본 논문에서는 신뢰하는 제 3기관(혹은 장치)(TTP)이 없고 사전에 키가 분배되지 않는 멀티 홉 클러스터 센서 네트워크 환경에서 안전하게 암호화된 키를 교환하는 알고리즘을 제안한다. 기존의 연구는 TTP가 존재하거나 노드간 키가 이미 분배되었다는 가정하에서 진행되었다. 그러나, 기존의 방법들은 기반 구조가 없는 USN 환경에서는 가능하지 않다. 기존 연구 중 일부는 난수를 이용한 Diffie-Hellman 알고리즘을 이용하여 문제를 해결하고자 하였으나 재생 공격과 중간자 공격에 취약한 것으로 나타났다. 기존의 Diffie-Hellman 알고리즘에서 취약한 문제로 드러난 노드 간 인증 문제는 ��TESLA를 사용한 수정된 Diffie-Hellman 알고리즘으로 해결한다. 본 논문에서는 수정된 Diffie-Hellman 알고리즘에 타임 스탬프를 사용한 일회용 패스워드(OTP)를 추가하여 안전하면서, 가볍고, 강인한 키 교환 알고리즘을 제안한다. 마지막으로 인증, 기밀성, 무결성, 부인방지, 후방향 안전성 및 전방향 안전성에 대해서 안전하다는 것을 검증한다.
본 논문에서는 유비쿼터스 환경에서 제 3신뢰기관과 사전 키 분배가 이루어지지 않은 상태에서 노드간 키를 안전하게 교환할 수 있는 방법에 대해서 제안한다. 기존의 방식들은 유비쿼터스 혹은 MANET 환경에서 제 3 신뢰기관(TTP)을 가상적으로 존재한다고 가정하거나, 이미 노드간 암호화 키가 기 배포되었다는 가정에서 연구되었다. 그러나 이러한 방식들은 기반구조가 없는 무선의 환경에서는 적절치 못한 방법이다. 이런 문제점을 해결하고자 사용되는 방법 중 하나가 Diffe-Hellman 방식을 이용한 방법이다. 그러나 기존의 방법은 중간자 공격과 재생공격에 취약점을 보인다. 따라서 본 논문에서는 ${\mu}TESLA$ 방식을 이용하여 노드들간의 인증문제를 해결하고. 타임스탬프를 이용한 일회용 패스워드 기능을 추가하여 유비쿼터스 환경에서도 안전하고 가벼운 노드간 키 교환 방법을 제안하고 이에 대한 안전성을 검증한다
본 논문에서는 SIP UA와 서버 사이에서 HTTP Digest 인증과 TLS를 대신하여 효율적이고 안전한 사용자 인증 및 키 교환 기술을 제안한다. 기존에 다양한 SIP 인증 및 키 교환 기술들이 연구되었지만, 이동 단말과 같이 자원 활용이 한정적인 SIP UA에서 암호학적 연산량에 대한 부담이 여전히 존재한다. 제안 기술은 HTTP Digest 인증 기법의 사전 공격 문제를 해결하고 홉 간 보안을 위하여 Diffie-Hellman 키 교환 알고리즘을 사용하여 보안성을 강화하였다. 또한 자원이 충분하지 않은 SIP UA에서 수행해야 하는 Diffie-Hellman 알고리즘의 지수 모듈러 연산을 SIP 서버에게 위임하는 방법을 사용하여 보안성을 강화하였다. 또한 SIP 서버에게 위임하는 방법을 사용하여 제안 기뎁이 기존 기법틀보다 암호학적 연산량에 대한 에너지 소모량이 적다. 제안 기술은 SIP 포준 인증 절차를 크게 수정하지 않고 필요한 인증 파라미터만을 추가하여 간단하게 구현할 수 있기 때문에 이미 널리 사용되고 있는 SIP 환경에 쉽게 적용할 수 있다.
Ad-Hoc네트워크에서는 기존의 인프라를 사용하지 않기 때문에 공개 키 기반 구조 또는 제삼자 키 관리 서비스를 지원하지 않는다. 따라서 여러 유형의 보안문제가 발생할 수 있다. 그래서 보안 문제를 해결하기 위한 방법인 키 협정(key agreement)에 대하여 많은 프로토콜들이 제안되어 왔다. 가장 대표적인 것이 디피 헬만(Diffie-Hellman)이 제안한 프로토콜이다. 그러나 이 방법은 두명의 사용자간에서만 사용될 수 있다. 이 논문에서는 디피 헬만 방법을 확장하여 다자간에도 사용될 수 있는, 그룹 키 협정에 대하여 알아보고, 그룹 키 협정 진행 중에 링크 장애가 발생했을 때 그룹 키 협정을 성공적으로 수행하기 위한 효율적인 방법을 제안하였다.
