• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권1호
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• pp.260-279
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• 2015

In this paper, we investigate physical layer security for multiple decode-and-forward (DF) relaying underlay cognitive radio networks (CRNs) with fixed transmit power at the secondary network against passive eavesdropping attacks. We propose a simple relay selection scheme to improve wireless transmission security based on the instantaneous channel information of all legitimate users and the statistical information about the eavesdropper channels. The closed-form expressions of the probability of non-zero secrecy capacity and the secrecy outage probability (SOP) are derived over independent and non-identically distributed Rayleigh fading environments. Furthermore, we conduct the asymptotic analysis to evaluate the secrecy diversity order performance and prove that full diversity is achieved by using the proposed relay selection. Finally, numerical results are presented to verify the theoretical analysis and depict that primary interference constrain has a significant impact on the secure performance and a proper transmit power for the second transmitters is preferred to be energy-efficient and improve the secure performance.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권1호
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• pp.39-41
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• 2017

본 논문에서는 무선 다중셀 다중 사용자 네트워크에서 전송용량과 도청용량의 차로 정의되는 기밀용량을 증대시키기 위한 단말의 전력조절 기법을 제안한다. 모의실험 결과를 통해 제안 전력조절 기법과 임계값 기반의 스케줄링의 결합이 다중셀 환경에서 기밀 전송률을 상당히 향상시킬 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.558-564
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• 2016

네트워크 간섭은 수신기 및 도청기의 디코딩을 방해함에 따라, 보안 및 서비스 품질에 긍정 및 부정적 영향을 동시에 미친다. 인공 잡음의 전송은 이러한 네트워크 간섭의 상충되는 영향을 간접적으로 제어 가능하게 한다. 본 논문은 송수신기 보안 보호 구역 및 인공 잡음 전송을 활용한 보안 성능 향상 기법을 제안하고, 확률 기하 이론을 통해 성능 이득을 분석한다. 먼저, 송수신기 사이 거리, 송수신기 보호 구역 크기에 따른 서로 다른 4가지 시나리오에 대해, 임의의 인공 잡음 전송에 대한 연결 실패 확률과 보안 실패 확률을 분석한다. 다음으로, 보안 전송율을 분석하고, 이의 최대화를 위한 최적 인공 잡음 전송 전력비를 찾는다. 마지막으로, 시뮬레이션을 통해, 보호 구역 크기와 같은 다양한 시스템 파라미터들의 최적 인공 잡음 전송 전력비에 대한 영향을 살펴본다.

• 정보보호학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.531-546
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• 2015

비대화형 키 교환 프로토콜은 키 교환을 위한 별도의 통신을 없애 시스템 내 효율성을 높일 수 있는 키 교환 프로토콜이다. 그러나 개인키 업데이트를 하지 않는 일반적인 비대화형 키 교환 프로토콜은 임시키를 사용하지 않기 때문에 전방향 안전성(forward secrecy)을 만족하지 못한다. 2012년 Sang 등은 인증서를 사용하지 않는 공개키 기반의 비대화형 키 교환(CL-NIKE : Certificateless Non-Interactive Key Exchange) 프로토콜을 제안하였지만, 이에 대한 안전성 증명이 없고 전방향 안전성을 제공하지 않는다. 본 논문에서는 새로운 CL-NIKE와 그에 대한 안전성 모델을 제안하고, 제안한 프로토콜이 해당 모델에서 안전함을 DBDH 가정(Decision Bilinear Diffie-Hellman Assumption)을 기반으로 증명한다. 추가적으로 다선형 함수(Multilinear map)를 사용한 개인키 업데이트를 통해 전방향 안전성을 만족하는 인증서 기반이 아닌 비대화형 키 교환 프로토콜을 제안하고 증명한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권5호
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• pp.2698-2717
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• 2019

This paper proposes a multi-stage encryption technique to enhance the level of secrecy of image to facilitate its secured transmission through the public network. A great number of researches have been done on image secrecy. The existing image encryption techniques like visual cryptography (VC), steganography, watermarking etc. while are applied individually, usually they cannot provide unbreakable secrecy. In this paper, through combining several separate techniques, a hybrid multi-stage encryption technique is proposed which provides nearly unbreakable image secrecy, while the encryption/decryption time remains almost the same of the exiting techniques. The technique consecutively exploits VC, steganography and one time pad (OTP). At first it encrypts the input image using VC, i.e., splits the pixels of the input image into multiple shares to make it unpredictable. Then after the pixel to binary conversion within each share, the exploitation of steganography detects the least significant bits (LSBs) from each chunk within each share. At last, OTP encryption technique is applied on LSBs along with randomly generated OTP secret key to generate the ultimate cipher image. Besides, prior to sending the OTP key to the receiver, first it is converted from binary to integer and then an asymmetric cryptosystem is applied to encrypt it and thereby the key is delivered securely. Finally, the outcome, the time requirement of encryption and decryption, the security and statistical analyses of the proposed technique are evaluated and compared with existing techniques.

