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SGX를 활용한 암호화된 데이터 중복제거의 효율성 개선
구동영 한국정보처리학회 2022 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.11 No.8
With prosperous usage of cloud services to improve management efficiency due to the explosive increase in data volume, variouscryptographic techniques are being applied in order to preserve data privacy. In spite of the vast computing resources of cloud systems,decrease in storage efficiency caused by redundancy of data outsourced from multiple users acts as a factor that significantly reducesservice efficiency. Among several approaches on privacy-preserving data deduplication over encrypted data, in this paper, the researchresults for improving efficiency of encrypted data deduplication using trusted execution environment (TEE) published in the recent USENIXATC are analysed in terms of security and efficiency of the participating entities. We present a way to improve the stability of akey-managing server by integrating it with individual clients, resulting in secure deduplication without independent key servers. Theexperimental results show that the communication efficiency of the proposed approach can be improved by about 30% with the effectof a distributed key server while providing robust security guarantees as the same level of the previous research. 데이터 양의 폭발적 증가에 따른 관리 효율성 제고를 위한 클라우드 서비스 활용이 일상으로 자리잡고 있는 현재, 데이터 프라이버시 보존을위한 다양한 암호화 기법이 적용되고 있다. 클라우드 시스템의 방대한 컴퓨팅 자원에도 불구하고 다수 사용자로부터 아웃소싱된 데이터의 중복으로인한 저장 효율성의 저하는 서비스 효율을 현저히 감소시키는 요인으로 작용하면서, 프라이버시가 보장된 암호문에 대한 데이터 중복제거에서의효율성 향상을 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 최신 USENIX ATC에 발표된 Ren et al.의 신뢰실행환경을 활용한 암호문에대한 중복제거의 효율성 개선을 위한 연구결과를 분석하고 서비스에 참여하는 키 관리 서버를 사용자에 통합함으로써 제3의 독립적인 키 관리서버의 필요성을 제거하면서도 키 관리의 안정성 개선 방법을 제시한다. 실험을 통하여 제안 기법에서 약 30%의 통신 효율 개선 효과를 얻을수 있음을 확인하였다.
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머신러닝을 활용한 알려지지 않은 암호통신 프로토콜 식별 및 패킷 분류
구동영,Koo, Dongyoung 한국정보보호학회 2022 정보보호학회논문지 Vol.32 No.2
알려지지 않은 암호통신 프로토콜은 개인 및 데이터 프라이버시를 보장한다는 장점이 있을 수 있으나, 악의적 목적에 사용될 경우 기존의 네트워크 보안 장비를 이용하여 이를 식별하고 대응하는 것이 불가능에 가깝다. 특히, 실시간으로 오가는 방대한 양의 트래픽을 수작업으로 분석하는 데에는 한계가 존재한다. 따라서, 본 연구에서는 머신러닝 기법을 활용하여 알려지지 않은 암호통신 프로토콜의 패킷 식별과 패킷의 필드 구분을 시도한다. 순차 패턴과 계층적 군집화, 그리고 피어슨 상관계수를 활용하여 알려지지 않은 암호통신 프로토콜이라 하더라도 그 구조를 자동화하여 분석할 가능성을 확인한다.
