초록 ▼

ㅇ 연구개요
본 과제에서는 복잡한 센서 네트워크에서의 사이버 보안 기술을 확보하고 잡음이나 외란, 제조 공정상의 오차 등에 따라 존재하는 센서 노드들의 이종적인 특성들로부터 강인한 센서 네트워크를 설계하는 것이다. 해당 목표를 위해, 물리 시스템과 사이버 시스템 사이의 상호작용을 제어 시스템의 관점에서 해석하는 것이 선행된다. 네트워크나 플랜트가 아닌, 상대적으로 보안이 취약한 센서 노드에 지능형 사이버 공격이 존재하는 경우를 다룬다는것에 주목하며 CPS라는 통합적인 관점에서 문제를 접근, 다양한 성능 측면에서 기존의 보안 기

ㅇ 연구개요
본 과제에서는 복잡한 센서 네트워크에서의 사이버 보안 기술을 확보하고 잡음이나 외란, 제조 공정상의 오차 등에 따라 존재하는 센서 노드들의 이종적인 특성들로부터 강인한 센서 네트워크를 설계하는 것이다. 해당 목표를 위해, 물리 시스템과 사이버 시스템 사이의 상호작용을 제어 시스템의 관점에서 해석하는 것이 선행된다. 네트워크나 플랜트가 아닌, 상대적으로 보안이 취약한 센서 노드에 지능형 사이버 공격이 존재하는 경우를 다룬다는것에 주목하며 CPS라는 통합적인 관점에서 문제를 접근, 다양한 성능 측면에서 기존의 보안 기술을 뛰어넘는 시스템을 설계하는 것이 본 연구의 취지이다. 센서 네트워크의 효율성, 안전성, 신뢰성, 강인성, 적응성의 핵심 성능을 획기적으로 개선하는 것이 과제의 주안점이며, 과제의 구체적인 연구 방향은 다음과 같다.
● 다개체 시스템 센서네트워크의 강인한 동기화 기법 연구
● 센서공격이 존재하는 상황에서 단일 시스템에 대한 상태 추정 기법 연구
● 실시간 감시를 위한 계산량 감소기법 연구
● 분산형 자율 센서 네트워크의 사이버 보안성 연구

ㅇ 연구 목표대비 연구결과
3년간 연구과제의 계획과 목표가 모두 달성되었다. 다개체 시스템 센서네트워크의 강인한 동기화 기법에 관한 정리된 연구 결과는 2016년 제어 학계 주요 저널인 IEEE Transactions on Automatic Control(TAC)에 출판되었다. 본 결과의 구체적인 적용으로서의 분산 칼만필터의 설계에 관한 추가 이론이 제어 학계의 대표격 국제 학술대회인 IEEE Conference on Decision and Control(CDC)에 발표 되었다. 센서공격이 존재하는 상황에서 단일 시스템에 대한 상태 추정 기법 연구 결과 또한 IEEE TAC에 투고, 2018년에 승인되었다. 해당 결과의 후속연구 또한 진행되고 완료 되어 비선형 시스템의 자율복원적 상태추정에 관한 논문이 2016년 IEEE CDC에 발표되었다. 위 학술대회 논문은 센서 네트워크의 실시간 센서 공격 감시 및 자율복원 상태추정에 필요한 계산량을 감소를 위한 초기 연구를 담고 있고, 후속 논문에서 완성되어 2017년 IEEE TAC에 투고된 후 2018년 현재 Minor Revision 상태이다. 마지막 3차년도 목표였던 분산형 자율 센서 네트워크의 사이버 보안성에 관한 연구 역시 완료 되어 2018년 IEEE CDC 학회의 초청세션에 투고되어 현재 리뷰를 받는 상태이다. 그 외 외란관측기, 스위치 시스템, 병렬 앞먹임 보상기 등, 연구과제의 주제 관련 연구결과가 SCI/비SCI 저널지와 국제/국내 학술대회로 다수 투고 및 출판되었다.

ㅇ 연구개발결과의 중요성
본 과제를 통해 안전하고 자율 복원성이 있는 센서 네트워크를 구축하기 위한 이론적 도구를 확보하게 되면, 향후 이 도구를 바탕으로 다양한 분석 방법을 개발할 수 있으며, 이에 기반하여 효과적이고 신뢰성이 높은 센서 네트워크 개발, 분산형 다개체 시스템 제어 기술 개발, 보안이 강화된 제어 시스템 구축 등이 가능할 것이다. 이와 같이 본 연구는 일반적인 시스템을 가정하고 문제를 해결하기 때문에 응용 및 적용 범위가 넓고, 이로 인한 학문적 기술적 파급 효과가 상당하리라 예상된다.


(출처 : 연구결과 요약문 2P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 초연결 사물인터넷 세계와 사이버물리시스템 ... 4
• 2) 센서 네트워크 ... 5
• 3) 사이버 보안 ... 5
• 4) 연구의 목표 및 요약 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 1) 다개체 시스템 센서네트워크의 강인한 동기화 기법 연구 ... 7
• 2) 센서공격이 존재하는 상황에서 단일 시스템에 대한 상태 추정 기법 연구 ... 8
• 3) 실시간 감시를 위한 계산량 감소기법 연구 ... 9
• 4) 분산형 자율 센서 네트워크의 사이버 보안성 연구 ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• 1) IoT, CPS 기술이 미래 IT 산업의 핵심 ... 11
• 2) 사회적 국가적 위험으로 야기될 사이버공격의 위협 ... 12
• 3) 초연결사회로 나아가면서 점점 더 중요해지는 센서 네트워크 보안 기술 ... 12
• 4) 연구 과제의 창의성, 도전성 ... 13
• 5) 센서 네트워크의 보안 및 신뢰성 연구에 대한 새로운 관점 제시: 제어 공학적 관점 ... 14
• 6) 기존 센서 네트워크 보안 기술의 한계점 및 새로운 방식의 한계 극복 ... 14
• 7) 센서 네트워크 신뢰성 향상을 위한 제어 공학적 기법의 활용 ... 15
• 8) 초창기 기초 이론 연구로서의 가치 ... 15
• 9) 다양한 응용 분야와 범용적인 적용 가능성 ... 16
• 10) 융합 연구로서의 의의 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 18
• 대표적 연구실적 ... 23
• 끝페이지 ... 25