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ECC 기반 원격 사용자 인증 프로토콜에 대한 취약점 분석

허현준, 최윤성

Published Sep 1, 2021• 0 citations
OpenAlex

Abstract

무선 통신 기술이 급속하게 발전함에 따라 일상 생활에는 많은 변화가 일어나고 있다. IT 기술 및 인터넷 기술의 발전으로 무선 네트워크가 성장하면서 우리 생활에 많은 편의를 가져다 주었지만, IoT 기술이 다양한 온라인 위협과 공격으로부터 안전하지 않다는 것은 부정할 수 없는 상황이다. 다 양한 연구자들이 안전한 인증 및 통신을 위한 다양한 프로토콜을 제안하여 보안 문제를 개선하고 있 으며, 그 중 ECC(Elliptic Curve Cryptography)라는 상대적으로 계산량이 적으면서도 안전한 암호 방식이 사용되고 있다. 최근 Shafiq 등은 다양한 보안 취약점을 개선한 ECC 기반 원격 사용자 인증 프로토콜을 제안하면서, 제안된 프로토콜이 기존 프로토콜보다 다양한 공격에 더 효율적이고 안전하 다고 주장하였다. 본 논문에서는 Shafiq 등이 제안한 프로토콜에 대한 취약점 분석을 통하여, 이 프 로토콜이 smartcard stolen attack, lack of perfect forward secrecy, replay attack, waste of computational costs에 취약하다는 것을 밝혔다.

Related papers

양자내성암호를 활용한 경량 보안 프로토콜 설계

장경배, 심민주, 서화정

IoT (Internet of Things) 시대가 활성화되면서 개인정보를 포함한 많은 정보들이 IoT 디바이스들을 통해 전달되고 있다. 정보보호를 위해 디바이스끼리 상호 암호화하여 통신하는 것이 중요하며 IoT 디바이스 특성상, 성능의 제한으로 인해 경량 보안 프로토콜 사용이 요구된다. 현재 보안 프로토콜에서 사용하는 암호 기법들은 대부분 RSA, ECC (Elliptic Curve Cryptography)를 사용하고 있다. 하지만 고사양의 양자 컴퓨터가 개발되고 쇼어 알고리즘을 활용한다면 앞선 RSA와 ECC가 근거하는 안정성의 문제를 쉽게 해결할 수 있기 때문에 더 이상 사용할 수 없다. 이에 본 논문에서는 양자 컴퓨터의 계산능력에 내성을 가지는 보안 프로토콜을 설계하였다. 미국 NIST (National Institute of Standards and Technology) 양자내성암호 표준화 공모전을 진행중인 코드기반암호 ROLLO를 사용하였으며, IoT 디바이스끼리의 상호 통신을 위해 연산 소모가 적은 해시, XOR연산을 활용하였다. 마지막으로 제안하는 프로토콜과 기존 프로토콜의 비교 분석 및 안전성 분석을 실시하였다.

KIPS Transactions on Computer and Communication Systems•Jan 1, 2020•0 citations

정보이론에 기반한 모바일 완전 보안 메시지 전송에 대한 분석

Sun Yung Ly

정보 이론적으로 공격자가 메시지에 대한 정보를 전혀 획득할 수 없도록 메시지를 전송하는 방법으로서 완전 보안 메시지 전송(Perfectly Secure Message Transmission)이 있다. 최근 모바일 네트워크를 위한 완전 보안메시지 전송 프로토콜과 네트워크 연결성이 연구되었다. 그러나, 모바일 완전 보안 메시지 전송 프로토콜에 대한 안전성이 평가되지 않았고, 네트워크 연결성 분석만으로는 모바일 완전 보안 메시지 전송에 대한 효율성 분석이 완전하다고는 할 수 없다. 따라서, 본 논문에서는 모바일 완전 보안 메시지 전송 프로토콜을 확률적인 안전성, 절차 복잡도와 통신 복잡도 분석을 통하여 안전성과 효율성을 평가한다. 그 결과 모바일 완전 보안 메시지 전송 프로토콜은 공격자가 아무런 정보를 획득할 수 없는 (0,0)-프로토콜임과 최적 절차 복잡도를 가짐을 증명한다. 또, 전체 n명의 사용자, t명의 공모된 공격자를 가정한 네트워크 환경에서 모바일 완전 보안 메시지 전송은 O(ntlog t)의 통신 복잡도를 가지는 최적 프로토콜임을 증명한다.

