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VANET에서 카운팅 블룸 필터를 사용한 효율적인 그룹 키 관리 기법
An Efficient Group Key Management Scheme using Counting Bloom Filter in VANET 원문보기

융합보안논문지 = Convergence security journal, v.13 no.4, 2013년, pp.47 - 52  

이수연 (백석문화대학교 인터넷정보학부) ,  안효범 (공주대학교 정보통신공학부)

초록
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VANET(Vehicular Ad-hoc Network)은 원활한 교통 소통, 사고 방지 등 여러 가지 편리한 기능들을 제공하지만 그 기반을 애드혹 네트워크에 두고 있기 때문에 애드혹 망에서 발생하는 보안 문제를 가지고 있다. VANET에서 사용자의 프라이버시를 보호하기 위해 그룹 서명방식 등이 연구되어졌다. 그러나 그룹 간에 그룹 키 생성 단계 및 그룹 키 갱신단계에서 RSU(Road-Side Unit) 및 차량의 계산상 오버헤드가 발생한다. 본 논문에서는 효율적인 그룹 키 관리 기술을 제안한다. 즉, 그룹 키 생성 및 갱신 단계에서 CBF(Counting Bloom Filter)를 사용하므로 RSU 및 차량의 계산상 오버헤드를 감소시킨다. 또한, RSU와 차량에서 그룹 키를 자체적으로 갱신하여 관리하는 기법이다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

VANET(Vehicular Ad-hoc Network) is a kind of ad hoc networks which is consist of intelligence vehicular ad nodes, and has become a hot emerging research project in many fields. It provides traffic safety, cooperative driving and etc. but has also some security problems that can be occurred in genera...

주제어

#VANET   #Counting Bloom Filer   #Group Key Management  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 하지만 관련된 연구에서 제시된 기법은 그룹 키 생성 단계 및 그룹 키 갱신 단계에서 그룹 관리자(RSU) 및 차량의 계산상 오버헤드가 발생하는 문제점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 카운팅 블룸 필터(CBF : Counting Bloom Filter)를 사용하여 효율적인 그룹 키 관리 기법을 제안한다.
  • 본 논문에서는 VANET에서 프라이버시를 보호하기 위한 효율적인 그룹 키 관리 기법을 소개하였다. 제안 된 기법은 CBF(Counting Bloom Filter)를 사용하여 그룹 키 생성 및 갱신 단계에서 그룹 관리자(RSU)와 차량(V)에서 해쉬함수와 비트 열 계산만을 수행하여 그룹 키 인증이 가능하여졌다.
  • 따라서 그룹 기밀통신의 안전성과 그룹 관리자 및 차량의 통신 오버헤드는 trade-off 관계로 정의하였지만 안전한 그룹 기밀 통신을 위한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 CBF를 활용 하여 차량과 RSU가 자체적으로 그룹 키를 생성하고 관리하는 효율적인 그룹 키 관리 기술을 제안한다.

가설 설정

  • RSU는 등록과정을 통해 개인키를 생성 받게 되고 차량은 TA로부터 받은 계산 값을 이용하여 개인키를 생성하게 된다. 차량과 RSU 각각 TA의 등록과정은 안전한 네트워크상에서 이루어진다고 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
차량 애드혹 네트워크은 어떤 보안 요구사항에 대하여 고려하여야 하는가? ▪ 인증(Authentication) 차량 메시지에 대한 출처가 정당한 사용자라는 것을 검증할 수 있어야 하며, 전송되는 메시지는 중간에 위조 및 변조 되지 않았음을 확인 할 수 있어야 한다. ▪조건부 프라이버시 (Conditional Privacy) 차량 메시지의 출처에 대해서 제 3자가 알 수 없어야하고, 분쟁이 발생할 경우 서명된 메시지를 신뢰할 수 있는 제 3의 기관이 개봉하여 신분을 확인 할 수 있어야 한다. ▪부인 방지 (Non-repudiation) 분쟁과 연관된 차량이 보낸 메시지에 대해서 부인하거나 반박할 수 없도록 보장되어야 한다. ▪키 교환 (Key Exchange) 기밀 통신을 요구하는 차량은 기밀 통신을 원하는 차량과 상호 신분 확인 후, 데이터를 보호할 수 있는 세션 키를 생성해야 하며, 생성된 세션 키는 다양한 공격으로부터 안전해야 한다.
차량 애드혹 네트워크이란 무엇인가? 차량 애드혹 네트워크 (Vehicular Ad-hoc NETwork; VANET)는 MANET (Mobile Ad-hoc NETwork)의 한 형태로 다수의 차량이 무선통신을 이용하여 차량과 차량 (Vehicular to Vehicular: V2V) 또는 차량과 기지국(Vehicular to Interface: V2I)의 네트워킹을 자율적으로 형성하는 차세대 네트워킹 기술이다. VANET에서 제공되고 있는 차량 통신은 교통정보 제공 서비스, 인터넷 접속 서비스, 엔터테인먼트 서비스 등을 주목적으로 V2I통신이 활용되며 차량안전 관리 정보 교환, 교차로 진입 제어, 차량 주변의 상황을 고려한 실시간 서비스 등을 주목적으로 하는 V2V통신이 이용된다.
CBF는 무엇을 나타내는가? CBF는 블룸필터의 단점이었던 항목의 삽입과 삭제를 표현하기 위해 비트벡터의 비트를 카운터로 변경하여 해당 위치에 몇 개의 항목이 입력되었는지를 나타낸다. CBF는 불룸 필터와 동일한 구조에서 카운터만 추가되었으므로 긍정오류의 발생비율이 동일 하다.
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참고문헌 (7)

  1. M..raya and J.Hubaux, "Securing vehicular ad hoc networks," J. of Computer Security, vol. 15, no. 1, pp. 39-68, Jan.2007 

  2. X. Lin, X. Sun, P,-H, Ho and X. Shen, "GSIS: A Secure and Privacy Preserving Protocol for Vehicular Communications", IEEE Trans, on Vehicular Technology, vol, 56, no.6, pp.3442-3456, 2007. 

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  3. D. Boneh and H. Shacham,"Group signatures with verifier-local revocation," CCS 2004, pp.168-177 ,2004 

  4. 6. A. Broder and M. Mitzenmacher. Network applications of Bloom filters: A survey. Internet Mathematics, 1(4):485-509, 2004. 

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  5. B. Chazelle, J. Kilian, R. Rubinfeld, and A. Tal," The bloomier filter : an efficient data structure for static support lookup tables," in SODA '04: Proceedings of the fifteenth annual ACM-SIAM symposium on Discrete algorithms, (Philadelphia, PA, USA), pp.30-39, Society for Industrial and Applied Mathematics, 2004. 

  6. B. Chazelle, J. Kilian, R. Rubinfeld, and A. Tal," The bloomier filter : an efficient data structure for static support lookup tables," in SODA '04: Proceedings of the fifteenth annual ACM-SIAM symposium on Discrete algorithms, (Philadelphia, PA, USA), pp.30-39, Society for Industrial and Applied Mathematics, 2004. 

  7. B. H. Bloom, "Space/time trade-offs in hash coding with allowable errors," Communications of the ACM, vol.13, pp.422-426, 1970. 

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