KR102012400B1 - IoT CERTIFICATION SYSTEM BASED ON BLOCK CHAIN - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 블록체인 기반 IoT 인증 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a blockchain-based IoT authentication system.
기존 IoT 환경은 중앙 서버를 통해서 IoT 기기 인증과 통신이 이루어 지므로, 중앙 서버에 대한 DDoS, APT 공격 등에 취약하다. 이러한 공격들은 서버의 과부화, 중앙 서버 마비를 야기할 수 있어 고객 입장에서 서비스 불능, 개인정보 유출 등의 광범위한 피해를 입을 수 있다.The existing IoT environment is vulnerable to DDoS and APT attacks on the central server because IoT device authentication and communication is performed through the central server. These attacks can cause server overload and central server paralysis, resulting in widespread damage from the customer's point of view, out of service, and the leakage of personal information.
또한 현재 타사의 IoT 기기를 연동하기 위해서는 제휴 및 서버 운용 비용이 추가되고 제3자에 대한 정보제공 측면에서 법적인 문제점이 있다. 이러한 문제들로 인해 현 상황에서는 타 기업의 IoT 기기를 지원하는 사례를 보기 어렵다.In addition, in order to interoperate with IoT devices of other companies, there are legal problems in terms of alliance and server operation costs and providing information to third parties. These problems make it difficult to see examples of supporting other companies' IoT devices.
블록체인(Blockchain)은 공공 거래 장부라고도 부르며 가상 화폐로 거래할 때 발생할 수 있는 해킹을 막는 기술이다. 기존 금융 회사의 경우 중앙 집중형 서버에 거래 기록을 보관하는 반면, 블록체인은 거래에 참여하는 모든 사용자에게 거래 내역을 보내 주며 거래 때마다 이를 대조해 데이터 위조를 막는 방식을 사용하는 탈 중앙화적 특징을 갖는다. Blockchain, also known as public trading ledger, is a technology that prevents hacking that can occur when trading in virtual currency. Traditional financial firms keep transaction records on a centralized server, while blockchain sends a transaction history to all users participating in a transaction and compares it with each transaction to prevent data forgery. Have
예를 들어, 블록체인은 대표적인 온라인 가상 화폐인 비트코인에 적용되어 있다. 비트코인은 누구나 열람할 수 있는 장부에 거래 내역을 투명하게 기록하며, 비트코인을 사용하는 여러 컴퓨터가 10분에 한 번씩 이 기록을 검증하여 해킹을 막는다. 최근에는 비트코인이 가진 단점을 해결하기 위해 다양한 코인들이 개발 및 제공되고 있으며, 플랫폼적 기능을 갖는 코인의 등장으로 다양한 토큰들이 가상화폐로서 기능하고 있다. For example, blockchain is applied to Bitcoin, a representative online virtual currency. Bitcoin records transaction details transparently in a book that anyone can read, and several computers using Bitcoin verify this record every 10 minutes to prevent hacking. Recently, various coins have been developed and provided to solve the shortcomings of bitcoin, and with the advent of coins having platform functions, various tokens function as virtual currency.
또한, 가상화폐 플랫폼을 이용한 다양한 분산 애플리케이션(DAPP)들이 개발 및 이용되고 있어, 블록체인의 활용도는 갈수록 높아지고 있다.In addition, various decentralized applications (DAPPs) using the cryptocurrency platform are being developed and used, so the utilization of blockchain is increasing.
IoT(Internet of Things: 사물인터넷)는 유형 혹은 무형의 객체들이 다양한 방식으로 서로 연결되어, 기존에 제공하지 못했던 새로운 서비스들을 제공할 수 있는 것을 말한다. 컴퓨터나 핸드폰과 같이 전통적인 통신장비뿐 아니라, 가전제품이나 생활용품 등 다양한 객체들이 통신기능 및 처리기능이 부여되어, 다양한 기능을 수행할 수 있도록 한다. The Internet of Things (IoT) means that tangible or intangible objects can be connected to each other in a variety of ways to provide new services that could not be provided. In addition to traditional communication equipment such as computers and mobile phones, various objects such as home appliances and household goods are provided with communication and processing functions, so that various functions can be performed.
하지만, 최근에는 IoT 시스템에 대한 해킹 등 보안 위협이 증가하고 있으며, IoT 시스템은 사용자의 생활과 밀접한 관련이 있다는 점에서 사용자의 안전과 개인정보 보호를 위한 기술의 개발이 요구되고 있다.However, in recent years, security threats such as hacking on IoT systems are increasing, and IoT systems are closely related to user's lives, and thus, development of technologies for user safety and privacy protection is required.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 블록체인 기반 IoT 인증 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a blockchain-based IoT authentication system.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 블록체인 기반 IoT 인증 시스템은, 사용자 단말 및 하나 이상의 IoT 단말을 포함하고, 상기 사용자 단말 및 상기 하나 이상의 IoT 단말은 IoT 네트워크를 형성하고, 상기 사용자 단말 및 상기 하나 이상의 IoT 단말은 각각 블록체인을 저장하고, 상기 블록체인은, 상기 사용자 단말에 대응하는 블록 및 상기 하나 이상의 IoT 단말 각각에 대응하는 블록을 포함한다.According to an aspect of the present invention, a blockchain-based IoT authentication system includes a user terminal and one or more IoT terminals, and the user terminal and the one or more IoT terminals form an IoT network. The user terminal and the one or more IoT terminals each store a blockchain, and the blockchain includes a block corresponding to the user terminal and a block corresponding to each of the one or more IoT terminals.
또한, 상기 블록체인에 포함되는 블록들은, 상기 사용자 단말에 의하여 서명된 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the blocks included in the blockchain may be characterized by being signed by the user terminal.
또한, 상기 하나 이상의 IoT 단말 중 하나인 제1 IoT 단말에는 제1 개인키가 저장되고, 상기 제1 IoT 단말에 대응하는 제1 블록에는 상기 제1 개인키에 대응하는 제1 공개키가 저장되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, a first private key is stored in a first IoT terminal, which is one of the one or more IoT terminals, and a first public key corresponding to the first private key is stored in a first block corresponding to the first IoT terminal. It may be characterized by.
일 실시 예에서, 개인키는 각각의 IoT 단말의 TrustZone에 저장하여 보호될 수 있다.In one embodiment, the private key may be protected by storing it in TrustZone of each IoT terminal.
또한, 상기 시스템은 상기 IoT 네트워크에 참여하고자 하는 신규 IoT 단말을 더 포함하고, 상기 사용자 단말은, 상기 신규 IoT 단말을 인증하고, 상기 인증된 신규 IoT 단말에 대응하는 블록을 생성하고, 상기 생성된 블록을 서명하고, 상기 생성된 블록을 상기 블록체인에 연결하고, 상기 생성된 블록을 상기 IoT 네트워크에 브로드캐스트하고, 상기 하나 이상의 IoT 단말 각각은, 상기 사용자 단말의 공개키를 이용하여 상기 생성된 블록을 검증하고, 검증에 성공하는 경우 상기 하나 이상의 IoT 단말 각각에 저장된 블록체인에 상기 생성된 블록을 연결할 수 있다.In addition, the system further comprises a new IoT terminal to participate in the IoT network, the user terminal, the new IoT terminal authenticates, generates a block corresponding to the authenticated new IoT terminal, the generated Sign a block, connect the generated block to the blockchain, broadcast the generated block to the IoT network, and each of the one or more IoT terminals is generated using the public key of the user terminal. The block may be verified, and if the verification is successful, the generated block may be connected to a block chain stored in each of the one or more IoT terminals.
또한, 상기 시스템은 상기 IoT 네트워크에 참여하고자 하는 기존 IoT 단말을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 IoT 단말 각각은, 상기 하나 이상의 IoT 단말 각각에 저장된 블록체인에 상기 기존 IoT 단말에 대응하는 블록이 저장되어 있는지 여부를 확인 및 검증하고, 상기 기존 IoT 단말에 대한 검증에 성공하는 경우 상기 기존 IoT 단말과의 통신을 수행할 수 있다.In addition, the system further includes an existing IoT terminal to participate in the IoT network, each of the one or more IoT terminals, a block corresponding to the existing IoT terminal is stored in a block chain stored in each of the one or more IoT terminals Check and verify whether there is, and if successful verification of the existing IoT terminal can communicate with the existing IoT terminal.
