• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.13 no.2
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• pp.77-82
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• 2013

PKMv2 security protocol was adopted by the WiMax2 mobile internet communication standard. A base station and a mobile station protect communication data using key based encryption according to the PKMv2 protocol. Consequently, each development of a base station and/or mobile station includes implement of the PKMv2 protocol, and the station must qualifies various interoperable tests. Furthermore, communication bandwidth of the station can be limited by the encryption module when the station implemented based on a low-performance processor. Thus, a correspondence measurement of the encryption module must be carried on the target processor. In this paper, we implement a testbed which affords throughput measurement as well as the interoperable tests by PKMv2.

• Information and Communications Magazine
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• v.24 no.11
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• pp.5-13
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• 2007

광대역 무선 접속 표준을 관장하는 IEEE 802.16 워킹 그룹은 IEEE 802.16 표준을 2004년에 발표하였으며 이 IEEE 802.16 표준안에는 현재 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)라 불리는 고정 및 저속 이동 접속에 대한 광대역 무선 통신 지원 기술이 포함되어 있다. 특히 여러 기술 중 보안 관점에서 IEEE 802.16 표준은 MAC 계층 안에 PKM(Privacy Key Management)라고 불리는 Security Sub-layer를 가지고 있다. PKM은 PKMv1과 PKMv2로 구분되며, 먼저 PKMv1은 기본적인 인증 및 기밀성 기능을 제공하고 IEEE 802.16 표준에 기본적으로 적용되어있다. 하지만, IEEE 802.16 표준 이후 많은 연구들이 PKMv1의 보안성에 대하여 의문을 제기하였고 이에 따라 IEEE 802.16 표준안의 확장 개선안으로서 완전한 이동성을 바탕으로 하는 2005년 발표된 IEEE 802.16e 표준안에서는 향상된 보안 기능을 제공하는 PKMv2를 제공하며 기존 표준안의 부족한 점을 보완하기 위하여 시도하였다. 이러한 PKMv2는 EAP(Extensible Authentication Protocol) 인증, AES(Advanced Encryption Standard) 기반 기밀성 제공 알고리즘, CMAC/HMAC(Cipher/Hashed Message Authentication Code)을 사용한 메시지 인증 기능 제공 등 보다 다양한 보안 기능을 제공하였다. 그러나 IEEE 802.16e 표준안의 보안 기능은 SS(Subscriber Station)과 BS(Base Station)간의 통신구간 보안에 초점을 맞추어서 네트워크 도메인간의 보안 문제나 핸드오버시 보안과 같은 네트워크 구조적 보안 취약성을 여전히 가지고 있다. 하지만 표준안에서 정의하고 있는 SS와 BS 구간 보안 역시 완전한 솔루션을 제시하고 있지는 않다. 본 논문에서는 이러한 취약성을 고찰하고 그에 따른 대응방안을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2009.01a
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• pp.400-403
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• 2009

EAP (Extensible Authentication Protocol) is often used as an authentication framework for two-party protocol which supports multiple authentication algorithms known as "EAP method". And PKMv2 in 802.16e networks use EAP as an authentication protocol. However, this framework is not efficient when the EAP peer executing handover. The reason is that the EAP peer and EAP server should re-run EAP method each time so that they authenticate each other for secure handover. This makes some delays, so faster re-authentication method is needed. In this paper, we propose a new design of the PKMv2 framework which provides fast re-authentication. This new framework and usage of the keys which used as a short-term credential bring better performance during handover process.

• The KIPS Transactions:PartC
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• v.16C no.2
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• pp.257-266
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• 2009

Now a days, as increased the use of mobile units like a laptop computer and PDA, the demand for high speed internet service is increasing. On the other hand, PKMv2 which is provided from IEEE 802.16e cannot support fully on the security of high speed internet service. This paper proposes light-weight mutual authentication protocol which solved security problem of PKMv2 related to integrity of mobile node for transmission of safe high speed data of mobile node operating in mobile WiMAX environment. Proposed mutual authentication protocol increases the efficiency as the user in network can move in network safely without additional procedure of authentication between subscriber and base station after user's initial authentication. Also, the proposed mutual authentication protocol is safe from the security attack (the man-in-the-middle attack and reply attack) between subscriber and base station by generating a key adopt to PRF() function using random number and secret value in order to secure certification.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.10 no.10
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• pp.1786-1795
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• 2006

Portable Internet extended from wireless LAN has a large cell size, similar to a wireless mobile communication. and can provide the seamless service which offers middle-low speed mobility. IEEE 802.16e, the international standard of Portable Internet, uses PKMv2 protocol for authorization and key exchange between a MSS and a BS. This paper proposes a new protocol based on PKMv2, which can provide that MSS is able to do fast authorization with a new BS when soft handover is occurred in a MSS. Our protocol can carry out fast authorization because of reducing the number of messages and parameter exchange, public key encryption and signature in wireless network more than the previous works. It also prevents eavesdropping from an external attacker and keeps the security against impersonation attacks for both a MSS and a BS.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• v.9 no.1
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• pp.872-875
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• 2005

