• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권2호
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• pp.901-923
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• 2017

Efficient key distribution and management mechanisms as well as lightweight ciphers are the main pillar for establishing secure wireless sensor networks (WSN). Several symmetric based key distribution protocols are already proposed, but most of them are not scalable, yet vulnerable to a small number of compromised nodes. In this paper, we propose an efficient and scalable key management and distribution framework, named KMMR, for large scale WSNs. The KMMR contributions are three fold. First, it performs lightweight local processes orchestrated into upward and downward tiers. Second, it limits the impact of compromised nodes to only local links. Third, KMMR performs efficient secure node addition and revocation. The security analysis shows that KMMR withstands several known attacks. We implemented KMMR using the NesC language and experimented on Telosb motes. Performance evaluation using the TOSSIM simulator shows that KMMR is scalable, provides an excellent key connectivity and allows a good resilience, yet it ensures both forward and backward secrecy. For a WSN comprising 961 sensor nodes monitoring a 60 hectares agriculture field, KMMR requires around 2.5 seconds to distribute all necessary keys, and attains a key connectivity above 96% and a resilience approaching 100%. Quantitative comparisons to earlier work show that KMMR is more efficient in terms of computational complexity, required storage space and communication overhead.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권8호
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• pp.2042-2060
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• 2013

In wireless sensor networks (WSNs), energy efficiency is one of the most essential design considerations, since sensor nodes are resource constrained. Group communication can reduce WSNs communication overhead by sending a message to multiple nodes in one packet. In this paper, in order to simultaneously resolve the transmission security and scalability in WSNs group communications, we propose a hierarchical cluster-based secure and scalable group key management scheme, called HRKT, based on logic key tree and route key tree structure. The HRKT scheme divides the group key into cluster head key and cluster key. The cluster head generates a route key tree according to the route topology of the cluster. This hierarchical key structure facilitates local secure communications taking advantage of the fact that the nodes at a contiguous place usually communicate with each other more frequently. In HRKT scheme, the key updates are confined in a cluster, so the cost of the key updates is reduced efficiently, especially in the case of massive membership changes. The security analysis shows that the HRKT scheme meets the requirements of group communication. In addition, performance simulation results also demonstrate its efficiency in terms of low storage and flexibility when membership changes massively.

• 한국지능정보시스템학회:학술대회논문집
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• 한국지능정보시스템학회 2001년도 The Pacific Aisan Confrence On Intelligent Systems 2001
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• pp.186-191
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• 2001

Mobile agent technologies are getting popular as means for accessing network resources efficiently. In order for mobile agents to be accepted as a reliable technology for applications such as e-commerce, a proper framework for mobile database should be established. In this paper, we first discuss weak points of current mobile computing systems that mostly result from the limitations of current mobile computing technology including frequent disconnection, limited battery capacity, low-bandwidth communication and reduced storage capacity. These weak points also have become the cause of transaction problem where mobile devices issue transactions. In order to eliminate this transaction problem in the mobile environment, we propose a mobile database framework, Proxyne, which is based on the proxy and SyncML.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7541-7548
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• 2015

Wireless Sensor Networks 기술은 노드들을 다양한 지역에 분포시킴으로서, 군사적 목적의 탐색 역할은 물론 산업에서의 기기 관리, 공정 관리, 특정 지역 모니터링 등 다양한 분야에 활용이 가능한 기술이다. 하지만, 무선 센서 네트워크 환경에서 센서 노드의 경우 초소형 하드웨어를 사용함에 따른 에너지, 처리 능력, 메모리 저장능력 등의 한계점을 가지고 있으며, 이러한 한계를 극복하기 위해 다양한 라우팅 프로토콜 방법이 제안되었다. 하지만, 기존 라우팅 프로토콜의 경우 에너지 효율성에 초점을 둠으로서 상호간 통신할 때, 보안에 매우 취약하며, 이를 극복하기 위해 기존의 암호화 시스템을 도입하기에는 센서의 처리 능력 과 메모리 등에 한계점을 가지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 에너지 효율성을 고려하면서 동시에 통신 과정에서 상호인증 기법 및 키 생성과 갱신 시스템을 도입함으로서 다양한 보안위협에 대응할 수 있는 상호인증 방법을 제안한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.1105-1112
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• 2022

