• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제18권3호
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• pp.801-825
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• 2024

For Internet of Things, it is more preferred to have immediate access to environment information from sensor nodes (SNs) rather than from gateway nodes (GWNs). To fulfill the goal, mutual authentication scheme between user and SNs with session key (SK) negotiation is more suitable. However, this is a challenging task due to the constrained power, computation, communication and storage resources of SNs. Though lots of authentication schemes with SK negotiation have been designed to deal with it, they are still insufficiently secure and/or efficient, and some even have serious vulnerabilities. Therefore, we design an efficient secure authentication scheme with session key negotiation (eSAS2KN) for wireless sensor networks (WSNs) utilizing fuzzy extractor technique, hash function and bitwise exclusive-or lightweight operations. In the eSAS2KN, user and SNs are mutually authenticated with anonymity, and an SK is negotiated for their direct and instant communications subsequently. To prove the security of eSAS2KN, we give detailed informal security analysis, carry out logical verification by applying BAN logic, present formal security proof by employing Real-Or-Random (ROR) model, and implement formal security verification by using AVISPA tool. Finally, computation and communication costs comparison show the eSAS2kN is more efficient and secure for practical application.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권5호
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• pp.457-463
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• 2013

In recent days, cooperative diversity and communication security become important research issues for wireless communications. In this paper, to achieve low probability of interception (LPI) and high throughput in the cooperative single-carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) system, a new physical layer transmission scheme is proposed, where a new encryption algorithm is applied and adaptive modulation is further considered based on channel state information (CSI). By doing so, neither relay node nor eavesdropper can intercept the information signals transmitted from user terminal (UT). Simulation results show above new physical layer transmission scheme brings in high transmission safety and secrecy rate. Furthermore, by applying adaptive modulation and coding (AMC) technique according to CSI, transmission throughput can be increased significantly. Additionally, low peak-to-average power ratio (PAPR) characteristic can still be remained due to the uniform distribution of random coefficients used for encryption algorithm.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권5호
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• pp.1-6
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• 2011

LED(Light Emitting Diode) 소자는 현대 기술의 발달로 형광등이나 전구보다 수명이 길고 전력소모가 작으며 제어가 쉽다는 장점을 가지고 있다. 이러한 이유로 LED 소자를 이용한 조명이 많이 사용되고 있다. 최근 LED 소자의 고속응답특성을 이용한 통신기법인 가시광통신(Visible Light Communication, 이하 VLC)이 주목받기 시작하였다. VLC의 경우 전파를 사용하지 않아 주파수 할당이 필요가 없으며, 데이터전송에 ISM(Industrial Scientific Medical band)과 같은 간섭 또한 존재하지 않는다. 그렇기 때문에 VLC에 관한 연구 결과가 많이 나오고 있다. 본 논문에서는 기존의 LED 조명을 사용한 VLC와 수중환경에서의 VLC에 대한 survey를 진행하고 활용방법을 살펴보았다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권2호
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• pp.313-324
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• 2015

본 논문에서는 저전력의 스마트 홈 환경 구축을 지원하기 위한 이기종 인터페이스 결정 엔진 및 아키텍처를 제시한다. 최근 IT 기술의 발전을 토대로 '스마트 홈' 기술이 대두되고 있다. 이러한 스마트 홈은 여러 서브네트워크로 구성되어 있으며, 각각의 네트워크는 다양한 통신 인터페이스를 사용하는 스마트 기기들로 구성되어 있다. 따라서 스마트 홈 환경에서는 다양한 네트워크 간의 통신을 지원하기 위한 이기종 인터페이스 간의 연동 기술이 필수적으로 요구된다. 또한, 각 통신 인터페이스는 전력 소비량에 차이가 있는데, 가정용 스마트 기기들은 24시간 동작하는 경우가 많으며 특히 스마트폰과 같은 무선기기들은 전력 소모량에 민감하다. 따라서 에너지 측면에서 효율적인 홈 네트워크를 구축하기 위해서는 상황에 따라 트래픽 처리에 적합한 인터페이스를 선택하는 것이 중요하다. 이에 따라 본 논문에서는 "저전력의 홈 네트워크 구축을 위한 이기종 인터페이스 결정 엔진 및 아키텍처"를 제안하고 테스트베드 상에서의 실험을 통해 제안 기법의 성능을 분석하고 타당성을 검증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권12B호
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• pp.1251-1258
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• 2010

