대리 서명이란 원 서명자가 대리 서명자에게 서명 권한을 위임하여, 대리 서명자가 원 서명자를 대신해서 서명을 생성하는 것이다. 일반적으로 대리 서명자가 위임받은 권한은 유효 기간을 가지며, 이를 위해 위임 정보에 위임 기간을 포함시키는 방법이 있다. 그러나 일반적인 방법에서는, 대리 서명자의 서명 생성 시간을 알 수 없기 때문에 유효 기간이 만료된 대리 서명자의 서명 위조를 막을 수 없고, 위임기간 중에 대리 서명키가 노출되었을 경우 정당한 대리 서명자가 과거에 생성한 서명 타당성을 보호하지 못한다. 본 논문에서는 위임 기간이 만료된 대리 서명자의 서명 위조를 막고, 현재의 서명키가 노출되더라도 과거 서명의 타당성이 보호되는 새로운 서명 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 유효 기간을 갖는 포워드-시큐어 대리 서명 프로토콜은 원 서명자가 시간 관련 파라미터를 제어하므로 정화한 시간 정보를 필요로 하지 않는다. 또한, 어플리케이션의 특성이나 정책에 따라 설정된 서명키 갱신 구간별로 포워드-시큐어한 속성을 만족시킨다.
권한 위임은 군대, 기업, 은행 등의 계층 그룹에서 자연스럽게 발생할 수 있다. 대리서명 (proxy signature)은 서명 권한을 위임받은 대리서명자가 원 서명자를 대신하여 유효한 전자서명을 생성하고 검증할 수 있는 전자서명 프로토콜이다. 계층 구조를 갖는 B2B 전자 거래 및 전자서명의 활용 범위가 다양화됨에 따라 이를 반영하는 보다 안전한 대리서명이 요구된다. 본 논문에서는 계층 그룹에서 반복적 권한 위임을 허용함으로써 대리서명자들이 동적으로 구성될 수 있는 새로운 멀티 대리서명 프로토콜을 제안한다. 한 명의 대리서명자가 아닌 복수의 대리서명자가 모여야만 원 서명자를 대신해 하나의 유효한 대리서명을 생성할 수 있게 함으로써, 보다 강화된 안전성을 제공한다 대리서명 생성을 위한 권한 위임은 비밀분산법과 Diffie-Hellman 문제에 의해 생성된 위임티켓을 통해, 계층 구조의 상위 계층에서 하위 계층으로 이루어진다. 위임받은 대리서명자 중에서 대리서명에 참여할 수 없는 대리서명자는 다시 자신의 하위 계층의 참가자들에게 개별 위임을 수행함으로써, 대리서명 권한이 반복적으로 위임될 수 있고, 이에 따라 대리서명자 그룹이 동적으로 구성된다.
1996년 Mambo가 처음 제안한 대리 서명방식은 원서명자가 지정한 사람이 원서명자를 대신해서 사명을 하는 방법이다. “대리 서명방식에 관한 연구 (I)- 제 1부 : 보증 부분위임에 의한 대리 서명방식”에서는 대리 서명자에게 제공하는 대리서명용 키의 공개키와 대리 서명용 키의 유효기간을 포함하는 메시지에 원서명자가 서명함으로써 만들어진 보증서를 사용하여 부분 보증 위임을 실현시키는 방법을 제안하였다. threshold 위임은 원서명자가 n명의 대리 서명자를 지정하고 n명의 대리 서명자중 t명 이상의 대리 서명자가 협조하여야 대리 서명을 할 수 있는 개념으로 본 논문에서는 threshold 위임에 의한 대리 서명 방식을 제시하였다.
서명권한의 위임은 다양한 환경에서 요구되는 암호학적 서비스이다. Mambo 등은 서명권한 위임에 대한 해결방법으로 프록시 서명기법을 제안하였다. 프록시 서명기법이 제안된 후, 한 명의 서명자가 자신의 권한을 한 사람의 프록시 서명자에게 위임하는 기본적인 형태의 위임이 아니라 보다 일반적인 위임 구조를 제공하기 위한 프록시 서명기법들이 제안되었다. 모든 구성 가능한 위임 구조를 포괄할 수 있는 개념으로 위임 네트워크가 Aura에 의해 제안되었고, 이후 Chow 등은 ID기반의 위임 네트워크를 제안하였다. E는 위임 네트워크에서 발생하는 위임의 개수라고 하고 N은 사용자의 개수라고 하자. 계산 복잡도의 관점에서 Chow 등의 위임 네트워크는 E번의 페어링 연산과 N번의 스칼라 곱셈 연산이 수행된다. 본 논문에서는 E번의 페어링 연산만으로 Chow 등이 제안한 것과 동일하게 동작하는 위임 네트워크를 제안한다. 또한 제안하는 위임 네트워크의 구성을 변형함으로써 N번의 페어링 연산이 요구되는 위임 네트워크를 구성한다.
