一種密鑰隔離方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了密鑰隔離方法及設(shè)備。該方法包括：宏基站在判決對(duì)用戶設(shè)備的用戶面承載進(jìn)行切換后，根據(jù)用于將目標(biāo)基站區(qū)別于其它基站的參數(shù)，以及所述宏基站與所述用戶設(shè)備共享的臨時(shí)密鑰，生成所述目標(biāo)基站與所述用戶設(shè)備通信時(shí)使用的密鑰；所述宏基站將所述參數(shù)發(fā)送給所述用戶設(shè)備，以使所述用戶設(shè)備根據(jù)所述參數(shù)以及所述用戶設(shè)備與所述宏基站共享的臨時(shí)密鑰，生成所述用戶設(shè)備與所述目標(biāo)基站通信時(shí)使用的密鑰。采用本發(fā)明可在承載分離網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)基站間的密鑰隔離，以保證用戶設(shè)備通信安全。
【專利說明】一種密鑰隔罔方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于承載分離網(wǎng)絡(luò)的密鑰隔離方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的宏基站(macro eNB)單層覆蓋網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足人們對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率和容量不斷增長(zhǎng)的需求。因此，分層組網(wǎng)的方式被引入來解決該問題:通過在熱點(diǎn)區(qū)域、家庭室內(nèi)環(huán)境、辦公環(huán)境等小覆蓋環(huán)境布設(shè)一些低功率的基站(下面以local eNB表示，即本地基站，包括Femto/Pico/Relay等形式)，獲得小區(qū)分裂的效果，使得運(yùn)營商能夠?yàn)橛脩籼峁└邤?shù)據(jù)速率、更低成本的業(yè)務(wù)。
[0003]分層組網(wǎng)在增加網(wǎng)絡(luò)容量的同時(shí)，也帶來了一定的負(fù)作用:由于低功率基站小區(qū)(下面以小小區(qū)表示)的覆蓋范圍小，使得UE (User Equipment，用戶設(shè)備)的切換頻率和次數(shù)都大大增加，增加了 UE在進(jìn)行切換時(shí)發(fā)生通信中斷的風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]為了降低UE在宏小區(qū)和本地小小區(qū)之間進(jìn)行切換的頻率，一種用戶面和控制面分離的網(wǎng)絡(luò)部署方式被引入。如圖1所示，宏小區(qū)提供基礎(chǔ)覆蓋，本地小小區(qū)提供熱點(diǎn)覆蓋，小小區(qū)與宏小區(qū)之間存在數(shù)據(jù)/信令接口(有線/無線接口)，UE可以工作在宏小區(qū)或本地小小區(qū)下。由于本地基站控制的小區(qū)覆蓋范圍小，服務(wù)的UE少，所以，連接到本地基站的UE往往能獲得更好的服務(wù)質(zhì)量，如:獲得更高的業(yè)務(wù)速率，更高質(zhì)量的鏈路。因此，當(dāng)連接到宏基站的UE接近本地基站控制的小區(qū)時(shí)，可以將用戶面轉(zhuǎn)移到本地基站以獲得本地基站提供的服務(wù)；當(dāng)UE遠(yuǎn)離本地基站控制的小區(qū)時(shí)，需要將用戶面轉(zhuǎn)換到宏基站控制的小區(qū)，以保持無線連接。
[0005]在以上承載分離的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，當(dāng)UE在只有宏小區(qū)覆蓋的區(qū)域，UE的控制面連接和用戶面連接(即DRB =Data Radio Bearer，數(shù)據(jù)無線承載)都在宏基站；當(dāng)UE移動(dòng)到宏小區(qū)和本地小小區(qū)重疊覆蓋區(qū)域時(shí)，UE的全部或者部分用戶面連接(DRB)被轉(zhuǎn)移到本地基站，以獲得更高的業(yè)務(wù)傳輸速率，控制面連接仍然保持在宏基站，以防止控制面連接切換失敗造成UE掉話。
[0006]圖2示出了一種采用控制面與用戶面分離技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，UE同時(shí)連接到兩個(gè)eNB,圖中M-L接口表示macro eNB與local eNB之間的邏輯接口，可以是新定義的，也可以利用已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的X2接口。UE的SRB (Signalling Radio Bearer,信令無線承載)保留在macro eNB 上，而所有或部分 DRB 的 F1DCP (Packet Data Convergence Protocol,分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議)/RLC (Radio Link Control,無線連接控制)/MAC (Media Access Control,媒體接入控制)/PHY (Physical layer，物理層)部分保持在local eNB上。UE的上行數(shù)據(jù)到達(dá)local eNB之后直接發(fā)往SGW (服務(wù)網(wǎng)關(guān))，UE的下行數(shù)據(jù)到達(dá)SGW之后直接發(fā)往localeNB,從而減少了 macro eNB對(duì)UE數(shù)據(jù)包的處理負(fù)擔(dān)。