한국정보기술학회논문지•Jun 1, 2012•0 citations

효율적인 ID 기반 인증 및 키 교환 프로토콜

엄지은, 서민혜, 박종환 +1 more

사물인터넷 기술을 기반으로 한 초연결 사회에서는 다양한 성능의 기기들로부터 데이터가 수집되고, 이를 가공하여 사용자에게 새로운 서비스를 제공한다. 이 경우, 사용자의 프라이버시를 보호하고 악의적인 공격자로부터 안전한 서비스를 제공하기 위하여 기기 간 상호 인증이 필수적으로 수행되어야 한다. ID 기반 서명을 이용하면 기기 고유의 ID를 이용하여 기기 간 인증 및 키 교환을 수행할 수 있다. 그러나 기존 RSA 구조의 ID 기반 서명 기법을 이용하면 인증단계 이후에 키 교환을 위한 추가적인 파라미터 공유가 필요하기 때문에 효율성 측면에서 IoT 환경의 저성능 기기에 적용하기에 어려움이 있었다. 본 논문에서는 효율적인 ID 기반 서명을 설계하고, 이를 이용하여 인증 및 키 교환이 동시에 수행되는 효율적인 ID 기반 인증 및 키 교환 프로토콜을 제안한다. 그리고 제안하는 기법의 안전성을 RSA 일방향성에 기반하여 증명하고, 기존 기법들과의 비교를 통해 효율성을 분석한다.

정보보호학회논문지•Dec 1, 2016•0 citations

양자 정보통신 기술 동향과 시사점

이성용, 정현수

본 고에서는 최근 IT-NT 융합 기술 중 각광받고 있는 양자 정보통신 기술의 기초 이론 및 최신 동향 그리고, 실제적인 시스템 구현을 위한 구성 요소들을 살펴보고자 한다. 양자정보통신 기술은 광자(光子)의 양자역학적 특성에 기반을 둔 기술로서 양자 이론과 밀접한 관련을 가진 기술 분야이다. 일반적으로 양자정보처리 기술은 크게 양자 컴퓨터(quantum computer)와 양자 암호화(quantum cryptography) 기술, 양자 통신(quantum communication) 등으로 구분된다. 양자정보통신의 각 분야 기술이 아직은 기초연구 수준에 있지만 세계적으로 그 중요성을 인식하고 대규모 투자를 아끼지 않는 분야이기 때문에, 이 분야에 대한 투자를 소홀히 하면 기술 종속 또는 기술 후진국으로 전락할 수도 있다. 그러므로, 본 고에서는 외국의 기술 발전 추세에 대처하고 자체적인 관련 기반 기술을 확보하기 위한 기초 이론과 기술 동향에 대해 간략히 살펴보기로 한다.

