WO2012013052A1 - Srb3和srb4的完整性保护计数器同步的方法及系统 - Google Patents

Srb3和srb4的完整性保护计数器同步的方法及系统 Download PDF

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WO2012013052A1
WO2012013052A1 PCT/CN2011/073024 CN2011073024W WO2012013052A1 WO 2012013052 A1 WO2012013052 A1 WO 2012013052A1 CN 2011073024 W CN2011073024 W CN 2011073024W WO 2012013052 A1 WO2012013052 A1 WO 2012013052A1
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WO
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message
trnc
srb3
downlink
srb4
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Application number
PCT/CN2011/073024
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English (en)
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Inventor
林艳
Original Assignee
中兴通讯股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/10—Integrity
    • H04W12/106—Packet or message integrity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/12—Access point controller devices

Definitions

  • the present invention relates to a relocation technology of a Serving Radio Network Subsystem (SRNS), and more particularly to an SRB3 (Signing Radio Bearer) and an SRB4 integrity protection counter in SRNS relocation ( COUNT-I) Method and system for synchronization.
  • SRNS Serving Radio Network Subsystem
  • SRB3 Signaling Radio Bearer
  • SRB4 integrity protection counter in SRNS relocation
  • the Universal Mobile Telecommunication System protects the integrity of the signaling through integrity protection algorithms.
  • the integrity protection is performed at the Radio Resource Control (RRC) layer of the User Equipment (UE) and the Radio Network Controller (RNC).
  • RRC Radio Resource Control
  • UE User Equipment
  • RNC Radio Network Controller
  • the basic principle of integrity protection is as follows: The sender and the receiver of the message maintain the same set of COUNT-I, and the sender inputs its own COUNT-I and message code stream into the integrity protection algorithm to calculate the data integrity.
  • MAC-I Message Authentication Code for Data Integrity
  • append the MAC-I to the message and send it to the receiving end; after receiving the message, the receiving end will maintain its own COUNT-I and message code.
  • the stream is input to the integrity protection algorithm, and the expected MAC-I (XMAC-I, eXpected MAC-I) is calculated. If the XMAC-I and MAC-I are equal, the integrity protection is successful and the signaling is legal. If XMAC-I and MAC-I are not equal, it indicates that the integrity protection fails and the signaling needs to be discarded.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of COUNT-I.
  • COUNT-I is composed of a 28-bit super frame number (HFN, Hyper Frame Number) and a 4-bit serial number (SN, Sequence Number).
  • HFN Hyper Frame Number
  • SN Serial Number
  • SN The decimal integer is 0 to 15.
  • SN is flipped every time, ie: SN+1 is equal to 16, then HFN is incremented by 1, and SN is set to 0.
  • the 3rd Generation Partnership Project (3GPP, the 3rd Generation Partnership Project) 25.331 protocol 8.5.10 describes the protection methods for uplink and downlink integrity. If the COUNT-I maintained by the UE and the RNC is inconsistent, the integrity protection will fail.
  • the SRB is used to transmit the RRC message.
  • the RRC message can be transmitted on SRB0, SRB1, SRB2, SRB3, and SRB4 according to the transmission mode of the logical channel and the radio link control (RLC) of the message.
  • RLC radio link control
  • SRB3 and SRB4 are used for transmitting bearer non-access stratum (NAS, Non Access Stratum) signaling.
  • NAS bearer non-access stratum
  • Each SRB of the UE and the RNC maintains an upstream and downstream COUNT-I.
  • the UE When connected, the UE can only work with one serving radio network controller (SRNC, Serving)
  • SRNC serving radio network controller
  • the Radio Network Controller is connected, and the SRNC is directly connected to the core network (CN, Core Network) to provide Iu interface services for the UE.
  • the target RNC (TRNC, Target RNC) will replace the current SRNC as the SRNC of the UE.
  • the integrity protection can be successfully executed between the TRNC and the UE.
  • the SRNC needs to provide its own maintained COUNT-I information to the TRNC. Therefore, the SRNC needs to maintain the COUNT-I of each SRB itself. Both are filled in the RRC information container, that is, the SRNS relocation information (SRNS RELOCATION INFO) is constructed, and then the RRC information container is forwarded by the CN to the TRNC.
  • SRB3 and SRB4 can also transmit messages after SRNS RELOCATION INFO is constructed and before SRNS relocation succeeds, it is specified in 3GPP 25.331 Protocol 14.12:
  • SRNC can maintain currently maintained SRB3 and SRB4
  • the downlink SN is added with an offset value (offset) as the downlink SN in the SRNS RELOCATION INFO.
  • the current maintained downlink SN is added with an offset value and the corresponding HFN is used as the downlink HFN in the SRNS RELOCATION INFO. .
  • the integrity protection after relocation is successful only when the value of the offset value is between 0 and 14, and the number of downlink messages transmitted on SRB3 and SRB3 is less than or equal to the offset value.
  • the signaling transmitted on SRB4 is NAS signaling. After constructing SRNS RELOCATION INFO and before SRNS relocation succeeds, the number of signaling transmitted on SRB3 and SRB4 is uncontrollable, if the number of downlink messages transmitted on SRB3 and SRB4 If there are more than 14, or if the offset value exceeds 14, the integrity protection will fail.
  • the integrity protection failure may also occur.
  • the SRNC constructs the SRNS RELOCATION INFO
  • the SRNC has no downlink message on SRB3.
  • the UE and the TRNC maintain the downlink COUNT-I process of the SRB3, including the following steps:
  • the update criteria for the SN at the receiving end specified in the protocol are:
  • the receiving end discards the received message
  • the SN of the receiving end is updated to the received message.
  • the receiving end considers that the SN is reversed, and the receiving end SN is updated to the received SN, and the receiving end HFN is incremented by one.
  • steps 3 and 4 are repeated, and the downlink COUNT-I of the SRB3 maintained by the UE and the SRNC is never synchronized.
  • the UE sends more than 14 messages on the SRB3 or SRB4.
  • the uplink COUNT-I of the SRB3 or SRB4 maintained by the UE and the TRNC is caused.
  • An inconsistency occurs, which in turn causes the integrity protection of the upstream message to fail.
  • steps 3 and 4 are repeated, and the uplink COUNT-I of the SRB3 maintained by the UE and the SRNC is never synchronized.
  • the 3GPP 25.331 protocol requires that the uplink or downlink SN provided to the TRNC be the uplink or downlink activation time -1, and the HFN uses the corresponding value. In this case, there is also a COUNT-I synchronization failure condition of SRB3 or SRB4. Summary of the invention
  • the main purpose of the present invention is to provide a method and system for COUNT-I synchronization of SRB3 and SRB4 in relocation, which can solve the problem in the prior art after constructing SRNS RELOCATION INFO and before SRNS relocation succeeds.
  • the SRB3 or SRB4 transmits more than 14 uplink or downlink messages. If the value of the offset exceeds 14, the integrity protection fails due to COUNT-I inconsistency after the SRNS relocation succeeds.
  • the present invention provides a method for COUNT-I synchronization of SRB3 and SRB4 in relocation, the method comprising:
  • the TRNC After receiving the hard handover complete message, the TRNC obtains the initial (START) value of the recently configured Cr ⁇ Latest configured CN domain, and uses the START value to update the N-bit most significant bits of the uplink and downlink HFNs of SRB3 and SRB4, and the rest. Bit is set to zero, update SRB3 and The uplink and downlink SN of SRB4 are zero;
  • the UE After confirming that the TRNC receives the hard handover complete message, the UE updates the N-bit most significant bits of the uplink and downlink HFNs of the SRB3 and SRB4 by using the START value of the Latest configured CN domain, and the remaining bits are set to zero, and the SRB3 and SRB4 are updated.
  • the upstream and downstream SNs are zero.
  • the method further includes:
  • SRNC constructs SRNS RELOCATION INFO and forwards it to the TRNC via CN
  • the method further includes: the UE establishing an RRC connection with the SRNC;
  • the UE sends an initial direct transmission message to the CN, and establishes a signaling connection with the CN; the CN sends a security mode command to the SRNC to perform a security mode establishment process.
