최근 현장에서는 4차 산업혁명 이슈 확산과 함께 스마트공장에 대한 관심이 고조되고 있다. 불과 몇 년 전만 해도 정부와 연구소, 대학의 주요 관심 대상이었던 스마트공장은 현업에서 활동하는 경영진에게 스마트공장이 현재의 제조업 위기 탈출과 미래 경쟁력 확보를 위한 유일한 탈출구로 인식되어 적극적인 관심 표명으로 이어진 것으로 보인다. 현장의 경영자들은 스마트공장 실현 기술 개발과 현장 적용의 필요성을 인지하고 있지만, 적용에 대해 우려하는 부분도 아직 많이 존재한다. 예를 들어, 스마트공장 도입에 많은 금액이 필요하다는 점, 그리고 보안 취약성 문제, 기업 데이터 유출 문제가 그 대표적 우려 사항이라고 볼 수 있다. 이에 본 고에서는 투자 금액 이슈는 고려하지 않고 스마트공장을 실현하기 위한 필수 요소인 보안 취약성 문제와 이를 해결하기 위한 보안 기술에 대해 살펴보고자 한다. 즉, 스마트공장의 주요 네트워크와 플랫폼에 대한 보안 이슈 및 기술, 그리고 산업 현장의 보안 기술의 특성 등에 대해 논의하고자 한다.
산업제어망은 대부분 독립된 폐쇄망으로 설치 이후 장기적으로 운영되면서 OS가 업데이트 되지 않아 보안 위협이 증가하고 보안 취약성이 존재한다. 제로 데이 공격 방어에는 최신 패치 적용이 필수로 이루어져야 하지만 대규모 산업망에서는 물리적인 장치를 직접 다루는 특성으로 더 높은 실시간성과 무중단 운영이 요구되기 때문에 실 운영 중인 시스템에 적용하기 어렵다. 이 문제를 해결하기 위해 신뢰로운 패치 적용을 위한 유틸리티사 고유의 패치 영향성 평가가 필요하다. 본 논문은 패치 시험에 대한 개념설계로부터 시스템 구현과 실증적용을 아우르고 있다. 패치 영향성 평가 방법론으로서 패치를 적용하기 전과 후의 시스템 고유 기능, 성능, 행위를 기반으로 시험 유형을 분류하고 반복 실험을 통해 패치의 안전성을 판정하는 최대 허용치를 제안하였다. 이후 산업제어망에 직접 적용한 결과 99.99% 가용성을 보장하면서 OS패치가 업데이트 되었다.
산업제어시스템(ICS, Industrial Control System)은 산업 분야 제어 공정에 대한 감시와 제어를 수행하는 시스템을 말하며 수도, 전력, 가스 등 기반시설에서 응용되고 있다. 최근 ICS에 대해 Brutal Kangaroo, Emotional Simian, stuxnet 3.0 등 사이버공격이 지속적으로 증가하고 있고 이와 같은 보안위험은 인명피해나 막대한 금전적 손실을 초래한다. ICS에 대한 공격 방법 중 제어계층에 대한 공격은 제어명령을 조작해 현장장치계층의 장치를 오작동하게 하는 것이다. 따라서, 본 논문에서는 이에 대한 대응으로 산업제어시스템에서 제어계층과 현장장치 계층사이에 SDN을 적용해서 제어명령의 정상 여부를 판별하는 메커니즘을 제안하고 가상의 제어시스템을 구성해 시뮬레이션 결과를 소개한다.
최근, 원전 디지털 계측제어 시스템에서의 다양한 사이버 공격이 보고되고 있다. 이러한 사이버 위협에 대응하기 위해, 원자력 산업분야에서는 여러 규제 요건들을 소개하고 있으나, 이러한 규제 요건을 만족하기 위한 효율적인 개발 과정에 대한 연구 또는 가이드는 제시되지 않고 있어서 원전 설계 및 개발에서 혼란과 어려움이 가중되고 있다. 이 논문은 사이버보안 대응을 위한 중요 규제지침을 종합적으로 분석하여 효율적인 원전 계측제어 시스템 개발 과정을 제안하고 있다.
네트워크 보안의 중요성과 필요성이 증대됨에 따라 많은 조직들이 다양한 보안 시스템을 네트워크에 적용하고 있다. 침입 차단 시스템, 침입 탐지 시스템, 취약점 스캐너와 같은 보안 시스템들이 취약성 정보를 공유하게 되면 일관된 통합 보안 환경을 구축할 수 있다. 본 논문에서는 침입탐지 에이전트와 방화벽 에이전트가 계약망 프로토콜(Contract Net Protocol)에 의해서 서로 연동할 수 있는 구조를 디자인하고 구축하려다 계약망 프로토콜은 분산 시스템과 같은 이 기종의 컴퓨터 시스템의 효과적인 연통을 위한 방법으로서 여러 에이전트들이 모여 서로 협력하며 하나의 문제를 해결하게 된다 계약망 프로토콜의 선택 알고리즘과 퍼지 제어기를 사용하였을 경우 성능을 비교함으로써 에이전트 선택에 있어서 보다 효과적인 방법을 제시할 것이다.
