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[공학]무선 센서 네트워크에서의 다중 베이스 스테이션에 관한 연구

- 임베디드 시스템 Term Paper -무선 센서 네트워크에서의다중 베이스 스테이션에 관한 연구(A Study of Multi Base Stationfor Wireless Sensor Networks)서 동 만, 김 동 국강원대학교 컴퓨터정보통신공학과요 약무선 센서 네트워크란 필요한 모든 곳에 센서를 부탁하고 이를 통해 사물의 인식 정보를 기본으로 주변의 환경정보까지 탐지하여 이를 실시간으로 네트워크에 연결하여 언제, 어디서나, 어느 것이나 통신이 가능한 환경을 구현하기 위한 핵심 기술이다. 무선 센서 네트워크는 환경/생태 감시 분야는 물론, 에너지 관리 분야, 물류/재고 관리 분야, 전투지역 관리 분야, 의료 모니터링 분야 등에 걸쳐 무선 센서 네트워크에 대한 연구가 진행되고 있다. 무선 센서 네트워크는 낮은 컴퓨팅 파워, 적은 저장장치, 좁은 네트워크 대역폭, 아주 적은 배터리의 전력 등의 제약사항을 가지며, 수백 수천의 센서 노드와 1개 또는 그 이상의 베이스 스테이션으로 구성된다. 수백 수천의 센서 노드로부터 전송된 데이터를 베이스 스테이션에서 처리하므로 베이스 스테이션이 무선 센서 네트워크에서의 병목점이 될 수 있다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 센서 노드에 수가 증가함에 따라 모든 데이터를 수신하여 처리 할 수 있는 다중 베이스 스테이션에 대하여 연구한다. 센서 노드의 수와 센서 노드가 센싱을 통하여 수집된 데이터의 초당 전송 패킷 수에 따른 베이스 스테이션의 수를 연구한다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 설계 단계에서 몇 개의 베이스 스테이션이 필요한지 계산을 통하여 알 수 있도록 수식을 제안한다.1. 서 론최근 통신 기술과 MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)기술의 발달에 따라 유비쿼터스 컴퓨팅이 새로운 IT의 패러다임으로 대두되고 있다. 유비쿼터스 컴퓨팅은 언제 어디서나 사용자가 네트워크에 연결된 컴퓨터를 사용하게 되는 환경을 위미하는 것으로, 사용자의 인지 없이 자유롭게 컴퓨팅 할 수 있다. 다. 베이스 스테이션은 센서 노드로부터 수집된 데이터를 전송받기 위하여 센서 노드와 RS-232C를 통하여 통신을 할 수 있도록 지원하여 주는 게이트웨이를 가지고 있게 된다.무선 센서 네트워크에서는 수백 수천의 센서 노드로부터 전송된 데이터를 베이스 스테이션에서 처리하므로 베이스 스테이션이 전체 네트워크 성능의 병목점이 될 수 있다. 특히, 베이스 스테이션에서 데이터를 전송 받는 게이트웨이 노드도 일반 센서 노드와 동일한 하드웨어 사양을 지니고 있기 때문에 성능의 병목점이 될 수 있다. 또한 게이트웨이 노드와 베이스 스테이션간의 통신이 RS-232C 또는 이더넷을 통해 이루어지므로 RS-232C의 대역폭 역시 병목점이 될 수 있다.본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 센서 노드에 수가 증가함에 따라 모든 데이터를 수신하여 처리 할 수 있는 다중 베이스 스테이션에 대하여 연구한다. 센서 노드의 수와 센서 노드가 센싱을 통하여 수집된 데이터의 초당 전송 패킷 수에 따른 베이스 스테이션의 수를 연구한다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 설계 단계에서 몇 개의 베이스 스테이션이 필요한지 계산을 통하여 알 수 있도록 수식을 제안한다. 