WO2014049909A1 - 無線アクセスネットワーク装置、移動通信システム、通信方法、およびプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体 - Google Patents

無線アクセスネットワーク装置、移動通信システム、通信方法、およびプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体 Download PDF

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mobile station
radio
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誠樹 中井
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/12—Detection or prevention of fraud
    • H04W12/125—Protection against power exhaustion attacks

Definitions

  • the present invention relates to a radio access network device, a mobile communication system, a communication method, and a non-transitory computer-readable medium storing a program.
  • DoS denial of service
  • countermeasures in the case of a DoS attack have begun to be studied even in wireless networks (Patent Document 1).
  • a mobile communication system of LTE Long Term Evolution
  • 3GPP Third Generation Partnership Project
  • UE User Equipment
  • UE eNB evolved (Node B)
  • Node B Node B
  • RRC Radio Resource Control
  • FIG. 8 is a sequence diagram of an RRC message transmitted / received between the UE 100 and the eNB 200 when establishing a radio control connection.
  • the UE 100 transmits an RRC Connection Request message that is a radio control connection request signal to the eNB 200 (S100).
  • the eNB 200 transmits an RRC Connection Setup message, which is a radio control connection setting signal, to the UE 100 (S101).
  • UE100 which received this transmits the RRC Connection Setup Complete message which is a radio control connection setting completion signal (S102).
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • RRC Radio Resource Control
  • Protocol specification [3GPP TS36.331 V10.4.0]
  • the eNB 200 needs to allocate a storage area for storing context information (UE Context), which is information necessary for communicating with the UE 100, to the memory.
  • UE Context context information
  • the malicious UE 120 transmits the RRC Connection Request (S200, S203), but does not respond to the RRC Connection Setup (S202, S205) transmitted from the eNB 200, thereby normalizing the sequence.
  • a DoS attack is repeated in which operations that are not completed are repeated one after another.
  • UE Context storage areas in the eNB 200 are allocated one after another (S201, S204), and eventually the UE Context storage area is depleted (S206). For this reason, even if normal UE110 transmits RRC Connection Request (S207), eNB200 cannot allocate UE Context preservation
  • an object of the present invention is to provide a wireless access network device, a mobile communication system, a communication method, and a non-transitory computer-readable medium storing a program that are not easily affected by such a DoS attack.
  • a radio access network device comprises: First receiving means for receiving a radio control connection setting request signal transmitted by a mobile station establishing a radio control connection; First transmission means for transmitting a radio control connection setting signal to the mobile station that has transmitted the radio control connection setting request signal; Second receiving means for receiving a radio control connection setting completion signal transmitted by the mobile station that has received the radio control connection setting signal; An allocation means for allocating a storage area in a memory for storing context information necessary for communication with the mobile station when the radio control connection setting completion signal is received; Is provided.
  • the communication method comprises: Receive a radio control connection setting request signal transmitted by a mobile station that establishes a radio control connection with a radio access network device, Transmitting a radio control connection setting signal to the mobile station that has transmitted the radio control connection setting request signal, The mobile station that has received the radio control connection setting signal has transmitted a radio control connection setting completion signal, When the wireless control connection setting completion signal is received, a storage area for storing context information necessary for communication with the mobile station is allocated to the memory. Is.
  • a non-transitory computer readable medium storing a program according to the present invention includes: Processing for receiving a radio control connection setting request signal transmitted by the mobile station; A process of transmitting a radio control connection setting signal to the mobile station that has transmitted the radio control connection setting request signal; A process of receiving a radio control connection setting completion signal transmitted by the mobile station that has received the radio control connection setting signal; When receiving the radio control connection setting completion signal, a process of allocating a memory area for storing context information necessary for communication with the mobile station to a memory; Stores a program for causing a computer to execute the program.
  • a mobile communication system comprises: A mobile communication system comprising: a mobile station; and a radio access network device that establishes a radio control connection between the mobile station,
  • the radio access network device is: First receiving means for receiving a radio control connection setting request signal transmitted by the mobile station; First transmission means for transmitting a radio control connection setting signal to the mobile station that has transmitted the radio control connection setting request signal; Second receiving means for receiving a radio control connection setting completion signal transmitted by the mobile station that has received the radio control connection setting signal; An allocation means for allocating a storage area in a memory for storing context information necessary for communication with the mobile station when the wireless control connection setting completion signal is received;
  • the mobile station Second transmission means for transmitting the radio control connection setting request signal to the radio access network device; Third receiving means for receiving the radio control connection setting signal from the radio access network device; Third transmission means for transmitting the radio control connection setting completion signal to the radio access network device; Is provided.
