• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제7권4호
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• pp.521-524
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• 2009

Park proposed a forward & backward Secure key management scheme in wireless sensor networks for Process Control Systems (PCSs) or Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems [7]. The scheme, however, is still vulnerable to an attack called "sandwich attack": two nodes captured at times $t_1$ and $t_2$, respectively, surrenders all the group keys used between times $t_1$ and $t_2$. In this paper, we propose a fix to the scheme, which can limit the vulnerable time duration to an arbitrarily chosen time span while keeping the forward and backward secrecy of the scheme untouched.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.123-131
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• 2009

Process Control Systems (PCSs) or Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems have recently been added to the already wide collection of wireless sensor networks applications. The PCS/SCADA environment is somewhat more amenable to the use of heavy cryptographic mechanisms such as public key cryptography than other sensor application environments. The sensor nodes in the environment, however, are still open to devastating attacks such as node capture, which makes designing a secure key management challenging. Recently, Nilsson et al. proposed a key management scheme for PCS/SCADA, which was claimed to provide forward and backward secrecies. In this paper, we define four different types of adversaries or attackers in wireless sensor network environments in order to facilitate the evaluation of protocol strength. We then analyze Nilsson et al. 's protocol and show that it does not provide forward and backward secrecies against any type of adversary model.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제7권2호
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• pp.98-106
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• 2009

Process Control Systems (PCSs) or Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems have recently been added to the already wide collection of wireless sensor networks applications. The PCS/SCADA environment is somewhat more amenable to the use of heavy cryptographic mechanisms such as public key cryptography than other sensor application environments. The sensor nodes in the environment, however, are still open to devastating attacks such as node capture, which makes designing a secure key management challenging. In this paper, a key management scheme is proposed to defeat node capture attack by offering both forward and backward secrecies. Our scheme overcomes the pitfalls which Nilsson et al.'s scheme suffers from, and is not more expensive than their scheme.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.93-112
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• 2002

다수의 다양한 구성원들로 구성된 멀티캐스트 그룹은 매우 변동적이며, 이로 인하여 구성원들이 매 세션마다 빈번히 추가되거나 삭제된다. 따라서 새로운 세션을 시작하기 위해서는 세션키가 효율적으로 갱신되고 분배되어야 한다. 본 논문에서는 일방향 함수(one-way function)와 XOR 연산자를 이용해서 효율적이면서도 안전하게 그룹키를 갱신하고 분배할 수 있는 그룹키 관리 프로토콜 ELKH(Efficient Logical Key Hierarchy)를 소개한다. LKH에 기반한 문헌의 키 관리 프로토콜들에서는 안전하지 않은 멀티캐스트 채널을 통해 정당한 구성원들에게 키 갱신 메시지를 전달해야 하는 경우에 특정 암호 알고리즘을 필요로 한다. 하지만 본 논문에서 제시하는 프로토콜은 특정 암호 알고리즘 대신에 일방향 함수를 이용하여 메시지를 은닉하는 새로운 접근방법이다. 본 논문의 주된 결과는 ELKH가 $EHBT^{[12]}$와 비교해, 키 갱신 메시지의 크기가 증가되지 않으면서 키 갱신 속도가 더 빠르다는 것이다. 그리고 주어진 일방향 함수의 안전성에 기반해서 ELKH 프로토콜이 forward secrecy와 backward secrecy를 만족한다는 것을 증명한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.251-260
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• 2011

본 논문에서는 신뢰하는 제 3기관(혹은 장치)(TTP)이 없고 사전에 키가 분배되지 않는 멀티 홉 클러스터 센서 네트워크 환경에서 안전하게 암호화된 키를 교환하는 알고리즘을 제안한다. 기존의 연구는 TTP가 존재하거나 노드간 키가 이미 분배되었다는 가정하에서 진행되었다. 그러나, 기존의 방법들은 기반 구조가 없는 USN 환경에서는 가능하지 않다. 기존 연구 중 일부는 난수를 이용한 Diffie-Hellman 알고리즘을 이용하여 문제를 해결하고자 하였으나 재생 공격과 중간자 공격에 취약한 것으로 나타났다. 기존의 Diffie-Hellman 알고리즘에서 취약한 문제로 드러난 노드 간 인증 문제는 ��TESLA를 사용한 수정된 Diffie-Hellman 알고리즘으로 해결한다. 본 논문에서는 수정된 Diffie-Hellman 알고리즘에 타임 스탬프를 사용한 일회용 패스워드(OTP)를 추가하여 안전하면서, 가볍고, 강인한 키 교환 알고리즘을 제안한다. 마지막으로 인증, 기밀성, 무결성, 부인방지, 후방향 안전성 및 전방향 안전성에 대해서 안전하다는 것을 검증한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권4호
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• pp.1553-1571
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• 2018

