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안해순,부기동,윤은준,남인길,Ahn, Hae-Soon,Bu, Ki-Dong,Yoon, Eun-Jun,Nam, In-Gil 한국정보처리학회 2010 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.17 No.4
최근 근접 인증에 사용되는 비접촉식 스마트카드와 같은 RFID 태그들이 경계 위조(distance fraud) 공격, 마피아 위조(mafia fraud) 공격, 테러리스트 위조(terrorist fraud) 공격과 같은 다양한 위치 기반 공격인 중계 공격(relay attack)들에 매우 취약함이 증명되었다. 더 나아가 이러한 중계 공격들을 방지하기 위해 리더와 태그사이의 메시지 송수신 왕복 시간을 측정하는 경계 결정(distance-bounding) 프로토콜이 한 해결책으로 연구되고 있다. 2005년에 Hancke과 Kuhn은 처음으로 해쉬 함수 기반의 RFID 경계 결정 프로토콜을 제안하였다. 하지만 Hancke-Kuhn 프로토콜은 공격자에게 n번의 왕복에서 (3/4)$^n$의 성공 확률을 제공하여 중계 공격을 완벽히 방어할 수 없다. 본 논문에서는 공격자에게 n번의 왕복에서 (5/8)$^n$의 성공 확률을 제공하는 새로운 경량 RFID 경계 결정 프로토콜을 제안한다. 연구 결론으로 제안한 프로토콜은 안전한 해쉬 함수와 XOR 연산을 기반으로 하여 높은 저장 공간 효율성을 제공할 뿐만 아니라, 공격자의 성공 확률을 (5/8)$^n$으로 최적화하여 중계 공격에 대해서도 더욱 더 안전하다. Recently, it is proved that contactless smart-card based RFID tags, which is used for proximity authentication, are vulnerable to relay attacks with various location-based attacks such as distance fraud, mafia fraud and terrorist fraud attacks. Moreover, distance bounding protocols have been researched to prevent these relay attacks that can measure the message transmitted round-trip time between the reader and the tag. In 2005, Hancke and Kuhn first proposed an RFID distance bounding protocol based on secure hash function. However, the Hancke-Kuhn protocol cannot completely prevent the relay attacks because an adversary has (3/4)$^n$ attack success probability. Thus, this paper proposes a new distance-bounding protocol for light-weight RFID systems that can reduce to (5/8)$^n$ for the adversary's attack success probability. As a result, the proposed protocol not only can provide high-space efficient based on a secure hash function and XOR operation, but also can provide strong security against the relay attacks because the adversary's attack success probability is optimized to (5/8)$^n$.
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보이드 기법을 적용한 트리 기반의 안전한 RFID 경계 결정 프로토콜
안해순(Hae-Soon Ahn),윤은준(Eun-Jun Yoon),부기동(Ki-Dong Bu),남인길(In-Gil Nam) 한국정보과학회 2011 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.38 No.3
최근 RFID 시스템에서 근접 인증에 사용되는 비접촉식 스마트카드와 같은 RFID 태그들이 경계 위조(distance fraud) 공격, 마피아 위조(mafia fraud) 공격, 테러리스트 위조(terrorist fraud) 공격과 같은 다양한 위치 기반 공격인 중계 공격(relay attack)들에 매우 취약함이 증명되었다. 이러한 중계 공격들은 리더와 원거리에 있는 합법적인 태그 사이에서 인증 과정이 진행되는 동안에 물리 계층의 신호를 중계함으로써 발생된다. 위와 같은 중계 공격들을 방지하기 위한 해결책으로 리더와 태그 사이의 메시지 송수신 왕복 시간을 측정하는 경계 결정(distance-bounding) 프로토콜에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 2009년에 Avoine과 Tchamkerten은 2진 트리를 기반으로 인증을 수행하는 AT-RFID 경계 결정 프로토콜을 제안하였다. 그러나 AT-RFID 프로토콜은 공격자에게 ? 번의 왕복에서 75%의 성공 확률을 제공하여 중계 공격을 완벽히 방어할 수 없다. 본 논문에서는 공격자에게 ?번의 왕복에서 각각 67%와 44%의 성공 확률을 제공하는 SEC-RFID와 EFF-RFID 경계 결정 프로토콜을 제안한다. 제안한 프로토콜은 void 기법을 적용한 트리 기반의 안전한 SEC-RFID 경계 결정 프로토콜과 높은 저장 공간 효율성을 제공하는 EFF-RFID 경계 결정 프로토콜로 구성된다. Recently, many researchers pointed out that contactless smart-card based RFID tags which is used for proximity authentication in RFID system are vulnerable to various location-based relay attacks such as distance fraud, mafia fraud and terrorist fraud attacks. These relay attacks occur by relaying the physical layer signal during an authentication process between the RFID reader and remotely located legitimate the RFID tag. To prevent these relay attacks, many researchers have been proposed various RFID distance bounding protocols that can measure the round-trip time between the reader and the tag. In 2009, Avoine and Tchamkerten proposed an AT-RFID distance bounding protocol based binary tree. In the AT-RFID protocol, the attacking success probability of an adversary is 75%. It means that the AT-RFID protocol cannot completely prevent the above described relay attacks. Therefore, this paper proposes new two RFID distance bounding protocols(SEC-RFID and EFF-RFID) applied ???? technique that can provide 67% and 44% for the adversary’s attacking success probability, respectively. The proposed protocols consist of tree-based secure SEC-RFID distance bounding protocol that can provide strong security and tree-based EFF-RFID distance bounding protocol that can provide highly storage efficiency.
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