JP5770288B2 - エアーインターフェースキーの更新方法、コアネットワークノード及びユーザ設備 - Google Patents

Description

本発明は無線通信分野に関し、具体的には、無線通信システムのＳＲＮＣ（Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、サービス無線ネットワークコントローラー）移転時のエアーインターフェースキーの更新方法、コアネットワークノード及びユーザ設備に関する。

３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ、第３世代移動体通信システムの標準化プロジェクト）がＲｅｌｅａｓｅ７では直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、「ＯＦＤＭ」と略称）及び多入力多出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ、「ＭＩＭＯ」と略称）技術を用いてＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ、高速ダウンリンクパケットアクセス）及びＨＳＵＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ、高速アップリンクパケットアクセス）の未来発展道路ＨＳＰＡ＋を完了する。ＨＳＰＡ＋は３ＧＰＰ ＨＳＰＡ（ＨＳＤＰＡとＨＳＵＰＡを含む）の拡張技術であり、ＨＳＰＡ事業者に低複雑度、低コストの、ＨＳＰＡからＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、長期発展）への円滑な発展の道を提供する。

ＨＳＰＡに比べて、図１に示すＨＳＰＡ＋はシステム構成では無線ネットワークコントローラー（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、「ＲＮＣ」と略称）の機能を基地局ノードＢ（Ｎｏｄｅ Ｂ）に移動させ、完全にフラット化の無線アクセスネットワーク構成を形成する。この時、完全ＲＮＣ機能を集積したＮｏｄｅ ＢをＥｖｏｌｖｅｄ ＨＳＰＡ Ｎｏｄｅ Ｂと称し、又は拡張ノードＢ（Ｎｏｄｅ Ｂ＋）と略称する。ＳＧＳＮ＋はグレードアップした、ＨＳＰＡ＋機能を支援できるＳＧＳＮ（ＳＥＲＶＩＣＥ ＧＰＲＳ ＳＵＰＰＯＲＴ ＮＯＤＥ、サービスＧＰＲＳ（ＧＰＲＳ：Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｙｓｔｅｍ、汎用パケット無線システム）支援ノード）である。ＭＥ＋は、ＨＳＰＡ＋機能を支援できるユーザ端末設備である。発展型ＨＳＰＡシステムは３ＧＰＰ Ｒｅｌ−５及びその後のエアーインターフェースバージョンを使用でき、エアーインターフェースのＨＳＰＡサービスに対して少しも修正しない。このようなスキームを用いた後、各ＮｏｄｅＢ＋はいずれもＲＮＣに相当するノードになり、Ｉｕ−ＰＳインターフェースを有してＰＳ ＣＮ（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ、コアネットワーク）（図１のＳＧＳＮ＋とＧＧＳＮ＋）と直接接続でき、Ｉｕ−ＰＳユーザインターフェースがＳＧＳＮで終結し、ここで、ネットワークが直接接続トンネル機能を支援すれば、Ｉｕ−ＰＳユーザインターフェースもＧＧＳＮ（Ｇａｔｅｗａｙ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ、ゲートウェイＧＰＲＳ支援ノード）で終結してもよい。発展型ＨＳＰＡ Ｎｏｄｅ Ｂの間の通信はＩｕｒインターフェースを介して実行される。Ｎｏｄｅ Ｂ＋は独立ネットワーク構築の能力を有し、且つ、システム間とシステム内ハンドオーバーを含む完全な移動性機能を支援する。

フラット化した後、ユーザインターフェースデータがＲＮＣを通さなくても、ＧＧＳＮまで直接到着でき、つまり、ユーザ平面の暗号化と完全性保護機能がＮｏｄｅ Ｂ＋までに移動しなければならない。図２、図３に示すとおり、現在、２種のＨＳＰＡ＋安全キー階層構成を提出している。

図２に示すようなキー構成では、Ｋ（Ｋｅｙ、ルートキー）、ＣＫ（Ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ Ｋｅｙ、暗号化キー）及びＩＫ（Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｋｅｙ、完全性キー）の定義はＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ、汎用移動通信システム）において定義とは完全に一致していて、即ちＫはＡｕＣ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ、認証センター）及びＵＳＩＭ（ＵＮＩＶＥＲＳＡＬ ＳＵＢＳＣＲＩＢＥＲ ＩＤＥＮＴＩＴＹ ＭＯＤＵＬＥ、万国加入者同定モジュール）に記憶されるルートキーであり、ＣＫとＩＫはユーザ設備とＨＳＳ（Ｈｏｍｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｅｒｖｅｒ、帰属ユーザサーバー）がＡＫＡ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｋｅｙ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ、認証とキー協定）を行う場合にＫにより算出した暗号化キーと完全性キーであり、伝統的なキーと称し、即ち、ＣＫは伝統的な暗号化キー、ＩＫは伝統的な完全性キーである。ＵＭＴＳでは、ＲＮＣは伝統的なエアーインターフェースキーＣＫとＩＫを用いてデータに対して暗号化と完全性保護を行う。ＨＳＰＡ＋構成では、ＲＮＣの全機能を基地局Ｎｏｄｅ Ｂ＋に移動させるため、暗号化・復号化ともＮｏｄｅ Ｂ＋で行われるが、Ｎｏｄｅ Ｂ＋が不安全の環境に位置し、安全性が高くない。このため、ＨＳＰＡ＋がＥ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ、発展型汎用陸地無線アクセスネットワーク）に類似するＵＴＲＡＮキー階層（ＵＴＲＡＮ Ｋｅｙ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）を導入する。ＵＴＲＡＮキー階層構成では、エアーインターフェースキーＣＫ_ＵとＩＫ_ＵはＨＳＰＡ＋が新たに導入したキーであり、コアネットワークノード（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ＋）を介して伝統的なキーＣＫとＩＫに基づいて推定して生成され、拡張キーと称し、ここで、拡張キーＣＫ_Ｕがユーザインターフェースデータと制御面シグナルの暗号化に用い、拡張キーＩＫ_Ｕが制御面シグナルに対して完全性保護を行うことに用いる。

図３に示すキー構成では、図２との区別は、図３に提出したキー構成が１つの新たな拡張キーである中間キーＫ_{ＡＳＭＥＵ}を増加する。ここで、中間キーＫ_{ＡＳＭＥＵ}がコアネットワークノード（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ＋）を介して伝統的なキーＣＫとＩＫに基づいて推定生成される。拡張キーＣＫ_Ｕ／ＩＫ_Ｕ（ＣＫ_Ｓ／ＩＫ_Ｓとも称する）がコアネットワークノードを介して中間キーＫ_{ＡＳＭＥＵ}に基づいて推定生成される。

ＷＣＤＭＡシステムでは、Ｉｕｒインターフェースの導入のため、ＳＲＮＣ／ＤＲＮＣ（Ｄｒｉｆｔ ＲＮＣ、ドリフトＲＮＣ）の概念を生じる。ＳＲＮＣとＤＲＮＣともある具体的なＵＥに対するロジック概念である。簡単に言うと、あるＵＥにとって、それがＣＮ（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ、コアネットワーク）に直接接続され、且つ、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ユーザ設備）のすべてのリソースに対して制御を行うＲＮＣがＵＥのＳＲＮＣと言い、ＵＥがＣＮに接続されず、ＵＥにリソースを提供するだけのＲＮＣがこのＵＥのＤＲＮＣと言う。接続状態にあるＵＥが１つのＳＲＮＣだけを有しなければならず、ゼロ又は複数のＤＲＮＣを有してもよい。

ＷＣＤＭＡシステムでは、ＳＲＮＣ移転（ＳＲＮＣ Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ）とはＵＥのＳＲＮＣが１つのＲＮＣからもう１つのＲＮＣに変わるプロセスである。移転を発生する前後のＵＥが位置する位置が異なるにつれ、静的移転と動的移転という２種類の状況に分けられる。

