Devices, methods, apparatuses, and computer readable media for authentication

Abstract

Disclosed are devices, methods, apparatuses, and computer readable media for authentication. An example apparatus for a terminal device may include at least one processor and at least one memory. The at least one memory may store instructions that, when executed by the at least one processor, may cause the apparatus at least to: receive from a network device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; generate an authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number, according to the received re-authentication indication; and transmit to the network device, a re-authentication response comprising the authentication token.

Description

DEVICES, METHODS, APPARATUSES, AND COMPUTER READABLE MEDIA FOR AUTHENTICATIONTECHNICAL FIELD

[0001] Various example embodiments relate to devices, methods, apparatuses, and computer readable media for authentication.BACKGROUND

[0002] In current fifth generation of mobile communication system (5G) , for a user equipment (UE) , after a full primary authentication for which full set of authentication vectors (AVs) are generated, in a re-authentication the full authentication would be performed again, which means the full set of AVs would be generated again. This may create significant load on unified data management (UDM) as well as on the UE, and with the increasing of UE mobility in visited public land mobile network (VPLMN) and / or in home public land mobile network (HPLMN) , the re-authentication needs to be done more quite often.SUMMARY

[0003] A brief summary of exemplary embodiments is provided below to provide basic understanding of some aspects of various embodiments. It should be noted that this summary is not intended to identify key features of essential elements or define scopes of the embodiments, and its sole purpose is to introduce some concepts in a simplified form as a preamble for a more detailed description provided below.

[0004] In a first aspect, disclosed is an apparatus for a terminal device. The apparatus may comprise at least one processor and at least one memory. The at least one memory may store instructions that, when executed by the at least one processor, may cause the apparatus at least to:receive from a network device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; generate an authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number, according to the received re-authentication indication; and transmit to the network device, a re- authentication response comprising the authentication token.

[0005] In a second aspect, disclosed is an apparatus for a network device. The apparatus may comprise at least one processor and at least one memory. The at least one memory may store instructions that, when executed by the at least one processor, may cause the apparatus at least to:transmit to a terminal device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; generate a first authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number; receive from the terminal device, a re-authentication response comprising a second authentication token; and determine whether the re-authentication procedure is successful by comparing the first authentication token and the second authentication token.

[0006] In a third aspect, disclosed is a method performed by an apparatus for a terminal device. The method may comprise: receiving from a network device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; generating an authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number, according to the received re-authentication indication; and transmitting to the network device, a re-authentication response comprising the authentication token.

[0007] In a fourth aspect, disclosed is a method performed by an apparatus for a network device. The method may comprise: transmitting to a terminal device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; generating a first authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number; receiving from the terminal device, a re-authentication response comprising a second authentication token; and determining whether the re-authentication procedure is successful by comparing the first authentication token and the second authentication token.

[0008] In a fifth aspect, disclosed is an apparatus for a terminal device. The apparatus may comprise: means for receiving from a network device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; means for generating an authentication token  at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number, according to the received re-authentication indication; and means for transmitting to the network device, a re-authentication response comprising the authentication token.

[0009] In a sixth aspect, disclosed is an apparatus for a network device. The apparatus may comprise: means for transmitting to a terminal device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; means for generating a first authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number; means for receiving from the terminal device, a re-authentication response comprising a second authentication token; and means for determining whether the re-authentication procedure is successful by comparing the first authentication token and the second authentication token.

[0010] In a seventh aspect, a computer-readable medium is disclosed. The computer-readable medium may comprise program instructions that, when executed by an apparatus for a terminal device, may cause the apparatus at least to: receive from a network device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; generate an authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number, according to the received re-authentication indication; and transmit to the network device, a re-authentication response comprising the authentication token.

[0011] In an eighth aspect, a computer-readable medium is disclosed. The computer-readable medium may comprise program instructions that, when executed by an apparatus for a network device, may cause the apparatus at least to: transmit to a terminal device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; generate a first authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number; receive from the terminal device, a re-authentication response comprising a second authentication token; and determine whether the re- authentication procedure is successful by comparing the first authentication token and the second authentication token.

[0012] Other features and advantages of the example embodiments of the present disclosure will also be apparent from the following description of specific embodiments when read in conjunction with the accompanying drawings, which illustrate, by way of example, the principles of example embodiments of the present disclosure.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0013] Some example embodiments will now be described, by way of non-limiting examples, with reference to the accompanying drawings.

[0014] FIG. 1 shows an example sequence diagram according to the example embodiments of the present disclosure.

[0015] FIG. 2A shows an example scheme to generate authentication token according to the example embodiments of the present disclosure.

[0016] FIG. 2B shows another example scheme to generate authentication token according to the example embodiments of the present disclosure.

[0017] FIG. 3 shows an example sequence diagram according to the example embodiments of the present disclosure.

[0018] FIG. 4 shows an example sequence diagram according to the example embodiments of the present disclosure.

[0019] FIG. 5 shows an example token structure according to the example embodiments of the present disclosure.

[0020] FIG. 6 shows a flow chart illustrating an example method 600 for authentication according to the example embodiments of the present disclosure.

[0021] FIG. 7 shows a flow chart illustrating an example method 700 for authentication according to the example embodiments of the present disclosure.

[0022] FIG. 8 shows a block diagram illustrating an example device 800 for authentication according to the example embodiments of the present disclosure.

[0023] FIG. 9 shows a block diagram illustrating an example device 900 for authentication according to the example embodiments of the present disclosure.

[0024] FIG. 10 shows a block diagram illustrating an example apparatus 1000 for authentication according to the example embodiments of the present disclosure.

[0025] FIG. 11 shows a block diagram illustrating an example apparatus 1100 for authentication according to the example embodiments of the present disclosure.

[0026] Throughout the drawings, same or similar reference numbers indicate same or similar elements. A repetitive description on the same elements would be omitted.DETAILED DESCRIPTION

[0027] Herein below, some example embodiments are described in detail with reference to the accompanying drawings. The following description includes specific details for the purpose of providing a thorough understanding of various concepts. However, it will be apparent to those skilled in the art that these concepts may be practiced without these specific details. In some instances, well known circuits, techniques and components are shown in block diagram form to avoid obscuring the described concepts and features.

[0028] The current re-authentication procedure will create more load in home network (HN) with increased mobility. Example embodiments of the present disclosure provide solutions for re-authentication. According to the example embodiments of the present disclosure, the re-authentication can be enhanced re-authentication procedure, or referred to as optimized re-authentication procedure. In the enhanced / optimized re-authentication procedure of the example embodiments of the present disclosure, the UE which was actually authenticated previously can get re-authenticated, the load on both the HN and the UE can be relieved, and signaling flows can also be optimized, e.g. reduced. The example embodiments of the present disclosure may be implemented in ambient internet of things (AIoT) , beyond 5G (B5G) , e.g., sixth generation of mobile communication system (6G) .

[0029] FIG. 1 shows an example sequence diagram according to the example embodiments of the present disclosure. Referring to FIG. 1, a UE 110 may represent any terminal device. A serving network (SN) 120 and a home network (HN) 130 are shown to represent network side serving the UE 110. In the SN 120, a radio access network (RAN) entity 122 and an access and mobility management function (AMF) entity 124 are shown as example SN elements. In the HN 130, a network device 132 and a UDM entity 134 are shown as example HN elements. The  network device 132 may be the entity serving the UE 110 in authentication. In some embodiments, the network device 132 may be an authentication server function (AUSF) entity. In some embodiments, the UE 110, RAN entity 122, AMF entity 124, network device 132, and UDM entity 134 may support 6G.

[0030] In an operation 112, the UE 110, the SN elements, and the HN elements may perform a primary authentication, which in some embodiments may be the full primary authentication. In the primary authentication, a set of authentication and key generation functions such as MILENAGE and / or TUAK proposed by the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) may be used.

[0031] After the primary authentication performed in the operation 112, in an operation 116, the UE 110 may store the key for authentication server function used in the primary authentication, and in an operation 136, the network device 132 may also store the key for authentication server function used in the primary authentication. The key for authentication server function may be denoted as KAUSF.

[0032] Then, in an operation 138, the HN elements, e.g., the network device 132 or the UDM entity 134, may determine to trigger a re-authentication. In some embodiments, the determining to trigger a re-authentication may be similar to a step in the step 0 to step 3 in Figure 6.1.5.2-1 Home Network triggered primary authentication procedure of 3GPP technical specification (TS) 33.501.

[0033] In some embodiments, the UDM entity 134 may store information on whether the UE 110 supports the enhanced re-authentication procedure. For example, in some embodiments, during the operation 112 of the primary authentication, the UE 110 may transmit to the UDM entity 134 an indication 114 indicating a capability to support the enhanced re-authentication procedure. Alternatively or additionally, in case the UE 110 is not capable to support the enhanced re-authentication procedure, which may include the case that the subscription of the UE 110 does not support the enhanced re-authentication procedure, the UE 110 may transmit to the UDM entity 134 the indication 114 indicating that the enhanced re-authentication procedure is not supported. In some embodiments, the UE 110 may provide the indication 114 in a non-access stratum (NAS) message, e.g. a registration message, to the AMF entity 124, and the AMF entity 124 may provide the indication 114 to the UDM entity 134 during the authentication  procedure or the registration procedure.

