JP5390611B2 - 移動通信システムの保安化された非接続階層プロトコル処理方法 - Google Patents

移動通信システムの保安化された非接続階層プロトコル処理方法 Download PDF

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Description

本発明は、移動通信システムの端末の管理方法に関し、特にＮＡＳプロトコルを利用した端末の移動性管理、位置管理、登録管理を効率的に支援するための方法に関する。
一般的な移動通信システムのうち代表的な３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）において、次世代通信のためにＥＰＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｙｓｔｅｍ）を定義し、ＭＭＥをネットワークの移動性管理エンティティに導入した。上記のような移動通信システムにおいては、従来の移動通信システム、特に３ＧＰＰの３Ｇで使用したＮＡＳプロトコルを改善し、次世代移動通信での高速通信サービスを提供するために改善方案を提示した。これにより、移動性管理、位置管理、登録管理の方法を改善し、且つ、ＮＡＳ階層で保安化されたＮＡＳプロトコル概念を導入し、保安管理方案を強化した。
しかし、現在、ＮＡＳプロトコル定義及び移動性管理、位置管理、登録管理方法に関する定義は、初期段階であって、上記のような機能を支援するための正確な手続及び属性が定義されていない。また、現在定義された手続及び定義されたメッセージでは、実際動作において移動性管理、位置管理、あるいは登録管理におけるＮＡＳプロトコル動作において動作不可能あるいは動作の不明確の問題点が発生した。したがって、ＮＡＳプロトコルが移動性管理、位置管理、登録管理及び保安性支援を効率的に支援するための手続及び端末とＭＭＥの役目を明示しなければならないことが求められる。
本発明は、３ＧＰＰ ＥＰＳを含めた進化した移動通信システムにおいて端末の移動性管理、位置管理、登録管理及びこのような管理手続において保安化されたＮＡＳメッセージを使用し、これにより、移動性管理、位置管理、登録管理を安全で且つ効率的に支援する方法を提供する。また、本発明は、端末と移動性管理者（ＭＭＥ）間のプロトコルであるＮＡＳメッセージを活用し、ＮＡＳプロトコルがどのように動作するかを定義する。したがって、３ＧＰＰ ＥＰＳ内においてだけでなく、３ＧＰＰ ＥＰＳでない他の無線接続技術、すなわち他のアクセスネットワークに移動する場合にも、ＮＡＳを利用する端末に移動性管理、位置管理及び登録管理を支援する方法などを提供する。
本発明は、移動通信ネットワークで非接続階層（ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ−Ｓｔｒａｔｕｍ、すなわちネットワーク階層：以下、ＮＡＳという）プロトコルを利用して端末の移動性、遊休モード（ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ）管理、登録管理（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ：Ａｔｔａｃｈ、ｄｅｔａｃｈ管理）、位置管理（ｌｏｃａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ：ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｒｅａ管理）を行う方法に関する。すなわち、本発明は、移動通信システムにおいてＮＡＳプロトコル、すなわちＮＡＳメッセージを利用して端末の移動性、遊休モード管理、登録管理、位置管理を行うための方法を提供する。本発明の移動通信システムは、端末（以下、ＵＥという）と移動管理者（ＭＭＥ、ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｎｔｉｔｙ：以下、ＭＭＥという）を含み、端末が動作モード（ａｃｔｉｖｅ ｍｏｄｅ）からハンドオーバー（ｈａｎｄｏｖｅｒ）する場合、遊休モードで位置管理（ｌｏｃａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）を行う場合及び端末がネットワークに登録する場合、３ＧＰＰの ＥＰＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｙｓｔｅｍ）のようなネットワークで保安化されたＮＡＳメッセージを効率的に使用するための方法を提案する。
本発明の実施態様による移動通信システムにおいて端末の状態情報を処理する方法は、端末が以前キーによって保安化された状態変更要請メッセージを新規ＭＭＥに伝送する過程と、上記新規ＭＭＥが以前ＭＭＥから上記端末の以前キー情報を受信する過程と、上記新規ＭＭＥが上記以前キー情報を利用して上記要請メッセージを解釈した後、上記端末に応答メッセージを伝送する過程とを備えることを特徴とする。ここで、上記新規ＭＭＥが以前ＭＭＥから受信する以前キー情報は、ＫＳＩａｓｍｅ及びＫａｓｍｅなどを含む。
また、上記新規ＭＭＥが以前キーを用いた上記要請メッセージの解釈に失敗したとき、新規キーを生成し、上記生成された新規キー情報を含むＮＡＳ保安モード命令メッセージを端末に伝送する過程と、上記端末が上記新規ＭＭＥの新規キー情報によって端末の新規キーを生成し、上記新規ＭＭＥにＮＡＳ保安モード命令に応答する過程とをさらに備えることを特徴とする。
また、上記新規ＭＭＥが生成する新規キー情報は、ＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃ及び無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔなどを含み、上記ＮＡＳ保安モード命令メッセージは、保安キー識別子（ＫＳＩ）、端末保安能力（ＵＥ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）、使用される暗号化アルゴリズム（ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、使用される無欠性アルゴリズム（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などを含み、上記端末が生成する新規キー情報は、上記ＮＡＳ保安モード命令メッセージの保安キー識別子（ＫＳＩ）によってインデックスされる基本保安キー（ＫＡＳＭＥ）に基づいて生成される暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）と無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）などを含むことを特徴とする。
また、上記新規ＭＭＥが以前キーを用いた上記要請メッセージの解釈に失敗したとき、端末にユーザ認証要請メッセージを伝送し、上記端末が上記ユーザ認証要請に応答する過程をさらに備えることを特徴とする。ここで、上記ユーザ認証要請メッセージは、認証ベクトル（ＡＵＴＮ）と保安キー識別子（ＫＳＩＡＳＭＥ）を含むことができる。
ここで、上記状態変更要請メッセージは、ハンドオーバー要請メッセージ、ＴＡＵ要請メッセージまたは登録（解除）要請メッセージのうち１つになることができる。
また、本発明の実施態様による移動通信システムにおいて端末の状態情報を処理する方法は、端末が新規キーによって保安化された状態変更要請メッセージを新規ＭＭＥに伝送する過程と、上記新規ＭＭＥが端末にユーザ認証要請メッセージを伝送し、上記端末が上記ユーザ認証要請に応答する過程と、上記新規ＭＭＥがニューキーを生成し、上記生成された新規キー情報を含むＮＡＳ保安モード命令メッセージを端末に伝送する過程と、上記端末が上記新規ＭＭＥの新規キー情報によって端末の新規キーを生成し、上記新規ＭＭＥにＮＡＳ保安モード命令に応答する過程とを備えることを特徴とする。
また、本発明の実施態様による移動通信システムのハンドオーバー処理方法は、以前ＭＭＥが新規ＭＭＥに端末の以前キー情報を含むメッセージ（ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅ）を伝送する過程と、端末が上記新規ＭＭＥに以前キーによって保安化されたＴＡＵ要請メッセージを伝送する過程と、上記新規ＭＭＥが上記ＴＡＵ要請メッセージを以前キーを用いて解釈して処理する過程とを備えることを特徴とする。また、上記新規ＭＭＥが上記ＴＡＵ要請メッセージを以前キーを用いて解釈することに失敗すれば、上記新規ＭＭＥが端末にユーザ認証要請メッセージを伝送し、上記端末が上記ユーザ認証要請に応答する過程と、上記新規ＭＭＥが新規キーを生成し、上記生成された新規キー情報を含むＮＡＳ保安モード命令メッセージを端末に伝送する過程と、上記端末が上記新規ＭＭＥの新規キー情報によって端末の新規キーを生成し、上記新規ＭＭＥにＮＡＳ保安モード命令に応答する過程と、上記端末が新規キーによって保安化されたＴＡＵ要請メッセージを上記新規ＭＭＥに伝送し、上記新規ＭＭＥが新規キーによって上記メッセージを処理する過程とをさらに備えることを特徴とする。
また、本発明の実施態様による移動通信システムにおいて端末の位置更新を処理する方法は、端末が新規ＭＭＥに以前キーによって保安化されたＴＡＵ要請メッセージを伝送する過程と、上記新規ＭＭＥが上記以前ＭＭＥに端末の以前キーに関連した情報を要請し、以前キー情報を受信する過程と、上記新規ＭＭＥが上記ＴＡＵ要請メッセージを上記以前キーを用いて解釈した後、上記端末に上記以前キーによって保安化されたＴＡＵ承認メッセージを伝送する過程とを備えることを特徴とする。また、上記新規ＭＭＥが上記ＴＡＵ要請メッセージを以前キーを用いて解釈することに失敗すれば、上記新規ＭＭＥが端末にユーザ認証要請メッセージを伝送し、上記端末が上記ユーザ認証要請に応答する過程と、上記新規ＭＭＥが新規キーを生成し、上記生成された新規キー情報を含むＮＡＳ保安モード命令メッセージを端末に伝送する過程と、上記端末が上記新規ＭＭＥの新規キー情報によって端末の新規キーを生成し、上記新規ＭＭＥにＮＡＳ保安モード命令に応答する過程と、上記端末が新規キーによって保安化されたＴＡＵ要請メッセージを上記新規ＭＭＥに伝送し、上記新規ＭＭＥが新規キーによって上記メッセージを処理する過程とをさらに備えることを特徴とする。
また、本発明の実施態様による移動通信システムにおいて端末の登録処理を行う方法は、端末が新規ＭＭＥに以前キーによって保安化された登録要請メッセージを伝送する過程と、上記新規ＭＭＥが上記以前ＭＭＥに端末の以前キーに関連した情報を要請し、以前キー情報を受信する過程と、上記新規ＭＭＥが上記登録要請メッセージを上記以前キーを用いて解釈した後、上記端末に上記以前キーによって保安化された登録承認メッセージを伝送する過程とを備えることを特徴とする。また、上記新規ＭＭＥが上記登録要請メッセージを以前キーを用いて解釈することに失敗すれば、上記新規ＭＭＥが端末にユーザ認証要請メッセージを伝送し、上記端末が上記ユーザ認証要請に応答する過程と、上記新規ＭＭＥが新規キーを生成し、上記生成された新規キー情報を含むＮＡＳ保安モード命令メッセージを端末に伝送する過程と、上記端末が上記新規ＭＭＥの新規キー情報によって端末の新規キーを生成し、上記新規ＭＭＥにＮＡＳ保安モード命令に応答する過程と、上記端末が新規キーによって保安化された登録要求メッセージを上記新規ＭＭＥに伝送し、上記新規ＭＭＥが新規キーによって上記メッセージを処理する過程とをさらに備えることを特徴とする。