  • the communication method comprises: A communication method by a mobile communication system having a mobile station and a radio access network device that establishes a radio control connection between the mobile station,
  • the mobile station transmits a radio control connection setting request signal to the radio access network device
  • the radio access network device transmits a radio control connection setting signal to the mobile station that has transmitted the radio control connection setting request signal
  • the mobile station that has received the radio control connection setting signal transmits a radio control connection setting completion signal to the radio access network device
  • the radio access network apparatus that has received the radio control connection setting completion signal allocates a memory area for storing context information necessary for communication with the mobile station in a memory, Communication method.
  • the radio access network apparatus runs out of memory even when a malicious mobile station sends a large amount of radio control connection request signals and performs a DoS attack that does not complete the radio control connection setting sequence normally. Thus, a normal mobile station does not become unable to communicate. Therefore, it is possible to provide a wireless access network device, a mobile communication system, a communication method, and a non-transitory computer-readable medium storing a program that are not easily affected by a DoS attack.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration according to the first embodiment.
  • the mobile communication system according to the first embodiment includes a mobile station 10 and a radio access network device 20 that establishes a radio control connection between the mobile station 10.
  • the mobile station 10 includes a second transmitter 11 that transmits a radio control connection request signal to the radio access network device 20, a third receiver 12 that receives a radio control connection setting signal from the radio access network device 20, and A third transmitter 13 is provided that transmits a radio control connection setting completion signal to the radio access network device 20.
  • the radio access network device 20 includes a first receiver 21 that receives a radio control connection request signal from the mobile station 10, a first transmitter 22 that transmits a radio control connection setting signal to the mobile station 10, and the mobile station 10. A second receiving unit 23 for receiving a wireless control connection setting completion signal from the first receiving unit 23. Also, the radio access network device 20 allocates to the memory 24 and a storage area for storing context information necessary for communication with the mobile station 10 when the radio control connection setting completion signal is received from the mobile station 10. An allocation unit 25 is provided.
  • FIG. 2 is a sequence diagram illustrating an example of an operation according to the first embodiment.
  • the operations of the mobile station 10 and the radio access network apparatus 20 will be described with reference to FIG.
  • the mobile station 10 transmits a radio control connection request signal to the radio access network device 20 (S20).
  • the radio access network device 20 that has received the radio control connection request signal transmits a radio control connection setting signal to the mobile station 10 (S21).
  • the mobile station 10 that has received the radio control connection setting signal transmits a radio control connection setting completion signal to the radio access network device 20 (S22).
  • the radio access network device 20 that has received the radio control connection setting completion signal determines that the mobile station 10 is not a malicious mobile station because the operation of S22 has been performed normally, and is necessary for communication with the mobile station 10.
  • a storage area for storing the context information is allocated to the memory 24 (S23).
  • the radio access network apparatus After receiving the radio control connection setting completion signal, the radio access network apparatus according to the present embodiment allocates an area for storing context information necessary for communication with the mobile station to the memory. Therefore, even if a malicious mobile station sends a large amount of radio control connection request signals and performs a DoS attack that does not complete the radio control connection setting sequence normally, the memory is exhausted and the normal mobile station communicates. It will not be impossible.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the eNB 200 according to the second embodiment.
  • the eNB 200 includes a signal reception unit 210, a call control unit 220, a signal transmission unit 230, and a memory 240.
  • the signal receiving unit 210 receives a message format control signal from the UE 100 or the core network 300.
  • the signal transmission unit 230 transmits a message format control signal to the UE 100 or the core network 300.
  • the call control unit 220 can perform various types of call control processing required by the eNB 200 based on the control signal received by the signal reception unit 210, and the signal transmission unit 230 can transmit an appropriate control signal based on the processing. To control. When the call control unit 220 performs a call control operation, the call control unit 220 accesses various types of information stored in the memory 240.
  • the memory 240 includes a UE Context storage area 241 and UE Context management information 242.
  • the UE Context storage area 241 is an area for storing the UE Context, which is information necessary for communication with the UE 100, for each UE, and is an area for a plurality of UEs according to the cell radius or the like (N in FIG. 4). ) Exists. Examples of information elements for each UE stored in the UE Context storage area 241 include the UE number, call state, radio section resources assigned to the UE (hereinafter referred to as UL individual resources), and transmission / reception in the past. Can give information. The size of the area for one UE in the UE Context storage area 241 is, for example, about 50 kilobytes.