[0034] In some embodiments, the network device 132 may transmit to the UDM entity 134, a message 140 to retrieve information on whether the enhanced re-authentication procedure is supported by the UE 110. Receiving a feedback 142 comprising the retrieved information from the UDM entity 134, in an operation 144 the network device 132 may determine whether to perform the enhanced re-authentication procedure based on at least one of the retrieved information and local configuration.

[0035] In some embodiments, in case the retrieved information indicates that the UE 110 does not support the enhanced re-authentication procedure, which may include the case that the subscription of the UE 110 in the UDM entity 134 does not support the enhanced re-authentication procedure, for example, universal subscriber identity module (USIM) of the UE 110 does not support the enhanced re-authentication procedure, in the operation 144, the network device 132 may determine to perform the full primary authentication again in an operation 146 as the re-authentication.

[0036] Alternatively or additionally, in some embodiments, in case the local configuration does not allow the enhanced re-authentication procedure, for example, policy configured in network device 132 the doesn’t support the enhanced re-authentication procedure, and / or the enhanced re-authentication procedure is not supported due to security and performance of the HN elements or the UE 110, the network device 132 may determine to perform the full primary authentication again in the operation 146 as the re-authentication.

[0037] Alternatively, in some embodiments, in case the retrieved information indicates that the UE 110 supports the enhanced re-authentication procedure, in the operation 144, the network device 132 may determine to perform the enhanced re-authentication procedure.

[0038] Alternatively, in some embodiments, in case the local configuration allows the enhanced re-authentication procedure, in the operation 144, the network device 132 may determine to perform the enhanced re-authentication procedure. In case the UE 110 does not support the enhanced re-authentication procedure, the network device 132 may receive an error indication from the UE 110 and may start to perform the full primary authentication again in the operation 146 as the re-authentication.

[0039] Alternatively, in some embodiments, in case the retrieved information indicates that the  UE 110 supports the enhanced re-authentication procedure, and the local configuration allows the enhanced re-authentication procedure, in the operation 144, the network device 132 may determine to perform the enhanced re-authentication procedure.

[0040] In case the network device 132 determines to perform the enhanced re-authentication procedure, in an operation 148, the network device 132 generate a random number (RAND) . Then, the network device 132 may transmit to the UE 110, an authentication request 150 for the enhanced re-authentication procedure, and the authentication request 150 may comprise a re-authentication indication and the RAND.

[0041] Before, after, or in parallel to the transmission of the authentication request 150, in the operation 148, the network device 132 may generate a first authentication token at least based on the stored KAUSF and the RAND.

[0042] According to the received re-authentication indication, the UE 110 may be notified to perform the enhanced re-authentication procedure instead of the full primary authentication. In this case, in an operation 152, the UE 110 may generate a second authentication token at least based on the stored KAUSF and the RAND.

[0043] The generation of the first authentication token and the second authentication token will be described later.

[0044] As an option, the RAND can be integrity protected from the HN 130 so the RAND cannot be modified in the SN elements such as the RAN entity 122.

[0045] In some embodiments, the network device 132 may generate a message authentication code (MAC) for integrity (MAC-I) based on the stored KAUSF and the RAND and transmit the MAC-I to the UE 110. Receiving the MAC-I, before using the RAND to generate the second authentication token, the UE 110 may verify the RAND based on the MAC-I by generating a MAC and matching the generated MAC with the received MAC-I. In case the generated MAC and the received MAC-I are identical, the UE 110 may be aware of the integrity of the RAND.

[0046] In some embodiments, in the operation 148, the network device 132 may generate the first authentication token further based on an identity of the UE 110, a serving network name (SNN) which may be the identifier (ID) of a public land mobile network (PLMN) , and a hashed sequence number (SQN) used in a previous authentication, and in the operation 152, the UE 110  may generate the second authentication token further based on the identity of the UE 110, the SNN, and the hashed SQN used in the previous authentication. The generated first authentication token, in the operation 148, may be stored in the network device 132, for later comparison at an operation 156.

[0047] In some embodiments, the identity of the UE 110 may be subscription permanent identifier (SUPI) of the UE 110. The usage of the SUPI may avoid the cases where the USIM has already been swapped in the UE 110, e.g., an old SIM is removed and a new SIM is added in the UE 110, but the re-authentication is successful.

[0048] In some embodiments, the previous authentication may be a previous authentication and key agreement (AKA) run, for example, the primary authentication performed in the operation 112.

[0049] In some embodiments, the UE 110 may fetch the hashed SQN from the USIM. For example, the SQN used in the previous authentication may be stored in the USIM, and when the UE 110 fetches the hashed SQN, the USIM hashes the SQN and then provide the hashed SQN to the UE 110.

[0050] In some embodiments, the network device 132 may fetch the hashed SQN from the UDM entity 134 by transmitting to the UDM entity 134, a message to retrieve the hashed SQN, e.g. via the message 140, and receiving the hashed SQN from the UDM entity 134, e.g. via the feedback 142. For example, the SQN used in the previous authentication is stored in the UDM entity 134, and when the network device 132 fetches the hashed SQN, the UDM entity 134 hashes the SQN and then provide the hashed SQN to the network device 132. In some embodiments, the retrieved information in the feedback 142 without the hashed SQN may indicate that the UE 110 does not support the enhanced re-authentication procedure.

[0051] In some embodiments, the first authentication token may comprise a MAC for re-authentication that is generated based on the SUPI, the RAND, the stored KAUSF, and the hashed SQN, and the second authentication token may also comprise the MAC for re-authentication that is generated based on the SUPI, the RAND, the stored KAUSF, and the hashed SQN. In some embodiments, the MAC for resynchronization (MAC-S) in 3GPP TS 35.206 may be used as the MAC for re-authentication, and by comprising the MAC for re-authentication, the second authentication token may be integrity protected.

[0052] FIG. 2A shows an example scheme to generate authentication token according to the example embodiments of the present disclosure. The network device 132 may generate the first authentication token by the example scheme shown in the FIG. 2A, and the UE 110 may generate the second authentication token by the example scheme shown in the FIG. 2A, so the authentication token in the FIG. 2A may refer to either the first authentication token or the second authentication token.

[0053] Referring to FIG. 2A, the stored KAUSF and the newly generated RAND, denoted as RANDREAUTH to represent that the RAND is for re-authentication (REAUTH) , are inputs of the authentication and key generation function f5*of the TUAK or MILENAGE algorithm set, and output of the f5*is authentication token 210, which may be used in the enhanced re-authentication procedure.

[0054] In some embodiments, the authentication token may be generated further based on the SUPI of the UE 110, the SNN, and the hashed SQN. For example, as shown in FIG. 2A, the SUPI of the UE 110, the RANDREAUTH, the stored KAUSF, and the hashed SQN concatenated with the SNN are inputted into the authentication and key generation function f1*of the TUAK or MILENAGE algorithm set, and the f1*outputs the MAC 215 for re-authentication, which in some embodiments may be the MAC-S.

[0055] Alternatively, in some embodiments, instead of concatenating the SNN with hashed SQN, the SUPI is concatenated with the SNN, and the re-authentication random number RANDREAUTH, the stored secret key KAUSF, and the hashed SQN may be inputted into the f1*to generate the MAC 215 for re-authentication.

[0056] In some embodiments, an authentication token 220 comprising the authentication token 210 and the MAC 215 for re-authentication, instead of the authentication token 210, may be used in the enhanced re-authentication procedure.

[0057] In case of HN 130 triggered re-authentication, the network device 132 challenges the UE 110, and the UE 110 respond to the network device 132, so the authentication token 210 / 220 as the second authentication token may be referred to as response (RES) , and the authentication token 210 / 220 as the first authentication token may be referred to as expected response (XRES) .

[0058] FIG. 2B shows another example scheme to generate authentication token according to the example embodiments of the present disclosure. The network device 132 may generate the  first authentication token by the example scheme shown in the FIG. 2B, and the UE 110 may generate the second authentication token by the example scheme shown in the FIG. 2B, so the authentication token in the FIG. 2B may refer to either the first authentication token or the second authentication token.

[0059] Referring to FIG. 2B, the stored KAUSF, the hashed SQN, the SNN, the SUPI of the UE 110, and the RANDREAUTH may be inputted into a key derivation function (KDF) 230 to generate a authentication token 240, which may be used in the enhanced re-authentication procedure.

[0060] In case of HN 130 triggered re-authentication, the network device 132 challenges the UE 110, and the UE 110 respond to the network device 132, so the authentication token 240 as the second authentication token may be referred to as the RES, and the authentication token 240 as the first authentication token may be referred to as the XRES.

[0061] An indication from the network device 132 to the UE 110, e.g., via the authentication request 150, may indicate the UE 110 which scheme should be used to generate the second authentication token. For example, the network device 132 may indicate the UE 110 to generate the authentication token 210, the authentication token 220, or the authentication token 240 as the second authentication token.