静的移転を発生する条件はＵＥが１つのＤＲＮＣ、且つ１つのＤＲＮＣからのみアクセスする。移転プロセスではＵＥの参与が必要とならないため、ＵＥにかかわらず（ＵＥ Ｎｏｔ Ｉｎｖｏｌｖｅｄ）移転とも称する。図４に示すとおり、移転を発生した後、Ｉｕｒインターフェースの接続が解除されるため、Ｉｕインターフェースが移転を発生し、元ＤＲＮＣがＳＲＮＣに変わる。静的移転はソフトハンドオーバーの時に発生させるものであり、Ｉｕｒインターフェースのため、移転がすべての無線リンクがＤＲＮＣに接続された後に開始する。

図５に示すとおり、動的移転とはＵＥがＳＲＮＣからターゲットＲＮＣにハードハンドオーバーし、それとともにＩｕインターフェースが変化するプロセスである。移転プロセスではＵＥの参与が必要となるため、ＵＥにかかわる（ＵＥ Ｉｎｖｏｌｖｅｄ）移転とも称する。

ＨＳＰＡ＋では、Ｎｏｄｅ Ｂ＋が物理的不安全の環境に位置するため、悪意の攻撃を受けやすく、安全性が脅かされる。伝統的なＵＭＴＳでは、ＳＲＮＣ移転の前後、暗号化キーＣＫと完全性キーＩＫは同一であり、これで、一方、ある基地局が攻撃者に破壊された後、攻撃者がネクストホップターゲット基地局の安全キーを推定できる可能性があり、他方、キーが漏らされ又は攻撃者が違法取得すると、攻撃者がユーザの通信を連続してモニターでき、ユーザとネットワークとの間のデータ伝送をも偽造でき、これでユーザの通信安全を保証できないことになる。

本発明の主な目的はエアーインターフェースキーの更新方法、コアネットワークノード及びユーザ設備を提出し、関連技術においてＳＲＮＣ移転時キーの同一であることでユーザの通信安全を保証できない問題を解決することにある。

本発明の一態様によれば、エアーインターフェースキーの更新方法を提供し、コアネットワークノードが移転指示メッセージを受信し、この移転指示メッセージがユーザ設備ＵＥがソース無線ネットワークコントローラーＲＮＣからターゲットＲＮＣに移転して準備することを指示することに用いるステップと、キーパラメーターを用いてネクストホップ拡張キーを算出するステップと、ネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信するステップとを含む。

キーパラメーターは、現在拡張キー、中間キー、伝統的なキーの中の少なくともの１つを含むことが好ましい。

該エアーインターフェースキーの更新方法は更に、ターゲットＲＮＣがネクストホップ拡張キーを用いてＵＥと通信するステップを含むことが好ましい。

ターゲットＲＮＣがネクストホップ拡張キーを用いてＵＥと通信するステップは、ターゲットＲＮＣがネクストホップ拡張キーを現在拡張キーとし、現在拡張キーを用いてＵＥと通信することが好ましい。

コアネットワークノードは、ソースコアネットワークノード、又は、ターゲットコアネットワークノードを含むことが好ましい。

移転指示メッセージは、ソースＲＮＣがソースコアネットワークノードに送信する移転需要メッセージ、又は、ソースコアネットワークノードがターゲットコアネットワークノードに送信する転送移転請求メッセージを含むことが好ましい。

ネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信するステップは、コアネットワークノードが移転請求メッセージ及び／又は転送移転請求メッセージを介して、ターゲットＲＮＣにネクストホップ拡張キーを送信することを含むことが好ましい。

コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーの暗号化キーＣＫ_Ｕを移転請求メッセージ及び／又は転送移転請求メッセージのＣＫフィールドに置き、ネクストホップ拡張キーの完全性キーＩＫ_Ｕを移転請求メッセージ及び／又は転送移転請求メッセージのＩＫフィールドに置き、ターゲットＲＮＣに送信することが好ましい。

コアネットワークノードがネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ（ネットワークＮＣＣ）を設置してあり、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えることに用いることが好ましい。コアネットワークノードがキーパラメーターを用いてネクストホップ拡張キーを算出するステップの前又は後、ネットワークＮＣＣを増やす。

ＵＥがネクストホップカウンター端末ＮＣＣ（端末ＮＣＣ）を設置してあり、ＵＥがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えることに用いることが好ましい。ネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信するステップの後、更に、ターゲットＲＮＣ又はコアネットワークノードがネクストホップカウンターネットワークＮＣＣの情報をＵＥに送信することと、ＵＥがアクティブにした現在拡張キーに対応するネクストホップカウンター端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しいかを判断することと、「はい」である場合、ＵＥが端末ＮＣＣに対応する現在拡張キーを用いてターゲットＲＮＣと通信することと、「いいえ」である場合、ＵＥがネクストホップ拡張キーを算出し、端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくなるまでに、対応する端末ＮＣＣを逓増し、且つネットワークＮＣＣに等しい端末ＮＣＣに対応するネクストホップ拡張キーを用いてターゲットＲＮＣと通信することとを含む。

移転指示メッセージが伝統的なキーを含み、伝統的なキーがソースＲＮＣの現在拡張キー又はマッピングした伝統的なキーを含み、現在拡張キーが現在拡張暗号化キーＣＫ_Ｕ及び／又は現在拡張完全性キーＩＫ_Ｕを含み、マッピングした伝統的なキーがマッピングした暗号化キーＣＫ’及び／又はマッピングした完全性キーＩＫ’を含む。

ソースＲＮＣがＣＫ_Ｕ又はＣＫ’を移転指示メッセージのＣＫフィールドに置き、ＩＫ_Ｕ又はＩＫ’を移転指示メッセージのＩＫフィールドに置き、コアネットワークノードに送信することが好ましい。

ソースＲＮＣとターゲットＲＮＣは同一ＲＮＣであることが好ましい。

本発明のもう一つの態様によれば、移転指示メッセージを受信し、この移転指示メッセージがユーザ設備ＵＥがソース無線ネットワークコントローラーＲＮＣからターゲットＲＮＣに移転することを準備することを指示するのに用いるように設置される受信モジュールと、キーパラメーターを用いてネクストホップ拡張キーを算出するように設置される算出モジュールと、ネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信するように設置される送信モジュールとを含むコアネットワークノードを提供する。

キーパラメーターは、現在拡張キー、中間キー、伝統的なキーの少なくともの１つを含むことが好ましい。

移転指示メッセージは、ソースＲＮＣがソースコアネットワークノードに送信する移転需要メッセージ、又は、ソースコアネットワークノードがターゲットコアネットワークノードに送信する転送移転請求メッセージを含むことが好ましい。

送信モジュールが移転請求メッセージ及び／又は転送移転請求メッセージを介して、ターゲットＲＮＣにネクストホップ拡張キーを送信するように設置されることが好ましい。

コアネットワークノードがネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを設置してあり、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えるように設置され、コアネットワークノードが算出モジュールがキーパラメーターを用いてネクストホップ拡張キーを算出する前又は後、ネットワークＮＣＣを逓増することが好ましい。

移転指示メッセージが伝統的なキーを含み、伝統的なキーがソースＲＮＣの現在拡張キー又はマッピングした伝統的なキーを含み、現在拡張キーが現在拡張暗号化キーＣＫ_Ｕ及び／又は現在拡張完全性キーＩＫ_Ｕを含み、マッピングした伝統的なキーがマッピングした暗号化キーＣＫ’及び／又はマッピングした完全性キーＩＫ’を含むことが好ましい。

本発明のもう一つの態様によれば、移転メッセージを受信し、前記移転メッセージがＵＥがソース無線ネットワークコントローラーＲＮＣからターゲットＲＮＣに移転して指示することに用いるように設置されるＵＥ受信モジュールと、キーパラメーターを用いてネクストホップ拡張キーを算出し、キーパラメーターが現在拡張キー、中間キー、伝統的なキーの少なくとも１つを含むように設置されるＵＥ算出モジュールとを含むユーザ設備ＵＥを提供する。

