[发明专利]一种保证SRNC和核心网节点密钥一致性的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种保证服务无线网络控制器SRNC和核心网节点密钥一致性的方法及系统。

背景技术

第三代合作伙伴计划3GPP(3rd Generation Partnership Project)在协议第7版(Release7)中采用了正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，简称“OFDM”)和多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，简称“MIMO”)技术完成高速下行链路分组接入HSDPA(High Speed DownlinkPacket Access)和高速上行链路分组接入HSUPA(High Speed Uplink PacketAccess)的未来演进道路HSPA+。HSPA+是3GPP HSPA(包括HSDPA和HSUPA)的增强技术，为HSPA运营商提供低复杂度、低成本的从HSPA向LTE(Long Term Evolution，长期演进)平滑演进的途径。

相比较于HSPA，HSPA+在系统架构上将无线网络控制器(Radio NetworkController，简称“RNC”)的功能下放到基站节点B(Node B)，形成完全扁平化的无线接入网络架构，如图1所示。此时称集成了完全RNC功能的Node B为Evolved HSPA Node B，或者简称为增强节点B(Node B+)。SGSN+为进行了升级能支持HSPA+功能的SGSN(SERVICE GPRS SUPPORTNODE，服务GPRS(GPRS：General Packet Radio System，通用分组无线系统)支持节点)。ME+(图中未示出)为能支持HSPA+功能的用户终端设备。演进的HSPA系统能够使用3GPP Rel-5和以后的空中接口版本，对空中接口的HSPA业务没有任何修改。采用这种方案后，每个Node B+都成为一个相当于RNC的节点，具有Iu-PS接口能够直接与PS CN(Core Network，核心网)(如图1中的SGSN和GGSN)连接，Iu-PS用户面在SGSN终结，其中如果网络支持直通隧道功能，Iu-PS用户面也可以在GGSN(Gateway GPRSSupport Node，网关GPRS支持节点)终结。演进的HSPA Node B之间的通信通过Iur接口执行。Node B+具有独立组网的能力，并支持完整的移动性功能，包括系统间和系统内切换。

由于扁平化后，用户面数据可以不经过RNC，直接到达GGSN，这意味着用户平面的加密和完整性保护功能必须前移至Node B+。目前定义的一种HSPA+安全密钥层次结构如图2所示。其中，K(Key，根密钥)、CK(CipheringKey，加密密钥)和IK(IntegrityKey，完整性密钥)的定义与UMTS(UniversalMobile Telecommunications System，通用移动通信系统)中完全一致。即K是存储于AuC(Authentication Center，鉴权中心)和USIM(UNIVERSALSUBSCRIBERIDENTITY MODULE，通用订阅者身份模块)中的根密钥，传统密钥CK和IK是用户设备与HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)进行AKA(Authentication and Key Agreement，认证和密钥协定)时由K计算出的加密密钥和完整性密钥。

在UMTS中，RNC使用传统的空中接口密钥CK和IK对数据进行加密和完整性保护。由于HSPA+架构中，将RNC的功能全部下放到基站Node B+，则加解密都需在Node B+处进行，而Node B+位于不安全的环境中，安全性不高。因此HSPA+引入了一个类似于E-UTRAN(Evolved Universal TerrestrialRadio Access Network，演进的通用陆地无线接入网络)的密钥层次，即UTRAN密钥层次(UTRAN Key Hierarchy)。在UTRAN密钥层次结构中，中间密钥K_RNC(也被称为K_ASMEU)是HSPA+新引入的密钥，由CK和IK推导生成。进一步地，K_RNC生成增强的空口密钥CK_U和IK_U，其中CK_U用于加密用户面数据和控制面信令，IK_U用于对控制面信令进行完整性保护。