KR101156457B1 - Binary CDMA Communication System for applying ARIA Algorithim and Method of the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 ARIA 알고리즘을 이용한 이진부호(Binary) CDMA기반 통신시스템은, 정보가 공유되는 데이터를 ARIA 알고리즘을 이용해 암.복호화하는 것을 제공하여, 데이터의 무결성을 달성하고 무선통신에 있어서 보안성이 강화된 시스템을 구축하고자 한다.
또한, B-CDMA망 내에 설치된 다수의 설비들로부터 생성된 각종 정보들이 ARIA 알고리즘에 의해 정보 보호됨에 따라 정보 보호 서비스를 제공받고자 하는 소비자 만족도 및 구매율을 향상시켜 이에 따른 매출 증대에 대한 기대감을 높이고자 한다.
이를 위해, 외부 신호를 수용하는 입력 디바이스; Involution SPN(Substitution Permutation Network) 구조를 갖는 암호와와 복호화 과정이 동일한 대칭키 알고리즘인 ARIA 알고리즘을 적용하여 상기 입력 디바이스의 신호를 암호화하는 ARIA 보안모듈 엔코딩부; 상기 ARIA 보안모듈 엔코딩부의 출력신호를 입력신호로 하여 Binary-CDMA 무선신호로 변조한 후 송출하는 이진부호(Binary) CDMA 송신부; 상기 ARIA 보안모듈 엔코딩부와 상기 이진부호(Binary) CDMA 송신부를 포함하는 메인서버;와 상기 메인서버의 출력신호를 수신하고 Binary-CDMA 무선신호로 복조하는 이진부호(Binary) CDMA 수신부; 상기 이진부호(Binary) CDMA 수신부의 출력신호를 입력신호로 하고, 수신된 신호를 ARIA 알고리즘을 적용하여 복호화하는 ARIA 보안모듈 디코딩부; 상기 이진부호(Binary) CDMA 수신부와 상기 ARIA 보안모듈 디코딩부로 이루어진 수신서버를 포함하고, 상기 수신서버는 사용 디바이스에 입력신호를 인가하는 것을 특징으로 한다.
또한, B-CDMA 통신방식은 CDMA의 특징인 잡음에 강하고, TDMA의 특징인 초고속 전송 및 저전력 소비를 이용하여 기존 무선 통신시스템과 상호 간섭 없이 영상 전송을 동시에 사용할 수 있으며, 신뢰성 있는 영상 및 데이터 전송을 할 수 있다.A binary CDMA-based communication system using an ARIA algorithm according to an aspect of the present invention provides encryption and decryption of data with which information is shared using an ARIA algorithm, thereby achieving data integrity and providing wireless communication. We want to build a security system.
In addition, as various information generated from multiple facilities installed in the B-CDMA network is protected by ARIA algorithm, the customer satisfaction and purchase rate to receive information protection service will be improved to increase the expectation for increased sales. do.
To this end, an input device for receiving an external signal; An ARIA security module encoding unit for encrypting a signal of the input device by applying an ARIA algorithm, which is a symmetric key algorithm having an encryption process and an decryption process having an Involution SPN (Substitution Permutation Network) structure; A binary CDMA transmitter which modulates an output signal of the ARIA security module encoder as an input signal and modulates the binary signal into a binary-CDMA radio signal; A main server including the ARIA security module encoding unit and the binary CDMA transmitter; and a binary CDMA receiving unit configured to receive an output signal of the main server and to demodulate a binary-CDMA radio signal; An ARIA security module decoding unit which uses an output signal of the binary CDMA receiver as an input signal and decrypts the received signal by applying an ARIA algorithm; And a receiving server comprising the binary CDMA receiving unit and the ARIA security module decoding unit, wherein the receiving server applies an input signal to a using device.
In addition, the B-CDMA communication method is resistant to noise, a characteristic of CDMA, and uses high speed transmission and low power consumption, which is a characteristic of CDMA, so that video transmission can be simultaneously used without mutual interference with existing wireless communication systems. can do.

Description

에이알아이에이 알고리즘을 이용한 이진부호 분할다중접속 기반 통신시스템 및 그 통신방법 {Binary CDMA Communication System for applying ARIA Algorithim and Method of the Same}Binary code division multiple access based communication system using AAI algorithm and its communication method {Binary CDMA Communication System for applying ARIA Algorithim and Method of the Same}

본 발명은 ARIA 알고리즘을 이용한 Binary CDMA기반 통신시스템 및 그 통신방법에 관한 것으로, 자세하게는 정보가 공유되는 데이터를 ARIA 알고리즘을 사용하여 암호화 및 복호화하는 ARIA 알고리즘을 이용한 Binary CDMA(이하 B-CDMA라고 한다) 무선신호를 변.복조하여 통신하는 통신시스템 및 그 통신방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Binary CDMA-based communication system using an ARIA algorithm and a communication method thereof. In detail, Binary CDMA (hereinafter referred to as B-CDMA) using an ARIA algorithm for encrypting and decrypting data sharing information using the ARIA algorithm is described. The present invention relates to a communication system for modulating, demodulating, and communicating a radio signal.