신재생에너지 발전, 스마트팜 통합관제 등 현장데이터의 모니터링 시스템은 PC, 서버 기반에서 모바일 퍼스트 중심으로 발전하고 있으며, IoT 기술의 발전으로 다양한 무선통신 및 응용 서비스들이 출현하였다. 저전력 광역통신망은 저전력, 저용량, 저속 데이터 전송에 최적화된 서비스로 현장에서 수집된 데이터는 지정 저장 서버나 클라우드 기반 데이터 플랫폼으로 전송되며, 이를 통해 데이터 모니터링이 가능하다. 본 논문에서는 단일 디바이스로 현장 데이터를 수집하고 저전력 광역통신망을 이용하여 무선통신 사업자 클라우드 데이터 플랫폼으로 전송하는 IoT 중계기와 이를 활용한 현장 모니터링 앱을 설계 및 구현하였다. 이를 활용하면 보다 모니터링 시스템 구성이 간단하고, 구축 및 운영 비용이 저렴하며 효과적인 데이터 축적이 가능하다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제36권2호
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• pp.99-111
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• 2009

최근 무선 센서 네트워크 환경에서 감지되는 데이타를 네트워크상에 효과적으로 저장하고 처리하기 위한 다양한 기법들이 제안되었다. 데이타 중심 저장(Data-Centric Storage : DCS) 기법은 분할된 데이타 영역을 센서들에게 할당하고, 수집된 데이타를 해당 데이타 영역을 담당하는 센서에 저장하는 기법이다. 기존 연구된 DCS 기반 기법들은 데이타 전송을 위한 통신비용의 감소와 정합 질의(Exact Query) 및 영역 질의(Range Query)의 효과적인 처리를 위해 제안되었다. 하지만 방대한 데이타가 발생하는 데이타 영역을 담당하는 센서의 저장 부하 문제는 고려되지 않았다. 최근 이와 같은 저장 부하 문제를 해결하기 위해 K-D 트리를 기반으로 동적 분할 데이타 영역을 사용하는 KDDCS가 제안되었다. 하지만 KDDCS를 포함한 모든 기존 DCS 기반 기법들은 인기 있는(많은 질의 요청을 받는) 데이타 영역에 대한 질의 부하가 고려되지 않았기 때문에, 결과적으로 전체 센서 네트워크의 수명이 단축된다. 그래서 본 논문에서는 저장 부하뿐만 아니라 질의 부하도 효과적으로 해결할 수 있는 새로운 DCS 기반 기법인 TPDCS(Time parameterized DCS)를 제안한다. 제안하는 기법은 데이타 차원뿐만 아니라 시간 차원을 함께 고려하여 센서에 할당되는 데이타 영역을 분할한다. 제안하는 방법은 데이타 저장과 질의 처리 분산을 통해 전체 센서 네트워크의 수명을 크게 연장시킨다. 또한 본 논문에서는 대표적인 기존 DES기반 기범들과 다양한 성능 비교 평가를 통해 제안하는 기법의 우수성을 보인다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제9권1호
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• pp.179-187
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• 2019

소형 컴퓨팅 기기의 최근 발달과 더불어, 사물인터넷 기반 센서 네트워크가 광범위로 확산되고 있으며, 이제는 저렴한 비용으로 센서 연산 기능과 통신 기능을 사용가능하게 되었다. 센서 데이터 관리는 사물 인터넷 환경에서 주요한 요소이다. 센싱 장비로부터 발생되고 전파되는 엄청난 분량의 자료는 많은 유효 정보를 제공하고 사업추진을 위한 다음세대의 빅데이터로 생각되고 있다. 최신 컬럼 기반 압축 기법이 높은 공간 효율 때문에 대용량 서버에 장착되고 있다. 센서는 좁은 대역폭과 오류가 많은 무선 채널을 사용하므로, 센서 기반 저장 시스템은 불안정한 데이터 서비스에 노출되어 있다. 본 연구에서는 사물 인터넷 센서망에 대한 분석을 간략하게 서술하며, 사물 인터넷을 위한 신규 스토리지 관리 방법을 제안한다. 제안한 관리 방법은 레이드 스토리지 모형을 근거로 하고, I/O 성능의 감쇄 없이 공간 효율성을 높이기 위하여 컬럼 기반 분리 및 압축법을 활용한다. 컴퓨터 모의 성능 실험을 통하여 본 제안 저장 기법이 기존 Raid 제어 기법보다 우수하다는 결론을 얻었다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제30권5호
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• pp.631-640
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• 2003

