[논문]블록체인 기반의 토큰을 이용한 IoT 다단계 인증 시스템

박환; 김미선; 서재현

doi:10.3745/ktccs.2019.8.6.139

블록체인 기반의 토큰을 이용한 IoT 다단계 인증 시스템
IoT Multi-Phase Authentication System Using Token Based Blockchain 원문보기

정보처리학회논문지. KIPS transactions on computer and communication systems 컴퓨터 및 통신 시스템, v.8 no.6, 2019년, pp.139 - 150

박환 (목포대학교 정보보호기술학협동과정) , 김미선 (목포대학교 정보보호학과) , 서재현 (목포대학교 정보보호학과)

초록
AI-Helper

IoT(Internet of Things)는 제한적인 하드웨어 사양과 물리적인 공격을 비롯한 다양한 보안 위협 요인을 잠재적으로 가지고 있으므로 IoT 보안에 대한 중요성이 증가하고 있다. 본 논문은 경량화된 IoT 환경에 적합한 인증 기술에 관한 연구로, 블록체인을 이용하여 다수의 게이트웨이들이 인증 정보를 공유하고, 인증 토큰을 발급하여 상호 인증을 수행하는 시스템을 제안하고자 한다. IoT 노드는 한 게이트웨이로부터 인증 토큰을 발급받음으로써 블록체인 네트워크에 참여한 다른 게이트웨이로부터 재인증을 수행하지 않고 기존 발급 받은 토큰을 사용하여 블록체인 네트워크 내 게이트웨이와 인증을 지속적으로 수행할 수 있다. 한번의 인증만으로 블록체인 네트워크내 다른 장치에 대해 재인증을 수행하지 않으므로 인증 기능을 강화하기 위하여 기기 인증과 메시지 인증으로 구성된 다단계 인증을 제안하였다. 인증 정보를 블록체인 네트워크에 분산 공유함으로써 인증 토큰에 대한 무결성 및 신뢰성을 보장할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

IoT(Internet of Things) security is becoming increasingly important because IoT potentially has a variety of security threats, including limited hardware specifications and physical attacks. This paper is a study on the certification technology suitable for the lightened IoT environment, and we propose a system in which many gateways share authentication information and issue authentication tokens for mutual authentication using blockchain. The IoT node can be issued an authentication token from one gateway to continuously perform authentication with a gateway in the block-chain network using an existing issued token without performing re-authentication from another gateway participating in the block-chain network. Since we do not perform re-authentication for other devices in a blockchain network with only one authentication, we proposed multi phase authentication consisting of device authentication and message authentication in order to enhance the authentication function. By sharing the authentication information on the blockchain network, it is possible to guarantee the integrity and reliability of the authentication token.

주제어

표/그림 (28)

그림 Fig. 1. Token based IoT Muti-phase Authentication Architecture
그림 Fig. 2. Registration Module
그림 Fig. 3. Authentication Token
그림 Fig. 4. Block and Transaction Structure
표 Table 1. Protocol Marking and Description
그림 Fig. 5. Registration Module Protocol Procedure
그림 Fig 6. Phase 1 Authentication Module
그림 Fig. 7. Phase 1 Authentication Protocol Procedure
그림 Fig. 8. Phase 2 Authentication Protocol Procedure
그림 Fig. 9A. Registration Request Messages
표 Table 2. Deployment Environment
그림 Fig. 9B. Sending Registration Permission Message
그림 Fig. 9C. Phase 1 Authentication Request Message
그림 Fig. 9D. Authetication Complete Message
그림 Fig. 9E. Sending Data Message
그림 Fig. 9F. Data Message Confirmation
그림 Fig. 10A. 1st MITM in Regisrtation Module
그림 Fig. 10B. Registration Failed Due To Invalid MI
그림 Fig. 11A. 2nd MITM in Regisrtation Module
그림 Fig. 11B. Registration Failed Due To Invalid y
그림 Fig. 12A. MITM in Phase 1 Authentication Module
그림 Fig. 12B. Phase 1 Authentication Failed Due To Invalid Token
그림 Fig. 13A. MITM in Phase 2 Authentication Module
그림 Fig. 13B. Sending Crafted Data Message
그림 Fig. 13C. Phase 2 Authentication Failed Due To D
그림 Fig. 14A. Protocol Description
그림 Fig. 14B. Specification
그림 Fig. 14C. Verification Results

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	IoT란 무엇인가?	IoT(Internet of Things)는 각종 센서가 부착되어있는 사물에 통신 기술을 사용하여 인터넷에 연결하는 기술로 스마트 팜, 스마트 팩토리, 스마트 헬스, 스마트 홈 등에 적용되어지며, 초연결 사회를 가속화 시키고 있다[1]. 그러나 IoT 기술의 광범위한 적용은 파생 가능한 위험을 내포하고 있으며, 실제로 기존의 인터넷에 비해 훨씬 더 널리 정보 보안 위험을 분산할 수 있다[2, 3].
	퍼블릭 블록체인 기술의 단점을 해결하기 위한 대안은?	비트코인이 채택한 퍼블릭 블록체인 기술은 네트워크 참여에 대한 제한이 없어 누구나 활동할 수 있는 블록체인으로 불특정 다수가 참여하는 네트워크를 유지하고 관리하는데 많은 자원을 투입해야 한다는 문제, 중요 내부 정보가 투명하게 공개되는 문제, 느린처리 속도와 거래자의 익명성 등 여러 가지 단점을 가지고 있다. 이에 대한 대안으로 프라이빗 블록체인 기술이 부각되고 있으며, 신뢰성이 검증된 대상자만 참여하도록 폐쇄적으로 네트워크를 운영하는 블록체인이다
	IoT 환경에서 디바이스에 대한 인증 및 식별이 필요한 이유는?	IoT 환경에서는 악의적 역할을 수행하는 디바이스로 인하여 오동작 혹은 의도하지 않은 기능이 수행되는 것을 방지하기 위해 디바이스에 대한 인증 및 식별이 반드시 필요하다. IoT 디바이스에 대한 인증 및 식별을 위해 사용될 수 있는 기술로서는 인증서를 사용하는 방법, 아이디·패스워드를 이용하는 방법, 그리고 SIM(Subscriber Identity Module)과 같은 식별 장치를 사용하는 방법 등이 있다.

참고문헌 (24)

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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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