KR100772521B1 - Ｒｆｉｄ 시스템에서의 태그 인증 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

해시 알고리즘을 이용하여 프라이버시(Privacy) 문제가 해결되면서도 신속한 인증이 가능하도록 한 무선 인식 태그 인증 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 무선 인식 매체는 비밀 그룹 정보 및 비밀 태그 정보를 저장하는 메모리와, 해시(Hash) 알고리즘을 기반으로 비밀 정보를 암호화하는 해시 체인 연산부를 포함한다. 또한 본 발명에 따른 RFID 시스템의 태그 인증 장치는 비밀 그룹 정보 및 비밀 태그 정보를 포함하는 무선 인식 태그들의 정보가 그룹화되어 저장되어 있는 DB와, 비밀 그룹 정보 검색부, 및 찾은 그룹 내의 비밀 태그 정보를 검색하는 비밀 태그 정보 검색부;를 포함한다. 또한 그에 따른 태그 인증 방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 태그 프라이버시 보호하면서 동시에 태그 ID를 찾기 위한 계산량을 줄여 신속하고 효율적인 무선 태그 인증이 가능하다.
RFID, 태그, Tag, 인증, 해시, hash, 해시 체인, hash chain

Description

ＲＦＩＤ 시스템에서의 태그 인증 장치 및 방법{RFID tag authentication apparatus and method in RFID system}
도 1은 RFID 시스템의 기본적인 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 RFID 시스템의 무선 인식 매체의 일 실시예를 도시한 도면,
도 3는 해시 체인의 기본 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 RFID 시스템의 태그 인증 장치의 일 실시예를 도시한 도면,
도 5은 백엔드 데이터베이스의 DB 구조를 도시한 도면,
도 6는 본 발명에 의한 RFID 시스템에서의 태그 인증 방법의 일 실시예를 도시한 도면,
도 7은 도 6에 따른 방법을 순서도로 나타낸 도면,
도 8은 도 7의 비밀 그룹 정보 검색 단계(S760)를 더욱 상세히 나타낸 흐름도, 및
도 9는 도 7의 비밀 태그 정보 검색 단계(S770)를 더욱 상세히 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서의 태그 인증 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해시 알고리즘을 이용하여 프라이버시(Privacy) 문제가 해결되면서도 신속한 인증이 가능하도록 한 무선 인식 태그 인증 장치 및 방법에 대한 것이다.
RFID 시스템은 무선 주파수를 이용하여 물리적 접촉 없이 개체에 대한 정보를 읽거나 기록하는 자동인식기술 시스템을 의미한다. RFID 시스템은 기본적으로 무선 인식 태그(tag)와 리더(reader) 그리고 백엔드(Back-end) 데이터베이스로 구성되어 있다.
그러나 물리적 접촉 없이도 인식할 수 있다는 RFID 시스템의 특징은 안전성과 프라이버시 측면에서 기존에 발생하지 않았던 여러 보안 문제들을 발생시킨다. 즉 식별 가능한 정보를 그대로 전송하는 태그의 경우, 태그와 리더 사이의 통신 내용은 공격자에 의해 도청당하기 쉽다. 또한 공격자는 도청한 정보를 바탕으로 태그 위치에 대한 트래킹 공격을 수행할 수 있으며, 이는 소비자의 프라이버시 침해로 직결된다. 따라서 이러한 RFID 시스템에서의 보안 문제를 (특히 태그 프라이버시 문제) 해결하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
태그의 프라이버시 문제를 해결하기 위한 태그 인증 기법은 대표적으로 두 가지 방법이 있다.
첫 번째 방법은 M.Ohkubo, K.Suzuki, S.Kinoshita 에 의해서 RFID 프라이버 시 워크샵에서 발표한 "Cryptographic approach to privacy friendly tags" 논문으로써 여기서 해시 체인을 기반으로 태그의 프라이버시 문제를 해결한 프로토콜을 제시하였다. 이 방법은 태그에 대한 프라이버시 보호는 충분히 지원하지만, 백엔드 데이터베이스 측에서 태그의 인증을 위해 요구하는 태그 검색 계산량이 데이터베이스에 저장되어 있는 모든 태그들에 대한 전수 조사량과 같게 되는 문제점이 있었다. 따라서 태그 인증에 시간과 자원을 많이 소모하여 효율성이 떨어졌다.
