KR100520116B1 - 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법및 이를 이용한 네트워크 장치 - Google Patents

모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법및 이를 이용한 네트워크 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법 및 이를 이용한 네트워크 장치에 관한 것으로, 모바일 애드 혹 네트워크를 기반으로 암호문의 비밀성이 보장되는 암호화 키 분배 방법을 제공하는 것을 주 목적으로 한다.
이를 위해 본 발명에 따른 방법은 모바일 애드 혹 네트워크 상의 A 노드에서 제 1 암호화 방법에 따른 비밀 키 및 공개 키를 생성하는 단계; A 노드에서 상기 생성된 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키를 B 노드로 전송하면, B 노드에서 제 2 암호화 방법에 따른 공통 키 생성을 위해 소정의 파라미터를 생성하는 단계; B 노드에서 생성된 소정의 파라미터를 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키로 암호화하여 A 노드에 암호문으로 전송하면, A 노드에서 자신의 비밀 키를 이용해 복호화 하는 단계; 복호화된 암호문을 이용하여 상기 A 노드에서 제 2 암호화 방법에 따른 비밀 키 및 공개 키를 생성하고, 생성된 제 2 암호화 방법에 따른 공개 키를 암호화하여 상기 B 노드에 암호문으로 전송하는 단계; 및 B 노드에서 A 노드로부터 전송되는 암호문을 수신하여 자신의 비밀 키로 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법 및 이를 이용한 네트워크 장치{A METHOD FOR DISCRIBUTING THE KEY TO MUTUAL NODES TO CODE A KEY ON MOBILE AD-HOC NETWORK AND NETWORK DEVICE USING THEREOF}
본 발명은 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법 및 이를 이용한 네트워크 장치에 관한 것으로서, 특히 인증 서버나 키 분배 센터(KDC)가 없는 모바일 애드 혹 환경에서 소정의 제 1 및 제 2 암호화 방법을 이용하여 제 2 암호화 방법에 따른 공통 키 생성을 위한 소정의 파라미터를 송/수신함으로써 두 노드간의 암호화를 위한 키 분배가 안정적이며 신뢰성 있게 이루어질 수 있도록 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법 및 이를 이용한 네트워크 장치에 관한 것이다.
최근 정보 통신망의 발전과 더불어 다양한 정보가 유/무선 통신망을 통하여 교류되고 있다.
이러한 유/무선 통신망을 포함하여 양단간 데이터 암호화 방법으로서 가장 일반적으로 사용되는 방법은 공개 키/비밀 키(public key/private key) 기반의 데이터 암호화 방법이 있다.
또한, 디피-헬만(Diffie-Hellman) 형 키 분배 프로토콜을 이용하는 디피-헬만 형 암호화 방법, 및 이 두 가지 방법을 조합한 방법이 있다.
이 중, 공개 키/비밀 키 기반의 데이터 암호화 방법은 공개 키 암호화 방법으로 불리는 것으로, 도 1a에 도시한 바와 같이 이루어진다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 공개키 암호화 방법을 기반으로 하는 인증 및 암호화 시스템에서의 동작은 크게 각 노드에서 생성한 공개키 KUa와 KUb를 키 분배 센터에 등록하는 과정과, 각 노드간에 인증 및 암호화를 수행하기 위해 키 분배 센터로부터 상대의 공개 키를 가져오는 과정, 키 분배 센터로부터 얻은 상대의 공개 키로 암호화하여 보내는 과정으로 이루어진다.
즉, A,B 두 노드는 공개 키 암호화 방법에 따른 공개키와 비밀키(이하, 공개키, 비밀키로 칭함) 쌍을 각각 생성하고((KUa,Pa),(KUb,Pb)), 공개키(KUa, KUb)를 키 분배 센터로 전송하여 키 분배 센터에 등록한다.
일 예로, A 노드에서 B 노드와 통신하고자 하는 경우, B 노드로 사용자 인증을 위한 인증 정보를 전송하기 위해 키 분배 센터에 B 노드의 공개키(KUb)를 요청한다.
키 분배 센터로부터 요청한 B 노드의 공개키(KUb)가 수신되면, 인증 정보를 수신된 공개키(KUb)로 암호화하고, 암호화된 암호문(EKUb)을 B 노드로 전송한다.
B 노드에서는 수신되는 암호문(EKUb)을 자신의 비밀 키(Pb)로 복호화하여 복호화된 A 노드의 인증 정보로 사용자 인증을 수행한다.
다른 예로, 사용자 인증 과정을 통해 인증된 A 노드에서 B 노드로 소정의 메시지를 암호문으로 전송하고 하자 하는 경우, A 노드에서는 키 분배 센터로부터 제공받은 노드 B의 공개 키(KUb)를 이용하여 메시지를 암호화(encryption)시키고, 암호화된 암호문(EKUb)을 B 노드로 전송한다.
