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키값 동기된 혼돈계를 이용한 IoT의 보안채널 설계
IoT Security Channel Design Using a Chaotic System Synchronized by Key Value 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.15 no.5, 2020년, pp.981 - 986  

임거수 (배재대학교 AI.전기공학과)

초록
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사물인터넷은 장소나 시간에 제약 없이 센서와 통신 기능이 내장된 사물이 사람과 사물에 상호 작용이 가능하도록 구성된 사물 공간 연결망을 말한다. IoT는 인간의 편의를 위한 서비스 목적으로 개발된 연결망이지만 현재는 전력전송, 에너지관리, 공장자동화와 같은 산업 전반에 그 사용범위가 확대되고 있는 상태이다. 그러나 IoT의 통신프로토콜인 MQTT는 푸시 기술 기반의 경량 메시지 전송 프로토콜로 보안에 취약함을 갖고 있고 이것은 개인정보 침해나 산업정보 유출 같은 위험성이 내재되어 있다고 할 수 있다. 우리는 이런 문제점을 해결하기 위해 경량 메시지전송 MQTT 프로토콜에 서로 다른 혼돈계가 임의의 값으로 동기화되는 특성을 이용하여 보안 채널을 생성하는 동기화 MQTT 보안 채널을 설계하였다. 우리가 설계한 통신 채널은 혼돈 신호의 난수 유사성, 초기치 민감성, 신호의 재생산성과 같은 특성을 이용한 방법으로 잡음 채널에 정보를 전송하는 방법이라고 할 수 있다. 우리가 제시한 킷값으로 동기화된 암호화 방법은 경량 메시지 전송 프로토콜에 최적화된 방법으로 IoT의 MQTT에 적용된다면 보안 채널 생성에 효과적이라고 할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The Internet of Things refers to a space-of-things connection network configured to allow things with built-in sensors and communication functions to interact with people and other things, regardless of the restriction of place or time.IoT is a network developed for the purpose of services for human...

주제어

#사물인터넷   #보안 프로토콜   #혼돈신호   #혼돈 맵  

표/그림 (5)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 사물인터넷의 통신 방법은 푸시기술 기반의 경량화 통신을 사용하고 있기 떄문에 보안에 대한 취약한 특성을 가지고 있다[1-3]. 우리는 이와 같은 사물인터넷의 보안을 강화하기 위해 혼돈계를 이용한 암호화 통신 연구를 진행하고 그 결과를 다음에 보인다. 논문의 2장 사전연구에서는 IoT의 통신 방법과 보안을 강화하기 위한 혼돈계의 특징과 새롭게 설계된 혼돈계에 대한 내용을 보인다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
IoT는 어떠한 목적으로 개발되었는가? 사물인터넷은 장소나 시간에 제약 없이 센서와 통신 기능이 내장된 사물이 사람과 사물에 상호 작용이 가능하도록 구성된 사물 공간 연결망을 말한다. IoT는 인간의 편의를 위한 서비스 목적으로 개발된 연결망이지만 현재는 전력전송, 에너지관리, 공장자동화와 같은 산업 전반에 그 사용범위가 확대되고 있는 상태이다. 그러나 IoT의 통신프로토콜인 MQTT는 푸시 기술 기반의 경량 메시지 전송 프로토콜로 보안에 취약함을 갖고 있고 이것은 개인정보 침해나 산업정보 유출 같은 위험성이 내재되어 있다고 할 수 있다.
본 논문에서 MQTT 프로토콜이 푸시 기술 기반의 경량 메시지 전송 프로토콜로 보안에 취약함을 해결하기 위해 설계한 방법은? 그러나 IoT의 통신프로토콜인 MQTT는 푸시 기술 기반의 경량 메시지 전송 프로토콜로 보안에 취약함을 갖고 있고 이것은 개인정보 침해나 산업정보 유출 같은 위험성이 내재되어 있다고 할 수 있다. 우리는 이런 문제점을 해결하기 위해 경량 메시지전송 MQTT 프로토콜에 서로 다른 혼돈계가 임의의 값으로 동기화되는 특성을 이용하여 보안 채널을 생성하는 동기화 MQTT 보안 채널을 설계하였다. 우리가 설계한 통신 채널은 혼돈 신호의 난수 유사성, 초기치 민감성, 신호의 재생산성과 같은 특성을 이용한 방법으로 잡음 채널에 정보를 전송하는 방법이라고 할 수 있다.
사물인터넷이란? 사물인터넷은 장소나 시간에 제약 없이 센서와 통신 기능이 내장된 사물이 사람과 사물에 상호 작용이 가능하도록 구성된 사물 공간 연결망을 말한다. IoT는 인간의 편의를 위한 서비스 목적으로 개발된 연결망이지만 현재는 전력전송, 에너지관리, 공장자동화와 같은 산업 전반에 그 사용범위가 확대되고 있는 상태이다.
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참고문헌 (12)

  1. S. H. Oh, S. K. Ko, S. C. Son, B. T. Lee, and Y. S. Kim, "IoT Device Management Standard Protocol Trends in Mobile Communications," Electronics and Telecommunications Trends, Trans. Aerospace and Electronic Systems, vol. 30, no. 1, 2015, pp. 94-101. 

  2. Y. H. Jeon, "A Study on the Security Modeling of Internet of Things(IoT)," J. of Korean Institute of Information Technology, vol. 15, no. 12, December. 2017, pp. 17-27. 

  3. J. Y. Ko. So. G. Lee, J. W. Kim, and C. H. Lee, "Technologies Analysis based on IoT Security Requirements and Secure Operation System," j. of The Korea Contents Association, vol. 18, no. 4, March 2018, pp. 164-177. 

  4. N. H. Kim, and C. S. Hong, "Lightweight Cryptography Algorithm basd Secure MQTT Protocol," j. of The Korean Institute of Information Scientists and Engineers, vol. 16, no. 12, December 2016, pp. 757-759. 

  5. N. H. Kim, and C. S. Hong, "Secure MQTT Protocol based on Attribute-Based Encryption Scheme," j. of The Korean Institute of Information Scientists and Engineers, vol. 45, no. 3, December 2018, pp. 195-199. 

  6. G. L. Baker, and J. P. Gollub, Chaotic Dynamics an Introduction. Cambridge University Press, 1996. 

  7. H. G. Schuster, Deterministic Chaos: An Introduction 2nd editionl. Wiley-VCH, 1997. 

  8. E. Ott, Chaose in Dynamical Systems Second Edition. Cambridge University Press, 2002. 

  9. G. -S. Yim, and H. -S. Kim "Chaos-based Image Encryption Scheme using Noise-induced Synchronizaiton," j. of The Korea Society of Computer and Information, vol. 13, no. 5, September 2008, pp. 155-162. 

  10. H. -S. Kim, and G. -S. Yim "Design of a digigal photo frame for close-range security using the chaotic signals synchronization," j. of The Korea Society of Computer and Information, vol. 16, no. 2, February 2011, pp. 201-206. 

  11. G. -S. Yim "IoT MQTT Security Protocaol Design Using Chaotic Signals," j. of The Korea Institute of Information & Electronic Communication Technology, vol. 11, no. 6, December 2018, pp. 778-782. 

  12. G. -S. Yim "RFID Security Protocol Design Using Noise Synchronization of Chaotic Signal," j. of Korean Institute of Information Technology, vol. 16, no. 10, October 2018, pp. 119-123. 

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