제안된 수식의 결과는 실제 센서 네트워크의 게이트웨이 노드의 성능 측정을 통하여 비교하여 본다.본 논문의 구성은 다음과 같다. 2장에서는 무선 센서 네트워크에 대하여 알아본다. 3장에서는 게이트웨이 노드의 성능 병목점을 분석하고, 센서 노드의 수와 센서 노드의 초당 전송 패킷 수에 따른 베이스 스테이션의 수를 계산하는 알고리즘을 제안한다. 4장에서는 실험을 통한 검증 방법을 제안하고, 마지막으로 5장에서 결론을 맺고, 향후 연구 계획을 기술한다.2. 무선 센서 네트워크2.1 개요언제, 어디서나, 어느 것이나 통신이 가능한 환경을 구현하기 위한 유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 한 분야로 무선 센서 네트워크가 있다. 무선 센서 네트워크란 필요한 모든 곳에 센서를 부탁하고 이를 통해 사물의 인식 정보를 기본으로 주변의 환경정보(온도, 습도, 오염정이다[4]. 통신 모트는 데이터를 수신하는 안테나와 수신된 데이터를 처리하는 프로세서, 저장 데이터를 위한 메모리를 가지고 있다. 표 1에서와 같이 초기의 MICA는 MCU(Atmel ATMega103L)를 가진 프로세서와, 430MHz, 900MHz 주파수 대역의 RFM TR1000 안테나를 사용하였다. MICA2, MICA2DOT, MICAz에서는 8MHz의 MCU(Atmel ATMega128L)를 지닌 프로세서를 사용하고, 안테나 또한 다양한 주파수 대역을 지원하는 Chipcon CC1000(MICA2, MICA2ODT) 과 2.4GHz 대역폭을 이용하는 CC2420(MICAz)을 사용한다. 각 통신 모트는 외부 센서와 확장 연결이 가능한 51핀 확장 커넥터를 가지고 있다.프로그래밍 보드는 통신 모트와 연결하여 베이스 스테이션과 데이터를 수신 및 전달하는 게이트웨이를 구성하고, 시리얼 포트 또는 이더넷을 통해 통신 모트에 소프트웨어를 업로드 시에 사용한다. 또한 JTAG 코드 디버깅을 지원한다. 프로그래밍 보드의 종류로는 MIB500, MIB510, MIB600, SPB400 등이 있다.PictureCommonly Used NameFrequency Range (MHz)ProcessorRadio TransceiverNonvolatile MemoryMICA902 to 928Atmel ATMega103LRFM TR1000AT45DB041B (512 KB)433 to 435MICA2868 to 870; 902 to 928Atmel ATMega128LChipcon CC1000AT45DB041B (512 KB)433 to 435315 to 316MICA2DOT868 to 870; 902 to 928Atmel ATMega128LChipcon CC1000AT45DB041B (512 KB)433 to 435315 to 316MICAz2400 to 2483.5Atmel ATMega128LChipcon CC2420 (802.15.4 compliant)AT45DB041B (5의 구성은 커널과 어플리케이션이 하나의 코드로 작성되게 된다. 커널의 각 기능은 컴포넌트로 되어있고, 어플리케이션은 필요한 컴포넌트만을 연결시켜 전체 바이너리를 구성한다.NesC[6]는 TinyOS의 기능을 구현하기 위해 C언어를 확장한 프로그래밍 언어이다. 기본적인 문법은 C언어와 거의 동일하지만, 3가지의 다른 특징들을 가진다. 첫째 컴파일 단계에서 전체 프로그램에 대한 분석을 통해 최적화를 수행한다. 