인터넷 정보가전기기의 등장과 초고속망 이용자의 폭발적인 증가, 그리고 여러 대의 PC를 가진 가정이 증가하면서 가정 내에서 사무실과 같은 통신서비스 환경을 갖추고자 하는 것이 홈네트워크의 시발점이라고 할 수 있다. 기간통신사업자를 축으로 기간 망의 고도화로 시작된 네트워크 인프라는 이제 최후의 실핏줄인 홈네트워크로 발전하고 있으며. 홈네트워크 기술은 유선뿐 아니라 무선 부분에서도 급속한 발전을 이루고 있다. 이러한 홈네트워크가 발전하게 되는 가장 중요한 이유는 인터넷의 급격한 발전으로. 국내의 경우 지난 외환위기 이후 급격히 증가하고 있는 추세다. (중략)
홈네트워크 기술이 유비쿼터스 홈네트워크로 진화되어 감에 따라 다양한 서비스 도메인에 걸쳐 홈디바이스의 이동이 증가하게 되고 홈디바이스 간의 협업에 의한 새로운 홈서비스가 증가할 것이다. 이러한 유비쿼터스 환경에서는 안전한 홈디바이스의 이동과 seamless한 서비스의 제공을 위해 경량화된 홈디바이스에 적합한 인증/인가 기술이 필요하다. 그러나 현재까지는 유비쿼터스 홈네트워크 환경에 적합한 디바이스 인증 및 인가 기술은 개발된 사례가 없다. 따라서 본고에서는 유비쿼터스 홈네트웨크에서의 홈디바이스 인증/인가 기술을 위한 보안 요구사항을 설명하고, 유비쿼터스 홈네트워크에 적합한 디바이스 인증/인가 개념에 대해 설명한다.
최근 들어, 유비쿼터스 홈네트워크에 대한 관심이 높아지고 있지만, 기능 구현에 초점을 맞추고 있다. 이러한 홈네트워크는 단일 서비스가 아닌 다양한 서비스 집합으로서의 성격이 강하므로 세분화된 보안 요구사항과 제한된 자원에서의 원활한 서비스를 위해 시스템 경량화는 필수적 요소이다. 이에 본 논문에서는 유비쿼터스 홈네트워크 환경에서 요구하는 보안성 및 경량화를 고려한 새로운 침입탐지 모델을 제안한다.
홈네트워크가 최근 주목을 받으면서 다양한 업계에서 구현되고 있다. 그러나 보안에 대한 고려를 충분히 하지 못한 상태에서 기능 구현에 주로 초점을 맞추고 있으며 최근에 와서야 보안에 대한 관심을 기울이고 있는 상황이다. 홈네트워크는 단일 서비스가 아닌 다양한 서비스의 집합으로서의 성격이 강하므로 보안에 대한 요구사항 또한 다양할 수 밖에 없다. 본 논문에서는 암호, 인증 기술을 기반으로 어떠한 요구사항이 있으며, 이를 위한 보안 대책에 대한 내용을 논의한다.
본 논문에서 제안하는 시스템은 홈네트워크에서 사용되는 다양한 디바이스들에 대한 인가된 사용자들에 대한 접근 권한을 부여 및 제어 하고, 인가 받지 못한 사용자들의 부적절한 홈 네트워크 디바이스에 대한 접근을 방지한다. 각 디바이스별 보안 인증 통신을 위해 홈네트워크를 구성하는 저성능의 기기에 큰 무리 없이 적용 가능한 OTP를 이용하여 생성한 보안 토큰을 통해, 추가 자원의 절약과 높은 보안성을 동시에 충족 하고자 한다.
다양한 이동 통신 기술, 센서, 원격 제어 및 네트워크 인프라가 발달하고 생활의 질에 대한 기대치가 높아짐에 따라 홈네트워크에 관한 다양한 기술과 서비스에 관한 연구와 개발이 활발히 진행되고 있다. 홈네트워크 기술은 아직까지는 초기 투자 단계로서 사용자에게 필요한 서비스를 개발하고 편리성을 증대시키는 방향으로 개발되고 있지만, 더욱 서비스가 활성화되면 편리성을 보장할 수 있는 안전성에 관한 연구가 병행되어야 할 것이다. 따라서 본 논문에서는 내/외부의 불법 접근 및 허가되지 않은 접근으로부터 홈네트워크 시스템을 안전하게 방어하고 보호하기 위한 접근 제어 메커니즘을 제안한다.
