Un nodo móvil, MN, en un sistema de comunicación IPv6, que comprende:

una primera unidad de enrutabilidad de retorno (110), adaptada para realizar un procedimiento de enrutabilidad de retorno, RRP, en donde una dirección de origen, HoA, del MN se sustituye por un sustituto de dirección de origen, SHoA, y en el curso del cual se obtienen fichas de generación de claves de un nodo correspondiente, CN; una unidad de clave de gestión de enlace Kbm (140), adaptada para calcular y generar la Kbm en función de las fichas generadoras de claves y una primera unidad de actualización de enlace, BU, (120), adaptada para enviar un mensaje de BU al CN sustituyendo la HoA del MN por la SHoA y para transmitir la HoA cifrada con la Kbm en el mensaje de BU; en donde la HoA cifrada se transmite en una opción HoA cifrada en el mensaje de BU y en donde el mensaje de BU comprende, además, un índice de HoA, cuyo valor es un valor de puntero y que corresponde a cada HoA del nodo MN

Método para una actualización de enlace en el sistema móvil IPv6 y sistema de comunicación móvil IPv6

Antecedentes de la invención

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al campo técnico de la comunicación de redes y más en particular, a un método para la actualización de enlace en la versión 6 del Protocolo Internet móvil (IPv6) y un sistema de comunicación IPv6 móvil.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR

La versión 6 del Protocolo de Internet móvil (IPv6) es una solución de movilidad en la capa de red. El sistema IPv6 móvil tiene tres entidades de red básicas, esto es, un nodo móvil (MN) , un nodo correspondiente (CN) y un agente de origen (HA) .

Un MN se puede identificar, de forma unívoca, con una dirección de origen (HoA) . Cuando el nodo MN realiza una itinerancia para una red ajena, se generará una dirección temporal (CoA) en un modo determinado. Según el IPv6 móvil, en el proceso en el que un nodo MN se desplaza desde un enlace a otro, la comunicación permanente del MN utilizando la HoA no se puede interrumpir. La movilidad del nodo es transparente para la capa de transferencia y otros protocolos de capa superior. El sistema IPv6 móvil define dos modos distintos para resolver el problema de la movilidad, esto es, un modo de túnel bidireccional y un modo de optimización de ruta.

En el modo de túnel bidireccional, el nodo MN informa al HA de la CoA a través de un mensaje de actualización de enlace (BU) . El HA intercepta paquetes enviados a la red de origen del MN para comunicación con el MN y reenvía los paquetes al MN en el modo de túnel. Cuando el MN envía paquetes a un CN, los paquetes deben enviarse al HA en el modo de túnel y el HA desencapsula y reenvía los paquetes de túnel al CN.

En el modo de optimización de ruta, el MN necesita el registro con el CN. En primer lugar, se realiza un procedimiento de enrutabilidad de retorno (RRP) . El procedimiento RRP incluye el intercambio de dos pares de mensajes entre los nodos MN y el CN: el mensaje de inicialización de prueba de origen (HoTI) y el mensaje de prueba de origen (HoT) y el mensaje de inicialización de prueba temporal (CoTI) y el mensaje de prueba temporal (CoT) . Los mensajes HoTI y HoT se reenvían por el HA y los mensajes CoTI y CoT se intercambian directamente entre el MN y el CN. Una vez realizado satisfactoriamente el procedimiento RRP, el MN es capaz de la actualización de enlace de la CoA y de la HoA en una lista de memoria de enlace del CN mediante un mensaje de BU y transmite directamente paquetes al CN en la comunicación subsiguiente. De este modo, los paquetes no necesitan reenviarse por el agente HA.

La privacidad de localización es muy importante en la comunicación de IPv6 móvil. Sin ocultamiento, los datos sensibles de un abonado se pueden recoger y analizar y las actividades del abonado se pueden detectar y seguir, lo que constituye una amenaza grave para la seguridad del abonado móvil. Cuando el MN está en un enlace ajeno, la cabecera interior del paquete transmitido entre el MN y el HA, a través de un túnel, transmite la HoA del MN. Cuando el MN se comunica con el CN en el modo de optimización de ruta, la opción de HoA contenida en el paquete enviado desde el MN al CN incluye la HoA del MN y la cabecera de enrutamiento de tipo 2 contenida en el paquete enviado desde el CN al MN incluye también la HoA del MN.

