KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제8권7호
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pp.2532-2553
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2014
In Asiacrypt 2003, Al-Riyami and Paterson proposed the notion of certificateless cryptography, a technique to remove key escrow from traditional identity-based cryptography as well as circumvent the certificate management problem of traditional public key cryptography. Subsequently much research has been done in the realm of certificateless encryption and signature schemes, but little to no work has been done for the identification primitive until 2013 when Chin et al. rigorously defined certificateless identification and proposed a concrete scheme. However Chin et al.'s scheme was proven in the random oracle model and Canetti et al. has shown that certain schemes provable secure in the random oracle model can be insecure when random oracles are replaced with actual hash functions. Therefore while having a proof in the random oracle model is better than having no proof at all, a scheme to be proven in the standard model would provide stronger security guarantees. In this paper, we propose the first certificateless identification scheme that is both efficient and show our proof of security in the standard model, that is without having to assume random oracles exist.
최근 인터넷을 통해 개인정보 유출사례가 빈번히 발생하고 있으며, 한번 유출된 개인정보는 회수 변경이 어렵고, 명의도용 사기 등 제3의 범죄로 까지 이어지고 있어 국가차원의 대책 마련이 요구된다. 현재 각 포털사(社) 쇼핑몰 등 인터넷 사업자는 회원 가입시 개인정보를 무분별하게 수집하고 있으며 제대로 된 보안관리가 이루어지지 않고 있는 실정이다. 이러한 상황은 시간이 지날수록 해커가 공격할 수 있는 취약 요인의 수만 증가 시킬 뿐이며 보안 관리 범위도 통제할 수 없게 된다. 또한 국내 외 해커들은 금전적 이득을 얻기 위해 개인정보를 선호하고 있어 향후에도 개인정보 유출 사고는 지속 증가할 것으로 예상된다. 이에 본 논문에서 인터넷 회원가입을 위해 수집하는 개인정보 보안 관리 실태를 살펴보고 유출된 개인정보를 인터넷에서 재사용할 수 없도록 하는 공인인증서 기반 개인 인증체계 개선 모델을 제안하기로 한다.
ID기반 사인크립션(Signcryption) 기법은 메시지의 기밀성과 메시지 인증을 동시에 제공한다. 하지만 높은 연산 비용이 요구되기 때문에 스마트카드나 PDA와 같은 저전력 디바이스 환경에서는 사용되기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 새로운 개념의 기법이 온라인/오프라인 기법이다. 온라인/오프라인 기법은 서명이나 암호화의 연산 단계를 두 단계로 나누어서 한다. 첫 번째 단계는 오프라인 단계로서 서명 또는 암호화될 메시지를 알기 전에 수행할 수 있는 연산을 미리 하는 단계이다. 두 번째 단계는 온라인 단계로서 보낼 메시지와 수신자의 공개키를 알고 나서 서명 또는 암호화 연산을 수행하는 단계이다. 온라인 단계에서는 가능한 한 페어링이나 지수승 같은 연산 비용이 높은 연산을 하지 않게 설계되어 진다. 이러한 온라인 단계의 효율성 때문에 비용의 한계가 있는 디바이스에서 유용하게 사용될 수 있다. 본 논문에서는 기밀성과 메시지 인증을 제공하는 ID기반 사인크립션을 제안하고, 저전력 디바이스에서 사용될 수 있는 ID기반 온라인/오프라인 사인크립션 기법을 제안한다. 이 기법은 랜덤오라클 모델에 안전성을 두지 않는 최초의 ID기반 온라인/오프라인 사인크립션 기법이다.
최근에 주소기반의 키를 적용하는 모바일 IPv6 바인딩 갱신 프로토콜(BU-ABK)이 제안되었다. BU-ABK는 주소기반의 키를 통해 광역의 보안 인프라 없이 강력한 인증과 안전한 키교환을 지원하지만 공개키 연산을 위한 암호화 매개변수의 위조를 탐지할 수 없기 때문에 중간자 공격과 서비스 거부공격에 취약한 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 이러한 BU-ABK의 취약점을 개선하고 제한된 전력을 갖는 이동장치를 위한 최적화 옵션을 제안한다. 또한, BU-ABK와의 비교를 통해 제안 프로토콜이 이동노드 상의 과중된 오버헤드를 초래하지 않고 강력한 보안을 제공함을 보인다.
