JP5804209B2 - 無線アクセスネットワーク装置、制御方法、移動通信システム、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線アクセスネットワーク装置、制御方法、移動通信システム、およびプログラムに関する。

インターネットなどの有線ネットワークでは、従来からサービス拒否（ＤｏＳ：Ｄｅｎｉａｌ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）攻撃と呼ばれる悪意のある攻撃がされていることが知られている。ＤｏＳ攻撃の中には、ネットワーク上のトラフィックを増大させ、通信を処理している回線やサーバの処理能力（リソース）を占有することにより、システムを使用困難あるいはダウンさせようとする攻撃がある。近年では、無線ネットワークにおいても、ＤｏＳ攻撃がされた場合の対策が検討され始めている（特許文献１）。

ところで、図５に示すように、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で規定されるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の移動通信システムは、移動局（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、無線アクセスネットワーク装置である基地局（ｅＮＢ：ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ）、およびコアネットワークから構成される。ＵＥ１００とｅＮＢ２００との間では、呼接続の際、Ｌ３（Ｌａｙｅｒ ３）のプロトコルであるＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を用いて無線制御コネクションが確立される（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）；Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＲＲＣ）；Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ［３ＧＰＰ ＴＳ３６．３３１ Ｖ１０．４．０］：非特許文献１）。

図６は、無線制御コネクションを確立する際に、ＵＥ１００とｅＮＢ２００との間で送受信されるＲＲＣメッセージのシーケンス図である。まず、ＵＥ１００がｅＮＢ２００に対して、無線制御コネクション要求信号であるＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送信する(Ｓ１００)。これを受信したｅＮＢ２００はＵＥ１００に対して、無線制御コネクション設定信号であるＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐメッセージを送信する（Ｓ１０１）。これを受信したＵＥ１００は、無線制御コネクション設定完了信号であるＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ Ｃｏｍｐｌｅｔｅメ
ッセージを送信する（Ｓ１０２）。

上述の方法およびシステムには次のような問題がある。図６に示したシーケンスにおいて無線制御コネクションを確立する際、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００と通信するために必要な情報であるコンテキスト情報（ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ）を保存するための記憶エリアをメモリに割り当てる必要がある。

ここで、図７に示すように、悪意のＵＥ１２０がＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信するが（Ｓ２００、Ｓ２０３）、ｅＮＢ２００から送信されたＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ（Ｓ２０２、Ｓ２０５）へは応答しない動作を次々に繰り返すというＤｏｓ攻撃がされた場合を想定する。この場合、ｅＮＢ２００でのＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリアが次々に割り当てられ（Ｓ２０１、Ｓ２０４）、最終的にはＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリアが枯渇する（Ｓ２０６）。このため、通常のＵＥ１１０がＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信しても（Ｓ２０７）、ｅＮＢ２００はＵＥ１１０のためのＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリアを割り当てることができず（Ｓ２０８）、ＵＥ１１０が正常に通信できない。

特表２００８−５３７３８５号公報

Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）；Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＲＲＣ）；Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ［３ＧＰＰ ＴＳ３６．３３１ Ｖ１０．４．０］

本発明の目的の一例は、ＤｏＳ攻撃の影響を受けにくい移動通信システム、無線アクセスネットワーク装置、通信方法、およびプログラムを提供することにある。しかしながら、本発明は、上記以外の目的を達成することができる。また、本発明は、上記目的を達成することを要求されず、本発明は上記目的の何れかを達成しなくてもよい。

本発明による無線アクセスネットワーク装置は、移動局との間で双方向通信を行う無線アクセスネットワーク装置であって、
前記移動局が送信した、無線制御コネクション要求信号を受信する第１の受信部と、
前記無線制御コネクション要求信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報の一部を一時的に保存するための第１の記憶エリアをメモリに割り当てる第１の割当部と、
前記移動局に対して、無線制御コネクション設定信号を送信する第１の送信部と、
前記移動局が送信した無線制御コネクション設定完了信号を受信する第２の受信部と、
前記無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための第２の記憶エリアをメモリに割り当てる第２の割当部と、を備える。

