초록 ▼

연구개요
입출력 데이터의 막대한 크기와 대규모 시스템을 운영하는데 필요한 계산 능력으로 인해 제3자 플랫폼, 즉 클라우드 컴퓨팅 회사에 제어작업을 아웃소싱할 필요성이 점차 증가하고 있습니다. 이를 통해 시스템 운영자는 제어시스템 구축에 필요한 예산을 상당히 절약할 수 있지만, 제3자 플랫폼을 이용하는 것은 사이버 보안 위협에서 매우 큰 문제가 발생할 수 있습니다. 가장 기본적인 공격법은 센서, 제어기, 구동기 사이의 통신채널을 몰래 엿듣고 이를 활용하여 시스템을 공격하는 것입니다. 이러한 공격에 대응하기 위한 대표적인 방법이

연구개요
입출력 데이터의 막대한 크기와 대규모 시스템을 운영하는데 필요한 계산 능력으로 인해 제3자 플랫폼, 즉 클라우드 컴퓨팅 회사에 제어작업을 아웃소싱할 필요성이 점차 증가하고 있습니다. 이를 통해 시스템 운영자는 제어시스템 구축에 필요한 예산을 상당히 절약할 수 있지만, 제3자 플랫폼을 이용하는 것은 사이버 보안 위협에서 매우 큰 문제가 발생할 수 있습니다. 가장 기본적인 공격법은 센서, 제어기, 구동기 사이의 통신채널을 몰래 엿듣고 이를 활용하여 시스템을 공격하는 것입니다. 이러한 공격에 대응하기 위한 대표적인 방법이 암호화(encryption)인데, 일반적인 암호화 제어시스템은 암호화된 신호를 수신한 후 제어입력을 계산하기 위하여 복호화 (decryption)합니다. 이러한 시스템은 제어기 입력단의 복호화된 신호 또는 클라우드 컴퓨터 내부에 침입하는 공격에 매우 취약할 수 밖에 없습니다. 또한, 제어기 파라메터는 중요한 노하우를 포함할 수 있기 때문에 제어작업을 클라우드 서비스에 아웃소싱할 때 비공개로 유지될 필요가 있습니다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 제어기에 공급되는 데이터를 해독할 필요 없이 제어동작을 수행할 수 있어야 합니다.
즉, 암호화된 플랜트 출력신호와 암호화된 제어기 매개변수를 사용하여 암호화된 제어입력을 계산하는 제어기 설계기법이 절실히 필요합니다. 이를 위하여, 본 연구에서는 LWE암호화를 이용하여 사이버 보안 공격의 위험을 현저히 줄일 수 있는 보안 제어시스템 설계에 대한 연구를 수행하였습니다. LWE 암호화는 양자 컴퓨팅의 위협에도 크게 영향 받지 않는 포스트 퀀텀 암호체계 중 하나로 알려져 있으며, 암호화된 데이터에 대해서 적절한 산술 연산을 통해 일반 데이터의 곱셈과 덧셈을 수행할 수 있습니다. 본 연구에서는 보다 향상된 LWE 암호화 기반 보안 제어시스템을 설계하는 것을 목표로 합니다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 암호화 제어기 수식을 적절히 변경하여 제어기 내에서의 계산량을 경감시켜 주는 방법에 대한 연구를 수행하였습니다. 또한, 제어입력신호 또는 출력 센서신호에 새로운 신호를 주입하는 워터마킹기법을 암호화기법과 상호 보완적으로 사용하는 설계기법에 대한 연구를 수행하였습니다. 한편, 선형화 가능한 비선형 시스템에 대한 암호화된 설계기법에 대한 연구를 수행하였습니다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
사이버 공격에 대비하기 위하여, 미국의 경우 국토안보부 국가사이버보안국에서 제어시스템 보안프로그램을 운영하고 있습니다. 우리나라의 경우에도, 초연결을 특징으로 하는 제4차 산업혁명을 맞이하여 사이버 공격에 대응할 수 있는 이론적 토대를 확립하는 것이 절대적으로 필요합니다. 특히, 점차 증대되고 있는 사이버 공격에 대응할 수 있는 대비책 연구가 매우 필요한데, 본 연구 결과를 활용하면 점차 정교해지고 있는 사이버 공격에 대한 대비책 마련에 일조할 수 있을 것으로 기대됩니다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 14
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 자체점검표 ... 15
• 7. 참고문헌 ... 15
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 24