본 논문에서는 스마트그리드 통신망 보호를 위한 AMI 망 분리와 인증 프레임워크를 제안한다. 기존 AMI 구조에서는 기기들이 직 간접적으로 인터넷과 연계되어 있고, AMI 네트워크에 대한 접근제어 인증을 고려하지 않아 악의적인 목적의 전력망 침투 공격에 취약하다. 또한 AMI 전력망에 존재하는 여러 인증 구간과 AMI 연계장치에 다양한 인증 프로토콜을 수용해야 하는 환경을 고려한 효율적인 인증 프레임워크 연구가 이루어지고 있지 않다. 제안하는 AMI 전력망 분리는 스마트미터를 댁내 기기 및 인터넷과 물리적으로 분리하고, 인증 프레임워크는 네트워크 및 응용레벨 인증을 EAP 기반의 인증 구조 및 절차로 통합한다. 제시된 AMI 전력망 보안대책은 안전하고 효율적이며, 향후 스마트그리드 AMI 구축 설계에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
최근 기존의 단 방향 전력망 시스템에 정보통신기술을 접목한 스마트그리드 기술의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 스마트그리드의 핵심 인프라로 원격검침시스템인 AMI는 스마트미터에서 측정한 전력량을 상위 데이터 저장소인 MDMS에 전송한다. 스마트미터는 정보통신기술을 활용하여 전력데이터를 전송하고 있기 때문에 기존 보안위협을 포함한 추가적인 보안위협이 예상된다. 이는 소비자의 개인정보노출 및 산업시스템 마비 등의 손실이 발생할 가능성이 있다. 따라서 본 논문은 이러한 보안위협에 대응하기 위해 스마트그리드 환경에서 스마트미터와 MDMS간 그리고 각 가정의 디바이스와 MDMS간의 상호인증과 전력량 데이터 전송방식에 관하여 제안하였다.
스마트그리드는 에너지 고갈과 지구온난화 등의 환경문제를 해결하기 위한 방안으로 IT와 통신기술을 접목하여 에너지 활용의 효율성을 높이는 기술이다. 스마트그리드는 기존의 전력망에 비하여 소비자와 전력 공급자간 양방향 통신으로 이동하는 정보가 많은데 그 중에서도 스마트미터와 사업자의 정보수집 디바이스인 AMI Headend의 통신영역의 보안이 중요하다. 위와 같은 이유로 스마트미터와 AMI Headend의 통신영역의 보안에 대한 연구들이 많이 이루어지고 있지만 아직 미흡한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 스마트그리드의 스마트미터와 AMI Headend 통신영역의 보안을 위한 인증 프로토콜을 제안한다.
차세대 전력망인 스마트그리드의 구축에 필수적인 AMI는 소비자의 전력 사용 관리를 위해 양방향 통신이 가능한 스마트 기기로 구성된다. 스마트 기기 간의 송수신 되는 소비자의 전력 사용 정보 흐름의 안전성 확보를 위해 제안하는 상호 인증 방안은 MDMS를 통한 지역적 인증이 가능하고, ID를 기반으로 스마트 기기 간 상호 인증을 제공한다. 이에 따라 스마트 기기 간의 안전한 통신 환경을 제공한다.
본 논문에서는 기존에 연구된 AMI망 환경에서 동적 ID기반 인증 프로토콜 KL기법의 취약점을 분석하였고, 기존 연구의 보안요구사항을 만족하면서도 추가적으로 전방 보안성을 가지도록 하는 기법 두 가지를 제안한다. 첫번째 기법에서는 전력사 내의 상위 시스템인 MDMS를 시간동기화 서버로 사용하여 댁내의 스마트그리드 기기와 시간동기화 하여, 매 세션마다 OTP함수로 만들어지는 새로운 비밀값으로 인증을 진행한다. 두 번째 기법에서는 비공개 값의 해시체인을 사용하여 인증을 진행함으로써, 매 세션마다 새로운 비밀값을 사용한다. 제안하는 두 가지 기법은 지역 및 통신 환경에 따른 장 단점이 있을 것으로 보이며 이를 통해 AMI망 환경에 따라 제안기법을 효율적으로 선택하여 적용할 수 있을 것으로 예상한다.
