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.
공격 양상이 더욱 지능화되고 다양해진 봇넷은 오늘날 가장 심각한 사이버 보안 위협 중 하나로 인식된다. 본 논문은 UGR과 CTU-13 데이터 셋을 대상으로 반지도 학습 딥러닝 모델인 오토엔코더를 활용한 봇넷 검출 실험결과를 재검토한다. 오토엔코더의 입력벡터를 준비하기 위해, 발신지 IP 주소를 기준으로 넷플로우 레코드를 슬라이딩 윈도우 기반으로 그룹화하고 이들을 중첩하여 트래픽 속성을 추출한 데이터 포인트를 생성하였다. 특히, 본 논문에서는 동일한 흐름-차수(flow-degree)를 가진 데이터 포인트 수가 이들 데이터 포인트에 중첩된 넷플로우 레코드 수에 비례하는 멱법칙(power-law) 특징을 발견하고 실제 데이터 셋을 대상으로 97% 이상의 상관계수를 제공하는 것으로 조사되었다. 또한 이러한 멱법칙 성질은 오토엔코더의 학습에 중요한 영향을 미치고 결과적으로 봇넷 검출 성능에 영향을 주게 된다. 한편 수신자조작특성(ROC)의 곡선아래면적(AUC) 값을 사용해 오토엔코더의 성능을 검증하였다.
최근 국방 기술의 발전은 인공지능이 탑재된 드론과 같은 첨단 자산의 도입으로 디지털화되고 있다. 이러한 자산들은 산업용 사물 인터넷, 인공지능, 클라우드 컴퓨팅 등의 현대 정보기술과 통합되어 국방 영역의 혁신을 촉진하고 있다. 그러나 해당 기술의 융합이 사이버 위협의 전이 가능성을 증가시키고 있으며, 이는 국방 자산의 취약성을 증가시키는 문제로 대두되고 있다. 현재의 사이버 보안 방법론들이 단일 자산의 취약점에 중점을 두는 반면, 임무 수행을 위해서는 다양한 군사 자산들의 상호 연동이 필요하다. 따라서 본 논문은 이러한 문제를 인식하고, 임무 기반의 자산 관리 및 평가 방법론을 제시한다. 이는 임무 수행에 중요한 자산을 식별하고, 사이버 보안 측면에서의 취약점을 분석하여 국방 부문의 사이버 보안성 강화를 목표로 한다. 본 논문에서는 임무를 수행하기 위한 기능과 자산 간의 연계분석을 통해 임무 종속성을 분류하며, 임무에 영향을 미치는 자산을 식별 및 분류하는 방안을 제안한다. 또한, 공격 시나리오를 통해 핵심 자산 식별 사례연구를 수행했다.
2001년 9/11 테러공격 이후에 미국은 사이버 안보를 가장 위중한 국가안보 문제로 인식한다. 미국 국방부는 2013년 처음으로 사이버 전쟁이 물리적인 테러보다 더 큰 국가안보 위협임을 확인했다. 단적으로 윌리암 린(William J. Lynn) 국방부 차관의 지적처럼 오늘날 사이버 공간은 육지, 바다, 하늘, 우주 다음의 '제5의 전장(the fifth domain of warfare)'이라고 함에 의문이 없다. 인터넷의 활용과 급속한 보급은 사이버 공간에서의 상상하지 못했던 역기능을 창출한 것이다. 이에 사이버 정보와 사이버 네트워크 보호까지를 포괄하지 않으면 국가안보 수호의 목표를 달성할 수 없게 되었다. 그런데 이러한 위험성에도 불구하고 각국은 운영상의 효율성과 편리성, 국제교류 등 외부세계와의 교류확대를 위해 국가기간망의 네트워크화를 더욱 확대해 가고 있고 인터넷에의 의존도는 심화되고 있다. 하지만 그 실천적인 위험성에도 불구하고 우리의 법제도적 장치와 사이버 안전에 대한 인식수준은 현실을 제대로 반영하지 못하고 있는 것으로 판단된다. 오늘날 가장 실천적이고 현실적인 위협을 제기하는 사이버 안보의 핵심은 하나도 둘도 계획의 구체성과 실천력의 배양이다. 대책회의나 교육 등은 부차적이다. 실전적인 사이버 사령부와 사이버 정보기구 그리고 사이버 전사의 창설과 육성에 더 커다란 노력을 경주해야 하고, 우리의 경우에는 가장 많은 경험을 가지고 인력과 장비를 가진 국가정보원의 사이버 수호 역량을 고양하고 더 많은 책무를 부담시키고 합리적인 업무 감독을 다하는 것에 있다고 할 것이다. 이에 본고는 법규범적으로 치안질서와 별개 개념으로서의 국가안보에 대한 무한책임기구인 국가정보기구의 사이버 안보에 대한 책무와 그에 더하여 필요한 사이버 정보활동과 유관활동의 범위를 검토하고자 한다. 사이버 테러와 사이버 공격을 포괄한 사이버 공격(Cyber Attack)에 대한 이해와 전자기장을 물리적으로 장악하는 전자전에 대한 연구도 포함한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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