KR20050107533A - 광대역 무선 접속 시스템에서 세션정보를 이용한 인증방법 및 시스템 - Google Patents

광대역 무선 접속 시스템에서 세션정보를 이용한 인증방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 단말의 이동성을 지원하고, 상기 단말과 무선 접속하는 다수의 기지국을 포함하는 광대역 무선 접속 시스템에서, 상기 단말이 아이들 핸드오프시 상기 이동 단말이 핸드오프한 타겟 기지국이 세션 정보를 이용하여 상기 이동 단말이 전송한 메시지 인증 코드의 관리 메시지를 인증하는 방법으로서, 상기 이동 단말로부터 인증 서버 식별자를 포함하는 위치 갱신 메시지를 수신하면, 상기 인증 서버 식별자에 해당하는 인증 서버로 상기 단말의 세션 정보 레코드를 요구하는 과정과, 상기 인증 서버로부터 수신된 상기 세션 정보 레코드를 이용하여 생성한 해시 기반 메시지 인증 코드 키를 이용하여 상기 메시지 인증 코드의 관리 메시지를 인증하는 과정과, 상기 인증에 대한 결과를 포함한 상기 위치 등록 갱신 메시지에 대한 응답 메시지를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광대역 무선 접속 시스템에서 세션정보를 이용한 인증 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR AUTHENTICATION USING SESSION INFORMATION RECORD IN 802.16 SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선 접속(802.16) 시스템에서 무선 인터넷 서비스를 위한 인증 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 특히 유동 광대역 무선 접속(802.16e) 시스템에서 단말이 핸드오프 시 세션 정보를 이용한 인증을 수행하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
광대역 무선 접속 시스템은 음성뿐만 아니라 저속 및 고속의 다양한 데이터 서비스, 고화질 동영상 등의 멀티미디어 응용 서비스를 통합 지원하기 위한 시스템이다. 이러한 광대역 무선 접속 통신 시스템은 2GHz, 5GHz, 26GHz, 그리고 60GHz등의 광대역을 이용한 무선 매체를 기반으로 이동 또는 고정 환경에서 PSTN 및 PSDN 망, 인터넷, IMT-2000망, ATM망 등을 접속할 수 있으며, 2Mbps급 이상의 채널 전송률을 지원할 수 있는 차세대 무선 통신 시스템을 통칭한다. 상기 광대역 무선 접속 시스템은 터미널의 이동성(고정 또는 이동) 및 통신 환경(실내 또는 실외), 채널 전송률에 따라 광대역 무선 가입자망, 광대역 이동 액세스 망 및 고속 무선 LAN으로 분류할 수 있다.
광대역 무선 접속 방식은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 LAN/MAN 표준 위원회인 IEEE802에서 802.16 WG(Working Group)에서 10~66GHz 대역에서의 무선 MAN 서비스를 위한 IEEE Standard 802.16 무선 MANTM 표준화되었다. 상기 표준은 현재 보완 및 2~11GHz 대역으로의 확장을 위한 수정 작업을 진행하고 있다. IEEE 802.16 규격의 무선 접속 방식은 수많은 가입자가 음성, 영상, 데이터 등의 전송을 위한 용량을 공유하면서 대역폭에 대한 가입자의 요구에 따라 채널이나 셀을 추가하여 대역폭을 바꿀 수 있다.
현재에는 802.16d와 802.16e의 표준화를 진행중이며, 상기 802.16d는 상기 작성된 802.16, 802.16a, 802.16b를 하나로 통합한 표준으로서, 고정 단말에 무선 인테넷 서비스의 제공을 목표로 하고, 802.16e는 고정 광대역 무선 접속 방식인 802.16d에 이동성을 부가하여 목표로 하는 표준이다.
한편, 광대역 무선 접속 시스템은 단말이 인터넷 서비스를 제공받기 위해 엑세스 망과 세션을 형성하게 되며, 단말의 파워를 절약하기 위해 단말이 자주 아이들(Idle) 상태로 천이하게 되는데, 이러한 경우 단말이 이동에 의한 핸드오프가 발생되면 광대역 무선 접속 시스템은 기지국과 단말 사이의 통신 상태에 대한 세션 정보를 유지해야 한다.
