• Smart Structures and Systems
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• 제32권3호
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• pp.179-193
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• 2023

This study explores an alternative to the existing centralized process for data anomaly detection in modern Internet of Things (IoT)-based structural health monitoring (SHM) systems. An edge intelligence framework is proposed for the early detection and classification of various data anomalies facilitating quality enhancement of acquired data before transmitting to a central system. State-of-the-art deep neural network pruning techniques are investigated and compared aiming to significantly reduce the network size so that it can run efficiently on resource-constrained edge devices such as wireless smart sensors. Further, depthwise separable convolution (DSC) is invoked, the integration of which with advanced structural pruning methods exhibited superior compression capability. Last but not least, quantization-aware training (QAT) is adopted for faster processing and lower memory and power consumption. The proposed edge intelligence framework will eventually lead to reduced network overload and latency. This will enable intelligent self-adaptation strategies to be employed to timely deal with a faulty sensor, minimizing the wasteful use of power, memory, and other resources in wireless smart sensors, increasing efficiency, and reducing maintenance costs for modern smart SHM systems. This study presents a theoretical foundation for the proposed framework, the validation of which through actual field trials is a scope for future work.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.195-202
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• 2008

본 논문에서는 무선 센서 네트워크 보안 강화의 효율성을 높이기 위한 클러스터된 이기종(heterogeneous) 무선 센서네트워크 구조를 제안하였다. 본 논문에서 제안된 무선 센서 네트워크 구조는 리소스의 제한이 있는 센서 노드와 클러스터 헤드의 역활을 하는 다수의 강력한 하이엔드 장치들로 구성된다 하이엔드 클러스터 헤드는 센서 노드보다 계산량, 저장공간,파워 공급, 무선 송신 범위가 뛰어나기 때문에 센서 노드가 겪는 자원의 부족으로 인한 문제점이 발생하지 않는다. 제안된 이기종 무선 센서 네트워크의 구조는 클러스터 헤더에 신뢰 컴퓨팅 기술이 접목되어 있는 것을 특징으로 하며, 특히 각 클러스터 헤더에 신뢰 컴퓨팅 그룹에서 정의한 표준을 따르는 신뢰 플랫폼 모듈이 포함되어 있다. 신뢰 컴퓨팅 그룹에서 정의한 표준에 의하면, 신뢰 플랫폼 모듈은 암호 연산을 수행할 수 있으며 외부 공격으로부터 내부 데이터를 보호할 수 있는 하나의 독립적인 프로세서이다. 또한 호스트에 포함된 신뢰 플랫폼 모듈은 데이터를 안전하게 저장하는 기능과 호스트의 상태를 측정하고 이를 보고하는 기능을 제공함으로써 신뢰 컴퓨팅이 가능하도록 한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권8호
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• pp.2827-2848
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• 2021

Mobile Crowdsourcing (MCS) has become an emerging paradigm evolved from crowdsourcing by employing advanced features of mobile devices such as smartphones to perform more complicated, especially spatial tasks. One of the key procedures in MCS is to collect answers from mobile users (workers), which may face several security issues. First, authentication is required to ensure that answers are from authorized workers. In addition, MCS tasks are usually location-dependent, so the collected answers could disclose workers' location privacy, which may discourage workers to participate in the tasks. Finally, the overhead occurred by authentication and privacy protection should be minimized since mobile devices are resource-constrained. Considering all the above concerns, in this paper, we propose a lightweight and privacy-preserving answer collection scheme for MCS. In the proposed scheme, we achieve anonymous authentication based on traceable ring signature, which provides authentication, anonymity, as well as traceability by enabling malicious workers tracing. In order to balance user location privacy and data availability, we propose a new concept named current location privacy, which means the location of the worker cannot be disclosed to anyone until a specified time. Since the leakage of current location will seriously threaten workers' personal safety, causing such as absence or presence disclosure attacks, it is necessary to pay attention to the current location privacy of workers in MCS. We encrypt the collected answers based on timed-release encryption, ensuring the secure transmission and high availability of data, as well as preserving the current location privacy of workers. Finally, we analyze the security and performance of the proposed scheme. The experimental results show that the computation costs of a worker depend on the number of ring signature members, which indicates the flexibility for a worker to choose an appropriate size of the group under considerations of privacy and efficiency.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.62-66
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• 2022

