JP6065124B2 - Ueのmtcグループに対するブロードキャストにおけるグループ認証 - Google Patents
Ueのmtcグループに対するブロードキャストにおけるグループ認証 Download PDFInfo
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Description
1)同時発生する認証が、ネットワークへ過負荷を掛け得る。
2)MTC UEは、個別にだけでは無くグループメンバとしても、ネットワークに対する相互認証を有する必要がある。
3)ネットワークキーが、グループメッセージ交換を保護するために必要である。
1)SCS(Service Capability Server)は、外部グループID(identifier)を知見しており、外部グループIDを用いて、グループをアクティブ化し、MTC UEのグループと通信することが可能である。
2)UEは、自身が属し且つこれを介して通信するローカルグループID、及びグループキーKgrを用いて事前設定される。
3)グループGW(gateway)は、Kgr及びKgwを用いて設定される。Kgr及びKgwを、同一のキーとすることが可能である。
4)HSS(Home Subscriber Server)は、契約(subscription)に関連したデータ、(オプションとして)グループIDを含むホワイトリスト(whitelist)、及びグループに属するUE IDを記憶する。
例えば、SCSがUEのグループを初めてアクティブ化し且つ設定する場合、或いはSCSがネットワークへ再接続される場合、ネットワークは、同時にグループ認証を実行する必要があり得る。このことは、ネットワークに、UEを一つずつ認証することに代えて、認証を実行するための効率的な手段を有することを要求する(この時、UEは、ネットワークに対し既に認証されていても、認証されていなくても良い)。
UE認証のAKA手順において、AVはUE毎に異なる。しかしながら、MTCグループに関しては、同一グループのUEが同一のグループID及びグループキーを共有し、以てAVがグループメンバのUE全てに対し同一であり得る。
2.MMEは、グループID及びAVを含むAuthentication Requestを、ターゲットグループのUEへ向けてブロードキャストする。
3.同一のグループIDを記憶するUEは、自身に事前設定されたグループキーKgrを用いてRES1を算出し、既にKasmeを有している場合、Kasmeを用いてRES2を算出する。
4.UEは、RES1及び(オプションである)RES2を含むAuthentication Responseを送信する。
5.MMEは、自身で検索したXRES1及びXRES2を用いて、RES1及び(オプションである)RES2をチェック可能である。
上記のソリューションは、MMEにグループ認証の責任を負うことを要求するものであり、UEが同一の期間にAuthentication Responseを送信する場合に、MMEへ過負荷を掛け得る。オプションは、(TR 23.887、節8.1.3.3に記載される)UE GWを用いて、認証用のメッセージを中継することである。
同時にアクティブ化されない又はアクティブ化できないグループメンバが存在し得るか、或いはUEが既存グループへ加入する。ネットワークは、グループの特徴(features)をブロードキャストする。一致する特徴を有するデバイスは、グループへの加入要求を送信することによって、ブロードキャストへ応答できる。そして、ネットワークは、UEに対する認証を実行できる。
TR 23.887、節8.1.3.2.1.1のステップ2及び3は、SCS承認に使用でき、必ずしもMBMSベースのグループメッセージ交換のみとは限らない。
グループメッセージ中のグループIDは、グループメッセージを他のメッセージから区別するために使用できる。
グループメッセージに対するコンフィデンシャリティ(confidentiality:機密性)、インテグリティ(integrity:完全性)及びリプレイ保護を提供するため、コンフィデンシャリティ・キー及びインテグリティ・キーを含む一対のグループキーを提案する。
外部グループ識別子及びローカルグループ識別子は、TR 23.887の節8.4.3に記載されている。
UEは、グループ認証のために、グループキーKgrを用いて設定される。
グループGWは、グループ認証のために、グループキーKgr及びオプションとしてKgwを用いて設定される。
MMEは、グループ認証用のトリガをグループGWへブロードキャストし、このトリガは、ローカルグループID及びAV(RAND、AUTN)を含む。
グループGWは、事前設定されたキーKgwを用いて応答RESを算出し、このキーKgwは、グループキーKgrと同一にすることが可能である。
MMEは、グループGWから受信したRESを検証することによって、グループを認証する。
グループGWは、Authentication RequestをUEへブロードキャストし、このAuthentication Requestは、ローカルグループID及びAVを含む。
グループGWは、UEから受信したRESと、設定されたKgrを用いて同一のRANDに関し算出した値とを比較することによって、UEを認証する。
グループGWは、認証したUE IDをMMEへ報告する。
MMEは、ローカルグループID及びAVを含むAuthentication Requestを、UEへブロードキャストする。
UEは、受信したRANDに関する2つの応答を算出し、応答の一つは、事前設定されたグループキーKgrを用いたグループ認証のためのものであり、応答の他の一つは、Kasmeを用いた個別認証のためのものである。
UEは、2つの応答(RES1及びRES2)を含むAuthentication Responseを送信する。
MMEは、UEから受信した2つの応答を検証することによって、UEに関するグループメンバとして且つ個別の認証を同時に実行する。
11, 21 記憶部
12, 22, 33 受信部
