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Wireless LAN(IEEE 802.11)에서 인증시간 단축을 위한 보안 메커니즘에 관한 연구
A Study on the Security Mechanism to Reduce Authentication Time in Wireless LAN(IEEE 802.11) 원문보기

韓國ITS學會 論文誌 = The journal of the Korea Institute of Intelligent Transportation Systems, v.8 no.6, 2009년, pp.112 - 120  

홍경식 (도로교통공단 교통과학연구원) ,  서종수 (연세대학교 전기전자공학과) ,  고광용 (도로교통공단 교통과학연구원) ,  정준하 (도로교통공단 교통과학연구원) ,  이철기 (아주대학교 ITS대학원)

초록
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무선랜을 ITS에 적용하기 위해서는 무선 구간 보안성 향상과 이동성 지원을 위한 빠른 접속이 요구된다. 그러나 IEEE 802.11i 보안 표준을 적용하는 경우 보안 강화를 위한 IEEE 802.1X 사용자 인증 및 4-Way handshake 과정을 수행함으로써 접속 지연이 발생하여 ITS에 그대로 적용하기에는 무리가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 Key Table을 이용한 Password 인증 및 데이터 암호화 메커니즘을 제안하고, 성능 분석을 통해 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Both security enhancement in wireless and fast access for mobility are required to employ wireless LAN in ITS (Intelligent Transportation Systems). However, for the case of employing IEEE 802.11i security standard, it is known that the user authentication procedure of IEEE 802.1x and 4-way handshake...

주제어

#IEEE 802   #11   #IEEE 802   #1X   #IEEE 802   #11i   #authentication   #security   #access time  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 이를 위하여 Key Table 개념을 도입하여 제조사별로 256개의 Key를 접속 시마다 랜덤하게 지정하여 고정된 공유키 사용하여 발생하는 키 유출 가능성을 최소화 하고자 하였으며, 해당 키 테이블 등의 유출되는 경우를 대비하여 Key Table의 버전을 두어 새로운 버전의 Key Table로 갱신이 가능하도록 하였다. 또한 무선구간의 Key Sniffing 등을 막기 위해 무선 구간에서 Key를 교환하는 형태가 아닌 해당 Key의 인덱스만을 전송하여 Key 유출을 방지하고자 하였다. 이를 통해 Wireless LAN을 활용하여 고속으로 이동하는 STA과 AP 간의 통신이 필수 요건인 보안을 확보한 빠른 접속 절차를 구현하여 ITS에 적용할 수 있는 가능성을 증대하였다.
  • 본 논문에서는 167 msec 이내에 인증을 포함한 IEEE 802.11 접속을 보장하고, 무선을 사용하는 Wireless LAN의 취약점인 보안 관련 문제를 해결하기 위하여 STA과 AP 간의 보안 접속 메커니즘을 개선하였다.
  • 본 논문에서는 Wireless LAN을 ITS에 활용하기 위하여 IEEE 802.11 규격에서 정의된 MAC Layer 계층에서의 사용자 인증 및 데이터 암호 처리에 대한 보안 메커니즘을 제안하여 접속 시간을 단축하는 것에 한정하여 고려하였다. 향후 Wireless LAN을 통한 다양한 ITS 부가서비스 구현을 위해서는 IP 기반의 Layer 3 계층의 핸드오프와 연계하여 인증 및 데이터 보안이 적용 가능하도록 하는 보안 메커니즘 연구가 추가적으로 필요할 것이다.

가설 설정

  • AP에서는 STA과 통신을 하기 전에 초기 기동 과정에서 센터와의 통신을 통하여 STA Vendor에 해당하는 Key Table들을 가지고 있다고 가정한다. Key Table 생성과정은 Key Table Version이 상향 조정된 경우에도 Key Table Update를 위하여 동일한 과정을 거친다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
IEEE 802.11 표준에서 정의된 접속 절차는 어떻게 이루어지나? IEEE 802.11 표준에서 정의된 접속 절차는 <그림 1>과 같이 ① 채널 탐색 과정(Beacon/Probe), ② 인증 과정(Authentication) ③ 연결 설정 과정(Association)으로 이루어진다.
IEEE 802.11i애서는 데이터 보호를 위해 TKIP와 CCMP를 정의하고 있는데, 이 중 CCMP는 어떤 알고리즘을 사용하도록 규정하고 있나? 11i에서는 데이터 보호를 위해 WEP(Wired Equivalent Privacy) 이외에 접속 과정에서 AP와 STA 사이에서 설립된 암호화 키를 사용하는 TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)와 CCMP(Counter mode with CBC-MAC Protocol)를 정의하고 있다. TKIP은 기존의 WEP을 확장하는 방법을 적용하고, 프레임마다 MIC(Message Integrity Code)을 포함하도록 하여 H/W의 변경 없이 구현이 가능하도록 하였으며, CCMP는 CCM 모드를 사용하는 AES(Advanced Encryption Standard) 암호 알고리즘을 사용하도록 규정하고 있다 [5].
IEEE 802.11i 표준에서의 키 교환 절차는 어떤 방식으로 설명되나? IEEE 802.11i 표준에서의 키 교환 절차는 4-Way Handshake 방식으로 설명된다. IEEE 802.
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참고문헌 (6)

  1. IEEE, IEEE Std. 802.11-2007, Part 11 : Wireless LAN Media Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specification, IEEE Std. 801.11, 2007. 

  2. 송창렬, 정병호, 조기환, "무선랜 보안 구조," 정보과학회지, 제20권, 제4호, pp. 5-13, 2002. 4. 

  3. IEEE, Standard for Port Based Network Access Control, IEEE Draft p.802.1X/D11, March. 2001. 

  4. IEEE, Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer(PHY) Specification Amendment 6 : Medium Access Control (MAC) Security Enhancement, IEEE Std 802.11i, July. 2004. 

  5. 강유성, 오경희, 정병호, 정교일, "무선랜 보안 표준 IEEE 802.11i," TTA 저널, no. 99, pp. 123-130, 2005. 5. 

  6. 권정호, 박종태, "IEEE 802.11 무선랜에서 고속 이동성 지원을 위한 사용자 사전 인증 기법," 전자공학회 논문지, 제44권 TC편, 제10호, pp. 191-200, 2007. 10. 

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