以上説明したように、本発明は、移動通信ネットワークで非接続階層（ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ、すなわちネットワーク階層：以下、ＮＡＳという）プロトコルを利用して端末の移動性、遊休モード（ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ）管理、登録管理（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ：Ａｔｔａｃｈ、ｄｅｔａｃｈ管理）、位置管理（ｌｏｃａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ：ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｒｅａ管理）を行う方法及びシステムに関する。ＮＡＳプロトコルを利用して端末の移動性、遊休モード管理、登録管理、位置管理を行うための方法は、端末（ＵＥ）と移動管理者（ＭＭＥ、ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｎｔｉｔｙ：以下、ＭＭＥという）を含み、端末が動作モード（ａｃｔｉｖｅ ｍｏｄｅ）からハンドオーバー（ｈａｎｄｏｖｅｒ）する場合と、遊休モードで位置管理（ｌｏｃａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）を行う場合、端末がネットワークに登録する場合において、３ＧＰＰのＥＰＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｙｓｔｅｍ）のようなネットワークで移動性管理メッセージであるＥＭＭ（ＥＰＳ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）のうち上記のような役目を行うメッセージを送受信する場合、受信メッセージが保安化されたＮＡＳメッセージである場合、保安化されたＮＡＳメッセージを効率的に処理するための方法を提示することによって、端末の移動性と位置管理及び登録管理を効率的に行うことができるという利点がある。
本発明の実施例によって移動通信システムにおいてのハンドオーバーを行う構成及び動作を説明するための図である。 本発明の実施例によって移動通信システムにおいてのハンドオーバーを行う構成及び動作を説明するための図である。 本発明の実施例によって移動通信システムにおいての位置管理を行う構成及び動作を説明するための図である。 本発明の実施例によって移動通信システムにおいての位置管理を行う構成及び動作を説明するための図である。 本発明の実施例によって移動通信システムにおいての端末の登録手続を行う構成及び動作を説明するための図である。 本発明の実施例によって移動通信システムにおいての端末の登録手続を行う構成及び動作を説明するための図である。 本発明の実施例によってＭＭＥが移動性管理、位置管理、登録管理などの手続を行う過程を示す流れ図である。 本発明の実施例によってＭＭＥが移動性管理、位置管理、登録管理などの手続を行う過程を示す流れ図である。 本発明の実施例によってＭＭＥが移動性管理、位置管理、登録管理などの手続を行う過程を示す流れ図である。 本発明の実施例によって端末機が移動性管理、位置管理、登録管理などの手続を行う過程を示す流れ図である。
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例に関する動作原理を詳しく説明する。下記で、本発明を説明するにあたって、公知の機能または構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にするおそれがあると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。なお、後述する用語は、本発明での機能を考慮して定義されたものであって、これは、ユーザ及び運用者の意図または慣例などによって変わることができる。したがって、その定義は、本明細書全般にわたった内容に基づいて行われなければならない。
下記の説明で、“状態変更要求メッセージ”という用語は、ｈａｎｄｏｖｅｒ、ＴＡＵ（Ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｒｅａ ｕｐｄａｔｅ）、ａｔｔａｃｈ（ｄｅｔａｃｈ） ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅなどになることができる。また、“ｏｌｄ ｋｅｙ”という用語は、端末が連結された以前ＭＭＥ（ｏｌｄ ＭＭＥ、ｓｅｒｖｉｎｇ ＭＭＥ）で使用された保安キー関連情報を意味し、“ｎｅｗ ｋｅｙ”という用語は、端末が状態変更によって連結される新しいＭＭＥ（ｎｅｗ ＭＭＥ、ｔａｒｇｅｔ ＭＭＥ）で使用する保安キー関連情報を意味する。
また、ｏｌｄ ＭＭＥで受信される“ｏｌｄ ｋｅｙ情報”という用語は、端末の保安情報である基本保安キー識別子（ＫＳＩＡＳＭＥ）と基本保安キー（ＫＡＳＭＥ）を含み、上記基本保安キー（ＫＡＳＭＥ：Ｋｅｙ ａｃｃｅｓｓ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｎｔｉｔｙ）は、ＮＡＳメッセージの暗号化に使用される暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）、無欠性保護に使用されるＮＡＳ無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）、そして、無線区間ＡＳ（Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）メッセージの保護に使用されるｅＮｏｄｅＢキー（ＫｅＮＢ）を生成するのに使用される保安キーなどを含むことができる。
また、“ユーザ認証要請（ｕｓｅｒ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージ”は、ｎｅｗ ｋｅｙの生成時、ｎｅｗ ＭＭＥとＵＥ間の認証メッセージであって、認証ベクトルであるＡＵＴＮ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎｔｏｋｅｎ）と保安キー識別子（ＫＳＩＡＳＭＥ）を含むことができる。
また、“ＮＡＳ保安モード命令（ＮＡＳ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）メッセージ”は、ｎｅｗ ＭＭＥがｎｅｗ ｋｅｙを生成した後、ＵＥに伝送するメッセージであって、保安キー識別子（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｎｄｅｘ）、端末によって支援される保安アルゴリズムに対する情報である端末保安能力（ＵＥ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）、使用される暗号化アルゴリズム（ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）と使用される無欠性アルゴリズム（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などを含むことができる。
本発明は、移動通信システムの端末とＭＭＥ間のプロトコルであるＮＡＳプロトコルを利用して移動システムに移動性管理、位置管理、登録管理を支援する方法を提供する。以下、本発明を具体的に説明するにあたって、３ＧＰＰを基盤とするＥＰＳシステムを利用し、本発明は、ＮＡＳを使用する他の移動通信システムにおいても利用可能である。
本発明の図１に示されるように、図１の実施例は、２つの３ＧＰＰ ＥＰＳネットワークを例に取って説明したが、３ＧＰＰ ＥＰＳからＥＰＳへのハンドオーバーだけでなく、３ＧＰＰ ＥＰＳから３ＧＰＰ ＵＭＴＳ、３ＧＰＰ ＧＰＲＳネットワーク、ＷｉＭＡＸ、３ＧＰＰ２のような他の無線接続技術を使用するネットワーク網に端末が移動する場合にも、ＮＡＳを利用すれば、変形して利用可能である。したがって、本発明の基本目的であるＮＡＳプロトコルを利用して移動性管理、位置管理、登録管理を支援する方法は、同様の技術的背景及びチャネル形態を有する様々な移動通信システムにおいても本発明の範囲を大きく脱しない範囲で適用可能であることが分かる。
図１は、本発明の実施例による移動通信システム環境でのハンドオーバー環境を示すブロック図である。ここでは、一例として、３ＧＰＰ ＥＰＳシステム構造を図示した。
図１を参照すれば、基地局（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ：Ｅ Ｎｏｄｅ Ｂ：以下、ｅＮＢという）１１２は、各々のサービス領域であるセル内に位置する端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：以下、端末あるいはＵＥという）１１０と無線接続を設定し、通信を行う。ＵＥ１１０は、サービングゲートウェイ（Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ：以下、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ、またはＳＧＷという）１１６を通じてインターネットのようなパケットデータネットワークに接続する端末を称する。本明細書では、パケットデータネットワークの主なネットワーク個体としてパケットデータネットワークゲートウェイ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇａｔｅ Ｗａｙ：以下、ＰＤＮ ＧＷという）１１８がホームエージェント（Ｈｏｍｅ Ａｇｅｎｔ：以下、ＨＡという）の役目を行う。
ｅＮＢ１１２、１３２とＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ１１６、１３６との間、ＭＭＥ１１４、１３４とＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ１１６、１３６との間には、端末の移動性を管理するためのインターフェースとデータ経路（ｄａｔａ ｐａｔｈ）が存在する。本発明においてＵＥ１１０とＭＭＥ１１４、１３４は、ＮＡＳプロトコルスタックをもって互いに通信することによって、移動性管理、位置管理、登録管理、セッション管理を行う。
本発明では、ＵＥ１１０は、ＮＷ１ １４１からＮＷ２ １４３あるいはその反対方向にハンドオーバーすることができる。一方、本発明において、ＵＥ１１０の移動性管理、位置管理、登録管理のために、ＭＭＥ１１４とＭＭＥ１３４との間にはインターフェースが存在することができるし、ｅＮＢ１１２とＮＢ１３２との間にもインターフェースが存在することができる。
本発明では、ＵＥ１１０の移動性管理、位置管理、セッション管理のために導入した個体であるＭＭＥ１１４と端末１１０間のプロトコルであるＮＡＳプロトコルに焦点を置く。すなわち移動性管理と、位置及びセッション管理のために、端末１１０とＭＭＥ１１４との間に導入したＮＡＳプロトコルは、ＥＰＳシステムになるにつれて、保安性が強化され、位置管理関連機能が変更され、セッション管理機能も変更された。
図２は、図１のような構造を有する移動通信システムにおいて本発明の実施例による移動通信システム環境でＭＭＥとＵＥの間にＮＡＳプロトコルを利用してハンドオーバー機能を行う手続を示す図である。
図１及び図２を参照すれば、ハンドオーバー状況で新しいＭＭＥ１３４は、３種の動作が可能であり、３種の場合を見れば、次の通りである。すなわち一実施例は、図２の１５１段階〜１５７段階のように動作する場合、すなわちケース２（ｃａｓｅ ２）の場合であって、新しいＭＭＥ（ｎｅｗ ＭＭＥ）１３４が以前のＭＭＥ（ｏｌｄ ＭＭＥ）１１４から受けた保安関連情報を活用する場合である。他の実施例は、ケース１（ｃａｓｅ １）であって、図２の１５１段階〜１５３段階、１７１段階〜１７９段階、１８１段階、１９１段階〜１９３段階の手続を含む例であって、１７１段階〜１７３段階の認証手続（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）と１７５段階〜１８１段階までの保安モード命令（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）手続を含み、新しい保安関連情報を活用してメッセージを解釈する手続を含む。また、さらに他の実施例の場合は、ケース３（ｃａｓｅ ３）であって、１５１段階〜１５３段階、１６１段階〜１６３段階、１７１段階〜１８１段階を実行する例であって、これは、１５１段階〜１５３段階、１６１段階〜１６３段階を行った後、１６３段階で、トラッキングエリア更新（ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｒｅａ ｕｐｄａｔｅ：ＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを以前の保安キーを用いて解釈した結果、保安検証に失敗した場合、１７１段階〜１８１段階を実行する場合である。
