KR101267415B1

KR101267415B1 - 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR101267415B1
Application number: KR1020110082007A
Authority: KR
Inventors: 김기천; 민위
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2013-05-30
Anticipated expiration: 2031-08-18
Also published as: KR20130019804A

Abstract

본 발명은 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비교적 적은 키로도 중앙 집중식 및 분산 보안 관리자를 포함한 산업무선네트워크에서 인증시스템을 가동할 수 있는 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템 및 그 방법에 대한 것이다.
본 발명은 새로운 디바이스가 WIA-PA 네트워크에 접속하여, 어드레스를 SM에 전달하고, 상기 SM이 생성한 KJ를 얻는 제1단계와, 상기 새로운 디바이스가 인증 라우팅 장치로 부터 비콘을 전달받을 때까지 가용 채널을 검색하는 제2단계와, 상기 새로운 디바이스가 인증 정보로 구성되고, 상기 KJ에 의해 암호화된 접속 요구를 준비하고, 어드버타이징 라우터(advertising router)가 상기 KJ를 전달받아 네트워크 관리자에 전달하고, 상기 네트워크 관리자는 보안정보(security information)를 SM에 전달하는 제3단계와, 상기 SM이 상기 KJ에 의해 암호화된 정보를 해독하고, 새로운 KM으로 구성된 접속 응답을 생성하고, 상기 SM이 상기 디바이스의 새로운 KM으로 구성된 암호화된 접속 응답(joining response)을 생성하는 제4단계와, 상기 디바이스가 상기 암호화된 접속응답 정보를 상기 KJ에 의해 해독하여, KM과 N2를 얻고, M2와 N1을 얻기위해 상기 암호화된 접속응답 정보를 해독하여, 상기 다바이스가 미리 전달한 N1과 비교하여 상기 N1을 체크하는 제5단계와, 상기 SM이 N2와 N3를 얻어, 미리 전송한 N2와 비교하여 상기 N2를 체크하여 접속 확인을 획득하는 제6단계와, 상기 디바이스가 상기 접속 확인을 획득하여, 해독하여 N3를 얻고, 상기 SM이 미리 전달한 N3에 의하여 상기 N3를 체크하는 제7단계와, 상기 디바이스의 접속 프로세스가 종료된 후, 상기 SM은 새로운 디바이스에 대한 KEK와 KED를 생성하고, NM은 상기 KEK와 KED을 배분하는 제8단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템 및 그 방법{A Mutual Authentication Scheme with Key Agreement for Industrial Wireless Network and the method thereof}

본 발명은 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비교적 적은 키로도 중앙 집중식 및 분산 보안 관리자를 포함한 산업무선네트워크에서 인증시스템을 가동할 수 있는 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템 및 그 방법에 대한 것이다.

종래 기술로서 표준 IEC/PAS 62601는 Industrial communication networks-Fieldbus specification-WIA-PA communication network and communication profile에 대한 것으로서, WIA-PA communication network 표준에 관한 것이다.

또한 한국특허등록번호 제 0768290 호는 무선 통신 네트워크의 보안 설정 방법, 보안 설정프로그램을 기록한 기록 매체, 무선 통신 네트워크 시스템 및 클라이언트 장치에 관한 것으로서, 무선 통신에 의해 접속되는 기기의 보안 설정의 자동화, 무선 통신에 의해 접속되는 기기의 보안 레벨의 고도화, 보안 설정을 다른 접속처의 통신에 영향을 주지 않고 실행 가능하게 하는 것 이다.

한편 증가하는 무선 통신에 대한 보안 요구는 증가하고 있으나, 빠르게 발전하는 산업 무선 네트워크에서는 이에 대해 따라 오지 못하는 실정이다.

예를 들어 지그비, 블루투스 등과 같은 통신 방법으로는 산업 자동화 시스템에서 직접 사용되지 못하여, 새로운 무선 네트워크가 필요하게 되었는 데, 이에 대해 새로운 표준으로서 Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation (WIA-PA)가 제안되고 있다.

도1에서 보는 바와 같이 WIA-PA는 무선 시스템에서의 보안을 위한 시스템과 방법을 제공하는 국제 표준으로, 외부 네트워크(1)와 보더 게이트웨이(2)와 보안 메니져(50)와 네트워크 메니져(40)가 상호가 연결되며, 필드 디바이스(5)가 게이트 웨이, 라우팅 디바이스, 잉여 라우팅 디바이스(3, 4, 5)를 통해 인증하는 네트워크 시스템이다.

