정보보호의 중요성이 인식되면서 암호 기술의 사용이 증가하고 있다. 특히, 공개키 암호 기술은 대칭키 암호기술에 비해 키의 관리가 용이하고, 디지털 서명을 쉽게 구현할 수 있다는 장점을 가지고 있어서 그 사용이 증가하고 있다. 현재 공개키 암호 기술을 효율적이고 안전하게 사용하기 위한 공개키 기반 구조가 구축되어 운영되고 있다. 공개키 기반 구조에서는 사용자가 인증기관에 등록하여 개인키와 공개키 쌍을 생성하고, 인증기관은 생성된 공개키에 대한 인증서를 발행한다. 이러한 인증서를 이용하여 사용자간에 키 설립을 수행하고 암호화통신을 할 수 있게 된다. 그러나 공개키 기반 구조에서 설립된 세션키에 대한 관리 기능은 제공하고 있지 않다. 본 논문에서는 무선 인증 및 키 설립시 설립된 세션키에 대한 키 복구를 지원하는 인증서 발행 프로토콜을 제안한다.
무선 센서 네트워크의 사용이 증가함에 따라, 센서 네트워크의 보안에 대한 연구가 중요한 이슈가 되고 있다. 그 중 센서 노드들 사이의 키 설립 방법에 대한 연구가 매우 활발히 진행되었으며, 그에 따라 다양한 연구 결과들이 제시되었다. 하지만 기존의 연구 결과들은 강력한 보안성을 제공하기는 하나 키 설립과정이 매우 복잡하기 때문에 현실적으로 이용되기에는 어렵다는 단점이 있다. 즉, 이는 실제 센서 노드에 대한 구현을 어렵게 하며, 다양한 응용 분야에서 요구하는 보안성의 제공 역시 보장하지 못한다. 이에 본 연구에서는 다중 채널을 사용한 간단한 키 설립 방법을 제시하였다. 제시된 방법은 필요한 저장 공간과 통신 횟수, 계산 횟수를 최소화 한 반면, 다중 채널을 사용함으로서 보안성은 강화하였다. 이는 다양한 분야에서 제시된 방법이 활용될 수 있음을 의미한다. 1장의 서론에 이어 2장에서는 관련연구를 설명한다. 3장에서는 배경지식을 설명하고 4장에서 제안한 프로토콜을 설명한다. 마지막으로 5장에서는 분석을 통하여 이를 증명한다.
안정적인 무선 센서 네트워크 환경을 위해서는 각 노드 간에 전송되는 메시지의 암호화와 인증이 매우 중요하며 이를 위해서는 각 노드와 그 주변 이웃 노드 간에 안전하고 효율적인 키 설립이 필요하다. 현재 이를 위한 여러 프로토콜이 제안되었으며 각 프로토콜을 실제 시스템에 적용하기 위해서는 해당 네트워크의 규모에 알맞은 효율적인 프로토콜을 선택하여 적용할 수 있어야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 대표적인 pairwise key 설립 기법인 SPINS와 LEAP을 설명한 후 기법의 특징을 비교분석 하고 네트워크 규모에 따라 합리적이고 타당한 키 설립 기법을 선택하기 위해 고려할 사항을 알아본다.
센서 네트워크는 다양한 탐지 대상 및 환경을 감시하는데 유용하게 사용될 수 있다 이러한 센서 네트워크에서 센서 노드간 키를 설립하는 것은 보안을 위한 가장 기본적인 요구 사항이다 하지만 센서가 가진 기본 특성인 자원의 제약 때문에 일반 네트워크에서 사용되고 있는 중앙 키 분배 서버를 이용한 키 분배나 공개키 기법을 사용하는 것은 적합하지 않다. 따라서 본 논문에서는 센서 네트워크 특성에 맞는 키의 사전 분배 방식을 제안한다. 본 논문에서 제시한 기법은 클러스터를 기반으로 위치 정보를 이용하여 키를 사전 분배하였기 때문 에 노드간 키 설립확률을 높였을 뿐만 아니라, 악의적인 노드에 의해 다항식이 공개되어 정상 노드가 붕괴되는 것을 막기 위해 클러스터당 헤드를 두어 다항식을 공유하는 노드의 범위를 줄여 보안을 보다 강화 시켰다.
