본 논문에서는 IoT 환경에서 IoT 게이트웨이를 통해 제공되고 있는 서비스 탐색 프로토콜에 대한 문제점을 분석하고 이를 해결하기 위한 해결방법에 대한 방향을 제시한다. 현재 다양한 IoT 서비스 탐색 프로토콜이 제안되어 있으며 제안된 서비스 탐색 프로토콜은 IP 기반 프로토콜과 non-IP 기반 프로토콜로 구분된다. 최근 IoT 기반 홈 네트워크 서비스 제공을 위해 스마트 IoT 게이트웨이가 개발되었다. 제안된 IoT 게이트웨이는 이종 네트워크 인터페이스에 대한 프로토콜 컨버팅 기능은 제공하고 있으나 서비스 탐색에 대한 홍보기능을 제공하고 있지 않다. 따라서 상이한 인터페이스로 구성된 IoT 디바이스에 대한 서비스 탐색 기능을 제공하지 못한다. 본 논문에서는 이런 문제점을 정의하고 이를 해결하기 위한 IoT 게이트웨이 내부 기능을 정의하고 추가적으로 공통 IoT 서비스 탐색 프로토콜 개발에 대한 방향을 제시한다.
IoT 디바이스는 사용자의 주변에 설치되어 네트워크를 통해 다양한 정보를 수집하고, 디바이스간 협업으로 교통 정보를 제공하거나 날씨 정보를 제공하는 등 삶의 질을 향상시키는데 목적이 있다. 현재 여러 연구소나 기업체에서 다양한 IoT 디바이스들이 개발중에 있어 디바이스의 수가 급격하게 증가하고 있다. 그런데, 이러한 경향에도 불구하고 IoT 디바이스들을 관리하고 연결하는 IoT 컴퓨팅과 관련된 연구는 아직 초기 단계에 있다. IoT 컴퓨팅 환경 내에 대량의 IoT 디바이스가 동시에 존재하게 되는데, 이때 이들 디바이스들을 모니터링 하거나 제어를 위한 관리 노드로서 서버가 필요하다. 그렇지만, 어떤 관리 서버를 어디에 몇 대를 배치해야 하는지 알기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 논문에서는 대량의 디바이스들을 논리적으로 근접한 디바이스들은 하나의 클러스터로 관리하는 기법을 제안한다. 제안된 동적 클러스터링 기법을 IoT 컴퓨팅 환경에 적용하게 되면 대량의 IoT 디바이스들을 최적의 상태로 클러스터링 함으로써, 디바이스 관리에 대한 오버헤드를 줄이면서 효율적으로 품질 관리를 할 수 있게 된다.
IoT (Internet of Things)장치들은 열악한 환경, 저용량, 저성능 프로세서로 인해 기존의 유선망이나 무선망의 인증 방법을 적용하기가 어렵다. 특히 블록체인과 같은 방법을 IoT 환경에 적용하기에는 많은 문제점이 있다. 본 논문에서는 IoT 환경에서 생체정보 중 일회용 템플릿의 인증을 수행하는 서버 역할을 위해 엣지 컴퓨팅을 이용한다. 이와 같은 환경에서 ECC (elliptic curve cryptographic)를 기반으로 IoT-EC(edge computing) 시스템을 활용하여 가볍고 강한 인증 절차를 제안하고 이에 대한 안전성을 평가한다.
스마트시티로 가는 첫걸음이자 핵심이라 할 수 있는 IoT 기술이 우리의 삶을 변화시키고 있다. 원격에서 집 내부의 상태를 확인하며 조정할 수 있고, 집 내부의 상황도 영상을 통해 확인할 수 있게 되었다. 이처럼 IoT 기술은 우리 삶의 편리함을 제공하고 중요한 요소가 되었지만, IoT 환경 관리의 주체가 사용자 개인이거나 IoT 환경상태를 모니터링하며 관리할 수 있는 수단이 없어 관리가 되지 않고 있고 공격을 받아도 사용자가 알 수 없다는 특성 때문에 IoT 보안에 있어 심각한 문제를 일으킬 수 있다. 이러한 문제에도 불구하고 IoT 보안에 대한 인식과 IoT 환경에 특화된 관리 시스템은 갖춰지지 않고 있다. 본 논문에서는 오픈 소스 데이터 분석 및 시각화 솔루션인 Elastic Stack을 활용하여 손쉽게 IoT 환경을 관리하고 상태를 시각화하여 제공하는 IoT 환경 관리 시스템을 제안한다.