[0062] Then, referring back to FIG. 1, the UE 110 may transmit to the network device 132, a re-authentication response 154 comprising the second authentication token. Receiving the re-authentication response 154, in the operation 156, the network device 132 may determine whether the enhanced re-authentication procedure is successful by comparing the first authentication token and the second authentication token. And then, the network device 132 may transmit to the UE 110, an indication 158 indicating whether the enhanced re-authentication procedure is successful or failed.

[0063] In some embodiments, the network device 132 may determine the enhanced re-authentication procedure is successful when the first authentication token and the second authentication token are identical. If the enhanced re-authentication procedure is successful, the network device 132 may, in an operation 160, update the UDM entity 134 with the timing of successful re-authentication.

[0064] Receiving the indication 158 indicating the enhanced re-authentication procedure is successful, in an operation 162, the UE 110 may update a key for security anchor function  (SEAF) , which may be denoted as KSEAF, and a key for AMF, which may be denoted as KAMF, based on re-authentication parameters.

[0065] On the network side, if the enhanced re-authentication procedure is successful, in an operation 164, the network device 132 may update the KSEAF and the KAMF based on the re-authentication parameters. In the operation 162 and the operation 164, the UE 110 and the network device 132 update the KSEAF and the KAMF according to an identical scheme and may refrain from updating the KAUSF.

[0066] In some embodiments, the re-authentication parameters used for updating the KSEAF and the KAMF may be the RANDREAUTH, which may be for example generated by the network device 132 in the operation 148 and transmitted to the UE 110 via the authentication request 150.

[0067] In some embodiments, the re-authentication parameters used for updating the KSEAF and the KAMF may be a parameter generated by the network device 132 after determining the enhanced re-authentication procedure is successful in the operation 156. The network device 132 may transmit the generated parameter to UE for updating the KSEAF and the KAMF.

[0068] In some embodiments, the re-authentication parameters used for updating the KSEAF and the KAMF may be preconfigured in the USIM of the UE 110 and the UDM entity 134. The preconfigured re-authentication parameters may have ID, and the UE may fetch the re-authentication parameters from the USIM and the network device 132 may fetch the same re-authentication parameters from the UDM entity 134, for example, via the message 140 and the feedback 142.

[0069] According to the example embodiments of the present disclosure, an example representing the possible impact of the key generation on a standard, e.g. 3GPP TS 33.501, may be shown as Table 1 below. The REAUTH parameters in the Table 1 may be used in case of successful enhanced re-authentication procedure, and for full primary authentication, the key generation does not comprise the REAUTH parameters, or the REAUTH parameters may be considered as “zero / NULL” .

[0070] Table 1

[0071] KSEAF derivation function

[0072] When deriving a KSEAF from KAUSF, the following parameters shall be used to form the input S to the KDF:

[0073] - FC = 0x6C,

[0074] - P0 = <serving network name>,

[0075] - L0 = length of <serving network name>,

[0076] - P1 = REAUTH parameter,

[0077] - L1 = length of REAUTH parameter.

[0078] The input key KEY shall be KAUSF. REAUTH parameter is mandatory for re-authentication and value ‘0’ or NULL for initial full primary authentication key generation.

[0079] The serving network name shall be constructed as specified in clause 6.1.1.4 of 3GPP TS 33.501.

[0080] KAMF derivation function

[0081] Parameters for the input S to the KDF

[0082] When deriving a KAMF from KSEAF the following parameters shall be used to form the input S to the KDF.

[0083] - FC = 0x6D

[0084] - P0 = IMSI or NAI or GCI or GLI

[0085] - L0 = P0 length -number of octets in P0

[0086] - P1 = ABBA parameter

[0087] - L1 = P1 length -number of octets in P1

[0088] - P2 = REAUTH parameter,

[0089] - L2 = length of REAUTH parameter.

[0090] The input key KEY shall be the 256-bit KSEAF. REAUTH parameter is mandatory for re-authentication and value ‘0’ or NULL for initial full primary authentication key generation. For P0, when the SUPI type is IMSI, P0 shall be set to IMSI as defined in clause 2.2 of TS 23.003. For P0, when the SUPI type is network specific identifier, the P0 shall be set to Network Access Identifier (NAI) as defined in clause 28.7.2 of TS 23.003. When the SUPI type is Global Line Identifier (GLI) , P0 shall be set to GLI taking format of NAI as defined in clause 28.16.2 of TS  23.003. When the SUPI type is Global Cable Identifier (GCI) , P0 shall be set to GCI taking format of NAI as defined in clause 28.15.2 of TS 23.003. P0 shall be represented as a character string as specified in B. 2.1.2 of TS 33.220, for both SUPI types.

[0091] For ABBA parameter values please refer to clause A. 7.1 of TS 33.501.

[0092] According to the example embodiments of the present disclosure, in case the UE 110 and the network device 132 generate the authentication token by the scheme shown in the FIG. 2A, irrespective of access network (AN)  / SN protection available or not, because the second authentication token / RES has the MAC for re-authentication, the RES is integrity protected, so the RES from the UE 110 to the network device 132 cannot be altered. In case the UE 110 and the network device 132 generate the authentication token by the scheme shown in the FIG. 2B, existing functionality with different inputs and keys can be reused to derive the RES and the XRES.

[0093] In the above example embodiments, the enhanced re-authentication procedure is triggered by the HN 130. In some embodiments, the UE 110 may transmit to the network device 132, a message to trigger the authentication request 150, and receiving the message, the network device 132 may determine to trigger the authentication request 150. For example, receiving such message, the network device 132 will start to perform the enhanced re-authentication procedure shown in FIG. 1.

[0094] In some embodiments, receiving such message, the network device 132 may perform the operation 144 to determine whether to perform the enhanced re-authentication procedure. In this case, receiving such message, the network device 132 may still determine to perform the full primary authentication.

[0095] FIG. 3 shows an example sequence diagram according to the example embodiments of the present disclosure. The example embodiments with respect to FIG. 3 may be implemented by the UE 110, the SN 120 with SN elements such as the RAN entity 122 and the AMF entity 124, and the HN 130 with HN elements such as the network device 132 which may be an AUSF entity and the UDM entity 134. In case of no contradiction, the example embodiments with respect to FIG. 1 may be implemented to the example embodiments with respect to FIG. 3.

[0096] After the primary authentication performed in the operation 112, in the operation 116, the UE 110 may store the KAUSF used in the primary authentication, and in the operation 136, the  network device 132 may also store the KAUSF used in the primary authentication.

[0097] After the primary authentication, a UE parameter update (UPU) procedure may be performed to update the generated multiple REAUTH values with corresponding REAUTH IDs in the UE 110. In some embodiments, the REAUTH values and the corresponding REAUTH IDs may be generated by the network device 132. Alternatively, in some embodiments, the REAUTH values and the corresponding REAUTH IDs may be generated by the UDM entity 134 or any other network function entity, for example, a security function entity. In case the REAUTH values and the corresponding REAUTH IDs are generated by the UDM entity 134 or other network function entity, the UDM entity 134 or other network function entity may transmit the generated REAUTH values and the corresponding REAUTH IDs to the network device 132.

[0098] Thus in an operation 338, the network device 132 may update and store a list 340 of the REAUTH values and the corresponding REAUTH IDs. In some embodiments, in the operation 338, the network device 132 may store the list 340 along with the KAUSF of the UE 110.

[0099] Then, the network device 132 may transmit to the UE 110, the list 340 of the REAUTH values and the corresponding REAUTH IDs, and receiving the list 340, in an operation 342, the UE 110 may store the list 340. The UE 110 may transmit the list 340 during the registration procedure or later after the registration procedure.

[0100] In some embodiments, the UE 110 may be aware of the capability of its USIM to support the enhanced re-authentication procedure based on information from the network. In some embodiments, the UE 110 may check the capability to support the enhanced re-authentication procedure with its USIM directly.

[0101] Assuming that the UE 110 has the capability to support the enhanced re-authentication procedure, in an operation 344, the UE 110 may determine to trigger the enhanced re-authentication procedure toward the HN 130.

[0102] Then, in an operation 346, the UE 110 may select one REAUTH value from the list 340. In some embodiments, the selection of the REAUTH value may be according to the sequence of the REAUTH values in the list 340. Alternatively, in some embodiments, the selection of the REAUTH value may be randomly picking up one REAUTH value from the list 340.

[0103] Then, in the operation 346, the UE 110 may generate a second token at least based on the selected REAUTH value and the stored KAUSF. For example, the UE 110 may generate the  second token in the manner of generating the authentication token 210, by replacing the RANDREAUTH with the selected REAUTH value.

[0104] In some embodiments, in the operation 346, the UE 110 may generate the second token further based on the SUPI of the UE 110, the SNN, and the hashed SQN. For example, the UE 110 may generate the second token in the manner of generating the authentication token 220 or the authentication token 240, by replacing the RANDREAUTH with the selected REAUTH value.