  • the CN sends a security mode command to the SRNC to perform a security mode startup process, which is:
  • RANAP radio access network application part
  • the SRNC After receiving the command, the SRNC sends an RRC message security mode command including the CN domain and the downlink integrity protection activation time of all the SRBs to the UE;
  • the UE After receiving the command, the UE returns an RRC message security mode completion response including the uplink integrity protection activation time of all SRBs to the SRNC;
  • the SRNC After receiving the response, the SRNC returns a RANAP message security mode completion response to the CN.
  • the method before the TRNC receives the hard handover complete message, the method further includes: after receiving the relocation request, the TRNC allocates radio resources, and according to the SRNS
  • RELOCATION INFO initializes COUNT-I and Latest configured CN domain of each SRB; Seek response
  • the CN After receiving the response, the CN sends a relocation command including a hard handover message constructed by the TRNC to the SRNC;
  • the SRNC After receiving the command, the SRNC sends a hard handover message in the command to the UE;
  • the UE After receiving the hard handover message, the UE calculates the START value of each CN domain, and fills the calculated START value of each CN domain into the uplink counter synchronization information in the hard handover complete message, and then sends the hard message to the TRNC. Switch completion message.
  • the TRNC receives the hard handover complete message, after the RLC layer of the TRNC receives all the data protocol data units (PDUs) of the hard handover complete message, assembles a hard handover complete message, and hardens a handover complete message is sent to the RRC layer of the TRNC;
  • PDUs data protocol data units
  • the TRNC updates the HFN and the SN, where: the RRC layer of the TRNC acquires the START value of the Latest configured CN domain, and uses the START value to update the N-bit most significant bits of the uplink and downlink HFNs of the SRB3 and SRB4, and the remaining bits are set. Zero, update the uplink and downlink SN of SRB3 and SRB4 to zero;
  • the UE confirms that the TRNC receives the hard handover complete message, that is: the RLC layer of the TRNC receives each data PDU of the hard handover complete message, and then sends a corresponding status PDU to the RLC layer of the UE;
  • the RLC layer receives the status PDU, and after confirming that the TRNC receives all the data PDUs of the hard handover complete message, sends an acknowledgement message to the RRC layer of the UE; the UE updates the HFN and the SN, as follows:
  • the RRC layer of the UE updates the N-bit most significant bits of the uplink and downlink HFNs of the SRB3 and SRB4 with the START value of the Latest configured CN domain, and the remaining bits are set to zero, and the uplink and downlink SNs of the updated SRB3 and SRB4 are zero. .
  • the obtaining the START value of the Latest configured CN domain is: obtaining the Latest in the SRNS RELOCATION INFO from the uplink counter synchronization information.
  • the CN value of the configured CN domain is: obtaining the Latest in the SRNS RELOCATION INFO from the uplink counter synchronization information.
  • the method further includes:
  • the TRNC replies to the CN to complete the relocation message.
  • the method further includes:
  • the UE clears the activation time and starts using the integrity protection key that needs to be used after the activation time is sent, starting or transmitting the next message.
  • the present invention also provides a system for COUNT-I synchronization of SRB3 and SRB4 in relocation, the system comprising: TRNC and UE;
  • TRNC used to receive the hard handover complete message, obtain the START value of the Latest configured CN domain, update the N-bit most significant bits of the uplink and downlink HFNs of SRB3 and SRB4 with the START value, and set the remaining bits to zero, update SRB3 And the uplink and downlink SN of SRB4 are zero;
  • the UE is configured to: after confirming that the TRNC receives the hard handover complete message, update the N-bit most significant bits of the uplink and downlink HFNs of the SRB3 and SRB4 by using the START value of the Latest configured CN domain, and set the remaining bits to zero, update the SRB3 and The uplink and downlink SNs of SRB4 are zero.
  • the system further includes: SRNC and CN;
  • the UE is further configured to establish an RRC connection with the SRNC, and send an initial direct transmission message to the CN to establish a signaling connection with the CN; and receive the downlink integrity protection activation time of the CN domain and all the SRBs sent by the SRNC.
  • the RRC message security mode completion response including the uplink integrity protection activation time of all SRBs is returned to the SRNC; the SRNC is used to establish an RRC connection with the UE; and the RANAP message sent by the CN is received.
  • the RRC message security mode command including the downlink integrity protection activation time of the CN domain and all the SRBs is sent to the UE, and the RRC message security mode sent by the UE is received. After completing the response, returning a RANAP message security mode completion response to the CN;
  • the CN is configured to establish a signaling connection with the UE, and send a RANAP message security mode command to the SRNC, and receive a RANAP message security mode completion response returned by the SRNC.
  • the SRNC before the TRNC receives the hard handover complete message, the SRNC is further used to initiate the SRNS relocation, send a relocation request to the CN, and after receiving the relocation command sent by the CN, the hard in the command The handover message is forwarded to the UE;
  • the CN is further configured to: after receiving the relocation request sent by the TRNC, forward the relocation request including the SRNS RELOCATION INFO to the SRNC, and send the hard message including the TRNC structure to the SRNC after receiving the relocation request response sent by the TRNC.
  • the relocation command of the handover message; the TRNC is further configured to: after receiving the request sent by the CN, allocate the radio resource, initialize the COUNT-I and the Latest configured CN domain of each SRB according to the SRNS RELOCATION INFO, and send the TRNC structure to the CN.
  • the UE is further configured to: after receiving the hard handover message sent by the SRNC, calculate a START value of each CN domain, and fill the calculated START value of each CN domain into the uplink counter synchronization information in the hard handover complete message, A hard handoff completion message is sent to the TRNC.
  • the UE is further configured to: when the TRNC receives the hard handover complete message, and the SRB3 and SRB4 of the UE have the uplink or downlink integrity protection activation time, clear the activation time, and send or receive from the sending or receiving The next message begins with the integrity protection key that needs to be used after the activation time is reached.
  • TRNC obtains the START value of the Latest configured CN domain, and updates the uplink of SRB3 and SRB4 with the START value. And the N-bit most significant bit of the downlink HFN, the remaining bits are set to zero, and the uplink and downlink SNs of the updated SRB3 and SRB4 are zero; the UE updates the SRB3 and SRB4 with the START value of the Latest configured CN domain.
  • the N-bit most significant bits of the uplink and downlink HFNs, the remaining bits are set to zero, and the uplink and downlink SNs of the updated SRB3 and SRB4 are zero.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the structure of COUNT-I
  • FIG. 2 is a schematic flow chart of a method for synchronizing COUNT-I of SRB3 and SRB4 in relocation according to the present invention
  • FIG. 3 is a schematic flowchart of a method for synchronizing COUNT-I of SRB3 and SRB4 in SRNS relocation in an embodiment
  • Fig. 4 is a schematic diagram showing the system structure of COUNT-I synchronization of SRB3 and SRB4 in the relocation of the present invention. detailed description
  • the method for synchronizing COUNT-I of SRB3 and SRB4 in the relocation of the present invention includes the following steps:
  • Step 201 After receiving the hard handover complete message, the TRNC obtains the START value of the Latest configured CN domain, and uses the START value to update the N-bit most significant bits of the uplink and downlink HFNs of the SRB3 and SRB4, and the remaining bits are set to zero, and the update is performed.
  • the uplink and downlink SNs of SRB3 and SRB4 are zero;
  • the TRNC receives the hard handover complete message, specifically:
  • the RLC layer of the TRNC After receiving all the data PDUs of the hard handover complete message, the RLC layer of the TRNC assembles a hard handover complete message, and sends a hard handover complete message to the RRC layer of the TRNC; wherein, the RLC layer according to the serial number of each data PDU , assemble a hard handover completion message, 3GPP protocol A detailed description of the assembly message is available in 25.322;
  • the update HFN and SN are specifically:
  • the RRC layer of TRNC obtains the START value of the Latest configured CN domain, and updates the N-bit most significant bits of the uplink and downlink HFNs of SRB3 and SRB4 with the START value, and sets the remaining bits to zero, and updates the uplink and downlink SNs of SRB3 and SRB4.
  • the Latest configured CN domain is in SRNS RELOCATION INFO
  • the obtaining the START value of the Latest configured CN domain is specifically:
  • the START value of the Latest configured CN domain in the SRNS RELOCATION INFO reflects the amount of data protected by a set of keys (IK, CK); the value of N is the same as the bit of the START value; for example The value of the START value is 20, so the value of N is 20;
  • the N-bit most significant bit refers to the first N bits in the HFN
  • the method further includes:
  • SRNC constructs SRNS RELOCATION INFO and forwards it to TRNC through CN;
  • SRNC constructs SRNS RELOCATION INFO according to the protocol, said SRNS
  • RELOCATION INFO includes COUNT-I information and Latest configured CN domain for all SRBs;
  • the TRNC performs initialization of the RRC according to the SRNS RELOCATION INFO.
