• Journal of Information Processing Systems
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• 제17권1호
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• pp.63-74
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• 2021

According to the double-phase cluster-head election method (DCE), the final cluster heads (CHs) sometimes are located at the edge of cluster. They have a long distance from the base station (BS). Sensor data is directly transmitted to BS by CHs. This makes some nodes consume much energy for transmitting data and die earlier. To address this problem, energy efficient multi-hop cluster-head election strategy (EEMCE) is proposed in this paper. To avoid taking these nodes far from BS as CH, this strategy first introduces the distance from the sensor nodes to the BS into the tentative CH election. Subsequently, in the same cluster, the energy of tentative CH is compared with those of other nodes, and then the node that has more energy than the tentative CH and being nearest the tentative CH are taken as the final CH. Lastly, if the CH is located at the periphery of the network, the multi-hop method will be employed to reduce the energy that is consumed by CHs. The simulation results suggest that the proposed method exhibits higher energy efficiency, longer stability period and better scalability than other protocols.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2003년도 추계학술발표논문집 (하)
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• pp.2017-2020
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• 2003

오늘날의 무선 이동 통신의 발전은 상당한 발전을 이루고 있다. 이동 통신 분야의 한 분야가 Ad hoc 네트워크 분야일 것이다. Ad hoc 네트워크는 기존의 고정된 네트워크의 한계를 뛰어 넘는 네트워크이다. 본 논문에서는 Ad hoc 네트워크의 클러스터 기반에서의 인증에 대한 보안 프로토콜을 연구하였다. 클러스터 기반의 CBRP(Cluster Based Routing Protocol) 라우팅 프로토콜을 이용하여 클러스터끼리의 인증을 위한 CH(Cluster Head)에 대한 선출 과정에 대한 방법과 클러스터간의 인증을 위하여 CH(Cluster Head)간의 인증을 위한 방법을 제안하였다. 기존의 방법은 CH간의 신뢰성을 전제로 하여 작성하였다. 본 논문에서도 신뢰성을 위하여 MCH(Main Cluster Head)를 두어 CH간의 신뢰성을 보장함으로써 상호 클러스터간의 인증을 위한 프로토콜을 설계하였다. MCH에서의 CH에 대한 인증 프로토콜을 설계함으로써 클러스터간의 인증의 신뢰성을 높일 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.1165-1170
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• 2022

무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network: WSN)에서 센서들을 클러스터(Cluster) 단위로 그룹화하고 각 클러스터에서 통신 중계 역할을 하는 클러스터 헤드(Cluster Head: CH)를 선출하는 클러스터링 알고리즘이 에너지 보존과 중계 효율을 위해 제안되어 왔다. 한편, 오염된 노드(Compromised Node), 즉 내부공격자를 통해 CH 선출과정에 개입하여 네트워크 운영에 치명적인 영향을 미치는 공격기법들이 등장하였으나, 암호키 기반 대응방식과 같은 기존 대응방법은 내부공격자 방어에 한계가 있었다. 따라서, 본 연구에서는 클러스터링 알고리즘의 CH 선출 통계를 바탕으로 비정상적인 CH 선출 공격을 탐지하는 통계적 탐지기법을 제안한다. 대표적인 클러스터링 알고리즘인 LEACH와 HEED가 운영되는 환경에서 오염노드에 의한 비정상적인 CH 선출 공격을 설계하고, 제안기법의 공격탐지여부에 대한 실험을 통해 제안기법의 효과성을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
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• pp.616-618
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• 2003

최근 급속하게 성장하고 있는 무선 이동 통신 분야중의 한 분야가 Ad hoc 네트워크 분야일 것이다. Ad hoc 네트워크는 기존의 고정된 네트워크의 한계를 뛰어 넘는 네트워크이다. 본 연구에서는 Ad hoc 네트워크의 클러스터 기반의 라우팅 프로토콜에서의 인증에 대한 프로토콜을 멀티 계층으로 설계하였다. CBRP(Cluster Based Routing Protocol)의 라우팅 프로토콜에서는 클러스터간의 인증을 위하여 CH(Cluster Head)간의 인증을 통하여 인증을 하게 된다. CH간의 신뢰성을 위하여 MCH(Main Cluster Head)를 두어 CH간의 신뢰성을 보장함으로써 상호 클러스터간의 인증을 위한 프로토콜을 설계하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.176-179
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• 2022

In this paper, we consider a sectorized wireless powered sensor network (WPSN), wherein sensor nodes are clustered based on sectors and transmit data to the cluster head (CH) using energy harvested from a hybrid access point. We construct a system model for this sectorized WPSN and find optimal coordinates of CH that maximize the achievable transmission rate of sensing data. To obtain the optimal CH with low overhead, we perform an asymptotic geometric analysis (GA). Simulation results show that the proposed GA-based CH selection method is close to the optimal performance exhibited by exhaustive search with a low feedback overhead.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권11호
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• pp.67-77
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• 2007