該ＵＥが更に、ネクストホップ拡張キーを用いてターゲットＲＮＣと通信するように設置されるＵＥ通信モジュールを含むことが好ましい。

該ＵＥがネクストホップカウンター端末ＮＣＣを設置してあり、ＵＥがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えるように設置され、ＵＥ受信モジュールが更にターゲットＲＮＣ又はコアネットワークノードの送信するネクストホップネットワークＮＣＣの情報を受信するように設置されることが好ましい。

該ＵＥが更に、アクティブにした現在拡張キーに対応するネクストホップカウンター端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しいかを判断するように設置される判断モジュールと、判断モジュールの判断結果が「はい」である場合、端末ＮＣＣに対応する現在拡張キーを用いてターゲットＲＮＣと通信する確定モジュールと、判断モジュールの判断結果が「いいえ」である場合、ＵＥ算出モジュールを用いてネクストホップ拡張キーを算出し、端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくなるまでに、対応する端末ＮＣＣを逓増し、且つネットワークＮＣＣに等しい端末ＮＣＣに対応するネクストホップ拡張キーを用いてターゲットＲＮＣと通信するように設置される否定モジュールとを含むことが好ましい。

本発明によれば、毎回ＳＲＮＣ移転プロセスでは、コアネットワークノードの現在拡張キー、及び中間キー及び／又は伝統的なキーに基づいてネクストホップ拡張キーＩＫ_Ｕ’及び／又はＣＫ_Ｕ’を算出生成し、そしてネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信し、ターゲットＲＮＣがＵＥと通信する時に、このネクストホップ拡張キーを用いる。ソースＲＮＣにとって、ソースＲＮＣがＵＥと通信して用いるキーがターゲットＲＮＣがＵＥと通信して用いるキーと異なる。且つターゲットＲＮＣが用いる拡張したエアーインターフェースキーがコアネットワークを介して推定されたものであるため、ソースＲＮＣがターゲットＲＮＣのエアーインターフェースキーを取得することができない。これで、ある基地局が攻撃者に破壊され又は非法制御されても、一回のＳＲＮＣ移転後にもユーザが安全な通信を行うことを保証でき、ユーザのフォワードセキュリティを保証し、そして無線アクセスシステムの通信安全性を全体的に向上させた。

ここで説明する図面は本発明を理解するためのものであり、本発明の一部を構成し、本発明における模式的な実施例とその説明は共に本発明を解釈し、本発明を不当に限定するものではない。

図１は、関連技術によるＨＳＰＡ＋技術を用いる無線アクセスネットワークの構成の模式図である。 図２は、関連技術によるＨＳＰＡ＋安全キー階層構成の模式図である。 図３は、関連技術によるもう１種のＨＳＰＡ＋安全キー階層構成の模式図である。 図４は、関連技術によるＳＲＮＣ静的移転の模式図である。 図５は、関連技術によるＳＲＮＣ動的移転の模式図である。 図６は、本発明の実施例によるエアーインターフェースキーの更新方法のフローチャートである。 図７は、本発明の実施例によるエアーインターフェースキー更新のキーチェーンである。 図８は、本実施例によるＳＲＮＣ動的移転を行う時のエアーインターフェースキーの更新フローチャートである。 図９は、本発明の実施例によるＳＲＮＣ静的移転を行う時のエアーインターフェースキーの更新フローチャートである。 図１０は、本発明の実施例によるコアネットワークノードの構成のブロック図である。 図１１は、本発明の実施例によるユーザ設備ＵＥの構成ブロック図である。

以下、図面と実施例を参照しながら、本発明を詳しく説明する。特に説明するのは、矛盾しない場合に、本案における実施例及び実施例における特徴を相互に組み合わせてもよい。

ＵＴＲＡＮを用いる無線アクセスシステムにおいて関するＳＲＮＣ移転は、図４と図５に示すように、コアネットワークノード（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ＋）、ソースＲＮＣ＋（即ちＳＲＮＣ）、ターゲットＲＮＣ、Ｎｏｄｅ Ｂ及びＵＥに関する。ＨＳＰＡ＋を用いる無線アクセスシステムでは、Ｎｏｄｅ Ｂ＋をＮｏｄｅ ＢとＲＮＣの結合と見なしてもよく、両者が１つの物理実体であるが、２つの異なるロジック実体でもある。本発明の実施例において拡張安全キー階層を支援するＮｏｄｅ Ｂ＋はＵＭＴＳでグレードアップを行ったＲＮＣ（ＲＮＣ＋）に相当し、本発明の実施例におけるＳＲＮＣとソースＲＮＣ（リソースＮｏｄｅ Ｂ＋）が同一であり、ＤＲＮＣとターゲットＲＮＣ（ターゲットＮｏｄｅ Ｂ＋）が同一であり、ターゲットＲＮＣが拡張安全機能を支援するターゲットＲＮＣ＋でよく、拡張安全機能を支援しないターゲットＲＮＣでもよく、本発明では厳しく分けない。

図６を参照し、本発明の実施例によるエアーインターフェースキーの更新方法のフローチャートを示し、以下のステップを含む。

ステップＳ６０２において、コアネットワークノードが移転指示メッセージを受信する。

ここで、移転指示メッセージがユーザ設備ＵＥがソースＲＮＣからターゲットＲＮＣに移転して準備することを指示することに用いる。

コアネットワークノードがソースコアネットワークノード又はターゲットコアネットワークノードを含み、移転指示メッセージがソースＲＮＣがソースコアネットワークノードに送信した移転需要メッセージでよく、ソースコアネットワークノードがターゲットコアネットワークノードに送信した転送移転請求メッセージでもよい。

ステップＳ６０４において、コアネットワークノードがキーパラメーターを用いてネクストホップ拡張キーを算出する。

ここで、キーパラメーターが現在拡張キー、中間キー、伝統的なキーの中の少なくとも１つを含む。図２に示すキー構成を用いる場合に、キーパラメーターが現在拡張キー及び／又は伝統的なキーを含み、図３に示すキー構成を用いる場合に、キーパラメーターが現在拡張キー、及び中間キー及び／又は伝統的なキーを含む。

本ステップでは、ソースコアネットワークノードを介してネクストホップ拡張キーを算出してもよく、ターゲットコアネットワークノードを介してネクストホップ拡張キーを算出してもよい。

ステップＳ６０６において、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信する。

ソースコアネットワークノードを介してネクストホップ拡張キーを算出する場合に、ソースコアネットワークノードが移転請求メッセージを再送することによってネクストホップ拡張キーをターゲットコアネットワークノードに送信し、ターゲットコアネットワークノードを介してターゲットＲＮＣに送信する。ターゲットコアネットワークノードを介してネクストホップ拡張キーを算出する場合に、ターゲットコアネットワークノードが移転請求メッセージを介してネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信する。

関連技術では、伝統的なＵＴＲＡＮがＳＲＮＣ移転を行う場合に、移転前後のキーを変えないが、本実施例によれば、コアネットワークノードを介してネクストホップ拡張キーを算出し更新し、更新したネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信し、ターゲットＲＮＣとユーザ設備ＵＥが通信を行う場合にこの更新したネクストホップ拡張キーを用いるようになり、これでソースＲＮＣとターゲットＲＮＣがそれぞれＵＥと通信する場合に異なるキーを用いることを保証する。且つＳＲＮＣ移転を行う場合に、ソースＲＮＣがターゲットＲＮＣが用いた拡張キーを取得できず、これでユーザ通信の安全を保証し、無線アクセスシステムの通信安全性を向上させる。