[0007]在圖2所示的架構(gòu)中，local eNB具有完整的用戶面協(xié)議棧，圖3示出了 UE與local eNB之間的用戶面協(xié)議棧。[0008]圖4示出了另一種采用控制面與用戶面分離技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。該架構(gòu)下，macroeNB具有完整的用戶面和控制面協(xié)議棧，其與UE之間的用戶面和控制面協(xié)議棧如圖3所示。local eNB具有完整的用戶面協(xié)議棧，以及部分RRC (Radio Resource Control,無線資源控制)協(xié)議功能。local eNB的用戶面協(xié)議棧也如圖3所示，而控制面協(xié)議棧如圖5所示，其中“Sub RRC層”表示只含有部分RRC功能的協(xié)議棧，例如僅包含無線資源管理功能。
[0009]在圖2和圖3所示的兩種采用控制面與用戶面分離技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，local eNB上存在HXP層，因此local eNB需要獲得UE的加密密鑰。對(duì)于圖2所示架構(gòu)，local eNB還需要獲得對(duì)RRC消息進(jìn)行完整性保護(hù)的密鑰。假設(shè)一個(gè)macro eNB覆蓋范圍內(nèi)部署了多個(gè)local eNB,并且有可能local eNB之間存在重疊覆蓋區(qū),那么UE有可能在local eNB之間進(jìn)行切換，或是在macro eNB和local eNB之間進(jìn)行切換。local eNB作為一個(gè)不安全的接入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，有可能被黑客攻破。為了保證某個(gè)local eNB被攻破后不影響UE在其他基站(包括macro eNB和其它local eNB)上的通信安全，需要在local eNB之間以及macro eNB和local eNB之間進(jìn)行密鑰隔離，但目前還沒有機(jī)制能夠解決該問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種密鑰隔離方法及設(shè)備，用以在承載分離網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)基站間的密鑰隔離，以保證用戶設(shè)備通信安全。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例提供的密鑰隔離方法，包括:
宏基站在判決對(duì)用戶設(shè)備的用戶面承載進(jìn)行切換后，根據(jù)用于將目標(biāo)基站區(qū)別于其它基站的參數(shù)，以及所述宏基站與所述用戶設(shè)備共享的臨時(shí)密鑰，生成所述目標(biāo)基站與所述用戶設(shè)備通信時(shí)使用的密鑰；
所述宏基站將所述參數(shù)發(fā)送給所述用戶設(shè)備，以使所述用戶設(shè)備根據(jù)所述參數(shù)以及所述用戶設(shè)備與所述宏基站共享的臨時(shí)密鑰，生成所述用戶設(shè)備與所述目標(biāo)基站通信時(shí)使用的密鑰。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例提供的宏基站設(shè)備，包括:切換判決模塊、密管理模塊、密鑰生成模塊和第一發(fā)送模塊，其中:
切換判決模塊，用于對(duì)用戶設(shè)備進(jìn)行用戶面承載切換判決；
密鑰管理模塊，用于在所述切換判決模塊判決對(duì)用戶設(shè)備進(jìn)行用戶面承載切換時(shí)，向所述密鑰生成模塊發(fā)送生成密鑰的指示，并向所述第一發(fā)送模塊發(fā)送傳輸所述參數(shù)的指示；
密鑰生成模塊，用于按照所述密鑰管理模塊的指示，根據(jù)用于將目標(biāo)基站區(qū)別于其它基站的參數(shù)，以及所述宏基站與所述用戶設(shè)備共享的臨時(shí)密鑰，生成所述目標(biāo)基站與所述用戶設(shè)備通信時(shí)使用的密鑰；
第一發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述密鑰管理模塊的指示，將所述參數(shù)發(fā)送給所述用戶設(shè)備，以使所述用戶設(shè)備根據(jù)所述參數(shù)以及所述用戶設(shè)備與所述宏基站共享的臨時(shí)密鑰，生成所述用戶設(shè)備與所述目標(biāo)基站通信時(shí)使用的密鑰。
[0013]本發(fā)明的上述實(shí)施例在承載分離的網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)用戶設(shè)備的用戶面承載在基站間進(jìn)行切換時(shí)，由于宏基站在為目標(biāo)基站生成空口會(huì)話密鑰時(shí)，使用了該目標(biāo)基站區(qū)別于其它基站的參數(shù)，因此，能夠保證宏基站為不同的基站所生成的空口會(huì)話密鑰各不相同，從而實(shí) 現(xiàn)基站間的密鑰隔離。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的用戶面和控制面分離的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖；
