特許 6683784 システム間移動におけるセキュリティ

(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】6683784

(24)【登録日】2020年3月30日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】システム間移動におけるセキュリティ

(51)【国際特許分類】

   H04L 9/32 20060101AFI20200413BHJP

   G06F 21/57 20130101ALI20200413BHJP

   G09C 1/00 20060101ALI20200413BHJP

   H04W 12/10 20090101ALI20200413BHJP

   H04W 36/14 20090101ALI20200413BHJP

【ＦＩ】

   H04L9/00 675A

   G06F21/57

   G09C1/00 640D

   H04W12/10

   H04W36/14

【請求項の数】13

【外国語出願】

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2018-179621(P2018-179621)

(22)【出願日】2018年9月26日

(65)【公開番号】特開2019-68416(P2019-68416A)

(43)【公開日】2019年4月25日

【審査請求日】2018年11月29日

(31)【優先権主張番号】201741034678

(32)【優先日】2017年9月29日

(33)【優先権主張国】IN

(73)【特許権者】

【識別番号】315002955

【氏名又は名称】ノキア テクノロジーズ オーユー

(74)【代理人】

【識別番号】100127188

【弁理士】

【氏名又は名称】川守田 光紀

(72)【発明者】

【氏名】ホーン ガンサー

(72)【発明者】

【氏名】ビカンパディ ナゲンドラ エス

(72)【発明者】

【氏名】ナイル サレシュ ピー

【審査官】 青木 重徳

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１７７７３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１３１６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５３３３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０２１１７２４８（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２０２５００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 Qualcomm Incorporated，pCR to provide a solution for interworking between NextGen Core and EPC，3GPP TSG SA WG3(Security) Meeting #88，［オンライン］，２０１７年 ８月 ７日，S3-172014，［検索日 令和 １年 ８月２７日］、インターネット，ＵＲＬ，<https://portal.3gpp.org/ngppapp/Create TDoc.aspx?mode=view&contnbutionId=80704&notification>

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ９／３２

Ｇ０６Ｆ ２１／５７

Ｇ０９Ｃ １／００

Ｈ０４Ｗ １２／１０

Ｈ０４Ｗ ３６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信システム環境において、ユーザ装置がソースネットワークへのアクセスからターゲットネットワークへのアクセスへと移動する移動イベントの発生に従って、前記ターゲットネットワークの移動管理要素が、前記ソースネットワークに関連付けられた完全性検証パラメータと前記ターゲットネットワークに関連付けられた完全性検証パラメータとを含む制御プレーンメッセージを前記ユーザ装置から受信することを含む、方法であって、
前記ターゲットネットワークの前記移動管理要素が前記ユーザ装置を検証できない場合、前記ターゲットネットワークの前記移動管理要素は、前記ユーザ装置を検証するために、前記ソースネットワークの移動管理要素にコンテキスト要求メッセージを送信する、方法。

【請求項2】

通信システム環境において、ユーザ装置がソースネットワークへのアクセスからターゲットネットワークへのアクセスへと移動する移動イベントの発生に従って、前記ターゲットネットワークの移動管理要素が、前記ソースネットワークに関連付けられた完全性検証パラメータと前記ターゲットネットワークに関連付けられた完全性検証パラメータとを含む制御プレーンメッセージを前記ユーザ装置から受信することを含む、方法であって、
前記ソースネットワークの前記移動管理要素が、前記ユーザ装置を検証するためにターゲットネットワークを認識するように更新されていない場合、前記ターゲットネットワークの前記移動管理要素は、前記制御プレーンメッセージを、前記完全性検証パラメータと共に、ソースネットワーク対応のコンテキスト要求メッセージに正規化（canonically）マッピングする、方法。

【請求項3】

前記ソースネットワークの前記移動管理要素が、前記ユーザ装置と現在確立しているセキュリティコンテキストを用いて前記ユーザ装置を検証する場合、前記ターゲットネットワークの前記移動管理要素は前記ソースネットワークの前記移動管理要素からコンテキスト応答メッセージを受信する、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記ターゲットネットワークの前記移動管理要素が、前記ユーザ装置と以前に確立したセキュリティコンテキストを維持する場合、前記ターゲットネットワークの前記移動管理要素は、前記制御プレーンメッセージを用いて前記ユーザ装置を検証する、請求項１から３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

前記ソースネットワークと前記ターゲットネットワークの一方は４Ｇネットワークであり、前記ソースネットワークと前記ターゲットネットワークの他方は５Ｇネットワークである、請求項１から４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

通信システム環境において、ユーザ装置がソースネットワークへのアクセスからターゲットネットワークへのアクセスへと移動する移動イベントの発生に従って、前記ターゲットネットワークの移動管理要素が、前記ユーザ装置から受信した、前記ソースネットワークに関連付けられた完全性検証パラメータと前記ターゲットネットワークに関連付けられた完全性検証パラメータとを含む制御プレーンメッセージに基づいて前記ユーザ装置を検証することができない場合、前記ソースネットワークの移動管理要素が、前記ターゲットネットワークの前記移動管理要素からコンテキスト要求メッセージを受信する、方法。

【請求項7】

前記ソースネットワークの前記移動管理要素は、前記ユーザ装置と現在確立しているセキュリティコンテキストを用いて前記ユーザ装置を検証する、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記ソースネットワークの前記移動管理要素は、前記ターゲットネットワークの前記移動管理要素が前記ユーザ装置と新しいセキュリティコンテキストの確立を開始できるようにするために、前記ターゲットネットワークの前記移動管理要素にコンテキスト応答メッセージを送信する、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記ソースネットワークと前記ターゲットネットワークの一方は４Ｇネットワークであり、前記ソースネットワークと前記ターゲットネットワークの他方は５Ｇネットワークである、請求項６から８のいずれかに記載の方法。

【請求項10】

処理手段及び記憶手段を備える装置であって、前記記憶手段はプログラム命令を格納し、前記プログラム命令は、前記処理手段に実行されると、前記装置に、請求項１から５のいずれかに記載の方法を遂行させるように構成される、装置。

【請求項11】

装置の処理手段に実行されると、前記装置に、請求項１から５のいずれかに記載の方法を遂行させるように構成されるプログラム命令を備える、コンピュータプログラム。

【請求項12】

処理手段及び記憶手段を備える装置であって、前記記憶手段はプログラム命令を格納し、前記プログラム命令は、前記処理手段に実行されると、前記装置に、請求項６から９のいずれかに記載の方法を遂行させるように構成される、装置。

【請求項13】

装置の処理手段に実行されると、前記装置に、請求項６から９のいずれかに記載の方法を遂行させるように構成されるプログラム命令を備える、コンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【分野】

【0001】

本分野は、一般的には通信システムに関し、より具体的には、排他的にではないが、通信システム内のセキュリティに関する。

【背景】

【0002】

本節は、本発明のより良い理解を促進する助けとなりうる態様を紹介する。したがって、本節の記述はこの観点で読まれるべきであり、従来技術に含まれるもの、または従来技術に含まれないものについて認めるものと理解されるべきではない。

