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In the Internet-of-Things (IoT) or blockchain-based network systems, secure keys may be stored in individual devices; thus, individual devices should protect data by performing secure operations on the data transmitted and received over networks. Typically, secure functions, such as a physical unclonable function (PUF) and fully homomorphic encryption (FHE), are useful for generating safe keys and distributing data in a network. However, to provide these functions in embedded devices for IoT or blockchain systems, proper inspection is required for designing and implementing embedded system-on-chip (SoC) modules through overhead and performance analysis. In this paper, a virtual platform (SoC VP) was developed that includes a secure key generation module with a PUF and FHE. The SoC VP platform was implemented using SystemC, which enables the execution and verification of various aspects of the secure key generation module at the electronic system level and analyzes the system-level execution time, memory footprint, and performance, such as randomness and uniqueness. We experimentally verified the secure key generation module, and estimated the execution of the PUF key and FHE encryption based on the unit time of each module.

본 논문에서는 우주발사체에 적용되는 비행종단시스템의 보안명령 입력을 위한 암호화 장치의 개념설계 결과와 개발 요구조건을보였다. 암호화 장치는 명령신호를 생성하고 암호화하기 위한 명령생성장치와 암호화 명령신호를 연계장치에 입력하기 위한 명령입력장치로 구분하여 개발되도록 설계하였으며, 미국 NIST의 권고안과 한국인터넷진흥원(KISA)의 권고안을 참고하여 보안등급과암호 알고리즘, 암호키 관리방안 등을 설정하였다. 암호화 장치는 AES-256 블록 암호화가 적용된 비밀키 알고리즘과 SHA-256의해쉬 알고리즘을 적용하여 기밀성, 무결성, 가용성이 확보되도록 설계되었다. 설계된 암호화 장치는 우주발사체에 탑재되는 비행종단시스템의 보안명령 입력 용도로 활용되어 비행종단명령의 보안성과 비행종단시스템의 신뢰성 향상에 기여할 것으로 판단된다.

In this paper, we show the design requirements of the cryptographic module and its security algorithm designed to prevent the exposure of the command signal applied to Flight Termination System. The cryptographic module consists of two separate devices that are Command Insertion Device and Command Generation Device. The cryptographic module designed to meet the 3 principles(Confidentiality, Integrity and Availability) for the information security. AES-256 block encryption algorithm and SHA-256 Hash function were applied to the encrypted symmetric key encryption method. The proposed cryptographic module is expected to contribute to the security and reliability of the Flight Termination System for Space Launch Vehicle.

무인 항공기 (Unmanned Aerial Vehicle, UAV)는 4차 산업혁명 시대와 함께 매우 빠르게 성장하고 있다. 또한, 인공지능 기술과 반도체 기술의 발전에 따라 무인 항공기의 성능이 향상됨에 따라서 기존의 군용 등 특수 목적으로 사용되던 것에서 현재는 취미, 교량 점검, 정찰 등 다양한 민간 분야에도 활용되기 시작했다. 현재 민간 분야의 무인 항공기에서 가장 많이 활용되는 통신 프로토콜은 오픈 소스로 시작한 MAVLink(Macro Air Vehicle)이다. 하지만 MAVLink에는 보안 기술이나 암복호화 메커니즘은 포함되지 않아 현재 무인 항공기의 보안 위협에 취약할 수 밖에 없다. 따라서, 본 연구에서는 기밀성을 보장하기 위해서 암호모듈을 무인 항공기에 구현하고 다양한 구현 방식에 따른 무인 항공기에서의 암호화 및 복호화 성능 평가에 대한 결과를 분석한다. 또한, 보안 모듈을 적용한 무인 항공기에 위협 분석을 통하여 보안요구사항을 국제 표준 Common Criteria에 따라 평가 기준에 대해 논한다.

The demands of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are growing very rapidly with the era of the 4th industrial revolution. As the technology of the UAV improved with the development of artificial intelligence and semiconductor technology, it began to be used in various civilian fields such as hobbies, bridge inspections, etc from being used for special purposes such as military use. MAVLink (Macro Air Vehicle Link), which started as an open source project, is the most widely used communication protocol between UAV and ground control station. However, MAVLink does not include any security features such as encryption/decryption mechanism, so it is vulnerable to various security threats. Therefore, in this study, the block cipher is implemented in UAV to ensure confidentiality, and the results of the encryption and decryption performance evaluation in the UAV according to various implementation methods are analyzed. In addition, we proposed the security requirements in accordance with Common Criteria, which is an international recognized ISO standard.

