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논문 상세정보

개선된 CGA(Modified CGA)를 이용한 계층적 애드 혹 네트워크에서의 주소 자동 설정 및 전자 서명 제공 방안

Design of Modified CGA for Address Autoconfiguration and Digital Signature in Hierarchical Ad Hoc Network

초록

IPv6 워킹 그룹에서 표준화된 CGA(Cryptographically Generated Addresses)는 링크상에서의 주소 변조 및 주소 도난 문제를 해결하고 전자서명을 제공하기 위해 제안되었으나 키 충돌이라는 문제가 발생할 수 있어서 이를 해결하기 위해 SEC(SECurity parameter) 필드를 도입하여 높은 보안이 필요한 경우에는 높은 SEC 값을 적용함으로써 키 충돌 확률을 감소시킨다. 하지만 SEC 값이 증가함에 따라 CGA 생성 시간이 무제한으로 증가하기 때문에 무선 환경에서 SEC 값이 높은 CGA를 적용하는 것은 불가능하다. 또, 낮은 SEC 값을 적용하는 경우 키 충돌은 높은 확률로 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 계층적 애드 혹 환경에 적합한 개선된 CGA(MCGA: Modified CGA)를 제안한다. 제안되는 MCGA는 CGA에 비해 생성 시간이 매우 짧고 CGA와 마찬가지로 매우 작은 오버헤드로 전자 서명을 제공하며 계층적 네트워크 환경에서 사용함으로써 키 충돌 문제를 해결한다. MCGA는 계층적 애드 혹 환경뿐만 아니라 일반 IPv6 네트워크에서도 적용이 가능하다. 본 논문에서는 먼저 수학적 모델을 통해 MCGA와 CGA의 생성 시간을 분석하고 시뮬레이션을 통해 CGA와 MCGA의 생성시간을 측정하여 MCGA가 SEC 값이 0인 경우의 CGA에 비해 생성 시간이 평균 3.3배, 그리고 SEC 값이 1인 경우에는 평균 68,000배 짧다는 것을 보인다. 특히 SEC 값이 3 이상인 경우 애드 혹 환경뿐만 아니라 일반 네트워크에서도 부적절하다는 것을 증명한다.

Abstract

The CGA proposed by IETF working group prevents address spoofing and stealing and provides digital signature to users, but key collision problem arises. To solve this critical problem, the CGA defines the SEC field within address format, which is set to high value when high security is required and vice versa, but the CGA faces a dilemma between security and the processing time. As SEC value increases, the processing time to generate the CGA grows dramatically while key collision ratio increases if low SEC value is applied to the CGA. We propose modified CGA (MCGA) that has shorter processing time than the CGA and offers digital signature with small overheads. To solve key collision problem, we employ hierarchical ad hoc network. The MCGA is applicable to IPv6 networks as well public networks. In this paper, we design a mathematical model to analyze the processing time for MCGA and CGA first and evaluate the processing time via simulations, where the processing time for MCGA is reduced down 3.3 times when SEC value is set to 0 and 68,000 times when SEC value is set to 1. Further, we have proved that the CGA is inappropriate for both ad hoc networks and IPv6 networks when the SEC field is set to more than 3.

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