[논문]DID 기술에 기반 한 분산 신원 인증 시스템

시정; 신승수; 한성화

doi:10.33778/kcsa.2023.23.4.017

DID 기술에 기반 한 분산 신원 인증 시스템
Distributed Identity Authentication System based on DID Technology 원문보기

융합보안논문지 = Convergence security journal, v.23 no.4, 2023년, pp.17 - 22

초록
AI-Helper

전통적인 인증 시스템은 중앙 집중식 신원 관리 시스템에서 일반적으로 사용자 이름과 비밀번호를 입력하는 방식으로 인증한다. 이러한 인증 방식의 불편함을 개선하기 위해, 분산신원기술을 사용하여 탈중앙화신원증명(DID : Decentralized Identifier)에 기반 한 분산신원인증 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 QR 코드 스캔 방식으로 로그인하는 방식으로 분산 신원인증 시스템이다. 블록체인 기술을 사용함으로써 사용자 신원의 고유성과 안전성을 보장할 수 있어 로그인 과정에서 보안성이 향상된다. 제안한 시스템은 DID를 사용하고 InterPlanetary File System(IPFS)를 통합하여 조직 구성원의 신원 정보를 안전하게 비공개로 관리한다. 본 연구에서 제안하는 분산 신원 인증 시스템을 사용하면, 조직 구성원의 보안 및 개인 신원 관리를 효과적으로 수행할 수 있다. 본 연구에서 제안하는 시스템을 활용하기 위해 솔루션으로 확장하기 위한 연구가 필요하다.

Abstract ▼ AI-Helper

Traditional authentication systems typically involve users entering their username and password into a centralized identity management system. To address the inconvenience of such authentication methods, a decentralized identity authentication system based on Distributed Identifiers(DID) is proposed, utilizing decentralized identity technology. The proposed system employs QR code scanning for login, enhancing security through the use of blockchain technology to ensure the uniqueness and safety of user identities during the login process. This system utilizes DIDs and integrates the InterPlanetary File System(IPFS) to securely manage organizational members' identity information while keeping it private. Using the distributed identity authentication system proposed in this study, it is possible to effectively manage the security and personal identity of organization members. To improve the usability of the system proposed in this study, research is needed to expand it into a solution.

주제어

표/그림 (3)

그림 (그림 1) Certification Registration Process
그림 (그림 2) System Structure
그림 (그림 3) Sequence Diagram

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 논문에서는 DID를 사용하여 조직 구성원의 고유하고 검증 가능한 식별자를 생성하고 관리할 수 있는 DID 기술에 기반 한 분산신원인증 시스템을 제안한다.
본 논문에서는 블록체인, DIDs 및 IPFS에 기반 한 탈중앙화된 분산신원인증 시스템은 조직의 신원관리에 안전하고, 확장 가능하며, 개인 정보보호를 제공하는 해결책을 제공한다.

제안 방법

인터플래네타리 파일 시스템(IPFS : InterPlanetary File System)은 증명서 및 성적표와 같은 대량의 신원관련 파일을 효율적으로 저장하고 검색하는 데 사용된다[3,4]. 분산 신원인증 및 분산 저장기술을 활용하여, 신원관리 기관을 신원발급 및 권한 있는 검증자로, 사용자를 신원 소지자 및 컨트롤러로, 리소스 응용 계열을 신원 검증자로 사용하여, 신원발급, 제어, 인증 및 공동 유지 메커니즘에서 신원인증 시스템을 구축한다[5].
4. 분석

