본 논문은 유무선 네트워크와 댁내 가전기기로 구성된 홈 네트워크 시스템은 각종 외부 위협요소로부터의 사이버 공격 대상이 될 수 있을 뿐만 아니라 해킹, 악성코드, 웜 바이러스, DoS공격, 통신망 도청 등의 보안취약성을 가지고 있다. 이로 인해 사생활 침해, 개인정보의 노출, 개인정보의 도용 등 많은 문제가 발생한다. 따라서 홈 네트워크상에서 해당 사용자의 자산 및 개인정보를 보호할 수 있는 보안 프로토콜의 필요성은 점차 증대되어가고 있다. 따라서 본 논문에서는 공개키 인증서를 이용하여 사용자를 인증하고 인증된 정보를 기반으로 해당 기기에 대한 권한을 차등 부여함으로서 허가 받지 않은 사용자로부터의 댁내 자산 및 개인 정보를 보호할 수 있는 사용자 인증과 접근제어 기술을 이용한 홈 네트워크 보안 프로토콜을 설계하고 제안한다.
최근 스마트 홈(smart home) 기술은 홈 오토메이션(home automation)의 편리함으로 큰 호응을 얻으며 발전하고 있다. 특히 스마트 홈은 홈 네트워크(home network)에 여러 IoT(Internet of Things) 및 센서들을 유·무선 네트워크로 연결하여 다양한 서비스를 제공하고 있다. 그리고 스마트 홈 서비스는 월패드(wall pad)를 통해 조명이나 에너지, 환경, 도어 카메라 등을 쉽고 편리하게 제어하고 있다. 그러나 최근 월패드의 해킹사고로 인해 사회적 이슈가 되고 있는 가운데, 개인정보의 유출 및 사생활 침해가 예상된다. 이에 월패드 보안에 대한 실질적인 예방과 대응책 마련이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 월패드와 관련한 취약 원인을 고찰하고 대응 방안을 제안함으로써, 향후 스마트 홈의 대응 기술 개발에 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
홈네트워크 산업은 최근 국민소득 2만 달러 시대를 달성하기 위해 범 국가적으로 추진중인 9대 신성장동력에 포함되는 등 국내외적으로 그 중요성이 확산되고 있다. 이러한 홈네트워크 산업을 구성하는 핵심 기술인 홈게이트웨이 기술은 액세스망과 댁내망을 연결하는 네트워크 접속을 주 기능으로 하여 네트워크주소관리, 네트워크 보안, 프로토콜 변환, 음성서비스 기능 등을 제공하는 장치로서, 가정 내의 모든 정보가전기기가 유ㆍ무선 홈네트워크로 연결되어 누구나 기기, 시간, 장소에 구애받지 않고 다양한 홈디지털서비스를 제공 받을 수 있는 미래 지향적인 가정 환경을 제공하는 기술이다. 세계 각국에서는 이와 같은 홈게이트웨이 제품 및 관련 홈네트워크 서비스의 상호호환성과 상호운용성 증진을 도모함과 동시에 세계시장을 선점하고, 기술적 우위를 확보하기 위해 전략적으로 표준화 활동에 참여하고 있는 추세이다. 본 고에서는주요 외국의 홈게이트웨이 제품 동향과 국내외 주요 표준화 단체의 최근 표준화 진행 동향에 대해 살펴본다.
IT기술 산업의 발전과 함께 홈 네트워크에 의해 댁내에서 제어되는 가전 기기들의 종류가 많아지고, 가전기기 외에도 스마트폰과 같은 개인별 소형 단말기의 보유량이 증가함에 따라 다양해진 댁내 장치들의 제어를 위한 관리 서비스의 요구도 증가하게 되었다. 본 논문에서는 홈네트워크 가전기기의 기능을 객체 지향적으로 설계한 OVNet(Object Virtual Network)기반의 홈 네트워크 미들웨어를 통해 홈 네트워크에서 필요한 사용자 및 디바이스, 콘텐츠 그리고 보안 등의 관리를 할 수 있는 객체기반의 관리 모듈을 설계하였다.
제4차산업혁명의 기반이 되는 사물 인터넷이 많은 시스템에 응용되고 있으나, 사물인터넷과 연결되는 다양한 종류의 센서, 에지 노드, 등과 같은 하드웨어 구조에 적합한 저사양의 메모리, CPU 연산능력 및 경박단소한 센서노드 등으로 구성된다. 따라서, 기존의 보안 알고리즘으로 저용량의 노드에 사용할 수 없어, 새로운 제한된 하드웨어 구조 및 초경량의 암호 알고리즘이 요구되고 있다. 본 논문에서는 사물인터넷(IoT)에 연결된 스마트 홈 네트워크에서 야기될 수 있는 취약점 및 보안 문제점을 분석하고, 외부의 공격에 대한 다양한 종류의 보안 이슈 문제를 해결하기 위한 방법, 다양한 종류의 디바이스 보호를 위한 정합기술, 안전한 보안을 위한 IoT(Internet of Things)에서의 요구사항 및 응용 방법에 대해서 분석하였다.
