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特許5774096エアインターフェースキーの更新方法、コアネットワークノード及び無線アクセスシステム

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5774096

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月2日

(54)【発明の名称】エアインターフェースキーの更新方法、コアネットワークノード及び無線アクセスシステム

(51)【国際特許分類】

H04W 12/04 20090101AFI20150813BHJP

H04W 36/10 20090101ALI20150813BHJP

【ＦＩ】

H04W12/04

H04W36/10

【請求項の数】24

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2013-513528(P2013-513528)

(86)(22)【出願日】2011年3月9日

(65)【公表番号】特表2013-531939(P2013-531939A)

(43)【公表日】2013年8月8日

(86)【国際出願番号】CN2011071628

(87)【国際公開番号】WO2011153852

(87)【国際公開日】20111215

【審査請求日】2014年2月12日

(31)【優先権主張番号】201010200885.1

(32)【優先日】2010年6月7日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】509024525

【氏名又は名称】ゼットティーイーコーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＺＴＥＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】特許業務法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フェンチェンイエン

(72)【発明者】

【氏名】ガンルー

【審査官】倉本敦史

(56)【参考文献】

【文献】 ZTE Corporation, Huawei, HiSilicon，IWK with GERAN/E-UTRAN for simplified forward security based solution，3GPP TSG-SA3 SA3#62, S3-110069，２０１１年１月２８日

【文献】 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Study on the Introduction of Key Hierarchy in UTRAN(Release 10)，3GPP TR 33.859 V1.0.0，２０１０年１２月，pp.18-49

【文献】 ZTE Corporation，Key Change during SRNS Relocation，3GPP TSG-SA3 SA3#59, S3-100515，２０１０年４月３０日

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｗ４／００−９９／００

３ＧＰＰＴＳＧＲＡＮＷＧ１−４

ＳＡＷＧ１−３

ＣＴＷＧ１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コアネットワークノードがターゲット無線ネットワークコントローラＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信し、前記移転完了指示メッセージがユーザ設備ＵＥがソースＲＮＣから前記ターゲットＲＮＣまでに成功に移転することを指示することに用いられるステップと、
コアネットワークノードが保存した伝統的なキー及び現在拡張キーを用いてネクストホップ拡張キーを算出するステップと、
コアネットワークノードが前記ネクストホップ拡張キーを前記ターゲットＲＮＣに送信するステップと、
を含むエアインターフェースキーの更新方法。

【請求項2】

前記伝統的なキーは伝統的な完全性キーＩＫ及び／又は伝統的な暗号化キーＣＫを含み、前記拡張キーは拡張完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は拡張暗号化キーＣＫ_Ｕを含む請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記コアネットワークノードにネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを設置し、前記コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数える、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記コアネットワークノードがターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信するステップの前に、更に、
前記ソースＲＮＣが前記コアネットワークノードに移転需要メッセージを送信し、前記移転需要メッセージがソースＲＮＣのネクストホップＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを含むことと、
前記コアネットワークノードが前記移転需要メッセージを受信し、前記ターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信し、前記移転要請メッセージが前記ソースＲＮＣが送信したネクストホップＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを含む請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記移転需要メッセージと移転要請メッセージは、いずれも前記ネットワークＮＣＣの指示した情報をさらに含む請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記ソースＲＮＣが前記コアネットワークノードに移転需要メッセージを送信するステップは、
前記ソースＲＮＣが前記ネクストホップＩＫ_Ｕを前記移転需要メッセージのＩＫフィールドに置き、及び／又は前記ネクストホップＣＫ_Ｕを前記移転需要メッセージのＣＫフィールドに置き、前記コアネットワークノードに送信することを含み、
前記コアネットワークノードが前記ターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信するステップは、
前記コアネットワークノードが前記ソースＲＮＣが送信したネクストホップＩＫ_Ｕを前記移転要請メッセージのＩＫフィールドに置き、及び／又は前記ソースＲＮＣが送信したネクストホップＣＫ_Ｕを前記移転要請メッセージのＣＫフィールドに置き、前記ターゲットＲＮＣに送信することを含む請求項４に記載の方法。

【請求項7】

前記コアネットワークノードがターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信するステップの前に、更に、
前記ソースＲＮＣが前記ターゲットＲＮＣに拡張した移転要請メッセージを送信し、前記拡張した移転要請メッセージが前記ソースＲＮＣのネクストホップＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを含む請求項３に記載の方法。

【請求項8】

前記ソースＲＮＣが前記ターゲットＲＮＣに拡張した移転要請メッセージを送信するステップは、
前記ソースＲＮＣが前記ネクストホップＩＫ_Ｕを前記拡張した移転要請メッセージのＩＫフィールドに置き、及び／又は前記ネクストホップＣＫ_Ｕを前記拡張した移転要請メッセージのＣＫフィールドに置き、前記ターゲットＲＮＣに送信すること、を含む請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記コアネットワークノードが前記ターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信するステップの後に、更に、
前記ターゲットＲＮＣが拡張した安全モードを支援しないと、前記移転要請メッセージのＣＫフィールドの内容をＣＫとし、ＩＫフィールドの内容をＩＫとして用いることと、
前記ターゲットＲＮＣが拡張した安全モードを支援すると、前記移転要請メッセージのＣＫフィールドの内容をＣＫ_Ｕとし、ＩＫフィールドの内容をＩＫ_Ｕとして用いることと、を含む請求項６に記載の方法。

【請求項10】

前記コアネットワークノードが前記ターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信するステップの後に、更に、
前記コアネットワークノードが前記ターゲットＲＮＣの移転要請確認メッセージを受信し、そして前記ソースＲＮＣに移転コマンドメッセージを送信し、前記移転コマンドメッセージが前記ネットワークＮＣＣが指示した情報を含むことと、
前記ソースＲＮＣが前記移転コマンドメッセージを受信し、ユーザ設備ＵＥに移転メッセージを送信し、前記移転メッセージが前記ネットワークＮＣＣが指示した情報を含む請求項４に記載の方法。

【請求項11】

前記ソースＲＮＣが前記移転コマンドメッセージを受信し、ユーザ設備ＵＥに移転メッセージを送信するステップの後に、更に、
前記ＵＥが前記移転メッセージを受信し、現在アクティブにした拡張キーに対応するネクストホップカウンター端末ＮＣＣが前記ネットワークＮＣＣに等しいかを判断することと、
はいであると、前記ＵＥが前記端末ＮＣＣに対応する予め保存した前記ＩＫ_Ｕ及び／又はＣＫ_Ｕを用いることと、
いいえであると、前記ＵＥが前記ＩＫ_Ｕ及び／又はＣＫ_Ｕを算出し、そして前記端末ＮＣＣが前記ネットワークＮＣＣに等しくなるまで、対応する前記端末ＮＣＣを逓増することと、を含む請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記方法は更に、
ユーザ設備ＵＥがネットワークに初回付着し、又は前記ＵＥがアイドルモードから接続モードに転換し、又は前記ＵＥが発展型汎用陸地無線アクセスネットワークＥ−ＵＴＲＡＮ又はグローバル移動通信システムＧＳＭネットワークから汎用陸地無線アクセスネットワークＵＴＲＡＮまでに移動し、又は前記ＵＥが伝統的なＵＴＲＡＮから拡張したＵＴＲＡＮに移動する場合に、前記コアネットワークノードが保存した伝統的なキーに応じて現在の拡張キーを算出することと、
前記コアネットワークノードが前記現在の拡張キー及び／又は算出した初期ネクストホップ拡張キーをサービスＲＮＣに送信することと、を含む請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記初期ネクストホップ拡張キーが前記コアネットワークノードにより以下の公式で、前記保存した伝統的なキーと前記算出した現在の拡張キーに基づいて算出される方法であって、
（ＩＫ_Ｕ、ＣＫ_Ｕ）＝Ｆ１（ＩＫ||ＣＫ、Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）；
（ＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕ）＝Ｆ２（ＩＫ||ＣＫ、ＩＫ_Ｕ||ＣＫ_Ｕ）；
ここで、Ｆ１とＦ２はキー関数、ＩＫは伝統的な完全性キー、ＣＫは伝統的な暗号化キー、ＩＫ_Ｕは現在拡張完全性キー、ＣＫ_Ｕは現在拡張暗号化キー、ＩＫ’_Ｕは初期ネクストホップ拡張完全性キー、ＣＫ’_Ｕは初期ネクストホップ拡張暗号化キー、“||”はカスケード、Ｐａｒａｍｅｔｅｒはパラメーターである、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記コアネットワークノードが前記現在の拡張キー及び／又は算出した初期ネクストホップ拡張キーを前記サービスＲＮＣに送信するステップの後に、更に、
前記サービスＲＮＣが前記現在拡張キー及び／又は算出した初期ネクストホップ拡張キーを受信して保存し、そして前記ＵＥに安全モードコマンドメッセージを送信することと、
前記ＵＥが前記安全モードコマンドメッセージを受信し、保存した伝統的なキーを用いて拡張キーを算出することと、を含む請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記ＵＥが前記安全モードコマンドメッセージを受信し、保存した伝統的なキーを用いて拡張キーを算出するステップの後に、更に、
前記ＵＥが前記伝統的なキーと拡張キーを用いてネクストホップ拡張キーを算出すること、を含む請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

ターゲット無線ネットワークコントローラＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信し、前記移転完了指示メッセージがユーザ設備ＵＥがソースＲＮＣから前記ターゲットＲＮＣまでに成功に移転することを指示することに用いられるように設置される受信モジュールと、
前記受信モジュールが前記移転完了指示メッセージを受信した後に、保存した伝統的なキー及び現在の拡張キーを用いてネクストホップ拡張キーを算出するように設置される算出モジュールと、
前記ネクストホップ拡張キーを前記ターゲットＲＮＣに送信するように設置される送信モジュールと、を含むコアネットワークノード。

【請求項17】

前記コアネットワークノードは更に、前記コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えるように設置されるネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを含む請求項１６に記載のコアネットワークノード。

