專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)接入層安全算法同步的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE，Long Term Evolution)技術(shù)，尤指一種切換后發(fā)生RRC 連接重建時(shí)，實(shí)現(xiàn)接入層安全算法同步的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE，Long Term Evolution)系統(tǒng)中，由于演進(jìn)節(jié)點(diǎn)B(eNB， E-UTRAN Node B)的地理位置和邏輯結(jié)構(gòu)的高度分散化，運(yùn)營(yíng)商無法對(duì)eNB實(shí)行集中的安全控制，每個(gè)eNB都處于非安全區(qū)。eNB需要根據(jù)各自的具體情況以及用戶設(shè)備(UE，User Equipment)的安全能力， 來選擇適合自身的接入層(AS，Access Stratum)安全算法。AS安全算法選擇的基本原則是UE的安全能力信息通過信令流程發(fā)給eNB (比如核心網(wǎng)在初始上下文建立請(qǐng)求消息中將UE的安全能力攜帶給eNB)，eNB在自身及UE所支持的AS安全算法交集中，選擇一個(gè)最高優(yōu)先級(jí)的AS安全算法。當(dāng)發(fā)生切換時(shí)，eNB需要根據(jù)上述原則更新AS安全算法，并通過空口消息將新的AS安全算法告知UE。每個(gè)eNB需要自行維護(hù)與UE之間的AS安全參數(shù)(包括算法和密鑰)。顯然， 各eNB對(duì)AS安全算法的支持情況不一定相同。當(dāng)發(fā)生跨eNB切換時(shí)，如果UE切換失敗， 那么，UE可能在目標(biāo)側(cè)eNB又發(fā)起無線資源控制(RRC)連接重建立(RRC connection re-establishment)，此時(shí)，如果目標(biāo)側(cè)eNB不支持UE原來的AS安全算法，會(huì)造成AS安全算法不同步的問題，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中RRC連接重建過程中造成AS安全算法不同步的流程示意圖。如圖1所示，具體來講假設(shè)eNBl支持的AS安全算法是eNB2不支持的，那么，當(dāng)UE因?yàn)榍袚Q到eNB2失敗 (如切換時(shí)的RRC重配置未生效)而發(fā)生RRC連接重建立到eNB2時(shí)，如果UE不根據(jù)eNB2 所支持的AS安全算法重新進(jìn)行AS安全算法選擇，而是仍使用原AS安全算法(即eNBl支持的AS安全算法)對(duì)RRC重建立完成消息進(jìn)行完整性保護(hù)和加密的話，eNB2必定會(huì)因?yàn)椴恢С衷瑼S安全算法而產(chǎn)生對(duì)該消息的解密和完整性校驗(yàn)的失敗，最終導(dǎo)致UE切換后的接入失敗，從而嚴(yán)重影響了用戶的感受度。針對(duì)上述由于RRC連接重建立時(shí)均不進(jìn)行AS安全算法更新，而導(dǎo)致的AS安全算法不同步的問題，通常，可以通過在eNB發(fā)給UE的RRC連接重建立消息中增加AS安全算法配置信元的方法來解決。但是，同時(shí)卻引入了一個(gè)新的問題新的AS安全算法配置只能通過RRC連接重建立消息發(fā)送給UE,而RRC連接重建立消息本身是不經(jīng)過完整性保護(hù)的，因此，如果惡意攻擊者將RRC連接重建立消息中攜帶的數(shù)據(jù)加密算法進(jìn)行篡改，eNB和UE是不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的，這樣，就會(huì)導(dǎo)致空口一段時(shí)間內(nèi)存在大量的eNB無法解密的無效數(shù)據(jù)包， 這樣，不但浪費(fèi)了空口資源，而且進(jìn)一步嚴(yán)重影響了用戶體驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)接入層安全算法同步的方法及系統(tǒng)，能夠保護(hù)RRC連接重建立中的用戶面加密算法不被篡改，避免AS安全算法異常，最大程度地避免空口無效數(shù)據(jù)包對(duì)帶寬的浪費(fèi)，提高異?