IETF의 Mobile IP 프로토콜은 인터넷에서 연결지점을 변경하는 이동 호스트(Mobile Node: MN)가 IP 주소의 변화 없이 임의의 호스트(Correspondent Node: CN)와 계속 통신을 유지할 수 있도록 하는 기술이다. 기존의 Mobile IP 프로토콜은 삼각 라우팅(Triangle Routing)의 문제점을 가지고 있으며, 문제점을 해결하기 위해 IETF에서는 경로 최적화 메커니즘이 제안되었다. 경로 최적화 메커니즘이 동작하기 위해서는 CN에 경로 최적화 메커니즘이 구현되어 있어야 한다. 그러나 인터넷상의 임의의 모든 호스트들이 이러한 Mobile IP 프로토콜을 단기간에 구현할 수 없기 때문에 경로 최적화를 위한 다른 방안이 제시되어야 한다. 본 논문에서는 CN에 추가 기능의 구현 없이 경로 최적화를 제공하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 홈 에이전트(Home Agent: HA)와 CN 사이의 경로상에 존재하는 라우터들을 IA(Intermediate Agent)로 사용하여, MN에게 전송되는 패킷들이 HA를 거치지 않고 IA에 의해서 직접 NM으로 전송되도록 함으로써 경로 최적화를 구현한다.

최근 이동성을 제공하는 시스템이 매우 빠른 속도로 보급되고 있는 추세이며 그 서비스 분야도 다양해져 무선 멀티미디어 서비스에 대한 요구가 커지고 있다. 멀티미디어 서비스는 큰 데이타 용량을 요구하며, 같은 정보를 여러 사용자들에게 보내야 하는 특징을 갖는다. 이동하는 사용자에게 이와 같은 특징을 갖는 멀티미디어 서비스를 효율적으로 제공하기 위해서는 이동성을 지원하는 멀티캐스트 기법이 필요하다. 본 논문에서는 Mobile IP 기반의 이동 네트워크 환경에서 멀티캐스트 서비스를 지원하는 기존 연구가 갖는 데이타 전송 경로의 비최적화, 빈번한 멀티캐스트 전송 트리의 재구성으로 인한 오버헤드, 서비스 단절의 문제를 해결하기 위해 이동 형태 기반의 가변 서비스 범위 멀티캐스트 기법을 제안한다. 이동 형태 기반의 가변 서비스 범위 멀티캐스트 기법은 서비스 범위를 호스트의 이동성에 따라 가변적으로 설정하고 자원 예약 기법을 사용하여 멀티캐스트 서비스를 지원한다. 다양한 실험을 통해 본 논문에서 제안된 멀티캐스트 기법을 성능 평가하였다.

웨이블릿 기반 비디오는 DCT 기반 비디오에 비해 전송오류에 더 민감하다. 즉, 어떤 프레임의 부대역에 오류가 발생하면 같은 프레임의 다른 부대역뿐 아니라 그 프레임을 참조하는 이후 프레임의 복원에도 영향을 주어 비디오의 화질이 감소하게 된다. 본 논문에서는 프레임 간 참조를 수행하는 웨이블릿 비디오의 오류 전파를 줄이기 위해 프레임 내 참조 기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 LL 부대역을 제외한 나머지 부대역에서 같은 프레임의 하위 부대역을 참조하여 다른 프레임으로의 오류전파를 줄인다. 무선 채널에서의 비트 에러 패턴을 이용하여 모의실험을 수행한 결과 화면의 움직임이 빠른 비디오에서는 제안된 기법의 성능이 압축율에 관계없이 우수하였으며 화면의 움직임이 거의 없는 비디오에서는 비트율이 높은 경우에 성능이 높은 것으로 나타났다.

그룹 통신의 보안이나 과금을 위해 사용되는 그룹키는 멤버쉽의 변동이 있을 때 키 갱신 메시지를 통하여 변경해 주어야 한다. 만약 이 메시지를 분실할 경우 그룹 데이타의 복호화가 불가능하며 과금도 어려워지므로, 신뢰성 있는 그룹키 갱신 메시지의 전달뿐 아니라, 분실된 키의 복구는 매우 중요한 문제이다. 특히 멤버의 로그오프 동안 분실된 메시지는 실시간 복구 요청이 불가능하므로 이에 대한 대책이 필요하다. 키 분배 센터가 전송된 메시지를 저장하고 이를 재전송하는 방법은 키 분배 센터의 많은 저장 공간을 요구하고, 불필요한 키들을 전송하고 복호화하도록 하며, 저장되지 않은 메시지는 복구가 불가능하다. 본 논문에서는 키 갱신 메시지의 분실이나 멤버의 로그인시에 발생할 수 있는 문제점을 분석하고 효율적으로 그룹키 및 보조키들을 복구하는 방법을 제시한다. 제안한 방법에서는 키-트리에 저장된 갱신정보를 이용하여 복구가 요구된 그룹키뿐 아니라 이로부터 복호화가 불가능한 그룹키 및 보조키들을 계산하고 전송한다. 또한 간단한 그룹키 생성 방법을 제시함으로써, 메시지를 저장하지 않고 임의의 그룹키를 복구할 수 있도록 하였으며, 불필요한 보조키들의 전송 및 복호화를 제거하였다.

