한국정보시스템학회 1997년도 추계학술대회논문집 기업경쟁력 향상을 위한 정보통신 기술의 활용
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pp.389-402
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1997
컴퓨터 소프트웨어를 내장한 시스템의 안전성을 평가하기 위한 여러 가지의 결함 분석 기법들이 있다. 이러한 결함 분석 기법들은 전통적으로는 하나의 시스템을 분석하는데 단지 하나의 방법으로만 분석해 왔으나, 시스템의 종류와 특성이 다양해지면서 시스템에 가 장 알맞는 분석 기법이 동원되어야 함은 이제 필수적이다. 여기에 착안하여, 시스템 내에서 소프트웨어의 크기가 비교적 작고, 안전성과 관련한 시스템의 반응 시간이 특별히 민감하지 않는 소프트웨어의 안전성을 평가하는 방법으로 결함 트리 분석(FTA)과 소프트웨어 오류경 향 및 영향 분석(소프트웨어 FMEA)을 결합한 시스템 결함 분석 방법을 제안하고자 한다.
컴퓨터 시스템들이 인간 생활의 많은 부분에서 사용되어지면서 하드웨어 또는 소프트웨어 시스템의 안전성 문제에 대한 관심이 커지고 있다. 소프트웨어 시스템에 있어서 각각의 소프트웨어 개발 단계가 가지는 특성이 다르므로 안전성 활동들도 그 활동 관점이나 방법이 달라져야 할 것으로 판단된다. 소프트웨어의 안전성 평가의 방법론, 안전성을 분석하기 위한 결함분석 기법들에 대한 고찰을 본 연구의 기반으로 하여 소프트웨어 라이프사이클 동안에 안전성 확보를 위한 최선의 활동의 방안들에 대하여 연구하였다.
현대 사회에서 자동차, 철도, 항공우주, 원자력, 국방 등의 다양한 분야에서 대부분의 장치들이 소프트웨어를 내장하고, 제어용 소프트웨어 시스템이 탑재됨에 따라 소프트웨어의 안전성에 대한 중요도가 높아지고 있다. 다양한 산업 분야에서 소프트웨어가 사용되면서 소프트웨어에 의한 사고의 위협도 높아지기 때문에 소프트웨어 오동작에 의한 안전성 위협이 큰 이슈로 떠오르게 되었다. 소프트웨어의 사고는 사용자의 오조작에 의해서 발생할 수 도 있지만 가장 근본적으로는 설계 과정에서의 안전성에 대한 검증이 제대로 이루어지지 않아서 발생하게 된다. 따라서 본 논문에서는 소프트웨어 개발 프로세스에서 소프트웨어 안전성 분석 및 관리 활동이 어떻게 이루어져야 하는 가를 제시한다. 특별히 프로토타입이나 점진적 개발 프로세스에서의 안전성 분석 및 관리 활동의 적용 방안에 대하여 제시한다.
오늘날 대다수의 안전필수 시스템들(Safety-Critical Systems)에는 컴퓨터, 전기 및 전자 부품이나 장치들에 소프트웨어를 칩에 내장하거나 제어용 소프트웨어 시스템이 탑재되어 구축되고 있다. 이에 따라, 컴퓨터 소프트웨어를 내장하였거나 탑재한 시스템들의 안전성을 평가하기 위한 여러 가지의 결함 분석 기법들이 제안되어져 오고 있다. 이러한 소프트웨어 결함 분석 기법들은 전통적으로는 하나의 안전필수 시스템을 분석하는데 단지 하나의 방법으로만 분석해 왔으나, 시스템의 종류와 특성이 다양해지면서 그 시스템에 가장 알맞은 결함 분석 기법이 동원되어야 함은 필수적이다. 본 연구에서는, 안전필수 시스템에서 소프트웨어의 크기가 비교적 작고, 안전성과 관련한 시스템 제어 반응 시간이 특별히 민감하지 않는 소프트웨어의 안전성을 평가하는 방법으로 결함트리 분석(FTA)과 소프트웨어 고장 유형 및 영향 분석(FMEA)을 결합한 시스템 결함 분석 방법을 제안하고 유비쿼터스 헬스케어 시스템을 이용하여 사례연구를 수행하고자 한다.
소프트웨어의 활용 영역이 점차 넓어지면서 프로그램 코드에 대한 안전성이 훨씬 더 중요해지고 있다. 이에 따라 소프트웨어 품질을 높이기 위한 방법들이 다양하게 제시되어 왔고, 다양한 도구들을 활용한 소프트웨어 품질분석에 대한 관심도 증가하였다. 본 논문에서는 이러한 분석 도구들에 대하여 설명하고 소프트웨어 안전성 분석절차를 제시한다. 분석절차는 시험도구 준비, 시험 수행, 시험결과 검증, 시험결과 산출 단계로 구성되며, 안전성 검사에 효과적임을 확인할 수 있었다.