최근 데이터 기반의 딥러닝 기술을 적용하여 비면허 대역의 다양한 통신 신호를 분류하는 연구가 활발히 수행되고 있다. 하지만, 복잡한 신경망 모델 사용을 기반으로 이뤄진 이러한 접근법은 높은 연산 능력을 필요로 하게 되어, 자원 제약적인 무선 인터페이스 및 사물인터넷(Internet of Things) 장비에서는 사용이 제약된다. 본 연구에서는 비면허 대역의 무선 이기종 기술을 인지하기 위한 데이터 기반의 접근 방법을 살펴보고, 신호의 특징 추출 및 데이터화의 효율화 문제를 다룬다. 구체적으로, 비면허 대역의 다른 종류의 무선 통신 기술을 구분하기 위해 수신 신호 강도 측정을 기반으로 한 시계열 데이터를 이용해 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network, CNN) 모델을 학습시켜 신호를 분류하는 방법을 살펴본다. 이 과정에서 동일한 구조의 신경망 모델의 경량화를 위한 효율적 신호의 시계열 데이터 정보 수집시 주파수 대역의 특징을 함께 특징화하는 방법을 제안하고, 그 효과를 평가한다. Bluetooth 호환의 Ubertooth 장비를 이용한 실측 기반의 실험 결과는 제안된 샘플링 기법이 동일한 신경망에 대해서 10% 수준의 샘플링 데이터 이용만으로도 동일한 정확도를 유지함을 보여준다.

• 방송공학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.325-338
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• 2003

가변의 자원제한(resource constraint) 및 사용자 선호(preference)를 만족하기 위한 비디오 적응(adaptation)은 다양한 사용자 단말과 이종망을 통한 범용적멀티미디어접근(Universal Multimedia Access: UMA)을 위한 주요 요소기술이다. 기존의 많은 비디오 적응 기법이 존재하지만 주어진 자원제한을 만족하는 최적의 적응을 제공하기 위한 체계적인 기법은 제시되지 못하였다. 본 논문에서는 체계적인 최적의 적응을 제공하기 위하여, 적응단위를 정의하는 비디오 엔티티(entity), 주어진 자원제한을 나타내는 리소스(resource), 적용 가능한 적응동작을 규정하는 적응(adaptation), 각 적응결과 비디오 품질(quality)을 나타내는 유틸리티(utility)의 관계를 모형화하는 개념적인 적응 프레임워크를 제시하고자 한다. 본 프레임워크는 다양한 형태의 적응의 문제를 제한된 자원에서 유틸리티를 최대화하는 문제(resource-constrained utility maximization)로 정형화(formulation)할 수 있도록 한다. 본 논문에서는 이 프레임워크를 프레임 제거(frame dropping)과 DCT 계수 제거(coefficient dropping)을 이용한 MPEG-4 압축 비디오의 비트율 적응의 실제적인 예에 적용한다. 또한 상호연동 가능한(interoperable) 형태로 터미널 및 네트워크 QoS(quality of Service)를 제공하기 위한 툴로 MPEG-21 Digital Item Adaptation(DIA)에 채택된 기술자(descriptor)를 제시한다. 이 기술자는 본 프레임워크의 적응-리소스-유틸리티의 관계를 유틸리티 함수(utility function)를 이용하여 기술(description)한다. 실험을 통하여 본 논문의 표준 기술자를 사용하는 적응 프레임워크의 타당성을 보인다.다. 특정시기 가곡향유의 실질은 곧 가곡의 곡 해석방식에 직결될 것이기 때문이다.를 선택하는가 하는 디자이너 측면의 요인이 감성 품질과 밀접함 관련이 있음을 알 수 있었다.멘트들의 재배열이 주된 역할을 하는 것으로 해석할 수 있다. 한편 고자장 영역에서는 correlation time 중 $\tau$가 주된 역할을 담당하는데는 $\tau$는 나노 입자의 크기와 연관되어 있으며 고자장에서 입자 크기에 따른 T1 이완율(R1)과 T2 이완율(R2)의 차이는 이러한 입자크기의 차이에 의해 발생하는 것으로 해석할 수 있다. 나노입자에 포함된 철 원자수를 변화시키는 경우 철 원자수가 증가 할 수록 R1과 R2가 증가하는 결과를 나타내었다. 한편 온도변화에 따른 T1, T2 자기이완시간의 변화는 정상체온 근처의 제한적인 온도범위내에서 저자장 영역에서의 아주 작은 변화를 제외하고는 큰 차이를 보이지 않았으나 T1에 비해 T2에서 이러한 변화가 상대적으로 더 작게 나타났다. 결론 : 임상적 다기능성을 나타낼 가능성이 많은 것으로 보고되고 있는 미세 초상자성 산화철 입자의 자기이완에 대한 이론적 모델을 초상자성 나노입자의 물리적 특성에 기초하여 제시하였고 이러한 이론적 모델에 근거한 미세 초상자성 산화철 입자의 자기장의 세기에 따른 자기 이완시간의 변화를 컴퓨터 모의 실험을 통해 조사하였다.다.있는 것으로 보여진다. 따라서 혈압 저하를 목적으로 하는 나트륨 제한식의 실시는 다양한 체내의 생화학적 변화를 고려해서 이루어져야 할 것이며, 앞으로 이에 대한 보다 다각적인 연구가 요구된다.CSU-23 배양배지에서 배양하는 것이 좋다는 결과를 얻었다. and those a having sufficient sleep were found to be subject to less stress. Those interested in their health were found