또한, 상기 하나 이상의 IoT 단말은 저장된 블록체인에 대한 동기화를 수행하되, 상기 사용자 단말에 의하여 서명된 가장 긴 블록체인을 기준으로 하여 동기화를 수행할 수 있다.In addition, the one or more IoT terminals may perform synchronization on the stored blockchain, but may perform synchronization based on the longest blockchain signed by the user terminal.
또한, 상기 시스템은, 상기 IoT 네트워크에 포함된 단말들 간의 통신을 수행하는 데 이용되는 적어도 하나의 액세스 포인트를 더 포함하고, 상기 사용자 단말은, 상기 액세스 포인트와 통신을 수행하고, 상기 액세스 포인트를 통해 상기 IoT 네트워크에 포함된 하나 이상의 IoT 단말과 통신을 수행할 수 있다.The system may further include at least one access point used to perform communication between terminals included in the IoT network, and the user terminal communicates with the access point and establishes the access point. It can communicate with one or more IoT terminals included in the IoT network.
또한, 상기 시스템은, 상기 하나 이상의 IoT 단말과 연결되는 AP(Access Point); 를 더 포함하고, 상기 AP는, 스턴(Stun) 서버를 통하여 외부 네트워크의 단말과 IP 교환을 수행하고, 상기 교환된 IP를 이용하여 상기 외부 네트워크의 단말과 통신을 수행할 수 있다.The system may further include an access point (AP) connected to the one or more IoT terminals; Further, the AP may perform IP exchange with a terminal of an external network through a stun server and communicate with a terminal of the external network using the exchanged IP.
또한, 상기 하나 이상의 IoT 단말은, 상기 하나 이상의 IoT 단말에 저장된 블록체인보다 긴 다른 블록체인에 의한 동기화 시도가 인식되는 경우, 상기 다른 블록체인에 포함된 블록들이 상기 사용자 단말에 의하여 서명되었는지 여부를 확인하고, 상기 다른 블록체인에 상기 사용자 단말에 의하여 서명되지 않은 적어도 하나의 블록이 포함되어 있는 경우, 상기 다른 블록체인에 의한 동기화를 거절할 수 있다.Further, when one or more IoT terminals recognize a synchronization attempt by another block chain longer than a block chain stored in the one or more IoT terminals, whether the blocks included in the other block chains are signed by the user terminal. When the other blockchain includes at least one block that is not signed by the user terminal, the synchronization may be rejected by the other blockchain.
또한, 상기 시스템은 상기 IoT 네트워크에 참여하고자 하는 기존 IoT 단말을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 IoT 단말 각각은, 상기 하나 이상의 IoT 단말 각각에 저장된 블록체인에 상기 기존 IoT 단말에 대응하는 블록이 저장되어 있는지 여부를 확인 및 검증하고, 상기 하나 이상의 IoT 단말 중 다수의 합의가 도출되면, 상기 기존 IoT 단말을 상기 IoT 네트워크에 참여시킬 수 있다.In addition, the system further includes an existing IoT terminal to participate in the IoT network, each of the one or more IoT terminals, a block corresponding to the existing IoT terminal is stored in a block chain stored in each of the one or more IoT terminals If it is confirmed and verified whether there is a plurality of agreements among the one or more IoT terminals, the existing IoT terminal may participate in the IoT network.
또한, 상기 하나 이상의 IoT 단말은, 하나 이상의 다른 IoT 단말로부터 상기 합의를 위한 정보가 수신되는 경우, 상기 하나 이상의 다른 IoT 단말이 상기 사용자 단말에 의하여 서명되었는지 여부를 확인하고, 상기 사용자 단말에 의하여 서명되지 않은 IoT 단말로부터 수신되는 정보는 상기 합의에 반영하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, when one or more other IoT terminals receive information for the agreement from one or more other IoT terminals, confirm whether the one or more other IoT terminals are signed by the user terminal, and sign by the user terminal. Information received from the IoT terminal that has not been received may not be reflected in the agreement.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
개시된 실시 예에 따른 IoT 시스템은 서비스의 가용성을 높이면서도, IoT 시스템 내부의 개인정보 유출을 방지할 수 있는 효과가 있다.The IoT system according to the disclosed embodiment has an effect of preventing the leakage of personal information inside the IoT system while increasing the availability of the service.
특히, 개시된 실시 예에 따르면 중앙서버 없이 기기들 간의 합의를 통해 보안을 유지할 수 있는 IoT 시스템이 제공되는 장점이 있다. 중앙서버는 DDoS 공격의 대상이 되어 왔으며, DDoS 공격으로 인해 IoT 조작이 불가능해지는 등의 불편함이 있었다.In particular, according to the disclosed embodiment, there is an advantage that an IoT system that can maintain security through agreement between devices without a central server is provided. The central server has been the target of DDoS attack, and there was inconvenience such as the IoT operation is impossible due to the DDoS attack.
또한, 사용자 인증방식을 이용함으로써 통상적인 블록체인에 대한 공격방법으로부터 IoT 시스템을 보호할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that can protect the IoT system from the attack method on the conventional blockchain by using a user authentication method.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 일 실시 예에 따른 블록체인 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 블록체인 시스템의 동작을 도시한 흐름도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 블록체인 기반 IoT 인증 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 IoT 네트워크 및 해당 IoT 네트워크에서 이용되는 블록체인의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 개시된 실시 예에 따른 블록체인이 외부의 공격을 방어하는 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따라 신규 IoT 단말을 IoT 네트워크에 참여시키는 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 IoT 단말의 재연결 방법을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a blockchain system according to an exemplary embodiment.
2 is a flowchart illustrating an operation of a blockchain system according to an exemplary embodiment.
3 is a diagram schematically illustrating a blockchain-based IoT authentication system according to an embodiment.
4 is a diagram illustrating an example of an IoT network and a blockchain used in a corresponding IoT network, according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram illustrating a method in which a blockchain defends an external attack according to the disclosed embodiment.
6 illustrates a method of joining a new IoT terminal to an IoT network according to an embodiment.
7 is a diagram illustrating a reconnection method of an IoT terminal according to one embodiment.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be embodied in various different forms, and the present embodiments only make the disclosure of the present invention complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the skilled worker of the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and / or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the mentioned components. Like reference numerals refer to like elements throughout, and "and / or" includes each and all combinations of one or more of the mentioned components. Although "first", "second", etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, of course, the first component mentioned below may be a second component within the technical spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used in the present specification (including technical and scientific terms) may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, terms that are defined in a commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.
명세서에서 사용되는 "부" 또는 “모듈”이라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부" 또는 “모듈”은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부" 또는 “모듈”은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부" 또는 “모듈”들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들로 더 분리될 수 있다.As used herein, the term "part" or "module" refers to a hardware component such as software, FPGA, or ASIC, and the "part" or "module" plays certain roles. However, "part" or "module" is not meant to be limited to software or hardware. The “unit” or “module” may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to play one or more processors. Thus, as an example, a "part" or "module" may include components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, Procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. Functions provided within components and "parts" or "modules" may be combined into smaller numbers of components and "parts" or "modules" or into additional components and "parts" or "modules". Can be further separated.
본 명세서에서, 컴퓨터는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 모든 종류의 하드웨어 장치를 의미하는 것이고, 실시 예에 따라 해당 하드웨어 장치에서 동작하는 소프트웨어적 구성도 포괄하는 의미로서 이해될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크톱, 노트북 및 각 장치에서 구동되는 사용자 클라이언트 및 애플리케이션을 모두 포함하는 의미로서 이해될 수 있으며, 또한 이에 제한되는 것은 아니다.In the present specification, the computer refers to any kind of hardware device including at least one processor, and according to an embodiment, it may be understood as a meaning encompassing a software configuration that operates on the hardware device. For example, a computer may be understood as including, but not limited to, a smartphone, a tablet PC, a desktop, a notebook, and a user client and an application running on each device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일 실시 예에 따른 블록체인 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a blockchain system according to an exemplary embodiment.