図８は、本実施例によるＳＲＮＣ動的移転を行う時のエアーインターフェースキーの更新フローチャートを示し、以下のステップを含む。

ステップＳ８０２において、ソースＲＮＣ（即ちＳＲＮＣ）がＳＲＮＣ移転を行うことを決定する。

本ステップでは、ソースＲＮＣのＳＲＮＣ移転を行うと決定するトリガー条件は、ソースＲＮＣがＵＥの測定報告を受信することである。

ステップＳ８０４において、ソースＲＮＣがソースコアネットワークノードに移転需要メッセージを送信する。

本実施例に示したのはソースＲＮＣとターゲットＲＮＣが２つの異なるＣＮＮ＋ノードに位置するシーンであり、ソースＲＮＣとターゲットＲＮＣが同一のＣＮＮ＋ノードに位置すると、ソースＲＮＣがコアネットワークノードに移転請求メッセージを直接送信する。

ソースＲＮＣが同時に２つのＣＮＮ＋ノード（ＳＧＳＮ＋とＭＳＣ／ＶＬＲ＋）に接続されると、ソースＲＮＣが同時にこの２つのＣＮＮ＋ノードに移転需要メッセージを送信する。

実際のネットワーク配置では、拡張安全機能を支援するネットワーク実体と伝統的な安全のみを支援するネットワーク実体が共存し、ＳＲＮＣが移転する場合に、ＵＥが拡張安全機能を支援するＳＲＮＣ＋から拡張安全機能を支援しないターゲットＲＮＣまでに移転するシーンが存在する。ＳＲＮＣ＋が移転決定する場合に、ターゲットＲＮＣが拡張安全機能を支援するかを知らない可能性がある。このため、ＳＲＮＣが移転する場合に、キーの更新も伝統的なネットワークの安全支援を考える必要がある。ソースＲＮＣがソースコアネットワークノードに送信した移転需要メッセージに、伝統的なキーというパラメーターを持ってもよい。この伝統的なキーがソースＲＮＣからターゲットＲＮＣまでの透明容器に置く。前記伝統的なキーは、現在拡張キーＩＫ_Ｕ及び／又はＣＫ_Ｕ、又はマッピングした伝統的なキーＩＫ’及び／又はＣＫ’に分けられてもよい。前記現在拡張キーをそれぞれ移転需要メッセージのＩＫ／ＣＫフィールドに置き、又は、前記マッピングした伝統的なキーをそれぞれ移転需要メッセージのＩＫ／ＣＫフィールドに置くことが好ましく、これで移転互換性を向上させる。ターゲットＲＮＣが拡張安全機能を支援しない場合に、ターゲットＲＮＣが受信したソースＲＮＣからターゲットＲＮＣまでの透明容器におけるＩＫフィールドの値を伝統的な完全性キーＩＫとし、ＣＫフィールドの値を伝統的な暗号化キーＣＫとする。ここで、マッピングした伝統的なキーとは伝統的なキー（ＩＫ及び／又はＣＫを含む）及び／又は中間キーＫ_{ＡＳＭＥＵ}を介してコアネットワークノードで生成するものであり、ＵＥが拡張安全を支援しない伝統的なＵＭＴＳネットワークに移動する場合にエアーインターフェースの暗号化キーと完全性保護キーとして用いる。このマッピングした伝統的なキーが初期時に、コアネットワークノードを介してソースＲＮＣに送信される。

ステップＳ８０６において、ソースコアネットワークノードがコアネットワークキーと現在拡張キーＩＫ_Ｕ、ＣＫ_Ｕに基づいてネクストホップ拡張キーＩＫ_Ｕ’、ＣＫ_Ｕ’を算出する。ここで、コアネットワークキーは、中間キーＫ_{ＡＳＭＥＵ}、及び／又は伝統的なキー（伝統的なキーがＩＫ及び／又はＣＫを含む）を含む。

ここで、図３に示したキー構成を用いると、コアネットワークキーは、伝統的なキーＩＫ及び／又はＣＫである。図２に示したキー構成を用いると、コアネットワークキーは、中間キーＫ_{ＡＳＭＥＵ}、及び／又は伝統的なキー（伝統的なキーがＩＫ及び／又はＣＫを含む）である。

ネットワーク側が１つのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを維持すると、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕを算出する前又は後、ネットワークＮＣＣを増やしてもよい。

このステップはステップＳ８０８の後にあってもよく、即ちネクストホップ拡張キーがターゲットコアネットワークノードを介して推定されてもよい。

ステップＳ８０８において、ソースコアネットワークノードがターゲットコアネットワークノードに転送移転請求メッセージを送信し、このメッセージには、ネクストホップ拡張キーＩＫ_Ｕ’、ＣＫ_Ｕ’、及び／又は関連するネットワークＮＣＣ、及び／又は伝統的なキーＩＫ／ＣＫ、及び／又は中間キーＫ_{ＡＳＭＥＵ}を持つ。

ステップＳ８０６がステップＳ８０８の後に発生する、即ちネクストホップ拡張キーがターゲットコアネットワークノードを介して推定されると、ステップＳ８０８において送信した転送移転請求メッセージがＵＥの安全コンテキストというパラメーターを持ってもよい。この安全コンテキストが少なくともコアネットワークキー、現在拡張キー、対応するネットワークＮＣＣ、伝統的なキーＩＫ／ＣＫの中の１つを含むが、これに限られない。ここで、前記コアネットワークキーが、中間キーＫ_{ＡＳＭＥＵ}、及び／又は伝統的なキー（ＩＫ及び／又はＣＫを含む）を含む。

伝統的なネットワークに対する支援を考えると、選択可能には、ソースコアネットワークノードが更新したネクストホップ拡張した完全性キーＩＫ_Ｕ’を転送移転請求メッセージのＩＫフィールドに置き、拡張した暗号化キーＣＫ_Ｕ’を転送移転請求メッセージのＣＫフィールドに置く。

ステップＳ８１０において、ターゲットコアネットワークノードが拡張した安全を支援すると、ターゲットコアネットワークノードが受信したＵＥの安全コンテキストを記憶し、ターゲットＲＮＣに移転請求メッセージを送信する。このメッセージにネクストホップ拡張キーＩＫ_Ｕ’及び／又はＣＫ_Ｕ’、及び／又は対応するネットワークＮＣＣを持つ。

本実施例では、ネットワーク側コアネットワークノードが１つのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを維持するため、移転請求メッセージにネットワークＮＣＣ情報を持ってもよい。ネットワークＮＣＣ情報をターゲットＲＮＣに送信し、これでターゲットＲＮＣとユーザとの間のキーの一致性を便利に実現する。

ターゲットコアネットワークノードが拡張した安全を支援しないと、ターゲットコアネットワークノードが拡張したキー材料を識別できず、伝統的なキー材料のみを識別できると、伝統的なＵＭＴＳが定義したフロー操作によって、即ち転送移転要請メッセージにおけるＩＫフィールドの値を伝統的なキーＩＫとし、ＣＫフィールドの値を伝統的なキーＣＫとする。

ステップＳ８１２において、ターゲットＲＮＣが拡張した安全を支援すると、ターゲットＲＮＣが受信したネクストホップ拡張キーＩＫ_Ｕ’及び／又はＣＫ_Ｕ’、及び／又は関連するネットワークＮＣＣを記憶する。ターゲットＲＮＣがネクストホップ拡張キーＩＫ_Ｕ’及び／又はＣＫ_Ｕ’を現在拡張キーＩＫ_Ｕ及び／又はＣＫ_Ｕと見なすのが好ましい。

ターゲットＲＮＣが拡張した安全を支援しないと、ターゲットＲＮＣが受信した移転要請メッセージにおけるＩＫフィールドの値を伝統的なキーＩＫとし、ＣＫフィールドの値を伝統的なキーＣＫとする。