本発明による通信方法は、移動局との間で双方向通信を行う無線アクセスネットワーク装置による通信方法であって、
前記移動局が送信した無線制御コネクション要求信号を受信するステップと、
前記無線制御コネクション要求信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報の一部を一時的に保存するための第１の記憶エリアをメモリに割り当てるステップと、
前記移動局に対して、無線制御コネクション設定信号を送信するステップと、
前記移動局が送信した無線制御コネクション設定完了信号を受信するステップと、
前記無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための第２の記憶エリアをメモリに割り当てるステップと、を有する。

本発明による非一時的なコンピュータ可読媒体は、以下の処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶し、
移動局が送信した無線制御コネクション要求信号を受信し、
前記無線制御コネクション要求信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報の一部を一時的に保存するための第１の記憶エリアをメモリに割り当て、
前記移動局に対して、無線制御コネクション設定信号を送信し、
前記移動局が送信した無線制御コネクション設定完了信号を受信し、
前記無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための第２の記憶エリアをメモリに割り当てる。

本発明による移動通信システムは、移動局と、前記移動局との間で双方向通信を行う無線アクセスネットワーク装置と、を有する移動通信システムであって、
前記無線アクセスネットワーク装置は、
前記移動局が送信した無線制御コネクション要求信号を受信する第１の受信部と、
前記無線制御コネクション要求信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報の一部を一時的に保存するための第１の記憶エリアをメモリに割り当てる第１の割当部と、
前記移動局に対して、無線制御コネクション設定信号を送信する第１の送信部と、
前記移動局が送信した無線制御コネクション設定完了信号を受信する第２の受信部と、
前記無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための第２の記憶エリアをメモリに割り当てる第２の割当部
と、を備え、
前記移動局は、
前記無線アクセスネットワーク装置に対して、前記無線制御コネクション要求信号を送信する第２の送信部と、
前記無線アクセスネットワーク装置から、前記無線制御コネクション設定信号を受信する第３の受信部と、
前記無線アクセスネットワーク装置に対して、前記無線制御コネクション設定完了信号を送信する第３の送信部と、を備える。

本発明による通信方法は、移動局と、前記移動局との間で双方向通信を行う無線アクセスネットワーク装置と、を有する移動通信システムによる通信方法であって、
前記移動局が、前記無線アクセスネットワーク装置に対して、無線制御コネクション要求信号を送信するステップと、
前記無線アクセスネットワーク装置が、前記無線制御コネクション要求信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報の一部を一時的に保存するための第１の記憶エリアをメモリに割り当てるステップと、
前記無線アクセスネットワーク装置が、前記無線制御コネクション要求信号を送信した前記移動局に対して、無線制御コネクション設定信号を送信するステップと、
前記無線制御コネクション設定信号を受信した前記移動局が、前記無線アクセスネットワーク装置に対して、無線制御コネクション設定完了信号を送信するステップと、
前記無線アクセスネットワーク装置が、前記無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための第２の記憶エリアをメモリに割り当てるステップと、を有する。

上記および他の典型的な目的、特徴および効果は、例示のために与えられている以下の詳細な説明および添付の図面のみから十分に理解され、したがって、限定して理解されるべきではない。

本発明にかかる無線アクセスネットワーク装置は、無線制御コネクション要求信号を受信したとき、移動局との通信に必要なコンテキスト情報の一部を一時的に保存するための第１の記憶エリアをメモリに割り当て、一方、無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、当該コンテキスト情報を保存するための第２の記憶エリアをメモリに割り当てることができる。そのため、無線制御コネクション要求信号を大量に送信するＤｏＳ攻撃がされた場合であっても、メモリが枯渇して通常の移動局が通信できなくなる問題を回避することができる。

