여러 응용 분야에서 서버의 도움 없이 리더는 태그들의 그룹에 특정 태그가 존재하는지를 알 필요가 있다. 이것을 서버 없는 RFID 태그 검색(serverless RFID tag searching)이라 한다. 이를 위해 몇 개의 프로토콜이 제시되었다. 하지만 이들 프로토콜들은 한 번에 하나의 태그를 검색하는 단일 태그 검색 프로토콜이다. 본 논문에서는 해시함수와 난수 발생기에 기반하여 한 번에 여러 개의 태그를 검색할 수 있는 다중 태그 검색 프로토콜을 제안한다. 이를 위해, S3PR 프로토콜[1]의 문제점으로 지적된 통신 오류에 의한 시드의 동기화 문제를 해결하는 프로토콜을 제안하고, 이를 기반으로 통신량을 줄일 수 있는 다중 태그 검색 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 추적공격, 위장공격, 재생공격 및 서비스 거부 공격에 안전하다. 이 연구는 다중 태그 검색 프로토콜 개발의 기초가 될 것이다.
모바일 환경의 RFID 시스템에서는 백엔드 서버와 리더의 실시간 통신을 보장할 수 없으므로, 리더는 백엔드 서버와 통신이 불가능한 상황에서도 검색하고자 하는 특정 태그를 정확히 검색할 수 있는 능력을 보장할 수 있어야 한다. 모바일 리더 기반의 태그 검색 프로토콜에 대한 최근 연구들은 태그 및 리더의 프라이버시 문제를 다루고 있지만, 리더가 기존에 소유하던 태그 리스트의 재활용함으로써 발생할 수 있는 문제점은 고려하지 않고 있다. 다시 말해, 특정 태그에 대한 권한이 삭제된 리더가 기존에 소지하던 태그 리스트를 재활용함으로써 권한이 삭제된 태그를 검색할 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 제안하는 프로토콜은 태그 리스트의 재활용을 방지함으로써 보안성이 향상된 태그 리스트를 제공하고, 모바일 리더 기반의 RFID 환경에 적합한 동적 ID 기반의 효율적인 태그 검색 프로토콜을 제공한다.
사용자가 특정 태그를 찾기 위해 사용하는 RFID 태그 검색 시스템은 재고관리, 물류, 유통, 미아 찾기 등 다양한 환경에 사용될 수 있으며 이 기법은 RFID 시스템을 이용한 응용 분야 중 하나로 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 RFID 시스템을 이용한 다른 기법들과는 달리 RFID 태그 검색 기법에서는 특히 특정 태그를 찾기 위해 리더의 이동성이 강조되어지는데, 만약 이동형 리더를 가지고 무선 통신이 불가능한 지역에 가게 되었을 경우 중앙 데이터베이스로부터 태그에 대한 정보를 얻어올 수 없어 실시간 검색이 불가능한 상황에서도 검색이 가능해야 한다. 또한 RFID 태그 검색 프로토콜에서는 사용자가 태그가 아닌 이동형 리더를 소지하기 때문에 이동형 리더 소지자에 대한 프라이버시가 고려되어야 한다. 리더의 신호는 태그의 신호보다 도청이 수백 배 더 쉽기 때문에 이동형 리더 소지자의 프라이버시 문제는 매우 중요하다. 최근 이러한 문제를 해결하기 위한 RFID 태그 검색 기법들이 제안되고 있으나 이 기법들은 모두 이동형 리더 소지자에 대한 프라이버시 문제를 고려하지 않음으로써 이동형 리더 소지자의 프라이버시 침해가 심각하다. 따라서 본 논문에서는 이러한 이동형 리더 소지자의 프라이버시 문제를 해결하면서도 수동형 태그에 적합한 안전한 태그 검색 프로토콜을 제안한다.
최근 들어, 특정 RFID 태그들의 그룹 내에서 원하는 태그를 찾기 위한 RFID 태그 검색 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. RFID 태그 검색 시스템은 물류 및 재고 관리를 비롯하여 미아 찾기, 범죄자의 전자발찌 등 다양한 분야에서 응용될 수 있다. 안전한 RFID 태그 검색 시스템의 구현을 위해서는 태그 추적 문제와 리더 소지자의 프라이버시 문제 등과 같이 다양한 보안 위협들을 고려하여 프로토콜을 설계해야 한다. 기존에 제안된 RFID 태그 검색 프로토콜들은 몇몇 보안 요구사항을 만족시키지만, 리더 소지자의 프라이버시 문제를 해결하지 못했고, 리더 소지자의 프라이버시 문제를 해결했다 하더라도 암호화 연산을 이용하였기 때문에 연산량 측면에서 많은 부하를 가져오게 했다. 따라서 본 논문에서는 리더 소지자의 프라이버시 문제를 해결하면서도 효율적으로 동작하는 RFID 태그 검색 프로토콜을 제안한다.
최근 Tan 등은 인증 서버와 연결 없이 태그 인증 목록을 가진 이동형 리더가 스스로 태그를 인증할 수 있는 서버없는 RFID 검색 프로토콜을 소개하였다. 서버없는 RFID 시스템은 기존 온라인 서버 모델과 달리 리더의 이동성 및 개인성을 고려해야하기 때문에 태그 뿐 아니라 리더의 프라이버시 보호가 필요하다. 본 논문에서는 서버없는 RFID 검색 시스템을 위한 새로운 보안 요구사항을 정의하고 이를 만족하는 안전한 RFID 검색 시스템을 제안한다. 제안하는 검색 프로토콜은 리더에 저장된 태그의 인증 정보를 매 세션마다 갱신하여 리더의 후방향 위치추적 안전성을 보장하며 검색 프로토콜의 취약점인 재전송 공격을 막기 위해 암호화된 타임스탬프를 사용하였다. 또한 본 논문에서는 서버 없는 RFID 검색 시스템의 분석을 위한 새로운 공격자 모델을 정의하고 이를 이용하여 시스템의 안전성을 증명한다.
