최근 클라우드, 빅데이터, 인공지능 등 다양한 분야의 서버 플랫폼이 가상화 기술을 사용하고 있지만 지속적으로 발생하는 구조적인 보안 취약성이 이슈화 되고 있다. 또한 대부분 가상화 보안 기술은 종류가 제한적이고 플랫폼 제공자에 의존적인 것으로 알려져 있다. 본 논문은 가상화 환경의 안전한 데이터 공유를 위한 다중 인스턴스간 상호인증 기법에 대해 제안한다. 제안하는 기법은 다중 인스턴스 간에 독립적인 상호인증을 고려하여 보안 구조를 설계하고 키 체인 기법을 적용하여 데이터 공유에 보안 프로토콜의 안전성을 강화 시켰다. 성능분석 결과 기존 보안 구조와는 다른 방식의 안전한 가상화 인스턴스 세션을 생성하고, 상호인증 과정의 각 인스턴스에 대한 효율성이 우수 하다는 것을 확인하였다.
키 교환 프로토콜에서 상호 인증은 필수 요소이며, 사용자에게 편리하고 비용이 적게 드는 패스워드 기반의 인증 방식이 널리 사용되고 있다. 패스워드 기반의 프로토콜은 패스워드가 가지는 제약으로 인한 공격에 대해서 안전해야 할 뿐 아니라, 사용자의 작업량을 줄이기 위한 효율성도 매우 중요한 요건 이다. 본 논문에서는 서버와 사용자간의 인증을 제공하고 세션키를 공유하기 위한 키 교환 프로토콜 OTP-EKE(One Time Password based Encrypted Key Exchange)를 제안하였다. 키 교환을 위한 사용자 인증방식으로 패스워드 방식을 채택하였다. 특히 서버 디렉토리에 대한 공격 등에 대해서 안전도를 높이기 위하여 원-타임-패스워드 확인자와 서버의 공개 패스워드를 이용하였다. 제안한 프로토콜은 모듈라지수승 계산 횟수와 메시지 전송 횟수를 줄임으로써 효율성 향상을 보인다.
정보기술과 전력 공급 시스템을 결합하여 전력 공급자와 소비자 간의 실시간 정보 교환을 통해 에너지 효율을 극대화하는 스마트 그리드 시스템이 등장했다. 중앙 클라우드 서버와 스마트 그리드 IoT 기기 사이에서 전력 관련 정보 수집 및 데이터저장 처리하는 엣지 서버를 활용하여 스마트 그리드 시스템을 위한 블록체인 기반의 사용자 인증 기법이 제안되고 있다. 최근, 스마트 그리드 환경에서 보안을 강화하기 위해 인증 방식이 제안되고 있지만 여전히 많은 취약점이 보고되고 있다. 본 논문은 블록체인을 이용한 엣지 컴퓨팅 기반의 스마트 그리드에서 사용자의 프라이버시와 익명성을 보장하기 위한 새로운 상호 인증 기법을 제시한다. 제안된 방식에서는 키 자료 업데이트 및 폐기와 같은 키 관리의 효율성을 위해 스마트 계약을 사용합니다. 마지막으로 제안하는 기법이 사용자의 스마트 그리드-IoT 기기와 에지 서버 간의 세션 키를 안전하게 설정함과 동시에 익명성을 보장함을 증명한다.
PAK(Password-Authenticated Key Exchange) [1,2] 프로토콜은 사용자가 암기하거나 휴대하기 쉬운 짧은 길이의 패스워드를 이용하여 통신 주체들간에 상호 인증하고, 결과적으로 통신주체간에 추후의 안전한 통신을 위한 충분히 큰 길이의 세션키를 분배하는 프로토콜이다 본 논문에서는 MTI(Matsumoto, Takashima, Imai) 키 분배 프로토콜 [3] 과 PAM 프로토콜을 이용하고 스마트카드에 적용가능한 분산형 키 분배 프로토콜들을 제안한다. 그리고 단일 서버에 패스워드를 저장할 경우, 공격자가 서버와 타협하여 통신 주체들간에 비밀 정보를 알아낼 수 있으므로, 패스워드 검증 정보를 여러 서버들에 분산시켜 안전성을 향상시켰다. 본 논문의 목적은 사용자가 스마트카드의 비밀키와 패스워드를 이용하여 인증과 세션키 분배를 수행하는 분산형 키 분배방식을 제안하는 것에 있다. 또한 서버 타협 공격을 피하기 위하여 임계치 비밀 분산(threshold secret shoring) 기법을 적용하여 공격자가 서버와 타협이 이루어졌을 경우라도 비밀 정보를 유지할 수 있는 MTI 키 분배 프로토콜을 이용한 분산형 키 분배 프로토콜들을 제안한다. 그리고 제안된 분산형 키 분배 프로토콜의 안전성 분석 및 기존의 방식과 비교 분석한다.
