JP7843487B2 - A terminal device, a wireless communication system equipped with it, and a program to be executed by a computer. - Google Patents

A terminal device, a wireless communication system equipped with it, and a program to be executed by a computer.

Info

Publication number
JP7843487B2
JP7843487B2 JP2022030828A JP2022030828A JP7843487B2 JP 7843487 B2 JP7843487 B2 JP 7843487B2 JP 2022030828 A JP2022030828 A JP 2022030828A JP 2022030828 A JP2022030828 A JP 2022030828A JP 7843487 B2 JP7843487 B2 JP 7843487B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
session
data
terminal device
encryption
amf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022030828A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023127198A (en
Inventor
浩之 横山
喬 小津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Original Assignee
ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ATR Advanced Telecommunications Research Institute International filed Critical ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Priority to JP2022030828A priority Critical patent/JP7843487B2/en
Publication of JP2023127198A publication Critical patent/JP2023127198A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7843487B2 publication Critical patent/JP7843487B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

この発明は、端末装置、それを備える無線通信システムおよびコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。 This invention relates to a terminal device, a wireless communication system equipped therewith, and a program for execution by a computer.

従来、第5世代移動通信システム(5G)が知られている。第三世代移動通信以降の標準化プロジェクトである3GPP(Third Generation Partnership Project)の5G Release 16においては、UE(User Equipment)とCU(Centralized Unit)との間の通信路を暗号化するための共通鍵暗号の鍵長として、128ビットおよび256ビットから選択することが可能となった(非特許文献1)。 Conventionally, the fifth-generation mobile communication system (5G) is known. In 5G Release 16 of the 3GPP (Third Generation Partnership Project), a standardization project following the third-generation mobile communication system, it became possible to select between 128 bits and 256 bits as the key length for the symmetric-key cryptography used to encrypt the communication channel between the UE (User Equipment) and the CU (Centralized Unit) (Non-Patent Literature 1).

この場合、暗号アルゴリズムおよび鍵長は、UE(端末装置)を移動通信網に接続する際のセットアップにおいて、端末装置と5Gコアネットワークとの間で決定される。 In this case, the encryption algorithm and key length are determined between the UE (Terminal Equipment) and the 5G core network during the setup process when connecting the UE to the mobile communication network.

3GPP, TS 33.501, Security architecture and procedures for 5G system.3GPP, TS 33.501, Security architecture and procedures for 5G system.

しかし、5G Release 16においては、暗号アルゴリズムおよび鍵長を途中で変更する場合には、セル内のハンドオーバの仕組みを用いてセッションの再設定が必要であり、セキュリティ要件によって異なる通信路を使い分けることは想定されていない。 However, in 5G Release 16, changing the encryption algorithm and key length midway through requires resetting the session using the handover mechanism within the cell, and it is not intended to allow the use of different communication channels depending on security requirements.

その結果、例えば、端末装置において、様々なアプリケーションが並行して動作している場合において、秘匿性が強く求められるデータ通信と、スループットや応答性が重視されるマルチメディアサービスとが混在する場合、セキュリティ強度を優先して共通鍵によって暗号するときの暗号鍵の鍵長を256ビットにすると、マルチメディアサービス(例えば、動画配信サービス)にとっては、オーバースペックとなり、暗号化のための処理が増え、消費電力が増大してしまうという問題がある。 As a result, for example, in a terminal device where various applications are running in parallel, and data communication requiring high confidentiality coexists with multimedia services where throughput and responsiveness are important, if the encryption key length is set to 256 bits when encrypting with a symmetric key to prioritize security strength, it becomes over-specced for multimedia services (e.g., video streaming services), leading to increased processing for encryption and higher power consumption.

一方、スループットや応答性を優先し、暗号鍵の鍵長を128ビットにすると、高い秘匿性が必要なサービスの安全性が損なわれてしまうという問題がある。 On the other hand, prioritizing throughput and responsiveness by using a 128-bit encryption key length presents a problem: it compromises the security of services requiring high levels of confidentiality.

そこで、この発明の実施の形態によれば、通信特性が重視されるデータに対してオーバースペックとならずに、秘匿性が重視されるデータを適切に保護可能な端末装置を提供する。 Therefore, according to this embodiment of the invention, a terminal device is provided that can appropriately protect data where confidentiality is important without being over-specified for data where communication characteristics are important.

また、この発明の実施の形態によれば、通信特性が重視されるデータに対してオーバースペックとならずに、秘匿性が重視されるデータを適切に保護可能な端末装置を備える無線通信システムを提供する。 Furthermore, according to this embodiment of the invention, a wireless communication system is provided that includes a terminal device capable of appropriately protecting data where confidentiality is paramount, without being over-specified for data where communication characteristics are important.

更に、この発明の実施の形態によれば、通信特性が重視されるデータに対してオーバースペックとならずに、秘匿性が重視されるデータの適切な保護をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。 Furthermore, according to this embodiment of the invention, a program is provided that allows a computer to perform appropriate protection of data where confidentiality is important, without being over-specified for data where communication characteristics are important.

(構成1)
この発明の実施の形態によれば、端末装置は、第五世代移動通信システムにおける端末装置であって、セッション確立手段と、暗号化手段と、送信手段とを備える。セッション確立手段は、第五世代移動通信システムのコアネットワークにおいて、セキュリティのためのネットワーク機能であるAMF(Access and Mobility Management Function)との間でセキュリティ設定手順を実行して、第1の鍵長を有する第1の暗号鍵によって暗号化された暗号化データを送信するための論理的な通信路である第1のセッションと、第1の鍵長よりも長い第2の鍵長を有する第2の暗号鍵によって暗号化された暗号化データを送信するための論理的な通信路である第2のセッションとを確立する。暗号化手段は、秘匿性よりも通信特性が重視されるデータである第1のデータを第1の暗号鍵によって暗号化して第1の暗号化データを生成し、通信特性よりも秘匿性が重視されるデータである第2のデータを第2の暗号鍵によって暗号化して第2の暗号化データを生成する。送信手段は、第1の暗号化データを第1のセッションを用いて送信し、第2の暗号化データを第2のセッションを用いて送信する。
(Composition 1)
According to an embodiment of this invention, the terminal device is a terminal device in a fifth-generation mobile communication system and comprises session establishment means, encryption means, and transmission means. The session establishment means performs a security setting procedure with the Access and Mobility Management Function (AMF), which is a network function for security, in the core network of the fifth-generation mobile communication system, to establish a first session, which is a logical communication path for transmitting encrypted data encrypted with a first encryption key having a first key length, and a second session, which is a logical communication path for transmitting encrypted data encrypted with a second encryption key having a second key length longer than the first key length. The encryption means generates first encrypted data by encrypting first data, which is data where communication characteristics are more important than confidentiality, with the first encryption key, and generates second encrypted data by encrypting second data, which is data where confidentiality is more important than communication characteristics, with the second encryption key. The transmission means transmits the first encrypted data using the first session and transmits the second encrypted data using the second session.

(構成2)
構成1において、セッション確立手段は、AMFから送信された暗号化方式および鍵長のリストから、使用する暗号化方式および鍵長を選択し、使用する暗号化方式および鍵長をAMFへ送信することによって第1および第2のセッションを確立する。
(Structure 2)
In configuration 1, the session establishment means selects the encryption method and key length to be used from the list of encryption methods and key lengths transmitted from the AMF, and establishes the first and second sessions by transmitting the encryption method and key length to be used to the AMF.

(構成3)
構成1において、セッション確立手段は、コアネットワークのAMFが暗号化方式および鍵長のリストから選択した暗号化方式および鍵長をコアネットワークのAMFから受信することによって第1および第2のセッションを確立する。
(Composition 3)
In configuration 1, the session establishment means establishes first and second sessions by receiving from the core network's AMF the encryption method and key length selected by the core network's AMF from a list of encryption methods and key lengths.

(構成4)
構成1において、セッション確立手段は、当該端末装置とAMFとの間に代えて当該端末装置と基地局との間で、異なる無線基地局に対して、同時にセッションを端末装置に設定するMR-DC(Multi-Radio Dual Connectivity)が使用可能であるとき、複数のセッションを同時に使用する仕組みを用いて1つの基地局と前記第1および第2のセッションを同時に確立する。送信手段は、複数のセッションを同時に使用する仕組みを用いて確立された第1のセッションを用いて第1の暗号化データを送信し、複数のセッションを同時に使用する仕組みを用いて確立された第2のセッションを用いて第2の暗号化データを送信する。
(Composition 4)
In configuration 1, the session establishment means establishes the first and second sessions simultaneously with one base station using a mechanism for using multiple sessions simultaneously, instead of between the terminal device and the AMF, when MR-DC (Multi-Radio Dual Connectivity), which simultaneously sets up sessions with different radio base stations, is available. The transmission means transmits the first encrypted data using the first session established using the mechanism for using multiple sessions simultaneously, and transmits the second encrypted data using the second session established using the mechanism for using multiple sessions simultaneously.

(構成5)
構成1において、セッション確立手段は、更に、当該端末装置とAMFとの間に代えて当該端末装置と基地局との間で、異なる無線基地局に対して、同時にセッションを端末装置に設定するMR-DCが使用可能でないとき、基地局の通信範囲内におけるハンドオーバの仕組みによって、セッションを第1のセッションまたは第2のセッションに切り換える。送信手段は、第2のセッションが第1のセッションに切り換えられると、第1の暗号化データを第1のセッションを用いて送信し、第1のセッションが第2のセッションに切り換えられると、第2の暗号化データを第2のセッションを用いて送信する。
(Composition 5)
In configuration 1, the session establishment means further switches the session between the terminal device and the base station instead of between the terminal device and the AMF, and when MR-DC, which simultaneously sets a session with a terminal device to different wireless base stations, is unavailable, by a handover mechanism within the base station's communication range to switch the session to the first session or the second session. When the second session is switched to the first session, the transmission means transmits the first encrypted data using the first session, and when the first session is switched to the second session, it transmits the second encrypted data using the second session.

(構成6)
構成5において、セッション確立手段は、第1のセッションを確立しているときに、秘匿性が要求される用途の割合が第1のしきい値を超えると、基地局の通信範囲内におけるハンドオーバの仕組みによって、セッションを第1のセッションから第2のセッションに切り換え、第2のセッションを確立しているときに、秘匿性が要求される用途の割合が第1のしきい値よりも小さい第2のしきい値を下回ると、基地局の通信範囲内におけるハンドオーバの仕組みによって、セッションを第2のセッションから第1のセッションに切り換える。
(Composition 6)
In configuration 5, when the session establishment means has established a first session, if the proportion of uses requiring confidentiality exceeds a first threshold, it switches the session from the first session to the second session using a handover mechanism within the base station's communication range. When the second session has been established, if the proportion of uses requiring confidentiality falls below a second threshold which is smaller than the first threshold, it switches the session from the second session to the first session using a handover mechanism within the base station's communication range.

(構成7)
また、この発明の実施の形態によれば、無線通信システムは、構成1から構成6のいずれかに記載の端末装置を備える無線通信システムである。
(Composition 7)
Furthermore, according to an embodiment of this invention, the wireless communication system is a wireless communication system comprising a terminal device described in any of configurations 1 to 6.

(構成8)
更に、この発明の実施の形態によれば、プログラムは、第五世代移動通信システムにおける端末装置においてコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
セッション確立手段が、第五世代移動通信システムのコアネットワークにおいて、セキュリティのためのネットワーク機能であるAMFとの間でセキュリティ設定手順を実行して、第1の鍵長を有する第1の暗号鍵によって暗号化された暗号化データを送信するための論理的な通信路である第1のセッションと、第1の鍵長よりも長い第2の鍵長を有する第2の暗号鍵によって暗号化された暗号化データを送信するための論理的な通信路である第2のセッションとを確立する第1のステップと、
暗号化手段が、秘匿性よりも通信特性が重視されるデータである第1のデータを第1の暗号鍵によって暗号化して第1の暗号化データを生成し、通信特性よりも秘匿性が重視されるデータである第2のデータを第2の暗号鍵によって暗号化して第2の暗号化データを生成する第2のステップと、
送信手段が、第1の暗号化データを第1のセッションを用いて送信し、第2の暗号化データを第2のセッションを用いて送信する第3のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
(Composition 8)
Furthermore, according to an embodiment of this invention, the program is a program to be executed by a computer in a terminal device of a fifth-generation mobile communication system,
The session establishment means, in the core network of the fifth-generation mobile communication system, performs a security setting procedure with the AMF, which is a network function for security, to establish a first session, which is a logical communication path for transmitting encrypted data encrypted with a first encryption key having a first key length, and a second session, which is a logical communication path for transmitting encrypted data encrypted with a second encryption key having a second key length longer than the first key length.
The encryption method comprises a second step in which the first data, where communication characteristics are more important than confidentiality, is encrypted using a first encryption key to generate first encrypted data, and the second data, where confidentiality is more important than communication characteristics, is encrypted using a second encryption key to generate second encrypted data,
The transmission means is a program that causes a computer to perform a third step of transmitting first encrypted data using a first session and second encrypted data using a second session.

(構成9)
構成8において、セッション確立手段は、第1のステップにおいて、AMFから送信された暗号化方式および鍵長のリストから、使用する暗号化方式および鍵長を選択し、使用する暗号化方式および鍵長をAMFへ送信することによって第1および第2のセッションを確立する。
(Composition 9)
In configuration 8, the session establishment means establishes the first and second sessions in the first step by selecting the encryption method and key length to be used from the list of encryption methods and key lengths sent from the AMF, and sending the encryption method and key length to be used to the AMF.

(構成10)
構成8において、セッション確立手段は、第1のステップにおいて、コアネットワークのAMFが暗号化方式および鍵長のリストから選択した暗号化方式および鍵長をコアネットワークのAMFから受信することによって第1および第2のセッションを確立する。
(Composition 10)
In configuration 8, the session establishment means establishes first and second sessions in the first step by receiving from the core network's AMF an encryption method and key length selected by the core network's AMF from a list of encryption methods and key lengths.

(構成11)
構成8において、セッション確立手段は、第1のステップにおいて、当該端末装置とAMFとの間に代えて当該端末装置と基地局との間で、異なる無線基地局に対して、同時にセッションを端末装置に設定するMR-DCが使用可能であるとき、複数のセッションを同時に使用する仕組みを用いて1つの基地局と第1および第2のセッションを同時に確立し、
送信手段は、第3のステップにおいて、複数のセッションを同時に使用する仕組みを用いて確立された第1のセッションを用いて第1の暗号化データを送信し、複数のセッションを同時に使用する仕組みを用いて確立された第2のセッションを用いて第2の暗号化データを送信する。
(Composition 11)
In configuration 8, the session establishment means, in the first step, instead of between the terminal device and the AMF, establishes a first and second session simultaneously with one base station using a mechanism for simultaneously using multiple sessions, when MR-DC, which simultaneously sets up sessions with different radio base stations, is available, between the terminal device and the base station.
In the third step, the transmitting means transmits the first encrypted data using a first session established using a mechanism for using multiple sessions simultaneously, and transmits the second encrypted data using a second session established using a mechanism for using multiple sessions simultaneously.

(構成12)
構成8において、セッション確立手段は、第1のステップにおいて、更に、当該端末装置とAMFとの間に代えて当該端末装置と基地局との間で、異なる無線基地局に対して、同時にセッションを端末装置に設定するMR-DCが使用可能でないとき、基地局の通信範囲内におけるハンドオーバの仕組みによって、セッションを第1のセッションまたは第2のセッションに切り換え、
送信手段は、第3のステップにおいて、第2のセッションが第1のセッションに切り換えられると、第1の暗号化データを第1のセッションを用いて送信し、第1のセッションが第2のセッションに切り換えられると、第2の暗号化データを第2のセッションを用いて送信する。
(Composition 12)
In configuration 8, the session establishment means, in the first step, further, instead of between the terminal device and the AMF, between the terminal device and the base station, if MR-DC is unavailable for simultaneously setting a session with the terminal device, switches the session to the first session or the second session by a handover mechanism within the base station's communication range.
In the third step, when the second session is switched to the first session, the transmission means transmits the first encrypted data using the first session, and when the first session is switched to the second session, it transmits the second encrypted data using the second session.

(構成13)
構成12において、セッション確立手段は、第1のステップにおいて、第1のセッションを確立しているときに、秘匿性が要求される用途の割合が第1のしきい値を超えると、基地局の通信範囲内におけるハンドオーバの仕組みによって、セッションを第1のセッションから第2のセッションに切り換え、第2のセッションを確立しているときに、秘匿性が要求される用途の割合が第1のしきい値よりも小さい第2のしきい値を下回ると、基地局の通信範囲内におけるハンドオーバの仕組みによって、セッションを第2のセッションから第1のセッションに切り換える。
(Composition 13)
In configuration 12, in the first step, when the session establishment means has established the first session, if the proportion of uses requiring confidentiality exceeds the first threshold, it switches the session from the first session to the second session by a handover mechanism within the base station's communication range. When the second session has been established, if the proportion of uses requiring confidentiality falls below the second threshold, which is smaller than the first threshold, it switches the session from the second session to the first session by a handover mechanism within the base station's communication range.

秘匿性よりも通信特性が重視されるデータに対してオーバースペックとならずに、通信特性よりも秘匿性が重視されるデータを適切に保護できる。 It can adequately protect data where confidentiality is paramount, without being over-specified for data where communication characteristics are more important than confidentiality.

この発明の実施の形態による移動通信システムの概略図である。This is a schematic diagram of a mobile communication system according to an embodiment of the present invention. 非特許文献1における3GPPのセキュリティモード設定手順を示す図である。This figure shows the procedure for setting the security mode of 3GPP as described in Non-Patent Document 1. 図1に示す端末装置の実施の形態1における概略図である。Figure 1 is a schematic diagram of Embodiment 1 of the terminal device shown. 実施の形態1におけるセキュリティモード設定手順を示す図である。This diagram shows the procedure for setting the security mode in Embodiment 1. 図3に示す端末装置の動作を説明するためのフローチャートである。Figure 3 is a flowchart illustrating the operation of the terminal device shown. 図5のステップS5の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。This is a flowchart illustrating the detailed operation of step S5 in Figure 5. 図5のステップS11の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。This is a flowchart illustrating the detailed operation of step S11 in Figure 5. 図5に示すフローチャートの実行回数とi回目に使用するセッションと(i-1)回目に使用したセッションと実行ステップとの対応関係を示す第1の対応図である。The first correspondence diagram shows the relationship between the number of executions in the flowchart shown in Figure 5, the session used for the i-th execution, the session used for the (i-1)-th execution, and the execution steps. 図5に示すフローチャートの実行回数とi回目に使用するセッションと(i-1)回目に使用したセッションと実行ステップとの対応関係を示す第2の対応図である。This is a second correspondence diagram showing the relationship between the number of executions in the flowchart shown in Figure 5, the session used for the i-th execution, the session used for the (i-1)-th execution, and the execution steps. 図1に示す端末装置の実施の形態2における概略図である。Figure 1 is a schematic diagram of Embodiment 2 of the terminal device shown. 実施の形態2におけるセキュリティモード設定手順を示す図である。This diagram shows the procedure for setting the security mode in Embodiment 2. 図10に示す端末装置の動作を説明するためのフローチャートである。Figure 10 is a flowchart illustrating the operation of the terminal device shown. 図12のステップS5Aの詳細な動作を説明するためのフローチャートである。This is a flowchart illustrating the detailed operation of step S5A in Figure 12. 図12のステップS11Aの詳細な動作を説明するためのフローチャートである。This is a flowchart illustrating the detailed operation of step S11A in Figure 12. 3GPPのスレーブノード追加修正手順を示す図である。This diagram shows the procedure for adding or modifying a 3GPP slave node. 実施の形態3における端末装置UEとマスターノードMNとの間における副セッションの追加修正手順を示す図である。This diagram shows the procedure for adding or modifying a sub-session between the terminal device UE and the master node MN in Embodiment 3. 図1に示す端末装置の実施の形態3における概略図である。Figure 1 is a schematic diagram of Embodiment 3 of the terminal device shown. 実施の形態3におけるセキュリティモード設定手順を示す図である。This diagram shows the procedure for setting the security mode in Embodiment 3. MR―DCを用いたセッションの確立を示す概略図である。This is a schematic diagram illustrating the establishment of a session using MR-DC. 5GにおけるQoS Flow ID(5QI)を説明するための図である。This is a diagram illustrating QoS Flow ID (5QI) in 5G. サーバから端末装置までのパケットの流れを示す概略図である。This is a schematic diagram showing the packet flow from the server to the terminal device. データDをレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2に振り分ける方法を説明するための図である。This diagram illustrates how to distribute data D to either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2. 図17に示す端末装置の動作を説明するためのフローチャートである。Figure 17 is a flowchart illustrating the operation of the terminal device shown. 図23のステップS21の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。This is a flowchart illustrating the detailed operation of step S21 in Figure 23. 図23のステップS24の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。This is a flowchart illustrating the detailed operation of step S24 in Figure 23. 図23のステップS27の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。This is a flowchart illustrating the detailed operation of step S27 in Figure 23. 図26のステップS273の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。This is a flowchart illustrating the detailed operation of step S273 in Figure 26. 図26のステップS275の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。This is a flowchart illustrating the detailed operation of step S275 in Figure 26. 図26のステップS276の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。This is a flowchart illustrating the detailed operation of step S276 in Figure 26. 図23のステップS28の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。This is a flowchart illustrating the detailed operation of step S28 in Figure 23. 秘匿性が要求される用途の割合の時間依存性を示す図である。This figure shows the time dependence of the proportion of applications requiring confidentiality.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, identical or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and their descriptions will not be repeated.

図1は、この発明の実施の形態による移動通信システムの概略図である。図1を参照して、この発明の実施の形態による移動通信システム10は、端末装置1と、基地局2と、コアネットワーク(5GC)3とを備える。移動通信システム10は、第5世代移動通信システム(5G)である。 Figure 1 is a schematic diagram of a mobile communication system according to an embodiment of this invention. Referring to Figure 1, the mobile communication system 10 according to this embodiment of the invention comprises a terminal device 1, a base station 2, and a core network (5GC) 3. The mobile communication system 10 is a fifth-generation mobile communication system (5G).

基地局2は、5Gにおいては、gNodeBからなる。コアネットワーク3においては、AMF(Access and Mobility Management Function)、SMF(Session Management Function)およびUPF(User Plane Function)が配置される。 Base station 2 consists of gNodeB in the 5G network. The core network 3 includes AMF (Access and Mobility Management Function), SMF (Session Management Function), and UPF (User Plane Function).

AMFは、加入者認証、セキュリティおよび端末装置の位置情報管理のためのネットワーク機能である。SMFは、セッションを管理するネットワーク機能である。UPFは、パケットのルーティングや転送など、ユーザプレーンの操作を容易にするネットワーク機能である。 AMF (Automated Media Field) is a network function for subscriber authentication, security, and terminal device location management. SMF (Side-Machine Interface) is a network function for session management. UPF (Urgent Processing Field) is a network function that facilitates user plane operations, such as packet routing and forwarding.

端末装置1と基地局2との間は、無線区間であり、基地局2とコアネットワーク3との間は、通信回線(バックホール)である。 The connection between terminal device 1 and base station 2 is a wireless section, and the connection between base station 2 and core network 3 is a communication line (backhaul).

図2は、非特許文献1における3GPPのセキュリティモード設定手順を示す図である。 Figure 2 shows the procedure for setting the security mode of 3GPP as described in Non-Patent Document 1.

図2を参照して、セキュリティモードの設定が開始されると、AMFは、1aとして、改ざん防止を開始し、1bとして、端末装置UEに対するセキュリティモードの設定指示であるNAS Security Mode Commandを端末装置UEへ送信する。 Referring to Figure 2, when the security mode setting is initiated, the AMF (Automated Manual Function) (AMF) starts tamper prevention as 1a, and then sends a NAS Security Mode Command (NAS Security Mode Command), which is an instruction to set the security mode for the terminal device UE, as 1b.

現在の仕様(5G Release 16)においては、セキュリティモードの設定手順であるNAS Security Mode Command procedureを開始する前に、AMFが使用する暗号化方式のリストが運用者から与えられている。このリストには、使用可能な暗号化方式が優先度の高い順に列挙されており、AMFは、使用可能な最も上位の暗号化方式を自動で選択する。 In the current specifications (5G Release 16), before initiating the NAS Security Mode Command procedure, which is the procedure for setting the security mode, the operator provides a list of encryption methods to be used by AMF. This list enumerates the available encryption methods in order of priority, and AMF automatically selects the highest-priority available encryption method.

従って、AMFが改ざん防止を開始した後に端末装置UEへ送信されるNAS Security Mode Commandは、改ざん検査と、AMFが選択した暗号化方式および共通鍵の鍵長とを含んでいる。 Therefore, the NAS Security Mode Command sent to the terminal device UE after AMF initiates tamper prevention includes the tamper check, the encryption method selected by AMF, and the key length of the shared key.

AMFは、NAS Security Mode Commandを端末装置UEへ送信した後、1cとして、上流側暗号化を開始する。 After sending the NAS Security Mode Command to the terminal device UE, the AMF initiates upstream encryption as 1c.

一方、端末装置UEは、NAS Security Mode CommandをAMFから受信すると、2aとして、NAS SMC(NAS Security Mode Command)を検証し、NAS SMC(NAS Security Mode Command)の改ざん検査に合格すれば、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始する。 On the other hand, when the terminal device UE receives a NAS Security Mode Command from the AMF, it performs a verification of the NAS SMC (NAS Security Mode Command) as 2a. If the tampering check of the NAS SMC (NAS Security Mode Command) is passed, it initiates upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention.

そして、端末装置UEは、2bとして、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始することを回答するNAS Security Mode Completeをコアネットワーク3のAMFへ送信する。 Then, the terminal device UE, as 2b, sends a NAS Security Mode Complete message to the AMF on core network 3, indicating that it is initiating upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention.

その後、AMFは、NAS Security Mode Completeを端末装置UEから受信すると、1dとして、下流側暗号化を開始する。 Subsequently, upon receiving "NAS Security Mode Complete" from the terminal device UE, the AMF (Automated Mapping Function) will initiate downstream encryption as step 1d.

これによって、端末装置UEとコアネットワーク3のAMFとの間でセキュリティモードが設定される。 This sets the security mode between the terminal device UE and the AMF of core network 3.

[実施の形態1]
図3は、図1に示す端末装置1の実施の形態1における概略図である。図3を参照して、端末装置1は、アンテナ11と、無線ユニット12と、セッション確立手段13と、暗号化手段14と、復号化手段15と、制御手段16とを備える。
[Embodiment 1]
Figure 3 is a schematic diagram of Embodiment 1 of the terminal device 1 shown in Figure 1. Referring to Figure 3, the terminal device 1 comprises an antenna 11, a wireless unit 12, a session establishment means 13, an encryption means 14, a decryption means 15, and a control means 16.

アンテナ11は、例えば、256本のアンテナを碁盤目状に配列した構造からなる。 Antenna 11, for example, consists of a structure in which 256 antennas are arranged in a grid pattern.

無線ユニット12は、送信手段および受信手段を構成する。そして、無線ユニット12は、アンテナ11を介して、コアネットワーク3のAMFから暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータのリストLSを受信し、その受信したリストLSをセッション確立手段13へ出力する。 The wireless unit 12 constitutes both a transmitting and receiving means. The wireless unit 12 receives a list LS of encryption and tamper-proof algorithms and parameters from the AMF of the core network 3 via the antenna 11, and outputs the received list LS to the session establishment means 13.

ここで、リストLSは、アルゴリズムとして、例えば、4個のアルゴリズム(Null Ciphering algorithm、SNOW 3G、AESおよびZUC)を含み、パラメータとして、例えば、2個の鍵長(128ビットの鍵長および256ビットの鍵長)を含む。Null Ciphering algorithmは、暗号化せず、平文のままであることを意味する。また、SNOW 3G、AESおよびZUCは、3個の暗号化アルゴリズムCRYAG_1,CRYAG_2,CRYAG_3である。プロトコルにおいて、アリゴリズムを指定する際は、アルゴリズム名ではなく、記号128-EEA0, 128-EEA1, 128-EEA2, 128-EEA3が用いられる。記号128-EEA0は、Null Ciphering algorithmに対応付けられ、記号128-EEA1は、SNOW 3Gに対応付けられ、記号128-EEA2は、AESに対応付けられ、記号128-EEA3は、ZUCに対応付けられる。その結果、リストLSは、アルゴリズム(128-EEA0, 128-EEA1, 128-EEA2, 128-EEA3)とパラメータとの組合せとして、アルゴリズムとパラメータとの8個の組合せ(暗号化アルゴリズムとパラメータとの6個の組合せ)を含む。SNOW 3Gは、LTE(Long Term Evolution)で使用されるストリーム暗号方式の1つであり、AESは、公開鍵暗号方式であり、ZUCは、ストリーム暗号に基づく暗号方式であり、AESのバックアップ用の暗号方式である。 Here, list LS includes, for example, four algorithms (Null Ciphering algorithm, SNOW 3G, AES, and ZUC) and, for example, two key lengths (128-bit key length and 256-bit key length) as parameters. Null Ciphering algorithm means that the data is not encrypted and remains in plaintext. SNOW 3G, AES, and ZUC are three encryption algorithms: CRYAG_1, CRYAG_2, and CRYAG_3. In the protocol, when specifying an algorithm, the symbols 128-EEA0, 128-EEA1, 128-EEA2, and 128-EEA3 are used instead of the algorithm name. Symbol 128-EEA0 is associated with the Null Ciphering algorithm, symbol 128-EEA1 with SNOW 3G, symbol 128-EEA2 with AES, and symbol 128-EEA3 with ZUC. As a result, list LS contains eight combinations of algorithms (128-EEA0, 128-EEA1, 128-EEA2, 128-EEA3) and parameters (six combinations of encryption algorithms and parameters). SNOW 3G is one of the stream cipher schemes used in LTE (Long Term Evolution), AES is a public-key cryptosystem, and ZUC is a stream cipher-based cryptosystem and a backup cryptosystem for AES.

また、無線ユニット12は、端末装置1が使用するアルゴリズムとパラメータとをセッション確立手段13から受ける。そして、無線ユニット12は、アンテナ11を介して、その受けたアルゴリズムとパラメータとをコアネットワーク3のAMFへ送信する。 Furthermore, the wireless unit 12 receives the algorithm and parameters used by the terminal device 1 from the session establishment means 13. The wireless unit 12 then transmits the received algorithm and parameters to the AMF of the core network 3 via the antenna 11.

更に、無線ユニット12は、アンテナ11を介して、コアネットワーク3のAMFからNAS Security Mode Commandを受信し、その受信したNAS Security Mode Commandをセッション確立手段13へ出力する。 Furthermore, the wireless unit 12 receives a NAS Security Mode Command from the AMF of the core network 3 via the antenna 11, and outputs the received NAS Security Mode Command to the session establishment means 13.

更に、無線ユニット12は、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始したことを示すNAS Security Mode Completeをセッション確立手段13から受けると、アンテナ11を介して、その受けたNAS Security Mode Completeをコアネットワーク3のAMFへ送信する。 Furthermore, when the wireless unit 12 receives a NAS Security Mode Complete message from the session establishment means 13, indicating that upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention have been initiated, it transmits the received NAS Security Mode Complete message to the AMF of the core network 3 via the antenna 11.

更に、無線ユニット12は、データを暗号化した暗号化データを暗号化手段14から受けると、アンテナ11を介して、その受けた暗号化データを送信する。 Furthermore, when the wireless unit 12 receives encrypted data from the encryption means 14, it transmits the received encrypted data via the antenna 11.

この場合、無線ユニット12は、128ビットの鍵長を有する暗号鍵ENCRY_KY_1を用いてデータを暗号化した暗号化データENCRY_D_1を暗号化手段14から受けると、アンテナ11を介して、その受けた暗号化データENCRY_D_1を送信先へ送信し、256ビットの鍵長を有する暗号鍵ENCRY_KY_2を用いてデータを暗号化した暗号化データENCRY_D_2を暗号化手段14から受けると、アンテナ11を介して、その受けた暗号化データENCRY_D_2を送信先へ送信する。 In this case, when the wireless unit 12 receives encrypted data ENCRY_D_1, which has been encrypted using the encryption key ENCRY_KY_1 with a key length of 128 bits, from the encryption means 14, it transmits the received encrypted data ENCRY_D_1 to the destination via the antenna 11. When it receives encrypted data ENCRY_D_2, which has been encrypted using the encryption key ENCRY_KY_2 with a key length of 256 bits, from the encryption means 14, it transmits the received encrypted data ENCRY_D_2 to the destination via the antenna 11.

更に、無線ユニット12は、アンテナ11を介して、暗号化データENCRY_D_1または暗号化データENCRY_D_2を送信先から受信し、その受信した暗号化データENCRY_D_1または暗号化データENCRY_D_2を復号化手段15へ出力する。 Furthermore, the wireless unit 12 receives encrypted data ENCRY_D_1 or ENCRY_D_2 from the destination via the antenna 11, and outputs the received encrypted data ENCRY_D_1 or ENCRY_D_2 to the decryption means 15.

セッション確立手段13は、リストLSを無線ユニット12から受ける。そして、セッション確立手段13は、その受けたリストLSに基づいて、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータとを選択する。そうすると、セッション確立手段13は、その選択したアルゴリズムとパラメータとを無線ユニット12へ出力する。 The session establishment means 13 receives a list LS from the wireless unit 12. Based on the received list LS, the session establishment means 13 selects an algorithm and parameters related to encryption and tamper prevention. Then, the session establishment means 13 outputs the selected algorithm and parameters to the wireless unit 12.

