• 제목/요약/키워드: Low Power Sensor Node

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IEEE 802.15.4기반 센서 네트워크에서 슬립거부 공격의 취약성 분석 및 탐지 메커니즘 (Vulnerability Analysis and Detection Mechanism against Denial of Sleep Attacks in Sensor Network based on IEEE 802.15.4)

  • 김아름;김미희;채기준
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제17C권1호
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    • pp.1-14
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    • 2010
  • IEEE 802.15.4 표준기술[1]은 센서 네트워크에서 저전력을 위한 기술로 LR-WPANs(Low Rate-Wireless Personal Area Networks)의 물리 계층과 MAC계층을 규정한다. 이 표준은 무선 센서, 가상 선(Virtual Wire)과 같은 제한된 출력과 성능으로 간단한 단거리 무선 통신을 필요로 하는 폭넓은 응용에 활용되고 있지만 보안 측면의 연구는 현재 미비한 상태로 다양한 공격에 대한 취약점을 내포하고 있다. 본 논문에서는 802.15.4 MAC계층의 슬립거부(Denial of Sleep) 공격에 대한 취약성을 분석하고 이를 탐지하는 메커니즘을 제안한다. 분석 결과, 슈퍼프레임 구간 변경, CW(Contention Window)값 변경, 채널스캔 및 PAN 연합과정 등에서 슬립거부 공격의 가능성을 분석할 수 있었고, 이 과정 중 일부에서는 표준에서 정의한 인증과 암호화 기능이 적용되어도 공격 가능함을 알 수 있었다. 또한 본 논문에서는 분석된 취약점 중에 채널스캔 및 PAN 연합과정에서 Beacon/Association Request 메시지 위조를 통한 슬립거부 공격의 탐지 메커니즘을 제안한다. 제안된 메커니즘은 메시지 요청 간격, 요청 노드 ID, 신호 세기 등을 모니터링하여 공격을 식별하여 탐지한다. QualNet 시뮬레이션 툴을 사용하여 공격의 영향 및 제안된 탐지 메커니즘의 탐지 가능성과 성능의 우수성을 입증할 수 있었다.

WBAN 환경에서 효율적 데이터 전송을 위한 매체 접근 스케줄링 기법 (The Medium Access Scheduling Scheme for Efficient Data Transmission in Wireless Body Area Network)

  • 장은미;박태신;김진혁;최상방
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권2호
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    • pp.16-27
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    • 2017
  • 무선 인체 영역 네트워크 표준인 IEEE 802.15.6은 의료 데이터뿐만 아니라 신체활동, 스트리밍, 멀티미디어 게임과 같은 생활정보 및 엔터테인먼트 등의 비-의료 데이터를 함께 전송하는 것을 목표로 한다. 이러한 데이터의 전송을 수행하는 서비스들은 매우 다양한 데이터 전송률을 가지며 공유 전송 매체에 접근하는 간격 및 연속적으로 접근하는 횟수의 분포가 다양하게 나타난다. 서로 다른 전송률을 가진 다수의 노드가 공유 전송 매체에 접근할 때 효율적인 충돌 방지 및 전송 매체 할당을 수행해야 한다. IEEE 802.15.6 표준의 CSMA/CA 매체 접근 제어 방법은 공유 매체에 접근을 분산시키고 충돌을 회피하기 위해 부가적인 제어 패킷을 전송하며, 전송대기 상태의 센서 노드도 채널의 상태를 계속 확인한다. 이는 추가적인 오버헤드 발생으로 인한 에너지 비효율적인 측면을 보인다. 이러한 단점은 무선 인체 영역 네트워크의 저전력, 저 계산비용 요구사항과 상충하며, 효율적인 무선 인체 영역 네트워크 운용을 위해서는 이러한 오버헤드를 최소화하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 각 센서 노드가 생성하는 데이터양에 따라 공유 전송 매체에 접근하는 시간 간격을 조절하여 전송을 시도하는 매체 접근 스케줄링 기법과 데이터 우선순위로 인한 전송 양보가 발생한 센서 노드의 우선순위를 다음 전송 성공 시까지 일시적으로 조절하여 공정성을 보장하는 우선순위 조절 알고리즘을 제안한다.