둘째 컴파일 시 레이스 컨디션 발생 가능 상황을 감지하고, 셋째 TinyOS의 컴포넌트 개념과 이벤트 기반 모델을 지원한다. 현재 NesC 컴파일러는 실제 바이너리 코드로의 컴파일이 아닌 C 코드로의 변환을 수행한다.3. 다중 멀티 베이스 스테이션3.1 게이트웨이 노드의 프로세서게이트웨이 노드의 마이크로 컨트롤러의 성능을 계산하기 위하여 미국의 버클리 대학에서 제작한 MICA 시리즈를 대상으로 연구하였다. 그중 ATMega 128L을 사용하는 MICAz 모트와 MICA2 모트를 대상으로 하였다. 운영체제는 TinyOS를 기준으로 하였다. 버클리 모드에서는 게이트웨이 노드에서 센서 노드들로부터 수집된 데이터를 수신하고 베이스 스테이션으로 전송하여 주기 위해 TOSBase라는 모듈을 사용한다. 본 논문에서는 TOSBase를 분석하였다. 각각의 프로세서에 따라 성능을 계산하기 위해서는 실제 동작하는 소스코드의 사이클 수를 계산해야만 한다[7]. 이를 위해 본 논문에서는 TOSBase를 avr-objdump를 이용하여 어셈블리 코드로 변환하였다. 변환된 어셈블리 코드는 ATMega 128L이 사용하는 8-bit AVR Instruction Set으로 구성되어 있다[8,9,10].TinyOS에서 1바이트의 데이터를 복사하기 위해서는 8 사이클이 소요된다[10]. 생성된 TOSBase의 어셈블리 코드에서 확인하여 본 결과 실제로 8 사이클이 소요되는 것을 확인할 수 있었다. 그 외에 센서 노드로부터 패킷을 전송 받고, 베이스 스테이션으로 전송하는 부분의 사이클을 분석하게이트웨이 노드의 어셈블리 코드와 사이클표 2에서 보는 바와 같이 게이트웨이 노드의 어셈블리 코드가 구성된다. TOSBase는 패킷을 센서 노드로부터 수신하고, 베이스 스테이션으로 전송하는 역할을 수행하며, 이때 데이터의 복사를 위해 데이터 복사를 호출하고, 데이터 복사는 1바이트의 복사 루틴을 데이터의 크기만큼 수행한다. TOSBase에는 총 29가지의 명령어가 실행되며, 이중 LD와 LDD, LDI는 메모리 대기가 발생할 가능성이 있는 명령어 들이나, 앞서 설명한 바와 같이 대기는 고려하지 않는다. BREQ와 BRNE, SBRC, SBRS, BRCS는 모두 조건문을 포함하고 있어 참 거짓에 따라 사이클의 수가 변한다. 거짓 일 경우 1사이클이 소요되고, 참 일 경우 2사이클이 소요된다. 측정한 각 함수의 사이클 수에 따라 하나의 패킷 당 소요되는 사이클은 2846사이클 + (16 × 패킷의 크기)이 된다. 패킷의 크기를 Psize라고 하면, 패킷 당 사이클의 수는이 된다.무선 센서 네트워크의 게이트웨이 노드에서는 데이터를 수신하고 Ack를 전송하거나, 라우팅 프로토콜에 따라 루트를 설정하고, 브로드케스트 메시지를 전송할 수 있다. 이러한 부분은 주기적으로 동작하는 것이 아니며, 라우팅 프로토콜에 의존적이다. Ack를 전송하지 않는 경우도 존재하며, 따라서 일반적인 사항을 고려하기 위하여 계산에서는 제외하였다.센서 노드의 수와 초 당 전송 패킷수를 고려하기 위해서는 프로세서의 클럭 수를 고려하여야 한다. 센서 노드의 수를 N이라 하고, 초 당 패킷의 수를 Pcount, 프로세서의 클럭 수를 Clocks이라고 할 때,가 성립되면, 게이트웨이에서 정상적인 동작이 이루어 질 수 있다.3.2 게이트웨이 노드의 통신MICAz는 Zigbee를 통신 프로토콜로 사용하며, 250Kbps의 네트워크 대역폭을 가지고[11], MICA2는 40Kbps의 네트워크 대역폭을 가진다. 이러한 게이트웨이 노드의 네트워크 대역폭을 고려하지 않고 무선 센서 네트워크를 설계한다면, 게이트웨있다.