【0003】

ロングタームエボリューション（Long Term Evolution：ＬＴＥ）技術としても知られる第４世代（４Ｇ）無線移動通信技術は、特に人間同士の対話のために大容量のモバイルマルチメディアを高データレートで提供するために設計された。次世代すなわち第５世代（５Ｇ）の技術は、人間同士の対話だけでなく、いわゆるモノのインターネット（Internet of Things：ＩｏＴ）ネットワークにおけるマシンタイプの通信にも用いられることを目的としている。

【0004】

５Ｇネットワークが大量の（massive）ＩｏＴサービス（例えば、極めて多数の、容量の限られたデバイス）やミッションクリティカルなＩｏＴサービス（例えば、高い信頼性を要する）を可能にすることを目的とする一方で、モバイルデバイスによる無線インターネットアクセスを改善するために、モバイルブロードバンドの高度化（enhanced Mobile Broadband：ｅＭＢＢ）という形で旧来の移動通信サービスの改善がサポートされている。

【0005】

２つのネットワーク間におけるユーザ装置（User Equipment：ＵＥ）（例えば、携帯端末や加入者）の移動中（すなわち、システム間移動）のセキュリティは重要な検討事項である。例えば、ＵＥとネットワークとの間の初期非アクセス層（Non-Access Stratum：ＮＡＳ）メッセージ、例えば登録メッセージは、当該ＵＥが、有効で当該ネットワークに受諾される現在のＮＡＳセキュリティコンテキストを有していれば、当該ＵＥによってその完全性が保護される。

【0006】

現在、ＵＥがネットワーク間を移動する、例えば４Ｇネットワークと５Ｇネットワーク間の相互動作の状況において、十分な完全性検証は未だ定められていない。

【摘要】

【0007】

例示的実施形態は、通信システム環境におけるユーザ装置の安全なシステム間移動のための改良された技法を提供する。

【0008】

例示的実施形態に係る１つ以上の方法では、通信システム環境において、ユーザ装置がソースネットワークへのアクセスからターゲットネットワークへのアクセスへと移動する移動イベントの発生に従って、前記ユーザ装置が、前記ソースネットワークに関連付けられた完全性検証パラメータと前記ターゲットネットワークに関連付けられた完全性検証パラメータとを含む制御プレーンメッセージを前記ターゲットネットワークに送信する。

【0009】

別の例示的実施形態では、通信システム環境において、ユーザ装置がソースネットワークへのアクセスからターゲットネットワークへのアクセスへと移動する移動イベントの発生に従って、前記ターゲットネットワークの移動管理要素が、前記ソースネットワークに関連付けられた完全性検証パラメータと前記ターゲットネットワークに関連付けられた完全性検証パラメータとを含む制御プレーンメッセージを前記ユーザ装置から受信する。

【0010】

さらなる実施形態では、通信システム環境において、ユーザ装置がソースネットワークへのアクセスからターゲットネットワークへのアクセスへと移動する移動イベントの発生に従って、前記ターゲットネットワークの移動管理要素が、前記ユーザ装置から受信した、前記ソースネットワークに関連付けられた完全性検証パラメータと前記ターゲットネットワークに関連付けられた完全性検証パラメータとを含む制御プレーンメッセージに基づいて前記ユーザ装置を検証することができない場合、前記ソースネットワークの移動管理要素が、前記ターゲットネットワークの前記移動管理要素からコンテキスト要求メッセージを受信する。

【0011】

有利なことに、前記ユーザ装置によって前記ターゲットネットワークの前記移動管理要素に送信される制御プレーンメッセージ（例えば、５Ｇの登録要求メッセージや４Ｇのトラッキングエリア更新メッセージ）に、前記ソースネットワークの完全性検証パラメータと前記ターゲットネットワークの完全性検証パラメータとを指定することで、前記ターゲットネットワークの前記移動管理要素は、新たな認証および鍵合意（Authentication and Key Agreement：ＡＫＡ）の実行を開始する必要がなく、とりわけ、パフォーマンスの低下を回避できる。代わりに、前記ターゲットネットワークは、単独で前記ユーザ装置を検証するか、または前記ソースネットワークの支援を求めることができる。

【0012】

さらなる実施形態は、プロセッサにより実行された場合に、前記プロセッサに前述のステップを実行させる実行可能プログラムコードが内部に具現化された非一時的コンピュータ可読記憶媒体の形式で提供される。さらに別の実施形態は、前述のステップを実行するように構成されるプロセッサおよびメモリを備える装置である。

【0013】

本明細書に記載の実施形態のこれらおよび他の特徴および利点は、添付の図面および以下の詳細な説明からより明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】例示的実施形態による通信システム環境のブロック図である。

【図2】例示的実施形態によるネットワーク要素／機能のより詳細な図である。

【図3】例示的実施形態による安全なシステム間移動手順のメッセージフローを示す図である。

【図4】別の例示的実施形態による安全なシステム間移動手順のメッセージフローを示す図である。

【詳細説明】

【0015】

システム間移動中のユーザ装置にセキュリティを提供するための通信システムおよび関連技法の例に関する実施形態を本明細書において例示する。当該通信システムおよび関連技法により、とりわけ、コアネットワークのパフォーマンス低下が回避される。しかしながら、特許請求の範囲は、開示された特定のタイプの通信システムおよび／または処理に限定されないことを理解されたい。代替的な処理および動作を用いて、多種多様な他のタイプの通信システムにおいて実施形態を実装することができる。例えば、ＬＴＥ発展型パケットコア（LTE Evolved Packet Core）（４Ｇ）や３ＧＰＰ次世代システム（５Ｇ）などの３ＧＰＰシステム要素を利用したワイヤレスセルラシステムの文脈で例示されているが、開示された実施形態は、ＷｉＭＡＸ（登録商標）システム、Ｗｉ-Ｆｉシステムなどを含む多様な他のタイプの通信システムに簡単に適合させることができる。

【0016】

既存のシステムでは、ネットワークに送信されるＮＡＳメッセージの完全性を保護するために、単一のメッセージ認証コード（Message Authentication Code：ＭＡＣ）パラメータが用いられる。ソースネットワークからターゲットネットワークへの移動イベント（アクティブモード移動すなわちハンドオーバ、またはアイドルモード移動）の場合、初期ＮＡＳメッセージがターゲットネットワークに送信されてその移動イベントを起動する。ＵＥがターゲットネットワークに対する有効なセキュリティコンテキストをまだ有している場合、このセキュリティコンテキストを用いてＮＡＳメッセージの完全性を保護し、ＭＡＣパラメータを用いて、生成されたＭＡＣコードをターゲットネットワークに送信する。従来の手法では、ＮＡＳ-ＭＡＣパラメータは、ソースネットワークまたはターゲットネットワークによって検証される認証コードを含む共通パラメータである。これは、ソースネットワークとターゲットネットワークの両方が同じタイプ、例えば両方ともＬＴＥネットワークである場合は問題ないが、ソースネットワークとターゲットネットワークのタイプが異なる場合、例えばソースネットワークがＬＴＥネットワークであり、ターゲットネットワークが５Ｇネットワークである場合に問題となる。この問題は、ＬＴＥで用いられるＭＡＣが、５Ｇで用いられるＭＡＣと異なる（可能性が高い）というものである。しかしながら、現状では、メッセージの完全性を検証するために必要に応じてＵＥがソースネットワークとターゲットネットワークの両方に２つのＭＡＣを個別に送信する仕組みが存在しない。

