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HCI 기반 스마트그리드 제어시스템의 인증 기술 동향 원문보기

情報保護學會誌 = KIISC review, v.25 no.3, 2015년, pp.5 - 10  

이석철 (아주대학교 컴퓨터공학과) ,  권성문 (아주대학교 컴퓨터공학과) ,  김성진 (아주대학교 컴퓨터공학과) ,  손태식 (아주대학교 정보컴퓨터공학과)

초록
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스마트그리드(Smartgrid) 시대의 도래 및 제어시스템으로의 IIoT(Industrial Internet of Things) 기술 도입으로 외부 인터넷망과의 접점이 증가하면서 스마트그리드 제어시스템을 대상으로 하는 사이버위협이 증가하고 있는 추세이며, 그에 대한 피해 사례가 지속적으로 보고되고 있다. 또한 스마트그리드 제어시스템에 HCI(Human-Computer Interaction) 기술이 악의적인 내부 공격자는 전문적인 지식이 없더라도 비교적 쉽게 제어시스템을 조작 및 오작동 시킬 수 있게 되었다. 본 논문에서는 HCI가 적용된 스마트그리드 제어시스템에서의 내부자 공격에 대응하기 위해 사용자 및 구성 장비에 대한 인증 기능을 강화하여 제어시스템 사용자와 구성 장비의 신뢰성을 보장할 수 있는 방법을 제시한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • Ward은 스마트그리드 환경에 PKI 기반 전자서명 기술을 적용시켜 볼 수 있는 시뮬레이터를 개발하였다. 개발한 시뮬레이터를 통해 PKI 기반 전자서명 기술을 스마트그리드 환경에 적용하기 이전에 발생할 수 있는 병목현상, 가용성 침해 등의 문제점들을 사전에 파악 가능하며 이를 통해 PKI 기반 전자서명 기술을 스마트그리드 환경에 도입하기 이전 스마트그리드 환경을 고려한 기술 수정의 필요성과 방향에 대해 제시하였다[4]. S.
  • 또한 내부자 공격을 방지 및 탐지할 수 있도록 HCI가 적용된 제어시스템의 사용자 인증 기술이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 HCI가 적용된 스마트그리드 제어시스템에서의 인증 기능을 강화하기 위한 방향을 제시한다.
  • 스마트그리드 제어시스템 구성 장비를 인증하는 데에는 시스템 구축 환경에 따라 전자서명 또는 PUF 기반 인증을 사용할 수 있다. 또한 인증된 장비의 기능, 처리하는 정보, 통신 경로 등 행위정보를 분석하여, 정당한 권한을 보유하고 있는 사용자가 인증된 장비를 통해 정상적인 행위를 했는지 여부를 판단한다. 그리고 사용자 인증정보, 장비 인증정보, 행위정보를 로그화한 뒤, 데이터베이스에 저장하여 추후 스마트그리드 제어시스템에 대한 보안침해 사고 발생 시 참고 가능한 감사(Auditing) 자료로 활용한다.
  • 본 장에서는 스마트그리드의 제어시스템 및 HCI를 위한 보안 기술에 대해 알아본다. 스마트그리드 환경에서는 제어시스템을 구성하고 있는 장비를 인증 및 식별하기 위해 사용되는 기술은 공개키 및 개인키 기반의 PKI(Public Key Infrastructure)를 이용한 전자서명, 각 장비의 물리적 고유성을 이용한 PUF(Physically Unclonable Function) 등이 있다.
  • 본 장에서는 앞서 살펴본 사용자 인증 기술을 스마트그리드 제어시스템 및 HCI에 적용하기 위해 각 기술별로 수행되고 있는 연구동향을 알아본다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PKI 기반 장비들은 어떤 기능을 수행하는가? PKI 기반의 전자서명은 ICT 환경에서 사용되고 있는 대표적인 인증 기술 중 하나이다. PKI 기반 장비들은 각각 공개키-개인키 쌍을 가지며, 공개키-개인키 쌍에 대한 정보는 CA(Certificate Authority)에서 저장 및 관리한다. 인증을 받고자하는 장비는 자신의 개인키로 전자서명을 생성하고, 그 반대편에서는 인증 대상의 공개키를 이용해 인증을 수행한다.
HCI을 보다 안전하게 사용하기 위해 사용되는 기술에는 무엇이 있는가? 스마트그리드 환경에서는 제어시스템을 구성하고 있는 장비를 인증 및 식별하기 위해 사용되는 기술은 공개키 및 개인키 기반의 PKI(Public Key Infrastructure)를 이용한 전자서명, 각 장비의 물리적 고유성을 이용한 PUF(Physically Unclonable Function) 등이 있다. HCI을 보다 안전하게 사용하기 위해 사용되는 기술은 터치 인터페이스를 이용한 ID/ Password 기법, 마이크를 이용한 음성인식, 스캔장치를 이용한 지문인식 등이 있다.
ID/Password 기반의 인증 기술의 특징은 무엇인가? ICT 환경이 구축된 이래 현재까지 가장 보편적으로 사용되고 있는 사용자인증 방법은 ID/Password 기반의 인증 기술이다. 시스템 구현이 매우 쉬운 장점이 있으나 사전 공격(Dictionary attack)이나 무차별 대입공격(Brute force) 등 기초적인 공격에 취약할 정도로 보안성이 낮아, 최근에는 OTP(One Time Password) 등과 같은 추가 인증방안을 함께 사용하는 이중인증(2-factor authentication)을 사용한다.
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참고문헌 (10)