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익명 암호통신 네트워크에서의웹사이트 핑거프린팅을 활용한 서비스 유형 분류
구동영 한국정보처리학회 2022 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.11 No.4
An anonymous encrypted communication networks that make it difficult to identify the trace of a user’s access by passing throughseveral virtual computers and/or networks, such as Tor, provides user and data privacy in the process of Internet communications. However,when it comes to abuse for inappropriate purposes, such as sharing of illegal contents, arms trade, etc. through such anonymous encryptedcommunication networks, it is difficult to detect and take appropriate countermeasures. In this paper, by extending the websitefingerprinting technique that can identify access to a specific site even in anonymous encrypted communication, a method for specifyingand classifying service types of websites for not only well-known sites but also unknown sites is proposed. This approach can be usedto identify hidden sites that can be used for malicious purposes. 토르 (Tor, The Onion Router)와 같이 다수의 가상 컴퓨터 및 네트워크를 경유함으로써 이용자의 인터넷 접속에 대한 추적을 어렵게 하는익명 암호통신 네트워크는 데이터 송수신 과정에서의 사용자 및 데이터 프라이버시 보호를 그 운영목적으로 하고 있다. 하지만 이러한 익명 암호통신네트워크를 통한 불법 콘텐츠 공유 및 무기거래 등 부적절한 용도로의 악용 및 오용에 있어, 기존의 탐지 기법을 적용하거나 적절한 대응책을마련하기에는 어려움이 따른다. 본 논문에서는 익명 암호통신에서도 특정 사이트에 대한 접근 정보를 높은 정확도로 유추할 수 있는 웹사이트핑거프린팅 (website fingerprinting) 기법을 확장하여, 특정 사이트 뿐 아니라 알려지지 않은 사이트에 대해서도 서비스 유형을 특정하고 분류하는방법을 강구함으로써 악의적 목적에 활용될 수 있는 은닉 사이트 또는 잠재적 불법 사이트에 대한 식별 방안을 제시한다.
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신뢰실행환경기반 엣지컴퓨팅 환경에서의 암호문에 대한효율적 프라이버시 보존 데이터 중복제거
구동영 한국정보처리학회 2022 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.11 No.9
With the flood of digital data owing to the Internet of Things and big data, cloud service providers that process and store vast amountof data from multiple users can apply duplicate data elimination technique for efficient data management. The user experience can beimproved as the notion of edge computing paradigm is introduced as an extension of the cloud computing to improve problems suchas network congestion to a central cloud server and reduced computational efficiency. However, the addition of a new edge device thatis not entirely reliable in the edge computing may cause increase in the computational complexity for additional cryptographic operationsto preserve data privacy in duplicate identification and elimination process. In this paper, we propose an efficiency-improved duplicatedata elimination protocol while preserving data privacy with an optimized user-edge-cloud communication framework by utilizing a trustedexecution environment. Direct sharing of secret information between the user and the central cloud server can minimize the computationalcomplexity in edge devices and enables the use of efficient encryption algorithms at the side of cloud service providers. Users also improvethe user experience by offloading data to edge devices, enabling duplicate elimination and independent activity. Through experiments,efficiency of the proposed scheme has been analyzed such as up to 78x improvements in computation during data outsourcing processcompared to the previous study which does not exploit trusted execution environment in edge computing architecture. 사물인터넷 및 빅데이터 등 디지털 데이터의 범람으로, 다수 사용자로부터 방대한 데이터를 처리 및 보관하는 클라우드 서비스 제공자는 효율적데이터 관리를 위한 데이터 중복제거를 적용할 수 있다. 중앙 클라우드 서버로의 네트워크 혼잡 및 연산 효율성 저하 등의 문제를 개선하기 위한클라우드의 확장으로 엣지 컴퓨팅 개념이 도입되면서 사용자 경험을 개선할 수 있으나, 전적으로 신뢰할 수 없는 새로운 엣지 디바이스의 추가로인하여 프라이버시 보존 데이터 중복제거를 위한 암호학적 연산 복잡도의 증가를 야기할 수 있다. 제안 기법에서는 신뢰실행환경을 활용함으로써사용자-엣지-클라우드 간 최적화된 통신 구조에서 프라이버시 보존 데이터 중복제거의 효율성 개선 방안을 제시한다. 사용자와 클라우드 사이에서의비밀정보 공유를 통하여 엣지 디바이스에서의 연산 복잡도를 최소화하고, 클라우드 서비스 제공자의 효율적 암호화 알고리즘 사용을 가능하게 한다. 또한, 사용자는 엣지 디바이스에 데이터를 오프로딩함으로써 데이터 중복제거와 독립적인 활동을 가능하게 하여 사용자 경험을 개선한다. 실험을통하여 제안 기법이 데이터 프라이버시 보존 중복제거 과정에서 엣지-클라우드 통신 효율성 향상, 엣지 연산 효율성 향상 등 성능 개선 효과가있음을 확인한다.
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