KR100937874B1 - 센서 네트워크에서의 라우팅 방법 - Google Patents

센서 네트워크에서의 라우팅 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대칭키 기반의 키 관리가 필요한 센서 네트워크 환경에서 기존의 트리 라우팅을 확장하여 효율적이고 안전한 키 관리를 할 수 있는 라우팅 방법을 개시한다.
본 발명은 역경로설정 메시지를 각 센서노드가 싱크노드로 전송하여 역 트리 라우팅 경로를 설정할 수 있기 때문에, 확장 트리 라우팅을 통해 안전한 센서 네트워크를 구현하고자 하는 사용자에게 싱크노드와 센서노드들 사이의 양방향 통신을 지원함으로써, 효율적이고 안전한 키 관리 메카니즘과 통신환경을 제공할 수 있게 된다.
트리 라우팅, Pairwise 키, 라우팅 테이블

Description

센서 네트워크에서의 라우팅 방법{Routing method in sensor network}
본 발명은 라우팅 방법에 관한 것으로, 특히, 센서 네트워크에서 비밀키(pairwise key) 설정시 노드 간의 비밀 정보 전송 경로를 설정하기 위한 트리 라우팅 방법에 관한 것이다.
기존의 센서 네트워크에서의 트리 라우팅은 다음과 같이 동작한다.
센서 네트워크를 구성하는 노드들은 각각 HELLO 메시지를 브로드캐스팅한다. 이와 같이 브로드캐스팅된 메시지를 통하여 싱크노드에 인접한 이웃노드들은 싱크노드를 부모노드로 선택한다. 이와 같은 과정을 반복하면 모든 노드들은 자신의 부모노드를 선택하므로 결국은 모든 노드들이 부모노드로의 연결을 통해서 싱크노드까지 이를 수 있는 경로를 설정할 수 있게 된다.
이와 같은 센서 네트워크에서의 일반적인 트리 라우팅은 각 노드로부터 싱크노드까지의 라우팅 경로가 결정되지만 싱크노드로부터 각 노드까지의 경로는 알 수 없기 때문에, 브로드 캐스팅을 통하여 메시지를 전달한다.
이와 같은 트리 라우팅은 싱크노드로의 데이터 전달 메시지가 대부분인 환경에서는 유용하지만, 싱크노드가 각 노드에게 명령을 전달해야 하거나 보안을 위한 대칭키의 관리를 위해서 각각의 노드와 메시지를 주고받아야 할 경우에는 적용하기가 쉽지 않다.
본 발명은 대칭키 기반의 키 관리가 필요한 센서 네트워크 환경에서 기존의 트리 라우팅을 확장하여 효율적이고 안전한 키 관리를 할 수 있는 라우팅 방법을 제안한다.
본 발명의 다른 목적은 라우팅 테이블을 위한 메모리가 충분하지 않을 경우를 위한 효율적인 메시지 교환 방법을 제안한다.
본 발명의 또 다른 목적은 센서 네트워크에서 기존의 트리 라우팅 알고리즘의 특성과 장점을 그대로 유지하면서 보다 효율적인 양방향 통신을 지원하는 라우팅 방법을 제안한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 센서 네트워크에서의 라우팅 방법은, 싱크노드가 브로드캐스팅하는 헬로우(HELLO) 메시지를 기초로 센서 네트워크 내 각 노드가 부모노드를 결정함으로써 상기 싱크노드까지 트리 라우팅 경로를 설정하는 단계; 및 부모노드가 결정된 상기 각 노드가 상기 싱크노드를 최종노드로 하는 역경로설정(Route Reverse) 메시지를 상기 트리 라우팅 경로를 따라 부모노드로 전송함으로써 상기 싱크노드로 부터 역 트리 라우팅 경로를 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 트리 구조의 센서 네트워크에서 비밀키 설정을 위한 정보 전송 경로를 설정하는 라우팅 방법은, 비밀키를 설정하고자 하는 소스노드와 목적노드 각각이 자신의 식별정보를 포함하고 싱크노드를 최종노드로 하는 역경로설정 메시지를 상기 트리 구조에 따라 부모노드 방향으로 전송하는 단계; 상기 전송 경로 상에서 상기 역경로설정 메시지를 수신한 노드들이 상기 식별정보 및 바로 직전 자식노드의 식별정보를 기초로 라우팅 테이블의 엔트리를 생성하는 단계; 및 상기 라우팅 테이블을 기초로 설정된 역 트리 라우팅 경로를 이용하여 상기 소스노드가 상기 비밀키 설정을 위한 정보를 상기 싱크노드를 거쳐 상기 목적노드로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명은 센서 네트워크에서의 라우팅 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명은 확장 트리 라우팅을 통해 안전한 센서 네트워크를 구현하고자 하는 사용자에게 싱크노드와 센서노드들 사이의 양방향 통신을 지원함으로써, 효율적이고 안전한 키 관리 메카니즘과 통신환경을 제공할 수 있게 된다.
