JP2022502908A - Ｎａｓメッセージのセキュリティ保護のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

モバイルネットワークにＮＡＳセキュリティ保護を提供するシステム及び方法。一実施形態では、モバイルネットワークのネットワーク要素は、ＮＡＳセキュリティコンテキストが存在しないとき、ユーザ機器（ＵＥ）とのＮＡＳ通信セッションを確立するために、複数のフェーズのＮＡＳ手順を実行する。第１のフェーズでは、ネットワーク要素は、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコル情報要素（ＩＥ）のサブセットが投入された初期ＮＡＳメッセージをＵＥから受信し、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを選択し、ＮＡＳセキュリティアルゴリズムを示す応答をＵＥに送信する。第２のフェーズでは、ネットワーク要素は、ＮＡＳ手順のＮＡＳプロトコルＩＥのそれぞれが投入された初期ＮＡＳメッセージを含有するＮＡＳメッセージコンテナを有する後続のＮＡＳメッセージをＵＥから受信し、ＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを復号する。【選択図】なし

Description

関連出願
この非仮特許出願は、２０１８年９月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／７３５，７３２号の優先権を主張し、参照によって、完全に本明細書で提供されるかのように援用される。

本開示は、通信システムの分野、詳細には、ネットワークのセキュリティに関する。

サービスプロバイダまたは通信事業者は、モバイルネットワークを実装して、一般にユーザ機器（ＵＥ）と呼ばれる携帯電話またはその他のモバイルデバイス／端末のエンドユーザに多数の音声サービス及びデータサービスを提供する。音声サービスの例としては、音声通話、通話転送、通話中着信などがある。データサービスの例としては、インターネットアクセス、音声ストリーミング、ビデオストリーミング、オンラインゲーム、インターネットプロトコルテレビ（ＩＰ−ＴＶ）などがある。モバイルネットワークは、エンドユーザへの最後のリンクがワイヤレスであるタイプのネットワークである。モバイルネットワークは一般に、コアネットワークと、無線インタフェースを介してＵＥとシグナリング及びデータをやり取りする１つ以上の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）とを含む。一般的なモバイルネットワークは、論理的にユーザプレーンと制御プレーンに分けられる。ユーザプレーンは、ネットワークを介して送信されるユーザデータの伝送を担当する論理プレーンであり、制御プレーンは、ＵＥの通信を確立するために使用されるシグナリングの伝送を担当する論理プレーンである。第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）仕様は、セルラープロトコルを、非アクセス層（ＮＡＳ）とアクセス層（ＡＳ）という２つの層に分割する。ＡＳは、無線周波数（ＲＦ）チャネルを介して発生するＵＥとＲＡＮ（例えば、ｅＮｏｄｅＢ）間の通信で構成される。ＮＡＳは、ＵＥとコアネットワーク（例えば、ＬＴＥの場合はモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）、または、ネットワーク生成ネットワークの場合はアクセス及びモビリティ管理機能（ＡＭＦ））間の非無線シグナリングトラフィックで構成される。３ＧＰＰは、制御プレーンメッセージ（例えば、ＮＡＳメッセージ）を様々な攻撃から保護するためのセキュリティ手順を実装している。しかしながら、制御プレーンメッセージをさらに保護する強化されたセキュリティ手順を特定することが有益な場合がある。

本明細書に記載の実施形態は、ＮＡＳメッセージに強化された保護を提供する。ＮＡＳ手順（例えば、ＵＥの登録）は、情報を伝達する情報要素（ＩＥ）のセットを含む。以下に記載する実施形態は、ＮＡＳメッセージで送信されるＩＥまたはＩＥのサブセットを保護する方法を説明する。従って、ＩＥで伝達される情報は、悪意のある攻撃に対して脆弱ではない。

一実施形態は、モバイルネットワークのネットワーク要素を備える。ネットワーク要素は、プロセッサ（複数可）と、プロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードを含むメモリとを含む。プロセッサは、ネットワーク要素とＵＥの間にＮＡＳ通信セッションを確立するための複数のフェーズのＮＡＳ手順をネットワーク要素に実行させるように構成される。ＮＡＳ手順の第１のフェーズでは、プロセッサはさらに、ネットワーク要素にＵＥから初期ＮＡＳメッセージを受信させるように構成され、初期ＮＡＳメッセージには、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットがＮＡＳ手順のＮＡＳプロトコルＩＥから投入されている。プロセッサはさらに、ネットワーク要素に、ＵＥのＮＡＳセキュリティコンテキストが存在しないことを判定するためにＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを処理させ、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを選択させ、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズム及びセキュリティキーセット識別子を示す応答をＵＥに送信させるように構成される。ＮＡＳ手順の第２のフェーズでは、プロセッサはさらに、ネットワーク要素に、ＮＡＳセキュリティアルゴリズムに基づいて暗号化された初期ＮＡＳメッセージを含有するＮＡＳメッセージコンテナを有するＵＥから後続のＮＡＳメッセージを受信させ、且つ、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを復号させるように構成され、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナに含有される初期ＮＡＳメッセージには、ＮＡＳ手順の各ＮＡＳプロトコルＩＥが投入されている。

別の実施形態では、第１のフェーズで、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、ＵＥのホームパブリックランドモバイルネットワーク（ＨＰＬＭＮ）の公開鍵を使用して、初期ＮＡＳメッセージで暗号化される。プロセッサはさらに、ネットワーク要素に、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットの復号を開始させるように構成される。

別の実施形態では、ネットワーク要素は、モバイルネットワークのアクセス及びモビリティ管理機能（ＡＭＦ）要素を備える。

別の実施形態では、プロセッサはさらに、ネットワーク要素に、暗号化されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを、ＨＰＬＭＮの秘密鍵に基づいてＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを復号する統一データ管理（ＵＤＭ）要素に送信させるように構成される。

別の実施形態では、初期ＮＡＳメッセージは、登録要求メッセージを備える。セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、ＵＥのモバイル識別、ＵＥによってサポートされる１つ以上のＮＡＳセキュリティアルゴリズムを示すＵＥセキュリティ機能、登録タイプ、及びＮＡＳセキュリティコンテキストのセキュリティキーセット識別子から構成される。

別の実施形態では、応答は、ＮＡＳセキュリティアルゴリズムとセキュリティキーセット識別子とを示すセキュリティモードコマンドメッセージを備え、ＵＥから受信される後続のＮＡＳメッセージは、ＮＡＳセキュリティアルゴリズムに基づいて暗号化された初期ＮＡＳメッセージを含有するＮＡＳメッセージコンテナを有するセキュリティモード完了メッセージを備える。

別の実施形態では、モバイルネットワークは、第５世代（５Ｇ）ネットワークを備える。

別の実施形態は、ＮＡＳ手順を実行して、ＵＥとモバイルネットワークのネットワーク要素の間のＮＡＳ通信セッションを確立する方法を備える。ＮＡＳ手順の第１のフェーズでは、方法は、ネットワーク要素でＵＥから初期ＮＡＳメッセージを受信することを備え、初期ＮＡＳメッセージには、ＮＡＳ手順のＮＡＳプロトコルＩＥから、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットが投入されている。さらに、第１のフェーズでは、方法は、ＵＥのＮＡＳセキュリティコンテキストが存在しないことを判定するために、ネットワーク要素においてＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを処理することと、ＮＡＳセキュリティコンテキストのネットワーク要素でＮＡＳセキュリティアルゴリズムを選択することと、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムとセキュリティキーセット識別子とを示す応答をネットワーク要素からＵＥに送信することとを備える。ＮＡＳ手順の第２のフェーズでは、方法は、ＮＡＳセキュリティアルゴリズムに基づいて暗号化された初期ＮＡＳメッセージを含有するＮＡＳメッセージコンテナを有する後続のＮＡＳメッセージをＵＥからネットワーク要素において受信することと、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナをネットワーク要素において復号することとを備え、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナに含有される初期ＮＡＳメッセージには、ＮＡＳ手順の各ＮＡＳプロトコルＩＥが投入されている。

別の実施形態では、第１のフェーズで、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、ＵＥのＨＰＬＭＮの公開鍵を使用して初期ＮＡＳメッセージで暗号化され、方法は、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットの復号を開始することをさらに備える。

別の実施形態では、ネットワーク要素は、モバイルネットワークのＡＭＦ要素を備え、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットの復号を開始するステップは、ＨＰＬＭＮの秘密鍵に基づいてＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを復号するために、暗号化されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットをＵＤＭ要素に送信することを備える。

別の実施形態では、初期ＮＡＳメッセージは、登録要求メッセージを備え、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、ＵＥのモバイル識別、ＵＥがサポートする１つ以上のＮＡＳセキュリティアルゴリズムを示すＵＥセキュリティ機能、登録タイプ、及びＮＡＳセキュリティコンテキストのセキュリティキーセット識別子から構成される。

別の実施形態では、応答は、ＮＡＳセキュリティアルゴリズムとセキュリティキーセット識別子とを示すセキュリティモードコマンドメッセージを備え、ＵＥから受信される後続のＮＡＳメッセージは、ＮＡＳセキュリティアルゴリズムに基づいて暗号化された初期ＮＡＳメッセージを含有するＮＡＳメッセージコンテナを有するセキュリティモード完了メッセージを備える。

別の実施形態では、ＮＡＳ手順の第１のフェーズで、方法は、ＵＥにおいて、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳ手順のＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを識別するステップと、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを初期ＮＡＳメッセージに挿入するステップと、初期ＮＡＳメッセージをＵＥからネットワーク要素に送信するステップと、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムとセキュリティキーセット識別子とを示す応答をネットワーク要素から受信するステップとを備える。ＮＡＳ手順の第２のフェーズでは、方法は、ＵＥにおいて、ＮＡＳ手順のＮＡＳプロトコルＩＥを初期ＮＡＳメッセージに挿入するステップと、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナに初期ＮＡＳメッセージを挿入するステップと、ＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを暗号化するステップと、後続のＮＡＳメッセージをＵＥからネットワーク要素に送信するステップとを備える。

別の実施形態では、第１のフェーズで、方法は、ＵＥにおいて、ＵＥのＨＰＬＭＮの公開鍵を使用して、初期ＮＡＳメッセージのＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを暗号化することをさらに備える。

別の実施形態は、プロセッサ（複数可）と、プロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードとを含むＵＥを備える。プロセッサは、ＵＥとモバイルネットワークのネットワーク要素との間にＮＡＳ通信セッションを確立するための複数のフェーズのＮＡＳ手順をＵＥに開始させるように構成される。ＮＡＳ手順の第１のフェーズでは、プロセッサはさらに、ＵＥに、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットをＮＡＳ手順のＮＡＳプロトコルＩＥから、識別させるように構成される。プロセッサはさらに、ＵＥに、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを初期ＮＡＳメッセージに挿入させ、初期ＮＡＳメッセージをネットワーク要素に送信させ、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムとセキュリティキーセット識別子とを示す応答をネットワーク要素から受信させるように構成される。ＮＡＳ手順の第２のフェーズでは、プロセッサはさらに、ＵＥに、ＮＡＳ手順のＮＡＳプロトコルＩＥを初期ＮＡＳメッセージに挿入させ、初期ＮＡＳメッセージを後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナに挿入させ、ＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを暗号化させ、且つ、後続のＮＡＳメッセージをネットワーク要素に送信させるように構成される。

別の実施形態では、第１のフェーズで、プロセッサはさらに、ＵＥに、ＵＥのＨＰＬＭＮの公開鍵を使用して、初期ＮＡＳメッセージのＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを暗号化させるように構成される。

別の実施形態では、プロセッサは、ＵＥに、ＵＥがＵＭＴＳ加入者識別モジュール（ＵＳＩＭ）にプログラムされた公開鍵を有するときに、公開鍵を使用して初期ＮＡＳメッセージのＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを暗号化させ、且つ、ＵＥがＵＳＩＭにプログラムされた公開鍵を有しないとき、初期ＮＡＳメッセージでＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを暗号化せずに、初期ＮＡＳメッセージをネットワーク要素に送信させるようにさらに構成される。

別の実施形態では、初期ＮＡＳメッセージは、登録要求メッセージを備え、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、ＵＥのモバイル識別、ＵＥによってサポートされる１つ以上のＮＡＳセキュリティアルゴリズムを示すＵＥセキュリティ機能、登録タイプ、及びＮＡＳセキュリティコンテキストのセキュリティキーセット識別子から構成される。

別の実施形態では、プロセッサは、ＵＥに、登録タイプが緊急事態を示していないとき、ＵＥのＨＰＬＭＮの公開鍵を使用して初期ＮＡＳメッセージのＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを暗号化させ、且つ、登録タイプが緊急事態を示しているとき、初期ＮＡＳメッセージのＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを暗号化せずに、初期ＮＡＳメッセージをネットワーク要素に送信させるように構成される。

別の実施形態では、応答は、ＮＡＳセキュリティアルゴリズムとセキュリティキーセット識別子とを示すセキュリティモードコマンドメッセージを備え、後続のＮＡＳメッセージは、ＮＡＳセキュリティアルゴリズムに基づいて暗号化された初期ＮＡＳメッセージを含有するＮＡＳメッセージコンテナを有するセキュリティモード完了メッセージを備える。

別の実施形態は、モバイルネットワークのネットワーク要素を備える。ネットワーク要素は、ネットワーク要素に複数のフェーズのＮＡＳ手順を実行させて、ネットワーク要素とＵＥの間にＮＡＳ通信セッションを確立させる手段を含む。ＮＡＳ手順の第１のフェーズでは、ネットワーク要素は、ＵＥから初期ＮＡＳメッセージを受信する手段を含み、初期ＮＡＳメッセージには、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットがＮＡＳ手順のＮＡＳプロトコルＩＥから投入されている。ネットワーク要素はさらに、ＮＡＳセキュリティコンテキストがＵＥに存在しないことを判定するために、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを処理する手段と、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを選択する手段と、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムとセキュリティキーセット識別子とを示す応答をＵＥに送信する手段とを含む。ＮＡＳ手順の第２のフェーズでは、ネットワーク要素は、ＮＡＳセキュリティアルゴリズムに基づいて暗号化された初期ＮＡＳメッセージを含有するＮＡＳメッセージコンテナを有する後続のＮＡＳメッセージをＵＥから受信する手段と、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを復号する手段とをさらに含み、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナに含有される初期ＮＡＳメッセージには、ＮＡＳ手順の各ＮＡＳプロトコルＩＥが投入されている。

上記概要は、明細書のいくつかの態様の基本的な理解を提供する。この概要は、明細書を広範に概説したものではない。これは、明細書の主要なまたは必須の要素を特定することも、明細書の特定の実施形態の範囲または特許請求の範囲を画定することも意図していない。概要の唯一の目的は、後述するさらに詳細な説明の前置きとして、明細書のいくつかの概念を簡略化した形で提示することである。

本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら単に例として説明する。同じ参照番号は、全ての図面で同じ要素または同じタイプの要素を表す。