21세기를 맞이하면서 정보통신기술의 발전과 인터넷 이용 확산 등으로 사용자 인증이 중요한 문제로 대두되고 있으며, 보다 강력한 사용자 인증을 위하여 생체인식 기술의 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 사용자 인증을 위한 생체정보가 타인에게 도용된다면 패스워드나 PIN과 달리 변경이 불가능하므로 심각한 문제를 일으킨다. 본 논문에서는 센서에서 획득된 지문영상을 클라이언트로 안전하게 전송하는 프로토콜을 제안한다. 특히, 계산능력이 부족한 임베디드 프로세스를 내장한 지문센서에서 지문영상을 실시간으로 암호화하기 위하여 지문영상 전체를 암호화하는 대신, 지문영상의 특정 비트 평면만을 암호화하는 부분암호화 알고리즘을 제안한다. 일반적인 부분암호화 방법에서 사용되어지는 최상위 비트 평면으로 부분암호화를 착 경우 간단한 공격으로 지문의 융선정보를 알 수 있기 때문에 지문인식 시스템에 공격이 가능한 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 최상위 비트정보 대신 최하위 비트정보를 이용하는 개선된 선택적 비트 평면 암호화 방법을 사용하였다. 제안된 알고리즘의 성능을 분석하기 위해 16비트 임베디드 프로세서를 가진 지문센서를 개발하고 부분암호화 방법을 구현한 결과, 기밀성 보장 및 실시간 처리가 가능함을 확인하였다.
PKI(Public Key Infrastructure) 인터넷 뱅킹은 서명 검증을 위한 공개키(public key)를 신원 정보와 함께 서버에 등록하고, 등록된 공개키를 사용하여 사용자 인증과 거래 인증을 위한 서명을 검증하는 데 활용한다. 반면, 비트코인 등 블록체인 기반의 금융 거래 시스템은 공개키 암호 기반의 디지털 서명에 근거한 인증 체계를 채택하고 있음에도 불구하고, P2P(peer-to-peer) 방식으로 지불 거래를 수행하므로 공개키를 등록할 수 있는 서버가 존재하지 않는다. 본 논문은 기존의 대표적인 인터넷 뱅킹 방식인 PKI 인터넷 뱅킹과 블록체인 지불 거래의 차이를 분석하고 블록체인 지불 거래의 장단점을 파악하는데 목적이 있다. 이를 통해 본 논문은 블록체인 지불 시스템이 보편적인 금융 거래에 활용되기 위한 구조적 측면과 보안성 측면의 개선방향을 제시하고자 한다.
스마트 자동차에 대한 수요가 급격하게 증가하고 있다. 3GPP와 5GAA와 같은 표준기구에서는 스마트 자동차를 위한 자율 주행 자동차를 포함한 커넥티드 카, 자동차 네트워크 인프라에 대한 표준 통신 프로토콜을 제시하고 있다. 하지만 이와 같이, 스마트 자동차 네트워크 환경에는 기존의 유선 통신 네트워크 보다 더욱 위험할 것으로 예상되는 보안 위협 요소들이 존재한다. 대표적으로 스마트 자동차의 주변 장치들이 신분을 위장하여 차량에 대한 위치정보, 개인 정보 등을 탈취할 수 있을 뿐만 아니라, 스마트 자동차 주변의 인프라 요소들이 공모하여 주행중인 자동차를 위험한 상황에 빠뜨려 생명에 위협을 가할 수도 있을 것이다. 이를 해결하기 위해서, 본 논문에서는 속성 기반 권한 위임 관리 기법과 임계치 암호 알고리즘을 사용해 공모 공격으로부터 안전한 시스템을 제안하였다. 제안한 시스템은 앞서 예로 제시한 공모 공격으로부터 안전할 수 있음을 의미론적 안전 모델을 사용해서 증명하였다.