；謴?fù)及時(shí)性，改善切換前后的用戶體驗(yàn)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種實(shí)現(xiàn)接入層安全算法保護(hù)的方法，包括在無線資源控制RRC連接重建立過程中，演進(jìn)節(jié)點(diǎn)B eNB選擇接入層AS安全算法；RRC連接重建立完成后，eNB啟動(dòng)安全模式命令SMC過程，用戶設(shè)備UE和eNB采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)；SMC過程通過完整性驗(yàn)證后，UE和eNB激活選擇出的AS安全算法中的加密算法。所述在RRC連接重建立過程中，eNB選擇AS安全算法包括所述eNB收到來自UE的RRC連接重建立請(qǐng)求后，進(jìn)行AS安全算法選擇，并在滿足算法更換條件時(shí)，重新配置本地包括完整性保護(hù)算法和加密算法的AS安全算法；所述eNB 向UE發(fā)送RRC連接重建立消息；所述UE收到來自eNB的RRC連接重建立消息后，不啟動(dòng)AS安全算法，向eNB發(fā)送的不經(jīng)過加密算法加密和完整性保護(hù)的RRC連接重建立完成消息。所述eNB選擇AS安全算法包括所述eNB根據(jù)所述RRC連接重建立過程之前獲得的切換請(qǐng)求消息中攜帶的原AS 安全算法配置，判斷自身所配置的AS安全算法是否支持原AS安全算法，如果不支持，則所示eNB根據(jù)自身所配置的AS安全算法和所述切換請(qǐng)求消息中攜帶的UE安全能力，選擇一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高且UE支持的AS安全算法作為選擇出的新的AS安全算法，并將選擇出的AS 安全算法保存到本地，利用新的AS安全算法配置進(jìn)行本地配置；如果所述eNB支持切換請(qǐng)求消息中攜帶的原AS安全算法配置，則原AS安全算法為選擇出的AS安全算法，并使用原AS安全算法配置進(jìn)行本地配置。所述RRC連接重建立完成后，eNB啟動(dòng)SMC過程，UE和eNB采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)具體包括所述eNB收到來自UE的RRC連接重建完成消息后，激活eNB側(cè)的完整性保護(hù)功能， 并啟動(dòng)所述SMC過程，eNB向UE發(fā)送采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)的SMC消息；所述UE收到SMC消息后，按照SMC中攜帶的選擇出的AS安全算法更新本地安全配置，并向eNB返回采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)但不加密的安全模式完成消肩、ο所述SMC過程通過完整性驗(yàn)證后，UE和eNB激活選擇出的AS安全算法中的加密算法具體包括所述eNB收到來自UE的安全模式完成消息后，如果通過完整性驗(yàn)證，則激活本地加密功能，所述UE激活安全加密功能，以完成AS安全算法的同步。如果所述SMC過程沒有通過完整性驗(yàn)證，該方法還包括所述eNB對(duì)UE進(jìn)行異常處理。一種實(shí)現(xiàn)接入層安全算法保護(hù)的系統(tǒng)，至少包括eNB和UE，其中，eNB，用于在RRC連接重建立過程中，選擇AS安全算法；RRC連接重建立完成后，啟動(dòng)SMC過程，并采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)；SMC過程通過完整性驗(yàn)證后，激活選擇出的AS安全算法中的加密算法；UE,用于在RRC連接重建立完成后，采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)； SMC過程通過完整性驗(yàn)證后，激活選擇出的AS安全算法中的加密算法。從上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明在切換失敗的目標(biāo)側(cè)發(fā)起的RRC 重建立過程后，eNB在重建立完成后立即發(fā)起SMC過程，而UE在SMC完成后才激活加密功能。通過本發(fā)明，保護(hù)了 RRC連接重建立中的用戶面加密算法不被篡改，避免了 AS安全算法異常，最大程度地避免了空口無效數(shù)據(jù)包對(duì)帶寬的浪費(fèi)，提高了異?；謴?fù)及時(shí)性，并進(jìn)一步改善了切換前后的用戶體驗(yàn)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中RRC連接重建過程中造成AS安全算法不同步的流程示意圖；圖2為本發(fā)明切換后發(fā)生RRC連接重建時(shí)，實(shí)現(xiàn)AS算法同步的流程示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)AS安全算法同步的系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)AS算法同步的實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式圖2為本發(fā)明切換后發(fā)生RRC連接重建時(shí)，實(shí)現(xiàn)AS算法同步的流程示意圖，如圖 2所示，包括以下步驟步驟200 在RRC連接重建立過程中，eNB選擇AS安全算法。