KR20240003681A - 암호화 서비스를 제공하는 전자 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 통신 회로와, 상기 통신 회로와 작동적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 보안 기능을 지원하지 않는 외부 전자 장치(320)로부터 상기 통신 회로를 통해 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 수신하고, 상기 고유 정보를 기반으로 상기 외부 전자 장치를 위한 보안 저장 영역을 할당하고, 상기 외부 전자 장치를 위한 데이터 암호화 키를 생성하여 상기 보안 저장 영역에 저장하고, 상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하고, 상기 세션 키로 암호화된 상기 외부 전자 장치의 요청에 응답하여 상기 데이터 암호화 키에 근거한 암호화 및/또는 복호화 서비스를 상기 외부 전자 장치에게 제공하도록 구성될 수 있다.

Description

암호화 서비스를 제공하는 전자 장치 및 그 동작 방법{ELECTRONIC DEVICE FOR PROVIDING ENCRYPTION SERVICE AND METHOD OF OPERATING THE SAME}
본 개시는 암호화 서비스를 제공하는 전자 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
무선 통신 기술의 발전으로 인하여 다양한 사물에 통신 기능이 포함되어 네트워크를 형성함으로써 편리하게 사물을 제어할 수 있게 되었다. 이와 같이 사물에 통신 기능을 포함하여 네트워크로 연결하는 것을 사물 인터넷(internet of things: IoT)이라 하며 실생활에 폭넓게 사용되고 있다. 이러한 IoT는 기존의 IT 기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 또는 첨단의료 서비스와 같은 다양한 분야에 응용될 수 있다.
스마트 홈 환경의 경우 각종 IoT 장치들을 활용하여 사물 인터넷 기반의 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 스마트폰과 같은 전자 장치는 IoT 장치들의 관리를 위한 어플리케이션을 실행할 수 있다.
IoT 장치들이 점차 늘어나고 시장이 급속도로 확장됨에 따라 IoT 장치들을 위한 보안이 큰 이슈가 되고 있다. 통상적으로 이동 단말(mobile device) 또는 IoT 장치와 같은 전자 장치는 개인 정보(private information) 또는 암호화 키들(cryptographic keys)과 같은 보안 데이터(security data)를 사용하여 다양한 기능들을 수행할 수 있다. 전자 장치가 보안 데이터를 저장하고 있는 도중에 악의적인 사용자에 의해 공격받는 경우 보안 데이터는 탈취될 수 있다.
특히 스마트 홈 환경에서 사용되는 IoT 장치(예를 들어 도어락, 홈 CCTV 또는 월패드)는 매우 사적인 개인 데이터(예를 들어 도어락 출입 기록 또는 촬영된 영상)를 저장하거나 관리할 수 있고, 이러한 개인 데이터를 탈취당하는 것은 사용자에게 매우 큰 불안감과 불편함을 야기하게 될 수 있다. 그러나 많은 IoT 장치들은 사용자의 요구를 만족시킬 정도로 높은 수준의 보안 기능(예를 들어 암호화 키를 저장하기 위한 높은 보안 등급(assurance level)의 저장 영역)을 구비하고 있지 못할 수 있으며, 이에 따라 사용자의 개인 데이터가 탈취될 위험성이 높을 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는, 통신 회로 및 상기 통신 회로와 작동적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 보안 기능을 지원하지 않는 외부 전자 장치로부터 상기 통신 회로를 통해 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 고유 정보를 기반으로 상기 외부 전자 장치를 위한 보안 저장 영역을 할당하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 외부 전자 장치를 위한 데이터 암호화 키를 생성하여 상기 보안 저장 영역에 저장하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 세션 키로 암호화된 상기 외부 전자 장치의 요청에 응답하여 상기 데이터 암호화 키에 근거한 암호화 및/또는 복호화 서비스를 상기 외부 전자 장치에게 제공하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는, 통신 인터페이스 및 상기 통신 인터페이스와 작동적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 통신 인터페이스를 통해 보안 기능을 지원하는 외부 전자 장치에게 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 외부 전자 장치로부터 제1 세션 키 생성 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 세션 키 생성 정보에 근거하여 상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 세션 키의 검증을 위한 제2 세션 키 생성 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 세션 키에 근거하여 상기 외부 전자 장치에 의해 제공되는 암호화 및/또는 복호화 서비스를 이용하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 보안 기능을 지원하지 않는 외부 전자 장치로부터 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 수신하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 고유 정보를 기반으로 상기 외부 전자 장치를 위한 보안 저장 영역을 할당하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 외부 전자 장치를 위한 데이터 암호화 키를 생성하여 상기 보안 저장 영역에 저장하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 세션 키로 암호화된 상기 외부 전자 장치의 요청에 응답하여 상기 데이터 암호화 키에 근거한 암호화 및/또는 복호화 서비스를 상기 외부 전자 장치에게 제공하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 보안 기능을 지원하는 외부 전자 장치에게 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 전송하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 외부 전자 장치로부터 제1 세션 키 생성 정보를 수신하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 제1 세션 키 생성 정보에 근거하여 상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 세션 키의 검증을 위한 제2 세션 키 생성 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 세션 키에 근거하여 상기 외부 전자 장치에 의해 제공되는 암호화 및/또는 복호화 서비스를 이용하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라 하나 이상의 프로그램을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서, 상기 하나 이상의 프로그램은 전자 장치의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 전자 장치가: 보안 기능을 지원하지 않는 외부 전자 장치로부터 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 수신하고, 상기 고유 정보를 기반으로 상기 외부 전자 장치를 위한 보안 저장 영역을 할당하고, 상기 외부 전자 장치를 위한 데이터 암호화 키를 생성하여 상기 보안 저장 영역에 저장하고, 상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하고, 상기 세션 키로 암호화된 상기 외부 전자 장치의 요청에 응답하여 상기 데이터 암호화 키에 근거한 암호화 및/또는 복호화 서비스를 상기 외부 전자 장치에게 제공하도록 구성하는 명령어들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라 하나 이상의 프로그램을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서, 상기 하나 이상의 프로그램은 전자 장치의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 전자 장치가: 보안 기능을 지원하는 외부 전자 장치에게 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 전송하고, 상기 외부 전자 장치로부터 제1 세션 키 생성 정보를 수신하고, 상기 제1 세션 키 생성 정보에 근거하여 상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하고, 상기 세션 키의 검증을 위한 제2 세션 키 생성 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하고, 상기 세션 키에 근거하여 상기 외부 전자 장치에 의해 제공되는 암호화 및/또는 복호화 서비스를 이용하도록 구성하는 명령어들을 포함할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 IoT(internet of things) 시스템을 도시한다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 IoT 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 외부 전자 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따라 전자 장치가 암호화 서비스를 제공하는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따라 외부 전자 장치가 암호화 서비스를 제공하는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따라 장치 인증 및 세션 키 생성을 수행하는 절차를 설명하기 위한 신호 흐름도를 도시한 것이다.
도 9는 일 실시예에 따라 전자 장치에서 보안 엘리먼트의 사용을 확인하는 사용자 인터페이스 화면의 일 예를 나타낸 것이다.
도 10은 일 실시예에 따라 전자 장치가 암호화 서비스를 제공하는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 일 실시예에 따라 외부 전자 장치가 암호화 서비스를 이용하는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 일 실시예에 따라 암호화 서비스를 제공하는 절차를 설명하기 위한 신호 흐름도를 도시한 것이다.
도 13은 일 실시예에 따라 복호화 서비스를 제공하는 절차를 설명하기 위한 신호 흐름도를 도시한 것이다.
도 14는 일 실시예에 따라 패스워드의 안전한 저장을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따라 영상 데이터의 안전한 저장을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따라 세션 키를 갱신하는 절차를 설명하기 위한 신호 흐름도를 도시한 것이다.
도 17은 일 실시예에 따라 서버 인증을 위한 비대칭 키를 생성하는 절차를 설명하기 위한 신호 흐름도를 도시한 것이다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 IoT(internet of things) 시스템(100)을 도시한다. 한편, 도 1의 구성 요소 중 적어도 일부는 생략될 수도 있으며, 도시되지 않은 구성 요소가 더 포함되도록 구현될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 IoT 시스템(100)은, 데이터 네트워크(116 또는 146)에 연결 가능한 복수의 전자 장치들을 포함한다. 예를 들어, IoT 시스템(100)은 제 1 IoT 서버(110), 제 1 노드(node)(120), 보이스 어시스턴트(voice assistance) 서버(130), 제 2 IoT 서버(140), 제 2 노드(150), 또는 디바이스들(121,122,123,124,125,136,137,151,152,153) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 제 1 IoT 서버(110)는, 통신 인터페이스(111), 프로세서(112), 또는 저장부(113) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제 2 IoT 서버(140)는, 통신 인터페이스(141), 프로세서(142), 또는 저장부(143) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서에서의 "IoT 서버"는, 예를 들어 데이터 네트워크(예: 데이터 네트워크(116) 또는 데이터 네트워크(146))에 기반하여, 중계 디바이스(예: 제 1 노드(120) 또는 제 2 노드(150))를 통하거나, 또는 중계 디바이스 없이 직접적으로(directly), 하나 또는 그 이상의 디바이스들(예: 디바이스들(121,122,123,124,125,151,152,153))을 원격으로 제어 및/또는 모니터링할 수 있다. 여기에서의 "디바이스"는, 예를 들어 가택, 사무실, 공장, 빌딩, 외부 지점, 또는 다른 타입의 부지들과 같은 로컬 환경 내에 배치되는(또는, 위치하는) 센서, 가전, 사무용 전자 디바이스, 또는 공정 수행을 위한 디바이스로, 그 종류에는 제한이 없다. 제어 명령을 수신하여 제어 명령에 대응하는 동작을 수행하는 디바이스를 "타겟 디바이스"로 명명할 수 있다. IoT 서버는, 복수의 디바이스들 중 타겟 디바이스를 선택하고 제어 명령을 제공하는 점에서, 중앙 서버(central server)로 명명될 수도 있다.
일 실시예에 따라서, 제 1 IoT 서버(110)는, 데이터 네트워크(116)를 통하여 디바이스들(121,122,123)과 통신을 수행할 수 있다. 데이터 네트워크(116)는, 예를 들어 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신을 위한 네트워크를 의미할 수 있으며, 또는 셀룰러 네트워크를 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따라서, 제 1 IoT 서버(110)는, 통신 인터페이스(111)를 통하여 데이터 네트워크(116)에 연결될 수 있다. 통신 인터페이스(111)는, 데이터 네트워크(116)의 통신을 지원하기 위한 통신 디바이스(또는, 통신 모듈)를 포함할 수 있으며, 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 제 1 IoT 서버(110)는, 제 1 노드(120)를 통하여 디바이스들(121,122,123)와 통신을 수행할 수 있다. 제 1 노드(120)는, 제 1 IoT 서버(110)로부터의 데이터를 데이터 네트워크(116)를 통하여 수신하고, 수신한 데이터를 디바이스들(121,122,123) 중 적어도 일부로 송신할 수 있다. 또는, 제 1 노드(120)는, 디바이스들(121,122,123) 중 적어도 일부로부터 데이터를 수신하고, 수신한 데이터를 데이터 네트워크(116)를 통하여 제 1 IoT 서버(110)로 송신할 수 있다. 제 1 노드(120)는, 데이터 네트워크(116) 및 디바이스들(121,122,123) 사이의 브릿지(bridge)로서 기능할 수 있다. 한편, 도 1에서는 제 1 노드(120)가 하나인 것과 같이 도시되어 있지만 이는 단순히 예시적인 것으로, 그 숫자에는 제한이 없다.
본 문서에서의 "노드"는, 엣지 컴퓨팅 시스템(edge computing system)일 수 있거나, 또는 허브(hub) 디바이스일 수 있다. 일 실시예에 따라서, 제 1 노드(120)는, 데이터 네트워크(116)의 유선 및/또는 무선의 통신을 지원하며, 아울러 디바이스들(121,122,123)과의 유선 및/또는 무선의 통신을 지원할 수 있다. 예를 들어, 제 1 노드(120)는, 블루투스, Wi-Fi, Wi-Fi direct, Z-wave, Zig-bee, INSETEON, X10 또는 IrDA(infrared data association 중 적어도 하나와 같은 근거리 통신 네트워크를 통하여 디바이스들(121,122,123)과 연결될 수 있으나, 통신 종류에는 제한이 없다. 제 1 노드(120)는, 예를 들어 가택, 사무실, 공장, 빌딩, 외부 지점, 또는 다른 타입의 부지들과 같은 환경 내에 배치(또는, 위치)될 수 있다. 이에 따라, 디바이스들(121,122,123)은, 제 1 IoT 서버(110)에 의하여 제공되는 서비스에 의하여 모니터링 및/또는 제어될 수 있으며, 디바이스들(121,122,123)은 제 1 IoT 서버(110)로의 직접 연결을 위한 완전한 네트워크 통신(예: 인터넷 통신)의 캐퍼빌리티(capability)를 갖출 것이 요구되지 않을 수 있다. 디바이스들(121,122,123)은, 예를 들어 전등 스위치, 근접 센서, 온도 센서 등으로 가택 환경 내의 전자 장치로 구현된 것과 같이 도시되었지만, 이는 예시적인 것으로 제한은 없다.
