• 정보처리학회논문지C
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• 제18C권5호
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• pp.303-316
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• 2011

데이터 병합은 무선 센서 네트워크의 주요 기술이지만 다수의 보안 문제를 유발할 수 있으며, 이들 가운데 하나가 데이터 병합 과정 중의 compromised node에 의한 허위 데이터 삽입이나 메시지 누락이다. 이 문제에 대한 대부분의 기존 해결책은 암호화에 의존하고 있는데, 이들은 많은 연산량과 통신 부하를 필요로 한다. 이와 같은 요구 조건에도 불구하고 기존 방법들은 공격 노드의 탐지가 아닌 공격의 확인 기능만을 가진다. 이러한 제약 사항은 공격이 반복적으로 발생하는 경우, 센서 노드의 에너지 낭비를 유발한다. 비록 기존의 한 연구에서 허위 데이터 삽입점을 식별하는 기능을 제공하고 있지만, 이 방법은 전체 노드 중 최대 50%의 노드만이 데이터 전송에 참여하는 단점을 가진다. 따라서 공격자 확인이 가능할 뿐만 아니라, 동시에 데이터 전송에 참여하는 노드의 수를 증가시킬 수 있는 새로운 접근 방법이 요구된다. 본 논문에서는 허위 데이터 삽입 혹은 메시지 누락을 수행하는 compromised aggregator에 대한 대응을 위해 모니터링 기반 시큐어 데이터 병합 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 크게 병합 트리 작성과 시큐어 데이터 병합으로 구성되는데, 시큐어 데이터 병합에는 모니터링을 기반으로 하는 비정상 데이터 삽입 탐지와 최소한의 암호화 기법이 사용된다. 시뮬레이션 결과에 따르면 제안된 프로토콜은 데이터 전송에 참여하는 노드의 수를 95% 수준으로 증가시키는 동시에, 허위 데이터 삽입 혹은 메시지 누락을 수행하는 compromised node의 탐지가 가능한 것으로 확인되었다. 한편 제안된 프로토콜에서 compromised node를 추적하는데 요구하는 통신 오버헤드는 전체 노드의 수가 n일 때, O(n)으로 기존 연구보다 우수하거나 유사한 수준을 가진다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제14권2호
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• pp.286-308
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• 2018

The availability of powerful and sensor-enabled mobile and Internet-connected devices have enabled the advent of the ubiquitous sensor network (USN) paradigm. USN provides various types of solutions to the general public in multiple sectors, including environmental monitoring, entertainment, transportation, security, and healthcare. Here, we explore and compare the features of wireless sensor networks and USN. Based on our extensive study, we classify the security- and privacy-related challenges of USNs. We identify and discuss solutions available to address these challenges. Finally, we briefly discuss open challenges for designing more secure and privacy-preserving approaches in next-generation USNs.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권5호
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• pp.562-566
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• 2011

As telecommunication technologies in telemedicine services are developed, the expeditious development of wireless and mobile networks has stimulated wide applications of mobile electronic healthcare systems. However, security is an essential system requirement since many patients have privacy concerns when it comes to releasing their personal information over the open wireless channels. Due to the invisible feature of mobile signals, hackers have easier access to hospital networks than wired network systems. This may result in several security incidents unless security protocols are well prepared. In this paper, we analyzed authentication and authorization procedures for healthcare system architecture to apply secure M-health systems in the hospital environment. From the analyses, we estimate optimal requirements as a countermeasure to its vulnerabilities.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.63-70
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• 2015

유비쿼터스 시대의 도래와 함께 센서를 기반으로 하는 무선 센서 네트워크의 응용 분야는 광범위하게 확산되고 있다. 따라서 무선 센서 네트워크에서 센서들로부터 수집되는 기밀 데이터를 허가 받지 않은 사용자로부터 보호하기 위해, 널리 사용되어지는 스마트카드와 패스워드 기반의 사용자 인증도 견고한 보안을 요구한다. 최근 무선 센서 네트워크는 클러스터 헤드와 센서 노드 이원화를 통해 운용상 보다 효과적인 계층적 무선 센서 네트워크로 전개 발전되고 있다. 2012년 Das 등은 계층적 무선 센서 네트워크에 실제 적용 가능한 동적 패스워드 기반 사용자 인증 스킴을 제안하였다. 본 논문은 안정성 분석을 통해 Das 등의 스킴이 그들의 주장과 달리 여전히 중간자 공격, 패스워드 추측 공격, 패스워드 변경 공격을 막을 수 없을 뿐 아니라, 필수적인 보안 요구사항인 사용자와 클러스터 헤드 간의 상호인증을 투명하게 제공하지 못함을 입증한다.

• ETRI Journal
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• 제37권1호
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• pp.186-196
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• 2015

In resource-constrained, low-cost, radio-frequency identification (RFID) sensor-based mobile ad hoc networks (MANETs), ensuring security without performance degradation is a major challenge. This paper introduces a novel combination of steps in lightweight protocol integration to provide a secure network for RFID sensor-based MANETs using error-correcting codes (ECCs). The proposed scheme chooses a quasi-cyclic ECC. Key pairs are generated using the ECC for establishing a secure message communication. Probability analysis shows that code-based identification; key generation; and authentication and trust management schemes protect the network from Sybil, eclipse, and de-synchronization attacks. A lightweight model for the proposed sequence of steps is designed and analyzed using an Alloy analyzer. Results show that selection processes with ten nodes and five subgroup controllers identify attacks in only a few milliseconds. Margrave policy analysis shows that there is no conflict among the roles of network members.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제16권6호
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• pp.1261-1270
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• 2020

The physical security layer of industrial wireless sensor networks in the event of an eavesdropping attack has been investigated in this paper. An optimal sensor selection scheme based on the maximum channel capacity is proposed for transmission environments that experience Nakagami fading. Comparing the intercept probabilities of the traditional round robin (TRR) and optimal sensor selection schemes, the system secure performance is analyzed. Simulation results show that the change in the number of sensors and the eavesdropping ratio affect the convergence rate of the intercept probability. Additionally, the proposed optimal selection scheme has a faster convergence rate compared to the TRR scheduling scheme for the same eavesdropping ratio and number of sensors. This observation is also valid when the Nakagami channel is simplified to a Rayleigh channel.

