IT정보통신 기술의 발달로 인하여 차량통신분야쪽에서 정보, 전자, 통신기술이 융합된 지능형 교통 시스템의 연구가 활발히 진행되고 있다. VANET환경에서는 주로 차량과 차랑간의 통신, 차량과 기반 시설간의 통신을 하고 있으며 교통의 편의성 및 안전성을 제공하고 있다. 효율적인 지능형 차량통신을 구축하기 위해서는 보안 기술이 정립되어야 하고, 정적인 네트워크 환경과는 달리 동적인 고속의 이동성을 가지는 VANET환경에서는 차량 통신간의 무선 보안 위협과 많은 취약점이 존재한다. 그러므로 본 논문에서는 VANET 환경에서 차량의 차대번호를 사용하여 이를 신원기반 암호기술로 암호화 하여 안전한 메시지 통신 프로토콜을 설계한다. 제안하는 프토로콜은 차량의 차대번호와 RSU의 일련번호를 활용하여 차량을 등록하고, 신원기반 암호화 방식의 안전한 통신 프로토코을 설계한다. 성능 평가부분에서는 기존의 VPKI 기술과 비교하여 속도적인 측면에서 약 44%의 감소하였으며, 안전성에서는 인증, 메시기 기밀성 및 프라이버시 위협등을 분석하였다.
IT 정보통신 기술의 발달로 인하여 차량통신분야쪽에서 정보, 전자, 통신기술이 융합된 지능형 교통 시스템의 연구가 활발히 진행되고 있다. VANET환경에서는 주로 차량과 차랑간의 통신, 차량과 기반 시설간의 통신을 하고 있으며 교통의 편의성 및 안전성을 제공하고 있다. 효율적인 지능형 차량통신을 구축하기 위해서는 보안 기술이 정립되어야 하고, 정적인 네트워크 환경과는 달리 동적인 고속의 이동성을 가지는 VANET환경에서는 차량 통신간의 무선 보안 위협과 많은 취약점이 존재한다. 그러므로 본 논문에서는 VANET 환경에서 차량의 차대번호를 사용하여 이를 신원기반 암호기술로 암호화 하여 안전한 메시지 통신 프로토콜을 설계한다. 제안하는 프토로콜은 차량의 차대번호와 RSU의 일련번호를 활용하여 차량을 등록하고, 신원기반 암호화 방식의 안전한 통신 프로토코을 설계한다. 성능 평가부분에서는 기존의 VPKI 기술과 비교하여 속도적인 측면에서 약 44%의 감소하였으며, 안전성에서는 인증, 메시기 기밀성 및 프라이버시 위협등을 분석하였다.
With the development of IT Info-Communications technology, the vehicle with a combination of wireless-communication technology has resulted in significant research into the convergence of the component of existing traffic with information, electronics and communication technology. Intelligent Vehicl...
With the development of IT Info-Communications technology, the vehicle with a combination of wireless-communication technology has resulted in significant research into the convergence of the component of existing traffic with information, electronics and communication technology. Intelligent Vehicle Communication is a Machine-to-Machine (M2M) concept of the Vehicle-to-Vehicle. The Vehicle-to-Infrastructure communication consists of safety and the ease of transportation. Security technologies must precede the effective Intelligent Vehicle Communication Structure, unlike the existing internet environment, where high-speed vehicle communication is with the security threats of a wireless communication environment and can receive unusual vehicle messages. In this paper, the Vehicle Identification number between the V2I and the secure message communication protocol was proposed using hash functions and a time stamp, and the validity of the vehicle was assessed. The proposed system was the performance evaluation section compared to the conventional technique at a rate VPKI aspect showed an approximate 44% reduction. The safety, including authentication, confidentiality, and privacy threats, were analyzed.
With the development of IT Info-Communications technology, the vehicle with a combination of wireless-communication technology has resulted in significant research into the convergence of the component of existing traffic with information, electronics and communication technology. Intelligent Vehicle Communication is a Machine-to-Machine (M2M) concept of the Vehicle-to-Vehicle. The Vehicle-to-Infrastructure communication consists of safety and the ease of transportation. Security technologies must precede the effective Intelligent Vehicle Communication Structure, unlike the existing internet environment, where high-speed vehicle communication is with the security threats of a wireless communication environment and can receive unusual vehicle messages. In this paper, the Vehicle Identification number between the V2I and the secure message communication protocol was proposed using hash functions and a time stamp, and the validity of the vehicle was assessed. The proposed system was the performance evaluation section compared to the conventional technique at a rate VPKI aspect showed an approximate 44% reduction. The safety, including authentication, confidentiality, and privacy threats, were analyzed.
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문제 정의
VANET 환경에서 네트워크를 사용하는 차량들의 프라이버시를 보호하기 위한 목적으로, 익명 키(Anonymous Key)를 통하여 개인 정보 유출에 관한 목적이 있다.
고속으로 이동하는 차량으로부터 메시지를 신속하게 전송하기 위해 연구하는 서비스이다. 이 방식은 공개키 암호 시스템의 공개된 값을 사용하여 사용자의 신원를 식별하는 방법으로 사용한다.
