본 논문에서는 타원곡선 암호시스템에 필요한 스칼라 곱셈기를 $GF(2^{163})$의 standard basis상에서 구현하였다. 스칼라 곱셈기는 래딕스-16 유한체 직렬 곱셈기와 유한체 역수기로 구성되어 있다. 스칼라 곱셈을 계산하기 위해서는 유한체 곱셈, 덧셈과 역수의 계산이 필요하지만, 기존의 스칼라 곱셈기는 이러한 스칼라 곱셈을 유한체 곱셈기만으로 계산하였으므로 역수를 계산하는데 많은 시간을 소모하였다. 따라서, 본 논문의 중요한 특징은 가장 많은 연산시간을 필요로 하는 역수 연산을 빠르게 계산하기 위해 유한체 역수기를 추가 사용한 것이다. 유한체 역수기는 기존의 많은 구현 사례 중 두 번의 곱셈 시간이 소요되는 확장 유클리드 알고리즘(Extended Euclid Algorithm)을 이용하였다. 본 논문에서 구현한 유한필드 곱셈기와 역수기는 하드웨어 구조가 규칙적이어서 확장성이 용이하고, 파이프라인 구조와 하드웨어 리소스의 재활용을 이용해 계산과정에서 100%의 효율(throughput)을 발휘할 수 있는 구조를 가지고 있다. 스칼라 곱셈기는 현대전자 0.6$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정 라이브러리인 IDEC-C631을 이용하여 예측한 결과 최대 140MHz까지 동작이 가능하며, 이때 데이터 처리속도는 64Kbps로 163bit 프레임당 2.53ms 걸린다. 이러한 성능의 스칼라 곱셈기는 전자서명(Digital Signature), 암호화 및 복호화(encryption & decryption) 그리고 키 교환(key exchange)등에 효율적으로 사용될 수 있을 것으로 여겨진다.
IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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제2권2호
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pp.57-66
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2013
Wireless Sensor Networks consist of small, inexpensive, low-powered sensor nodes that communicate with each other. To achieve a low communication cost in a resource constrained network, a novel concept of signcryption has been applied for secure communication. Signcryption enables a user to perform a digital signature for providing authenticity and public key encryption for providing message confidentiality simultaneously in a single logical step with a lower cost than that of the sign-then-encrypt approach. Ring signcryption maintains the signer's privacy, which is lacking in normal signcryption schemes. Signcryption can provide confidentiality and authenticity without revealing the user's identity of the ring. This paper presents the security notions and an evaluation of an ID-based ring signcryption scheme for wireless sensor networks. The scheme has been proven to be better than the existing schemes. The proposed scheme was found to be secure against adaptive chosen ciphertext ring attacks (IND-IDRSC-CCA2) and secure against an existential forgery for adaptive chosen message attacks (EF-IDRSC-ACMA). The proposed scheme was found to be more efficient than scheme for Wireless Sensor Networks reported by Qi. et al. based on the running time and energy consumption.
Kim Dong-myung;Cho Young-bok;Lee Dong-heui;Lee Sang-ho
대한원격탐사학회:학술대회논문집
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대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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pp.678-682
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2005
IETF suggested AAA for safe and reliable user authentication on various network and protocol caused by development in internet and increase in users. Diameter standard authentication system does not provide mutual authentication and non-repudiation. AAA authentication system using public key was suggested to supplement such Diameter authentication but application in mobile service control nodes is difficult due to overhead of communication and arithmetic. ID based AAA authentication system was suggested to overcome such weak point but it still has the weak point against collusion attack or forgery attack. In this thesis, new ID based AAA authentication system is suggested which is safe against collusion attack and forgery attack and reduces arithmetic quantity of mobile nodes with insufficient arithmetic and power performance. In this thesis, cryptological safety and arithmetical efficiency is tested to test the suggested system through comparison and assessment of current systems. Suggested system uses two random numbers to provide stability at authentication of mobile nodes. Also, in terms of power, it provides the advantage of seamless service by reducing authentication executing time by the performance of server through improving efficiency with reduced arithmetic at nodes.
