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스마트시티와 스마트 홈에서 사물인터넷의 사용이 필수적이다. 사물인터넷의 핵심인 센서 노드들에 대한 보안성이 취약하여 해킹공격을 받을 경우 실생활에 치명적인 영향을 미칠 만큼 심각하나, 사물인터넷을 구성하는 센서 노드들의 물리적 기술적 제약으로 인하여 보안모듈이 탑재되어 운영되지 못하고 있는 실정이 어서 사물인터넷용 경량 보안 통신 프로토콜을 개발하여 사물인터넷의 보안성을 향상하고, 앞으로 4차산업혁 명 시대에 맞는 안전한 사물인터넷 환경 구축을 위해 본 연구를 실시하며, IoT사물인터넷 인증체제 구축과 통신의 기밀성을 높이기 위한 키 관리 및 식별자 개발을 대한 제안을 하여 안전하고 편리한 스마트시티와 스 마트 홈을 구축하는데 기여한다.

The use of Internet of Things(IoT) in smart cities and smart homes is essential. The security of the sensor nodes, which are the core of the IoT, is weak and hacking attacks are severe enough to have a fatal impact on real life. This research is conducted to improve the security of the Internet of Things by developing a lightweight secure communication protocol for the Internet of Things, and to build a safe Internet of Things environment suitable for the era of the 4th Industrial Revolution. It contributes to building a safe and convenient smart city and smart home by proposing key management and identifier development to increase the confidentiality of communication and the establishment of an Internet authentication system.

This study evaluates a lightweight authentication protocol for IoMT systems, revealing vulnerabilities like node cloning and insider threats. It proposes enhancements including PUFs, homomorphic encryption, and RBAC/ABAC. Optimized session management and lightweight cryptography are also suggested to improve security and resource use. Future research should explore quantum-resistant cryptography and AI-based adaptive security policies for enhanced resilience against evolving threats.

This paper examines security vulnerabilities in current authentication methods for remote patient monitoring in Wireless Medical Sensor Networks (WMSNs), including offline password guessing and man-in-the-middle attacks. We propose a novel three-factor authentication protocol using fuzzy extractors and lightweight cryptography. Formal analysis via the Real-or-Random (ROR) model and Tamarin Prover confirms its robustness, perfect forward/backward secrecy, mutual authentication, anonymity, and untraceability. Performance comparisons demonstrate reduced overhead and enhanced security, offering a promising framework for IoMT development.

현재 가장 널리 사용되고 있는 보안 프로토콜인 SSL(Secure Sockets Layer)은 배터리 내장 무선 디 바이스에서 사용하기에는 프로토콜 자체가 무겁고, 인증서에서 RSA와 같은 PKI(Public Key Infrastructure) 기반 알고리즘을 사용할 경우, 클라이언트와 서버간의 보안 연결 확립에 오랜 시간이 걸린다. 본 논문에서는 기존 SSL handshake 프로토콜을 수정한 경량화 버전을 연구한다. 이는 저 메모리, 저 전력의 무선 디바이스와 무선네트워크 환경에서 사용하기에 적합하게 설계 되었다. 기존의 클라이언 트에 부하를 가중시키던 연산을 서버 측으로 옮김으로써 클라이언트는 pre_master secret을 생성하거 나 서버의 공개키로 이 값을 암호화 하는 과정과 master secret을 생성하는 과정을 제거시키고, 서버 에서 생성한 master secret을 복호화 하는 과정만을 담당하도록 하였다. 또한 이미 생성한 session에 대해 서버가 그 정보를 저장하고 있는 동안 session 재사용을 통하여 보다 빠른 시간 내에 무선 디바 이스와 서버간의 보안 연결이 가능하도록 설계 하였다.

Currently the most popular secure protocol is SSL(Secure Sockets Layer), but it has some negative aspects: First, it imposes a heavier burden on handheld wireless devices, and when a certificate uses PKI(Public Key Infrastructure) e.g. RSA algorithms, it takes a long time to establish a secure connection between client and server. This paper proposes a lightweight protocol based on the SSL protocol, which is more suitable for handheld wireless devices operating under low-capabilities, low-bandwidth and error-prone wireless links. The new lightweight SSL protocol has designed the SSL to reduce the client computational load, leaving the computational intensive operation on the server side. The client does not need to generate and encrypt the pre_master secret nor calculate the master secret. The only operation the client needs to perform is to decrypt the master secret it has received from the server. Moreover it is able to reduce the response time between client and server using SSL session reuse. It is more suitable to securely connect handheld wireless devices and servers.

