이 논문에서는 RFID(Radio Frequency IDentification)에 대한 여러 가지 보안위협에 대하여 간단히 알아보고 그에 대응하는 안전한 암호학적 도구(Primitive)에 대하여 알아보겠다. 공개키 암호시스템(PKC, Public Key Cryptosystem)에 사용되는 타원곡선(EC, Elliptic Curve) 암호, NTRU(N-th degree TRUncated polynomial ring) 암호, Rabin 암호 등은 초경량 하드웨어 구현에 적합한 차세대 암호시스템으로서 안전한 RFID 인증서비스 제공과 프라이버시보호를 가능케 한다. 특히, 본고에서는 초경량 키의 길이, 저전력 소모성, 고속구현 속도를 갖는 타원곡선암호의 안전성에 대한 가이드라인을 제공하겠다.
최근 다가오는 유비쿼터스 환경에서 RFID 기술은 중요한 위치를 차지할 것이라 예측되어진다. 이로 인해 RFID에 대해 많은 연구가 진행되고 있으며, 물류 유통 뿐만 아니라 금융, 의료, 교통, 문화 등 다양한 분야에서의 활용이 점차 증가되고 있다. 그러나 RFID 시스템에서의 태그와 리더 사이의 통신은 라디오 주파수인 무선통신을 사용하므로 악의적인 제 3자에 의해 식별 정보가 도청될 수 있다. 이러한 도청된 정보는 공격의 기본 정보로 사용되어 질수 있고 이는 사용자의 프라이버시 침해를 가져올 수 있어 사용자들의 RFID 사용을 기피하려고 하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 ID 갱신을 하여 태그의 출력을 다르게 하는 많은 연구가 현재 진행되고 있다. 하지만 기존의 연구에서는 데이터베이스와 태그 사이의 ID 갱신과정에서 ID 동기화를 고려하지 않고 프로토콜이 설계되고 있다. 따라서 본 논문에서는 ID 동기화를 고려하여 RFID 인증 프로토콜을 제안하고자 한다.
최근 이동통신기술의 발달과 사용편리성을 위한 최근에 모바일 RFID리더기애 대한 연구 개발도 활발하게 진행되고 있다. 특히 현재 RFID 시스템에서는 리더와 백-엔드 DB 구간은 유선구간으로 간주하여 안전한 채널로 가정하고 있다. 그러나 모바일 RFID 리더기 사용으로 시스템에는 무선 환경의 보안 취약성과 프라이버시 침해 등 문제점이 발생하고 있다. 이 논문에서는 초특이 타원 곡선 Weil-pairing 유한군을 적용한 타원 곡선 암호 알고리즘을 사용하여 은닉서명을 설계하고 그 은닉서명을 기반으로 사용자 익명성이 보장되는 모바일 RFID리더 인증 기법을 제안한다.
일반적인 RFID 시스템에서는 백-엔드 데이터베이스 내에 저장되어 있는 대량의 태그 정보들이 암호화되어 있지 않고 평문형태로 저장되어 있다. 이로 인해 외부 해커뿐만 아니라 내부 공격자들에 의해서 태그의 기밀 정보가 쉽게 유출될 수 있다. 만약 태그와 관련된 중요한 정보들이 노출된다면 심각한 프라이버시 침해 문제를 유발시킬 수 있다. 최근 DB 보안에 관한 연구가 중요한 보안 이슈로 대두되고 있음에도 불구하고, RFID 시스템에서의 DB 보안은 전혀 고려되지 않고 있다. RFID 시스템 환경에서 DB 보안 기법을 적용하여 태그 데이터를 암호화하여 백-엔드 데이터베이스 내에 저장한다면 위와 같은 프라이버시 침해와 정보보안 문제를 예방할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 RFID 시스템의 백-엔드 데이터베이스에 저장할 태그 식별자와 비밀키를 안전한 DB 비밀키를 사용하여 XOR 연산 기반 암호화 및 복호화하는 안전하고 효율적인 DB 보안 및 인증 기법 (S-DB)을 제안한다. 결론적으로 제안한 S-DB 보안 가법은 RFID 시스템 환경의 DB 보안에 적합한 더욱 강력한 보안성과 효율성을 제공할 수 있다.
RFID는 태그가 부착된 사물의 정보를 무선통신을 통해 인식하는 기술로써 바코드를 대체하는 등 다양한 영역으로 응용 범위가 확대되고 있다. 따라서 각 응용에 필요한 보안 문제도 중요시 되고 있다. 본 논문에서는 지금까지 RFID시스템의 보안 취약성을 해결하기 위해 제안된 많은 인증 프로토콜들 중 한국정보통신기술협회에서 제정한 잠정표준인 "수동형 RFID 보안태그와 리더의 인증 및 데이터 보호 프로토콜"에 대하여 프라이버시 침해, 위치추적, 비동기화 공격 가능 및 전방향 안전성을 만족하지 못하는 등의 보안 취약점이 있음을 보이고, 이에 대한 분석을 하였다.
