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문제 정의
- 본 논문은 기존 커버로스를 동작 원리를 기반으로 공개키를 보장하기 위한 인증서와 인증 센터를 사용하지 않고 단지 각 시스템에 공개키/개인 키를 적용한 새로운 인증 메커니즘을 제안한다. 새로운 인증 메커니즘은 기존의 long-term키와 공개키를 통해 교환한 랜덤 수에 MAC(message authentication code) 알고리즘[8]을 적용하여 데이터 통신에 사용하는 세션키를 매번 바꾼다.
제안 방법
- 새로운 인증 메커니즘은 기존의 long-term키와 공개키를 통해 교환한 랜덤 수에 MAC(message authentication code) 알고리즘[8]을 적용하여 데이터 통신에 사용하는 세션키를 매번 바꾼다. 사용자 인증과 공개키에 대한 인증은 랜덤 수와 전자 서명 기반의 시도-응답 (challenge-response)기법을 적용한 상호 인증 (mutual authentication) 방법 [8] 을 사용한다.
- 인증 메커니즘을 사용할 때는 이 부분을 사용하지 않는다. 제안하는 허가 메커니즘에서는 authorization-data 부분에 PAC의 이름과 무결성을 위한 해쉬값을 저장한다.
- 인증 메커니즘을 사용 할 때는 이 부분을 사용하지 않는다. 제안하는 허가 메커니즘은 authorization-data 부분에 PAC를 저장한다.
- 본 논문에서 기존 커버로스의 메커니즘을 활용하기 때문에 인증서를 사용하지 않고 단순히 공개키만을 생성하고 교환하여 기존 커버로스의 취약점을 보완한다.
- 사용자는 패스워드 입력과 함께 보유하고 있는 공개키를 교환하고 각자의 전자서명을 통해서 상호인증을 수행한다. 이때 사용하는 전자 서명은 다음과 같다.
- 사용자를 인증하기 위함이다. 또한, 공개키와 개인 키를 사용하여 랜덤 수와 전자 서명을 교환하여 공개키/개인키에 대한 인증과 사용자와 인증 서버에 대한 인증을 동시에 수행한다. 안전한 인증 알고리즘은 사용자와 단일 영역의 AS, 단일 영역 TGS와 다중 영역 TGS간에 각각 적용한다.
- 나타낸다. 제안하는 안전한 인증 프로토콜과 같이 공개키와 개인 키를 사용하여 사용자 인증과 공개키에 대한 인증을 동시에 수행한다. 또한, AS_A에서 새로운 세션 키를 생성하기 위한 랜덤 수(tl)는 AS_A의 공개키로 암호화하여 전송한다.
- 그리고 Tickettgs_A_Be TGS_B로부터 ST를 얻기 위한 TGT이다. 제안한 프로토콜과 같이 공개키와 개인 키를 사용하여 사용자 인증과 공개키에 대한 상호 인증을 수행한다. 특히, KDC_B의 공개키로 암호화 한 랜덤 수(t2) 를 전송하여 long-term 키와 조합하여 비밀키 KV를 생성하여 티켓 Tickettgs_A_B 을 암호화한다.
- Kc, s, 또는 Kc#로 암호화한다. 발급 받은 서비스-숭인 티켓과 자신의 정보를 포함하는 인증자를 사용하여 응용 서버에 접근한다. 응용 서버는 long-term 키(단일영역:Ks, , 다중영역:Ks)로 티켓을 복호화하여 사용자를 확인하고 PAC를 해석한 후 권한 요구를 처리한다.
- 안전한 커버로스 시스템의 성능 평가를 위해서 기존 커버로스 시스템과 SESAME 시스템과의 티켓 발행 시간을 측정했다. 시간 측정은 3단계로 나누어 진행했다.
- 수 있도록 개선하였다. 기존의 커버로스에 공개키/개인 키 개념과 PPS를 두어 사용자 인증과 허가 기능을 추가했다. 기존 커버로스, SESAME 와 제안한 메커니즘을 비교 분석한다.
- SESAME는 공개키를 사용했으며 신뢰성 있는 인증기관을 가정하고 있다. 제안하고 있는 메커니즘은 공개키를 사용하고 자체 알고리즘을 사용하여 공개키와 사용자를 인증하므로 별도의 인증기관이 필요 없다
- SESAME는 long-term 키(LKxa, LKga, LKvg, LKvh, LKg, LKgh) 6개, 세션키 (BKxg, BKxv, KIxyd, KCxyd) 4개, 공개키(KPUp, KPUg, KPUh) 3쌍과 인증기관의 공개키(KPUc) 1 쌍을 가지고 있어야 한다. 제안한 메커니즘은 long-temr 키(Kc, Ks, Kv, Ktgs_A) 4개, 세션키 (K'c, Kc, tgs_A, Kc, s) 3개, 각각의 시스템들은 공개키를 생성하여 소유하고 있어야 하기 때문에 3쌍 (Kpuk.C, Kpuk_KDC_A, Kpuk_KDC_B) 이 필요하다.
- 그리고 허가 메커니즘을 사용하기 위해 권한 서버를 두었으며 모든 영역의 권한에 대해서 권한 서버가 관리해야 하므로 권한 서버의 부담이 크다. 제안한 메커니즘은 기존 커버로스의 전송 단계를 줄이고 자료 구조를 그대로 사용하여 인증 및 허가 메커니즘을 설계했다. 공개키를 사용할 때 공개키를 인증 할 인증기관 없이 자체의 알고리즘에 의해서 사용자와 공개키를 인증하여 사용한다.
