• 융합보안논문지
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• 제20권3호
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• pp.13-20
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• 2020

접근이 어렵거나 지속적인 모니터링이 필요한 서비스에 적용 가능한 WSN(Wireless Sensor Network) 기술은 최근 그 응용 분야의 확대 및 효율성의 증가로 인해 연구 개발의 필요성이 점증하고 있는 분야이다. 특히, 국방 분야에서는 경계 및 감시 정찰 등 인원 투입 시 발생 가능한 위험 요소를 회피하고 효율적인 인원 활용을 위한 대안으로 센서 네트워크를 포함한 최신 IT 기술에 대한 연구가 활발히 진행되는 상황이다. 본 논문에서는 클러스터링(Clustering) 및 위치 기반 기법을 적용하여 센서 네트워크를 구성하는 노드들의 수명을 늘리기 위한 조건을 분석한 후 수명 연장을 위한 요인들을 도출하였다. 도출된 요인들은 CH(Cluster Head) 선출 방안, 각각의 CH에서 BS(Base Station)까지의 경로 선정 방안 등이 포함되며 실험을 통해 검증된 최적의 결과 및 방안을 적용하여 클러스터링 기반의 WSN 구성 방안을 제안하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권10호
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• pp.801-807
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• 2013

WSN은 수백에서 수 만개에 달하는 SN들로 구성된다. WSN은 에너지 불균형 문제 해결을 위해 각 라운드마다 클러스터헤드를 새롭게 선택하고, 안전한 통신을 위해 노드 인증방식을 사용하고 있다. 그러나 이런 방법은 각 라운드마다 재-클러스터링을 수행함으로 SN의 오버헤드를 가중시키는 원인이 되고 안전한 통신을 제공하기 위한 인증단계는 빈번히 발생되는 AREQ/AREP 메시지 처리로 노드의 오버헤드를 더욱 가중시키고 있다. 라서 이 논문에서는 WSN 환경에서 에너지 효율적 운영과 신뢰성이 보장된 IDE-LEACH(Identity based Encryption : IDE) 프로토콜을 제안한다. 제안 프로토콜은 기존 LEACH 기반의 프로토콜보다 통신에 평균적으로 20%까지 네트워크 수명을 연장하였고, 통신에 참여하는 모든 노드는 기지국으로부터 인증을 거친 신뢰할 수 있는 노드들로 구성된다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권1호
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• pp.35-41
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• 2010

애드혹 네트워크는 기반 시설이나 사전 설정 작업 없이 간단하게 네트워크 구성할 수 있어 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 적합한 통신 환경으로 각광받고 있다. 애드혹 네트워크에서는 기존 네트워크와는 달리 라우터와 같은 데이터 전송 경로를 관리하는 시스템이 없어, 노드의 이동으로 발생하는 링크 손실 문제를 해결할 수 있는 경로 복구 메커니즘이 큰 비중을 차지하고 있다. 본 논문에서는 AODV 기반 양방향 경로 탐색을 이용한 경로 복구 기법을 제안한다. 기존 AODV의 제한된 지역 복구 범위와는 달리, 링크 손실 지점을 기준으로 상/하류부에서 양방향 경로 복구를 시도하여 네트워크 전역에서 수행될 수 있는 지역 복구 기법을 제시한다. 또한 경로 복구 과정에서 발생하는 경로 요청 메시지의 플러딩을 제한하여, 지역 복구에 드는 비용을 최소화하였다. 제안하는 기법의 성능 평가를 위해 시뮬레이션을 수행하였다. 전체 노드 수와 노드의 이동속도를 변경하는 두 가지 시나리오에서 제어 트래픽 오버헤드와 데이터 전송율을 측정하여 기존 AODV 및 다중 경로 탐색 프로토콜과의 성능 평가를 실시하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권10A호
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• pp.823-829
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• 2011

