현재 자동차들은 차량 내부와 외부가 서로 유기적으로 연결된 장치들과 정보를 주고 받는 형태로 발전되고 있다. 이런 자동차들을 커넥티드 카(connected car)라고 한다. 커넥티드 카들은 인명과 관련되어 있어 보안에 대한 중요성이 강조되고 있다. 이 논문에서는 커넥티드 카의 시장 동향과 기술을 조사하고 분류한다. 또한, 커넥티드 카에서 발생하는 공격유형과 보안 취약점을 소개한다.
최근 차량에 부착된 센서와 컴퓨터를 통해 주변 환경을 감지하고 주변 차량들과 감지한 환경 데이터를 주고 받는 커넥티드 카 환경에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 커넥티드 카 환경을 구성하기 위해서는 차량이 주변 환경을 감지하기 위한 다양한 센서들과 도로 주변 기기들이 요구되며, 수집된 데이터를 전송하기 위한 통신기술이 요구된다. 따라서, 본 논문에서는 모바일 디바이스에 탑재되어 있는 센서를 통해 주변 환경의 데이터를 수집하고 통신하는 모바일 가상 펜스를 적용하여 커넥티드 카 서비스 환경이 구성되기 이전에 출시된 차량들도 추가비용 없이 커넥티드 카 서비스를 제공받을 수 있는 메커니즘을 제안하고 실험을 통해 가능성을 보여준다.
사물인터넷은 각종 사물에 센서와 통신 기능을 가능한 매개체를 부착하여 실시간으로 데이터를 인터넷으로 주고받는 환경이나 기술을 의미한다. 인터넷으로 연결된 사물들이 데이터를 주고받아 스스로 분석하고 학습한 정보를 사용자에게 제공하거나 사용자가 이를 원격 조정할 수 있는 기술융합의 한 패러다임이다. 오늘날의 자동차 업계에서도 이를 적용하기위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 네트워크 기술들이 융합 및 적용될 자동차를 커넥티드 카(Connected Car)라 하고, 커넥티드 카란 즉 인터넷과 모바일 기기, 그리고 나아가 운전자와 연결된 자동차를 의미 한다. 본 논문에서는 커넥티드 카의 개념과 주요 센서 기술 등을 설명하고 차후 발전 가능성이 높은 차량 네트워크 기술들에 대해 서술한다.
최근 VANET에 Named Data Networking (NDN)을 코어 네트워크 기술로 접목시키기 위한 VNDN 기술 연구가 많이 이루어지고 있다. VNDN은 컨텐트 이름을 사용하여 다양한 인포테인먼트 응용 컨텐트 데이터를 이름 기반 포워딩을 통해 전달할 수 있다. VNDN을 커넥티드 차량의 인포테인먼트 응용을 위한 통신 기술로 활용할 시 데이터가 통신의 주체가 되는 데이터 중심 네트워킹 기술 실현이 가능하며, 차량 보안 공격 및 해킹, 장거리 데이터 전송 시 성능저하, 잦은 데이터 끊김 현상 등 현재의 호스트 중심 인터넷에 기반한 커넥티드 차량의 인포테인먼트 응용 서비스 기술이 갖는 한계를 극복할 수 있다. 본 논문에서는 VNDN 기술이 제공하는 주요 기능에 대해 살펴보고, VNDN 환경하에서 커넥티드 차량들에게 인포테인먼트 응용 서비스를 실현하기 위해 필요한 이슈들에 대해 체계적으로 분석 정리하여 제시한다. 이를 토대로 VNDN 환경하에서 인포테인먼트 응용 요구사항을 정립하는데 필요한 기초 정보로 활용 되어질 수 있을 것이다.
국내 한 가구 당 차량 한대 이상을 보유하고 있을 정도로 차량이 보급화 되면서 차량에 관심이 높아지고 있다. 이와 더불어 차량의 유지비용 절감 및 교통사고 예방 등 차량과 관련된 여러 가지 서비스가 이슈로 떠오르고 있다. 차량 제조사들은 텔레매틱스 및 커넥티드 카 서비스 등 여러 가지 서비스를 제공하고 있으나, 커넥티드 카 모듈이 장착된 차량 전용 서비스로만 제공되며, 모듈을 장착하기 위해서는 고가의 비용을 지불해야만 한다. 본 논문에서는 범용적으로 사용 가능한 IoT 디바이스 기반 운전습관 분석 및 추천 시스템을 제안한다.
VNDN 기술을 커넥티드 차량의 인포테인먼트 응용 서비스를 위한 통신 기술로 활용할 시 데이터가 통신의 주체가 되는 데이터중심네트워킹 기술 실현이 가능하며, 차량 보안 공격 및 해킹, 장거리 데이터 전송 시 성능 저하, 잦은 데이터 끊김 현상 등 현재의 호스트 중심 인터넷에 기반한 커넥티드 차량의 인포테인먼트 응용 서비스 기술이 갖는 한계를 극복 할 수 있다. VNDN 안에 지연에 매우 민감한 critical 정보 데이터를 RSU(Road Side Unit) 등에게 푸쉬 기반으로 전달해 주기 위한 Data 패킷 포워딩 이슈는 VNDN 기반 응용 서비스 실현을 위해 해결해야 할 이슈 중 하나이며, 이를 해결하기 위해 먼저 NDN 환경하에서 푸쉬 기반 데이터 트래픽을 지원해주기 위한 현존하는 포워딩 기법들을 포괄적으로 분석해 보고 각 기법 들을 성능 측면에서 비교 분석해 본다. 이를 통해 VNDN 환경하에서 보다 향상된 푸쉬 기반 중요 데이터 포워딩 기법 연구를 위한 사전 지식으로 활용되어질 수 있기를 기대한다.
