• Review of KIISC
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• v.27 no.2
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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.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• v.28 no.1
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• pp.123-133
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• 2018

Cyber-Physical System (CPS) is a system in which a physical system and a cyber system are strongly integrated. In order to operate the target physical system stably, the CPS constantly monitors the physical system through the sensor and performs control using the actuator according to the current state. If a malicious attacker performs a forgery attack on the measured values of the sensors in order to conceal their attacks, the cyber system operated based on the collected data can not recognize the current operation status of the physical system. This causes the delay of the response of the automation system and the operator, and then more damage will occur. To protect the CPS from increasingly sophisticated and targeted attacks, countermeasures must be developed that can detect stealthy deception attacks. However, in the CPS environment composed of various heterogeneous devices, the process of analyzing and demonstrating the vulnerability to actual field devices requires a lot of time. Therefore, in this study, we propose a method of constructing the experiment environment of the PLCitM (PLC in the middle) which can verify the performance of the techniques to detect the CPS stealthy deception attack and present the experimental results.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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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.

• Information and Communications Magazine
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• v.30 no.10
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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.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.30 no.4
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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.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.40 no.10
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• pp.2014-2025
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• 2015

Wireless Sensor Networks (WSNs) are special network which has purpose of usage for gathering information of certain area and observing situation. WSNs consist of small nodes with sensing event such as temperature, movement or certain objects. The sensor has the capabilities to collect data and route data back to the sink. The sensors route data either to other sensors or back to a sink in one direction. That is, traditional WSNs communicate asymmetrically. However, under the new paradigm of the Internet of Things (IoTs) or Cyber Physical system (CPS), WSNs have potential to be used as important area. So, more research is necessary to communicate with each moving objects symmetrically in WSNs. In this paper, we proposed symmetric communication scheme among mobile objects in wireless sensor network. Simulation results show that our scheme is superior th the existing ones in terms of energy consumption and transmission success ratio.

• Clean Technology
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• v.21 no.1
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• pp.12-21
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• 2015

Development of novel conducting polymers (CPs) is expected to facilitate the advancement of functional materials used for energy, environmental, and nanotechnology. Recent research efforts are focused on doping CPs with functional dopants to enhance their performance or add additional functions that are not inherent in CPs. This review surveys literatures about the doped CPs focusing on the roles of functional dopants, unlike other reviews focusing on the development of new conducting polymer backbones. The functional dopants presented in this review include redox active molecules, carbon nanomaterials, biopolymers, and chelating molecules. Depending on the dopants and their physicochemical properties, the doped CPs can be used for a variety of applications such as polymer batteries, membranes for waste water treatment, and chemical sensors. A major challenge of the CPs is presented and the ways to overcome the challenge is also suggested for the future development of stable, high performance CPs.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.30 no.4
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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.

• Information and Communications Magazine
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• v.29 no.10
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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.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.16 no.11
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• pp.2446-2452
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• 2012

In order to meet the recently enhanced emission standards at home and abroad, it is necessary to develop the CRDI ECU control algorithm that users can adjust fuel injection timing and amount in response to their needs. Therefore, this study developed the simulator for knocking analysis that enables knocking discrimination and engine balance correction applicable to the ECU exclusive to the industrial CRDI engine. The purpose of this study is to provide the driver-oriented diagnostic service that enable drivers to diagnose vehicles directly by developing diagnostic devices for vehicles with ths use of the results of the developed simulator for knocing analysis according to the OBD-II standards. For this purpose, this study aims to improve the fuel efficiency of vehicles by proposing the S/W design method of the OBD-II diagnosis device that can provide real-time communcations with the use of wired system and bluetooth module as a wireless system to send and recevice automobile fault diagnosis signal and sensor output signal, and to suggest an improvement for engine efficiency by minimizing the generation of harmful exhaust gas.