본 논문에서는 데이터베이스, 리더 그리고 태그 간의 모든 통신 채널이 안전하지 않은 비보호 채널(insecure channel)임을 가정하여 비보호 채널상의 안전한 RFID 상호인증 프로토콜을 제안했다. 제안한 프로토콜은 안전한 단방향 해쉬함수를 사용했고, DB에서 태그 ID를 검색하는데 걸리는 시간과 해쉬 연산량의 부담을 개선하는 것이 목적이다. 또한, RFID 상호인증 프로토콜이 보장해야 할 기본적인 보안사항들뿐만 아니라 전방향 안전성(Forward Security)도 함께 제공하며, 태그에서 난수를 생성하지 않음으로써, 태그에서의 처리량의 부담을 줄이고자 한다.
최근 유비쿼터스 분산 환경에 적합한 해쉬 기반의 효율적인 RFID 인증 프로토콜들이 제안되었다. 분산 환경에 적합하기 위해서는 고정된 ID를 사용하는 것을 일반적인 특징으로 하는데, 기존 방식들은 ID를 Back-end DB에서 검색하는데 시간이 많이 소요되거나 안전성 측면에서 몇 가지 취약점을 가지고 있다. 본 논문에서는 분산 환경에 적합하도록 고정 ID를 사용하면서 DB에서 ID 검색이 용이한 RFID 인증 프로토콜을 제안하고자 한다. 제안 프로토콜의 특징은 DB가 다음 세션의 ID 검색을 용이하게 하기 위해 이전 세션에서 미리 검색 정보를 저장하여 둔다는 점이다. 제안 프로토콜에서는 태그와 DB간의 비동기 현상이 일어나지 않을 경우, 태그와 DB가 각각 단 3번씩의 해쉬 연산만으로 상호 인증을 수행할 수 있다.
RFID 리더에서의 효율적인 필터링은 RFID 시스템의 성능에 있어 중요한 요소이다. RFID 기술 사용이 보편화되면 태그 및 리더의 수가 크게 늘고 리더가 필터링 없이 수집한 태그 정보 모두를 그대로 RFID 응용 시스템으로 전달할 경우 통신망 및 응용 시스템에 부하를 증가시켜 성능에 악영향을 미치기 때문이다. 본 논문은 RFID 무선 프로토콜 구간 필터링과 무선 인식 후 필터링이라는 단계적인 필터링 기능 조합으로 효과적으로 필터링을 수행하는 방법을 제안한다. 특히 계산 기하학을 활용하여 무선 프로토콜 구간의 필터링을 효율적으로 수행할 수 있는 구체적 방법론을 제시하였다. 시뮬레이션을 통해 제안한 방법의 성능을 검증하였는데 무선 프로토콜 구간의 필터링 없이 수행한 순차적인 필터링에 비해 성능이 50% 정도 개선됨을 확인하였다.
RFID(Radion Frequency Identification)는 바코드를 대체할 차세대 기술이다. RFID는 무선 주파수를 사용하여 RFID 태그 내부에 있는 ID를 읽어 물체를 식별할 수 있다. 하지만 RFID 태그는 어떤 리더의 요청에도 자신의 고유 ID를 무선 통신으로 응답하기 때문에 도청이나 불법 리더로부터 보안이나 프라이버시에 대한 공격에 취약하다. RFID 인증 프로토콜은 보안과 프라이버시 문제를 해결하기 위해 활발히 연구되고 있으며 태그 검색에도 사용되고 있다. 최근에는 RFID 시스템에서 태그의 수가 증가하고 데이터 수집 비용도 늘어나면서 효과적인 태그 검색에 대한 비중이 더 많아졌다. 본 논문에서는 보안과 프라이버시 보호를 위한 필요조건을 보장하는 Miyako Ohkubo의 hash-chain 메커니즘에서 데이터베이스 연산량이 많은 문제점을 Tag-Grouping을 통해 보완한 효율적인 검색 방법을 제안한다. 실험 결과 데이터베이스에서 10만개의 레코드 수를 기준으로 접근비율이 5이상인 태그 그룹의 우선 검색시 약 30%의 검색시간이 감소 하였다.
RFID 시스템은 동시에 여러 개의 개체를 인식할 수 있는 장점을 바탕으로 기존의 광학 바코드 시스템을 대체할 새로운 기술로 주목받고 있다. 하지만 RFID 시스템을 이루는 태그와 리더 사이의 통신은 RF 신호를 이용하기 때문에 공격자에게 쉽게 노출될 수 있고, 그로 인해 여러 가지 보안위협이 존재한다. 이런 위협을 해결하기 위해서 많은 연구 활동이 있었다. 본 논문에서는 기존 연구를 기반으로 RFID 인증 프로토콜을 동기 필요의 유무에 따라 상태기반과 비 상태기반 인증 모델로 나누어 설명한다. 그리고 Bloom filter를 이용해서 백엔드 데이터베이스에서의 인증 시간을 단축하는 방법을 제안한다. 이는 상태기반과 비 상태기반 모두에 적용가능하며, RFID 인증에서 발생할 수 있는 태그 검색 문제를 해결하는 새로운 접근이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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