• 정보보호학회지
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• 제27권2호
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• pp.46-56
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• 2017

사이버 물리 시스템(CPS, Cyber-Physical Systems)은 높은 신뢰성, 실시간성, 자동제어 특성이 요구되는 기반시설 제조 및 생산, 교통 등 산업분야에서 널리 쓰이고 있다. 센서와 액츄에이터 등의 현장장치를 네트워크 기반으로 일정한 상태를 유지하도록 제어를 담당하는 산업제어시스템이 그 예이다. 하지만, CPS는 네트워크 기반 상호 연결이 중가함에 따라 각종 사이버 공격이 급증하고 있는 추세이다. 이에 따라, CPS 보안 기술 연구의 필요성이 대두되었고, CPS 보안 기술 연구개발에 반드시 필요한 기반 환경으로써, 사이버영영과 물리영역을 포함하는 CPS 테스트베드 기술 연구가 활발히 진행 중에 있다. 본 논문에서는 CPS 관련 테스트베드 기술 동향 분석에 앞서 표준 및 지침에 명시된 CPS 구조에 대해 분석하고, 기존에 연구된 CPS 테스트베드 기술을 CPS의 계층적 구조를 기반으로 구성요소 및 구성방법을 비교 분석한다. 또한, CPS 테스트베드와 연계한 제어프로토콜 지원 현황과 사이버공격 시나리오 특징을 분석한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.123-133
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• 2018

사이버 물리 시스템(CPS: Cyber-Physical System)은 물리시스템과 사이버시스템이 통합되어 운영되는 시스템을 말한다. CPS는 대상 물리시스템을 안정적으로 운영하기 위해 다수의 센서를 이용하여 끊임없이 물리 대상을 모니터링하고 현재 상태에 따라 액추에이터 제어를 수행한다. 만약 악의적인 공격자가 자신들의 공격을 은닉하기 위해서 센서들의 측정값을 대상으로 위변조 공격을 수행한다면, 수집된 데이터에 기반하여 운영되는 사이버시스템은 현재 물리시스템의 운영 현황을 확인할 수 없게 된다. 이는 자동화 시스템 및 운전원의 대응을 지연시켜 더욱 큰 피해가 발생하게 된다. 점차 정교해지는 타겟형 공격들로부터 CPS를 안전하게 보호하기 위해서는 센서 및 측정값을 대상으로 수행되는 은닉형 공격을 탐지할 수 있는 대응기술을 개발해야 한다. 그러나 다양한 이기종 장치들이 존재하는 CPS에서 실제 현장장치들을 대상으로 취약점을 분석하고 실증하는 과정은 많은 시간을 필요로 한다. 따라서 본 연구에서는 CPS 은닉형 공격 탐지 기술의 성능 검증에 활용 가능한 중간자 PLC 실험환경 구축 방안을 제안하고 그 실험결과를 제시한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.14-14
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• 2023