  • Step 202 After confirming that the TRNC receives the hard handover complete message, the UE updates the N-bit most significant bits of the uplink and downlink HFNs of the SRB3 and SRB4 with the START value of the Latest configured CN domain, and sets the remaining bits to zero, and updates the SRB3 and The uplink and downlink SN of SRB4 are zero;
  • the UE confirms that the TRNC receives the hard handover complete message, specifically:
  • the RLC layer of the TRNC After receiving the data PDU of the hard handover complete message, the RLC layer of the TRNC sends a corresponding status PDU to the RLC layer of the UE; the RLC layer of the UE receives the status PDU, and confirms that all the TRNC receives the hard handover complete message. After the data PDU, an acknowledgment message is sent to the RRC layer of the UE. The status PDU is used to acknowledge receipt of the corresponding data PDU. After receiving the status PDU, the RLC layer of the UE confirms that the TRNC has received according to its own algorithm. Hardly switch all data PDUs of the completion message;
  • the UE updates the HFN and the SN, specifically:
  • the RRC layer of the UE updates the N-bit most significant bits of the uplink and downlink HFNs of the SRB3 and SRB4 with the START value of the Latest configured CN domain, and the remaining bits are set to zero, and the uplink and downlink SNs of the updated SRB3 and SRB4 are zero;
  • the activation time is cleared, and from the time of transmitting or receiving the next message, the integrity protection secret that should be used after the activation time is used is used. key.
  • FIG. 3 is a method for synchronizing COUNT-I of SRB3 and SRB4 in the SRNS relocation in the embodiment. As shown in FIG. 3, the method includes the following steps:
  • Step 301 The UE establishes an RRC connection with the SRNC.
  • the 3GPP 25.331 protocol specifies a specific procedure for the UE to establish an RRC connection with the SRNC.
  • Step 302 The UE sends an initial direct transmission message to the CN to establish a signaling connection with the CN.
  • the specific procedure of establishing a signaling connection between the UE and the CN is specified in the 3GPP 25.331 protocol.
  • this step includes:
  • the CN sends a RANAP message security mode command to the SRNC; After receiving the command, the SRNC sends an RRC message security mode command including the CN domain and the downlink integrity protection activation time of all the SRBs to the UE;
  • the UE After receiving the command, the UE returns an RRC message security mode completion response including the uplink integrity protection activation time of all the SRBs to the SRNC.
  • the SRNC After receiving the response, the SRNC returns a RANAP message security mode completion response to the CN; wherein, the 3GPP 33.102 and 25.331 protocols specify a detailed description of the security mode establishment process;
  • the CN domain is the latest configured CN domain maintained by the UE and the SRNC.
  • Step 304 The SRNC initiates an SRNS relocation, and sends a relocation request to the CN.
  • the relocation request includes an SRNS RELOCATION INFO; wherein the integrity protection related information includes COUNT-I of each SRB; Including the Latest configured CN domain, namely: the Latest configured CN domain maintained by SRNS.
  • Step 305 After receiving the request, the CN forwards the relocation request including the SRNS RELOCATION INFO to the TRNC. After receiving the request, the TRNC allocates the radio resource, and initializes the COUNT-I and the Latest configured CN domain of each SRB according to the SRNS RELOCATION INFO. Then step 306 is performed.
  • Step 306 The TRNC sends a relocation request response including a hard handover message constructed by the TRNC to the CN.
  • the hard handover message may be physical channel reconfiguration, radio bearer setup, radio bearer reconfiguration, radio bearer release, transport channel reconfiguration, cell update confirmation, or global terrestrial radio access network (UTRAN, Universal Terrestrial Radio Access) Network) mobility information; wherein, if it is radio bearer reconfiguration, it includes a new UTRAN radio network temporary identifier (New U-RNTI), and if it is other types of messages, it includes downlink counter synchronization information (Downlink counter synchronisation info ).
  • UTRAN Universal Terrestrial Radio Access
  • Step 307 After receiving the response, the CN sends a hard handover cancellation including the TRNC structure to the SRNC. Relocation command.
  • Step 308 After receiving the command, the SRNC forwards the hard handover message in the command to the UE.
  • the general UE has two CN domains, one is a circuit switched (CS, Circuit Switch) domain, used for voice calls of the mobile terminal, and the other is a packet switched (PS, Packet Switch) domain, which is used for accessing the mobile terminal;
  • CS circuit switched
  • PS Packet Switch
  • the UE calculates the START value of each CN domain according to the algorithm specified in 8.5.9 of the 3GPP 25.331 protocol;
  • the RLC layer of the UE divides the hard handoff completion message into multiple data PDUs and sends all data PDUs to the RLC layer of TRNC.
  • Step 310 After receiving the data PDU of the hard handover complete message, the RLC layer of the TRNC sends a corresponding status PDU to the RLC layer of the UE, and assembles all the data PDUs of the hard handover complete message into a hard handover complete message, and The hard handover complete message is sent to the RRC layer of the TRNC. After receiving the message and determining that the integrity protection of the message is successful, the TRNC RRC layer obtains the START value of the Latest configured CN domain in the SRNS RELOCATION INFO from the Uplink counter synchronisation info.
  • the 20-bit most significant bits of the uplink and downlink HFNs of SRB3 and SRB4 are updated with the START value of the Latest configured CN domain, and the remaining bits are set to zero, and the uplink and downlink SNs of the updated SRB3 and SRB4 are zero;
  • the RRC layer of the TRNC receives the hard handover complete message, and the integrity protection of the message is successful, indicating that the SRNS relocation is successful;
  • the hard handover complete message may be the physical channel reconfiguration complete, the radio bearer setup complete, and the radio bearer reconfiguration.
  • TRNC replies to the CN to complete the relocation message.
  • Step 311 The RLC of the UE receives the status PDU, and after confirming that the TRNC receives all the data PDUs of the hard handover complete message, sends an acknowledgement message to the RRC layer of the UE, and after receiving the acknowledgement message, the RRC layer of the UE uses the The START value of the Latest configured CN domain updates the 20 most significant bits of the uplink and downlink HFNs of SRB3 and SRB4, and the remaining bits are set to zero. The uplink and downlink SNs of the updated SRB3 and SRB4 are zero, and the current processing flow is ended;
  • the RRC layer of the UE indicates that the TRNC has received the hard handover complete message
  • the SRB3 and SRB4 of the UE have an uplink or downlink integrity protection activation time, the activation time is cleared, and the integrity protection key that should be used after the activation time is used is started from the transmission or reception of the next message.
  • the present invention further provides a system for COUNT-I synchronization of SRB3 and SRB4 in relocation.
  • the system includes: TRNC 41 and UE 42;
  • TRNC 41 configured to obtain a START value of the Latest configured CN domain after receiving the hard handover complete message, and use the START value to update the N-bit most significant bits of the uplink and downlink HFNs of SRB3 and SRB4, and the remaining bits are set to zero. Update the uplink and downlink SN of SRB3 and SRB4 to zero;
  • the UE 42 is configured to: after confirming that the TRNC receives the hard handover complete message, update the N most significant bits of the uplink and downlink HFNs of the SRB3 and SRB4 by using the START value of the Latest configured CN domain, and set the remaining bits to zero, update the SRB3 and The uplink and downlink SN of SRB4 are zero.
  • the system may further include: SRNC 43 and CN 44;
  • the UE 42 is further configured to establish an RRC connection with the SRNC 43 and send an initial to the CN 44. Directly transmitting a message, establishing a signaling connection with the CN 44; and after receiving the RRC message security mode command sent by the SRNC 43 including the CN domain and the downlink integrity protection activation time of all the SRBs, returning the uplink containing all the SRBs to the SRNC 41 The RRC message security mode of the integrity protection activation time completes the response;
  • the SRNC 43 is configured to establish an RRC connection with the UE 42; and after receiving the RANAP message security mode command sent by the CN 44, send an RRC message security including the CN domain and the downlink integrity protection activation time of all SRBs to the UE 42.
