• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.113-119
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• 2016

무선 센서 네트워크는 제한된 자원과 무선 통신 사용으로 공격자에게 취약하기 때문에 공격자는 쉽게 노드를 훼손할 수 있고 허위 보고서 주입 공격과 같은 다양한 공격을 시도한다. 허위 보고서 주입 공격은 허위 보고서를 전달하는 과정에서 발생하는 에너지 고갈과 기지 노드에 허위 알람을 일으켜 금전적 손실을 발생시킨다. 이 문제를 다루기 위한 기존 기법 중 하나인 동적 여과 기법은 허위 보고서를 탐지함으로써 에너지를 절약할 수 있다. 동적 여과 기법의 키 분배 단계는 공격이 발생한 소스 노드 근처의 노드가 허위 보고서를 탐지할 수 있는 키를 갖지 못할 수 있다. 따라서 지속적인 공격에 노출될 경우 불필요한 에너지 손실이 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 개선하기 위해 키 재분배 기법을 제안한다. 제안 기법은 초기에 분배된 비밀 키를 사용하여 빠른 허위 보고서 탐지를 통해 에너지를 절약한다. 실험 결과는 기존 기법과 비교하였을 때 최대 26.63% 에너지 절약과 최대 15.92%의 탐지 성능 향상을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권5호
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• pp.327-338
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• 2010

Complete Subtree(CS)[1] 기법은 브로드캐스트암호화기법 중 비상태성을 만족시키는 부분집합-커버(Subset-Cover) 접근방법으로 그룹의 키의 배포 및 업데이트를 수행하는 방법이다. 브로드캐스트가 서비스 제공자로부터 단방향으로 이루어지는 비상태성 수신자를 가지는 환경에서는 키 관련 데이터 전송을 위해 저장 오버헤드와 통신 오버헤드가 발생한다. 본 논문에서는 효율적인 통신 오버헤드를 위해 새로운 탈퇴 기법인 Merged Complete Subtree(MCS) 기법을 제안한다. MCS 기법에서는 CS기법에서 키 암호화 키(Key Encryption Key)를 분배하기 위해 사용하는 부분집합의 구성을 단순 트리구조가 아닌 합집합 기반의 복합 구조를 취한다. 이 수정 사항은 늘어난 전체 부분집합과 그에 해당되는 키 암호화 키로 인해 보다 많은 저장 오버헤드를 필요로 하지만 CS 기법에서 헤더(header)를 구성하기 위한 두 부분집합을 하나의 합집합 형태로 표현 가능하게 함으로써 기존의 CS기법의 통신 오버헤드를 절반으로 감소시킨다. 제안된 기법은 전체 잠재적 사용자에 대한 탈퇴한 사용자의 비율이 커졌을 때 큰 이득을 가지며 공모를 통한 공격에 대하여 완벽한 저항성을 가진다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권12호
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• pp.708-717
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• 2014

본 연구에서는 무선 네트워크를 위하여 키 분배 관리 기반구조에 의존하지 않으며 완전 자율적이고 분산 구조의 초경량 보안 키 분배 방식을 제안하였다. 제안된 방식은 밥과 엘리스라 불리는 두 명의 적법한 사용자(legitimate users)들이 시분할 이중통신 (TDD, Time Division Duplex)방식으로 통신을 수행한다고 가정하며 채널의 쌍대성(reciprocity)에 의하여 상관성 (correlation)이 큰 무선 채널 이득을 가지는 것으로 가정하였다. 이러한 무선채널 이득을 두 적법한 사용자가 각자 독립적으로 양자화하여 얻은 무작위 비트 배열의 쌍을 생성하고 이를 보안 키로 사용하는 방식을 제안한다. 특히, 본 논문에서는 이러한 키 분배 프로토콜을 위한 적응형 양자화 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 채널의 변화에 따라 양자화 임계값을 조정함으로써 앨리스와 밥에 의해 생성된 비트 배열 사이의 불일치 확률을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 BCH 부호와 같은 실용적인 저 복잡도 부호를 사용하여 비트 배열의 쌍 간의 불일치를 정정하고 앨리스와 밥이 공유하게 될 보안키를 생성한다. 비밀 키 추출효율을 최대화하기 위해 양자화 단계와 BCH 부호의 부호율을 최적화시켰으며, 제안된 보안키 추출 시스템을 802.11a 기반의 무선 네트워크 카드를 이용하여 구현하였다. 하드웨어 기반의 실험을 통해 실내 환경에서 초 당 1비트 이상의 보안 키를 획득하는 것이 가능함을 실험적으로 보였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.141-148
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• 2003