ステップＳ８１４において、ターゲットＲＮＣがターゲットコアネットワークノードに移転要請確認メッセージを送信する。このメッセージを送信する前、ターゲットＲＮＣとターゲットコアネットワークノードが新たなＩｕベアリングを構築してもよく、ＵＥにＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ、無線リソース制御プロトコール）接続リソースと無線リンク等のリソースを配布する。ソースＲＮＣとターゲットＲＮＣが２つの異なるＣＮＮ＋ノード（ＳＧＳＮ＋及び／又はＭＳＣ／ＶＬＲ＋）に位置すると、このメッセージがこの２つのＣＮＮ＋ノードの移転が必要となる。

この移転要請確認メッセージにネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報、及び／又はターゲットＲＮＣの安全能力を持ってもよい。

ステップＳ８１６において、ターゲットコアネットワークノードがソースコアネットワークノードに転送移転応答メッセージを送信する。選択可能には、このメッセージはコアネットワークノードのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ、及び／又はターゲットＲＮＣの安全能力のパラメーターを持ってもよい。

ステップＳ８１８において、ソースコアネットワークノードがソースＲＮＣに移転コマンドメッセージを送信する。

この移転コマンドメッセージがコアネットワークノードのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報、及び／又はターゲットＲＮＣの安全能力を持ってもよい。

ステップＳ８２０において、ソースＲＮＣがＵＥに移転メッセージ、即ち物理チャネル再配置メッセージ又はＵＴＲＡＮ移動性情報メッセージを送信する。

前記物理チャネル再配置メッセージ又はＵＴＲＡＮ移動性情報メッセージにネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報、及び／又はターゲットＲＮＣの安全能力を含んでもよい。

ステップＳ８２２において、ＵＥが拡張した安全を支援すると、ＵＥがネットワーク側に同一のアルゴリズムで拡張した完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は暗号化キーＣＫ_Ｕを更新する。

本ステップでは、ＵＥにネクストホップカウンター端末ＮＣＣが設置されてあり、ＵＥがネットワークＮＣＣを受信し、アクティブにした現在の拡張キーＩＫ_Ｕ／ＣＫ_Ｕに対応する端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しいかを判断し、両者が等しい場合、ＵＥが現在の拡張した完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は現在の拡張した暗号化キーＣＫ_Ｕをそのまま使用する。ネットワークＮＣＣが端末ＮＣＣより大きい場合、ＵＥがネットワーク側に同一のアルゴリズムで拡張キーＩＫ_Ｕ及び／又はＣＫ_Ｕを算出し、そして端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくなるまで、対応する端末ＮＣＣを増やす。

ステップＳ８２４において、ソースＲＮＣとソースコアネットワークノード、ターゲットコアネットワークノード、ターゲットＲＮＣとの間がＳＲＮＳ（サービス無線ネットワークシステム）コンテキスト伝送プロセスを行い、ターゲットＲＮＣがターゲットコアネットワークノードに移転検出メッセージを送信する。このステップとステップＳ８２２は厳しい時間的順位に制限されない。

ステップＳ８２６において、ＵＥがターゲットＲＮＣに物理チャネル再配置完了メッセージ又はＵＴＲＡＮ移動性情報確認メッセージを送信する。前記メッセージは更新した拡張完全性キーＩＫ_Ｕを用いて完全性保護を行なってもよく、又は更新した拡張完全性キーＩＫ_Ｕと拡張暗号化キーＣＫ_Ｕを用いて前記メッセージに対して同時に完全性と暗号化保護を行なってもよい。

該メッセージには更にユーザ設備安全能力パラメーターを含むことが好ましい。

ステップＳ８２８において、ターゲットＲＮＣが更新した完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は暗号化キーＣＫ_Ｕを用いてこのメッセージに対して安全検証を行う。ターゲットＲＮＣがＵＥに送信したメッセージの検証を完了すると、ターゲットＲＮＣがターゲットコアネットワークノード（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ／ＶＬＲ＋）に移転完了メッセージを送信し、該メッセージがターゲットコアネットワークノードに移転完了を指示する情報を含む。

ステップＳ８３０において、ターゲットコアネットワークノードとソースコアネットワークノードとの間にメッセージインタラクションが行われ、移転完了を確認する。

ステップＳ８３２において、ソースコアネットワークノードがソースＲＮＣとの間のＩｕインターフェースを解除する。

本実施例では、コアネットワークノードが１つのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを維持し、ネクストホップ拡張キーの回数を数え、ユーザ側のキーと同期する。ネットワークＮＣＣ初期値は０である。ネクストホップ拡張キーを初回算出する時、対応するネットワークＮＣＣは１である。同様に、ＵＥも１つのネクストホップカウンター端末ＮＣＣを維持し、ＵＥがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数え、ネットワーク側のキーと同期し、初期値は０である。ＵＥがネクストホップ拡張キーを初回算出する時、対応する端末ＮＣＣ値は１である。後のＳＲＮＣ移転フローでは、端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくない場合に、ＵＥがネクストホップ拡張キーを算出し、端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくなるまで、対応する端末ＮＣＣを逓増し、これでＵＥとターゲットＲＮＣが用いたキーに一致する。ＮＣＣを用いてネットワーク側とユーザ側のキーを同期し、ネットワーク側とユーザ側のキーの一致性を効果的に保証する。

本実施例におけるエアーインターフェースキー更新のキーチェーンは図７に示すとおりである。

図９は、本発明の実施例によるＳＲＮＣ静的移転を行う時のエアーインターフェースキーの更新フローチャートである。本実施例では、ＳＲＮＣとターゲットＲＮＣとの間のメッセージインタラクションはコアネットワークノードＣＮＮ＋（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ＋）移転を必要となる。

本実施例のエアーインターフェースキーの更新は以下のステップを含む。

ステップＳ９０２において、ＵＥがターゲットＲＮＣにＵＲＡ更新メッセージ、又はセル更新メッセージ、又は測定報告メッセージ等を送信する。

ステップＳ９０４において、ターゲットＲＮＣがソースＲＮＣにアップリンクシグナル伝送指示メッセージを送信する。

ステップＳ９０６において、ソースＲＮＣ（即ちＳＲＮＣ）がＳＲＮＣ移転を行うことを決定する。

本ステップでは、ソースＲＮＣがターゲットＲＮＣが送信したアップリンクシグナル伝送指示を受信し、セル更新又はＵＲＡ更新を行なうことを要求し、ＳＲＮＣ移転を行なうことを決定する。該決定のトリガーが、ソースＲＮＣがＵＥの測定報告を受信することであってもよい。

ステップＳ９０８において、ソースＲＮＣがソースコアネットワークノードに移転需要メッセージを送信する。

本実施例に示したのはソースＲＮＣとターゲットＲＮＣが２つの異なるＣＮＮ＋ノードに位置するシーンであり、ソースＲＮＣとターゲットＲＮＣが同一のＣＮＮ＋ノードに位置すると、ソースＲＮＣがコアネットワークノードに移転要請メッセージをそのまま送信する。

