KR20200041013A - 무결성 및 신뢰성을 위해 메시지 해쉬 체인을 사용하는 통신 방법 및 시스템 - Google Patents

무결성 및 신뢰성을 위해 메시지 해쉬 체인을 사용하는 통신 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

데이터의 무결성과 신뢰성을 부여하고 조작방지를 위한 방안으로, 메시지 해쉬 체인를 사용하는 통신 방법 및 시스템이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 메시지 전송 방법은 메시지의 해쉬를 생성하는 단계; 다른 메시지의 해쉬로 메시지의 해쉬를 암호화하는 단계; 암호화된 메시지의 해쉬를 메시지와 함께 전송하는 단계;를 포함한다.
이에 의해, 메시지 해쉬 체인를 사용하여, 데이터의 무결성 및 신뢰성을 부여하고, 조작방지가 가능하며, 혼선이나 해킹에 강인해질 수 있게 된다.

Description

무결성 및 신뢰성을 위해 메시지 해쉬 체인을 사용하는 통신 방법 및 시스템{A Communication Method and System using a Message Hash Chain for Integrity and Reliability}
본 발명은 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 데이터 통신의 무결성과 신뢰성을 보장하기 위하여 메시지 해쉬 체인을 사용하는 통신 프로토콜에 관한 것이다.
일대일 통신에서, 데이터의 무결성과 신뢰성을 높이기 위해, CRC(Cyclic Redundancy Check) 또는 해쉬 알고리즘을 사용하여 Checksum을 붙여 보내는 방식이 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, Terminal #1이 Terminal #2에 메시지 M(n)을 전달할 경우, 메시지의 무결성을 검증할 수 있도록 CRC(n)을 계산하여 추가해 보내는 방식이다.
메시지 M(n)을 수신한 Terminal #2는 수신한 M(n)에서 계산한 CRC(n)과 수신한 메시지에 첨부된 CRC(n)을 비교하여, 같다면 수신완료의 응답으로 Ack(n)을 Terminal #1에게 전달한다.
반면, 계산한 CRC(n)과 수신한 CRC(n)의 값이 다르다면, 수신 실패의 응답으로 Nack(n)를 보내거나 응답하지 않는 방식으로 상대 Terminal에게 통신이 실패했음을 알려준다.
이러한 방식은, 무결성 검증에 있어 이전에 송수신한 데이터와의 상관 관계가 없기 때문에, 현재 송수신한 데이터의 무결성만을 보장할 수 있다.
나아가, 다른 송신자가 Terminal #1의 송신 주소로 바꾸어 송신한 경우 Terminal #2에서는 데이터를 구별할 수 없어 혼선이나 해킹에 취약하다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 데이터의 무결성과 신뢰성을 부여하고 조작방지를 위한 방안으로, 메시지 해쉬 체인를 사용하는 통신 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 메시지 전송 방법은 메시지의 해쉬를 생성하는 단계; 다른 메시지의 해쉬로 메시지의 해쉬를 암호화하는 단계; 암호화된 메시지의 해쉬를 메시지와 함께 전송하는 단계;를 포함한다.
메시지는, 현재 메시지이고, 다른 메시지는, 현재 메시지의 이전 메시지일 수 있다.
다른 메시지는, 현재 메시지의 바로 이전 메시지일 수 있다.
전송 단계는, 메시지의 무결성 및 신뢰성을 보장하기 위해, 해쉬를 전송하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 메시지 전송 방법은 수신한 암호화된 메시지의 해쉬를 다른 메시지의 해쉬로 복호화하는 단계; 및 복호화된 해쉬를 이용하여, 메시지의 무결성 및 신뢰성을 검증하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
검증 단계는, 수신한 메시지의 해쉬를 생성하는 단계; 복호화된 해쉬와 생성한 해쉬를 비교하는 단계; 및 비교 결과를 검증 결과로 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 메시지 전송 방법은 해쉬들을 해쉬 체인으로 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
전송 단계에서 전송하는 메시지는, 암호화 되어 있을 수 있다.