ARIA(Academy Research Institute Agency) 알고리즘은 경량 환경 및 하드웨어 구현을 위해 최적화된, Involutional SPN(Substitution Permutation Networks) 구조를 갖는 범용 블록 암호 알고리즘이다. Involution SPN(Substitution Permutation Networks) 구조를 갖는 암호화와 복호화 과정이 동일한 대칭키 암호 알고리즘으로서, AES(Advanced Encryption Standard)의 규격을 따르며, 다양한 각종 환경의 구현에 적합하도록 설계되어, 고정 길이의 입출력(16 바이트), 가변 길이의 키 길이 지원(16, 24, 32 바이트 키), 간단한 연산의 사용, 바이트 단위의 연산 등의 특징을 가진다. 즉, ARIA의 기본 구조는 암.복호화를 수행하는 라운드 함수와 각각의 라운드 키를 제공하는 키 생성 함수로 구성된다. 키 크기에 따라 12, 14, 16 라운드 함수를 반복 수행하게 된다.The Academy Research Institute Agency (ARIA) algorithm is a general-purpose block cryptography algorithm with an Involutional Substitution Permutation Networks (SPN) structure, optimized for lightweight environments and hardware implementations. As a symmetric key encryption algorithm with the same encryption and decryption process with Involution SPN (Substitution Permutation Networks) structure, it conforms to the standard of AES (Advanced Encryption Standard) and is designed to be suitable for various environments. Bytes), variable length key length support (16, 24, 32 byte keys), simple operation, byte unit operation, and so on. That is, the basic structure of ARIA consists of a round function that performs encryption and decryption, and a key generation function that provides each round key. Depending on the size of the key, 12, 14, and 16 round functions are repeated.

ARIA는 블록 암호에 대한 알려진 모든 공격에 대한 내성을 갖도록 설계된다. 일차적으로 설계자들에 의한 내부적인 안전성 분석을 거친 뒤에, 객관적인 안전성 및 효율성 평가를 위하여 NESSIE(New European Schemes for Signatures Intergrity, and Encryption)의 주관 기관에 평가를 받는다.ARIA is designed to be resistant to all known attacks on block ciphers. After an initial safety analysis by the designers, it is then evaluated by the lead agency of the New European Schemes for Signatures Intergrity, and Encryption (NESSIE) for an objective safety and efficiency assessment.

ARIA는 하드웨어 구현 및 8비트 환경에서 뛰어난 효율성을 가지고 있어 IC카드, VPN 장비 등 다양한 환경에 적용이 가능하다. 또한, 소프트웨어 구현에서도 Camella보다 빠르고 AES에 근접하는 성능을 보인다.ARIA has high efficiency in hardware implementation and 8-bit environment and can be applied to various environments such as IC card and VPN equipment. In addition, the software implementation is faster than Camella and close to AES.

또한, 이진부호(Binary) CDMA 기술과 관련해서, 기존의 DS/CDMA 기술에 의해 발생되는 다양한 레벨값을 갖는 아날로그 신호 크기 변화를 이진화(Binary)시켜 외형적으로는 시분할 다중 접속(TDMA) 신호 파형과 같은 모양으로 만드는 모뎀 기술로 고속의 신호전송을 위하여 여러 개의 코드를 사용하여 데이터를 전송하는 Multi-code CDMA의 변조 신호는 다수의 레벨을 가져 복잡하다.In addition, in relation to binary CDMA technology, the time-division multiple access (TDMA) signal waveform is binarized by binarizing an analog signal magnitude change having various level values generated by the existing DS / CDMA technology. Modulation technology of multi-code CDMA, which transmits data using multiple codes for high-speed signal transmission, is complicated by having multiple levels.

본 발명의 일 측면에 따른 ARIA 알고리즘을 이용한 이진부호(Binary) CDMA기반 통신시스템은, 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 정보가 공유되는 데이터를 ARIA 알고리즘을 이용해 암.복호화하는 것을 제공하여, 무선통신의 보안성을 향상시키고자 한다.Binary code (Binary) CDMA-based communication system using an ARIA algorithm according to an aspect of the present invention, which was devised to solve the problems of the prior art, provides for encrypting and decrypting data shared information using the ARIA algorithm. In order to improve the security of wireless communication.

또한, B-CDMA망 내에 설치된 다수의 설비들로부터 생성된 각종 정보들이 ARIA 알고리즘에 의해 정보 보호됨에 따라 정보 보호 서비스를 제공받고자 하는 소비자 만족도 및 구매율을 향상시켜 이에 따른 매출 증대에 대한 기대감을 높이고자 한다.In addition, as various information generated from multiple facilities installed in the B-CDMA network is protected by ARIA algorithm, the customer satisfaction and purchase rate to receive information protection service will be improved to increase the expectation for increased sales. do.