ソースＲＮＣが同時に２つのＣＮＮ＋ノードに接続されると、ソースＲＮＣが同時にこの２つのＣＮＮ＋ノードに移転需要メッセージを送信する。

実際のネットワーク配置では、拡張安全機能を支援するネットワーク実体と伝統的な安全のみを支援するネットワーク実体が共存し、ＳＲＮＣが移転する場合に、ＵＥが拡張安全機能を支援するＳＲＮＣ＋から拡張安全機能を支援しないターゲットＲＮＣまでに移転するシーンが存在する。ＳＲＮＣ＋が移転を決定する場合に、ターゲットＲＮＣが拡張安全機能を支援するか否かを知らない可能性がある。それで、ＳＲＮＣ＋が移転する場合、キーの更新も伝統的なネットワークの安全支援を考える必要がある。ソースＲＮＣがソースコアネットワークノードに送信した移転需要メッセージに、伝統的なキーというパラメーターを持つことが好ましい。この伝統的なキーがソースＲＮＣからターゲットＲＮＣまでの透明容器に置かれる。現在拡張キーＩＫ_Ｕ及び／又はＣＫ_Ｕを移転需要メッセージに置き、ターゲットＲＮＣが拡張安全機能を支援しない場合に、この現在拡張キーを伝統的なキーと見なし、又は、マッピングした伝統的なキーＩＫ’及び／又はＣＫ’を移転需要メッセージに置き、ターゲットＲＮＣが拡張安全機能を支援しない場合、このマッピングした伝統的なキーを伝統的なキーと見なす。前記現在拡張キーをそれぞれ移転需要メッセージのＩＫ／ＣＫフィールドに置き、又は、前記マッピングした伝統的なキーをそれぞれ移転需要メッセージのＩＫ／ＣＫフィールドに置くことが好ましい。ここで、マッピングした伝統的なキーとは伝統的なキー（ＩＫ及び／又はＣＫを含む）及び／又は中間キーＫ_{ＡＳＭＥＵ}を介してコアネットワークノードで生成するものであり、ＵＥが拡張された安全を支援しない伝統的なＵＭＴＳネットワークに移動する場合にエアーインターフェースの暗号化キーと完全性保護キーとして用いる。該マッピングした伝統的なキーが初期に、コアネットワークノードを介してソースＲＮＣに送信される。

ステップＳ９１０において、ソースコアネットワークノードがコアネットワークキー及び／又は現在拡張キーＩＫ_Ｕ、ＣＫ_Ｕに基づいてネクストホップ拡張キーＩＫ_Ｕ’、ＣＫ_Ｕ’を算出する。ここで、コアネットワークキーが、中間キーＫ_{ＡＳＭＥＵ}、及び／又は伝統的なキー（伝統的なキーがＩＫ及び／又はＣＫを含む）を含む。

ここで、図２に示したキー構成を用いると、コアネットワークキーが、伝統的なキーＩＫ及び／又はＣＫである。図３に示したキー構成を用いると、コアネットワークキーが、中間キーＫ_{ＡＳＭＥＵ}、及び／又は伝統的なキー（伝統的なキーがＩＫ及び／又はＣＫを含む）である。

ネットワーク側が１つのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを維持すると、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕを算出する前又は後、ネットワークＮＣＣを増やしてもよい。

該ステップはステップＳ９１２の後にあってもよく、即ちネクストホップ拡張キーがターゲットコアネットワークノードを介して推定されてもよい。

ステップＳ９１２において、ソースコアネットワークノードがターゲットコアネットワークノードに転送移転要請メッセージを送信し、該メッセージには、ネクストホップ拡張キーＩＫ_Ｕ’、ＣＫ_Ｕ’、及び／又は関連するネットワークＮＣＣ、及び／又は伝統的なキー（ＩＫ及び／又はＣＫを含む）、及び／又は中間キーＫ_{ＡＳＭＥＵ}を含む。

ステップＳ９１０がステップＳ９１２の後で発生する、即ちネクストホップ拡張キーがターゲットコアネットワークノードを介して推定される場合、ステップＳ９１２において送信した転送移転要請メッセージがＵＥの安全コンテキストというパラメーターを持ってもよい。該安全コンテキストが少なくとも以下のパラメーター：コアネットワークキー、現在拡張キー、伝統的なキーＩＫ及び／又はＣＫの中の１つを含むが、これに限らない。ここで、前記コアネットワークキーが、中間キーＫ_{ＡＳＭＥＵ}、及び／又は伝統的なキー（ＩＫ及び／又はＣＫを含む）を含む。

伝統的なネットワークに対する支援を考えると、選択可能に、ソースコアネットワークノードが更新したネクストホップ拡張した完全性キーＩＫ_Ｕ’を転送移転要請メッセージのＩＫフィールドに置き、拡張した暗号化キーＣＫ_Ｕ’を転送移転要請メッセージのＣＫフィールドに置いてもよい。

ステップＳ９１４において、ターゲットコアネットワークノードが拡張した安全を支援すると、ターゲットコアネットワークノードが受信したＵＥの安全コンテキストを記憶し、ターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信し、メッセージにネクストホップ拡張キーＩＫ_Ｕ’及び／又はＣＫ_Ｕ’、及び／又は対応するネットワークＮＣＣを含む。

本実施例では、ネットワーク側のコアネットワークノードが１つのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを維持するため、移転要請メッセージにネットワークＮＣＣ情報を持ってもよい。ネットワークＮＣＣ情報をターゲットＲＮＣに送信し、これでターゲットＲＮＣとユーザとの間のキーの一致性を便利に実現する。

ターゲットコアネットワークノードが拡張した安全を支援しないと、ターゲットコアネットワークノードが受信したメッセージにおけるＩＫフィールドの値は伝統的なキーＩＫをとし、ＣＫフィールドの値を伝統的なキーＣＫとし、記憶する。

ステップＳ９１６において、ターゲットＲＮＣが拡張した安全を支援すると、ターゲットＲＮＣが受信したネクストホップ拡張キーＩＫ_Ｕ’及び／又はＣＫ_Ｕ’、及び／又は関連するネットワークＮＣＣを記憶する。ターゲットＲＮＣがネクストホップ拡張キーＩＫ_Ｕ’及び／又はＣＫ_Ｕ’を現在拡張キーＩＫ_Ｕ及び／又はＣＫ_Ｕと見なすことが好ましい。ターゲットＲＮＣが拡張した安全を支援しない場合、ターゲットＲＮＣが受信したメッセージにおけるＩＫフィールドの値を伝統的なキーＩＫとし、ＣＫフィールドの値を伝統的なキーＣＫとする。

ステップＳ９１８において、ターゲットＲＮＣがターゲットコアネットワークノードに移転要請確認メッセージを送信する。このメッセージを送信する前、ターゲットＲＮＣとターゲットコアネットワークノードが新たなＩｕベアリングを構築してもよく、ＵＥにＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ、無線リソース制御プロトコール）接続リソースと無線リンク等のリソースを割り当てる。ソースＲＮＣとターゲットＲＮＣが２つの異なるＣＮＮ＋ノード（ＳＧＳＮ＋及び／又はＭＳＣ／ＶＬＲ＋）に位置すると、該メッセージがこの２つのＣＮＮ＋ノードを介して中継される必要がある。

該移転要請確認メッセージにネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報、及び／又はターゲットＲＮＣの安全能力を含んでもよい。

ステップＳ９２０において、ターゲットコアネットワークノードがソースコアネットワークノードに転送移転応答メッセージを送信する。該メッセージは、ネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ、及び／又はターゲットＲＮＣの安全能力を含んでもよい。

ステップＳ９２２において、ソースコアネットワークノードがソースＲＮＣに移転コマンドメッセージを送信する。

該移転コマンドメッセージがコアネットワークノードのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報、及び／又はターゲットＲＮＣの安全能力を含んでもよい。

ステップＳ９２４において、ソースＲＮＣがターゲットＲＮＣに移転提出メッセージを送信する。該移転提出メッセージがコアネットワークノードのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報、及び／又はターゲットＲＮＣの安全能力を持ってもよい。

ステップＳ９２６において、ターゲットＲＮＣがターゲットコアネットワークノードに移転検出メッセージを送信する。

ステップＳ９２８において、ターゲットＲＮＣがＵＥに移転メッセージである物理チャネル再配置メッセージ又はＵＴＲＡＮ移動性情報メッセージを送信する。

前記物理チャネル再配置メッセージ又はＵＴＲＡＮ移動性情報メッセージにはネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報、及び／又はターゲットＲＮＣの安全能力を含んでもよい。

ステップＳ９３０において、ＵＥが拡張した安全を支援すると、ＵＥがネットワーク側に同一のアルゴリズムで拡張した完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は暗号化キーＣＫ_Ｕを更新する。

