• 정보보호학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.685-692
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• 2019

스마트그리드는 기존의 단방향 전력 전송에서 나아가 양방향 정보 교환이 이루어지는 시스템으로 전력의 이동 및 소요량에 대한 실시간 파악이 가능하다. 전력 생산자는 전력 소모량 집계 결과로부터 향후 전력 생산량 예측이 용이하며, 사용자 또한 다수 전력원으로부터의 단위 사용 비용을 고려한 선택적 전력 사용 및 전력 절약 계획 수립이 용이해져 자원의 효율적 생산 및 사용을 가능하게 한다. 반면 자원의 사용 및 이동에 대한 실시간 정보 수집은 개인의 프라이버시를 침해할 수 있는 위험성을 내포하고 있다. 이러한 스마트그리드에서의 전력량 집계 과정에서 프라이버시 침해를 방지하기 위하여, 본 논문에서는 동형 암호화 기법을 활용함으로써 단순 합계를 포함한 복합 연산을 허용하는 유연하면서도 효율적인 전력량 집계 및 분석 기법을 제시한다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제16권1호
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• pp.83-95
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• 2020

Because sensor nodes have limited resources in wireless sensor networks, data aggregation can efficiently reduce communication overhead and extend the network lifetime. Although many existing methods are particularly useful for data aggregation applications, they incur unbalanced communication cost and waste lots of sensors' energy. In this paper, we propose a privacy-preserving, energy-saving data aggregation scheme (EBPP). Our method can efficiently reduce the communication cost and provide privacy preservation to protect useful information. Meanwhile, the balanced energy of the nodes can extend the network lifetime in our scheme. Through many simulation experiments, we use several performance criteria to evaluate the method. According to the simulation and analysis results, this method can more effectively balance energy dissipation and provide privacy preservation compared to the existing schemes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권8호
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• pp.3328-3349
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• 2020

With rapid development of ubiquitous computing and location-based services (LBSs), human trajectory data and associated activities are increasingly easily recorded. Inappropriately publishing trajectory data may leak users' privacy. Therefore, we study publishing trajectory data while preserving privacy, denoted privacy-preserving activity trajectories publishing (PPATP). We propose S-PPATP to solve this problem. S-PPATP comprises three steps: modeling, algorithm design and algorithm adjustment. During modeling, two user models describe users' behaviors: one based on a Markov chain and the other based on the hidden Markov model. We assume a potential adversary who intends to infer users' privacy, defined as a set of sensitive information. An adversary model is then proposed to define the adversary's background knowledge and inference method. Additionally, privacy requirements and a data quality metric are defined for assessment. During algorithm design, we propose two publishing algorithms corresponding to the user models and prove that both algorithms satisfy the privacy requirement. Then, we perform a comparative analysis on utility, efficiency and speedup techniques. Finally, we evaluate our algorithms through experiments on several datasets. The experiment results verify that our proposed algorithms preserve users' privay. We also test utility and discuss the privacy-utility tradeoff that real-world data publishers may face.

• 정보보호학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.589-598
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• 2019

온라인상에 축적되는 디지털 데이터의 양은 폭발적으로 증가하고 있으며 이러한 데이터들은 매우 큰 잠재적 가치를 갖고 있다. 국가 및 기업들은 방대한 양의 데이터로부터 다양한 부가가치를 창출하고 있으며 데이터 분석 기술에 많은 투자를 하고 있다. 그러나 데이터 분석에서 발생하는 프라이버시 문제는 데이터의 활용을 저해하는 큰 요인으로 작용하고 있다. 최근 신경망 모델 기반의 분석 기술에 대한 프라이버시 침해 공격들이 제안됨에 따라 프라이버시를 보존하는 인공 신경망 기술에 대한 연구가 요구되고 있다. 이에 따라 엄격한 프라이버시를 보장하는 차분 프라이버시 분야에서 다양한 프라이버시 보존형 인공 신경망 기술에 대한 연구가 수행되고 있지만, 신경망 모델의 정확도와 프라이버시 보존 강도 사이의 균형이 적절하지 않은 문제점이 있다. 본 논문에서는 프라이버시와 모델의 성능을 모두 보존하고 모델 전도 공격에 저항성을 갖는 차분 프라이버시 기술을 제안한다. 또한, 프라이버시 보존 강도에 따른 모델전도 공격의 저항성을 분석한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권11호
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• pp.5653-5672
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• 2019

In cloud computing era, an increasing number of resource-constrained users outsource their data to cloud servers. Due to the untrustworthiness of cloud servers, it is important to ensure the integrity of outsourced data. However, most of existing solutions still have challenging issues needing to be addressed, such as the identity privacy protection of users, the traceability of users, the supporting of dynamic user operations, and the publicity of auditing. In order to tackle these issues simultaneously, in this paper, we propose a traceable dynamic public auditing scheme with identity privacy preserving for cloud storage. In the proposed scheme, a single user, including a group manager, is unable to know the signer's identity. Furthermore, our scheme realizes traceability based on a secret sharing mechanism and supports dynamic user operations. Based on the security and efficiency analysis, it is shown that our scheme is secure and efficient.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권12호
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• pp.5189-5208
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• 2015

To address the contradiction between data aggregation and data security in wireless sensor networks, a Recoverable Privacy-preserving Integrity-assured Data Aggregation (RPIDA) scheme is proposed based on privacy homomorphism and aggregate message authentication code. The proposed scheme provides both end-to-end privacy and data integrity for data aggregation in WSNs. In our scheme, the base station can recover each sensing data collected by all sensors even if these data have been aggregated by aggregators, thus can verify the integrity of all sensing data. Besides, with these individual sensing data, base station is able to perform any further operations on them, which means RPIDA is not limited in types of aggregation functions. The security analysis indicates that our proposal is resilient against typical security attacks; besides, it can detect and locate the malicious nodes in a certain range. The performance analysis shows that the proposed scheme has remarkable advantage over other asymmetric schemes in terms of computation and communication overhead. In order to evaluate the performance and the feasibility of our proposal, the prototype implementation is presented based on the TinyOS platform. The experiment results demonstrate that RPIDA is feasible and efficient for resource-constrained sensor nodes.

