KR20200068079A - A Method of Managing IoT Device Using Post-Quantum Cryptography on a Block Chain Platform - Google Patents

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김현곤
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Abstract

The present invention provides a method for managing an Internet of things (IoT) device in a blockchain platform to which quantum resistant cryptography is applied to complement the vulnerability of the existing modern cryptography in a quantum computing environment. According to the present invention, in the case of public key encryption, since the security in a blockchain is vulnerable due to vulnerable safety in a quantum computer environment in which Shor′s algorithm is realized, safety can be secured by using a blockchain platform applied with quantum resistant encryption for IoT device management.

Description

블록체인 플랫폼 상에서의 양자내성암호를 적용한 사물인터넷 기기 관리 방법{A Method of Managing IoT Device Using Post-Quantum Cryptography on a Block Chain Platform}A method of managing IoT device using Post-Quantum Cryptography on a Block Chain Platform}

본 발명은 양자내성암호를 적용한 블록체인 플랫폼에 관한 것으로서, 기존에 사용되고 있는 공개키 기반의 디지털 서명 및 인증의 방식이 아닌 양자내성암호를 적용하고 이를 통해 사물인터넷 기기에 대한 무결성을 수행하여 신뢰성있는 블록체인 플랫폼 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a blockchain platform to which quantum-resistant cryptography is applied, and is applied to quantum-resistant cryptography, which is not a method of digital signature and authentication based on public key, which is used in the past, and through this, performs integrity on IoT devices, thereby providing reliable Blockchain platform and method.

양자 컴퓨팅 기술 및 관련 기술의 발전으로 인해 기존 공개키 암호의 안전성 및 보안 취약성이 발생한다. 공개키 기반의 암호알고리즘의 경우 양자알고리즘인 Shor 알고리즘에 의해 안전성을 보장할 수 없다.Due to the development of quantum computing technology and related technologies, security and security vulnerabilities of existing public key cryptography occur. In the case of a public key-based cryptographic algorithm, safety cannot be guaranteed by the quantum algorithm, the Shor algorithm.

공개키 암호 알고리즘에는 RSA, ECC(Elliptic Curve Cryptography), ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) 등이 있으며, 비트코인의 경우 ECDSA를 사용하고 있다.Public key cryptographic algorithms include RSA, Elliptic Curve Cryptography (ECC), and Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA). ECDSA is used for Bitcoin.

비트코인 장부(Ledger)에 거래(Transaction)을 기록하기 위해서는 개인키와 공개키가 필요하다. 자신만 알고 있는 개인키로부터 공개키를 생성하고 공개키에 대한 해시값이 트랜잭션 주소가 된다.A private key and a public key are required to record transactions in the Bitcoin Ledger. Generate a public key from a private key that only you know, and the hash value for the public key becomes the transaction address.

블록체인에서 공개키는 계좌번호에 해당하며, 개인키는 비밀번호에 해당한다. Shor알고리즘이 양자컴퓨터에 구현된다면 공개키를 통해 개인키를 알 수 있기 때문에 비트코인 탈취가 가능한 문제가 발생한다.In the blockchain, the public key corresponds to the account number, and the private key corresponds to the password. If the Shor algorithm is implemented in a quantum computer, the private key can be known through the public key, and thus, a problem of bitcoin stealing occurs.

따라서, 양자컴퓨팅 시대에서도 안전하게 사용할 수 있는 블록체인 플랫폼이 필요하며, 양자내성암호를 적용함으로써 이러한 보안 취약점을 해결할 수 있다.Therefore, there is a need for a blockchain platform that can be safely used even in the era of quantum computing, and this security vulnerability can be solved by applying quantum resistance cryptography.

