JP6219972B2 - 二重接続のためのセキュリティキーの生成 - Google Patents

Description

本明細書で開示される技術は、全体的には、ワイヤレス通信ネットワークに関し、より具体的には、二重接続（ｄｕａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ）のシナリオ、すなわち、移動端末が複数の基地局に同時に同時に接続されるシナリオでセキュリティキーを処理するための技術に関する。

典型的なセルラー無線システムでは、移動端末（ユーザ機器、ＵＥ、ワイヤレス端末、及び／又は移動局とも呼ばれる）は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ：ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して、インターネットのようなデータネットワーク及び／又は公衆交換通信ネットワーク（ＰＳＴＮ：ｐｕｂｌｉｃ−ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｎｅｔｗｏｒｋ）へのアクセスを提供する１つ又は複数のコアネットワークと通信する。ＲＡＮは、セル領域に分割される地理的領域をカバーし、各セル領域は、無線基地局（基地局、ＲＡＮノード、「ノードＢ」、及び／又は拡張ノードＢ若しくは「ｅノードＢ」とも呼ばれる）によってサービスされる。セル領域は、無線カバレッジが基地局サイトの基地局機器によって提供される地理的領域である。基地局は、無線通信チャネルを介して、基地局の範囲内のワイヤレス端末と通信する。

セルラー通信システムの事業者は、例えば、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ（広帯域符号分割多元接続））、ＨＳＰＡ（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ（高速パケットアクセス））、及びロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ワイヤレス技術に基づくモバイルブロードバンドデータサービスを提供し始めている。データアプリケーションのために設計される新しいデバイスの導入を燃料として、エンドユーザの性能要件は、増大し続けている。モバイルブロードバンドの採用の増加は、高速ワイヤレスデータネットワークによって処理されるトラフィックの大幅な増加をもたらした。したがって、セルラー事業者がネットワークをより効率的に管理することを可能にする技術が望まれる。

ダウンリンク性能を改善するための技術は、多入力多出力（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）、マルチアンテナ送信技術、マルチフロー通信、マルチキャリア展開、などを含むことができる。リンク当たりのスペクトル効率は、理論的限界に近づいている可能性があり、次のステップは、単位面積当たりのスペクトル効率を改善することを含むことができる。ワイヤレスネットワークに関するさらなる効率は、例えば、セル全体のユーザ体験の均一性の増加を提供するために、従来のネットワークトポロジーを変更することによって達成することができる。１つのアプローチは、いわゆる異種ネットワークの展開によるものである。

同種ネットワークは、ユーザ端末（ユーザ機器ノード、ＵＥ、及び／又はワイヤレス端末とも呼ばれる）の集合のための通信サービスを提供する、計画的なレイアウトにおける基地局（ノードＢ、拡張ノードＢ、又はｅノードＢとも呼ばれる）のネットワークであり、すべての基地局は、典型的には、同様の送信電力レベル、アンテナパターン、受信機ノイズフロア、及び／又は、データネットワークへのバックホール接続性を有する。さらに、同種ネットワーク内のすべての基地局は、一般に、ネットワーク内のユーザ端末への無制限のアクセスを提供することができ、各基地局は、大まかに同じ数のユーザ端末にサーブすることができる。このカテゴリの現在のセルラーワイヤレス通信システムは、例えば、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（モバイル通信用グローバルシステム））、ＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ（高速ダウンリンクパケットアクセス））、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ロングタームエボリューション））、ＷｉＭＡＸ（登録商標）（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ（ワールドワイドインターオペラビリティフォーマイクロウェーブアクセス））、などを含むことができる。

異種ネットワークでは、低電力基地局（低電力ノード（ＬＰＮ：ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｎｏｄｅ）、マイクロノード、ピコノード、フェムトノード、中継ノード、リモート無線ユニットノード、ＲＲＵノード、スモールセル、ＲＲＵ、などとも呼ばれる）は、計画的な及び／若しくは規則的に配置されたマクロ基地局と共に、又はそのオーバレイとして配備され得る。マクロ基地局（ＭＢＳ：ｍａｃｒｏ ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）は、したがって、比較的大きなマクロセル領域にわたってサービスを提供することができ、各ＬＰＮは、比較的大きなマクロセル領域内のそれぞれの比較的小さなＬＰＮセルエリアのためのサービスを提供することができる。

ＬＰＮによって送信される電力は、典型的なマクロ基地局について４０ワットであり得るマクロ基地局によって送信される電力と比べて比較的小さく、例えば、２ワットである。ＬＰＮは、例えば、マクロ基地局によって提供されるカバレッジ内のカバレッジホールを低減／除去するために、及び／又は、高トラフィック位置若しくはいわゆるホットスポットにおける容量を増加させるような、マクロ基地局からのトラフィックをオフロードするために配備され得る。そのより低い送信電力及びより小さい物理的サイズのため、ＬＰＮは、用地取得についてより高い柔軟性を提供することができる。

したがって、異種ネットワークは、マクロ基地局のような高電力ノード（ＨＰＮ：ｈｉｇｈ−ｐｏｗｅｒ ｎｏｄｅ）、及びいわゆるピコ基地局又はピコノードのような低電力ノード（ＬＰＮ）の多層配備を特徴とする。異種ネットワークの所与の領域内のＬＰＮ及びＨＰＮは、同じ周波数で動作することができ、その場合には、配備は、同一チャネル異種配備と呼ばれ得、又は、異なる周波数で動作することができ、その場合には、配備は、周波数間、若しくはマルチキャリア若しくはマルチ周波数異種配備と呼ばれ得る。

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）は、ＬＴＥ（ロングタームエボリューション）として知られる第４世代ワイヤレス通信システムのコンテキストにおいて高度で改善された機能のための仕様を開発し続けている。ＬＴＥの仕様のリリース１２以降では、低電力ノード及び異種配備に関連するさらなる機能強化が、「スモールセルの機能強化」の活動の傘の下で検討されることになる。これらの活動のいくつかは、「２層接続」又は単に「二重接続」と呼ばれる技術及びテクノロジーのセットの使用を含む、マクロ層と低電力層との間のさらにより高い程度のインターワーキングを達成することに焦点を合わせることになる。

図１に示すように、二重接続は、デバイスがマクロ層と低電力層の両方との同時接続を有することを意味する。図１は、異種ネットワークの一例を示し、この例では、移動端末１０１は、複数のフロー、例えば、マクロ基地局（又は「アンカーｅＮＢ」）４０１Ａからのアンカーフロー、及びピコ基地局（又は「補助ｅＮＢ」）４０１Ｂからの補助フローを使用する。用語は、変化する可能性があり、図１に示すような構成におけるアンカー基地局及び補助基地局は、時には、「マスタ」基地局及び「スレーブ」基地局、又は他の名前により呼ばれる場合もあることに留意されたい。「アンカー／補助」及び「マスタ／スレーブ」という用語は、二重接続シナリオに関わる基地局の間の階層関係を示唆しており、二重接続に関連する原理及び技術の多くは、例えば、ピア基地局の間にそのような階層関係が存在しない配備シナリオに適用され得ることにさらに留意すべきである。したがって、「アンカー基地局」及び「補助基地局」という用語が本明細書では使用されているが、本明細書に記載の技術及び装置は、その用語を使用する実施形態に限定されず、それらは、図１によって示唆される階層関係を有する実施形態に必ずしも限定されないことを理解すべきである。

二重接続は、様々な実施形態及び／又はシナリオで、以下を意味する。
・例えば、高速データ接続が低電力層を介して提供されるのと同時に、モビリティのための制御シグナリングがマクロ層によって提供される、制御及びデータの分離。
・ダウンリンク及びアップリンク接続が異なる層を介して提供される、ダウンリンクとアップリンクとの間の分離。
・無線リソース制御（ＲＲＣ：Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）シグナリングが、複数のリンクを介して提供され得、モビリティ性能をさらに高める、制御シグナリングのダイバーシティ。

二重接続を含むマクロ援助は、以下の様ないくつかの利益を提供することができる。
・上記で説明したように、マクロ層にモビリティアンカーポイントを維持することによって、マクロ層と低電力層との間、並びに低電力ノードの間で、シームレスなモビリティを維持することができる、モビリティのサポートの強化。
・個々のユーザ体験のために必要な情報のみを送信することによって、例えば、ローカルエリア層内のアイドルモードモビリティをサポートすることからくるオーバヘッドを回避することができる、低電力層からの低オーバヘッド送信。
・進行中のデータ送信がないときに、低電力ノードをオフにすることによって、低電力層のエネルギー消費を低減することができる、エネルギー効率負荷分散。
・アップリング及びダウンリンクのための終端点を選択することによって、ノード選択が、各リンクについて最適化され得る、リンク毎の最適化。

二重接続を使用する際の問題の１つは、アンカーフロー及び補助フローに、それぞれデータ無線ベアラ（ＤＲＢ：ｄａｔａ ｒａｄｉｏ ｂｅａｒｅｒ）をマッピングする方法である。図１に示すように、２つの基地局の間でＤＲＢを分割するための１つのオプションは、アンカーｅＮＢに制御プレーン（ＲＲＣ）を保持し、ＰＤＣＰエンティティを、それらのいくつかがアンカーｅＮＢにあり、それらのいくつかが補助ｅＮＢにあるように分配することである。以下でさらに詳細に論じるように、このアプローチは、いくつかの重要なシステム効率の利益をもたらすことができる。しかしながら、このアプローチは、移動端末との間で伝送されるデータの機密性及び完全性保護のために使用されるセキュリティ鍵の取り扱いに関連する問題を生じる。

