[논문]J2ME 기반 유.무선 연동의 모바일 전자지갑 설계 및 구현

박남제; 송유진

doi:10.3745/kipstc.2002.9c.5.687

[국내논문] J2ME 기반 유.무선 연동의 모바일 전자지갑 설계 및 구현
Design and Implementation of J2ME-based Wired/Wireless Interworking Mobile Wallet 원문보기

정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part C Part C, v.9C no.5, 2002년, pp.687 - 698

박남제 (성균관대학교 정보통신대학원 정보보호학과) , 송유진 (동국대학교 정보산업학과)

초록
AI-Helper

무선인터넷의 활성화와 더불어 기존의 유선 및 무선 전자상거래를 통합하는 여러 방안에 대한 관심이 고조되고 있다 유.무선 통합형 전자상거래를 위해서 무선통신 환경에서의 최적화된 보안 및 인증 그리고 사용자에게 보다 편리한 사용방안이 선결되어야 한다. 본 논문에서는 J2ME(Java 2 Micro Edition) 기반 MIDP(Mobile Information Device Profile)를 이용해서 전자지불용 전자지갑 모듈 개발을 통해 유선과 무선에서 공통으로 사용할 수 있는 유\ulcorner무선 연동의 모바일 전자지갑(Mobile Wallet)을 설계 및 구현하였다. 본 논문에서 구현한 전자지갑의 특징은 지불정보의 암\ulcorner복호화를 통한 안전성 제공과 전자지갑의 다운로드를 통해 유.무선 환경에서 온라인 형태로 사용할 수 있는 기능을 제공하는 것이다. 또한 유.무선인터넷 전자상거래에서 안전하고 편리한 지불방안을 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Together with the activation of wireless Internet, the interest for various integrated methods of the existing wired and wireless e-commerces is on the rise. For the integrated wired and wireless e-commerce, firstly, the optimized security and authentication under the radio communication environment should be decided. And also the user-friendly usage is important. In this paper, we designed and implemented wired and wireless interworking Mobile Wallet on terminal that can be used through both wired and wireless methods by developing electronic wallet module for electronic payment using MIDP (Mobile Information Device Profile) based on J2ME (Java 2 Micro Edition). The characteristics of mobile wallet implemented in this paper provide the stability through encoding/decoding payment information and on-line usage on wired/wireless environments through downloading electronic wallet. In addition, we also present safe and convenient payment method for e-commerce based on wired/wireless Internet.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 장에서는 실제 구현할 유 . 무선 연동의 모바일 전자지갑의 지불 보안프로토콜 설계에 대해 살펴본다.
본 장에서는 유. 무선 전자상거래에서의 모바일 전자지갑과 지불서버와의 프로토콜에 대한 설계 및 사용자 인터페이스, 기능 설계에 대해 기술한다.
즉, 무선 인터넷 응용 프로토콜인 WAP, ME(Mobile Explorer) 등을 중심으로 모바일 플랫폼과 연결한 단말기 브라우저를 탑재하여 유 . 무선 전자상거래에서의 전자지불을 위한 모바일 전자지갑의 구현 방안을 연구하였다. 모바일 전자지갑을 구현함에 있어 전자지갑 모듈의 설계와 동작 프로세스에 대해 설명하며, 모바일 전자지갑을 이용한 유 .
본 논문에서는 무선 전자상거래가 활성화됨에 따라 편리하고 안전하게 지불을 수행할 수 있는 모바일 서비스 플랫폼을 이용한 전자지갑을 구현하였다. 현재 무선 전자상거래를 위한 신용카드 지불을 처리할 수 있는 적합한 방식이 서비스되고 있지 않는 시점에서 모바일 서비스 플랫폼을 이용한 전자지갑 방식은 기존의 인프라를 활용하여 서비스 도입이 가능하다는 점에서 큰 장점이 있다.
본 절에서는 논문에서 구현한 프로토콜과 기존 프로토콜을 비교하여 특징과 안전성에 대한 분석을 하였다. 2장에서 설명한 기존 프로토콜과 비교하였으며, 여러 가지 공격 방법들로부터 구현된 프로토콜에 대한 안전성을 설명하였다.
우선 타원 곡선에 대해 살펴보자. 타원 곡선은 군(Group) 을 제공할 수 있는 다양한 타원곡선을 활용할 수 있다.
이러한 관점에서 본 논문에서는 모바일 플랫폼 기반의 전자지불기능을 구현할 수 있는 방안을 제시한다. 즉, 무선 인터넷 응용 프로토콜인 WAP, ME(Mobile Explorer) 등을 중심으로 모바일 플랫폼과 연결한 단말기 브라우저를 탑재하여 유 .