그러나 개방형 시스템에서, 무선 매체는 WIA - PA 네트워크가 공격에 취약하고, 위협은 물리 계층의 방해와 간섭으로 네트워크에 의해 아키텍처로 나눌 수 있다. 충돌, 재연 라우팅 정보, 선택적 전달, 싱크홀, 그리고 네트워크 계층 등이다.

종래의 무선 센서 네트워크는 본질적으로 낮은 계산, 메모리 부족, 짧은 통신 범위, 낮은 반죽 생활과 같은 리소스 제약이 있었다.

특히 보안 문제에 대한 리소스(recourses)를 사용할 수 있어, 전체 네트워크에 대한 중앙 집중식 및 분산 보안 관리자가 필요하고, 에너지 소비 문제는 배터리 성능 등 무선 센서 네트워크의 가장 큰 문제 중 하나로 남아 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전체 네트워크에 대한 중앙 집중식 및 분산 보안 관리자를 포함하고, 배터리 성능 등의 에너지 소비 문제를 해결할 수 있는 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템과 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 새로운 디바이스가 WIA-PA 네트워크에 접속하여, 어드레스를 SM에 전달하고, 상기 SM이 생성한 KJ를 얻는 제1단계와, 상기 새로운 디바이스가 인증 라우팅 장치로 부터 비콘을 전달받을 때까지 가용 채널을 검색하는 제2단계와, 상기 새로운 디바이스가 인증 정보로 구성되고, 상기 KJ에 의해 암호화된 접속 요구를 준비하고, 어드버타이징 라우터(advertising router)가 상기 KJ를 전달받아 네트워크 관리자에 전달하고, 상기 네트워크 관리자는 보안정보(security information)를 SM에 전달하는 제3단계와, 상기 SM이 상기 KJ에 의해 암호화된 정보를 해독하고, 새로운 KM으로 구성된 접속 응답을 생성하고, 상기 SM이 상기 디바이스의 새로운 KM으로 구성된 암호화된 접속 응답(joining response)을 생성하는 제4단계와, 상기 디바이스가 상기 암호화된 접속응답 정보를 상기 KJ에 의해 해독하여, KM과 N2를 얻고, M2와 N1을 얻기 위해 상기 암호화된 접속응답 정보를 해독하여, 상기 다바이스가 미리 전달한 N1과 비교하여 상기 N1을 체크하는 제5단계와, 상기 SM이 N2와 N3를 얻어, 미리 전송한 N2와 비교하여 상기 N2를 체크하여 접속 확인을 획득하는 제6단계와, 상기 디바이스가 상기 접속 확인을 획득하여, 해독하여 N3를 얻고, 상기 SM이 미리 전달한 N3에 의하여 상기 N3를 체크하는 제7단계와, 상기 디바이스의 접속 프로세스가 종료된 후, 상기 SM은 새로운 디바이스에 대한 KEK와 KED를 생성하고, NM은 상기 KEK와 KED을 배분하는 제8단계로 이루어진다.

상기 제2단계는 검색 중 검출되는 정보가 없을 경우, 상기 새로운 디바이스가 간청 광고(advertisement-solicitation)를 전송하도록 제어하는 단계와, 상기 새로운 디바이스가 temporal cluster head로서 온라인 라우팅 디바이스 또는 게이트웨이 디바이스를 선택하고, 전송받은 비콘에 따른 네트워크와 동기화하는 단계로 이루어진다.

상기 제5단계는 상기 N1을 체크하여 유효하지 않은 경우, 접속 프로세스를 중단하고, 다시 접속하는 단계와, 상기 N1을 체크하여 유효한 경우, M1, N2, N3로 구성된 접속 확인을 생성하는 단계로 이루어진다.

상기 제6단계는 상기 N2가 유효하지 않은 경우 접속 프로세스를 중단하고, 다시 접속하는 단계와, 상기 N2를 체크하여 유효한 경우, 상기 SM이 M2, N3로 구성된 접속 확인을 생성하는 단계로 이루어진다.