例示的な実施形態におけるモバイルネットワークを示す。 進化したパケットコア（ＥＰＣ）ネットワークを示す。 次世代ネットワークの非ローミングアーキテクチャを示す。 次世代ネットワークのローミングアーキテクチャを示す。 無線プロトコルスタックを示す。 例示的な実施形態におけるＵＥのブロック図である。 例示的な実施形態におけるネットワーク要素のブロック図である。 例示的な実施形態において、ＵＥでＮＡＳ手順を実行する方法を示すフローチャートである。 例示的な実施形態における、ネットワーク要素でＮＡＳ手順を実行する方法を示すフローチャートである。 例示的な実施形態における、ＵＥがセキュリティコンテキストを有しないときのＮＡＳ手順を示すメッセージ図である。 別の例示的な実施形態における、ＵＥ１１０でＮＡＳ手順を実行する方法を示すフローチャートである。 別の例示的な実施形態における、ネットワーク要素でＮＡＳ手順を実行する方法を示すフローチャートである。 例示的な実施形態における、ＵＥがセキュリティコンテキストを有しないときのＮＡＳ手順を示すメッセージ図である。 別の例示的な実施形態における、ＵＥでＮＡＳ手順を実行する方法を示すフローチャートである。 別の例示的な実施形態における、ネットワーク要素でＮＡＳ手順を実行する方法を示すフローチャートである。 例示的な実施形態における、ＵＥが有効なセキュリティコンテキストを有するときのＮＡＳ登録手順を示すメッセージ図である。 例示的な実施形態における、ＵＥが有効なセキュリティコンテキストを有するときのＮＡＳサービス要求手順を示すメッセージ図である。 例示的な実施形態における、ＵＥが有効なセキュリティコンテキストを有するときのＮＡＳ登録解除手順を示すメッセージ図である。 例示的な実施形態における、ＵＥでＮＡＳ手順を実行する方法を示すフローチャートである。 例示的な実施形態における、ＵＥでＮＡＳ手順を実行する方法を示すフローチャートである。 例示的な実施形態における、ネットワーク要素でＮＡＳ手順を実行する方法を示すフローチャートである。 例示的な実施形態における、ＵＥがＮＡＳセキュリティコンテキストを有するが、ＮＡＳセキュリティコンテキストが有効でないか、または見つけられないときのＮＡＳ登録手順を示すメッセージ図である。 例示的な実施形態における、ＵＥがＮＡＳセキュリティコンテキストを有するが、ＮＡＳセキュリティコンテキストが有効でないか、または見つけられないときのＮＡＳサービス要求手順を示すメッセージ図である。

図及び以下の説明は、特定の例示的な実施形態を示している。当業者であれば、本明細書では明示的に説明または図示していないが、実施形態の原理を具体化し、実施形態の範囲内に含まれる様々な構成を考案できることは理解されよう。さらに、本明細書に記載されたいずれの例も、本実施形態の原理の理解を助けることを意図しており、このような具体的に記載した例及び条件に限定されないものとして解釈されるべきである。結果として、本発明の概念（複数可）は、以下に記載される特定の実施形態にも例にも限定されず、特許請求の範囲及びそれらの同等物によって限定される。

図１は、例示的な実施形態におけるモバイルネットワーク１００を示す。モバイルネットワーク１００（セルラーネットワークとも呼ばれる）は、最後のリンクがワイヤレスであるタイプのネットワークであり、複数のデバイスに音声及び／またはデータサービスを提供する。モバイルネットワーク１００は、第３世代（３Ｇ）、第４世代（４Ｇ）、及び／または次世代ネットワーク（例えば、第５世代（５Ｇ））であってよい。

モバイルネットワーク１００は、（図示していない他のＵＥと共に）ＵＥ１１０に通信サービスを提供するものとして示されている。ＵＥ１１０は、音声サービス、データサービス、マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）もしくはマシンタイプ通信（ＭＴＣ）サービス、及び／または他のサービスに対して有効にされてよい。ＵＥ１１０は、携帯電話（例えば、スマートフォン）、タブレットもしくはＰＤＡ、モバイルブロードバンドアダプタを備えたコンピュータ等のようなエンドユーザデバイスであってよい。

モバイルネットワーク１００は、無線インタフェース１２２を介してＵＥ１１０と通信する１つ以上の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１２０を含む。ＲＡＮ１２０は、進化型ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）アクセス、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）アクセス、固定アクセス、衛星無線アクセス、新しい無線アクセス技術（ＲＡＴ）などをサポートし得る。例として、ＲＡＮ１２０は、地理的領域にわたって分散された１つ以上の基地局１２４を含むＥ−ＵＴＲＡＮまたは次世代ＲＡＮ（ＮＧ−ＲＡＮ）を含み得る。基地局１２４は、無線通信技術を使用して、認可されたスペクトル上でＵＥと通信し、ＵＥをコアネットワークにインタフェースするエンティティを含み得る。Ｅ−ＵＴＲＡＮ内の基地局１２４は、進化型ノードＢ（ｅＮｏｄｅＢ）と呼ばれる。ＮＧ−ＲＡＮ内の基地局１２４は、ｇＮｏｄｅＢ（ＮＲ基地局）及び／またはｎｇ−ｅＮｏｄｅＢ（５ＧコアネットワークをサポートするＬＴＥ基地局）と呼ばれる。別の例として、ＲＡＮ１２０は、１つ以上のワイヤレスアクセスポイント（ＷＡＰ）１２５を含むＷＬＡＮを含み得る。ＷＬＡＮは、ＵＥがワイヤレス（無線）接続を介してローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続できるネットワークである。ＷＡＰ１２５は、無線通信技術を使用して、無認可のスペクトルを介してＵＥと通信し、コアネットワークへのアクセスをＵＥに提供するノードである。ＷＡＰ１２５の一例は、２．４ＧＨｚまたは５ＧＨｚの無線帯域で動作するＷｉＦｉアクセスポイントである。本明細書で使用される「基地局」という用語は、ｅＮｏｄｅＢ、ｇＮｏｄｅＢ、ｎｇ−ｅＮｏｄｅＢ、ＷＡＰなどを指してよい。

ＵＥ１１０は、コアネットワーク１３０にアクセスするために、ＲＡＮ１２０のセル１２６に接続することができる。従って、ＲＡＮ１２０は、ＵＥ１１０とコアネットワーク１３０の間の無線インタフェースを表す。コアネットワーク１３０は、ＲＡＮ１２０によって接続されている顧客に様々なサービスを提供するモバイルネットワーク１００の中心部分である。コアネットワーク１３０の一例は、ＬＴＥ用の３ＧＰＰによって提案された進化型パケットコア（ＥＰＣ）ネットワークである。コアネットワーク１３０の別の例は、３ＧＰＰによって提案された５Ｇコアネットワークである。コアネットワーク１３０は、ＵＥ１１０にサービスを提供するサーバ、デバイス、装置、または機器（ハードウェアを含む）を含み得るネットワーク要素１３２を備える。ＥＰＣネットワークのネットワーク要素１３２は、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）、パケットデータネットワークゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）などを含み得る。５Ｇネットワークのネットワーク要素１３２は、アクセス及びモビリティ管理機能（ＡＭＦ）、セッション管理機能（ＳＭＦ）、ポリシー制御機能（ＰＣＦ）、アプリケーション機能（ＡＦ）、ユーザプレーン機能（ＵＰＦ）などを含み得る。

図２は、ＬＴＥのコアネットワークである進化型パケットコア（ＥＰＣ）ネットワーク２００を示す。ＥＰＣネットワーク２００は、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）２１４、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）２１５、パケットデータネットワークゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）２１６、ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ）２１７、並びにポリシー及び課金ルール機能（ＰＣＲＦ）２１８を含むが、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）アプリケーションサーバなど、図示していない他の要素も含んでよい。ＥＰＣネットワーク２００内では、ユーザデータ（「ユーザプレーン」とも呼ばれる）とシグナリング（「制御プレーン」とも呼ばれる）が分離されている。ＭＭＥ２１４は、ＥＰＣネットワーク２００内の制御プレーンを処理する。例えば、ＭＭＥ２１４は、Ｅ−ＵＴＲＡＮアクセスのモビリティ及びセキュリティに関連するシグナリングを処理する。ＭＭＥ２１４は、アイドルモードでＵＥ１１０の追跡及びページングを担当する。Ｓ−ＧＷ２１５及びＰ−ＧＷ２１６は、ユーザプレーンを処理する。Ｓ−ＧＷ２１５及びＰ−ＧＷ２１６は、ＵＥ１１０と外部データネットワーク２４０（ＤＮまたはパケットデータネットワーク（ＰＤＮ））の間でデータトラフィックをトランスポートする。Ｓ−ＧＷ２１５は、無線側とＥＰＣネットワーク２００の間の相互接続点であり、着信及び発信ＩＰパケットをルーティングすることによってＵＥ１１０にサービスを提供する。Ｓ−ＧＷ２１５は、ＬＴＥ内モビリティ（すなわち、ｅＮｏｄｅＢ同士間のハンドオーバーの場合）のための、及び、ＬＴＥと他の３ＧＰＰアクセスの間の、アンカーポイントでもある。Ｐ−ＧＷ２１６は、ＥＰＣネットワーク２００と外部データネットワーク２４０の間の相互接続ポイント（すなわち、データネットワーク２４０の入口または出口のポイント）であり、データネットワーク２４０との間でパケットをルーティングする。ＨＳＳ２１７は、ユーザ関連及び加入者関連の情報を記憶するデータベースである。ＰＣＲＦ２１８は、ＥＰＣネットワーク２００においてポリシー及び課金制御（ＰＣＣ）ソリューションを提供し、エンドユーザによって要求されたサービスに対するＰＣＣ規則を定式化するＥＰＣネットワーク２００のノードまたはエンティティである。

ＭＭＥ２１４はＳ１−ＭＭＥインタフェースを介してＲＡＮ１２０（すなわち、ｅＮｏｄｅＢ）に接続し、Ｓ−ＧＷ２１５はＳ１−Ｕインタフェースを介してＲＡＮ１２０に接続する。ＭＭＥ２１４は、Ｓ１１インタフェースを介してＳ−ＧＷ２１５に接続し、Ｓ６ａインタフェースを介してＨＳＳ２１７に接続する。ＰＣＲＦ２１８は、Ｇｘインタフェースを介してＰ−ＧＷ２１６に接続し、これにより、ＰＣＲＦ２１８からＰ−ＧＷ２１６のポリシー及び課金実施機能（ＰＣＥＦ）へのポリシー及び課金ルールが転送される。ＰＣＲＦ２１８は、Ｇｘｘインタフェースを介してＳ−ＧＷ２１５に接続し、Ｓ−ＧＷ２１５はＳ５インタフェースを介してＰ−ＧＷ２１６に接続する。

図３は、次世代ネットワークの非ローミングアーキテクチャ３００を示す。図３のアーキテクチャは、３ＧＰＰ ＴＳ２３．５０１（ｖ１５．３．０）にさらに記載されるように、基準点の表現であり、その記載は、参照により、本明細書に完全に含まれるかのように組み込まれる。アーキテクチャ３００は、コアネットワークのネットワーク機能（ＮＦ）で構成されており、制御プレーンのネットワーク機能はユーザプレーンから分離されている。コアネットワークの制御プレーンは、認証サーバ機能（ＡＵＳＦ）３１０、統一データ管理（ＵＤＭ）３１２、ネットワークスライス選択機能（ＮＳＳＦ）３１３、アクセス及びモビリティ管理機能（ＡＭＦ）３１４、セッション管理機能（ＳＭＦ）３１６、ポリシー制御機能（ＰＣＦ）３１８、並びにアプリケーション機能（ＡＦ）３２０を含む。コアネットワークのユーザプレーンは、データネットワーク２４０と通信する１つ以上のユーザプレーン機能（ＵＰＦ）３２４を含む。ＵＥ１１０は、（Ｒ）ＡＮ１２０を介してコアネットワークの制御プレーン及びユーザプレーンにアクセスすることができる。

ＡＵＳＦ３１０は、ＵＥ１１０の認証をサポートするように構成される。ＵＤＭ３１２は、ＵＥ１１０のサブスクリプションデータ／情報を記憶するように構成される。ＵＤＭ３１２は、サブスクリプション、ポリシー、及びセッション関連のコンテキスト（例えば、ＵＥの場所など）の３種類のユーザデータを記憶してよい。ＡＭＦ３１４は、ＵＥベースの認証、承認、モビリティ管理などを提供するように構成される。ＳＭＦ３１６は、セッション管理（ＳＭ）、ＵＥインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスの割当及び管理、ＵＰＦ（複数可）の選択及び制御、ＰＣＦ３１８へのインタフェースの終了、ポリシー施行及びサービス品質（ＱｏＳ）の制御部分、合法的な傍受、ＮＡＳメッセージのＳＭ部分の終了、ダウンリンクデータ通知（ＤＮＮ）、ローミング機能、サービスレベルアグリーメント（ＳＬＡ）のＱｏＳ適用のためのローカル施行の対処、課金データ収集、並びに課金インタフェースなどを提供するように構成される。ＵＥ１１０が複数のセッションを有する場合、セッションごとに異なるＳＭＦを割り当てて、複数のセッションを個別に管理し、セッションごとに異なる機能を提供することができる。ＰＣＦ３１８は、ネットワークの振る舞いを管理するための統一されたポリシーフレームワークをサポートし、ＱｏＳ施行、課金、アクセス制御、トラフィックルーティングなどのための制御プレーン機能にポリシールールを提供するように構成される。ＡＦ３２０は、パケットフローに関する情報をＰＣＦ３１８に提供する。この情報に基づいて、ＰＣＦ３１８は、ＡＭＦ３１４及びＳＭＦ３１６を適切に動作させるために、モビリティ及びセッション管理に関するポリシールールを決定するように構成される。

ＵＰＦ３２４は、パケットルーティングと転送、トラフィック処理（ＱｏＳ施行など）、ＲＡＴ内／ＲＡＴ間モビリティのアンカーポイント（該当するとき）、パケット検査及びポリシールール施行、合法的傍受（ＵＰ収集）、トラフィックアカウンティング、レポートなど、様々なユーザプレーンの動作と機能をサポートする。データネットワーク２４０は、コアネットワークの一部ではなく、インターネットアクセス、オペレータサービス、サードパーティサービスなどを提供する。例えば、国際電気通信連合（ＩＴＵ）は、５Ｇモバイルネットワークサービスを、高速大容量（ｅＭＢＢ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ）、超高信頼低遅延通信（ｕＲＬＬＣ：Ｕｌｔｒａ−ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ Ｌｏｗ−Ｌａｔｅｎｃｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、大規模マシンタイプ通信（ｍＭＴＣ：Ｍａｓｓｉｖｅ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）もしくは大規模ＩｏＴ（ＭＩｏＴ：Ｍａｓｓｉｖｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）の３つのカテゴリに分類している。ｅＭＢＢは、ＨＤビデオ、仮想現実（ＶＲ）、及び拡張現実（ＡＲ）など、帯域幅の要件が高いサービスに重点を置いている。ｕＲＬＬＣは、自動運転やリモート管理など、遅延の影響を受けやすいサービスに重点を置いている。ｍＭＴＣとＭＩｏＴは、スマートシティやスマート農業など、接続密度に対する高い要件を含むサービスに重点を置いている。データネットワーク２４０は、これらのサービス及び他のサービスを提供するように構成されてよい。

アーキテクチャ３００は、以下の基準点を含む。Ｎ１基準点は、ＵＥ１１０とＡＭＦ３１４の間に実装される。Ｎ２基準点は、（Ｒ）ＡＮ１２０とＡＭＦ３１４の間に実装される。Ｎ３基準点は、（Ｒ）ＡＮ１２０とＵＰＦ３２４の間に実装される。Ｎ４基準点は、ＳＭＦ３１６とＵＰＦ３２４の間に実装される。Ｎ５基準点は、ＰＣＦ３１８とＡＦ３２０の間に実装される。Ｎ６基準点は、ＵＰＦ３２４とデータネットワーク２４０の間に実装される。Ｎ７基準点は、ＳＭＦ３１６とＰＣＦ３１８の間に実装される。Ｎ８基準点は、ＵＤＭ３１２とＡＭＦ３１４の間に実装される。Ｎ９基準点は、２つのＵＰＦ３２４の間に実装される。Ｎ１０基準点は、ＵＤＭ３１２とＳＭＦ３１６の間に実装される。Ｎ１１基準点は、ＡＭＦ３１４とＳＭＦ３１６の間に実装される。Ｎ１２基準点は、ＡＭＦ３１４とＡＵＳＦ３１０の間に実装される。Ｎ１３基準点は、ＵＤＭ３１２とＡＵＳＦ３１０の間に実装される。Ｎ１４基準点は、２つのＡＭＦの間に実装される。非ローミングシナリオの場合、Ｎ１５基準点はＰＣＦ３１８とＡＭＦ３１４の間に実装される。Ｎ２２基準点は、ＮＳＳＦ３１３とＡＭＦ３１４の間に実装される。