도 1을 참조하면, 블록체인 보유서버들(10), 관리서버(20) 및 사용자 단말들(30)이 도시되어 있다.Referring to FIG. 1,
개시된 실시 예에서, 사용자 단말들(30) 각각은 기 설정된 규칙에 기반하여 거래내역을 기록하며, 기록된 거래내역은 각각의 블록에 기록되어 블록체인 보유서버들(10)에 전파되고, 각각의 서버에 저장 및 관리된다.In the disclosed embodiment, each of the
개시된 실시 예에서, 블록체인 보유서버들(10)은 거래정보를 인증 및 기록하는 블록체인이 탑재된 서버들을 의미한다. 일 실시 예에서, 거래(transaction) 정보는 가상화폐에 기반한 거래정보를 의미할 수 있으나, 그 외에도 블록체인에 기반하여 수행되는 다양한 이벤트에 대한 정보를 의미할 수 있고, 이러한 거래정보는 블록체인에 저장된다.In the disclosed embodiment, the
개시된 실시 예에 따른 가상화폐는 전자화폐, 암호화폐 등 블록체인을 통하여 그 거래내역이 관리되는 모든 종류의 비 실물 화폐를 통칭하는 개념으로 이해된다. The virtual currency according to the disclosed embodiment is understood as a concept that collectively refers to all kinds of non-real money whose transaction details are managed through a blockchain such as electronic money and cryptocurrency.
개시된 실시 예에 따른 가상화폐는 별도의 메인넷이 구축되고, 이에 따라 관리되는 코인 형태의 가상화폐일 수도 있고, 이더리움 네트워크 등 다른 코인의 인프라를 활용하는 토큰 형태의 가상화폐일 수도 있으나, 이에 제한되지 않는다.The cryptocurrency according to the disclosed embodiment may be a coin-type virtual currency managed by a separate mainnet and thus managed, or may be a token-type virtual currency utilizing an infrastructure of another coin, such as an Ethereum network. It is not limited.
일 실시 예에서, 사용자 단말들(30) 각각에 지급되는 가상화폐는 이미 생성 또는 발행된 상태로서 관리서버(20)에 의하여 관리되며, 사용자 단말들(30) 각각의 거래내역에 따라 지급될 수 있다.In one embodiment, the virtual currency paid to each of the
예를 들어, 관리서버(20)는 사용자 단말들(30)간에 발생하는 거래내역을 저장하는 블록을 생성하기 위한 연산을 수행하고, 작업증명(Proof Of Work)을 통해 블록을 생성할 수 있다. 실시 예에 따라서, 관리서버(20)는 그 대가로 생성된 소정의 가상화폐를 지급받고, 이를 사용자 단말들(30)의 거래내역에 따라 사용자 단말들(30)에 분배할 수 있다.For example, the
일 실시 예에서, 사용자 단말들(30) 각각에 의하여 거래내역이 기록됨에 따라, 기 설정된 규칙에 따라 가상화폐가 생성되어 사용자 단말들(30)에 지급될 수 있으며, 이를 가상화폐의 채굴(마이닝)이라 표현한다.In one embodiment, as the transaction history is recorded by each of the
일반적으로 가상화폐의 채굴은 작업증명(POW: Proof Of Work), 지분증명(POS: Proof Of Stake) 및 중요도증명(POI: Proof Of Importance) 중 하나의 방법에 의하여 수행된다. 상기한 방법들은 분산 시스템의 신뢰도를 보장하기 위하여 사용되는 분산합의 알고리즘의 하나이다.In general, mining of cryptocurrency is performed by one of Proof Of Work (POW), Proof Of Stake (POS) and Proof Of Importance (POI). The above methods are one of the algorithms of variance sum used to ensure the reliability of distributed systems.
개시된 실시 예에서, 사용자 단말들(30)간의 거래와 이에 따른 가상화폐 지급방법은 스마트 컨트랙트(Smart Contract)에 의하여 수행된다. In the disclosed embodiment, the transaction between the
도 2는 일 실시 예에 따른 블록체인 시스템의 동작을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an operation of a blockchain system according to an exemplary embodiment.
도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 블록체인 보유서버들(10)과 관리서버(20) 및 사용자 단말(31)의 동작들이 도시되어 있다.Referring to FIG. 2, operations of the
도 2에 도시된 관리서버(20)는 사용자 단말(31)이 블록체인 보유서버들(10)과 통신하기 위하여 경유하는 통신사의 서버 혹은 사용자 단말(31)과 연결된 로컬 서버, 또는 사용자 단말(31)이 이용하는 블록체인 기반 서비스를 관리하는 서버 등을 의미할 수 있으나, 관리서버(20)는 생략될 수 있으며, 사용자 단말(31)이 직접 블록체인 보유서버들(10)과 통신하여 완전한 탈중앙화 시스템을 구축할 수도 있다.The
도 2에 도시된 것은 일반적인 블록체인 기반 서비스에서 활용되는 구성의 일 예에 대한 것으로, 블록체인 기술을 활용하는 시스템의 형태는 이에 제한되지 않는다.2 illustrates an example of a configuration used in a general blockchain-based service, and a form of a system using blockchain technology is not limited thereto.
일 실시 예에서, 사용자 단말(31)은 관리서버(20)에 정보를 제공하고, 관리서버(20)는 해당 정보가 블록체인에 저장되어야 할 정보인 경우, 블록체인 보유서버들(10)에 해당 정보를 제공할 수 있다. 블록체인 보유서버들(10)은 해당 정보를 블록체인에 저장할 수 있으며, 이 과정에서 블록체인에 기반한 정보의 검증이 이루어질 수 있다. 이 경우, 검증에 성공한 정보만이 블록체인에 기록될 수 있다.In one embodiment, the
또한, 사용자 단말(31)은 검증이 필요한 정보가 있는 경우, 해당 정보를 관리서버(20)에 제공할 수 있다. 이 경우, 관리서버(20)는 블록체인에 저장된 정보에 기초하여 이를 검증할 수 있는데, 이 과정에서 관리서버(20)는 블록체인 보유서버들(10)로부터 해당 정보를 검증하기 위한 정보를 획득하고, 이에 따라 검증을 수행할 수 있다. 관리서버(20)는 검증결과를 사용자 단말(31)에 제공하거나, 검증 결과에 기초하여 사용자 단말(31)에 서비스를 제공할 수 있다.In addition, when there is information that needs to be verified, the
이러한 블록체인 시스템은 중앙 집중화된 기존의 서버 기반 시스템과 달리, 탈 중앙화된 분산처리 시스템을 제공함으로써 보다 높은 보안성을 제공하며, 특정 주체에 의하여 조작될 수 없는 신뢰성을 제공하는 장점이 있다.Unlike existing server-based systems that are centralized, such a blockchain system provides a higher security by providing a decentralized distributed processing system, and has an advantage of providing reliability that cannot be manipulated by a specific subject.
또한, 최근에는 다양한 블록체인 기반 애플리케이션을 제공할 수 있는 플랫폼으로서 기능하므로, 그 활용도가 더욱 높아질 것으로 기대된다.In addition, since it functions as a platform that can provide various blockchain-based applications in recent years, its utilization is expected to be further increased.
그 일 예로서, IoT 환경에 블록체인 시스템의 개념을 적용하는 방법을 본 명세서를 통해 제안한다. IoT(Internet of Things)는 사물인터넷이라고도 하며, 기존의 다양한 사물들에 통신 및 처리 기능을 부여함으로써 정보교류 및 제어를 원활하게 하는 시스템에 관한 것이다. As an example, a method of applying the concept of a blockchain system to an IoT environment is proposed through the present specification. The Internet of Things (IoT), also known as the Internet of Things, relates to a system that facilitates information exchange and control by providing communication and processing functions to various existing objects.
기존 IoT 환경은 중앙 서버를 통해서 IoT 기기 인증과 통신이 이루어 지므로, 중앙 서버에 대한 DDoS, APT 공격 등에 취약하다. 이러한 공격들은 서버의 과부화, 중앙 서버 마비를 야기할 수 있어 고객 입장에서 서비스 불능, 개인정보 유출 등의 광범위한 피해를 입을 수 있다.The existing IoT environment is vulnerable to DDoS and APT attacks on the central server because IoT device authentication and communication is performed through the central server. These attacks can cause server overload and central server paralysis, resulting in widespread damage from the customer's point of view, out of service, and the leakage of personal information.