메시지는, ITS(Intelligent Transport System) 정보를 수록하고 있는 메시지일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 통신 시스템은 메시지의 해쉬를 생성하고, 다른 메시지의 해쉬로 메시지의 해쉬를 암호화하는 프로세서; 및 암호화된 메시지의 해쉬를 메시지와 함께 전송하는 통신부;를 포함한다.
한편, 본 발명의 또다른 실시예에 따른, 메시지 수신 방법은 수신한 암호화된 메시지의 해쉬를 다른 메시지의 해쉬로 복호화하는 단계; 및 복호화된 해쉬를 이용하여, 메시지의 무결성 및 신뢰성을 검증하는 단계;를 포함한다.
한편, 본 발명의 또다른 실시예에 따른, 통신 시스템은 메시지와 암호화된 메시지의 해쉬를 수신하는 통신부; 및 통신부를 통해 수신한 암호화된 메시지의 해쉬를 다른 메시지의 해쉬로 복호화하고, 복호화된 해쉬를 이용하여 메시지의 무결성 및 신뢰성을 검증하는 프로세서를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 메시지 해쉬 체인를 사용하여, 데이터의 무결성 및 신뢰성을 부여하고, 조작방지가 가능하며, 혼선이나 해킹에 강인해질 수 있게 된다.
도 1은 종래의 메시지 송수신 방법의 설명에 제공되는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 방법에서 메시지를 송신하는 과정의 설명에 제공되는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 방법에서 메시지를 수신하는 과정의 설명에 제공되는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 방법에서 송신기와 수신기 간의 메시지 전달과 응답 과정을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템의 블럭도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메시지 송신 방법의 설명에 제공되는 흐름도, 그리고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메시지 수신 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 방법의 설명에 제공되는 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 통신 방법에서는, 데이터 송수신의 무결성과 신뢰성을 확보하기 위해 메시지 해쉬 체인를 사용하는 통신 프로토콜을 제시한다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 통신 방법에서는, 각 송수신기의 내부에 송수신한 메시지들의 해쉬들을 해쉬트리로 생성하여 저장하도록 하고, 해쉬트리를 이용하여 일대일 통신의 무결성과 신뢰성을 보장하고, 해킹이나 혼신까지 방지한다.
본 발명의 실시예에 따른 통신 방법에서, 메시지를 송신하는 과정에 대해, 도 2를 참조하여 설명한다.
메시지 송신을 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 송신기(110)가 현재 메시지 M(n)의 해쉬 H(n)를 생성한다. 그리고, 송신기(110)는 이전 메시지의 해쉬 H(n-1)로 현재 메시지의 해쉬 H(n)를 암호화한다.
이후, 송신기(110)는 암호화된 현재 메시지의 해쉬 Enc(H(n))를 현재 메시지 M(n)와 함께 수신기로 전송한다. 암호화된 현재 메시지의 해쉬 Enc(H(n))는 현재 메시지 M(n)의 무결성과 신뢰성을 보장하기 위해 전송하는 것이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 통신 방법에서 메시지를 수신하는 과정에 대해, 도 3을 참조하여 설명한다.
송신기(110)로부터 메시지를 수신하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 수신기(120)는 송신기(110)로부터 현재 메시지 M(n)와 함께 수신한 암호화된 현재 메시지의 해쉬 Enc(H(n))를 복호화하여, 현재 메시지의 해쉬 H(n)을 획득한다.
송신기(110)로부터 수신한 암호화된 현재 메시지의 해쉬 Enc(H(n))의 복호화를 위해, 송신기(100)가 현재 메시지의 해쉬 Enc(H(n))의 암호화에 이용한 이전 메시지의 해쉬 H(n-1)가 이용된다.
그리고, 수신기(120)는 송신기(110)로부터 수신한 현재 메시지 M(n)의 해쉬 H(n)를 생성한다.