図４は、次世代ネットワークのローミングアーキテクチャ４００を示す。図４のアーキテクチャは、３ＧＰＰ ＴＳ２３．５０１（ｖ１５．３．０）でさらに説明されているように、基準点表現におけるローカルなブレイクアウトシナリオである。ローミングシナリオでは、訪問先パブリックランドモバイルネットワーク（ＶＰＬＭＮ：Ｖｉｓｉｔｅｄ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）４０２とホームＰＬＭＮ（ＨＰＬＭＮ）４０４が示されている。ＨＰＬＭＮ４０４は、モバイル加入者のプロファイルが保持されているＰＬＭＮを特定する。ＶＰＬＭＮは、モバイル加入者が自分のＨＰＬＭＮを離れるときにローミングしたＰＬＭＮである。他のネットワークにローミングしているユーザは、ＨＰＬＭＮ４０４からサブスクリプション情報を受信する。ローカルブレイクアウトシナリオでは、ＰＣＦ３１８（ｈＰＣＦ）、ＵＤＭ３１２、及びＡＵＳＦ３１０が、ＵＥ１１０のＨＰＬＭＮ４０４にある。訪問先ＰＣＦ（ｖＰＣＦ）４１８を含む他のネットワーク機能は、ＶＰＬＭＮ４０２にある。

図５は、無線インタフェース１２２などの無線プロトコルスタック５００を示す。本明細書で説明するように、ユーザプレーン５１２は、ネットワークを介して実際のユーザデータを転送するために使用されるプロトコルのセットを含み、制御プレーン５１４は、ネットワーク内のユーザ接続及びベアラを制御及び確立するために使用されるプロトコルを含む。ユーザプレーン５１２及び制御プレーン５１４では、無線プロトコルスタック５００は、物理（ＰＨＹ）層５０１、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層５０２、無線リンク制御（ＲＬＣ）層５０３、及びパケットデータ収束プロトコル（ＰＤＣＰ）層５０４を備える。制御プレーン５１４は、無線リソース制御（ＲＲＣ）層５０５及び非アクセス（ＮＡＳ）層５０６をさらに備える。

物理層５０１は、無線インタフェースを介してＭＡＣトランスポートチャネルからの全ての情報を伝送する。データ及びシグナリングメッセージは、物理層５０１の異なるレベル間の物理チャネルで伝送される。物理チャネルは、物理データチャネルと物理制御チャネルに分けられる。物理データチャネルは、物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）、物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）、物理マルチキャストチャネル（ＰＭＣＨ）、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）、及び物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）を含み得る。物理制御チャネルは、物理制御フォーマットインジケータチャネル（ＰＣＦＩＣＨ）、物理ハイブリッドＡＲＱインジケータチャネル（ＰＨＩＣＨ）、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）、及び物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を含み得る。

ＭＡＣ層５０２は、論理チャネルとトランスポートチャネルの間のマッピング、トランスポートチャネルで物理層に配信されるトランスポートブロック（ＴＢ）への１つまたは異なる論理チャネルからのＭＡＣサービスデータユニット（ＳＤＵ）の多重化、トランスポートチャネルで物理層から配信されるトランスポートブロックから１つまたは異なる論理チャネルからのＭＡＣ ＳＤＵの逆多重化、情報レポートのスケジューリング、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）によるエラー訂正、動的スケジューリングによるＵＥ間の優先処理、１つのＵＥの論理チャネル間の優先処理、及び論理チャネルの優先順位付けを担当する。ＲＬＣ層５０３は、上位層プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）の転送、ＡＲＱを介したエラー訂正、並びにＲＬＣ ＳＤＵの連結、セグメンテーション、及び再構築を担当する。ＲＬＣ層５０３はまた、ＲＬＣデータＰＤＵの再セグメンテーション、ＲＬＣデータＰＤＵの並べ替え、重複検出、ＲＬＣ ＳＤＵ破棄、ＲＬＣ再確立、及びプロトコルエラー検出を担当する。ＰＤＣＰ層５０４は、ＩＰデータのヘッダ圧縮及び解凍、データの転送（ユーザプレーンまたは制御プレーン）、ＰＤＣＰシーケンス番号（ＳＮ）の維持、下位層の再確立における上位層ＰＤＵの順次配信、ＲＬＣ確認モード（ＡＭ：Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ Ｍｏｄｅ）にマッピングされた無線ベアラの下位層の再確立時の下位層ＳＤＵの重複排除、ユーザプレーンデータ及び制御プレーンデータの暗号化と復号、制御プレーンデータの完全性保護と完全性検証、タイマベースの破棄、重複破棄などを担当する。ＲＲＣ層５０５は、ＮＡＳに関連するシステム情報のブロードキャスト、アクセス層（ＡＳ）に関連するシステム情報のブロードキャスト、ページング、ＵＥとＲＡＮの間のＲＲＣ接続の確立、保守、及びリリース、キー管理含むセキュリティ機能、ポイントツーポイント無線ベアラ（ＲＢ）の確立、構成、保守、及びリリースを担当する。ＮＡＳ層５０６は、ＵＥとコアネットワーク（例えば、ＭＭＥ／ＡＭＦ）の間の制御プレーン５１４の最上位層を表し、ＵＥとコアネットワークの間のＩＰ接続を確立及び維持するためのＵＥのモビリティ及びセッション管理手順をサポートする。

ネットワークの目的の１つは、システム全体のセキュリティを向上させることである。特に懸念される領域の１つは、ＮＡＳメッセージのセキュリティ保護である。本明細書で説明される実施形態では、ＵＥ１１０及びネットワーク要素１３２は、ＮＡＳメッセージの追加のセキュリティ保護を提供するように強化される。

図６は、例示的な実施形態におけるＵＥ１１０のブロック図である。ＵＥ１１０は、無線インタフェースコンポーネント６０２、１つ以上のプロセッサ６０４、メモリ６０６、ユーザインタフェースコンポーネント６０８、及びバッテリ６１０を備える。無線インタフェースコンポーネント６０２は、ＲＦユニット６２０（例えば、トランシーバ）及び１つ以上のアンテナ６２２など、ＵＥ１１０のローカル無線リソースを表すハードウェアコンポーネントで、無線または「ＯＴＡ（Ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−Ａｉｒ）」信号を介して基地局（例えば、基地局１２４）との無線通信に使用される。プロセッサ６０４は、ＵＥ１１０の機能を提供する内部回路、論理回路、ハードウェア、ソフトウェアなどを表す。プロセッサ６０４は、メモリ６０６にロードされるソフトウェアの命令６４０を実行するように構成されてよい。プロセッサ６０４は、特定の実装に応じて、１つ以上のプロセッサのセットを含んでよい、または、マルチプロセッサコアを含んでよい。メモリ６０６は、データ、命令６４０、アプリケーションなどのためのコンピュータ可読記憶媒体であり、プロセッサ６０４によってアクセス可能である。メモリ６０６は、一時的及び／または永続的に情報を記憶することができるハードウェアストレージデバイスである。メモリ６０６は、ランダムアクセスメモリ、または任意の他の揮発性または不揮発性ストレージデバイスを含み得る。ユーザインタフェースコンポーネント６０８は、エンドユーザと対話するためのハードウェアコンポーネントである。例えば、ユーザインタフェースコンポーネント６０８は、ディスプレイ６５０、スクリーン、タッチスクリーンなど（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイなど）を含み得る。ユーザインタフェースコンポーネント６０８は、キーボードまたはキーパッド６５２、追跡デバイス（例えば、トラックボールまたはトラックパッド）、スピーカ、マイクロフォンなどを含み得る。ＵＥ１１０はまた、ＵＥ１１０にセキュリティ及び完全性機能を提供するハードウェアデバイスであるユニバーサル集積回路カード（ＵＩＣＣ）６６０を含む。ＵＩＣＣ６６０は、他の認証情報と共にＵＥ１１０のＨＰＬＭＮの１つ以上の公開鍵を記憶または示すユニバーサル加入者識別モジュール（ＵＳＩＭ）６６２をホストしてよい。ＵＥ１１０は、図６に具体的に示されていない様々な他のコンポーネントを含んでよい。

プロセッサ６０４は、１つ以上のアプリケーション６３０を実装してよい。これらのアプリケーション６３０は、ＲＡＮ１２０及びコアネットワーク１３０を介してダウンリンク（ＤＬ）データにアクセスしてよく、また、ＲＡＮ１２０及びコアネットワーク１３０を介して宛先に転送するためのアップリンク（ＵＬ）データを生成してよい。プロセッサ６０４はまた、以下でより詳細に説明するように、ＮＡＳ手順を制御するように構成されたＮＡＳコントローラ６３４を実装する。

図７は、例示的な実施形態におけるネットワーク要素１３２のブロック図である。ネットワーク要素１３２は、ＵＥのセキュリティ及び登録を処理するサーバ、デバイス、装置、機器（ハードウェアを含む）、システム、手段などである。例えば、ネットワーク要素１３２は、ＬＴＥネットワークのＭＭＥ２１４、次世代ネットワークのＡＭＦ要素３１４などを含み得る。この実施形態では、ネットワーク要素１３２は、１つ以上のプラットフォームで動作するサブシステム、すなわち、ネットワークインタフェースコンポーネント７０２、セキュリティマネージャ７０４、及び登録マネージャ７０６を備える。ネットワークインタフェースコンポーネント７０２は、他のネットワーク要素及び／またはＵＥと（例えば、ＲＡＮ１２０を介して）制御プレーンメッセージまたはシグナリングをやり取りするように構成された回路、論理、ハードウェア、手段などを含み得る。ネットワークインタフェースコンポーネント７０２は、様々なプロトコル（ＮＡＳプロトコルを含む）または基準点を使用して動作してよい。セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳセキュリティコンテキストを作成する、ＮＡＳセキュリティコンテキストのためのＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）を選択するなど、ＵＥの認証及び／またはセキュリティ手順を処理するように構成された回路、論理、ハードウェア、手段などを備え得る。登録マネージャ７０６は、ＵＥの登録を処理するように構成された回路、論理、ハードウェア、手段などを備え得る。

ネットワーク要素１３２のサブシステムのうちの１つ以上は、アナログ及び／またはデジタル回路から構成されるハードウェアプラットフォームに実装されてよい。ネットワーク要素１３２のサブシステムのうちの１つ以上は、メモリ７３２に記憶された命令を実行するプロセッサ７３０上に実装されてよい。プロセッサ７３０は、命令を実行するように構成された集積ハードウェア回路を備え、メモリ７３２は、データ、命令、アプリケーション等のための非一時コンピュータ可読記憶媒体等であり、プロセッサ７３０によってアクセス可能である。

ネットワーク要素１３２は、図７に具体的に示されていない様々な他のコンポーネントを含んでよい。

ＮＡＳ手順は、ＵＥとアクセスセキュリティ管理エンティティ（例えば、ＡＭＦ、ＭＭＥなど）の間にＮＡＳセキュリティコンテキストが既に存在するときに実行または呼び出されてよい。ＮＡＳセキュリティの目的は、ＮＡＳセキュリティキーを使用して、制御プレーンでＵＥとアクセスセキュリティ管理エンティティの間でＮＡＳメッセージを安全に配信することである。ＮＡＳセキュリティキーは、ＵＥに対して認証が実行されるたびに生成される。ＮＡＳセキュリティの設定が完了すると、ＵＥとアクセスセキュリティ管理エンティティとは、ＮＡＳ暗号化キーとＮＡＳ完全性キーを共有できるようになり、それらのキーは、送信前にＮＡＳメッセージの暗号化と完全性保護で、それぞれ使用される。ＮＡＳ手順は、ＮＡＳセキュリティコンテキストが存在しないときにも実行または呼び出されてよい。このシナリオを最初に説明する。

例１：セキュリティコンテキストなし
図８は、例示的な実施形態において、ＵＥ１１０でＮＡＳ手順を実行する方法８００を示すフローチャートである。方法８００のステップは、図６のＵＥ１１０を参照して説明されるが、当業者は、方法８００が他のネットワークまたはアーキテクチャで実行されてよいことを理解するであろう。また、本明細書に記載のフローチャートのステップは、全てを網羅しているわけではなく、示されていない他のステップを含んでよく、ステップは、別の順序で実行されてよい。

この実施形態では、ＵＥ１１０とネットワーク要素１３２の間にＮＡＳ通信セッションがないと想定されてよい。さらに、ＵＥ１１０が非接続モード（例えば、アイドルモード）にあり、接続モードに移行中であると想定されてよい。ＵＥ１１０のＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳ手順を開始して、ＵＥ１１０とネットワーク要素１３２の間のＮＡＳ通信セッションを確立する（ステップ８０２）。例えば、ＮＡＳ手順は、登録手順を備え得る。各ＮＡＳ手順は、必須のＮＡＳプロトコルＩＥのセットを含み、情報を送信するためのオプションのＮＡＳプロトコルＩＥのセットも含み得る。従って、ＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳ手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥ（必須及びオプション）を識別し得る。

この実施形態では、ＮＡＳ手順は、複数のフェーズ８３１〜８３２で実行される。ＮＡＳ手順の第１のフェーズ８３１では、ＮＡＳコントローラ６３４は、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを識別する（ステップ８０４）。セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、ＵＥのＮＡＳセキュリティコンテキストを作成または確立するために使用されるＩＥを指す。第１のフェーズ８３１では、最小限の情報の提供が望ましい場合があるため、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、ＮＡＳセキュリティコンテキストを確立するために使用されるＮＡＳ手順の最小数のＩＥを含み得る。登録手順の場合、一例では、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、ＵＥのモバイル識別（例えば、５Ｇ−ＧＵＴＩまたはＳＵＣＩ（暗号化された加入者識別子（Ｓｕｂｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｃｏｎｃｅａｌｅｄ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ））と、ＵＥによってサポートされる１つ以上のセキュリティアルゴリズムを示すＵＥセキュリティ機能と、登録タイプ（例えば、初期、モビリティ、定期的、緊急など）と、ＵＥのＮＡＳセキュリティコンテキストのセキュリティキーセット識別子（例えば、ｎｇＫＳＩ、ｅＫＳＩなど）から構成されてよい。

ＮＡＳコントローラ６３４は、タイプ「初期」の登録要求など、ＮＡＳ手順のための初期ＮＡＳメッセージをフォーマットまたは生成してよい。初期ＮＡＳメッセージは、ＵＥが非接続モード（例えば、アイドルモード）から接続モードに移行した後に送信される最初のＮＡＳメッセージを指す。ＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを初期ＮＡＳメッセージに含める、または挿入する（ステップ８０６）。第１のフェーズ８３１では、初期ＮＡＳメッセージにＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットが投入され、初期ＮＡＳメッセージに投入されるＩＥは、セキュリティ関連の対処用に選択されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットに限定される（すなわち、のみから構成される）。初期ＮＡＳメッセージは、ＮＡＳ手順に必須のＮＡＳプロトコルＩＥの全てを含むわけではないので、初期ＮＡＳメッセージは、第１のフェーズ８３１では「部分的な」メッセージと見なされる。サブセットから除外される他の必須のＮＡＳプロトコルＩＥは、（第２のフェーズ８３２の一部として）別のＮＡＳメッセージに含まれる。次に、ＮＡＳコントローラ６３４は、初期ＮＡＳメッセージをネットワーク要素１３２に送信する（ステップ８１０）。