최근 무선 인체 네트워크 (WBAN)는 유비쿼터스 헬스케어 시스템에의 활용으로 주목 받고 있다. WBAN에서는 인체에 부착 되거나 이식되는 센서 노드와 PDA와 같은 휴대용 개인 베이스 스테이션 (BS)의 에너지 제약이 있고, 이 장치들의 제한된 계산 능력과 메모리 때문에 노드들이 수행하는 계산의 복잡도를 최대한 줄여야만 한다. 또한 생체 신호를 다루기 때문에 신뢰성 있는 데이터 전송이 필수적이다. 본 논문에서는 네트워크 코딩 오버헤드를 줄이고 에너지 효율을 높이기 위해 WBAN을 위한 시스테매틱 (systematic) 네트워크 코딩 기법을 제안한다. 제안하는 시스템을 마코프 체인 (Markov chain)을 이용해 모델링 하고 모든 노드가 BS로의 데이터 패킷 전송을 완료하는데 까지 소모되는 에너지를 최소화 하는 것을 최적화 문제로 정의 하였다. 다양한 환경에서 시뮬레이션을 수행 한 결과 기존의 전송 방법과 비교 했을 때 에너지 효율을 얻는 것을 보였다. 또한 기존의 WBAN에서의 네트워크 코딩의 디코딩 과정 보다 계산 복잡도가 낮아 네트워크 코딩으로 인한 계산 오버헤드를 줄였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.925-928
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• 2010

무선 센서 네트워크는 제한된 에너지 자원을 갖는 많은 수의 센서 노드로 구성되어 있다. 제약된 에너지로 인해 정보를 효율적으로 수집하는 것은 무선 센서 네트워크의 중요한 문제이며 클러스터링 알고리즘 기술이 에너지 소비를 줄이기 위해 사용된다. 이러한 기법은 무선 네트워크의 확장성 및 수명을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크를 위한 CPMS 클러스터링 프로토콜을 제안한다. CPMS 는 BCDCP(Base Station Controlled Dynamic Clustering Protocol) 나 BIDRP(Base Station Initiated Dynamic Routing Protocol)에 비해 우수한 성능을 보인다. CPMS 는 클러스터를 구성하고 잔존 에너지 비율이 높은 헤드 노드가 BS(BaseStation)로 데이터를 전송하게 한다. 또한 이 기법은 모드 선택 기법을 통하여 헤드 노드의 에너지를 절약할 수 있다. 시뮬레이션 결과 CPMS 는 현재의 클러스터링 기법보다 생존시간 및 메시지 전송량에서 우수한 성능을 보여준다.

• 전자통신동향분석
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• 제27권1호
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• pp.122-135
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• 2012

최근 스마트폰의 급격한 보급과 음성 위주의 이동통신 서비스가 무선 멀티미디어 콘텐츠를 중심으로 하는 데이터 위주의 서비스로 전환됨에 따라 모바일 데이터가 급증하고 있다. 그러나, LTE에서의 Macro-BS(eNB) 기반의 point-to-point 링크의 스펙트럼 효율은 이미 이론적 한계치에 근접하여 저전력의 소규모 기지국 노드를 채용하는 이종망 환경을 도입하는 노력이 3GPP를 중심으로 전개되고 있다. 본고에서는 급증하는 모바일 트래픽 수요를 수용하기 위해 개발되고 있는 소규모 저전력 셀 기반의 HetNet 기술개발 동향과 대용량의 모바일 콘텐츠를 이동통신 단말기의 근접성을 기반으로 기지국 트래픽 부하 없이 제공하기 위해 개발되고 있는 단말기 간 직접 통신 기술 개발현황을 소개한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.459-470
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• 2013

${\mu}TESLA$는 WSN(Wireless Sensor Network)에서 대표적인 에너지 효율적 브로드캐스트 인증 방법이다. 지금까지 ${\mu}TESLA$의 문제점을 파악하고 이를 해결한 많은 연구들이 존재하지만, 그들 대부분은 자신들의 성능 입증을 위해 현실과는 거리가 먼 실험 환경에서 검증되었다. 우리는 현실에서 실제 WSN을 사용할 법한 실험 환경을 가정하고 이 바탕 위에서 ${\mu}TESLA$가 가진 실체적인 성능에 대해서 고찰해볼 필요가 있다고 생각하였다. 이 논문에서는 BS가 네트워크에 상주하지 않는 UWSN(Unattended WSN) 환경에서 동면과 활동을 반복하는 센서 노드들이 멀티홉으로 통신을 수행하는 경우를 가정하였다. 이러한 환경에서 우리는 다양한 모의실험을 통하여 ${\mu}TESLA$의 성능을 새로이 검증 및 분석하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권6A호
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• pp.405-419
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• 2012

