• ETRI Journal
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• 제28권3호
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• pp.375-378
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• 2006

This letter presents a pairwise key establishment scheme that is robust against the compromise of nodes in mobile ad hoc networks. Each node establishes local keys with its neighbor nodes that are at most three hops away at network boot-up time. When any two nodes establish a pairwise key, they receive the secret information from the nodes on the route between them, and construct the pairwise key using the secret information. Here, the local keys are utilized by the nodes on the route to send the secret information securely. The simulation results have proven that the proposed scheme provides better security than the key pre-distribution-based scheme.

• 정보처리학회논문지C
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• 제17C권2호
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• pp.165-172
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• 2010

다양한 분야에서 응용될 수 있는 센서 네트워크 통신에 안전성을 제공하기 위해서는 센서 노드 간 pairwise 키설정이 기본이 되어야한다. 본 논문에서는 네트워크 필드를 육각형의 클러스터로 나누고 각 센서 노드마다 예상되는 위치에 따라 세 개의 서로 다른 키 정보를 사전에 나누어 주어 노드 배치 후 갖고 있는 정보를 이용하여 모든 이웃 노드와의 pairwise 키를 설정할 수 있도록 한다. 특히 키스트링 기법을 적용하여 이를 클러스터링 정보와 연계되도록 함으로써 적은 양의 정보를 가지고도 이웃한 모든 노드들 간에 pairwise 키를 설정할 수 있도록 하였다. 제안된 키설정 메커니즘을 통하여 필요한 메모리의 양을 줄이면서도 보안 강도를 높일 수 있음을 증명한다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제13C권2호
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• pp.195-202
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• 2006

센서 네트워크를 실생활에 적용하기 위해서는 보안 서비스가 반드시 같이 제공되어야하며 보안에 있어서 핵심은 노드 간에 안전한 통신을 가능하게 하는 pairwise 키 설정이다. 본 연구에서는 센서 네트워크를 사전에 클러스터링하고 각 클러스터에 헤드를 두어 기본적인 정보는 사전에 예측된 배치정보에 의해 배분하고 노드 배치 후 실제적으로 이웃 노드를 파악하여 정보가 필요한 노드들만이 클러스터헤드에게 해당 정보를 요청하는 메커니즘을 제안한다. 제안 메커니즘은 클러스터헤드가 좀 더 많은 정보를 사전 분배받는 대신 일반 노드의 메모리 부담을 훨씬 줄였으며 불필요한 정보를 분배하지 않음으로써 노드 포획 시에도 이에 대한 저항성을 높여 보안성을 한층 강화할 수 있을 뿐 아니라 모든 이웃 노드 간 직접키 설정을 보장함으로써 효율적인 키 설정과 통신이 가능하다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권12호
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• pp.5596-5615
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• 2016

Security is one of the major challenges in the Wireless Sensor Networks (WSNs). WSNs are more vulnerable to adversarial activities. All cryptographic security services indirectly depend on key management. Symmetric key management is the best key establishment process for WSNs due to the resource constraints of the sensors. In this paper, we proposed dynamic session key establishment scheme based on randomly generated nonce value and sensor node identity, in which each sensor node is equipped with session key on expire basis. The proposed scheme is compare with five popular existing key management systems. Our scheme is simulated in OMNET++ with MixiM and presented experimental results. The analytical study and experimental results show the superiority of the proposed scheme over the existing schemes in terms of energy, storage, resilience and communication overhead.

• 정보처리학회논문지C
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• 제12C권4호
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• pp.473-480
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• 2005

센서 네트워크는 다양한 환경에 설치되어 대상 탐지나 환경 감시 등, 유용한 정보를 제공하는데 사용될 수 있다. 이러한 센서 네트워크에서 센서 노드 간 키를 설정하는 것은 안전한 통신을 위한 가장 기본적인 요구 사항이다. 따라서 본 논문에서는 센서 네트워크에서의 효율적 키 설정을 위해 클러스터에 기반한 구조와 다항식(polynomial)을 사용한 pairwise key 설정 방법을 제안하였다. 제안한 메커니즘에서는 네트워크를 클러스터링하여 각 클러스터 별로 유일한 다항식을 할당하고, 동일 클러스터에 있는 센서들은 클러스터헤드로부터 분배받은 다항식 부분정보(polynomial share)를 사용하여 자신의 전송 범위에 있는 이웃 노드들과 pairwise key를 생성할 수 있다. 그러나 통신하고자 하는 두 센서가 서로의 전송 범위 내에 있으나 다른 클러스터에 존재할 경우 클러스터헤드를 통하여 두 센서 간의 경로키를 전송하여 공유함으로써 두 센서는 안전하게 통신할 수 있다. 경로키의 수가 많아지는 경우 오버헤드가 높아지므로 경로키 수가 적을수록 유리한데, 그 수는 클러스터의 크기, 센서 노드의 수, 센서의 전송 범위, 센서의 밀집도에 따라 다르게 나타나고 시간도 이에 따라 다르기 때문에 적절한 조건을 제공함으로써 경로키 설정을 줄일 수 있다. 따라서 적절한 클러스터 크기와 센서의 전송 범위를 고려하면 제안한 메커니즘의 효율성을 더욱 높일 수 있음을 시뮬레이션을 통해서 확인할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권7호
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• pp.32-40
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• 2006

