KR20100053407A

KR20100053407A - 보안정보 공유방법

Info

Publication number: KR20100053407A
Application number: KR1020090016279A
Authority: KR
Inventors: 한진백; 류기선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2010-05-20

Abstract

본 발명은 무선접속 시스템에서 안전하게 보안관련 정보를 공유하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예로서 무선접속 시스템에서 보안관련 정보를 공유하는 방법은, 이동국에서 지원하는 제 1 보안협상 파라미터를 포함하는 제 1 메시지를 기지국으로 전송하는 단계와 기지국에서 지원하는 제 2 보안협상 파라미터를 포함하는 제 2 메시지를 수신하는 단계와 제 2 보안협상 파라미터를 이용하여 암호화된 기본성능요청(SBC-REQ) 메시지를 전송하는 단계와 제 2 보안협상 파라미터를 이용하여 암호화된 기본성능응답(SBC-RSP) 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

보안관련 정보, 보안협상파라미터, SBC, 인가절차

Description

보안정보 공유방법{Method of sharing security information}

본 발명은 무선접속 시스템에서 안전하게 보안관련 정보를 공유하는 방법에 관한 것이다.

이하 광대역 무선접속 시스템에서 사용되는 보안 부계층(security sublayer)에 대해 간략히 설명한다.

보안 서비스는 네트워크 데이터에 대한 기밀성(Confidentiality) 및 무결성(Integrity)을 제공하는 것이다. 무결성이란 최초의 메시지 내용이 상대방에게 동일한 내용으로 전달되었는지 여부를 말한다. 즉, 무결성은 메시지가 제 3자 등에 의해 임의로 변경되지 않았는가를 보장하는 것이다. 기밀성이란 정보를 오직 인가된 사람들에게만 공개하는 것을 말한다. 즉, 기밀성은 전송되는 데이터의 내용을 완벽하게 보호하여 비인가자가 정보의 내용에 접근하는 것을 방지하는 것이다.

보안 부계층은 광대역 무선 네트워크에서의 보안, 인증 및 기밀성을 제공한다. 보안 부계층은 단말과 기지국간에 전달되는 MAC(Media Access Control) PDU(Protocol Data Unit)에 암호화 기능을 적용할 수 있다. 따라서, 기지국 및 이동국은 불법 사용자의 서비스 도난 공격에 대한 강인한 방어 능력을 제공할 수 있 다. 기지국에서는 네트워크 전반에 걸쳐 서비스 플로우에 대한 암호화를 수행하여 데이터 전송 서비스에 어떤 권한도 없이 접속하는 것을 방지한다. 보안 부계층은 인증된 클라이언트/서버 구조의 키 관리 프로토콜을 이용하여 기지국이 이동국에게 키(key)와 관련된 정보들을 분배하는 것을 제어한다. 이때, 키 관리 프로토콜에 디지털 인증서 기반의 단말장치 인증을 추가하여 기본적인 보안 메커니즘의 기능을 더욱 강화시킬 수 있다.

단말 기본성능 협상(SBC-REQ/RSP)이 진행되는 동안, 이동국에서 보안기능을 제공하지 않으면 인증 및 키 교환절차는 생략된다. 그리고, 특정 이동국이 인증 기능을 지원하지 않는 이동국으로 등록이 되었을 경우라도 기지국은 이동국의 권한이 검증되었다고 간주할 수 있다. 특정 이동국에서 보안 기능을 지원하지 않으면, 해당 이동국에는 보안 서비스가 제공되지 않기 때문에 키 교환이나 데이터 암호화 기능을 수행하지 않는다.