본 논문에서는 다중 릴레이와 다중 사용자가 존재하고, 모든 노드에 다중 안테나가 탑재된 시스템에서 기지국, 릴레이 전처리기 공동 설계 기법을 제안한다. 설계 기준은 릴레이가 각자의 지역 채널 정보만 취할 수 있고, 전체 릴레이 합 전력 제약 환경일 때, 사용자 평균 자승 오류의 합(sum mean square error, SMSE)을 최소화하는 것이다. 한 릴레이의 지역 채널 정보는, 시스템의 모든 첫 번째 홉 및 두 번째 홉 채널 중에서, 그 릴레이 자신이 접속된 채널의 정보로 정의된다. 블록 대각화 전처리기가 연결된 기지국 전처리기 구조를 사용하면, 각 릴레이가 지역 채널 정보만을 활용하여 자신의 전처리기 구조를 결정할 수 있다. 제안 하는 기법은 SMSE 쌍대성을 사용하여 기지국 전처리기와 릴레이 전처리기를 결정하는 1단계 및 사용자 수신 필터를 결정하는 2단계의 순차적 반복을 기반으로 한다. 제안한 기법은 반드시 수렴하며, 이론적으로 이를 검증할 수 있다. 제안하는 기법이 Simple amplify-and-forward(SAF), MMSE 릴레이 및 [1]에서 제안한 방식에 비해서 SMSE 성능, 합 전송률 성능 모두 우월한 것을 확인한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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• pp.616-619
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• 2008

본 논문에서는 홈 네트워크 서비스를 위한 인증 시스템을 설계, 구현하였다. 무선 센서 네트워크에서의 키 관리 기법인 대칭키 사전 분배 방식을 적용하여 인증키의 노출을 방지하였다. 또한 TinyOS의 TOS_Msg 구조를 변형하였다. TOS_Msg는 29바이트의 데이터 배열을 사용자에 의해 변경 가능하도록 제공하고 있다. 이 데이터 배열에 8바이트의 인증키를 저장하였다. 또한 SPINS를 기반으로 RC5를 사용하여 인증키 및 데이터의 암호화 및 복호화를 수행하였다. 실험을 통해 다른 그룹의 센서 노드와 베이스 스테이션(BS) 사이의 통신 및 악의적인 목적을 가지고 추가된 센서 노드와의 통신으로 인한 오작동을 방지할 수 있음을 확인하였다.

• 융합보안논문지
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• 제9권2호
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• pp.71-78
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• 2009

무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network)는 계산 능력, 전력, 통신 대역폭 등 다양한 제약 조건을 가지기 때문에 기존의 보안 기법을 WSN에 적용하기는 매우 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에 적용 가능한 안전한 그룹통신 기법을 제안한다. 제안한 기법은 클러스터링 기반의 계층적 라우팅 프로토콜인 TEEN(Threshold sensitive Energy Efficient sensor Network protocol) 알고리즘에 보안 메커니즘이 결합된 형태로서, 네트워크는 센서노드, 클러스터 헤더, 베이스 스테이션(BS : Base Station)으로 이루어진다. 보다 강력한 보안성 제공과 효율적인 키 관리를 위해 제안된 기법은 비밀 키 및 공개 키 알고리즘 모두를 사용하며, 전력소모를 줄이기 위해 참여 노드들 간의 통신은 계층적 트리구조에 의해 이루어진다. 따라서 본 논문에서 제안한 기법은 강력한 보안성을 제공할 뿐만 아니라, 통신에 있어 보다 낮은 전력을 소모하므로 무선 센서 네트워크 환경에 적합하다고 할 수 있다.