제안 방법

2장에서 관련연구, 3장에서 모바일 전자지갑의 요구사항을 분석하고, 이를 바탕으로 4장에서 지불 보안프로토콜 및 모바일 전자지갑 설계에 대하여 기술한다. 5, 6장에서 실제 구현한 플랫폼상의 전자지갑화면을 설명하고, 안전성 분석과 성능평가를 기술한다. 마지막으로 7장에서 결론을 맺는다.
PACS 프로토콜 및 ASPeCT프로토콜은 기 구현된 프로토콜에서의 멱승계산량에 따른 비교수치에 의해 결과값을 도출하여[표 4]와 같이 비교하였다. XTR[8]에서 RSA 1024비트에 해당하는 170비트의 키 길이를 기준으로 테스트 한 결과 전체 지불결제가 실행되는 프로토콜의 시간이 1.
이루어진다. 검증 단계 이후 성능 측정을 위한 각 모듈별, 또한 전체 프로토콜에 대한 평가는 프로그램의 반복 실행 횟수와 입력 값의 길이 변화를 통한 프로그램 실행시간 평가에 중점을 두었다.
그리고, 검증과정은 서버환경에서 각 모듈에 대해 올바른 결과값이 나오는지를 테스트한 것과 전자지갑 환경에서도 동일하게 구현한 모듈들의 올바른 작동여부를 테스트하였다. 그리고 전체 프로토콜이 올바르게 수행하는지를 검증하였다.
2장에서 설명한 기존 프로토콜과 비교하였으며, 여러 가지 공격 방법들로부터 구현된 프로토콜에 대한 안전성을 설명하였다. 그리고, 검증과정은 서버환경에서 각 모듈에 대해 올바른 결과값이 나오는지를 테스트한 것과 전자지갑 환경에서도 동일하게 구현한 모듈들의 올바른 작동여부를 테스트하였다. 그리고 전체 프로토콜이 올바르게 수행하는지를 검증하였다.
무선 단말기는 연산속도 및 메모리의 제한으로 유선 환경과는 차별적인 보안 대책이 필요하며 이를 위해 본 논문에서는 알고리즘 수행 속도가 빠르고 작은 키 사이즈로 높은 암호화 강도를 제공하였으며, 지불처리시 전자지갑과 지불 서버간 WPKI 인증서를 이용한 연동방안을 제시하였다. 또한 전자지갑의 편리한 인터페이스 제공을 위하여 현재 게임 등 엔터테인먼트 위주의 서비스를 제공하고 있는 모바일 플랫폼을 이용한 전자지갑 구성 방안을 제시 하여 유 . 무선 전자상거 래를위한 새로운 서비스 플랫폼으로서의 활용이 기대된다.
성능 측정 방법은 실행 횟수와 입력값에 따라 각 모듈별로 서버와 전자 지갑으로 나누어 테스트하고, 각 모듈별 측정값에 따라 성능을 평가하였다. 또한 전체 프로토콜의 실행시간을 특정하여 성능 테스트를 하였다.
모바일 전자지갑이 포함된 전자지불시스템의 통합테스트 및 성능 평가는 동시 처리 능력 및 처리시간 평가에 중점을 두어 실행하였다.
인증 및 신뢰성 있는 거래가 이루어져야 한다. 무선 단말기는 연산속도 및 메모리의 제한으로 유선 환경과는 차별적인 보안 대책이 필요하며 이를 위해 본 논문에서는 알고리즘 수행 속도가 빠르고 작은 키 사이즈로 높은 암호화 강도를 제공하였으며, 지불처리시 전자지갑과 지불 서버간 WPKI 인증서를 이용한 연동방안을 제시하였다. 또한 전자지갑의 편리한 인터페이스 제공을 위하여 현재 게임 등 엔터테인먼트 위주의 서비스를 제공하고 있는 모바일 플랫폼을 이용한 전자지갑 구성 방안을 제시 하여 유 .
본 논문에서 구현한 유 . 무선 연동의 전자지갑은 J2ME 플랫폼을 지원하는 단말기를 이용하여 편리한 사용자 인터페이스를 제공하고 사용자의 개인정보를 관리하는 기능을 구현하였으며, 무선용 공개키 알고리즘을 이용한 보안 모듈을 구현하기 위해 Bouncy Castle 공개키 암호 라이브러리를 이용하여 큰 정수를 처리하는 Biginteger 모듈, 타원곡선 암호 모듈, 공개키 암호모듈을 이용하여 구현하였다[6]. 지불서버는리눅스 환경에서 자바 언어를 이용하여 개발되었으며, 소켓프로그래밍을 이용하여 지불 정보를 처리하도록 하였고, 관리자 인터페이스는 자바 언어를 이용한 동적인 서버 사이드 스크립트 언어인 JSP(Java Server Pages)를 이용하여 구현하였다.