初期ＮＡＳメッセージを送信する前に、ＮＡＳコントローラ６３４は、オプションで、ＵＥ１１０のＨＰＬＭＮの公開鍵を使用して初期ＮＡＳメッセージのＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを暗号化してよい（オプションのステップ８０８）。各ＨＰＬＭＮは、楕円曲線統合暗号化スキーム（ＥＣＩＥＳ：Ｅｌｌｉｐｔｉｃ Ｃｕｒｖｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ）に従って公開鍵を割り当ててよい。保護スキームによっては、複数の公開鍵があってよい。ＨＰＬＭＮの公開鍵は通常、ＵＥ１１０のＵＳＩＭ６６２にプロビジョニングされる。従って、ＮＡＳコントローラ６３４は、初期ＮＡＳメッセージの第１のフェーズ８３１について識別されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを暗号化することができる。公開鍵を使用してＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを暗号化するかどうかの決定は、ポリシーまたは基準に基づいてよい。例えば、ＮＡＳコントローラ６３４は、登録タイプが緊急事態を示さないとき（例えば、登録タイプ＝初期）、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを暗号化してよく、登録タイプが緊急事態を示す場合、暗号化せずに初期ＮＡＳメッセージを送信してよい。別の例では、ＮＡＳコントローラ６３４は、ＵＥ１１０がそのＵＳＩＭ６６２にプログラムされた公開鍵を有するときにＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを暗号化してよく、ＵＥ１１０がＵＳＩＭ６６２にプログラムされた公開鍵を有しないとき、暗号化せずに初期ＮＡＳメッセージを送信してよい。

図９は、例示的な実施形態において、ネットワーク要素１３２でＮＡＳ手順を実行する方法９００を示すフローチャートである。方法９００のステップは、図７のネットワーク要素１３２を参照して説明されるが、当業者は、方法９００が他のネットワークまたはアーキテクチャで実行されてよいことを理解されよう。

第１のフェーズ８３１では、ネットワーク要素１３２のネットワークインタフェースコンポーネント７０２が、ＵＥ１１０から初期ＮＡＳメッセージを受信する（ステップ９０２）。初期ＮＡＳメッセージを受信した後、セキュリティマネージャ７０４は、オプションで、情報がＨＰＬＭＮの公開鍵を使用して暗号化されているかどうかを判定するために初期ＮＡＳメッセージを処理してよい。初期ＮＡＳメッセージが暗号化されているとき、セキュリティマネージャ７０４は、初期ＮＡＳメッセージのＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットの復号を開始してよい（オプションのステップ９０４）。一例では、セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを内部で復号するように構成されてよい。別の例では、セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを別のネットワーク要素（例えば、ＵＤＭ要素３１２）に送信して、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを復号してよい。

セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを処理し、ＵＥ１１０のＮＡＳセキュリティコンテキストが存在しないことを判定する（ステップ９０６）。ＮＡＳセキュリティコンテキストが存在しないので、セキュリティマネージャ７０４は、ＵＥ１１０を認証するための認証手順を開始してよい（ステップ９０８）。認証手順（例えば、認証及び鍵合意（ＡＫＡ））を使用して、ＵＥ１１０とモバイルネットワーク１００の間の相互認証を実行してよい。認証手順は異なり得るが、一般に、セキュリティマネージャ７０４は、ネットワークインタフェースコンポーネント７０２を介して、認証トークンと共に認証要求をＵＥ１１０に送信してよい（オプションのステップ９１０）。認証要求に応答して、ＵＥ１１０は、ＵＥ１１０の側で認証ステップを処理し、認証トークンの検証を試みる（図８のステップ８１２を参照）。成功した場合、ＵＥ１１０は、モバイルネットワーク１００は認証されていると見なす。ＵＥ１１０は、応答トークンを計算し、応答トークンとともに認証応答を送信し、これらは、ネットワークインタフェースコンポーネント７０２を介してセキュリティマネージャ７０４によって受信される（オプションのステップ９１２）。次に、セキュリティマネージャ７０４（または、別のネットワーク要素）は、応答トークンが有効であるかどうかを判定（例えば、応答トークンを予期された応答トークンと比較）してよい。応答トークンが有効である場合、セキュリティマネージャ７０４は、ＵＥ１１０は認証されていると見なす。

ＵＥ１１０が検証されると、セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳセキュリティコンテキストを確立するＮＡＳセキュリティ手順を開始する（ステップ９１４）。ＮＡＳセキュリティ手順では、セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳセキュリティコンテキストの１つ以上のＮＡＳセキュリティアルゴリズムを選択し（ステップ９１６）、１つ以上のＮＡＳセキュリティキー（例えば、Ｋ_ＡＭＦ、Ｋ_ＡＳＭＥなど）を導出する。ＮＡＳセキュリティアルゴリズムは、ＮＡＳ暗号化アルゴリズムと完全性保護アルゴリズムとを含み得る。次に、セキュリティマネージャ７０４は、ネットワークインタフェースコンポーネント７０２を介して、ＮＡＳセキュリティコンテキストのために選択されたＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）とセキュリティキーセット識別子とを示すまたは含む応答をＵＥに送信する（ステップ９１８）。応答は、ＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）、セキュリティキーセット識別子（例えば、ｎｇＫＳＩ、ｅＫＳＩなど）、及びその他の情報を含むセキュリティモードコマンドを含み得る。

図８では、ＵＥ１１０のＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）とセキュリティキーセット識別子とを示す応答をネットワーク要素１３２から受信する（ステップ８１４）。ネットワーク要素１３２からの応答で提供される情報を用いて、ＮＡＳセキュリティコンテキストがＵＥ１１０とネットワーク要素１３２の間に確立される。従って、ＵＥ１１０とネットワーク要素１３２の間の後続のＮＡＳメッセージは、ＮＡＳセキュリティコンテキストを使用して保護されてよい。

ＮＡＳ手順の第２のフェーズ８３２では、ＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳ手順のＮＡＳプロトコルＩＥを初期ＮＡＳメッセージに含める、または挿入する（ステップ８１６）。初期ＮＡＳメッセージは、第１のフェーズ８３１で以前にネットワーク要素１３２に送信された初期ＮＡＳメッセージのコピー、複製、または同じタイプである。このステップでは、初期ＮＡＳメッセージは、ＮＡＳ手順用のＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を含む（必須及びオプション（必要な場合））。初期ＮＡＳメッセージにはＮＡＳ手順に必須の各ＮＡＳプロトコルＩＥが含まれているため、初期ＮＡＳメッセージは第２のフェーズ８３２で「完全な」ＮＡＳメッセージと見なされる。

ＵＥ１１０のＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳ手順のための後続のＮＡＳメッセージをフォーマットまたは生成してよい。例えば、後続のＮＡＳメッセージは、セキュリティモード完了メッセージを備え得る。ＮＡＳコントローラ６３４は、初期ＮＡＳメッセージを、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナに含める、または挿入する（ステップ８１８）。ＮＡＳメッセージコンテナは、プレーンなＮＡＳメッセージをカプセル化するために使用されるＩＥの一種である。ＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）を使用して、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを暗号化する（ステップ８２０）。従って、完全な初期ＮＡＳメッセージは、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナで暗号化される。次に、ＮＡＳコントローラ６３４は、後続のＮＡＳメッセージをネットワーク要素１３２に送信する（ステップ８２２）。

図９において、第２のフェーズ８３２では、ネットワークインタフェースコンポーネント７０２は、ＵＥ１１０から後続のＮＡＳメッセージを受信する（ステップ９２０）。セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）を使用して、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを復号して、完全な初期ＮＡＳメッセージにアクセスする（ステップ９２２）。次に、セキュリティマネージャ７０４またはネットワーク要素１３２の他のサブシステムは、完全な初期ＮＡＳメッセージからＮＡＳプロトコルＩＥを処理して、ＮＡＳ手順をさらに実行してよい。例えば、登録マネージャ７０６は、登録承諾メッセージをＵＥ１１０に送信してよく、登録完了メッセージをＵＥ１１０から受信してよい（オプションのステップ９２４）。このプロセスの技術的な利点の１つは、ＮＡＳセキュリティコンテキストを確立するために必要なＮＡＳプロトコルＩＥのみが、暗号化されずに、または、部分的な初期ＮＡＳメッセージのＨＰＬＭＮ公開鍵に従って暗号化されて、送信され、完全な初期ＮＡＳメッセージは、後続のＮＡＳメッセージで暗号化され、これによって、さらなるセキュリティ保護が提供される。

図１０は、例示的な実施形態において、ＵＥがセキュリティコンテキストを有しないときのＮＡＳ手順を示すメッセージ図である。図１０に示されるＮＡＳ手順は、登録手順であるが、他のＮＡＳ手順にも同様の概念が適用されてよい。この例は、５Ｇネットワークで示され、ネットワーク要素１３２は、ＡＭＦ要素３１４を含む。

このＮＡＳ手順も、複数のフェーズで実行される。第１のフェーズでは、ＵＥ１１０は、ＮＡＳ登録手順を求める初期登録要求を生成またはフォーマットする。ＮＡＳ登録手順は、情報の転送に使用されるＮＡＳプロトコルＩＥのセット（必須及びオプション）を有する。この実施形態では、ＵＥ１１０は、第１のフェーズにおいて、初期登録要求にＮＡＳプロトコルＩＥの完全なセットを投入しない。代わりに、ＵＥ１１０は、ＮＡＳセキュリティコンテキストを確立するために不可欠なＮＡＳプロトコルＩＥを識別する。従って、ＵＥ１１０は、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを識別する。この例では、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、５Ｇグローバル一意一時的識別（５Ｇ−ＧＵＴＩ：５Ｇ Ｇｌｏｂａｌｌｙ Ｕｎｉｑｕｅ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）、ＵＥセキュリティ機能、登録タイプ、及びｎｇＫＳＩから構成されてよい。ＵＥ１１０は、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを初期登録要求に挿入する。初期登録要求は、ＮＡＳ登録手順の必須のＮＡＳプロトコルＩＥの全てを含んでいるわけではないため、初期登録要求は、第１のフェーズでは「部分的な」要求である。ＵＥ１１０はまた、ＵＥ１１０によって生成されたＳＵＣＩなどの他の情報を初期登録要求に挿入してよい。この例では、ＵＥ１１０はＨＰＬＭＮ公開鍵を使用してＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを暗号化し、初期登録要求をＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ１）。暗号化に使用される保護スキームと公開鍵識別子は、ＳＵＣＩに示されている保護スキームと公開鍵識別子と同じである。ただし、前述のように、ＨＰＬＭＮ公開鍵を使用したＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットの暗号化はオプションである。ＳＵＣＩの保護スキームがＮＵＬＬの場合、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは暗号化されない。

初期登録要求の受信に応答して、ＡＭＦ要素３１４は、ＵＥのＰＬＭＮ ＩＤ及びルーティングＩＤに基づいて復号するために、情報をＵＥのホームＵＤＭにルーティングする。従って、ＡＭＦ要素３１４は、認証要求（すなわち、Ｎａｕｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ要求）をフォーマットまたは生成し、ＮＡＳプロトコルＩＥの暗号化されたサブセットを他の情報（例えば、ＳＵＣＩ及びサービングネットワーク名）とともに認証要求に挿入する。次に、ＡＭＦ要素３１４は、認証要求をＡＵＳＦ要素３１０に送信する（Ｓ２）。認証要求を受信することに応答して、ＡＵＳＦ要素３１０は、認証要求（すなわち、Ｎｕｄｍ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ｇｅｔ要求）をフォーマットまたは生成し、ＮＡＳプロトコルＩＥの暗号化されたサブセットを他の情報とともに認証要求に挿入する。次に、ＡＵＳＦ要素３１０は、認証要求をＵＤＭ要素３１２に送信する（Ｓ３）。

認証要求に応答して、ＵＤＭ要素３１２は、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットが読み取り可能になるように、ＨＰＬＭＮ秘密鍵を使用して（すなわち、ＳＵＣＩ用に選択された保護スキームに従った情報を使用して）ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを復号する。ＵＤＭ要素３１２はまた、認証資格情報リポジトリ及び処理機能（ＡＲＰＦ）に関連する機能をホストし、ＡＲＰＦは、認証方法を選択し、ＡＵＳＦ要素３１０の認証データ及びキー情報（例えば、トークン）を計算する（必要な場合）。ＵＤＭ要素３１２は、ＡＵＳＦ要素３１０の認証応答（すなわち、Ｎｕｄｍ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ｇｅｔ応答）をフォーマットまたは生成し、ＮＡＳプロトコルＩＥの復号されたサブセット、認証ベクトル（ＡＶ）、及びその他の情報を認証応答に挿入する。次に、ＵＤＭ要素３１２は、認証応答をＡＵＳＦ要素３１０に送信する（Ｓ４）。認証応答を受信することに応答して、ＡＵＳＦ要素３１０は、ＡＭＦ要素３１４の認証応答（すなわち、Ｎｕａｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ応答）をフォーマットまたは生成し、ＮＡＳプロトコルＩＥの復号されたサブセット、ＡＶ、及び他の情報を認証応答に挿入する。次に、ＡＵＳＦ要素３１０は、認証応答をＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ５）。

ＡＭＦ要素３１４は、ＵＤＭ／ＡＵＳＦによって提供される情報を使用して、ＵＥ１１０を用いて認証手順を実行するように構成される。例えば、ＡＭＦ要素３１４は、ＡＶから認証トークンとともに認証要求をＵＥ１１０に送信し（Ｓ６）、ＵＥ１１０は、認証トークンの検証を試みる。成功した場合、ＵＥ１１０は、応答トークンを計算し、応答トークンとともに認証応答を送信し、これらは、ＡＭＦ要素３１４によって受信される（Ｓ７）。ＡＭＦ要素３１４は、別の認証要求（すなわち、Ｎａｕｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ要求）をフォーマットまたは生成し、ＵＥ１１０からの応答トークンを他の情報とともに認証要求に挿入する。次に、ＡＭＦ要素３１４は、認証要求をＡＵＳＦ要素３１０に送信する（Ｓ８）。ＡＵＳＦ要素３１０は、ＵＥ１１０からの応答トークンが予期された応答トークンと一致するかどうかを検証し、認証の成功／失敗を示す認証応答（すなわち、Ｎａｕｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ応答）をＡＭＦ要素３１４に送信する。

ＵＥ１１０がネットワークに対して認証されると、ＡＭＦ要素３１４は、ＮＡＳセキュリティコンテキストを確立するＮＡＳセキュリティ手順を開始する。ＡＭＦ要素３１４は、暗号化及び完全性保護のためにＮＡＳセキュリティアルゴリズム（または複数のアルゴリズム）を選択する。ＡＭＦ要素３１４は、セキュリティモードコマンドメッセージをフォーマットまたは生成し、ＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）、ｎｇＫＳＩ、及び他の情報のインジケータをセキュリティモードコマンドメッセージに挿入する。次に、ＡＭＦ要素３１４は、セキュリティモードコマンドメッセージをＵＥ１１０に送信する（Ｓ１０）。

