのに使われる認証キーである。ＡＡＡサーバーは、ＡＡＡサーバー自身とハンドオーバー認証を要請したＭＮとの間に該ＡＭＫを共有していることをＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ値で確認し、認証が成功的に行われれば、ＡＡＡサーバーは、ＭＮのハンドオーバー認証手順を正常に処理する。
下記の数式のように、ＭＮは、ＡＡＡと共有しているＡＭＫを使用してＭＡＣ（Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）を生成し、ＡＡＡサーバーは、この値を検証して正常にハンドオーバー認証手順を行ってもよいか否かを判断する。
[数]
ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ＝Ｈ（ＡＭＫ，ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＮＡＲ｜｜ＩＤＡＡＡ｜｜ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ））
数式についての詳細な説明は、後述する。
ＥＭＫは、本発明で提案するキーである。ＥＭＫは、ＭＮのＨＫをＡＲに伝達する過程で第３者に平文で見せないようにするために、ＥＭＫを使用してＨＫを暗号化するキーである。
ＥＥＭＫ（ＨＫ）のように、ＨＫは、ＥＭＫに暗号化アルゴリズムを使用して暗号化される。本発明において、暗号化アルゴリズムは、いかなる特定のアルゴリズムに制限しない。ＡＥＳ，ＤＥＳなど色々な暗号アルゴリズムが使われる。
ＨＫは、本発明で提案するキーである。ＭＮがＮＡＲにハンドオーバーする前に、ＭＮがＮＡＲ領域で使用するＩＰｖ６アドレスをあらかじめＰＡＲ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ）に登録させる。
この過程が、ＦＭＩＰｖ６技術でＦＢＵ（Ｆａｓｔ Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅ）過程である。かかるＦＢＵ過程は、ＦＭＩＰｖ６標準で定義した過程である。ＨＫは、下記の数式のようにＦＢＵ過程を安全に行うために使われるキーである。
[数]
Ｈ（ＨＫ，ＦＢＵ）、Ｈ（）は、ハッシュ関数にＨＫ及びＦＢＵ内容を使用して生成した値
数式１は、マスタキーの生成方法を表す。
[数１]
ＡＭＫ＝Ｈ（ＥＭＳＫ０＿３１，“Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｋｅｙ”）
ＥＭＫ＝Ｈ（ＥＭＳＫ３２＿６３，“Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｋｅｙ”）
ここで、ＥＭＳＫＸ＿Ｙは、ＥＭＳＫのＸビットでのＹビットを表す。
Ｈ（）は、ワンウェイハッシュ関数である（例えば、ＳＨＡ，ＭＤ５など）。
他の数式で使われるＥＥＭＫ（）は、ＥＭＫキーを使用して（）内に内容を暗号化するという表示である。暗号アルゴリズムは、ＡＥＳ，ＤＥＳなど多様に使われる。
ＡＭＫ＝Ｈ（ＥＭＳＫ０＿３１，“Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｋｅｙ”）は、ＥＭＳＫの０から３１ビットまで、すなわち３２ビット値、及び“Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｋｅｙ”というテキストをハッシュ関数の入力値としてＡＭＫを生成する。ＡＭＫの長さは、どのハッシュ関数を使用したかによって変わる。
ＥＭＫ＝Ｈ（ＥＭＳＫ３２＿６３，“Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｋｅｙ”）は、ＥＭＳＫの３２ビットから６３ビットまで、すなわち３２ビット値、及び“Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｋｅｙ”というテキストをハッシュ関数の入力値としてＥＭＫを生成する。ＥＭＫの長さは、どの暗号アルゴリズムを使用するかによって変わる。
１）Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅハンドオーバー認証技法
図２は、本発明の望ましい一実施形態による移動性予測に基づいたハンドオーバー処理方式であるｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅモードで、統合ハンドオーバー認証を行う手順のメッセージのフロー及びキー運用方法を示す図面である。
ＭＮは、リンク階層でハンドオーバーが行われる前に、ＡＡｕｔｈＲｅｑ及びＡＡｕｔｈＲｅｓｐメッセージを使用してハンドオーバー認証を行う。
ＡＡｕｔｈｒｅｑ及びＡＡｕｔｈｒｅｓｐメッセージに含まれる情報は、ＦＭＩＰｖ６のハンドオーバーモード（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ，Ｒｅａｃｔｉｖｅ）及び各区間（ＭＮ−ＰＡＲ，ＰＡＲ−ＮＡＲ，ＭＮ−ＮＡＲ）によって変わる。二つのメッセージは、本発明で提案したメッセージである。
ＭＡＣＸ＿Ｙの意味は、ＸがＭＡＣ値を生成し、ＹがＭＡＣ値を検証するという意味である。
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅハンドオーバーモードである場合、図２のように二つのメッセージが含む情報は、次の通りである。
