In this paper, we have proposed a secure dynamic ID allocation protocol using mutual authentication on the RFID tag. Currently, there are many security protocols focused on the low-price RFID tag. The conventional low-price tags have limitation of computing power and rewritability of memory. The proposed secure dynamic ID allocation protocol targets to the high-performance RFID tags which have more powerful performance than conventional low-price tag by allocating a dynamic ID to RFID using mutual authentication based on symmetric encryption algorithm. This protocol can be used as a partial solution for ID tracing and forgery.
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.
최근 유비쿼터스 환경에서 바코드 대신 RFID가 대치되었지만, RFID 는 무선 주파수를 사용하기 때문에 프라이버시와 보안성에 많은 문제점을 가지고 있다. 첫째는 비인가 리드가 임의 RFID 태그의 ID 정보를 쉽게 읽어 들일 수 있고, 둘째는 공격자가 수집한 태그 ID 정보를 이용하여 합법적인 리더에게 인가된 태그인 것처럼 쉽게 속일 수 있다. 본 논문에서는 SSG 기반 개선된 RFID 인증 프로토콜을 제안하였다. SSG 알고리즘은 LFSR 과 선택로직만으로 구성되어 있다. 따라서 RFID 태그와 같은 극히 제한적인 자원을 갖는 시스템에서 하드웨어 구현이 가능하며, 출력 비트 스트림은 의사난수로 사용함으로써 다양한 공격에 안전하다. 제안한 프로토콜은 SSG를 기반으로 하기 때문에 안전하고 효율적이다.
RFID 시스템에서는 리더와 태그간의 통신이 안전하지 않은 채널에서 수행되므로 전송되는 데이터가 공격자에 의해 쉽게 도청당하고, 위조될 수 있다. 그러므로 인증은 안전성과 프라이버시를 제공하기 위해 RFID 애플리케이션에서 중요한 역할을 한다. 2006년에 Lee, Asano 그리고 Kim은 해쉬 함수와 동기화된 비밀 정보를 이용하여 RFID 상호 인증 프로토콜인 LAK 프로토콜을 제안하였다. 그러나 Cao와 Shen은 LAK 프로토콜이 재전송 공격에 취약하고 공격자가 태그를 위조할 수 있다고 증명하였다. 본 논문에서는 안전한 일방향 해쉬 함수를 기반으로 하는 간단한 2-라운드 RFID 상호 인증 프로토콜인 TRMA 프로토콜을 제안한다. 제안한 TRMA 프로토콜은 다양한 공격들에 대해 안전할 뿐만 아니라 RFID 태그와 리더 간의 통신을 2-라운드만 수행하여 안전한 상호 인증을 하고, 높은 통신 효율성도 제공한다.
모바일 RFID(Radio Frequency IDentification)은 스마트 폰과 같은 휴대 가능한 장치에 기존의 RFID 리더를 탑재하여, 개인에게 다양하고 편리한 서비스를 제공할 수 있다. 개개인은 제품에 대한 정보를 장소에 구애받지 않고 제공받을 수 있지만, 모바일 리더를 소지한 누구나 타인의 RFID 태그를 읽을 수 있어 개인 프라이버시 침해가 발생할 위험 요소가 존재한다. 이러한 프라이버시 침해 문제를 해결하기 위해 다양한 인증 기술들이 제안되어 왔지만, 대부분은 태그에서 많은 연산을 필요로 하는 솔루션으로 일반적으로 많이 사용하는 수동형 태그에서는 적용할 수 없다. 따라서, 본 논문에서는 모바일 단말의 연산능력을 최대한 활용하여 능동형 태그 뿐만 아니라 일반적인 수동형 태그에도 적용가능한 모바일 RFID 인증 기술을 제안한다. 제안 프로토콜은 태그보호, 위치추적 방지, 트래픽 추적 방지를 위한 보안 요구사항과 경량화를 위한 성능 요구사항을 모두 만족하고, 이의 실용성 검증을 위해 스마트폰과 상용 모바일 RFID 리더기에 제안 프로토콜을 탑재하여 실험한 결과를 제시한다.
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.
2008년에 Kim-Jun은 도청, 스푸핑, 재전송 공격 등에 강한 일회성 난수를 이용한 RFID 상호인증 프로토콜을 제안하였지만 2009년 Yoon-Yoo는 재전송 공격에 취약한 것을 증명하고 재전송 공격을 막을 수 있는 프로토콜을 제안하였다. 그러나 Yoon-Yoo의 프로토콜은 통신상의 효율성과 전사적 공격(brute-force attack)에 취약한 문제가 있다. 본 논문에서는 Yoon-Yoo의 프로토콜의 취약점을 보이고, 안정성과 성능을 개선한 RFID 상호인증 프로토콜을 제안한다.
본 논문에서는 RFID 시스템에서 태그와 백엔드 서버간의 안전성과 태그의 구현 효율성을 높인 두 가지 형태의 상호 인증 방식을 제안하고자 한다. 첫 번째 제안 방법에서는 고정된 ID를 사용하여 분산 환경에 이용할 수 있는 방법이며, 두 번째 방법은 변동 ID를 사용한 것으로서 전방향 안전성(forward security)을 추가적으로 만족할 수 있도록 설계하였다. 제안 방식에서 태그가 랜덤 수 발생기를 사용하지 않으면서 최소 한번 혹은 최대 3번 정도의 해쉬 연산만으로 상호 인증을 수행할 수 있다. 기안된 프로토콜들을 RFID 겸용 스마트 카드 칩에서 구현하고 그 동작이 타당함을 검증하였다.
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.
본 논문에서는 상호인증을 통하여 RFID에 안전하게 동적으로 ID를 부여하는 프로토콜을 제안하였다. 현재 RFID 태그의 보안을 위해 제안된 대부분의 방식들은 계산 능력과 메모리 저장 능력에 많은 제약을 가지고 있는 저가형 태그에 초점을 맞추고 있다. 본 논문에서 제안한 프로토콜은 현재의 저가형 태그보다 훨씬 높은 성능을 가지는 고기능형 RFID가 수행할 수 있도록 대칭형 암호화 알고리듬을 기반으로 동적으로 ID를 부여함으로써 RFID의 보안 취약점들은 물론, ID에 의한 추적과 위조를 방지할 수 있는 방법이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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