IT융합 트렌드에 의해, 많은 산업 분야에서는 필요한 IoT 기술을 개발하고 있다. 특히 대용량 베터리와 모바일 통신 기술 발전으로, IoT는 스마트 팜이나 스마트 환경, 에너지 등을 포함한 다양한 분야로 확대될 수 있었다. 이러한 서비스들은 서비스 유지 시간 확보를 위해 목표한 기능에만 집중하며, 상대적으로 전력 소모가 많은 보안 기술 도입에 소극적이다. IoT 서비스의 IoT 단말의 취약한 보안 환경은 안정적인 서비스 제공에는 부적절하다. 안전한 IoT 서비스 제공을 위해서는, 베터리 전력 소 모를 고려한 보안 기술이 요구된다. 본 연구에서는 IoT 서비스에 대한 다양한 보안 요구사항 중, 전력 소모를 최소화하는 IoT 단말 인증 기술을 제안한다. 제안하는 기술은 Diffie-Hellman 알고리즘 기반의 단말 인증 기능으로, 전송 구간에서 인증 정보 가 유출되더라도 해당 단말을 위장할 수 없는 장점이 있다. 또 제안하는 인증 기술 실효성을 검증하기 위해 ID/PW 기반 인증 기술과 베터리 전력 소모율을 비교 검증한 결과, 본 연구에서 제안하는 인증 기술이 상대적으로 적은 전력을 소모하는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 제안하는 단말 인증 기술이나 이를 준용한 인증 기술을 IoT 단말에 적용한다면, 더 안전한 IoT 보안 환경을 확보할 수 있을 것으로 예상된다.

Due to the IT convergence trend, many industrial domains are developing their own IoT services. With batteries and li ghtweight devices, IoT could expand into various fields including smart farms, smart environments, and smart energy. Ma ny battery-powered IoT devices are passive in enforcing security techniques to maintain service time. This is because sec urity technologies such as cryptographic operations consume a lot of power, so applying them reduces service maintenance time. This vulnerable IoT device security environment is not stable. In order to provide safe IoT services, security techniq ues considering battery power consumption are required. In this study, we propose an IoT device authentication technolog y that minimizes power consumption. The proposed technology is a device authentication function based on the Diffie-Hell man algorithm, and has the advantage that malicious attackers cannot masquerade the device even if salt is leaked during the transmission section. The battery power consumption of the authentication technology proposed in this study and the I D/PW-based authentication technology was compared. As a result, it was confirmed that the authentication technique prop osed in this study consumes relatively little power. If the authentication technique proposed in this study is applied to IoT devices, it is expected that a safer IoT security environment can be secured.

해시 체인 기반의 여러 RFID 인증 프로토콜들이 제안되었다. 상태기반 인증 프로토콜과 시도 응답기반 인증 프로토콜은 위치추적 공격, 스푸핑 공격, 재전송 공격, 트래픽 분석 공격에는 안프로토콜은 위치추적 공격, 스푸핑 공격, 재전송 공격, DoS 공격에는 안전하지만 트래픽 분석 공격에는 취약하다. 본 논문에서는 이런 문제점들을 보완하기 위해 해시체인 인증 프로토콜과 위치 추적과 서비스 거부 공격에 강한 RFID 인증 프로토콜의 장점을 결합하여 좀 더 안정적이며 경량화 된 RFID 인증 프로토콜을 제안한다. 제안 프로토콜의 보안성을 분석한 결과 위치추적 공격, 스푸핑 공격, 재전송 공격, 트래픽 분석 공격, DoS 공격 측면에서 안전한 것으로 나타나며 이외의 경량화 된 RFID 인증 프로토콜임을 보인다

It h a s b e n p r o p o s e d t h a t s e v e r a l R F I D a u t h e n t i c a t i o n p r o t o c o l s b a s e d o n h a s h c h a i n . S t a t u s b a s e d authentication protocol and challenge-response based authentica tion protocol are secured against affic analysis attacks but are vulnerable to Dos attacks. RFID authentication protocol with strong resistance against traceability and denial of service attack is secured against location tracking attack, spoofing attacks, replay attacks, DoS sent study suggests a more secure and lightweight RFID authentication protocol which is combining the advantages of hash-chain authentication protocol and RFID authentication protocol with s and denial of service attack. The results of the secure analysis for a proposed protocol are illustrated that it is secured against location tracking attacks, spofing attacks, replay attacks, traffic analysis ver and tag.