ＭＮ−ＰＡＲ区間：ＡＡｕｔｈｒｅｑ＝［ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ），ＮｏｎｃｅＭＮ，ＭＡＣＭＮ＿ＰＡＲ，ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ］
ＰＡＲ−ＮＡＲ区間：ＡＡｕｔｈｒｅｑ＝［ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ），ＮｏｎｃｅＭＮ，ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ］
ＰＡＲ−ＮＡＲ区間でＭＡＣＭＮ＿ＰＡＲ値が除去された理由は、ＰＡＲがＭＡＣＭＮ＿ＰＡＲ値を検証し、ＭＮが認証されたノードであることが確認されたために除去したのである。
ＮＡＲ−ＰＡＲ−ＭＮ区間：ＡＡｕｔｈｒｅｓｐ＝［“Ｓｕｃｃｅｓｓ”または“Ｆａｉｌ”］、認証成功如何の文句が含まれる。ここで、認証成功の意味は、ＭＮがＡＡＡサーバーにより認証され、ＨＫがＮＡＲに正常に伝達されたことを意味する。
ＭＮがＮＡＲにハンドオーバーすれば、ＮＡＲは、ＭＮをもう一度認証するためにＦＮＡ（Ｆａｓｔ Ｎｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）メッセージにＭＡＣＭＮ＿ＮＡＲを含む。ＮＡＲは、このＭＡＣ値が正しければ、ハンドオーバーを受諾する。
図２の方法を詳細に説明すれば、まず、ＭＮは、ＭＡＣ値及びＮＡＲと共有するＨＫＮＡＲを次のように生成する。
ＭＡＣＭＮ＿ＰＡＲは、ＰＡＲがＭＮを認証するための値であり、ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡは、ＡＡＡサーバーがＭＮを認証するための値である。
ＭＡＣは、二つのノード間に共有しているキーを利用して、ハッシュ関数Ｈ（）（例えば、ＳＨＡ１，ＳＨＡ２５６，ＭＤ５など）を使用して生成した値である。
メッセージの無欠性及び二つのノード間に認証のために使われる暗号学的な値としてハッシュ関数は、一般的にＨ（）に入力値として内容のみを含む場合であるが（例えば、Ｈ（内容））、このハッシュ関数に入力値として内容及びキー値が含まれれば（例えば、Ｈ（キー、内容））、ＨＭＡＣ関数と呼ばれる（同じＨ（）ハッシュ関数であるが、名称のみをＨＭＡＣ関数という）。
すなわち、ハッシュ関数は同一であるが、キー値が含まれているか否かによって区別し、ＭＡＣ値は、ハッシュ関数にキー値を使用して生成した値である。
ＮＡＲ（Ｎｅｘｔ Ａｃｃｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ）は、ＩＥＴＦのＦＭＩＰｖ６技術で定義された用語である。ＭＮがハンドオーバーする次のＡＲである。３階層（ネットワーク階層）のネットワークノードとしてモバイルルータである。ＭＮにネットワーク情報（ＩＰｖ６のプリフィックス情報など）を知らせる。
ＰＡＲ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ）は、ＩＥＴＦのＦＭＩＰｖ６技術で定義された用語である。ＭＮが現在の領域に含まれているＡＲである。すなわち、ＭＮがＮＡＲにハンドオーバーする以前のＡＲである。
ハンドオーバー認証キーの生成方法は、次の数式２を参照する。
[数２]
ＨＫＮＡＲ＝Ｈ（Ｔｉｍｅ＿ｓｔａｍｐ｜｜ＲＮＭＮ，ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＮＡＲ）
ＭＡＣＭＮ＿ＰＡＲ＝Ｈ（ＨＫＰＡＲ，ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＮＡＲ｜｜ＩＤＡＡＡ｜｜ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ）｜｜ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ）
ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ＝Ｈ（ＡＭＫ，ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＮＡＲ｜｜ＩＤＡＡＡ｜｜ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ））
ここで、ＭＡＣｘ＿ｙは、ｘノードでＭＡＣ値を生成し、ｙノードでＭＡＣ値を検証することを表す。
ＩＤＭＮは、ＭＮを識別できるＩＤである（例えば、ＭＮのＩＰアドレスまたはその他のネットワークサービス事業者から割り当てられたＩＤ）。ＩＤＸの意味は、ＸノードのＩＤである。
ＮｏｎｃｅＭＮは、ＭＮが生成した任意のランダム値である。ＮｏｎｃｅＸの意味は、Ｘノードが生成したＮｏｎｃｅ値である。
ＨＫＮＡＲは、ＭＮとＮＡＲとの間に共有し、今後ＭＮが次のＮＡＲ（ＮＮＡＲ）にハンドオーバーするとき、ＭＮとＮＡＲとの間にＦＢＵメッセージを保護するハンドオーバー認証キーである。
ＨＫＰＡＲは、ＭＮとＰＡＲとの間に共有したキーであり、これは、ＭＮがＮＡＲにハンドオーバーするとき、ＭＮとＰＡＲとの間にＦＢＵメッセージを保護する時に使われるキーである。
ＨＫＮＡＲ＝Ｈ（Ｔｉｍｅ＿ｓｔａｍｐ｜｜ＲＮＭＮ，ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＮＡＲ）において、Ｔｉｍｅ＿ｓｔａｍｐは、現在ＭＮの時間を意味する。“｜｜”は、コンカチネーション（二つの値を連続して付ける）を意味する（例えば、ＩＤＭＮが“ＡＡ”であり、ＩＤＮＡＲが“ＢＢ”である場合、ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＮＡＲ値は、ＡＡＢＢとなる）。
