[논문]산업용 네트워크 장비와 보안 장비의 특징 분석

신동진; 황승연; 오재곤; 김정준; 이용수; 박경원

doi:10.7236/jiibc.2020.20.3.153

산업용 네트워크 장비와 보안 장비의 특징 분석
Characteristic Analysis of Industrial Network and Security Equipment 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.20 no.3, 2020년, pp.153 - 161

신동진 (안양대학교 ICT 융합공학부 대학원) , 황승연 (안양대학교 ICT 융합공학부 대학원) , 오재곤 ((주)진우산전) , 김정준 (안양대학교 ICT 융합공학부 대학원) , 이용수 (여주대학교 소프트웨어융합과) , 박경원 (한국산업기술대학교 컴퓨터공학부)

초록
AI-Helper

최근 4차 산업혁명의 발전으로 인해 AI, IoT, Cloud, Big Data 등 다양한 기술을 유기적으로 연결한 스마트공장이 증가하고 있다. 이를 바탕으로 내부 공정이 자동 제어되는 산업환경에서 PLC와 같은 기기 제어에 필요한 결정성과 악의적인 공격에 의해 스마트공장의 내부 공정이 멈추게 되었을 때 발생하는 손실에 대한 고가용성이 확보되어야 한다. 다양한 산업 분야에서 사용되는 산업용 네트워크 장비와 보안 장비에 대한 조사 및 분석은 국가 기반시설에서 산업용 제어시스템의 효율성과 활용성을 높여줄 수 있고, 나아가 관련 인프라 구축에 중요한 피드백을 제공할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 산업용 네트워크 장비와 보안 장비를 다양한 측면에서 비교 분석하였으며, 본 논문의 결과를 기반으로 산업용 네트워크 장비와 산업용 보안 장비의 관련 기술 개발 로드맵으로 활용될 수 있을 것이라 예상된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Due to the recent development of the 4th industrial revolution, Smart Factories that organically link various technologies such as AI, IoT, Cloud, and Big Data are increasing. Based on this, in the industrial environment where the internal process is controlled automatically, high availability should be secured against the loss caused when the internal process of the Smart Factory is stopped due to the determinism and malicious attack necessary to control the device such as PLC. The research and analysis of industrial network equipment and security equipment used in various industries can improve the efficiency and usability of industrial control systems in national infrastructure and can provide important feedback to build related infrastructure. Therefore, we compared industrial network equipment and security equipment in this paper in a variety of ways and expect to be used as a roadmap for developing technologies for industrial network equipment and industrial security equipment based on the results of this paper.

주제어

표/그림 (7)

표 표 1. IT 스위치와 산업용 스위치 환경 측면 비교표 Table 1. IT Switch and Industrial Switch Environment Comparison
표 표 2. IT 스위치와 산업용 스위치 관리 측면 비교표 Table 2. IT Switch and Industrial Switch Management Side Comparison
그림 그림 1. 산업용 이더넷 제어프로토콜 점유율^[15] Fig. 1. Industrial Ethernet ControlProtocol Share
그림 그림 2. Modbus-TCP, Ethernet/IP, PROFINET 구조 비교^[16] Fig. 2. Modbus-TCP, Ethernet/IP, PROFINET Structure Comparison
표 표 3. IT 스위치와 산업용 스위치 제어프로토콜 지원 비교표 Table 3. IT Switch and Industrial Switch Control Protocol Support Comparison
표 표 4. IT 방화벽과 산업용 방화벽 환경 측면 비교표 Table 4. IT Firewall and Industrial Firewall Environment Comparison
표 표 5. IT 방화벽과 산업용 방화벽 보안 요구사항 측면 비교표 Table 5. IT Firewall and Industrial Firewall Security Requirements Comparison

AI 본문요약
AI-Helper

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

문제 정의

따라서 산업용 네트워크 장비와 보안 장비 기술을 IT 환경의 유사 장비와 비교 분석하여 국가 인프라 시설 및 산업 시설 보안을 위한 장비 선정 및 네트워크 아키텍처 구성의 가이드라인을 제시하고자 한다.
본 논문에서는 IT 네트워크 장비와 산업용 네트워크 장비 간에 차이를 비교하기 위해 환경, 관리, 제어프로토콜 3가지 측면으로 비교하였다. 환경 측면에서 산업용 스위치 장비는 산업환경에 맞추어 내온, 내구성 등이 강화되어있고, 관리 측면에서 산업용 스위치 장비는 IT 스위치 장비보다 가용성을 높이기 위한 MTBF, Alarm, PoE, Port Mirroring을 지원한다.

