무선 네트워크 환경의 불안정한 채널 상태는 패킷 손실과 패킷 재전송을 발생시키게 되고 그로 인해 비디오 스트리밍과 같은 시간적 제약을 가지는 서비스의 품질을 저하시키는 문제점을 갖는다. 이러한 무선 네트워크에서의 효율적인 멀티미디어 전송을 위해 최근에 QoS 기능을 강화한 IEEE 802.11e가 표준화되었다. 본 논문에서는 IEEE 802.11e 네트워크를 기반으로 네트워크 적응적인 H.264 비디오 스트림 전송기법에 관해 기술한다. 향상된 스트리밍 서비스를 제공하기 위해서는 현재의 무선 네트워크 상태에 적응적인 스트림 전송이 필요하다. 네트워크 상태는 패킷 손실률이나 가용 대역폭 측정을 통해 예측할 수 있으며, 이렇게 측정된 네트워크 상태를 크로스-레이어 기법을 기반으로 응용계층에 알려줌으로써, 현재 네트워크가 전송하지 못할 것으로 판단되는 데이터를 우선순위에 따라 차등적으로 제거하게 된다. 전송될 가능성이 없는 데이터를 미리 제거함으로써 시스템 리소스를 보다 효율적으로 사용하게 되며, 결과적으로 사용자에게 제공되는 스트리밍 서비스의 품질을 향상시킬 수 있다. 시뮬레이션 및 시스템구현을 이용한 성능검증을 통하여 제안하는 기법이 사용자에게 끊김없이 부드럽게 재생되는 비디오 스트리밍 서비스를 제공함으로써 서비스 품질을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
산업과 기술이 고도화되면서 물류의 운송, 관리, 유통이 대량화되었고 이런 대량의 물류 정보를 효율적으로 관리하기 위해 RFID(Radio-Frequency Identification) 기술이 개발되었다. 관리를 목적으로 하는 RFID는 물류 산업뿐만 아니라 전력전송 및 에너지관리 분야까지 산업 전반에 응용되고 있는 상태이다. 그러나 RFID 장치는 프로그램 개발 용량의 제한으로 개발에 제약을 받고 있고, 이런 제약은 기존의 강인한 암호화 방법을 사용할 수 없어서 보안에 취약함을 가지고 있다. 우리는 이런 RFID의 제약적인 환경에 적용하기 쉬운 단순 연산으로 구현할 수 있는 보안용 혼돈 시스템을 설계하였다. 설계된 시스템은 2차원 Tent-map 혼돈 시스템으로 혼돈계의 매개변수에 따른 신호의 편중 분포 문제점을 해결하기 위해 암호용 매개변수(𝜇1)와 분포용 매개변수(𝜇2)그리고 키값으로 사용될 수 있는 상점 ID 값을 매개변수(𝜃)로 하는 시스템이다. 설계된 RFID 인증 시스템은 난수와 유사하며 초기값으로 재생산이 가능한 혼돈 신호의 특성이 있고 매개변수에 대한 편중 분포 문제를 해결하였기 때문에 기존의 혼돈 시스템을 이용한 암호화 방법보다 효과적이라고 할 수 있다.
IEEE 802.11s 무선 메쉬 네트워크에서 분배 서비스를 위한 중심망(Backbond)은 메쉬 포인트들을 무선 링크로 연결하여 구성한 무선 다중 홉 구조를 특징으로 하며 AODV(Adhoc Ondemand Distance Vector)와 같은 무선 다중 홉 라우팅 프로토콜을 사용하여 경로를 설정한다. 통신 중인 단말이 이동으로 인해 새로운 AP(Access Point)를 통해 서비스를 받아야 할 때, 즉 핸드오버 상황에서, 기존 무선 랜 네트워크의 경우 새 AP와 무선 링크를 설정 하는 것만으로 바로 통신을 재개할 수 있지만 메쉬 네트워크는 무선 다중 홉 중심망에서의 경로 설정 과정이 추가로 필요하다. 본 논문은 이러한 경로 설정 지연을 제거하여 무선 메쉬 네트워크를 사용하는 이동 단말에게 끊김 없는 통신 서비스를 제공하는 것을 목표로 하고 있다. 우리는 GPS 위치 정보를 이용하여 이동 단말의 핸드오버 대상 AP를 예측하고 대상 AP로 하여금 미리 경로를 설정하게 함으로써 지연을 제거하는 방법을 제안한다. 제안한 핸드오버 방법을 특징으로 하는 무선 메쉬 노드들을 임베디드 보드를 이용하여 직접 구현하였고 실험망을 구성하여 성능을 검증하였다. 실험 결과 제안하는 방법은 경로 설정 지연이 있는 기존 방법에 비해 핸드오버 지연시간은 2.47초에서 0.05초로 줄었고 데이터 손실률을 20~35% 수준에서 0~10% 수준으로 줄어 들었다.
