산업제어시스템 계층간 특성을 고려한 MODBUS 보안 기법 (MODBUS security scheme considering industrial control system layers)

서지정보

· 발행기관 : 한국디지털콘텐츠학회
· 수록지 정보 : 디지털콘텐츠학회논문지 / 21권 / 3호 / 637 ~ 645페이지
· 저자명 : 조민정, 김역, 이창훈

초록

산업제어 프로토콜 MODBUS-TCP는 사이버 위협에 대응 가능한 보안 서비스를 제공하고 있지 않아 보안성 향상을 위한 연구가 지속되었다. 그러나 기존에 제안된 연구들은 일부 보안 기능만 제공하거나 범용 컴퓨팅 환경에서 가용성을 확인하였다. 제한된 보안 기능을 이용하는 경우 제공하지 않는 보안 기능의 취약점에 노출되며 범용 컴퓨팅 환경은 산업제어시스템의 계층 구조, 운영 체제와 같은 특수성을 반영하지 못한다. 본 논문에서는 MODBUS-TCP에서 보안 서비스로 인증, 기밀성, 무결성, 부인방지를 제공하도록 프레임을 구성하고, 산업제어시스템의 계층에 따라 기기 성능이 다른 특성을 이용하여 계층별로 다른 전자서명 알고리즘을 사용함으로써 성능을 개선하였다. 본 논문은 기존의 연구에 비해 자원이 제한된 환경과 실시간 운영체제 VxWorks에서 시험을 수행하였고 그 결과 보안기능이 이전보다 강화된 것을 확인했다. 또한, E-Modbus에 비해서는 약 1.36~3.43배 빠른 성능을 보인다.

영어초록

As the industrial control protocol MODBUS-TCP doesn’t provide security services that can against the increasing cyber threats, research for improving security has continued. However, previous researches have provided partial security services or experimented their availability in general-purpose computing environments. Providing partial security services makes system exposed to vulnerabilities of security services that aren’t provided, and general-purpose computing environments don’t reflect specificities such as the hierarchy of ICS and OS. In this paper, the frame is configured to provide authentication, confidentiality, integrity, and non-repudiation as security service in the MODBUS-TCP, and the different digital signature algorithm was used for each layer because of the characteristics of device performance according to the ICS layers to improve performance. This paper has been analyzed in limited resource environment and real-time OS VxWorks compared to the previous research, and as a result, it was confirmed that the security function was robust than before. And, it shows about 1.36~3.43 times faster than E-Modbus.

참고자료

· 없음