本ステップでは、ＵＥにネクストホップカウンター端末ＮＣＣが設置されてあり、ＵＥがネットワークＮＣＣを受信し、アクティブにした現在拡張キーＩＫ_Ｕ／ＣＫ_Ｕに対応する端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しいかを判断し、両者が等しいと、ＵＥが現在拡張した完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は現在拡張した暗号化キーＣＫ_Ｕをそのまま使用する。ネットワークＮＣＣが端末ＮＣＣより大きいと、ＵＥがネットワーク側に同一のアルゴリズムで拡張キーＩＫ_Ｕ及び／又はＣＫ_Ｕを算出し、そして端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくなるまでに、対応する端末ＮＣＣを増やす。

ステップＳ９３２において、ＵＥがターゲットＲＮＣに物理チャネル再配置完了メッセージ又はＵＴＲＡＮ移動性情報確認メッセージを送信する。前記メッセージは更新した拡張完全性キーＩＫ_Ｕを用いて完全性保護を行なってもよく、又は更新した完全性キーＩＫ_Ｕと拡張暗号化キーＣＫ_Ｕを用いて前記メッセージに対して同時に完全性と暗号化保護を行なってもよい。

該メッセージにはユーザ設備安全能力パラメーターを含むことが好ましい。

ステップＳ９３４において、ターゲットＲＮＣが更新した完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は暗号化キーＣＫ_Ｕを用いてこのメッセージに対して安全検証を行う。ターゲットＲＮＣがＵＥに送信したメッセージの検証に成功すると、ターゲットＲＮＣがターゲットコアネットワークノード（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ／ＶＬＲ＋）に移転完了メッセージを送信し、このメッセージがターゲットコアネットワークノードに移転完了を指示する情報を含む。

ステップＳ９３６において、ターゲットコアネットワークノードとソースコアネットワークノードとの間にメッセージインタラクションが行われ、移転完了を確認する。

ステップＳ９３８において、ソースコアネットワークノードがソースＲＮＣとの間のＩｕインターフェースを解除する。

本実施例におけるエアーインターフェースキー更新のキーチェーンは図７に示すとおりである。

図１０は、本発明の実施例によるコアネットワークノードの構成ブロック図を示し、以下を含む。

受信モジュール１００２において、移転指示メッセージを受信するように設置され、前記移転指示メッセージがユーザ設備ＵＥがソースＲＮＣからターゲットＲＮＣに移転して準備することを指示することに用いる。算出モジュール１００４において、キーパラメーターを用いてネクストホップ拡張キーを算出するように設置される。送信モジュール１００６において、ネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信するように設置される。

前記キーパラメーターは、現在拡張キー、中間キー、伝統的なキーの中の少なくとも１つを含むことが好ましい。

移転指示メッセージは、ソースＲＮＣがソースコアネットワークノードに送信した移転需要メッセージ、又は、ソースコアネットワークノードがターゲットコアネットワークノードに送信した転送移転要請メッセージを含むことが好ましい。

送信モジュール１００６が移転要請メッセージ及び／又は転送移転要請メッセージを介して、ターゲットＲＮＣにネクストホップ拡張キーを送信するように設置されることが好ましい。

コアネットワークノードがネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを設置してあり、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えるように設置されることが好ましい。コアネットワークノードは算出モジュール１００４がキーパラメーターを用いてネクストホップ拡張キーを算出する前又は後、ネットワークＮＣＣを増やす。

移転指示メッセージには、伝統的なキーを含み、この伝統的なキーがソースＲＮＣの現在拡張キー又はマッピングした伝統的なキーであってもよく、現在拡張キーが現在拡張暗号化キーＣＫ_Ｕ及び／又は現在拡張完全性キーＩＫ_Ｕを含み、マッピングした伝統的なキーがマッピングした暗号化キーＣＫ’及び／又はマッピングした完全性キーＩＫ’を含んでもよい。

ソースコアネットワークノードがネクストホップ拡張した完全性キーＩＫ_Ｕ’を転送移転要請メッセージ及び／又は移転要請メッセージのＩＫフィールドに置き、拡張した暗号化キーＣＫ_Ｕ’を転送移転要請メッセージ及び／又は移転要請メッセージのＣＫフィールドに置いてもよい。

図１１は、本発明の実施例によるユーザ設備ＵＥの構成ブロック図を示し、ＵＥのソースＲＮＣからターゲットＲＮＣに移転することを指示する移転メッセージを受信するように設置されるＵＥ受信モジュール１１０２と、現在拡張キー、中間キー、伝統的なキーの中の少なくともの１つを含むキーパラメーターを用いてネクストホップ拡張キーを算出するように設置されるＵＥ算出モジュール１１０４を含む。

本実施例のＵＥは更に、前記ネクストホップ拡張キーを用いて前記ターゲットＲＮＣと通信するように設置されるＵＥ通信モジュール１１０６を含むことが好ましい。

本実施例のＵＥにはネクストホップカウンター端末ＮＣＣを設置してあり、ＵＥがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えるように設置されることが好ましい。ＵＥ受信モジュール１１０２が更に、ターゲットＲＮＣ又はコアネットワークノードが送信したネクストホップネットワークＮＣＣの情報を受信するように設置される。

本実施例のＵＥは更に、アクティブにした現在拡張キーに対応するネクストホップカウンター端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しいかを判断するように設置される判断モジュール１１０８と、判断モジュール１１０８の判断結果が「はい」であると、端末ＮＣＣに対応する現在拡張キーとターゲットＲＮＣ通信を用いるように設置される確定モジュール１１１０と、判断モジュール１１０８の判断結果が「いいえ」であると、ＵＥ算出モジュール１１０４を用いてネクストホップ拡張キーを算出し、端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくなるまでに、対応する端末ＮＣＣを増やし、そしてネットワークＮＣＣに等しい端末ＮＣＣに対応するネクストホップ拡張キーを用いてターゲットＲＮＣと通信するように設置される否定モジュール１１１２とを含むことが好ましい。

前記すべての実施例はＳＲＮＣ内部の移転にも適応し、即ちソースＲＮＣとターゲットＲＮＣが同一なＲＮＣであるシーンである。

当業者にとって、上記の本発明の各ブロック又は各ステップは共通の計算装置によって実現することができ、単独の計算装置に集中させることができれば、複数の計算装置から構成されるネットワークに分布させることもでき、さらに計算装置が実行可能なプログラムのコードによって実現することもできるので、それらを記憶装置に記憶させて計算装置によって実行することができ、又は夫々集積回路ブロックに製作し、又はそれらにおける複数のブロック又はステップを単独の集積回路ブロックに製作して実現することができることは明らかなことである。このように、本発明は如何なる特定のハードウェアとソフトウェアの結合にも限定されない。

以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者であれば本発明に様々な修正や変形が可能である。本発明の精神や原則内での如何なる修正、置換、改良などは本発明の保護範囲内に含まれる。

１００２ 受信モジュール
１００４ 算出モジュール
１００６ 送信モジュール
１１０２ ＵＥ受信モジュール
１１０４ ＵＥ算出モジュール
１１０６ ＵＥ通信モジュール
１１０８ 判断モジュール
１１１０ 確定モジュール
１１１２ 否定モジュール

Claims (20)

