산업제어시스템에 대한 사이버공격은 막대한 금전적 손실이나 인명피해로 이어질 수 있어 산업제어시스템 사이버보안에 대한 표준화 및 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 관련된 제도로 사회기반시설의 산업제어시스템은 전자정부법에 따라 검증필한 암호모듈을 탑재해야 하며 산업제어시스템의 보안요구사항에 맞는 적절한 보안통제가 실시되어야 한다. 그러나 운영계층, 제어계층, 현장장치 계층으로 구성되는 산업제어시스템은 보안통제 실시로 인해 각 계층별로 주요기능 수행에 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제 해결을 위해 산업제어시스템의 각 계층에 요구되는 보안요구사항에 대한 보안통제 수행에서 확인해야할 사항과 적절한 적용방안을 제시한다.
국가기반산업분야에 사용되고 있는 제어시스템은 원자력 화학 등의 에너지산업과 수자원, 교통 신호등의 다양한 제어분야에서 사용되고 있다. 지금까지 폐쇄적으로 운용되었던 제어시스템은 최근에는 경영시스템과의 상호연동성 및 제어시스템 간의 상호운용성등으로 인하여 점차 외부로 노출되고 있기 때문에 사이버 테러리스트의 공격 목표가 되고 있다. 실제로 사이버전쟁 발생 시에는 제일 처음의 목표가 국가기반의 산업용 제어시스템이 될 수 있으며, 해커나 공격자 등에 의한 공격으로 엄청난 재앙이 발생될 수 있다. 본 논문에서는 제어시스템에 대한 보안취약점으로 일반 IT 정보 시스템에서의 보안이슈와 함께, 제어시스템에서 사용되는 제어용 소프트웨어에 대한 보안이슈를 다루고, 이러한 보안 취약성을 분석 평가하기 위한 제어시스템용 테스트베드 구축방안을 제시하고자 한다.
주요 국가기반시설에 도입되어 운영 중인 산업제어시스템은 4차 산업혁명에 따른 디지털 전환으로 지능화됨에 따라 IT환경의 보안위협이 OT환경으로 상속되면서 제어시스템 보안위협 및 공격 양상도 복잡해지고 있다. 실제로 에너지분야 기반시설을 대상으로 한 Stuxnet, Conficker, BlackEnergy3 등 제어시스템 사이버 위협 및 사고 사례가 지속적으로 보고되고 있으나, 제어시스템을 대상으로 하는 사이버공격 대응을 위한 보안가시성 확보는 제대로 이루어지지 않고 있으며, 이를 위해서는 기존 IT 환경과는 다른 제어시스템의 특성이 반영된 보안 모니터링이 요구된다. 본 논문에서는 제어시스템 보안위협 지식 데이터베이스인 MITRE ATT&CK 프레임워크를 기반으로 제어시스템에 적합한 보안 모니터링을 수행하기 위한 요소들을 식별하고 방안을 제시한다.
지난 5년간 대표적인 산업제어시스템(Industrial Control System)인 국내 원자력 발전소에 대한 해킹 시도는 총 1,843회로 사이버공격에 대한 위험은 날로 높아지고 있다. 이러한 공격은 사이버전, 테러, 사이버범죄자들에 의해 실행되고 있다. 이러한 위험을 통제하기 위해서는 산업제어시스템이 일반적인 IT시스템과 다른 운영체제, 네트워크 등 시스템 환경을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 기존의 IT보안 대책과 산업제어시스템 보안 대책을 비교 분석하고, 국내외에서 발생하고 있는 산업제어시스템에 대한 공격 사례를 비교 분석하여 산업제어시스템 인프라에서 고려하고 통제해야 할 정보보호 요소들을 제언한다.
산업제어시스템은 IT 기술의 발전에 따라 다양한 기기 환경과 네트워크를 적용해 진화하고 있다. 이러한 상황에서 사이버 보안의 위협은 가중되고 있으며, 이를 예방하는 방법의 하나로 산업제어시스템에 탑재되는 소프트웨어의 소스코드 개발 과정에서 보안 취약점을 예방하기 위해 소스코드 보안 룰을 적용하여 위반사항을 제거한다. 본 연구에서는 소스코드 보안 룰에서 적용 우선순위를 선정하기 위한 가이드를 개발한다.
