내장형 시스템에서 암호화 파일 시스템을 위한 효율적인 암복호화 기법 = An Efficient Encryption/Decryption Approach to Improve the Performance of Cryptographic File System in Embedded System

국문 초록 (Abstract)

내장형 시스템은 민감한 데이타를 다루고 저장하기 때문에 정보를 암호화하여 보호하는 암호화 파일 시스템이 필요하지만, 암호화 파일 시스템 적용은 성능 저하가 크기 때문에 내장형 시스템에는 널리 적용되지 못하였다. 기존의 암호화 파일 시스템은 시스템 구조상 불필요한 성능저하를 가져온다. 본 논문에서 제안하는 ISEA(Indexed and Separated Encryption Approach)는 이러한 불필요한 성능 저하를 제거하고, 시스템이 효율적으로 암복호화를 지원하는 새로운 암복호화 기법이다. ISEA는 암호화와 복호화를 페이지 캐쉬를 기준으로 서로 다른 계층에서 수행한다. 즉, 암호화는 페이지 캐쉬 하위 계층에서 수행하고 복호화는 페이지 캐쉬 상위 계층에서 수행한다. 복호화한 내용은 페이지 캐쉬에 저장하여 후속 I/O 요구에 사용할 수 있게 한다. 또한, ISEA는 페이지를 암호화 블록 단위로 나누어 관리하는 페이지 인덱싱 기법을 제공한다. 페이지 인덱싱은 필요에 따라 페이지를 부분적으로 복호화하여 불필요한 복호화 연산을 제거한다. 페이지 캐쉬 탐색 성공률과 읽기/쓰기 사이즈를 종합한 성능 평가에서 ISEA는 효율적인 성능 개선을 보여준다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Since modern embedded systems need to access, manipulate or store sensitive information, it requires being equipped with cryptographic file systems. However, cryptographic file systems result in poor performance so that they have not been widely adapted to embedded systems. Most cryptographic file systems degrade the performance unnecessarily because of system architecture. This paper proposes ISEA (Indexed and Separated Encryption Approach) that supports for encryption/decryption in system architecture and removes redundant performance loss. ISEA carries out encryption and decryption at different layers according to page cache layer. Encryption is carried out at lower layer than page cache layer while decryption at upper layer. ISEA stores the decrypted data in page cache so that it can be reused in followed I/O request without decryption. ISEA provides page-indexing which divides page cache into cipher blocks and manages it by a block. It decrypts pages partially so that it can eliminate unnecessary decryption. In synthesized experiment of read/write with various cache hit rates, it gives results suggesting that ISEA has improved the performance of encryption file system efficiently.

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