초록 ▼

□ 연구개요
본 과제에서는 최근 각광받고 있는 사물인터넷(IoT) 기기의 보안을 위한 알고리즘 및 메커니즘에 대한 연구를 수행하고자 한다. 소형화 될 수밖에 없는 사물인터넷 기기의 특성 상, 사물인터넷에 적용되는 보안 알고리즘들은 필요한 연산량을 최소화할 필요가 있으며, 분산화 된 보안 관리가 가능해야 한다. 또한 양자컴퓨터의 현실화가 이슈가 되고 있는 현재의 상황에 비추어 볼 때, 양자 연산에 저항성을 갖는 알고리즘을 기반으로 보안 시스템이 구성되어야 한다. 이를 위해서 다음과 같은 세부적인 연구 목표를 선정하였다.
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□ 연구개요
본 과제에서는 최근 각광받고 있는 사물인터넷(IoT) 기기의 보안을 위한 알고리즘 및 메커니즘에 대한 연구를 수행하고자 한다. 소형화 될 수밖에 없는 사물인터넷 기기의 특성 상, 사물인터넷에 적용되는 보안 알고리즘들은 필요한 연산량을 최소화할 필요가 있으며, 분산화 된 보안 관리가 가능해야 한다. 또한 양자컴퓨터의 현실화가 이슈가 되고 있는 현재의 상황에 비추어 볼 때, 양자 연산에 저항성을 갖는 알고리즘을 기반으로 보안 시스템이 구성되어야 한다. 이를 위해서 다음과 같은 세부적인 연구 목표를 선정하였다.
1) 작은 HW로 인한 연산능력의 제약이 있는 IoT 장치에 적용 가능한, 양자연산 저항성을 갖는 암호 및 보안 알고리즘에 대한 연구.
2) 침입 탐지 기술 및 보안 알고리즘들을 기반으로 IoT 제어시스템 주변 보안 위협 수준을 평가하여, 도출된 보안 위협 수준에 맞추어서 보안 수준을 가변화할 수 있는 알고리즘 및 프로토콜을 개발함. 이를 통해 경량화와 보안 수준을 모두 만족시킬 수 있는 시스템에 대한 연구.
3) IoT 네트워크에 위치하는 다수의 기기들 간의 효율적인 connectivity에 대한 연구.

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 작은 HW로 인한 연산능력의 제약이 있는 IoT 장치에 적용 가능한, 양자연산 저항성을 갖는 암호 및 보안 알고리즘에 대한 연구.
- 본 연구에서는 NIST 1차 통과 알고리즘들에 대하여 분석을 진행하였고 해당 내용을 기반으로 하여 국내 학술지에 분석 결과를 논문으로 게재하였음. 또한, NIST 1차 통과 알고리즘의 참여 연구자와 교류하여, 해당 알고리즘에 개발에 대한 세부내용을 제공받아 알고리즘의 내용을 분석하고, 이를 기반으로 알고리즘 개선 연구를 수행하였음.

2) 침입 탐지 기술 및 보안 알고리즘들을 기반으로 IoT 제어시스템 주변 보안 위협 수준을 평가하여, 도출된 보안 위협 수준에 맞추어서 보안 수준을 가변화할 수 있는 알고리즘 및 프로토콜을 개발함. 이를 통해 경량화와 보안 수준을 모두 만족시킬 수 있는 시스템에 대한 연구.
- 본 연구에서는 IoT 제어시스템 주변의 본안 수준에 대한 연구를 진행하였으며, 경량화된 보안을 위하여 지정된 연결을 사용하는 방식보다 통신이 필요한 시점에서 임의의 connection을 설정하여 통신하는 방식이 보안에 유리하다는 결론으로 연구를 수행함. 이에 동적 주파수 할당 방식과 기존의 보안 프로토콜을 결합하여 연구를 수행하였으며, 그 결과 동적 주파수 할당 방식에 대한 연구결과를 국제학술지에 게재하였음.

3) IoT 네트워크에 위치하는 다수의 기기들 간의 효율적인 connectivity에 대한 연구.
- 본 연구에서는 IoT 네트워크에 위치하는 다수의 기기들 간에 효율적인 connectivity를 제공하는 방안으로 동적 주파수 할당(DSA: Dynamic Spectrum Access) 방식에 주목하였다. 동적 주파수 할당 방식은 인지라디오(CR: Cognitive Radio) 방식의 일종으로, 통신을 원하는 두 기기가 서로의 주파수 대역 상황을 모르는 상황에서도 신뢰성 있는 통신을 할 수 있도록 connectivity를 제공해주는 방안이다. 이에 본 연구책임자는 동적 주파수 할당 방식의 핵심 기술인 주파수 탐색 패턴에 대한 연구를 진행하고, 기존 방식 대비 우월한 성능을 갖는 주파수 탐색 패턴을 제안하고 그 성능을 분석하였다. 해당 결과를 토대로 하여 작성된 논문이 SCI급 국제 학술지에 게재되었다.

□ 연구개발결과의 중요성
양자 연산 저항성은 이제 장기간 동안 보안성을 제공해야하는 IoT 기기를 위한 보안 시스템이 필수적으로 갖추어야 하는 요소가 되었지만, 해당 암호 Primitive에 대한 연구는 이제야 본격적으로 진행이 되고 있는 상황이다. 그러나 현재 격자기반 암호의 Primitive의 표준화는 초기단계가 진행 중이며, 이 표준화가 완료되는 시점에는 이미 IoT가 본격적으로 확산이 된 후 일 것이다. 그러므로 IoT 기기에 대한 보안 연구가 적시에 적용되도록 하기 위해서는 선행 연구가 필수이며, 이에 본 과제의 연구 결과가 매우 중요한 의미를 가질 것이라 생각된다. 따라서 본 연구를 통해서 양자 연산 저항성을 갖춘 IoT 기기 또는 IoT 네트워크에 대한 연구가 반드시 필요하다고 말할 수 있다.
또한, 현재까지 제안된 IoT를 위한 통신 시스템들은, 특정 네트워크 또는 주파수 대역에서 광대역을 커버하는 것을 목적으로 하여 제한된 공간에 다수의 기기가 존재하는 경우 연결성 또는 고비용 등의 문제가 발생하게 되지만, 본 과제를 통해서 개발된 알고리즘은 제한된 공간 내 다수의 기기가 낮은 밀도로 통신 하는 시스템에 대하여 저비용으로 신뢰성 있는 연결성을 제공할 것으로 기대된다. 특히 시설물 위험 감지 등의 시스템에서 활용되는 센서네트워크 같은 경우는 제한된 공간 내 다수의 센서들이 낮은 밀도로 통신을 하지만 안전과 관련된 정보를 주고 받기에 저비용으로 신뢰성 있는 연결성을 제공하는 것은 매우 중요한 일이라 할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 6
• 4. 참고문헌 ... 6
• 5. 연구성과 ... 6
• 끝페이지 ... 7