사물인터넷 기술의 사용이 증가하고 있으나 장치 및 플랫폼의 종류가 다양하여 한 번 구현한 응용 프로그램을 재사용하기 어렵다. 사물인터넷 장치에서 가상기계를 사용하여 이러한 문제점을 해결할 수 있지만 가상기계의 응용 프로그램 실행 속도는 네이티브 코드에 비해 속도가 느려 가상기계의 실행 속도를 개선할 필요가 있다. AoT 컴파일은 바이트코드를 네이티브 코드로 사전에 컴파일하여 가상기계의 실행 속도를 향상시키는 기법이다. 본 논문에서는 IoT-Cloud 융합 가상기계 시스템을 위한 AoT 컴파일 시스템을 설계한다. 설계한 시스템은 사물인터넷과 클라우드의 융합 환경에 적합하며, 바이트코드 중 일부만을 네이티브 코드로 컴파일하므로 네이티브 코드 로드에 의한 가상기계의 메모리 부담이 적다.
최근 들어 다양한 기술의 융복합화로 인하여, 제4차 산업혁명이 이루어지고 있다. 그 대표적인 기술이 사물인터넷을 이용한 헬스케어 시스템 분야이다. 기존의 헬스케어 시스템을 기반으로, 모바일 환경하에서 각각의 장치. 센서, 프로토콜 등을 통해, 환자의 진료 상태 및 기록을 관리할 수 있는 응용 분야로 발전되고 있다. 특히 사물인터넷에서 응용되는 시스템의 경우, 디바이스들의 제한된 자원인 메모리 용량 부족, 컴퓨팅 연산 능력의 저하, 저전력 기술 등의 특징을 가지고 있다. 데이터 보호를 위하여, 이러한 특징 때문에, 기존의 암호화 알고리즘을 사용할 수 없게 된다. 따라서, 본 논문에서는 사물인터넷에서 발생할 수 있는 보안 이슈를 해결하기 위한 고려 사항 및 헬스 시스템의 구조를 분석하고자 한다. 현실적으로 각종 센서, 장치들이 기존의 기법을 통하여, 보안을 구현하기에는 안전하지 못하다. 보안의 위협 및 공격 요소를 살펴보고, 이를 해결할 수 있는 방법을 분석하고자 한다.
사물 인터넷은 네트워크가 발달함에 따라 특정 디바이스의 통신시스템을 넘어 모든 사물간의 네트워크 통신과 데이터 공유를 가능하게 하여 새로운 컨텐츠 서비스를 창출할 수 있는 새로운 패러다임 기술이다. 사물 인터넷에서 핵심적인 이기종 사이의 연결 기술을 담당하는 미들웨어의 중요성은 사물 인터넷이 확장됨에 따라 증가하고 있으며 이 미들웨어의 보안 위협에 대한 연구의 중요성 또한 높아지고 있다. 특히 미들웨어는 각 사물 사이의 제어를 담당하고 있으므로 보안 공격을 당할 경우 그 피해가 치명적이다. 우리는 이 치명적인 피해를 방지하기 위한 보안 대책 마련에 앞서 사물인터넷의 미들웨어를 분석하고 보안 위협에 대해 연구한다. 이를 토대로 본 논문에서 사물인터넷의 미들웨어 보안 대책 및 개발에 대해 연구 방향을 제시한다.
본 논문은 인간 중심의 통신 패러다임에서 사물이 통신의 주체로 참여하는 사물인터넷(IoT)의 시대가 본격화 되고 있다. 사물인터넷 환경에서 스마트폰 알람을 이용한 아두이노 기반 가전기기 ON 시스템을 구현 하였다. 모든 가전기기는 외부 전원에 플러그만 연결 되었어도 대기전력은 존재한다. 본 시스템은 사물과의 통신을 위해 아두이노를 이용하였다. 가전기기 전원을 연결하여 자동으로 스마트폰 알람이 울리면 아두이노에 연결된 가전기기를 모두 자동으로 ON하여 사물에 대기전력을 최소화하고, 기상을 도와주고 가전기기의 작동을 자동으로 동작시켜 주는 사물인터넷 시스템이다.
이 논문에서는 블록체인과 TOTP(Time-based One-time Password Algorithm)를 이용하여 사용자 장치와 서비스 장치 사이의 지속적인 인증을 유지하는 단말기 인증 시스템을 제시하고 이 사물인터넷의 단말기로서 도어-록에 적용하여 실험하였다. 앞으로 IoT의 여러 장치들에 편리와 보안을 위하여 이 시스템을 적용할 수 있다. 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 기술이 발전하면서 사물인터넷 장치들의 편의성과 보안성이 동시에 요구되고 있다. 사물인터넷 장치들은 저용량, 경량의 특징을 가지고 있으나 높은 연산량을 요구하는 기존의 인증기술을 적용하기 어렵기 때문에 사물인터넷 보안에 위협이 되고 있다. 최근 위변조가 불가능한 블록체인 기술로 보안성과 무결성을 제공하는 저장 플랫폼을 적용하였으나 단말기가 네트워크에 접속할 수 없을 때 블록체인을 이용한 인증을 수행할 수 없다. 이 문제점을 블록체인과 TOPT를 이용하여 해결하는 시스템을 보여준다.
