專利名稱：增強(qiáng)密鑰的更新方法、裝置和用戶設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種無線通信系統(tǒng)的SRNC(SerVing Radio Network Controller，服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器)遷移時(shí)增強(qiáng)密鑰的更新方法、裝置和用 戶設(shè)備。
背景技術(shù)：
3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴計(jì)劃)在Release7 中采用了正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，簡稱OFDM)和多 輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，簡稱 ΜΙΜΟ)技術(shù)完成 HSDPA (High Speed Downlink Packet Access，高速下行鏈路分組接入)和 HSUPA(High Speed Uplink Packet Access，高速上行鏈路分組接入)的未來演進(jìn)道路HSPA+。HSPA+是3GPP HSPA (High Speed Packet Access,高速分組接入，包括HSDPA和HSUPA)的增強(qiáng)技術(shù)，為HSPA運(yùn)營商提供低復(fù) 雜度、低成本的從HSPA向LTE (Long Term Evolution，長期演進(jìn))平滑演進(jìn)的途徑。相比較于HSPA，HSPA+在系統(tǒng)架構(gòu)上將無線網(wǎng)絡(luò)控制器(Radio Network Controller,簡稱RNC)的功能下放到基站節(jié)點(diǎn)B (Node B)，形成完全扁平化的無線接入網(wǎng) 絡(luò)架構(gòu)，如圖1所示。此時(shí)稱集成了完全RNC功能的Node B為Evolved HSPA Node B，或者 簡稱為增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)B (Node B+)。SGSN+為進(jìn)行了升級(jí)能支持HSPA+功能的SGSN (SERVICE GPRS SUPPORT NODE，服務(wù)GPRS (General Packet Radio System，通用分組無線系統(tǒng))支持節(jié)點(diǎn))。 ME+為能支持HSPA+功能的用戶終端設(shè)備。演進(jìn)的HSPA系統(tǒng)能夠使用3GPP Rel-5和以后 的空中接口版本，對(duì)空中接口的HSPA業(yè)務(wù)沒有任何修改。采用這種方案后，每個(gè)Node B+ 都成為一個(gè)相當(dāng)于RNC的節(jié)點(diǎn)，具有Iu-PS接口能夠直接與PS CN (Core Network，核心網(wǎng)) (如圖1中的SGSN和GGSN)連接，Iu-PS用戶面在SGSN終結(jié)，其中如果網(wǎng)絡(luò)支持直通隧道 功能，Iu-PS用戶面也可以在GGSN(Gateway GPRS SupportNode，網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn))終 結(jié)。演進(jìn)的HSPA Node B之間的通信通過Iur接口執(zhí)行。Node B+具有獨(dú)立組網(wǎng)的能力，并 支持完整的移動(dòng)性功能，包括系統(tǒng)間和系統(tǒng)內(nèi)切換。由于扁平化后，用戶面數(shù)據(jù)可以不經(jīng)過RNC，直接到達(dá)GGSN，這意味著用戶平面 的加密和完整性保護(hù)功能必須前移至Node B+。目前提出了一種HSPA+安全密鑰層次結(jié) 構(gòu)，如圖2所示。其中，K(Key，根密鑰)、CK(Ciphering Key，加密密鑰)和IK(Integrity Key，完整性密鑰)的定義與 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System, 通用移動(dòng)通信系統(tǒng))中完全一致，即K是存儲(chǔ)于AuC (Authentication Center，鑒權(quán)中 心)和 USIM(UNIVERSAL SUBSCRIBER IDENTITY MODULE,通用訂閱者身份模塊)中的 根密鑰，CK和IK是用戶設(shè)備與HSSOtome Subscriber Server，歸屬用戶服務(wù)器)進(jìn)行 AKA(Authentication and Key Agreement，認(rèn)證和密鑰協(xié)定)時(shí)由K計(jì)算出的加密密鑰和 完整性密鑰，稱為傳統(tǒng)密鑰。在UMTS中，RNC使用傳統(tǒng)密鑰CK和IK對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和完 整性保護(hù)。由于HSPA+架構(gòu)中，將RNC的功能全部下放到基站Node B+,則加解密都需在NodeB+處進(jìn)行，而Node B+位于不安全的環(huán)境中，安全性不高。因此HSPA+引入了一個(gè)類似于 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network, if WiSffl^ift^C^ 接入網(wǎng)絡(luò))的密鑰層次，即UTRAN密鑰層次(UTRAN Key Hierarchy)。在UTRAN密鑰層次結(jié) 構(gòu)中，空口密鑰Kasmeu, CKu/IKJ也稱為CKS/IKS)和CKL/IKL是HSPA+新引入的密鑰。其中， 中間密鑰Kasmeu是傳統(tǒng)密鑰CK和IK的級(jí)聯(lián)，在核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(SGSN+或MSC+)處生成；CKuAKu 稱為增強(qiáng)密鑰，由中間密鑰Kasmeu和刷新數(shù)(通常是計(jì)數(shù)器或者隨機(jī)數(shù))在核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)處生 成，增強(qiáng)密鑰CKu用于加密用戶面數(shù)據(jù)和控制面信令，增強(qiáng)密鑰IKu用于對(duì)控制面信令進(jìn)行 完整性保護(hù)。