  • UE Context management information 242 is information for managing the usage state of the UE Context storage area 241. Since the UE Context is information necessary for communication with the UE, when the eNB 200 receives a call from the UE, the eNB 200 allocates an area for the UE to the UE Context storage area 241 using the UE Context management information 242, and performs communication. The block management is performed so that the area is not released until the process is completed.
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an example of an operation according to the second embodiment.
  • the operations of the UE 100 and the eNB 200 will be described with reference to FIG.
  • the UE 100 transmits an RRC Connection Request message that is a radio control connection request signal to the eNB 200. Details of RRC Connection Request are described in Non-Patent Document 1.
  • the RRC Connection Request includes an InitialUE-Identity that is identification information of a mobile station and an information element of Establishment Cause that is information of a connection setting factor.
  • the eNB 200 transmits an RRC Connection Setup message that is a radio control connection setting signal to the UE 100. Details of RRC Connection Setup are described in Non-Patent Document 1.
  • the UE Context storage area is not allocated on the memory between S301 and S302.
  • InitialUE-Identity and EstablishmentCause information elements are information elements necessary for communication between the eNB 200 and the core network node. Therefore, normally, after S301, the eNB 200 desirably allocates a UE Context storage area in which these information elements can be stored on the memory.
  • the UL individual resource that needs to be notified to the UE by the RRC Connection Setup message is determined after S301 and stored in the UL Context storage area.
  • the UE Context storage area is not allocated on the memory between S301 and S302 in order to protect against DoS attacks. Therefore, in the invention according to the present embodiment, the eNB 200 transmits an RRC Connection Setup message that does not set a UL individual resource.
  • the UE 100 transmits an RRC Connection Setup Complete message that is a radio control connection setting completion signal to the eNB 200. Details of RRC Connection Setup Complete are described in Non-Patent Document 1. In the invention according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, it is proposed to add InitialUE-Identity and EstablishmentCause that are not described in Non-Patent Document 1 to the information element of RRC Connection Setup Complete. As described above, in S302, the eNB 200 transmits an RRC Connection Setup message that does not set the UL individual resource in the UE 100. Therefore, in S303, UE100 transmits RRC Connection Setup Complete using Randam Access procedure to eNB200.
  • the eNB 200 determines that the UE 100 is not a malicious user performing a DoS attack at this time, and refers to the UE Context management information 242, and allocates an area for the UE to the UE Context storage area 241. In addition, after the allocation, the UE context management information 242 is updated.
  • the eNB 200 transmits a Security Mode Command message to the UE 100.
  • the eNB 200 transmits an RRC Connection Reconfiguration message to the UE 100. Since these operations are well known to those skilled in the art, a description thereof will be omitted.
  • the eNB after receiving the RRC Connection Setup Complete, the eNB according to the second embodiment allocates an area for storing the UE Context to the memory. By doing so, the eNB can perform a call control operation without depleting the UE Context storage area even when a malicious UE receives a DoS attack that does not respond to the RRC Connection Setup while transmitting a large number of RRC Connection Requests. And other services can be continued.
  • the present invention is applied to the LTE mobile communication system shown in FIG. 3, but the present invention may be applied to a 3G (Third Generation) mobile communication system.
  • 3G Third Generation
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a 3G mobile communication system defined by 3GPP.
  • the 3G mobile communication system includes a UE 100, an NB (Node B) 400, an RNC (Radio Network Controller) 500, and a core network 300.
  • NB Node B
  • RNC Radio Network Controller
  • the present invention has been described as a hardware configuration, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also realize each process in the radio access network device 20 by causing a CPU (Central Processing Unit) to execute a computer program.
  • the above-described program can be stored using various types of non-transitory computer readable media and supplied to a computer.
  • Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media.
  • non-transitory computer-readable media examples include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical disks), CD-ROM (Read Only Memory) CD-R, CD -R / W, including semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory)).
  • the program may be supplied to the computer by various types of temporary computer readable media. Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves.
