• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제22권10호
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• pp.191-200
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• 2022

Constrained Application Protocol (CoAP) is a standardized protocol by the Internet Engineering Task Force (IETF) for the Internet of things (IoT). IoT devices have limited computation power, memory, and connectivity capabilities. One of the significant problems in IoT networks is congestion control. The CoAP standard has an exponential backoff congestion control mechanism, which may not be adequate for all IoT applications. Each IoT application would have different characteristics, requiring a novel algorithm to handle congestion in the IoT network. Unnecessary retransmissions, and packet collisions, caused due to lossy links and higher packet error rates, lead to congestion in the IoT network. This paper presents an adaptive congestion control protocol for CoAP, Adaptive Congestion Control with a Backoff algorithm (ACCB). AACB is an extension to our earlier protocol AdCoCoA. The proposed algorithm estimates RTT, RTTVAR, and RTO using dynamic factors instead of fixed values. Also, the backoff mechanism has dynamic factors to estimate the RTO value on retransmissions. This dynamic adaptation helps to improve CoAP performance and reduce retransmissions. The results show ACCB has significantly higher goodput (49.5%, 436.5%, 312.7%), packet delivery ratio (10.1%, 56%, 23.3%), and transmission rate (37.7%, 265%, 175.3%); compare to CoAP, CoCoA+ and AdCoCoA respectively in linear scenario. The results show ACCB has significantly higher goodput (60.5%, 482%,202.1%), packet delivery ratio (7.6%, 60.6%, 26%), and transmission rate (40.9%, 284%, 146.45%); compare to CoAP, CoCoA+ and AdCoCoA respectively in random walk scenario. ACCB has similar retransmission index compare to CoAp, CoCoA+ and AdCoCoA respectively in both the scenarios.

• 융합보안논문지
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• 제17권5호
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• pp.77-85
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• 2017

본 논문에서는 멀티캐스트 CoAP 보안 키 설정 기법을 제안한다. 멀티캐스트 CoAP에서 CoAP 클라이언트가 송신한 CoAP Request 메시지는 멀티캐스트로 CoAP 서버 그룹에게 전송되지만, 각각의 CoAP 서버가 송신한 CoAP Response 메시지는 유니캐스트로 클라이언트에게 전송된다. 따라서 CoAP Request 메시지는 그룹키로, 각각의 CoAP Response 메시지는 CoAP 서버와 CoAP 클라이언트 간의 개별키(유니캐스트 키)로 보호된다. 제안하는 프로토콜은 클라이언트와 서버가 최초 CoAP 메시지 교환 과정에서 ECDH를 이용하여 그룹키와 개별키를 설정하는 것이다. 제안 프로토콜은 DTLS Handshake를 대체할 수 있어 통신효율이 높고 확장성이 있으며, 개별키를 설정하기 때문에 종단간 보안을 지원할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권4호
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• pp.904-914
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• 2017

효율적인 에너지의 사용을 위해 수요반응이라는 개념이 등장하였고 지능화 된 수요반응 서비스를 제공하기 위한 Open Automated Demand Response(OpenADR) 표준 프로토콜이 개발되었다. 최근 스마트 홈 중심의 에너지 Internet of Things (IoT) 분야에서도 사물인터넷 기술을 이용하여 다수의 스마트 홈 기기들에 수요반응 및 에너지 관리 서비스를 제공하려는 시도가 늘어나고 있다. 그러나 스마트 홈 에너지 IoT 환경에서는 많은 수의 초경량 디바이스들이 연결되기 때문에 기존의 HTTP/XML 기반의 OpenADR 수요반응 프로토콜보다 경량의 메시지를 이용한 수요반응 프로토콜이 필요하다. 본 논문에서는 Smart Energy IoT 환경에서 수요반응 서비스를 제공하기 위한 경량의 CoAP/JSON 프로토콜에 기반 한 경량화된 OpenADR 프로토콜을 제안하고 기존의 HTTP/XML 형식의 프로토콜과 성능을 비교 및 검증하였다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.21-28
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• 2019

Internet of Things(IoT) is a technology or environment that collects data by attaching sensors to objects and transmits the collected information to each other through wired / wireless communication in real time. It is expected that when the Internet of objects is activated, many objects can identify and recognize each other by themselves and provide various services to facilitate our lives through mutual information exchange. In addition, the internet market for things is growing rapidly each year, and various IT technologies are expected to converge. In the Internet environment of objects, data exchange technology between object devices, that is, message protocol, is classified as one of important technologies. In this paper, we examine various lightweight message protocols suitable for the Internet environment of objects, and compare the reliability of the CoAP protocol structure with the MQTT protocol for a limited environment. Finally, we confirm the reliability of TCP / TLS and WebSockets-based CoAP transmission protocol of IETF's CoRE WG that can use various transport layers other than UDP in Internet environment including cloud infrastructure.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.77-82
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• 2016

최근 모든 사물을 인터넷에 연결하는 IoT(Internet of Things)에서 사물 간의 데이터를 전송하는 통신 프로토콜에 대한 표준화가 진행되고 있다. 본 논문에서는 웹 기반의 IETF(Internet Engineering Task Force) CoAP(Constrained Application Protocol)을 이용한 실내 IoT 자원 제어 서비스를 설계하고 구현한다. 이를 위해 웹 서버에서 프록시(proxy)와 RD(Resource Directory) 기능을 갖는 웹 기반의 실내 IoT 자원 제어 구조를 제시한다. 실내 IoT 자원 제어 서비스에서는 CoAP 프로토콜을 통해 실내 IoT 자원을 웹 서버에 등록하고, 프록시의 HTTP과 CoAP메시지 변환 기능을 이용하여 인터넷 상에서 웹 클라이언트와 IoT 자원 간 통신을 지원하고, 사용자가 웹 브라우즈를 이용하여 실내 환경을 모니터링하고 제어할 수 있도록 한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2016년도 추계학술발표대회
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• pp.785-788
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• 2016