IoT 환경에서 사용자에게 상황인지 서비스를 제공하기 위해서는 상황정보가 필요하다. 이를 위해 센서나 액츄에이터 같은 장치에서 수집된 데이터를 온톨로지를 통해 상황정보로 변환한다. 기존의 상황인지 서비스를 위한 온톨로지는 타겟 서비스를 기반으로 온톨로지를 설계하여 사용자의 요구사항, 서비스 조건, 환경 등이 변하거나 또는 전혀 다른 서비스를 원할 경우 온톨로지를 전반적으로 재설계해야 하는 불편함이 있다. 이러한 점을 극복하기 위해 본 논문에서는 사용자가 장소나 상황에 구애 받지 않고 자신이 원하는 장소에서 원하는 서비스를 정의할 수 있는 크로스 버티컬(Cross-vertical) 온톨로지 모델인 Generic Ontology Models(GOMs)를 제안한다. 또한 IoT 서비스의 데이터 흐름을 나타내는 IoT 서비스 개념 모델과 IoT 서비스를 제공하기 위한 IoT 서비스 환경을 제안하고 제안된 환경에서 GOMs를 이용하여 다양한 서비스 시나리오에 적용해봄으로써 IoT 환경에서 상황인지 서비스가 가능함을 보인다.
최근 대기업을 중심으로 가전제품, 스마트폰, 헬스케어 제품에 IoT를 부착한 제품을 출시하여 IoT에 대한 관심이 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 우리나라 중소기업 환경은 다른 나라보다 IoT 기술을 적용하기 어려운 환경이기 때문에 IoT 기술을 중소기업 환경에 쉽게 접근할 수 있는 환경 개선 프로세스가 무엇보다도 절실한 상황이다. 본 논문에서는 우리나라 중소기업에서 현재 운영중인 제조 공정을 IoT 기술과 융합하였을 때 생산 효율성을 향상시킬 수 있는 서비스 운영모델을 제안한다. 제안 모델은 전체 제조 공정과정에서 제조 제품 정보와 센서/다바이스 정보를 이용하여 IoT 기술을 활용하는 것을 목적으로 한다. 성능평가 결과, 제안 모델은 기존 모델보다 제조 프로세스의 효율성이 23.1% 향상되었다. 또한, 제조 프로세스가 증가할수록 기존 모델에 비해 업무 처리시간이 평균 17.3% 단축되었다. 마지막으로 제조 공정에 사용되는 인력 감축 비용이 기존 모델보다 평균 19.8% 감소되는 것으로 나타났다.
IoT 장치는 클라우드 환경에서 다양한 역할과 기능을 수행할 수 있도록 여러 분야에서 사용되고 있다. 그러나, IoT 장치를 안정적으로 제어할 수 있는 접근제어에 대한 방안은 아직 구체적으로 제시되고 있지 않은 상황이다. 본 논문에서는 클라우드 환경에서 사용되고 있는 IoT 장치의 안정적인 접근을 수행할 수 있는 계층적 기반의 다단계 속성 접근제어 기법을 제안한다. 제안 방법은 IoT 장치의 원활한 접근을 돕기 위해서 IoT Hub을 두어 IoT 장치에 고유한 ID 키(보안 토큰)를 제공할 뿐만 아니라 수 있도록 하는 X.509 인증서 및 개인 키를 IoT Hub에서 인증하도록 하여 IoT 장치의 개인키를 IoT 장치 외부에서 알 수 없도록 하였다. 성능평가 결과, 제안방법은 기존 기법보다 인증 정확도가 평균 10.5% 향상되었으며 처리 시간도 14.3% 낮은 결과를 얻었다. IoT 속성 수에 따른 IoT Hub의 오버헤드는 기존 기법보다 9.1% 낮은 결과를 얻었다.