【請求項18】

前記受信モジュールは、前記ターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信する前に、前記ソースＲＮＣが送信した移転需要メッセージを受信するように設置され、前記移転需要メッセージが前記ソースＲＮＣのネクストホップＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを含み、
前記送信モジュールは、前記ターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信するように設置され、前記移転要請メッセージが前記ソースＲＮＣが送信したネクストホップＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを含む請求項１７に記載のコアネットワークノード。

【請求項19】

ソース無線ネットワークコントローラＲＮＣ、ターゲットＲＮＣ、コアネットワークノード及びユーザ設備ＵＥを含む無線アクセスシステムであって、
前記ソースＲＮＣが、前記コアネットワークノードに移転需要メッセージを送信し、前記移転需要メッセージに前記ソースＲＮＣのネクストホップ拡張キーを含み、前記コアネットワークノードの移転コマンドを受信し、そして前記ＵＥに移転メッセージを送信するように設置され、
前記ターゲットＲＮＣが、前記コアネットワークノードが送信した移転要請メッセージを受信し、前記移転要請メッセージに前記ソースＲＮＣが送信したネクストホップ拡張キーを持ち、そして前記コアネットワークノードに移転完了指示メッセージを送信し、前記コアネットワークノードの移転完了確認メッセージを受信し、前記移転完了確認メッセージが前記ターゲットＲＮＣのネクストホップ拡張キーを含むように設置され、
前記コアネットワークノードが、前記ターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信し、ネクストホップ拡張キーを算出し、そして前記移転完了確認メッセージを前記ターゲットＲＮＣに送信するように設置され、
前記ＵＥが、前記ソースＲＮＣが送信した移転メッセージに応じて自身の拡張キーを同期するように設置される無線アクセスシステム。

【請求項20】

前記コアネットワークノードは、
前記ターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信し、前記移転完了指示メッセージがユーザ設備ＵＥがソースＲＮＣから前記ターゲットＲＮＣまでに成功に移転することを指示することに用いるように設置される受信モジュールと、
前記受信モジュールが前記移転完了指示メッセージを受信した後、保存した伝統的なキー及び現在拡張キーを用いてネクストホップ拡張キーを算出するように設置される算出モジュールと、
前記ネクストホップ拡張キーを前記ターゲットＲＮＣに送信するように設置される送信モジュールとを含む請求項１９に記載の無線アクセスシステム。

【請求項21】

前記コアネットワークノードは更に、
前記コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えるように設置されるネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを含む請求項２０に記載の無線アクセスシステム。

【請求項22】

前記ＵＥは、
前記ＵＥに対してネクストホップ拡張キーの算出回数を数えるように設置されるネクストホップカウンター端末ＮＣＣを含む請求項２１に記載の無線アクセスシステム。

【請求項23】

前記ＵＥは更に、
前記端末ＮＣＣが前記ネットワークＮＣＣに等しいかを判断するように設置される判断モジュールと、
前記モジュールの判断結果が「はい」であると、前記端末ＮＣＣに対応する予め保存したＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを用いるように設置される確定モジュールと、
前記判断モジュールの判断結果が「いいえ」であると、前記ＣＫＵ及び／又はＩＫＵを算出し、そして前記端末ＮＣＣが前記ネットワークＮＣＣに等しくなるまでに、対応する前記端末ＮＣＣを逓増するように設置される否定モジュールとを含む請求項２２に記載の無線アクセスシステム。

【請求項24】

前記ソースＲＮＣが前記ターゲットＲＮＣに拡張した移転要請メッセージを送信するステップの後、更に、
前記ターゲットＲＮＣが拡張した安全モードを支援しないと、前記拡張した移転要請メッセージのＣＫフィールドの内容をＣＫとし、ＩＫフィールドの内容をＩＫとして用いることと、
前記ターゲットＲＮＣが拡張した安全モードを支援すると、前記拡張した移転要請メッセージのＣＫフィールドの内容をＣＫ_Ｕとし、ＩＫフィールドの内容をＩＫ_Ｕとして用いることとを含む請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は無線通信分野に関し、具体的には、無線通信システムのＳＲＮＣ（Serving Radio Network Controller、サービス無線ネットワークコントローラ）移転時のエアインターフェースキーの更新方法、コアネットワークノード及び無線アクセスシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project，第３世代移動体通信システムの標準化プロジェクト）がＲｅｌｅａｓｅ７では直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，「ＯＦＤＭ」と略称）及び多入力多出力（Multiple-Input Multiple-Output，「ＭＩＭＯ」と略称）技術を用いてＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access，高速ダウンリンクパケットアクセス）及びＨＳＵＰＡ（High Speed Uplink Packet Access，高速アップリンクパケットアクセス）の未来発展道路ＨＳＰＡ＋を完了する。ＨＳＰＡ＋は３ＧＰＰＨＳＰＡ（ＨＳＤＰＡとＨＳＵＰＡを含む）の拡張技術であり、ＨＳＰＡ事業者に複雑度の低い、低コストの、ＨＳＰＡからＬＴＥ（Long Term Evolution，長期的発展）への円滑な発展の道を提供する。

【0003】

ＨＳＰＡに比べて、ＨＳＰＡ＋がシステム枠組では無線ネットワークコントローラ（Radio Network Controller，「ＲＮＣ」と略称）の機能を基地局ノードＢ（ＮｏｄｅＢ）に移動させ、図１に示すとおり、完全にフラット化の無線アクセスネットワーク枠組を形成する。この時、完全ＲＮＣ機能を統合したＮｏｄｅＢをＥｖｏｌｖｅｄＨＳＰＡＮｏｄｅＢと称し、又は拡張ノードＢ（ＮｏｄｅＢ＋）と略称する。ＳＧＳＮ＋はグレードアップした、ＨＳＰＡ＋機能を支援できるＳＧＳＮ（SERVICE GPRS SUPPORT NODE、サービスＧＰＲＳ（ＧＰＲＳ：General Packet Radio System，通用パケット無線システム）支援ノード）である。ＭＥ＋はＨＳＰＡ＋機能を支援できるユーザ端末設備である。発展型ＨＳＰＡシステムは３ＧＰＰＲｅｌ−５及びその後のエアインターフェースバージョンを使用でき、エアインターフェースのＨＳＰＡサービスに対して如何なる修正も施していない。このようなスキームを用いた後、各ＮｏｄｅＢ＋はいずれもＲＮＣに相当するノードになり、Ｉｕ−ＰＳインターフェースを有してＰＳＣＮ（Core Network、コアネットワーク）（図１のＳＧＳＮ＋とＧＧＳＮ＋）と直接接続でき、Ｉｕ−ＰＳユーザインターフェースがＳＧＳＮで終結し、ここで、ネットワークが直接接続トンネル機能を支援すれば、Ｉｕ−ＰＳユーザインターフェースもＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node、ゲートウェイＧＰＲＳ支援ノード）で終結してもよい。発展型ＨＳＰＡＮｏｄｅＢの間の通信はＩｕｒインターフェースを介して実行される。ＮｏｄｅＢ＋は独立ネットワーク構築の能力を有し、且つ、システム間とシステム内ハンドオーバーを含む完全な移動性機能を支援する。

【0004】

フラット化した後、ユーザインターフェースデータがＲＮＣを通さなくても、ＧＧＳＮまで直接到着でき、つまり、ユーザ平面の暗号化と完全性保護機能がＮｏｄｅＢ＋までに移動しなければならない。図２に示すとおり、現在、エリクソンはＨＳＰＡ＋安全キー階層構成を提出している。ここで、Ｋ（Ｋｅｙ，ルートキー）、ＣＫ（Ciphering Key、暗号化キー）及びＩＫ（Integrity Key、完全性キー）の定義はＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System、汎用移動通信システム）において定義とは完全に一致し、即ちＫはＡｕＣ（Authentication Center、認証センター）及びＵＳＩＭ（UNIVERSAL SUBSCRIBER IDENTITY MODULE、万国加入者同定モジュール）に保存されるルートキーであり、ＣＫとＩＫはユーザ設備とＨＳＳ（Home Subscriber Server，帰属ユーザサーバー）ＡＫＡ（Authentication and Key Agreement，認証とキー協定）を行う場合にＫにより算出した暗号化キーと完全性キーであり、伝統的なキーと称する。

【0005】

ＵＭＴＳでは、ＲＮＣは伝統的なエアインターフェースキーＣＫとＩＫを用いてデータに対して暗号化と完全性保護を行う。ＨＳＰＡ＋枠組では、ＲＮＣの全部機能を基地局ＮｏｄｅＢ＋に移動させるため、暗号化・復号ともＮｏｄｅＢ＋で行われるが、ＮｏｄｅＢ＋が不安全の環境に位置し、安全性が高くない。このため、ＨＳＰＡ＋がＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，発展型通用陸地無線アクセスネットワーク）に類似するキー階層を導入し、即ち、ＵＴＲＡＮキー階層（UTRAN Key Hierarchy）。ＵＴＲＡＮキー階層構成では、エアインターフェースキーＣＫ_ＵとＩＫ_ＵはＨＳＰＡ＋が新たに導入したキーであり、伝統的なキーＣＫとＩＫにより推定生成され、拡張キーと称し、ここで、拡張キーＣＫ_Ｕがユーザインターフェースデータと制御面シグナルの暗号化に用いられ、拡張キーＩＫ_Ｕが制御インターフェースシグナルに対して完全性保護を行うことに用いる。

【0006】

ＷＣＤＭＡシステムでは、Ｉｕｒインターフェースの導入のため、ＳＲＮＣ／ＤＲＮＣ（Drift ＲＮＣ，ドリフトＲＮＣ）の概念が生じる。ＳＲＮＣとＤＲＮＣともある具体的なＵＥに対するロジック概念である。簡単に言うと、あるＵＥにとって、それがＣＮ（Core Network，コアネットワーク）に直接接続され、且つ、ＵＥ（User Equipment、ユーザ設備）のすべてのリソースに対して制御を行うＲＮＣがＵＥのＳＲＮＣと言い、ＵＥがＣＮに接続されず、ＵＥにリソースを提供するだけのＲＮＣをこのＵＥのＤＲＮＣと言う。接続状態にあるＵＥがＳＲＮＣを１つのみ有しなければならず、ゼロ又は複数のＤＲＮＣを有してもよい。