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제9권5호
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• pp.169-176
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• 2020

최근 심층 신경망 (Deep Neural Networks, DNNs)는 모바일 및 임베디드 디바이스에 인간과 유사한 수준의 인공지능을 제공해 많은 응용에서 혁명을 가져왔다. 하지만, 이러한 DNN의 높은 추론 정확도는 큰 연산량을 요구하며, 따라서 기존의 사용되던 모델을 압축하거나 리소스가 제한적인 디바이스를 위해 작은 풋프린트를 가진 새로운 DNN 구조를 만드는 방법으로 DNN의 연산 오버헤드를 줄이기 위한 많은 노력들이 있어왔다. 이들 중 최근 작은 메모리 풋프린트를 갖는 모델 설계에서 주목받는 기법중 하나는 레이어 간에 패러미터를 공유하는 것이다. 하지만, 기존의 패러미터 공유 기법들은 ResNet과 같이 패러미터에 중복(redundancy)이 높은 것으로 알려진 깊은 심층 신경망에 적용되어왔다. 본 논문은 ShuffleNetV2와 같이 이미 패러미터 사용에 효율적인 구조를 갖는 소형 신경망에 적용할 수 있는 패러미터 공유 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 작은 크기의 템플릿과 레이어에 고유한 작은 패러미터를 결합하여 가중치를 생성한다. ImageNet과 CIFAR-100 데이터셋에 대한 우리의 실험 결과는 ShuffleNetV2의 패러미터를 15%-35% 감소시키면서도 기존의 패러미터 공유 방법과 pruning 방법에 대비 작은 정확도 감소만이 발생한다. 또한 우리는 제안된 방법이 최근의 임베디드 디바이스상에서 응답속도 및 에너지 소모량 측면에서 효율적임을 보여준다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권9호
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• pp.871-877
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• 2017

최근 모바일 기기와 같이 하드웨어 성능이 부족한 기기에서 연산량이 많은 어플리케이션을 효과적으로 수행할 수 있는 방법들이 많이 연구되고 있다. 연산 오프로딩 기법이란 모바일 기기에서 하드웨어 성능이 좋은 서버로 복잡한 연산을 보내서 수행 한 뒤 결과를 받아서 반영하는 방법이다. 연산 오프로딩 기법의 어려움 중 하나는 서버와 클라이언트 사이에서 동작 중인 어플리케이션의 상태를 주고받는 일이다. 스냅샷 기반의 연산 오프로딩 기법은 스냅샷을 이용하여 웹 어플리케이션의 상태를 쉽게 전송할 수 있도록 하였다. 하지만 HTML5 캔버스를 사용하는 웹 어플리케이션의 경우 스냅샷이 캔버스의 상태를 포함하지 못하는 문제가 있어서 스냅샷 기반의 연산 오프로딩을 적용할 수 없었다. 본 연구에서는 스냅샷에 캔버스의 상태를 저장할 수 있는 코드 생성 기술을 제안하여 캔버스를 사용하는 웹 어플리케이션에도 스냅샷 기반 연산 오프로딩 기법을 사용할 수 있도록 하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.1510-1516
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• 2011