최근에 권한의 위임을 통한 대리 서명 기법들이 많이 연구되고 있다. 대리서명 기법은 원서명자가 서명 권한을 대리서명자에게 위임하여 대리서명자가 원서명자를 대신해서 서명을 생성하는 것을 말한다. 이러한 대리서명 기법은 위임자의 권한 위임장이 위 변조와 오남용의 위험으로 부터 안전하게 보호되어야 한다. 또한 대리서명의 수행을 위해서 원서명자의 위임에 대한 정보가 명확해야 한다. 이러한 대리서명 기법을 사용하기 위해서는 몇 가지의 보안 사항들이 요구된다. 본 논문에서는 원서명자와 대리서명자가 기존의 인증서를 발급받은 환경에서 원서명자가 대리 서명자에 대해 검증자를 통하여 위임정보를 등록하는 프로토콜을 제안하고자 한다. 위임내용에 대해 원서명자가 전자서명을 하고 검증자는 이에 대한 내용을 검증한 후 대리서명에 대한 권한, 기간 등의 제약사항을 설정한 후 대리 서명자는 위임내용에 대해 고지를 받고 허가된 범위 내에서 대리 서명을 하게 된다. 마지막으로 기존의 방법들과의 비교 분석을 통하여 제안하는 위임 등록 프로토콜에 대한 효율성을 제시하고자 한다.
실생활에서 권한의 위임을 통한 대리 서명은 일상적으로 널리 사용되고 있다. 이러한 대리 서명을 인터넷상에서 사용하기 위해서는 권한 위임한 내용이 안전하게 전달되어야 한다. 이러한 목적으로 현재 IETF 에서는 위임 인증서를 제안하고 있다(5). 그러나 인터넷상의 안전한 대리 서명을 위해서는 대리자가 발급받은 위임 인증서를 가지고 권한을 오남용 하지 않도록 하는 것도 필요하다. 본 논문에서는 위임 인증서를 이용하여 권한의 오남용을 막기 위한 정책제한 필드를 제안하고 안전하게 권한 위임 정보를 관리할 수 있는 권한 위임 메커니즘을 설계하였다. 또한 프로타입 구현을 통하여 위임 인증서를 이용한 대리서명 서비스의 가능성을 보였다.
대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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pp.52-56
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2004
Computing today is becoming ubiquitous. In such ubiquitous computing environments, entities expect to access resources and services at any time from anywhere. Therefore, the question rises of how to establish trust relationship in previously unknown devices or resources with such environment. After reviewing a model to delegate trust to communicating entities in ubiquitous environment and its security problems, we present a new model for secure delegation over communication entities. We adopt two-party signature scheme as cryptographic primitives. Additionally, we apply threshold cryptosystems to our model for more secure enhancement.
원서명자의 서명권한을 대리서명자가 수행하도록 지정하는 대리서명기법은 Mambo[1]이래로 많은 연구가 이루어졌으며, 분산네트워크, 그리드 컴퓨팅, 전자 상거래 둥 많은 분야에 응용되고 있다. Araki[6]에서는 기존의 대리서명 기법을 확장하여 다단계 대리서명을 제안하였다 그러나 이 연간결과는 보안상의 취약점이 존재하는 것으로 드러났다. 이 논문에서는 다단계 대리서명을 위한 서명권한 위임 프로토콜을 설계하였다. 이 프로토콜은 보안채널을 요구하지 않으며 권한위임 및 위임수락 부인이 불가능하고 지정된 대리서명자 이외에 제3자에 의한 서명위조가 불가능하며 권한위임기간 만료이전이라도 위임을 철회할 수 있다는 장점을 갖는다.
바이오메트릭 서명은 서명자의 바이로메트릭 키를 이용하여 서명하는 것으로 서명자는 서명에 앞서 본인임을 인증하는 과정이 필요하다. 바이오메트릭 인증은 매 서명 세션마다 이루어지기 때문에 전자상거래 쇼핑몰과 같이 대규모 서명이 요구되는 응용에는 적합하지 않다. 따라서 바이오메트릭 서명 기법의 실용화를 위해서는 신뢰할 수 있는 제 3자에게 서명 위임을 하여, 서명자의 업무량을 줄일 수 있는 기법이 필요하다. 본 연구에서는 대규모 서명에 적합한 바이오 서명 임대 기법을 제안한다. 제안한 서명 임대 기법은 바이오메트릭 키 생성, PKI 기반의 상호 인증, 서명 생성 및 검증 프로토콜로 구성된다.
본 논문은 커뮤니티 기반의 유비쿼터스 네트워크에서 대리 서명 기법을 적용한 커뮤니티 멤버들 간의 상호 인증 기법 및 안전한 커뮤니티 생성 권한 위임 기법을 제안한다. 커뮤니티 기반의 유비쿼터스 네트워크에서는 사용자가 필요로 하는 네트워크 서비스 및 응용서비스를 제공해주기 위해 다양한 상황인식 정보가 수집 되고 활용된다. 또한 사용자는 학업, 게임, 정보 공유, 사업, 회의 등의 다양한 목적에 의해 다양한 커뮤니티를 생성할 수 있다. 그러나 커뮤니티 기반의 유비쿼터스 네트워크의 경우 공격자에 의해 상황인식 정보가 위조 및 도용되어 악의적인 목적으로 사용될 수 있다. 또한 악의적인 목적으로 커뮤니티를 생성할 수 있다. 제안하는 기법은 위임 서명 기법을 이용하여 커뮤니티 멤버들 간의 상호 인증 및 비밀 키를 교환 할 수 있도록 지원하고, 안전하게 커뮤니티 생성 권한을 위임할 수 있도록 하였다. 또한 기존 RSA 서명 기법과의 비교 분석을 통해 전체 계산 시간이 감소함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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