산업발전에 따른 인구증가, 기후위기에 따른 가뭄 및 물 부족심화, 그리고 수질오염 등은 2015년 제79차 UN총회의 물 안보측면에서 국제사회의 물 분야 위기관리를 위해 2030년을 지속가능한 발전 목표(Sustainable Development Goals)로 하였다. 또한, 현재 물 산업은 빠르게 성장하고 있으며, 2016년 세계경제포럼(World Economic Forum) 의장 클라우스 슈밥(Klaus Schwab)부터 주창된 제4차 산업혁명로 인해 현재 물 산업의 패러다임 또한 급속히 변화하고 있다. 이는 컴퓨터를 기반으로 하는 CPS(Cyber Physical System) 및 DT(Digital Twin) 연계 분석방식의 혁신을 일컫는다. 2002년경에 DT의 기본개념이 제시되었고, 2006년경에는 Embedded System에서의 DT와 같은 개념으로 CPS의 용어가 등장했다. DT는 현실세계에 존재하는 사물, 시스템, 환경 등을 S/W시스템의 가상공간에 동일하게 모사(Virtualization) 및 모의(Simulation)할 수 있도록 하고, 모의결과를 가상시스템으로 현실세계를 최적화 체계 구현 기술을 말한다. DT의 6가지 기능은 ① 실제 데이터(Live Data), ② 모사, ③ 분석정보(Analytics), ④ 모의, ⑤ 예측(Predictions), ⑥ 자동화(Automation) 이다. 또한, CPS는 대규모 센서 및 액추에이터(Actuator)를 가지는 물리적 요소와 이를 실시간으로 제어하는 컴퓨팅 요소가 결합된 복합시스템을 말한다. CPS는 물리세계에서 발생하는 변화를 감지할 수 있는 다양한 센서를 통해 환경인지 기능을 수행한다. 센서로부터 수집된 정보와 물리세계를 재현 및 투영하는 고도화된 시스템 모델들을 기반으로 사이버 물리공간을 인지·분석·예측할 수 있다. CPS의 6가지 구성요소는 ① 상호 운용성(Interoperability), ② 가상화(Virtualization), ③ 분산화(Decentralization), ④ 실시간(Real-time Capability), ⑤ 서비스 오리엔테이션(Service Orientation), ⑥ 모듈화(Modularity)이다. DT와 CPS는 본질적으로 같은 목적, 내용, 그리고 결과를 만들어내고자 하는 같은 종류의 기술이라고 할 수 있다. CPS 및 DT는 물리세계에서 발생하는 변화를 감지할 수 있으며, 토양-지하수 센서를 포함한 관측기술을 통해 환경인지 기능을 수행한다. 지하수 관측기술로부터 수집된 정보와 물리세계를 재현 및 투영하는 고도화된 시스템 모델들을 기반으로 사이버 물리공간 및 디지털 트윈 공간을 인지·분석·예측할 수 있다. CPS 및 DT의 기본 요소들을 실현시키는 것은 양질의 데이터를 모니터링할 수 있는 정확하고 정밀한 1차원 연직 프로파일링 관측기술이며, 이를 토대로 한 수자원 관련 빅데이터의 증가, 빅데이터의 저장과 분석을 가능하게 하는 플랫폼의 개발이다. 본 연구는 CPS 및 DT 기반 토양수분-지하수 관측기술을 이용한 지표수-지하수 연계, 지하수 순환 및 관리, 정수 운영 및 진단프로그램 개발을 위한 토양수분-지하수 관측장치를 지하수 플랫폼 동시성과 디지털 트윈 시뮬레이터 시스템 개발 방향으로 제시하고자 한다.

• 정보와 통신
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• 제30권10호
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• pp.62-69
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• 2013

사이버물리시스템 (Cyber Physical Systems, CPS)은 우리가 살아가는 물리 세계와 센서, 엑츄에이터, 임베디드 컴퓨팅 시스템 등으로 구성된 사이버 세계와의 융합을 추구하는 새로운 패러다임이다. 본고에서는 CPS가 무엇인지, 왜 중요한지, 그리고 풀어야 할 숙제는 무엇인지에 대한 논의를 CPS 응용 어플리케이션의 관점에서 접근해본다. 특히 CPS 핵심 응용 분야 중 교통, 의료, 전력시스템과 관련하여 현재 대구경북과학기술원의 CPS글로벌센터에서 수행 되고 있는 연구와 그러한 연구의 기여도에 초점을 맞추어 논의를 진행한다. 즉 본고에서는 지능형 교통 시스템, 스마트 홈, 스마트 그리드 및 미래의 헬스케어 시스템에 관한 연구 소개를 통하여 CPS에 대한 실질적인 이해를 돕고 앞으로 CPS 연구와 관련하여 나아가야 할 방향에 대하여 논의한다.