ＬＴＥシステムでは、無線リソース制御（ＲＲＣ）層は、暗号鍵と、対応する無線ベアラに関連してどのセキュリティアルゴリズムが適用されるべきかを示すデータのような設定データとを用いて、パケットデータコンバージェンスプロトコル（ＰＤＣＰ：Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）エンティティを設定する。二重接続シナリオでは、ＲＲＣ層は、アンカーノードによって排他的に処理され得、ＰＤＣＰエンティティは、アンカー基地局ノード及び補助基地局ノードの各々で管理され得る。アンカー基地局及び補助基地局は、物理的に別個のノードに実装され得るので、ＲＲＣが、内部アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を介してＰＤＣＰエンティティを設定することができるという仮定は、もはや適用できない。

本明細書で開示される例示的な実施形態は、二重接続のワイヤレス端末と補助ｅＮＢとの間の通信に使用される暗号鍵のセットのセキュアな生成に向けられている。いくつかの実施形態では、補助ｅＮＢのためのベース鍵が、アンカーｅＮＢのセキュリティ鍵から生成される。ベース鍵は、次いで、ワイヤレス端末と補助ｅＮＢとの間のセキュア通信のための鍵を生成するために使用され得る。

開示された技術の実施形態は、例えば、ワイヤレス端末とアンカー基地局との間、及び、ワイヤレス端末と補助基地局との間のセキュア通信のためのセキュリティ鍵の生成のための、ネットワークノードでの実施に適した方法を含み、ここで、ワイヤレス端末は、アンカー基地局及び補助基地局と二重接続されているか、二重接続されようとしている。例示的な方法は、アンカー基地局鍵に少なくとも部分的に基づいて、補助基地局のための補助セキュリティ鍵を生成するステップを含む。生成された補助セキュリティ鍵は、次いで、ワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化する際に、又は、ワイヤレス端末がアンカー基地局及び補助基地局と二重接続している間に補助基地局によってワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化するための１つ若しくは複数の追加の補助セキュリティ鍵を生成する際に、補助基地局によって使用するために、補助基地局に送られる。アンカー基地局鍵、又は、アンカー基地局鍵から導出された鍵は、ワイヤレス端末がアンカー基地局及び補助基地局に二重接続されているときにアンカー基地局によってワイヤレス端末に送られるデータを暗号化するために使用される。

本明細書には、補助基地局のための補助セキュリティ鍵を生成するための別の方法も開示される。上記で要約した方法と同様に、この方法も、ネットワークノードでの実施に適した、ワイヤレス端末とアンカー基地局との間、及び、ワイヤレス端末と補助基地局との間のセキュア通信のためのセキュリティ鍵の生成のためのものであり、ここで、ワイヤレス端末は、アンカー基地局及び補助基地局と二重接続されているか、二重接続されようとしている。この方法では、しかしながら、方法は、アンカー基地局には未知であり得る主鍵を使用して、アンカー基地局以外のネットワークノードで実行することができる。

この第２の例示的な方法によれば、主セキュリティ鍵は、ネットワークノードとワイヤレス端末との間で共有される。この鍵は、いくつかの実施形態では、アンカー基地局にとって未知であってもよい。方法は、主セキュリティ鍵に少なくとも部分的に基づいて、補助基地局のための補助セキュリティ鍵を生成することで継続する。生成された補助セキュリティ鍵は、次いで、ワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化する際に、又は、ワイヤレス端末がアンカー基地局及び補助基地局と二重接続している間に補助基地局によってワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化するための１つ若しくは複数の追加の補助セキュリティ鍵を生成する際に、補助基地局によって使用するために、補助基地局に送られる。いくつかの実施形態では、生成された補助セキュリティ鍵は、アンカー基地局が鍵を知らないように、補助基地局に直接送られ、他の実施形態では、生成された補助セキュリティ鍵は、アンカー基地局を介して、補助基地局に間接的に送られる。

本明細書で開示される技術の他の実施形態は、上記で要約した例示的な方法又はその変形形態のうちの１つを実行するように各々が構成された、ネットワークノード装置及び移動端末装置を含む。

モバイル端末への同時のアンカーフロー及び補助フローを有する異種二重接続配備の一例を示す概略図である。 Ｅ−ＵＴＲＡＮシステムアーキテクチャの構成要素を示す図である。 二重接続シナリオにおける基地局プロトコルアーキテクチャの詳細を示す図である。 アンカー基地局鍵に基づく鍵の導出の階層を示す図である。 ＭＭＥ鍵に基づく鍵の導出の階層を示す図である。 例示的なネットワークノードによって実施される例示的な方法を示すプロセスフロー図である。 ワイヤレス端末によって実施される例示的な方法を示すプロセスフロー図である。 本明細書で開示される技術の例示的な実施形態に対応するプロセスフロー図である。 本明細書で開示される技術の例示的な実施形態に対応するプロセスフロー図である。 本明細書で開示される技術による例示的なアンカー基地局装置を示すブロック図である。 本明細書で開示される技術による別の例示的なネットワークノード装置を示すブロック図である。 本明細書で開示されるいくつかの実施形態にしたがって構成された例示的なワイヤレス端末の構成要素を示す図である。

本発明の概念を、ここで、発明の概念の実施形態の例が示された添付図面を参照して以下により完全に説明する。これらの発明の概念は、しかしながら、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に記載の実施形態に限定するものとして解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が、徹底的且つ完全であり、本発明の概念の範囲を当業者に完全に伝達するように提供される。これらの実施形態は、相互に排他的ではないことにも留意すべきである。一実施形態からの構成要素は、別の実施形態に存在する、又はそこで使用されることを想定することができる。

例示及び説明のみの目的のために、本発明の概念のこれら及び他の実施形態は、本明細書では、無線通信チャネルを介して移動端末（ワイヤレス端末又はＵＥとも呼ばれる）と通信する無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）において動作するコンテキストにおいて説明される。本明細書で使用する場合、移動端末、ワイヤレス端末、又はＵＥは、通信ネットワークからデータを受信し、限定はしないが、携帯電話（「セルラー」電話）、ラップトップ／ポータブルコンピュータ、ポケットコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、デスクトップコンピュータ、マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ：ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ ｍａｃｈｉｎｅ）又はＭＴＣタイプのデバイス、ワイヤレス通信インターフェースを有するセンサ、などを含むことができる、任意のデバイスを含むことができる。

ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）は、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ（ＧＳＭ（登録商標））から進化した第３世代移動通信システムであり、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ（登録商標））技術に基づく改善された移動通信サービスを提供することを意図している。ＵＭＴＳ地上波無線アクセスネットワーク、略してＵＴＲＡＮ（ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）は、ＵＭＴＳ無線アクセスネットワークを構成するノードＢ及び無線ネットワークコントローラの総称である。したがって、ＵＴＲＡＮは、本質的には、ＵＥのための広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ（登録商標））を使用する無線アクセスネットワークである。

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は、無線アクセスネットワーク技術に基づいてＵＴＲＡＮ及びＧＳＭ（登録商標）をさらに進化させることに取りかかっている。この点で、進化型ユニバーサル地上波無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ：地上波無線アクセスネットワーク）の仕様は、３ＧＰＰ内で進行中である。進化型ユニバーサル地上波無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）及びシステムアーキテクチャエボリューション（ＳＡＥ：Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）を含む。

ＬＴＥからの用語は、発明の概念の実施形態を例示するために、本開示で全体的に使用されるが、これは、発明の概念の範囲をこれらのシステムのみに限定するものとして理解されるべきではないことに留意されたい。３ＧＰＰ ＬＴＥ及びＷＣＤＭＡ（登録商標）システムの変形形態及び後継、ＷｉＭＡＸ（ワールドワイドインターオペラビリティフォーマイクロウェーブアクセス）、ＵＭＢ（ウルトラモバイルブロードバンド）、ＨＳＤＰＡ（高速ダウンリンクパケットアクセス）、ＧＳＭ（登録商標）（モバイル通信用グローバルシステム）、などを含む他のワイヤレスシステムも、本明細書に開示された本発明の概念の実施形態を利用することから利益を得ることができる。

また、基地局（ノードＢ、ｅノードＢ、若しくは進化型ノードＢとも呼ばれる）、及びワイヤレス端末又はモバイル端末（ユーザ機器ノード若しくはＵＥとも呼ばれる）のような用語は、非限定的に考慮しているべきであり、これら２つの間の特定の階層関係を意味しないことに留意されたい。一般に、基地局（例えば、「ノードＢ」又は「ｅノードＢ）及びワイヤレス端末（例えば、「ＵＥ」）は、ワイヤレス無線チャネルを介して互いに通信するそれぞれの異なる通信デバイスの例として考えることができる。

本明細書で論じる実施形態は、説明される解決策が、比較的より高電力の基地局（例えば、ワイドエリア基地局又はワイドエリアネットワークノードとも呼ばれ得る「マクロ」基地局）及び比較的より低電力のノード（例えば、ローカルエリア基地局又はローカルエリアネットワークノードとも呼ばれ得る「ピコ」基地局）の組み合わせを含む異種ネットワークに適用される例示的実施形態に焦点を合わせることができるが、説明する技術は、同種構成と異種構成の両方を含む任意の適切なタイプのネットワークで適用することができる。したがって、説明する構成に関与する基地局は、互いに同様若しくは同一であってもよく、又は、送信電力、送受信機アンテナの数、処理能力、受信機及び送信機の特性、並びに／若しくは他の特性若しくは物理的な能力の点で異なってもよい。