전자통신동향분석 = Electronics and telecommunications trends•Dec 1, 2002•0 citations

Efficient ID-Based Authentication and Key Exchange Protocol

Jieun Eom, Minhye Seo, Jong Hwan Park +1 more

사물인터넷 기술을 기반으로 한 초연결 사회에서는 다양한 성능의 기기들로부터 데이터가 수집되고, 이를 가공하여 사용자에게 새로운 서비스를 제공한다. 이 경우, 사용자의 프라이버시를 보호하고 악의적인 공격자로부터 안전한 서비스를 제공하기 위하여 기기 간 상호 인증이 필수적으로 수행되어야 한다. ID 기반 서명을 이용하면 기기 고유의 ID를 이용하여 기기 간 인증 및 키 교환을 수행할 수 있다. 그러나 기존 RSA 구조의 ID 기반 서명 기법을 이용하면 인증 단계 이후에 키 교환을 위한 추가적인 파라미터 공유가 필요하기 때문에 효율성 측면에서 IoT 환경의 저성능 기기에 적용하기에 어려움이 있었다. 본 논문에서는 효율적인 ID 기반 서명을 설계하고, 이를 이용하여 인증 및 키 교환이 동시에 수행되는 효율적인 ID 기반 인증 및 키 교환 프로토콜을 제안한다. 그리고 제안하는 기법의 안전성을 RSA 일방 향성에 기반하여 증명하고, 기존 기법들과의 비교를 통해 효율성을 분석한다. In a hyper-connected society realized through IoT-enabled technology, a large amount of data is collected by various devices and is processed to provide new services to users. While communicating through a network, it is essential for devices to execute mutual authentication since users' privacy can be infringed by malicious attackers. ID-based signature enables authentication and key exchange with a unique ID of a device. However, most of the previous ID-based signature schemes based on RSA require an additional step to share parameters for key exchange so that they are not suitable for resource-constrained devices in terms of efficiency. In this paper, we design an efficient ID-based signature and thereby propose an efficient ID-based authentication and key exchange protocol in which sessions for both an authentication and a key exchange are executed simultaneously. In addition, we prove the security of our scheme under the RSA onewayness problem and analyze the efficiency by comparing with the previous schemes.

정보보호학회논문지•Dec 31, 2016•0 citations

능동적 공격자 환경에서의 자체인증 공개키에 기반한 키 분배 프로토콜의 안전성 분석

양형규

Girault는 자체 인증 공개키(self-certified public key)의 개념과 함께 이를 사용한 키 분배 프로토콜을 제안하였고, 후에 Rueppel과 Oorschot는 이를 변형한 프로토콜들을 제안하였다. 자체인증 공개키에 기반한 키 분배 프로토콜은 사용자가 자신의 비밀키를 직접 선택하므로 개인식별 정보에 기반한 방식의 문제점으로 지적되었던 신뢰센터가 임의의 사용자로 위장할 수 있는 문제를 해결할 수 있고, 또한 메모리와 계산량을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 키 분배 프로토콜의 안전성에 대한 구체적인 증명은 아직까지 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 지금까지 제안된 자체인증 공개키에 기반한 키분배 프로토콜에 대한 능동적 공격자 환경에서의 구체적인 안전성 분석을 수행하고자 한다. 본 논문에서 고려하는 공격은 active impersonation 공격, key-compromise impersonation 공격, forward seciecy, known key security 이며, 안전성 증명에는 수학적 귀착 이론을 이용한다.