보안 부계층은 캡슐화(encapsulation) 프로토콜 및 키 관리 프로토콜(PKM)로 구성된다. 캡슐화 프로토콜은 광대역 무선 네트워크에서 패킷 데이터의 보안을 위한 프로토콜로서, 데이터 암호화 및 데이터 인증 알고리즘과 같은 암호화 슈트(cyptographic Suites)를 나타내는 집합과 MAC PDU 페이로트에 이러한 알고리즘을 적용시키는 방법을 제공한다. 키 관리 프로토콜은 기지국에서 단말로 키 관련 데이터를 안전하게 분배하는 방법을 제공하는 프로토콜이다. 기지국 및 단말은 키관리 프로토콜을 이용하여 키 관련 데이터를 안전하게 분배하는 방법을 제공할 수 있다. 키 관리 프로토콜을 이용하면 단말과 기지국 사이에는 키 관련 데이터를 공 유할 수 있으며, 기지국에서는 네트워크 접근을 제어할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 안전하게 보안관련 정보를 공유하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 단말기본성능 협상시 사용되는 메시지들(예를 들어, SBC-REQ/SBC-RSP)을 안전하게 교환하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기지국 및 이동국이 인가절차가 수행되기 전에 보안관련 정보를 송수신하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기지국 및 이동국이 인가절차 이전에 보안관련 정보들을 공유함으로써, SBC 교환 절차 및 메시지에 포함되는 정보의 오버헤드를 줄이는 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 무선접속 시스템에서 안전하게 보안정보를 공유하기 위한 다양한 방법들을 개시한다.

본 발명의 일 양태로서 무선접속 시스템에서 보안관련 정보를 공유하는 방법은, 이동국에서 지원하는 제 1 보안협상 파라미터를 포함하는 제 1 메시지를 기지국으로 전송하는 단계와 기지국에서 지원하는 제 2 보안협상 파라미터를 포함하는 제 2 메시지를 수신하는 단계와 제 2 보안협상 파라미터를 이용하여 암호화된 기본성능요청(SBC-REQ) 메시지를 전송하는 단계와 제 2 보안협상 파라미터를 이용하여 암호화된 기본성능응답(SBC-RSP) 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 제 1 메시지는 연결식별자 및 확장인증프로토콜(EAP) 인증타입 필드를 더 포함할 수 있다. 또한, 제 2 보안협상파라미터는 기지국에서 지원하는 메시지 기밀성 모드 파라미터를 포함하고, 메시지 기밀성 모드 파라미터는 특정 메시지가 선택적으로 보호되는지 여부를 나타낼 수 있다.

상기 본 발명의 일 양태에서 제 1 메시지는 레인징 요청(RNG-REQ) 메시지이고, 제 2 메시지는 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지일 수 있다. 또는, 제 1 메시지는 보안성능요청(SSC-REQ) 메시지이고, 제 2 메시지는 보안성능응답(SSC-RSP) 메시지일 수 있다.

본 발명의 다른 양태로서 무선접속 시스템에서 보안관련 정보를 공유하는 방법은, 이동국에서 지원하는 제 1 보안협상 파라미터를 포함하는 제 1 메시지를 상기 이동국으로부터 수신하는 단계와 기지국에서 지원하는 제 2 보안협상 파라미터를 포함하는 제 2 메시지를 이동국으로 전송하는 단계와 제 2 보안협상 파라미터를 이용하여 암호화된 기본성능요청(SBC-REQ) 메시지를 수신하는 단계와 제 2 보안협상 파라미터를 이용하여 암호화된 기본성능응답(SBC-RSP) 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 다른 양태에서 제 1 메시지는 레인징 요청(RNG-REQ) 메시지이고, 제 2 메시지는 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지일 수 있다. 또는, 제 1 메시지는 보안성능요청(SSC-REQ) 메시지이고, 제 2 메시지는 보안성능응답(SSC-RSP) 메시지일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 실시예들을 이용함으로써, 이동국 및 기지국은 보안관련 정보를 안전하게 공유할 수 있다.

둘째, 본 발명의 실시예들을 통해, 단말기본성능 메시지(SBC-REQ/SBC-RSP)들을 안전하게 교환할 수 있다.

셋째, 기지국 및 이동국은 인가절차가 수행되기 이전에 보안관련 정보를 교환함으로써, 안전하게 기본성능 메시지들을 교환할 수 있다.

