본 논문에서는 상황 인식 역할 기반 접근 제어에 기반한 유비쿼터스 환경 정책 기술 언어를 제시한다. 역할 기반 접근 제어는 권한을 사용자에게 부여하지 않고 역할에 부여함으로써 접근 제어를 효율적으로 관리할 수 있다. 유비쿼터스 환경에서는 빈번하게 변화하는 사용자들의 일치 정보와 같은 동적인 상황을 고려해야 할 필요성이 있다. 본 논문에서는 유비쿼터스 환경에서 동적으로 변화하는 상황을 고려하는 역할 기반 접근 제어 모델을 고안하고 이에 기반하여 정책 기술 언어를 설계하였다. 제안된 언어는 역할 기반 접근 제어의 장점을 활용하며, 동적인 상황 조건에 따라 사용자에게 역할을 할당하고 정적인 상황 조건을 이용하여 역할에 권한을 부여하는 방법을 기술함으로써 역할 기반 접근 제어에 기반한 상황 인식 유비쿼터스 환경의 특징을 효율적으로 구현할 수 있다.
언제 어디서나 어떤 서비스를 받을 수 있는 유비쿼터스 환경에서 여러 기관, 또는 여러 서비스 시스템 사이 정보의 상호운용성을 확보하기 위하여 시스템 사이 정보 교환 모델이 중요하며, 이러한 정보 교환 모델은 다양한 응용에 공통적인 요소로 구성된 정보 체계로 제시되어야 한다. 본 논문에서는 다양한 유비쿼터스 응용에서 사용될 수 있는 공통적 정보체계로 유비쿼터스 정보 체계에 대한 모델과 이를 기반으로 하는 표현 언어를 개발하였다.
본 논문에서는 유비쿼터스 환경에서 발생하는 컨텍스트와 이를 이용하는 서비스간의 연관 관계를 온톨로지 기반의 기술 방식을 이용하여 효과적으로 표현할 수 있는 uWDL (Ubiquitous Workflow Definition Language)을 소개한다. uWDL은 유비쿼터스 환경의 사용자 특성을 이용하여 그에 맞는 서비스들의 관계를 워크플로우 형태로 기술할 수 있는 언어로, uWDL을 이용하여 서비스들 간의 연관 관계를 기술함으로써 작업의 통합 및 자동화를 이를 수 있다. 이를 위해 가장 널리 사용되고 있는 웹 서비스(Web Services)의 WSDL을 바탕으로 uWDL의 서비스를 기술하고, 워크플로우에 의해 구성된 서비스들의 연관 관계는 컨텍스트 정보에 따라 동적으로 재구성되어 상황에 맞는 서비스를 제공하게 된다.
본 논문에서는 유비쿼터스 환경에서 발생되는 웹 서비스들의 컨텍스트와 웹 서비스간의 연관 관계를 워크플로우(workflow) 형태로 기술하기 위한 XML 기반 언어인 uWDL (Ubiquitous Workflow Definition Language)을 소개한다. uWDL은 유비쿼터스 환경에서 이종(heterogeneous)형태로 존재하는 서비스 요소(element)들을 워크프로우 방식으로 표현할 수 있다. 또한, uWDL은 유비쿼터스 환경의 웹 서비스를 수행하는 워크플로우 시나리오가 uWDL 문법에 맞게 작성될 수 있도록 uWDL용 DTD를 설계하였고, uWDL 문서의 유효성(validation) 검사를 위한 uWDL 파서를 설계하였다. 유비쿼터스 환경에서 발생하는 웹 서비스 개발을 위해, 개발자는 uWDL을 이용하여 유비쿼터스 환경의 사용자 특성을 고려해 그에 맞는 서비스들의 관계를 워크플로우 형태로 쉽게 기술할 수 있고, 응용 프로그램이 요구하는 웹 서비스들 간의 연관 관계를 컨텍스트 기반으로 정확히 기술함으로써 작업을 통합하고 자동화를 이룰 수 있다.
본 연구는 신뢰성 있는 유비쿼터스 프로그램을 개발하기 위한 보다 효율적인 프로그래밍 환경을 제공함을 목적으로 한다. 이 프로그래밍 환경은 정책 기술 언어와 이를 바탕으로 접근 제어와 상황 적응을 관리하는 실행시스템을 제공한다. 프로그래머는 정책 기술 언어를 통해 메소드에 대한 접근 권한과 변화되는 상황에 적응하는 규칙들을 쉽게 표현할 수 있다. 본 논문의 실행 시스템은 정책 파일의 규칙들에 따라 객체가 메소드에 대한 접근 권한이 있는지를 검사하는 접근 제어기(access controller)와 변화되는 상황에 적응하여 자동으로 반응하도록 해주는 적응 엔진(adaptation engine)의 형태로 구현되었다. 또한 이 시스템을 이용하여 개발된 유비쿼터스 프로그램을 시뮬레이션 할 수 있는 시뮬레이터를 제공한다.