稱為映射密鑰，由中間密鑰Kasmeu在核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)處生成，用于UE(User Equipment，用戶設(shè)備)移動(dòng)到不支持增強(qiáng)安全的傳統(tǒng)UMTS網(wǎng)絡(luò)中時(shí)作為空口的加密密鑰 和完整性保護(hù)密鑰使用。 在WCDMA系統(tǒng)中，由于Iur接口的引入而產(chǎn)生了 SRNC/DRNC (Drift RNC，漂移RNC) 的概念。SRNC和DRNC都是對(duì)于某一個(gè)具體的UE的邏輯概念。簡單的說，對(duì)于某一個(gè)UE， 其直接與CN(Core Network,核心網(wǎng))相連，并對(duì)UE的所有資源進(jìn)行控制的RNC為該UE的 SRNC ；UE與CN沒有連接，僅為UE提供資源的RNC為該UE的DRNC。處于連接狀態(tài)的UE必 須而且只能有一個(gè)SRNC，可以有0個(gè)或者多個(gè)DRNC。WCDMA 系統(tǒng)中，SRNC 遷移(SRNC Relocation)指 UE 的 SRNC 從一個(gè) RNC 變成另一 個(gè)RNC的過程。根據(jù)發(fā)生遷移前后UE所處位置的不同，可以分為靜態(tài)遷移和伴隨遷移兩種 情況。發(fā)生靜態(tài)遷移的條件是UE從一個(gè)DRNC，而且只從一個(gè)DRNC中接入。由于遷移過 程不需要UE的參與，所以也稱之為UE不涉及的(UE Not Involved)遷移。發(fā)生遷移后，Iur 接口的連接被釋放，Iu接口發(fā)生遷移，原DRNC變成SRNC，如圖3所示。靜態(tài)遷移是軟切換 時(shí)引起的，因?yàn)镮ur接口，所以遷移在所有的無線鏈路都鏈接到DRNC后才開始。伴隨遷移指UE從SRNC硬切換到目標(biāo)RNC，同時(shí)Iu接口發(fā)生變化的過程，如圖4所 示。由于遷移過程需要UE的參與，所以也稱之為UE涉及的(UE Involved)遷移。有兩種SRNC遷移流程。一種是在遷移準(zhǔn)備階段源RNC到目標(biāo)RNC的消息要通過 核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(SGSN+或MSC/VLR+)中轉(zhuǎn)的SRNC遷移流程；另一種為增強(qiáng)的SRNC遷移流程， 即在遷移準(zhǔn)備階段源RNC到目標(biāo)RNC的消息不需要通過核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的中轉(zhuǎn)。增強(qiáng)的SRNC 遷移流程如圖5所示。流程簡介如下1)SRNC決策進(jìn)行SRNC遷移。該決策的觸發(fā)可以是收到用戶設(shè)備的測量報(bào)告，或 者收到目標(biāo)RNC發(fā)送的上行信令傳輸指示要求進(jìn)行小區(qū)更新或URA更新等。2) SRNC決定觸發(fā)增強(qiáng)的SRNC遷移流程，SRNC向目標(biāo)RNC發(fā)送增強(qiáng)的遷移請(qǐng)求消 息，攜帶目標(biāo)RNC使用的下一跳增強(qiáng)密鑰IK//CK/。所述的目標(biāo)RNC使用的增強(qiáng)密鑰攜帶 于增強(qiáng)的遷移請(qǐng)求消息的傳統(tǒng)IK/CK字段。3)目標(biāo)RNC將接收到的增強(qiáng)密鑰當(dāng)作IKuZtKu進(jìn)行存儲(chǔ)。4)目標(biāo)RNC為用戶分配資源，向SRNC發(fā)送遷移響應(yīng)消息。5) SRNC向用戶設(shè)備發(fā)送物理信道重配置消息，或者UTRAN移動(dòng)性信息消息。6)用戶設(shè)備UE根據(jù)當(dāng)前使用的增強(qiáng)密鑰IKlZCKu，推導(dǎo)更新下一跳增強(qiáng)密鑰IK// CK/。7)用戶設(shè)備向目標(biāo)RNC發(fā)送物理信道重配置完成消息或者UTRAN移動(dòng)性信息確認(rèn)消息。8)目標(biāo)RNC對(duì)該消息進(jìn)行安全驗(yàn)證成功后，向核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(SGSN+或MSC/VLR+)發(fā) 送增強(qiáng)的遷移完成請(qǐng)求消息，通知核心網(wǎng)SRNC遷移完成。

9)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)基于核心網(wǎng)密鑰和當(dāng)前的增強(qiáng)密鑰IIV CKu(即上述步驟中的下一 跳增強(qiáng)密鑰IK/、CK/ )更新下一跳增強(qiáng)密鑰IK’ υ、CK' υ(即下下一跳增強(qiáng)密鑰)。其中， 核心網(wǎng)密鑰包括中間密鑰Kasmeu，和/或傳統(tǒng)密鑰IK和/或CK。10)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)RNC發(fā)送增強(qiáng)的遷移完成確認(rèn)消息。11)目標(biāo)RNC存儲(chǔ)接收到的下一跳增強(qiáng)密鑰IK/.CK/，和/或相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)NCC， 以備下一次SRNC遷移時(shí)使用。12)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(SGSN+或者M(jìn)SC/VLR+)釋放與源RNC之間的Iu接口。目前在SRNC遷移過程中，使用到的密鑰鏈結(jié)構(gòu)如圖6所示。初始連接建立時(shí)， 核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和用戶設(shè)備分別根據(jù)傳統(tǒng)密鑰IK/CK和/或者中間密鑰Kasmeu以及一個(gè)刷新數(shù) (Fresh，通常為一個(gè)計(jì)數(shù)器值或雙向隨機(jī)數(shù))來推導(dǎo)增強(qiáng)的空口密鑰IKlZCKu，此時(shí)對(duì)應(yīng)的 NCC初始值為0。