본 발명은 WIA-PA 네트워크에 접속하여, 어드레스를 하기 SM에 전달하고, 상기 SM이 생성한 KJ를 얻고, 인증 라우팅 장치로 부터 비콘을 전달받을 때까지 가용 채널을 검색하는 디바이스와, 상기 디바이스로 부터 어드레스를 전달받아 상기 SM에 전달하고 상기 KJ를 상기 디바이스에 다시 전달하는 공급 디바이스(provision device)와, 검색 중 검출되는 정보가 없을 경우, 상기 새로운 디바이스가 간청 광고(advertisement-solicitation)를 전송하도록 제어하는 인증 라우팅 장치와, 상기 새로운 디바이스가 인증 정보로 구성되고, 상기 KJ에 의해 암호화된 접속 요구를 준비하고, 어드버타이징 라우터(advertising router)가 상기 KJ를 전달받고, 보안정보(security information)를 SM에 전달하는 NM과, 상기 KJ에 의해 암호화된 정보를 해독하고, 새로운 KM으로 구성된 접속 응답을 생성하고, 상기 디바이스의 새로운 KM으로 구성된 암호화된 접속 응답(joining response)을 생성하는 SM으로 구성된다.

상기 디바이스가 상기 암호화된 접속응답 정보를 상기 KJ에 의해 해독하여, KM과 N2를 얻고, M2와 N1을 얻기위해 상기 암호화된 접속응답 정보를 해독하여, 상기 다바이스가 미리 전달한 N1과 비교하여 상기 N1을 체크하고, 상기 SM이 N2와 N3를 얻어, 미리 전송한 N2와 비교하여 상기 N2를 체크하여 접속 확인을 획득하며, 상기 디바이스가 상기 접속 확인을 획득하여, 해독하여 N3를 얻고, 상기 SM이 미리 전달한 N3에 의하여 상기 N3를 체크하고, 상기 디바이스의 접속 프로세스가 종료된 후, 상기 SM은 새로운 디바이스에 대한 KEK와 KED를 생성하고, NM은 상기 KEK와 KED을 배분한다.

상기 디바이스는 상기 N1을 체크하여 유효하지 않은 경우, 접속 프로세스를 중단하고, 다시 접속하고, 상기 N1을 체크하여 유효한 경우, M1, N2, N3로 구성된 접속 확인을 생성한다.

상기 SM은 상기 N2를 체크하여 유효한 경우, M2, N3로 구성된 접속 확인을 생성한다.

본 발명에 따르면 보안성을 향상시키기 위하여 비교적 적은 키로도 중앙 집중식 및 분산 보안 관리자를 포함한 산업무선네트워크에서 인증시스템을 가동할 수 있다.

본 발명에 따르면 무선 센서 네트워크에서 배터리 성능 등의 에너지 소비 문제를 효율적으로 감소시킬 수 있다.

도1은 종래 발명에 따른 WIA-PA 네트워크의 전체적인 구성을 보여주는 도면.
도2는 종래 발명에 따른 WIA-PA 네트워크의 슈퍼프레임(superframe)을 보여주는 도면.
도3은 본 발명에 따른 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템의 전체적인 구성 및 정보의 이동을 보여주는 도면.
도4는 본 발명에 따른 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템의 상태도.
도5는 본 발명에 따른 새로운 접속 프로세스의 패킷을 보여주는 도면.
도6은 본 발명에 따른 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템 보안 관리를 보여주는 도면.
도7은 본 발명에 따른 키 매니지먼트를 보여주는 도면.
도8은 본 발명에 따른 타임 코스트(time cost)의 비교를 보여주는 도면.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면을 참고하여 자세히 설명한다.

먼저 본 발명의 일실시예를 설명하기에 앞서 기본적인 용어를 정의한다.

NM (network manager) : 네트워크 관리자

SM (security manager) : 보안 관리자

KJ (Key_Join): 미리 설정되는 단계에서 생성된 초기 키.

KM (Key_Master): 새로운 대칭키로서 디바이스를 인증.

KEK (Key_Encrypt_Key): WIA-PA 네트워크에 접속한 후 보안 매니져에 의해 할당되는 키로서, 다른 키를 해독하는 데 사용.

KED (Key_Encryption_Data): 디바이스가 WIA-PA 네트워크에 접속한 후 SM에 의해 할당되는 키로서, 데이터 전송 중 데이터를 보호하고 완전성(integrity)를 체크함.