まず、図２を参照してケース２の動作を説明すれば、サービングＭＭＥ（ｓｅｒｖｉｎｇ ＭＭＥ；ｏｌｄ ＭＭＥ）１１４は、１５１段階で伝送再位置要請メッセージ（ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅ）をターゲットＭＭＥ（ｔａｒｇｅｔ ＭＭＥ；ｎｅｗ ＭＭＥ）１３４に伝送する。この時、上記伝送再位置要請メッセージは、端末の保安関連情報（ＵＥ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｃｏｎｔｅｘｔ）を含む。すると、上記ターゲットＭＭＥ１３４は、上記サービングＭＭＥ１１４に応答メッセージ（ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｅｓｓａｇｅ）を伝送する。その後、上記端末１１０は、１６１段階で上記ターゲットＭＭＥ１３４にＴＡＵ要求メッセージ（ＴＡＵ（ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｒｅａ ｕｐｄａｔｅ）ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅ）を伝送し、上記ＴＡＵ要求メッセージは、以前の保安キーによって保護される。この時、上記端末からＴＡＵ要求メッセージを受信すれば、上記ターゲットＭＭＥは、１６３段階で以前の保安キーを使用して受信されたＴＡＵ要求メッセージを分析する。
前述したように、図２で、ケース２の場合、サービングＭＭＥ（すなわちハンドオーバー以前にｏｌｄ ＭＭＥ）１１４がターゲットＭＭＥ（すなわちｎｅｗ ＭＭＥ）１３４に保安関連情報を含む伝送再位置要請（ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを伝送する。また、端末の保安関連情報を含むことができる。すると、上記ｎｅｗ ＭＭＥ１３４は、ｏｌｄ ＭＭＥ１１４に伝送再位置応答（ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）メッセージを伝達する。その後、上記ＵＥ１１０で以前の保安キーによって保安化された位置登録メッセージであるトラッキングエリア更新（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ Ｕｐｄａｔｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ：以下、ＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔという）メッセージがｎｅｗ ＭＭＥ１３４に伝送されれば、上記ターゲットＭＭＥ（ｔａｒｇｅｔ ＭＭＥ）１３４は、ＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを以前の保安キー（ｏｌｄ ｋｅｙ）を利用して解釈する。
二番目に、図２を参照してケース１の動作を説明すれば、まず、サービングＭＭＥ１１４及びターゲットＭＭＥ１３４は、１５１段階及び１５３段階を行いながら伝送再位置要求メッセージ伝送及びこれに対する応答メッセージを伝送する。その後、上記ターゲットＭＭＥ１３４は、１７１段階で、上記端末１１０にユーザ認証要請メッセージ（ｕｓｅｒ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅ）を伝送する。上記ユーザ認証要請メッセージは、認証ベクトルであるＡＵＴＮ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｔｏｋｅｎ）と保安キー識別子（ＫＳＩＡＳＭＥ）を含む。すると、上記端末１１０は、これに応答して、１７３段階で、応答メッセージ（ｕｓｅｒ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｅｓｓａｇｅ）を上記ターゲットＭＭＥ１３４に伝送する。また、上記ターゲットＭＭＥ１３４は、上記端末の応答によって暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）と無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）を生成する。
その後、上記ターゲットＭＭＥ１３４は、１７７段階で、保安キー識別子（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｎｄｅｘ ＫＳＩ）、端末によって支援される保安アルゴリズムに対する情報である端末保安能力（ＵＥ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）、使用される暗号化アルゴリズム（ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、使用される無欠性アルゴリズム（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などを含むＮＡＳ保安モード命令語（ＮＡＳ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）を端末１１０に伝送する。すると、上記端末１１０は、１７９段階で、上記保安キー識別子ＫＳＩによってインデックスされるキー（ＫＡＳＭＥ）に基づいて暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）及び無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）を生成する。上記１７９段階を実行することによって、上記ターゲットＭＭＥ１３４と端末１１０は、同じキー値を共有するようになる。また、上記端末１１０は、１８１段階で、ターゲットＭＭＥに保安モード完成（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅ）メッセージを伝送することによって、ＮＡＳ保安モード命令（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）過程を終了する。
その後、上記端末１１０は、１９１段階でターゲットＭＭＥ１３４に新しい保安キー、すなわち新しい暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）または無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）によって保護されるＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを伝送し、ターゲットＭＭＥ１３４は、受信されるＴＡＵ要請メッセージを新しいキーによって分析する。
前述したように、図２で、ケース１の場合、ｏｌｄ ＭＭＥ１１４とｎｅｗ ＭＭＥ１３４は、各々伝送再位置要請メッセージ及びこれによる応答メッセージを伝送する。その後、ｎｅｗ ＭＭＥ１３４は、ユーザ認証要請（ｕｓｅｒ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを端末に伝送し、上記ユーザ認証要請メッセージは、認証ベクトルであるＡＵＴＮ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｔｏｋｅｎ）と保安キー識別子（ＫＳＩＡＳＭＥ）を含む。また、上記端末１１０は、上記ユーザ認証要請メッセージの応答メッセージ（ｕｓｅｒ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を伝送する。すると、新しいＭＭＥ１３４は、暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）と無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）を生成し、ＮＡＳ保安モード命令（ＮＡＳ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）メッセージをＵＥに伝送する。この時、上記ＮＡＳ保安モード命令に含まれる情報として、保安キー識別子（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｎｄｅｘ）、端末によって支援される保安アルゴリズムに対する情報である端末保安能力（ＵＥ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）、使用される暗号化アルゴリズム（ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）と使用される無欠性アルゴリズム（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙａｌ ｇｏｒｉｔｈｍ）などが挙げられる。すると、上記ＵＥ１１０は、上記保安キー識別子（ＫＳＩ）によってインデックスされるキーＫＡＳＭＥに基づいて暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）と無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）を生成し、これにより、ＭＭＥ１３４と端末１１０は、同じキー値を有するようになる。その後、ＵＥ１１０は、ＭＭＥ１３４に保安モード完成（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅ）メッセージを伝送することによって、ＮＡＳ保安モード命令（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）過程を終了し、その後、ＵＥ１１０は、ＭＭＥ１３４に新しい保安キー、すなわち新しい暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）または無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）によって保護されるＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを伝送する。
三番目に、図２を参照すれば、ケース３は、上記ケース１でＴＡＵ要請メッセージの保安検証に失敗した場合になることができる。すなわち、上記１５１段階〜１５３段階及び１６１段階を行った後、上記ターゲットＭＭＥ１３４が１６３段階で、以前の保安キーを使用してＴＡＵ要請メッセージを分析する過程で保安検証に失敗した場合、上記ターゲットＭＭＥ１３４と端末１１０は、上記ケース２で行われる方法と同様に、上記１７１段階〜１８１段階を行いながら新しい保安キーを生成した後、これを共有するＮＡＳ保安モード過程（ＮＡＳ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ）を行う。その後、上記端末１１０は、１９１段階で、ターゲットＭＭＥ１３４に新しい保安キー、すなわち新しい暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）または無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）によって保護されるＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを伝送し、ターゲットＭＭＥ１３４は、受信されるＴＡＵ要請メッセージを新しいキーによって分析する。