일 실시예에 따라서, 제 1 IoT 서버(110)는, 디바이스들(124,125)과의 직접 통신(direct communication)을 지원할 수도 있다. 여기에서, "직접 통신"은, 예를 들어 제 1 노드(120)와 같은 중계 디바이스를 통하지 않은 통신으로, 예를 들어 셀룰러 통신 네트워크 및/또는 데이터 네트워크를 통한 통신을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 제 1 IoT 서버(110)는, 디바이스들(121,122,123,124,125) 중 적어도 일부로 제어 명령을 송신할 수 있다. 여기에서, "제어 명령"은, 제어 가능한 디바이스가 특정 동작을 수행하도록 야기하는 데이터를 의미할 수 있으며, 특정 동작은 디바이스에 의하여 수행되는 동작으로, 정보의 출력, 정보의 센싱, 정보의 보고, 정보의 관리(예: 삭제, 또는 생성)를 포함할 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 예를 들어, 프로세서(112)는, 외부(예: 보이스 어시스턴트 서버(130), 제 2 IoT 서버(140), 외부 시스템(160), 또는 디바이스들(121,122,123,124,125) 중 적어도 일부)로부터 제어 명령을 생성하기 위한 정보(또는, 요청)를 획득하고, 획득한 정보에 기반하여 제어 명령을 생성할 수 있다. 또는, 프로세서(112)는, 디바이스들(121,122,123,124,125) 중 적어도 일부의 모니터링 결과가 지정된 조건을 만족함에 기반하여 제어 명령을 생성할 수 있다. 프로세서(112)는, 제어 명령을, 타겟 디바이스로 송신하도록 통신 인터페이스(111)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 프로세서(112), 또는 프로세서(132), 프로세서(142)는, CPU(central processing unit), DSP(digital signal processor), AP(application processor), CP(communication processor) 등과 같은 범용 프로세서, GPU(graphical processing unit), VPU(vision processing Unit)와 같은 그래픽 전용 프로세서 또는 NPU(neural processing unit)와 같은 인공 지능 전용 프로세서 중 하나 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 상술한 처리 유닛은 단순히 예시적인 것으로, 프로세서(112)는, 예를 들어 메모리(113)에 저장된 인스트럭션을 실행하여, 실행된 결과를 출력할 수 있는 연산 수단이라면 제한이 없음을 당업자는 이해할 것이다.
일 실시예에 따라서, 프로세서(112)는, API(114)에 기반하여 웹-기반 인터페이스를 구성하거나, 또는 제 1 IoT 서버(110)에 의하여 관리되는 리소스(resource)를 외부에 노출시킬 수 있다. 웹-기반 인터페이스는, 예를 들어 제 1 IoT 서버(110) 및 외부 웹 서비스 사이의 통신을 지원할 수 있다. 프로세서(112)는, 예를 들어 외부 시스템(160)으로 하여금 디바이스들(121,122,123)의 제어 및/또는 억세스를 허용할 수도 있다. 외부 시스템(160)은, 예를 들어 시스템(100)과 연관이 없거나, 또는 일부가 아닌 독립적인 시스템일 수 있다. 외부 시스템(160)은, 예를 들어 외부 서버이거나, 또는 웹 사이트일 수 있다. 하지만, 외부 시스템(160)으로부터의 디바이스들(121,122,123), 또는 제 1 IoT 서버(110)의 리소스로의 억세스에 대한 보안이 요구된다. 일 실시예에 따라서, 프로세서(112)는, 자동화 어플리케이션은 API(114)에 기반한 API 엔드 포인트(예: URL(universal resource locator))을 외부에 노출할 수 있다. 상술한 바에 따라서, 제 1 IoT 서버(110)는, 제어 명령을 디바이스들(121,122,123) 중 타겟 디바이스에게 전달할 수 있다. 한편, 제 2 IoT 서버(140)의 통신 인터페이스(141), 프로세서(142), 저장부(143)의 API(144), 데이터베이스(145)에 대한 설명은, 제 1 IoT 서버(110)의 통신 인터페이스(111), 프로세서(112), 저장부(113)의 API(114), 데이터베이스(115)에 대한 설명과 실질적으로 동일할 수 있다. 아울러, 제 2 노드(150)에 대한 설명은, 제 1 노드(120)에 대한 설명과 실질적으로 동일할 수 있다. 제 2 IoT 서버(140)는, 제어 명령을 디바이스들(151,152,153) 중 타겟 디바이스에게 전달할 수 있다. 제 1 IoT 서버(110) 및 제 2 IoT 서버(140)는, 하나의 실시예에서는 동일한 서비스 제공자에 의하여 운영될 수 있으나, 다른 실시예에서는 상이한 서비스 제공자들에 의하여 각각 운영될 수도 있다.
일 실시예에 따라서, 보이스 어시스턴트 서버(130)는, 데이터 네트워크(116)를 통하여 제 1 IoT 서버(110)와 데이터를 송수신할 수 있다. 일 실시예에 따른 보이스 어시스턴트 서버(130)는, 통신 인터페이스(131), 프로세서(132), 또는 저장부(133) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(131)는, 데이터 네트워크(미도시) 및/또는 셀룰러 네트워크(미도시)를 통하여 스마트 폰(136) 또는 AI 스피커(137)와 통신을 수행할 수 있다. 스마트 폰(136) 또는 AI 스피커(137)는 마이크를 포함할 수 있으며, 사용자 음성(user voice)을 획득하여 음성 신호로 변환하여, 음성 신호를 보이스 어시스턴트 서버(130)로 송신할 수 있다. 프로세서(132)는, 통신 인터페이스(131)를 통하여 스마트 폰(136) 또는 AI 스피커(137)로부터 음성 신호를 수신할 수 있다. 프로세서(132)는, 수신한 음성 신호를 저장된 모델(134)에 기반하여 처리할 수 있다. 프로세서(132)는, 데이터베이스(135)에 저장된 정보에 기반하여, 처리 결과를 이용하여 제어 명령을 생성(또는, 확인)할 수 있다. 일 실시예에 따라서, 저장부(113,133,143)는, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 비 일시적(non-transitory) 저장매체를 포함할 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다.
다양한 실시예들에서 제1 IoT 서버(110)와 통신하는 적어도 하나의 디바이스(예를 들어 디바이스(124))는 네트워크 환경 내의 스마트폰(일 예로서 도 2의 전자 장치(201))일 수 있다.
도 2은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(200) 내의 전자 장치(201)의 블록도이다.
도 2을 참조하면, 네트워크 환경(200)에서 전자 장치(201)는 제 1 네트워크(298)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(202)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(299)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(204) 또는 서버(208) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(201)는 서버(208)를 통하여 전자 장치(204)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(201)는 프로세서(220), 메모리(230), 입력 모듈(250), 음향 출력 모듈(255), 디스플레이 모듈(260), 오디오 모듈(270), 센서 모듈(276), 인터페이스(277), 연결 단자(278), 햅틱 모듈(279), 카메라 모듈(280), 전력 관리 모듈(288), 배터리(289), 통신 모듈(290), 가입자 식별 모듈(296), 또는 안테나 모듈(297)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(201)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(278))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(276), 카메라 모듈(280), 또는 안테나 모듈(297))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(260))로 통합될 수 있다.
프로세서(220)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(240))를 실행하여 프로세서(220)에 연결된 전자 장치(201)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(220)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(276) 또는 통신 모듈(290))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(232)에 저장하고, 휘발성 메모리(232)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(234)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(220)는 메인 프로세서(221)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(223)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(201)가 메인 프로세서(221) 및 보조 프로세서(223)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(223)는 메인 프로세서(221)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(223)는 메인 프로세서(221)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(223)는, 예를 들면, 메인 프로세서(221)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(221)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(221)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(221)와 함께, 전자 장치(201)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(260), 센서 모듈(276), 또는 통신 모듈(290))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(223)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(280) 또는 통신 모듈(290))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(223)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(201) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(208))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(230)는, 전자 장치(201)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(220) 또는 센서 모듈(276))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(240)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(230)는, 휘발성 메모리(232) 또는 비휘발성 메모리(234)를 포함할 수 있다.
프로그램(240)은 메모리(230)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(242), 미들 웨어(244) 또는 어플리케이션(246)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(250)은, 전자 장치(201)의 구성요소(예: 프로세서(220))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(201)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(250)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(255)은 음향 신호를 전자 장치(201)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(255)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(260)은 전자 장치(201)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(260)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(260)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(270)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(270)은, 입력 모듈(250)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(255), 또는 전자 장치(201)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(202))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(276)은 전자 장치(201)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(276)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(277)는 전자 장치(201)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(202))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(277)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(278)는, 그를 통해서 전자 장치(201)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(202))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(278)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(279)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(279)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(280)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(280)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(288)은 전자 장치(201)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(288)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(289)는 전자 장치(201)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(289)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(290)은 전자 장치(201)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(202), 전자 장치(204), 또는 서버(208)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(290)은 프로세서(220)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(290)은 무선 통신 모듈(292)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(294)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(298)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(299)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(204)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(292)은 가입자 식별 모듈(296)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(298) 또는 제 2 네트워크(299)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(201)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(292)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(292)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(292)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(292)은 전자 장치(201), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(204)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(299))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(292)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(297)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(297)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(297)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(298) 또는 제 2 네트워크(299)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(290)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(290)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(297)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(297)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(299)에 연결된 서버(208)를 통해서 전자 장치(201)와 외부의 전자 장치(204)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(202, 또는 204) 각각은 전자 장치(201)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(201)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(202, 204, 또는 208) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(201)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(201)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(201)로 전달할 수 있다. 전자 장치(201)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(201)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(204)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(208)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(204) 또는 서버(208)는 제 2 네트워크(299) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(201)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 IoT 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, IoT 네트워크(300)는 네트워크 통신(예를 들어 인터넷)을 통해 서버(310)와 통신할 수 있는 전자 장치(201), 및 IoT 기술을 지원하며 네트워크 통신(예를 들어 인터넷)을 통해 서버(310) 또는 전자 장치(201)와 통신할 수 있는 적어도 하나의 외부 전자 장치(320)(예를 들어 텔레비전(320a), 냉장고(320b), 세탁기(320d), 조명(320e), 또는 CCTV(320b)와 같은 피제어 장치(controlled device))을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 허브 장치(미도시)를 통해 전자 장치(201) 및/또는 서버(310)와 통신할 수 있다. 일 실시예에서 전자 장치(201)는 서버(310)를 통해, 허브 장치(미도시)를 통해, 원거리 무선 통신(예를 들어 제2 네트워크(299))을 통해, 또는 근거리 무선 통신(예를 들어 제1 네트워크(298))을 통해, 외부 전자 장치(320)와 통신할 수 있다.
일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 원격 명령(예를 들어 전자 장치(201) 또는 서버(310)의 제어 명령)에 의해 제어(예를 들어 상태 보고 및/또는 특정 기능을 실행)될 수 있으며, 예를 들어 텔레비전, 에어컨, 냉장고, 세탁기, 조명 기기, 보안 카메라, 센서, 또는 윈도우 트리트먼트(window treatment) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 외부 전자 장치(320)는 전자 장치(201)와 직접(예를 들어 서버(310) 또는 허브 장치를 통하지 않고) 통신할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 원거리 무선 통신(예를 들어 제2 네트워크(299))을 통해, 또는 근거리 무선 통신(예를 들어 제1 네트워크(298))을 통해 전자 장치(201)와 통신하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 원거리 무선 통신(예를 들어 제2 네트워크(299))을 통해, 또는 근거리 무선 통신(예를 들어 제1 네트워크(298))을 사용하여 서버(310)와 통신하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서 전자 장치(201)는 사용자가 IoT 제어 서비스에 이용할 외부 전자 장치(320)의 상태를 확인하거나, 외부 전자 장치(320)를 제어(예를 들어 개인 정보를 독출(read)하거나 특정 기능을 실행할 것을 지시하는 제어 명령을 전송)할 수 있다. 전자 장치(201)는 외부 전자 장치(320)를 발견할 수 있고, 발견된 외부 전자 장치(320)를 인증할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 사용자 계정과 연관되도록 서버(310)에 등록될 수 있다. 전자 장치(201)는 사용자 계정을 이용하여, 서버(310)에 등록된 외부 전자 장치(320)를 모니터링하고 제어할 수 있다.