본 논문은 안전필수 소프트웨어라 할 수 있는 원전(원자력발전소) 소프트웨어의 품질요건을 원자력법, 시행규칙, 규제지침, 표준에 입각하여 분석하였고, 국제표준인 ISO(International Organization for Standardization) 소프트웨어 표준이 원전 소프트웨어 품질요건에 부합될 수 있는지를 ISO/IEC 12207을 중심으로 분석하였다. 현재는 요구되고 있지 않으나 앞으로 원전 소프트웨어 공급자에 대한 소프트웨어 개발능력 평가 시 소프트웨어 인증취득을 요구함으로써 원전 소프트웨어의 품질 향상과 안전성을 도모할 수 있는 방법을 제안하였다. 원전 소프트웨어에 요구되는 안전성분석에 대해서 검토하였다.
소프트웨어의 규모가 커지고 복잡해지면서 소프트웨어의 기능적 실패(Functional Failure)를 만들어 내는 위험(Hazard) 요소들을 분석하기가 어려워지고 있다. 안전 필수 시스템(원자력 발전소, 항공관제 시스템, 철도 운영 시스템)에서 이런 기능적 실패는 곧 큰 사고 (인명피해, 환경오염) 로 이어지게 된다. 따라서 이러한 기능적 실패를 방지하고 소프트웨어의 안전성을 높이기 위해서는 소프트웨어 안전성 분석이 필요하다. 하지만 몇 가지 이유 (시간과 노력, 안전성 분석 기법의 다양한 지식 부족, 기관이나 회사의 관습적인 방법 사용) 로 적절하지 못한 안전성 분석 기법을 선택하게 되는 경우가 있다. 따라서 본 논문에서는 기존 안전성 분석 기법과 최신 안전성 분석 기법, 통합 모델 몇 가지를 소개 하겠다. 이것을 통해 전문가는 여러 종류의 안전성 기법을 간략하게 확인 할 수 있을 것이고, 시스템에 맞는 안전성 분석 기법을 선택하는데 도움을 받을 수 있을 것이다.
안전 필수 소프트웨어란, 소프트웨어의 결함으로 인해 사고가 일어났을 경우 사용자에게 치명적인 위해를 야기하는 소프트웨어를 의미한다. 안전 필수 소프트웨어는 다양한 산업에서 보편화 되고 있기 때문에 안전성이 확보된 소프트웨어를 사용자에게 제공해야하며, 잠재적인 결함이 사고로 이어질 수 있기에 안전 요소들에 대한 충분한 분석이 필요하다. 요구사항으로부터 위험 요소를 분석할 때에는 결함의 결과만을 보고 위험 등급을 부여하는 한계가 있다. 결함의 결과가 비록 같더라도 각기 다른 원인에 의해서 각기 다른 위험 수준을 갖기 때문이다. 본 논문에서는 각각의 기능들에 대해 안전성을 부여하고 우선순위를 선정하여 위험도가 높은 기능들에 대해서 우선적으로 분석할 수 있는 기법에 대해서 제안한다.
객체지향형 소프트웨어가 개발되고 분산 시스템에 적용되면서 소프트웨어 시스템의 분석 및 안전상의 보장이 매우 어려워지고 있다. 정형 기법을 이용해서 소프트웨어 시스템의 안전성을 증명하는 연구가 진행되고 있지만 소스코드 레벨에서의 보장은 아직 어려운 상태이다. 본 연구에서는 이러한 소프트웨어 시스템의 소스코드 레벨에서의 안전성 보장을 위한 연구로 Bandera toolset 을 이용한 정형검증에 대해 논한다.
최근 컴퓨터시스템으로 전환되고 있는 열차제어시스템에서 소프트웨어에의 의존성이 급격히 증가함에 따라 임베디드화된 열차제어 소프트웨어 신뢰성과 안전성의 검증이 중요한 문제로 대두되기 시작했다. 이에 따라 열차제어 소프트웨어 관련 국제표준에서도 각종 소프트웨어 테스트 및 검증활동을 요구하고 있으며, 이에 대응하여 본 논문에서는 열차제어시스템 소프트웨어 테스트 커버리지 자동화 도구 및 기준 분석과 개발 결과에 대해 제시하고 있다. 본 논문에서는 열차제어 소프트웨어 안전성 검증을 위한 정량적인 항목으로 매우 중요한 테스트 커버리지를 자동으로 측정할 수 있는 제어흐름 분석도구를 개발하였으며, 본 도구의 결과를 실제 철도 산업 현장에서 활용하기 위해 타분야 제시 기준 등을 분석하여 철도 소프트웨어 안전무결성레벨(SWSIL)에 따른 판단 기준을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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