또한 현재 타사의 IoT 기기를 연동하기 위해서는 제휴 및 서버 운용 비용이 추가되고 제3자에 대한 정보제공 측면에서 법적인 문제점이 있다. 이러한 문제들로 인해 현 상황에서는 타 기업의 IoT 기기를 지원하는 사례를 보기 어렵다.In addition, in order to interoperate with IoT devices of other companies, there are legal problems in terms of alliance and server operation costs and providing information to third parties. These problems make it difficult to see examples of supporting other companies' IoT devices.
따라서, IoT 기기의 개발 및 보급은 빠르게 증가하고 있으나 시스템으로서의 IoT 환경의 구축은 더딘 편이며, 이에 따라 IoT 기기들의 활용도가 떨어지고, IoT 시장 또한 빠르게 성장하기 어려운 상황이다.Therefore, the development and diffusion of IoT devices is increasing rapidly, but the construction of the IoT environment as a system is relatively slow. Accordingly, the utilization of IoT devices is low, and the IoT market is also difficult to grow rapidly.
따라서, 본 발명은 중앙 집중화된 서버 인증이 아닌, 분산화 및 경량화된 IoT 기기간 합의 인증과정을 통해 비용, 안정성 및 타사간 확장성에 대한 문제를 해결하고자 한다. 즉, 상술한 바와 같은 블록체인 시스템의 개념을 IoT 시스템에 적용하고자 한다.Therefore, the present invention is intended to solve the problems of cost, stability and scalability among third parties through a consensus authentication process between decentralized and lightweight IoT devices, rather than centralized server authentication. That is, the concept of the blockchain system as described above is to be applied to the IoT system.
도 3은 일 실시 예에 따른 블록체인 기반 IoT 인증 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating a blockchain-based IoT authentication system according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 사용자 단말(110) 및 하나 이상의 IoT 단말(120 및 130)이 도시되어 있다.Referring to FIG. 3, a
일 실시 예에서, 하나 이상의 IoT 단말(120 및 130)은 특정 공간 내에 설치된 IoT 단말들을 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In an embodiment, the one or more
일 실시 예에서, 사용자 단말(110)은 상술한 컴퓨터의 일종일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 사용자 단말(110)은 사용자의 스마트폰일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 사용자 단말(110)은 하나 이상의 IoT 단말(120 및 130)으로부터 정보를 획득하고, 하나 이상의 IoT 단말(120 및 130)을 제어할 수 있다. In an embodiment, the
일 실시 예에서, 사용자 단말(110) 및 상기 이상의 IoT 단말(120 및 130)은 IoT 네트워크(100)를 형성하고, 사용자 단말(110) 및 상기 이상의 IoT 단말(120 및 130)은 각각 블록체인을 저장한다.In an embodiment, the
일 실시 예에서, IoT 네트워크(100)는 개시된 실시 예에 따라 사용자 단말(110)을 비롯하여 IoT 네트워크(100)에 소속된 IoT 단말들 간에 상호 통신 및 이에 따른 기능들을 수행할 수 있는 단말들의 집합 및 그 단말들이 통신할 수 있는 통신망을 포괄하는 의미로서 이해될 수 있다.In one embodiment, the
이에 따라, IoT 네트워크(100)는 IoT 네트워크(100)에 소속된 단말들에 대한 정보를 관리하며, IoT 네트워크(100)에 소속되지 않은 단말이 신규로 추가되는 경우, 인증을 통해 IoT 네트워크(100)에 대한 추가여부를 결정한다.Accordingly, the
또한, IoT 네트워크(100)에 소속되지 않은 단말이 IoT 네트워크(100)에 정보를 전송하거나, IoT 네트워크(100)에 정보를 요청하는 경우, 이는 거절될 수 있으며, 실시 예에 따라 소정의 인증 절차를 통해 해당 단말에 대한 정보교환 여부가 결정될 수 있다.In addition, when a terminal not belonging to the
본 발명에 따르면, 이러한 인증 과정은 IoT 네트워크(100)에 포함된 단말들을 주체로 하는 블록체인에 기반하여 수행될 수 있다.According to the present invention, the authentication process may be performed based on a blockchain mainly composed of terminals included in the
일 실시 예에서, 사용자 단말(110) 및 하나 이상의 IoT 단말(120 및 130)에 저장되는 블록체인은, 사용자 단말(110)에 대응하는 블록 및 하나 이상의 IoT 단말(120 및 130) 각각에 대응하는 블록을 포함한다.In an embodiment, the blockchain stored in the
사용자 단말(110) 및 하나 이상의 IoT 단말(120 및 130)에 저장되는 블록체인은 상황에 따라 서로 상이할 수 있으나, 이러한 경우에도 단말 간 합의를 통해 인증을 수행할 수 있으며, 이에 더하여 사용자 단말(110)에 의한 검증에 기반하여 단말 간 동기화를 수행할 수 있고, 외부 공격을 방어할 수 있다.The blockchains stored in the
IoT 네트워크(100)에서 이용되는 블록체인의 구성 및 그 이용방법에 대한 구체적인 내용에 대해서는 후술한다.Details of the configuration of the blockchain used in the
일 실시 예에서, IoT 네트워크(100)는 로컬 네트워크를 통해 상호 통신하며, IoT 네트워크(100) 외부의 단말이나 서버 등과 통신하지 않는 것을 원칙으로 할 수도 있으나, 실시 예에 따라 원격지의 사용자 단말(110)과 통신하거나, 외부 서버(200)로부터 필요한 정보를 얻기 위해 외부 서버(200)와의 통신을 수행할 수도 있다. In an embodiment, the
예를 들어, 사용자 단말(110)은 외부 서버(200)와 통신을 수행함으로써, IoT 네트워크(100)에 필요한 정보를 획득할 수 있다. 통신을 수행하는 주체는 사용자 단말(110)에 제한되지 않는다.For example, the
일 실시 예에서, 사용자 단말(110)은 외부 서버(200)와 통신을 수행하되, 외부 서버(200)와 상호 인증을 수행할 수 있다. 인증 방법은 제한되지 않으나, 예를 들어 인증기관(CA)에 기반하여 인증을 수행할 수 있다.In an embodiment, the
해당 실시 예의 경우, 사용자 단말(110)은 사용자 단말(110)의 대칭키를 생성하고, 상기 대칭키를 외부 서버(200)의 비대칭키로 암호화할 수 있다. 사용자 단말(110)은 상기 암호화된 대칭키를 외부 서버(200)와 공유하고, 상기 공유된 대칭키를 이용하여 외부 서버(200)와 통신을 수행함으로써, 외부 서버(200)와의 통신 중에 보안을 유지할 수 있다.In this embodiment, the
도 4는 일 실시 예에 따른 IoT 네트워크 및 해당 IoT 네트워크에서 이용되는 블록체인의 일 예를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of an IoT network and a blockchain used in a corresponding IoT network, according to an exemplary embodiment.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 IoT 네트워크(100)가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 실시 예에 따르면, IoT 네트워크(100)는 IoT A(110), IoT B(120), IoT C(130) 및 IoT D(140)를 포함한다. 또한, IoT 네트워크(100)는 IoT A(110), IoT B(120), IoT C(130) 및 IoT D(140) 간에 통신을 수행하기 위하여 이용되는 AP(Access Point, 102)를 포함할 수 있다. AP의 종류는 제한되지 않으며, IoT A(110), IoT B(120), IoT C(130) 및 IoT D(140) 간의 통신을 수행할 수 있도록 중개할 수 있는 모든 종류의 유선 및 무선 통신 중개장치를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, an
일 실시 에에서, AP는 스턴(Stun) 서버를 통하여 외부 네트워크의 단말과의 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, AP는 스턴 서버를 통하여 외부 네트워크의 단말과 IP 교환을 수행하고, 상기 교환된 IP를 이용하여 상기 외부 네트워크의 단말과 통신을 수행할 수 있다.In one embodiment, the AP may perform communication with a terminal of an external network through a stun server. For example, the AP may exchange IP with a terminal of an external network through a stun server and communicate with a terminal of the external network using the exchanged IP.
