• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제6권2호
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• pp.133-139
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• 2017

Vehicles have increasingly evolved and become intelligent with convergence of information and communications technologies (ICT). Vehicle communications (VC) has become one of the major necessities for intelligent vehicles. However, VC suffers from serious security problems that hinder its commercialization. Hence, the IEEE 1609 Wireless Access Vehicular Environment (WAVE) protocol defines a security service for VC. This service includes Advanced Encryption Standard-Counter with CBC-MAC (AES-CCM) for data encryption in VC. A high-speed AES-CCM crypto module is necessary, because VC requires a fast communication rate between vehicles. In this study, we propose and implement an efficient AES-CCM hardware architecture for high-speed VC. First, we propose a 32-bit substitution table (S_Box) to reduce the AES module latency. Second, we employ key box register files to save key expansion results. Third, we save the input and processed data to internal register files for secure encryption and to secure data from external attacks. Finally, we design a parallel architecture for both cipher block chaining message authentication code (CBC-MAC) and the counter module in AES-CCM to improve performance. For implementation of the field programmable gate array (FPGA) hardware, we use a Xilinx Virtex-5 FPGA chip. The entire operation of the AES-CCM module is validated by timing simulations in Xilinx ISE at a speed of 166.2 MHz.

• 정보보호학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.41-50
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• 2010

본 논문에서는 인증 및 조건부 프라이버시, 부인방지 기능만 제공되는 그룹 서명 기반의 차량 네트워크 환경에서 상호 신분 화인 및 세션키 교환 기법을 제안한다. 다양한 차량 네트워크 환경에서 인증, 조건부 프라이버시, 부인방지, 데이터 기밀성과 같은 보안 서비스들이 요구되지만, 최근 연구되고 있는 그룹 서명 기반의 차량 네트워크 보안 기술들은 신분 확인 후 사용자 데이터를 보호하기 위한 세션키 교환 과정을 고려하고 있지 않다. 본 논문에서는 하나의 인증값으로 매번 다르게 생성되는 Diffie-Hellman 파라미터들의 인증 유효성을 제공하는 방법을 이용하여 신분 화인 및 세션키 교환 기능을 제공한다. 제안 기법은 인증값 저장 공간 및 인증값 생성 요청에 대한 통신 오버헤드가 적고, 매번 새로운 Diffie-Hellman 파라미터 생성으로 보다 안전한 세션키 교환이 가능하다. 또한 제안 기법은 다양한 차량 응용 서비스에서 요구하는 보안 요구사항들을 만족한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권6호
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• pp.420-430
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• 2010

Vehicular Ad Hoc Network(VANET)은 차량과 차량, 차량과 네트워크 기반 구조 간에 통신을 지완하는 네트워크로서, 다양한 서비스를 제공할 수 있어 학문적으로나 상업적으로 많은 관심을 받고 있다. 그러나 VANET이 널려 사용되기 위해서는 보안과 프라이버시 관련 문제들이 선행적으로 해결되어야 한다. VANET은 무선 통신과 ad hoc network의 성질을 그대로 이어받아, 다양한 보안 취약점이 존재하며 이에 따라 다양한 공격이 가능하다. 또한, 프라이버시 요구사항을 만족시키지 못하는 경우, 공격자는 특정 차량에 때해서 추적할 수 있으며, 운전자의 민감한 개인정보들이 노출될 수 있다. VANET에서 프라이버시와 보안을 제공하기 위해 많은 연구들이 진행되었지만, 대부분이 차량 간의 통신 혹은 차량과 네트워크 기반 구조 간의 통신 중 하나에만 집중하고 있으며, 차량의 폐지목록(Revocation List)으로 인해 많은 네트워크 자원을 소비하고 있다. 본 논문에서는 차량과 네트워크 기반구조간의 효율적인 상호 인증을 제공하고, 상호인증 시 네트워크 기반 구조가 차량에게 짧은 시간 동안 차량과 차량 간의 통신에서 사용할 익명 인증서를 생성해주는 프로토콜을 제안한다. 보안 분석을 통해 제안한 프로토콜이 차량과 차량, 차량과 네트워크 기반 구조간의 안전한 통신을 보장하고, 차량의 프라이버시를 보호할 수 있음을 확인 하였으며, 성능 분석을 통해 제안한 프로토콜이 기존의 연구들 보다 높은 효율성을 지니고 있음을 검증하였다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제2권2호
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• pp.45-56
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• 2013