  • the temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

無線アクセスネットワーク装置、移動通信システム、通信方法、およびプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体
　本発明は、無線アクセスネットワーク装置、移動通信システム、通信方法、およびプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。
　インターネットなどの有線ネットワークでは、サービス拒否（ＤｏＳ：Denial of Service）攻撃と呼ばれる悪意のある攻撃がされていることが知られている。ＤｏＳ攻撃の中には、ネットワーク上のトラフィックを増大させ、通信を処理している回線やサーバの処理能力（リソース）を占有することにより、システムを使用困難あるいはダウンさせようとする攻撃がある。近年では、無線ネットワークにおいても、ＤｏＳ攻撃がされた場合の対策が検討され始めている（特許文献１）。
　ところで、図３に示すように、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）で規定されるＬＴＥ（Long Term Evolution）の移動通信システムは、移動局（ＵＥ：User Equipment）、無線アクセスネットワーク装置である基地局（ｅＮＢ：evolved Node B）、およびコアネットワークから構成される。ＵＥ１００とｅＮＢ２００との間では、呼接続の際、Ｌ３（Layer 3）のプロトコルであるＲＲＣ（Radio Resource Control）を用いて無線制御コネクションが確立される（非特許文献１）。
　図８は、無線制御コネクションを確立する際に、ＵＥ１００とｅＮＢ２００との間で送受信されるＲＲＣメッセージのシーケンス図である。まず、ＵＥ１００がｅＮＢ２００に対して、無線制御コネクション要求信号であるＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送信する(Ｓ１００)。これを受信したｅＮＢ２００はＵＥ１００に対して、無線制御コネクション設定信号であるＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐメッセージを送信する（Ｓ１０１）。これを受信したＵＥ１００は、無線制御コネクション設定完了信号であるＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐ　Ｃｏｍｐｌｅｔｅメッセージを送信する（Ｓ１０２）。
特表２００８－５３７３８５号公報
Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification[3GPP TS36.331 V10.4.0]
　上述の背景技術には次のような問題がある。図８に示したシーケンスにおいて無線制御コネクションを確立する際、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００と通信するために必要な情報であるコンテキスト情報（ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ）を保存するための記憶エリアをメモリに割り当てる必要がある。
　ここで、図９に示すように、悪意のＵＥ１２０がＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔを送信するが（Ｓ２００、Ｓ２０３）、ｅＮＢ２００から送信されたＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐ（Ｓ２０２、Ｓ２０５）へは応答しないことにより、シーケンスを正常に完了させない動作を次々に繰り返すＤｏＳ攻撃がされた場合を想定する。この場合、ｅＮＢ２００でのＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリアが次々に割り当てられ（Ｓ２０１、Ｓ２０４）、最終的にはＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリアが枯渇する（Ｓ２０６）。このため、通常のＵＥ１１０がＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔを送信しても（Ｓ２０７）、ｅＮＢ２００はＵＥ１１０のためのＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリアを割り当てることができず（Ｓ２０８）、ＵＥ１１０が正常に通信できない問題が生じる。
　そこで、本発明の目的は、このようなＤｏＳ攻撃の影響を受けにくい無線アクセスネットワーク装置、移動通信システム、通信方法、およびプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することにある。
　本発明による無線アクセスネットワーク装置は、
　無線制御コネクションを確立する移動局が送信した無線制御コネクション設定要求信号を受信する第１の受信手段と、
　前記無線制御コネクション設定要求信号を送信した前記移動局に、無線制御コネクション設定信号を送信する第１の送信手段と、
　前記無線制御コネクション設定信号を受信した前記移動局が送信した、無線制御コネクション設定完了信号を受信する第２の受信手段と、
　前記無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための記憶エリアをメモリに割り当てる割当手段と、
　を備える。
　本発明による通信方法は、
　無線アクセスネットワーク装置との間で無線制御コネクションを確立する移動局が送信した無線制御コネクション設定要求信号を受信し、
　前記無線制御コネクション設定要求信号を送信した前記移動局に、無線制御コネクション設定信号を送信し、
　前記無線制御コネクション設定信号を受信した前記移動局が送信した、無線制御コネクション設定完了信号を受信し、
　前記無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための記憶エリアをメモリに割り当てる、
　ものである。
　本発明によるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体は、