RFID 시스템은 무선 통신을 이용하여 운용되기 때문에 외부의 불법적인 공격에 노출되어 있으며 이에 대한 시스템 침해의 위험성이 높다. 이러한 공격들에 대한 보안 기법들 중 PUF 기반의 인증 기법이 존재한다. 그러나 기존의 PUF 기반 기법들은 해쉬나 AES 알고리즘을 함께 이용하기 때문에, 비용 및 성능적인 측면에서 저비용 RFID 태그에 적합하지 않다. 본 논문에서는, 저비용 RFID 인증을 위하여 PUF 기반 암호화 프로세서와 이를 이용한 상호 인증 프로토콜을 제안한다. PUF의 challenge-response 쌍들을 인증키로 활용하고, 이를 PUF의 특성을 이용하여 암호화함으로써 해쉬 및 AES 등의 알고리즘 사용을 배제하였다. 매 세션마다 변경되는 암호화 방법과 일회성 난수를 이용한 XOR 연산 기법을 활용함으로써 공격자의 challenge-response 쌍에 대한 분석을 차단하여 시스템 공격을 무력화 시킨다. 또한, PUF 특성으로 인하여 물리적 공격에 강하고 태그에 저장된 인증 데이터가 존재하지 않기 때문에 물리적 공격에 의한 태그 복제 위험을 방지한다. 제안된 PUF 기반의 암호화 프로세서는 저비용으로 구현되며 저면적 및 저전력의 특징을 갖는다.
본 논문에서는 Al-Saggaf 등이 제안한 TMIS(Telecare Medicine Information System)를 위한 사용자 인증 기법을 분석하였다. 2019년에 Al-Saggaf 등이 제안한 인증 기법은 생체정보를 이용한 인증 기법으로, Al-Saggaf 등은 그들의 인증 스킴이 매우 적은 계산 비용으로 다양한 공격에 대한 높은 비도를 보장한다고 주장하였다. 그러나 본 논문에서 Al-Saggaf 등의 인증 기법을 분석한 결과, Al-Saggaf 등의 인증 기법은 서버에서 사용자의 ID를 계산해내기 위해서 필요한 난수 s가 DB에서 누락되었고, 서버의 ID SID를 사용자에게 전달하는 방식이 부재하여 인증 기법의 설계 오류가 존재하였다. 또한 Al-Saggaf 등은 그들의 인증 기법이 다양한 공격에 안전하다고 주장하였으나, 로그인 요청 메시지와 스마트카드를 사용한 패스워드 추측 공격, 세션키 노출, 내부자 공격 등에 취약하였다. 또한 공격자는 추측한 패스워드를 사용하여, DB에 패스워드로 암호화하여 저장된 사용자의 생체정보까지 복호화할 수 있었다. 생체정보의 노출은 사용자의 개인정보에 대한 아주 심각한 침해이고, 이로 인하여 공격자는 사용자 가장 공격에 성공할 수 있다. 게다가 Al-Saggaf 등의 인증 스킴은 ID 추측 공격에도 취약하여, 그들이 주장했던 것과 달리 TMIS에서 중요한 사용자 익명성을 보장하지 못한다.