Key_Session (KS): 두개의 디바이스 간의 비 규칙적인 서비스 세션을 위한 키로서, 네트워크에 디바이스가 접속한 후 CAP and CFP periods에 사용됨.

본 발명은 WIA-PA 네트워크의 메쉬 토폴로지(mesh topology)를 기반으로 개발되었으며, NM(네트워크 관리자) 및 SM(보안 관리자)은 게이트웨이 장치 또는 호스트 컴퓨터에서 구현할 수 있고, 외부 네트워크 위협은 경계 게이트웨이 및 방화벽으로 막을 수 있다.

또한 상기 보안 관리자는 보안 관리 개체의 모든 키 관리, 보안 정책의 관리 등 상호 작용, 장치 인증을 담당하는 WIA - PA 네트워크의 핵심 보안 센터이다

도2에서 보는 바와 같이 실시간으로 안정적인 통신을 보장하기 위하여 슈퍼프레임(superframe)구조로 정의된 WIA - PA가 도시된다.

CAP 부분(A)은 디바이스의 네트워크 접속, 내부 클러스터 관리에 사용된다.

상기 CFP 기간이 WIA - PA superframe에서 움직일 수 있는 필드 디바이스 및 클러스터 헤드 간의 통신에 사용되며 비활성 기간은 내부 클러스터 통신에 사용되는 간 클러스터 통신 및 WIA - PA superframe의 슬리핑(sleeping)에 사용된다.

또한 WIA - PA superframe의 기간(duration)은 WIA - PA 기본 superframe 기간 2 ^ N (N은 자연 정수)으로 정의된다.

도3에서 보는 바와 같이 본 발명은 디바이스(10)와 공급 디바이스(provision device; 30)와 인증 라우팅 장치(20)와 네트워크 관리자(NM;40)과 보안 관리자(SM;50)로 크게 나뉘어 구성된다.

상기 디바이스(10)는 WIA-PA 네트워크에 접속하여, 어드레스를 하기 보안 관리자(50)에 전달하고, 상기 보안 관리자(50)가 생성한 KJ를 얻고, 인증 라우팅 장치로 부터 비콘을 전달받을 때까지 가용 채널을 검색하는 장치이다.

상기 공급 디바이스(30)는 상기 디바이스로 부터 어드레스를 전달받아 상기 보안 관리자(50)에 전달하고 상기 KJ를 상기 디바이스에 다시 전달하는 장치이다.

상기 인증 라우팅 장치(20)는 검색 중 검출되는 정보가 없을 경우, 상기 새로운 디바이스가 간청 광고(advertisement-solicitation)를 전송하도록 제어하는 장치이다.

상기 네트워크 관리자(40)는 상기 새로운 디바이스가 인증 정보로 구성되고, 상기 KJ에 의해 암호화된 접속 요구를 준비하고, 어드버타이징 라우터(advertising router)가 상기 KJ를 전달받고, 보안정보(security information)를 보안 관리자(50)에 전달하는 장치이다.

상기 보안 관리자(50)는 상기 KJ에 의해 암호화된 정보를 해독하고, 새로운 KM으로 구성된 접속 응답을 생성하고, 상기 디바이스의 새로운 KM으로 구성된 암호화된 접속 응답(joining response)을 생성하는 장치이다.

여기에서, 상기 디바이스가 상기 암호화된 접속응답 정보를 상기 KJ에 의해 해독하여, KM과 N2를 얻고, M2와 N1을 얻기위해 상기 암호화된 접속응답 정보를 해독하여, 상기 다바이스가 미리 전달한 N1과 비교하여 상기 N1을 체크하고, 상기 보안 관리자(50)가 N2와 N3를 얻어, 미리 전송한 N2와 비교하여 상기 N2를 체크하여 접속 확인을 획득하며, 상기 디바이스가 상기 접속 확인을 획득하여, 해독하여 N3를 얻고, 상기 보안 관리자(50)가 미리 전달한 N3에 의하여 상기 N3를 체크하고, 상기 디바이스의 접속 프로세스가 종료된 후, 상기 보안 관리자(50)는 새로운 디바이스에 대한 KEK와 KED를 생성하고, 네트워크 관리자(40)는 상기 KEK와 KED을 배분한다.

또한 상기 디바이스는 상기 N1을 체크하여 유효하지 않은 경우, 접속 프로세스를 중단하고, 다시 접속하고, 상기 N1을 체크하여 유효한 경우, M1, N2, N3로 구성된 접속 확인을 생성한다.

