• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제13권7호
• /
• pp.3690-3713
• /
• 2019

According to the main group key management schemes logical key hierarchy (LKH), exclusion basis systems (EBS) and other group key schemes are limited in network structure, collusion attack, high energy consumption, and the single point of failure, this paper presents a group key management scheme for wireless sensor networks based on Lagrange interpolation polynomial characteristic (AGKMS). That Chinese remainder theorem is turned into a Lagrange interpolation polynomial based on the function property of Chinese remainder theorem firstly. And then the base station (BS) generates a Lagrange interpolation polynomial function f(x) and turns it to be a mix-function f(x)' based on the key information m(i) of node i. In the end, node i can obtain the group key K by receiving the message f(m(i))' from the cluster head node j. The analysis results of safety performance show that AGKMS has good network security, key independence, anti-capture, low storage cost, low computation cost, and good scalability.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제44권8호
• /
• pp.23-32
• /
• 2007

본 논문에서는 계층적 무선 센서 네트워크를 위한 그룹기반 보안 메커니즘을 제안한다. 이를 위해 세 가지 형태의 노드(베이스 스테이션 그룹 관리 노드 센서 노드)로 구성된 3계층 센서네트워크에서 안전한 라우팅을 위한 구조를 설계한다. 그룹기반 배치는 가우시안(Gaussian) 분산을 이용하여 수행되며, 제안된 모델을 사용해 85% 이상의 네트워크 연결이 가능하다. 이미 보안 기능을 공유하고 있는 작은 그룹들은 안전한 그룹을 형성하고, 그룹 관리 노드들은 전체 네트워크의 백본을 형성한다. 본 논문의 보안 메커니즘은 배치된 센서 그룹에서 수집된 데이터를 처리하기 위해 제안되었으며, 관리노드에 의해 수집된 센싱 데이터는 다른 관리노드를 거쳐 베이스 스테이션에 전달된다. 제안된 메커니즘은 경량화 되었고, 노드 캡쳐 공격에 강력하게 대응할 수 있으며 분석 자료와 시뮬레이션을 결과를 통해 이러한 특징을 확인할 수 있다. 또한, 분석 자료를 통해 그룹 관리노드와 센서 노드가 조밀하게 배치되었을 때 안전성이 크게 향상됨을 알 수 있다.

• 대한교통학회:학술대회논문집
• /
• 대한교통학회 2003년도 제43회 학술발표회논문집
• /
• pp.127-150
• /
• 2003

This research presents a novel application of static traffic assignment methods, but with a variable time value, for estimating the market share of a high-speed rail (HSR) in the NW-SE corridor of Korea which is currently served by the airline (AR), conventional rail (CR), and highway (HWY) modes. The proposed model employs the time-space network structure to capture the interrelations among all competing transportation modes, and to reflect their supply- and demand-sides constraints as well as interactions through properly formulated link-node structures. The embedded cost function for each network link offers the flexibility for incorporating all associated factors, such as travel time and fare, in the model computation, and enables the use of a distribution rather than a constant to represent the time-value variation among all transportation mode users. To realistically capture the tripmakers' value-of-time (VOT) along the target area, a novel method for VOT calibration has been developed with aggregate demand information and key system performance data from the target area. Under the assumption that intercity tripmakers often have nearly "perfect" travel information, one can solve the market share of each mode after operations of HSR for each O-D pair under the time-dependent demand with state-of-the-art traffic assignment. Aside from estimating new market share, this paper also investigated the impacts of HSR on other existing transportation modes.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.558-564
• /
• 2013

무선 센서 네트워크는 제한된 에너지 자원을 포함하고 개방된 환경에서 스스로 운영된다. 이러한 센서 노드들은 한 필드에서 스스로 운영되기 때문에 싱크홀 공격이 쉽게 발생되어 공격자를 통해 센서들을 훼손시킬 수 있다. 싱크홀 공격은 초기에 구성된 라우팅 경로를 변경하여 훼손된 노드에서 중요한 정보를 탈취한다. LEAP은 싱크홀 공격에 반대하여 네 개의 키를 사용하여 모든 노드의 상태와 패킷을 인증하기 위해 제안되었다. 이 기법은 베이스 스테이션까지 패킷들을 안전하게 전송함에도 불구하고, 패킷들은 다음 홉 노드 상태 확인 없이 구성된 경로를 따라 전달된다. 본 논문에서, 우리는 이 문제를 해결하기 위해 에너지 효율성을 위한 다음 홉 노드 선택 기법을 제안한다. 우리의 제안 기법은 잔여 에너지, 공유된 키의 수, 여과된 허위 패킷의 수를 간주하여 다음 홉 노드를 평가한다. 설정된 임계값에 대해서 다음 홉 노드의 적합성 기준을 만족할 때 패킷은 다음 홉 노드에 전송된다. 우리는 효과적인 노드 선택을 통해 에너지 효율성과 공격 발생 지역의 우회를 향상시키는 것을 목표로 한다. 실험 결과는 LEAP과 비교하였을 때 싱크홀 공격에 반대하여 최대 6%의 에너지 절약과 함께 제안 기법의 타당성을 보여준다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제53권6호
• /
• pp.29-36
• /
• 2016