第１の実施形態による構成を示した図である。 第１の実施形態による動作を示したシーケンス図である。 第２の実施形態による構成を示した図である。 第２の実施形態による動作を示したシーケンス図である。 ３ＧＰＰで規定されるＬＴＥの移動通信システムの構成を示す図である。 無線制御コネクションを確立する際のメッセージシーケンス図である。 ＤｏＳ攻撃が実行される場合のシーケンス図である。 典型的な形態による動作を追加して示したシーケンス図である。 ３ＧＰＰで規定される３Ｇの移動通信システムの構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。「例えば」の語彙は、「例、事例又は例示を提供する」意味を含むものとして用いられる。いくつかの実施形態での説明に含められる「例えば」は、必ずしも他の形態より好ましい又は有利と解釈されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態による構成の一例を示した図である。第１の実施形態による移動通信システムは、移動局１０と、移動局１０との間で双方向通信を行う無線アクセスネットワーク装置２０から構成される。

移動局１０は、無線アクセスネットワーク装置２０に対して無線制御コネクション要求信号を送信する第２の送信部１１、無線アクセスネットワーク装置２０から無線制御コネクション設定信号を受信する第３の受信部１２、および無線アクセスネットワーク装置２０に対して無線制御コネクション設定完了信号を送信する第３の送信部１３を備える。

無線アクセスネットワーク装置２０は、移動局１０から無線制御コネクション要求信号を受信する第１の受信部２１、移動局１０に対して無線制御コネクション設定信号を送信する第１の送信部２５、移動局１０から無線制御コネクション設定完了信号を受信する第２の受信部２６を備える。また、無線アクセスネットワーク装置２０は、移動局１０から前記無線制御コネクション要求信号を受信したとき、移動局１０との通信に必要なコンテキスト情報の一部を一時的に保存するための第１の記憶エリア２３をメモリに割り当てる
第１の割当部２２を備える。なお、当該メモリは、図１には図示されていない。加えて、無線アクセスネットワーク装置２０は、第１の割当部２２が第1の記憶エリア２３を割り当てたとき、無線制御コネクション要求信号に含まれる所定の情報要素の値を第１の記憶エリア２３に記憶する第１の記憶部２４を備える。さらに、無線アクセスネットワーク装置２０は、移動局１０から無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、移動局１０との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための第２の記憶エリア２８をメモリに割り当てる第２の割当部２７を備える。その他、無線アクセスネットワーク装置２０は、第２の割当部２７が第２の記憶エリア２８を割り当てたとき、第１の記憶エリア２３に記憶された情報をコピーして、第２の記憶エリア２８に記憶する第２の記憶部２９を備える。

図２は、第１の実施形態による動作の一例を示すシーケンス図である。以下、図２を参照しながら、移動局１０および無線アクセスネットワーク装置２０の動作を説明する。

Ｓ２００において、移動局１０は無線アクセスネットワーク装置２０に対して無線制御コネクション要求信号を送信し、無線アクセスネットワーク装置２０は無線制御コネクション要求信号を受信する。

Ｓ２０１において、無線アクセスネットワーク装置２０は、移動局１０との通信に必要なコンテキスト情報の一部を一時的に保存するための第１の記憶エリア２３をメモリに割り当てる。

Ｓ２０２において、無線アクセスネットワーク装置２０は、第１の記憶エリア２３に、Ｓ２００で受信した無線制御コネクション要求信号に含まれる所定の情報要素の値を記憶する。その他、第１の記憶エリア２３には、無線制御コネクション設定完了信号の受信（Ｓ２０４）が完了するまでに移動局１０との通信に必要となる最小限の情報を記憶してもよい。

Ｓ２０３において、無線アクセスネットワーク装置２０は移動局１０に対して無線制御コネクション設定信号を送信し、移動局１０は無線制御コネクション設定信号を受信する。ここで、無線アクセスネットワーク装置２０は、当該無線制御コネクション設定信号を生成する際に、第１の記憶エリア２３に記憶された情報を使用する。

Ｓ２０４において、移動局１０は無線アクセスネットワーク装置２０に対して無線制御コネクション設定完了信号を送信し、無線アクセスネットワーク装置２０は無線制御コネクション設定完了信号を受信する。