ＭＡＣＭＮ＿ＰＡＲ＝Ｈ（ＨＫＰＡＲ，ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＮＡＲ｜｜ＩＤＡＡＡ｜｜ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ）｜｜ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ）は、ＭＮのハンドオーバー認証要請に対して、ＰＡＲがＭＮを検証するためにＭＮが生成する値である。ＨＫＰＡＲは、ＭＮとＰＡＲとの間に以前にハンドオーバー認証過程を通じて共有したキーである。該キーを通じて、ＰＡＲはＭＮを検証できる。
ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ）及びＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡは、ＭＮが二つの値を含めているＡＡｕｔｈｒｅｑメッセージをＰＡＲに伝達する過程で二つの値が変調されることを防止するために、ＭＡＣＭＮ＿ＰＡＲ値の生成に入力値として含む。
ＰＡＲは、検証されていないＭＮに対してハンドオーバー認証手順を行う場合、悪意的な攻撃者により多量のハンドオーバー認証要請メッセージでネットワークの不要なトラフィックを発生させ、正常なＭＮのハンドオーバー過程を侵害しうる。
ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ＝Ｈ（ＡＭＫ，ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＮＡＲ｜｜ＩＤＡＡＡ｜｜ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ））は、ＭＮのハンドオーバー認証要請に対して、ＡＡＡサーバーがＭＮを検証するためにＭＮが生成する値である。ＡＭＫは、ＭＮとＡＡＡサーバーとの間に既に共有しているキーである。すなわち、ＥＭＳＫから派生されたキーである。
同様に、Ｈ（）関数内にパラメータは、その値が中間に悪意的なノードから変調されることを防止するためである。
このように各値を生成した後（ステップＳ２００）、移動ノードは、ＡＡｕｔｈＲｅｑメッセージをＰＡＲへ伝送してハンドオーバー認証過程を駆動する（ステップＳ２０１）。
ＰＡＲは、ＡＡｕｔｈＲｅｑメッセージでＭＡＣＭＮ＿ＰＡＲを検証し、検証が成功的に行われれば、ＮＡＲにＡＡｕｔｈＲｅｑメッセージを伝達する（ステップＳ２０２）。ＮＡＲは、移動端末のＩＤＭＮ，ＮｏｎｃｅＭＮ値を使用して認証キャッシュテーブルを生成した後、ＡＡＡ ＡＶＰ形態にメッセージを変換して、ＡＡＡ要請メッセージをＡＡＡサーバーに伝達する（ステップＳ２０３）。
認証キャッシュテーブルは、ＮＡＲがＰＡＲからＭＮのハンドオーバー認証要請値を受けたが、まだＡＡＡサーバーから検証されていない値であるために臨時に保存して置いていて、ＡＡＡサーバーからＡＡＡ応答メッセージを通じて最終的に検証された値を受ければ、認証キャッシュテーブルを、認証要請値（ＨＫＮＡＲ，ＮｏｎｃｅＭＮ，ＩＤＭＮ）を使用して完成する。もし、ＡＡＡ応答からＭＮのハンドオーバー認証要請に対して失敗メッセージを応答として受ければ、この認証キャッシュテーブルは削除される。
ＡＶＰ（Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ Ｖａｌｕｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）は、ＡＡＡ通信で各パラメータの特性を反映したヘッダフィールドと同じ意味である。ＡＡＡ通信に必要なパラメータを伝達するために定義した形態である。
ＡＡＡ要請メッセージは、本発明（ＦＭＩＰｖ６ハンドオーバー認証）において、ＭＮがハンドオーバーする時にハンドオーバーを許諾するか拒絶するかについての判断をＡＡＡ認証サーバーが判断する。したがって、ＭＮがＮＡＲにハンドオーバーする時、ハンドオーバー認証メッセージがＡＡＡサーバーを経るようになっている。
すなわち、ＡＡＡサーバー基盤のハンドオーバー認証技術である。ＡＡＡ要請メッセージは、ＮＡＲとＡＡＡ認証サーバーとの間での通信のためのプロトコルメッセージである。ＡＡＡ要請メッセージは、ＮＡＲが受けたＭＮのハンドオーバー認証要請メッセージをＡＡＡサーバーに伝達するメッセージである（ＮＡＲとＡＡＡとの間にＭＮの認証を要請するメッセージ）。
ＡＡＡには、ＤｉａｍｅｔｅｒまたはＲａｄｉｕｓプロトコルが使われる。本発明では、二つのプロトコルのうち、どの特定の技術使用に対して制限しない。
ＡＡＡ要請メッセージを受信したＡＡＡサーバーは、ＩＤＭＮを識別してＡＡＡサーバーが保存しているＩＤＭＮのＡＭＫを使用してＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡを検証する。検証が成功的に行われた場合、ＡＡＡサーバーは、ＨＫＮＡＲを復号化して、ＮＡＲとＡＡＡとの間に安全なチャネルを通じてＨＫＮＡＲとＮｏｎｃｅＭＮとを伝達する（ステップＳ２０４）。ＮＡＲは、既に生成されている認証キャッシュテーブルにＨＫＮＡＲを追加登録した後、ＭＮに認証成功メッセージを伝達する（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）。
