키 동의 프로토콜은 가장 기본적이고 널리 사용되는 암호 프로토콜 중 하나이다. 본 논문에서는 bilinear map을 이용한 효율적인 키 동의, 즉 서버와 저 전력 클라이언트를 위한 ID-기반의 인증된 키 동의 프로토콜을 제안한다. 특히 본 논문에서는 저 전력 클라이언트를 고려하여 클라이언트 측의 pairing 연산과 같은 복잡한 연산을 사용하지 않았다. 제안한 키 동의 프로토콜은 signcryption을 이용하며 랜덤 오라클 모델에서 그 안전성을 제공한다.
공개된 네트워크 상에서 통신하는 두 참여자를 위한 안전한 인증된 키 동의 프로토콜(AKA)을 고안하는 것은 중요한 연구이다. McCullagh등은 단일 도메인과 두 개의 도메인을 위해 사용될 수 있는 제 3자 키 기탁(escrow)과 제 3자 키기탁이 필요없는 두가지 속성을 지원하는 두 참여자간 식별자 기반 인증된 키동의 프로토콜을 제안하였다. 본 논문은 McCullagh등의 두 개의 도메인을 위한 프토토콜이 가장 공격(masquerading attack)에 취약함으로서 주장하는 보안을 만족하지 않음을 보인다. McCullag등의 기법에 존재하는 가장 공격은 충분한 개체 인증과 무결성 보증의 부족 때문에 발생한다. McCullagh등의 프로토콜 문제점을 해결하기 위해서 인증절차에 서명 원리가 포함된 효율적인 검증가능한 키 동의 프로토콜을 제안한다.
복수키 동의 프로토콜의 목적은 단일키 동의 프로토콜의 거듭 실행에 비하여 계산량과 통신량 면에서 효율성을 얻기 위함이다. 최근에 ID 기반의 3자 복수키 동의 프로토콜들이 제안되었지만, unknown key-share 공격 혹은 impersonation 공격 등에 대한 취약함이 발견되어 모든 종류의 공격에 대하여 안전하면서 효율적인 ID 기반 인증된 3자 키 동의 프로토콜의 설계는 아직 미지의 문제로 남아있다. 본 논문에서는 단일키 동의 프로토콜과 키 유도함수를 결합한 복수키 동의 기법을 제안한다. 기존의 복수키 동의 프로토콜에 비하여 계산적 효율성을 증가시킬 수 있을 뿐 아니라, 안전성이 증명된 단일키 동의 프로토콜과 키 유도함수를 사용함으로써 안전성을 보장받을 수 있다.
현재까지 제안된 대부분의 신원기반 키 동의 프로토콜은 단일 PKG(Private Key Generator) 환경을 고려하고 있다. 2002년에 Chen과 Kudla는 처음으로 다중 PKG 환경을 고려한 신원기반 2자간 키 동의 프로토콜을 제안하였지만 이들은 PKG의 마스터키를 제외한 다른 시스템 파라미터는 공유한다고 가정하고 있다. 그러나 PKG의 마스터키 이외에 다른 파라미터마저도 공유하지 않는 것이 보다 현실적인 가정이다. 이 논문에서는 시스템 파라미터를 공유하지 않는 각 PKG들로부터 개인키를 발급 받은 두 사용자들 간의 2자간 키 동의 프로토콜과 이를 확장한 두 가지 버전의 3자간 키 동의 프로토콜을 제안한다. 제안된 2자간 키 동의 프로토콜은 다중 PKG 환경에서 최소의 pairing 연산량을 요구하며, 제안된 3자간 키 동의 프로토콜은 다중 PKG 환경에서 기존의 3자간 키 동의 프로토콜들에 비해 효율적이다. 또한 제안된 키 동의 프로토콜들은 키 동의 프로토콜의 보안 요구사항을 만족한다.
사용자가 안전한 WiBro 서비스를 받기 위해서 사용자 단말과 ACR(Access Control Router) 간에 인증이 선행되어야 한다. 그렇지 않을 경우, 많은 공격 위험으로부터 노출될 수 있다. 따라서 한국정보통신기술협회(TTA)에서는 휴대인터넷(와이브로$^{TM}$) 서비스를 위한 상호 인증 절차 표준을 제정하였다. 이 표준 프로토콜은 PISIM(Portable Internet Subscriber Identity Module)을 이용하여 PE(Portable Equipment)와 ACR 간에 상호 인증을 수행한다. 그러나 표준은 인증에 필요한 메시지의 수가 대체적으로 많은 편이며 PISIM의 분실과 에러가 발생했을 경우에는 사용자는 무선인터넷 서비스를 사용할 수 없게 된다. 따라서 본 논문에서는 ACR과 PSS 간에 키 동의 프로토콜을 수행하여 PSS를 인증한다. 이때 PSS의 계산량을 지원하기 위한 PSD(Power Support Device)가 키 동의 프로토콜에 참여하게 된다. 이렇게 생성된 키는 ACR과 안전한 통신 세션을 맺고 있는 KAS(Key Authentication Server)에 PSS의 식별자와 키 정보를 암호화에서 저장한다. 끝으로 제안된 프로토콜의 안전성과 효율성을 분석한다.
