본 논문은 밀리미터파 대역에서 발생할 수 있는 도청공격에 대한 지향성 안테나의 보호 효과를 수학적으로 모델화하고 분석하였다. 원 홉 통신에서 지향성 안테나의 사용으로 인한 노출영역의 분석에 기반을 두고 한 장치가 도청장치에 의해 탐지될 확률을 분석하였다. 지향성 안테나 사용이 도청공격의 대응에 얼마나 효율적인지를 표현하기 위하여 상대도청율이라는 개념을 도입하였다. 분석 결과는 도청장치의 목적장치 탐지확률을 최대화하는 네트워크 내의 최적의 장치 수가 존재하며, 그 수는 안테나 각 등 여러 모수에 따라 달라짐을 보여준다, 또한 대부분의 경우에서 지향성 안테나의 사용이 전방향 안테나의 사용에 비해 도청공격으로부터 장치를 보호해 줌을 알 수 있다.
This paper analyzes the benefit of using directional antennas against eavesdropping attack in millimeter wave (mmWave)-based networks. All devices are equipped with a directional antenna or an omni-directional antenna in a single-hop communications. The probability of a device being detected by an eavesdropper is analyzed based on the exposure region of a device. The relative detection rate is introduced to represent the benefit of using directional antenna. Numerical results show that there exists an optimal number of devices that maximizes the detection probability and it varies according to the parameters such as antenna beamwidth. It shows that the use of directional antenna enables to protect the devices from the detection by an eavesdropper for almost the whole situation in mmWave band communication.