원격 검침 시스템(AMI : Advanced Metering Infrastructure)은 최근 활발히 추진 중인 스마트그리드의 핵심 인프라로, 구축비용 절감 및 운영의 효율성을 위해 무선 통신 기술 도입이 적극적으로 검토되고 있다. 하지만, AMI에 무선 통신 기술 적용 시 무선 통신의 보안 취약점 때문에 다양한 보안 위협이 발생 가능하기 때문에 이에 대한 대응책이 필요하다. 본 논문에서는 Binary CDMA 망을 이용한 AMI 네트워크 무선망 구조를 제시하고, 이에 대한 보안 대책으로 BSIM(Binary Subscriber Identity Module)을 중심으로 사용자 인증 및 무선 구간 암호화를 수행함으로써 AMI 무선 구간의 보안 위협을 감소시키는 방안에 대해 연구한다.
지능형 전력망인 AMI(Advanced Metering Infrastructure)에 대한 관심이 높아지고 있다. AMI 시스템은 전력의 제공자와 소비자가 양방향 통신을 함으로써 전력의 효율적인 관리를 위한 것이지만 기존의 전력망에 통신망인 IT의 결합으로 인한 보안 문제에 대한 대응방안이 필요하다. 본 논문에서는 한전 KDN(주)가 규정하여 추진하고 있는 AMI 시스템의 문제점을 분석하고, 한전의 규정상에서 적용 가능한 대칭키 기반의 보안으로 안전한 AMI 시스템의 통신망 구조를 제시하여 암호화 및 메시지인증을 통해 기밀성, 무결성, 가용성 등의 보안 요건을 만족시킬 수 있는 통합적인 관리를 제안한다.
지능형 전력망인 AMI(Advanced Metering Infrastructure)에 대한 관심이 높아지고 있다. AMI 시스템은 전력의 제공자와 소비자가 양방향 통신을 함으로써 전력의 효율적인 관리를 위한 것이지만 기존의 전력망에 통신망인 IT의 결합으로 인한 보안 문제에 대한 대응방안이 필요하다. 본 논문에서는 AMI 시스템의 문제점을 분석하고, 대칭키 기반의 보안으로 안전한 AMI 시스템의 통신망 구조를 제시하여 BSIM(Binary Subscriber Identity module)을 중심으로 인증 및 암호화를 위한 키 분배 프로토콜 등의 통합적인 관리를 제안한다.
최근 기존의 단 방향 전력망 시스템에 IT기술을 접목한 스마트그리드 기술의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 스마트그리드의 핵심 인프라로 원격검침시스템인 AMI는 스마트미터에서 측정한 전력량을 상위 데이터 저장소인 MDMS에 전송한다. 스마트미터는 IT기술을 활용하여 전력데이터를 전송하고 있기 때문에 기존 보안위협을 포함한 추가적인 보안위협이 예상된다. 이는 소비자의 개인정보노출 및 산업시스템 마비 등의 손실이 발생할 가능성이 있다. 따라서 이러한 보안위협에 대응하기 위해 스마트 그리드 환경에서 스마트미터와 MDMS간 상호인증과 데이터 전송방식에 관하여 제안하였다.
이 논문은 에너지 클라우드 참여 프로슈머의 신뢰성 있는 생산 및 소비량 인증에 기반 한 개인 간 거래, 클라우드 간 거래, 그리고 소규모 분산전력 중개시장 참여 등의 다양한 에너지 프로슈머 비즈니스 모델에 필요한 생산·소비량 인증 기반 전력 거래 시스템에 관한 고찰이다. 이 시스템은 에너지 거래에 있어 가장 중요한 파라미터로 간주할 수 있는 거래 정산의 신뢰성을 확보하기 위한 것으로써 에너지 프로슈머로부터 수집되는 발전·소비 빅데이터 분석에 의한 인증 기반 블록체인 스마트 컨트랙트 체결을 위한 것이다. 이를 위하여 IoT AMI로부터 수집 된 빅데이터 분석 시스템과 AMI 와 연계 구성된 프라이빗 블록체인 네트워크를 적용한 생산량 인증 시스템 구성을 소개하고 블록체인 스마트 컨트랙트를 활용한 전력 거래 매칭 방식을 제안한다. 마지막으로 에너지 클러스터 거래 시스템 및 비즈니스모델을 알아본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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