무선 센서 네트워크를 위한 새로운 키 사전 분배 구조
A New Pairwise Key Pre-Distribution Scheme for Wireless Sensor Networks
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초록
무선 센서 네트워크는 실세계에 광범위하게 배치되어 다양한 응용에 활용되고 있다. 센서 노드들 사이에 안전한 통신을 위한 필수 조건은 그들의 신뢰관계를 유지할 수 있는 세션키를 생성하는 것이다. 여기에서 고려되어야 할 문제는 어떻게 통신 노드들을 식별하고 키 동의 과정에서 상대방에게 키 정보의 노출을 최소화할 것인가이다. 현재 기존의 구조들에서는 몇 가지 취약점으로 인해 이러한 문제를 완전히 해결하지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 다음과 같은 이점을 가진 새로운 키 사전 분배 프로토콜을 제안한다. 첫째, 노드간의 인증 서비스를 지원한다. 둘째, 공유하지 않은 키 스페이스의 식별자는 공개하지 않을 뿐만 아니라 공유하고 있는 식별자들의 공개를 최소화한다. 마지막으로 노드 공격에 대해 네트워크의 보안이 기존의 방식에 비해 강건하다. 그리고 성능과 보안 분석을 통해 제안된 구조가 무선 센서 네트워크에 적합함을 증명한다.
Abstract
Wireless sensor networks will be broadly deployed in the real world and widely utilized for various applications. A prerequisite for secure communication among the sensor nodes is that the nodes should share a session key to bootstrap their trust relationship. The open problems are how to verify the identity of communicating nodes and how to minimize any information about the keys disclosed to the other side during key agreement. At any rate, any one of the existing schemes cannot perfectly solve these problems due to some drawbacks. Accordingly, we propose a new pre-distribution scheme with the following merits. First, it supports authentication services. Second, each node can only find some indices of key spaces that are shared with the other side, without revealing unshared key information. Lastly, it substantially improves resilience of network against node capture. Performance and security analyses have proven that our scheme is suitable for sensor networks in terms of performance and security aspects.
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