산업제어시스템(ICS, Industrial Control System)은 과거에는 폐쇄 네트워크로 운영되었으나 최근에는 정보통신 서비스와 연결되어 운영되면서 사이버 공격으로 인한 피해로 이어지고 있다. 이에 대한 대책으로 정보통신기반보호법이 제정되고 보안가이드라인이 배포되고 있지만 제어망에서 업무망으로의 일방향 정책만 있어 다양한 실제 제어 환경에 대한 보안가이드가 필요하며 국제 표준으로 IEC 62443의 경우 산업제어시스템 참조 모델을 정의하고 침입 차단 시스템을 이용한 영역 보안 모델을 제시하고 있으나 폐쇄 네트워크로 운영되는 산업제어망을 침입 차단 시스템만으로 외부 네트워크와과 연계하기에는 부담이 있다. 본 논문에서는 국내외 산업제어시스템 보안 모델 및 연구 동향을 분석하고 다양한 국내 산업제어망의 실제 연동 환경에 적용할 수 있는 산업제어시스템 보안 모델을 제안한다. 또한 현재 상용 경계 보안 제품들인 침입 차단 시스템, 산업용 침입 차단 시스템, 망 연계 장비, 일방향 전송 시스템 등의 보안성을 분석하였다. 이를 통하여 국내 구축 사례와 정책에 대한 비교를 통해 보안성이 향상되는 것을 확인하였다. 4차 산업혁명 시대를 맞이하여 스마트 팩토리, 스마트 자동차, 스마트 플랜트 등 다양한 산업제어 분야에 대한 보안 관리 방안에 적용할 수 있을 것이다.
산업 현장에서 일반 컴퓨터와 윈도우 운영체계를 사용하여 생산 시스템을 제어 하게 되면서, 산업 시설에 대한 사이버 보안 위협이 심각한 문제로 대두 되고 있다. 네트워크와 연결된 산업 제어 시스템은 우리가 일상적으로 사용하는 PC나 기업의 정보 시스템에서 문제시 되던 악성코드의 공격에 노출되었다. 특히 컴퓨터 웜인 스턱스넷은 가스 수송관이나 발전소 같은 특정 산업 제어 시스템을 표적으로 하며, 이론상 물리적 타격도 가능하다. 본 논문에서는 산업 제어 시스템 구성 요소와 SCADA의 사이버 보안 위협을 살펴본 후, SCADA 보안 취약점을 조기에 파악하고 평가하여 가능한 사이버 공격을 사전에 대처할 수 있는 위험 분석 방법으로 공격 트리 분석을 고찰한다.
산업제어 시스템은 일반적인 IT 환경과는 다르게 보안성보다 안전성, 연속성이 중요시 되는 환경이다. 산업제어 시스템에 보안 사고가 발생할 경우 물리적인 동작을 컨트롤 할 수 있으므로 안전성과 연속성을 보장받을 수 없다. 따라서 물리적인 피해가 발생할 수 있고, 물리적인 피해가 인명피해까지 초래할 수 있다. 산업제어 시스템에 대한 사이버 공격은 단순히 사이버 피해라고 볼 수 없으며 테러라고 볼 수 있다. 그러나 아직까지 산업제어 시스템에 대한 보안이 많이 강화되지 않은 상태이고 실제로 많은 취약점들이 발생하고 있다. 본 논문에서는 산업제어시스템에서 사용하는 PLC 프로토콜을 대상으로 연결과정 및 패킷을 분석하고 프로토콜에 존재하는 보안 메커니즘을 우회하여 PLC를 원격에서 컨트롤 할 수 있음을 보인다. 이를 통해 산업제어 시스템에 대한 보안 경각심 제고를 하고자 한다.
본 논문에서는 산업제어시스템(Industrial Control System, ICS)을 위한 보안기술의 동향과 인공지능 활용을 설명한다. 산업제어시스템은 대규모의 국가적 주요기반 및 산업분야에 적용되어 사용되기 때문에 사이버 공격에 의한 사소한 문제라도 막대한 경제적 비용을 발생 시킬 수 있다. 산업제어시스템은 기존의 IT (Information Technology) 시스템과는 다른 특성을 가지고 있기 때문에 최신 보안기술 개발을 위해서는 산업제어시스템에 맞는 보안위험요소를 고려해야한다. 산업제어시스템에서 최근에 발생되었던 사이버 공격의 방법, 기술을 분석한 프레임워크를 설명한다. 또한, 산업제어시스템의 보안을 위한 대표적인 기술인 침입탐지시스템의 동향을 알아보고 침입탐지시스템에 활용된 인공지능 기술을 분석한다. 구체적으로 침입탐지를 위한 인공지능 기술 적용을 위해 필요한 데이터 수집 및 분석, 인공지능 모델, 인공지능 모델 성능평가를 위한 기법을 설명한다.
사이버 위협이 증가하면서 국가 기반시설을 담당하는 산업제어시스템 보안에 대한 위험이 증가하고 있다. 이를 보완하기 위해 산업제어시스템의 다양한 분야에서 표준화가 진행되고있고, IEC 62443 Series는 산업제어시스템의 전반적인 안전을 위한 가이드를 제시한다. 본 논문은 최근 발행 된 IEC 62443-4-1의 통제항목들을 타 표준들과 비교 및 ?석하여 개선방안을 제시하고 최종적으로 산업제어시스템의 제품 개발단계 보안을 향상에 기여하여 전반적인 기반시설 보안 수준을 향상하는 것을 목표로 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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