進化型ＵＭＴＳ地上波無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）は、拡張ノードＢ（ｅＮＢ又はｅノードＢ）と呼ばれる基地局を含み、Ｅ−ＵＴＲＡＮユーザプレーン及び制御プレーンプロトコル終端をＵＥに向けて提供する。ｅＮＢは、Ｘ２インターフェースを使用して相互接続される。ｅＮＢは、Ｓ１インターフェースを使用して、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ（進化型パケットコア））にも接続され、より具体的には、Ｓ１−ＭＭＥインターフェースによってＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ（モビリティ管理エンティティ））に接続され、Ｓ１−Ｕインターフェースによってサービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ：Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ）に接続される。Ｓ１インターフェースは、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷとｅＮＢとの間の多対多の関係をサポートする。Ｅ−ＵＴＲＡＮアーキテクチャの簡略化図を図２に示す。

ｅＮＢ２１０は、無線リソース管理（ＲＲＭ：Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）、無線ベアラ制御、受付制御、サービングゲートウェイに向かうユーザプレーンデータのヘッダ圧縮、及び／又はサービングゲートウェイに向かうユーザプレーンデータのルーティングのような機能をホストする。ＭＭＥ２２０は、ＵＥとＣＮ（ｃｏｒｅ ｎｅｔｗｏｒｋ（コアネットワーク））との間のシグナリングを処理する制御ノードである。ＭＭＥ２２０の重要な機能は、非アクセス層（ＮＡＳ：Ｎｏｎ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）プロトコルを介して処理される接続管理及びベアラ管理に関連する。Ｓ−ＧＷ２３０は、ＵＥのモビリティのためのアンカーポイントであり、ＵＥがページングされているときの一時的なＤＬ（ｄｏｗｎ ｌｉｎｋ（ダウンリンク））データバッファリング、正しいｅＮＢへのパケットルーティング及びフォワーディング、並びに／又は、課金及び合法的傍受のための情報の収集のような、他の機能も含む。ＰＤＮゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ：ＰＤＮ Ｇａｔｅｗａｙ、図２に図示せず）は、ＵＥ ＩＰアドレスの割り当て、並びにサービスの品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）の実施（以下でさらに論じる）を担当するノードである。読者は、異なるノードの機能のさらなる詳細について、３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００及びその中の引用を参照されたい。

本明細書で開示される技術の様々な実施形態を説明する上で、無線ネットワークノードという非限定的な用語は、ＵＥをサーブする、及び／若しくは、他のネットワークノード若しくはネットワーク要素に接続された任意のタイプのネットワークノード、又は、ＵＥが信号を受信する任意の無線ノードを指すために使用され得る。無線ネットワークノードの例は、ノードＢ、基地局（ＢＳ：ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）、ＭＳＲ ＢＳのようなマルチスタンダード無線（ＭＳＲ：ｍｕｌｔｉ−ｓｔａｎｄａｒｄ ｒａｄｉｏ）無線ノード、ｅノードＢ、ネットワークコントローラ、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ：ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、基地局コントローラ、中継器、中継器を制御するドナーノード、ベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ：ｂａｓｅ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ）、アクセスポイント（ＡＰ：ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）、ワイヤレスルータ、送信点、送信ノード、リモート無線ユニット（ＲＲＵ：ｒｅｍｏｔｅ ｒａｄｉｏ ｕｎｉｔ）、リモート無線ヘッド（ＲＲＨ：ｒｅｍｏｔｅ ｒａｄｉｏ ｈｅａｄ）、分散アンテナシステム（ＤＡＳ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ａｎｔｅｎｎａ ｓｙｓｔｅｍ）内のノード、などである。

いくつかの場合では、「ネットワークノード」というより一般的な用語が使用され、この用語は、少なくとも無線ネットワークノードと通信する任意のタイプの無線ネットワークノード又は任意のネットワークノードに対応することができる。ネットワークノードの例は、上述した任意の無線ネットワークノード、コアネットワークノード（例えば、ＭＳＣ、ＭＭＥ、など）、Ｏ＆Ｍ、ＯＳＳ、ＳＯＮ、測位ノード（例えば、Ｅ−ＳＭＬＣ）、ＭＤＴ、などである。

いくつかの実施形態を説明する際に、ユーザ機器（ＵＥ）という用語が使用され、セルラー又は移動通信システム内の無線ネットワークノードと通信する任意のタイプのワイヤレスデバイスを指す。ＵＥの例は、ターゲットデバイス、デバイス間ＵＥ、機械式ＵＥ又は機械間通信対応ＵＥ、ＰＤＡ、ワイヤレス対応テーブルコンピュータ、移動端末、スマートフォン、ラップトップ組込型機器（ＬＥＥ：ｌａｐｔｏｐ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｅｑｕｉｐｐｅｄ）、ラップトップ搭載型機器（ＬＭＥ：ｌａｐｔｏｐ ｍｏｕｎｔｅｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＵＳＢドングル、加入者宅内機器（ＣＰＥ：ｃｕｓｔｏｍｅｒ ｐｒｅｍｉｓｅｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、などである。本明細書で使用する「移動端末」という用語は、本明細書及び３ＧＰＰによって発布された様々な仕様で使用されるＵＥという用語と一般に互換であるものとして理解されるべきであるが、３ＧＰＰ規格に準拠したデバイスに限定されるものとして理解されるべきではない。

本明細書で提示する例示的実施形態は、具体的には、ＬＴＥのＵｕプロトコルスタックがマクロセルと補助ｅＮＢセルとの間で分割されるときの鍵生成に向けられている。技術及び装置は、より一般的には、他の二重接続シナリオでの鍵生成に適用可能である。

上述したように、二重接続シナリオにおける２つの基地局の間でデータ無線ベアラ（ＤＲＢ）を分割するための１つのオプションは、個々の無線ベアラに関連付けられたパケットデータコンバージェンスプロトコル（ＰＤＣＰ）エンティティを、１つ又は複数がアンカーｅＮＢ内で終端され、１つ又は複数が補助ｅＮＢ内で終端されるように分散しながら、アンカーｅＮＢにおいて無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルによって管理される制御プレーンを保持することである。

ＲＲＣ層は、それが関連付けられているすべてのＰＤＣＰエンティティを設定する。これは、複数の接続性のためのプロトコルアーキテクチャの例を示す図３に示されている。

より具体的には、ＲＲＣは、暗号鍵と、対応する無線ベアラに関連してどのセキュリティアルゴリズムが適用されるべきかを示すデータのような設定データとを用いて、ＰＤＣＰエンティティを設定する。所与の移動端末に関連付けられた接続のために、ＲＲＣは、まったく同一の暗号鍵ＫＵＰ−ｅｎｃを用いて、ユーザプレーントラフィック（ＤＲＢ）のためのすべてのＰＤＣＰエンティティを設定し、まったく同一の暗号鍵ＫＲＲＣ−ｅｎｃと、まったく同一の完全性保護鍵ＫＲＲＣ−ｉｎｔとを用いて、制御プレーントラフィック（ＳＲＢ）のためのすべてのＰＤＣＰエンティティを設定する。ドナーｅＮＢと中継ノードとの間でデータを保護するために使用されるＤＲＢに関して、ＲＲＣは、また、完全性保護鍵ＫＵＰ−ｉｎｔを用いて、ＤＲＢを設定する。

アンカーｅＮＢ及び補助ｅＮＢは、別個の物理ノードに実装され得るので、ＲＲＣが内部アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）を介してＰＤＣＰエンティティを設定することができるという仮定は、もはや適用できない。言い換えれば、セキュリティ設定データをｅＮＢの物理的にセキュアな環境内で安全に保持することができる現在の状況は、もはやない。代わりに、アンカーｅＮＢ内のＲＲＣエンティティは、アンカーｅＮＢのセキュアな環境の外にある補助ｅＮＢ内のＰＤＣＰエンティティを設定しなければならない。

アンカーｅＮＢ及び補助ｅＮＢは、本明細書では、ＵＥ又はワイヤレス端末の視点からのｅＮＢの異なる役割を定義するために使用される。これは、単なる例示的な命名であり、それらは、同様に、アンカー及びブースタ、マスタ及びスレーブ、又は、単にｅＮＢ＿１及びｅＮＢ＿２のような、なにか別のものと呼ぶことができることが認められている。

ＬＴＥのセキュリティ設計は、一般に、セキュリティ機能の区画化を提供する。区画化は、攻撃者が機能のセキュリティを破った場合、その機能のみが損なわれることを保証することを意図している。例えば、ＲＲＣプロトコルの暗号化のために使用される１つの鍵、及びＲＲＣプロトコルの完全性保護のために使用される別のキーが存在する。攻撃者が暗号化鍵を破った場合、攻撃者は、すべてのＲＲＣメッセージを復号化し、読むことができる。しかしながら、完全性鍵は、暗号化鍵と異なるので、攻撃者は、ＲＲＣメッセージを変更又は導入する（ｉｎｊｅｃｔ）ことができない。

ＬＴＥで使用される区画化アプローチの別の態様は、各ｅＮＢが鍵の別個のセットを使用することである。これについての論理的根拠は、このアプローチが、１つのｅＮＢに侵入する攻撃者が、ワイヤレス端末と別の物理的に異なるｅＮＢとの間で伝送されるデータについてなんの情報も得ないことを保証することである。二重接続シナリオでは、その後、１つの物理ＲＡＮノード、すなわちｅＮＢに侵入することが別のＲＡＮノードを攻撃する際に役に立たないという特性を維持するために、補助ｅＮＢは、アンカーｅＮＢで使用される鍵セットとは別のそれ自体の鍵セットを使用するべきである。

