特許 5977834 ホーム基地局のセキュアアクセス方法、システム及びコアネットワークエレメント

(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】5977834

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】ホーム基地局のセキュアアクセス方法、システム及びコアネットワークエレメント

(51)【国際特許分類】

   H04W 12/06 20090101AFI20160817BHJP

   H04W 12/04 20090101ALI20160817BHJP

   H04W 92/12 20090101ALI20160817BHJP

   H04W 84/10 20090101ALI20160817BHJP

   H04L 9/32 20060101ALI20160817BHJP

【ＦＩ】

   H04W12/06

   H04W12/04

   H04W92/12

   H04W84/10

   H04L9/00 675B

   H04L9/00 675A

【請求項の数】22

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-537471(P2014-537471)

(86)(22)【出願日】2012年10月8日

(65)【公表番号】特表2014-535207(P2014-535207A)

(43)【公表日】2014年12月25日

(86)【国際出願番号】CN2012082555

(87)【国際公開番号】WO2013064002

(87)【国際公開日】20130510

【審査請求日】2014年5月14日

(31)【優先権主張番号】201110337762.7

(32)【優先日】2011年10月31日

(33)【優先権主張国】CN

(31)【優先権主張番号】201110364549.5

(32)【優先日】2011年11月4日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】511151662

【氏名又は名称】中興通訊股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＺＴＥ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】八田国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】宗 在 峰

(72)【発明者】

【氏名】周 曉 云

(72)【発明者】

【氏名】朱 李

【審査官】 齋藤 浩兵

(56)【参考文献】

【文献】 中国特許出願公開第１０１７９５４５１（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０６７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０６２９８３（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００９５３６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１０／１０２２２２（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 Alcatel-Lucent，"Binding of HNB identities for CSG Verification"，3GPP TSG SA WG3 (Security) meeting #64 S3-110685，２０１１年 ７月１５日，ＵＲＬ，http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG3_Security/TSGS3_64_Mainz/Docs/S3-110685.zip

【文献】 ZTE，"Introducting identities binding requirements for UE access control enforcement"[online]，3GPP TSG-SA WG3#65 S3-111054，２０１１年１０月３１日，URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG3_Security/TSGS3_65_San_Diego/Docs/S3-111054.zip

【文献】 ZTE，"A solution to solve the Security gap for H(e)NB"，3GPP TSG SA WG3 (Security) meeting #65 S3-111053，２０１１年１１月 ７日，ＵＲＬ，http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG3_Security/TSGS3_65_San_Diego/Docs/S3-111053.zip

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／２４− ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

Ｈ０４Ｌ ９／３２

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１−４

ＳＡ ＷＧ１−２

ＣＴ ＷＧ１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セキュリティゲートウェイＳｅＧＷがホーム基地局Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をし、前記デジタル署名を前記Ｈ（ｅ）ＮＢに送信するステップと、
前記Ｈ（ｅ）ＮＢが前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及び前記デジタル署名をコアネットワークエレメントに送信するステップと、
前記コアネットワークエレメントが前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及び前記デジタル署名に対して正しさの検証を行うステップと、を含み、
前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報は、クローズドユーザグループ識別子ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレス、又はＨ（ｅ）ＮＢ ＩＤ、ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレスである、ホーム基地局のセキュアアクセス方法。

【請求項2】

前記ＳｅＧＷがＨ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をするステップは、
前記ＳｅＧＷが前記Ｈ（ｅ）ＮＢに対して身元認証する時に、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報を取得し、且つ前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をするステップを含む請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記Ｈ（ｅ）ＮＢが前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及び前記デジタル署名をコアネットワークエレメントに送信するステップは、
前記Ｈ（ｅ）ＮＢが、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの登録時に、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及び前記デジタル署名を前記コアネットワークエレメントに送信するステップを含む請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記Ｈ（ｅ）ＮＢが前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及び前記デジタル署名をコアネットワークエレメントに送信するステップは、
前記Ｈ（ｅ）ＮＢが、ユーザ装置ＵＥが前記Ｈ（ｅ）ＮＢによって登録する時に、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及び前記デジタル署名を前記コアネットワークエレメントに送信するステップを含む請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記セキュリティゲートウェイＳｅＧＷは、前記セキュリティゲートウェイの秘密鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をし、
それに対応して、前記コアネットワークエレメントは、前記セキュリティゲートウェイの公開鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及び前記デジタル署名に対して正しさの検証を行う請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記ＳｅＧＷは、動的セッション鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をし、
前記方法は、前記ＳｅＧＷが前記動的セッション鍵をホーム加入者サーバＨＳＳ／認証認可課金ＡＡＡサーバに通知し、前記ＨＳＳ／ＡＡＡサーバが前記動的セッション鍵を記憶するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記コアネットワークエレメントが前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及び前記デジタル署名に対して正しさの検証を行うステップは、
前記コアネットワークエレメントが前記ＡＡＡ／ＨＳＳから前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対して署名をする前記動的セッション鍵を取得し、前記動的セッション鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報を検証するステップを含む請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記コアネットワークエレメントが前記Ｈ（ｅ）ＮＢ情報及び前記デジタル署名を検証することに成功した後、前記コアネットワークエレメントが前記Ｈ（ｅ）ＮＢ情報を保存するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記コアネットワークエレメントは、ホーム基地局ゲートウェイＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷ又はモビリティ管理エンティティＭＭＥである請求項３に記載の方法。

【請求項10】

前記コアネットワークエレメントは、ＭＭＥ又は汎用パケット無線業務サービスサポートノードＳＧＳＮ又はモバイルスイッチングセンターＭＳＣである請求項４に記載の方法。

【請求項11】

ＵＥが前記Ｈ（ｅ）ＮＢによってアクセスする場合、
前記コアネットワークエレメントは、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報が正しいであると検証した後、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報をＭＭＥ又はＳＧＳＮ又はＭＳＣに送信し、ＭＭＥ、ＳＧＳＮ又はＭＳＣにより前記Ｈ（ｅ）ＮＢのサポートするＣＳＧ ＩＤ情報を取得し、前記ＣＳＧ ＩＤ情報に基づいて前記ＵＥに対してアクセス制御を行い、
前記ＭＭＥ、ＳＧＳＮ又はＭＳＣは、前記Ｈ（ｅ）ＮＢ情報から前記ＣＳＧ ＩＤ情報を取得し、或いは前記ＨＳＳ／ＡＡＡサーバから前記ＣＳＧ ＩＤ情報を取得する請求項３又は９に記載の方法。

【請求項12】

ＵＥが前記Ｈ（ｅ）ＮＢによってアクセスする場合、
前記コアネットワークエレメントは、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報が正しいであると検証した後、前記Ｈ（ｅ）ＮＢのサポートするＣＳＧ ＩＤ情報を取得し、前記ＣＳＧ ＩＤ情報に基づいて前記ＵＥに対してアクセス制御を行い、前記コアネットワークエレメントは、前記Ｈ（ｅ）ＮＢ情報から前記ＣＳＧ ＩＤ情報を取得し、或いは前記ＨＳＳ／ＡＡＡサーバから前記ＣＳＧ ＩＤ情報を取得する請求項４又は１０に記載の方法。