다중서버 환경에서 인가된 사용자만이 서버의 데이터와 서비스들을 이용할 수 있어야 함으로 인증된 키 동의는 보안 이슈들 중에서 가장 중요한 문제 중 하나이다. 이러한 보안 이슈를 지원하기 위해서 다양한 기법들이 최근 몇 년간 제안되었다. 특히, 최근에 Shin은 기존 기법의 보안 문제점을 도출하고 이를 해결할 수 있는 개선된 기법인 SIAKAS를 제안하였다. 본 논문에서는 SIAKAS가 여전히 응용서버 가장 공격에 취약하고 추적성을 제공하는 문제가 있음을 보이고, 이러한 문제들을 해결할 수 있는 비추적성을 제공하는 인증된 키 동의 기법인 UAKAS를 제안한다. UAKAS는 SIAKAS 및 관련된 기법들의 보안 및 프라이버시 문제를 해결하고 이들에 비해서 최소 12%의 연산 오버헤드를 줄일 수 있는 장점이 있다.
최근 다양한 분야에서 응용되고 있는 무선 센서 네트워크에서는 무선 통신으로 인한 보안 측면에서의 취약성을 극복하기 위한 연구가 진행 중이다. 무선 센서 네트워크에서의 안전한 통신을 보장하기 위해서는 기본적으로 센서 노드들의 키 관리, 센서 노드들의 상호 인증과 키 동의 프로토콜이 제공되어야 한다. 이러한 보안 서비스를 지원하기 위한 일부 프로토콜들이 제안되었지만 많은 메모리와 계산량 그리고 통신량이 요구되기도 하였다. 본 논문에서는 Juang이 제안한 센서 노드간 인증 및 키 공유 기법을 개선하여 보다 경량화되고 효율적인 프로토콜을 제시한다. 기존 방식에서는 센서간의 키 동의를 위한 센서 정보를 등록 센터까지 전송하였으나 제안 방식에서는 베이스 스테이션까지만 전송하도록 개선함으로써 공유키 설정에 필요한 통신량과 계산량을 개선하였다.
사용자의 인증기술로 패스워드를 기반으로 하는 메커니즘이 널리 사용되고 있다. 패스워드를 기반으로 하는 메커니즘은 사용자들이 기억하기 쉬운 패스워드를 선택하여 사용하는 경우가 대부분이므로 패스워드 추측 공격(password guessing attack)에 취약하다는 문제점이 있다. 이러한 패스워드 추측 공격을 방지하기 위해 많은 키 분배 프로토콜이 제안되고 있으며, 최근 Seo-Sweeny는 패스워드를 기반으로 하는 인증키 동의(SAKA Simple Authenticated Key Agreement) 프로토콜을 제안하였다. 본 논문에서는 먼저, 패스워드를 기반으로 하는 SAKA 프로토콜과 이를 개선한 방식들의 키 설정 및 키 확인 과정을 살펴보고, 각각의 프로토콜이 본 논문에서 정의한 Advanced Modification 공격에 대해 취약함을 보인다. 그리고 Advanced Modification 공격에 대해 안전한 패스워드 기반 인증 키 동의 프로토콜을 제안한다.
언제 어디서나 인터넷에 접속하여 필요한 정보를 얻을 수 있는 서비스를 Wibro(Wireless Broadband)라고 한다. 서비스를 제공하기 위해 중요한 기술요소 중 하나가 보안이다. 최근 보다 안전한인증 메커니즘을 설계할 수 있는 UICC기반의 EAP-AKA프로토콜이 제안되었다. 그러나 이 프로토콜은 프라이버시 보호 문제와, 인증서버에 저장공간 오버헤드, 비밀키 노출에 따른 전방향 안전성제공의 문제점들이 있다. 본 논문에서는 UICC기반의 EAP-AKA프로토콜의 문제점을 살펴보고 이러한 문제점을 해결하기 위한 전방향 안정성을 제공하는 Wibro인증 및 키 동의 프로토콜을 제안한다.
인터넷 응용프로그램을 통해 그룹 통신의 사용이 증가하면서 보안의 대한 요구사항인 메시지 무결성, 사용자 인증, 기밀성이 중요시 되고 있다. 보안 요구 사항을 위해서 그룹 통신 시에 암호 키를 생성하여 메시지 기밀성을 유지하는데, 키 생성을 효율적이면서도 안전하게 키 생성 트리를 이용하여 모바일 컴퓨팅 환경의 사용자도 쉽게 키를 생성하도록 사용자 재배치를 통해 키 생성 효율을 증대 시키기 위해 본 연구의 목표가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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