【0007】

ＷＣＤＭＡシステムでは、ＳＲＮＣ移転（ＳＲＮＣ Relocation）とはＵＥのＳＲＮＣが１つのＲＮＣからもう１つのＲＮＣに変わるプロセスである。移転の発生する前後のＵＥが位置する位置の異なるにつれ、静的移転と随伴移転という２種類の情況に分けられる。
静的移転を発生する条件はＵＥが１つのＤＲＮＣ、且つ１つのみのＤＲＮＣからアクセスする。移転プロセスではＵＥの参与が必要とならないため、ＵＥにかかわらず（ＵＥ Not Involved）移転とも称する。移転が発生した後、Ｉｕｒインターフェースの接続が解除されるため、図３に示すとおり、Ｉｕインターフェースの移転が発生し、元ＤＲＮＣがＳＲＮＣに変わる。

【0008】

静的移転はソフトハンドオーバーの時に発生するものであり、Ｉｕｒインターフェースのため、すべての無線リンクがＤＲＮＣに接続された後に移転が開始する。
図４に示すとおり、随伴移転とはＵＥがＳＲＮＣからターゲットＲＮＣにハードハンドオーバーするとともにＩｕインターフェースが変化するプロセスである。移転プロセスではＵＥの参与が必要となるため、ＵＥに係わる（ＵＥ Involved）移転とも称する。

【0009】

ＨＳＰＡ＋では、ＮｏｄｅＢ＋が物理的不安全な環境に置かれるため、悪意攻撃を受けやすく、安全性が脅かされる。伝統的なＵＭＴＳでは、ＳＲＮＣ移転の前後、暗号化キーＣＫと完全性キーＩＫは同一であり、これで、一方、ある基地局が攻撃者に破壊された後、攻撃者がネクストホップターゲット基地局の安全キーを推定できる可能性があり、他方、キーが漏らされ又は攻撃者が違法取得すると、攻撃者がユーザの通信をモニタリングでき、ユーザとネットワークとの間のデータ伝送をも偽造でき、これでユーザの通信の安全が保障できないことになる。

【発明の概要】

【0010】

本発明の主な目的はエアインターフェースキーの更新方法、コアネットワークノード及び無線アクセスシステムを提供し、関連技術においてＳＲＮＣ移転時キーの同一によるユーザの通信の安全が保障できない問題を解決することにある。

【0011】

本発明の一態様によれば、エアインターフェースキーの更新方法を提供し、コアネットワークノードがターゲット無線ネットワークコントローラＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信し、この移転完了指示メッセージが、ユーザ設備ＵＥがソースＲＮＣから前記ターゲットＲＮＣまでに成功に移転することを指示することに用いるステップと、コアネットワークノードが保存した伝統的なキー及び現在の拡張キーを用いてネクストホップ拡張キーを算出するステップと、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信するステップとを含む。

【0012】

伝統的なキーが伝統的な完全性キーＩＫ及び／又は伝統的な暗号化キーＣＫを含み、拡張キーは拡張完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は拡張暗号化キーＣＫ_Ｕを含むことが好ましい。
コアネットワークノードにネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを設置し、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーを算出する回数をカウンターすることが好ましい。

【0013】

コアネットワークノードがターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信するステップの前、更に、ソースＲＮＣがコアネットワークノードに移転需要メッセージを送信し、移転需要メッセージがソースＲＮＣのネクストホップＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを含むことと、コアネットワークノードが移転需要メッセージを受信し、そしてターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信し、移転要請メッセージがソースＲＮＣが送信したネクストホップＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを含むことを含むことが好ましい。
移転需要メッセージと移転要請メッセージともネットワークＮＣＣが指示した情報を更に含むことが好ましい。

【0014】

ソースＲＮＣがコアネットワークノードに移転需要メッセージを送信するステップは、ソースＲＮＣがネクストホップＩＫ_Ｕを移転需要メッセージのＩＫフィールドに置き、及び／又はネクストホップＣＫ_Ｕを移転需要メッセージのＣＫフィールドに置き、コアネットワークノードに送信することを含み、コアネットワークノードがターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信するステップは、コアネットワークノードがソースＲＮＣが送信したネクストホップＩＫ_Ｕを移転要請メッセージのＩＫフィールドに置き、及び／又はソースＲＮＣが送信したネクストホップＣＫ_Ｕを移転要請メッセージのＣＫフィールドに置き、ターゲットＲＮＣに送信することを含むことが好ましい。

【0015】

コアネットワークノードがターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信するステップの前、更に、ソースＲＮＣがターゲットＲＮＣに拡張した移転要請メッセージを送信し、拡張した移転要請メッセージがソースＲＮＣのネクストホップＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを含むことを含むことが好ましい。

【0016】

ソースＲＮＣがターゲットＲＮＣに拡張した移転要請メッセージを送信するステップは、ソースＲＮＣがネクストホップＩＫ_Ｕを拡張した移転要請メッセージのＩＫフィールドに置き、及び／又はネクストホップＣＫ_Ｕを拡張した移転要請メッセージのＣＫフィールドに置き、ターゲットＲＮＣに送信することを含むことが好ましい。

【0017】

コアネットワークノードがターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信するステップの後、更に、ターゲットＲＮＣが拡張した安全モードを支援しないと、移転要請メッセージのＣＫフィールドの内容をＣＫとし、ＩＫフィールドの内容をＩＫとして用いることと、ターゲットＲＮＣが拡張した安全モードを支援すると、移転要請メッセージのＣＫフィールドの内容をＣＫ_Ｕとし、ＩＫフィールドの内容をＩＫ_Ｕとして用いることとを含むことが好ましい。

【0018】

コアネットワークノードがターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信するステップの後、更に、コアネットワークノードがターゲットＲＮＣの移転要請確認メッセージを受信し、ソースＲＮＣに移転コマンドメッセージを送信し、移転コマンドメッセージがネットワークＮＣＣが指示した情報を含むことと、ソースＲＮＣが移転コマンドメッセージを受信し、ユーザ設備ＵＥに移転メッセージを送信し、移転メッセージがネットワークＮＣＣが指示した情報を含むことを含むことが好ましい。

【0019】

ソースＲＮＣが移転コマンドメッセージを受信し、ユーザ設備ＵＥに移転メッセージを送信するステップの後、更に、ＵＥが移転メッセージを受信し、ネクストホップカウンター端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しいかを判断することと、YESであると、ＵＥが端末ＮＣＣに対応する予め保存したＩＫ_Ｕ及び／又はＣＫ_Ｕを用いることと、NOであると、ＵＥがＩＫ_Ｕ及び／又はＣＫ_Ｕを算出し、端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくなるまでに、対応する端末ＮＣＣを逓増することとを含むことが好ましい。

【0020】

エアインターフェースキーの更新方法は更に、ユーザ設備ＵＥがネットワークに初回付着し、又はＵＥがアイドルモードから接続モードに転換し、又はＵＥが発展型通用陸地無線アクセスネットワークＥ−ＵＴＲＡＮ又はグローバル移動通信システムＧＳＭネットワークから汎用陸地無線アクセスネットワークＵＴＲＡＮまでに移動し、又はＵＥが伝統的なＵＴＲＡＮから拡張したＵＴＲＡＮに移動する場合に、コアネットワークノードが保存した伝統的なキーに応じて現在の拡張キーを算出することと、コアネットワークノードが現在の拡張キー及び／又は算出した初期ネクストホップ拡張キーをサービスＲＮＣに送信することを含むことが好ましい。

【0021】

初期ネクストホップ拡張キーがコアネットワークノードにより以下の公式で、保存した伝統的なキーと算出した現在の拡張キーに基づいて算出される：（ＩＫ_Ｕ、ＣＫ_Ｕ）＝Ｆ１（ＩＫ||ＣＫ、Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）；（ＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕ）＝Ｆ２（ＩＫ||ＣＫ、ＩＫ_Ｕ||ＣＫ_Ｕ）。ここで、Ｆ１とＦ２はキー関数、ＩＫは伝統的な完全性キー、ＣＫは伝統的な暗号化キー、ＩＫ_Ｕは現在の拡張完全性キー、ＣＫ_Ｕは現在の拡張暗号化キー、ＩＫ’_Ｕは初期ネクストホップ拡張完全性キー、ＣＫ’_Ｕは初期ネクストホップ拡張暗号化キー、“||”はカスケード、Ｐａｒａｍｅｔｅｒはパラメーターであることが好ましい。

【0022】

コアネットワークノードが現在の拡張キー及び／又は算出した初期ネクストホップ拡張キーをサービスＲＮＣに送信するステップの後、更に、サービスＲＮＣが現在の拡張キー及び／又は算出した初期ネクストホップ拡張キーを受信して保存し、そしてＵＥに安全モードコマンドメッセージを送信することと、ＵＥが安全モードコマンドメッセージを受信し、保存した伝統的なキーを用いて拡張キーを算出することを含むことが好ましい。

【0023】

ＵＥが安全モードコマンドメッセージを受信し、保存した伝統的なキーを用いて拡張キーを算出するテップの後、更に、ＵＥが伝統的なキーと拡張キーを用いてネクストホップ拡張キーを算出することを含むことが好ましい。

【0024】

本発明のもう一つの態様によれば、コアネットワークノードを更に提供し、ターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信し、この移転完了指示メッセージがユーザ設備ＵＥがソースＲＮＣからターゲットＲＮＣまでに成功に移転することを指示することに用いるように設置される受信モジュールと、受信モジュールが移転完了指示メッセージを受信した後、保存した伝統的なキー及び現在の拡張キーを用いてネクストホップ拡張キーを算出するように設置される算出モジュールと、ネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信するように設置される送信モジュールとを含む。

【0025】

このコアネットワークノードは更に、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えるように設置されるネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを含むことが好ましい。

【0026】

このコアネットワークノードの受信モジュールは更に、ターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信する前、ソースＲＮＣが送信した移転需要メッセージを受信するように設置され、移転需要メッセージがソースＲＮＣのネクストホップＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを含み、送信モジュールは更に、ターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信するように設置され、移転要請メッセージがソースＲＮＣが送信したネクストホップＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを含むことが好ましい。