ＮＡＳ手順の第２のフェーズでは、ＵＥ１１０はｎｇＫＳＩ及びＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、後続のＮＡＳメッセージを保護するための対応するキーを導出する。従って、ＮＡＳセキュリティコンテキストは、ＵＥ１１０とＡＭＦ要素３１４の間に確立される。ＵＥ１１０は、ＮＡＳ登録手順のＮＡＳプロトコルＩＥを初期登録要求に含め、または挿入し、これは、第１のフェーズで以前に送信された初期登録要求のコピー、複製、または同じタイプのメッセージである。初期登録要求は、全ての必須のＮＡＳプロトコルＩＥと、情報の転送に使用される任意のオプションのＮＡＳプロトコルＩＥとを含む。追加のＮＡＳプロトコルＩＥは、非現在の（Ｎｏｎ−ｃｕｒｒｅｎｔ）ネイティブＮＡＳキーセット識別子、５Ｇモビリティ管理（ＭＭ）機能、要求されたネットワークスライス選択支援情報（ＮＳＳＡＩ）、最後に訪問した登録済み追跡エリア識別子（ＴＡＩ）、Ｓ１ ＵＥネットワーク機能、アップリンクデータステータス、ＰＤＵセッションステータス、モバイル開始接続のみ（ＭＩＣＯ）インジケーション、ＵＥステータス、追加のＧＵＴＩ、許可されたＰＤＵセッションステータス、ＵＥの使用設定、要求された不連続受信（ＤＲＸ）パラメータ、ＥＰＳ ＮＡＳメッセージコンテナ、及びペイロードコンテナを含み得る。従って、初期登録要求は、必須のＮＡＳプロトコルＩＥの全てを含むため、第２のフェーズの「完全な」要求である。ＵＥ１１０は、セキュリティモード完了メッセージをフォーマットまたは生成し、セキュリティモード完了メッセージのＮＡＳメッセージコンテナに完全な初期登録要求を挿入する。ＵＥ１１０は、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、セキュリティモード完了メッセージのＮＡＳメッセージコンテナを暗号化する。従って、完全な初期登録要求は、セキュリティモード完了メッセージのＮＡＳメッセージコンテナで暗号化される。次に、ＵＥ１１０は、セキュリティモード完了メッセージをＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ１１）。

ＡＭＦ要素３１４は、ＵＥ１１０からセキュリティモード完了メッセージを受信し、セキュリティモード完了メッセージのＮＡＳメッセージコンテナを復号して、完全な初期登録要求からＮＡＳプロトコルＩＥにアクセスする。次に、ＡＭＦ要素３１４は、登録承諾メッセージをＵＥ１１０に送信することなどによって、登録手順を続行する（Ｓ１２）。ＵＥ１１０は、登録完了メッセージでＡＭＦ要素３１４に応答し（Ｓ１３）、この時点で、ＵＥ１１０は、サービスにアクセスするためのネットワークに登録される。

例２：セキュリティコンテキストなし
セキュリティコンテキストが存在しないときのＮＡＳ手順の別の例では、図１１は、例示的な実施形態において、ＵＥ１１０でＮＡＳ手順を実行する方法１１００を示すフローチャートである。ＵＥ１１０のＮＡＳコントローラ６３４は、ＵＥ１１０とネットワーク要素１３２の間にＮＡＳ通信セッションを確立するＮＡＳ手順を開始する（ステップ１１０２）。ＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳ手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥ（必須及びオプション）を識別する（ステップ１１０４）。ＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳ手順のための第１の初期ＮＡＳメッセージをフォーマットまたは生成してよく、第１の初期ＮＡＳメッセージにＮＡＳプロトコルＩＥを含める、または挿入する（ステップ１１０６）。このステップでは、第１の初期ＮＡＳメッセージは、ＮＡＳ手順のＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を含む（必須及びオプション（必要な場合））。第１の初期ＮＡＳメッセージにはＮＡＳ手順に必須のＮＡＳプロトコルＩＥそれぞれが含まれているため、第１の初期ＮＡＳメッセージは「完全な」ＮＡＳメッセージと見なされる。

ＮＡＳコントローラ６３４はまた、第１の初期ＮＡＳメッセージの複製である第２の初期ＮＡＳメッセージをフォーマットまたは生成する（ステップ１１０８）。複製メッセージとは、ＮＡＳ手順の同じタイプのメッセージを指す。例えば、第１の初期ＮＡＳメッセージが登録要求である場合、第２の初期ＮＡＳメッセージも登録要求である。ただし、複製メッセージに投入されるＩＥは、元のメッセージとは異なる場合がある。ＮＡＳコントローラ６３４は、第２の初期ＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナに第１の初期ＮＡＳメッセージを含める、または挿入する（ステップ１１１０）。ＮＡＳコントローラ６３４は、ＵＥ１１０のＨＰＬＭＮの公開鍵を使用して、第２の初期ＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを暗号化する（ステップ１１１２）。従って、完全な初期ＮＡＳメッセージは、第２の初期ＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナで暗号化される。次に、ＮＡＳコントローラ６３４は、第２の初期ＮＡＳメッセージをネットワーク要素１３２に送信する（ステップ１１１４）。

図１２は、例示的な実施形態において、ネットワーク要素１３２でＮＡＳ手順を実行する方法１２００を示すフローチャートである。ネットワーク要素１３２のネットワークインタフェースコンポーネント７０２は、ＵＥ１１０から第２の初期ＮＡＳメッセージを受信する（ステップ１２０２）。この例のようにＮＡＳメッセージコンテナが暗号化されているとき、セキュリティマネージャ７０４は、第１の初期ＮＡＳメッセージにアクセスするために、ＮＡＳメッセージコンテナの復号を開始する（ステップ１２０４）。一例では、セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳメッセージコンテナを復号するように構成されてよい。別の例では、セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳメッセージコンテナを、ＮＡＳメッセージコンテナを復号するために別のネットワーク要素（例えば、ＵＤＭ要素３１２）に送信してよい。

ＮＡＳメッセージコンテナが復号されると、セキュリティマネージャ７０４は、第１の初期ＮＡＳメッセージにアクセスすることができる。第１の初期ＮＡＳメッセージには、ＮＡＳ手順のＮＡＳプロトコルＩＥが投入されている。セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳプロトコルＩＥを処理して、ＵＥ１１０のＮＡＳセキュリティコンテキストが存在しないことを判定してよい（ステップ１２０６）。ＮＡＳセキュリティコンテキストが存在しないので、セキュリティマネージャ７０４は、ＵＥ１１０を認証するための認証手順を開始してよい（ステップ１２０８）。認証手順では、セキュリティマネージャ７０４は、ネットワークインタフェースコンポーネント７０２を介して、認証トークンと共に認証要求をＵＥ１１０に送信してよい（オプションのステップ１２１０）。認証要求に応答して、ＵＥ１１０は、ＵＥ１１０の側で認証ステップを処理し、認証トークンの検証を試みる（図１１のステップ１１１６を参照）。成功した場合、ＵＥ１１０は、モバイルネットワーク１００は認証されていると見なす。ＵＥ１１０は、応答トークンを計算し、応答トークンを有する認証応答を送信し、これは、ネットワークインタフェースコンポーネント７０２を介してセキュリティマネージャ７０４によって受信される（オプションのステップ１２１２）。次に、セキュリティマネージャ７０４（または、別のネットワーク要素）は、応答トークンが有効であるかどうかを判定（例えば、応答トークンを予期された応答トークンと比較）してよい。応答トークンが有効である場合、セキュリティマネージャ７０４は、ＵＥ１１０は認証されていると見なす。

ＵＥ１１０が検証されると、セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳセキュリティコンテキストを確立するＮＡＳセキュリティ手順を開始する（ステップ１２１４）。ＮＡＳセキュリティ手順では、セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳセキュリティコンテキストの１つ以上のＮＡＳセキュリティアルゴリズムを選択し（ステップ１２１６）、１つ以上のＮＡＳセキュリティキー（例えば、Ｋ_ＡＭＦ、Ｋ_ＡＳＭＥなど）を導出する。次に、セキュリティマネージャ７０４は、セキュリティモードコマンドをフォーマットまたは生成し、ＮＡＳセキュリティコンテストに対して選択されたＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）とセキュリティキーセット識別子とを示すまたは含むセキュリティモードコマンドをネットワークインタフェースコンポーネント７０２を介して、ＵＥ１１０に送信する（ステップ１２１８）。

図１１では、ＵＥ１１０のＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）を示すセキュリティモードコマンドをネットワーク要素１３２から受信する（ステップ１１１８）。セキュリティモードコマンドで提供される情報を使用して、ＮＡＳセキュリティコンテキストがＵＥ１１０とネットワーク要素１３２の間に確立される。従って、ＵＥ１１０とネットワーク要素１３２の間の後続のＮＡＳメッセージは、ＮＡＳセキュリティコンテキストを使用して保護されてよい。次に、ＵＥ１１０のＮＡＳコントローラ６３４は、セキュリティモード完了メッセージをフォーマットまたは生成してよく、セキュリティモード完了メッセージをネットワーク要素１３２に送信してよい（ステップ１１２０）。図１２では、ネットワークインタフェースコンポーネント７０２は、ＵＥ１１０からセキュリティモード完了を受信する（ステップ１２２０）。セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）を使用して、任意の後続のＮＡＳメッセージを復号し得る。このプロセスの技術的な利点の１つは、ＮＡＳセキュリティコンテキストを確立するために必要なＮＡＳプロトコルＩＥのみが、暗号化されずに、部分的な初期ＮＡＳメッセージに挿入され、完全な初期ＮＡＳメッセージは、部分的なＮＡＳメッセージで暗号化され、これによって、さらなるセキュリティ保護を提供することである。

図１３は、例示的な実施形態において、ＵＥがセキュリティコンテキストを有しないときのＮＡＳ手順を示すメッセージ図である。図１３に示すＮＡＳ手順は、登録手順であるが、他のＮＡＳ手順にも同様の概念が適用されてよい。ＵＥ１１０は、ＮＡＳ登録手順のための登録要求を生成またはフォーマットする。この実施形態では、ＵＥ１１０は、登録要求にＮＡＳプロトコルＩＥの完全なセットを投入する。従って、登録要求は完全な登録要求である。

ＵＥ１１０はまた、完全な登録要求の複製である別の登録要求を生成またはフォーマットする。別の登録要求は「初期」タイプであるため、初期登録要求である。完全な登録要求に必須のＮＡＳプロトコルＩＥのそれぞれを投入する代わりに、ＵＥ１１０は初期登録要求のＮＡＳメッセージコンテナに完全な登録要求を挿入する。ＵＥ１１０はまた、ＵＥ１１０によって生成されたＳＵＣＩなどの他の情報を初期登録要求に挿入してよい。この例では、ＵＥ１１０は、ＨＰＬＭＮ公開鍵を使用して初期登録要求のＮＡＳメッセージコンテナを暗号化し、初期登録要求をＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ１）。

初期登録要求の受信に応答して、ＡＭＦ要素３１４は、ＵＥのＰＬＭＮ ＩＤ及びルーティングＩＤに基づいて復号するために、ＵＥのホームＵＤＭに情報をルーティングする。従って、ＡＭＦ要素３１４は、認証要求（すなわち、Ｎａｕｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ要求）をフォーマットまたは生成し、初期登録要求の暗号化されたＮＡＳメッセージコンテナを他の情報とともに認証要求に挿入する。次に、ＡＭＦ要素３１４は、認証要求をＡＵＳＦ要素３１０に送信する（Ｓ２）。認証要求を受信することに応答して、ＡＵＳＦ要素３１０は、認証要求（すなわち、Ｎｕｄｍ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ｇｅｔ要求）をフォーマットまたは生成し、暗号化されたＮＡＳメッセージコンテナを他の情報とともに認証要求に挿入する。次に、ＡＵＳＦ要素３１０は、認証要求をＵＤＭ要素３１２に送信する（Ｓ３）。

認証要求に応答して、ＵＤＭ要素３１２は、完全な登録要求が読み取り可能であるように、ＨＰＬＭＮ秘密鍵を使用して暗号化されたＮＡＳメッセージコンテナを復号する。ＵＤＭ要素３１２はまた、認証方法を選択し、ＡＵＳＦ要素３１０の認証データ及びキー情報（例えば、トークン）を計算する（必要な場合）。ＵＤＭ要素３１２は、ＡＵＳＦ要素３１０の認証応答（すなわち、Ｎｕｄｍ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ｇｅｔ応答）をフォーマットまたは生成し、復号されたＮＡＳメッセージコンテナ、認証ベクトル（ＡＶ）、及びその他の情報を認証応答に挿入する。次に、ＵＤＭ要素３１２は、認証応答をＡＵＳＦ要素３１０に送信する（Ｓ４）。認証応答を受信することに応答して、ＡＵＳＦ要素３１０は、ＡＭＦ要素３１４の認証応答（すなわち、Ｎｕａｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ応答）をフォーマットまたは生成し、復号されたＮＡＳメッセージコンテナ、ＡＶ、及び他の情報を認証応答に挿入する。次に、ＡＵＳＦ要素３１０は、認証応答をＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ５）。

ＡＭＦ要素３１４は、ＵＤＭ／ＡＵＳＦによって提供される情報を使用して、ＵＥ１１０を用いて認証手順を実行するように構成される。例えば、ＡＭＦ要素３１４は、ＡＶからの認証トークンとともに認証要求をＵＥ１１０に送信し（Ｓ６）、ＵＥ１１０は、認証トークンの検証を試みる。成功した場合、ＵＥ１１０は、応答トークンを計算し、応答トークンとともに認証応答を送信し、これらは、ＡＭＦ要素３１４によって受信される（Ｓ７）。ＡＭＦ要素３１４は、別の認証要求（すなわち、Ｎａｕｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ要求）をフォーマットまたは生成し、ＵＥ１１０からの応答トークンを他の情報とともに認証要求に挿入する。次に、ＡＭＦ要素３１４は、認証要求をＡＵＳＦ要素３１０に送信する（Ｓ８）。ＡＵＳＦ要素３１０は、ＵＥ１１０からの応答トークンが予期された応答トークンと一致するかどうかを検証し、認証の成功／失敗を示す認証応答（すなわち、Ｎａｕｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ応答）をＡＭＦ要素３１４に送信する。

ＵＥ１１０がネットワークに対して認証されると、ＡＭＦ要素３１４は、ＮＡＳセキュリティコンテキストを確立するＮＡＳセキュリティ手順を開始する。ＡＭＦ要素３１４は、暗号化及び完全性保護のためにＮＡＳセキュリティアルゴリズム（または複数のアルゴリズム）を選択する。ＡＭＦ要素３１４は、セキュリティモードコマンドメッセージをフォーマットまたは生成し、ＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）、ｎｇＫＳＩ、及び他の情報のインジケータをセキュリティモードコマンドメッセージに挿入する。次に、ＡＭＦ要素３１４は、セキュリティモードコマンドメッセージをＵＥ１１０に送信する（Ｓ１０）。ＵＥ１１０は、ｎｇＫＳＩ及びＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、後続のＮＡＳメッセージを保護するための対応するキーを導出する。従って、セキュリティコンテキストは、ＵＥ１１０とＡＭＦ要素３１４の間に確立される。ＵＥ１１０は、セキュリティモード完了メッセージをフォーマットまたは生成し、セキュリティモード完了メッセージをＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ１１）。

次に、ＡＭＦ要素３１４は、登録承諾メッセージをＵＥ１１０に送信することなどによって、登録手順を続行する（Ｓ１２）。ＵＥ１１０は、登録完了メッセージでＡＭＦ要素３１４に応答し（Ｓ１３）、この時点で、ＵＥ１１０は、サービスにアクセスするためのネットワークに登録される。

