uC/OS-II 운영체제의 보안 개선을 위한 자체 코드 무결성 검증 기법

한승재,김규식,조성제 한국정보과학회 2019 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.25 No.7

The uC/OS-II is a real-time and preemptive multitasking embedded operating system. In this paper, we propose two techniques for code integrity verification to improve the security of uC/OS-II operating system (OS). In order to verify the OS integrity, the first technique periodically evaluated whether or not the entire text area of the OS was illegally altered. This technique ensures the integrity of the entire code, however, it incurs a high computational overhead. The second technique is a lightweight one for verifying the integrity of execution code. It randomly selects specific functions in the OS text area and periodically evaluates whether or not the selected functions are altered. This technique requires limited execution overhead since it validates only a portion of the execution code. Both techniques use a cryptographic hash algorithm such as MD5, which is more secure than checksum-based integrity checks. Our proposed techniques are implemented on an embedded system and operate independently without the help of any external system. Following installation of uC/OS-II OS on a real embedded board, we implemented the two techniques as periodic tasks in the OS and demonstrated their effectiveness. uC/OS-II는 실시간성을 지원하는 선점형 멀티태스크 임베디드 운영체제다. 본 논문에서는 uC/OS-II 운영체제의 보안을 개선하기 위해, 두 가지의 코드 무결성 검증 기법을 제안한다. 첫 번째는, 전체 실행코드 무결성 검증 기법으로 운영체제(펌웨어)의 텍스트 영역 전체에 대한 위변조 여부를 주기적으로 확인한다. 이 기법은 전체 코드의 무결성을 보장하여 안전하지만 계산 오버헤드가 크다. 두 번째는, 경량화된 실행코드 무결성 검증 기법으로 운영체제 텍스트 영역 내의 일부 함수들을 무작위로 선정하여, 선정된 함수들의 위변조 여부를 주기적으로 확인한다. 이 기법은 실행코드의 일부만 검증하는 대신 실행 오버헤드가 적다. 두 기법 모두 MD5와 같은 암호학적 해시 알고리즘을 사용하여 기존 체크섬 기반 검증기법보다 안전도를 높였다. 또한 외부 시스템의 도움 없이, 임베디드 시스템 내부에 구현하여 자체적으로 운영된다. 실제 임베디드 보드에 uC/OS-II 를 설치한 후, 제안한 두 기법을 주기 태스크로 구현하고 평가하여 유효성을 검증하였다.

심층 신경망의 효과적인 정형 검증을 위한 계층별 요약 기법

연주은,채승현,배경민 한국정보과학회 2022 정보과학회논문지 Vol.49 No.11

Deep learning has performed well in many areas. However, deep learning is vulnerable to errors such as adversarial examples. Therefore, much research exists on ensuring the safety and robustness of deep neural networks. Since deep neural networks are large in scale and the activation functions are non-linear, linear approximation methods for such activation functions are proposed and widely used for verification. In this paper, we propose a new technique, called layered abstraction, for non-linear activation functions, such as ReLU and Tanh, and the verification algorithm based on that. We have implemented our method by extending the existing SMT-based methods. The experimental evaluation showed that our tool performs better than an existing tool. 딥 러닝은 다양한 분야에서 좋은 성과를 내고 있지만 그 결과 값이 어떻게 도출되었는지 알 수 없어서 적대적 예제와 같은 오류에 취약하다. 따라서 심층 신경망(deep neural network)의 안전성과 강건성을 보장하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 심층 신경망은 규모가 크고 활성화 함수(activation function)들이 비선형이기 때문에 일반적으로 검증 시 활성화 함수를 선형으로 근사하는 방법이 제안되어 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 ReLU, Tanh 등의 활성화 함수에 대해 새로운 근사 방법인 계층별 요약(layered abstraction) 및 이에 기반한 검증 알고리즘을 제안한다. 알고리즘의 구현을 위해 기존의 SMT (Satisfiability Modulo Theories) 기반 방식을 확장하였으며 기존 도구보다 성능이 향상되었음을 확인했다.