Seo와 Sweeny는 통신 당사자간의 직접적인 세션키(session key) 교환을 위해 SAKA(Simple Authenticated Key Agreement Algorithm)를 제안했다. SAKA는 패스워드(password)를 사용하여 사용자인증 기능을 제공하는 변형된 Diffie-Hellman 키 교환 프로토콜로써, 키 생성 및 사용자 인증 시 요구되는 계산량과 메시지 전송량을 고려할 때 효율적인 프로토콜이다. 그러나, 최근에 Lin은 SAKA의 안전성에 취약점이 있음을 지적하고 개선된 프로토콜을 제안하였다. 본 논문에서는 개선된 프로토콜이 여전히 재전송 공격(replay attack)에 안전하지 않기 때문에 사용자 인증을 제공 할 수 없음을 보인다.
새로운 암호화 알고리즘인 ECC (Elliptic Curve Cyptography)는 elliptic curves을 기반으로 하며, 포인트 연산과 Elliptic Curve Discrete Logarithm Problem (ECDLP)을 포함한다. ECDLP는 쉬운 키 생성과 단방향 암호화, 키의 역생성이 불가능한 특징을 가지고 있다. 이러한 ECDLP의 특징은 개인정보 보호에 매우 강하다. 본 논문에서 제안하는 경량 ECDH 키 생성기 하드웨어는 Elliptic Curve Integrated Encryption Scheme (ECIES) 및 키 공유에 사용할 수 있는 163 비트 공유키를 생성한다. 제안하는 하드웨어 구조에서는 작은 고속 곱셈 알고리즘을 사용하여 확장된 유클리드 알고리즘을 구현했다. 제안하는 하드웨어 구조는 Verilog HDL을 사용하여 설계되었으며, vivado ISE 2016.3과 virtex-7 FPGA 보드를 통해 구현하였다.
FTP는 한 호스트에서 다른 호스트로 파일을 전송하기 위한 프로토콜로써, 데이터를 평문으로 전송하기 때문에 기밀성이 보장되지 않는다. 현재 보안 기능이 제공되는 FTP로 FTPS와 SFTP가 있다. FTPS는 SSL/TLS 암호화 프로토콜 기반에서 동작하는 FTP이다. SFTP는 SSH를 통해 파일을 전송하는 프로토콜이다. 따라서 FTPS는 SSL/TLS, SFTP는 SSH와 같은 추가적인 시스템이 반드시 필요한 단점이 있다. 본 논문에서는 추가적인 암호화 시스템 없이 FTP 내에서 보안 기능을 지원하는 Secured FTP를 제안하였다. Secured FTP는 FTP 내에서 Diffie-Hellman 알고리즘을 이용하여 공유된 비밀 키를 생성하고 AES-Counter 알고리즘을 이용하여 FTP 데이터를 암호화 및 복호화 하도록 설계되었다. Secured FTP를 Linux 운영체제에서 구현하였고 시험을 통하여 비밀 키가 정상적으로 교환되고 FTP 데이터가 암호화되어 전송되는 것을 확인하였다.
MVPN(Mobile Virtual Private Network)은 이동단말을 사용하는 이동근무자가 지역적 제한없이 VPN 서비스를 제공받을 수 있도록 하는 기술이다. 이동 VPN 사용자에게 지속적인 VPN 서비스를 제공하기 위해서는 이동성을 제공하기 위한 MIP(Mobile IP) 프로토콜과 IPsec 기반 VPN 기술의 공존이 필요하다. 그런데 MIP와 IPsec 기반 VPN GW(Gateway)를 함께 사용하게 되면 등록 실패나 빈번한 IPsec 터널 재 설립과 같은 문제가 발생한다. IETF에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 VPN GW의 외부에 홈 에이전트(x-HA)를 사용하는 방안을 제시하였고, 이를 기반으로 동일한 외부네트워크 내에서의 이동에 대한 핸드오버 지연을 줄이기 위한 방안으로 MN(Mobile Node)이 위치한 외부네트워크 내에 x-HA를 동적으로 할당하는 방안도 제안되었다. 그러나 동적으로 x-HA를 할당하는 방안은 세션 키의 노출이나 네트워크 간 이동시의 긴 핸드오버 지연 발생과 같은 문제를 가진다. 이에 본 논문은 이동 VPN 사용자의 핸드오버 지연시간을 최소화하고 핸드오버로 인한 데이타 손실을 줄이면서 보안을 강화하는 새로운 MVPN 프로토콜을 제안하고, 시뮬레이션을 통해 기존에 제안된 방안과 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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