KR102357038B1 - 항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법 - Google Patents

항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 항공기의 피아식별장치(identification friend of Foe)에서 암호화 키를 변경하는 방법에 있어서, 관성항법 및 GPS장치에서 외부로부터 시간 및 위치 기준 데이터를 수신하는 단계, 관성항법 및 GPS장치에서 시간 및 위치 기준 데이터를 근거로 시간 및 위치정보를 생성하는 단계, 미션컴퓨터에서 시간 및 위치정보를 수신하고 유효성을 검증하는 단계, 유효성이 검증된 시간 및 위치정보를 피아식별장치로 송신하는 단계, 피아식별장치에서 유효성이 검증된 시간 및 위치정보를 근거로 암호화키 갱신여부를 판단하는 단계 및 암호화키의 갱신이 필요한 경우 현재의 암호화키로부터 차순위 암호화키로 갱신하는 단계를 포함하는 항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법은 날짜정보를 이용하여 피아식별장치에서 암호화키를 자동으로 갱신할 수 있으므로, 미션 컴퓨터와 피아식별장치간 연동되지 않아 암호화 키를 개별적이고 수동으로 전환해야 하는 번거로움을 해결하여 조종사의 운용부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법{METHOD OF UPDATING THE ENCRYPTION KEY OF IDENTIFICATION FRIEND OF FOE OF FIGHTER AND DISPLAY THAT}
본 발명은 항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 항공기 운용중 자동으로 암호화키를 갱신할 수 있는 암호화키 갱신 및 시현 방법에 관한 것이다.
각 나라의 공군에서는 실제 항공기의 조종전 파일럿의 훈련을 위해 다양한 기종의 기본훈련기를 운용 중에 있다. 기본훈련기는 훈련 목적에 따라 실제 항공기와 구비되는 구성이 다소 다를 수 있다. 이러한 기본훈련기의 일부는 미션컴퓨터(Mission Computer)가 없는 기계식 장비들이 장착되어 운용되기도 하며, 또한 조종사의 편의를 위해 미션컴퓨터 및 MFD(Multi Function Display), IUFC(Integrated Up-Front Control) 및 HUD(Head Up Display)등이 구비될 수 있다.
그러나 이러한 종래의 훈련기는 사용자와의 인터페이스가 구비되더라도 피아식별장치는 독립적으로 운용되고 있다. 종래의 피아식별장치와 관련하여 대한민국 등록특허 제2042428호가 개시되어 있다. 이러한 피아식별장치의 원활한 작동을 위해서는 그리니치 표준시의 변경시 조종사가 직접 암호화키를 변경해야 하며, 매일 2일 분의 암호를 저장하여 운용하므로 매우 번거롭고 조종사의 작업부담을 증가시키는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제2042428호(2019.11.4.일 등록)
본 발명은 전술한 종래의 항공기의 암호화키를 변경하기 위해 별도의 입력을 요구하는 문제점을 해결하는 항공기 피아식별장치 암호화키의 갱신 및 시현 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 과제의 해결 수단으로서, 항공기의 피아식별장치(identification friend of Foe)에서 암호화 키를 변경하는 방법에 있어서, 관성항법 및 GPS장치에서 외부로부터 시간 및 위치 기준 데이터를 수신하는 단계, 관성항법 및 GPS장치에서 시간 및 위치 기준 데이터를 근거로 시간 및 위치정보를 생성하는 단계, 미션컴퓨터에서 시간 및 위치정보를 수신하고 유효성을 검증하는 단계, 유효성이 검증된 시간 및 위치정보를 피아식별장치로 송신하는 단계, 피아식별장치에서 유효성이 검증된 시간 및 위치정보를 근거로 암호화키 갱신여부를 판단하는 단계, 암호화키의 갱신이 필요한 경우 현재의 암호화키로부터 차순위 암호화키로 갱신하는 단계, 및 피아식별장치로부터 수신된 정보 중 적어도 일부를 시현하는 디스플레이 단계를 포함하는 항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법이 제공될 수 있다.
한편, 암호화키는, 순차적으로 구성된 복수의 암호화키를 포함하며, 암호화키는 항공기의 이륙전 외부로부터 입력받아 피아식별장치에 저장될 수 있다.
또한, 암호화키 갱신여부를 판단하는 단계는, 그리니치 표준시에 근거하여 날짜가 변경되는 경우 갱신이 필요하다고 판단할 수 있다.