한국등록특허공보 제1919586호Korean Registered Patent Publication No. 11919586

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 양자내성암호를 적용하여 블록체인 플랫폼 상에서의 사물인터넷 기기의 안전성을 보장하는 것을 목표로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and aims to ensure the safety of IoT devices on a blockchain platform by applying quantum resistance cryptography.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해할 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적을 실현하기 위한 사물인터넷 관리 방법에는 복수의 사물인터넷 기기와 게이트웨이를 포함한다. 상기 복수의 사물인터넷 기기는 각각 하나의 노드로써 블록체인 플랫폼에 등록이 되며, 게이트웨이와 유선 또는 무선으로 연결이 된다. 사물인터넷 기기는 자기 자신의 개인키를 보유하고 있으며, 블록체인 플랫폼에 등록된 타 사물인터넷기기의 공개키를 따로 저장하고 있다. The IoT management method for realizing the above object includes a plurality of IoT devices and gateways. Each of the plurality of IoT devices is registered on the blockchain platform as one node, and is connected to the gateway by wire or wireless. The IoT device has its own private key and stores the public key of other IoT devices registered on the blockchain platform.

이때 개인키와 공개키는 격자기반 양자내성암호를 사용하여 생성된 키이며, 사물인터넷 기기에 대한 무결성을 검증하는데 사용된다.At this time, the private key and the public key are keys generated using a lattice-based quantum resistance password, and are used to verify the integrity of the IoT device.

사물인터넷 기기에 대한 디지털 서명을 통해 무결성 검증을 수행하게 되며 블록체인 플랫폼에 등록되지 않은 검증되지 않은 사물인터넷 기기는 네트워크로의 접속이 차단되어 악의적인 접근을 방지한다.Integrity verification is performed through digital signatures on IoT devices, and unverified IoT devices that are not registered on the blockchain platform are blocked from accessing the network to prevent malicious access.

또한 검증된 노드로부터 수집되는 각종 데이터는 별도의 서버에 저장되게 되며, 블록체인 상에 등록되지 않은 노드로부터의 데이터를 차단하여 DDoS 공격을 방지한다.In addition, various data collected from verified nodes are stored on a separate server, and DDoS attacks are prevented by blocking data from nodes not registered on the blockchain.

상기 목적을 실현하기 위한 블록체인 플랫폼 상에서의 양자내성암호를 적용한 사물인터넷 기기 관리 방법은 복수의 단위 노드가 유선망 또는 무선망을 통해 상호 연결되며 상호 연결된 노드들을 블록체인 네트워크를 통해 기기에 대한 인증을 받을 수 있다.In order to realize the above object, a method of managing an IoT device using a quantum-resistant cryptocurrency on a blockchain platform, a plurality of unit nodes are interconnected through a wired network or a wireless network, and the interconnected nodes are authenticated to the device through a blockchain network. Can receive

또한, 양자내성암호 기반의 공개키와 개인키를 생성하는 단계, 블록체인 네트워크에 블록 등록을 위해 블록해시를 생성하고 사물인터넷 기기에 대한 무결성을 확인하는 단계, 합의 알고리즘에 의해 블록을 등록하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, generating a public key and a private key based on quantum resistance cryptography, generating a block hash to register a block on the blockchain network, and verifying the integrity of the IoT device, and registering the block by a consensus algorithm It may include steps.

또한, 상기 복수의 단위 노드가 격자기반 양자내성암호를 적용하여 공개키와 개인키를 생성할 수 있다.In addition, the plurality of unit nodes may generate a public key and a private key by applying a lattice-based quantum resistance cryptography.

또한, 단위 노드들의 무결성을 확인하는 하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include the step of verifying the integrity of the unit nodes.

또한, 상기 합의 알고리즘을 통해 노드들의 검증이 이루어지며, 합의가 이루어진 검증된 노드들의 블록체인 네트워크에 등록되는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, verification of the nodes is performed through the consensus algorithm, and further comprising the step of registering in the blockchain network of the verified nodes where the consensus has been reached.

본 발명에 따른 양자내성암호를 적용한 사물인터넷 기기 관리 방법은 기존의 현대 암호를 사용하지 않기 때문에 양자컴퓨팅환경에서도 안전하게 사용할 수 있다.The IoT device management method to which the quantum resistance encryption according to the present invention is applied can be safely used in a quantum computing environment because it does not use the existing modern encryption.