【0027】

本発明のもう一つの態様によれば、無線アクセスシステムを更に提供し、ソースＲＮＣ、ターゲットＲＮＣ、コアネットワークノード及びユーザ設備ＵＥを含み、ここで、ソースＲＮＣが、コアネットワークノードに移転需要メッセージを送信し、この移転需要メッセージはソースＲＮＣのネクストホップ拡張キーを含み、コアネットワークノードの移転コマンドを受信し、ＵＥに移転メッセージを送信するように設置される。ターゲットＲＮＣが、コアネットワークノードが送信した移転要請メッセージを受信し、この移転要請メッセージはソースＲＮＣが送信したネクストホップ拡張キーを含み、コアネットワークノードに移転完了指示メッセージを送信し、コアネットワークノードの移転完了確認メッセージを受信し、この移転完了確認メッセージがターゲットＲＮＣのネクストホップ拡張キーを含むように設置される。

【0028】

コアネットワークノードが、ターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信し、ネクストホップ拡張キーを算出し、そして移転完了確認メッセージをターゲットＲＮＣに送信するように設置される。ユーザ設備ＵＥは、ソースＲＮＣが送信した移転メッセージに応じて自身の拡張キーを同期するように設置される。

【0029】

この無線アクセスシステムのコアネットワークノードは、ターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信し、移転完了指示メッセージがユーザ設備ＵＥがソースＲＮＣからターゲットＲＮＣまでの移転が完了したことを指示するように設置される受信モジュールと、受信モジュールが移転完了指示メッセージを受信した後、保存した伝統的なキー及び現在の拡張キーを用いてネクストホップ拡張キーを算出するように設置される算出モジュールと、ネクストホップ拡張キーを前記ターゲットＲＮＣに送信するように設置される送信モジュールを含むことが好ましい。

【0030】

この無線アクセスシステムのコアネットワークノードは更に、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えるように設置されるネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを含むことが好ましい。
この無線アクセスシステムのＵＥは、ＵＥに対してネクストホップ拡張キーの算出回数を数えるように設置されるネクストホップカウンター端末ＮＣＣを含むことが好ましい。

【0031】

この無線アクセスシステムのＵＥは更に、端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しいかを判断するように設置される判断モジュールと、モジュールの判断結果がはいであると、端末ＮＣＣに対応する予め保存したＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを用いるように設置される確定モジュールと、判断モジュールの判断結果がいいえであると、ＣＫＵ及び／又はＩＫＵを算出し、そして端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくなるまでに、対応する端末ＮＣＣを逓増するように設置される否定モジュールとを含む。

【0032】

本発明によれば、無線アクセスシステムのコアネットワークノードが端末初期付着の時、又はＳＲＮＣ移転成功完了後、コアネットワークノードの伝統的なキーＩＫ、ＣＫに応じてネクストホップ拡張キーＩＫ_ＵとＣＫ_Ｕを算出し生成し、そしてネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信し、次回ＳＲＮＣ移転に用意しておき、これでソースＲＮＣとターゲットＲＮＣが異なる拡張キーＩＫ_ＵとＣＫ_Ｕを用いるようになる。且つネクストホップターゲットＲＮＣが用いた拡張したエアインターフェースキーはコアネットワークにより推定したものであるため、２回ＳＲＮＣ移転後、ソースＲＮＣが２ホップ後のターゲットＲＮＣのエアインターフェースキーを知らないようになる。

【0033】

このため、ある基地局が攻撃者により破壊され又は違法制御されても、２回ＳＲＮＣ移転後にもユーザが安全な通信を行うことを保証でき、ユーザのフォワードセキュリティを保障し、これで無線アクセスシステムの全体の通信安全性を向上させた。

【図面の簡単な説明】

【0034】

ここで説明する図面は本発明を理解するためのもので、本発明の一部を構成し、本発明における模式的な実施例とその説明共に本発明を解釈し、本発明を不当に限定するものではない。図面において、

【図1】関連技術におけるＨＳＰＡ＋技術を用いる無線アクセスネットワークの枠組模式図である。

【図2】関連技術におけるＨＳＰＡ＋安全キー階層構成模式図である。

【図3】関連技術におけるＳＲＮＣ静的移転模式図である。

【図4】関連技術におけるＳＲＮＣ随伴移転模式図である。

【図5】本発明の実施例によるエアインターフェースキーの更新方法のステップフローチャートである。

【図6】本発明の実施例によるエアインターフェースキー更新のキーチェーンの模式図である。

【図7】本発明の実施例による初期エアインターフェースキー設立プロセスのフローチャートである。

【図8】本実施例によるＳＲＮＣ随伴移転を行う時のエアインターフェースキーの更新フローチャートである。

【図9】本発明の実施例によるＳＲＮＣ静的移転を行う時のエアインターフェースキーの更新フローチャートである。

【図10】本発明の実施例によるコアネットワークノードの構成ブロック図である。

【図11】本発明の実施例による無線アクセスシステムの構成ブロック図である。

【図12】本発明の実施例によるもう１種のＳＲＮＣ随伴移転を行う時のエアインターフェースキーの更新フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、図面と実施例を参照しながら、本発明を詳しく説明する。特に説明するのは、矛盾しない場合、本案における実施例及び実施例における特徴を相互に組み合わせてもよい。
ＵＴＲＡＮを用いる無線アクセスシステムにおけるＳＲＮＣ移転は、図３と図４に示すように、コアネットワークノード（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ＋）、ソースＲＮＣ（即ちＳＲＮＣ）、ターゲットＲＮＣ、ＮｏｄｅＢ及びＵＥに係わる。ＨＳＰＡ＋を用いる無線アクセスシステムでは、ＮｏｄｅＢ＋をＮｏｄｅＢとＲＮＣの結合と見なしてもよく、両者が１つの物理エンティティであるが、２つの異なるロジックエンティティでもある。本発明の実施例において拡張安全キー階層を支援するＮｏｄｅＢ＋はＵＭＴＳでグレードアップを行ったＲＮＣ（ＲＮＣ＋）に相当し、本発明の実施例におけるＳＲＮＣがソースＲＮＣ（ソースＮｏｄｅＢ＋）に相当し、ＤＲＮＣがターゲットＲＮＣ（ターゲットＮｏｄｅＢ＋）に相当する。

【0036】

図５を参照し、本発明の実施例によるエアインターフェースキーの更新方法のステップフローチャートを示し、以下のステップを含む。
ステップＳ５０２において、コアネットワークノードがターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信する。
ここで、移転完了指示メッセージはユーザ設備ＵＥがソースＲＮＣからターゲットＲＮＣまでに成功に移転することを指示する。

【0037】

ステップＳ５０４において、コアネットワークノードが保存した伝統的なキー及び現在拡張キーを用いてネクストホップ拡張キーを算出する。
ここで、伝統的なキーが伝統的な完全性キーＩＫ及び／又は伝統的な暗号化キーＣＫを含み、拡張キーが拡張完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は拡張暗号化キーＣＫ_Ｕを含む。
コアネットワークノードはコアネットワークノードが保存した伝統的なキーＩＫ及び／又はＣＫ、及び現在使用する拡張キーＩＫ_Ｕ及び／又はＣＫ_Ｕを用いて、キー生成関数でネクストホップ拡張キーＩＫ_Ｕ及び／又はＣＫ_Ｕを算出する。現在用いている現在の拡張キーＩＫ_Ｕ／ＣＫ_Ｕと区別するために、本発明の実施例ではネクストホップ拡張キーをＩＫ’_ＵとＣＫ’_Ｕと称する。

【0038】

ステップＳ５０６において、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信する。
本ステップでは、コアネットワークノードがＩＫ’_ＵとＣＫ’_ＵをターゲットＲＮＣに送信して保存し、次回ＳＲＮＣ移転時にターゲットＲＮＣの使用に用意しておく。

【0039】

伝統的なＵＴＲＡＮ関連技術では、ＳＲＮＣ移転を行う場合に、移転前後のキーを変えないが、本実施例によれば、コアネットワークノードが更新したネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信し、ユーザ設備が次回ＳＲＮＣ移転時の使用に用意しておき、これでソースＲＮＣとターゲットＲＮＣが異なるキーを使用するようになる。且つ、２回ＳＲＮＣ移転を行った後、ソースＲＮＣが２ホップ後のターゲット基地局が用いた拡張キーを取得できず、これでユーザ通信のフォワードセキュリティを保証し、無線アクセスシステムの通信安全性を向上させた。

【0040】

ネクストホップ拡張キーＩＫ’_ＵとＣＫ’_Ｕの算出プロセスでは、伝統的なキーＩＫとＣＫ、拡張キーＩＫ_ＵとＣＫ_Ｕのほか、以下のパラメーター：シリアルナンバーＳＱＮ異又は隠蔽キーＡＫ、ユーザ識別子（例えば国際ユーザ識別コードＩＭＳＩ、臨時移動ユーザ識別コードＴＭＳＩ）、サービスネットワーク識別子、コアネットワークノードタイプの１つ又は任意の組合せを用いてもよい。

【0041】

本発明の実施例は以下キー関数を提供して各安全キーを算出し、初期とＳＲＮＣ移転時に各安全キーを算出するキー関数を含み、以下キー関数において、カッコ内のパラメーターが先後順を問わず、その中の複数のパラメーターをカスケード形式又は他の形式で組み合せてもよい。
初期：（ＩＫ_Ｕ、ＣＫ_Ｕ）＝Ｆ１（ＩＫ||ＣＫ、Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）；
（ＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕ）＝Ｆ２（ＩＫ||ＣＫ、ＩＫ_Ｕ||ＣＫ_Ｕ）；
ＳＲＮＣ移転時：（ＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕ）＝Ｆ２（ＩＫ||ＣＫ、ＩＫ’_Ｕ＿ｏｌｄ||ＣＫ’_Ｕ＿ｏｌｄ）；
又は、
ＩＫ_Ｕ＝ＩＫ’_Ｕ＿ｏｌｄ、ＣＫ_Ｕ＝ＩＫ’_Ｕ＿ｏｌｄ、
（ＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕ）＝Ｆ２（ＩＫ||ＣＫ、ＩＫ_Ｕ||ＣＫ_Ｕ）；
ここで、Ｆ１とＦ２は異なる又は同一なキー関数であり、例えば３ＧＰＰが定義したＫＤＦ関数である。ＩＫ_Ｕは拡張した完全性キー、ＣＫ_Ｕは拡張した暗号化キー、ＩＫ’_Ｕはネクストホップ拡張した完全性キー、ＣＫ’_Ｕはネクストホップ拡張した暗号化キー、ＩＫ’_Ｕ＿ｏｌｄは現在の拡張した完全性キー、ＣＫ’_Ｕ＿ｏｌｄは現在の拡張した暗号化キー、“||”はカスケード、Ｐａｒａｍｅｔｅｒはパラメーターである。ＵＥがアイドル状態から接続状態に入る場合に、毎回用いるＰａｒａｍｅｔｅｒが異なることを保証しなければならない。