【0017】

したがって、現在の仕組みの問題は、ＵＥがターゲットネットワークに送信した完全性保護された初期メッセージが、当該ターゲットネットワークによって正しく検証されうるかどうかを当該ＵＥが事前に認識しない点である。ターゲットネットワークが、そのＵＥに対応する「固有の」セキュリティコンテキストを削除している場合がある。そのような場合、ターゲットネットワークはメッセージを検証することができない。また、ターゲットネットワークはメッセージ検証をソースネットワークに頼ることもできない。なぜならソースネットワークが検証すべき２つ目のＭＡＣを指定する他のフィールドがないからである。

【0018】

ターゲットネットワークにとって唯一の論理的な動作は、新たな認証および鍵合意（Authentication and Key Agreement：ＡＫＡ）を再度実行してＵＥを再認証し、関連する手順によってＮＡＳセキュリティ鍵およびアクセス層（Access Stratum：ＡＳ）セキュリティ鍵を生成することである。しかしながら、再認証はパフォーマンスに多大な負の影響を及ぼすため、これを回避できる解決策が望まれる。

【0019】

本明細書において例示的に示すように、ＮＡＳは通信ネットワークの機能層であり、ＵＥとコアネットワーク（Core Network：ＣＮ）との間の特定の制御プレーン機能に対する非無線シグナリングを提供し、無線アクセスネットワーク（Radio Access Network：ＲＡＮ）にとって透過的である。このような機能には移動管理、認証などが含まれる。ＮＡＳ機能層とＡＳを比較すると、ＡＳはＮＡＳの下層にある機能層であり、無線接続を介したデータ転送や、無線リソース管理などを含む、ＵＥとＲＡＮの間の機能を提供する。

【0020】

例示的実施形態は、システム間移動における改良された技法を提供する。より具体的には、一実施形態において、５Ｇの初期ＮＡＳメッセージ内に、ソースネットワークによって検証される追加の４Ｇ‐ＭＡＣを指定するためのパラメータが、必要に応じて提供される。別の実施形態において、同様に、ＵＥが５Ｇネットワークから４Ｇネットワークへと移動するときに、４Ｇ検証パラメータと５Ｇ検証パラメータの両方が提供される。

【0021】

４Ｇから５Ｇ、および５Ｇから４Ｇへの移動に関する相互動作の状況を説明する前に、このような例示的実施形態が実行される例示的な通信システム環境について、図１および図２の文脈から説明する。

【0022】

５Ｇのセキュリティの側面は、５Ｇテクニカルレポート（Technical Report：ＴＲ）３３．８９９、Ｖ１．１．０、「3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Study on the security aspects of the next generation system (Release 14)」およびＴＳ３３.５０１、ｖ０.３.０、「Security Architecture and Procedures for 5G System」において論じられている。これらの開示の全体は、参照することにより本明細書に援用される。特に注目するのは、ＵＥが５Ｇネットワークへのアクセスから４Ｇネットワークへのアクセスへと移動する場合、およびその反対に、４Ｇネットワークへのアクセスから５Ｇネットワークへのアクセスへと移動する場合である。このような異なる世代の通信ネットワーク間の移動を、本明細書では概して「システム間移動」と呼ぶ。このようなネットワークにおいて、すなわち、処理オーバヘッドの増加を可能なかぎり回避する文脈において、セキュリティの問題に加えて、当然のことながらパフォーマンスの低下も問題となる。

【0023】

図１は、例示的実施形態が実行される通信システム環境１００の図である。より具体的には、通信システム環境１００は、４Ｇネットワーク部分および５Ｇネットワーク部分を示している。ＵＥ１０２は、ソースネットワークから（すなわち、４Ｇネットワークと５Ｇネットワークの一方から）ターゲットネットワークへ（すなわち、４Ｇネットワークと５Ｇネットワークの他方へ）の移動イベント（アクティブモード移動すなわちハンドオーバ、またはアイドルモード移動）に関与すると想定する。通信システム環境１００内に示される要素は、当該システム内に提供される主な要素、例えば、ＵＥアクセス機能および移動管理機能を示すことを意図していることを理解されたい。したがって、図１に示す各ブロックは、主な機能を提供するＬＴＥおよび５Ｇネットワークの特定の要素を表している。しかしながら、示されている主な機能の一部または全部を、他のネットワーク要素を用いて実行してもよい。また、ＬＴＥまたは５Ｇネットワークのすべての機能を図１に描いているわけではないことを理解されたい。それよりは、例示的実施形態の説明に役立つ機能を示している。

【0024】

したがって、図１に示すように、通信システム環境１００はユーザ装置（User Equipment：ＵＥ）１０２を含んでいる。ＵＥ１０２は、エアインタフェース１０３を介して、図１に示す４Ｇネットワーク部分内のアクセスポイント（例えば、４Ｇネットワークの発展型ＮｏｄｅＢ（evolved Node B：ｅＮＢ））１０４と通信する。ＵＥ１０２は移動局であってもよく、このような移動局は、例として、携帯電話、コンピュータ、または他の任意のタイプの通信デバイスを含んでもよい。したがって、本明細書において用いる「ユーザ装置」という用語は、多様な異なるタイプの移動局、加入者局、またはより一般的には通信デバイス、例えばラップトップコンピュータや他の装置に挿入されるデータカードの組み合わせなどの例を含めて広義に解釈されることを意図している。また、そのような通信デバイスは、アクセス端末と一般的に呼ばれているデバイスを包含するものとする。

【0025】

一実施形態において、ＵＥ１０２は、汎用集積回路カード（Universal Integrated Circuit Card：ＵＩＣＣ）およびモバイル機器（Mobile Equipment：ＭＥ）から成る。ＵＩＣＣはＵＥのユーザ固有の部分であり、少なくとも１つの汎用加入者識別モジュール（Universal Subscriber Identity Module：ＵＳＩＭ）と適切なアプリケーションソフトウェアとを含む。ＵＳＩＭは、ネットワークにアクセスする加入者の識別および認証に用いられる国際移動体加入者識別（International Mobile Subscriber Identity：ＩＭＳＩ）番号とそれに関連する鍵を安全に記憶する。ＭＥはＵＥの、ユーザ固有ではない部分であり、端末装置（Terminal Equipment：ＴＥ）機能と様々な移動終端（Mobile Termination：ＭＴ）機能とを含む。

【0026】

アクセスポイント１０４は、例示的には、４Ｇネットワークのアクセスネットワークの一部である。そのようなアクセスネットワークは複数の基地局を含んでもよい。これらの基地局は論理的には別々のエンティティであるが、任意の実施形態では、同一の物理ネットワーク要素、例えば、基地局ルータまたはフェムトセルラアクセスポイントとして実装してもよい。ＬＴＥ（４Ｇ）ネットワークでは、このアクセスネットワークは発展型汎用地上無線アクセスネットワーク（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network：Ｅ-ＵＴＲＡＮ）である。一般に、アクセスポイントを介してＵＥがＣＮにアクセスし、その後ＣＮを介して、ＵＥが他のＵＥや、パケットデータネットワーク（例えばインターネット）などのデータネットワークにアクセスする。