NCC是核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和終端分別維護(hù)的一個(gè)下一跳計(jì)數(shù)器，用于對(duì)計(jì)算下一 跳增強(qiáng)密鑰的次數(shù)計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)側(cè)和用戶側(cè)密鑰的同步。為了描述上的區(qū)分，用網(wǎng)絡(luò) NCC表示核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)側(cè)維護(hù)的下一跳計(jì)數(shù)器，終端NCC表示用戶設(shè)備側(cè)維護(hù)的下一跳計(jì)數(shù) 器。初始連接建立時(shí)，核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)傳統(tǒng)密鑰IK/CK和/或中間密鑰Kasmeu，以及初始計(jì) 算出的增強(qiáng)密鑰IKlZCKu計(jì)算下一跳增強(qiáng)密鑰IK/ /CK/。此時(shí)計(jì)算出的下一跳增強(qiáng)密鑰 IK/ /CK/對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)NCC為1。當(dāng)進(jìn)行增強(qiáng)的SRNC遷移流程，且源RNC處保存有下一跳增強(qiáng)密鑰IK/ /CK/時(shí)采 用縱向密鑰推導(dǎo)鏈。即源RNC將保存的下一跳增強(qiáng)密鑰IK/ /CK/在增強(qiáng)的遷移請(qǐng)求消息 中發(fā)送給目標(biāo)RNC。目標(biāo)RNC將接收到的IK//CK/當(dāng)作IKuZtKu使用。此過程中源RNC發(fā) 送給目標(biāo)RNC的下一跳增強(qiáng)密鑰IK/ /CKu，，是在上一次增強(qiáng)的SRNC遷移過程成功完成 時(shí)，核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)在收到上一跳目標(biāo)RNC (即本次SRNC遷移過程中的源RNC)發(fā)送的遷移完成 請(qǐng)求消息后，根據(jù)IK/CK和/或者Kasmeu，以及上一跳IK/ /CK/ (對(duì)于NCC = 1時(shí)，是初始 的IKuZiCKu)推導(dǎo)出來的。與此對(duì)應(yīng)的，核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)會(huì)遞增相對(duì)應(yīng)的NCC值。核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)新 推導(dǎo)出的下一跳增強(qiáng)密鑰IK/ /CK/以及對(duì)應(yīng)的NCC會(huì)攜帶于增強(qiáng)的遷移完成響應(yīng)消息中 發(fā)送給目標(biāo)RNC(即本次SRNC遷移過程中的源RNC)保存。當(dāng)進(jìn)行增強(qiáng)的SRNC遷移流程，且源RNC處沒有保存下一跳增強(qiáng)密鑰IK//CK/時(shí)， 采用橫向密鑰推導(dǎo)鏈。即源RNC直接將當(dāng)前使用的增強(qiáng)密鑰IKlZCKu發(fā)送給目標(biāo)RNC使用。但是上述的密鑰鏈和密鑰更新方法存在一個(gè)安全問題。當(dāng)使用橫向密鑰鏈時(shí)，由 于源RNC直接將當(dāng)前使用的增強(qiáng)密鑰IKuZCKu發(fā)送給目標(biāo)RNC使用，如果目標(biāo)RNC被攻擊者 攻破或者控制，則攻擊者就可以獲得用戶和源RNC通信所使用的增強(qiáng)密鑰IKu/CKu。而如果 攻擊者以前截獲了用戶和源RNC之間的通信數(shù)據(jù)的話，則可以利用獲得的密鑰破解之前的 通信數(shù)據(jù)。這稱之為后向安全問題，即目標(biāo)節(jié)點(diǎn)可以推導(dǎo)或者獲得源節(jié)點(diǎn)的密鑰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種增強(qiáng)密鑰更新方法、裝置和用戶設(shè)備，以解決相 關(guān)技術(shù)中SRNC遷移使用橫向密鑰鏈時(shí)，源RNC直接將當(dāng)前使用的增強(qiáng)密鑰IKlZCKu發(fā)送給目標(biāo)RNC使用而導(dǎo)致的后向安全問題，防止由于目標(biāo)RNC被攻擊者攻擊或控制從而泄漏源RNC與用戶之間的通信密鑰，導(dǎo)致用戶與源RNC之間的通信安全不能夠保障問題。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)密鑰更新方法，包括在進(jìn)行服務(wù)無線 網(wǎng)絡(luò)控制器遷移過程中，當(dāng)源無線網(wǎng)絡(luò)控制器處沒有保存下一跳增強(qiáng)密鑰時(shí)，所述源無線 網(wǎng)絡(luò)控制器更新增強(qiáng)密鑰，將更新后的增強(qiáng)密鑰發(fā)送給目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器。進(jìn)一步的，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述方法還包括當(dāng)所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制 器處保存有所述下一跳增強(qiáng)密鑰時(shí)，所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器將保存的所述下一跳增強(qiáng)密鑰 發(fā)送給所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器。進(jìn)一步的，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述更新增強(qiáng)密鑰包括所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器根據(jù)當(dāng)前使用的增強(qiáng)密鑰推導(dǎo)新的增強(qiáng)密鑰。