　移動局が送信した無線制御コネクション設定要求信号を受信する処理と、
　前記無線制御コネクション設定要求信号を送信した前記移動局に、無線制御コネクション設定信号を送信する処理と、
　前記無線制御コネクション設定信号を受信した前記移動局が送信した、無線制御コネクション設定完了信号を受信する処理と、
　前記無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための記憶エリアをメモリに割り当てる処理と、
　をコンピュータに実行させるプログラムが格納されたものである。
　本発明による移動通信システムは、
　移動局と、前記移動局との間で無線制御コネクションを確立する無線アクセスネットワーク装置と、を有する移動通信システムであって、
　前記無線アクセスネットワーク装置は、
　前記移動局が送信した無線制御コネクション設定要求信号を受信する第１の受信手段と、
　前記無線制御コネクション設定要求信号を送信した前記移動局に、無線制御コネクション設定信号を送信する第１の送信手段と、
　前記無線制御コネクション設定信号を受信した前記移動局が送信した、無線制御コネクション設定完了信号を受信する第２の受信手段と、
　前記無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための記憶エリアをメモリに割り当てる割当手段と、を備え、
　前記移動局は、
　前記無線アクセスネットワーク装置に、前記無線制御コネクション設定要求信号を送信する第２の送信手段と、
　前記無線アクセスネットワーク装置から、前記無線制御コネクション設定信号を受信する第３の受信手段と、
　前記無線アクセスネットワーク装置に、前記無線制御コネクション設定完了信号を送信する第３の送信手段と、
　を備える。
　本発明による通信方法は、
　移動局と、前記移動局との間で無線制御コネクションを確立する無線アクセスネットワーク装置と、を有する移動通信システムによる通信方法であって、
　前記移動局が、前記無線アクセスネットワーク装置に、無線制御コネクション設定要求信号を送信し、
　前記無線アクセスネットワーク装置が、前記無線制御コネクション設定要求信号を送信した前記移動局に、無線制御コネクション設定信号を送信し、
　前記無線制御コネクション設定信号を受信した前記移動局が、前記無線アクセスネットワーク装置に、無線制御コネクション設定完了信号を送信し、
　前記無線制御コネクション設定完了信号を受信した前記無線アクセスネットワーク装置が、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための記憶エリアをメモリに割り当てる、
　通信方法。
　本発明にかかる無線アクセスネットワーク装置は、悪意の移動局が無線制御コネクション要求信号を大量に送信して無線制御コネクションの設定シーケンスを正常に完了させないＤｏＳ攻撃をした場合であっても、メモリが枯渇して通常の移動局が通信できなくなることはない。したがって、ＤｏＳ攻撃の影響を受けにくい無線アクセスネットワーク装置、移動通信システム、通信方法、およびプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することができる。
第１の実施形態による構成を示した図である。 第１の実施形態による動作を示したシーケンス図である。 ３ＧＰＰで規定されるＬＴＥの移動通信システムの構成を示す図である。 第２の実施形態による構成を示した図である。 第２の実施形態による動作を示したシーケンス図である。 第２の実施形態でＵＥがｅＮＢに送信する情報を示す図である。 ３ＧＰＰで規定される３Ｇの移動通信システムの構成を示す図である。 無線制御コネクションを確立する際のメッセージシーケンス図である。 ＤｏＳ攻撃が実行される場合のシーケンス図である。
　以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
　（第１の実施形態）
　［構成］
　図１は、第１の実施形態による構成の一例を示した図である。第１の実施形態による移動通信システムは、移動局１０と、移動局１０との間で無線制御コネクションを確立する無線アクセスネットワーク装置２０から構成される。
　移動局１０は、無線アクセスネットワーク装置２０に対して無線制御コネクション要求信号を送信する第２の送信部１１、無線アクセスネットワーク装置２０から無線制御コネクション設定信号を受信する第３の受信部１２、および無線アクセスネットワーク装置２０に対して無線制御コネクション設定完了信号を送信する第３の送信部１３を備える。
　無線アクセスネットワーク装置２０は、移動局１０から無線制御コネクション要求信号を受信する第１の受信部２１、移動局１０に対して無線制御コネクション設定信号を送信する第１の送信部２２、移動局１０から無線制御コネクション設定完了信号を受信する第２の受信部２３を備える。また、無線アクセスネットワーク装置２０は、メモリ２４、および移動局１０から無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき移動局１０との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための記憶エリアをメモリ２４に割り当てる割当部２５を備える。
　［動作］
　図２は、第１の実施形態による動作の一例を示すシーケンス図である。以下、図２を参照しながら、移動局１０および無線アクセスネットワーク装置２０の動作を説明する。
　まず、移動局１０は、無線アクセスネットワーク装置２０に対して、無線制御コネクション要求信号を送信する（Ｓ２０）。
　次に、無線制御コネクション要求信号を受信した無線アクセスネットワーク装置２０は、移動局１０に対して、無線制御コネクション設定信号を送信する(Ｓ２１)。
　続いて、無線制御コネクション設定信号を受信した移動局１０は、無線アクセスネットワーク装置２０に対して、無線制御コネクション設定完了信号を送信する（Ｓ２２）。
　さらに、無線制御コネクション設定完了信号を受信した無線アクセスネットワーク装置２０は、Ｓ２２の動作が正常に行われたため移動局１０は悪意の移動局ではないと判断し、移動局１０との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための記憶エリアをメモリ２４に割り当てる（Ｓ２３）。
　［効果］
