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전술 무선 네트워크에서 고비밀성 정보 공유를 위한 위치 종속적 그룹키 관리 기법
A Location Dependent Group Key Management Scheme for High Confidential Information in Tactical Wireless Networks 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.21 no.5, 2018년, pp.658 - 664  

이종관 (육군사관학교 사이버전 연구센터) ,  신규용 (육군사관학교 사이버전 연구센터) ,  김경민 (육군사관학교 사이버전 연구센터)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we propose a group key management scheme for very high confidential information in tactical wireless networks. For the proposed scheme, we consider the tactical networks that has a hierarchical topology and the nature of high confidential information. The leader node, which may have h...

주제어

#그룹키   #전술 무선 네트워크   #송신출력   #위치 종속   #고비밀성 정보  

표/그림 (5)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 계층화된 네트워크에서 매우 높은 신뢰성과 안전성이 요구되는 비밀 정보를 공유하기 위한 그룹키 관리 기법을 제안하였다. 제안한 기법은 계층화된 전술 네트워크 구조의 특성, 노드들간의 채널 환경, 비밀정보의 유통 경로, 고비밀성 정보의 특징 등을 고려하여, 각 멤버 노드가 위치하는 지역에 따라 개별적으로 그룹키를 생성하고 채널 환경이 가장 우수한 리더 노드가 지역별 그룹키를 이용하여 서로 다른 송신출력으로 비밀정보를 멤버들에게 전송한다.
  • 본 논문에서는 이러한 전술 무선 네트워크의 특징을 고려하여 리더 노드를 기준으로 멤버 노드들이 이격된 거리에 기반한 그룹키 관리 기법을 제안한다. 제안한 기법은 리더 노드의 지휘통제가 적용될 수 있는 멤버들에게만 멤버 노드의 위치에 따라 그룹키를 별도로 생성하고 리더 노드의 송신출력을 최소화함으로써 비밀정보 공유의 신뢰성과 안정성을 향상시킨다.

가설 설정

  • 첫째, 비인가자에게 노출되면 치명적인 영향을 미칠 수 있는 정보로서 비밀성이 매우 높다. 둘째, 정보 생성 주기가 매우 길다. 즉 전송해야하는 빈도가 적다는 것이다.
  • 성능분석을 위해 리더 노드 중심으로 멤버 노드들이 uniform하게 분포한다고 가정한다. 또한 최대 전송출력(PWN)일 때의 전송반경을 RN이라 하고 전송출력이 한 단계 하향될 때 마다 전송반경은 RN/N 만큼씩 감소하는 시스템을 가정한다.
  • 본 논문에서는 전술 네트워크와 같이 계층화되어있는 네트워크 구조를 가정한다. 단위 그룹의 네트워크마다 리더 노드가 존재하여 이 리더 노드들은 다시 상위 그룹의 네트워크를 형성하며, 이 네트워크에도 리더 노드가 존재한다.
  • 성능분석을 위해 리더 노드 중심으로 멤버 노드들이 uniform하게 분포한다고 가정한다. 또한 최대 전송출력(PWN)일 때의 전송반경을 RN이라 하고 전송출력이 한 단계 하향될 때 마다 전송반경은 RN/N 만큼씩 감소하는 시스템을 가정한다.
  • s∈U는 네트워크의 모든 노드들에게 송신해야하는 비밀정보를 보유한 노드이다. 지리적으로 가까운 노드라 하더라도 노드 사이의 지형지물로 인해서 노드들간의 연결은 항상 보장되지는 않는다고 가정한다. 또한 멤버 노드는 멤버 노드들간의 채널보다 리더 노드와의 채널을 우선시 하며 필요에 따라 리더 노드와의 채널을 위해 타 멤버 노드와의 채널을 희생시킨다.
  • 본 논문에서 고려하는 비밀정보의 특징은 다음과 같다. 첫째, 비인가자에게 노출되면 치명적인 영향을 미칠 수 있는 정보로서 비밀성이 매우 높다. 둘째, 정보 생성 주기가 매우 길다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전술 무선 네트워크에서 멤버들간의 정보 송수신이 필수적이지 않기에 갖는 특징은 무엇인가? 그런데 멤버들간의 정보 송수신은 통상 작전 수행을 위한 필수적인 요소는 아니다. 따라서 전술 상황에서는 리더 노드와멤버 노드들간의 데이터 송수신이 양호하도록 네트워크가 구성된다. 반면 멤버 노드와 멤버 노드간의 데이터 송·수신은 리더 노드와 멤버 노드들간의 채널을 보장하기 위해 희생될 수 있다. 이것은 전술 네트워크 운용 목적 및 데이터의 흐름을 고려했을 때 자연스러운 것이다.
전술 무선 네트워크와 일반 무선 네트워크의 차이점은 무엇인가? 전술 무선 네트워크는 운용 환경, 구성, 데이터 흐름,단말의 이동성 측면에서 일반적인 무선 네트워크와 구분되는 분명한 특징이 있다. 따라서 그룹키 관리기법도 이러한 특징을 고려하여 설계되어야 할 것이다.
전술 네트워크에서 송수신되는 형태에 대해 설명하시오. 다시 말해, 리더 노드와 멤버 노드간의 무선채널은 멤버 노드들 간의 무선채널보다 중요하다. 전술 네트워크에서 송수신되는 형태를 살펴보면, 통상 리더는 멤버들에게 지휘 및 통제를 위한 명령, 지시와 관련된 필수적인 정보를 멤버들에게 전송하고, 멤버노드는 리더 노드로부터 수신한 명령의 수행 상황이나 결과를 리더 노드에게 보고한다. 그런데 멤버들간의 정보 송수신은 통상 작전 수행을 위한 필수적인 요소는 아니다.
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참고문헌 (12)

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  12. T. Aurisch, "Optimization Techniques for Military Multicast Key Management," IEEE Milcom 05, 2005. 

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