進(jìn)一步的，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器根據(jù)當(dāng)前使用的 增強(qiáng)密鑰推導(dǎo)新的增強(qiáng)密鑰時(shí)，還使用如下參數(shù)之一或其組合所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器 標(biāo)識(shí)，用戶標(biāo)識(shí)，所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器為用戶設(shè)備分配的頻點(diǎn)，擾碼。進(jìn)一步的，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述方法還包括，用戶設(shè)備接收網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā) 送的下一跳計(jì)數(shù)器值，當(dāng)當(dāng)前激活的增強(qiáng)密鑰對(duì)應(yīng)的終端下一跳計(jì)數(shù)器值等于所述網(wǎng)絡(luò)側(cè) 發(fā)送的下一跳計(jì)數(shù)器值時(shí)，所述用戶設(shè)備按照與所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器同樣的算法更新所 述增強(qiáng)密鑰。進(jìn)一步的，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器為增強(qiáng)的無線網(wǎng) 絡(luò)控制器，所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器為增強(qiáng)或非增強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)控制器。本發(fā)明還提供一種增強(qiáng)密鑰更新裝置，位于源無線網(wǎng)絡(luò)控制器上，所述裝置包括 第一更新單元，用于在進(jìn)行服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器遷移過程中，當(dāng)源無線網(wǎng)絡(luò)控制器處沒有 保存下一跳增強(qiáng)密鑰時(shí)，更新增強(qiáng)密鑰，將更新后的增強(qiáng)密鑰發(fā)送給目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器。進(jìn)一步的，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述裝置還包括第二更新單元用于當(dāng)所 述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器處保存有所述下一跳增強(qiáng)密鑰時(shí)，將所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器保存的所 述下一跳增強(qiáng)密鑰發(fā)送給所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器。進(jìn)一步的，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述第一更新單元是用于根據(jù)當(dāng)前使用 的增強(qiáng)密鑰推導(dǎo)新的增強(qiáng)密鑰。進(jìn)一步的，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述第一更新單元是用于根據(jù)當(dāng)前使用 的增強(qiáng)密鑰推導(dǎo)新的增強(qiáng)密鑰時(shí)，還使用如下參數(shù)之一或其組合所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制 器標(biāo)識(shí)，用戶標(biāo)識(shí)，所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器為用戶設(shè)備分配的頻點(diǎn)，擾碼。進(jìn)一步的，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器為增強(qiáng)的無線網(wǎng)絡(luò) 控制器。本發(fā)明還提供一種用戶設(shè)備，所述用戶設(shè)備用于在進(jìn)行服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器遷 移過程中，接收網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的下一跳計(jì)數(shù)器值，當(dāng)當(dāng)前激活的增強(qiáng)密鑰對(duì)應(yīng)的終端下一跳 計(jì)數(shù)器值等于所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的下一跳計(jì)數(shù)器值時(shí)，按照與源無線網(wǎng)絡(luò)控制器同樣的算法 更新所述增強(qiáng)密鑰。本發(fā)明所述方法，進(jìn)行橫向密鑰鏈推導(dǎo)時(shí)，不是直接發(fā)送源RNC的增強(qiáng)密鑰給目 標(biāo)RNC，而是先更新增強(qiáng)密鑰，然后再發(fā)送更新后的增強(qiáng)密鑰給目標(biāo)RNC，防止由于目標(biāo)RNC 被攻擊者攻擊或控制從而泄漏源RNC與用戶之間的通信密鑰，保障用戶與源RNC之間的通信安全。


此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的一種采用HSPA+技術(shù)的無線接入網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的一種HSPA+安全密鑰層次結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的一種SRNC靜態(tài)遷移示意圖；圖4是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的一種SRNC伴隨遷移示意圖；圖5是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的一種增強(qiáng)的SRNC遷移的步驟流程圖；圖6是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的一種增強(qiáng)密鑰更新的密鑰鏈結(jié)構(gòu)圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一種改進(jìn)的增強(qiáng)密鑰更新的密鑰鏈結(jié)構(gòu)圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一種改進(jìn)的增強(qiáng)密鑰更新的密鑰鏈結(jié)構(gòu)圖；圖9是根據(jù)本實(shí)施例的一種進(jìn)行增強(qiáng)的SRNC遷移時(shí)采用橫向密鑰鏈的空中接口 密鑰更新的流程圖；圖10是本發(fā)明增強(qiáng)密鑰更新裝置框圖。
