[논문 리뷰] A Privacy Preserving Improvement for SRTA in Telecare Systems

Seyed Soheil Ghaemmaghami, Mahtab Mirmohseni외 1명|arXiv (Cornell University)|2015. 10. 14.

Advanced Authentication Protocols Security참고 문헌 28인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 원격의료 시스템을 위한 Li 등이 제안한 SRTA 프로토콜의 보안 결함을 해결하기 위해 프라이버시를 보장하는 RFID 인증 프로토콜을 제안한다. 동적 해시 기반 인증과 상호 검증을 통한 암호화 메커니즘의 향상으로, 개선된 프로토콜은 추적 가능성, 위조 및 DoS 공격에 저항하여 의료 분야의 RFID 환경에서 사용자 프라이버시와 시스템의 내구성을 크게 강화한다.

ABSTRACT

Radio Frequency Identification (RFID) is a modern communication technology, which provides authentication and identification through a nonphysical contact. Recently, the use of this technology is almost developed in healthcare environments. Although RFID technology can prepare sagacity in systems, privacy and security issues ought to be considered before. Recently, in 2015, Li et al. proposed SRTA, a hash-based RFID authentication protocol in medication verification for healthcare. In this paper, we study this protocol and show that SRTA protocol is vulnerable to traceability, impersonation and Dos attacks. So it does not provide the privacy and security of RFID end users. Therefore, we propose an improved secure and efficient RFID authentication protocol to enhance the performance of Li et al. method. Our analyze show that the existing weaknesses of SRTA protocol are eliminated in our proposed protocol.

연구 동기 및 목표

• 원격의료 시스템을 위한 해시 기반 RFID 인증 체계인 SRTA 프로토콜의 심각한 보안 결함을 규명하는 것.
• 특히 추적 가능성, 위조 및 DoS 공격으로 인한 의료 환경에서의 RFID 사용자에 대한 프라이버시 및 보안적 한계를 해결하는 것.
• 사용자 프라이버시를 유지하면서도 시스템 성능을 유지는 유지하는 새로운 효율적이고 안정적인 RFID 인증 프로토콜을 설계하는 것.
• 개선된 프로토콜이 알려진 공격에 대한 저항력을 공식적으로 분석하고 보안 성질을 검증하는 것.

제안 방법

• 사용자 익명성을 강화하고 추적를 방지하기 위해 동적 해시 기반 인증 메커니즘을 설계하는 것.
• RFID 태그와 리더 간의 상호 인증을 도입하여 위조 공격을 방지하는 것.
• 시간에 따라 변하는 키를 사용하는 챌린지-응답 프로토콜을 통합하여 재생 공격 및 DoS 공격에 저항하는 것.
• 일방향 해시 함수와 대칭 키 연산을 사용하여 효율성과 낮은 계산 오버헤드를 확보하는 것.
• 추적 가능성 및 위조 공격 위협에 대한 저항력을 확인하기 위해 공식 보안 모델링을 적용하는 것.
• 보안 향상과 함께 기존 원격의료 인fra구조와의 후행 호환성을 확보하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 SRTA 프로토콜은 예측 가능한 태그 응답으로 인해 추적 공격에 취약한가?
• RQ2 SRTA 프로토콜에서 악성 사용자가 합법적인 RFID 태그나 리더를 위조할 수 있는가?
• RQ3 SRTA 프로토콜은 자원 고갈을 통해 DoS 공격에 취약한가?
• RQ4 원격의료 응용 프로그램에서의 효율성을 유지하면서 이러한 취약점을 제거할 수 있는 새로운 프로토콜을 설계할 수 있는가?
• RQ5 제안된 프로토콜은 SRTA에 비해 프라이버시와 보안을 어느 정도 향상시키는가?

주요 결과

• SRTA 프로토콜은 정적 또는 예측 가능한 태그 응답으로 인해 추적 공격에 취약하다.
• 강력한 상호 인증 기능이 없기 때문에 위조 공격이 가능하다.
• 세션 제어 및 레이트 제한 메커니즘이 부족하여 DoS 공격에 취약하다.
• 동적 인증과 상호 검증을 통해 추적, 위조 및 DoS 공격을 모두 효과적으로 저항하는 데 성공한 프로토콜이 제안되었다.
• 개선된 프로토콜은 낮은 계산 비용과 통신 오버헤드를 유지하여 자원 제약이 있는 RFID 시스템에 적합하다.
• 공식적 분석을 통해 신규 프로토콜이 사용자 익명성을 유지하고 표준 보안 모델 하에서 강력한 인증을 보장함을 확인하였다.