이 같은 암호문(EKUb)을 수신한 B 노드에서는 자신의 비밀키 Pb로 수신된 암호문(EKUb)을 복호화(decryption)하여 해당 메시지를 처리한다.
디피-헬만(Diffie-Hellman) 형 암호화 방법은 디피-헬만 형 키 분배 프로토콜을 이용하여 생성되는 공통키(Z)를 통해 암호화하는 것으로, 도 1b에 도시한 바와 같이 이루어진다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 디피-헬만 형 암호화 방법을 기반으로 하는 인증 및 암호화 시스템에서의 동작은 A, B 노드에서 글로벌 퍼블릭 엘리먼트(global public elements)인 q, α를 알고 있는 것을 전제로 하여 수행된다.
먼저, A, B 노드에서는 디피-헬만 형 암호화 방법에 따른 비밀키와 공개 키(이하, 디피-헬만 비밀 키, 디피-헬만 공개 키라 칭함)를 쌍으로 각각 생성하고((Xa,Ya),(Xb,Yb)), 생성된 디피-헬만 공개키(Ya, Yb)를 교환한다.
그 다음, 자신의 디피-헬만 비밀 키와 상대의 디피-헬만 공개 키를 이용하여 디피-헬만 형 암호화 방법에 따른 공통키(Z:이하, 공통키라 칭함)를 생성하여 암호화에 이용하고, 암호화된 암호문은 각자 자신의 디피-헬만 비밀 키를 이용하여 해독한다.
공개 키 암호화 방법과 디피-헬만(Diffie-Hellman) 형 암호화 방법을 조합시킨 암호화 방법은 도 1c에 도시한 바와 같이 이루어진다.
즉, 자신의 비밀키(Pa,Pb)와 공개키(Ka,Kb)를 생성한 A,B 노드에서 생성된 공개키(Ka,Kb)를 키 분배 센터에 등록시킨 후, 디피-헬만 비밀 키(Xa,Xb) 및 공개키(Ya,Yb)를 생성한다.
그 다음, A 노드에서는 디피-헬만 공개키(Ya)를 키 분배 센터로부터 제공받은 B 노드의 공개키(KUb)로 암호화하여 B 노드로 전송하고(EKUb(Ya)), B 노드에서는 디피-헬만 공개키(Yb)를 키 분배 센터로부터 제공받은 A 노드의 공개키(KUa)로 암호화하여 A 노드로 전송한다(EKUa(Yb)).
각 공개키(Ka,Kb)로 암호화된 디피-헬만 공개 키(EKUb(Ya),EKUa(Yb))를 수신한 각 노드에서는 자신의 디피-헬만 비밀 키(Xa,Xb)를 이용해 복호화하고, 복호화된 공개 키(Ya,Yb)를 이용해 공통 키(Z)를 만들어 사용자 인증 및 메시지 정보를 암호화하는데 이용한다.
이러한 암호화 방법 가운데 키 분배 센터를 이용하는 방법은 중앙 집중화된 관리나 표준화된 지원 서비스의 도움없이 임시망을 구성하는 독자적인 무선 이동 호스트 집합의 이동망 기반구조를 지원하는 모바일 애드 혹 네트워크(Mobile Ad Hoc Network: 이하, MANET라 칭함)에서는 사용할 수가 없다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이, MANET에서는 인터넷과 같은 기존의 인프라에 의존하지 않고 독립적으로 형성되어 각 모바일 노드의 이동에 따라 네트워크의 규모 및 링크(Link)가 수시로 변동하기 때문에, 백본 호스트나 다른 이동 호스트로의 연결을 제공하기 위한 고정된 제어 장치가 존재하지 않는다.
이에 따라 각 모바일 노드로부터 공개 키를 제공받아 등록하거나 모바일 노드의 요청에 따라 해당 공개 키를 제공할 수 있는 키 분배 센터가 존재할 수 없는 것이다.
이러한 MANET에서는 자신의 디피-헬만 비밀키와 상대의 디피-헬만 공개키를 조합하여 공통 키를 만드는 디피-헬만 형 암호화 방법을 널리 이용하게 되었다.
그러나, 디피-헬만 형 암호화 방법은 대수학적 성질로 이루어진 소정의 수학 식을 이용하여 디피-헬만 비밀 키 및 공개 키를 생성하기 때문에, 악의의 사용자에게 쉽게 노출될 수 있는 문제점이 있다.
즉, 악의의 사용자가 디피-헬만 형 암호화 방법의 글로벌 퍼블릭 엘리멘트인 q,α를 알고 있는 상태에서 A, B 노드의 디피-헬만 공개 키인 Ya, Yb를 획득하면, 이 값을 이용하여 두 노드의 디피-헬만 비밀 키인 Xa, Xb를 구할 수 있는 것이다.
이로 인해, 악의의 사용자는 A, B 노드간에 송/수신되는 암호문을 복호화하여 해석할 수 있게 되기 때문에, 디피-헬만 형 키 분배 암호화 방법만으로는 각 노드간에 송/수신되는 암호문에 대한 비밀성이 보장되지 못하는 문제점 있었다.
