$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

효율적인 Modbus 보안 적용 방안 원문보기

情報保護學會誌 = KIISC review, v.25 no.5, 2015년, pp.37 - 44  

권태연 (국민대학교 금융정보보안학과) ,  이옥연 (국민대학교 금융정보보안학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

산업제어 시스템의 통신 프로토콜 중 하나인 MODBUS/TCP는 오늘날 산업체에서 높은 점유율로 사용되고 있다. 단순한 구조로 다양한 기능을 가지고 있어 "hard real system"에서 주로 사용되고 있는 MODBUS/TCP의 보안 적용 방안 또한 많은 연구로 진행되어 왔다. DNP3, SSL, SCTP와 같은 프로토콜을 연동하거나 공개키를 이용한 전자서명 적용 등의 방법이 대표적인 MODBUS/TCP의 보안 방법은 충분한 메모리 크기, 고속 공개키 연산을 위한 하드웨어 가속기 등을 요구로 한다. 하지만 I/O 디바이스 등 열악한 환경에 이는 부담스러운 요소로 작용될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 열악한 환경에서 안전한 MODBUS/TCP 통신과 기존의 MODBUS/TCP와의 호환성을 고려한 보안 적용 방안을 소개한다. 또한 측정한 결과를 통해 본 논문에서 제시하는 E-ModbusSec가 "hard real system"에서 충분히 제 역할을 수행할 수 있음을 보이고자 한다.

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 공개키를 적용하여 제공 가능한 출처인증은 산업제어시스템에서 중요한 보안 기능 요소이지만, hard real system에서 Field device를 구성하는 I/O 디바이스 등 열악한 환경에서는 공개키의 적용이 부담될 수 있거나 심하게는 보안 기능을 탑재하지 못할 수도 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 열악한 환경에서 효율적으로 제공 가능한 MODBUS 보안 방안을 소개하였으며, 이는 기존의 MODBUS 프레임과 동일한 구조로 구성되었기 때문에 호환성이 높다는 장점을 가진다. 또한 기존의 MODBUS 라이브러리의 메모리 요구량과 차이가 크지 않기 때문에 향후 더 많은 기능을 탑재할 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
  • 이 장에서는 MODBUS 통신 프로토콜의 소개와 이프로토콜이 가지는 알려진 취약성에 대해 분석한다. 또한 MODBUS 취약성을 보완하기 위해 제안된 보안 적용 사례에 대해 소개한다.
  • 본 논문에서는 산업제어시스템에서 요구하는 보안요구사항에 대한 분석과 대표적 통신 프로토콜인 MODBUS/TCP에 대한 소개를 한다. 또한 보안 방안을 적용하여 안전한 MODBUS/TCP를 구상하는 것을 목표로 한다.
  • 이 절에서는 기존의 MODBUS 프로토콜 방식을 따르면서 통신에 이용되는 데이터에 보안을 적용한 안전한 MODBUS 프로토콜을 설계한다. 또한 설계에 대한 근거를 앞서 언급한 취약점들에서 찾고자 한다.
  • 본 논문에서는 산업제어시스템에서 요구하는 보안요구사항에 대한 분석과 대표적 통신 프로토콜인 MODBUS/TCP에 대한 소개를 한다. 또한 보안 방안을 적용하여 안전한 MODBUS/TCP를 구상하는 것을 목표로 한다.
  • 이 절에서는 Libmodbus의 구조에 대한 설명과 보안을 적용한 E-ModbusSec 성능에 관한 실험 및 평가를 한다. 본 논문에서는 MODBUS 프로토콜을 구현한 여러 오픈소스 중 C로 구현된 Libmodbus를 사용하였다.

가설 설정

  • 1. 인가되지 않은 개체는 메시지에 접근하지 못하도록 한다.
  • 2. 인가되지 않은 개체는 메시지를 수정하지 못 하도록 한다.
  • 3. 다른 개체를 모방하는 것을 못하도록 한다.
  • 4. 어떠한 개체가 수행되고 있는 동작을 멈추는 것을 못 하도록 한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
산업제어시스템의 역할은? 산업제어시스템은 제조, 생산, 발전 등에 필요한 산업공정 뿐만 아니라 폐수 처리, 기름 및 가스 파이프라인, 송전 및 배전 등에 필요한 기반 시설 공정을 바탕으로 한 시스템을 말하며, 건축, 공항 등에 사용되는 설비 공정을 바탕으로 원격 명령을 통해 제어 명령을 설비에 전달하고 설비 정보 수집한다. 이러한 산업제어시스템은 SCADA(supervisory control and data acquisition) system, DCS(Distributed control system) 등 다양한 유형들로 구성되어 있으며, PLC(Programmable Logic Controllers), 센서 등 다양한 요소들로 구성되어 있다.
산업제어시스템이란? 산업제어시스템은 제조, 생산, 발전 등에 필요한 산업공정 뿐만 아니라 폐수 처리, 기름 및 가스 파이프라인, 송전 및 배전 등에 필요한 기반 시설 공정을 바탕으로 한 시스템을 말하며, 건축, 공항 등에 사용되는 설비 공정을 바탕으로 원격 명령을 통해 제어 명령을 설비에 전달하고 설비 정보 수집한다. 이러한 산업제어시스템은 SCADA(supervisory control and data acquisition) system, DCS(Distributed control system) 등 다양한 유형들로 구성되어 있으며, PLC(Programmable Logic Controllers), 센서 등 다양한 요소들로 구성되어 있다.
SSL을 연동하거나 DNP3와 같은 프로토콜을 연동하여 MODBUS의 보안을 적용할 때 우려해야 할 점은 무엇인가? 주된 방법은 SSL을 연동하거나 DNP3와 같은 프로토콜을 연동하는 것이다. 하지만 MODBUS는 열악한 환경의 기기들이 통신하도록 개발된 프로토콜이기에 위와 같은 방법들은 자칫 부하가 클 수 있다. 따라서 본 논문에서는 다른 라이브러리와 연동하지 않으며 MODBUS 프레임을 크게 수정하지 않는 방법을 선택하였다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (9)

  1. 128 비트 블록 암호 LEA, 한국정보통신기술협회, 2013. 

  2. 고속 해시함수 LSH 규격서, 국가보안기술연구소, 2014. 

  3. Design and implementation of a secure modbus protocol, Igor Nai Fovino, Andrea Carcano, Marcelo Masera and Alberto Trombetta, IFIP AICT 311, pp. 83-96, 2009. 

  4. Modbus application protocol specificati on v1.1b3, Modbus organization, April 26, 2012. 

  5. 산업용 네트워크 기술 동향과 적용사례, 김기준, 알에스오토메이션(주), 2010. 

  6. Attack taxonomies for the Modbus protocol, Peter Huitsing, Rodrigo Chandia, Mauricio Papa, Sujeet Shenoi, IJCIP, 2008. 

  7. Open modbus/tcp specification, Schneider Electic, March 29, 1999. 

  8. Modbus messagin on tcp/ip implementation guide v1.0b, October 24, 2006. 

  9. Modbus over serial line specification and implementation guide v1.02, Dec 20, 2006. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로