블록체인 플랫폼에 사물인터넷 기기를 하나의 노드로 등록을 하고 사용자가 등록하지 않은 노드에 대해서는 블록체인 상에 등록되지 않으며, 악의적인 노드로 판단한다.The IoT device is registered as one node on the blockchain platform, and nodes that are not registered by the user are not registered on the blockchain, and are judged as malicious nodes.

등록된 사물인터넷 기기로부터 생성된 데이터는 별도의 서버로 전송되며, 등록되지 않은 기기는 네트워크 접근을 차단하여 DDoS 공격을 막고 안전하게 사물인터넷 기기를 관리할 수 있다.Data generated from registered IoT devices is transmitted to a separate server, and unregistered devices can block network access to prevent DDoS attacks and safely manage IoT devices.

도 1은 본 발명이 적용되는 네트워크의 개략 구성도.
도 2는 상기 블록체인 플랫폼(100)에 사물인터넷 기기를 등록하는 순서를 나타내는 도면.
도 3은 블록체인 네트워크를 구성하는 각 노드들의 블록 데이터를 간략히 나타내는 도면.1 is a schematic configuration diagram of a network to which the present invention is applied.
2 is a view showing a procedure for registering an IoT device in the blockchain platform 100.
3 is a diagram briefly showing block data of each node constituting a blockchain network.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 광섬유용 다중구조 나노패턴 빛 확산 장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.With reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the multi-structure nano-pattern light diffusion device for optical fibers according to embodiments of the present invention. The present invention can be variously changed and can have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure form, and it should be understood that all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention are included. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged than actual ones for the sake of clarity of the present invention, or reduced in scale than actual ones in order to understand a schematic configuration.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Further, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component. On the other hand, unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

도 1은 본 발명이 적용되는 네트워크의 개략 구성도이고, 도 2는 상기 블록체인 플랫폼(100)에 사물인터넷 기기를 등록하는 순서를 나타내는 도면이고, 도 3은 블록체인 네트워크를 구성하는 각 노드들의 블록 데이터를 간략히 나타내는 도면이다.1 is a schematic configuration diagram of a network to which the present invention is applied, FIG. 2 is a diagram showing an order of registering IoT devices in the blockchain platform 100, and FIG. 3 is a view of each node constituting the blockchain network This is a diagram briefly showing block data.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 복수의 단위 노드가 유선망 또는 무선망을 통해 상호 연결되며 상호 연결된 노드들을 블록체인 네트워크(100)를 통해 기기(110)에 대한 인증을 받을 수 있다.1 to 3, a plurality of unit nodes are interconnected through a wired network or a wireless network, and the interconnected nodes can be authenticated to the device 110 through the blockchain network 100.

이 때 본 발명의 블록체인 플랫폼 상에서의 양자내성암호를 적용한 사물인터넷 기기 관리 방법은 양자내성암호 기반의 공개키와 개인키를 생성하는 단계, 블록체인 네트워크(100)에 블록 등록을 위해 블록해시를 생성하고 사물인터넷 기기(110)에 대한 무결성을 확인하는 단계, 합의 알고리즘에 의해 블록을 등록하는 단계를 포함할 수 있다.At this time, the IoT device management method using the quantum resistance password on the blockchain platform of the present invention includes generating a public key and a private key based on the quantum resistance password, and block hashes for block registration in the blockchain network 100 And generating an integrity of the IoT device 110 and registering a block by a consensus algorithm.

또한, 본 발명의 블록체인 플랫폼 상에서의 양자내성암호를 적용한 사물인터넷 기기 관리 방법은 상기 복수의 단위 노드가 격자기반 양자내성암호를 적용하여 공개키와 개인키를 생성할 수 있다.In addition, in the IoT device management method using the quantum resistance password on the blockchain platform of the present invention, the plurality of unit nodes may generate a public key and a private key by applying a grid-based quantum resistance password.

