• Journal of Communications and Networks
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• 제14권4호
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• pp.352-363
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• 2012

In this paper, we study the role of cooperative relays to provide and improve secure communication rates through decodeand-forward (DF) strategies in a full-duplex multiple relay network with an eavesdropper. We consider the DF scheme as a basis for cooperation and propose several strategies that implement different versions of this scheme suited for cooperation with multiple relays. Our goal is to give an efficient cooperation paradigm based on the DF scheme to provide and improve secrecy in a multiple relay network. We first study the DF strategy for secrecy in a single relay network. We propose a suboptimal DF with zero forcing (DF/ZF) strategy for which we obtain the optimal power control policy. Next, we consider the multiple relay problem. We propose three different strategies based on DF/ZF and obtain their achievable secrecy rates. The first strategy is a single hop strategy whereas the other two strategies are multiple hop strategies. In the first strategy, we show that it is possible to eliminate all the relays' signals from the eavesdropper's observation (full ZF), however, the achievable secrecy rate is limited by the worst source-relay channel. Our second strategy overcomes the drawback of the first strategy, however, with the disadvantage of enabling partial ZF only. Our third strategy provides a reasonable compromise between the first two strategies. That is, in this strategy, full ZF is possible and the rate achieved does not suffer from the drawback of the first strategy. We conclude our study by a set of numerical results to illustrate the performance of each of the proposed strategies in terms of the achievable rates in different practical scenarios.

• 전자공학회논문지
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• 제49권10호
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• pp.47-53
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• 2012

시간 반전 (time-reversal, TR) 전처리 기법은 유효 채널의 전력을 특정 시간으로 집중시키는 역할을 하며, 이를 통해 단일 탭 수신기의 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 선형 블록 전처리 형태를 가지는 주파수 영역 동일 이득 결합 (frequency-domain equal-gain-combining, FD-EGC) TR 기법은 기존의 TR 기법에 비해 temporal focusing 성능이 뛰어나다. 또한, FD-EGC는 분산 안테나 시스템 (distributed antenna systems, DAS)에서 minimum mean square error 수신기의 수신 성능을 향상시킨다. 본 논문에서는 이러한 FD-EGC의 수신 성능 분석에 그치지 않고, capacity 성능을 분석하는 것에 중점을 두었다. 우선, DAS에서 FD-EGC의 capacity를 유도하였으며, 안테나 수에 따라 capacity가 증가함을 보였다. 이어 정보 이론적 보안 측면에서 secrecy rate를 유도하였으며, 이를 통해 FD-EGC가 다른 사용자에게 보안을 유지하면서도 목표 사용자에게는 많은 양의 정보를 전송할 수 있음을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권8호
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• pp.733-738
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• 2013

본 논문에서는 증폭후전송 (amplify-and-forward, AF) 기반의 중계 전송 시스템에서 통신 정보를 도청하는 도청자가 존재하는 환경인 와이어탭 채널 (wiretap channel)에서의 물리 계층 보안에 대한 분석을 한다. 와이어탭 채널 환경에서 원천 노드, 목적지 노드, 중계 노드, 도청 노드가 각각 한 개씩 존재한다고 가정하며, 특히 중계 노드는 다수의 안테나를 가지고 있는 시스템을 고려한다. 중계 노드에서는 AF 전송시에 다이버시티 (diversity) 이득을 취하기 위한 안테나 선택 기법을 적용하였다. 구체적으로, 중계 노드에서 데이터 수 송신시 신호대잡음비를 최대화 할 수 있는 안테나를 선택하여 동작한다. 보다 실질적인 환경을 고려하기 위하여 중계 노드에서 목적지 노드로 전송할 때 도청 노드에 대한 채널 정보는 없는 환경을 고려하였다. 제안된 시스템의 보안 성능 분석을 위하여 보안 불통 확률 (secrecy outage probability)를 한 개의 적분 형태로 구하였으며, 시뮬레이션 결과를 통하여 해당 성능 분석이 올바름을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권10호
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• pp.4923-4939
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• 2019

In this paper, a secure transmission scheme based on the artificial noise is proposed for D2D communications underlaying the full-duplex cellular network, and a secure power allocation scheme to maximize the overall secrecy rate of both the cellular user and D2D transmitter node is presented. Firstly, the full-duplex base station transmits the artificial noise to guarantee the secure communications when it receives signals of cellular uplinks. Under this secure framework, it is found that improving the transmission power of the cellular user or the D2D transmitter node will degrade the secrecy rate of the other, although will improve itself secrecy rate obviously. Hence, a secure power allocation scheme to maximize the overall secrecy rate is presented subject to the security requirement of the cellular user. However, the original power optimization problem is non-convex. To efficiently solve it, we recast the original problem into a convex program problem by utilizing the proper relaxation and the successive convex approximation algorithm. Simulation results evaluate the effectiveness of the proposed scheme.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권1_2호
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• pp.110-118
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• 2006