• 융합보안논문지
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• 제9권2호
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• pp.71-78
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• 2009

무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network)는 계산 능력, 전력, 통신 대역폭 등 다양한 제약 조건을 가지기 때문에 기존의 보안 기법을 WSN에 적용하기는 매우 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에 적용 가능한 안전한 그룹통신 기법을 제안한다. 제안한 기법은 클러스터링 기반의 계층적 라우팅 프로토콜인 TEEN(Threshold sensitive Energy Efficient sensor Network protocol) 알고리즘에 보안 메커니즘이 결합된 형태로서, 네트워크는 센서노드, 클러스터 헤더, 베이스 스테이션(BS : Base Station)으로 이루어진다. 보다 강력한 보안성 제공과 효율적인 키 관리를 위해 제안된 기법은 비밀 키 및 공개 키 알고리즘 모두를 사용하며, 전력소모를 줄이기 위해 참여 노드들 간의 통신은 계층적 트리구조에 의해 이루어진다. 따라서 본 논문에서 제안한 기법은 강력한 보안성을 제공할 뿐만 아니라, 통신에 있어 보다 낮은 전력을 소모하므로 무선 센서 네트워크 환경에 적합하다고 할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5487-5495
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• 2012

무선 센서 네트워크 환경에서 클러스터키 등의 보안키를 적용하기 위한 중요한 고려 사항은 보안키 갱신이 안전하게 이루어져야 하고, 보안키 갱신 시 요구되는 시간과 비용이 적어야 한다는 점이다. 각 센서 노드는 제한된 에너지를 보유하기 때문에 보안키 갱신에 소모되는 에너지가 클 경우 전체 네트워크 수명에 많은 영향을 준다. 따라서 안전하고 에너지 효율적인 보안키 관리 방법이 요구된다. 본 논문에서는 그룹을 기반으로 한 에너지 효율적인 클러스터키 관리 방안을 제안한다. 제안하는 방법에서 대규모 센서 네트워크에서 안전하고 효율적인 키 관리를 위해 5개의 보안키를 사용하고, 섹터, 클러스터 및 그룹 수준의 보안 적합도를 관리하여 보안키 갱신 주기 및 보안에 사용되는 다항식의 차수를 차별화시킨다. 실험을 통해 이전의 보안키 관리 기법보다 네트워크 에너지 효율성이 향상됨을 입증한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.236-245
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• 2007

무선 센서 네트워크는 그 크기가 작고 제한적인 계산 능력과 저장 공간을 가지고 있으며 저용량의 배터리로 이루어진 많은 수의 노드들로 이루어진다. 이러한 조건에 따라 센서 네트워크 환경에서 센서 노드의 에너지 소모를 줄이는 것은 중요한 문제이다. 따라서 센서 노드의 에너지 소모를 줄이기 위해 노드가 전송하는 메시지의 발생 빈도를 줄이는 것이 고려되어야 한다. 또 다른 과제인 네트워크의 보안은 네트워크의 다양한 응용을 고려할 때 중요한 부분을 차지한다. 이에 본 논문에 서는 동적 클러스터 모델에서의 키 분배 방법을 제안한다. 이 방법에서 사용한 동적 클러스터 모델은 무선 센서 네트워크의 수명을 연장시키는데 매우 효과적인 방법이며 또한 제안한 방법은 클러스터를 구성하는 노드들에게 그리드 기반 키 분배방법을 적용하여 기존의 키 분배 방법에 비해 향상된 보안을 제공한다. 또한 기존에 제안된 그리드 기반, 위치 기반 키 분배 방법 및 클러스터 기반 키 분배 방법들과 비교하여 제안 방법의 우수함을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권12호
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• pp.3152-3165
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• 2012

Wireless sensor networks (WSN) often employ asynchronous MAC scheduling, which allows each sensor node to wake up independently without synchronizing with its neighbor nodes. However, this asynchronous scheduling may not deal with collisions due to hidden terminals effectively. Although most of the existing asynchronous protocols exploit a random back-off technique to resolve collisions, the random back-off cannot secure a receiver from potentially repetitive collisions and may lead to a substantial increase in the packet latency. In this paper, we propose a new collision resolution algorithm called Transient Coordinator (TC) for asynchronous WSN MAC protocols. TC resolves a collision on demand by ordering senders' transmissions when a receiver detects a collision. To coordinate the transmission sequence both the receiver and the collided senders perform handshaking to collect the information and to derive a collision-free transmission sequence, which enables each sender to exclusively access the channel. According to the simulation results, our scheme can improve the average per-node throughput by up to 19.4% while it also reduces unnecessary energy consumption due to repetitive collisions by as much as 91.1% compared to the conventional asynchronous MAC protocols. This demonstrates that TC is more efficient in terms of performance, resource utilization, and energy compared to the random back-off scheme in dealing with collisions for asynchronous WSN MAC scheduling.