Con el fin de no exponer la HoA del MN en un enlace ajeno a un eavesdropper (‘fisgón informático') de escucha secreta, actualmente, se utiliza un sustituto de HoA (SHoA) para sustituir la HoA real. Sin embargo, para poner en práctica este método, además de la HoA y de la CoA del MN, la SHoA y la HoA necesitan también estar actualizadas en su enlace en el proceso BU.

A continuación se describe un método de puesta en práctica. 16 bits del espacio de dirección de 128 bits de IPv6 se asignan como un prefijo de identificadores móviles temporales (TMIs) y todas las direcciones, que utilizan el prefijo, se consideran como los identificadores TMIs que se especifican para ser enrutables. Un TMI de 128 bits se asigna a cada MN y el identificador TMI cambia periódicamente en función de un algoritmo determinado. En el proceso de BU para el CN, el identificador TMI se coloca en la opción de HoA y la HoA real se coloca en una subopción de BU redefinida. El CN enlaza el TMI, la HoA y la CoA. En la comunicación subsiguiente, el MN y el CN adoptan el TMI para sustituir la HoA actual en la opción de HoA y la cabecera de enrutamiento de tipo 2.

En la puesta en práctica de la presente invención, el inventor encuentra que el método anterior al menos presenta los defectos siguientes: 1. La HoA en el procedimiento RRP no está protegida y el paquete de BU todavía no ha de transmitir directamente la HoA; 2. El espacio de direcciones del IPv6 está permanentemente ocupado; 3. Si el cambio periódico del TMI y el cambio de la CoA no son síncronos, necesitan realizarse procedimientos RRPs extras y se consumirán más recursos de red y 4. Si múltiples HoAs de un MN están enlazadas con la misma CoA, puede producirse una confusión operativa.

Además, cuando el MN realiza la actualización del enlace, los números de secuencia contenidos en los paquetes de BU pueden exponer también las actividades del abonado móvil. Si se fija el incremento de los números de secuencia de los paquetes de BU o las reglas del cambio de los números de secuencia se pueden identificar con facilidad, el eavesdropper de escucha secreta todavía puede adivinar el movimiento del MN detectando una serie de mensajes de BU.

El documento XP015045182 (draft-irtf-mobopts-location-privacy-solutions-02 – Soluciones de privacidad de localización de IPv6 móvil) describe que el IPv6 móvil habilita que los nodos móviles permanezcan alcanzables mientras están en régimen de itinerancia en Internet. Con su especificación actual, la localización de un nodo móvil puede revelarse y su movimiento puede ser objeto de seguimiento controlando simplemente sus paquetes de IP. En este documento se trata el problema de la privacidad de localización de MIP6 y se proponen técnicas eficientes y seguras para proteger la privacidad de localización de un nodo móvil.

El documento US 2004/236937 A1 da a conocer una privacidad de localización contra terceros al mismo tiempo que se permite una comunicación con un enrutamiento optimizado entre el nodo correspondiente y el nodo móvil. La dirección de origen del nodo móvil se oculta de un observador externo con lo que se produce un antagonismo de los ataques basados en el análisis del tráfico, en donde la dirección de origen está en correlación con una dirección temporal de un nodo móvil, MN. Una “etiqueta de privacidad” se utiliza en lugar de una dirección de origen asociada con el nodo móvil. La etiqueta de privacidad se suministra por el nodo móvil al nodo correspondiente, de tal modo que permita que la etiqueta de privacidad esté enlazada con la dirección de origen, pero presenta la carencia de permitir que la dirección de origen sea visible durante el intercambio. La etiqueta de privacidad puede utilizarse también para ayudar a impedir los ataques de reproducción.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

En consecuencia, la presente invención se refiere a un método para la actualización de enlace en el sistema IPv6 móvil y un sistema de comunicación IPv6 móvil correspondiente, de modo que se mejore la seguridad de las direcciones de origen (HoAs) en un proceso de actualización de enlace (BU) .