넷째, 기지국 및 이동국은 인가절차 이전에 보안관련 정보들을 공유함으로써, SBC 교환 절차 및 메시지에 포함되는 정보의 오버헤드를 줄일 수 있다.

본 발명은 무선접속 시스템에 관한 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예들로서 무선접속 시스템에서 안전하게 보안정보를 공유하기 위한 다양한 방법들을 개시한다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '이동국(MS: Mobile Station)'은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal) 또는 단말(Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다.

또한, 송신단은 데이터 또는 음성 서비스를 전송하는 노드를 말하고, 수신단은 데이터 또는 음성 서비스를 수신하는 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 단말이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 단말이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.

한편, 본 발명의 이동 단말로는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16-2004, P802.16e-2005 및 P802.16Rev2 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

도 1은 이동국 및 기지국에서 기본능력을 협상하는 과정의 일례를 나타내는 도면이다.

초기 네트워크 진입시, 이동국(MS, 또는 가입자 단말(SS: Subscribe Station))은 초기 레인징을 수행하기 위해 기지국으로 레인징 요청(RNG-REQ) 메시 지를 전송할 수 있다. 이때, 레인징 요청 메시지는 0x0000으로 표기된 연결식별자(CID: Connection ID) 및 이동국의 매체접근제어 주소(MAC Addr.:Medium Access Control Address)를 포함할 수 있다(S110).

기지국(BS: Base Station)은 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지를 이동국에 전송할 수 있다. 이때, 레인징 응답 메시지는 0x0000으로 표기된 연결식별자 및 이동국의 매체접근제어 주소, 기본 CID 및 주 MNG CID(Primary MNG CID)를 포함할 수 있다(S120).

S110 단계 및 S120 단계를 통해, 이동국은 하향링크 채널을 스캔할 수 있으며, 기지국과 하향링크 동기를 맞출 수 있다. 또한, 이동국은 RNG-RSP 메시지를 통해 상향링크 파라미터를 획득할 수 있다. 또한, 이동국 및 기지국은 기본능력을 협상하고, 인가절차를 수행할 수 있다.

도 1을 참조하면, 이동국(MS: Mobile Station)은 인가절차가 완료된 후, 주 MNG 연결 식별자(Primary MNG CID)를 포함하는 등록 요청(REG-REQ) 메시지를 기지국(BS: Base Station)으로 전송한다(S130).

기지국은 주 MNG 연결 식별자(primary MNG CID) 및/또는 부 MNG 연결 식별자(secondary MNG CID)를 포함하는 등록 응답(REG-RSP) 메시지를 이동국에 전송한다(S140).

이동국은 기지국으로부터 구성 파일을 성공적으로 수신하면, TFTP-CPLT(config File TFTP complete) 메시지를 기지국으로 전송한다. TFTP-CPLT 메시지는 이동국이 초기화를 완료하여 서비스를 수신할 준비가 되어있음을 기지국에 알 리기 위해 사용된다(S160).

기지국은 TFTP-CLPT 메시지에 대한 응답으로 이동국에 TFTP-RSP 메시지를 전송한다(S170). 이동국은 기지국으로부터 서비스를 수신하고, 기지국과 통신을 수행한다.

도 2는 초기 네트워크 진입 과정의 레인징 절차 및 기본능력 협상 절차를 나타내는 도면이다.

이동국(또는, 가입자 단말)은 네트워크 초기화시에 전력 및/또는 하향링크 버스트 프로파일(DL burst profile)을 요청하기 위해 레인징 요청(RNG-REQ) 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다(S210).

다음 표 1은 레인징 요청 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.

Syntex	Size(bit)	Note
RNG-REQ_Message_Formate(){	-
Management Message Type = 4	8
Reserved	8	shall be set to zero
TLV Encoded Information	variable	TLV-specific
}	-

레인징 요청 메시지에 포함되는 대부분의 파라미터들은 TLV 튜플(TLV Tuple)의 형태로 부호화될 수 있다. 본 발명의 실시예들에서, 레인징 요청 메시지에 포함되는 파라미터들은 IEEE 802.16 스팩 문서들을 참조할 수 있다.