즉 본 발명에서 제안한 확장 트리 라우팅 프로토콜을 이용함으로써 센서 네트워크에서 임의의 두 노드 사이에 안전한 비밀통신을 위한 Pairwise 키의 설정이 가능하게 되고, 또한 기존의 우수한 트리 라우팅 프로토콜의 특징을 그대로 이용하면서 특정 노드끼리 또는 싱크노드와 특정 노드 사이의 유니캐스트 통신이 가능하 게 된다.
또한 본 발명을 이용함으로써 안전한 센서 네트워크 시스템의 구축이 가능하고 센서 네트워크를 구성하는 특정 노드에게 명령을 내리거나 제어를 하는 것이 가능해짐에 따라 보다 여러 가지의 특성을 요구하는 어플리케이션으로의 적용이 가능해진다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
센서 네트워크에서의 일반적인 트리 라우팅은 센서노드에서 싱크노드까지의 라우팅 경로가 결정되지만 싱크노드로부터 각 노드까지의 경로는 알 수 없기 때문에 브로드캐스팅을 통하여 메시지를 전달한다.
본 발명에서는 브로드캐스팅을 이용하지 않고 기존의 트리 라우팅을 확장하여 임의의 센서노드가 Pairwise 키를 설정할 수 있게 함으로써, 효율적이고 안전한 키관리를 할 수 있는 방안을 제안한다. 또한 라우팅 테이블을 위한 메모리가 충분하지 않을 경우를 위한 효율적인 메시지 교환 방법을 제안한다.
제안한 확장 트리 라우팅을 통하여 안전한 센서 네트워크를 구현하고자 하는 사용자는 싱크노드와 센서노드들 사이의 양방향 통신을 지원함으로써, 효율적이고 안전한 키관리 메카니즘과 안전한 통신환경을 제공할 수 있게 된다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크 시스템에서 두 개의 노드 간 Parirwise 키를 설정하는 과정을 도시한다.
도 1을 참조하면, 센서 네트워크는 싱크노드와 클러스터 노드인 센서노드로 구성된다. 기본적으로 센서노드로부터 싱크노드까지의 경로를 만드는 과정은 널리 알려져 있고 TinyOS에 구현되어 있는 트리 라우팅(Standard Route, MintRoute, Reliable Route)을 기본으로 한다.
구체적인 트리 라우팅의 경로설정 과정은 다음과 같다.
센서 네트워크를 구성하는 노드들은 각각 주기적으로 헬로우(HELLO) 메시지를 브로드캐스팅한다. 이 중에서 싱크노드에서 브로드캐스팅된 메시지를 통하여 싱크노드에 인접한 이웃노드들은 싱크노드를 부모노드로 선택한다. 다음 주기에서 싱크노드의 이웃노드들은 다시 HELLO 메시지를 브로드캐스팅 함으로써, 인접한 노드들의 부모노드가 된다. 이와 같은 과정을 반복하면 모든 노드들은 자신의 부모노드를 선택하므로 결국은 모든 노드들이 부모노드로의 연결을 통해서 싱크노드까지 이를 수 있는 경로를 설정할 수 있게 된다.
