• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.71-75
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• 2018

본 논문에서는 복호 후 재전송 기반의 중계기 시스템에서 재머를 사용했을 때의 보안 불능 확률을 연구한다. 물리 계층에서 보안 용량을 증가시키기 위해서 선택되지 않은 중계기들 중에서 재머를 선택하여 의도적인 잡음을 발생시키도록 할 수 있다. 재머에 의한 잡음은 수신자와 도청자에서 동일하게 간섭으로 작용하지만 송신자-도청자 링크 간의 채널 품질을 송시자-수신자 링크의 채널보다 더 악화 시키는 최적의 재머를 선택하여 물리 계층 보안을 강화할 수 있다. 본 논문에서는 재머의 유무에 따른 보안 불능 확률의 이론적인 식을 계산하고, 그 식이 타당한지 증명하기 위하여 이론값과 모의실험을 통한 실험값을 비교해 본다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권1호
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• pp.1-19
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• 2020

In an underlay cognitive simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) network, communication from secondary user (SU) to secondary destination (SD) is accomplished with decode-and-forward (DF) relays. Multiple energy-constrained relays are assumed to harvest energy from SU via power splitting (PS) protocol and complete SU secure information transmission with beamforming. Hence, physical layer security (PLS) is investigated in cognitive SWIPT network. In order to interfere with eavesdropper and improve relay's energy efficiency, a destination-assisted jamming scheme is proposed. Namely, SD transmits artificial noise (AN) to interfere with eavesdropping, while jamming signal can also provide harvested energy to relays. Beamforming vector and power splitting ratio are jointly optimized with the objective of SU secrecy capacity maximization. We solve this non-convex optimization problem via a general two-stage procedure. Firstly, we obtain the optimal beamforming vector through semi-definite relaxation (SDR) method with a fixed power splitting ratio. Secondly, the best power splitting ratio can be obtained by one-dimensional search. We provide simulation results to verify the proposed solution. Simulation results show that the scheme achieves the maximum SD secrecy rate with appropriate selection of power splitting ratio, and the proposed scheme guarantees security in cognitive SWIPT networks.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.49-54
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• 2018

본 논문에서는 복호 후 재전송 기반의 중계기 시스템에서 협력 다이버시티와 재머를 사용했을 때의 보안 불능 확률을 연구한다. 협력 다이버시티를 얻기 위해서 수신자와 도청자에서 MRC 기법을 사용한다. MRC 기법을 사용하기 위해서 송신자와 수신자, 송신자와 도청자 사이의 직접 링크를 사용한다. 보안용량을 증가시키기 위해서 의도적인 잡음 신호를 발생 시키는 재머를 사용한다. 재머는 의도적인 잡음을 발생시켜 도청자의 채널 품질을 떨어뜨리고 물리 계층 보안이 실현될 수 있도록 돕는다. 보안 성능을 평가하기 위해서 보안 불능 확률이 사용된다. 시스템은 레일리 페이딩 채널 하에 있다고 가정한다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권4호
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• pp.79-86
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• 2016

물리계층보안은 신호의 물리적 특성을 이용하여 정보를 보호하는 보안 기법이다. 현재 이에 대한 연구가 활발히 진행 중이지만 해결해야할 다음과 같은 문제점들이 존재한다. 도청자는 자신의 존재를 숨기기 위해서 자신의 채널상태정보를 다른 합법적인 노드와 공유하지는 않는다. 그리고 노드가 신호를 전송할 때 하드웨어 왜곡이 발생하지만 많은 연구들은 노드 모델들이 이상적인 것으로 가정을 하고, 하드웨어 왜곡문제를 고려하지 않고 있다. 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 본 논문의 주요한 특징 및 기여도는 다음과 같다. 첫째, 도청자의 채널상태정보를 얻기 위해서 조력자노드를 합법적인 노드주변에 설치하고, 조력자노드의 채널상태정보를 이용하여 노드모델에서 하드웨어 왜곡을 고려한다. 둘째, 제안된 시스템 모델의 인터셉트 확률에 대한 Closed-Form Expression을 제시한다. 제안된 시스템의 성능평가를 위해서 다양한 시뮬레이션를 통하여 제안된 시스템 모델의 물리계층보안에 미치는 영향을 알아본 결과, 불완전한 채널상태정보는 인터셉트 확률에는 영향을 미치지 못한 반면에, 불완전한 노드모델의 경우, 인터셉트 확률, 에르고딕 시크리스 용량과 보안채널용량에 영향을 준다는 것을 보여준다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권5호
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• pp.411-432
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• 2010