이동 노드가 여러 도메인에 걸쳐 서브넷들 간을 이동하는 경우 Mobile IPv6 서비스는 보안상 취약성을 드러낸다. AAA 인프라 구조는 ISP가 다른 도메인으로부터 온 이동 사용자를 인증할 필요가 있을 때 권고되는 기반 구조이다. AAA 서비스의 기본 요구사항 외에 이동 서비스 지속성을 위해서는 이동 환경에 적합하도록 인증 지연 및 AAA 메시지 부하가 최소화되어야 한다. 이 논문에서는 Mobile IPv6에서 AAA 인프라 구조를 지원하는 로밍 서비스를 고려하고 효율적인 방법으로 이동 노드를 인증할 수 있도록 하는 위임 기능을 고려한 인증 방법을 제안한다. 제안된 구조는 비용 분석을 통해 그 효율성을 검증하였는데 결론적으로 위임 기능이 동작하는 상황에서 이동 노드가 빠르게 로밍하는 경우 50% 이상의 성능 향상을 보였다.

은닉서명(blind signature scheme)은 서명문의 내용을 숨기는 서명 방식으로 서명의뢰자의 신원과 서명문을 연결시킬 수 없는 익명성을 가지며 전자화폐나 전자투표 등 주로 행위자의 행동이 노출되어서는 안되는 보안서비스에 중요하게 활용된다. 본 논문에서는 GDH군에서의 ID 기반 은닉서명 방식을 제안한다. 제안한 방식의 안전성은 CDHP의 어려움에 기반을 두며, 효율성은 두 사용자간의 2회 통신만으로 서명을 생성함으로써 기존의 은닉서명 방식을 훨씬 개선하였다. 통신횟수와 계산량이 적으므로 제안한 은닉서명 방식은 무선 PKI 환경에서도 적용할 수 있다.

이동통신 서비스는 무선통신의 속성상 채널이 노출되어있다고 볼 수 있으므로 도청의 가능성을 갖는다. 현재 국내에서 서비스되고 있는 CDMA 방식의 이동통신 서비스는 각 가입자마다 통화로 설정 과정에서 고유한 PN을 이용하여 정보가 확산되므로 일반적인 경우 도청이 어렵다고 알려져 있다. 본 연구에서는 먼저, CDMA 시스템의 순방향 채널을 분석하여 가입자 단말기의 ESN 및 MIN가 알려지는 경우 도청이 가능함을 보였다. 현재 국내에서 서비스되고 있는 CDMA 시스템에서는 호처리 과정에서 ESN 및 MIN이 무선채널 상에서 노출되고 있으므로 비교적 간단한 방법으로 순방향 통화채널을 모니터 할 수 있다. 본 논문에서는 순방향 통화채널의 모니터링을 통하여 CDMA 서비스의 보안취약성과 개선방안을 제시하였다.

멀티미디어 응용프로그램의 요구 조건을 만족시키면서 TCP 응용프로그램과 공존할 수 있는 혼잡제어 메커니즘으로 TFRC(TCP-friendly Rate Control)가 제안되었는데, TFRC는 TCP 트래픽과 전송 대역폭을 공정하게 공유한다는 기본 특성을 지닌다[1-3]. 그런데, 실험을 통해 살펴본 결과 TFRC 혼잡제어 메커니즘이 무선 이동 환경에 적용될 경우에는 이동호스트가 핸드오프를 거듭할수록 처리율 및 공정성이 저하됨을 알 수 있었다. 이에 본 논문에서는 무선 이동 환경에서의 TFRC 성능 향상을 위해 TFRC가 핸드오프 시 발생한 패킷 손실을 처리하는 방안과 핸드오프 직후 구동하는 혼잡제어 방식을 제안하였다. 시뮬레이션에 의하여 연속적인 핸드오프가 발생하는 무선 이동 환경에서 제안하는 방안이 기존 TFRC에 비해 더 높은 처리율을 유지할 수 있고 공정성도 향상시킴을 볼 수 있었다.

