부정자 추적 기법(traitor tracing)은 컨텐츠에 대한 무단 배포, 불법 복사 등의 부정 행위를 한 부정자(traitor)를 추적할 수 있는 방식이다. 본 논문은 부정자 추적 기법을 이용하여 디지털 방송용 컨텐츠 보호 시스템 모델을 구성하고자 한다. 기존의 traitor tracing 기법들이 암호학적 측면에서 키 유출에 대한 부정을 추적하기 위한 방식들이었다면, dynamic traitor tracing 기법과 sequential traitor tracing 기법은 복호화된 후의 컨텐츠에 대한 부정 배포를 막기 위한 방식이다. 본 논문에서는 sequential traitor tracing 기법을 기반으로 하여 컨텐츠 암호화 키 생성 및 전송 그리고 키 유출에 대한 추적 기능까지 제공하는 부정자 추적 기법을 제안하여 디지털 방송용 컨텐츠 보호 시스템에 대한 모델을 구성하고자 한다.
Traitor Tracing schemes are broadcast encryption systems where at least one of the traitors who were implicated in the construction of a pirate decoder can be traced. This traceability is required in various contents delivery system like satellite broadcast, DMB, pay-TV, DVD and so on. In this paper, we propose a public key traitor tracing scheme with key-update method. If the system manager can update a secret key which is stored in an authorized decode, it makes a pirate decoder useless by updating a secret key A pirate decoder which cannot update a secret key does not decrypt contents in next session or during tracing a traitor, this scheme has merits which will make a pirate decoder useless, therefore this scheme raises the security to a higher level.
브로드캐스트 암호화 기법은 공개된 네트워크상에서 멀티미디어, 소프트웨어, 유료 TV 등의 디지털 정보들을 전송하는데 적용되고 있다. 브로드캐스트 암호화 기법에서 중요한 것은 오직 사전에 허가된 사용자만이 디지털 정보를 얻을 수 있어야 한다는 것이다. 본 논문에서는 공격자 확인과, 추적을 행할 수 있으며, 키 생성에서 각 사용자의 키가 효율적인 갱신 주기를 가질 수 있도록 Proactive 방식을 이용하여 제안한다.
공모자 추적 기법은 불법 디코더를 만드는데 관여한 사용자(공모자)들 중에서 적어도 한명의 사용자를 추적함으로서 사용자의 개인키를 악의적인 목적으로 공유하지 못하게 하는 기법이다. 일반적으로 공모자 추적 기법에서는 시스템 매니저가 모든 사용자들의 개인키를 생성하여 배분하는 것이라 가정하지만, 시스템 매니저가 모든 사용자들의 개인키를 알고 있다면 불법 디코더가 발견되었을 때, 이를 만들기 위해 어떤 사용자가 공모했다는 사실을 제3자에게 확신시킬 수 없는 단점이 있다. 시스템 매니저가 모든 사용자의 개인키를 알 수 없도록 설계하여 그러한 단점을 해결할 수 있고 나아가 개인 프라이버시를 증대시키기 위한 기법이 비대칭 공모자 추적 기법이다. 기존에 두편의 비대칭 공모자 추적 기법들이 제안되었지만 한편은 안전하지 않다는 것이 증명되었다. 본 논문에서는 다른 한편의 기법이 안전하지 않다는 것을 언급하고, 공모자 추적 기법과 익명성의 연결성을 연구하여, 이를 바탕으로 실질적이고 새로운 기법을 제안하고자 한다. 제안하는 기법은 익명 인증 시스템과 비대칭 공모자 추적 기법을 연결하는 구체적인 기법으로 안전성을 증명하고 적용할 수 있는 응용분야를 함께 제시하고자 한다.
브로드캐스트 암호화 기법에는 두 가지 중요한 요구사항이 있다. 하나는 공모자 추적 가능성이며 다른 하나는 추적된 공모자의 탈퇴 가능성이다. 이 논문에서는 공모자의 권한을 박탈하는데 있어서 그 인원수가 제한되지 않는 새로운 형태의 공모자 추적 기법을 제안하고자 한다. 더불어 좀 더 효율적이고 간단한 자기 방지 기법에 대해 소개한다. 또한 제안한 암호화 기법을 변형하여 적응-선택 암호문 공격에 안전한 방법을 구현한다.