일 실시예에서 전자 장치(201)는 예를 들어 스마트 폰, 태블릿, 또는 웨어러블 장치와 같은 개인용 전자 장치가 되거나 텔레비전이나 제어 콘솔과 같이 디스플레이와 사용자 인터페이스를 구비하는 전자 장치가 될 수 있다. 일 실시예에서 전자 장치(201)는 지정된 높은 보안 등급의 보안 기능(예를 들어 보안 엘리먼트(420))을 지원하고, 데이터의 암호화 및/또는 복호화를 수행할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 요구되는 수준의 보안 기능(예를 들어 보안 엘리먼트)을 지원하지 않도록 구성될 수 있고, 전자 장치(201)의 보안 기능을 통해 암호화 및/또는 복호화 서비스를 이용할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 전자 장치(예를 들어 전자 장치(201))는 어플리케이션 프로세서(application processor: AP)(410) 및 보안 엘리먼트(security element: SE)(420)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 어플리케이션 프로세서(410) 및 보안 엘리먼트(420)는 전자 장치(201)의 적어도 하나의 프로세서(220)에 포함될 수 있다. 일 실시예에서 어플리케이션 프로세서(410)는 적어도 하나의 외부 전자 장치(320)를 제어할 수 있는 어플리케이션(예를 들어 클라이언트 어플리케이션)을 실행할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 클라이언트 어플리케이션의 실행을 통해 외부 전자 장치(320)와 통신할 수 있다.
일 실시예에서 보안 엘리먼트(420)는 보안 저장 영역(422)(예를 들어 내부 메모리)을 포함하는 시스템온칩(system on chip)으로 구현될 수 있다. 일 실시예에서 보안 저장 영역(422)은 보안 엘리먼트(420)에 포함되는 고유의 저장 공간일 수 있다. 보안 엘리먼트(420)는 공격 보안, 안전한 키 생성 및/또는 보안 저장 기능을 수행할 수 있으며, 예를 들어 어플리케이션 프로세서(410)가 해킹되더라도 내부의 데이터(예를 들어 보안 저장 영역(422) 내의 보안 데이터)를 안전하게 보호할 수 있는 강력한 보안 매커니즘을 제공할 수 있다.
일 실시예에서 보안 엘리먼트(420)는 공통 평가 기준(common criteria: CC)에서 정보 보호 제품들의 보증 수준을 표준화하기 위해 정의한 7개의 평가 보증 등급들(evaluation assurance levels: EALs) 중 적어도 EAL 6 이상(예를 들어 EAL 6 augmented (EAL6+))의 보안 수준을 제공할 수 있다. EAL 6 이상의 보안 엘리먼트(420)는 EAL 4의 HSM(hardware security module), EAL 3의 VPN(virtual private network), 또는 EAL 2의 TEE(trusted execution environment)에 비해 더 높은 수준의 보안 기능을 제공할 수 있다.
일 실시예에서 보안 엘리먼트(420)는 외부 전자 장치(320)를 위한 암호화 또는 복호화에 사용되기 위한 데이터 암호화 키(D_key)(424)를 생성하고, 상기 데이터 암호화 키(424)를 지정된 보안 수준(예를 들어 EAL 6 이상)을 가지는 보안 저장 영역(422)에 안전하게 저장할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(410)는 외부 전자 장치(320)의 암호화 또는 복호화가 필요한 데이터와, 암호화 또는 복호화를 위한 요청을 보안 엘리먼트(420)로 전달할 수 있다. 보안 엘리먼트(420)는 상기 요청에 응답하여 상기 데이터 암호화 키(424)를 이용하여 상기 데이터를 암호화 또는 복호화한 후, 결과 데이터(예를 들어 암호화된 데이터 또는 복호화된 데이터)를 어플리케이션 프로세서(410)를 통해 외부 전자 장치(320)에게 제공할 수 있다. 상기 데이터 암호화 키(424)는 보안 엘리먼트(420)의 내부에서 암호화 또는 복호화를 위해 사용되며, 보안 엘리먼트(420)의 외부로 유출되지 않고 보안 엘리먼트(420)의 보안 저장 영역(422)에 안전하게 보관될 수 있다.
일 실시예에서 보안 저장 영역(422)은 외부 전자 장치(320)와의 보안 통신을 위해 사용되기 위한 키 관련 정보(key_info)(426)를 더 저장할 수 있다. 일 실시예에서 키 관련 정보(426)는 외부 전자 장치(320)가 서버 인증을 위해 사용되기 위한 비대칭 키 쌍 중 적어도 비밀 키(secret key)를 포함할 수 있다. 보안 엘리먼트(420)는 상기 비대칭 키 쌍을 생성하고, 상기 비대칭 키 쌍 중 하나, 예를 들어 공개 키(public key)를 외부 전자 장치(320)에게 제공할 수 있다. 외부 전자 장치(320)는 상기 공개 키를 사용하여 서버(310)로 클라우드 서비스를 사용하기 위한 인증을 획득할 수 있다. 상기 키 관련 정보(426)는 상기 비대칭 키 쌍 중 다른 하나, 예를 들어 상기 공개 키를 더 포함할 수 있다. 상기 공개 키는 상기 세션 키 관련 정보(426)에 포함되어 보안 저장 영역(422)에 안전하게 저장되거나, 또는 전자 장치(201)의 다른 저장 영역에 저장될 수 있다.
일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 전자 장치(201)와 통신을 시작하기 위해 전자 장치(201)에 등록될 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)가 처음으로 설치되거나 부팅(또는 전원-온)될 때 또는 외부 전자 장치(320)가 전자 장치(201)가 처음으로 통신할 때, 외부 전자 장치(320)는 전자 장치(201)에 등록될 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)를 위한 등록 절차는 전자 장치(201)가 외부 전자 장치(320)를 인증(또는 식별)하는 동작, 외부 전자 장치(320)의 고유 정보(예를 들어 일련 번호(serial number: SN) 또는 MAC(media access control) 주소)를 메모리(예를 들어 메모리(230))에 저장하는 동작, 또는 외부 전자 장치(320)를 위한 보안 데이터(예를 들어 세션 키(428) 및/또는 데이터 암호화 키(424))를 생성하는 동작 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서 외부 전자 장치(320)가 전자 장치(201)에 등록될 때, 전자 장치(201)는 보안 엘리먼트(420)를 통해 외부 전자 장치(320)와의 통신을 위한 세션 키(428)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서 세션 키(428)는 외부 전자 장치(320)가 부팅될 때마다 외부 전자 장치(320)의 요청에 따라 생성될 수 있다. 일 실시예에서 세션 키(428)는 외부 전자 장치(320)와 보안 엘리먼트(420) 간의 안전한 종단간(end-to-end) 통신을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서 세션 키(428)는 보안 엘리먼트(420)의 보안 저장 영역(422) 내에 저장될 수 있다. 세션 키(428)는 지정된 유효시간(lifetime)을 가질 수 있으며, 유효시간이 경과되면 보안 엘리먼트(420)에 의해서 삭제(또는 비활성화)될 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320) 및/또는 보안 엘리먼트(420)가 부팅될 때 보안 엘리먼트(420)의 보안 저장 영역(422)에 저장된 세션 키(428)는 삭제(또는 비활성화)될 수 있다.
일 실시예에서 어플리케이션 프로세서(410)는 외부 전자 장치(320)를 제어하기 위한 클라이언트 어플리케이션을 실행할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(410)는 외부 전자 장치(320)와 보안 엘리먼트(420) 간의 통신을 지원할 수 있다. 일 실시예에서 어플리케이션 프로세서(410)는 외부 전자 장치(320)로부터 데이터 및 암호화 또는 복호화(이하 암호화/복호화라 칭함)를 위한 요청을 수신하고, 상기 데이터 및 요청을 보안 엘리먼트(420)로 전달할 수 있다. 일 실시예에서 어플리케이션 프로세서(410)는 외부 전자 장치(320)와 보안 엘리먼트(420) 간의 통신을 위해 외부 전자 장치(320)로부터 수신된 메시지(예를 들어 요청 메시지)를 APDU(application protocol data unit) 포맷으로 변환하여 보안 엘리먼트(420)로 전달하거나, 보안 엘리먼트(420)로부터 수신된 APDU를 외부 전자 장치(320)가 이해할 수 있는 포맷의 메시지로 변환하여 외부 전자 장치(320)로 전달할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 외부 전자 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 외부 전자 장치(예를 들어 외부 전자 장치(320))는 프로세서(510), 통신 인터페이스(520), 메모리(530) 및 고유 기능부(native function unit)(540)를 포함할 수 있다. 고유 기능부(540)는 프로세서(510)의 제어 하에 외부 전자 장치(320)의 고유 기능(예를 들어 텔레비전 수신 회로, 세탁기의 모터 제어 모듈, 또는 CCTV 촬영 모듈)을 수행하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 프로세서(510)는 통신 인터페이스(520)를 통해 전자 장치(201)(예를 들어 어플리케이션 프로세서(410)) 및/또는 서버(310)와 통신하는 프로세싱 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 통신 인터페이스(520)는 블루투스, Wi-Fi, Wi-Fi direct, Z-wave, Zig-bee, 또는 IrDA 중 적어도 하나와 같은 통신 방식(예를 들어 제1 네트워크(298))을 사용하여 전자 장치(201)와 통신할 수 있다. 일 실시예에서 통신 인터페이스(520)는 Wi-Fi, 또는 셀룰러 네트워크 중 적어도 하나와 같은 통신 방식(예를 들어 제2 네트워크(299))을 사용하여 서버(310)와 통신할 수 있다.
일 실시예에서 프로세서(510)는 전원-온 또는 부팅 이후 전자 장치(201)와 처음으로 통신할 때 통신 인터페이스(520)를 통해 상기 인증 요청을 전송함으로써 전자 장치(201)에 등록될 수 있다. 일 실시예에서 프로세서(510)는 통신 인터페이스(520)를 통해 전자 장치(201)로 인증 요청을 전송함으로써 데이터 암호화 키(예를 들어 데이터 암호화 키(424))의 생성을 요청할 수 있다.
일 실시예에서 프로세서(510)는 전자 장치(201)로 암호화가 필요한 데이터와 암호화 요청(encrypt request)을 전송할 수 있고, 그에 대한 응답으로 전자 장치(201)로부터 데이터 암호화 키에 의해 암호화된 데이터를 수신할 수 있다. 일 실시예에서 프로세서(510)는 전자 장치(201)로 복호화가 필요한 데이터와 복호화 요청을 전송할 수 있고, 그에 대한 응답으로 전자 장치(201)로부터 데이터 암호화 키에 의해 복호화된 데이터를 수신할 수 있다.
일 실시예에서 프로세서(510)는 전자 장치(201)에 등록될 때 전자 장치(201)와 동일한 세션 키(예를 들어 세션 키(428))를 공유할 수 있다. 일 실시예에서 프로세서(510)는 데이터 및 암호화/복호화 요청을 포함하는 메시지를 세션 키에 의해 암호화하여 전자 장치(201)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서 프로세서(510)는 전자 장치(201)로부터 수신되는 메시지를 세션 키에 의해 복호화하여 암호화/복호화된 데이터를 획득할 수 있다. 일 실시예에서 세션 키는 지정된 유효시간 동안 메모리(530)(예를 들어 휘발성 메모리)에 저장될 수 있고, 지정된 유효시간이 경과될 때 또는 외부 전자 장치(320)가 전원-오프되거나 부팅될 때 메모리(530)(예를 들어 휘발성 메모리)에서 삭제(또는 비활성화)될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따라 전자 장치가 암호화 서비스를 제공하는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다. 후술되는 동작들 중 적어도 하나는 전자 장치(201)의 프로세서(예를 들어 프로세서(220))에 의해 실행될 수 있다. 실시예들에 따르면 후술되는 동작들 중 적어도 하나는 생략되거나 변형되거나 순서 변경될 수 있다.
도 6을 참조하면, 동작 605에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 외부 전자 장치(320)로부터 인증 요청을 수신할 수 있다. 일 실시예에서 상기 인증 요청은 외부 전자 장치(320)의 고유 정보(예를 들어 일련 번호 또는 MAC 주소)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 상기 인증 요청은 외부 전자 장치(320)가 보안 엘리먼트(420)에 의한 암호화/복호화 서비스를 요청함을 알리는 지시자를 포함할 수 있다. 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 상기 일련 번호를 저장함으로써 외부 전자 장치(320)를 전자 장치(201)에 등록할 수 있다.
동작 610에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 외부 전자 장치(320)를 위한 보안 저장 영역(예를 들어 보안 저장 영역(422))을 할당할 수 있다. 일 실시예에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 보안 엘리먼트(420) 내에 외부 전자 장치(320)를 위해 전용으로 사용될 수 있는 보안 저장 영역(422)을 할당할 수 있다. 일 실시예에서 보안 저장 영역(422)은 보안 엘리먼트(420)의 비휘발성 메모리 내의 일부 저장 공간일 수 있다. 일 실시예에서 보안 엘리먼트(420)는 보안 저장 영역(422)을 위해 EAL 6 이상의 보안 수준을 제공할 수 있다. 일 실시예에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 상기 인증 요청 내의 상기 지시자에 응답하여 동작 610, 동작 615, 동작 620 및 동작 645를 실행할 수 있다. 일 실시예에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 외부 전자 장치(320)가 보안 엘리먼트(420)를 활용할 것을 허락하는 사용자 입력(예를 들어 도 9의 사용자 입력(910))을 수신함에 응답하여 동작 610, 동작 615, 동작 620 및 동작 645를 실행할 수 있다.