센서 네트워크에서 센서 들의 통신키를 주기적으로 혹은 필요에 의해 갱신하는 것은 매우 중요한 문제이다. 동적인 키관리의 효율성을 기하기 위해, 센서 네트워크는 클러스터 구조를 도입하고 각 CH(Cluster Head)가 클러스터 내의 키를 관리하도록 한다. 그러나, 이러한 클러스터 기반 센서 네트워크에서 CH는 공격의 목표가 되기 쉽고, CH들의 오염은 네트워크 전체에 큰 위협을 가져온다. 본 논문에서, 우리는 CH들의 오염에 강건한 주기적인 키 갱신 방안을 제안하였다. 먼저, 제안방법은 CH가 관리하는 센서들의 수를 줄이고 CH들이 주기적으로 변경되게 함으로써, CH의 오염에 따른 영향을 최소화 한다. 둘째, 제안방법은 임의의 CH와 BS(Base Station)간의 키 설정에 다른 센서노드들을 참가시켜 공격자들을 혼란에 빠뜨린다. 우리는 수치적인 분석을 통해 제안방법이 다른 키 관리 방법들에 비해 안전하고 CH들의 오염에 강건함을 증명하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.620-623
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• 2014

차량은 빠르게 변하는 속도와 도로의 상황에 따라 속도가 변하는 특성을 가지고 있기 때문에 이들 간의 통신을 위한 네트워크 구성도 빠르게 변한다. 이러한 특성 때문에 차량 네트워크 (Vehicular Ad-hoc Network: VANET)에서 신뢰성 있는 라우팅을 적용하는 것이 쉽지 않다. VANET 환경에서 신뢰성 있는 라우팅을 적용하기 위한 방법에 하나로 클러스터링 기법이 있다. 클러스터링이란 클러스터 헤드(Cluster Head : CH)를 중심으로 차량들을 그룹으로 묶어 통신 및 관리하는 것이다. 따라서 클러스터 내의 어떤 노드(차량)를 클러스터 헤드로 선택하는가에 따라 해당 클러스터링의 오버헤드 감소와 네트워크의 안정성 및 효율성이 좌우된다. 본 논문은 기존의 클러스터링 알고리즘들과 달리 도로 기반 시설인 RSU(Road Side Unit)를 활용하는 클러스터 헤드 선택 알고리즘을 소개한다. RSU를 통한 노드들의 속도와 거리 계산 값으로 클러스터 헤드 우선순위를 결정함으로써 기존의 알고리즘들 보다 안정적이고 효율적인 클러스터링 알고리즘을 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권4호
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• pp.1237-1255
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• 2014

In wireless sensor networks (WSNs), hierarchical clustering is an efficient approach for lower energy consumption and extended network lifetime. In cluster-based multi-hop communications, a cluster head (CH) closer to the sink is loaded heavier than those CHs farther away from the sink. In order to balance the energy consumption among CHs, we development a novel cluster-based routing protocol for corona-structured wireless sensor networks. Based on the relaying traffic of each CH conveys, adequate radius for each corona can be determined through nearly balanced energy depletion analysis, which leads to balanced energy consumption among CHs. Simulation results demonstrate that our clustering approach effectively improves the network lifetime, residual energy and reduces the number of CH rotations in comparison with the MLCRA protocols.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권7호
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• pp.62-70
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• 2015

The energy of a sensor in a Wireless Sensor Network (WSN) puts a limit on the lifetime of the network. To prolong the lifetime, a clustering plan is used. Clustering technology gets its energy efficiency through reducing the number of communication occurrences between the sensors and the base station (BS). In the distributed clustering protocol, LEACH-like (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy - like), the number of sensor's cluster head (CH) roles is different depending on the sensor's residual energy, which prolongs the time at which half of nodes die (HNA) and network lifetime. The position of the CH in each cluster tends to be at the center of the side close to BS, which forces cluster members to consume more energy to send data to the CH. In this paper, a protocol, pseudo-LEACH, is proposed, in which a cluster with a CH placed at the center of the cluster is formed. The scheme used allows the network to consume less energy. As a result, the timing of the HNA is extended and the stable network period increases at about 10% as shown by the simulation using MATLAB.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제9권2호
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• pp.185-194
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• 2020

Designing of a hierarchical clustering algorithm is one of the numerous approaches to minimize the energy consumption of the Wireless Sensor Networks (WSNs). In this paper, a homogeneous and randomly deployed sensor nodes is considered. These sensors are energy constrained elements. The nominal selection of the Cluster Head (CH) which falls under the clustering part of the network protocol is studied and compared to Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) protocol. CHs in this proposed process is the function of total remaining energy of each node as well as total average energy of the whole arrangement. The algorithm considers initial energy, optimum value of cluster heads to elect the next group of cluster heads for the network as well as residual energy. Total remaining energy of each node is compared to total average energy of the system and if the result is positive, these nodes are eligible to become CH in the very next round. Analysis and numerical simulations quantify the efficiency and Average Energy Ratio (AER) of the proposed system.