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的一種控制面和用戶面分離架構(gòu)的接口關(guān)系示意圖；
圖3為現(xiàn)有技術(shù)中控制面和用戶面分尚架構(gòu)的local eNB用戶面協(xié)議棧；
圖4為現(xiàn)有技術(shù)中的另一種控制面和用戶面分離架構(gòu)的接口關(guān)系示意圖；
圖5為現(xiàn)有技術(shù)中控制面和用戶面分離架構(gòu)的local eNB控制面協(xié)議棧；
圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的用戶切換過程中的密鑰隔離流程示意圖；
圖7為本發(fā)明實(shí)施例一提供的用戶切換過程中的密鑰隔離流程示意圖；
圖8為本發(fā)明實(shí)施例二提供的用戶切換過程中的密鑰隔離流程示意圖；
圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的基站設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了針對(duì)承載分離(主要是控制面和用戶面分離)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在UE切換時(shí)實(shí)現(xiàn)密鑰隔離，以保證UE通信安全，本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)UE更換接入基站(包括local eNB或是macro eNB)時(shí)，UE和基站引入新的參數(shù)(該參數(shù)可用于將基站與其它基站相區(qū)別)，并結(jié)合同一個(gè)KeNB (KeNB為用于生成空口會(huì)話密鑰的臨時(shí)密鑰)對(duì)不同的接入基站推導(dǎo)出不同的空口會(huì)話密鑰，從而實(shí)現(xiàn)local eNB之間以及macro eNB和local eNB之間的密鑰隔離。
[0016]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的用戶切換過程中的密鑰隔離流程的總體流程示意圖，如圖所示，該流程可包括:
步驟601，maCro eNB根據(jù)UE發(fā)送的測(cè)量報(bào)告進(jìn)行用戶面承載切換判決，判決結(jié)果為將UE的用戶面承載切換到目標(biāo)local eNB。
[0017]步驟602，macro eNB根據(jù)用于將該目標(biāo)local eNB區(qū)別于其它eNB的參數(shù)，以及macro eNB與該UE共享的臨時(shí)密鑰(臨時(shí)密鑰KeNB或下一跳密鑰NH)，生成目標(biāo)local eNB與該UE通信時(shí)使用的密鑰(即空口會(huì)話密鑰)。
[0018]步驟603，macro eNB將步驟602中生成的空口會(huì)話密鑰發(fā)送給該目標(biāo)local eNB進(jìn)行保存。具體實(shí)施時(shí)，macro eNB可通過用戶面切換請(qǐng)求消息發(fā)送該空口會(huì)話密鑰給該目標(biāo)local eNB，也可通過本發(fā)明實(shí)施例新定義的消息發(fā)送該空口會(huì)話密鑰給該目標(biāo)localeNB。
[0019]步驟604，macro eNB將所述用于將目標(biāo)local eNB區(qū)別于其它eNB的參數(shù)發(fā)送給該UE。具體實(shí)施時(shí)，macro eNB可通過用戶面切換命令將該參數(shù)發(fā)送給該UE。
[0020]步驟605，該UE根據(jù)接收到的參數(shù)，以及該UE與該macro eNB共享的臨時(shí)密鑰，生成該UE與該目標(biāo)local eNB通信時(shí)使用的密鑰(即空口會(huì)話密鑰)。
[0021]后續(xù)，UE與該目標(biāo)local eNB進(jìn)行通信時(shí)，即可使用與該local eNB之間的空口會(huì)話密鑰對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密處理。由于macro eNB在為目標(biāo)local eNB生成空口會(huì)話密鑰時(shí)，使用了該目標(biāo)local eNB區(qū)別于其它eNB的參數(shù)，因此,能夠保證macro eNB為不同的local eNB所生成的空口會(huì)話密鑰各不相同，從而實(shí)現(xiàn)基站間的密鑰隔離。
[0022]需要說明的是，以上流程適用于將UE的用戶面承載從macro eNB切換到localeNB的過程，或者將UE的用戶面承載從macro eNB覆蓋范圍內(nèi)的一個(gè)local eNB切換到另一個(gè)local eNB的過程。
[0023]如果步驟601中macro eNB判決將UE的用戶面承載從local eNB切換到macroeNB，則步驟602中macro eNB生成的空口密鑰為本基站與該UE間的空口會(huì)話密鑰，且無需發(fā)送給local eNB (即不執(zhí)行步驟603)，步驟604中UE生成的空口會(huì)話密鑰將用于該UE與該macro eNB的通信過程。這種情況下，由于macro eNB在生成空口會(huì)話密鑰時(shí)使用了用于將本基站區(qū)別于其它基站(macro eNB和local eNB)的參數(shù)，因此能夠保證macro eNB所生成的空口會(huì)話密鑰與為該macro eNB下的其它local eNB所生成的空口會(huì)話密鑰，以及與其它macro eNB所生成的空口會(huì)話密鑰各不相同，從而實(shí)現(xiàn)基站間的密鑰隔離。
