KR102138683B1 - 블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 무선통신 제어 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 블록체인 기반의 인증시스템을 도입한 집단지성 무선랜 제어시스템 및 이를 이용한 무선랜 인증 방법에 관한 것이다.

Description

블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템{Collective Intelligence Wireless Communication Control System Based on Blockchain}

본원 발명은 무선통신 제어 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 블록체인 기반의 인증시스템을 도입한 집단지성 무선랜 제어시스템 및 이를 이용한 무선랜 인증 방법에 관한 것이다.

스마트폰, 패드, 노트북과 같이 무선랜을 활용하는 기기의 수요에 맞추어 기업 또는 공공장소에서 제공하는 무선랜 서비스도 폭발적으로 늘어나고 있다. 유동인구가 많은 지역 또는 사무실이 밀집된 지역에서 30여개 이상의 무선랜 서비스가 검색되는 것을 종종 볼 수 있다.

무선랜 단말의 증가와 서비스 영역 확대를 위해서는 다수의 무선랜 AP(Access Point)가 구성되어야 한다. AP 주변까지 유선랜이 확보된 후 무선랜 서비스를 제공하기 위한 많은 수의 AP가 여기서 구성된다. 이렇게 다수의 AP가 설치되고 운용되면 전파의 간섭의 문제와 더불어 장비의 관리의 문제도 다른 개념의 접근이 필요하다.

무선랜 서비스를 제공하는 통신서비스 회사의 경우 무선 자원을 다수의 AP를 공유시켜 사용한다. 한정된 무선 자원을 인접된 AP와 공유해서 사용하는 경우 서비스 품질이 떨어질 수밖에 없다. 그렇다고 무한적으로 물리적인 AP를 증설하는 것도 바람직한 접근 방법이 아니다.

이와 같이 한정된 인접 AP간 무선 자원을 최대한 효율적으로 활용하기 위해서는 무선 자원을 AP간에 잘 분배하는 작업이 필요하다. 소수의 AP를 사용하는 경우는 관리자가 직접 설계하여 관리를 하여도 효율상의 큰 차이를 발견하기 어렵다.

그러나, AP개수가 많아질수록 이러한 수작업에 의한 관리는 전체적으로 시스템의 효율을 떨어뜨리고 이러한 비효율의 누적은 큰 시스템의 경우에는 큰 경제적 손실을 야기한다. 지금까지는 이런 문제를 해결하기 위하여 AP의 무선 자원을 중앙에서 분배하고 관리하였다. 이러한 기능을 위한 별도의 장치를 개발하여 사용하였고, 이를 무선랜 컨트롤러라고 한다.

지금까지 사용되고 있는 무선랜 컨트롤러는 1) 기능을 수행하기 위한 전용 장비 또는 가상 머신을 필요로 한다. 2) 무선랜 컨트롤러가 해킹되는 경우 무선랜 망 전체가 불법적으로 사용될 수 있다. 3) 또한 무선랜 망에 있는 장비들 모두가 해킹에 노출되게 된다. 현재의 중압 집중식 관리 시스템은 구조적으로 이러한 문제를 내재하고 있으며, 이를 해결하기 위해서 보안 수단을 강화하는 등의 다양한 노력을 하고 있지만 구조적으로 한계로 인해 이에 대한 명확한 해결책은 아직까지 제시되지 않았다.

특허문헌 1은 블록체인 인증을 이용하는 IoT 기반 사물 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 발명은 복수의 단위 노드가 유선망 및 무선망 중 적어도 하나로 상호 연결되고, 단위 노드 내에서 상호 연결된 사물들의 동작을 위한 명령의 정당성을 복수의 노드들간에서 상호 인증확인하는 블록체인 인증을 이용한 IoT기반 사물관리 시스템으로서, 단위 노드는 각각 고유 기능을 수행하는 복수의 사물과; 사물의 동작 이력을 기록한 n(n=자연수)개의 개별블록을 체인형태로 연계한 n 블록체인을 포함하는 한편 n 블록체인을 기반으로 사물들 각각에 대해 고유의 공개키와 개인키를 생성하여 제공하는 코어를; 구비하고, 복수의 사물들 중 하나는 컨트롤러로서, 코어가 제공한 사물들 각각의 고유 공개키 리스트를 가지고 있고, 사물에 대해 자신의 개인키를 결합한 제어명령을 전달하여 동작을 제어하고 사물은 제어명령에 반응하는 응답신호를 자신의 개인키와 결합하여 컨트롤러에 전송하는 한편 상응하는 동작을 수행하고, 개인키를 결합한 제어명령 및 응답신호 중 적어도 하나는 n+1번째 블록으로서 유효 n번째 블록의 암호화 해쉬를 포함하는 블록해쉬로 노드에 전파되고, 유효 n번째 블록은 복수의 노드에 의해 사전 승인확인되는 시스템에 관한 것이다.