예를 들어, 각각의 IoT 단말은 IoT 서비스를 제공하기 위하여 외부 서버 혹은 단말로부터 정보를 수신하여야 할 수 있고, 또한, 사용자 단말(110)이 외부 네트워크를 이용중인 경우(예를 들어, 사용자가 외출중인 경우 등) 사용자 단말(110)과 통신하며 정보를 교환해야 할 수 있다.For example, each IoT terminal may need to receive information from an external server or terminal in order to provide IoT services, and also, if the
이 때, AP는 서버를 통해 지속적으로 정보를 교환하는 대신, 스턴 서버를 이용하여 AP의 공인 IP를 외부 네트워크의 단말에 전달하고, 해당 IP를 이용하여 외부 네트워크의 단말로부터 직접 정보를 수신하는 것이 가능하다.In this case, instead of continuously exchanging information through the server, the AP transfers the public IP of the AP to the terminal of the external network using the stun server, and receives the information directly from the terminal of the external network using the corresponding IP. It is possible.
일 실시 예에서, IoT A(110)는 도 1에 도시된 사용자 단말(110)에 대응할 수 있다. 또한, IoT B(120), IoT C(130) 및 IoT D(140)는 도 2에 도시된 하나 이상의 IoT 단말에 대응할 수 있다.In an embodiment, the
일 실시 예에서, IoT A(110), IoT B(120), IoT C(130) 및 IoT D(140) 각각에는 블록체인(300)이 저장된다. In one embodiment, the
도 4를 참조하면, 블록체인(300)은 복수의 블록들(310 내지 340)을 포함할 수 있으며, 각각의 블록은 IoT A(110), IoT B(120), IoT C(130) 및 IoT D(140)에 각각 대응할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
예를 들어, 블록(310)은 IoT A(110)에 대응하고, 블록(320)은 IoT B(120)에 대응하고, 블록(330)은 IoT C(130)에 대응하고, 블록(340)은 IoT D(140)에 대응할 수 있다. For example, block 310 corresponds to
일 실시 예에서, IoT A(110), IoT B(120), IoT C(130) 및 IoT D(140) 각각에는 개인키가 저장되고, IoT A(110), IoT B(120), IoT C(130) 및 IoT D(140) 각각에 대응하는 블록(310, 320, 330 및 340)에는 각각 IoT A(110), IoT B(120), IoT C(130) 및 IoT D(140)의 공개키가 저장될 수 있다. In one embodiment, a private key is stored in each of
예를 들어, IoT B(120)에는 제1 개인키가 저장되고, IoT B(120)에 대응하는 블록(320)에는 제1 개인키에 대응하는 제1 공개키가 저장될 수 있다.For example, the first private key may be stored in the
즉, 블록(310)은 IoT A(110)의 인증서를 저장하고, 블록(320)은 IoT B(120)의 인증서를 저장하고, 블록(330)은 IoT C(130)의 인증서를 저장하고, 블록(340)은 IoT D(140)의 인증서를 저장할 수 있다.That is, block 310 stores the certificate of
또한, 각각의 블록(310 내지 340)은 모두 IoT A(110), 즉 사용자 단말의 인증서에 기반하여 서명될 수 있다.In addition, each of the
일 실시 예에서, 블록체인(300) 및 블록체인(300)에 포함된 블록들(310 내지 340)은 일반적인 블록체인의 규칙 및 연결관계에 따라 구성될 수 있으며, 그 구체적인 구성은 제한되지 않는다. 예를 들어, 블록(320)은 블록(310)에 대한 정보를 포함할 수 있으나, 해당 정보는 해시 등으로 암호화된 정보일 수 있다. 마찬가지로, 블록(330)은 블록(310) 및 블록(320)에 대한 정보를 포함할 수 있으나, 해당 정보는 해시 등으로 암호화된 정보일 수 있다. 또한, 블록(340)은 블록(310), 블록(320) 및 블록(330)에 대한 정보를 포함할 수 있으나, 해당 정보는 해시 등으로 암호화된 정보일 수 있다. 이는 예시로서 특정 구성을 간략하게 설명한 것이고, 블록체인(300)의 구성 및 연결관계는 이에 제한되지 않는다.In one embodiment, the
도 4를 참조하면, 블록체인(300)에 포함 및 추가되는 모든 블록들은 사용자 단말(즉, IoT A, 110)에 의하여 서명되어야 하고, 이는 블록체인(300)에 블록을 새롭게 추가하는 것은 사용자 단말(110)의 허가가 있어야 함을 의미할 수 있다. 반면, 블록체인(300)에 포함된 단말들 간의 합의는 사용자 단말(110) 없이도 수행될 수 있으며, 예를 들어 사용자 단말(110)은 블록체인(300)에 포함된 단말들 중 하나로서 취급되어, 합의 과정에서는 하나의 단말로서의 영향력만을 발휘할 수도 있다.Referring to FIG. 4, all blocks included in and added to the
이는 사용자 단말(110)의 부재시에도 블록체인(300)의 합의를 가능케 하며, 마찬가지로 일부 단말의 부재시에도 빠른 합의를 가능케 하는 장점이 있다. 반면, 사용자 단말(110)에 의하여 서명되지 않은 블록은 블록체인(300)에 추가될 수 없으므로, 이에 기초하여 다양한 공격으로부터 블록체인(300)의 위변조를 방어할 수 있다.This enables an agreement of the
일 실시 예에서, 사용자 단말(110)은 그 권한의 일부 또는 전부를 다른 단말에 양도 혹은 대여할 수 있다. 양도 혹은 대여된 권한은 사용자 단말(110)에 남아있을 수도 있고, 양도 혹은 대여된 권한이 사용자 단말(110)에 반환되기 전까지는 해당 권한은 사용자 단말(110)에 남아있지 않도록 설정될 수도 있다.In an embodiment, the
이를 통해, 사용자 단말(110)은 다른 단말로 하여금 개시된 실시 예에 따른 IoT 네트워크(100)의 이용권한 또는 관리권한을 부여할 수 있다.In this way, the
또한, 사용자 단말(110)은 하나 이상의 다른 단말에 관리권한을 부여함으로써, IoT 네트워크(100)의 관리를 복수의 단말들간의 합의를 통해 수행하도록 할 수도 있다. 예를 들어, 블록체인(300)에 새로운 블록을 생성할 때, 관리권한을 가진 복수의 단말들 모두의 서명을 해당 블록에 수행하도록 할 수도 있고, 복수의 단말들 간 합의를 통해(예를 들어, 다수결 등) 생성된 블록에 대한 서명여부를 결정할 수 있으며, 이는 제한되지 않는다.In addition, the
도 5는 개시된 실시 예에 따른 블록체인이 외부의 공격을 방어하는 방법을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a method in which a blockchain defends an external attack according to the disclosed embodiment.