또한, ARIA 암호화된 각 정보에 대한 전송 속도를 B-CDMA를 이용해 더욱 증대시킬 수 있다. 즉, B-CDMA의 변조 신호는 이진화되어 외형적으로 TDMA의 신호파형처럼 단순하며, 전송할 신호의 파형이 이진화되기 때문에, 신호처러 과정이 단순해지고, 신호 전송시에 선형 증폭기가 필요하지 않다. 따라서 Binary CDMA는 Multi-code CDMA처럼 고속의 데이터 전송이 가능하면서, 전체적으로 시스템이 간단해서 비용이 적게 들고, 소비되는 전력의 양이 적도록 한다.In addition, the transmission rate for each ARIA encrypted information can be further increased by using B-CDMA. In other words, the modulated signal of B-CDMA is binarized and externally simple as the signal waveform of TDMA, and since the waveform of the signal to be transmitted is binarized, the signal handling process is simplified, and a linear amplifier is not required for signal transmission. Binary CDMA thus enables high-speed data transfers like multi-code CDMA, while simplifying the overall system, resulting in lower cost and lower power consumption.

본 발명의 일 측면에 따른 ARIA 알고리즘을 이용한 이진부호(Binary) CDMA기반 통신시스템은 외부 신호를 수용하는 입력 디바이스; Involution SPN(Substitution Permutation Network) 구조를 갖는 암호와와 복호화 과정이 동일한 대칭키 알고리즘인 ARIA 알고리즘을 적용하여 상기 입력 디바이스의 신호를 암호화하는 ARIA 보안모듈 엔코딩부; 상기 ARIA 보안모듈 엔코딩부의 출력신호를 입력신호로 하여 Binary-CDMA 무선신호로 변조한 후 송출하는 이진부호(Binary) CDMA 송신부; 상기 ARIA 보안모듈 엔코딩부와 상기 이진부호(Binary) CDMA 송신부를 포함하는 메인서버;와 상기 메인서버의 출력신호를 수신하고 Binary-CDMA 무선신호로 복조하는 이진부호(Binary) CDMA 수신부; 상기 이진부호(Binary) CDMA 수신부의 출력신호를 입력신호로 하고, 수신된 신호를 ARIA 알고리즘을 적용하여 복호화하는 ARIA 보안모듈 디코딩부; 상기 이진부호(Binary) CDMA 수신부와 상기 ARIA 보안모듈 디코딩부로 이루어진 수신서버를 포함하고, 상기 수신서버는 사용 디바이스에 입력신호를 인가하는 것을 특징으로 한다.A binary CDMA based communication system using an ARIA algorithm according to an aspect of the present invention includes an input device for receiving an external signal; An ARIA security module encoding unit for encrypting a signal of the input device by applying an ARIA algorithm, which is a symmetric key algorithm having an encryption process and an decryption process having an Involution SPN (Substitution Permutation Network) structure; A binary CDMA transmitter which modulates an output signal of the ARIA security module encoder as an input signal and modulates the binary signal into a binary-CDMA radio signal; A main server including the ARIA security module encoding unit and the binary CDMA transmitter; and a binary CDMA receiving unit configured to receive an output signal of the main server and to demodulate a binary-CDMA radio signal; An ARIA security module decoding unit which uses an output signal of the binary CDMA receiver as an input signal and decrypts the received signal by applying an ARIA algorithm; And a receiving server comprising the binary CDMA receiving unit and the ARIA security module decoding unit, wherein the receiving server applies an input signal to a using device.

또한, 상기 입력 디바이스는 카메라 또는 CCD 카메라 또는 CCTV인 것을 특징으로 한다.In addition, the input device is characterized in that the camera or CCD camera or CCTV.

또한, 상기 메인서버는 상기 입력 디바이스로부터 입력된 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환시켜주는 A/D 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The main server may further include an A / D converter for converting an analog video signal input from the input device into a digital video signal.

또한, 상기 메인서버는 상기 A/D 컨버터의 출력신호를 압축하는 Codec부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the main server further comprises a Codec unit for compressing the output signal of the A / D converter.

또한, 상기 ARIA 보안모듈 엔코딩부는 상기 Codec부에 의해 압축된 디지털 영상 신호를 입력신호로 하고, 보안 정보를 포함하는 디지털 영상 신호로 변환시키는 것을 특징으로 한다.The ARIA security module encoding unit may convert a digital video signal compressed by the codec unit into an input signal and convert the digital video signal into a digital video signal including security information.

또한, 상기 이진부호(Binary) CDMA 송신부는 상기 압축된 디지털 영상 신호를 이진부호(Binary) CDMA 무선신호로 변조하는 변조부와 변조된 신호를 서버로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The binary CDMA transmitter may include a modulator for modulating the compressed digital video signal into a binary CDMA radio signal and a transmitter for transmitting the modulated signal to a server.

또한, 상기 이진부호(Binary) CDMA 수신부는, 상기 이진부호(Binary) CDMA 송신부로부터 들어오는 신호를 복조하는 복조부와 복조된 신호를 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The binary CDMA receiver may include a demodulator for demodulating a signal coming from the binary CDMA transmitter and a receiver for receiving the demodulated signal.

또한, 상기 ARIA 보안모듈 디코딩부는 ARIA 보안모듈에 의해 인코딩된 보안 정보를 복호화하는 것을 특징으로 한다.The ARIA security module decoding unit may decrypt the security information encoded by the ARIA security module.

