• 제목/요약/키워드: resource-constrained devices

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사물 인터넷 환경에서 경량화 장치 간 상호 인증 및 세션키 합의 기술 (Mutual Authentication and Key Agreement Scheme between Lightweight Devices in Internet of Things)

  • 박지예;신새미;강남희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38B권9호
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    • pp.707-714
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    • 2013
  • 사물인터넷(IoT) 기술은 M2M 통신의 확장 기술로 구성 장치(사물)들을 인터넷에 연결시켜 사물지능통신을 실체화하기 위해 제안되었다. IoT를 구성하는 다양한 사물들은 일반적으로 자원이 제한적이고, 이기종 장치들은 저용량 네트워크로 상호 연결된다. 이러한 IoT 환경에서 보안 서비스를 제공하기 위해서는 기밀성, 상호인증, 메시지 송신 인증 등이 제공되어야 한다. 그러나 자원이 제한적인 환경 특성상 기존 인터넷 환경에 적용했던 보안 기술들을 그대로 적용하기에는 무리가 있다. IETF 표준화 그룹에서는 안전한 IoT 서비스를 위해 경량화된 DTLS(Datagram TLS) 프로토콜의 적용을 제안하고 있지만 초경량 장치까지 모든 장치를 수용할 수는 없다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 자원 제약의 이유로 해쉬 함수 혹은 암호 함수와 같은 단일 보안 모듈만을 탑재할 수 있는 경량화 장치들이 상호 인증하고 세션키를 합의할 수 있는 방안을 제안한다. 제안 기술은 세션키 생성 시 사전 계산 방식을 통해 성능을 향상시킬 수 있고 다양한 보안 공격에 대응 할 수 있다.

제한된 자원을 갖는 장치에서 효과적인 얼굴 인증 방법 (An Effective Face Authentication Method for Resource - Constrained Devices)

  • 이경희;변혜란
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제31권9호
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    • pp.1233-1245
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    • 2004
  • 사용자를 인증하는데 생체인식(biometrics)을 사용하는 것은 보안성과 편리성에서 우수함에도 불구하고, 생체 정보를 사용하는 전형적인 인증 알고리즘은 스마트카드(smart cards)와 같은 자원이 한정된 장치에서는 실행되지 못할 수도 있다. 따라서, 제한된 자원을 갖는 장치에서 생체인식 과정이 수행되기 위해서는 적은 메모리와 처리 능력을 요구하는 가벼운 인증 알고리즘의 개발이 필요하다. 또한 생물학적 특징들 중에서 얼굴에 의한 인증은 인간에게 보다 친숙하고 얼굴 영상 획득이 비강제성을 띤다는 점에서 사용하기 가장 편리한 생체인식 기술이다. 본 논문에서는 생체인식 기술 연구의 일환으로 새로운 얼굴 인중 알고리즘을 제안한다. 이 얼굴 인증 알고리즘은 두 가지 면에서 새로운 특성을 갖는다. 그 하나는 유전자 알고리즘(GA: Genetic Algorithms) 에 의해 추출된 특징 집합(feature set)을 입력벡터로 사용하는 Support Vector Machines(SVM)을 얼굴인증에 이용함으로써 메모리 요구량을 감소시킨다는 것이다. 다른 하나는, 필요에 따라 특징 집합의 크기 조절에 대한 시스템 파라미터를 조절함으로써, 인식률은 다소 감소하더라도 인증 과정에 필요한 메모리양을 더욱 더 감소시킬 수 있다는 것이다. 이러한 특성은 메모리양이 한정된 장치에서 얼굴 인중 알고리즘을 수행할 수 있게 하는 데 상당히 효과적이다. 다양한 변화가 있는 얼굴 데이터베이스들에 대하여 실험한 결과, GA에 의해 선택된 식별력이 우수한 특징들을 SVM의 입력벡터로 사용하는 제안한 얼굴 인증 알고리즘이, GA에 의한 특징 선택 과정이 없는 알고리즘보다 정확성과 메모리 요구량에서 우수한 성능을 보임을 알 수 있다. 또한 시스템 파라미터의 변경 실험에 의해 선택될 특징의 개수가 조절될 수 있음을 보인다.

EmXJ : 유연한 임베딩을 위한 XML 처리기 구성 프레임워크 (EmXJ : A Framework of Configurable XML Processor for Flexible Embedding)

  • 정원호;강미연
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제9A권4호
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    • pp.467-478
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    • 2002
  • 유무선 인터넷의 발달로, 휴대폰, PDA, 홈패드, 스마트폰, 핸드헬드 PC 등, 다양한 형태의 자원제약을 가지는 개인용 혹은 상업용 임베디드 시스템들이 속속 등장하고 있으며, 이들로 임베딩되는 소프트웨어도, 과거 이들이 지녔던 주요 특성인 경직성(fixedness)보다도, 이제는 오히려 유연성(flexibility)을 요구하고 있다. 즉, 자원 제약 특성이 서로 다른 장치들로 유연하게 임베딩될 수 있는 특성을 요구하고 있다. 웹 상의 정보 표현을 위한 표준으로자리잡은 확장성 표기 언어인 XML을 위한 처리기는 각종 인터넷 단말에서의 자료 브라우징을 위해 필수적으로 임베딩 되어야할 소프트웨어이다. 본 논문에서는 서로 다른 기능과 자원 제약 특성을 가진 장치들에 따라 유연성 있는 임베딩을 위한 XML 처리기 구성 프레임워크인, EmXJ가 설계, 구현되며, 그 특성이 기존의 XML 처리기와 비교 분석된다.