【請求項13】

前記コアネットワークエレメントは、設定された前記ＳｅＧＷの証明書からＳｅＧＷの公開鍵を取得し、或いは前記コアネットワークエレメントは、前記Ｈ（ｅ）ＮＢが前記コアネットワークエレメントに送信する証明書からＳｅＧＷの公開鍵を取得する請求項５に記載の方法。

【請求項14】

前記ＳｅＧＷは、ＩＫＥｖ２の設定ペイロードＣＰを拡張することによって前記デジタル署名を前記Ｈ（ｅ）ＮＢに送信する請求項１に記載の方法。

【請求項15】

前記ＳｅＧＷがＨ（ｅ）ＮＢ身元情報を前記Ｈ（ｅ）ＮＢに送信するステップをさらに含む請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をし、前記Ｈ（ｅ）ＮＢのデジタル署名を前記Ｈ（ｅ）ＮＢに送信するように設置されるセキュリティゲートウェイＳｅＧＷと、
前記Ｈ（ｅ）ＮＢの送信する身元情報及びデジタル署名を受信し、前記身元情報及び前記デジタル署名に対して正しさの検証を行うように設置されるコアネットワークエレメントと、を備え、
前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報は、クローズドユーザグループ識別子ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレス、又はＨ（ｅ）ＮＢ ＩＤ、ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレスである、ホーム基地局のセキュアアクセスシステム。

【請求項17】

前記ＳｅＧＷは、前記ＳｅＧＷの秘密鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をするように設置され、
それに対応して、前記コアネットワークエレメントは、前記ＳｅＧＷの公開鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及び前記デジタル署名に対して正しさの検証を行うように設置される請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記ＳｅＧＷは、
動的セッション鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をし、
前記動的セッション鍵をホーム加入者サーバＨＳＳ／認証認可課金ＡＡＡサーバに通知するように設置される請求項１６に記載のシステム。

【請求項19】

前記コアネットワークエレメントは、前記ＡＡＡ／ＨＳＳから前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をする前記動的セッション鍵を取得し、前記動的セッション鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報を検証するように設置される請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

前記コアネットワークエレメントは、モビリティ管理エンティティＭＭＥ又はＧＰＲＳサービスサポートノードＳＧＳＮ又はホーム基地局ゲートウェイＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷである請求項１６〜１９のいずれかに記載のシステム。

【請求項21】

前記ＳｅＧＷはさらに、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報を前記Ｈ（ｅ）ＮＢに送信するように設置される請求項１６に記載のシステム。

【請求項22】

ホームＨ（ｅ）ＮＢの送信する身元情報及びセキュリティゲートウェイＳｅＧＷによる前記身元情報へのデジタル署名を受信し、前記身元情報及び前記デジタル署名に対して正しさの検証を行うように設置され、
前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報は、クローズドユーザグループ識別子ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレス、又はＨ（ｅ）ＮＢ ＩＤ、ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレスであるコアネットワークエレメント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ホーム基地局のセキュアアクセス技術に関し、特にホーム基地局のセキュアアクセス方法、システム及びコアネットワークエレメントに関する。

【背景技術】

【0002】

スリージーピーピー（３ＧＰＰ、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）により提案される進化型パケットシステム（ＥＰＳ、Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｙｓｔｅｍ）は、進化型ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ、Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ、Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ、Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ）、パケットデータネットワークゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ又はＰＤＮ ＧＷ、Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇａｔｅｗａｙ）、ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ、Ｈｏｍｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｅｒｖｅｒ）、及び３ＧＰＰの認証認可課金（ＡＡＡ、Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ、Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）サーバからなる。

【0003】

ホーム基地局は、進化型パケットコア（ＥＰＣ、Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）にアクセスする際に、セキュリティを確保するために、進化型パケットコアにおいてセキュリティゲートウェイ（ＳｅＧＷ、Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｇａｔｅｗａｙ）を導入している。ホーム基地局は、コアネットワーク装置と通信する前に、まず、セキュリティゲートウェイとの間においてＩＰＳｅｃトンネルを作成する。ホーム基地局とコアネットワーク装置との間の制御プレーン通信データ及びユーザプレーンデータは、いずれも当該ＩＰＳｅｃトンネルにより暗号化される。図１は、Ｈ（ｅ）ＮＢがコアネットワークにアクセスするシステムアーキテクチャの模式図である。図１に示すように、当該アーキテクチャは、同時に従来のＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮと（ＬＴＥ、Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）アクセスをサポートする。ここで、ＨＮＢ（Ｈｏｍｅ ＮｏｄｅＢ）は、ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮをサポートするホーム基地局で、ＨｅＮＢ（Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢ）は、ＬＴＥをサポートするホーム基地局である。ＨＮＢを用いてアクセスする場合、ホーム基地局ゲートウェイ（ＨＮＢ ＧＷ、Ｈｏｍｅ ＮｏｄｅＢ Ｇａｔｅｗａｙ）は必須である。ＨＮＢがパワーオンする時、ＨＮＢは、ＨＮＢ ＧＷにおいて登録する必要がある。ＨｅＮＢを用いてアクセスする場合、進化型ホーム基地局ゲートウェイ（ＨｅＮＢ ＧＷ、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢ Ｇａｔｅｗａｙ）はオプションである。ＨｅＮＢ ＧＷが配置される場合、ＨｅＮＢはＨｅＮＢ ＧＷに登録し、ＨｅＮＢ ＧＷが配置されていない場合、ＨｅＮＢはＭＭＥに登録する。

【0004】

３ＧＰＰプロトコルによれば、ＵＥがＨ（ｅ）ＮＢ（すなわち、ＨＮＢ又はＨｅＮＢ）からアクセスする場合、ＭＭＥ又はＧＰＲＳサービスサポートノード（ＳＧＳＮ、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ ＳＵＰＰＯＲＴ ＮＯＤＥＳＧＳＮ）又はＨＮＢ ＧＷは、ＵＥに対してアクセス制御を行う。ＵＥがＨ（ｅ）ＮＢによってアタッチする場合、ＵＥとネットワークがクローズドユーザグループ（ＣＳＧ、Ｃｌｏｓｅｄ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ Ｇｒｏｕｐ）をサポートすると、当該Ｈ（ｅ）ＮＢは、それ自体がサポートするＣＳＧ ＩＤ（ＣＳＧ ｉｄｅｎｔｉｔｙ）をＳＧＳＮ又はＭＭＥに通知する。ＳＧＳＮ又はＭＭＥは、ＨＳＳから得られたユーザ加入データに基づいて、当該ユーザが当該Ｈ（ｅ）ＮＢからアクセスすることを許容するか否かを判断する。ＵＥがＨＮＢによってアタッチする場合、ＵＥ又はネットワークがＣＳＧをサポートしないと、ＨＮＢ ＧＷは、ローカルで設定される当該ＨＮＢの許容するＵＥ ＩＭＳＩリストに基づいて、当該ＵＥが当該ＨＮＢからアクセスすることを許容するか否かを判断する。