本步驟中，eNB收到來自UE的RRC連接重建立請(qǐng)求后，進(jìn)行AS安全算法選擇，并在滿足算法更換條件時(shí)，重新配置本地AS安全算法，包括完整性保護(hù)算法和加密算法；之后向UE發(fā)送RRC連接重建立消息；UE收到來自eNB的RRC連接重建立消息后，不啟動(dòng)AS安全算法，向eNB發(fā)送的RRC連接重建立完成消息是不經(jīng)過加密算法加密和完整性保護(hù)算法的保護(hù)的。其中，eNB選擇AS安全算法包括eNB根據(jù)切換請(qǐng)求消息中攜帶的原AS安全算法配置，判斷自身所配置的AS安全算法是否支持原AS安全算法(包括完整性保護(hù)算法和加密算法)，如果不支持(完整性保護(hù)算法和加密算法中只要存在一個(gè)不支持，就認(rèn)為不支持原AS安全算法)，則eNB根據(jù)自身所配置的AS安全算法和切換請(qǐng)求消息中攜帶的UE安全能力，選擇一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高且UE支持的AS安全算法(包括完整性保護(hù)算法和加密算法)作為選擇出的新的AS安全算法(即滿足算法更換條件)，并將選擇出的AS安全算法保存到本地，利用新的AS安全算法配置進(jìn)行本地配置；如果eNB支持切換請(qǐng)求消息中攜帶的原AS安全算法配置，則原AS安全算法為選擇出的AS安全算法，并使用原AS安全算法配置進(jìn)行本地配置。需要說明的是，如果不滿足算法更換條件，則eNB不更新本地算法即使用原AS安全算法配置進(jìn)行本地配置。步驟201 =RRC連接重建立完成后，eNB啟動(dòng)SMC過程，UE和eNB采用選擇出的AS 安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)。
本步驟中，eNB收到來自UE的RRC連接重建完成消息后，激活eNB側(cè)的完整性保護(hù)功能，并啟動(dòng)安全模式命令(SMC，Security Mode Command)過程，eNB向UE發(fā)送采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)的SMC消息；UE收到SMC消息后，按照SMC中攜帶的參數(shù)(如選擇出的AS安全算法)更新本地安全配置，并向eNB返回采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)的安全模式完成(Security Mode Complete)消息，需要強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)安全模式完成消息并不加密。步驟202 =SMC過程通過完整性驗(yàn)證后，UE和eNB激活選擇出的AS安全算法中的加密算法。eNB收到來自UE的安全模式完成消息后，如果通過完整性驗(yàn)證，則激活本地加密功能，此時(shí)，完成AS安全算法的同步；如果沒有通過完整性驗(yàn)證，那么eNB會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的異常處理如釋放UE等，大致包括向UE發(fā)送RRC連接釋放，并釋放eNB側(cè)所有該UE相關(guān)的資源；而對(duì)于UE,通過完整性驗(yàn)證后，UE激活安全加密功能，后續(xù)所有接收和發(fā)送的消息啟用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)和加密處理。通過本發(fā)明方法，在切換失敗的目標(biāo)側(cè)發(fā)起的RRC重建立過程后，eNB在重建立完成后立即發(fā)起SMC過程，UE在SMC完成后才激活加密功能，保護(hù)了 RRC連接重建立中的用戶面加密算法不被篡改，避免了 AS安全算法異常，最大程度地避免了空口無效數(shù)據(jù)包對(duì)帶寬的浪費(fèi)，提高了異?；謴?fù)及時(shí)性，并進(jìn)一步改善了切換前后的用戶體驗(yàn)。