例３：セキュリティコンテキストが存在−セキュリティコンテキストは有効
さらなる例では、ＮＡＳ手順は、ＵＥとアクセスセキュリティ管理エンティティ（例えば、ＡＭＦ、ＭＭＥなど）の間にＮＡＳセキュリティコンテキストが既に存在するときに実行または呼び出されてよい。以下に、ＮＡＳセキュリティコンテキストが存在するときのＮＡＳ手順の例を示す。

図１４は、例示的な実施形態において、ＵＥ１１０でＮＡＳ手順を実行する方法１４００を示すフローチャートである。ＵＥ１１０のＮＡＳコントローラ６３４は、ＵＥ１１０とネットワーク要素１３２の間にＮＡＳ通信セッションを確立（または、再確立）するＮＡＳ手順を開始する（ステップ１４０２）。ＮＡＳコントローラ６３４は、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを識別する（ステップ１４０４）。ＮＡＳコントローラ６３４は、タイプ「モビリティ」、「周期的」などの登録要求等、ＮＡＳ手順のための第１のＮＡＳメッセージをフォーマットまたは生成する。ＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを第１のＮＡＳメッセージに含める、または挿入する（ステップ１４０６）。

ＮＡＳコントローラ６３４はまた、第１のＮＡＳメッセージの複製である第２のＮＡＳメッセージをフォーマットまたは生成する。ＮＡＳコントローラ６３４は、第２のＮＡＳメッセージに、ＮＡＳ手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥを含める、または挿入する（ステップ１４０８）。このステップでは、第２のＮＡＳメッセージは、ＮＡＳ手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を含む（必須及びオプション（必要な場合））。第２のＮＡＳメッセージにはＮＡＳ手順に必須のＮＡＳプロトコルＩＥのそれぞれが含まれているため、第２のＮＡＳメッセージは「完全な」ＮＡＳメッセージと見なされる。

ＮＡＳコントローラ６３４は、第１のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナに第２のＮＡＳメッセージを含める、または挿入する（ステップ１４１０）。ＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、第１のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを暗号化する（ステップ１４１２）。従って、完全な第２のＮＡＳメッセージは、第１のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナで暗号化される。次に、ＮＡＳコントローラ６３４は、第１のＮＡＳメッセージをネットワーク要素１３２に送信する（ステップ１４１４）。

図１５は、例示的な実施形態において、ネットワーク要素１３２でＮＡＳ手順を実行する方法１５００を示すフローチャートである。ネットワーク要素１３２のネットワークインタフェースコンポーネント７０２は、ＵＥ１１０から第１のＮＡＳメッセージを受信する（ステップ１５０２）。セキュリティマネージャ７０４は、ＵＥ１１０のＮＡＳセキュリティコンテキストを識別するために第１のＮＡＳメッセージのＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを処理する（ステップ１５０４）。次に、セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳセキュリティコンテキストを使用して第１のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを復号して、ＮＡＳメッセージコンテナに含有される第２のＮＡＳメッセージにアクセスする（ステップ１５０６）。復号された第１のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを用いて、セキュリティマネージャ７０４は、復号された第２のＮＡＳメッセージにアクセスすることができる。第２のＮＡＳメッセージには、ＮＡＳ手順のＮＡＳプロトコルＩＥが投入されている。従って、セキュリティマネージャ７０４は、ＮＡＳ手順のさらなる処理を続行するために第２のＮＡＳメッセージのＮＡＳプロトコルＩＥを処理してよい（ステップ１５０８）。このプロセスの技術的な利点の１つは、ＮＡＳセキュリティコンテキストを識別するために必要なＮＡＳプロトコルＩＥのみが、初期ＮＡＳメッセージで暗号化されずに送信され、完全な第２のＮＡＳメッセージは初期ＮＡＳメッセージで暗号化され、これにより、さらなるセキュリティ保護を提供する。

図１６は、例示的な実施形態において、ＵＥが有効なセキュリティコンテキストを有するときのＮＡＳ登録手順を示すメッセージ図である。ＵＥ１１０は、ＮＡＳ登録手順のための第１の登録要求を生成またはフォーマットする。この実施形態では、ＵＥ１１０は、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを第１の登録要求に投入する。この情報は、ＮＡＳセキュリティコンテキストをＡＭＦ要素３１４に示すために使用される。例えば、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、５Ｇ−ＧＵＴＩ、登録タイプ、及びｎｇＫＳＩを含んでよい。ＵＥ１１０はまた、第１の登録要求の複製である第２の登録要求をフォーマットまたは生成する。ＵＥ１１０は、第２の登録要求において、ＮＡＳ登録手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥを含める、または挿入する。このステップでは、第２の登録要求は、ＮＡＳ登録手順用のＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を含む（必須及びオプション（必要な場合））。第２の登録要求にはＮＡＳ登録手順に必須のＮＡＳプロトコルＩＥのそれぞれが含まれているため、第２の登録要求は「完全な」登録要求と見なされる。

ＵＥ１１０は、第１の登録要求のＮＡＳメッセージコンテナに第２の登録要求を含め、または挿入し、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、第１の登録要求のＮＡＳメッセージコンテナを暗号化する。従って、完全な第２の登録要求は、第１の登録要求のＮＡＳメッセージコンテナで暗号化される。次に、ＵＥ１１０は、第１の登録要求をＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ１）。

第１の登録要求を受信することに応答して、ＡＭＦ要素３１４は、第１の登録要求に含まれるＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットに基づいて、ＮＡＳセキュリティコンテキストを識別するまたは読み出す。次に、ＡＭＦ要素３１４は、第２の登録要求が読み取り可能になるように、ＮＡＳセキュリティコンテキストを使用して、第１の登録要求の暗号化されたＮＡＳメッセージコンテナを復号する。従って、ＡＭＦ要素３１４は、ＮＡＳ登録手順のためにＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を処理し、ＮＡＳ登録手順の処理を継続することができる。例えば、ＡＭＦ要素３１４は、登録承諾メッセージをＵＥ１１０に送信する（Ｓ２）。ＵＥ１１０は、登録完了メッセージでＡＭＦ要素３１４に応答し（Ｓ３）、この時点で、ＵＥ１１０は、サービスにアクセスするためにネットワークに登録される。

図１７は、例示的な実施形態において、ＵＥが有効なセキュリティコンテキストを有するときのＮＡＳサービス要求手順を示すメッセージ図である。ＵＥ１１０は、ＮＡＳサービス要求手順のための第１のサービス要求を生成またはフォーマットする。この実施形態では、ＵＥ１１０は、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを第１のサービス要求に投入し、これは、ＡＭＦ要素３１４にＮＡＳセキュリティコンテキストを示すために使用される。この例では、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、５Ｇ−Ｓ−ＴＭＳＩ及びｎｇＫＳＩを含み得る。ＵＥ１１０はまた、第１のサービス要求の複製である第２のサービス要求をフォーマットまたは生成する。ＵＥ１１０は、第２のサービス要求にＮＡＳサービス要求手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥを含める、または挿入する。このステップでは、第２のサービス要求は、ＮＡＳサービス要求手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を含む（必須及びオプション（必要な場合））。第２のサービス要求には、ＮＡＳサービス要求手順に必須のＮＡＳプロトコルＩＥのそれぞれが含まれているため、第２のサービス要求は「完全な」サービス要求と見なされる。

ＵＥ１１０は、第１のサービス要求のＮＡＳメッセージコンテナに第２のサービス要求を含め、または挿入し、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、第１のサービス要求のＮＡＳメッセージコンテナを暗号化する。従って、完全な第２のサービス要求は、第１のサービス要求のＮＡＳメッセージコンテナで暗号化される。次に、ＵＥ１１０は、第１のサービス要求をＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ１）。

第１のサービス要求の受信に応答して、ＡＭＦ要素３１４は、第１のサービス要求に含まれるＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットに基づいて、ＮＡＳセキュリティコンテキストを識別する、または読み出す。次に、ＡＭＦ要素３１４は、第２のサービス要求が読み取り可能になるように、ＮＡＳセキュリティコンテキストを使用して、第１のサービス要求の暗号化されたＮＡＳメッセージコンテナを復号する。従って、ＡＭＦ要素３１４は、ＮＡＳサービス要求手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を処理し、ＮＡＳサービス要求手順のための処理を継続することができる。例えば、ＡＭＦ要素３１４は、サービス承諾メッセージをＵＥ１１０に送信する（Ｓ２）。

図１８は、例示的な実施形態において、ＵＥが有効なセキュリティコンテキストを有するときのＮＡＳ登録解除手順を示すメッセージ図である。ＵＥ１１０は、ＮＡＳ登録解除手順のための第１の登録解除要求を生成またはフォーマットする。この実施形態では、ＵＥ１１０は、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを第１の登録解除要求に投入し、これは、ＡＭＦ要素３１４にＮＡＳセキュリティコンテキストを示すために使用される。この例では、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、５Ｇ−Ｓ−ＴＭＳＩ及びｎｇＫＳＩを含み得る。ＵＥ１１０はまた、第１の登録解除要求の複製である第２の登録解除要求をフォーマットまたは生成する。ＵＥ１１０は、ＮＡＳ登録解除手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥを第２の登録解除要求に含める、または挿入する。このステップでは、第２の登録解除要求は、ＮＡＳ登録解除手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を含む（必須及びオプション（必要な場合））。第２の登録解除要求にはＮＡＳ登録解除手順に必須のＮＡＳプロトコルＩＥのそれぞれが含まれているため、第２の登録解除要求は「完全な」登録解除要求と見なされる。

ＵＥ１１０は、第１の登録解除要求のＮＡＳメッセージコンテナに第２の登録解除要求を含め、または挿入し、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、第１の登録解除要求のＮＡＳメッセージコンテナを暗号化する。従って、完全な第２の登録解除要求は、第１の登録解除要求のＮＡＳメッセージコンテナで暗号化される。次に、ＵＥ１１０は、第１の登録解除要求をＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ１）。

第１の登録解除要求を受信することに応答して、ＡＭＦ要素３１４は、第１の登録解除要求に含まれるＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットに基づいて、ＮＡＳセキュリティコンテキストを識別するまたは読み出す。次に、ＡＭＦ要素３１４は、第２の登録解除要求が読み取り可能になるように、ＮＡＳセキュリティコンテキストを使用して、第１の登録解除要求の暗号化されたＮＡＳメッセージコンテナを復号する。従って、ＡＭＦ要素３１４は、ＮＡＳ登録解除手順のためにＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を処理し、ＮＡＳ登録解除手順の処理を継続することができる。例えば、ＡＭＦ要素３１４は、登録解除承諾メッセージをＵＥ１１０に送信する（Ｓ２）。

例４：セキュリティコンテキストが存在−セキュリティコンテキストが無効、または見つからない
図１９Ａ〜図１９Ｂは、例示的な実施形態において、ＵＥ１１０でＮＡＳ手順を実行する方法１９００を示すフローチャートである。ＵＥ１１０のＮＡＳコントローラ６３４は、ＵＥ１１０とネットワーク要素１３２の間にＮＡＳ通信セッションを確立（または、再確立）するＮＡＳ手順を開始する（ステップ１９０２）。ＮＡＳ手順の第１のフェーズ１９３１では、ＮＡＳコントローラ６３４は、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを識別する（ステップ１９０４）。ＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳ手順のための第１のＮＡＳメッセージをフォーマットまたは生成し、第１のＮＡＳメッセージにＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを含める、または挿入する（ステップ１９０６）。

ＮＡＳコントローラ６３４はまた、第１のＮＡＳメッセージの複製である第２のＮＡＳメッセージをフォーマットまたは生成する。ＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳ手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥを第２のＮＡＳメッセージに含める、または挿入する（ステップ１９０８）。このステップでは、第２のＮＡＳメッセージは、ＮＡＳ手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を含む（必須及びオプション（必要な場合））。第２のＮＡＳメッセージにはＮＡＳ手順に必須のＮＡＳプロトコルＩＥのそれぞれが含まれているため、第２のＮＡＳメッセージは「完全な」ＮＡＳメッセージと見なされる。

ＮＡＳコントローラ６３４は、第１のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナに第２のＮＡＳメッセージを含める、または挿入する（ステップ１９１０）。ＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、第１のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを暗号化する（ステップ１９１２）。従って、完全な第２のＮＡＳメッセージは、第１のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナで暗号化される。次に、ＮＡＳコントローラ６３４は、第１のＮＡＳメッセージをネットワーク要素１３２に送信する（ステップ１９１４）。

図２０は、例示的な実施形態において、ネットワーク要素１３２でＮＡＳ手順を実行する方法２０００を示すフローチャートである。ＮＡＳ手順の第１のフェーズ１９３１では、ネットワーク要素１３２のネットワークインタフェースコンポーネント７０２は、ＵＥ１１０から第１のＮＡＳメッセージを受信する（ステップ２００２）。セキュリティマネージャ７０４は、第１のＮＡＳメッセージのＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを処理し、ＵＥ１１０の有効なＮＡＳセキュリティコンテキストの識別に失敗する（ステップ２００４）。例えば、ＮＡＳセキュリティコンテキストが存在する場合でも、セキュリティマネージャ７０４が、第１のＮＡＳメッセージで提供されるＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットに基づいてＮＡＳセキュリティコンテキストを識別できない、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットに基づいて識別されたＮＡＳセキュリティコンテキストが無効である等の場合である。有効なＮＡＳセキュリティコンテキストが見つからないため、セキュリティマネージャ７０４は、ＵＥ１１０を認証するための認証手順を開始する（ステップ２００６）。認証手順が以前に実行された可能性があるとしても、セキュリティマネージャ７０４は、有効なＮＡＳセキュリティコンテキストが見つからないときは、認証手順を再度実行する。認証手順の一部として、セキュリティマネージャ７０４は、ネットワークインタフェースコンポーネント７０２を介して、認証トークンとともに認証要求をＵＥ１１０に送信してよい（オプションのステップ２００８）。認証要求に応答して、ＵＥ１１０は、認証トークンの検証を試みる（図１９Ａのステップ１９１６を参照）。成功した場合、ＵＥ１１０は、モバイルネットワーク１００は認証されていると見なす。ＵＥ１１０は、応答トークンを計算し、応答トークンとともに認証応答を送信し、これらは、ネットワークインタフェースコンポーネント７０２を介してセキュリティマネージャ７０４によって受信される（オプションのステップ２０１０）。次に、セキュリティマネージャ７０４（または別のネットワーク要素）は、応答トークンが有効であるかどうかを判定（例えば、応答トークンを予期された応答トークンと比較）してよい。応答トークンが有効である場合、セキュリティマネージャ７０４は、ＵＥ１１０が認証されていると見なす。

ＵＥ１１０が検証されると、セキュリティマネージャ７０４は、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストを確立するＮＡＳセキュリティ手順を開始する（ステップ２０１２）。ＮＡＳセキュリティ手順では、セキュリティマネージャ７０４は、新しいＮＡＳセキュリティ手順のために１つ以上のＮＡＳセキュリティアルゴリズムを選択し（ステップ２０１４）、１つ以上のＮＡＳセキュリティキーを導出する。次に、セキュリティマネージャ７０４は、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストのために選択されたＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）とセキュリティキーセット識別子とを示すまたは含む応答をネットワークインタフェースコンポーネント７０２を介してＵＥ１１０に送信する（ステップ２０１６）。応答は、ＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）、セキュリティキーセット識別子（例えば、ｎｇＫＳＩ、ｅＫＳＩなど）、及びその他の情報を含むセキュリティモードコマンドを含み得る。

