근접한 차량으로부터 수신한 브로드케스트 메시지는 운전자와 승객의 생명과 직간접적으로 연관이 있는 메시지를 포함하고 있기 때문에 VANET에서 보안 통신은 주요 과제 중 하나가 되어 왔다. 이 때문에 보안 통신에 대한 다양한 기법들이 제안되어 왔다. 하지만, 그 기법들의 대부분은, 직접적으로 관련되지 않는 즉 방치된, RSU를 신뢰해야 한다는 가정에 기반을 두고 있다. 본 논문은 RSU를 신뢰할 필요가 없는 보안 통신 기법을 제안하며 사용자의 익명성을 위태롭게 하는 것 없이 서버에 지워지는 부담을 평균적으로 나누기 위하여 그룹핑 기술을 적용하였다. 게다가 본 논문에서는 상대적으로 낮은 하드웨어 성능을 요구하는 보안 요구 사항을 만족시키기 위하여 완전 집합(Complete set)을 설계하였다. 마지막으로 본 논문은 보안 요구사항, 통신 오버헤드, 저장 용량, 그리고 네트워크 성능 측면에서 제안한 기법을 평가하였다.
Recently, Lu et al. proposed an efficient conditional privacy preservation protocol, named ECPP, based on group signature scheme for generating anonymous certificates from roadside units (RSUs). However, ECPP does not provide unlinkability and traceability when multiple RSUs are compromised. In this paper, we make up for the limitations and propose a robust and efficient anonymous authentication protocol without loss of efficiency as compared with ECPP. Furthermore, in the proposed protocol, RSUs can issue multiple anonymous certificates to an OBU to alleviate system overheads for mutual authentication between OBUs and RSUs. In order to achieve these goals, we consider a universal re-encryption scheme and identity-based key establishment scheme as our building blocks. Several simulations are conducted to verify the efficiency and effectiveness of the proposed protocol by comparing with those of the existing ECPP.
SMART Highway 사업은 첨단 IT통신과 자동차 및 도로 기술이 접목된 세계 최고수준의 빠르고 편안한 지능형 녹색도로 실현을 목표로 하고 있다. SMART Highway의 도로-자동차 기반 교통운영에서 핵심기술인 VANET(Vehicular Ad-hoc Network)은 다수의 차량들이 무선통신을 이용하여 차량 간 통신 또는 차량과 RSU(Road Side Unit)사이의 통신을 제공하는 차세대 네트워킹 기술이다. 특히, 운전자의 안전에 직접적인 영향을 끼칠 수 있는 V2V 통신의 경우 차량 간의 안전한 통신을 위해 차량 간 상호인증이 반드시 고려되어야 한다. 이처럼 빠른 속도로 이동하는 차량 간 인증이 원활이 이루어지기 위해서는 기존의 네트워크에서 사용된 인증방식은 그대로 적용시키기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 다수의 차량 간 통신 시에 보다 효율적인 차량 인증을 위해 카운팅 블룸필터를 이용한 차량 인증 기법을 제안한다.
차량용 네비게이션에 사용되는 지도는 새로운 도로를 추가하거나 폐쇄된 도로를 삭제하는데 어려움을 겪는다. 이는 네비게이션 벤더에 의해 변경된 도로가 업데이트 되기 때문인데 벤더가 변경된 도로를 알아내기 위해서는 실제로 도로를 조사하는 등의 경비가 소모되므로 잦은 업데이트가 어렵다. 이런 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 블루투스를 이용한 차량간 애드혹 네트워크를 이용해서 실시간으로 주변 도로의 형태를 생성하는 방법을 제안한다.
본 논문에서는 동적인 차량 애드혹 네트워크 환경에서 시간의 흐름에 따라 상황에 적응하는 효율적인 경로 설정을 위해 제한시간 협상 게임 기반의 확률적 라우팅 프로토콜 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 주기적인 메시지로 차량 간 신뢰도와 링크유지시간을 구하고, 이를 통해 차량 간의 링크 만족도를 정의한다. 각 차량은 그 정보를 이용해 포워딩할 데이터가 발생한 경우 자신의 효용을 최대화 하기 위해 가장 좋은 차량을 선택하게 된다. 따라서 목적지까지 링크 만족도의 총 합인 경로 만족도를 최대화 하는 경로에 가중치를 부여해 선택될 확률을 높여준다. 또한 메시지를 우선순위로 나누고, 우선순위에 따라 메시지의 경쟁 윈도우를 다르게 적용하여 충돌률을 감소시켰다.
최근까지 VANET 환경에서 차량의 익명성과 비연결성을 제공하기 위하여 제안된 익명 인증 프로토콜들은 신뢰기관이 차량에게 다수의 익명 인증서를 발급하거나, 차량과 RSU (Road-Side Unit)간의 상호인증 이후에 RSU가 차량에게 단기 (Short-time) 익명 인증서를 발급하였다. 하지만, 이러한 프로토콜들은 익명 인증서 생성 단계에서 신뢰기관을 비롯하여 차량 및 RSU의 높은 오버헤드를 발생시킨다. 따라서, 본 논문에서는 차량 및 RSU간의 한 번의 상호인증으로 RSU가 차량에게 다중 단기 익명 인증서를 발급하는 효율적인 익명 인증 프로토콜을 제안한다. 시뮬레이션을 통하여, RSU 서비스율 및 차량의 계산량 관점에서 기 제안되었던 가장 효율적인 익명 인증 프로토콜보다 효율적임을 보인다. 또한, 기 제안된 프로토콜들은 다수의 RSU들이 손상될 경우, 차량에 대한 비연결성과 추적성을 제공하지 못하는 반면 제안 프로토콜은 다수의 RSU가 손상되더라도 차량의 비연결성과 추적성을 제공한다.
