본 논문에서는 RFID 시스템에서 개인 정보보호를 위해 보안성이 강화된 인증 프로토콜의 설계를 제안한다. 제안된 방법에서는 AES(Advanced Encryption Standard) 암호 알고리듬을 기반으로 하여 3중 CRA(challenge response authentication) 방식을 사용한다. 또한, 개선된 인증 메카니즘의 실현을 위해 기존의 ISO/IEC 18000-3 표준을 수정한 3종류의 프로토콜 프레임 패킷 형식을 제안한다. 보안성 비교를 통하여 제안한 알고리듬이 보다 보안성이 강인함을 제시하였으며, 제안한 프로토콜의 검증을 위해 RFID Tag을 위한 디지털 Codec을 설계하였다. 설계된 Codec은 Verilog HDL을 사용하였고, Xilinx Virtex XCV400E device를 사용하여 합성을 수행하였다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안한 프로토콜이 안정성 향상과 함께 정확히 동작함을 보였다.
본 논문에서는 RFID Tag을 위한 개선된 인증 프로토콜의 설계 및 검증에 관하여 기술한다. 제안한 프로토콜은 ISO/IEC 18000 standard를 기본으로하고 있으며, 강인한 인증을 위해 표준 프로토콜 frame format 을 수정한다. 상호 인증을 위해 three-way challenge response 프로토콜을 사용하며, 인증 알고리듬은 SHA-1이 추가되었다. 제안한 프로토콜의 검증을 위해 Xilinx ISE 6.2i 툴을 사용하여 RFID Tag의 디지털 part를 설계하였고, Virtex Xcv4000 FPGA 를 타겟으로 합성을 수행하였다. RFID Tag의 디지털 part는 Mentor's Modelsim을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였고, 동작속도는 약 75MHz를 가지며, 1290개의 슬라이스가 사용되었다.
신뢰할 수 없는 네트워크를 통한 패스워드 기반의 원거리 사용자 인증은 패스워드의 선택범위와 길이가 사용자의 기억력에 제한되는 낮은 안전성 때문에 오프라인 사전공격에 취약하다. 본 논문은 이산 대수 문제 해결의 어려움에 기반한 Diffie-Hellman 키 교환과 블록암호화 알고리듬 및 MAC을 이용하여 패스워드 기반 인증 및 키 협상 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 오프라인 사전공격을 예방할 수 있으며, 세션키와 패스워드 검증정보가 독립적이므로 공격자에게 패스워드가 노출되더라도 이전 세션의 복호화에 영향을 미치지 않는 전향적 보안성을 제공한다. 또한 세션키의 노출이 패스워드에 대한 정보를 노출시키지 않으며, 암호화 횟수와 메시지 크기를 최소화 하여 효율성을 극대화 하였다. 따라서 웹을 통한 홈뱅킹이나, 모바일 환경이 요구되는 셀룰러 폰에서의 사용자 인증처럼 제3의 신뢰 기관을 이용하지 않는 단순 직접 인증에 적합하다.
본 논문에서는 IC 카드를 선지불카드로 사용하기 위하여, 카드 내의 데이타를 안전하게 보호할 수 있는 새로운 메카니즘이 제안되었다. 이 메카니즘에서는, 데이타 메모리가 OTPROM 영역과 EEPROM 영역으로 구분되고, 각 영역의 데이타는 논리적으로 서로 연동되게 설계되었다. 그리고 OTPROM영역으로 되어 있는 특정영역에 대해서는 접근제어와 물리적 안전성이 제공되어 재사용 하는 것과 오류를 자동정정하는 것이 가능하다. 이 카드는 디지탈 서명 알고리듬을 사용하여 인증을 받은 사람에 의해서만 발급될 수 있다. 그리고 일반 사용자는 인증과정을 수행하지 않으므로 사용이 간편하다.
2048-bit의 키 길이를 지원하는 공개키 암호 프로세서 RSA-2048을 설계하였다. RSA 암호 연산에 사용되는 핵심 기능블록인 모듈러 곱셈기는 Word-based Montgomery Multiplication 알고리듬으로 설계하였으며, 모듈러 지수 승은 L-R binary exponentiation 알고리듬으로 설계하였다. 2048-bit의 큰 정수를 저장하기 위한 레지스터를 메모리로 대체하고, 곱셈기에 필요한 최소 레지스터만 사용하여 전체 하드웨어 자원을 최소화 하였다. Verilog HDL로 설계된 RSA-2048 프로세서를 RTL-시뮬레이션을 통해 기능을 검증하였다. 작은 소형 디바이스들 간에 인증 및 키 관리가 중요해짐에 따라 설계된 RSA-2048 암호 프로세서를 하드웨어 자원, 메모리가 제한된 응용 분야에 활용 할 수 있다.