동작 615에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 외부 전자 장치(320)를 위한 데이터 암호화 키(예를 들어 데이터 암호화 키(424))를 생성하고 상기 데이터 암호화 키를 상기 보안 저장 영역(422)에 저장할 수 있다. 동작 620에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 외부 전자 장치(320)와의 세션 통신을 위해 사용되기 위한 세션 키(예를 들어 세션 키(428))를 생성할 수 있다. 세션 키는 외부 전자 장치(320)와의 통신 세션 상의 메시지들을 암호화하기 위해 사용되는 암호화 키일 수 있다. 일 실시예에서 동작 620은 동작 625, 동작 630, 동작 635, 또는 동작 640 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
동작 625에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 외부 전자 장치(320)의 장치 인증을 위한 제1 세션 키 생성 정보(예를 들어 적어도 하나의 난수 값(random number), 적어도 하나의 공개 키(public key: PK), 또는 인증서(certificate) 중 적어도 하나를 포함함)를 외부 전자 장치(320)로 전송할 수 있다. 동작 630에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 장치 인증에 성공한 외부 전자 장치(320)로부터 제2 세션 키 생성 정보(예를 들어 적어도 하나의 난수 값, 또는 적어도 하나의 공개 키 중 적어도 하나를 포함함)를 수신할 수 있다.
동작 635에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 상기 제2 세션 키 생성 정보를 기반으로 외부 전자 장치(320)와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성할 수 있다. 일 실시예에서 상기 세션 키는 상기 제2 세션 키 생성 정보에 포함되는 공개 키를 이용하여 생성되고, 상기 제2 세션 키 생성 정보에 포함되는 난수 값에 의해 검증(verify)될 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 상기 제1 세션 키 생성 정보에 의해 상기 동일한 세션 키를 생성하고 저장할 수 있다. 동작 640에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 상기 세션 키와 관련된 세션 키 검증 정보를 외부 전자 장치(320)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서 상기 세션 키 검증 정보는 상기 세션 키에 의해 암호화된 적어도 하나의 난수 값을 포함할 수 있다. 외부 전자 장치(320)는 상기 세션 키 검증 정보에 근거하여 외부 전자 장치(320)가 전자 장치(201)와 동일한 세션 키를 공유하고 있음을 확인할 수 있다.
동작 645에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 상기 세션 키로 암호화된 상기 외부 전자 장치의 요청(예를 들어 암호화 요청 또는 복호화 요청)에 응답하여 상기 데이터 암호화 키에 근거한 암호화 및/또는 복호화 서비스를 외부 전자 장치(320)에게 제공할 수 있다. 일 실시예에서 암호화 서비스는 도 12의 절차에 따라 데이터 및 암호화 요청을 수신하고 암호화된 데이터를 전송하는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 복호화 서비스는 도 13의 절차에 따라 데이터 및 복호화 요청을 수신하고 복호화된 데이터를 전송하는 것을 포함할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따라 외부 전자 장치가 암호화 서비스를 제공하는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다. 후술되는 동작들 중 적어도 하나는 외부 전자 장치(320)의 프로세서(예를 들어 프로세서(220))에 의해 실행될 수 있다. 실시예들에 따르면 후술되는 동작들 중 적어도 하나는 생략되거나 변형되거나 순서 변경될 수 있다.
도 7을 참조하면, 동작 705에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 전자 장치(201)에게 인증 요청을 전송할 수 있다. 상기 인증 요청은 외부 전자 장치(320)의 전원-온 또는 부팅시, 또는 외부 전자 장치(320)에서 암호화 통신이 필요하다고 판단하였을 때 전송될 수 있으며, 외부 전자 장치(320)의 고유 정보(예를 들어 일련 번호)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 상기 인증 요청은 외부 전자 장치(320)가 보안 엘리먼트(420)에 의한 암호화/복호화 서비스를 요청함을 알리는 지시자를 포함할 수 있다. 동작 710에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 전자 장치(201)와의 세션 통신을 위해 사용되기 위한 세션 키를 생성할 수 있다. 일 실시예에서 동작 710은 동작 715, 동작 720, 동작 725, 동작 730, 동작 735, 또는 동작 740 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 동작 710은 동작 715, 동작 730, 및 동작 735를 적어도 포함할 수 있다.
동작 715에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 전자 장치(201)로부터 외부 전자 장치(320)의 장치 인증을 위한 제1 세션 키 생성 정보(예를 들어 적어도 하나의 난수 값, 적어도 하나의 공개 키, 또는 인증서 중 적어도 하나를 포함함)를 수신할 수 있다. 동작 720에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 서버(310)에게 외부 전자 장치(320)의 장치 인증을 위한 검증 요청을 전송할 수 있다. 일 실시예에서 상기 검증 요청은 외부 전자 장치(320)를 식별하기 위한 고유 정보(예를 들어 일련 번호)를 포함할 수 있다. 동작 725에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 서버(310)로부터 검증 키를 수신하고 상기 검증 키를 이용하여 제1 세션 키 생성 정보 내의 인증서를 검증함으로써 장치 검증에 성공할 수 있다.
동작 730에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 상기 제1 세션 키 생성 정보 내의 공개 키를 이용하여 세션 키를 생성할 수 있다. 동작 735에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 제2 세션 키 생성 정보(예를 들어 적어도 하나의 난수 값, 또는 적어도 하나의 공개 키 중 적어도 하나를 포함함)를 전자 장치(201)에게 전송할 수 있다. 동작 740에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 전자 장치(201)로부터 세션 키 검증 정보(예를 들어 적어도 하나의 난수 값을 포함함)를 수신하고 상기 세션 키 검증 정보에 근거하여 전자 장치(201)가 외부 전자 장치(320)와 동일한 세션 키를 공유하고 있음을 확인할 수 있다.
동작 745에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 상기 세션 키에 근거하여 전자 장치(201)의 암호화 서비스 및/또는 복호화 서비스를 이용할 수 있다. 일 실시예에서 암호화 서비스는 도 12의 절차에 따라 데이터 및 암호화 요청을 전송하고 암호화된 데이터를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 복호화 서비스는 도 13의 절차에 따라 데이터 및 복호화 요청을 전송하고 복호화된 데이터를 수신하는 것을 포함할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 장치 인증 및 세션 키 생성을 수행하는 절차를 설명하기 위한 신호 흐름도(sequence diagram)를 도시한 것이다. 후술되는 동작들 중 적어도 일부는 생략되거나 변형되거나 순서 변경될 수 있다.
도 8을 참조하면, 동작 802에서 외부 전자 장치(320)는 전자 장치(201)(예를 들어 어플리케이션 프로세서(410))에게 외부 전자 장치(320)의 고유 정보(예를 들어 일련 번호(SN))를 포함하는 인증 요청을 전송할 수 있다. 일 실시예에서 상기 인증 요청은 외부 전자 장치(320)가 전자 장치(201)와 처음으로 통신을 개시할 때(예를 들어 외부 전자 장치(320)가 전원-온 또는 부팅될 때), 외부 전자 장치(320)와 어플리케이션 프로세서(410) 간에 수립된 통신 세션을 통해 전송될 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 전자 장치(201)의 세션 엘리먼트(420)에 의한 암호화/복호화 서비스를 이용하기 위해 상기 인증 요청을 전송할 수 있다.
동작 804에서 전자 장치(201)의 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 인증 요청에 포함된 상기 일련 번호에 의해 외부 전자 장치(320)를 식별하고 상기 일련 번호를 저장할 수 있다. 일 실시예에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 일련 번호를 근거로 외부 전자 장치(320)가 등록됨을 알리는 메시지(예를 들어 외부 전자 장치(320)의 이미지 및 텍스트)를 디스플레이 모듈(예를 들어 디스플레이 모듈(260))을 통해 출력할 수 있다. 사용자는 상기 메시지를 확인함으로써 외부 전자 장치(320)를 직접 인증할 수 있다. 일 실시예에서 어플리케이션 프로세서(410)는 외부 전자 장치(320)를 등록하는 것을 수용하는 사용자 입력을 수신함에 응답하여 상기 일련 번호를 저장할 수 있다. 동작 804-1에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 일련 번호를 포함하는 외부 전자 장치(320)를 위한 고유 정보를 서버(310)에게 전달할 수 있다. 서버(310)는 상기 일련 번호를 저장할 수 있다.
동작 806에서 어플리케이션 프로세서(410)는 외부 전자 장치(320)를 위한 할당 요청을 보안 엘리먼트(420)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서 상기 할당 요청은 외부 전자 장치(320)를 식별하는 정보(예를 들어 일련 번호)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 어플리케이션 프로세서(410)는 외부 전자 장치(3200가 보안 엘리먼트(420)를 활용할 것을 허락하는 사용자 입력(예를 들어 도 9의 사용자 입력(910))에 응답하여 상기 할당 요청을 전송할 수 있다.
동작 808에서 전자 장치(201)의 보안 엘리먼트(420)는 상기 할당 요청에 응답하여 내부 메모리 내에 외부 전자 장치(320)를 위한 고유의 보안 저장 영역(예를 들어 보안 저장 영역(422))을 할당할 수 있다. 동작 810에서 보안 엘리먼트(420)는 외부 전자 장치(320)를 위한 데이터 암호화 키(예를 들어 데이터 암호화 키(424))를 생성하고 상기 생성된 데이터 암호화 키를 상기 보안 저장 영역(422)에 저장할 수 있다. 일 실시예에서 상기 데이터 암호화 키는 데이터 암호화/복호화를 위해 사용되는 AES(advanced encryption standard) 키를 포함할 수 있다. AES는 암호화와 복호화를 위해 동일하게 사용될 수 있는 대칭 키 알고리즘이며, 상기 AES 키는 암호화 및 복호화의 둘 다에 사용될 수 있다.
동작 812에서 보안 엘리먼트(420)는 외부 전자 장치(320)의 장치 인증을 위한 제1 세션 키 생성 정보를 어플리케이션 프로세서(410)로 전달할 수 있다. 일 실시예에서 상기 제1 세션 키 생성 정보는 APDU의 포맷으로 전달될 수 있다. 일 실시예에서 보안 엘리먼트(420)는 인증서('CERT'), ECKA(elliptic curve key agreement algorithm)에 따른 키 쌍(예를 들어 eSK(ephemeral secret key) 및 ePK(ephemeral public key)), RSA(Rivest / Shamir / Adleman asymmetric algorithm)에 따른 키 쌍(예를 들어 비밀 키(secret key: SK) 및 공개 키(public key: PK)), 또는 제1 난수 값('rand') 중 적어도 하나를 생성하고, 상기 제1 난수 값과 상기 ePK를 포함하는 디지털 서명('Sign (rand||ePK)')와 상기 CERT를 상기 SK에 의해 암호화하여 상기 제1 세션 키 생성 정보를 생성할 수 있다. 상기 제1 세션 키 생성 정보는 암호화된 디지털 서명 및 암호화된 CERT('Sign (rand||ePK) || CERT')를 포함할 수 있다. 동작 814에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 제1 세션 키 생성 정보('Sign (rand||ePK) || CERT')를 외부 전자 장치(320)로 전달할 수 있다.
동작 816에서 외부 전자 장치(320)는 서버(310)에게 외부 전자 장치(320)의 고유 정보(예를 들어 일련 번호)를 포함하는 검증 요청을 전송할 수 있다. 일 실시예에서 서버(310)는 동작 804-1에서 획득한 일련 번호와 상기 고유 정보에 포함되는 일련 번호가 일치함을 확인함으로써 외부 전자 장치(320)를 검증할 수 있다. 동작 818에서 서버(310)는 상기 인증서를 위한 검증 키를 외부 전자 장치(320)에게 전송할 수 있다. 동작 820에서 외부 전자 장치(320)는 상기 검증 키를 사용하여 상기 인증서 및 상기 디지털 서명이 정상적임을 검증하고, 보안 엘리먼트(420)와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 ECKA에 따른 키 쌍(예를 들어 eSK' 및 ePK')을 생성하고, eSK'과 상기 제1 세션 키 생성 정보를 통해 획득한 ePK를 기반으로 세션 키('SSK')를 생성할 수 있다(예를 들어 SSK = eSK' + ePK). 일 실시예에서 SSK는 eSK'에 ePK를 첨부(append) 또는 합산(add)함으로써 생성될 수 있다. 일 실시예에서 SSK는 eSK'와 ePK를 입력으로 하는, 지정된 키 도출 함수(key derivation function)를 통해 생성될 수 있다.