도 5를 참조하면, 블록체인(300) 및 이에 대한 공격수단들의 일 예가 도시되어 있다.Referring to FIG. 5, an example of a
예를 들어, 유사 IoT 네트워크(400)는 블록체인에 대한 공격방법 중 하나인 51% 공격을 통해 IoT 하이재킹을 시도하는 데 이용되는 시스템의 일 예이다. For example, the
51% 공격은 다수의 합의를 통해 결론을 도출(혹은 인증을 수행)하는 블록체인의 특성을 이용하여, 현재 블록체인에서 의사결정을 수행하는 구성원보다 많은 구성원들을 투입하여 절반 이상의 합의를 도출해내는 공격방법의 일종이다. 51% of attacks exploit the characteristics of the blockchain to draw conclusions (or perform authentication) through multiple consensus, resulting in more than half of the consensus by injecting more members than the members who are currently making decisions in the blockchain. Is a kind of method.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 IoT H 내지 IoT K, 혹은 그 이상의 IoT 단말들을 포함하는 유사 IoT 네트워크(400)를 블록체인(300)의 합의에 참여시킴으로써, IoT A 내지 IoT D의 판단결과와 무관하게 새로운 IoT 단말을 IoT 네트워크(100)에 참여시키거나, 정보를 추출하거나, 동작을 제어하거나, 블록체인에 기록된 정보를 변경하고자 할 수 있다. For example, as shown in FIG. 5, the IoT A to IoT D is determined by participating in a
하지만, 개시된 실시 예에 따른 IoT 네트워크(100)는, 하나 이상의 다른 IoT 단말로부터 합의를 위한 정보가 수신되는 경우, 상기 하나 이상의 다른 IoT 단말이 사용자 단말(110)에 의하여 서명되었는지 여부를 확인한다.However, when the
그리고, IoT 네트워크(100)는 사용자 단말(110)에 의하여 서명되지 않은 IoT 단말로부터 수신되는 정보는 상기 합의에 반영하지 않을 수 있다.In addition, the
이에 따라, 사용자 단말(110)에 의하여 인증되지 않은 IoT 단말이 합의에 참여하는 것을 원천적으로 차단할 수 있고, 따라서 51% 공격에 기반한 IoT 하이재킹은 불가능하다.Accordingly, the IoT terminal which is not authenticated by the
또한, IoT E(500)는 longest attack(최장 공격)을 수행하기 위한 IoT 단말의 일 예를 나타낸 것이다. In addition,
상술한 바와 같이, 서로 다른 단말들(310 내지 340)에 저장된 블록체인(300)은 원칙적으로 모두 동일해야 하나, 일부 단말이 잠시 이탈하거나, 통신상의 문제 등으로 인하여 조금씩 차이가 발생할 수 있다.As described above, the
이 경우, 통신이 회복되었을 때 혹은 소정의 주기로 서로 다른 단말들(310 내지 340) 간의 동기화가 수행될 수 있으며, 이 때 동기화를 수행하는 기준은 가장 긴 블록체인이 될 수 있다. 가장 긴 블록체인이 가장 많은 정보를 가지고 있는 것은 자명하므로, 일부 정보가 누락된 단말에서는 가장 긴 블록체인의 정보를 수신하여 동기화를 수행할 수 있다.In this case, synchronization may be performed between
하지만, 이를 악용하여 longest attack이 수행될 수 있는데, 이는 기존의 블록체인(300)보다 더 긴 블록체인이 저장된 IoT 단말을 IoT 네트워크(100)에 포함시키거나, 이미 IoT 네트워크(100)에 포함된 IoT 단말들 중 하나에 기존의 블록체인(300)보다 더 긴 블록체인을 저장함으로써, 전체 IoT 네트워크(100)의 블록체인(300)을 해당 블록체인으로 대체하도록 하는 것이다.However, by exploiting this, a longest attack may be performed, which includes an IoT terminal in which the blockchain longer than the existing
이를 방지하기 위하여, 개시된 실시 예에 따르면 IoT 네트워크(100)에 포함된 하나 이상의 IoT 단말은 저장된 블록체인에 대한 동기화를 수행하되, 사용자 단말(110)에 의하여 서명된 가장 긴 블록체인을 기준으로 하여 동기화를 수행할 수 있다. 즉, 사용자 단말(110)에 의하여 모든 블록이 서명된 블록체인이 아니면, 동기화를 수행하지 않음으로써 longest attack을 방어할 수 있다.In order to prevent this, according to the disclosed embodiment, at least one IoT terminal included in the
구체적으로, IoT 네트워크(100)에 포함된 하나 이상의 IoT 단말은 상기 하나 이상의 IoT 단말에 저장된 블록체인(300)보다 긴 다른 블록체인에 의한 동기화 시도가 인식되는 경우, 상기 다른 블록체인에 포함된 블록들이 상기 사용자 단말(110)에 의하여 서명되었는지 여부를 확인하고, 상기 다른 블록체인에 상기 사용자 단말(110)에 의하여 서명되지 않은 적어도 하나의 블록이 포함되어 있는 경우, 상기 다른 블록체인에 의한 동기화를 거절할 수 있다.Specifically, when one or more IoT terminals included in the
블록체인(300)에 새로운 블록을 추가하기 위해서는 사용자 단말(110)에 의한 검증과 서명과정이 필요하므로, longest attack을 위하여 블록을 추가하는 경우 추가된 블록에는 사용자 단말(110)의 서명이 되어있을 수 없다. In order to add a new block to the
따라서, 사용자 단말(110)의 서명이 되지 않은 적어도 하나의 블록을 포함하는 블록체인은 동기화 대상에서 제외함으로써, 블록체인의 교체 시도를 방어할 수 있다.Therefore, the blockchain including at least one block that is not signed by the
도 6은 일 실시 예에 따라 신규 IoT 단말을 IoT 네트워크에 참여시키는 방법을 도시한 도면이다. 6 illustrates a method of joining a new IoT terminal to an IoT network according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 사용자 단말(610) 및 하나 이상의 IoT 단말(620 및 630)을 포함하는 IoT 네트워크(600)에 신규 IoT 단말(630)을 참여시키는 일 예가 도시되어 있다.Referring to FIG. 6, an example of joining a new IoT terminal 630 to an
사용자 단말(610) 및 하나 이상의 IoT 단말(620 및 630) 각각에는 블록체인(612, 622 및 632)이 저장된다.
신규 IoT 단말(630)이 IoT 네트워크(600)에 참여하고자 할 때, 사용자 단말(610)은, 우선 신규 IoT 단말을 인증할 수 있다. 인증방식은 제한되지 않으나, 예를 들어 Numeric comparison과 같은 인증방식이 이용될 수 있다.When the new IoT terminal 630 wants to participate in the
신규 IoT 단말(630)이 인증되는 경우, 신규 IoT 단말(630)은 IoT 네트워크(600)에 참여하게 되고, 사용자 단말(610)은 신규 IoT 단말(630)에 대응하는 블록을 생성하고, 생성된 블록을 서명하고, 서명된 블록을 블록체인(612)에 연결할 수 있다.When the
일 실시 예에서, 사용자 단말(610)은 개인키를 이용하여 생성된 블록에 서명하고, 서명된 블록을 IoT 네트워크(600)에 브로드캐스트할 수 있다.In an embodiment, the
하나 이상의 IoT 단말 각각(620 및 630)은 사용자 단말(610)의 공개키를 이용하여 서명된 블록을 검증하고, 검증에 성공하는 경우 하나 이상의 IoT 단말(620 및 630) 각각에 저장된 블록체인(622 및 632)에 상기 생성된 블록을 연결할 수 있다.Each of the one or more
이후, 신규 IoT 단말(630)은 정식으로 IoT 네트워크(600)에 참여하게 되고, 이후 신규 IoT 단말(630)이 IoT 네트워크(600)에 참여하고자 하는 경우 다른 단말들에 저장된 블록체인에 기반하여 검증되고, IoT 네트워크(600)에 참여할 수 있게 된다.Thereafter, the new IoT terminal 630 formally participates in the
이와 같이, 개시된 실시 예에 따른 시스템은 서버 기반 인증과정이 불필요하여 외부 공격으로부터 보호되며, 각 단말의 제조사별로 특화된 인증과정을 요하지 않기 때문에 서로 다른 제조사의 IoT 단말 간에도 인증이 가능해 용이하게 IoT 네트워크를 구축할 수 있게 된다. As such, the system according to the disclosed embodiment is protected from an external attack because server-based authentication process is unnecessary, and does not require a specialized authentication process for each terminal manufacturer, so that authentication is possible between IoT terminals of different manufacturers, thus making it easy to establish an IoT network. You can build it.
반면, 사용자 단말에 기반한 검증을 최초에 IoT 네트워크에 참여하기 위한 필수 조건으로 함으로써, 사용자가 직접 인증하고 서명하지 않은 IoT 단말의 IoT 네트워크 참여를 막을 수 있고, 따라서 전통적인 IoT 시스템에 대한 공격방법은 물론 일반적인 블록체인 시스템에 적용될 수 있는 공격방법을 방어할 수 있다.On the other hand, by making verification based on the user terminal as an essential condition for initially participating in the IoT network, it is possible to prevent the IoT terminal from participating in the IoT network that the user has not directly authenticated and signed, thus attacking the traditional IoT system. It can defend against attack methods that can be applied to general blockchain systems.