따라서, MANET를 기반으로 하여 암호문의 비밀성이 보장되는 암호화 방법을 제공하기 위한 암호화 키 분배 방법이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 모바일 애드 혹 네트워크를 기반으로 하는 암호문의 비밀성이 보장되는 암호화 키 분배 방법을 제공하는 것을 주 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 모바일 애드 혹 네트워크 상에서 두 노드간에 송/수신되는 정보의 안정성이 보장될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 각각의 노드에서 글로벌 퍼블릭 엘리먼트(global public elements)를 알고 있는 것을 전제로 하지 않고도, 디피-헬만 형 암호화 방법을 이용하여 암호화 키를 생성할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 모바일 애드 혹 네트워크 상에서 소정의 두 노드간 암호화 키 분배에 있어서, 제 1 및 제 2 암호화 방법을 이용하여 제 2 암호화 방법에 따른 공통 키 생성을 위한 소정의 파라미터를 송/수신함으로써 암호화를 위한 공통 키를 안정적으로 생성할 수 있도록 하는 것이다.
제 2 암호화 방법에 따른 공통 키 생성을 위한 소정의 파라미터는 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키, 제 2 암호화 방법에 따른 글로벌 퍼블릭 엘리먼트(q,α), 제 2 암호화 방법에 따른 공개 키로 이루어진다.
이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법은 모바일 애드 혹 네트워크 상의 A 노드에서 제 1 암호화 방법에 따른 비밀 키 및 공개 키를 생성하는 단계; 생성된 공개 키를 B 노드로 전송하고, B 노드로부터 전송되는 암호문을 수신하여 자신의 비밀 키로 복호화하는 단계; 및 복호화된 암호문을 이용하여 제 2 암호화 방법에 따른 비밀 키 및 공개 키를 생성하고, 생성된 제 2 암호화 방법에 따른 공개 키를 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키로 암호화하여 B 노드로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법은 모바일 애드 혹 네트워크 상의 B 노드에서 A 노드로부터 제 1 암호화 방법에 따른 A 노드의 공개 키가 수신되면, 제 2 암호화 방법에 따른 공통 키 생성을 위해 소정의 파라미터를 생성하는 단계; 생성된 소정의 파라미터를 수신된 A 노드의 공개 키로 암호화 한 후 A 노드로 전송하는 단계; 및 A 노드로부터 전송되는 암호문을 수신하여 자신의 비밀 키로 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법은 모바일 애드 혹 네트워크 상의 A 노드에서 제 1 암호화 방법에 따른 비밀 키 및 공개 키를 생성하는 단계; A 노드에서 상기 생성된 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키를 B 노드로 전송하면, B 노드에서 제 2 암호화 방법에 따른 공통 키 생성을 위해 소정의 파라미터를 생성하는 단계; B 노드에서 생성된 소정의 파라미터를 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키로 암호화하여 A 노드에 암호문으로 전송하면, A 노드에서 자신의 비밀 키를 이용해 복호화 하는 단계; 복호화된 암호문을 이용하여 상기 A 노드에서 제 2 암호화 방법에 따른 비밀 키 및 공개 키를 생성하고, 생성된 제 2 암호화 방법에 따른 공개 키를 암호화하여 상기 B 노드에 암호문으로 전송하는 단계; 및 B 노드에서 A 노드로부터 전송되는 암호문을 수신하여 자신의 비밀 키로 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법을 이용한 네트워크 장치는 모바일 애드 혹 네트워크 상의 B 노드로 제 1 암호화 방법에 따른 자신의 공개 키를 전송하고, B 노드로부터 전송되는 암호문을 자신의 비밀 키를 이용해 복호화하여 복호화된 암호문을 이용해 제 2 암호화 방법에 따른 비밀 키 및 공개 키를 생성하고, 생성된 제 2 암호화 방법에 따른 공개 키를 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키로 암호화하여 B 노드로 전송하는 암호화부, 및 암호화부를 통한 암호화 및 복호화를 위해 요구되거나 생성되는 정보를 저장하는 정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법을 이용한 네트워크 장치는 모바일 애드 혹 네트워크 상의 A 노드로부터 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키가 수신되면, 제 2 암호화 방법에 따른 공통 키 생성을 위해 소정의 파라미터를 생성하여 생성된 소정의 파라미터를 상기 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키로 암호화 한 후 A로 전송하고, A 노드로부터 전송되는 암호문을 자신의 비밀 키로 복호화하는 암호화부, 및 암호화부를 통한 암호화 및 복호화를 위해 요구되거나 생성되는 정보를 저장하는 정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법을 이용한 네트워크 장치는 모바일 애드 혹 네트워크 상의 특정 노드와 연결되는 통신 링크를 통한 정보 송/수신이 가능하도록 처리하는 송/수신부, 및 암호화부에서의 복호화 과정을 통해 얻어지는 정보에 따른 애플리케이션 제공을 위한 동작 제어를 수행하는 애플리케이션 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법 및 이에 따른 네트워크 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하, 본 발명에 따른 모바일 애드 혹 상의 노드간 암호화 키 분배를 위한 노드간 키 분배 방법을 이용한 네트워크 장치의 구성과 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명함에 있어서, 제 1 암호화 방법 및 제 2 암호화 방법을 각각 공개 키 암호화 방법 및 디피-헬만 형 암호화 방법으로 설명하고 있으나, 이 또한 예시적인 것에 소정의 공개 키 및 비밀 키를 생성하며, 암호화를 위한 공통 키를 생성하는 암호화 방법으로의 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점은 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 시스템 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 소정의 노드를 대상으로 암호문 전송을 개시하고자 하는 사용자의 모바일 노드(이하, A 노드라 칭함:100), A 노드(100)로부터 전송되는 암호문을 통해 정보를 수신하여 처리하는 대상 모바일 노드(이하, B 노드라 칭함:300), A 노드 및 B 노드간(100,300)의 데이터 송/수신 경로에 해당되는 통신 링크(500)로 구성된다.
