HDLC 프로토콜에서 운용되는 동기식 스트림 암호 통신에 적합한 적응 난수열 재동기 기법

윤장홍,황찬식 한국통신학회 1997 韓國通信學會論文誌 Vol.22 No.9

절대 클럭 동기를 요구하는 동기식 스트림 암호 통신 시스템에 사이클 슬립 현상이 발생하면 암, 복호기간에 난수 동기가 이탈된다. 난수 동기 이탈 현상이 발생하면 통신을 할 수 없을 뿐 아니라 수신 시스템을 오작동 시킬 수 있다. 이러한 위험성을 줄이기 위하여 암호문에 동기 패턴과 세션 키를 주기적으로 삽입하여 재동기를 이루는 연속 재동기 방법을 흔히 사용한다. 연속 재동기 방식을 사용하면 비교적 안정된 암호 통신을 할 수 있으나 몇가지 문제점을 갖고 있다. 본 논문에서는 OSI 7계층중 링크 계층의 프로토콜로 HDLC 방식을 사용하는 통신 체계에서 운용되는 동기식 스트림 암호 통신 시스템에 적합하고 연속 재동기 방식의 문제점들을 해결할 수 있는 적응 재동기 방식을 제안하였다. 제안된 적응 재동기 방식에서는 HDMC 프레임의 주소 체계 특성을 이용하여 난수 동기 이탈이 발생한 경우에만 재동기를 이루는 방법을 사용하였다. 즉, 각 단위 측정 시간 동안의 HDLC 프레임의 주소 영역 수신률을 측정하여 이것이 역치보다 적은 경우에만 난수 동기 이탈이 발생한 것으로 판단하여 재동기를 이루는 방법을 사용하였다. 적응 재동기 방식은 연속 재동기 방식보다 효율적이며 주기적으로 동기 패턴과 세션 키를 전송하는 것에 따른 문제점을 해결하였다. 제안된 알고리즘을 HDLC 프로토콜을 사용하는 패킷 암호 통신에서 운용되는 동기식 스트림 암호 통신 시스템에 적용하여 시험한 결과, 연속 재동기에 비해 오 복호율 R_e 오 복호된 데이터 비트수 D_e에서 훨씬 향상된 성능을 나타내는 것을 확인하였다. The synchronous stream cipher which require absoulte clock synchronization has the problem of synchronization loss by cycle slip. Synchronization loss makes the state which sender and receiver can't communicate with each other and it may break the receiving system. To lessen the risk, we usually use a continuous resynchronization method which achieve resynchronization at fixed timesteps by inserting synchronization pattern and session key. While we can get resynchronization effectively by continuous resynchroniation, there are some problems. In this paper, we proposed an adaptive resynchronization algorithm for cipher system using HDLC protocol. It is able to solve the problem of the continuous resynchronization. The proposed adaptive algorithm make resynchronization only in the case that the resynchronization is occurred by analyzing the address field of HDLC. It measures the receiving rate of theaddress field in the decision duration. Because it make resynchronization only when the receiving rate is greateer than the threshold value, it is able to solve the problems of continuous resynchronization method. When the proposed adaptive algorithm is applied to the synchronous stream cipher system in packet netork, it has addvance the result in R_e and D_e.

국부 통계를 이용한 적응 메디안 필터 ( Adaptive median filtering using local statistics )

윤장홍,김남철,황찬식 대한전자공학회 1986 대한전자공학회 학술대회 Vol.1986 No.1

동기식 스트림 암호 통신에 적합한 사이클 슬립 보상 알고리즘

윤장홍,강건우,황찬식 한국통신학회 1997 韓國通信學會論文誌 Vol.22 No.8

PLL을 사용하는 통신 시스템에서는 선로 잡음에 의해서 사이클 슬립 현상이 발생 할 수 있다. 이 사이클 슬립 현상이 동기식 스트림 암호 통신 시스템에 발생하면 난수 동기 이탈 현상을 발생시켜 통신을 할 수 없게 된다. 이러한 난수 동기 이탈의 위험성을 줄이기 위하여 연속 재동기 방식을 사용하지만 이에 따른 문제점이 있다. 본 논문에서는 수신 클럭 복원시에 사용되는 수신 클럭 보상 알고리즘을 연속 재동기 방식에 적용하여 기존의 연속 재동기 방식의 문제점을 해결하는 방법을 제안하였다. 즉, 정해진 기준 시간 동안에 실제 수신 클럭 펄스 수를 계수하여 얻은 계수치와 동일 시간 동안에 사이클 슬립이 발생하지 않은 정상 상태에서의 수신 클럭 펄스 수인 정상치가 일치하지 않으면 사이클 슬럽이 발생된 것으로 판단하여 훼손된 수신 클럭을 사이클 스립의 발생 형태에 따라 클럭 펄스를 더해주거나 빼주는 방법을 연속 재동기 방식과 같이 사용하였다. 제안된 방법을 절대 클럭 동기를 요구하는 동기식 스트림 암호 통신 시스템에서 시험한 결과 기존의 연속 재동기 방법에 비하여 재동기 시간을 최대 20배까지 단축시켰는데 그것은 전송 데이터 량을 17.8% 감축하는 효과와 동일하다. The communication systems which include PLL may have cycle clip problem because of channel noise. The cycle slip problem occurs the synchronization loss of communication system and it may be fatal to the synchronous stream cipher system. While continuous resynchronization is used to lessen the risk of synchronization it has some problems. In this paper, we propose the method which solve the problems by using continuous resynchronization with the clock recovery technique. If the counted value of real clock pulse in reference duration is not same as that of normal state, we decide the cycle slip has occurred. The damaged clock by cycle slip is compensated by adding or subtracting the clock pulse according to the type of cycle slip. It reduced the time for resynchronization by twenty times. It means that 17.8% of data for transmit is compressed.

