유비쿼터스 시대가 다가옴에 따라 핵심 기술 중 하나인 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)에 대한 관심이 높아지고 있다. 센서 노드를 이용한 다양한 정보를 수집 처리할수 있는 USN 기술은 물류/유통, 환경 감시, 홈 오토메이션 등 다양한 분야에 적용될 수있기 때문에 갈수록 그 중요성은 높아질 것으로 예상된다. 이에 현재 USN의 시장 동향을 간단히 살펴보고, 센서 노드의 핵심이 되는 센서 노드 플랫폼과 센서 노드에 들어가는 센서 네트워크 운영체제의 기술 동향에 대해 살펴보고자 한다.
최근 유비쿼터스 환경을 실현하는 기술로서 사물 및 환경 정보를 센싱하여 무선으로 통신하여 필요한 정보를 수집 및 분석, 처리하는 센서네트워크 기술에 대한 관심이 고조되고 있다. 특히, 최근 국내에서는 u-City와 u-Port 사업 등, 범국가적으로 유비쿼터스 환경을 실현하고자 하는 사업이 진행되고 있기 때문에, 센서네트워크 기술에 대한 관심이 더욱 크다. 센서네트워크 기술은 기본적으로 상황 정보인지 기능을 갖춘 센서 노드들이 무선 통신 인프라를 구성하여 환경 정보 모니터링이나 산업체 기기 제어 및 모니터링, 홈 자동화, 보안 및 군사용, 자산 및 물류 응용 등, 다양한 응용을 수행할 수 있는 기술이다. 하지만, 센서네트워크 기술은 본질적으로 무선통신 인프라를 기본으로 하고 있으며, 높은 자원 제약성(낮은 컴퓨팅 능력과 제한된 전원 공급 능력, 저가로 구현해야 한다는 제약성)으로 인해, 일반적으로 높은 보안 취약성을 가지는 것으로 알려져 있다. 본 고에서는 현재 국내의 센서네트워크 산업 분야에서 특히 취약한 것으로 알려져 있는 보안 기술관점에서 센서네트워크 동향을 살펴보고, 센서네트워크 보안 기술 개발 현황을 살펴보고자 한다.
유비쿼터스 센서 네트워크는 현재 다양한 분야로 활용되고 있는 추세이다. 이러한 유비쿼터스 센서 네트워크를 그린 하우스에 적용하여 작물생장정보 및 환경데이터 수집 등 유용한 정보를 모니터링 할 수 있다. 하지만 센서노드의 한정된 에너지 자원으로 네트워크 확장을 통한 대규모 네트워크를 구성하여 운영하기에는 부적절하다. 본 논문에서는 상기 문제점을 해결하기 위해 유비쿼터스 센서 네트워크에 무선 메쉬 네트워크 기술을 적용하여 시뮬레이션을 구현하였다. 도출된 결론을 통해 유비쿼터스 센서 네트워크에 무선 메쉬 네트워크 기술을 적용했을 때 에너지 측면에서 효율성이 높아진 것을 확인할 수 있었다.
센서 네트워크는 많은 수의 센서 노드들로 구성된 네트워크로 센서를 통한 주변 정보 감지 및 감지된 정보를 처리하는 기능을 수행한다. 최근 유비쿼터스 컴퓨팅 개념의 도입과 함께 이를 실생활에 구현하기위한 기반 기술의 하나로 센서 네트워크가 큰 관심을 모으고 있다. 그러나 유비쿼터스 컴퓨팅을 통한삶의 편리성을 추구함과 동시에 네트워킹을 통해 제공되는 정보를 신뢰할 수 있어야 하며 개인의 프라이버시 또한 보장되어야 함은 기본적인 요구 사항이다. 센서 네트워크는 기존의 네트워크와 여러 모로 다른 특성을 갖고 있어 기존의 보안 기법을 그대로 적용하기 어렵다. 이러한 필요성에 의해 다양한 센서 네트워크 보안 관련 연구가 진행되고 있는데 본 고에서는 최근 가장 활발히 연구되고 있는 센서 네트워크 보안에 관련된 인증, 키관리, 네트워크 구조 등을 중심으로 연구 동향을 살펴본다.
본 논문에서는 신성장 동력 기술 중의 하나인 유비쿼터스 환경에서의 개인정보 보호 기술에 관하여 연구하였다. 유비쿼터스 환경에서는 사람이나 물건의 상황과 주변 환경 등을 센싱하여 다양한 대량의 데이터를 수집하게 되며, 또한 서비스 제공에 의해 개인 프라이버시에 관한 정보를 센싱 노드나 네트워크 상에서 주고받게 된다. 지능형 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 기술에서 RFID 태그 시스템에서의 프라이버시 보호 방법에 관한 기술들을 연구하였다.
