초록

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VANET(Vehicle Ad-hoc Network) 환경은 도로위의 차량을 노드로 하여 구성하는 애드혹 네트워크로써 최근 들어 그 연구가 활발히 진행되고 있는 분야이다. 일반적인 애드혹 환경과 마찬가지로 VANET 환경에서도 보안적인 문제가 중요한 이슈로 대두되고 있다. VANET 환경에서 가장 중요하게 요구되는 보안요소는 차량의 익명성을 통한 위치 프라이버시와 협력 운전(cooperative driving) 단계에서 사용되는 메시지에 대한 인증, 무결성, 부인방지 등이다. 본 논문에서는 익명 아이디(pseudonym), 그룹화 등을 통해 차량의 위치 프라이버시를 제공하고 또한 이를 이용해 VANET 환경에서 사용할 수 있는 라우팅 프로토콜을 제안하고자 한다. RA(Registration Authority)에서 발급되는 익명 아이디의 집합과 차량의 전송 범위를 고려해서 구성되는 그룹화는 그룹에 속한 차량에 대해 익명성을 제공하고, 또한 그룹리더에 의해 생성되는 그룹키를 통해 효율적인 협력 운전 메시지 전달을 할 수 있게 된다. 그리고 각각의 그룹리더를 라우터로 이용해 전달되는 라우팅 프로토콜은 노드가 매우 유동적으로 움직이는 VANET 환경에서 효과적으로 메시지를 전달할 수 있도록 해줄 것이다.

VANET(Vehicle Ad-hoc Network) 환경은 도로위의 차량을 노드로 하여 구성하는 애드혹 네트워크로써 최근 들어 그 연구가 활발히 진행되고 있는 분야이다. 일반적인 애드혹 환경과 마찬가지로 VANET 환경에서도 보안적인 문제가 중요한 이슈로 대두되고 있다. VANET 환경에서 가장 중요하게 요구되는 보안요소는 차량의 익명성을 통한 위치 프라이버시와 협력 운전(cooperative driving) 단계에서 사용되는 메시지에 대한 인증, 무결성, 부인방지 등이다. 본 논문에서는 익명 아이디(pseudonym), 그룹화 등을 통해 차량의 위치 프라이버시를 제공하고 또한 이를 이용해 VANET 환경에서 사용할 수 있는 라우팅 프로토콜을 제안하고자 한다. RA(Registration Authority)에서 발급되는 익명 아이디의 집합과 차량의 전송 범위를 고려해서 구성되는 그룹화는 그룹에 속한 차량에 대해 익명성을 제공하고, 또한 그룹리더에 의해 생성되는 그룹키를 통해 효율적인 협력 운전 메시지 전달을 할 수 있게 된다. 그리고 각각의 그룹리더를 라우터로 이용해 전달되는 라우팅 프로토콜은 노드가 매우 유동적으로 움직이는 VANET 환경에서 효과적으로 메시지를 전달할 수 있도록 해줄 것이다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 익명 아이디는 익명성을 제공한다는 특징 외에도 앞으로 사용될 아이디를 해당 차량과 RA만이 알고있다는 특징을 갖는다. 본 논문에서는 이를 이용해 안전한 메시지 교환을 하게 된다. 만일 차량에 사고가 발생하게 되면 협력 운전에 사용된 메시지를 조사할 수가 있는데, 이때 책임을 회피하고자 메시지에 대해 부인하는 경우가 발생할 수 있어서 협력 운전에 사용된 메시지는 부인방지가 필수적인 보안 사항으로 요구된다.
• 본 논문에서는 익명 아이디(pseudonym), 차량의 그룹화를 이용해 VANET 환경에서 중요한 보안 요소인 위치 프라이버시를 보장하는 보안 라우팅 프로토콜을 제안하고자 한다. 본 논문은 다음과 같이 구성된다.
• 본 논문은 VANET 환경에서 사용될 수 있는 어플리케이션의 보안 요구사항을 분석해 이를 보장하는 방법을 제안했다. 제안하는 방법은 익명 아이디 집합과 차량의 그룹화를 통해 차량의 위치 프라이버시를 보호하고 안전한 통신 및 유사시 메시지의 부인방지를 보장한다.

