IoT 환경에서의 안전하고 효율적인 사용자 인증 프로토콜
A Secure and Efficient User Authentication Protocol for IoT Environments
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초록
본 논문에서는 2023년의 Li의 프로토콜에 대한 보안적 한계와 설계상의 문제를 분석하고, 이를개선한 새로운 인증 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 분석한 Li의 프로토콜은 정당한 모든 사용자가 서버의 비밀키를 직접적으로 알 수 있는 구조적 결함으로 인하여 인증 무결성과 시스템 전체의 기밀성을 훼손하는 치명적인 보안 위협이 존재한다. 또한, 스마트카드 분실 공격, 전방향 안전성, 세션키 노출, 임시 비밀정보 유출 공격, 키 위장 공격 등에 취약하다. 본 논문에서는 이러한문제를 개선하고, IoT 환경에 적합한 경량의 인증 프로토콜을 제안한다. 제안 프로토콜은 기존 프로토콜들과의 안전성과 성능 분석을 통해, 높은 수준의 보안 속성, 계산 비용과 통신 비용의 최소화를 만족한다. 그러므로 본 연구는 안전하고 실용적인 IoT 보안 인증 프로토콜로 적합하다.
Abstract
In this paper, the security limitations and design flaws of the Li protocol proposed in 2023 are analyzed, and a new authentication protocol is proposed that addresses these concerns is proposed. The Li protocol analyzed in this paper contains a structural flaw that allows all legitimate users to directly access the server's secret key, which compromises the integrity of authentication and the confidentiality of the entire system, posing a critical security threat. Furthermore, the protocol is vulnerable to attacks such as smart-card lost attack, forward secrecy, session key exposure, ephemeral secret leakage attack, and key impersonation attack. This paper improves upon these issues and proposes a lightweight authentication protocol suitable for IoT environments. The proposed protocol, through security and performance analysis compared with related protocols, satisfies high security attributes while minimizing both computational and communication costs. Therefore this study is well-suited as a secure and practical IoT security authentication protocol.