また、セッション確立手段13は、NAS Security Mode Commandを無線ユニット12から受ける。そして、セッション確立手段13は、NAS SMCNAS(NAS Security Mode Command)改ざん検査に合格し、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータが妥当であれば、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始する。 Furthermore, the session establishment means 13 receives a NAS Security Mode Command from the wireless unit 12. If the session establishment means 13 passes the NAS SMCNAS (NAS Security Mode Command) tampering check and the encryption/tamper prevention algorithms and parameters are deemed appropriate, it initiates upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention.

この場合、セッション確立手段13は、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータ(鍵長)が使用可能であれば、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータが妥当であると判定し、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータ(鍵長)が使用不可能であれば、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータが妥当でないと判定する。 In this case, the session establishment means 13 determines that the encryption and tamper-proofing algorithm and parameters (key length) are valid if they are available, and determines that they are invalid if they are unavailable.

更に、セッション確立手段13は、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始すると、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始したことを含むNAS Security Mode Completeを生成し、その生成したNAS Security Mode Completeを無線ユニット12へ出力する。 Furthermore, when the session establishment means 13 initiates upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention, it generates a NAS Security Mode Complete message indicating that upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention have been initiated, and outputs this generated NAS Security Mode Complete message to the wireless unit 12.

セッション確立手段13は、コアネットワーク3のAMFとの間で、128ビットの鍵長を有する暗号鍵ENCRY_KY_1を用いてデータを暗号化した暗号化データENCRY_D_1を送信するためのレガシーセッションSn_1を確立するようにセッション確立手段13を制御するための制御信号CTL_1を制御手段16から受けると、制御信号CTL_1に基づいて、上述した動作を実行し、コアネットワーク3のAMFとの間でレガシーセッションSn_1を確立する。 When the session establishment means 13 receives a control signal CTL_1 from the control means 16 to control the session establishment means 13 in order to establish a legacy session Sn_1 with the AMF of the core network 3, for transmitting encrypted data ENCRY_D_1, which is encrypted using an encryption key ENCRY_KY_1 with a key length of 128 bits, the session establishment means 13 executes the above-described operation based on the control signal CTL_1 and establishes the legacy session Sn_1 with the AMF of the core network 3.

一方、セッション確立手段13は、コアネットワーク3のAMFとの間で、256ビットの鍵長を有する暗号鍵ENCRY_KY_2を用いてデータを暗号化した暗号化データENCRY_D_2を送信するためのセキュアセッションSn_2を確立するようにセッション確立手段13を制御するための制御信号CTL_2を制御手段16から受けると、制御信号CTL_2に基づいて、上述した動作を実行し、コアネットワーク3のAMFとの間でセキュアセッションSn_2を確立する。 On the other hand, when the session establishment means 13 receives a control signal CTL_2 from the control means 16 to control the session establishment means 13 in order to establish a secure session Sn_2 with the AMF of the core network 3, for transmitting encrypted data ENCRY_D_2, which is encrypted using the encryption key ENCRY_KY_2 having a key length of 256 bits, the session establishment means 13 executes the above-described operation based on the control signal CTL_2 and establishes a secure session Sn_2 with the AMF of the core network 3.

そして、セッション確立手段13は、コアネットワーク3のAMFとの間で、レガシーセッションSn_1を確立すると、レガシーセッションSn_1が確立したことを示すセッション確立信号SG_1を生成し、その生成したセッション確立信号SG_1を暗号化手段14および復号化手段15へ出力する。 Then, when the session establishment means 13 establishes legacy session Sn_1 with the AMF of the core network 3, it generates a session establishment signal SG_1 indicating that legacy session Sn_1 has been established, and outputs the generated session establishment signal SG_1 to the encryption means 14 and the decryption means 15.

一方、セッション確立手段13は、コアネットワーク3のAMFとの間で、セキュアセッションSn_2を確立すると、セキュアセッションSn_2が確立したことを示すセッション確立信号SG_2を生成し、その生成したセッション確立信号SG_2を暗号化手段14および復号化手段15へ出力する。 Meanwhile, when the session establishment means 13 establishes a secure session Sn_2 with the AMF of the core network 3, it generates a session establishment signal SG_2 indicating that the secure session Sn_2 has been established, and outputs the generated session establishment signal SG_2 to the encryption means 14 and the decryption means 15.

暗号化手段14は、暗号鍵ENCRY_KY_1,ENCRY_KY_2を保持する。暗号化手段14は、セッション確立信号SG_1またはセッション確立信号SG_2をセッション確立手段13から受ける。暗号化手段14は、セッション確立信号SG_1をセッション確立手段13から受けると、暗号鍵ENCRY_KY_1を選択し、制御手段16から受けたデータを暗号鍵ENCRY_KY_1を用いて暗号化し、その暗号化した暗号化データENCRY_D_1を無線ユニット12へ出力する。 The encryption means 14 holds the encryption keys ENCRY_KY_1 and ENCRY_KY_2. The encryption means 14 receives a session establishment signal SG_1 or SG_2 from the session establishment means 13. Upon receiving the session establishment signal SG_1 from the session establishment means 13, the encryption means 14 selects the encryption key ENCRY_KY_1, encrypts the data received from the control means 16 using the encryption key ENCRY_KY_1, and outputs the encrypted data ENCRY_D_1 to the wireless unit 12.

一方、暗号化手段14は、セッション確立信号SG_2をセッション確立手段13から受けると、暗号鍵ENCRY_KY_2を選択し、制御手段16から受けたデータを暗号鍵ENCRY_KY_2を用いて暗号化し、その暗号化した暗号化データD_2を無線ユニット12へ出力する。 Meanwhile, upon receiving the session establishment signal SG_2 from the session establishment means 13, the encryption means 14 selects the encryption key ENCRY_KY_2, encrypts the data received from the control means 16 using the encryption key ENCRY_KY_2, and outputs the encrypted data D_2 to the wireless unit 12.

復号化手段15は、復号鍵DECRY_KY_1,DECRY_KY_2を保持する。復号化手段15は、セッション確立信号SG_1またはセッション確立信号SG_2をセッション確立手段13から受ける。そして、復号化手段15は、セッション確立信号SG_1をセッション確立手段13から受けると、復号鍵DECRY_KY_1を選択し、暗号化データENCRY_D_1を無線ユニット12から受けると、復号鍵DECRY_KY_1を用いて暗号化データENCRY_D_1を復号し、その復号したデータをアプリケーション(図示省略)へ出力する。 The decryption means 15 holds the decryption keys DECRY_KY_1 and DECRY_KY_2. The decryption means 15 receives either the session establishment signal SG_1 or the session establishment signal SG_2 from the session establishment means 13. Upon receiving the session establishment signal SG_1 from the session establishment means 13, the decryption means 15 selects the decryption key DECRY_KY_1. Upon receiving the encrypted data ENCRY_D_1 from the wireless unit 12, it decrypts the encrypted data ENCRY_D_1 using the decryption key DECRY_KY_1 and outputs the decrypted data to the application (not shown).

一方、復号化手段15は、セッション確立信号SG_2をセッション確立手段13から受けると、復号鍵DECRY_KY_2を選択し、暗号化データENCRY_D_2を無線ユニット12から受けると、復号鍵DECRY_KY_2を用いて暗号化データENCRY_D_2を復号し、その復号したデータをアプリケーション(図示省略)へ出力する。 On the other hand, when the decryption means 15 receives the session establishment signal SG_2 from the session establishment means 13, it selects the decryption key DECRY_KY_2. When it receives the encrypted data ENCRY_D_2 from the wireless unit 12, it decrypts the encrypted data ENCRY_D_2 using the decryption key DECRY_KY_2 and outputs the decrypted data to the application (not shown).

制御手段16は、アプリケーション(図示省略)からデータDを受ける。データDは、秘匿性よりもスループットおよび応答性等の通信特性が重視されるデータである通信特性型データD_1と、スループットおよび応答性等の通信特性よりも秘匿性が重視されるデータである秘匿性データD_2と、秘匿性と通信特性が同程度に重視されるデータD_3とのうちの通信特性型データD_1と秘匿性データD_2とからなる。
The control means 16 receives data D from an application (not shown). Data D consists of communication characteristics type data D_1 , which is data where communication characteristics such as throughput and responsiveness are more important than confidentiality; confidentiality data D_2 , which is data where confidentiality is more important than communication characteristics such as throughput and responsiveness; and data D_3, in which confidentiality and communication characteristics are equally important, specifically communication characteristics type data D_1 and confidentiality data D_2 .

マルチメディアサービスを提供するアプリケーション(図示省略)は、通信特性型データD_1と、通信特性型データD_1がマルチメディアサービスのデータであることを示す識別記号IDSとを制御手段16へ出力する。 The application providing multimedia services (not shown) outputs communication characteristic data D_1 and an identification symbol IDS indicating that communication characteristic data D_1 is data for a multimedia service to the control means 16.

一方、秘匿性データD_2を提供するアプリケーション(図示省略)は、識別記号IDSを出力せずに秘匿性データD_2のみを制御手段16へ出力する。 On the other hand, the application providing the confidential data D_2 (not shown) outputs only the confidential data D_2 to the control means 16 without outputting the identification symbol IDS.

制御手段16は、マルチメディアサービスを提供するアプリケーション(図示省略)から通信特性型データD_1と識別記号IDSとを受けると、制御信号CTL_1を生成し、その生成した制御信号CTL_1をセッション確立手段13へ出力するとともに通信特性型データD_1を暗号化手段14へ出力する。 When the control means 16 receives communication characteristic data D_1 and identification symbol IDS from an application providing multimedia services (not shown), it generates a control signal CTL_1, outputs the generated control signal CTL_1 to the session establishment means 13, and outputs the communication characteristic data D_1 to the encryption means 14.

一方、制御手段16は、秘匿性データD_2を提供するアプリケーション(図示省略)から秘匿性データD_2のみを受けると、制御信号CTL_2を生成し、その生成した制御信号CTL_2をセッション確立手段13へ出力するとともに秘匿性データD_2を暗号化手段14へ出力する。 On the other hand, when the control means 16 receives only the confidential data D_2 from the application (not shown) providing the confidential data D_2, it generates a control signal CTL_2, outputs the generated control signal CTL_2 to the session establishment means 13, and outputs the confidential data D_2 to the encryption means 14.

従って、端末装置1においては、制御手段16が通信特性型データD_1と識別記号IDSとをアプリケーション(図示省略)から受けると、AMFとの間でレガシーセッションSn_1が確立され、制御手段16が秘匿性データD_2のみをアプリケーション(図示省略)から受けると、AMFとの間でセキュアセッションSn_2が確立される。 Therefore, in terminal device 1, when the control means 16 receives communication characteristic data D_1 and identification symbol IDS from the application (not shown), a legacy session Sn_1 is established with the AMF. When the control means 16 receives only confidentiality data D_2 from the application (not shown), a secure session Sn_2 is established with the AMF.

図4は、実施の形態1におけるセキュリティモード設定手順を示す図である。図4を参照して、セキュリティモードの設定が開始されると、AMFは、1-1として、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータとのリストLSを端末装置UE(端末装置1)へ送信する。 Figure 4 shows the security mode setting procedure in Embodiment 1. Referring to Figure 4, when the security mode setting is initiated, the AMF transmits a list LS of encryption and tamper-proof algorithms and parameters to the terminal device UE (terminal device 1) as 1-1.

端末装置UE(端末装置1)は、リストLSをコアネットワーク3のAMFから受信すると、1-1として、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータとを選択する。 When terminal device UE (terminal device 1) receives list LS from the AMF of core network 3, it selects an encryption and tamper-proofing algorithm and parameters as 1-1.

ここで、端末装置UE(端末装置1)は、レガシーセッションSn_1を確立する場合、例えば、暗号化アルゴリズムCRYAG_1と128ビットの鍵長との組合せを選択し、セキュアセッションSn_2を確立する場合、暗号化アルゴリズムCRYAG_2と256ビットの鍵長との組合せを選択する。即ち、端末装置UE(端末装置1)は、レガシーセッションSn_1を確立する場合、128ビットの鍵長を有する暗号鍵ENCRY_KY_1を用いてデータを暗号化する暗号化アルゴリズムCRYAG_1を選択し、セキュアセッションSn_2を確立する場合、256ビットの鍵長を有する暗号鍵ENCRY_KY_2を用いてデータを暗号化する暗号化アルゴリズムCRYAG_2とを選択する。 Here, when terminal device UE (terminal device 1) establishes a legacy session Sn_1, it selects, for example, a combination of encryption algorithm CRYAG_1 and a 128-bit key length, and when establishing a secure session Sn_2, it selects a combination of encryption algorithm CRYAG_2 and a 256-bit key length. That is, when terminal device UE (terminal device 1) establishes a legacy session Sn_1, it selects encryption algorithm CRYAG_1, which encrypts data using encryption key ENCRY_KY_1 with a 128-bit key length, and when establishing a secure session Sn_2, it selects encryption algorithm CRYAG_2, which encrypts data using encryption key ENCRY_KY_2 with a 256-bit key length.

1-1の後、端末装置UE(端末装置1)は、2-1として、選択したアルゴリズムとパラメータとをコアネットワーク3のAMFへ送信する。 After step 1-1, terminal device UE (terminal device 1) transmits the selected algorithm and parameters to the AMF of core network 3 as step 2-1.

AMFは、選択したアルゴリズムとパラメータとを端末装置UE(端末装置1)から受信すると、図2において説明した「1a.改ざん防止開始」、および「1b.NAS Security Mode Commandの端末装置UE(端末装置1)への送信」を順次実行する。 Upon receiving the selected algorithm and parameters from terminal device UE (terminal device 1), the AMF sequentially executes "1a. Start tamper prevention" and "1b. Send NAS Security Mode Command to terminal device UE (terminal device 1)" as described in Figure 2.

端末装置UE(端末装置1)は、NAS Security Mode CommandをAMFから受信すると、2aとして、NAS SMC(NAS Security Mode Command)の検査に合格し、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータが妥当であれば、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始する。 When terminal device UE (terminal device 1) receives a NAS Security Mode Command from AMF, it acts as 2a, passing the NAS SMC (NAS Security Mode Command) inspection. If the encryption and tamper-proofing algorithms and parameters are deemed appropriate, it initiates upstream encryption and downstream encryption/tamper-proofing.

この場合、端末装置UE(端末装置1)は、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータが妥当であるか否かを上述した方法によって判定する。 In this case, terminal device UE (terminal device 1) determines whether the encryption and tamper-proofing algorithms and parameters are appropriate using the method described above.

なお、1bのNAS Security Mode Commandは、端末装置UE(端末装置1)が“1-1”において選択したアルゴリズムとパラメータとを含むので、端末装置UE(端末装置1)は、2aにおいて、通常、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータが妥当であると判定する。 Furthermore, since the NAS Security Mode Command in 1b includes the algorithm and parameters selected by the terminal device UE (terminal device 1) in "1-1", the terminal device UE (terminal device 1) normally determines in 2a that the encryption and tamper-proofing algorithm and parameters are appropriate.

端末装置UE(端末装置1)は、2aの後、2bとして、図2において説明したNAS Security Mode CompleteをAMFへ送信する。 Terminal device UE (Terminal device 1) sends the NAS Security Mode Complete message, as described in Figure 2, to the AMF as 2b, following step 2a.

そして、AMFは、NAS Security Mode Completeを端末装置UE(端末装置1)から受信すると、1dとして、下流側暗号化開始を実行する。 Then, when the AMF receives "NAS Security Mode Complete" from terminal device UE (terminal device 1), it performs downstream encryption in step 1d.

これによって、共通鍵によってデータを暗号化して通信を行うセッション(論理的な通信路)が端末装置UE(端末装置1)とコアネットワーク3との間で確立される。 This establishes a session (logical communication channel) between terminal device UE (terminal device 1) and core network 3, where data is encrypted using a shared key for communication.

このように、実施の形態1においては、端末装置UE(端末装置1)が暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータとを選択するので(1-1.参照)、端末装置UE(端末装置1)が確立したいセッションに適する暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータとを選択できる。 Thus, in Embodiment 1, the terminal device UE (terminal device 1) selects the encryption and tamper-proofing algorithm and parameters (see 1-1). Therefore, the terminal device UE (terminal device 1) can select the encryption and tamper-proofing algorithm and parameters suitable for the session it wishes to establish.

端末装置1は、データDと識別記号IDSとをアプリケーション(図示省略)から受けると、図4に示すセキュリティモード設定手順をAMFとの間で実行し、レガシーセッションSn_1を確立する。 When terminal device 1 receives data D and identification code IDS from the application (not shown), it executes the security mode setting procedure shown in Figure 4 with the AMF and establishes legacy session Sn_1.

また、端末装置1は、データDのみをアプリケーション(図示省略)から受けると、図4に示すセキュリティモード設定手順をAMFとの間で実行し、セキュアセッションSn_2を確立する。 Furthermore, when terminal device 1 receives only data D from the application (not shown), it executes the security mode setting procedure shown in Figure 4 with the AMF to establish a secure session Sn_2.

図5は、図3に示す端末装置1の動作を説明するためのフローチャートである。図5を参照して、端末装置1の動作が開始されると、制御手段16は、i=1を設定する(ステップS1)。ここで、iは、図5に示すフローチャートを何回目に実行するかを示す引数であり、1以上の整数である。 Figure 5 is a flowchart illustrating the operation of the terminal device 1 shown in Figure 3. Referring to Figure 5, when the operation of the terminal device 1 begins, the control means 16 sets i = 1 (step S1). Here, i is an argument indicating which iteration of the flowchart shown in Figure 5 will be executed, and is an integer greater than or equal to 1.

ステップS1の後、制御手段16は、アプリケーション(図示省略)からデータDを受けたか否かを判定する(ステップS2)。 After step S1, the control means 16 determines whether or not it has received data D from the application (not shown) (step S2).

ステップS2において、アプリケーション(図示省略)からデータDを受けたと判定されると、制御手段16は、レガシーセッションSn_1を使用するか否かを判定する(ステップS3)。 In step S2, if it is determined that data D has been received from the application (not shown), the control means 16 determines whether or not to use legacy session Sn_1 (step S3).

この場合、制御手段16は、アプリケーション(図示省略)からデータDと識別記号IDS(データDがレガシーセッションSn_1を用いて送信されるデータであることを示す識別記号)とを受けたとき、レガシーセッションSn_1を使用すると判定し、アプリケーション(図示省略)からデータDのみを受けたとき(即ち、識別記号IDSを受けないとき)、レガシーセッションSn_1を使用しないと判定する。 In this case, when the control means 16 receives data D and identification code IDS (an identification code indicating that data D is data transmitted using legacy session Sn_1) from the application (not shown), it determines that legacy session Sn_1 should be used. When it receives only data D from the application (not shown) (i.e., when it does not receive the identification code IDS), it determines that legacy session Sn_1 should not be used.

実施の形態1において使用するセッションSnは、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2の2つのセッションSnであるので、ステップS3において、「レガシーセッションSn_1を使用しない」と判定されることは、「セキュアセッションSn_2を使用すると判定すること」に相当する。 In Embodiment 1, the sessions Sn used are two sessions Sn: legacy session Sn_1 and secure session Sn_2. Therefore, in step S3, determining "legacy session Sn_1 will not be used" is equivalent to determining "secure session Sn_2 will be used."

ステップS3において、レガシーセッションSn_1を使用すると判定されたとき、制御手段16は、レガシーセッションSn_1を(i-1)回目のフローチャートの実行時に使用したか否かを判定する(ステップS4)。 In step S3, when it is determined that legacy session Sn_1 should be used, the control means 16 determines whether or not legacy session Sn_1 was used during the (i-1)th execution of the flowchart (step S4).

ステップS4において、レガシーセッションSn_1を(i-1)回目のフローチャートの実行時に使用しなかったと判定されたとき、制御手段16は、制御信号CTL_1を生成してセッション確立手段13へ出力するとともにデータDを暗号化手段14へ出力する。 In step S4, if it is determined that legacy session Sn_1 was not used during the (i-1)th execution of the flowchart, the control means 16 generates a control signal CTL_1 and outputs it to the session establishment means 13, and also outputs data D to the encryption means 14.

セッション確立手段13は、制御手段16からの制御信号CTL_1に応じて、図4に示すセキュリティモード設定手順を実行してコアネットワーク3のAMFとの間でレガシーセッションSn_1を確立する(ステップS5)。 The session establishment means 13, in response to the control signal CTL_1 from the control means 16, executes the security mode setting procedure shown in Figure 4 to establish a legacy session Sn_1 with the AMF of the core network 3 (step S5).

そして、ステップS4において、レガシーセッションSn_1を(i-1)回目のフローチャートの実行時に使用したと判定されたとき、またはステップS5の後、セッション確立手段13は、セッション確立信号SG_1を生成し、その生成したセッション確立信号SG_1を暗号化手段14および復号化手段15へ出力する。 Then, in step S4, when it is determined that legacy session Sn_1 was used during the (i-1)th execution of the flowchart, or after step S5, the session establishment means 13 generates a session establishment signal SG_1 and outputs the generated session establishment signal SG_1 to the encryption means 14 and the decryption means 15.

暗号化手段14は、セッション確立手段13からセッション確立信号SG_1を受けると、制御手段16から受けたデータD(=通信特性型データD_1)を暗号鍵ENCRY_KY_1を用いて暗号化して暗号化データENCRY_D_1を生成し(ステップS6)、その生成した暗号化データENCRY_D_1を無線ユニット12へ出力する。 When the encryption means 14 receives the session establishment signal SG_1 from the session establishment means 13, it encrypts the data D (=communication characteristic data D_1) received from the control means 16 using the encryption key ENCRY_KY_1 to generate encrypted data ENCRY_D_1 (step S6), and outputs the generated encrypted data ENCRY_D_1 to the wireless unit 12.

無線ユニット12は、暗号化データENCRY_D_1を暗号化手段14から受けると、アンテナ11および基地局2を介して、レガシーセッションSn_1を用いて暗号化データENCRY_D_1を送信先へ送信する(ステップS7)。 When the wireless unit 12 receives encrypted data ENCRY_D_1 from the encryption means 14, it transmits the encrypted data ENCRY_D_1 to the destination using legacy session Sn_1 via the antenna 11 and base station 2 (step S7).

その後、無線ユニット12は、基地局2およびアンテナ11を介して、暗号化データENCRY_D_1を送信先から受信し(ステップS8)、その受信した暗号化データENCRY_D_1を復号化手段15へ出力する。 Subsequently, the wireless unit 12 receives the encrypted data ENCRY_D_1 from the destination via the base station 2 and antenna 11 (step S8), and outputs the received encrypted data ENCRY_D_1 to the decryption means 15.

復号化手段15は、暗号化データENCRY_D_1を無線ユニット12から受けると、セッション確立手段13から受けたセッション確立信号SG_1に応じて復号鍵DECRY_KY_1を選択し、その選択した復号鍵DECRY_KY_1によって暗号化データENCRY_D_1を復号し、その復号した通信特性型データD_1をアプリケーション(図示省略)へ送信する(ステップS9)。 When the decryption means 15 receives encrypted data ENCRY_D_1 from the wireless unit 12, it selects a decryption key DECRY_KY_1 in accordance with the session establishment signal SG_1 received from the session establishment means 13, decrypts the encrypted data ENCRY_D_1 using the selected decryption key DECRY_KY_1, and transmits the decrypted communication characteristic data D_1 to the application (not shown) (step S9).

そして、制御手段16は、i=i+1を設定する(ステップS16)。その後、端末装置1の動作は、ステップS2へ移行する。 Then, the control means 16 sets i = i + 1 (step S16). After that, the operation of the terminal device 1 proceeds to step S2.

一方、ステップS3において、レガシーセッションSn_1を使用しないと判定されたとき(即ち、セキュアセッションSn_2を使用すると判定されたとき)、制御手段16は、セキュアセッションSn_2を(i-1)回目のフローチャートの実行時に使用したか否かを判定する(ステップS10)。 On the other hand, if in step S3 it is determined that legacy session Sn_1 will not be used (i.e., it is determined that secure session Sn_2 will be used), the control means 16 determines whether or not secure session Sn_2 was used during the (i-1)th execution of the flowchart (step S10).

ステップS10において、セキュアセッションSn_2を(i-1)回目のフローチャートの実行時に使用しなかったと判定されたとき、制御手段16は、制御信号CTL_2を生成してセッション確立手段13へ出力するとともにデータ(秘匿性データD_2)を暗号化手段14へ出力する。 In step S10, if it is determined that secure session Sn_2 was not used during the (i-1)th execution of the flowchart, the control means 16 generates a control signal CTL_2 and outputs it to the session establishment means 13, and also outputs the data (confidential data D_2) to the encryption means 14.

セッション確立手段13は、制御手段16からの制御信号CTL_2に応じて、図4に示すセキュリティモード設定手順を実行してコアネットワーク3のAMFとの間でセキュアセッションSn_2を確立する(ステップS11)。 The session establishment means 13, in response to the control signal CTL_2 from the control means 16, executes the security mode setting procedure shown in Figure 4 to establish a secure session Sn_2 with the AMF of the core network 3 (step S11).

そして、ステップS10において、セキュアセッションSn_2を(i-1)回目のフローチャートの実行時に使用したと判定されたとき、またはステップS11の後、セッション確立手段13は、セッション確立信号SG_2を生成し、その生成したセッション確立信号SG_2を暗号化手段14および復号化手段15へ出力する。 Then, in step S10, when it is determined that secure session Sn_2 was used during the (i-1)th execution of the flowchart, or after step S11, the session establishment means 13 generates a session establishment signal SG_2 and outputs the generated session establishment signal SG_2 to the encryption means 14 and the decryption means 15.

暗号化手段14は、セッション確立手段13からセッション確立信号SG_2を受けると、暗号鍵ENCRY_KY_2を選択し、制御手段16から受けたデータ(秘匿性データD_2)を暗号鍵ENCRY_KY_2によって暗号化して暗号化データENCRY_D_2を生成し(ステップS12)、その生成した暗号化データENCRY_D_2を無線ユニット12へ出力する。 When the encryption means 14 receives the session establishment signal SG_2 from the session establishment means 13, it selects the encryption key ENCRY_KY_2, encrypts the data (confidentiality data D_2) received from the control means 16 using the encryption key ENCRY_KY_2 to generate encrypted data ENCRY_D_2 (step S12), and outputs the generated encrypted data ENCRY_D_2 to the wireless unit 12.

無線ユニット12は、暗号化データENCRY_D_2を暗号化手段14から受けると、アンテナ11および基地局2を介して、セキュアセッションSn_2を用いて暗号化データENCRY_D_2を送信先へ送信する(ステップS13)。 When the wireless unit 12 receives the encrypted data ENCRY_D_2 from the encryption means 14, it transmits the encrypted data ENCRY_D_2 to the destination using the secure session Sn_2 via the antenna 11 and base station 2 (step S13).

その後、無線ユニット12は、基地局2およびアンテナ11を介して、暗号化データENCRY_D_2を送信先から受信し(ステップS14)、その受信した暗号化データENCRY_D_2を復号化手段15へ出力する。 Subsequently, the wireless unit 12 receives the encrypted data ENCRY_D_2 from the destination via the base station 2 and antenna 11 (step S14), and outputs the received encrypted data ENCRY_D_2 to the decryption means 15.

復号化手段15は、暗号化データENCRY_D_2を無線ユニット12から受けると、セッション確立手段13から受けたセッション確立信号SG_2に応じて復号鍵DECRY_KY_2を選択し、その選択した復号鍵DECRY_KY_2によって暗号化データENCRY_D_2を復号し、その復号した秘匿性データD_2をアプリケーション(図示省略)へ送信する(ステップS15)。その後、制御手段16は、ステップS16を実行する。そして、端末装置1の動作は、ステップS2へ移行する。以後、ステップS2においてアプリケーション(図示省略)からデータを受けたと判定されるごとに、図5に示すステップS2~S16が繰り返し実行される。 When the decryption means 15 receives encrypted data ENCRY_D_2 from the wireless unit 12, it selects a decryption key DECRY_KY_2 in accordance with the session establishment signal SG_2 received from the session establishment means 13, decrypts the encrypted data ENCRY_D_2 using the selected decryption key DECRY_KY_2, and transmits the decrypted confidential data D_2 to the application (not shown) (step S15). Afterward, the control means 16 executes step S16. Then, the operation of the terminal device 1 proceeds to step S2. Thereafter, each time it is determined in step S2 that data has been received from the application (not shown), steps S2 to S16 shown in Figure 5 are repeatedly executed.

図6は、図5のステップS5の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図6を参照して、図5のステップS4において、レガシーセッションSn_1を(i-1)回目のフローチャートの実行時に使用しなかったと判定されたとき、端末装置1の無線ユニット12は、基地局2(gNodeb)およびアンテナ11を介して、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータのリストLSをコアネットワーク3のAMFから受信し(ステップS51)、その受信したリストLSをセッション確立手段13へ出力する。 Figure 6 is a flowchart illustrating the detailed operation of step S5 in Figure 5. Referring to Figure 6, when it is determined in step S4 of Figure 5 that legacy session Sn_1 was not used during the (i-1)th execution of the flowchart, the wireless unit 12 of the terminal device 1 receives a list LS of encryption and tamper-proof algorithms and parameters from the AMF of the core network 3 via the base station 2 (gNodeb) and antenna 11 (step S51), and outputs the received list LS to the session establishment means 13.

セッション確立手段13は、無線ユニット12からリストLSを受けると、リストLSに含まれるアルゴリズムおよびパラメータから、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムCRYAG_1とパラメータ(128ビットの鍵長)とを選択する(ステップS52)。 When the session establishment means 13 receives the list LS from the wireless unit 12, it selects the encryption and tamper-proofing algorithm CRYAG_1 and parameters (128-bit key length) from the algorithms and parameters included in the list LS (step S52).

そして、セッション確立手段13は、使用するアルゴリズムCRYAG_1とパラメータ(128ビットの鍵長)とを無線ユニット12へ出力し、無線ユニット12は、アンテナ11および基地局2(gNodeB)を介して、セッション確立手段13から受けたアルゴリズムCRYAG_1とパラメータ(128ビットの鍵長)とをコアネットワーク3のAMFへ送信する(ステップS53)。 The session establishment means 13 outputs the algorithm CRYAG_1 and parameters (128-bit key length) to the wireless unit 12. The wireless unit 12 then transmits the algorithm CRYAG_1 and parameters (128-bit key length) received from the session establishment means 13 to the AMF of the core network 3 via the antenna 11 and base station 2 (gNodeB) (step S53).

その後、無線ユニット12は、基地局2(gNodeB)およびアンテナ11を介して、NAS Security Mode Commandをコアネットワーク3のAMFから受信し(ステップS54)、その受信したNAS Security Mode Commandをセッション確立手段13へ出力する。 Subsequently, the wireless unit 12 receives the NAS Security Mode Command from the AMF of the core network 3 via the base station 2 (gNodeB) and antenna 11 (step S54), and outputs the received NAS Security Mode Command to the session establishment means 13.

セッション確立手段13は、無線ユニット12から受けたNAS Security Mode Commandに応じて、NAS SMC改ざん検査に合格し、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータが妥当であれば、アルゴリズムCRYAG_1とパラメータ(128ビットの鍵長)とを用いて上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始する(ステップS55)。 The session establishment means 13, in response to the NAS Security Mode Command received from the wireless unit 12, if it passes the NAS SMC tampering check and the encryption/tamper prevention algorithm and parameters are deemed appropriate, starts upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention using the algorithm CRYAG_1 and parameters (128-bit key length) (step S55).

そして、セッション確立手段13は、アルゴリズムCRYAG_1とパラメータ(128ビットの鍵長)とを用いて上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始することを含むNAS Security Mode Completeを無線ユニット12へ出力し、無線ユニット12は、アンテナ11および基地局2(gNodeB)を介して、セッション確立手段13から受けた「アルゴリズムCRYAG_1とパラメータ(128ビットの鍵長)とを用いて上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始することを含むNAS Security Mode Complete」をコアネットワーク3のAMFへ送信する(ステップS56)。その後、端末装置1の動作は、図5のステップS6へ移行する。 The session establishment means 13 then outputs "NAS Security Mode Complete," which includes initiating upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention using the algorithm CRYAG_1 and parameters (128-bit key length), to the wireless unit 12. The wireless unit 12 then transmits the "NAS Security Mode Complete," received from the session establishment means 13, to the AMF of the core network 3 via the antenna 11 and base station 2 (gNodeB) (step S56). Subsequently, the operation of the terminal device 1 proceeds to step S6 in Figure 5.

図7は、図5のステップS11の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図7に示すフローチャートは、図6に示すフローチャートのステップS52,S53,S55,S56をそれぞれステップS52A,S53A,S55A,S56Aに変えたものであり、その他は、図6に示すフローチャートと同じである。 Figure 7 is a flowchart illustrating the detailed operation of step S11 in Figure 5. The flowchart in Figure 7 is the same as the flowchart in Figure 6, except that steps S52, S53, S55, and S56 are replaced with steps S52A, S53A, S55A, and S56A, respectively.

図7を参照して、図5のステップS10において、セキュアセッションSn_2を(i-1)回目のフローチャートの実行時に使用しなかったと判定されたとき、上述したステップS51が実行される。 Referring to Figure 7, if it is determined in step S10 of Figure 5 that secure session Sn_2 was not used during the (i-1)th execution of the flowchart, then step S51 described above is executed.

その後、セッション確立手段13は、無線ユニット12からリストLSを受けると、リストLSに含まれるアルゴリズムおよびパラメータから、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムCRYAG_2とパラメータ(256ビットの鍵長)とを選択する(ステップS52A)。 Subsequently, upon receiving the list LS from the wireless unit 12, the session establishment means 13 selects the encryption and tamper-proof algorithm CRYAG_2 and its parameter (256-bit key length) from the algorithms and parameters included in the list LS (step S52A).