SCADA 시스템은 독립적인 폐쇄된 환경에서 운영되는 산업 제어 시스템이다. 국가기간시설에 주로 이용되는 이 시스템에서 문제가 발생할 경우, 그 문제는 대재앙으로 확산될 수 있다. 최근에는 이 시스템들이 폐쇄된 환경에서 개방형으로 바뀌어가는 추세로 변화하고 있기 때문에, 정보망과는 다른 특징을 가진 제어 시스템에 대한 분석과 그에 대한 보안성 강화가 필요한 시점이 오고 있다. 본 논문에서는 현 시점의 국내외 정보망 및 제어 시스템에 대해서 어떠한 정보보호 관리체계가 적용되고 있는지 분석하고, 제어망의 특수한 성질에 근거하여 현 관리체계에 대한 한계점을 설명한다. 그리고 정보망과는 다른 제어 시스템만의 특징을 바탕으로 국내 제어 시스템에 대한 새로운 관리체계 방안에 대해서 부분적으로 제안한다.
MODBUS/TCP는 단순하며 기능이 다양해 산업제어시스템에서 높은 점유율로 사용되는 통신 프로토콜이다. 오랜 시간 많은 사용과 더불어 안전한 MODBUS/TCP를 위한 연구 또한 많이 이루어졌지만, 이는 공개키 적용, SSL과 같은 라이브러리 연동, SCTP와 연동한 Hybrid 형식 등이 대부분이다. hard real system에서 주로 사용되는 MODBUS/TCP는 무엇보다 정해진 timeout 시간 내에 통신이 이루어지도록 해야 한다. 따라서 앞서 말한 방법은 하드웨어 가속기, 충분한 메모리 요구량 등의 문제가 따른다. 본 논문은 hard real system의 산업제어시스템에서 요구하는 timeout 시간을 충족하며 안전한 통신을 제공하는 보안 적용 방안을 소개하며 실험의 결과를 통해 실질적으로 효과적인 대안임을 보이고자 한다.
제어시스템(발전시설, 전력시설, 교통시설 등)은 생산성, 가용성, 안전성을 목적으로 다양한 제어기기들로 구성되며, 물리적으로 다양한 위치에 분산되어 운영되고 있다. 그리고 안전성과 가용성을 유지하기 위해 시스템 도입 시 기존 시스템에 영향을 미치지 않는지 검증을 수행 후 시스템을 도입한다. 이러한 이유로 신규 기술의 도입이나, 기기의 변경이 자유롭지 않다. 이와 같은 제어시스템의 특성으로 인해 현재 증가되고 있는 제어시스템 사이버공격에 대한 보안대책 또는 기술들의 적용이 쉽지 않아 사이버공격에 취약한 상황이다. 제어시스템은 상위 시스템의 제어 명령을 통해 하위 제어기기 또는 필드기기를 제어하는 형태로 제어 명령의 무결성 유지가 특히 중요하다. 이는 곧 제어시스템에 환경에 접근한 공격자가 인가되지 않은 장비를 제어시스템에 연결하고, 악성 제어명령을 전송하게 된다면 제어기기는 이를 인지하지 못하고 정지되거나 오작동을 유발 할 수 있다는 것을 의미한다. 본 논문에서는 제어시스템 내 제어명령의 무결성 유지를 위해 임베디드 Add-on 단말을 통해 OTP 값을 생성, 전달, 검증하는 방안을 제안한다. 해당 방안은 상위노드와 하위노드 사이에 Add-on 장치를 두어 상위노드에서 제어명령 발생 시, 제어명령에 OTP값을 통해 캡슐화하고 하위노드로 전달한다. Add-on 장비는 일반 IT시스템과 상이한 제어시스템의 특성에 맞게 고안되었으며 제어시스템 내에 발생되는 제어명령 위변조, 제어명령 재사용 공격 등을 차단 할 수 있다.
최근 가정 내 디지털 기기 간 네트워크 가능성이 현실화되면서 관련 산업과 기술에 대한 관심이 고조되고 있다. 또한 최근 들어 컴퓨터의 보급이 확산되어 2대 이상 보유가구가 늘어나고, 점점 더 많은 전자기기를 소유하면서 각각의 장치들을 한데 묶어 서로 연결하며, 인터넷 접속을 통해 더욱 편리함과 부가가치를 창출하고자 하는 욕구가 증대되고 있다. 이에 본 연구는 댁내에 안전한 삶을 누릴 수 있도록 홈 디지털 기기간의 통신 방법의 설계 및 제어할 수 있도록 구현하고, 임베디드 장비를 이용하여 보안 기기와 통신할 수 있는 홈 서버를 개발한다. 댁내, 외 어디에서나 집안의 현재 상황을 관리, 제어 및 모니터링이 가능하도록 설계하였다.
자동차산업의 발전과 함께 M2M(Machine-to-Machine)통신이 자동차 산업분야에서 많은 관심이 되고 있다. M2M은 기상, 환경, 물류, 국방, 농.축산 등에서 사용하기 시작하여 장비들이 자동으로 상황에 맞추어 통신을 하고 상황에 맞는 동작을 함으로써 운영해가는 시스템이다. 자동차에서도 차량내부 장치 간, 차대 차, 차와 교통시설물, 차와 주변의 환경 등에 적용되고 있다. 그러나 통신시스템의 특성상 전송구간에서 공격자의 공격에 대한 문제가 있으며 자동차의 운행, 제어계통 및 엔진제어 등에 공격자의 공격이 진행되면 안전에 심각한 문제가 발생하게 된다. 따라서 디바이스 간 보안통신에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 차량의 디바이스간 안전한 통신을 위해 해시함수 및 수학적 복잡한 공식을 이용하여 프로토콜을 설계하였으며 프로토콜 정형검증 도구인 Casper/FDR을 이용하여 실험하였으며 제안한 프로토콜이 각종 공격에 안전하게 동작되며 실제 적용할 때 효과적임을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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