두 번째 방법은 Dirk Henrici와 Paul Muller에 의해 PerSec 2004에서 발표된 "Hash-based enhancement of location privacy for radio-frequency identification devices using varying identifiers" 논문으로써 해시에 기반하여 태그와 데이터베이스 양쪽에서 태그의 ID를 갱신함으로써 위치 추적 공격을 방지하는 프로토콜을 제안하였다. 또한 이전 논문의 방식과는 다르게 데이터베이스 내에 H(ID), ID 값을 저장하게 하여, 태그가 전송하는 H(ID)값을 가지고 데이터베이스 내에서 태그의 검색을 빠르게 수행할 수 있게 기법을 구성하였다. 그러나 태그와 데이터베이스 사이에 정상적으로 인증과정이 완료되지 않은 경우에는 태그 내부의 ID 값이 갱신되지 않으므로 리더의 반복적인 쿼리(query)에 대하여 태그는 동일한 H(ID)값을 전송하게 된다. 따라서 태그의 위치 추적 문제가 발생할 수 있는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 태그의 프라이버시를 보호하고, 동시에 기존의 기법들이 갖는 보안기능은 유지하면서도 백엔드 데이터베이스 내에 저 장되어 있는 태그 ID를 찾기 위한 계산량을 줄일 수 있는 RFID 시스템에서의 태그 인증 장치를 제공하는 데 있다.
또한 태그의 프라이버시를 보호하고, 동시에 기존의 기법들이 갖는 보안기능은 유지하면서도 백엔드 데이터베이스 내에 저장되어 있는 태그 ID를 찾기 위한 계산량을 줄일 수 있는 RFID 시스템에서의 태그 인증 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 RFID 시스템의 태그 인증 매체는, 무선 인식 태그의 인증에 사용되는 비밀 태그 정보와, 비밀 태그 정보가 속한 그룹을 검색하는데 사용되는 비밀 그룹 정보를 저장하는 메모리; 및 해시(Hash) 알고리즘을 기반으로 비밀 그룹 정보 및 비밀 태그 정보를 암호화하여 변환 값을 구하는 해시 체인 연산부;를 포함한다.
또한 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 RFID 시스템의 태그 인증 장치는, 비밀 그룹 정보 및 비밀 태그 정보를 포함하는 무선 인식 태그들의 정보가 그룹화되어 저장되어 있는 DB; DB 내의 비밀 그룹 정보를 해시(Hash) 알고리즘에 기반한 해시 체인으로 반복 계산하여 생성된 값들을 수신한 비밀 그룹 정보 변환 값과 비교하여, 인증을 요청한 태그가 속하는 그룹을 찾는 비밀 그룹 정보 검색부; 및 비밀 그룹 정보 검색부에서 찾은 그룹 내의 비밀 태그 정보를 해시 체인으로 반복 계산하여 생성된 값들을 수신한 비밀 태그 정보 변환 값과 비교하여, 인증을 요청한 태그의 비밀 태그 정보가 DB 내에 존재하는지 검색하는 비밀 태그 정보 검색부;를 포함한다.
또한 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 RFID 시스템의 무선 인식 매체에서의 인증 정보 처리 방법은, 해시(Hash) 알고리즘을 기반으로 무선 인식 태그 내부에 구성되어 암호화를 수행하는 해시 체인이 무선 인식 태그의 인증에 사용되는 비밀 태그 정보와 비밀 태그 정보가 속한 그룹을 검색하는데 사용되는 비밀 그룹 정보를 이용하여 암호화된 변환 값을 구하는 단계; 및 비밀 그룹 정보 및 비밀 태그 정보가 무선 인식 태그의 메모리에 갱신되어 저장되는 단계;를 포함한다.
또한 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 RFID 시스템에서의 태그 인증 방법은, 비밀 그룹 정보 및 비밀 태그 정보를 포함하는 무선 인식 태그들의 정보들을 그룹화하여 미리 저장하는 단계; 비밀 그룹 정보를 해시(Hash) 알고리즘에 기반한 해시 체인으로 반복 계산하여 생성된 값들을 수신한 비밀 그룹 정보 변환 값과 비교하여, 인증을 요청한 태그가 속하는 그룹을 찾는 비밀 그룹 정보 검색 단계; 및 비밀 그룹 정보 검색 단계에서 찾은 그룹 내의 비밀 태그 정보를 해시 체인으로 반복 계산하여 생성된 값들을 수신한 비밀 태그 정보 변환 값과 비교하여, 인증을 요청한 태그의 비밀 태그 정보가 존재하는지 검색하는 비밀 태그 정보 검색 단계;를 포함한다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 RFID 시스템에서의 태그 인증 장치 및 방법에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 RFID 시스템의 기본적인 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기본적으로 RFID 시스템은 무선 인식 매체(110), 리 더(120), 및 백엔드 데이터베이스(130)로 구성되어 있다.
