센서 네트워크 보안을 위한 SWAD-KNH 기법 설계

Abstract

본 논문에서는 클러스터 단위로 센서 노드의 키와 그룹키를 생성한 후 분배하는 KGDC(Key Generation and Distribution based on Cluster) 모듈과 이 키를 이용하여 시빌 공격과 웜홀 공격을 탐지할 수 있는 SWAD(Sybil & Wormhole Attack Detection) 모듈로 구성되는 SWAD-KNH(Sybil & Wormhole Attack Detection using Key, Neighbor list and Hop count) 기법을 제안한다. KGDC 모듈은 ECDH 알고리즘, 해시함수, 키 체인 기법을 이용하여 그룹키와 센서 노드의 키들을 생성하고 안전하게 배포한다. SWAD 모듈은 2단계 키 확인절차를 수행함으로써 시빌 공격 탐지를 강화시키고, 근원지와 목적지 노드의 공동이웃노드들의 수와 홉 카운트를 이용하여 웜홀 공격을 탐지한다. 그 결과 SWAD-KNH 기법은 시빌 공격 탐지율은 91.2%, 평균 FPR(False Positive Rate)은 3.82%이고, 그리고 웜홀 공격 탐지율은 90%, 평균 FPR(False Positive Rate)은 4.64%으로 평가되므로 시빌과 웜홀 공격 탐지율 및 시빌과 웜홀 공격 탐지의 신뢰성을 향상시켰다. This paper proposes an SWAD-KNH(Sybil & Wormhole Attack Detection using Key, Neighbor list and Hop count) technique which consists of an SWAD(Sybil & Wormhole Attack Detection) module detecting an Worm attack and a KGDC(Key Generation and Distribution based on Cluster) module generating and an sense node key and a Group key by the cluster and distributing them. The KGDC module generates a group key and an sense node key by using an ECDH algorithm, a hash function, and a key-chain technique and distributes them safely. An SWAD module strengthens the detection of an Sybil attack by accomplishing 2-step key acknowledgement procedure and detects a Wormhole attack by using the number of the common neighbor nodes and hop counts of an source and destination node. As the result of the SWAD-KNH technique shows an Sybil attack detection rate is 91.2% and its average FPR 3.82%, a Wormhole attack detection rate is 90%, and its average FPR 4.64%, Sybil and wormhole attack detection rate and its reliability are improved.