Ｓ２０５において、無線アクセスネットワーク装置２０は、Ｓ２０４の動作が正常に行われたため移動局１０は悪意の移動局ではないと判断し、移動局１０との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための第２の記憶エリア２８をメモリに割り当てる。

Ｓ２０６において、無線アクセスネットワーク装置２０は、Ｓ２０２において第１の記憶エリア２３に記憶された情報をコピーして、第２の記憶エリア２８に記憶する。

上記の通り、本実施形態にかかる無線アクセスネットワーク装置は、無線制御コネクション設定完了信号を受信した後に、移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するためのエリアをメモリに割り当てる。こうすることにより、無線アクセスネットワーク装置は、無線制御コネクション要求信号のみを大量に送信して無線制御コネクションを確立するための正常なシーケンスを最後まで実行しないＤｏＳ攻撃に対して防御することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態にかかる本発明を、図５に示したＬＴＥの無線通信システムに適用した実施形態である。第２の実施形態による移動通信システムは、図５に示されるように、ＵＥ１００、ｅＮＢ２００、およびコアネットワーク３００を有する。ｅＮＢ２００の構成の詳細について図を参照しながら説明する。

図３は、第２の実施形態にかかるｅＮＢ２００の構成の一例を示す図である。ｅＮＢ２００は、信号受信部２１０、呼制御部２２０、信号送信部２３０、およびメモリ２４０を備える。

信号受信部２１０は、ＵＥ１００またはコアネットワーク３００から、メッセージ形式の制御信号を受信する。

信号送信部２３０は、ＵＥ１００またはコアネットワーク３００に対して、メッセージ形式の制御信号を送信する。

呼制御部２２０は、信号受信部２１０が受信した制御信号に基づいて、ｅＮＢ２００が必要とする各種の呼制御の処理をし、当該処理に基づいた適切な制御信号を信号送信部２３０が送信できるように制御する。呼制御部２２０が、呼制御の動作をする際には、メモリ２４０に保存された各種の情報にアクセスする。

メモリ２４０は、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ管理情報２４２、Ｔｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３、Ｔｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔアロッタ情報２４４、およびＣ−ＲＮＴＩ／ＵＥ対応付けテーブル２４５を有する。

ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１は、ＵＥ１００との通信に必要な情報であるＵＥ ＣｏｎｔｅｘｔをＵＥ毎に保存するためのエリアであって、セル半径等に応じて複数のＵＥ分のエリア（図３ではＮ個）が存在する。このＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１に保存されるＵＥ毎の情報要素の例としては、ＵＥの番号、呼状態、ＵＥへアサインする無線区間のリソース（以下、ＵＬ個別リソースと呼ぶ）、および過去に送受信した情報を挙げることができる。ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１における１ＵＥ分のエリアのサイズは、例えば５０キロバイト程度である。

ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ管理情報２４２は、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１の使用状態を管理するための情報である。ＵＥ ＣｏｎｔｅｘｔはＵＥとの通信に必要な情報であるため、ｅＮＢ２００は、ＵＥから発信を受け付けたとき、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ管理情報２４２を用いて閉塞管理を行う。閉塞管理は、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１に当該ＵＥ用のエリアを割り当て、通信が終了するまで当該エリアを解放しない。

Ｔｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３は、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔの一部の情報を一時的に保存しておくためのエリアであって、複数のＵＥ分のエリア（図３ではＭ個）が存在する。Ｔｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３に保存されるＵＥ毎の情報要素の例としては、ｅＮＢ２００がＵＥ１００から最初に受信するメッセージであるＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔに含まれる情報要素である、ＩｎｉｔｉａｌＵＥ−ＩｄｅｎｔｉｔｙおよびＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＣａｕｓｅを挙げることができる。その他にも、ＣＱＩ、ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇＲｅｑｕｅｓｔ、およびｓｏｕｎｄｉｎｇＲＳなどのＵＬ個別リソースの情報要素を挙げることができる。ｅＮＢ２００は、これらＵＬ個別リソースの情報要素の設定値として、互いに他のＵＥ用の値と重複しない値をあらかじめ決めておき、ＵＥ毎のエリアに保存しておく。なお、以上の情報要素の詳細は非特許文献１に記載されている。Ｔｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３における１ＵＥ分のエリアのサイズは、例えば３０バイト程度であり、上述したＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１における１ＵＥ分のエリアのサイズと比べるとはるかに小さい。そのため、Ｔｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３内のＵＥ毎のエリアの数（Ｍ）は、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１内のＵＥ毎のエリアの数（Ｎ）よりも大きい数とすることができる。

Ｔｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔアロッタ情報２４４は、Ｔｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３の使用状態を管理するための情報である。

Ｃ−ＲＮＴＩ／ＵＥ対応テーブル２４５は、無線区間でＵＥの識別を行うＣ−ＲＮＴＩ（Ｃｅｌｌ Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）と、ｅＮＢ内でＵＥの識別を行うＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１内のＵＥ毎のエリアの番号（１，…，Ｎ）、またはＴｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３内のＵＥ毎のエリアの番号（１，…，Ｍ）とのマッピングを行うためのテーブルである。

図４は、第２の実施形態による動作の一例を示すシーケンス図である。以下、図４を参照しながら、ＵＥ１００およびｅＮＢ２００の動作を説明する。

Ｓ３００において、ＵＥ１００はｅＮＢ２００に対して、無線制御コネクション要求信号であるＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信し、ｅＮＢ２００はＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔを受信する。

Ｓ３０１において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００用に使用するＴｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３内のＵＥ毎のエリアを決定する。より具体的は、Ｔｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔアロッタ情報２４４の値を参照し、現在の値に１を加算した値に相当する番号のエリアを、当該ＵＥ用に使用するエリアに決定する。また、同時にＴｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔアロッタ情報２４４の値も１加算された値に更新する。Ｔｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３は一時的に使用するエリアであるため、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１のような閉塞管理を行わず、１番から順にラウンドロビン方式でエリアを割り当てていく。このように割り当てることにより、時間的に最も古く使用されていたエリアが再度使用されることになるため、使われている可能性が最も低いエリアを選ぶことができる。また、閉塞管理をしないため、どんなに呼量が多くともＴｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３の使用エリアの決定が失敗することはない。また、上述したように、１ＵＥあたりに使用するＴｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔのサイズは小さいため、呼量が多い状況でも重複して使用することがないような十分な数のエリアをメモリに確保することが可能である。

Ｓ３０２において、ｅＮＢ２００は、Ｓ３０１で決定したエリアに、Ｓ３００で受信したメッセージに含まれる情報要素である、ＩｎｉｔｉａｌＵＥ−ＩｄｅｎｔｉｔｙおよびＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＣａｕｓｅを保存する。

Ｓ３０３において、ｅＮＢ２００はＵＥ１００に対して無線制御コネクション設定信号であるＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐを送信し、ＵＥ１００はＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐを受信する。このとき、ｅＮＢ２００は、上述したＴｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３の当該ＵＥ用のエリアに保存されているＵＬ個別リソースの情報要素を、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐに含める。また、ｅＮＢ２００は、当該ＵＥ１００のＣ−ＲＮＴＩと、Ｓ３０１で決定した当該ＵＥ用のＴｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３内のエリアの番号とを対応付けて、Ｃ−ＲＮＴＩ／ＵＥ対応付けテーブル２４５に記憶する。

Ｓ３０４において、ＵＥ１００はｅＮＢ２００に対して無線制御コネクション設定完了信号であるＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ Ｃｏｍｐｌｅｔｅを送信し、ｅＮＢ２００はＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ Ｃｏｍｐｌｅｔｅを受信する。

Ｓ３０５において、ｅＮＢ２００はＳ３０４で受信したＣ−ＲＮＴＩに基づいて、Ｃ−ＲＮＴＩ／ＵＥ対応付けテーブル２４５を参照し、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ Ｃｏｍｐｌｅｔｅを送信したＵＥ１００を識別する。ｅＮＢ２００は、この時点でＵＥ１００はＤｏＳ攻撃をする悪意のユーザではないと判断し、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ管理情報２４２を参照してＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１に当該ＵＥ用のエリアを割り当てる。また、割り当てた後、ｅＮＢ２００は、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ管理情報２４２を更新する。