도 2는 본 발명에 따른 RFID 시스템의 무선 인식 매체의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 RFID 시스템의 무선 인식 매체(210)는 메모리(211)와 해시 체인 연산부(213)를 포함한다.
메모리(211)는 무선 인식 태그의 인증에 사용되는 비밀 태그 정보와, 비밀 태그 정보가 속한 그룹을 검색하는데 사용되는 비밀 그룹 정보를 저장하는 역할을 한다. 임의의 무선 인식 태그는 최초에 초기값으로 자신이 속한 비밀 그룹 정보
Figure 112006055456612-pat00001
와 자신의 비밀 태그 정보
Figure 112006055456612-pat00002
를 저장하고 있어야 한다.
비밀 그룹 정보 및 비밀 태그 정보는 무선 인식 매체(210)와 리더(120, 이하 도 1 참조)와의 상호작용(interaction)시 해시 체인 연산부(213)에 있는 해시 체인의 반복을 통해서 갱신된다. 무선 인식 매체(210)와 리더(120)와의 상호작용이
Figure 112006055456612-pat00003
번 있었다면, 메모리(211)에 저장된 비밀 그룹 정보와 비밀 태그 정보의 쌍은
Figure 112006055456612-pat00004
가 된다.
무선 인식 매체(210) 내에 존재하는 비밀 그룹 정보와 비밀 태그 정보는 리더(120)와의 상호작용마다 동일한 해시 체인 횟수로 갱신되어 비밀 그룹 정보와 상기 비밀 태그 정보가 동일한 해시 체인 횟수를 갖는다.
해시 체인 연산부(213)는 해시(Hash) 알고리즘을 기반으로 무선 인식 매 체(210) 내부에 구성되어 있으며, 비밀 그룹 정보 및 비밀 태그 정보를 암호화하여 리더(120)에게 리턴할 변환 값을 구하는 역할을 한다. 해시 체인 연산부(213)는 도 3에서 자세히 설명한다.
해시 체인 연산부(213)의 변환 값은 비밀 그룹 정보를 해시 연산하기 전의 값
Figure 112006055456612-pat00005
와 연산한 후의 값
Figure 112006055456612-pat00006
의 배타적 논리합(exclusive OR)에 의해 계산된 비밀 그룹 정보 변환 값
Figure 112006055456612-pat00007
와, 비밀 태그 정보를 해시 연산하기 전의 값
Figure 112006055456612-pat00008
와 연산한 후의 값
Figure 112006055456612-pat00009
의 배타적 논리합에 의해 계산된 비밀 태그 정보 변환 값
Figure 112006055456612-pat00010
의 쌍
Figure 112006055456612-pat00011
이 된다.
도 3는 해시 체인 연산부에 있는 해시 체인의 기본 구조를 도시한 도면이다.
도 3를 참조하면, 해시 알고리즘 H(301)에 의하여 비밀 태그 정보를 해시 연산하기 전의 값
Figure 112006055456612-pat00012
(303)와 연산한 후의 값
Figure 112006055456612-pat00013
(305)의 배타적 논리합(Exclucive OR, 307)에 의하여 비밀 태그 정보 변환 값
Figure 112006055456612-pat00014
(309)이 얻어진다. 이렇게 암호 변환된 값이 출력되므로 태그와 리더 사이의 통신 내용이 공격자에 의해 도청당하더라도 무선 인식 태그의 보안이 보장된다. 또한 인증에 성공할 때마다 반복된 해시 체인을 통하여 비밀 태그 정보가 갱신되므로, 태그의 프라이버시 문제를 해결할 수 있다.
도 3에서는 비밀 태그 정보에 해시 체인을 적용한 예를 나타낸 것이지만, 비밀 그룹 정보에 대하여도 동일한 해시 알고리즘을 이용한 동일한 해시 체인을 적용할 수 있다. 따라서 본 발명에서 제안한 태그 인증 기법은 오직 하나의 해시 알고리즘만 구현하면 되므로 극히 제한적인 자원을 갖는 태그 내에 대하여도 적용할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명에 따른 RFID 시스템의 태그 인증 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 인증 서버의 역할을 하는 백엔드 데이터베이스(430)는 DB(431), 비밀 그룹 정보 검색부(433) 및 비밀 태그 정보 검색부(435)를 포함한다. 백엔드 데이터베이스(430)에는 인증할 모든 무선 인식 태그들의 정보가 기록되어 있으며, 리더로부터 전달받은 변환 값에 대응하는 무선 인식 태그가 DB(431) 내에 존재하는지 검색하여 인증 여부를 결정한다.
