• 시스템엔지니어링학술지
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• 제14권2호
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• pp.73-82
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• 2018

In this work, a hardware based cryptographic module for the cyber security of nuclear power plant is developed using a system engineering approach. Nuclear power plants are isolated from the Internet, but as shown in the case of Iran, Man-in-the-middle attacks (MITM) could be a threat to the safety of the nuclear facilities. This FPGA-based module does not have an operating system and it provides protection as a firewall and mitigates the cyber threats. The encryption equipment consists of an encryption module, a decryption module, and interfaces for communication between modules and systems. The Advanced Encryption Standard (AES)-128, which is formally approved as top level by U.S. National Security Agency for cryptographic algorithms, is adopted. The development of the cyber security module is implemented in two main phases: reverse engineering and re-engineering. In the reverse engineering phase, the cyber security plan and system requirements are analyzed, and the AES algorithm is decomposed into functional units. In the re-engineering phase, we model the logical architecture using Vitech CORE9 software and simulate it with the Enhanced Functional Flow Block Diagram (EFFBD), which confirms the performance improvements of the hardware-based cryptographic module as compared to software based cryptography. Following this, the Hardware description language (HDL) code is developed and tested to verify the integrity of the code. Then, the developed code is implemented on the FPGA and connected to the personal computer through Recommended Standard (RS)-232 communication to perform validation of the developed component. For the future work, the developed FPGA based encryption equipment will be verified and validated in its expected operating environment by connecting it to the Advanced power reactor (APR)-1400 simulator.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권2호
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• pp.857-880
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• 2016

Due to an increasing number of cyberattacks globally, cybersecurity has become a crucial part of national security in many countries. In particular, the Digital Pearl Harbor has become a real and aggressive security threat, and is considered to be a global issue that can introduce instability to the dynamics of international security. Against this context, the cyberattacks that targeted nuclear power plants (NPPs) in the Republic of Korea triggered concerns regarding the potential effects of cyber terror on critical infrastructure protection (CIP), making it a new security threat to society. Thus, in an attempt to establish measures that strengthen CIP from a cybersecurity perspective, we perform a case study on the cyber-terror attacks that targeted the Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd. In order to fully appreciate the actual effects of cyber threats on critical infrastructure (CI), and to determine the challenges faced when responding to these threats, we examine factual relationships between the cyberattacks and their responses, and we perform analyses of the characteristics of the cyberattack under consideration. Moreover, we examine the significance of the event considering international norms, while applying the Tallinn Manual. Based on our analyses, we discuss implications for the cybersecurity of CI in South Korea, after which we propose a framework for strengthening cybersecurity in order to protect CI. Then, we discuss the direction of national policies.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권10호
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• pp.3319-3326
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• 2021

As a form of industrial control systems (ICS), nuclear instrumentation and control (I&C) systems have been digitalized increasingly. This has raised in turn cyber security concerns. Cyber security for ICS is important because cyber-attacks against ICS can cause not only equipment damage and loss of production but also personal and public safety hazards unlike in general IT environments. Numerous risk analyses have been carried out to enhance the safety of ICS and recently, many studies related to the cyber security of ICS are being conducted. Many existing risk analyses and cyber security studies have considered safety and cyber security separately. However, both safety and cyber security perspectives should be considered when analyzing risks for complex and critical ICS facilities such as nuclear power plants (NPPs). In this paper, the STPA-SafeSec methodology is selected to consider both safety and security perspectives when performing a risk analysis for NPPs in order to assess impacts on the safety by cyber-attacks against the digital I&C systems. The STPA-SafeSec methodology was applied to a test-bed system that simulates a condensate water (CD) system in an NPP. The process of the application up to the development of mitigation strategies is described in detail.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3451-3457
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• 2010

사이버보안성 평가는 대상이 되는 시스템이 사이버보안의 목적에 효과적으로 부합하는지 여부를 판단하는 방법이다. 사이버보안성 평가는 시스템의 사이버보안에 대한 신뢰 수준을 측정하고, 관리적 기술적 운영 측면에서의 사이버보안 척도가 요구된 바와 같이 이행되는지를 확인하는 데 필요하다. 최근 원전 계측제어시스템은 디지털 기술의 적용으로 인해 사이버보안에 관한 기술적 및 관리적 대책이 수립되도록 요구되고 있으나, 동 시스템의 사이버보안성 평가 방법론을 포함한 전반적인 사이버보안 프로그램이 마련되어 있지 않은 실정이다. 본 논문은 원전 계측제어 시스템에 적합한 정성적 사이버보안성 평가 방법론을 제시한다. 제안되는 방법론은 원전 계측제어 시스템의 사이버보안에 대한 강점과 취약점을 평가함으로써 원전 계측제어 시스템의 사용자에게 도움이 될 수 있다. 또한, 이 방법론은 원전 계측제어 시스템의 개발자, 감사자 및 규제자가 사이버보안의 관리적, 운영적 및 기술적 통제 항목을 검토하는 지표로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.264-266
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• 2015

최근 원자력발전소를 대상으로 하는 사이버위협이 급증함에 따라 원자력사업자는 원자력시설의 컴퓨터 및 정보시스템이 사이버공격에 대해 적절히 보호됨을 보장하여야하며 특히 사이버공격에 노출될 경우 핵물질 불법이전 및 공공안전에 악영향을 끼칠 수 있는 필수 계통에 대한 보호가 필요하다. 본 논문에서는 이를 위해 원자력발전소를 대상으로 하는 사이버위협 현황을 조사하고, 원자력 시설의 필수 계통과 그에 포함된 필수디지털자산들을 식별 방법과 그에 따른 사이버보안 조치를 수행하는 국내 외의 국내 원자력 시설에 적합한 필수 계통 식별 및 보안조치 방법을 분석한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.363-374
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• 2015

