믹스 시스템에서의 키 관리

Abstract

통신 환경에서 사용자의 프라이버시를 보호하기 위한 핵심 기술중의 하나로서 익명성 (anonymity) 기술이 있다. 익명성이란 특정 집단에 있는 사람들 중에서 어떤 구성원이 특정한 행위를 한 것에 대해서 다른 구성원들은 그 행위의 주체가 누구인지 알 수 없게 되는 성질을 말한다. 이러한 익명성 기술은 전자투표, 익명 e-mail, 익명 browsing, 익명 출판 등에서 사용될 수 있으며, 익명통신을 위한 시스템 중 대표적인 것으로는 믹스넷 (Mix-net), 크라우드 (Crowds), 토르 (Tor), 어니언라우팅 (Onion routing) 등이 있다. 익명통신을 위한 믹스 시스템에서 공격의 위험에 대응하기 위하여 효과적인 키 관리가 중요하다. 공개키 암호 시스템을 사용할 경우, 믹스 노드의 비밀 키가 노출된 것으로 의심됐을 때, 또는 노출의 예방을 위해서 주기적으로 키를 변경할 필요가 있다. 믹스 시스템의 특성상 메시지의 송수신 사이에는 전송 지연 이상의 지연시간을 갖게 되고, 키 변경 이후에 일정 시간 동안에는 예전의 키를 적용한 메시지와 새로운 키를 적용한 메시지가 동시에 나타날 수 있다. 이러한 키 교차 시간을 충분히 가질 경우 공격에 노출될 위험이 커지므로 시스템의 security 가 떨어지고, 반대로 짧은 교차 시간을 갖는 것은 정상적인 메시지의 손실(drop)을 증가 시켜 시스템의 reliability 가 떨어진다. 따라서, 믹스 시스템을 이루는 환경 변수와 키 교차 시간 간의 관계를 알아내어, 시스템의 요구에 따른 적당한 교차 시간을 적용할 수 있도록 제안한다. 시스템의 시뮬레이션을 통하여 효율적인 교차시간 조절을 규명하였고, 메시지 지연에 관한 수식을 통해 교차시간에 대한 근본적인 기준을 제시하였다.