[0105] The hashed SQN may be the hashed SQN used in a previous authentication, and the UE 110 may retrieve the hashed SQN from the USIM. In some embodiments, the UE 110 may substitute a previous anonymity key (AK) for the hashed SQN in the generation of the second token. The previous AK may be also retrieved, e.g., from the USIM of the UE 110. In some embodiments, the previous authentication may be a previous AKA run, for example, the primary authentication performed in the operation 112.

[0106] Then, the UE 110 may transmit to the network device 132, an authentication request 348 comprising a re-authentication indication and the generated second token. The re-authentication indication may indicate that the authentication request 348 is to request the enhanced re-authentication procedure instead of the full primary authentication. In some embodiments, the UE 110 may also notify the network device 132 of the REAUTH ID of the selected REAUTH value and / or the scheme of generating the second token, e.g., in the authentication request 348.

[0107] In some embodiments, the UE 110 may transmit the authentication request 348 via the serving network / access network, e.g., the RAN entity 122 and the AMF entity 124. For example, the UE 110 may transmit the authentication request 348 to the SN 120, and the SN 120 may forward the authentication request 348 to the network device 132.

[0108] According to the re-authentication indication in the authentication request 348, the network device 132 may be aware that the UE 110 requests the enhanced re-authentication procedure. Receiving the authentication request 348, in an operation 350, the network device 132 may determine whether to perform the enhanced re-authentication procedure. In some embodiments, the network device 132 may determine whether to perform the enhanced re-authentication procedure in the manner of performing the operation 144.

[0109] If in the operation 350 the network device 132 determines to perform the enhanced re- authentication procedure, in an operation 352, the network device 132 may generate a first token according to the scheme by which the UE 110 generates the second token. In some embodiments, in the operation 352, the network device 132 may retrieve from the stored list 340, a REAUTH value according to the REAUTH ID corresponding to the REAUTH value used in generating the second token, and then network device 132 may generate the first token at least based on the retrieved REAUTH value and the stored KAUSF.

[0110] In case the second token is generated according to the scheme of generating the authentication token 210, the network device 132 may generate the first token in the manner of generating the authentication token 210, by replacing the RANDREAUTH with the retrieved REAUTH value.

[0111] In case the second token is generated according to the scheme of generating the authentication token 220 or the authentication token 240, the network device 132 may generate the first token further based on the SUPI of the UE 110, the SNN, and the hashed SQN. For example, the network device 132 may generate the first token in the manner of generating the authentication token 220 or the authentication token 240, by replacing the RANDREAUTH with the retrieved REAUTH value.

[0112] The hashed SQN may be the hashed SQN used in the previous authentication, and the network device 132 may retrieve the hashed SQN from the UDM entity 134. If the UE 110 substitutes the previous AK for the hashed SQN in the generation of the second token, the network device 132 may substitutes the previous AK for the hashed SQN in the generation of the first token. The previous AK may be also retrieved, e.g., from the UDM entity 134.

[0113] Then, in an operation 354, the network device 132 may determine whether the enhanced re-authentication procedure is successful by cross checking the generated first token and the received second token. In some embodiments, the network device 132 may determine the enhanced re-authentication procedure is successful when the first token and the second token are identical.

[0114] Then, the network device 132 may transmit to the UE 110 a re-authentication response 356. The re-authentication response 356 may comprise an indication indicating whether the enhanced re-authentication procedure is successful or failed.

[0115] In some embodiments, if the enhanced re-authentication procedure is successful, in an  operation 360, the network device 132 may remove the retrieved REAUTH value and the corresponding REAUTH ID from the list 340 or mark the retrieved REAUTH value and the corresponding REAUTH ID as invalid, because the retrieved REAUTH value and the corresponding REAUTH ID have been used.

[0116] Similarly, receiving the re-authentication response 356 comprising the indication indicating the enhanced re-authentication procedure is successful, in an operation 358, the UE 110 may remove the selected REAUTH value and the corresponding REAUTH ID from the list 340 or mark the selected REAUTH value and the corresponding REAUTH ID as invalid, because the selected value and the corresponding REAUTH ID have been used.

[0117] By removing the selected value and the corresponding REAUTH ID or marking the same as invalid, the replay attack can be avoided.

[0118] In some embodiments, if the enhanced re-authentication procedure is successful, the network device 132 may update the KSEAF and the KAMF based on the re-authentication parameters in the manner of operation 164, by replacing the RANDREAUTH with the retrieved REAUTH value as the REAUTH parameter.

[0119] Similarly, receiving the re-authentication response 356 comprising the indication indicating the enhanced re-authentication procedure is successful, the UE 110 may update the KSEAF and the KAMF based on the re-authentication parameters in the manner of operation 162, by replacing the RANDREAUTH with the selected REAUTH value as the REAUTH parameter.

[0120] Similar to the operations 162 and 164, in the example embodiments with respect to FIG. 3, the network device 132 and the UE 110 update the KSEAF and the KAMF based on the identical REAUTH parameter.

[0121] FIG. 4 shows an example sequence diagram according to the example embodiments of the present disclosure. The example embodiments with respect to FIG. 4 may be implemented by the UE 110, the SN 120 with SN elements such as the RAN entity 122 and the AMF entity 124, and the HN 130 with HN elements such as the network device 132 which may be an AUSF entity and the UDM entity 134. In case of no contradiction, the example embodiments with respect to FIG. 1 and FIG. 3 may be implemented to the example embodiments with respect to FIG. 4.

[0122] After the primary authentication performed in the operation 112, in the operation 116,  the UE 110 may store the KAUSF used in the primary authentication, and in the operation 136, the network device 132 may also store the KAUSF used in the primary authentication.

[0123] After the primary authentication, in an operation 416, the UE 110 may initialize a counter used for re-authentication to zero, and in an operation 418, the network device 132 may also initialize a counter used for re-authentication to zero. The counter used for re-authentication may also be referred to as REAUTH counter and denoted as CounterREAUTH, and the UE 110 and the network device 132 may store the CounterREAUTH along with the KAUSF, a counter for steering of roaming (SOR) and a counter for UPU.

[0124] In some embodiments, the UE 110 may be aware of the capability of its USIM to support the enhanced re-authentication procedure based on information from the network. In some embodiments, the UE 110 may check the capability to support the enhanced re-authentication procedure with its USIM directly.

[0125] Assuming that the UE 110 has the capability to support the enhanced re-authentication procedure, in an operation 438, the UE 110 may determine to trigger the enhanced re-authentication procedure toward the HN 130.

[0126] Then, in the operation 440, the UE 110 may increment its REAUTH counter, and then in an operation 442, the UE 110 may generate a second token at least based on the incremented REAUTH counter and the stored KAUSF. For example, the UE 110 may generate the second token in the manner of generating the authentication token 210, by replacing the RANDREAUTH with the incremented REAUTH counter.

[0127] In some embodiments, in the operation 442, the UE 110 may generate the second token further based on the SUPI of the UE 110, the SNN, and the hashed SQN. For example, the UE 110 may generate the second token in the manner of generating the authentication token 220 or the authentication token 240, by replacing the RANDREAUTH with the incremented REAUTH counter.

[0128] The hashed SQN may be the hashed SQN used in a previous authentication, and the UE 110 may retrieve the hashed SQN from the USIM. In some embodiments, the UE 110 may substitute a previous AK for the hashed SQN in the generation of the second token. The previous AK may be also retrieved, e.g., from the USIM of the UE 110. In some embodiments, the previous authentication may be a previous AKA run, for example, the primary authentication  performed in the operation 112.

[0129] Then, the UE 110 may transmit to the network device 132, an authentication request 446 comprising a re-authentication indication and the generated second token. The re-authentication indication may indicate that the authentication request 446 is to request the enhanced re-authentication procedure instead of the full primary authentication. In some embodiments, the UE 110 may also notify the network device 132 of the scheme of generating the second token, e.g., in the authentication request 446.

[0130] In some embodiments, the UE 110 may transmit the authentication request 446 via the serving network / access network, e.g., the RAN entity 122 and the AMF entity 124. For example, the UE 110 may transmit the authentication request 446 to the SN 120, and the SN 120 may forward the authentication request 446 to the network device 132.

[0131] According to the re-authentication indication in the authentication request 446, the network device 132 may be aware that the UE 110 requests the enhanced re-authentication procedure. Receiving the authentication request 446, in an operation 448, the network device 132 may determine whether to perform the enhanced re-authentication procedure. In some embodiments, the network device 132 may determine whether to perform the enhanced re-authentication procedure in the manner of performing the operation 144.

[0132] If in the operation 448 the network device 132 determines to perform the enhanced re-authentication procedure, in an operation 450, the network device 132 may generate a first token according to the scheme by which the UE 110 generates the second token. In some embodiments, in the operation 450, the network device 132 may increment its REAUTH counter, and then network device 132 may generate the first token at least based on the incremented REAUTH counter and the stored KAUSF.

[0133] In case the second token is generated according to the scheme of generating the authentication token 210, the network device 132 may generate the first token in the manner of generating the authentication token 210, by replacing the RANDREAUTH with the incremented REAUTH counter.

