차량 네트워크 환경에서 차량주행특징을 고려한 클러스터 단위의 효율적인 보안 시스템 = An Efficient Cluster-Based Security System Reflecting Driving Characteristics in Vehicular Networks

국문 초록 (Abstract)

도로에서 차량들이 주행할 때 자율주행 및 차량 제어 등에 필요한 정보를 서로 주고받게 되며, 이 정보는 비밀성과 무결성이 보장된 방식으로 안전하게 공유되어야 한다. 본 논문에서는 차량 네트워크에서의 실시간 통신과 보안 요구를 동시에 만족시키기 위해 차량의 주행특징을 고려한 클러스터 기반의 그룹키 관리 방식을 제안한다. 차량들이 도로 주행 중 일정 시간 동안 같은 방향으로 인접한 상태로 유지되는 물리적 특성을 활용하여, 자율적으로 그룹을 형성하고 안전하게 키를 공유할 수 있도록 설계하였다. 중앙 서버나 RSU(Road Siede Unit)에 의존하지 않고도 클러스터 단위로 효율적인 키 생성과 갱신이 가능하며, 차량의 주행에 따른 클러스터 변경 시 빠른 재인증과 키 교체가 이루어지도록 한다. 제안하는 방식은 RSU 중심 구조에 비해 키 갱신 횟수 및 통신 비용을 효과적으로 절감하는 평가결과를 보여줌으로써, 대규모 IoV(Internet of Vehicles) 환경에서의 확장성을 입증하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

While driving, vehicles exchange information related to autonomous driving and vehicle control. This information must be securely shared to ensure confidentiality and integrity. This paper proposes a cluster-based group key management scheme to meet the real-time and security requirements of vehicular networks. Leveraging the physical proximity that vehicles share for a certain period during driving, the proposed scheme enables autonomous group formation and secure key distribution among vehicles. It supports efficient key generation and updates within each cluster without relying on centralized servers or Roadside Units (RSUs). When a vehicle transitions between clusters, rapid re-authentication and seamless key replacement are performed. This reduces handover delay and the overall burden on RSUs. The proposed method significantly decreases key update frequency and communication overhead compared to RSU-centric approaches, thereby enhancing scalability and robustness in large-scale IoV (Internet of Vehicles) environments.