스마트시티 시스템에서 다루는 데이터는 개인의 사생활이나, 공공재적인 요소가 많기 때문에 보안이 중요하며, 따라서 스마트시티 시스템에서 보안에 대한 연구는 필요하다. 본 논문에서는 3 티어(Tier)로 구성된 스마트시티 시스템을 위한 보안 요소들을 정의하고, 각각에 필요한 기술들에 대해서 기술한다. 또한, 스마트시티 시스템에서 가장 중요한 이슈 중 하나인 도시구성요소와 미들웨어와의 보안 관리를 위하여 스마트시티 미들웨어에 보안계층을 설계하고 구현한 내용을 소개한다. 인프라보안계층은 블록 암호 (Block Cipher) 알고리즘과 메시지 다이제스트 알고리즘을 기반으로 구성되었으며, 이를 통해 데이터의 기밀성과 무결성을 보장하고, 정책서버를 통한 장치 접근 관리를 하여 인가된 장치만 스마트시티 구성요소를 관리할 수 있도록 한다.
본 논문에서는 스마트시티에 대한 사용자 인증을 통합하여 수행하는 UTOPIA 스마트시티 보안 관리 시스템을 소개한다. 스마트시티 관리 시스템은 엄청난 수의 사용자와 서비스를 관리해야하며 하나하나 개별적으로 신중하게 관리해야하므로, 특별히 고안된 보안 관리가 필요하다. UTOPIA는 ICT 기반의 스마트시티 시스템으로서 UTOPIA 포탈 시스템과, UTOPIA 프로세싱 시스템, UTOPIA 인프라 시스템의 삼 단계 구조를 가지고 있다. UTOPIA 프로세싱 시스템은 SmartUM이라고 명명된 스마트시티 미들웨어를 기반으로 한다. UTOPIA 스마트시티 보안관리 시스템은 SmartUM 미들웨어의 최상층 계층인 어플리케이션 보안 계층과 최하위계층인 인프라 보안 계층에 구현되어져 있다. UTOPIA 스마트시티 보안관리 시스템은 현존하는 모든 사용자 인증 기술을 지원한다는 원칙하에 제작되었다. 본 논문에서는 어플리케이션 보안 계층을 소개하고, 어플리케이션 보안 계층에서의 인증관리에 대하여 설명한다.
스마트시티는 기존 도시의 문제를 해결하고 새로운 부가가치를 창출할 것으로 큰 기대를 받고 있으나, 보안위험 증가에 우려 또한 증가하고 있다. 보안위험 인식에 따른 스마트시티에 대한 부정적 태도는 4차산업혁명 기술 활성화 및 스마트시티의 발전을 위해서도 개선해야 하는 문제이다. 이에 본 연구는 지각된 위험 이론과 사용자 저항이론을 바탕으로 스마트시티 내 위험요인과 스마트시티 저항 태도 간 관계를 통계적으로 분석하였다. 288명의 연구 표본을 대상으로 한 실증 분석결과에 따르면, 보안 위험, 사회적 위험, 신체적 위험요인은 스마트시티 저항에 직접적인 영향을 미치는 반면, 경제적, 성능, 사생활 침해에 대한 위험은 유의미한 영향이 없는 것으로 나타났다. 또한, 보안위험이 다른 위험에 선행요인으로 작용할 수 있다는 것을 검증하였으며, 스마트시티 환경에서는 사생활 침해 위험과 보안 위험에 대해 구분해서 논의할 필요성이 있음을 확인하였다. 본 연구는 일반인들 관점에서 스마트시티 인식에 부정적인 영향을 미치는 위험요인을 논의함으로써, 스마트시티 활성화를 위해 보안 및 안전 문제와 더불어 사회적 교류를 위한 정책적 방안 마련이 필요함을 보여준다.
최근 다양한 도시문제로 세계적으로 국가와 기업에서 스마트시티 개념을 도입한 문제 해결 연구가 진행 중이다. 스마트시티는 도시의 ICT를 융합하고 도시의 모든 구성요소를 네트워크로 연결하여 데이터를 수집·전달하며, 다양한 IoT 제품이나 서비스로 구성된 공급망으로 이뤄져 있다. 스마트시티의 여러 사이버 보안 위협 및 공급망(Supply-Chain) 위협 증가는 불가피하며, 이에 대응하기 위해 공급망 보안 정책 등 프레임워크 수립과 더불어, 제로 트러스트(Zero-Trust) 관점에서 데이터 연계에 따른 각 데이터 제공자·서비스 등의 인증과 적절한 접속통제가 필요하다. 이를 위해 국내에서도 스마트시티 보안 위협을 위한 스마트시티 보안모델이 개발되었으나, 공급망 보안과 제로 트러스트와 관련된 보안 요구사항은 부족한 실정이다. 본 논문에서는 해외 스마트시티 보안 동향을 살펴보고, 정보보호 및 개인정보보호 관리체계(ISMS-P)와 국제표준으로 등록된 ICT 공급망 보안에 대한 보안 요구사항을 비롯해, Zero-Trust 관련 기술을 국내 스마트시티 보안모델에 적용하기 위한 보안 요구사항을 제시하고자 한다.