본 논문에서는G. Wang의 대리서명 방식과 Schnorr 은닉서명 방식을 이용하여 안전한 대리은닉서명방식을 제안한다. 대리은닉 서명은 대리서명과 은닉서명을 결합한 전자서명 방식이다. G. Wang은 두-참가자 Schnorr 서명방식에 기반한 안전성 증명 가능한 대리서명 방식을 제안하였다. 이 논문에서는, G. Wang의 대리서명 방식과 또한, 제안하는 대리 은닉 서명 방식을 이용하여 전자 투표를 위한 대리 에이전트를 고안한다. 그리고, 제안하는 서명 방식이 대리 서명과 은닉 서명의 안전성 요구사항을 모두 만족시키며 최적화된 효율적인 대리 은닉 서명 방식임을 보인다.
본 논문에서는 매일 사용자의 오버헤드를 최소화하고 TTP(Trusted Third Party)의 기밀성을 분산시킨 새로운 Certified E-mail System을 제안한다. 제안 시스템은 전달 메시지의 공정성 및 기밀성 보장을 위하여 전통적인 암호기법과 함께 서버 지원된 서명 기법을 사용함으로써, 매일 사용자의 공개키 암호 알고리즘 연산에 따른 오버해드를 최소화하는 구조를 가진다. 따라서, 제안 방안은 셀룰러 폰이나 무선 PDA와 같은 컴퓨팅 파워가 취약한 이동 장치를 이용하는 매일 사용자에 적합하다. 또한, 제안된 시스템은 임계 암호시스쳄에 기반하여 설계되었으므로 이동 공격자에 대하여 강겅하며 공모 공격으로부터 안전하다.
소수체 GF(p)와 이진체 $GF(2^m)$ 상의 다중 타원곡선을 지원하는 듀얼 필드 ECC (DF-ECC) 프로세서를 설계하였다. DF-ECC 프로세서의 저면적 설와 다양한 타원곡선의 지원이 가능하도록 워드 기반 몽고메리 곱셈 알고리듬을 적용한 유한체 곱셈기를 저면적으로 설계하였으며, 페르마의 소정리(Fermat's little theorem)를 유한체 곱셈기에 적용하여 유한체 나눗셈을 구현하였다. 설계된 DF-ECC 프로세서는 스칼라 곱셈과 점 연산, 그리고 모듈러 연산 기능을 가져 다양한 공개키 암호 프로토콜에 응용이 가능하며, 유한체 및 모듈러 연산에 적용되는 파라미터를 내부 연산으로 생성하여 다양한 표준의 타원곡선을 지원하도록 하였다. 설계된 DF-ECC는 FPGA 구현을 하드웨어 동작을 검증하였으며, 0.18-um CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 22,262 GEs (gate equivalences)와 11 kbit RAM으로 구현되었으며, 최대 100 MHz의 동작 주파수를 갖는다. 설계된 DF-ECC 프로세서의 연산성능은 B-163 Koblitz 타원곡선의 경우 스칼라 곱셈 연산에 885,044 클록 사이클이 소요되며, B-571 슈도랜덤 타원곡선의 스칼라 곱셈에는 25,040,625 사이클이 소요된다.
본 논문에서는 원거리에서 티켓승인 티켓 교환시 인증절차의 간소화를 가지는 Kerberos시스템 방법을 제안한다. 이를 위해 PKINT에 기반에 영역간의 공개키 획득 과정은 X.509를 사용한다. 상호 신뢰를 강화하기 위해서 전후방 인증서 체인으로 연결하고 신뢰성을 향상시키기 위해서 검증 서버를 적용하여 해당 경로를 검증 하도록 했으며, 티켓교환단계는 티켓 저장소 및 인증서 검증 모듈, 클라이언트와 서비스 영역, 디렉토리 시스템을 상호 연결을 위한 GSS-API구조를 접목하여 티켓의 이동과정 및 진행사항을 수시로 갱신하여 티켓 저장소에 저장하도록 하였다. 티켓 저장소를 활용하여 키 교환방식을 이용하여 복구가 가능하고 안전한 서비스를 지원하는 인증 모델을 제안하였다. 제안된 Kerberos 시스템을 사용함으로써 원거리 티켓교환 및 검증 과정을 보다 더 안전성이 제공 되며, Kerbreos, 클라이언트, 티켓의 전송 상태를 확인 할 수 있도록 하였다.