한국통신학회논문지•Jan 1, 2005•0 citations
무선 통신 기술이 급속하게 발전함에 따라 일상 생활에는 많은 변화가 일어나고 있다. IT 기술 및 인터넷 기술의 발전으로 무선 네트워크가 성장하면서 우리 생활에 많은 편의를 가져다 주었지만, IoT 기술이 다양한 온라인 위협과 공격으로부터 안전하지 않다는 것은 부정할 수 없는 상황이다. 다 양한 연구자들이 안전한 인증 및 통신을 위한 다양한 프로토콜을 제안하여 보안 문제를 개선하고 있 으며, 그 중 ECC(Elliptic Curve Cryptography)라는 상대적으로 계산량이 적으면서도 안전한 암호 방식이 사용되고 있다. 최근 Shafiq 등은 다양한 보안 취약점을 개선한 ECC 기반 원격 사용자 인증 프로토콜을 제안하면서, 제안된 프로토콜이 기존 프로토콜보다 다양한 공격에 더 효율적이고 안전하 다고 주장하였다. 본 논문에서는 Shafiq 등이 제안한 프로토콜에 대한 취약점 분석을 통하여, 이 프 로토콜이 smartcard stolen attack, lack of perfect forward secrecy, replay attack, waste of computational costs에 취약하다는 것을 밝혔다.
IoT (Internet of Things) 시대가 활성화되면서 개인정보를 포함한 많은 정보들이 IoT 디바이스들을 통해 전달되고 있다. 정보보호를 위해 디바이스끼리 상호 암호화하여 통신하는 것이 중요하며 IoT 디바이스 특성상, 성능의 제한으로 인해 경량 보안 프로토콜 사용이 요구된다. 현재 보안 프로토콜에서 사용하는 암호 기법들은 대부분 RSA, ECC (Elliptic Curve Cryptography)를 사용하고 있다. 하지만 고사양의 양자 컴퓨터가 개발되고 쇼어 알고리즘을 활용한다면 앞선 RSA와 ECC가 근거하는 안정성의 문제를 쉽게 해결할 수 있기 때문에 더 이상 사용할 수 없다. 이에 본 논문에서는 양자 컴퓨터의 계산능력에 내성을 가지는 보안 프로토콜을 설계하였다. 미국 NIST (National Institute of Standards and Technology) 양자내성암호 표준화 공모전을 진행중인 코드기반암호 ROLLO를 사용하였으며, IoT 디바이스끼리의 상호 통신을 위해 연산 소모가 적은 해시, XOR연산을 활용하였다. 마지막으로 제안하는 프로토콜과 기존 프로토콜의 비교 분석 및 안전성 분석을 실시하였다.
정보 이론적으로 공격자가 메시지에 대한 정보를 전혀 획득할 수 없도록 메시지를 전송하는 방법으로서 완전 보안 메시지 전송(Perfectly Secure Message Transmission)이 있다. 최근 모바일 네트워크를 위한 완전 보안메시지 전송 프로토콜과 네트워크 연결성이 연구되었다. 그러나, 모바일 완전 보안 메시지 전송 프로토콜에 대한 안전성이 평가되지 않았고, 네트워크 연결성 분석만으로는 모바일 완전 보안 메시지 전송에 대한 효율성 분석이 완전하다고는 할 수 없다. 따라서, 본 논문에서는 모바일 완전 보안 메시지 전송 프로토콜을 확률적인 안전성, 절차 복잡도와 통신 복잡도 분석을 통하여 안전성과 효율성을 평가한다. 그 결과 모바일 완전 보안 메시지 전송 프로토콜은 공격자가 아무런 정보를 획득할 수 없는 (0,0)-프로토콜임과 최적 절차 복잡도를 가짐을 증명한다. 또, 전체 n명의 사용자, t명의 공모된 공격자를 가정한 네트워크 환경에서 모바일 완전 보안 메시지 전송은 O(ntlog t)의 통신 복잡도를 가지는 최적 프로토콜임을 증명한다.
사물인터넷 기술을 기반으로 한 초연결 사회에서는 다양한 성능의 기기들로부터 데이터가 수집되고, 이를 가공하여 사용자에게 새로운 서비스를 제공한다. 이 경우, 사용자의 프라이버시를 보호하고 악의적인 공격자로부터 안전한 서비스를 제공하기 위하여 기기 간 상호 인증이 필수적으로 수행되어야 한다. ID 기반 서명을 이용하면 기기 고유의 ID를 이용하여 기기 간 인증 및 키 교환을 수행할 수 있다. 그러나 기존 RSA 구조의 ID 기반 서명 기법을 이용하면 인증단계 이후에 키 교환을 위한 추가적인 파라미터 공유가 필요하기 때문에 효율성 측면에서 IoT 환경의 저성능 기기에 적용하기에 어려움이 있었다. 본 논문에서는 효율적인 ID 기반 서명을 설계하고, 이를 이용하여 인증 및 키 교환이 동시에 수행되는 효율적인 ID 기반 인증 및 키 교환 프로토콜을 제안한다. 그리고 제안하는 기법의 안전성을 RSA 일방향성에 기반하여 증명하고, 기존 기법들과의 비교를 통해 효율성을 분석한다.