[0024]下面結(jié)合具體切換場(chǎng)景，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]實(shí)施例一
本實(shí)施例描述了在承載分離的網(wǎng)絡(luò)中，UE的部分或者全部用戶面承載從macro eNB切換到local eNB時(shí)的切換流程。如圖7所示，一種可能的用戶切換流程包括如下步驟f 16:r2,macro eNB對(duì)UE進(jìn)行測(cè)量配置，UE后繼根據(jù)收到的測(cè)量配置信息執(zhí)行測(cè)量；UE在macro eNB為UE分配的上行資源上，上報(bào)測(cè)量結(jié)果，該測(cè)量結(jié)果將用于輔助macro eNB進(jìn)行用戶面切換判決。
[0026]3>macro eNB進(jìn)行用戶面切換判決。若macro eNB決定將UE的用戶面承載(或一部分用戶面承載)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)local eNB,則macro eNB生成隨機(jī)數(shù),利用KeNB或是最新的NH (如果有)、隨機(jī)數(shù)以及加密算法計(jì)算出加密密鑰。
[0027]4、macro eNB向目標(biāo)local eNB發(fā)送用戶面切換請(qǐng)求消息,該消息中除了包含切換準(zhǔn)備相關(guān)信息以外，還包含macro eNB計(jì)算出的加密密鑰。
[0028]macro eNB也可將生成加密密鑰用的隨機(jī)數(shù)通過一個(gè)單獨(dú)的密鑰通知過程(圖7中未示出)發(fā)送給目標(biāo)local eNB，而不是攜帶于用戶面切換請(qǐng)求消息發(fā)送給目標(biāo)localeNB。
[0029]5、目標(biāo)local eNB參考該消息,根據(jù)待接納的承載的QoS (Quality of Service,服務(wù)質(zhì)量)信息進(jìn)行接納判決，并在允許接納該UE的情況下，進(jìn)行底層配置以準(zhǔn)備切換。除此以外，目標(biāo)local eNB還將該加密密鑰配置到本地與該UE承載對(duì)應(yīng)的HXP實(shí)體，用于UE用戶面承載轉(zhuǎn)移成功后，目標(biāo)local eNB和UE之間的承載數(shù)據(jù)的加密。
[0030]6、目標(biāo)local eNB向macro eNB返回用戶面切換請(qǐng)求響應(yīng)消息,該消息中包含一個(gè)RRC容器(RRC container)，具體內(nèi)容是觸發(fā)UE進(jìn)行用戶面承載切換的切換命令。
[0031]7>macro eNB在收到的用戶面切換命令中添加步驟3中使用的隨機(jī)數(shù)以及用于指示是否需要計(jì)算NH的參數(shù)NCC (Next-hop Chaining Counter,下一跳密鑰鏈計(jì)數(shù)器)發(fā)送給UE。UE接收到用戶面切換命令后，停止在macro eNB進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。
[0032]8,macro eNB將當(dāng)前數(shù)據(jù)發(fā)送的序列號(hào)狀態(tài)信息(如:未成功發(fā)送的下行數(shù)據(jù)包的序列號(hào)，目標(biāo)local eNB可以分配的第一個(gè)序列號(hào)等)發(fā)送給目標(biāo)local eNB。
[0033]9、UE收到用戶面切換命令后，利用其中的隨機(jī)數(shù)和自己保存的KeNB或NH (如果用戶面切換命令中的NCC指示需要使用NH的話)以及加密算法計(jì)算出加密密鑰(UE側(cè)所使用的加密算法與macro eNB所使用的加密算法一致)，將計(jì)算出的加密密鑰配置到HXP實(shí)體使用，然后向macro eNB返回切換完成消息。[0034]由于UE的加密密鑰改變了，所以UE還需要重建HXP/RLC/MAC層。
[0035]通過以上流程實(shí)現(xiàn)了密鑰隔離，以下流程為切換過程的常規(guī)流程，基本與現(xiàn)有技術(shù)中的切換流程類似，簡(jiǎn)述如下:
10> macro eNB向MME發(fā)起路徑轉(zhuǎn)換請(qǐng)求，攜帶local eNB為各UE EPS (EvolvedPacket System,演進(jìn)的分組系統(tǒng))承載分配的用戶面?zhèn)鬏攲拥刂泛拖滦蠫TP (GPRS TunnelProtocol, GPRS隧道協(xié)議)隧道標(biāo)識(shí)。
[0036]11、MME請(qǐng)求SGW承載修改請(qǐng)求，將macro eNB發(fā)來的為各UE EPS承載分配的下行用戶面?zhèn)鬏攲拥刂泛虶TP隧道標(biāo)識(shí)通知SGW。
[0037]12、SGff進(jìn)行路徑轉(zhuǎn)換，將該UE的下行數(shù)據(jù)傳輸路徑轉(zhuǎn)移到目標(biāo)local eNB。
[0038]13、SGff向MME返回承載修改響應(yīng)，攜帶SGW為各UE EPS承載分別分配的用戶面?zhèn)鬏攲拥刂泛蜕闲蠫TP隧道標(biāo)識(shí)。
[0039]14?15、MME向macro eNB返回路徑轉(zhuǎn)換請(qǐng)求響應(yīng)，攜帶SGW為各UE EPS承載分別分配的上行用戶面?zhèn)鬏攲拥刂泛虶TP隧道標(biāo)識(shí)；macro eNB向目標(biāo)local eNB返回路徑轉(zhuǎn)換請(qǐng)求響應(yīng)。