1. コアネットワークノードが、ユーザ設備ＵＥのソース無線ネットワークコントローラーＲＮＣからターゲットＲＮＣに移転することを準備することを指示する移転指示メッセージを受信し、
   キーパラメーターを用いてネクストホップ拡張キーを算出し、
   前記ネクストホップ拡張キーを前記ターゲットＲＮＣに送信し、
   前記ターゲットＲＮＣが前記ネクストホップ拡張キーを用いて前記ＵＥと通信を行うこと、
   を含むエアーインターフェースキーの更新方法。
2. 前記キーパラメーターは、現在拡張キー、中間キー、伝統的なキーの中の少なくとも１つを含む請求項１に記載のエアーインターフェースキーの更新方法。
3. 前記ターゲットＲＮＣが前記ネクストホップ拡張キーを用いて前記ＵＥと通信を行うことは、
   前記ターゲットＲＮＣが前記ネクストホップ拡張キーを現在拡張キーとし、前記現在拡張キーを用いて前記ＵＥと通信を行うことを含む請求項１に記載のエアーインターフェースキーの更新方法。
4. 前記コアネットワークノードは、ソースコアネットワークノード、又は、ターゲットコアネットワークノードを含む請求項１に記載のエアーインターフェースキーの更新方法。
5. 前記移転指示メッセージは、ソースＲＮＣがソースコアネットワークノードに送信する移転需要メッセージ、又は、前記ソースコアネットワークノードがターゲットコアネットワークノードに送信する転送移転要請メッセージを含む請求項１に記載のエアーインターフェースキーの更新方法。
6. 前記ネクストホップ拡張キーを前記ターゲットＲＮＣに送信することは、
   前記コアネットワークノードが移転要請メッセージ及び／又は転送移転要請メッセージを介して、前記ターゲットＲＮＣに前記ネクストホップ拡張キーを送信することを含む請求項１に記載のエアーインターフェースキーの更新方法。
7. 前記コアネットワークノードが前記ネクストホップ拡張キーの暗号化キーＣＫ_Ｕを前記移転要請メッセージ及び／又は前記転送移転要請メッセージのＣＫフィールドに置き、前記ネクストホップ拡張キーの完全性キーＩＫ_Ｕを前記移転要請メッセージ及び／又は前記転送移転要請メッセージのＩＫフィールドに置き、前記ターゲットＲＮＣに送信する請求項６に記載のエアーインターフェースキーの更新方法。
8. 前記コアネットワークノードがネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを設置し、前記コアネットワークノードが前記ネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えることに用いられ、前記コアネットワークノードが前記キーパラメーターを用いて前記ネクストホップ拡張キーを算出する前又は後、ネットワークＮＣＣを逓増する請求項１に記載のエアーインターフェースキーの更新方法。
9. 前記ＵＥがネクストホップカウンター端末ＮＣＣを設置し、前記ＵＥが前記ネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えることに用いられ、
   前記ネクストホップ拡張キーを前記ターゲットＲＮＣに送信した後、更に、
   前記ターゲットＲＮＣ又は前記コアネットワークノードが前記ネクストホップカウンターネットワークＮＣＣの情報を前記ＵＥに送信することと、
   前記ＵＥがアクティブにした現在拡張キーに対応する前記ネクストホップカウンター端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しいかを判断することと、
   はいである場合、前記ＵＥが端末ＮＣＣに対応する前記現在拡張キーを用いて前記ターゲットＲＮＣと通信することと、
   いいえである場合、前記ＵＥが前記ネクストホップ拡張キーを算出し、そして前記端末ＮＣＣが前記ネットワークＮＣＣに等しくなるまでに、対応する前記端末ＮＣＣを逓増し、且つ前記ネットワークＮＣＣに等しい前記端末ＮＣＣに対応する前記ネクストホップ拡張キーを用いて前記ターゲットＲＮＣと通信を行うこととを含む請求項８に記載のエアーインターフェースキーの更新方法。
10. 前記移転指示メッセージが伝統的なキーを含み、前記伝統的なキーがソースＲＮＣの現在拡張キー又はマッピングした前記伝統的なキーを含み、前記現在拡張キーが現在拡張暗号化キーＣＫ_Ｕ及び／又は現在拡張完全性キーＩＫ_Ｕを含み、マッピングした前記伝統的なキーがマッピングした暗号化キーＣＫ’及び／又はマッピングした完全性キーＩＫ’を含む請求項１に記載のエアーインターフェースキーの更新方法。
11. 前記ソースＲＮＣが前記ＣＫ_Ｕ又は前記ＣＫ’を前記移転指示メッセージのＣＫフィールドに置き、前記ＩＫ_Ｕ又は前記ＩＫ’を前記移転指示メッセージのＩＫフィールドに置き、前記コアネットワークノードに送信する請求項１０に記載のエアーインターフェースキーの更新方法。
12. ソースＲＮＣと前記ターゲットＲＮＣは同一ＲＮＣである請求項１に記載のエアーインターフェースキーの更新方法。
13. ユーザ設備ＵＥのソース無線ネットワークコントローラーＲＮＣからターゲットＲＮＣに移転することを準備することを指示する移転指示メッセージを受信する受信モジュールと、
    キーパラメーターを用いてネクストホップ拡張キーを算出する算出モジュールと、
    前記ネクストホップ拡張キーを前記ターゲットＲＮＣに送信する送信モジュールと、を含み、
    コアネットワークノードがネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを設置し、前記コアネットワークノードが前記ネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えるように設置され、前記コアネットワークノードが前記算出モジュールがキーパラメーターを用いて前記ネクストホップ拡張キーを算出する前又は後、ネットワークＮＣＣを逓増し、
    前記ターゲットＲＮＣが前記ネクストホップ拡張キーを用いて前記ＵＥと通信を行うことを含む前記コアネットワークノード。
14. 前記キーパラメーターは、現在拡張キー、中間キー、伝統的なキーの中の少なくともの１つを含む請求項１３に記載のコアネットワークノード。
15. 前記移転指示メッセージは、ソースＲＮＣがソースコアネットワークノードに送信する移転需要メッセージ、又は、前記ソースコアネットワークノードがターゲットコアネットワークノードに送信する転送移転要請メッセージを含む請求項１３に記載のコアネットワークノード。
16. 前記送信モジュールが移転請求メッセージ及び／又は転送移転要請メッセージを介して、前記ターゲットＲＮＣに前記ネクストホップ拡張キーを送信する請求項１３に記載のコアネットワークノード。
17. 前記移転指示メッセージは伝統的なキーを含み、前記伝統的なキーがソースＲＮＣの現在拡張キー又はマッピングした前記伝統的なキーを含み、前記現在拡張キーが現在拡張暗号化キーＣＫ_Ｕ及び／又は現在拡張完全性キーＩＫ_Ｕを含み、マッピングした前記伝統的なキーがマッピングした暗号化キーＣＫ’及び／又はマッピングした完全性キーＩＫ’を含む請求項１３に記載のコアネットワークノード。
18. ＵＥのソース無線ネットワークコントローラーＲＮＣからターゲットＲＮＣに移転することを指示する移転メッセージを受信する受信モジュールと、
    キーパラメーターを用いてネクストホップ拡張キーを算出し、前記キーパラメーターが現在拡張キー、中間キー、伝統的なキーの中の少なくとも１つを含むＵＥ算出モジュールと、
    前記ネクストホップ拡張キーを用いて前記ターゲットＲＮＣと通信を行うＵＥ通信モジュールと、を含むユーザ設備ＵＥ。
19. 前記ＵＥがネクストホップカウンター端末ＮＣＣを設置し、前記ＵＥの前記ネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えるように設置され、
    前記ＵＥ受信モジュールは更に前記ターゲットＲＮＣ又はコアネットワークノードが送信するネクストホップネットワークＮＣＣの情報を受信する請求項１８に記載のＵＥ。
20. 前記ＵＥは更に、
    アクティブにした現在拡張キーに対応するネクストホップカウンター端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しいかを判断する判断モジュールと、
    前記判断モジュールの判断結果がはいであると、端末ＮＣＣに対応する前記現在拡張キーを用いて前記ターゲットＲＮＣと通信を行う確定モジュールと、
    前記判断モジュールの判断結果がいいえであると、前記ＵＥ算出モジュールを用いて前記ネクストホップ拡張キーを算出し、そして前記端末ＮＣＣが前記ネットワークＮＣＣに等しくなるまでに、対応する前記端末ＮＣＣを逓増し、且つ前記ネットワークＮＣＣに等しい前記端末ＮＣＣに対応する前記ネクストホップ拡張キーを用いて前記ターゲットＲＮＣと通信を行う否定モジュールとを含む請求項１９に記載のＵＥ。