• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권7호
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• pp.2225-2238
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• 2022

For advanced healthcare services, a variety of agents should maintain reliable connections with the manager and communicate personal health and medical information. The ISO/IEEE 11073 standards provide convenient interoperability and the optimized exchange protocol (OEP) supports efficient communication for devices. However, the standard does not specify secure communication, and sensitive personal information is easily exposed through attacks. Malicious attacks may lead to the worst results owing to service errors, service suspension, and deliberate delays. All possible attacks on the communication are analyzed in detail, and the damage is specifically identified. In this study, novel secure communication schemes over the 20601 OEP are proposed by introducing an authentication process while maintaining compatibility with existing devices. The agent performs a secure association with the manager for mutual authentication. However, communication with mutual authentication is not completely free from attacks. Message encryption schemes are proposed for concrete security. The authentication process and secure communication schemes between the secure registered agent (SRA) and the secure registered manager (SRM) are implemented and verified. The experimental analysis shows that the complexities of the SRA and SRM are not significantly different from those of the existing agent and manager.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.1478-1481
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• 2009

수동형 RFID(Radio Frequency Identification)는 제한된 자원을 가지고 있으며, 무선채널을 사용하는 기술이다. 하지만 도청과 같은 악의적인 공격과 프라이버시 침해와 같은 문제점이 있으며, 이를 해결하기 위한 각종 암호화 기법 및 알고리즘과 인증 프로토콜이 있다. AES(Advanced Encryption Standard)는 RFID에 적용 가능한 대표적인 대칭키 암호화 알고리즘으로써 그 안정성이 검증되었지만, RFID 태그에서 사용하기 위해서는 키 분배와 같은 문제점을 해결하여야 한다. 본 논문에서는 AES와 난수사용을 기반으로 하는 개선된 RFID 인증 프로토콜을 제안한다. 리더에서 발생된 난수는 새로운 키를 생성하고, 태그와 리더를 인증하는 용도로 사용하며, 난수를 통해 생성된 키는 메시지를 암호화 하는데 이용한다. 따라서, 본 논문의 난수사용은 대칭키의 노출을 막아 키 분배 문제를 해결하며, 인증 단계를 줄일 수 있다. 또한, 태그에서 한번의 암호화만 수행되므로 태그에 발생하는 오버헤드를 최소화하며 도청, 재전송, 스푸핑 및 위치 추적과 같은 공격에도 안전하다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권12호
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• pp.91-97
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• 2000

정보통신의 눈부신 발달과 인터넷의 급격한 확산으로 현대 네트워크 통신은 전자상거래 또는 전자화폐의 활성화, 전자서명 등의 여러 가지 첨단기능을 수행하고 있으며 미래에는 더욱 진보된 서비스를 제공하게 될 것이다. 이러한 전자상거래와 같은 정보통신네트워크는 보다 안전하게, 보다 투명성이 있는 네트워크의 보장을 요구하게 되며, 보다 빠른 네트워크의 성능을 기대하게 된다. 본 논문에서는 이러한 여러 가지 요구에 부응하기 위하여 DES(Data Encryption Standard)의 기본 구조인 Feistel 구조를 병렬로 변화시킨 병렬 Feistel 구조를 가지는 DES를 제안한다. 제안된 병렬 Feistel 구조는 DES 자체의 구조적 문제(error의 propagation) 때문에 pipeline 방식을 사용할 수 없어 데이터 처리속도와 데이터 보안 사이에서의 trade-off 관계를 가질 수밖에 없었던 DES의 성능을 크게 향상시킬 수 있으며 더불어 Feistel 구조를 채택한 SEED에 제안된 방식을 적용할 경우 지금보다 더욱 우월한 보안 기능 및 고속의 처리능력을 발휘하게 될 것이다. 여기에서 사용된 CAD Tool은 회로합성과 모의실험에 모두 Synopsys Ver.1999.10을 사용하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.45-51
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• 2015

최근 IoT(Internet of Things) 기기를 위한 근거리 무선 네트워크 시스템이 널리 활용되면서 점차 보안의 필요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.4 호환 WPAN 기기를 위한 낮은 복잡도를 갖는 128-bit AES-$CCM^*$ 하드웨어를 효율적으로 구현하였다. WPAN 기기에서는 하드웨어 자원과 전력 소모가 매우 제한되기 때문에, 다양한 최적화 기법을 적용하여 낮은 복잡도를 갖는 AES-$CCM^*$ 하드웨어를 구현해야 한다. 본 논문은 하드웨어의 복잡도를 줄이기 위해 composite field 연산을 채택하면서 8-bit 데이터 패스를 갖는 folded AES processing core를 제안한다. 또한 IEEE 802.15.4 표준에서 정의된 $CCM^*$ 모드를 지원하기 위해 적은 하드웨어 자원을 사용하며 응답시간이 빠른 토글 구조의 AES-$CCM^*$ 제안한다. 본 논문에서 제안된 AES-$CCM^*$ 하드웨어는 기존의 하드웨어의 57%에 해당하는 게이트 수로 구현가능하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권6A호
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• pp.640-647
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• 2006