기지국은 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 레인징 응답 메시지를 이동국에 전송할 수 있다. 또한, 레인징 응답 메시지는 다른 수신된 데이터 또는 MAC 메시지를 기반으로 측정된 값에 따른 보정값들을 전달하기 위해 비동기적으로 전송될 수 있다(S220).

다음 표 2는 레인징 응답 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.

Syntex	Size(bit)	Note
RNG-RNG_Message_Formate(){	-
Management Message Type = 5	8
Reserved	8	shall be set to zero
TLV Encoded Information	variable	TLV-specific
}	-

레인징 응답 메시지에 포함되는 대부분의 파라미터는 TLV 튜플(TLV Tuple)의 형태로 부호화될 수 있다. 본 발명의 실시예들에서, 레인징 요청 메시지에 포함되는 파라미터들은 IEEE 802.16 스팩 문서들을 참조할 수 있다. 다만, 레인징 응답 메시지에는 레인징 상태(Ranging Status) 파라미터는 반드시 포함되어야 한다.

이동국은 기지국에 진입하기 위한 초기화 단계에서 기본성능요청 메시지(SBC-REQ: SS Basic Capability Request)를 기지국으로 전송할 수 있다(S230).

다음 표 3은 기본성능요청 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.

Syntex	Size(bit)	Note
SBC-REQ_Message_Formate(){	-
Management Message Type = 26	8
TLV Encoded Information	variable	TLV-specific
}	-

기본성능요청 메시지에 포함되는 대부분의 파라미터는 TLV 튜플(TLV Tuple)의 형태로 부호화될 수 있다. SBC-REQ 메시지에는 기본 연결식별자(Basic CID), 서비스 정보 요청(Service Information Query) 필드, 물리적 파라미터 지원(Physical Parameters Supported) 필드, MAC PDU의 구성 및 전송을 위한 성능(Capabilities for Construction and Transmission of MAC PDUs) 필드, 보안협상파라미터(Security Negotiation Parameters), 방문 NSP 식별자(Visited NSP ID), 확장인증프로토콜 인증타입(Auth Type for EAP) 필드 및 MIH 성능지원(MIH Capability Supported) 필드, 확장된 성능 SDU MTH 능력(Extended Capability SDU MTH Capability) 필드 및 하향링크 조정 영역 성능(DL Coordinated Zone Capability) 필드 중 하나 이상이 포함될 수 있다.

기지국은 SBC-REQ 메시지에 대한 응답으로서, 기본성능응답(SBC-RSP: SS Basic Capability Response) 메시지를 이동국에 전송할 수 있다(S240).

다음 표 4는 기본성능응답 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.

Syntex	Size(bit)	Note
SBC-RSP_Message_Formate(){	-
Management Message Type = 27	8
TLV Encoded Information	variable	TLV-specific
}	-

기본성능응답 메시지에 포함되는 대부분의 파라미터는 TLV 튜플(TLV Tuple)의 형태로 부호화될 수 있다. SBC-RSP 메시지는 연결식별자(CID), 서비스 데이터 유닛 MTU 성능(SDU MTU Capability) 필드, 물리적 파라미터 지원(Physical Parameters Supported) 필드, 대역폭 할당 지원(Bandwidth Allocation Support) 필드, 보안협상파라미터(Security Negotiation Parameters), HMAC/CMAC 튜플, 최대 지원 가능한 보안 연계 개수(Maximum number of supported security association) 필드, NSP 리스트 및 MIH 성능 지원 필드 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 이동국 및 기지국은 인가절차를 수행하기 전에 기본능력협상을 수행할 수 있다. 따라서, 기본능력협상을 위한 메시지(예를 들어, SBC-REQ/SBC-RSP)들이 안전하게 교환되지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 기지국 및 이동국은 SBC 메시지를 안전하게 송수신하기 위해서는 보안관련 정보를 인가절차 이전에 교환하는 것이 필요하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 보안관련 정보를 공유하는 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.