유비쿼터스 센서 네트워크 환경은 다양한 이기종의 센서와 센서들 상호간의 통신을 통해 데이터를 수집하고 제공하여 물리공간의 지능화된 환경을 제공한다. 이러한 상태감지를 위한 센서노드들은 싱크노드와 센서노드로 구성되는데 이기종 센서 노드들간의 시간동기화를 고려하지 않고 전체 센서네트워크의 시간 동기화가 불가능 하게 된다는 문제점이 발생한다. 이러한 이기종 센서노드들간의 시간동기화 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 싱크노드 아래의 센서노드들 중 싱크노드와 클럭소스가 같은 센서노드를 시간동기 마스터로 설정하고, 싱크노드와 다른 클럭소스를 가지는 센서노드를 마스터 아래에 속하는 시간동기 슬레이브로 설정하여 시간동기 마스터가 동작을 개시 할 때에만 시간동기 슬레이브 노드들이 동작하도록 하는 마스터 슬레이브 시간동기화 기법을 제안한다. 제안하는 마스터-슬레이브 토폴로지 기반 시간 동기화 기법은 센서의 설치가 용이하지 않은 USN환경에서 최대 슬립타임을 유지함으로써 센서의 전력소모를 최소화 할 수 있다.
전자화폐는 안전성이 제공되어야 하고 이중사용이 방지되어야 하며, 사용자의 편의를 위해 분할성을 만족하는 것이 바람직하다. 분할성은 사용자가 발급받은 전자화폐를 화폐의 총액을 넘지 않는 범위내에서 사용자가 원하는 대로 나누어 사용할 수 있는 성질이다. 분할성을 만족함으로써 거스름돈의 발생을 줄일 수 있고 여러 번의 인출과정을 수행하지 않아도 되는 장점이 있다. 본 논문에서는 이중해쉬체인에 기반한 분할 가능한 전자화폐 프로토콜에 대하여 제안한다. 전자화폐는 이중해쉬체인에 의해 서로 다른 액면금액을 가진 동전으로 구성된다. 전자화폐의 분할성은 지불인증을 이용하여 만족된다. 지불인증이란 은행으로부터 받은 은행의 대리서명 키 쌍으로서, 높은 액면금액의 동전을 낮은 액면금액의 동전으로 분할할 때 은행대신 서명을 하여 동전의 정당성을 인증 받을 수 있다 제안된 방법은 사용자의 익명성을 제공하지는 않지만 해쉬함수를 이용하여 수행속도가 빠르고 위조 불가능한 동전을 생성하며, 분할성을 만족함으로써 사용자가 편리하게 이용할 수 있는 장점이 있다.
PSTN(Public Switched Telephone Network)과 IP Network의 연동을 제공하는 새로운 프로토콜 ENUM(tElephone Numbering Mapping)은 전 세계적으로 유일성을 가지는 전화번호를 DNS 기반의 구조에서 사용되는 F.Q.D.N.(Fully Qualified Domain Name)으로 변환함으로써 E.164 번호를 사용하여 PSTN에서 제공하는 서비스와 IP 네트워크에서 제공하는 서비스를 동시에 사용 가능케 하는 새로운 인터넷 주소체계이다. 본 논문에서는 미국과 유럽에서 활발히 진행중인 ENUM 모델 표준화 연구 및 개발에 발맞추어 ENUM 기반의 서비스를 사용할 때 ENUM resolution 성능 향상을 위한 Tier 2 네임서버 관리기법을 제시한다. ENUM 위임구조에서 Tier 2 네임서버 제공업자가 지역번호 별로 ENUM 등록 대행업 및 NAPTR RR(Naming Authority PoinTeR 리소스 레코드)을 제공함으로써 ENUM resolution의 성능이 향상됨을 증명하기 위해 ENUM 기반의 네트워크 모델링을 사용하였다. ENUM 프로토콜이 IP 네트워크 사용자와 PST리 사용자에게 유연성 및 편의성을 제공하는 반면 사용자가 ENUM을 사용할 때 지불해야할 인내력을 측정할 척도가 없는 현재 이 논문에서 제안하는 방법은 사용자의 ENUM 서비스 선택 결정에 긍정적인 영향을 미치고, ENUM Tier 2 네임서버 관리를 위한 정책에 도움이 될 것으로 기대된다.
병원정보시스템(Hospital Information System)은 다른 병원정보시스템과 서로 독립적으로 운영되므로 상호운영성(Interoperability)이 배제되어 왔다. 이 연구는 HL7 표준임상문서구조(Health Level 7, Clinical Document Architecture)와 XML 스키마의 분석과 설계를 통하여 새로운 패러다임의 병원정보시스템을 제안한다. 퇴원요약지로부터 필수 항목을 규정하여 템플릿을 정의한 후 임상문서구조를 설계하여 자동적으로 임상문서를 생성되도록 하였다. XML 스키마는 HL7에서 정의한 참조정보모델(Reference Information Model)을 기반으로 분석하였고, 전송 프로토콜은 HL7 V2.4를 사용하였다. 본 연구가 가지는 의의는 첫째, 국제 표준인 HL7 표준임상문서구조를 사용하기 위한 확장과 정제과정의 연구를 했으며, 둘째, 표준임상문서구조를 사용할 수 있는 웹 기반의 차세대 병원정보시스템의 구조를 제안하였다. 결론적으로, 한국의 퇴원요약 표준임상문서구조에 대한 본 연구로 말미암아 평생전자의무기록(Electronic Health Record)과 임상데이타저장소(Clinical Data Repository)를 포함하여 다양한 보건의료기관 간 의료정보 공유의 기반이 될 것이다.
