[논문]인증 URL 기반의 스마트 포스터 인증기법

이재철; 박창섭

인증 URL 기반의 스마트 포스터 인증기법
Smart Poster Authentication Scheme based on Authentication URL 원문보기

융합보안논문지 = Convergence security journal, v.14 no.7, 2014년, pp.91 - 99

이재철 (단국대학교 일반대학원 소프트웨어보안전공) , 박창섭 (단국대학교 컴퓨터과학과)

초록
AI-Helper

NFC(Near Field Communication)는 13.56MHz 주파수 대역에서 기기 간 데이터 교환 무선 통신기술이다. NFC Forum에서는 NFC Device와 NFC Tag간 데이터 교환을 위한 메시지 형식인 NDEF(NFC Data Exchange Format), 메시지 내의 탑재 가능한 레코드 유형을 정의한 NFC RTD(Record Type Definition), 기존의 종이포스터를 대체할 Smart Poster RTD, 레코드의 진위성과 무결성을 보장하기 위한 Signature RTD를 정의하였다. 그러나 기존 스마트 포스터 인증기법은 가장 빈번하게 일어나는 스마트 포스터 인증 과정에서 방대한 보안 기반구조인 PKI(Public Key Infrastructure) 및 인증서를 통해 스마트 포스터의 공개키 유효성을 확인하는 과정과 인증경로 상에 있는 인증서를 포함한다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 스마트 포스터 인증과정에서 PKI와 인증서를 사용하지 않고 인증 URL, 서명, 공개키를 통해 스마트 포스터의 공개키의 유효성을 확인하여 스마트 포스터를 인증하는 기법을 제안하고 구현하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

NFC(Near Field Communication) is a wireless data exchange technology in 13.56MHz frequency band between devices. The NFC Forum defines the NDEF(NFC Data Exchange Format) exchanging data format between NFC devices and NFC Tags, the NFC RTD(Record Type Definition) defining the record types in the NDEF messages, the Smart Poster RTD in order to replace current paper posters and the Signature RTD to ensure the authenticity and integrity for NDEF records. But the previous smart poster authentication scheme have the weaknesses of using the PKI(Public Key Infrastructure) with certificates to verify the public key for the smart poster authentication and requiring the additional storage capacity of NFC tags for the authentication path. Therefore in this paper we propose a smart poster authentication scheme and implementation based on the authentication URL, a digital signature and a public key without the PKI and certificates for the smart poster authentication.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문은 PKI와 인증서를 사용하지 않는 스마트 포스터 인증기법을 설계하고 구현하였다. 본 제안기법에서는 제안기법 내의 일회성 등록과정 즉, 스마트 포스터 게시자 등록 및 스마트 포스터 등록과정에서 PKI와 X.
이에 본 논문에서는 PKI와 인증서를 사용하지 않고 인증 URL, 공개키, 서명을 통하여 스마트 포스터의 진위성과 무결성을 보장하는 스마트 포스터 인증 기법을 제안한다. 본 논문의 구성은 다음과 같다.

가설 설정

제안기법은 다음을 가정한다. 스마트 포스터 게시자는 다수의 스마트 포스터를 가질 수 있고 각 스마트 포스터에 대한 공개키-개인키 쌍을 가진다.

