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무선 환경에서 데이터의 신뢰성을 보장하는 효율적인 BACnet/SC 개선 방안 연구

A Study on Efficient BACnet/SC to ensure Data Reliability in Wireless Environments

  • 김서연 (호서대학교 정보보호학과 ) ;
  • 임성식 (호서대학교 정보보호학과 ) ;
  • 김동우 (호서대학교 정보보호학과 ) ;
  • 한수진 (호서대학교 컴퓨터공학부) ;
  • 이기찬 (호서대학교 컴퓨터공학부) ;
  • 오수현 (호서대학교 컴퓨터공학부 )
  • 투고 : 2023.12.21
  • 심사 : 2024.01.30
  • 발행 : 2024.03.31

초록

최근 ICT 기술을 활용하여 에너지를 효율적으로 관리하고, 실시간으로 다수의 IoT 센서의 데이터를 수집하여 빌딩 자동화 시스템을 통해 운영 및 제어가 가능한 스마트빌딩이 주목받고 있다. 그러나 센서 데이터 관리가 개방형 환경을 통해 이루어짐에 따라 기존 빌딩 자동화 프로토콜의 보안 취약점으로 인해 스마트빌딩의 안전성이 위협받고 있다. 따라서 본 논문에서는 범용적으로 사용되는 BACnet의 주요 데이터 링크 기술을 분석하고, 무선 환경에서 데이터의 신뢰성을 보장할 수 있는 OWE 기반의 효율적인 BACnet/SC를 제안한다. 제안하는 프로토콜은 OWE를 적용하여 개방형 네트워크에서도 안전한 통신이 가능하게 하며 TLS 환경에서의 BACnet/SC와 동일한 수준의 보안성을 제공한다. 결과적으로 2회의 연결 과정 감소 및 평균 소요 시간이 40% 단축되어 기존에 비해 효율적인 통신이 가능하다.

Recently, smart buildings that can efficiently manage energy using ICT technology and operate and control through the building automation system by collecting data from a large number of IoT sensors in real time are attracting attention. However, as data management is carried out through an open environment, the safety of smart buildings is threatened by the security vulnerability of the existing building automation protocol. Therefore, in this paper, we analyze the major data link technology of BACnet, which is used universally, and propose OWE-based efficient BACnet/SC that can ensure the reliability of data in a wireless environment. The proposed protocol enables safe communication even in an open network by applying OWE and provides the same level of security as BACnet/SC in a TLS environment. As a result, it reduces the connection process twice and reduces the average time required by 40%, enabling more efficient communication than before.

키워드

과제정보

본 과제(결과물)는 교육부와 한국연구재단의 재원으로 지원을 받아 수행된 3단계 산학연협력 선도대학 육성사업(LINC 3.0)의 연구결과입니다.

참고문헌

  1. "Standard 135-2020 - BACnet - A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Networks", ASHRAE, 2020.
  2. D. Harkins, Ed., "Opportunistic Wireless Encryption," RFC 8110, Internet Engineering Task Force (IETF), 2017.
  3. D. McGrew, "An Interface and Algorithms for Authenticated Encryption," RFC 5116, Network Working Group, 2008.
  4. E. Rescorla, "The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.3," RFC 8446, Internet Engineering Task Force(IETF), 2018.
  5. I. Fette, "The WebSocket Protocol," RFC 6455, Internet Engineering Task Force(IETF), 2011.
  6. "IEEE Standard for Information technology -Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements-Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications", IEEE SA, 2020.
  7. "스마트시티 보안모델 PART 2: 스마트 안전 서비스", 한국인터넷진흥원, 2021