최근 휴대폰과 같은 무선 인터넷 환경과 자원의 제약을 크게 받는 무선 센서 네트워크(wireless sensor network) 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 신뢰성과 안전성이 보장된 센서 네트워크 구축을 위해 전반적으로 보안에 관한 연구가 반드시 필요하다. 센서 네트워크 보안을 위한 한 가지 방안으로 암호학적으로 안전한 알고리즘 개발이 필요하며, 따라서 본 논문에서는 휴대폰과 같은 무선 인터넷 환경, 무선 센서 네트워크, DRM(Digital Right Management) 등과 같은 실시간처리가 필요한 분야에 사용할 목적으로 소프트웨어 및 하드웨어 구현이 쉬운 128비트 스트림 암호 AA128을 제안한다. AA128은 278비트 Arithmetic Shift Register(ASR)과 비선형 변환의 두 부분으로 구성된 스트림 암호이며, 비선형 변환은 혼잡함수(Confusion Function), 비선형변환(SF0 ~ SF3)과 표백(Whitening)을 사용하여 구성된다. 제안한 AA128은 AES와 Salsa20보다 수행 속도가 빠르고, 안전성 또한 현대 암호 알고리즘에서 요구하는 조건을 만족하고 있다. 하드웨어 시뮬레이션 결과를 통해 제안한 알고리즘이 실시간 처리가 필요한 어플리케이션의 속도 요구사항을 만족시키는 성능을 가지고 있음을 보였다.
소셜 네트워크는 관심사가 유사한 사람을 찾거나 정보를 교환하는 주요한 수단으로 최근 각광받고 있다. 특히 페이스북(Facebook) 이나 싸이월드 등과 같이 인터넷상에서 제공되던 소셜 네트워크 서비스는 이제 휴대폰 영역으로 확장되고 있다. 휴대폰은 개인이 향상 소유하고 다니기 때문에 개인정보의 취득이 쉬우며, 센서 기술의 발달로 다양한 종류의 데이터를 함께 수집할 수 있다. 따라서 이를 모바일 소셜 네트워크 서비스에 활용하면 기존의 인터넷기반 소셜 네트워크 서비스와의 차별화를 이룰 수 있다. 이를 위해 본 논문에서는 확률추론 모델인 베이지안 네트워크를 이용하여 사용자와 주변 사람들간의 친밀도나 관계 등의 모바일 소셜 컨텍스투를 추출하는 방법을 제안한다. 이는 모바일 소셜 네트워크 서비스에 중요한 정보로 활용 가능하며, 본 논문에서는 실제 수집한 데이터를 기반으로 그 가능성을 검증하였다.
현재 홈 네트워크, 센서 네트워크, 유비쿼터스 네트워크 등에 대한 활발한 연구가 진행되면서 무선 이동 애드-혹 네트워크에 대한 관심이 높아지고 있다. 무선 이동 애드-혹 네트워크란 기존의 유선하부구조의 도움 없이 이동 호스트들만으로 구성되는 임시적인 네트워크로, 언제 어디서나 컴퓨팅 환경을 이용할 수 있도록 하는 개념의 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 적합한 네트워크이다. 본 논문에서는 다중 경로의 수를 제한하는 소스 라우팅 프로토콜을 기반으로 무선 이동 애드-혹 네트워크의 확장 기법을 제안한다. 이 기법은 무선 이동 애드-혹 네트워크 내의 이동 호스트들 간 또는 무선 이동 애드-혹 네트워크 내의 이동 호스트와 유선 네트워크 서비스를 지원하는 기지국 간에 링크 및 중간 호스트의 중복을 허용하는 다중 경로를 유지함으로써 경로 재설정 및 재등록으로 인한 오버헤드를 줄이는 기법이다. 이와 같이 다중 경로를 유지함으로써 출발지와 목적지간 데이타 패킷 전송 지연 및 패킷 손실을 줄일 수 있으며, 따라서 보다 신뢰적인 방법으로 무선 이동 애드-혹 네트워크를 유선 네트워크로 확장시킬 수 있다. 성능 평가를 통해, 본 논문에서 제안하는 기법이 단일 경로를 사용하는 일반적인 확장 기법들보다 이동 속도 증가에 따른 처리량 및 단대단 지연이 보다 안정적이며, 노드/링크가 전혀 중복되지 않는 다중 경로를 사용하는 기법에 비해 낮은 오버헤드를 가짐을 보인다.