[0134] In case the second token is generated according to the scheme of generating the authentication token 220 or the authentication token 240, the network device 132 may generate the first token further based on the SUPI of the UE 110, the SNN, and the hashed SQN. For  example, the network device 132 may generate the first token in the manner of generating the authentication token 220 or the authentication token 240, by replacing the RANDREAUTH with the incremented REAUTH counter.

[0135] The hashed SQN may be the hashed SQN used in the previous authentication, and the network device 132 may retrieve the hashed SQN from the UDM entity 134. If the UE 110 substitutes the previous AK for the hashed SQN in the generation of the second token, the network device 132 may substitutes the previous AK for the hashed SQN in the generation of the first token. The previous AK may be also retrieved, e.g., from the UDM entity 134.

[0136] Then, in an operation 452, the network device 132 may determine whether the enhanced re-authentication procedure is successful by cross checking the generated first token and the received second token. In some embodiments, the network device 132 may determine the enhanced re-authentication procedure is successful when the first token and the second token are identical.

[0137] Then, the network device 132 may transmit to the UE 110 a re-authentication response 454. The re-authentication response 454 may comprise an indication indicating whether the enhanced re-authentication procedure is successful or failed.

[0138] In some embodiments, if the enhanced re-authentication procedure is successful, the network device 132 may update the KSEAF and the KAMF based on the re-authentication parameters in the manner of operation 164, by replacing the RANDREAUTH with the incremented REAUTH counter as the REAUTH parameter.

[0139] Similarly, receiving the re-authentication response 454 comprising the indication indicating the enhanced re-authentication procedure is successful, the UE 110 may update the KSEAF and the KAMF based on the re-authentication parameters in the manner of operation 162, by replacing the RANDREAUTH with the incremented REAUTH counter as the REAUTH parameter.

[0140] Similar to the operations 162 and 164, in the example embodiments with respect to FIG. 4, the network device 132 and the UE 110 update the KSEAF and the KAMF based on the identical REAUTH parameter.

[0141] FIG. 5 shows an example token structure according to the example embodiments of the present disclosure. The first token and the second token in the some embodiments with respect  to FIG. 3 and FIG. 4 may have the example token structure shown in FIG. 5, and will be collectively referred to as token in the example embodiments with respect to FIG. 5. In the operations 346, 352, 442, and / or 450, the UE 110 and the network device 132 may generate the tokens with the token structure shown in FIG. 5 instead of using the f1*and / or the f5*shown in FIG. 2A and / or the KDF 230 shown in FIG. 2B. Those skilled in the art may understand that in case the UE 110 and the network device 132 generate the tokens with the token structure shown in FIG. 5, the UE 110 and the network device 132 generate the tokens according to an identical scheme.

[0142] Referring to FIG. 5, the token may comprise three parts: a header 510, a payload 520, and a MAC-I 530. In some embodiments, the header 510 may comprise the type of the token, for example, UE Re-authentication, e.g., the token for the enhanced re-authentication procedure of a UE. In some embodiments, the header 510 may further comprise at least one of the following: a mobile network code (MNC) , a mobile country code (MCC) , or a routing indicator (RID) . The header 510 may be in a plain text.

[0143] In some embodiments, the payload 520 may comprise at least one of the following: the hashed SQN for the first re-authentication or the hashed token for the second and following successful re-authentications; the SNN value; the incremented REAUTH counter or the REAUTH value with corresponding REAUTH ID; the SUPI; or the previous AK generated from the previous AKA run. The payload 520 may be encrypted.

[0144] In case of the first time of enhanced re-authentication procedure after the full primary authentication, the UE 110 may use the hashed SQN which is used in the full primary authentication to generate the token and transmit the generated token to the HN 130. After the successful enhanced re-authentication procedure, the HN 130 may store the token in the network device 132, e.g. the AUSF entity, or the UDM entity 134.

[0145] For the second or following enhanced re-authentication procedure, the UE 110 may use the hashed token which is used in the last enhanced re-authentication procedure, instead of the hashed SQN, to generate the token for the current enhanced re-authentication procedure and transmit the generated token to the HN 130. After the successful enhanced re-authentication procedure, the HN 130 may replace the token used in the last enhanced re-authentication procedure with the current token in the network device 132, e.g. the AUSF entity, or the UDM  entity 134. Thus, a chain of tokens between each enhanced re-authentication procedure may be generated.

[0146] The MAC-I 530 may be generated from the stored KAUSF with the header 510 and the payload 520 as inputs. For example, the MAC-I 530 may be generated according to SoR-MAC-IAUSF generation function in 3GPP TS 33.501.

[0147] In the enhanced / optimized re-authentication procedure of the example embodiments of the present disclosure, the UE which was actually authenticated previously can get re-authenticated, not any device possessing an authentication token or a KAUSF will be re-authenticated, the load on both the HN and the UE can be relieved, and signaling flows can also be reduced.

[0148] Moreover, in the example embodiments of the present disclosure, with the usage of the hashed SQN, the enhanced re-authentication procedure can be much more invulnerable to attacks. For example, assuming that the hashed SQN is not used, if a subscriber identity module (SIM) is swapped in the same UE, e.g. an old SIM is removed and a new SIM is added in the same UE, the REAUTH procedure will be successful, which would make the UE vulnerable to the attacks.

[0149] FIG. 6 shows a flow chart illustrating an example method 600 for authentication according to the example embodiments of the present disclosure. The example method 600 may be performed, for example, by an apparatus for a terminal device, such as the UE 110 above mentioned.

[0150] Referring to FIG. 6, the example method 600 may comprise: an operation 610 of receiving from a network device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; an operation 620 of generating an authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number, according to the received re-authentication indication; and an operation 630 of transmitting to the network device, a re-authentication response comprising the authentication token.

[0151] In some embodiments, the example method 600 may comprise: generating the authentication token further based on an identity of the terminal device, a serving network name, and a hashed sequence number used in a previous authentication.

[0152] In some embodiments, the authentication token may comprise a message authentication code for re-authentication generated based on the identity of the terminal device, the random number, the stored key for authentication server function, and the hashed sequence number.

[0153] In some embodiments, the example method 600 may comprise: receiving from the network device, a message authentication code for integrity; and verifying the random number based on the message authentication code for integrity by generating a message authentication code and matching the generated message authentication code with the received message authentication code for integrity.

[0154] In some embodiments, the example method 600 may comprise: transmitting to the network device, a message to trigger the authentication request.

[0155] In some embodiments, the example method 600 may comprise: transmitting to a unified data management entity, an indication indicating a capability to support the re-authentication procedure.

[0156] In some embodiments, the example method 600 may comprise: updating a key for security anchor function and a key for access and mobility management function based on re-authentication parameters, in case of receiving from the network device, an indication indicating the re-authentication procedure is successful.

[0157] FIG. 7 shows a flow chart illustrating an example method 700 for authentication according to the example embodiments of the present disclosure. The example method 700 may be performed, for example, by an apparatus for a network device, such as the network device 132 above mentioned.

[0158] Referring to FIG. 7, the example method 700 may comprise: an operation 710 of transmitting to a terminal device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; an operation 720 of generating a first authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number; an operation 730 of receiving from the terminal device, a re-authentication response comprising a second authentication token; and an operation 740 of determining whether the re-authentication procedure is successful by comparing the first authentication token and the  second authentication token.

[0159] In some embodiments, the example method 700 may comprise: generating the first authentication token further based on an identity of the terminal device, a serving network name, and a hashed sequence number used in a previous authentication.

[0160] In some embodiments, the first authentication token may comprise a message authentication code for re-authentication generated based on the identity of the terminal device, the random number, the stored key for authentication server function, and the hashed sequence number.

[0161] In some embodiments, the example method 700 may comprise: transmitting to a unified data management entity, a message to retrieve the hashed sequence number; and receiving the hashed sequence number from the unified data management entity.

[0162] In some embodiments, the example method 700 may comprise: transmitting to a unified data management entity, a message to retrieve information on whether the re-authentication procedure is supported by the terminal device; and determining to perform the re-authentication procedure based on at least one of the retrieved information and local configuration.

[0163] In some embodiments, the example method 700 may comprise: generating a message authentication code for integrity based on the stored key for authentication server function and the random number; and transmitting to the terminal device, the message authentication code for integrity.

[0164] In some embodiments, the example method 700 may comprise: determining the re-authentication procedure is successful when the first authentication token and the second authentication token are identical.

[0165] In some embodiments, the example method 700 may comprise: updating a key for security anchor function and a key for access and mobility management function based on re-authentication parameters, in case that the re-authentication procedure is successful.

[0166] In some embodiments, the example method 700 may comprise: determining to trigger the authentication request in case of receiving from the terminal device a message to trigger the authentication request.

[0167] In some embodiments, the network device may be an authentication server function entity.

[0168] FIG. 8 shows a block diagram illustrating an example device 800 for authentication according to the example embodiments of the present disclosure. The device, for example, may be at least part of an apparatus for a terminal device, such as the UE 110 in the above examples.

[0169] As shown in FIG. 8, the example device 800 may comprise at least one processor 810 and at least one memory 820 that may store instructions 830. The instructions 830, when executed by the at least one processor 810, may cause the device 800 at least to perform the example method 600 described above.