공학/기술| 2006.03.29| 10페이지| 1,500원| 조회(664)

네트워크, 센서, USN, WSN, 베이스스테이션

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[유비쿼터스]대한민국 u-City 추진 현황 조사 및 타당성 검토

Ⅰ. 서 론이번 보고서에는 최근 대한민국에서 이슈화 되고 있는 유비쿼터스 도시 (u-City)에 대하여 살펴본다.우리나라에서 추진하고 있는u-City들의 시기와 일정, 주요특징과 사업 분야별 예산을 조사하여 보고, 이러한 u-City의 비즈니스 모델에 대한타당성을 조사한다. 실제로 u-City에서 각 이해 당사자에게 어떠한 수익을 제공하고,그에 따르는 만족도와 편리성,안정성 등에 대하여 고려해 보도록 한다.Ⅱ. 본 론1. 대한민국 u-City 추진 현황대한민국 정부는 u-City 구축을 위한 다양한 비전을 제시함은 물론 u-City 관련법규 제정을 위해 노력하고 있다.올해 초에는 정보통신부와 건설교통부가u-City건설 협력을 위한 협정서 (MOU)에 공식 합의하면서, 적극적으로 u-City를 추진하기로 하였다.이 협정서에서는 정보통신부와 건설교통부는 국가균형발전,지역혁신및 u-Korea 실현의 초석인 u-City 구축을 위한 상호 협력을 위해 협정을 체결한다고 밝히고 있다. 제3조의 협력 분야를 보면 u-City 구축을 위한 관련 법제도 정비와 표준화된 u-City 모델 개발 및 인증, u-City 시범사업 추진, u-City 관련 응용 및 요소기술 연구개발, u-City 과제 발굴 및 추진, u-City 관련 정보 및 인력교류, u-City 분야 전문 인력 양성, u-City와 관련하여 법안 제정 등에 공동 보조,국제 표준화 및 해외진출 지원 등 국제 협력 활동, 기타 협력이 필요한 사항등에대하 업무를 적극 협력한다고 밝히고 있다.1) 비전 및 목표① 국민 삶의 질 향상유비쿼터스 서비스를 통한 안전/편리/쾌적한 생활 환경 제공② 국가 균형발전 선도지역/도시 특성에 맞는 모델 개발 및 도시 경쟁력 제고③ 관련 산업 활성화대규모 인프라 구축 및 신규 서비스 도입으로 투자확대④ 세계 최고수준의 u-City 조기 구현우리나라의 최첨단 IT 인프라를 도시 개발 정책과 체계적으로 접목할 경우, 지역개발 및 생활환경의 고도화와 관련 기술/서비스의 해외진출이 가능

공학/기술| 2006.07.12| 56페이지| 5,000원| 조회(1,669)