전파(propagation) 오류가 빈번한 무선 이동 네트워크에서는 전송 성능을 향상하기 위해 FEC(Forward Error Correction)알고리즘을 채택한다. 그러나 정적인 FEC방식은 연속적으로 변화하는 전파 오류율에 알맞은 정정 코드(check code)를 적용하지 못해 성능이 저하된다. 본 논문에서는 변화하는 무선 채널의 전파 오류율에 따라 FEC의 정정도를 알맞게 결정하는 링크 계층용 적응적 FEC기법인 FECA(FEC-level Adaptation)를 제안한다. FECA는 오류율이 높고, 오류율이 천천히 변화하는 무선 환경에 알맞은 알고리즘이다. 일례로 전파 간섭이 있는 환경에서 센서(sensor) 네트워크는 평균 오류율이 $10^{-6}$이상이며 오류율이 평균 수백 밀리초 이상 지속되는 것으로 관찰되었다. FECA는 분석적인 무선채널 시뮬레이션과 패킷 트레이스 기반(trace-driven) 시뮬레이션에서 정적 FEC 알고리즘에 비해 최대 15%이상 성능을 향상하였다.

차등 서비스 네트워크(Diffserv network)의 확신 서비스(Assured Service)에 대한 기존 연구는 TCP 플로우의 RTT(Round Trip Time) 및 계약한 목표 전송률(CTR: Committed Target Rate)에 따른 전송률 분배의 공평성에 대한 고려가 부족하다. 본 논문에서는 기존 연구에서의 문제점들을 개선한 TRA3CM(Target rate and RTT Aware 3 Color Marker) 메커니즘을 제안한다. TRA3CM에서는 평균 전송률을 예측하기 위한 시간 창 길이로 RTT를 이용하며, 3색 마킹을 제공하고, RTT와 목표 전송률을 동시 고려하여 집합 플로우들 사이에 공평하게 전송률을 분배할 수 있다. 또한 under-provisioned 네트워크에서도 RTT의 영향을 완화시켜 집합 플로우들 사이에 공평성을 보장하고 있다. 기존 방식들과 비교한 결과 제안한 TRA3CM은 RTT의 영향을 완화시키는 데 있어 좋은 성능을 보이며, 목표 전송률에 비례하는 전송률 제공에서도 우수한 성능을 확인할 수 있었다.

보안평가 시스템은 다양한 요소로 구성된 대규모 네트워크 도메인 전체의 보안성을 평가하고 이를 바탕으로 보안 관리자 혹은 보안관리 시스템이 네트워크 보안관리를 수행하는데 필요한 의사결정을 지원하는 시스템이다. 이 시스템은 보안상 취약점들로 인한 공격을 방지하기 위해 어떻게 네트워크의 보안 관련 설정을 해주어야 하는지에 관한 의사결정을 지원해 준다. 보안평가 시스템은 네트워크의 “현재 상태”를 분석하고 공격 가능성을 찾아내어 불법적인 침해 행위를 사전에 예방하도록 보안관리의 의사결정을 지원해 준다. 본 논문에서는 다양한 요소로 구성된 대규모 네트워크의 보안성 평가를 자동화하고 침해사고 예방을 위해 보안관리의 의사결정을 도와주는 보안평가 시스템에 대한 요구 사항을 분석하고 이를 반영한 보안평가 시스템을 설계한다.

IPv6(IP version 6)는 QoS(Quality of Service) 제공을 위해 플로우 레이블이라는 새로운 필드를 정의하고 있다. 기존 플로우 레이블 부여 방안인 랜덤 넘버(Random Number) 방식은 플로우에 대한 식별자 기능만을 수행함으로써 다양한 실시간 트래픽 특성에 따른 차별화된 서비스 제공에는 제약이 따른다. 본 논문에서는 플로우 레이블 필드를 플로우의 구성요소 및 QoS 파라미터로 사용하는 하이브리드(Hybrid) 방안을 제시하였다. 즉, 플로우 레이블에 사용되는 파라미터를 사용자가 표시하게 함으로써 실시간 트래픽에 대한 종단간 품질 보장과 함께 백본의 전송 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 방법을 제시한다. 본 논문에서는 백본을 MPLS-TE(Multi Protocol Label Switching - Traffic Engineering) 환경으로 가정하고 시뮬레이션을 통해 랜덤 넘버 방식과 제안된 하이브리드 방식에 대한 성능을 평가하였다. 그 결과 하이브리드 방식이 랜덤 넘버 방식에 비해 처리 성능 및 백본 자원의 활용 측면에서 효율적인 것을 알 수 있었다.