The Journal of the Korea Contents Association (한국콘텐츠학회논문지)

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A Secure Multipath Transmission Scheme Based on One-Way Hash Functions in Wireless Sensor Networks

무선 센서 네트워크 환경에서 단-방향 해쉬 함수 기반 다중 경로 보안 전송 기법

  • 이윤정 (충북대학교 정보통신공학부) ;
  • 김동주 (충북대학교 정보통신공학부) ;
  • 박준호 (충북대학교 정보통신공학부) ;
  • 성동욱 (한국과학기술원 전산학과) ;
  • 유재수 (충북대학교 정보통신공학부)
  • Received : 2011.12.02
  • Accepted : 2011.12.20
  • Published : 2012.01.28
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Abstract

With the development of sensing devices and wireless communication technologies, wireless sensor networks are composed of a large number of sensor nodes that are equipped with limited computing performance and restricted communication capabilities. Besides, the sensor nodes are deployed in hostile or unattended environments. Therefore, the wireless sensor networks are vulnerable to security. In particular, the fatal damage may be occurred when data are exposed in real world applications. Therefore, it is important for design requirements to be made so that wireless sensor networks provide the strong security. However, because the conventional security schemes in wired networks did not consider the limited performance of the sensor node, they are so hard to be applied to wireless sensor networks. In this paper, we propose a secure multipath transmission scheme based on one-way hash functions in wireless sensor networks considering the limited performance of the wireless sensor nodes. The proposed scheme converts a sensor reading based on one of one-way hash functions MD5 in order to make it harder to be cracked and snooped. And then, our scheme splits the converted data and transfers the split data to the base station using multi-path routing. The experimental results show that our proposed scheme consumes the energy of just about 6% over the existing security scheme.

다양한 센싱 모듈의 개발과 무선 통신 기술의 발달로 인해, 한정된 통신 능력과 제한된 연산 능력을 갖춘 다수의 센서 노드를 활용하여 무선 센서 네트워크를 구성하는 것이 가능하게 되었다. 이러한 센서 노드는 무인 환경이나 적지와 같은 환경에 배포되기 때문에 보안에 취약하다. 특히 실생활 응용에 사용될 때, 데이터가 노출되면 치명적인 피해를 입을 수 있기 때문에 보안에 대한 고려는 필수적이다. 하지만 기존 네트워크에서의 보안 기법은 센서 노드의 제한된 성능을 고려하지 않기 때문에, 무선 센서 네트워크에 적용하는 것은 한계가 있다. 이러한 점을 해결하기 위해, 본 논문에서는 무선 센서의 제한된 성능을 고려한 에너지 효율적인 보안 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 원본 데이터의 해독을 어렵게 하기 위해 단-방향 해쉬 함수인 MD5를 기반으로 데이터를 변환 후, 분할하여 다중 경로를 통해 전송함으로써 보안성을 강화하는 것이 가능하다. 성능 평가 결과, 제안하는 기법은 기존 기법의 약 6%의 에너지만 소비하였다.

Keywords

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