본 발명에서 제안하는 Pairwise 대칭키의 관리를 위한 트리 라우팅의 확장방 법은 다음과 같다.
Pairwise 키는 임의의 두 노드 사이에서만 공유되고 둘 사이의 비밀통신과 인증을 위해 사용되는 키를 말한다. 싱크노드와 나머지 모든 노드들 사이에는 공유키가 미리 분배되어 있다고 가정한다.
A노드와 B노드 사이의 Pairwise 대칭키 설정을 위해서는 A노드와 B노드 사이의 라우팅 경로가 설정되어 있어야 한다. 하지만 센서 네트워크 트리 라우팅에서는 각각의 노드에서 싱크노드로의 라우팅 경로만이 존재한다. 이 경우 A노드가 B노드에게 데이터를 보내거나 받고자 하는 경우에 데이터가 포함된 메시지를 브로드캐스팅 해야만 이 데이터를 전달할 수 있다.
더우기 데이터를 암호화해서 안전하게 전달하기 위해서는 데이터를 우선 싱크노드와 A노드와의 공유키로 암호화해서 브로드캐스팅으로 싱크노드에게 전달한 후, 싱크노드가 다시 B노드와의 공유키로 암호화해서 브로드캐스팅으로 B노드에게 메시지를 전달해야 하므로 브로드캐스팅 메시지의 연속적인 발생으로 인해 전체 센서 네트워크의 효율을 저하시킬 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명은 위의 문제를 해결하기 위해서 각각의 센서노드들이 자신의 부모노드가 정해졌을 때 싱크노드를 목적지로 해서 역경로설정(Route Reverse) 메시지를 전송한다. Route Reverse 메시지 내에는 메시지의 송신자 노드의 ID가 포함된다. 이 Route Reverse 메시지를 받는 트리 상의 상위 부모노드들은 메시지 내의 송신자 노드 ID 정보와 바로 직전 릴레이 노드의 노드 ID 정보를 라우팅 테이블에 기록한다. 모든 노드들은 자신의 부모노드가 정해졌을 때 Route Reverse 메시지를 보내게 되므로, 부모노드들은 모두 자식노드들의 정보를 라우팅 테이블에 가지게 된다.
센서노드들이 Route Reverse 메시지를 보내는 주기는 처음 부모노드가 정해졌을 때를 시작으로 하고, 해당 노드의 정해진 부모노드가 변경되었을 때 싱크노드를 목적지 주소로 하여 Route Reverse 메시지를 보내게 된다. 이와 같은 과정을 통하여 센서노드로부터 싱크노드로의 트리 라우팅 경로와 그 반대로 싱크노드로부터 센서노드로의 역 트리 라우팅 경로가 설정되게 된다.
싱크노드나 싱크노드의 이웃노드들이 보다 충분한 메모리를 가지고 있는 경우 라우팅 테이블의 기존 엔트리에 새로운 엔트리를 추가할 수 있다. 그러나 라우팅 테이블을 위한 메모리가 모자라게 되는 경우 더 이상 자식노드들을 추가할 수 없게 되므로, 이때에는 Route Reverse 메시지를 받더라도 노드는 라우팅 테이블의 변경(업데이트)(예를 들어, 기존 엔트리에 새로운 엔트리를 덮어씌워 기존 엔트리는 삭제하고 새로운 엔트리로 업데이트)만을 수행하고 엔트리를 추가하지 않는다. Route Reverse 메시지는 싱크노드까지 계속 전달된다.
모든 센서노드 사이의 경로는 싱크노드를 경유하여 설정되게 함으로써 싱크노드까지의 라우팅 경로를 위한 알고리즘은 기존의 센서네트워크 라우팅 알고리즘을 그대로 쓸 수 있고, 싱크노드로부터 센서노드까지의 라우팅 경로를 위한 알고리즘은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명되었다.
이와 같은 확장 트리 라우팅을 통하여 임의 센서노드, A노드와 B노드는 Pairwise 키 설정을 위해서 서로 간의 비밀정보를 교환할 수 있다.
