[논문]SOiVA 메타데이터 보안 시스템 설계 및 구현

김영만; 김형환; 정기용; 정태성

[국내논문] SOiVA 메타데이터 보안 시스템 설계 및 구현
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김영만 (국민대학교 컴퓨터공학부) , 김형환 (한국전자통신연구원) , 정기용 (국민대학교 컴퓨터공학부) , 정태성 (국민대학교 컴퓨터공학부)

SOiVA는 양방향 동영상 서비스를 위한 TTA 정보통신 표준이다. SOiVA 서비스는 다양한 정보를 표현하기 위해 메타데이터를 이용하는데, 이 메타데이터에는 그 중요성 때문에 반드시 제 3자로부터 보호되어야 하는 내용이 포함되어 있다. 이 중 일부가 외부에 노출되거나 유실 조작될 경우 큰 문제를 야기할 수 있으므로 반드시 적합한 보안 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 전자서명과 암호화 등의 기술을 이용해 SOiVA 메타데이터 보안 시스템을 설계하고, 타당성을 검증하기 위해 시스템을 구현하고 예제메타데이터에 대하여 시험하였다.

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문제 정의

그 중 한 가지가 iVideo 및 SOiVA 메타데이터에 대한 보안이다. 본 논문에서는 SOiVA 메타데이터의 보안을 위해 XML Signature와 XML Encryption에 기반을 둔 보안 시스템을 설계하였고 타당성을 입증하기 위해 시스템을 구현하여 다양한 SOiVA 메타데이터에 대해 성공적인 테스트결과를 도출하였다.
이 값과 서명된 엘리먼트의 해시 값, <DigestValue>의 해시 값이 모두 일치하는지 여부를 확인한다.

제안 방법

본 논문에서는 전자서명과 암호화 등의 기술을 이용해 SOiVA 메타데이터 보안 시스템을 설계한다. 2장에서는 SOiVA 및 널리 쓰이는 XML 기반 보안 기술인 XML Signature와 XML Encryption을 소개하고, 3장에서는 본 논문에서 주제로 삼고 있는 SOiVA 메타데이터 보안 시스템을 설계한다.
수신자는 우선 <SignatureMetadata> 엘리먼트와 <Enc ryptionMetadata> 엘리먼트를 탐색해 SOiVA 메타데이터에 첨부된 모든 전자서명과 암호화에 관련된 메타데이터를 확인한다.
3장에서 설계한 보안 시스템을 구현한 프로그램을 작성하여 시스템 타당성을 검증하였다. 이 프로그램을 이용해 다양한 예제 SOiVA 메타데이터에 전자서명 첨부 및 검증, 암호화 및 복호화 등의 테스트를 수행한 결과 이상 없이 구동함을 확인할 수 있었다.
테스트 프로그램은 자바 언어로 작성하였으며, JDK/JR E 1.6을 이용해 컴파일 및 실행하였다. 자바는 JCA(Java Cryptography Architecture)와 JCE(Java Cryptography E xtension)를 통해 암호화 기술 및 전자 서명 기술을 제공하므로 이를 사용해 보안 기술을 적용하였다.
6을 이용해 컴파일 및 실행하였다. 자바는 JCA(Java Cryptography Architecture)와 JCE(Java Cryptography E xtension)를 통해 암호화 기술 및 전자 서명 기술을 제공하므로 이를 사용해 보안 기술을 적용하였다. 한편 XML 파싱을 위해 파서인 Apache Crimson 라이브러리를, base 64 인코딩을 Apache Common Codec 라이브러리를 이용했다.