【0027】

本例示的実施形態におけるアクセスポイント１０４は、移動管理機能１０６に動作可能に結合される。４Ｇネットワークにおいて、この機能は通常は移動管理エンティティ（Mobility Management Entity：ＭＭＥ）によって実行される。本明細書で用いるような移動管理機能は、通信システムのＣＮ部分にある要素または機能であり、他のネットワーク動作の中でも特にＵＥの（アクセスポイント１０４を介した）アクセスおよび認証を管理する。

【0028】

同様に、図１に示す５Ｇネットワークにおいて、ＵＥ１０２は代替的にエアインタフェース１１３を介してアクセスポイント（例えば、５Ｇネットワーク内のｇＮＢ）１１４と通信してもよい。例えば、５Ｇシステムについては５Ｇ技術仕様（Technical Specification：TS）23.501, V0.4.0、「Technical Specification Group Services and System Aspects; System Architecture for the 5G System」において説明されている。この開示の全体は、参照することにより本明細書に援用される。

【0029】

本例示的実施形態におけるアクセスポイント１１４は、移動管理機能１１６に動作可能に結合される。５Ｇネットワークにおいて、この機能はアクセス移動管理機能（Access and Mobility Management Function：ＡＭＦ）によって実行される。明示してはいないが、セキュリティアンカー機能（Security Anchor Function：ＳＥＡＦ）をＡＭＦと共に実行し、ＵＥを移動管理に接続することができる。したがって、５ＧのＫ_ＳＥＡＦは、ＬＴＥのアクセスセキュリティ管理エンティティ鍵（Access Security Management Entity Key：Ｋ_ＡＳＭＥ）の役割を引き継ぐものである。

【0030】

図１に示すシステム要素のこの特定の構成は一例にすぎず、他のタイプおよび構成の追加的または代替的要素を用いて他の実施形態において通信システムを実装できることを理解されたい。例えば、他の実施形態では、システム環境１００は認証要素、ゲートウェイ要素、ならびに本明細書に明示しない他の要素を含んでもよい。

【0031】

したがって、図１の構成はワイヤレスセルラシステム環境の構成の一例にすぎず、多数の代替的なシステム要素の構成を用いてもよい。例えば、ＵＥ、ｅＮＢ／ｇＮＢ、およびＭＭＥ／ＡＭＦ要素はそれぞれ１つのみ図１の実施形態に示されているが、これは説明を簡単かつ明確にするためにすぎない。言うまでもなく、任意の代替的実施形態は、より多くのそのようなシステム要素、ならびに従来のシステム実装に一般的に関連するタイプの追加的または代替的要素を含んでもよい。

【0032】

また、図１ではシステム要素をそれぞれ１つの機能ブロックとして例示しているが、５Ｇネットワークを構成する様々なサブネットワークは、複数のいわゆるネットワークスライスに分割されている。ネットワークスライス（ネットワークの分割）は、共通の物理的インフラストラクチャにおいてネットワーク機能の仮想化（Network Function Virtualization：ＮＦＶ）を用いて、対応するサービスタイプごとに一連の機能セット（すなわち、機能チェーン）を提供する。ネットワークスライスは、例えば、ｅＭＢＢサービス、大量のＩｏＴサービス、およびミッションクリティカルなＩｏＴサービスといった任意のサービスに対して必要に応じてインスタンス化される。ネットワークスライスまたは機能は、当該ネットワークスライスまたは機能のインスタンスが作成されたときにインスタンス化される。いくつかの実施形態において、これには、基礎となる物理的なインフラストラクチャの１つ以上のホスト装置において当該ネットワークスライスまたは機能をインストールあるいは実行することが含まれる。ＵＥ１０２は、ｇＮＢ１１４を介してこれらのサービスの１つ以上にアクセスするように構成される。

【0033】

図２は、例示的実施形態によるＭＭＥ１０６およびＡＭＦ１１６のより詳細な図である。ＭＭＥ１０６は、メモリ２０２とインタフェース回路２０４とに結合されたプロセッサ２００を備える。ＭＭＥ１０６のプロセッサ２００は、当該プロセッサにより実行されるソフトウェアの形式で少なくとも部分的に実装されうる安全なシステム間移動処理モジュール２１０を含む。処理モジュール２１０は、後続の図面およびそれ以外の本明細書の部分に関連して記載される処理の動作を実行する。ＭＭＥ１０６のメモリ２０２は、安全なシステム間移動動作中に生成または使用されるデータを記憶する安全なシステム間移動記憶モジュール２１２を含む。

【0034】

ＡＭＦ１１６は、メモリ２２２とインタフェース回路２２４とに結合されたプロセッサ２２０を備える。ＡＭＦ１１６のプロセッサ２２０は、当該プロセッサにより実行されるソフトウェアの形式で少なくとも部分的に実装されうる安全なシステム間移動処理モジュール２３０を含む。処理モジュール２３０は、後続の図面およびそれ以外の本明細書の部分に関連して記載される動作を実行する。ＡＭＦ１１６のメモリ２２２は、安全なシステム間移動動作中に生成または使用されるデータを記憶する安全なシステム間移動記憶モジュール２３２を含む。

【0035】

ＭＭＥ１０６のプロセッサ２００およびＡＭＦ１１６のプロセッサ２２０は、例えば、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（Application-Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor：ＤＳＰ）または他のタイプの処理デバイス、ならびにそのような要素の部分または組み合わせを含んでもよい。

【0036】

ＭＭＥ１０６のメモリ２０２およびＡＭＦ１１６のメモリ２２２は、本明細書に記載の機能の少なくとも一部を実装するためにそれぞれのプロセッサ２００および２２０により実行される１つ以上のソフトウェアプログラムを記憶するために用いてもよい。例えば、後続の図面およびそれ以外の本明細書の部分に関連して記載される動作および他の機能は、プロセッサ２００および２２０により実行されるソフトウェアコードを用いて簡単に実装されてもよい。

【0037】

したがって、メモリ２０２または２２２の任意の一方は、本明細書ではより一般的にはコンピュータプログラム製品と呼ばれ、または、さらにより一般的には、実行可能なプログラムコードが内部に具現化されたプロセッサ可読記憶媒体と呼ばれるものの一例と見なされてもよい。プロセッサ可読記憶媒体の他の例は、ディスクまたは他のタイプの磁気もしくは光媒体を任意の組み合わせで含んでもよい。例示的実施形態は、そのようなコンピュータプログラム製品または他のプロセッサ可読記憶媒体を備える製造品を含むことができる。

【0038】

メモリ２０２または２２２は、より具体的には、例えば、電子ランダムアクセスメモリ（Random Access Memory：ＲＡＭ）、例えばスタティックＲＡＭ（Static RAM：ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（Dynamic RAM：ＤＲＡＭ）、または他のタイプの揮発性もしくは不揮発性電子メモリを含んでもよい。後者は、例えば、不揮発性メモリ、例えばフラッシュメモリ、磁気ＲＡＭ（Magnetic RAM：ＭＲＡＭ）、相変化ＲＡＭ（Phase-Change RAM：ＰＣ‐ＲＡＭ）、または強誘電体ＲＡＭ（Ferroelectric RAM：ＦＲＡＭ）を含んでもよい。本明細書で使用される「メモリ」という用語は、広義に解釈されることを意図しており、追加的または代替的に、例えば、読取り専用メモリ（Read-Only Memory：ＲＯＭ）、ディスクベースのメモリ、または他のタイプの記憶デバイス、ならびにそのようなデバイスの部分もしくは組み合わせを包含してもよい。

