스마트 홈 환경에서 분산원장 기술을 활용한 키 관리 프로토콜 설계
A Design Key Management Protocol Using Distributed Ledger Technology in Smart Home Environment
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초록
스마트 홈 환경 기술의 발전으로 기존의 주거 생활보다 편리하고 효율적으로 만드는 목표를 수행하고 있다. 이러한 스마트 홈 환경은 인터넷과 연결된 각종 가전제품과 시스템을 중앙에서 원격으로 제어할 수 있다. 스마트 홈 환경은 인터넷을 통해 사용자가 스마트 폰을 활용하여 주거하는 공간의 디바이스를 제어할 수 있다. 그러나 네트워크 기반을 수행함으로써 다양한 취약점 및 보안위협에 노출되어 있다. 이러한 피해를 통해 프라이버시 노출 및 재산상의 손실이 발생할 수 있어 강화된 대응책이 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 스마트 홈 환경에서 안전하게 통신을 수행할 수 있도록 분산원장 기술을 활용한 키 관리 프로토콜을 설계하였다. 키 생성 프로토콜은 분산원장 기술의 머클트리 방식으로 사용자, IoT 디바이스에 대한 정보를 해쉬값을 검증하는 방식으로 생성하였다. 제안한 키 관리 프로토콜에 대해서 안전성 및 성능 분석도 수행하였다. 성능분석 결과 기존의 인증서 기반 키 생성 프로토콜 대비 100회당 약 28%의 효율성을 확인하였다. 제안한 키 생성 프로토콜을 스마트 홈 환경에 적용하기 위해 보안정책 및 연구방향을 제시하여 보다 안전한 환경에 대해 이점을 주고자 한다.
Abstract
The evolution of smart home technology aims to enhance the convenience and efficiency of traditional residential living. These environments are characterized by various internet-connected appliances and systems that can be centrally or remotely controlled. However, leveraging network-based systems exposes them to various vulnerabilities and security threats, potentially leading to privacy breaches and financial losses. This paper proposes a distributed ledger technology (DLT)-based key management protocol to facilitate secure communication within smart home environments. The key generation protocol was created by verifying the hash value of information about users and IoT devices using the Merkle Tree method of distributed ledger technology. A comparative safety and performance analysis of the proposed protocol was also conducted. The results indicate an approximate 28% efficiency improvement over traditional certificate-based key generation protocols. Additionally, this paper outlines security policies and research directions for implementing the proposed protocol in smart home settings to provide a safer environment.
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