【0005】

上記ＵＥがＨ（ｅ）ＮＢによってアクセスする過程において、すべての関連メッセージは、Ｈ（ｅ）ＮＢとＳｅＧＷとの間のセキュアトンネルによって保護される。Ｈ（ｅ）ＮＢがパワーオンする時、ＳｅＧＷとセキュアトンネルを作成して相互認証するので、ＳｅＧＷから見ると、Ｈ（ｅ）ＮＢは信頼できる。しかしながら、関連プロトコルは、Ｈ（ｅ）ＮＢがＭＭＥ／ＳＧＳＮ／ＨＮＢ ＧＷに送信する身元と、そのＳｅＧＷと相互認証する時の身元とが一致することを確保できない。実際に、多くの場合に、Ｈ（ｅ）ＮＢがＭＭＥ／ＳＧＳＮ／ＨＮＢ ＧＷで用いる身元は、それがＳｅＧＷと相互認証する時の身元と異なる。従来のプロトコルによれば、ＳｅＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢがＭＭＥ／ＳＧＳＮ／ＨＮＢ ＧＷで用いる身元の認証を実行しない。

【0006】

そのため、関連プロトコルによれば、Ｈ（ｅ）ＮＢは、それ以降ＭＭＥ／ＳＧＳＮ／Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷと通信する時に他人の身元を盗用することが可能である。例えば、ＨｅＮＢ１は、まず、本当の身元（当該身元は、証明書又はホスティングプロバイダユニット（ＨＰＭ）に基づく。）を用いてＳｅＧＷとＩＰＳｅｃトンネルを作成して相互認証する。ＵＥがＨｅＮＢ１からアクセスする場合、ＨｅＮＢ１は、ＨｅＮＢ２のＨｅＮＢ ＩＤとＨｅＮＢ２のサポートするＣＳＧ ＩＤをＭＭＥに送信する。当該ＨｅＮＢ２のＣＳＧ ＩＤによっては、ＵＥのアクセスは許容されるが、ＨｅＮＢ１のサポートするＣＳＧ ＩＤによっては、ＵＥのアクセスは許容されない。上記の例において、ＨｅＮＢ１が他人の身元を盗用することによって、元々アクセスを許容されないユーザは、ネットワークにアクセスすることが可能になり、ネットワークのセキュリティを低下させる。

【0007】

この問題に対して、Ｈ（ｅ）ＮＢのコアネットワークにおける身元（すなわち、ＭＭＥ／Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷで用いられる身元）を認証するために、ＳｅＧＷとＭＭＥ／Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷとの間に新たなインターフェースを追加し、且つＳｅＧＷによりＨ（ｅ）ＮＢ ＩＤとＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレスとの相関関係をＭＭＥ／Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷに送信する方法が提案されている。しかしながら、当該方法には多くの欠陥が存在する。具体的には、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＩＤとＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレスとの相関関係は、Ｈ（ｅ）ＮＢがパワーオンする時のみにＩＰＳｅｃメッセージによりトリガリングされてＭＭＥ／／Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷに送信される。ＳｅＧＷは、適切なＭＭＥ／／Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷを選択して当該相関関係を送信する必要があり、且つＨ（ｅ）ＮＢが登録時に同一のＭＭＥ、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷを選択することを確保しなければならない。このため、具体的に実施する際に、Ｈ（ｅ）ＮＢが同一のＭＭＥ又はＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷを選択することを確保しなければならず、それは必ず達成の難しさの増加を招く。また、Ｈ（ｅ）ＮＢが初期パワーオン時にそれ自体の身元を送信するＭＭＥ又はＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷを選択していないと、当該方法は無効になる。関連プロトコルによれば、Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｈ（ｅ）ＭＳの設定情報に基づいて、ＭＭＥ又はＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷを選択する。しかしながら、ＳｅＧＷとＨ（ｅ）ＭＳにインターフェースがないので、ＳｅＧＷの選択するＭＭＥ、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷがＨ（ｅ）ＮＢの選択するＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷ及びＭＭＥと同一であることを確保することは極めて難しい。また、当該方案では、ＭＭＥ、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷをＨ（ｅ）ＮＢの認証サーバと仮定している。しかしながら、関連プロトコルによれば、ＨＰＭモジュールに基づく認証がオプションであるので、Ｈ（ｅ）ＮＢの認証には、ＡＡＡサーバが用いられない可能性がある。このため、当該方案は、すべての状況には適用できない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記の事情を鑑みて、本発明の実施例は、不法のホーム基地局が合法のホーム基地局にスプーフィングしてコアネットワークにアクセスしてユーザ装置のために業務サービスを提供することを防止することができるホーム基地局のセキュアアクセス方法及びシステムを提供することを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するために、本発明の実施例の技術案は以下のように達成される。

【0010】

セキュリティゲートウェイＳｅＧＷがホーム基地局Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をし、前記デジタル署名を前記Ｈ（ｅ）ＮＢに送信するステップと、前記Ｈ（ｅ）ＮＢが前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及び前記デジタル署名をコアネットワークエレメントに送信するステップと、前記コアネットワークエレメントが前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及び前記デジタル署名に対して正しさの検証を行うステップと、を含み、
前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報は、クローズドユーザグループ識別子ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレス、又はＨ（ｅ）ＮＢ ＩＤ、ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレスである、ホーム基地局のセキュアアクセス方法である。

【0011】

好ましくは、前記ＳｅＧＷがＨ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をするステップにおいて、前記ＳｅＧＷが前記Ｈ（ｅ）ＮＢに対して身元認証する時に、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報を取得し、且つ前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をする。

【0012】

好ましくは、前記Ｈ（ｅ）ＮＢが前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報をコアネットワークエレメントに送信するステップにおいて、前記Ｈ（ｅ）ＮＢが、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの登録時に、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名を前記コアネットワーク要素に送信する。

【0013】

好ましくは、前記Ｈ（ｅ）ＮＢが前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名をコアネットワークエレメントに送信するステップにおいて、前記Ｈ（ｅ）ＮＢが、ユーザ装置ＵＥが前記Ｈ（ｅ）ＮＢによって登録する時に、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名を前記コアネットワーク要素に送信する。

【0014】

好ましくは、前記セキュリティゲートウェイＳｅＧＷは、前記セキュリティゲートウェイの秘密鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をし、それに対応して、前記コアネットワークエレメントは、前記セキュリティゲートウェイの公開鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名に対して正しさを検証する。

【0015】

好ましくは、前記ＳｅＧＷは、動的セッション鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報にデジタル署名をし、前記方法は、前記ＳｅＧＷが前記動的セッション鍵をホーム加入者サーバＨＳＳ／認証認可課金ＡＡＡサーバに通知し、前記ＨＳＳ／ＡＡＡサーバが前記動的セッション鍵を記憶するステップをさらに含む。

【0016】

好ましくは、前記コアネットワークエレメントが前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名に対して正しさを検証するステップにおいて、前記コアネットワークエレメントが前記ＡＡＡ／ＨＳＳから前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をする前記動的セッション鍵を取得し、前記動的セッション鍵を用いて解析したＨ（ｅ）ＮＢの身元情報を検証する。

【0018】

好ましくは、前記方法は、前記コアネットワークエレメントが前記Ｈ（ｅ）ＮＢ情報及びデジタル署名を検証することに成功した後、前記コアネットワークエレメントが前記Ｈ（ｅ）ＮＢ情報を保存するステップをさらに含む。

【0019】

好ましくは、前記コアネットワークエレメントは、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷ又はＭＭＥである。