[0170] In various example embodiments, the at least one processor 810 in the example device 800 may comprise, but is not limited to, at least one hardware processor, including at least one microprocessor such as a central processing unit (CPU) , a portion of at least one hardware processor, and any other suitable dedicated processor such as those developed based on for example Field Programmable Gate Array (FPGA) and Application Specific Integrated Circuit (ASIC) . Further, the at least one processor 810 may also include at least one other circuitry or element not shown in FIG. 8.

[0171] In various example embodiments, the at least one memory 820 in the example device 800 may comprise at least one storage medium in various forms, such as a transitory memory and / or a non-transitory memory. The transitory memory may include, but is not limited to, for example, a random-access memory (RAM) , a cache, and so on. The non-transitory memory may include, but is not limited to, for example, a read-only memory (ROM) , a hard disk, a flash memory, and so on. The term “non-transitory, ” as used herein, is a limitation of the medium itself (i.e., tangible, not a signal) as opposed to a limitation on data storage persistency (e.g., RAM vs. ROM) . Further, the at least memory 820 may include, but is not limited to, an electric, a magnetic, an optical, an electromagnetic, an infrared, or a semiconductor system, apparatus, or device or any combination of the above.

[0172] Further, in various example embodiments, the example device 800 may also include at least one other circuitry, element, and interface, for example at least one I / O interface, at least one antenna element, and the like.

[0173] In various example embodiments, the circuitries, parts, elements, and interfaces in the example device 800, comprising the at least one processor 810 and the at least one memory 820, may be coupled together via any suitable connections including, but is not limited to, buses,  crossbars, wiring and / or wireless lines, in any suitable ways, for example electrically, magnetically, optically, electromagnetically, and the like.

[0174] It is understood that the structure of the device on the side of the UE 110 is not limited to the above example device 800.

[0175] FIG. 9 shows a block diagram illustrating an example device 900 for authentication according to the example embodiments of the present disclosure. The device, for example, may be at least part of an apparatus for a network device, such as the network device 132 in the above examples.

[0176] As shown in FIG. 9, the example device 900 may comprise at least one processor 910 and at least one memory 920 that may store instructions 930. The instructions 930, when executed by the at least one processor 910, may cause the device 900 at least to perform the example method 700 described above.

[0177] In various example embodiments, the at least one processor 910 in the example device 900 may comprise, but is not limited to, at least one hardware processor, including at least one microprocessor such as a central processing unit (CPU) , a portion of at least one hardware processor, and any other suitable dedicated processor such as those developed based on for example Field Programmable Gate Array (FPGA) and Application Specific Integrated Circuit (ASIC) . Further, the at least one processor 910 may also include at least one other circuitry or element not shown in FIG. 9.

[0178] In various example embodiments, the at least one memory 920 in the example device 900 may comprise at least one storage medium in various forms, such as a transitory memory and / or a non-transitory memory. The transitory memory may include, but is not limited to, for example, a random-access memory (RAM) , a cache, and so on. The non-transitory memory may include, but is not limited to, for example, a read-only memory (ROM) , a hard disk, a flash memory, and so on. The term “non-transitory, ” as used herein, is a limitation of the medium itself (i.e., tangible, not a signal) as opposed to a limitation on data storage persistency (e.g., RAM vs. ROM) . Further, the at least memory 920 may include, but is not limited to, an electric, a magnetic, an optical, an electromagnetic, an infrared, or a semiconductor system, apparatus, or device or any combination of the above.

[0179] Further, in various example embodiments, the example device 900 may also include at  least one other circuitry, element, and interface, for example at least one I / O interface, at least one antenna element, and the like.

[0180] In various example embodiments, the circuitries, parts, elements, and interfaces in the example device 900, including the at least one processor 910 and the at least one memory 920, may be coupled together via any suitable connections including, but is not limited to, buses, crossbars, wiring and / or wireless lines, in any suitable ways, for example electrically, magnetically, optically, electromagnetically, and the like.

[0181] It is understood that the structure of the device on the side of the network device 132 is not limited to the above example device 900.

[0182] FIG. 10 shows a block diagram illustrating an example apparatus 1000 for authentication according to the example embodiments of the present disclosure. The apparatus, for example, may be at least part of a terminal device, such as the UE 110 in the above examples.

[0183] As shown in FIG. 10, the example apparatus 1000 may comprise: means 1010 for receiving from a network device, an authentication request for an re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; means 1020 for generating an authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number, according to the received re-authentication indication; and means 1030 for transmitting to the network device, a re-authentication response comprising the authentication token.

[0184] In some embodiments, the apparatus 1000 may comprise means for generating the authentication token further based on an identity of the terminal device, a serving network name, and a hashed sequence number used in a previous authentication.

[0185] In some embodiments, the authentication token may comprise a message authentication code for re-authentication generated based on the identity of the terminal device, the random number, the stored key for authentication server function, and the hashed sequence number.

[0186] In some embodiments, the apparatus 1000 may comprise: means for receiving from the network device, a message authentication code for integrity; and means for verifying the random number based on the message authentication code for integrity by generating a message  authentication code and matching the generated message authentication code with the received message authentication code for integrity.

[0187] In some embodiments, the apparatus 1000 may comprise means for transmitting to the network device, a message to trigger the authentication request.

[0188] In some embodiments, the apparatus 1000 may comprise means for transmitting to a unified data management entity, an indication indicating a capability to support the re-authentication procedure.

[0189] In some embodiments, the apparatus 1000 may comprise means for updating a key for security anchor function and a key for access and mobility management function based on re-authentication parameters, in case of receiving from the network device, an indication indicating the re-authentication procedure is successful.

[0190] In some example embodiments, examples of means in the example apparatus 1000 may include circuitries. For example, an example of means 1010 may include a circuitry configured to perform the operation 610 of the example method 600, an example of means 1020 may include a circuitry configured to perform the operation 620 of the example method 600, and an example of means 1030 may include a circuitry configured to perform the operation 630 of the example method 600.

[0191] The example apparatus 1000 may further include means comprising circuitry configured to perform the example method 600. In some example embodiments, examples of means may also include software modules and any other suitable function entities.

[0192] FIG. 11 shows a block diagram illustrating an example apparatus 1100 for authentication according to the example embodiments of the present disclosure. The apparatus, for example, may be at least part of a network device, such as the network device 132 in the above examples.

[0193] As shown in FIG. 11, the example apparatus 1100 may comprise: means 1110 for transmitting to a terminal device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; means 1120 for generating a first authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number; means 1130 for receiving from the terminal device, a re-authentication response  comprising a second authentication token; and means 1140 for determining whether the re-authentication procedure is successful by comparing the first authentication token and the second authentication token.

[0194] In some embodiments, the apparatus 1100 may comprise means for generating the first authentication token further based on an identity of the terminal device, a serving network name, and a hashed sequence number used in a previous authentication.

[0195] In some embodiments, the first authentication token may comprise a message authentication code for re-authentication generated based on the identity of the terminal device, the random number, the stored key for authentication server function, and the hashed sequence number.

[0196] In some embodiments, the apparatus 1100 may comprise: means for transmitting to a unified data management entity, a message to retrieve the hashed sequence number; and means for receiving the hashed sequence number from the unified data management entity.

[0197] In some embodiments, the apparatus 1100 may comprise: means for transmitting to a unified data management entity, a message to retrieve information on whether the re-authentication procedure is supported by the terminal device; and means for determining to perform the re-authentication procedure based on at least one of the retrieved information and local configuration.

[0198] In some embodiments, the apparatus 1100 may comprise: means for generating a message authentication code for integrity based on the stored key for authentication server function and the random number; and means for transmitting to the terminal device, the message authentication code for integrity.

[0199] In some embodiments, the apparatus 1100 may comprise means for determining the re-authentication procedure is successful when the first authentication token and the second authentication token are identical.

[0200] In some embodiments, the apparatus 1100 may comprise means for updating a key for security anchor function and a key for access and mobility management function based on re-authentication parameters, in case that the re-authentication procedure is successful.

[0201] In some embodiments, the apparatus 1100 may comprise means for determining to trigger the authentication request in case of receiving from the terminal device a message to  trigger the authentication request.

[0202] In some embodiments, the network device may be an authentication server function entity.

[0203] In some example embodiments, examples of means in the example apparatus 1100 may include circuitries. For example, an example of means 1110 may include a circuitry configured to perform the operation 710 of the example method 700, an example of means 1120 may include a circuitry configured to perform the operation 720 of the example method 700, an example of means 1130 may include a circuitry configured to perform the operation 730 of the example method 700, and an example of means 1140 may include a circuitry configured to perform the operation 740 of the example method 700.

[0204] The example apparatus 1100 may further include means comprising circuitry configured to perform the example method 700. In some example embodiments, examples of means may also include software modules and any other suitable function entities.

[0205] The example embodiments of the present disclosure also provide a computer-readable medium comprising program instructions that, when executed by an apparatus for a terminal device, such as the UE 110 in the above examples, may cause the apparatus at least to: receive from a network device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; generate an authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number, according to the received re-authentication indication; and transmit to the network device, a re-authentication response comprising the authentication token.