도 4를 참조하면, A노드에서 B노드까지의 정보 전달을 위한 경로가 제시되어 있다. 비밀정보의 교환을 위해서는 A노드와 B노드 사이에 보안 통신 채널이 확보되어야 하는데, 둘 사이의 통신이 싱크노드를 경유하므로 공유키를 이용한 보안채널의 확보가 가능하다.
즉 A노드가 싱크노드까지 A의 비밀정보를 보낼 때는 A노드와 싱크노드 사이의 공유키로 암호화해서 보낸 다음, 싱크노드가 이 정보를 우선 복호화하고, 다시 B노드에게 이 정보를 보낼 때는 B노드와 싱크노드 사이의 공유키로 암호화해서 보내면 된다. A노드와 B노드 사이의 비밀정보를 서로 교환하게 되면 A노드와 B노드의 비밀통신을 위한 Pairwise 키를 생성할 수 있게 된다.
싱크노드가 Pairwise 키 설정을 위한 비밀정보를 B노드에게 전달하기 위해서 라우팅 테이블을 검색했을 때 B노드의 엔트리가 없는 경우에는, 비밀정보 메시지를 바로 브로드캐스팅을 하여 전달하게 된다.
싱크노드에는 B노드에 대한 라우팅 엔트리가 있고 바로 밑의 자식노드에서 엔트리가 없는 경우에는, 싱크노드는 유니캐스트로 메시지를 전송하고 그 자식노드가 메시지를 브로드캐스팅 함으로써 브로드캐스팅으로 인한 오버로드를 줄일 수 있게 된다.
본 발명에서 제안한 라우팅 테이블은 모두 자식노드들에 대해서만 라우팅 엔트리가 형성되는 구조이므로 라우팅 엔트리에 포함된 노드로부터 오는 브로드캐스팅 메시지는 릴레이를 하지 않음으로써 브로드캐스팅으로 인한 네트워크의 플러딩(flooding) 가능성을 줄일 수 있도록 지원한다. 여기에서 자식노드는 트리 구조 상에서 직접 연결된 하위 이웃노드 뿐만 아니라 여러 홉을 건너뛰어 아래쪽으로 연결된 모든 노드들을 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서 역 트리 라우팅 경로를 설정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 센서 네트워크 내에서 트리 라우팅 경로를 설정한다(S510). 싱크노드가 헬로우(HELLO) 메시지를 브로드캐스팅하면 싱크노드의 이웃 노드인 레벨1의 노드들이 싱크노드를 부모노드로 결정하고, 부모노드를 결정한 각 레벨1의 노드가 자신의 헬로우 메시지를 브로드캐스팅하면 레벨1의 노드들의 이웃노드인 레벨2의 노드들이 레벨1의 노드를 부모노드를 결정한다. 이런 과정이 센서 네트워크 내에서 반복되면서 최하위 노드까지 부모노드를 결정하게 되면 최하위 노드부터 싱크노드까지 트리 라우팅 경로가 설정된다.
다음은 싱크노드에서 각 센서노드까지 역 트리 라우팅 경로를 설정한다(S520 내지 S560). 보다 구체적으로, 부모노드가 결정된 각 노드는 싱크노도를 최종노드로 하는 역경로설정 메시지(route reverse message)를 자신의 부모노드를 경유하여 싱크노드까지 설정된 트리 라우팅 경로를 따라 전송한다(S520). 상기 역경로설정 메시지는 역경로설정 메시지를 생성하여 전송하는 각 노드의 식별정보를 포함하고 있고, 이를 중계하는 각 부모노드는 자신의 식별정보를 추가하여 상위 부모노드로 전송한다. 따라서 상기 메시지를 수신한 각 부모노드는 전송노드의 식별정보와 이를 중계한 바로 직전의 자식노드의 식별정보를 기초로 라우팅 테이블의 엔트리를 생성할 수 있다. 각 노드는 자신의 메모리 용량이 자식노드의 엔트리를 추가하는데 충분한지 여부를 판단한다(S530). 용량이 충분하면 라우팅 테이블의 엔트리를 추가하여 갱신하고(S540), 용량이 충분하지 않으면 엔트리 추가없이 라우팅 테이블을 갱신만 한다(S550). 라우팅 테이블을 기초로 싱크노드로부터 각 노드까지의 역 트리 라우팅 경로를 설정한다(S560). 또한 각 노드는 부모노드가 변경되면 변경된 부모노드로 다시 역경로설정 메시지를 전송함으로써 라우팅 테이블이 갱신되도록 한다. 싱크노드 및 각 노드는 라우팅 테이블의 엔트리에 의해 하위 목적노드까지의 역 트리 라우팅 경로를 설정할 수 있게 된다.