RFID is an important technology that can be used to create the ubiquitous society. But an RFID system uses open radio frequency signal to transfer information and this leads to pose many serious threats to its privacy and security. In general, the computing and storage resources in an RFID tag are very limited and this makes it difficult to solve its secure and private problems, especially for low-cost RFID tags. In order to ensure the security and privacy of low-cost RFID systems we propose a lightweight authentication protocol based on Hash function. This protocol can ensure forward security and prevent information leakage, location tracing, eavesdropping, replay attack and spoofing. This protocol completes the strong authentication of the reader to the tag by twice authenticating and it only transfers part information of the encrypted tag’s identifier for each session so it is difficult for an adversary to intercept the whole identifier of a tag. This protocol is simple and it takes less computing and storage resources, it is very suitable to some low-cost RFID systems.

In the daily-real systems, protecting the data only is far less enough. The process about the generation, distribution, storage, and the revocation of the key is the core problem in the system-security consideration. If the management of the key is insecure, attackers could easily get the key used in the encryption steps to the context, leading to useless processing in the encryption no matter how secure the system be. Unlike the period of validity for the different key, the key can easily be attacked by various methods due to its distribution through the complex net links, which would bring about the threatening of the security. In this paper, we analyze three models of the key distribution, associated with the actual applications for the encryption in the hypermedia video stream. Besides, we raise up a new protocol based on the IKEV2 distribution protocol and evaluate the stability when it suffer the Man-in –the-Middle Attacks, DoS and Replay attacks.

Among a lot of rollback-recovery protocols developed for providing fault-tolerance for long-running distributed applications, sender-based message logging with checkpointing is one of the most lightweight fault-tolerance techniques to be capable of being applied in this field, significantly decreasing high failure-free overhead of synchronous logging by using message sender's volatile memory as storage for logging its corresponding message. However, attempting to apply this technique into large-scale and geographically distributed systems such as broker-based sensor networks, etc., the following problems should be addressed; reducing the number of control and data messages passing on core networks occurring during its fully message logging and recovery procedures. In this paper, we present a lightweight message logging protocol for distributed sensor networks to solve all of them by employing the current and future distributed systems' architectural features mentioned above.

RFID technology has increasingly used in the various fields of our lives, and in the entire life cycle of the tag, there may be several ownership changes. Therefore, it is very important to protect the security and privacy of customer’s information during transferring. Combining with the physical characteristics of the anti-clone tag and the low-cost requirement, we proposed a lightweight ownership transfer protocol using Physically Unclonable Function (PUF) to achieve a safe ownership transfer. Through using formal analysis, it shows that this protocol can also resist reply attack, desynchronization attack, tampering attack, to protect the old and the new owner’s private information.

Simplest-Lightweight Authentication Protocol (SLAP) is one of the recent mutual authentication protocols for lightweight RFID environment. However, server impersonation attack can be launched on the aforementioned protocol. The main goal of this paper is to comprehensively verify the security weakness of SLAP. This paper also propose an alternative mutual authentication protocol which proven to be secure and convenient for lightweight RFID environment. The proposed protocol is verified by a security protocol verier, AVISPA, and benchmarked against the original SLAP. The results show that the proposed protocol has the comparable capability with SLAP in preventing known attacks and simultaneously removes the known security weakness on SLAP.

Nowaday, the worldwide applications of RFID technologies have contributed to the development of supply chain system. However, to be confronted with various security and privacy issues in lightweight RFID protocols, the security analysis of lightweight ownership transfer (OT) protocols has become an important task. First and foremost, the passive attacker can further break down the security and privacy of three new published lightweight RFID protocols. Subsequently, the proposed protocol is designed to prevent the traceability attacks. Then, it is significant for us to show how to prove strong forward untraceable and backward untraceable of the improved scheme in security model.