본 논문에서는 블록체인의 분산 ID(DID, Decentralized ID)를 적용하기 위한 생체인증 리모콘(Remote Control, Remocon) 기반의 IPTV 통신사가 다양한 홈 쇼핑 방송사와 연동하는 FIDO(Fast IDentity Online) 거래인증 플랫폼을 제안한다. 이때, DID 기반의 스마트 리모콘은 개인 식별을 위한 생체인식 기법을 적용한다. 이러한 개인별 DID 스마트 리모콘은 분산 ID 블록체인을 적용함으로서, 홈 쇼핑 시청자가 채널 변경정보의 분석을 통해 신뢰성 높은 시청률 조사를 가능하게 한다. 아울러, 스마트 리모콘은 홈쇼핑 채널에서 상품구매 정보이력을 활용함으로서, IPTV의 홈 쇼핑 시청자가 다 채널에서 방송된 동일 상품정보를 블록체인 기법으로 공유 및 제품 특성을 비교할 수 있게 된다. 이로써 홈 쇼핑 시청자가 FIDO2.0 거래인증의 확인을 위한 실시간 온라인 접속결과를 확인함으로서, IPTV 통신사는 다수의 홈 쇼핑 방송사와 시청자용 DID 스마트 리모콘을 통해 홈 쇼핑 주문/결제 정보를 원스톱(One-stop)으로 처리할 수 있다. 또한, IPTV 통신사는 FIDO 거래인증 플랫폼을 통한 홈쇼핑 고객의 편익과 방송사의 결제부담을 경감하는 효과를 기대할 수 있다.
바이오인식 기술을 이용한 사용자 인증은 편리함과 동시에 강력한 보안성을 제공하는 등 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 사용자 인증을 위해 저장된 중요한 바이오정보가 타인에게 유출되어 도용된다면 패스워드나 PIN과 달리 변경이 불가능하므로 심각한 문제를 일으킬 수 있다. 지문 템플릿 정보를 안전하게 보호하기 위해 암호학적 방법으로 연구되어지고 있는 퍼지볼트 이론(Fuzzy Vault Scheme)을 적용한 지문퍼지볼트 시스템이 가장 널리 알려진 방법이다. 그러나 지문퍼지볼트 시스템은 두 개 이상의 지문볼트를 이용하여 진짜특징점을 구분하는 상관관계 공격 (Correlation Attack)에 취약한 결정적인 문제점이 있다. 본 논문에서는 거짓특징점을 임의로 추가하지 않고 특징점의 좌표, 방향 등 진짜특징점의 정보를 이용하여 추가함으로써 상관관계 공격에 강인한 지문퍼지볼트 시스템을 제 안한다. 또한, 인접위치에 두 개 이상의 거짓특징점을 추가하는 중첩을 허용함으로써 보안성을 향상시킬 수 있다. 실험을 통하여 제안한 방법은 높은 인식성능을 유지하면서 상관관계 공격에 강인함을 보였다.
세계 디지털화의 흐름이 경제, 신원 인증, 물류 분야 등에서 블록체인 혹은 분산원장을 기반으로 한 탈중앙화 시스템 환경으로 변화하고 있다. 이에 맞추어 이내비게이션 서비스의 접근성에 있어서도 탈중앙화된 여러 해사 서비스 레지스트리(MSR)들로부터 공개 서비스를 검색할 수 있어야 한다는 요구사항이 도출되었다. 본 연구는 MSR 분산원장과 다수의 지역 MSR로 구성된 탈중앙화 MSR 환경을 기술하고, 이 환경에서 웹 브라우저 기반의 글로벌 이내비게이션 서비스를 검색할 수 있는 서비스 검색 시스템을 구현하였다. 동적으로 서비스 속성, 지역 정보, 자유 텍스트 검색 질의를 생성하여 MSR 분산원장에 등록된 검색 결과를 통해 유관 MSR과 서비스 접속 정보를 사용자에게 제공하는 탈중앙화 애플리케이션이다. 본 연구에선 구축된 탈중앙화 MSR 환경과 그 환경 내에서 서비스 검색을 수행하는 시스템을 실험하였고 이를 통해 가지는 장점 및 한계점에 대한 논의를 갖는다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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