홈, 산업 환경, 운송 네트워크 및 기타 장소의 사물 인터넷 장치가 계속 확산됨에 따라 악의적인 IoT 네트워크 공격자의 공격 표면도 증가하고 있다. 2021년 4월 IBM에 따르면 네트워크 공격 지표 중 전체 IoT 공격이 매년 500% 증가하고 있다. X-Force 연구에 따르면 이 급증은 주로 미라이 봇넷과 코드를 공유하는 비교적 새로운 봇넷인 Mozi 봇넷 활동에 의해 발생한다. 2020년에 이 악성코드는 한 해 동안 탐지된 총 IoT 공격의 89%를 차지했다. 2020년 3월 팔로알토 네트웍스의 Unit 42 IoT Threat Report에 따르면 IoT 임베디드 기기 대상 위협은 익스플로잇 감염, 멀웨어, 사용자 정보 탈취로 나뉜다. 그 중 IoT 임베디드 기기의 주요 익스플로잇은 네트워크 스캔, RCE, Command injection, Buffer Overflow 등으로 관찰된다. 본 논문에서는 이러한 IoT 환경에서의 취약점 악용 공격 대응 및 탐지 정책 생성을 위해 IoT 취약점을 악용한 익스플로잇을 분석 연구하였다.
임베디드 시스템이라 함은 우리가 생활하는 주변에서 흔히 접할 수 있고, 얘기만 들어도 쉽게 이해할 수 있는 PDA, 스마트폰, MP3 플레이어, 셋톱박스 등의 정보가전 기기들을 비롯하여 로봇, 텔레매틱스, 공장자동화, 군사기기와 센서노드에 이르는 디지털기기들에 컴퓨터가 내장되어 들어가 있는 시스템을 의미한다. 이러한 임베디드 시스템에 사용되는 임베디드 운영체제는 VxWorks, VRTX, pSOS, QNX와 같은 전용 RTOS에만 의존해 왔으나, 최근의 발전된 하드웨어와 네트워크 인프라로 인하여 보다 낮은비용으로 쉽고 빠르게 개발하며 범용으로 사용될 수 있는 임베디드 리눅스를 활용하는사례가 늘어나고 있는 추세에 있다. 이렇게 각광 받기 시작하는 임베디드 리눅스의 커널 기술과 관련한 대표적 관련 기술에 대해 설명한다.
본 논문은 임베디드 리눅스 (Embedded Linux)를 기반으로 하고 있다. 리눅스는 안정성, 유연성, 오픈소스, 다양한 하드웨어 플랫폼 지원, 검증된 네트워크 등을 장점으로 임베디드 시스템 (Embedded System)의 운영체제로 많이 사용되고 있다. 하지만 기존의 리눅스 시스템은 중대형 시스템을 기반으로 운용되었기 때문에 자원 제약이 많이 따르는 임베디드 환경에서 적합하지 않다. 그리고 수십초가 걸리는 부팅시간도 중요한 문제점으로 작용한다. 본 논문은 임베디드 시스템인 RFID 리더 (Radio Frequency IDentification Reader)에서 경량화 (light-weighted) 과정을 거친 임베디드 리눅스를 운용할 수 있도록 하였다. RFID 리더의 잉베디드 리눅스는 보다 적은 메모리를 사용하여 메모리 사용 효율성을 높였고 경량화전의 시스템에 비교하여 상당한 부팅시간 감소 효과를 얻었다.
네트워크 및 통신 기술의 발전에 따라 임베디드 시스템은 정보통신 기술 및 유무선 네트워크 기술을 적극 수용하면서, 지능형 정보 시스템의 핵심으로 성장하고 있으며, 시리얼 통신은 이러한 임베디드 시스템에서 사용되는 통신 시스템의 일종이다. 윈도우즈 운영체제는 개발환경의 편의성 및 호환성 때문에 임베디드 시스템에서 많이 사용되는 운영체제이다. 하지만 윈도우즈 운영체제는 실시간성을 제공하지 않으며, 윈도우 시스템에서 사용하는 시리얼 통신도 실시간성을 보장하지 못한다. 본 논문에서는 윈도우즈에 디바이스 드라이버 형태로 이식되어 유저 영역에 실시간성을 지원하는 이벤트 기반 RTiK(Real Time implanted Kernel)을 사용하여 시리얼 통신에 실시간성을 지원 할 수 있는 방법을 설계 및 구현하였다.