Staddon 등에 의해 제안된 취소 능력을 가진 Self-healing 키 분배 기법은 동적 그룹의 멤버들이 신뢰할 수 없는 채널 상에서 그룹 키를 설정할 수 있게 하며, 더욱이 그룹을 탈퇴하거나 가입하는 멤버들에 의한 공모 공격에 안전하다. 이 프로토콜에서 그룹 멤버는 몇 몇 패킷들을 잃어버린 경우에도 그룹 매니저에게 추가적인 전송을 요청하지 않고 이전에 받은 패킷들을 이용하여 여전히 그룹 키를 복구할 수 있다. 이 프로토콜에서 그룹 멤버의 저장량은 O($m^2$1og p)이고, 그룹 매니저에 의해 브로드캐스트되는 메시지 크기는 O((mt$^2$+mt)log p)이다. 여기에서 m은 세션의 횟수이고, t는 공모할 수 있는 최대 그룹 멤버의 크기이고, p는 암호적 키로 사용할 수 있는 충분히 큰 소수이다. 본 논문에서는 O(mlog p)의 저장량과 O((t$^2$+mt)log p)의 통신량으로 기존의 기법과 같은 목적을 달성할 수 있는 더욱 효율적인 취소 능력을 가진 Self-healing 키 분배 기법을 제안한다. 우리는 그룹 멤버와 매니저의 입장에서 추가적인 계산량의 증가없이 그룹 멤버의 저장량을 최적으로 줄이고 그룹 매니저에 의해 브로드캐스트되는 메시지 크기를 효율적으로 줄인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 춘계학술발표대회
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• pp.487-490
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• 2005

이동 에이전트란 어떠한 동작을 수행하는 명령과 자신의 상태 정보를 포함하는 자율적인 소프트웨어 객체이다. 이동 에이전트는 자율적으로 이동할 수 있으며 복제와 증식이 가능하고 사용자의 업무를 대신해서 수행할 수 있다는 장점으로 인해 전자상거래에서 사용자를 대신하여 상품 검색 및 구매에 사용될 수 있다. 이 때 다수의 이동 에이전트가 하나의 그룹이 되어 서로 메시지를 주고받으며 사용자의 요구사항을 수행한다. 이동 에이전트간 전달되는 메시지는 상품의 정보뿐 아니라 사용자 또는 에이전트의 비밀정보가 될 수 있다. 악의를 가진 외부 개체로부터 그룹 멤버쉽이나 메시지가 변경된다면 이동 에이전트 그룹은 사용자가 의도하지 않는 동작을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 공격을 방어하기 위해 그룹 멤버간 암호화 통신을 할 수 있는 그룹 세션키 생성 기법을 제안한다. 기존 기법과는 달리 본 논문에서는 중앙 키 분배 서버 없이 그룹에 참가하는 이동 에이전트 각자 그룹 세션키를 생성한다. 또한 키 갱신을 주기적으로 수행함으로써 외부 개체로부터 그룹 세션키의 습득을 어렵게 한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 춘계학술발표대회
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• pp.1116-1119
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• 2008

무선 센서 네트워크는 주변 정보를 감지할 수 있는 다수의 센서들로 구성된 네트워크로 다양한 분야에서 활용되고 있다. 과거에는 무선 센서 네트워크 환경에서 각 센서들 간의 비밀통신이 중요한 이슈였으며, 특히 이를 위한 키 관리 기법들이 주요 연구방향이었다. 하지만 잘 분배되고 관리된 키라 할지라도, 공격자에 의해 특정한 센서 노드(node)가 수집되면, 노출된 노드(compromised node)가 가지고 있는 키가 공격자에게 들어나게 된다. 노출된 공유키(shared key)를 통해 노출되지 않은 정상 노드(non-compromised node) 사이의 대칭키(pairwise key)를 얻을 수 있으며 결국 공격자는 네트워크에 심각한 영향을 줄 수 있는 메시지 삽입 및 수정 공격을 감행할 수 있다. 본 논문에서는 이와 같은 공격을 탐지하고 오용된 키(misused key)를 폐기하기 위한 방법으로 DAC(detection at cluster header) 기법을 제안한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2010년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.37 No.1(A)
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• pp.166-170
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• 2010