트리 라우팅 경로 및 역 트리 라우팅 경로가 설정되면, 특정 정보를 공유하고자 하는 임의의 두 노드 중 소스노드가 싱크노드를 경유하여 목적노드로 상기 특정 정보를 전송한다(S570). 소스노드는 트리 라우팅 경로를 따라 상위노드 방향으로 싱크노드로 정보를 전송하고, 싱크노드는 역 트리 라우팅 경로를 따라 하위노드 방향으로 목적노드로 정보를 전송한다. 이때 소스노드는 싱크노드와의 공유키로 전송하고자 하는 정보를 암호화하여 싱크노드로 전송하고, 싱크노드는 소스노드와의 공유키로 수신한 정보를 복호화하고, 다시 목적노드와의 공유키로 암호화하여 목적노드로 전송한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비밀키를 설정하고자 하는 임의의 두 노드 사이에서 정보 전송을 위한 경로를 설정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 비밀키를 설정하고자 하는 소스노드와 목적노드 각각으로부터 싱크노드까지 경로 상의 노드들 간에 트리 구조가 형성되어 있음이 전제된다.
먼저 비밀키를 설정하고자 하는 소스노드와 목적노드 각각이 자신의 식별정 보를 포함하고 싱크노드를 최종노드로 하는 역경로설정 메시지를 상위노드 방향의 트리 경로로 전송한다(S610).
소스노드와 목적노드부터 싱크노드까지 각 경로 상의 노드들은 상기 역경로설정 메시지에 포함된 전송노드(소스노드 또는 목적노드)의 식별정보 및 바로 직전의 중계노드(자식노드)의 식별정보를 기초로 라우팅 테이블의 엔트리를 생성한다(S630). 상기 경로 상의 노드들은 자신의 메모리 용량에 따라 엔트리 추가 여부를 결정하며, 메모리 용량이 부족한 경우 자식노드의 엔트리를 추가하지 않고 라우팅 테이블을 갱신한다.
소스노드가 싱크노드를 경유하는 경로를 통해 목적노드로 비밀키 설정에 요구되는 비밀정보를 전송한다(S650). 소스노드부터 싱크노드까지는 상위노드 방향의 트리 라우팅 경로를 따라 정보가 전송되고, 싱크노드부터 목적노드까지는 하위노드 방향의 역 트리 라우팅 경로를 따라 정보가 전송된다. 싱크노드는 소스노드로부터의 정보를 수신하고, 라우팅 테이블을 검색하여 목적노드 엔트리가 존재하는지를 확인한다. 목적노드 엔트리가 있으면 목적노드를 중계하는 자식노드로 정보를 전송하고, 목적노드 엔트리가 없으면 정보를 브로드캐스팅한다. 싱크노드에는 목적노드의 엔트리가 있으나 이웃하는 자식노드에는 목적노드의 엔트리가 없으면 이웃하는 자식노드는 정보를 브로드캐스팅한다. 소스노드와 목적노드 간의 정보 보완을 위해 소스노드는 싱크노드와의 공유키로 정보를 암호화하여 싱크노드로 전송하고, 싱크노드는 소스노드와의 공유키로 정보를 복호화한 후 다시 목적노드와의 공유키로 암호화하여 목적노드로 전송한다. 한편 싱크노드와 목적노드 간의 경로 상의 노드들 중 브로드캐스팅된 정보를 수신한 경우, 브로드캐스팅한 전송노드의 엔트리가 자신의 라우팅 테이블에 있으면 자신의 자식노드가 전송한 것으로 판단하여 자식노드로의 정보 중계를 종료한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 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. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
그러므로 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. 따라서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크 시스템에서 두 개의 노드 간 Parirwise 키를 설정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서 역 트리 라우팅 경로를 설정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비밀키를 설정하고자 하는 임의의 두 노드 사이에서 정보 전송을 위한 경로를 설정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.

