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중소기업 기술로드맵 조회결과

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스마트 산업제어시스템(ICS) 보안
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

스마트 산업제어시스템(ICS) 보안 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 스마트 산업제어시스템 보안이란 전력, 가스, 수도 및 교통시스템과 같은 국가주요 기반시설이나 산업분야에서 원거리에 산재된 시스템의 효과적인 모니터링 및 제어를 위해 사용되는 보안 기술을 의미
  • 범위 : 산업제어시스템상의 정보를 지키기 위한 정보 보안, 적합한 권한이 없는 비인가 접근을 막기 위한 제어기 및 제어망 부정접근방지 및 주요 산업 시스템에 적용
3. 시장현황 및 전망분석
가. 세계시장

스마트팩토리 세계시장 규모는 연평균 6.5%로 성장하여 ‘21년 601억 달러 규모에 이를 전망

[ 스마트팩토리 세계 시장규모 ]

(단위 : 백만 달러, %)

[ 스마트팩토리 세계 시장규모 ]
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
세계시장 43,900 46,200 48,700 51,300 54,100 60,100 6.5

* 자료: Market & Market(2014)로 추정

나. 국내시장

국내 ICS 보안 시장은 2016년 186억 원에서 2021년에는 1,359억 원으로 연평균 48.8%성장할 전망

[ 스마트 산업제어시스템(ICS) 국내 시장규모 ]

(단위 : 억 원, %)

[ 스마트 산업제어시스템(ICS) 국내 시장규모 ]
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
국내시장 186 277 412 613 913 1,359 48.8

* 자료: 리서치앤마켓 보고서(2015), 추정

4.기술분석
가. 기술환경 분석

◎ 국내현황

현재 통계청 한국표준산업 분류체계에 따라 제어시설을 보유한 사업체는 약 23만개이며, 이 중 제어 시스템을 생산·공급 등 업무에 활용하는 업체는 약 5000여 개로 추정됨

행정안전부가 2011년 7월에 발표한 ‘정보통신기반시설 정보보호 강화방안 추진실적 및 향후 계획’에 의하면 제어시설에 대한 보안가이드라인을 배포하고, 한국인터넷진흥원에 제어 시스템 악성 코드 분석 등을 지원하는 테스트베드를 구축하는 한편, 국민생활에 파급 효과가 큰 교통신호, 정수장, 홍수통제소, 가스, 지역난방, 정유 등 6개 분야 39개 제어시설에 대하여 주요정보통신기반시설로 지정 권고하기로 결정함
과학기술정보통신부는 K-ICT시큐리티발전전략에서 국가 차원의 ICS 분야별 테스트 기술랩 구축(공격 시나리오, 시험데이터 등 개발) 및 ICS 제품의 보안성 검증·평가 수행을 통해 상용화 지원한다고 밝힘

최근 CIIP 2.0을 통해 주요정보통신기반시설 보호 프레임워크를 고도화하여 민간 주요정보통신기반시설 신규지정 확대 및 보호․관리 강화를 통해 APT 공격 등 고도화․지능화된 사이버위협에 대한 대응역량을 확충함

[ CIIP 1.0, 2.0 비교표 ]

[ CIIP 1.0, 2.0 비교표 ]
구분기존(CIIP 1.0)개선(CIIP 2.0)
보호 방향 기반시설의 안정적 운영 및 외부공격 차단 중심 APT 공격 및 내부요인에 의한 침해사고 탐지·차단
보호 범위 폐쇄망 중심의 핵심시설 단위 연계된 망․시스템 및 공급망 (Supply Chain) 보안 포함
보호 방식 사전(事前) 체크리스트 방식의 일회성 점검․평가 모의침투훈련 등을 통한 침해 사고 실전 대응력 제고
보호 인력 일반적인 전산․통신 관련 업무 담당자가 수행 보호인력의 최소 자격기준 및 전문성 강화 (1․2․3 프로그램 운영)

