[논문]UMTS-WLAN-WiBro 연동을 위한 티켓기반의 개선된 EAP-AKA 프로토콜

이경신; 김대영; 김상진; 오희국

UMTS-WLAN-WiBro 연동을 위한 티켓기반의 개선된 EAP-AKA 프로토콜
An Improved Ticket-based EAP-AKA Protocol for Interworking of UMTS, WLAN, and WiBro 원문보기

이경신 (한양대학교 컴퓨터공학과) , 김대영 (한양대학교 컴퓨터공학과) , 김상진 (한국기술교육대학교 인터넷미디어공학과) , 오희국 (한양대학교 컴퓨터공학과)

다양하게 제공되고 있는 무선 네트워크 서비스를 통합하기 위한 보안 연동 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다. 통합 보안 연동 기술을 위해 IETF에서 EAP-AKA(Extensible Authentication Protocol-Authentication and Key Agreement)[8]가 표준으로 제안되었지만 HN(Home Network)이 MS(Mobile Station)를 직접 인증하지 못하고 사용자의 permanent identity가 노출되는 등 여러 보안상의 문제점이 제기되고 있다. 또한 SN(Serving Network)이 필요로 하는 저장 공간이 너무 많고 SN과 HN 사이의 대역폭 낭비, 동기화 문제 등 효율성에 있어서도 문제점이 제기되고 있다. 이 논문에서는 개선한 AKA(Authentication and Key Agreement)[12] 프로토콜을 PEAP(Protected EAP)에 적용하여 기존 EAP-AKA보다 안전하고 효율적인 티켓기반의 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 HN과 MS 간의 상호 인증을 보장하고 사용자의 permanent identity를 보호하여 안전하고, 계산량과 저장 공간에 있어 기존의 EAP-AKA보다 효율적이다.

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문제 정의

본 논문에서는 EAP-AKA에서의 보안 취약점을 개선하여 통합 무선 네트워크 서비스 시스템에서 안전하고 효율적인 티켓 기반의 개선된 EAP-AKA를 제안하고자 한다. 제안하는 프로토콜은 크게 두 단계로 나뉘는더L 첫 번째 단계에서 는 PEAP 프로토콜을 그대로 적용하여 기존의 EAP-AKA보다 안전한 채널 상에서의.

가설 설정

UMTS와 WLAN, 그리고 WiBro 간의 통합 연동 모델에서 MS와 HLR은 서로 비밀키 K를 공유하고 있으며, 인증서버와 HLR은 안전한 채널이 형성되어 있다고 가정한다. 제안하는 프로토콜의 인증절차는<그림 1>과 같다.

