초록

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RFID시스템은 태그와 리더, 백엔드DB로 구성되는 무선인식시스템으로 용도와 기능, 크기에 따라 다양하지만 가장 널리 사용될 것으로 예상되는 것은 저가 수동형 태그로 향후 바코드시스템을 대체할 것으로 기대된다. 이러한 RFID시스템은 적법한 리더와 태그에게 정보를 전달해서 도청자로부터 통신을 방해받지 않아야 하고, 원하지 않는 태그 정보의 노출로 인한 개인 프라이버시 침해를 방지할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 불특정다수가 이용하는 많은 양의 아이템을 취급하는 공공도서관에서 RFID시스템을 도입함에 따라 예상되는 개인 프라이버시 침해를 방지하기 위해 보안 요구사항을 만족하면서 시스템 사용 환경에 맞는 프라이버시 보호 방식을 제안한다.

RFID시스템은 태그와 리더, 백엔드DB로 구성되는 무선인식시스템으로 용도와 기능, 크기에 따라 다양하지만 가장 널리 사용될 것으로 예상되는 것은 저가 수동형 태그로 향후 바코드시스템을 대체할 것으로 기대된다. 이러한 RFID시스템은 적법한 리더와 태그에게 정보를 전달해서 도청자로부터 통신을 방해받지 않아야 하고, 원하지 않는 태그 정보의 노출로 인한 개인 프라이버시 침해를 방지할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 불특정다수가 이용하는 많은 양의 아이템을 취급하는 공공도서관에서 RFID시스템을 도입함에 따라 예상되는 개인 프라이버시 침해를 방지하기 위해 보안 요구사항을 만족하면서 시스템 사용 환경에 맞는 프라이버시 보호 방식을 제안한다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 논문에서는 많은 양의 아이템을 취급하면서 불특정 다수를 대상으로 서비스하는 공공도서관 환경에서 RFID시스템을 도입함에 따라 제기되는 개인프라이버 시위협 중, hotlisting과 tracking 가능한 프라이버시 문제를 해결할 수 있는 프라이버시 보호방식을 제안하고자 하였다.
• 본 논문에서는 저가형 RW태그를 사용하는 RFID시스 템 환경의 프라이버시 침해 중, hotlisting과 tracking 위협을 방지하는 방식을 제안하였다.
• 본 방식은 프라이버시 보호를 위한 보안요구사항을 만족하고 불특정 다수를 대상으로 많은 양의 아이템에 저가의 수동형 RW태그를 사용하는 환경에 적합한 프라이버시 보호를 목표로 하였다. 메모리 양과 해쉬 연산량을 줄여 저가의 태그에 유용하도록 하였고 재전송 공격이나 Spoofing공격 감지를 통해 공공도서관과 같이 취급하는 아이템의 특성상 예상되는 공격이 적은 환경에 적합한 인증 프로토콜로 활용하도록 하였다.

가설 설정

• 우선, 태그는 인증을 위한 랜덤값 ID 만을 가지며, 백엔드DB는 태그 정보인 데이터와 ID의 해쉬값인 HID, ID를 갖는다. 이와 같은 입력은 사전에 RF통신이나 물리적인 접촉을 통해 안전하게 이루어짐을 가정한다.