図２において、ＮＡＲがＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ）とＮｏｎｃｅＭＮとをＡＡＡサーバーに伝達する（ＡＡＡＲｅｑｕｅｓｔメッセージ部分）。
ＡＡＡサーバーは、ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ）を、ＥＭＫを使用して復号化してＨＫＮＡＲ値を得る。
ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ値を検証して、ＮｏｎｃｅＭＮを含むハンドオーバー認証要請メッセージが変更されないということを確認する。ＡＡＡサーバーは、あらゆる手順が検証されれば、ＨＫＮＡＲとＮｏｎｃｅＭＮとをＮＡＲに伝達する。
すなわち、ＮＡＲは、二つの値がＡＡＡサーバーから認証されて確認されたものであるため、安全であると判断して使用する。
ＨＫＮＡＲは、ＭＮがＮＡＲからＮＮＡＲにハンドオーバーするとき、ＦＢＵメッセージを保護するために使われる。
ＦＢＵは、ＩＥＴＦ ＦＭＩＰｖ６技術で定義された用語である。
ＭＮがＡＲ間にハンドオーバーするとき、ＭＮは、ＮＡＲで使用するアドレスをＰＡＲに知らせねばならない。これによって、ＭＮがＰＡＲと通信中であったパケットをＮＡＲにリダイレクションできる。
このために、ＭＮがＮＡＲで使用するＩＰアドレスをＰＡＲに知らせる手順がＦＢＵ手順である。すなわち、ＭＮがＰＡＲにＭＮのＩＰｖ６が変わったと知らせる機能である。ＦＢＵ過程は、ＭＮが実際にＮＡＲにハンドオーバーする以前に行われる。
ＦＢＵ情報は、ＰＡＲで使用したＭＮのＩＰｖ６アドレス、ＮＡＲで使用するＭＮのＩＰｖ６アドレスなどが含まれる（ステップＳ２０７）。
移動ノードＭＮがハンドオーバーする時は、ＦＢＵメッセージを保護するために、ＭＮとＰＡＲとの間に共有しているＨＫＰＡＲを使用して、ＦＢＵに対するＨＭＡＣ（ハッシュアルゴリズムＳＨＡ−１を使用）値を生成する（ステップＳ２０８）。ＭＮがＮＡＲに移動した後でＦＮＡメッセージを伝達する時は、ＭＡＣＭＮ＿ＮＡＲを生成して、ＨＫＮＡＲが正常に交換されたことを最終的に検証し、ＭＮのハンドオーバー過程を受容する（ステップＳ２０９）。
ＦＮＡは、ＩＥＴＦ ＦＭＩＰｖ６技術で定義された用語である。ＦＮＡは、ＭＮが実際にＮＡＲにハンドオーバーした後、ＮＡＲに自身がハンドオーバーしたことを知らせる機能である。
ＦＮＡ情報は、ＦＮＡパケットにソースアドレス（ＮＡＲで使用するＭＮのＩＰｖ６アドレス）、デスティネーションアドレス（ＮＡＲのＩＰｖ６アドレス）、その他の情報は、オプションと定義されている。
ハンドオーバーキー認証コードの生成方法は、次の数式３を参照する。
[数３]
ＭＡＣＭＮ＿ＮＡＲ＝Ｈ（ＨＫＮＡＲ，ＮｏｎｃｅＭＮ｜｜ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＮＡＲ）
２）Ｒｅａｃｔｉｖｅハンドオーバーの認証技法
図３は、本発明の望ましい一実施形態による事後反応処理方式であるｒｅａｃｔｉｖｅモードで、統合ハンドオーバー認証技法の認証を行う手順のメッセージのフロー及びキー運用方法を示す図面である。
Ｒｅａｃｔｉｖｅハンドオーバー認証モードで、移動ノードは、ハンドオーバー認証要請メッセージをリンク階層及びネットワーク階層のハンドオーバーがＮＡＲに行われた後に伝送する。まず、ＭＮは、ＰＡＲと既に共有しているＨＫＰＡＲを使用してＦＢＵメッセージについてのＨＭＡＣ値を生成し、ＡＡｕｔｈＲｅｑメッセージに含まれる次のような値を計算した後、ＦＮＡ及びＡＡｕｔｈＲｅｑメッセージをＮＡＲへ伝送する（ステップＳ３００）。
Ｒｅａｃｔｉｖｅモードである場合、図３のように、ＡＡｕｔｈＲｅｑ及びＡＡｕｔｈＲｅｓｐの二つのメッセージは、次のような情報を含む。
ＭＮ−ＮＡＲ区間で、ＡＡｕｔｈｒｅｑ＝［ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ），ＮｏｎｃｅＭＮ，ＭＡＣＭＮ＿ＮＡＲ，ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ］
ＭＮが既にＮＡＲにハンドオーバーしたため、ＭＡＣＭＮ＿ＰＡＲ値の代わりにＭＡＣＭＮ＿ＮＡＲ値が含まれる。
ＮＡＲ−ＭＮ区間で、認証成功時にＡＡｕｔｈｒｅｓｐ＝［ＩＤＭＮ，ＮｏｎｃｅＮＡＲ，ＭＡＣＮＡＲ＿ＭＮ，“Ｓｕｃｃｅｓｓ”］、または認証失敗時にＡＡｕｔｈｒｅｓｐ＝［“Ｆａｉｌ”］
ここで、認証成功という意味は、ＭＮがＡＡＡサーバーから認証され、ハンドオーバー認証キーがＮＡＲに正常に伝達されたというものである。
ＭＮに認証されるために、ＮＡＲもＨＫを使用してＭＡＣＮＡＲ＿ＭＮを生成し、ＭＮに伝達する。
メッセージ認証コードの生成方法は、次の数式４を参照する。
[数４]
ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ＝Ｈ（ＡＭＫ，ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＮＡＲ｜｜ＩＤＡＡＡ｜｜ＮｏｎｃｅＭＮ｜｜ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ））｜｜ＭＡＣＭＮ＿ＮＡＲ）
ＭＡＣＭＮ＿ＮＡＲ＝Ｈ（ＨＫＮＡＲ，ＮｏｎｃｅＭＮ｜｜ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＮＡＲ）