제안 방법

기존의 EAP-AKA 프로토콜에서는 MS가 서버에게 인증받기 위해 MS의 permanent identity를 노출시키는 문제점을 해결하기 위해 PEAP 프로토콜을 적용하여 permanent identity 대신 anonymous라는 익명의 identity를 전송한耳. 그리고 안전한 TLS 채널이 생성된 뒤에 두 번째 단계인 사용자 인증 단계에서 MS의 permanent identity를 전송하는 사용자 인증 절차를 수행하여 사용자의 개인정보를 보호하였다. 그리고'AKA 프로토콜을 개선하여 HN이 , 必와 MS의 MAC을 검증함으로써 MS를 인증할 수 있도록 하여 H珈과 MS 간의 상호 인중을 보장하며, 기존의 EAP-AKA 방식이 사용하던 인 증 벡터 대신에 티켓 키 방식을 사용하여 SN이 필요로 하는 저장 공간을 줄이고 SN과 HN 사이의 대역폭 낭비를 줄이며, 프로토콜의 연산이 대부분 XOR로 이루어지기 때문에 계산량에 있어서도 기존의 방식보다 효율적이다.
통신을 제공한다. 두 번째 단계에서는 첫 번째 단계에서 PEAP 프로토콜을 통해 제공되는 안전한 채널상에서 기존의 AKA 프로토콜을 개선하여 티켓 기반의 안전하고 효율적인 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 기존의 EAP-AKA 프로토콜이 사용하던 인증 벡터 대신 티켓 키 방식을 사용하며, sequence number를 사용하지 않는다.
본 논문에서는 IETF의 UMTS와 VMLAN간의 보안 연동 프로토콜의 표준인 EAP-AKA를 PEAP 프로토콜을 적용하여 안전한 채널을 생성한 후, 바로 인증서버가 MS를 인중하도록 하여, 사용자의 permanent identity는 노출되지 않도록 보호하면서, 인증되지 않은 MS와의 불필요한 연산은 줄이도록 하였따. 또한 PEAP 프로토콜로 안전한 채널을 보장한 상태에서 AKA 프로토콜을 개선하였다. 제안하는 프로토콜은 인증 벡터 대신 티켓 키 방식을 사용하여 SN이 필요로 하는 저장 공간을 줄이고 SN과 HN 사이의 대역폭 낭비를 줄이며 동기화 문제를 해결하여 기존의 EAP-AKA 방식보다 간단하고 안전하며 효율적인 프로토콜을 설계하였다.
본 논문에서는 IETF의 UMTS와 VMLAN간의 보안 연동 프로토콜의 표준인 EAP-AKA를 PEAP 프로토콜을 적용하여 안전한 채널을 생성한 후, 바로 인증서버가 MS를 인중하도록 하여, 사용자의 permanent identity는 노출되지 않도록 보호하면서, 인증되지 않은 MS와의 불필요한 연산은 줄이도록 하였따. 또한 PEAP 프로토콜로 안전한 채널을 보장한 상태에서 AKA 프로토콜을 개선하였다.
두 번째 단계에서는 첫 번째 단계에서 PEAP 프로토콜을 통해 제공되는 안전한 채널상에서 기존의 AKA 프로토콜을 개선하여 티켓 기반의 안전하고 효율적인 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 기존의 EAP-AKA 프로토콜이 사용하던 인증 벡터 대신 티켓 키 방식을 사용하며, sequence number를 사용하지 않는다.
또한 PEAP 프로토콜로 안전한 채널을 보장한 상태에서 AKA 프로토콜을 개선하였다. 제안하는 프로토콜은 인증 벡터 대신 티켓 키 방식을 사용하여 SN이 필요로 하는 저장 공간을 줄이고 SN과 HN 사이의 대역폭 낭비를 줄이며 동기화 문제를 해결하여 기존의 EAP-AKA 방식보다 간단하고 안전하며 효율적인 프로토콜을 설계하였다.
제안하는 프로토콜은 크게 TLS 채널 설정 단계와 사용자 인증단계로 구성된다. 첫 번째 단계인 TLS 채널 설정 단계에서는 MS와 인증서버 간의 TLS 보안 채널을 설정하면서 MS는 PEAP 인증 서버의 인증서로 서버를 인증한다.
본 논문에서는 EAP-AKA에서의 보안 취약점을 개선하여 통합 무선 네트워크 서비스 시스템에서 안전하고 효율적인 티켓 기반의 개선된 EAP-AKA를 제안하고자 한다. 제안하는 프로토콜은 크게 두 단계로 나뉘는더L 첫 번째 단계에서 는 PEAP 프로토콜을 그대로 적용하여 기존의 EAP-AKA보다 안전한 채널 상에서의. 통신을 제공한다.

성능/효과

그리고 안전한 TLS 채널이 생성된 뒤에 두 번째 단계인 사용자 인증 단계에서 MS의 permanent identity를 전송하는 사용자 인증 절차를 수행하여 사용자의 개인정보를 보호하였다. 그리고'AKA 프로토콜을 개선하여 HN이 , 必와 MS의 MAC을 검증함으로써 MS를 인증할 수 있도록 하여 H珈과 MS 간의 상호 인중을 보장하며, 기존의 EAP-AKA 방식이 사용하던 인 증 벡터 대신에 티켓 키 방식을 사용하여 SN이 필요로 하는 저장 공간을 줄이고 SN과 HN 사이의 대역폭 낭비를 줄이며, 프로토콜의 연산이 대부분 XOR로 이루어지기 때문에 계산량에 있어서도 기존의 방식보다 효율적이다. 또한 sequence number를 사용하지 않기 때문에 동기화 문제를 해결하였다.

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