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IoT 환경에서의 MQTT, CoAP 보안 기술 분석
Security Analysis of MQTT and CoAP protocols in the IoT Environment 원문보기

한국정보처리학회 2016년도 춘계학술발표대회, 2016 Apr. 29, 2016년, pp.297 - 299  

오세라 (세종대학교 정보보호학과 보안공학연구실) ,  김영갑 (세종대학교 정보보호학과 보안공학연구실)

초록
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기술의 발달과 융합으로 사물인터넷(Internet of Things; IoT)의 시대가 열렸다. 빅 데이터와 센서의 발달로 인해 정보는 전과 달리 더욱 사용자와 밀접해졌고 다양해졌으며 양 또한 많아졌다. 이와 더불어 IoT 환경은 다양한 기술들이 융합된 구조로 기존 기술들이 가지고 있는 보안 취약점뿐만 아니라 보다 복잡한 보안 문제점들이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 IoT 환경에서 서비스나 IoT 기기들이 갖춰야할 보안 요구사항들을 확장성(scalability), 상호운용성(interoperability), 최소 자원 필요성(minimum resource necessity)으로 분류 하고 정의하였으며, IoT 서비스를 제공하기 위해 사용하는 대표적 프로토콜인 MQTT(Message Queue Telemetry Transfer)와 CoAP(Constrained Application Protocol)에 초점을 맞춰 각각의 표준 문서에서 권고하고 있는 보안 기술에 대해 살펴본다. 또한 그런 기술들에 있어서 발생 가능한 보안 취약점들을 분석하고 이를 해결하기 위한 방법을 제시한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 최소자원 필요성을 만족하더라도 이는 최소한의 보안 알고리즘들을 적용할 수 있음만을 의미하지, 많은 기기들은 여전히 TCP/IP를 이용하기 어려울 것이다. 그래서 본 논문에서는 IoT나 임베디드(embedded) 환경에서 사용할 수 있도록 가볍게 설계된 MQTT와 CoAP 프로토콜에 대한 보안 분석을 수행한다.
  • 본 논문에서는 IoT 환경 하에서 발생 가능한 보안 이슈를 보다 구체적으로 분류하여 정의하고, IoT 기기들 사이에 정보전달을 위해 사용되는 대표적 프로토콜인 MQTT(Message Queue Telemetry Transfer) 및 CoAP(Constrained Application Protocol)의 보안 기술을 분석하여 각 프로토콜에서 발생 가능한 보안 이슈에 대한 해결책을 제안한다. 본 논문의 구성은 다음과 같다.
  • 본 논문에서는 IoT 환경에서 보안 메커니즘을 구현하기 위한 보안 요구사항을 확장성, 상호운용성, 최소 자원 필요성 분류하고 정의하였다. 또한 IoT환경의 대표적 통신프로토콜인 MQTT와 CoAP 프로토콜의 보안 기술을 분석하고, OpenSSL 대신 wolfSSL 와 같은 경량 SSL/TLS 사용을 제안했으며 암호화 알고리즘 또한 AES보다 LEA 등의 경량화 암호화 알고리즘을 적용할 것을 권고했다.

가설 설정

  • MQTT는 전송 프로토콜로 메시지 전송에만 초점이 맞춰져 설계됐기 때문에 크게 두 가지 문제가 발생한다. 첫 번째는 표준으로 정해진 보안 사항이 없다는 것이다. 표준 보안 기술이나 보안 정책 가이드라인의 부재로 어떤 보안 알고리즘을 사용할 것인지가 프로토콜을 구현하는 개발자에게 달려있으므로 보안적 상호운용성이 부족해진다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
확장성이란? 본 논문에서는 IoT의 구성요소인 서비스와 IoT 기기들이 가져야하는 대표적 보안 요구사항을 확장성, 상호운용성, 최소 자원 필요성으로 분류한다. 확장성이란, 사람이나 기기, 서비스 같은 IoT의 구성 요소들이 증가함에 따라 환경이 유연하게 대응하는 것을 말한다. 보안은 대단히 중요하지만, 적용하는 순간 서비스나 기기의 성능이 저하될 수밖에 없다.
이종성이란 무엇인가? 상호운용성은 이기종 간의 상호 통신을 가능케 함을 의미하는데, 이는 곧 이종성(heterogeneity)을 만족해야 함을 뜻한다. 이종성이란 IoT 기기에서 사용하는 하드웨어나 소프트웨어, 플랫폼, 프로토콜 등과 보안 정책들이 서로 다른 성질이며 이 때문에 특정 보안 메커니즘을 다양한 기기들에 범용적으로 적용하기가 어려워진다. 다른 프로토콜, 보안 정책 등을 가진 기기들은 서로 통신하기 위해 일련의 해석 과정이나 그러한 과정을 담당할 게이트웨이 등을 추가해야 해서 이는 곧 비용과 시간, 성능은 물론 확장성까지 영향을 주게 되는 문제가 발생한다.
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