[0040]16、目標(biāo)local eNB向macro eNB發(fā)送終端上下文釋放請(qǐng)求。
[0041]17、macro eNB釋放為切換UE所分配的相關(guān)資源。
[0042]進(jìn)一步的,在步驟9中,UE可通過切換完成消息,將從macro eNB接收到的隨機(jī)數(shù)返回給該macro eNB。macro eNB可將該消息中攜帶的隨機(jī)數(shù)與步驟3中所使用的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行比較，若一致，則判決該隨機(jī)數(shù)沒有被篡改，若不一致，則認(rèn)為該隨機(jī)數(shù)被篡改。為了保證通信安全，若macro eNB發(fā)現(xiàn)該隨機(jī)數(shù)已經(jīng)被篡改，則可通知RRC層釋放與該UE的RRC連接。
[0043]進(jìn)一步的，當(dāng)local eNB存在部分RRC功能時(shí)(圖4所示架構(gòu)),前面所述的隨機(jī)數(shù)也被macro eNB和UE用來計(jì)算保護(hù)RRC消息的完整性保護(hù)密鑰。所述完整性保護(hù)密鑰由macro eNB 發(fā)給目標(biāo) local eNB。
[0044]進(jìn)一步的，當(dāng)macro eNB僅將部分用戶面承載切換到目標(biāo)local eNB,而將部分用戶承載保留在macro eNB時(shí),macro eNB和UE也可以重新計(jì)算macro eNB與UE間的空口會(huì)話密鑰(包括加密密鑰和RRC消息的完整性保護(hù)密鑰)。macro eNB和UE可按照現(xiàn)有方式，也可以按照本發(fā)明實(shí)施例的上述方式生成空口會(huì)話密鑰。如果按照現(xiàn)有方式生成空口會(huì)話密鑰，則macro eNB和目標(biāo)local eNB所使用的空口會(huì)話密鑰不同，如果按照本發(fā)明實(shí)施例的上述方式生成空口會(huì)話密鑰，則macro eNB和目標(biāo)local eNB所使用的空口會(huì)話密鑰相同。其中，所述現(xiàn)有方式為:利用KeNB或NH，并采用相應(yīng)算法計(jì)算出加密密鑰和RRC消息完整性保護(hù)密鑰；所述本發(fā)明實(shí)施例的方式為:利用KeNB或NH、隨機(jī)數(shù)，并采用相應(yīng)算法計(jì)算出加密密鑰和RRC消息完整性保護(hù)密鑰。
[0045]上述流程中的隨機(jī)數(shù)，可用其它能夠唯一區(qū)分local eNB的信息代替，比如，全球基站標(biāo)識(shí)，或是PCI (Physical Cell Identif ier,物理層小區(qū)標(biāo)識(shí))+頻率的組合,等等。
[0046]實(shí)施例二
本實(shí)施例描述了在承載分離的網(wǎng)絡(luò)中，UE的全部用戶面承載從local eNB切換到macro eNB時(shí)的切換流程。如圖8所示,一種可能的用戶切換流程包括如下步驟15:r2,macro eNB對(duì)UE進(jìn)行測(cè)量配置，UE后繼根據(jù)收到的測(cè)量配置信息執(zhí)行測(cè)量;UE在macro eNB為UE分配的上行資源上，上報(bào)測(cè)量結(jié)果，該測(cè)量結(jié)果將用于輔助macro eNB進(jìn)行用戶面切換判決。
[0047]3、macro eNB進(jìn)行用戶面切換判決。若macro eNB決定將UE與local eNB保持的用戶面承載轉(zhuǎn)移到目標(biāo)macro eNB,則macro eNB生成隨機(jī)數(shù),利用KeNB或是最新的NH(如果有)、隨機(jī)數(shù)以及加密算法計(jì)算出加密密鑰。macro eNB將該加密密鑰配置到本地與該UE承載對(duì)應(yīng)的HXP實(shí)體，用于UE用戶面切換完成后的macro eNB和UE之間的承載數(shù)據(jù)的加密。
[0048]4,macro eNB根據(jù)待接納的承載的QoS信息進(jìn)行接納判決，并在允許接納該UE的情況下，進(jìn)行底層配置以準(zhǔn)備切換。
[0049]5^6> macro eNB向該local eNB發(fā)送用戶面?zhèn)鬏斨兄瓜?該local eNB根據(jù)該消息中止向該UE傳輸數(shù)據(jù)，并向macro eNB返回當(dāng)前數(shù)據(jù)發(fā)送的序列號(hào)狀態(tài)信息。
[0050]7,macro eNB向UE發(fā)送用戶面切換命令，其中包含步驟3中使用的隨機(jī)數(shù)以及用于指示是否需要計(jì)算NH的參數(shù)NCC。UE接收到用戶面切換命令后，停止在源local eNB進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。
[0051]8、UE收到用戶面切換命令后，利用其中的隨機(jī)數(shù)和自己保存的KeNB或NH (如果用戶面切換命令中的NCC指示需要計(jì)算NH的話)以及加密算法計(jì)算出加密密鑰(UE側(cè)所使用的加密算法與macro eNB所使用的加密算法一致)，將計(jì)算出的加密密鑰配置到HXP實(shí)體使用，然后向macro eNB返回切換完成消息。
[0052]由于UE的加密密鑰改變了，所以UE還需要重建HXP/RLC/MAC層。