LAPB의 주소 영역을 이용한 적응 난수열 재동기 알고리즘

윤장홍,이주형,황찬식,양상운 한국통신학회 1997 韓國通信學會論文誌 Vol.22 No.10

동기식 스트림 암호 통신 시스템은 수선 클럭의 사이클 슬립 등에 의하여 난수 동기 이탈을 발생하는 문제점을 갖고 있다.난수 동기 이탈이 발생하면 통신을 할 수 없을 뿐 아니라 복호된 데이터는 임의의 값을 가지므로 수신 시스템을 오동작시킬 수도 있다. 이러한 위험성을 줄이기 위하여 암호문에 동기 신호와 세션 키이를 일정 간격으로 삽입하여 주기적으로 재동기를 이루는 연속 재동기 방식을 사용한다. 연속 재동기 방식을 사용하면 비교적 안정된 암호 통신을 할 수 있으나 몇 가지 문제점을 갖고 있다. 본 논문에서는 LAPB 프로토콜을 사용하는 암호 통신 시스템에 적합하고 연속 재동기 방식의 문제점들을 해결 할 수 있는 적응 재동기 방식을 제안하였다. 제안된 적용 재동기 방식은 단위 측정 시간 동안 측정된 LAPB 프레임의 주소 영역 수신률이 문턱 값보다 적은 경우에만 재동기를 이루는 방법을 사용하여 주기적으로 재동기를 이루는 기존의 연속 재동기 방식의 문제점들을 해결하였다. 제안된 알고리즘을 LAPB 프로토콜을 사용하는 X.25 패킷 암호 통신에서 운용되는 동기식 스트림 암호 통신 시스템에 적용하여 시험한 결과, 연속 재동기에 비해 오 복호율 E_rate와 오 복호된 데이터 비트 수 E_data에서 10배 향상시켰는데 이것은 전송하는 총 데이터 량을 약 11.3% 감축시키는 효과와 동일하다. The synchronous stream cipher has the problem of synchronization loss by cycle slip. Synchronization loss make the state which sender and receiver can't communicate and it may make the receiving system disordered. To lessen the risk, we usually use a continuous resynchronization which achieve resynchronization at fixed timesteps by inserting synchronization pattern and session key. While we can get effectively resynchronizationby continuous resynchronization, there are some problems. In this paper, we proposed an adaptive resynchronization algorithm for cipher system using LAPB protocol. It is able to solve the problem of the continunous resynchronization.The proposed adaptive algorithm make resynchronization only in the case that the resynchronization is occurred by analyzing the address field of LAPB. It measure the receiving rate of the address field in the decesion duration. If the receiving rate is smaller than threshold value, it make resynchronization or not. By using adaptively resynchronization, it solves the problems of continunous resynchronization. When the proposed adaptive algorithm is applied to the synchronous stream cipher system which is used in X.25 packet network, it reduced the time for resynchronization by ten times. It means that 11.3% of total data for transmit is compressed.

국부 통계를 이용한 적응 메디안 필터

윤장홍(Jang-Hong Yoon),김남철(Nam-Chul Kim),황찬식(Chan-Sik Hwang) 대한전자공학회 1986 대한전자공학회 학술대회 Vol.1986 No.6

항공통신정찰링크(CDL)에서 영상정보 전송을 위한 통신방안 연구

박영미,윤장홍,김성조,손영호,윤이중,Park Young-mi,Yoon Jang-hong,Kim Sung-jo,Son Young-ho,Yoon E-joong 한국정보통신학회 2005 한국정보통신학회논문지 Vol.9 No.7