前述したように、図２で、ケース３の場合、トラッキングエリア更新（ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｒｅａ ｕｐｄａｔｅ：ＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを以前の保安キーを用いて解釈した結果、保安検証に失敗した場合、上記ｎｅｗ ＭＭＥ１３４と端末１１０は、新しい保安キーを生成し、これを共有し、その後、ＴＡＵ要請メッセージを新しい保安キーによって処理する。
図３は、本発明の好ましい実施例による移動通信システム環境での位置管理環境を示す図である。本発明の実施例では、上記移動通信システムが３ＧＰＰ ＥＰＳの場合を仮定して説明する。
図３を参照すれば、移動通信システムの構成エンティティー及び構成環境は、図１と同様の構造を有する。但し、図３では、位置管理機能に主眼点を置いて説明する。すなわち、図３のような状況は、図１のように、ＵＥ１１０がアクティブモード（ａｃｔｉｖｅ ｍｏｄｅ）で活性化されている状態ではなく、ＵＥ１１０がパワー消耗のために遊休モード（ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ）で動作する場合であるか、あるいはアクティブモードからハンドオーバーした後、ＵＥの位置（ｌｏｃａｔｉｏｎ）がトラッキングエリア（ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｒｅａ：以下、ＴＡという）ＴＡ１ ２４１からＴＡ２ ２４３に変更された場合である。このような場合、端末の位置管理が必要である。トラッキングエリアＴＡは、端末の位置をセル単位のように精緻ではないが、概略的な位置を管理するために使用する概念である。
図４は、図３のような本発明の実施例による移動通信システム環境でＭＭＥの動作を位置管理状況で動作する方法を示す図（ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）である。位置管理状況で新しいＭＭＥ２３４は、３種の動作が可能であり、その３種の場合は、次の通りである。
まず、位置管理状況のケース２（ｃａｓｅ ２）は、図４の２５１段階〜２５９段階を行いながら新しいＭＭＥ２３４（ｎｅｗ ＭＭＥ）が以前のＭＭＥ（ｏｌｄ ＭＭＥ）から受けた保安関連情報を活用する場合である。二番目に、位置管理状況のケース１（ｃａｓｅ １）は、２５１段階〜２５７段階、２６１段階〜２６９段階、２７１及び２８１段階を含む。すなわち、上記ケース１は、２６１段階〜２６３段階の認証手続（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）と２６５段階〜２７１段階の保安モード命令（ｓｅｃｕｒｉｔｙｍｏｄｅｃｏｍｍａｎｄ）手続を含み、新しい保安関連情報を活用してメッセージを解釈する手続を含む。すなわち、ケース１の場合は、以前ＭＭＥ２１４から受けた保安以前の保安関連情報（ｏｌｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｃｏｎｔｅｘｔ）をもってメッセージを解釈しようとしたが、保安検証などに失敗した場合であって、上記のように、保安検証に失敗すれば、ｎｅｗ ＭＭＥ２３４及びＵＥ２１０は、２６１段階〜２７１段階の認証及び保安手続を行い、新しい保安情報を生成及び共有し、その後、新しい保安情報を利用してメッセージを伝送及び受信したメッセージを解釈する手続を含む。一方、ケース３（ｃａｓｅ ３）は、２５１段階〜２５７段階を行い、メッセージの保安検証に失敗した場合であって、ケース１とは異なって、新しい保安認証手続の必要によって２６１段階〜２７１段階の実行中に認証手続あるいは保安手続が失敗すれば、２５１段階の位置登録要請に対して２９１段階の位置登録拒絶（ｒｅｊｅｃｔ）メッセージをＭＭＥ２３４から端末（ＵＥ）２１０に伝送する場合である。
上記端末の位置管理のための端末とＭＭＥ動作による３種の場合（ｃａｓｅ １、ｃａｓｅ２、ｃａｓｅ ３）について具体的な手続を説明すれば、下記の通りである。まず、上記ケース２の動作を説明すれば、端末ＵＥ２１０は、２５１段階で、ＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを以前の保安キー値によって保安化し、新しいＭＭＥ（以下、ｎｅｗ ＭＭＥという）２３４に伝送する。すると、上記ｎｅｗ ＭＭＥ２３４は、以前ＭＭＥ（以下、ｏｌｄ ＭＭＥという）２１４に端末の情報を把握するために情報要請（ｃｏｎｔｅｘｔ ｒｅｑｅｕｓｔ）メッセージを伝達する。すると、ｏｌｄ ＭＭＥ２１４は、２５７段階で、上記情報要請メッセージに対する情報応答メッセージを生成し、ｎｅｗ ＭＭＥ２３４に伝送する。この時、上記情報応答（ｃｏｎｔｅｘｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）メッセージは、端末の保安情報である基本保安キー識別子（ＫＳＩＡＳＭＥ）と基本保安キー（ＫＡＳＭＥ）を含む。ここで、上記基本保安キー（ＫＡＳＭＥ：Ｋｅｙ ａｃｃｅｓｓ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｎｔｉｔｙ）は、ＮＡＳメッセージの暗号化に使用される暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）と無欠性保護に使用されるＮＡＳ無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）、そして、無線区間ＡＳ（Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）メッセージの保護に使用されるｅＮｏｄｅＢキー（ＫｅＮＢ）を生成するのに使用される。
その後、上記ｎｅｗ ＭＭＥ２３４は、２５７段階で、ｏｌｄ ｋｅｙを利用して上記２５１段階でＵＥ２１０から受信したＴＡＵ要請メッセージ（ＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅ）を解釈する。すなわち、上記ＵＥ２１０からｎｅｗ ＭＭＥ２３４に伝送された位置登録メッセージであるトラッキングエリア更新（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ Ｕｐｄａｔｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ：ＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージが以前の保安キー（すなわち、ｏｌｄ ｋｅｙ）によって保安化されて伝送されたら、上記ｎｅｗ ＭＭＥ２３４は、２５７段階で、ＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを以前の保安キーをもって解釈するようになる。ここで、以前の保安キーというのは、ＵＥ２１０と以前ＭＭＥ２１４との通信に使用したＮＡＳメッセージ保安時に使用されるＮＡＳ暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）とＮＡＳ無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）を含む。その後、ｎｅｗ ＭＭＥ２３４は、２５９段階で、位置登録応答メッセージであるトラッキングエリア更新応答（ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｒｅａ ｕｐｄａｔｅ ａｃｃｅｐｔ：ＴＡＵ ａｃｃｅｐｔ）メッセージを以前キーによって保安化し、上記ＵＥ２１０に伝送する。
前述したように、端末の位置管理のためのケース２の動作を説明すれば、ＵＥ２１０がｏｌｄ ｋｅｙによって保安化されたＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅを生成すれば、ｎｅｗ ＭＭＥ２３４は、ｏｌｄ ＭＭＥ２１４にＵＥ１１０の情報を把握するために、ｃｏｎｔｅｘｔ ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを伝送する。すると、上記ｏｌｄ ＭＭＥ２１４は、端末の保安情報であるＫＳＩａｓｍｅ及びＫａｓｍｅを含むｃｏｎｔｅｘｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを生成し、ｎｅｗ ＭＭＥ２３４に伝送する。すると、上記ｎｅｗ ＭＭＥ２３４は、上記ｏｌｄ ＭＭＥ２１４の情報応答によるｏｌｄ ｋｅｙを使用して上記ＵＥ１１０のＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを解釈し、その結果のＴＡＵ ａｃｃｅｐｔメッセージをｏｌｄ ｋｅｙを使用して保安化し、ＵＥ１１０に伝送する。すなわち、ｎｅｗ ＭＭＥ２３４は、ｏｌｄ ｋｅｙによって保安化されたＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを受信すれば、ｏｌｄ ＭＭＥ２１４にＵＥ２１０のｏｌｄ ｋｅｙ情報を要請し、上記ｏｌｄ ＭＭＥ２１４の情報応答によって上記受信されたＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを解釈して位置を登録し、その結果のＴＡＵ ａｃｃｅｐｔメッセージをｏｌｄ ｋｅｙによって保安化し、ＵＥ２１０に伝送する。
二番目に、ＵＥ１１０の位置管理のケース１の動作を説明すれば、上記ケース１の動作で２５１段階〜２５７段階までの動作は、上記ケース２の動作と同一の方法で進行される。この時、上記２５７段階で、ｏｌｄ ｋｅｙを使用してＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔメッセージの解釈を失敗すれば、上記ｎｅｗ ＭＭＥ２３４は、２６１段階で、ユーザ認証要請（ｕｓｅｒ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージをＵＥ２１０に伝送する。この時、上記ユーザ認証要請メッセージには、認証ベクトルであるＡＵＴＮ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｔｏｋｅｎ）と保安キー識別子（ＫＳＩＡＳＭＥ）が含まれる。すると、上記ＵＥ２１０は、２６３段階で、上記ユーザ認証要請メッセージによるユーザ認証応答（ｕｓｅｒ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）メッセージを生成し、ｎｅｗ ＭＭＥ２３４に伝送する。