[0053]通過以上流程實(shí)現(xiàn)了密鑰隔離，以下流程為切換過程的常規(guī)流程，基本與現(xiàn)有技術(shù)中的切換流程類似，簡(jiǎn)述如下:
9>macro eNB 向 MME 發(fā)起路徑轉(zhuǎn)換請(qǐng)求,攜帶 macro eNB 為各 UE EPSCEvolved PacketSystem，演進(jìn)的分組系統(tǒng))承載分配的下行用戶面?zhèn)鬏攲拥刂泛虶TP隧道標(biāo)識(shí)。
[0054]10、MME請(qǐng)求SGW承載修改請(qǐng)求，將macro eNB為各UE EPS承載分配的下行用戶面?zhèn)鬏攲拥刂泛虶TP隧道標(biāo)識(shí)通知SGW。
[0055]IUSGff進(jìn)行路徑轉(zhuǎn)換，將該UE的下行數(shù)據(jù)傳輸路徑轉(zhuǎn)移到macro eNB。
[0056]12、SGff向MME返回承載修改響應(yīng)，攜帶SGW為各UE EPS承載分別分配的上行用戶面?zhèn)鬏攲拥刂泛虶TP隧道標(biāo)識(shí)。
[0057]13、MME向macro eNB返回路徑切換響應(yīng)，攜帶SGW為各UE EPS承載分別分配的上行用戶面?zhèn)鬏攲拥刂泛虶TP隧道標(biāo)識(shí)；該消息中攜帶一個(gè)新的密鑰NH和與之對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器 NCC。
[0058]14> macro eNB向源local eNB發(fā)送終端上下文釋放請(qǐng)求。
[0059]15、源local eNB根據(jù)該請(qǐng)求釋放為切換UE所分配的相關(guān)資源。
[0060]進(jìn)一步的,在步驟8中,UE可通過切換完成消息,將從macro eNB接收到的隨機(jī)數(shù)返回給該macro eNB。macro eNB可將該消息中攜帶的隨機(jī)數(shù)與步驟3中所使用的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行比較，若一致，則判決該隨機(jī)數(shù)沒有被篡改，若不一致，則認(rèn)為該隨機(jī)數(shù)被篡改。為了保證通信安全，若macro eNB發(fā)現(xiàn)該隨機(jī)數(shù)已經(jīng)被篡改，則可通知RRC層釋放與該UE的RRC連接。
[0061]進(jìn)一步的，當(dāng)源local eNB在切換前存在部分RRC功能時(shí)(圖4所示架構(gòu))，macroeNB需要將這部分控制面承載切換到macro eNB上,并且前面所述的隨機(jī)數(shù)也被macro eNB和UE用來計(jì)算保護(hù)RRC消息的完整性保護(hù)密鑰。所述完整性保護(hù)密鑰由macro eNB發(fā)給目標(biāo) local eNB ο
[0062]上述流程中的隨機(jī)數(shù)，可用其它能夠唯一區(qū)分local eNB的信息代替，比如，全球基站標(biāo)識(shí)，或是PCI+頻率的組合，等等。
[0063]實(shí)施例三
本實(shí)施例描述了在承載分離的網(wǎng)絡(luò)中，UE的用戶面承載從macro eNB下的一個(gè)localeNB切換到另一個(gè)local eNB時(shí)的切換流程，該流程與實(shí)施例一中UE從macro eNB切換到local eNB的流程類似,額外的過程是macro eNB需要通知源local eNB停止用戶面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，并刪除與該UE相關(guān)的密鑰。
[0064]需要說明的是，以上各實(shí)施例中，macro eNB在生成空口會(huì)話密鑰時(shí)，由于目標(biāo)eNB區(qū)別于其它eNB的信息(如macro eNB生成的隨機(jī)數(shù))以及用戶和網(wǎng)絡(luò)側(cè)共享的臨時(shí)密鑰(KeNB或NH)是主要參數(shù)，因此上述各實(shí)施例以此為例進(jìn)行說明，在具體實(shí)施時(shí)，還可以在此基礎(chǔ)上引入其它參數(shù)參與空口會(huì)話密鑰的計(jì)算。
[0065]基于相同的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種應(yīng)用于承載分離(主要是控制面和用戶面分離)網(wǎng)絡(luò)的宏基站設(shè)備。
[0066]參見圖9，為本發(fā)明實(shí)施例提供的基站設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該基站設(shè)備可包括:切換判決模塊901、密鑰管理模塊902、密鑰生成模塊903、第一發(fā)送模塊905，進(jìn)一步還可包括第二發(fā)送模塊904，其中:
切換判決模塊901，用于對(duì)用戶設(shè)備進(jìn)行用戶面承載切換判決；
密鑰管理模塊902，用于在切換判決模塊901判決對(duì)用戶設(shè)備進(jìn)行用戶面承載切換時(shí)，向密鑰生成模塊903發(fā)送生成密鑰的指示，并向第一發(fā)送模塊905發(fā)送傳輸所述參數(shù)的指示；其中，所述參數(shù)為所述宏基站生成的隨機(jī)數(shù)，或者為能夠唯一區(qū)分所述目標(biāo)本地基站的信息；
密鑰生成模塊903，用于按照密鑰管理模塊902的指示，根據(jù)用于將目標(biāo)基站區(qū)別于其它基站的參數(shù)，以及所述宏基站與所述用戶設(shè)備共享的臨時(shí)密鑰，生成所述目標(biāo)基站與所述用戶設(shè)備通信時(shí)使用的密鑰；