【0039】

ＭＭＥ１０６のインタフェース回路２０４およびＡＭＦ１１６インタフェース回路２２４は、例示的には、関連するシステム要素が本明細書に記載のように互いに通信することを可能にする送受信器または他の通信ハードウェアもしくはファームウェアを備える。

【0040】

図２から明らかなように、ＭＭＥ１０６は対応するインタフェース回路２０４を介してＡＭＦ１１６と通信し、ＡＭＦ１１６は対応するインタフェース回路２２４を介してＭＭＥ１０６と通信するように構成される。この通信は、ＭＭＥ１０６がＡＭＦ１１６にデータを送信することと、ＡＭＦ１１６がＭＭＥ１０６にデータを送信することとを含む。ただし、代替的実施形態において、他のネットワーク要素がＭＭＥ１０６とＡＭＦ１１６の間に動作可能に結合されてもよい。つまり、２つのネットワークの移動管理要素／機能は、直接的に、１つ以上の中間ネットワーク要素／機能を介して間接的に、またはその両方の何らかの組み合わせによって通信することができる。本明細書で使用される「データ」という用語は、ユーザ装置とコアネットワークの間で基地局要素を介して送信されうる任意のタイプの情報、例えばＮＡＳメッセージ、ＭＡＣコード、その他の検証パラメータなどを包含するように広義に解釈されることを意図している。

【0041】

図２に示す要素の特定の構成は一例にすぎず、多数の代替的な構成を他の実施形態で使用できることを理解されたい。例えば、移動管理要素／機能は、追加的または代替的構成要素を組み込み、他の通信プロトコルをサポートするように構成することができる。

【0042】

また、他のシステム要素、例えばＵＥ１０２、ｅＮＢ１０４、およびｇＮＢ１１４もそれぞれ、プロセッサ、メモリ、ネットワークインタフェースなどの構成要素を含むように構成することができる。これらの要素は、別々のスタンドアローン処理プラットフォーム上で実装される必要はなく、代わりに、例えば、単一の共通処理プラットフォームの異なる機能部分を表すことができる。そのような処理プラットフォームは、追加的に、ｅＮＢ／ｇＮＢおよび関連する無線ネットワーク制御機能の少なくとも一部を備えることができる。

【0043】

安全なシステム間移動手順の実施形態に関連するメッセージフローを説明する前に、４Ｇネットワークから５Ｇネットワークへの移動の相互動作の状況を説明し、続いて５Ｇネットワークから４Ｇネットワークへの移動の相互動作の状況を説明する。

【0044】

第１の状況（４Ｇから５Ｇ）では、４Ｇネットワークがソースネットワークであり、５Ｇネットワークがターゲットネットワークであると仮定する。ＵＥは有効な４Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストを有している（移動イベント以前にＵＥが４Ｇネットワークに登録されているため）。このＵＥは、前回の５Ｇネットワークへの移動時に記憶した５Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストを有していてもよい。

【0045】

例示的実施形態によると、ＵＥが４Ｇネットワークから５Ｇネットワークへと移動し、当該ＵＥが５Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストをまだ有している場合、当該ＵＥは初期ＮＡＳメッセージ内に以下のような２つの異なるＭＡＣパラメータを含んでいる。
（ｉ）仮定により使用可能な５Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストを用いて、５Ｇ仕様（「５Ｇ‐ＭＡＣ」）に従って生成されるＭＡＣ
（ｉｉ）４Ｇソースネットワークに登録されていることにより使用可能な４Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストを用いて、４Ｇ仕様（「４Ｇ‐ＭＡＣ」）に従って生成されるＭＡＣ

【0046】

５Ｇターゲットネットワークが、対応するＵＥの５Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストを有しておらず、したがってメッセージを検証できない場合、ターゲットネットワークはさらなる処理のために５Ｇ初期ＮＡＳメッセージ全体を４Ｇソースネットワークに転送するが、このメッセージには４Ｇ‐ＭＡＣパラメータは含まれるが５Ｇ‐ＭＡＣパラメータは含まれない。

【0047】

代替的手法において、ＵＥおよび５Ｇターゲットネットワークは、５Ｇ初期ＮＡＳメッセージを、４Ｇトラッキングエリア更新（Tracking Area Update：ＴＡＵ）または４Ｇアタッチ（Ａｔｔａｃｈ）メッセージの構造を有するメッセージへとマッピングする。その後、ＵＥはマッピングされたメッセージから４Ｇ‐ＭＡＣを計算し、５Ｇ初期ＮＡＳメッセージ全体から５Ｇ‐ＭＡＣを計算する。このマッピングは、例えば、５Ｇ初期ＮＡＳメッセージの適切なサブセットを選択することによって、またはその他の手段によって達成できる。この代替的手法は、５Ｇとの相互動作をサポートするようにアップグレードされていない、４Ｇのいわゆる旧来のＭＭＥと相互動作するために必要となる。このような旧来のＭＭＥは、４Ｇメッセージの構造を有するメッセージにしか対応できない。ただしこの代替的手法は、旧来のものではないＭＭＥとの相互動作にも適用可能である。

【0048】

４Ｇソースネットワークは、受信した４Ｇ‐ＭＡＣパラメータに基づいてメッセージの完全性を検証する。検証が正しく行われた場合、４Ｇネットワークはターゲットネットワークで用いる鍵を生成し、この鍵を５Ｇターゲットネットワークに送信する。この鍵は、ＭＭＥが５Ｇとの相互動作をサポートするようにアップグレードされている場合はマッピングされた鍵、または、ＭＭＥが旧来のＭＭＥである場合はＫ_ＡＳＭＥ鍵（ＬＴＥセキュリティ仕様ＴＳ３３.４０１に規定される。この開示の全体は、参照することにより本明細書に援用される）のいずれかでありうる。

【0049】

５Ｇターゲットネットワークは応答から、４Ｇソースネットワークによってメッセージが検証されたと推測し、受信した鍵を用いて新しい５Ｇ-ＮＡＳ鍵のセットを生成する。既存のＮＡＳセキュリティモードコマンド手順によって、ＵＥにおけるこの鍵の設定を完了する。

【0050】

第２の状況（５Ｇから４Ｇ）では、４Ｇターゲットネットワーク内のＭＭＥは、５Ｇネットワークとの相互動作をサポートするようにアップグレードされていると仮定する。前述のとおり、例示的実施形態によると、２つの異なるＭＡＣパラメータ、すなわち４Ｇ‐ＭＡＣおよび５Ｇ‐ＭＡＣが、ＵＥによって初期ＮＡＳメッセージに含めて送信される。さらに、４Ｇネットワーク内のＭＭＥは、５Ｇネットワークとの相互動作をサポートするようにアップグレードされ、２つの異なるＭＡＣパラメータの目的を認識すると仮定する。

