초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 클라이언트-(모바일) 엣지 클라우드 플랫폼-클라우드(데이터센터)-(클라우드에서 구동되는) 서비스로 구성된 차세대 5G 네트워크 서비스 생태계에서, 실효성을 갖춘 정도의 성능적인 효율성을 제공하면서도 에지 클라우드 및 소프트웨어 기반 네트워크 함수를 활용하는 서비스에 대한 보안성을 갖춘 멀티테넌시 기술에 대한 기초 연구를 수행한다. 연구개발 착수 당시 네트워크 슬라이싱 및 차세대 5G 네트워크에서의 멀티테넌시 제공을 위해 신뢰 실행 환경 기술을 활용한 연구는 미흡하였다. 이에 본 연구에서는 이러한 복합적인

□ 연구개요
본 연구는 클라이언트-(모바일) 엣지 클라우드 플랫폼-클라우드(데이터센터)-(클라우드에서 구동되는) 서비스로 구성된 차세대 5G 네트워크 서비스 생태계에서, 실효성을 갖춘 정도의 성능적인 효율성을 제공하면서도 에지 클라우드 및 소프트웨어 기반 네트워크 함수를 활용하는 서비스에 대한 보안성을 갖춘 멀티테넌시 기술에 대한 기초 연구를 수행한다. 연구개발 착수 당시 네트워크 슬라이싱 및 차세대 5G 네트워크에서의 멀티테넌시 제공을 위해 신뢰 실행 환경 기술을 활용한 연구는 미흡하였다. 이에 본 연구에서는 이러한 복합적인 문제를 해결하기 위해 아래의 핵심 기술을 바탕으로 위와 같은 도전적인 문제를 푸는 방법론을 제안하고자 하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 1차년도에서는 Intel SGX 기술을 활용한 5G 네트워크 함수 기능 개발을 목표로 다음과 같은 연구 성과를 달성하였다. 먼저 연구 초기 단계에서 다양한 컨피덴셜 컴퓨팅 프레임워크 중 어느 것이 효과적인지 특성에 대한 심층적인 비교 분석 수행하여 상용 컴피덴셜 컴퓨팅 프레임워크에 대한 비교 분석 결과를 도출하였다. 이를 바탕으로, Intel SGX 기술을 활용한 5G 네트워크 함수 기능 개발을 위한 프레임워크 설계하고 5G 내 표준 인증 프로토콜인 EAP와 관련하여 미흡한 세부 보안 항목 분석을 통해 차세대 5G 네트워크 보안 요구사항을 도출하였다. 또한, 5G 네트워크 내 트래픽 데이터 활용 시 개인정보보호를 위한 SGX 기반 학습데이터 비식별화 인공지능 학습 프레임워크 설계를 제안하였다.
본 연구의 2차년도에서는 Rust 기반 멀티테넌트 네트워크 가상화 기술 개발을 목표로 다음과 같은 연구 성과를 달성하였다. 먼저 Intel SGX와 여러 HSM의 보안 기능을 활용한 멀티테넌트 환경에서의 안전한 키 관리시스템을 개발하였다. 또한, 상용 Confidential computing primitive를 활용한 모델 공정성 검증 프레임워크 제안을 통해, 5G 네트워크 통신 사업자들의 연합 학습 시나리오에 활용 가능한 기반 기술을 제안하였다. 또한, Rust 기반의 SGX 프레임워크를 활용한 개발 시, 개발자 측면에서 발생할 수 있는 성능 및 비용 오버헤드를 정성적으로 분석하여 Rust 기반 5G NF 개발에 적합한 구현 방법론을 도출하였다.
3차년도에는 1,2차년도에 개발한 시스템 통합 및 보안성 기능 고도화를 목표로 다음과 같은 연구를 수행하였다. 먼저 5G의 에지 AI 기능을 활용하는 MEC 환경에서의 NWDAF 위협 모델 탐구 및 데이터 오염 공격 탐지 성능 향상을 위한 특징선택 방법을 제안하였으며, 안전한 데이터 증강 수행 및 적대적 공격 위험 완화와 프로세스의 무결성 보장을 목표로 하는 SGX 기반 에지 클라우드 아키텍처를 제안하였다. 또한, 5G SA 로밍 아키텍처에서의 과금 및 보안 관련 위협 비교분석을 통한 LBO 아키텍처 제안 연구를 수행하여 5G 로밍 아키텍처 보안성 강화를 위한 기반 기술을 도출하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구를 통해 5G 네트워크 코어망의 제어 평면 내 패킷 분석 및 처리를 위한 레이어 별 네트워크 함수를 보호하는 기술를 구축함으로써, 초저지연 전송을 달성하기 위한 효율성 연구 및 표준화에 비해 상대적으로 뒤쳐진 보안성 관련 연구의 수준을 초동 단계에서 성숙 단계로 끌어올릴 수 있을 것으로 기대한다. 또한, 멀티테넌시를 제공하는 과정에서 서비스 제공자가 운용하는 소프트웨어 스택이 에지 클라우드 및 퍼블릭 클라우드 위에서 다른 서비스들과 공유된 형태로 동작할 경우 발생할 수 있는 시스템 레벨의 공격을 무력화시킴으로써, 정보 보호 및 데이터 유출에 대한 고민을 해소하고 플랫폼 제공자와 서비스 제공자 사이의 신뢰성을 갖춘 비즈니스 모델을 제공할 것으로 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 1차년도 연구실적 (2021.03.01. ~ 2022.02.28.) ... 5
• 2) 2차년도 연구실적 (2022.03.01. ~ 2023.02.28.) ... 6
• 3) 3차년도 연구실적 (2023.03.01. ~ 2024.02.29.) ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 9
• 3) 목표 달성 수준 ... 10
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 32