주파수공용통신(TRS: Trunked Radio Service)이란 무선통신을 하는 사람이 특정한 주파수를 이용하던 종래의 무선통신방식과는 달리 중계소에 할당된 소수의 주파수를 다수의 이용자가 공동으로 사용하는 방식을 말한다. TRS 시스템의 가장 큰 특징은 일대 다수의 그룹 및 지령 통신방식이다. TRS 시스템의 구성은 여러 개의 그룹으로 구성되며, 각 그룹은 업무내용에 관련된 유사한 목적을 가진 사용자들의 단말기로 구성된다. 위와 같은 여러 목적에 따라 다양한 형태의 연결이나 그룹 통신이 이뤄질 경우, 여러 가지 형태의 공격에 노출될 수 있으며, 대규모 통신을 위한 키 분배 혹은 설정에 많은 문제점을 가질 수 있다. 본고에서는 TRS 상에서 안전한.통신을 수행하는데 있어 필수 요소인 그룹 키 분배방식을 고찰하며, 통신 횟수를 줄이면서도 참여자 인증을 수행할 수 있는 효율적인 그룹 키 분배 방식을 제안하였다.
본 논문에서는 안전한 V2V 통신과 V2I 통신을 보장하는 ECDH(Elliptic Curve Diffie Hellman) 기반 그룹키를 제안하였다. 본 논문에서 제안하는 ECDH기반 그룹키는 AAA 서버를 사용하지 않고 차량과 차량사이의 그룹키인 VGK(Vehicular Group Key), 차량 그룹 사이의 그룹키인 GGK(Globak Group Key), 그리고 차량과 RSU사이의 그룹키인 VRGK(Vehicular and RSU Group Key)를 ECDH 알고리즘을 이용하여 생성한다. 차량과 RSU 사이의 그룹키인 VRGK는 현재 RSU에서 다음 RSU에게로 RGK(RSU Group Key)로 암호화하여 안전한 채널을 통하여 전달하기 때문에 완벽한 순방향 기밀(Perfect Forward Secrecy) 보안 서비스가 제공된다. 또한, 메시지를 전송한 차량이 해당 그룹의 구성원인지를 그룹키 이용하여 확인함으로써 Sybil공격을 탐지할 수 있다. 그리고 그룹간의 안전한 통신으로 불필요한 네트워크 트래픽이 발생하지 않으므로 메시지 전송 시간 및 서버의 오버헤드를 줄일 수 있다.
다자간 그룹 통신에서는 일대일 통신과 다르게 그룹에 참여하는 참여자의 수가 많아지고, 각 참여자의 정보량이 많아짐에 따라 참여자들의 정보와 현재 상태 등을 체크하는 멤버쉽 관리 기능을 해 주는 구조가 필요하다. 본 논문에서는 이러한 다자간 통신에서 그룹에 참여하는 참여자들을 관리하는 그룹 관리 프로토콜의 한 부분인 멤버쉽 관리(Membership Management) 기능을 설계 구현하였다. 이러한 MM 기능은 클라이언트/서버 기반으로 동작하며, 서버측에서 모든 클라이언트의 멤버쉽을 관리한다. 설계된 멤버쉽 관리 기능의 알고리즘은 간단하기 때문에 그룹 통신에서 간단하고 효율적인 멤버쉽 관리를 할 수 있으며, 멤버쉽 관리를 서버측에서 함으로서 송신자측의 부담이 줄어든다. 본 논문에서는 멤버쉽 관리를 시험하기 위한 응용으로서 멀티캐스트 전송 프로토콜인 ECTP 배포판에 나온 응용을 사용하여 시험하였다.
와이브로망에서는 멀티캐스트 서비스 구현을 위해 MBS(Multicast Broadcast Service) 기능을 정의하고 있다. 그러나 현재 국내에서 이용되고 있는 대부분의 와이브로망 장비들의 경우 MBS 서비스를 지원하지 않고 있어 멀티캐스팅 기반 서비스를 구현하는데 제한을 가지고 있다. 본 논문에서는 와이브로망에서 VoIP 기반 그룹통신 시스템을 유니캐스트 기반으로 구현하는 경우와 멀티캐스트 기반으로 구현하는 경우에 대해 성능분석을 수행하였다. 성능분석은 각각의 경우에 대해 서비스를 위해 필요한 네트워크 자원의 양, 서비스를 위한 최대지연시간과 그룹멤버들 사이의 서비스 지연시간의 차이 등의 측면에서 QualNet 시뮬레이터를 통해 수행하였다. 성능분석 결과, 유니캐스트를 이용한 VoIP 기반 그룹통신 서비스의 경우에는 그룹내의 사용자 수가 증가함에 따라 자원의 요구량이 증가하여 와이브로망에서 지원할 수 있는 그룹 및 사용자의 수가 제한되며, 그룹통신 시스템이 본격적으로 사용할 경우 와이브로망내에서 멀티캐스트 자원이 필요함을 알 수 있었다. 또한 유니캐스트를 이용한 VoIP 기반 그룹통신 서비스의 경우 VoIP 서비스에서 요구하는 최대지연시간을 충족하는 범위에서 패킷번들링을 이용하면 패킷당 오버헤드를 줄여 전체 시스템에서 수용할 수 있는 그룹 및 사용자의 수를 증가시킬 수 있음을 확인 할 수 있었다.
