디피-헬만 키 교환 방식을 이용한 트리 기반의 그룹 키 협정

Abstract

화상 회의, 온라인 채팅 (online chatting), 인터넷 (Internet) 방송과 같이 그룹 내의 멤버 (member)들이 통신하는 그룹 어플리케이션 (group application)이 증가하고 있다. 그룹 어플리케이션의 증가에 따라 그룹 내의 멤버들 간 통신에 있어서 보안도 중요한 문제다. 그룹 내의 멤버들 간 안전한 통신을 위해 모든 멤버들이 같은 비밀 키 (secret key)를 갖도록 하는 그룹 키에 대한 연구가 시작되었다. 모든 멤버들이 같은 그룹 키 (group key)를 가짐으로써 그룹에 포함되어 있는 멤버들 간에 메시지 (message)를 보낼 때 암복호화 횟수를 줄이면서 통신할 수 있다. 하지만 그룹 키를 생성하는 것이 쉬운 일은 아니기 때문에 많은 논문들에서는 그룹 키를 생성하는데 걸리는 시간을 줄이려고 노력했다. 그룹 키 생성 프로토콜은 Group Diffie-Hellman, ING, Hypercube Based Approach, Tree Group Diffie-Hellman, Logical Key Hierarchy 등 여러 가지가 있다. 그룹 키 프로토콜 (protocol)들은 다양한 방식으로 그룹 키를 생산하는데, 논문에서는 트리 (tree)를 이용한 그룹 키 협정 (group key agreement) 프로토콜을 이용한다. 트리를 이용하는 가장 큰 이유는 그룹에 속해 있는 멤버가 가입하거나 탈퇴할 때 있어서 다른 프로토콜들에 비해 메시지의 수가 적고, 계산 양이 적기 때문이다. 하지만 기존 논문들 중 트리 방식을 취하고 있는 프로토콜들은 단점이 크게 세 가지 있다. 첫 번째, 저장해야 할 디피-헬만 연산 값과 비밀 키가 많다. 두 번째, 특정 멤버에게 부하가 가중된다. 세 번째, 그룹 장 (Group Controller)의 네트워크가 끊어질 경우 새로운 그룹 키를 생성하지 못하는 문제점이 있다. 논문에서는 트리를 이용하는 프로토콜들의 단점을 줄이는데 초점을 맞춘다.