Para conseguir el objetivo de la presente invención, se dan a conocer soluciones técnicas según se describe a continuación. Un método para la actualización de enlace, en el sistema IPv6 móvil, comprende las etapas siguientes: la realización, por un nodo correspondiente (CN) , de un procedimiento de enrutabilidad de retorno (RRP) , en donde una dirección de origen (HoA) de un nodo móvil (MN) se sustituye con un sustituto de dirección de origen (SHoA) ; la recepción, por el CN, de un mensaje de actualización de enlace (BU) procedente del nodo MN, en donde el mensaje de BU transmite la SHoA, con la que se sustituye la HoA del MN y la HoA cifrada con una clave de gestión de enlace (Kbm) ; en donde la Kbm se genera en función de las fichas generadoras de claves obtenidas por el MN a partir del CN en el procedimiento RRP y el enlace, por el CN, de la SHoA, la HoA y una dirección temporal (CoA) en función del mensaje de BU; en donde la HoA cifrada... [Seguir leyendo]

1. Un nodo móvil, MN, en un sistema de comunicación IPv6, que comprende:

una primera unidad de enrutabilidad de retorno (110) , adaptada para realizar un procedimiento de enrutabilidad de retorno, RRP, en donde una dirección de origen, HoA, del MN se sustituye por un sustituto de dirección de origen, SHoA, y en el curso del cual se obtienen fichas de generación de claves de un nodo correspondiente, CN;

una unidad de clave de gestión de enlace Kbm (140) , adaptada para calcular y generar la Kbm en función de las fichas 10 generadoras de claves y una primera unidad de actualización de enlace, BU, (120) , adaptada para enviar un mensaje de BU al CN sustituyendo la HoA del MN por la SHoA y para transmitir la HoA cifrada con la Kbm en el mensaje de BU;

en donde la HoA cifrada se transmite en una opción HoA cifrada en el mensaje de BU y en donde el mensaje de BU comprende, además, un índice de HoA, cuyo valor es un valor de puntero y que corresponde a cada HoA del nodo MN.

2. El nodo móvil MN de un sistema de comunicación IPv6, según la reivindicación 1, que comprende, además, una unidad SHoA (130) adaptada para generar la SHoA según una clave compartida con un agente de origen, HA, y un mensaje que contiene una dirección temporal, CoA, del nodo MN, la HoA, una dirección de CN y/o una dirección del HA.

3. El nodo móvil MN en un sistema de comunicación IPv6 según la reivindicación 1, en donde el índice HoA es una 25 marca de una posición de memoria o de un subíndice de matriz de una lista HoA del MN.

4. El nodo móvil MN en un sistema de comunicación IPv6 según la reivindicación 1 o 2, en donde el mensaje de BU comprende, además, un número de secuencia y el MN comprende, además, una primera unidad de número de secuencia (150) adaptada para obtener un número de secuencia actual añadiendo un número de secuencia anterior y un incremento de número de secuencia actual y el incremento de número de secuencia actual se calcula según la Kbm y el número de secuencia anterior o un incremento del número de secuencia anterior.

5. Un método de actualización de enlace del sistema IPv6 móvil, que comprende:

la realización, por un nodo correspondiente, CN, de un procedimiento de enrutabilidad de retorno, RRP, en donde una dirección de origen, HoA, de un nodo móvil, MN, se sustituye por un sustituto de dirección de origen, SHoA;

la recepción, por el nodo CN, de un mensaje de actualización de enlace BU, procedente del nodo MN, en donde el mensaje de BU transmite la SHoA, con la que se sustituye la HoA del MN y la HoA cifrada con una clave de gestión de 40 enlace, Kbm, en donde la Kbm se genera en función de fichas de generación de claves obtenidas por el nodo MN desde el CN en el procedimiento RRP y el enlace, por el CN, de la SHoA, la HoA y una dirección temporal, CoA, en función del mensaje de BU;

45 en donde la HoA cifrada se transmite en una opción HoA cifrada en el mensaje de BU;

en donde el mensaje de BU comprende, además, un índice HoA, cuyo valor es un valor de puntero y que corresponde a cada HoA de MN y 50 en donde el enlace por el CN según el mensaje de BU, comprende, además, el hecho de que el CN enlace la SHoA, la HoA, el índice de HoA y la CoA en función del mensaje de BU.