또한 상기 보안 관리자(50)는 상기 N2를 체크하여 유효한 경우, M2, N3로 구성된 접속 확인을 생성하는 것이 바람직하다.

도4에서 보는 바와 같이 상태도는 각 노드의 상황을 보여주며, 프로비젼 상태(provisioned state)에서 시작하여 유효한 세션 키(valid session key) 등으로 완성된 상태(established state)로 완료된다.

이 경우 접속 프로세스가 실패하거나 키 업데이팅이 실패할 경우, 재차 WIA-PA 네트워크에 접속하여, 키 업데이트를 재요청할 수 있다.

따라서 본 발명에 따르면 다음과 같은 취약성을 막아 낼 수 있다. 예를 들어 데이터 신뢰성(data confidentiality), 신분위장 공격(masquerade attack), 메세지 조작 공격(Message manipulation attack) 등이다.

이하 본 발명의 실시를 위한 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 방법에 대하여 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

먼저 새로운 디바이스가 WIA-PA 네트워크에 접속하여, 어드레스를 보안 관리자(50)에 전달하고, 상기 보안 관리자(50)가 생성한 KJ를 얻는다.

그리고 상기 새로운 디바이스가 인증 라우팅 장치로 부터 비콘을 전달받을 때까지 가용 채널을 검색한다.

상기 새로운 디바이스가 인증 정보로 구성되고, 상기 KJ에 의해 암호화된 접속 요구를 준비한다. 상기 접속 요구는 아래 <수학식1>과 같이 M1, Device_EUI_64, 랜덤 넘버인 Nounce 1으로 구성된다.

그리고 어드버타이징 라우터(advertising router)가 상기 KJ를 전달받아 네트워크 관리자(40)에 전달하고, 상기 네트워크 관리자(40)는 보안정보(security information)를 보안 관리자(50)에 전달한다.

상기 보안 관리자(50)가 상기 KJ에 의해 암호화된 정보를 해독하고, 새로운 KM으로 구성된 접속 응답을 생성하고, 상기 보안 관리자(50)가 상기 디바이스의 새로운 KM으로 구성된 암호화된 접속 응답(joining response)을 생성한다.

상기 접속 응답은 아래 <수학식2>와 같이 M2, KM에 의해 해독된 Nonce1, 랜덤 넘버인 Nonce2로 구성된다.

아래 <수학식3>과 같이 상기 디바이스가 상기 암호화된 접속응답 정보를 상기 KJ에 의해 해독하여, KM과 N2를 얻고, M2와 N1을 얻기위해 상기 암호화된 접속응답 정보를 해독하여, 상기 다바이스가 미리 전달한 N1과 비교하여 상기 N1을 체크한다.

그리고 아래 <수학식4>와 같이 상기 보안 관리자(50)가 N2와 N3를 얻어, 미리 전송한 N2와 비교하여 상기 N2를 체크하여 접속 확인을 획득한다.

또한 상기 디바이스가 상기 접속 확인을 획득하여, 해독하여 N3를 얻고, 상기 보안 관리자(50)가 미리 전달한 N3에 의하여 상기 N3를 체크하고, 상기 디바이스의 접속 프로세스가 종료된 후, 상기 보안 관리자(50)는 새로운 디바이스에 대한 KEK와 KED를 생성하고, 네트워크 관리자(40)는 상기 KEK와 KED을 배분한다.

추가적으로 검색 중 검출되는 정보가 없을 경우, 상기 새로운 디바이스가 간청 광고(advertisement-solicitation)를 전송하도록 제어하는 단계와, 상기 새로운 디바이스가 temporal cluster head로서 온라인 라우팅 디바이스 또는 게이트웨이 디바이스를 선택하고, 전송받은 비콘에 따른 네트워크와 동기화하는 단계로 더 이루어진다.

또한 상기 N1을 체크하여 유효하지 않은 경우, 접속 프로세스를 중단하고, 다시 접속하는 단계와, 상기 N1을 체크하여 유효한 경우, M1, N2, N3로 구성된 접속 확인을 생성하는 단계가 추가적으로 이루어진다.

그리고, 상기 N2가 유효하지 않은 경우 접속 프로세스를 중단하고, 다시 접속하는 단계와, 상기 N2를 체크하여 유효한 경우, 상기 보안 관리자(50)가 M2, N3로 구성된 접속 확인을 생성하는 단계도 추가적으로 이루어진다.