【0020】

好ましくは、前記コアネットワークエレメントは、ＭＭＥ又はＳＧＳＮ又はＭＳＣである。

【0021】

好ましくは、ＵＥが前記Ｈ（ｅ）ＮＢによってアクセスする場合、前記コアネットワークエレメントは、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報が正しいであると検証した後、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報をＭＭＥ又はＳＧＳＮ又はＭＳＣに送信し、ＭＭＥ、ＳＧＳＮ又はＭＳＣにより前記Ｈ（ｅ）ＮＢのサポートするＣＳＧ ＩＤ情報を取得し、前記ＣＳＧ ＩＤ情報に基づいて前記ＵＥに対してアクセス制御を行い、前記ＭＭＥ、ＳＧＳＮ又はＭＳＣは、前記Ｈ（ｅ）ＮＢ情報から前記ＣＳＧ ＩＤ情報を取得し、或いは前記ＨＳＳ／ＡＡＡサーバから前記ＣＳＧ ＩＤ情報を取得する。

【0022】

好ましくは、ＵＥが前記Ｈ（ｅ）ＮＢによってアクセスする場合、前記コアネットワークエレメントは、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報が正しいであると検証した後、前記Ｈ（ｅ）ＮＢのサポートするＣＳＧ ＩＤ情報を取得し、前記ＣＳＧ ＩＤ情報に基づいて前記ＵＥに対してアクセス制御を行い、前記コアネットワークエレメントは、前記Ｈ（ｅ）ＮＢ情報から前記ＣＳＧ ＩＤ情報を取得し、或いは前記ＨＳＳ／ＡＡＡサーバから前記ＣＳＧ ＩＤ情報を取得する。

【0023】

好ましくは、前記コアネットワークエレメントは、設定された前記ＳｅＧＷの証明書からＳｅＧＷの公開鍵を取得し、或いは前記コアネットワークエレメントは、Ｈ（ｅ）ＮＢが前記コアネットワークエレメントに送信する証明書からＳｅＧＷの公開鍵を取得する。

【0024】

好ましくは、前記ＳｅＧＷは、ＩＫＥｖ２の設定ペイロードＣＰを拡張することによって前記デジタル署名を前記Ｈ（ｅ）ＮＢに送信する。

【0025】

好ましくは、前記ＳｅＧＷはさらに、ＩＫＥｖ２の設定ペイロードＣＰを拡張することによってＨ(ｅ)ＮＢ身元情報を前記Ｈ（ｅ）ＮＢに送信することができる。

【0028】

Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をし、前記Ｈ（ｅ）ＮＢのデジタル署名を前記Ｈ（ｅ）ＮＢに送信するように設置されるセキュリティゲートウェイＳｅＧＷと、
前記Ｈ（ｅ）ＮＢの送信する身元情報及びデジタル署名を受信し、前記身元情報及び前記デジタル署名に対して正しさの検証を行うように設置されるコアネットワークエレメントと、を備え、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報は、クローズドユーザグループ識別子ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレス、又はＨ（ｅ）ＮＢ ＩＤ、ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレスである、ホーム基地局のセキュアアクセスシステムである。

【0029】

好ましくは、前記ＳｅＧＷは、前記ＳｅＧＷの秘密鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をするように設置され、それに対応して、前記コアネットワークエレメントは、前記ＳｅＧＷの公開鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名に対して正しさを検証するように設置される。

【0030】

好ましくは、前記ＳｅＧＷは、動的セッション鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をし、前記動的セッション鍵をホーム加入者サーバＨＳＳ／認証認可課金ＡＡＡサーバに通知するように設置される。

【0031】

好ましくは、前記コアネットワークエレメントは、前記ＡＡＡ／ＨＳＳから前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をする前記動的セッション鍵を取得し、前記動的セッション鍵を用いて前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報を検証するように設置される。

【0032】

好ましくは、前記コアネットワークエレメントは、モビリティ管理エンティティＭＭＥ又はＧＰＲＳサービスサポートノードＳＧＳＮ又はホーム基地局ゲートウェイＨ(ｅ)ＮＢ ＧＷである。

【0033】

好ましくは、前記ＳｅＧＷはさらに、前記Ｈ(ｅ)ＮＢの身元情報を前記Ｈ(ｅ)ＮＢに送信するように設置される。

【0034】

ホームＨ（ｅ）ＮＢの送信する身元情報及びセキュリティゲートウェイＳｅＧＷによる前記身元情報へのデジタル署名を受信し、前記身元情報及び前記デジタル署名に対して正しさの検証を行うように設置され、前記Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報は、クローズドユーザグループ識別子ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレス、又はＨ（ｅ）ＮＢ ＩＤ、ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレスであるコアネットワークエレメントである。

【発明の効果】

【0036】

本発明の実施例の方案によれば、不法のＨ（ｅ）ＮＢがコアネットワークエレメントに直接に登録してＵＥへの業務アクセスを達成することを回避でき、ネットワークのセキュリティを守ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】Ｈ（ｅ）ＮＢがコアネットワークにアクセスするシステムアーキテクチャの模式図である。

【図2】本発明の実施例１に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法のフローチャートである。

【図3】本発明の実施例２に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法のフローチャートである。

【図4】本発明の実施例３に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法のフローチャートである。

【図5】本発明の実施例４に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法のフローチャートである。

【図6】本発明の実施例に係るホーム基地局のセキュアアクセスシステムの構成模式図である。

【図7】本発明の実施例５に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0038】

本発明の実施例において、ＳｅＧＷがＨ（ｅ）ＮＢに対して身元を認証する時、ＳｅＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をし、デジタル署名をＨ（ｅ）ＮＢに送信する。Ｈ（ｅ）ＮＢは、ＵＥがアタッチ又はトラッキングエリアアップデート又はルーティングアップデートする時、それ自体の身元情報及びデジタル署名をコアネットワークエレメントに送信する。コアネットワークエレメントは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名の正しさを検証し、検証をクリアした後、ＵＥに対してアクセス制御を行う。或いは、ＳｅＧＷとコアネットワークエレメントとの間に通信インターフェースを設置し、コアネットワークエレメントは、Ｈ（ｅ）ＮＢからの登録要求を受信する時、直接にＳｅＧＷからＨ（ｅ）ＮＢの身元情報を取得し、且つ登録を要求するＨ（ｅ）ＮＢに対して身元を認証する。

【0039】

＜実施例１＞
図２は、本発明の実施例１に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法のフローチャートである。Ｈ（ｅ）ＮＢが攻撃されるおそれがあるので、コアネットワークは、Ｈ（ｅ）ＮＢ自体が提供する身元を信頼できない。ＳｅＧＷが信頼できるセキュリティエンティティであることを考慮して、本発明では、ＳｅＧＷによりＨ（ｅ）ＮＢの身元に対してデジタル署名をし、当該デジタル署名をＨ（ｅ）ＮＢに送信することを考える。Ｈ（ｅ）ＮＢは、ＳｅＧＷによるデジタル署名及び身元情報をコアネットワークエレメントに送信して身元を検証する。図２に示すように、本例示に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法は、以下のステップを含む。

【0040】

（ステップ２０１）
ＳｅＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をする。

【0041】

Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報は、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＩＤ、及び／又はＣＳＧ ＩＤ、及び／又はその他の身元を含む。デジタル署名をしたＨ（ｅ）ＮＢの身元情報が確かにＳｅＧＷによりあるＨ（ｅ）ＮＢに送信したものであることを検証するために、ＳｅＧＷは、当該Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に当該Ｈ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレスを含ませる。Ｈ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレスは、ＩＰＳｅｃトンネルの作成時、ＳｅＧＷによりＨ（ｅ）ＮＢに割り当てられるＩＰアドレスである。Ｈ（ｅ）ＮＢは、当該内部ＩＰアドレスを用いてコアネットワークエレメントと通信する。当該内部ＩＰアドレスは、ＩＰＳｅｃトンネルメッセージの内部ＩＰパケットのパケットヘッダーに含まれている。

