멀티캐스트 환경에서 효율적인 그룹키 관리를 위한 트리구조 및 알고리즘 개발 = Development of Tree Structures and Algorithms for the Efficient Group Key Management in Multicast Environment

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In multicast environment, the main objective of group key management is to provide security services to group communications by sharing a single group key among all the members of the group and subsequently encrypting and decrypting all the communication messages exchanged among the members of the group. Up to now, there has been no effort to develop group key management mechanism that considers the rate of users' join/leave operations. Hence, in this research, we propose group key management mechanisms that consider the rate of user's join/leave operations. We also define a new tree structure called variable tree which is much more flexible than full regular trees and show that variable trees are more efficient than full regular trees for group key management. Especially, we propose an algorithm that minimizes the necessary number of rekey messages according to the rate of join and leave operations. We also shows that if the rate of leave operation is greater than 50%, then the tree structure with degrees 2 or 3 are the optimal structures.

국문 초록 (Abstract)

멀티캐스트 환경에서 그룹키 관리는 그룹 통신에서 기밀성과 같은 정보보호서비스를 제공하기 위하여 그룹 내 모든 구성원들이 한 개의 동일한 비밀키를 공유한 후 이를 기반으로 그룹 내 메시지의 암복호화를 수행함으로서 그룹 통신 내용을 보호하는 기술이다. 지금까지의 그룹키 관리 연구에서는 완전 정규 트리를 기반으로 사용자들이 그룹에 가입 및 탈퇴하는 비율을 고려하지 않은 상태에서 그룹키 관리 메커니즘이 개발되어 왔지만 본 연구에서는 사용자들이 그룹에 가입 및 탈퇴하는 비율을 고려한 상태에서 관리 메커니즘의 효율성을 높이는 메커니즘을 개발하였으며 또한 완전 정규 트리 보다 더욱 유연한 구조를 갖는 가변트리라는 새로운 트리구조를 정의 및 분석하여 제안된 가변트리 모델이 완전 정규트리 모델보다 그룹키 관리에서 더욱 효율적인 키트리 모델임을 제시하였다. 특히 그룹 통신에서 탈퇴비율이 50%를 넘는 경우 트리의 차수들이 2 또는 3인 경우에 최적화가 이루어짐을 증명하였다.