세계적 관심과 함께 드론은 물품 수송, 산림 보호, 안전 관리 등 활용 분야의 저변을 확대해 나가고 있으며 드론은 활용 분야 확대 및 규모 확장에 따라 군사 작전, 환경 감시 등 다양한 분야에서 군집 비행이 응용되고 있다. 현재 국내에서는 특정 산업 분야의 서비스를 위한 이음 5G와 같은 특화망을 구축해 나가고 있다. 이와 관련하여 드론 시스템 또한 AI와 자율비행 등과 융합된 서비스를 제공하기 위해 특화망을 구축하려는 움직임이 보이고 있다. 드론이 여러 서비스와 융합됨에 따라 다양한 환경에서의 다양한 보안 위협 또한 종속되고 있으며, 이에 대응하여 국내에서는 드론 보안에 대한 요구사항과 가이드라인을 마련하고 있는 추세이다. 본 논문에서는 드론 시스템 중 드론의 군집 비행 시스템과 이를 위한 이음 5G와 같은 이동통신 특화망에서 무선랜과 양자 엔트로피 기반 난수 발생기를 탑재한 암호모듈을 활용하여 군집 비행 드론 간 피아식별 및 안전한 정보 제공 기술 방법을 제안하고, 구현에 참고할 수 있는 테스트 벡터를 제공한다.

Along with global interest, drones are expanding the base of utilization such as transportation of goods, forest protection, and safety management, and cluster flights are being applied in various fields such as military operations and environmental monitoring. Currently, specialized networks such as e-UM 5G for services in specific industries are being established in Korea. In this regard, drone systems are also moving to establish specialized networks to provide services that are fused with AI and autonomous flight. As drones converge with various services, various security threats in various environments are also subordinated, and in response, requirements and guidelines for drone security are being prepared in Korea. In this paper, we propose a technology method for peer identification and safe information provision between cluster flight drones by utilizing a cryptographic module equipped with wireless LAN and quantum entropy-based random number generator in a cluster flight system and a mobile communication network such as e-UM 5G.

DCAS는 STB에 하드웨어 형태의 CAS를 별도로 두지 않고 사업자가 소프트웨어 CAS 솔루션을 STB에 다운로드 시켜 CAS가 운용되도록 하는 기술이다. DCAS를 적용하면 사업자가 특정 CAS에 종 속되지 않고 유연하게 CAS 솔루션을 변경할 수 있으며 CAS의 보안이 침해되는 경우 소프트웨어 갱 신으로 문제를 해결할 수 있다. 본 논문은 DCAS의 하드웨어 보안 모듈로 사용되는 스마트카드 운용 을 위한 칩 운영체제(COS)의 설계 및 구현에 대해 다룬다. 스마트카드의 하드웨어 제약과 DCAS의 요구사양에 부합하도록 COS를 설계하고 구현하였다. 구현된 COS는 PC와 연결된 스마트카드 에뮬레 이션 보드에서 검증하였다.

DCAS enables service providers to adapt a CAS solution by downloading software CAS modules to a STB without a specific hardware-based CAS module. Using the DCAS technologies, a service provider can use flexible CAS solutions that are independent on ad-hoc CAS products, and security problems caused by cracking or errors can be overcome just by replacing CAS software. This paper deals with a design and implementation of a chip operating system (COS) of a smart card that is used as a hardware secure module of DCAS solutions. The COS is designed and implemented within hardware constraints of smart cards and DCAS’s requirements. The implemented COS is verified on a smart card emulation board connected with a host PC.

USN 기술은 센서노드의 전류소모 감소를 위한 저전력 기술개발과 관련 기술력 확보를 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 유비쿼터스 환경에서 보안의 취약성과 낮은 신뢰성 문제는 USN 기술의 상용화 성공을 위해 선행되어야할 요소이다. 본 연구에서는 보안 문제로 W-Key 알고리즘을 도입하여 키 분배관리, 인증관리, 환경관리로 구성하여 무선 Key기법과 다른 RFID/USN기반의 안전한 출입통제 시스템을 구현하였다.

USN technology to reduce current consumption of sensor nodes, low-power technology development and related technologies to ensure the sub-branch has been a lot of researched. Security vulnerabilities in ubiquitous computing environment problems and low reliability of USN technology commercialization have to be preceded. In this paper, as security concerns by introducing W-Key algorithms key-distribution management, authentication management, environmental management consists of the Wireless-Key techniques and other implementation of a secure access control system based on RFID/USN.

최근 IT 제품의 발달로 무선화, 지능화 등 다양한 분야에서 소프트웨어 활용이 증가하고 있으며, 이에 따라 오픈소스 소프트웨어의 사용이 증가되고 있다. 하지만 공개 오픈소스 소프트웨어는 악의적인 문제 발생 시 일일이 조사, 발견해 낼 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 안전한 소프트웨어 개발을 위해 정적/동적 취약적 분석을 활용한 취약점 침해여부 판전 모듈 설계를 제안하였다.