도시, 신도시, 유비쿼터스, U-City, 유시티

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[IT]대한민국 IT 수출 현황 조사

Ⅰ. 서 론이번 보고서에는 대한민국의 IT 관련 수출 현황에 대하여 알아보고, 실계 수익이 창출되고 있는 분야와 현 세계 시장 점유율에 대하여 조사하여 본다.또한 향후 대한민국의IT 수출 발전 가능성과, 경쟁력, 향후 전망 등에 대하여 살펴보도록 한다.Ⅱ. 본 론1. IT 산업 현황가. 정보통신기기 산업국내 정보통신기기 산업의 생산은 2003년 141조 5천억 원에서 2004년에는 164조 2천억 원으로 16.03% 증가했다. 통신기기와 부품은 각각 17.47%와 22.32%로 크게 증가했으나, 방송기기는 0.45%의 정체를 보였으며 정보기기는 2.07%로 감소했다. 보다 구체적으로 살펴보면 통신기기에 있어서도 유선통신기기는 -0.05%의 증가율로서 거의 현상을 유지한 반면, 무선통신기기만이 21.21% 증가했다. 이는 주로 휴대폰 해외수출의 폭발적인 증가에 기인하는 것으로 판단된다.전반적으로 침체를 벗어나지 못한 정보기기의 경우MP3의 호조에 힘입어 미디어플레이어의 생산이 39.43%나 증가한 반면, 컴퓨터 본체는 7.12% 하락했다. 방송기기의 경우 지상파방송송수신기기의 생산이 21.19% 증가한 반면, 국내 CATV시장의 포화에 따른 유선방송송수신기기의 생산 하락이 두드러졌다. 부품산업은 DRAM 시장의 호조 등에 힘입어 능동부품 생산이 30.93% 증가했으며, 반면 대만, 중국산 등 저가 부품의 대량유입에 따라 기구부품의 생산은 16.21% 하락했다.정보통신기기 산업의 수출은 2003년의 571.6억 달러에서 2004년에는 742.1억 달러로29.82% 증가했다. 분야별로는 통신기기가 40.72%의 증가율을 보여 가장 높았으며, 정보기기가 가장 낮은 의 증가율을 보였다 세부품목별로는 정보기기산업에서 8.31% . 희비가 교차되어 컴퓨터 본체의 수출은 무려 50.06%나 하락한 반면, 네트워크 저장장치는 86.54%로최고의 수출 증가율을 보였다.수입 측면에서는 정보통신기기 전반적으로는 2003년의 358.8억 달러에서 2004년에는 403억 달러로 12.32% 증가했다. 위성DMB 서비스 개시 준비에 따른 위성방송송수신기기 수입이 폭발적으로 증가한데 힘입어 방송기기에 대한 수입 증가율이27.09%로 가장 높았으며, 부품 중에서는 앞에서 언급한 바와 같이 기구부품에 대한수입이 26.11%로 급속하게 증가했다.

공학/기술| 2006.07.12| 14페이지| 1,500원| 조회(575)

IT, 수출입, IT 산업, 지식 기반 산업

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[유비쿼터스]유비쿼터스 헬스 서비스 조사 및 분석 평가C아쉬워요

Ⅰ. 서 론본 최종 보고서에서는 u-Health과 e-Health, Telemedicine, u-Hospital 등에 관하여 조사하고 분석하여 본다. 전체를 u-Health의 영역으로 보았을 때, u-Health의 서비스의 범위를 조사하고,그에 따르는 각각의 솔루션들을 조사하여 본다.조사한 각각의 솔루션 혹은상품들에 대해 그 내용을 조사하고,각각의 문제점을 분석한다.Ⅱ. 본 론u-Health는 정보통신기술을 의료 시스템에 적용하여 의료․ 보건 정보와 관련 상품 및 서비스를 온라인으로 제공 또는 공유하는 새로운 의료 서비스라고 할 수 있다. 기존의e-Health에서 유비쿼터스의 개념을 도입하였지만 큰 차이는 없다고 할 수 있다. 다만 유비쿼터스의 특징인 “언제 어디서나”의 개념의 도입된 것이라 할 수 있다. 이러한 u-Health는정보적, 교육적, 사업적 제품에서부터 전문가, 비전문가, 사업가 및 소비자에게 제공되는 직접적인 서비스에 이르기까지 온라인을 통해 전달되는 모든 유무형의 전자 보건의료를 포괄한다.1. u-Health의 개요가. u-Health의 범위u-Health 산업은 특성상 단일 제품이나 서비스로만 존재하지 않으며, 의료정보, 의료장비, 소프트웨어, 네트워크, 전자상거래 등 의료․ 보건을 구성하는 모든 산업이 IT에 기반을 두어 복합적으로 결합되어 나타나는 새로운 산업이다. 이러한 산업적 특성으로 인해u-Health 산업은 타 산업에 대한 후방연쇄효과 (Backward-linkage effect)가 매우 큰산업이다.나. u-Health의 유형① Content 형 u-HealthContent형 u-Health는 웹을 통해 접근 가능한 건강 및 질병과 관련된 정보를 말한다. 즉, 인간의 행동 변화, 의사결정 및 원거리 교육/훈련에 영향을 미치는 정보의 전자적 제공과 함께 이러한 정보 접근을 도와주는 표현 및 검색 기능을 포함한다.② Community형 u-HealthCommunity형 u-Health는 동료 간 및 전문가 등과의 메시지 전달, 정보교환, 정서적후원 및 커뮤니티의 구축을 포함한다. 커뮤니티를 구축하는 고객 및 참여자들은 네트워크 외부적 효과를 가지며 그 자체로서 가치창출의 한 요소가 된다.

