KR20060058931A - 암호화 모듈이 구성된 ｇｐｓ 수신기 내장형 통신시스템및 ｇｐｓ 데이터의 암호화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 암호화 모듈이 구성된 GPS 수신기 내장형 통신시스템 및 GPS 데이터의 암호화 방법에 관한 것이다. 본 발명은 GPS로부터 전송되어 오는 데이터를 안테나를 통해 수신하는 GPS 수신기와, GPS 수신기에서 수신된 데이터를 무선주파수로 분류하는 무선주파수부(RF)와, 상기 무선주파수부에서 의 GPS 데이터를 디지털신호처리하는 DSP로 구성된 GPS 수신기 모듈; 상기 GPS 수신기에서 수신된 GPS 데이터를 추출하는 GPS 데이터 추출부와, 암호화 키값을 생성하는 키생성부와, 상기 GPS 데이터를 암호화하는 암호화부와, 상기 암호화된 GPS 데이터를 출력하는 암호화 데이터 출력부로 구성된 암호화 모듈; 및 상기 암호화 모듈의 암호화 데이터 출력부로부터 전송된 암호화 데이터를 인증 및 판별하는 인증/데이터 판별부와, 상기 인증된 데이터를 복호하는 복호화부와, 상기 복호화된 GPS 데이터를 출력하는 출력부로 구성된 복호화 모듈로 이루어진다.

GPS 데이터, 암호화, 복호화

Description

암호화 모듈이 구성된 ＧＰＳ 수신기 내장형 통신시스템 및 ＧＰＳ 데이터의 암호화 방법{COMMUNICATION SYSTEM HAVING GLOBAL POSITIONING SYSTEM CONSTRUCTED CODIZED MODULE THEREIN AND CODIZING METHOD OF GPS DATA}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 암호화 모듈이 구성된 GPS 수신기와 외부시스템의 제어블록도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 암호화 모듈이 구성된 GPS 수신기 내장형 통신시스템의 제어블록도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 암호화 모듈이 구성된 GPS 수신기 내장형 통신시스템과 GPS 데이터를 활용하는 외부시스템의 제어블록도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 암호화 모듈 및 복호화 모듈이 구성된 GPS 수신기 내장형 통신시스템과 GPS 데이터를 활용하는 외부시스템의 제어블록도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 암호화 모듈이 구성된 GPS 수신기의 암호화 알고리즘 순서도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 암호화 모듈이 구성된 GPS수신기로부터 데이터를 받은 복호화 모듈이 구성된 외부시스템의 복호화 알고리즘 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : GPS 수신기모듈 11 : GPS 수신기

12 : RF 13 : DSP

20 : 외부시스템 30 : 암호화모듈

31 : GPS 데이터 추출부 32 : 키생성부

33 : 암호화부 34 : 암호화 데이터 출력부

40 : 복호화모듈 41 : 인증/데이터 판별부

42 : 복호화부 43 : GPS 데이터 출력부

본 발명은 암호화 모듈이 구성된 GPS 수신기 내장형 통신시스템 및 GPS 데이터의 암호화 방법에 관한 것이다.

데이터 암호화 기술은 공개키 알고리즘의 RSA 방식과 비밀키 알고리즘의 DES 방식이 가장 대표적이다.

공개키 알고리즘은 데이터를 암호화하는 암호화 키와 복호화하는 복호화 키가 다른 알고리즘을 말한다. 이것은 보통 암호화 키를 공개하여 상대방이 자신에게 데이터를 보낼시 상기 공개되어 있는 암호화 키를 사용하도록 하고 자신이 받은 암호화된 데이터를 복호화할 때는 자신만이 알고있는 복호화 키를 사용하여 수신된 데이터를 복호화하는 방법을 취한다.

그러나, 이 방법은 암호화 키와 복호화 키간에 연관성이 없으므로 쉽사리 암호문을 깰 수 없다는 장점이 있는 반면, 암호화 및 복호화시 많은 시간이 소요된다 는 것이 단점이다.

또한, 비밀키 알고리즘은 암호화 키와 복호화 키가 동일한 암호화 알고리즘이다. 이 방법은 암호화 및 복호화시 소요되는 시간이 짧다는 장점이 있지만, 데이터를 보내고 받는 쪽을 제외한 다른 사람들에게는 키에 대한 정보를 누출시키지 말아야 하는 단점이 있다.