圖3為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)AS安全算法同步的系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，至少包括eNB和UE，其中，eNB，用于在RRC連接重建立過程中，選擇AS安全算法；RRC連接重建立完成后，啟動(dòng)SMC過程，并采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)；SMC過程通過完整性驗(yàn)證后，激活選擇出的AS安全算法中的加密算法。UE,用于在RRC連接重建立完成后，采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)； SMC過程通過完整性驗(yàn)證后，激活選擇出的AS安全算法中的加密算法。圖4為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)AS算法同步的實(shí)施例的流程示意圖，如圖4所示，包括以下步驟步驟400 步驟401 :eNB收到來自UE的RRC連接重建立請(qǐng)求后，進(jìn)行AS安全算法選擇，并在滿足算法更換條件時(shí)，重新配置本地AS安全算法，包括完整性保護(hù)算法和加密算法。 本步驟中，eNB選擇AS安全算法包括eNB根據(jù)切換請(qǐng)求消息中攜帶的原AS安全算法配置，判斷自身所配置的AS安全算法是否支持原AS安全算法(包括完整性保護(hù)算法和加密算法)，如果不支持(完整性保護(hù)算法和加密算法中只要存在一個(gè)不支持，就認(rèn)為不支持原AS安全算法)，則eNB根據(jù)自身所配置的AS安全算法和切換請(qǐng)求消息中攜帶的UE安全能力，選擇一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高且UE支持的AS安全算法(包括完整性保護(hù)算法和加密算法)作為選擇出的新的AS安全算法(即滿足算法更換條件)，并將選擇出的AS安全算法保存到本地，利用新的AS安全算法配置進(jìn)行本地配置；如果eNB支持切換請(qǐng)求消息中攜帶的原AS安全算法配置，則使用原AS安全算法配置進(jìn)行本地配置。步驟402 步驟403 :eNB向UE發(fā)送RRC連接重建立消息，UE收到來自eNB的RRC 連接重建立消息后，不啟動(dòng)AS安全算法，向eNB發(fā)送的RRC連接重建立完成消息是不經(jīng)過加密算法加密和完整性保護(hù)算法的保護(hù)的。步驟404 :eNB收到來自UE的RRC連接重建完成消息后，激活eNB側(cè)的完完整性保護(hù)功能，并啟動(dòng)SMC過程。步驟405 :eNB向UE發(fā)送采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)的SMC消息。步驟406 步驟407 =UE收到SMC消息后，按照SMC中攜帶的參數(shù)(如選擇出的AS 安全算法)更新本地安全配置，并向eNB返回采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)的安全模式完成消息，需要強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)安全模式完成消息并不加密。步驟408 :eNB收到來自UE的安全模式完成消息后，如果通過完整性驗(yàn)證，則激活本地加密功能，此時(shí)，完成AS安全算法的同步；如果沒有通過完整性驗(yàn)證，那么eNB會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的異常處理如釋放UE等，大致包括向UE發(fā)送RRC連接釋放，并釋放eNB側(cè)所有該UE 相關(guān)的資源；而對(duì)于UE，通過完整性驗(yàn)證后，UE激活安全加密功能，后續(xù)所有接收和發(fā)送的消息啟用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)和加密處理。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(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