그러므로 본 논문에서는 V2I 기반의 통신 프로토콜에 관하여 연구하고 메시지 정보의 프라이버시를 보호하고 차량과 기반 시설간의 안전한 메시지 전송을 위한 프로토콜을 제안한다.
본 논문에서는 VANET환경에서 차대번호를 활용하여 V2I 구간에서 차량, RSU 인증 및 등록을 제안하였다. 또한 인증 프로토콜에서 해쉬 함수와 타임스탬프를 활용하여 V2I 기반의 통신 프로토콜을 설계 및 구현하였다.
본 절에서는 기존 VANET 통신 암호기술과 제안 프로토콜의 안전성을 분석한다. VANET 통신의 기존 통신 프로토콜과 제안한 프로토콜의 안전성은 아래 Table 5와 같다.
가설 설정
2. Authentication Server는 Vehicular의 차대번호를 Database에 저장하고 있다.
제안 방법
RSUSN과 RSU의 위치 값 RSULocation을 연접하여 생성한 RSUi를 RSU의 ID를 신원기반 암호기법을 활용하여 RSURSU–ID(RSUi)와 Vehicular에게 송신 받은 Ev–id(VINi)값을 같이 Authentication Server로 송신한다.
3 과 같다. V2I 구간에서 차량(Vehicular) A에서 수집한 정보는 RSU를 통해 서비스 인프라의 인증서버에서 인증 및 등록 후 차량(Vehicular) B로 교통 정보(현재 교통 상황, 안전 메시지 등)를 전송하는 메시지 전송 프로토콜을 제안한다.
본 논문에서는 VANET환경에서 차대번호를 활용하여 V2I 구간에서 차량, RSU 인증 및 등록을 제안하였다. 또한 인증 프로토콜에서 해쉬 함수와 타임스탬프를 활용하여 V2I 기반의 통신 프로토콜을 설계 및 구현하였다.
본 논문에서 제안한 V2I 기반 메시지 전송 시스템은 차량 등록 모듈, RSU 관리 모듈 그리고 Authentication Server 모듈을 사용하여 Vehicular와 RSU간 통신구간, RSU와 Authentication Server간 통신구간으로 진행한다. Vehicular에서 메시지 전송을 위한 차량 등록 및 인증 요청 화면은 다음 Fig.
본 절에서는 제안 시스템을 구현하여 VANET 환경의 통신 시스템과 효율성에 관하여 비교분석하였다. 차량 등록 및 인증 효율성 비교분석에서는 제안 프로토콜과 기존 차량통신 인증 기술의 효율성 분석 결과, 대략 2.
사용하여 식별번호를 생성하고, 인증서버에 차량과 RSU의 인증을 요청한다. RSU 관리 모듈은 다음의 Fig.
- 기본 V2I 기반에서는 비인가된 접근 경로를 통하여 DDoS공격에 대한 공격이 노출될 수 있다. 제안 프로토콜에서는 V2I 기반으로 프로토콜을 설계하였고, VTi를 생성하여 검증함으로써 가용성에 대한 공격에 대한 피해를 최소화 한다.
제안하는 프로토콜은 신원 기반 암호기술을 활용 후 V2I 기반 차량 인증 및 등록 프로토콜, 메시지 전송 프로 토콜을 설계한다. 제안 방식은 다음과 같은 조건을 만족한다.
기존 VANET환경에서는 비인가된 접근, 메시지 기밀성 및 무결성, 프라이버시 위협과 다수의 ID, 익명의 ID를 통한 DDOS공격등이 있다. 제안하는 프로토콜은 신원 기반 암호기술을 활용하여 차량의 기밀정보인 차대 번호와 RSU의 일련번호를 전송하여 인증서버에 등록 후 안전한 통신 프로토콜을 설계하였다. 제안한 프로토콜과 기존 프로토콜의 효율성 및 안전성을 비교하였을 때, 기존 차량통신 기술(VPKI) 보다 인증 속도가 44%감소함으로써 효율성 및 안전성이 향상되었다.
차대번호 VINv과 Vehicular가 생성한 난수 R을 해쉬함수를 통해 나온 값 H(Vi–R), 타임스탬프 (TIMESTAMP) 값을 연접하여 생성한 VINi을 차량번호를 신원기반 암호기법을 활용하여 Ev-id(VINi)을 RSU에게 송신한다.
차량번호 VIDA를 활용하여 Vehicular A가 수집한 정보와 차대번호를 연접 후, 암호화하여 VIDA값을 송신한다.
키 길이가 짧으므로 전수조사 공격에서는 위험하지만 공개된 차량 번호, RSU ID와 비공개된 차대번호, RSU S/N을 활용하여 통신함으로써 안전한 통신을 설계하였다.
이론/모형
신원기반 암호방식의 수학적 구조는 bilinear map 함수를 사용하며, 이 함수는 다음과 같은 공식으로 나타낸다.