1,000 MW 화력발전소 증기터빈 속도제어 알고리즘 신뢰성 검증을 위한 검증장치 개발

라우현,최인규,조성진 대한기계학회 2023 大韓機械學會論文集A Vol.47 No.11

최근, 고효율 1,000 MW 급 대용량 화력발전소가 증가하고 있다. 이러한 대용량 화력발전소의 안전운전을 위한 핵심설비로서 3,600 rpm으로 고속 회전하는 초대형 증기터빈 속도 제어시스템의 건전성 확보가 매우 중요하다. 본 논문에서는 건설발전소에서 최초 증기터빈 기동 전 속도 제어 알고리즘의 건전성을 검증하고자 한다. 이에 따라 동일 조건으로 운영 중인 국내 화력발전소 운전 데이터 및 대상발전소 설계데이터를 기반으로 공정모델을 개발하였다. 그리고 실제 운전데이터와 동일한 값을 출력할 수 있도록 파라미터를 튜닝하였다. 이후, 선행 연구를 통해 개발한 제어 검증장치에 공정모델을 탑재하고, 케이블을 통해 대상발전소 제어시스템과 직접 연결하여 검증하였다. 이러한 제어 검증장치를 활용하여 모의시험을 수행하고, 발견된 문제점을 기동 전에 조치할 수 있었다. 그리하여 실제 기동 시 제어적인 관점에서의 무고장 기동을 달성하였다. Recently, there has been an increase in the number of high-efficiency 1,000 MW-class large-capacity thermal power plants. To ensure the safe operation of such plants, it is crucial to ensure the reliability of the super-large steam turbine speed control system, which rotates at a high speed of 3,600 rpm. In this study, we aimed to verify the integrity of the speed control algorithm of the steam turbine before starting the construction of the power plant. To achieve this, we developed a thermal-hydraulic process model based on operational data from a domestic thermal power plant operating under the same conditions and design data of the target power plant. We adjusted the parameters to produce the same output values as the actual operation data. The model was then installed in the control verification device that we already had and connected to the control system of the target power plant using cables. A simulation test was conducted using the control verification device, and any problems that were identified were solved prior to actual starting. By following this approach, we were able to achieve a non-fault starting from a control perspective during the actual starting process.

영상처리 알고리즘 검증을 위한 실시간 차량주행 시뮬레이터 개발

양관석(Kwan-suk Yang),박진현(Jin-hyun Park),정충민(Chung-min Jung),서명원(Myung-won Suh),황성호(Sung-ho Hwang) 한국자동차공학회 2012 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2012 No.11

Technology development for the vehicle of the future is being concentrate on eco-friendly techniques with lowcarbon, intelligent technology and fuel efficient. These vehicles of the future rely heavily on IT and electronic technologies increasingly higher dependence is expected. Importance of the intelligent prerequisite, image processing algorithm, has attracted attention from around the world. In this paper, Electric vehicle model is applied by applying image processing algorithms in real-time simulator. It is providing a verification and testing environment to achieve cost savings and safety. Because through proposed virtual environment, algorithms developed can be verified by proposed method without passing actual-test for improving the time and cost savings, reliability and validity.

에지 분석과 에이다부스트 알고리즘을 이용한 차량검출

송광열(Gwangyul Song),이기용(Kiyong Lee),이준응(Joonwoong Lee) 한국자동차공학회 2009 한국 자동차공학회논문집 Vol.17 No.1

함정 전투관리체계 메시지 구조 무결성 검증을 위한 연구

정용규 한국컴퓨터정보학회 2022 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.27 No.12

Naval CMS(Combat Management System) is linked to various sensors and weapon equipment and use DDS(Data Distribution Service) for efficient data communication between ICU(Interface Control Unit) Node and IPN(Information Processing Node). In order to use DDS, software in the system communicates in an PUB/SUB(Publication/Subscribe) based on DDS topic. If the DDS messages structure in this PUB/SUB method does not match, problems such as incorrect command processing and wrong information delivery occur in sending and receiving application software. To improve this, this paper proposes a DDS message structure integrity verification method. To improve this, this paper proposes a DDS message structure integrity verification method using a hash tree. To verify the applicability of the proposed method to Naval CMS, the message integrity verification rate of the proposed method was measured, and the integrity verification method was applied to CMS and the initialization time of the existing combat management system was compared and the hash tree generation time of the message structures was measured to understand the effect on the operation and development process of CMS. Through this test, It was confirmed that the message structure verification method for system stability proposed in this paper can be applied to the Naval CMS. 함정 전투관리체계는 다양한 센서, 무장 장비들이 연동 노드를 통해 연결되며 체계내 노드간효율적인 통신을 위해 DDS(Data Distribution Service) 통신을 활용한다. DDS를 사용하기 위해 체계내 응용소프트웨어 사이에는 DDS토픽을 기본으로 하는 PUB/SUB(Publication/Subscribe)방식으로 통신한다. 이 PUB/SUB방식으로 통신하는 DDS 메시지 구조가 일치하지 않으면 송수신 응용소프트웨어에서 잘못된 명령처리 및 정보전달 등 문제가 발생한다. 이를 개선하기 위해 본 논문에서는해시트리를 활용한 DDS 메시지 구조 무결성 검증 방법을 제안한다. 제안하는 방법의 전투관리체계에 적용가능성을 확인하기 위해, 제안하는 방법의 메시지 구조 무결성 검증률을 측정하고 전투관리체계의 운용과 개발과정에 미치는 영향을 확인하기 위해 전투관리체계 초기화 시간 비교, 메시지 해시트리의 생성시간 측정을 하였다. 이 시험을 통해 본 논문에서 제안하는 체계 안정성을위한 메시지 구조 검증 방법이 함정 전투관리체계에 적용 가능함을 확인하였다.

