(A) study on physical layer security for multiple-input multiple-output wireless networks = 다중안테나 무선 네트워크를 위한 물리계층 보안 기술에 대한 연구

Hyoungsuk Jeon, 전형석

Namseok Chang, 장남석

Jong‐Ho Lee, Oh‐Soon Shin

본 논문에서는 무선 다중홉 복호 후 전달 릴레이 네트워크에서 물리 계층 보안을 위한 전력 할당 문제를 고려한다. 먼저, 하나의 송수신 쌍이 여러 도청자가 존재하는 상황에서 다중홉 복호 후 전달 릴레이의 도움을 받아 보안 전송을 수행하는 시나리오에 대한 전력 할당 문제를 유도한다. 그리고, 보안 전송율을 최대로 하는 최적의 전력 할당은 선형 계획법에 의해 얻을 수 있음을 보인다. 다음으로, 하나의 송신기가 다중홉 복호 후 전달 릴레이의 도움을 받아 다수의 수신기에 공통의 보안 정보를 송신하는 멀티캐스팅 시나리오에서 하나의 도청자가 존재할 때의 전력 할당 문제를 고려한다. 이와 같은 보안 멀티캐스팅 시나리오에서의 최적의 전력 할당 문제 또한 선형 계획법에 의해 해결될 수 있음을 보인다. 모의 실험을 통해 제안한 최적의 전력 할당이 다중 도청자 및 멀티캐스팅 시나리오에서 달성하는 보안 전송율을 검증한다.

Jongyeop Kim, Changhee Joo, Jihwan P. Choi

물리계층 보안기법은 무선 채널의 통계적 특성에 의존하지 않는 인공노이즈 기법과 결합되어 MIMO 시스템, 멀티유저, 릴레이 시나리오 등 다양한 모델에서 연구되고 있다. 하지만 정교하게 수립되지 않는 무분별한 재밍 전략은 오히려 보안성능을 감소시키기 때문에 성능에 영향을 주는 요소들을 이론적으로 분석해야 한다. 따라서, 본 논문에서는 도청자가 존재하는 MIMO 채널에서 재밍파워와 노드배치의 관점에서 보안성능의 변화를 살펴보았다.

Joseph R. Childress

임상훈, 전형석, 최진호 +1 more

본고에서는 센서 네트워크의 분산 검출 분야에서 최근 활발히 연구되고 있는 물리계층 보안기술들을 소개하고자 한다. 복잡한 연산과정을 요구하는 기존 암호학 기반의 보안 시스템은 배터리용량과 연산 능력이 제한된 센서 네트워크에서 많은 유지보수 비용을 유발할 수 밖에 없다. 본고에서 소개할 물리계층 보안기술들은 기존의 통신 모뎀 기술을 보안 강화의 목적으로 재활용하는 기술이다. 따라서, 복잡한 연산이나 추가적인 하드웨어를 필요로 하지 않기 때문에 자원이 제한된 센서 네트워크에 매우 적합하다. 본고에서는 센서네트워크에서 제안된 대표적인 물리계층 보안기술인 확률적 암호화 (stochastic encryption) 기법과 채널 인지 암호화 (channel aware encryption) 기법을 소개한다. 제안된 물리계층 암호화 기술을 두 가지 무선 채널 모형 PAC (parallel access channel)과 MAC (multiple access channel)에서 간략화된 모델로 재해석하여 센서 네트워크를 위한 보안 기술로서 적합성 여부를 평가하도록 하겠다.