  • Mode command after receiving the RRC message security mode completion response sent by the UE 42, returning a RANAP message security mode completion response to the CN 44;
  • the CN 44 is configured to establish a signaling connection with the UE 42 and send a RANAP message security mode command to the SRNC 43 and receive the RANAP message security mode completion response returned by the SRNC 43.
  • the SRNC 43 is further configured to initiate an SRNS relocation, send a relocation request to the CN 44, and send a hard handover message in the command after receiving the relocation command sent by the CN 44, before receiving the hard handover complete message. Forwarded to the UE 42;
  • the CN 44 is further configured to: after receiving the relocation request sent by the SRNC 43, forward the relocation request including the SRNS RELOCATION INFO to the TRNC 41, and send the relocation request response sent by the TRNC 41 to the SRNC 43 after receiving the relocation request response sent by the TRNC 41.
  • the TRNC 41 is further configured to: after receiving the request sent by the CN 44, allocate a radio resource, initialize the COUNT-I and the Latest configured CN domain of each SRB according to the SRNS RELOCATION INFO, and send a hard handover including the TRNC 41 structure to the CN 44.
  • the relocation request of the message is answered, and receives a hard handover complete message sent by the UE 42;
  • the UE 42 is further configured to: after receiving the hard handover message sent by the SRNC 43, calculate a START value of each CN domain, and fill the calculated START value of each CN domain into the hard handover complete message. Uplink counter synchronisation info and send a hard handoff completion message to TRNC 41.
  • the TRNC 41 is further configured to reply to the CN 44 to complete the relocation message after the update is completed; the CN 44 is further configured to receive the completed relocation message replied by the TRNC 41.
  • the UE 42 is further configured to: when it is confirmed that the TRNC 41 receives the hard handover complete message, and its own SRB3 and SRB4 have an uplink or downlink integrity protection activation time, clear the activation time, and send or receive the next one.
  • the message begins with the integrity protection key that should be used after the activation time has been reached.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

SRB3和 SRB4的完整性保护计数器同步的方法及系统 技术领域
本发明涉及服务无线网络子系统 （ SRNS, Serving Radio Network Subsystem ) 的重定位技术， 特别是指一种 SRNS重定位中信令无线承载三 ( SRB3 , Signaling Radio Bearer )和 SRB4的完整性保护计数器（ COUNT-I ) 同步的方法及系统。 背景技术
为防止非法的第三方伪造或篡改终端与网络间的信令消息， 通用移动 通信系统（UMTS, Universal Mobile Telecommunication System )通过完整 性保护算法来保护信令的完整性。 完整性保护分别在用户设备（UE, User Equipment )和无线网络控制器（RNC, Radio Network Controller ) 的无线 资源控制 （RRC, Radio Resource Control )层执行。 完整性保护的基本原理 为： 消息的发送端和接收端维护一组相同的 COUNT-I, 发送端将自身的 COUNT-I及消息码流输入到完整性保护算法中， 计算得出数据完整性的消 息鉴权码（MAC-I, Message Authentication Code for Data Integrity ), 之后将 MAC-I附加到消息中， 发送给接收端； 接收端收到消息后， 将自身维护的 COUNT-I及消息码流输入到完整性保护算法中， 计算得出预期的 MAC-I ( XMAC-I, eXpected MAC-I )„ 如果 XMAC-I和 MAC-I相等， 则表明完整 性保护成功， 信令合法。 如果 XMAC-I和 MAC-I不相等， 则表明完整性保 护失败， 信令需要被丟弃。
图 1为 COUNT-I的结构示意图， 从图 1中可以看出， COUNT-I由 28 比特（bit )的超帧号（HFN, Hyper Frame Number )和 4bit的序列号（SN, Sequence Number )组成； 其中， SN的取值范围为： 0x0000— 0x1111 , 即： 十进制整数 0到 15 , 当 SN每进行一次翻转， 即： SN+1等于 16时，则 HFN 加 1 , 此时将 SN置为 0。 第三代合作伙伴计划 （3GPP, the 3rd Generation Partnership Project )25.331协议 8.5.10描述了上行和下行完整性的保护方法。 如果 UE和 RNC维护的 COUNT-I不一致， 则完整性保护将会失败。
SRB用于传输 RRC消息，根据消息需要传输的逻辑信道和无线链路控 制层（RLC, Radio Link Control ) 的传输模式的不同， RRC消息可以分别 在 SRB0、 SRB1、 SRB2、 SRB3、 SRB4上传输。 其中， SRB3和 SRB4用 于传输承载非接入层（NAS, Non Access Stratum )信令。 UE和 RNC的每 个 SRB都维护一个上行的和下行的 COUNT-I。
处于连接状态时， UE只能与一个服务无线网络控制器（ SRNC, Serving
Radio Network Controller )相连，而 SRNC直接和核心网（ CN, Core Network ) 连接， 为 UE提供 Iu接口服务。 SRNS重定位成功后， 目标 RNC ( TRNC , Target RNC )将取代当前的 SRNC作为 UE的 SRNC。 为了使 SRNS重定位 成功后，完整性保护可以在 TRNC和 UE之间成功执行， SRNC需要将自身 维护的 COUNT-I信息提供给 TRNC, 因此， 需要 SRNC将自身维护的每个 SRB的 COUNT-I都填入 RRC信息容器，即：构造 SRNS重定位信息（ SRNS RELOCATION INFO ), 然后由 CN将 RRC信息容器转发给 TRNC。
由于在构造 SRNS RELOCATION INFO后， 且在 SRNS重定位成功前， SRB3和 SRB4还可以传输消息， 因此， 在 3GPP 25.331协议 14.12中规定： 在构造 SRNS RELOCATION INFO时， SRNC可以将当前维护的 SRB3和 SRB4的下行的 SN加一个偏移值 ( offset )作为 SRNS RELOCATION INFO 中的下行的 SN, 相应的， 将当前维护的下行的 SN加一个偏移值后对应的 HFN作为 SRNS RELOCATION INFO中的下行的 HFN。 但是， 只有当偏移 值的取值在 0到 14之间取值， 并且 SRB3和 SRB3上传输的下行消息数小 于等于偏移值时， 重定位完成后的完整性保护才会成功。 然而， 由于 SRB3 和 SRB4上传输的信令为 NAS信令， 在构造 SRNS RELOCATION INFO后 且在 SRNS重定位成功前， SRB3和 SRB4上传输的信令数是无法控制的， 如果 SRB3和 SRB4上传输的下行消息数目超过 14条， 或者， 偏移值取值 超过 14后， 则会出现完整性保护失败的情况。
