KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제14권9호
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pp.3858-3869
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2020
In this paper, we propose a hash-chain based friendly force identification protocol for personal combatants equipped with a personal combat system in a tactical wireless network. It is imperative in military operations to effectively and quickly identify friendly forces. If the identification of friendly forces is not correct, this can cause friendly fire. In current ground operations, the identification of friendly forces by personal combatants is neither secure nor safe. To address this issue, the proposed protocol uses a hash-chain to determine if a detected person is friendly. Only friendly forces with the same materials that are assigned before they deploy can construct an initial hash-chain. Moreover, the hash-chain is changed at specific times. The performance of the proposed protocol is evaluated on the assumption that the secret key is leaked, which is the worst scenario in the security research field. We verify that the proposed protocol is secure for the various attack scenarios, such as message replay attack, fabrication attack, and Denial of Service attack.
유비쿼터스 시대를 맞이한 현재 RFID(Radio Frequency Identification)의 사용은 급속한 증가추세에 있으며, 생활전반에 걸쳐 사용되고 있다. 무선주파수를 이용하여 자동으로 데이터를 인식할 수 있는 RFID 시스템은 개인정보보호나 보안에 대해 취약하다. 또한 암호학적 안정성을 적용하기에 수동형 태그의 경우 하드웨어적으로 제한적인 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 임의비표(Nounce)라는 난수를 AES 암호화 알고리즘의 키로 사용하고 리더와 태그는 상호인증을 한다. 임의비표의 사용으로 보안적 취약점을 강화하고, 상호인증을 마친 후에만 서버에 접근하기 때문에 서비스 거부공격에 안전하다.
본 논문에서는 데이터베이스, 리더 그리고 태그 간의 모든 통신 채널이 안전하지 않은 비보호 채널(insecure channel)임을 가정하여 비보호 채널상의 안전한 RFID 상호인증 프로토콜을 제안했다. 제안한 프로토콜은 안전한 단방향 해쉬함수를 사용했고, DB에서 태그 ID를 검색하는데 걸리는 시간과 해쉬 연산량의 부담을 개선하는 것이 목적이다. 또한, RFID 상호인증 프로토콜이 보장해야 할 기본적인 보안사항들뿐만 아니라 전방향 안전성(Forward Security)도 함께 제공하며, 태그에서 난수를 생성하지 않음으로써, 태그에서의 처리량의 부담을 줄이고자 한다.
4세대 이동통신 기술인 LTE환경에서 사용자 단말기와 사용자를 확인하는 초기 식별자를 평문으로 전달하는 취약점으로 인한 사용자 정보가 노출되는 피해가 발생하고 있다. 본 논문에서는 고유 식별정보의 노출 문제점에 대한 해결책으로 시도응답을 이용한 일회용 패스워드와 AES기반의 Milenage 키 생성 알고리즘을 활용하여 안전한 초기 식별 통신을 위한 상호인증 프로토콜을 제안한다. Milenage 키 생성 알고리즘은 기존 프로토콜에서도 사용되고 있는 키 생성 알고리즘으로써 암호화 키, 무결성 키, 메시지 인증코드를 생성하는 알고리즘이다. LTE 네트워크에서 표준으로 사용되고 있는 LTE Security 프로토콜은 EPS-AKA를 기반으로 사용자 단말기와 사용자를 식별할 수 있는 초기 식별자를 상호인증시 노출되는 취약점이 나타나는 한계점으로 인해 UE 추적 가능성과 IMSI 노출로 인한 사용자 개인정보 노출 취약점을 보완하여 노출의 문제점을 최소화 한다.
모바일 단말기와 RFID(Radio Frequency Identification)통신 기능을 결합한 모바일 RFID는 객체에 대한 정보 확인 및 관련 응용 서비스를 쉽게 이용할 수 있는 기술이다. 모바일 RFID는 기존 RFID와 마찬가지로 보안 기능이 취약해 많은 보안적 위협에 노출되어있다. 본 논문에서는 통신에 참여하는 각 요소들이 생성한 임의의 난수와 대칭키 암호화 알고리즘 OTP(One time Password)를 이용하여 보다 강력한 보안성을 갖는 상호인증 프로토콜을 제안한다. 제안한 프로토콜은 매 인증시 메시지가 변경되기 때문에 기존 프로토콜과 비교하여 스푸핑 공격 및 재전송 공격 등에 안전하다.