第一發(fā)送模塊905，用于根據(jù)密鑰管理模塊902的指示，將所述參數(shù)發(fā)送給所述用戶設(shè)備，以使所述用戶設(shè)備根據(jù)所述參數(shù)以及所述用戶設(shè)備與所述宏基站共享的臨時(shí)密鑰，生成所述用戶設(shè)備與所述目標(biāo)基站通信時(shí)使用的密鑰。
[0067]進(jìn)一步的，密鑰管理模塊902還用于:若切換判決模塊901判決將用戶設(shè)備的用戶面承載從所述宏基站切換到目標(biāo)本地基站，或者判決將用戶設(shè)備的用戶面承載從當(dāng)前所在的本地基站切換到目標(biāo)本地基站，則向第二發(fā)送模塊904發(fā)送傳輸密鑰的指示。相應(yīng)的，第二發(fā)送模塊904，用于根據(jù)所述密鑰管理模塊的指示，將密鑰生成模塊903生成的密鑰發(fā)送給所述目標(biāo)本地基站。
[0068]進(jìn)一步的，密鑰管理模塊902還用于:若切換判決模塊901判決將用戶設(shè)備的部分用戶面承載從所述宏基站切換到目標(biāo)本地基站，則指示密鑰生成模塊903根據(jù)用于將所述目標(biāo)本地基站區(qū)別于其它基站的參數(shù)，以及所述宏基站與所述用戶設(shè)備共享的臨時(shí)密鑰，生成所述宏基站與所述用戶設(shè)備通信時(shí)使用的密鑰?；蛘?，密鑰管理模塊902還用于:若切換判決模塊901判決將用戶設(shè)備的部分用戶面承載從所述宏基站切換到目標(biāo)本地基站，則指示密鑰生成模塊903根據(jù)所述宏基站與所述用戶設(shè)備共享的臨時(shí)密鑰，生成所述宏基站與所述用戶設(shè)備通信時(shí)使用的密鑰。
[0069]進(jìn)一步的，切換判決模塊901還用于進(jìn)行控制面承載判決。相應(yīng)的，密鑰管理模塊902具體用于:若切換判決模塊901判決將所述用戶設(shè)備的部分控制面承載從宏基站切換到目標(biāo)本地基站，則指示密鑰生成模塊903生成加密密鑰和完整性保護(hù)密鑰；或者，密鑰管理模塊901具體用于:若切換判決模塊901判決將用戶設(shè)備的用戶面承載從本地基站切換到宏基站，且在切換前，所述本地基站上存在所述用戶設(shè)備的部分控制面承載，則指示密鑰生成模塊903生成加密密鑰和完整性保護(hù)密鑰。
[0070]具體的，第二發(fā)送模塊904將生成的密鑰攜帶于用戶面切換請(qǐng)求消息或新定義的消息，發(fā)送給所述目標(biāo)本地基站。
[0071]具體的，第一發(fā)送模塊905將所述參數(shù)攜帶于用戶面切換命令發(fā)送給所述用戶設(shè)備。
[0072]通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)終端設(shè)備(可以是手機(jī)，個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的方法。
[0073]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種密鑰隔離方法，其特征在于，該方法包括: 宏基站在判決對(duì)用戶設(shè)備的用戶面承載進(jìn)行切換后，根據(jù)用于將目標(biāo)基站區(qū)別于其它基站的參數(shù)，以及所述宏基站與所述用戶設(shè)備共享的臨時(shí)密鑰，生成所述目標(biāo)基站與所述用戶設(shè)備通信時(shí)使用的密鑰； 所述宏基站將所述參數(shù)發(fā)送給所述用戶設(shè)備，以使所述用戶設(shè)備根據(jù)所述參數(shù)以及所述用戶設(shè)備與所述宏基站共享的臨時(shí)密鑰，生成所述用戶設(shè)備與所述目標(biāo)基站通信時(shí)使用的密鑰。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，若所述宏基站判決將用戶設(shè)備的用戶面承載從所述宏基站切換到目標(biāo)本地基站，或者判決將用戶設(shè)備的用戶面承載從當(dāng)前所在的本地基站切換到目標(biāo)本地基站，則所述宏基站在生成所述密鑰后，還包括將生成的密鑰發(fā)送到目標(biāo)本地基站的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，若所述宏基站判決將用戶設(shè)備的部分用戶面承載從所述宏基站切換到目標(biāo)本地基站，則該方法還包括: 所述宏基站根據(jù)用于將所述目標(biāo)本地基站區(qū)別于其它基站的參數(shù)，以及所述宏基站與所述用戶設(shè)備共享的臨時(shí)密鑰，生成所述宏基站與所述用戶設(shè)備通信時(shí)使用的密鑰；所述用戶設(shè)備還將其生成的密鑰用于與所述宏基站進(jìn)行通信的過程； 或者，所述宏基站根據(jù)所述宏基站與所述用戶設(shè)備共享的臨時(shí)密鑰，生成所述宏基站與所述用戶設(shè)備通信時(shí)使用的密鑰；所述用戶設(shè)備根據(jù)所述用戶設(shè)備與所述宏基站共享的臨時(shí)密鑰，生成所述用戶設(shè)備站與所述宏基站通信時(shí)使用的密鑰。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，若所述宏基站還判決將所述用戶設(shè)備的部分控制面承載切換到目標(biāo)本地基站，則所述宏基站所生成的密鑰包括加密密鑰和完整性保護(hù)密鑰。`
