u-Healthcare에서는 다양한 생체 정보를 지속적으로 수집하는 것이 필요하다. 이를 위해 센서와 서버 간의 효율적인 네트워크 환경으로써 IoT가 고려된다. 본 논문에서는 이러한 IoT 환경에 적합한 전송 방식 및 압축 알고리즘을 제안하였다. 결과는 기존의 압축 알고리즘 및 선행연구들과 비교하였다. 결과에서 본 논문에서 제안하는 알고리즘의 압축효율이 11.7이 됨을 알 수 있었다.
IoT applications are quickly spread in many fields. Blockchain methods(BC), defined as a distributed sharing mechanism, offer excellent support for IoT evolution. The BC provides a secure way for communication between IoT devices. However, the IoT environments are threatened by hacker attacks and malicious intrusions. The IoT applications security are faced with three challenges: intrusions and attacks detection, secure communication, and compressed storage information. This paper proposed a system based on double-blockchain to improve the communication transactions' safety and enhance the information compression method for the stored data. Information security is enhanced by using an Ellipse Curve Cryptography(ECC) considered in a double-blockchain case. The data compression is ensured by the Compressed Sensing(CS) method. The conducted experimentation reveals that the proposed method is more accurate in security and storage performance than previous related works.
IoT device 측정 데이터 또는 거래 데이터는 관측 정보가 실시간으로 전송되고 이를 처리하는 과정에서 많은 트래픽이 발생한다. 이를 실시간 무 손실 압축 기법인 universal code를 이용하면 효과적으로 압축 또는 전송할 수 있다. 본 논문은 측정 수치의 최대 범위를 예측하기 어렵고, 매우 짧은 시간 마다 비교적 일정한 범위 내에서 데이터가 발생하는 주식 거래량 데이터의 압축 전송을 위해, 본 연구진의 새롭게 개발한 유니버설 코드 BL-beta를 이용하여 압축 전송에 적용해보니, 고정 길이 비트 전송에 비해 최소 49.5%이상의 높은 압축 효율을 보였으며, 기존 유니버설 코드인 Exponential Golomb 코드 보다 16.6% 더 우수한 압축 전송 성능을 나타내었다.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제21권6호
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pp.119-126
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2021
The Internet of Things (IoT) applications are quickly spread in many fields. Blockchain methods (BC), defined as a distributed sharing mechanism, offer excellent support for IoT evolution. The BC provides a secure way for communication between IoT devices. However, the IoT environments are threatened by hacker attacks and malicious intrusions. The IoT applications security are faced with three challenges: intrusions and attacks detection, secure communication, and compressed storage information. This paper proposed a system based on double-blockchain to improve the communication transactions' safety and enhance the information compression method for the stored data. Information security is enhanced by using an Ellipse Curve Cryptography (ECC) considered in a double-blockchain case. The data compression is ensured by the Compressed Sensing (CS) method. The conducted experimentation reveals that the proposed method is more accurate in security and storage performance than previous related works.
소형 컴퓨팅 기기의 최근 발달과 더불어, 사물인터넷 기반 센서 네트워크가 광범위로 확산되고 있으며, 이제는 저렴한 비용으로 센서 연산 기능과 통신 기능을 사용가능하게 되었다. 센서 데이터 관리는 사물 인터넷 환경에서 주요한 요소이다. 센싱 장비로부터 발생되고 전파되는 엄청난 분량의 자료는 많은 유효 정보를 제공하고 사업추진을 위한 다음세대의 빅데이터로 생각되고 있다. 최신 컬럼 기반 압축 기법이 높은 공간 효율 때문에 대용량 서버에 장착되고 있다. 센서는 좁은 대역폭과 오류가 많은 무선 채널을 사용하므로, 센서 기반 저장 시스템은 불안정한 데이터 서비스에 노출되어 있다. 본 연구에서는 사물 인터넷 센서망에 대한 분석을 간략하게 서술하며, 사물 인터넷을 위한 신규 스토리지 관리 방법을 제안한다. 제안한 관리 방법은 레이드 스토리지 모형을 근거로 하고, I/O 성능의 감쇄 없이 공간 효율성을 높이기 위하여 컬럼 기반 분리 및 압축법을 활용한다. 컴퓨터 모의 성능 실험을 통하여 본 제안 저장 기법이 기존 Raid 제어 기법보다 우수하다는 결론을 얻었다.