二重接続アーキテクチャは、セキュリティ鍵及びパラメータを処理するために採用された技術に応じて、潜在的なセキュリティ攻撃のための３つの新しい経路を開く可能性がある。第１に、アンカーｅＮＢから補助ｅＮＢへのセキュリティ設定及び暗号化鍵の転送は、攻撃者が鍵及び設定データを盗聴することができる、又は変更することができる点を提供する。第２に、攻撃者は、補助ｅＮＢに物理的に侵入し、そこの鍵及び設定データを盗聴又は変更する可能性がある。加えて、補助ｅＮＢに物理的に侵入する攻撃者は、補助ｅＮＢに接続された任意のワイヤレス端末のためのユーザプレーンデータを読む、変更する、又は導入する可能性がある。第３に、攻撃者は、補助ｅＮＢがユーザプレーンデータを送受信するとき、そのユーザプレーンデータにアクセスし、変更する可能性がある。これは、ユーザプレーンデータが、補助ｅＮＢとアンカーｅＮＢとの間、補助ｅＮＢとＳ−ＧＷとの間のいずれを流れるのかにかかわらず、又は、データが補助ｅＮＢ内で局所的にインターネットに対して破られているかどうかにかかわらず、真である。

本明細書で開示される例示的な実施形態は、二重接続におけるワイヤレス端末と補助ｅＮＢとの間の通信のために使用される暗号化鍵のセットのセキュアな生成に向けられている。いくつかの実施形態では、補助ｅＮＢのためのベース鍵は、アンカーｅＮＢのセキュリティ鍵から生成される。ベース鍵は、次いで、ワイヤレス端末と補助ｅＮＢとの間のセキュア通信のための鍵を生成するために使用することができる。

補助ｅＮＢのための鍵の確立
ＬＴＥでは、ｅＮＢ内の鍵セットは、Ｋ_ｅＮＢと、Ｋ_{ＵＰ−ｅｎｃ}と、Ｋ_{ＲＲＣ−ｅｎｃ}と、Ｋ_{ＲＲＣ−ｉｎｔ}とを含む。補助ｅＮＢが提供する機能に応じて、補助ｅＮＢによって必要とされる鍵セットは、異なることになる。補助ｅＮＢは、少なくともユーザプレーン暗号化を終了することになるので、補助ｅＮＢがワイヤレス端末と共有する暗号化鍵を確立することは、有用である。補助ｅＮＢが中継ノードのためのサービスを提供することになる場合、中継ノードの制御プレーントラフィックを搬送するＤＲＢを保護するために、完全性鍵の必要性も存在する。したがって、Ｋ_ｅＮＢと同様の、他の鍵を導出することができる補助ｅＮＢのためのベース鍵を確立することが有用である。今後、議論は、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}と呼ばれるベース鍵を確立することについてであるが、同じ推論を、明らかに、例えば、暗号化鍵のみが確立される場合に適用することができる。

図４は、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}をアンカーｅＮＢのＫ_ｅＮＢに基づいて生成することができる方法を示す。図は、補助ｅＮＢに関する可能な鍵階層を示す。この例では、補助ｅＮＢ及びワイヤレス端末は、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}鍵、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ−ｅｎｃ}鍵、及びＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ−ｉｎｔ}鍵を共有し、これらの鍵のすべては、アンカーｅＮＢのＫ_ｅＮＢから直接又は間接的に導出することができる。

図４中の矢印は、鍵導出関数（ＫＤＦ：Ｋｅｙ Ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の適用を示す。ＫＤＦは、すべての実用的な目的のために、一方向関数と考えることができる。暗号化技術に節通した者によく知られているように、一方向関数は、順方向（矢印の方向）で計算しやすいが、反転することは、計算的に実行不可能である。この意味は、鍵階層内でより下の鍵へのアクセスが、鍵階層内でより上の鍵についての有用な情報をなにも与えないということである。ＫＤＦの一例は、ＬＴＥ及び多くの他の３ＧＰＰシステムで使用されるＫＤＦであるＨＭＡＣ−ＳＨＡ２５６関数である。

具体的な例が、図４中にある。Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}鍵がアンカーｅＮＢで生成され、補助ｅＮＢに送られた場合、補助ｅＮＢは、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}、並びにそれが導出する暗号化鍵及び完全性鍵へのアクセスを有する。しかしながら、Ｋ_ｅＮＢへのアクセスは持たないことになる。

ＫＤＦが知られていると仮定されているので、アンカーｅＮＢは、他方では、補助ｅＮＢによって使用されるすべての鍵へのアクセスを有することになる。これは、その厳密な意味で解釈される場合、区画化の原理を破っている。しかしながら、このシナリオでのセキュリティレベルは、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）の関与なしに処理されるＬＴＥにおけるハンドオーバであるＸ２ハンドオーバで得られるものと同様である。Ｘ２ハンドオーバでは、ソースｅＮＢは、現在使用されているＫ_ｅＮＢに基づいて新たな鍵を計算し、新たな鍵をターゲットｅＮＢに提供する。同様のシナリオの別の例は、中継ノードのコンテキストにおいて生じる。中継ノードの場合には、ドナーｅＮＢは、中継ノードのためのＳ１プロキシとして動作する。結果として、ドナーｅＮＢは、中継ノードによって使用されるすべての鍵へのアクセスを有する。セキュリティ状況は、すでにＬＴＥネットワークで生じているいくつかと同様であるので、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}のための基礎キーイング材料としてＫ_ｅＮＢを使用することは、セキュリティの観点から許容できると考えることができる。

図４に示す鍵階層は、アンカーｅＮＢが補助ｅＮＢ内のＰＤＣＰエンティティを制御する二重接続シナリオにおいて有利に用いることができ、すなわち、アンカーｅＮＢは、新たなＰＤＣＰを確立し、それらを削除し、以前に削除したＰＤＣＰエンティティを再起動することができる。アンカーｅＮＢ及び移動端末（例えば、ＬＴＥ ＵＥ）は、各々、このようなＫｅＮＢからＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}を導出することになり、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}＝ＫＤＦ（ＫｅＮＢ，ｏｔｈｅｒ＿ｐａｒａｍｓ）となる。

既知の基礎となるデータを搬送する暗号化されたデータの繰り返し送信を利用する周知の攻撃の可能性を避けるために、ＰＤＣＰエンティティが同じカウント値を再利用するたびに、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}が「新鮮」であることが保証されるべきである。したがって、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}の導出は、好ましくは、適切な鮮度パラメータを含むべきである。鮮度を達成するための１つの方法は、最新ＲＲＣセキュリティモードコマンド若しくはハンドオーバコマンドのようないくつかの所定のＲＲＣメッセージ、又は、補助ｅＮＢ内のＰＤＣＰエンティティを確立するために使用されたＲＲＣ再構成要求若しくは完全なメッセージのうちの一方に関連付けられたシーケンス番号ＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴを使用することである。他のＲＲＣメッセージに関連付けられたシーケンス番号を、もちろん代わりに使用することができる。Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}の生成に鮮度を組み込むための他のオプションは、いくつかの所定のＲＲＣメッセージ又は他のプロトコルメッセージにおいて、新鮮な「ノンス」を、ワイヤレス端末からアンカーｅＮＢ若しくは補助ｅＮＢに、又は、アンカーｅＮＢ若しくは補助ｅＮＢからワイヤレス端末に（又は両方向に）送ることを含む。ノンスは、十分に高い確率で、Ｋ_ｅＮＢに対して一意になる、（擬似）ランダムに生成された数である。

鮮度パラメータがなんであれ、それらは、次いで、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}の導出に、又は、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}から導出される鍵の導出に含まれる。システム情報ブロック内のアンカーｅＮＢ又は補助ｅＮＢから送信されたＲＲＣメッセージ又は情報内の既存の情報要素を再使用することも可能である。十分に高い確率で（統計的に）一意の入力を提供する限り、任意の情報を使用することができる。

別の可能な設計は、アンカーｅＮＢが、任意の鮮度パラメータなしにＫｅＮＢからＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}を導出することである。この代替のアプローチによれば、補助ｅＮＢ又はアンカーｅＮＢが、補助ｅＮＢ内のＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴがラップアラウンドしようとしていることを検出した場合、アンカーｅＮＢは、セル内ハンドオーバを介してＫ_ｅＮＢ鍵リフレッシュを開始する。セル内ハンドオーバの結果は、ワイヤレス端末及びアンカーｅＮＢがＫ_ｅＮＢをリフレッシュするだけでなく、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}もリフレッシュすることであり、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}は、最初に導出されたときと同じ方法で再計算することができる。このアプローチは、再使用されようとしているＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴについて補助ｅＮＢがアンカーｅＮＢに通知しなければならないことを必要とする可能性がある。

アンカーｅＮＢから補助ｅＮＢにＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}を輸送することは、これら２つの間の制御チャネルを介して行うことができる。制御チャネルは、すでに述べたように、機密性及び完全性を保護されなければならない。

上記で説明した技術の様々な実施形態において、明示的に言及したこれら以外のパラメータも、ＫＤＦへの入力であり得る。パラメータは、様々な異なる順序のいずれかで置くことができる。さらに、ＫＤＦのための任意の１つ又は複数のパラメータは、ＫＤＦに入力する前に変換することができる。例えば、パラメータＰ１、Ｐ２、．．．、Ｐｎのセットは、なんらかの非負の整数ｎについて、最初に変換関数ｆを実行し、その結果、すなわち、ｆ（Ｐ１，Ｐ２，．．．，Ｐｎ）をＫＤＦへ入力とすることによって変換することができる。

