다양한 스마트기기들의 발달로, 최근 들어 스마트기기를 이용한 U-헬스케어 관련 서비스들이 증가하고 있다. 하지만 U-헬스케어 서비스는 민감한 개인의 건강 정보를 다루는 것이기 때문에 정보보안이 매우 중요하다. 정보보안 이슈를 해결하기 위해서는 의료정보에 대한 암호화 기능이 기본적으로 제공되어야 하며, 이를 위한 암호키 교환 방법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 스마트 기기들을 활용하여 안전한 U-헬스케어 서비스를 위한 키 교환 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 스마트 기기들에 적합하도록 비교적 짧은 키 길이로 높은 보안성을 제공하는 타원곡선 기반의 공개키 암호방식을 기반으로 설계 되었다. 또한, 키 교환 프로토콜을 수행할 때, 스마트워치를 보조 기기로 활용함으로써 사용자 인증을 강화하고 보안성을 높였다.
본 논문에서는 국내 광대역 위성 액세스 망(BSAN: Broadband Satellite Access Network)에 적용 가능한 보안 기능을 위한 가이드 라인을 살펴보고, RCST(Return Channel Satellite Terminal)와 NCC(Network Control Centre)간에 인증 및 키 관리 기능을 위하여 요구되는 주요 핵심 보안 메커니즘에 대하여 기술한다. 더불어 국내 광대역 위성 액세스 망의 ETSI(European Telecommunications Standards Institute) 표준을 분석한다. 특히 위성 망에서 이용되는 세 가지 키교환 메커니즘 MKE(Main Key Exchange), QKE(Quick Key Exchange), EKE(Explicit Key Exchange)에 대해 분석하였으며, 국내 보안 알고리즘과 키교환을 위한 향상된 보안 알고리즘을 적용한 규격을 제안하였다.
초고속 무선인터넷 환경을 구축하기 위한 인프라의 강력한 대안이 되고 있는 무선랜 시스템은 사무실 단위의 소규모 네트워크 환경에서 벗이나 공중망 환경으로 진화하고 있다. 무선랜 시스템의 공중망 적용을 위한 주요 기술 중 하나는 무선랜 시스템의 보안성을 보장하는 것이다. 본 논문에서는 무선랜 사용자와 액세스포인트 사이에서 이루어지는 새로운 암호 키 교환 프레임을 제시하고, 그 결과로써 효율적인 무선구간 암호 키 갱신 및 보안성이 향상된 무선구간 데이터 프레임 암호화 효과를 보인다.
본 논문은 신뢰 할 수 없는 네트워크를 통해서도 사용자를 인증하거나 키를 교환하는 것에 적합한 패스워드 인증 프로토콜을 제안한다. 기본 아이디어는 패스워드 검증정보의 램덤성(randomness)을 증가시키기 위하여, 패스워드를 분할한 후 이에 대한 각 패스워드 지식을 확대(amplification)하는 구조로 설계된다. 또한 서버측 파일을 암호화하여 보관함으로써 서버 파일 타협 공격에 강인하도록 구성하였다. 더불어 검증정보 및 서버의 암호화키가 다수의 서버들에게 분산되도록 설계된 방식을 제안한다.
세계적으로 통용되고 있는 키 교환 프로토콜은 TLS/SSL 등의 공개된 암호 통신프로토콜인 반면에 국내 금융권에서는 공인인증과 더불어 금융권에 적합한 공개키 기반 구조(PKI: Public Key Infrastructure)를 이용한 키 교환 프로토콜을 민간 주도로 개발하여 사용하고 있다. 하지만 금융권에서 사용하고 있는 키 교환 프로토콜은 클라이언트 위장공격(client impersonation attack)과 기지 키 공격(known-key attack)에 취약하며, 전방향 안전성 (forward secrecy)을 제공하지 않는다. 특히, 암호문과 서버 측 개인키(예: RSA 개인키)만 있으면 쉽게 과거의 세션키(session-key)를 알아내 암호화된 메시지를 복호화 할 수 있기 때문에, 만약 내부 관리 등의 문제로 인해 금융보안 서버의 개인키 유출 시 막대한 개인정보와 금융정보가 노출될 우려가 있다. 본 논문에서는 금융권에 사용 중인 암호 통신 프로토콜의 취약점을 분석하고, 국내 환경에 적합하도록 프로토콜 교체 비용을 최소화하면서 클라이언트 위장 공격과 세션키 노출 및 개인키 유출 사고에도 안전한 두 개의 키 교환 프로토콜을 제안한다. 또한 제안하는 두 번째 프로토콜이 HDH(Hash Diffie-Hellman) 문제가 어렵다는 가정 하에 증명 가능한 전방향 안전성을 제공함을 보인다.