  1. D. Kang, S. Park, "A conceptual Approach to Data Visualization for User Interface Design of Smart Grid Operation Tools," International Journal of Energy, Information and Communications, Vol.1, Issue 1, 64-76, November 2010. 

  2. J. Pierce, E. Paulos, "Beyond Energy Monitors: Interaction, Energy, and Emerging Energy Systems," CHI 2012, Vol.1, pp.665-674, May 2012. 

  3. S. Dang, R. Kakimzhanov, M. Zhang, and A. Gholamzadeh, "Smart Grid- oriented Graphical User Interface Design and Data Processing Algorithm Proposal Based on LabVIEW," 14th International Conference on Environ ment and Electrical Engineering, Vol.1, pp. 323-327, May 2014. 

  4. T. Ward, "Grid Cryptographic Simulation: A Simulator to Evaluate the Scalability of the X.509 Standard in the Smart Grid," Senior Honors Thesis, Dartmouth College, Hanover, NH, USA, September 2013. 

  5. S. Lee, J. Bong, S. Shin, and Y. Shin, "A Security Mechanism of Smart Grid AMI Network through Smart Device Mutual Authentication," International Conference on Information Networking, Vol.1, pp. 592-595, February, 2014. 

  6. V. Seferian, R. Kanj, A. Chehab, and A. Kayssi, "PUF and ID-Based Key Distribution Security Framework for Advanced Metering Infrastructures," IEEE Conference on Smart Grid Communications, Vol.1, 939-944, November 2014. 

  7. V. Agrawal, R. Bharti, "Password Authentication with Secured Login Interface at Application Layer," International Journal of Computer Science and Network Security, Vol.15, No.1, pp. 132-135, January 2015. 

  8. R. Johnson, T. Boult, and W. Scheirer, "Voice Authentication Using Short Phrases: Examining Accuracy, Security and Privacy Issues," IEEE Sixth International Conference on Biometrics: Theory, Applications and Systems, Vol.1, pp1-8, September, 2013. 

  9. B. Hiew, A. Teoh, and O. Yin, "A secure digital camera based fingerprint verification system," J. Vis. Commun. Image R. Vol.21, pp. 219-231, December, 2009. 

  10. 남한솔, 김애영, 이상호, "퍼지볼트와 스테가노그래피를 이용한 스마트폰 지문 인증 시스템", Journal of KIISE, Vol.42, No.4, pp419-426, 2015. 

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