한편, 암호화키는 TEK(traffic encryption Key, AEK(Algorithm Encryption Key), KEK(Key Encryption key)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 디스플레이 단계는 잔존하는 암호화키의 수를 시현할 수 있다.
또한, 디스플레이 단계는 갱신하는 단계에 의해 암호화키가 갱신된 경우 갱신여부를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
.본 발명에 따른 항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법은 날짜정보를 이용하여 피아식별장치에서 암호화키를 자동으로 갱신할 수 있으므로, 미션 컴퓨터와 피아식별장치간 연동되지 않아 암호화 키를 개별적이고 수동으로 전환해야 하는 번거로움을 해결하여 조종사의 운용부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 항공기의 외부와의 통신의 개념을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 항공기의 암호화키 갱신 및 시현 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명이 수행되는 구성이 나타난 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따라 디스플레이된 모습이 도시된 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.
도 1은 항공기(10)의 외부와의 통신의 개념을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 항공기(10)는 외부와의 피아 식별을 위한 교신시 지상의 관제소(12)와 외부의 타항공기(11)과 통신할 수 있다. 항공기(10)의 통신시에는 암호화된 코드를 이용하게 되며, 보안유지를 위하여 매일 새로운 암호화 코드를 이용하여 피아식별을 수행하고 있다. 군용항공기는 피아식별장치(300)(identification friend or foe)를 장착하여 이를 수행하고 있다. 피아식별장치(300)는 여러모드, 예를 들어 실제 군용으로 사용되고 있는 모드 1, 모드 2, 모드 3/A, 모드 C, 모드 S, 모드 4 및 모드 5에 대하여 정확히 코드화된 질문에 대하여 코드화된 응답을 송신하여 아군을 식별하게 된다. 구체적으로 지상에서 아군의 식별시 지상국에서 항공기의 정보를 요구하는 질문 신호를 1,030Mhz로 송신하면, 항공기는 이에 대한 질문 신호를 디코딩(decoding)하고, 응답신호를 다시 엔코딩(Encoding)하여 1,090Mhz로 송신한다. 결국 정확한 암호화 키를 사용하여 선택적 항공기 식별, 고도정보 및 암호화된 아군 또는 미확인 물체의 식별 기능이 수행될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 항공기(10)의 암호화키 갱신 방법 및 시현 방법의 순서도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 항공기(10)의 암호화키 갱신 방법 및 시현 방법은 피아식별장치(300)로부터 자동으로 암호화키를 갱신할 수 있도록 구성된다.
본 발명에 따른 항공기(10)의 암호화키 갱신 및 시현 방법은 암호화키 세트를 입력받는 단계(S100), 시간 및 위치기준 데이터를 수신하는 단계(S200), 시간 및 위치 정보를 생성하는 단계(S300), 시간 및 위치 정보의 유효성을 검증하는 단계(S400), 시간 및 위치정보를 피아식별장치(300)로 송신하는 단계(S500), 암호화키 갱신여부를 판단하는 단계(S600), 암호화키 갱신 단계(S700) 및 디스플레이 단계(S100)를 포함할 수 있다.
암호화키 세트를 입력받는 단계(S100)는 복수의 암호화키를 항공기(10)의 이륙 전 미리 사용자가 입력하는 단계에 해당한다. 군에서는 피아식별을 위한 코드를 일정주기 미리 결정하여 운용하고 있으므로, 사용자가 코드 입력이 빈번해짐에 따라 발생하는 코드 입력의 번거로움을 줄일 수 있도록 구성된다. 복수의 암호화 키는 일 예로 30일 주기인 30개의 암호화키 세트를 포함할 수 있다.
각각의 암호화키, 일 예로 피아식별장치(300)의 모드 4 운용시 필요한 암호화 키는 TEK(traffic encryption Key, AEK(Algorithm Encryption Key), KEK(Key Encryption key)를 포함할 수 있으며, 전술한 TEK, AEK, KEK를 포함한 암호화 키는 각각의 날짜에 대응하는 고유의 코드가 될 수 있도록 구성될 수 있다.
시간 및 위치기준 데이터를 수신하는 단계(S200)는 항공기(10)가 외부와 통신하여 시간 및 위치기준 데이터를 수신하는 단계에 해당한다. 본 단계는 항공기(10)에 구비된 관성항법 시스템(inertial naviagtion System) 및 GPS(100) 가 외부로부터 시간 및 위치기준 데이터를 수신하여 수행될 수 있다.