• 정보보호학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.27-38
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• 2007

전자우편을 사용할 때 고려해야 하는 중요한 보안 이슈 중 하나는 사용자 프라이버시이다. 현재 PGP(Pretty Good Privacy), S/MIME(Secure/Multipurpose Internet Mail Extension) 등의 여러 가지 전자우편 보안 프로토콜이 제안되어 사용되고 있으나, 이들 프로토콜은 안전성을 향상시킬 수 있는 요구사항인 전방향 안전성을 보장하지 못한다. 최근 이 특성을 만족하기 위한 전자우편 프로토콜들이 제안되었으나 실용성과효율성 측면에서 개선이 필요하고, 일부 프로토콜은 실질적으로 완전한 전방향 안전성을 제공하고 있지 못하다. 이 논문에서는 실용성을 갖춘 효율적인 전자우편 보안 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 기존의 전자우편 시스템에 영향을 주지 않는 실용적인 모델을 사용하며, 타원곡선 기반의 signcryption 기법을 사용하여 효율적으로 메시지를 인증한다. 추가적으로, 다수의 사람에게 전자우편을 전송할 때에도 적용할 수 있다는 장점이 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권4호
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• pp.374-384
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• 2012

Utilizing artificial noise (AN) is a good means to guarantee security against eavesdropping in a multi-inputmulti-output system, where the AN is designed to lie in the null space of the legitimate receiver's channel direction information (CDI). However, imperfect CDI will lead to noise leakage at the legitimate receiver and cause significant loss in the achievable secrecy rate. In this paper, we consider a delayed feedback system, and investigate the impact of delayed CDI on security by using a transmit beamforming and AN scheme. By exploiting the Gauss-Markov fading spectrum to model the feedback delay, we derive a closed-form expression of the upper bound on the secrecy rate loss, where $N_t$ = 2. For a moderate number of antennas where $N_t$ > 2, two special cases, based on the first-order statistics of the noise leakage and large number theory, are explored to approximate the respective upper bounds. In addition, to maintain a constant signal-to-interferenceplus-noise ratio degradation, we analyze the corresponding delay constraint. Furthermore, based on the obtained closed-form expression of the lower bound on the achievable secrecy rate, we investigate an optimal power allocation strategy between the information signal and the AN. The analytical and numerical results obtained based on first-order statistics can be regarded as a good approximation of the capacity that can be achieved at the legitimate receiver with a certain number of antennas, $N_t$. In addition, for a given delay, we show that optimal power allocation is not sensitive to the number of antennas in a high signal-to-noise ratio regime. The simulation results further indicate that the achievable secrecy rate with optimal power allocation can be improved significantly as compared to that with fixed power allocation. In addition, as the delay increases, the ratio of power allocated to the AN should be decreased to reduce the secrecy rate degradation.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권11호
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• pp.803-809
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• 2014

본 논문에서는 면허 사용자와 감청 사용자가 존재하는 인지무선 네트워크에서 릴레이 선택 기능을 이용한 물리 계층 보안 시스템을 제안하고 성능을 분석한다. 먼저 감청에 대한 보안성 확보를 위해 수신기 측에서의 채널 정보를 이용하는 기회적 최적 릴레이 선택 방법과 다중 안테나 다이버지시티를 이용하는 시스템을 제안한다. 이러한 시스템에서 인지무선 네트워크의 보안 outage 확률을 정의하고 수학적으로 정확한 확률 식을 유도한다. 아울러 송신전력에 제한이 없는 경우에 대한 점근적 outage 확률을 구한다. 수치 해석 결과를 제시함으로써 유도한 확률식의 정확성을 검증한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.21-27
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• 2019

본 논문에서는 다수의 중계기가 존재하는 복호 후 재전송 기반의 협력 통신 시스템에서 부분적인 중계기 선택 기법을 사용 했을 때의 보안 불능 확률을 연구한다. 수신 노드와 도청 노드는 각각 송신 노드와 중계 노드 모두에서 신호를 수신한다고 가정한다. 수신된 두 신호는 MRC 기법을 사용하여 다이버시티 이득을 얻는데 이용된다. 본 논문에서는 다수의 중계기가 존재하는 시스템의 보안 불능 확률 식을 계산하고, 그 식이 타당한지 증명하기 위해서 이론값과 모의실험 결과값을 비교한다. 중계기의 수에 따라 보안 불능 확률이 어떻게 변하는지를 모의실험 결과를 통해 도출한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.2213-2218
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• 2016

본 논문은 복수 개의 중계기와 도청자가 존재하는 중계기 통신 네트워크에서 보안 오류 확률을 낮출 수 있는 새로운 중계기 선택 기법을 제안한다. 도청자의 복호 확률을 낮추기 위해서 데이터와 함께 재밍 신호를 전송하는 기존의 중계기 선택 방식에서는 수신자의 데이터 복호 확률도 낮아지는 문제점이 있었다. 본 논문에서 제안하는 새로운 중계기 선택 기법은 수신자의 복호 확률을 높이면서 동시에 도청자의 복호 확률을 낮출 수 있는 중계기를 쌍으로 선택하여 보안 오류 확률을 개선하였다. Monte-Carlo 기반 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 성능 분석 결과에 따르면, 제안 중계기 선택 방식은 기존 중계기 선택 방식 대비 보안 오류 확률을 약 10~50배 개선시킬 수 있음을 확인하였다.