분산신원기술에 기반 한 분산신원인증 시스템은 보안, 가용성 및 확장성 측면에서 분석한다.
분산신원인증 시스템은 블록체인 기술과 IPFS를 기반으로 한 DID 서비스를 사용하여 조직의 구성원에 대한 분산신원인증 시스템의 아키텍처를 설계한다. 분산신원인증 시스템을 분석하기 위해 조직을 대학을 대상으로 설계했다.
관리자는 신원 발행자의 관리, 시스템의 데이터 구조, 메타데이터 의미, 알고리즘 선택, 규격 적용 및 수정, 기능 정의 등의 편성, 발행 및 반복 등을 담당한다. 신원 발행자(Issuer)는 인증기관이 담당하며, 시스템 내 사용자의 DID, VC의 초기 및 요청에 따른 생성, 발급 및 철회를 담당하며, 구성원의 신원과 탈중앙화된 디지털 신원 간의 신용 루트를 구축한다. 신원 소유자(Holder)는 디지털 신원을 가진 사용자가 담당하며, 자신의 VC와 DID 등의 관리를 담당하며, 다양한 검증 시나리오에 따라 다른 DID, VP를 독립적으로 생성하고, VC 등의 접근 권한을 부여한다.
조직 구성원의 신원 관리 시스템을 잘 구현하기 위해, 블록체인 기반의 분산인증시스템을 고려할 수 있다. 이러한 시스템은 분산신원식별자(DID) 및 검증 가능한 자격증명(VC) 기술을 활용하여 안전하고 프라이버시 보호가 가능하며 사용자 중심의 신원관리 솔루션을 제공한다. 또한, IPFS를 블록체인 기술과 결합하여 분산 저장하고 데이터 저장 및 검색 효율성을 향상시킬 수 있다.
일반적으로 대학에서 사용하는 인증은 “사용자 이름+비밀번호” 방식이다. 이러한 인증 방식의 불편함을 해결하기 위해, QR코드 스캔으로 로그인하는 방식으로 인증 시스템을 설계한다. 블록체인 기술을 사용함으로써 사용자 신원의 고유성과 안전성을 보장할 수 있어 로그인 과정의 보안성이 향상된다.
첫 번째, 보안 측면에서 제안한 시스템은 대학 인증기관이 분산 신원 정보를 생성하고 관리하여 학생, 교수 및 직원에게 고유하고 검증 가능한 신원 표시를 제공한다. 신원 인증과정에서 DID는 검증 가능한 자격 증명(VC)을 생성하는 데 사용되어 신원 정보의 진위와 완전성을 보장한다.

대상 데이터

분산신원인증 시스템은 블록체인 기술과 IPFS를 기반으로 한 DID 서비스를 사용하여 조직의 구성원에 대한 분산신원인증 시스템의 아키텍처를 설계한다. 분산신원인증 시스템을 분석하기 위해 조직을 대학을 대상으로 설계했다. 시스템 아키텍처는 (그림 2)와 같다.

이론/모형

DID는 W3C 규격을 따르며, 분산 신원관리 분야의 산업 표준이 되었다. VC은 디지털화된, 신원 관련 정보로서, 학위증명서나 회원 자격과 같은 것들이 포함되며, 발행자가 암호화 서명을 하고 수신자가 검증할 수 있다[9].

성능/효과

(2) 분산신원인증 시스템은 유일한 챌린지(challenge) 문자열을 생성하고, 동시에 웹 사이트의 공개키와 URL을 QR코드 형식으로 표시한다.
이 방식은 디지털 서명 및 DID App을 사용하여 사용자 신원의 안전한 전달 및 인증을 할 수 있다. 기존의 사용자 이름 및 암호 인증방식과 비교하여, 비밀번호 없는 인증 로그인이 더 높은 보안성과 편의성을 제공하며, 동시에 신원정보 유출의 위험을 줄일 수 있다.
두 번째, 가용성 측면에서, 제안 시스템은 DID 기술을 기반으로 다른 플랫폼 및 응용 프로그램과 통합할 수 있어 대학 구성원의 신원 인증 시스템을 보다 쉽게 배포하고 사용할 수 있다. 동시에 DID는 사용자가 필요에 따라 실시간으로 신원 정보를 업데이트할 수 있도록 하여 데이터의 정확성을 보장한다.
이러한 시스템은 분산신원식별자(DID) 및 검증 가능한 자격증명(VC) 기술을 활용하여 안전하고 프라이버시 보호가 가능하며 사용자 중심의 신원관리 솔루션을 제공한다. 또한, IPFS를 블록체인 기술과 결합하여 분산 저장하고 데이터 저장 및 검색 효율성을 향상시킬 수 있다. 블록체인 기반의 분산신원관리 방안을 도입함으로써, 조직은 데이터 보안성을 높이고, 프라이버시 보호를 개선하며, 업무 프로세스를 간소화할 수 있다[11].
블록체인 기술을 사용함으로써 사용자 신원의 고유성과 안전성을 보장할 수 있어 로그인 과정의 보안성이 향상된다. 또한, 사용자의 로그인 프로세스를 간소화하고, 탈 중앙화된 신원 식별자를 사용함으로써 싱글 포인트 실패와 공격 위험을 피할 수 있어 시스템의 신뢰성을 향상할 수 있다.
블록체인 및 탈중앙화된 신원기술을 활용하여 신뢰할 수 있는 디지털 신원인증 생태계를 구축함으로써, 신원자기주권, 공동 유지관리, 사용자 데이터의 완전한 통제 및 선택적 공개, 탈중앙화, 비밀번호 없는 인증을 할 수 있다. 이를 통해 학습 과정 데이터 기록, 성과 데이터 생성, 증명서 정보 공유 등의 응용에 대한 신용 기반을 제공한다.
세 번째, 확장성 측면에서 DID 기술은 상호 안정성을 가지고 있어 다른 DID 기반 시스템과 원활한 통합이 가능하고 대학과 다른 조직간 협력을 용이하게 한다. DID 기술은 새로운 환경에 잘 적용할 수 있으며 시스템의 지속 가능한 발전.
사용자가 자신의 신원 정보를 완전히 소유하고 제어할 수 있도록 하여 데이터 유출 및 조작 위험을 줄일 수 있다. 제안 시스템은 분산 네트워크에 의존하여 싱글 포인트 실패가 없어 DDOS 및 DRDoS 공격에 효과적으로 대응하여 시스템의 보안성을 강화할 수 있다. DID 기술은 부분적 공개를 지원하여 사용자가 필요한 신원 정보만 공개하도록 선택할 수 있어 프라이버시를 보호하다.
효과적인 신원관리 시스템은 조직의 데이터 보안, 프라이버시 보호 강화, 업무 프로세스 단순화, 작업 효율성 향상에 기여할 수 있다. 조직 구성원의 신원 관리 시스템을 잘 구현하기 위해, 블록체인 기반의 분산인증시스템을 고려할 수 있다.