또한, 상기 메인서버는 상기 수신서버와 이진부호(Binary) CDMA 무선 송수신하는 것을 특징으로 한다.In addition, the main server is characterized in that the binary code (Binary) CDMA wireless transmission and reception with the receiving server.

본 발명의 다른 측면에 따른 ARIA 알고리즘을 이용한 이진부호(Binary) CDMA기반 통신방법은, 카메라 또는 CCTV로부터 전송되는 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하고, 상기 변환된 신호를 ARIA 알고리즘을 기초로 하여 암호화하는 ARIA 보안모듈을 통해 엔코딩하고, 상기 엔코딩된 신호를 이진부호(Binary) CDMA 무선신호로 변조한 후 송출하고, 상기 송출된 신호를 수신받아 복조하고, 상기 복조된 수신 신호를 입력신호로 하고, ARIA 알고리즘을 적용하여 복호화하는 ARIA 보안모듈을 통해 수신된 신호를 디코딩하는 것을 특징으로 한다.A binary CDMA based communication method using an ARIA algorithm according to another aspect of the present invention converts an analog video signal transmitted from a camera or a CCTV into a digital video signal, and converts the converted signal based on an ARIA algorithm. Encoded through an ARIA security module that encrypts the signal, modulated the encoded signal into a binary CDMA radio signal, and transmits the received signal, receives and demodulates the transmitted signal, and uses the demodulated received signal as an input signal. And decoding the signal received through the ARIA security module to decode by applying the ARIA algorithm.

ARIA 암호화하는 연산시간을 최대한 단축시키고, ARIA 암호화된 각 정보에 대한 전송 속도를 B-CDMA를 이용해 더욱 증대시키고, 기구상한 정보보호 원칙을 미리 반영하여 마스키 키 값이 외부 노출되는 것을 방지한다.The ARIA encryption operation time is reduced as much as possible, the transmission speed for each ARIA-encrypted information is further increased by using B-CDMA, and the masquerade key value is prevented from being exposed to the outside by reflecting the premature information protection principle.

또한, B-CDMA 통신방식은 CDMA의 특징인 잡음에 강하고, TDMA의 특징인 초고속 전송 및 저전력 소비를 이용하여 기존 무선 통신시스템과 상호 간섭 없이 영상 전송을 동시에 사용할 수 있으며, 신뢰성 있는 영상 및 데이터 전송을 할 수 있다.In addition, the B-CDMA communication method is resistant to noise, a characteristic of CDMA, and uses high speed transmission and low power consumption, which is a characteristic of CDMA, so that video transmission can be simultaneously used without mutual interference with existing wireless communication systems. can do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ARIA 알고리즘을 이용한 이진부호(Binary) CDMA기반 통신시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인서버와 수신서버 간에 신호 전송과정을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인서버의 송신과정을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신서버의 수신과정을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a binary CDMA based communication system using an ARIA algorithm according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a signal transmission process between a main server and a receiving server according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a transmission process of a main server according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a receiving process of a receiving server according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ARIA 알고리즘을 이용한 이진부호(Binary) CDMA기반 통신시스템을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a binary CDMA based communication system using an ARIA algorithm according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 ARIA 알고리즘을 이용한 이진부호(Binary) CDMA기반 통신시스템은 입력 디바이스(60), 메인서버(600), 수신서버(100), 사용 디바이스(111)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a binary CDMA based communication system using an ARIA algorithm according to an embodiment of the present invention includes an input device 60, a main server 600, a receiving server 100, and a using device. And (111).

먼저, 입력 디바이스(60)를 통해 외부 신호를 받아들인다. 여기서 입력 디바이스(60)는 영상 촬영 장치가 될 수 있는데, 카메라, CCTV, 웹 카메라 등이 될 수 있다. 카메라 등은 외부의 영상을 전기적 신호로 받아들인다. 또한, 입력 디바이스(60)에 의해 수집된 영상 신호는 메인서버(60)로 전송된다.First, an external signal is received via the input device 60. The input device 60 may be an image capturing apparatus, and may be a camera, a CCTV, a web camera, or the like. The camera or the like receives an external image as an electrical signal. Also, the video signal collected by the input device 60 is transmitted to the main server 60.

메인서버(600)는 입력 디바이스(60)로부터 들어오는 신호(이하, 영상 신호라고 한다)에 ARIA 알고리즘을 적용시키고, 영상 신호를 이진부호(Binary) CDMA 통신신호로 변조시킨다. 또한, 이렇게 변조시킨 영상 신호를 수신서버(100)에 전송한다. 메인서버(600)는 하나 이상이 구비될 수 있다. 도 1에서는 메인서버(600)가 4개로 이루어지는 경우를 도시하고 있다. 즉, 메인서버(600)는 4개의 메인서버(610, 620, 630, 640)로 이루어진다.The main server 600 applies an ARIA algorithm to a signal (hereinafter referred to as a video signal) coming from the input device 60 and modulates the video signal into a binary CDMA communication signal. In addition, the modulated video signal is transmitted to the receiving server 100. The main server 600 may be provided with one or more. 1 illustrates a case where four main servers 600 are provided. That is, the main server 600 includes four main servers 610, 620, 630, and 640.