鍵導出の一例では、パラメータＰ１は、「ｏｕｔｐｕｔ＿ｋｅｙ」と呼ばれる鍵を計算するために、ＫＤＦに入力される前に最初に変換され、ｏｕｔｐｕｔ＿ｋｅｙ＝ＫＤＦ（ｆ（Ｐ１），Ｐ２）となり、ここで、ｆは、なにか任意の関数又は関数のチェーンであり、Ｐ１及びＰ２は、入力パラメータである。パラメータＰ２は、例えば、鍵を特定のコンテキストに結びつけるために使用される、例えば、０、１、又はさらに他のパラメータであり得る。パラメータは、別個のパラメータとして入力することができ、又は、連結し、次いで、単一のパラメータとしてＫＤＦに入力することができる。これらのようなＫＤＦの変形形態が使用される場合であっても、アイデアのコアは、同じままである。

どの鍵確立アプローチが使用されるのかにかかわらず、既存のハンドオーバ手順は、ターゲット基地局のタイプにかかわらず、別の基地局への二重接続で移動端末をハンドオーバするとき、既存のハンドオーバ手順は、一般に影響を受けない。アンカーｅＮＢは、補助ｅＮＢ内のＤＲＢを分解し、既存の仕様に応じてターゲット基地局へのハンドオーバを実行することができる。

無線端末をターゲットｅＮＢ及びターゲット補助ｅＮＢにハンドオーバするとき、Ｋ_ｅＮＢ鍵及びＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}鍵の導出を個別に実行することができる。

Ｋ_ＡＳＭＥに基づく鍵導出
Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}を生成するための基礎としてアンカーノードのベース鍵を使用する代わりに、ワイヤレスネットワーク内の別のノードに関連付けられ、移動端末に既知の鍵を代わりに使用することができる。例えば、図５に示すように、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}のためのキーイング材料の基礎としてＫ_ＡＳＭＥを使用することは、上記で説明したＫ_ｅＮＢの使用と比較して、より高いレベルのセキュリティを可能にする。図５に示すように、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}は、Ｋ_ＡＳＭＥから導出することができ、補助ｅＮＢのための暗号化鍵及び完全性鍵は、結果として得られるＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}から導出することができる。

Ｋ_ＡＳＭＥは、ＬＴＥでの加入者認証を介して確立された鍵であり、ＭＭＥとワイヤレス端末との間で共有される。Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}がＫ_ＡＳＭＥから導出され、ＭＭＥが補助ｅＮＢにこのＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}を直接提供する場合、アンカーノードは、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}、又はそれから導出された暗号化鍵及び完全性鍵へのアクセスを持たない。この場合には、上記で論じた区画化の原理は、厳密な意味で厳守される。

Ｋ_ＡＳＭＥにＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}の導出の基礎をおくことは、ＭＭＥが、補助ｅＮＢが鍵へのアクセスを必要とするときに気づいているようにすることを必要とし、さらに、これらの２つの間の通信経路が存在することを必要とする。ＭＭＥが、ワイヤレス端末が補助ｅＮＢに接続される（したがって、鍵が必要とされる）ときに気づいているかどうか、及び、ＭＭＥと補助ｅＮＢとの間にシグナリング経路が存在するかどうかは、補助ｅＮＢが制御される方法に依存する。これらの条件が満たされない場合、キーイング材料の基礎としてＫ_ＡＳＭＥを使用することは、依然として可能であっても、ＭＭＥがＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}をアンカーノードに送らなければならないことになり、アンカーノードがそれを補助ｅＮＢに提供するので、あまり有用ではない。このシナリオでは、もちろん、アンカーノードは、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}へのアクセスを有する。

キーイング材料の基礎としてＫ_ＡＳＭＥを使用することは、Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}が、鍵導出関数Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}＝ＫＤＦ（Ｋ_ＡＳＭＥ，［ｏｔｈｅｒ＿ｐａｒａｍｓ］）を使用してＫ_ＡＳＭＥから導出されることを意味し、ここで、オプションのｏｔｈｅｒ＿ｐａｒａｍｓは、１つ又は複数の鮮度パラメータを含むことができる。

前述したように、ＰＤＣＰパケットカウンタ（ＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴ）がリセットされたとき、暗号化鍵及び完全性鍵は、更新されるべきである。同じ鍵が同じＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴで使用される場合、鍵ストリームの再使用、及び、潜在的には、可能な限りの再生攻撃が存在することになる。したがって、ＭＭＥ及びワイヤレス端末は、鍵導出に鮮度パラメータを含めることができる。例えば、アンカーノード（ｅＮＢ）のためにＫ_ｅＮＢが導出されたときに使用されたものと同じ鮮度パラメータ。どの鮮度パラメータがＫ_ｅＮＢ導出のために使用されるのかは、状況に依存する。可能な鮮度パラメータは、ＭＭＥ及びワイヤレス端末が交換するノンス（一度使用された乱数）を含む。他の可能性は、ＮＡＳアップリンク又はダウンリンクＣＯＵＮＴのようなパケットカウンタ、又は、ワイヤレス端末からＭＭＥへ、若しくはＭＭＥからワイヤレス端末へのいずれかに送信される新たに導入されたカウンタである。新たに導入されるカウンタの１つの欠点は、同期から外れた場合、なにか新たな再同期メカニズムによって再同期しなければならないことである。

他のパラメータは、同様にＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}の導出に含まれてよい。例えば、補助ｅＮＢ、又は補助ｅＮＢが使用するセルのアイデンティティを入力として使用することができる。これは、Ｋ_ｅＮＢがセルのアイデンティティに結びつけられる方法と類似している。目的は、潜在的なセキュリティ侵害をさらに区画化することである。

ＭＭＥがＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}を一旦導出したら、ＭＭＥは、また、それを補助ｅＮＢに転送しなければならない。Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}を補助ｅＮＢに転送することは、２つの方法のうちの１つ、補助ｅＮＢに直接か、又は、間接的に、最初にＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}をｅＮＢに転送し、次いで、必要なときに、ｅＮＢにそれを補助ｅＮＢに転送させることのいずれかで進めることができる。

Ｋ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}をＭＭＥから補助ｅＮＢに直接転送することは、一般的にセキュリティ上の利点である。このようにして、ＭＭＥ、補助ｅＮＢ、及びワイヤレス端末のみが鍵を知る。補助ｅＮＢとワイヤレス端末との間の接続を確立するためのシグナリングが、ＭＭＥが関与するようなものである場合、これは、好ましい。

他の代替は、ＭＭＥがＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}をｅＮＢに送り、ｅＮＢがＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}を補助ｅＮＢに単に転送することである。このアプローチは、ｅＮＢもここではＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}を知っている点で、セキュリティ上の欠点を有する。このアプローチは、しかしながら、ＭＭＥと補助ｅＮＢとの間の直接のシグナリング経路が存在せず、Ｋ_ＡＳＭＥがＫ_{ａｓｓｉｓｔｉｎｇ＿ｅＮＢ}導出のための基礎として使用される鍵材料である場合、有用である可能性がある。

例示的方法
上記で説明した詳細な例に鑑みて、図６及び図７は、それぞれ、ネットワークノード及びワイヤレス端末によって行われ得る例示的な動作を示す流れ図であり、ネットワークは、様々な実施形態における、アンカー基地局又はＭＭＥであり得ることが理解されるであろう。図示のプロセスフロー図は、実線の枠で示されたいくつかの動作と、破線の枠で示されたいくつかの動作とを含む。実線の枠に含まれる動作は、最も広い例示的実施形態に含まれる動作である。破線の枠に含まれる動作は、より広い例示的実施形態の動作に加えて行われ得る動作に含まれ得る、若しくはその一部であり得る、又はそのさらなる動作である例示的実施形態である。したがって、破線の枠内に示すこれらの動作は、それらが図示のプロセスのすべての事例には現れない可能性があるという意味で、「オプション」であるとみなすことができる。また、図６及び図７の動作は、単に一例として提供されていることを理解すべきである。

より具体的には、図６は、二重接続シナリオにおいて補助基地局によって使用される補助セキュリティ鍵を生成するためのプロセスを示す。図６に示すプロセスは、アンカー基地局（例えば、ＬＴＥアンカーｅＮＢ）、又はＭＭＥのようななにか他のネットワークノードのようなネットワークノードで実施することができる。ブロック１０に示すように、ネットワークノードは、最初に、補助セキュリティ鍵を生成する必要性を判断する。これは、例えば、二重接続シナリオの確立によってトリガされ得る。この判断に応じて、ネットワークノードは、主セキュリティ鍵に少なくとも部分的に基づいて補助セキュリティ鍵を生成する。これをブロック１２に示す。上記で詳細に説明したように、この主セキュリティ鍵は、様々な実施形態では、アンカーノードベース鍵（例えば、Ｋ_ｅＮＢ）、又は、ＭＭＥ鍵（例えば、Ｋ_ＡＳＭＥ）のような、ネットワークノード若しくは対象の移動端末に知られている他の鍵であってもよい。

補助セキュリティ鍵の生成は、ブロック１２及び１６に示すように、ＫＤＦ、例えば、一方向暗号化関数、並びに１つ又は複数の鮮度パラメータの使用を取り入れることができる。ブロック１７に示すように、いくつかの実施形態では、すでに使用されている鮮度パラメータのリストを維持することができる。

ブロック１８に示すように、生成された補助セキュリティ鍵は、次いで、補助基地局に送られる。いくつかの場合には、上記で詳述したように、補助セキュリティ鍵は、次いで、補助セキュリティ鍵がいくつかの実施形態ではそのような目的で直接使用され得るとしても、移動端末との間で転送されるデータを保護するための１つ又は複数の追加の鍵を生成するために使用される。

