무선 센서 네트워크에서 위치 정보를 이용한 pair-wise 키 사전 분배 방법

국문 초록 (Abstract)

무선 센서 네트워크 환경에서 안전한 통신 인프라를 구성하기 위해, 센서 노드들 사이의 pair-wise 키가 안전하게 설립되어야 한다. 현재까지 센서 노드들 사이의 키 설립에 대한 여러 가지 스킴들이 제안되어 왔으나, 그 스킴들은 많은 사전 키 저장을 요구하거나 노드 포획에 취약성을 지니는 등 심각한 단점을 가지고 있다.
최근에는 이러한 스킴들을 개선하기 위하여 노드의 위치 정보를 가정한 현실적인 스킴들이 제안되고 있다. 센서 노드들의 예측된 위치 정보를 이용함으로써 키 저장 요구량을 줄였고 노드 포획에 대한 안전성을 높였으나 무선 센서 네트워크 환경에서 센서 노드들의 제한된 자원과 공격자의 선택적인 노드 포획을 고려할 때 추가적인 연구가 필요하다.
본 논문에서는 키 저장량과 계산량을 개선하고 공격자의 선택적인 노드 포획에도 강한 스킴을 제안한다. 개선된 스킴은 노드의 추가가 가능할 뿐만 아니라 대규모 네트워크 지원도 가능하다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In order to compose secure communication infrastructure in wireless sensor network environment, pair-wise key between sensor nodes must be established securely. Until now, a number of key pre-distribution schemes among sensor nodes have been proposed but these schemes have serious drawbacks of demanding lots of stored pre-distribute keys and having a weakness for node capture.
Recently, to improve those schemes, practical key pre-distribution schemes of assumed nodes predicted location are being proposed. By using expected location information of sensor nodes, storage demand of keys could be reduced and increase the resilience to random nodes capture. However, in consideration of limited resource of sensor nodes in wireless sensor networks and selective nodes capture by attackers, there should be an additional research at the same time.
This paper suggests improvement of storage demand of keys, computations of key establishment and resilience to selective nodes capture by the attackers. Moreover, our scheme ought to be able to add new nodes securely as well as support large scale networks.

목차 (Table of Contents)

• 목 록
• I.서 론
• 1.관련 연구들
• 2.본 논문의 공헌
• II.배치 모델에 따른 위치 기반 키 사전 분배 스킴들
• 1.Group-BasedDeploymentModel
• 1.1 EG-D스킴
• 1.2 DDHV-D스킴
• 2.Location-AwareDeploymentModel
• 2.1ClosestPair-wiseKeys스킴
• 2.1.1기본적인 방법
• 2.1.2확장된 방법
• 2.2ClosestPolynomialsPre-Distribution스킴
• 3.Grid-GroupDeploymentModel
• 3.1Grid-GroupDeployment스킴
• 3.1.1공격모델
• 가)공격자의 능력
• 나)선택적인 노드 포획 공격
• 3.1.2키 사전 분배 방법
• 가)I-스킴
• 나)E-스킴
• 3.1.3Pair-wise키 설립 방법
• 가)같은 영역에서의 키 설립 방법
• 나)인접한 영역과의 키 설립 방법
• 3.1.4GGD스킴의 문제점
• III.개선된 스킴
• 1.키 사전 분배 방법
• 1.1같은 영역에서의 키 사전 분배 방법
• 1.2인접 영역 사이에서의 키 사전 분배 방법
• 2.Pair-wise키 설립 방법
• 3.새로운 노드 추가
• 4.분 석
• 4.1기존 위치 정보를 기반으로 한 스킴들
• 4.2시스템 환경 설정
• 4.3성능 분석
• 4.4안전성 분석
• IV. 결 론
• 참고문헌
• 표 차례
• [표 1]노드 가 pair-wise키를 저장해야할 노드 ID
• [표 2]위치기반 스？킴? 들 사이에 키 저장량 비교
• 그림 차례
• <그림 1>배치 지점들
• <그림 2>배치 분포
• <그림 3>키 풀 설정 방법
• <그림 4>Blom 스킴
• <그림 5>배치 지역
• <그림 6>격자 구조에서 센서 배치
• <그림 7> 에 있는 노드가 pair-wise키를 저장해야하는 노드들이 속한 그룹들
• <그림 8>EG스킴과 EG-D스킴
• <그림 9>GGD？스？?킴？?？