6. El método de actualización de enlace del sistema IPv6 móvil según la reivindicación 5, en donde el RRP es un procedimiento destinado a garantizar la seguridad de la comunicación entre el MN y el CN, que comprende el envío, por 55 el CN, del mensaje CoT y del mensaje HoT al MN.

7. El método de actualización de enlace del sistema IPv6 móvil según la reivindicación 6, en donde las fichas generadoras de claves comprenden una ficha generadora de claves de origen y 60 el procedimiento de enrutabilidad de retorno, RRP, comprende:

la recepción, por el CN, de un mensaje de inicialización de prueba de origen, HoTI, reenviado por un agente de origen HA, procedente del MN y la SHoA se transmite en una cabecera de extensión de opción de destino del mensaje HoTI;

el cálculo, por el CN, de la ficha generadora de claves de origen según la SHoA y la SHoA se transmite en una cabecera de enrutamiento de tipo 2 de un mensaje de prueba de origen HoT y la ficha generadora de claves de origen está contenida en el mensaje HoT y el reenvío, por el CN, del mensaje HoT al MN transmitido por el HA en un modo de túnel buscando la HoA correspondiente del MN según la SHoA en la cabecera de enrutamiento de tipo 2.

8. El método de actualización de enlace del sistema IPv6 móvil según la reivindicación 6, en donde las fichas generadoras de claves comprenden una ficha generadora de claves temporal y el procedimiento RRP comprende:

la recepción, por el CN, de un mensaje de inicialización de prueba temporal, CoTI, procedente del MN y el reenvío, por el CN, de un mensaje de prueba temporal, CoT, que contiene la ficha generadora de claves temporal al MN.

9. El método de actualización de enlace del sistema IPv6 móvil según la reivindicación 5, en donde cada valor del índice HoA es una marca de posición de memoria o un subíndice de matriz de cada HoA de una lista HoA conservada en memoria en el MN.

10. El método de actualización de enlace del sistema IPv6 móvil según la reivindicación 5, en donde la SHoA se calcula en función de una clave compartida entre el MN y el HA y un mensaje que contiene la CoA, la HoA, una dirección de CN y/o una dirección del HA.

11. El método de actualización de enlace del sistema IPv6 móvil según la reivindicación 9, en donde la SHoA se obtiene según una expresión como sigue:

SHoA = Primera (M, PRF (Kmh, Mensaje1) )

en donde la SHoA es la dirección sustituto de la dirección de origen del MN, la Kmh es la clave compartida entre el MN y el HA, el Mensaje1 es el mensaje que contiene la CoA y la HoA del MN, la dirección del CN y/o la dirección del HA, la PRF es una función pseudo-aleatoria, la Primera es una función de corte y M es un número natural más pequeño que, o igual a, 128.

12. El método para actualización de enlace del sistema IPv6 móvil según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, en donde el mensaje de BU comprende, además, un número de secuencia, el número de secuencia es una suma de un número de secuencia anterior y un incremento del número de secuencia, siendo el incremento del número de secuencia calculado en función de la Kbm y del número de secuencia anterior o de un incremento del número de secuencia anterior.

13. El método para actualización de enlace del sistema IPv6 móvil según la reivindicación 12, en donde el incremento del número de secuencia se obtiene según una expresión como sigue:

seq_increment = Primera (N, PRF (Kbm, Mensaje2) )

en donde seq_increment es el incremento del número de secuencia, Kbm es la clave de gestión de enlace, el Mensaje2 es un mensaje que contiene el número de secuencia anterior o el incremento del número de secuencia anterior, la HoA y la CoA del MN y/o la dirección del CN, la PRF es una función pseudo-aleatoria, Primera es una función de corte y N es un número natural.