* 자료: 과학기술정보통신부, K-ICT시큐리티발전전략, 2015

  • DDoS 등 외부 공격 방어․대응에서 APT 및 내부 정보유출 등 내부로부터의 위협을 대비하는 보호체계 구축 (Inbound 보호 → Outbound 보호)
  • 폐쇄망, 업무망, 외부망 등 보호범위 및 기반시설 특성(제어시스템, 인터넷서비스 등)에 따라 차별화된 보호기준 개발, 적용
  • 2016년부터 과기정통부 소관 기반시설에 적용중인 정보보호 수준평가를 민간분야 모든 주요정보통신기반시설로 확대 적용 추진
산업제어시스템 등 주요 기반시설 지정 확대 (’17년, 400개) 및 정보공유ㆍ분석센터(ISAC) 확대(4개→7개) 구축 지원(’15∼’17년) 계획
기존 단일 장비위주 지정방식에서 연계망, 시스템 등까지 지정범위 교통제어시스템(기존) → 교통제어시스템․제어망관리서버․관리자PC(개선)를 확대하고, 지정평가의 공정성, 객관성 확보를 위한 ‘지정평가반’ 운영

원자력시설의 경우엔 2011년 2월 주요정보통신기반시설로 지정됨에 따라 주요정보통신기반시설 보호체계를 통해 사이버침해 사건에 대응할 수 있는 체계가 마련됨

  • 현재는 원자력시설에 대한 사이버보안 규제체제가 크게 ‘정보통신기반보호법’, ‘원자력 안전법’, ‘원자력시설 등의 방호 및 방사능 방재 대책법’에 따라 구분됨
  • 제어시스템은 폐쇄적인 구조, 독점적인 통신 프로토콜, 제한된 연결성의 특징으로 사이버보안 문제를 공극(Air-Gap) 정책으로 접근함으로써, 제어시스템 외부경계 보호에만 치중하는 실정이며 이를 위한 망 분리, 연계 기술에 대한 연구가 진행되고 있음
  • 산업 제어 프로토콜에 대한 이더넷 연계 보안게이트웨이 기술력을 가진 업체가 거의 없음
  • 국내에서는 네트워크 보안 기술기반의 산업용 방화벽 기술을 개발하였으나 산업 제어 프로토콜에 대한 분석 및 필터링 기술은 많지 않음
  • 산업용 제어 프로토콜에 대한 해외 솔루션은 출시되어 있으나 국내에서 많이 사용되는 LG 산전, CIMON 등 국내에서 개발된 산업용 제어 시스템 프로토콜에 대한 보안은 지원하지 않음
  • 정부는 2014년 6월 발표한 '제조업 혁신 3.0 전략'의 핵심 추진과제로 스마트공장 보급·확산을 추진 중이며, 2015년 1천개 보급 목표며, 2017년 4천개, 2020년 1만개까지 확대할 방침이나 보안 플래폼을 고려하고 있지는 않음

국외현황

  • 산업 제어시스템 보안 취약성을 해소하기 위한 방어기술 연구가 활발히 진행되어 관련 솔루션이 출시된 상황임
  • 4차산업혁명의 선두주자인 독일과 미국에서 기존 산업 제어시스템간 통신 프로토콜의 보안성을 강화 하고 통합을 위해 개발된 OPC-UA 프로토콜을 스마트 공장의 M2M 표준 프로토콜로 선정함

[ ICS 프로토콜 시장 규모 ]

  • 전통적인 필드버스들이 여전히 48%차지하고 있으며 Profibus, Modbus등이 광범위하게 사용되는 산업용 네트워크임
  • 산업용 이더넷은 이전보다 훨씬 빠른 성장세를 보이고 있으며 마켓의 46% (2016년도 38%) 를 차지하고 있으며 더 필드버스 프로토콜보다 더 빠른(연평균 22%) 성장을 보이고 있음 (HMS, 2017년 산업용 네트워크 시장 점유현황 발표)
  • 무선 기술도 32%로 산업용 이더넷은 이전보다 훨씬 빠른 성장세를 보이고 있으며 마켓의 46% (2016년도 38%) 를 차지하고 있으며 더 필드버스 프로토콜보다 더 빠른(연평균 22%) 성장을 보이고 있음 (HMS, 2017년 산업용 네트워크 시장 점유현황 발표)
  • <미국 표준 기술 연구소(NIST) 에서는 2014년 조직과 사회 주요 기반 시설에 대한 보안을 정비하고 공식적인 기준을 제시하기 위햐 사이버 보안 프레임워크를 발표하였으며 2017년 두 번째 개정안을 발표함/li>
미국은 2003년 9월 국토안보부(DHS, Department of Homeland Security) 사이버보안부문에 US-CERT를 설립하였고 US-CERT내에 ICS-CERT를 운영 중이었는데, 현재는 국토안보부 국가 사이버 보안 및 통신 통합 센터(NCCIC, National Cybersecurity and Communications Integration Center)의 부문으로 포함되어 미국 및 해외의 중요한 인프라섹터를 보호하기 위하여 법 집행기관 및 정보기관과 협력하고 연방정부와 주, 지역의 산업제어시스템 등 국가 및 민간부문의 산업제어시스템의 보안의 연구관리 및 개발, 취약점 분석 및 위협제거, 사고조사 및 지원하는 포괄적인 업무를 수행하고 있음
일본 정부는 NISC(National center of Incident readiness and Strategy for Cybersecurity: 내각 사이버 보안 센터)를 설립한 다음, 주요 인프라간에 정보 공유가 용이하도록 CEPTOAR(the Capability for Engineering of Protection, Technical Operation, Analysis and Response)를 설립함