- SESAME는 허가 메커니즘을 수행하기 위해 공개키와 인증기관을 사용하였다. 제안한 인증 메커니즘은 공개키/개인키를 사용하여 제안한 알고리즘에 의해 키에 대한 인증과 사용자에 대한 인증을 시도하여 인증기관 없이 공개키를 사용했다. long-term 키와 공개키를 사용하여 전송한 랜덤 수를 사용하여 세션마다 새로운 세션키를 만들어 데이터를 암호화하기 때문에 사전 공격 등에 강하다.
- 사용자 인증을 위한 전체적인 전송 단계를 단순화하여 통신비용을 줄였다. 허가 메커니즘을 위해서 PPS를 두었으며 자신이 속한 영역내의 권한만을 관리하도록 했다. 외부 영역에 대해서는 ProxyPAC 를 발행하여 PPS의 부담을 줄였다.
데이터처리
- 기존의 커버로스에 공개키/개인 키 개념과 PPS를 두어 사용자 인증과 허가 기능을 추가했다. 기존 커버로스, SESAME 와 제안한 메커니즘을 비교 분석한다.
이론/모형
- 현재, 개방 네트워크 환경에서 가장 대표적인 인증 메커니즘으로 커버로스(Kerberos)[l, 5, 7, 9]가 있다. 커버로스는 중앙 집중식 인증 서버를 사용하고 암호화 방식은 대칭키 암호화 방식을 사용하여 사용자를 인증한다. 허가 메커니즘11, 12]은 대부분 인증 메커니즘과 함께 사용한다.
- 새로운 인증 메커니즘은 기존의 long-term키와 공개키를 통해 교환한 랜덤 수에 MAC(message authentication code) 알고리즘[8]을 적용하여 데이터 통신에 사용하는 세션키를 매번 바꾼다. 사용자 인증과 공개키에 대한 인증은 랜덤 수와 전자 서명 기반의 시도-응답 (challenge-response)기법을 적용한 상호 인증 (mutual authentication) 방법 [8] 을 사용한다. 또한, 외부 영역의 응용 서버에 접근하기 위한 동작 절차를 축소시켜 통신비용을 줄였다.
- 발생하였다. SESAME는 허가 메커니즘을 수행하기 위해 공개키와 인증기관을 사용하였다. 제안한 인증 메커니즘은 공개키/개인키를 사용하여 제안한 알고리즘에 의해 키에 대한 인증과 사용자에 대한 인증을 시도하여 인증기관 없이 공개키를 사용했다.
성능/효과
- 사용자 인증과 공개키에 대한 인증은 랜덤 수와 전자 서명 기반의 시도-응답 (challenge-response)기법을 적용한 상호 인증 (mutual authentication) 방법 [8] 을 사용한다. 또한, 외부 영역의 응용 서버에 접근하기 위한 동작 절차를 축소시켜 통신비용을 줄였다. 허가 메커니즘은 커버로스 서버에 프록시 권한 서버(PPS: proxy privilege server)를 두어 허가 기능을 제공한다.
- SESAME 시스템은 신뢰 센터로부터 공개키를 발급받고, 공개키를 사용하여 세션키를 교환하기 때문에 훨씬 더 많은 시간을 소요한다. 전체적으로 다중 영역에서의 티켓 발행 시간 측면에서 볼 때 SESAME 시스템보다 훨씬 좋은 성능을 나타낸다.
- 본 논문에서는 분산 환경에서의 대표적인 인증시스템인 커버로스와 SESAME를 분석하고 기존의 커버로스에 공개키/개인키 개념과 프록시 권한 서버 (PPS: proxy privilege server)를 두어 인증 및 허가메커니즘을 수행하는 시스템을 제안했다 기존의 커버로스와 SESAME는 사용자 인증을 위해서 대칭 키를 사용하기 때문에 사전 공격둥 보안에 취약한 부분이 발생하였다. SESAME는 허가 메커니즘을 수행하기 위해 공개키와 인증기관을 사용하였다.
- long-term 키와 공개키를 사용하여 전송한 랜덤 수를 사용하여 세션마다 새로운 세션키를 만들어 데이터를 암호화하기 때문에 사전 공격 등에 강하다. 사용자 인증을 위한 전체적인 전송 단계를 단순화하여 통신비용을 줄였다. 허가 메커니즘을 위해서 PPS를 두었으며 자신이 속한 영역내의 권한만을 관리하도록 했다.
- 제안하고 있는 안전한 인증 및 허가 시스템에 대한 연구는 기존의 커버로스 메커니즘을 최대한 활용할 수 있도록 개선하였다. 기존의 커버로스에 공개키/개인 키 개념과 PPS를 두어 사용자 인증과 허가 기능을 추가했다.
후속연구
- 본 논문은 기존의 커버로스에 공개키/개인키를 적용하고 프록시 권한 서버를 두어 효율적이고 안전한 인증 및 허가 메커니즘을 설계하였으며 앞으로 실제 구현하여 소규모 네트워크 등에서 활용할 수 있을 것이다
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