유비쿼터스 환경에서는 사용자가 컴퓨터 및 네트워크의 존재를 의식하지 않는 상태에서 다양한 서비스를 이용하게 된다. 주변에 있는 PC, 냉장고, TV, 자동차 등의 모든 기기에 프로세서가 내장되고 네트워크가 연결되어 특정한 서비스를 제공하기 위해 함께 동작하게 된다. 이러한 장치와 서비스들을 연동하기 위한 현재의 솔루션은 클라이언트-서버 방식의 분산 컴퓨팅 모델이다. 각각의 장치가 원격 프로시듀어 흑은 원격 객체의 형태로 서버를 제공하고 이들을 하나의 클라이언트가 시나리오대로 그것들을 호출함으로써 응용을 완성할 수 있다. 하지만, 이러한 분산 컴퓨팅 모델을 지원하는 프로그래밍 환경으로는 다음과 같은 한계가 있다. 첫째, 소프트웨어 배치(deployment) 문제가 발생한다. 수 많은 시나리오를 생각해 볼 수 있는 유비쿼터스 환경에서는 특정 장치를 공장에서 생산하여 출고할 때 어떤 서버 소프트웨어가 미리 설치되어야 하는지는 가늠할 수 없는 문제이다. 둘째, 성능 문제가 발생할 수 있다. 각 장치의 함수를 호출하는 것은 대부분 원격 함수(remote procedure)이므로 한번 호출하는데 상당한 자원이 소요된다. 하지만, 시나리오를 구현하기 위해서는 특정 장치의 함수를 여러 번 호출해야 되는 상황이 자주 연출된다. 이러한 상황을 피하여 성능을 향상 시키기 위해서는 각 장치에 요구되는 부문 시나리오가 한번에 호출로 처리될 수 있어야 한다. 셋째, 유지 보수 문제가 발생할 수 있다 하나의 서비스가 여러 개의 서버 프로그램과 클라이언트 프로그램으로 구성되기 때문에 한번 업그레이드를 할 때 모든 구성 요소들이 모두 버전 업이 되어야 한다. 넷째, 유비쿼터스 환경에 적합한 추상화 개념의 부재를 들 수 있다. 다양한 장치, 웹서비스 및 데이터 들이 연동되어 하나의 서비스 시나리오를 구현함에 있어서 현재의 프로그래밍 언어는 높은 수준의 추상화 개념을 제공하지 못하고 있다. 본 연구에서는 모바일 코드 기술을 프로그래밍 언어에 적용하여 유비쿼터스 환경에서의 다양한 장치들과 서비스들을 손쉽게 통합하여 애플리케이션 시나리오를 구현할 수 있는 새로운 프로그래밍 언어인 유비스크립트(ubiscript)를 제안한다. 유비스크립트에서는 모바일 코드의 개념을 통해서 앞서 언급한 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서의 문제점을 해결하고자 하였다. 모바일 코드에서는 프로그램 코드가 네트워크를 통해서 컴퓨터를 이동하면서 수행되는 개념인데, 이는 물리적으로 떨어져있으면서 네트워크로 연결되어 있는 다양한 컴퓨팅 장치가 서로 연동하기 위한 모델에 가장 적합하다. 이는 기본적으로 배포(deploy)라는 단계가 필요 없게 되고, 새로운 버전의 프로그램이 작성될지라도 런타임에 코드가 직접 이동하게 되므로 버전 관리의 문제도 해결된다. 게다가 원격 함수를 매번 호출하지 않고 한번 이동된 코드가 원격지에서 모두 수행을 하게 되므로 성능향상에도 도움이 된다. 장소 객체(Place Object)와 원격 스코프(Remote Scope)는 앞서 설명한 특징을 직접적으로 지원하는 언어 요소이다. 장소 객체는 모바일 코드가 이동해서 수행될 계산 환경(computational environment)에 대한 레퍼런스이다. 원격 스코프는 원격지의 컴퓨터에 존재하는 계산 환경의 스코프(scope)를 로컬 계산 환경에 적용할 수 있도록 하는 언어 요소이다. 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서의 장치와 서비스들을 연동하기에는 현재의 프로그래밍 모델은 배포, 유지 보수, 성능 등의 문제점을 안고 있다. 본 연구에서는 모바일 코드 개념을 도입한 새로운 프로그래밍 언어인 유비스크립트를 제안하여 이러한 문제점들을 극복하고자 하였다. 유비스크립트에서는 유비쿼터스 환경을 직접적으로 표현할 수 있도록 새로운 언어 요소인 장소 객체와 원격 스코프 개념을 도입하였고, 프로토타입과 가상의 시나리오 구현을 통하여 기존의 프로그래밍 언어보다 유비쿼터스 환경에 더 적합하고, 단순하며 생산성이 우수하다는 것을 확인하였다.