OFDM은 높은 데이터 전송율을 지원할 수 있는 기술로 미래의 광대역 통신에 촉망받는 통신 방식이다. 이 논문은 주파수 선택적 페이팅 채널 환경에서 파워 예산을 각 부채널 상태에 적합하게 할당하는 알고리즘을 제안한다. 하지만 센서 네트워크의 하드웨어 제약상 기존의 파워할당 알고리즘을 적용하면 높은 계산 복잡도 때문에 실제 적용하는데 문제가 있다. 제안된 방식은 실제 환경과 비슷하게 구현되었으며 계산 복잡도를 현저히 줄여 최적의 방식에 비교할 수 있는 동시에 정해진 파워 예산을 만족 시킬 수 있다. 또한, 제안한 방식의 throughput은 최적의 throughput을 보여주는 알고리즘과 비교될 수 있을 정도의 성능을 낸다. 시뮬레이션 결과를 통해 기존 제안된 방식보다 throughput, 계산 복잡도가 뛰어남을 보여준다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제4권1호
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• pp.11-14
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• 2015

저전력 기술에 기반한 무선 센서 네트워크 (Wireless Sensor Networks, WSN) 기술은 유비쿼터스 사회에서 핵심 기술 중 하나이다. 본 논문에서는 WSN환경에서의 국경 감시 및 제어 시스템을 제안한다. 시스템은 고정 센서노드, 모바일 센서노드, 고정 게이트웨이, 모바일 게이트웨이, 서버, 모바일 애플리케이션으로 구성된다. 이 시스템의 유용성은 모바일 애플리케이션은 사용자모드와 관리자모드로 나뉘어, 일반 사람들도 시간과 공간의 제약 없이 스마트폰을 통해 국경 침범을 감시하고 국경 망 환경에 대한 데이터를 얻을 수 있다. 관리자모드에서는 노드들의 유동적 작동을 위해 관리자가 원격으로 소프트웨어 업데이트를 할 수 있고, 모바일 노드의 위치를 조정할 수 있다. 또한 저전력 센서노드의 확장성을 위해 시스템에 적합한 멀티 홉 라우팅 프로토콜을 적용하여 구현하였으며 제안한 시스템이 한정된 자원과 저사양의 하드웨어로 동작하는 WSN환경에서도 신속하고 정확하게 동작함을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권6호
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• pp.1706-1727
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• 2023

Under Water Sensor Networks (UWSN) has gained attraction among various communities for its potential applications like acoustic monitoring, 3D mapping, tsunami detection, oil spill monitoring, and target tracking. Unlike terrestrial sensor networks, it performs an acoustic mode of communication to carry out collaborative tasks. Typically, surface sink nodes are deployed for aggregating acoustic phenomena collected from the underwater sensors through the multi-hop path. In this context, UWSN is constrained by factors such as lower bandwidth, high propagation delay, and limited battery power. Also, the vulnerabilities to compromise the aquatic environment are in growing numbers. The paper proposes an Energy-Efficient standalone Intrusion Detection System (EEIDS) to entail the acoustic environment against malicious attacks and improve the network lifetime. In EEIDS, attributes such as node ID, residual energy, and depth value are verified for forwarding the data packets in a secured path and stabilizing the nodes' energy levels. Initially, for each node, three agents are modeled to perform the assigned responsibilities. For instance, ID agent verifies the node's authentication of the node, EN agent checks for the residual energy of the node, and D agent substantiates the depth value of each node. Next, the classification of normal and malevolent nodes is performed by determining the score for each node. Furthermore, the proposed system utilizes the sheep-flock heredity algorithm to validate the input attributes using the optimized probability values stored in the training dataset. This assists in finding out the best-fit motes in the UWSN. Significantly, the proposed system detects and isolates the malicious nodes with tampered credentials and nodes with lower residual energy in minimal time. The parameters such as the time taken for malicious node detection, network lifetime, energy consumption, and delivery ratio are investigated using simulation tools. Comparison results show that the proposed EEIDS outperforms the existing acoustic security systems.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제9권4호
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• pp.77-82
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• 2020