블록암호 알고리듬 ARIA, AES를 기반으로 GCM (Galois/Counter Mode) 인증암호를 지원하는 암호 프로세서를 경량화 구현하였다. 설계된 암호 프로세서는 블록암호를 위한 128 비트, 256 비트의 두 가지 키 길이와 5가지의 기밀성 운영모드 (ECB, CBC, OFB, CFB, CTR)도 지원한다. 알고리듬 특성을 기반으로 ARIA와 AES를 단일 하드웨어로 통합하여 구현하였으며, CTR 암호연산과 GHASH 연산의 효율적인 동시 처리를 위해 $128{\times}12$ 비트의 부분 병렬 GF (Galois field) 곱셈기를 적용하여 전체적인 성능 최적화를 이루었다. ARIA/AES-GCM 인증암호 프로세서를 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 확인하였으며, 180 nm CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 60,800 GE로 구현되었다. 최대 동작 주파수 95 MHz에서 키 길이에 따라 AES 블록암호는 1,105 Mbps와 810 Mbps, ARIA 블록암호는 935 Mbps와 715 Mbps, 그리고 GCM 인증암호는 138~184 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.
In this ppaer, we present a Authenticatino System for IC-card using symmetric key algorithm. And we anlayzed previsous articles and solved a problem of key management which is one of difficulties in using symmetric key algorithm. This presented protocal is strong to different attacks.
본 논문에서는 SA(simulated annealing) 알고리듬에 기반한 4-f 광 상관 시스템을 이용하여 실제적인 영상 보안 시스템을 제안하였다. 반복적인 SA알고리듬을 이용하여 이진 위상 성분을 갖는 암호화된 영상과 키 영상을 얻고, 4-f 광 상관 시스템을 이용하여 암호화된 영상과 키 영상과의 상관을 통해 복호화된 영상이 구해진다. 제안된 방법에서는 암호화된 영상 및 키 영상이 이진 위상 성분으로 구성되므로 광 보안 시스템을 구현하기 쉬운 장점이 있다. 그리고 만약 암호화된 영상을 암호화 시스템내에서 고정시키고, 키 영상 정보만을 달리 하면 서로 다른 영상을 복호화할 수 있으므로 차별화된 인증시스템에 응용할 수 있는 장점도 있다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과는 두 영상(암호화 및 키 영상)의 이진 위상 성분에도 불구하고, 복호화영상이 생성됨을 보여준다.
전자상거래 분야에의 PKI의 성공적인 도입은 기술적 문제의 해결 뿐만 아니라 법 제도적인 불확실성을 어떻게 해결하느냐에 크게 좌우된다 우리나라의 전자 서명 관련 법제화가 전자상거래 활동이나 전자적 방법의 활성화가 안전하게 발전적인 방향으로 나아가고자 하는 취지에서 세계 주요 나라의 PKI동향을 고찰하여 본다. PKI의 설계는 정부 국가 기관 등의 공공 섹터나 전자상거래 등 산업계 등의 적용 분야에 따라 각기 다른 인증 정책과 인증 책임의 한계 등 적절한 고려 사항을 충족하여야 한다. 이러한 관점에서 미국, 캐나다, 유럽, 호주 등 세계 주요 국가 활동을 소개하고 특히 비교적 잘 구현된 사례로 전자 카드 지불 수단인SET 아카텍처와 미 연방 정부의 PKI의 최근 사례를 소개하였다. 대규모의 공개키 시스템을 실현하는데 가장 중요한 두 가지 문제는 어떻게 적절한 인증 경로를 찾느냐하는 문제와 찾고 난 다음 어떻게 검증하느냐 하는 문제이다. 경로 찾기는 디렉토리 서비스 등 필요한 정보 Retrieval 서비스만 주어진다면 자동화 될 수 있다. 경로 확인은 주의 깊게 정확한 알고리듬을 따라야 하며 또한 안전하게 구현되어야 한다.
통신망 기술의 발달로 모바일 디지털 컨텐츠 분야에서도 다양한 방법으로 컨텐츠를 보호하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 불법사용방지 및 저작권 보호를 위해 강력한 사용자 인증을 위한 국제 표준 알고리듬 AES를 이용하여 컨텐츠를 암호화하고, 휴대폰 번호, 단말기 번호 등을 이용하여 컨텐츠 사용에 따른 권한을 이중화하여 관리한다. 또한 3차에 걸친 사용자 인증 과정을 통해 디지털 컨텐츠의 배포가 안전하게 이루어지는 시스템을 구축한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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