Claims (14)

  1. (a) 싱크노드가 브로드캐스팅하는 헬로우(HELLO) 메시지를 기초로 센서 네트워크 내 각 노드가 부모노드를 결정함으로써 상기 각 노드로부터 상기 싱크노드를 최종목적지로 하는 트리 라우팅 경로를 설정하는 단계;
    (b) 부모노드가 결정된 상기 각 노드는 상기 각 노드 자신의 식별정보를 포함하는역경로설정(Route Reverse) 메시지를 상기 트리 라우팅 경로를 따라 부모노드를 경유하여 상기 싱크노드를 최종목적지로 전송하고, 상기 역경로설정메시지를 수신한 부모노드는 라우팅 테이블에 자식노드들의 식별정보를 저장하는 단계; 및
    (c) 상기 라우팅 테이블을 기초로 상기 싱크노드에서 상기 각 노드를 최종목적지로 유니캐스트 방식으로 전송가능한 경로인 역 트리 라우팅 경로를 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 라우팅 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
    (b-1) 상기 각 노드가 송신자 자신의 식별정보를 포함하는 역경로설정 메시지를 상위노드 방향의 트리 라우팅 경로로 상기 싱크노드를 최종목적지로 하여 전송하는 단계; 및
    (b-2) 상기 싱크노드까지의 경로 상에서 상기 역경로설정 메시지를 수신한 부모노드들이 상기 송신자의 식별정보 및 바로 직전 자식노드의 식별정보를 기초로 라우팅 테이블의 엔트리를 생성하고, 상기 수신한 역경로 설정 메시지에 부모노드 자신의 식별정보를 추가하여 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서네트워크에서의 라우팅 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 (b-2) 단계는,
    상기 역경로설정 메시지를 수신한 각 부모노드는 메모리 용량에 따라 엔트리 생성 여부를 결정하며, 메모리 용량이 부족한 경우 추가 엔트리 생성없이 상기 라우팅 테이블을 업데이트하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 라우팅 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    (d) 부모노드가 변경된 노드는 상기 역경로설정 메시지를 변경된 부모노드로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 라우팅 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    (e) 목적노드와 특정 정보를 공유하고자 하는 소스노드가 상기 역 트리 라우팅 경로를 이용하여 상기 특정 정보를 상기 싱크노드를 거쳐 상기 목적노드로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 라우팅 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 특정 정보 전송 단계는,
    상기 소스노드가 상기 특정 정보를 상위노드 방향의 트리 라우팅 경로를 따라 상기 싱크노드로 전송하는 단계;
    상기 싱크노드가 상기 특정 정보를 수신하고, 상기 라우팅 테이블에 상기 목 적노드에 대한 엔트리를 검색하는 단계; 및
    상기 목적노드에 대한 엔트리가 있으면 상기 목적노드를 중계하는 자식노드로 상기 특정 정보를 전송하고, 상기 목적노드에 대한 엔트리가 없으면 상기 특정 정보를 브로드캐스팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 라우팅 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 특정 정보 전송 단계는,
    상기 소스노드가 상기 특정 정보를 상기 싱크노드와의 공유키로 암호화한 제1정보를 싱크노드로 전송하는 단계;
    상기 싱크 노드가 상기 제1정보를 복호화하고, 상기 복호화된 정보를 상기 목적노드와의 공유키로 암호화한 제2정보를 생성하는 단계; 및
    상기 싱크 노드가 상기 목적노드에 대한 엔트리를 검색하여, 상기 목적노드에 대한 엔트리가 있으면 상기 목적노드를 중계하는 자식노드로 상기 제2정보를 전송하고, 상기 목적노드에 대한 엔트리가 없으면 상기 제2정보를 브로드캐스팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 라우팅 방법.