IEEE 802.16m 시스템은 이동국 및 기지국 사이에서 안전한 SBC 협상기능을 지원하는 것을 목표로 한다. 이를 위해, 초기단계(e.g. 네트워크 진입 등)에서 인가절차가 SBC 교환 이전에 이루어져야 하고, 보안관련 정보가 인가절차가 수행되기 전에 이동국 및 기지국 사이에서 공유되는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 인가절차가 시작되기 전에 이동국 및 기지국 사이에서 보안관련 정보를 공유하기 위한 방법을 개시한다.

도 3에서 기지국 및 이동국 간의 레인징 절차는 도 1 및 도 2의 레인징 절차와 유사하다. 따라서, S310 단계 및 S320 단계는 도 1 및 도 2의 설명을 참조할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 인가절차 이전에 본안관련 정보를 공유하기 위해 새로운 메시지들을 정의한다. 예를 들어, SBC-REQ/SBC-RSP 메시지에 포함되는 정보 중에서 보안관련 정보들을 교환하기 위한 새로운 메시지로서 단말보안성능요청(SSC-REQ: SS Security Capability request) 메시지 및 단말보안성능응답(SSC-RSP: SS Security Capability response) 메시지를 정의할 수 있다.

도 3을 참조하면, 이동국은 기지국으로 보안관련 정보를 요청하기 위해 SSC-REQ(SS Security Capability request) 메시지를 전송할 수 있다(S330).

다음 표 5는 SSC-REQ 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.

Syntex	Size(bits)	Notes
SSC-REQ_Message_Format(){	-
Management Message Type=xx	8
TLV encoded information	variable	TLV-Specific
}	-

표 5를 참조하면, SSC-REQ 메시지에 포함되는 대부분의 파라미터는 TLV 튜플(TLV Tuple)의 형태로 부호화될 수 있다. 이때, SSC-REQ 메시지는 연결식별자(CID), 보안협상파라미터(Security Negotiation Parameters) 및 EAP(Extensible Authentication Protocol) 인증타입(Auth Type for EAP) 필드 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

다음 표 6은 EAP를 위한 인증타입 필드 포맷의 일례를 나타낸다.

Name	Type	Length	Value	Scope
Auth Type for Single EAP	181	1	Auth type for single EAP shall only be included when bit #1 of MS Auth Policy support (see 11.8.4.2) has a value of '1'. Only one of the bit indicators, bit #0 of bit #1 of Auth Type for Single EAP shall be set to a value of '1'. Bit #0: device authentication Bit #1: user authentication Bit #2-#7: reserved	SBC-REQ/SSC-REQ

표 6을 참조하면, 이동국 인가정책지원(MS Auth Policy Support) 필드의 비트 1(bit #1)의 값이 '1'인 경우에만 EAP를 위한 인증타입 필드가 SSC-REQ(또는, SBC-REQ) 메시지에 포함될 수 있다. 표 6에서 EAP를 위한 인증타입 필드의 비트 0(Bit #0)은 기기 인증(Device Authentication)을 나타내고, 비트 1(Bit #1)은 사용자 인증(User Authentication)을 나타낸다. 나머지 비트값을 예약된 값이다.

다시 도 3을 참조하면, 기지국은 SSC-REQ 메시지에 대한 응답으로서 기지국에서 제공하는 보안관련 정보를 포함하는 SSC-RSP 메시지를 이동국에 전송할 수 있다(S340).

다음 표 7은 SSC-RSP 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.

Syntex	Size(bits)	Notes
SSC-RSP_Message_Format(){	-
Management Message Type=xx	8
TLV encoded information	variable	TLV-Specific
}	-

표 7을 참조하면, SSC-RSP 메시지에 포함되는 대부분의 파라미터는 TLV 튜플(TLV Tuple)의 형태로 부호화될 수 있다. SSC-RSP 메시지는 기지국에서 제공하는 연결 식별자(CID) 및 기지국에서 제공하는 보안협상파라미터(Security Negotiation Parameters) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 보안협상 파라미터에 대하여 설명한다. 다음 표 8은 보안협상 파라미터(Security Negotiation Parameter)의 일례를 나타낸다.