초고속 인터넷의 보급, 디지털 정보장비의 확산 및 생활 패턴의 변화에 따라 흠 네트워크의 필요성이 점차 확대되고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 홈 네트워크화를 위해서 8051 MCU, 하드와이어드 TCP/IP(W3150A)를 이용하여 임베디드 이더넷 모듈을 설계, 구현하였다. 타겟 머신에 간단한 웹 서버를 구축하고 이를 이용한 원격제어 프로그램을 포팅하여 원격지에서도 인터넷으로 가전기기를 제어할 수 있도록 하였다. 개발한 모듈을 이용하여 유비쿼터스 시대에 저가격으로 홈 오토메이션을 구현할 수 있으리라 생각한다.
본 연구에서는 스마트폰을 이용한 실험실용 모형 지능형 자동차의 원격 제어 시스템을 구현하였다. 기존의 임베디드 기기(지능형 모형 자동차) 원격 제어 시스템은 단순한 1:1 통신으로 조종 기기와 임베디드 기기사이에 일정 간격을 유지해야 하는 단점이 있다. 본 시스템은 인터넷 망을 이용하여 구현 하였으므로 조종 기기와 임베디드 기기와의 네트워크 통신이 가능하다면 원격 조종이 가능한 거리의 제한이 없어진다. 사설 아이피끼리의 P2P 연결에서 공인아이피를 알아내기 위해 UDP서버 경유방식을 사용하였다. 그리고 기기 근처에 연결 가능한 무선 네트워크망이 있어야 한다는 단점을 개선하기 위해 Ad-Hoc방식을 구현하였다. 또한 일반패킷 구조를 사용하는 것 보다 직접 구현한 데이터 패킷 구조를 사용하여 이미지 및 센서 데이터를 전송한 결과 전송속도가 훨씬 개선하였다.
임베디드 시스템의 발전으로 인하여 시스템에서 USB Network의 필요성 또한 빠르게 증가되어가고 있다. 본 논문에서는 임베디드 리눅스 기반의 단말기와 PC 사이에 USB 통신을 구현기 위해서 XScale 마이크로 프로세스 레퍼런스 보드에 리눅스 커널을 포팅하고 포팅 된 플랫폼을 기반으로 USB Network의 설계 및 구현에 관하여 논하도록 하였다.
유비쿼터스 홈(U-Home)에서 사용자의 편의를 극대화 하기위해서 상황인지 기술이 필요하다. 현재 상황인지 기술에 대한 연구는 PC(Pesonal Computer) 시스템 상에서 이뤄지고 있다. 하지만 홈 네트워크 환경에서 사용하는 홈서버나 홈게이트웨이에서 상황인지 기술을 적용하기 위해서는 임베디드 시스템 상에서의 구현이 필수적이다. 본 논문에서는 상황인지 미들웨어인 UTOPIA에 대해 분석하고 임베디드 시스템 상에서 구현할 방법에 관해 살펴본다.
현재 계측 산업은 자동화와 연계된 모듈화, 디지털화. 네트워크화가 되어가는 가운데 국내의 보드 시험방법의 경우 수 작업에 의존한 방식으로 품질 및 생산성 문제가 많이 발생하고 있다. 이를 위하여 계측장비의 통합 검사 시스템이 필요하다. 본 논문은 임베디드 시스템을 이용한 계측장비 제어에 관한 연구가 이루어졌고, 디지털 멀티미터를 중심으로 계측장비 제어 모듈을 설계하였다. 이를 검증하기 위해 임베디드 웹 서버를 이용하여 웹 브라우저를 통해 원격 제어하였다. 향후 다양한 계측 장비를 동시에 통합 관리할 수 있는 연구가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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