국가 주요기반 시설인 산업제어시스템이 스턱스넷과 같은 악성 웜에 감염되는 경우 국가적 재난이 발생할 수 있다. 따라서 산업제어시스템에 대한 정보보호 연구는 활발히 진행되고 있다. 하지만, 대부분의 산업제어시스템 방어는 이러한 위협으로부터 시스템을 보호하기 위한 네트워크에서의 침입 탐지에 초점이 맞춰져 있다. 현재 국내에서 연구되고 있는 기존의 방법은 네트워크 트래픽을 모니터링하고 변칙 패턴을 검출하는데 효과적이나 MITM 기법을 이용한 정상 패턴과 동일한 공격 유형은 탐지하기 어렵다. 본 연구에서는 실제 산업제어시스템 현장의 데이터를 수집하여 PROFINET/DCP 프로토콜과 취약점을 분석하고 인증데이터 필드를 추가하여 MITM 공격을 방어 가능한 개선된 프로토콜을 제시 하며 이에 대한 적용 가능성을 확인한다. 본 논문에서 제시하는 개선된 프로토콜을 실 적용시 MITM 공격으로 인해 발생할 수 있는 국가적 재난 발생을 방지할 수 있다.
지금까지의 MANET(Mobile Ad-hoc Network)은 이동성에 따른 라우팅 경로 생성 및 유지를 위한 프로토콜과 모바일 네트워크에서의 애플리케이션 특성에 따른 QoS(Quality of Serivce) 보장에 관련된 연구가 활발히 진행되었다. 그러나 이러한 기존의 MANET 연구를 기반으로 설계한 USN(Ubiquitous Sensor Network)에서의 센서노드는 자원의 제한으로 인하여 이동성 및 그 외의 제약에 따른 노드 실패(node failure)와 전파 소멸(fading)로 잦은 네트워크 형태 변화를 갖는다. 그리고 제약된 에너지의 사용에 따른 오랜 시간의 센서노드 동작 지원을 위한 효율적인 에너지 관리가 필요하다. 따라서, USN을 위한 각 센서노드의 구현은 네트워크를 사용시 에너지를 고려한 설계가 불가피하다. 또한 센서네트워크 토폴로지의 빈번한 변화를 감지하고 네트워크를 효율적으로 관리하기 위한 망관리 시스템(USNMS: USN management system)이 필요하다. 본 논문에서는 USN 및 MANET 환경에서 에너지를 고려한 기존의 네트워크관리 연구들을 조사하고 분석한다. 그리고 이를 바탕으로 센서노드의 수명연장을 위해 네트워크의 사용시 효율적인 에너지 사용을 위한 소량의 데이터 및 관리 패킷을 정의하여 이를 활용해, 에너지 효율적인 데이터 수집 및 처리를 위한 네트워크 프로토콜 인터페이스를 설계하고 이를 활용하기 위한 센서네트워크 관리 시스템을 구현하여 실험과 결과를 바탕으로 에너지 효율적인 센서네트워크의 실용성을 검증한다.
다수의 센서로 구성된 무선 센서 네트워크는 다양한 환경에서의 정보수집을 목적으로 하며 현재 다양한 분야에 응용 및 활용이 되고 있다. 센서 네트워크를 구성하는 각 센서 노드들은 한정된 전력의 배터리로 동작하므로 에너지 효율성 및 장시간의 네트워크 수명을 제공하는 것이 센서 네트워크의 중요한 연구 목표 중 하나이다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 에너지 효율성을 향상 시키고 데이터 신뢰성을 보장하기 위해 새로운 클러스터 기반의 지역 멀티홉 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 클러스터 내의 멀티홉 형성으로 센서 노드들의 데이터 전송을 위한 에너지 소비를 최소화하며 지역 클러스터 헤드 순환 기법을 통해 기존 클러스터링 기법에서 빈번한 클러스터 구성으로 인한 에너지 낭비를 효율적으로 관리한다. 시뮬레이션을 통해 기존에 제안되었던 LEACH, LEACH-C, PEACH와 비교해 전체 노드의 에너지 소모를 균등하게 하여 에너지 효율성을 향상시키고 네트워크 수명을 연장하였음을 확인하였다.
센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 실현하기 위한 네트워크로 센싱 및 통신 능력으로 인간이 접근하기 어려운 다양한 곳에 설치되어 감시나 탐지 등을 통하여 데이터를 수집한다. 이러한 환경의 구현을 위하여 센서 네트워크에서 센서 노드가 수집한 데이터는 사용자에게 전달될 때 안전한 통신을 보장하기 위해 데이터의 암호화가 필요하다. 따라서 초소형, 빈번한 데이터 이동, 제한적인 계산 능력 및 저장 능력 그리고 배터리 전력 사용이라는 특성을 갖는 센서 노드에 알맞은 암호화를 위한 키 관리 구조가 요구된다. 본 논문은 계층 구조를 가진 센서 네트워크에 적합한 키 관리 메커니즘을 제안한다 센서 노드는 자신의 부모 노드에게 데이터를 전달하므로 모든 센서 노드에게 데이터를 보내는 기존의 방식보다 데이터 라우팅에 소모되는 에너지를 줄일 수 있다. 그리고 센서 노드는 각 계층에 따라 다른 능력을 가지고 있으며, 능력에 따라 센서 노드에게 다른 키 생성 프로토콜을 적용한다. 본 논문에서는 키 생성을 위한 정보를 공유하는 센서 노드의 수에 제한을 두어 키가 노출되었을 때 피해 범위를 줄인다. 또한 각 센서 노드는 키 갱신을 수행하여 새로운 키를 사용하며 효과적으로 안전한 데이터 암호화를 위하여 각 계층별로 다른 주기에 따른 키 갱신을 수행한다. 따라서 데이터를 보다 안전하게 암호화하며 효율적으로 키 갱신을 수행할 수 있다.
