센서 네트워크 기술로서 스마트 태그 기술을 이용한 RFID 기술이 최근 각광을 받고 있다. 그러나 누구든지 태그 정보를 쉽게 읽어 볼 수 있는 점, 태그와 리더기 간의 상호 인증 문제, 저렴한 가격의 스마트 태그 구현을 위하여 보안적인 구현의 커다란 제약이 존재하는 등 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 적용하기엔 여전히 문제점들이 발생되고 있다. 따라서 제안방식은 사용자 주변의 신뢰된 RFID 태그를 기반으로 RF 네트워크에서 요구되는 다양한 서비스와 관련된 보안과 효율성을 향상시키기 위해 기존 논문에서 인증만을 위해 사용하던 수동형 RFID 태그를 이용해 임시 그룹을 설정하여 동적인 환경에 다양한 서비스를 제공하기에 적합한 관리 방식을 제안하였다. 또한 RFID 관리 방식에서 RFID 그룹화, 서비스별 임시 그룹 설정, 보안 서비스를 제공하며, 통신의 효율성을 향상 시켰다.
본 논문에서는 900MHz RFID 수동형 태그 전치부를 설계하고 검증하였다. 문턱전압(threshold voltage) 제거 구조의 전압 체배기, 전류를 이용한 복조 회로로 설계되었으며 파워다운 회로를 추가하여 정류동작의 안정성에 중점을 두었다. PWM(Pulse Width Modulation)을 이용한 변조기를 구조로 입력단에 용량성 임피던스의 변화로 변조 동작을 검증하였다. 삼성 0.18um 공정을 이용하였고, 인식거리는 15m, 평균 소모 전력은 약 60uW이며, 패드를 포함한 칩 사이즈는 $1.22mm^2$이다.
본 논문에서는 일 방향 해쉬 함수 기반의 저 비용 상호 인증 RFID 프로토콜(OHLCAP) 기반의 안전하고 효율적인 수동형 RFID 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜의 기반이 되는 OHLCAP 프로토콜과 지금까지 알려진 OHLCAP의 보안 취약성을 소개하고 분석을 통해 취약성을 제거할 수 있는 방안을 제시한다. 이를 기반으로 제안하는 수동형 RFID 프로토콜을 제안하며, 프로토콜의 계산적 성능과 보안성을 증명한다. 본 논문에서 제안한 프로토콜은 도청 공격, 리더 또는 태그의 위장 공격, 비동기화 공격, 재전송 공격에 안전하며, 태그 추적이 불가능하고 전 방향 안전성 특성을 가진다.
본 논문은 RFID 시스템 상의 RFID Tag의 보안 취약점을 보완하는 방법을 제시한 논문으로서 임의로 취득한 RFID 태그의 데이터를 불법적으로 위조하는 것을 회피하는 알고리즘을 제시한다. 현재까지 제안된 RFID Tag의 보안 문제 해결방법들은 일정정도의 계산능력을 가진 칩을 내장해야만 구현기 가능하기 때문에 작은 메모리 용량을 갖는 수동형 RFID Tag를 사용하는 현업에서는 해당 알고리즘을 적용하는 것이 불가능했다. 본 논문에서 제시하는 방법은 기존 RFID Tag 보안문제 해결방법에서 제시한 해싱 함수를 사용하지만 해싱함수를 Tag에 내장하지 않고 해싱 키를 내장함으로서 현실적용이 가능하도록 하였다. 본 논문에서 제시한 방법을 통해 FRID Tag의 내용을 임의로 바꾸는 것을 회피할 수 있다.
모바일 RFID(Radio Frequency IDentification)은 스마트 폰과 같은 휴대 가능한 장치에 기존의 RFID 리더를 탑재하여, 개인에게 다양하고 편리한 서비스를 제공할 수 있다. 개개인은 제품에 대한 정보를 장소에 구애받지 않고 제공받을 수 있지만, 모바일 리더를 소지한 누구나 타인의 RFID 태그를 읽을 수 있어 개인 프라이버시 침해가 발생할 위험 요소가 존재한다. 이러한 프라이버시 침해 문제를 해결하기 위해 다양한 인증 기술들이 제안되어 왔지만, 대부분은 태그에서 많은 연산을 필요로 하는 솔루션으로 일반적으로 많이 사용하는 수동형 태그에서는 적용할 수 없다. 따라서, 본 논문에서는 모바일 단말의 연산능력을 최대한 활용하여 능동형 태그 뿐만 아니라 일반적인 수동형 태그에도 적용가능한 모바일 RFID 인증 기술을 제안한다. 제안 프로토콜은 태그보호, 위치추적 방지, 트래픽 추적 방지를 위한 보안 요구사항과 경량화를 위한 성능 요구사항을 모두 만족하고, 이의 실용성 검증을 위해 스마트폰과 상용 모바일 RFID 리더기에 제안 프로토콜을 탑재하여 실험한 결과를 제시한다.