【0042】

本発明の実施例はいずれも前記キー関数を用いてもよい。当業者が実際情況に応じて、他の適当なキーの算出方法を用いてもよく、本発明はこれを制限しない。
初期付着時、又はユーザ設備がアイドル状態からアクティブ状態に戻る時、又はユーザ設備がＥ−ＵＴＲＡＮ又はグローバル移動通信システムＧＳＭからＵＴＲＡＮに移動する時、又はユーザ設備が伝統的なＵＴＲＡＮ（ＨＳＰＡ＋安全を支援しない）から拡張したＵＴＲＡＮに移動する時、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーに対する処理は一般的に２種類に分けられ、１種類はコアネットワークノード初期時にＳＲＮＣにネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ／ＣＫ’_Ｕを送信し、初回ＳＲＮＣ移転時、ソースＲＮＣがネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信し、ターゲットＲＮＣとＵＥがそれぞれこのネクストホップ拡張キーをＩＫ_ＵとＣＫ_Ｕとして用いる。

【0043】

もう１種類はコアネットワークノード初期時、ＳＲＮＣにネクストホップ拡張キーを送信せず、初回ＳＲＮＣ移転時、ソースＲＮＣが現在の拡張キーＩＫ_Ｕ／ＣＫ_ＵをターゲットＲＮＣに送信し、ターゲットＲＮＣとＵＥがそれぞれこのキーＩＫ_ＵとＣＫ_Ｕを用いて通信に対してセキュリティ保護をする。第２回ＳＲＮＣ移転時、ターゲットＲＮＣとＵＥが更にそれぞれネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ／ＣＫ’_Ｕを用いる。エアインターフェースキーの更新のキーチェーンが図６に示すとおり、ここで、ＮＣＣはネクストホップカウンターである。Ｐａｒａｍｅｔｅｒはパラメーターである。

【0044】

図７を参照し、本発明の実施例による初期エアインターフェースキー設立プロセスのフローチャートを示し、以下のステップを含む。
ステップＳ７０２において、コアネットワークノードが（例えばＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ＋）保存したＩＫとＣＫに基づいて拡張キーＩＫ_Ｕ／ＣＫ_Ｕを算出する。

【0045】

このステップのトリガー条件は、ＵＥがネットワークに初回付着する時、又はＵＥがアイドルモードから接続モードに転換する時、又はＵＥが発展型汎用陸地無線アクセスネットワークＥ−ＵＴＲＡＮ又はＧＳＭから汎用陸地無線アクセスネットワークＵＴＲＡＮに移動する時、又はユーザ設備が伝統的なＵＴＲＡＮ（ＨＳＰＡ＋安全を支援する）から拡張したＵＴＲＡＮに移動する時である。

【0046】

ＵＥがアイドルモードから接続モードに転換する時にトリガーした安全モードコマンドフローにとって、ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ／ＶＬＲ＋が効果的な拡張キーＩＫ_Ｕ／ＣＫ_Ｕを保存すると、このステップが選択可能であり、保存した拡張キーを直接使用でき、新たに算出しなくてもよい。

【0047】

ステップＳ７０４において、コアネットワークノードが伝統的な完全性キーＩＫ、暗号化キーＣＫ及びステップＳ７０２で算出した拡張キーＩＫ_ＵとＣＫ_Ｕに基づいてネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ／ＣＫ’_Ｕを算出する。
ステップＳ７０６において、コアネットワークノードがＳＲＮＣに安全モードコマンドメッセージを送信し、このメッセージは拡張キーＩＫ_ＵとＣＫ_Ｕ、及び／又はネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ／ＣＫ’_Ｕを含む。

【0048】

ここで、安全モードコマンドメッセージは以下のパラメーター：ユーザ設備安全能力、キー集識別子、選択した完全性アルゴリズム集、暗号化アルゴリズム集の１つ又は任意の組合せを含んでもよい。
ここで、ネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ／ＣＫ’_Ｕの送信が選択可能であり、即ち初期接続の構築時、ネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ／ＣＫ’_Ｕを送信せず、拡張キーＩＫ_Ｕ／ＣＫ_Ｕのみを送信する。

【0049】

ステップＳ７０８において、ＳＲＮＣが安全モードコマンドメッセージを受信した後、受信した拡張キーＩＫ_ＵとＣＫ_Ｕ、及び／又はネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ／ＣＫ’_Ｕを保存する。
ステップＳ７１０において、ＳＲＮＣがＵＥに安全モードコマンドメッセージを送信する。

【0050】

この安全モードコマンドメッセージにＩＫ_Ｕで算出したメッセージ識別コードを持ってもよく、以下のパラメーター：ユーザ設備安全能力、キー集識別子、選択した完全性アルゴリズム、暗号化アルゴリズムの１つ又は任意の組合せを含んでもよい。

【0051】

ステップＳ７１２において、ＵＥが安全モードコマンドメッセージを受信した後、暗号化アルゴリズムと完全性アルゴリズムを保存し、ＡＫＡプロセスが生成した伝統的な暗号化キーＣＫと伝統的な完全性キーＩＫに基づいて拡張キーＩＫ_ＵとＣＫ_Ｕを算出する（このプロセスが安全モードコマンドメッセージを受信する前に発生してもよい）。この時、ＵＥとＳＲＮＣが同一の拡張した完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は拡張した暗号化キーＣＫ_Ｕを共有し、前記キーを用いて双方間の通信を保護する。

【0052】

本ステップでは、ＵＥがアイドルモードから接続モードに転換する時、トリガーした安全モードコマンドフローにとって、ＵＥが効果的な拡張キーＩＫ_ＵとＣＫ_Ｕを保存すると、この拡張キーＩＫ_ＵとＣＫ_Ｕを直接使用してもよく、新たに算出しなくてもよい。

【0053】

ステップＳ７１４において、ＵＥが伝統的な暗号化キーＣＫ、完全性キーＩＫ及びステップＳ７１２で算出した拡張キーＩＫ_ＵとＣＫ_Ｕに基づいてネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ／ＣＫ’_Ｕを算出する。
このステップは選択可能なステップであり、即ちＵＥが初期時にネクストホップ拡張キーを算出せず、需要時に算出してもよい。

【0054】

ステップＳ７１６において、ＵＥがＩＫ_Ｕを用いて受信した安全モードコマンドメッセージを検証する。
ステップＳ７１８において、安全モードコマンドメッセージ検証が成功すると、ＵＥがＳＲＮＣに安全モード完了メッセージを送信し、このメッセージにＩＫ_Ｕで算出したメッセージ識別コードを持ち、又は、ＵＥが同時にＣＫ_Ｕでこの安全モード完了メッセージに対して暗号化を行う。

【0055】

ステップＳ７２０において、ＳＲＮＣがＩＫ_Ｕで受信した安全モード完了メッセージを検証し、又は、まずＣＫ_Ｕでこのメッセージを解読し、そしてＩＫ_Ｕで受信した安全モード完了メッセージを検証する。
ステップＳ７２２において、安全モード完了メッセージ検証に成功すると、ＳＲＮＣがコアネットワークノードに安全モード完了メッセージを送信し、このメッセージは以下のパラメーター：選択した完全性アルゴリズム及び／又は暗号化アルゴリズムを持ってもよい。

【0056】

その後、ＵＥとＮｏｄｅＢ＋が前記キーに基づいて暗号化・復号化操作を開始する。
本実施例では、コアネットワークノードが１つのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを維持し、ネクストホップ拡張キーの算出回数を数え、ユーザ側のキーに同期する。ネットワークＮＣＣ初期値は０である。

【0057】

ステップＳ７０４でネクストホップ拡張キーを初回算出する時、対応するネットワークＮＣＣは１である。コアネットワークノードが１つのネットワークＮＣＣを維持する場合に、安全モードコマンドメッセージにパラメーターネットワークＮＣＣを持ってもよく、そしてＳＲＮＣに送信し、ＳＲＮＣで受信・保存する。同様に、ＵＥも１つのネクストホップカウンター端末ＮＣＣを維持し、ＵＥがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数え、ネットワーク側のキーと同期し、初期値は０である。

【0058】

ＵＥがネクストホップ拡張キーを初回算出する時、対応する端末ＮＣＣ値は１である。後のＳＲＮＣ移転フローでは、端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくない場合に、ＵＥがネクストホップ拡張キーを算出し、端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくなるまでに、対応する端末ＮＣＣを増やし、これでＵＥとターゲットＲＮＣが用いたキーに一致する。ＮＣＣを用いてネットワーク側とユーザ側のキーを同期し、ネットワーク側とユーザ側のキーの一致性を効果的に保証する。

【0059】

図８を参照し、本実施例によるＳＲＮＣ随伴移転を行う時のエアインターフェースキーの更新フローチャートを示す。本実施例では、ＳＲＮＣとターゲットＲＮＣとの間のメッセージインタラクションがコアネットワークノードＣＮＮ＋（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ＋）を介して移転する必要がなる。

【0060】

本実施例が以下のステップを含む。
ステップＳ８０２において、ソースＲＮＣ（即ちＳＲＮＣ）ＳＲＮＣ移転を行なうと決定する。
この決定のトリガーは、ソースＲＮＣがＵＥの測定報告を受信すること、又はターゲットＲＮＣが送信したアップリンクシグナル伝送指示を受信し、セル更新又はＵＲＡ更新を行なうと要求すること等である。