백엔드 데이터베이스(430) 내의 무선 인식 태그들의 정보를 전수 검사하면 많은 시간과 시스템 자원이 소비된다. 따라서 신속하고 효율적인 검색을 위하여 백엔드 데이터베이스(430)의 DB(431)에는 무선 인식 태그들의 정보가 그룹화되어 있다. 백엔드 데이터베이스(430)의 DB 구조는 도 5에서 자세히 설명한다.
비밀 그룹 정보 검색부(433)는 DB(431) 내의 모든 비밀 그룹 정보를 해시(Hash) 알고리즘에 기반한 해시 체인으로 반복 계산한다. 수신한 비밀 그룹 정보 변환 값을 생산해내는 비밀 그룹 정보를 찾을 때까지, 즉 해시 체인으로 계산된 값들과 수신한 비밀 그룹 정보 변환 값을 비교하여 일치하는 값을 찾을 때까지 해시 체인의 연산을 반복한다. 이렇게 수신한 비밀 그룹 정보 변환 값을 생산해내는 비밀 그룹 정보를 찾으면 이 그룹에 대한 정보를 비밀 태그 정보 검색부(435)로 보내어 인증을 위한 다음 과정을 수행하게 된다. DB(431) 내에서 수신한 비밀 그룹 정보 변환 값을 생산해내는 비밀 그룹 정보를 찾지 못하였다면 인증에 실패한 것이다.
비밀 그룹 정보 검색부(433)는, 해당 그룹에서 가장 큰 값을 가지는 해시 체인 횟수보다 크게 설정한 값을 임계값(threshold)으로 하여 해시 체인의 반복 횟수를 제한할 수 있다.
비밀 태그 정보 검색부(435)는 비밀 그룹 정보 검색부(433)에서 찾은 그룹 내의 비밀 태그 정보를 검색한다. 마찬가지로 해시 체인으로 반복 계산하여, 수신한 비밀 태그 정보 변환 값을 생산해내는 비밀 태그 정보를 찾는다.
비밀 태그 정보 검색부(435)는, 비밀 그룹 정보 검색부(433)에서 찾은 해시 체인 횟수보다 작은 해시 체인 횟수를 가지는 무선 인식 태그들의 정보만 검색하여 해시 체인 연산에 따르는 계산량을 줄일 수 있다.
비밀 태그 정보 검색부(435)는, 검색하려는 무선 인식 태그의 최근 인증에 성공한 비밀 태그 정보와 최근 인증에 성공했을 때의 해시 체인 횟수를 이용하여 검색에 필요한 계산량을 줄일 수 있다. 그 자세한 방법은 도 9에서 설명한다.
도 5은 백엔드 데이터베이스의 DB 구조를 도시한 도면이다.
도 5을 참조하면, 그룹 비밀 정보
Figure 112006055456612-pat00015
에 따라서 태그들이 여러 그룹으로 나뉘어져 있다. DB 구조에서 각각의 행들은 그에 해당하는 서로 다른 태그 정보를 나타낸다.
또한 백엔드 데이터베이스에는 모든 태그들에 대해서, 그룹화된 무선 인식 태그들의 정보는 초기 비밀 태그 정보
Figure 112006055456612-pat00016
, 최근 인증에 성공한 비밀 태그 정보
Figure 112006055456612-pat00017
, 최근 인증에 성공했을 때의 해시 체인 횟수
Figure 112006055456612-pat00018
및 태그 ID 정보
Figure 112006055456612-pat00019
의 쌍
Figure 112006055456612-pat00020
으로 그룹 내에 저장될 수 있다.
도 6는 본 발명에 의한 RFID 시스템에서의 태그 인증 방법의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 7는 도 6에 따른 방법을 순서도로 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7를 참조하면, 본 발명에 따른 RFID 시스템의 무선 인식 매체에서의 인증 정보 처리 방법은 해시 체인의 변환 값을 구하는 단계와 비밀 그룹 정보 및 비밀 태그 정보를 갱신하는 단계를 포함한다.
본 실시예의 동작 방식은 다음과 같다. 먼저 리더(620)는 무선 인식 매체(610)에게 시작 쿼리(query)를 전달한다(S710). 무선 인식 매체(610)에게 전달된 이번 쿼리가 리더와의
Figure 112006055456612-pat00021
번째 상호작용(interaction)이라고 가정할 때, 무선 인식 매체(610)는 비밀 그룹 정보
Figure 112006055456612-pat00022
를 이용하여 수학식 1을 계산하며(S720), 비밀 그룹 정보
Figure 112006055456612-pat00023
를 수학식 2와 같이 갱신한다(S730).
Figure 112006055456612-pat00024
Figure 112006055456612-pat00025
위와 동일하게 비밀 태그 정보
Figure 112006055456612-pat00026
를 이용하여 수학식 3을 계산하고(S720), 그 후 비밀 태그 정보
Figure 112006055456612-pat00027
를 수학식 4에 의하여 갱신한다(S730).