공학/기술| 2006.07.12| 17페이지| 3,000원| 조회(1,108)

유비쿼터스, u-Health, Ubiquitous, e-health

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[공학]무선 센서 네트워크를 위한 키 관리 프로토콜에 대한 연구 평가B괜찮아요

무선 센서 네트워크를 위한키 관리 프로토콜에 대한 연구The Study of Key Management Protocolfor Wireless Sensor Network서 동 만강원대학교 컴퓨터정보통신공학과Dongmahn SeoDept. of Computer Information and Telecommunication Engineering, Kangwon National University요 약최근 통신 기술과 반도체 제작 기술 및 Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) 기술의 발달에 따라 유비쿼터스 컴퓨팅이 새로운 IT의 패러다임으로 대두되고 있다. 유비쿼터스 컴퓨팅의 핵심 기술은 무선 센서 네트워크가 부상하고 있다. 이러한 무선 센서 네트워크는 각종 자원에 대한 제약이 심하여, 네트워크의 보안을 유지하기가 어렵다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서의 보안을 위해 무선 센서 네트워크에 대하여 알아보고, 보안적 요구사항들을 살펴본다. 그리고 무선 센서 네트워크를 공격하는 방법들과 보안 프로토콜을 살펴보고, 각종 키 관리 프로토콜들을 소개한다.AbstractOwing to the improved communication technologies and manufacturing semiconductor techniques, MEMS, ubiquitous computing is on the rise as the new paradigm of IT. The wireless sensor network which is the core technology of ubiquitous computing is beginning to make its appearance. Since the wireless sensor network has a lot of constraints of resources, it is difficult to keep the security. In this paper, for security of wireless sensor n 처리 완료를 알리게 된다.TinyOS는 특정한 하나의 목적을 가진 어플리케이션을 제작한다. 어플리케이션의 구성은 커널과 어플리케이션이 하나의 코드로 작성되게 된다. 커널의 각 기능은 컴포넌트로 되어있고, 어플리케이션은 필요한 컴포넌트만을 연결시켜 전체 바이너리를 구성한다.NesC[6]는 TinyOS의 기능을 구현하기 위해 C언어를 확장한 프로그래밍 언어이다. 기본적인 문법은 C언어와 거의 동일하지만, 3가지의 다른 특징들을 가진다. 첫째 컴파일 단계에서 전체 프로그램에 대한 분석을 통해 최적화를 수행한다. 둘째 컴파일 시 레이스 컨디션 발생 가능 상황을 감지하고, 셋째 TinyOS의 컴포넌트 개념과 이벤트 기반 모델을 지원한다. 현재 NesC 컴파일러는 실제 바이너리 코드로의 컴파일이 아닌 C 코드로의 변환을 수행한다.2.4. 무선 센서 네트워크의 활용 사례무선 센서 네트워크의 활용 사례를 다음과 같으며, 그 적용 범위의 확장성을 짐작할 때, 보안 기능을 충족해야 하는 당위성을 파악할 수 있다[7-9].비상 대응 정보 분야 : 무선 센서 네트워크는 건물, 사람, 수송 경로에 대한 상태 정보를 취할 수 있다. 