[논문]다중 키 교환 알고리즘을 이용한 무선 보안 전송 기법

류동주; 김광현; 노봉남

다중 키 교환 알고리즘을 이용한 무선 보안 전송 기법
Wireless Security Transmission Using Algorithm of Multiple-Key Exchange 원문보기

한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회, v.9 no.2, 2005년, pp.807 - 810

류동주 (전남대학교 정보보호협동과정) , 김광현 (광주대학교 정보통신학과) , 노봉남 (전남대학교 정보보호협동과정)

초록
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본 논문에서는 무선 네트워크 환경의 모바일 노드에서 전송되는 데이터의 기밀성 모장 및 안전한 전송을 위한 무선 기반의 네트워크 시험환경을 구축하고, 모바일 환경 중 IPv6에 기본으로 내장되어 있는IPSec를 이용한 효율적인 보안전송을 위한 IKEv2의 다중 키 교환 메카니즘에 관한 연구를 진행하였다. 무선망에서 모바일 노드의 핸드오프 패킷 전송 과정에서 끊김과 빈번하게 발생하는 키에 대한 재설정 및 재교환 문제를 해결하기 위해 하나의 단말에 여러 개의 키를 가지고 이동하는 기술을 연구하였다. 실험을 위해 사용된 키 교환 프로토콜은 MIPv6에서 기본적으로 탑재하고 양단간의 신뢰성 있는 암호화키의 관리와 분배를 위해 사용되는 IKEv2 프로토콜을 사용하였다. 본 논문에서는 SSFNet(Scalable Simulation Framework Network Models)이라는 네트워크 보안 시뮬레이터를 이용하여 IKEv2의 보안전송의 키 교환 지연 값을 비교 분석하여 성능을 측정하고 그에 따른 문제점과 개선 방안에 대해 연구하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Constructed network test environment of wireless base for confidentiality guarantee of data and safe transmission that is transmited at Mobile node of Wireless Network environment in this paper. And, progressed research about IKEv2's Multiple-Key Exchange mechanism for efficient security transmission that use IPSec that is built-in to basis to IPv6 of Mobile environment. Have several key to single terminal to solve that is seam at hand off packet transmission process of Mobile Node in Wireless Network and Re-setting for Key and Re-exchange problem that happen frequently and studied technology that move. Key exchange protocol that is used for an experiment loads basically in MIPv6 and used IKEv2 protocol that is used for management and distribution of reliable encryption key between both end. Using network simulator of SSFNet(Scalable Simulation Framework Network Models) in this paper Key exchange delay value of IKEv2's security transmission analyzing comparison Performance measure and studied about problem and improvement way accordingly.

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 IKEv2를 다중 키로 형성하여 통신하게 함으로써 핸드오프 시 발생하는 재전송과 재교환시 일어나는 시간적 차이를 극복하고자 하는 실험을 하였다. 실험 결과에서 보듯이 재설정 값이 초기화 보다 좀 더 빠른 것을 볼 수 있으며 이를 통해 상대적이기는 하지만 라우터의 단절은 핸드오프를 발생하는 과정으로 인식하고 재설정 및 키 재 생성을 하는 것을 보았다.
[그림 4]는 전체적 지연시간과의 관계를 보여주고 있대 15]. 본 논문에서는 멀티 키를 교환 했을 때의 지연시간을 측정하고 모바일 노드가 이를 수용하고 재 통신 하는데 걸리는 시간을 실험해 보았다.
본 논문에서는 현재 Mobike(Mobile IKEv2) Working Group에서 논의 중인 노드 간 IKEv2를이용한 인증 키 교환 방식을 조사하고, 이를 이용하여 다양한 인터페이스를 가진 노드에 이동성 제공을위한 멀티 키를 사용, 인증부분과 빠른 핸드오프의기능을 확인하고 효과적인 보안기술을 접목하고자한다.
이는 현재 Mobike에서 논의되기도 하지만 표준화되기 전까지 다양한 실험 환경을 구축하여 문제점을 사전 조사하여 실제 망에 구현 됐을 때를 대비하고자 한다

제안 방법

SSFNET를 이용하였다. 또한 키의 측정치를위하여 NIST(National Institute of Standards and Technology)의 NIIST(NIST IPSec and IKE Simulation Too】)를 이용하여 다중 키 관리와 교환에 대해 시뮬레이션 하였다口6][17]. 모바일 노드의기본 전송은 100Mbps이고 하나의 SA를 가지는 것이 아닌 두 개 이상의 키를 사전 보유하게 설계하였다 이렇게 수행하게 함으로써 핸드오프에서의 인증과정을 최소화 할 수 있을 것으로 예상했다.