【0042】

ＳｅＧＷは、ＳｅＧＷの秘密鍵を用いてＨ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をしてもよく、セッション鍵を用いてＨ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をしてもよい。

【0043】

（ステップ２０２）
ＳｅＧＷは、デジタル署名をＨ（ｅ）ＮＢに送信し、さらに身元情報をＨ（ｅ）ＮＢに送信してもよい。

【0044】

（ステップ２０３）
Ｈ（ｅ）ＮＢは、上記デジタル署名及びＨ（ｅ）ＮＢ身元情報をコアネットワークエレメント（すなわち、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷ又はＭＭＥ又はＳＧＳＮ）に送信する。Ｈ（ｅ）ＮＢは、登録時に上記情報を送信してもよく、ＵＥがアクセスする時にＵＥ関連メッセージとともに上記情報を送信してもよい。登録時に上記情報を送信する場合、当該情報は、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷに送信され、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷが配置されていないと、ＭＭＥに送信される。ＵＥがアクセスする時にＵＥ関連メッセージとともに送信する場合、当該情報は、ＭＭＥ（ＥＵＴＲＡＮの場合）又はＳＧＳＮ（ＵＴＲＡＮ又はＧＥＲＡＮの場合）又はＭＳＣに送信される。

【0045】

（ステップ２０４）
コアネットワークエレメントは、当該Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報、デジタル署名を検証する。

【0046】

ＳｅＧＷが秘密鍵を用いてＨ（ｅ）ＮＢの身元情報にデジタル署名をする場合、コアネットワークエレメント（すなわち、ＭＭＥ又はＳＧＳＮ又はＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷ）は、ＳｅＧＷの公開鍵を用いてデジタル署名を検証する。ＳｅＧＷがセッション鍵を用いてＨ（ｅ）ＮＢの身元情報にデジタル署名をする場合、コアネットワークエレメントは、同一のセッション鍵を用いてデジタル署名を検証する必要がある。

【0047】

本実施例において、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報を検証する位置によって、検証方式は、２種類ある。すなわち、Ｈ（ｅ）ＮＢの登録時にＨ（ｅ）ＮＢの身元情報を検証する方式、又はＵＥがアクセスする時にＨ（ｅ）ＮＢの身元を検証する方式がある。

【0048】

Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報の検証がＨ（ｅ）ＮＢの登録時に行われると、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元を検証するエンティティは、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷ又はＭＭＥ（Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷが配置されていない場合）である。Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷとＡＡＡ／ＨＳＳとの間にインターフェースがないので、当該方案は、公開秘密鍵に基づくデジタル署名方式を採用することが好ましい。

【0049】

Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報の検証がＵＥのアクセスする時に行われると、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元を検証するエンティティは、ＭＭＥ（ＥＵＴＲＡＮの場合）又はＳＧＳＮ（ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮの場合）である。当該方案は、公開秘密鍵に基づくデジタル署名方式、又は動的セッション鍵に基づくデジタル署名方式を採用することができる。

【0050】

以下、具体的な流れを参照しながら上記方法をさらに詳細に説明する。

【0051】

＜実施例２＞
図３は、本発明の実施例２に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法のフローチャートである。本例示は、Ｈ（ｅ）ＮＢの登録時に、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷ又はＭＭＥがＨ（ｅ）ＮＢの身元情報、デジタル署名を検証する方法である。図３に示すように、本例示に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法は、具体的には以下のステップを含む。

【0052】

（ステップ３０１）
Ｈ（ｅ）ＮＢは、パワーオンする。Ｈ（ｅ）ＮＢは、ローカルネットワークにアクセスし、ローカルネットワークからＩＰアドレス設定情報を取得する。

【0053】

（ステップ３０２）
Ｈ（ｅ）ＮＢは、ＳｅＧＷとのＩＫＥｖ２協議を確立する。当該過程は、Ｈ（ｅ）ＮＢとＳｅＧＷとの相互認証、セキュリティアソシエーションの協議、ＳｅＧＷによるＨ（ｅ）ＮＢへの内部ＩＰアドレスの割当などを含む。

【0054】

（ステップ３０３）
ＳｅＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢがコアネットワークと通信するための身元情報を取得する。当該情報は、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＩＤ、及び／又はＣＳＧ ＩＤなどを含む。ＳｅＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をする。具体的なデジタル署名アルゴリズムは、以下の通りである。

【0055】

Ｘ＝アルゴリズム１（Ｈ（ｅ）ＮＢ身元情報｜Ｈ（ｅ）ＮＢ内部ＩＰアドレス） ［Ａ］
公式［Ａ］において、「｜」は情報を直列に接続することを表す。Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報が複数の情報を含む場合、ＳｅＧＷは、複数の情報を直列に接続し、つまり複数の情報を順次に接続する。例えば、身元情報がＨ（ｅ）ＮＢ ＩＤ及びＣＳＧ ＩＤである場合、上記公式におけるＨ（ｅ）ＮＢ身元情報は、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＩＤ｜ＣＳＧ ＩＤである。

【0056】

アルゴリズム１は、一方向性ハッシュアルゴリズムである。本発明は、具体的なアルゴリズムを規定せず、当該アルゴリズムは、長い文字列をデジタル署名アルゴリズムに適する長さに変換することを目的とする。例示として、ＭＤ５アルゴリズムは、簡単な一方向性ハッシュアルゴリズムである。

【0057】

デジタル署名＝デジタル署名アルゴリズム（Ｘ、デジタル署名鍵） ［Ｂ］
本発明は、具体的なデジタル署名アルゴリズムを規定せず、デジタル署名アルゴリズムは、関連技術の任意のデジタル署名アルゴリズムを参照することができる。例えば、一般的なＲＳＡアルゴリズムを本発明のデジタル署名アルゴリズムとすることができる。

【0058】

本例示において、デジタル署名鍵は、ＳｅＧＷの秘密鍵である。

【0059】

（ステップ３０４）
ＳｅＧＷは、デジタル署名をＨ（ｅ）ＮＢに送信する。なお、ＳｅＧＷは、Ｈ(ｅ)ＮＢの身元情報をデジタル署名とともにＨ(ｅ)ＮＢに送信してもよい。Ｈ(ｅ)ＮＢの身元情報（例えば、ＣＳＧ ＩＤ、Ｈ(ｅ)ＮＢ ＩＤ）は、ＳｅＧＷによってＨ(ｅ)ＮＢに送信されるものではなく、Ｈ(ｅ)ＮＢがＨ(ｅ)ＭＳから取得してもよく、Ｈ(ｅ)ＮＢにおいて固定設定してもよい。Ｈ（ｅ）ＮＢがＩＰアドレスの割当を要求すると、ＳｅＧＷは、さらにＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレスをＨ（ｅ）ＮＢに送信する。Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名は、ＩＫＥｖ２プロトコルを拡張することによって送信されることができる。例えば、ＩＫＥｖ２の設定ペイロード（ＣＰ、Ｃｏｎfｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐａｙｌｏａｄ）を拡張し、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名を設定ペイロードに入れてＨ（ｅ）ＮＢに送信することができる。