同样的， 在构造 SRNS RELOCATION INFO后且在 SRNS重定位成功 前， 如果 SRB3和 SRB4上传输的上行消息数目超过 14条后， 也会出现完 整性保护失败的情况。
为了更好的理解现有技术中存在的完整性保护失败的缺陷， 下面举例 说明， 如果偏移值的取值大于 14时， SRNS重定位成功后， 则 UE和 SRNC 维护的 SRB3或 SRB4的下行 COUNT-I会出现不能同步， 进而造成下行消 息的完整性保护失败的情况。 假设： 构造 SRNS RELOCATION INFO前， UE和 SRNC维护的 SRB3的下行 COUNT-I—致； 其中， 下行 SN=1 , 下行 HFN=0,没有下行完整性保护激活时间。 SRNC在构造 SRNS RELOCATION INFO时，取 offset为 15 ,则发送给 TRNC的 SRB3的下行 SN=l+offset-16=0, 下行 HFN=1； 在构造 SRNS RELOCATION INFO后且在 SRNS重定位成功 前， SRNC在 SRB3上无下行消息， 此时， UE的 SRB3的下行 SN=1 , 下行 HFN=0。 SRNS重定位成功后， UE和 TRNC维护 SRB3的下行 COUNT-I 的过程， 包括以下步骤：
步骤一： SRNS重定位成功后， TRNC发送第一条下行消息时， 使用的 下行 SN=0+1=1 , 下行 HFN=1。
步骤二： UE收到消息时， UE的下行 SN=1 , 下行 HFN=0, UE发现下 行消息的 SN等于 UE的下行 SN, 丟弃该消息， 不更新 UE的 COUNT-I; 这里， 3GPP 25.331协议中规定接收端的 SN的更新准则为：
如果收到的消息的 SN=接收端 SN, 则接收端丟弃接收消息；
如果收到的消息的 SN>接收端 SN, 则接收端的 SN更新为收到的消息 的 SN;
如果收到的消息的 SN<接收端 SN, 接收端认为 SN发生翻转， 接收端 SN更新为收到的 SN、 接收端 HFN加 1。
步骤三： TRNC发送 SRB3的下一条下行消息，使用的下行 SN=1+1=2, 下行 HFN=1。
步骤四： UE收到消息时， UE的下行 SN=1 , 下行 HFN=0, 此时， UE 无法识别出 TRNC的 SN已经翻转， 继续使用 HFN=0, 由于 COUNT-I不一 致， 完整性保护失败， 丟弃该消息。
此后，重复执行步骤三和四， UE和 SRNC维护的 SRB3的下行 COUNT-I 始终无法再同步。
再举例说明 SRNC在构建 SRNS RELOCATION INFO后且在 SRNS重 定位成功前， SRB3或 SRB4下行发送消息数大于偏移值， 重定位完成后， 导致 UE和 SRNC维护的 SRB3的下行 COUNT-I不一致， 进而造成下行消 息的完整性保护失败的情况。 假设： 构造 SRNS RELOCATION INFO前， UE和 SRNC维护的 SRB3的下行 COUNT-I—致； 其中， 下行 SN=1 , 下行 HFN=0,没有下行完整性保护激活时间。 SRNC在构造 SRNS RELOCATION INFO时，取 offset为 14,则发送给 TRNC的 SRB3的下行 SN=l+offset=15 , 下行 HFN=0; 在构造 SRNS RELOCATION INFO后且在 SRNS重定位成功 前， SRNC在 SRB3上发送的下行消息数目为 15 , 此后， UE的 SRB3的下 行 SN=1+15-16=0, 下行 HFN=1。 SRNS重定位成功后， UE和 TRNC维护 SRB3的下行 COUNT-I的过程， 包括以下步骤：
步骤一： SRNS重定位成功后， TRNC发送第一条下行消息时， 使用的 下行 SN=15+1-16=0, 下行 HFN=1。
步骤二： UE收到消息时， UE的下行 SN=0, 下行 HFN=1 , UE发现下 行消息的 SN等于 UE的下行 SN, 丟弃该消息， 不更新 UE的 COUNT-I。 步骤三： TRNC发送 SRB3的下一条下行消息，使用的下行 SN=0+1=1 , 下行 HFN=1。
步骤四： UE收到消息时， UE的下行 SN=0 , 下行 HFN= 1 , UE发现下 行消息的 SN大于 UE的下行 SN,此时，UE使用 SN=1 , HFN=1的 COUNT-I 作为完整性保护算法的入参， 计算 XAMC-I, 完整性保护成功后， UE更新 下行 SN为 1 ,至此， UE和 SRNC维护的 SRB3的下行 COUNT-I实现同步。
从上面的描述过程中可以看出， 当在构建 SRNS RELOCATION INFO 后且在 SRNS重定位成功前， SRB3下行发送消息数大于偏移值时，在 SRNS 重定位成功后， 通过不断的发送下行消息， 最终可以实现 UE和 SRNC维 护的 SRB3的下行 COUNT-I的同步， 但在同步之前， UE收到的消息因为 完整性保护失败， 则被丟弃。
再举例说明 SRNC在构建 SRNS RELOCATION INFO后且在 SRNS重 定位成功前， UE在 SRB3或 SRB4上发送大于 14条消息， 重定位完成后， 导致 UE和 TRNC维护的 SRB3或 SRB4的上行 COUNT-I会出现不一致， 进而造成上行消息的完整性保护失败的情况。 假设： 构造 SRNS RELOCATION INFO前， UE和 SRNC维护的 SRB3的上行 COUNT-I—致； 其中， 上行 SN=1 , 上行 HFN=0, 没有上行完整性保护激活时间。 SRNC在 构造 SRNS RELOCATION INFO时， 取上行 SN=1 , 上行 HFN=0, 则发送 给 TRNC的 SRB3的上行 SN=1 ,上行 HFN=0;在构造 SRNS RELOCATION INFO后且在 SRNS重定位成功前， UE在 SRB3上发送的上行消息数目为 15 , 此后， UE维护的 SRB3的上行 SN=1+15-16=0, 上行 HFN=1。 SRNS 重定位成功后， UE和 TRNC维护 SRB3的下行 COUNT-I的过程， 包括以 下步骤：
步骤一： SRNS重定位成功后， UE发送第一条上行消息时， 使用的上 行 SN=0+1=1 , 上行 HFN=1。 步骤二： TRNC收到消息时， TRNC的下行 SN=1 ,下行 HFN=0, TRNC 发现上行消息的 SN等于 UE的上行 SN, 丟弃该消息， 不更新 TRNC的 COUNT-L
步骤三： UE发送 SRB3的下一条上行消息， 使用的上行 SN=1+1=2, 上行 HFN=1。
步骤四： TRNC收到消息时 , TRNC的上行 SN=1 , 上行 HFN=0 , 此时， TRNC无法识别出 UE的 SN已经翻转， 继续使用 HFN=0, 由于 COUNT-I 不一致， 完整性保护失败， 丟弃该消息。
此后，重复执行步骤三和四， UE和 SRNC维护的 SRB3的上行 COUNT-I 始终无法再同步。
对于存在上行或下行完整性保护激活时间的情况， 3GPP 25.331协议要 求提供给 TRNC的上行或下行的 SN为上行或下行激活时间 - 1 , HFN使用 相应的值。 这种情况同样存在 SRB3或 SRB4的 COUNT-I同步失败情况。 发明内容
有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种重定位中 SRB3 和 SRB4 的 COUNT-I 同步的方法及系统， 能解决现有技术中在构造 SRNS RELOCATION INFO后且在 SRNS重定位成功前，当 SRB3或 SRB4传输的 上行或下行消息超过 14条， 或者， 偏移值的取值超过 14时， 造成 SRNS 重定位成功后， 由于 COUNT-I不一致而导致完整性保护失败的问题。
为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种重定位中 SRB3和 SRB4的 COUNT-I同步的方法， 该方法包括：
TRNC收到硬切换完成消息后，获取最近配置的 Cr^ Latest configured CN domain )的初始（ START )值， 釆用所述 START值更新 SRB3和 SRB4 的上行和下行 HFN的 N位最高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零；
UE确认所述 TRNC收到硬切换完成消息后，釆用所述 Latest configured CN domain的 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN的 N位最 高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零。
上述方案中， 该方法进一步包括：
需要进行 SRNS重定位时， SRNC构造 SRNS RELOCATION INFO, 并 通过 CN转发给所述 TRNC„
上述方案中， 在需要进行 SRNS重定位前， 该方法进一步包括： 所述 UE与所述 SRNC建立 RRC连接；
所述 UE向所述 CN发送初始直传消息， 与所述 CN建立信令连接； 所述 CN向所述 SRNC发送安全模式命令， 进行安全模式建立过程。 上述方案中， 所述 CN向所述 SRNC发送安全模式命令， 进行安全模 式启动过程， 为：
所述 CN向所述 SRNC发送无线接入网络应用部分（RANAP, Radio Access Network Application Part ) 消息安全模式命令；
所述 SRNC收到命令后， 向所述 UE发送包含 CN域和所有 SRB的下 行完整性保护激活时间的 RRC消息安全模式命令；
所述 UE收到命令后， 向所述 SRNC返回包含所有 SRB的上行完整性 保护激活时间的 RRC消息安全模式完成响应；
所述 SRNC收到响应后 ,向所述 CN返回 RANAP消息安全模式完成响 应。
上述方案中， 在 TRNC收到硬切换完成消息前， 该方法进一步包括： 所述 TRNC 收到重定位请求后， 分配无线资源， 并根据 SRNS
RELOCATION INFO初始化每个 SRB的 COUNT-I及 Latest configured CN domain; 求应答；
所述 CN收到应答后， 向所述 SRNC发送包含 TRNC构造的硬切换消 息的重定位命令；
所述 SRNC收到命令后， 将命令中的硬切换消息发给所述 UE;