제안 방법

• RFID 사용으로 인한 문제 해결을 위해 제안된 기법 중, 해쉬함수에 기반한 기법을 분석하여 각각의 문제점을 살펴보기로 한다 [4][6].
• 도서관 RFID시스템 중 리더의 역할을 수행하는 장치로는 각 기능에 따라 자가 대출기, 장서점검기, 도난방지안테나 등을 들 수 있는데 이처럼 다양한 리더장치와의 인증 프로토콜을 구현하는 데 따른 어려움을 극복하기 위해 리더는 단지 전달 기능만을 수행하도록 하도록 하였다.
• 두 개의 서로 다른 해쉬함수를 이용하여 리더의 질의에 대해 항상 다른 응답을 하여 공격자에게 응답 메시지 간의 관계를 노출시키지 않도록 제안된 기법이다. 그러나 공격자가 태그의 응답을 재전송하는 경우 정당한 태그로 가장할 수 있어 재전송 공격과 Spoofing공격에 취약하고 백엔드 DB는 모든 비밀정보에 대응하는 태그의 ID를 검색해야 한다.
• 프라이버시 권리정보 센테5]의 제안대로 태그에 개인정보를 수록하지 않았고 태그의 고유한 ID도 매번 갱신하도록 하였다. 또한, 태그가 항상 동일한 정보를 송신하지 않도록 난수생성기 모듈을 백엔드DB에 구현하여 백엔드 DB가 태그에서 송신하는 값에 대해 정상적인 식별을 수행하도록 하였다. 또한, 해쉬함수를 사용하여 태그의 현재 송신정보를 가지고 과거 정보를 알아낼 수 없도록 보장하여 전방보안성을 만족하도록 하였다.
• 또한, 태그가 항상 동일한 정보를 송신하지 않도록 난수생성기 모듈을 백엔드DB에 구현하여 백엔드 DB가 태그에서 송신하는 값에 대해 정상적인 식별을 수행하도록 하였다. 또한, 해쉬함수를 사용하여 태그의 현재 송신정보를 가지고 과거 정보를 알아낼 수 없도록 보장하여 전방보안성을 만족하도록 하였다.
• 본 방식은 프라이버시 보호를 위한 보안요구사항을 만족하고 불특정 다수를 대상으로 많은 양의 아이템에 저가의 수동형 RW태그를 사용하는 환경에 적합한 프라이버시 보호를 목표로 하였다. 메모리 양과 해쉬 연산량을 줄여 저가의 태그에 유용하도록 하였고 재전송 공격이나 Spoofing공격 감지를 통해 공공도서관과 같이 취급하는 아이템의 특성상 예상되는 공격이 적은 환경에 적합한 인증 프로토콜로 활용하도록 하였다.
• 따라서 본 방식은 태그는 랜덤값만을 가지도록 하고 백엔드 DB에 태그의 정보 데이터가 저장되어 백엔드DB는 안전하다 가정하므로 개인정보 프라이버시를 만족한다. 백엔드 DB가 생성한 랜덤 값 日에 의해서 ID가 갱신되므로 위치프라이버시를 보장하도록 하였다.
• 본 방식은 해쉬 기반 ID변형 기법에 비해 태그에게 요구되는 메모리 양은 1/3로 적으며 해쉬 연산을 두 번 수행한다. 현재 태그단가에서 큰 비중을 차지하는 해쉬함수 연산량을 감소하여 태그비용 감소를 시도하였으며 개선된 해쉬 기반 ID변형기법과는 달리 리더가 아닌 백엔드DB에서 난수를 발생하도록 했다.

성능/효과

• 이 경우에도 태그 내 static데이터로 인해 적법하지 않은 리더나 도청자가 사전에 다수의 태그ID에 대한 정보를 축적한 상태(hotlist) 라면, 직접적인 식별정보를 얻은 경우만큼이나 프라이버시에 문제가 된다. 따라서 본 방식은 태그는 랜덤값만을 가지도록 하고 백엔드 DB에 태그의 정보 데이터가 저장되어 백엔드DB는 안전하다 가정하므로 개인정보 프라이버시를 만족한다. 백엔드 DB가 생성한 랜덤 값 日에 의해서 ID가 갱신되므로 위치프라이버시를 보장하도록 하였다.

후속연구

• 또한, 공격자가 임의의 태그에게 질의를 하여 H(ID) 를 획득한 후, 정당한 리더에게 인증을 요구하고 정당한 태그가 다음 인증 세션을 요청하지 않았다면, 리더는 공격자를 정당하다고 판단하고 5번 과정을 전송하므로 적극적으로 Spoofing 공격을 예방하지 못할 수 있으나 공격자가 6번 과정을 보내지 않으므로 리더는 Spoofing 공격을 감지할 수 있고 리더와 태그가 5, 6번 과정을 서로 주고받는 것은 메시지 유실에 대한 감지 기능도 수행한다. 따라서, 공공도서관과 같이 Spoofing공격이나 메시지 유실 가능성 및 예상 공격이 적은 시스템에서 활용할 수 있을 것이다.
• 공공도서관과 같은 환경의 RFID시스템은 실제로 태그에 개인정보를 수록하지 않거나 또한, 수록된 정보의 크기가 매우 작기 때문에 고속 암호가 필요하지 않으므로 재고관리 및 물류유통분야의 보안설계 요구 조건과는 차별화되어야 한다. 즉, RFID 적용 환경과 제공되는 서비스의 종류에 따라 암호와 설계사상이 다른 보안 방식 연구가 필요하다.
• 향후 불안전한 통신채널인 리더와 태그간 통신에서 태그의 고유한 ID가 충돌 방지 프로토콜 정보 및 식별정보로 이용됨에 따라 예상되는 보안 위협과 RFID가 다양한 환경에 적용됨에 따라 각 적용환경의 특성을 반영한 보다 구체적인 프라이버시 보호방안에 대한 연구가 있어야 할 것이다.

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이 논문을 인용한 문헌

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