특허문헌 1은 IoT 기기간의 효율적 자원 배분에 관한 사항은 제시하지 않고 있으면, 다만 기기 간의 인증을 블록체인을 사용하고 있다.

특허문헌 2는 이동 단말기 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 컨시어지 서버로 그룹 컨시어지 서비스의 개시를 요청하는 단계; 사용자와 동일한 관심사를 갖는 타 단말 사용자들에 관한 정보를 상기 컨시어지 서버로부터 수신하는 단계;및 상기 타 단말 사용자들과 그룹 생성을 제안하는 정보를 표시하는 단계를 포함한다. 특허문헌 2는 이동 단말기 자체에 대한 제어 시스템으로서 무선 자원의 분배에 관한 구체적인 내용은 기재되어 있지 않다.

특허문헌 3은 다수의 단말기 간 정보교류시스템에 관한 것으로서, 다양한 단말기 간 정보교류에 관한 일반적인 사항을 다양하게 나열만 하고 있다.

특허문헌 4는 스마트폰의 근거리통신을 활용한 위치기반 집단적 온도제어기 시스템 서비스 및 이를 활용한 에너지 관리 서비스에 관한 것으로서, 스마트폰을 사용하여 온도를 제어하는 과정에서 집단적 결정에 자신의 의견을 반영하는 방법에 관한 것이다.

대한민국 등록특허공보 제1678795호 대한민국 공개특허공보 제2016-0150421호 대한민국 공개특허공보 제2017-0141568호 대한민국 공개특허공보 제2015-0125789호

본원 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 별도의 전용 장비 또는 가상 머신이 필요 없고 해킹에 대한 노출 위험이 상대적으로 덜한 무선랜 컨트롤러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본원 발명에 따른 블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템의 제1양태는 무선랜망을 구성하는 무선랜 AP; 상기 무선랜 AP를 통하여 무선랜을 사용하는 무선랜단말기; 상기 무선랜 AP 및 상기 무선랜단말기의 무선랜망 접속에 대한 허가 여부를 판단하는 인증정보와 무선랜 사용을 위한 설정 정보를 블록체인상에 기록하며, 상기 블록체인상에 기록된 상기 무선랜 AP 및 상기 무선랜단말기의 무선랜망에 대한 접속과 무선랜 사용을 위한 설정이 상기 블록체인상에서 승인된 경우에만 수행하도록 하는 무선랜컨트롤러망; 상기 무선랜컨트롤러망을 제어하는 관리프로그램을 포함하는 블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템을 제공한다.

상기 무선랜은 IEEE 802.11기반의 a/b/g/n/ac/ad/ax/ah등의 표준을 이용하여 두 대 이상의 장치가 무선신호 전달 방식을 통하여 연결된 근거리통신망이며, 상기 무선랜 AP는 상기 무선랜을 사용하는 무선랜단말기를 유선 장치 또는 근처의 무선랜 AP에 연결할 수 있게 하는 장치이고, 상기 무선랜단말기는 상기 무선랜을 사용하는 장치로서 노트북, 전화기, 스마트폰, 패드, 소형 단말기를 포함한다.

상기 블록체인상에서 승인이 되는 단계는

1) 신규 무선랜 AP 또는 신규 무선랜단말기가 접속인증정보를 가지고 인근 무선랜 AP에 연결을 요청하는 단계;

2) 연결 요청을 받은 상기 인근 무선랜 AP가 장비 자체 내의 블록체인 데이터를 이용하여 상기 접속인증정보에 대한 개별인증을 수행하고, 상기 개별인증이 성공하는 경우에 리더 무선랜 AP에 상기 접속인증정보와 함께 연결인증을 요청하는 단계;

3) 연결인증을 요청받은 상기 리더 무선랜 AP는 상기 접속인증정보와 함께 블록체인상의 다른 무선랜 AP에 연결인증요청을 전송하는 단계;

4) 상기 연결인증요청을 전송받은 상기 다른 무선랜 AP는 각각의 장치에 저장된 블록체인 데이터를 이용하여 인증을 수행하고 이 결과를 상기 리더 무선랜 AP에 전송하는 단계;

5) 상기 리더 무선랜 AP는 상기 다른 무선랜 AP의 인증결과를 종합하여 설정된 인증방법에 따라 인증하고, 최종 결과를 상기 인근 무선랜 AP에 전송하는 단계;를 포함한다.