최근 IoT 프로토콜 가운데 가장 활발히 논의되는 프로토콜로 CoAP(Constrained Application Protocol)이 있다. CoAP은 4가지 보안모드로 운영된다. 그 중 3가지 모드인 PresharedKey, RawPublicKey, Certificate 모드의 경우 DTLS(Datagram Transport Layer Security)가 적용된 방식이다. 반면 NoSec 모드는 DTLS가 적용되지 않은 기본방식이다. 본 논문에서는 DTLS의 복잡한 Handshake 방식으로 인한 전력소모 및 Performance의 저하를 고려한 새로운 방식을 제안한다. NoSec 환경의 CoAP 프로토콜에 S-Broker(Secure-Broker)를 적용한 security 및 performance 향상 방안이다. 제안한 방식으로 경량화 통신을 구현하여 무결성과 보안 강도를 높였다. 추가적으로 Proxy의 forwarding 기능과 caching 기능을 구현하여 성능의 향상을 도모한다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.39-47
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• 2015

본 논문은 센서 네트워크에서의 CoAP(Constrained-Application Protocol)을 이용한 시각 동기화 기법에 관한 것으로 별도의 시각 장치를 내장하지 않은 센서 노드와 인터넷을 통해 시각 서버에 연결된 센서 노드 중계기 간 시각을 동기화하는 기술에 관한 것이다. CoAP은 전송 지연 및 패킷 손실 등 제한된 네트워크 환경에서 저수준의 성능을 갖는 센서노드를 통해 센서 데이터를 전송할 수 있도록 지원하는 프로토콜이다. 본 논문에서는 CoAP의 옵션 확장을 통해 저가의 IP기반 소형 센서 노드나 따로 IP에 연결되지 않은 센서 노드로부터 센서 노드 중계기 간의 센서 데이터 수신 시각을 정확히 동기화 설정 할 수 있도록 한다. 기존에 사용 중인 범용 프로토콜 대신, 센서 네트워크에서의 전용 프로토콜인 CoAP을 사용함으로써, 부가적인 센서 노드나 중계기에서의 서비스 부담 없이 이용 가능 하다. CoAP을 이용한 시각 동기화 기법은 NTP(Network Time Protocol) 대비 평균 2ms 내의 오차를 가지며, 저비용으로 강건한 시각 동기화 기법을 제공한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.123-128
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• 2015

최근 IoT(Internet of Things)에서 다양한 사물을 인터넷에 연결하여 정보를 교환하는 통신 프로토콜에 대한 관심이 집중되고 있다. 현재 IETF(Internet Engineering Task Force) 표준화 기구에서는 제한된 환경에서 센서나 구동체와 같은 사물 간의 통신을 지원하는 CoAP(Constrained Application Protocol) 프로토콜을 표준으로 채택하고 있다. 향후 IoT 환경에서 서버뿐만 아니라 스마트 폰에서 센서로 부터 데이터를 수집하거나, 구동체에게 명령을 전달하고, 사물을 관리하는 역할을 담당할 것으로 예상된다. 본 논문에서는 IETF CoAP 을 기반으로 스마트 폰과 IoT 노드사이의 연결 구성을 설계하고, 스마트 폰에서 데이터 정제 기능을 갖는 미들웨어를 설계하고 구현한다. 제안된 데이터 정제 기법을 이용하여 송수신 과정에서 발생하는 오류 데이터와 중복 데이터를 확인하고 제거함으로써 제한된 외부 환경에서 신뢰성 있는 정보를 전달하는 데 기여할 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.47-48
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• 2015

As the power system develops rapidly into a smarter and more flexible state, so must the communication technologies that support it. Machine to machine (M2M) communication in Smart Grid environment has been discussed in European Telecommunications Standards Institute (ETSI). The power system is not easily replaceable, due to system replacement cost. The M2M gateway is required in other to improve interoperability in M2M environment. The Distributed Network Protocol 3.0 (DNP3.0) is the most important standard in the SCADA systems for the power. It has been used for device data collection/control in Substation Systems, Distribution Automation System. If the DNP3.0 data model is combined with a set of contemporary web protocols, it can result in a major shift. We selected Constrained Application Protocol (CoAP) based on RESTful as M2M protocol. It is a specialized web transfer protocol for use with constrained nodes and constrained networks. We have used the OPNET Modeler 17.1 in order to verity the SOAP versus CoAP. In this paper, we propose the CoAP-based M2M Gateway to Distribution Automation system using DNP3.0 in Smart Grid Environment.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.2014-2023
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• 2016

Web presence is one of the key issues for extensive deployment of Internet-of-Things (IoT). An obstacle to overcome for Web presence is relatively low computing power of IoT devices. In this paper, we present implementation of an IoT platform based on Constrained Application Protocol (CoAP) which is a web transfer protocol proposed by Internet Engineering Task Force (IETF) for the low performance IoT devices such as Wireless Sensor Network (WSN) nodes and micro-controllers. To qualify the performance of CoAP-based IoT system for such an application as smart grid, we designed a test platform consisting of Raspberry Pi2, Kmote WSN node and a desktop PC. Using open source softwares, CoAP was implemented on top of the platform. Leveraging the GET command defined at CoAP specification, performance of the system was measured in terms of round-trip time (RTT) from web application to the Kmote sensor node. To investigate abnormal cases among the test results, hop-by-hop delays were measured to analyze resulting data. The average response time of CoAP-based communication except the abnormal data was reduced by 23% smaller than the previous research result.