IP 카메라란 영상을 네트워크를 통하여 전송하는 카메라로 웹 서버, 네트워크 인터페이스 장치 및 CCD(Charge Coupled Device) 모듈을 모두 내장하고 있어 영상을 네트워크를 통하여 실시간으로 전송이 가능하며 네트워크가 구축된 곳 어디서든 카메라의 IP 또는 웹 주소를 통해서 24시간 현장의 영상을 모니터링하고 기록한다. 현재 IP 카메라는 기술의 발전과 함께 날로 진화하여 기존의 아날로그 카메라시장을 점차 대체해가고 있으며, 아직은 초기 단계지만 우수한 확장성과 아날로그 카메라의 노이즈 문제를 극복하기 위해 철도차량에서도 점차 그 영역을 넓혀갈 것으로 기대된다. 하지만 IP 카메라의 상용화를 위해서는 여러 해결되지 않은 문제점들이 내제되어 있어 본 논문에서는 철도차량의 IP 카메라 시스템 구성에 대해 알아보고 철도차량용 IP 카메라 시스템의 개발 및 설계에 도움이 되고자 한다.
본 논문은 IP Camera 사용자 인증 시 인증 방법을 향상하는 목적에 있다. 기존 인증은 지식기반 인증 방식을 이용하기 때문에 공격자의 공격에 ID, PW가 노출되면 IP Camera는 공격자에게서 무방비상태가 된다. 공격자는 IP Camera에 접속하여 실시간 영상과 음성을 획득, 유포하여 2차 범죄로 악용될 수 있고 비밀시설의 설치된 경우 비밀누설의 우려가 있다. 이러한 취약점을 보완하기 위해 본 논문에서는 DUI(Device unique identifier)를 이용하여 Device를 식별, 등록하고 IP Camera에 Device를 종속시켜 허가되지 않는 Device의 접근을 막고 허가된 Device만 인증하는 DUI 인증을 제안한다.
본 논문에서는 Wowza Media Server를 이용하여 IP Camera 영상을 스마트폰에 리스트리밍(Re-Streaming) 서비스하는 것을 연구하였다. 기존에 웹에 포함되어 있는 멀티미디어 파일은 서버로부터 다운로드받아 해당 파일을 실행시켰는데 이는 하드웨어 자원 문제와 다운로드 시간문제, 저장 공간을 필요로 하는 단점이 있었다. 이에 비해 스트리밍 서비스는 서버에서 실시간으로 전송되어 바로 재생이 가능하며 별도의 저장 공간을 필요로 하지 않기 때문에 스마트폰과 같은 제한적인 플랫폼에서 사용되기 적절한 서비스이다. IP Camera 영상을 스마트폰으로 스트리밍 하기위해서는 IP Camera의 영상을 Wowza Media Server로 실시간 스트리밍 한 뒤, Wowza Media Server가 이 영상을 다시 스트리밍서비스하는 리스트리밍(Re-Streaming)기법을 이용한다. 또한 VLC Player를 사용하여 IP Camera의 영상을 각기 다른 스마트폰 환경에 최적화된 영상으로 변환하여 스트리밍 서비스하였다. 이러한 IP Camera영상 스트리밍 서비스는 관공서, 공사장, 가게 등의 상황을 스마트폰으로 실시간 확인하고자 하는 수요를 만족시키기 위해 어플리케이션으로 개발되어 제공될 예정이다.
본 논문에서는 기존 유선기반 CCTV 감시시스템과 IP 카메라 시스템에서 발생되는 구축비용에 대한 부담을 절감하고자 무선 통신기술을 활용한 TDMA기반 PoE 무선 다중 IP 카메라 전송시스템 개발이며, 국산 무선통신기술을 활용한 고화질 영상의 원거리 무선 전송 기술에 대해 설계 및 구현 하고자 한다. 제안 관련 기술에 대한 선 IP 전송 시스템의 송수신 프로토타입과 무선 다중 IP 카메라 전송 단말장치 및 영상 수집 장치(SB-200)에 대해 기술하였다.
기존의 CCTV와는 달리 IP Camera는 네트워크에 유선 또는 무선으로 직접 연결되며 IP Camera에 임베디드된 웹 서버를 통하여 서비스를 제공한다. 한 건물 또는 지역 안에는 다수의 IP Camera가 설치될 수 있다. 이때 각 각의 IP Camera에 웹 서버가 존재하기 때문에 웹서버 마다 다른 key를 가지고 관리하게 되어 서버 관리에 있어서 비효율적이다. 또한 단순 ID, Password로 사용자 인증을 하며 별도의 암호화 과정을 거치지 않기 때문에 취약점을 갖는다. 따라서 본 논문에서는 그룹 키를 이용하여 다수의 웹 서버의 키를 관리하고 PKI 암호를 통하여 사용자 인증 및 세션 키를 생성함으로써 위장 공격, 기밀성, 무결성, 재사용 공격 등의 보안 취약점을 강화한다.
