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성장하는 드론시장, 보안성 강화는 필수다

드론 시스템은 [그림 1]과 같이 기본적으로 무인 비행체(Unmanned aircraft)와 지상 관제소(GCS, Ground Control Station), 통신 데이터 링크 등으로 구성되어 있는데, 무인 시스템 및 무선 통신망을 이용한다는 드론의 태생적인 특성상 탈취공격과 같은 물리적 보안 취약성과 더불어, 통신도청, GPS 신호조작 및 신호방해 공격, 악성코드 감염 등 각종 사이버 공격에 취약하다. 드론이 해커의 공격에 의해 수집된 정보가 노출된다면, 드론이 촬영한 영상들은 사용자 프라이버시를 침해하는 목적으로 악용될 수 있다. 또한 재난방재현장에 사용되는 드론이 악성코드 감염으로 인하여 잘못된 알람/경보 정보들을 제공하거나 드론이 전송하는 메시지가 도감청되거나 위변조되어 전달된다면, 시스템에 혼란을 주어 더 큰 위험을 야기할 수 있다. 드론의 통신 보안을 위한 암호 프로토콜 민간용 드론이 지상 관제소랑 통신할 때 가장 널리 사용하는 MAVLink(Micro Air Vehicle Link) 통신 프로토콜은 경량화에 중점을 두면서 보안을 고려하지 않고 개발되었기 때문에 메시지 위변조 공격에 취약하다.
  MAVLinK의 보안 문제를 해결하기 위해 2013년도에 STS(Station-To-Station) 키교환 프로토콜과 AES-GCM 대칭키 암호알고리즘을 사용한 sMAVLink(Secure MAVLink)가 제안되었으나, MAVLink 패킷 구조를 완전히 바꿔야 하는 등의 문제와 이식성 문제 때문에 아직까지 상업용 드론에 적용되지 않고 있다. 드론과 지상 관제소 혹은 다른 사물과의 안전한 통신을 위해서는 인증된 사용자와의 사전 키 공유가 수반되는 암호 프로토콜을 탑재하여야 한다. 2015년에는 드론과 스마트 객체 간의 안전한 통신을 위해서 단방향 키 합의와 전자서명을 결합한 효율적인 일대일 통신 보안 프로토콜(eCLSC-TKEM, efficient Certificate-Less SignCryption Tag Key Encapsulation Mechanism) 이 제안되었다.
  eCLSC-TKEM은 무인증서 공개키 암호(CL-PKC, CertificateLess Public Key Cryptography)를 이용하여 대칭키를 공유하는 키캡슐화(Key Encapsulation) 프로토콜로 발급된 개인키(Private Key)에 유효 기간을 부여하고 기간이 만료되면 새 개인키가 생성되게 함으로써 드론이 탈취되어도 개인정보 등의 데이터가 유출되는 것을 방지하였다. 이로 인해 인증된 키 합의와 부인방지, 사용자 해지 등의 모든 보안 요구사항들을 만족한다. 2017년에는 드론이 다수의 스마트 객체들에게 안전하게 데이터를 전송할 수 있도록 설계된 하이브리드 암호화 방식 CL-MRES(CertificateLess Multi-Recipient Encryption Scheme)과 EC-ElGamal 동형 암호 방식과 최적화된 배치(Batch) 검증 기술을 활용하여 다중 스마트 객체로부터 데이터를 효율적으로 수집할 수 있도록 하는 CLDA(CertificateLess Data Aggregation)가 제안되었다.
  이외에도 2017년에는 드론과 지상 관제소 간의 안전한 데이터 전송을 위해 일회성 패드(One-Time Pad) 기반 암호 통신 방법이 제안되었다. 이 기법은 높은 암호화 속도와 단순한 구현이 가능한 일회성 패드 암호화를 이용하여 통신 데이터를 암호화함으로써 제한된 계산 능력을 갖는 드론에 기밀성을 제공한다. 2019년에는 MAVLink의 보안 취약점을 보완하기 위해 MAVLink에 ChaCha20 암호화 알고리즘9을 통합하여 메모리와 CPU와 같은 성능에 영향을 주지 않고 메시지의 기밀성을 보장하는 MAVSec이 제안되었다.