현재 서부아프리카 지역의 경우, 대부분의 발전원은 수력과 화력에 의존하고 있으며 서부 아프리카경제공동체(ECOWAS) 15개 회원국의 전력수급률은 매우 낮은 수준일 뿐만 아니라 국가별 에너지 불균형 또한 심한 상태이다. 이에 서부 아프리카 전력공동체(WAPP)는 지역 간 에너지 불균형 해소 및 국가 간 전력망 연계를 위한 전력거래센터(ICC)의 구축을 추진하고 있다. 본 논문은 향후 WAPP ICC에서 본격적인 전력거래기능을 수행하기에 앞서 각 지역제어센터(CAC)의 전력 정보 수집, 분석 및 공유를 위한 자료연계 방안에 대해 서술하였으며 센터간의 자료연계를 위한 통신 프로토콜은 IEC 60870-6(ICCP) 프로토콜을 이용하였다.
IoT(Internet of Things) 기술을 기반으로 한 드론은 사용자의 요청에 따라 데이터 처리, 수집, 송·수신 등에 고도화된 ICT(Information and Communications Technology) 기술을 활용하고 있다. 또한, 드론은 ICT 기술이 발전함에 따라 문화, 소방, 국방 등 다양한 분야에 적용되어 사용자에게 편의를 제공하고 있다. 그러나, 드론에 적용되는 ICT 기술과 드론에 탑재되는 기술들이 고도화됨에 따라 드론 모듈 내 펌웨어 및 무선 네트워크를 대상으로 한 보안위협이 증가하고 있다. 따라서 본 논문은 드론의 보안위협에 대응하기 위하여 드론 임베디드 시스템 및 네트워크 프로토콜을 대상으로한 최신 보안위협 동향을 분석한다.
센서 네트워크는 어떠한 현상을 인식하고 측정하여 수집된 데이터를 싱크(sink)노드에 전송하는 역할을 한다. 이러한 센서네트워크에서 고려해야 하는 중요한 사항 중 하나는 제한된 자원을 가진 센서 네트워크에서 주어진 에너지 소모를 최소화 하여 네트워크 수명을 연장하는 것이다. 그러나 기존에 제안된 프로토콜은 다중 모바일 싱크가 존재할 경우에 싱크 노드의 잦은 위치 업데이트와 다수의 컨트롤 패킷으로 인하여 많은 베터리 소모를 야기 하게 되었다. 그러므로 본 논문에서는 그리드와 클러스터 개념을 이용하여 다수의 모바일 싱크 존재 시 발생하는 문제점을 해결하고자 한다.
최근 IoT(Internet of Things)에서 다양한 사물을 인터넷에 연결하여 정보를 교환하는 통신 프로토콜에 대한 관심이 집중되고 있다. 현재 IETF(Internet Engineering Task Force) 표준화 기구에서는 제한된 환경에서 센서나 구동체와 같은 사물 간의 통신을 지원하는 CoAP(Constrained Application Protocol) 프로토콜을 표준으로 채택하고 있다. 향후 IoT 환경에서 서버뿐만 아니라 스마트 폰에서 센서로 부터 데이터를 수집하거나, 구동체에게 명령을 전달하고, 사물을 관리하는 역할을 담당할 것으로 예상된다. 본 논문에서는 IETF CoAP 을 기반으로 스마트 폰과 IoT 노드사이의 연결 구성을 설계하고, 스마트 폰에서 데이터 정제 기능을 갖는 미들웨어를 설계하고 구현한다. 제안된 데이터 정제 기법을 이용하여 송수신 과정에서 발생하는 오류 데이터와 중복 데이터를 확인하고 제거함으로써 제한된 외부 환경에서 신뢰성 있는 정보를 전달하는 데 기여할 것이다.
최근 인터넷의 보급 및 컴퓨터 네트워크 기술의 발전과 더불어 차세대 컴퓨팅 패러다임으로 불리는 유비쿼터스 컴퓨팅(Ubiquitous Computing)을 실현하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 유비쿼터스 컴퓨팅을 실현하기 위해서는 USN(Ubiquitous Sensor Network) 환경에 포함되어 있는 각종 센서들로부터 인식된 데이터를 실시간으로 수집하고 처리하여 응용서비스에 전달되어야 한다. 그러나 각종 센서에 대한 메타데이터 및 인터페이스에 대한 정의가 불분명하고 데이터에 대한 응용서비스의 어려운 접근성, 서로 상이한 플랫폼(platform)과 프로토콜(protocol)에서 발생하는 상호운용성의 부재, 실제 응용에 필요한 이벤트 정의의 비 표준화 문제 등으로 인해 실제 USN 응용서비스를 실현하는데 여러 문제점이 있다. 이에 본 논문에서는 센서의 측정 데이터와 서비스의 메타데이터를 표준화된 형태로 기술할 수 있도록 XML 기반의 센서 서비스 기술 언어를 정의하였다. 또한 다양한 센서 서비스를 불특정 다수의 사용자가 다양한 응용 환경에서 센서 데이터를 표준화된 프로토콜을 사용하여 서비스 받을 수 있도록 USN 응용 서비스를 위한 웹 서비스 기반의 참조 모델을 제안 및 구현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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