Portable Internet extended from wireless LAN has a large cell size, similar to a wireless mobile communication, and can provides the seamless service which offers middle-low speed mobility. IEEE 802.16e, the international standard of Portable Internet, uses PKMv2(Privacy Key Management) protocol for authorization and key exchange between a MSS(Mobile Subscriber Station) and a BS(Base Station). This paper first reviews and studies overall security architecture of TTA HPi standard and IEEE 802.16e which supports mobility based on WMAN(Wireless Metropolitan Area Network) standard(IEEE 802.16)

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• v.20 no.2
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• pp.23-32
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• 2010

WiBro(Wireless Broadband), the service based on IEEE 802.16e(mobile WiMAX) standard, is a wireless broadband Internet technology being developed by the domestic telecommunication industry. In this paper, we analyze security vulnerabilities of WiBro focusing on initial authentication phase and propose a specification-based intrusion detection system that can detect those vulnerabilities. We first derive a specification from the normally operational process of the initial authentication based on PKMv2 EAP-AKA and formalize the derived specification as a state transition diagram. Proposed system executes the intrusion detection based on those specification and state transition diagram. In this paper, to verify the detection capability of proposed system, we construct a test bed network and execute scenario-based test.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2007.11a
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• pp.1210-1213
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• 2007

WiBro는 무선랜과 3G 이동통신의 장점을 결합한 휴대 인터넷 기술로 최근 국내에서 상용화 되었다. WiBro의 장점인 이동성과 고속 무선 통신에 기인하여, 향후 지속적인 발전이 기대된다. 이러한 WiBro의 확산에 따라 개인 사용자에 대한 보안문제가 최근 크게 부각되고 있다. 현재 Wibro는 3G 이동통신 및 무선랜과 효율적인 연동을 위해 EAP-AKA 인증기법을 사용하고 있다. 하지만 EAP-AKA는 단말이 기지국을 인증하지 못하는 치명적인 취약점이 있다. 따라서 공격자는 임의로 rogue BS를 설치할 수 있고, 정상 사용자의 데이터를 이종 네트워크로 보내는 Redirection Attack을 시도할 수 있다. Redirection Attack은 전송 속도 저하, Denial-of-Service (DoS) 을 초래하며, 데이터가 redirection 되는 이종 네트워크에 따라 암호화된 데이터가 노출될 수 있다. 본 논문에서는 EAP-AKA와 Redirection Attack에 대해 분석하고, 그 해결책을 제시한다. 논문은 1) 프로토콜을 일부 수정하여 공격을 막는 방법과 2) traffic 분석을 통한 공격 탐지 방식을 다루고 있으며, 이러한 두 가지 방법을 통해 Redirection Attack에 대한 취약점을 근본적으로 제거할 수 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• v.11 no.6
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• pp.615-625
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• 2009

Worldwide inter-operability for microwave access (WiMAX) is a promising technology that provides high data throughput with low delays for various user types and modes of operation. While much research had been conducted on physical and MAC layers, little attention has been paid to a comprehensive and efficient security solution for WiMAX. We propose a hybrid security solution combining identity-based cryptography (IBC) and certificate based approaches. We provide detailed message exchange steps in order to achieve a complete security that addresses the various kind of threats identified in previous research. While attaining this goal, efficient fusion of both techniques resulted in a 53% bandwidth improvement compared to the standard's approach, PKMv2. Also, in this hybrid approach, we have clarified the key revocation procedures and key lifetimes. Consequently, to the best of knowledge our approach is the first work that unites the advantages of both techniques for improved security while maintaining the low overhead forWiMAX.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2007.11a
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• pp.1010-1013
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• 2007

와이브로 서비스는 고속 이동 인터넷 환경 속에서 고속으로 무선 인터넷 서비스를 제공하는 기술이다. 기존의 무선인터넷 서비스와 달리 이동성을 제공한다는 점에서 차별화를 제공한다. 이렇게 이동하는 단말에게 양질의 데이터를 안전하게 전송하기 위해서는 보안기술이 중요한 요소로 작용한다. 서비스를 제공하기 전에 단말(Mobile Station)과 RAS(Radio Access Stations)간의 인증을 바탕으로 상호 키(TEK:Traffic Encryption Key)를 분배하고 TEK를 바탕으로 데이터를 암호화해서 전송하게 된다. 기존의 인증 프로토콜에서는 RAS에서 단독으로 키를 생성하는 방식이지만, 본 논문에서는 기존의 프로토콜의 문제점으로 지적된 Replay Attack에 대해 DH(Diffie-Hellman) 키 분배(Key Distribution) 방식을 적용하는 프로토콜을 제안함으로써 취약점에 대비 하였다. 이를 통해 RAS에 집중되는 키 생성에 대한 오버헤드를 단말에 분산 시킬 수 있다. 이로써 제안된 프로토콜을 사용해서 기존의 프로토콜을 사용했을 때보다 보안강도를 높일 수 있다.