수신서버(100)는 메인서버(600)로부터 전송된 영상 신호를 이진부호(Binary) CDMA 통신신호로 복조하여 수신하고, 그 신호를 ARIA 알고리즘을 통해 복호화한다. 수신서버(100)에서 복조 및 복호화된 영상 신호는 사용 디바이스(111)로 전송되어 실제로 사용자에 의해 재생될 수 있다. 수신서버(100)는 하나 이상의 메인서버(610, 620, 630, 640)의 신호를 수신한다.The receiving server 100 demodulates and receives a video signal transmitted from the main server 600 into a binary CDMA communication signal, and decodes the signal through an ARIA algorithm. The video signal demodulated and decoded by the receiving server 100 may be transmitted to the using device 111 and actually reproduced by the user. The receiving server 100 receives signals from one or more main servers 610, 620, 630, and 640.

사용 디바이스(111)는 PC(Personal Computer)로 이루어질 수 있다.The using device 111 may be formed of a personal computer (PC).

다음으로, 메인서버(600)과 수신서버 사이에서 진행하는 ARIA 알고리즘을 이용한 보안화 과정 및 B-CDMA기반 전송 과정을 살펴본다.Next, the security process and the B-CDMA-based transmission process using the ARIA algorithm between the main server 600 and the receiving server will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인서버와 수신서버 간에 통신신호의 전송과정을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a process of transmitting a communication signal between a main server and a receiving server according to an embodiment of the present invention.

메인서버(600)는 ARIA 보안모듈 엔코딩부(603)와 B-CDMA 송신부(606)를 포함한다.The main server 600 includes an ARIA security module encoding unit 603 and a B-CDMA transmitter 606.

ARIA 보안모듈 엔코딩부(603)는 전송되는 평문을 ARIA 암호를 CCM(Counter and Cipherblock Chaining MAC)모드로 진행하는 부분으로, 메인서버(600) 상에 기저장된 환경변수와 기설정된 키 값 및 전송하려는 평문 P를 ARIA 암호 알고리즘에 대입해서 64비트의 메시지 인증코드를 도출한다.The ARIA security module encoding unit 603 is an ARIA cipher in CCM (Counter and Cipherblock Chaining MAC) mode for transmitting the plain text to be transmitted. Substitute plaintext P into the ARIA cryptographic algorithm to derive the 64-bit message authentication code.

도출된 인증코드(MAC1) 평문 블럭 하위에 연접하여 새로운 전송 데이터 P?MAC1을 생성한다.The new transmission data P? MAC1 is generated by concatenating the derived authentication code MAC1 in the plaintext block.

이후 상기의 환경변수와 암호화 키 값과 기설정된 Counter를 ARIA 암호 알고리즘에 대입된 평문과 독립적인 키스트림을 유도한 뒤 그 키스트림을 P?MAC1에 XOR하여 전송하려고 하는 평문 P에 대한 기밀성을 보장한다.After deriving the above-mentioned environment variable, the encryption key value, and the preset counter from the plaintext inserted into the ARIA encryption algorithm, the keystream is independent of the plaintext. do.

다음으로, ARIA 암호화된 영상 신호를 B-CDMA 무선신호로 변조하여 송신하는 과정을 설명한다.Next, a process of modulating and transmitting an ARIA encrypted video signal to a B-CDMA radio signal will be described.