최근 IT 제품의 발달로 무선화, 지능화 등 다양한 분야에서 소프트웨어 활용이 증가하고 있으며, 이에 따라 오픈소스 소프트웨어의 사용이 증가되고 있다. 하지만 공개 오픈소스 소프트웨어는 악의적인 문제 발생 시 일일이 조사, 발견해 낼 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 안전한 소프트웨어 개발을 위해 정적/동적 취약적 분석을 활용한 취약점 침해여부 판전 모듈 설계를 제안하였다.

본 논문은 웹 시스템 환경에서 안전한 데이타 전송을 만족하는 Protocol-Based Security Module(PBSM) 구조를 제안한다. PBSM 구조는 크게 두개의 모듈로 구성된다. 하나는 웹 서버에서 동작하는 Web Server Sorority Module(WSSM)이고, 다른 하나는 클라이언트에서 동작하는 Winsock Client Security Module(WSCSM)이다. WSCSM 보안 모듈은 WSSM으로부터 받은 암호된 메시지를 정상적인 메시지로 변환하여 웹 브라우저에 나타나게 한다. WSSM 보안 모듈은 HTML 파일에 대한 암호화(Encryption)기능과 WSCSM 모듈로부터 받은 Common Gateway Interface(CGI) 데이타에 대한 복호화 기능을 가지고 있다. PBSM 보안 시스템의 보안 정확성을 검증하기 위하여 정형화 분석 기법을 이용했다.

We propose the PBSM(Protocol-Based Security Module) system which guarantees the secure data transmission under web environments. There are two modules in the PBSM architecture. One is Web Server Security Module(WSSM) which is working on a web server, the other is the Winsock Client Security Module(WSCSM) which is working on a client. The WSCSM security module decrypts the encrypted HTML document that is received from the security web server. The decrypted HTML document is displayed on the screen of a client. The WSSM module contains the encryption function for HTML file and the decryption function for CGI(Common Gateway Interface). The formal analysis methodology is imported from format theory for analyzing the data flow of the PBSM system. The formal analysis methodology is based on the order theory.

현재 거의 모든 운영체제는 여러 웹 서비스를 지원하기 위하여 운영체제 수준의 보안성을 제공하고 있다. 하지만, 많은 부분에서 운영체제 수준의 보안성이 취약한 것이 사실이다. 특히, TCSEC(Trusted Computer System Evaluation Ceiteria)에서 정의한 B2 레벨 이상의 보안성을 만족시키기 위한 Security Kernel 레벨에서의 감사/추적 기능이 필요하다 이를 위해 시스템 콜 호출시 감사 자료를 생성하고, 모든 이벤트에 대해 동일한 포맷의 감사 자료를 생성하여 추후 역추적 하는데 필요한 정보를 제공토록 한다. 본 논문에서는 안전한 증거 확보를 위하여 기존 리눅스 커널에 대해 변경 없이 적용 가능한 LKM(Loadable Kernel Module) 기법을 이용한 감사/추적 시스템 모듈을 제안하였다. 이는 침입탐지시스템과 같은 외부 감사자료 등을 동시에 활용할 수 있는 인터페이스를 제공하고, 시스템 관리자와 보안 관리자를 구분하여 역할기반의 안전한 시스템을 제공한다. 이러한 자료 등은 추후 법적 대응이 가능한 컴퓨터 포렌식스의 자료로 활용하고자 한다.

In general, operating system is offering the security function of OS level to support several web services. However, it is true that security side of OS level is weak from many parts. Specially, it is needed to audit/trace function in security kernel level to satisfy security more than B2 level that define in TCSEC(Trusted Computer System Evaluation Criteria). So we need to create audit data at system call invocation for this, and do to create audit data of equal format about almost event and supply information to do traceback late. This Paper Proposes audit/trace system module that use LKM(Loadable Kernel Module) technique. It is applicable without alteration about existing linux kernel to ensure safe evidence. It offers interface that can utilize external audit data such as intrusion detection system, and also offers safe role based system that is divided system administrator and security administrator These data will going to utilize to computer forensics' data that legal confrontation is Possible.

본 논문에서는 외부의 접속을 파악하고 운영체제의 파일 시스템 레벨에서 보안 기능을 제공할 수 있는 커널 모듈을 구현한다. 네트워크를 통한 통제를 뚫고 침입해오더라도 파일 시스템에 저장 된 데이터를 읽을 수 없다면 내부의 중요한 자료 유출은 방지할 수 있을 것이다. 구현한 보안 파일 시스템 모듈은 운영체제의 동적 적재 모듈을 사용하여 커널 레벨에서 보안 기능을 제공할 수 있도록 구현하였다. 보안 모듈에서 제공하는 기능은 파일 및 디렉토리의 암호화 및 복호화하는 기능을 가지고 있다.