무선 센서 네트워크 환경에서 센서 필드에 배치된 센서 노드들 사이에 안전한 통신 인프라를 구성하기 위해 보안 키 설립이 필요하다. 현재까지 센서 노드들 사이의 보안 키 설립에 대한 여러 가지 기법들이 제안되어 왔으며 최근에는 배치 전 센서 노드들의 예측위치를 이용한 개선된 기법들이 제안되고있다. 현재까지 제안된 위치기반 기법들은 선택적인 노드포획에 안전하게 설계하기 위해 상대적으로 높은 키 저장량과 키 생성을 위한 많은 연산량을 요구한다. 우리는 위치 기반 기법에서는 단순히 piar-wise키를 저장하는 것이 저장량이나 연산량 면에서 효율적이라는 분석을 제시하고 pair-wise키를 이용하여 공격자의 선택적인 노드 포획에도 강한 효율적인 위치 기반 기법을 제안한다.
최근 IT 기술이 발전함에 따라 클라우드 서비스를 이용하는 사용자의 인증 방법이 다양화 되고 있다. 그러나, 클라우드 서비스를 이용하는 사용자의 인증 정보를 권한에 따라 안전하게 제공하는 연구는 현재까지 미비하다. 본 논문은 Intra 클라우드 환경에서 사용자의 역할 권한에 따라 비밀키와 접근 제어키를 사용하는 분할 인증이 가능한 키 설립 프로토콜을 제안한다. 제안 프로토콜은 사용자의 속성과 생성된 랜덤수($t_1$, $t_2$)를 함께 이용하여 사용자의 접근제어 키와 비밀키를 생성하고, 키 생성 후 사용자의 권한에 따라 사용자의 역할을 분류하기 때문에 사용자의 인증 절차에 사용되는 불필요한 동작과정을 줄일 수 있다. 성능평가 결과 제안 프로토콜은 사용자의 접근제어 키와 비밀키를 분할하여 사용자를 인증하기 때문에 클라우드 환경에서 발생할 수 있는 다양한 공격 유형에 대한 안전성이 보장이 되었고, 키 설립에 이용된 암호문의 크기는 기존 프로토콜보다 ${\sum}+1$ 만큼 줄였다.
WiMAX 환경에서 사용되는 암호학적 키는 베이스 스테이션의 통신 범위안에 위치하는 이동 노드(노트북, PDA, 휴대폰 등)들에 의해 일정기간동안 사용되어지며, 이 때 이동 노드에 의해 사용되어지는 키는 이동 노드가 베이스 스테이션의 통신 범위를 벗어날 때까지 사용된다. 그러나 이동 노드가 베이스 스테이션의 통신 범위를 벗어나거나 이동 노드가 베이스 스테이션과 통신하기 위해 통신 범위 안에 진입하려고 할 때 이동 노드와 베이스 스테이션 사이의 통신구간은 무선으로 동작되기 때문에 man-in-the-middle 공격과 같은 내부 공격에 매우 취약한 문제점을 가지고 있다. 이 논문에서는 이동 노드가 베이스 스테이션과 통신하려고 할 때 베이스 스테이션에서 발생되는 암호학적 보안 공격위험과 통신 오버 헤드를 줄이기 위해서 이동 노드들이 사용하는 키를 재 사용할 수 있는 분산키 설립 프로토콜을 제안한다. 제안된 분산키 설립 프로토콜은 통신과정 중에 발생되는 키의 재사용을 통해 베이스스테이션과 이동 노드 사이에서 발생되는 오버 헤드를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상호 인증에 필요한 공유키를 노드자신이 생성한 난수 값을 통해 생성하여 IEEE 802.16 표준보다 안전성을 향상시키고 있다.