이제까지의 디지털 홈 연구는 네트워크기술과 보안 관련 시스템에 관한 것이 주를 이루었다. 홈 네트워크에서 개인화 되고 차별화 된 서비스의 제공이 새로운 이슈로 부각되고 있다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 가족 구성원 각자의 특성을 고려한 차별적인 서비스를 제공한다. 출입통제시스템을 통하여 내부 사용자 정보를 얻고, 컨트롤러는 내부 사용자의 데이터베이스를 활성화시켜 차별적인 환경을 제공하고, 홈 네트워크의 서브시스템을 제어하는 것이다. 예로, 사용자 연령에 따라 TV 프로그램 혹은 채널을 제한하거나 사용자마다의 다른 인터넷 환경을 제공하거나 전화번호에 제한을 둘 수 있고, 홈쇼핑 결제 권한을 제한하는 등 가족 구성원간의 차별적인 환경을 자동으로 제공할 수 있다.
홈네트워크 구성요소는 크게 액세스망과 댁내망 그리고 이를 상호 접속하기 위한 홈게이트웨이로 구성된다. 이 중에서 홈게이트웨이는 홈네트워크를 구성하는 기본이 되는 장비로서 외부 네트워크를 액세스하고, 댁내의 네트워크로 신호를 분배하는 일을 수행한다. 동시에 LAN 인터페이스를 가지는 홈 라우터의 역할도 수행하여야 하며, 서비스 제공자가 전화, 인터넷 액세스, 보안 및 에너지 관리, 전자 상거래 등과 같은 서비스들을 댁내로 제공하는 기능을 수행한다. 본 논문은 한국통신의 학술용역 과제로서 연구가 진행중인 홈게이트웨이의 기술동향과 진화방안에 대해 소개한다. 본 논문에서는 홈게이트웨이의 표준화 동향과 유무선 기술을 조사하고, 장단점을 비교 분석하였다. 또한 이러한 분석을 바탕으로 하여 홈게에트웨이의 진화방안과 Advanced Model을 제시하였다.
사용자의 각 개인별 관심 및 환경에 따라 적절한 정보를 다양한 입출력 방식으로 제공하고, 가정내의 모든 장소에서 네트워크 접속이 가능한 사용자 중심의 지능형 홈 네트워크 환경의 새로운 요구가 대두 되고 있다. 또한 집안의 온도, 가스, 화재, 도어, 적외선 센서들로부터 수집된 정보를 요약, 분석, 처리 가공하여 문자 및 그래픽 등으로 보고 받는 사용자 중심의 서비스 제공이 요구 된다. 이에 본 논문은 전력선 통신 (Power Line Communication, PLC)을 이용한 흠 네트워크 시스템을 구축하여 가정내의 온도, 화재, 침입방지 등의 보안 문제뿐만 아니라 정보가전기기들이 네트워크로 상호 연결되어 기기, 시간, 장소에 구애 받지 않는 다양한 서비스의 제공이 가능하며, 중앙의 홈 서버를 통해 집안 전체의 관리가 가능한 안전하고 스마트한 자동화 서비스를 제공하는 환경을 구축한다.
다기능 단말기 보급이 확산됨에 따라 무선인터넷 사업에서 이를 기반으로 새로운 사업모델이 개발되고 있다. 다기능 단말기는 VOD, AOD 등의 멀티미디어 서비스와 블루투스, 무선랜을 이용한 근거리 무선인터넷 서비스를 가능하게 하고 있다. 새로운 사업모델로 다기능 단말기를 이용한 홈 네트워킹 서비스가 개발되고 있다. 본 논문은 흠 네트워크 제어기와 연동하는 WIPI 기반 홈 네트워크 어플리케이션에 관한 것이다. 개발된 홈 네트워크 어플리케이션은 댁내 장비를 제어하고 웹 카메라와 연동하여 댁내의 보안상태를 확인할 수 있는 기능을 제공한다. GigBee, RFID 등의 PAN장치를 내장한 다기능 단말기가 개발됨에 따라 PAN을 이용한 다양한 서비스가 개발될 것이다.
최근 들어 정보가전과 홈 게이트웨이를 사용하여 집안의 가전제품과 외부 네트워크를 연결해 다양한 서비스를 제공하려고 하는 시도가 많아졌으며, 이와 함께 홈 게이트웨이에 대한 표준화 작업이 여러 단체에서 진행 중에 있다. 본 논문에서는 홈 게이트웨이 환경에서 여러 보안관련 부분중 사용자 인증에 관한 문제점을 해결하고자 한다. 홈 게이트웨이는 기존 PC 환경처럼 CPU, 메모리 등의 리소스들이 충분하지 않고 각 서비스를 사용하기 위해 매번 로그인하지 않아야 하는 등의 이유로 PC환경에서 사용하는 보안 메커니즘을 그대로 적용하는데는 한계가 있다. 홈 게이트웨이의 특성과 위와 같이 대두되는 몇 가지 문제점을 본 논문에서 제시하는 사용자 인증 방법을 통해 해결하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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