무선 네트워크에서 파이프라인 코딩 기반 메시지 및 노드 인증

Abstract

본 논문에서는 무선 네트워크 환경에서 효율적인 데이터 전달을 위한 파이프라인 네트워크 코딩(Pipeline Network Coding) 기법과 데이터의 무결성을 검증하기 위한 데이터 인증 기법, 가상 소스에 대한 노드 인증 기법을 제안한다. 파이프라인 네트워크 코딩 기법은 네트워크 코딩을 수행하는 중계 노드가 송신자 대신 데이터를 전달함으로써 전체적인 네트워크 성능을 향상시키는 기법이다. 네트워크 코딩을 수행하는 중계 노드의 위치를 변경하면서 파이프라인 네트워크 코딩의 이점을 확인할 수 있다. 그러나 네트워크 코딩은 악의적인 공격자가 데이터를 위•변조하여 네트워크에 주입하는 공격인 오염 공격(pollution attack)에 취약하다. 위•변조된 데이터를 네트워크에 주입 시키면 최종 목적지 노드에서 정상적인 데이터를 수신할 수 없게 된다. 이를 방어하기 위해 HMAC(Hash-based Message Authentication Code)을 사용한다. 이때 데이터 인증에 사용되는 태그를 생성하기 위해서는 인증을 수행하는 노드들에게 key를 배포해야 한다. Key 배포에 따른 오버헤드를 최소화하기 위해 해쉬 체인을 적용하였다. 해쉬 체인 기법은 해쉬 함수를 사용하여 생성된 해쉬 값을 다시 해쉬 함수의 입력 값으로 사용하여 체인 형태로 해쉬 값을 생성하는 기법이다. 가상 소스에 대한 인증 기법으로는 null 벡터를 사용한다. 최종적으로 제안 기법에 대한 안전성과 복잡도를 분석하고, 시뮬레이션을 통해 성능을 분석하였다.