본 논문에서는 기존 유선기반 CCTV 감시시스템과 IP 카메라 시스템에 국산 무선통신기술을 활용한 고화질 영상의 원거리 무선 전송 기술에 대해 설계 및 구현에 대해 성능 평가을 하였다. 무선 다중 IP 카메라 전송 단말장치및 무선통신 RF 모듈간 연동시험과 무선 다중 IP 카메라 기반 영상전송시스템 통합 연동시험으로 영상 전송 시 모듈 연동 적합성을 확인한다.
세계적으로 사이버 공격이 증가하고 있으며 CCTV, IP 카메라 해킹과 같은 개인의 사생활에 대한 공격도 증가하고 있다. 유튜브나 SNS, 다크웹과 같은 공간에서 IP 카메라 해킹 방법에 대해 검색해보면 손쉽게 자료를 구할 수 있고, 해킹 프로그램 또한 판매되고 있다. 해킹 프로그램이 이용하는 취약점이 존재하는 IP 카메라를 사용하면 비밀번호를 주기적으로 변경하거나 특수문자와 영어 대소문자, 숫자를 포함한 복잡한 암호를 사용하더라도 쉽게 해킹 피해를 본다. 뉴스나 언론 매체를 통해 IP 카메라 보안성에 대해 문제를 제기하고 피해 방지를 위한 대책을 제시하였으나 해킹 사건은 꾸준히 발생하고 있다. 이러한 해킹 피해를 막기 위하여 해킹 사건 원인을 파악하고 이에 대한 구체적인 대응 방안이 필요하다. 먼저 IP 카메라 해킹 사건의 원인으로 취약한 계정 설정과 IP 카메라의 웹 서버 취약점을 분석하고 이에 대한 해결 방법을 제시하였다. 그리고 해킹에 대한 구체적인 대응 방안으로 IP 카메라에 접속하면 알림이 오도록 하는 기능과 접속 기록을 저장하는 기능이 추가되어야 한다고 제안하였다. 이와 같은 기능이 있다면 피해 사실을 즉각 알아차릴 수 있고, 범인을 검거하는 데 중요한 자료를 남길 수 있다. 따라서 본 논문에서는 IP 카메라에 접속 알림 기능과 로깅 기능을 사용하여 해킹으로부터 안전성을 높이는 방법을 제시하였다.
현재 광범위하게 사용되는 IP 카메라는 모바일 기기를 통해 원격으로 IP 카메라를 제어하는 기능을 제공한다. 이를 위해 카메라 제조사가 지정한 웹사이트에서 IP 카메라 소프트웨어를 설치하고, IP 카메라와 모바일 기기 간 패스워드를 통해 인증을 거치게 된다. 그러나 현재 사용되는 많은 제품은 IP 카메라와 모바일 기기 간 보안채널을 제공하지 않아서 그 두 주체 간 전송되는 모든 ID 및 패스워드가 그대로 노출되는 문제가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 ID 기반 서명기법을 이용한 상호 인증 및 키 교환 프로토콜을 제안한다. 제시된 프로토콜의 특징은 (1) ID 기반 서명과 함께 IP 카메라에 내장된 ID 및 패스워드를 이용하여 상호인증을 수행하고, (2) 프로토콜 메시지 전송과정에서 IP 카메라를 특정할 수 있는 ID 및 패스워드가 노출되지 않으며, (3) 디피-헬만 키 교환을 사용하여 전방향 안정성을 제공하고, (4) 외부 공격자뿐만 아니라 ID-기반 서명의 마스터 비밀키를 가지고 호기심을 가진(honest-but-curious) 제조사에 대해서도 안전성을 가진다.
본 논문에서는 PCB(: Printed Circuit Board) 패턴 검출을 위하여 Camera Link(Medium)을 지원하는 FPGA 기반 패턴 매칭 시스템을 구현하였다. 최근 생산되고 있는 PCB 패턴은 고집적화 시스템을 위해 점점 미세해지고 복잡해지고 있다. PCB 생산 공정의 비전 자동화를 위하여 고속 처리가 가능한 FPGA 기반 시스템을 제작하였고, 패턴 검출을 위해 사용되는 비전 라이브러리를 IP(: Intellectual property)로 구현하였다. 구현한 IP는 Camera Link IP, 패턴 매칭 IP, VGA IP, 에지 검출 IP, 메모리 IP이다.
본 논문에서는 FPGA를 기반으로 Camera Link (Medium)를 제공하는 PCB 패턴 검출 시스템을 구현하였다. 시스템 구현을 위해 비전 라이브러리를 IP로 구현하여 고속으로 패턴 매칭을 할 수 있도록 하였다. 구현된 IP는 영상입력용 카메라링크 IP, 히스토그램 IP, VGA 제어 IP, 수직투영 IP 및 수평투영 IP가 있다. 디지털 카메라에서 고속으로 전송되는 영상을 처리하기 위해 Xilinx사의 Virtex-5 계열의 FPGA 칩을 사용하였다. 그래버 시스템 구현을 위해 RISC 구조의 CPU인 MicroBlaze를 사용하였으며, PC와의 연동을 위해 PCI Express를 사용하였으며, 영상의 처리결과는 컴퓨터의 모니터와 7인치 LCD에 표현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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