이렇게 수집된 센서 정보는 안전하게 비상 대응 담당자에게 안전하고 신속하게 전송되어야 한다.에너지 관리 분야 : 에너지 관리는 원격으로 이루어질 경우보다 효과적일 수 있다. 즉, 주위 환경의 기온과 순간 전력 등에 따른 전선에 부과되는 전력 소모량을 원격으로 감지할 수 있으며 이로 인한 자동적 전력 부하 분산 관리를 통해 전력 과부하에 따른 단전 사고 등을 미연에 방지할 수 있다.의료 모니터링 분야 : 가까운 미래에는 각 사람의 신체 정보 상태를 센서 네트워크를 통해 원격으로 모니터링을 할 수 있고, 이를 통해 의료 시스템과 연계함으로써 의료 서비스의 획기적인 변화를 가능케 할 수 있다.군수 물류, 재고 관리 분야 : 상품이 과잉 생산된 곳에서 공급이 부족한 지역으로 신속하게 이동할 수 있는 메커니즘을 센서 네트워크를 통해 실현 가능하다. 이 영역은 전 , HELLO floodsClustering based protocols (LEACH, TEEN, PEGASIS)Bogus routing information, selective forwarding, sinkholes, Wormholes, HELLO floodsRumor routingBogus routing information, selective forwarding, sinkholes, Sybil, Wormholes, HELLO floodsEnergy conserving topology maintenance (SPAN, GAF, CEC, AFECA)Bogus routing information, Sybil, HELLO floodsBogus routing information : 라우팅 메시지를 스푸핑, 변경 또는 재전송하여 라우팅을 교란시켜서 에러를 고의로 발생시키거나 라우팅 루프를 형성하거나 라우팅 정보의 전송을 지연시킴으로써 통신을 방해함Selective forwarding : 특정 메시지 (또는 노드)에 대한 전달을 거부하거나 삭제하는 공격Sinkholes : selective forwarding과 같이 사용하여 라우팅 정보를 변경하여 공격자의 노드 (sinkhole)로 모든 데이터들이 지나가도록 조작하여 엿듣기가 가능함Sybil : 하나의 노드가 다른 노드에게 여러 식별자로 인식하도록 하는 공격으로 geographic routing에 치명적인 공격Wormholes : 실제로는 존재하지 않는 노드로 연결이 있는 것처럼 인식하게 하는 공격으로 엿듯기 공격이나 selective forwarding과 같이 활용됨HELLO floods : 멀리 있는 공격자가 강한 강도의 신호로 HELLO 패킷을 보냄으로써 가까운 곳에 위치하지 않는 공격자에게 패킷을 보내도록 하는 방법5.2. 센서 보안 기능센서 네트워크에서 필요한 보안 요구사항을 기준으로 센서 네트워크에서 필요로 하는 보안 기능으로는 암호 알고리즘, 키관리 및 보안 프로토콜, 인증 및 시큐어 라우팅, 시큐어데 노드까지 이르는 path 상에 있는 중간 노드들을 거쳐 상대 노드에게 전송한다. 이때, path 키 정보는 중간 노드들 간의 공유키로 암호화되어 전송된다. 이 스킴은 센서 노드의 개수가 매우 많더라도 수백개 정도의 키로 기존의 pairwise key와 동일한 안전성을 제공한다는 장점을 갖는다.D. Liu, P. Ning은 센서 노드간 pairwise key를 설정하는 방식에 있어서 기존의 랜덤 키를 이용하는 방식과 같이 키 풀을 사용하나 실제 키 값을 센서 노드들에게 할당하는 것이 아니라 키를 유도할 수 있는 다항식을 생성하여 분배하는 방식을 제안하였다[23]. 