新たに接続されたアクセスルータであるＮＡＲは、ＩＤＭＮに対する認証キャッシュテーブルを生成する前に、ＦＢＵ手順をＰＡＲが行うようにする（ステップＳ３０１）。ＰＡＲがＦＢＵメッセージを成功的に行えば、ＮＡＲは、ＩＤＭＮに対する認証キャッシュテーブルを生成し、ＡＡＡ要請メッセージをＡＡＡサーバーに伝達する（ステップＳ３０２）。
ＡＡＡ要請メッセージを受信したＡＡＡサーバーは、ＩＤＭＮを識別して、ＡＡＡサーバーが保存しているＩＤＭＮのＡＭＫを使用してＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡを検証する。検証が成功的に行われた場合、ＡＡＡサーバーは、ＨＫＮＡＲを復号化して、ＮＡＲとＡＡＡとの間に安全なチャネルを通じてＨＫＮＡＲとＮｏｎｃｅＭＮとをＮＡＲに伝達する（ステップＳ３０３）。
ＮＡＲは、既に生成されている認証キャッシュテーブルにＨＫＮＡＲを追加登録した後、ＭＮに次の数式５のように生成された値と共に認証成功メッセージを伝達する（ステップＳ３０４）。ＨＫＮＡＲは、ＭＮがＮＡＲからＮＮＡＲにハンドオーバーするとき、ＦＢＵメッセージを保護するために使われる。
他のメッセージ認証コードの生成方法は、次の数式５を参照する。
[数５]
ＭＡＣＮＡＲ＿ＭＮ＝Ｈ（ＨＫＮＡＲ，ＮｏｎｃｅＭＮ｜｜ＮｏｎｃｅＮＡＲ｜｜ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＮＡＲ）
３）階層構造キー管理に基づいた階層的ハンドオーバー認証手順
前記ハンドオーバー認証手順をＮＧＮ統合認証モデルに適切に適用するハンドオーバー認証技法は、“階層的ハンドオーバー認証”構造として定義される。移動ノードがネットワーク階層ハンドオーバー時には、ＡＡＡサーバー基盤の移動ノード主導型ハンドオーバー認証を行い、リンク階層ハンドオーバー時には、ＡＲで各ＡＰまたはＢＳ（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）のハンドオーバー認証キーを階層的に管理する構造である。
図４は、本発明の望ましい一実施形態による８０２．１１−ＦＭＩＰｖ６ネットワーク統合ハンドオーバー認証技法をＮＧＮ統合認証モデル構造に合わせて適用した図面である。かかる構造は、８０２．１６ｅ−ＦＭＩＰｖ６，３Ｇ−ＦＭＩＰｖ６網にも適用される。
図４において、移動ノードのハンドオーバーの場合に認証手順を説明すれば、次の通りである。
まず、移動ノードは、ＡＰ１領域で初期ブーティングを行い、ＰＡＲを通じてＡＡＡサーバーと共に初期認証過程を行う。ここで、ＰＡＲは、初期ブーティング過程でＡＡＡサーバーから安全なチャネルを通じてＨＫＰＡＲキーを共有する。
移動ノードがＡＰ２にハンドオーバーするとき、ＡＰ１−ＡＰ２間でのハンドオーバー認証は、ＰＡＲのＨＫＰＡＲから派生されたＳＭＫ２（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｓｔｅｒ Ｋｅｙ）を使用して、移動ノードとＡＡＡサーバーとの間にリンク階層ハンドオーバー認証過程を代替する。
ネットワーク階層とリンク階層との間のハンドオーバーが同時に行われるＡＰ２−ＡＰ３間には、ネットワーク階層のハンドオーバー認証のために前述した二つのハンドオーバー認証技法を行い、リンク階層でハンドオーバー認証は、ＳＭＫ３を使用して行う。
ＥＫ（Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｋｅｙ）及びＩＫ（Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｋｅｙ）は、無線区間でＭＮとＡＰとの間でのデータ保護のために使われる。
データ保護キーの生成方法は、次の数式６を参照する。
[数６]
ＳＭＫ＝Ｈ（ＨＫＮＡＲ，ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＡＰ｜｜“Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｓｔｅｒ”）
ＥＫ＝Ｈ（ＳＭＫ，ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＡＰ｜｜ＮｏｎｃｅＭＮ｜｜“Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｋｅｙ”）
ＩＫ＝Ｈ（ＳＭＫ，ＩＤＭＮ｜｜ＩＤＡＰ｜｜ＮｏｎｃｅＭＮ｜｜“Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｋｅｙ”）
図５は、本発明の望ましい一実施形態による図４の階層構造キーにおける構造を示す図面である。
前述した内容のうち、ＢＳ（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）は、３ＧＰＰやＷｉＭａｘ技術で２（リンク）階層のネットワークノードであり、ＷＬＡＮでＡＰの役割を行うものである。
ＳＭＫは、リンク階層ハンドオーバー認証のために使われるキーである。
ＭＮがＡＰまたはＢＳ間でハンドオーバーする時も、リンク階層ノードであるＡＰまたはＢＳは、ＭＮに対してハンドオーバー認証手順を行わねばならない。本発明では、リンク階層におけるハンドオーバー認証手順を簡素化するために、３（ネットワーク）階層で生成されたＨＫＮＡＲに基づいてリンク階層のキーを階層的に生成して管理する構造を提案したものである。
したがって、ＮＡＲでＨＫＮＡＲが分配されれば、ＮＡＲは、ＮＡＲに含まれるＡＰまたはＢＳにＳＭＫをそれぞれ分ける。ＭＮがリンク階層のハンドオーバーを行う時は、このＳＭＫを使用してＡＰまたはＢＳがＭＮと簡単にＭＡＣ値のみをやり取りしてハンドオーバー認証を行う。
