Seo와 Sweeney가 패스워드 기반의 키 교환 프로토콜인 SAKA (Simple Authenticated Key Agreement)를 제안한 이래로 몇몇 변형 프로토콜들이 제안되었다. 그러나 그 프로토콜들은 중간 침입자 공격 또는 패스워드 추측 공격에 취약하거나 완전한 전방향 보안성을 제공하지 못한다. 본 논문에서는 중간 침입자 공격과 패스워드 추측공격에 대하여 안전하며 완전한 전방향 보안성을 제공할 수 있는 새로운 키 교환 프로토콜을 제안한다. 여러 가지 알려진 공격에 강한 프로토콜을 제안하기 위해서 먼저 SAKA 변형 프로토콜들에 대한 기존에 분석되지 못한 추가적인 취약점들을 분석한다. 그리고 기존에 알려진 취약점 및 본 논문에서 분석한 추가적인 취약점에 강한 새로운 패스워드 기반 키 교환 프로토콜을 제안한다.
최근 네트워크 기술의 급속한 발전과 함께 사람들은 인터넷을 통해 다양한 서비스를 이용할 수 있게 되었다. 하지만 인터넷 환경에서 많이 사용되는 패스워드 기반의 사용자 인증 방식은 패스워드 테이블이 요구되기 때문에 내부자에 의한 패스워드 테이블 노출 등과 같은 보안 위협들이 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 사용자의 패스워드 테이블이 요구되지 않는 인증 방법으로 원격 사용자 인증 방식이 제안되었다. 그 중 스마트카드를 이용한 원격 사용자 인증 방식은 계산 비용이나 효율성, 안전성을 개선하기 위한 다양한 방법들이 제안되었지만 위장 공격 위협과 스마트카드에 저장된 정보를 이용한 패스워드 추측 공격 위협이 존재한다. 본 논문은 기존 방식들의 취약점을 분석하고 기존 사용자 아이디/패스워드기반의 스마트카드 아이디와 패스워드를 생성하여 위장 공격과 패스워드 추측 공격에 대해 안전한 원격 사용자 인증 방식을 제안하였다.
고전적인 암호 프로토콜은 사용자-선택 키를 기반으로 하였다. 하지만 이러한 방법은 공격자에게 패스워드-예측 공격을 허용하는 문제점을 가지고 있다. 기존에 제안된 방식들은 패스워드에 대한 보호를 강화함으로써 패스워드를 보호하여 하였다. 이러한 문제점으로부터 안전하지 못한 네트워크 상에서 사용자를 인증하고 서로간의 세션키를 공유하는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 프로토콜은 능동적인 공격자에 의한 사전공격(Dictionary attack), 패스워트 추측 공격, forward secrecy, server compromise, client compromise와 세션키 분실에 안전하게 설계되었다.
고전적인 암호 프로토콜은 사용자-선택키를 기반으로 하였다. 하지만 이러한 방법은 공격자에게 패스워드-예측 공격을 허용하는 문제점을 가지고 있다. 기존에 제안된 방식들은 패스워드에 대한 보호를 강화함으로써 패스워드를 보호하여 하였다. 이리한 문제점으로부터 안전하지 못한 네트워크 상에서 사용자를 인증하고 서로간의 세션키를 공유하는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 프로토콜은 능동적인 공격자에 의한 사전공격(Dictionary attack), 패스워드 추측 공격, forward secrecy. server compromise, client compromise와 세션키 분실에 안전하게 설계되었다.
패스워드 기반의 키 교환 프로토콜들은 참여자들이 쉽게 기억할 수 있는 자신의 패스워드를 사용하므로 단순성, 편리성, 이동성의 장점 때문에 광범위하게 사용되지만 완전한 전 방향 보안성(perfect forward secrecy), 패스워드 추측공격과 Denning-Saccon 공격에 취약하다. 본 논문에서 제안한 검증자(verifier)를 사용한 패스워드 기반의 인증 및 키 교환 프로토콜은 키 교환 프로토콜 요구 사항을 만족하고, 알려진 공격으로부터 안전하며 DH(Diffie-Hellman) 키 교환 방법과 해쉬 함수만을 사용하기 때문에 기존의 프로토콜보다 구조가 간단하며 높은 효율성을 가진다.