所述 UE收到硬切换消息后， 计算每个 CN域的 START值， 并将计算 的每个 CN域的 START值填入硬切换完成消息中的上行计数器同步信息， 之后向所述 TRNC发送硬切换完成消息。
上述方案中，所述 TRNC收到硬切换完成消息，为：所述 TRNC的 RLC 层收到硬切换完成消息的所有的数据协议数据单元（PDU )后， 组装出硬 切换完成消息， 并将硬切换完成消息发送给所述 TRNC的 RRC层；
所述 TRNC更新 HFN及 SN, 为： 所述 TRNC的 RRC层获取 Latest configured CN domain的 START值，釆用所述 START值更新 SRB3和 SRB4 的上行和下行 HFN的 N位最高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零；
所述 UE确认 TRNC收到硬切换完成消息， 为： 所述 TRNC的 RLC层 收到硬切换完成消息的每个数据 PDU后，向所述 UE的 RLC层发送相应的 状态 PDU; 所述 UE的 RLC层收到状态 PDU, 并在确认所述 TRNC收到 硬切换完成消息的所有的数据 PDU后，向所述 UE的 RRC层发送确认消息； 所述 UE更新 HFN及 SN, 为：
所述 UE的 RRC层釆用所述 Latest configured CN domain 的 START值 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN的 N位最高有效位， 其余比特置为 零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零。
上述方案中， 所述获取 Latest configured CN domain的 START值， 为： 从上行计数器同步信息中获取 SRNS RELOCATION INFO中的 Latest configured CN domain的 START值。
上述方案中， 该方法进一步包括：
更新完成后， 所述 TRNC向所述 CN回复完成重定位消息。
上述方案中， 当所述 UE确认所述 TRNC收到硬切换完成消息后， 且 自身的 SRB3和 SRB4有上行或下行完整性保护激活时间时，该方法进一步 包括：
所述 UE清除所述激活时间，并从发送或接收下一条消息开始，使用达 到所述激活时间后需要使用的完整性保护密钥。
本发明还提供了一种重定位中 SRB3和 SRB4的 COUNT-I同步的系统， 该系统包括： TRNC及 UE; 其中，
TRNC, 用于收到硬切换完成消息， 获取 Latest configured CN domain 的 START值， 釆用所述 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN 的 N位最高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零；
UE,用于确认 TRNC收到硬切换完成消息后，釆用所述 Latest configured CN domain 的 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN的 N位最 高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零。
上述方案中， 该系统进一步包括： SRNC及 CN;
所述 UE, 还用于与 SRNC建立 RRC连接， 并向 CN发送初始直传消 息， 与 CN建立信令连接； 并在收到 SRNC发送的包含 CN域和所有 SRB 的下行完整性保护激活时间的 RRC消息安全模式命令后， 向 SRNC返回包 含所有 SRB的上行完整性保护激活时间的 RRC消息安全模式完成响应； 所述 SRNC, 用于与 UE建立 RRC连接； 并在收到 CN发送的 RANAP 消息安全模式命令后， 向 UE发送包含 CN域和所有 SRB的下行完整性保 护激活时间的 RRC消息安全模式命令，在收到 UE发送的 RRC消息安全模 式完成响应后， 向 CN返回 RANAP消息安全模式完成响应；
所述 CN, 用于与 UE建立信令连接， 并向 SRNC发送 RANAP消息安 全模式命令， 并接收 SRNC返回的 RANAP消息安全模式完成响应。
上述方案中， 在 TRNC收到硬切换完成消息前， 所述 SRNC, 还用于 发起 SRNS重定位， 向 CN发送重定位请求， 并在收到 CN发送的重定位命 令后， 将命令中的硬切换消息转发给 UE;
所述 CN,还用于收到 TRNC发送的重定位请求后， 向 SRNC转发包含 SRNS RELOCATION INFO的重定位请求， 并在收到 TRNC发送的重定位 请求应答后， 向 SRNC发送包含 TRNC构造的硬切换消息的重定位命令； 所述 TRNC,还用于收到 CN发送的请求后，分配无线资源，根据 SRNS RELOCATION INFO初始化每个 SRB的 COUNT-I及 Latest configured CN domain, 向 CN发送包含 TRNC构造的硬切换消息的重定位请求应答， 并 接收 UE发送的硬切换完成消息；
所述 UE, 还用于收到 SRNC发送的硬切换消息后， 计算每个 CN域的 START值，并将计算的每个 CN域的 START值填入硬切换完成消息中的上 行计数器同步信息， 并向 TRNC发送硬切换完成消息。
上述方案中， 所述 UE, 还用于当确认 TRNC收到硬切换完成消息后， 且自身的 SRB3和 SRB4有上行或下行完整性保护激活时间时，清除所述激 活时间， 并从发送或接收下一条消息开始， 使用达到所述激活时间后需要 使用的完整性保护密钥。
本发明提供的重定位中 SRB3和 SRB4的 COUNT-I同步的方法及系统， TRNC收到硬切换完成消息后， 获取 Latest configured CN domain的 START 值， 釆用所述 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN的 N位最 高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零； UE釆用所述 Latest configured CN domain 的 START值更新 SRB3和 SRB4 的上行和下行 HFN的 N位最高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零， 如此， 能在 SRNS重定位成功后， 实现 UE 和 TRNC维护的 SRB3和 SRB4的 COUNT-I的同步， 进而能保证完整性保 护的成功。 附图说明
图 1为 COUNT-I的结构示意图；
图 2为本发明重定位中 SRB3和 SRB4的 COUNT-I同步的方法流程示 意图；
图 3为实施例 SRNS重定位中 SRB3和 SRB4的 COUNT-I同步的方法 流程示意图；
图 4为本发明重定位中 SRB3和 SRB4的 COUNT-I同步的系统结构示 意图。 具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
本发明重定位中 SRB3和 SRB4的 COUNT-I同步的方法，如图 2所示， 包括以下步骤：
步骤 201 : TRNC收到硬切换完成消息后， 获取 Latest configured CN domain的 START值， 釆用所述 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下 行 HFN的 N位最高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行 和下行 SN为零；
这里， 所述 TRNC收到硬切换完成消息， 具体为：
TRNC的 RLC层收到硬切换完成消息的所有的数据 PDU后，组装出硬 切换完成消息， 并将硬切换完成消息发送给 TRNC的 RRC层； 其中， RLC 层会依据每个数据 PDU 的序列号， 组装出硬切换完成消息， 3GPP协议 25.322中有组装消息的详细描述；
所述更新 HFN及 SN, 具体为：
TRNC的 RRC层获取 Latest configured CN domain的 START值， 釆用 所述 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN的 N位最高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零；
所述 Latest configured CN domain为 SRNS RELOCATION INFO中的
Latest configured CN domain;
所述获取 Latest configured CN domain的 START值， 具体为：
从上行计数器同步信息 ( Uplink counter synchronisation info ) 中获取
SRNS RELOCATION INFO中的 Latest configured CN domain的 START值； 所述 START值能反映出一组密钥（IK, CK )保护的数据量； N的取值 与 START值的比特相同； 举个例子来说 , START值的比特为 20 , 因此 N 的取值为 20;
所述 N位最高有效位就是指 HFN中的前 N比特；
在 TRNC收到硬切换完成消息前， 该方法进一步包括：
需要进行 SRNS重定位时， SRNC构造 SRNS RELOCATION INFO, 并 通过 CN转发给 TRNC;
其中， SRNC依据协议规定构造 SRNS RELOCATION INFO,所述 SRNS
RELOCATION INFO包括所有 SRB的 COUNT-I信息和 Latest configured CN domain;
TRNC根据所述 SRNS RELOCATION INFO, 进行 RRC的初始化。 步骤 202: UE确认 TRNC 收到硬切换完成消息后， 釆用所述 Latest configured CN domain 的 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN 的 N位最高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零； 这里， 所述 UE确认 TRNC收到硬切换完成消息， 具体为：