そして、セッション確立手段13は、使用するアルゴリズムCRYAG_2とパラメータ(256ビットの鍵長)とを無線ユニット12へ出力し、無線ユニット12は、アンテナ11および基地局2(gNodeB)を介して、セッション確立手段13から受けたアルゴリズムCRYAG_2とパラメータ(256ビットの鍵長)とをコアネットワーク3のAMFへ送信する(ステップS53A)。 The session establishment means 13 outputs the algorithm CRYAG_2 and parameters (256-bit key length) to the wireless unit 12. The wireless unit 12 then transmits the algorithm CRYAG_2 and parameters (256-bit key length) received from the session establishment means 13 to the AMF of the core network 3 via the antenna 11 and base station 2 (gNodeB) (step S53A).

その後、上述したステップS54が実行される。ステップS54の後、セッション確立手段13は、無線ユニット12から受けたNAS Security Mode Commandに応じて、NAS SMC改ざん検査に合格し、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータが妥当であれば、アルゴリズムCRYAG_2とパラメータ(256ビットの鍵長)とを用いて上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始する(ステップS55A)。 Subsequently, step S54 described above is executed. After step S54, the session establishment means 13, in response to the NAS Security Mode Command received from the wireless unit 12, if it passes the NAS SMC tampering check and the encryption/tamper prevention algorithm and parameters are valid, starts upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention using the algorithm CRYAG_2 and parameters (256-bit key length) (step S55A).

そして、セッション確立手段13は、アルゴリズムCRYAG_2とパラメータ(256ビットの鍵長)とを用いて上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始することを含むNAS Security Mode Completeを無線ユニット12へ出力し、無線ユニット12は、アンテナ11および基地局2(gNodeB)を介して、セッション確立手段13から受けた「アルゴリズムCRYAG_2とパラメータ(256ビットの鍵長)とを用いて上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始することを含むNAS Security Mode Complete」をコアネットワーク3のAMFへ送信する(ステップS56A)。その後、端末装置1の動作は、図5のステップS12へ移行する。 The session establishment means 13 then outputs "NAS Security Mode Complete," which includes initiating upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention using the algorithm CRYAG_2 and parameters (256-bit key length), to the wireless unit 12. The wireless unit 12 then transmits the "NAS Security Mode Complete," received from the session establishment means 13 (including initiating upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention using the algorithm CRYAG_2 and parameters (256-bit key length)), to the AMF of the core network 3 via the antenna 11 and base station 2 (gNodeB) (step S56A). Subsequently, the operation of the terminal device 1 proceeds to step S12 in Figure 5.

図8および図9は、それぞれ、図5に示すフローチャートの実行回数とi回目に使用するセッションと(i-1)回目に使用したセッションと実行ステップとの対応関係を示す第1および第2の対応図である。 Figures 8 and 9 are the first and second correspondence diagrams, respectively, showing the correspondence between the number of executions of the flowchart shown in Figure 5, the session used for the i-th execution, the session used for the (i-1)-th execution, and the execution steps.

図8を参照して、端末装置1は、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)を1回目に実行する場合において、i(i=1)回目に使用するセッションがレガシーセッションSn_1であり、(i-1)回目に使用したセッションが無いとき、図5のステップS2の“YES”→ステップS3の“YES”→ステップS4の“NO”→ステップS5~S9,S16(ステップS5の詳細な動作を示す図6のフローチャート)を順次実行する。 Referring to Figure 8, when terminal device 1 executes the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the first time, if the session used for the i (i=1) time is legacy session Sn_1 and there is no session used for the (i-1) time, it sequentially executes steps S2 “YES” in Figure 5 → step S3 “YES” → step S4 “NO” → steps S5 to S9, S16 (the flowchart in Figure 6 showing the detailed operation of step S5).

その結果、端末装置1は、レガシーセッションSn_1を用いて、アプリケーション(図示省略)から受けた「マルチメディアサービスのデータ(通信特性型データD_1)」を送信先との間で送受信する。 As a result, terminal device 1 uses legacy session Sn_1 to send and receive "multimedia service data (communication-specific data D_1)" received from the application (not shown) to and from the destination.

また、端末装置1は、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)を2回目に実行する場合において、i(i=2)回目に使用するセッションがレガシーセッションSn_1であり、(i-1)回目(=1回目)に使用したセッションがレガシーセッションSn_1であるとき、図5のステップS2の“YES”→ステップS3の“YES”→ステップS4の“YES”→ステップS6~S9,S16を順次実行する。 Furthermore, when terminal device 1 executes the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the second time, if the session used for the i (i=2) time is legacy session Sn_1, and the session used for the (i-1) time (=1 time) was also legacy session Sn_1, then it sequentially executes "YES" in step S2 of Figure 5 → "YES" in step S3 → "YES" in step S4 → steps S6 to S9 and S16.

この場合、(i-1)回目(=1回目)の図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)の実行時に、図5のステップS5においてレガシーセッションSn_1が既に確立されているので、端末装置1は、i回目の図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)の実行時に図5のステップS5を実行せずに、既に確立されているレガシーセッションSn_1を用いて、アプリケーション(図示省略)から受けた「マルチメディアサービスのデータ(=通信特性型データD_1)」を送信先との間で送受信する(ステップS6~S8参照)。 In this case, when the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) is executed for the (i-1)th time (= 1st time), the legacy session Sn_1 is already established in step S5 of Figure 5. Therefore, when the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) is executed for the ith time, the terminal device 1 does not execute step S5 of Figure 5, but instead uses the already established legacy session Sn_1 to send and receive "multimedia service data (= communication characteristic data D_1)" received from the application (not shown) with the destination (see steps S6 to S8).

更に、端末装置1は、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)を2回目に実行する場合において、i(i=2)回目に使用するセッションがセキュアセッションSn_2であり、(i-1)回目(=1回目)に使用したセッションがレガシーセッションSn_1であるとき、図5のステップS2の“YES”→ステップS3の“NO”→ステップS10の“NO”→ステップS11~S16(ステップS11の詳細な動作を示す図7のフローチャート)を順次実行する。 Furthermore, when terminal device 1 executes the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the second time, if the session used for the i (i=2) time is secure session Sn_2 and the session used for the (i-1) time (=1 time) is legacy session Sn_1, then it sequentially executes "YES" in step S2 of Figure 5 → "NO" in step S3 → "NO" in step S10 → steps S11 to S16 (the flowchart in Figure 7 showing the detailed operation of step S11).

この場合、セキュアセッションSn_2が初めて使用されるので、端末装置1は、図5のステップS11(図7に示すフローチャート)を実行してセキュアセッションSn_2を確立した後に、その確立したセキュアセッションSn_2を用いて秘匿性データD_2を送信先との間で送受信する(ステップS12~S14参照)。 In this case, since secure session Sn_2 is being used for the first time, terminal device 1 executes step S11 in Figure 5 (flowchart shown in Figure 7) to establish secure session Sn_2, and then uses the established secure session Sn_2 to send and receive confidential data D_2 with the destination (see steps S12 to S14).

更に、端末装置1は、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)を3回目に実行する場合において、i(i=3)回目に使用するセッションがレガシーセッションSn_1であり、(i-1)回目(=1回目)に使用したセッションがレガシーセッションSn_1であるとき、図5のステップS2の“YES”→ステップS3の“YES”→ステップS4の“YES”→ステップS6~S9,S16を順次実行する。 Furthermore, when terminal device 1 executes the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the third time, if the session used for the i (i=3) time is legacy session Sn_1, and the session used for the (i-1) time (=1 time) was also legacy session Sn_1, then it sequentially executes "YES" in step S2 of Figure 5 → "YES" in step S3 → "YES" in step S4 → steps S6 to S9 and S16.

この場合、(i-1)回目(=2回目)の図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)の実行時に、図5のステップS5においてレガシーセッションSn_1が既に確立されているので、端末装置1は、3回目の図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)の実行時に図5のステップS5を実行せずに、既に確立されているレガシーセッションSn_1を用いて、アプリケーション(図示省略)から受けた「マルチメディアサービスのデータ(=通信特性型データD_1)」を送信先との間で送受信する(ステップS6~S8参照)。 In this case, during the (i-1)th (=2nd) execution of the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7), since legacy session Sn_1 is already established in step S5 of Figure 5, terminal device 1 does not execute step S5 of Figure 5 during the execution of the flowchart shown in Figure 5 for the third time (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7). Instead, it uses the already established legacy session Sn_1 to send and receive "multimedia service data (=communication characteristic data D_1)" received from the application (not shown) to the destination (see steps S6 to S8).

更に、端末装置1は、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)を3回目に実行する場合において、i(i=3)回目に使用するセッションがレガシーセッションSn_1であり、(i-1)回目(=2回目)に使用したセッションがセキュアセッションSn_2であるとき、図5のステップS2の“YES”→ステップS3の“YES”→ステップS4の“NO”→ステップS5~S9,S16を順次実行する。 Furthermore, when terminal device 1 executes the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the third time, if the session used for the i (i=3) time is legacy session Sn_1 and the session used for the (i-1) time (=2) time is secure session Sn_2, then it sequentially executes "YES" in step S2 of Figure 5 → "YES" in step S3 → "NO" in step S4 → steps S5 to S9 and S16.

この場合、(i-1)回目(=2回目)に使用したセッションがセキュアセッションSn_2であるので、端末装置1は、3回目の図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)の実行時にステップS5(図6に示すフローチャート)を実行してレガシーセッションSn_1を確立し、その確立したレガシーセッションSn_1を用いて、アプリケーション(図示省略)から受けた「マルチメディアサービスのデータ(=通信特性型データD_1)」を送信先との間で送受信する(ステップS6~S8参照)。 In this case, since the session used for the (i-1)th time (=2nd time) is secure session Sn_2, terminal device 1 executes step S5 (flowchart shown in Figure 6) when executing the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the third time to establish legacy session Sn_1. Using this established legacy session Sn_1, it sends and receives "multimedia service data (=communication characteristic data D_1)" received from the application (not shown) to and from the destination (see steps S6-S8).

更に、端末装置1は、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)を3回目に実行する場合において、i(i=3)回目に使用するセッションがセキュアセッションSn_2であり、(i-1)回目(=2回目)に使用したセッションがレガシーセッションSn_1であるとき、図5のステップS2の“YES”→ステップS3の“NO”→ステップS10の“NO”→ステップS11~S16を順次実行する。 Furthermore, when terminal device 1 executes the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the third time, if the session used for the i (i=3) time is secure session Sn_2 and the session used for the (i-1) time (=2) time is legacy session Sn_1, then it sequentially executes "YES" in step S2 of Figure 5, "NO" in step S3, "NO" in step S10, and then steps S11 to S16.

この場合、(i-1)回目(=2回目)に使用したセッションがレガシーセッションSn_1であるので、端末装置1は、3回目の図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)の実行時に図5のステップS11(図7に示すフローチャート)を実行してセキュアセッションSn_2を確立し、その確立したセキュアセッションSn_2を用いて、アプリケーション(図示省略)から受けた「秘匿性データ」を送信先との間で送受信する(ステップS12~S14参照)。 In this case, since the session used for the (i-1)th time (=2nd time) is legacy session Sn_1, terminal device 1 executes step S11 in Figure 5 (flowchart shown in Figure 7) when executing the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the third time to establish secure session Sn_2. Using this established secure session Sn_2, it sends and receives "confidential data" received from the application (not shown) to the destination (see steps S12-S14).

更に、端末装置1は、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)を3回目に実行する場合において、i(i=3)回目に使用するセッションがセキュアセッションSn_2であり、(i-1)回目(=2回目)に使用したセッションがセキュアセッションSn_2であるとき、図5のステップS2の“YES”→ステップS3の“NO”→ステップS10の“YES”→ステップS12~S16を順次実行する。 Furthermore, when terminal device 1 executes the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the third time, if the session used for the i (i=3) time is secure session Sn_2, and the session used for the (i-1) time (=2) time is also secure session Sn_2, then it sequentially executes "YES" in step S2 of Figure 5 → "NO" in step S3 → "YES" in step S10 → steps S12 to S16.

この場合、(i-1)回目(=2回目)に使用したセッションがセキュアセッションSn_2であるので、端末装置1は、3回目の図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)の実行時に図5のステップS11(図7に示すフローチャート)を実行せずに、(i-1)回目(=2回目)に確立したセキュアセッションSn_2を用いて、アプリケーション(図示省略)から受けた「秘匿性データ」を送信先との間で送受信する(ステップS12~S14参照)。 In this case, since the session used in the (i-1)th time (=2nd time) is secure session Sn_2, terminal device 1 does not execute step S11 in Figure 5 (flowchart shown in Figure 7) when executing the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the third time. Instead, it uses the secure session Sn_2 established in the (i-1)th time (=2nd time) to send and receive the "confidentiality data" received from the application (not shown) with the destination (see steps S12 to S14).

更に、端末装置1は、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)を4回目以降(i≧4)に実行する場合、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)を3回目(i=3)に実行する場合と同様にして、アプリケーション(図示省略)から受けた「マルチメディアサービスにおけるデータ(=通信特性型データD_1)」を送信先との間で送受信し(ステップS6~S7参照)、またはアプリケーション(図示省略)から受けた「秘匿性データ」を送信先との間で送受信する(ステップS12~S14参照)。 Furthermore, when terminal device 1 executes the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the fourth time or later (i ≥ 4), it transmits and receives "data in multimedia services (= communication characteristic data D_1)" received from the application (not shown) to the destination (see steps S6-S7), or transmits and receives "confidential data" received from the application (not shown) to the destination (see steps S12-S14), in the same manner as when executing the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the third time (i = 3).

図9を参照して、端末装置1は、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)を1回目に実行する場合において、i(i=1)回目に使用するセッションがセキュアセッションSn_2であり、(i-1)回目に使用したセッションが無いとき、図5のステップS2の“YES”→ステップS3の“NO”→ステップS10の“NO”→ステップS11~S16(ステップS11の詳細な動作を示す図7のフローチャート)を順次実行する。 Referring to Figure 9, when terminal device 1 executes the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the first time, if the session used for the i (i=1) time is secure session Sn_2 and there is no session used for the (i-1) time, it sequentially executes steps S2 “YES” in Figure 5 → step S3 “NO” → step S10 “NO” → steps S11 to S16 (the flowchart in Figure 7 showing the detailed operation of step S11).

その結果、端末装置1は、i(i=1)回目の図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)の実行時に、セキュアセッションSn_2を確立し(ステップS11参照)、その確立したセキュアセッションSn_2を用いて、アプリケーション(図示省略)から受けた「秘匿性データ」を送信先との間で送受信する(ステップS12~S14参照)。 As a result, when the i-th (i=1)th execution of the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) is performed, terminal device 1 establishes a secure session Sn_2 (see step S11), and uses this established secure session Sn_2 to send and receive "confidential data" received from the application (not shown) to the destination (see steps S12 to S14).

また、端末装置1は、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)を2回目に実行する場合において、i(i=2)回目に使用するセッションがレガシーセッションSn_1であり、(i-1)回目(=1回目)に使用したセッションがセキュアセッションSn_2であるとき、図5のステップS2の“YES”→ステップS3の“YES”→ステップS4の“NO”→ステップS5~S9,S16を順次実行する。 Furthermore, when terminal device 1 executes the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the second time, if the session used for the i (i=2) time is legacy session Sn_1 and the session used for the (i-1) time (=1 time) is secure session Sn_2, then it sequentially executes "YES" in step S2 of Figure 5 → "YES" in step S3 → "NO" in step S4 → steps S5 to S9 and S16.

この場合、レガシーセッションSn_1を初めて使用するので、端末装置1は、i(i=2)回目の図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)の実行時に、図5のステップS5(図6に示すフローチャート)を実行してレガシーセッションSn_1を確立し、その確立したレガシーセッションSn_1を用いて、アプリケーション(図示省略)から受けた「マルチメディアサービスのデータ(=通信特性型データD_1)」を送信先との間で送受信する(ステップS6~S8参照)。 In this case, since legacy session Sn_1 is being used for the first time, terminal device 1, during the i (i=2)th execution of the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7), executes step S5 in Figure 5 (the flowchart shown in Figure 6) to establish legacy session Sn_1. Using this established legacy session Sn_1, it sends and receives "multimedia service data (=communication-specific data D_1)" received from the application (not shown) to and from the destination (see steps S6-S8).

更に、端末装置1は、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)を2回目に実行する場合において、i(i=2)回目に使用するセッションがセキュアセッションSn_2であり、(i-1)回目(=1回目)に使用したセッションがセキュアセッションSn_2であるとき、図5のステップS2の“YES”→ステップS3の“NO”→ステップS10の“YES”→ステップS12~S16を順次実行する。 Furthermore, when terminal device 1 executes the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) for the second time, if the session used for the i (i=2) time is secure session Sn_2, and the session used for the (i-1) time (=1 time) was also secure session Sn_2, then it sequentially executes "YES" in step S2 of Figure 5 → "NO" in step S3 → "YES" in step S10 → steps S12 to S16.

この場合、セキュアセッションSn_2が図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)の(i-1)回目(=1回目)の実行時に既に確立されているので、端末装置1は、i(i=2)回目の図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)の実行時に図5のステップS11(図7に示すフローチャート)を実行せずに、既に確立したセキュアセッションSn_2を用いて秘匿性データD_2を送信先との間で送受信する(ステップS12~S14参照)。 In this case, since secure session Sn_2 is already established during the (i-1)th execution (=1st execution) of the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7), terminal device 1 does not execute step S11 in Figure 5 (the flowchart shown in Figure 7) during the i (i=2)th execution of the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7), but instead uses the already established secure session Sn_2 to send and receive confidential data D_2 with the destination (see steps S12 to S14).

図9において、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)が3回目および4回目以降に実行されるときの「実行ステップ」は、図8において、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)が3回目および4回目以降に実行されるときの「実行ステップ」と同じである。 In Figure 9, the "execution steps" when the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) is executed for the third time and from the fourth time onward are the same as the "execution steps" when the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) is executed for the third time and from the fourth time onward in Figure 8.

図8および図9に示すように、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)が1回目に実行するときに1回目に使用するセッションがレガシーセッションSn_1であるかセキュアセッションSn_2であるかによって、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)が1回目に実行されるときの「実行ステップ」が異なり、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)が2回目に実行されるときのi(i=2)回目に使用するセッション、(i-1)回目に使用したセッション、および「実行ステップ」が異なる。 As shown in Figures 8 and 9, the "execution steps" when the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) is executed for the first time differ depending on whether the session used for the first execution is legacy session Sn_1 or secure session Sn_2. Similarly, when the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) is executed for the second time, the session used for the i (i=2)th execution, the session used for the (i-1)th execution, and the "execution steps" also differ.

しかし、図8および図9に示すように、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)が3回目以降(i≧3)に実行されるときのi(i≧3)回目に使用するセッション、(i-1)回目に使用したセッション、および「実行ステップ」は、同じである(図8および図9のハッチング部分参照)。 However, as shown in Figures 8 and 9, when the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) is executed for the third time or later (i≧3), the session used for the i-th time (i≧3), the session used for the (i-1)th time, and the "execution step" are the same (see the hatched areas in Figures 8 and 9).

従って、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)を1回目に実行するときにアプリケーション(図示省略)から受けるデータが「マルチメディアサービスにおけるデータ(=通信特性型データD_1)」および「秘匿性データD_2」のいずれであっても、端末装置1は、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)に従って、レガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2をアプリケーション(図示省略)から受けるデータ(「マルチメディアサービスにおけるデータ(=通信特性型データD_1)」または「秘匿性データD_2」)に応じて確立し、その確立したレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2を用いて、「マルチメディアサービスにおけるデータ(=通信特性型データD_1)」または「秘匿性データD_2」を送信先との間で送受信できる。 Therefore, when the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7) is executed for the first time, regardless of whether the data received from the application (not shown) is "data in multimedia services (= communication-specific data D_1)" or "confidential data D_2," the terminal device 1 will establish a legacy session Sn_1 or a secure session Sn_2 according to the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7), depending on the data received from the application (not shown) ("data in multimedia services (= communication-specific data D_1)" or "confidential data D_2"), and use the established legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 to send and receive "data in multimedia services (= communication-specific data D_1)" or "confidential data D_2" with the destination.

上述した図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)によれば、端末装置1は、アプリケーション(図示省略)から受けたデータ(マルチメディアサービスにおけるデータ(=通信特性型データD_1)または秘匿性データD_2)に応じてレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2をコアネットワーク3のAMFとの間で確立し、その確立したレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2を用いてマルチメディアサービスにおけるデータ(=通信特性型データD_1)または秘匿性データD_2を送信先との間で送受信する。 According to the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7), terminal device 1 establishes a legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 with the AMF of core network 3 in response to data received from an application (not shown) (data in the multimedia service (= communication-specific data D_1) or confidential data D_2). Using the established legacy session Sn_1 or secure session Sn_2, it sends and receives data in the multimedia service (= communication-specific data D_1) or confidential data D_2 with the destination.

そして、レガシーセッションSn_1は、スループットまたは応答性が重視されるマルチメディアサービスにおけるデータ(=通信特性型データD_1)を128ビットの鍵長を有する暗号鍵ENCRY_KY_1によって暗号化した暗号化データを送信するためのセッションであり、セキュアセッションSn_2は、秘匿性が求められる秘匿性データD_2を256ビットの鍵長を有する暗号鍵ENCRY_KY_2によって暗号化した暗号化データを送信するためのセッションである。 Furthermore, Legacy Session Sn_1 is a session for transmitting encrypted data, where data in multimedia services where throughput or responsiveness is important (i.e., communication-specific data D_1) is encrypted using the encryption key ENCRY_KY_1 with a key length of 128 bits. Secure Session Sn_2 is a session for transmitting encrypted data, where confidential data D_2, where secrecy is required, is encrypted using the encryption key ENCRY_KY_2 with a key length of 256 bits.

従って、用途に応じて通信路(レガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2)を使い分けてマルチメディアサービスにおけるデータ(=通信特性型データD_1)または秘匿性データD_2を送信することができる。その結果、マルチメディアサービスにおけるデータ(=通信特性型データD_1)に対してオーバースペックとならずに、秘匿性データD_2を適切に保護できる。 Therefore, depending on the application, the communication channel (legacy session Sn_1 or secure session Sn_2) can be used to transmit either data in multimedia services (communication-specific data D_1) or confidential data D_2. As a result, confidential data D_2 can be appropriately protected without over-specifying the multimedia service data (communication-specific data D_1).

また、端末装置1は、コアネットワーク3のAMFとのセキュリティモード設定手順において、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータを選択してコアネットワーク3のAMFへ送信する(図4の“1_1”参照)。 Furthermore, in the security mode setting procedure with the AMF of the core network 3, terminal device 1 selects and transmits encryption and tamper-proofing algorithms and parameters to the AMF of the core network 3 (see “1_1” in Figure 4).

従って、端末装置1が実行可能なアルゴリズムとパラメータとを選択してセキュリティモードをコアネットワーク3のAMFとの間で設定できる。 Therefore, terminal device 1 can select executable algorithms and parameters to set the security mode between itself and the AMF of core network 3.

実施の形態1においては、端末装置1の動作は、ソフトウェアによって実現されてもよい。この場合、端末装置1は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)を備える。そして、ROMは、図5に示すフローチャート(図6および図7に示すフローチャートを含む)の各ステップからなるプログラムProg_Aを記憶する。 In Embodiment 1, the operation of the terminal device 1 may be implemented by software. In this case, the terminal device 1 comprises a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), and RAM (Random Access Memory). The ROM stores a program Prog_A consisting of each step of the flowchart shown in Figure 5 (including the flowcharts shown in Figures 6 and 7).

CPUは、ROMからプログラムProg_Aを読み出し、その読み出したプログラムProg_Aを実行して、コアネットワーク3のAMFとの間でレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2を確立して用途に応じてレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2を用いて通信特性型データD_1または秘匿性データD_2を送信する。RAMは、上述したの暗号鍵ENCRY_KY_1,ENCRY_KY_2および復号鍵DECRY_KY_1,DECRY_KY_2を一時的に記憶する。 The CPU reads program Prog_A from ROM, executes the retrieved program Prog_A, establishes either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 with the AMF of core network 3, and transmits communication-specific data D_1 or confidential data D_2 using either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 depending on the application. RAM temporarily stores the encryption keys ENCRY_KY_1 and ENCRY_KY_2, and decryption keys DECRY_KY_1 and DECRY_KY_2 mentioned above.

また、プログラムProg_Aは、CD,DVD等の記録媒体に記録されて流通してもよい。プログラムProg_Aを記録した記録媒体がコンピュータに装着されると、コンピュータは、記録媒体からプログラムProg_Aを読み出して実行し、コアネットワーク3のAMFとの間でレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2を確立して用途に応じてレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2を用いて通信特性型データD_1または秘匿性データD_2を送信する。。 Furthermore, program Prog_A may be recorded on a recording medium such as a CD or DVD and distributed. When a recording medium containing program Prog_A is inserted into a computer, the computer reads and executes program Prog_A from the recording medium, establishes either a legacy session Sn_1 or a secure session Sn_2 with the AMF of core network 3, and transmits communication-specific data D_1 or confidential data D_2 using either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2, depending on the application.

従って、プログラムProg_Aを記録した記録媒体は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 Therefore, the recording medium on which program Prog_A is stored is a computer-readable recording medium.

[実施の形態2]
図10は、図1に示す端末装置の実施の形態2における概略図である。図10を参照して、図1に示す端末装置1は、実施の形態2においては、図10に示す端末装置1Aからなる。
[Embodiment 2]
Figure 10 is a schematic diagram of Embodiment 2 of the terminal device shown in Figure 1. Referring to Figure 10, the terminal device 1 shown in Figure 1 is comprised of the terminal device 1A shown in Figure 10 in Embodiment 2.

端末装置1Aは、図3に示す端末装置1の無線ユニット12を無線ユニット12Aに変え、セッション確立手段13をセッション確立手段13Aに変えたものであり、その他は、端末装置1と同じである。 Terminal device 1A is the same as terminal device 1 shown in Figure 3, except that the wireless unit 12 is replaced with wireless unit 12A and the session establishment means 13 is replaced with session establishment means 13A.

無線ユニット12Aは、送信手段および受信手段を構成する。無線ユニット12Aは、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータのリストLSをセッション確立手段13Aから受けると、アンテナ11を介して、その受けたリストLSをコアネットワーク3のAMFへ送信する。 The wireless unit 12A constitutes both a transmitting and receiving means. Upon receiving a list LS of encryption and tamper-proof algorithms and parameters from the session establishment means 13A, the wireless unit 12A transmits the received list LS to the AMF of the core network 3 via the antenna 11.

また、無線ユニット12Aは、アンテナ11を介して、NAS Security Mode Commandをコアネットワーク3のAMFから受信し、その受信したNAS Security Mode Commandをセッション確立手段13Aへ出力する。 Furthermore, the wireless unit 12A receives the NAS Security Mode Command from the AMF of the core network 3 via the antenna 11, and outputs the received NAS Security Mode Command to the session establishment means 13A.

更に、無線ユニット12Aは、NAS Security Mode Completeをセッション確立手段13Aから受けると、アンテナ11を介して、その受けたNAS Security Mode Completeをコアネットワーク3のAMFへ送信する。 Furthermore, when the wireless unit 12A receives a NAS Security Mode Complete message from the session establishment means 13A, it transmits the received NAS Security Mode Complete message to the AMF of the core network 3 via the antenna 11.

更に、無線ユニット12Aは、暗号化データ(暗号化データENCRY_D_1または暗号化データENCRY_D_2)を暗号化手段14から受けると、アンテナ11を介して、その受けた暗号化データ(暗号化データENCRY_D_1または暗号化データENCRY_D_2)を送信する。 Furthermore, when the wireless unit 12A receives encrypted data (encrypted data ENCRY_D_1 or encrypted data ENCRY_D_2) from the encryption means 14, it transmits the received encrypted data (encrypted data ENCRY_D_1 or encrypted data ENCRY_D_2) via the antenna 11.

更に、無線ユニット12Aは、アンテナ11を介して暗号化データ(暗号化データENCRY_D_1または暗号化データENCRY_D_2)を受信し、その受信した暗号化データ(暗号化データENCRY_D_1または暗号化データENCRY_D_2)を復号化手段15へ出力する。 Furthermore, the wireless unit 12A receives encrypted data (encrypted data ENCRY_D_1 or encrypted data ENCRY_D_2) via the antenna 11 and outputs the received encrypted data (encrypted data ENCRY_D_1 or encrypted data ENCRY_D_2) to the decryption means 15.

セッション確立手段13Aは、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータのリストLSが5Gの運用者から与えられ、保持している。 The session establishment means 13A holds a list LS of encryption and tamper-proofing algorithms and parameters provided by the 5G operator.

セッション確立手段13Aは、コアネットワーク3のAMFからNAS Security Mode Commandを受信する前に、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータのリストLSを無線ユニット12Aへ出力してコアネットワーク3のAMFへ送信する。 Before receiving the NAS Security Mode Command from the AMF of the core network 3, the session establishment means 13A outputs a list LS of encryption and tamper-proof algorithms and parameters to the wireless unit 12A and transmits it to the AMF of the core network 3.

セッション確立手段13Aは、その他、セッション確立手段13と同じ機能を果たす。 Session establishment means 13A performs the same functions as session establishment means 13.

コアネットワーク3のAMFは、端末装置1AからリストLSを受信すると、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータを選択する。 When the AMF in core network 3 receives the list LS from terminal device 1A, it selects an algorithm and parameters related to encryption and tamper prevention.

図11は、実施の形態2におけるセキュリティモード設定手順を示す図である。図11を参照して、セキュリティモードの設定が開始されると、端末装置UE(端末装置1A)は、2-1として、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータとのリストLSをコアネットワーク3のAMFへ送信する。 Figure 11 shows the security mode setting procedure in Embodiment 2. Referring to Figure 11, when the security mode setting is initiated, terminal device UE (terminal device 1A) transmits a list LS of encryption and tamper-proof algorithms and parameters to the AMF of core network 3 as 2-1.

コアネットワーク3のAMFは、リストLSを端末装置UE(端末装置1A)から受信すると、1-1として、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータとを選択する。 When the AMF of core network 3 receives list LS from terminal device UE (terminal device 1A), it selects the encryption and tamper-proofing algorithm and parameters as 1-1.

1-1の後、コアネットワーク3のAMFは、図2において説明した「1a.改ざん防止開始」、および「1b.NAS Security Mode Commandの端末装置UE(端末装置1A)への送信」を順次実行する。 After step 1-1, the AMF of core network 3 sequentially executes "1a. Start of tamper prevention" and "1b. Sending of NAS Security Mode Command to terminal device UE (terminal device 1A)" as described in Figure 2.

端末装置UE(端末装置1A)は、NAS Security Mode CommandをAMFから受信すると、2aとして、NAS SMC(NAS Security Mode Command)の検査に合格し、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータが妥当であれば、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始する。 When terminal device UE (terminal device 1A) receives a NAS Security Mode Command from AMF, it acts as 2a, passes the NAS SMC (NAS Security Mode Command) inspection, and if the encryption and tamper-proofing algorithms and parameters are deemed appropriate, it initiates upstream encryption and downstream encryption/tamper-proofing.

端末装置UE(端末装置1A)は、2aの後、2bとして、図2において説明したNAS Security Mode CompleteをAMFへ送信する。 Terminal device UE (Terminal device 1A) sends the NAS Security Mode Complete message, as described in Figure 2, to the AMF as 2b, following step 2a.

そして、AMFは、NAS Security Mode Completeを端末装置UE(端末装置1A)から受信すると、1dとして、下流側暗号化開始を実行する。 Then, when the AMF receives "NAS Security Mode Complete" from terminal device UE (terminal device 1A), it performs the downstream encryption start operation as 1d.

これによって、共通鍵によってデータを暗号化して通信を行うセッション(論理的な通信路)が端末装置UE(端末装置1A)とコアネットワーク3との間で確立される。 This establishes a session (logical communication channel) between terminal device UE (terminal device 1A) and core network 3, where data is encrypted using a shared key for communication.

このように、実施の形態2においては、端末装置UE(端末装置1A)が暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータのリストLSをコアネットワークのAMFへ送信するので(2-1.参照)、端末装置UE(端末装置1A)が確立したいセッションに適する暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータとをリストLSに含めてコアネットワーク3のAMFへ送信できる。 Thus, in Embodiment 2, the terminal device UE (terminal device 1A) transmits a list LS of encryption and tamper-proofing algorithms and parameters to the AMF of the core network (see 2-1). Therefore, the terminal device UE (terminal device 1A) can transmit the encryption and tamper-proofing algorithms and parameters suitable for the session it wishes to establish to the AMF of the core network 3, including them in the list LS.

その結果、端末装置UE(端末装置1A)は、2a.において、通常、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータが妥当であると判定し、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始する。 As a result, terminal device UE (terminal device 1A) normally determines in 2a. that the encryption and tamper-proofing algorithms and parameters are appropriate, and initiates upstream encryption and downstream encryption/tamper-proofing.

端末装置1Aは、通信特性型データD_1と識別記号IDSとをアプリケーション(図示省略)から受けると、図11に示すセキュリティモード設定手順をAMFとの間で実行し、レガシーセッションSn_1を確立する。 When terminal device 1A receives communication-specific data D_1 and identification code IDS from the application (not shown), it executes the security mode setting procedure shown in Figure 11 with the AMF and establishes legacy session Sn_1.

また、端末装置1Aは、秘匿性データD_2のみをアプリケーション(図示省略)から受けると、図11に示すセキュリティモード設定手順をAMFとの間で実行し、セキュアセッションSn_2を確立する。 Furthermore, when terminal device 1A receives only confidential data D_2 from the application (not shown), it executes the security mode setting procedure shown in Figure 11 with the AMF to establish a secure session Sn_2.