먼저, B-CDMA에 대해서 설명해보면, B-CDMA는 멀티 레벨의 전송 신호 파형을 이진 파형으로 변조시켜 전송하는 기술로 기존의 DS/CDMA 기술에 의해 발생되는 다양한 레벨값을 갖는 아날로그 신호 크기 변화를 이진화(Binary)시켜 외형적으로는 시분할 다중 접속(TDMA) 신호 파형과 같은 모양으로 만드는 모뎀 기술로써, 파형 형태가 이진화되므로 신호 처리 과정이 단순하고 전송계의 선형성도 요구되지 않음으로 전체적인 시스템 구조가 간단하다. 또한, B-CDMA는 기존의 TDMA RF로도 멀티 채널 부호 분할 다중 접속(MC-CDMA) 신호 전송이 가능함으로 블루투스(Bluetooth)나 공중 무선 랜 서비스(WLAN)용 RF 모듈을 이용해 저전력, 소형화 시스템 등에 널리 이용된다. 또한, B-CDMA는 전송신호를 바이너리로 변환시켜 전송함으로써 시스템 및 부품을 단순화할 수 있다. 또한, B-CDMA는 B-CDMA 신호 전송시 TDMA RF 모듈 및 부품을 사용할 수 있으며, 이에 따라 CDMA와 TDMA의 장점이 복합된 특징을 나타냄으로써, 혼잡 운용 지역에서의 간섭문제, 많은 신호 경로의 설정문제, 음성 신호 경로 지원문제, 소비전력 문제, 가격문제 등에 장점을 갖는다. 또한, B-CDMA는 멀티 레벨 신호가 이진화된 파형으로 변조되어 전송되므로 RF 회로가 간단하고 샘플링율이 낮아져 동기 회로를 간단하게 구현할 수 있다. 또한, B-CDMA는 전력 증폭기로 입력되는 신호 레벨이 고정되어 있어 증폭기의 효율을 높일 수 있으며, 전송 신호를 코드로 확산하여 전송하기 때문에 DS/CDMA와 유사한 성능을 유지하면서도 TDMA 방식의 다중 접속 방식을 통해 상호 간섭의 문제를 완화할 수 있다. 또한, B-CDMA는 동시 다중접속의 토팔러지(Topology)가 멀티 포인트 투 멀티 포인트(Multipont-to-Multipoint)로 기존 포인트 투 멀티 포인트(Point-to-Multipoint) 시스템에 비해 다양한 네트워킹이 가능하다. 또한, B-CDMA는 동적 주파수 변환 및 동적 코드 할당을 지원함으로써 보다 신뢰성 높은 무선 통신을 가능하게 한다. 이러한 B-CDMA에 적용되는 구성기기들은 코이노니아(Koinonia) 칩을 포함한다. 코이노니아 칩은 최대 250개 디지털기기가 B-CDMA 기술을 이용하여 자유롭게 멀티미디어 데이터를 교환할 수 있는 것으로, 2.4 ISM 밴드를 사용해 현재는 12Mbps 정도의 통신 속도를 구현할 수 있다.First, B-CDMA will be described. B-CDMA is a technique for modulating and transmitting a multi-level transmission signal waveform into a binary waveform. Modem technology that binarizes to externally look like time division multiple access (TDMA) signal waveforms. Since the waveform shape is binary, signal processing is simple and linearity of transmission system is not required. Simple. In addition, B-CDMA can transmit multi-channel code division multiple access (MC-CDMA) signals using conventional TDMA RF, and is widely used in low-power, miniaturized systems using RF modules for Bluetooth or public wireless LAN service (WLAN). Is used. In addition, B-CDMA can simplify the system and components by converting the transmission signal to binary. In addition, B-CDMA can use TDMA RF modules and components to transmit B-CDMA signals, thereby combining the advantages of CDMA and TDMA, thereby preventing interference in congested operating areas and setting up many signal paths. Problems, voice signal path support problem, power consumption problem, price problem. In addition, B-CDMA modulates and transmits a multi-level signal in a binary waveform, thereby simplifying an RF circuit and lowering a sampling rate, thereby simplifying a synchronization circuit. In addition, B-CDMA has a fixed signal level input to the power amplifier, which increases the efficiency of the amplifier.By spreading the transmitted signal into the code, the B-CDMA spreads the code and transmits it, while maintaining similar performance as that of DS / CDMA. This can alleviate the problem of mutual interference. In addition, B-CDMA enables simultaneous networking of multiple topologies with multi-point-to-multipoint, compared to existing point-to-multipoint systems. . In addition, B-CDMA supports dynamic frequency conversion and dynamic code assignment to enable more reliable wireless communication. Component devices applied to such B-CDMA include a Koinonia chip. The Koinonia chip allows up to 250 digital devices to freely exchange multimedia data using B-CDMA technology, and can achieve communication speeds of about 12Mbps using the 2.4 ISM band.

B-CDMA 송신부(606)는 ARIA 보안모듈 인코딩부(603)에서 인코딩된 영상 신호를 B-CDMA 무선신호로 변조하여 수신서버(100)에 전송한다.The B-CDMA transmitter 606 modulates the video signal encoded by the ARIA security module encoder 603 into a B-CDMA radio signal and transmits the same to the receiving server 100.

다음으로, 메인서버(600)에서 발송된 영상 신호를 수신서버(100)가 수신하는 과정을 설명한다. Next, a process in which the receiving server 100 receives the video signal sent from the main server 600 will be described.

수신서버(100)는 B-CDMA 수신부(116)와 ARIA 보안모듈 디코딩부(113)를 포함한다. 즉, B-CDMA 수신부(116)를 통해 메인서버(600)로부터 전송된 영상 신호를 복조하고, ARIA 보안모듈 디코딩부(113)를 통해 복조된 신호를 복호화하여 원래의 신호로 복원한다.The receiving server 100 includes a B-CDMA receiving unit 116 and an ARIA security module decoding unit 113. That is, the video signal transmitted from the main server 600 through the B-CDMA receiver 116 is demodulated, and the signal demodulated through the ARIA security module decoding unit 113 is decoded to restore the original signal.

ARIA 보안모듈 디코딩부(113)를 통해 영상 신호를 복호화하는 과정은, ARIA 암호화된 상태 정보 중 적어도 하나를 ARIA 복호화하여 원본과 동일한 상태 정보로 복원시키는 과정이다.The decoding of the video signal by the ARIA security module decoding unit 113 is a process of recovering at least one of the ARIA-encrypted state information to ARIA-decrypted state information as the original state information.