2010년에 Pedro등은 WSBC 암호 퍼즐 기반 RFID 경계 결정 프로토콜을 제안하였다. 본 논문에서는 Pedro등이 제안한 프로토콜이 공격자에 의한 비밀키인 유출 공격으로 인해 태그의 프라이버시 침해와 위치 트래킹 공격에 취약할 뿐만 아니라 제한적인 자원을 가지는 수동형 태그에서 대칭키 기반의 연산을 수행함으로써 연산 효율성 저하 및 리더와 태그 간에 많은 통신 라운드가 필요함을 지적한다. 더 나아가 위와 같은 보안 취약점과 연산 및 통신 효율성 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 보안성을 강화하고 높은 효율성을 제공하는 새로운 암호 퍼즐 기반의 RFID 경계 결정 프로토콜을 제안한다. 결론적으로 제안한 프로토콜은 수동형 태그의 특성을 고려하여 안전한 해쉬 함수 연산만을 수행함으로써 연산 효율성을 높여줄 뿐만 아니라 일방향 해쉬 함수의 성질을 기반으로 연산된 값을 리더와 태그 간에 안전하게 송수신하기 때문에 공격자에 의한 비밀키 유출 공격이 발생되지 않는 강력한 안전성을 보장한다.
RFID 시스템에서 리더와 태그는 단일 무선 공유 채널을 갖기 때문에 RFID 수동형 태그를 위한 태그 충돌 중재가 태그 인식을 위한 중요한 이슈이다. 본 논문에서는 태그 충돌 방지를 위한 Improved Hybrid Query Tree algorithm 을 제안한다. 제안된 알고리즘은 쿼리 트리를 기반으로 태그가 리더에게 ID 를 전송하는 시점을 전송 ID 상위 3 비트 내의 '1' 값을 이용하여 결정한다. 또한 전송받은 Tag 의 상위 3 비트는 충돌이 발생하더라도 전송 슬롯에 따라 다르므로 제안한 알고리즘에서 예측이 가능하다. 시뮬레이션을 통한 성능 평가에서 다른 트리 기반 프로토콜에 비해 제안한 알고리즘이 쿼리 횟수에서 높은 성능을 갖는다는 것을 보여준다.
본 논문에서는 수동형 태그 기반 908.5~914MHz RFID 리더기의 수신 감도를 개선하고자 수신부에 서큘레이터, LNA 그리고 SAW필터를 사용하는 개선된 수신부 시스템을 설계하였다. 그리고 시뮬레이션을 통하여 동작 주파수 및 리더기와 태그 상호간 특성에 따른 수신부 성능을 분석하였다. 분석결과 상용 시스템은 24개의 캐패시턴스(C)와 6개의 인덕터(L)를 사용함으로써 감도 손실을 가져왔으나, 본 연구에서는 설계된 시스템은 서큘레이터 사용에 의해 상호 간섭을 최소화할 뿐만 아니라 LNA 사용으로 수신 감도를 크게 향상시키는 결과를 얻을 수 있었다. 또한 SAW 필터에 의해 송 수신부 간섭을 최적화시킴으로써 시스템 감도가 더욱 개선되었음을 확인하였다.
본 논문에서는 EPCglobal Class1 Gen2 protocol의 UHF(Ultra High Frequency) 대역 수동형 태그의 디지털 프로세서를 VHDL로 설계하고, FPGA를 사용한 프로토타이핑 보드를 통해 구현하여 수동형 태그의 인식률을 제고하여 본다. 제한된 인식거리로 인해 다수의 태그들을 Frame-Slotted Aloha 방식으로 인식해야하는 UHF 대역의 RFID(Radio Frequency IDentification) 환경에서, 태그들의 효율적인 응답 및 상태 천이가 가능하도록 구현하였다. 또한 C로 설계한 리더와의 UART 통신을 통하여 Gen2 Protocol의 Inventory Round가 원할히 동작함을 검증하였고, 640Kbps 태그 응답 속도에서 약 1.4ms만에 96bit EPC코드를 리더에게 전송하는 일련의 과정을 확인 할 수 있었다.
본 논문에서는 900MHz 대역 RFID 수동형 태그 전치부를 설계 및 구현하고 측정을 통해 검증하였다. 문턱전압(threshold voltage) 제거 회로 구조의 전압 체배기, 전류를 이용한 복조 회로, 온도 및 공정 보상회로를 포함한 EPC Global Class-1 Generation-2 UHF RFID 프로토콜에 만족하는 클록 발생기 구조로 주요 블록을 설계하였으며, 전력차단 회로를 추가하여 동작의 안정성에 중점을 두었다. PWM(Pulse Width Modulation)을 이용한 변조기 구조로 입력단의 용량성 임피던스 부하 변조 방식을 이용하여 변조 동작을 검증하였다. 성능 검증을 위해 평가 보드에 CPLD(Complex Programmable Logic Device)를 삽입하여 디지털 신호 처리부의 기능을 통해 기본적인 태그 명령을 처리할 수 있도록 하여 설계된 태그 칩과 더불어 전체 태그 동작을 검증하였다. 삼성 0.18um CMOS 공정을 이용하여 설계하였고, 인식거리는 1.5m내에 안정적인 동작이 가능하다. 15~100% 변조율의 신호를 복조하며, 온도 및 공정에 변화에 대해 9.6% 이하의 오차를 가진 클록을 생성하였으며, 1m 거리에서 평균 소모전력은 약 71um이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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