애드혹 네트워크 상의 노드들이 서로의 분산된 데이타를 주고받는 P2P 응용은 멀티 홈 무선 통신의 오버헤드로 인하여 효율성이 떨어진다. 이것을 극복하기 위해서 본 논문은 이웃 캐싱(neighbor caching) 기법을 제안하고, 이 방법이 노드들의 독립적인 캐싱 방법보다 효율적이라는 것을 보이고 있다. 이웃 캐싱 기법은 쉬고 있는 이웃 노드의 저장 공간을 잠시 빌려 씀으로써 캐싱 공간을 확대하고 먼 거리에서 데이타를 가져오는 멀티 홉 무선 통신의 단점을 극복하는 방법이다. 모의 실험의 결과에 따르면 이웃 캐싱은 망의 크기가 커질 때, 노드들의 쉬는 시간이 길 때, 그리고 노드들의 캐시 크기가 작을 때 좋은 성능을 나타낸다. 이와 함께 본 논문에서는 이웃 캐싱을 할 때 로드들 중에서 최적의 이웃 노드를 선별해 내는 우선순위에 근거한 예측기법(ranking based prediction)을 제안하였다. 우선순위에 근거한 예측 기법을 통해 데이타가 가장 오랫동안 보관될 가능성이 높은 이웃 노드를 선별해내고 우선순위가 낮은 데이타를 이웃 캐싱 하지 않을 수 있어서 이웃 캐싱의 효율성을 높일 수 있다. 모의 실험을 통해 이 방법이 노드들의 상황에 따라 이웃 캐싱의 횟수를 적절히 조절하여 성능향상을 가져올 뿐만 아니라 노드들이 분주한 상황에서도 이웃 캐싱이 유연하게 동작하도록 하는 것을 알 수 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.30-39
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• 2013

초소형 CMOS 카메라 센서나 마이크로 폰과 같이 멀티미디어 데이터를 수집할 수 있는 모듈들이 개발되면서 기존의 무선 센서 네트워크 기술을 확장한 무선 멀티미디어 센서 네트워크 기술 및 응용에 대한 연구가 활발하게 수행되고 있다. 이러한 응용에서 멀티미디어 데이터 저장 및 처리 기술, 데이터 전송 기술 등과 같은 다양한 기반 기술들이 요구된다. 특히, 실제 환경에 적용하기 위해서는 멀티미디어 데이터에 대한 보안 기술은 필수적이다. 본 논문은 다양한 해킹 기술 중 하나인 스니핑 공격을 방어하기 위해, 데이터 전송 경로를 위험요소로부터 물리적으로 회피시키기 위한 다중 경로 라우팅 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 위험요소의 움직임을 토대로 지리적으로 인근에 위치한 센서 노드에 준비태세 단계와 데이터의 중요도에 따른 우선순위를 설정한다. 이를 기반으로 준비태세 단계와 데이터우선 순위를 고려하여 안전한 경로를 통해 위험요소 우회 다중 경로 라우팅을 수행한다. 시뮬레이션 결과 기존 기법에 비해 약 5% 전송지연 시간을 갖지만 위험요소가 데이터를 공격 및 감청 할 수 있는 감청율은 약 18% 낮음을 확인함으로써 제안하는 기법의 우수성을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제30권2호
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• pp.179-188
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• 2003

무선 통신과 하드웨어 설계기술의 발전으로 사용자가 휴대용 장치를 사용하여, 그들의 물리적인 위치에 상관없이 통신을 할 수 있는 이동 컴퓨팅이라는 새로운 패러다임이 생겨났다. 이러한 이동 단말기를 이용한 이동 컴퓨팅은 비연결성, 낮은 대역, 높은 대역의 가변성, 이질망과의 연결, 보안성, 저 전력, 작은 저장공간 등의 제약성을 가지고 있다. 이러한 제약중의 하나인 전원장치의 부족을 극복하기 위하여 두 노드간의 거리에 따라 송신전력을 조정하는 방식인 전력 조절 라우팅 기법(Power Adaption Routing Scheme)이 사용된다. 기존 알고리즘에서는 라우팅 경로를 찾기 위해 소비 전력만을 고려하여 다음 노드를 선택하기 때문에, 최종 목적노드로 최단 거리를 많이 이탈할 수 있고, 또한 전력소비를 최소화하기 위한 라우팅에 참여해야 하는 최적의 노드 수 보다 많은 노드가 라우팅에 참여하여 소비 전력의 낭비를 가져온다. 본 논문에서는 이러한 기존 저전력 소비 라우팅 알고리즘의 단점을 보완하여 라우팅 목적노드로의 점진적인 근접성과 최적의 라우팅 참여 노드 수를 동시에 고려한 새로운 저전력 알고리즘을 제안하고 성능을 분석하였다.