We consider three different secure broadcasting scenarios: i) Broadcast channels with common and confidential messages (BCC), ii) multi-receiver wiretap channels with public and confidential messages, and iii) compound wiretap channels. The BCC is a broadcast channel with two users, where in addition to the common message sent to both users, a private message, which needs to be kept hidden as much as possible from the other user, is sent to each user. In this model, each user treats the other user as an eavesdropper. The multi-receiver wiretap channel is a broadcast channel with two legitimate users and an external eavesdropper, where the transmitter sends a pair of public and confidential messages to each legitimate user. Although there is no secrecy concern about the public messages, the confidential messages need to be kept perfectly secret from the eavesdropper. The compound wiretap channel is a compound broadcast channel with a group of legitimate users and a group of eavesdroppers. In this model, the transmitter sends a common confidential message to the legitimate users, and this confidential message needs to be kept perfectly secret from all eavesdroppers. In this paper, we provide a survey of the existing information-theoretic results for these three forms of secure broadcasting problems, with a closer look at the Gaussian multiple-input multiple-output (MIMO) channel models. We also present the existing results for the more general discrete memoryless channel models, as they are often the first step in obtaining the capacity results for the corresponding Gaussian MIMO channel models.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.121-128
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• 2010

본 논문에서는 데이터베이스, 리더 그리고 태그 간의 모든 통신 채널이 안전하지 않은 비보호 채널(insecure channel)임을 가정하여 비보호 채널상의 안전한 RFID 상호인증 프로토콜을 제안했다. 제안한 프로토콜은 안전한 단방향 해쉬함수를 사용했고, DB에서 태그 ID를 검색하는데 걸리는 시간과 해쉬 연산량의 부담을 개선하는 것이 목적이다. 또한, RFID 상호인증 프로토콜이 보장해야 할 기본적인 보안사항들뿐만 아니라 전방향 안전성(Forward Security)도 함께 제공하며, 태그에서 난수를 생성하지 않음으로써, 태그에서의 처리량의 부담을 줄이고자 한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권6호
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• pp.2094-2114
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• 2022

Due to the wide application of fifth generation communication, wireless sensor networks have become an indispensable part in our daily life. In this paper, we analyze physical layer security for two-way relay with energy harvesting (EH), where power splitter is considered at relay. And two kinds of combined methods, i.e., selection combining (SC) and maximum ratio combining (MRC) schemes, are employed at eavesdropper. What's more, the closed-form expressions for security performance are derived. For comparison purposes, this security behaviors for orthogonal multiple access (OMA) networks are also investigated. To gain deeper insights, the end-to-end throughput and approximate derivations of secrecy outage probability (SOP) under the high signal-to-noise ratio (SNR) regime are studied. Practical Monte-Carlo simulative results verify the numerical analysis and indicate that: i) The secure performance of SC scheme is superior to MRC scheme because of being applied on eavesdropper; ii) The secure behaviors can be affected by various parameters like power allocation coefficients, transmission rate, etc; iii) In the low and medium SNR region, the security and channel capacity are higher for cooperative non-orthogonal multiple access (NOMA) systems in contrast with OMA systems; iv) The systematic throughput can be improved by changing the energy conversion efficiency and power splitting factor. The purpose of this study is to provide theoretical direction and design of secure communication.

• 정보처리학회논문지C
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• 제8C권1호
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• pp.75-87
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• 2001

이 논문에서는 제한수신시스템의 일반구조 및 암/복호화에 사용되는 키의 안정성을 위한 키관리 메카니즘 그리고 시스템 성능 향상을 위한 키 계층 구조의 개선에 대해서 살펴본다. 또한 시스템 성능 분석을 위한 기본 개념으로 큐잉 이론(queuing theory)을 설명하고, 디지털 방송 유료화 서비스의 실현 및 시스템 성능 향상을 위한 시스템 최적화 방안으로서 몇 가지 산정된 자료를 기초로 하여 최적의 키 생성 및 전달 주기, 최적의 키관리 주기에 따른 최대/최소 키 전달 시간, 과금 데이터처리를 위한 전용선의 용량 및 시스템 용량을 산정 한다.