(표준) 지금까지 제안되고 있는 기준·표준·보안요구사항들은 범위(조직, 시스템, 장치·디바이스), 대책(운용·관리적 대책, 기술적 대책), 업종분야(범용, 각 업계 고유), 이용자(사업·운용자, 시스템개발자, 장치·디바이스 개발자) 등에 따라 차이를 보이고 있으며 다음과 같은 보안 표준과 요구사항들이 제정되었음

  • IEC 62443: INDUSTRIAL NETWORK AND SYSTEM SECURITY
  • ISCI: ISA Security Compliance Institute Society Interest Group
  • WIB: Werkgroep Instrument Beoorderling
  • NERC CIP: North American Electric Reliability Corporation, Critical Infrastructure Protection Standards
  • NIST IR7628: Guidelines for Smart Grid Cyber Security
  • ISO/IEC 62278: Railway applications Specification and demonstration of reliability, availability, maintainability and safety (RAMS)
  • ISO/IEC 29192: Information technology- Security techniques-Lightweight cryptography
  • IEC 61850: design of electrical substation automation
  • IEC 62351: Security for Power systems management and associated information exchange
  • IEEE 1686: IEEE Standard for Intelligent Electronic Devices Cyber Security Capabilities
  • IEEE 2030: Smart Grid Interoperability Standards
일본 정부는 NISC(National center of Incident readiness and Strategy for Cybersecurity: 내각 사이버 보안 센터)를 설립한 다음, 주요 인프라간에 정보 공유가 용이하도록 CEPTOAR(the Capability for Engineering of Protection, Technical Operation, Analysis and Response)를 설립함
(표준) 특히, 미국 ISA의 표준기구인 ASCI(Automation Standards Compliance Institute) 산하에 ISCI(ISA Security Compliance Institute Society Interest Group)를 구성하고 ICS에 대한 보안이슈를 다루기 위해 ISA-99.0X.0X 시리즈를 개발함
(표준) 국제 표준화 기구인 IEC TC65/WG10은 ISA 99시리즈를 토대로 ICS에 대한 보안기술 및 보안관리 체계를 국제 표준화함
(표준) 미국 NIST는 SP800-82에서 ICS 기본개념 및 구성요소에 대해 정의하고, 이들에 대한 정보보호 개념을 IT정보보호 기술과 비교하면서 IT 전문가들이 ICS를 이해할 수 있도록 가이드를 제시하고 있음
5.핵심요소기술 선정

[ 스마트 산업제어시스템(ICS) 보안 분야 핵심요소기술 ]

스마트 산업제어시스템(ICS) 보안 분야 핵심요소기술
분류핵심요소기술개요
정보보안 산업분야 융합보안 기술 IT기술과 타 산업간 융복합 시에 발생되는 보안위협을 해결하기 위한 보안 기술
제어기 및 제어망 부정 접근 방지 보안 제어시스템 비정상 행위 및 제어 검증 기술 데이터 기반 제어시스템 비정상 행위 및 제어명령 검증 기술
주요 산업 보안 전력, 가스 관련 ICS 보안 기술 전력, 가스 관련 스마트 산업제어시스템(ICS)의 적용 분야에서 특이적 보안 기술
수도, 하수 관련 ICS 보안 기술 수도, 하수 관련 스마트 산업제어시스템(ICS)의 적용 분야에서 특이적 보안 기술
교통 관련 ICS 보안 기술 교통 관련 스마트 산업제어시스템(ICS)의 적용 분야에서 특이적 보안 기술