【0051】

図３および図４は、前述の安全なシステム間移動技法の１つ以上を実行可能なメッセージフローおよびネットワーク構成を示している。これらのメッセージフローおよびネットワーク構成は、例示的実施形態として理解される。

【0052】

図３は、４Ｇソースネットワークから５ＧターゲットネットワークへのＵＥ移動イベントを示している。より具体的には、図３の例は４Ｇから５Ｇへのアイドルモード移動イベントを示している。この手順は、２つのＭＡＣが初期ＮＡＳメッセージ（登録要求）に含めて送信され、移動イベント中にソースネットワーク（４Ｇ）またはターゲットネットワーク（５Ｇ）内のＵＥを検証するために使用される様子を示している。図３は、手順３００における、ＵＥ３０２、ｇＮＢ３０４、５Ｇターゲットシステム（ＡＭＦ）３０６、および４Ｇソースシステム（ＭＭＥ）３０８を示している。以下に示す番号付きのステップは、図３内の番号１から１０に相当する。アイドルモード移動手順では、ｅＮＢやｇＮＢなどの無線機能はアクティブな役割を担う必要はないと理解される。

【0053】

ステップ１において、ＵＥ３０２は、登録要求（Registration Request：ＲＲ）メッセージをｇＮＢ３０４を介してＡＭＦ３０６に送信することによって移動登録更新を開始する。

【0054】

図示のとおり、ＵＥ３０２は、４Ｇ‐ＧＵＴＩから導出したマッピングされた５Ｇ‐ＧＵＴＩと、現在の発展型パケットシステム（Evolved Packet System：ＥＰＳ）セキュリティコンテキストに関連付けられたｅＫＳＩの値に等しいＫＳＩと、３２ビットのＮＯＮＣＥ_ＵＥとを登録要求メッセージ内に含める。知られているとおり、ＧＵＴＩ（Globally Unique Temporary Identity）はグローバル一意一時識別子を、ＫＳＩ（Key Set Identifier）は鍵設定識別子を意味する。

【0055】

マッピングされた５Ｇ‐ＧＵＴＩは、４Ｇ‐ＧＵＴＩおよびＭＭＥ３０８を識別するのに十分な情報を有する。

【0056】

ＵＥ３０２が現在の５Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストを有している場合、ＵＥ３０２はこのコンテキストを用いてメッセージの完全性を保護し、５Ｇ-ＫＳＩ、固有の５Ｇ‐ＧＵＴＩ、および５Ｇ‐ＭＡＣを登録要求メッセージに含める。ＵＥ３０２は、現在の５Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストアルゴリズムを用いて、登録要求メッセージ用の５Ｇ‐ＭＡＣを生成する。

【0057】

ＵＥ３０２は、マッピングされた５Ｇ‐ＧＵＴＩを導出するために用いた４Ｇ‐ＧＵＴＩによって識別される現在の４Ｇ ＮＡＳの完全性を用いて４Ｇ‐ＭＡＣを生成することで、メッセージの完全性をさらに保護する。生成された４Ｇ‐ＭＡＣは４Ｇ‐ＭＡＣフィールドを用いて記憶される。前述の代替的実施形態において示したように、ＵＥは、代わりに、５Ｇ初期ＮＡＳメッセージ全体からマッピングされたメッセージから４Ｇ‐ＭＡＣを計算してもよい。

【0058】

ステップ２において、５Ｇ‐ＧＵＴＩが５Ｇ-ＫＳＩと共にメッセージに含まれている場合、ＡＭＦ３０６は記憶されている既存のＵＥコンテキストを検索し、当該コンテキストが利用可能である場合はそれを用いて、５Ｇ‐ＭＡＣパラメータを用いて登録要求を検証する。

【0059】

ステップ３において、ＡＭＦ３０６は、ＵＥから受信したマッピングされた５Ｇ‐ＧＵＴＩを用いてＭＭＥアドレスを導出し、ユーザ情報を取得するためにコンテキスト要求メッセージをＭＭＥ３０８に送信する。

【0060】

ＡＭＦ３０６はＭＭＥ３０８に対し、コンテキスト要求メッセージによって、登録要求メッセージ全体、あるいは登録要求メッセージ全体からマッピングされたメッセージだけを転送する。マッピングされたメッセージからは５Ｇ‐ＭＡＣが除外され、「ＵＥ妥当性確認済み」フィールドおよび４Ｇ ＧＵＴＩが含まれる。このメッセージは、ステップ２において５Ｇ‐ＭＡＣの確認によってＵＥ３０２の妥当性が確認されない場合にかぎり、４Ｇ‐ＭＡＣおよびｅＫＳＩを含む。「ＵＥ妥当性確認済み」フィールドは、ＡＭＦ３０６が固有の５Ｇコンテキストに基づいて登録要求の完全性保護の妥当性を確認したかどうかを示すために用いられる。

【0061】

ステップ４において、ＭＭＥ３０８が受信した登録要求メッセージまたはマッピングされたメッセージが４Ｇ‐ＭＡＣによって保護されている場合、ＭＭＥ３０８は、ＡＭＦ３０６から受信したｅＫＳＩ値によって識別される現在の４Ｇセキュリティコンテキストに基づいて、登録要求メッセージまたはマッピングされたメッセージの完全性保護を検証する。検証が正しく行われた場合、ＭＭＥ３０８はステップ５に進む。

【0062】

ステップ５において、ＭＭＥ３０８は、ＵＥのセキュリティコンテキストを含むコンテキスト応答によってＡＭＦ３０６に応答する。このメッセージは、ＵＥの妥当性が確認されていないが４Ｇ‐ＭＡＣ検証が正しく行われたことがコンテキスト要求に示されていた場合に、Ｋ_ＡＳＭＥ、またはＫ_ＡＳＭＥからマッピングされた鍵を含む。コンテキスト応答にＫ_ＡＳＭＥ、またはＫ_ＡＳＭＥからマッピングされた鍵が含まれない場合、ステップ８に進む。

【0063】

ステップ６において、ＡＭＦ３０６は、ＭＭＥ３０８から取得したＫ_ＡＳＭＥ鍵、またはＫ_ＡＳＭＥからマッピングされた鍵と、ＮＯＮＣＥ_ＵＥと、ＮＯＮＣＥ_ＡＭＦとを用いて新しいマッピングされたＫ_ＡＭＦを生成する。マッピングされたＫ_ＡＭＦから、ＮＡＳセキュリティ鍵を含む５Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストが導出される。ＡＭＦは、マッピングされたＫ_ＡＭＦ鍵を識別するためにＫＳＩ_４Ｇを割り当てる。

【0064】

ステップ７ａにおいて、ＡＭＦ３０６は、３ＧＰＰ技術仕様ＴＳ３３.５０１に記載されているＮＡＳセキュリティモードコマンド手順を開始する。この開示の全体は、参照することにより本明細書に援用される。ＮＡＳセキュリティモードコマンドは、ＫＳＩ_４Ｇ、再現されたＵＥセキュリティ機能、ＮＯＮＣＥ_ＡＭＦ、ＮＯＮＣＥ_ＭＭＥ、およびＮＡＳアルゴリズムを含む。