• 정보보호학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.1187-1199
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• 2015

최근 다양한 기능을 가진 센서가 개발됨에 따라 여러 종류의 데이터를 간편하게 측정할 수 있게 되었다. 특히, 센서들이 인터넷에 연결되는 사물인터넷(Internet of Things: IoT)환경과 헬스 케어 서비스가 결합하면서 원격에서 심박수, 혈중 산소 농도, 체온, 혈압 등의 사용자 데이터를 수집하는 어플리케이션이 등장하고 있다. 사용자의 유전 정보를 이용하여 이상형을 찾거나 환자의 질병유무를 알려주는 어플리케이션 등이 대표적이 예이다. 이 때에 수집되는 사용자 데이터는 사용자의 프라이버시와 매우 밀접하기 때문에 이러한 정보는 반드시 보호되어야 한다. 즉, 사용자의 프라이버시를 보장하면서 서비스제공자는 적절한 서비스를 제공하여야 한다. 본 논문에서는 PhysioNet에서 제공하는 생체정보를 활용하여 헬스 케어 서비스를 제공하는 환경에서 프라이버시를 보장하며 서비스 제공자가 서비스를 제공할 수 있는 있는 기법을 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권2호
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• pp.617-636
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• 2021

This paper presents a privacy-preserving data aggregation scheme deals with the multidimensional data. It is essential that the multidimensional data is rarely mentioned in all researches on smart grid. We use the Paillier Cryptosystem and blinding factor technique to encrypt the multidimensional data as a whole and take advantage of the homomorphic property of the Paillier Cryptosystem to achieve data aggregation. Signature and efficient batch verification have also been applied into our scheme for data integrity and quick verification. And the efficient batch verification only requires 2 pairing operations. Our scheme also supports fault tolerance which means that even some smart meters don't work, our scheme can still work well. In addition, we give two extensions of our scheme. One is that our scheme can be used to compute a fixed user's time-of-use electricity bill. The other is that our scheme is able to effectively and quickly deal with the dynamic user situation. In security analysis, we prove the detailed unforgeability and security of batch verification, and briefly introduce other security features. Performance analysis shows that our scheme has lower computational complexity and communication overhead than existing schemes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권2호
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• pp.1043-1063
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• 2019

With delegating proxy to process data before outsourcing, data owners in restricted access could enjoy flexible and powerful cloud storage service for productivity, but still confront with data integrity breach. Identity-based data auditing as a critical technology, could address this security concern efficiently and eliminate complicated owners' public key certificates management issue. Recently, Yu et al. proposed an Identity-Based Public Auditing for Dynamic Outsourced Data with Proxy Processing (https://doi.org/10.3837/tiis.2017.10.019). It aims to offer identity-based, privacy-preserving and batch auditing for multiple owners' data on different clouds, while allowing proxy processing. In this article, we first demonstrate this scheme is insecure in the sense that malicious cloud could pass integrity auditing without original data. Additionally, clouds and owners are able to recover proxy's private key and thus impersonate it to forge tags for any data. Secondly, we propose an improved scheme with provable security in the random oracle model, to achieve desirable secure identity based privacy-preserving batch public auditing with proxy processing. Thirdly, based on theoretical analysis and performance simulation, our scheme shows better efficiency over existing identity-based auditing scheme with proxy processing on single owner and single cloud effort, which will benefit secure big data storage if extrapolating in real application.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.65-72
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• 2020

오늘날 사물 인터넷은 우리에게 편의를 제공하기 위해 가정, 산업 현장 및 병원을 포함한 많은 장소에서 사용된다. 다양한 장치가 네트워크에 연결됨에 따라 많은 서비스들이 실시간 데이터 수집, 저장 및 분석을 통해 새로운 가치를 창출하고 있다. 이처럼 많은 분야에서 IoT 장치 내의 센서 및 통신 기능을 활용하는 서비스 및 애플리케이션을 개발하고 있다. 예시로 산업 분야에서 Samsung과 LG는 자사의 IoT 애플리케이션을 통해 가전과 IoT 기기를 연결하여 스마트 홈을 구축하는 서비스를 제공하며, 의료 및 건강 분야에서 Samsung과 Xioami와 같은 기업들은 피트니스 워치 및 앱을 통해 심전도를 확인하거나 운동량을 기록, 관리한다. 위 같은 사례에서 스마트 홈을 구축하는 서비스의 경우에 수집한 데이터를 통해 해당 가정의 생활 패턴이나 출퇴근 여부 등의 민감정보를 유출할 수 있다. 또한 의료 데이터로 사용하기 위해 측정한 데이터를 통해 개인 정보와 질병의 존재와 같은 민감정보를 유출할 수 있다. 따라서 이를 보호하기 위해 해당 논문이 제안하는 방법에 따라 데이터를 수집, 배포한다면 데이터를 제공하는 사용자의 개인 정보 보호에 위협을 막을 수 있다. 이를 해결하기 위해 최근에는 프라이버시 보호 데이터 처리에 차분 프라이버시(DP)가 채택되어왔다. 따라서 DP를 기반으로 스마트워치 플랫폼에서 건강 데이터를 안전하게 수집할 수 있는 방법을 제안하며, 이를 통해 위와 같이 다양한 분야에서 프라이버시를 보호하는 환경에서의 데이터 수집 및 배포를 가능케 할 수 있다.