저전력 RFID 시스템은 무선 주파수를 이용하여 물리적인 접촉 없이 사물에 대한 정보를 읽거나 기록하는 자동인식 기술이다. 이 시스템은 무선 주파수와 RFID 태그 사용으로 불법적인 위변조, 도청, 추적, 프라이버시 침해 등은 불가피하다 따라서 본 논문에서는 태그와 데이터베이스간에 해시 체인을 이용하여 키를 생성하는데 이를 통해 공격자는 위의 공격을 수행할 수 없다. 또한 계산 량을 줄이기 위해 해시 함수를 이용하여 효율성을 높였다.
RFID(Radio Frequency Identification) 시스템은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 주목 받는 기술이다. RFID 시스템은 물류, 유통, 의료 등 다양한 분야에 적용 가능하지만 프라이버시 침해 문제가 존재하기 때문에 이를 해결하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 그러나 기존의 RFID 인증 프로토콜은 프라이버시 침해나 효율성에서 여전히 문제점들을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 프라이버시 보호를 위한 기존의 인증 프로토콜보다 안전성이 개선된 RFID 상호 인증 프로토콜을 제안한다. 제안하는 인증 프로토콜은 상호인증이 가능하고 위치 추적, 스푸핑 공격, 반사 공격에 안전하다.
최근에 경량화된 해쉬 기반 RFID(Radio Frequency Identification) 상호 인증 프로토콜의 연구결과가 많이 발표되고 있다. 대부분의 프로토콜이 백엔드 서버와 리더 구간을 안전하다고 가정하고 있어, 백앤드 서버와 리더의 위장 공격을 고려하지 않고 있다. 현실적으로 공격자 입장에서는 태그 공격보다는 백엔드 서버나 리더 공격이 공격대비 높은 효율성을 가질 것이다. 본 논문에서는 보다 현실성 있는 해쉬 기반 RFID 상호 인증 프로토콜을 설계하기 위해 전 구간을 안전하지 않은 공개 채널로 가정한다. 기존 연구에서 지원하는 상호인증을 지원하고, 재전송 공격 및 태그와 리더의 위장공격, 태그 위치추적공격, 서비스 거부 공격에 안전하다. 추가로, 모든 개체의 위장 공격으로부터 안전하고, 태그 탐색을 하는 개선된 백엔드 서버 검색률을 지원하는 안전하고 효율적인 RFID 상호 인증 프로토콜을 제안한다. 마지막으로 기존 연구와의 안전성 분석과 효율성 분석을 제시한다.
2011년 배우식 등은 해시함수 기반의 새로운 저비용 RFID 상호인증 프로토콜(NLMAP)을 제안하였다. 그들은 난수 발생 등 연산량을 최소화하며, 상호인증으로 재전송 공격, 스푸핑 공격, 트래픽 공격, 도청 공격 등에 안전하기 때문에 RFID 시스템에 적용 시 제작비의 절감 및 보안성이 우수한 장점이 있다고 주장하였다. 그러나 그들의 주장과는 달리 도청 공격으로 해시된 태그의 고유 식별 정보 H(IDt)를 획득할 수 있다. 그리고 공격자가 획득한 H(IDt)를 이용하여 위치추적과 스푸핑 공격이 가능함을 본 논문에서 증명한다. 더 나아가 해시함수와 CRC코드를 이용한 상호인증 프로토콜을 제안한다. 그리고 제안 프로토콜이 NLMAP보다 다양한 공격에 안전하고 연산량 측면에서 효율적임을 증명한다.
기 제안된 해쉬 기반 RFID(Radio Frequency Identification) 인증 프로토콜들은 리더와 태그간의 인증을 위해 이용하는 정보가 태그에 고정되어 저장되어 있는 값인지, 동적으로 변경되며 저장되는 값인지에 따라 두 가지 유형으로 분류할 수 있다. 본 논문에서는 이를 각각 정적 아이디기반과 동적 아이디기반 인증 프로토콜로 분류하고 이들 각각의 장단점에 대해서 살펴본다. 또한 본 논문에서는 전방향/후방향 위치추적, 동기화, 위장 공격의 개념을 포함하는 새로운 보안 모델을 제시하며 이에 근거해 기 제안된 프로토콜들과 제안하는 프로토콜의 안전성을 분석한다. 제안하는 프로토콜은 기 제안된 프로토콜들에 비해 더욱 강화된 사용자 프라이버시를 제공하면서 태그 및 데이터베이스의 연산량 측면에서도 더 효율적으로 태그를 인식할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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