従って、端末装置1Aは、通信特性型データD_1と識別記号IDSとをアプリケーション(図示省略)から受けると、2-1.において、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータ(128ビットの鍵長)のリストLSをコアネットワーク3のAMFへ送信する。 Therefore, when terminal device 1A receives communication characteristic data D_1 and identification code IDS from the application (not shown), it transmits a list LS of encryption and tamper-proof algorithms and parameters (128-bit key length) to the AMF of core network 3 in step 2-1.

また、端末装置1Aは、秘匿性データD_2のみをアプリケーション(図示省略)から受けると、2-1.において、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータ(256ビットの鍵長)のリストLSをコアネットワーク3のAMFへ送信する。 Furthermore, when terminal device 1A receives only the confidential data D_2 from the application (not shown), it transmits a list LS of encryption and tamper-proofing algorithms and parameters (256-bit key length) to the AMF of core network 3, as described in 2-1.

図12は、図10に示す端末装置1Aの動作を説明するためのフローチャートである。図12に示すフローチャートは、図5に示すフローチャートのステップS5,S11をそれぞれステップS5A,S11Aに変えたものであり、その他は、図5に示すフローチャートと同じである。 Figure 12 is a flowchart illustrating the operation of terminal device 1A shown in Figure 10. The flowchart in Figure 12 is the same as the flowchart in Figure 5, except that steps S5 and S11 are replaced with steps S5A and S11A, respectively.

図12を参照して、端末装置1Aの動作が開始されると、上述したステップS1~ステップS4が順次実行される。 Referring to Figure 12, when the operation of terminal device 1A begins, steps S1 to S4 described above are executed sequentially.

そして、ステップS4において、レガシーセッションSn_1を(i-1)回目のフローチャート(=図12に示すフローチャート)の実行時に使用しなかったと判定されたとき、セッション確立手段13Aは、図11に示すセキュリティモード設定手順を実行してコアネットワーク3のAMFとの間でレガシーセッションSn_1を確立する(ステップS5A)。 Then, in step S4, if it is determined that legacy session Sn_1 was not used during the execution of the (i-1)th flowchart (=the flowchart shown in Figure 12), the session establishment means 13A executes the security mode setting procedure shown in Figure 11 to establish legacy session Sn_1 with the AMF of the core network 3 (step S5A).

その後、上述したステップS6~S9,S16が順次実行された後、端末装置1Aの動作は、ステップS2へ移行する。 After steps S6-S9 and S16 described above are executed sequentially, the operation of terminal device 1A proceeds to step S2.

一方、ステップS3において、レガシーセッションSn_1を使用しないと判定され、ステップS10において、セキュアセッションSn_2を(i-1)回目のフローチャート(=図12に示すフローチャート)の実行時に使用しなかったと判定されたとき、セッション確立手段13Aは、図11に示すセキュリティモード設定手順を実行してコアネットワーク3のAMFとの間でセキュアセッションSn_2を確立する(ステップS11A)。 On the other hand, if it is determined in step S3 that legacy session Sn_1 will not be used, and in step S10 that secure session Sn_2 was not used during the (i-1)th flowchart execution (=the flowchart shown in Figure 12), then the session establishment means 13A executes the security mode setting procedure shown in Figure 11 to establish secure session Sn_2 with the AMF of the core network 3 (step S11A).

その後、上述したステップS12~S16が順次実行された後、端末装置1Aの動作は、ステップS2へ移行する。 After steps S12 to S16 described above are executed sequentially, the operation of terminal device 1A proceeds to step S2.

図13は、図12のステップS5Aの詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図13に示すフローチャートは、図6に示すフローチャートのステップS51をステップS51Aに変え、図6に示すフローチャートのステップS52,S53を削除したものであり、その他は、図6に示すフローチャートと同じである。 Figure 13 is a flowchart illustrating the detailed operation of step S5A in Figure 12. The flowchart in Figure 13 is the same as the flowchart in Figure 6, but with step S51 replaced by step S51A, and steps S52 and S53 removed.

図13を参照して、図12のステップS4において、レガシーセッションSn_1を(i-1)回目のフローチャート(=図12に示すフローチャート)の実行時に使用しなかったと判定されたとき、セッション確立手段13Aは、保持している「暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータのリストLS」を無線ユニット12へ出力し、無線ユニット12およびアンテナ11を介して、リストLSをコアネットワーク3のAMFへ送信する(ステップS51A)。 Referring to Figure 13, in step S4 of Figure 12, if it is determined that legacy session Sn_1 was not used during the (i-1)th execution of the flowchart (=the flowchart shown in Figure 12), the session establishment means 13A outputs the "list of encryption and tamper-proof algorithms and parameters LS" it holds to the wireless unit 12, and transmits the list LS to the AMF of the core network 3 via the wireless unit 12 and antenna 11 (step S51A).

ステップS51Aの後、上述したステップS54~ステップS56が順次実行され、ステップS56の後、端末装置1Aの動作は、図12のステップS6へ移行する。 After step S51A, steps S54 to S56 described above are executed sequentially. After step S56, the operation of terminal device 1A proceeds to step S6 in Figure 12.

図13に示すフローチャートによれば、セッション確立手段13Aは、ステップS51A,S54~S56を順次実行することによってレガシーセッションSn_1を確立する。 According to the flowchart shown in Figure 13, the session establishment means 13A establishes legacy session Sn_1 by sequentially executing steps S51A, S54 to S56.

この場合、セッション確立手段13Aは、ステップS51Aにおいて、レガシーセッションSn_1において使用する暗号鍵ENCRY_KY_1を用いてデータを暗号化する暗号化方式をリストLSのアルゴリズムCRYAG_1に含め、128ビットの鍵長をリストLSのパラメータに含めてコアネットワーク3のAMFへ送信することができるので、ステップS55において、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータが妥当であると判定し易くできる。 In this case, the session establishment means 13A can, in step S51A, include the encryption method that encrypts the data using the encryption key ENCRY_KY_1 used in legacy session Sn_1 in the algorithm CRYAG_1 of list LS, and include the 128-bit key length in the parameters of list LS, and send it to the AMF of core network 3. Therefore, in step S55, it becomes easier to determine whether the encryption and tamper-proofing algorithms and parameters are appropriate.

図14は、図12のステップS11Aの詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図14に示すフローチャートは、図7に示すフローチャートのステップS51をステップS51Aに変え、図7に示すフローチャートのステップS52A,S53Aを削除したものであり、その他は、図7に示すフローチャートと同じである。 Figure 14 is a flowchart illustrating the detailed operation of step S11A in Figure 12. The flowchart in Figure 14 is the same as the flowchart in Figure 7, but with step S51 replaced by step S51A, and steps S52A and S53A removed.

図14を参照して、図12のステップS10において、セキュアセッションSn_2を(i-1)回目のフローチャート(=図12に示すフローチャート)の実行時に使用しなかったと判定されたとき、セッション確立手段13Aは、保持している「暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータのリストLS」を無線ユニット12へ出力し、無線ユニット12およびアンテナ11を介して、リストLSをコアネットワーク3のAMFへ送信する(ステップS51A)。 Referring to Figure 14, if it is determined in step S10 of Figure 12 that secure session Sn_2 was not used during the (i-1)th execution of the flowchart (=the flowchart shown in Figure 12), the session establishment means 13A outputs the "list of encryption and tamper-proof algorithms and parameters LS" it holds to the wireless unit 12, and transmits the list LS to the AMF of the core network 3 via the wireless unit 12 and antenna 11 (step S51A).

ステップS51Aの後、上述したステップS54,S55A,S56Aが順次実行され、ステップS56Aの後、端末装置1Aの動作は、図12のステップS12へ移行する。 After step S51A, steps S54, S55A, and S56A described above are executed sequentially. After step S56A, the operation of terminal device 1A proceeds to step S12 in Figure 12.

図14に示すフローチャートによれば、セッション確立手段13Aは、ステップS51A,S54,S55A,S56Aを順次実行することによってセキュアセッションSn_2を確立する。 According to the flowchart shown in Figure 14, the session establishment means 13A establishes secure session Sn_2 by sequentially executing steps S51A, S54, S55A, and S56A.

この場合、セッション確立手段13Aは、ステップS51Aにおいて、セキュアセッションSn_2において使用する暗号鍵ENCRY_KY_2を用いてデータを暗号化する暗号化方式をリストLSのアルゴリズムCRYAG_2に含め、256ビットの鍵長をリストLSのパラメータに含めてコアネットワーク3のAMFへ送信することができるので、ステップS55Aにおいて、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータが妥当であると判定し易くできる。 In this case, the session establishment means 13A can, in step S51A, include the encryption method used to encrypt the data using the encryption key ENCRY_KY_2 in the secure session Sn_2 in the algorithm CRYAG_2 of list LS, and include the 256-bit key length in the parameters of list LS, and send it to the AMF of the core network 3. Therefore, in step S55A, it becomes easier to determine whether the encryption and tamper-proofing algorithms and parameters are appropriate.

図12に示すフローチャート(図13および図14に示すフローチャートを含む)によれば、端末装置1Aは、アプリケーション(図示省略)から受けたデータ(通信特性型データD_1または秘匿性データD_2)に応じてレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2をコアネットワーク3のAMFとの間で確立し、その確立したレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2を用いて通信特性型データD_1または秘匿性データD_2を送信先との間で送受信する。 According to the flowchart shown in Figure 12 (including the flowcharts shown in Figures 13 and 14), terminal device 1A establishes a legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 with the AMF of core network 3 in accordance with the data (communication-specific data D_1 or confidential data D_2) received from the application (not shown), and uses the established legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 to send and receive the communication-specific data D_1 or confidential data D_2 with the destination.

そして、レガシーセッションSn_1は、通信特性型データD_1を128ビットの鍵長を有する暗号鍵ENCRY_KY_1によって暗号化した暗号化データを送信するためのセッションであり、セキュアセッションSn_2は、秘匿性データD_2を256ビットの鍵長を有する暗号鍵ENCRK_KY_2によって暗号化した暗号化データを送信するためのセッションである。 Furthermore, legacy session Sn_1 is a session for transmitting encrypted data, where communication-specific data D_1 is encrypted using the encryption key ENCRY_KY_1 with a key length of 128 bits. Secure session Sn_2 is a session for transmitting encrypted data, where confidential data D_2 is encrypted using the encryption key ENCRK_KY_2 with a key length of 256 bits.

従って、用途に応じて通信路(レガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2)を使い分けて通信特性型データD_1または秘匿性データD_2を送信することができる。その結果、通信特性型データD_1に対してオーバースペックとならずに、秘匿性データD_2を適切に保護できる。 Therefore, depending on the application, the communication channel (legacy session Sn_1 or secure session Sn_2) can be used to transmit either communication-specific data D_1 or confidential data D_2. As a result, confidential data D_2 can be appropriately protected without over-specifying the communication-specific data D_1.

また、レガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2を確立するとき、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータのリスクLSを端末装置1Aからコアネットワーク3のAMFへ送信するので(図13および図14のステップS51A参照)、端末装置1Aにおいて、暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータが妥当であると判定し易くできる。 Furthermore, when establishing a legacy session Sn_1 or a secure session Sn_2, the risk LS of the encryption and tamper-proofing algorithm and parameters is transmitted from terminal device 1A to the AMF of core network 3 (see step S51A in Figures 13 and 14). This makes it easier for terminal device 1A to determine whether the encryption and tamper-proofing algorithm and parameters are appropriate.

実施の形態2においては、端末装置1Aの動作は、ソフトウェアによって実現されてもよい。この場合、端末装置1Aは、CPU、ROMおよびRAMを備える。そして、ROMは、図12に示すフローチャート(図13および図14に示すフローチャートを含む)の各ステップからなるプログラムProg_Bを記憶する。 In Embodiment 2, the operation of the terminal device 1A may be implemented by software. In this case, the terminal device 1A includes a CPU, ROM, and RAM. The ROM stores a program Prog_B consisting of each step of the flowchart shown in Figure 12 (including the flowcharts shown in Figures 13 and 14).

CPUは、ROMからプログラムProg_Bを読み出し、その読み出したプログラムProg_Bを実行して、コアネットワーク3のAMFとの間でレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2を確立し、用途に応じてレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2を用いて通信特性型データD_1または秘匿性データD_2を送信する。RAMは、上述した暗号鍵ENCRY_KY_1,ENCRY_KY_2および復号鍵DECRY_KY_1,DECRY_KY_2を一時的に記憶する。 The CPU reads program Prog_B from ROM, executes the retrieved program Prog_B, establishes either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 with the AMF of core network 3, and transmits communication-specific data D_1 or confidential data D_2 using legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 depending on the application. RAM temporarily stores the encryption keys ENCRY_KY_1 and ENCRY_KY_2, and the decryption keys DECRY_KY_1 and DECRY_KY_2 mentioned above.

また、プログラムProg_Bは、CD,DVD等の記録媒体に記録されて流通してもよい。プログラムProg_Bを記録した記録媒体がコンピュータに装着されると、コンピュータは、記録媒体からプログラムProg_Bを読み出して実行し、コアネットワーク3のAMFとの間でレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2を確立し、用途に応じてレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2を用いて通信特性型データD_1または秘匿性データD_2を送信する。。 Furthermore, program Prog_B may be recorded on a recording medium such as a CD or DVD and distributed. When a recording medium containing program Prog_B is inserted into a computer, the computer reads and executes program Prog_B from the recording medium, establishes either a legacy session Sn_1 or a secure session Sn_2 with the AMF of core network 3, and transmits communication-specific data D_1 or confidential data D_2 using either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2, depending on the application.

従って、プログラムProg_Bを記録した記録媒体は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 Therefore, the recording medium on which program Prog_B is stored is a computer-readable recording medium.

実施の形態2におけるその他の説明は、実施の形態1における説明と同じである。 The rest of the description in Embodiment 2 is the same as the description in Embodiment 1.

[実施の形態3]
3GPP TS 37.340においては、MR-DC(Multi-Radio Dual Connectivity)を用いて複数のセッションを同時に使用する仕組みが定義されている。
[Embodiment 3]
3GPP TS 37.340 defines a mechanism for using multiple sessions simultaneously using MR-DC (Multi-Radio Dual Connectivity).

この仕組みは、現在使用している基地局(マスターノードMN(Master Node))とは異なる基地局(スレーブノードSN(Slave Node))に対してセッションを設定することを想定している。MR-DCは、4G(第四世代移動通信システム)/LTEと5Gとが混在するエリアにおいて、4Gと5Gとのセッションを同時に設定し、5Gの高速性を活かす目的で使われる。 This system is designed to establish a session with a base station (Slave Node) different from the currently used base station (Master Node). MR-DC is used in areas where 4G (Fourth Generation Mobile Communication System)/LTE and 5G coexist, to simultaneously establish 4G and 5G sessions and leverage the high speed of 5G.

図15は、3GPPのスレーブノード追加修正手順を示す図である。図15を参照して、3GPPのスレーブノード追加修正手順が開始されると、端末装置UEおよびマスターノードMNは、1.として、端末装置UEとマスターノードMNとの間で無線資源制御(RRC:Radio Resource Control)の接続を確立する。 Figure 15 shows the procedure for adding or modifying a 3GPP slave node. Referring to Figure 15, when the 3GPP slave node addition/modification procedure is initiated, the terminal device UE and the master node MN establish a Radio Resource Control (RRC) connection between the terminal device UE and the master node MN as follows:

そして、マスターノードMNは、2.として、SN追加修正をスレーブノードSNに要求する。 Then, the master node MN requests the slave node SN to perform an additional modification to the SN as described in step 2.

スレーブノードSNは、マスターノードMNからのSN追加修正の要求に対して、3.として、機能の交渉を行う。より具体的には、スレーブノードSNは、上流側保護有効化およびアルゴリズム選択を行う。 The slave node SN negotiates functionality as described in step 3 in response to a request for SN addition/modification from the master node MN. More specifically, the slave node SN enables upstream protection and selects the algorithm.

そして、スレーブノードSNは、4.として、マスターノードMNに対してSN追加修正を承認する。 Then, the slave node SN approves the SN addition/modification to the master node MN as step 4.

マスターノードMNは、スレーブノードSNからのSN追加修正の承認に応じて、5.として、端末装置UEに対して、RRC接続を再設定する。この場合、マスターノードMNは、端末装置UEに対して、暗号化・改ざん防止のアルゴリズムとパラメータとを指定する。 The master node MN, upon approval of the SN addition/modification from the slave node SN, reconfigures the RRC connection to the terminal device UE as described in step 5. In this case, the master node MN specifies the encryption and tamper-proof algorithm and parameters to the terminal device UE.

端末装置UEは、RRC接続の再設定に応じて、6.として、RRC接続の再設定完了をマスターノードMNへ送信する。 The terminal device UE, upon reconfiguring the RRC connection, sends a message to the master node MN indicating the completion of the RRC connection reconfiguration, as described in step 6.

マスターノードMNは、端末装置UEからRRC接続の再設定完了を受信すると、7.として、スレーブノードSNとの間でSN再設定完了を行う。 Upon receiving confirmation from the terminal device UE that the RRC connection has been reconfigured, the master node MN performs step 7, completing the SN reconfiguration with the slave node SN.

そして、端末装置UEおよびスレーブノードSNは、暗号化・改ざん防止を開始する。その後、端末装置UEおよびスレーブノードSNは、端末装置UEとスレーブノードSNとの間でランダムアクセス手順を実行する。 Then, the terminal device UE and the slave node SN begin encryption and tamper prevention. Subsequently, the terminal device UE and the slave node SN perform a random access procedure between the terminal device UE and the slave node SN.

図16は、実施の形態3における端末装置UEとマスターノードMNとの間における副セッションの追加修正手順を示す図である。 Figure 16 shows the procedure for adding or modifying a sub-session between the terminal device UE and the master node MN in Embodiment 3.

図16を参照して、端末装置UEとマスターノードMNとの間で副セッションの追加修正手順が開始されると、端末装置UEおよびマスターノードMNは、1.として、端末装置UEとマスターノードMNとの間で無線資源制御の接続を確立する。 Referring to Figure 16, when the procedure for adding or modifying a sub-session is initiated between the terminal device UE and the master node MN, the terminal device UE and the master node MN establish a wireless resource control connection between them as follows: 1.

そして、マスターノードMNは、3.として、機能の交渉を行う。より具体的には、マスターノードMNは、上流側保護有効化およびアルゴリズム選択を行う。 Then, the master node MN performs 3. negotiating functions. More specifically, the master node MN enables upstream protection and selects the algorithm.

その後、マスターノードMNは、5.として、端末装置UEに対して、RRC接続を再設定する。この場合、マスターノードMNは、端末装置UEに対して、暗号化・改ざん防止のアルゴリズムとパラメータとを指定する。 Subsequently, the master node MN reconfigures the RRC connection to the terminal device UE as described in step 5. In this case, the master node MN specifies the encryption and tamper-proof algorithms and parameters to the terminal device UE.

端末装置UEは、RRC接続の再設定に応じて、6.として、RRC接続の再設定完了をマスターノードMNへ送信する。 The terminal device UE, upon reconfiguring the RRC connection, sends a message to the master node MN indicating the completion of the RRC connection reconfiguration, as described in step 6.

そして、端末装置UEおよびマスターノードMNは、暗号化・改ざん防止を開始する。その後、端末装置UEおよびマスターノードMNは、端末装置UEとマスターノードMNとの間でランダムアクセス手順を実行する。 Then, the terminal device UE and the master node MN begin encryption and tamper prevention. Subsequently, the terminal device UE and the master node MN execute a random access procedure between the terminal device UE and the master node MN.

図16に示す副セッションの追加修正手順は、マスターノードMNとスレーブノードSNとが同じであると見做したときの副セッションの追加修正手順である。そして、端末装置UEおよびマスターノードMNが端末装置UEとマスターノードMNとの間で図16に示す副セッションの追加修正手順を実行すれば、端末装置UEとスレーブノードSNとの間の副セッションが端末装置UEとマスターノードMNとの間で確立されたものと見做される。 The sub-session addition/modification procedure shown in Figure 16 is the procedure when the master node MN and the slave node SN are considered to be the same. When the terminal device UE and the master node MN perform the sub-session addition/modification procedure shown in Figure 16 between the terminal device UE and the master node MN, the sub-session between the terminal device UE and the slave node SN is considered to have been established between the terminal device UE and the master node MN.

従って、端末装置UEおよびマスターノードMNは、MR-DCを用いて、マスターノードMNとスレーブノードSNとが同じであると見做して、図16に示す副セッションの追加修正手順を実行することによって、端末装置UEとマスターノードMNとの間の主セッションと端末装置UEとマスターノードMN(=スレーブノードSN)との間の副セッションとの2つのセッションを確立できる。 Therefore, by using MR-DC to treat the master node MN and the slave node SN as the same entity and performing the sub-session addition/modification procedure shown in Figure 16, the terminal device UE and the master node MN can establish two sessions: a primary session between the terminal device UE and the master node MN (= slave node SN).

図17は、図1に示す端末装置1の実施の形態3における概略図である。実施の形態3においては、図1に示す端末装置1は、図17に示す端末装置1Bからなる。 Figure 17 is a schematic diagram of Embodiment 3 of the terminal device 1 shown in Figure 1. In Embodiment 3, the terminal device 1 shown in Figure 1 consists of the terminal device 1B shown in Figure 17.

図17を参照して、端末装置1Bは、図1に示す端末装置1の制御手段16を削除し、無線ユニット12、セッション確立手段13、暗号化手段14および復号化手段15をそれぞれ無線ユニット12B、セッション確立手段13B、暗号化手段14Aおよび復号化手段15Aに変えたものであり、その他は、端末装置1と同じである。 Referring to Figure 17, terminal device 1B is the same as terminal device 1, except that the control means 16 shown in Figure 1 is removed, and the wireless unit 12, session establishment means 13, encryption means 14, and decryption means 15 are replaced with wireless unit 12B, session establishment means 13B, encryption means 14A, and decryption means 15A, respectively.

無線ユニット12Bは、送信手段および受信手段を構成する。無線ユニット12Bは、図10に示す無線ユニット12Aが「暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータのリストLS」をコアネットワーク3のAMFへ送信する機能に代えて、「暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータのリストLS」を含むセッション追加設定要求(=セッションを追加で設定する要求)をコアネットワーク3のAMFへ送信する機能を実行する。 Wireless unit 12B constitutes the transmitting and receiving means. Instead of wireless unit 12A, shown in Figure 10, transmitting the "List of Algorithms and Parameters for Encryption and Tamper Prevention LS" to the AMF of core network 3, wireless unit 12B performs the function of transmitting a session addition setting request (i.e., a request to set up an additional session) containing the "List of Algorithms and Parameters for Encryption and Tamper Prevention LS" to the AMF of core network 3.

また、無線ユニット12Bは、後述するルーティングテーブルRTを保持する。そして、無線ユニット12Bは、MR-DCが使用可能である場合、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2が同時に確立したことを示すセッション確立信号SG_3をセッション確立手段13Bから受ける。そして、無線ユニット12Bは、暗号化手段14からパケットPKT(=パケットPKT_1またはパケットPKT_2)を受けると、ルーティングテーブルRTを参照してパケットPKT(=パケットPKT_1またはパケットPKT_2)をレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2に振り分けてパケットPKT(=パケットPKT_1またはパケットPKT_2)を送信する。 Furthermore, the wireless unit 12B maintains a routing table RT, which will be described later. When MR-DC is available, the wireless unit 12B receives a session establishment signal SG_3 from the session establishment means 13B indicating that legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 have been established simultaneously. Upon receiving a packet PKT (=packet PKT_1 or packet PKT_2) from the encryption means 14, the wireless unit 12B refers to the routing table RT and distributes the packet PKT (=packet PKT_1 or packet PKT_2) to either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2, and then transmits the packet PKT (=packet PKT_1 or packet PKT_2).

更に、無線ユニット12Bは、MR-DCが使用可能でない場合、セッション確立信号SG_1またはセッション確立信号SG_2をセッション確立手段13Bから受ける。無線ユニット12Bは、セッション確立信号SG_1を受けた後に、通信特性型データD_1を暗号鍵ENCRY_KY_1によって暗号化した暗号化データENCRY_D_1を含むパケットPKT_ENCRY_1を暗号化手段14Aから受けると、レガシーセッションSn_1を用いて、パケットPKT_ENCRY_1を送信先へ送信する。その後、無線ユニット12Bは、パケットPKT_ENCRY_1を送信先から受信し、その受信したパケットPKT_ENCRY_1を復号化手段15Aへ出力する。 Furthermore, if MR-DC is unavailable, the wireless unit 12B receives a session establishment signal SG_1 or SG_2 from the session establishment means 13B. After receiving the session establishment signal SG_1, the wireless unit 12B receives a packet PKT_ENCRY_1 from the encryption means 14A, which contains encrypted data ENCRY_D_1 obtained by encrypting communication characteristic data D_1 with the encryption key ENCRY_KY_1. Using the legacy session Sn_1, the wireless unit 12B transmits packet PKT_ENCRY_1 to the destination. Subsequently, the wireless unit 12B receives packet PKT_ENCRY_1 from the destination and outputs the received packet PKT_ENCRY_1 to the decryption means 15A.

一方、無線ユニット12Bは、セッション確立信号SG_2を受けた後に、秘匿性データD_2を暗号鍵ENCRY_KY_2によって暗号化した暗号化データENCRY_D_2を含むパケットPKT_ENCRY_2を暗号化手段14Aから受けると、セキュアセッションSn_2を用いて、パケットPKT_ENCRY_2を送信先へ送信する。その後、無線ユニット12Bは、パケットPKT_ENCRY_2を送信先から受信し、その受信したパケットPKT_ENCRY_2を復号化手段15Aへ出力する。 Meanwhile, after receiving the session establishment signal SG_2, the wireless unit 12B receives a packet PKT_ENCRY_2 from the encryption means 14A containing encrypted data ENCRY_D_2, which is obtained by encrypting confidentiality data D_2 with the encryption key ENCRY_KY_2. Using the secure session Sn_2, the wireless unit 12B transmits packet PKT_ENCRY_2 to the destination. Subsequently, the wireless unit 12B receives packet PKT_ENCRY_2 from the destination and outputs the received packet PKT_ENCRY_2 to the decryption means 15A.

そして、無線ユニット12Bは、タイマーを内蔵する。無線ユニット12Bは、レガシーセッションSn_1を用いてパケットPKT_ENCRY_1の送信先への送信を開始すると、タイマーを用いて、パケットPKT_ENCRY_1の送信先への送信を開始してからパケットPKT_ENCRY_1の送信先からの受信を終了するまでの通信時間CM_t_1を計測する。 Furthermore, the wireless unit 12B incorporates a timer. When the wireless unit 12B begins transmitting packet PKT_ENCRY_1 to its destination using legacy session Sn_1, it uses the timer to measure the communication time CM_t_1, which is the time from the start of transmission of packet PKT_ENCRY_1 to its destination until the end of reception of packet PKT_ENCRY_1 from its destination.

一方、無線ユニット12Bは、セキュアセッションSn_2を用いてパケットPKT_ENCRY_2の送信先への送信を開始すると、タイマーを用いて、パケットPKT_ENCRY_2の送信先への送信を開始してからパケットPKT_ENCRY_2の送信先からの受信を終了するまでの通信時間CM_t_2を計測する。 Meanwhile, when the wireless unit 12B starts transmitting packet PKT_ENCRY_2 to its destination using secure session Sn_2, it uses a timer to measure the communication time CM_t_2, which is the time from when it starts transmitting packet PKT_ENCRY_2 to its destination until it finishes receiving packet PKT_ENCRY_2 from its destination.

そして、無線ユニット12Bは、通信時間CM_t_1および通信時間CM_t_2をセッション確立手段13Bへ出力する。 The wireless unit 12B then outputs the communication time CM_t_1 and the communication time CM_t_2 to the session establishment means 13B.

セッション確立手段13Bは、NAS Security Mode Commandを無線ユニット12Bから受けると、NAS SMC改ざん検査に合格なら上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始する。 When the session establishment means 13B receives a NAS Security Mode Command from the wireless unit 12B, if it passes the NAS SMC tampering check, it initiates upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention.

そして、セッション確立手段13Bは、NAS Security Mode Completeを無線ユニット12Bへ出力する。 Then, the session establishment means 13B outputs "NAS Security Mode Complete" to the wireless unit 12B.

その後、セッション確立手段13Bは、「暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータのリストLS」を含むセッション追加設定要求(=セッションを追加で設定する要求)を生成し、その生成したセッション追加設定要求(=セッションを追加で設定する要求)を無線ユニット12Bへ出力する。 Subsequently, the session establishment means 13B generates a session addition request (a request to set up an additional session) containing the "list of algorithms and parameters related to encryption and tamper prevention LS," and outputs the generated session addition request (a request to set up an additional session) to the wireless unit 12B.

引き続いて、セッション確立手段13Bは、NAS Security Mode Commandを無線ユニット12Bから受けると、NAS SMC改ざん検査に合格なら上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始する。 Subsequently, when the session establishment means 13B receives a NAS Security Mode Command from the wireless unit 12B, if it passes the NAS SMC tampering check, it initiates upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention.

そして、セッション確立手段13Bは、NAS Security Mode Completeを無線ユニット12Bへ出力する。 Then, the session establishment means 13B outputs "NAS Security Mode Complete" to the wireless unit 12B.

また、セッション確立手段13Bは、セキュアセッションSn_2を確立した後に、MR-DCが使用可能であると判定すると、MR-DCを用いてレガシーセッションSn_1を確立する。即ち、セッション確立手段13Bは、MR-DCが使用可能であるとき、複数のセッションを同時に使用する仕組みを用いて1つの基地局2とレガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を同時に確立する。そして、セッション確立手段13Bは、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を同時に確立したことを示すセッション確立信号SG_3を生成し、その生成したセッション確立信号SG_3を無線ユニット12B、暗号化手段14Aおよび復号化手段15Aへ出力する。 Furthermore, after establishing secure session Sn_2, if the session establishment means 13B determines that MR-DC is available, it establishes legacy session Sn_1 using MR-DC. That is, when MR-DC is available, the session establishment means 13B simultaneously establishes legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 with one base station 2 using a mechanism that allows for the simultaneous use of multiple sessions. Then, the session establishment means 13B generates a session establishment signal SG_3 indicating that legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 have been simultaneously established, and outputs the generated session establishment signal SG_3 to the wireless unit 12B, encryption means 14A, and decryption means 15A.

一方、セッション確立手段13Bは、セキュアセッションSn_2を確立した後に、MR-DCが使用可能でないと判定すると、後述する所定の条件が満たされると、セッションをセキュアセッションSn_2からレガシーセッションSn_1に切り換え、またはセッションをレガシーセッションSn_1からセキュアセッションSn_2に切り換える。 On the other hand, if the session establishment means 13B determines that MR-DC is unavailable after establishing secure session Sn_2, and if the predetermined conditions described later are met, it switches the session from secure session Sn_2 to legacy session Sn_1, or from legacy session Sn_1 to secure session Sn_2.

そして、セッション確立手段13Bは、セッションをセキュアセッションSn_2からレガシーセッションSn_1に切り換えると、セッション確立信号SG_1を無線ユニット12B、暗号化手段14Aおよび復号化手段15Aへ出力し、セッションをレガシーセッションSn_1からセキュアセッションSn_2に切り換えると、セッション確立信号SG_2を無線ユニット12B、暗号化手段14Aおよび復号化手段15Aへ出力する。 Then, when the session establishment means 13B switches the session from secure session Sn_2 to legacy session Sn_1, it outputs a session establishment signal SG_1 to the wireless unit 12B, encryption means 14A, and decryption means 15A. When the session switches from legacy session Sn_1 to secure session Sn_2, it outputs a session establishment signal SG_2 to the wireless unit 12B, encryption means 14A, and decryption means 15A.

セッション確立手段13Bは、セッション確立信号SG_1を無線ユニット12Bへ出力した後、通信時間CM_t_1を無線ユニット12Bから受け、セッション確立信号SG_2を無線ユニット12Bへ出力した後、通信時間CM_t_2を無線ユニット12Bから受ける。 The session establishment means 13B outputs a session establishment signal SG_1 to the wireless unit 12B, then receives a communication time CM_t_1 from the wireless unit 12B, outputs a session establishment signal SG_2 to the wireless unit 12B, and then receives a communication time CM_t_2 from the wireless unit 12B.

そして、セッション確立手段13Bは、通信時間CM_t_1と通信時間CM_t_2との合計SUMを算出し、通信時間CM_t_2を合計SUMで除算して「秘匿性が要求される用途の割合CFDR」を算出する。 Then, the session establishment means 13B calculates the sum SUM of communication time CM_t_1 and communication time CM_t_2, and divides communication time CM_t_2 by the sum SUM to calculate the "percentage CFDR for applications requiring confidentiality."

セッション確立手段13Bは、しきい値PUおよびしきい値PLを保持する。しきい値PLは、しきい値PUよりも小さい(PL<PU)。そして、セッション確立手段13Bは、セッション確立信号SG_1を無線ユニット12Bへ出力した後に、「秘匿性が要求される用途の割合CFDR」がしきい値PUを超えると、セッションをレガシーセッションSn_1からセキュアセッションSn_2に切り換える要求を示す「セッションの切換要求SW_2」を生成してコアネットワーク3のAMFへ送信し、セッション確立信号SG_2を無線ユニット12Bへ出力した後に、「秘匿性が要求される用途の割合CFDR」がしきい値PLを下回ると、セッションをセキュアセッションSn_2からレガシーセッションSn_1に切り換える要求を示す「セッションの切換要求SW_1」を生成してコアネットワーク3のAMFへ送信する。 The session establishment means 13B maintains threshold values PU and PL. Threshold value PL is smaller than threshold value PU (PL < PU). After outputting the session establishment signal SG_1 to the wireless unit 12B, if the "percentage of applications requiring confidentiality CFDR" exceeds threshold value PU, the session establishment means 13B generates a "session switching request SW_2" indicating a request to switch the session from legacy session Sn_1 to secure session Sn_2 and transmits it to the AMF of the core network 3. Conversely, after outputting the session establishment signal SG_2 to the wireless unit 12B, if the "percentage of applications requiring confidentiality CFDR" falls below threshold value PL, the session establishment means 13B generates a "session switching request SW_1" indicating a request to switch the session from secure session Sn_2 to legacy session Sn_1 and transmits it to the AMF of the core network 3.