Figure 112006055456612-pat00028
Figure 112006055456612-pat00029
무선 인식 매체(610)는 위의 연산 과정에서 발생된 비밀 그룹 정보 변환 값
Figure 112006055456612-pat00030
및 비밀 태그 정보 변환 값
Figure 112006055456612-pat00031
를 리더(620)에게 전송한다(S740). 리더(620)는 수신한
Figure 112006055456612-pat00032
,
Figure 112006055456612-pat00033
값을 백엔드 데이터베이스(630)에게 전달한다(S750).
본 발명에 따른 RFID 시스템에서의 태그 인증 방법은, 백엔드(back-end) 데이터베이스(630)의 DB의 그룹화 단계, 비밀 그룹 정보 검색 단계, 및 비밀 태그 정 보 검색 단계를 포함한다.
전술한 바와 같이 백엔드 데이터베이스(630)의 DB에는 인증할 모든 무선 인식 태그들의 정보들이 그룹화되어 미리 저장되어 있다.
이를 기초로 하여 백엔드 데이터베이스(630)는 리더(620)로부터 수신한
Figure 112006055456612-pat00034
,
Figure 112006055456612-pat00035
값을 가지고 비밀 그룹 정보를 검색한 후(S760), 비밀 태그 정보를 검색한다(S770).
비밀 그룹 정보 검색은 백엔드 데이터베이스(630)가 자신의 DB 내의 모든 그룹의 비밀 그룹 정보를 해시 체인으로 반복 계산하여, 전달받은 비밀 그룹 정보 변환값
Figure 112006055456612-pat00036
를 생성해내는 비밀 그룹 정보가 DB 내에 존재하는 여부를 검색하는 것이다(S760). 해당하는 비밀 그룹 정보가 발견되면 이 비밀 그룹 정보를 가지는 그룹을 선택하여 다음 단계의 검색을 준비한다.
비밀 태그 정보의 검색은 앞서 선택된 그룹 내의 모든 비밀 태그 정보를 해시 체인으로 반복 계산하여, 전달받은 비밀 태그 정보 변환 값
Figure 112006055456612-pat00037
를 생성해내는 비밀 태그 정보가 상기 DB 내에 존재하는지 여부를 검색하는 것이다(S770).
비밀 그룹 정보의 검색 및 비밀 태그 정보의 검색 방법에 대하여는 도 6과 도 7에서 각각 상세하게 설명한다.
백엔드 데이터베이스(630)가 최종적으로
Figure 112006055456612-pat00038
값을 생성해내는 태그의 비밀 정보를 담고 있는 행를 찾은 경우, 그 행에서 최근 인증에 성공한 비밀 태그 정보
Figure 112006055456612-pat00039
를
Figure 112006055456612-pat00040
로 갱신하고, 또한 이에 대응하는 해시 체인의 횟수
Figure 112006055456612-pat00041
을
Figure 112006055456612-pat00042
로 갱신한다(S780). 그 후 백엔드 데이터베이스(630)는 무선 인식 매체(610)를 인증한 것으로 간주하고 리더(620)에게 찾은 태그 ID 정보를 전송한다(S791).
만약 비밀 그룹 정보 탐색에 실패하였거나, 찾은 그룹
Figure 112006055456612-pat00043
내의 모든 태그들에 대해서
Figure 112006055456612-pat00044
을 생성해내는 태그가 존재하지 않는 경우는 인증 실패로 간주하고 리더(110)에게 에러를 전송한다(S792).
전술한 본 발명에 따르는 무선 인증 매체의 실시예에서와 마찬가지로 본 실시예에서의 태그 인증 방법에 있어서, 비밀 그룹 정보 및 비밀 태그 정보는 무선 인식 매체(610)와 리더(620)와의 상호작용(interaction)시 해시 체인의 반복을 통해서 갱신될 수 있다. 또한 비밀 그룹 정보와 비밀 태그 정보가 동일한 해시 체인 횟수를 가질 수 있다.
전술한 본 발명에 따르는 무선 인증 매체의 실시예에서와 마찬가지로 본 실시예에서의 태그 인증 방법에 있어서, 해시 체인의 변환 값은 비밀 그룹 정보를 해시 연산하기 전의 값과 연산한 후의 값의 배타적 논리합(exclusive OR)에 의해 계산된 비밀 그룹 정보 변환 값과, 비밀 태그 정보를 해시 연산하기 전의 값과 연산한 후의 값의 배타적 논리합에 의해 계산된 비밀 태그 정보 변환 값의 쌍일 수 있다.