종래의 GPS 수신기에서는 위성으로부터 받은 정보를 사용자에게 제공함에 있어 binary 또는 ASCII형태의 메시지로 출력하게 되어있다. 그러나 이러한 형태의 메시지는 GPS 수신기와 외부시스템과의 데이터 교환시 다른 제3자로부터의 공격, 즉 위성정보 변조, 개인 위치정보 유출, 데이터 손실 등에 대한 대응책이 전무한 상태이다. 이것은 수신기 측면에서 보면 성능의 저하와 GPS 수신기의 신뢰성에 대한 의문을 야기시킬수 있다. 또한, 개인의 위치정보 유출시에는 사용자에게 불이익도 미칠 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 GPS 수신기와의 데이터 통신에 수반되는 문제점을 개선하기 위해 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 GPS 수신기내에 외부시스템간의 데이터 통신에 필요한 암호화 모듈을 구성하여 기존의 GPS 수신기의 단점인 위성정보, 개인 위치정보의 유출과 데이터 조작, 변형, 손실을 방지함으로써 외부시스템과의 신뢰성 있는 데이터 통신이 가능토록 한 암호화 모듈이 구성된 GPS 수신기 내장형 통신시스템 및 GPS 데이터의 암호화 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 암호화 모듈이 구성된 GPS 수신기 내장형 통신시스템은, GPS 위성으로부터 전송되어 오는 데이터를 안테나를 통해 수신하는 GPS 수신기와, 상기 GPS 수신기에서 수신된 GPS 데이터를 무선주파수로 분류하는 무선주파수부와, 상기 GPS 데이터를 디지털신호처리하는 DSP로 구성된 GPS 수신기 모듈; 상기 GPS 수신기에서 수신된 GPS 데이터를 추출하는 GPS 데이터 추출부와, 암호화 키값을 생성하는 키생성부와, 상기 GPS 데이터를 암호화하는 암호화부와, 상기 암호화된 GPS 데이터를 출력하는 암호화 데이터 출력부로 구성된 암호화 모듈; 및 상기 암호화 모듈의 암호화 데이터 출력부로부터 전송된 암호화 데이터를 인증 및 판별하는 인증/데이터 판별부와, 상기 인증된 데이터를 복호하는 복호화부와, 상기 복호화된 GPS 데이터를 외부시스템으로 출력하는 출력부로 구성된 복호화 모듈로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 키생성부는 GPS 수신기로부터 입력되는 Almanac 데이터와 GPS 수신기 내부의 Random value를 활용하여 키값을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 GPS 데이터의 암호화방법은 GPS 데이터가 수신되면 디지털신호로 처리하는 단계; 상기 GPS 데이터의 Almanac정보를 추출하는 단계; Random value를 생성하는 단계; 상기 Almanac정보와 Random value를 토대로 키값을 반복하여 생성하는 단계; 상기 생성된 키값을 토대로 GPS 데이터에 대한 암호화 작업을 수행하는 단계; 및 상기 암호화된 GPS 데이터를 복호화 모듈로 출력하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 GPS 데이터의 암호화방법은 암호화모듈로부터 전송되는 암호화된 GPS 데이터를 인증/암호화된 데이터인지 판별하는 단계; 인증/암호화된 데이터일 경우 키 정보를 추출하고 분석하는 단계; 상기 추출된 키 정보를 토대로 키값을 생성하되, 기존에 활용하던 키값과 Almanac 데이터와 Random value를 활용하여 새로운 키값을 생성하는 단계; 수신된 암호화된 GPS 데이터를 복호화하는 단계; 및 복호화된 GPS 데이터를 외부시스템으로 출력하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 암호화 모듈이 구성된 GPS 수신기와 외부시스템의 제어블록도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 암호화 모듈이 구성된 GPS 수신기 내장형 통신시스템의 제어블록도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 암호화 모듈이 구성된 GPS 수신기 내장형 통신시스템과 GPS 데이터를 활용하는 외부시스템의 제어블록도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 암호화 모듈 및 복호화 모듈이 구성된 GPS 수신기 내장형 통신시스템과 GPS 데이터를 활용하는 외부시스템의 제어블록도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 암호화 모듈이 구성된 GPS 수신기의 암호화 알고리즘 순서도, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 암호화 모듈이 구성된 GPS수신기로부터 데이터를 받은 복호화 모듈이 구성된 외부시스템의 복호화 알고리즘 순서도이다.

본 발명은 기존의 GPS 수신기가 내포하고 있는 데이터 통신시 보안의 취약점 을 해결하고 나아가 신뢰성 있는 데이터 통신을 위하여 GPS 수신기에 암호화 모듈을 구성한다.