그런데 현재 진행중인 802.16e 표준에서는 단말이 깨어있는(Active)상태에서 준 이동성(Nomedic Mobility)을 지원하는 수준으로 하드 핸드오프(Hard Handoff)를 지원하고 있다. 이때 단말은 새로운 기지국에 접속 시마다 세션을 다시 설정해야 하므로 빈번한 시그널 메시지의 전송으로 인한 부하 및 통신 품질이 저하되는 문제점이 있다. 게다가 상기 단말은 아이들 상태에서 핸드오프 시 모든 MAC 관리 연결(Connection)과 안전 결합(Security Association) 정보가 없기 때문에 단말의 위치 갱신 메시지를 인증할 수 없다.
따라서 본 발명의 목적은 이동성을 지원하는 유동 광대역 무선 접속 시스템에서 고정된 지점에서 관리되는 세션정보를 이용한 인증 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 단말의 이동성을 지원하는 유동 광대역 무선 접속 시스템에서 아이들(Idle) 상태의 단말이 핸드오프를 할 때 호 재 설정 시간과 망 부하를 줄이기 위한 시스템에 저장되어 유지된 세션정보를 이용하여 MAC 관리 메시지를 인증하기 위한 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은, 단말의 이동성을 지원하고, 상기 단말과 무선 접속하는 다수의 기지국을 포함하는 광대역 무선 접속 시스템에서, 상기 단말이 아이들 핸드오프시 상기 이동 단말이 핸드오프한 타겟 기지국이 세션 정보를 이용하여 상기 이동 단말이 전송한 메시지 인증 코드의 관리 메시지를 인증하는 방법으로서, 상기 이동 단말로부터 인증 서버 식별자를 포함하는 위치 갱신 메시지를 수신하면, 상기 인증 서버 식별자에 해당하는 인증 서버로 상기 단말의 세션 정보 레코드를 요구하는 과정과, 상기 인증 서버로부터 수신된 상기 세션 정보 레코드를 이용하여 생성한 해시 기반 메시지 인증 코드 키를 이용하여 상기 메시지 인증 코드의 관리 메시지를 인증하는 과정과, 상기 인증에 대한 결과를 포함한 상기 위치 등록 갱신 메시지에 대한 응답 메시지를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 장치는, 단말의 이동성을 지원하고, 고속 무선 인터넷 서비스를 제공하는 광대역 무선 접속 시스템에서, 상기 단말이 아이들 핸드오프 시 세션 정보를 이용한 메시지 인증 코드 관리 메시지를 인증하기 위한 시스템으로서, 인증 서버 식별자를 포함하는 위치 갱신 메시지를 전송하고, 상기 위치 갱신 메시지에 대한 응답을 통해 인증 결과를 수신하는 상기 단말과, 상기 위치 갱신 메시지에 포함된 인증 서버 식별자를 통해 상기 이동 단말의 세션 정보 레코드를 요청하고, 상기 요청에 따라 수신한 세션 정보 레코드를 이용하여 생성한 해시 기반 메시지 인증 코드 키를 이용하여 상기 메시지 인증 코드의 관리 메시지를 인증하는 타겟 기지국과, 상기 이동 단말의 세션 정보 레코드를 관리하는 인증 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
후술되는 본 발명은, IEEE 802.16 표준화 그룹에서 표준화 진행중인 802.16d를 기반으로 하는 802.16e에 적용되는 단말의 이동성을 지원하는 광대역 무선 접속 통신 시스템을 적용하여 설명하기로 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 광대역 무선 접속 시스템은 아이들 상태의 이동 단말이 핸드오프를 할 경우 핸드오프에 따른 호 재설 시간과 망 부하를 줄이기 위해 이동 단말에 대한 세션 정보를 세션 정보 레코드(Session Information Record 이하, SIR이라 약칭함) 형태로 관리한다. 또한, 단말의 핸드오프 시에 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 세션 정보 SIR를 옮겨서 관리하며, SIR의 저장된 인증 정보를 이용하여 아이들 상태에서의 MAC 관리 메시지의 인증을 수행하는 방법에 대해 설명하기로 한다. 우선, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템의 구조를 도시한 블록도이다.
광대역 무선 접속 시스템은 이동 통신 시스템을 기반으로 하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 가입자 접속 장치 즉, 이동 단말(MSS)(110)은 엑세스 망(Base Station : BS)(120)과 무선 접속되어 고속의 무선 인터넷 서비스를 제공받고, 메시지 인증 코드(Message Authentication Code 이하, MAC이라 약칭함) 관리 메시지의 인증을 요청한다.
