• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권11호
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• pp.4224-4243
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• 2021

Cognitive radio (CR) is a feasible intelligent technology and can be used as an effective solution to spectrum scarcity and underutilization. As the key function of CR, cooperative spectrum sensing (CSS) is able to effectively prevent the harmful interference with primary users (PUs) and identify the available spectrum resources by exploiting the spatial diversity of multiple secondary users (SUs). However, the open nature of the cognitive radio networks (CRNs) framework makes CSS face many security threats, such as, the malicious user (MU) launches Byzantine attack to undermine CRNs. For this aim, we make an in-depth analysis of the motive and purpose from the MU's perspective in the interweave CR system, aiming to provide the future guideline for defense strategies. First, we formulate a dynamic Byzantine attack model by analyzing Byzantine behaviors in the process of CSS. On the basis of this, we further make an investigation on the condition of making the fusion center (FC) blind when the fusion rule is unknown for the MU. Moreover, the throughput and interference to the primary network are taken into consideration to evaluate the impact of Byzantine attack on the interweave CR system, and then analyze the optimal strategy of Byzantine attack when the fusion rule is known. Finally, theoretical proofs and simulation results verify the correctness and effectiveness of analyses about the impact of Byzantine attack strategy on the throughput and interference.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권11호
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• pp.3738-3760
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• 2022

Due to increasing spectrum demand for new wireless devices applications, cooperative spectrum sensing (CSS) paradigm is the most promising solution to alleviate the spectrum shortage problem. However, in the interweave cognitive radio (CR) system, the inherent nature of CSS opens a hole to Byzantine attack, thereby resulting in a significant drop of the CSS security and efficiency. In view of this, a weighted differential sequential single symbol (WD3S) algorithm based on MATLAB platform is developed to accurately identify malicious users (MUs) and benefit useful sensing information from their malicious reports in this paper. In order to achieve this, a dynamic Byzantine attack model is proposed to describe malicious behaviors for MUs in an interweave CR system. On the basis of this, a method of data transmission consistency verification is formulated to evaluate the global decision's correctness and update the trust value (TrV) of secondary users (SUs), thereby accurately identifying MUs. Then, we innovatively reuse malicious sensing information from MUs by the weight allocation scheme. In addition, considering a high spectrum usage of primary network, a sequential and differential reporting way based on a single symbol is also proposed in the process of the sensing information submission. Finally, under various Byzantine attack types, we provide in-depth simulations to demonstrate the efficiency and security of the proposed WD3S.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권9C호
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• pp.855-862
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• 2009

무선 센서 네트워크(wireless sensor network)에서 센서간 비밀키를 설정하는 단계 중 패스키를 구축하는 단계는 비잔틴 공격(Byzantine attack)에 매우 취약하다. Huang과 Hedhi는 RS 부호를 사용해서 비잔틴 공격에 대한 대응법을 제시하였지만, 전송되는 메시지가 공격자(adversary)에게 노출될 뿐만 아니라 전송 효율이 크게 떨어지는 단점을 갖고 있다. 본 논문에서는 Huang과 Hedhi의 방법의 단점을 극복하여, 공격자에게 직접적으로 전송되는 메시지의 정보를 노출하지 알고서도 효율적으로 비잔틴 공격을 막고 변조된 패스의 위치를 알아내는 방법을 제시한다. 이 방법에서는 non-systematic RS 부호를 사용하며 가용한 패스 상으로 서로 다른 RS부호의 부호어(codeword)의 심볼을 전송하게 된다. 이 방법을 사용하면 Huang과 Hedhi의 방법에 비해서 엔트로피 측면에서 보안성이 더 높고 전송 효율이 더 우수해 진다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권5호
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• pp.487-491
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• 2008

본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 클럭 동기화 시 악의적인 노드의 클럭 동기화 방해 공격에 대처하기 위한 비잔틴 오류 감내 클럭 동기화 기법을 제안한다. 제안 기법은 클럭 동기화를 요구하는 노드가 m개의 악의적인 노드에 대처하기 위해 부모 노드뿐만 아니라 형제 노드로부터 3m+1개의 클럭 동기화 메시지를 수신하여 클럭동기화를 진행한다. 시뮬레이터를 이용한 성능 평가를 통하여, 제안 기법은 기존 클럭 동기화 기법에 비하여 악의적인 노드의 클럭 동기화 방해 공격 시 동기 정확도 측면에서 최대 7배 향상된 성능을 보여주었다.

• 융합보안논문지
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• 제11권6호
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• pp.67-72
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• 2011

유비쿼터스 서비스(U-service)를 제공하는 시스템은 서비스 생존성이 취약한 환경을 극복해야하는 네트워크 시스템이다. 네트워크 시스템의 생존성은 시스템 구성요소에 장애나 사고, 물리적 공격이 발생하더라도 시스템에 부여된 본연의 서비스를 중단 없이 제공할 수 있는 시스템 능력으로 정의하고 있다. 본 논문에서는 비잔틴 장애를 초래하는 의도적인 사이버테러가 네트워크 시스템에 가해졌을 때의 상황을 고려하여, 사용자 입장에서 서비스 생존성을 정량적으로 평가 할 수 있는 프레임워크를 제시한다. 본 논문에서는 무선 LAN 기반의 Jini 시스템을 생존성 정량화 모델의 예로 삼는다. 그리고 Jini 시스템이 제공하는 U-service의 생존성을 평가하기 위한 연속시간 마코프 모델을 제시하고 이를 토대로 사용자가 서비스에 접근할 수 없는 확률(blocking probability)로서 U-service 생존성을 평가하는 방안을 제시한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.17-31
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• 2020

블록체인 기술이 급속도로 발전하고 있음에 따라 금융·물류 등 다양한 분야에서 블록체인 기술을 실용화하려는 시도들이 진행되고 있으며, 데이터 무결성이 매우 중요한 공공분야 또한 마찬가지이다. 국방분야 또한 네트워크 중심 작전환경(NCOE) 하에 작전운영을 위해서는 지휘통신 네트워크의 보안성 강화 및 완전무결성 확보가 매우 중요하다. 이를 위해 블록체인 네트워크를 적용한 지휘통신네트워크 구축이 필요하나, 현재까지의 블록체인 기술은 51% 공격 등의 보안 이슈들을 해결하지 못하고 있어, 국방에 접목하기 어려운 것이 현실이다. 특히, 현재 블록체인에서 많이 사용되고 있는 Practical Byzantine fault tolerance (PBFT)알고리즘은, 악의적인 행동을 하는 노드들에게 penalty 요소가 없고, 합의를 방해하는 노드가 전체 노드의 33%이상만 차지해도 합의 실패를 만드는 문제점이 있다. 본 논문에서는 블록체인의 주요 합의 알고리즘인 PBFT의 보안성 향상을 위해, Trust 모델을 접목하여 비정상 행위에 대한 penalty 메커니즘이 적용된 Adaptive Consensus Bound PBFT (ACB-PBFT) 합의 알고리즘을 제안한다.