具體實(shí)施例方式如圖7、8所示，本發(fā)明的原理為當(dāng)使用橫向密鑰鏈時(shí)，源RNC更新增強(qiáng)密鑰，并將 更新的增強(qiáng)密鑰發(fā)送給目標(biāo)RNC使用；當(dāng)使用縱向密鑰鏈時(shí)，源RNC將保存的下一跳增強(qiáng)密 鑰發(fā)送給目標(biāo)RNC使用。其中，進(jìn)行橫向密鑰鏈推導(dǎo)的條件為當(dāng)源RNC處沒有保存下一跳 增強(qiáng)密鑰。進(jìn)行縱向密鑰鏈推導(dǎo)的條件為當(dāng)源RNC處保存有下一跳增強(qiáng)密鑰。本發(fā)明提供一種增強(qiáng)密鑰更新方法，包括在進(jìn)行服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器遷移過程 中，當(dāng)源RNC處沒有保存下一跳增強(qiáng)密鑰時(shí)，所述源RNC更新增強(qiáng)密鑰，將更新后的增強(qiáng)密 鑰發(fā)送給目標(biāo)RNC。其中，當(dāng)所述源RNC處保存有所述下一跳增強(qiáng)密鑰時(shí)，所述源RNC將保存的所述下 一跳增強(qiáng)密鑰發(fā)送給所述目標(biāo)RNC。其中，所述源RNC更新增強(qiáng)密鑰包括所述源RNC根據(jù)當(dāng)前使用的增強(qiáng)密鑰推導(dǎo)新 的增強(qiáng)密鑰。所述新的增強(qiáng)密鑰為目標(biāo)RNC使用的下一跳增強(qiáng)密鑰。其中，源RNC根據(jù)當(dāng)前使用的增強(qiáng)密鑰推導(dǎo)新的增強(qiáng)密鑰時(shí)，還使用以下任一 參數(shù)之一或其任意組合目標(biāo)RNC標(biāo)識(shí)，用戶標(biāo)識(shí)，目標(biāo)RNC為該用戶設(shè)備分配的頻點(diǎn) UARFCN(UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number，絕對(duì)無線頻率信道號(hào))，和 / 或擾石馬(Scrambling Code)。用戶標(biāo)i只可為 IMSI (International Mobile Subscriber Identity，國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼)，TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity，臨時(shí)移 動(dòng)用戶識(shí)別碼)，RNTI (Radio Network Temporary Identifier，無線網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)標(biāo)識(shí))等。其中，所述源RNC發(fā)送給目標(biāo)RNC使用的下一跳增強(qiáng)密鑰，是在上一次SRNC遷移成功結(jié)束時(shí)，核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送給源RNC保存的。所述源RNC為增強(qiáng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器，所述目標(biāo)RNC為增強(qiáng)或非增強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)控 制器。
其中，所述的增強(qiáng)密鑰為IKu/CKu。為了區(qū)分，下一跳增強(qiáng)密鑰表示為IK/ /CK/。其中，所述方法還包括，UE接收網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的NCC，判斷當(dāng)前激活的增強(qiáng)密鑰對(duì)應(yīng) 的終端NCC是否等于網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的NCC，若二者相等，則UE直接使用自己保存的增強(qiáng)密鑰按 照和源RNC同樣的算法推導(dǎo)新的增強(qiáng)密鑰IK/ /CK/ ；若網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的NCC大于終端NCC， 則UE計(jì)算下一跳增強(qiáng)密鑰IK’ u/CK’ υ并遞增相對(duì)應(yīng)的終端NCC，直到終端NCC等于網(wǎng)絡(luò)側(cè) 發(fā)送的NCC。圖7與圖8的區(qū)別在于圖7中，在初始連接建立時(shí)，核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)即將下一跳增強(qiáng) 密鑰發(fā)送給了 SRNC+ ；而在圖8中，在初始連接建立時(shí)，核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)未將下一跳增強(qiáng)密鑰發(fā) 送給SRNC+。在HSPA+中，由于Node B+處于物理不安全的環(huán)境中，容易受到惡意攻擊，安全性 受到威脅。而傳統(tǒng)UMTS中，SRNC遷移前后，加密密鑰CK和完整性密鑰IK相同，這會(huì)造成 一方面，某個(gè)基站被攻擊者攻破后，攻擊者可能推導(dǎo)出下一跳目標(biāo)基站的安全密鑰；另一方 面，若密鑰泄漏或者被攻擊者非法獲取，則攻擊者可以一直監(jiān)聽用戶的通信，也可以偽造用 戶與網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸，這樣都會(huì)導(dǎo)致用戶的通信安全不能夠被保障。 