• 전자통신동향분석
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• 제30권4호
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• pp.92-101
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• 2015

미래 전장은 정보 지식 기반의 첨단 전력체계를 확충하기 위해 향후 전력구조를 통합, 지휘통제통신(C4I) 체계와 생존성과 통합성이 향상된 전장의 네트워크중심전(NCW) 수행능력을 향상시킬 것이다. 사이버물리시스템(Cyber-Physical Systems: CPS)은 함정전투체계에 적용되고 있는 DDS를 포함하여 국방 M&S의 근간인 Live, Virture, Constructive(L-V-C) 체계의 큰 축을 형성하고 있다. 사물인터넷(Internet of Things: IoT) 기술은 센서네트워크, 통신, Radio Frequency Identification(RFID), Ubiquitous Sensor Network(USN), Machine to Machine(M2M), D2D 기술 및 상황인지, 지능서비스를 위한 정보수집/가공/융합/분석/예측기술을 포괄적으로 포함한 기술로서 미래산업을 이끌어 갈 차세대 선도 기술이며, 특히 군사적으로도 감시정찰 센서네트워크(USN), 견마형로봇, 경전투로봇과 무인기 기술 및 전술정보통신망체계(TICN) 등 첨단 통신네트워크 기술의 전력화 추세는 IoT 기술의 적용영역을 넓혀주고 있다. 감시정찰체계(Sensor)에서는 감시정찰 분야 영상정보 처리, 표적탐지 등과 관련된 IoT 기술 소요와 지휘통제통신(C4I) 체계의 상호운용성, 데이터링크, 지능형 통신체계 등 C4I 관련 IoT 기술 소요 및 타격체계(Shooter)의 내장형 SW 등 유 무인 무기체계 관련 IoT 기술의 소요가 증대될 것으로 예상된다. 본고는 CPS 및 IoT 기술의 군사적 활용방안 및 획득전략에 대한 적용기술 및 발전방향을 살펴본다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권10호
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• pp.2014-2025
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• 2015

무선 센서 네트워크는 특정 지역의 정보를 수집하거나 상태를 관찰하는 등의 특수한 목적을 가진 네트워크이다. 이를 위해, 센서 네트워크는 이벤트를 감지하고 정보를 전달하는 센서 노드와, 센서 노드로부터 전달받은 정보를 수집하는 싱크노드로 구성되어 있고, 센서 노드가 싱크노드에게 단순히 비대칭적으로 정보를 전달하는 형태로 연구가 진행되어 왔다. 하지만, 센서 네트워크가 단순히 데이터를 수집하기보다는 이동성을 지닌 사물이나 사람과 같은 객체들이 정보를 주고받으며 서비스를 제공하는 사물인터넷, CPS 등과 같은 서비스로의 활용 범위가 늘어나고 있기 때문에, 지금까지의 일방적인 정보를 전달하는 형태 뿐 만아니라 센서 네트워크 위에서 이동 객체들이 서로 정보를 교환하는 상호 대칭적인 형태의 통신 방안이 필요하다. 즉, 변화되어가는 서비스 환경과 사용자의 요구사항에 따라 센서 네트워크 내의 이동 객체들 간에 정보를 직접 교환하는 대칭적인 형태로의 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 센서 네트워크 내에서 이동 객체 간의 상호 대칭적인 통신을 지원하는 프로토콜을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안방안이 기존의 방법들에 비해 더 나은 에너지 효율성 및 전송 성공률을 가진다는 것을 증명한다.