【0061】

ステップＳ８０４において、ソースＲＮＣがコアネットワークノードに移転需要メッセージを送信する。
ソースＲＮＣが同時に２つのＣＮＮ＋ノードを接続すると、ソースＲＮＣが同時にこの２つのＣＮＮ＋ノードに移転需要メッセージを送信する。ソースＲＮＣとターゲットＲＮＣは２つの異なるＣＮＮ＋ノード下に位置すると、このメッセージがこの２つのＣＮＮ＋ノードの移転が必要となる。

【0062】

移転需要メッセージは以下のパラメーターを含む。ネクストホップ拡張した完全性キーＩＫ’_Ｕ、及び／又はネクストホップ拡張した暗号化キーＣＫ’_Ｕである。このほか、以下のパラメーターの１つ又は任意の組合を持ってもよい。ユーザ設備の安全能力、ユーザが支援する暗号化アルゴリズム、ユーザが支援する完全性アルゴリズム、選択した暗号化アルゴリズム、選択した完全性アルゴリズム、拡張したエアインターフェースキーに関連するネクストホップカウンターネットワークＮＣＣである。前記安全材料はソースＲＮＣからターゲットＲＮＣまでの透明容器中に含まれることが好ましい。

【0063】

ソースＲＮＣがネクストホップ拡張した完全性キーＩＫ’_Ｕを拡張した完全性キーＩＫ_Ｕとし、ネクストホップ拡張した暗号化キーＣＫ’_Ｕを拡張した暗号化キーＣＫ_Ｕとしてもよい。ソースＲＮＣが送信した移転需要メッセージに以下のパラメーター：拡張完全性キーＩＫ_Ｕ、及び／又は拡張暗号化キーＣＫ_Ｕを含む。

【0064】

ソースＲＮＣはターゲットＲＮＣが拡張した安全を支援するかを確定できない可能性があるため、ソースＲＮＣがネクストホップ拡張キーＩＫ’_ＵとＣＫ’_Ｕをそれぞれ移転需要メッセージのＩＫとＣＫフィールドに置いてよい。

【0065】

実際のネットワーク配置では、拡張安全機能を支援するネットワークエンティティと伝統的な安全のみを支援するネットワークエンティティが共存し、ＳＲＮＣが移転する場合に、ＵＥが拡張安全機能を支援するＳＲＮＣ＋から拡張安全機能を支援しないターゲットＲＮＣまでに移転するシーンが存在する。ＳＲＮＣ＋が移転を決定する場合に、ターゲットＲＮＣが拡張安全機能を支援するかを知らない恐れがある。その故、ＳＲＮＣが移転する場合に、キーの更新も伝統的なネットワークの安全支援を考える必要がある。

【0066】

ステップＳ８０６において、コアネットワークノードがターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信し、メッセージはネクストホップ拡張キーＩＫ’_ＵとＣＫ’_Ｕ、及び／又はネットワークＮＣＣを含む。

【0067】

本実施例では、ネットワーク側のコアネットワークノードが１つのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを維持するため、移転要請メッセージにネットワークＮＣＣ情報を含んでもよい。ネットワークＮＣＣ情報をターゲットＲＮＣに送信し、これでターゲットＲＮＣとユーザとの間のキーの一致性を便利に実現する。

【0068】

本ステップでは、コアネットワークノードがＣＫ’_Ｕを前記移転要請メッセージのＣＫフィールドに置き、及び／又はＩＫ’_Ｕを前記移転要請メッセージのＩＫフィールドに置き、ターゲットＲＮＣに送信する。
拡張したＳＲＮＣ移転プロセスでは、ソースＲＮＣが移転要請メッセージをターゲットＲＮＣに直接送信でき、この時、この移転要請メッセージが拡張した移転要請メッセージと称する。拡張した移転要請メッセージにネクストホップ拡張した完全性キーＩＫ’_Ｕ、及び／又はネクストホップ拡張した暗号化キーＣＫ’_Ｕを持ち、ソースＲＮＣがネクストホップ拡張キーＩＫ’_ＵとＣＫ’_Ｕをそれぞれ移転需要メッセージのＩＫとＣＫフィールドに置いてターゲットＲＮＣに送信する。

【0069】

ステップＳ８０８において、ターゲットＲＮＣが受信したキーを保存する。ターゲットＲＮＣが拡張した安全を支援すると、ターゲットＲＮＣが受信したメッセージにおけるＩＫフィールドの値を拡張キーＩＫ_Ｕとし、ＣＫフィールドの値を拡張キーＣＫ_Ｕとする。ターゲットＲＮＣが拡張した安全を支援しないと、ターゲットＲＮＣが受信したメッセージにおけるＩＫフィールドの値を伝統的なキーＩＫとし、ＣＫフィールドの値を伝統的なキーＣＫとする。

【0070】

ステップＳ８１０において、ターゲットＲＮＣがコアネットワークノードに移転要請確認メッセージを送信する。このメッセージを送信する前、ターゲットＲＮＣとコアネットワークノードが新たなＩｕベアリングを構築でき、ＵＥにＲＲＣ（ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌ，無線リソース制御プロトコル）接続リソース及び無線リンク等のリソースを配布する。ソースＲＮＣとターゲットＲＮＣが２つの異なるＣＮＮ＋ノード（ＳＧＳＮ＋及び／又はＭＳＣ／ＶＬＲ＋）下に位置すると、このメッセージはこの２つのＣＮＮ＋ノードの移転が必要となる。
この移転確認メッセージがネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報を含んでもよい。

【0071】

ステップＳ８１２において、コアネットワークノードがソースＲＮＣに移転コマンドメッセージを送信する。
この移転コマンドメッセージがコアネットワークノードのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報を含んでもよい。

【0072】

ステップＳ８１４において、ソースＲＮＣがＵＥに移転メッセージを送信してもよい。ここで、移転メッセージとは物理チャネル再配置メッセージ又はＵＴＲＡＮ移動性情報メッセージである。
前記物理チャネル再配置メッセージ又はＵＴＲＡＮ移動性情報メッセージはネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報を含んでもよい。

【0073】

ステップＳ８１６において、ＵＥが拡張した安全を支援すると、ＵＥがネットワーク側に同一なアルゴリズムで拡張した完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は暗号化キーＣＫ_Ｕを更新する。
本ステップでは、ＵＥにネクストホップカウンター端末ＮＣＣが設置され、ＵＥがネットワークＮＣＣを受信し、現在アクティブにした拡張キーに対応する端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しいかを判断し、両者が等しい場合、ＵＥが自ら保存した拡張完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は拡張暗号化キーＣＫ_Ｕを直接使用する。ネットワークＮＣＣが端末ＮＣＣより大きい場合、ＵＥが拡張キーＩＫ_Ｕ／ＣＫ_Ｕを算出し、端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくなるまで、対応する端末ＮＣＣを逓増する。

【0074】

ステップＳ８１８において、ＵＥがターゲットＲＮＣに物理チャネル再配置完了メッセージ又はＵＴＲＡＮ移動性情報確認メッセージを送信する。前記メッセージが更新した完全性キーＩＫ_Ｕで完全性保護を行なってもよく、又は更新した完全性キーＩＫ_Ｕと暗号化キーＣＫ_Ｕで前記メッセージに対して同時に完全性と暗号化保護を行なってもよい。
このメッセージにはユーザ設備安全能力パラメーターを含んでもよい。

【0075】

ステップＳ８２０において、ターゲットＲＮＣが更新した完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は暗号化キーＣＫ_Ｕを用いてこのメッセージに対して安全検証を行う。ターゲットＲＮＣがＵＥに送信したメッセージを成功に検証すると、ターゲットＲＮＣがコアネットワークノード（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ／ＶＬＲ＋）に移転完了メッセージを送信し、このメッセージがコアネットワークノードに移転完了を指示する情報を含み、ネットワークＮＣＣ情報を含んでもよい。

【0076】

ステップＳ８２２において、コアネットワークノードがＩＫ、ＣＫと現在の拡張キーＩＫ_Ｕ、ＣＫ_Ｕに基づいてネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕを算出する。
ネットワーク側が１つのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを維持すると、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕを算出する前又は後、ネットワークＮＣＣを逓増してもよい。

【0077】

ステップＳ８２４において、コアネットワークノードがターゲットＲＮＣに移転完了確認メッセージを送信し、このメッセージがネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、Ｃ’Ｋ_Ｕ、及び／又は関連するネットワークＮＣＣを含む。
ステップＳ８２６において、ターゲットＲＮＣが受信したネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕ、及び／又は関連するネットワークＮＣＣを保存し、次回ＳＲＮＣ移転に使うために用意しておく。

【0078】

ステップＳ８２８において、コアネットワークノード（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ／ＶＬＲ＋）がソースＲＮＣとの間のＩｕインターフェースを解除する。

【0079】

図８に示す実施例における安全操作が拡張ＳＲＮＣ移転フローにも適応し、拡張ＳＲＮＣ移転フローでは、ソースＲＮＣとターゲットＲＮＣとの間が直接に通信を行い、コアネットワークノードの移転が必要とならない。図８におけるステップＳ８０４、Ｓ８０６に示すメッセージが、ソースＲＮＣがターゲットＲＮＣに送信する拡張した移転要請メッセージに代わり、図８においてステップＳ８１０、Ｓ８１２に示すメッセージがターゲットＲＮＣからソースＲＮＣに送信する拡張した移転応答メッセージに代わる。図８においてステップＳ８２０、Ｓ８２４に示すメッセージがそれぞれターゲットＲＮＣとコアネットワークノードの間の拡張した移転完了要請メッセージと拡張した移転完了応答メッセージに代わる。そのほか、メッセージに含まれるパラメーター、及び他のステップの操作が完全に同一であり、ここで詳細な記載は省略する。