在采用UTRAN的無線接入系統(tǒng)中涉及到的SRNC遷移，如圖3和圖4所示，涉及核 心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(SGSN+或MSC+)、源RNC (即SRNC)、目標(biāo)RNC、Node B和UE。在采用HSPA+的無 線接入系統(tǒng)中，可以將Node B+看作Node B和RNC的結(jié)合，二者是一個(gè)物理實(shí)體，但仍然是 兩個(gè)不同的邏輯實(shí)體。需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中支持增強(qiáng)安全密鑰層次的Node B+ 也可以等同為UMTS中進(jìn)行了升級(jí)的RNC (RNC+)，本發(fā)明實(shí)施例中的SRNC和源RNC (源Node B+)等同，DRNC和目標(biāo)RNC(目標(biāo)Node B+)等同。參照?qǐng)D9，示出了當(dāng)采用橫向密鑰鏈更新空口密鑰時(shí)的SRNC遷移流程的實(shí)施例， 包括以下步驟901) SRNC決策進(jìn)行SRNC遷移。該決策的觸發(fā)可以是收到用戶設(shè)備的測量報(bào)告， 或者收到目標(biāo)RNC發(fā)送的上行信令傳輸指示要求進(jìn)行小區(qū)更新或URA更新等。902) SRNC決定觸發(fā)增強(qiáng)的SRNC遷移流程。由于SRNC處沒有保存的下一跳增強(qiáng)密 鑰IK/ /CK/，SRNC根據(jù)當(dāng)前使用的增強(qiáng)密鑰IKuZtKu,推導(dǎo)更新的增強(qiáng)密鑰IK/ /CK/。優(yōu)選地，SRNC根據(jù)當(dāng)前使用的增強(qiáng)密鑰IKuZCKu推導(dǎo)更新的增強(qiáng)密鑰IKu'/CKu’的 具體方法為(IK/，CK/ ) = KDF (IKu, CKu)，或(IK/ | | CK/ ) = KDF (IKu | | CKu)。其中，KDF 為3GPP中規(guī)定的密鑰生成算法，具體定義可參考3GPP相關(guān)規(guī)范的定義，“ I I，，為級(jí)聯(lián)。可選地，更新增強(qiáng)密鑰時(shí)，還可以使用以下參數(shù)之一或其任意組合目標(biāo)RNC為該 用戶設(shè)備分配的頻點(diǎn)UARFCNJP /或擾碼(Scrambling，Code)，用戶標(biāo)識(shí)(如IMSI，TMSI, 無線網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)標(biāo)識(shí)RNTI等)，目標(biāo)RNC標(biāo)識(shí)。903) SRNC向目標(biāo)RNC發(fā)送增強(qiáng)的遷移請(qǐng)求消息，攜帶更新的增強(qiáng)密鑰IK/ /CK/， 和/或網(wǎng)絡(luò)NCC。所述更新的增強(qiáng)密鑰IK/ /CK/攜帶于增強(qiáng)的遷移請(qǐng)求消息的傳統(tǒng)IK/ CK字段。904)目標(biāo)RNC將接收到的增強(qiáng)密鑰IK/ /CK/當(dāng)作IKuAXu進(jìn)行存儲(chǔ)。905)目標(biāo)RNC為用戶分配資源，向SRNC發(fā)送遷移響應(yīng)消息?？蛇x地，該消息中可 以包含參數(shù)網(wǎng)絡(luò)NCC。906) SRNC向用戶設(shè)備發(fā)送物理信道重配置消息，或者UTRAN移動(dòng)性信息消息，或者URA更新確認(rèn)消息，或者小區(qū)更新確認(rèn)消息。所述各消息中可以包含參數(shù)網(wǎng)絡(luò)NCC。

907)UE根據(jù)當(dāng)前使用的增強(qiáng)密鑰IKuA^Ku,推導(dǎo)更新的增強(qiáng)密鑰IK/ /CK/。本步驟中，UE中設(shè)置下一跳計(jì)數(shù)器終端NCC，UE接收網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的NCC，判斷當(dāng)前 激活的增強(qiáng)密鑰對(duì)應(yīng)的終端NCC是否等于網(wǎng)絡(luò)NCC，若二者相等，則UE直接使用自己保存 的當(dāng)前激活的增強(qiáng)完整性密鑰IKu和/或增強(qiáng)加密密鑰CKu按照和源RNC同樣的算法推導(dǎo) 新的增強(qiáng)密鑰IK/ /CK/;若網(wǎng)絡(luò)NCC大于終端NCC，則UE按照和核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)同樣的縱向密 鑰鏈算法計(jì)算下一跳增強(qiáng)密鑰IK/ /CK/并遞增相對(duì)應(yīng)的終端NCC，直到終端NCC等于網(wǎng)絡(luò) NCC。用戶設(shè)備將更新的增強(qiáng)密鑰IK/ /CK/視作IKyCKu,驗(yàn)證接收到的物理信道重配 置消息或UTRAN移動(dòng)性信息消息，或者URA更新確認(rèn)消息，或者小區(qū)更新確認(rèn)消息。908)如果驗(yàn)證成功，用戶設(shè)備向目標(biāo)RNC發(fā)送物理信道重配置完成消息或者 UTRAN移動(dòng)性信息確認(rèn)消息。所述消息使用更新的完整性密鑰IKu進(jìn)行完整性保護(hù)，或使用 更新的完整性密鑰IKu和加密密鑰CKu同時(shí)進(jìn)行完整性保護(hù)和加密保護(hù)。909)目標(biāo)RNC使用更新的完整性密鑰IKu和/或加密密鑰CKu對(duì)物理信道重配置 完成消息或者UTRAN移動(dòng)性信息確認(rèn)消息進(jìn)行安全驗(yàn)證成功后，向核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(SGSN+或 MSC/VLR+)發(fā)送增強(qiáng)的遷移完成請(qǐng)求消息，通知核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)SRNC遷移完成。910)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)基于存儲(chǔ)的核心網(wǎng)密鑰和增強(qiáng)密鑰IK 、CKu計(jì)算下一跳增強(qiáng)密 鑰ΙΚ’ 、□(’ υ(即下下一跳增強(qiáng)密鑰，在下一次SRNC遷移時(shí)發(fā)送給下一次的目標(biāo)RNC使用 的)。