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클러스터 기반 센서 네트워크를 위한 효율적 라우팅 메커니즘
도인실(Inshil Doh),채기준(Kijoon Chae) 한국정보과학회 2006 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.33 No.1
센서 네트워크는 다양한 응용에 적용될 수 있는 장점을 가지는 반면 기본적인 제약으로 인해 기존의 라우팅 메커니즘을 그대로 적용할 수 없어 센서 네트워크에 적합한 새로운 라우팅 프로토콜들이 많이 제안되었다. 그러나 대부분의 경우 안전성을 고려하지 못하였다는 문제점을 갖는다. 본 연구에서는 센서 네트워크를 육각형의 클러스터 기반의 구조로 정의하고 각 클러스터에 3차원 좌표를 할당하여 클러스터헤드가 이 좌표값을 이용하여 목적지로의 라우팅 경로를 동적으로 찾는다. 또한 보안을 제공하기 위한 방안으로 중간에 적절한 포스트를 두어 이 지점에서 데이터의 진위를 파악하여 잘못된 정보를 걸러줌으로써 잘못된 정보가 네트워크 상에서 계속 트래픽을 증가시키는 것을 방지한다. 제안 메커니즘은 효율적인 라우팅을 제공함과 동시에 보안 기능을 수행함으로써 보안성을 강화하였다.
센서 네트워크에서의 안전한 통신을 위한 클러스터 기반 키 분배 구조
천은미,도인실,오하영,박소영,이주영,채기준,이상호,나재훈,Chun Eunmi,Doh Inshil,Oh Hayoung,Park Soyoung,Lee Jooyoung,Chae Kijoon,Lee Sang-Ho,Nah Jaehoon 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.12 No.4
센서 네트워크는 다양한 환경에 설치되어 대상 탐지나 환경 감시 등, 유용한 정보를 제공하는데 사용될 수 있다. 이러한 센서 네트워크에서 센서 노드 간 키를 설정하는 것은 안전한 통신을 위한 가장 기본적인 요구 사항이다. 따라서 본 논문에서는 센서 네트워크에서의 효율적 키 설정을 위해 클러스터에 기반한 구조와 다항식(polynomial)을 사용한 pairwise key 설정 방법을 제안하였다. 제안한 메커니즘에서는 네트워크를 클러스터링하여 각 클러스터 별로 유일한 다항식을 할당하고, 동일 클러스터에 있는 센서들은 클러스터헤드로부터 분배받은 다항식 부분정보(polynomial share)를 사용하여 자신의 전송 범위에 있는 이웃 노드들과 pairwise key를 생성할 수 있다. 그러나 통신하고자 하는 두 센서가 서로의 전송 범위 내에 있으나 다른 클러스터에 존재할 경우 클러스터헤드를 통하여 두 센서 간의 경로키를 전송하여 공유함으로써 두 센서는 안전하게 통신할 수 있다. 경로키의 수가 많아지는 경우 오버헤드가 높아지므로 경로키 수가 적을수록 유리한데, 그 수는 클러스터의 크기, 센서 노드의 수, 센서의 전송 범위, 센서의 밀집도에 따라 다르게 나타나고 시간도 이에 따라 다르기 때문에 적절한 조건을 제공함으로써 경로키 설정을 줄일 수 있다. 따라서 적절한 클러스터 크기와 센서의 전송 범위를 고려하면 제안한 메커니즘의 효율성을 더욱 높일 수 있음을 시뮬레이션을 통해서 확인할 수 있었다. We can obtain useful information by deploying large scale sensor networks in various situations. Security is also a major concern in sensor networks, and we need to establish pairwise keys between sensor nodes for secure communication. In this paper, we propose new pairwise key establishment mechanism based on clustering and polynomial sharing. In the mechanism, we divide the network field into clusters, and based on the polynomial-based key distribution mechanism we create bivariate Polynomials and assign unique polynomial to each cluster. Each pair of sensor nodes located in the same cluster can compute their own pairwise keys through assigned polynomial shares from the same polynomial. Also, in our proposed scheme, sensors, which are in each other's transmission range and located in different clusters, can establish path key through their clusterheads. However, path key establishment can increase the network overhead. The number of the path keys and tine for path key establishment of our scheme depend on the number of sensors, cluster size, sensor density and sensor transmission range. The simulation result indicates that these schemes can achieve better performance if suitable conditions are met.