전술한 본 발명에 따르는 무선 인증 매체의 실시예에서와 마찬가지로 본 실시예에서의 태그 인증 방법에 있어서, 리더(620)로부터 해시 체인의 변환 값을 전달받아 대응되는 무선 인식 태그 존재 여부를 검색하는 백엔드(back-end) 데이터베이스(630)에는 무선 인식 태그들의 정보가 그룹화되어 있을 수 있다. 또한 그룹화된 무선 인식 태그들의 정보는 초기 비밀 태그 정보, 최근 인증에 성공한 비밀 태그 정보, 최근 인증에 성공했을 때의 해시 체인 횟수 및 태그 ID 정보의 쌍으로 그룹 내에 저장될 수 있다.
도 8은 도 7의 비밀 그룹 정보 검색 단계(S760)를 더욱 상세히 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 우선 백엔드 데이터베이스는 리더로부터 비밀 그룹 정보 변환값
Figure 112006055456612-pat00045
를 전달받는다(S761). 백엔드 데이터베이스는 자신의 DB에 존재하는 모든 비밀 그룹 정보
Figure 112006055456612-pat00046
에 대하여,
Figure 112006055456612-pat00047
를 생성시키는
Figure 112006055456612-pat00048
을 찾기 위해 수학식 5에 의해
Figure 112006055456612-pat00049
를 계산하고(S762),
Figure 112006055456612-pat00050
와
Figure 112006055456612-pat00051
가 일치하는지 검사한다(S763). 이것은 무선 인증 태그의 해시 체인과 동일한 해시 체인을 백엔드 데이터베이스에서 반복 계산하여 전수 조사하는 것에 해당한다.
Figure 112006055456612-pat00052
바람직하게는 해시 체인의 반복 횟수에 대하여 임계값(threshold)을 설정하여, 그 임계값을 넘지 않는 범위 내에서 해시 체인 연산을 반복하도록 제한할 수 있다(S764). 임계값은 해당 그룹에서 가장 큰 값을 가지는 해시 체인 횟수보다 크게 설정한다. 임계값은 시스템의 유연성에 따라 유동적으로 설정할 수 있다.
백엔드 데이터베이스는 자신의 DB 내에서 해당하는 비밀 그룹 정보를 찾으면 해당 그룹의 비밀 그룹 정보와 해시 체인 횟수를 다음 단계로 리턴한다(S765).
만일 백엔드 데이터베이스의 DB 내에서 해당하는 비밀 그룹 정보를 찾지 못하면 인증 실패로 간주하고 리더에게 에러를 전송한다(S766).
도 9는 도 7에 나타난 비밀 태그 정보 검색 단계(S770)를 더욱 상세히 나타낸 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 우선 리더로부터 전달받은 비밀 태그 정보 변환 값
Figure 112006055456612-pat00053
와, 전 단계에서 찾은 비밀 그룹 정보
Figure 112006055456612-pat00054
에 해당하는 특정 그룹 및
Figure 112006055456612-pat00055
값이
Figure 112006055456612-pat00056
가 될 때까지의 체인의 횟수
Figure 112006055456612-pat00057
를 입력받는다(S771). 이번에는 해당 그룹을 선택하여(S772) 그룹 내에 존재하는 태그들을 조사하게 된다. 여기서 중요한 것은 무선 인식 태그 내에 존재하는 그룹 비밀 정보
Figure 112006055456612-pat00058
와 비밀 태그 정보
Figure 112006055456612-pat00059
는 리더와의 상호작용 때마다 동일한 해시 체인 횟수로 갱신됐다는 것이다. 따라서, 위에서 계산한 해시 체인의 횟수
Figure 112006055456612-pat00060
를 이용하여 전 단계에서 찾은 그룹
Figure 112006055456612-pat00061
내의 DB 에서 최근 인증에 성공한 해시 체인 횟수를 저장한 열을 비교하여, 그 중
Figure 112006055456612-pat00062
보다 작은 해시 체인 횟수를 저장하고 있는 행에서만 비밀 태그 정보 변환 값
Figure 112006055456612-pat00063
을 생성해내는 비밀 태그 정보를 찾으면 된다(S773).