현재 표준 차량 통신 프로토콜인 IEEE 802.11p는 차량 간 한 홉 전송을 수행하기 때문에 차량 환경에서 효율적인 정보 전달을 수행하는데 한계가 있다. 본 논문은 차량 환경에서 효율적인 정보 전달을 위해 무선 근거리 통신 중 하나인 LTE-D2D 기술을 사용한 차량 네트워크를 제안한다. 이때 전송 메시지 형태는 IP 패킷 옵션을 지닌 이름 기반 정보 메시지를 사용하고 일반 차량 노드는 요청하는 메시지를 중간 매개 노드인 대형 차량 노드로 전송하여 정보를 전송 받는다. 성능 분석을 통해 셀룰러 네트워크와 제안된 LTE-D2D 차량 네트워크에서의 패킷전달 시간에 따른 데이터 처리율을 비교하였다.
IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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제5권3호
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pp.193-198
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2016
Lane change is an important issue in microscopic traffic flow simulations and active safety. Overtaking and changing lanes are dangerous driving maneuvers. This approach presents a lane-changing system based on speed and a minimum gap between vehicles in a vehicular ad hoc network (VANET). This paper proposes a solution to ensure the safety of drivers while changing lanes on highways. Efficient routing protocols could play a crucial role in VANET applications, safeguarding both drivers and passengers, and thus, maintaining a safe on-road environment. This paper focuses on the development of an intelligent transportation system that provides timely, reliable information to drivers and the concerned authorities. A test bed is created for the techniques used in the proposed system, where analysis takes place in an on-board embedded system designed for vehicle navigation. The designed system was tested on a four-lane road in Neemrana, India. Successful simulations were conducted with real-time network parameters to maximize quality of service and performance using Simulation of Urban Mobility and Network Simulator 2 (NS-2). The system implementation, together with the findings, is presented in this paper. Illustrating the approach are results from simulation using NS-2.
많은 연구 끝에 VANET의 상용화를 눈앞에 두고 있다. VANET은 차량용 애드혹 네트워크의 약자로서, Cloud와 융합하는 방향으로 연구가 진행되고 있다. 하지만 놀랍게도 VANET 기반 클라우드로 진화한데 가장 큰 역할을 한 것은 차량과 통신기술의 발달이다. 이러한 기술이 확산되는 단계에서 연구자들은 항상 보안과 프라이버시에 대해 고민해 왔다. 게다가 VANET처럼 프라이버시, 익명철회, 경로추적 등 상반된 보안 이슈들이 서로 얽힌 상황은 연구자들을 더욱 고민에 빠지게 했다. 최근 Hussain 등은 VANET 기반 클라우드 프레임워크인 VuC (VANET using Clouds)를 제안하였다. VuC는 VANET과 클라우드가 VANET 사용자(서비스 가입자)에게 서비스를 제공하기 위해 협력하는 환경을 말한다. 본 논문은 Hussain 등이 제안한 VANET 기반 클라우드 프레임워크인 VuC에 초점을 두고 있으며, 특히 앞서 말한 프라이버시, 익명철회, 경로추적에 대한 문제를 다루고 있다. 제안하는 기법은 다중 익명화를 통해 프라이버시를 보호한다. 또한 비컨(Beacon)메시지를 클라우드에 저장하여 경로추적과 익명 철회에 활용한다. 익명철회 권한을 가진 기관들은 연합하여 사용자 노드가 선택한 경로를 특정 시간 동안 추적할 수 있으며, 필요한 경우 신원을 확인할 수 있다. 제안된 기법은 안전하고 조건부 익명성을 보장하며 기존의 기법에 비해 연산량이 적다.
지능형 차량 네트워크(VANET)환경에서 메시지 인증은 필수적인 보안요소이다. 메시지 인증이 안전하게 이루어지기 위해서는 무결성, 가용성 및 프라이버시 보호기능을 갖추어야 하고, 다양한 환경에서의 효율성을 갖추는 것도 매우 중요하다. RAISE 스킴은 일반적으로 효율성을 보장하기 어려운 차량이 많이 밀집된 환경에서 효율적으로 메시지 인증을 하기 위해서 제안되었다. 하지만 RAISE 에서도 통신하는 차량이 많아질수록 전송되는 메시지의 크기가 차량 수에 비례하여 커지게 되어 오버헤드가 발생하므로 이를 줄일 필요성이 존재하고, 특정 공격에 취약한 약점도 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 차량 밀집환경에서 RSU(Road Side Unit)가 Bloom Filter를 통해 주변 차량들의 메시지를 적은 통신량으로 한번에 처리하고 전송할 수 있도록 하는 방법과 재생공격을 막는 타임스탬프의 사용을 통해 기존의 기법보다 더욱 안전하고 효율적인 스킴을 제안한다. 또한, 제안하는 스킴에 핸드오버 가능을 지원하여 차량이 다른 지역으로 이동하는 경우 불필요한 키교환을 하지 않도록 인증과정을 간소화시킨다. 그리고 오류가 일어날 확률을 시뮬레이션하고 통신량 계산 등의 분석을 통해 안전성과 효율성을 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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