[논문]IPv6용 하드웨어 IPsec을 위한 키 교환 시스템의 설계 및 구현

박동익; 류준우; 공인엽; 이정태

IPv6용 하드웨어 IPsec을 위한 키 교환 시스템의 설계 및 구현
Design and Implementation of Key Exchange System for IPv6 Hardware IPsec 원문보기

박동익 (부산대학교 컴퓨터공학과) , 류준우 (부산대학교 컴퓨터공학과) , 공인엽 (부산대학교 컴퓨터공학과) , 이정태 (부산대학교 컴퓨터공학과)

운영체제가 지원되지 않는 소규모 기기에서 IPv6의 보안기능을 고성능으로 제공하기 위해본 연구실에서는 IPv6용 IPsec 프로토콜과 암호화 알고리즘을 하드웨어로 구현하였다. 이러한 IPv6용 하드웨어 IPsec을 기반으로 한 보안 서비스를 제공하기 위해서는 안전한 키의 교환과 인증이 중요하다. 이를 위하여 본 논문에서는 IPv6용 하드웨어 IPsec을 위한 키 교환시스템으로서 IKE Module을 설계하여 드라이버 프로그램으로 구현하였다. 그리고 구현된 IKE Module을 IPv6용 하드웨어 IPsec의 드라이버로 탑재하여 기존의 소프트웨어 IKE Module과의 테스트를 통하여 기능을 검증하였다.

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문제 정의

이에 본 논문에서는 IKE를 기반으로 하여 IPv6용 하드웨어 IPsec을 위한 키 교환 시스템을 드라이버 프로그램으로 설계하고 구현하였다. 구현된 IKE 드라이버는 IPv6용 하드웨어 IPsec과 연동하여 기존 소프트웨어 Module과의 테스트를 수행함으로써 기능과 호환성을 검증하였다 [2], [3].

제안 방법

이에 본 논문에서는 IKE를 기반으로 하여 IPv6용 하드웨어 IPsec을 위한 키 교환 시스템을 드라이버 프로그램으로 설계하고 구현하였다. 구현된 IKE 드라이버는 IPv6용 하드웨어 IPsec과 연동하여 기존 소프트웨어 Module과의 테스트를 수행함으로써 기능과 호환성을 검증하였다 [2], [3].
FreeBSD 기반의 IPv6 Host와 패킷 캡쳐를 위한 스니퍼 및 IPsec 전용 FPGA 보드로 구성되는데, IPv6 Host는 kame 스택으로 IPv6 패치를 한 것이다. 기능 테스트에 있어서는 본 연구실에서 기 구현된 MD5, SHA-1, 3DES, AES 암호화 모듈과 Pre-shared Key를 사용하였다.
그러나 기존의 IPsec 프로토콜은 운영체제에 의존적인 소프트웨어로 구현되어 있기 때문에 운영체제가 없는 소규모 단말에서는 사용될 수 없으며 성능 면에서도 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구실에서는 IPv6용 IPsec을 하드웨어로 구현하였다.
이를 구현하기 위하여 IKE Modulee 그림 4와 같이 Interface module, Application module, Network module, Crytpography and math module로 나누어 IKE를 설계하였다.
이 Module의 주요 기능은 Diffie-Hellman을 위한 초기화와 ISAKMP 패킷에 대한 처리이다. 이를 위하여 ISAKMP/OAKLEY 프로토콜을 이용해서 네트워크 Module을 통하여 ISAKMP 패킷을 전송한다.
그러나, 기존의 IPsec 프로토콜은 운영체제가 없는 시스템에서 사용할 수 없고 소프트웨어이므로 성능에도 한계가 있다. 이에 대한 해결책으로서 하드웨어로 IPsec 프로토콜이 구현되었고, 본 논문에서는 하드웨어 IPsec Module을 위한 키교환 시스템(IKE) 을 설계 및 구현하였다. 이로써 IPv6 용 하드웨어 IPsec Modulee 기본적인 보안 기능과 더불어 신뢰성 있는 키 교환 기능을 제공할 수 있다.

대상 데이터

IKE 드라이버를 테스트하기 위한 시험망은 부산대학교 내의 IPv6 시험 망의 일부를 사용하였으며 세부 구성은 다음과 같다[71.

이론/모형

IPv6용 하드웨어 IPsec Modulee 그림 2에서 보는 바와 같이 IPsec Core, 암호화 알고리즘, IKE로 구성되며, IPsec Core는 연구실에서 기 구현된 TCP/IPv6 기본 Module을 기반으로 IPsec의 AH, ESP 확장 헤더 처리기능을 추가로 구현한 것을 이용하였다 [4], [5], [6]. IKE 드라이버는 암호화/ 복호화에 사용될 알고리즘 선택과 암호화 키 생성 등올 담당하며, 드라이버 프로그램으로 구현되어 있다.

후속연구

구현된 키 교환 시스템은 IPv6용 IPsec 하드웨어 칩과 연동하여 동작되며 기존 소프트웨어 Module과 호환된다. 향후 과제로는 Mobile IPv6에서의 키 관리를 위해 키교환 시스템의 경량화와 차세대 IKE의 적용부분 올 연구하는 것이다.

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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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