Type	Length	Value	Scope
25	variable	The compound field contains the sub-attributes as defined in the table below	SBC-REQ, SBC-RSP, SSC-REQ, SSC-RSP

표 8의 보안협상 파라미터는 표 9와 같은 부속성을 포함한다. 다음 표 9는 보안 협상 파라미터의 부속성(sub-attribute)을 나타낸다.

Attribute	Contents
PKM Version Support	Version of privacy Sub-layer supported
Authorization Policy Support	Authorization Policy to Support
Message Authentication Code Mode	Message Authentication Code to support
Message Confidentiality Mode	Message Confidentiality to support
PN Window Size	Size of capability of the receiver PN window per SAID
PKM Flow Control	Maximum number of concurrent PKM transaction
Maximum Number of Supported Security Association	Maximum number of supported SA

표 9를 참조하면 보안협상 파라미터는 PKM(Privacy Key Management) 버젼 지원(PKM version Support) 파라미터, 인증 정책 지원 파라미터(Authorization Policy Support), 메시지 인증 코드 모드(Message Authentication Code Mode) 파라미터, 메시지 기밀모드(Message Confidentiality Mode) 파라미터, 수신기의 보안연계 식별자(SAID) 당 PN 윈도우의 크기를 나타내는 PN 윈도우 크기(PN Window Size) 파라미터, 동시에 수행되는 PKM의 최대 횟수를 나타내는 PKM 플로우 제어(PKM Flow Control) 파라미터 및 지원되는 보안연계의 최대 개수(Maximum Number of supported security Association) 파라미터를 포함할 수 있다. 이때, 메시지 기밀모드 파라미터는 현재 무선 접속 시스템에서 지원할 수 있는 메시지 기밀성을 나타낸다.

다음 표 10은 PKM 버전 지원 파라미터 포맷의 일례를 나타낸다.

Type	Length	Value
25.1	1	Bit 0: PKM version 1 Bit 1: PKM version 2 Bit 2: PKM version 3 Bits 3-7: Reserved, shall be set to zero

표 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들은 PKM 버전 3(PKM version 3)을 지원하는 경우를 가정한다. 다만, PKM 버전 3 이외에 PKM 버전 2 또는 PKM 버전 1을 사용할 수도 있다.

다음 표 11은 메시지 기밀모드(Message Confidentiality Mode) 파라미터 포맷의 일례를 나타낸다.

Type	Length	Value
25.7	1	Bit 0: No Message Confidentiality Bit 1: Selective Message Confidentiality Bits 2-7: Reserved. Shall be set to zero

메시지 기밀모드 파라미터는 해당 메시지에 대한 선택적인 기밀성이 제공되는지 여부를 나타낼 수 있다. 표 11을 참조하면, 메시지 기밀모드 파라미터가 '0'으로 설정되면 메시지 기밀모드가 지원되지 않는 것을 나타내고, '1'로 설정되면 선택적인 메시지 기밀모드를 지원하는 것을 나타낼 수 있다. 이동국은 하나 이상의 기밀성 보호모드를 지원할 수 있으며, S330 단계와 같이 기지국으로 SBC-REQ 메시지를 전송함으로써 이동국에서 지원 가능한 메시지 기밀모드를 알릴 수 있다. 또한, 기지국은 S340 단계에서 보안협상 파라미터를 포함하는 SSC-RSP 메시지를 전송함으로써, 기지국에서 지원 가능한 메시지 기밀모드를 이동국에 알릴 수 있다.

S330 단계 및 S340 단계를 통해 이동국 및 기지국은 서로 지원하는 보안관련 파라미터들을 식별하고 공유할 수 있다. 이를 기반으로 이동국 및 기지국은 인가절차를 수행할 수 있다. 인가절차의 결과로서, 이동국 및 기지국은 SBC 협상을 위한 키를 설정할 수 있다(S350).