동작 822에서 외부 전자 장치(320)는 제2 세션 키 생성 정보를 전자 장치(201)의 어플리케이션 프로세서(410)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 제2 난수 값('rand2')을 생성하고, 제1 세션 키 생성 정보에서 획득한 제1 난수 값('rand')과 상기 제2 난수 값을 상기 세션 키에 의해 암호화하여 암호화된 난수 정보('Enc (SSK, rand || rand2)')를 생성할 수 있다. 외부 전자 장치(320)는 상기 암호화된 난수 정보와 상기 ePK'를 포함하는 상기 제2 세션 키 생성 정보를 생성할 수 있다. 동작 824에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 제2 세션 키 생성 정보('Enc (SSK, rand || rand2) || ePK')를 APDU의 포맷으로 변환하여 보안 엘리먼트(420)로 전달할 수 있다.
동작 826에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 제2 세션 키 생성 정보를 기반으로 세션 키(예를 들어 세션 키(428))를 생성할 수 있다. 일 실시예에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 제2 세션 키 생성 정보에 포함된 ePK'과 eSK를 기반으로 세션 키('SSK')를 생성할 수 있다(예를 들어 SSK = ePK' + eSK). 보안 엘리먼트(420)는 상기 세션 키를 이용하여 상기 암호화된 난수 정보('Enc (SSK, rand || rand2)')를 복호하여 제1 난수 값(rand) 및 제2 난수 값(rand2)를 획득하고, 상기 제1 난수 값이 동작 812에서 전송한 제1 난수 값과 동일함을 확인할 수 있다. 동작 828에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 제2 난수 값을 상기 세션 키에 의해 암호화하여 상기 암호화된 제2 난수 값을 포함하는 세션 키 검증 정보('Enc (SSK, rand2)')를 생성하고, 상기 세션 키 검증 정보를 APDU의 포맷으로 어플리케이션 프로세서(410)에게 전송할 수 있다. 동작 830에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 세션 키 검증 정보('Enc (SSK, rand2)')를 외부 전자 장치(320)에게 전달할 수 있다.
동작 832에서 외부 전자 장치(320)는 상기 세션 키 검증 정보를 기반으로 동작 820에서 생성한 세션 키가 보안 엘리먼트(420)에서 생성한 세션 키와 동일함을 확인할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 상기 세션 키를 사용하여 상기 세션 키 검증 정보를 복호화하여 상기 제2 난수 값을 획득하고, 상기 제2 난수 값이 동작 822에서 전송한 제2 난수 값과 동일함을 확인함으로써 상기 세션 키를 검증할 수 있다. 상기한 동작들을 통해 보안 엘리먼트(420)는 외부 전자 장치(320)를 위한 데이터 암호화 키(예를 들어 AES 키)를 보안 저장 영역(422) 내에 저장할 수 있고, 보안 엘리먼트(420)와 외부 전자 장치(320)는 동일한 세션 키('SSK')를 공유할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따라 전자 장치에서 보안 엘리먼트의 사용을 확인하는 사용자 인터페이스 화면의 일 예를 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 전자 장치(201)(예를 들어 어플리케이션 프로세서(410))는 예를 들어 동작 802의 인증 요청을 외부 전자 장치(320)로부터 수신하고, 외부 전자 장치(320)가 보안 엘리먼트(420)를 사용하도록 허락할지 문의하는 메시지(예를 들어 'IoT 장치가 사용자의 SE를 활용할 수 있도록 허용하시겠습니까?')를 표시할 수 있다. 보안 엘리먼트(420)를 사용하도록 허락하는 사용자 입력(910)이 수신되면, 전자 장치(201)(예를 들어 어플리케이션 프로세서(410))는 동작 806 이후의 동작들을 진행할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따라 전자 장치가 암호화 서비스를 제공하는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다. 후술되는 동작들 중 적어도 하나는 전자 장치(201)의 프로세서(예를 들어 프로세서(220))에 의해 실행될 수 있다. 실시예들에 따르면 후술되는 동작들 중 적어도 하나는 생략되거나 변형되거나 순서 변경될 수 있다.
도 10을 참조하면, 동작 1005에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 외부 전자 장치(320)로부터 제1 암호화 메시지를 수신하고 동작 1010으로 진행할 수 있다. 일 실시예에서 상기 제1 암호화 메시지는 외부 전자 장치(320)의 고유 정보, 또는 암호화가 적용되었음을 알리는 정보 중 적어도 하나와 함께 수신될 수 있다. 동작 1010에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 세션 키(예를 들어 세션 키(428))(예를 들어 동작 826에서 생성된 세션 키 SSK)를 사용하여 상기 제1 암호화 메시지를 복호함으로써 상기 제1 암호화 메시지에 포함되어 있는 {데이터 및 암호화 요청}을 획득할 수 있다. 일 실시예에서 상기 데이터는 외부 전자 장치(320)가 암호화를 요청하는 개인 정보(예를 들어 패스워드) 및/또는 개인 데이터(예를 들어 홈 네트워크 내에서 촬영된 영상 또는 도어락 출입 기록)를 포함할 수 있다.
동작 1015에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 보안 엘리먼트(420) 내의 보안 저장 영역(422)에 저장된 데이터 암호화 키(예를 들어 데이터 암호화 키(424))(예를 들어 동작 810에서 생성된 AES 키)를 이용하여 상기 데이터를 암호화하여 암호화 데이터(encrypted data)를 생성할 수 있다. 동작 1020에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 상기 암호화 데이터를 세션 키로 암호화하여 제2 암호화 메시지를 생성할 수 있다. 동작 1025에서 전자 장치(201)(예를 들어 프로세서(220))는 상기 제2 암호화 메시지를 외부 전자 장치(320)로 전송할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따라 외부 전자 장치가 암호화 서비스를 이용하는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다. 후술되는 동작들 중 적어도 하나는 외부 전자 장치(320)의 프로세서(예를 들어 프로세서(510))에 의해 실행될 수 있다. 실시예들에 따르면 후술되는 동작들 중 적어도 하나는 생략되거나 변형되거나 순서 변경될 수 있다.
도 11을 참조하면, 동작 1105에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 암호화가 필요한 데이터가 존재함을 식별하고 동작 1110으로 진행할 수 있다. 일 실시예에서 상기 데이터는 패스워드와 같은 개인 정보 또는 개인 데이터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 사용자로부터 외부 전자 장치(320)의 제어를 위해 새로 설정된 패스워드를 입력받으면, 상기 패스워드를 암호화하여 저장하기 위해 동작 1110으로 진행할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 사용자 요청 또는 지정된 주기에 따라, 촬영된 영상 데이터 또는 도어락 출입 기록과 같은 개인 데이터를 암호화하여 저장하기 위해 동작 1110으로 진행할 수 있다.
동작 1110에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 암호화가 필요한 데이터(예를 들어 상기 패스워드 또는 상기 영상 데이터)와 암호화 요청을 세션 키(예를 들어 세션 키(428))(예를 들어 동작 820에서 생성된 세션 키 SSK)에 의해 암호화하여 제1 암호화 메시지를 생성할 수 있다. 상기 제1 암호화 메시지는 상기 세션 키로 암호화된 {데이터 및 암호화 요청}을 포함할 수 있다. 동작 1115에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 상기 제1 암호화 메시지를 전자 장치(201)에게 전송할 수 있다. 일 실시예에서 일 실시예에서 상기 제1 암호화 메시지는 외부 전자 장치(320)의 고유 정보, 또는 암호화가 적용되었음을 알리는 정보 중 적어도 하나와 함께 전송될 수 있다.
동작 1120에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 전자 장치(201)로부터 제2 암호화 메시지를 수신할 수 있다. 동작 1125에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 상기 세션 키를 사용하여 상기 제2 암호화 메시지를 복호함으로써, 상기 제2 암호화 메시지에 포함되어 있는 {암호화 데이터}를 획득할 수 있다. 상기 제2 암호화 메시지는 동작 1115에서 전송된 데이터에 대응하는, 데이터 암호화 키(예를 들어 데이터 암호화 키(424))(예를 들어 동작 810에서 생성된 AES 키)에 의해 암호화된 데이터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 상기 제2 암호화 메시지는 상기 제1 암호화 메시지에 대응하여 수신될 수 있다.
일 실시예에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 상기 제2 암호화 메시지가, 상기 제1 암호화 메시지를 통해 전달한 원본 데이터에 대응하는 암호화 데이터를 포함함을 인식할 수 있다. 상기 획득된 암호화 데이터는 외부 전자 장치(320)의 메모리(예를 들어 메모리(530))에 안전하게 저장될 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 상기 암호화 데이터를 저장하고, 상기 원본 데이터를 삭제할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따라 암호화 서비스를 제공하는 절차를 설명하기 위한 신호 흐름도를 도시한 것이다. 후술되는 동작들 중 적어도 일부는 생략되거나 변형되거나 순서 변경될 수 있다.
도 12를 참조하면, 동작 1202에서 외부 전자 장치(320)는 암호화가 필요한 데이터(예를 들어 패스워드 또는 개인 데이터)가 발생함을 검출할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 주기적, 지정된 조건이 만족될 때, 또는 사용자 입력에 응답하여 데이터의 암호화가 필요함을 판단하고 동작 1204로 진행할 수 있다. 동작 1204에서 외부 전자 장치(320)는 암호화가 필요한 상기 데이터 및 상기 데이터와 관련된 암호화 요청을 세션 키(예를 들어 세션 키(428))(예를 들어 동작 820에서 생성된 세션 키 SSK)에 의해 암호화하여 제1 암호화 메시지('Enc (SSK, Data || Encrypt Request)')를 생성할 수 있다. 동작 1206에서 외부 전자 장치(320)는 상기 제1 암호화 메시지('Enc (SSK, Data || Encrypt Request)')를 전자 장치(201)의 어플리케이션 프로세서(410)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서 상기 제1 암호화 메시지는 외부 전자 장치(320)의 고유 정보와 함께 전송될 수 있다.
동작 1208에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 제1 암호화 메시지(및 고유 정보)를 APDU의 포맷으로 변환하여 보안 엘리먼트(420)에게 전송할 수 있다. 동작 1210에서 보안 엘리먼트(420)는 외부 전자 장치(320)에 대해 미리 저장된 세션 키(예를 들어 동작 826에서 생성된 세션 키 SSK)(예를 들어 세션 키(428))를 사용하여 상기 제1 암호화 메시지를 복호함으로써 상기 제1 암호화 메시지에 포함되어 있는 {데이터 및 암호화 요청}을 획득할 수 있다. 동작 1212에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 암호화 요청에 응답하여 보안 저장 영역(422)에 저장된 데이터 암호화 키(예를 들어 데이터 암호화 키(424))(예를 들어 동작 810에서 생성된 AES 키)를 이용하여 상기 데이터를 암호화함으로써 암호화 데이터('Enc (AES, Data)')를 생성할 수 있다. 동작 1214에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 암호화 데이터를 세션 키로 암호화하여 제2 암호화 메시지('Enc (SSK, Enc (AES, Data))')를 생성할 수 있다. 동작 1216에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 제2 암호화 메시지를 APDU의 포맷으로 어플리케이션 프로세서(410)에게 전송할 수 있다. 동작 1218에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 제2 암호화 메시지를 외부 전자 장치(320)에게 전송할 수 있다.
동작 1220에서 외부 전자 장치(320)는 상기 세션 키를 사용하여 상기 제2 암호화 메시지를 복호함으로써, 상기 제2 암호화 메시지에 포함되어 있는 암호화 데이터('Enc (AES, Data)')를 획득할 수 있다. 외부 전자 장치(320)는 상기 획득된 암호화 데이터를 메모리(530)에 저장할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 상기 암호화 데이터를 저장하고, 동작 1206에서 전송한 원본 데이터를 삭제할 수 있다.
일 실시예에서 전자 장치(201)가 외부 전자 장치(320)에게 복호화 서비스를 제공하는 절차는 도 10과 유사할 수 있고, 외부 전자 장치(320)가 전자 장치(201)를 통해 복호화 서비스를 이용하는 절차는 도 11과 유사할 수 있다. 전자 장치(201)와 외부 전자 장치(320)가 수행하는 동작들에 대한 구체적인 설명은 하기의 도 13을 참조할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따라 복호화 서비스를 제공하는 절차를 설명하기 위한 신호 흐름도를 도시한 것이다. 후술되는 동작들 중 적어도 일부는 생략되거나 변형되거나 순서 변경될 수 있다.
도 13을 참조하면, 동작 1302에서 외부 전자 장치(320)는 암호화 데이터('E(D)')의 복호화가 필요함을 검출할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 암호화 데이터를 사용(예를 들어 패스워드의 확인 또는 영상 데이터의 재생)하기 위해 동작 1304로 진행할 수 있다. 동작 1304에서 외부 전자 장치(320)는 상기 암호화 데이터 및 상기 암호화 데이터와 관련된 복호화 요청을 세션 키(예를 들어 세션 키(428))(예를 들어 동작 820에서 생성된 세션 키 SSK)에 의해 암호화하여 제1 암호화 메시지('Enc (SSK, E(D) || Decrypt Request)')를 생성할 수 있다. 동작 1306에서 외부 전자 장치(320)는 상기 제1 암호화 메시지('Enc (SSK, E(D) || Decrypt Request)')를 전자 장치(201)의 어플리케이션 프로세서(410)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서 상기 제1 암호화 메시지는 외부 전자 장치(320)의 고유 정보와 함께 전송될 수 있다.