본 연구는 IoT 센싱 데이터의 무 손실 실시간 전송에 활용 가능한 BL-beta 코드의 엔코딩 및 디코딩 성능 개선을 통해 효과적으로 압축 데이터를 실시간으로 전송하고, 해독할 수 있도록 로직을 개선한 결과에 대한 연구이다. BL-beta 코드의 엔코딩 과정에는 비교적 연산 부담이 큰 로그 함수와 지수 함수, 나눗셈 및 제곱근 연산 등이 포함되어 있는데 이를 개선하여 비트 연산과 이진수 패턴 분석 그리고 비트 패턴을 이용한 뉴턴-랩슨 방법의 초기 값 설정을 통해 빠르게 데이터를 BL-beta 코드로 엔코딩 및 디코딩 할 수 있는 새로운 규칙성을 발견하였으며 이를 적용하여 기존 연구와 비교하여 알고리즘의 엔코딩 속도를 평균 24.8%, 디코딩 속도를 평균 5.3% 개선하였다.
사물인터넷 (IoT)은 데이터의 양을 상당히 증가시킨다. 데이터베이스 압축은 저장 시스템 비용과 I/O 대역폭을 절약할 수 있기 때문에 빅데이터에 있어서 중요하다. 그러나 데이터베이스 압축은 압축된 페이지에 대한 업데이트로 인해 OLTP와 같은 쓰기 집중적인 워크로드에 대해 낮은 성능을 보일 수 있다. 본 논문에서는 데이터베이스 압축의 성능 향상을 위한 실용적 가이드라인을 제시한다. 특히, 압축 페이지 크기에 의한 계산으로부터 예상되는 공간 절약과 거의 같은 공간 절약을 보이는 테이블들만을 압축하는 SELECTIVE 전략을 제시한다. TPC-C 벤치마크와 MySQL을 이용한 실험을 통해 SELECTIVE 전략이 압축하지 않는 방법에 비해 1.1배 높은 성능을 보이면서 17.3%의 공간을 절약한다는 것을 보였다.
IoT 가 전 산업에 널리 활용되면서 생성되는 데이터 양이 급증하고 있다. 그러나 경량, 저가, 저전력 IoT 는 대용량 데이터를 처리, 저장, 전송하기 어렵다. 그러나 이러한 문제를 해결하기 위한 종래의 방법들은 복잡도와 성능의 트레이드오프 문제가 있다. 본 논문은 IoT 기기의 효율적 리소스 사용을 위한 오토 인코더 데이터 압축 기법을 제안한다. 실험 결과에 따르면 제안한 기법은 종래 기술에 비해 평균 60.61% 축소된 데이터 크기를 보였다. 또한, 제안된 기법으로 압축된 데이터를 사용하여 모델 학습을 진행한 결과에 따르면 RNN 과 LSTM 모델에 제안한 방법을 적용했을 때 모두 97% 이상의 정확도를 보였다.
In this paper, we implement a lossless compression technique for time-series data generated by IoT (Internet of Things) devices to reduce the disk spaces. The proposed compression technique reduces the size of the encoded data by selectively applying CNN (Convolutional Neural Networks) or Delta encoding depending on the situation in the Forecasting algorithm that performs prediction on time series data. In addition, the proposed technique sequentially performs zigzag encoding, splitting, and bit packing to increase the compression ratio. We showed that the proposed compression method has a compression ratio of up to 1.60 for the original data.
본 연구는 IoT 기술을 이용한 의료기기에서 송수신되는 대량의 이진데이터의 디지털 변조 과정시 독특한 압축 알고리즘을 적용하여 보다 빠른 시간내에 데이터를 송수신하기 위한 연구이다. 이를 위해 이진데이터 스트리밍을 간단한 규칙에 따라 바이너리 클러스터라는 단위로 구분한 뒤, 각 바이너리 클러스터에 대해 1차 압축바이너리 클러스터를 생성하고 유형별로 추가적인 압축 연산을 통해 1 내지 2비트를 압축한 2차 압축 바이너리 클러스터를 생성한 뒤, 각각의 2차 압축 바이너리 클러스터를 맨체스터 라인코딩 방식으로 전송하였다. 특히 본 연구에서는 각각의 2차 압축바이너리 클러스터들의 구분을 위한 정보로서 휴지 전위를 2차 압축 바이너리 클러스터를 코딩한 맨체스터 코드 사이에 삽입 전송하는 방법을 제안하였다. 이를 통해, 2비트 압축된 바이너리 클러스터의 경우 휴지 전위를 위한 1 전송 단위 시간의 소요를 고려하더라도 추가적으로 1 전송 단위 시간의 시간적 이득을 얻게 됨으로써 전송 속도를 향상시킬 수 있을 것으로 기대되었다. 휴지 전위는 1개 전송 단위로서만 독립적으로 각각 분리된 압축바이너리 클러스터들의 연결에 사용하므로, 2개 전송단위 시간 이상의 연속된 휴지 전위는 존재하지 않게 되고, 맨체스터 코딩의 기본 규칙을 준수하므로 직류 성분도 존재하지 않게 된다. 특히 이미 정보이론 알고리즘을 이용한 압축된 이진 데이터에 대해서도 본 연구에서 제안한 압축전송 과정을 이용할 경우 전송 속도를 추가적으로 약 12.6% 향상 시킬 수 있음이 예측되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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