제안 방법

그 다음, P로부터 받은 CertP와 A가 유지하는 CertP′가 일치하는지 비교 후 PKA로 검증한다.
스마트 포스터 게시자는 자신의 개인키로 Smart Poster 레코드를 서명하고 Root CA 인증서를 제외한 인증서 체인을 포함하여 Signature 레코드를 생성한다. 그 후 스마트 포스터 게시자는 Smart Poster 레코드와 Signature 레코드로 구성된 NDEF 메시지를 생성하여 NFC Tag에 NDEF 메시지를 기록한다. NFC Device 는 NFC Tag에 기록된 NDEF 메시지를 받아 Smart Poster 레코드와 Signature 레코드로 분리한 후에 Root CA의 인증서를 받아 Signature 레코드의 인증서 체인을 검증한다.
만약, 서명검증이 실패할 경우 인증 URL 요청을 하지 않고 종료한다. 그 후 스마트 포스터 취급기관의 웹 애플리케이션은 인증 URL에 포함된 스마트 포스터 게시자의 식별자와 공개키를 해시함수에 적용한 해시 값을 통해 스마트 포스터 데이터베이스에 질의한다. 질의 결과로 올바른 식별자와 해시 값이 존재하는 경우에 웹 애플리케이션은 스마트 포스터의 컨텐츠를 응답하고 (그림 10)에서와 같이 NFC Device는 해당 컨텐츠를 표시한다.
509v3 인증서를 적용하였다. 그러나 실제로 스마트 포스터 인증기법이 사용될 때 가장 빈번하게 발생하는 과정은 스마트 포스터 인증과정이기 때문에 방대한 보안기반구조인 PKI와 인증서를 사용하지 않고 인증URL을 통하여 스마트 포스터의 공개키의 유효성을 확인하여 스마트 포스터를 인증하였다.
본 장에서는 제안기법을 위한 용어정의 및 PKI를 사용하지 않고 스마트 포스터의 진위성과 무결성을 보장하는 인증기법을 제안한다. 제안기법은 인증 URL정의, 스마트 포스터 게시자 등록, 스마트 포스터 등록, 스마트 포스터 인증으로 구성된다.
본 논문은 PKI와 인증서를 사용하지 않는 스마트 포스터 인증기법을 설계하고 구현하였다. 본 제안기법에서는 제안기법 내의 일회성 등록과정 즉, 스마트 포스터 게시자 등록 및 스마트 포스터 등록과정에서 PKI와 X.509v3 인증서를 적용하였다. 그러나 실제로 스마트 포스터 인증기법이 사용될 때 가장 빈번하게 발생하는 과정은 스마트 포스터 인증과정이기 때문에 방대한 보안기반구조인 PKI와 인증서를 사용하지 않고 인증URL을 통하여 스마트 포스터의 공개키의 유효성을 확인하여 스마트 포스터를 인증하였다.
먼저, 스마트 포스터 게시자 등록, 스마트 포스터 등록, 스마트 포스터 인증과정을 거친다. 본 제안기법의 구현은 TLS(Transport Layer Security)[8]를 통하여 대칭키 암호화 및 keyed MAC(Message Authentication Code)으로 연결의 기밀성과 무결성을 보장한다. 따라서, 스마트 포스터 게시자와 스마트 포스터 취급기관 및 NFC Device와 스마트 포스터 취급기관 사이는 기밀성과 무결성이 보장되는 안전한 채널이다.
[5]에서는 Signature 레코드의 서명방식 때문에 발생하는 부분서명, 인증서 및 서명의 검색에 필요한 URI의 진위성과 무결성을 보장하지 않는 취약점이 발생한다. 위 취약점에 대한 해결책으로 LENGTH 필드 총합에 서명적용 및 관련있는 NDEF 레코드의 의미단위당 하나의 서명강제, 인증서와 서명의 URI참조 불허를 각각 제안하였다. 또한, [6]에서는 부분서명 취약점을 해결하기 위해 NDEF 레코드 헤더의 첫 바이트에 TNF를 제외한 비트를 마스크한 TNBF를 정의하여 TNF를 서명에 적용하고 NDEF 메시지의 총 페이로드 길이를 서명에 적용시키는 해결책을 표준의 개정안으로 제안하였다.
제안기법은 PKI를 사용하지 않고 스마트 포스터 취급기관의 인증 URL 요청을 통해 스마트 포스터 공개키의 유효성을 확인하여 스마트 포스터를 인증한다. 인증서가 필요하지 않기 때문에 인증서 체인 검증과정이 불필요하다.
제안기법은 인증 URL정의, 스마트 포스터 게시자 등록, 스마트 포스터 등록, 스마트 포스터 인증으로 구성된다. 제안기법은 스마트 포스터 게시자 등록과 스마트 포스터 등록 과정에서 PKI를 사용한다.
본 장에서는 제안기법을 위한 용어정의 및 PKI를 사용하지 않고 스마트 포스터의 진위성과 무결성을 보장하는 인증기법을 제안한다. 제안기법은 인증 URL정의, 스마트 포스터 게시자 등록, 스마트 포스터 등록, 스마트 포스터 인증으로 구성된다. 제안기법은 스마트 포스터 게시자 등록과 스마트 포스터 등록 과정에서 PKI를 사용한다.
제안기법의 구현에서는 TLS, 디지털 서명, RSA 공개키 알고리즘, SHA-256해시 알고리즘을 적용하여 기밀성, 진위성, 무결성을 제공하며 스마트 포스터 취급기관, 스마트 포스터 게시자, NFC Device에서 사용하는 모든 애플리케이션을 구현하여 스마트 포스터 인증 프레임워크를 구축하였다.