其中，核心網(wǎng)密鑰包括中間密鑰Kasmeu，和/或傳統(tǒng)密鑰IK和/或CK。可選地，若網(wǎng)絡(luò)側(cè)維護(hù)了一個(gè)下一跳計(jì)數(shù)器網(wǎng)絡(luò)NCC，則核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)在計(jì)算下一跳 增強(qiáng)密鑰 κ’ υ、CK’ υ之前或之后遞增網(wǎng)絡(luò)NCC。911)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)RNC發(fā)送增強(qiáng)的遷移完成確認(rèn)消息，該消息攜帶下一跳增 強(qiáng)密鑰IK/、CK/，和/或相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)NCC。912)目標(biāo)RNC存儲(chǔ)接收到的下一跳增強(qiáng)密鑰IK/ XK/，和/或相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)NCC， 以備下一次SRNC遷移時(shí)使用。913)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(SGSN+或者M(jìn)SC/VLR+)釋放與源RNC之間的Iu接口。在上述流程中，步驟910和步驟912僅當(dāng)目標(biāo)RNC支持增強(qiáng)的安全時(shí)適用。本發(fā)明還提供一種增強(qiáng)密鑰更新裝置，如圖10所示，位于源無線網(wǎng)絡(luò)控制器上， 所述裝置包括第一更新單元，用于在進(jìn)行服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器遷移過程中，當(dāng)源無線網(wǎng)絡(luò) 控制器處沒有保存下一跳增強(qiáng)密鑰時(shí)，更新增強(qiáng)密鑰，將更新后的增強(qiáng)密鑰發(fā)送給目標(biāo)無 線網(wǎng)絡(luò)控制器。其中，所述裝置還包括第二更新單元用于當(dāng)所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器處保存有所 述下一跳增強(qiáng)密鑰時(shí)，將所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器保存的所述下一跳增強(qiáng)密鑰發(fā)送給所述目 標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器。其中，所述第一更新單元是用于根據(jù)當(dāng)前使用的增強(qiáng)密鑰推導(dǎo)新的增強(qiáng)密鑰。其中，所述第一更新單元是用于根據(jù)當(dāng)前使用的增強(qiáng)密鑰推導(dǎo)新的增強(qiáng)密鑰時(shí)， 還使用如下參數(shù)之一或其組合所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器標(biāo)識(shí)，用戶標(biāo)識(shí)，所述目標(biāo)無線網(wǎng) 絡(luò)控制器為用戶設(shè)備分配的頻點(diǎn)，擾碼。其中，所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器為增強(qiáng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器。
本發(fā)明還提供一種用戶設(shè)備，所述用戶設(shè)備用于在進(jìn)行服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器遷 移過程中，接收網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的下一跳計(jì)數(shù)器值，當(dāng)當(dāng)前激活的增強(qiáng)密鑰對(duì)應(yīng)的終端下一跳 計(jì)數(shù)器值等于所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的下一跳計(jì)數(shù)器值時(shí)，按照與源無線網(wǎng)絡(luò)控制器同樣的算法 更新所述增強(qiáng)密鑰。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用 的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成 的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示 出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或 步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)密鑰更新方法，其特征在于，包括在進(jìn)行服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器遷移過程 中，當(dāng)源無線網(wǎng)絡(luò)控制器處沒有保存下一跳增強(qiáng)密鑰時(shí)，所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器更新增強(qiáng) 密鑰，將更新后的增強(qiáng)密鑰發(fā)送給目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括當(dāng)所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器 處保存有所述下一跳增強(qiáng)密鑰時(shí)，所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器將保存的所述下一跳增強(qiáng)密鑰發(fā) 送給所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述更新增強(qiáng)密鑰包括所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器根據(jù)當(dāng)前使用的增強(qiáng)密鑰推導(dǎo)新的增強(qiáng)密鑰。