セッション確立手段13Bは、セッションがレガシーセッションSn_1に切り換えられたとき、セッション確立信号SG_1を生成して無線ユニット12B、暗号化手段14Aおよび復号化手段15Aへ出力し、セッションがセキュアセッションSn_2に切り換えられたとき、セッション確立信号SG_2を生成して無線ユニット12B、暗号化手段14Aおよび復号化手段15Aへ出力する。 The session establishment means 13B generates a session establishment signal SG_1 and outputs it to the wireless unit 12B, encryption means 14A, and decryption means 15A when the session is switched to legacy session Sn_1, and generates a session establishment signal SG_2 and outputs it to the wireless unit 12B, encryption means 14A, and decryption means 15A when the session is switched to secure session Sn_2.

セッション確立手段13Bは、MR-DCが使用可能でない場合、「秘匿性が要求される用途の割合CFDR」の算出と、「秘匿性が要求される用途の割合CFDR」がしきい値PUを超えるか否かの判定と、「秘匿性が要求される用途の割合CFDR」がしきい値PLを下回るか否かの判定と、セッションの切換要求SW_1,SW_2のコアネットワーク3のAMFへの送信を、データDをアプリケーション(図示省略)から受けなくなるまで継続して実行する。 The session establishment means 13B, when MR-DC is unavailable, continues to calculate the "percentage of applications requiring confidentiality (CFDR)," determine whether the "percentage of applications requiring confidentiality (CFDR)" exceeds the threshold PU, determine whether the "percentage of applications requiring confidentiality (CFDR)" falls below the threshold PL, and transmit session switching requests SW_1 and SW_2 to the AMF of the core network 3, until it stops receiving data D from the application (not shown).

暗号化手段14Aは、セッション確立信号SG_3をセッション確立手段13Bから受けると、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2が同時に確立されたことを認識する。 When the encryption means 14A receives the session establishment signal SG_3 from the session establishment means 13B, it recognizes that both legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 have been established simultaneously.

その後、暗号化手段14Aは、アプリケーション(図示省略)からデータDと識別記号IDSとを受けると、通信特性型データD_1をアプリケーション(図示省略)から受けたと判定する。そして、暗号化手段14Aは、通信特性型データD_1を暗号鍵ENCRY_KT_1によって暗号化して暗号化データENCRY_D_1を生成し、その生成した暗号化データENCRY_D_1を含むパケットPKT_ENCRY_1を生成する。 Subsequently, upon receiving data D and identification code IDS from the application (not shown), the encryption means 14A determines that it has received communication characteristic data D_1 from the application (not shown). Then, the encryption means 14A encrypts the communication characteristic data D_1 using the encryption key ENCRY_KT_1 to generate encrypted data ENCRY_D_1, and then generates packet PKT_ENCRY_1 containing the generated encrypted data ENCRY_D_1.

引き続いて、暗号化手段14Aは、専用の5G QoS Flow ID=5QIを含むタグTAG_1を生成し、その生成したタグTAG_1をパケットPKT_ENCRY_1の先頭に配置してパケットPKT_1=[TAG_1/PKT_ENCRY_1]を生成し、その生成したパケットPKT_1=[TAG_1/PKT_ENCRY_1]を無線ユニット12Bへ出力する。 Subsequently, the encryption means 14A generates a tag TAG_1 containing a dedicated 5G QoS Flow ID = 5QI, places the generated tag TAG_1 at the beginning of packet PKT_ENCRY_1 to generate packet PKT_1 = [TAG_1/PKT_ENCRY_1], and outputs the generated packet PKT_1 = [TAG_1/PKT_ENCRY_1] to the wireless unit 12B.

一方、暗号化手段14Aは、アプリケーション(図示省略)から、識別記号IDSを受けずにデータDのみを受けると、秘匿性データD_2をアプリケーション(図示省略)から受けたと判定する。そして、暗号化手段14Aは、秘匿性データD_2を暗号鍵ENCRY_KT_2によって暗号化して暗号化データENCRY_D_2を生成し、その生成した暗号化データENCRY_D_2を含むパケットPKT_ENCRY_2を生成する。 On the other hand, if the encryption means 14A receives only data D from the application (not shown) without receiving the identification symbol IDS, it determines that it has received confidential data D_2 from the application (not shown). Then, the encryption means 14A encrypts the confidential data D_2 using the encryption key ENCRY_KT_2 to generate encrypted data ENCRY_D_2, and generates a packet PKT_ENCRY_2 containing the generated encrypted data ENCRY_D_2.

その後、暗号化手段14Aは、5QIを含まないタグTAG_2を生成し、その生成したタグTAG_2をパケットPKT_ENCRY_2の先頭に配置してパケットPKT_2=[TAG_2/PKT_ENCRY_2]を生成し、その生成したパケットPKT_2=[TAG_2/PKT_ENCRY_2]を無線ユニット12Bへ出力する。 Subsequently, the encryption means 14A generates a tag TAG_2 that does not contain 5QI, places the generated tag TAG_2 at the beginning of packet PKT_ENCRY_2 to generate packet PKT_2 = [TAG_2/PKT_ENCRY_2], and outputs the generated packet PKT_2 = [TAG_2/PKT_ENCRY_2] to the wireless unit 12B.

また、暗号化手段14Aは、セッション確立信号SG_1をセッション確立手段13Bから受けると、レガシーセッションSn_1が確立したことを認識する。 Furthermore, when the encryption means 14A receives the session establishment signal SG_1 from the session establishment means 13B, it recognizes that legacy session Sn_1 has been established.

暗号化手段14Aは、レガシーセッションSn_1が確立したことを認識した後に、アプリケーション(図示省略)からデータDと識別記号IDSとを受けると、通信特性型データD_1をアプリケーション(図示省略)から受けたと判定する。そして、暗号化手段14Aは、通信特性型データD_1を暗号鍵ENCRY_KT_1によって暗号化して暗号化データENCRY_D_1を生成し、その生成した暗号化データENCRY_D_1を含むパケットPKT_ENCRY_1を生成する。その後、暗号化手段14Aは、パケットPKT_ENCRY_1を無線ユニット12Bへ出力する。 After recognizing that legacy session Sn_1 has been established, encryption means 14A receives data D and identification code IDS from the application (not shown) and determines that it has received communication characteristic data D_1 from the application (not shown). Encryption means 14A then encrypts the communication characteristic data D_1 using the encryption key ENCRY_KT_1 to generate encrypted data ENCRY_D_1, and generates packet PKT_ENCRY_1 containing the generated encrypted data ENCRY_D_1. Subsequently, encryption means 14A outputs packet PKT_ENCRY_1 to the wireless unit 12B.

更に、暗号化手段14Aは、セッション確立信号SG_2をセッション確立手段13Bから受けると、セキュアセッションSn_2が確立したことを認識する。 Furthermore, upon receiving the session establishment signal SG_2 from the session establishment means 13B, the encryption means 14A recognizes that a secure session Sn_2 has been established.

暗号化手段14Aは、セキュアセッションSn_2が確立したことを認識した後に、アプリケーション(図示省略)からデータDのみを受けると、秘匿性データD_2をアプリケーション(図示省略)から受けたと判定する。そして、暗号化手段14Aは、秘匿性データD_2を暗号鍵ENCRY_KT_2によって暗号化して暗号化データENCRY_D_2を生成し、その生成した暗号化データENCRY_D_2を含むパケットPKT_ENCRY_2を生成する。その後、暗号化手段14Aは、パケットPKT_ENCRY_2を無線ユニット12Bへ出力する。 After the encryption means 14A recognizes that a secure session Sn_2 has been established, and receives only data D from the application (not shown), it determines that it has received confidential data D_2 from the application (not shown). Then, the encryption means 14A encrypts the confidential data D_2 using the encryption key ENCRY_KT_2 to generate encrypted data ENCRY_D_2, and generates a packet PKT_ENCRY_2 containing the generated encrypted data ENCRY_D_2. Subsequently, the encryption means 14A outputs packet PKT_ENCRY_2 to the wireless unit 12B.

復号化手段15Aは、セッション確立信号SG_3をセッション確立手段13Bから受けると、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2が同時に確立されたことを認識する。 When the decryption means 15A receives the session establishment signal SG_3 from the session establishment means 13B, it recognizes that both legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 have been established simultaneously.

そして、復号化手段15Aは、無線ユニット12BからパケットPKT_1=[TAG_1/PKT_ENCRY_1]を受けると、パケットPKT_1=[TAG_1/PKT_ENCRY_1]のタグTAG_1に含まれる“5QI”に基づいて通信特性型データD_2がパケットPKT_ENCRY_1に含まれると判定し、復号鍵DECRY_KY_1を用いてパケットPKT_ENCRY_1内の暗号化データENCRY_D_1を復号し、その復号した通信特性型データD_1をアプリケーション(図示省略)へ出力する。 Then, when the decryption means 15A receives packet PKT_1 = [TAG_1/PKT_ENCRY_1] from the wireless unit 12B, it determines that communication characteristic data D_2 is contained in packet PKT_ENCRY_1 based on the "5QI" contained in the tag TAG_1 of packet PKT_1 = [TAG_1/PKT_ENCRY_1]. It then decrypts the encrypted data ENCRY_D_1 within packet PKT_ENCRY_1 using the decryption key DECRY_KY_1, and outputs the decrypted communication characteristic data D_1 to the application (not shown).

一方、復号化手段15Aは、無線ユニット12BからパケットPKT_2=[TAG_2/PKT_ENCRY_2]を受けると、パケットPKT_2=[TAG_2/PKT_ENCRY_2]のタグTAG_2が“5QI”を含まないことに基づいて、秘匿性データD_2がパケットPKT_ENCRY_2に含まれると判定し、復号鍵DECRY_KY_2を用いてパケットPKT_ENCRY_2内の暗号化データENCRY_D_2を復号し、その復号した秘匿性データD_2をアプリケーション(図示省略)へ出力する。 On the other hand, when the decryption means 15A receives packet PKT_2 = [TAG_2/PKT_ENCRY_2] from the wireless unit 12B, it determines that the confidentiality data D_2 is contained in packet PKT_ENCRY_2 based on the fact that the tag TAG_2 in packet PKT_2 = [TAG_2/PKT_ENCRY_2] does not contain "5QI". It then uses the decryption key DECRY_KY_2 to decrypt the encrypted data ENCRY_D_2 within packet PKT_ENCRY_2 and outputs the decrypted confidentiality data D_2 to the application (not shown).

また、復号化手段15Aは、セッション確立信号SG_1をセッション確立手段13Bから受けると、レガシーセッションSn_1が確立されたことを認識する。 Furthermore, when the decoding means 15A receives the session establishment signal SG_1 from the session establishment means 13B, it recognizes that legacy session Sn_1 has been established.

そして、復号化手段15Aは、パケットPKT_ENCRY_1を無線ユニット12Bから受けると、復号鍵DECRY_KY_1を用いてパケットPKT_ENCRY_1内の暗号化データENCRY_D_1を復号し、その復号した通信特性型データD_1をアプリケーション(図示省略)へ出力する。 Then, when the decryption means 15A receives packet PKT_ENCRY_1 from the wireless unit 12B, it decrypts the encrypted data ENCRY_D_1 within packet PKT_ENCRY_1 using the decryption key DECRY_KY_1, and outputs the decrypted communication characteristic data D_1 to the application (not shown).

一方、復号化手段15Aは、セッション確立信号SG_2をセッション確立手段13Bから受けると、セキュアセッションSn_2が確立されたことを認識する。 On the other hand, when the decryption means 15A receives the session establishment signal SG_2 from the session establishment means 13B, it recognizes that a secure session Sn_2 has been established.

そして、復号化手段15Aは、パケットPKT_ENCRY_2を無線ユニット12Bから受けると、復号鍵DECRY_KY_2を用いてパケットPKT_ENCRY_2内の暗号化データENCRY_D_2を復号し、その復号した秘匿性データD_2をアプリケーション(図示省略)へ出力する。 Then, upon receiving packet PKT_ENCRY_2 from the wireless unit 12B, the decryption means 15A uses the decryption key DECRY_KY_2 to decrypt the encrypted data ENCRY_D_2 within packet PKT_ENCRY_2, and outputs the decrypted confidentiality data D_2 to the application (not shown).

図18は、実施の形態3におけるセキュリティモード設定手順を示す図である。なお、図18に示すセキュリティモード設定手順は、異なる無線基地局に対して、同時にセッションを端末装置UEに設定するMR-DCを用いたセキュリティモード設定手順である。 Figure 18 shows the security mode setting procedure in Embodiment 3. Note that the security mode setting procedure shown in Figure 18 is a procedure using MR-DC to simultaneously set sessions to different wireless base stations on the terminal device UE.

図18を参照して、実施の形態3におけるセキュリティモード設定手順が開始されると、コアネットワーク3のAMFは、1a.として、改ざん防止を開始する。そして、コアネットワーク3のAMFは、1b.として、NAS Security Mode Commandを端末装置UE(端末装置1B)へ送信する。その後、コアネットワーク3のAMFは、1c.として、上流側暗号化を開始する。 Referring to Figure 18, when the security mode setting procedure in Embodiment 3 is initiated, the AMF of the core network 3 starts tamper prevention as 1a. Then, the AMF of the core network 3 sends the NAS Security Mode Command to the terminal device UE (terminal device 1B) as 1b. After that, the AMF of the core network 3 starts upstream encryption as 1c.

端末装置UE(端末装置1B)において、無線ユニット12Bは、アンテナ11を介して、NAS Security Mode Commandを受信し、その受信したNAS Security Mode Commandをセッション確立手段13Bへ出力する。 In terminal device UE (terminal device 1B), the wireless unit 12B receives a NAS Security Mode Command via antenna 11 and outputs the received NAS Security Mode Command to session establishment means 13B.

セッション確立手段13Bは、無線ユニット12Bから受けたNAS Security Mode Commandに応じて、2a.として、NAS SMC改ざん検査に合格なら、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始する。 The session establishment means 13B, in response to the NAS Security Mode Command received from the wireless unit 12B, performs step 2a. If the NAS SMC tampering check is passed, it initiates upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention.

そして、セッション確立手段13Bは、2b.として、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始したことを回答するNAS Security Mode Completeを無線ユニット12Bへ出力し、無線ユニット12Bは、アンテナ11を介して、セッション確立手段13Bから受けたNAS Security Mode Completeをコアネットワーク3のAMFへ送信する。 Then, the session establishment means 13B outputs a NAS Security Mode Complete message to the wireless unit 12B as 2b., indicating that upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention have been initiated. The wireless unit 12B then transmits the NAS Security Mode Complete message received from the session establishment means 13B to the AMF of the core network 3 via the antenna 11.

コアネットワーク3のAMFは、NAS Security Mode Completeを端末装置UE(端末装置1B)から受信すると、1d.として、下流側暗号化を開始する。 When the AMF on core network 3 receives "NAS Security Mode Complete" from terminal device UE (terminal device 1B), it initiates downstream encryption as described in 1d.

その後、端末装置UE(端末装置1B)のセッション確立手段13Bは、2c.として、「暗号化・改ざん防止に関するアルゴリズムとパラメータのリストLS」を含むセッション追加設定要求(=セッションを追加で設定する要求)を生成し、その生成したセッション追加設定要求(=セッションを追加で設定する要求)を無線ユニット12Bへ出力し、無線ユニット12Bを介して、セッション追加設定要求(=セッションを追加で設定する要求)をコアネットワーク3のAMFへ送信する。 Subsequently, the session establishment means 13B of terminal device UE (terminal device 1B) generates a session addition setting request (= request to set up an additional session) as 2c., including the "list of algorithms and parameters related to encryption and tamper prevention LS", outputs the generated session addition setting request (= request to set up an additional session) to the wireless unit 12B, and transmits the session addition setting request (= request to set up an additional session) to the AMF of core network 3 via the wireless unit 12B.

コアネットワーク3のAMFは、端末装置UE(端末装置1B)からセッション追加設定要求(=セッションを追加で設定する要求)を受信すると、1e.として、セッションの改ざん防止を開始する。 When the AMF in core network 3 receives a session addition request (a request to add a session) from terminal device UE (terminal device 1B), it initiates session tampering prevention as described in 1e.

そして、コアネットワーク3のAMFは、1f.として、NAS Security Mode Commandを端末装置UE(端末装置1B)へ送信する。その後、コアネットワーク3のAMFは、1g.として、セッション2の上流側暗号化を開始する。 Then, the AMF on core network 3 sends the NAS Security Mode Command to terminal device UE (terminal device 1B) as 1f. After that, the AMF on core network 3 starts upstream encryption of session 2 as 1g.

端末装置UE(端末装置1B)の無線ユニット12Bは、アンテナ11を介して、NAS Security Mode Commandを受信すると、その受信したNAS Security Mode Commandをセッション確立手段13Bへ出力する。 When the wireless unit 12B of terminal device UE (terminal device 1B) receives a NAS Security Mode Command via antenna 11, it outputs the received NAS Security Mode Command to the session establishment means 13B.

セッション確立手段13Bは、無線ユニット12BからのNAS Security Mode Commandに応じて、2d.として、NAS SMC改ざん検査に合格なら、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始する。 The session establishment means 13B, in response to the NAS Security Mode Command from the wireless unit 12B, performs step 2d. If the NAS SMC tampering check is passed, it initiates upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention.

そして、セッション確立手段13Bは、2e.として、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始したことを回答するNAS Security Mode Completeを無線ユニット12Bへ出力し、無線ユニット12Bを介して、NAS Security Mode Completeをコアネットワーク3のAMFへ送信する。 Then, as step 2e, the session establishment means 13B outputs a NAS Security Mode Complete message to the wireless unit 12B, indicating that upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention have been initiated. The wireless unit 12B then transmits the NAS Security Mode Complete message to the AMF of the core network 3.

コアネットワーク3のAMFは、端末装置UE(端末装置1B)からNAS Security Mode Completeを受信すると、1h.として、セッション2の下流側暗号化を開始する。 When the AMF on core network 3 receives "NAS Security Mode Complete" from terminal device UE (terminal device 1B), it initiates downstream encryption of session 2 as 1h.

これによって、実施の形態3におけるセキュリティモード設定手順が完了する。 This completes the security mode setting procedure in Embodiment 3.

図19は、MR―DCを用いたセッションの確立を示す概略図である。図19の(a)を参照して、従来のMR-DCの使い方においては、4G/LTEの1.5GHzの周波数帯を使用するセッション1と、5Gの4.5GHzの周波数帯を使用するセッション2の2つのセッションを端末装置UEに設定して通信を行う。セッション1は、端末装置UEとマスターノードMNとの間に確立され、セッション2は、端末装置UEとスレーブノードSNとの間に確立される。 Figure 19 is a schematic diagram illustrating the establishment of a session using MR-DC. Referring to Figure 19(a), in the conventional use of MR-DC, two sessions are set up on the terminal device UE for communication: Session 1 using the 1.5 GHz frequency band of 4G/LTE, and Session 2 using the 4.5 GHz frequency band of 5G. Session 1 is established between the terminal device UE and the master node MN, and Session 2 is established between the terminal device UE and the slave node SN.

図19の(b)を参照して、実施の形態3においては、5Gの28GHzの周波数帯を使用するセッション1と、5Gの28GHzの周波数帯を使用するセッション2の2つのセッションを端末装置UEに設定して通信を行う。セッション1およびセッション2は、端末装置UEとマスターノードMNとの間に確立される。 Referring to Figure 19(b), in Embodiment 3, two sessions are set up on the terminal device UE: Session 1, which uses the 28GHz frequency band of 5G, and Session 2, which also uses the 28GHz frequency band of 5G, for communication. Sessions 1 and 2 are established between the terminal device UE and the master node MN.

図18に示すセキュリティモード設定手順においては、設定手順PRCD_1が完了すると、1つのセッション(例えば、セキュアセッションSn_2)が端末装置UEとマスターノードMNとの間に確立され、設定手順PRCD_2が完了すると、もう1つのセッション(例えば、レガシーセッションSn_1)が端末装置UEとマスターノードMNとの間に確立される。 In the security mode configuration procedure shown in Figure 18, upon completion of configuration procedure PRCD_1, one session (e.g., secure session Sn_2) is established between the terminal device UE and the master node MN. Upon completion of configuration procedure PRCD_2, another session (e.g., legacy session Sn_1) is established between the terminal device UE and the master node MN.

従って、図18に示すセキュリティモード設定手順を実行することによって、2つのセッション(レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2)が端末装置UEとマスターノードMNとの間に同時に確立される。 Therefore, by performing the security mode configuration procedure shown in Figure 18, two sessions (legacy session Sn_1 and secure session Sn_2) are simultaneously established between the terminal device UE and the master node MN.

図18に示すセキュリティモード設定手順に従って2つのセッション(レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2)が同時に確立された場合、データD(通信特性型データD_1または秘匿性データD_2からなる)をレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2に振り分ける必要がある。 If two sessions (legacy session Sn_1 and secure session Sn_2) are established simultaneously according to the security mode setting procedure shown in Figure 18, it is necessary to distribute data D (consisting of communication-specific data D_1 or confidential data D_2) to either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2.

データD(通信特性型データD_1または秘匿性データD_2からなる)をレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2に振り分ける方法について説明する。 This section describes how to distribute data D (consisting of either communication-specific data D_1 or confidential data D_2) to either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2.

図20は、5GにおけるQoS Flow ID(5QI)を説明するための図である。 Figure 20 is a diagram illustrating QoS Flow ID (5QI) in 5G.

図20の(a)を参照して、サーバから送られて来るインターネット(IP:Internet Protocol)のパケットであるIPパケットは、IPヘッダ(IP Header)と、ペイロード(Payload)とを含む。ペイロード(Payload)は、IP Dataを含む)。 Referring to Figure 20(a), an IP packet, which is an Internet (IP: Internet Protocol) packet sent from a server, contains an IP header and a payload. The payload contains IP data.

5Gコアネットワークは、IPパケットをSDAP(Service Data Adaptation Protocol)と言うプロトコルを用いてIPパケットを端末装置UEへ送信する。この場合、5GコアネットワークのUPFは、ヘッダ(SDAP Header)をIPパケットの先頭に追加して5Gコアネットワークにおけるデータパケットを作成する。このデータパケットのペイロード(Payroad)は、IPパケットからなる。 The 5G core network transmits IP packets to terminal devices (UEs) using a protocol called SDAP (Service Data Adaptation Protocol). In this case, the UPF (Urban Processing Function) of the 5G core network adds a header (SDAP Header) to the beginning of the IP packet to create the data packet within the 5G core network. The payload (Payroad) of this data packet consists of the IP packet.

UPFは、SDAP Headerを追加する場合、送信対象のデータの種類に応じて、5Gコアネットワークにおけるサービス品質(QoS:Quality of Service)の取り扱いを指定する6ビットの識別子(5G QoS Flow ID(5QI))をSDAP Headerに設定する。 When adding an SDAP Header, UPF sets a 6-bit identifier (5G QoS Flow ID (5QI)) on the SDAP Header, specifying how Quality of Service (QoS) will be handled in the 5G core network, depending on the type of data being transmitted.

図20の(b)は、パケットの集合であるフローと、QoS要求と、5QIの値との対応関係を示す。図20の(b)を参照して、QoS要求が“低遅延”であるデータは、フローFlow_1に対応付けられ、QoS要求が“高帯域”であるデータは、フローFlow_2に対応付けられ、QoS要求が“秘匿性”であるデータは、フローFlow_3に対応付けられる。 Figure 20(b) shows the correspondence between a flow (a collection of packets), a QoS request, and the 5QI value. Referring to Figure 20(b), data with a "low latency" QoS request is associated with Flow_1, data with a "high bandwidth" QoS request is associated with Flow_2, and data with a "confidential" QoS request is associated with Flow_3.

そして、5QIの“1”の値は、QoS要求が“低遅延”であるデータに対応付けられ、5QIの“2”の値は、QoS要求が“高帯域”であるデータに対応付けられ、5QIの“3”の値は、QoS要求が“秘匿性”であるデータに対応付けられる。 Furthermore, a value of "1" in 5QI corresponds to data with a "low latency" QoS requirement, a value of "2" corresponds to data with a "high bandwidth" QoS requirement, and a value of "3" corresponds to data with a "confidential" QoS requirement.

従って、UPFは、IPパケットのペイロード(Payroad)に含まれるデータのQoS要求に応じて、“1”,“2”,“3”のいずれかからなる6ビットの5QIをSDAP Headerに設定して5Gコアネットワークにおけるデータパケットを作成する。 Therefore, UPF creates data packets in the 5G core network by setting a 6-bit 5QI consisting of either "1", "2", or "3" in the SDAP Header in response to the QoS request of the data contained in the IP packet payload (Payroad).

図21は、サーバから端末装置UEまでのパケットの流れを示す概略図である。図21を参照して、5GコアネットワークのUPFは、サーバからパケットの集合が送られてくると、パケットの特徴によってフローを識別し、その識別結果に基づいて、5QI=1をSDAP Headerに設定したフローFlow_1と、5QI=2をSDAP Headerに設定したフローFlow_2と、5QI=3をSDAP Headerに設定したフローFlow_3とを生成し、その生成したフローFlow_1,Flow_2,Flow_3を通信回線によって5G無線アクセスネットワークへ送信する。 Figure 21 is a schematic diagram showing the packet flow from the server to the terminal device (UE). Referring to Figure 21, when the UPF of the 5G core network receives a set of packets from the server, it identifies the flow based on the packet characteristics. Based on this identification, it generates three flows: Flow_1 with 5QI=1 set as the SDAP Header, Flow_2 with 5QI=2 set as the SDAP Header, and Flow_3 with 5QI=3 set as the SDAP Header. These generated flows, Flow_1, Flow_2, and Flow_3, are then transmitted to the 5G wireless access network via the communication line.

5G無線アクセスネットワークのSDAPは、通信回線を介してフローFlow_1,Flow_2,Flow_3を5GコアネットワークのUPFから受信し、その受信したフローFlow_1,Flow_2,Flow_3を無線通信によって端末装置UEへ送信する。 The 5G wireless access network's SDAP receives flows Flow_1, Flow_2, and Flow_3 from the 5G core network's UPF via the communication line, and then transmits the received flows Flow_1, Flow_2, and Flow_3 to the terminal device UE via wireless communication.

このように、5Gにおいては、データのQoS要求に応じてフロー(パケットの集合)を識別する識別情報(QoS Flow ID(5QI))をSDAP Headerに設定する仕組みを標準仕様で定めている。 Thus, in 5G, the standard specification defines a mechanism for setting identification information (QoS Flow ID (5QI)) in the SDAP Header to identify a flow (a collection of packets) in response to a QoS request for data.

そこで、実施の形態3においては、5Gの標準仕様で定められている「データのQoS要求に応じてフロー(パケットの集合)を識別する識別情報(QoS Flow ID(5QI))をSDAP Headerに設定する仕組み」を用いて、通信特性型データD_1に対して、5QI=2を設定し、秘匿性データD_2に対して、5QI=3を設定する。 Therefore, in Embodiment 3, using the "mechanism for setting identification information (QoS Flow ID (5QI)) that identifies a flow (a collection of packets) in response to a QoS request for data" as defined in the 5G standard specifications, 5QI=2 is set for communication-characteristic data D_1, and 5QI=3 is set for confidential data D_2.

図22は、データDをレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2に振り分ける方法を説明するための図である。 Figure 22 illustrates how data D is distributed to either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2.

図22の(a)を参照して、暗号化手段14Aは、データDおよび識別記号IDSに基づいて、アプリケーション(図示省略)から通信特性型データD_1を受けたと判定すると、暗号鍵ENCRY_KY_1を用いて通信特性型データD_1を暗号化して暗号化データENCRY_D_1を生成し、その生成した暗号化データENCRY_D_1を含むパケットPKT_ENCRY_1を生成する。 Referring to Figure 22(a), when the encryption means 14A determines, based on data D and identification symbol IDS, that it has received communication characteristic data D_1 from an application (not shown), it encrypts the communication characteristic data D_1 using the encryption key ENCRY_KY_1 to generate encrypted data ENCRY_D_1, and then generates packet PKT_ENCRY_1 containing the generated encrypted data ENCRY_D_1.

そして、暗号化手段14Aは、図21に示す「フローとQoS要求と5QIとの対応関係」を保持している。暗号化手段14Aは、パケットPKT_ENCRY_1を生成すると、5Gの標準仕様で定められている「データのQoS要求に応じてフロー(パケットの集合)を識別する識別情報(QoS Flow ID(5QI))をSDAP Headerに設定する仕組み」を用いて、5QI=2を含むタグTAG_1を生成する。 Furthermore, the encryption means 14A maintains the "correspondence relationship between flow, QoS request, and 5QI" shown in Figure 21. When the encryption means 14A generates packet PKT_ENCRY_1, it uses the "mechanism for setting identification information (QoS Flow ID (5QI)) that identifies the flow (a collection of packets) in response to the QoS request of the data in the SDAP Header" as defined in the 5G standard specification, to generate tag TAG_1 including 5QI=2.

その後、暗号化手段14Aは、タグTAG_1をパケットPKT_ENCRY_1の先頭に配置したパケットPKT_1を生成する。 Subsequently, the encryption means 14A generates packet PKT_1 with tag TAG_1 placed at the beginning of packet PKT_ENCRY_1.

図22の(b)を参照して、暗号化手段14Aは、識別記号IDSを受けずにデータDをアプリケーション(図示省略)から受けると、秘匿性データD_2をアプリケーション(図示省略)から受けたと判定し、、暗号鍵ENCRY_KY_2を用いて秘匿性データD_2を暗号化して暗号化データENCRY_D_2を生成し、その生成した暗号化データENCRY_D_2を含むパケットPKT_ENCRY_2を生成する。 Referring to Figure 22(b), when the encryption means 14A receives data D from the application (not shown) without receiving the identification symbol IDS, it determines that it has received confidential data D_2 from the application (not shown), encrypts the confidential data D_2 using the encryption key ENCRY_KY_2 to generate encrypted data ENCRY_D_2, and then generates packet PKT_ENCRY_2 containing the generated encrypted data ENCRY_D_2.

そして、暗号化手段14Aは、5Gの標準仕様で定められている「データのQoS要求に応じてフロー(パケットの集合)を識別する識別情報(QoS Flow ID(5QI))をSDAP Headerに設定する仕組み」を用いて、通信特性型データD_1に対して設定された5QIの値(=2)と異なる値(=3)を5QIに設定し、5QI=3を含むタグTAG_2を生成する。 Then, the encryption means 14A uses the "mechanism for setting identification information (QoS Flow ID (5QI)) that identifies a flow (a collection of packets) in response to a QoS request for data" as defined in the 5G standard specifications to the SDAP Header. It sets a value (=3) for 5QI that is different from the value (=2) set for the communication-characteristic data D_1, and generates a tag TAG_2 that includes 5QI=3.

その後、暗号化手段14Aは、タグTAG_2をパケットPKT_ENCRY_2の先頭に配置したパケットPKT_2を生成する。 Subsequently, the encryption means 14A generates packet PKT_2 with the tag TAG_2 placed at the beginning of packet PKT_ENCRY_2.

図22の(c)を参照して、ルーティングテーブルRTは、フローとセッションとを含む。フローおよびセッションは、相互に対応付けられる。フローは、レガシーセッションSn_1を優先的に使用するフローであることを示すLS flowからなる。セッションは、レガシーセッションSn_1からなる。そして、無線ユニット12Bは、ルーティングテーブルRTを保持する。 Referring to Figure 22(c), the routing table RT contains flows and sessions. Flows and sessions are associated with each other. A flow consists of an LS flow indicating that it preferentially uses legacy session Sn_1. A session consists of legacy session Sn_1. The wireless unit 12B maintains the routing table RT.

図22の(d)を参照して、無線ユニット12Bは、パケットPKT_1を暗号化手段14Aから受けると、パケットPKT_1のタグTAG_1に“5QI=2”が含まれていることを検知し、パケットPKT_1がフローLS flowにおけるパケットであると判定する。そして、無線ユニット12Bは、ルーティングテーブルRTを参照して、パケットPKT_1をレガシーセッションSn_1に振り分ける。 Referring to Figure 22(d), when the wireless unit 12B receives packet PKT_1 from the encryption means 14A, it detects that the tag TAG_1 of packet PKT_1 contains "5QI=2" and determines that packet PKT_1 is a packet in flow LS flow. Then, the wireless unit 12B refers to the routing table RT and distributes packet PKT_1 to legacy session Sn_1.

一方、無線ユニット12Bは、パケットPKT_2を暗号化手段14Aから受けると、パケットPKT_2のタグTAG_2に“5QI=3”が含まれていることを検知し、パケットPKT_2がフローLS flowにおけるパケットでないと判定する。そして、無線ユニット12Bは、ルーティングテーブルRTを参照して、フローLS flow以外のフローがルーティングテーブルRTに設定されていないことに基づいて、パケットPKT_2がセキュアセッションSn_2を使用するフローのパケットであると判定し、パケットPKT_2をセキュアセッションSn_2に振り分ける。 Meanwhile, when wireless unit 12B receives packet PKT_2 from encryption means 14A, it detects that the tag TAG_2 of packet PKT_2 contains "5QI=3" and determines that packet PKT_2 is not a packet in flow LS flow. Then, wireless unit 12B refers to routing table RT and, based on the fact that no flows other than flow LS flow are configured in routing table RT, determines that packet PKT_2 is a packet in a flow using secure session Sn_2, and distributes packet PKT_2 to secure session Sn_2.