The precise identification of vehicle positions, known as the vehicle localization problem, is an important requirement for building intelligent vehicle ad-hoc networks (VANETs). To solve this problem, two categories of solutions are proposed: stand-alone and data fusion approaches. Compared to stand-alone approaches, which use single information including the global positioning system (GPS) and sensor-based navigation systems with differential corrections, data fusion approaches analyze the position information of several vehicles from GPS and sensor-based navigation systems, etc. Therefore, data fusion approaches show high accuracy. With the position information on a set of vehicles in the preprocessing stage, data fusion approaches is used to estimate the precise vehicular location in the local map building stage. This paper proposes an efficient local map building scheme, which increases the accuracy of the estimated vehicle positions via V2V communications. Even under the low ratio of vehicles with communication modules on the road, the proposed local map building scheme showed high accuracy when estimating the vehicle positions. From the experimental results based on the parameters of the practical vehicular environments, the accuracy of the proposed localization system approached the single lane-level.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권2호
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• pp.165-171
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• 2013

차량 통신 프로토콜은 IEEE 802.11 WG과 P1609에서 진행하고 있는 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)가 대표적이며, 보안 등을 제외한 MAC과 PHY에 대한 부분은 표준으로 제정되었다. 이러한 차량통신을 이용하여 운전자들의 안전과 전체 교통 흐름의 원활한 통제를 위해 국내외에서 많은 프로젝트가 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 교차로에서 좌회전 시도 시에 위험 상황이 예상되면 운전자에게 알려주기 위한 차량간 통신 기반 안전서비스 알고리즘을 설계하였고, 이를 실제 구현하였다. 제안하는 알고리즘은 자차와 반대편에서의 접근차량에 대한 모델을 구성하고 충돌 위험이 있을 경우 운전자에게 HMI(Human Machine Interface)를 통해 경고를 주게 된다. 본 안전 서비스의 성능 테스트를 위해 테스트 차량을 이용하여 알고리즘을 시스템에 탑재하였으며, 테스트 케이스를 구성하여 성능 시험장에서 검증하였다. 테스트 결과로써, 우수한 성능을 나타냈으며, 앞으로 차량 통신 인프라가 설치된다면 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신을 이용하여 본 알고리즘을 보다 정밀하게 보완해야 할 것이다.

• 정보보호학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.239-248
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• 2012

VANET(Vehicular Ad-hoc Network)는 MANET(Mobile Ad-hoc Network)의 한 형태로, 다수의 차량들이 무선통신을 이용하여 차량 간 통신 또는 차량과 RSU(Road Side Unit)사이의 통신을 제공하는 차세대 네트워킹 기술이다. 특히, 운전자의 안전에 직접적인 영향을 끼칠 수 있는 V2V 통신의 경우 차량 간의 안전한 통신을 위해 차량 인증 및 조건부 프라이버시 보호 등이 반드시 고려되어야 한다. 이를 제공하기 위해서 인증 및 조건부 프라이버시, 부인방지 기능을 제공할 수 있는 그룹 서명 기법을 사용한 보안 기술들이 다양하게 연구되고 있다. 본 논문에서는 빈번한 가입과 탈퇴로 인한 불필요한 통신을 최소화 하고, 그룹 관리자에 의해 생성되는 차량 개인서명키에 대한 키 위탁문제를 해결하기 위한 그룹서명방식을 제안한다. 또한 본 논문에서는 다수의 차량 간 통신 시에 보다 효율적인 메시지 검증을 위해 BloomFilter를 이용한 메시지 일괄 검증 기법을 제안한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제2권11호
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• pp.495-502
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• 2013

본 논문에서는 VANET 환경에서 핵심요소 기술로 각광받고 있는 위치인지 서비스의 안전성 및 신뢰성을 보장하기 위한 익명 인증 및 위치정보 보증 프로토콜을 제안한다. 이를 위하여, 본 논문에서는 안전한 VANET 환경 구축을 위해 기 제안되었던 익명 인증 기술들과 차별화된 기술로써 위치정보를 암호학적 기법과 결합시켜 암호 기술의 기능과 특정 위치에 대한 연관성을 부여하고 이러한 관계를 암호학적으로 검증함으로써 위치정보에 대한 보증을 제공할 뿐만 아니라 운전자 및 차량에 대한 프라이버시 보호를 제공할 수 있는 위치인지 서명키와 이를 이용한 위치인지 서명 기술을 제안한다. 또한 제안 프로토콜은 VANET에서 차량들에 대한 통신 및 계산상 오버헤드를 경감시키기 위한 해쉬 체인에 기반한 효율적인 상태 검증 절차를 제공한다. 마지막으로, 시뮬레이션을 통하여 제안 프로토콜의 효율성 및 유효성을 검증한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권6호
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• pp.574-588
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• 2009