상기 리더 무선랜 AP는 무선랜망을 구성하는 무선랜 AP 중 가장 오랜 기간 동안 작동한 무선랜 AP로서, 상기 리더 무선랜 AP에 의해서만 신규 블록 데이터가 생성될 수 있다. 한편, 상기 관리프로그램은 상기 리더 무선랜 AP에 설치되어 있거나 상기 리더 무선랜 AP 접속하여 무선랜컨트롤러망을 제어한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본원 발명에 따른 블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템은 별도의 전용 장비 또는 가상 머신이 필요 없고 해킹에 대한 노출 위험이 적다. 구체적으로 별도의 장비를 추가하지 않고 무선랜망에 있는 무선랜 AP를 설정하고 관리할 수 있으며, 무선랜망에 필요한 효율적인 무선자원 관리를 통하여 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 무선랜망의 보안을 위한 무선랜 AP및 무선랜단말기의 접속 관리 기능을 제공하여 외부의 침입으로부터 안전하게 무선랜망을 사용할 수 있다.

신규 무선랜 AP설치시 설정의 부담이 없어 전문가가 아니라도 쉽게 설치하여 사용할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본원 발명에 따른 무선랜 AP 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본원 발명에 따른 블록체인 데이터의 구성도이다.
도 3은 본원 발명에 따라 무선랜 AP가 무선랜컨트롤러망에 연결하는 절차이다.
도 4는 본원 발명에 따라 무선랜단말기가 무선랜컨트롤러망에 연결하는 절차이다.

본원 발명은 무선랜망에서 블록체인을 활용하여 무선랜망에 필요한 모든 정보를 무선랜 AP들이 공유하고, 이 데이터를 활용하여 전체 무선랜망을 공동으로 관리하는 방법이다.

도1은 본원 발명에 따른 무선랜 AP 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에서 도시된 바와 같이 본원 발명에 따른 블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템은 관리프로그램(100), 적어도 하나 이상의 무선랜 AP(110) 및 무선랜을 사용하는 무선랜단말기(120)을 포함할 수 있다.

여기서 관리프로그램(100)은 무선랜 AP 또는 PC에서 실행할 수 있으며, 무선랜컨트롤러망을 설정하고 무선랜 AP(110), 무선랜단말기(120)를 사용하기 위한 인증 정보와 설정 정보를 입력하고 관리하는 기능을 제공한다. 관리프로그램(100)이 입력한 정보는 블록체인으로 관리된다.

도 1에서의 네트워크는 사내랜, 인터넷, 전용선을 포함한 유선 네트워크와 무선 서비스망을 모두 포함할 수 있다. 무선랜은 802.11기반의 a/b/g/n/ac/ad/ax/ah등의 표준을 이용하여 두 대 이상의 장치가 무선신호 전달 방식을 통하여 연결된 근서리통신망을 의미하며 무선랜단말기(120)는 무선랜 AP(110)과 연결하여 네트워크에 연결된 장치들과 통신할 수 있다. 이때 무선랜 AP는 네트워크에 직접 연결되거나, 다른 무선랜 AP에 무선으로도 연결될 수 있다.

본원 발명의 집단지성 무선랜 제어시스템은 무선랜망을 구성하는 무선랜 AP(110), 상기 무선랜 AP(110)를 통하여 무선랜을 사용하는 무선랜단말기(120), 상기 무선랜 AP(110) 및 상기 무선랜단말기(120)의 무선랜망 접속에 대한 허가 여부를 판단하는 인증정보와 무선랜 사용을 위한 설정 정보를 블록체인상에 기록하며, 상기 블록체인상에 기록된 상기 무선랜 AP(110) 및 상기 무선랜단말기(120)의 무선랜망에 대한 접속과 무선랜 사용을 위한 설정이 상기 블록체인상에서 승인된 경우에만 수행하도록 하는 무선랜컨트롤러망, 상기 무선랜컨트롤러망을 제어하는 관리프로그램(100)을 포함한다.