클라우드 환경에서는 센서 및 웨어러블 장치를 이용한 IoT 기기가 다양한 환경에서 응용되고 있으며 그에 따른 IoT 기기에서 생성되는 정보를 정확하게 판별하는 기술들이 활발하게 연구되고 있다. 그러나, 전력 및 보안과 같은 IoT 환경의 제약사항으로 인하여 IoT 장치에서 발생하는 정보가 매우 취약하기 때문에 금전 피해 및 인명 피해가 증가하고 있다. 본 논문에서는 IoT 정보를 정확하게 수집·분석하기 위해서 IoT 정보 오류를 고려한 지형 정보 기반의 키 관리기법을 제안한다. 제안 기법은 IoT 장치를 클라우드 환경에서 임의로 배치할 경우 IoT 장치의 연결성을 확보하기 위해서 IoT 배치 오류를 허용하는 동시에 지형 정보를 n개의 그룹으로 그룹핑 하도록 한다. 특히, 각 그룹핑 된 지형 정보에는 전체 키 풀에서 랜덤하게 선택된 임의의 키를 할당한 후 IoT 정보에 포함된 지형 정보의 키와 확률적으로 높은 키 값을 IoT 장치의 연결성으로 확보할 수 있도록 한다. 특히, 제안 기법은 확률적 딥러닝을 이용하여 IoT 지형 정보의 키를 시드로 추출하기 때문에 IoT 장치에 대한 정보 오류를 낮출수 있다.
인터넷의 기술의 발전과 스마트 디바이스의 보급은 사람들에게 편리한 환경을 제공해 주고 있으며, 이는 IoT라는 기술로 보편화 되고 있다. 그러나 IoT 기술의 발전과 수요는 이를 악용한 해커들의 공격으로 인해 개인 정보 유출과 같은 다양한 문제를 야기시키고 있다. 수많은 디바이스들이 네트워크에 연결되는 환경이 조성되었고, 기존 PC 환경에서 악용되던 네트워크 공격이 IoT 환경에서 발생하고 있다. 실제 IP 카메라의 경우 해킹을 통해 DDoS 공격을 진행하거나, 개인정보 유출, 동의 없이 모니터링 하는 등의 보안사고가 발생하고 있다. 이제는 IP카메라나 태블릿 등 IoT 환경에서 활용되는 다양한 스마트 기기가 네트워크 공격에 활용될 수 있음을 확인할 수 있다. 하지만, IoT 환경에서 소형 디바이스들이 가지는 특성상 Memory 공간이나 Power 등이 제한되어 있어 기존 보안 솔루션 설치 및 실행에 어려움을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 IoT 환경에서 발생할 수 있는 보안 위협에 대해 살펴보고 이를 방지할 수 있는 보안프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 보안평가를 통해 네트워크에서 발생할 수 있는 다양한 보안 위협에 대응 가능함을 확인할 수 있었다. 또한, 에너지 효율성 분석을 기존 보안 알고리즘으로 활용되는 ECC, RSA, Kerberos 등에 비해 디바이스 증가에 따른 인증 속도에서 최소 2배 이상의 속도가 개선되는 등 디바이스 수의 증가에 따라 인증 시간이 가파르게 감소함을 확인할 수 있었다. 따라서 본 프로토콜을 IoT 환경에 적용한다면 효율적인 운영이 가능할 것으로 기대 된다.
현재 출시된 다양한 사물인터넷(IoT) 플랫폼은 대부분 IPv6의 네트워크 환경을 고려하여 개발되었지만, 아직까지 IPv4에서 IPv6로의 전환율은 저조하다. 따라서 IPv4기반의 네트워크에서 운용되는 IoT 플랫폼은 IP부족현상을 해결하기 위해 기구축된 사설망을 지원해야 한다. 기존 IoT 플랫폼들은 전문가에 의해 가상 사설망을 이용하거나 하드웨어 스위치/AP(Access Point)를 이용하여 사설망을 지원하고 있다. 본 연구에서는 기존 IoT 플랫폼들이 사설망 환경을 지원하기 위해 필요한 전문가 활용 또는 하드웨어 도입에 따른 추가 비용 문제를 해결하고, 비전문가도 사설망 환경에서 IoT 서비스를 제공할 수 있는 IoT 플랫폼을 개발하였다. 또한 IoT 플랫폼을 테스트베드에 적용하여 IoT 플랫폼의 기능 검증을 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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