Although much research has been conducted in the area of authentication in wireless networks, vehicular ad-hoc networks (VANETs) pose unique challenges, such as real-time constraints, processing limitations, memory constraints, frequently changing senders, requirements for interoperability with existing standards, extensibility and flexibility for future requirements, etc. No currently proposed technique addresses all of the requirements for message and entity authentication in VANETs. After analyzing the requirements for viable VANET message authentication, we propose a modified version of TESLA, TESLA++, which provides the same computationally efficient broadcast authentication as TESLA with reduced memory requirements. To address the range of needs within VANETs we propose a new hybrid authentication mechanism, VANET authentication using signatures and TESLA++ (VAST), that combines the advantages of ECDSA signatures and TESLA++. Elliptic curve digital signature algorithm (ECDSA) signatures provide fast authentication and non-repudiation, but are computationally expensive. TESLA++ prevents memory and computation-based denial of service attacks. We analyze the security of our mechanism and simulate VAST in realistic highway conditions under varying network and vehicular traffic scenarios. Simulation results show that VAST outperforms either signatures or TESLA on its own. Even under heavy loads VAST is able to authenticate 100% of the received messages within 107ms. VANETs use certificates to achieve entity authentication (i.e., validate senders). To reduce certificate bandwidth usage, we use Hu et al.'s strategy of broadcasting certificates at fixed intervals, independent of the arrival of new entities. We propose a new certificate verification strategy that prevents denial of service attacks while requiring zero additional sender overhead. Our analysis shows that these solutions introduce a small delay, but still allow drivers in a worst case scenario over 3 seconds to respond to a dangerous situation.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권7호
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• pp.93-101
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• 2020

차량통신에서 지역별 CRL은 각 CRL의 사이즈를 최소화하기 위해 Full CRL을 다수의 지역별 CRL로 분할한다. 그러나 지역별 CRL은 해당 영역 내에 있는 차량의 취소된 인증서만을 포함해야 하므로 해당 영역에 있는 차량의 위치를 파악해야 한다. 따라서 분할된 영역에 속한 차량의 위치를 효율적으로 파악하는 것이 매우 중요해진다. 본 논문에서는 차량의 위치를 효율적으로 파악하고 차량의 현재 위치를 기준으로 지역별 CRL을 만드는 기법을 제안하였다. 이 기법은 WAVE 표준에 정의된 단기 익명인증서를 활용하며, 차량이 익명인증서를 리필할 때마다 생성된 단기 인증익명인증서, 차량 ID, 지역 정보를 수집하고, 이 정보들을 활용하여 지역별 CRL을 생성하고 배포한다. 그리고 네트워크에서 차량의 위치정보를 보호하기 위해서 블록체인 기술을 사용한다. 분석 결과 제안한 기법은 CRL 사이즈를 줄이고, 차량 위치 프라이버시를 보호하며, 차량의 OBU에서 취소된 인증서를 조회하는 시간을 크게 줄일 수 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권6호
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• pp.607-614
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• 2009

Recently, Lu et al. proposed an efficient conditional privacy preservation protocol, named ECPP, based on group signature scheme for generating anonymous certificates from roadside units (RSUs). However, ECPP does not provide unlinkability and traceability when multiple RSUs are compromised. In this paper, we make up for the limitations and propose a robust and efficient anonymous authentication protocol without loss of efficiency as compared with ECPP. Furthermore, in the proposed protocol, RSUs can issue multiple anonymous certificates to an OBU to alleviate system overheads for mutual authentication between OBUs and RSUs. In order to achieve these goals, we consider a universal re-encryption scheme and identity-based key establishment scheme as our building blocks. Several simulations are conducted to verify the efficiency and effectiveness of the proposed protocol by comparing with those of the existing ECPP.