Ｓ３０６において、ｅＮＢ２００は、Ｓ３０２においてＴｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３に保存したＩｎｉｔｉａｌＵＥ−ＩｄｅｎｔｉｔｙおよびＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＣａｕｓｅを、Ｓ３０５で割り当てたエリアにコピーする。また、ｅＮＢ２００は、Ｓ３０３で作成したＣ−ＲＮＴＩ／ＵＥ対応付けテーブル２４５のうちのＴｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３内の当該ＵＥ用のエリアの番号を、Ｓ３０５で割り当てたＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１内の当該ＵＥ用のエリアの番号に更新する。

Ｓ３０７において、ｅＮＢ２００はＵＥ１００に対してＳｅｃｕｒｉｔｙ Ｍｏｄｅ Ｃｏｍｍａｎｄを送信し、ＵＥ１００はＳｅｃｕｒｉｔｙ Ｍｏｄｅ Ｃｏｍｍａｎｄを受信する。なお、当該動作は従来技術と特に相違は無いため説明を省略する。

Ｓ３０８において、ｅＮＢ２００はＵＥ１００に対してＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎを送信し、ＵＥ１００はＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎを受信する。なお、ｅＮＢ２００は、Ｓ３０３においてＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐに含めたＵＬ個別リソースの情報要素の値としてＴｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３に保存されていた値を使用したが、Ｓ３０８においては、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎを送信する際に当該情報要素の値として新しくユニークな値を決定する。その後、ｅＮＢ２００は、当該メッセージに含めてＵＥ１００に通知する。

上記の通り、第２の実施形態にかかるｅＮＢは、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ受信後に、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔを保存するためのエリアをメモリに割り当てる。こうすることにより、ｅＮＢは、悪意あるＵＥがＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔを大量に送信しつつＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐには応答しないＤｏＳ攻撃を実行した場合でも、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔの保存エリアが枯渇することなく、呼制御動作をはじめとするサービスを継続することができる。

以上、本発明を、好適な実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、第２の実施形態を、所定の条件を満たした場合にのみ実施してもよい。より具体的には、ｅＮＢ２００は、呼制御部２２０において単位時間当たりのＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔの受信数およびＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ Ｃｏｍｐｌｅｔｅの未受信数を測定しておき、当該受信数が所定の閾値を上回った場合または当該未受信数が所定の閾値を上回った場合に、ｅＮＢ２００は、ＤｏＳ攻撃が実行されている可能性があると判断し、第２の実施形態を実施してもよい。

図８は、このように第２の実施形態を実施しない場合の動作の一例を示すシーケンス図である。図４とは異なり、ｅＮＢ２００は、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ受信後に（Ｓ４００）、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１の割り当てと（Ｓ４０１）、当該メッセージに含まれる情報要素の記憶をする（Ｓ４０２）。このため、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔを大量に送信するＤｏＳ攻撃がされた場合には、ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３が枯渇する可能性がある。しかしながら、図８におけるｅＮＢ２００は、Ｔｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４３やＴｍｐ ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔアロッタ情報２４４を使用した図４におけるＳ３０１やＳ３０６の動作は必要ないため、図４の場合よりも処理量は少ない。

このように、所定の条件を満たした場合のみ第２の実施形態を実施することにより、ｅＮＢ２００の全体としての処理負荷を軽減しつつ、ＤｏＳ攻撃への対策を実施することが可能となる。

また、第２の実施形態では、図５に示したＬＴＥの移動通信システムについて本発明を適用したが、３Ｇ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）の移動通信システムに本発明を適用してもよい。

