Blockchain With Confidentiality for Smart Factory Based on 5G MEC
Yong Eun Lee, Youngsoo Kim, Young Sik Kim, Changho Seo · 한국통신학회논문지 · 2021
스마트공장은 IoT를 기반으로 하는 4차 산업혁명의 핵심 기술 중 하나로 5G 이동통신을 스마트공장에 연동함으로써 공장의 장비, 데이터, 인력을 실시간으로 연결할 수 있다. 그러나 IoT기반 시스템에서 중앙 네트워크 및 데이터베이스 시스템을 활용하는 경우, 단일 시스템 문제가 전체 시스템으로 확산할 수 있으며, 시스템 참여자 간 신뢰성 확보를 위한 방안이 요구되고 있다. 이에 대한 대안으로 분산 구조의 노드 간 P2P 통신에 적용 가능한 블록체인 기술이 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 5G 이동통신 기반의 IoT 스마트공장 환경을 위한 블록체인 기반 보안 기술을 제시한다. 블록체인 환경에서 사용자 간 데이터 교환 내역을 추적할 수 있는 보안을 제공한다. 특히 제안하는 방법에서는 암호화를 통해 프라이버시 문제를 해결하며, 공장 내 센서 정보를 암호화된 상태로 취합할 수 있는 덧셈 및 스칼라 곱셈에 대한 동형암호인 Paillier 암호를 사용하도록 설계하였다. 취합 정보는 다시 새로운 블록으로 저장되며 관련키 관리를 위해 계층적 비밀공유 기법을 사용한다. 제안하는 시스템은 정보이론적 분석으로 안전성을 증명하였고, 기존방법보다 저장 효율성 및 통신비용을 개선한 것을 비교 분석을 통해 확인하였다.