図７は、移動端末で行うことができるような対応する方法を示す。ブロック３０に示すように、移動端末は、図６のネットワークノードによって使用されるのと同じ主セキュリティ鍵に少なくとも部分的に基づいて補助セキュリティ鍵を生成する。再び、この主セキュリティ鍵は、様々な実施形態では、アンカーノードベース鍵（例えば、Ｋ_ｅＮＢ）、又は、ＭＭＥ鍵（例えば、Ｋ_ＡＳＭＥ）のような、ネットワークノード若しくは対象の移動端末に知られている他の鍵であってもよい。補助セキュリティ鍵の生成は、ブロック３２及び３４に示すように、ＫＤＦ、例えば、一方向暗号化関数、並びに１つ又は複数の鮮度パラメータの使用を取り入れることができる。ブロック１７に示すように、いくつかの実施形態では、すでに使用されている鮮度パラメータのリストを維持することができる。

ブロック３６に示すように、生成された補助セキュリティ鍵は、次いで、補助基地局との間で送られるデータの保護に適用される。いくつかの場合には、上記で詳述したように、補助セキュリティ鍵は、補助セキュリティ鍵がいくつかの実施形態ではそのような目的で直接使用され得るとしても、移動端末との間で転送されるデータを保護するための１つ又は複数の追加の鍵を生成するために使用される。

上記で論じたように、補助セキュリティ鍵は、様々な実施形態で、アンカーノード鍵から、又は、ＭＭＥのような別のノードに対応するセキュリティ鍵から生成することができる。図８及び図９は、これら２つのシナリオにそれぞれ対応するプロセスフロー図である。これらの方法は、例えば、ＬＴＥネットワークノードで行うことができるが、二重接続を用いる他のワイヤレスネットワークにも適用することができる。

図８は、したがって、ワイヤレス端末とアンカー基地局との間、及びワイヤレス端末と補助基地局との間のセキュア通信のためのセキュリティ鍵生成のための、ネットワークノードでの実施に適した方法を示し、ここで、ワイヤレス端末は、アンカー基地局及び補助基地局であり、又は、アンカー基地局及び補助基地局と二重接続されようとしている。ブロック８１０では、図示の方法は、アンカー基地局鍵に少なくとも部分的に基づいて、補助基地局のための補助セキュリティ鍵を生成するステップを含む。ブロック８２０に示すように、生成された補助セキュリティ鍵は、次いで、ワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化する際に、又は、ワイヤレス端末がアンカー基地局及び補助基地局に二重接続される間に補助基地局によってワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化するための１つ又は複数の追加の補助セキュリティ鍵を生成する際に、補助基地局によって使用するために、補助基地局に送られる。ブロック８３０に示すように、アンカー基地局鍵、又は、アンカー基地局鍵から導出された鍵は、ワイヤレス端末がアンカー基地局及び補助基地局に二重に接続されている間、アンカー基地局によってワイヤレス端末に送られるデータを暗号化するために使用される。

図８に示す方法のいくつかの実施形態では、生成された補助セキュリティ鍵は、補助基地局によってワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化するための１つ又は複数の追加の補助セキュリティ鍵を生成する際に使用するためのベース補助セキュリティ鍵を含む。これらの実施形態のいくつかでは、アンカー基地局及び移動端末は、各々、アンカー基地局鍵から暗号化鍵、又は完全性鍵、又はその両方を導出することができ、ワイヤレス端末がアンカー基地局及び補助基地局に二重に接続されている間、アンカー基地局によってワイヤレス端末に送られる、又はワイヤレス端末から受信されるデータを保護するために、導出された鍵を使用することができる。

図８に示す実施形態のいくつかでは、補助セキュリティ鍵を生成するステップは、一方向関数を使用してアンカー基地局鍵から補助セキュリティ鍵を導出するステップを含む。一方向関数は、いくつかの実施形態では、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ−２５６暗号化関数であってもよい。これらのいくつか、及び、いくつかの他の実施形態では、補助セキュリティ鍵の生成は、さらに、鮮度パラメータに基づく。

いくつかの実施形態では、図示の方法は、さらに、補助基地局のパケットデータコンバージェンスプロトコル（ＰＤＣＰ）ＣＯＵＮＴパラメータがラップアラウンドしようとしていることを検出するステップと、それに応答して、アンカー基地局鍵のリフレッシュを開始するステップと、補助セキュリティ鍵を再計算するステップとを含むことができる。

いくつかの実施形態では、単一の補助セキュリティ鍵が、すべてのデータ無線ベアラで使用するための鍵のセットを生成するために使用される。他の実施形態では、複数の補助セキュリティ鍵を使用することができ、その場合には、上記で説明した生成動作は、得られる補助セキュリティ鍵がデータ無線ベアラ毎に異なるように、ワイヤレス端末と補助基地局との間で確立される複数のデータ無線ベアラの各々について繰り返される。得られるいくつかの鍵の複数のものは、いくつかの実施形態では、同時に送られてもよい。

図９は、補助基地局のための補助セキュリティ鍵を生成するための別の方法を示すプロセスフロー図である。図８に示す方法と同様に、図９のプロセスは、ワイヤレス端末とアンカー基地局との間、及びワイヤレス端末と補助基地局との間のセキュア通信のためのセキュリティ鍵生成のための、ネットワークノードでの実施に適した方法を示し、ここで、ワイヤレス端末は、アンカー基地局及び補助基地局であり、又は、アンカー基地局及び補助基地局と二重接続されようとしている。しかしながら、この方法では、方法は、アンカー基地局にとって未知であり得る主鍵を使用して、アンカー基地局以外のネットワークノードで行うことができる。

ブロック９１０に示すように、図示の方法は、ワイヤレス端末と主セキュリティ鍵を共有するステップを含む。この鍵は、いくつかの実施形態では、アンカー基地局にとって未知であり得る。一例は、ＬＴＥ ＭＭＥと移動端末との間で共有される、上記で論じたＫ_ＡＳＭＥ鍵である。

ブロック９２０に示すように、方法は、主セキュリティ鍵に少なくとも部分的に基づいて補助基地局のための補助セキュリティ鍵を生成するステップで継続する。生成された補助セキュリティ鍵は、次いで、ブロック９３０に示すように、ワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化する際に、又は、ワイヤレス端末がアンカー基地局及び補助基地局に二重接続される間に補助基地局によってワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化するための１つ又は複数の追加の補助セキュリティ鍵を生成する際に、補助基地局によって使用するために、補助基地局に送られる。いくつかの実施形態では、生成された補助セキュリティ鍵は、アンカー基地局が鍵を認識しないように、補助基地局に直接送られ、他の実施形態では、生成された補助セキュリティ鍵は、アンカー基地局を介して、補助基地局に間接的に送られる。

いくつかの実施形態では、生成された補助セキュリティ鍵は、補助基地局によってワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化するための１つ又は複数の追加の補助セキュリティ鍵を生成する際に使用するためのベース補助セキュリティ鍵を含む。これらのいくつか、及び、いくつかの他の実施形態では、補助セキュリティ鍵を生成するステップは、一方向関数を使用してアンカー基地局鍵から補助セキュリティ鍵を導出するステップを含む。一方向関数は、例えば、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ−２５６暗号化関数であってもよい。上記で詳細に論じたように、補助セキュリティ鍵を生成するステップは、いくつかの実施形態では、さらに、鮮度パラメータに基づくことができる。

例示的なハードウェア実施態様
上記で説明した技術及び方法のいくつかは、アンカー基地局のようなネットワークノードに、又はＭＭＥに設けられた電子データ処理回路網及び無線回路網又は他のインターフェース回路網を使用して実施することができるが、他のものを、ワイヤレス端末に設けられた無線回路網及び電子データ処理回路網を使用して実施することもできる。

図１０は、本明細書に記載の例示的実施形態のいくつかを実行することができるアンカー基地局４０１Ａの例示的なノード構成を示す。アンカー基地局４０１Ａは、通信測定値、データ、命令、及び／又はメッセージを受信及び／又は送信するように構成され得る無線回路網又は通信ポート４１０Ａを備えることができる。アンカー基地局４０１Ａは、さらに、例えば、他のネットワークノードとの間でネットワーク通信を受信又は送信するように構成され得るネットワークインターフェース回路４４０Ａを備えることができる。無線回路網又は通信ポート４１０Ａは、任意の数の送受信、受信、及び／又は送信ユニット又は回路網として含むことができることを理解すべきである。さらに、無線回路網又は通信４１０Ａは、当該技術分野で公知の任意の入力又は出力通信ポートの形態であってよいことを理解すべきである。無線回路網若しくは通信４１０Ａ及び／又はネットワークインターフェース４４０Ａは、ＲＦ回路網及びベースバンド処理回路網を備えることができ、これらの詳細は、基地局設計に精通している者には周知である。

アンカー基地局４０１Ａは、また、本明細書に記載のように、補助セキュリティ鍵（例えば、補助ｅＮＢのためのセキュリティ鍵）の生成に関連する動作を実行するように構成され得る処理ユニット又は回路網４２０Ａを備えることができる。処理回路網４２０Ａは、任意の適切なタイプの計算ユニット、例えば、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、若しくは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、又は任意の他の形態の回路網であってもよい。アンカー基地局４０１Ａは、さらに、メモリユニット又は回路網４３０Ａを備えることができ、メモリユニット又は回路網４３０Ａは、任意の適切なタイプのコンピュータ可読メモリであってもよく、不揮発性及び／又は不揮発性タイプであってもよい。メモリ４３０Ａは、セキュリティ鍵、鮮度パラメータ、デバイスパラメータ、通信優先順位、及び／又は実行可能なプログラム命令の生成に関連する任意の情報を記憶、受信、及び／又は送信するように構成することができる。