다음, 수신기(120)는 '암호화된 현재 메시지의 해쉬 Enc(H(n))를 복호화하여 획득한 해쉬 H(n)'와 '현재 메시지 M(n)로부터 생성한 해쉬 H(n)'를 비교하여, 메시지의 무결성과 신뢰성을 검증한다.
구체적으로, 양자가 일치하는 경우에는 메시지의 무결성과 신뢰성이 보장되는 것으로 판단하고, 송신기(100)에 Ack(n)을 전달한다. 반면, 양자가 일치하지 않는 경우에는 메시지의 무결성과 신뢰성이 보장되지 않는 것으로 판단하고, 송신기(100)에 Nack(n)을 전달한다.
도 4에는 송신기(110)와 수신기(120) 간의 메시지 전달과 응답 과정을 나타내었다.
구체적으로, 도 4에서는, 송신기(110)가 수신기(120)에 현재 메시지 M(n)를 암호화된 현재 메시지의 해쉬 Enc(H(n))와 함께 전송하면, 무결성과 신뢰성 검증 결과에 따라 수신기(120)가 송신기(110)에 Ack(n) 또는 Nack(n) 응답을 반환하는 과정을 나타내었다.
도 4에서, 송신기(110)가 수신기(120)로 전송하는 현재 메시지 M(n)는 암호화 되어 있는 것이 바람직하며, 구체적인 암호화 방식에 대해서는 제한이 없이, 다양한 방식이 적용가능하다.
한편, 송신기(110)가 수신기(120)는 ITS(Intelligent Transport System)를 위한 통신 시스템들로, 양자 간에 송수신하는 메시지는 ITS 정보를 수록하고 있는 메시지일 수 있다.
이를 테면, 차량과 다른 차량 간의 통신, 차량과 노변 기지국 간의 통신, 차량 내에서 ECU들 간의 통신 등에 적용될 수 있고, 차량의 블랙박스나 사고영상 저장장치(ADR: Accident Data Recoder)에 저장된 데이터를 무결성과 신뢰성을 보장하면서 전달하기 위해 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
나아가, 다른 응용 분야에 본 발명의 실시예가 적용되는 것을 배제하지 않는다. ITS 이외의 다른 분야에서의 메시지 통신 방법에 대해서도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템의 블럭도이다. 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에는, 데이터 송수신의 무결성과 신뢰성을 위해 메시지 해쉬 체인를 사용하는 통신 프로토콜이 적용된다.
본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템은, 도 2 내지 도 4에 도시된 송신기(110)와 수신기(120)를 통칭하는 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 통신부(101), 프로세서(102) 및 저장부(103)를 포함하여 구성된다.
통신부(101)는 상대 통신 시스템과 정해진 통신 매체를 통해 통신 연결을 설정하고 유지한다.
프로세서(102)는 통신부(101)를 통해 상대 통신 시스템과 통신하는데, 도 2 내지 도 4에 제시된 통신 방법에 따라 통신한다.
저장부(103)는 프로세서(102)가 상대 통신 시스템과 통신을 수행함에 있어 필요한 프로그램과 데이터가 저장된다. 필요한 데이터에는 송수신한 메시지들의 해쉬들을 연결한 해쉬트리가 포함된다. 즉, 저장부(103)에는 해쉬들이 해쉬트리로 저장되어 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메시지 송신 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
메시지 송신을 위해, 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 현재 메시지 M(n)의 해쉬 H(n)를 생성한다(S210). 그리고, 이전 메시지의 해쉬 H(n-1)로 S210단계에서 생성한 해쉬 H(n)를 암호화한다(S220).
다음, S220단계에서 암호화된 현재 메시지의 해쉬 Enc(H(n))를 현재 메시지 M(n)와 함께 수신기로 전송한다(S230).
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메시지 수신 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 메시지 M(n)와 암호화된 해쉬 Enc(H(n))를 수신하면(S310), 이전 메시지의 해쉬 H(n-1)를 이용하여, S310단계에서 수신한 암호화된 현재 메시지의 해쉬 Enc(H(n))를 복호화한다(S320).