상기 인증정보와 무선랜을 사용하기 위한 설정 정보를 위변조가 어렵고 데이터 보안기능이 있는 블록체인을 이용하여 무선랜 AP(110)간 공유하여 무선랜 AP(110)들이 자율로 망을 관리하는 무선랜컨트롤러 기능을 수행한다. 전체적으로 시스템을 관리하는 관리자(130)가 있다.

관리자(130)는 관리프로그램(100)을 이용하여 신규로 생성할 무선랜의 망 이름, 사용할 IPv4/v6 주소정보, 무선랜 AP(110)별 부여할 SSID 설정을 포함한 무선랜 설정 등의 정보를 입력하여 신규 무선랜망을 생성한다. 이렇게 생성된 정보는 신규 무선망 정보를 블록체인의 최초블록에 저장한다.

무선랜 AP(110)가 최초로 설치되는 경우는 먼저 관리프로그램(100)에 장비 ID, 인증을 위한 암호키, 인증 스크립터, 기타 설정 정보를 입력한다. 입력된 무선랜 AP(110)의 정보는 블록체인망에 저장한다.

무선랜 AP(110)은 DHCP, UPNP, AVAHI를 통하여 자동으로 네트워크 설정을 받거나 사용자가 설정하여 네트워크에 연결하며, 이후 인근 무선랜 AP를 통하여 집단지성 무선랜 제어시스템에 연결한다.

집단지성 무선랜 제어시스템의 블록체인 데이터는 도 2와 같이 각 블록은 헤더와 데이터로 나뉘어진다. 헤더에 저장된 데이터 무결성을 검증하기 위한 이전블록헤더해쉬값은 현재 블록의 이전 블록의 헤더의 데이터로 계산된 해쉬값이며, 최초블록의 해쉬는 이전 블록이 없기 때문에 자기 블록의 해쉬값을 사용한다. 그리고 현재블록데이터해쉬는 현재 블록에 저장된 데이터를 규칙에 따라 계산된 해쉬값이다. 각 블록이 생성된 시각을 헤더에 기록하여 블록이 발생한 시각을 기록한다. 데이터에는 무선랜컨트롤러망에 필요한 모든 데이터를 저장한다. 해쉬는 SHA256을 사용할 수 있다.

예를 들어 블록1의 데이터를 변경하고자 하는 경우는 블록1의 데이터가 변경되면 현재블록데이터해쉬값도 변경됩니다. 이렇게 블록1의 해더데이터가 변경되면 블록2의 해더에 있는 현재블록데이터해쉬값이 일치하지 않아 블록1이 변경된 것을 알 수 있다.

본원 발명에 따른 블록체인망은 폐쇄형 블록체인망으로서 중앙서버가 없는 P2P 네트워크로 구성되며, 망을 구성하는 무선랜 AP중 가장 긴 기간동안 서비스하는 무선랜 AP를 리더로 선택하여 전체 기능을 조율한다. 리더로 선택된 무선랜 AP는 관리프로그램(100)과 연동하여 집단지성 무선랜 제어시스템 기능을 수행한다. 리더 무선랜 AP가 고장이거나 망 연결이 안된 경우는 연결된 무선랜 AP중에서 리더를 선택한다. 메인 블록체인의 블록은 리더만 신규로 생성할 수 있으며, 생성된 블록은 각 무선랜컨트롤러망의 무선랜 AP의 투표로 유효 여부를 판단하며, 합의기준 이상의 찬성이 있는 경우에만 유효한 것으로 판단하여 업데이트한다. 합의기준 이상의 찬성이 없는 경우는 무선랜컨트롤러망에 문제가 발생한 것으로 판단하여 관리프로그램이 알람을 발생시켜 관리자(130)가 알려서 조치하도록 한다.

무선랜 AP(110)가 무선랜컨트롤러망에 연결하는 절차는 도 3과 같다. 새로운 무선랜 AP(AP5)가 인근 무선랜 AP(AP4)에 무선랜컨트롤러망 연결을 위한 연결요청을 보낸다. 연결 요청을 받은 AP4는 장비내 블록체인 데이터를 이용하여 개별인증을 수행하고 수행된 결과에 따라 연결해제 또는 리더인 AP1에 AP연결인증요청을 보낸다. AP연결인증요청을 받은 리더 AP1은 각 AP에게 AP인증요청을 보낸다.

