본 논문에서는 작은 패스워드만을 이용하여 안전하지 않은 통신상에서 사용자와 서버간에 서로를 인중하고 세션키를 공유하기 위한 새로운 키 교환 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜의 안전성은 이산대수 문제와 Diffie-Hellman 문제의 어려움, 그리고 해쉬 함수의 암호학적 강도에 기반을 두고 있으며 패스워드 추측 공격, 중간 침입자 공격, Denning-Sacco 공격, 그리고 Stolen-verifier 공격에 안전하며, 완전한 전방향 보안성을 제공하도록 설계되었다. 더욱이, 구조가 간단하고 참여자들 사이에 병렬 처리가 가능하기 때문에 기존에 잘 알려진 프로토콜들과 비교하여 효율적이다.
패스워드 기반 키 교환 프로토콜은 참여자들이 쉽게 기억할 수 있는 자신의 패스워드를 사용하므로 단순성, 편리성, 이동성의 장점 때문에 광범위하게 사용된다. 2000년에 Lin, Sun, Hwang[1]이 Steiner, Tsudik, Waidner[2]가 제안한 three-party EKE 프로토콜(STW-3PEKE)이 패스워드 추측 공격에 취약함을 증명하고 이를 개선한 서버의 공개키를 이용한 새로운 three-party EKE 프로토콜(LSH-3PEKE)을 제안했다. 2001년에는 Lin, Sun, Steiner, Hwang[3]이 서버의 공개키를 사용하지 않는 새로운 three-party EKE 프로토콜(LSSH-3PEKE)을 제안했다. 본 논문에서는 검증자(verifier) 기반 즉 서버가 사용자의 패스워드를 저장하지 않고 패스워드에 의해 생성되는 검증자를 가지는 프로토콜을 제안하며 이전에 제안한 프로토콜의 안전성을 그대로 유지하면서 좀 더 간단하며 효율적인 프로토콜을 제시한다.
Hsiang-Shih는 Yoon등의 스킴을 개선한 사용자 인증 스킴을 제안하였다. 그 후 An은 Hsiang-Shih이 제안한 스킴이 패스워드를 기반으로 하는 스마트카드를 이용한 사용자 인증 스킴에서 고려하는 보안 요구사항을 만족하지 못함을 보였다. 즉, Hsiang-Shih이 제안한 스킴에서 공격자가 사용자의 스마트카드를 훔치거나 일시적으로 접근하여 그 안에 저장된 정보를 추출하여 사용자의 패스워드를 알아낼 수 있음을 보였다. 그러나 An이 제안한 스킴도 패스워드 추측공격, 위조/위장 공격 등에 취약함을 보이고 개선된 사용자 인증 스킴을 제안하였다. 제안한 인증 스킴은 패스워드 추측공격이 불가능하고 사용자와 인증 서버가 상대방을 인증할 수 있는 효율적인 상호 인증방식을 제시하였다.
원격 사용자 인증기술 중 패스워드에 기반을 둔 기술은 아직도 가장 보편적으로 사용되고 있는 인증 기술이다. 2004년 Das 등이 제안한 "동적 ID 기반의 원격 사용자 인증기술"은 스마트카드의 연산 기능을 이용하여 패스워드를 생성하고, 원격 시스템에서는 연산량이 적은 해쉬와 XOR만으로 인증을 수행할 수 있는 안전한 인증기법이다. 이 기법은 동적 ID 채용으로 ID도난을 방지하며, 인증시각을 이용하여 재사용 공격을 방지하는 특징이 있다. 그 밖에도 많은 공격에 대응할 수 있도록 고안되었다. 하지만, 이 기법은 후에 패스워드와 관계없이 원격 시스템에 인증이 가능한 치명적인 오류 뿐 아니라, 위장공격, 추측공격에 취약함이 밝혀졌다. 더욱이 인증 시각 정보를 이용하여 재사용 공격을 막은 기능도 최근의 실시간으로 이루어지는 재사용 공격에는 취약함을 보이고 있다. 본 논문에서는 Das 기법이 실시간 재사용공격에 취약한 점을 증명하고, 매번 변경되는 인증횟수를 이용하여 이를 개선하는 향상된 인증기법을 제안하였다. 향상된 인증기법은 기존 Das 기법이 가지는 장점을 그대로 계승하며, 추측공격, 위장공격, 실시간 재사용 공격에 대응하고, 상호인증 기능을 제공한다.
패스워드 기반의 프로토콜은 패스워드가 가지는 제약으로 인한 공격에 대하여 안전해야 할 뿐 아니라 사용자의 작업량을 줄이기 위한 효율성도 매우 중요한 요건이다. 패스워드를 기반으로 하는 사용자 인증 프로토콜은 사용자들이 쉽게 기억할 수 있는 패스워드를 사용하기 때문에 대부분의 경우에 패스워드 추측공격에 취약한 문제점이 있다. S/KEY 시스템의 문제점을 개선한 새로운 메커니즘을 송유진 등이 제안하였다. 송유진 등이 제안한 프로토콜은 등록과정에서 문제점이 있고 악의적인 목적을 갖는 있는 서버에 의해 사용자의 정보를 악용할 수 있다. 이러한 문제점이 개선된 효율적인 OTP 기반의 인증 프로토콜을 제안한다.