실 건물을 대상으로 한 냉매증발온도 제어 알고리즘 효과 검증

박석민(Seok Min Park),정원호(Won ho Jeong),김동규(Dong Gyu Kim),금종수(Jong Soo Kum),이제헌(Je Hyeon Lee) 대한설비공학회 2022 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.6

실 건물을 대상으로 한 냉매증발온도 제어 알고리즘 효과 검증

박석민(Seok Min Park),정원호(Won ho Jeong),김동규(Dong Gyu Kim),금종수(Jong Soo Kum),이제헌(Je Hyeon Lee) 대한설비공학회 2022 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.6

본 논문에서는 앞서 개발한 VRF 시스템 대상 냉매증발온도 제어 알고리즘을 실 건물에 적용하여 그 효과를 검증하였다. 베트남 Thai Nguyen city에 위치한 공장내 사무동, 교육동 건물에 적용하여 IPMVP에서 제공하는 에너지 효과 검증 프로세스에 따라 냉매 증발온도 제어 알고리즘으로 인한 에너지 절감효과와 실내 온도에 미치는 영향에 대해 검증하였다. 검증 결과, 냉매 증발온도 제어를 적용함으로써 Thermo on 비율의 증가 및 냉매증발온도 상승으로 인한 에너지 절감 효과를 확인하였다. 그리고, 냉매 증발온도 제어로 인해 실내 온도 제어의 정확도가 상승하여 실내 온열 환경이 향상되는 효과가 있음을 실 운전 데이터를 통해 확인하였다.

실 건물을 대상으로 한 냉매증발온도 제어 알고리즘 효과 검증

박석민(Seok Min Park),정원호(Won ho Jeong),김동규(Dong Gyu Kim),금종수(Jong Soo Kum),이제헌(Je Hyeon Lee) 대한설비공학회 2022 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.6

본 논문에서는 앞서 개발한 VRF 시스템 대상 냉매증발온도 제어 알고리즘을 실 건물에 적용하여 그 효과를 검증하였다. 베트남 Thai Nguyen city에 위치한 공장내 사무동, 교육동 건물에 적용하여 IPMVP에서 제공하는 에너지 효과 검증 프로세스에 따라 냉매 증발온도 제어 알고리즘으로 인한 에너지 절감효과와 실내 온도에 미치는 영향에 대해 검증하였다. 검증 결과, 냉매 증발온도 제어를 적용함으로써 Thermo on 비율의 증가 및 냉매증발온도 상승으로 인한 에너지 절감 효과를 확인하였다. 그리고, 냉매 증발온도 제어로 인해 실내 온도 제어의 정확도가 상승하여 실내 온열 환경이 향상되는 효과가 있음을 실 운전 데이터를 통해 확인하였다.

척추 방사선수술 시 다엽콜리메이터 위치 오차의 임상적 위험성 평가

강동진(Dong‑Jin Kang),오건(Geon Oh),신영주(Young‑Joo Shin),강진규(Jin-Kyu Kang),정재용(Jae-Yong Jung),이보람(Boram Lee) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2023 방사선기술과학 Vol.46 No.6

The purpose of this study is to evaluate the clinical risk of spinal radiosurgery by calculating the dose difference due to dose calculation algorithm and multi-leaf collimator positioning error. The images acquired by the CT simulator were recalculated by correcting the multi-leaf collimator position in the dose verification program created using MATLAB and applying stoichiometric calibration and Monte Carlo algorithm. With multi-leaf collimator positioning error, the clinical target volume (CTV) showed a dose difference of up to 13% in the dose delivered to the 95% volume, while the gross tumor volume (GTV) showed a dose difference of 9%. The average dose delivered to the total volume showed dose variation from -8.9% to 9% and -10.1% to 10.2% for GTV and CTV, respectively. The maximum dose delivered to the total volume of the spinal cord showed a dose difference from -14.2% to 19.6%, and the dose delivered to the 0.35 ㎤ volume showed a dose difference from -15.5% to 19.4%. In future research, automating the linkage between treatment planning systems and dose verification programs would be useful for spinal radiosurgery.