なお、ルーティングテーブルRTは、コアネットワーク3のUPFにも設定される。これによって、UPFは、ルーティングテーブルRTを参照して、送信先が端末装置1BへパケットPKT_1を送信する場合、“5QI=2”を設定したタグTAG_1を含むパケットPKT_1をレガシーセッションSn_1に振り分け、送信先が端末装置1BへパケットPKT_2を送信する場合、“5QI=3”を設定したタグTAG_2を含むパケットPKT_2をセキュアセッションSn_2に振り分ける。 Furthermore, the routing table RT is also configured in the UPF of core network 3. This allows the UPF to refer to routing table RT and, when the destination sends packet PKT_1 to terminal device 1B, route packet PKT_1, which includes tag TAG_1 with "5QI=2" set, to legacy session Sn_1. Similarly, when the destination sends packet PKT_2 to terminal device 1B, route packet PKT_2, which includes tag TAG_2 with "5QI=3" set, to secure session Sn_2.

基地局2のセル内におけるハンドオーバの仕組みについて説明する。コアネットワーク3のAMFは、運用としてMR-DCを使用できるか否かによって端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間でMR-DCを使用できるか否かを判定する。この場合、AMFは、運用としてMR-DCを使用できないとき、端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間でMR-DCを使用できないと判定し、運用としてMR-DCを使用できるとき、端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間でMR-DCを使用できると判定する。 The handover mechanism within the cell of base station 2 will be explained. The AMF of core network 3 determines whether MR-DC can be used between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN based on whether MR-DC can be used in operation. In this case, if MR-DC cannot be used in operation, the AMF determines that MR-DC cannot be used between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN. If MR-DC can be used in operation, the AMF determines that MR-DC can be used between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN.

そして、AMFは、端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間でMR-DCを使用できないと判定すると、SMFに対し、現在の端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間のセッション(レガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2)を切断し、端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間でセッションを切り換えるように指示する。 Then, if the AMF determines that MR-DC cannot be used between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN, it instructs the SMF to disconnect the current session between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN (legacy session Sn_1 or secure session Sn_2) and switch the session between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN.

SMFは、AMFからの指示に応じて、UPFに対して、現在の端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間のセッション(レガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2)を切断し、端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間でセッションを切り換えるように設定する。 The SMF, in response to instructions from the AMF, instructs the UPF to disconnect the current session between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN (legacy session Sn_1 or secure session Sn_2) and switch the session between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN.

そして、UPFは、現在の端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間のセッション(レガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2)を切断し、端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間でセッションを切り換える。 Then, UPF disconnects the current session between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN (legacy session Sn_1 or secure session Sn_2) and switches the session between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN.

これによって、現在、端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間でレガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2の一方が確立されている場合、セッションがレガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2の他方に切り換えられる。 This means that if either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 is currently established between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN, the session will be switched to the other of legacy session Sn_1 and secure session Sn_2.

このように、基地局2(マスターノードMN)のセル内におけるハンドオーバの仕組みを使用してセッションを切り換えるのは、MR-DCを使用できない場合、一度に使用できるセッションは、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2のうちのいずれか一方のセッションだけであり、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を同時に使用することができないからである。 Thus, the reason for switching sessions using the handover mechanism within the cell of base station 2 (master node MN) is that, when MR-DC is unavailable, only one of either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 can be used at a time; both legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 cannot be used simultaneously.

図23は、図17に示す端末装置1Bの動作を説明するためのフローチャートである。図23を参照して、端末装置1Bの動作が開始されると、端末装置1Bのセッション確立手段13Bは、図18の設定手順PRCD_1に従ってセキュアセッションSn_2を確立する(ステップS21)。 Figure 23 is a flowchart illustrating the operation of terminal device 1B shown in Figure 17. Referring to Figure 23, when terminal device 1B starts operating, the session establishment means 13B of terminal device 1B establishes a secure session Sn_2 according to the setup procedure PRCD_1 in Figure 18 (step S21).

そして、セッション確立手段13Bは、セキュアセッションSn_2とレガシーセッションSn_1とを使い分ける必要があるか否かを判定する(ステップS22)。この場合、セッション確立手段13Bは、5Gを使用できるとき、セキュアセッションSn_2とレガシーセッションSn_1とを使い分ける必要があると判定し、5Gを使用できないとき、セキュアセッションSn_2とレガシーセッションSn_1とを使い分ける必要がないと判定する。 Then, the session establishment means 13B determines whether it is necessary to use secure session Sn_2 and legacy session Sn_1 separately (step S22). In this case, the session establishment means 13B determines that it is necessary to use secure session Sn_2 and legacy session Sn_1 separately when 5G is available, and determines that it is not necessary to use secure session Sn_2 and legacy session Sn_1 separately when 5G is not available.

ステップS22において、セキュアセッションSn_2とレガシーセッションSn_1とを使い分ける必要があると判定されたとき、セッション確立手段13Bは、端末装置UE(端末装置1B)とマスターノードMNとの間でMR-DCを使用可能であるか否かを判定する(ステップS23)。この場合、セッション確立手段13Bは、運用としてMR-DCを使用できるとき、端末装置UE(端末装置1B)とマスターノードMNとの間でMR-DCを使用可能であると判定し、運用としてMR-DCを使用できないとき、端末装置UE(端末装置1B)とマスターノードMNとの間でMR-DCを使用可能でないと判定する。 In step S22, when it is determined that it is necessary to use both secure session Sn_2 and legacy session Sn_1, the session establishment means 13B determines whether MR-DC can be used between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN (step S23). In this case, if MR-DC can be used in operation, the session establishment means 13B determines that MR-DC can be used between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN, and if MR-DC cannot be used in operation, it determines that MR-DC cannot be used between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN.

ステップS23において、端末装置UE(端末装置1B)とマスターノードMNとの間でMR-DCを使用可能であると判定されたとき、セッション確立手段13Bは、MR-DCを使用して図18の設定手順PRCD_2に従ってレガシーセッションSn_1を確立する(ステップS24)。 In step S23, when it is determined that MR-DC can be used between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN, the session establishment means 13B establishes legacy session Sn_1 using MR-DC according to the setup procedure PRCD_2 in Figure 18 (step S24).

そして、暗号化手段14Aは、図22において説明した方法によって(即ち、5Gの標準仕様で定められている「データのQoS要求に応じてフロー(パケットの集合)を識別する識別情報(QoS Flow ID(5QI))をSDAP Headerに設定する仕組み」を用いて)、レガシーセッションSn_1を優先的に使用するフローLS flowに5G QoS Flow ID(5QI=2)を設定し、セキュアセッションSn_2を使用するフローに5G QoS Flow ID(5QI=3)を設定する(ステップS25)。 Then, the encryption means 14A, using the method described in Figure 22 (i.e., using the mechanism defined in the 5G standard specification to set identification information (QoS Flow ID (5QI)) that identifies a flow (a collection of packets) in response to a QoS request for data in the SDAP Header), sets the 5G QoS Flow ID (5QI=2) for the flow LS flow that preferentially uses legacy session Sn_1, and sets the 5G QoS Flow ID (5QI=3) for the flow that uses secure session Sn_2 (step S25).

また、セッション確立手段13Bは、フローLS flowをレガシーセッションSn_1に転送するようにルーティングテーブルRTを無線ユニット12Bに設定する(ステップS26)。 Furthermore, the session establishment means 13B sets the routing table RT in the wireless unit 12B to forward the flow LS flow to legacy session Sn_1 (step S26).

そうすると、端末装置UE(端末装置1B)は、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を用いてデータD(通信特性型データD_1および秘匿性データD_2)を送信先と送受信する(ステップS27)。 Then, terminal device UE (terminal device 1B) sends and receives data D (communication-specific data D_1 and confidential data D_2) to and from the destination using legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 (step S27).

一方、ステップS23において、端末装置UE(端末装置1B)とマスターノードMNとの間でMR-DCを使用可能でないと判定されたとき、端末装置UE(端末装置1B)は、基地局2(マスターノードMN)のセル内のハンドオーバの仕組みを用いて、RRC Connection re-establishment procedureに従ってセッションを切り換えてデータD(通信特性型データD_1または秘匿性データD_2)を送信先と送受信する(ステップS28)。 On the other hand, in step S23, if it is determined that MR-DC is unavailable between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN, terminal device UE (terminal device 1B) uses the handover mechanism within the cell of base station 2 (master node MN) to switch the session according to the RRC Connection re-establishment procedure and send and receive data D (communication characteristic data D_1 or confidential data D_2) with the destination (step S28).

そして、ステップS22において、セキュアセッションSn_2とレガシーセッションSn_1とを使い分ける必要が無いと判定されたとき、またはステップS27,S28のいずれかの後、端末装置1Bの動作が終了する。 Then, in step S22, if it is determined that there is no need to differentiate between secure session Sn_2 and legacy session Sn_1, or after either step S27 or S28, the operation of terminal device 1B ends.

なお、ステップS23において、端末装置UE(端末装置1B)とマスターノードMNとの間でMR-DCを使用可能でないと判定されることは、端末装置UE(端末装置1B)とマスターノードMNとの間で2つのセッション(レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2)を同時に使用できないと判定することに相当する。 Furthermore, in step S23, determining that MR-DC cannot be used between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN is equivalent to determining that two sessions (legacy session Sn_1 and secure session Sn_2) cannot be used simultaneously between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN.

そして、端末装置UE(端末装置1B)とマスターノードMNとの間で2つのセッション(レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2)を同時に使用できないことは、ホットスタンバイを含む。 Furthermore, the inability to use two sessions simultaneously (legacy session Sn_1 and secure session Sn_2) between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN includes hot standby.

ここで、ホットスタンバイとは、機器やシステムを冗長化して信頼性を向上させる手法の一つで、複数の系統を常時稼働状態に置き、一つに異常が生じると即座に他の系統に処理を引き継ぐ方式のことである。従って、ステップS28においては、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を、常時、用意しておき、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2のいずれか1つが使用できないとき、即座に、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2のいずれか他方のセッションに切り換えるようにしてもよい。 Here, hot standby is a method of improving reliability by making equipment and systems redundant. It involves keeping multiple systems running continuously, and if a failure occurs in one system, processing is immediately handed over to another system. Therefore, in step S28, legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 may be kept ready at all times, and if either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 becomes unavailable, the system may immediately switch to the other session.

図24は、図23のステップS21の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 Figure 24 is a flowchart illustrating the detailed operation of step S21 in Figure 23.

図24を参照して、図23の“開始”の後、端末装置1Bのセッション確立手段13Bは、アンテナ11および無線ユニット12Bを介して、NAS Security Mode Commandをコアネットワーク3のAMFから受信する(ステップS211)。 Referring to Figure 24, after the "start" in Figure 23, the session establishment means 13B of the terminal device 1B receives the NAS Security Mode Command from the AMF of the core network 3 via the antenna 11 and the wireless unit 12B (step S211).

そして、セッション確立手段13Bは、NAS SMC改ざん検査に合格なら、上流側暗号化および下流側暗号化・改ざん防止を開始する(ステップS212)。 Then, if the session establishment means 13B passes the NAS SMC tampering check, it starts upstream encryption and downstream encryption/tamper prevention (step S212).

その後、セッション確立手段13Bは、NAS Security Mode Completeをコアネットワーク3のAMFへ送信する(ステップS213)。そして、ステップS213の後、端末装置1Bの動作は、図23のステップS22へ移行する。 Subsequently, the session establishment means 13B transmits "NAS Security Mode Complete" to the AMF of the core network 3 (step S213). After step S213, the operation of the terminal device 1B proceeds to step S22 in Figure 23.

図25は、図23のステップS24の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 Figure 25 is a flowchart illustrating the detailed operation of step S24 in Figure 23.

図25に示すフローチャートは、図24に示すフローチャートにステップS210を追加したものであり、その他は、図24に示すフローチャートと同じである。 The flowchart shown in Figure 25 is the same as the flowchart in Figure 24, with the addition of step S210; otherwise, it is identical to the flowchart in Figure 24.

図25を参照して、図23のステップS23において、端末装置UE(端末装置1B)とマスターノードMNとの間でMR-DCを使用可能であると判定されたとき、セッション確立手段13Bは、無線ユニット12Bおよびアンテナ11を介して、セッションを追加で設定する要求をコアネットワーク3のAMFへ送信する(ステップS210)。 Referring to Figure 25, in step S23 of Figure 23, when it is determined that MR-DC is available between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN, the session establishment means 13B transmits a request to the AMF of core network 3 via the wireless unit 12B and antenna 11 to set up an additional session (step S210).

そして、ステップS210の後、上述したステップS211~ステップS213が順次実行される。そして、ステップS213の後、端末装置1Bの動作は、図23のステップS25へ移行する。 Then, after step S210, steps S211 to S213 described above are executed sequentially. After step S213, the operation of terminal device 1B proceeds to step S25 in Figure 23.

図26は、図23のステップS27の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 Figure 26 is a flowchart illustrating the detailed operation of step S27 in Figure 23.

図26を参照して、図23のステップS26の後、暗号化手段14Aは、データDをアプリケーション(図示省略)から受けたか否かを判定する(ステップS271)。 Referring to Figure 26, after step S26 in Figure 23, the encryption means 14A determines whether or not it has received data D from the application (not shown) (step S271).

ステップS271において、データDを受けたと判定されたとき、暗号化手段14Aは、通信特性型データD_1および秘匿性データD_2を受けたか否かを判定する(ステップS272)。 In step S271, when it is determined that data D has been received, the encryption means 14A determines whether or not it has received communication-specific data D_1 and confidentiality data D_2 (step S272).

ステップS272において、通信特性型データD_1および秘匿性データD_2を受けたと判定されたとき、無線ユニット13B、暗号化手段14Aおよび復号化手段15Aは、通信特性型データD_1および秘匿性データD_2をそれぞれ暗号化した暗号化データENCRY_D_1,ENCRY_D_2を、それぞれレガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を用いて送信先との間で送受信する(ステップS273)。 In step S272, when it is determined that communication characteristic data D_1 and confidentiality data D_2 have been received, the wireless unit 13B, encryption means 14A, and decryption means 15A transmit and receive encrypted data ENCRY_D_1 and ENCRY_D_2, obtained by encrypting communication characteristic data D_1 and confidentiality data D_2 respectively, to the destination using legacy session Sn_1 and secure session Sn_2, respectively (step S273).

一方、ステップS272において、通信特性型データD_1および秘匿性データD_2を受けなかったと判定されたとき、暗号化手段14Aは、通信特性型データD_1を受けたか否かを判定する(ステップS274)。 On the other hand, if it is determined in step S272 that the communication characteristic data D_1 and the confidentiality data D_2 were not received, the encryption means 14A determines whether or not the communication characteristic data D_1 was received (step S274).

ステップS274において、通信特性型データD_1を受けたと判定されたとき、無線ユニット13B、暗号化手段14Aおよび復号化手段15Aは、通信特性型データD_1を暗号化した暗号化データENCRY_D_1を、レガシーセッションSn_1を用いて送信先との間で送受信する(ステップS275)。 In step S274, when it is determined that communication characteristic data D_1 has been received, the wireless unit 13B, encryption means 14A, and decryption means 15A transmit and receive encrypted data ENCRY_D_1, which is the encrypted communication characteristic data D_1, to and from the destination using legacy session Sn_1 (step S275).

ステップS274において、通信特性型データD_1を受けなかったと判定されたとき(即ち、秘匿性データD_2を受けたと判定されたとき)、無線ユニット13B、暗号化手段14Aおよび復号化手段15Aは、秘匿性データD_2を暗号化した暗号化データENCRY_D_2を、セキュアセッションSn_2を用いて送信先との間で送受信する(ステップS276)。 In step S274, if it is determined that communication-specific data D_1 was not received (i.e., if confidentiality data D_2 was received), the wireless unit 13B, encryption means 14A, and decryption means 15A transmit and receive encrypted data ENCRY_D_2, which is the encrypted confidentiality data D_2, to the destination using secure session Sn_2 (step S276).

なお、ステップS274において、通信特性型データD_1を受けなかったと判定されたとき、秘匿性データD_2を受けたと判定されるのは、この発明の実施の形態においては、データDは、通信特性型データD_1および秘匿性データD_2からなり、ステップS274は、ステップS271においてデータDを受けたと判定された後に実行されるので、ステップS274において、通信特性型データD_1を受けなかったと判定されることは、秘匿性データD_2を受けたと判定されることに相当するからである。 Furthermore, in step S274, when it is determined that communication characteristic data D_1 was not received, it is determined that confidentiality data D_2 was received. This is because, in this embodiment of the invention, data D consists of communication characteristic data D_1 and confidentiality data D_2, and step S274 is executed after it is determined in step S271 that data D has been received. Therefore, in step S274, determining that communication characteristic data D_1 was not received is equivalent to determining that confidentiality data D_2 was received.

そして、ステップS271において、データDを受けなかったと判定されたとき、またはステップS273,S275,S276のいずれかの後、端末装置1Bの動作は、図23の“終了”へ移行する。 Then, if it is determined in step S271 that data D was not received, or after any of steps S273, S275, or S276, the operation of terminal device 1B proceeds to "Termination" as shown in Figure 23.

図27は、図26のステップS273の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 Figure 27 is a flowchart illustrating the detailed operation of step S273 in Figure 26.

図27を参照して、図26のステップS272において、通信特性型データD_1および秘匿性データD_2を受けたと判定されたとき、暗号化手段14Aは、通特特性型データD_1を暗号鍵ENCRY_KY_1を用いて暗号化して暗号化データENCRY_D_1を生成し、秘匿性データD_2を暗号鍵ENCRY_KY_2を用いて暗号化して暗号化データENCRY_D_2を生成する(ステップS273-1)。 Referring to Figure 27, in step S272 of Figure 26, when it is determined that communication characteristic data D_1 and confidentiality data D_2 have been received, the encryption means 14A encrypts the communication characteristic data D_1 using the encryption key ENCRY_KY_1 to generate encrypted data ENCRY_D_1, and encrypts the confidentiality data D_2 using the encryption key ENCRY_KY_2 to generate encrypted data ENCRY_D_2 (step S273-1).

そして、暗号化手段14Aは、暗号化データENCRY_D_1を含むパケットPKT_ENCRY_1と、暗号化データENCRY_D_2を含むパケットPKT_ENCRY_2とを生成する(ステップS273-2)。 Then, the encryption means 14A generates packet PKT_ENCRY_1 containing encrypted data ENCRY_D_1 and packet PKT_ENCRY_2 containing encrypted data ENCRY_D_2 (step S273-2).

その後、暗号化手段14Aは、5Gの標準仕様で定められている「データのQoS要求に応じてフロー(パケットの集合)を識別する識別情報(QoS Flow ID(5QI))をSDAP Headerに設定する仕組み」を用いて、5QI=2を含むタグTAG_1と、5QI=3を含むタグTAG_2とを生成する(ステップS273-3)。 Subsequently, the encryption means 14A generates tag TAG_1 containing 5QI=2 and tag TAG_2 containing 5QI=3, using the "mechanism for setting identification information (QoS Flow ID (5QI)) that identifies the flow (set of packets) in response to a QoS request for data" as defined in the 5G standard specifications for the SDAP Header (step S273-3).

引き続いて、暗号化手段14Aは、タグTAG_1をパケットPKT_ENCRY_1の先頭に配置したパケットPKT_1と、タグTAG_2をパケットPKT_ENCRY_2の先頭に配置したパケットPKT_2とを生成する(ステップS273-4)。 Subsequently, the encryption means 14A generates packet PKT_1, with tag TAG_1 placed at the beginning of packet PKT_ENCRY_1, and packet PKT_2, with tag TAG_2 placed at the beginning of packet PKT_ENCRY_2 (step S273-4).

そうすると、暗号化手段14Aは、パケットPKT_1,PKT_2を無線ユニット12Bへ出力する。 Then, the encryption means 14A outputs packets PKT_1 and PKT_2 to the wireless unit 12B.

無線ユニット12Bは、パケットPKT_1,PKT_2を暗号化手段14Aから受ける。そして、無線ユニット12Bは、ルーティングテーブルRTを参照して、パケットPKT_1のタグTAG_1が5QI=2を含むことに基づいて、パケットPKT_1をレガシーセッションSn_1に転送し、パケットPKT_2のタグTAG_2が5QI=3を含むことに基づいて、パケットPKT_2をセキュアセッションSn_2に転送してパケットPKT_1,PKT_2を送信先へ送信する(ステップS273-5)。 The wireless unit 12B receives packets PKT_1 and PKT_2 from the encryption means 14A. Then, referring to the routing table RT, the wireless unit 12B forwards packet PKT_1 to legacy session Sn_1 based on the tag TAG_1 of packet PKT_1 containing 5QI=2, and forwards packet PKT_2 to secure session Sn_2 based on the tag TAG_2 of packet PKT_2 containing 5QI=3, and then transmits packets PKT_1 and PKT_2 to their destinations (step S273-5).

その後、無線ユニット12Bは、パケットPKT_1をレガシーセッションSn_1を用いて送信先から受信し、パケットPKT_2をセキュアセッションSn_2を用いて送信先から受信する(ステップS273-6)。そして、無線ユニット12Bは、その受信したパケットPKT_1,PKT_2を復号化手段15Aへ出力する。 Subsequently, the wireless unit 12B receives packet PKT_1 from the destination using legacy session Sn_1 and packet PKT_2 from the destination using secure session Sn_2 (step S273-6). Then, the wireless unit 12B outputs the received packets PKT_1 and PKT_2 to the decoding means 15A.

復号化手段15Aは、パケットPKT_1,PKT_2を無線ユニット12Bから受ける。そして、復号化手段15Aは、パケットPKT_1に含まれる暗号化データENCRY_D_1を復号鍵DECRY_KY_1を用いて復号し、パケットPKT_2に含まれる暗号化データENCRY_D_2を復号鍵DECRY_KY_2を用いて復号し、通信特性型データD_1および秘匿性データD_2をアプリケーション(図示省略)へ出力する(ステップS273-7)。その後、端末装置1Bの動作は、図23の“終了”へ移行する。 The decryption means 15A receives packets PKT_1 and PKT_2 from the wireless unit 12B. The decryption means 15A then decrypts the encrypted data ENCRY_D_1 contained in packet PKT_1 using the decryption key DECRY_KY_1, and decrypts the encrypted data ENCRY_D_2 contained in packet PKT_2 using the decryption key DECRY_KY_2. The communication characteristic data D_1 and confidentiality data D_2 are then output to the application (not shown) (step S273-7). After this, the operation of the terminal device 1B proceeds to the "end" stage shown in Figure 23.

このように、図26のステップS272において、通信特性型データD_1および秘匿性データD_2を受けたと判定されたとき、端末装置1Bは、通信特性型データD_1および秘匿性データD_2をそれぞれ暗号鍵ENCRY_KY_1,ENCRY_KY_2を用いて暗号化した暗号化データENCRY_D_1,ENCRY_D_2を、それぞれレガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2に転送して送信先へ送信するとともに、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を用いて送信先からそれぞれ暗号化データENCRY_D_1,ENCRY_D_2を受信し、その受信した暗号化データENCRY_D_1,ENCRY_D_2をそれぞれ復号鍵DECRY_KY_1,DECRY_KY_2を用いて復号して通信特性型データD_1および秘匿性データD_2をアプリケーション(図示省略)へ出力する。 Thus, in step S272 of Figure 26, when it is determined that communication characteristic data D_1 and confidentiality data D_2 have been received, terminal device 1B encrypts the communication characteristic data D_1 and confidentiality data D_2 using encryption keys ENCRY_KY_1 and ENCRY_KY_2, respectively, and transmits the encrypted data ENCRY_D_1 and ENCRY_D_2 to legacy session Sn_1 and secure session Sn_2, respectively. The system transmits data to the destination and receives encrypted data ENCRY_D_1 and ENCRY_D_2 from the destination using legacy session Sn_1 and secure session Sn_2, respectively. The received encrypted data ENCRY_D_1 and ENCRY_D_2 are then decrypted using decryption keys DECRY_KY_1 and DECRY_KY_2, respectively, to output communication characteristic data D_1 and confidentiality data D_2 to the application (not shown).

即ち、端末装置1Bは、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2の両方を用いて、それぞれ、通信特性型データD_1および秘匿性データD_2を送信先との間で送受信する。 In other words, terminal device 1B uses both legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 to send and receive communication-specific data D_1 and confidential data D_2 with the destination, respectively.

この場合、端末装置1Bは、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を同時に使用することもある。この発明の実施の形態においては、「同時に使用する」ことは、レガシーセッションSn_1を用いて通信特性型データD_1を送信または受信する期間がセキュアセッションSn_2を用いて秘匿性データD_2を送信または受信する期間と少なくとも一部で重複することである。 In this case, terminal device 1B may use legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 simultaneously. In this embodiment of the invention, "simultaneous use" means that the period during which communication characteristic data D_1 is transmitted or received using legacy session Sn_1 overlaps, at least partially, with the period during which confidential data D_2 is transmitted or received using secure session Sn_2.

図28は、図26のステップS275の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 Figure 28 is a flowchart illustrating the detailed operation of step S275 in Figure 26.

図28を参照して、図26のステップS274において、通信特性型データD_1を受けたと判定されたとき、暗号化手段14Aは、通特特性型データD_1を暗号鍵ENCRY_KY_1を用いて暗号化して暗号化データENCRY_D_1を生成する(ステップS275-1)。 Referring to Figure 28, in step S274 of Figure 26, when it is determined that communication characteristic data D_1 has been received, the encryption means 14A encrypts the communication characteristic data D_1 using the encryption key ENCRY_KY_1 to generate encrypted data ENCRY_D_1 (step S275-1).

そして、暗号化手段14Aは、暗号化データENCRY_D_1を含むパケットPKT_ENCRY_1を生成する(ステップS275-2)。 Then, the encryption means 14A generates a packet PKT_ENCRY_1 containing the encrypted data ENCRY_D_1 (step S275-2).

その後、暗号化手段14Aは、5Gの標準仕様で定められている「データのQoS要求に応じてフロー(パケットの集合)を識別する識別情報(QoS Flow ID(5QI))をSDAP Headerに設定する仕組み」を用いて、5QI=2を含むタグTAG_1を生成する(ステップS275-3)。 Subsequently, the encryption means 14A generates a tag TAG_1 containing 5QI=2 using the "mechanism for setting identification information (QoS Flow ID (5QI)) that identifies a flow (a collection of packets) in response to a QoS request for data in the SDAP Header" as defined in the 5G standard specifications (step S275-3).

引き続いて、暗号化手段14Aは、タグTAG_1をパケットPKT_ENCRY_1の先頭に配置したパケットPKT_1を生成する(ステップS275-4)。 Subsequently, the encryption means 14A generates packet PKT_1 with the tag TAG_1 placed at the beginning of packet PKT_ENCRY_1 (step S275-4).

そうすると、暗号化手段14Aは、パケットPKT_1を無線ユニット12Bへ出力する。 Then, the encryption means 14A outputs packet PKT_1 to the wireless unit 12B.

無線ユニット12Bは、パケットPKT_1を暗号化手段14Aから受ける。そして、無線ユニット12Bは、ルーティングテーブルRTを参照して、パケットPKT_1のタグTAG_1が5QI=2を含むことに基づいて、パケットPKT_1をレガシーセッションSn_1に転送してパケットPKT_1を送信先へ送信する(ステップS275-5)。 The wireless unit 12B receives packet PKT_1 from the encryption means 14A. Then, referring to the routing table RT, the wireless unit 12B forwards packet PKT_1 to legacy session Sn_1 and transmits packet PKT_1 to the destination, based on the fact that the tag TAG_1 of packet PKT_1 contains 5QI=2 (step S275-5).

その後、無線ユニット12Bは、パケットPKT_1をレガシーセッションSn_1を用いて送信先から受信する(ステップS275-6)。そして、無線ユニット12Bは、その受信したパケットPKT_1を復号化手段15Aへ出力する。 Subsequently, the wireless unit 12B receives packet PKT_1 from the destination using legacy session Sn_1 (step S275-6). Then, the wireless unit 12B outputs the received packet PKT_1 to the decoding means 15A.

復号化手段15Aは、パケットPKT_1を無線ユニット12Bから受ける。そして、復号化手段15Aは、パケットPKT_1に含まれる暗号化データENCRY_D_1を復号鍵DECRY_KY_1を用いて復号し、通信特性型データD_1をアプリケーション(図示省略)へ出力する(ステップS275-7)。その後、端末装置1Bの動作は、図23の“終了”へ移行する。 The decryption means 15A receives packet PKT_1 from the wireless unit 12B. The decryption means 15A then decrypts the encrypted data ENCRY_D_1 contained in packet PKT_1 using the decryption key DECRY_KY_1, and outputs the communication characteristic data D_1 to the application (not shown) (step S275-7). After this, the operation of the terminal device 1B proceeds to the "end" stage shown in Figure 23.

このように、図26のステップS274において、通信特性型データD_1を受けたと判定されたとき、端末装置1Bは、通信特性型データD_1を暗号鍵ENCRY_KY_1を用いて暗号化した暗号化データENCRY_D_1を、レガシーセッションSn_1に転送して送信先へ送信するとともに、レガシーセッションSn_1を用いて送信先から暗号化データENCRY_D_1を受信し、その受信した暗号化データENCRY_D_1を復号鍵DECRY_KY_1を用いて復号して通信特性型データD_1をアプリケーション(図示省略)へ出力する。 Thus, in step S274 of Figure 26, when it is determined that communication characteristic data D_1 has been received, terminal device 1B encrypts the communication characteristic data D_1 using the encryption key ENCRY_KY_1 to obtain encrypted data ENCRY_D_1, transfers it to legacy session Sn_1, and sends it to the destination. Simultaneously, it receives the encrypted data ENCRY_D_1 from the destination using legacy session Sn_1, decrypts the received encrypted data ENCRY_D_1 using the decryption key DECRY_KY_1, and outputs the communication characteristic data D_1 to the application (not shown).

図29は、図26のステップS276の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 Figure 29 is a flowchart illustrating the detailed operation of step S276 in Figure 26.

図29を参照して、図26のステップS274において、通信特性型データD_1を受けなかったと判定されたとき(即ち、秘匿性データD_2を受けたと判定されたとき)、暗号化手段14Aは、秘匿性データD_2を暗号鍵ENCRY_KY_2を用いて暗号化して暗号化データENCRY_D_2を生成する(ステップS276-1)。 Referring to Figure 29, in step S274 of Figure 26, when it is determined that communication characteristic data D_1 was not received (i.e., when it is determined that confidentiality data D_2 was received), the encryption means 14A encrypts the confidentiality data D_2 using the encryption key ENCRY_KY_2 to generate encrypted data ENCRY_D_2 (step S276-1).

そして、暗号化手段14Aは、暗号化データENCRY_D_2を含むパケットPKT_ENCRY_2を生成する(ステップS276-2)。 Then, the encryption means 14A generates a packet PKT_ENCRY_2 containing the encrypted data ENCRY_D_2 (step S276-2).

その後、暗号化手段14Aは、5Gの標準仕様で定められている「データのQoS要求に応じてフロー(パケットの集合)を識別する識別情報(QoS Flow ID(5QI))をSDAP Headerに設定する仕組み」を用いて、5QI=3を含むタグTAG_2を生成する(ステップS276-3)。 Subsequently, the encryption means 14A generates a tag TAG_2 containing 5QI=3 using the "mechanism for setting identification information (QoS Flow ID (5QI)) that identifies a flow (a collection of packets) in response to a QoS request for data in the SDAP Header" as defined in the 5G standard specifications (step S276-3).

引き続いて、暗号化手段14Aは、タグTAG_2をパケットPKT_ENCRY_2の先頭に配置したパケットPKT_2を生成する(ステップS276-4)。 Subsequently, the encryption means 14A generates a packet PKT_2 with the tag TAG_2 placed at the beginning of the packet PKT_ENCRY_2 (step S276-4).

そうすると、暗号化手段14Aは、パケットPKT_2を無線ユニット12Bへ出力する。 Then, the encryption means 14A outputs packet PKT_2 to the wireless unit 12B.

無線ユニット12Bは、パケットPKT_2を暗号化手段14Aから受ける。そして、無線ユニット12Bは、ルーティングテーブルRTを参照して、パケットPKT_2のタグTAG_2が5QI=3を含むことに基づいて、パケットPKT_2をセキュアセッションSn_2に転送してパケットPKT_2を送信先へ送信する(ステップS276-5)。 The wireless unit 12B receives packet PKT_2 from the encryption means 14A. Then, referring to the routing table RT, the wireless unit 12B forwards packet PKT_2 to secure session Sn_2 and transmits packet PKT_2 to the destination, based on the fact that the tag TAG_2 of packet PKT_2 contains 5QI=3 (step S276-5).

その後、無線ユニット12Bは、パケットPKT_2をセキュアセッションSn_2を用いて送信先から受信する(ステップS276-6)。そして、無線ユニット12Bは、その受信したパケットPKT_2を復号化手段15Aへ出力する。 Subsequently, the wireless unit 12B receives packet PKT_2 from the destination using secure session Sn_2 (step S276-6). Then, the wireless unit 12B outputs the received packet PKT_2 to the decoding means 15A.

復号化手段15Aは、パケットPKT_2を無線ユニット12Bから受ける。そして、復号化手段15Aは、パケットPKT_2に含まれる暗号化データENCRY_D_2を復号鍵DECRY_KY_2を用いて復号し、秘匿性データD_2をアプリケーション(図示省略)へ出力する(ステップS276-7)。その後、端末装置1Bの動作は、図23の“終了”へ移行する。 The decryption means 15A receives packet PKT_2 from the wireless unit 12B. The decryption means 15A then decrypts the encrypted data ENCRY_D_2 contained in packet PKT_2 using the decryption key DECRY_KY_2, and outputs the confidentiality data D_2 to the application (not shown) (step S276-7). After this, the operation of the terminal device 1B proceeds to the "termination" stage shown in Figure 23.