Dynamic Service Composition and Development Using Heterogeneous IoT Systems

  • Ryu, Minwoo;Yun, Jaeseok
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제22권9호
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    • pp.91-97
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    • 2017
  • IoT (Internet of Things) systems are based on heterogeneous hardware systems of different types of devices interconnected each other, ranging from miniaturized and low-power wireless sensor node to cloud servers. These IoT systems composed of heterogeneous hardware utilize data sets collected from a particular set of sensors or control designated actuators when needed using open APIs created through abstraction of devices' resources associated to service applications. However, previously existing IoT services have been usually developed based on vertical platforms, whose sharing and exchange of data is limited within each industry domain, for example, healthcare. Such problem is called 'data silo', and considered one of crucial issues to be solved for the success of establishing IoT ecosystems. Also, IoT services may need to dynamically organize their services according to the change of status of connected devices due to their mobility and dynamic network connectivity. We propose a way of dynamically composing IoT services under the concept of WoT (Web of Things) where heterogeneous devices across different industries are fully integrated into the Web. Our approach allows developers to create IoT services or mash them up in an efficient way using Web objects registered into multiple standardized horizontal IoT platforms where their resources are discoverable and accessible. A Web-based service composition tool is developed to evaluate the practical feasibility of our approach under real-world service development.

MANET에서의 상황 인지 구조를 이용한 에너지 보존 라우팅 연구

  • 진운;이범재;지삼현;김순국;두경민;이강환
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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    • pp.413-417
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    • 2007
  • Ad hoc 센서 네트워크에서 노드는 제한된 에너지를 가지며, 에너지의 사용률은 토폴로지 구조나 센서 노드의 동작에 의존한다. 본 논문에서는 low power distributed MAC을 개량 하여, MANET에서 clustering 구조의 네트워크를 위한 효율적인 에너지 절약을 위한 새로운 구조를 제안한다. 본 제안된 구조의 특징은 Ad hoc 네트워크에서 에너지에 관련된 배터리 파워나, 노드의 거리, 전송 전력 등의 정보를 활용한 상황 인식을 사용하였다. 에너지 상황 인식을 적용한 제안된 망의 구조는 clustering 형상과 메시지 전송의 성능 및 데이터의 도달 인식을 향성 시킨다. 또한 context aware computing을 이용함으로써, 상황과 정의된 rule에 따라서 노드의 동작과 네크워크 라우팅의 상황에 적응하도록 노드를 조정 할 수 있는 구조이다.

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사물 인터넷망을 이용한 스마트 홈에서의 기기 인증 메카니즘 (Authentication Mechanism of Devices in Smart Home Using Internet of Things)

  • 김정태
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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    • pp.258-259
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    • 2017
  • 최근 들어 과학기술의 발전으로 인하여 유무선 통신 환경이 통합되는 형태로 발전되고 있다. 인터넷의 발전으로 인하여 사물들이 서로 상호 연결하여 융합하는 사물인터넷 환경으로 발전되고 있다. 이러한 사물인터넷 환경 하에서의 대표적인 응용 시스템으로 홈 네트워크가 그 실 예이다. 사물인터넷을 이용한 센서 노드에서의 통신 환경은 작은 메모리 용량, 낮은 컴퓨팅 파워 등과 같은 제한적인 자원으로 인하여 기존의 암호 알고리즘을 사용을 할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 이러한 IoT 환경 기반의 홈 네트워크 하에서의 보안을 위한 기기간의 인증을 분석하였다.

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NAND 플래쉬메모리 기반 색인에 관한 연구 (A Survey of the Index Schemes based on Flash Memory)

  • 김동현;반재훈
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제8권10호
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    • pp.1529-1534
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    • 2013
  • NAND 플래쉬메모리는 적은 크기로 대용량의 데이터를 저장할 수 있고 전력소모량이 적기 때문에 스마트 폰, 센서노드 등의 다양한 휴대용기기에서 사용되어 진다. 플래쉬메모리에 저장된 대용량의 데이터를 효율적으로 처리하기 위하여 색인을 사용해야 한다. 그러나 쓰기 연산의 속도가 읽기 연산보다 매우 느리고 덮어쓰기를 지원하지 않기 때문에 기존의 색인을 사용하면 성능이 저하되는 문제가 발생한다. 이 논문에서는 플래쉬메모리의 특성을 이용하여 색인을 설계한 기존의 논문들을 살펴본다. 그리고 플래쉬메모리에서 색인을 설계할 때 고려해야할 성능요소를 제시한다.

Wearable Approach of ECG Monitoring System for Wireless Tele-Home Care Application

  • Kew, Hsein-Ping;Noh, Yun-Hong;Jeong, Do-Un
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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    • pp.337-340
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    • 2009
  • Wireless tele-home-care application gives new possibilities for ECG (electrocardiogram) monitoring system with wearable biomedical sensors. Thus, continuously development of high convenient ECG monitoring system for high-risk cardiac patients is essential. This paper describes to monitor a person's ECG using wearable approach. A wearable belt-type ECG electrode with integrated electronics has been developed and has proven long-term robustness and monitoring of all electrical components. The measured ECG signal is transmitted via an ultra low power consumption wireless sensor node. ECG signals carry a lot clinical information for a cardiologist especially the R-peak detection in ECG. R-peak detection generally uses the threshold value which is fixed thus it bring errors due to motion artifacts and signal size changes. Variable threshold method is used to detect the R-peak which is more accurate and efficient. In order to evaluate the performance analysis, R-peak detection using MIT-BIH databases and Long Term Real-Time ECG is performed in this research. This concept able to allow patient to follow up critical patients from their home and early detecting rarely occurrences of cardiac arrhythmia.