상기 엑세스 망(120)은 이동 단말(110)과 무선 통신하는 다수의 기지국(Access Point : AP)(121a, 121b)과, 상기 다수의 기지국을 제어하는 기지국 제어기(122)를 포함한다. 상기 이동 단말(110)에 대한 SIR을 제공하는 인증 서버(130)와 연결된다. 상기 엑세스 망(120)은 교환기(140)를 통해 인터넷 망(Internet Network)(150)과 연결되어 인터넷 서비스를 상기 이동 단말(110)로 제공한다.
상기 이동 단말(110)은 SIR의 정의된 인증키(Authorization Key 이하, AK라 약칭함)를 사용하여 생성한 해시 기반의 메시지 인증 코드(Hash-based Message Authentication Code 이하, HMAC이라 약칭함)의 키(Key)를 이용하여 위치 갱신 메시지를 인증하여 상기 타겟 기지국(121b)으로 보낸다.
타겟 기지국(121b)은 아이들 상태에서 핸드오프 시 이동 단말의 위치 갱신 메시지의 인증을 위해 이동 단말(110)이 핸드오프한 소스 기지국(121a) 또는 인증 서버(Authentication and Service Authorization : ASA Server)(130)를 찾아서 이동 단말의 인증 정보를 받는다. 그리고 상기 타겟 기지국(121b)은 단말의 SIR 정보를 받아서 HMAC 키를 사용하여 위치 갱신 메시지를 인증한다.
상기 인증 서버(130)는 SIR 정보를 관리하며, 상기 타겟 기지국(121b)의 요청에 따라 해당 단말의 SIR 정보를 제공한다.
이와 같은 구조를 갖는 광대역 무선 접속 시스템에서 이동 단말이 아이들 핸드오프 시 MAC 관리 메시지 인증을 위해 사용되는 SIR에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
SIR은 이동 단말이 아이들 핸드오프시의 위치 갱신과 빠른 호 셋업을 지원하기 위해 이동 단말과 시스템이 저장해야 하는 최소 정보이다. 이러한 SIR은 단말 ID(Medium Access Control Address), 소스 기지국 정보(BSID) 또는 서비스 인증 서버 정보(Authentication and Service Authorization Server ID : ASID), 인증 정보(Authorization Key : AK, AK 유효기간, AK 시퀀스 번호, HMAC 인증키, HMAC 인증키 유효시간) 및 단말기 호 세션 정보(TBA)와 같은 정보를 저장한다.
상기 단말 ID(Medium Access Control Address)는 세션 정보의 식별자로서 단말이 아이들 상태로 천이하여 기지국의 단말의 연결 정보와 안전 결합 정보가 파기 되어도 SIR 정보를 식별시에 사용된다. 인증 정보는 기지국이 단말기 인증 성공시 제공하는 AK와, AK 유효기간 및 단말과 기지국이 HMAC 알고리즘에 의해서 AK를 이용하여 생성한 HMAC 인증키와 유효기간을 포함한다. 이러한 호 세션정보는 단말이 아이들 상태에서 패킷 수신 또는 발신을 위해 깨어났을 때 필요한 최소 단위의 에어 인터페이스(Physical 채널과 Medium Access Control 계층)의 정보로서 단말과 기지국간의 빠른 호 셋업시에 이용된다. 이러한 여기서 상기 SIR 정보에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
이러한 세션 정보, SIR 정보를 이용하여 광대역 무선 접속 시스템에서 이동 단말이 아이들 핸드오프 시 MAC 관리 메시지 인증하기 위한 절차를 첨부되 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 이동 단말이 아이들 핸드오프시 SIR을 이용한 인증 절차를 도시한 흐름도이다.
이동 단말(110)이 아이들(Idle) 상태인 경우, 상기 이동 단말(110)은 깨어있는(Awake) 상태에서의 기본 연결(Basic Connection), 최초 연결(Primary Connection)등 모든 Medium Access Control 계층에 관련된 연결을 끊고 안전 결합(Security Association)정보도 지운다.
도 2를 참조하면, 201단계에서 이동 단말(110)은 스캔닝(Scanning)을 통하여 인접 셀의 기지국들을 찾아서 핸드오프할 기지국(121b)을 결정한 후 핸드오프를 수행한다.