UAV 기반 재난 재해 감시 시스템에서 GPS 스푸핑 방지를 위한 연합학습 모델링
김동희 ( Donghee Kim ),도인실 ( Inshil Doh ),채기준 ( Kijoon Chae ) 한국정보처리학회 2021 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.28 No.1
무인 항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicles)는 높은 기동성을 가지며 설치 비용이 저렴하다는 이점이 있어 홍수, 지진 등의 재난 재해 감시 시스템에 이용되고 있다. 재난 재해 감시 시스템에서 UAV는 지상에 위치한 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 기기로부터 데이터를 수집하는 임무를 수행하기 위해 계획된 항로를 따라 비행한다. 이때 UAV가 정상 경로로 비행하기 위해서는 실시간으로 GPS 위치 확인이 가능해야 한다. 만일 UAV가 계산한 현재 위치의 GPS 정보가 잘못될 경우 비행경로에 대한 통제권을 상실하여 임무 수행을 완료하지 못하는 결과가 초래될 수 있다는 취약점이 존재한다. 이러한 취약점으로 인해 UAV는 공격자가 악의적으로 거짓 GPS 위치 신호를 전송하는 GPS 스푸핑(Spoofing) 공격에 쉽게 노출된다. 본 논문에서는 신뢰할 수 있는 시스템을 구축하기 위해 지상에 위치한 기기가 송신하는 신호의 세기와 GPS 정보를 이용하여 UAV에 GPS 스푸핑 공격여부를 탐지하고 공격당한 UAV가 경로를 이탈하지 않도록 대응하기 위해 연합학습(Federated Learning)을 이용하는 방안을 제안한다.
모바일 IoT 환경에서 안전한 데이터 통신을 위한 블록체인 기반의 시스템 구조
허가빈 ( Gabin Heo ),도인실 ( Inshil Doh ),채기준 ( Kijoon Chae ) 한국정보처리학회 2021 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.28 No.1
다양한 IoT 기기로 구성된 모바일 IoT 환경에서는 IoT에서 수집된 데이터가 다른 IoT의 학습 데이터로 사용되는 순환 구조로 이루어져 있다. 따라서 해당 환경에서 데이터는 공유되는 자원이며 매우 중요한 요소이다. 특히 IoT 기기가 밀집된 지역에서는 많은 트래픽이 발생하기 때문에 전송지연 및 데이터 손실로 인한 시스템 성능이 저하되는 문제가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 안전한 데이터 통신을 위한 블록체인 기반의 시스템 구조를 제안한다. 해당 시스템은 블록체인을 사용하여 IoT 기기의 이동성과 밀집도를 판별하고, 트래픽 밀집 구역이 발생하였을 경우 UAV를 활용하여 통신이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
천은미(Eunmi Chun),도인실(Inshil Doh),채기준(Kijoon Chae) 한국정보과학회 2004 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.31 No.2Ⅰ
센서 네트워크는 다양한 탐지 대상 및 환경을 감시하는데 유용하게 사용될 수 있다. 이러한 센서 네트워크 메서 센서 노드간 키를 설립하는 것은 보안을 뭐한 가장 기본적인 요구 사항이다. 하지만 센서가 가진 기본 특성인 자원의 제약 때문에 일반 네트워크에서 사용되고 있는 중앙 키 분배 서버를 이용한 키 분배나 공개키 기법을 사용하는 것은 적합하지 않다. 따라서 본 논문에서는 센서 네트워크 특성에 맞는 키의 사전 분배 방식을 제안한다. 본 논문에서 제시한 기법은 클러스터를 기반으로 위치 정보를 이용하여 키를 사전 분배하였기 때문에 노드간 키 설립확률을 높였을 뿐만 아니라, 악의적인 노드에 의해 다항식이 공개되어 정상 노드가 붕괴되는 것을 막기 위해 클러스터당 헤드를 두어 다항식을 공유하는 노드의 범위를 줄여 보안을 보다 강화 시켰다.