사물인터넷(IoT)은 4차 산업혁명의 핵심적인 기술이다. 사물인터넷은 다양한 센서로부터 획득된 정보를 사용자에게 의미 있는 정보로 재가공 및 정보 전달하는 것을 의미한다. 이러한 정보는 WIFI, 블루투스, 서버를 이용하여 센서의 정보를 획득한다. 근거리 네트워크로 구성된 사물인터넷 시스템은 외부의 사용자가 접근하기에는 어려움이 존재한다. 이러한 이유로 사물인터넷 시스템의 정보를 외부에 있는 사용자에게 알림을 전달하는 데 어려움이 있다. 본 논문에서는 라즈베리파이 기반의 사용자 알림 서비스를 구현하였다. 구글의 FCM을 이용하여 라즈베리파이에서 제어되는 온·습도 센서의 정보를 안드로이드 디바이스로 알림을 통해 전달한다.
최근 사물인터넷 기술이 널리 사용되고 있으며, 사물인터넷을 기반으로 다양한 시스템이나 서비스가 개발되어 운영되고 있다. 본 논문에서는 사물인터넷 기술을 기반으로 하는 교수-학생을 위한 실시간 부재 알림 시스템을 설계하고 구현하였다. 개발된 실시간 알림 시스템 프로토타입을 통해 학생은 교수의 재실 및 부재 상태를 실시간 방식으로 확인 할 수 있다. 이를 통해 교수-학생간의 학생 상담 등의 진행에 좀 더 효율적인 의사소통이 가능하다.
근래 제한된 자원과 이기종 통신 장치를 가진 사물들이 인터넷을 통해 서로 연결되어 정보를 주고받는 사물인터넷 기술이 각광받고 있다. 본 논문에서는 블루투스 4.2 기술인 Bluetooth Low Energy(BLE) 상에서 IPv6를 사용하여 센서 등을 실시간으로 모니터링할 수 있는 시스템을 제안한다. 본 시스템은 발행-구독 방식의 사물인터넷 프로토콜인 Message Queuing Telemetry Transport(MQTT)를 이용하여 별도의 데이터 변환이나 프록시가 필요 없이 데이터를 전송할 수 있다. 본 시스템과 연동된 웹 클라이언트에서는 BLE 장치가 감지한 센서 데이터는 MQTT 브로커로 중개된 후에 HTTP 및 웹소켓 프로토콜을 통해 웹 클라이언트로 전달되므로 센서 데이터를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 본 논문에서는 테스트 플랫폼을 구현하여 네트워크 성능을 검증하고 본 시스템의 유효성을 확인하였다. 따라서 본 시스템을 적용하면 개발 비용을 줄이고 이기종 장치들로 사물인터넷 망을 쉽게 구성할 수 있다.
사물인터넷 시스템에서 배터리로 동작하는 사물인터넷 장치는 저전력 소모가 필수이다. 일반적으로 사물인터넷 장치들은 주기적으로 수면 상태에 진입하여 전력 소모를 줄인다. 하지만 비동기 사용자 요구 환경에서는 응답시간을 줄이기 위해 듀티 사이클을 줄여야 하므로 전력 소모 절감 효과가 줄어든다. 본 논문에서는 실내 전등 제어와 같은 비동기 제어가 필요한 환경에서도 장치의 전력 소모 절감 효과를 높일 수 있는 새로운 기법을 제안한다. 제안하는 반복 깨우기(repetitive wake-up) 기법은 스마트폰에서 깨우기 신호를 반복적으로 전송하고 사물인터넷 장치는 듀티 사이클을 최소화함으로써 전력 소모를 줄일 수 있다. 스마트폰 앱과 사물인터넷 장치를 구현하고 실험을 통해 제안하는 반복 깨우기 기법이 기존의 동기적 수면/활동 기법보다 최대 5배 이상 전력 소모를 줄일 수 있음을 보였다.
4차 산업혁명시대에 사물 인터넷, 빅데이터 등 첨단 기술들이 출현하고 있다. 하지만 이를 이용하여 사물 인터넷을 실내 환경 분야에 적용하여 응용하는 수준은 아주 미약하다. 따라서 사물 인터넷을 활용한 실시간 모니터링으로 대기오염물질 또는 실내 공기질을 분석하는 시스템 개발이 필요하다. 본 논문은 아두이노와 각종 센서를 이용하여 실내 환경 수치를 측정하고, 각종 센서로 부터 얻은 정보를 서버의 데이터베이스로 저장하는 시스템을 구현한다. 서버에 저장된 정보는 데이터베이스로 구축하여 가정 또는 회사의 실내에 설치된 환기장치나 공기청정기에서 활용하도록 하였다. 제안된 시스템에서는 사물인터넷 기술을 구현하기 위해 사용되는 센서의 비용을 줄이면서 모니터링센서 모듈의 LED 상태표시를 통해 즉각적인 실내 환경 상태를 파악할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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