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WBAN 환경에서 에너지 효율을 고려한 트래픽 적응형 전송 알고리즘 (Traffic Adaptive Transmission Algorithm for Energy Efficiency in WBAN)

  • 김진혁;홍창기;최상방
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38B권5호
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    • pp.315-327
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    • 2013
  • Wireless Body Area Network (WBAN)은 인체 주변 3~5m 이내의 영역에서 의료 및 비의료 장치들로 구성된 네트워크이다. 다양한 서비스를 제공해야 하는 WBAN은 저전력, 다양한 전송률, 데이터 우선순위 등의 요구사항들을 만족시켜야 한다. 특히, 생체 정보 모니터링을 위한 노드들은 배터리 교체가 어렵고 따라서 한정된 배터리로 동작해야 하기 때문에 에너지 효율과 전송 효율이 중요하다. 본 논문에서는 에너지 효율적인 전송을 위하여 노드의 전송해야 하는 데이터양에 따른 전송주기 조절 알고리즘을 제안한다. 또한 데이터 우선순위에 따른 전송보장을 위하여 에너지검출 구간을 추가하여 우선순위를 보장할 수 있는 구조를 제안하며, 서로 다른 전송주기를 갖는 같은 우선순위 기반 데이터 전송에서 충돌을 줄이기 위하여 전송에 실패한 노드의 우선순위를 높여줌으로써 충돌을 줄일 수 있는 방법을 제안한다. 제안하는 알고리즘의 성능 비교를 위하여 IEEE 802.15.6 표준 Slotted Aloha 전송 방식과 비교한 결과 충돌 회피율의 상승으로 최대 채널 효율이 높아지고, 에너지 소모량이 적어지는 것을 확인하였다.

사물인터넷 환경하에서 보안 이슈 및 요구사항 분석 (Analyses of Security Issues and Requirements Under Surroundings of Internet of Things)

  • 김정태
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권4호
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    • pp.639-647
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    • 2023
  • 인터넷 기술이 발전함에 따라, 기존의 유선과 무선망의 결합은, 이기종 시스템의 융복합 기술을 가져왔다. 기존의 산업 기술은 주로 산업, 제조업, 자동화 등의 굴뚝산업 분야에서 컴퓨터 기술을 기반으로 한 정보기술로 집중되고 있다. 신기술이 기존의 기술과 융합되는 기술로 개발되고, 향상됨에 따라 많은 다양한 응용 시스템이 등장하게 되었다. 기존의 기술과 융합된 대표적인 응용분야는 사물인터넷 서비스 분야이다. 사물인터넷은 각각 기존에 존재하는 기술을 기반으로 초연결성의 네트워크을 연결하는 제4차 산업혁명의 기반 기술이 되고 있다. 그러나, 저용량의 메모리, 저전력 및 낮은 컴퓨팅과 같은 IoT의 제한된 자원으로 인해, IoT 장치는 보안에 취약하고, 다양한 종류의 보안 문제로 노출된다. 따라서, 본 논문에서는 IoT 서비스 환경하에서 요구되는 보안 문제점 및 해결 방법에 대해서 리뷰 및 분석하였다.

철도하중에 의한 교량 진동을 이용한 압전 에너지 수확 (Piezoelectric Energy Harvesting from Bridge Vibrations under Railway Loads)

  • 권순덕;이한규
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권4A호
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    • pp.287-293
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    • 2011
  • 본 연구에서는 교량의 진동을 이용한 압전 외팔보 에너지 수확장치의 적용성을 연구하였다. 이를 위하여 압전 소자의 구성방정식과 외팔보의 진동방정식을 결합하여 외팔보의 단일 모드에 대한 연성 방정식을 행렬 형태로 구성하였다. 그리고 에너지 수확장치의 가진기 실험을 통하여 해석 모델의 타당성을 검증하였다. KTX, 새마을, 무궁화 열차가 주행할 때 측정된 교량 가속도를 바탕으로 수치해석을 통하여 산정한 에너지 수확장치의 최대 전력은 각각 28.5 mW, 0.65 mW, 0.51 mW로 나타났다. 이를 볼 때 철도와 같은 이동하중에 의한 교량의 진동은 가진 진동수와 가속도가 낮고 지속시간이 짧아서 에너지 공급원으로서 효율성이 떨어지는 것으로 판단된다.