모바일 인터넷 환경에서 CoAP 프로토콜 기반의 RD를 이용한 IoT 임베디드 노드 등록 서비스 설계 및 구현 (A Design and Implementation for Registration Service of IoT Embedded Node using CoAP Protocol-based Resource Directory in Mobile Internet Environments)

  • 항뢰;김문권;김도현
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.147-153
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    • 2016
  • 최근 IETF(Internet Engineering Task Force) CoRE(Constrained RESTful Environment) 워킹그룹에서 IoT 프로토콜로 CoAP(Constrained Application Protocol)을 표준으로 채택하고 있다. CoAP 프로토콜은 작은 용량의 메모리와 저전력 등 제한된 환경에서 IoT 임베디드 노드 간의 통신을 지원하고 있다. 본 논문에서는 모바일 환경에서 CoAP 프로토콜을 이용하여 IoT 임베디드 노드와 이동 단말을 연결성을 지원하기 위해 RD(Resourse Directory) 기반의 등록 서비스를 설계하고 구현한다. 이동 단말과 IoT 노드 사이에 RD를 두고, 이를 통해 이동 단말은 IoT 노드를 검색하고 상황 정보를 습득할 수 있다. 이때 이동 단말은 CoAP 클라이언트를 갖고 있으며, IoT 임베디드 노드는 CoAP 서버를 갖고 있어 이동 환경에서 제한된 IoT 노드들을 연결하여 편리하게 상황 정보를 습득하고 사물을 제어할 수 있다.

IoT Healthcare Communication System for IEEE 11073 PHD and IHE PCD-01 Integration Using CoAP

  • Li, Wei;Jung, Cheolwoo;Park, Jongtae
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권4호
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    • pp.1396-1414
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    • 2018
  • With the proliferation of the Internet of Things (IoT) healthcare devices, significant interoperability issue arises where devices use proprietary data transfer protocols. The IHE PCD-01 standard has been suggested for the exchange of healthcare data in ISO/IEEE 11073 PHD data model. However, the PCD-01 is not efficient to be used in the IoT environment. This is because the use of SOAP for PCD-01 may be too complex to be implemented in the resource-constrained IoT healthcare devices. In this paper, we have designed a communication system to implement ISO/IEEE 11073 and IHE PCD-01 integration using the IETF CoAP. More specifically, we have designed the architecture and procedures, using CoAP, to seamlessly transmit the bio-signal from the tiny resource-constrained IoT healthcare devices to the server in a standardized way. We have also built the agent, gateway, and PCD-01 interface at the server, all of which are using the CoAP as a communication protocol. In order to evaluate the performance of the proposed system, we have used the PCD data to be transmitted over CoAP, MQTT, and HTTP. The evaluation of the system performance shows that the use of CoAP results in faster transaction and lesser cost than other protocols, with less battery power consumption.

사물인터넷의 경량화 장치를 위한 안전한 Pre-shared Key 설정 기술 (Secure Configuration Scheme of Pre-shared Key for Lightweight Devices in Internet of Things)

  • 김정인;강남희
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.1-6
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    • 2015
  • 사물인터넷(IoT: Internet of Thing) 기술은 사용자 주변의 사물들이 상호 연결되어 정보를 공유할 수 있도록 해준다. IoT 환경에서 보안은 민감한 개인 정보 유출뿐만 아니라 생명에 직결 된 문제가 발생 할 수 있기 때문에 반드시 지원되어야하는 핵심 기술이다. 하지만 IoT 서비스를 구성하는 소형장치의 경우 자원이 제한적이며 배터리에 의존하기 때문에 기존 보안기술을 직접 적용하기는 어렵다. PSK(Pre-Shared Key)기반 방식은 통신 주체들이 사전에 안전하게 비밀키를 설정한 뒤 보안 기능을 수행하는 방식으로 경량화 장치에 적합하다. 공개키 알고리즘을 기반으로 세션키를 설정하는 방식보다 적은 비용으로 보안 기술을 구축할 수 있기 때문이다. 그러나 경량화 된 장치는 입출력장치가 부재하기 때문에 PSK를 사전에 안전하게 설정하는 방식은 어렵다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 자원이 제한적인 소형 장치들을 위한 안전한 초기 설정 기술을 제안하고 구현 결과를 보인다.