무선 센서 네트워크에서 두 노드사이에 안전하게 pairwise키를 설정하고 분배하는 것은 매우 중요한 문제이다. 센서 네트워크는 물리적으로 취약한 보안성을 갖는 노드로 구성되므로 공격자에 의해 오염되기 쉽다. 그러나 기존의 선행 키 분배를 이용한 pairwise 키설정이나 1홉 지역키를 이용한 pairwise키 설정은 작은수의 노드들이 오염되더라도 보안성을 크게 약화시킨다. 본 논문은 무선 센서 네트워크에서 각 노드들이 네트워크 구성 초기에 3홉 지역키를 설정하고, 이후의 pairwise 키 설정에 이들 3홉 지역키들을 이용하는 방법을 제안한다. 임의의 두 노드가 pairwise 키를 설정할 때, 두 노드 사이의 경로상에 존재하는 노드들은 자신들의 비밀키들을 두 노드에게 전송하는것에 의해 pairwise키의 생성에 공헌한다. 이로인해, 제안방법은 노드 밀집도와는 상관없이 두 노드사이의 경로길이에 의해 키설정을 위한 전송메시지수가 결정된다. 이때 경로상의 노드들로부터의 비밀 키들을 안전하게 다른 노드들에게 전달하기 위해 3홉 지역키들이 비밀키들의 암호화에 사용된다. 따라서, 제안방법은 공격자가 1홉 지역키를 이용하는 방법에 비해 보다 많은 노드들을 오염시키도록 괴롭힌다. 실험결과는 제안된 방안이 선행 키 분배 방법에 비해 단위 키설정 동안 교환되는 메시지수 와 암호화/복호화 연산횟수, 그리고 안전성 면에서 보다 우수함을 입증하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (C)
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• pp.552-555
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• 2006

센서네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅 사회에서 핵심 기술로 부각되고 있다. 이러한 센서네트워크는 노드들이 노출되거나 데이터 전송 시 일반 네트워크보다 보안에 취약하므로 안전한 통신을 위하여 센서 노드간 키를 설정하는 것은 보안을 위한 기본적인 요구사항이 되고 있다. 본 논문에서는 배치된 센서네트워크에서 셋업서버의 오버헤드를 줄이기 위하여 네트워크를 클러스터링하고 각 셀 안에 클러스터 헤더와 노드들을 배치한 후 클러스터내의 노드사이의 안전한 통신을 하기위한 pairwise key를 설정하는 기법을 제안하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2007년도 추계학술발표대회
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• pp.1165-1168
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• 2007

센서노드들이 배치되었을 때 초기 보안 요구사항은 이웃 노드 사이의 보안키를 안전하고 효율적으로 설정하는 것이다. 이를 위해 본 논문에서는 클러스터 단위로 직접키를 공유함으로써 공유하는 센서 수를 줄임과 동시에 다항식이 노출 되어도 전체 센서 네트워크에 끼치는 영향을 최소화하여 안전성을 보장하게하고 컴퓨팅 오버헤드를 줄일 수 있게 하였다. 또한 가용성 보장을 위해 불필요한 키관리 동작을 지양하고 센서 노드의 에너지 소모를 감소시키기 위하여 근접 클러스터 헤더 노드와의 사전 키 분배를 통해 경로키를 설정하게 함으로써 센서노드간의 안전하고 효율적인 pairwise key 설정을 통해 안전한 통신이 가능하게 하였다.

• 융합보안논문지
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• 제17권5호
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• pp.77-85
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• 2017

본 논문에서는 멀티캐스트 CoAP 보안 키 설정 기법을 제안한다. 멀티캐스트 CoAP에서 CoAP 클라이언트가 송신한 CoAP Request 메시지는 멀티캐스트로 CoAP 서버 그룹에게 전송되지만, 각각의 CoAP 서버가 송신한 CoAP Response 메시지는 유니캐스트로 클라이언트에게 전송된다. 따라서 CoAP Request 메시지는 그룹키로, 각각의 CoAP Response 메시지는 CoAP 서버와 CoAP 클라이언트 간의 개별키(유니캐스트 키)로 보호된다. 제안하는 프로토콜은 클라이언트와 서버가 최초 CoAP 메시지 교환 과정에서 ECDH를 이용하여 그룹키와 개별키를 설정하는 것이다. 제안 프로토콜은 DTLS Handshake를 대체할 수 있어 통신효율이 높고 확장성이 있으며, 개별키를 설정하기 때문에 종단간 보안을 지원할 수 있다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2008년도 동계학술대회
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• pp.133-136
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• 2008

안정적인 무선 센서 네트워크 환경을 위해서는 각 노드 간에 전송되는 메시지의 암호화와 인증이 매우 중요하며 이를 위해서는 각 노드와 그 주변 이웃 노드 간에 안전하고 효율적인 키 설립이 필요하다. 현재 이를 위한 여러 프로토콜이 제안되었으며 각 프로토콜을 실제 시스템에 적용하기 위해서는 해당 네트워크의 규모에 알맞은 효율적인 프로토콜을 선택하여 적용할 수 있어야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 대표적인 pairwise key 설립 기법인 SPINS와 LEAP을 설명한 후 기법의 특징을 비교분석 하고 네트워크 규모에 따라 합리적이고 타당한 키 설립 기법을 선택하기 위해 고려할 사항을 알아본다.