1.一種實(shí)現(xiàn)接入層安全算法保護(hù)的方法，其特征在于，包括在無線資源控制RRC連接重建立過程中，演進(jìn)節(jié)點(diǎn)B eNB選擇接入層AS安全算法； RRC連接重建立完成后，eNB啟動(dòng)安全模式命令SMC過程，用戶設(shè)備UE和eNB采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)；SMC過程通過完整性驗(yàn)證后，UE和eNB激活選擇出的AS安全算法中的加密算法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在RRC連接重建立過程中，eNB選擇 AS安全算法包括所述eNB收到來自UE的RRC連接重建立請(qǐng)求后，進(jìn)行AS安全算法選擇，并在滿足算法更換條件時(shí)，重新配置本地包括完整性保護(hù)算法和加密算法的AS安全算法；所述eNB向UE 發(fā)送RRC連接重建立消息；所述UE收到來自eNB的RRC連接重建立消息后，不啟動(dòng)AS安全算法，向eNB發(fā)送的不經(jīng)過加密算法加密和完整性保護(hù)的RRC連接重建立完成消息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述eNB選擇AS安全算法包括所述eNB根據(jù)所述RRC連接重建立過程之前獲得的切換請(qǐng)求消息中攜帶的原AS安全算法配置，判斷自身所配置的AS安全算法是否支持原AS安全算法，如果不支持，則所示eNB 根據(jù)自身所配置的AS安全算法和所述切換請(qǐng)求消息中攜帶的UE安全能力，選擇一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高且UE支持的AS安全算法作為選擇出的新的AS安全算法，并將選擇出的AS安全算法保存到本地，利用新的AS安全算法配置進(jìn)行本地配置；如果所述eNB支持切換請(qǐng)求消息中攜帶的原AS安全算法配置，則原AS安全算法為選擇出的AS安全算法，并使用原AS安全算法配置進(jìn)行本地配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述RRC連接重建立完成后，eNB啟動(dòng)SMC 過程，UE和eNB采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)具體包括所述eNB收到來自UE的RRC連接重建完成消息后，激活eNB側(cè)的完整性保護(hù)功能，并啟動(dòng)所述SMC過程，eNB向UE發(fā)送采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)的SMC消息； 所述UE收到SMC消息后，按照SMC中攜帶的選擇出的AS安全算法更新本地安全配置， 并向eNB返回采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)但不加密的安全模式完成消息。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述SMC過程通過完整性驗(yàn)證后，UE 和eNB激活選擇出的AS安全算法中的加密算法具體包括所述eNB收到來自UE的安全模式完成消息后，如果通過完整性驗(yàn)證，則激活本地加密功能，所述UE激活安全加密功能，以完成AS安全算法的同步。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，如果所述SMC過程沒有通過完整性驗(yàn)證， 該方法還包括所述eNB對(duì)UE進(jìn)行異常處理。
7.一種實(shí)現(xiàn)接入層安全算法保護(hù)的系統(tǒng)，其特征在于，至少包括eNB和UE，其中， eNB,用于在RRC連接重建立過程中，選擇AS安全算法；RRC連接重建立完成后，啟動(dòng)SMC過程，并采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)；SMC過程通過完整性驗(yàn)證后，激活選擇出的AS安全算法中的加密算法；UE，用于在RRC連接重建立完成后，采用選擇出的AS安全算法進(jìn)行完整性保護(hù)；SMC過程通過完整性驗(yàn)證后，激活選擇出的AS安全算法中的加密算法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)接入層安全算法同步的方法及系統(tǒng)，本發(fā)明在切換失敗的目標(biāo)側(cè)發(fā)起的RRC重建立過程后，eNB在重建立完成后立即發(fā)起SMC過程，而UE在SMC完成后才激活加密功能。通過本發(fā)明，保護(hù)了RRC連接重建立中的用戶面加密算法不被篡改，避免了AS安全算法異常，最大程度地避免了空口無效數(shù)據(jù)包對(duì)帶寬的浪費(fèi)，提高了異?；謴?fù)及時(shí)性，并進(jìn)一步改善了切換前后的用戶體驗(yàn)。
文檔編號(hào)H04W12/02GK102264066SQ201010187400
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者李靜嵐, 王波 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司