【0065】

ステップ７ｂにおいて、ＵＥ３０２は、ステップ７ａにおいてＡＭＦが行ったのと同様の方法で、Ｋ_ＡＳＭＥ、またはＫ_ＡＳＭＥからマッピングされた鍵のコピーから、マッピングされたＫ_ＡＭＦを導出する。ＵＥ３０２は、マッピングされたＫ_ＡＭＦから、ＮＡＳセキュリティ鍵を含む新しいマッピングされた５Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストをさらに生成する。

【0066】

ステップ７ｃにおいて、ＵＥ３０２はＮＡＳセキュリティモード完了メッセージによってＡＭＦ３０６に応答する。

【0067】

ステップ８において、ＡＭＦ３０６が現在の５Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストをＵＥ３０２と共有しており、ＵＥの妥当性を正しく確認している場合（ステップ２より）、ＡＭＦ３０６は無線ベアラを確立する必要があるかどうかの確認へと進む。ＡＭＦ３０６は、ＮＡＳアルゴリズムを変更する必要がある場合、ＮＡＳセキュリティモード手順を用いてＵＥ３０２に通知する。「アクティブフラグ」が登録要求メッセージに設定される場合、または、保留中のダウンリンクＵＰデータまたは保留中のダウンリンクシグナリングがあるときにＡＭＦ３０６が無線ベアラの確立を選択した場合、Ｋ_ＡＭＦ鍵からＫ_ｇＮＢが導出される。

【0068】

新たに導出されたＫ_ｇＮＢ鍵は、Ｓ１インタフェース上でターゲットｇＮＢに提供される。ｇＮＢとＵＥの間でＡＳセキュリティコンテキストが確立される。

【0069】

ステップ９において、ＡＭＦ３０６は登録受諾メッセージをＵＥ３０２に送信する。

【0070】

ステップ１０において、ＵＥ３０２は登録完了メッセージによってＡＭＦ３０６に応答する。

【0071】

上述の手順に示したように、完全性確認は、ステップ２のターゲットＡＭＦ３０６またはステップ４のソースＭＭＥ３０８のいずれかにおいて、１回のみ行われる。したがって、ＡＭＦ３０６において、既存の検証済みＵＥコンテキストを再利用するか、ソースＭＭＥ３０８が送信した情報から導出したマッピングされた鍵に基づいて新しいマッピングされたＵＥコンテキストを生成するかの決定が行われる。ＡＭＦ３０８が、記憶していたＵＥセキュリティコンテキストによってＵＥ３０２を正しく検証した場合、ＮＡＳセキュリティモードコマンド手順は任意である。

【0072】

図４は、５Ｇソースネットワークから４ＧターゲットネットワークへのＵＥ移動イベントを示している。より具体的には、図４の例は、トラッキングエリア更新（ＴＡＵ）要求において５Ｇ‐ＭＡＣと４Ｇ‐ＭＡＣの両方を用いて、５Ｇソースシステムからアップグレードされた４Ｇターゲットシステムに移動する状況のためのコールフローを示している。図４は、手順４００における、ＵＥ４０２、ｅＮＢ４０４、アップグレードされた４Ｇターゲットシステム（ＭＭＥ）４０６、および５Ｇソースシステム（ＡＭＦ）４０８を示している。以下に示す番号付きのステップは、図４内の番号１から１０に相当する。

【0073】

ステップ１において、ＵＥ４０２は、ｅＮＢ４０４を介してＭＭＥ４０６に送信されるＴＡＵ要求メッセージを開始する。

【0074】

図示のとおり、ＵＥ４０２は、５Ｇ‐ＧＵＴＩから導出したマッピングされた４Ｇ‐ＧＵＴＩと、現在の５Ｇセキュリティコンテキストに関連付けられたＮＧ-ＫＳＩの値に等しいｅＫＳＩと、３２ビットのＮＯＮＣＥ_ＵＥとＴＡＵ要求メッセージ内に含める。

【0075】

マッピングされた４Ｇ‐ＧＵＴＩは、５Ｇ‐ＧＵＴＩおよびＡＭＦ４０８を識別するのに十分な情報を有する。

【0076】

ＵＥ４０２が現在の４Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストを有している場合、ＵＥ４０２はこのコンテキストを用いてメッセージの完全性を保護し、ｅＫＳＩ、固有の４Ｇ‐ＧＵＴＩ、および４Ｇ‐ＭＡＣをＴＡＵ要求メッセージに含める。ＵＥ４０２は、現在の４Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストアルゴリズムを用いて、ＴＡＵ要求メッセージ用の４Ｇ‐ＭＡＣを生成する。

【0077】

ＵＥ４０２は、マッピングされた４Ｇ‐ＧＵＴＩを導出するために用いた５Ｇ‐ＧＵＴＩによって識別される現在の５Ｇ ＮＡＳの完全性を用いて５Ｇ‐ＭＡＣを生成することで、メッセージの完全性をさらに保護する。生成された５Ｇ‐ＭＡＣは５Ｇ‐ＭＡＣフィールドを用いて記憶される。

【0078】

ステップ２において、４Ｇ‐ＧＵＴＩが４Ｇ-ＫＳＩと共にメッセージに含まれている場合、ＭＭＥ４０６は記憶されている既存のＵＥコンテキストを検索し、当該コンテキストが利用可能である場合はそれを用いて、４Ｇ‐ＭＡＣパラメータを用いてＴＡＵ要求を検証する。

【0079】

ステップ３において、ＭＭＥ４０６は、ＵＥから受信したマッピングされた４Ｇ‐ＧＵＴＩを用いてＡＭＦアドレスを導出し、ユーザ情報を取得するためにコンテキスト要求メッセージをＡＭＦ４０８に送信する。

【0080】

ＭＭＥ４０６はＡＭＦ４０８に対し、コンテキスト要求メッセージによってＴＡＵ要求メッセージ全体を転送する。このメッセージからは４Ｇ‐ＭＡＣが除外され、「ＵＥ妥当性確認済み」フィールドおよび５Ｇ ＧＵＴＩが含まれる。このメッセージは、ステップ２において４Ｇ‐ＭＡＣの確認によってＵＥ４０２の妥当性が確認されない場合にかぎり、５Ｇ‐ＭＡＣおよびＮＧ-ＫＳＩを含む。「ＵＥ妥当性確認済み」フィールドは、ＭＭＥ４０６が固有の４Ｇコンテキストに基づいてＴＡＵ要求の完全性保護の妥当性を確認したかどうかを示すために用いられる。

【0081】

ステップ４において、ＡＭＦ４０８が受信したＴＡＵ要求メッセージに含まれる登録要求メッセージパラメータが５Ｇ‐ＭＡＣによって保護されている場合、ＡＭＦ４０８は、ＭＭＥ４０６から受信したＮＧ‐ＫＳＩ値によって識別される現在の５Ｇセキュリティコンテキストに基づいて、登録要求メッセージの完全性保護を検証する。検証が正しく行われた場合、ＡＭＦ４０８はステップ５に進む。

【0082】

ステップ５において、ＡＭＦ４０８は、ＵＥのセキュリティコンテキストを含むコンテキスト応答によってＭＭＥ４０６に応答する。このメッセージは、ＵＥの妥当性が確認されていないが５Ｇ‐ＭＡＣ検証が正しく行われたことがコンテキスト要求に示されていた場合に、Ｋ_ＡＭＦを含む。コンテキスト応答にＫ_ＡＭＦが含まれない場合、ステップ８に進む。

