최근 국내의 한전을 비롯한 해외 여러 전력회사에서 스마트 그리드라는 개념의 전력망 구축을 위한 활동이 활발하게 이루어지고 있다. 스마트 그리드는 전력망에 정보통신망을 융합하여 전력의 효율성을 증대시키는 기술로, 전력 사업자와 소비자가 양방향 통신을 통해 에너지 효율을 극대화 시킬 수 있다. 그러나 전력망이 정보통신망과 융합되면서 기존 전력망보다 보안의 위협이 증대되고 있다. 전력망 특성상 보안의 위협으로 인한 피해는 개인의 사생활뿐만 아니라 사회의 경제적 손실까지 이어져 그 피해규모가 크므로, 스마트 그리드는 여러 해커 집단의 공격 대상이 되고 있다. 본 논문에서는 스마트 그리드의 보안 피해를 예방하기 위해, 스마트 그리드 구축의 핵심 기술이라 할 수 있는 Advanced Metering Infrastructure (AMI)의 보안 취약점과 그에 대응하는 보안 기술 현황을 살펴보도록 한다.
최근 국내의 한전을 비롯한 해외 여러 전력회사에서 스마트 그리드라는 개념의 전력망 구축을 위한 활동이 활발하게 이루어지고 있다. 스마트 그리드는 전력망에 정보통신망을 융합하여 전력의 효율성을 증대시키는 기술로, 전력 사업자와 소비자가 양방향 통신을 통해 에너지 효율을 극대화 시킬 수 있다. 그러나 전력망이 정보통신망과 융합되면서 기존 전력망보다 보안의 위협이 증대되고 있다. 전력망 특성상 보안의 위협으로 인한 피해는 개인의 사생활뿐만 아니라 사회의 경제적 손실까지 이어져 그 피해규모가 크므로, 스마트 그리드는 여러 해커 집단의 공격 대상이 되고 있다. 본 논문에서는 스마트 그리드의 보안 피해를 예방하기 위해, 스마트 그리드 구축의 핵심 기술이라 할 수 있는 Advanced Metering Infrastructure (AMI)의 보안 취약점과 그에 대응하는 보안 기술 현황을 살펴보도록 한다.
Recently, a number of foreign electric power companies including domestic Korea Electric Power Corporation (KEPCO) have actively engaged in the construction of a power grid with the concept of a smart grid. The Smart grid is a technology that increases the efficiency of the power by converging the i...
Recently, a number of foreign electric power companies including domestic Korea Electric Power Corporation (KEPCO) have actively engaged in the construction of a power grid with the concept of a smart grid. The Smart grid is a technology that increases the efficiency of the power by converging the information network with the power grid. It can maximize the energy efficiency through the two-way communication between the utility and the consumer. However, as the power grid converges with the information and communication network, security threats are increasing more than existing power grids. Due to the nature of the power grid, the damage caused by security threats is not only personal privacy but also economic loss of society. So smart grid becomes the target of hackers. In this paper, we discuss security vulnerabilities of Advanced Metering Infrastructure (AMI), which is a core technology of smart grid construction, and the corresponding security technologies to prevent security damage of smart grid.
Recently, a number of foreign electric power companies including domestic Korea Electric Power Corporation (KEPCO) have actively engaged in the construction of a power grid with the concept of a smart grid. The Smart grid is a technology that increases the efficiency of the power by converging the information network with the power grid. It can maximize the energy efficiency through the two-way communication between the utility and the consumer. However, as the power grid converges with the information and communication network, security threats are increasing more than existing power grids. Due to the nature of the power grid, the damage caused by security threats is not only personal privacy but also economic loss of society. So smart grid becomes the target of hackers. In this paper, we discuss security vulnerabilities of Advanced Metering Infrastructure (AMI), which is a core technology of smart grid construction, and the corresponding security technologies to prevent security damage of smart grid.
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문제 정의
II 장에서는 AMI의 간단한 설명과 함께 보안 취약점 및 보안 공격 종류에 대해 알아본다. 또한 이에 따른 실제 피해 사례에 대해 살펴볼 것이다. III 장에서는 앞서 정리한 보안 위협에 대처하기 위한 AMI의 보안 표준 기술을 국내와 국외로 나누어 살펴볼 것이다.
본 논문에서는 AMI의 보안 취약점과 여러 유형의 공격 및 실제 피해 사례에 대해 먼저 살펴보았으며, 이에 대한 국내외 보안 관련 표준 및 기술들에 대해 알아보았다. 본 논문에서 정리한 내용을 통해, 다가올 AMI는 기존의 보안을 보강하는 강력하고 원천적인 보안이 필요할 것으로 예상된다.
본 절에서는 스마트 그리드 중 핵심이라고 할 수 있는 AMI의 보안 취약점에 대해 알아보기로 한다. 2011년 InGuardians사에서 AMI attack methodology라는 문서를 발표하였다 [14].
앞서 AMI의 보안 취약점과 그에 따른 해커들의 다양한 방법을 통한 공격에 대하여 살펴보았다. 본 절에서는 스마트그리드의 보안 취약으로 인해 일어난 실제 피해 사례에 대해 살펴보도록 한다.
앞서 AMI의 보안 취약점과 그에 따른 해커들의 다양한 방법을 통한 공격에 대하여 살펴보았다. 본 절에서는 스마트그리드의 보안 취약으로 인해 일어난 실제 피해 사례에 대해 살펴보도록 한다.