• 청정기술
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• 제21권1호
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• pp.12-21
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• 2015

전도성 고분자를 이용한 새로운 기능성 재료의 개발은 에너지, 환경, 나노 기술 분야 발전에 크게 기여할 것으로 기대를 모으고 있다. 최근에는 전도성 고분자에 기능성 도펀트(functional dopant)를 삽입하여 고성능화에 초점을 맞춘 연구들이 많이 수행되고 있다. 본 총설은 새로운 전도성 고분자 합성의 관점으로 쓰여진 다른 문헌들과 달리, 삽입되는 기능성 도펀트의 역할과 응용 분야를 중심으로 서술하였다. 대표적인 기능성 도펀트의 종류로는 산화환원 활성(redox-active) 분자, 카본나노물질, 바이오물질, 킬레이팅(Chelating) 분자 등이 있으며, 각각의 도펀트의 고유한 특징에 따라 베터리, 수처리용 분리막, 센서 등 다양한 분야에 활용될 수 있다. 본 총설에서는 각각의 기능성 도펀트가 첨가 되었을 때 장점과 응용 방향에 대해 살펴 보고, 전도성 고분자의 안정성 향상을 위한 방법과 고려해야 할 점들에 대하여 제안하고자 한다.

• 센서학회지
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• 제30권4호
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• pp.267-272
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• 2021

In this study, Ag was deposited to investigate its applicability as a surface-enhanced Raman scattering substrate after forming a grass-type black silicon structure through maskless reactive ion etching. Grass-structured black silicon with heights of 2 - 7 ㎛ was formed at radio-frequency (RF) power of 150 - 170 W. The process pressure was 250 mTorr, the O₂/SF₆ gas ratio was 15/37.5, and the processing time was 10 - 20 min. When the processing time was increased by more than 20 min, the self-masking of Si_xO_yF_z did not occur, and the black silicon structure was therefore not formed. Raman response characteristics were measured based on the Ag thickness deposited on a black silicon substrate. As the Ag thickness increased, the characteristic peak intensity increased. When the Ag thickness deposited on the black silicon substrate increased from 40 to 80 nm, the Raman response intensity at a Raman wavelength of 1507 / cm increased from 8.2 × 10³ to 25 × 10³ cps. When the Ag thickness was 150 nm, the increase declined to 30 × 10³ cps and showed a saturation tendency. When the RF power increased from 150 to 170 W, the response intensity at a 1507/cm Raman wavelength slightly increased from 30 × 10³ to 33 × 10³ cps. However, when the RF power was 200 W, the Raman response intensity decreased significantly to 6.2 × 10³ cps.

• 정보와 통신
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• 제29권10호
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• pp.74-82
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• 2012

무선 센서 네트워크(WSN, Wireless Sensor Network)는 최근 주목 받고 있는 가상-물리 시스템 (CPS, Cyber-Physical System)의 입력을 담당하는 부분으로써 CPS를 구성하는 주요한 부분 중 하나이다. 본고에서는 기존의 배터리 기반 WSN의 짧은 수명 및 높은 유지관리 비용을 극복하기 위하여 최근 활발히 연구되고 있는 태양 에너지 기반 무선 센서 네트워크(SP-WSN, Solar-powered WSN)의 연구 동향과 이슈들을 살펴보고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.2446-2452
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• 2012

국내외의 배출가스 규제 강화에 부합하기위하여, 사용자 의도에 따른 연료 분사시기와 분사량 조절이 가능한 커먼레일 ECU를 제어할 수 있는 알고리즘 개발의 필요에 따라서 본 논문에서는 커먼레일 엔진 전용 ECU에 적용할 수 있는 노킹 판별 및 엔진 밸런스 보정이 가능한 노킹 진단 알고리즘을 구현하여 시뮬레이터로 개발하였다. 또한 운전자가 직접 차량을 진단하는 운전자 중심의 진단 서비스를 제공하고자 시뮬레이터의 결과를 OBD-II 표준에 의거하는 차량 위주의 진단기로 개발하고자 한다. 이를 위해 자동차 고장진단 신호 및 센서 출력 신호를 송수신하는 유선 시스템과 무선 시스템인 블루투스 모듈을 이용하여 실시간 통신이 제공될 수 있는 OBD-II 진단기 S/W 설계방안을 제안함으로써 차량의 연비향상 및 유해가스 저감을 통한 엔진의 효율성 향상을 실현하도록 한다.