자바카드 API는 스마트 카드와 같은 작은 메모리를 가진 임베디드 장치에서 실행환경을 최적화하기 위해 구성되었다. 자바카드 API의 목적은 한정된 메모리를 가진 스마트카드 기반의 프로그램을 개발할 때 많은 이점을 제공한다. 본 논문에서는 자바 카드 API를 이용하여 공개키 암호 알고리즘 중에서 대표적인 RSA 알고리즘 구현하는 것에 목적을 둔다.
자바는 스마트 카드 상의 다중 애플리케이션 기능을 지원하기 위한 가장 유용한 프로그래밍 언어이다. $\lrcorner$CVM(Java Card Virtual Machine)은 자바 언어로 작성된 프로그램들을 스마트 카드 상에서 동작 가능하게 한다. 현재 스마트 카드는 작은 프로세서를 가지고 있으며 이런 제한적인 환경에서의 JCVM 성능 향상은 매우 중요한 이슈 중의 하나이다 그리고 기존의 스마트 카드는 쓰기 속도가 느린 EEPROM에 객체를 생성하여 사용함으로 JCVM의 성능 저하를 가져왔다. 본 논문에서는 스마트 카드 메모리 관리, 즉, EEPROM에서 RAM으로 객체를 이동시킴으로써 JCVM 성능을 보다 향상시키는 알고리즘에 관해 제안하고자 한다.
IC 카드의 하드웨어적인 제약으로 대부분의 IC 카드는 대칭키 알고리즘을 사용하고 있지만 IC 카드 하드웨어 제조 기술의 발전으로 앞으로는 보안성이 우수한 비대 칭키 알고리즘이 많이 사용될 것이다. 그리고 IC 카드의 가장 큰 제약적 중 하나는 메모리 용량의 한계이다. 따라서 보안상 안전하면서도 메모리를 적게 사용하는 IC 카드 운영체제의 구현을 중요한 문제이다. 그래서 본 논문에서는 다양한 종류의 키 알고리즘을 수용할 수 있는 키 파일 탐색 기법을 제안하였다. 또한 데이터 파일 헤더에 잠금 필드를 삽입하여 보안성을 향상시켰으며 메모리 사용량을 줄일 수 있도록 데이터 파일 헤더만을 이용한 파일 탐색 기법과 자유 공간 탐색 기법을 제안하였다. Because of the evolution of IC card hardware fabrication technologies IC card will be able to accept asymmetric key encryption algorithm in the future. One of the most restrictive points of IC card is memory capacity. Therefore it is an important problem to design a secure IC card operating system using memory in small. In this paper we proposed a key file search mechanism using a key length field inserted in a key file header structure. The key file search mechanism makes IC card execute any key-based encryption algorithm. In addition we proposed inserting a lock field in data file header structure. The lock field intensifies the security of a data file. Finally we proposed a data file search mechanism and free space search mechanism using only data file header. The file system using these mechanisms spends smaller memory than that using a file description table and record of unallocated space.
유비쿼터스 사회화에 따른 개인의 정보를 보호하기 위한 방안들이 많이 제시되고 있다. 이런 방안의 한 분야로 CPU와 메모리를 가진 스마트카드가 널리 사용되고 있으며, 스마트카드 중에서도 다양한 응용 프로그램을 사용 가능하게 하는 자바카드의 사용이 확대되고 있다. 자바카드 파일 시스템의 표준은 따로 정의되어 있지 않지만, 일반적으로 스마트카드 파일 시스템 표준을 따른다. 하지만 스마트카드 파일 시스템 표준을 따름에 있어서 자바카드 가상기계의 특성상 데이터 및 코드의 중복사용으로 메모리 공간의 비효율적인 사용과 처리 속도가 늦어지는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 자바카드의 이러한 단점을 해결하기 위해 File Cache 기법과 Direct Access 기법을 제안하여 최소한으로 코드 수를 줄여 메모리 공간의 효율적인 사용과 처리 속도를 개선한다.