각 A, B 노드(100,300)는 네트워크 상에 존재하는 단말기로, 노트북 컴퓨터, PDA(Personal Digital Assistance), 휴대폰 등으로 구현되는 것으로, 공개 키 암호화 방법 및 디피-헬만 형 암호화 방법을 이용한 키 분배를 통해 암호화를 위한 공통 키가 안정적으로 생성될 수 있도록 하는 네트워크 장치(10)가 구비된다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 장치(10)의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 네트워크 장치(10)는 통신 링크(500)를 통한 정보 송/수신이 가능하도록 처리하는 송/수신부(11)와, 송/수신부(11)를 통한 암호문 송/수신을 위해 암호화 및 복호화를 위한 동작 제어를 수행하는 암호화부(13), 암호화부(13)를 통해 검출되는 정보를 저장하는 정보 저장부(Data Base:15), 암호화부(13)에서의 복호화 과정을 통해 얻어지는 정보에 따른 애플리케이션 제공을 위한 동작 제어를 수행하는 애플리케이션 구동부(17)를 포함한다.
또한, 암호화부(13)에서는 통신하고자 하는 특정 노드와 공개 키 암호화 방법 및 디피-헬만 형 암호화 방법을 이용해 공개 키 및 공통 키 생성을 위한 소정의 파라미터를 교환하여, 공통 키를 안정적으로 생성할 수 있도록 암호화 키 분배를 수행한다.
공통 키 생성을 위한 소정의 파라미터는 글로벌 퍼블릭 엘리먼트인 q,α, 공개 키, 디피-헬만 공개 키로 이루어진다.
일 예로, A 노드(100)에서는 암호화 키 분배를 시도하기 위해 자신의 공개 키를 B 노드(300)로 전송하면, B 노드(300)에서는 수신되는 A 노드(100)의 공개 키에 따라 공통 키 생성을 위한 소정의 파라미터를 생성하여 수신된 A 노드(100)의 공개 키로 암호화 한 후 A 노드(100)로 전송된다.
A 노드(100)에서는 수신된 암호문을 자신의 비밀 키로 복호화하여 검출되는 글로벌 퍼블릭 엘리먼트를 이용해 디피-헬만 비밀 키 및 공개 키를 생성하고, 생성된 자신의 디피-헬만 공개 키를 B 노드(300)의 공개 키로 암호화 한 후 B 노드(300)로 전송한다.
이에 따라, 각 A, B 노드(100,300)에서 상호 교환된 상대 노드의 디피-헬만 공개 키를 갖게 되고, 이를 통해 공통 키를 생성하게 된다.
참고로, 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 장치는 각 모듈이 모두 하드웨어로 구성되거나, 일부 모듈이 소프트웨어로 구성되거나, 또는 전체 모듈이 소프트웨어로 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 장치가 하드웨어 또는 소프트웨어로 구성되는 것은 본 발명의 사상을 벗어나지 않으며, 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구성됨에 따른 수정과 변경이 부가될 수 있음은 자명하다.
이와 같이 구성되는 네트워크 장치를 이용하는 본 발명에 따른 모바일 애드 혹 네트워크 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 모바일 애드 혹 네트워크 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법은 크게 암호문 전송을 개시하는 A 노드(100)에서 암호화를 위한 키 분배를 시도하며 자신의 공개 키를 B 노드(300)로 전송하고, 시도된 키 분배에 대한 응답으로 B 노드(300)로부터 수신되는 소정의 파라미터를 통해 공통 키를 생성하는 과정과, B 노드에서 A 노드(100)의 키 분배 시도에 따라 디피-헬만 공통 키 생성을 위한 소정의 파라미터를 생성하고, 생성된 파라미터를 A 노드(100)로 전송한 후 수신되는 A 노드(100)의 디피-헬만 공개 키를 통해 공통 키를 생성하는 과정으로 이루어진다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 방법을 설명함에 있어서, 먼저, 암호화를 위한 키 분배를 시도하는 A 노드(100)에서의 처리 과정을 설명하고, A 노드(100)에 의해 시도되는 키 분배에 응답하는 B 노드(300)에서의 처리 과정을 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 암호화를 위한 키 분배를 시도하는 노드에서의 동작 처리 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 키 분배를 시도하는 A 노드(100)에서는 공개 키 암호화 방법을 통해 비밀 키(Pa) 및 공개 키(KUa)를 생성한다(S1).