지그비 기반의 U헬스 시스템에서 가장 취약한 부분인 지그비 통신을 사용하는 무선 구간에서의 취약점을 분석하고 해당 취약점을 보완하기 위해 본 논문을 제안한다. 지그비에서 기존에 제기되었던 취약점들 이외에 본 논문에서는 지그비 통신에서 사용하는 64bit의 고유식별주소를 노출하는 것 자체를 취약점으로 규정하고 고유식별주소의 노출을 막기 위해 임시식별주소를 사용하였다. 제안 시스템은 지그비 보안 서비스 중에서 암호화를 위해 하나의 네트워크 키만을 사용하는 레지덴셜 모드의 메커니즘을 사용한다. 레지덴셜 모드는 전체 네트워크의 모든 노드들이 하나의 공통키를 사용하기 때문에 키가 유출될 경우 지그비 네트워크의 보안체계가 한 번에 무너질 위험성이 있다. 그러므로 이러한 위험에 대비하기 위해 네트워크 키를 보안 정책에 따라서 주기적으로 갱신하는 방식을 사용했다. 본 제안 시스템의 평가와 비교 분석에서는 기존 시스템에서 노출되었던 고유식별주소를 숨길 수 있고, 공용 네트워크 키 또한 주기적으로 갱신하므로 키 유출로 인해 발생할 수 있는 위험성을 감소시켰다.
최근 다양한 비즈니스 모델 및 컴퓨팅 환경이 웹 서비스로 집결됨에 따라 웹 애플리케이션 형태의 다양한 제품들이 개발되고 있다. 이에 따라 국내외 대부분의 기업/조직들이 웹 소프트웨어 개발에 있어서 SOA(Service Oriented Architecture)를 적용한 사례들이 늘어나고 있다. SOA는 네트워크가 가용한 소프트웨어 자원에 대해 느슨한 결합과 프로토콜 독립 그리고 표준화 분산 컴퓨팅 접근방법 이다. SOA는 다양한 기업의 서비스 조합을 통한 프로세스의 통합을 요구하는 비즈니스 사용자의 신속함과 융통성을 제공하는 향후 기업의 관심 있는 기술이다. 하지만 SOA의 표준모델에서는 특정한 개발 방법론이 제시되지 않아 기존의 방법론들을 적용하여 개발하거나 SOA 솔루션 업체에서 제안하는 방법론으로 SOA 기반 애플리케이션을 구축하고 있다. 이로 인해 SOA를 초기 도입하는 기업의 경우 개별 프로젝트 단위에서 부분적 도입에 그치고 있어서 SOA의 장점 활용하는 것이 제한적이다. 본 논문에서는 소규모 웹 프로젝트의 생산성 향상과 SOA의 효과적 적용을 위해 Agile 개발 방법론을 SOA에 적용하는 프레임워크를 제안한다. SOA 아키텍처를 기반으로 하여 Agile 방법론을 도입한 아키텍처를 설계 구현하며 프레임워크 개발과정에서 필요한 다양한 Practice요소를 도입하여 프로세스 모델을 제안한다. 프레임워크 실행을 통해 향상된 개발속도와 고객의 변화하는 요구 수용성 및 유지보수성 향상을 평가하게 된다.
애드 혹 센서 네트워크 환경에서 사용되는 대표적인 라우팅 방식인 AODV(Ad-hoc On-Demand Distance Vector)는 무선보안 메커니즘의 부재로 라우팅 정보가 모든 노드에게 노출되어 있다. AODV방식의 문제점은 공격자가 네트워크 내부에 침입하여 임의대로 라우팅 경로를 수정하여 자신을 통과하는 경로를 최단경로로 판단하게 하는 라우팅 정보 변조공격이 가능하다는 것이다. 본 논문에서는 AODV 라우팅 정보 중 공격자가 RREQ(Route Request) 패킷의 소스 시퀀스 번호와 홉 카운트를 변조하여 사용하는 공격을 설계했다. 그리고 설계한 공격을 보안 암호화 및 인증방식이 아닌 AODV의 메커니즘 안에서 공격자를 발견하고 발견된 공격자를 고립시켜 네트워크 성능저하를 막을 수 있는 방법을 제안한다. 본 연구는 네트워크 보안을 위해 과도한 보안 알고리즘의 도입으로 생기는 오버헤드를 네트워크 메커니즘을 통하여 줄이고자 한다. 제안된 메커니즘의 성능 평가는 NS-2를 이용하였으며 정상적인 네트워크 상황, 공격 시 네트워크 상황 그리고 제안 메커니즘이 적용된 네트워크 상황하에서 목적지 노드의 데이터 총 수신량을 통하여 성능을 비교 분석하였다. 그 결과 본 논문에서 제안하는 방식을 도입하였을 경우 데이터의 총 수신량이 정상적인 네트워크 상황과 거의 동일하게 나타남을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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