기존의 원자력발전소 계측제어 시스템은 아날로그 기술 기반으로 설계 및 운영되어 왔지만, 정보기술(IT)의 발달로 신규 원자력발전소에는 점차 디지털 기반 기술이 도입되고 있다. 디지털 기반 기술은 여러 가지 순기능에 반하여 사이버 위협에 취약한 측면이 존재하며 이로 인해 시스템 상에 안전성과 신뢰성에 악영향을 끼치고 발전소 전체에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 원자력발전소에 탑재되는 소프트웨어는 개발 초기 단계부터 사이버보안 요소들을 고려하여 설계되고 각 단계마다 사이버보안 평가를 통하여 사이버보안에 대한 신뢰 수준을 측정하고, 기술적 관리적 운영적 측면에서의 사이버보안 척도가 요구된 바와 같이 이행되는지를 확인하는 것이 필요하다. 그러나 현재 이러한 사이버보안 평가 방법을 포함한 전반적인 사이버보안 프로그램이 마련되어 있지 않은 실정이므로 본 논문에서는 원자력발전소와 관련된 규제요건 및 기술표준문서를 기반으로 원자력발전소의 소프트웨어 생명주기 단계별 사이버보안 활동과 평가 항목을 도출하여 소프트웨어 생명주기 단계별로 사이버보안 평가가 가능한 방법을 제안한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.1425-1435
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• 2019

디지털 제어기 적용의 확대로 원자력 시설에 대한 사이버보안 이슈가 대두되었다. 이에 대처하기 위해 공표된 국내 원자력 시설에 대한 사이버보안 기술기준 RS-015에서는 원자력 시스템 개발자에게 보안 기능의 적용과 아울러 알려진 취약점 분석, 보안 기능에 대한 시험 및 평가를 요구하고 있다. 이를 위해서는 원자력 사이버보안 기술기준에 따른 보안 기능 적합성 시험 절차 및 방법 개발이 필요하다. 본 연구에서는 RS-015의 기술적, 운영적, 관리적 보안조치에 대한 세부항목을 분류하여 기기 수준에서 요구되는 보안 요건을 도출하고 기기에 구현되는 보안 기능이 보안 요건을 만족하는지를 시험하는 절차와 방법을 개발하였다. 본 논문에서는 보안 기능 적합성 시험 절차 및 방법 개발을 위한 과정을 설명하고 개발된 시험사례를 제시한다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.6-10
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• 2023

Only about 10% of selected equipment in nuclear power plants are monitored by wiring to address failures or problems caused by vibration. The purpose is primarily for preventive maintenance, not for predictive maintenance. This paper shows that vibration monitoring and diagnosis using Industrial 4.0 enables the complete predictive maintenance for all vibrating equipments in nuclear power plants with the convergence of internet of things; wireless technology, big data through periodic collection and artificial intelligence. Predictive maintenance using wireless technology is possible in all areas of nuclear power plants and in all systems, but it should satisfy regulatory guides on electromagnetic interference and cyber security.

• 정보보호학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.561-570
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• 2014

원자력 발전소(이하 원전)의 계측제어시스템은 원자력 발전소를 안전하게 운전하기 위한 설비로 아날로그 기술에서 디지털기술로 변하고 있다. 그리고 2010년 이란의 부셰르 원자력 발전소의 원심분리기의 가동을 중단시킨 스턱스넷 공격으로 인해 원전의 사이버공격의 가능성이 많이 증가하고 있다. 하지만 국내외 원전 디지털 계측제어시스템의 사이버 보안 강화를 위해 발간된 규제지침들은 보안요구사항들과 정책 및 절차 수립 방법들에 대하여 기술하고 있으며, 실제 적용 가능한 사이버보안 기술을 개발하기 위한 지침으로는 사용하기에 적합하지 않다. 이러한 이유로 원전 디지털 계측제어시스템의 보안을 강화 할 수 있는 원전에 특화된 사이버보안 기술 개발이 필요하다. 이에 본 논문은 원전에 특화된 사이버보안 기술 개발을 위한 기술 개발 체계를 제안하고, 이를 KINCS 사업에서 개발된 공학적안전설비-기기계통에 적용하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2016

원자력발전소는 주요 국가기반시설로 보호되고 있으며, 계측제어계통은 보호, 제어 및 감시등의 기능을 수행하는 원전을 구성하는 핵심 설비로서, 과거의 아날로그 장비에서 컴퓨터와 네트워크에 기반 한 디지털 기술로 진화하고 있다. 또한, 계측제어계통에서는 대부분 원전용 제어기를 사용하지만, 일반적인 IT 자원의 사용도 증가하고 있는 실정이다. 스턱스넷으로 인한 원자력 시설의 제어기 침해 사고 및 여타 원전의 사이버 사고로 인해 원자력발전소에 대한 사이버보안 문제가 대두되고 있다. 본 논문에서는 원전 사이버 보안을 위해 규제지침의 접근제어 요건분석을 통하여 원전 계측제어계통에 적용 가능한 혼합형 접근제어 모델을 제시하였다. 제안하는 혼합형 접근제어 모델은 가동 중인 국내 원전 및 건설 중인 신규 원전에 구현하여, 원전의 안전성을 효율적으로 증대 시킬 수 있을 것으로 판단된다.