Abstract
In this paper, a system with sensor network security mechanism which can be applied to home network structure is designed and it is implemented on a virtual network of a home network middleware. The basic structure of home networking middleware supports one-to-one (unicast) or broadcast communication mode between the lookup server and service nodes on the network. Confidentiality and authentication are key security factors of the one-to-one communication and user authentication is crucial for broadcasting mode. One of the sensor network's security techniques SPINS consists of SNEP and ${\mu}TESLA$. The SNEP ensures confidentiality and authentication, and ${\mu}TESLA$ provides broadcast authentication. We propose a SPIN based home network middleware and it is implemented by using the CBC-MAC for MAC generation, the counter mode (CTR) for message freshness, the pseudo random function (PRF) and RC5 as encryption algorithm. The implementation result shows that an attacker cannot decrypt the message though he gets the secure key because of CTR mode. In addition, we confirmed that a received message of the server is authenticated using MAC.
본 연구에서는 센서 네트워크 보안 메커니즘을 홈네트워크 구조에 적용한 시스템을 설계하고 이를 홈네트워크 미들웨어의 가상망에 구현하였다. 홈네트워크 미들웨어의 기본구조는 lookup 서버가 서비스 노드와 일대일 또는 브로드캐스트 통신 방식의 구조이며, 여기에 요구되는 보안요소는 일대일의 통신인 경우에는 기밀성과 인증, 브로드캐스트일 경우에는 브로드캐스트 인증의 보장이다. 센서 네트워크 보안 기술인 SPINS는 기밀성과 인증을 보장하는 SNEP와 브로드캐스트 인증을 제공하는 ${\mu}TESLA$ 부분으로 구성되는데 이를 홈네트워크 미들웨어의 기본구조에 적용한 시스템을 설계하였다. MAC 생성을 위한 CBC-MAC, 메시지 신선성을 제공하는 CTR, 메시지의 랜덤특성을 보장하여 주는 PRF 방식, 그리고 센서노드에 사용될 암호화 알고리즘으로는 낮은 연산량으로 충분한 보안성을 갖는 RC5를 이용하였다. 구현된 결과는 CTR 모드로 인해 공격자가 키를 습득하더라도 새로운 메시지를 복호화 할 수 없었으며 상호 MAC 교환으로 인해 정당한 사용자로부터 전송되었다는 것을 인증할 수 있었다. 이 구현 결과는 향후 효율적이고 안전한 홈 네트워크 시스템 개발에 응용될 수 있을 것으로 기대한다.