그 다음, 생성된 공개 키(KUa)를 B 노드로 전송하여 암호화를 위한 키 분배를 시도하고(S2), 이에 대한 응답으로 B 노드(300)로부터 전송되는 암호문(EKUa(KUb,q,α,Yb))을 수신한다(S3).
수신되는 암호문은 A 노드(100)의 공개 키로 암호화되어 있으므로, A 노드(100)에서는 자신의 비밀 키(Pa)를 이용하여 암호문을 복호화(Decryption)한다(DPa(EKUa(KUb,q,α,Yb)))(S4).
이러한 복호화 과정을 통해 A 노드(100)에서는 디피-헬만 형 암호화 방법에 따라 요구되는 글로벌 퍼블릭 엘리먼트(q,α)와 B 노드의 디피-헬만 공개 키(Yb), B 노드의 공개 키(KUb)를 얻게 된다.
이에 따라, A 노드(100)에서는 복호화 과정에서 얻어진 글로벌 퍼블릭 엘리먼트를 다음의 수학식 1에 적용시켜 디피-헬만 비밀 키(Xa) 및 공개 키(Ya)를 생성한다.
수학식 1을 통해 디피-헬만 비밀 키(Xa) 및 공개 키(Ya)가 생성되면, A 노드(100)에서는 복호화 과정에서 얻어진 B 노드(300)의 디피-헬만 공개 키(Yb)를 다음의 수학식 2에 적용시켜 공통 키(Z)를 생성한다.
이 같은 수학식 1과 수학식 2를 통해 A 노드(100)에서는 디피-헬만 비밀 키(Xa), 디피-헬만 공개 키(Ya), 및 공통 키(Z)를 생성한다(S5).
그 다음, A 노드(100)에서는 생성된 디피-헬만 공개 키(Ya)를 복호화 과정에서 얻어진 B 노드(300)의 공개 키(KUb)를 이용해 암호화한(EKUb(Ya)) 후 B 노드(300)로 전송한다(S6).
이러한 과정을 통해 A 노드(100)에서는 암호화 키 분배를 시도하는 B 노드(300)로부터 키 분배 시도에 대한 응답으로 수신되는 소정의 파라미터를 이용해 자신의 디피-헬만 비밀 키 및 공개 키를 생성하고, 생성된 자신의 디피-헬만 공개 키를 B 노드(300)로 전송하여 암호화를 위한 공통키를 안정적으로 생성하게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 암호화를 위한 키 분배를 수락하는 노드에서의 동작 처리 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, B 노드(300)에서는 공개 키 암호화 방법을 통해 비밀 키(Pb) 및 공개 키(KUb)를 생성한다(S11).
그 다음, A 노드(100)로부터 A 노드(100)의 공개 키(KUa)가 수신되면(S12), 이를 통해 A 노드(100)에 의해 암호화를 위한 키 분배가 시도되며 이에 대한 응답이 요청되고 있음을 감지한다.
이에 따라, B 노드(300)에서는 디피-헬만 형 암호화 방법에 따라 글로벌 퍼블릭 엘리먼트(q,α)를 생성하고, 생성된 엘리먼트를 수학식 1에 적용시켜 다음과 같은 수학식 3을 통해 디피-헬만 비밀 키(Xb) 및 공개 키(Yb)를 생성한다.
이 같은 수학식 3을 통해 B 노드(300)에서는 글로벌 퍼블릭 엘리먼트(q,α), 디피-헬만 비밀 키(Xb) 및 공개 키(Yb)를 생성한다(S13).
B 노드에서는 이 같은 과정을 통해 생성된 글로벌 퍼블릭 엘리먼트(q,α), 디피-헬만 공개 키(Yb)와 함께 자신의 공개 키(KUb)를 디피-헬만 공통 키 생성을 위한 소정의 파라미터로 설정한다.
그 다음, B 노드(300)에서는 설정된 소정의 파라미터를 A 노드의 공개 키(KUa)로 암호화(Encryption)하여 A 노드(100)로 전송한다(EKUa(KUb,q,α,Yb)) (S14)
그 다음, B 노드(300)에서는 이 같이 전송한 암호문(EKUa(KUb,q,α,Yb))에 대한 응답으로 A 노드(100)로부터 자신의 공개 키(KUb)로 암호화된 A 노드(100)의 디피-헬만 공개 키(EKUb(Ya))가 수신되면, 이를 자신의 비밀 키(Pb)로 복호화 한다(DPb(EKUb(Ya))(S15).