TRNC的 RLC层收到硬切换完成消息的每个数据 PDU后， 向 UE的 RLC层发送相应的状态 PDU; UE的 RLC层收到状态 PDU,并在确认 TRNC 收到硬切换完成消息的所有的数据 PDU后，向 UE的 RRC层发送确认消息； 其中， 所述状态 PDU, 用于确认收到相应的数据 PDU; UE的 RLC层 收到状态 PDU后，会依据自身的算法确认 TRNC已经收到硬切换完成消息 的所有的数据 PDU;
所述 UE更新 HFN及 SN, 具体为：
UE的 RRC层釆用所述 Latest configured CN domain 的 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN的 N位最高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零；
此时， 如果 UE的 SRB3和 SRB4有上行或下行完整性保护激活时间， 则清除所述激活时间， 并从发送或接收下一条消息开始， 使用达到所述激 活时间后应该使用的完整性保护密钥。
图 3为实施例 SRNS重定位中 SRB3和 SRB4的 COUNT-I同步的方法， 如图 3所示， 包括以下步骤：
步骤 301 : UE与 SRNC建立 RRC连接；
这里， 3GPP 25.331协议规定了 UE与 SRNC建立 RRC连接的具体过 程。
步骤 302: UE向 CN发送初始直传消息， 与 CN建立信令连接； 这里， 3GPP 25.331协议中规定了 UE与 CN建立信令连接的具体过程。 步骤 303: CN向 SRNC发送安全模式命令， 进行安全模式建立过程， 之后执行步骤 304;
具体地， 本步骤包括：
CN向 SRNC发送 RANAP消息安全模式命令（ security mode command ); SRNC收到命令后， 向 UE发送包含 CN domain和所有 SRB的下行完 整性保护激活时间的 RRC消息 security mode command;
UE收到命令后， 向 SRNC返回包含所有 SRB的上行完整性保护激活 时间的 RRC消息安全模式完成响应；
SRNC收到响应后， 向 CN返回 RANAP消息安全模式完成响应； 其中， 3GPP 33.102和 25.331协议中规定有安全模式建立过程的详细描 述；
所述 CN domain为 UE和 SRNC维护的 Latest configured CN domain。 步骤 304: SRNC发起 SRNS重定位， 向 CN发送重定位请求； 这里， 所述重定位请求包含 SRNS RELOCATION INFO; 其中， 完整性 保护相关信息包含每个 SRB的 COUNT-I; 在加密相关信息中会包括 Latest configured CN domain, 即： SRNS维护的 Latest configured CN domain。
步骤 305: CN收到请求后， 向 TRNC转发包含 SRNS RELOCATION INFO 的重定位请求， TRNC 收到请求后， 分配无线资源， 并根据 SRNS RELOCATION INFO初始化每个 SRB的 COUNT-I及 Latest configured CN domain, 之后执行步骤 306。
步骤 306: TRNC向 CN发送包含 TRNC构造的硬切换消息的重定位请 求应答；
这里， 所述硬切换消息可以是物理信道重配置、 无线承载建立、 无线 承载重配置、 无线承载释放、 传输信道重配置、 小区更新证实、 或全球地 面无线接入网络 ( UTRAN, Universal Terrestrial Radio Access Network )移 动性信息； 其中， 如果是无线承载重配置， 则包含新的 UTRAN无线网络 临时识别器（New U-RNTI ), 如果是其它类型的消息， 则包含下行计数器 同步信息 ( Downlink counter synchronisation info )。
步骤 307: CN收到应答后， 向 SRNC发送包含 TRNC构造的硬切换消 息的重定位命令。
步骤 308: SRNC收到命令后， 将命令中的硬切换消息转发给 UE; 步骤 309: UE收到硬切换消息后， 计算每个 CN域的 START值， 并将 计算的每个 CN域的 START值填入硬切换完成消息中的 Uplink counter synchronisation info , 之后向 TRNC发送硬切换完成消息；
这里， 一般 UE有两个 CN域， 一个是电路交换（CS, Circuit Switch ) 域， 用于移动终端的语音通话， 另一个是分组交换（PS , Packet Switch )域， 用于移动终端的上网；
UE会依据 3GPP 25.331协议的 8.5.9规定的算法， 计算每个 CN域的 START值；
所述向 TRNC发送硬切换完成消息， 具体为：
UE的 RLC层将硬切换完成消息分成多个数据 PDU, 并将所有的数据 PDU发送给 TRNC的 RLC层。
步骤 310: TRNC的 RLC层收到硬切换完成消息的每个数据 PDU后， 向 UE的 RLC层发送相应的状态 PDU, 将硬切换完成消息的所有的数据 PDU组装成硬切换完成消息， 并将硬切换完成消息发送给 TRNC的 RRC 层， TRNC的 RRC层收到消息并确定该消息的完整性保护成功后，从 Uplink counter synchronisation info中获取 SRNS RELOCATION INFO中的 Latest configured CN domain的 START值 , 釆用所述 Latest configured CN domain 的 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN的 20位最高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零；
这里， TRNC的 RRC层收到硬切换完成消息， 且该消息的完整性保护 成功， 则表明 SRNS重定位成功； 硬切换完成消息可以是物理信道重配置 完成、 无线承载建立完成、 无线承载重配置完成、 无线承载释放完成、 传 输信道重配置完成、 或 UTRAN移动性信息确认； TRNC在更新完成后， 向 CN回复完成重定位消息。
步骤 311 : UE的 RLC收到状态 PDU, 并在确认 TRNC收到硬切换完 成消息的所有的数据 PDU后， 向 UE的 RRC层发送确认消息， UE的 RRC 层收到确认消息后， 釆用所述 Latest configured CN domain 的 START值更 新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN的 20位最高有效位，其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零， 结束当前处理流程；
这里， UE的 RRC层收到确认消息后， 则表明 TRNC已经收到硬切换 完成消息；
如果 UE的 SRB3和 SRB4有上行或下行完整性保护激活时间， 则清除 所述激活时间， 并从发送或接收下一条消息开始， 使用达到所述激活时间 后应该使用的完整性保护密钥。
此时 , TRNC和 UE的 SRB3和 SRB4的 COUNT-I已经实现同步了。 基于上述方法， 本发明还提供了一种重定位中 SRB3 和 SRB4 的 COUNT-I同步的系统， 如图 4所示， 该系统包括： TRNC 41及 UE 42; 其 中，
TRNC 41 , 用于收到硬切换完成消息后， 获取 Latest configured CN domain的 START值， 釆用所述 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下 行 HFN的 N位最高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行 和下行 SN为零；
UE 42 , 用于确认 TRNC 收到硬切换完成消息后， 釆用所述 Latest configured CN domain 的 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN 的 N最高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN 为零。
其中， 该系统还可以进一步包括： SRNC 43及 CN 44;
所述 UE 42,还用于与 SRNC 43建立 RRC连接， 并向 CN 44发送初始 直传消息， 与 CN 44建立信令连接； 并在收到 SRNC 43发送的包含 CN domain和所有 SRB的下行完整性保护激活时间的 RRC消息 security mode command后， 向 SRNC 41返回包含所有 SRB的上行完整性保护激活时间 的 RRC消息安全模式完成响应；
所述 SRNC 43, 用于与 UE 42建立 RRC连接； 并在收到 CN 44发送的 RANAP消息 security mode command后， 向 UE 42发送包含 CN domain和 所有 SRB的下行完整性保护激活时间的 RRC消息 security mode command, 在收到 UE 42发送的 RRC消息安全模式完成响应后，向 CN 44返回 RANAP 消息安全模式完成响应；
所述 CN 44,用于与 UE 42建立信令连接，并向 SRNC 43发送 RANAP 消息 security mode command, 并接收 SRNC 43返回的 RANAP消息安全模 式完成口向应。
在收到硬切换完成消息前， 所述 SRNC 43, 还用于发起 SRNS重定位， 向 CN 44发送重定位请求， 并在收到 CN 44发送的重定位命令后， 将命令 中的硬切换消息转发给 UE 42;
所述 CN 44, 还用于收到 SRNC 43发送的重定位请求后， 向 TRNC 41 转发包含 SRNS RELOCATION INFO的重定位请求， 并在收到 TRNC 41发 送的重定位请求应答后，向 SRNC 43发送包含 TRNC 41构造的硬切换消息 的重定位命令；
所述 TRNC 41 , 还用于收到 CN 44发送的请求后， 分配无线资源， 根 据 SRNS RELOCATION INFO 初始化每个 SRB 的 COUNT-I 及 Latest configured CN domain,向 CN 44发送包含 TRNC 41构造的硬切换消息的重 定位请求应答， 并接收 UE 42发送的硬切换完成消息；