AP인증요청을 받은 각 무선랜 AP(110)는 전달받은 인증 데이터와 블록체인에 저장된 인증데이터를 이용하여 AP인증을 수행하고 AP인증결과를 리더 AP1에 보낸다. 리더 AP1은 자신을 포함한 모든 AP로부터 받은 인증결과를 설정된 인증방법에 따라 인증하고 AP인증결과를 최초 인증을 요구한 AP4에 보낸다. 리더 AP1은 새로운 AP가 인증되지 않는 경우는 AP블랙리스트에 추가하여 새로운 블록을 만들어 배포하거나, 인증된 경우는 인증된 결과를 새로운 블록을 만들어 배포한다.

무선랜단말기(120)는 접속하기 위한 무선랜 AP(110)와 연결하고 무선랜 AP(110)의 설정에 따라 인증을 수행한다. 블록체인에 저장된 무선랜단말기의 인증데이터를 이용하여 인증을 수행한다. 이 때 수행하는 방법은 도 4와 같다. 도 4의 절차는 도 3의 절차와 유사하며, 다만 무선랜 AP가 무선랜단말기로만 변경된 것이다.

본원 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.

100: 관리프로그램
110: 무선랜 AP
120: 무선랜단말기
130: 관리자

Claims (8)

1. 무선랜망을 구성하는 무선랜 AP;
   상기 무선랜 AP를 통하여 무선랜을 사용하는 무선랜단말기;
   상기 무선랜 AP 및 상기 무선랜단말기의 무선랜망 접속에 대한 허가 여부를 판단하는 인증정보와 무선랜 사용을 위한 설정 정보를 블록체인상에 기록하며, 상기 블록체인상에 기록된 상기 무선랜 AP 및 상기 무선랜단말기의 무선랜망에 대한 접속과 무선랜 사용을 위한 설정이 상기 블록체인상에서 승인된 경우에만 수행하도록 하는 무선랜컨트롤러망;
   상기 무선랜컨트롤러망을 제어하는 관리프로그램을 포함하는 블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템에 있어서,
   상기 블록체인상에서 승인이 되는 단계는
   1) 신규 무선랜 AP 또는 신규 무선랜단말기가 접속인증정보를 가지고 인근 무선랜 AP에 연결을 요청하는 단계;
   2) 연결 요청을 받은 상기 인근 무선랜 AP가 장비 자체 내의 블록체인 데이터를 이용하여 상기 접속인증정보에 대한 개별인증을 수행하고, 상기 개별인증이 성공하는 경우에 리더 무선랜 AP에 상기 접속인증정보와 함께 연결인증을 요청하는 단계;
   3) 연결인증을 요청받은 상기 리더 무선랜 AP는 상기 접속인증정보와 함께 블록체인상의 다른 무선랜 AP에 연결인증요청을 전송하는 단계;
   4) 상기 연결인증요청을 전송받은 상기 다른 무선랜 AP는 각각의 장치에 저장된 블록체인 데이터를 이용하여 인증을 수행하고 이 결과를 상기 리더 무선랜 AP에 전송하는 단계;
   5) 상기 리더 무선랜 AP는 상기 다른 무선랜 AP의 인증결과를 종합하여 설정된 인증방법에 따라 인증하고, 최종 결과를 상기 인근 무선랜 AP에 전송하는 단계;
   를 포함하는 블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 무선랜은 IEEE 802.11기반의 a/b/g/n/ac/ad/ax/ah등의 표준을 이용하여 두 대 이상의 장치가 무선신호 전달 방식을 통하여 연결된 근거리통신망인 블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 무선랜 AP는 상기 무선랜을 사용하는 무선랜단말기를 유선 장치 또는 근처의 무선랜 AP에 연결할 수 있게 하는 장치인 블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 무선랜단말기는 상기 무선랜을 사용하는 장치로서 노트북, 전화기, 스마트폰, 패드, 소형 단말기를 포함하는 블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 리더 무선랜 AP는 무선랜망을 구성하는 무선랜 AP 중 가장 오랜 기간 동안 작동한 무선랜 AP인 블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 리더 무선랜 AP에 의해서만 신규 블록 데이터가 생성될 수 있는 블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 관리프로그램은 상기 리더 무선랜 AP에 설치되어 있거나 상기 리더 무선랜 AP 접속하여 무선랜컨트롤러망을 제어하는 것인 블록체인 기반의 집단지성 무선랜 제어시스템.

Images