인가절차가 끝난 후, 이동국은 보안이 설정된 SBC-REQ 메시지를 기지국으로 전송하고, 기지국은 보안이 설정된 SBC-RSP 메시지를 이동국에 전송할 수 있다. 기지국 및 이동국은 보안이 설정된 SBC-REQ 메시지 및 SBC-RSP 메시지를 송수신함으로써 안전하게 기본능력을 협상할 수 있다(S360, S370).

도 4는 본 발명의 다른 실시예로서, 보안관련 정보를 공유하는 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 이동국은 기지국과의 초기 절차에서 SBC 메시지를 보호하기 위한 보안관련 정보를 공유할 수 있다. 예를 들어, 이동국은 보안협상파라미터 및 EAP를 위한 인증타입 필드를 포함하는 레인징 요청(RNG-REQ) 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다(S410).

기지국은 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지를 이동국으로 전송할 수 있다. 이때, 기지국은 레인징 응답 메시지에 기지국에서 지원하는 보안협상파라미터를 포함하여 이동국에 전송함으로써, SBC 메시지들의 기밀성을 보호하기 위한 보안관련 정보를 공유할 수 있다(S420).

이동국과 기지국은 미리 SBC 메시지들의 기밀성을 보호하기 위한 보안관련 정보를 공유하고 있으므로, 이후 SBC 메시지들을 안전하게 송수신할 수 있다. 이때, 보안협상 파라미터들은 표 8 내지 표 11에서 설명한 보안협상 파라미터에 관한 내용을 참조할 수 있다.

즉, 이동국은 보안이 설정된 SBC-REQ 메시지를 기지국으로 전송하고, 기지국은 보안이 설정된 SBC-RSP 메시지를 이동국에 전송할 수 있다. 기지국 및 이동국은 보안이 설정된 SBC-REQ 메시지 및 SBC-RSP 메시지를 송수신함으로써 안전하게 기본능력을 협상할 수 있다(S430, S440).

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들은 안전한 SBC 협상을 보장하기 위해 일반적으로 사용되는 키 계층구조, 암호화 알고리즘 등의 변화없이 SBC-REQ 메시지 및 SBC-RSP 메시지를 암호화하는 방법을 개시한다. 즉, 본 발명의 실시예들은 인가절차 이전의 보안관련 정보의 공유를 위한 SSC-REQ 메시지 및 SSC-RSP 메시지를 정의하고, 교환방법을 제시한다.

따라서, 본 발명의 실시예들은 SBC 협상이 투명하게 전송되어 기밀성이 훼손되는 보안상의 취약점을 방지할 수 있으며, SBC-REQ/RSP 메시지가 이동국과 기지국사이에서 안전하게 송수신될 수 있다. SBC-REQ 및 SBC-RSP 메시지는 이동국과 기지국간에 기본적으로 협상되어야 하는 정보를 공유할 수 있도록 해주므로, SBC-REQ 및 SBC-RSP 메시지에 대한 보호는 매체접속제어(MAC: Medium Access Control) 계층에서 반드시 제공되어야 하며, 이를 위한 보안관련 정보가 미리 공유되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예들은 SBC-REQ, RSP 메시지가 노출됨에 의해 발생하는 보안상의 위협을 차단하고, SBC를 통해 교환되는 정보 중 보안관련 정보들을 인가절차 이전에 별도로 공유함으로써, SBC 협상시 요구되는 메시지의 크기를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로서, 상술한 본 발명의 실시예들이 수행되는 송신기 및 수신기를 설명한다.

이동국은 상향링크에서는 송신기로 동작하고, 하향링크에서는 수신기로 동작할 수 있다. 또한, 기지국은 상향링크에서는 수신기로 동작하고, 하향링크에서는 송신기로 동작할 수 있다. 즉, 이동국 및 기지국은 정보 또는 데이터의 전송을 위해 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다.