향상된 의료 기술과 건강관리 기술의 최근 발전으로 인해 지난 수십 년 동안 기대 수명이 꾸준히 늘게 되었다. 그 결과 세계 인구는 빠르게 고령화되고 있다. 고령자의 복지를 향상시키고 일상생활에서 독립성을 제공하는 해결책을 기반으로 하는 정보통신기술 지원에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 전천후 보조 생활은 개인의 일상생활 및 근무 환경에서 정보 통신 기술을 사용하여 더 오래 활동성을 유지하고 사회활동을 할 수 있도록 하여 노년기에 독립적으로 살아갈 수 있도록 하는 것으로 정의된다. 전천후 생활 보조 시스템에서 전송되는 정보는 매우 민감한 정보이므로, 이러한 데이터의 보안 및 개인 정보는 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 논문에서는 전천후 보조 생활 시스템을 위한 새로운 경량 인증 프로토콜을 제안한다. 제안된 인증 프로토콜은 전천후 생활 지원 시스템에 필요한 몇 가지 중요한보안 요구 사항을 지원할 뿐만 아니라 다양한 유형의 공격으로부터 안전하다. 또한 보안 분석 결과를 통해 제안된 인증 프로토콜이 기존 프로토콜보다 더 효율적이고 안전하다는 것을 보여준다.

Recent advances in healthcare technologies along with improved medical care have led to a steady increase in life expectancy over the past few decades. As a result, the world population is aging rapidly. Various researches have been carried out to provide information and communication technologies based solutions that enhance the well-being of elderly people and provide them with a well margin of independency in their daily life. Ambient assisted living can be defined as the use of information and communication technologies in a person’s daily living and working environment to enable them to stay active longer, remain socially connected and live independently into old age. Since the information transmitted in ambient assisted living systems is very sensitive, the security and privacy of such data are becoming important issues that must be dealt with. In this paper, we propose a novel lightweight authentication protocol for the ambient assisted living systems. The proposed authentication protocol not only supports several important security requirements needed by the ambient assisted living systems, but can also withstand various types of attacks. In addition, the security analysis results show that the proposed authentication protocol is more efficient and secure than the existing authentication protocols.

유비쿼터스 환경에서 핵심 요소 기술로서 RFID의 적용 범위는 점차 그 영역을 확대되고 있다. 그러나, 제한적인 RFID 시스템환경에서 태그 정보보안모듈의 구현과 개인영역 침해에 대한 보안 프로토콜의 개발은 아직도 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 기존 RFID 보안 프로토콜을 분석하고 정보보호와 프로토콜의 경량화 문제를 해결하기 위하여 ECC(Elliptic Curve Cryptosystem) 알고리즘을 적용한 새로운 경량화 보안 프로토콜을 제안한다. 제안 프로토콜은 태그의 보안 모듈 구현시 경량화와 전체 RFID 시스템 보안의 강화를 고려하여 시스템 객체간의 로드(load)를 분산하도록 설계하였다. 제안된 프로토콜을 통해 양방향 채널에 대한 정보보호, 태그-리더간 상호 인증 기법 적용으로 도청공격, 중간자 공격 등으로 인한 정보보호 문제를 해결할 수 있다.

In Ubiquitous Environment, RFID technology has been gradually expanding its application areas however studies on personal space infringement along with security are insufficient. This paper proposes a new 2-pass security protocol applying a lightweight ECC (Elliptic Curve Cryptosystem) algorithm to analyze existing RFID security protocol and attempts to solve the problem of lightweight protocol. Information protection for two-way channels can be enforced through the proposed protocol and other issues of sniffing and man-in-the-middle attacks can be solved by applying a mutual certification technique application among tag readers.

스마트폰과 같은 디바이스를 이용한 모바일 지급결제 시스템에서는 이동성을 제공하는 편리함은 있지만 전송 정보에 대한 기밀성 유지나 거래 사실에 대한 부인봉쇄와 같은 정보보호 기능이 필수적 으로 요구된다. 본 논문에서는 기존의 지급결제 시스템을 안전성과 구현 효율성면에서 분석한 후 스 마트카드에 기반한 모바일 지불결제 프로토콜을 제안하였다. 제안 방식은 구매자와 스마트카드 발행 자(은행)간의 사전 키 공유 기법을 사용함으로써 세션 키 생성이 용이하고 이동 단말 장치의 연산량 이 최소화 되도록 설계하였다.

While the mobile payment system based on mobile device such as smartphone can provide convenience of mobility, it requires cryptographic functions such as confidentiality for transmission information and non-repudiation for transaction process. In this paper, we analyze previous payment protocols in aspect to security and implementation efficiency and propose a mobile payment protocol based on smartcard. The proposed scheme is designed to easily generate a session key and minimize the computational load of the mobile device using the pre-shared key scheme between buyer and smartcard issuer(bank).