홈네트워크 기술은 통신과 방송 융합, 유비쿼터스 사회로의 빠른 이동 등 IT 전반적인 환경에서 빠른 변화와 함께 사용자의 특성을 고려해야함으로, 다양한 분야의 기술들이 융합되어 IT 분야 통합과 같은 성격을 가지고 있다. 최근 들어 디바이스 인증기능을 추가하여 유효한 디바이스를 통해서만 서비스를 제공 받을 수 있게 하는 한 단계 강화된 보안의 필요성이 제기되고 있으나, 이를 위해 먼저 보안 고려 사항을 선행하여 점검해야 한다. 또한 유비쿼터스 홈네트워크로의 진화는 다양한 서비스 도메인에서 홈디바이스 이동이 증가될 것이며, 홈디바이스간의 협업에 의한 새로운 홈서비스가 증가할 것이다. 이와 같은 기술의 진화에 따라 유비쿼터스 환경에서 안전한 이동과 seamless한 서비스를 제공할 수 있도록 경량화된 홈디바이스 인증/인가 기술이필요하다. 따라서 홈네트워크 구성 요소들의 여러 가지 사항들을 고려하여, 댁내와 댁외 모두 사용할 수 있도록 안전하고 효율성있는 경량화된 디바이스 인증 및 인가 기술을 제안하였다.
본 연구에서는 센서 네트워크 보안 메커니즘을 홈네트워크 구조에 적용한 시스템을 설계하고 이를 홈네트워크 미들웨어의 가상망에 구현하였다. 홈네트워크 미들웨어의 기본구조는 lookup 서버가 서비스 노드와 일대일 또는 브로드캐스트 통신 방식의 구조이며, 여기에 요구되는 보안요소는 일대일의 통신인 경우에는 기밀성과 인증, 브로드캐스트일 경우에는 브로드캐스트 인증의 보장이다. 센서 네트워크 보안 기술인 SPINS는 기밀성과 인증을 보장하는 SNEP와 브로드캐스트 인증을 제공하는 ${\mu}TESLA$ 부분으로 구성되는데 이를 홈네트워크 미들웨어의 기본구조에 적용한 시스템을 설계하였다. MAC 생성을 위한 CBC-MAC, 메시지 신선성을 제공하는 CTR, 메시지의 랜덤특성을 보장하여 주는 PRF 방식, 그리고 센서노드에 사용될 암호화 알고리즘으로는 낮은 연산량으로 충분한 보안성을 갖는 RC5를 이용하였다. 구현된 결과는 CTR 모드로 인해 공격자가 키를 습득하더라도 새로운 메시지를 복호화 할 수 없었으며 상호 MAC 교환으로 인해 정당한 사용자로부터 전송되었다는 것을 인증할 수 있었다. 이 구현 결과는 향후 효율적이고 안전한 홈 네트워크 시스템 개발에 응용될 수 있을 것으로 기대한다.
홈네트워크 연구그룹의 표준 중 하나인 OSGi는 OSGi Alliance에서 정의한 표준 서비스 분배 방식이다. 본 논문에서는 이동 에이전트를 OSGi 기반의 홈네트워크에서 연동하기 위해 OSGi 표준의 번들 라이프 사이클을 수정하여 이동 에이전트 시스템은 지원하는 방법을 제안한다. 이동 에이전트는 뛰어난 이식성과 효율적인 관리의 장점에도 불구하고 보안의 문제로 사용이 제한되어 왔다. 홈네트워크는 서비스 분배에서 가입자와 서비스 분배자 사이의 폐쇄적인 구조를 가지고 있기 때문에 이러한 보안상의 취약점은 해결할 수 있다. 따라서 홈 네트워크 환경에서 이동 에이전트의 지원은 보다 효율적이고 지능화된 서비스를 가능하게 할 것이다. OSGi의 구조는 서비스를 분배하고 수행하기 위한 번들 라이프사이클을 제공한다. 별도의 에이전트 서버 번들을 구현하는 대신에 본 논문에서는 번들 라이프사이클에서 이동 에이전트가 직접 수행될 수 있는 번들 라이프 사이클을 제안한다.
홈네트워크 시스템은 홈 디바이스 제어, 엔터테인먼트, 지역 정보 서비스와 같은 다양한 서비스를 개발해서 사용자들에게 제공하고 있으며, 사용자에게 편리한 홈 디바이스를 통해서 시간과 장소에 구애받지 않는 환경을 제공하기 위한 많은 연구과 개발이 수행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 다양한 서비스에 대해서 실시간으로 접근 권한을 제어하기 위한 상세 모델을 제시하고 확장성을 고려한 정책 모델을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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