IT 기술의 눈부신 성장과 함께 가시화되고 있는 유비쿼터스 환경은 언제 어디서나 사용자가 원하는 서비스를 제공 받을 수 있는 환경으로, 무선통신기술 및 개체 식별 기술 등의 발달과 더불어 점점 현실화되고 있다. 하지만, 모든 유비쿼터스 개체에 IP가 부여되고 이를 기반으로 하는 진정한 유비쿼터스 환경이 현실화되기에는 아직까지 IPv6등 실질적인 인프라가 완벽하게 구축되어 있지 않아 다소 어려운 점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 IPv4 환경에서 웹 서비스를 이용하여 실질적인 IP기반의 유비쿼터스 환경을 실현하기 위한 아키텍처를 제시한다. 이 아키텍처는 IPv4 및 IPv6에서 동작 가능하며, PC 및 핸드폰, PDA, 홈 가전기기 등의 모든 기기들을 연결한 통합 네트워크 환경상에서 실질적인 유비쿼터스 서비스의 실현을 목적으로 한다. 이러한 유비쿼터스 웹 서비스 아키텍처상에서, 유비쿼터스 서비스를 제공하는 개체는 유비쿼터스 웹 서비스 명세언어인 uWSOL을 통해 명세되고, 해당 유비쿼터스 서비스를 사용하고자 하는 사용자가 이를 바탕으로 해당 개체와 적절한 메시지 통신을 주고 받을 수 있게 함으로써 유비쿼터스 환경을 실현한다.
최근 학습 패러다임은 문서 중심에서 지식 및 정보 기반으로 크게 변화하고 있다. 또한 유비쿼터스 사회로의 전환을 맞이하여 다양한 USN 기술 기반의 학습 연구가 활발히 진행 중이다. 그 중 RFID 기술 기반의 학습 연구에서는 대부분 유비쿼터스 학습 환경 구축에 관한 연구가 주를 이루고 있다. 따라서 실질적인 학습에 적용하는 연구의 결과는 미미하다. 본 논문에서는 RFID기술 기반의 다국어 학습기를 구현하였다. 태그를 인식하여 특정 사물을 사용자로 하여금 모국어뿐만 아니라 다국어로도 변역하여 여러 가지 언어들을 학습할 수 있게 지원하는 장치이다. 실험에서는 13.56Mhz의 RFID 및 PXA255A ARM보드 사용하여 학습기를 제작하여 효율성 테스트를 하였다.
현재 비즈니스 및 분산 컴퓨팅 환경에서 사용되는 워크플로우는 서비스 통합 및 자동화, 동적 흐름 관리, 동시 수행, 실시간 서비스 등의 기능을 제공한다. 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 서비스들은 사용자와 현재 사용자가 속해 있는 환경으로부터 다양한 정보를 제공받아 상황에 맞는 서비스를 동적으로 제공해야 한다. 이와 같은 서비스를 효과적으로 제공하기 위해서는 서비스의 자동화에 사용되고 있는 워크플로우를 유비쿼터스 컴퓨팅에 적용하고, 상황인지 서비스를 제공하기 위해 상황 정보를 워크플로우의 전이조건으로 명시해야 한다. 본 논문에서는 유비궈터스 환경에서 발생하는 상황 정보를 워크플로우의 서비스 전이조건으로 사용하기 위한 웹 서비스 기반의 워크플로우 언어인 uWDL (Ubiquitous Workflow Description Language)을 제안한다. uWDL은 상황 정보인 컨텍스트, 프로파일 및 이벤트 정보에 따라 사용자 상황에 맞는 서비스를 선택할 수 있다. 또한 uWDL 전용 파서와 컨텍스트 처리기를 통해 uWDL로 기술된 시나리오 문서가 제대로 실행되는지를 검증하였다. 유비쿼터스 환경을 위한 시나리오 설계를 위해 개발자는 uWDL 시나리오 편집기를 이용하여 유쿼비터스 환경의 상황 정보를 고려해 그에 맞는 서비스들의 관계를 워크플로우 형태로 기술함으로써 작업을 통합하고 자동화할 수 있다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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