즉, 개시된 실시 예에 따르면 IoT 단말들 자체가 블록체인 네트워크의 노드로서 활용되며, 네트워크 내에서의 합의뿐 아니라 네트워크를 유지하는 역할을 함께 수행한다. 각각의 IoT 단말들은 현재 IoT 네트워크에서 인증된 다른 기기의 분산장부를 보유하며, 이러한 정보들을 블록체인으로 구성하여 새로운 IoT 기기와 기존 IoT 기기들의 업데이트까지도 손쉽게 관리되도록 할 수 있다.That is, according to the disclosed embodiment, the IoT terminals themselves are utilized as nodes of the blockchain network, and serve together with maintaining the network as well as consensus within the network. Each IoT terminal has a distributed ledger of other devices that are currently authenticated in the IoT network, and this information can be configured in a blockchain so that new IoT devices and even existing IoT devices can be updated easily.
이에 따른 IoT 단말들의 정보는 블록으로 구성되며, 각 기기는 동일 네트워크로부터 파생된 기기인지 여부를 검증할 때 이러한 블록정보들을 사용한다. 이러한 블록들은 검증된 사용자가 블록을 서명하도록 함으로써, 사용자가 직접 블록의 무결성을 유지하도록 하는 특징을 갖는다.Accordingly, the information of the IoT terminals is composed of blocks, and each device uses these block information when verifying whether the device is derived from the same network. These blocks are characterized by having the verified user sign the block, thereby allowing the user to maintain the integrity of the block directly.
또한, 개시된 실시 예에 따른 블록체인 기반 IoT 인증 시스템은, 기존의 블록체인이나 IoT 시스템과 달리 폐쇄적인 내부 망에서도 단말 간 합의에 의해 문제없이 동작하므로, 인트라넷을 사용하는 회사나 군부대 등에서도 이용할 수 있는 장점이 있다.In addition, unlike the existing blockchain or IoT system, the blockchain-based IoT authentication system according to the disclosed embodiment operates without problems due to agreement between terminals in a closed internal network, and thus may be used in companies or military units using an intranet. There is an advantage.
또한, 일부 IoT 단말들에서 네트워크의 단절이 있었다 하더라도, 검증된 사용자가 서명한 가장 긴 블록체인으로 동기화를 수행함으로써 최신 네트워크의 분산 장부를 지속적으로 유지할 수 있다.In addition, even if there is a network disconnection in some IoT terminals, it is possible to continuously maintain the distributed ledger of the latest network by synchronizing with the longest blockchain signed by a verified user.
또한, 일부 IoT 단말에서 통신 단절 등으로 인해 IoT 네트워크로부터 이탈이 발생하는 경우, 블록체인에 기반한 합의를 통해 사용자 단말(110)이 없어도 즉시 해당 IoT 단말을 IoT 네트워크로 복귀시킬 수 있다.In addition, in some IoT terminals, when a deviation occurs from the IoT network due to communication disconnection, the IoT terminal may be immediately returned to the IoT network without the
도 7은 일 실시 예에 따른 IoT 단말의 재연결 방법을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a reconnection method of an IoT terminal according to one embodiment.
도 7을 참조하면, IoT 네트워크(700) 및 IoT 네트워크(700)에 포함된 사용자 단말(710)과 하나 이상의 IoT 단말(720 내지 740)이 도시되어 있다.Referring to FIG. 7, an
일 실시 예에서, IoT 단말(730)의 기기이상 혹은 통신불능 등으로 인해 IoT 단말(730)이 일시적으로 IoT 네트워크(700)에서 이탈할 수 있다.In an embodiment, the
이 경우, IoT 단말(730)의 상태가 회복되어 IoT 네트워크(700)에 복귀하고자 하는 경우, IoT 단말(730)은 IoT 네트워크(700)에 연결되어 있는 단말들(710, 720 및 740)에 검증을 요청할 수 있다.In this case, when the state of the
IoT 네트워크(700)에 연결되어 있는 단말들(710, 720 및 740)은 각각의 블록체인(712, 722 및 742)에 IoT 단말(730)에 대응하는 블록정보가 있는지 여부를 확인하고, 검증을 수행할 수 있다.The
일 실시 예에서, IoT 네트워크(700)에 연결되어 있는 단말들(710, 720 및 740) 각각은 저장된 블록체인에 IoT 단말(730)에 대응하는 블록정보가 저장되어 있는 경우, IoT 단말(730)과의 통신을 수행하고, 상호 인터렉션을 행할 수 있다.In an embodiment, each of the
따라서, IoT 시스템의 특성상 전체 IoT 네트워크(700)에 속한 다수의 기기가 OFF 상태에 있어도 나머지 기기들 각각의 검증을 통해 기존 IoT 단말(730)과의 통신을 수행할 수 있다. 즉, 이러한 경우 IoT 기기들 간에 각각 합의를 도출하는 것으로 이해할 수 있으며, 따라서 빠른 합의 도출이 가능한 장점이 있다.Therefore, even if a plurality of devices belonging to the
또한, 각각의 기기는 사용자 단말(110)에 의하여 서명되어야 하므로, 기존 네트워크 구성원의 51% 이상의 공격이 들어와도 기존 네트워크의 블록체인이 유지되는 장점이 있다.In addition, since each device must be signed by the
일 실시 예에서, IoT 네트워크(700)에 연결되어 있는 단말들(710, 720 및 740) 중 다수의 합의가 도출되면, IoT 단말(730)은 IoT 네트워크(700)에 바로 참여할 수 있다. 즉, IoT 네트워크(700)에 연결되어 있는 단말들(710, 720 및 740) 중 다수의 블록체인에 IoT 단말(730)의 블록정보가 있는 경우, IoT 단말(730)은 IoT 네트워크(700)에 바로 참여할 수 있다.In one embodiment, if a plurality of agreements among
즉, 기존에 IoT 네트워크에 참여하였던 IoT 단말이 IoT 네트워크를 이탈한 뒤 다시 참여하고자 하는 경우에는, 사용자 단말에 의한 검증이 없어도 블록체인에 기반한 IoT 단말들의 다수의 합의에 근거하여 바로 IoT 단말을 IoT 네트워크에 참여시킬 수 있다.In other words, if the IoT terminal that previously participated in the IoT network wants to rejoin after leaving the IoT network, the IoT terminal is immediately IoT based on a plurality of agreements of the IoT terminals based on the blockchain even without verification by the user terminal. You can join the network.
따라서, 개시된 실시 예에 따른 IoT 시스템은 서비스의 가용성을 높이면서도, IoT 시스템 내부의 개인정보 유출을 방지할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the IoT system according to the disclosed embodiment has the effect of preventing the leakage of personal information inside the IoT system while increasing the availability of the service.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of a method or algorithm described in connection with an embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, in a software module executed by hardware, or by a combination thereof. Software modules may include random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any form of computer readable recording medium well known in the art.
