Distributed Authentication Model using Multi-Level Cluster for Wireless Sensor Networks

무선센서네트워크를 위한 다중계층 클러스터 기반의 분산형 인증모델

In this paper, we propose the DAMMC(Distributed Authentication Model using Multi-level Cluster) for wireless sensor networks. The proposed model is that one cluster header in m-layer has a role of CA(Certificate Authority) but it just authenticates sensor nodes in lower layer for providing an efficient authentication without authenticating overhead among clusters. In here, the m-layer for authentication can be properly predefined by user in consideration of various network environments. And also, the DAMMC uses certificates based on the threshold cryptography scheme for more reliable configuration of WSN. Experimental results show that the cost of generation and reconfiguration certification are decreased but the security performance are increased compared to the existing method.

본 논문에서는 무선 센서네트워크에서 센서노드의 효율적 인증을 제공하기 위한 다중계층 클러스터 기반의 분산형 인증모델(DAMMC: Distributed Authentication Model using Multi-level Cluster)을 제안한다. 제안된 인증모델은 하나의 클러스터헤드가 CA 기능을 갖되 사용자가 정의한 m개의 다중계층을 두고 상위 클러스터가 하위클러스터를 인증하는 구조로서, 클러스터들끼리의 상호 인증 오버헤드를 해결할 수 있는 기법이다. 특히 노드 인증서 발급의 경우, 임계값 t개 이상의 클러스터 멤버노드가 분할인증서를 제공하는 경우에만 인증서가 생성되도록 비밀분산기법을 사용하여 센서노드의 효과적인 신뢰관계를 구축하였다. 제안된 DAMMC는 시뮬레이션을 통해 초기인증과정에서의 인증발급 연산시간, 노드 추가에 따른 인증발급 연산시간등이 기존 인증프로토콜에 비해 우수함을 확인하였으며, 보안성능도 변형공격, 속임 경로 공격 및 비인가된 노드 추가, 재사용 공격 등의 공격기법으로부터 안전함을 확인하였다.