신뢰성 있는 서버를 이용한 에너지 효율적인 패스워드 인증기반의 그룹 키 교환 프로토콜 메커니즘 = Energy Efficient Password-based Authenticated Group Key Exchange Protocol Mechanism using Trusted Server

국문 초록 (Abstract)

현재 서버와 모바일 디바이스간의 보안 통신이 최근 중요한 이슈 중 하나이다. 신뢰성 있는 서버를 이용하는 3Party Authentication Key Exchange (3PAKE) 프로토콜은 서버에 저장된 사용자의 암호를 이용해 서버에 등록된 다른 사용자와 키 교환을 하는 프로토콜이다. 본 논문에서 Wang이 제시한 제3파티를 이용한 패스워드 기반의 그룹 키 교환 방식의 프로토콜을 개선한다. Wang의 논문에서는 경량화된 S-3PAKE 프로토콜을 기반으로 그룹 키 교환을 제안했다. 그러나 디바이스들의 그룹화 단계에서 필요한 디바이스의 추가단계 디바이스의 그룹 탈퇴단계에 대한 정의가 미흡하며, 키 재생성에 관한 제시가 되지 않았다. 본 논문에서는 Wang이 제시한 그룹 키 교환 프로토콜을 개선하여 키 등록, 키 교환, 키 재생성, 디바이스의 그룹 가입, 탈퇴 단계를 정의하고 보안성 검사로 키 교환 프로토콜의 안전성을 분석했다. 또한 시뮬레이션을 통하여 제안된 프로토콜이 기존 프로토콜에 비하여 에너지, 키교환 속도에서의 성능 개선을 입증한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, security communication between server and mobile devices is one of the most important issues. 3PAKE protocol is a key exchange protocol with another user based on password which is stored in reliable server. In this paper, we improve group key exchange protocol which is proposed by Wang. In wang's paper, they propose a group key exchange protocol based on lightweight S-3PAKE protocol. Otherwise, they didn't consider group leave phase and key renewal phase which is necessary in device add phase. In this paper, we improve group key exchange protocol which is proposed by Wang then we define a key registration, key exchange, key renewal, group join phase, group leave phase. Also we analyze the security value of key exchange protocol. The simulation results show that our proposed mechanism can improve performance than existing protocol in terms of energy, key exchange.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 관련 연구
• 3. 제안 사항
• 4. 보안성 분석
• 5. 결론 및 향후 연구
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 허준범, "신뢰성 있는 브로드캐스트 암호화를 위한 자가 키 복구 기법" 한국정보과학회 36 (36): 471-480, 2009

2 전일수, "스마트카드를 이용한 3자 참여 인증된 키교환 프로토콜" 한국정보보호학회 16 (16): 73-80, 2006

3 김용훈, "서버의 개입이 없는 스마트카드 기반의 3자간 키 교환 프로토콜" 한국정보보호학회 18 (18): 11-20, 2008

4 최종석, "사용자 익명성을 제공하는 스마트카드 기반 3자 참여 키 교환 프로토콜" 한국산학기술학회 10 (10): 388-395, 2009

5 권정옥, "그룹 사용자간 안전한 콘텐츠 전송을 위한 검증자를 이용한 패스워드 기반 다자간 키 교환 프로토콜" 한국방송공학회 13 (13): 251-260, 2008

6 김창오, "계층적 네트워크를 위한 분산 멀티캐스트 그룹 키 관리 기법" 한국정보과학회 38 (38): 22-32, 2011

7 허준, "USN 환경에서 비인증서 공개키를 사용하는 보안키 관리 프레임워크" 한국정보과학회 36 (36): 545-551, 2009

8 C.-L. Lin, "Threeparty encrypted key exchange: Attacks and a solution" 34 (34): 12-20, 2000

9 C.-L. Lin, "Three-party encrypted key exchange withoutserver public-keys" 5 (5): 497-499, 2001

10 R. Lu, "Simple three-party key exchange protocol" 26 (26): 94-97, 2007

11 M. Abdalla, "Simple passwordbased encrypted key exchange protocols" Springer- Verlag 191-208, 2005

12 Chin-Chen Chang, "Security design for three-party encrypted key exchange protocol using smart cards" 2008

13 Junghyun Nam, "Security Enhancement to a Password- Authenticated Group Key Exchange Protocol for Mobile Ad-hoc Networks" 2008

14 M. Steiner, "Refinement And Extension Of Encrypted Key Exchange" 1995

15 Wang, Minghui, "Password-Based Group Authenticated Key ExchangeProtocol: From 3-Party to Group" NetworkComputing and Information Security 2011

16 "OMNeT++ 4.0 documentation"

17 최진영, "Enhanced password-based simple three-party key exchange protocol" PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD 35 (35): 107-114, 200901

18 Hua Guoa, "Cryptanalysis of simple three-party key exchangeprotocol" 27 (27): 16-21, 2008

19 J.W. Byun, "Constant-Round Password-based Group KeyGeneration for Multi-Layer Ad-Hoc Networks" Springer-Verlag 3934 : 3-17, 2006

20 Junghyun Nam, "An off-line dictionary attack on a simple three-party key exchange protocol" 13 (13): 2009

21 Jen-Ho Yanga, "An efficient three-party authenticated key exchange protocol using elliptic curve cryptography for mobilecommerce environments" 82 (82): 1497-1502, 2009

22 Zuowen Tan, "An Improvement on A Three-Party Authentication Key Exchange Protocol Using Elliptic Curve Cryptography" 5 (5): 120-, 2010

23 Zuowen Tan, "An Enhanced Three-Party Authentication Key Exchange Protocol Using Elliptic Curve Cryptography for Mobile Commerce Environments" 5 (5): 2010

24 Md. Mokammel Haque, "An Asymmetric Key-Based Security Architecture for Wireless Sensor Networks" 한국인터넷정보학회 2 (2): 265-279, 2008

25 Gang Yao, "A Group PAKE Protocol Using Different Passwords" 1 : 270-273, 2009