• 디지털산업정보학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.87-101
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• 2017

As people increasingly rely on mobile networks in modern society, mobile communication security is becoming more and more important. In the Long Term Evolution/System Architecture Evolution (LTE/SAE) architecture, the 3rd Generation Partnership (3GPP) team has also developed the improved Evolved Packet System Authentication and Key Agreement (EPS AKA) protocol based on the 3rd Generation Authentication and Key Agreement (3G AKA) protocol in order to provide mutual authentication and secure communication between the user and the network. Unfortunately, the EPS AKA also has several vulnerabilities such as sending the International Mobile Subscriber Identity (IMSI) in plain text (which leads to disclosure of user identity and further causes location and tracing of the user, Mobility Management Entity (MME) attack), man-in-middle attack, etc. Hence, in this paper, we analyze the EPS AKA protocol and point out its deficiencies and then propose an Efficient and Security Enhanced Authentication and Key agreement (ESE-EPS AKA) protocol based on hybrid of Dynamic Pseudonym Mechanism (DPM) and Public Key Infrastructure (PKI) retaining the original framework and the infrastructure of the LTE network. Then, our evaluation proves that the proposed new ESE-EPS AKA protocol is relatively more efficient, secure and satisfies some of the security requirements such as confidentiality, integrity and authentication.

• 정보보호학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.137-144
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• 2004

3GPP-WLAN(3rd Generation Partnership Project-Wireless Local Area Network) interworking은 WLAN UE(user equipment)에 의한 3GPP 시스템내에서 자원 이용과 서비스 접근을 의미하며, 3GPP 서비스와 기능을 WALN 액세스 환경으로 확장함으로써, 3GPP 시스템에 무선 액세스 기술로 WLAN을 보완적으로 이용하는 것을 목적으로 한다. 본 논문에서는 3GPP-WLAN interworking에서 UE 개시 터널 설정을 위한 효율적인 메커니즘을 제안한다. 제안된 메커니즘은 UE와 3GPP AAA(Authentication, Authorization Accounting) 서버 사이의 인증과 키 일치 과정에서 미리 분배된 비밀키에 기반 한다. 따라서 UE에서 많은 계산을 필요로 하는 모듈러 지수승 연산과 공개키 서명 연산을 피할 수 있다. 또한 제안된 기법은 UE와 PDGW(Packet Data Gateway) 사이에 상호 인증과 세션 키 설정을 제공한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.93-103
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• 2009

본 논문에서는 3GPP 네트워크에서 USIM 기반의 사용자 인증 기법을 제안한다. 제안 기법은 기존의 3GPP 네트워크 접속을 위한 인증 방식에서 발생 가능한 Sequence Number 동기 문제, 인증 데이터 Overhead 문제, 네트워크 간 시그널링 Overhead 문제 등을 개선한다. 제안 기법은 기존의 USIM 기반의 AKA 인증 프로토콜을 기본 모델로 사용하고 단말과 SN이 공유한 SK와 Time Stamp를 통해서 AKA 인증 절차를 수행하도록 한다. 이렇게 함으로써 인증 벡터의 Sequence Number의 동기 여부를 확인할 필요 없이 Time Stamp 값으로 인증 벡터의 맵핑을 수행하여 Sequence Number 동기 문제를 해결할 수 있다. 뿐만 아니라 하나의 인증 벡터만을 관리하여 사용하기 때문에 SN에서의 인증 데이터 Overhead문제를 해결하고, SN과 HN 사이의 시그널링 Overhead 문제를 개선할 수 있다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제5권10호
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• pp.361-372
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• 2016

무선 접속 망(Access Network)에서의 IMSI(International Mobile Subscriber Identity) 노출과 같은 신원 프라이버시(Identity Privacy) 문제는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 GSM, UMTS, LTE로 발전해 오는 동안 꾸준히 제기되어 왔으나 아직까지 제대로 해결되지 않고 있다. 3GPP에서는 영구적인 아이디를 대신하여 임시 아이디를 발급하여 사용하고, 사용되는 아이디 간의 연계성(Linkability)을 없애고 주기적인 임시 아이디 갱신을 수행하는 것과 같은 보안 정책을 통해 신원 노출에 어느 정도 감내할 수준으로 유지하고 있다. 그러나 영구적인 아이디가 평문으로 전송되는 경우는 계속 발생하고 있고, 영구 아이디의 경우에는 한번 노출되면 아이디 변경이 불가능하기 때문에 이를 보호하기 위한 수단이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 ID 기반 암호(Identity-based Encryption)를 사용하여 접속 망에서 IMSI 같은 영구적인 아이디를 보호하는 기법을 제안하였다. 프로토콜 구조를 단순하게 함으로써 다른 영구적인 아이디 보호에도 적용할 수 있게 하였고, 다른 3GPP AKA(Authentication and Key Agreement) 프로토콜들과 호환되도록 설계하여 현재 운영 중인 3GPP 환경에서도 적용 가능하도록 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.5049-5057
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• 2010

이동통신 기술 및 다양한 서비스 개발로 모바일 사용자들은 해마다 증가하고 있다. 그러나 무선 네트워크 환경에서 동작하는 모바일 서비스들은 불법적인 변조, 도청, 신분위장 등 다양한 보안위협에 노출되어 있다. 이에 따라 3GPP에서는 안전한 이동통신 서비스를 제공하기 위하여 인증과 키 동의를 수행하는 3GPP-AKA 표준을 제정하였다. 그러나 3GPP-AKA 프로토콜은 관련 연구들을 통해 sequence number 동기화 문제, false base station을 이용한 공격, 프라이버시 문제 등이 발견되었다. 따라서 본 논문에서는 3G 네트워크에서 프라이버시를 강화한 효율적인 인증기법을 제안한다. 제안하는 인증 기법에서는 타임스탬프를 사용하여 기존의 3GPP 인증 방식에서 발견된 sequence number 동기화 문제를 해결하고, 비밀토큰을 이용하여 프라이버시 관련 문제를 해결하였다. 또한 하나의 인증벡터만을 사용하기 때문에 SN과 HLR 사이의 대역폭 소비 문제와 SN의 인증 데이터 오버헤드 문제를 개선할 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.1687-1697
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• 2010