암호화 모듈에서는 GPS 수신기와 외부시스템간 인증을 통해 데이터 송수신을 하고 암호화 및 복호화 키값의 진화 알고리즘을 통하여 키를 생성 및 교체한다. 이로 인해 외부로부터의 공격에 대비하여 기존의 암호화 알고리즘에서 보다 진보된 암호화 체계를 구축할 수 있다. 인증은 GPS 수신기를 통해 GPS 데이터를 전송받는 수신측이 검증된 사용자인지를 판별하여 인가된 수신측에 한해 암호화된 메시지를 복호화한다. 이를 통해 상호간에 보다 신뢰성과 보안수준이 높은 GPS 수신기를 구현할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 시스템은 GPS 수신기 모듈(10)과 외부시스템(20)으로 구성된다.

GPS 수신기 모듈(10)은 GPS로부터 전송되어 오는 데이터를 안테나를 통해 수신하는 GPS 수신기(11)와, GPS 수신기(11)에서 수신된 데이터를 무선주파수로 분류하는 무선주파수부(RF)(12)와, 상기 GPS 데이터를 디지털신호처리하는 DSP(12)로 구성된다.

도 1에 있어서, 암호화 모듈(30)은 GPS 수신기 모듈(10)에 구성된 암호화 모듈과 외부시스템(20)에 구성된 복호화 모듈을 포함한 것을 의미한다.

상기 암호화 모듈(30)은 인증과정, 암호화/복호화 키 생성 및 진화과정, 암호화 과정, 데이터 통신 과정을 수행한다.

상기 암호화/복호화 키의 생성 및 진화에 있어서는 GPS 수신기(11)로부터 입력되는 Almanac 데이터와 GPS 수신기(11) 내부의 Random value를 활용하여 키생성 부를 통해 키값을 생성한다.

키값의 진화는 기존에 활용하던 키값과 Almanac 데이터와 Random value를 활용하여 키생성부를 통하여 새로운 키값을 생성하게 된다. 이러한 암호화 키값의 진화와 잦은 교체는 제3자로 인한 외부 공격에 있어서 데이터 보안의 안정성과 신뢰도를 높일 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 암호화 모듈이 구성된 GPS 수신기(11) 내장형 통신시스템은, GPS 수신기(11)와, GPS 데이터 추출부(31)와, 키생성부(32)와, 암호화부(33)와, 암호화 데이터 출력부(34)로 구성된 암호화 모듈(30)과, 상기 암호화 모듈(30)의 암호화 데이터 출력부(34)로부터 전송된 암호화 데이터를 인증 및 판별하는 인증/데이터 판별부(41)와, 인증된 데이터를 복호하는 복호화부(42)와, 상기 복호화된 GPS 데이터를 출력하는 출력부(43)로 구성된 복호화 모듈(40)로 세분화되어 구성된다.

도 3은 상기 도 2의 GPS 수신기(11)에 암호화 모듈(30)만 구성되고, 복호화 모듈(40)은 외부시스템(50)에 구성된 것으로써, 상기 통신시스템과는 유무선통신을 하는 것으로 구성된다.

도 4는 상기 도 2에 도시한 바와 같이 GPS 수신기(11)에 암호화 모듈(30) 및 복호화 모듈(40)이 구성된 통신시스템과 복호화 모듈(40)이 구성된 외부시스템(50)간에 유무선통신을 행하는 것으로 구성된다.

도 5를 참조하여 GPS 수신기(11)에서 수신된 GPS 데이터의 암호화 동작순서를 상세히 설명한다.

GPS 수신기(11)에서 GPS 데이터가 수신되면 이 데이터를 상기 무선주파수부 (12)에서 무선주파수로 분류하고(S1) DSP(13)에서 디지털신호로 처리하게 된다.(S2)

이후, 암호화 모듈(30)에서 상기 GPS 데이터의 암호화 동작을 수행하게 된다.

GPS 데이터 추출부(31)에서는 상기 GPS 데이터의 Almanac정보를 추출하고(S4), GPS 수신기(11)에서는 내부의 Random value를 생성하여 키생성부(32)로 입력하게 된다.(S5)

따라서 상기 키생성부(32)에서는 적절한 키값을 생성한 후(S6) GPS 데이터 암호화부(33)에 입력하여 상기 GPS 데이터에 대한 암호화 작업을 수행하게 된다.(S7)

상기 키생성부(32)에 의한 키값의 진화는 기존에 활용하던 키값과 상기 Almanac 데이터와 Random value를 활용하여 새로운 키값을 생성하게 된다.(S8) 이러한 암호화/복호화 키값의 진화와 잦은 교체는 제3자로 인한 외부 공격에 있어서 데이터 보안의 안정성과 신뢰도를 높일 수 있다.

상기 키값이 교체되면 스텝 S6으로 복귀하여 차후의 동작을 수행한다.