図９は３ＧＰＰで規定される３Ｇの移動通信システムの構成を示す図である。３Ｇの移動通信システムは、ＵＥ１００、ＮＢ（Ｎｏｄｅ Ｂ）４００、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）５００、およびコアネットワーク３００とから構成される。このように、３Ｇの移動通信システムに本発明を適用する場合の構成および動作は、第２の実施形態における図３および図４において、ｅＮＢ２００をＲＮＣ５００に置き換えることにより説明することができる。

また、第１の実施形態および第２の実施形態の説明した無線アクセスネットワーク装置の処理は、当該装置のＣＰＵ（central processing unit）によって制御されてもよい。もちろん、当該処理は、各実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を準備して、汎用コンピュータが記憶媒体に記憶されたプログラムコードを読み出すことによって、ＣＰＵで動作して実現することもできる。

プログラムは、いくつかのタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いてコンピュータに記憶および提供されることができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、有形の記憶媒体のいくつかのタイプを含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例示としては、（フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブなどのような）磁気記憶媒体、光学記憶媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、および（マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory）などのような）半導体メモリを含む。

本発明の概念は、上記実施形態に限定されず、改変は特許請求の範囲で定義される精神および範囲を逸脱しない範囲で必要に応じて行うことができる。

この出願は、２０１２年３月２６日に出願された日本出願特願２０１２−０６９０６４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０ 移動局
１１ 第２の送信部
１２ 第３の受信部
１３ 第３の送信部
２０ 無線アクセスネットワーク装置
２１ 第１の受信部
２２ 第１の割当部
２３ 第１の記憶エリア
２４ 第１の記憶部
２５ 第１の送信部
２６ 第２の受信部
２７ 第２の割当部
２８ 第２の記憶エリア
２９ 第２の記憶部
１００ ＵＥ
１１０ 通常のＵＥ
１２０ 悪意のＵＥ
２００ ｅＮＢ
２１０ 信号受信部
２２０ 呼制御部
２３０ 信号送信部
２４０ メモリ
２４２ 管理情報（１−Ｎ）
２４４ アロッタ情報（１−Ｎ）
２４５ 対応付けテーブル
３００ コアネットワーク
４００ ＮＢ
５００ ＲＮＣ

Claims (16)

