• 정보와 통신
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• 제31권2호
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• pp.91-97
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• 2014

최근 물리계층 보안에 대한 관심이 높아지면서 이를 이동통신시스템에 적용하기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 또한 차세대 이동통신의 중요한 기술적 요소로 각광받고 있는 협력중계 기술을 기반으로 물리계층 보안을 극대화하기 위한 다양한 방식이 개발된 바 있다. 본고에서는 협력중계 시스템에서의 다양한 물리계층 보안 확보 기법을 소개하고 각각의 성능을 비교한다.

• 정보와 통신
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• 제31권2호
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• pp.71-82
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• 2014

본 논문에서는 물리 계층에서 보안을 고려한 시스템을 제공하기 위해 Gaussian Wiretap Channel 상황에서 보안 전송을 가능하게 하는 보안 전처리 기법의 설계 방법에 대해서 살펴본다. 무선 통신 채널의 경우, 통신 채널이 누구에게나 개방되어 있기 때문에 무엇보다도 보안에 취약하다. 하지만 숨기고자 하는 보안 메시지를 채널 부호화 및 변조 과정 이전에 보안을 위한 전처리 기법을 적용함으로써 물리계층에서 데이터를 보다 안전하게 전송하는 것이 가능해진다. 이를 위해 기존의 Random하게 생성된 Scrambling matrix를 이용하여 물리계층 보안을 유지하는 전처리 기법을 바탕으로 Scrambling matrix의 hamming distance를 이용하여 높은 보안성 및 신뢰도를 가지는 Scrambling matrix 설계 방법을 제안한다. 또한 부호율 1을 가지는 soft decision decoding 기반의 새로운 보안 전처리 기법을 제안함으로써 물리계층에서의 보안성 확보 가능성을 확인하였다.

• 정보와 통신
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• 제31권2호
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• pp.83-90
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• 2014

본고에서는 센서 네트워크의 분산 검출 분야에서 최근 활발히 연구되고 있는 물리계층 보안기술들을 소개하고자 한다. 복잡한 연산과정을 요구하는 기존 암호학 기반의 보안 시스템은 배터리용량과 연산 능력이 제한된 센서 네트워크에서 많은 유지보수 비용을 유발할 수 밖에 없다. 본고에서 소개할 물리계층 보안기술들은 기존의 통신 모뎀 기술을 보안 강화의 목적으로 재활용하는 기술이다. 따라서, 복잡한 연산이나 추가적인 하드웨어를 필요로 하지 않기 때문에 자원이 제한된 센서 네트워크에 매우 적합하다. 본고에서는 센서네트워크에서 제안된 대표적인 물리계층 보안기술인 확률적 암호화 (stochastic encryption) 기법과 채널 인지 암호화 (channel aware encryption) 기법을 소개한다. 제안된 물리계층 암호화 기술을 두 가지 무선 채널 모형 PAC (parallel access channel)과 MAC (multiple access channel)에서 간략화된 모델로 재해석하여 센서 네트워크를 위한 보안 기술로서 적합성 여부를 평가하도록 하겠다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.50-53
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• 2017

위성 통신은 무선 채널을 통한 광역 브로드캐스팅 특성으로 인하여 보안에 취약한 약점을 가지고 있음에도 불구하고, 위성 통신을 위한 보안 기법으로는 지상 통신에서 사용해 오던 상위 계층에서의 암호화를 제외하고 많은 방법이 알려져 있지 않다. 특히 물리계층에서의 재밍, 스푸핑 신호 공격 빈도가 증가함에 따라 이에 대한 대응 기술 개발이 중요하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 위성통신망 보안 문제에 대해서 상위 계층과 물리 계층에서의 대응책에 대해 각각 정리하고, 사물인터넷 등의 지상망 적용을 위해 정보이론 관점에서 개발되고 있는 물리 계층 보안 기법의 최근 연구 결과에 대해 알아본다. 교차 계층 접근 방식을 포함하여, 위성 통신보안을 향상시킬 수 있는 향후 연구 방향을 제시한다.

• 정보와 통신
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• 제31권2호
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• pp.98-104
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• 2014

최근 안전한 무선 통신 시스템을 위하여 기존의 암호학적인 접근에서 벗어나 다양한 방식의 물리 계층 보안 기술이 제안되고 있다. 본고에서는 현재 사용되고 있는 암호학 기반의 키 생성 기술을 간략히 설명하고, 물리 계층 보안 기술 중 하나인 무선 채널 특성을 이용한 비밀키 생성 원리 및 기술 동향을 소개한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2024년도 춘계학술발표대회
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• pp.158-161
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• 2024