Recently, Bluetooth has been regarded as a new technology for short-range wireless connection. Although initial application of Bluetooth technology has been focused mainly on replacing cables between hand-held devices due to a limited packet size and short-range, general wireless telecommunication such as PAN and Ad hoc networks via Bluetooth-equipped devices is expected to be one of the most popular applications. Wireless equipments have been used to exchange data between host and mobile unit. The exchanging data may be several bytes of control command and the value of sensors with ultra-sonic, vision sensor, and encoder from mobile robot. However, most wireless equipments have some drawbacks such as lack of authentication, large size and high price. On the other hand, the benefits of Bluetooth are small size, low power, low price except short-range. Especially, there are some difficulties when wireless modules are used in indoor environments. In this paper, a method of using wire network in Bluetooth network is investigated as a solution to overcome the short-range problem of Bluetooth and difficulty in indoor environment.
Location information will become increasingly important for future Pervasive Computing applications. Location tracking system of a moving device can be classified into two types of architectures: an active mobile architecture and a passive mobile architecture. In the former, a mobile device actively transmits signals for estimating distances to listeners. In the latter, a mobile device listens signals from beacons passively. Although the passive architecture such as Cricket location system is inexpensive, easy to set up, and safe, it is less precise than the active one. In this paper, we present a passive location system using Cricket Mote sensors which use RF and ultrasonic signals to estimate distances. In order to improve accuracy of the passive system, the transmission speed of ultrasound was compensated according to air temperature at the moment. Upper and lower bounds of a distance estimation were set up through measuring minimum and maximum distances that ultrasonic signal can reach to. Distance estimations beyond the upper and the lower bounds were filtered off as errors in our scheme. With collecting distance estimation data at various locations and comparing each distance estimation with real distance respectively, we proposed an equation to compensate the deviation at each point. Equations for proposed algorithm were derived to calculate relative coordinates of a moving device. At indoor and outdoor tests, average location error and average location tracking period were 3.5 cm and 0.5 second, respectively, which outperformed Cricket location system of MIT.
모바일 헬스케어 서비스에서 생체 정보의 신뢰성 있는 전송은 매우 중요하다. 본 논문에서는, 6LoWPAN의 멀티 홉 무선네트워크의 모바일 헬스 케어 모니터링 서비스에서 신뢰성 있는 생체 정보 전송 기술을 제안한다. 또한, IEEE 11073-20601 프로토콜을 확장하였으며 IPv6 네트워크를 사용한 6LoWPAN 기반의 6LoWPAN 멀티-홉 무선 센서네트워크에서 생체 정보를 안정적으로 전송하기 위하여 신뢰성 있는 경로 구축 방법을 제안한다. 6LoWPAN은 IPv6 패킷을 전송하기 위하여 MAC계층의 상위 계층에 적응 계층을 올려 센서 네트워크에 부합하는 점 등으로 인해 현재 가능성을 인정받고 있다. 본 논문에서는 6LoWPAN의 센서들이 소형이고 저가이며 배터리를 사용할 수 있음을 고려하고 모바일 헬스케어 응용환경에 적합한 네트워크 시스템인 만큼 신뢰성 있고 전력 소비 및 알고리즘 수행의 복잡도를 최소화하는 라우팅 절차 및 알고리즘을 제시한다. 본 논문에서 제안된 방법의 우수성을 증명하기 위하여 NS-3을 사용하여 AODV 프로토콜과 성능을 비교하였다.
Sensor networks will play an important role in the next generation pervasive computing. But its characteristic of wireless communication brings a peat challenge to the security measures used in the communication protocols. These measures are different from conventional security methods. In this paper, we proposed a security architecture for self-organizing mobile wireless sensor networks. It can prevent most of attacks based on intrusion detection.