処理回路４２０Ａの典型的な機能は、例えば、メモリ４３０Ａに記憶された適切なプログラムコードで構成されているとき、送信された信号の変調及び符号化、並びに、受信された信号の復調及び復号化を含む。本発明のいくつかの実施形態では、処理回路４２０Ａは、プログラム記憶メモリ４３０Ａに記憶された適切なプログラムコードを使用して、例えば、二重接続シナリオにおけるセキュリティ鍵を処理するための上述した技術のうちの１つを実行するように適合される。もちろん、これらの技術のすべてが必ずしも単一のマイクロプロセッサ又は単一のモジュールで実行されないことが理解されるであろう。

処理回路４２０Ａは、プログラム及びデータメモリ４３０Ａに記憶されたプログラムコードが適用されると、機能的「モジュール」の配置を使用して、図８のプロセスフロー（又は、その変形形態）を実施することができ、ここで、モジュールは、プロセッサ回路４２０Ａ上で実行されるコンピュータプログラム又はコンピュータプログラムの一部である。したがって、装置４０１Ａは、補助基地局と通信するように構成された通信インターフェース４４０Ａを備え、さらに処理回路網４２０Ａに実装されるいくつかの機能モジュールを備えるものとして理解することができる。これらの機能モジュールは、アンカー基地局鍵に少なくとも部分的に基づいて補助基地局のための補助セキュリティ鍵を生成するための生成モジュールと、ワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化する際に、又は、ワイヤレス端末がアンカー基地局及び補助基地局と二重接続されている間、補助基地局によってワイヤレス端末に送信されるデータトラフィックを暗号化するための１つ若しくは複数の追加の補助セキュリティ鍵を生成する際に、生成された補助セキュリティ鍵を、補助基地局によって使用するために、インターフェース回路網を使用して、補助基地局に送信するための送信モジュールと、ワイヤレス端末がアンカー基地局及び補助基地局と二重接続されている間、アンカー基地局によってワイヤレス端末に送信されるデータを暗号化するために、アンカー基地局鍵、又はアンカー基地局鍵から導出された鍵を使用するための暗号化モジュールとを含む。

図１１は、本明細書に記載の例示的実施形態のいくつかを実行することができるモビリティ管理ノード５０５Ａ（例えば、ＭＭＥ、ＳＧＳＮ、Ｓ４−ＳＧＳＮ）の例示的なノード構成を示す。モビリティ管理ノード５０５Ａは、通信測定値、データ、命令、及び／又はメッセージを受信及び／又は送信するように構成され得るインターフェース回路網又は通信ポート５１０Ａを備えることができる。無線回路網又は通信ポート５１０Ａは、任意の数の送受信、受信、及び／又は送信ユニット又は回路網として含むことができることを理解すべきである。さらに、無線回路網又は通信５１０Ａは、当該技術分野で公知の任意の入力又は出力通信ポートの形態であってよいことを理解すべきである。インターフェース回路網又は通信５１０Ａは、ＲＦ回路網及びベースバンド処理回路網（図示せず）を備えることができる。

モビリティ管理ノード５０５Ａは、また、本明細書に記載のように、補助セキュリティ鍵（例えば、補助ｅＮＢのためのセキュリティ鍵）の生成に関連する動作を実行するように構成され得る処理ユニット又は回路網５２０Ａを備えることができる。処理回路網５２０Ａは、任意の適切なタイプの計算ユニット、例えば、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、若しくは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、又は任意の他の形態の回路網であってもよい。モビリティ管理ノード５０５Ａは、さらに、メモリユニット又は回路網５３０Ａを備えることができ、メモリユニット又は回路網５３０Ａは、任意の適切なタイプのコンピュータ可読メモリであってもよく、不揮発性及び／又は不揮発性タイプであってもよい。メモリ５３０Ａは、セキュリティ鍵、鮮度パラメータ、デバイスパラメータ、通信優先順位、及び／又は処理回路網５２０Ａによって使用するための実行可能なプログラム命令の生成に関連する任意の情報を記憶、受信、及び／又は送信するように構成することができる。

本発明のいくつかの実施形態では、処理回路５２０Ａは、プログラム記憶メモリ５３０Ａに記憶された適切なプログラムコードを使用して、例えば、二重接続シナリオにおけるセキュリティ鍵を処理するための上述した技術のうちの１つを実行するように適合される。もちろん、これらの技術のすべてが必ずしも単一のマイクロプロセッサ又は単一のモジュールで実行されないことが理解されるであろう。

処理回路５２０Ａは、プログラム及びデータメモリ５３０Ａに記憶されたプログラムコードが適用されると、機能的「モジュール」の配置を使用して、図９のプロセスフロー（又は、その変形形態）を実施することができ、ここで、モジュールは、プロセッサ回路５２０Ａ上で実行されるコンピュータプログラム又はコンピュータプログラムの一部である。したがって、装置５０１Ａは、補助基地局と通信するように構成された通信インターフェース５４０Ａを備え、さらに処理回路網５２０Ａに実装されるいくつかの機能モジュールを備えるものとして理解することができる。これらの機能モジュールは、ワイヤレス端末と主セキュリティ鍵を共有するための共有モジュールと、主セキュリティ鍵に少なくとも部分的に基づいて補助基地局のための補助セキュリティ鍵を生成するための生成モジュールと、ワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化する際に、又は、ワイヤレス端末がアンカー基地局及び補助基地局と二重接続されている間、補助基地局によってワイヤレス端末に送信されるデータトラフィックを暗号化するための１つ若しくは複数の追加の補助セキュリティ鍵を生成する際に、生成された補助セキュリティ鍵を、補助基地局によって使用するために、インターフェース回路網を介して、補助基地局に送信するための送信モジュールとを含む。図１２は、本明細書に記載の例示的実施形態のいくつかを実行するように構成され得るワイヤレス端末５０５Ｂの例示的なノード構成を示す。ワイヤレス端末５０５Ｂは、通信測定値、データ、命令、及び／又はメッセージを受信及び／又は送信するように構成され得るインターフェース回路網又は通信ポート５１０Ｂを備えることができる。無線回路網又は通信ポート５１０Ｂは、任意の数の送受信、受信、及び／又は送信ユニット又は回路網として含むことができることを理解すべきである。さらに、無線回路網又は通信５１０Ｂは、当該技術分野で公知の任意の入力又は出力通信ポートの形態であってよいことを理解すべきである。インターフェース回路網又は通信５１０Ｂは、ＲＦ回路網及びベースバンド処理回路網（図示せず）を備えることができる。

ワイヤレス端末５０５Ｂは、また、本明細書に記載のように、補助セキュリティ鍵（例えば、補助ｅＮＢのためのセキュリティ鍵）の生成に関連する動作を実行するように構成され得る処理ユニット又は回路網５２０Ｂを備えることができる。処理回路網５２０Ｂは、任意の適切なタイプの計算ユニット、例えば、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、若しくは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は任意の他の形態の回路網であってもよい。ワイヤレス端末５０５Ｂは、さらに、メモリユニット又は回路網５３０Ｂを備えることができ、メモリユニット又は回路網５３０Ｂは、任意の適切なタイプのコンピュータ可読メモリであってもよく、不揮発性及び／又は不揮発性タイプであってもよい。メモリ５３０Ｂは、セキュリティ鍵、鮮度パラメータ、デバイスパラメータ、通信優先順位、及び／又は実行可能なプログラム命令の生成に関連する任意の情報を記憶、受信、及び／又は送信するように構成することができる。

したがって、本発明の様々な実施形態では、処理回路５２０Ａ及び５２０Ｂのような処理回路、並びにそれらの対応するメモリ回路５３０Ａ及び５３０Ｂは、上記で詳細に説明した技術の１つ又はそれ以上を実行するように構成される。他の実施形態は、１つ又は複数のそのような処理回路を含む基地局及び／又は他のネットワークノードを含むことができる。いくつかの場合には、これらの処理回路は、本明細書に記載の技術の１つ又は複数を実施するために、１つ又は複数の適切なメモリデバイスに記憶された適切なプログラムコードで構成される。もちろん、これらの技術のすべてが必ずしも単一のマイクロプロセッサ又は単一のモジュールで実行されないことが理解されるであろう。

様々な変更が本発明の範囲から逸脱することなく上記で説明した実施形態になされ得ることは、当業者によって理解されるであろう。例えば、本発明の実施形態を、３ＧＰＰ指定のＬＴＥ規格に準拠した通信システムを含む例を用いて説明したが、提示した解決策は、二重接続をサポートする他のネットワークにも同様に適用可能であり得ることに留意すべきである。上記で説明した特定の実施形態は、したがって、本発明の範囲を限定するのではなく、例示的と見なされるべきである。もちろん、構成要素又は技術のすべての考えられる組み合わせを説明することは不可能であるので、当業者は、本発明の本質的な特徴から逸脱することなく、本発明を本明細書に具体的に記載したもの以外の方法で実施することができることを理解するであろう。本発明の実施形態は、したがって、すべての点で、例示的であるとみなされるべきであり、限定的であるとみなされるべきではない。