1. 第１の記憶エリア及び前記第１の記憶エリアと異なる第２の記憶エリアと、
   移動局と通信するために用いられるコンテキスト情報を含む要求信号を前記移動局から受信し、その後、前記移動局との通信が確立されたことを示す完了信号を受信する受信部と、
   前記要求信号の受信に応じて、前記第１の記憶エリアの前記コンテキスト情報の保存を制御し、前記完了信号の受信に応じて、前記第２の記憶エリアの前記コンテキスト情報の保存を制御する制御部と、
   を備える無線アクセスネットワーク装置。
2. 前記要求信号の受信に応じて、前記移動局との通信を設定するために用いられる設定信号を前記移動局に送信する送信部を備え、
   前記完了信号は、前記設定信号に応じて前記移動局によって送信される、請求項１に記載の無線アクセスネットワーク装置。
3. 前記第１の記憶エリアは、一時的な記憶エリアである、請求項１に記載の無線アクセスネットワーク装置。
4. 前記第１の記憶エリア及び前記第２の記憶エリアを含むメモリを備える、請求項１に記載の無線アクセスネットワーク装置。
5. 前記第１の記憶エリアを有する第１のメモリと、
   前記第２の記憶エリアを有する第２のメモリと、を備え、
   前記第１のメモリは、前記第２のメモリと物理的に異なる請求項１に記載の無線アクセスネットワーク装置。
6. 前記第１の記憶エリアの容量は、前記第２の記憶エリアの容量より少ない、請求項１に記載の無線アクセスネットワーク装置。
7. 前記第１の記憶エリアは、複数の第１のサブセクションを有し、前記第２の記憶エリアは、複数の第２のサブセクションを有し、
   前記第２の記憶エリアの前記第２のサブセクションの個数は、前記第１の記憶エリアの前記第１のサブセクションの個数より多い、請求項１に記載の無線アクセスネットワーク装置。
8. 前記制御部は、前記第１の記憶エリアに記憶された新たな情報が前記第１の記憶エリアに記憶された過去の最も古い情報に上書きされるように、前記第１の記憶エリアを制御する、請求項１に記載された無線アクセスネットワーク装置。
9. 第１の記憶エリア及び前記第１の記憶エリアと異なる第２の記憶エリアと、
   移動局と通信するために用いられるコンテキスト情報を夫々含む複数の要求信号を少なくとも一つの前記移動局から受信する受信部と、
   前記受信部によって前記複数の要求信号の数を検出する検出部と、
   処理部と、を備え、
   前記受信部が受信した前記複数の要求信号の数が予め設定された数を超えるとき、前記処理部は、前記要求信号の受信に応じて、前記第１の記憶エリアの前記コンテキスト情報の保存を制御し、
   前記受信部が受信した前記複数の要求信号の数が前記予め設定された数を超えないとき、前記処理部は、前記要求信号の受信に応じて、前記第２の記憶エリアの前記コンテキスト情報の保存を制御する、無線アクセスネットワーク装置。
10. 無線アクセスネットワーク装置の制御方法であって、
    移動局と通信するために用いられるコンテキスト情報を含む要求信号を前記移動局から受信し、
    前記要求信号の受信に応じて、前記コンテキスト情報を保存するために第１の記憶エリアのサブセクションを割り当て、
    前記基地局との通信が確立されたことを示す完了信号を前記基地局から受信し、
    前記完了信号の受信に応じて、過去に前記コンテキスト情報を保存するために前記サブセクションが割り当てられた前記第１の記憶エリアと異なる第２の記憶エリアのサブセクションを割り当てる、制御方法。
11. 前記第１の記憶エリアの前記サブセクションを割り当てた後に、前記移動局に設定信号を送信する、請求項１０に記載の制御方法。
12. 前記第１の記憶エリアは、一時的な記憶エリアである、請求項１０に記載の制御方法。
13. 前記第１の記憶エリアの前記サブセクションの割り当てに応じて、前記第１の記憶エリアの割り当てられたサブセクションに前記コンテキスト情報を保存し、
    前記第２の記憶エリアの前記サブセクションの割り当てに応じて、前記第２の記憶エリアの割り当てられたサブセクションに前記コンテキスト情報を保存する、請求項１０に記載の制御方法。
14. 前記前記第１の記憶エリアの割り当てられたサブセクションに前記コンテキスト情報を保存する工程は、
    前記第１の記憶エリアに保存された過去の最も古い情報に上書きする、請求項１３に記載の制御方法。
15. 移動局と、
    無線アクセスネットワーク装置と、を備え、
    前記無線アクセスネットワーク装置は、
    第１の記憶エリア及び前記第１の記憶エリアと異なる第２の記憶エリアと、
    移動局と通信するために用いられるコンテキスト情報を含む要求信号を前記移動局から受信し、その後、前記移動局との通信が確立されたことを示す完了信号を受信する受信部と、
    前記要求信号の受信に応じて、前記第１の記憶エリアの前記コンテキスト情報の保存を制御し、前記完了信号の受信に応じて、前記第２の記憶エリアの前記コンテキスト情報の保存を制御する制御部と、を有し、
    前記移動局は、
    前記要求信号および前記完了信号を前記無線アクセスネットワーク装置に送信する送信部を有する、移動通信システム。
16. 無線アクセスネットワーク装置の制御方法を実行するためのプログラムであって、
    移動局と通信するために用いられるコンテキスト情報を含む要求信号を前記移動局から受信する処理と、
    前記要求信号の受信に応じて、前記コンテキスト情報を保存するために第１の記憶エリアのサブセクションを割り当てる処理と、
    前記基地局との通信が確立されたことを示す完了信号を前記基地局から受信する処理と、
    前記完了信号の受信に応じて、過去に前記コンテキスト情報を保存するために前記サブセクションが割り当てられた前記第１の記憶エリアと異なる第２の記憶エリアのサブセクションを割り当てる処理と、
    をコンピュータに実行させる、プログラム。

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