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述宏基站將生成的密鑰攜帶于用戶面切換請(qǐng)求消息或新定義的消息，發(fā)送給所述目標(biāo)本地基站。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，若所述宏基站判決將所述用戶設(shè)備的用戶面承載從本地基站切換到所述宏基站，且在切換前，所述本地基站上存在所述用戶設(shè)備的部分控制面承載，則所述宏基站還將該部分控制面承載切換到所述宏基站上，所述宏基站所生成的密鑰包括加密密鑰和完整性保護(hù)密鑰。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述宏基站將所述參數(shù)攜帶于用戶面切換命令發(fā)送給所述用戶設(shè)備。
8.如權(quán)利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)為所述宏基站生成的隨機(jī)數(shù)，或者為能夠唯一區(qū)分所述宏基站的信息。
9.一種宏基站設(shè)備，其特征在于，包括:切換判決模塊、密鑰管理模塊、密鑰生成模塊和第一發(fā)送模塊，其中: 切換判決模塊，用于對(duì)用戶設(shè)備進(jìn)行用戶面承載切換判決； 密鑰管理模塊，用于在所述切換判決模塊判決對(duì)用戶設(shè)備進(jìn)行用戶面承載切換時(shí)，向所述密鑰生成模塊發(fā)送生成密鑰的指示，并向所述第一發(fā)送模塊發(fā)送傳輸所述參數(shù)的指示； 密鑰生成模塊，用于按照所述密鑰管理模塊的指示，根據(jù)用于將目標(biāo)基站區(qū)別于其它基站的參數(shù)，以及所述宏基站與所述用戶設(shè)備共享的臨時(shí)密鑰，生成所述目標(biāo)基站與所述用戶設(shè)備通信時(shí)使用的密鑰； 第一發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述密鑰管理模塊的指示，將所述參數(shù)發(fā)送給所述用戶設(shè)備，以使所述用戶設(shè)備根據(jù)所述參數(shù)以及所述用戶設(shè)備與所述宏基站共享的臨時(shí)密鑰，生成所述用戶設(shè)備與所述目標(biāo)基站通信時(shí)使用的密鑰。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，還包括第二發(fā)送模塊； 所述密鑰管理模塊還用于，若所述切換判決模塊判決將用戶設(shè)備的用戶面承載從所述宏基站切換到目標(biāo)本地基站，或者判決將用戶設(shè)備的用戶面承載從當(dāng)前所在的本地基站切換到目標(biāo)本地基站，則向第二發(fā)送模塊發(fā)送傳輸密鑰的指示； 所述第二發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述密鑰管理模塊的指示，將所述密鑰生成模塊生成的密鑰發(fā)送給所述目標(biāo)本地基站。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述密鑰管理模塊還用于，若所述切換判決模塊判決將用戶設(shè)備的部分用戶面承載從所述宏基站切換到目標(biāo)本地基站，則指示所述密鑰生成模塊根據(jù)用于將所述目標(biāo)本地基站區(qū)別于其它基站的參數(shù)，以及所述宏基站與所述用戶設(shè)備共享的臨時(shí)密鑰，生成所述宏基站與所述用戶設(shè)備通信時(shí)使用的密鑰； 或者，所述密鑰管理模塊還用于，若所述切換判決模塊判決將用戶設(shè)備的部分用戶面承載從所述宏基站切換到目標(biāo)本地基站，則指示所述密鑰生成模塊根據(jù)所述宏基站與所述用戶設(shè)備共享的臨時(shí)密鑰，生成所述宏基站與所述用戶設(shè)備通信時(shí)使用的密鑰。
12.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述切換判決模塊還用于，進(jìn)行控制面承載判決； 所述密鑰管理模塊具體用于，若所述切換判決模塊判決將所述用戶設(shè)備的部分控制面承載從宏基站切換到目標(biāo)本地基站，則指示所述密鑰生成模塊生成加密密鑰和完整性保護(hù)密鑰；或者 所述密鑰管理模塊具體用于，若所述切換判決模塊判決將用戶設(shè)備的用戶面承載從本地基站切換到宏基站，且在切換前，所述本地基站上存在所述用戶設(shè)備的部分控制面承載，則指示所述密鑰生成模塊生成加密密鑰和完整性保護(hù)密鑰。
13.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二發(fā)送模塊具體用于，將生成的密鑰攜帶于用戶面切換請(qǐng)求消息或新定義的消息，發(fā)送給所述目標(biāo)本地基站。
14.如權(quán)利要求9-13之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一發(fā)送模塊具體用于，將所述參數(shù)攜帶于用戶面切換命令發(fā)送給所述用戶設(shè)備。
15.如權(quán)利要求9-13之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述參數(shù)為所述宏基站生成的隨機(jī)數(shù)，或者為能夠唯一區(qū)分所述目標(biāo)本地基站的信息。
【文檔編號(hào)】H04W12/04GK103686708SQ201210338194
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月13日
【發(fā)明者】楊義, 梁靖 申請(qǐng)人:電信科學(xué)技術(shù)研究院