성능/효과
3. Vehicular, RSU, Authentication Server는 V2I 통신으로 신원기반 암호기술을 활용하여 메시지 암·복호화가 가능하다.
- 차량의 OBU 또는 RSU에서 무선통신을 활용하여 소프트웨어 업데이트에 의한 데이터 송수신과정에서 기밀성에 대한 위협을 받을 수 있다. 그러나 제안하는 프로토콜은 신원기반 암호기술을 활용하여 안전하게 메시지를 전송하므로 데이터 기밀성의 보호가 가능하다.
제안 프로토콜은 VPKI 방식에 비해 전체 송수신 소요 시간이 대략 44% 감소하였다. PKI(Private Key 2048)보다 신원기반 암호기술(Private Key 388)을 활용함으로써 소요시간 감소 및 인증 효율성이 증가한다.
제안하는 프로토콜에서 차량번호, RSU의 ID, 차대번호, Serial Number를 활용하여 EV–id(VINi), RSURSU–ID(RSUi)메시지를 전송함으로서 메시지의 무결성이 안전하다.
제안하는 프로토콜은 신원 기반 암호기술을 활용하여 차량의 기밀정보인 차대 번호와 RSU의 일련번호를 전송하여 인증서버에 등록 후 안전한 통신 프로토콜을 설계하였다. 제안한 프로토콜과 기존 프로토콜의 효율성 및 안전성을 비교하였을 때, 기존 차량통신 기술(VPKI) 보다 인증 속도가 44%감소함으로써 효율성 및 안전성이 향상되었다.
본 절에서는 제안 시스템을 구현하여 VANET 환경의 통신 시스템과 효율성에 관하여 비교분석하였다. 차량 등록 및 인증 효율성 비교분석에서는 제안 프로토콜과 기존 차량통신 인증 기술의 효율성 분석 결과, 대략 2.3배의 성능 차이가 난다.
후속연구
향후에는 본 논문에서 제안한 V2I 기반의 통신 프로토콜 뿐아니라, V2X기반의 효율성 있고 안전한 통신 프로토콜에 대한 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
VANET이란?
VANET은 IEEE 802.11 기반의 무선 네트워크 기술로 모바일, 센서, Ad-hoc 네트워크 등과 같은 다양한 정보 통신 기술이 융합된 기술이다. 기존 VANET은 위치 탐색이나 경로 설정 등과 같은 단순한 기능 제공 중심이었으나, 최근에는 돌발 상황 알림, 도로 교통 정보 제공 기능과 다양한 서비스가 증가하고 있다.
VANET는 어디에 설치가 되어있는가?
VANET은 이동하는 차량 내에 설치되어 동작하는 통신 모듈인 OBU(On Board Unit)와 도로변에 설치되어 주행 중인 차량이 네트워크 액세스 노드를 이용해 통신 서비스를 이용할 수 있는 기반 시설인 RSU(Road Side Unit)로 구성되어 있다.
통신 개체는 유일한 ID를 가져야 하는 이유는?
VANET에서 통신 개체(OBU, RSU)는 자신의 ID가 정당한 소유자를 인증해야 하고 이를 개체 인증(Entity Authentication)이라 한다. 따라서, 통신 개체는 유일한 ID를 가져야 한다.
참고문헌 (14)
Young-ho Park. "Vehicle Registration Protocol for Secure Communication in VANET Environment". KSIIS Vol 15 No. 4. 2010.
Sang Woo Lee. "Vehicle Communication Security Technology Trens, vol.1556. 2012.
Won-Woo Lim. "Reduced RSU-dependency Authentication Protocol to Enhance Vehicle Privacy in VANET". Kiisc Vol21 No.6. 2011.
Soo Hwan Jung. "Vehucle Network Security Issue and Technology Trends". kmms Vo.l12 No.4. 2008.
Soo Hwan Jung. "A Study on Security Framework and Protocol for VANET". NRF. 2010.
Tae Wook Hwang. "IT Convergenc based V2X Vehicle Communication Technology Trends". Journal of Communications & Radio Spectrum , 2012.
TTAS.KO-06.0025_R1. "Standard of DSRC Radio Communication between Road-side Equipment and On-board Equipment in 5.8 GHz band". TTA. 2006.
TTAK.KO-06.0193. "Vehicle-to-Vehicle Communication System Stage2: Architecture". TTA, . 2008.
TTAK.KO-12.0208. "Security Requirements for Vehicle-to-Vehicle Communication". TTA. 2012.
Marc Joye, "ID-based Secret-Key Cryptography", 1998.
N Bissmeyer. "Security Requirements of Vehicle Security Architecture". PRESERVE project. 2011.
P.Padadimitratos. "Secure Vehicular Communication Systems: Design and Archiectrue". IEEE Communications Magazine Volume 46 Issue 11. 2008. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/MCOM.2008.4689252
S.Y. Wang and Y.W. Li, "Evaluations of Intelligent Traffic Signal Control Algoritms under Realistic Landmark-based Traffic Patterns over the NCTUns Network Simulator," IEEE ITSC. 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/ITSC.2012.6338620
Xiaoting Sun. "Secure Vehicular Communications Based on Group Signature and ID-based Signature Scheme". ICC '07. IEEE International Conference on Communications. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/ICC.2007.258
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