すると、上記ｎｅｗ ＭＭＥ２３４は、２６５段階で、新しい保安情報である暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）と無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）を生成する。その後、上記ｎｅｗ ＭＭＥ２３４は、２６７段階で、ＮＡＳ保安モード命令（ＮＡＳ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）メッセージをＵＥ２１０に伝送する。この時、ＮＡＳ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ ｍｅｓｓａｇｅに含まれる情報としては、保安キー識別子（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｎｄｅｘ）、端末によって支援される保安アルゴリズムに対する情報である端末保安能力（ＵＥ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）、使用される暗号化アルゴリズム（ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）と使用される無欠性アルゴリズム（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などが挙げられる。すると、上記ＵＥ２１０は、２６９段階で、保安キー識別子（ＫＳＩ）によってインデックスされる基本保安キーＫＡＳＭＥに基づいて暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）と無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）を生成する。したがって、上記２６９段階を実行することによって、上記ｎｅｗ ＭＭＥ２３４とＵＥ２１０は、同じ保安キー値を所有するようになる。その後、上記ＵＥ２１０は、２７１段階で、ＭＭＥに保安モード完成（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅ）メッセージを伝送し、ＮＡＳ保安モード命令（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）過程を終了する。すると、ｎｅｗ ＭＭＥ２３４は、２８１段階で、ＵＥ２１０に新しい保安キー、すなわち新しい暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）または無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）によって保護される位置登録応答メッセージであるＴＡＵ ａｃｃｅｐｔメッセージを伝送する。
前述したように、上記ｎｅｗ ＭＭＥ２３４がｏｌｄ ｋｅｙによって保安化されたＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅの解釈に失敗するか、またはｏｌｄ ｋｅｙを獲得することができない場合、上記ｎｅｗ ＭＭＥ２３４は、新しい保安キー（ＫＮＡＳｅｎｃ ａｎｄ ＫＮＡＳｉｎｔ）を生成し、ＵＥ２１０にＮＡＳ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ ｍｅｓｓａｇｅを伝送し、ＵＥ２１０も新しい保安キー（ＫＮＡＳｅｎｃ ａｎｄ ＫＮＡＳｉｎｔ）を生成するようにする。したがって、上記ＮＡＳ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅを実行すれば、上記ｎｅｗ ＭＭＥ２３４及びＵＥ２１０は、同じ保安キーを共有するようになる。
三番目に、ＵＥ２１０の位置管理のケース３の動作を説明すれば、上記ケース３は、２５１段階〜２５７段階、２６１段階〜２７１段階の過程を実行し、これは、２５１段階〜２５７段階を実行した後、２５７段階でトラッキングエリア更新（ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｒｅａ ｕｐｄａｔｅ：ＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを以前の保安キーを用いて解釈した結果、保安検証に失敗した場合、２６１段階〜２１７段階を実行する場合である。ここで、上記ケース３は、上記ケース２の場合とは異なって、２６１段階〜２６３段階で認証手続に失敗するか、あるいは上記２６１段階〜２６３段階の認証過程は成功したが、２６７段階〜２７１段階で２７１段階を実行するＳＭＣ（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）過程中に失敗がある場合、ＵＥ２１０とｎｅｗ ＭＭＥ２３４が異なる保安キーを所有するようになる。この場合、ｎｅｗ ＭＭＥ２３４は、２９１段階で、ＵＥ２１０に位置登録更新拒絶（Ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｒｅａ ｕｐｄａｔｅ ｒｅｊｅｃｔ）メッセージを伝送する。
前述したように、位置管理動作で、ケース３は、ｏｌｄ ｋｅｙによってＴＡＵ要請メッセージを解釈することができない状態で、ｎｅｗ ＭＭＥとＵＥ間のユーザ認証に失敗するか、ＮＡＳ保安モードの失敗が発生する場合、ｎｅｗ ＭＭＥとＵＥは、異なる保安キーを有する状態になり、この場合、ｎｅｗ ＭＭＥは、ＵＥにＴＡＵ ｒｅｊｅｃｔ ｍｅｓｓａｇｅを伝送する。
図５は、本発明の実施例による移動通信システム環境で端末の登録環境を示す図である。
図５を参照すれば、ＵＥ３１０は、最初にネットワークに接続する場合に登録過程（ａｔｔａｃｈ）を実行することができる。一方、ＵＥ３１０は、これ以上ＥＰＳネットワークに接続しない場合、登録解除（ｄｅｔａｃｈ）を行うことができ、あるいはＵＥ３１０がＭＭＥ３１４と長時間通信しないか、あるいはネットワーク運営者（ｏｐｅｒａｔｏｒ）によって登録解除（ｄｅｔａｃｈ）された場合にも、ＵＥ１１０は、登録過程を実行ことができる。
図６は、図５のような構成を有する移動通信システムにおいて端末の登録及び解除手続を示す流れ図である。
図５及び図６を参照すれば、端末登録状況で新しいＭＭＥ（ｎｅｗ ＭＭＥ）３３４は、３種の動作が可能であり、その３種の場合（ｃａｓｅ １〜ｃａｓｅ ３）を説明すれば、次の通りである。
まず、ケース２（ｃａｓｅ ２）は、３５１段階、３６１段階〜３６５段階、３７１段階を実行することができ、新しいＭＭＥ（ｎｅｗ ＭＭＥ）３３４が以前のＭＭＥ（ｏｌｄ ＭＭＥ）３１４から受けた保安関連情報を活用する場合である。二番目に、ケース１（ｃａｓｅ １）は、３５１段階、３６１段階〜３６５段階、３８１段階〜３９１段階、３９５段階を実行することができ、３８１段階〜３８３段階の認証手続（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）と３８５段階〜３９１段階までの保安モード命令（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）手続を含み、新しい保安関連情報を活用してメッセージを解釈する手続を含む。上記ケース１は、以前ＭＭＥ３１４から受けた保安以前の保安関連情報（ｏｌｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｃｏｎｔｅｘｔ）をもってメッセージを解釈しようとしたが、保安検証などに失敗した場合であって、３８１段階〜３９１段階までの認証及び保安手続を実行して得た新しい保安情報をもってメッセージを伝送し、その後、受信したメッセージを解釈する手続を含む。三番目に、ケース３（ｃａｓｅ ３）は、３５１段階、３６１段階〜３６５段階の実行後にメッセージの保安検証に失敗した場合であって、上記ケース１とは異なって、新しい保安認証手続の必要によって３８１段階〜３９１段階を実行する中に認証手続あるいは保安手続に失敗が発生し、ＭＭＥがＵＥの登録（ａｔｔａｃｈ、または解除ｄｅｔａｃｈ））要請に対して登録拒絶（ａｔｔａｃｈ ｒｅｊｅｃｔ）メッセージを端末（ＵＥ）３１０に伝送する場合である。
上記３種の場合に対するその具体的な手続を説明すれば、下記の通りである。
まず、ケース２の動作手続を説明すれば、端末ＵＥ３１０が３５１段階で以前の保安キー（ｏｌｄ ｋｅｙ）によって保安化された登録要請（Ａｔｔａｃｈ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージをｎｅｗ ＭＭＥ３３４に伝送する。すると、上記ｎｅｗ ＭＭＥ３３４は、３６１段階で端末の情報を把握するために、ｏｌｄ ＭＭＥ３１４に識別要請（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｅｕｓｔ）メッセージを伝達する。ｏｌｄ ＭＭＥ３１４は、７１３段階で、ｎｅｗ ＭＭＥ３３４に識別応答（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）メッセージを伝送する。この時、上記識別応答メッセージには、端末の保安情報である基本保安キー識別子（ＫＳＩＡＳＭＥ）と基本保安キー（ＫＡＳＭＥ）が含まれることができる。ここで、基本保安キー（ＫＡＳＭＥ：Ｋｅｙ ａｃｃｅｓｓ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｎｔｉｔｙ）は、ＮＡＳメッセージの暗号化に使用される暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）と無欠性保護に使用されるＮＡＳ無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）、そして無線区間ＡＳ（Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）メッセージの保護に使用されるｅＮｏｄｅＢキー（ＫｅＮＢ）を生成するのに使用される。すると、上記ｎｅｗ ＭＭＥ３３４は、３６５段階で、上記ＵＥ３１０が３５１段階で伝送したａｔｔａｃｈ ｒｅｑｕｅｓｔメッセージをｏｌｄ ｋｅｙをもって解釈するようになる。ここで、以前の保安キーというのは、ＵＥ３１０と以前ＭＭＥ３１４との通信に使用したＮＡＳメッセージ保安時に使用されるＮＡＳ暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）とＮＡＳ無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）を含む。ｏｌｄ ｋｅｙを利用して上記ａｔｔａｃｈ ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅを解釈した後、上記ｎｅｗ ＭＭＥ３３４は、３７１段階で、ＵＥ３１０に接続登録応答メッセージである登録応答（ａｔｔａｃｈ ａｃｃｅｐｔ）メッセージを伝送し、この時、上記登録応答メッセージは、ｏｌｄ ｋｅｙによって保安化される。
二番目に、ケース１の動作を説明すれば、上記ケース１の上記３５１段階、３６１段階〜３６５段階の動作は、上記ケース２の動作と同様に行われる。しかし、上記３６５段階で、ｏｌｄ ｋｅｙによって保安化されたａｔｔａｃｈ ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅの解釈に失敗した場合、上記ｎｅｗ ＭＭＥ３３４は、３８１段階で、ユーザ認証要請（ｕｓｅｒ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージをＵＥ３１０に伝送する。この時、上記ユーザ認証要請メッセージは、認証ベクトルであるＡＵＴＮ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｔｏｋｅｎ）と保安キー識別子（ＫＳＩＡＳＭＥ）を含む。すると、ＵＥ３１０は、３８３段階で、上記ユーザ認証要請メッセージによるユーザ認証応答（ｕｓｅｒ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）メッセージを生成し、ｎｅｗ ＭＭＥ３３４に伝送する。