Joux의 3자 키 교환 프로토콜은 키 합의 분야에서 가장 뛰어난 업적 가운데 하나이다. 하지만 Joux 프로토콜은 인증 기능을 제공하지 않아 man-in-the-middle 공격에 취약하다. 비록 Joux 프로토콜에 대하여 인증서 기반 그리고 ID 기반 인증기법이 제안되었지만, 아직 1 라운드에 실행되는 안전성이 증명 가능한 패스워드 기반 3자 키 교환 프로토콜은 제안된 바 없다. 본 논문에서는 Joux 프로토콜에 EC-PAK의 패스워드 인증 기법을 적용하여 안전성이 증명 가능한 1 라운드 3자 키 교환 프로토콜을 제안하였다. 그리고 렌덤 오라클 모델을 사용하여 프로토콜의 안전성도 증명하였다.
단말간의 안전한 그룹 통신의 핵심은 그룹 키의 관리에 있는데, 그룹 키를 관리함에 있어서는 그룹키에 대한 안전성과 관리 메커니즘의 효율성을 중요시 해야한다. 키 교환 프로토콜은 이미 많은 연구가 진행되어 왔지만 나날이 발전하는 새로운 위험이나 통신환경의 변화 때문에 안전하고 효율적인 키교환 프로토콜이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 2차원 배열로 된 keyset 선 분배를 통한 간단한 연산으로 그룹 키 생성의 효율성을 높이는 동시에 각 단말의 정보를 보호함으로써 안전성 또한 향상 되었다.
전자상거래, Single Sign On, 전자문서교환 등 웹 기반의 사이버 교환이 급증하는 오늘날 상대방의 신뢰를 보증해 줄 수 있는 수단으로 인증서의 사용이 필수적이다. 인증서는 인증기관을 신뢰한다는 가정에서 사용되기 때문에 통신개체 사이에서 보다 정확한 인증이 필요하다. 본 논문에서는 공개키 기반구조에서 인증서를 사용하는 모든 암호시스템 분야에 응용될 수 있는 인증 및 키 복구 메커니즘을 설계하였다. 서버와 사용자간에 인증서를 기반으로 공개키 암호에 의한 인증과 세션 암호 키 분배, 그리고 응용 자원서버들과의 비밀통신에서 암호 키의 유실을 고려한 키 복구 지원 프로토콜을 제안하였다.
M-Commerce 사용자가 다양한 서비스를 안전하게 제공받으려면 통신하려는 상대방을 인증해야 하고, 통신하는 개체들 사이에 설정한 세션키를 사용하여 통신 메시지를 암호화하여야 한다. 하지만 M-Commerce 환경은 유선통신 환경에 비해 제약점이 있으므로 이를 고려한 효율적인 인증 및 키교환 프로토콜의 제안이 요구된다. 본 논문에서는 타원곡선 암호시스템을 사용한 효율적인 인증 및 키교환 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 무선통신 사업자가 계산과정 일부를 대신 수행함으로써 이동통신 사용자의 계산량을 줄였고, 무선통신 구간에서 효율적으로 사용자를 인증할 수 있도록 패스워드 기반 인증방식을 사용하였다. 또한 M-Commerce 호스트에게 사용자의 신원을 직접 드러내지 않음으로써 이동통신 사용자의 익명성을 보장하며, 사용자와 호스트 사이의 통신내용을 무선통신 사업자를 포함한 제 3자가 알지 못하게 함으로써 통신정보의 기밀성을 보장한다.
본 논문에서는 유비쿼터스 환경에서 제 3신뢰기관과 사전 키 분배가 이루어지지 않은 상태에서 노드간 키를 안전하게 교환할 수 있는 방법에 대해서 제안한다. 기존의 방식들은 유비쿼터스 혹은 MANET 환경에서 제 3 신뢰기관(TTP)을 가상적으로 존재한다고 가정하거나, 이미 노드간 암호화 키가 기 배포되었다는 가정에서 연구되었다. 그러나 이러한 방식들은 기반구조가 없는 무선의 환경에서는 적절치 못한 방법이다. 이런 문제점을 해결하고자 사용되는 방법 중 하나가 Diffe-Hellman 방식을 이용한 방법이다. 그러나 기존의 방법은 중간자 공격과 재생공격에 취약점을 보인다. 따라서 본 논문에서는 ${\mu}TESLA$ 방식을 이용하여 노드들간의 인증문제를 해결하고. 타임스탬프를 이용한 일회용 패스워드 기능을 추가하여 유비쿼터스 환경에서도 안전하고 가벼운 노드간 키 교환 방법을 제안하고 이에 대한 안전성을 검증한다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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