상기와 같이 키값 교체 판별 과정을 거친 암호화된 GPS 데이터는 복호화 모듈(40)로 출력된다.(S9)

복호화 동작순서는 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

상기 암호화 모듈(30)의 출력부(34)를 통해 전송된 암호화된 GPS 데이터는(S1) 인증/데이터 판별부(41)에서 인증/암호화된 데이터인지 판별하여(S2) 인증/암호화된 데이터일 경우 키 정보를 추출하고 분석한다.(S3)

상기 추출된 키 정보를 토대로 키값을 생성하며, 키값의 생성은 상술한 바와 같이 기존에 활용하던 키값과 상기 Almanac 데이터와 Random value를 활용하여 새로운 키값을 생성하게 된다.(S4)

이후, 복호화부(42)에서는 수신된 암호화된 GPS 데이터를 복호화하고(S5), 복호화된 GPS 데이터는 외부시스템으로 출력된다.(S6)

상술한 본 발명은 특정한 실시예를 들어 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며 본 발명의 기술적사상을 벗어나지 않는 범위내에서는 얼마든지 수정 변형실시가 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 뛰어난 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 의한 데이터 암호화 통신 기능이 탑재된 GPS 수신기는 기존의 수신기가 갖지 못하는 데이터의 무결성 보장과 GPS 수신기를 통한 안전한 위치정보의 수신을 제공하여 기존 수신기의 취약점인 데이터 보안에 탁월한 성능을 나타낸다.

둘째, 시간이 지남에 따라 스스로 진화하는 암호화/복호화 키값으로 인해 데이터 보안이 절실한 군사용 GPS 수신기에서는 필수적인 요소라 할 수 있을 것이다. 그러므로 GPS 수신기를 활용하는 기존의 위성항법시스템과 군 작전용 통신 단말기 및 위치보고체계용(C4I) 단말기 및 PDA와 같은 휴대장치와의 결합, 각종 Embedded system과의 결합에 의한 응용시스템, 또는 인증된 사용자만 위치 파악 기능을 부여할 수 있는 이동통신 단말기 등에 활용이 가능하다.

Claims (4)

1. GPS 위성으로부터 전송되어 오는 데이터를 안테나를 통해 수신하는 GPS 수신기(11)와, 상기 GPS 수신기(11)에서 수신된 GPS 데이터를 무선주파수로 분류하는 무선주파수부(RF)(12)와, 상기 GPS 데이터를 디지털신호처리하는 DSP(12)로 구성된 GPS 수신기 모듈(10);

   상기 GPS 수신기(11)에서 수신된 GPS 데이터를 추출하는 GPS 데이터 추출부(31)와, 암호화 키값을 생성하는 키생성부(32)와, 상기 GPS 데이터를 암호화하는 암호화부(33)와, 상기 암호화된 GPS 데이터를 출력하는 암호화 데이터 출력부(34)로 구성된 암호화 모듈(30); 및

   상기 암호화 모듈(30)의 암호화 데이터 출력부(34)로부터 전송된 암호화 데이터를 인증 및 판별하는 인증/데이터 판별부(41)와, 상기 인증된 데이터를 복호하는 복호화부(42)와, 상기 복호화된 GPS 데이터를 외부시스템으로 출력하는 출력부(43)로 구성된 복호화 모듈(40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 암호화모듈이 구성된 GPS 내장형 통신시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 키생성부(32)는 GPS 수신기(11)로부터 입력되는 Almanac 데이터와 GPS 수신기(11) 내부의 Random value를 활용하여 키값을 생성하는 것을 특징으로 하는 암호화모듈이 구성된 GPS 내장형 통신시스템.
3. GPS 데이터가 수신되면 디지털신호로 처리하는 단계;

   상기 GPS 데이터의 Almanac정보를 추출하는 단계;

   Random value를 생성하는 단계;

   상기 Almanac정보와 Random value를 토대로 키값을 반복하여 생성하는 단계;

   상기 생성된 키값을 토대로 GPS 데이터에 대한 암호화 작업을 수행하는 단계; 및

   상기 암호화된 GPS 데이터를 복호화 모듈로 출력하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 GPS 데이터의 암호화방법.
4. 상기 암호화모듈로부터 전송되는 암호화된 GPS 데이터를 인증/암호화된 데이터인지 판별하는 단계;

   인증/암호화된 데이터일 경우 키 정보를 추출하고 분석하는 단계;

   상기 추출된 키 정보를 토대로 키값을 생성하되, 기존에 활용하던 키값과 Almanac 데이터와 Random value를 활용하여 새로운 키값을 생성하는 단계;

   수신된 암호화된 GPS 데이터를 복호화하는 단계; 및

   복호화된 GPS 데이터를 외부시스템으로 출력하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 GPS 데이터의 암호화방법.

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