[0206] In some embodiments, the computer-readable medium may include instructions that, when executed by the apparatus, may cause the apparatus to: generate the authentication token further based on an identity of the terminal device, a serving network name, and a hashed sequence number used in a previous authentication.

[0207] In some embodiments, the authentication token may comprise a message authentication code for re-authentication generated based on the identity of the terminal device, the random number, the stored key for authentication server function, and the hashed sequence number.

[0208] In some embodiments, the computer-readable medium may include instructions that, when executed by the apparatus, may cause the apparatus to: receive from the network device, a message authentication code for integrity; and verify the random number based on the message authentication code for integrity by generating a message authentication code and matching the generated message authentication code with the received message authentication code for integrity.

[0209] In some embodiments, the computer-readable medium may include instructions that, when executed by the apparatus, may cause the apparatus to: transmit to the network device, a message to trigger the authentication request.

[0210] In some embodiments, the computer-readable medium may include instructions that, when executed by the apparatus, may cause the apparatus to: transmit to a unified data management entity, an indication indicating a capability to support the re-authentication procedure.

[0211] In some embodiments, the computer-readable medium may include instructions that, when executed by the apparatus, may cause the apparatus to: update a key for security anchor function and a key for access and mobility management function based on re-authentication parameters, in case of receiving from the network device, an indication indicating the re-authentication procedure is successful.

[0212] The example embodiments of the present disclosure also provide a computer-readable medium comprising program instructions that, when executed by an apparatus for a network device, such as the network device 132 in the above examples, may cause the apparatus at least to: transmit to a terminal device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number; generate a first authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number; receive from the terminal device, a re-authentication response comprising a second authentication token; and determine whether the re-authentication procedure is successful by comparing the first authentication token and the second authentication token.

[0213] In some embodiments, the computer-readable medium may include instructions that, when executed by the apparatus, may cause the apparatus to: generate the first authentication  token further based on an identity of the terminal device, a serving network name, and a hashed sequence number used in a previous authentication.

[0214] In some embodiments, the first authentication token may comprise a message authentication code for re-authentication generated based on the identity of the terminal device, the random number, the stored key for authentication server function, and the hashed sequence number.

[0215] In some embodiments, the computer-readable medium may include instructions that, when executed by the apparatus, may cause the apparatus to: transmit to a unified data management entity, a message to retrieve the hashed sequence number; and receive the hashed sequence number from the unified data management entity.

[0216] In some embodiments, the computer-readable medium may include instructions that, when executed by the apparatus, may cause the apparatus to: transmit to a unified data management entity, a message to retrieve information on whether the re-authentication procedure is supported by the terminal device; and determine to perform the re-authentication procedure based on at least one of the retrieved information and local configuration.

[0217] In some embodiments, the computer-readable medium may include instructions that, when executed by the apparatus, may cause the apparatus to: generate a message authentication code for integrity based on the stored key for authentication server function and the random number; and transmit to the terminal device, the message authentication code for integrity.

[0218] In some embodiments, the computer-readable medium may include instructions that, when executed by the apparatus, may cause the apparatus to: determine the re-authentication procedure is successful when the first authentication token and the second authentication token are identical.

[0219] In some embodiments, the computer-readable medium may include instructions that, when executed by the apparatus, may cause the apparatus to: update a key for security anchor function and a key for access and mobility management function based on re-authentication parameters, in case that the re-authentication procedure is successful.

[0220] In some embodiments, the computer-readable medium may include instructions that, when executed by the apparatus, may cause the apparatus to: determine to trigger the  authentication request in case of receiving from the terminal device a message to trigger the authentication request.

[0221] In some embodiments, the network device may be an authentication server function entity.

[0222] As used herein, “at least one of the following: <a list of two or more elements>” and “at least one of <a list of two or more elements>” and similar wording, where the list of two or more elements are joined by “and” or “or” , mean at least any one of the elements, or at least any two or more of the elements, or at least all the elements.

[0223] The term “terminal device” refers to any end device that may be capable of wireless communication. By way of example rather than limitation, a terminal device may also be referred to as a communication device, user equipment (UE) , a Subscriber Station (SS) , a Portable Subscriber Station, a Mobile Station (MS) , or an Access Terminal (AT) . The terminal device may include, but is not limited to, a mobile phone, a cellular phone, a smart phone, voice over IP (VoIP) phones, wireless local loop phones, a tablet, a wearable terminal device, a personal digital assistant (PDA) , portable computers, desktop computer, image capture terminal devices such as digital cameras, gaming terminal devices, music storage and playback appliances, vehicle-mounted wireless terminal devices, wireless endpoints, mobile stations, laptop-embedded equipment (LEE) , laptop-mounted equipment (LME) , USB dongles, smart devices, wireless customer-premises equipment (CPE) , an Internet of Things (loT) device, a watch or other wearable, a head-mounted display (HMD) , a vehicle, a drone, a medical device and applications (e.g., remote surgery) , an industrial device and applications (e.g., a robot and / or other wireless devices operating in an industrial and / or an automated processing chain contexts) , a consumer electronics device, a device operating on commercial and / or industrial wireless networks, and the like. The terminal device may also correspond to a Mobile Termination (MT) part of an IAB node (e.g., a relay node) . In the above description, the terms “terminal device” , “communication device” , “terminal” , “user equipment” and “UE” may be used interchangeably.

[0224] The term “circuitry” throughout this disclosure may refer to one or more or all of the following: (a) hardware-only circuit implementations (such as implementations in only analog and / or digital circuitry) ; (b) combinations of hardware circuits and software, such as (as applicable) (i) a combination of analog and / or digital hardware circuit (s) with software / firmware  and (ii) any portions of hardware processor (s) with software (including digital signal processor (s) ) , software, and memory (ies) that work together to cause an apparatus, such as a mobile phone or server, to perform various functions) ; and (c) hardware circuit (s) and or processor (s) , such as a microprocessor (s) or a portion of a microprocessor (s) , that requires software (e.g., firmware) for operation, but the software may not be present when it is not needed for operation. This definition of circuitry applies to one or all uses of this term in this disclosure, including in any claims. As a further example, as used in this disclosure, the term circuitry also covers an implementation of merely a hardware circuit or processor (or multiple processors) or portion of a hardware circuit or processor and its (or their) accompanying software and / or firmware. The term circuitry also covers, for example and if applicable to the claim element, a baseband integrated circuit or processor integrated circuit for a mobile device or a similar integrated circuit in server, a cellular network device, or other computing or network device.

[0225] Another example embodiment may relate to computer program codes or instructions which may cause an apparatus to perform at least the respective methods described above. Another example embodiment may be related to a computer-readable medium having such computer program codes or instructions stored thereon. In some embodiments, such a computer-readable medium may include at least one storage medium in various forms such as a volatile memory and / or a non-volatile memory. The volatile memory may include, but is not limited to, for example, a RAM, a cache, and so on. The non-volatile memory may include, but is not limited to, a ROM, a hard disk, a flash memory, and so on. The non-volatile memory may also include, but is not limited to, an electric, a magnetic, an optical, an electromagnetic, an infrared, or a semiconductor system, apparatus, or device or any combination of the above.

[0226] Unless the context clearly requires otherwise, throughout the description and the claims, the words “comprise, ” “comprising, ” and the like are to be construed in an inclusive sense, as opposed to an exclusive or exhaustive sense; that is to say, in the sense of “including, but is not limited to. ” The word “coupled” , as generally used herein, refers to two or more elements that may be either directly connected, or connected by way of one or more intermediate elements. Likewise, the word “connected” , as generally used herein, refers to two or more elements that may be either directly connected, or connected by way of one or more intermediate elements. Additionally, the words “herein, ” “above, ” “below, ” and words of similar import, when used in  this application, shall refer to this application as a whole and not to any particular portions of this application. Where the context permits, words in the description using the singular or plural number may also include the plural or singular number respectively. The word “or” in reference to a list of two or more items, that word covers all of the following interpretations of the word: any of the items in the list, all of the items in the list, and any combination of the items in the list.

[0227] Moreover, conditional language used herein, such as, among others, “can, ” “could, ” “might, ” “may, ” “e.g., ” “for example, ” “such as” and the like, unless specifically stated otherwise, or otherwise understood within the context as used, is generally intended to convey that certain embodiments include, while other embodiments do not include, certain features, elements and / or states. Thus, such conditional language is not generally intended to imply that features, elements and / or states are in any way required for one or more embodiments or that one or more embodiments necessarily include logic for deciding, with or without author input or prompting, whether these features, elements and / or states are included or are to be performed in any particular embodiment.

[0228] As used herein, the term "determine / determining" (and grammatical variants thereof) can include, not least: calculating, computing, processing, deriving, measuring, investigating, looking up (for example, looking up in a table, a database or another data structure) , ascertaining and the like. Also, "determining" can include receiving (for example, receiving information) , accessing (for example, accessing data in a memory) , obtaining and the like. Also, "determine / determining" can include resolving, selecting, choosing, establishing, and the like.