대상 데이터

본 구현 시스템 구성요소는 (그림 8)에서와 같이 스마트 포스터 취급기관, 스마트 포스터 게시자, NFC Device와 NFC Tag로 구성되어있다. 먼저, 스마트 포스터 취급기관과 스마트 포스터 게시자 그리고 NFC Device 간의 통신은 TLS 1.

성능/효과

인증서 체인 검증을 통해 스마트 포스터 게시자 인증서의 서명 검증용 공개키의 유효성을 확인할 수 있다. 유효성이 확인된 서명 검증용 공개키를 통해 서명을 검증함으로써 Smart Poster 레코드의 진위성과 무결성이 보장된다.
NFC Device 는 NFC Tag에 기록된 NDEF 메시지를 받아 Smart Poster 레코드와 Signature 레코드로 분리한 후에 Root CA의 인증서를 받아 Signature 레코드의 인증서 체인을 검증한다. 인증서 체인 검증을 통해 스마트 포스터 게시자 인증서의 서명 검증용 공개키의 유효성을 확인할 수 있다. 유효성이 확인된 서명 검증용 공개키를 통해 서명을 검증함으로써 Smart Poster 레코드의 진위성과 무결성이 보장된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	NFC는 무슨 기술인가?	NFC(Near Field Communication)는 13.56 MHz 주파수 대역에서 10cm 이내의 기기 간 데이터 교환 무선 통신기술로 2003년 ISO/IEC 18092로 표준화 되었다. NFC Forum에서는 NFC Device와 NFC Tag 간 데이터 교환을 위한 NDEF(NFC Data Exchange Format) 메시지 형식[1] 과 메시지 내에 탑재 가능한 레코드들을 정의한 NFC RTD(Record Type Definition) 유형[2]을 발표하였다.
	RTD 유형에는 어떤 것이 있는가?	RTD 유형에는 URI 레코드, Text 레코드. 그리고 기존의 종이 포스터를 대체하는 Smart Poster 레코드[3] 및 Signature 레코드[4] 등이 있다. 특히, Signature 레코드는 NDEF 메시지를 구성하는 레코드들에 대한 진위성(authenticity)과 무결성(integrity)을 보장하기 위해 PKI(Public Key Infrastructure)에 기반을 두고 있다.
	Signature 레코드 방식을 이용할 때 추가적으로 필요한 것은?	Signature 레코드는 CA(Certificate Authority), 인증서(certificate), 디지털 서명(digital signature)을 사용하여 NDEF 메시지에 캡슐화 되어있는 하나 이상의 레코드에 대하여 진위성과 무결성을 보장한다. 그러나 기존 스마트 포스터 인증기법을 이용하기 위해서는 방대한 보안기반구조인 PKI가 필요하고, 인증 경로상의 모든 인증서를 포함해야 하므로 제안기법에 비하여 NFC Tag의 추가적인 저장 공간이 요구된다.

참고문헌 (8)

NFC Forum, 'NFC Data Exchange Format (NDEF) Technical Specification', 2006.
NFC Forum, 'NFC Record Type Definition Technical Specification', 2006.
NFC Forum, 'Smart Poster Record Type Definition Technical Specification', 2006.
NFC Forum, 'Signature Record Type Definition Technical Specification', 2010.
M. Roland, "Security & Privacy Issues of the Signature RTD", 2012.
M. Q. Saeed and C. D. Walter, "An Attack on Signed NFC Records and Some Necessary Revisions of NFC Specifications", International Journal for Information Security Research(IJISR), Vol. 2, pp. 325-334, 2012.
T. Rosati and G. Zaverucha, "Elliptic Curve Certificates and Signatures for NFC Signature Records", 2011.
T. Dierks and E. Rescorla, "The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.2", IETF RFC 5246, Aug. 2008.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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