제안 방법

• 그러나 그룹키는 그룹 내에서만 사용되므로 서로 다른 그룹에 있는 차량들의 통신은 어렵다. 따라서 그룹 간 통신의 경우, [5]의 방법에 따라 라우팅 그룹을 나누고, 그룹리더를 통해 목적 차량에 메시지를 전송할 수 있는 방법을 제안한다.
• 제안하는 방법은 익명 아이디 집합과 차량의 그룹화를 통해 차량의 위치 프라이버시를 보호하고 안전한 통신 및 유사시 메시지의 부인방지를 보장한다. 또한 [5]에서 제안된 방향벡터를 이용한 라우팅 기법을 이용해 안전하게 메시지를 전달할 수 있는 방법을 제안했다. 향후 우리는 설치비용이 큰 RSU를 이용하지 않고 V2V만을 이용한 보안 및 라우팅을 할 수 있는 방법에 대해 연구를 진행할 것이다.
• RA는 익명 아이디를 통해 그룹리더가 보냈음을 인증하고 다음 그룹키, 타임스탬프를 이전 그룹키로 암호화 한 메시지에 자신의 개인키로 서명한 것과 그룹리더가 보낸 난스를 함께 그룹리더의 공개키로 암호화 한 후 보낸다. 메시지를 받은 그룹리더가 그 내용을 확인한 뒤 RA의 서명이 된 부분을 그룹에 속한 차량들에게 브로드캐스트 한다.
• 본 논문에서 제안하는 방법은 기본적으로 익명 아이디의 집합을 사용하기 때문에 차량의 위치 프라이버시를 보장하게 된다. 익명 아이디는 익명성을 제공한다는 특징 외에도 앞으로 사용될 아이디를 해당 차량과 RA만이 알고있다는 특징을 갖는다.
• 만일 차량에 사고가 발생하게 되면 협력 운전에 사용된 메시지를 조사할 수가 있는데, 이때 책임을 회피하고자 메시지에 대해 부인하는 경우가 발생할 수 있어서 협력 운전에 사용된 메시지는 부인방지가 필수적인 보안 사항으로 요구된다. 본 논문에서 제안하는 방법은 다음 익명 아이디의 일방향 해쉬 값을 붙여서 이를 보장했다. 또한 RSU의 정보 수집 및 차량 간 라우팅에서는 다음 익명 아이디를 이용해 키를 만들기 때문에 결과적으로 해당 차량과 RA 간에 대칭키를 공유할 수 있도록 했다.
• VANET을 구성하는 노드의 특성상 라우팅 경로가 매우 유동적으로 바뀔 수 있으므로 그에 알맞은 라우팅 프로토콜이 필요하기 때문이다. 본 절에서는 T. Taleb 등이 제안한 VANET 환경에서의 라우팅 프로토콜[5]에서 경로 탐색 방법을 설명하고 이를 적용한 보안 라우팅 프로토콜을 제안한다.
• 본 논문은 VANET 환경에서 사용될 수 있는 어플리케이션의 보안 요구사항을 분석해 이를 보장하는 방법을 제안했다. 제안하는 방법은 익명 아이디 집합과 차량의 그룹화를 통해 차량의 위치 프라이버시를 보호하고 안전한 통신 및 유사시 메시지의 부인방지를 보장한다. 또한 [5]에서 제안된 방향벡터를 이용한 라우팅 기법을 이용해 안전하게 메시지를 전달할 수 있는 방법을 제안했다.

성능/효과

• 본 논문의 그룹화는 셀 단위로 이루어지고, 그룹 안에서의 메시지 전달은 그룹키를 통해 안전하게 진행된다. 그러나 그룹키는 그룹 내에서만 사용되므로 서로 다른 그룹에 있는 차량들의 통신은 어렵다.

후속연구

• 또한 [5]에서 제안된 방향벡터를 이용한 라우팅 기법을 이용해 안전하게 메시지를 전달할 수 있는 방법을 제안했다. 향후 우리는 설치비용이 큰 RSU를 이용하지 않고 V2V만을 이용한 보안 및 라우팅을 할 수 있는 방법에 대해 연구를 진행할 것이다.
• VANET에서 운전자에게 제공할 수 있는 서비스는 각 차량이 안전에 관한 정보가 담긴 메시지(위치, 속도, 가속도, 방향 등)를 주기적으로 , 주변 차량에 알리는 협력 운전, RSU(Road Side Unit)에서 무선망을 통해 차량으로부터 정보를 수집해 다른 차량에게 도로 상황이나 흐름 등을 알려주는 차량 정보 수집(Probe vehicle data) 서비스, 차량의 요청을 받아 위치에 관련된 서비스를 제공하는 위치기반 서비스(LBS; Location Based Service) 등 여러 가지가 있다. 현재는 거의 모든 지역에서 차량의 사용이 필수적이므로 VANET 환경을 이용한 응용 서비스는 앞으로도 계속 개발될 전망이다.

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질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
VANET	VANET 환경은 어떤 연구분야인가?	VANET(Vehicle Ad-hoc Network) 환경은 도로위의 차량을 노드로 하여 구성하는 애드혹 네트워크로써 최근 들어 그 연구가 활발히 진행되고 있는 분야이다. 일반적인 애드혹 환경과 마찬가지로 VANET 환경에서도 보안적인 문제가 중요한 이슈로 대두되고 있다.
VANET 환경에서 가장 중요하게 요구되는 보안요소	VANET 환경에서 가장 중요하게 요구되는 보안요소는 무엇인가?	일반적인 애드혹 환경과 마찬가지로 VANET 환경에서도 보안적인 문제가 중요한 이슈로 대두되고 있다. VANET 환경에서 가장 중요하게 요구되는 보안요소는 차량의 익명성을 통한 위치 프라이버시와 협력 운전(cooperative driving) 단계에서 사용되는 메시지에 대한 인증, 무결성, 부인방지 등이다. 본 논문에서는 익명 아이디(pseudonym), 그룹화 등을 통해 차량의 위치 프라이버시를 제공하고 또한 이를 이용해 VANET 환경에서 사용할 수 있는 라우팅 프로토콜을 제안하고자 한다.
VANET	VANET에서 분류 하고 있는 두 가지는 무엇을 말하는가?	VANET은 그 서비스의 특성상 애드혹과는 달리 통신의 종류를 V2V(Vehicle to Vehicle)와 V2I(Vehicle to Infrastructure)의 두 가지로 분류하고 있다. 말 그대로 V2V는 앞서 언급되었던 협력 운전과 같이 차량과 차량 사이의 통신을 말하며, V2I는 차량 정보 수집, LBS처럼 차량과 도로 주변의 기반 시설들과의 통신을 말한다. VANET 환경에서 차량을 운전하는 사용자는 이와 같은 서비스들을 통해 보다 안전하고 편리하게 이동할 수 있다.

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