양자간 암호학 프로토콜 디자인에서 잘 고려되지 않는 사항 중에 동시 메시지 전송이 있다. 즉, 듀플렉스(duplex) 채널을 사용해서 통신하는 두 파티는 동시에 메시지를 보낼 수 있다. 하지만 대부분의 양자간 키 교환 프로토콜은 두 파티가 교대로 메시지를 보내는 하프 듀플렉스(half-duplex) 채널을 가정해서 디자인되었다. 이 논문에서 우리는 듀플렉스 채널을 사용할 경우에 동시 메시지 전송을 사용해서 좀 더 효율적인 양자간 키 교환 프로토콜을 설계할 수 있음을 보인다 이 논문에서는 세 개의 안전성 증명 가능한 1-라운드 양자간 키 교환 프로토콜들을 제안한다. 첫 번째 프로토콜은 가장 효율적이며, 세션키 독립성(key independence)을 보장한다. 두 번째 프로토콜은 세션키 독립성과 더불어 전방위 안전성(forward secrecy)을 보장한다. 세 번째 프로토콜은 두 번째 프로토콜과 같은 안전성을 보장하지만, 표준모델(standard model)에서 안전성이 증명된다. 우리가 제안하는 프로토콜들은 최초의 안전성 증명이 가능하면서 전방위 안전성을 제공하는 1-라운드 양자간 키 교환 프로토콜이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.301-307
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• 2015

본 논문에서는 공간적 상관관계를 갖는 MIMO(multiple-input multiple-output) 채널을 가정하여 도청자가 존재하는 환경인 와이어탭(wiretap) 채널을 고려한다. 이 때, 각 노드에서 안테나의 교차 편파를 가정하여 1-비트 피드백을 이용하는 직교 시공간 블록 코드(OSTBC: orthogonal space-time block code)의 물리계층 보안 성능을 분석한다. 본 논문에서는 1-비트 피드백을 이용하여 OSTBC(O-OSTBC: one-bit feedback-based OSTBC) 전송을 위한 송신안테나 그룹을 선택하는 방법을 제시하고, 다양한 송신안테나 그룹핑 방법들에 대하여 보안 불통 확률(secrecy outage probability)을 비교한다. 특히, 높은 공간적 상관관계를 갖는 MIMO 채널에서 O-OSTBC와 기존의 OSTBC와의 보안 불통 확률의 성능을 비교하여 효율적인 송신안테나 그룹핑 방법을 제안한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.3-11
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• 2009

이메일 시스템에서 전방향 안전성(forward secrecy)이란, 메일 사용자와 메일 서버가 장기간 사용하는 비밀키(long-term key)가 노출되더라도 이전 세션들에서 전송된 이메일 메시지의 기밀성(confidentiality)이 보장되는 것을 말한다. 기존 전방향 안전성을 지원하는 이메일 프로토콜들에서는 사용자의 공개키를 사용하기 때문에 공개키에 대한 인증을 위해서는 공개키 기반구조(PKI, Public Key Infrastructure)의 구축이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 PKI의 구축이 필요 없이, 사용자의 메일 계정의 패스워드만을 이용하는 전방향 안전성을 보장하는 패스워드 기반의 이메일 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 패스워드 기반의 이메일 프로토콜은 인증된 공개키가 필요 없으므로 제한된 자원의 모바일 환경 등에 적합하다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권4호
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• pp.1041-1062
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• 2012

In this paper, we propose a hybrid cooperative scheme to improve the secrecy rate for a cooperative network in presence of multiple relays. Each relay node transmits the mixed signal consisting of weighted source signal and intentional noise. The problem of power allocation, the joint design of beamforming and jamming weights are investigated, and an iterative scheme is proposed. It is demonstrated by the numerical results that the proposed hybrid scheme further improves secrecy rate, as compared to traditional cooperative schemes.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.139-147
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• 2011

본 논문에서는 일 방향 해쉬 함수 기반의 저 비용 상호 인증 RFID 프로토콜(OHLCAP) 기반의 안전하고 효율적인 수동형 RFID 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜의 기반이 되는 OHLCAP 프로토콜과 지금까지 알려진 OHLCAP의 보안 취약성을 소개하고 분석을 통해 취약성을 제거할 수 있는 방안을 제시한다. 이를 기반으로 제안하는 수동형 RFID 프로토콜을 제안하며, 프로토콜의 계산적 성능과 보안성을 증명한다. 본 논문에서 제안한 프로토콜은 도청 공격, 리더 또는 태그의 위장 공격, 비동기화 공격, 재전송 공격에 안전하며, 태그 추적이 불가능하고 전 방향 안전성 특성을 가진다.

• 정보보호학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.119-131
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• 2009

세계적으로 통용되고 있는 키 교환 프로토콜은 TLS/SSL 등의 공개된 암호 통신프로토콜인 반면에 국내 금융권에서는 공인인증과 더불어 금융권에 적합한 공개키 기반 구조(PKI: Public Key Infrastructure)를 이용한 키 교환 프로토콜을 민간 주도로 개발하여 사용하고 있다. 하지만 금융권에서 사용하고 있는 키 교환 프로토콜은 클라이언트 위장공격(client impersonation attack)과 기지 키 공격(known-key attack)에 취약하며, 전방향 안전성 (forward secrecy)을 제공하지 않는다. 특히, 암호문과 서버 측 개인키(예: RSA 개인키)만 있으면 쉽게 과거의 세션키(session-key)를 알아내 암호화된 메시지를 복호화 할 수 있기 때문에, 만약 내부 관리 등의 문제로 인해 금융보안 서버의 개인키 유출 시 막대한 개인정보와 금융정보가 노출될 우려가 있다. 본 논문에서는 금융권에 사용 중인 암호 통신 프로토콜의 취약점을 분석하고, 국내 환경에 적합하도록 프로토콜 교체 비용을 최소화하면서 클라이언트 위장 공격과 세션키 노출 및 개인키 유출 사고에도 안전한 두 개의 키 교환 프로토콜을 제안한다. 또한 제안하는 두 번째 프로토콜이 HDH(Hash Diffie-Hellman) 문제가 어렵다는 가정 하에 증명 가능한 전방향 안전성을 제공함을 보인다.