비밀 태그 정보 변환 값
Figure 112006055456612-pat00064
을 생성해내는 비밀 태그 정보를 검색하는데 있어서 검색하려는 무선 인식 태그의 최근 인증에 성공한 비밀 태그 정보와 최근 인증에 성공했을 때의 해시 체인 횟수를 이용하여 상기 해시 체인을 계산할 수 있다. 즉, 백엔드 데이터베이스의 DB에는 최근 인증에 성공했을 때의 갱신된 비밀 정보
Figure 112006055456612-pat00065
를 저장하고 있으며 그와 동시에 최근 인증에 성공했을 때의 해시 체인 횟수
Figure 112006055456612-pat00066
을 저장하고 있다. 따라서
Figure 112006055456612-pat00067
를 계산하기 위해
Figure 112006055456612-pat00068
을 가지고 처음부터
Figure 112006055456612-pat00069
번 해시 체인을 계산할 필요 없이 저장되어 있는
Figure 112006055456612-pat00070
을 가지고 수학식 6과 같이
Figure 112006055456612-pat00071
번 해쉬 체인을 계산하여 빠른 연산을 수행한다(S774).
Figure 112006055456612-pat00072
다음으로 이렇게 구해진
Figure 112006055456612-pat00073
와 리더로부터 전달받은 비밀 태그 정보 변환 값
Figure 112006055456612-pat00074
가 일치하는지 검사한다(S775).
백엔드 데이터베이스는 해당 그룹에서 비밀 태그 정보 변환 값
Figure 112006055456612-pat00075
를 생성하는 비밀 태그 정보를 찾으면 인증에 성공한 것으로 간주하고 해당 태그 ID를 리턴한다(S776).
만일 해당 그룹에서 비밀 태그 정보 변환 값
Figure 112006055456612-pat00076
를 생성하는 비밀 태그 정보를 찾지 못하면 인증 실패로 간주하고 리더에게 에러를 전송한다(S777).
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관 점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등 및 균등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 기존의 기법들이 갖는 보안기능은 유지하고, RFID 시스템 환경에서의 보안 서비스를 위한 필수 요소인 태그 프라이버시 보호하면서, 동시에 백엔드 데이터베이스 내에 저장되어 있는 태그 ID를 찾기 위한 계산량이 월등히 줄어들게 된다. 따라서 신속하고 효율적인 무선 태그 인증이 가능하고 대용량 RFID 시스템에도 적합한 인증 시스템을 구축할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 무선 인식 태그에 오직 하나의 해시 알고리즘만으로 구현될 수 있으므로 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있다. 따라서 극히 제한적인 자원을 갖는 무선 인식 태그에 대하여도 적용할 수 있는 장점이 있다.

Claims (19)

  1. 무선 인식 태그의 인증에 사용되는 비밀 태그 정보와, 상기 비밀 태그 정보가 속한 그룹을 검색하는데 사용되는 비밀 그룹 정보를 저장하는 메모리; 및
    해시(Hash) 알고리즘을 기반으로 상기 비밀 그룹 정보 및 상기 비밀 태그 정보를 암호화하여 변환 값을 구하는 해시 체인 연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템의 무선 인식 매체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비밀 그룹 정보 및 상기 비밀 태그 정보는 상기 무선 인식 태그와 상기 변환 값을 입력받는 리더와의 상호작용(interaction)시 해시 체인의 반복을 통해서 갱신되는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템의 무선 인식 매체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 비밀 그룹 정보와 상기 비밀 태그 정보가 동일한 해시 체인 횟수를 갖는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템의 무선 인식 매체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 변환 값은 상기 비밀 그룹 정보를 해시 연산하기 전의 값과 연산한 후의 값의 배타적 논리합(exclusive OR)에 의해 계산된 비밀 그룹 정보 변환 값과, 상기 비밀 태그 정보를 해시 연산하기 전의 값과 연산한 후의 값의 배타적 논리합에 의해 계산된 비밀 태그 정보 변환 값의 쌍인 것을 특징으로 하는 RFID 시스템의 무선 인식 매체.
  5. 비밀 그룹 정보 및 비밀 태그 정보를 포함하는 무선 인식 태그들의 정보가 그룹화되어 저장되어 있는 DB;
    상기 DB 내의 비밀 그룹 정보를 해시(Hash) 알고리즘에 기반한 해시 체인으로 반복 계산하여 생성된 값들을 수신한 비밀 그룹 정보 변환 값과 비교하여, 인증을 요청한 태그가 속하는 그룹을 찾는 비밀 그룹 정보 검색부; 및
    상기 비밀 그룹 정보 검색부에서 찾은 그룹 내의 비밀 태그 정보를 상기 해시 체인으로 반복 계산하여 생성된 값들을 수신한 비밀 태그 정보 변환 값과 비교하여, 인증을 요청한 태그의 비밀 태그 정보가 상기 DB 내에 존재하는지 검색하는 비밀 태그 정보 검색부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템의 태그 인증 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 그룹화된 무선 인식 태그들의 정보는 초기 비밀 태그 정보, 최근 인증에 성공한 비밀 태그 정보, 최근 인증에 성공했을 때의 해시 체인 횟수 및 태그 ID 정보의 쌍으로 그룹 내에 저장되는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템의 태그 인증 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 비밀 그룹 정보 검색부는, 해당 그룹에서 가장 큰 값을 가지는 해시 체인 횟수보다 크게 설정한 값을 임계값(threshold)으로 하여 상기 해시 체인의 반복 횟수를 제한하여 검색하는 것을 하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템의 태그 인증 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 비밀 태그 정보 검색부는, 상기 비밀 그룹 정보 검색부에서 찾은 해시 체인 횟수보다 작은 해시 체인 횟수를 가지는 무선 인식 태그들의 정보만 검색하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템의 태그 인증 장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 비밀 태그 정보 검색부는, 검색하려는 무선 인식 태그의 최근 인증에 성공한 비밀 태그 정보와 최근 인증에 성공했을 때의 해시 체인 횟수를 이용하여 검색하는 것을 특징으로 하는 시스템의 태그 인증 장치.