현재 PVM은 네트워크를 통해 워크스테이션을 연동시키는데 이용되는 미들 웨어이다. PVM의 로컬 태스크끼리의 메시지 교환 시에는 좋은 성능을 보이지만, 리모트 호스트사이에서의 메시지 교환에서의 성능은 로컬 태스크만큼 좋지 못하다. 이를 개선하기 위해서, PVM에서 한 워크스테이션내의 데몬 태스크와 일반 태스크, 네트워크 카드가 모두 공유하는 공유메모리와 고속 네트워크 카드인 미러넷 카드를 이용해, 다가올 초고속통신망에서 적용되기 위한 새로운 모델을 제시하고, 기존 모델과 비교한다.
본 논문에서는 스마트 카드에서 응용 프로그램을 다운로드 하거나 갱신할 때 응용 프로그램의 위/변조를 효율적으로 검증할 수 있는 인증 기법을 제시한다. 기존 기법은 응용 프로그램을 인증할 때 검증 지연 시간이 길거나, 스마트 카드의 2차 메모리 오버헤드가 많거나, 혹은 많은 양의 1차 메모리를 요구한다. 제안된 기법은 해쉬 체인 기법을 효율적으로 사용한 파라미터화 기법으로서, 응용 블록 수가 n일 때 메모리 오버헤드와 응용 프로그램을 갱신 시 발생하는 검증 지연 시간이 각각 O(k), O(k+n/k)이다. 또한 제안 기법은 1차 메모리 요구량이 O(1)으로 가장 적으며, 응용 프로그램을 다운로드 시 생기는 검증 지연시간도 O(1)으로 가장 적다.
스마트 카드는 정보를 저장하고 처리할 수 있는 마이크로 칩을 내장한 일반적인 플라스틱 카드의 형태를 지니고 있다. 스마트 카드와 메모리 카드를 포함한 광의의 개념으로서 보통 ‘칩 카드’ 또는 ‘IC 카드’를 사용한다. 현재 칩 카드는 유럽을 중심으로 매우 활발하게 이용되고 있으며, 각국에서는 전자상거래 및 모든 상거래 시에 지불의 편리성과 보안 및 인증의 용이성으로 인하여 그 이용범위가 급속히 확대되고 있는 추세이다. 본 고에서는 이러한 스마트 카드의 국내외 기술 및 시장 동향을 살펴보았다.
SD 슬레이브 IP 개발 시 CMD 및 데이터가 정상적으로 처리되는지 분석하기 위해서 프로토콜 분석기를 이용하고 있다. 본 논문에서는 윈도우 환경에서 Visual C++를 이용하여 SD 프로토콜을 분석할 수 있는 프로토콜 분석기를 개발하였다. SD 프로토콜 분석기는 SD 메모리 데이터를 저장하기 위한 임베디드 리눅스 소프트웨어와 이를 분석하기 위한 MFC 프로그램으로 구성되며, 프로토콜 분석은 SD 메모리 카드에서 호스트로 송수신되는 데이터를 리눅스 소프트웨어에서 수집하여 MFC에서 분석할 수 있도록 설계하였다. 실험 결과 개발된 보드를 이용하여 SD 메모리 카드에 데이터를 읽거나 기록할 때 발생되는 CMD 종류의 확인이 가능 하였으며, 문제가 발생되는 부분에 대한 디버깅이 가능하였다.
자바 스마트 카드에서의 트랜잭션 관리는 현재, 중첩된 트랜잭션 처리와 두개 이상의 동시적인 트랜잭션 처리를 고려하지 않고 있다. 그러나, 자바카드는 현재 카드상의 응용 애플릿의 멀티 셀렉션이 가능하고 멀티 통신 채널을 통한 다중 통신이 가능해졌다. 단일 트랜잭션만을 허용함으로 제약이 있었던 두개 이상의 애플릿에 걸친 트랜잭션 처리나 한 번의 통신으로 트랜잭션의 수명을 정하고 있었던 부분에서의 개선요구는 꾸준히 있어왔다. 동시에 처리할 수 있는 트랜잭션의 수를 늘리는 것은 카드에서 메모리와 처리능력을 꾸준히 높이고 있는 현 상황에서는 당연한 요구이다. 본 논의에서는 현재 ETRI에서 개발 중인 차세대 IC카드에의 멀티 트랜잭션 처리로 스마트카드에서의 기존 트랜잭션 처리를 확장해보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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