또한, 본 발명의 블록체인 플랫폼 상에서의 양자내성암호를 적용한 사물인터넷 기기 관리 방법은 단위 노드들의 무결성을 확인하는 하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the IoT device management method using the quantum resistance encryption on the blockchain platform of the present invention may further include a step of checking the integrity of the unit nodes.

또한, 본 발명의 블록체인 플랫폼 상에서의 양자내성암호를 적용한 사물인터넷 기기 관리 방법은 상기 합의 알고리즘을 통해 노드들의 검증이 이루어지며, 합의가 이루어진 검증된 노드들의 블록체인 네트워크(100)에 등록되는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, in the IoT device management method using the quantum resistance cryptography on the blockchain platform of the present invention, nodes are verified through the consensus algorithm and registered in the blockchain network 100 of verified nodes where consensus has been reached. It may further include.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention can use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be equally applied by appropriately modifying the above embodiments. Therefore, the above description is not intended to limit the scope of the present invention as defined by the following claims.

100 : 블록체인 네트워크 110 : 사물인터넷 기기
200 : 블록체인 관리 장치 300 : 사용자 단말100: Blockchain network 110: IoT devices
200: Blockchain management device 300: User terminal

Claims (5)

복수의 단위 노드가 유선망 또는 무선망을 통해 상호 연결되며 상호 연결된 노드들을 블록체인 네트워크를 통해 기기에 대한 인증을 받는 블록체인 플랫폼 상에서의 양자내성암호를 적용한 사물인터넷 기기 관리 방법.A method of managing an IoT device in which a plurality of unit nodes are interconnected through a wired network or a wireless network, and quantum-resistant cryptography is applied on a blockchain platform where the interconnected nodes are authenticated to the device through a blockchain network. 제 1 항에 있어서,
양자내성암호 기반의 공개키와 개인키를 생성하는 단계;
블록체인 네트워크에 블록 등록을 위해 블록해시를 생성하고 사물인터넷 기기에 대한 무결성을 확인하는 단계; 및
합의 알고리즘에 의해 블록을 등록하는 단계;를 포함하는 블록체인 플랫폼 상에서의 양자내성암호를 적용한 사물인터넷 기기 관리 방법.According to claim 1,
Generating a public key and a private key based on the quantum resistance cryptography;
Generating a block hash for block registration in the blockchain network and verifying the integrity of the IoT device; And
A method of managing an IoT device using a quantum-resistant cryptographic code on a blockchain platform, comprising: registering a block by a consensus algorithm. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 단위 노드가 격자기반 양자내성암호를 적용하여 공개키와 개인키를 생성하는 블록체인 플랫폼 상에서의 양자내성암호를 적용한 사물인터넷 기기 관리 방법.According to claim 1,
A method of managing an IoT device in which the plurality of unit nodes apply a quantum resistance password on a blockchain platform that generates a public key and a private key by applying a grid-based quantum resistance password. 제 1 항에 있어서,
단위 노드들의 무결성을 확인하는 하는 단계;를 더 포함하는 블록체인 플랫폼 상에서의 양자내성암호를 적용한 사물인터넷 기기 관리 방법.According to claim 1,
Checking the integrity of the unit nodes; IoT device management method using a quantum resistance cryptography on a blockchain platform further comprising. 제 1 항에 있어서,
상기 합의 알고리즘을 통해 노드들의 검증이 이루어지며, 합의가 이루어진 검증된 노드들의 블록체인 네트워크에 등록되는 단계;를 더 포함하는 블록체인 플랫폼 상에서의 양자내성암호를 적용한 사물인터넷 기기 관리 방법.

According to claim 1,
A method of managing an IoT device applying quantum resistance cryptography on a blockchain platform, further comprising: verification of nodes through the consensus algorithm, and registration in a blockchain network of verified nodes for which consensus has been reached.

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