【0060】

（ステップ３０５）
ＩＫＥｖ２協議が終了される。Ｈ（ｅ）ＮＢとＳｅＧＷとの間に、ＩＰＳｅｃセキュアトンネルが作成される。

【0061】

（ステップ３０６）
Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｈ（ｅ）ＭＳから設定パラメータを取得する。

【0062】

（ステップ３０７）
ネットワークにＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷが配置される場合、Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷに登録要求メッセージを送信する。当該メッセージにおいて、Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びそのデジタル署名をＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷに送信する。

【0063】

（ステップ３０８）
Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名を認証する。検証方法は、下記通りである。

【0064】

Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、公式Ｙ＝復号化アルゴリズム（デジタル署名、復号化鍵）によってデジタル署名を復号化する。

【0065】

復号化アルゴリズムは、暗号化アルゴリズムに対応し、従来の復号化アルゴリズム、例えばＲＳＡ復号化アルゴリズムなどを参照することができる。

【0066】

上記公式におけるデジタル署名は、Ｈ（ｅ）ＮＢがＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷに送信するＨ（ｅ）ＮＢの身元情報のデジタル署名である。本例示において、復号化鍵は、ＳｅＧＷの公開鍵である。

【0067】

Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは公式［Ｃ］によってＸ’を算出する。

【0068】

Ｘ’＝アルゴリズム１（Ｈ（ｅ）ＮＢ身元情報｜Ｈ（ｅ）ＮＢ ＩＰアドレス）［Ｃ］
Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報は、ステップ３０７においてＨ（ｅ）ＮＢがＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷに送信したＨ（ｅ）ＮＢの身元情報である。Ｈ（ｅ）ＮＢ ＩＰアドレスは、ステップ３０７においてＨ（ｅ）ＮＢがＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷに送信する登録要求メッセージのソースＩＰアドレスである。

【0069】

Ｙ＝Ｘ’であると、デジタル署名の検証は成功であれ、さもなければ、デジタル署名の検証は失敗である。

【0070】

Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、設定されたＳｅＧＷの証明書から公開鍵を取得する。或いは、ステップ３０７において、Ｈ（ｅ）ＮＢがＳｅＧＷの証明書をＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷに送信し、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、受信した証明書からＳｅＧＷの公開鍵を取得してもよい。

【0071】

（ステップ３０９）
ステップ３０８におけるデジタル署名の検証が成功すると、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢの残りの登録フローを完成させ、且つそれにコンテキストを作成する。そして、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢに登録応答メッセージを送信する。一方、ステップ３０８におけるデジタル署名の検証が失敗すると、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢに登録失敗メッセージを送信する。

【0072】

（ステップ３１０）
ネットワークにＨｅＮＢ ＧＷが配置されていない場合、ＨｅＮＢは、ＭＭＥにおいて登録する。ＨｅＮＢは、ＭＭＥに登録要求メッセージを送信する。メッセージには、ＨｅＮＢの身元情報及びそのデジタル署名が含まれる。

【0073】

（ステップ３１１）
ＭＭＥは、ステップ３０８と同様の方法によりＨｅＮＢの身元情報及びそのデジタル署名を認証する。

【0074】

（ステップ３１２）
ステップ３１１におけるデジタル署名の検証が成功すると、ＭＭＥは、Ｈ（ｅ）ＮＢの残りの登録フローを完成させ、且つそれにコンテキストを作成する。なお、ＭＭＥは、Ｈ（ｅ）ＮＢに登録応答メッセージを送信する。一方、ステップ３０８におけるデジタル署名の検証が失敗すると、ＭＭＥは、Ｈ（ｅ）ＮＢに登録失敗メッセージを送信する。

【0075】

＜実施例３＞
図４は、本発明の実施例３に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法のフローチャートである。本例示は、ＵＥの登録時に、ＭＭＥ又はＳＧＳＮがＨ（ｅ）ＮＢの身元情報、デジタル署名を検証する方法である。図４に示すように、本例示に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法は、具体的には以下のステップを含む。

【0076】

（ステップ４０１）
Ｈ（ｅ）ＮＢは、パワーオンする。Ｈ（ｅ）ＮＢは、ローカルネットワークにアクセスし、ローカルネットワークからＩＰアドレス設定情報を取得する。

【0077】

（ステップ４０２）
Ｈ（ｅ）ＮＢは、ＳｅＧＷとのＩＫＥｖ２協議を確立する。当該過程は、Ｈ（ｅ）ＮＢとＳｅＧＷとの相互認証、セキュリティアソシエーションの協議、ＳｅＧＷによるＨ（ｅ）ＮＢへの内部ＩＰアドレスの割当などを含む。

【0078】

（ステップ４０３）
ＳｅＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢがコアネットワークと通信するための身元情報を取得する。当該情報は、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＩＤ、及び／又はＣＳＧ ＩＤなどを含む。ＳｅＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をする。ＳｅＧＷの秘密鍵を用いてデジタル署名する場合、デジタル署名アルゴリズムは、ステップ３０３に示されるアルゴリズムを参照する。動的セッション鍵を用いてデジタル署名する場合、以下のアルゴリズムを用いることができる。

【0079】

ａ）ステップ３０３における公式［Ａ］によってＸを算出する
ｂ）デジタル署名＝デジタル署名アルゴリズム（Ｘ、動的セッション鍵）
ここで、動的セッション鍵は、ＳｅＧＷにより動的に生成され、例えば、一連の乱数であり、或いはその他の方法により生成される。

【0080】

本発明は、具体的なデジタル署名アルゴリズムを規定せず、デジタル署名アルゴリズムは、従来のデジタル署名アルゴリズムを参照することができる。例として、デジタル署名アルゴリズムは、鍵を有するＨＡＳＨアルゴリズムであってもよい。

【0081】

（ステップ４０４ａ）
ＳｅＧＷは、デジタル署名をＨ（ｅ）ＮＢに送信する。なお、ＳｅＧＷは、Ｈ(ｅ)ＮＢの身元情報をデジタル署名とともにＨ(ｅ)ＮＢに送信してもよい。Ｈ(ｅ)ＮＢの身元情報（例えば、ＣＳＧ ＩＤ、Ｈ(ｅ)ＮＢ ＩＤ）は、ＳｅＧＷによってＨ(ｅ)ＮＢに送信されるものではなく、Ｈ(ｅ)ＮＢがＨ(ｅ)ＭＳから取得してもよく、Ｈ(ｅ)ＮＢにおいて固定設定してもよい。Ｈ（ｅ）ＮＢがＩＰアドレスの割当を要求すると、ＳｅＧＷは、さらにＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレスをＨ（ｅ）ＮＢに送信する。Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名は、ＩＫＥｖ２プロトコルを拡張することによって送信されることができる。例えば、ＩＫＥｖ２の設定ペイロードＣＰを拡張し、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名を設定ペイロードに入れてＨ（ｅ）ＮＢに送信することができる。

【0082】

（ステップ４０４ｂ）
ＳｅＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢのデジタル署名を算出するための動的セッション鍵をＨＳＳ／ＡＡＡに保存する。