별도의 RF 소스가 센서 노드에게 에너지를 공급하는 무선 수동형 센서 망은 배터리 없이 영원히 동작할 수 있는 망이다. 그러나 영원한 수명에 대한 기대와 달리 무선 수동형 센서 망은 아직 에너지의 희소성, 에너지 수신과 데이타 전송의 동시불가성, 자원 활용의 비효율성 등 많은 문제를 안고 있다. 본 논문에서는 패킷 상실에는 관대하지만 패킷의 적시 전달을 요구하는 서비스를 제공하는 무선 수동형 센서 망을 다룬다. 이러한 망에서 여러 센서 노드들이 하나의 싱크 노드에게 패킷들을 전달하도록 현실적 제약을 인식하여 framed and slotted ALOHA에 기초한 경합형 MAC 방식을 고려한다. 이어서 지리적으로 흩어져있는 센서 노드들이 전송한 패킷들이 경로 손실을 겪어 결국 capture 현상이 빚어질 때 MAC 방식이 얻을 수 있는 망전체 throughput을 조사한다. 특히 두 센서 노드만이 망에 있을 때 망 전체 throughput의 정확한 공식을 closed form으로 도출한다. 마지막으로 설계 parameter들을 조절하여 최대의 망 전체 throughput을 취하도록 경합형 MAC 방식을 최적화한다.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제8권2호
• /
• pp.241-252
• /
• 2006

Traditional service-level agreements (SLAs), defined by average delay or packet loss, often camouflage the instantaneous performance perceived by end-users. We define a set of metrics for service availability to quantify the performance of Internet protocol (IP) backbone networks and capture the impact of routing dynamics on packet forwarding. Given a network topology and its link weights, we propose a novel technique to compute the associated service availability by taking into account transient routing dynamics and operational conditions, such as border gateway protocol (BGP) table size and traffic distributions. Even though there are numerous models for characterizing topologies, none of them provide insights on the expected performance perceived by end customers. Our simulations show that the amount of service disruption experienced by similar networks (i.e., with similar intrinsic properties such as average out-degree or network diameter) could be significantly different, making it imperative to use new metrics for characterizing networks. In the second part of the paper, we derive goodness factors based on service availability viewed from three perspectives: Ingress node (from one node to many destinations), link (traffic traversing a link), and network-wide (across all source-destination pairs). We show how goodness factors can be used in various applications and describe our numerical results.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.167-175
• /
• 2008

최근 컴퓨터의 발전을 통해 무선 센서 네트워크 분야가 발전되고 있지만 많은 응용분야에서 보안의 중요성이 증대되고 있다. 특히, 무선 네트워크에서 동작되는 노드의 안전한 통신을 위해서도 보안 메커니즘이나 보안 프로토콜 개발이 필요하다. 이 논문에서는 네트워크에 존재하는 모든 노드가 네트워크 크기에 부합되는 독립된 키들을 소유하면서 노드간 안전한 통신을 보장할 수 있도록 비밀키 방법과 ECC 알고리즘을 조합한 사전 키 분배 방법을 제안한다. 제안된 기법은 노드 캡처에 대해서 탄력적으로 동작하기 때문에 데이터 융합과 집합에 적합하며 네트워크상에 존재하는 타협된 노드들의 탐지를 위해 디지털 시그너처 기능을 적용함으로써 노드간 안전성 문제를 해결하고 있다. 시뮬레이션에서는 제안 기법에서 사용되는 파라미터들의 처리 시간을 평가하여 ECC 키 길이가 증가하더라도 제안 기법이 효율적임을 평가하고 있다.

• 디지털산업정보학회논문지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.123-131
• /
• 2009

Process Control Systems (PCSs) or Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems have recently been added to the already wide collection of wireless sensor networks applications. The PCS/SCADA environment is somewhat more amenable to the use of heavy cryptographic mechanisms such as public key cryptography than other sensor application environments. The sensor nodes in the environment, however, are still open to devastating attacks such as node capture, which makes designing a secure key management challenging. Recently, Nilsson et al. proposed a key management scheme for PCS/SCADA, which was claimed to provide forward and backward secrecies. In this paper, we define four different types of adversaries or attackers in wireless sensor network environments in order to facilitate the evaluation of protocol strength. We then analyze Nilsson et al. 's protocol and show that it does not provide forward and backward secrecies against any type of adversary model.

• 대한수학회지
• /
• 제51권1호
• /
• pp.163-187
• /
• 2014

We present a multi-stage Roe-type numerical scheme for a model of two-phase flows arisen from the modeling of deflagration-to-detonation transition in granular materials. The first stage in the construction of the scheme computes the volume fraction at every time step. The second stage deals with the nonconservative terms in the governing equations which produces states on both side of the contact wave at each node. In the third stage, a Roe matrix for the two-phase is used to apply on the states obtained from the second stage. This scheme is shown to capture stationary waves and preserves the positivity of the volume fractions. Finally, we present numerical tests which all indicate that the proposed scheme can give very good approximations to the exact solution.

• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제7권4호
• /
• pp.521-524
• /
• 2009

Park proposed a forward & backward Secure key management scheme in wireless sensor networks for Process Control Systems (PCSs) or Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems [7]. The scheme, however, is still vulnerable to an attack called "sandwich attack": two nodes captured at times $t_1$ and $t_2$, respectively, surrenders all the group keys used between times $t_1$ and $t_2$. In this paper, we propose a fix to the scheme, which can limit the vulnerable time duration to an arbitrarily chosen time span while keeping the forward and backward secrecy of the scheme untouched.