B 노드(300)에서는 이러한 복호화 과정을 통해 얻어지는 A 노드(100)의 디피-헬만 공개 키(Ya)를 수학식 2에 적용시켜 다음과 같은 수학식 4를 통해 공통 키(Z)를 생성한다.
이러한 과정을 통해 B 노드(300)에서는 A 노드(100)의 암호화 키 분배를 시도에 따라 암호화 키 분배를 위한 디피-헬만 형 암호화 방법을 통해 생성되는 소정의 파라미터를 A 노드(100)로 전송하고, A 노드(100)로부터 전송되는 A 노드(100)의 디피-헬만 공개 키를 통해 암호화를 위한 공통키를 안정적으로 생성하게 된다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 모바일 애드 혹 네트워크 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법을 첨부된 도면을 참조하여 일 실시 예로 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기간의 통신 과정을 계통도를 통해 개략적으로 나타낸 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, A 단말기(100) 사용자가 B 단말기(300) 사용자에게 소정의 데이터를 전송하고자 하는 경우, A 단말기(100)에서는 사용자의 요청에 따라 송신하고자 하는 데이터를 암호화하여 B 단말기(300)와 안정적으로 통신하기 위해 암호화 키 분배를 시도한다.
이에 따라, A 단말기(100)에서는 공개 키 암호화 방법에 따라 자신의 공개 키(KUa) 및 비밀 키(Pa)를 생성하고(S31), 생성된 공개 키(KUa)를 B 노드(300)로 전송한다(S32).
B 단말기(300)에서는 A 단말기(100)로부터 전송되는 공개 키(KUa)에 따라 A 단말기(100)로부터 암호화를 위한 키 분배가 시도되는 것을 감지한다.
그 다음, B 단말기(300)에서는 A 단말기(100)의 암호화를 위한 키 분배에 응답하기 위해 자신의 비밀 키(Pb) 및 공개 키(KUb)를 생성하고, 디피-헬만 공개 키 전송을 위해 디피-헬만 형 암호화 방법을 이용하여 글로벌 퍼블릭 엘리먼트(q,α)를 결정하여 자신의 디피-헬만 비밀 키(Xb) 및 공개 키(Yb)를 생성한다(S33).
이와 같이, 암호화를 위한 키가 생성되면, B 단말기(300)에서는 생성된 글로벌 퍼블릭 엘리먼트(q,α), 디피-헬만 공개 키(Yb), 및 공개 키(KUb)로 이루어지는 디피-헬만 공통 키 생성을 위한 소정의 파라미터를 A 단말기(100)로부터 제공받은 A 단말기(100)의 공개 키(KUa)로 암호화 한 후 A 노드로 전송한다(EKUa(KUb,q,α,Yb))(S34).
A 단말기(100)에서는 이 같은 암호문(EKUa(KUb,q,α,Yb))이 수신되면, 자신의 비밀 키(Pa)로 복호화하고, 복호화 과정에서 얻어지는 글로벌 퍼블릭 엘리먼트(q,α)를 이용해 자신의 디피-헬만 비밀 키(Xa) 및 공개 키(Ya)를 생성한다.
또한, B 단말기(300)의 디피-헬만 공개 키(Yb)를 이용해 공통 키(Z)를 생성한다(S35)
이와 같이, A 단말기(100)에서 B 단말기(300)로부터 전송되는 소정의 파라미터를 통해 공통 키(Z)가 생성되면, A 단말기(100)에서는 자신의 디피-헬만 공개 키(Ya)를 B 단말기(300)로부터 전송된 소정의 파라미터로부터 얻어진 B 단말기(300)의 공개 키(KUb)로 암호화 하여 B 단말기(300)로 전송한다(S36)
B 단말기(300)에서는 수신되는 자신의 공개 키(KUb)로 암호화된 A 단말기(100)의 디피-헬만 공개 키(Ya)를 복호화 과정을 통해 검출하고, 검출된 A 단말기(100)의 디피-헬만 공개 키(Ya)를 이용해 공통 키(Z)를 생성한다(S37)
이러한 과정을 통해서 A 단말기(100)와 B 단말기(300) 사이는 암호화를 위한 공통키(Z)를 갖게 된다.
이때, 악의를 갖는 사용자가 두 단말기 간의 통신 링크를 통해 암호화 키를 유출하고자 하여도 공개 키를 통해 암호화된 디피-헬만 공통 키 생성을 위한 소정의 파라미터를 감지하기가 어렵기 때문에, 두 단말에서는 공통 키를 통해 전송하고자 하는 데이터를 안정적으로 암호화 하여 전송할 수 있게 되는 것이다.