  8. 트리 구조의 센서 네트워크에서 비밀키 설정을 위한 정보 전송 경로를 설정하는 라우팅 방법에 있어서,
    비밀키를 설정하고자 하는 소스노드와 목적노드 각각이 자신의 식별정보를 포함하는 역경로설정 메시지를 상기 트리 구조에 따라 부모노드를 경유하여 싱크노드를 최종목적지로 전송하는 단계;
    상기 부모노드를 경유하는 전송 경로 상에서 상기 역경로설정 메시지를 수신한 부모노드들이 상기 소스노드의 식별정보 및 바로 직전 자식노드의 식별정보를 기초로 라우팅 테이블의 엔트리를 생성하고, 상기 수신한 역경로 설정 메시지에 부모노드 자신의 식별정보를 추가하여 전송하는 라우팅 테이블 엔트리 생성 단계; 및
    상기 라우팅 테이블을 기초로 설정되고, 상기 싱크노드에서 상기 각 노드를 최종목적지로 유니캐스트 방식으로 전송가능한 경로인 역 트리 라우팅 경로를 이용하여 상기 소스노드가 상기 비밀키 설정을 위한 정보를 상기 싱크노드를 거쳐 상기 목적노드로 전송하는 정보 전송 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 라우팅 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 라우팅 테이블 엔트리 생성 단계는,
    노드의 메모리 용량에 따라 엔트리 생성 여부를 결정하여 메모리 용량이 부족한 경우 추가 엔트리 생성없이 상기 라우팅 테이블을 업데이트하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 라우팅 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 정보 전송 단계는,
    상기 소스노드가 상기 정보를 상기 트리 구조에 따라 부모노드 방향으로 상기 싱크노드로 전송하는 단계;
    상기 싱크노드가 상기 정보를 수신한 후, 상기 라우팅 테이블에 상기 목적노드에 대한 엔트리를 검색하는 단계; 및
    상기 목적노드에 대한 엔트리가 있으면 상기 목적노드를 중계하는 자식노드 로 상기 정보를 전송하고, 상기 목적노드에 대한 엔트리가 없으면 상기 정보를 브로드캐스팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 라우팅 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 정보 전송 단계는,
    상기 소스노드가 상기 정보를 상기 싱크노드와의 공유키로 암호화한 제1정보를 부모노드로 전송하는 단계;
    상기 싱크 노드가 상기 제1정보를 복호화하고, 상기 복호화된 정보를 상기 목적노드와의 공유키로 암호화한 제2정보를 생성하는 단계; 및
    상기 싱크 노드가 상기 목적노드에 대한 엔트리를 검색하여, 상기 목적노드에 대한 엔트리가 있으면 상기 목적노드를 중계하는 자식노드로 상기 제2정보를 전송하고, 상기 목적노드에 대한 엔트리가 없으면 상기 제2정보를 브로드캐스팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 라우팅 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 싱크노드로부터 상기 제2정보를 수신한 자식노드는 자신의 라우팅 테이블에 상기 목적노드의 엔트리가 없으면 상기 제2정보를 브로드캐스팅하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 라우팅 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 브로드캐스팅된 제2정보를 수신한 노드는 자신의 라우팅 테이블에 브로드캐스팅한 노드의 엔트리가 있으면 메시지 중계를 종료하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 라우팅 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    부모노드가 변경된 자식노드가 상기 식별정보를 포함하는 역경로설정 메시지를 상기 싱크노드를 최종노드로 하여 변경된 부모노드로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 라우팅 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102163670B1 (ko) * 2019-08-01 2020-10-08 (주)누리텔레콤 트리 구조 네트워크에서의 라우팅 방법 및 장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090065230A (ko) * 2007-12-17 2009-06-22 한국전자통신연구원 계층 구조를 갖는 무선 센서망 및 이를 위한 라우팅 방법
KR101000193B1 (ko) * 2009-01-22 2010-12-10 성균관대학교산학협력단 보안 향상을 위한 센서 네트워크의 라우팅 경로 설정 방법 및 이를 위한 센서 노드
KR101665690B1 (ko) * 2009-06-26 2016-10-12 삼성전자주식회사 센서 네트워크에서 센서 노드 인증 방법 및 장치
US8582450B1 (en) * 2009-09-30 2013-11-12 Shoretel, Inc. Status reporting system
CN102859508B (zh) * 2009-11-04 2015-11-25 沙特阿拉伯石油公司 具有分层过程自动化现场网络集的自适应混合无线和有线过程控制系统
US8774094B2 (en) * 2010-09-10 2014-07-08 Weixiang Chen Hybrid routing and forwarding solution for a wireless sensor network