센서네트워크는 유비쿼터스 환경을 실현할 수 있는 기술로서, 최근 무인 경비 시스템이나 에너지 관리, 환경 모니터링, 홈 자동화, 헬스케어 응용 등과 같은 다양한 응용 분야에 활용되고 있다. 하지만 자신의 정보가 무선통신상에 쉽게 노출됨으로써 도청과 전송 메시지에 대한 위변조, 서비스 거부 공격을 받을 위험이 있다. 더욱이 센서네트워크의 자원 제약성(적은 메모리, 컴퓨팅 성능의 제약)과 키분배 관리의 어려움으로 인해 기존의 공개키, 대칭키 기반의 면안프로토콜을 대체할 수 있는 프로토콜이 필요하다. 그러므로 키분배 관리에 장 접을 가지는 Bilinear map 기반 프로토콜은 적합한 대안이다. 하지만 프로토콜에 사용되는 Pairing연산은 높은 컴퓨팅 성능이 요구된다. 따라서 제한된 성능을 가진 센서상의 구현을 위해서는 Computation Cost를 줄이고 연산 수행 속도를 가속화 할 필요성이 있다. 본 논문에서는 프로토콜 구현에 필요한 Pairing의 핵심 연산인 Multiplication을 대표적인 센서노드 프로세서인 MSP430상에서 최적화 구현함으로써 성능을 개선한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.9-14
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• 1999

공개키 암호화 알고리즘을 사용하는 인증기법은 비밀키로 인증값을 생성하여 자신을 증명하고. 공개키를 통하여 검증하는 방법이다. 본 연구에서는 대칭형 암호화 알고리즘을 이용한 인증에서의 문제점이었던 비밀키의 분배 및 관리의 문제점은 해결하고 공개키 리스트에 대한 관리 문제를 인증센타를 통하여 인증서를 발급받는 형태의 방법을 제공하여 공개키 관리를 효율적으로 할 수 있는 알고리즘을 제시한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 추계학술발표대회
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• pp.1493-1495
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• 2008

센서네트워크는 넓은 지역에 무선 네트워크로 설치된 센서들을 사용하여, 상황 인지로 감지된 데이터를 응용서비스 서버와 연동하는 기술이다. 이는 환경 감시, 대상 추적, 환자 모니터링, 군사적 목적 등 매우 다양한 분야에 사용될 수 있다. 센서네트워크 역시 기존 네트워크에서 필요로 하는 보안 기능을 요구한다. 그러나 센서네트워크에 사용되는 노드들이 사용할 수 있는 자원에 제약이 있어, 기존의 공개키 암호기술을 적용하는데 어려움이 있다. 그런데 최근의 연구결과들은 경량화 구현 기술을 적용하여 공개키를 이용한 키 분배 기법을 센서네트워크에 적용하는 것이 실효성이 있다는 것을 보여준다. 본 논문에서는 TinyOS 환경에서 공개키를 이용하여 센서 노드 간 상호 인증 및 세션키를 생성하여 암호 데이터 통신을 수행하는 안전한 센서네트워크 플랫폼을 구현한 결과를 제시한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.125-131
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• 2010

무선 센서 네트워크 응용 분야에서, 센서 노드는 광범위하고 열린 공간에 무작위로 배치된다. 센서 네트워크의 이러한 특징 때문에, 센서 네트워크는 공격자에 의한 노드의 포획과 획득한 노드를 사용하여 네트워크의 허위 보고서를 삽입하는 등, 물리적 공격에 취약하다. 이러한 네트워크 보안 위협은 삽입된 허위 보고서를 이용하여 전체 네트워크의 한정된 에너지를 고갈시킨다. 동적 여과 기법은 네트워크에 삽입된 허위 보고서를 탐지하고 제거하기 위해서 제안되었다. 이 기법에서, 센서 노드는 탐지성능을 향상시키기 위하여 배치 후 인증키를 재분배한다. 빈번한 인증키 재분배는 노드의 한정된 에너지의 소모를 유발할 수 있으므로 인증키 재분배의 결정은 매우 중요하다. 본 논문에서는 네트워크의 탐지 성능을 유지하고 에너지 효율을 높이기 위한 인증키 재분배 결정 방법을 제안한다. 각 노드는 일정한 주기에 맞추어 퍼지 시스템을 사용하여 인증키 재분배 여부를 결정한다. 제안 기법은 허위 보고서의 이른 탐지를 보장하고, 그 결과로 허위 보고서 삽입 공격에 대한 에너지 효율성을 보인다.