즉, 수신서버(100)는 송신된 ARIA 암호화된 상태 정보를 수신한 후, 기저장된 환경변수와 암호화 키 및 Counter를 ARIA 암호 알고리즘에 적용하여 키스트림을 생성하고, 수신한 데이터에 XOR하여 평문 P'과 MAC2값을 도출한다. 평문 P'값의 정당성을 확인하기 위하여 상기의 환경변수와 암호화 키 및 평문 P'을 ARIA 암호 알고리즘에 적용하여 64비트 메시지 인증코드 MAC3을 계산한다. 수신한 MAC2와 MAC3이 일치하는 경우 평문 P'이 정당하게 전송된 값임을 확인하게 된다. That is, the reception server 100 receives the transmitted ARIA encrypted state information, generates a keystream by applying the pre-stored environment variable, encryption key, and counter to the ARIA encryption algorithm, and XORs the received data to plaintext P. And MAC2 values. In order to confirm the validity of the plaintext P 'value, the 64-bit message authentication code MAC3 is calculated by applying the above environment variable, the encryption key, and the plaintext P' to the ARIA encryption algorithm. When the received MAC2 and MAC3 coincide, it is confirmed that the plaintext P 'is a validly transmitted value.

만일, MAC2와 MAC3이 불일치하게 되면, 수신한 평문 P가 위조 또는 변조의 가능성이 높기 때문에 삭제한다.If the MAC2 and MAC3 are inconsistent, the received plaintext P is deleted because of the high possibility of forgery or modulation.

원본과 동일한 값으로 복원된 영상 신호는 사용 디바이스(111)로 전송되어 실제로 사용자에 의해 재생될 수 있다.The video signal restored to the same value as the original may be transmitted to the using device 111 and actually reproduced by the user.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인서버의 송신과정을 도시한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a transmission process of a main server according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 통신시스템의 ARIA 보안모듈 엔코딩부(603)는 Codec Board를 포함할 수 있다. The ARIA security module encoding unit 603 of the communication system according to another embodiment of the present invention may include a codec board.

Codec Board는 입력 디바이스(60)로 Video를 포함할 수 있고, 아날로그 신호인 Video의 출력 신호를 디지털 신호로 바꾸는 A/D Converter를 포함할 수 있으며, ARIA 알고리즘을 이용하여 신호를 압축하는 Codec를 포함할 수 있다. 또한, 압축된 영상 신호를 Ethernet을 통해 전송할 수 있는 LAN을 더 포함할 수 있다.The codec board may include video as an input device 60, and may include an A / D converter for converting an output signal of video, which is an analog signal, into a digital signal, and include a codec that compresses a signal using an ARIA algorithm. can do. In addition, the LAN may further include a LAN for transmitting the compressed video signal through Ethernet.

또한, B-CDMA 송신부(606)는 B-CDMA Board를 포함할 수 있다. B-CDMA Board는 B-CDMA CPU Module과 RF Module을 포함한다. LAN Chip은 Codec Board로부터 LAN을 통해 영상 신호를 수신하고, B-CDMA CPU Module은 LAN Chip에 의해 수신된 영상 신호를 Binary CDMA로 변조하고, RF Module은 Binary CDMA로 영상 신호를 전송한다.In addition, the B-CDMA transmitter 606 may include a B-CDMA board. B-CDMA Board includes B-CDMA CPU Module and RF Module. The LAN Chip receives the video signal from the Codec Board through the LAN, the B-CDMA CPU Module modulates the video signal received by the LAN Chip into Binary CDMA, and the RF Module sends the video signal to Binary CDMA.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수신서버의 수신과정을 도시한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a receiving process of a receiving server according to another embodiment of the present invention.

수신서버(100)의 B-CDMA 수신부(116)는 B-CDMA Board를 포함할 수 있다. B-CDMA Board는 RF Module과 B-CDMA CPU 모듈을 포함할 수 있다. RF Module은 송신된 B-CDMA 신호를 수신하고, B-CDMA CPU 모듈은 수신된 내용을 CPU의 요청이 있을 때 전달하기 위해 수신 버퍼에 넣는다. 그리고, 수신 버퍼에 저장된 수신 영상 신호를 복조하고. 복조된 영상 신호를 ARIA 알고리즘을 통해 복호화하는 Codec을 더 포함할 수 있다.The B-CDMA receiver 116 of the reception server 100 may include a B-CDMA board. The B-CDMA Board may include an RF Module and a B-CDMA CPU Module. The RF Module receives the transmitted B-CDMA signal, and the B-CDMA CPU module puts the received contents into the receive buffer for delivery when requested by the CPU. And demodulate the received video signal stored in the receive buffer. The apparatus may further include a codec for decoding the demodulated video signal through an ARIA algorithm.

Micom은 버퍼로부터 영상 신호를 읽어들여 외부로 나갈 영상 신호인지 내부망에 쓰일 영상 신호인지를 판단한다. 외부로 나갈 영상 신호이면 WAN PORT로 영상 신호를 전달하고, 내부망에 쓰일 영상 신호이면 LAN PORT로 영상 신호를 전달한다.Micom reads the video signal from the buffer and determines whether it is going to the outside or the video signal for the internal network. If it is a video signal to go outside, it transmits the video signal to WAN PORT, and if it is a video signal to be used for internal network, it transmits the video signal to LAN PORT.