202단계에서 상기 이동 단말(110)이 핸드오프한 타겟 기지국(121b)은 상기 이동 단말(110)로부터 ASID를 포함한 갱신 메시지를 수신한다. 이에 따라 203단계에서 상기 타겟 기지국(121b)은 위치 갱신 메시지에 포함된 ASID가 식별하는 인증 서버(130)에게 SIR 요구 메시지를 상기 이동 단말(110)의 MAC 주소와 같이 전송한다. 그러면 204단계에서 상기 인증 서버(130)는 MAC 주소가 식별하는 SIR을 데이터베이스에서 찾아서 상기 타겟 기지국(121b)으로 전송한다. 이때, 205단계에서 타겟 기지국(121B)은 SIRDML HMAC 키를 이용하여 상기 이동 단말(110)이 보내온 위치 갱신 메시지를 인증한 후 206단계에서 상기 이동 단말(110)로 인증 결과를 포함하는 위치 갱신 응답 메시지를 전송한다.
그러면 상기 위치 갱신 응답 메시지를 수신한 후 207단계에서 이동 단말(110)은 다시 아이들 모드로 되돌아간다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 세 가지 실시 예에 관하여 설명하였으나, 모니터링 설정 방법 혹은 실행 방법에 해당하는 다른 여러 가지 방법등에 적용할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 광대역 무선 접속 시스템에서 이동 단말이 아이들 상태 시 타겟 기지국이 인증 서버 또는 소스 기지국으로부터 받은 SIR의 정의된 AK를 이용하여 생성한 HMAC 키를 이용하여 위치 갱신 메시지를 인증함으로써 단말의 세션정보를 유지할 수 있으며, 이로 인해 호 재설정 시간과 망의 부하를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템의 구조를 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 이동 단말이 아이들 핸드오프시 SIR을 이용한 인증 절차를 도시한 흐름도.

Claims (4)

  1. 단말의 이동성을 지원하고, 상기 단말과 무선 접속하는 다수의 기지국을 포함하는 광대역 무선 접속 시스템에서, 상기 단말이 아이들 핸드오프시 상기 이동 단말이 핸드오프한 타겟 기지국이 세션 정보를 이용하여 상기 이동 단말이 전송한 메시지 인증 코드의 관리 메시지를 인증하는 방법에 있어서,
    상기 이동 단말로부터 인증 서버 식별자를 포함하는 위치 갱신 메시지를 수신하면, 상기 인증 서버 식별자에 해당하는 인증 서버로 상기 단말의 세션 정보 레코드를 요구하는 과정과,
    상기 인증 서버로부터 수신된 상기 세션 정보 레코드를 이용하여 생성한 해시 기반 메시지 인증 코드 키를 이용하여 상기 메시지 인증 코드의 관리 메시지를 인증하는 과정과,
    상기 인증에 대한 결과를 포함한 상기 위치 등록 갱신 메시지에 대한 응답 메시지를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인증 서버로부터 수신된 세션 정보 레코드는,
    상기 이동 단말의 주소, 소스 기지국 또는 서비스하는 인증 서버 정보, 인증 정보 및 단말기 호 세션 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 단말의 이동성을 지원하고, 고속 무선 인터넷 서비스를 제공하는 광대역 무선 접속 시스템에서, 상기 단말이 아이들 핸드오프 시 세션 정보를 이용한 메시지 인증 코드 관리 메시지를 인증하기 위한 시스템에 있어서,
    인증 서버 식별자를 포함하는 위치 갱신 메시지를 전송하고, 상기 위치 갱신 메시지에 대한 응답을 통해 인증 결과를 수신하는 상기 단말과,
    상기 위치 갱신 메시지에 포함된 인증 서버 식별자를 통해 상기 이동 단말의 세션 정보 레코드를 요청하고, 상기 요청에 따라 수신한 세션 정보 레코드를 이용하여 생성한 해시 기반 메시지 인증 코드 키를 이용하여 상기 메시지 인증 코드의 관리 메시지를 인증하는 타겟 기지국과,
    상기 이동 단말의 세션 정보 레코드를 관리하는 인증 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인증 서버로부터 수신된 세션 정보 레코드는,
    상기 이동 단말의 주소, 소스 기지국 또는 서비스하는 인증 서버 정보, 인증 정보 및 단말기 호 세션 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 시스템.
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