また、ＳＭＫは、ＭＮとＡＰまたはＢＳとの間に無線区間でデータを保護するために使われる暗号化キー（ＥＫ）及び無欠性キー（ＩＫ）を生成するのに使われ、ＡＲに色々なＡＰまたはＢＳが含まれるが、ＡＲは、それぞれのＡＰまたはＢＳに固有のＳＭＫを分配する。
本発明は、また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムにより読み取られるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ保存装置などがあり、またキャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードが保存されて実行されうる。
以上のように、図面と明細書で最適の実施形態が開示された。ここで、特定の用語が使われたが、これは、単に本発明を説明するための目的で使われたものであり、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。したがって、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的な保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想により決まらねばならない。

Claims (13)

  1. 接続ルータ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ：ＰＡＲ）、ターゲットルータ（Ｎｅｗ Ａｃｃｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ：ＮＡＲ）及び認証サーバー（ＡＡＡ：Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ，Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ，Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）を含む次世代のネットワーク（ＮＧＮ）環境で統合ハンドオーバー認証を行うための移動端末（ＭＮ）の動作方法において、
    （ａ）移動端末とターゲットルータとの間に共有され、前記移動端末と前記ターゲットルータとの間にＦＢＵ（Ｆａｓｔ Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅ）メッセージを保護するハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを生成するステップと、
    （ｂ）前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを伝送するステップと、
    （ｃ）前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑに対する応答として認証成功メッセージＡＡｕｔｈＲｅｓｐを受信するステップと、を含み、
    前記（ｃ）ステップは、
    前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑに含まれた前記ハンドオーバー認証キーＨＫ ＮＡＲ を利用して生成された認証成功メッセージＡＡｕｔｈＲｅｓｐを受信することを特徴とする統合ハンドオーバー認証を行うための移動端末の動作方法。
  2. 前記（ａ）ステップは、
    現在時間をキー値とし、前記移動端末を識別できる識別コードＩＤＭＮと、前記ターゲットルータを識別できる識別コードＩＤＮＡＲとを利用して、ハッシュ関数を通じて前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを生成することを特徴とする請求項１に記載の統合ハンドオーバー認証を行うための移動端末の動作方法。
  3. 前記（ｂ）ステップは、
    前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを暗号化して生成した値ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ）、前記認証サーバーが前記移動端末を検証するための情報を暗号化して生成した値ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ、及び前記接続ルータが前記移動端末を検証するための情報を暗号化して生成した値ＭＡＣＭＮ＿ＰＡＲを含む前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを伝送することを特徴とする請求項１に記載の統合ハンドオーバー認証を行うための移動端末の動作方法。
  4. （ｄ）前記接続ルータから前記ターゲットルータにハンドオーバーする場合には、現在連結された接続ルータで使用したアドレス、及び前記ターゲットルータで使用するアドレスを含むＦＢＵメッセージを伝送するステップと、
    （ｅ）ハンドオーバーが完了した場合、前記移動端末を識別できる識別コードＩＤＭＮ、及び前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成したＦＮＡ（Ｆａｓｔ Ｎｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）メッセージを伝送するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の統合ハンドオーバー認証を行うための移動端末の動作方法。
