모바일 보안 구역을 위한 협력 친화적 방해 전파 기술

Abstract

무선 통신 기술이 발전함에 따라 시공간의 제약 없이 고용량 데이터를 고속으로 송수신할 수 있게 되면서, 사이버 위협에 따른 도청과 정보 유출의 피해가 증가하고 있다. 특히, 전 산업 분야에서 활용되고 있는 사물인터넷은 일반적으로 개방형 네트워크 환경에서 불특정 다수에게 동시에 데이터를 보내는 브로드캐스트 통신을 하기 때문에 스니핑이나 재밍 공격에 취약하다. 종래 연구에서는 무선 통신 기술의 안전한 통신 채널 확보를 위해 시간, 주파수, 공간 영역에서 보안성을 개선한 프로토콜을 제안해왔다. 하지만 복잡한 하드웨어가 필요하기 때문에 이동 통신 네트워크와 사물인터넷에 적용하기 어렵다. 이에 종래 무선 통신 네트워크의 기술적 한계를 극복하기 위해 경량성과 이동성을 개선한 새로운 보안 모델이 요구된다. 본 논문에서는 자율 이동체인 드론을 대상으로 인공 노이즈와 기기의 이동성을 활용하여 협력적 우호 재밍을 수행하는 보안 모델을 제안하고, 시뮬레이션과 필드 테스트를 통해 도청 위협 방지 효과와 보안성 향상 효과를 입증하였다. 드론 기반의 모바일 보안 구역 기법(CFJ-DMZ)은 우호적 재머를 통해 보호 대상 위치에 따른 보안 구역을 설정하여 안전한 무선 이동 통신 네트워크를 지원할 수 있으며, 도청 위협을 효과적으로 경감할 수 있다. 본 연구의 실험 결과에 따르면, CFJ-DMZ가 적용된 시나리오에서 도청자들의 평균 Information Leakage Rate (ILR)은 3% 이하로 종래의 방식대비 평균적으로 92% 개선되었다.|Threats of eavesdropping and information leakages have increased sharply owing to advancements in wireless communication technology. In particular, the Internet of Things (IoT) has become vulnerable to sniffing or jamming attacks because broadcast communication is usually conducted in open-network environments. Although improved security protocols have been proposed to overcome the limitations of wireless-communication technology and secure safe communication channels, they are difficult to apply to mobile communication networks and IoT because complex hardware is required. Hence, a novel security model with a lighter weight and greater mobility is needed. This paper proposes a security model applying cooperative friendly jamming using artificial noise and drone mobility, which are autonomous moving objects, and demonstrates the prevention of eavesdropping and improved security through simulations and field tests. The Cooperative Friendly Jamming Techniques for Drone-based Mobile Secure Zone (CFJ-DMZ) can set a secure zone in a target area to support a safe wireless mobile communication network through friendly jamming, which can effectively reduce eavesdropping threats. According to the experiment results, the average information leakage rate of the eavesdroppers in CFJ-DMZ-applied scenarios is less than or equal to 3%, an average improvement of 92% over conventional methods.