구조를 새로이 만들어 사용할 수 있다. 본 논문에서는 J2ME 상에서 동작하는 지불 보안 프로토콜을 적용한 보안방식을 사용하여 모바일 전자지갑을 설계 및 구현하였다.
대해서 성능 측정을 실행하였다. 성능 측정 방법은 실행 횟수와 입력값에 따라 각 모듈별로 서버와 전자 지갑으로 나누어 테스트하고, 각 모듈별 측정값에 따라 성능을 평가하였다. 또한 전체 프로토콜의 실행시간을 특정하여 성능 테스트를 하였다.
시험 평가는 전체 프로토콜 흐름도에서 클라이언트와 서버, 각각이 처리하는 과정을 출력되게하여 계산되어지는 값들과 주고받는 메시지 값들이 바르게 실행되는지를 비교함으로써 이루어진다. 검증 단계 이후 성능 측정을 위한 각 모듈별, 또한 전체 프로토콜에 대한 평가는 프로그램의 반복 실행 횟수와 입력 값의 길이 변화를 통한 프로그램 실행시간 평가에 중점을 두었다.
구현된다. 우선, 서버로 사용할 컴퓨터에 서버 프로그램을 수행시키고 클라이언트로 사용할 컴퓨터에서 클라이언트 프로그램을 수행시킨다. 이때 클라이언트는 서버 컴퓨터의 IP와 포트번호 6500번으로 접속을 시도한다.
이동통신 인증프로토콜의 여러 보안 특성중 사용자간의 네트워크 상호 인증 및 익명성의 관점에서[표 1]에서 주요 프로토콜에 대한 비교 및 프로토콜의 통신횟수와 계산량, 키 생성 방법 등을 비교하였다.
전체 시스템의 성능평가를 위해서 모듈별 및 전체 프로토콜에 대해서 성능 측정을 실행하였다. 성능 측정 방법은 실행 횟수와 입력값에 따라 각 모듈별로 서버와 전자 지갑으로 나누어 테스트하고, 각 모듈별 측정값에 따라 성능을 평가하였다.
net 패키지를 이용하여 TCP네트워크를 구현하였으며, 휴대폰 전자지갑에서는 J2ME 환경의 MIDP에서 지원되는 HttpConnection을 이용하였다. 전체시스템의 미들웨어로서 JRUN을 설치하여 웹 서버와 함께 기동할 수 있도록 하였다.
J2SE, J2ME 환경을 기반으로 한다. 지불서버는 J2SE 의 java.net 패키지를 이용하여 TCP네트워크를 구현하였으며, 휴대폰 전자지갑에서는 J2ME 환경의 MIDP에서 지원되는 HttpConnection을 이용하였다. 전체시스템의 미들웨어로서 JRUN을 설치하여 웹 서버와 함께 기동할 수 있도록 하였다.
무선 연동의 전자지갑은 J2ME 플랫폼을 지원하는 단말기를 이용하여 편리한 사용자 인터페이스를 제공하고 사용자의 개인정보를 관리하는 기능을 구현하였으며, 무선용 공개키 알고리즘을 이용한 보안 모듈을 구현하기 위해 Bouncy Castle 공개키 암호 라이브러리를 이용하여 큰 정수를 처리하는 Biginteger 모듈, 타원곡선 암호 모듈, 공개키 암호모듈을 이용하여 구현하였다[6]. 지불서버는리눅스 환경에서 자바 언어를 이용하여 개발되었으며, 소켓프로그래밍을 이용하여 지불 정보를 처리하도록 하였고, 관리자 인터페이스는 자바 언어를 이용한 동적인 서버 사이드 스크립트 언어인 JSP(Java Server Pages)를 이용하여 구현하였다.
해쉬모듈의 핵심 모듈인 ShaHash에 대한 부문으로 비선형함수와 치환연산으로 이루어진 4개의 라운드 함수를 각각 20회씩 전체적으로 &)회 반복 수행한다.