이동 싱크를 이용한 데이터 수집에서 센서 노드들이 이동 싱크의 통신반경에 포함되는 시간은 불균등하다. 불균등한 시간내에 효율적인 데이터 수집을 위해서는 이동 싱크와 센서 노드간 데이터 수집 스케줄링이 필요하다. 기존 이동 싱크에 이용된 스케줄링 기법들은 데이터 수집을 위해 이동 싱크의 통신범위에 머무는 시간과 이동 싱크로 수집된 데이터양 등을 고려하였다. 하지만 기존 연구들은 센서 네트워크에서 수집되는 데이터의 특성을 고려하지 않았다. 본 논문에서는 센서 노드별 데이터 수집 주기와 이동 싱크와 센서 노드사이의 데이터 수집 주기로 구성된 TDMA 스케줄링 기법을 제안하였다. 또한 온도, 습도 등과 같이 일정하게 증가 혹은 감소하는 센서 데이터의 특성을 고려한 TDMA 스케줄링 기반의 데이터 수집기법을 제안하였다. 제안한 데이터 수집 기법은 센서 노드별 전체 데이터의 수집이 아닌 사용자가 설정한 임계 값보다 크게 변한 데이터를 수집한다. 제안하는 기법의 우수성을 보이기 위해 기존 스케줄링 기법 중 데이터 균등 수집을 목표로 하는 DWEDF 기법과 성능 평가를 수행하였다. 실험 결과 제안하는 기법이 기존 DWEDF 기법에 비해 데이터 수집에 소모되는 에너지가 약23% 줄었고, 센서 노드의 데이터 수집실패가 감소하였다.
센서 네트워크에서 싱크가 이동성을 가지게 되면, 네트워크의 라우팅에 변화가 그렇지 않은 경우 보다 심화된다. 이동싱크의 경우 센서 네트워크 지역을 지속적으로 이동하기 때문에 소스 센서 노드와의 통신상에서도 경로 변경이 발생하게 된다. 싱크의 이동으로 인한 경로변경은 많은 오버헤드를 부과할 수 있기 때문에 동적인 경로 변경에 대처하는 방안이 요구된다. 본 논문에서는 이러한 동적인 경로 변경을 위하여 사전 경로변경 방식을 제안한다. 동적 경로변경의 계산은 이동 싱크가 수행하여 네트워크의 오버헤드를 줄이며, 물리적 경로변경 이전에 경로를 배정함으로써 경로변경에 따른 지연을 최소화하고자 한다.
다가올 유비쿼터스 시대를 선도할 기술 중 하나인 USN(Ubiquitous Sensor Network)은 산업 전반에 커다란 변화를 가져올 것으로 기대된다. USN은 각종 센서 노드로부터 사물 및 환경 정보를 감지, 저장, 가공, 통합하고 상황인식 정보 및 지식 콘텐츠 생성을 통하여 언제, 어디서. 누구나 원하는 맞춤형 서비스를 자유로이 이용할 수 있는 첨단 지능형사회의 기반 인프라이다. USN과 더불어 이를 활용하기 위한 USN 어플리케이션의 개발들이 늘고 었으며 이에 USN 미들웨어의 필요성 또한 증가하고 있다. USN 디렉토리 서비스는 USN 미들웨어를 구성하는 핵심 서비스 중 하나이며, 지역적으로 분산된 USN 자원에 대한 정보를 관리하고 USN 자원에 대한 검색을 실시간으로 제공하는 서비스이다. USN 자원은 고정된 자원과 이동성을 지닌 자원으로 나눌 수 있다. 하지만 현재 이동성을 지닌 센서 노드(Mobile Sensor Node)를 지원할 수 있는 USN 디렉토리 서비스는 보이지 않고 있다. 본 논문은 이러한 Mobile Sensor Node의 특성을 지원하는 USN 디렉토리 서비스의 모델들을 제시하고 그에 대한 설계 및 구현을 논한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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