본 논문에서는 IEEE 802.11i 무선 랜 보안을 위한 AES(Advanced Encryption Standard) 기반 CCMP (Counter mode with CBC-MAC Protocol) 코어의 설계에 대해서 기술한다. 설계된 CCMP 코어는 데이터의 기밀성을 위한 CTR(counter) 모드와 인증 및 데이터 무결성 검증을 위한 CBC 모드의 동작이 두개의 AES 암호 코어로 병렬처리 되도록 설계되어 전체 성능의 최적화를 이루었다. AES 암호 코어에서 하드웨어 복잡도에 가장 큰 영향을 미치는 S-box를 composite field 연산 방식을 적용하여 설계함으로써 기존의 LUT(Lookup Table) 기반의 구현방식에 비해 게이트 수가 약 27% 감소되도록 하였다. 설계된 CCMP 코어는 Excalibur SoC 장비를 이용하여 H/W-S/W 통합 검증을 수행하였으며, 0.35-um CMOS 표준 셀 공정으로 MPW 칩으로 제작하고, 제작된 칩의 테스트 결과 모든 기능이 정상 동작함을 확인하였다. 설계된 CCMP 프로세서는 약 17,000개의 게이트로 구현되었으며, 116-MHz@3.3-V의 클록으로 안전하게 동작하여 353-Mbps의 성능이 예상되어 IEEE 802.11a와 802.11g 표준의 MAC 성능인 54-Mbps를 만족한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권4호
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• pp.1594-1617
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• 2018

In this paper, we consider a spectrum access scenario which consists of two groups of users, namely Primary Users (PUs) and Secondary Users (SUs) in Cooperative Cognitive Radio Networks (CCRNs). SUs cooperatively relay PUs messages based on Amplify-and-Forward (AF) and Decode-and-Forward (DF) cooperative techniques, in exchange for accessing some of the spectrum for their secondary communications. From the literatures, we found that the Conventional Distributed Algorithm (CDA) and Pragmatic Distributed Algorithm (PDA) aim to maximize the PU sum-rate resulting in a lower sum-rate for the SU. In this contribution, we have investigated a suit of distributed matching algorithms. More specifically, we investigated SU-based CDA (CDA-SU) and SU-based PDA (PDA-SU) that maximize the SU sum-rate. We have also proposed the All User-based PDA (PDA-ALL), for maximizing the sum-rates of both PU and SU groups. A comparative study of CDA, PDA, CDA-SU, PDA-SU and PDA-ALL is conducted, and the strength of each scheme is highlighted. Different schemes may be suitable for different applications. All schemes are investigated under the idealistic scenario involving perfect coding and perfect modulation, as well as under practical scenario involving actual coding and actual modulation. Explicitly, our practical scenario considers the adaptive coded modulation based DF schemes for transmission flexibility and efficiency. More specifically, we have considered the Self-Concatenated Convolutional Code (SECCC), which exhibits low complexity, since it invokes only a single encoder and a single decoder. Furthermore, puncturing has been employed for enhancing the bandwidth efficiency of SECCC. As another enhancement, physical layer security has been applied to our system by introducing a unique Advanced Encryption Standard (AES) based puncturing to our SECCC scheme.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.779-789
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• 2014

안드로이드 기반의 스마트폰을 공장자동화 및 생산자동화 분야에서의 활용이 중요하게 여겨지고 있다. 일반적으로 OMA DM 표준은 공장자동화 및 생산자동화 환경을 위한 중요한 인프라 구조 기술이다. 본 논문에서는 OMA DM 플랫폼 설계 및 구현에 대해 연구한다. 개발된 프로토타입은 세 가지 모듈 즉 DMS, FUMO 그리고 SCOMO로 구성된다. 그리고 EAP 및 AES 개념을 응용한 보안 모듈도 제시되었다. 제안된 보안 모듈은 공장자동화를 위해 안드로이드 기반의 스마트폰을 활용한 DMS, FUMO 및 SCOMO 모듈 간 통신에서 안전한 통신을 보장하기 위해 적용된다. 시뮬레이션 결과에 의하면 구현된 해당 프로토타입은 공장자동화 환경에서 좋은 성능을 보이며 보안성을 보장하면서 여러 공장자동화, 생산자동화 및 사무자동화 환경에서 활용이 가능하다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.1-12
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• 2013