디지털 콘텐츠는 품질의 손상 없이 복제되어 인터넷을 통해 배포 가능하며, 이는 디지털 콘텐츠 제공자에게 커다란 경제적 손실을 주게 된다. 이에 따라 디지털 콘텐츠를 안전하고 효율적인 전송을 위해 키 교환 프로토콜에 대한 연구가 필요하다. 디지털 콘텐츠를 사용자의 편의성과 실행 속도, 보안성 문제 등이 있는데, 본 논문에서는 디지털 콘텐츠를 효율적으로 전송하기 위하여 패스워드 기반의 키 교환 프로토콜을 제안하고자 한다. 제안한 프로토콜의 안정성은 이산대수문제와 Diffie-Hellman 문제의 어려움에 기반을 두고 있으며 패스워드 추측 공격 등 다양한 공격에 안전한 보안성을 제공한다.
네트워크 기술과 연산 능력을 가진 IC 칩 등의 발전으로 다양한 방식의 원격 사용자 인증 기법이 제안되었다. 기존의 패스워드 기반의 인증 방식은 서버가 사용자를 인증하기 위한 패스워드 테이블을 저장하고 있어야 되는 단점과 해당 테이블이 노출되었을 때 발생할 수 있는 보안 위협 문제점으로 인해 최근에는 스마트카드를 활용하는 인증 방식으로 대체되고 있다. 2013년에 Go와 Lee는 스마트카드를 활용하는 기존 인증 기법들의 취약점들을 분석하고 위장 공격과 패스워드 추측 공격에 대해 안전한 새로운 원격 사용자 인증 방식을 제안하였다. 본 논문에서는 Go와 Lee가 제안한 사용자 인증 기법을 살펴보고 해당 기법이 가진 취약점을 보인다.
많은 웹 서비스에서 편리성을 이유로 패스워드 기반 인증 시스템을 주로 사용한다. 패스워드 기반 인증 시스템은 패스워드 추측공격, 사전식 대입공격, 키 로깅 공격 등 다양한 공격에 취약한 것으로 알려져 왔다. 뿐만 아니라 대부분 웹 기반 인증 시스템은 서버가 사용자를 인증하는 단방향 인증만을 제공하므로 사용자는 현재 접속하여 비밀 정보를 남기고자하는 서버가 적합한지 검증 할 수 없다. 따라서 DNS 스푸핑 공격이나 피싱, 파밍과 같은 공격에 대응하기가 어렵다. 이러한 웹 서비스의 보안 취약점을 개선하기 위해 OTP를 사용하거나 패스워드 길이를 증가시키고, 특수기호를 포함하는 패스워드를 생성하게 하는 방안들이 적용되고 있다. 그러나 OTP 장치의 구입비용 발생, 복잡한 패스워드로 인한 사용자의 편리성 저하 등 실용성의 문제가 있다. 무엇보다 단방향 인증 기반에서는 여전히 취약점이 존재한다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 QR-Code를 활용한 다중채널, 다중요소 인증시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 상호 인증을 제공하여 피싱이나 파밍과 같은 공격에 대응할 수 있다. 또한 휴대용 스마트 기기를 OTP 생성기로 활용하여 사용자의 편리성을 보장하면서 기존 패스워드 공격들에 대응할 수 있다.
최근에 사용자 인증과정의 보안 취약점을 개선시킨 스마트 카드 기반의 사용자 인증 스킴들이 소개되었다. 2009년에 Wang 등은 Das의 스킴의 보안 문제점을 개선하여 보다 효율적이고 안전성 있는 동적 ID 기반 원격사용자 스킴을 제안하였다. Wang 등은 자신들의 스킴이 인증과정에서 패스워드 독립성에 기인한 위협요인으로부터 안전할 뿐 아니라, 사용자와 원격 인증 서버 간 상호인증을 제공하고 있다고 주장한다. 본 논문은 Wang 등의 보안 스킴을 분석하고, 제안된 스킴이 중간자 공격 및 off-line 패스워드 추측 공격에 취약하다는 것을 증명한다. 또한 그들의 스킴이 상호인증을 제공하지 못함을 보여준다. 또한 본 논문에서는, 비록 스마트 카드의 비밀정보가 노출된다 하더라도, 이와같은 보안 문제점들을 해결한 개선된 스킴을 제안한다. 제안된 스킴은 사용자 위장 공격, 서버 위장 공격 그리고 off-line 패스워드 추측 공격에 안전하고, 계산 복잡도에서 Wang등의 스킴보다 효율적임을 알 수 있다.
분산 네트워크 환경에서 커버로스 인증 메커니즘은 Local 영역에 있는 사용자가 다른 영역에 존재하는 커버로스 서버의 신뢰성이 있는 전제 조건에서 운용하고 있다. 하지만 커버로스 서버간의 인증 서버의 보안 정보가 누설되면 커버로스에 대한 신뢰성이 보장되지 않는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존의 커버로스 메커니즘에서 제안한 인증센터와 인증서를 사용하지 않고 분할된 패스워드 사용을 통하여 패스워드 검증자의 랜덤성을 증가시켜 패스워드 추측공격이 어렵도록 하였으며 비밀 분산 기법을 적용한 패스워드 기반 인증 방법을 사용한 인증 메커니즘을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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