このように、図26のステップS274において、秘匿性データD_2を受けたと判定されたとき、端末装置1Bは、秘匿性データD_2を暗号鍵ENCRY_KY_2を用いて暗号化した暗号化データENCRY_D_2を、セキュアセッションSn_2に転送して送信先へ送信するとともに、セキュアセッションSn_2を用いて送信先から暗号化データENCRY_D_2を受信し、その受信した暗号化データENCRY_D_2を復号鍵DECRY_KY_2を用いて復号して秘匿性データD_2をアプリケーション(図示省略)へ出力する。 Thus, in step S274 of Figure 26, when it is determined that confidential data D_2 has been received, terminal device 1B encrypts the confidential data D_2 using the encryption key ENCRY_KY_2, transfers the encrypted data ENCRY_D_2 to secure session Sn_2, and sends it to the destination. Simultaneously, it receives the encrypted data ENCRY_D_2 from the destination using secure session Sn_2, decrypts the received encrypted data ENCRY_D_2 using the decryption key DECRY_KY_2, and outputs the confidential data D_2 to the application (not shown).

図30は、図23のステップS28の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 Figure 30 is a flowchart illustrating the detailed operation of step S28 in Figure 23.

図30を参照して、図23のステップS23において、端末装置UE(端末装置1B)とマスターノードMNとの間でMR-DCを使用可能でないと判定されたとき、暗号化手段14Aは、データDをアプリケーション(図示省略)から受けたか否かを判定する(ステップS281)。 Referring to Figure 30, in step S23 of Figure 23, when it is determined that MR-DC is unavailable between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN, the encryption means 14A determines whether or not it has received data D from the application (not shown) (step S281).

ステップS281において、データDをアプリケーション(図示省略)から受けたと判定されたとき、暗号化手段14Aは、秘匿性データD_2を受けたか否かを判定する(ステップS282)。 In step S281, when it is determined that data D has been received from the application (not shown), the encryption means 14A determines whether or not it has received confidential data D_2 (step S282).

この場合、暗号化手段14Aは、識別記号IDSを受けなかったとき、秘匿性データD_2を受けたと判定し、識別記号IDSを受けたとき、秘匿性データD_2を受けなかったと判定する。このとき、識別記号IDSを受けたとき、秘匿性データD_2を受けなかったと判定するのは、識別記号IDSは、通信特性型データD_1とともにアプリケーション(図示省略)から暗号化手段14Aへ出力されるので、識別記号IDSを受けたときのデータDは、通信特性型データD_1であるからである。 In this case, the encryption means 14A determines that it has received confidentiality data D_2 when it does not receive the identification code IDS, and determines that it has not received confidentiality data D_2 when it does receive the identification code IDS. The reason it determines that it has not received confidentiality data D_2 when it receives the identification code IDS is that the identification code IDS is output from the application (not shown) to the encryption means 14A along with the communication characteristic data D_1, and therefore, the data D when the identification code IDS is received is the communication characteristic data D_1.

また、ステップS282において、秘匿性データD_2を受けなかったと判定することは、通信特性型データD_1を受けたと判定することに相当する。なぜなら、ステップS282は、ステップS281においてデータDを受けたと判定されたときに実行され、アプリケーション(図示省略)からのデータDは、通信特性型データD_1または秘匿性データD_2からなるので、ステップS282において秘匿性データD_2を受けなかったと判定されたとき、ステップS281において受けたデータDは、通信特性型データD_1であるからである。 Furthermore, determining in step S282 that confidentiality data D_2 was not received is equivalent to determining that communication-specific data D_1 was received. This is because step S282 is executed when it is determined in step S281 that data D was received, and since data D from the application (not shown) consists of either communication-specific data D_1 or confidentiality data D_2, if it is determined in step S282 that confidentiality data D_2 was not received, then the data D received in step S281 is communication-specific data D_1.

ステップS282において、秘匿性データD_2を受けたと判定されたとき、暗号化手段14Aは、秘匿性データD_2を暗号鍵ENCRY_KY_2を用いて暗号化して暗号化データENCRY_D_2を生成し、暗号化データENCRY_D_2を含むパケットPKT_ENCRY_2を生成して無線ユニット12Bへ出力し、無線ユニット12Bは、セキュアセッションSn_2を用いて、暗号化手段14Aから受けたパケットPKT_ENCRY_2を送信先へ送信する(ステップS283)。 In step S282, when it is determined that confidential data D_2 has been received, the encryption means 14A encrypts the confidential data D_2 using the encryption key ENCRY_KY_2 to generate encrypted data ENCRY_D_2, generates a packet PKT_ENCRY_2 containing the encrypted data ENCRY_D_2 and outputs it to the wireless unit 12B, and the wireless unit 12B transmits the packet PKT_ENCRY_2 received from the encryption means 14A to the destination using the secure session Sn_2 (step S283).

その後、無線ユニット12Bは、パケットPKT_ENCRY_2を送信先から受信し(ステップS284)、その受信したパケットPKT_ENCRY_2を復号化手段15Aへ出力する。 Subsequently, the wireless unit 12B receives packet PKT_ENCRY_2 from the destination (step S284) and outputs the received packet PKT_ENCRY_2 to the decoding means 15A.

復号化手段15Aは、無線ユニット12Bから受けたパケットPKT_ENCRY_2に含まれる暗号化データENCRY_D_2を復号鍵DECRY_KY_2を用いて復号し、秘匿性データD_2をアプリケーション(図示省略)へ出力する(ステップS285)。 The decryption means 15A decrypts the encrypted data ENCRY_D_2 contained in the packet PKT_ENCRY_2 received from the wireless unit 12B using the decryption key DECRY_KY_2, and outputs the confidentiality data D_2 to the application (not shown) (step S285).

そして、セッション確立手段13Bは、上述した方法によって、秘匿性が要求される用途の割合CFDRを算出する(ステップS286)。 Then, the session establishment means 13B calculates the percentage of applications requiring confidentiality, CFDR, using the method described above (step S286).

そうすると、セッション確立手段13Bは、アプリケーション(図示省略)から通信特性型データD_1を受けたか否かを判定する(ステップS287)。 Then, the session establishment means 13B determines whether or not it has received communication characteristic data D_1 from the application (not shown) (step S287).

この場合、セッション確立手段13Bは、アプリケーション(図示省略)からデータDを識別記号IDSとともに受けたとき、通信特性型データD_1を受けたと判定し、アプリケーション(図示省略)から識別記号IDSを受けずにデータDを受けたとき、通信特性型データD_1を受けなかったと判定する。 In this case, the session establishment means 13B determines that it has received communication-specific data D_1 when it receives data D from the application (not shown) along with the identification code IDS, and determines that it has not received communication-specific data D_1 when it receives data D from the application (not shown) without receiving the identification code IDS.

ステップS287において、通信特性型データD_1を受けたと判定されたとき、セッション確立手段13Bは、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回るか否かを判定する(ステップS288)。 In step S287, when it is determined that communication characteristic data D_1 has been received, the session establishment means 13B determines whether the percentage of applications requiring confidentiality, CFDR, falls below the threshold PL (step S288).

ステップS288において、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回ると判定されたとき、端末装置1Bの動作は、ステップS291へ移行する。 In step S288, if it is determined that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) falls below the threshold PL, the operation of terminal device 1B proceeds to step S291.

一方、ステップS287において、通信特性型データD_1を受けなかったと判定されたとき、またはステップS288において、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回らないと判定されたとき、端末装置1Bの動作は、ステップS281へ移行する。 On the other hand, if it is determined in step S287 that communication characteristic data D_1 was not received, or if it is determined in step S288 that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) does not fall below the threshold PL, the operation of terminal device 1B proceeds to step S281.

一方、ステップS282において、秘匿性データD_2を受けなかったと判定されたとき(即ち、通信特性型データD_1を受けたと判定されたとき)、セッション確立手段13Bは、上述した方法によって、秘匿性が要求される用途の割合CFDRを算出する(ステップS289)。 On the other hand, if it is determined in step S282 that confidentiality data D_2 was not received (i.e., that communication characteristic data D_1 was received), the session establishment means 13B calculates the percentage of applications requiring confidentiality, CFDR, using the method described above (step S289).

その後、セッション確立手段13Bは、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回るか否かを判定する(ステップS290)。 Subsequently, the session establishment means 13B determines whether the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) falls below the threshold PL (step S290).

そして、ステップS288において、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回ると判定されたとき、またはステップS290において、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回ると判定されたとき、セッション確立手段13Bは、無線ユニット12Bおよびアンテナ11を介して、セッションの切換要求SW_1をコアネットワーク3のAMFへ送信する。そして、コアネットワーク3のAMFは、セッションの切換要求SW_1を受信すると、SMFに対し、現在の端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間のセキュアセッションSn_2を切断し、端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間でセッションを切り換えるように指示する。 Then, in step S288, when it is determined that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) falls below the threshold PL, or in step S290, when it is determined that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) falls below the threshold PL, the session establishment means 13B transmits a session switching request SW_1 to the AMF of the core network 3 via the wireless unit 12B and antenna 11. Upon receiving the session switching request SW_1, the AMF of the core network 3 instructs the SMF to disconnect the current secure session Sn_2 between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN, and to switch the session between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN.

SMFは、AMFからの指示に応じて、UPFに対して、現在の端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間のセキュアセッションSn_2を切断し、端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間でセッションを切り換えるように設定する。 The SMF, in response to instructions from the AMF, configures the UPF to disconnect the current secure session Sn_2 between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN, and to switch the session between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN.

そして、UPFは、現在の端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間のセキュアセッションSn_2を切断し、端末装置UE(端末装置1B)-マスターノードMN間でセッションをセキュアセッションSn_2からレガシーセッションSn_1に切り換える。 Then, UPF disconnects the current secure session Sn_2 between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN, and switches the session between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN from secure session Sn_2 to legacy session Sn_1.

これによって、セッション確立手段13Bがセッションの切換要求SW_1をコアネットワーク3のAMFへ送信することによって、セル内のハンドオーバの仕組みによってセキュアセッションSn_2をレガシーセッションSn_1に切り換える(ステップS291)。 As a result, the session establishment means 13B sends a session switching request SW_1 to the AMF of the core network 3, and the secure session Sn_2 is switched to the legacy session Sn_1 by the cell's handover mechanism (step S291).

そして、セッション確立手段13Bは、セッション確立信号SG_1を生成して暗号化手段14Aおよび復号化手段15Aへ出力する。 Then, the session establishment means 13B generates a session establishment signal SG_1 and outputs it to the encryption means 14A and the decryption means 15A.

暗号化手段14Aは、セッション確立手段13Bからセッション確立信号SG_1を受けると、セッションがレガシーセッションSn_1に切り換わったことを検知する。そして、暗号化手段14Aは、通信特性型データD_1を暗号鍵ENCRY_KY_1を用いて暗号化して暗号化データENCRY_D_1を生成し、暗号化データENCRY_D_1を含むパケットPKT_ENCRY_1を無線ユニット12Bへ出力し、無線ユニット12Bは、暗号化手段14Aから受けたパケットPKT_ENCRY_1をレガシーセッションSn_1を用いて送信先へ送信する(ステップS292)。 When the encryption means 14A receives the session establishment signal SG_1 from the session establishment means 13B, it detects that the session has switched to legacy session Sn_1. Then, the encryption means 14A encrypts the communication characteristic data D_1 using the encryption key ENCRY_KY_1 to generate encrypted data ENCRY_D_1, and outputs packet PKT_ENCRY_1 containing the encrypted data ENCRY_D_1 to the wireless unit 12B. The wireless unit 12B then transmits packet PKT_ENCRY_1 received from the encryption means 14A to the destination using legacy session Sn_1 (step S292).

その後、無線ユニット12Bは、パケットPKT_ENCRY_1を送信先から受信し(ステップS293)、その受信したパケットPKT_ENCRY_1を復号化手段15Aへ出力する。 Subsequently, the wireless unit 12B receives packet PKT_ENCRY_1 from the destination (step S293) and outputs the received packet PKT_ENCRY_1 to the decoding means 15A.

復号化手段15Aは、セッション確立手段13Bからセッション確立信号SG_1を受けると、セッションがレガシーセッションSn_1に切り換わったことを検知する。 When the decoding means 15A receives the session establishment signal SG_1 from the session establishment means 13B, it detects that the session has switched to legacy session Sn_1.

そして、復号化手段15Aは、無線ユニット12Bから受けたパケットPKT_ENCRY_1に含まれる暗号化データENCRY_D_1を復号鍵DECRY_KY_1を用いて復号し、通信特性型データD_1をアプリケーション(図示省略)へ出力する(ステップS294)。 Then, the decryption means 15A decrypts the encrypted data ENCRY_D_1 contained in the packet PKT_ENCRY_1 received from the wireless unit 12B using the decryption key DECRY_KY_1, and outputs the communication characteristic data D_1 to the application (not shown) (step S294).

そして、セッション確立手段13Bは、上述した方法によって、秘匿性が要求される用途の割合CFDRを算出する(ステップS295)。 Then, the session establishment means 13B calculates the percentage of applications requiring confidentiality, CFDR, using the method described above (step S295).

そうすると、セッション確立手段13Bは、秘匿性データD_2をアプリケーション(図示省略)から受けたか否かを判定する(ステップS296)。 Then, the session establishment means 13B determines whether or not it has received confidential data D_2 from the application (not shown) (step S296).

ステップS296において、秘匿性データD_2を受けたと判定されたとき、セッション確立手段13Bは、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PUを超えるか否かを判定する(ステップS297)。 In step S296, when it is determined that confidentiality data D_2 has been received, the session establishment means 13B determines whether the percentage of applications requiring confidentiality, CFDR, exceeds the threshold PU (step S297).

ステップS297において、割合CFDRがしきい値PUを超えると判定されたとき、セッション確立手段13Bは、セッションの切換要求SW_2をコアネットワーク3のAMFへ出力することによって、上述したセル内のハンドオーバの仕組みによって、レガシーセッションSn_1をセキュアセッションSn_2に切り換える(ステップS298)。その後、端末装置1Bの動作は、ステップS283へ移行する。 In step S297, when it is determined that the ratio CFDR exceeds the threshold PU, the session establishment means 13B outputs a session switching request SW_2 to the AMF of the core network 3, thereby switching the legacy session Sn_1 to the secure session Sn_2 using the cell handover mechanism described above (step S298). After that, the operation of the terminal device 1B proceeds to step S283.

そして、ステップS290において、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回らなかったと判定されたとき、またはステップS296において、秘匿性データD_2を受けなかったと判定されたとき、またはステップS297において、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PUを超えなかったと判定されたとき、端末装置1Bの動作は、ステップS281へ移行する。 Then, in step S290, if it is determined that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) did not fall below the threshold PL, or in step S296, if it is determined that confidentiality data D_2 was not received, or in step S297, if it is determined that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) did not exceed the threshold PU, the operation of the terminal device 1B proceeds to step S281.

そして、ステップS281において、アプリケーション(図示省略)からデータDを受けなかったと判定されたとき、端末装置1Bの動作は、図23の“終了”へ移行する。 Then, in step S281, if it is determined that data D was not received from the application (not shown), the operation of the terminal device 1B proceeds to "Termination" as shown in Figure 23.

図30に示すフローチャートにおいては、ステップS282において、秘匿性データD_2を受けたと判定されたとき、秘匿性データD_2が暗号化されてセキュアセッションSn_2を用いて送信先との間で送受信される(ステップS283~ステップS285参照)。 In the flowchart shown in Figure 30, when it is determined in step S282 that confidential data D_2 has been received, the confidential data D_2 is encrypted and transmitted to and from the destination using the secure session Sn_2 (see steps S283 to S285).

その後、ステップS287において、アプリケーション(図示省略)から通信特性型データD_1を受けたと判定され、かつ、ステップS288において、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回ると判定されたとき、ステップS291において、セル内のハンドオーバの仕組みによってセキュアセッションSn_2がレガシーセッションSn_1に切り換えられる。 Subsequently, in step S287, if it is determined that communication-specific data D_1 has been received from the application (not shown), and in step S288, if it is determined that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) falls below the threshold PL, then in step S291, the secure session Sn_2 is switched to legacy session Sn_1 by the cell's handover mechanism.

このように、アプリケーション(図示省略)から通信特性型データD_1を受けたと判定されること、および秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回ると判定されることの2つ条件(=所定の条件)が満たされたときに、セキュアセッションSn_2がレガシーセッションSn_1に切り換えられるのは、セキュアセッションSn_2からレガシーセッションSn_1への切換には、アプリケーション(図示省略)からの通信特性型データD_1の送信要求があり(即ち、アプリケーション(図示省略)から通信特性型データD_1を受けており)、かつ、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回る必要があるからである。 Thus, when two conditions (i.e., predetermined conditions) are met—that it is determined that communication-specific data D_1 has been received from the application (not shown), and that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) falls below the threshold PL—secure session Sn_2 is switched to legacy session Sn_1 because the switch from secure session Sn_2 to legacy session Sn_1 requires a request for transmission of communication-specific data D_1 from the application (not shown) (i.e., communication-specific data D_1 has been received from the application (not shown)), and that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) falls below the threshold PL.

そして、アプリケーション(図示省略)から通信特性型データD_1を受けていることが満たされないとき、または秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回らないとき、セキュアセッションSn_2をレガシーセッションSn_1に切り換えることができないので、端末装置1Bの動作は、ステップS281へ移行する。 Furthermore, if the condition that communication-specific data D_1 is received from the application (not shown) is not met, or if the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) does not fall below the threshold PL, the secure session Sn_2 cannot be switched to the legacy session Sn_1, and the operation of the terminal device 1B proceeds to step S281.

また、図30に示すフローチャートにおいては、ステップS282において、秘匿性データD_2を受けなかったと判定され(即ち、通信特性型データD_1を受けたと判定され)、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回ると判定されたとき、セキュアセッションSn_2がレガシーセッションSn_1に切り換えられる(ステップS291参照)。そして、その後、通信特性型データD_1が暗号化されてレガシーセッションSn_1を用いて送信先との間で送受信される(ステップS292~ステップS294参照)。 Furthermore, in the flowchart shown in Figure 30, in step S282, when it is determined that confidentiality data D_2 was not received (i.e., communication-specific data D_1 was received), and the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) is determined to be below the threshold PL, the secure session Sn_2 is switched to legacy session Sn_1 (see step S291). Then, the communication-specific data D_1 is encrypted and transmitted and received with the destination using legacy session Sn_1 (see steps S292 to S294).

引き続いて、ステップS295の後、ステップS296において、アプリケーション(図示省略)から秘匿性データD_2を受けたと判定され、かつ、ステップS297において、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PUを超えると判定されたとき、ステップS298において、セル内のハンドオーバの仕組みによってレガシーセッションSn_1がセキュアセッションSn_2に切り換えられる。 Subsequently, after step S295, in step S296, if it is determined that confidential data D_2 has been received from the application (not shown), and in step S297, if it is determined that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) exceeds the threshold PU, then in step S298, the legacy session Sn_1 is switched to a secure session Sn_2 by the cell's handover mechanism.

このように、アプリケーション(図示省略)から秘匿性データD_2を受けたと判定されること、および秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PUを超えると判定されることの2つの条件(=所定の条件)が満たされたときに、レガシーセッションSn_1がセキュアセッションSn_2に切り換えられるのは、レガシーセッションSn_1からセキュアセッションSn_2への切換には、アプリケーション(図示省略)からの秘匿性データD_2の送信要求があり(即ち、アプリケーション(図示省略)から秘匿性データD_2を受けており)、かつ、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PUを超える必要があるからである。 Thus, when two conditions (i.e., predetermined conditions) are met—that confidential data D_2 has been received from the application (not shown), and that the percentage of usage requiring confidentiality (CFDR) exceeds the threshold PU—the legacy session Sn_1 is switched to a secure session Sn_2 because the switch from legacy session Sn_1 to secure session Sn_2 requires a request for transmission of confidential data D_2 from the application (not shown) (i.e., confidential data D_2 has been received from the application (not shown)), and that the percentage of usage requiring confidentiality (CFDR) exceeds the threshold PU.

そして、アプリケーション(図示省略)から秘匿性データD_2を受けていることが満たされないとき、または秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PUを超えないとき、レガシーセッションSn_1をセキュアセッションSn_2に切り換えることができないので、端末装置1Bの動作は、ステップS281へ移行する。 Furthermore, if the condition that confidential data D_2 is received from the application (not shown) is not met, or if the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) does not exceed the threshold PU, the legacy session Sn_1 cannot be switched to a secure session Sn_2, and the operation of terminal device 1B proceeds to step S281.

このように、図30に示すフローチャートにおいては、ステップS282において、アプリケーション(図示省略)から秘匿性データD_2を受けたとき、秘匿性データD_2を暗号鍵ENCRY_KY_2(256ビットの鍵長を有する暗号鍵)によって暗号化してセキュアセッションSn_2を用いて送信先との間で送受信し(ステップS283~ステップS285参照)、セキュアセッションSn_2をレガシーセッションSn_1に切り換えるための条件が満たされたとき(ステップS287の“YES”およびステップS288の“YES”参照)、セル内のハンドオーバの仕組みによって、セキュアセッションSn_2がレガシーセッションSn_1に切り換えられる(ステップS291参照)。 As shown in the flowchart in Figure 30, in step S282, when confidential data D_2 is received from the application (not shown), the confidential data D_2 is encrypted using the encryption key ENCRY_KY_2 (an encryption key with a key length of 256 bits) and sent and received with the destination using secure session Sn_2 (see steps S283 to S285). When the conditions for switching secure session Sn_2 to legacy session Sn_1 are met (see "YES" in steps S287 and S288), the secure session Sn_2 is switched to legacy session Sn_1 by the handover mechanism within the cell (see step S291).

そして、セキュアセッションSn_2がレガシーセッションSn_1に切り換えられると、通信特性型データD_1を暗号鍵ENCRY_KY_1(128ビットの鍵長を有する暗号鍵)によって暗号化してレガシーセッションSn_1を用いて送信先との間で送受信し(ステップS292~ステップS294参照)、レガシーセッションSn_1をセキュアセッションSn_2に切り換えるための条件が満たされたとき(ステップS296の“YES”およびステップS297の“YES”参照)、セル内のハンドオーバの仕組みによって、レガシーセッションSn_1がセキュアセッションSn_2に切り換えられる(ステップS298参照)。 Then, when secure session Sn_2 switches to legacy session Sn_1, the communication-specific data D_1 is encrypted using the encryption key ENCRY_KY_1 (an encryption key with a key length of 128 bits) and sent and received with the destination using legacy session Sn_1 (see steps S292 to S294). When the conditions for switching legacy session Sn_1 to secure session Sn_2 are met (see "YES" in steps S296 and S297), the cell's handover mechanism switches legacy session Sn_1 to secure session Sn_2 (see step S298).

そして、レガシーセッションSn_1がセキュアセッションSn_2に切り換えられると、端末装置1Bの動作は、ステップS283へ移行し、秘匿性データD_2を暗号鍵ENCRY_KY_2(256ビットの鍵長を有する暗号鍵)によって暗号化してセキュアセッションSn_2を用いて送信先との間で送受信する(ステップS283~ステップS285参照)。 Then, when the legacy session Sn_1 is switched to the secure session Sn_2, the operation of terminal device 1B proceeds to step S283, where the confidential data D_2 is encrypted using the encryption key ENCRY_KY_2 (an encryption key with a key length of 256 bits) and sent and received with the destination using the secure session Sn_2 (see steps S283 to S285).

従って、図30に示すフローチャートにおいては、ステップS282において、秘匿性データD_2を受けたと判定されると、秘匿性データD_2をセキュアセッションSn_2を用いて送信先との間で送受信し(ステップS283~ステップS285参照)、セキュアセッションSn_2をレガシーセッションSn_1に切り換えるための条件が満たされれば(ステップS287の“YES”およびステップS288の“YES”参照)、セキュアセッションSn_2をレガシーセッションSn_1に切り換え(ステップS291参照)、レガシーセッションSn_1を用いて通信特性型データD_1を送信先との間で送受信し(ステップS292~ステップS294参照)、レガシーセッションSn_1をセキュアセッションSn_2に切り換えるための条件が満たされれば(ステップS296の“YES”およびステップS297の“YES”参照)、レガシーセッションSn_1をセキュアセッションSn_2に切り換え(ステップS298参照)、秘匿性データD_2をセキュアセッションSn_2を用いて送信先との間で送受信する(ステップS283~ステップS285参照)。 Therefore, in the flowchart shown in Figure 30, if it is determined in step S282 that confidential data D_2 has been received, confidential data D_2 is sent and received with the destination using secure session Sn_2 (see steps S283 to S285). If the conditions for switching secure session Sn_2 to legacy session Sn_1 are met (see "YES" in step S287 and "YES" in step S288), secure session Sn_2 is switched to legacy session Sn_1 (see step S291). - Using session Sn_1, communication-specific data D_1 is sent and received with the destination (see steps S292 to S294). If the conditions for switching legacy session Sn_1 to secure session Sn_2 are met (see "YES" in step S296 and "YES" in step S297), legacy session Sn_1 is switched to secure session Sn_2 (see step S298), and confidential data D_2 is sent and received with the destination using secure session Sn_2 (see steps S283 to S285).

よって、図30に示すフローチャートにおいては、セキュアセッションSn_2をレガシーセッションSn_1に切り換えるための条件が満たされ(ステップS287の“YES”およびステップS288の“YES”参照)、およびレガシーセッションSn_1をセキュアセッションSn_2に切り換えるための条件が満たされる限り(ステップS296の“YES”およびステップS297の“YES”参照)、セッションをレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2に切り換えながら、通信特性型データD_1または秘匿性データD_2が送信先との間で送受信されることが継続して実行される(図28のステップS283~S287の“YES”,S288の“YES”→ステップS291~S296の“YES”,S297の“YES”,S298→ステップS283~S287の“YES”,S288の“YES”参照)。 Therefore, in the flowchart shown in Figure 30, as long as the conditions for switching secure session Sn_2 to legacy session Sn_1 are met (see “YES” in step S287 and “YES” in step S288), and the conditions for switching legacy session Sn_1 to secure session Sn_2 are met (see “YES” in step S296 and “YES” in step S297), the sessions will be switched. While switching between legacy session Sn_1 and secure session Sn_2, the transmission and reception of communication-specific data D_1 or confidential data D_2 with the destination continues (see steps S283-S287 “YES”, S288 “YES” → steps S291-S296 “YES”, S297 “YES”, S298 → steps S283-S287 “YES”, S288 “YES”).

そして、ステップS281において、データDを受けなかったと判定されたとき、端末装置1Bの動作が終了する。 Then, in step S281, if it is determined that data D was not received, the operation of terminal device 1B ends.

図31は、秘匿性が要求される用途の割合CFDRの時間依存性を示す図である。図31において、縦軸は、秘匿性が要求される用途の割合CFDRを表わし、横軸は、時間を表わす。 Figure 31 shows the time dependence of the percentage of CFDR applications requiring confidentiality. In Figure 31, the vertical axis represents the percentage of CFDR applications requiring confidentiality, and the horizontal axis represents time.

図31を参照して、秘匿性が要求される用途の割合CFDRは、時間に対して曲線k1で示すように変化する。 Referring to Figure 31, the proportion of applications requiring confidentiality (CFDR) changes over time as shown by curve k1.

そして、秘匿性が要求される用途の割合CFDRは、ハッチング領域において、しきい値PUを超え、非ハッチング領域において、しきい値PLを下回る。 Furthermore, the proportion of applications requiring confidentiality (CFDR) exceeds the threshold PU in the hatched area and falls below the threshold PL in the non-hatched area.

従って、図30のステップS297においては、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがハッチング領域に入ると、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PUを超えると判定され、図30のステップS288,S290においては、秘匿性が要求される用途の割合CFDRが非ハッチング領域に入ると、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回ると判定される。 Therefore, in step S297 of Figure 30, if the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) enters the hatched area, it is determined that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) exceeds the threshold (PU). In steps S288 and S290 of Figure 30, if the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) enters the non-hatched area, it is determined that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) falls below the threshold (PL).

そして、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PL以上、かつ、しきい値PU以下であるとき、図30のステップS288,S290において、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PLを下回らないと判定され、図30のステップS297において、秘匿性が要求される用途の割合CFDRがしきい値PUを超えないと判定される。その結果、セッションは、切り換えられないが、端末装置1Bの動作は、ステップS281へ移行するので、ステップS282において、秘匿性データD_2を受けたと判定されれば、秘匿性データD_2が送信先との間で送受信される(ステップS283~S285参照)。 Furthermore, when the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) is above the threshold PL and below the threshold PU, in steps S288 and S290 of Figure 30, it is determined that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) does not fall below the threshold PL, and in step S297 of Figure 30, it is determined that the percentage of applications requiring confidentiality (CFDR) does not exceed the threshold PU. As a result, although the session is not switched, the operation of terminal device 1B proceeds to step S281. Therefore, in step S282, if it is determined that confidentiality data D_2 has been received, confidentiality data D_2 is transmitted and received with the destination (see steps S283 to S285).

なお、しきい値PU,PLがPU>PLのようにヒステリシスを有するのは、頻繁なセッションの切り換えを抑制するためである。そして、PLは、例えば、0.1であり、PUは、例えば、0.3である。 Furthermore, the hysteresis between the threshold values PU and PL (PU > PL) is intended to suppress frequent session switching. For example, PL is 0.1 and PU is 0.3.

図23に示すフローチャート(図24から図30に示すフローチャートを含む)によれば、最初に、セキュアセッションSn_2が確立される(図23のステップS21参照)。 According to the flowchart shown in Figure 23 (including the flowcharts shown in Figures 24 to 30), a secure session Sn_2 is established first (see step S21 in Figure 23).

セキュアセッションSn_2が最初に確立されるのは、次の理由によるものである。実施の形態3においては、マスターノードMNとスレーブノードSNとが一致すると見做してMR-DCを用いて2つ目のセッション(レガシーセッションSn_1)を端末装置UE(端末装置1B)とマスターノードMNとの間で確立する。 The reason why secure session Sn_2 is established first is as follows: In Embodiment 3, assuming that the master node MN and the slave node SN match, a second session (legacy session Sn_1) is established between terminal device UE (terminal device 1B) and master node MN using MR-DC.

一方、図18の設定手順PRCD_1は、3GPPの標準仕様であるので、MR-DCを使用できるか否かに拘わらず、図18の設定手順PRCD_1に従ってセキュリティ要件(NAS SMC改ざん検査に合格)を満たしたセッションを確立することができる。そこで、図18の設定手順PRCD_1に従って確立されるセッションを秘匿性が重視される秘匿性データD_2の送信に用いるセキュアセッションSn_2とすることによって、秘匿性データD_2の安全性を保障するためである。 On the other hand, since the configuration procedure PRCD_1 in Figure 18 is a 3GPP standard specification, a session that satisfies security requirements (passing the NAS SMC tampering check) can be established according to the configuration procedure PRCD_1 in Figure 18, regardless of whether MR-DC can be used or not. Therefore, the session established according to the configuration procedure PRCD_1 in Figure 18 is designated as the secure session Sn_2 used for transmitting confidential data D_2, where confidentiality is paramount, in order to guarantee the security of confidential data D_2.

そして、図23に示すフローチャート(図24から図30に示すフローチャートを含む)によれば、最初に、セキュアセッションSn_2が確立された後に(即ち、秘匿性データD_2の安全性を保障した上で)、MR-DCを使用できる場合(図23のステップS23の”YES”参照)、図18の設定手順PRCD_2に従ってレガシーセッションSn_1を確立することによって2つのセッション(レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2)を確立し、その確立したレガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を用いてそれぞれ通信特性型データD_1および秘匿性データD_2を送信先との間で送受信し(図23のステップS25~ステップS27参照)、MR-DCを使用できない場合(図23のステップS23の”NO”参照)、即ち、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を同時に確立できない場合、基地局2(マスターノードMN)のセル内のハンドオーバの仕組みを用いてセッションをレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2に切り換えながら通信特性型データD_1または秘匿性データD_2を送信先との間で送受信する(図23のステップS28(図30に示すフローチャート)参照)。 Then, according to the flowchart shown in Figure 23 (including the flowcharts shown in Figures 24 to 30), first, after the secure session Sn_2 is established (i.e., after ensuring the security of confidential data D_2), if MR-DC can be used (see "YES" in step S23 of Figure 23), two sessions (legacy session Sn_1 and secure session Sn_2) are established by establishing legacy session Sn_1 according to the setup procedure PRCD_2 in Figure 18, and communication characteristic data D_1 is used with the established legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 respectively. The confidential data D_2 is then sent and received with the destination (see steps S25 to S27 in Figure 23). If MR-DC is unavailable (see "NO" in step S23 of Figure 23), i.e., if legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 cannot be established simultaneously, the handover mechanism within the cell of base station 2 (master node MN) is used to switch the session to either legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 while sending and receiving communication-specific data D_1 or confidential data D_2 with the destination (see step S28 in Figure 23 (flowchart shown in Figure 30)).

その結果、MR-DCを使用できるか否かに拘わらず、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を用いてそれぞれ通信特性型データD_1および秘匿性データD_2を送信先との間で送受信できる。 As a result, regardless of whether MR-DC can be used or not, communication-specific data D_1 and confidential data D_2 can be sent and received between the destination and the user using legacy session Sn_1 and secure session Sn_2, respectively.

