본 논문은 스마트 워터그리드의 원격단말기와 상위 서버단간의 검침 및 제어 데이터의 안정적 전송을 위한 보안모듈에 대해 연구하였다. 제안한 보안모듈은 기존에 보급되어 사용 중인 보안성 없는 원격 단말기에 부착할 수 있도록 구현되었다. 특히, 전기 분야의 스마트그리드와는 달리 스마트 워터그리드는 배터리 전원을 사용하므로 저 전력을 고려하였으며, 지하에 설치되는 계량기 위치에 의한 습하고 열악한 환경이 대단위 네트워크 시스템 구축 시 통신 장애 발생시키는 점을 고려하여 ARIA-GCM-128 대칭키 방식을 채택하였다. 본 논문의 암호화 모듈은 단말기의 검침 데이터와 상위 서버단의 제어 데이터에 대한 보안을 확보하고 임의로 위변조 되는 것을 방지하여 원격검침 시스템에 대한 안정성을 확보할 수 있도록 구현되었다.
The study was designed to transmit ECG(electrocardiogram) images from iPhone in order to check validity. Especially, web examined ECG transmissions from smart phones image viewer are good enough to secure clinical information and confirmed with visual. In result, it took 3 to 5 seconds for ECG viewer transmitting from a smart phone to display an image on mobile server to user's phone. For image valuation, we magnified the ECG image 100% or 200% at a resolution of $480{\times}320$ checking PQRST wave and found that it was both possible to see an accurate PQRST wave with all the trial data and to divide it into 1mm level of grid.
스마트그리드는 정보통신기술을 이용하여 전력공급자와 소비자의 양방향통신을 가능하게 한다. 또한 동적인 전력 공급이 가능하기 때문에 전기 자동차 기술과 접목시킬 경우 전기 자동차 충전 인프라를 활성화시키고 전기 자동차의 배터리를 가정용 축전지로 활용하여 재판매할 수도 있다. 이러한 전기 자동차 충전 인프라는 가정, 아파트, 건물, 기타 충전소 등에 고정적으로 위치하여 있고 사용자만 유동적으로 서비스를 이용한다. 만약 유동적으로 서비스를 이용하는 사용자에 대해 인증이 이루어지지 않을 경우 전력 서비스의 불법적인 사용, 전력 정보 유출, 불법적인 전력 요금 변경 등의 피해가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 스마트그리드 환경에서 안전하게 전기 자동차 관련 서비스를 이용하기 위해 스마트카드 및 동적 ID 기반 사용자 인증 스킴을 제안한다.
스마트그리드에서 가장 중요한 것 중 하나로 제어센터를 뽑을 수 있다. 이러한 제어센터에서 사용되는 대표적인 프로토콜은 ICCP가 있다. ICCP는 제어센터 사이의 데이터 통신에 적합한 프로토콜로써 전력망 전체의 정보들을 다룰 수 있도록 설계되었다. 하지만 해당 프로토콜은 데이터에 대한 접근제어만을 보안요소로 가지고 있기 때문에 매우 취약한 프로토콜이다. 일반적인 ICCP는 보안이 취약하기 때문에 실제 제품들 중 일부는 Secure ICCP를 제공한다. Secure ICCP는 ICCP가 가지고 있는 보안위협에 대한 대응책으로 암호화와 인증을 제공한다. 하지만 Secure ICCP는 한계점이 존재하고, 실제 대부분의 ICCP 서버에서는 기존 ICCP만 사용하고 않기 때문에 전력제어센터 사이에 주고받는 데이터는 여전히 취약하다. 따라서 ICCP 서버에서 Secure ICCP의 사용을 권장하고, Secure ICCP가 해결하지 못하는 문제점에 대한 연구가 추가적으로 필요하다.
'NIST framework and road map for smart grid interoperability standards' 기술 보고서는 스마트 그리드의 발전 방향, 표준의 상호운용성을 확보하는 아키텍처 프레임워크를 제시하고, 식별된 표준 리스트, 사이버 보안 전략, 시험 인증 프레임 워크를 제공하는 문서이다. 특히, 스마트 그리드의 표준 프로토콜인 SEP 2.0과 OpenADR 2.0이 그 예이다. SEP 2.0과 OpenADR 2.0은 기능적으로 HEMS와 스마트 그리드를 이어주는 역할을 할 수 있지만, 두 프로토콜 간에 상호운용 표준은 상기 문서에서 계획된 바가 없다. 또한, OpenADR 연합에서는 OpenADR 2.0과 SEP 2.0간의 상호운용을 위한 매핑 테이블을 정의하는 작업이 진행 중이라 발표했지만, 아직 공개한 정보는 없다. 따라서 본 논문에서는 신재생 에너지 효율 개선 HEMS 개발에 있어 ICT 전력 융합을 위한 SEP 2.0과 OpenADR 2.0b간의 상호운용을 각 프로토콜의 표준 사양 문서 기반의 구문과 의미로 대응하는 매핑 모델을 제안 하고 수요 반응 서비스 시나리오 기반의 의미 매핑 기능 예제를 통해 이를 확인하였다.
