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초록

영어

The purpose of this study was to redesign HKMS, originally developed for static WSNs, for smart factory IIoT and to evaluate its security and performance. I-HKMS retains lightweight ECC and hash operations while integrating bidirectional nonce challenge-response, sequence-bound session-key rotation, and Bloom-filter-based node revocation. It was evaluated in an NS-3+Cooja testbed comprising 60 CNC sensors, 20 AGVs, four PLCs, and two gateways under EMI-induced delay and loss conditions. I-HKMS achieved an 8.2 ms key-establishment delay, reduced energy consumption by 28.7% relative to the original HKMS, and maintained a 98.2% packet-delivery ratio. These results indicate that I-HKMS is a lightweight key-management alternative for real-time control and dynamic equipment operation in smart factories.

한국어

본 연구의 목적은 정적 WSN용 HKMS를 스마트 공장 IIoT 환경에 맞게 재설계하고 보안성과 성능을 검증하는 데 있다. I-HKMS는 ECC·해시 기반 경량 구조를 유지하면서 양방향 nonce challenge-response, 시퀀스 결합 세션키 순환, Bloom filter 기반 노드 철회를 통합한다. CNC 센서 60개, AGV 20개, PLC 4개, 게이트웨이 2개로 구성한 NS-3+Cooja 테스트베드에서 EMI 지연·손실 조건을 적용하여 평가하였다. 그 결과 키 확립 지연은 8.2 ms, 에너지 소모는 기존 HKMS 대비 28.7% 감소, 패킷 전달률은 98.2%로 나타났다. 결과는 I-HKMS가 스마트 공장의 실시간 제어와 동적 설비 운영을 위한 경량 키 관리 대안임을 보여준다.

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 관련 연구
3. 위협 모델 및 방법론
4. HKMS 취약점 분석
4.1 기존의 HKMS의 개요
4.2 취약점 및 공격 추적
6. 모의실험 및 평가
7. 결론
5. I-HKMS 설계
REFERENCES

키워드

저자

• 변해원 [ Haewon Byeon | 한국기술교육대학교 미래융합학부 교수 ] Corresponding Author

참고문헌

발행기관

간행물

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• 간행물명

  산업과 과학 [Advanced Industrial SCIence]

• 간기

  격월간

• eISSN

  2951-2476

• 수록기간

  2022~2026

• 등재여부

  KCI 등재후보

• 십진분류

  KDC 004 DDC 004