Convergence Security Journal (융합보안논문지)

Korea convergence Security Association (한국융합보안학회)
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Design and Implementation of Secure UART based on Digital Signature and Encryption

디지털 서명과 암호화 기반 보안 UART의 설계와 구현

  • Received : 2021.05.11
  • Accepted : 2021.06.28
  • Published : 2021.06.30
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Abstract

UART (Universal asynchronous receiver/transmitter) is a hardware device that converts data into serial format and transmits it, and is widely used for system diagnosis and debugging in most embedded systems. Hackers can access system memory or firmware by using the functions of UART, and can take over the system by acquiring administrator rights of the system. In this paper, we studied secure UART to protect against hacker attacks through UART. In the proposed scheme, only authorized users using the promised UART communication protocol are allowed to access UART and unauthorized access is not allowed. In addition, data is encrypted and transmitted to prevent protocol analysis through sniffing. The proposed UART technique was implemented in an embedded Linux system and performance evaluation was performed.

UART(Universal asynchronous receiver/transmitter)는 데이터를 직렬 형태로 전환하여 전송하는 하드웨어 장치로서 대부분의 임베디드 시스템에서 시스템 진단 및 디버깅 용도로 널리 사용되고 있다. 해커는 UART의 기능을 이용하여 시스템 메모리나 펌웨어에 접근할 수 있고 시스템의 관리자 권한 취득을 통한 시스템 장악도 가능하다. 본 논문에서는 UART를 통해 침투하는 해커의 공격을 방어하기 위한 보안 UART를 연구하였다. 제안한 기법은 약속된 UART 통신 프로토콜을 사용하는 인가된 사용자만이 UART 접속을 허용하고 비인가자의 접속은 불허한다. 또한, 스니핑을 통한 프로토콜 분석을 막기 위해 데이터를 암호화하여 전송한다. 제안한 보안 UART 기법을 임베디드 리눅스 시스템에 구현하고 성능검증을 수행하였다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2020년도 방위사업청과 국방과학연구소(계약번호 : UC190045ED)의 지원을 받아 수행된 연구임. 이 논문은 2018년도 정부(교육부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업임(No.2018R1D1A1B07045375).

References

  1. 새로운. "하드웨어 해킹 - (7) UART". 새로운 블로그, 2019년 12월 27일, https://blog.naver.com/wnswl316/221428720820, 2021년 2월 1일 접속.
  2. C. Sadashiva and S. Sunkari, "Data Encryption and Transition by AES Algorithm with UART", International Journal of Scientific Engineering and Technology Research, Vol. 3, No. 35, pp. 6935-6938, 2014.
  3. 이신호 외, "임베디드 시스템 펌웨어 보안을 위한 UART 인증 프로토콜", 한국차세대컴퓨팅학회 하계학술대회, 2020.
  4. 이신호 외, "안티탬퍼링을 위한 보안 UART 프로토콜 설계", 한국인터넷정보학회 추계학술발표대회, 2020.