최근 지능형 전력망 사업에서 가장 큰 이슈로 부각되고 있는 것이 지능형 전력량계의 보안과 미래 기능을 만족하기 위한 SW 업그레이드 기능이다. 그러나, 일반 기기와 달리 법정계량기에 속하는 지능형 전력량계는 공정한 상거래기반의 확립을 위해 그 기능 및 변경이 법으로 엄격히 제한되고 있다. 따라서 본 논문에서는 지능형 전력량계의 SW업그레이드와 관련된 요구사항을 분석하여, 법정 계량기 요건에 준한 미래 지능형전력량계의 기능 개선을 위해 배포되는 SW이미지에 대한 인증을 통한 배포방안을 제시하고, 스마트카드를 이용한 지능형 전력량계의 보안기능을 구현하는 방법을 제안한다.
This study examines the system and process of battery stored energy in vehicles and suggest the effective area for the use of V2G(vehicle-to-grid) from Jeju Smart Grid Demonstration Project. V2G means technology of electric power transmission from the battery of electric-drive vehicles to state grid. As for the increasing of effectiveness for demand-side control, V2G is a very good alternative. In the U.S., the utilization of electric vehicles is under 40% on average. In this case, we can use he battery of electric vehicle as role of frequency regulation or generator of demand-side resource. V2G, which is the element of Smart Transportation, consists of electric vehicle battery, BMS(battery management system), OBC(on-board charger), charging infrastructure, NOC(network operating center) and TOC(total operation center). V2G application has been tested for frequency regulation to secure the economical efficiency in the United States. In this case, the battery cycle life is not verified its disadvantage. On the other hand, Demand Response is required by low c-rate of battery in electric vehicle and It can be small impact on the battery cycle life. This paper concludes business area of demand response is more useful than frequency regulation in V2G application of electric vehicles in Korea. This provides the opportunity to create a new business for power grid administrator with VPP(virtual power plant).
스마트 그리드란 기존의 전력망에 정보기술을 융합하여 에너지 효율을 최적화하는 차세대 전력망을 구성하는 기술의 하나이다. 본 논문에서는 스마트그리드를 효과적으로 구축하기 위하여 기존 홈 네트워크와 연동되고 효율적인 관리 기능을 제공하는 AMI 시스템을 제안 한다. 확장된 홈 네트워크 기반의 AMI 시스템은 스마트미터, 통신 모듈, 홈 게이트웨이, 보안 모듈, 미터 데이터 관리 시스템, 전력 응용 모듈 등으로 구성된다. 제안하는 홈 네트워크는 전력소모를 줄이고 효율적인 데이터 전송이 가능할 수 있도록 IEEE 802.15.4를 기반으로 설계하였다. 제안 홈 게이트웨이는 웹 서비스를 통해 외부 관리 시스템과 에너지 소비 정보 등을 실시간으로 교환할 수 있고, AMI 시스템은 인터넷을 통하여 홈 게이트웨이와 미터 데이터 관리 시스템 간의 양방향 통신이 가능하도록 설계되었다. 정보 전달의 안전성을 얻기 위하여 보안 알고리즘을 적용 하였으며 보안 알고리즘은 대칭적 블록 암호화 방식인 AES 알고리즘을 사용하였다. 제안 시스템을 사용하는 경우 본 연구에 제한적이기는 하지만 제어를 하지 않을 경우보다 전력 소비가 평균적으로 4~42%정도 줄어드는 것을 실험 결과에서 확인할 수 있었다.
In recent years, researches of security threats reported that various types of social engineering attack were frequently observed. In this paper, we propose secure keypad scheme for mobile devices. In our scheme, every edge of keypad is linked each other, and it looks like a sphere. With this keypad, users input their password using pre-selected grid pointer. Because of circulation of the keypad layout, even though the attacker snatch the user password typing motion through the human eyes or motion capture devices, attacker do not estimate the original password. Moreover, without the information of grid pointer position, the attacker do not acquire original password. Therefore, our scheme is resistant to password guessing attack.
스마트 그리드 환경의 중요한 기본 구성 요소라 할 수 있는 스마트 미터기는 유틸리티 기관에게 실시간 전력소비 정보를 제공한다. 그렇지만, 스마트 미터기에 의한 전력 소비 데이터 집계 과정에서 정보 보안 및 사생활 보호를 보장하는 작업은 쉽지 않다. 최근 몇 년 동안 특정 소비자의 전력 소비 정보 추출을 방지하는 정보 보안 데이터 집계 프로세스에 관해 많은 연구가 있었으나 대부분 내부 공격자로부터 안전하지 않거나 데이터 무결성을 제공하지 못하고 있다. 게다가, bilinear pairing 또는 hash-to-point 작업이 스마트 미터기에서 수행되기 때문에 계산 비용이 만족스럽지 않은 상황이다. 현재 에너지 공급 회사, 신생 기업, 기술 개발자, 금융 기관, 국가 정부 및 학계에서 큰 관심을 끌고 있는 기술로 블록체인 또는 분산 원장 기술이 활발히 연구되고 있다. 특히, 전력 소비 네트워크와 관련하여 블록체인은 상당한 이점과 혁신을 가져올 것으로 소개되고 있다. 이에 본 연구에서는 블록체인 기술을 사용한 분산된 전력 소비 정보 보호 및 보안 미터 데이터 집계 시스템을 제안하고, 손쉽게 구현할 수 있는 자바 프로그램을 나타낸다. 여기에서 스마트 미터 데이터는 계층적 Merkle 트리에 의해 집계 및 검증되며, 비잔틴 결함 허용 프로토콜에 의한 합의 방식이 지원된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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