[0229] While some embodiments have been described, these embodiments have been presented by way of example, and are not intended to limit the scope of the disclosure. Indeed, the apparatus, methods, and systems described herein may be embodied in a variety of other forms; furthermore, various omissions, substitutions, and changes in the form of the methods and systems described herein may be made without departing from the spirit of the disclosure. For example, while blocks are presented in a given arrangement, alternative embodiments may perform similar functionalities with different components and / or circuit topologies, and some blocks may be deleted, moved, added, subdivided, combined, and / or modified. At least one of these blocks may be implemented in a variety of different ways. The order of these blocks may also be changed. Any suitable combination of the elements and actions of the some embodiments described above  can be combined to provide further embodiments. The accompanying claims and their equivalents are intended to cover such forms or modifications as would fall within the scope and spirit of the disclosure.

[0230] Abbreviations used in the description and / or in the figures are defined as follows:

[0231] 3GPP TS      3rd Generation Partnership Project Technical Specification

[0232] 5G           fifth generation of mobile communication system

[0233] 6G           sixth generation of mobile communication system

[0234] AIoT         ambient internet of things

[0235] AMF          access and mobility management function

[0236] AK           anonymity key

[0237] AKA          authentication and key agreement

[0238] AN           access network

[0239] AUSF         authentication server function

[0240] AV           authentication vector

[0241] B5G          beyond 5G

[0242] GCI          Global Cable Identifier

[0243] GLI          Global Line Identifier

[0244] HPLMN        home public land mobile network

[0245] HN           home network

[0246] ID           identifier

[0247] KDF          key derivation function

[0248] MAC          message authentication code

[0249] MAC-I        MAC for integrity

[0250] MAC-S        MAC for resynchronization

[0251] MCC          mobile country code

[0252] MNC          mobile network code

[0253] NAS          non-access stratum

[0254] PLMN         public land mobile network

[0255] RAN          radio access network

[0256] RAND         random number

[0257] REAUTH   re-authentication

[0258] RES      response

[0259] RID      routing indicator

[0260] SEAF     security anchor function

[0261] SIM      subscriber identity module

[0262] SN       serving network

[0263] SNN      serving network name

[0264] SOR      steering of roaming

[0265] SQN      sequence number

[0266] SUPI     subscription permanent identifier

[0267] UDM      unified data management

[0268] UE       user equipment

[0269] UPU      UE parameter update

[0270] USIM     universal subscriber identity module

[0271] VPLMN    visited public land mobile network

[0272] XRES     expected response

Claims

An apparatus for a terminal device, comprising:at least one processor; andat least one memory storing instructions that, when executed by the at least one processor, cause the apparatus at least to:receive from a network device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number;generate an authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number, according to the received re-authentication indication; andtransmit to the network device, a re-authentication response comprising the authentication token.The apparatus of claim 1, wherein the apparatus is configured to:generate the authentication token further based on an identity of the terminal device, a serving network name, and a hashed sequence number used in a previous authentication.The apparatus of claim 2, wherein the authentication token comprises a message authentication code for re-authentication generated based on the identity of the terminal device, the random number, the stored key for authentication server function, and the hashed sequence number.The apparatus of any of claims 1 to 3, wherein the apparatus is configured to:receive from the network device, a message authentication code for integrity; andverify the random number based on the message authentication code for integrity by generating a message authentication code and matching the generated message authentication code with the received message authentication code for integrity.The apparatus of any of claims 1 to 4, wherein the apparatus is configured to:transmit to the network device, a message to trigger the authentication request.The apparatus of any of claims 1 to 5, wherein the apparatus is configured to:transmit to a unified data management entity, an indication indicating a capability to support the re-authentication procedure.The apparatus of any of claims 1 to 6, wherein the apparatus is configured to:update a key for security anchor function and a key for access and mobility management function based on re-authentication parameters, in case of receiving from the network device, an indication indicating the re-authentication procedure is successful.An apparatus for a network device, comprising:at least one processor; andat least one memory storing instructions that, when executed by the at least one processor, cause the apparatus at least to:transmit to a terminal device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number;generate a first authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number;receive from the terminal device, a re-authentication response comprising a second authentication token; anddetermine whether the re-authentication procedure is successful by comparing the first authentication token and the second authentication token.The apparatus of claim 8, wherein the apparatus is configured to:generate the first authentication token further based on an identity of the terminal device, a serving network name, and a hashed sequence number used in a previous authentication.The apparatus of claim 9, wherein the first authentication token comprises a message authentication code for re-authentication generated based on the identity of the terminal device, the random number, the stored key for authentication server function, and the hashed sequence number.The apparatus of claim 9 or 10, wherein the apparatus is configured to:transmit to a unified data management entity, a message to retrieve the hashed sequence number; andreceive the hashed sequence number from the unified data management entity.The apparatus of claim 9 or 10, wherein the apparatus is configured to:transmit to a unified data management entity, a message to retrieve information on whether the re-authentication procedure is supported by the terminal device; anddetermine to perform the re-authentication procedure based on at least one of the retrieved information and local configuration.The apparatus of any of claims 8 to 12, wherein the apparatus is configured to:generate a message authentication code for integrity based on the stored key for authentication server function and the random number; andtransmit to the terminal device, the message authentication code for integrity.The apparatus of any of claims 8 to 13, wherein the apparatus is configured to:determine the re-authentication procedure is successful when the first authentication token and the second authentication token are identical.The apparatus of any of claims 8 to 14, wherein the apparatus is configured to:update a key for security anchor function and a key for access and mobility management function based on re-authentication parameters, in case that the re-authentication procedure is successful.The apparatus of any of claims 8 to 15, wherein the apparatus is configured to:determine to trigger the authentication request in case of receiving from the terminal device a message to trigger the authentication request.The apparatus of any of claims 8 to 16, wherein the network device is an authentication server function entity.A method performed by an apparatus for a terminal device, comprising:receiving from a network device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number;generating an authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number, according to the received re-authentication indication; andtransmitting to the network device, a re-authentication response comprising the authentication token.The method of claim 18, comprising:generating the authentication token further based on an identity of the terminal device, a serving network name, and a hashed sequence number used in a previous authentication.The method of claim 19, wherein the authentication token comprises a message authentication code for re-authentication generated based on the identity of the terminal device, the random number, the stored key for authentication server function, and the hashed sequence number.The method of any of claims 18 to 20, comprising:receiving from the network device, a message authentication code for integrity; andverifying the random number based on the message authentication code for integrity by generating a message authentication code and matching the generated message authentication code with the received message authentication code for integrity.The method of any of claims 18 to 21, comprising:transmitting to the network device, a message to trigger the authentication request.The method of any of claims 18 to 22, comprising:transmitting to a unified data management entity, an indication indicating a capability to support the re-authentication procedure.The method of any of claims 18 to 23, comprising:updating a key for security anchor function and a key for access and mobility management function based on re-authentication parameters, in case of receiving from the network device, an indication indicating the re-authentication procedure is successful.A method performed by an apparatus for a network device, comprising:transmitting to a terminal device, an authentication request for a re-authentication procedure after a primary authentication, the authentication request comprising a re-authentication indication and a random number;generating a first authentication token at least based on a stored key for authentication server function used in the primary authentication and the random number;receiving from the terminal device, a re-authentication response comprising a second authentication token; anddetermining whether the re-authentication procedure is successful by comparing the first authentication token and the second authentication token.The method of claim 25, comprising:generating the first authentication token further based on an identity of the terminal device, a serving network name, and a hashed sequence number used in a previous authentication.The method of claim 26, wherein the first authentication token comprises a message authentication code for re-authentication generated based on the identity of the terminal device, the random number, the stored key for authentication server function, and the hashed sequence number.The method of claim 26 or 27, comprising:transmitting to a unified data management entity, a message to retrieve the hashed sequence number; andreceiving the hashed sequence number from the unified data management entity.The method of claim 26 or 27, comprising:transmitting to a unified data management entity, a message to retrieve information on whether the re-authentication procedure is supported by the terminal device; anddetermining to perform the re-authentication procedure based on at least one of the retrieved information and local configuration.The method of any of claims 25 to 29, comprising:generating a message authentication code for integrity based on the stored key for authentication server function and the random number; andtransmitting to the terminal device, the message authentication code for integrity.The method of any of claims 25 to 30, comprising:determining the re-authentication procedure is successful when the first authentication token and the second authentication token are identical.The method of any of claims 25 to 31, comprising:updating a key for security anchor function and a key for access and mobility management function based on re-authentication parameters, in case that the re-authentication procedure is successful.The method of any of claims 25 to 32, comprising:determining to trigger the authentication request in case of receiving from the terminal device a message to trigger the authentication request.The method of any of claims 25 to 33, wherein the network device is an authentication server function entity.An apparatus for a terminal device, comprising means for performing the method of any of claims 18 to 24.An apparatus for a network device, comprising means for performing the method of any of claims 25 to 34.A computer-readable medium comprising program instructions that, when executed by an apparatus for a terminal device, cause the apparatus to at least perform the method of any of claims 18 to 24.A computer-readable medium comprising program instructions that, when executed by an apparatus for a network device, cause the apparatus to at least perform the method of any of claims 25 to 34.

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