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철도시스템 통신 안전성 확보를 위한 방법 제시 및 도구 구현
Implementation of Methodology & Tool for Communication Safety Guarantee in Railway System 원문보기

전기학회논문지. The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. P, v.59 no.1, 2010년, pp.10 - 17  

조현정 (한국철도기술연구원) ,  황종규 (한국철도기술연구원) ,  김용규 (한국철도기술연구원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Safety-critical systems related to the railway communications are currently undergoing changes. Mechanical and electro-mechanical devices are being replaced by programmable electronics that are often controlled remotely via communication networks. Therefore designers and operators now not only have ...

주제어

#Railway Communication   #Safety Assessment   #Safety Verification Tool   #Railway Communication  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 결론적으로 철도 통신 안정성에 대한 위협은 더 복잡하고 더 다양한 위험원으로부터 안전성을 보장하기 위해서 개방형 통신망의 안전과 보안 측면에서 위협에 대한 강력한 대처를 강구하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 개방형 열차제어시스템 통신 전송의 안전성 확보를 위해서 국제규격을 기반으로 하여 체계적인 안전성 평가 항목과 보안대책 제시 및 개방형 전송시스템 기반 안전성 평가 기술 체계를 분석하여 제시하였다. 또한, 분석 및 제시한 기본 설계를 바탕으로 열차제어시스템 개방형 통신 안전 전송을 위한 도구를 구현하였다.
  • 즉, 폐쇄형 전송시스템에서는 물리적 전용의 유선회로를 사용함으로써 오류나 고장에 대한 안전 대책만 요구되었지만, 무선통신이나 인터넷 등을 중심으로 하는 물리적으로 독립되지 않은 전송 회로를 사용하는 개방형 전송시스템으로 변화함에 따라 안전뿐만 아니라 인증받지 않은 접속으로 인한 고의방해 등에 대한 엄격한 보안대책이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 무선 철도시스템 통신부분 안전성 확보를 위해 비인가자의 침입, 오류데이터 유입 등의 위험원으로부터 통신망 데이터 링크 보호 및 안전 전송을 위한 방법론을 제시하고자 한다. 이를 위해 먼저 2장에서 철도시스템 통신부분 안전성 평가 체계 분석을 통한 통신망 보안 위험원 도출과 데이터링크 보안 방법을 제시하였다.
  • 규격에서는 개방형 전송시스템에 대한 통신 안전성에 대한 위협을 도출하기 위한 위험원 분석과 응용 계층에서의 이들 위험원에 대한 방어대책 및 안전성 평가 절차 등을 제시하고 있다[8-9]. 본 논문에서는 국제규격 기준에 근거하여 무선 철도시스템 안전성 평가 항목과 기준 정의 및 평가 절차 등을 분석하였다.
  • 또한 그림 5에서 개방형 전송시스템의 송신기 응용 계층에서 전송될 정보에 출처 식별자와 수신식별자를 포함하여 메시지 프레임을 만들어 TCP/IP로 넘겨준다. 본 논문에서는 이러한 식별자 사용으로 반복, 삽입, 허위 위협으로부터 보호하여 허가된 접속자임을 확인한다. 그림 5에서 두 식별자를 위해 식별자 데이터 필드의 크기를 각각 1byte로 추가하여 송신부 개방형 응용계층 안전성 평가 검증 테스트 기능 모듈에서 생성 및 수신부 개방형 응용계층 안전성 평가 검증 테스트 기능 모듈에서 확인한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
개방형 전송시스템은 무엇을 기본 능력으로 하는가? 개방형 전송시스템은 양단간에 사용자에게 알려져 있지 않은 외부 영향에 대한 민감한 전송 특성을 지닌 하나 이상의 종류의 전송 매체로 구성된 임의의 경로를 통해, 사용자에게 알려져 있지 않은 프로그램에 따라서 메시지의 경로 설정이 가능한 네트워크 제어 및 관리 시스템을 기본 능력으로 한다. 개방형 전송시스템은 먼저 제어 및 보호 시스템 설계자에게 알려져 있지 않으며, 미지의 포맷으로 미지의 정보량을 보내는 전송시스템의 타 사용자가 있을 수 있고, 둘째로 시스템 관리자로부터 승인 없이 데이터를 읽고 또는 모방하기 위하여 타 사용자로부터 보내지는 데이터에 대한 접속을 시도할 가능성이 있는 전송시스템의 사용자도 존재할 수 있다.
철도 통신망에서 안전성을 위협하는 요소는 무엇으로 나눌 수 있는가? 철도 통신망에서 안전성을 위협하는 요소로는 시스템 부품과 소프트웨어의 오류 또는 고장에 의한 안전성 문제와 철도 통신망이 폐쇄형 전송시스템에서 개방형 전송시스템으로 변화함에 따라 발생하는 보안문제로 나눌 수 있다. 폐쇄형 통신망 관점에서의 일대일 통신 링크에 대한 주요한 위험요소는 에러와 고장 때문이라는 가정 하에 안전 최우선 시스템을 설계하는 것이 충분하였지만, 그러나 개방형 통신망 관점에서 시스템의 안전성은 악의적이고 고의적인 공격자의 증가에도 안정적인 동작을 필요로 한다.
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참고문헌 (13)

  1. IEC 62280-1, "Safety-related communication in closed transmission systems," 2002. 

  2. IEC 62280-2, "Safety-related communication in open transmission systems," 2002. 

  3. 철도 6330-3348, "철도신호시스템 점대점 정보전송 방식," 2005. 

  4. 철도 6330-3349, "철도신호시스템 네트워크 정보전송 방식," 2005. 

  5. Knight J. C., "Software Challenges in Aviation Systems," Computer Safety, Reliability and Security, 21st International Conference, SAFECOMP, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 2434, pp. 106-112, Sep. 2002. 

  6. Dehbonei D., Mejia F., "Formal Methods in the Railway Signalling Industry," in Naftalin et. al., pp. 26-35, 1994. 

  7. Gnesi S., Latella D., Lenzini G., Abbaneo C., Amendola A., Marmo P., "A Formal Specification and Verification of a Safety Critical Railway Control System," Proceedings of the 5th International Workshop on Formal Methods from Industrial Critical Systems, Apr. 2000. 

  8. Laprie J. C., "Dependable Computing and Fault Tolerance: Concepts and Terminology," Proceeding of FTCS-25, Vol. 3, pp. 2-11, 1996. 

  9. Leveson N. G., "Software: System Safety and Computers," Addison-Wesley, 1995. 

  10. R. Rivest, "The MD4 Message-Digest Algorithm," published within Internet, 1992. 

  11. RFC(Request For Comments) 1321, "The MD5 Message-Digest Algorithm," , 1992. 

  12. Tanenbaum A. S., "Distributed Operating systems," Prentice-Hall, 1995. 

  13. [DES] FIPS(Federal information processing standard) PUB 46, "Specifications for the Data Encryption Standard," 1977. 

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