【0083】

ステップ６において、ＭＭＥ４０６は、ＡＭＦ４０８から取得したＫ_ＡＭＦ鍵と、ＮＯＮＣＥ_ＵＥと、ＮＯＮＣＥ_ＡＭＦとを用いて新しいマッピングされたＫ_ＡＳＭＥを生成する。マッピングされたＫ_ＡＳＭＥから、ＮＡＳセキュリティ鍵を含む４Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストが導出される。ＡＭＦは、マッピングされたＫ_ＡＳＭＥ鍵を識別するためにｅＫＳＩ_５Ｇを割り当てる。

【0084】

ステップ７ａにおいて、ＭＭＥ４０６は、３ＧＰＰ技術仕様ＴＳ３３.５０１に記載されているＮＡＳセキュリティモードコマンド手順を開始する。この開示の全体は、参照することにより本明細書に援用される。ＮＡＳセキュリティモードコマンドは、ＫＳＩ_４Ｇ、再現されたＵＥセキュリティ機能、ＮＯＮＣＥ_ＡＭＦ、ＮＯＮＣＥ_ＭＭＥ、およびＮＡＳアルゴリズムを含む。

【0085】

ステップ７ｂにおいて、ＵＥ４０２は、ステップ７ａにおいてＭＭＥが行ったのと同様の方法で、Ｋ_ＡＭＦのコピーから、マッピングされたＫ_ＡＳＭＥを導出する。ＵＥ４０２は、マッピングされたＫ_ＡＳＭＥから、ＮＡＳセキュリティ鍵を含む新しいマッピングされた４Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストをさらに生成する。

【0086】

ステップ７ｃにおいて、ＵＥ４０２はＮＡＳセキュリティモード完了メッセージによってＭＭＥ４０６に応答する。

【0087】

ステップ８において、ＭＭＥ４０６が現在の４Ｇ ＮＡＳセキュリティコンテキストをＵＥ４０２と共有しており、ＵＥの妥当性が正しく確認された場合（ステップ２より）、ＭＭＥ４０６は無線ベアラを確立する必要があるかどうかの確認へと進む。ＭＭＥ４０６は、ＮＡＳアルゴリズムを変更する必要がある場合、ＮＡＳセキュリティモード手順を用いてＵＥ４０２に通知する。「アクティブフラグ」がＴＡＵ要求メッセージに設定される場合、または、保留中のダウンリンクＵＰデータまたは保留中のダウンリンクシグナリングがあるときにＭＭＥ４０６が無線ベアラの確立を選択した場合、ＴＳ３３.５０１の規定に従ってＫＤＦを用いたＫ_ＡＳＭＥ鍵からのＫ_ｅＮＢの導出が行われる。

【0088】

新たに導出されたＫ_ｅＮＢ鍵は、Ｓ１インタフェース上でターゲットｇＮＢに提供される。ｅＮＢとＵＥの間でＡＳセキュリティコンテキストが確立される。

【0089】

ステップ９において、ＭＭＥ４０６はＴＡＵ受諾メッセージをＵＥ４０２に送信する。

【0090】

ステップ１０において、ＵＥ４０２はＴＡＵ完了メッセージによってＭＭＥ４０６に応答する。

【0091】

上述の手順に示したように、完全性確認は、ステップ２のターゲットＭＭＥ４０６またはステップ４のソースＡＭＦ４０８のいずれかにおいて、１回のみ行われる。したがって、ＭＭＥ４０６において、既存の検証済みＵＥコンテキストを再利用するか、ソースＡＭＦ４０８が送信した情報から導出したマッピングされた鍵に基づいて新しいマッピングされたＵＥコンテキストを生成するかの決定が行われる。ＭＭＥ４０６が、記憶していたＵＥセキュリティコンテキストによってＵＥ４０２を正しく検証した場合、ＮＡＳセキュリティモードコマンド手順は任意である。

【0092】

さらに別の実施形態において、ソース移動管理エンティティは、５Ｇ相互動作を認識しない、変更なしの４Ｇ移動管理エンティティであってもよい。そのような、５Ｇを認識しない移動管理エンティティが相互動作および５ＧターゲットネットワークＡＭＦへのコンテキスト転送をサポートできるのは、当該５ＧターゲットネットワークＡＭＦが、ＵＥから受信した登録要求メッセージを、ＵＥからの４Ｇ‐ＭＡＣと共にＴＡＵパラメータを含む４Ｇ対応のコンテキスト要求メッセージに正規化（canonically）マッピングする場合であろう。５Ｇ ＡＭＦは、ソース４Ｇ移動管理エンティティが５Ｇを認識しないという認識に基づいて、コンテキスト要求およびコンテキスト応答にこのインテリジェントマッピングを実行する。この機能により、５Ｇ ＡＭＦは５Ｇを認識するＭＭＥおよび認識しないＭＭＥと相互動作する。

【0093】

本明細書に記載した識別子およびパラメータの名前は、例示目的にすぎないことを理解されたい。つまり、識別子またはパラメータは、異なる通信ネットワーク技術の異なるプロトコルや標準における異なる名前や略語を有してもよい。したがって、本明細書においてこれらの識別子に付けた特定の名前や略語は、いかなる様式においても実施形態を限定するものではない。

【0094】

前述のように、実施形態はＬＴＥまたは５Ｇの文脈に限定されず、開示の技法は、他の３ＧＰＰシステムや非３ＧＰＰシステムなどを含む多種多様な他の通信システムの文脈に簡単に適合させることができる。

【0095】

本明細書で開示された通信システムのユーザ装置または基地局要素のプロセッサ、メモリ、コントローラ、およびその他の構成要素は、上述の識別要求機能の少なくとも一部を実装するように適切に修正されたよく知られている回路を含むことができる。

【0096】

上述のように、実施形態は、ユーザ装置、基地局、または通信システムの他の要素の処理回路によって実行される１つ以上のソフトウェアプログラムをそれぞれ備える製造品の形態で実装してもよい。そのような回路の従来の態様は当業者によく知られており、したがって本明細書では詳細に説明しない。また、実施形態は、１つ以上のＡＳＩＣ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field-Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）、または他のタイプの集積回路デバイスで、任意の組み合わせで実装してもよい。そのような集積回路デバイス、ならびにその部分またはそれらの組み合わせは、「回路」という用語が本明細書で使用される場合、「回路」の例である。ハードウェアおよび関連するソフトウェアまたはファームウェアの多種多様な他の構成を、例示的実施形態を実装する際に使用してもよい。

【0097】

したがって、本明細書に記載の様々な実施形態は、例示的なものとして与えられているにすぎず、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきでないことを再度強調する。例えば、代替的実施形態は、例示的実施形態の文脈で上述されたものとは異なる通信システム構成、ユーザ装置構成、基地局構成、ネットワーク要素／機能構成、処理、メッセージングプロトコル、およびメッセージフォーマットを利用することができる。添付の特許請求の範囲内のこれらおよび多数の他の代替的実施形態は、当業者にとっては容易に明らかとなろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】