본 발명에 따르면, 모바일 애드 혹 네트워크를 기반으로 하는 암호화 키 분배 방법을 통해 암호화 통신 시 송/수신되는 암호문의 비밀성이 보장될 수 있다.
또한, 본 발명은 모바일 애드 혹 네트워크 상에서 두 노드간에 송/수신되는 정보의 안정성이 보장될 수 있다.
또한, 본 발명은 각각의 노드에서 글로벌 퍼블릭 엘리먼트(global public elements)를 알고 있는 것을 전제로 하지 않고도, 디피-헬만 형 암호화 방법을 이용하여 암호화 키를 생성할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1의 a,b,c는 종래의 암호화 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 모바일 애드 혹 네트워크 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 시스템 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 암호화를 위한 키 분배를 시도하는 노드에서의 동작 처리 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 암호화를 위한 키 분배를 수락하는 노드에서의 동작 처리 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기간의 통신 과정을 계통도를 통해 개략적으로 나타낸 것이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : A 노드 300 : B 노드
500 : 통신 링크 10 : 네트워크 장치
11 : 송/수신부 13 : 암호화부
15 : 정보 저장부(DB) 17 : 애플리케이션 구동부

Claims (24)

  1. 모바일 애드 혹 네트워크 상의 A 노드에서 제 1 암호화 방법에 따른 비밀 키 및 공개 키를 생성하는 단계;
    상기 생성된 공개 키를 상기 B 노드로 전송하고, 상기 B 노드로부터 전송되는 암호문을 수신하여 자신의 비밀 키로 복호화하는 단계; 및
    상기 복호화된 암호문을 이용하여 제 2 암호화 방법에 따른 비밀 키 및 공개 키를 생성하고, 생성된 제 2 암호화 방법에 따른 공개 키를 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키로 암호화하여 B 노드로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 암호화 방법은 공개 키 암호화 방법인 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 암호문은 제 1 암호화 방법에 따른 A 노드의 공개 키로 암호화된 것이며,
    제 1 암호화 방법에 따른 B 노드의 공개 키, 제 2 암호화 방법에 따른 글로벌 퍼블릭 엘리먼트, 제 2 암호화 방법에 따른 B 노드의 공개 키로 이루어지는 소정의 파라미터인 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2 암호화 방법에 따른 공개 키를 암호화하여 B 노드로 전송할 때, 상기 복호화된 암호문을 통해 얻어지는 제 1 암호화 방법에 따른 B 노드의 공개 키로 암호화하는 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 암호화 방법은 디피-헬만 형 암호화 방법이며,
    상기 생성된 제 2 암호화 방법에 따른 자신의 비밀 키와 상기 암호문으로부터 얻어지는 제 2 암호화 방법에 따른 B 노드의 공개 키를 이용하여 공통 키를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  6. 모바일 애드 혹 네트워크 상의 B 노드에서 A 노드로부터 제 1 암호화 방법에 따른 A 노드의 공개 키가 수신되면, 제 2 암호화 방법에 따른 공통 키 생성을 위해 소정의 파라미터를 생성하는 단계;
    상기 생성된 소정의 파라미터를 상기 수신된 A 노드의 공개 키로 암호화 한 후 A 노드로 전송하는 단계; 및
    상기 A 노드로부터 전송되는 암호문을 수신하여 자신의 비밀 키로 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 소정의 파라미터는
    제 1 암호화 방법에 따른 자신의 공개 키, 제 2 암호화 방법에 따른 글로벌 퍼블릭 엘리먼트, 제 2 암호화 방법에 따른 자신의 공개 키로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 암호화 방법은 공개 키 암호화 방법인 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 암호문은 제 1 암호화 방법에 따른 B 노드의 공개 키로 암호화된 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2 암호화 방법은 디피-헬만 형 암호화 방법이며,
    상기 복호화된 암호문을 통해 얻어지는 제 2 암호화 방법에 따른 A 노드의 공개 키와 제 2 암호화 방법에 따른 자신의 비밀 키를 이용하여 공통 키를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  11. 모바일 애드 혹 네트워크 상의 A 노드에서 제 1 암호화 방법에 따른 비밀 키 및 공개 키를 생성하는 단계;
    상기 A 노드에서 상기 생성된 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키를 B 노드로 전송하면, 상기 B 노드에서 제 2 암호화 방법에 따른 공통 키 생성을 위해 소정의 파라미터를 생성하는 단계;
    상기 B 노드에서 상기 생성된 소정의 파라미터를 상기 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키로 암호화하여 상기 A 노드에 암호문으로 전송하면, 상기 A 노드에서 자신의 비밀 키를 이용해 복호화 하는 단계;
    상기 복호화된 암호문을 이용하여 상기 A 노드에서 제 2 암호화 방법에 따른 비밀 키 및 공개 키를 생성하고, 생성된 제 2 암호화 방법에 따른 공개 키를 암호화하여 상기 B 노드에 암호문으로 전송하는 단계; 및
    상기 B 노드에서 상기 A 노드로부터 전송되는 암호문을 수신하여 자신의 비밀 키로 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 소정의 파라미터는
    제 1 암호화 방법에 따른 B 노드의 공개 키, 제 2 암호화 방법에 따른 글로벌 퍼블릭 엘리먼트, 제 2 암호화 방법에 따른 B 노드의 공개 키로 이루어지는 소정의 파라미터인 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 암호화 방법은 공개 키 암호화 방법인 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 제 2 암호화 방법은 디피-헬만 형 암호화 방법이며,
    상기 A 노드에서 제 2 암호화 방법에 따른 자신의 비밀 키와 상기 복호화된 소정의 파라미터를 통해 얻어지는 제 2 암호화 방법에 따른 B 노드의 공개 키를 이용하여 공통 키를 생성하는 단계; 및
    상기 B 노드에서 자신의 비밀 키로 복호화된 암호문을 통해 얻어지는 제 2 암호화 방법에 따른 A 노드의 공개 키와 제 2 암호화 방법에 따른 자신의 비밀 키를 이용하여 공통 키를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 애드 혹 상의 암호화를 위한 노드간 키 분배 방법.