【0080】

初期において、コアネットワークノード、即ちネクストホップ拡張キーをＳＲＮＣに送信する時、ＵＥが第一回ＳＲＮＣ移転フローを行う時、前記キー更新フローを用いてもよい。初期、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーをＳＲＮＣに送信しない場合、ＵＥが第一回ＳＲＮＣ移転フローを行う場合、伝統的なＵＭＴＳが定義したＳＲＮＣ移転の安全操作で実行し、即ちソースＲＮＣが現在使用する拡張キーＩＫ_Ｕ及び／又はＣＫ_ＵをターゲットＲＮＣに送信し、ＵＥとターゲットＲＮＣがこの現在の拡張キーを直接使用する。第２回ＳＲＮＣ移転を行う時、また前記キー更新フローを用いる。

【0081】

一回のＳＲＮＣ移転フローが無事に完了した後、ターゲットＲＮＣが一回ＳＲＮＣ内部の移転を開始してもよく、この時、ソースＲＮＣとターゲットＲＮＣとも同一なＳＲＮＣである。これで、フォワードセキュリティの目的を達成する。

【0082】

図９を参照し、本発明実施例によるＳＲＮＣ静的移転を行う場合の拡張したエアインターフェースキーの更新フローチャートを示す。本実施例が伝統的なＳＲＮＣ移転フローを用い、即ちＳＲＮＣとターゲットＲＮＣとの間のメッセージインタラクションがコアネットワークノードの移転によるフローである。この実施例の安全操作が拡張したＳＲＮＣ随伴移転フローにも適応し、即ちＳＲＮＣとターゲットＲＮＣとの間がメッセージインタラクションを直接行い、コアネットワークノードの移転と必要としない。

【0083】

本実施例は以下のステップを含む。
ステップＳ９０２において、ＵＥがＵＴＲＡＮにＵＲＡ更新メッセージ、又はセル更新メッセージ、又は測定報告メッセージを送信する。
ステップＳ９０４において、ターゲットＲＮＣがこのＵＥのＵＲＡ更新メッセージ又はセル更新メッセージ、又は測定報告メッセージを受信したことによって、このＵＥのソースＲＮＣにアップリンクシグナル伝送指示メッセージを送信する。

【0084】

ステップＳ９０６において、ソースＲＮＣ（即ちＳＲＮＣ）がＳＲＮＣ移転を行なうと決定する。
ステップＳ９０８において、ソースＲＮＣがコアネットワークノードに移転需要メッセージを送信する。メッセージにネクストホップ拡張キーＩＫ’_ＵとＣＫ’_Ｕが含まれ、ネットワークＮＣＣを含んでもよい。

【0085】

ステップＳ９１０において、コアネットワークノードがターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信し、メッセージはネクストホップ拡張キーＩＫ’_ＵとＣＫ’_Ｕ、及び／又はネットワークＮＣＣを含む。

【0086】

本実施例では、ネットワーク側コアネットワークノードが１つのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを維持するため、移転要請メッセージはネットワークＮＣＣ情報を含んでもよい。

【0087】

ステップＳ９１２において、ターゲットＲＮＣが受信したキーを保存する。
ステップＳ９１４において、ターゲットＲＮＣがコアネットワークノードに移転要請確認メッセージを送信する。このメッセージを送信する前、ターゲットＲＮＣとコアネットワークノードが新たなＩｕベアリングを確立してもよく、ＵＥにＲＲＣ（ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌ、無線リソース制御プロトコル）接続リソースと無線リンク等のリソースを配布する。
この移転確認メッセージにネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報を含んでもよい。

【0088】

ステップＳ９１６において、コアネットワークノードがソースＲＮＣに移転コマンドメッセージを送信する。
この移転コマンドメッセージがコアネットワークノードのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報を含んでもよい。

【0089】

ステップＳ９１８において、ソースＲＮＣがターゲットＲＮＣに移転提出メッセージを送信する。
ステップＳ９２０において、ターゲットＲＮＣがコアネットワークノードに移転検出メッセージを送信する。
ステップＳ９２２において、ターゲットＲＮＣがＵＥにセル更新確認メッセージ、又はＵＲＡ更新確認メッセージ、又はＲＡＮ移動性情報メッセージを送信する。このメッセージがターゲットＲＮＣの安全能力の指示情報を含む。
前記メッセージは、ネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報を含んでもよい。

【0090】

ステップＳ９２４において、ＵＥが拡張した安全を支援すると、ＵＥがネットワーク側に同一なアルゴリズムで拡張した完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は暗号化キーＣＫ_Ｕを更新する。
本ステップでは、ＵＥにネクストホップカウンター端末ＮＣＣが設置され、ＵＥがネットワークＮＣＣを受信し、現在アクティブにした拡張キーに対応する端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しいかを判断し、両者が等しいと、ＵＥが自ら保存した拡張完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は拡張暗号化キーＣＫ_Ｕをそのまま使用する。ネットワークＮＣＣが端末ＮＣＣより大きいと、ＵＥが拡張キーＩＫ_Ｕ／ＣＫ_Ｕを算出し、端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくなるまでに、対応する端末ＮＣＣを増やす。

【0091】

ステップＳ９２６において、ＵＥがターゲットＲＮＣにＵＴＲＡＮ移動性情報確認メッセージ又はＲＡＮ移動性情報確認メッセージを送信する。前記メッセージが更新した完全性キーＩＫ_Ｕで完全性保護を行なってもよく、又は更新した完全性キーＩＫ_Ｕと暗号化キーＣＫ_Ｕで前記メッセージに対して同時に完全性と暗号化保護を行なってもよい。
このメッセージにはユーザ設備安全能力パラメーターを含んでもよい。

【0092】

ステップＳ９２８において、ターゲットＲＮＣが更新した完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は暗号化キーＣＫ_Ｕを用いてこのメッセージに対して安全検証を行う。ターゲットＲＮＣがＵＥに送信したメッセージを成功に検証すると、ターゲットＲＮＣがコアネットワークノード（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ／ＶＬＲ＋）に移転完了メッセージを送信し、このメッセージがコアネットワークノードに移転完了を指示する情報を含み、ネットワークＮＣＣ情報を含んでもよい。

【0093】

ステップＳ９３０において、コアネットワークノードがＩＫ、ＣＫと現在の拡張キーＩＫ_Ｕ、ＣＫ_Ｕに基づいてネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕを算出する。
選択可能には、ネットワーク側が１つのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを保守すると、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕを算出する前又は後、ネットワークＮＣＣを逓増する。

【0094】

ステップＳ９３２において、コアネットワークノードがターゲットＲＮＣに移転完了確認メッセージを送信し、このメッセージがネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕ、及び／又は関連するネットワークＮＣＣを含む。
ステップＳ９３４において、ターゲットＲＮＣが受信したネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕ、及び／又は関連するネットワークＮＣＣを保存し、次回ＳＲＮＣ移転のために用意しておく。

【0095】

ステップＳ９３６において、コアネットワークノード（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ＋）がソースＲＮＣとの間のＩｕインターフェースを解除する。
本ステップのコアネットワークノード（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ／ＶＬＲ＋）がソースＲＮＣとの間のＩｕインターフェースを解除することはステップＳ９３０の前に発生してもよい。
前記すべての実施例がＳＲＮＣ内部の移転にも適応し、即ちソースＲＮＣとターゲットＲＮＣは同一のＲＮＣのシーンである。

【0096】

図１０は、本発明の実施例によるコアネットワークノードの構成ブロック図を示し、以下を含む。
受信モジュール１００２において、ターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信するように設置され、この移転完了指示メッセージがＵＥがソースＲＮＣからターゲットＲＮＣまでに成功に移転することを指示することに用いられる。算出モジュール１００４において、受信モジュール１００２が移転完了指示メッセージを受信した後、保存された伝統的なキー及び現在の拡張キーを用いてネクストホップ拡張キーを算出するように設置される。送信モジュール１００６において、ネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣに送信するように設置される。

【0097】

本実施例のコアネットワークノードは更に、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えるように設置されるネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを含んでもよい。

【0098】

好ましくは、受信モジュール１００２は更にターゲットＲＮＣの移転完了指示メッセージを受信する前、ソースＲＮＣが送信した移転需要メッセージを受信するように設置され、この移転需要メッセージがソースＲＮＣのネクストホップＣＫ’_Ｕ及び／又はＩＫ’_Ｕを含む。送信モジュール１００６は更にターゲットＲＮＣに移転要請メッセージを送信するように設置され、この移転要請メッセージがソースＲＮＣが送信したネクストホップＣＫ’_Ｕ及び／又はＩＫ’_Ｕを含む。

【0099】

図１１は、本発明の実施例による無線アクセスシステムの構成ブロック図を示し、ソースＲＮＣ１１０２、ターゲットＲＮＣ１１０４、コアネットワークノード１１０６及びユーザ設備ＵＥ１１０８を含む。

【0100】

ここで、ソースＲＮＣ１１０２が、コアネットワークノード１１０６に移転需要メッセージを送信し、この移転需要メッセージにソースＲＮＣ１１０２のネクストホップ拡張キーを持ち、コアネットワークノード１１０６の移転コマンドを受信し、そしてＵＥ１１０８に移転メッセージを送信するように設置される。

【0101】

ここで、ターゲットＲＮＣ１１０４が、コアネットワークノード１１０６が送信した移転要請メッセージを受信し、この移転要請メッセージにソースＲＮＣ１１０２が送信したネクストホップ拡張キーを持ち、且つ、コアネットワークノード１１０６に移転完了指示メッセージを送信し、コアネットワークノード１１０６の移転完了確認メッセージを受信し、この移転完了確認メッセージがターゲットＲＮＣ１１０４のネクストホップ拡張キーを含むように設置される。

【0102】

ここで、コアネットワークノード１１０６が、ターゲットＲＮＣ１１０４の移転完了指示メッセージを受信し、ネクストホップ拡張キーを算出し、そして移転完了確認メッセージを介してターゲットＲＮＣ１１０４に送信するように設置される。
ここで、ユーザ設備ＵＥ１１０８が、ソースＲＮＣ１１０２が送信した移転メッセージに基づいて自身の拡張キーを同期するように設置される。