The Network Mobility (NEMO) and IPv6 over Low power WPAN (6LoWPAN) protocols are the two most important technologies in current networking research and are vital for the future ubiquitous environment. In this paper, we propose a compressed packet header format to support the mobility of 6LoWPAN. Also, a Lightweight NEMO protocol is proposed to minimize the signaling overhead between 6LoWPAN mobile routers and 6LoWPAN gateways by using a compressed mobility header. Performance results show that our Lightweight NEMO protocol can minimize total signaling costs and handoff signaling delay.

IoT 네트워크 환경에서는 서버 등의 고성능 장치부터 각종 센서, 수동형 RFID 등 저사양 장치까지 다수의 여러 장치들이 연결되어 있다. 그렇기에 불법적인 공격에 노출되어 있으며 데이터를 암호화하여 통신을 수행하여야 한다. 암호화 알고리즘으로 대칭키, 공개키 암호화 및 해시 기법 등을 사용할 수 있으나 저성능 IoT 디바이스는 암호화 프로세스를 처리하기에는 적합하지 않는 하드웨어 성능을 가지고 있어 이러한 방법을 채택할 수 없는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 블록체인 시스템과 연동한 경량 상호 인증 프로토콜을 적용하여 IoT 환경에서 저성능 단말장치의 안전한 통신을 보장하는 인증 기법을 제안한다.

Various devices, which are powerful computer and low-performance sensors, is connected to IoT network. Accordingly, applying mutual authentication for devices and data encryption method are essential since illegal attacks are existing on the network. But cryptographic methods such as symmetric key and public key algorithms, hash function are not appropriate to low-performance devices. Therefore, this paper proposes blockchain-based lightweight IoT mutual authentication protocol for the low-performance devices.

공공 부문이나 대기업에서 운영하는 웹 사이트의 규모가 커지면서 분야별로 사이트가 나누어지게 되는데, 사이트를 이동할 때 마다 로그인을 다시 해야 하는 불편이 있다. 따라서 최근 이용자들의 불편을 줄이기 위하여 SSO (Single Sing-On) 통합인증 체제를 도입하는 사례가 늘고 있다. 통합 인증 시스템을 구축하면서 다수 웹 사이트의 회원을 통합하고 이에 대한 회원 정보 DB를 구축하여야 하는데, 빠른 인증서비스를 위해서 LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)를 사용하는 것이 일반적이다. 이때 회원정보 DB와 LDAP의 정보에 대한 동기화 문제와 웹 사이트를 통한 회원가입과 동시에 적용되어야 하는 요구사항을 만족시키기 위해 본 논문에서는 회원 정보 DB와 LDAP의 정보 사이의 동기화 방법을 제안하고 구현하여 그 성능을 분석하였다.

공공 부문이나 대기업에서 운영하는 웹 사이트의 규모가 커지면서 분야별로 사이트가 나누어지게 되는데, 사이트를 이동할 때 마다 로그인을 다시 해야 하는 불편이 있다. 따라서 최근 이용자들의 불편을 줄이기 위하여 SSO (Single Sing-On) 통합인증 체제를 도입하는 사례가 늘고 있다. 통합 인증 시스템을 구축하면서 다수 웹 사이트의 회원을 통합하고 이에 대한 회원 정보 DB를 구축하여야 하는데, 빠른 인증서비스를 위해서 LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)를 사용하는 것이 일반적이다. 이때 회원정보 DB와 LDAP의 정보에 대한 동기화 문제와 웹 사이트를 통한 회원가입과 동시에 적용되어야 하는 요구사항을 만족시키기 위해 본 논문에서는 회원 정보 DB와 LDAP의 정보 사이의 동기화 방법을 제안하고 구현하여 그 성능을 분석하였다.

수중음파통신은 물속에서 지상과는 달리 음파를 사용하여 통신한다. 또한 제한된 전력과 자원을 사용하기 때문에 최소한의 연산으로 본래의 목적을 수행해야만 하는 조건이 따른다. 따라서 수중음파통신에 보안을 적용하기 위해서는 기밀성과 안전성도 중요하지만 무엇보다 가용성을 고려한 보안설계가 중요하다. 본 논문은 제한된 전력과 자원 환경에서 동작하는 수중음파통신용 MAC 프로토콜에 가용성이 부각할 수 있는 LEA 블록암호알고리즘의 적용방안을 논하고자 한다. 또한 기존의 AES(Advanced Encryption Standard)와 ARIA(Academy, Research Institute, Agency) 블록암호알고리즘과의 성능분석을 통해 LEA의 우수성과 수중음파통신에 적합성을 보이고자 한다.