  15. 모바일 애드 혹 네트워크 상의 B 노드로 제 1 암호화 방법에 따른 자신의 공개 키를 전송하고, 상기 B 노드로부터 전송되는 암호문을 자신의 비밀 키를 이용해 복호화하여 복호화된 암호문을 이용해 제 2 암호화 방법에 따른 비밀 키 및 공개 키를 생성하고, 상기 생성된 제 2 암호화 방법에 따른 공개 키를 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키로 암호화하여 B 노드로 전송하는 암호화부, 및
    상기 암호화부를 통한 암호화 및 복호화를 위해 요구되거나 생성되는 정보를 저장하는 정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 모바일 애드 혹 네트워크 상의 특정 노드와 연결되는 통신 링크를 통한 정보 송/수신이 가능하도록 처리하는 송/수신부, 및
    상기 암호화부에서의 복호화 과정을 통해 얻어지는 정보에 따른 애플리케이션 제공을 위한 동작 제어를 수행하는 애플리케이션 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 암호문은 제 1 암호화 방법에 따른 자신의 공개 키로 암호화된 것이며,
    제 1 암호화 방법에 따른 B 노드의 공개 키, 제 2 암호화 방법에 따른 글로벌 퍼블릭 엘리먼트, 제 2 암호화 방법에 따른 B 노드의 공개 키로 이루어지는 소정의 파라미터 인 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1 암호화 방법은 공개 키 암호화 방법이며,
    상기 제 2 암호화 방법에 따른 공개 키를 암호화하여 B 노드로 전송할 때, 상기 복호화된 암호문을 통해 얻어지는 제 1 암호화 방법에 따른 B 노드의 공개 키로 암호화하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 제 2 암호화 방법은 디피-헬만 형 암호화 방법이며,
    상기 생성된 제 2 암호화 방법에 따른 자신의 비밀 키와 상기 암호문으로부터 얻어지는 제 2 암호화 방법에 따른 B 노드의 공개 키를 이용하여 공통 키를 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  20. 모바일 애드 혹 네트워크 상의 A 노드로부터 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키가 수신되면, 제 2 암호화 방법에 따른 공통 키 생성을 위해 소정의 파라미터를 생성하여 상기 생성된 소정의 파라미터를 상기 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키로 암호화 한 후 A로 전송하고, 상기 A 노드로부터 전송되는 암호문을 자신의 비밀 키로 복호화하는 암호화부, 및
    상기 암호화부를 통한 암호화 및 복호화를 위해 요구되거나 생성되는 정보를 저장하는 정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 모바일 애드 혹 네트워크 상의 특정 노드와 연결되는 통신 링크를 통한 정보 송/수신이 가능하도록 처리하는 송/수신부, 및
    상기 암호화부에서의 복호화 과정을 통해 얻어지는 정보에 따른 애플리케이션 제공을 위한 동작 제어를 수행하는 애플리케이션 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 소정의 파라미터는
    제 1 암호화 방법에 따른 공개 키, 제 2 암호화 방법에 따른 글로벌 퍼블릭 엘리먼트, 제 2 암호화 방법에 따른 공개 키로 이루어지는 소정의 파라미터 인 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 제 1 암호화 방법은 공개 키 암호화 방법이며,
    소정의 파라미터를 상기 제 1 암호화 방법에 따른 공개 키로 암호화할 때, A 노드의 공개 키로 암호화 하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  24. 제 20항에 있어서,
    상기 제 2 암호화 방법은 디피-헬만 형 암호화 방법이며,
    상기 복호화된 암호문을 통해 얻어지는 제 2 암호화 방법에 따른 A 노드의 공개 키와 제 2 암호화 방법에 따른 자신의 비밀 키를 이용하여 공통 키를 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
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