13, 23 算出部
14, 24 送信部
20 グループGW
25, 32 ブロードキャスト部
26, 34 認証部
27 報告部
30 MME
31 判定部
40 HSS
50 MTC−IWF
60 SCS
Claims (5)
- ネットワークを介してサーバと通信するMTCデバイスのグループと、
前記MTCデバイスに対する前記ネットワークへのゲートウェイと、
前記ゲートウェイと前記サーバとの間でトラヒックを中継し、前記ネットワークを形成しているネットワークノードと、を備え、
前記ネットワークノードは、少なくとも第1のRAND(random number)を含むAV(authentication vector)を、前記ゲートウェイへブロードキャストし、
前記ゲートウェイは、第1のグループキー及び第2のグループキーを記憶しており、前記第2のグループキーを用いて、前記第1のRANDに関する第1のRES(authentication response)を算出して、前記算出した第1のRESをホワイトリスト要求に含めて前記ネットワークノードへ送信し、
前記ネットワークノードは、前記ゲートウェイから送信された第1のRESを検証することにより、前記ゲートウェイを認証し、該認証が成功したときに、前記ホワイトリスト要求に対応するホワイトリストを含み且つ前記ゲートウェイによる前記MTCデバイスのグループについての認証処理の実行を許可するメッセージを前記ゲートウェイに送信し、
前記ゲートウェイは、前記メッセージを受信すると、少なくとも第2のRANDを含むAVを、前記MTCデバイスに向けてブロードキャストし、
前記グループの各MTCデバイスは、前記第1のグループキーを記憶しており、前記第1のグループキーを用いて、前記第2のRANDに関する第2のRESを算出して、前記算出した第2のRESを前記ゲートウェイへ送信し、
前記ゲートウェイは、前記第1のグループキーを用いて、前記第2のRANDに関する第2のRESを算出し、前記算出した第2のRESと一致する第2のRESの送信元MTCデバイスの識別情報のうちで、前記ホワイトリストにエントリされている識別情報と一致するものを前記ネットワークノードに報告する、
ことを特徴とする通信システム。 - ネットワークを介してサーバと通信するMTCデバイスのグループに対する、前記ネットワークへのゲートウェイであって、
第1のグループキー及び第2のグループキーを記憶する記憶手段と、
前記ゲートウェイと前記サーバとの間でトラヒックを中継し且つ前記ネットワークを形成している、ネットワークノードから送信された、少なくとも第1のRANDを含むAVを受信する受信手段と、
前記第2のグループキーを用いて、前記第1のRANDに関する第1のRESを算出する算出手段と、
前記算出された第1のRESをホワイトリスト要求に含めて前記ネットワークノードへ送信する送信手段と、
を備えたゲートウェイ。 - 前記受信手段は、前記ネットワークノードにおいて前記第1のRESを検証することにより前記ゲートウェイの認証に成功したとき、前記ネットワークノードから送信され、前記ホワイトリスト要求に対応するホワイトリストを含み、且つ、前記ゲートウェイによる前記MTCデバイスのグループについての認証処理の実行を許可する、メッセージを受信し、
前記ゲートウェイは、
前記メッセージが受信されたときに、少なくとも第2のRANDを含むAVを、前記MTCデバイスに向けてブロードキャストするブロードキャスト手段と、
前記MTCデバイスの各々から受信した、前記第2のRANDに関する第2のRESと、前記算出手段によって前記第1のグループキーを用いて算出された、前記第2のRANDに関する第2のRESとを比較することによって、前記MTCデバイスの各々を認証する認証手段と、
をさらに備えた、
請求項2記載のゲートウェイ。 - 前記認証手段による前記比較において前記受信された第2のRESと一致する第2のRESの送信元MTCデバイスの識別情報のうちで、前記ホワイトリストにエントリされている識別情報と一致するものを、前記ネットワークノードへ報告する報告手段、
をさらに備えた請求項3に記載のゲートウェイ。 - ネットワークを介してサーバと通信するMTCデバイスのグループと、前記MTCデバイスに対する前記ネットワークへのゲートウェイと、前記ゲートウェイと前記サーバとの間でトラヒックを中継し、前記ネットワークを形成しているネットワークノードとを備える通信システムのための方法であって、
前記ネットワークノードは、少なくとも第1のRANDを、前記ゲートウェイへブロードキャストし、
前記ゲートウェイは、第1のグループキー及び第2のグループキーを記憶しており、前記第2のグループキーを用いて、前記第1のRANDに関する第1のRESを算出して、前記算出した第1のRESをホワイトリスト要求に含めて前記ネットワークノードへ送信し、
前記ネットワークノードは、前記ゲートウェイから送信された第1のRESを検証することにより、前記ゲートウェイを認証し、該認証が成功したときに、前記ホワイトリスト要求に対応するホワイトリストを含み且つ前記ゲートウェイによる前記MTCデバイスのグループについての認証処理の実行を許可するメッセージを前記ゲートウェイに送信し、
前記ゲートウェイは、前記メッセージを受信すると、少なくとも第2のRANDを含むAVを、前記MTCデバイスに向けてブロードキャストし、
前記グループの各MTCデバイスは、前記第1のグループキーを記憶しており、前記第1のグループキーを用いて、前記第2のRANDに関する第2のRESを算出して、前記算出した第2のRESを前記ゲートウェイへ送信し、
前記ゲートウェイは、前記第1のグループキーを用いて、前記第2のRANDに関する第2のRESを算出し、前記算出した第2のRESと一致する第2のRESの送信元MTCデバイスの識別情報のうちで、前記ホワイトリストにエントリされている識別情報と一致するものを前記ネットワークノードに報告する、
ことを特徴とした方法。
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