제안 방법

IT 네트워크 장비와 산업용 네트워크 장비에는 스위치, 라우터, 게이트웨이 등 다양한 장비가 존재하고, 이 중에서 스위치 장비를 선정하였으며, IT 스위치 장비의 모델은 Cisco 3850, 산업용 스위치 장비의 모델은 Cisco IE-4000, Moxa EDS-P510A, Siemens X-414로 선정하여 환경 측면, 관리 측면, 제어프로토콜 측면 3가지로 정리하여 기술 분석하였다^[10-13].
IT 방화벽과 산업용 방화벽 간에 차이를 비교하기 위해 환경, 보안 요구사항의 2가지 측면으로 분석하였다. 환경 측면에서는 네트워크 장비 비교와 마찬가지로 산업환경에 맞추어 내온, 내구성 등이 강화되어있다.
IT 보안 장비와 산업용 보안 장비에는 방화벽, IDS/IPS, Data Diode 등 다양한 종류의 장비가 존재하고, 이 중에서 방화벽을 중점적으로 비교 및 분석하였으며, IT 보안 장비의 모델로 Cisco ASA 5508-X, 산업용 보안 장비의 모델로 3eTI CyberFence CIP를 선정하여 환경 측면, 보안 요구사항 측면 2가지로 정리하여 기술 분석하였다.
관리적 측면에서 IT 스위치 장비와 산업용 스위치 장비는 큰 차이를 가지고 있다. 관리적 측면을 비교한 항목은 MTBF, Alarm, POE(Power of Ethernet), Port Mirroring 항목이며, 비교는 표 2와 같다.
산업용 스위치 장비인 Cisco IE 4000은 Modbus-TCP, EtherNet/IP, PROFINET에서 IRT(Isochronous Real Time)를 제외한 NRT(Non Real Time), SRT(Soft Real Time)만 지원하고, Moxa P510A의 경우 Modbus-TCP, EtherNet/IP를 지원하며, Siemens X-414 제품의 경우 PROFINET에서 NRT, SRT, IRT를 지원한다. 본 논문에서 제어프로토콜 용도에 대한 비교 분석은 장비에서 지원하는 EtherNet/IP, Modbus-TCP, PROFINET만 분석하였다.

이론/모형

IT 방화벽과 산업용 방화벽의 보안 요구사항은 공통평가 기준(Common Criteria)의 문서 중 보안 요구사항(Security Target)을 확인하였고, 주요 비교 사항은 SFR(Security Functional Requirements)이며. SFR은 보안 기능 요구사항이라 불리며, 제품에서 제공할 수 있는 개별 보안 기능을 설명한다^{[19, 20]}.

참고문헌 (20)

Dong-Boem Ko, Jeong-Min Park, "A Study on the Visualization of Facility Data Using Manufacturing Data Collection Standard", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Vol. 18, No. 3, pp. 159-166, Jun 2018. DOI: https://doi.org/10.7236/JIIBC.2018.18.3.159
Jin Hoh, Chul-Yong Jung, "Convergence-based Smart Factory Security Threats and Response Trends", The Journal of the Korea Convergence Society, Vol. 8, No. 11, pp. 29-35, Nov 2017. DOI: https://doi.org/10.15207/JKCS.2017.8.11.029
David L. Tennenhouse, Jonathan M. Smith, W. David Sincoskie, David J. Wetherall, Gary J. Minden, "A survey of active network research", IEEE Communications Magazine, Vol. 35, No. 1, pp. 80-86, Jan 1997. DOI: https://doi.org/10.1109/35.568214

상세보기
Kathy Nagamine, "Worldwide Quarterly Ethernet Switch and Router Trackers Show Modest, Continued Growth for Fourth Quarter and Full Year 2017", IDC(International Data Corporation), Mar 2018.
Lars-Erik Gadde, Lars Huemer, Hakan Hakansson, "Strategizing in industrial networks", Industrial marketing Management, Vol. 32, No. 5, pp. 357-364, July 2003. DOI: https://doi.org/10.1016/S0019-8501(03)00009-9

상세보기
Jesse Maida, "Top 5 Vendors in the Managed Industrial Ethernet Switches Market from 2017 to 2021: Technavio", Technavio Research, Jan 2017.
Tak-hui Jeong, "The cryptic story of industrial switches", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Aug 2007.
David Ong, "ICS/SCADA Cybersecurity and IT Cybersecurity : Comparing Apples and Oranges", Attila Cybertech, Dec 2017.
Transparency Market Research, "Industrial Controls System Market - Global Industry Analysis Size Share Growth Trends and Forecast 2015 - 2021", Transparency Market Research, Jun 2015.
Cisco, "Cisco Catalyst 3850 Series Switches Data Sheet", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Cisco, July 2018.
Cisco, "Cisco 4000 Series Integrated Services Routers Data Sheet", Cisco, Dec 2017.
Moxa, "EDS-P510A-8PoE Series Data Sheet", Moxa, May 2016.
Siemens, "Industrial Ethernet switches SCALANCE X-400 Operating Instructions", Siemens, Sep 2009.
Dae-Hyeon Gwon, Yoon Gwon, Su-Gang Lee, "Industrial Network Trends for Smart Factories", The Journal of The Korean Institute of Communication Sciences, Vol. 33, No. 1, pp. 37-41, Dec 2015.
Thomas Carlsson, "Industrial Ethernet is now bigger than fieldbuses", HMS Industrial Networks, Feb 2018.
Glenn Johnson, "Determinism in industrial ethernet: A technology overview - Part 2", Process Technology, Aug 2009.
Cisco, "Cisco ASA with FirePOWER Services Data Sheet", Cisco, Feb 2018.
3eTI, "CyberFence CIP datasheet", Ultra Electronics 3eTI, 2018.
Cisco, "Cisco Adaptive Security Appliances and ASA Virtual Security Target", Common Criteria, Oct 2016.
3eTI, "CyberFence 3e-636 Series Network Security Devices (NDcPP10) Security Target", Common Criteria, Sep 2017.

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증