　上記の通り、本実施形態にかかる無線アクセスネットワーク装置は、無線制御コネクション設定完了信号を受信した後に、移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するためのエリアをメモリに割り当てる。そのため、悪意の移動局が無線制御コネクション要求信号を大量に送信して無線制御コネクションの設定シーケンスを正常に完了させないＤｏＳ攻撃をした場合であっても、メモリが枯渇して通常の移動局が通信できなくなることはない。
　（第２の実施形態）
　［構成］
　第２の実施形態は、第１の実施形態にかかる発明を、図３に示すＬＴＥの無線通信システムに適用した実施形態である。図３を参照すると、第２の実施形態による移動通信システムは、ＵＥ１００、ｅＮＢ２００、およびコアネットワーク３００を有する。以下、本発明の主要な構成要素であるｅＮＢ２００の構成の詳細について図を参照しながら説明する。
　図４は、第２の実施形態にかかるｅＮＢ２００の構成の一例を示す図である。ｅＮＢ２００は、信号受信部２１０、呼制御部２２０、信号送信部２３０、およびメモリ２４０を備える。
　信号受信部２１０は、ＵＥ１００またはコアネットワーク３００から、メッセージ形式の制御信号を受信する。
　信号送信部２３０は、ＵＥ１００またはコアネットワーク３００に対して、メッセージ形式の制御信号を送信する。
　呼制御部２２０は、信号受信部２１０が受信した制御信号に基づいて、ｅＮＢ２００が必要とする各種の呼制御の処理をし、当該処理に基づいた適切な制御信号を信号送信部２３０が送信できるように制御する。呼制御部２２０が、呼制御の動作をする際には、メモリ２４０に保存された各種の情報にアクセスする。
　メモリ２４０は、ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１、ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ管理情報２４２を含む。
　ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１は、ＵＥ１００との通信に必要な情報であるＵＥ　ＣｏｎｔｅｘｔをＵＥ毎に保存するためのエリアであって、セル半径等に応じて複数のＵＥ分のエリア（図４ではＮ個）が存在する。このＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１に保存されるＵＥ毎の情報要素の例としては、ＵＥの番号、呼状態、ＵＥへアサインする無線区間のリソース（以下、ＵＬ個別リソースと呼ぶ）、および過去に送受信した情報を挙げることができる。ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１における１ＵＥ分のエリアのサイズは、例えば５０キロバイト程度である。
　ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ管理情報２４２は、ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１の使用状態を管理するための情報である。ＵＥ　ＣｏｎｔｅｘｔはＵＥとの通信に必要な情報であるため、ｅＮＢ２００は、ＵＥから発信を受け付けたとき、ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ管理情報２４２を用いて、ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１に当該ＵＥ用のエリアを割り当て、通信が終了するまで当該エリアを解放しないという、閉塞管理を行う。
　［動作］
　図５は、第２の実施形態による動作の一例を示すシーケンス図である。以下、図５を参照しながら、ＵＥ１００およびｅＮＢ２００の動作を説明する。
　Ｓ３０１において、ＵＥ１００はｅＮＢ２００に対して、無線制御コネクション要求信号であるＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送信する。ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔの詳細は、非特許文献１に記載されている。なお、非特許文献１によると、ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔには、移動局の識別情報であるＩｎｉｔｉａｌＵＥ－Ｉｄｅｎｔｉｔｙと、コネクション設定要因の情報であるＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＣａｕｓｅの情報要素が含まれている。
　Ｓ３０２において、ｅＮＢ２００はＵＥ１００に対して無線制御コネクション設定信号であるＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐメッセージを送信する。ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐの詳細は、非特許文献１に記載されている。
　このように、本実施形態にかかる発明では、Ｓ３０１とＳ３０２との間で、ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリアをメモリ上に割り当てることをしない。ＩｎｉｔｉａｌＵＥ－ＩｄｅｎｔｉｔｙとＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＣａｕｓｅの情報要素は、ｅＮＢ２００とコアネットワークのノードとの通信に必要となる情報要素である。したがって、本来であれば、Ｓ３０１の後、ｅＮＢ２００はこれらの情報要素を格納することができるＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリアをメモリ上に割り当てるのが望ましい。また、ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ＳｅｔｕｐメッセージにてＵＥに通知する必要があるＵＬ個別リソースをＳ３０１の後に決定し、ＵＬ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリアに保存しておくのが望ましい。しかしながら、本実施形態にかかる発明では、ＤｏＳ攻撃に対する防御のため、Ｓ３０１とＳ３０２との間でＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリアをメモリ上に割り当てない。したがって本実施形態にかかる発明では、ｅＮＢ２００は、ＵＬ個別リソースを設定しないＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐメッセージを送信する。
