스마트 홈 디바이스를 위한 무인증서 인증 메커니즘 설계 (Design of Certificate-less Authentication Scheme for Smart Home Devices)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 24권 / 10호 / 815 ~ 821페이지
· 저자명 : 민소연, 이재승

초록

스마트 홈 환경에서 IoT 디바이스의 증가와 복잡성이 높아짐에 따라 새로운 인증 메커니즘의 필요성이 부각되고 있다. 전통적인 PKI 기반 인증 방식은 복잡한 인프라와 중앙화된 인증서 관리의 부담으로 스마트 홈 환경에 적합하지 않을 수 있다. 이러한 배경에서 본 논문은 스마트 홈 IoT 디바이스를 위한 무인증서 인증 기법을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 중앙 키 생성 센터(KGC)를 도입하여 디바이스 별 키를 생성 및 관리한다. 디바이스가 첫 연결 시 KGC에 인증 요청을 하면, KGC는 디바이스의 고유 정보와 함께 특정키를 생성하고 이를 디바이스에 전달한다. 이후 디바이스와 서비스 제공자 간의 통신에서 이 키를 활용하여 상호 인증을 진행한다. 이 무인증서 인증 기법은 디바이스의 수가 증가함에 따라 확장성 있게 설계되었으며, 키 관리의 중앙화로 인한 보안 위험을 최소화한다. 또한, 실제 스마트 홈 환경에서의 성능 테스트 결과, 제안하는 방법은 기존 방식과 비교했을 때, 디바이스가 증가할수록 데이터 전송량에서 큰 차이를 보였으며, 응답 시간의 경우 디바이스 수의 따라 약 100~120%의 성능이 향상되었다. 또한, 오버헤드에서도 디바이스 수의 따라 90~110% 이상이 향상되었다. 본 논문은 제안하는 인증 기법을 통해 스마트 홈 환경에서 효율성 있는 인증 및 키 관리 방안에 대해 작성하고 검증하였다.

영어초록

With the proliferation and increasing complexity of IoT devices in smart home environments, there is growing emphasis on the need for novel authentication mechanisms. Traditional PKI-based authentication approaches may not be suitable for smart home settings because of their intricate infrastructure and the challenges of centralized certificate management. Against this backdrop, this paper proposes a certificate-less authentication scheme tailored specifically for smart home IoT devices. The proposed protocol introduces a Central Key Generation Center (KGC) to generate and manage keys for each device. Upon their initial connection, devices send an authentication request to the KGC, which then generates a specific key, incorporating the unique information of the device and conveying it back to the device. Subsequent communications between the device and service providers leverage this key for mutual authentication. This certificate-less authentication approach has been designed for scalability, particularly as the number of devices grows, minimizing the security risks associated with centralized key management. Furthermore, in actual performance tests within a smart home environment, the proposed approach showed a significant difference in data transmission volume as the number of devices was increased compared to the conventional method. Regarding response time, the performance improved by approximately 100-120% depending on the number of devices. In addition, there was 90-110% improvement in overhead depending on the number of devices. This paper reports an efficient authentication and key management solution for a smart home environment using the proposed scheme.

참고자료

· 없음