【0103】

好ましくは、コアネットワークノード１１０６は、ターゲットＲＮＣ１１０４の移転完了指示メッセージを受信するように設置され、この移転完了指示メッセージがＵＥ１１０８がソースＲＮＣ１１０２からターゲットＲＮＣ１１０４までに成功に移転することを指示する受信モジュール１１０６２と、受信モジュール１１０６２が移転完了指示メッセージを受信した後、保存した伝統的なキー及び現在拡張キーを用いてネクストホップ拡張キーを算出するように設置される算出モジュール１１０６４と、ネクストホップ拡張キーをターゲットＲＮＣ１１０４に送信するように設置される送信モジュール１１０６６とを含む。

【0104】

コアネットワークノード１１０６は更に、コアネットワークノード１１０６がネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えるように設置されるネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを含むことが好ましい。
ＵＥ１１０８は、ＵＥ１１０８がネクストホップ拡張キーを算出する回数を数えるように設置されるネクストホップカウンター端末ＮＣＣを含むことが好ましい。

【0105】

好ましくは、ＵＥ１１０８は更に、端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しいかを判断するように設置される判断モジュール１１０８２と、判断モジュール１１０８２の判断がはいであると、使用端末ＮＣＣに対応する予め保存したＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを用いるように設置される確定モジュール１１０８４と、判断モジュール１１０８２の判断結果がいいえであると、ＣＫ_Ｕ及び／又はＩＫ_Ｕを算出し、そして端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくなるまで、対応する端末ＮＣＣを増やすように設置される否定モジュール１１０８６とを含む。

【0106】

図１２を参照し、本実施例によるＳＲＮＣ随伴移転を行う時のエアインターフェースキーの更新フローチャートを示す。本実施例では、ＳＲＮＣとターゲットＲＮＣとの間のメッセージインタラクションにはコアネットワークノードＣＮＮ＋（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ＋）移転を必要とせず、拡張したＳＲＮＳ移転フローを用いる。
本実施例は以下のステップを含む。

【0107】

ステップＳ１２０２において、ソースＲＮＣ（即ち、ＳＲＮＣ）ＳＲＮＣ移転を行なうと決定する。
この決定のトリガーは、ソースＲＮＣがＵＥの測定報告を受信すること、又はターゲットＲＮＣが送信したアップリンクシグナル伝送指示を受信し、セル更新又はＵＲＡ更新を行なうことを要請すること等がある。

【0108】

ステップＳ１２０４において、ソースＲＮＣがターゲットＲＮＣに拡張した移転要請メッセージを送信し、メッセージにネクストホップ拡張キーＩＫ’_ＵとＣＫ’_Ｕ、及び／又はネットワークＮＣＣを含む。

【0109】

拡張した移転要請メッセージは以下のパラメーター、即ち、ネクストホップ拡張した完全性キーＩＫ’_Ｕ、及び／又はネクストホップ拡張した暗号化キーＣＫ’_Ｕを含む。そのほか、以下のパラメーターの１つ又は任意組合を持ってもよい：ユーザ設備安全能力、ユーザが支援する暗号化アルゴリズム、ユーザが支援する完全性アルゴリズム、選択した暗号化アルゴリズム、選択した完全性アルゴリズム、拡張したエアインターフェースキーに関連するネクストホップカウンターネットワークＮＣＣの中の１つ又は任意の組み合わせを含んでもよい。前記安全材料がソースＲＮＣからターゲットＲＮＣまでの透明容器中に含まれることが好ましい。

【0110】

ソースＲＮＣがネクストホップ拡張した完全性キーＩＫ’_Ｕを拡張した完全性キーＩＫ_Ｕとし、ネクストホップ拡張した暗号化キーＣＫ’_Ｕを拡張した暗号化キーＣＫ_Ｕとしてもよい。ソースＲＮＣが送信した移転需要メッセージに、拡張完全性キーＩＫ_Ｕ、及び／又は拡張暗号化キーＣＫ_Ｕを含む。

【0111】

ソースＲＮＣはターゲットＲＮＣが拡張した安全を支援するかを確定できない可能性があるため、ソースＲＮＣがネクストホップ拡張キーＩＫ’_ＵとＣＫ’_Ｕをそれぞれ移転需要メッセージのＩＫとＣＫフィールドに置いてもよい。

【0112】

実際のネットワーク配置では、拡張安全機能を支援するネットワークエンティティと伝統的な安全のみを支援するネットワークエンティティが共存し、ＳＲＮＣが移転する場合に、ＵＥが拡張安全機能を支援するＳＲＮＣ＋から拡張安全機能を支援しないターゲットＲＮＣまでに移転するシーンが存在する。ＳＲＮＣ＋が移転を決定する場合に、ターゲットＲＮＣが拡張安全機能を支援するか否かを知らない可能性がある。そのため、ＳＲＮＣが移転する場合に、キーの更新も伝統的なネットワークの安全支援を考える必要がある。

【0113】

ステップＳ１２０６において、ターゲットＲＮＣが受信したキーを保存する。ターゲットＲＮＣが拡張した安全を支援すると、ターゲットＲＮＣが受信したメッセージにおけるＩＫフィールドの値を拡張キーＩＫ_Ｕとし、ＣＫフィールドの値を拡張キーＣＫ_Ｕとする。ターゲットＲＮＣが拡張した安全を支援しないと、ターゲットＲＮＣが受信したメッセージにおけるＩＫフィールドの値を伝統的なキーＩＫとし、ＣＫフィールドの値を伝統的なキーＣＫとする。

【0114】

ステップＳ１２０８において、ターゲットＲＮＣがソースＲＮＣに拡張した移転応答メッセージを送信する。このメッセージを送信する前、ターゲットＲＮＣがＵＥにＲＲＣ（Radio Resource Control、無線リソース制御プロトコル）接続リソースと無線リンク等のリソースを配布する。
この拡張した移転応答メッセージがネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報を含んでもよい。

【0115】

ステップＳ１２１０において、ソースＲＮＣが、物理チャネル再配置メッセージ又はＵＴＲＡＮ移動性情報メッセージである移転メッセージをＵＥに送信する。
前記物理チャネル再配置メッセージ又はＵＴＲＡＮ移動性情報メッセージにネクストホップカウンターネットワークＮＣＣ情報を含んでもよい。

【0116】

ステップＳ１２１２において、ＵＥが拡張した安全を支援すると、ＵＥがネットワーク側に同一なアルゴリズムで拡張した完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は暗号化キーＣＫ_Ｕを更新する。

【0117】

本ステップでは、ＵＥにネクストホップカウンター端末ＮＣＣが設置され、ＵＥがネットワークＮＣＣを受信し、現在アクティブにした拡張キーに対応する端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しいかを判断し、両者が等しいと、ＵＥが自ら保存した拡張完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は拡張暗号化キーＣＫ_Ｕをそのまま使用する。ネットワークＮＣＣが端末ＮＣＣより大きいと、ＵＥが拡張キーＩＫ_Ｕ／ＣＫ_Ｕを算出し、端末ＮＣＣがネットワークＮＣＣに等しくなるまで、対応する端末ＮＣＣを逓増する。

【0118】

ステップＳ１２１４において、ＵＥがターゲットＲＮＣに物理チャネル再配置完了メッセージ又はＵＴＲＡＮ移動性情報確認メッセージを送信する。前記メッセージが更新した完全性キーＩＫ_Ｕで完全性保護を行なってもよく、又は更新した完全性キーＩＫ_Ｕと暗号化キーＣＫ_Ｕで前記メッセージに対して同時に完全性と暗号化保護を行なってもよい。
このメッセージにはユーザ設備安全能力パラメーターを含んでもよい。

【0119】

ステップＳ１２１６において、ターゲットＲＮＣが更新した完全性キーＩＫ_Ｕ及び／又は暗号化キーＣＫ_Ｕを用いてこのメッセージに対して安全検証を行う。ターゲットＲＮＣがＵＥに送信したメッセージを成功に検証すると、ターゲットＲＮＣがコアネットワークノード（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ／ＶＬＲ＋）に拡張した移転完了要請メッセージを送信し、このメッセージがコアネットワークノードに移転完了を指示する情報を含み、ネットワークＮＣＣ情報を含んでもよい。

【0120】

ステップＳ１２１８において、コアネットワークノードがＩＫ、ＣＫと現在の拡張キーＩＫ_Ｕ、ＣＫ_Ｕに基づいてネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕを算出する。
選択可能には、ネットワーク側が１つのネクストホップカウンターネットワークＮＣＣを保守すると、コアネットワークノードがネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕを算出する前又は後、ネットワークＮＣＣを逓増する。

【0121】

ステップＳ１２２０において、コアネットワークノードがターゲットＲＮＣに移転完了確認メッセージを送信し、このメッセージがネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、Ｃ’Ｋ_Ｕ、及び／又は関連するネットワークＮＣＣを含む。
ステップＳ１２２２において、ターゲットＲＮＣが受信したネクストホップ拡張キーＩＫ’_Ｕ、ＣＫ’_Ｕ、及び／又は関連するネットワークＮＣＣを保存し、次回ＳＲＮＣ移転のために用意しておく。

【0122】

ステップＳ１２２４において、コアネットワークノード（ＳＧＳＮ＋又はＭＳＣ／ＶＬＲ＋）がソースＲＮＣとの間のＩｕインターフェースをリリースする。

【0123】

当業者にとっては、上記本発明の各モジュール又は各ステップは汎用の計算装置によって実現することができ、単独の計算装置に集中させてもよく、複数の計算装置から構成されるネットワークに分布させてもよく、または計算装置が実行可能なプログラムのコードによって実現することもできるので、それらを記憶装置に記憶させて計算装置によって実行することができ、また、ある場合には、示された或は述べられたステップが上記と異なる順で実行されてもよく、又はそれらの夫々をそれぞれ集積回路ブロックに製作し、又はそれらにおける複数のモジュール又はステップを単独の集積回路モジュールに製作して実現することができることは明らかなことである。このように、本発明は如何なる指定のハードウェアとソフトウェアの結合にも限定されない。

【0124】

以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者であれば本発明に様々な修正や変形が可能である。本発明の主旨や原則内で行う如何なる修正、置換、改良などは本発明の保護範囲内に含まれる。

【図1】