CANOpen 네트워크의 보안 강화 방안

CANOpen 네트워크의 보안 강화 방안

개요

CANOpen 네트워크는 산업 자동화, 의료 기기, 자동차 및 다양한 임베디드 시스템에서 널리 사용됩니다. 그러나 CAN 프로토콜 자체는 기본적으로 보안을 고려하여 설계되지 않았기 때문에, CANOpen 네트워크에서 보안 위협에 대한 대비가 필요합니다. 본 장에서는 CANOpen 네트워크의 보안 강화 방안에 대해 다루며, 주요 보안 위협과 이를 방어하기 위한 방법을 설명합니다.

CANOpen 네트워크의 주요 보안 위협

1. 메시지 스푸핑 (Message Spoofing)
   공격자가 합법적인 노드처럼 가장하여 잘못된 데이터를 전송하는 공격입니다. 이를 통해 원하지 않는 동작을 유발할 수 있습니다.

2. 재전송 공격 (Replay Attack)
   정상적인 메시지를 가로채서 동일한 메시지를 다시 전송하는 방식으로, 시스템을 예상하지 못한 상태로 만들 수 있습니다.

3. 중간자 공격 (Man-in-the-Middle, MITM)
   공격자가 노드 간의 통신을 가로채고 수정하여 잘못된 데이터를 전송할 수 있습니다.

4. 서비스 거부 공격 (Denial of Service, DoS)
   악의적인 노드가 네트워크에 과부하를 주어 정상적인 데이터 통신을 방해하는 공격입니다.

5. 악성 코드 삽입 및 변조
   펌웨어 업데이트 과정에서 악성 코드가 삽입되거나, 네트워크 노드의 설정이 변조될 수 있습니다.

CANOpen 보안 강화 방안

1. 메시지 인증 및 암호화

CANOpen에서는 기본적으로 메시지 인증 기능이 없으므로, MAC(Message Authentication Code)을 사용하여 메시지의 무결성을 검증하는 것이 중요합니다. 또한, CAN-FD와 함께 TLS 또는 DTLS 기반의 보안 프로토콜을 적용하여 데이터 암호화를 수행할 수 있습니다.

2. 노드 인증 및 접근 제어

각 노드는 신뢰할 수 있는 인증을 거쳐 네트워크에 참여해야 합니다. 이를 위해 다음과 같은 접근 제어 기법을 활용할 수 있습니다.

• X.509 인증서를 이용한 노드 인증
• CANOpen Object Dictionary에 보안 레벨을 추가하여 접근을 제어
• 물리적 보안 강화 (예: 보안 부팅을 통한 펌웨어 보호)

3. 보안 게이트웨이 및 방화벽 적용

CANOpen 네트워크를 외부 네트워크와 분리하고, 허용된 장치만 통신할 수 있도록 보안 게이트웨이 및 방화벽을 적용합니다.

• IDS/IPS(침입 탐지 및 방지 시스템) 적용
• CAN 네트워크 전용 방화벽을 사용하여 비정상적인 트래픽 차단

4. 펌웨어 보안 및 안전한 업데이트

펌웨어 업데이트 과정에서 악성 코드 삽입을 방지하기 위해, 다음과 같은 방안을 적용해야 합니다.

• 펌웨어 코드 서명 및 무결성 검사
• 보안 부팅(Secure Boot) 메커니즘 적용
• OTA(Over-the-Air) 업데이트 시 암호화 및 인증 적용

5. 네트워크 모니터링 및 이상 감지

실시간으로 CANOpen 네트워크의 이상 징후를 감지하는 시스템을 구축하여, 보안 위협을 신속히 탐지할 수 있도록 합니다.

• CAN 트래픽 분석 도구를 이용한 이상 패턴 탐지
• 머신러닝을 활용한 이상 탐지 시스템 적용

결론

CANOpen 네트워크는 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 하지만, 보안에 취약할 수 있습니다. 따라서 암호화, 인증, 접근 제어, 펌웨어 보안 및 네트워크 모니터링을 통해 CANOpen 네트워크의 보안을 강화해야 합니다. 본 장에서 소개한 방안을 통해 보다 안전한 CANOpen 시스템을 구축할 수 있을 것입니다.