図１９Ａでは、ＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）とセキュリティキーセット識別子とを示す応答をネットワーク要素１３２から受信する（ステップ１９１８）。ネットワーク要素１３２からの応答で提供される情報を用いて、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストがＵＥ１１０とネットワーク要素１３２の間に確立される。従って、ＵＥ１１０とネットワーク要素１３２の間の後続のＮＡＳメッセージは、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストを使用して保護されてよい。

図１９ＢのＮＡＳ手順の第２のフェーズ１９３２では、ＵＥ１１０のＮＡＳコントローラ６３４は、次に、ＮＡＳ手順のための後続のＮＡＳメッセージをフォーマットまたは生成してよい。例えば、後続のＮＡＳメッセージは、セキュリティモード完了メッセージを備え得る。ＮＡＳコントローラ６３４は、ＮＡＳ手順のための第２のＮＡＳメッセージを、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナに含める、または挿入する（ステップ１９２０）。上記のように、第２のＮＡＳメッセージは、ＮＡＳ手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を含み（必須及びオプション（必要な場合））、「完全な」ＮＡＳメッセージと見なされる。ＮＡＳコントローラ６３４は、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）を使用して、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを暗号化する（ステップ１９２２）。次に、ＮＡＳコントローラ６３４は、後続のＮＡＳメッセージをネットワーク要素１３２に送信する（ステップ１９２４）。

図２０において、第２のフェーズ１９３２では、ネットワークインタフェースコンポーネント７０２は、ＵＥ１１０から後続のＮＡＳメッセージを受信する（ステップ２０１８）。セキュリティマネージャ７０４は、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズム（複数可）を使用して、後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナを復号して、完全な第２のＮＡＳメッセージにアクセスする（ステップ２０２０）。次に、セキュリティマネージャ７０４またはネットワーク要素１３２の他のサブシステムは、ＮＡＳ手順をさらに処理するために完全な第２のＮＡＳメッセージからＮＡＳプロトコルＩＥを処理してよい。このプロセスの技術的な利点の１つは、ＮＡＳセキュリティコンテキストを識別するために必要なＮＡＳプロトコルＩＥのみが、第１のＮＡＳメッセージで暗号化されずに送信されることである。有効なＮＡＳセキュリティコンテキストが見つからないとき、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストが確立され、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストに従って完全なＮＡＳメッセージが後続のＮＡＳメッセージで暗号化され、これにより、さらなるセキュリティ保護が提供される。

図２１は、例示的な実施形態において、ＵＥがＮＡＳセキュリティコンテキストを有するが、ＮＡＳセキュリティコンテキストが有効でないか、または見つけられないときのＮＡＳ登録手順を示すメッセージ図である。ＮＡＳ手順の第１のフェーズでは、ＵＥ１１０は、ＮＡＳ登録手順のための第１の登録要求を生成またはフォーマットする。この実施形態では、ＵＥ１１０は、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを第１の登録要求に投入する。この情報は、ＮＡＳセキュリティコンテキストをＡＭＦ要素３１４に示すために使用される。例えば、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、５Ｇ−ＧＵＴＩ、登録タイプ、及びｎｇＫＳＩを含んでよい。ＵＥ１１０はまた、第１の登録要求の複製である第２の登録要求をフォーマットまたは生成する。ＵＥ１１０は、ＮＡＳ登録手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥを第２の登録要求に含める、または挿入する。このステップでは、第２の登録要求は、ＮＡＳ登録手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を含む（必須及びオプション（必要な場合））。第２の登録要求にはＮＡＳ登録手順に必須のＮＡＳプロトコルＩＥのそれぞれが含まれているため、第２の登録要求は「完全な」登録要求と見なされる。

ＵＥ１１０は、第１の登録要求のＮＡＳメッセージコンテナに第２の登録要求を含め、または挿入し、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、第１の登録要求のＮＡＳメッセージコンテナを暗号化する。従って、完全な第２の登録要求は、第１の登録要求のＮＡＳメッセージコンテナで暗号化される。次に、ＵＥ１１０は、第１の登録要求をＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ１）。

第１の登録要求の受信に応答して、ＡＭＦ要素３１４は、第１の登録要求に含まれるＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットに基づいて、ＮＡＳセキュリティコンテキストの識別または読み出しを試みる。この例では、ＡＭＦ要素３１４はＵＥ１１０の有効なＮＡＳセキュリティコンテキストを識別できない。従って、ＡＭＦ要素３１４は、第１の登録要求のＮＡＳメッセージコンテナを復号することができない。安全な通信を可能にするために、ＡＭＦ要素３１４は、新しい認証手順を開始して、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストを作成する。ＡＭＦ要素３１４は、認証要求（すなわち、Ｎａｕｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ要求）をフォーマットまたは生成し、認証要求をＡＵＳＦ要素３１０に送信する（Ｓ２）。認証要求の受信に応答して、ＡＵＳＦ要素３１０は、認証要求（すなわち、Ｎｕｄｍ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ｇｅｔ要求）をフォーマットまたは生成し、認証要求をＵＤＭ要素３１２に送信する（Ｓ３）。

認証要求に応答して、ＵＤＭ要素３１２は、ＳＵＣＩを隠蔽解除し、認証応答（すなわち、Ｎｕｄｍ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ｇｅｔ応答）をＡＵＳＦ要素３１０に送信する（Ｓ４）。認証応答を受信することに応答して、ＡＵＳＦ要素３１０は、ＡＭＦ要素３１４の認証応答（すなわち、Ｎｕａｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ応答）をフォーマットまたは生成し、認証応答をＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ５）。

ＡＭＦ要素３１４は、ＵＤＭ／ＡＵＳＦによって提供される情報を使用して、ＵＥ１１０を用いて認証手順を実行するように構成される。例えば、ＡＭＦ要素３１４は、認証トークンとともに認証要求をＵＥ１１０に送信し（Ｓ６）、ＵＥ１１０は、認証トークンの検証を試みる。成功した場合、ＵＥ１１０は、応答トークンを計算し、応答トークンとともに認証応答を送信し、これらは、ＡＭＦ要素３１４によって受信される（Ｓ７）。ＡＭＦ要素３１４は、別の認証要求（すなわち、Ｎａｕｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ要求）をフォーマットまたは生成し、ＵＥ１１０からの応答トークンを他の情報とともに認証要求に挿入する。次に、ＡＭＦ要素３１４は、認証要求をＡＵＳＦ要素３１０に送信する（Ｓ８）。ＡＵＳＦ要素３１０は、ＵＥ１１０からの応答トークンが予期された応答トークンと一致するかどうかを検証し、認証の成功／失敗を示す認証応答（すなわち、Ｎａｕｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ応答）をＡＭＦ要素３１４に送信する。

ＵＥ１１０がネットワークに対して認証されると、ＡＭＦ要素３１４は、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストを確立するＮＡＳセキュリティ手順を開始する。ＡＭＦ要素３１４は、暗号化及び完全性保護のためにＮＡＳセキュリティアルゴリズム（または複数のアルゴリズム）を選択する。ＡＭＦ要素３１４は、セキュリティモードコマンドメッセージをフォーマットまたは生成し、ＮＡＳセキュリティアルゴリズム、ｎｇＫＳＩ、及び他の情報のインジケータをセキュリティモードコマンドメッセージに挿入する。次に、ＡＭＦ要素３１４は、セキュリティモードコマンドメッセージをＵＥ１１０に送信する（Ｓ１０）。

ＮＡＳ手順の第２のフェーズでは、ＵＥ１１０は、ｎｇＫＳＩ及びＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、後続のＮＡＳメッセージを保護するための対応するキーを導出する。従って、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストは、ＵＥ１１０とＡＭＦ要素３１４の間に確立される。ＵＥ１１０は、セキュリティモード完了メッセージをフォーマットまたは生成し、セキュリティモード完了メッセージのＮＡＳメッセージコンテナに第２の登録要求を挿入する。上記のように、第２の登録要求は、ＮＡＳ登録手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を含み（必須及びオプション（必要な場合））、「完全な」ＮＡＳメッセージと見なされる。ＵＥ１１０は、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、セキュリティモード完了メッセージのＮＡＳメッセージコンテナを暗号化する。従って、第２の登録要求は、セキュリティモード完了メッセージのＮＡＳメッセージコンテナで暗号化される。次に、ＵＥ１１０は、セキュリティモード完了メッセージをＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ１１）。

ＡＭＦ要素３１４は、ＵＥ１１０からセキュリティモード完了メッセージを受信し、セキュリティモード完了メッセージのＮＡＳメッセージコンテナを復号して、第２の登録要求からＮＡＳプロトコルＩＥにアクセスする。次に、ＡＭＦ要素３１４は、登録承諾メッセージをＵＥ１１０に送信することなどによって、ＮＡＳ登録手順を続行する（Ｓ１２）。ＵＥ１１０は、登録完了メッセージでＡＭＦ要素３１４に応答し（Ｓ１３）、この時点で、ＵＥ１１０は、サービスにアクセスするためにネットワークに登録される。

図２２は、例示的な実施形態において、ＵＥがＮＡＳセキュリティコンテキストを有するが、ＮＡＳセキュリティコンテキストが有効でない、またはＮＡＳセキュリティコンテキストが見つからないときのＮＡＳサービス要求手順を示すメッセージ図である。ＮＡＳ手順の第１のフェーズでは、ＵＥ１１０は、ＮＡＳサービス要求手順を求める第１のサービス要求を生成またはフォーマットする。この実施形態では、ＵＥ１１０は、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを第１のサービス要求に投入する。この情報は、ＮＡＳセキュリティコンテキストをＡＭＦ要素３１４に示すために使用される。例えば、ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットは、５Ｇ−Ｓ−ＴＭＳＩ及びｎｇＫＳＩを含み得る。ＵＥ１１０はまた、第１のサービス要求の複製である第２のサービス要求をフォーマットまたは生成する。ＵＥ１１０は、第２のサービス要求にＮＡＳサービス要求手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥを含める、または挿入する。このステップでは、第２のサービス要求は、ＮＡＳサービス要求手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を含む（必須及びオプション（必要な場合））。第２のサービス要求には、ＮＡＳサービス要求手順に必須のＮＡＳプロトコルＩＥのそれぞれが含まれているため、第２のサービス要求は「完全な」サービス要求と見なされる。

ＵＥ１１０は、第１のサービス要求のＮＡＳメッセージコンテナに第２のサービス要求を含め、または挿入し、ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、第１のサービス要求のＮＡＳメッセージコンテナを暗号化する。従って、完全な第２のサービス要求は、第１のサービス要求のＮＡＳメッセージコンテナで暗号化される。次に、ＵＥ１１０は、第１のサービス要求をＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ１）。

第１のサービス要求の受信に応答して、ＡＭＦ要素３１４は、第１のサービス要求に含まれるＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットに基づいて、ＮＡＳセキュリティコンテキストの識別または読み出しを試みる。この例では、ＡＭＦ要素３１４はＵＥ１１０の有効なＮＡＳセキュリティコンテキストを識別できない。従って、ＡＭＦ要素３１４は、第１のサービス要求のＮＡＳメッセージコンテナを復号することができない。安全な通信を可能にするために、ＡＭＦ要素３１４は、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストを作成する新しい認証手順を開始する。ＡＭＦ要素３１４は、認証要求（すなわち、Ｎａｕｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ要求）をフォーマットまたは生成し、認証要求をＡＵＳＦ要素３１０に送信する（Ｓ２）。認証要求を受信することに応答して、ＡＵＳＦ要素３１０は、認証要求（すなわち、Ｎｕｄｍ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ｇｅｔ要求）をフォーマットまたは生成し、認証要求をＵＤＭ要素３１２に送信する（Ｓ３）。

認証要求に応答して、ＵＤＭ要素３１２は、ＳＵＣＩを隠蔽解除し、認証応答（すなわち、Ｎｕｄｍ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ｇｅｔ応答）をＡＵＳＦ要素３１０に送信する（Ｓ４）。認証応答を受信することに応答して、ＡＵＳＦ要素３１０は、ＡＭＦ要素３１４の認証応答（すなわち、Ｎｕａｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ応答）をフォーマットまたは生成し、認証応答をＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ５）。

ＡＭＦ要素３１４は、ＵＤＭ／ＡＵＳＦによって提供される情報を使用して、ＵＥ１１０を用いて認証手順を実行するように構成される。例えば、ＡＭＦ要素３１４は、認証トークンとともに認証要求をＵＥ１１０に送信し（Ｓ６）、ＵＥ１１０は、認証トークンの検証を試みる。成功した場合、ＵＥ１１０は、応答トークンを計算し、応答トークンとともに認証応答を送信し、これらは、ＡＭＦ要素３１４（Ｓ７）によって受信される。ＡＭＦ要素３１４は、別の認証要求（すなわち、Ｎａｕｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ要求）をフォーマットまたは生成し、他の情報とともに、ＵＥ１１０からの応答トークンを認証要求に挿入する。次に、ＡＭＦ要素３１４は、認証要求をＡＵＳＦ要素３１０に送信する（Ｓ８）。ＡＵＳＦ要素３１０は、ＵＥ１１０からの応答トークンが予期された応答トークンと一致するかどうかを検証し、認証の成功／失敗を示す認証応答（すなわち、Ｎａｕｓｆ＿ＵＥＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＿Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ応答）をＡＭＦ要素３１４に送信する。

ＵＥ１１０がネットワークに対して認証されると、ＡＭＦ要素３１４は、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストを確立するＮＡＳセキュリティ手順を開始する。ＡＭＦ要素３１４は、暗号化及び完全性保護のためにＮＡＳセキュリティアルゴリズム（または複数のアルゴリズム）を選択する。ＡＭＦ要素３１４は、セキュリティモードコマンドメッセージをフォーマットまたは生成し、ＮＡＳセキュリティアルゴリズム、ｎｇＫＳＩ、及び他の情報のインジケータをセキュリティモードコマンドメッセージに挿入する。次に、ＡＭＦ要素３１４は、セキュリティモードコマンドメッセージをＵＥ１１０に送信する（Ｓ１０）。

ＮＡＳ手順の第２のフェーズでは、ＵＥ１１０は、ｎｇＫＳＩ及びＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、後続のＮＡＳメッセージを保護するための対応するキーを導出する。従って、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストは、ＵＥ１１０とＡＭＦ要素３１４の間に確立される。ＵＥ１１０は、セキュリティモード完了メッセージをフォーマットまたは生成し、セキュリティモード完了メッセージのＮＡＳメッセージコンテナに第２のサービス要求を挿入する。上記のように、第２のサービス要求は、ＮＡＳサービス要求手順のためのＮＡＳプロトコルＩＥのセット全体を含み（必須及びオプション（必要な場合））、「完全な」ＮＡＳメッセージと見なされる。ＵＥ１１０は、新しいＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して、セキュリティモード完了メッセージのＮＡＳメッセージコンテナを暗号化する。従って、第２のサービス要求は、セキュリティモード完了メッセージのＮＡＳメッセージコンテナで暗号化される。次に、ＵＥ１１０は、セキュリティモード完了メッセージをＡＭＦ要素３１４に送信する（Ｓ１１）。

ＡＭＦ要素３１４は、ＵＥ１１０からセキュリティモード完了メッセージを受信し、セキュリティモード完了メッセージのＮＡＳメッセージコンテナを復号して、第２のサービス要求からのＮＡＳプロトコルＩＥにアクセスする。次に、ＡＭＦ要素３１４は、登録承諾メッセージをＵＥ１１０に送信することなどによって、ＮＡＳサービス要求手順を続行する（Ｓ１２）。ＵＥ１１０は、登録完了メッセージでＡＭＦ要素３１４に応答する（Ｓ１３）。