所述 UE 42,还用于收到 SRNC 43发送的硬切换消息后，计算每个 CN 域的 START值， 将计算的每个 CN域的 START值填入硬切换完成消息中 的 Uplink counter synchronisation info,并向 TRNC 41发送硬切换完成消息。 所述 TRNC 41 , 还用于更新完成后， 向 CN 44回复完成重定位消息； 所述 CN 44, 还用于接收 TRNC 41回复的完成重定位消息。
所述 UE 42, 还用于当确认 TRNC 41收到硬切换完成消息后， 且自身 的 SRB3和 SRB4有上行或下行完整性保护激活时间时，清除所述激活时间， 并从发送或接收下一条消息开始， 使用达到所述激活时间后应该使用的完 整性保护密钥。
以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保 护范围， 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进 等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书
1、 一种重定位中信令无线承载三（ SRB3 )和 SRB4的完整性保护计数 器（COUNT-I ) 同步的方法， 其特征在于， 该方法包括：
目标无线网络控制器 ( TRNC )收到硬切换完成消息后， 获取最近配置 的核心网域 ( Latest configured CN domain ) 的初始 （START )值， 釆用所 述 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行超帧号（ HFN )的 N位最高 有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行序列号（ SN ) 为零；
用户设备（ UE )确认所述 TRNC收到硬切换完成消息后，釆用所述 Latest configured CN domain的 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN 的 N位最高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 该方法进一步包括： 需要进行服务无线网络子系统 （SRNS ) 重定位时， 服务网络控制器 ( SRNC )构造 SRNS重定位信息 （ SRNS RELOCATION INFO ), 并通过 CN转发给所述 TRNC。
3、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 在需要进行 SRNS重定 位前， 该方法进一步包括：
所述 UE与所述 SRNC建立无线资源控制 （RRC )连接；
所述 UE向所述 CN发送初始直传消息， 与所述 CN建立信令连接； 所述 CN向所述 SRNC发送安全模式命令， 进行安全模式建立过程。
4、 根据权利要求 3所述的方法， 其特征在于， 所述 CN向所述 SRNC 发送安全模式命令， 进行安全模式启动过程， 为：
所述 CN向所述 SRNC发送无线接入网络应用部分（ RANAP ) 消息安 全模式命令； 所述 SRNC收到命令后， 向所述 UE发送包含 CN域和所有 SRB的下 行完整性保护激活时间的 RRC消息安全模式命令；
所述 UE收到命令后， 向所述 SRNC返回包含所有 SRB的上行完整性 保护激活时间的 RRC消息安全模式完成响应；
所述 SRNC收到响应后 ,向所述 CN返回 RANAP消息安全模式完成响 应。
5、 根据权利要求 2至 4任一项所述的方法， 其特征在于， 在 TRNC收 到硬切换完成消息前， 该方法进一步包括：
所述 TRNC 收到重定位请求后， 分配无线资源， 并根据 SRNS RELOCATION INFO初始化每个 SRB的 COUNT-I及 Latest configured CN domain; 求应答；
所述 CN收到应答后， 向所述 SRNC发送包含 TRNC构造的硬切换消 息的重定位命令；
所述 SRNC收到命令后， 将命令中的硬切换消息发给所述 UE;
所述 UE收到硬切换消息后， 计算每个 CN域的 START值， 并将计算 的每个 CN域的 START值填入硬切换完成消息中的上行计数器同步信息， 之后向所述 TRNC发送硬切换完成消息。
6、 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 所述 TRNC收到硬切换 完成消息， 为：
所述 TRNC的无线链路控制 （RLC )层收到硬切换完成消息的所有的 数据协议数据单元（ PDU )后， 组装出硬切换完成消息， 并将硬切换完成 消息发送给所述 TRNC的无线资源控制 （RRC )层；
所述 TRNC更新 HFN及 SN, 为： 所述 TRNC的 RRC层获取 Latest configured CN domain的 START值， 釆用所述 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN的 N位最高有 效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零；
所述 UE确认 TRNC收到硬切换完成消息， 为：
所述 TRNC的 RLC层收到硬切换完成消息的每个数据 PDU后， 向所 述 UE的 RLC层发送相应的状态 PDU; 所述 UE的 RLC层收到状态 PDU, 并在确认所述 TRNC收到硬切换完成消息的所有的数据 PDU后， 向所述 UE的 RRC层发送确认消息；
所述 UE更新 HFN及 SN, 为：
所述 UE的 RRC层釆用所述 Latest configured CN domain 的 START值 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN的 N位最高有效位， 其余比特置为 零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零。
7、根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，所述获取 Latest configured CN domain的 START值， 为：
从上行计数器同步信息中获取 SRNS RELOCATION INFO中的 Latest configured CN domain的 START值。
8、 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 该方法进一步包括： 更新完成后， 所述 TRNC向所述 CN回复完成重定位消息。
9、 根据权利要求 1至 4任一项所述的方法， 其特征在于， 当所述 UE 确认所述 TRNC收到硬切换完成消息后， 且自身的 SRB3和 SRB4有上行 或下行完整性保护激活时间时， 该方法进一步包括：
所述 UE清除所述激活时间，并从发送或接收下一条消息开始，使用达 到所述激活时间后需要使用的完整性保护密钥。
10、 一种重定位中 SRB3和 SRB4的 COUNT-I同步的系统， 其特征在 于， 该系统包括： TRNC及 UE; 其中， TRNC, 用于收到硬切换完成消息， 获取 Latest configured CN domain 的 START值， 釆用所述 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN 的 N位最高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零；
UE,用于确认 TRNC收到硬切换完成消息后，釆用所述 Latest configured CN domain 的 START值更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 HFN的 N位最 高有效位， 其余比特置为零， 更新 SRB3和 SRB4的上行和下行 SN为零。
11、 根据权利要求 10所述的系统， 其特征在于， 该系统进一步包括： SRNC及 CN;
所述 UE, 还用于与 SRNC建立 RRC连接， 并向 CN发送初始直传消 息， 与 CN建立信令连接； 并在收到 SRNC发送的包含 CN域和所有 SRB 的下行完整性保护激活时间的 RRC消息安全模式命令后， 向 SRNC返回包 含所有 SRB的上行完整性保护激活时间的 RRC消息安全模式完成响应； 所述 SRNC, 用于与 UE建立 RRC连接； 并在收到 CN发送的 RANAP 消息安全模式命令后， 向 UE发送包含 CN域和所有 SRB的下行完整性保 护激活时间的 RRC消息安全模式命令，在收到 UE发送的 RRC消息安全模 式完成响应后， 向 CN返回 RANAP消息安全模式完成响应；
所述 CN, 用于与 UE建立信令连接， 并向 SRNC发送 RANAP消息安 全模式命令， 并接收 SRNC返回的 RANAP消息安全模式完成响应。
12、 根据权利要求 11所述的系统， 其特征在于， 在 TRNC收到硬切换 完成消息前， 所述 SRNC, 还用于发起 SRNS重定位， 向 CN发送重定位请 求，并在收到 CN发送的重定位命令后，将命令中的硬切换消息转发给 UE; 所述 CN,还用于收到 TRNC发送的重定位请求后， 向 SRNC转发包含 SRNS RELOCATION INFO的重定位请求， 并在收到 TRNC发送的重定位 请求应答后， 向 SRNC发送包含 TRNC构造的硬切换消息的重定位命令； 所述 TRNC,还用于收到 CN发送的请求后，分配无线资源，根据 SRNS
RELOCATION INFO初始化每个 SRB的 COUNT-I及 Latest configured CN domain, 向 CN发送包含 TRNC构造的硬切换消息的重定位请求应答， 并 接收 UE发送的硬切换完成消息；
所述 UE, 还用于收到 SRNC发送的硬切换消息后， 计算每个 CN域的
START值，并将计算的每个 CN域的 START值填入硬切换完成消息中的上 行计数器同步信息， 并向 TRNC发送硬切换完成消息。
13、 根据权利要求 10、 11或 12所述的系统， 其特征在于，
所述 UE,还用于当确认 TRNC收到硬切换完成消息后，且自身的 SRB3 和 SRB4有上行或下行完整性保护激活时间时，清除所述激活时间，并从发 送或接收下一条消息开始， 使用达到所述激活时间后需要使用的完整性保 护密钥。
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