  10. 해시(Hash) 알고리즘을 기반으로 무선 인식 태그 내부에 구성되어 암호화를 수행하는 해시 체인이 무선 인식 태그의 인증에 사용되는 비밀 태그 정보와 상기 비밀 태그 정보가 속한 그룹을 검색하는데 사용되는 비밀 그룹 정보를 이용하여 암 호화된 변환 값을 구하는 단계; 및
    상기 비밀 그룹 정보 및 상기 비밀 태그 정보가 상기 무선 인식 태그의 메모리에 갱신되어 저장되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템의 무선 인식 매체에서의 인증 정보 처리 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 비밀 그룹 정보 및 상기 비밀 태그 정보는 상기 무선 인식 태그와 상기 변환 값을 입력받는 리더와의 상호작용(interaction)시 상기 해시 체인의 반복을 통해서 갱신되는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템의 무선 인식 매체에서의 인증 정보 처리 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 비밀 그룹 정보와 상기 비밀 태그 정보가 동일한 해시 체인 횟수를 갖는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템의 무선 인식 매체에서의 인증 정보 처리 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 변환 값은 상기 비밀 그룹 정보를 해시 연산하기 전의 값과 연산한 후의 값의 배타적 논리합(exclusive OR)에 의해 계산된 비밀 그룹 정보 변환 값과, 상기 비밀 태그 정보를 해시 연산하기 전의 값과 연산한 후의 값의 배타적 논리합에 의해 계산된 비밀 태그 정보 변환 값의 쌍인 것을 특징으로 하는 RFID 시스템의 무선 인식 매체에서의 인증 정보 처리 방법.
  14. 비밀 그룹 정보 및 비밀 태그 정보를 포함하는 무선 인식 태그들의 정보들을 그룹화하여 미리 저장하는 단계;
    상기 비밀 그룹 정보를 해시(Hash) 알고리즘에 기반한 해시 체인으로 반복 계산하여 생성된 값들을 수신한 비밀 그룹 정보 변환 값과 비교하여, 인증을 요청한 태그가 속하는 그룹을 찾는 비밀 그룹 정보 검색 단계; 및
    상기 비밀 그룹 정보 검색 단계에서 찾은 그룹 내의 비밀 태그 정보를 상기 해시 체인으로 반복 계산하여 생성된 값들을 수신한 비밀 태그 정보 변환 값과 비교하여, 인증을 요청한 태그의 비밀 태그 정보가 존재하는지 검색하는 비밀 태그 정보 검색 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템의 태그 인증 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 그룹화된 무선 인식 태그들의 정보는 초기 비밀 태그 정보, 최근 인증에 성공한 비밀 태그 정보, 최근 인증에 성공했을 때의 해시 체인 횟수 및 태그 ID 정보의 쌍으로 그룹 내에 저장되는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 인증 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 비밀 그룹 정보 검색 단계에서, 해당 그룹에서 가장 큰 값을 가지는 해 시 체인 횟수보다 크게 설정한 값을 임계값(threshold)으로 하여 상기 해시 체인의 반복 횟수를 제한하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 인증 방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 비밀 태그 정보 검색 단계에서, 상기 비밀 그룹 정보 검색 단계에서 발생하는 해시 체인 횟수보다 작은 해시 체인 횟수를 가지는 무선 인식 태그들의 정보만 검색하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 인증 방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 비밀 태그 정보 검색 단계에서, 검색하려는 무선 인식 태그의 최근 인증에 성공한 비밀 태그 정보와 최근 인증에 성공했을 때의 해시 체인 횟수를 이용하여 상기 해시 체인을 계산하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 인증 방법.
  19. 제 10항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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