동작 1308에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 제1 암호화 메시지(및 고유 정보)를 APDU의 포맷으로 보안 엘리먼트(420)에게 전송할 수 있다. 동작 1310에서 보안 엘리먼트(420)는 외부 전자 장치(320)에 대해 미리 저장된 세션 키(예를 들어 동작 826에서 생성된 세션 키 SSK)(예를 들어 세션 키(428))를 사용하여 상기 제1 암호화 메시지를 복호함으로써 상기 제1 암호화 메시지에 포함되어 있는 {암호화 데이터 및 복호화 요청}을 획득할 수 있다. 동작 1312에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 복호화 요청에 응답하여 보안 저장 영역(422)에 저장된 데이터 암호화 키(예를 들어 데이터 암호화 키(424))(예를 들어 동작 810에서 생성된 AES 키)를 이용하여 상기 암호화 데이터를 복호화함으로써 원본 데이터('Data')를 생성할 수 있다. 동작 1314에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 원본 데이터를 세션 키로 암호화하여 제2 암호화 메시지('Enc (SSK, Data)')를 생성할 수 있다. 동작 1316에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 제2 암호화 메시지를 APDU의 포맷으로 어플리케이션 프로세서(410)에게 전송할 수 있다. 동작 1318에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 제2 암호화 메시지를 외부 전자 장치(320)에게 전송할 수 있다.
동작 1320에서 외부 전자 장치(320)는 상기 세션 키를 사용하여 상기 제2 암호화 메시지를 복호함으로써, 상기 제2 암호화 메시지에 포함되어 있는 원본 데이터('Data')를 획득할 수 있다. 외부 전자 장치(320)는 상기 획득된 원본 데이터를 메모리(530)에 적어도 일시적으로 저장하거나, 예를 들어 패스워드 확인 또는 영상 재생을 위해 사용할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)(예를 들어 프로세서(510))는 상기 원본 데이터를 사용한 이후, 보안을 위해 상기 원본 데이터를 삭제할 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따라 패스워드의 안전한 저장을 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 외부 전자 장치(320)는 사용자로부터 외부 전자 장치(320)의 제어를 위해 설정된 패스워드(1410)를 입력받을 수 있다. 상기 패스워드(1410)는 문자열 "PASSWORD"와 함께 사용자로부터 입력된 문자열(예를 들어 "FDF778523...")을 그대로 포함할 수 있고 따라서 공격자에 의해 탈취될 위험성이 있다. 외부 전자 장치(320)는 상기 패스워드(1410)를 암호화 요청과 함께 전자 장치(201)로 전송하고, 그에 대응하는 응답으로 암호화된 패스워드(1420)를 수신할 수 있다. 암호화된 패스워드(1420)는 전자 장치(201)의 보안 엘리먼트(420)에 의해 데이터 암호화 키(예를 들어 데이터 암호화 키(424))(예를 들어 AES 키)를 사용하여 생성된 암호화된 문자열(예를 들어 "0008E0A..."을 포함할 수 있으며, 데이터 암호화 키는 보안 엘리먼트(420)의 외부로 유출되지 않는다. 공격자는 암호화된 패스워드(1420)를 탈취하더라도 원래의 문자열(예를 들어 패스워드(1410))을 알 수 없다. 외부 전자 장치(320)는 암호화된 패스워드(1420)를 저장하고, 원본 패스워드(1410)를 삭제할 수 있다.
일 실시예에서 외부 전자 장치(320)를 제어하고자 하는 사용자를 인증하기 위해 암호화된 패스워드(1420)의 복호화가 필요한 경우, 외부 전자 장치(320)는 암호화된 패스워드(1420)를 복호화 요청과 함께 전자 장치(201)로 전송하고, 그에 대응하는 응답으로 보안 엘리먼트(420)에 의해 데이터 암호화 키를 사용하여 복호화된 원본 패스워드(1410)를 수신할 수 있다. 외부 전자 장치(320)는 원본 패스워드(1410)를 사용하여 사용자를 인증한 이후 원본 패스워드(1410)를 삭제하고, 암호화된 패스워드(1420)만을 계속하여 저장할 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따라 영상 데이터의 안전한 저장을 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 외부 전자 장치(320)는 보안 카메라를 통해 홈 네트워크 내의 영상을 촬영하고 영상 데이터(1510)를 생성할 수 있다. 지정된 주기 또는 사용자 요청에 따라 외부 전자 장치(320)는 상기 영상 데이터(1510)를 암호화 요청과 함께 전자 장치(201)로 전송하고, 그에 대응하는 응답으로 암호화된 영상 데이터(1520)를 수신할 수 있다. 암호화된 영상 데이터(1520)는 전자 장치(201)의 보안 엘리먼트(420)에 의해 데이터 암호화 키(예를 들어 데이터 암호화 키(424))(예를 들어 AES 키)를 사용하여 생성될 수 있다. 외부 전자 장치(320)는 암호화된 영상 데이터(1520)를 저장하고, 원본 영상 데이터(1510)를 삭제할 수 있다.
일 실시예에서 암호화된 영상 데이터(1520)는 복호화를 거치지 않고는 정상적으로 재생될 수 없다. 사용자가 암호화된 영상 데이터(1520)의 재생을 요청하는 경우 외부 전자 장치(320)는 암호화된 영상 데이터(1520)를 복호화 요청과 함께 전자 장치(201)로 전송하고, 그에 대응하는 응답으로 보안 엘리먼트(420)에 의해 데이터 암호화 키를 사용하여 복호화된 원본 영상 데이터(1510)를 수신할 수 있다. 외부 전자 장치(320)는 원본 영상 데이터(1510)를 재생할 수 있으며, 재생이 완료된 이후 또는 재생이 완료되고 지정된 시간 이후에 원본 영상 데이터(1510)를 삭제하고, 암호화된 영상 데이터(1520)만을 계속하여 저장할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따라 세션 키를 갱신하는 절차를 설명하기 위한 신호 흐름도를 도시한 것이다. 후술되는 동작들 중 적어도 일부는 생략되거나 변형되거나 순서 변경될 수 있다.
도 16을 참조하면, 동작 1602에서 외부 전자 장치(320)는 전자 장치(201)를 위한 세션 키(예를 들어 세션 키(428))(예를 들어 동작 820에서 생성한 세션 키)를 생성할 필요가 있음을 결정하고 동작 1604로 진행할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 각 세션 키를 생성할 때 지정된 유효시간을 카운트하기 시작하고, 상기 유효시간이 경과될 때 이전 세션 키를 삭제한 후 새로운 세션 키를 생성하기 위해 동작 1604로 진행할 수 있다. 일 실시예에서 각 세션 키는 외부 전자 장치(320)의 휘발성 메모리(미도시)에 저장될 수 있으며, 외부 전자 장치(320)는 전원-온 또는 부팅될 때 새로운 세션 키를 생성하기 위해 동작 1604로 진행할 수 있다.
동작 1604에서 외부 전자 장치(320)는 전자 장치(201)(예를 들어 어플리케이션 프로세서(410))에게 외부 전자 장치(320)의 고유 정보(예를 들어 일련 번호)를 포함하는 세션 키 요청을 전송할 수 있다. 동작 1606에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 고유 정보에 근거하여 외부 전자 장치(320)가 이미 등록되어 있음(예를 들어 외부 전자 장치(320)의 데이터 암호화 키가 보안 엘리먼트(420)에 저장되어 있음)을 확인함으로써 외부 전자 장치(320)를 인증할 수 있다.
동작 1608에서 어플리케이션 프로세서(410)는 외부 전자 장치(320)를 위한 세션 키 요청을 보안 엘리먼트(420)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서 상기 할당 요청은 외부 전자 장치(320)를 식별하는 정보(예를 들어 일련 번호)를 포함할 수 있다. 동작 1610에서 보안 엘리먼트(420)는 외부 전자 장치(320)의 장치 인증을 위한 제1 세션 키 생성 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에서 보안 엘리먼트(420)는 인증서('CERT'), ECKA에 따른 키 쌍(예를 들어 eSK 및 ePK), RSA에 따른 키 쌍(예를 들어 SK 및 PK), 또는 제1 난수 값('rand') 중 적어도 하나를 생성하고, 상기 제1 난수 값과 상기 ePK를 포함하는 디지털 서명('Sign (rand||ePK)')와 상기 CERT를 상기 SK에 의해 암호화하여 상기 제1 세션 키 생성 정보를 생성할 수 있다. 상기 제1 세션 키 생성 정보는 암호화된 디지털 서명 및 암호화된 CERT('Sign (rand||ePK) || CERT')를 포함할 수 있다. 동작 1612에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 제1 세션 키 생성 정보('Sign (rand||ePK) || CERT')를 APDU의 포맷으로 어플리케이션 프로세서(410)에게 전송할 수 있다. 동작 1614에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 제1 세션 키 생성 정보('Sign (rand||ePK) || CERT')를 외부 전자 장치(320)로 전달할 수 있다.
동작 1616에서 외부 전자 장치(320)는 서버(310)에게 외부 전자 장치(320)의 고유 정보(예를 들어 일련 번호)를 포함하는 검증 요청을 전송할 수 있다. 동작 1618에서 서버(310)는 상기 고유 정보에 의해 외부 전자 장치(320)를 식별 및 확인하고, 상기 인증서를 위한 검증 키를 외부 전자 장치(320)에게 전송할 수 있다. 동작 1620에서 외부 전자 장치(320)는 상기 검증 키를 사용하여 상기 인증서 및 상기 디지털 서명이 정상적임을 검증하고, 보안 엘리먼트(420)와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 ECKA에 따른 키 쌍(예를 들어 eSK' 및 ePK')을 생성하고, eSK'과 상기 제1 세션 키 생성 정보를 통해 획득한 ePK를 기반으로 세션 키('SSK')를 생성할 수 있다(예를 들어 SSK = eSK' + ePK). 일 실시예에서 상기 세션 키는 지정된 유효시간 동안 외부 전자 장치(320)의 메모리(530)(예를 들어 휘발성 메모리)에 저장될 수 있다.
동작 1622에서 외부 전자 장치(320)는 제2 세션 키 생성 정보를 전자 장치(201)의 어플리케이션 프로세서(410)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서 외부 전자 장치(320)는 제2 난수 값('rand2')을 생성하고, 제1 세션 키 생성 정보에서 획득한 제1 난수 값('rand')과 상기 제2 난수 값을 상기 세션 키에 의해 암호화하여 암호화된 난수 정보('Enc (SSK, rand || rand2)')를 생성할 수 있다. 외부 전자 장치(320)는 상기 암호화된 난수 정보와 상기 ePK'를 포함하는 상기 제2 세션 키 생성 정보를 생성할 수 있다. 동작 1624에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 제2 세션 키 생성 정보('Enc (SSK, rand || rand2) || ePK')를 APDU의 포맷으로 변환하여 보안 엘리먼트(420)로 전달할 수 있다.
동작 1626에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 제2 세션 키 생성 정보를 기반으로 세션 키(예를 들어 세션 키(428))를 생성할 수 있다. 일 실시예에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 제2 세션 키 생성 정보에 포함된 ePK'과 eSK를 기반으로 세션 키를 생성할 수 있다(예를 들어 SSK=ePK'+eSK). 상기 세션 키는 지정된 유효시간 동안 전자 장치(201)의 저장 영역(예를 들어 보안 저장 영역(422))에 저장될 수 있다. 보안 엘리먼트(420)는 상기 세션 키를 이용하여 예를 들어 도 12 및/또는 도 13의 절차와 같이 외부 전자 장치(320)에게 암호화 및/또는 복호화 서비스를 제공할 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따라 서버 인증을 위한 비대칭 키를 생성하는 절차를 설명하기 위한 신호 흐름도를 도시한 것이다. 후술되는 동작들 중 적어도 일부는 생략되거나 변형되거나 순서 변경될 수 있다.
도 17을 참조하면, 동작 1702에서 외부 전자 장치(320)는 서버 인증을 획득하는데 사용되기 위한 비대칭 키(asymmetric key)를 생성할 것을 결정하고 동작 1704로 진행할 수 있다. 일 실시예에서 서버(예를 들어 서버(310))는 외부 전자 장치(320)를 위한 클라우드 서비스를 제공할 수 있으며, 외부 전자 장치(320)는 서버(310)의 인증을 획득하기 위해 비대칭 키를 사용할 수 있다.
동작 1704에서 외부 전자 장치(320)는 비대칭 키 요청('Asym key Request')을 세션 키(예를 들어 세션 키(428))(예를 들어 동작 820에서 생성된 세션 키 SSK)에 의해 암호화하여 제1 암호화 메시지('Enc (SSK, Asym key Request)')를 생성할 수 있다. 동작 1706에서 외부 전자 장치(320)는 상기 제1 암호화 메시지('Enc (SSK, Asym key Request)')를 전자 장치(201)의 어플리케이션 프로세서(410)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서 상기 제1 암호화 메시지는 외부 전자 장치(320)의 고유 정보와 함께 전송될 수 있다.