데이터처리

받는 것까지 측정한다. 각 실행횟수는 1000번의 반복 테스트를 통한 평균값을 기록하였다.
전체 프로토콜의 성능 측정 결과는[표 4]와 같다. 각 키 길이에 대한 수행 시간 측정결과는 1000번의 반복테스트를 통한 평균값을 기록하였다.

이론/모형

경북대에서 제안한 AKA 프로토콜은 이동 통신이 갖는 제약점인 전력 소모량, 메모리 크리, 디스플레이 크기, 전송 속도, 안정성, 대역폭 등을 해결하기 위해 빠르고도 안전한 공개키 기반 알고리즘인 XTR-Signcryption(Gamage, Leiwo and Zheng's signcryption version)을 이용하였다[7, 11]. 제안한 XTR-Signcryption 기반의 인증 및 키 합의 프로토콜은 Modified Singcryption0] 갖는 암호화와 서명이 한 번에 이루어지는 특징과 XTR이 갖는 연산량 감소와 작은 키 길이로 인해 무선 환경에 적합하다[8].

성능/효과

5초 정도의 시간이 걸렸다.[표 4]에서 알 수 있는 것처럼 본 논문에서 구현한 프로토콜은 키의 길이가 증가함에 따라 기 구현된 프로토콜에 비해 전자지갑 성능이 향상되고 있음을 나타내고 있다.
또한, 지불 프로토콜 수행 단계에서 사용되는 연산 모듈인 Hash, DES, Biginteger에 대해서만 실행시간을 측정한 결과 SHA의 경우 입력 값이 512bit보다 작을 때는 그 길이에 관계없이 블록의 크기가 512bit로 패딩이 이루어지므로 실행 시간은 입력 스트링의 길이에 관계없이 거의 평균적인 속도가 나옴을 알 수 있었으며, DES 암호화는 입력 값을 64bit의 배수로 패딩하여 64bit 블록 단위로 암호화하므로 패딩 과정은 수행 시간에 거의 영향을 미치지 않고 DES 복호화도 DES 암호화처럼 패딩된 비트 제거과정은 실행시간에 거의 영향을 미치지 않았다. 구현한 Biginteger 모듈의 경우 modPowO와 modlnverseO 함수를 제외한 함수들은 빠른 연산속도를 나타냄을 알 수 있다.
성능 테스트 모듈을 통한 실험결과의 데이터를 수집하여 분석한 결과를 보면 시스템의 동시 접속자 처리능력은 시스템에 따라 차이를 보였으며, 시스템의 성능에 따라 가변적이고, 안전한 통신망의 환경을 기반으로 한 것임을 알 수 있다.
제안한 XTR-Signcryption 기반의 인증 및 키 합의 프로토콜은 Modified Singcryption0] 갖는 암호화와 서명이 한 번에 이루어지는 특징과 XTR이 갖는 연산량 감소와 작은 키 길이로 인해 무선 환경에 적합하다[8].

후속연구

향후, WPKI 서비스와의 연동이 필요로 하며 모바일 플랫폼에서의 인증서 사용이 가능하도록 단말기의 지원 등 해결해야 할 과제가 많다. 또한 단말기의 연산 능력이 계속 향상되고 있기는 하나 전자지갑에서 완벽한 보안을 제공하기 위해서는 키 생성 및 암호화 속도를 높이기 위한 타원곡선 알고리즘의 개선도 필요하다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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