【0083】

（ステップ４０５）
ＩＫＥｖ２協議が終了される。Ｈ（ｅ）ＮＢとＳｅＧＷとの間に、ＩＰＳｅｃセキュアトンネルが作成される。

【0084】

（ステップ４０６）
Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｈ（ｅ）ＭＳから設定パラメータを取得する。

【0085】

（ステップ４０７）
ネットワークにＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷが配置される場合、Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷに登録要求メッセージを送信する。当該メッセージにおいて、Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びそのデジタル署名をＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷに送信する。Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報、デジタル署名、及びＨ（ｅ）ＮＢ ＩＰアドレスを保存する。Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢの登録フローを完成し、Ｈ（ｅ）ＮＢに登録応答を送信する。

【0086】

（ステップ４０８）
ネットワークにＨｅＮＢ ＧＷが配置されていない場合、ＨｅＮＢは、ＭＭＥにおいて登録する。ＨｅＮＢは、ＭＭＥに登録要求メッセージを送信する。メッセージには、ＨｅＮＢの身元情報及びそのデジタル署名が含まれる。ＭＭＥは、ＨｅＮＢの身元情報、デジタル署名、及びＨｅＮＢ ＩＰアドレスを保存する。ＭＭＥは、Ｈ（ｅ）ＮＢの登録フローを完成し、Ｈ（ｅ）ＮＢに登録応答を送信する。

【0087】

＜実施例４＞
図５は、本発明の実施例４に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法のフローチャートである。本実施例は、ＵＥの登録時に、ＭＭＥ又はＳＧＳＮがＨ（ｅ）ＮＢの身元情報、デジタル署名を検証する方法である。本実施例は、ＵＥがＨ（ｅ）ＮＢによってアタッチ又はルーティング、トラッキングエリアアップデートを行うフローチャートである。図５に示すように、本例示に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法は、以下のステップを含む。

【0088】

（ステップ５０１）
ＵＥがＨ（ｅ）ＮＢにおいて起動する、或いはＵＥが新たなルーティングエリア又はトラッキングエリアに位置するＨ（ｅ）ＮＢに移動する場合、ＵＥは、Ｈ（ｅ）ＮＢにアタッチ要求メッセージ又はルーティングエリア／トラッキングエリアアップデート要求メッセージを送信する。

【0089】

（ステップ５０２）
Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｓ１インターフェースによって上記ＵＥ登録要求メッセージを転送する。ＨｅＮＢ ＧＷが配置される場合、当該メッセージは、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷに送信される。一方、ＨｅＮＢ ＧＷが配置されていない場合、当該メッセージは、直接にＭＭＥに送信される。Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＩＰアドレスがそのコンテキストに保存されるＨ（ｅ）ＮＢ ＩＰアドレスと一致するか否かを判断する。一致しないと、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢにエラーを返す。

【0090】

（ステップ５０３）
Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷが配置される場合、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、ステップ５０２におけるメッセージを転送し、且つそのコンテキストからＨ（ｅ）ＮＢの身元情報を取得する。Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＩＰアドレス及び／又はデジタル署名を選択的に取得し、これらの情報をステップ５０２においてＨ（ｅ）ＮＢがＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷに送信したＳ１メッセージとともにＳＧＳＮ（ＧＥＲＡＮ又はＵＴＲＡＮの場合）又はＭＭＥ（ＥＵＴＲＡＮの場合）に送信する。Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、ステップ４０７において上記情報を保存する。

【0091】

（ステップ５０４）
ＭＭＥ／ＳＧＳＮは、ステップ５０３において受信したＨ（ｅ）ＮＢの身元情報（例えばＨ（ｅ）ＮＢ ＩＤ）に基づいて、ＨＳＳ／ＡＡＡからデジタル署名セッション鍵を取得し、且つＨＳＳ／ＡＡＡから当該Ｈ（ｅ）ＮＢのその他の情報、例えば、当該Ｈ（ｅ）ＮＢのサポートするＣＳＧ ＩＤリストを取得する。なお、ＨＳＳ／ＡＡＡは、デジタル署名の鍵をＭＭＥ／ＳＧＳＮに送信してもよい。

【0092】

（ステップ５０５）
ステップ５０３においてＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷがデジタル署名をＭＭＥ／ＳＧＳＮに送信したならば、ＭＭＥ／ＳＧＳＮは、Ｈ（ｅ）ＮＢのデジタル署名を検証する。

【0093】

公開秘密鍵を用いてＨ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をする場合、検証アルゴリズムは、ステップ３０８を参照する。ここで、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＩＰアドレス、デジタル署名は、ステップ５０３においてＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷによりＭＭＥ／ＳＧＳＮに送信される。

【0094】

セッション鍵を用いてＨ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をする場合、検証アルゴリズムは、以下のとおりである。

【0095】

ａ）ステップ３０８における公式［Ｃ］によってＸ’を算出する
ｂ）Ｙ＝デジタル署名アルゴリズム（Ｘ’、セッション鍵）
Ｙがステップ５０２おいて受信したデジタル署名と同一であると、検証成功を表し、さもなければ、検証失敗を表す。

【0096】

（ステップ５０６）
ＳＧＳＮ／ＭＭＥは、トリガリングして後続のＵＥのアタッチ又はルーティングエリア／トラッキングエリアアップデートのフローを完成させる。ＳＧＳＮ／ＭＭＥは、Ｈ（ｅ）ＮＢのサポートするＣＳＧリスト及びＵＥの加入するＣＳＧリストに基づいて、当該ＵＥが当該Ｈ（ｅ）ＮＢにアクセスするなどの操作を許容するか否かを判断する。

【0097】

ステップ５０５においてデジタル署名の検証が失敗すると、ＵＥのアタッチフロー又はルーティングエリア／トラッキングエリアアップデートフローは、失敗して終了される。

【0098】

図６は、本発明の実施例に係るホーム基地局のセキュアアクセスシステムの構成模式図である。本例示は、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元検証を達成する他の一つのホーム基地局のセキュアアクセスシステムである。具体的には、ＳｅＧＷと、ＭＭＥ又はＳＧＳＮ又はＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷとの間の通信インターフェースを追加する。ＭＭＥ又はＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷがＨ（ｅ）ＮＢからの身元情報を受信した後、ＭＭＥ／ＳＧＳＮ／Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、当該新規インターフェースによりＳｅＧＷに身元検証要求メッセージを送信することによって、ＳｅＧＷにより当該Ｈ（ｅ）ＮＢの身元が確実であるか否かを検証する。図６に示すように、ＳｘとＳｙインターフェースは、新規インターフェースである。Ｓｘインターフェースは、ＭＭＥとＳｅＧＷとの間に位置され、ＭＭＥがＨ（ｅ）ＮＢの身元を認証することに用いられる。当該インターフェースは、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷが配置されていない場合のみに用いられる。Ｓｙインターフェースは、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷとＳｅＧＷとの間に位置され、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷがＨ（ｅ）ＮＢの身元を認証することに用いられる。以下、フローチャートを参照しながら本方案を詳細に説明する。

【0099】

＜実施例５＞
図７は、本発明の実施例５に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法のフローチャートである。本実施例は、Ｈ（ｅ）ＮＢがパワーオンされて登録するフローチャートである。図７に示すように、本例示に係るホーム基地局のセキュアアクセス方法は、具体的には以下のステップを含む。