송신기 및 수신기는 본 발명의 실시예들이 수행되기 위한 프로세서, 모듈, 부분 및/또는 수단 등을 포함할 수 있다. 특히, 송신기 및 수신기는 메시지를 암호화하기 위한 모듈(수단), 암호화된 메시지를 해석하기 위한 모듈, 메시지를 송수신하기 위한 안테나 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에서 사용되는 이동국은 저전력 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency) 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 이동국은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등을 수행하는 수단, 모듈 또는 부분 등을 포함할 수 있다.

기지국은 상위 계층으로부터 수신한 데이터를 무선 또는 유선으로 이동국에 전송할 수 있다. 기지국은 저전력 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency) 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 기지국은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및 채널 다중화 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC 프레임 가변 제어 기능, 고속 트래픽 실시간 제어 기능, 핸드 오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등을 수행하는 수단, 모듈 또는 부분 등을 포함할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 3GPP2 및/또는 IEEE 802.xx (Institute of Electrical and Electronic Engineers 802) 시스템 등이 있다. 본 발명의 실시예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다.

Claims

무선접속 시스템에서 보안관련 정보를 공유하는 방법에 있어서,

이동국에서 지원하는 제 1 보안협상 파라미터를 포함하는 제 1 메시지를 기지국으로 전송하는 단계;

상기 기지국에서 지원하는 제 2 보안협상 파라미터를 포함하는 제 2 메시지를 수신하는 단계;

상기 제 2 보안협상 파라미터를 이용하여 암호화된 기본성능요청(SBC-REQ) 메시지를 전송하는 단계; 및

상기 제 2 보안협상 파라미터를 이용하여 암호화된 기본성능응답(SBC-RSP) 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 보안정보 공유방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 메시지는 연결식별자 및 확장인증프로토콜(EAP) 인증타입 필드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보안정보 공유방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 2 보안협상파라미터는 상기 기지국에서 지원하는 메시지 기밀성 모드 파라미터를 포함하고,

상기 메시지 기밀성 모드 파라미터는 특정 메시지가 선택적으로 보호되는지 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 보안정보 공유방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 메시지는 레인징 요청(RNG-REQ) 메시지이고,

상기 제 2 메시지는 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지인 것을 특징으로 하는 보안정보 공유방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 메시지는 보안성능요청(SSC-REQ) 메시지이고,

상기 제 2 메시지는 보안성능응답(SSC-RSP) 메시지인 것을 특징으로 하는 보안정보 공유방법.
무선접속 시스템에서 보안관련 정보를 공유하는 방법에 있어서,

이동국에서 지원하는 제 1 보안협상 파라미터를 포함하는 제 1 메시지를 상기 이동국으로부터 수신하는 단계;

기지국에서 지원하는 제 2 보안협상 파라미터를 포함하는 제 2 메시지를 상기 이동국으로 전송하는 단계;

상기 제 2 보안협상 파라미터를 이용하여 암호화된 기본성능요청(SBC-REQ) 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 제 2 보안협상 파라미터를 이용하여 암호화된 기본성능응답(SBC-RSP) 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 보안정보 공유방법.
제 6항에 있어서,

상기 제 1 메시지는 연결식별자 및 확장인증프로토콜(EAP) 인증타입 필드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보안정보 공유방법.
제 6항에 있어서,

상기 제 2 보안협상파라미터는 상기 기지국에서 지원하는 메시지 기밀성 모드 파라미터를 포함하고,

상기 메시지 기밀성 모드 파라미터는 특정 메시지가 선택적으로 보호되는지 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 보안정보 공유방법.
제 6항에 있어서,

상기 제 1 메시지는 레인징 요청(RNG-REQ) 메시지이고,

상기 제 2 메시지는 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지인 것을 특징으로 하는 보안정보 공유방법.
제 6항에 있어서,

상기 제 1 메시지는 보안성능요청(SSC-REQ) 메시지이고,

상기 제 2 메시지는 보안성능응답(SSC-RSP) 메시지인 것을 특징으로 하는 보 안정보 공유방법.