Zigbee 기반의 센서 네트워크를 IP 기반으로 대체하기 위한 IP-USN에서는 라우팅과 센서 노드에 대한 주소 배정 기법이 주요 핵심이다. 그러나, 기존의 계층적 라우팅은 End 노드를 고려하지 않아 라우팅시 모든 경로를 탐색해야 하는 단점이 있으며, End 노드 기반의 라우팅은 단순 경로 탐색만 지원하여 유동적인 센서 네트워크 환경을 충족하지 못하고 있다. 이에 본 논문에서는 기존 방법들의 장점만을 가진 ComHRP(Complement HRP)를 제안하고, 이에 따른 주소 배정 기법과 검색 방법을 제안한다. ComHRP는 센서 네트워크의 구성을 단순화하고, 네트워크 복잡도를 낮추는 효과를 지닌다. 또한, 예측 불가능한 유비쿼터스 센서 네트워크의 특성에 따른 네트워크 재구성을 효율적으로 처리할 수 있다.
서비스 로봇의 사회 적 관심으로 인하여 서비스 로봇의 개발에 있어 많은 연구가 실시되고 있으나, 단일 플랫폼의 한계에 봉착해 있다. 이 한 한계를 극복하기 위하여 유비쿼터스 네트워크와 연계한 유비쿼터스 기반 서비스로 봇이 대안으로 자리 잡고 있다. 이를 위하여 유비쿼터스 센서 네트워크를 통하여 주변 환경에 대한 상황인식 및 위치 인식과 같은 기능을 위하여 RFID 및 초음파 센서를 이용한 시스템이 등장하여 실제 로봇에 적용되어 좋은 결과를 낳고 있다. 하지만 RFID의 경우 수동형 센서를 이용할 경우 거리에 따른 인식률의 제한이 따르며 초음파 센서의 경우 이를 구동하기 위하여 높은 전압을 요구하므로 저 전력 기반의 센서 네트워크에 응용하기에는 많은 한계가 따른다. 따라서 본 논문에서는 센서 네트워크 기반 위치인식을 위하여 센서 네트워크 모듈을 구현하고 이를 기반으로 RSSI 위치인식 시스템을 구현하고자 한다. 이러한 RSSI 위치인식 시스템의 경우 각 센서 노드에서 들어오는 신호의 RSSI만을 측정하고 이에 따른 거리로 환산하여 위치를 산출함으로 인하여 저 전력의 센서 네트워크를 그대로 활용할 수 있으며, Ad-Hoc 네트워크 설계시 거리에 따른 제한도 극복할 수 있을 것이다.
장소에 상관없이 언제 어디서나 네트워크에 접근하여 자신이 원하는 정보를 쉽게 얻을 수 있는 유비쿼터스 컴퓨팅에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 유비쿼터스 환경에서의 센서 네트워크(USN)는 정보를 수집하고 전달하기 위한 가장 기본적인 기반 기술이라고 할 수 있다. 그러나 센서 네트워크는 고유의 특성으로 인하여 기존의 네트워크보다 더 많은 보안 취약성을 가진다. 본 논문에서는 유비쿼터스 환경에서 기반기술인 센서 네트워크에서 안전한 정보의 전달을 위한 보안프로토콜의 작동 원리를 알아보고 개선 사항에 대해서 생각해 보고자 한다.
IT 정보 기술발전에 힘입어 시간과 장소에 제약받지 않고 언제, 어디서나 네트워크 서비스를 이용할 수 있는 유비쿼터스 시대에 우리가 살고 있다. 이러한 유비쿼터스 환경에서 자주 언급되고 핵심 기술로 부각되고 있는 것이 USN(ubiquitous sensor network)의 센서(sensor) 기술이며, 센서를 이용한 응용 기술 연구가 활성화되어 있다. 이러한 센서 기술 개발로 유비쿼터스 환경이 진일보 우리 생활에 영향을 미치고 있지만 향후 센서를 이용한 실생활 접목 기술 또한 더욱 활성화 될 것으로 보인다. 이에 본 논문에서는 유비쿼터스 환경에서 기본으로 구성되어야 할 기술인 센서 네트워크에 대한 개요를 살펴본다. 또한 센서로부터 생체 데이터 획득(예, 체온, 맥박 등)을 센서로부터 실시하여 질병 진단을 수행하기 위한 운영체제를 살펴보며, 본 연구를 기반으로 구축하게 될 센서를 이용한 의료진단 시스템 데이터 모델링과 의료진단 시스템 구축을 위한 구정에 관하여 살펴본다.
유비쿼터스 센서 네트워크는 초경량, 저전력 센서를 기반으로 하여 어플리케이션에 대한 수많은 연구가 진행 중에 있다. 사회가 발전하면 할수록 고령화가 되어가고 있는 요즘에 홀로 사는 노인에 대한 관심이 사회의 중요한 이슈 중 하나이다. 본 논문은 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하여 나 홀로 노인의 상항을 판단하여 위급시 신속한 조치를 수행할 수 있는 독거노인 지킴이 시스템을 구현한다. 센서 노드와 싱크 노드를 이용하여 독거노인의 정보를 습득하여 웹 환경에서 모니터링 함으로써 보다 통합적인 관리를 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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