그리고, S310단계에서 수신한 현재 메시지 M(n)의 해쉬 H(n)를 생성한다(S330).
다음, 'S320단계에서 복호화한 해쉬 H(n)'와 'S330단계에서 생성한 해쉬 H(n)'를 비교하여, 메시지의 무결성과 신뢰성을 검증하고(S340), 검증 결과를 반환한다(S350).
지금까지, 무결성 및 신뢰성을 위해 메시지 해쉬 체인를 사용하는 통신 방법 및 시스템에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.
위 실시예에서는, 현재 메시지의 해쉬를 현재 메시지의 바로 이전 메시지의 해쉬로 암호화하는 것을 상정하였는데 변형이 가능하다. 이를 테면, 현재 메시지의 해쉬를 현재 메시지의 바로 이전 메시지가 아닌 다른 이전 메시지의 해쉬로 암호화하는 것이 가능하다. 이를 테면, H(n)을 H(n-1)이 아닌 H(n-2)나 H(n-3)으로 암호화하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예는, 한정된 저장공간을 가지는 데이터 저장 장치의 데이터의 무결성을 부여하고 조작방지를 위하여 다수의 해쉬 체인을 적용하는 방안으로 활용될 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 메시지 해쉬 체인를 사용하는 통신 방법 및 시스템은, 은행 거래와 같이 신뢰성 및 무결성을 필요로하는 통신, 브레이크 정보 및 응급 메시지를 전달하는 ITS 정보 전달, 통신 이력의 보관이 용이한 통신 장치 등에 적용될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : 송신기
120 : 수신기
101 : 통신부
102 : 프로세서
103 : 저장부

Claims (12)

  1. 메시지의 해쉬를 생성하는 단계;
    다른 메시지의 해쉬로 메시지의 해쉬를 암호화하는 단계;
    암호화된 메시지의 해쉬를 메시지와 함께 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 전송 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    메시지는,
    현재 메시지이고,
    다른 메시지는,
    현재 메시지의 이전 메시지인 것을 특징으로 하는 메시지 전송 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    다른 메시지는,
    현재 메시지의 바로 이전 메시지인 것을 특징으로 하는 메시지 전송 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    전송 단계는,
    메시지의 무결성 및 신뢰성을 보장하기 위해, 해쉬를 전송하는 것을 특징으로 하는 메시지 전송 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    수신한 암호화된 메시지의 해쉬를 다른 메시지의 해쉬로 복호화하는 단계; 및
    복호화된 해쉬를 이용하여, 메시지의 무결성 및 신뢰성을 검증하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 전송 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    검증 단계는,
    수신한 메시지의 해쉬를 생성하는 단계;
    복호화된 해쉬와 생성한 해쉬를 비교하는 단계; 및
    비교 결과를 검증 결과로 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 전송 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    해쉬들을 해쉬 체인으로 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 전송 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    전송 단계에서 전송하는 메시지는,
    암호화 되어 있는 것을 특징으로 하는 메시지 전송 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    메시지는,
    ITS(Intelligent Transport System) 정보를 수록하고 있는 메시지인 것을 특징으로 하는 메시지 전송 방법.
  10. 메시지의 해쉬를 생성하고, 다른 메시지의 해쉬로 메시지의 해쉬를 암호화하는 프로세서; 및
    암호화된 메시지의 해쉬를 메시지와 함께 전송하는 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  11. 수신한 암호화된 메시지의 해쉬를 다른 메시지의 해쉬로 복호화하는 단계; 및
    복호화된 해쉬를 이용하여, 메시지의 무결성 및 신뢰성을 검증하는 단계;를 포함하는 메시지 수신 방법.
  12. 메시지와 암호화된 메시지의 해쉬를 수신하는 통신부; 및
    통신부를 통해 수신한 암호화된 메시지의 해쉬를 다른 메시지의 해쉬로 복호화하고, 복호화된 해쉬를 이용하여 메시지의 무결성 및 신뢰성을 검증하는 프로세서를 포함하는 통신 시스템.
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