임의의 두 센서 노드가 동일한 t차 이변 다항식(bivariate polynomial)을 공유하면 두 노드는 그 다항식으로부터 서로 공통되는 키 값을 유도할 수 있다는 점을 이용한 다항식 기반의 pairwise key 설정 프로토콜로 기본 개념 및 좀더 향상된 방안들을 제시하였다.① 기본 개념키 셋업 서버는 소수 q에 대한 유한체 Fq 상에서 f( x, y) = f( y, x)의 성질을 만족하는 임의의 t차 이변 다항식을 식 (3)과 같이 생성한다.식 (3)다음으로 키 셋업 서버는 각 센서 노드 i에 대해서, x변수에 각 센서 노드의 ID를 입력값으로 하여 얻은 결과인 polynomial share인 f( i, y)를 해당 센서 노드에게 분배한다. 임의의 두 노드 i와 j는 각각 자신의 polynomial share의 y변수에 상대 노드의 ID를 입력함으로써 두 노드 간의 공유키를 얻을 수 있다.② Polynomial Pool-Based Key Predistribution안전성을 높이기 위해 하나의 polynomial 대신 다수의 랜덤 t차 이변 다항식을 생성하여 polynomial share를 분배한 다음, 임의의 두 센서 노드가 동일한 polynomial로부터 생성된 polynomial share를 갖고 있다면 기본 개념에서 설명된 방식으로 공유키를 생성하며, 동일한 polynomial을 공유하지 곳에 센서를 부착하고 이를 통해 사물의 인식 정보를 기본으로 주변의 환경정보(온도, 습도, 오염정보, 위치 정보 등)까지 탐지하여 이를 실시간으로 네트워크에 연결하여 정보를 관리하는 것을 말하는 것으로서, 모든 사물에 켬퓨팅 및 통신 기능을 부여하여 언제, 어디서나, 어느것이나 통신이 가능한 환경을 구현하기 위한 유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 핵심으로 자리 잡아 가고 있다.무선 센서 네트워크는 일반적인 PC 컴퓨팅 환경과 비교해서 모든 하드웨어 분야에 걸쳐 제약 사항을 가진다. 낮은 컴퓨팅 파워는 물론, 적은 저장 공간, 좁은 네트워크 대역폭, 아주 적은 베터리의 전력 등의 제약 사항을 가지며 이는 센서 네트워크를 연구하는데 있어 가장 큰 걸림돌이 된다고 할 수 있다.이러한 무선 센서 네트워크 기반의 서비스에 대한 기술이 구체화 되면서 센서 네트워크 상에서의 보안에 대한 필요성이 대두되어지고 있다. 그러나 아직까지 무선 센서 네트워크 상에서의 보안 기술에 대한 연구는 서비스와 기술 개발에 대한 연구에 비해 미진한 것인 사실이다. 이러한 무선 센서 네트워크의 보안에 대한 연구는 그 환경이 극심한 자원 제약성을 가지기에 이에 따른 적합한 연구가 이루어 져야 한다.무선 센서 네트워크에서의 보안을 위해서 가장 중요한 것은 어떻게 보안 키를 관리하는 것인가 하는 것이다. 기존의 인터넷이나 애드 혹과 같은 환경에서 데이터에 대한 기밀성과 무결성을 제공하고 각 단말을 인증하기 위한 암호화 키가 널리 사용되고 있다. 그러나 기존의 방식들은 극심한 자원 제약을 가지는 센서 네트워크에 그대로 적용시킬 수 없다. 따라서 극심한 자원 제약을 가지는 센서 네트워크 상에서 암호화 키를 관리하기 위한 연구가 필요하다.본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서의 보안을 위한 암호화 키에 대한 연구를 위해, 무선 센서 네트워크의 기본적인 특징을 살펴보았고, 보안을 위한 제약 사항들을 분석하였으며, 보안을 위한 요구사항들에 대하여 연구하였다. 또한, 무선 센서 네트워크에 가능한 공격 방법들을 알아보았per

공학/기술| 2006.03.29| 26페이지| 2,000원| 조회(1,486)

보안, USN, 센서네트워크, 텀 페이퍼

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