동작 1708에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 제1 암호화 메시지(및 고유 정보)를 APDU의 포맷으로 변환하여 보안 엘리먼트(420)에게 전송할 수 있다. 동작 1710에서 보안 엘리먼트(420)는 외부 전자 장치(320)에 대해 미리 저장된 세션 키(예를 들어 동작 826에서 생성된 세션 키 SSK)(예를 들어 세션 키(428))를 사용하여 상기 제1 암호화 메시지를 복호함으로써 상기 제1 암호화 메시지에 포함되어 있는 {비대칭 키 요청}을 획득할 수 있다. 동작 1712에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 비대칭 키 요청에 응답하여 비대칭 키 쌍(예를 들어 SK 및 PK)을 생성할 수 있다. 일 실시예에서 보안 엘리먼트(420)는 공개 SSL(open secure socket layer)에 따른 방식으로 상기 비대칭 키 쌍을 생성할 수 있다.
동작 1714에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 SK를 보안 저장 영역(422)에 저장하고, 상기 PK를 상기 세션 키로 암호화하여 제2 암호화 메시지('Enc (SSK, PK)')를 생성할 수 있다. 동작 1716에서 보안 엘리먼트(420)는 상기 제2 암호화 메시지를 APDU의 포맷으로 어플리케이션 프로세서(410)에게 전송할 수 있다. 동작 1718에서 어플리케이션 프로세서(410)는 상기 제2 암호화 메시지를 외부 전자 장치(320)에게 전송할 수 있다.
동작 1720에서 외부 전자 장치(320)는 상기 세션 키를 사용하여 상기 제2 암호화 메시지를 복호함으로써, 상기 제2 암호화 메시지에 포함되어 있는 PK를 획득할 수 있다. 동작 1722에서 외부 전자 장치(320)는 상기 PK를 기반으로 서버(310)와의 인증 절차를 수행할 수 있다. 서버(310)는 외부 전자 장치(320)에서 사용된 것과 동일한 키 생성 알고리즘을 사용하여 상기 동일한 비대칭 키 쌍을 생성하고, 상기 비대칭 키 쌍의 SK를 사용하여 외부 전자 장치(320)를 인증할 수 있다.
일 실시예에서 상기 인증 절차는 외부 전자 장치(320)가 상기 PK를 서버(310)로 전달하여 서버(310)에 클라우드 레지스트리를 생성하고 외부 전자 장치(320)의 장치 정보 및 상기 PK를 상기 클라우드 레지스트리에 저장하는 동작과, 외부 전자 장치(320)가 장치 인증을 위한 웹 토큰(예를 들어 JWT(JSON Web token))을 생성하고 상기 웹 토큰을 개인 키로 사인하여 서버(310)로 전달하는 동작과, 서버(310)가 상기 클라우드 레지스트리에 저장된 상기 PK를 기반으로 상기 사인된 웹 토큰을 검증함으로써 외부 전자 장치(320)가 인증되었음을 확인하는 동작을 포함할 수 있다.
도 17의 절차를 통해 외부 전자 장치(320)의 인증에 필요한 비대칭 키(예를 들어 SK 및 PK)를 보안 엘리먼트(420)에서 생성하고 상기 SK를 안전하게 보관할 수 있다.
개시되는 실시예들은 보안 엘리먼트를 탑재하지 않은 외부 전자 장치(예를 들어 외부 전자 장치(320))에 대하여 전자 장치(201)가 탑재하고 있는 보안 엘리먼트(420)를 활용하여 높은 보안 수준의 암호화/복호화 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어 홈 네트워크의 IoT 장치로서 구현될 수 있는 외부 전자 장치(320)에서 데이터의 안전한 보호 및 개인 정보의 유출 방지를 위해 사용되는 데이터 암호화 키를 전자 장치(201)의 보안 엘리먼트(420)를 사용하여 안전하게 보관할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(201)는, 통신 회로(290) 및 상기 통신 회로와 작동적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서(220)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 보안 기능을 지원하지 않는 외부 전자 장치(320) 로부터 상기 통신 회로를 통해 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 고유 정보를 기반으로 상기 외부 전자 장치를 위한 보안 저장 영역을 할당하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 외부 전자 장치를 위한 데이터 암호화 키를 생성하여 상기 보안 저장 영역에 저장하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 세션 키로 암호화된 상기 외부 전자 장치의 요청에 응답하여 상기 데이터 암호화 키에 근거한 암호화 및/또는 복호화 서비스를 상기 외부 전자 장치에게 제공하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서 상기 세션 키는, 지정된 유효 시간을 가지며, 상기 전자 장치 내의 휘발성 메모리에 저장될 수 있다.
일 실시예에서 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 외부 전자 장치와 통신하는 어플리케이션 프로세서(AP)(410)와, 상기 어플리케이션 프로세서를 통해 상기 외부 전자 장치와 통신하며, 지정된 보안 수준을 제공하는 상기 보안 저장 영역을 포함하고, 상기 외부 전자 장치를 위한 상기 데이터 암호화 키를 생성하고 상기 보안 저장 영역 내에 상기 데이터 암호화 키를 저장하도록 구성되는 보안 엘리먼트(SE)(420)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 통신 회로를 통해 상기 외부 전자 장치로부터 데이터와 암호화 요청을 포함하는 제1 암호화 메시지를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 보안 엘리먼트에 의해 상기 세션 키를 이용하여 상기 제1 암호화 메시지를 복호화하여 상기 데이터 및 상기 암호화 요청을 획득하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 보안 엘리먼트에 의해 상기 데이터 암호화 키를 이용하여 상기 데이터를 암호화하여 암호화 데이터를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 보안 엘리먼트에 의해 상기 세션 키를 이용하여 상기 암호화 데이터를 암호화하여 암호화 데이터를 포함하는 제2 암호화 메시지를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제2 암호화 메시지를 상기 통신 회로를 통해 상기 외부 전자 장치로 전송하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 외부 전자 장치의 장치 인증을 위한 인증서, 제1 키 쌍, 제2 키 쌍, 또는 제1 난수 값 중 적어도 하나를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 난수 값과 상기 제1 키 쌍의 제1 공개 키를 포함하는 디지털 서명과 상기 인증서를 상기 제2 키 쌍의 비밀 키에 의해 암호화하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 암호화된 디지털 서명 및 상기 암호화된 인증서를 포함하는 제1 세션 키 생성 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 외부 전자 장치로부터 암호화된 난수 정보 및 제2 공개 키를 포함하는 제2 세션 키 생성 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 키 쌍의 비밀 키와 상기 제2 공개 키를 기반으로 상기 세션 키를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 세션 키를 이용하여 상기 암호화된 난수 정보를 복호화함으로써 상기 제1 난수 값 및 제2 난수 값을 획득하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제2 난수 값을 상기 세션 키를 이용하여 암호화하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 암호화된 제2 난수 값을 포함하는 세션 키 검증 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 외부 전자 장치로부터 세션 키 요청을 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 세션 키 요청에 응답하여 새로운 세션 키를 생성하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 외부 전자 장치로부터 비대칭 키 요청을 포함하는 제1 암호화 메시지를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 세션 키를 이용하여 상기 제1 암호화 메시지를 복호화하여 상기 비대칭 키 요청을 획득하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 비대칭 키 요청에 응답하여 서버 인증을 위한 비밀 키 및 공개 키를 포함하는 비대칭 키 쌍을 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 공개 키를 상기 세션 키로 암호화하여 제2 암호화 메시지를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제2 암호화 메시지를 상기 외부 전자 장치로 전송하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(320)는, 통신 인터페이스(520) 및 상기 통신 인터페이스와 작동적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서(510)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 통신 인터페이스를 통해 보안 기능을 지원하는 외부 전자 장치(201)에게 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 외부 전자 장치로부터 제1 세션 키 생성 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 세션 키 생성 정보에 근거하여 상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 세션 키의 검증을 위한 제2 세션 키 생성 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 세션 키에 근거하여 상기 외부 전자 장치에 의해 제공되는 암호화 및/또는 복호화 서비스를 이용하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서 상기 세션 키는, 지정된 유효 시간을 가지며, 상기 전자 장치 내의 휘발성 메모리에 저장될 수 있다.
일 실시예에서 상기 적어도 하나의 프로세서는, 암호화가 필요한 데이터의 발생을 검출하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 데이터 및 암호화 요청을 상기 세션 키에 의해 암호화하여 제1 암호화 메시지를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 외부 전자 장치로 상기 제1 암호화 메시지를 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 외부 전자 장치로부터 제2 암호화 메시지를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 세션 키를 이용하여 상기 제2 암호화 메시지를 복호화하여 상기 데이터에 대응하는 암호화 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(201)의 동작 방법은, 보안 기능을 지원하지 않는 외부 전자 장치(320)로부터 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 수신하는 동작(605)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 고유 정보를 기반으로 상기 외부 전자 장치를 위한 보안 저장 영역을 할당하는 동작(615)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 외부 전자 장치를 위한 데이터 암호화 키를 생성하여 상기 보안 저장 영역에 저장하는 동작(615)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하는 동작(620)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 세션 키로 암호화된 상기 외부 전자 장치의 요청에 응답하여 상기 데이터 암호화 키에 근거한 암호화 및/또는 복호화 서비스를 상기 외부 전자 장치에게 제공하는 동작(645)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서 상기 세션 키는, 지정된 유효 시간을 가지며, 상기 전자 장치 내의 휘발성 메모리에 저장될 수 있다.
일 실시예에서 상기 전자 장치는, 상기 외부 전자 장치와 통신하는 어플리케이션 프로세서(AP)와, 상기 어플리케이션 프로세서를 통해 상기 외부 전자 장치와 통신하며, 지정된 보안 수준을 제공하는 상기 보안 저장 영역을 포함하고, 상기 외부 전자 장치를 위한 상기 데이터 암호화 키를 생성하고 상기 보안 저장 영역 내에 상기 데이터 암호화 키를 저장하도록 구성되는 보안 엘리먼트(SE)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서 상기 암호화 서비스를 제공하는 동작은, 상기 외부 전자 장치로부터 데이터와 암호화 요청을 포함하는 제1 암호화 메시지를 수신하는 동작(1005)과, 상기 보안 엘리먼트에 의해 상기 세션 키를 이용하여 상기 제1 암호화 메시지를 복호화하여 상기 데이터 및 상기 암호화 요청을 획득하는 동작(1010)과, 상기 보안 엘리먼트에 의해 상기 데이터 암호화 키를 이용하여 상기 데이터를 암호화하여 암호화 데이터를 생성하는 동작(1015)과, 상기 보안 엘리먼트에 의해 상기 세션 키를 이용하여 상기 암호화 데이터를 암호화하여 암호화 데이터를 포함하는 제2 암호화 메시지를 생성하는 동작(1020)과, 상기 제2 암호화 메시지를 상기 외부 전자 장치로 전송하는 동작(1025)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서 상기 세션 키를 생성하는 동작(620)은, 상기 외부 전자 장치의 장치 인증을 위한 인증서, 제1 키 쌍, 제2 키 쌍, 또는 제1 난수 값 중 적어도 하나를 생성하는 동작과, 상기 난수 값과 상기 제1 키 쌍의 제1 공개 키를 포함하는 디지털 서명과 상기 인증서를 상기 제2 키 쌍의 비밀 키에 의해 암호화하는 동작과, 상기 암호화된 디지털 서명 및 상기 암호화된 인증서를 포함하는 제1 세션 키 생성 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하는 동작과, 상기 외부 전자 장치로부터 암호화된 난수 정보 및 제2 공개 키를 포함하는 제2 세션 키 생성 정보를 수신하는 동작과, 상기 제1 키 쌍의 비밀 키와 상기 제2 공개 키를 기반으로 상기 세션 키를 생성하는 동작과, 상기 세션 키를 이용하여 상기 암호화된 난수 정보를 복호화함으로써 상기 제1 난수 값 및 제2 난수 값을 획득하는 동작과, 상기 제2 난수 값을 상기 세션 키를 이용하여 암호화하는 동작과, 상기 암호화된 제2 난수 값을 포함하는 세션 키 검증 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에서 상기 방법은, 상기 외부 전자 장치로부터 세션 키 요청을 수신하는 동작(1604, 1608)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 세션 키 요청에 응답하여 새로운 세션 키를 생성하는 동작(1610)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서 상기 방법은, 상기 외부 전자 장치로부터 비대칭 키 요청을 포함하는 제1 암호화 메시지를 수신하는 동작(1706, 1708)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 세션 키를 이용하여 상기 제1 암호화 메시지를 복호화하여 상기 비대칭 키 요청을 획득하는 동작(1710)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 비대칭 키 요청에 응답하여 서버 인증을 위한 비밀 키 및 공개 키를 포함하는 비대칭 키 쌍을 생성하는 동작(1712)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 공개 키를 상기 세션 키로 암호화하여 제2 암호화 메시지를 생성하는 동작(1714)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 제2 암호화 메시지를 상기 외부 전자 장치로 전송하는 동작(1716, 1718)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(320)의 동작 방법은, 보안 기능을 지원하는 외부 전자 장치(201)에게 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 전송하는 동작(705)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 외부 전자 장치로부터 제1 세션 키 생성 정보를 수신하는 동작(715)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 제1 세션 키 생성 정보에 근거하여 상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하는 동작(730)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 세션 키의 검증을 위한 제2 세션 키 생성 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하는 동작(735)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 세션 키에 근거하여 상기 외부 전자 장치에 의해 제공되는 암호화 및/또는 복호화 서비스를 이용하는 동작(745)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서 상기 세션 키는, 지정된 유효 시간을 가지며, 상기 전자 장치 내의 휘발성 메모리에 저장될 수 있다.