후속연구

향후에는 개인 정보보호를 더욱 강화하기 위한 제로 지식증명의 통합 및 기관 간 협력 및 데이터 공유를 지원하기 위해 제안된 솔루션을 확장할 예정이다.

참고문헌 (13)

W3C. Decentralized Identifiers (DIDs) v1.0 [EB/OL], 2021. https: //www.w3.org/TR/did-core/.？
W3C.Verifiable Credentials Data Model 1.0 [EB/OL], 2019. https: //www.w3.org/TR/vc-data-model/.？
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E. K. Jeon, S. H. Oh, D. H. Son, S. H. Lee,？H. Y. Yoo & K. S. Lim, "Effects of Game？Changer NFT on Metabuses", The Journal of？The Korean Institute of Communication？Sciences, 39(2), pp.57-63, 2022.？
H. Y. Kim, K. H. Han & S. S. Shin, "A Model？for Self-Authentication Based on Decentralized？Identifier", Journal of Convergence for Information？Technology, 11(11), pp.66-74, 2021. https://www.w3.org/TR/vc-data-model/.？
J. O. Jeon & B. M. Seo, "Design and implementation？of improved authentication mechanism base on？mobile DRM using blockchain", Journal of Digital？Convergence, 19(4), pp.133-139,？
M. S. Son & H. Y. Kim, "A Self Sovereign？Contents Management System based on？Blockchain", The transactions of The Korean？Institute of Electrical Engineers, 70(5), pp. 784-790,？
Li, X., & Huang, Q, "A Decentralized Identity？Management System for Higher Education？Institutions Based on Hyperledger Fabric", In？Proceedings of the 3rd International Conference？on Information System and Data Mining, pp.44-48, 2020.？
G. H. Kim, "A Design of Self-sovereign Data？Distribution Platform for a Reliable Data Economy",？Journal of Digital Contents Society, 22(3), pp.483-490, 2021.？

상세보기
W3C Verifiable Credentials Data Model v1.1, 2022.？
Chen, J., Xu, Q., & Zhang, X, "A University？Identity Management Model Based on Blockchain？and Decentralized Identifier", In Proceedings of？the 2019 International Conference on Big Data？and Blockchain, pp.15-19, 2019.？
T. V. Doan, Y. Psaras, J. Ott. & V. Bajpai, Towards？Decentralised Cloud Storage with IPFS: Opportunities,？Challenges, and Future Considerations. arXiv, 2022. DOI : 10.48550/arXiv.2202.06315.？
Kim, H, "A Study on the Blockchain-Based？Decentralized Identifier Model for the Management？of University Student Records", In Proceedings？of the 2018 International Conference on Information？and Communication Technology Convergence,？pp. 945-947, 2018.？

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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