　Ｓ３０３において、ＵＥ１００はｅＮＢ２００に対して無線制御コネクション設定完了信号であるＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐ　Ｃｏｍｐｌｅｔｅメッセージを送信する。ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐ　Ｃｏｍｐｌｅｔｅの詳細は、非特許文献１に記載されている。本実施形態に係る発明では、図６に示すように、ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐ　Ｃｏｍｐｌｅｔｅの情報要素に、非特許文献１には記載されていないＩｎｉｔｉａｌＵＥ－ＩｄｅｎｔｉｔｙとＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＣａｕｓｅを追加することを提案する。なお、上述の通り、Ｓ３０２においてｅＮＢ２００はＵＥ１００にＵＬ個別リソースを設定しないＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐメッセージを送信した。そのため、Ｓ３０３において、ＵＥ１００はｅＮＢ２００にＲａｎｄａｍ　Ａｃｃｅｓｓ手順を用いたＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐ　Ｃｏｍｐｌｅｔｅを送信する。
　Ｓ３０４において、ｅＮＢ２００は、この時点でＵＥ１００はＤｏＳ攻撃をする悪意のユーザではないと判断し、ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ管理情報２４２を参照してＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア２４１に当該ＵＥ用のエリアを割り当てる。また、割り当てた後、ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ管理情報２４２を更新する。
　Ｓ３０５において、ｅＮＢ２００はＵＥ１００に対してＳｅｃｕｒｉｔｙ　Ｍｏｄｅ　Ｃｏｍｍａｎｄメッセージを送信する。また、Ｓ３０６において、ｅＮＢ２００はＵＥ１００に対してＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを送信する。これらの動作については当業者によく知られているため説明を省略する。
　［効果］
　上記の通り、第２の実施形態にかかるｅＮＢは、ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐ　Ｃｏｍｐｌｅｔｅ受信後に、ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔを保存するためのエリアをメモリに割り当てる。こうすることにより、ｅＮＢは、悪意あるＵＥがＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔを大量に送信しつつＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐには応答しないＤｏＳ攻撃を受けた場合でも、ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔの保存エリアが枯渇することなく、呼制御動作をはじめとするサービスを継続することができる。
　以上、本発明を、好適な実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
　例えば、第２の実施形態では、図３に示したＬＴＥの移動通信システムについて本発明を適用したが、３Ｇ（Third Generation）の移動通信システムに本発明を適用してもよい。
　図７は３ＧＰＰで規定される３Ｇの移動通信システムの構成を示す図である。３Ｇの移動通信システムは、ＵＥ１００、ＮＢ（Node B）４００、ＲＮＣ（Radio Network Controller）５００、およびコアネットワーク３００とから構成される。このように、３Ｇの移動通信システムに本発明を適用する場合の構成および動作は、第２の実施形態における図４および図５において、ｅＮＢ２００をＲＮＣ５００に置き換えることにより説明することができる。
　上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、無線アクセスネットワーク装置２０における各処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。　また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
　この出願は、２０１２年９月２８日に出願された日本出願特願２０１２－２１５３５３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１０　　移動局
　１１　　第２の送信部
　１２　　第３の受信部
　１３　　第３の送信部
　２０　　無線アクセスネットワーク装置
　２１　　第１の受信部
　２２　　第１の送信部
　２３　　第２の受信部
　２４　　メモリ
　２５　　割当部
　１００　　ＵＥ
　１１０　　通常のＵＥ
　１２０　　悪意のＵＥ
　２００　　ｅＮＢ
　２１０　　信号受信部
　２２０　　呼制御部
　２３０　　信号送信部
　２４０　　メモリ
　２４１　　ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ保存エリア
　２４２　　ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ管理情報
　３００　　コアネットワーク
　４００　　ＮＢ
　５００　　ＲＮＣ

Claims (9)

  1. 　無線制御コネクションを確立する移動局が送信した無線制御コネクション設定要求信号を受信する第１の受信手段と、