도시집중 현상이 가속화되고 도시 자원 및 인프라 부족, 교통 혼잡, 에너지 문제 등 이러한 도시 문제를 해결하고 4차 산업혁명에 선제적으로 대응하기 위해 스마트 시티의 필요성이 전 세계적으로 대두 되고 있는 상황에서 전 세계 스마트시티 기술의 보안이 위험한 상태라는 분석이 지배적이다. 이에 본 논문에서는 스마트시티에 대한 주요 보안 이슈를 대표적인 서비스인 스마트 그리드, 스마트 빌딩, 스마트 교통 부분에 국한하여 기술 및 보안 위협 및 대응에 대해 분석하였다. 향후 스마트시티 구축의 다양한 기술에 대한 분석 및 사이버보안에 대한 연구가 활발히 진행됨에 있어 본 논문이 해결방안 마련의 시작이 될 것으로 기대한다.
21세기가 도래함에 따라 새로운 도시의 형태인 스마트시티는 다양한 기기들이 네트워크 상에 서로 연결되어 이용자에게 편리함을 제공한다. 하지만 사이버 공격 기법 또한 고도화되고 있다. 많은 IoT 기기들이 상호작용함에 따라 사이버 공격을 당하면 도시 전체가 피해를 입을 수 있다. 이에 따라 본 논문에서는 스마트시티에서 일어날 수 있는 보안 사고에 대해 분석하고 이를 대응하기 위한 제로트러스트 도입 전략에 대해 연구하고자 한다.
랜섬웨어는 더욱 지능화되고 표적화된 공격이 예상되고 클라우드와 사물인터넷 기기의 확산으로 공격의 범위 또한 지속적으로 확대될 것으로 보인다. 특히, 이러한 사물인터넷 기기들은 스마트 시티를 위한 기본 구성요소로 인식되므로 다양한 보안을 위한 연구가 진행되어야 한다. 본 논문에서는 데이터 중심의 스마트 시티를 위한 보안 요구사항 분석을 통해 다양한 스마트 시티 관련 공격을 살펴본다. 또한, 이러한 공격을 보안 서비스에 초점을 맞춰 분류한다. 이렇게 제시된 분류는 다양한 데이터 중심의 스마트 시티를 위한 보안 시스템 구축에 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.
스마트 시티는 수많은 기기에서 데이터를 수집한다는 점에서 보안적인 관점에서 취약점이 존재한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 블록체인의 감사 가능성, 투명성, 불변성 및 탈중앙화와 같은 특징을 활용하여 스마트 시티의 보안 취약점을 보완하는 연구가 다수 진행되고 있다. 대표적으로 자율 주행 자동차에 블록체인을 적용함으로써 보안 문제를 해결하였다. 이 외에도 다양한 적용 사례가 존재하였으며 스마트 시티에 블록체인이 적용가능함을 확인하였다. 하지만 블록체인을 적용시킴으로써 초기 투자 비용, 분산화로 인한 정책 충돌 등과 같은 문제점이 존재하였다. 향후 해당 문제점을 해결하기 위한 연구가 수행되어야할 것으로 사료된다.
이 논문은 기존의 도시가 부동산 중심의 경제 원리로 형성됐다면 스마트시티는 거주자 생활을 중심으로 한 도시계획 서비스라고 말한다. 이런 스마트시티가 되기 위해서는 각 지역의 철도와 도로 등 도시 인프라를 비롯해 유통, 의료, 교육의 혁신도 필요하다.하지만 스마트시티가 도시운영체제를 디지털화하는 것으로 끝나는 건 아니다. 스마트시티기반에 메타버스(Metaverse)를 통한 당면한 각종 도시 문제를 해결을 위한 선행연구를 다뤄보기로 하였다. 도시운영체제를 입히는 도시의 지역적 특성을 살리면 해당 도시에 당면한 문제를 해결하는 미래의 스마트시티는 과연 어떠한 도시일까? 이에 대한 답변을 하기 위하여 스마트시티기반의 메타버스(Metaverse)를 통한 도시문제해결을 모색하였다.
KAIST 캠퍼스 기반의 실습환경 구축을 위하여 캠퍼스 전체를 스마트시티 테스트베드로 사용하며 CCTV 네트워크 기반 모니터링/관제 시스템 구축, 교통, 방범, 가로등, CCTV, 교내 버스 등 인프라 통합 관제 및 보안 실습실 구축하고 교내 자율주행 기술 연구진과 실습 협력 추진을 통한 캠퍼스 기반의 실전 스마트 환경을 토대로 다각도의 보안 공격/방어 실습을 진행하고 지자체 및 컨소시엄 기업들과 산학협력 프로젝트를 진행하기 위하여 구축한 내용을 설명한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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