이론/모형

정규화 알고리즘으로는 유일한 W3C 표준인 c14n을, 해시 알고리즘으로는 XML Signature 표준에서 추천하는 유일한 알고리즘인 SHA-1을 사용한다. 전자서명 알고리즘은 RSA-SHA1 알고리즘을 사용하는데, 오랜 시간동안 널리 사용되어 대부분의 환경에 컴포넌트가 존재하는 등 호환성이 높기 때문이다.
이렇게 하면 문서 내에 서명 키를 첨부하는 것보다 신뢰성을 높일 수 있으며 메타데이터가 경량화된다. 따라서 SOiVA 메타데이터 전자서명에는 서명 키에 관한 엘리먼트가 제거된 XML Signature 문법을 사용한다.
전자서명과 마찬가지로, SOiVA 메타데이터는 원본 데이터가 XML 포맷으로 존재하며 일부 엘리먼트만 선택적으로 암호화할 수 있어야 한다. 또한 암호화로 인해 이 양식이 해쳐져서는 안 되며 엘리먼트 이름 자체를 보호할 필요는 없으므로 동봉한(Enveloping) 콘텐츠 암호화 방식을 사용한다.
문서의 암호화에는 본문은 대칭 키 알고리즘을 적용하여 암호화하고 암호화에 쓰인 대칭키를 비대칭 키 알고리즘을 이용해 암호화하는 방법을 사용한다. 이를 통해 비대칭 키 알고리즘의 느린 수행속도를 보완할 수 있다.
이를 통해 비대칭 키 알고리즘의 느린 수행속도를 보완할 수 있다. 대칭키 알고리즘으로는 XML Encryption 표준에서 필수로 요구하는 알고리즘 중 보안성이 가장 우수한 AES-256을 사용한다. 비대칭 키 알고리즘으로는 전자서명과 같은 이유로 RSA를 사용한다.
수신자는 자신의 개인 키로 대칭 키를 복호화할 수 있다. 따라서 SOiVA 메타데이터 암호화에는 비대칭 키에 관한 엘리먼트가 제거된 XML Encryption 문법을 사용한다.
자바는 JCA(Java Cryptography Architecture)와 JCE(Java Cryptography E xtension)를 통해 암호화 기술 및 전자 서명 기술을 제공하므로 이를 사용해 보안 기술을 적용하였다. 한편 XML 파싱을 위해 파서인 Apache Crimson 라이브러리를, base 64 인코딩을 Apache Common Codec 라이브러리를 이용했다.[9][10][11][12]

성능/효과

3장에서 설계한 보안 시스템을 구현한 프로그램을 작성하여 시스템 타당성을 검증하였다. 이 프로그램을 이용해 다양한 예제 SOiVA 메타데이터에 전자서명 첨부 및 검증, 암호화 및 복호화 등의 테스트를 수행한 결과 이상 없이 구동함을 확인할 수 있었다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

XML Encryption의 엘리먼트는 XML Signature와 대조적으로 대부분이 선택적인 이유는 무엇인가?

한편 XML Encryption의 엘리먼트는 XML Signature와 대조적으로 대부분이 선택적이다. 이는 전자서명과 암호화의 성격 차이에서 기인한 것으로, 전자서명은 누구나 검증할 수 있어야 하지만 암호화는 오로지 수신자만이 해독할 수 있으면 되기 때문이다. 즉, 암호화 알고리즘이나 키 등 송신자와 수신자가 사전에 합의할 수 있는 사항은 모두 생략이 가능하다.

SOiVA란 무엇인가?

SOiVA는 양방향 동영상 서비스를 위한 TTA 정보통신 표준이다. SOiVA 서비스는 다양한 정보를 표현하기 위해 메타데이터를 이용하는데, 이 메타데이터에는 그 중요성 때문에 반드시 제 3자로부터 보호되어야 하는 내용이 포함되어 있다.

SOiVA 서비스가 메타데이터를 사용하는 이유는 무엇인가?

SOiVA는 양방향 동영상 서비스를 위한 TTA 정보통신 표준이다. SOiVA 서비스는 다양한 정보를 표현하기 위해 메타데이터를 이용하는데, 이 메타데이터에는 그 중요성 때문에 반드시 제 3자로부터 보호되어야 하는 내용이 포함되어 있다. 이 중 일부가 외부에 노출되거나 유실 조작될 경우 큰 문제를 야기할 수 있으므로 반드시 적합한 보안 시스템이 필요하다.

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