上記のように、ユーザ認証要請及びこれによる応答によってユーザ認証が行われれば、上記ｎｅｗ ＭＭＥ３３４は、３８５段階で、暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）と無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）を生成する。また、上記ｎｅｗ ＭＭＥ３３４は、３８７段階で、ＮＡＳ保安モード命令（ＮＡＳ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）メッセージをＵＥ３１０に伝送する。この時、ＮＡＳ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ ｍｅｓｓａｇｅに含まれる情報としては、保安キー識別子（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｎｄｅｘ）、端末によって支援される保安アルゴリズムに対する情報である端末保安能力（ＵＥ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）、使用される暗号化アルゴリズム（ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）と使用される無欠性アルゴリズム（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などが挙げられる。すると、上記ＵＥ３１０は、３８９段階で、保安キー識別子（ＫＳＩ）によってインデックスされる基本保安キーＫＡＳＭＥに基づいて暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）と無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）を生成し、上記３８９段階を実行することによって、上記ＵＥ３１０とｎｅｗ ＭＭＥ３３４は、同じキー値を所有するようになる。その後、ＵＥ３１０は、３９１段階で、ｎｅｗ ＭＭＥ３３４に保安モード完成（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅ）メッセージを伝送し、ＮＡＳ保安モード命令（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）過程を終了する。また、ｎｅｗ ＭＭＥ３３４は、３９５段階で、新しい保安キー、すなわち新しい暗号化キー（ＫＮＡＳｅｎｃ）または無欠性キー（ＫＮＡＳｉｎｔ）によって保護される接続登録応答メッセージであるＡｔｔａｃｈ ａｃｃｅｐｔメッセージをＵＥ３１０に伝送する。
三番目に、ケース３の動作を説明すれば、上記ケース３は、３５１段階、３６１段階〜３６５段階、３８１段階〜３９１段階を実行する場合であって、３５１段階、３６１段階〜３６５段階を実行する中に３６５段階でｎｅｗ ＭＭＥ３３４が接続登録要請（ａｔｔａｃｈ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを以前の保安キーを用いて解釈した結果、保安検証に失敗した場合、３７１段階〜３９１段階を実行する場合である。すなわち、上記ｃａｓｅ３は、上記ケース２の場合とは異なって、３８１段階〜３８３段階を実行する中に認証手続が失敗するか、あるいは上記３８１段階〜３８３段階の認証過程は成功したが、３６７段階〜３９１段階で実行するＳＭＣ（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）過程中に失敗がある場合、ＵＥ３１０とｎｅｗ ＭＭＥ３３４は、異なる保安キーを所有するようになる。すると、上記ｎｅｗ ＭＭＥ３３４は、３９９段階で接続登録拒絶（ａｔｔａｃｈ ｒｅｊｅｃｔ）メッセージを上記ＵＥ３１０に伝送する。
上記のように、状態変更メッセージ（ここでは、ｈａｎｄｏｖｅｒ、ＴＡＵ、ａｔｔａｃｈ（ｄｅｔａｃｈ） ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅ）の受信時、上記ｎｅｗ ＭＭＥは、まずｏｌｄＭＭＥからｏｌｄ ｋｅｙを受信し、当該ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅを解釈する方法として説明されている。しかし、上記ｎｅｗ ＭＭＥは、上記ｏｌｄ ｋｅｙを用いて解釈する手続を省略し、すぐｎｅｗ ｋｅｙを生成して処理することもできる。すなわち、上記状態変更メッセージ（ここでは、ｈａｎｄｏｖｅｒ、ＴＡＵ、ａｔｔａｃｈ（ｄｅｔａｃｈ）ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅ）の受信時、上記ｎｅｗ ＭＭＥは、上記ｏｌｄ ｋｅｙによる端末のｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅ解釈手続（図２の場合、１５１、１５３、１６３段階、図４の場合、２５３、２５５、２５７、２５９段階、図６の場合、３６１、３６３、３６５、３７１段階）を省略し、ｎｅｗ ｋｅｙを生成し、当該ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを処理することもできる。
図７〜図９は、本発明の実施例による移動通信システムにおいてＭＭＥの移動性管理、位置管理、登録管理を行う手続を示す流れ図である。また、図１０は、本発明の実施例による移動通信システムにおいて端末の移動性管理、位置管理、登録管理を行う手続を示す流れ図である。図７〜図９及び図１０は、ＵＥがメッセージを伝送し、ＭＭＥがＵＥから伝送されたメッセージを解釈して動作する過程を主として説明しているが、その動作特性が大きく異ならない限り、反対方向の場合にも適用することが可能である。また、図７〜図９及び図１０のようなＭＭＥ及びＵＥの動作のために伝送されるべきコンテキスト（ｃｏｎｔｅｘｔ）以外のメッセージの形態は省略する。
図７〜図９を参照すれば、端末とＭＭＥとの間には、上記のような管理を支援するためにＮＡＳプロトコルを使用している。このようなＮＡＳプロトコルとして、保安化されたＮＡＳプロトコル、保安化されないＮＡＳプロトコルがあり、ＥＰＳＮＡＳプロトコルを支援するためにＥＰＳ移動性管理Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（以下、ＥＭＭという）ＮＡＳメッセージ、ＥＰＳセッション管理Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（以下、ＥＳＭという）ＮＡＳメッセージがある。ＵＥから要請メッセージ（ｈａｎｄｏｖｅｒ ｒｅｑｕｅｓｔ、ＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔまたはａｔｔａｃｈ（ｄｅｔａｃｈ）ｒｅｑｕｅｓｔ）が発生すれば、ＭＭＥは、４０１段階で要請の種類を分析し、ハンドオーバー、位置管理、登録要請によって異なるように動作する。
まず、上記４０１段階で、ハンドオーバー要請として判断されれば、ハンドオーバーの場合、上記ＭＭＥは、４１１段階に進行し、ハンドオーバー関連過程を行う。本発明による実施例は、図１のような状況で、ＵＥ１１０が、ＭＭＥ１１４が管理するＮＷ１ １４１からＭＭＥ１３４が管理するＮＷ２ １４３に移動した場合を仮定する。この時、上記ハンドオーバーのＳｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙまで変更される場合もあり得るが、Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙは、変更されず、ＭＭＥだけが変更される場合もあり得る。
ハンドオーバーの場合、ｓｅｒｖｉｎｇ ＭＭＥ（ｏｌｄ ＭＭＥ：ここでは、１１４）は、４１１段階で、ＦＯＲＷＡＲＤ ＲＥＬＯＣＡＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴ／ＲＥＳＰＯＮＳＥなどのメッセージを通じてＳｅｒｖｉｎｇ ＭＭＥが有しているＵＥに関する情報をｔａｒｇｅｔ ＭＭＥに伝送する。この時、伝送される重要な情報として、保安関連パラメータ、すなわちＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、認証パラメータ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒあるいは認証ベクトルａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）、ＮＡＳ ＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたは無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔなどを含む保安Ｋｅｙなどが使用されることができる。すると、上記ターゲットＭＭＥは、４１３段階で、ＵＥと新しいユーザ認証及び／または保安モード命令過程を行うべきか否かを検査する。この時、上記ターゲットＭＭＥがＵＥに新たに認証（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）過程や保安モード命令（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ：ＳＭＣ）を実行するようにした場合、認証（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）過程や保安モード命令（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）を通じて新しい保安関連パラメータ、すなわちＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、認証パラメータ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒあるいは認証ベクトルａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）、ＮＡＳ ＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたは無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔなどを含む保安Ｋｅｙを有するようになる。
したがって、上記４１３段階で、認証やＳＭＣ過程、ＮＡＳＳＭＣ過程を行う場合、上記ターゲットＭＭＥは、４１５段階で、ＵＥから新しいＮＡＳ ＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたは無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔなどを含む保安Ｋｅｙをもって保安化されたＴＲＡＣＫＩＮＧ ＡＲＥＡ ＵＰＤＡＴＥ ＲＥＱＵＥＳＴ（以下、ＴＡＵ ＲＥＱＵＥＳＴという）ＮＡＳメッセージを受信する。また、上記ＴＡＵ ｒｅｑｕｅｓｔ ＮＡＳ ｍｅｓｓａｇｅを受信すれば、４１７段階で、ＭＭＥは、新しい保安関連パラメータ、すなわちＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、認証パラメータ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒあるいは認証ベクトルａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）、ＮＡＳ ＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたは無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔなどを含む保安ＫｅｙでＴＡＵ ＲＥＱＵＥＳＴを解釈するようになる。