14. El método para actualización de enlace del sistema IPv6 móvil según la reivindicación 13, en donde si el incremento del número de secuencia es 0, se calcula otro incremento del número de secuencia según una expresión como sigue:

seq_increment = Primera (N, Kbm XOR HoA)

en donde la HoA es la dirección de origen del MN y XOR es una función de OR exclusiva.

15. Un sistema de comunicación de IPv6 móvil, que comprende un nodo móvil, MN, (100) , un nodo correspondiente, CN, (200) y un agente de origen HA (300) , en donde el MN (100) está adaptado para enviar un mensaje de inicialización de prueba temporal, CoTI, al CN (200) , para enviar un mensaje de inicialización de prueba de origen, HoTI, al HA (300) , para recibir un mensaje de prueba temporal, CoT, que contiene una ficha generadora de claves temporal reenviada por el CN (200) , para recibir un mensaje de prueba de origen, HoT, que contiene una ficha generadora de claves de origen transmitida por el HA (300) , para generar una unidad de clave de gestión de enlace, Kbm, basada en la ficha generadora de claves de origen y la ficha generadora de claves temporal y para enviar al CN un mensaje de BU que contiene un sustituto de dirección de origen, SHoA, con la que se sustituye una dirección de origen, HoA, del MN;

el HA (300) está adaptado para enviar el mensaje HoTI al CN (200) , con la transmisión de la SHoA en una cabecera de extensión de opción de destino que contiene una opción SHoA del mensaje HoTI, para recibir el mensaje HoT enviado por el CN (200) para buscar la HoA correspondiente del MN (100) en función de la SHoA en una cabecera de enrutamiento de tipo 2 del mensaje HoT y para transmitir el mensaje HoT al MN (100) en un modo de túnel y el CN (200) está adaptado para recibir el mensaje HoTI transmitido por el HA (300) , para sustituir la HoA por la SHoA con el fin de generar la ficha generadora de claves de origen, para reenviar el mensaje HoT que contiene la ficha generadora de claves de origen al HA (300) y para transmitir la SHoA en la cabecera de enrutamiento de tipo 2 del mensaje HoT y para enlazar la SHoA, la HoA y una dirección temporal, CoA, en función del mensaje de BU enviado a partir del MN;

en donde la HoA, que está cifrada con la Kbm, se transmite en una opción HoA cifrada en el mensaje de BU y en donde el mensaje de BU comprende, además, un índice HoA, cuyo valor es un valor de puntero y que corresponde a cada HoA del MN.

16. Un nodo correspondiente, CN, de un sistema de comunicación IPv6, que comprende:

una segunda unidad de enrutabilidad de retorno (210) , adaptada para realizar un procedimiento de enrutabilidad de retorno, RRP, en donde una dirección de origen, HoA, del MN es sustituida por un sustituto de dirección de origen, SHoA, y durante el cual, se reenvían fichas de generación de claves a un nodo móvil, MN, en el RRP;

una unidad de claves de gestión de enlace, Kbm, (240) , adaptada para calcular y generar la Kbm en función de las fichas de generación de claves y una segunda unidad de actualización de enlace, BU, (220) , adaptada para obtener una dirección de origen, HoA, del MN a partir de un mensaje de BU enviado por el MN y para enlazar un sustituto de dirección de origen, SHoA de MN, la HoA 30 desde MN y una dirección temporal CoA, del MN, en donde la HoA está cifrada con la Kbm;

en donde la HoA cifrada se transmite en una opción HoA cifrada en el mensaje de BU;

en donde el mensaje de BU comprende, además, un índice HoA, cuyo valor es un valor de puntero y que corresponde a 35 cada HoA del MN;

en donde la HoA se obtiene recuperándose a partir de la opción HoA cifrada con la Kbm y en donde la segunda unidad BU (220) comprende un módulo de índice de dirección adaptado para enlazar un valor del 40 índice HoA, la SHoA, la HoA y la CoA.