유비쿼터스 세상의 도래와 함께 언제 어디서나 네트워크 망에 접속하여 자신에게 필요한 서비스를 이용하는 것이 가능해 졌다. 이는 지역의 센싱 정보와 데이터를 제공하는 센서 네트워크의 발달로 인해 가속화되어 가고 있다. 현재 센서 네트워크는 환경 모니터링, 헬스케어 그리고 홈자동화와 같은 우리 삶의 편의에 큰 기여를 하고 있다. 하지만 기존의 네트워크와는 달리 한정적인 자원을 가진 센서를 통한 무선통신을 수행함으로써 공격자에게 쉽게 노출되는 단점을 가진다. 따라서 센서 네트워크 상에서의 안전한 보안통신을 위해 통신간에 유통되는 메시지는 대칭키로 암호화되어 전송된다. 지금까지 많은 대칭키 암호화알고리즘이 연구되어 왔으며 그 중에서도 HIGHT 알고리즘은 하드웨어와 소프트웨어 구현에서 기존의 AES보다 속도측면에서 효율적이다. 따라서 RFID 태그와 센서 노드 그리고 스마트 카드와 같은 자원 한정적인 장비에 적합하다. 본 논문에서는 초경량 대칭키 암호화 알고리즘인 HIGHT 알고리즘의 소프트웨어 최적화 구현 기법을 제시한다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제9권4호
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• pp.38-43
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• 2017

Sensor Networks (WSNs) can be defined as a self-configured and infrastructure-less wireless networks to monitor physical or environmental conditions, such as temperature, sound, vibration, pressure, motion or pollutants and to cooperatively pass their data through the network to a main location or base-station where the data can be observed and analyzed. Typically a wireless sensor network contains hundreds of thousands of sensor nodes. The sensor nodes can communicate among themselves using radio signals. A wireless sensor node is equipped with sensing and computing devices, radio transceivers and power components. The individual nodes in a wireless sensor network (WSN) are inherently resource constrained: they have limited processing speed, storage capacity, communication bandwidth and limited-battery power. At present time, most of the research on WSNs has concentrated on the design of energy- and computationally efficient algorithms and protocols In order to extend the network life-time, in this paper we are looking into a routing protocol, especially LEACH and LEACH-related protocol. LEACH protocol is a representative routing protocol and improves overall network energy efficiency by allowing all nodes to be selected to the cluster head evenly once in a periodic manner. In LEACH, in case of movement of sensor nodes, there is a problem that the data transmission success rate decreases. In order to overcome LEACH's nodes movements, LEACH-Mobile protocol had proposed. But energy consumption increased because it consumes more energy to recognize which nodes moves and re-transfer data. In this paper we propose the new routing protocol considering nodes' mobility. In order to simulate the proposed protocol, we make a scenario, nodes' movements randomly and compared with the LEACH-Mobile protocol.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권3호
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• pp.1273-1288
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• 2016

With the swift growth of wireless technologies, an increasing number of users rely on the mobile services which can exchange information in mobile networks. Security is of key issue when a user tries to access those services in this network environment. Many authentication schemes have been presented with the purpose of authenticating entities and wishing to communicate securely. Recently, Chou et al. and Farash-Attari presented two ID authentication schemes. They both claimed that their scheme could withstand various attacks. However, we find that the two authentication schemes are vulnerable to trace attack while having a problem of clock synchronization. Additionally, we show that Farash-Attari's scheme is still susceptible to key-compromise impersonation attack. Therefore, we present an enhanced scheme to remedy the security weaknesses which are troubled in these schemes. We also demonstrate the completeness of the enhanced scheme through the Burrow-Abadi-Needham (BAN) logic. Security analysis shows that our scheme prevents the drawbacks found in the two authentication schemes while supporting better secure attributes. In addition, our scheme owns low computation overheads compared with other related schemes. As a result, our enhanced scheme seems to be more practical and suitable for resource-constrained mobile devices in mobile networks.