【0100】

（ステップ７０１）
Ｈ（ｅ）ＮＢは、パワーオンする。Ｈ（ｅ）ＮＢは、ローカルネットワークにアクセスし、ローカルネットワークからＩＰアドレス設定情報を取得する。

【0101】

（ステップ７０２）
Ｈ（ｅ）ＮＢは、ＳｅＧＷとのＩＫＥｖ２協議を確立する。当該過程は、Ｈ（ｅ）ＮＢとＳｅＧＷとの相互認証、セキュリティアソシエーションの協議、ＳｅＧＷによるＨ（ｅ）ＮＢへの内部ＩＰアドレスの割当などを含む。

【0102】

（ステップ７０３）
Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｈ（ｅ）ＭＳから設定パラメータを取得する。

【0103】

（ステップ７０４）
ネットワークにＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷが配置される場合、Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷに登録要求メッセージを送信する。当該メッセージにおいて、Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報をＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷに送信する。

【0104】

（ステップ７０５）
Ｈ（ｅ）ＮＢの身元を検証するために、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、ＳｅＧＷにＨ（ｅ）ＮＢ身元要求メッセージを送信する。当該メッセージには、Ｈ（ｅ）ＮＢのＩＰアドレス（すなわち、ＳｅＧＷがＨ（ｅ）ＮＢに割り当てるＩＰアドレス）が含まれる。

【0105】

（ステップ７０６）
ＳｅＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＩＰアドレスに基づいて、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報を問い合わせてＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷに返す。

【0106】

（ステップ７０７）
Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報を保存し、Ｈ（ｅ）ＮＢの残りの登録フローを完成させ、且つそれにコンテキストを作成する。なお、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢに登録応答メッセージを送信する。

【0107】

（ステップ７０８）
ネットワークにＨ（ｅ）ＮＢ ＧＷが配置されていない場合、Ｈ（ｅ）ＮＢは、ＭＭＥに登録要求メッセージを送信する。当該メッセージにおいて、Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報をＭＭＥに送信する。

【0108】

（ステップ７０９）
Ｈ（ｅ）ＮＢの身元を検証するために、ＭＭＥは、ＳｅＧＷにＨ（ｅ）ＮＢ身元要求メッセージを送信する。当該メッセージには、Ｈ（ｅ）ＮＢのＩＰアドレス（すなわち、ＳｅＧＷがＨ（ｅ）ＮＢに割り当てるＩＰアドレス）が含まれる。

【0109】

（ステップ７１０）
ＳｅＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢ ＩＰアドレスに基づいて、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報を問い合わせてＭＭＥに返す。

【0110】

（ステップ７１１）
ＭＭＥは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報を保存し、Ｈ（ｅ）ＮＢの残りの登録フローを完成させ、且つそれにコンテキストを作成する。なお、ＭＭＥは、Ｈ（ｅ）ＮＢに登録応答メッセージを送信する。

【0111】

本発明の実施例は、さらに他の一つのホーム基地局のセキュアアクセスシステムを記載しており、ＳｅＧＷ、Ｈ（ｅ）ＮＢ、及びコアネットワークエレメントを備える。

【0112】

ＳｅＧＷは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をし、デジタル署名をＨ（ｅ）ＮＢに送信するように設置される。

【0113】

Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｈ(ｅ)ＮＢが登録する時又はＵＥのアタッチ又はトラッキングエリアアップデート又はルーティングアップデートがＨ(ｅ)ＮＢによってアクセスする時、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名をコアネットワークエレメントに送信するように設置される。

【0114】

コアネットワークエレメントは、Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名の正しさを検証するように設置される。

【0115】

ここで、ＳｅＧＷは、ＳｅＧＷの秘密鍵を用いてＨ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をしてもよく、それに対応して、コアネットワークエレメントは、ＳｅＧＷの公開鍵を用いてＨ（ｅ）ＮＢの身元情報及びデジタル署名の正しさを検証してもよい。

【0116】

ここで、ＳｅＧＷは、動的セッション鍵を用いてＨ（ｅ）ＮＢの身元情報に対してデジタル署名をしてもよい。

【0117】

ＳｅＧＷは、動的セッション鍵をホーム加入者サーバＨＳＳ／認証認可課金ＡＡＡサーバに通知してもよい。ＨＳＳ／ ＡＡＡサーバは、動的セッション鍵を記憶する。

【0118】

コアネットワークエレメントは、ＡＡＡ／ＨＳＳからＨ（ｅ）ＮＢの身元情報にデジタル署名をする動的セッション鍵を取得し、動的セッション鍵を用いてＨ（ｅ）ＮＢの身元情報を検証してもよい。

【0119】

Ｈ（ｅ）ＮＢの身元情報は、ホーム基地局識別子Ｈ（ｅ）ＮＢ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレス、又はクローズドユーザグループ識別子ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢの内部ＩＰアドレス、又はＨ（ｅ）ＮＢ ＩＤ、ＣＳＧ ＩＤ及びＨ（ｅ）ＮＢ内部ＩＰアドレスであってもよい。

【0120】

コアネットワークエレメントは、ＭＭＥ又はＳＧＳＮ又はＨＮＢ ＧＷであってもよい。

【0121】

本発明の実施例に係るコアネットワークエレメントは、ホームＨ（ｅ）ＮＢの送信する身元情報及びセキュリティゲートウェイＳｅＧＷによる身元情報へのデジタル署名を受信し、身元情報及びデジタル署名の正しさを検証するように設置される。

【0122】

本発明の実施例に係る他の一つのコアネットワークエレメントは、コアネットワークエレメントとセキュリティゲートウェイＳｅＧＷとの間の通信インターフェースによってホーム基地局Ｈ（ｅ）ＮＢが身元認証する時の身元情報を取得し、且つＨ（ｅ）ＮＢの報告する身元情報と正しさを検証し、検証をクリアした後、Ｈ（ｅ）ＮＢの登録を受け付けるように設置される。

【0123】

当業者は、本例示に係るホーム基地局のセキュアアクセスシステム及びコアネットワークエレメントは、上記実施例１〜４における関連記述を参照して理解することができると理解すべきである。

【0124】

当業者は、上記方法におけるすべて又は一部のステップがプログラムで関連のハードウェアに対して命令を出して完成させることができ、上記プログラムはコンピューターの可読記憶媒体、例えば読み出し専用メモリ、磁気ディスク又は光ディスクなどに記憶できると理解可能である。上記実施例のすべて又は一部のステップは、１つ又は複数の集積回路を用いて達成されてもよい。それに対して、上記実施例における各モジュール／ユニットは、ハードウェアの形態によって達成されてもよく、ソフトウェア機能モジュールの形態によって達成されてもよい。本発明は、なんらかの特定の形態のハードウェア及びソフトウェアの組合せに限定されない。

【0125】

上記は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を制限するものではなく、当業者にとって、本発明はさまざまな修正及び変化を行うことができる。本発明の趣旨及び原則を逸脱せずに行われるすべての修正、等価置換、改良などは、本発明の保護範囲に含まれるべきである。

【産業上の利用可能性】

【0126】

本発明の実施例の方案によれば、不法のＨ（ｅ）ＮＢがコアネットワークエレメントに直接に登録してＵＥへの業務アクセスを達成することを回避でき、ネットワークのセキュリティを守ることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】