본 고에서는 최근 IT-NT 융합 기술 중 각광받고 있는 양자 정보통신 기술의 기초 이론 및 최신 동향 그리고, 실제적인 시스템 구현을 위한 구성 요소들을 살펴보고자 한다. 양자정보통신 기술은 광자(光子)의 양자역학적 특성에 기반을 둔 기술로서 양자 이론과 밀접한 관련을 가진 기술 분야이다. 일반적으로 양자정보처리 기술은 크게 양자 컴퓨터(quantum computer)와 양자 암호화(quantum cryptography) 기술, 양자 통신(quantum communication) 등으로 구분된다. 양자정보통신의 각 분야 기술이 아직은 기초연구 수준에 있지만 세계적으로 그 중요성을 인식하고 대규모 투자를 아끼지 않는 분야이기 때문에, 이 분야에 대한 투자를 소홀히 하면 기술 종속 또는 기술 후진국으로 전락할 수도 있다. 그러므로, 본 고에서는 외국의 기술 발전 추세에 대처하고 자체적인 관련 기반 기술을 확보하기 위한 기초 이론과 기술 동향에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
사물인터넷 기술을 기반으로 한 초연결 사회에서는 다양한 성능의 기기들로부터 데이터가 수집되고, 이를 가공하여 사용자에게 새로운 서비스를 제공한다. 이 경우, 사용자의 프라이버시를 보호하고 악의적인 공격자로부터 안전한 서비스를 제공하기 위하여 기기 간 상호 인증이 필수적으로 수행되어야 한다. ID 기반 서명을 이용하면 기기 고유의 ID를 이용하여 기기 간 인증 및 키 교환을 수행할 수 있다. 그러나 기존 RSA 구조의 ID 기반 서명 기법을 이용하면 인증 단계 이후에 키 교환을 위한 추가적인 파라미터 공유가 필요하기 때문에 효율성 측면에서 IoT 환경의 저성능 기기에 적용하기에 어려움이 있었다. 본 논문에서는 효율적인 ID 기반 서명을 설계하고, 이를 이용하여 인증 및 키 교환이 동시에 수행되는 효율적인 ID 기반 인증 및 키 교환 프로토콜을 제안한다. 그리고 제안하는 기법의 안전성을 RSA 일방 향성에 기반하여 증명하고, 기존 기법들과의 비교를 통해 효율성을 분석한다. In a hyper-connected society realized through IoT-enabled technology, a large amount of data is collected by various devices and is processed to provide new services to users. While communicating through a network, it is essential for devices to execute mutual authentication since users' privacy can be infringed by malicious attackers. ID-based signature enables authentication and key exchange with a unique ID of a device. However, most of the previous ID-based signature schemes based on RSA require an additional step to share parameters for key exchange so that they are not suitable for resource-constrained devices in terms of efficiency. In this paper, we design an efficient ID-based signature and thereby propose an efficient ID-based authentication and key exchange protocol in which sessions for both an authentication and a key exchange are executed simultaneously. In addition, we prove the security of our scheme under the RSA onewayness problem and analyze the efficiency by comparing with the previous schemes.
Girault는 자체 인증 공개키(self-certified public key)의 개념과 함께 이를 사용한 키 분배 프로토콜을 제안하였고, 후에 Rueppel과 Oorschot는 이를 변형한 프로토콜들을 제안하였다. 자체인증 공개키에 기반한 키 분배 프로토콜은 사용자가 자신의 비밀키를 직접 선택하므로 개인식별 정보에 기반한 방식의 문제점으로 지적되었던 신뢰센터가 임의의 사용자로 위장할 수 있는 문제를 해결할 수 있고, 또한 메모리와 계산량을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 키 분배 프로토콜의 안전성에 대한 구체적인 증명은 아직까지 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 지금까지 제안된 자체인증 공개키에 기반한 키분배 프로토콜에 대한 능동적 공격자 환경에서의 구체적인 안전성 분석을 수행하고자 한다. 본 논문에서 고려하는 공격은 active impersonation 공격, key-compromise impersonation 공격, forward seciecy, known key security 이며, 안전성 증명에는 수학적 귀착 이론을 이용한다.