물리계층 키 생성 기법은 두 단말 간의 채널 상태 정보를 이용해 일시적인 대칭키를 생성하는 경량 키 생성 기술이다. 하지만, 두 단말 사이에 다이렉트 링크가 없는 릴레이 기반 통신 네트워크 환경에서는 물리계층 키 생성이 어렵고, 비신뢰 릴레이에 의한 키 유출 가능성이 존재한다. 본 연구는 비신뢰 릴레이 통신 네트워크 환경에서 비밀키 정보를 노출하지 않고 안전하게 키를 생성하고 공유하는 방법을 제안하고 보안성을 평가한다. 실험 결과에 따르면 종래 방식보다 제안하는 방식의 키 유출률(key leakage rate, KLR)이 87.5% 감소하였고, 릴레이 수가 증가할수록 KLR이 감소하여 제안하는 방식이 비신뢰 릴레이 환경에서 높은 보안성을 보장함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.1849-1854
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• 2017

외부의 RF 신호로부터 전력을 수집하는 RF 에너지 하베스팅은 무선 센서의 전원 부족 문제를 해결하는 기술로써 최근 큰 관심을 받고 있다. 뿐만 아니라, 사물 인터넷의 구현을 위해서는 센서 간의 보안 통신을 보장하는 것 역시 중요하다. 본 논문에서는 두 source로부터 전송되는 신호로부터 에너지 하베스팅이 가능한 relay가 존재하는 2-hop 네트워크에서 물리계층 보안을 최대화하기 위한 파워 분할 기반 네트워크 아날로그 코딩을 제안한다. 두 source, relay, eavesdropper가 존재하는 시스템을 수학적으로 모델링하고, exhaustive search를 통해 최소 요구 보안 용량을 최대화 할 수 있는 최적의 파워 분할 비율을 찾았다. 다양한 환경에서 시뮬레이션을 통해 제안 방안은 기존 방안에 비해 eavesdropper에서의 도청을 막아 최소 요구 보안 용량을 개선함을 보인다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.71-75
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• 2018

본 논문에서는 복호 후 재전송 기반의 중계기 시스템에서 재머를 사용했을 때의 보안 불능 확률을 연구한다. 물리 계층에서 보안 용량을 증가시키기 위해서 선택되지 않은 중계기들 중에서 재머를 선택하여 의도적인 잡음을 발생시키도록 할 수 있다. 재머에 의한 잡음은 수신자와 도청자에서 동일하게 간섭으로 작용하지만 송신자-도청자 링크 간의 채널 품질을 송시자-수신자 링크의 채널보다 더 악화 시키는 최적의 재머를 선택하여 물리 계층 보안을 강화할 수 있다. 본 논문에서는 재머의 유무에 따른 보안 불능 확률의 이론적인 식을 계산하고, 그 식이 타당한지 증명하기 위하여 이론값과 모의실험을 통한 실험값을 비교해 본다.

• 정보보호학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.553-564
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• 2012

최근 물리보안과 정보보안으로 양분화 되어 있는 영역자체가 융합되고 있는 추세이며, 이러한 융합의 중심에 있는 것이 융합보안관제이다. 그러나 이러한 추세에도 불구하고, 융합보안을 위한 이들 두 영역의 보안 이벤트를 어떻게 활용할 것인지에 관한 구체적인 솔루션은 찾아볼 수 없다. 본 논문에서는 물리 보안 이벤트를 활용하여 정보 보안의 효율을 향상시킬 수 있는 정보보안 오브젝트-기반 접근법을 제안한다. 또한, 계층분석과정(Analytic Hierarchy Process)을 이용하여 확장성을 고려한 많은 양의 물리 보안 이벤트의 의미 있는 이벤트 조합을 찾는 체계적인 방법을 제안한다. 특히, 출입통제시스템과 영상감시 시스템에서 발생되는 물리보안 이벤트를 이용해 컴퓨팅 시스템 접근 정보보안 효율성 향상을 위한 구체적인 실현 과정을 기술하였다.

• 미래기술융합논문지
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• 제2권1호
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• pp.1-7
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• 2023

최근, 무선 통신 기술을 활용하여 스마트팜 환경을 개선하고자 하는 연구가 지속되고 있다. 본 논문에서는 노지 스마트팜 환경에서 발생하는 문제점에 대해 소개하고, 이들을 해결하기 위한 통신 기술적 고려사항을 다루고자 했다. 노지 스마트팜 환경에 적용하기 위한 후보 기술로 LoRa, Sigfox, NB-IoT, WiFi를 선정했고, 현재 사용되고 있는 국내 스마트팜 기술의 문제점 및 방향성을 기반으로 설치 비용, 통신 범위, 데이터 전송 속도, 배터리 수명, 가격 등을 고려하여 각각의 후보 기술을 분석하여, 최종적으로 LoRa 기술이 가장 적합한 것으로 판단했다. 자세한 기술적 분석을 위해 본 논문에서는 LoRa의 물리 계층과 Medium Access Control (MAC) 계층 기술, 그리고 보안에 대해 소개하였고, 특히 물리 계층의 변조기법, MAC 계층에서의 Class (Class A, B, C) 기반 프로토콜 동작 방법, 그리고 LoRa 버전별 보안 아키텍처에 대해 기술했다.