Currently, many of schemes for smart grid data aggregation are based on a one-level gateway (GW) topology. Since the data aggregation granularity in this topology is too single, the control center (CC) is unable to obtain more fine-grained data aggregation results for better monitoring smart grid. To improve this issue, Shen et al. propose an efficient privacy-preserving cube-data aggregation scheme in which the system model consists of two-level GW. However, a risk exists in their scheme that attacker could forge the signature by using leaked signing keys. In this paper, we propose a secure and fine-grained electricity consumption aggregation scheme for smart grid, which employs the homomorphic encryption to implement privacy-preserving aggregation of users' electricity consumption in the two-level GW smart grid. In our scheme, CC can achieve a flexible electricity regulation by obtaining data aggregation results of various granularities. In addition, our scheme uses the forward-secure signature with backward-secure detection (FSBD) technique to ensure the forward-backward secrecy of the signing keys. Security analysis and experimental results demonstrate that the proposed scheme can achieve forward-backward security of user's electricity consumption signature. Compared with related schemes, our scheme is more secure and efficient.

• 융합보안논문지
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• 제8권1호
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• pp.143-152
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• 2008

Sensor networks have a wide spectrum of military and civil applications, particularly with respect to security and secure keys for encryption and authentication. This thesis presents a new centralized approach which focuses on the group key distribution with revocation capability for Wireless Sensor Networks. We propose a new personal key share distribution. When utilized, this approach proves to be secure against k-number of illegitimate colluding nodes. In contrast to related approaches, our scheme can overcome the security shortcomings while keeping the small overhead requirements per node. It will be shown that our scheme is unconditionally secure and achieves both forward secrecy and backward secrecy. The analysis is demonstrated in terms of communication and storage overheads.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.103-105
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• 2005

본 논문은 오버레이 멀티캐스트 기반에서 유무선 서비스를 위한 적등적 키관리 기법을 제안한다. IP 멀티캐스트의 라우터 기능을 어플리케이션에서 처리하고, 적응적인 그룹관리를 위해서 유니캐스트와 멀티캐스트의 두가지 통신기법으로 그룹키를 분배한다. 또한, 안전한 그룹키 관리를 위해 멤버의 그룹 가입과 탈퇴시에 키의 갱신을 수행하며, 주기적인 메시지 교환으로 멤버의 상태를 체크하여 비정상적인 그룹탈퇴의 경우에도 동적인 키의 갱신을 통하여 forward secrecy 와 backward secrecy의 보안적 요구사항을 충족시킨다. 그룹키는 갱신된 키의 분배를 우선적으로 하였으며, 대칭키를 이용한 암호화 기법과 이전의 그룹키를 사용하는 두 가지의 기법을 적응적으로 사용하는 기법에 대해서 제안한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제29권5호
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• pp.583-594
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• 2002

원격회의나 소프트웨어 배포 등 다양한 멀티캐스팅 응용 서비스의 보안을 위해서는 정당한 멤버들만이 비밀리에 그룹키를 공유하여야 한다. 특히 그룹의 규모가 크고 멤버의 변동이 빈번한 경우에는 확장성을 위하여 효율적으로 그룹키를 갱신할 수 있어야 하는데, 확장성 있는 키 갱신을 위한 한가지 방편으로서 서브 그룹 구조를 사용한다. 본 논문에서는 서브 그룹 관리자를 그룹 멤버와 분리시킨 DEP 구조와 다중 코어를 갖는 멀티캐스트 프로토콜인 CBT를 접목한 2계층 관리 방식을 제안하고, 제안한 구조에 적합한 서브 그룹키 관리 프로토콜을 선정하였으며, 서브 그룹 관리자를 그룹 통신으로부터 배제하기 위한 키 갱신 프로토콜을 설계하였다. 이것은 기존의 CBT에 기반한 키관리 프로토콜에 비하여 forward secrecy와 backward secrecy 및 확장성을 제공한다. 또한, 2계층 관리 구조를 갖도록 함으로써 DEP에 비하여 키 갱신 메시지의 암.복호화 수를 줄였으며, 키 관리의 효율성을 높이고 그룹 관리자가 유지해야 하는 그룹 멤버에 대한 정보량을 감소시켰다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권3호
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• pp.1144-1156
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• 2014

In Internet, IP multicast has been used successfully to provide an efficient, best-effort delivery service for group communication applications. However, applications such as multiparty private conference, distribution of stock market information, pay per view and other subscriber services may require secure multicast to protect integrity and confidentiality of the group traffic, and validate message authenticity. Providing secure multicast for group communication is problematic without a robust group key management. In this paper, we propose a group key management scheme based on the secret sharing technology to require each member by itself to generate the group key when receiving a rekeying message multicast by the group key distributor. The proposed scheme enforces mutual authentication between a member and the group key distributor while executing the rekeying process, and provides forward secrecy and backward secrecy properties, and resists replay attack, impersonating attack, group key disclosing attack and malicious insider attack.