US8717943B2 (en) 2011-10-18 2014-05-06 Itron, Inc. Peer-to-peer communications in AMI with source-tree routing
US8792645B2 (en) * 2012-12-18 2014-07-29 Honeywell International Inc. Authentication and data security for wireless networks
CN105228212B (zh) * 2015-09-17 2018-12-07 哈尔滨工程大学 一种多移动汇聚节点定位辅助的水下传感器网络路由方法
WO2018113394A1 (en) 2016-12-19 2018-06-28 Huawei Technologies Co., Ltd. Apparatus and method for optimized route invalidation using modified no-path dao signaling
KR102010433B1 (ko) * 2017-09-01 2019-08-14 성균관대학교산학협력단 무선 네트워크의 스케줄링 방법 및 장치
CN110149273A (zh) * 2018-02-11 2019-08-20 乐鑫信息科技（上海）股份有限公司 一种mesh网络内路由表的添加与删除方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060089501A (ko) * 2005-02-04 2006-08-09 삼성전자주식회사 센서 네트워크에서 라우팅 경로 설정 장치 및 방법
KR20060132113A (ko) * 2005-06-17 2006-12-21 고려대학교 산학협력단 무선 센서 네트워크에서 가상 싱크와 로테이션을 사용한라우팅 경로 설정 방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5431629A (en) * 1989-03-17 1995-07-11 Merit Medical Systems, Inc. System and method for monitoring, displaying and recording balloon catheter condition interval data
US5394436A (en) * 1991-10-01 1995-02-28 Norand Corporation Radio frequency local area network
US6628661B1 (en) * 1998-08-27 2003-09-30 Intel Corporation Spanning tree recovery in computer networks
US6870840B1 (en) * 2000-08-16 2005-03-22 Alcatel Distributed source learning for data communication switch
US7096356B1 (en) * 2001-06-27 2006-08-22 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for negotiating Diffie-Hellman keys among multiple parties using a distributed recursion approach
US7234063B1 (en) * 2002-08-27 2007-06-19 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for generating pairwise cryptographic transforms based on group keys
US7350077B2 (en) * 2002-11-26 2008-03-25 Cisco Technology, Inc. 802.11 using a compressed reassociation exchange to facilitate fast handoff
US7916739B2 (en) * 2003-06-24 2011-03-29 Ntt Docomo, Inc. Location privacy for internet protocol networks using cryptographically protected prefixes
JP4599852B2 (ja) * 2004-02-23 2010-12-15 ソニー株式会社 データ通信装置および方法、並びにプログラム
WO2006072891A1 (en) * 2005-01-07 2006-07-13 Alcatel Lucent Method and apparatus for providing route-optimized secure session continuity between mobile nodes
KR100938262B1 (ko) * 2007-07-18 2010-01-22 한국전자통신연구원 비밀키 사전분배 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060089501A (ko) * 2005-02-04 2006-08-09 삼성전자주식회사 센서 네트워크에서 라우팅 경로 설정 장치 및 방법
KR20060132113A (ko) * 2005-06-17 2006-12-21 고려대학교 산학협력단 무선 센서 네트워크에서 가상 싱크와 로테이션을 사용한라우팅 경로 설정 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102163670B1 (ko) * 2019-08-01 2020-10-08 (주)누리텔레콤 트리 구조 네트워크에서의 라우팅 방법 및 장치
WO2021020649A1 (ko) * 2019-08-01 2021-02-04 (주)누리텔레콤 트리 구조 네트워크에서의 라우팅 방법 및 장치

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