Ad-hoc 네트워크는 모바일 디바이스가 무선 통신을 이용한 데이터를 전송 및 서비스를 제공한다. Ad-hoc 네트워크에서의 모바일 디바이스는 안전한 통신을 위해 인증과 암호 키 관리가 필요하다. 본 논문에서는 Ad-hoc 네트워크에서 인증과 그룹 키 관리의 동향에 대하여 알아보고, 아이디 기반의 상호 인증 및 그룹 키 설립 방안에 대하여 제안한다. 제안 방식의 아이디 기반의 상호 인증은 공유한 정보가 없는 상태에서 영지식을 이용하고, 세션 키 및 그룹 키를 설립하는데 활용된다. 또한 제안 방식을 Ad-hoc 네트워크에 적용하여 효율성 및 보안 기술에 대해 안전성을 높인다.
무선 인터넷이 활성화되면서 E-Commerce에서 M-Commerce로의 전환이 빨라지고 있으며, 많은 서비스 제공자들은 무선 기술을 이용해 다양한 M-Commerce 서비스를 사용자들에게 제공하고 있다. M-Commerce가 활성화되면서 보안 프로토콜에 대한 중요성이 인식되고 있다. 특히, 무선상에서 이루어지는 WAKE(Wireless Authentication and Key Establishment) 프로토콜은 M-Commerce를 수행하고자 하는 사용자와 서비스 제공자가 필수적으로 거쳐야 하는 것으로 그 중요성은 매우 크다고 할 수 있다. 키 복구 기술은 사용자가 키를 유실하거나 또는 암호를 불법적으로 사용하였을 경우 키 복구를 통해서 키에 대한 접근을 할 수 있게 해주는 키 관리의 한 부분이다. WAKE 프로토콜에 키 복구 기능을 지원하고자 하는 노력은 ASPeCT 프로젝트에 의해서 처음으로 시도되었다. 이후 다양한 WAKE 키 복구 프로토콜이 제안되었다. 본 논문에서는 기존에 제안되었던 WAKE 키 복구 프로토콜의 문제점을 알아보고 이들을 해결하는 새로운 WAKE 키 복구 프로토콜을 제안한다.
Ad-Hoc 네트워크는 임의 디바이스들이 무선 통신을 통해서 임의 네트워크 망을 구성하여 통신 서비스를 제공받는 것을 말한다. 특히 유비쿼터스 환경에서의 언제 어디서나 통신을 하기 위해서는 이동성과 자유로운 네트워크의 조인 및 탈퇴가 이루어져야 한다. 또한 통신에서 제 3자의 위장이나 정보의 도청 그리고 안전성을 제공하기 위해서 암호화 통신이 필수적으로 요구된다. 특히 Ad-Hoc 네트워크의 디바이스간의 라우팅 구성이 유동적이라서 구성하는 디바이스간의 인증 및 키 생성과정이 필요하며, 라우팅에 대한 보안 기술의 연구는 국내/외에서 진행되어져 왔다. 본 논문에서는 기존의 안전한 라우팅 방안에 대하여 알아보고 디바이스 인증 및 키 설립을 제공하는 방식에 대하여 제안한다. 본 방식은 세션키를 설립을 위해서 키 생성 및 아이디를 기반으로 한 인증 방안을 이용한다. 그로 인해 인증서를 이용하거나 디바이스간의 인증 정보 및 상호 공유된 비밀 정보가 필요하지 않는 장점을 가지고 있다. 이와 같은 방식을 이용하므로 임의 네트워크에 조인하더라도 보안 기술을 제공할 수 있는 방안이다. 본 연구를 이용하므로 유비쿼터스 환경에서의 안전한 서비스를 제공할 수 있는 기술로 활용할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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