  5. 接続ルータ（ＰＡＲ）、ターゲットルータ（ＮＡＲ）及び認証サーバー（ＡＡＡ）を含む次世代のネットワーク（ＮＧＮ）環境で統合ハンドオーバー認証を行うための移動端末（ＭＮ）の動作方法において、
    （ａ）接続ルータからターゲットルータにハンドオーバーが完了した場合、移動端末及び前記ターゲットルータがハンドオーバー時に共有したハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを伝送するステップと、
    （ｂ）前記移動端末が認証可能な場合、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成された認証成功メッセージＡＡｔｈｕＲｅｓｐを受信するステップと、を含むことを特徴とする統合ハンドオーバー認証を行うための移動端末の動作方法。
  6. 前記（ａ）ステップは、
    前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを暗号化して生成した値ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ）、認証サーバーが前記移動端末を検証するための情報を暗号化して生成した値ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ、及び前記接続ルータが前記移動端末を検証するための情報を暗号化して生成した値ＭＡＣＭＮ＿ＮＡＲを含む前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを伝送することを特徴とする請求項５に記載の統合ハンドオーバー認証を行うための移動端末の動作方法。
  7. 前記（ｂ）ステップは、
    認証サーバーで前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを利用して前記移動端末の認証可能如何を判別して認証可能な場合、前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑに含まれた前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを復号化し、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証成功メッセージＡＡｕｔｈＲｅｓｐを受信することを特徴とする請求項５に記載の統合ハンドオーバー認証を行うための移動端末の動作方法。
  8. 接続ルータ（ＰＡＲ）、ターゲットルータ（ＮＡＲ）及び認証サーバー（ＡＡＡ）を含む次世代のネットワーク（ＮＧＮ）環境で統合ハンドオーバー認証を行うための認証サーバー（ＡＡＡ）の動作方法において、
    （ａ）移動端末ＭＮ、接続ルータ及びターゲットルータ間に共有したハンドオーバー認証キーＨＫＰＡＲまたはＨＫＮＡＲを利用して、前記接続ルータ及び前記ターゲットルータそれぞれに含まれたＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）別にセッションマスタキー（ＳＭＫ）を割り当てるステップと、
    （ｂ）前記移動端末が前記接続ルータ内の相異なるＡＰにハンドオーバーする場合には、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＰＡＲ、及び前記ハンドオーバーするＡＰに対するセッションマスタキーを利用して、前記移動端末とのリンク階層認証を行うステップと、を含み、
    前記（ｂ）ステップは、
    （ｂ１）前記移動端末が前記接続ルータ内のＡＰから前記ターゲットルータ内のＡＰにハンドオーバーする場合には、前記ハンドオーバー認証キーＨＫ ＮＡＲ を利用して生成した認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを前記接続ルータ及び前記ターゲットルータから順次に受信されて、前記移動端末の認証可能如何を判別して認証可能な場合、前記ハンドオーバー認証キーＨＫ ＮＡＲ を利用して生成した認証成功メッセージＡＡｕｔｈＲｅｓｐを前記ターゲットルータ、前記接続ルータ及び前記移動端末へ順次に伝送してネットワーク階層認証を行うステップと、
    （ｂ２）前記ハンドオーバー認証キーＨＫ ＮＡＲ 、及び前記ハンドオーバーするＡＰに対するセッションマスタキーを利用して、前記移動端末とのリンク階層認証を行うステップと、を含み、
    ことを特徴とする統合ハンドオーバー認証を行うための認証サーバーの動作方法。
  9. 接続ルータ（ＰＡＲ）、ターゲットルータ（ＮＡＲ）及び認証サーバー（ＡＡＡ）を含む次世代のネットワーク（ＮＧＮ）環境で統合ハンドオーバー認証を行うための認証サーバー（ＡＡＡ）の動作方法において、
    （ａ）移動端末ＭＮ、接続ルータ及びターゲットルータ間に共有したハンドオーバー認証キーＨＫ ＰＡＲ またはＨＫ ＮＡＲ を利用して、前記接続ルータ及び前記ターゲットルータそれぞれに含まれたＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）別にセッションマスタキー（ＳＭＫ）を割り当てるステップと、