本発明の概念の様々な実施形態の本明細書の説明では、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のためのものであり、本発明の概念を限定することを意図するものではないことを理解すべきである。特に定義しない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明の概念が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書で定義されたもののような用語は、本明細書及び関連技術の文脈においてそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義された理想化された又は過度に形式的な意味に解釈されることはないことが理解されるであろう。

要素が別の要素に「接続」、「結合」、「応答」、又はその変形をされていると呼ばれているとき、それは、他の要素に直接接続、結合、若しくは応答されてもよく、又は、介在要素が存在してもよい。対照的に、要素が別の要素に「直接接続」、「直接結合」、「直接応答」、又はその変形をされていると呼ばれているとき、介在要素は、存在しない。同じ番号は、全体を通して同じ要素を指す。さらに、本明細書で使用される「結合」、「接続」、「応答」、又はその変形は、ワイヤレスな結合、接続、又は応答を含むことができる。本明細書で使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が明らかにそうではないことを示さない限り、複数形も同様に含むことを意図している。周知の機能又は構造は、簡潔さ及び／又は明確さのために、詳細には説明されない場合がある。「及び／又は」という用語は、関連する列挙された項目の１つ又は複数の任意又はすべての組み合わせを含む。

第１、第２、第３、などの用語が、本明細書で様々な要素／動作を記述するために使用されている場合があるが、これらの要素／動作は、これらの用語によって限定されるべきではないことが理解されるであろう。これらの用語は、１つの要素／動作を別の要素／動作から区別するためにのみ使用される。したがって、本発明の概念の教示から逸脱することなく、いくつかの実施形態の第１の要素／動作は、他の実施形態では第２の要素／動作と呼ぶことができる。同じ参照番号又は同じ参照符号は、本明細書全体を通して同じ又は同様の要素を示す。

本明細書で使用するとき、「備える」、「備えている」、「備える」、「含む」、「含んでいる」、「含む」、「有する」、「有する」、「有している」、又はそれらの変形である用語は、制限がなく、１つ又は複数の述べられた特徴、整数、要素、ステップ、構成要素、又は機能を含むが、１つ又は複数の他の特徴、整数、要素、ステップ、構成要素、機能、又はそれらのグループの存在又は追加を排除しない。さらに、本明細書で使用するとき、ラテン語の「例えば（ｅｘｅｍｐｌｉ ｇｒａｔｉａ）」から派生した「例えば（ｅ．ｇ．）」という一般的な省略形は、前に言及された項目の一般的な例を導入又は指定するために使用することができ、そのような項目の限定であることを意図するものではない。ラテン語の「すなわち（ｉｄ ｅｓｔ）」から派生した「すなわち（ｉ．ｅ．）」という一般的な省略形は、より一般的な列挙から特定の項目を指定するために使用することができる。

例示的実施形態は、本明細書では、コンピュータで実施される方法、装置（システム及び／若しくはデバイス）並びに／又はコンピュータプログラムのブロック図及び／又はフローチャート図を参照して説明されている。ブロック図及び／又はフローチャート図のブロック、並びに、ブロック図及び／又はフローチャート図中のブロックの組み合わせは、１つ又は複数のコンピュータ回路によって実行されるコンピュータプログラム命令によって実施することができる。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ及び／又は他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサによって実施する命令が、ブロック図及び／又はフローチャートブロックで指定された機能／動作を実施し、それによって、ブロック図及び／又はフローチャートブロックに指定された機能／動作を実施するための手段（機能）及び／又は構造を作成するために、トランジスタ、メモリ位置に記憶された値、並びに、そのような回路網内の他のハードウェア構成要素を変換及び制御するように、機械を生成するために、汎用コンピュータ回路、専用コンピュータ回路、及び／又は他のプログラム可能なデータ処理回路のプロセッサ回路に提供することができる。

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読媒体に記憶された命令がブロック図及び／又はフローチャートのブロックで指定された機能／動作を実施する命令を含む製品を製造するように、特定の方法で機能するようにコンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置に指示することができる有形のコンピュータ可読媒体に記憶することもできる。したがって、本発明の概念の実施形態は、ハードウェア、及び／又は、集合的に「回路網」、「モジュール」、若しくはその変形形態と呼ぶことができるデジタル信号プロセッサのようなプロセッサ上で動作するソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード、などを含む）において具体化することができる。

いくつかの代替実施形態では、ブロックに記した機能／動作は、フローチャートに記した順序から外れて生じることができることにも留意すべきである。例えば、連続して示す２つのブロックは、関連する機能／動作に応じて、実際は、実質的に同時に実行されてもよく、又は、ブロックは、時には、逆の順序で実行されてもよい。さらに、フローチャート及び／若しくはブロック図の所与のブロックの機能は、複数のブロックに分離されてもよく、並びに／又は、フローチャート及び／若しくはブロック図の２つ以上のブロックの機能は、少なくとも部分的に統合されてもよい。最後に、他のブロックが、図示のブロックの間に追加／挿入されてもよく、及び／又は、ブロック／動作は、本発明の概念の範囲から逸脱することなく省略されてもよい。さらに、図面のいくつかは、通信の主方向を示すために通信経路上の矢印を含むが、通信は、示された矢印と反対方向に生じてもよいことを理解すべきである。

多くの変形及び修正を、実質的に本発明の概念の原理から逸脱することなく、実施形態に行うことができる。すべてのそのような変形及び修正は、本発明の概念の範囲内に含まれることが意図されている。したがって、上記で開示した主題は、説明的であると見なされるべきであり、限定的であると見なされるべきではなく、実施形態の添付の例は、本発明の概念の要旨及び範囲内に入るすべてのそのような修正、拡張、及び他の実施形態を包含することが意図されている。したがって、法律によって許容される最大範囲まで、本発明の概念の範囲は、本開示の最も広い許される解釈によって決定されるべきであり、前述の詳細な説明によって制限又は限定されるべきではない。

Claims (10)

1. ワイヤレス端末と補助基地局との間のセキュア通信のためのセキュリティ鍵の生成のための、アンカー基地局における方法であって、
   前記ワイヤレス端末が、前記アンカー基地局及び前記補助基地局と二重接続されているか、二重接続されようとしており、主セキュリティ鍵は前記アンカー基地局及び前記ワイヤレス端末に既知であり、
   前記方法は、
   前記主セキュリティ鍵に少なくとも部分的に基づいて、前記補助基地局のための補助セキュリティ鍵を生成するステップ（９２０）と、
   前記ワイヤレス端末が前記アンカー基地局及び前記補助基地局と二重接続されている間に前記補助基地局によって前記ワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化するための１つ又は複数の追加の補助セキュリティ鍵を生成する際に前記補助基地局によって使用されるために、前記生成された補助セキュリティ鍵を前記補助基地局に送るステップ（９３０）と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記生成された補助セキュリティ鍵が、前記補助基地局によって前記ワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化するための１つ又は複数の追加の補助セキュリティ鍵を生成する際に使用するためのベース補助セキュリティ鍵を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記補助セキュリティ鍵を生成するステップ（９２０）が、一方向関数を使用して前記主セキュリティ鍵から前記補助セキュリティ鍵を導出するステップを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記一方向関数が、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ−２５６暗号化関数である、請求項３に記載の方法。
5. 前記補助セキュリティ鍵を生成するステップ（９２０）が、さらに鮮度パラメータに基づく、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. ワイヤレス端末と補助基地局との間のセキュア通信のためのセキュリティ鍵の生成のためのアンカー基地局（５０５Ａ）であって、
   前記ワイヤレス端末が、前記アンカー基地局及び前記補助基地局と二重接続されているか、二重接続されようとしており、主セキュリティ鍵は前記アンカー基地局（５０５Ａ）及び前記ワイヤレス端末に既知であり、
   前記アンカー基地局（５０５Ａ）が、前記補助基地局と通信するように構成されたインターフェース回路網（５１０Ａ）を備え、さらに、処理回路網（５２０Ａ、５３０Ａ）を備え、
   前記処理回路網が、
   前記主セキュリティ鍵に少なくとも部分的に基づいて、前記補助基地局のための補助セキュリティ鍵を生成し、
   前記ワイヤレス端末が前記アンカー基地局及び前記補助基地局と二重接続されている間に前記補助基地局によって前記ワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化するための１つ又は複数の追加の補助セキュリティ鍵を生成する際に前記補助基地局によって使用されるために、前記インターフェース回路網（５１０Ａ）を介して前記生成された補助セキュリティ鍵を前記補助基地局に送る
   ように構成されていることを特徴とする、アンカー基地局（５０５Ａ）。
7. 前記生成された補助セキュリティ鍵が、前記補助基地局によって前記ワイヤレス端末に送られるデータトラフィックを暗号化するための１つ又は複数の追加の補助セキュリティ鍵を生成する際に使用するためのベース補助セキュリティ鍵を含む、請求項６に記載のアンカー基地局（５０５Ａ）。
8. 前記処理回路網（５２０Ａ、５３０Ａ）が、一方向関数を使用して前記主セキュリティ鍵から前記補助セキュリティ鍵を導出することによって、前記補助セキュリティ鍵を生成するように構成されている、請求項６又は７に記載のアンカー基地局（５０５Ａ）。
9. 前記一方向関数が、ＨＭＡＣ−ＳＨＡ−２５６暗号化関数である、請求項８に記載のアンカー基地局（５０５Ａ）。
10. 前記処理回路網（５２０Ａ、５３０Ａ）が、さらに鮮度パラメータに基づいて前記補助セキュリティ鍵を生成するように構成されている、請求項６から９のいずれか１項に記載のアンカー基地局（５０５Ａ）。

Images