무선 센서 네트워크(WSN)는 제한된 배터리 자원으로 인해 수명이 짧다는 근본적인 문제뿐 아니라, 고정된 위치의 싱크로 인한 싱크 주변 노드의 에너지 소비가 비정상적으로 증가하는 에너지 불균형 문제도 가지고 있다. 이를 해결하고자, 최근에는 태양 에너지 수집형 노드를 사용하여 에너지를 지속적으로 수집함으로써 배터리 자원 제약 문제를 해결하고, 또한 모바일 싱크를 활용하여 고정된 싱크 노드 근처의 에너지 불균형 문제를 해결하려는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 기존의 고정된 싱크 및 배터리 기반의 WSN을 위하여 제안된 유명한 데이터 수집 기법인 CTP(Collection Tree Protocol)도 이와 같은 에너지 제약 및 에너지 사용 불균형 문제는 고려하지 않고 설계되었는데, 따라서 정전 노드 발생 및 트리 구조의 루프화와 같은 네트워크의 안정성(Reliablilty)이 심각하게 저하되는 문제를 내포하고 있었다. 이를 해결하고자, 본 논문에서는 모바일 싱크와 태양에너지 수집형 노드로 구성된 WSN을 위한 향상된 CTP 기법(Solar-CTP)을 제안한다. 제안된 Solar-CTP기법에서는 수집 에너지 및 사용 에너지양 예측을 통해 노드 동작 모드를 결정한다. 아울러 싱크의 주기적인 이동으로 싱크 주변 노드의 에너지 불균형 문제를 해결한다. 성능검증을 통해 기존 CTP에 비해 Solar-CTP의 정전 노드의 수가 줄어들고, 싱크의 데이터 수집량이 향상된 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.840-845
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• 2007

무선 센서 네트워크에서 효율적인 데이터 처리와 신속한 전송을 위해 사용되는 미들웨어는 순간적인 데이터 밀집현상으로 발생하는 중간 노드의 데이터 손실 문제를 해결해야한다. 본 논문에서는 계산 능력, 소비 전력 등 극히 한정된 자원만을 사용하여 데이터를 전달해야 하는 무선 센서 네트워크 환경에서 수집된 데이터의 효율성 및 정확성을 향상시킬 수 있는 Delta-Average 기법을 제시하였다. 제안된 기법을 통해 데이터의 상이성과 평균화 방식을 이용함으로써 순간적인 데이터 밀집현상으로부터 중복된 데이터에 대한 불필요한 전송을 방지하면서 정확성을 높이도록 하였다. 마지막으로 제안된 기법의 성능을 평가하기 위해 TinyDB에서 TOSSIM 시뮬레이션을 수행하였으며 성능분석 결과를 통해 데이터 정확성이 향상되었음을 검증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.927-934
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• 2019

최근 모바일 기기는 사용자 요구에 따라 다양한 기능이 있는 소형 컴퓨터의 형태로 발전하였다. 모바일 기기의 다양한 기능을 구현하기 위해 실장되는 AP(: Application processor)와 무선통신용 모뎀 및 고성능 카메라 외 다양한 인터페이스를 위한 IC 들의 안정적인 동작을 위해서는 전원 공급 네트워크 설계에 주의가 필요하다. 본 논문에서는 실장 밀도 제한으로 인해 배선형으로 설계해야하는 모바일 기기의 전원 공급 네트워크의 안정성 확보를 위해 드라이버 IC 칩에서 요구하는 목표 임피던스를 만족하도록 디커플링 캐패시터의 위치, 용량, 개수 등의 설계 파라메터를 최적화하는 방법에 대해 분석하고 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 본 논문을 통해 제안된 배선형 전원 공급 네트워크 설계 방법은 모바일 어플리케이션 외 고속신호 전송선로가 포함되는 다양한 응용분야에 확대 적용될 수 있을 것으로 판단된다.