공모자 추적기법에서의 임계치는 추적기법에 의해서 신원이 밝혀질 수 있는 공모자들의 최대 수를 의미한다. 본 논문의 대상이 되는 선형오류수정부호를 이용한 공모자 추적기법에서는 기반이 되는 오류수정부호의 오류수정능력에 의해서 임계치가 결정된다. 본 연구에서는 공모의 규모가 임계치를 넘었을 경우에 발생하는 현상을 추적기법의 조합론적인 특성을 중심으로 분석하고, 이를 기반으로 동일한 불법 복호화 키를 만들어 낼 수 있는 두 개의 상호 독립적인 사용자 그룹의 존재 가능성을 보인다.
브로드캐스트 메시지가 전송되면 권한이 있는 사용자들은 자신이 사전에 부여받은 개인키를 이용하여 먼저 세션키를 복호화하고 이 세션키를 통하여 디지털 정보를 얻게 된다. 이와 같이 사용자는 브로드캐스터가 전송하는 키를 이용하여 메시지나 세션키를 획득하게 되는데, 이러한 과정에서 브로드캐스터가 키를 생성하고 분배하는 과정이 필요하다. 또한 사용자가 탈퇴나 새로운 가입 시에 효율적인 키 갱신이 필요하게 되며 사용자의 악의적인 행동이나 기타 공격자에 대한 공격에 대해 추적하고 확인할 수 있어야 한다. 이를 실현할 수 있는 방식이 Traitor Tracing 방법으로 본 논문에서는 공격자 확인과, 추적을 행할 수 있으며, 키 생성에서 각 사용자의 키가 효율적인 갱신 주기를 가질 수 있도록 Proactive 방식을 이용하여 제안한다.
At ACISP'02, H.J. Kim et al.[1] proposed a new traitor tracing scheme. However, this paper show that the proposed scheme is to be insecure by presenting a conspiracy attack. Using our attack, any two subscribers can collaborate to derive the secret key of the data supplier and tell or sell it to any body. Thus, the unauthorized user can always decrypt the encrypted session key with the decrypted session key. Also the two subscribers cannot be traced by the data supplier
In this paper, we propose an efficient public key broadcast encryption system which can also extend traitor trace and revoke system. Although the proposed system has limited collusion size, the ciphertext size in the system can be sublinear in the number of total users, the private key size is constant, the computational cost can be sublinear and it can support black-box tracing algorithm, therefore, our system can be an option to applications where reducing the ciphertext size, private key size is a top priority. Furthermore, we can also apply our system to military document broadcast system, because it has such an efficient measurement.
브로드캐스트 암호화 스킴에서, 추적 가능성은 권한을 부여받은 사용자들 중에 불법 디코더를 생성하는데 공모한 사용자들을 추적하기 위한 프로토콜에 유익하게 이용되는 성질이다. 유감스럽게도, 이 성질은 대개의 경우 프라이버시를 희생하여 성취된다. 현재까지 대부분의 공모자 추적 기법은 사용자의 익명성을 고려하지 않은 상태에서 연구가 진행되어 왔다. 이것은 현실 세계 시장에서와 유사한 프라이버시를 전자 상거래에서 제공하기 위한 중요한 요구사항이다 하지만 멀티미디어 컨텐츠를 구매하기 위해 사용자의 신원이 노출된다면 사용자에게는 불만족스러운 일이다. 본 논문에서는 멀티미디어 컨텐츠를 구매하는 과정에서 사용자의 취미, 생활 정보, 신원 정보 등에 대한 정보를 누출시키지 않으면서 사용자가 익명으로 멀티미디어 컨텐츠를 구매할 수 있고, 동시에 데이터 제공자가 공모자를 추적하고자 할 경우에는 사용자의 신원을 알아낼 수 있는 익명성을 보장하는 암호화 기법을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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