이에 따라 본 논문에서는 스마트 그리드의 핵심 역할을 하는 AMI의 보안에 대하여 살펴보고자 한다. 논문의 내용은 다음과 같이 구성하였다.
제안 방법
국외에서는 국제 전기 기술위원회 (IEC), 국제 전기전자 기술자협회 (IEEE), UCAIug 등에서 적극적으로 스마트 그리드 보안 관련 표준을 수립하고 있다. IEC는 전력 시스템에 대한 보안 표준 IEC62351 시리즈를 제정했고, IEEE는 스마트 그리드 기기 및 시스템에 관한 보안 표준을 제정하였다. UCAIug는 AMI-SEC라는 팀을 신설하여 AMI에 보안 위협 모델을 연구하고 AMI 보안 요구사항을 작성하여 배포하였다.
앞서 살펴본 보안 취약성으로 인해 해커는 다양한 종류의 AMI 보안 공격이 가능하다. 본 절에서는 AMI에 대한 공격을 3가지로 나누어 살펴보도록 한다.
대상 데이터
한전 KDN에서는 국내 최초로 스마트 그리드 분야에 특화된 기기 보안인증 시스템 개발에 완료했다 [33]. 이 기술은 현재 제주도 스마트 그리드 실증단지 및 한전KDN 대전 충남지사 사옥에 실증 테스트베드를 구축 중에 있다. 또한 올해에는 한국전자통신연구원 (ETRI)에서 AMI에서 스마트 미터 기기의 인증을 위해 스마트미터 기기와 DCU 사이에 적용되는 네트워크 접속제어 프로토콜 기술을 개발했다 [34].
후속연구
본 논문에서는 AMI의 보안 취약점과 여러 유형의 공격 및 실제 피해 사례에 대해 먼저 살펴보았으며, 이에 대한 국내외 보안 관련 표준 및 기술들에 대해 알아보았다. 본 논문에서 정리한 내용을 통해, 다가올 AMI는 기존의 보안을 보강하는 강력하고 원천적인 보안이 필요할 것으로 예상된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
스마트 그리드는 어떤 기술인가?
이에 따라 스마트 그리드라는 차세대 지능형 전력망의 구축 및 관련 기술 개발이 국내외에서 활발하게 이루어지고 있다. 스마트 그리드는 기존의 전력망에 ICT 기술을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환하게 함으로써 에너지 효율을 최대화하는 기술이다.
AMI의 주요 구성요소는?
이는 스마트 그리드 실현에 있어서 핵심 역할을 하며, 미래 지능형 전력망 운용을 위해 최우선적으로 구축되어야 한다. AMI의 주요 구성요소로는 스마트 미터, 가정 내 디스플레이 (IHD), 데이터 집중 장치 (DCU) 등이 있다. 스마트 미터란 사용가의 에너지 사용량을 실시간으로 측정하고 계량 정보를 공급자 및 사용자에게 제공하여, 가격 정보에 대응해 에너지 효율 향상 및 수용가의 에너지 사용을 적정하게 제어할 수 있는 기능을 갖춘 디지털 전자식 계량기이다 [6].
스마트그리드의 보안 취약으로 인해 일어난 실제 피해 사례에는 무엇이 있는가?
대표적인 사례로 2010년 스턱스넷을 이용해 이란의 우라늄 농축시설을 공격하여 원심분리기를 감염시킨 사건과 중국의 1000개의 주요산업 시설에 스턱스넷을 감염시킨 사건이 있다 [17][18]. 스턱스넷이란 전력 제어시스템을 공격하는 악성코드 프로그램으로서 국가의 주요 기반 시설에 혼란을 주는 목적으로 개발되었다.
참고문헌 (40)
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이재환, and 조성선. "스마트그리드의 기반 스마트미터 추진 동향 및 시사점, 정보통신산업진흥원." (2011).
Choi, Tae-Seop, et al. "Analysis of energy savings using smart metering system and IHD (in-home display)." Transmission & Distribution Conference & Exposition: Asia and Pacific, 2009. IEEE, 2009.
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윤성국, "스마트그리드 통신 네트워크 구성과 전력선 통신의 역할." 한국통신학회지 (정보와통신) 31.11 (2014): 95-101.
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Available: http://thehackernews.com/2016/01/Ukraine-power-system-hacked.html. Accessed on June. 2017.
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Available: https://phys.org/news/2009-11-brazil-blackouts-result-cyber-hacking.html. Accessed on June. 2017.
Available: http://www.boannews.com/plan/plan_view.asp?idx20523. Accessed on June. 2017.
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Telecontrol equipment and systems-Part 5-104:Transmission protocols-Network access for KS C IEC 60870-5-101 using standard transport profiles. KS C IEC 60870-5-104. 2012.
Information technology - Security techniques - Information security management systems - Requirements. KS X ISO/IEC 27001. 2014.
The Smart Meter-Part 1:Function requirements. KS C 1231-1. 2016
Security Requirements for Smart Grid. TTAK.KO-12.0182. 2011.
Security Mechanism of HAN Devices for Smart Grid. TTAK. KO-12.0258. 2014.
Security functional architecture for smart grid services using telecommunication networks. TTAE.IT-X.1111sup26. 2016.
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Security Standards for the Power System Information Infrastructure. IEC 62351. 2012.
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