도5에서 보는 바와 같이 WIA-PA 네트워크에서 제안된 보안 인증 방법을 테스트하기 위해 산업 무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증시스템을 구축하여 새로운 디바이스와 보안 관리자(50) 사이의 보안 접속 과정을 주요하게 분석하였다.

Chipcon General Packet Sniffer soft.를 사용하여 테스트 디바이스의 무선 데이터 패킷을 캡쳐하였고, 데이터 페이로드(payload)를 비교 분석하여, 인증 과정을 최종적으로 확인하였다.

도6과 도7에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 보안 메니지먼트와 키 메니지먼트를 시행하였다.

결과는 필드 디바이스가 상호 키를 업데이트하기 위해 준비할 경우, 보안 관리자(50)는 상기 프로세스를 시작한다.

이 경우 랜덤 넘버 발생기와 키를 생성하기 위한 KM을 사용한다. 그리고 보안 관리자(50)가 상기 디바이스에 이들을 보내고, 상기 디바이스가 보안 메니지먼트 정보를 업데이트할 수 있는 것이다.

도8에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템을 평가하기 위해 붉은 선(보안 전송)과 푸른 선(비보안 전송)으로 나누어 그룹의 증가에 따른 필요 시간(time cost) 등을 비교하였다.

즉 분석하기 위한 20개 그룹을 선택하고, 그 결과로 보안 전송의 평균시간은 25235us이고, 보안 수단의 추가가 없을 경우 평균시간은 25230us가 필요하였다.

평균 전류는 27mA이고, 슈퍼프레인(superframe)의 길이는 64디자인 하여, 일일당 총 전력 소모를 계산하니 아래식과 같았다.

결론적으로 본 발명에 따른 보안 서비스는 암호와와 비암호화 과정에서 충분히 큰 전력 소모를 증가시키지 않는 다는 것이 증명되었다.

10 : 디바이스
20 : 인증 라우팅 장치
30 : 공급 디바이스(provision device)
40 : 네트워크 관리자(NM)
50 : 보안 관리자(SM)

