DGIST 정보동신융합전공 - 무인열차 볼까요

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2009년 이란의 핵 시설에 비상이 걸렸다. 우라늄을 농축하는 이 시설은 원심 분리기가 3000개 정도 있는데, 이 중 1000개가 마을 나온 것이었다 제어 시스템에도 별다른 이상은 보이지 않았다. 원인은 미궁으로 빠진 가운데 6개월의 오랜 연구 끝에 '범인'이 밝혀졌다. 범인의 정체는 스턱스넷(Stuxnet)이라는 신종 바이러스였다. 이전의 바이러스는 컴퓨터 소프트웨어를 파괴하는 것이었다. 소프트웨어에 이상이 생기면 이를 감지한 뒤(나중에) 복구할 수 있었다. 하지만 스턱스넷은 소프트웨어를 망가뜨리지 않았다. 원심 분리기 회전 속도를 올렸다 내려 반복하게 할 뿐이었다. 이와 함께 회전속도에 대한 정보를 정상 범위의 가짜 정보로 대체했고 소프트웨어 감지 시스템은 이상을 감지하지 못해 결국 원심분리기는 과부하로 마을이 됐다.박경준 대구경북과학기술원(DGIST) 정보통신융합전공 교수는 "최근 사물인터넷(IoT)이 발달하면서 집의 가스밸브와 냉난방 기기는 물론 자율주행자동차와 무인열차 등 교통 인프라도 통신으로 제어한다"며 "통신은 유용한 수단이자 해킹 등 사이버 공격의 타깃이 되기 때문에 이에 대비하는 기술이 매우 중요하다"고 말했다.

실제로 박 교수는 무인철도 시스템으로 운행되는 무인열차가 해킹으로 추돌할 수 있는 소음을 알아냈다. 기관사가 없는 무인열차는 관제센터의 명령을 통신으로 받아 움직인다. 국내에서는 신분당이 이런 방식으로 운영된다. 박 교수는 우선 세계적으로 널리 쓰이는 무선통신열차제어방식(CBTC)을 공격할 수 있는 바이러스를 만들었다. 이 바이러스의 역할은 관제센터의 명령을 중간에 가로채 운행속도의 제한범위를 바꿔버리는 것이다.박 교수는 이를 실제 철도시스템에 적용해 봤다. 그의 연구실에는 커다란 책상이 몇 개 놓여 있었고 그 위에 철도 모형이 놓여 있었다. 박 교수는 "현실적으로 철도 추돌 실험을 실물로 할 수 없어 철도 모형을 만들고 시뮬레이션했습니다"며 "모형이지만 세계에 자주 시스템을 사용하는 필리핀 철도 노선을 당신으로 잡고, 실제로 사용되는 소프트웨어와 시스템도 당신으로서 가져왔다"고 설명했습니다.박 교수가 철도 모형을 이용해 실험한 결과 앞차의 속도 범위는 떨어지고 뒷차의 속도 범위는 높아지고 뒷차의 속도 범위는 높아져 이쪽의 추돌사로 이어졌다. 이 연구 결과는 지난해 1월 하루에 국제 전자 전기 공학회(IEEE컴퓨터 학회가 발행하는 저널"컴퓨터"에 게재됐다. doi:하나 0. 하나하나 09/MC.20하나 8.2876054박 교수는 "무인의 열차는 명령대로 움직였기 때문에 시스템이 잘못된 사실을 전혀 인지하지 않았어요 ","현실에서는 막대한 피해가 바루 셍후와루 수"고 말했습니다.

이러한 의문이 생성하는 근본적인 이유는 사이버 세상을 모두 sound 되는 컴퓨터 설계, 물리 세계를 모두 sound 되는 제어 설계, 그리고 이를 연결하는 통신 설계가 각각 독립적으로 이루어지는 sound 이들을 통합했기 때문입니다. 박 교수는 "논리 구조대로 움직이는 사이버 세계와 역학적 방식으로 움직이는 물리 세계를 통합할 수 있는 설계가 필요하다"고 말했다. 이런 욕구를 충족시키기에 10년 전 미국에서는 '사이버 물리 시스템(CPS·Cyber-Physical Systems)'이라는 분야가 아내 sound등장했다. DGIST는 2014년 국내 최초로 '고 신뢰 CPS연구 센터'를 개설하고 외부의 악의적인 공격 이쟈싱 내부에 오류가 생성한 때 빠르게 자율 복원할 수 있는 기술을 서울대 KAIST광주 과학 기술원(GIST)등과 공동으로 연구하고 있다.박 교수는 이번 연구에서 무인열차의 약점을 보완하는 해법도 제시했다. 관제 센터에서 전달된 명령과 해커가 보낸 명령을 구분하는 것입니다. 박 교수는 "위협적인 해커의 명령이 입력될 경우 내장 소프트웨어가 이를 실시간으로 감지하는 sound 해커에게 노출되지 않는 서버 내 관제시스템에 운행 권한을 넘기면 된다"며 "이 관제시스템이 평소보다 안전한 속도로 열차를 운행하면 추돌사고를 막을 수 있다"고 설명했다.자율복원 기술은 무인열차 외에도 실시간 통신으로 제어가 필요한 자율주행자동차, 드론 등에도 적용할 수 있다. 박 교수는 "각 기술의 운영 방식이 다른 만큼 자율 복원 기술도 다른 설계가 필요하다"며 "향후 운송 트럭 여러 대가 무인 운행되는 '군집 자율 주행'과 드론에 필요한 자율 복원 기술을 개발할 계획"이라고 밝혔다.

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문:대구=서울 동준 기자의 사진:이소연 ​ 과학 동아 20하나 9년 03호