정보감시정찰(ISR)체계는 감시와 정찰의 임무 수행을 통해 획득된 자료를 분석하여 필요로 하는 부대에 전파함으로써, 관심지역의 빠른 상황파악과 지휘관의 지휘능력를 향상시키는 데 주요한 역할을 하는 체계이다. ISR 체계를 통해 획득된 정보는 대표적인 통신체계인 CDL(common ta link)과 TADIL(tactical digital information link) 등을 통해 전파된다. 정찰체계에서 운용되는 대표적인 통신체계인 CDL은 점대점(point to point) 통신방식으로 고속 대용량의 영상정보(image intelligence)를 포함한 다중정보 전송을 지원하고, ISR 센서 및 센서 플랫폼간의 통신을 제공하며, 수집자산과 지상단말간의 호환성 및 상호 운용성을 제공하는 표준 데이터 링크이다. 본 논문에서는 ISR 임무를 수행하는 항공기에서 획득한 영상정보를 전송하기 위하여 CDL 통신체계를 고려한다. 이때, 영상정보는 MPEG-2 transport stream의 패킷들로 모델링되어 CDL의 하향링크를 통해 전송된다. 항공통신 링크 상에서 CDL를 통하여 실시간으로 음성정보와 영상정보를 송수신 시에 통신성능을 분석하고, 콘불루션 부호화를 통하여 채널오류 보정 시에 CDL의 통신성능의 효율성을 시뮬레이션을 통하여 비교, 분석한다. 또한, 무선채널 환경이 항공기의 속도에 의해 페이딩이 발생하는 경우에 대해서 모의 실험을 수행하고 그 결과를 AWGN 채널에서의 성능과 비교, 분석한다. In this paper, we consider the ISR(Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance) system which collects the imagery intelligence from an airplane and CDL(common data link) communication system which transports the information obtained by the ISR system. The IMINT(imagery intelligence) consists of MPEG-2 transport stream packets and they transmit through CDL. We have some simulations for communication performances of CDL and show performance improvements using convolutional coding. We have compared BER performances under AWGN channel and fading channel which is caused by the velocity of an airplane.

순위평균을 이용한 적응 평균 필터의 영상 복원 ( Image Restoration of Adaptive Mean Filter by Using Ranking Average )

최태환,윤장홍,김남철,황찬식 대한전자공학회 1986 대한전자공학회 학술대회 Vol.1986 No.1

프레임릴레이 프로토콜에서 주소비트를 이용한 키스트림 동기 보상 알고리즘

홍진근(J.K. Hong),윤장홍(J.H. Yoon),윤정오(J.O. Yun),황찬식(C.S. Hwang) 한국정보보호학회 1998 정보보호학회논문지 Vol.8 No.2

순위평균을 이용한 적응평균필터의 영상 복원

최태환(T. H. Choe),윤장홍(J. H. Yoon),김남철(N. C. Kim),황찬식(C. S. Hwang) 대한전자공학회 1986 대한전자공학회 학술대회 Vol.1986 No.12

무선 통신망 암호동기에 적합한 Statistical CFB 방식의 암호 알고리즘 성능 분석

박대선,김동수,김영수,윤장홍,Park Dae-seon,Kim Dong-soo,Kim Young-soo,Yoon Jang-hong 한국정보통신학회 2005 한국정보통신학회논문지 Vol.9 No.7

본 논문에서는 통신 채널의 오류로 인하여 통신 단말간에 서로 송수신되는 정보중에 임의의 비트가 삭제되거나 추가되어 암호 알고리즘을 사용하여 통신이 불가능해지는 경우, 이를 극복하기 위한 기법으로 Statistical CFB 방식의 암호 알고리즘을 제안한다. 먼저, 비트 삽입 또는 비트 삭제 발생 시 오류 전파의 영향을 수학적으로 모델링하여 이론적인 Statistical CFB 암호 알고리즘의 성능을 분석한다. 이 경우, Statistical CFB 방식의 성능을 결정하는 요소인 농기 패턴의 길이와 피프백되는 키의 길이를 변화해가며 분석하도록 한다. 또한 이론적인 분석과 함께 실제로 특정 길이의 동기 패턴과 피드백되는 키를 선택한 후, Statistical CFB 방식을 적용한 암호 알고리즘을 사용하여 성능을 분석하였다. 이를 이론적인 분석 결과와 비교하여 제안된 암호 알고리즘의 타당성을 검증한다. This paper suggests a new cipher mode of operation which can recover cryptographic synchronization. First, we study the typical cipher modes of operation, especially focused on cryptographic synchronization problems. Then, we suggest a statistical cipher-feedback mode of operation. We define the error sources mathmatically and simulate propagation errors caused by a bit insertion or bit deletion. In the simulation, we compare the effects of changing the synchronization pattern length and feedback key length. After that, we analyze the simulation results with the calculated propagation errors. finally. we evaluate the performance of the statistical cipher-feedback mode of operation and recommand the implementation considerations.