４１３段階で、認証過程やＳＭＣ過程、ＮＡＳＳＭＣ過程を経ない場合、上記ＭＭＥは、４１９段階で、ＵＥから以前にＭＭＥとＵＥが利用した保安パラメータ、すなわち以前の保安関連パラメータ、すなわちＯＬＤＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＯＬＤ認証パラメータ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒあるいは認証ベクトルａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）、ＯＬＤ ＮＡＳ ＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＯＬＤ ＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたはＯＬＤ無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔなどを含むＯＬＤ保安ＫｅｙなどをもってＵＥが生成したＴＡＵ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを受信する。その後、ＭＭＥは、４２１段階で、ＭＭＥ自分が以前にＭＭＥとＵＥが利用した以前の保安パラメータ、すなわちＯＬＤＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＯＬＤ認証パラメータ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒあるいは認証ベクトル（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）、ＯＬＤ ＮＡＳ ＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＯＬＤ ＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたはＯＬＤ無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔなどを含むＯＬＤ保安ＫｅｙなどをもってＴＡＵ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを解釈する。
また、上記４０１段階で、位置管理、すなわちＴＲＡＣＫＩＮＧ ＡＲＥＡ ＵＰＤＡＴＥ（以下、ＴＡＵという）要請の場合、ターゲットＭＭＥは、４３１段階で、ＵＥから保安化されたＴＲＡＣＫＩＮＧ ＡＲＥＡ ＵＰＤＡＴＥ ＲＥＱＵＥＳＴ（以下、ＴＡＵ ＲＥＱＵＥＳＴという）を受信する。この時、上記受信されるＴＡＵ ＲＥＱＵＥＳＴは、以前のＳｅｒｖｉｎｇ ＭＭＥとＵＥ１１０が使用した以前の保安関連パラメータ、すなわちＯＬＤＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＯＬＤ認証パラメータ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒあるいは認証ベクトルａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）、ＯＬＤ ＮＡＳ ＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＯＬＤ ＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたはＯＬＤ無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔなどを含むＯＬＤ保安Ｋｅｙなどをもって生成された。したがって、このような場合、ｎｅｗ ＭＭＥは、保安関連パラメータをｏｌｄ ＭＭＥからＣＯＮＴＥＸＴ ＲＥＳＰＯＮＳＥメッセージを通じて受けるようになる。この時、ｎｅｗ ＭＭＥがｏｌｄ ＭＭＥから保安パラメータを受信するためには、ｏｌｄ ＭＭＥと該当する端末を把握しなければならない。すなわち、４３１段階でｎｅｗ ＭＭＥがＴＡＵ ＲＥＱＵＥＳＴを受けた時、ｏｌｄ ＭＭＥと該当する端末を把握するために、最終訪問登録（Ｌａｓｔ ｖｉｓｉｔｅｄ ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ）トラッキングエリア識別子（ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｒｅａ ｉｄｅｎｔｉｔｙ：ＴＡＩ）と端末の識別子である以前の臨時端末識別子（ＧＵＴＩ：：ｇｌｏｂａｌｌｙ ｕｎｉｑｕｅ ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、すなわちＯＬＤ ＧＵＴＩを把握しなければならないし、最小限このような情報は、無欠性保護されるが、暗号化されないことが要求され、これにより、ｎｅｗ ＭＭＥがｏｌｄ ＭＭＥに保安パラメータ情報を要請することが可能になる。したがって、ターゲットＭＭＥ（ｎｅｗ ＭＭＥ）は、４３３段階で、ｏｌｄ ＭＭＥから応答メッセージ（ｃｏｎｔｅｘｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｅｓｓａｇｅ）を通じて保安パラメータ（ＮＡＳ ＫＳＩ、認証パラメータ、ＫＳＩなど）を受信すれば、４３５段階で、以前の保安パラメータを利用してＴＡＵ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを解釈する。
その後、ｎｅｗ ＭＭＥは、４３７段階で、認証過程を行うべきか否かを決定する。特に上記４３５段階で、保安検証に失敗した場合は、ｎｅｗ ＭＭＥは、４３９段階の認証過程を実行しなければならない。４３９段階の認証過程や、ＮＡＳＳＭＣ、ＳＭＣ過程を実行する場合、上記ｎｅｗ ＭＭＥは、４４１段階で、新しい保安パラメータを利用してＴＡＵ ＡＣＣＥＰＴメッセージをＵＥに伝送する。しかし、４３９段階で、認証過程や、ＮＡＳＳＭＣ、あるいはＳＭＣ過程を実行しない場合、上記ｎｅｗ ＭＭＥは、４４３段階で、以前の保安パラメータを利用して保安化されたＴＡＵ ＡＣＣＥＰＴメッセージをＵＥに伝送する。
上記４０１段階で、登録（ａｔｔａｃｈ）要請の場合、ｎｅｗ ＭＭＥは、４６１段階で、上記ＵＥから保安化されたＡＴＴＡＣＨ ＲＥＱＵＥＳＴ ＮＡＳメッセージを受信する。この時、上記受信されるＡＴＴＡＣＨ ＲＥＱＵＥＳＴは、ｏｌｄ ＭＭＥとＵＥが使用した以前の保安関連パラメータ、すなわちＯＬＤ ＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＯＬＤ認証パラメータ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒあるいは認証ベクトルａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）、ＯＬＤ ＮＡＳ ＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＯＬＤ ＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたはＯＬＤ無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔなどを含むＯＬＤ保安Ｋｅｙなどを利用して生成された。したがって、このような場合、ｎｅｗ ＭＭＥは、４６３段階で、自分が当該ＵＥ１１０のための保安パラメータを有しているか否かを判断し、有している場合、ｎｅｗ ＭＭＥは、４６９段階で、有している保安パラメータをもってＡＴＴＡＣ ＨＲＥＱＵＥＳＴを解釈する。このように４６３段階から４６９段階に進行する場合は、ＵＥが既存にｎｅｗ ＭＭＥに登録したが、何らかの理由で解除（ｄｅｔａｃｈ）され、上記ＵＥ及びＭＭＥが保安関連パラメータを有している場合である。４６３段階で、ｎｅｗ ＭＭＥがＵＥ関連保安情報を有していなければ、上記ｎｅｗ ＭＭＥは、４６５段階で、ｏｌｄ ＭＭＥから保安関連パラメータを受信することができるか否かを判断する。この時、上記ｏｌｄ ＭＭＥから保安パラメータを受信することができなければ、ｎｅｗ ＭＭＥは、４７９段階で、メッセージ解釈に失敗し、エラーメッセージをＵＥに伝送する。これは、ＵＥが後続段階で保安化されないメッセージを伝送するか、保安化されたメッセージを再伝送するようにするためである。
４６７段階で、ｎｅｗ ＭＭＥが保安関連パラメータをｏｌｄ ＭＭＥからＩＤＥＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＲＥＱＰＯＮＳＥメッセージを通じて受信すれば、ｎｅｗ ＭＭＥは、４６９段階で、ｏｌｄ ＭＭＥから伝送される保安パラメータ情報を利用してＡＴＴＡＣＨ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを読み取る。この時、上記ｎｅｗ ＭＭＥが４６９段階でｏｌｄ ＭＭＥから保安パラメータを受信するためには、上記４６１段階でｎｅｗ ＭＭＥがＡＴＴＡＣＨ ＲＥＱＵＥＳＴを受けた時、ｏｌｄ ＭＭＥと該当する端末を把握しなければならない。このような情報は、最終訪問登録（Ｌａｓｔ ｖｉｓｉｔｅｄ ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ）トラッキングエリア識別子（ＴＡＩ）と端末の識別子である以前の臨時端末識別子（ＧＵＴＩ）、すなわちＯＬＤ ＧＵＴＩを把握しなければならないし、最小限このような情報は、無欠性保護されるが、暗号化されないことが要求され、これにより、ｎｅｗ ＭＭＥがｏｌｄ ＭＭＥに保安パラメータ情報を要請することが可能になる。
その後、ｎｅｗ ＭＭＥは、４７１段階から４７３段階のような認証過程を実行すべきか否かを決定し、特に４６９段階で保安検証に失敗した場合は、ｎｅｗ ＭＭＥは、４７３段階の認証過程を実行しなければならない。上記４７９段階の認証過程やＮＡＳＳＭＣ過程、あるいはＳＭＣ過程を実行する場合、上記ｎｅｗ ＭＭＥは、４７５段階で、新しい保安パラメータを利用してＮＡＳメッセージを送受信するようになる。また、４７３段階で、認証過程や、ＮＡＳ ＳＭＣ、あるいはＳＭＣ過程を実行しない場合、ｎｅｗ ＭＭＥは、４７７段階で、以前の保安パラメータ（ＯＬＤ）を利用して保安化されたＮＡＳメッセージ送受信が可能である。
図１０は、本発明の実施例による端末の移動性管理、位置管理、登録管理を支援するための手続を示す流れ図である。このような支援手続は、ＮＡメッセージを生成し、送受信、検証する過程に主眼点を置いて説明する。
図１０を参照すれば、端末は、５０１段階で、端末が使用可能なＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、認証パラメータ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒあるいは認証ベクトルａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）、ＮＡＳ ＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたは無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔなどを含む保安Ｋｅｙを有しているか否かを判断する。ここで、ＫＳＩは、端末とＭＭＥとの間に認証過程で使用するキーに対する識別子としての役目を行うものであり、認証パラメータあるいは認証ベクトルは、認証するのに必要な認証パラメータあるいはベクトル値を意味する。また、ＮＡＳ ＫＳＩは、ＮＡＳメッセージを保安化するために使用されるキーを区別するための識別子であり、Ｋｅｙは、保安関連キーであって、ＵＥ、ＭＭＥが有するキーのみならず、ＵＥ、ＭＭＥがＮＡＳメッセージを用いて通信するのに必要なＮＡＳ保安関連キー、すなわちＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたは無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔを使用することができる。ここで、ＫＳＩは、ＮＡＳ ＫＳＩと同一である。このようなＫＳＩは、ＫＳＩＡＳＭＥやハンドオーバー状況で使用されるＫＳＩＳＧＳＮ値を示すことができる。すなわち、ＫＳＩＡＳＭＥ基本保安キー識別子の場合、基本保安キーインＫＡＳＭＥを識別するのに使用され、基本保安キーインＫＡＳＭＥからＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたは無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔが生成されるので、ＫＳＩとＮＡＳ ＫＳＩは同じである。一方、ＫＳＩがＫＳＩＡＳＭＥではないＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮから３ＧＰＰ ＬＴＥ網であるＥ−ＵＴＲＡＮへのハンドオーバー状況で使用されるＫＳＩＳＧＳＮの場合、暗号化キー（ＣＫ：ｃｉｐｈｅｒ ｋｅｙ）、認証キー（ＩＫ：ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ｋｅｙ）から生成されたＫ’ＡＳＭＥと関連した値であって、すなわち、新しい認証手続の実行あるいはＥＰＳ保安コンテキスト（ＥＰＳ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＣＯＮＴＥＸＴ）からマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）によって生成されたキーであるＫ’ＡＳＭＥと関連した値である。したがって、上記５０１段階で、このような保安関連値が存在しなければ、特にＮＡＳ ＫＳＩやＮＡＳ関連保安ｋｅｙ、すなわちＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたは無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔが存在しなければ、上記端末は、５１３段階で、保安化されらないＮＡＳメッセージを作成して伝送する。一方、ＮＡＳ ＫＳＩやＮＡＳ関連保安ｋｅｙが存在すれば、上記端末は、５０３段階で、保安化されたメッセージの伝送可否を決定し、保安化メッセージの伝送を希望しない場合、上記端末は、上記５１３段階に進行する。