従って、用途に応じて通信路(レガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2)を使い分けて通信特性型データD_1または秘匿性データD_2を送信することができ、通信特性型データD_1に対してオーバースペックとならずに、秘匿性データD_2を適切に保護できる。 Therefore, depending on the application, the communication channel (legacy session Sn_1 or secure session Sn_2) can be used to transmit either communication-specific data D_1 or confidential data D_2, ensuring that confidential data D_2 is appropriately protected without over-specifying for communication-specific data D_1.

また、図23に示すフローチャート(図24から図30に示すフローチャートを含む)によれば、MR-DCが使用可能である場合、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2が端末装置1Bと基地局2(マスターノードMN)との間で同時に確立されるので、例えば、通信特性型データD_1および秘匿性データD_2がアプリケーション(図示省略)から同時に届いても、通信特性型データD_1および秘匿性データD_2をそれぞれレガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を用いて迅速に送信できる(図26のステップS273(=図27に示すフローチャート)参照)。 Furthermore, according to the flowchart shown in Figure 23 (including the flowcharts shown in Figures 24 to 30), when MR-DC is available, legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 are simultaneously established between terminal device 1B and base station 2 (master node MN). Therefore, even if communication-specific data D_1 and confidentiality data D_2 arrive simultaneously from an application (not shown), they can be quickly transmitted using legacy session Sn_1 and secure session Sn_2, respectively (see step S273 in Figure 26 (= flowchart shown in Figure 27)).

一方、MR-DCが使用可能でない場合、通信特性型データD_1または秘匿性データD_2に応じてセッションをレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2に切り換えて通信特性型データD_1または秘匿性データD_2を送信するので、MR-DCを使用できなくても、専用のセッションを用いて通信特性型データD_1および秘匿性データD_2の両方を送信できる。 On the other hand, if MR-DC is unavailable, the session is switched to legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 depending on whether the communication-specific data D_1 or confidential data D_2 is used to transmit the communication-specific data D_1 or confidential data D_2. Therefore, even if MR-DC cannot be used, both communication-specific data D_1 and confidential data D_2 can be transmitted using a dedicated session.

上記においては、通信特性型データD_1に対して、5QI=2を設定すると説明したが、実施の形態3においては、これに限らず、通信特性型データD_1に対して、5QI=1を設定してもよい。図20の(b)に示すように、QoS要求が“低遅延”であるデータは、秘匿性よりも“低遅延”と言う通信特性を重視する通信特性型データD_1に該当するからである。 In the above explanation, 5QI = 2 was set for communication-specific data D_1. However, in Embodiment 3, this is not limited to this; 5QI = 1 may also be set for communication-specific data D_1. As shown in Figure 20(b), data with a "low latency" QoS request falls under the category of communication-specific data D_1, where "low latency" is prioritized over confidentiality.

従って、実施の形態3においては、一般的に、5Gの標準仕様で定められている「データのQoS要求に応じてフロー(パケットの集合)を識別する識別情報(QoS Flow ID(5QI))をSDAP Headerに設定する仕組み」を用いて、通信特性型データD_1に対して、5QI=1または5QI=2を含むタグTAG_1が生成され、秘匿性データD_2に対して、5QI=3を含むタグTAG_2が生成される。その結果、秘匿性データD_2に対して、通信特性型データD_1とは異なる5QIが設定される。 Therefore, in Embodiment 3, using a mechanism generally defined in the 5G standard specifications to set identification information (QoS Flow ID (5QI)) that identifies a flow (a collection of packets) in response to a QoS request for data in the SDAP Header, a tag TAG_1 containing 5QI=1 or 5QI=2 is generated for the communication-characteristic data D_1, and a tag TAG_2 containing 5QI=3 is generated for the confidential data D_2. As a result, a different 5QI is set for the confidential data D_2 than for the communication-characteristic data D_1.

そして、タグTAG_1またはタグTAG_2は、図20の(a)に示すSDAP Headerに相当する。 Furthermore, tag TAG_1 or tag TAG_2 corresponds to the SDAP Header shown in Figure 20(a).

実施の形態3においては、端末装置1Bの動作は、ソフトウェアによって実現されてもよい。この場合、端末装置1Bは、CPU、ROMおよびRAMを備える。そして、ROMは、図23に示すフローチャート(図24から図30に示すフローチャートを含む)の各ステップからなるプログラムProg_Cを記憶する。 In Embodiment 3, the operation of the terminal device 1B may be implemented by software. In this case, the terminal device 1B includes a CPU, ROM, and RAM. The ROM stores the program Prog_C, which consists of each step of the flowchart shown in Figure 23 (including the flowcharts shown in Figures 24 to 30).

CPUは、ROMからプログラムProg_Cを読み出し、その読み出したプログラムProg_Cを実行して、コアネットワーク3のAMFとの間でレガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2(またはレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2)を確立して用途に応じてレガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2(またはレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2)を用いてデータを送信する。RAMは、上述したの暗号鍵ENCRY_KY_1,ENCRY_KY_2および復号鍵DECRY_KY_1,DECRY_KY_2を一時的に記憶する。 The CPU reads the program Prog_C from ROM, executes the read program Prog_C, establishes legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 (or legacy session Sn_1 or secure session Sn_2) with the AMF of core network 3, and transmits data using legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 (or legacy session Sn_1 or secure session Sn_2) as needed. RAM temporarily stores the encryption keys ENCRY_KY_1 and ENCRY_KY_2 and decryption keys DECRY_KY_1 and DECRY_KY_2 mentioned above.

また、プログラムProg_Cは、CD,DVD等の記録媒体に記録されて流通してもよい。プログラムProg_Cを記録した記録媒体がコンピュータに装着されると、コンピュータは、記録媒体からプログラムProg_Cを読み出して実行し、コアネットワーク3のAMFとの間でレガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2(またはレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2)を確立して用途に応じてレガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2(またはレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2)を用いてデータを送信する。 Furthermore, the program Prog_C may be recorded on a recording medium such as a CD or DVD and distributed. When the recording medium containing the program Prog_C is inserted into a computer, the computer reads and executes the program Prog_C from the recording medium, establishes a legacy session Sn_1 and a secure session Sn_2 (or legacy session Sn_1 or secure session Sn_2) with the AMF of the core network 3, and transmits data using the legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 (or legacy session Sn_1 or secure session Sn_2) as needed.

従って、プログラムProg_Cを記録した記録媒体は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 Therefore, the recording medium on which the program Prog_C is stored is a computer-readable recording medium.

上述した実施の形態1,2においては、アプリケーション(図示省略)から通信特性型データD_1を受ければ、レガシーセッションSn_1を確立して通信特性型データD_1を送信し、アプリケーション(図示省略)から秘匿性データD_2を受ければ、セキュアセッションSn_2を確立して秘匿性データD_2を送信することを説明した(図5に示すフローチャートおよび図12に示すフローチャート参照)。 In the embodiments 1 and 2 described above, when communication characteristic data D_1 is received from an application (not shown), a legacy session Sn_1 is established and communication characteristic data D_1 is transmitted. When confidentiality data D_2 is received from an application (not shown), a secure session Sn_2 is established and confidentiality data D_2 is transmitted (see flowcharts in Figure 5 and Figure 12).

また、上述した実施の形態3においては、端末装置UEとマスターノードMNとの間でMR-DCが使用可能であるとき、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を同時に確立し、その確立したレガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を用いてそれぞれ通信特性型データD_1および秘匿性データD_2を送信し、端末装置UEとマスターノードMNとの間でMR-DCが使用可能でないとき、基地局2のセル内のハンドオーバの仕組みを用いてセッションをレガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2に切り換えて通信特性型データD_1または秘匿性データD_2を送信することを説明した(図23に示すフローチャート参照)。 Furthermore, in the above-described embodiment 3, when MR-DC is available between the terminal device UE and the master node MN, legacy session Sn_1 and secure session Sn_2 are established simultaneously, and communication characteristic data D_1 and confidentiality data D_2 are transmitted using the established legacy session Sn_1 and secure session Sn_2, respectively. When MR-DC is not available between the terminal device UE and the master node MN, the session is switched to legacy session Sn_1 or secure session Sn_2 using the handover mechanism within the cell of base station 2, and communication characteristic data D_1 or confidentiality data D_2 is transmitted (see flowchart shown in Figure 23).

その結果、実施の形態1~実施の形態3は、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を確立し、その確立したレガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を用いてそれぞれ通信特性型データD_1および秘匿性データD_2を送信する点で共通する。 As a result, Embodiments 1 to 3 share the common feature of establishing a legacy session Sn_1 and a secure session Sn_2, and then transmitting communication-specific data D_1 and confidentiality data D_2, respectively, using the established legacy session Sn_1 and secure session Sn_2.

従って、この発明の実施の形態による端末装置は、第五世代移動通信システムにおける端末装置であって、
第五世代移動通信システムのコアネットワークにおいて、セキュリティのためのネットワーク機能であるAMFとの間でセキュリティ設定手順を実行して、第1の鍵長(128ビット)を有する第1の暗号鍵(暗号鍵ENCRY_KY_1)によって暗号化された暗号化データを送信するための論理的な通信路である第1のセッション(レガシーセッションSn_1)と、第1の鍵長(128ビット)よりも長い第2の鍵長(256ビット)を有する第2の暗号鍵(暗号鍵ENCRY_KY_2)によって暗号化された暗号化データを送信するための論理的な通信路である第2のセッション(セキュアセッションSn_2)とを確立するセッション確立手段と、
秘匿性よりも通信特性が重視されるデータである第1のデータ(通信特性データD_1)を第1の暗号鍵(暗号鍵ENCRY_KY_1)によって暗号化して第1の暗号化データを生成し、通信特性よりも秘匿性が重視されるデータである第2のデータ(秘匿性データD_2)を第2の暗号鍵(暗号鍵ENCRY_KY_2)によって暗号化して第2の暗号化データを生成する暗号化手段と、
第1の暗号化データを第1のセッション(レガシーセッションSn_1)を用いて送信し、第2の暗号化データを第2のセッション(セキュアセッションSn_2)を用いて送信する送信手段とを備えていればよい。
Therefore, the terminal device according to the embodiment of this invention is a terminal device in a fifth-generation mobile communication system,
In the core network of a fifth-generation mobile communication system, a session establishment means that performs a security setting procedure with the AMF, a network function for security, to establish a first session (legacy session Sn_1), which is a logical communication path for transmitting encrypted data encrypted with a first encryption key (encryption key ENCRY_KY_1) having a first key length (128 bits), and a second session (secure session Sn_2), which is a logical communication path for transmitting encrypted data encrypted with a second encryption key (encryption key ENCRY_KY_2) having a second key length (256 bits) longer than the first key length (128 bits),
An encryption means that generates first encrypted data by encrypting first data (communication characteristics data D_1), which is data where communication characteristics are more important than confidentiality, with a first encryption key (encryption key ENCRY_KY_1), and generates second encrypted data by encrypting second data (confidentiality data D_2), which is data where confidentiality is more important than communication characteristics, with a second encryption key (encryption key ENCRY_KY_2),
The system only needs to include a transmission means for transmitting the first encrypted data using the first session (legacy session Sn_1) and the second encrypted data using the second session (secure session Sn_2).

端末装置がセッション確立手段と、暗号化手段と、送信手段とを備えていれば、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を用いてそれぞれ通信特性型データD_1および秘匿性データD_2を送信先へ送信できる。 If the terminal device is equipped with session establishment means, encryption means, and transmission means, it can transmit communication-specific data D_1 and confidential data D_2 to the destination using legacy session Sn_1 and secure session Sn_2, respectively.

従って、用途に応じて通信路(レガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2)を使い分けて通信特性型データまたは秘匿性データを送信することができ、通信特性型データに対してオーバースペックとならずに、秘匿性データを適切に保護できるからである。 Therefore, depending on the application, it is possible to use either a legacy session Sn_1 or a secure session Sn_2 to transmit communication-specific data or confidential data, and confidential data can be appropriately protected without being over-specified for communication-specific data.

また、この発明の実施の形態によるプログラムは、第五世代移動通信システムにおける端末装置においてコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
セッション確立手段が、第五世代移動通信システムのコアネットワークにおいて、セキュリティのためのネットワーク機能であるAMFとの間でセキュリティ設定手順を実行して、第1の鍵長(128ビット)を有する第1の暗号鍵(暗号鍵ENCRY_KY_1)によって暗号化された暗号化データを送信するための論理的な通信路である第1のセッション(レガシーセッションSn_1)と、第1の鍵長(128ビット)よりも長い第2の鍵長(256ビット)を有する第2の暗号鍵(暗号鍵ENCRY_KY_2)によって暗号化された暗号化データを送信するための論理的な通信路である第2のセッション(セキュアセッションSn_2)とを確立する第1のステップと、
暗号化手段が、秘匿性よりも通信特性が重視されるデータである第1のデータ(通信特性データD_1)を第1の暗号鍵(暗号鍵ENCRY_KY_1)によって暗号化して第1の暗号化データを生成し、通信特性よりも秘匿性が重視されるデータである第2のデータ(秘匿性データD_2)を第2の暗号鍵(暗号鍵ENCRY_KY_2)によって暗号化して第2の暗号化データを生成する第2のステップと、
送信手段が、第1の暗号化データを第1のセッション(レガシーセッションSn_1)を用いて送信し、第2の暗号化データを第2のセッション(セキュアセッションSn_2)を用いて送信する第3のステップとをコンピュータに実行させればよい。
Furthermore, the program according to the embodiment of this invention is a program to be executed by a computer in a terminal device of a fifth-generation mobile communication system,
The session establishment means, in the core network of the fifth-generation mobile communication system, performs a security setting procedure with the AMF, which is a network function for security, to establish a first session (legacy session Sn_1), which is a logical communication channel for transmitting encrypted data encrypted with a first encryption key (encryption key ENCRY_KY_1) having a first key length (128 bits), and a second session (secure session Sn_2), which is a logical communication channel for transmitting encrypted data encrypted with a second encryption key (encryption key ENCRY_KY_2) having a second key length (256 bits) longer than the first key length (128 bits), in a first step.
The encryption method comprises a second step in which the first data (communication characteristics data D_1), which is data where communication characteristics are more important than confidentiality, is encrypted with a first encryption key (encryption key ENCRY_KY_1) to generate first encrypted data, and the second data (confidentiality data D_2), which is data where confidentiality is more important than communication characteristics, is encrypted with a second encryption key (encryption key ENCRY_KY_2) to generate second encrypted data,
The transmission means can then cause the computer to perform a third step in which it transmits the first encrypted data using the first session (legacy session Sn_1) and the second encrypted data using the second session (secure session Sn_2).

プログラムが第1のステップ、第2のステップ、および第3のステップをコンピュータに実行させれば、レガシーセッションSn_1およびセキュアセッションSn_2を用いてそれぞれ通信特性型データD_1および秘匿性データD_2を送信先へ送信できる。 Once the program has the computer execute the first, second, and third steps, it can send communication-specific data D_1 and confidential data D_2 to the destination using legacy session Sn_1 and secure session Sn_2, respectively.

従って、用途に応じて通信路(レガシーセッションSn_1またはセキュアセッションSn_2)を使い分けて通信特性型データまたは秘匿性データを送信することができ、通信特性型データに対してオーバースペックとならずに、秘匿性データを適切に保護できるからである。 Therefore, depending on the application, it is possible to use either a legacy session Sn_1 or a secure session Sn_2 to transmit communication-specific data or confidential data, and confidential data can be appropriately protected without being over-specified for communication-specific data.

この発明の実施の形態においては、128ビットの鍵長は、「第1の鍵長」を構成し、暗号鍵ENCRY_KY_1は、「第1の暗号鍵」を構成し、256ビットの鍵長は、「第2の鍵長」を構成し、暗号鍵ENCRY_KY_2は、「第2の暗号鍵」を構成する。 In this embodiment of the invention, a 128-bit key length constitutes the "first key length," the encryption key ENCRY_KY_1 constitutes the "first encryption key," a 256-bit key length constitutes the "second key length," and the encryption key ENCRY_KY_2 constitutes the "second encryption key."

また、この発明の実施の形態においては、レガシーセッションSn_1は、論理的な通信路である「第1のセッション」を構成し、セキュアセッションSn_2は、論理的な通信路である「第2のセッション」を構成する。 Furthermore, in this embodiment of the invention, legacy session Sn_1 constitutes a "first session," which is a logical communication path, and secure session Sn_2 constitutes a "second session," which is a logical communication path.

更に、この発明の実施の形態においては、通信特性型データD_1は、「第1のデータ」を構成し、秘匿性データD_2は、「第2のデータ」を構成する。 Furthermore, in this embodiment of the invention, communication-specific data D_1 constitutes the "first data," and confidential data D_2 constitutes the "second data."

更に、この発明の実施の形態においては、しきい値PUは、「第1のしきい値」を構成し、しきい値PLは、「第2のしきい値」を構成する。 Furthermore, in this embodiment of the invention, the threshold value PU constitutes the "first threshold value," and the threshold value PL constitutes the "second threshold value."

更に、この発明の実施の形態においては、端末装置1(または端末装置1Aまたは端末装置1B)および基地局2は、この発明の実施の形態による「無線通信システム」を構成する。 Furthermore, in this embodiment of the invention, the terminal device 1 (or terminal device 1A or terminal device 1B) and the base station 2 constitute a "wireless communication system" according to this embodiment of the invention.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein should be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than by the description of the embodiments above, and all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims are intended to be included.

この発明は、端末装置、それを備える無線通信システムおよびコンピュータに実行させるためのプログラムに適用される。 This invention applies to terminal devices, wireless communication systems equipped with them, and programs for execution by computers.

1,1A,1B 端末装置、2 基地局、3 コアネットワーク、10 移動通信システム、11 アンテナ、12,12A,12B 無線ユニット、13,13A,13B セッション確立手段、14,14A 暗号化手段、15,15A 復号化手段、16 制御手段。 1, 1A, 1B Terminal devices, 2 Base stations, 3 Core networks, 10 Mobile communication systems, 11 Antennas, 12, 12A, 12B Wireless units, 13, 13A, 13B Session establishment means, 14, 14A Encryption means, 15, 15A Decryption means, 16 Control means.

Claims (13)

第五世代移動通信システムにおける秘匿性よりも通信特性が重視されるデータである第1のデータと、前記通信特性よりも前記秘匿性が重視される第2のデータと、前記秘匿性と前記通信特性が同程度に重視される第3のデータとのうちの前記第3のデータ以外の前記第1のデータと前記第2のデータとを送信する端末装置であって、
前記第五世代移動通信システムのコアネットワークにおいて、セキュリティのためのネットワーク機能であるAMFとの間でセキュリティ設定手順を実行して、第1の鍵長を有する第1の暗号鍵によって暗号化された暗号化データを送信するための論理的な通信路である第1のセッションと、前記第1の鍵長よりも長い第2の鍵長を有する第2の暗号鍵によって暗号化された暗号化データを送信するための論理的な通信路である第2のセッションとを確立するセッション確立手段と、
前記第1のデータを前記第1の暗号鍵によって暗号化して第1の暗号化データを生成し、前記第2のデータを前記第2の暗号鍵によって暗号化して第2の暗号化データを生成する暗号化手段と、
前記第1の暗号化データを前記第1のセッションを用いて送信し、前記第2の暗号化データを前記第2のセッションを用いて送信する送信手段とを備える端末装置。
A terminal device that transmits the first data and the second data, excluding the third data, from among the following: first data, which is data for which communication characteristics are given more importance than confidentiality in a fifth-generation mobile communication system; second data, for which confidentiality is given more importance than the communication characteristics; and third data, for which confidentiality and communication characteristics are given equal importance .
In the core network of the fifth-generation mobile communication system, a session establishment means that performs a security setting procedure with the AMF, which is a network function for security, to establish a first session, which is a logical communication path for transmitting encrypted data encrypted with a first encryption key having a first key length, and a second session, which is a logical communication path for transmitting encrypted data encrypted with a second encryption key having a second key length longer than the first key length.
An encryption means that encrypts the first data with the first encryption key to generate first encrypted data, and encrypts the second data with the second encryption key to generate second encrypted data,
A terminal device comprising a transmission means for transmitting the first encrypted data using the first session and transmitting the second encrypted data using the second session.
前記セッション確立手段は、前記AMFから送信された暗号化方式および鍵長のリストから、使用する暗号化方式および鍵長を選択し、前記使用する暗号化方式および鍵長を前記AMFへ送信することによって前記第1および第2のセッションを確立する、請求項1に記載の端末装置。 The terminal device according to claim 1, wherein the session establishment means establishes the first and second sessions by selecting the encryption method and key length to be used from a list of encryption methods and key lengths transmitted from the AMF, and transmitting the encryption method and key length to be used to the AMF. 前記セッション確立手段は、前記コアネットワークのAMFが暗号化方式および鍵長のリストから選択した暗号化方式および鍵長を前記コアネットワークのAMFから受信することによって前記第1および第2のセッションを確立する、請求項1に記載の端末装置。 The terminal device according to claim 1, wherein the session establishment means establishes the first and second sessions by receiving from the AMF of the core network an encryption method and key length selected by the AMF of the core network from a list of encryption methods and key lengths. 前記セッション確立手段は、当該端末装置と前記AMFとの間に代えて当該端末装置と基地局との間で、異なる無線基地局に対して、同時にセッションを端末装置に設定するMR-DCが使用可能であるとき、複数のセッションを同時に使用する仕組みを用いて1つの基地局と前記第1および第2のセッションを同時に確立し、
前記送信手段は、前記複数のセッションを同時に使用する仕組みを用いて確立された前記第1のセッションを用いて前記第1の暗号化データを送信し、前記複数のセッションを同時に使用する仕組みを用いて確立された前記第2のセッションを用いて前記第2の暗号化データを送信する、請求項1に記載の端末装置。
The session establishment means, instead of between the terminal device and the AMF, establishes the first and second sessions simultaneously with one base station using a mechanism that allows simultaneous use of multiple sessions when MR-DC is available to set up sessions with different radio base stations at the terminal device.
The terminal device according to claim 1, wherein the transmission means transmits the first encrypted data using the first session established using the mechanism for using the plurality of sessions simultaneously, and transmits the second encrypted data using the second session established using the mechanism for using the plurality of sessions simultaneously.
前記セッション確立手段は、更に、当該端末装置と前記AMFとの間に代えて当該端末装置と基地局との間で、異なる無線基地局に対して、同時にセッションを端末装置に設定するMR-DCが使用可能でないとき、前記基地局の通信範囲内におけるハンドオーバの仕組みによって、セッションを前記第1のセッションまたは前記第2のセッションに切り換え、
前記送信手段は、前記第2のセッションが前記第1のセッションに切り換えられると、前記第1の暗号化データを前記第1のセッションを用いて送信し、前記第1のセッションが前記第2のセッションに切り換えられると、前記第2の暗号化データを前記第2のセッションを用いて送信する、請求項1に記載の端末装置。
The session establishment means further, instead of between the terminal device and the AMF, between the terminal device and the base station, when MR-DC is unavailable for simultaneously setting a session with different wireless base stations, switches the session to the first session or the second session by a handover mechanism within the base station's communication range.
The terminal device according to claim 1, wherein the transmission means transmits the first encrypted data using the first session when the second session is switched to the first session, and transmits the second encrypted data using the second session when the first session is switched to the second session.
前記セッション確立手段は、前記第1のセッションを確立しているときに、秘匿性が要求される用途の割合が第1のしきい値を超えると、前記基地局の通信範囲内におけるハンドオーバの仕組みによって、セッションを前記第1のセッションから前記第2のセッションに切り換え、前記第2のセッションを確立しているときに、前記秘匿性が要求される用途の割合が前記第1のしきい値よりも小さい第2のしきい値を下回ると、前記基地局の通信範囲内におけるハンドオーバの仕組みによって、セッションを前記第2のセッションから前記第1のセッションに切り換える、請求項5に記載の端末装置。 The terminal device according to claim 5, wherein the session establishment means, when the first session is established, switches the session from the first session to the second session by a handover mechanism within the base station's communication range when the proportion of uses requiring confidentiality exceeds a first threshold, and when the second session is established, switches the session from the second session to the first session by a handover mechanism within the base station's communication range when the proportion of uses requiring confidentiality falls below a second threshold smaller than the first threshold. 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の端末装置を備える無線通信システム。 A wireless communication system comprising a terminal device according to any one of claims 1 to 6. 第五世代移動通信システムにおける秘匿性よりも通信特性が重視されるデータである第1のデータと、前記通信特性よりも前記秘匿性が重視される第2のデータと、前記秘匿性と前記通信特性が同程度に重視される第3のデータとのうちの前記第3のデータ以外の前記第1のデータと前記第2のデータとの送信をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
セッション確立手段が、前記第五世代移動通信システムのコアネットワークにおいて、セキュリティのためのネットワーク機能であるAMFとの間でセキュリティ設定手順を実行して、第1の鍵長を有する第1の暗号鍵によって暗号化された暗号化データを送信するための論理的な通信路である第1のセッションと、前記第1の鍵長よりも長い第2の鍵長を有する第2の暗号鍵によって暗号化された暗号化データを送信するための論理的な通信路である第2のセッションとを確立する第1のステップと、
暗号化手段が、前記第1のデータを前記第1の暗号鍵によって暗号化して第1の暗号化データを生成し、前記第2のデータを前記第2の暗号鍵によって暗号化して第2の暗号化データを生成する第2のステップと、
送信手段が、前記第1の暗号化データを前記第1のセッションを用いて送信し、前記第2の暗号化データを前記第2のセッションを用いて送信する第3のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
A program for causing a computer to transmit the first data and the second data, excluding the third data, from among the following: first data, which is data for which communication characteristics are more important than confidentiality in a fifth-generation mobile communication system; second data, for which confidentiality is more important than the communication characteristics; and third data, for which confidentiality and communication characteristics are equally important .
The session establishment means performs a security setting procedure with the AMF, which is a network function for security, in the core network of the fifth-generation mobile communication system, to establish a first session, which is a logical communication path for transmitting encrypted data encrypted with a first encryption key having a first key length, and a second session, which is a logical communication path for transmitting encrypted data encrypted with a second encryption key having a second key length longer than the first key length.
The encryption means includes a second step of generating first encrypted data by encrypting the first data with the first encryption key, and generating second encrypted data by encrypting the second data with the second encryption key,
A program that causes a computer to perform the following steps: a transmission means transmits the first encrypted data using the first session, and a third step transmits the second encrypted data using the second session.
前記セッション確立手段は、前記第1のステップにおいて、前記AMFから送信された暗号化方式および鍵長のリストから、使用する暗号化方式および鍵長を選択し、前記使用する暗号化方式および鍵長を前記AMFへ送信することによって前記第1および第2のセッションを確立する、請求項8に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。 The session establishment means, in the first step, establishes the first and second sessions by selecting the encryption method and key length to be used from a list of encryption methods and key lengths transmitted from the AMF, and transmitting the encryption method and key length to be used to the AMF, the program for execution by a computer according to claim 8. 前記セッション確立手段は、前記第1のステップにおいて、前記コアネットワークのAMFが暗号化方式および鍵長のリストから選択した暗号化方式および鍵長を前記コアネットワークのAMFから受信することによって前記第1および第2のセッションを確立する、請求項8に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。 The program for a computer to be executed according to claim 8, wherein the session establishment means establishes the first and second sessions in the first step by receiving from the AMF of the core network an encryption method and key length selected by the AMF of the core network from a list of encryption methods and key lengths. 前記セッション確立手段は、前記第1のステップにおいて、当該端末装置と前記AMFとの間に代えて当該端末装置と基地局との間で、異なる無線基地局に対して、同時にセッションを端末装置に設定するMR-DCが使用可能であるとき、複数のセッションを同時に使用する仕組みを用いて1つの基地局と前記第1および第2のセッションを同時に確立し、
前記送信手段は、前記第3のステップにおいて、前記複数のセッションを同時に使用する仕組みを用いて確立された前記第1のセッションを用いて前記第1の暗号化データを送信し、前記複数のセッションを同時に使用する仕組みを用いて確立された前記第2のセッションを用いて前記第2の暗号化データを送信する、請求項8に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
In the first step, the session establishment means, instead of establishing a session between the terminal device and the AMF, establishes the first and second sessions simultaneously with one base station using a mechanism for simultaneously using multiple sessions, when an MR-DC that simultaneously sets up sessions with different radio base stations is available, between the terminal device and the base station.
The program for a computer to be executed according to claim 8, wherein the transmission means transmits the first encrypted data using the first session established using the mechanism for using the plurality of sessions simultaneously in the third step, and transmits the second encrypted data using the second session established using the mechanism for using the plurality of sessions simultaneously.
前記セッション確立手段は、前記第1のステップにおいて、更に、当該端末装置と前記AMFとの間に代えて当該端末装置と基地局との間で、異なる無線基地局に対して、同時にセッションを端末装置に設定するMR-DCが使用可能でないとき、前記基地局の通信範囲内におけるハンドオーバの仕組みによって、セッションを前記第1のセッションまたは前記第2のセッションに切り換え、
前記送信手段は、前記第3のステップにおいて、前記第2のセッションが前記第1のセッションに切り換えられると、前記第1の暗号化データを前記第1のセッションを用いて送信し、前記第1のセッションが前記第2のセッションに切り換えられると、前記第2の暗号化データを前記第2のセッションを用いて送信する、請求項8に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
In the first step, the session establishment means further, instead of between the terminal device and the AMF, between the terminal device and the base station, if MR-DC is unavailable for simultaneously setting a session with different radio base stations, switches the session to the first session or the second session by a handover mechanism within the communication range of the base station.
The program for a computer to be executed according to claim 8, wherein the transmission means, in the third step, transmits the first encrypted data using the first session when the second session is switched to the first session, and transmits the second encrypted data using the second session when the first session is switched to the second session.
前記セッション確立手段は、前記第1のステップにおいて、前記第1のセッションを確立しているときに、秘匿性が要求される用途の割合が第1のしきい値を超えると、前記基地局の通信範囲内におけるハンドオーバの仕組みによって、セッションを前記第1のセッションから前記第2のセッションに切り換え、前記第2のセッションを確立しているときに、前記秘匿性が要求される用途の割合が前記第1のしきい値よりも小さい第2のしきい値を下回ると、前記基地局の通信範囲内におけるハンドオーバの仕組みによって、セッションを前記第2のセッションから前記第1のセッションに切り換える、請求項12に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。 The session establishment means, in the first step, switches the session from the first session to the second session by a handover mechanism within the base station's communication range when the proportion of uses requiring confidentiality exceeds a first threshold while the first session is established, and switches the session from the second session to the first session by a handover mechanism within the base station's communication range when the proportion of uses requiring confidentiality falls below a second threshold smaller than the first threshold while the second session is established. This is the program for execution by the computer according to claim 12.
JP2022030828A 2022-03-01 2022-03-01 A terminal device, a wireless communication system equipped with it, and a program to be executed by a computer. Active JP7843487B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022030828A JP7843487B2 (en) 2022-03-01 2022-03-01 A terminal device, a wireless communication system equipped with it, and a program to be executed by a computer.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022030828A JP7843487B2 (en) 2022-03-01 2022-03-01 A terminal device, a wireless communication system equipped with it, and a program to be executed by a computer.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023127198A JP2023127198A (en) 2023-09-13
JP7843487B2 true JP7843487B2 (en) 2026-04-10

Family

ID=87971428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022030828A Active JP7843487B2 (en) 2022-03-01 2022-03-01 A terminal device, a wireless communication system equipped with it, and a program to be executed by a computer.

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7843487B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025171779A (en) * 2024-05-10 2025-11-20 Kddi株式会社 Communication device, communication method, and computer program
JP2026056421A (en) * 2024-09-19 2026-04-01 Kddi株式会社 Computing unit, terminal device, network, calculation method and program

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006093079A1 (en) 2005-02-28 2006-09-08 Nec Corporation Communication system, communication apparatus, communication method, and program
US20190274038A1 (en) 2017-07-28 2019-09-05 Huawei Technologies Co., Ltd. Security Implementation Method, Related Apparatus, and System
JP2019525690A (en) 2017-01-09 2019-09-05 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド Method and apparatus for interconnecting networks in a wireless communication system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006093079A1 (en) 2005-02-28 2006-09-08 Nec Corporation Communication system, communication apparatus, communication method, and program
JP2019525690A (en) 2017-01-09 2019-09-05 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド Method and apparatus for interconnecting networks in a wireless communication system
US20190274038A1 (en) 2017-07-28 2019-09-05 Huawei Technologies Co., Ltd. Security Implementation Method, Related Apparatus, and System

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023127198A (en) 2023-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11695742B2 (en) Security implementation method, device, and system
CN110574406B (en) Key configuration method, device and system
US9031535B2 (en) Un-ciphered network operation solution
CN108377495B (en) A data transmission method, related equipment and system
EP3691316B1 (en) Parameter protection method, device and system
JP7395455B2 (en) Transfer device, key management server device, communication system, transfer method and program
JP7843487B2 (en) A terminal device, a wireless communication system equipped with it, and a program to be executed by a computer.
JP7601524B2 (en) Communication method and device
CN110622558A (en) Handover method, access network device and terminal device
WO2008066984A2 (en) Secure support for hop-by-hop encrypted messaging
WO2022027476A1 (en) Key management method and communication apparatus
EP3491804B1 (en) Encryption for a synchronous wireless link
JP5043928B2 (en) Method and apparatus for processing keys used for encryption and integrity
JP2010034860A (en) Ip network communicating method which has security function, and communicating system
CN100525156C (en) Method of selecting safety communication algorithm
CN118488435A (en) Cipher algorithm negotiation method and device
WO2026065317A1 (en) Key generation method and device
EP4607378A1 (en) Information processing device, quantum cryptographic communication system, information processing method, and computer-readable medium
CN121367911A (en) Communication method, communication device and communication system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20250108

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20251030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20251104

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20251202

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20260316

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20260324

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7843487

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150