Claims

새로운 디바이스가 WIA-PA(Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation) 네트워크에 접속하여, 어드레스를 SM에 전달하고, 상기 SM(security manager)이 생성한 KJ(Key_Join)를 얻는 제1단계와;
상기 새로운 디바이스가 인증 라우팅 장치로 부터 비콘을 전달받을 때까지 가용 채널을 검색하는 제2단계와;
상기 새로운 디바이스가 인증 정보로 구성되고, 상기 KJ(Key_Join)에 의해 암호화된 접속 요구를 준비하고, 어드버타이징 라우터(advertising router)가 상기 KJ(Key_Join)를 전달받아 네트워크 관리자에 전달하고, 상기 네트워크 관리자는 보안정보(security information)를 SM(security manager)에 전달하는 제3단계와;
상기 SM(security manager)이 상기 KJ(Key_Join)에 의해 암호화된 인증 정보로 구성된 접속 요구를 해독하고, 새로운 KM(Key_Master)으로 구성된 접속 응답을 생성하고, 상기 SM(security manager)이 상기 새로운 디바이스의 새로운 KM(Key_Master)으로 구성된 암호화된 접속 응답(joining response)을 생성하는 제4단계와;
상기 새로운 디바이스가 상기 암호화된 접속응답 정보를 상기 KJ(Key_Join)에 의해 해독하여, KM(Key_Master)과 N2를 얻고, M2와 N1을 얻기위해 상기 암호화된 접속응답 정보를 해독하여, 상기 다바이스가 미리 전달한 N1과 비교하여 상기 N1을 체크하는 제5단계와;
상기 SM(security manager)이 N2와 N3를 얻어, 미리 전송한 N2와 비교하여 상기 N2를 체크하여 접속 확인을 획득하는 제6단계와;
상기 새로운 디바이스가 상기 접속 확인을 획득하여, 해독하여 N3를 얻고, 상기 SM(security manager)이 미리 전달한 N3에 의하여 상기 N3를 체크하는 제7단계와;
상기 새로운 디바이스의 접속 프로세스가 종료된 후, 상기 SM(security manager)은 새로운 디바이스에 대한 KEK(Key_Encrypt_Key)와 KED(Key_Encryption_Data)를 생성하고, NM(network manager)은 상기 KEK(Key_Encrypt_Key)와 KED(Key_Encryption_Data)을 배분하는 제8단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2단계는,
검색 중 검출되는 정보가 없을 경우, 상기 새로운 디바이스가 간청 광고(advertisement-solicitation)를 전송하도록 제어하는 단계와;
상기 새로운 디바이스가 템퍼럴 클러스터 헤드(temporal cluster head)로서 온라인 라우팅 디바이스 또는 게이트웨이 디바이스를 선택하고, 전송받은 비콘에 따른 네트워크와 동기화하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 방법.
제1항에 있어서,
상기 제5단계는,
상기 N1을 체크하여 유효하지 않은 경우, 접속 프로세스를 중단하고, 다시 접속하는 단계와;
상기 N1을 체크하여 유효한 경우, M1, N2, N3로 구성된 접속 확인을 생성하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 방법.
제1항에 있어서,
상기 제6단계는,
상기 N2가 유효하지 않은 경우 접속 프로세스를 중단하고, 다시 접속하는 단계와;
상기 N2를 체크하여 유효한 경우, 상기 SM(security manager)이 M2, N3로 구성된 접속 확인을 생성하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 방법.
WIA-PA 네트워크에 접속하여, 어드레스를 하기 SM(security manager)에 전달하고, 상기 SM(security manager)이 생성한 KJ(Key_Join)를 얻고, 인증 라우팅 장치로 부터 비콘을 전달받을 때까지 가용 채널을 검색하는 디바이스와;
상기 디바이스로 부터 어드레스를 전달받아 상기 SM(security manager)에 전달하고 상기 KJ(Key_Join)를 상기 디바이스에 다시 전달하는 공급 디바이스(provision device)와;
검색 중 검출되는 정보가 없을 경우, 상기 디바이스가 간청 광고(advertisement-solicitation)를 전송하도록 제어하는 인증 라우팅 장치와;
상기 디바이스가 인증 정보로 구성되고, 상기 KJ(Key_Join)에 의해 암호화된 접속 요구를 준비하고, 어드버타이징 라우터(advertising router)가 상기 KJ(Key_Join)를 전달받고, 보안정보(security information)를 SM(security manager)에 전달하는 NM(network manager)과;
상기 KJ(Key_Join)에 의해 암호화된 정보를 해독하고, 새로운 KM(Key_Master)으로 구성된 접속 응답을 생성하고, 상기 디바이스의 새로운 KM(Key_Master)으로 구성된 암호화된 접속 응답(joining response)을 생성하는 SM(security manager);
으로 구성되는 것을 특징으로 하는 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템.
제5항에 있어서,
상기 디바이스가 상기 암호화된 접속응답 정보를 상기 KJ(Key_Join)에 의해 해독하여, KM(Key_Master)과 N2를 얻고, M2와 N1을 얻기위해 상기 암호화된 접속응답 정보를 해독하여, 상기 다바이스가 미리 전달한 N1과 비교하여 상기 N1을 체크하고,
상기 SM(security manager)이 N2와 N3를 얻어, 미리 전송한 N2와 비교하여 상기 N2를 체크하여 접속 확인을 획득하며,
상기 디바이스가 상기 접속 확인을 획득하여, 해독하여 N3를 얻고, 상기 SM(security manager)이 미리 전달한 N3에 의하여 상기 N3를 체크하고, 상기 디바이스의 접속 프로세스가 종료된 후, 상기 SM(security manager)은 새로운 디바이스에 대한 KEK(Key_Encrypt_Key)와 KED(Key_Encryption_Data)를 생성하고, NM(network manager)은 상기 KEK(Key_Encrypt_Key)와 KED(Key_Encryption_Data)을 배분하는 것을 특징으로 하는 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 디바이스는 상기 N1을 체크하여 유효하지 않은 경우, 접속 프로세스를 중단하고, 다시 접속하고, 상기 N1을 체크하여 유효한 경우, M1, N2, N3로 구성된 접속 확인을 생성하는 것을 특징으로 하는 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 SM(security manager)은,
상기 N2를 체크하여 유효한 경우, M2, N3로 구성된 접속 확인을 생성하는 것을 특징으로 하는 산업무선네트워크에서 키에 의한 상호 인증 시스템.