데이터처리

[그림 5]에서 실험 네트워크로 Netl의 모바일 노드가 Net2의 서버에 접속할 경우 기본 전송 단위는 IPSec 전송 초기 값 즉, SA 초기 설정 단계인 init 값을 전달하는 과정을 분석하였고, 두 번째 재전송시 발생하는 재설정 키 즉, Re-Keying을 측정하였다 마지막으로 평균값을 구하여 전체적인 지연 시간을 분석하여 보았다. 이를 위하여 각 노드 간 전송은 평균 20번 이상을 수행하여 결과를 살펴보았다 각 경유 라우터의 번호가 있는데 1번 라우터가단절 됐을 경우 라우터를 2번으로 교환하고, 다시키를 생성해야만 계속적인 IPSec 전송이 가능하도록설계하였다 [그림 6]에서 보면 처음 초기화 과정은평균 20번 이상을 초기화 맺어질 때의 값인데 평균값으로 약 0.

이론/모형

본 논문에서 사용된 키 교환 알고리즘은 다중 키이다. 이는 현재 Mobike에서 논의되기도 하지만 표준화되기 전까지 다양한 실험 환경을 구축하여 문제점을 사전 조사하여 실제 망에 구현 됐을 때를 대비하고자 한다
실험 환경을 위한 구성으로는 리눅스를 기반으로구축되어져 있으며 자바를 이용한 시뮬레이션 네트워크인 SSFNET를 이용하였다. 또한 키의 측정치를위하여 NIST(National Institute of Standards and Technology)의 NIIST(NIST IPSec and IKE Simulation Too】)를 이용하여 다중 키 관리와 교환에 대해 시뮬레이션 하였다口6][17].

성능/효과

4. IKEv2 프로토콜을 이용한 IPSec 동작원리 IKEv2 프로토콜은 기존의 IKEvl 프로토콜의 개념을 그대로 계승하면서 기능을 대폭 축약 설계한것으로 기본 메시지 6개를 4개의 메시지 교환에 의해 통신쌍방의 인증된 보안 채널을 수립하였으며, 인증 방식도 4가지 방식에서 2가지(공개키, 사전공유 비밀키) 방식으로 줄였다. 또한 DoS(Denial of Service) 공격을 막기 위해 응답자로 하여금 쿠키로웅답하게 하여 합법적인 호스트에 대해서만 자원을할당할 수 였게 한 키 관리 프로토콜이대기[3J.
하였다. 실험 결과에서 보듯이 재설정 값이 초기화 보다 좀 더 빠른 것을 볼 수 있으며 이를 통해 상대적이기는 하지만 라우터의 단절은 핸드오프를 발생하는 과정으로 인식하고 재설정 및 키 재 생성을 하는 것을 보았다. 따라서 멀티플 인터페이스를 통해 교환해야 하는 이기종 레이어별 보안 전송에 많은 활용이 가능할 것으로 보인다.
분석하여 보았다. 이를 위하여 각 노드 간 전송은 평균 20번 이상을 수행하여 결과를 살펴보았다 각 경유 라우터의 번호가 있는데 1번 라우터가단절 됐을 경우 라우터를 2번으로 교환하고, 다시키를 생성해야만 계속적인 IPSec 전송이 가능하도록설계하였다 [그림 6]에서 보면 처음 초기화 과정은평균 20번 이상을 초기화 맺어질 때의 값인데 평균값으로 약 0.46초이며 이를 재전송 즉 노드와 망 사이에서 재전송 하고 재설정 할 경우 약 0.3초의 평균값을 가졌다. 이를 보면 알 수 있듯이 재교환 값은 현재 가지고 있는 키의 값이 있으므로 빠르게 핸드오프를 할 수 있을 것으로 판단된다.

후속연구

실험 결과에서 보듯이 재설정 값이 초기화 보다 좀 더 빠른 것을 볼 수 있으며 이를 통해 상대적이기는 하지만 라우터의 단절은 핸드오프를 발생하는 과정으로 인식하고 재설정 및 키 재 생성을 하는 것을 보았다. 따라서 멀티플 인터페이스를 통해 교환해야 하는 이기종 레이어별 보안 전송에 많은 활용이 가능할 것으로 보인다. 현재 수행 중인연구는 이를 좀 더 세부적인 핸드오프 과정과 보안 과정으로 분리하여 키 지연 시간과 이기종망간의 보안 전송 측정을 통하여 다양한 보안 전송 네트워크를 구현 할 예정이다.
따라서 멀티플 인터페이스를 통해 교환해야 하는 이기종 레이어별 보안 전송에 많은 활용이 가능할 것으로 보인다. 현재 수행 중인연구는 이를 좀 더 세부적인 핸드오프 과정과 보안 과정으로 분리하여 키 지연 시간과 이기종망간의 보안 전송 측정을 통하여 다양한 보안 전송 네트워크를 구현 할 예정이다.

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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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