스마트 폰 환경에서 모바일 결제 시스템을 수행하기 위해서는 USIM 기반의 AKA 인증 절차가 필수적인 이다. 본 논문에서는 개방형 스마트 폰 환경에 적합한 모바일 결제 시스템을 위한 결제 프로토콜과 AKA 모듈을 설계하였다. 결제 프로토콜은 모바일 결제 시스템의 구성요소들 간에 상호인증을 하도록 설계하여 신뢰성을 향상시켰고, 3GPP-AKA 프로토콜에 기반을 둔 모바일 결제 시스템의 AKA 모듈은 사전 등록을 통해 공유 비밀키(SSK)를 생성함으로써 IMSI 노출을 방지하고, 타임스탬프를 이용해 SQN(SeQuence Number) 동기문제를 해결하였다. 또한, SN과 인증기관 사이의 인증벡터 대신에 공유비밀키를 사용하도록 하여, 기존의 SN과 인증기관 사이의 대역폭이 $(688{\times}N){\times}R$ bit에서 각각 $320{\times}R$ bit, $368{\times}R$ bit로 감소시켰으며, MS와 SN간에는 일회용 공유비밀키인 OT-SSK를 사용해 메시지 암호화키인 CK와 IK를 생성하도록 하여 접속할 때마다 새로운 OT-SSK를 생성함으로써 데이터 재전송 공격을 방지하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.263-267
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• 2009

3 Generation Partnership Project(3GPP)에서는 3세대 이동통신 기술 중의 하나인 Universal Mobile Telecommunications System(UMTS)의 무선 구간의 안전한 통신을 위해 인증 및 키 교환 프로토콜인 Authentication and Key Agreement(UMTS AKA) 프로토콜을 제안하였다. 하지만, UMTS AKA는 네트워크 대역폭 소모, 저장 공간의 오버헤드, SQN의 동기화 문제 등이 제기되고 있다. 본 논문에서는 이런 UMTS AKA 프로토콜의 문제점들을 해결하는 티켓 기반의 T-AKA 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 프라이버시를 보호하고 상호 인증이 가능하며 전방향 안전성을 제공한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 춘계학술발표대회
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• pp.1151-1154
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• 2008

UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 인증 및 키 교환 프로토콜은 기본적으로 3GPP(3 Generation Partnership Project)에서 제안한 UMTS AKA(Authentication and Key Agreement) 프로토콜을 표준으로 사용한다. 하지만 UMTS AKA 프로토콜은 네트워크 대역폭 소모, 저장 공간의 오버헤드, SQN 동기화 문제 등이 제기되고 있다. 본 논문에서는 UMTS AKA 관련 프로토콜들의 문제점을 분석하고 이를 해결하기 위한 전방향 안전성을 제공하는 F-AKA 프로토콜을 제안한다. 제안 하는 프로토콜은 상호인증을 제공하고, 프라이버시를 강화하였으며 전방향 안전성을 보장한다.

• 정보보호학회지
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• 제11권6호
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• pp.63-73
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• 2001

3세대 방식인 IMT-2000 (International Mobile Telecommunication-2000)시스템은 GSM이나 IS-95 CDMA 시스템과 같은 2세대 이동통신 시스템과 비교하여 고속의 멀티미디어 서비스 제공 및 글로벌 로밍을 특징으로 한다. W-CDMA 방식 IMT-2000에 대한 인증 메커니즘은 3GPP TSG SA WG3에 의해서 개발되었다. 본 논문에서는 3GPP에서의 AKA(Authentication & Key Agreement)를 분석하고 이를 통해 안전성 분석 및 취약성을 분석한다. 본 논문에서 제기하는 안전성 분석 및 취약성 분석은 앞으로의 더 좋은 서비스를 제공할 것이다.

• 정보보호학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.213-224
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• 2012

통합된 코어 망 구조(core network architecture)와 다양한 무선 가입자 행동들은 3GPP in Release 8에서 제안된 EPC(Evolved Packet Core Network)에서 상당한 시그널링 부하 증가를 가져온다. 따라서 인증 시그널링 분석(authentication signaling analysis)은 체감품질(quality-of-experience)을 충족시키면서 인증 시그널링 부하와 지연을 줄이는 통찰력을 갖게 해준다. 본 논문에서는 갱신 과정 이론(renewal process theory)에 기반을 둔 분석적 모델링을 통해 EPS 구조에서의 시그널링 부하에 대해 평가하였다. 갱신 과정 이론은 특정 랜덤 과정(random process)에 상관없이 잘 작동 한다 (예. 포아송(Poisson)). 본 논문은 발신 발생 속도(call arrival rate), 이동성(mobility), 가입자들의 선호도와 운영정책의 관점에서 가입자들의 다양한 패턴을 고려하였다. 매개변수들과 성능지표들 사이의 상호관계를 나타내기 위해 수치적인 결과를 사용하였다. 수직적 핸드오버(vertical handover) 성능의 민감도와 heavy-tail process의 영향에 대해서도 검토하였다.