Mobile IP Low Lattency Handoffs Mobile IP 등록 요청 절차를 처리하는데 발생하는 지연을 최소화시켜 실시간 서비스를 가능하게 해준다. 그러나 인증, 권한 검증, 과금을 지원하는 AAA 기반의 Mobile IP 망에서는 매 지역등록이 일어날 때마다 새로운 세션 및 세션 키가 필요하며. 이를 위해 홈 망까지 등록 절차가 수행되어야 한다. 이로 인해, 이동 노드 재인증 절차와 방문 망에서 홈 망까지의 트랜잭션으로 인한 통신 지연이 발생한다. 이러한 지연을 줄이기 위해서 본 논문에서는 홈 망의 AAA 서버를 관여시키지 않고, 이전에 할당된 세션 키론 재사용 하여 Low Latency Handoffs를 수행하는 기법을 제안한다. 이 기법에서는 이전 방문 에이전트와 새로운 방문 에이전트가 세션 키를 교환하는 단계에서 발생하는 보안 취약점을 해결하기 위하여 게이트웨이 방문 에이전트로 하여금 신뢰할 수 있는 제3자 역할을 수행하도록 하고 이를 통해 키를 공유한다. 제안한 기법에 의하면 홈 망까지의 트랜잭션이 필요 없고, 세션 키의 기밀성과 무결성이 보장되므로 이동 노드가 빠르고 안전하게 핸드오프를 수행할 수 있다.
컴퓨팅 환경이 발전됨에 따라 인터넷을 이용한 다양한 서비스들이 등장하게 되었고, 서비스를 이용하기 위하여 정당한 사용자를 확인하는 인증기술의 중요성이 증대되고 있다. 인증 기술의 발달로 한 세션에서 패스워드 값을 사용 후 폐기하는 일회용 패스워드에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존의 일회용 패스워드는 생성한 테이블의 일회용 패스워드 값들이 순차적으로 저장되어 있어 Seed값과 일회용 패스워드의 사용 횟수가 노출되면 다음 사용될 일회용 패스워드의 값을 유추 가능한 문제점이 있다. 또한 S/Key 방식의 일회용 패스워드는 사용 횟수가 고정되어있다는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 기존 일회용 패스워드의 문제점을 분석하고 이를 해결하기 위하여 타원곡선 암호 알고리즘을 이용한 일회용 패스워드 생성방식과 시간 값을 이용하여 임의성을 증가시킨 일회용 패스워드 생성방식에 대하여 제안하였다.
RFID 시스템의 전자 태그, 리더 간의 무선 통신에서, 기존의 해쉬-락 관련 알고리즘은 스푸핑, 재전송, 트래픽 분석 및 위치 추적 등 보안상의 취약점이 존재한다. 본 논문에서는 개인정보 보호를 위한 기존의 해쉬-락 관련 알고리즘을 비교, 분석하였으며 이를 보완하기 위하여 실시간과 매 세션마다 리더로부터 수신한 난수를 이용하여 해쉬 함수를 생성하고 인증 프로토콜을 가지는 새로운 해쉬기반 보안 인증 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 RFID 무선 인증 시스템에서 다양한 유용성을 제공할 수 있으며, 기존의 알고리즘에 비해 계산량을 절감할 수 있는 장점이 있다. 또한 추후 예상되는 주변의 수많은 태그중 필요한 태그만 선별하여 사용하며, 시간 기반으로 불필요 태그의 동작을 종료시켜 서버부담을 줄이는 방법이 될 것으로 기대된다.
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)는 IP 주소 관리의 효율성과 편의를 위한 프로토콜이다. DHCP는 네트워크 내 개별 호스트에게 TCP/IP 통신을 실행하기 위해 필요한 IP 주소 및 구성 정보를 자동적으로 할당해준다. 하지만 기존의 DHCP는 서버와 클라이언트 간 상호 인증 체계가 없기 때문에 DHCP spoofing, release 공격과 같은 네트워크 공격에 취약하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 다음과 같은 기능을 지원하는 DHCP 프로토콜을 설계하였다. 먼저, ECDH(Elliptic Curve Diffie-Hellman)를 이용하여 세션 키를 생성하고 ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)를 사용하여 전자서명을 함으로써 서버와 클라이언트 간 상호 인증을 수행한다. 그리고 메시지에 HMAC(Hash-based Message Authentication Code)을 추가하여 메시지의 무결성을 보장한다. 또한 Nonce를 사용하여 재전송공격을 방지한다. 결과적으로 수신자는 인증되지 않은 호스트로부터 수신한 메시지를 폐기함으로써 네트워크 공격을 막을 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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