정보보호 시스템은 소프트웨어, 하드웨어, FPGA(Field Programmable Array) 디바이스를 이용하여 구현되었다. S/W의 구현은 다양한 정보보호 알고리즘에 대해 높은 유연성을 제공하나 속도, 전력, 안전성 측면에서 매우 취약하며, ASIC 구현은 속도, 전력 측면에서는 매우 우수하지만 구현의 특성상 다양한 보안 플랫폼을 지원할 수 없다. 이러한 문제점들의 상충관계를 개선하기 위해 최근 FPGA 디바이스 상에서의 구현이 많이 이루어 졌다. 본 논문에서는 다양한 환경에서의 정보보호 서비스를 제공하기위한 정보보호 시스템을 위한 FPGA 기반 하드웨어 가속기를 설계한다. 개발한 정보보호 시스템은 비밀키 암호알고리즘(AES : Advanced Encryption Standard), 암호학적 해쉬(SHA-256 : Secure Hash Algorithm-256), 공개키 암호알고리즘(ECC : Elliptic Curve Cryptography)을 수행할 수 있으며, Integrated Interface에 의해 제어된다. 또한 기존의 시스템에 비해 다양한 정보보호 알고리즘을 지원하여 활용도를 높였으며, 파라미터에 따라 상충관계를 개선 할 수 있기 때문에 저 비용 응용뿐만 아니라 고속의 통신장비에도 적용이 가능하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권3B호
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• pp.462-473
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• 2010

RFID(Radio-Frequency IDentification) 시스템은 개인 정보의 노출 및 위치 추적과 같은 보안상 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 해쉬함수와 같은 암호학적 접근방법들은 안전성을 증명하고 있지만 태그의 연산능력과 저장 공간의 한계로 인해 현실적으로 적용하기 어렵다. 최근의 경량 인증기법들은 단순 연산자만을 사용하여 높은 효율성을 보장하지만 안전성에 관한 주장이 충분하지 못하다. 본 논문에서는 안전한 RFID 인증을 위해서 대칭키 방식의 AES(Advanced Encryption Standard)를 이용하며 대칭키 방식에서의 고정된 키를 사용하던 문제를 단계적인 키 변환을 통해 해결한다. 프로토콜에서 태그와 서버의 동일한 대칭키는 태그, 리더, 백-엔드-서버에서 각각 생성된 난수를 이용하여 차례로 변환되며 태그와 리더의 출력 값을 항상 변경한다. 이와 같이 단계적으로 변환된 키를 이용할 경우 태그 정보의 노출 문제를 해결하며 도청, 재전송, 위치추적 및 스푸핑과 같은 공격에도 안전한 상호 인증이 이루어진다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.11-19
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• 2020

최신 GPU는 GPGPU를 활용하여 범용 연산이 가능하다. 뿐만 아니라, GPU는 내장된 다수의 코어를 활용하여 강력한 연산 처리량을 제공한다. AES 알고리즘은 다수의 병렬 연산을 요구하지만 CPU 구조에서는 효율적인 병렬처리가 이뤄지지 않는다. 따라서, 본 논문에서는 강력한 병력 연산 자원을 활용하는 GPGPU 구조에서 AES 알고리즘을 수행함으로써 AES 알고리즘 처리시간을 줄여보았다. 하지만, GPGPU 구조는 AES 알고리즘 같은 암호알고리즘에 최적화되어 있지 않다. 그러므로 AES 알고리즘에 최적화될 수 있도록 재구성 가능한 GPGPU 구조를 제안하고자 한다. 제안된 기법은 SM의 개수를 동적으로 할당하는 IPC 기반 SM 동적 관리 기법이다. IPC 기반 SM 동적 관리 기법은 GPGPU 구조에서 동작하는 AES의 IPC를 실시간으로 반영하여 최적의 SM의 개수를 동적으로 할당한다. 실험 결과에 따르면 제안된 동적 SM 관리 기법은 기존의 GPGPU 구조와 비교하여 하드웨어 자원을 효과적으로 활용하여 성능을 크게 향상시켰다. 일반적인 GPGP 구조와 비교하여, 제안된 기법의 AES의 암호화/복호화는 평균 41.2%의 성능 향상을 보여준다.