본 발명의 구성 요소들은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 구성 요소들은 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있으며, 이와 유사하게, 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다.The components of the present invention may be implemented in a program (or an application) and stored in a medium to be executed in combination with a computer which is hardware. The components of the present invention may be implemented as software programming or software elements, and likewise, embodiments may include various algorithms implemented in combinations of data structures, processes, routines or other programming constructs, such as C, C ++. It may be implemented in a programming or scripting language such as Java, an assembler, or the like. The functional aspects may be implemented with an algorithm running on one or more processors.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. In the above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
100 : IoT 네트워크
110 : 사용자 단말
120 : IoT 단말
130 : IoT 단말100: IoT Network
110: user terminal
120: IoT terminal
130: IoT terminal
Claims (11)
사용자 단말; 및
하나 이상의 IoT 단말; 을 포함하고,
상기 사용자 단말 및 상기 하나 이상의 IoT 단말은 IoT 네트워크를 형성하고,
상기 사용자 단말 및 상기 하나 이상의 IoT 단말은 각각 블록체인을 저장하고,
상기 블록체인은,
상기 사용자 단말에 대응하는 블록 및 상기 하나 이상의 IoT 단말 각각에 대응하는 블록을 포함하고,
상기 시스템은 상기 IoT 네트워크에 참여하고자 하는 신규 IoT 단말을 더 포함하고,
상기 사용자 단말은,
상기 신규 IoT 단말을 인증하고, 상기 인증된 신규 IoT 단말에 대응하는 블록을 생성하고, 상기 생성된 블록을 서명하고, 상기 생성된 블록을 상기 블록체인에 연결하고, 상기 생성된 블록을 상기 IoT 네트워크에 브로드캐스트하고,
상기 블록체인에 포함되는 블록들은 모두 상기 사용자 단말에 의하여 서명되고,
상기 하나 이상의 IoT 단말은,
상기 하나 이상의 IoT 단말에 저장된 블록체인보다 긴 다른 블록체인에 의한 동기화 시도가 인식되는 경우, 상기 다른 블록체인에 포함된 블록들이 상기 사용자 단말에 의하여 서명되었는지 여부를 확인하고, 상기 다른 블록체인에 상기 사용자 단말에 의하여 서명되지 않은 적어도 하나의 블록이 포함되어 있는 경우, 상기 다른 블록체인에 의한 동기화를 거절하는 것을 특징으로 하는,
블록체인 기반 IoT 인증 시스템.In the blockchain-based IoT authentication system,
User terminal; And
One or more IoT terminals; Including,
The user terminal and the one or more IoT terminals form an IoT network,
The user terminal and the one or more IoT terminals each store a blockchain,
The blockchain,
A block corresponding to the user terminal and a block corresponding to each of the one or more IoT terminals,
The system further includes a new IoT terminal to join the IoT network,
The user terminal,
Authenticate the new IoT terminal, create a block corresponding to the authenticated new IoT terminal, sign the generated block, connect the generated block to the blockchain, and connect the generated block to the IoT network Broadcast to,
Blocks included in the blockchain are all signed by the user terminal,
The one or more IoT terminals,
When a synchronization attempt by another blockchain longer than the blockchain stored in the one or more IoT terminals is recognized, it is checked whether the blocks included in the other blockchain are signed by the user terminal, and the other blockchain When at least one block not signed by the user terminal is included, characterized in that for rejecting the synchronization by the other blockchain,
Blockchain based IoT authentication system.
상기 하나 이상의 IoT 단말 중 하나인 제1 IoT 단말에는 제1 개인키가 저장되고, 상기 제1 IoT 단말에 대응하는 제1 블록에는 상기 제1 개인키에 대응하는 제1 공개키가 저장되는 것을 특징으로 하는,
블록체인 기반 IoT 인증 시스템.According to claim 1,
A first private key is stored in a first IoT terminal, which is one of the one or more IoT terminals, and a first public key corresponding to the first private key is stored in a first block corresponding to the first IoT terminal. Made,
Blockchain based IoT authentication system.
상기 하나 이상의 IoT 단말 각각은,
상기 사용자 단말의 공개키를 이용하여 상기 생성된 블록을 검증하고, 검증에 성공하는 경우 상기 하나 이상의 IoT 단말 각각에 저장된 블록체인에 상기 생성된 블록을 연결하는,
블록체인 기반 IoT 인증 시스템.According to claim 1,
Each of the one or more IoT terminals,
Verifying the generated block using the public key of the user terminal, and if the verification is successful, connecting the generated block to a blockchain stored in each of the one or more IoT terminals;
Blockchain based IoT authentication system.
상기 시스템은 상기 IoT 네트워크에 참여하고자 하는 기존 IoT 단말을 더 포함하고,
상기 하나 이상의 IoT 단말 각각은,
상기 하나 이상의 IoT 단말 각각에 저장된 블록체인에 상기 기존 IoT 단말에 대응하는 블록이 저장되어 있는지 여부를 확인 및 검증하고, 상기 기존 IoT 단말에 대한 검증에 성공하는 경우 상기 기존 IoT 단말과의 통신을 수행하는,
블록체인 기반 IoT 인증 시스템.According to claim 1,
The system further includes an existing IoT terminal to join the IoT network,
Each of the one or more IoT terminals,
Check and verify whether a block corresponding to the existing IoT terminal is stored in the blockchain stored in each of the one or more IoT terminals, and if successful in verifying the existing IoT terminal, perform communication with the existing IoT terminal. doing,
Blockchain based IoT authentication system.
상기 하나 이상의 IoT 단말은 저장된 블록체인에 대한 동기화를 수행하되, 상기 사용자 단말에 의하여 서명된 가장 긴 블록체인을 기준으로 하여 동기화를 수행하는,
블록체인 기반 IoT 인증 시스템.According to claim 1,
The one or more IoT terminals perform synchronization on the stored blockchain, but perform synchronization based on the longest blockchain signed by the user terminal.
Blockchain based IoT authentication system.
상기 시스템은,
상기 IoT 네트워크에 포함된 단말들 간의 통신을 수행하는 데 이용되는 적어도 하나의 액세스 포인트를 더 포함하고,
상기 사용자 단말은,
상기 액세스 포인트와 통신을 수행하고, 상기 액세스 포인트를 통해 상기 IoT 네트워크에 포함된 하나 이상의 IoT 단말과 통신을 수행하는,
블록체인 기반 IoT 인증 시스템.According to claim 1,
The system,
At least one access point used to perform communication between terminals included in the IoT network;
The user terminal,
Communicating with the access point, and communicating with one or more IoT terminals included in the IoT network through the access point;
Blockchain based IoT authentication system.
상기 시스템은,
상기 하나 이상의 IoT 단말과 연결되는 AP(Access Point); 를 더 포함하고,
상기 AP는,
스턴(Stun) 서버를 통하여 외부 네트워크의 단말과 IP 교환을 수행하고,
상기 교환된 IP를 이용하여 상기 외부 네트워크의 단말과 통신을 수행하는,
블록체인 기반 IoT 인증 시스템.According to claim 1,
The system,
An access point (AP) connected to the one or more IoT terminals; More,
The AP,
IP exchange with the terminal of the external network through a stun server,
Communicating with the terminal of the external network using the exchanged IP,
Blockchain based IoT authentication system.
상기 시스템은 상기 IoT 네트워크에 참여하고자 하는 기존 IoT 단말을 더 포함하고,
상기 하나 이상의 IoT 단말 각각은,
상기 하나 이상의 IoT 단말 각각에 저장된 블록체인에 상기 기존 IoT 단말에 대응하는 블록이 저장되어 있는지 여부를 확인 및 검증하고, 상기 하나 이상의 IoT 단말 중 다수의 합의가 도출되면, 상기 기존 IoT 단말을 상기 IoT 네트워크에 참여시키는,
블록체인 기반 IoT 인증 시스템.According to claim 1,
The system further includes an existing IoT terminal to join the IoT network,
Each of the one or more IoT terminals,
Check and verify whether a block corresponding to the existing IoT terminal is stored in the blockchain stored in each of the one or more IoT terminals, and if a plurality of agreements are derived from the one or more IoT terminals, the existing IoT terminal is referred to as the IoT. To join the network,
Blockchain based IoT authentication system.
상기 하나 이상의 IoT 단말은,
하나 이상의 다른 IoT 단말로부터 상기 합의를 위한 정보가 수신되는 경우, 상기 하나 이상의 다른 IoT 단말에 대응하는 블록이 상기 사용자 단말에 의하여 서명되었는지 여부를 확인하고, 상기 사용자 단말에 의하여 서명되지 않은 블록에 대응하는 IoT 단말로부터 수신되는 정보는 상기 합의에 반영하지 않는 것을 특징으로 하는,
블록체인 기반 IoT 인증 시스템.The method of claim 10,
The one or more IoT terminals,
When the information for the agreement is received from one or more other IoT terminals, confirm whether a block corresponding to the one or more other IoT terminals is signed by the user terminal, and correspond to a block that is not signed by the user terminal. Characterized in that the information received from the IoT terminal is not reflected in the agreement,
Blockchain based IoT authentication system.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AMND | Amendment | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
A107 | Divisional application of patent | ||
GRNT | Written decision to grant |