図に示されている、または本明細書に記載されている様々な要素またはモジュールのいずれかは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの何らかの組み合わせとして実装されてよい。例えば、要素は専用ハードウェアとして実装されてよい。専用のハードウェア要素は、「プロセッサ」、「コントローラ」、または何らかの類似の用語で呼ばれる場合がある。プロセッサによって提供される場合、機能は、単一の専用プロセッサ、単一の共有プロセッサ、または複数の個別のプロセッサによって提供されてよく、それらの一部は共有されてよい。さらに、「プロセッサ」または「コントローラ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行できるハードウェアのみを指すと解釈されるべきではなく、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）もしくは他の回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを記憶するための読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性ストレージ、論理回路、または何らかの他の物理ハードウェアコンポーネントもしくはモジュールを黙示的に含み得る。

また、要素は、要素の機能を実行するためにプロセッサまたはコンピュータによって実行可能な命令として実装されてよい。命令の例としては、ソフトウェア、プログラムコード、ファームウェアなどがある。命令は、プロセッサによって実行されると、プロセッサに要素の機能の実行を指示するように動作可能である。命令は、プロセッサが読み取り可能なストレージデバイスに記憶されてよい。ストレージデバイスの例としては、デジタルもしくはソリッドステートメモリ、磁気ディスクや磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、または光学的に読み取り可能なデジタルデータ記憶媒体がある。

本出願書で使用される場合、「回路」という用語は、以下の１つ以上または全てを指す場合がある。
（ａ）ハードウェアのみの回路の実装（アナログ及び／またはデジタル回路のみで実装など）
（ｂ）ハードウェア回路とソフトウェアの組み合わせ（該当する場合）
（ｉ）アナログ及び／またはデジタルハードウェア回路（複数可）とソフトウェア／ファームウェアの組み合わせ、
（ｉｉ）携帯電話やサーバなどの装置に協働して様々な機能を実行させる、（デジタルシグナルプロセッサ（複数可）を含む）ソフトウェアを有するハードウェアプロセッサ（複数可）、ソフトウェア、及びメモリ（複数可）の任意の部分
（ｃ）動作のためにソフトウェア（例えば、ファームウェア）を必要とするが、動作に不要な場合、ソフトウェアが存在しなくてもよい、マイクロプロセッサ（複数可）またはマイクロプロセッサ（複数可）の一部などのハードウェア回路（複数可）及び／またはプロセッサ（複数可）

回路のこの定義は、請求項を含む、本明細書におけるこの用語の全ての使用に適用される。さらなる例として、本出願で使用される場合、回路という用語は、単にハードウェア回路またはプロセッサ（または複数のプロセッサ）またはハードウェア回路またはプロセッサの一部及びその（またはそれらの）付随するソフトウェア及び／またはファームウェアの実装も包含する。回路という用語は、例として、且つ、特定の請求項要素に適用可能な場合、モバイルデバイス用のベースバンド集積回路もしくはプロセッサ集積回路、または、サーバ、セルラーネットワークデバイス、もしくは他のコンピューティングもしくはネットワークデバイスの類似の集積回路も包含する。

特定の実施形態を本明細書に記載したが、本開示の範囲はそれらの特定の実施形態に限定されない。本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲及びそれらの同等物によって規定される。

Claims (20)

1. モバイルネットワークのネットワーク要素であって、前記ネットワーク要素は、
   少なくとも１つのプロセッサと、
   前記プロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリと、を備え、
   前記プロセッサは、前記ネットワーク要素とユーザ機器（ＵＥ）の間にＮＡＳ通信セッションを確立するために複数のフェーズの非アクセス層（ＮＡＳ）手順を前記ネットワーク要素に実行させるように構成され、
   前記ＮＡＳ手順の第１のフェーズでは、前記プロセッサは、前記ネットワーク要素に、
   前記ＵＥから初期ＮＡＳメッセージを受信することであって、前記初期ＮＡＳメッセージには、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコル情報要素（ＩＥ）のサブセットが前記ＮＡＳ手順の前記ＮＡＳプロトコルＩＥから投入されている、前記受信することと、
   前記ＵＥのＮＡＳセキュリティコンテキストが存在しないことを判定するために前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを処理することと、
   前記ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを選択すること、且つ、
   前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズムとセキュリティキーセット識別子を示す応答を前記ＵＥに送信すること、
   を行わせるようにさらに構成され、
   前記ＮＡＳ手順の第２のフェーズでは、前記プロセッサは、前記ネットワーク要素に、
   前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズムに基づいて暗号化された前記初期ＮＡＳメッセージを含有するＮＡＳメッセージコンテナを有する後続のＮＡＳメッセージを前記ＵＥから受信すること、且つ、
   前記後続のＮＡＳメッセージの前記ＮＡＳメッセージコンテナを復号することであって、前記後続のＮＡＳメッセージの前記ＮＡＳメッセージコンテナに含有される前記初期ＮＡＳメッセージには、前記ＮＡＳ手順の前記ＮＡＳプロトコルＩＥのそれぞれが投入されている、前記復号すること、
   を行わせるようにさらに構成される、
   前記モバイルネットワークのネットワーク要素。
2. 前記第１のフェーズでは、前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットは、前記ＵＥのホームパブリックランドモバイルネットワーク（ＨＰＬＭＮ）の公開鍵を使用して、前記初期ＮＡＳメッセージで暗号化され、
   前記プロセッサは、前記ネットワーク要素に、前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットの復号を開始させるようにさらに構成される
   請求項１に記載のネットワーク要素。
3. 前記ネットワーク要素は、前記モバイルネットワークのアクセス及びモビリティ管理機能（ＡＭＦ）要素を備える、
   請求項２に記載のネットワーク要素。
4. 前記プロセッサは、前記ネットワーク要素に、前記ＨＰＬＭＮの秘密鍵に基づいてＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを復号する統一データ管理（ＵＤＭ）要素に、ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを暗号化して送信させるようにさらに構成される
   請求項３に記載のネットワーク要素。
5. 前記初期ＮＡＳメッセージは、登録要求メッセージを備え、
   セキュリティ関連の対処用に指定された前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットは、前記ＵＥのモバイル識別、前記ＵＥによってサポートされる１つ以上のＮＡＳセキュリティアルゴリズムを示すＵＥセキュリティ機能、登録タイプ、及びＮＡＳセキュリティコンテキストのセキュリティキーセット識別子から構成される
   請求項１に記載のネットワーク要素。
6. 前記応答は、前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズムと前記セキュリティキーセット識別子とを示すセキュリティモードコマンドメッセージを備え、
   前記ＵＥから受信した前記後続のＮＡＳメッセージは、前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズムに基づいて暗号化された前記初期ＮＡＳメッセージを含有する前記ＮＡＳメッセージコンテナを有するセキュリティモード完了メッセージを備える、
   請求項１に記載のネットワーク要素。
7. 前記モバイルネットワークは、第５世代（５Ｇ）ネットワークを備える、
   請求項１に記載のネットワーク要素。
8. ユーザ機器（ＵＥ）とモバイルネットワークのネットワーク要素との間にＮＡＳ通信セッションを確立するために非アクセス層（ＮＡＳ）手順を実行する方法であって、
   前記ＮＡＳ手順の第１のフェーズでは、
   前記ネットワーク要素において前記ＵＥから初期ＮＡＳメッセージを受信することであって、前記初期ＮＡＳメッセージには、セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコル情報要素（ＩＥ）のサブセットが前記ＮＡＳ手順の前記ＮＡＳプロトコルＩＥから投入されている、前記受信することと、
   前記ＵＥのＮＡＳセキュリティコンテキストが存在しないことを判定するために前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを前記ネットワーク要素において処理することと、
   前記ネットワーク要素において前記ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムを選択することと、
   前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズムとセキュリティキーセット識別子とを示す応答を前記ネットワーク要素から前記ＵＥに送信することと、
   を備え、
   前記ＮＡＳ手順の第２のフェーズでは、
   前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズムに基づいて暗号化された前記初期ＮＡＳメッセージを含有するＮＡＳメッセージコンテナを有する後続のＮＡＳメッセージを前記ＵＥから前記ネットワーク要素において受信することと、
   前記ネットワーク要素において前記後続のＮＡＳメッセージの前記ＮＡＳメッセージコンテナを復号することであって、前記後続のＮＡＳメッセージの前記ＮＡＳメッセージコンテナに含有される前記初期ＮＡＳメッセージには、前記ＮＡＳ手順の前記ＮＡＳプロトコルＩＥのそれぞれが投入されている、前記復号することと、
   を備える、前記方法。
9. 前記第１のフェーズでは、前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットは、前記ＵＥのホームパブリックランドモバイルネットワーク（ＨＰＬＭＮ）の公開鍵を使用して、前記初期ＮＡＳメッセージで暗号化され、
   前記方法は、
   前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットの復号を開始すること
   をさらに備える、
   請求項８に記載の方法。
10. 前記ネットワーク要素は、前記モバイルネットワークのアクセス及びモビリティ管理機能（ＡＭＦ）要素を備え、
    前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットの復号を開始することは、前記ＨＰＬＭＮの秘密鍵に基づいてＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを復号するためにＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを暗号化して統一データ管理（ＵＤＭ）要素に送信することを備える
    請求項９に記載の方法。
11. 前記初期ＮＡＳメッセージは、登録要求メッセージを備え、
    セキュリティ関連の対処用に指定された前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットは、前記ＵＥのモバイル識別、前記ＵＥによってサポートされる１つ以上のＮＡＳセキュリティアルゴリズムを示すＵＥセキュリティ機能、登録タイプ、及びＮＡＳセキュリティコンテキストのセキュリティキーセット識別子から構成される
    請求項８に記載の方法。
12. 前記応答は、前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズムと前記セキュリティキーセット識別子とを示すセキュリティモードコマンドメッセージを備え、
    前記ＵＥから受信した前記後続のＮＡＳメッセージは、前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズムに基づいて暗号化された前記初期ＮＡＳメッセージを含有する前記ＮＡＳメッセージコンテナを有するセキュリティモード完了メッセージを備える。
    請求項８に記載の方法。
13. 前記ＮＡＳ手順の前記第１のフェーズでは、
    前記ＵＥにおいて、セキュリティ関連の対処用に指定された前記ＮＡＳ手順の前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを識別することと、
    前記ＵＥにおいて、ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを前記初期ＮＡＳメッセージに挿入することと、
    前記ＵＥから前記ネットワーク要素に前記初期ＮＡＳメッセージを送信することと、
    前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズムと前記セキュリティキーセット識別子とを示す前記応答を前記ネットワーク要素から前記ＵＥにおいて受信することと、
    前記ＮＡＳ手順の前記第２のフェーズでは、
    前記ＵＥにおいて、前記ＮＡＳ手順の前記ＮＡＳプロトコルＩＥを前記初期ＮＡＳメッセージに挿入することと、
    前記ＵＥにおいて、前記後続のＮＡＳメッセージの前記ＮＡＳメッセージコンテナに前記初期ＮＡＳメッセージを挿入することと、
    前記ＵＥにおいて、前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して前記後続のＮＡＳメッセージの前記ＮＡＳメッセージコンテナを暗号化することと、
    前記後続のＮＡＳメッセージを前記ＵＥから前記ネットワーク要素に送信することと、
    をさらに含む、請求項８に記載の方法。
14. 前記第１のフェーズでは、
    前記ＵＥにおいて、前記ＵＥのホームパブリックランドモバイルネットワーク（ＨＰＬＭＮ）の公開鍵を使用して、前記初期ＮＡＳメッセージの前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを暗号化すること
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 少なくとも１つのプロセッサと、
    前記プロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリと、
    を備える、ユーザ機器（ＵＥ）であって、
    前記プロセッサは、前記ＵＥとモバイルネットワークのネットワーク要素との間にＮＡＳ通信セッションを確立するために複数のフェーズの非アクセス層（ＮＡＳ）手順を前記ＵＥに開始させるように構成され、
    前記ＮＡＳ手順の第１のフェーズでは、前記プロセッサは、前記ＵＥに、
    セキュリティ関連の対処用に指定された前記ＮＡＳプロトコルＩＥのサブセットを前記ＮＡＳ手順のＮＡＳプロトコル情報要素（ＩＥ）から識別させ、
    ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを初期ＮＡＳメッセージに挿入させ、
    前記初期ＮＡＳメッセージを前記ネットワーク要素に送信させ、且つ、
    ＮＡＳセキュリティコンテキストのＮＡＳセキュリティアルゴリズムとセキュリティキーセット識別子とを示す応答を前記ネットワーク要素から受信させる、
    ようにさらに構成され、
    前記ＮＡＳ手順の第２のフェーズでは、前記プロセッサは、前記ＵＥに、
    前記ＮＡＳ手順の前記ＮＡＳプロトコルＩＥを前記初期ＮＡＳメッセージに挿入させ、
    前記初期ＮＡＳメッセージを後続のＮＡＳメッセージのＮＡＳメッセージコンテナに挿入させ、
    前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズムを使用して前記後続のＮＡＳメッセージの前記ＮＡＳメッセージコンテナを暗号化させ、且つ、
    前記後続のＮＡＳメッセージを前記ネットワーク要素に送信させる
    ようにさらに構成される
    前記ユーザ機器（ＵＥ）。
16. 前記プロセッサは、前記ＵＥに、
    前記第１のフェーズでは、前記ＵＥのホームパブリックランドモバイルネットワーク（ＨＰＬＭＮ）の公開鍵を使用して、前記初期ＮＡＳメッセージの前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを暗号化させる
    ようにさらに構成される、請求項１５に記載のＵＥ。
17. 前記プロセッサは、前記ＵＥに、
    前記ＵＥがＵＭＴＳ加入者識別モジュール（ＵＳＩＭ）にプログラムされた前記公開鍵を有するとき、前記公開鍵を使用して前記初期ＮＡＳメッセージの前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを暗号化させ、且つ、
    前記ＵＥが前記ＵＳＩＭにプログラムされた前記公開鍵を有しないとき、前記初期ＮＡＳメッセージの前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを暗号化せずに、前記初期ＮＡＳメッセージを前記ネットワーク要素に送信させる
    ようにさらに構成される、請求項１６に記載のＵＥ。
18. 前記初期ＮＡＳメッセージは、登録要求メッセージを備え、
    セキュリティ関連の対処用に指定されたＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットは、前記ＵＥのモバイル識別、前記ＵＥによってサポートされる１つ以上のＮＡＳセキュリティアルゴリズムを示すＵＥセキュリティ機能、登録タイプ、及びＮＡＳセキュリティコンテキストのセキュリティキーセット識別子から構成される、
    請求項１５に記載のＵＥ。
19. 前記プロセッサは、前記ＵＥに、
    前記登録タイプが緊急事態を示さないとき、前記ＵＥのホームパブリックランドモバイルネットワーク（ＨＰＬＭＮ）の公開鍵を使用して、前記初期ＮＡＳメッセージの前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを暗号化させ、且つ、
    前記登録タイプが緊急事態を示しているとき、前記初期ＮＡＳメッセージの前記ＮＡＳプロトコルＩＥの前記サブセットを暗号化せずに、前記初期ＮＡＳメッセージを前記ネットワーク要素に送信させる
    ようにさらに構成される、請求項１８に記載のＵＥ。
20. 前記応答は、前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズムと前記セキュリティキーセット識別子とを示すセキュリティモードコマンドメッセージを備え、
    前記後続のＮＡＳメッセージは、前記ＮＡＳセキュリティアルゴリズムに基づいて暗号化された前記初期ＮＡＳメッセージを含有する前記ＮＡＳメッセージコンテナを有するセキュリティモード完了メッセージを備える、
    請求項１５に記載のＵＥ。
    
    

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