일 실시예에서 상기 암호화 서비스를 이용하는 동작은, 암호화가 필요한 데이터의 발생을 검출하는 동작(1105)과, 상기 데이터 및 암호화 요청을 상기 세션 키에 의해 암호화하여 제1 암호화 메시지를 생성하는 동작(1110)과, 상기 외부 전자 장치로 상기 제1 암호화 메시지를 전송하는 동작(1115)과, 상기 외부 전자 장치로부터 제2 암호화 메시지를 수신하는 동작(1120)과, 상기 세션 키를 이용하여 상기 제2 암호화 메시지를 복호화하여 상기 데이터에 대응하는 암호화 데이터를 획득하는 동작(1125)을 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(201)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(236) 또는 외장 메모리(238))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(240))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(201))의 프로세서(예: 프로세서(220))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치(201)에 있어서,
    통신 회로(290); 및
    상기 통신 회로와 작동적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서(220)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    보안 기능을 지원하지 않는 외부 전자 장치(320)로부터 상기 통신 회로를 통해 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 수신하고,
    상기 고유 정보를 기반으로 상기 외부 전자 장치를 위한 보안 저장 영역을 할당하고,
    상기 외부 전자 장치를 위한 데이터 암호화 키를 생성하여 상기 보안 저장 영역에 저장하고,
    상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하고,
    상기 세션 키로 암호화된 상기 외부 전자 장치의 요청에 응답하여 상기 데이터 암호화 키에 근거한 암호화 및/또는 복호화 서비스를 상기 외부 전자 장치에게 제공하도록 구성되는 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 세션 키는,
    지정된 유효 시간을 가지며, 상기 전자 장치 내의 휘발성 메모리에 저장되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 외부 전자 장치와 통신하는 어플리케이션 프로세서(AP)(410)와,
    상기 어플리케이션 프로세서를 통해 상기 외부 전자 장치와 통신하며, 지정된 보안 수준을 제공하는 상기 보안 저장 영역을 포함하고, 상기 외부 전자 장치를 위한 상기 데이터 암호화 키를 생성하고 상기 보안 저장 영역 내에 상기 데이터 암호화 키를 저장하도록 구성되는 보안 엘리먼트(SE)(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 통신 회로를 통해 상기 외부 전자 장치로부터 데이터와 암호화 요청을 포함하는 제1 암호화 메시지를 수신하고,
    상기 보안 엘리먼트에 의해 상기 세션 키를 이용하여 상기 제1 암호화 메시지를 복호화하여 상기 데이터 및 상기 암호화 요청을 획득하고,
    상기 보안 엘리먼트에 의해 상기 데이터 암호화 키를 이용하여 상기 데이터를 암호화하여 암호화 데이터를 생성하고,
    상기 보안 엘리먼트에 의해 상기 세션 키를 이용하여 상기 암호화 데이터를 암호화하여 암호화 데이터를 포함하는 제2 암호화 메시지를 생성하고,
    상기 제2 암호화 메시지를 상기 통신 회로를 통해 상기 외부 전자 장치로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 외부 전자 장치의 장치 인증을 위한 인증서, 제1 키 쌍, 제2 키 쌍, 또는 제1 난수 값 중 적어도 하나를 생성하고,
    상기 난수 값과 상기 제1 키 쌍의 제1 공개 키를 포함하는 디지털 서명과 상기 인증서를 상기 제2 키 쌍의 비밀 키에 의해 암호화하고,
    상기 암호화된 디지털 서명 및 상기 암호화된 인증서를 포함하는 제1 세션 키 생성 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하고,
    상기 외부 전자 장치로부터 암호화된 난수 정보 및 제2 공개 키를 포함하는 제2 세션 키 생성 정보를 수신하고,
    상기 제1 키 쌍의 비밀 키와 상기 제2 공개 키를 기반으로 상기 세션 키를 생성하고,
    상기 세션 키를 이용하여 상기 암호화된 난수 정보를 복호화함으로써 상기 제1 난수 값 및 제2 난수 값을 획득하고,
    상기 제2 난수 값을 상기 세션 키를 이용하여 암호화하고,
    상기 암호화된 제2 난수 값을 포함하는 세션 키 검증 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 외부 전자 장치로부터 세션 키 요청을 수신하고,
    상기 세션 키 요청에 응답하여 새로운 세션 키를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 외부 전자 장치로부터 비대칭 키 요청을 포함하는 제1 암호화 메시지를 수신하고,
    상기 세션 키를 이용하여 상기 제1 암호화 메시지를 복호화하여 상기 비대칭 키 요청을 획득하고,
    상기 비대칭 키 요청에 응답하여 서버 인증을 위한 비밀 키 및 공개 키를 포함하는 비대칭 키 쌍을 생성하고,
    상기 공개 키를 상기 세션 키로 암호화하여 제2 암호화 메시지를 생성하고,
    상기 제2 암호화 메시지를 상기 외부 전자 장치로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 전자 장치(320)에 있어서,
    통신 인터페이스(520); 및
    상기 통신 인터페이스와 작동적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서(510)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 통신 인터페이스를 통해 보안 기능을 지원하는 외부 전자 장치(201)에게 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 전송하고,
    상기 외부 전자 장치로부터 제1 세션 키 생성 정보를 수신하고,
    상기 제1 세션 키 생성 정보에 근거하여 상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하고,
    상기 세션 키의 검증을 위한 제2 세션 키 생성 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하고,
    상기 세션 키에 근거하여 상기 외부 전자 장치에 의해 제공되는 암호화 및/또는 복호화 서비스를 이용하도록 구성되는 전자 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 세션 키는,
    지정된 유효 시간을 가지며, 상기 전자 장치 내의 휘발성 메모리에 저장되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    암호화가 필요한 데이터의 발생을 검출하고,
    상기 데이터 및 암호화 요청을 상기 세션 키에 의해 암호화하여 제1 암호화 메시지를 생성하고,
    상기 통신 인터페이스를 통해 상기 외부 전자 장치로 상기 제1 암호화 메시지를 전송하고,
    상기 외부 전자 장치로부터 제2 암호화 메시지를 수신하고,
    상기 세션 키를 이용하여 상기 제2 암호화 메시지를 복호화하여 상기 데이터에 대응하는 암호화 데이터를 획득하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  11. 전자 장치(201)의 동작 방법에 있어서,
    보안 기능을 지원하지 않는 외부 전자 장치(320)로부터 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 수신하는 동작(605)과,
    상기 고유 정보를 기반으로 상기 외부 전자 장치를 위한 보안 저장 영역을 할당하는 동작(615)과,
    상기 외부 전자 장치를 위한 데이터 암호화 키를 생성하여 상기 보안 저장 영역에 저장하는 동작(615)과,
    상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하는 동작(620)과,
    상기 세션 키로 암호화된 상기 외부 전자 장치의 요청에 응답하여 상기 데이터 암호화 키에 근거한 암호화 및/또는 복호화 서비스를 상기 외부 전자 장치에게 제공하는 동작(645)을 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 세션 키는,
    지정된 유효 시간을 가지며, 상기 전자 장치 내의 휘발성 메모리에 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 전자 장치는,
    상기 외부 전자 장치와 통신하는 어플리케이션 프로세서(AP)(410)와,
    상기 어플리케이션 프로세서를 통해 상기 외부 전자 장치와 통신하며, 지정된 보안 수준을 제공하는 상기 보안 저장 영역을 포함하고, 상기 외부 전자 장치를 위한 상기 데이터 암호화 키를 생성하고 상기 보안 저장 영역 내에 상기 데이터 암호화 키를 저장하도록 구성되는 보안 엘리먼트(SE)(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 암호화 서비스를 제공하는 동작은,
    상기 외부 전자 장치로부터 데이터와 암호화 요청을 포함하는 제1 암호화 메시지를 수신하는 동작(1005)과,
    상기 보안 엘리먼트에 의해 상기 세션 키를 이용하여 상기 제1 암호화 메시지를 복호화하여 상기 데이터 및 상기 암호화 요청을 획득하는 동작(1010)과,
    상기 보안 엘리먼트에 의해 상기 데이터 암호화 키를 이용하여 상기 데이터를 암호화하여 암호화 데이터를 생성하는 동작(1015)과,
    상기 보안 엘리먼트에 의해 상기 세션 키를 이용하여 상기 암호화 데이터를 암호화하여 암호화 데이터를 포함하는 제2 암호화 메시지를 생성하는 동작(1020)과,
    상기 제2 암호화 메시지를 상기 외부 전자 장치로 전송하는 동작(1025)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세션 키를 생성하는 동작(620)은,
    상기 외부 전자 장치의 장치 인증을 위한 인증서, 제1 키 쌍, 제2 키 쌍, 또는 제1 난수 값 중 적어도 하나를 생성하는 동작과,
    상기 난수 값과 상기 제1 키 쌍의 제1 공개 키를 포함하는 디지털 서명과 상기 인증서를 상기 제2 키 쌍의 비밀 키에 의해 암호화하는 동작과,
    상기 암호화된 디지털 서명 및 상기 암호화된 인증서를 포함하는 제1 세션 키 생성 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하는 동작과,
    상기 외부 전자 장치로부터 암호화된 난수 정보 및 제2 공개 키를 포함하는 제2 세션 키 생성 정보를 수신하는 동작과,
    상기 제1 키 쌍의 비밀 키와 상기 제2 공개 키를 기반으로 상기 세션 키를 생성하는 동작과,
    상기 세션 키를 이용하여 상기 암호화된 난수 정보를 복호화함으로써 상기 제1 난수 값 및 제2 난수 값을 획득하는 동작과,
    상기 제2 난수 값을 상기 세션 키를 이용하여 암호화하는 동작과,
    상기 암호화된 제2 난수 값을 포함하는 세션 키 검증 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 전자 장치로부터 세션 키 요청을 수신하는 동작(1604, 1608)과,
    상기 세션 키 요청에 응답하여 새로운 세션 키를 생성하는 동작(1610)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 전자 장치로부터 비대칭 키 요청을 포함하는 제1 암호화 메시지를 수신하는 동작(1706, 1708)과,
    상기 세션 키를 이용하여 상기 제1 암호화 메시지를 복호화하여 상기 비대칭 키 요청을 획득하는 동작(1710)과,
    상기 비대칭 키 요청에 응답하여 서버 인증을 위한 비밀 키 및 공개 키를 포함하는 비대칭 키 쌍을 생성하는 동작(1712)과,
    상기 공개 키를 상기 세션 키로 암호화하여 제2 암호화 메시지를 생성하는 동작(1714)과,
    상기 제2 암호화 메시지를 상기 외부 전자 장치로 전송하는 동작(1716, 1718)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 전자 장치(320)의 동작 방법에 있어서,
    보안 기능을 지원하는 외부 전자 장치(201)에게 고유 정보를 포함하는 인증 요청을 전송하는 동작(705)과,
    상기 외부 전자 장치로부터 제1 세션 키 생성 정보를 수신하는 동작(715)과,
    상기 제1 세션 키 생성 정보에 근거하여 상기 외부 전자 장치와의 세션 통신을 위한 세션 키를 생성하는 동작(730)과,
    상기 세션 키의 검증을 위한 제2 세션 키 생성 정보를 상기 외부 전자 장치로 전송하는 동작(735)과,
    상기 세션 키에 근거하여 상기 외부 전자 장치에 의해 제공되는 암호화 및/또는 복호화 서비스를 이용하는 동작(745)을 포함하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 세션 키는,
    지정된 유효 시간을 가지며, 상기 전자 장치 내의 휘발성 메모리에 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 암호화 서비스를 이용하는 동작은,
    암호화가 필요한 데이터의 발생을 검출하는 동작(1105)과,
    상기 데이터 및 암호화 요청을 상기 세션 키에 의해 암호화하여 제1 암호화 메시지를 생성하는 동작(1110)과,
    상기 외부 전자 장치로 상기 제1 암호화 메시지를 전송하는 동작(1115)과,
    상기 외부 전자 장치로부터 제2 암호화 메시지를 수신하는 동작(1120)과,
    상기 세션 키를 이용하여 상기 제2 암호화 메시지를 복호화하여 상기 데이터에 대응하는 암호화 데이터를 획득하는 동작(1125)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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