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器根據(jù)當(dāng)前使用的增 強(qiáng)密鑰推導(dǎo)新的增強(qiáng)密鑰時(shí)，還使用如下參數(shù)之一或其組合所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器標(biāo) 識(shí)，用戶標(biāo)識(shí)，所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器為用戶設(shè)備分配的頻點(diǎn)，擾碼。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括，用戶設(shè)備接收網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送 的下一跳計(jì)數(shù)器值，當(dāng)當(dāng)前激活的增強(qiáng)密鑰對(duì)應(yīng)的終端下一跳計(jì)數(shù)器值等于所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā) 送的下一跳計(jì)數(shù)器值時(shí)，所述用戶設(shè)備按照與所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器同樣的算法更新所述 增強(qiáng)密鑰。
6.如權(quán)利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器為增強(qiáng)的無 線網(wǎng)絡(luò)控制器，所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器為增強(qiáng)或非增強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)控制器。
7.一種增強(qiáng)密鑰更新裝置，位于源無線網(wǎng)絡(luò)控制器上，其特征在于，所述裝置包括第一 更新單元，用于在進(jìn)行服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器遷移過程中，當(dāng)源無線網(wǎng)絡(luò)控制器處沒有保存 下一跳增強(qiáng)密鑰時(shí)，更新增強(qiáng)密鑰，將更新后的增強(qiáng)密鑰發(fā)送給目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括第二更新單元用于當(dāng)所述 源無線網(wǎng)絡(luò)控制器處保存有所述下一跳增強(qiáng)密鑰時(shí)，將所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器保存的所述 下一跳增強(qiáng)密鑰發(fā)送給所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一更新單元是用于根據(jù)當(dāng)前使用的 增強(qiáng)密鑰推導(dǎo)新的增強(qiáng)密鑰。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第一更新單元是用于根據(jù)當(dāng)前使用的 增強(qiáng)密鑰推導(dǎo)新的增強(qiáng)密鑰時(shí)，還使用如下參數(shù)之一或其組合所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器 標(biāo)識(shí)，用戶標(biāo)識(shí)，所述目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器為用戶設(shè)備分配的頻點(diǎn)，擾碼。
11.如權(quán)利要求7至10任一所述的裝置，其特征在于，所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器為增強(qiáng)的 無線網(wǎng)絡(luò)控制器。
12.—種用戶設(shè)備，其特征在于，所述用戶設(shè)備用于在進(jìn)行服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器遷移 過程中，接收網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的下一跳計(jì)數(shù)器值，當(dāng)當(dāng)前激活的增強(qiáng)密鑰對(duì)應(yīng)的終端下一跳計(jì) 數(shù)器值等于所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的下一跳計(jì)數(shù)器值時(shí)，按照與源無線網(wǎng)絡(luò)控制器同樣的算法更 新所述增強(qiáng)密鑰。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)密鑰更新方法，包括在進(jìn)行服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器遷移過程中，當(dāng)源無線網(wǎng)絡(luò)控制器處沒有保存下一跳增強(qiáng)密鑰時(shí)，所述源無線網(wǎng)絡(luò)控制器更新增強(qiáng)密鑰，將更新后的增強(qiáng)密鑰發(fā)送給目標(biāo)無線網(wǎng)絡(luò)控制器。本發(fā)明還提供一種增強(qiáng)密鑰更新裝置和用戶設(shè)備。本發(fā)明先更新增強(qiáng)密鑰，然后再發(fā)送更新后的增強(qiáng)密鑰給目標(biāo)RNC，防止由于目標(biāo)RNC被攻擊者攻擊或控制從而泄漏源RNC與用戶之間的通信密鑰，保障用戶與源RNC之間的通信安全。
文檔編號(hào)H04W12/04GK102137398SQ201110057858
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者馮成燕, 甘露 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司