mmWave 레이더 기반 사람 행동 인식 딥러닝 모델의 경량화와 자원 효율성을 위한 하이퍼파라미터 최적화 기법 (Hyperparameter optimization for Lightweight and Resource-Efficient Deep Learning Model in Human Activity Recognition using Short-range mmWave Radar)

  • 강지헌
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.319-325
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    • 2023
  • In this study, we proposed a method for hyperparameter optimization in the building and training of a deep learning model designed to process point cloud data collected by a millimeter-wave radar system. The primary aim of this study is to facilitate the deployment of a baseline model in resource-constrained IoT devices. We evaluated a RadHAR baseline deep learning model trained on a public dataset composed of point clouds representing five distinct human activities. Additionally, we introduced a coarse-to-fine hyperparameter optimization procedure, showing substantial potential to enhance model efficiency without compromising predictive performance. Experimental results show the feasibility of significantly reducing model size without adversely impacting performance. Specifically, the optimized model demonstrated a 3.3% improvement in classification accuracy despite a 16.8% reduction in number of parameters compared th the baseline model. In conclusion, this research offers valuable insights for the development of deep learning models for resource-constrained IoT devices, underscoring the potential of hyperparameter optimization and model size reduction strategies. This work contributes to enhancing the practicality and usability of deep learning models in real-world environments, where high levels of accuracy and efficiency in data processing and classification tasks are required.

Speed Optimized Implementation of HUMMINGBIRD Cryptography for Sensor Network

  • Seo, Hwa-Jeong;Kim, Ho-Won
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제9권6호
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    • pp.683-688
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    • 2011
  • The wireless sensor network (WSN) is well known for an enabling technology for the ubiquitous environment such as real-time surveillance system, habitat monitoring, home automation and healthcare applications. However, the WSN featuring wireless communication through air, a resource constraints device and irregular network topology, is threatened by malicious nodes such as eavesdropping, forgery, illegal modification or denial of services. For this reason, security in the WSN is key factor for utilizing the sensor network into the commercial way. There is a series of symmetric cryptography proposed by laboratory or industry for a long time. Among of them, recently proposed HUMMINGBIRD algorithm, motivated by the design of the well-known Enigma machine, is much more suitable to resource constrained devices, including smart card, sensor node and RFID tags in terms of computational complexity and block size. It also provides resistance to the most common attacks such as linear and differential cryptanalysis. In this paper, we implements ultra-lightweight cryptography, HUMMINGBIRD algorithm into the resource constrained device, sensor node as a perfectly customized design of sensor node.

A Novel Approach of Using Data Flipping for Efficient Energy on the Internet of Things

  • Ziyad Almudayni;Ben Soh;Alice Li
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제21권3호
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    • pp.185-191
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    • 2023
  • The Internet of Things (IoT) can be defined as the connection of devices, sensors, and actors via the Internet to a single network to provide services to end-users. Owing to the flexibility and simplicity of IoT devices, which impart convenience to end-users, the demand for these devices has increased significantly in the last decade. To make these systems more scalable, achieve a larger number of connected devices, and achieve greater economic success, it is vital to develop them by considering parameters such as security, cost, bandwidth, data rate, and power consumption. This study aims to improve energy efficiency and prolong the lifetime of IoT networks by proposing a new approach called the constrained application protocol CoAP45. This approach reduces the number of updates to the CoAP server using a centralized resource. The simulation results show that the proposed approach outperforms all existing protocols.

자원 제약적 기기에서 자율주행의 실시간 객체탐지를 위한 태스크 오프로딩 적용에 관한 연구 (A Study on the Application of Task Offloading for Real-Time Object Detection in Resource-Constrained Devices)

  • 장신원;홍용근
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제12권12호
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    • pp.363-370
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    • 2023
  • 도로와 주변의 상황을 정확히 인지하는 객체탐지 기술은 자율주행 분야에 핵심적인 기술이다. 자율주행 분야에 객체탐지 기술은 추론 서비스의 정확도와 함께 실시간성도 요구된다. 고성능 머신이 아닌 자원제약 기기에서 정확도와 함께 실시간성을 위한 객체탐지 기술을 적용하기 위해서는 태스크 오프로딩 기술을 활용해야 한다. 본 논문에서는 자원 제약적 기기에서 자율주행의 실시간 객체탐지를 위한 태스크 오프로딩 적용과 관련하여 태스크 오프로딩의 성능 비교, 입력 이미지 해상도에 따른 성능 비교, 카메라 객체 해상도에 따른 성능 비교 등의 실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 본 실험에서 낮은 해상도의 이미지는 태스크 오프로딩 구조의 적용을 통하여 성능 개선을 도출할 수 있었고, 이는 자율주행의 실시간 기준을 충족하였다. 높은 해상도의 이미지는 성능 개선은 있었으나 통신 시간의 증가에 따른 이유로 자율 주행의 실시간 기준을 충족하지 못하였다. 이러한 실험을 통해 자율주행에서의 객체인식은 사용하는 객체인식 모델과 함께 입력 이미지, 통신 환경 등의 다양한 조건이 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다.