현재 산업계와 학계에서는 커넥티드 카(connected car) 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 커넥티드 카는 IT기술이 융합된 스마트(smart)한 자동차로서 사람, 차량, 교통관리 시스템과 모두 연결되어 있다. 커넥티드 카의 주행을 위해 차량과 인프라(infrastructure) 간의 연결 기술인 V2I(vehicle to infrastructure) 통신이 중요하다. CIM(cooperative intersection management)은 차량과 인프라 사이에서 통신을 관리하는 장치이다. 본 논문에서는 CIM을 사용해 교차로에서 차량을 제어하는 두 가지 기법에 대해 분석한다. 첫 번째 기법은 자원화 된 교차로 예약을 통해 교차로를 지나간다. 두 번째 기법은 미리 계획된 차량의 궤도 패턴을 분류하여 교차로를 통과한다. 이러한 자원예약과 궤도계획을 DP(dynamiac programming)기법과 ACO(ant colony optimization)기법으로 차량을 제어하는 사례연구에 대해 분석한다. 본 기법은 차량에게 중요도를 부여하거나 속도를 조절하여 상황에 맞게 합리적으로 기법을 향상시킬 수 있다.
최근 4차 산업혁명은 기존에 한정적이던 사물들의 역할을 끝없이 확장시키는 특징을 가진다. 인터넷을 기반으로 인간, 사물, 환경 등 모든 것은 연결이 가능한 Internet of Things(IoT) 시대가 다가오고 있다. 사람과 사물, 사물과 사물 간의 정보를 상호 소통하여 안전기능과 사용자의 편의성을 향상시키고 있으며, ICT의 융복합의 발전에 따라 자동차도 기존과 다르게 IoT 환경에 포함된다. 커넥티드 카는 차량, 인프라, 모바일 디바이스, 주변 환경 간의 통신을 통해 실시간으로 다양한 정보를 자동차를 중심으로 수집할 수 있게 되었으며 이를 기반으로 커넥티드 카 산업이 발전하고 있다. 그러나 이러한 발전 과정 속에서 커넥티드 카의 보안성의 문제는 반드시 해결되어야 한다. 보안성이 확보되지 않는다면, 자동차에서 발생하는 운전자에 대한 악의적인 공격을 통해 일반적인 보안 침해사고 수준을 넘어 사고를 유발시킬 경우 인명과 재산상의 큰 피해를 발생시킬 수 있다. 본 논문에서는 커넥티드 카의 통신구조를 알아보고 취약점 분석과 이에 대한 대응 방안을 제안하여 안전한 커넥티드 카의 활용 방안을 연구한다.
기존의 신호교차로에 비해 상대적으로 효율적이고 안전한 것으로 평가되고 있는 회전교차로(roundabout)가 최근 전국적으로 설치 운영 중에 있으며 이에 따라 회전교차로의 효율성과 안전성을 개선하기 위한 다양한 연구가 수행 중에 있다. 본 연구에서는 현재까지 시도된 적이 없는 회전교차로와 커넥티드 차량(connected vehicle) 기법의 접목을 통해 Smart Roundabout이라는 새로운 개념의 첨단교통정보시스템을 개발하고 미시적 시뮬레이션을 이용하여 평가하고자 한다. Smart Roundabout은 교차로를 회전하는 차량에 장착된 단말기(on-board equipment, OBE)를 통해 차량들의 주행정보(위치, 속도, 차두시간 등)를 커넥티드 차량(connected vehicle) 기법을 통해 전달받고 회전교차로에 접근하는 차량 내부의 단말기를 통해 교차로 진입에 대한 상환판단을 도와 안전성을 확보함과 동시에 보다 짧은 차두시간(critical headway)을 구현하여 회전교차로의 용량을 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문은 미국 정부가 추진하고 있는 커넥티드 차량에서 SCMS와 파일롯 정책에 대해 분석하였다. SCMS는 인증, 무결성, 프라이버시, 그리고 상호운용성을 보장한다. 미국의 SCMS 지원위원회는 국가단위의 SCMS를 설립하고 시스템 전반에 대한 통제 역할을 수행하고 있다. 물론 보안 정책 수립 그리고 절차와 훈련 프로그램을 도입한다. 본 논문에서는 C-ITS에 적용하는 SCMS의 필요성에 대해 논의하였다. 그리고 SCMS의 구조에 대해 분석하였고 미국 정부의 커넥티드 차량의 파일롯 정책에 대해 고찰하였다. SCMS의 필요성에 대한 논의에서 차량과 차량 사이에 SCMS의 역할과 책임성이 중요하다는 사실을 강조하였다. 보안 인증 관리시스템에서는 구조를 살펴보았는데 차량이나 RSU에 사용되는 인증서의 유형에 대해 분석하였다. 인증서에 따른 기능과 특성을 분석하였다. 또한 SCMS가 가지는 비정상 행위에 대한 탐지와 경고 기능에 대한 고찰과 함께 기본 안전성 메시지의 기능에 대해서 분석하였다. 마지막으로 현재 미국 정부가 추진하고 있는 커넥티드 차량의 파일롯 프로젝트의 현황을 분석하였다. 테스트에 사용되는 환경과 함께 관련 메시지에 대해서도 분석하였다. 파일롯 프로젝트를 추진함에 있어서 발생하는 논의점에 대해서도 살펴보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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