RFID는 자동 객체 식별 기술로써 유비쿼터스 환경과의 연결을 통해서 적용 범위가 더욱 확대되고 있다. 그러나 RFID 시스템은 전파를 이용하는 통신 구조와 낮은 태그 가격 제약으로 인해서 사용자의 프라이버시 문제와 악의적인 공격노출 등의 위험이 발생하고 있다. 이런 문제점들을 해결하기 위해 물리적인 방법과 암호학적인 접근 방법 등 많은 방법들이 제안되었다. 그 중에서 해시 체인 기법은 다른 방법과 비교하여 강력한 보안 수준을 제공하면서도 간단한 인증 과정이 장점이다. 그러나 재전송 공격과 스푸핑 공격에 취약한 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문은 기존 해시 체인의 장점을 유지하면서 보안 취약성을 개선한 RFID 인증 프로토콜을 제안한다. 계산 효율성을 고려하여 최소한의 난수와 비트 연산(XOR)을 이용하여 보안 취약성을 개선한다.
최근 Lee 등에 의해 비밀 정보 동기화에 기반한 RFID 인증 프로토콜이 제안되었다. 본 논문에서는 이 프로토콜이 공격자가 악의적인 랜덤 수를 전송함으로써 합법적인 태그로 리더를 속일 수 있는 스푸핑 공격(spoofing attack)에 취약함을 보이고자 한다. 또한 논문에서는 위장공격을 방어할 뿐만 아니라 RFID시스템에서 최근 이슈화되고 있는 backward untraceability는 물론 forward untraceability를 만족하는 인증 프로토콜을 제안하고자 한다. 특히 제안하는 프로토콜 II는 데이터베이스에서 동기화 된 태그를 인증하는데 필요한 연산량을 3회의 해쉬 연산(비동기화 된 태그의 경우 평균$[m/2]{\cdot}2+3$번, m은 태그 수)으로 줄일 수 있어 대형 RFID 시스템에 적합하다.
2010년 Jeon-Kim은 상호인증 기법, 해시함수 및 비밀 키 업데이트를 이용하여 RFID 시스템에서의 다양한 보안상 문제점을 해결한 HMAP(Hash-based Mutual Authentication Protocol for RFID Environment)를 제안하였다. 안전성 분석을 통하여 Jeon-Kim은 HMAP가 도청공격을 포함한 다양한 공격들에 안전함을 증명하였다. 하지만 그들이 주장한 바와는 달리 HMAP 프로토콜은 도청공격으로 인해 다음 세션에서 사용하게 될 비밀 키가 노출되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 보안성 분석을 통하여 HMAP의 문제점을 분석 및 증명하고 이를 해결하기 위해 개선된 해시기반의 RFID 상호인증 프로토콜을 제안한다.
RFID 시스템에서 태그는 객체를 유일하게 식별하기 위한 정보를 가지고 있기 때문에 개인정보의 노출, 위치 추적 등의 프라이버시 침해를 유발할 수 있는 문제점이 있다. 태그가 다양한 목적을 위해 사용되어지는 경우 키 분배, 키 관리 등의 문제로 인해 공개키 암호화 기법이 적용될 수 있다. 공개키 암호화 기법을 이용한 기존 RFID 인증 프로토콜에서는 서버와 태그 사이에 공개키를 사전에 공유하고 있다고 가정을 하여 설계를 하였다. 하지만 하나의 태그가 다양한 목적으로 사용되는 다목적 구조에서 수동형 RFID 태그가 서로 다른 서버의 공개키를 모두 공유한다는 것은 현실적으로 불가능하다. 본 논문에서는 다목적 구조에서 XOR 연산과 리더와 태그가 사전에 공유한 마스터 키($K_m$)를 사용하여 태그에게 공개키를 안전하게 전달하며 이를 이용한 공개키 암호화 기반의 RFID 인증 프로토콜을 제안한다. 또한 제안한 인증 프로토콜은 프라이버시 침해를 유발할 수 있는 도청, 재전송 공격, 위치 추적과 같은 공격에도 안전성을 보장한다.
내부에 있는 정보를 보호하기 위한 노력들 중 하나인 네트워크 접근통제 시스템의 적용은 내부 사용자들의 효과적 제어 및 자동적인 네트워크 관리와 보안을 가능하게 한다. 그러나 이미 허가된 PC 또는 모바일 기기로 위장하거나 자리를 비운 사용자의 인가된 시스템을 이용하여 내부 네트워크에 접속할 수 있는 문제점이 있다. 또한 허가된 PC 또는 모바일 기기의 악성코드 감염으로 인해 사용자가 직접 사용하는 시간 이외에도 동작하여 비의도적인 정보유출 및 내부 네트워크 공격 등이 발생할 수 있다. 따라서 내부 네트워크에 접속을 허가 받은 이가 인가된 장비를 이용하여 접근정책에 따른 통신을 수행하고 있는지를 확인해야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 RFID 출입통제시스템과 연동한 네트워크 이중 접근통제 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 내부 네트워크 접속 시 이중인증을 수행함으로써 허가된 사용자가 인가된 장비를 이용하여 통신을 수행하는 환경을 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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