17. El nodo correspondiente CN de un sistema de comunicación IPv6 según la reivindicación 16, en donde las fichas generadores de claves comprenden una ficha generadora de claves de origen y una ficha generadora de claves temporal, siendo la ficha generadora de claves temporal generada por la segunda unidad de enrutabilidad de retorno 45 (210) , según la CoA, del MN y se envía al MN en un mensaje de prueba temporal, CoT, en el procedimiento RRP y la ficha generadora de claves de origen se genera por la segunda unidad de enrutabilidad de retorno (210) en función de la SHoA del MN y se envía al MN en un mensaje de prueba de origen, HoT, en el RRP.

18. El nodo correspondiente CN de un sistema de comunicación IPv6 según la reivindicación 16, en donde:

50 el RRP es un procedimiento destinado a garantizar la seguridad de la comunicación entre el MN y el CN, que comprende: el envío, por el CN, del mensaje CoT y del mensaje HoT al MN.

19. El nodo correspondiente CN de un sistema de comunicación IPv6 según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 55 18, en donde el mensaje de BU comprende, además, un número de secuencia y el CN comprende, además, una segunda unidad de número de secuencia (250) adaptada para obtener un número de secuencia actual añadiendo un número de secuencia anterior y un incremento del número de secuencia actual, siendo el incremento del número de secuencia actual calculado según la Kbm y el número de secuencia anterior o un incremento 60 del número de secuencia anterior.

20. El nodo móvil MN de un sistema de comunicación IPv6 según la reivindicación 1, en donde el RRP es un procedimiento destinado a garantizar la seguridad de la comunicación entre el MN y el CN que comprende: el envío, por el CN, del mensaje CoT y del mensaje HoT al nodo MN.

El nodo MN envía el mensaje CoTI al CN

El CN reenvía el CoT, que contiene fichas generadoras de claves, al nodo MN

El MN envía el HoTI al agente HA en un modo de túnel El agente HA sustituye la opción de HoA en una cabecera de extensión de opción de destino con una opción de SHoA y reenvía el HoTI al CN

El CN sustituye la HoA en una cabecera deenrutamiento de Tipo 2 con la SHoA y reenvía el HoT que contiene la ficha generadora de claves de origen al HA

El HA busca la HoA en función de la SHoA y envía HoT al MN en el modo de túnel El MN calcula la Kbm

El MN sustituye la HoA en una cabecera de extensión de opción de destino con la SHoA y envía un mensaje BU que contiene la HoA cifrada al CN

El CN recupera la HoA por intermedio de laKbm y actualiza el enlace de las SHoA, HoA y CoA

Figura 1

La HoA se sustituye por una SHoA pararealizar el procedimiento RRP entre el HA y el CN

El MN calcula la Kbm

El MN sustituye la HoA en una cabecera de extensión de opción de destino con la SHoA

El MN coloca la HoA cifrada con la Kbm en una opción de HoA cifrada La HoA se sustituye por una SHoA pararealizar el procedimiento RRP entre el HA y el CN

El MN calcula la Kbm

El MN sustituye la HoA en una cabecera de extensión de opción de destino con la SHoA

El MN coloca la HoA cifrada con la Kbm en una opción de HoA cifrada Figura 2

Figura 3

El MN calcula un incremento de número de secuencia aleatorio El MN envía un paquete de BU al CN

El CN recupera la HoA por intermedio de la Kbm y actualiza el enlace de las SHoA, HoA y CoA

El MN transmite un índice de HoA en un mensaje BU

El MN envía un paquete de BU al CN

El CN recupera la HoA por intermedio de laKbm y actualiza el enlace de las SHoA, HoA, CoA y el índice HoA

Sistema de comunicación de IPv6 móvil Figura 4

Unidad de SHoA

Unidad de Kbm

Figura 5

Segunda unidad de números de secuencia Segunda unidad de BU

Segundaunidad enrutabilidad de retorno Unidad de SHoA

Unidad de Kbm