    　前記無線制御コネクション設定要求信号を送信した前記移動局に、無線制御コネクション設定信号を送信する第１の送信手段と、
    　前記無線制御コネクション設定信号を受信した前記移動局が送信した、無線制御コネクション設定完了信号を受信する第２の受信手段と、
    　前記無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための記憶エリアをメモリに割り当てる割当手段と、
    　を備える無線アクセスネットワーク装置。
  2. 　前記無線制御コネクション設定完了信号は、前記移動局の識別情報とコネクション設定要因の情報を含む、
    　請求項１に記載の無線アクセスネットワーク装置。
  3. 　前記移動局は、ＵＥ（User Equipment）であって、
    　前記無線アクセスネットワーク装置は、ｅＮＢ（evolved Node B）であって、
    　前記無線制御コネクション要求信号は、ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージであって、
    　前記無線制御コネクション設定信号は、ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐメッセージであって、
    　前記無線制御コネクション設定完了信号は、ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐ　Ｃｏｍｐｌｅｔｅメッセージである、
    　請求項２に記載の無線アクセスネットワーク装置。
  4. 　前記移動局は、ＵＥ（User Equipment）であって、
    　前記無線アクセスネットワーク装置は、ＲＮＣ（Radio Network Controller）であって、
    　前記無線制御コネクション要求信号は、ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージであって、
    　前記無線制御コネクション設定信号は、ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐメッセージであって、
    　前記無線制御コネクション設定完了信号は、ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｕｐ　Ｃｏｍｐｌｅｔｅメッセージである、
    　請求項２に記載の無線アクセスネットワーク装置。
  5. 　前記移動局の識別情報はＩｎｉｔｉａｌＵＥ－Ｉｄｅｎｔｉｔｙであって、前記コネクション設定要因の情報はＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＣａｕｓｅである、
    　請求項３または４に記載の無線アクセスネットワーク装置。
  6. 　無線アクセスネットワーク装置との間で無線制御コネクションを確立する移動局が送信した無線制御コネクション設定要求信号を受信し、
    　前記無線制御コネクション設定要求信号を送信した前記移動局に、無線制御コネクション設定信号を送信し、
    　前記無線制御コネクション設定信号を受信した前記移動局が送信した、無線制御コネクション設定完了信号を受信し、
    　前記無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための記憶エリアをメモリに割り当てる、
    　通信方法。
  7. 　移動局が送信した無線制御コネクション設定要求信号を受信する処理と、
    　前記無線制御コネクション設定要求信号を送信した前記移動局に、無線制御コネクション設定信号を送信する処理と、
    　前記無線制御コネクション設定信号を受信した前記移動局が送信した、無線制御コネクション設定完了信号を受信する処理と、
    　前記無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための記憶エリアをメモリに割り当てる処理と、
    　をコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
  8. 　移動局と、前記移動局との間で無線制御コネクションを確立する無線アクセスネットワーク装置と、を有し、
    　前記無線アクセスネットワーク装置は、
    　前記移動局が送信した無線制御コネクション設定要求信号を受信する第１の受信手段と、
    　前記無線制御コネクション設定要求信号を送信した前記移動局に、無線制御コネクション設定信号を送信する第１の送信手段と、
    　前記無線制御コネクション設定信号を受信した前記移動局が送信した、無線制御コネクション設定完了信号を受信する第２の受信手段と、
    　前記無線制御コネクション設定完了信号を受信したとき、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための記憶エリアをメモリに割り当てる割当手段と、を備え、
    　前記移動局は、
    　前記無線アクセスネットワーク装置に、前記無線制御コネクション設定要求信号を送信する第２の送信手段と、
    　前記無線アクセスネットワーク装置から、前記無線制御コネクション設定信号を受信する第３の受信手段と、
    　前記無線アクセスネットワーク装置に、前記無線制御コネクション設定完了信号を送信する第３の送信手段と、
    　を備える移動通信システム。
  9. 　移動局と、前記移動局との間で無線制御コネクションを確立する無線アクセスネットワーク装置と、を有する移動通信システムによる通信方法であって、
    　前記移動局が、前記無線アクセスネットワーク装置に、無線制御コネクション設定要求信号を送信し、
    　前記無線アクセスネットワーク装置が、前記無線制御コネクション設定要求信号を送信した前記移動局に、無線制御コネクション設定信号を送信し、
    　前記無線制御コネクション設定信号を受信した前記移動局が、前記無線アクセスネットワーク装置に、無線制御コネクション設定完了信号を送信し、
    　前記無線制御コネクション設定完了信号を受信した前記無線アクセスネットワーク装置が、前記移動局との通信に必要なコンテキスト情報を保存するための記憶エリアをメモリに割り当てる、
    　通信方法。
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