    （ｂ）前記移動端末が前記接続ルータ内の相異なるＡＰにハンドオーバーする場合には、前記ハンドオーバー認証キーＨＫ ＰＡＲ 、及び前記ハンドオーバーするＡＰに対するセッションマスタキーを利用して、前記移動端末とのリンク階層認証を行うステップと、を含み、
    前記（ｂ）ステップは、
    （ｂ１）前記移動端末が前記接続ルータ内のＡＰから前記ターゲットルータ内のＡＰにハンドオーバーが完了した場合、前記移動端末及び前記ターゲットルータがハンドオーバー時に共有したハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを前記移動端末から伝送され、前記移動端末が前記接続ルータで使用したアドレスが含まれたＦＢＵメッセージを前記接続ルータから伝送された前記ターゲットルータから前記認証要請メッセージＡＡｔｈｕＲｅｑを伝達されて、前記移動端末の認証可能如何を判別して認証可能な場合、前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑに含まれた前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証成功メッセージＡＡｔｈｕＲｅｓｐを前記ターゲットルータ及び前記移動端末へ順次に伝送してネットワーク階層認証を行うステップと、
    （ｂ２）前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲ、及び前記ハンドオーバーするＡＰに対するセッションマスタキーを利用して、前記移動端末とのリンク階層認証を行うステップと、を含むことを特徴とする統合ハンドオーバー認証を行うための認証サーバーの動作方法。
  10. 接続ルータ（ＰＡＲ）、ターゲットルータ（ＮＡＲ）及び認証サーバー（ＡＡＡ）を含む次世代のネットワーク（ＮＧＮ）環境で移動端末（ＭＮ）の統合ハンドオーバー認証方法において、
    （ａ）移動端末は、前記移動端末とターゲットルータとの間に共有し、前記移動端末と前記ターゲットルータとの間にＦＢＵメッセージを保護するハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを生成するステップと、
    （ｂ）前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを接続ルータ、前記ターゲットルータ及び認証サーバーへ順次に伝送するステップと、
    （ｃ）前記移動端末の認証可能如何を判別して認証可能な場合、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを利用して生成した認証成功メッセージＡＡｕｔｈＲｅｓｐを前記ターゲットルータ、前記接続ルータ及び前記移動端末へ順次に伝送するステップと、を含み、
    前記（ｃ）ステップにおいて、
    前記認証サーバーは、伝送された前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑを利用して、前記移動端末の認証可能如何を判別して認証可能な場合、前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑに含まれた前記ハンドオーバー認証キーＨＫ ＮＡＲ を復号化し、前記ハンドオーバー認証キーＨＫ ＮＡＲ を利用して生成した認証成功メッセージＡＡｕｔｈＲｅｓｐを前記ターゲットルータ、前記接続ルータ及び前記移動端末へ伝送することを特徴とする次世代のネットワーク環境での移動端末の統合ハンドオーバー認証方法。
  11. 前記（ａ）ステップにおいて、
    前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲは、前記移動端末の現在時間をキー値とし、前記移動端末を識別できる識別コードＩＤＭＮと、前記ターゲットルータを識別できる識別コードＩＤＮＡＲとを利用して、ハッシュ関数を通じて生成することを特徴とする請求項１０に記載の次世代のネットワーク環境での移動端末の統合ハンドオーバー認証方法。
  12. 前記（ｂ）ステップにおいて、
    前記認証要請メッセージＡＡｕｔｈＲｅｑは、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲを暗号化して生成した値ＥＥＭＫ（ＨＫＮＡＲ）、前記認証サーバーが前記移動端末を検証するための情報を暗号化して生成した値ＭＡＣＭＮ＿ＡＡＡ、及び前記接続ルータが前記移動端末を検証するための情報を暗号化して生成した値ＭＡＣＭＮ＿ＰＡＲを含むことを特徴とする請求項１０に記載の次世代のネットワーク環境での移動端末の統合ハンドオーバー認証方法。
  13. （ｄ）前記移動端末が前記接続ルータから前記ターゲットルータにハンドオーバーする場合には、前記移動端末が前記接続ルータで使用したアドレス、及び前記移動端末が前記ターゲットルータで使用するアドレスを含むＦＢＵメッセージを前記接続ルータ及び前記ターゲットルータへ順次に伝送するステップと、
    （ｅ）前記移動端末が前記接続ルータから前記ターゲットルータにハンドオーバーが完了した場合、前記移動端末を識別できる識別コードＩＤＭＮと、前記ハンドオーバー認証キーＨＫＮＡＲとを利用して生成したＦＮＡメッセージを前記ターゲットルータへ伝送するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の次世代のネットワーク環境での移動端末の統合ハンドオーバー認証方法。
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