60 : 입력 디바이스
110 : 수신서버
111 : 수신서버 사용 디바이스
113 : ARIA 보안모듈 디코딩부
116 : B-CDMA 수신부
600, 610, 620, 630, 640 : 메인서버
603 : ARIA 보안모듈 엔코딩부
606 : B-CDMA 송신부60: input device
110: receiving server
111: device using a receiving server
113: ARIA security module decoding unit
116: B-CDMA receiver
600, 610, 620, 630, 640: main server
603: ARIA security module encoding section
606: B-CDMA transmitter

Claims (10)

외부 신호를 수용하는 입력 디바이스;
Involution SPN(Substitution Permutation Network) 구조를 갖는 암호와와 복호화 과정이 동일한 대칭키 알고리즘인 ARIA 알고리즘을 적용하여 상기 입력 디바이스의 신호를 암호화하는 ARIA 보안모듈 엔코딩부;
상기 ARIA 보안모듈 엔코딩부의 출력신호를 입력신호로 하여 이진부호(Binary) CDMA 무선신호로 변조한 후 송출하는 이진부호(Binary) 분할다중접속(CDMA) 송신부;
상기 ARIA 보안모듈 엔코딩부와 상기 이진부호(Binary) CDMA 송신부를 포함하는 메인서버;와
상기 메인서버의 출력신호를 수신하고 이진부호(Binary) CDMA 무선신호로 복조하는 이진부호(Binary) CDMA 수신부;
상기 이진부호(Binary) CDMA 수신부의 출력신호를 입력신호로 하고, 수신된 신호를 ARIA 알고리즘을 적용하여 복호화하는 ARIA 보안모듈 디코딩부;
상기 이진부호(Binary) CDMA 수신부와 상기 ARIA 보안모듈 디코딩부로 이루어진 수신서버;를 포함하고,
상기 수신서버는 사용 디바이스에 입력신호를 인가하고,
상기 입력 디바이스는 카메라 또는 CCD 카메라 또는 CCTV이고,
상기 메인서버는 상기 입력 디바이스로부터 입력된 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환시켜주는 A/D 컨버터를 더 포함하고,
상기 메인서버는 상기 A/D 컨버터의 출력신호를 압축하는 Codec부를 더 포함하고,
상기 ARIA 보안모듈 엔코딩부는 상기 Codec부에 의해 압축된 디지털 영상 신호를 입력신호로 하고, 보안 정보를 포함하는 디지털 영상 신호로 변환시키고,
상기 이진부호(Binary) CDMA 송신부는 상기 압축된 디지털 영상 신호를 이진부호(Binary) CDMA 무선신호로 변조하는 변조부와 변조된 신호를 수신서버로 전송하는 송신부를 포함하고,
상기 이진부호(Binary) CDMA 수신부는, 상기 이진부호(Binary) CDMA 송신부로부터 들어오는 신호를 복조하는 복조부와 복조된 신호를 수신하는 수신부를 포함하고,
상기 ARIA 보안모듈 디코딩부는 ARIA 보안모듈에 의해 인코딩된 보안 정보를 복호화하고,
상기 메인서버는 상기 수신서버와 이진부호(Binary) CDMA 무선 송수신하는 것을 특징으로 하는 ARIA 알고리즘을 이용한 이진부호(Binary) CDMA기반 통신시스템.An input device for receiving an external signal;
An ARIA security module encoding unit for encrypting a signal of the input device by applying an ARIA algorithm, which is a symmetric key algorithm having an encryption process and an decryption process having an Involution SPN (Substitution Permutation Network) structure;
A binary division multiple access (CDMA) transmitter for modulating a binary CDMA radio signal using the output signal of the ARIA security module encoder as an input signal and then transmitting the modulated signal to a binary CDMA radio signal;
A main server including the ARIA security module encoding unit and the binary CDMA transmitter; and
A binary CDMA receiver which receives an output signal of the main server and demodulates it into a binary CDMA radio signal;
An ARIA security module decoding unit which uses an output signal of the binary CDMA receiver as an input signal and decrypts the received signal by applying an ARIA algorithm;
And a receiving server comprising the binary CDMA receiving unit and the ARIA security module decoding unit.
The receiving server applies an input signal to the using device,
The input device is a camera or CCD camera or CCTV,
The main server further includes an A / D converter for converting an analog video signal input from the input device into a digital video signal,
The main server further comprises a Codec unit for compressing the output signal of the A / D converter,
The ARIA security module encoding unit uses the digital video signal compressed by the codec unit as an input signal, converts the digital video signal into a digital video signal including security information,
The binary CDMA transmitter includes a modulator for modulating the compressed digital video signal into a binary CDMA radio signal and a transmitter for transmitting the modulated signal to a receiving server.
The binary CDMA receiver includes a demodulator for demodulating a signal coming from the binary CDMA transmitter, and a receiver for receiving a demodulated signal.
The ARIA security module decoding unit decrypts the security information encoded by the ARIA security module,
The main server is a binary CDMA-based communication system using an ARIA algorithm, characterized in that the binary code (Binary) CDMA wireless transmission and reception with the receiving server. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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