최근 가상공간과 물리공간이 디지털 융합된 메타버스에 대한 관심이 높아지면서 물리공간에서의 많은 활동이 웹 기반의 가상공간에서 이루어질 전망이다. 따라서 분산 식별자 기반 가상공간 환경에서 사생활과 상호 신뢰를 확보할 수 있는 자기주권 신원시스템에 대한 연구가 요구된다. 본 논문에서는 분산 식별자 기반 자기주권 신원시스템을 위해 Hyperledger Indy와 DIDComm 오픈 소스를 기반으로 분산 식별자, 비대칭 키, DID 문서를 생성하여 블록체인과 지갑에 등록하는 절차, DIDComm 메시지로 구성된 신뢰할 수 있는 통신 방법을 개발하고 검증하였다. 이는 통신 참여자 간의 신뢰를 위한 추가적인 정보 교환 및 검증 가능한 자격증명을 교환하여 서로를 검증하는데 활용이 가능하다
RFID 시스템에서 태그는 객체를 유일하게 식별하기 위한 정보를 가지고 있기 때문에 개인정보의 노출, 위치 추적 등의 프라이버시 침해를 유발할 수 있는 문제점이 있다. 태그가 다양한 목적을 위해 사용되어지는 경우 키 분배, 키 관리 등의 문제로 인해 공개키 암호화 기법이 적용될 수 있다. 공개키 암호화 기법을 이용한 기존 RFID 인증 프로토콜에서는 서버와 태그 사이에 공개키를 사전에 공유하고 있다고 가정을 하여 설계를 하였다. 하지만 하나의 태그가 다양한 목적으로 사용되는 다목적 구조에서 수동형 RFID 태그가 서로 다른 서버의 공개키를 모두 공유한다는 것은 현실적으로 불가능하다. 본 논문에서는 다목적 구조에서 XOR 연산과 리더와 태그가 사전에 공유한 마스터 키($K_m$)를 사용하여 태그에게 공개키를 안전하게 전달하며 이를 이용한 공개키 암호화 기반의 RFID 인증 프로토콜을 제안한다. 또한 제안한 인증 프로토콜은 프라이버시 침해를 유발할 수 있는 도청, 재전송 공격, 위치 추적과 같은 공격에도 안전성을 보장한다.
이웃 탐색(Neighbor Discovery) 프로토콜은 IPv6 프로토콜 사용 환경에서 동일 링크에 연결된 노드 사이에 이웃 노드에 관한 정보를 교환하는데 사용되는 프로토콜이다. 처음으로 제안되었던 IPsec 프로토콜의 인증 헤더(Authentication Header)를 이용한 이웃 탐색 프로토콜 보호 방법은 키 교환 프로토콜을 사용할 수 없고 수동적 키 분배의 어려움이 있는 문제점이 있었다. 그 후 모든 이웃 탐색 메시지를 디지털 서명(Digital Signature)으로 보호하는 보안 이웃 탐색(SEND) 프로토콜이 제안되었다. 그렇지만 공개키 암호화 시스템을 기반으로 한 디지털 서명 기술은 일반적으로 고비용이 드는 것으로 알려져 있어 가용성 측면에서 상당한 성능 저하가 있을 것으로 예상된다. 본 논문에서는 보안 이웃 탐색 프로토콜의 가용성을 개선시키기 위해 CGA(Cryptographically Generated Addresses) 주소 생성 과정에서 해시 함수 입력에 MAC(Media Access Control) 주소를 추가하는 Modified CGA 기법과 캐시를 활용하는 방법을 제안하였으며, 실험을 통해 기존 방법과의 성능 차이를 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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