서버의 부담을 줄이기 위하여 스마트카드를 이용한 3자간 키 교환 프로토콜 방식과 패스워드 기반 2자간 키 교환 및 인증 프로토콜 방식들이 많이 제안되고 있다. 본 논문에서는 스마트 카드 기반 3자간 키 교환 및 인증 프로토콜 방식의 취약점에 대한 분석 및 검토를 행하였다. 또한, 심 경아 등에 의한 오프라인 패스워드 추측 공격에 취약점을 보인 곽 진 등의 방식을 분석하여 보고 이 공격에 대한 대책도 제시하고자 한다.
최근에 제안되고 있는 원격 서버에 로그인하기 위한 방법은E와 패스워드뿐만 아니라 스마트카드를 함께 사용한다. 기존의 ID 와 패스워드를 사용한 인증은 공격자에 의해 추측이 가능하므로 사용자 가장 공격이 가능하다는 약점을 가지고 있다. 하지만 스마트카드와 ID, 패스워드를 사용하면 ID와 패스워드가 추측가능할지라도 스마트카드를 소지하고 있지 않다면 사용자 가장 공격 (impersonate attack)을 할 수 없다. 이 논문에서는 스마트카드와 ID, 패스워드를 함께 사용하여 원격 서버에 인증과 더불어 안전한 키 교환을 하며, 기존에 다른 논문들에서 언급한 조건들을 모두 만족하면서 안전한 키 교환까지 제안하였다. 기존의 스킴은 해쉬 기반으로 제안 되었으나 이 논문에서 제안한 스킴은 페어링 (pairing) 연산을 기반으로 제안 되었다. 또한, Computational Diffie-Hellman문제를 기반으로 스킴을 제안하여 안전성에 대한 증명이 가능하다 최근에 스마트카드를 사용한 인증에서 요구 되는 성질의 모든 조건을 만족한다는 장점을 가지고 있다.
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.
Diffie-Hellman 키 교환 프로토콜에 패스워드를 기반으로 하는 인증수단을 추가하여 Seo와 Sweeney는 SAKA를 제안하였다. 하지만 SAKA와 SAKA 변형 프로토콜들은 중간자 공격, 오프라인 패스워드 추측공격, 데닝-사코 공격, 완전한 전방향 보안의 측면에서 송.수신자 상호간의 인증 수단을 유효하게 제공하지 못하였다. 본 논문에서는 패스워드 기반의 키 교환 프로토콜에서 이루어지는 인증과정에서의 취약점을 해결하기 위해 키를 이용한 일방향 해쉬 함수를 이용하여 강화된 키 교환 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 제안한 프로토콜은 이전의 SAKA 변형 프로토콜들에 비해 적은 수의 메시지 교환이 필요한 장점이 있다.
최근 Wang-Li 등[6]은 자신이 선택한 패스워드와 스마트카드를 이용하여 원격지에 있는 사용자를 인증할 수 있는 스킴을 제안하였다. 그러나 Wang-Li 등에 의해 제안된 스킴은 패스워드 기반 스마트카드를 이용한 사용자 인증 스킴에서 고려하는 보안 요구사항을 만족하지 못하고 있다. 본 논문에서는, Wang-Li 및 Yoon 등[7]의 인증 스킴에 대해 기술하였고, 공격자가 사용자의 스마트카드를 훔치거나 일시적으로 접근할 수 있는 경우에 Wang-Li 등의 인증 스킴은 off-line 패스워드 추측공격 및 위장공격에 취약하다는 것을 증명하였다. 그리고 이와 같은 보안 취약점을 해결하기 위하여 hash 함수와 ElGamal 서명기반의 개선된 사용자 인증 스킴을 제안한다. 비교분석 결과, 제안한 사용자 인증 스킴은 패스워드 추측공격, 위장 공격, 재전송 공격 등 다양한 공격에 대응할 수 있고, 순방향 비밀성을 제공하는 스킴임을 알 수 있다. 또한 계산량은 비교 인증 스킴들과 유사하나 보안 취약점을 개선한 스킴으로서 비교할 때 상대적으로 효율적이라 할 수 있다. 따라서 제안한 인증 스킴은 Wang-Li 및 Yoon 등의 인증 스킴보다 상대적으로 안전하고 효율적인 스킴임을 알 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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