최근에 인터넷을 이용한 화상회의, 실시간 정보서비스, 협동작업, VOD 서비스등의 요구가 증가하면서 이런 서비스들을 효율적으로 처리할 수 있는 멀티캐스트 통신이 등장하였다. 멀티캐스트 통신에서는 데이터의 보호를 위하여 그룹 키를 사용하는데 수시로 회원의 가입과 탈퇴가 이루어지는 동적인 멀티캐스트 그룹에서 안전하고 효율적인 그룹 키의 전송이 중요한 문제로 등장하였다. 본 논문에서는 지금까지의 그룹 키 전송에 대한 연구들을 살펴보고 효율적이고 안전한 그룹 키 전송 방법을 제안함으로서 통신에 필요한 키들을 보관해야 하는 저장공간의 용량을 최소화하고 그룹키 전송시 일대일 통신방식인 유니캐스트방식을 이용하여 효율적이고 안전한 전송이 될 수 있도록 하였다.
지난 해 5월 정부가 그룹 VAN을 허용함에 따라 그룹사 정보처리 네트웍화의 길이 열렸다. 이로써 우리 나라에도 민간 VAN이 시작되었다. 민간 VAN은 이미 선진 각국의 주요 기업에 의해 산업화되어 급성장하고 있고, 국내에서도 근래들어 그룹사들에 의해 경영정보 공동활용과 새로운 유망 사업 분야로서 구상되기에 이르렀다. 이렇게 도입 욕구가 팽배된 적절한 시기에 민간 VAN이 허용됨에 따라 럭키금성을 비롯한 6개 그룹사가 이에 참여 하고 있는 가운데 제도상.기술상의 제반 문제점들이 도출되고 있다. 그룹 VAN 진출 기업들을 회원으로 하고 있는 본 협회는 국내 민간 VAN 사업의 활성화를 위하여 구랍 28일 문제점들의 시정을 정책 당국과 공중통신사업자, 그리고 진출기업에 건의 했다. 그 내용을 전개한다.
JavaSpace는 쉽고 단일화된 방식으로 분산 어플리케이션간의 객체공유, 중재 및 동적인 통신서비스를 제공한다. 현재 Javaspace글 이용한 응용 프로그램들이 계속적으로 등장하고 있다. 기존의 JavaSpace는 중앙 집중적인 클라이언트/서버 방식으로 구현되었기 때문에 성능이 제한적이다. 본 논문에서는 그룹 참여자들간의 상태를 일관성 있게 유지시켜주는 그룹통신 시스템을 이용하여 분할가능한 분산환경에 적합한 복제된 Javaspace 시스템을 설계하였다. 복제된 JavaSpace 시스템을 이용하는 웅용 프로그램들은 효율성과 확장성을 증대시킬 수 있다.
PC의 컴퓨팅 능력과 네트워크 성능이 급속도로 향상됨에 따라 이러한 인프라를 바탕으로 떠오르고 있는 Peer-to-Peer (P2P) 시스템은 자원의 복제 및 공유를 통하여 컴퓨팅 시스템 전반에 걸친 신뢰성과 결함감내 능력을 향상시킨다. 그러나 현재까지 연구된 P2P 네트워크는 각 노드가 복제한 데이터의 일관성 유지를 위해 필요한 그룹통신에 대한 고려가 부족하다. 본 논문은 SpanningTree 방식의 링 구성을 통하여, P2P 시스템에서의 그룹통신을 위해 설계된 메시지 전송 방식을 설명하고 기존 P2P 메시지 전송방식과의 비교를 통하여 성능향상의 근거를 보인다.
m-to-m 그룹 통신망의 보안은 기본의 m-to-1통신에서는 고려되지 않았던 보안 문제가 발생한다. 이중에서도 통신데이터정보의 비밀을 보장하기 위한 암호화에 사용되어지는 키교환을 어떻게 할 것 인가에 대하여 해결해야 한다. m-to-m 통신상의데이터 암호화는 통신에 참여하는 모든 멤버가 동일한 키를 가져야 한다. 따라서 본 논문에서는 Diffie-Hellman 알고리즘을 이용한 그룹상의 키교환 방식을 살펴본 후 효율성면에서 개선한 그룹키교환 방식을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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