しかし、上記５０３段階で、保安化されたメッセージを伝送することを希望する場合、上記ＵＥは、５０５段階で、端末自分が有するＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、認証パラメータ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒあるいは認証ベクトルａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）、ＮＡＳ ＫＳＩ（ｋｅｙ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、保安Ｋｅｙなどを利用してＮＡＳメッセージを生成し、生成されたメッセージを伝送する。その後、上記ＵＥは、５０７段階で、ＭＭＥから新しい保安関連パラメータを受信する。ここで、上記保安関連パラメータは、ＫＳＩ、認証パラメータ、ＮＡＳ ＫＳＩ、ＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたは無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔなどを含む保安Ｋｅｙなどを使用することができる。また、上記のような保安関連パラメータは、上記ＭＭＥから認証過程や保安モード命令（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｅ ｃｏｍｍａｎｄ）などを通じて受けることができる。上記５０７段階の実行後、上記端末は、５０９段階で、受信される新しい保安関連パラメータ、すなわちＫＳＩ、認証パラメータ、ＮＡＳ ＫＳＩ、ＮＡＳ暗号化キーＫＮＡＳｅｎｃまたは無欠性キーＫＮＡＳｉｎｔなどを含む保安Ｋｅｙなどを検証する過程を行う。また、上記検証過程の実行後、上記端末は、５１１段階で、新しい保安関連パラメータをもってメッセージを生成して伝送するようになる。
なお、本発明の詳細な説明では、具体的な実施例について説明したが、本発明の範囲から脱しない限度内でさまざまな変形が可能であることは勿論である。したがって、本発明の範囲は、説明された実施例に限定されず、後述する特許請求範囲だけでなく、この特許請求範囲と均等なものなどによって定められるべきである。
１１０，２１０ ユーザ端末
１１２，１３２，２１２，２３２ 基地局
１１４，１３４，２１４，２３４ 移動管理局
１１６，１３６，２１６，２３６ サービングゲートウェイ
１１８，２１８ パケットデータネットワークゲートウェイ
１４１，１４３ ネットワーク
２１４，２４３ トラッキングエリア

Claims (13)

  1. 移動通信システムにおいて新規ＭＭＥ（ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｎｔｉｔｙ）により端末の状態情報を処理する方法であって、
    端末から状態変更要請メッセージを受信する段階と、
    以前ＭＭＥから以前キー情報を受信する段階と、
    前記以前キー情報を利用して前記要請メッセージを解釈した後、前記端末に応答メッセージを伝送する段階と
    を有することを特徴とする方法。
  2. 前記新規ＭＭＥが以前ＭＭＥから受信する以前キー情報は、ＫＳＩ ＡＳＭＥ 及びＫ ＡＳＭＥ を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記以前キーを用いた前記要請メッセージの解釈に失敗したとき、新規キーを生成する段階と、
    前記生成された新規キー情報を含むＮＡＳ保安モード命令メッセージを端末に伝送する段階と、
    前記端末から前記ＮＡＳ保安モード命令メッセージに対する応答を受信する段階と
    をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 前記生成された新規キー情報は、ＮＡＳ暗号化キーＫ ＮＡＳｅｎｃ 及び無欠性キーＫ ＮＡＳｉｎｔ を含み、
    前記ＮＡＳ保安モード命令メッセージは、保安キー識別子（ＫＳＩ）、端末保安能力（ＵＥ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）、使用される暗号化アルゴリズム（ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、使用される無欠性アルゴリズム（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を含み、
    前記端末から生成された新規キー情報は、前記ＮＡＳ保安モード命令メッセージの保安キー識別子（ＫＳＩ）によってインデックスされる基本保安キー（Ｋ ＡＳＭＥ ）に基づいて生成される暗号化キー（Ｋ ＮＡＳｅｎｃ ）と無欠性キー（Ｋ ＮＡＳｉｎｔ ）を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. 前記新規ＭＭＥが以前キーを用いた前記要請メッセージの解釈に失敗したとき、端末にユーザ認証要請メッセージを伝送する段階と、
    前記端末から前記ユーザ認証要請に対する応答を受信する段階と
    をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
  6. 前記ユーザ認証要請メッセージは、認証ベクトル（ＡＵＴＮ）と保安キー識別子（ＫＳＩ ＡＳＭＥ ）を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 前記状態変更要請メッセージは、ハンドオーバー要請メッセージ、ＴＡＵ要請メッセージまたは登録（解除）要請メッセージのうち１つであることを特徴とする請求項１、３、５のいずれか１項に記載の方法。
  8. 移動通信システムにおける新規ＭＭＥによるハンドオーバー処理方法であって、
    以前ＭＭＥから端末の以前キー情報を含むメッセージ（ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅ）を受信する段階と、
    前記端末から前記以前キーによって保安化されたＴＡＵ要請メッセージを受信する段階と、
    受信した前記ＴＡＵ要請メッセージを前記以前キーを用いて解釈して処理する段階と
    を有することを特徴とする方法。
  9. 前記新規ＭＭＥが前記ＴＡＵ要請メッセージを以前キーを用いて解釈することに失敗したとき、
    前記端末にユーザ認証要請メッセージを伝送する段階と、
    前記端末から前記ユーザ認証要請に対する応答を受信する段階と、
    新規キーを生成する段階と、
    前記新規ＭＭＥで生成された新規キー情報を含むＮＡＳ保安モード命令メッセージを前記端末に伝送する段階と、
    前記新規キーに対応し、前記端末で生成された新規キー情報を含む前記ＮＡＳ保安モード命令メッセージに対する応答を受信する段階と、
    前記端末で生成された新規キーによって保安化されたＴＡＵ要請メッセージを受信する段階と、
    前記新規ＭＭＥで生成された新規キー情報によって前記ＴＡＵ要請メッセージを処理する段階と
    をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 移動通信システムにおいて新規ＭＭＥにより端末の位置更新を処理する方法であって、
    端末から以前キーによって保安化されたＴＡＵ要請メッセージを受信する段階と、
    以前ＭＭＥに前記端末の以前キーに関連した情報を要請し、前記以前キーに関連した情報を受信する段階と、
    前記ＴＡＵ要請メッセージを前記以前キーを用いて解釈する段階と、
    前記端末に前記以前キーによって保安化されたＴＡＵ承認メッセージを伝送する段階と
    を有することを特徴とする方法。
  11. 前記ＴＡＵ要請メッセージを以前キーを用いて解釈することに失敗したとき、
    前記端末にユーザ認証要請メッセージを伝送する段階と、
    前記端末から前記ユーザ認証要請メッセージに対する応答を受信する段階と、
    新規キーを生成し、前記生成された新規キー情報を含むＮＡＳ保安モード命令メッセージを前記端末に伝送する段階と、
    前記端末から、前記端末により生成された新規キー情報を含む前記ＮＡＳ保安モード命令メッセージに対する応答を受信する段階と、
    前記端末により生成された新規キーによって保安化された新しいＴＡＵ要請メッセージを受信する段階と、
    前記新規ＭＭＥで生成された新規キーによって前記新しいＴＡＵ要請メッセージを処理する段階と
    をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  12. 移動通信システムにおいて新規ＭＭＥにより端末の登録処理を行う方法であって、
    端末から以前キーによって保安化された登録要請メッセージを受信する段階と、
    以前ＭＭＥに前記端末の以前キーに関連した情報を要請し、前記以前キーに関する情報を受信する段階と、
    前記登録要請メッセージを前記以前キーを用いて解釈する段階と、
    前記端末に前記以前キーによって保安化された登録承認メッセージを伝送する段階と
    を有することを特徴とする方法。
  13. 前記登録要請メッセージを以前キーを用いて解釈することに失敗したとき、
    端末にユーザ認証要請メッセージを伝送する段階と、
    前記端末から前記ユーザ認証要請メッセージに対する応答を受信する段階と、
    新規キーを生成し、前記生成された新規キー情報を含むＮＡＳ保安モード命令メッセージを前記端末に伝送する段階と、
    前記端末から、前記端末で生成された新規キー情報を含む前記ＮＡＳ保安モード命令メッセージに対する応答を受信する段階と、
    前記端末から、前記端末で生成された新規キー情報によって保安化された新しい登録要請メッセージを受信する段階と、
    前記新規ＭＭＥで生成した新規キーによって前記新しい登録要請メッセージを処理する段階と、
    をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
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