시간 및 위치 정보를 생성하는 단계(S300)는 관성항법 시스템 및 GPS(100)에서 그리니치 표준 시간에 대한 데이터를 생성하도록 구성된다.
시간 및 위치 정보의 유효성을 검증하는 단계(S400)는 생성된 시간 및 위치정보에 대한 유효성을 검증하는 단계에 해당하며, 유효성을 검증하는 단계에서 시간 및 위치정보에 오류가 있는 경우 이를 폐기하고 전술한 시간 및 위치기준 데이터를 다시 수신하게 된다.
시간 및 위치정보를 피아식별장치(300)로 송신하는 단계(S500)는 암호화키 갱신여부를 판단하기 위한 기준데이터인 유효한 시간 및 위치정보를 송신하는 단계에 해당한다.
암호화키 갱신여부를 판단하는 단계(S600)는 현재 시간 및 위치정보에 근거하여 날짜가 지난 경우를 판단하는 단계에 해당한다. 암호화키 갱신여부를 판단하고, 갱신이 필요하지 않은 경우, 즉 날짜가 변경되지 않은 경우에는 전술한 시간 및 위치기준 데이터를 수신하는 단계 내지 암호화키 갱신여부를 판단하는 단계가 재수행될 수 있다.
암호화키 갱신 단계(S700)는 암호화키의 갱신이 필요한 경우 입력된 복수의 암호화키 세트 내에서 순차적으로 저장되어 있는 암호화 키 중 현재로부터 차순위의 암호화키로 갱신하는 단계에 해당한다.
디스플레이 단계(S800)는 현재의 암호화키 갱신 여부와 암호화키 상태에 대한 정보를 조종사가 확인할 수 있도록 디스플레이하는 단계에 해당한다. 본 단계에서는 항공기의 조종석에 구비된 디스플레이 부에 시현되어 수행될 수 있다. 디스플레이 단계는 복수의 암호화키 세트에서 현재 잔존하는 암호화키의 수를 표시하도록 구성되며, 또한 암호화키가 갱신된 경우 소정 주파수로 깜박이도록 시현하여 조종사의 시인성을 향상시킬 수 있다. 상기 소정 주파수는 일 예로 1hz가 될 수 있다.
도 3은 본 발명이 수행되는 구성이 나타난 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 항공기(10)의 암호화키 갱신 및 시현 방법은 관성항법 시스템 및 GPS(100), 미션 컴퓨터(Mission Computer), 피아식별장치(300)(IFF) 그리고 디스플레이부(400)에서 수행될 수 있다. 관성항법 시스템 및 GPS(100) 에서는 외부로부터 시간 및 위치기준 데이터를 수신하고 유효성을 검증한 뒤 시간 및 위치정보를 생성하고, 시간 및 위치정보의 유효성이 검증되면 미션 컴퓨터로 송신하게 된다.
미션 컴퓨터에서는 수신된 시간 및 위치정보의 유효성을 다시 검증하게 되며, 유효한 경우 피아식별장치(300)로 송신하게 된다. 미션 컴퓨터와 피아식별장치(300)는 상호간의 통신을 위해 MIL-STD-1553B로 인터페이스 될 수 있다.
피아식별장치(300)는 수신된 시간 및 위치 정보를 이용하여 암화화키의 갱신 여부를 판단하고, 갱신이 필요한 경우 암호화 키를 갱신하게 된다. 또한 피아식별장치(300)에서 암호화키가 갱신되는 경우 이를 미션컴퓨터(200)와 통신하여 이에 대한 신호를 송신한다. 피아식별 장치는 일 예로 모드 4 및 모드 5의 운용이 가능한 AN/APX-123 모델이 될 수 있다.
미션 컴퓨터는 피아식별장치(300)로부터 갱신여부에 대한 정보를 획득하면 탑재되어 있는 OFP(Operating Flight Program) 에 의해 시현할 정보를 추출하고, 디스플레이부(400)에 시현하는 신호를 생성한다.
디스플레이부(400)는 미션 컴퓨터로부터 수신된 신호를 시현할 수 있도록 구성된다. 디스플레이부(400)는 일 예로 MFD(Multi Function Display), IUFC(Integrated Up-Front Control) 및 HUD(Head Up Display) 중 하나 이상이 될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따라 디스플레이된 모습이 도시된 도면이다.
본 도면에서는 MFD에 피아식별장치(300)로부터 수신된 정보를 추출하여 시현한 모습이 도시되어 있다. 디스플레이 영역 중 일측에는 암호화키가 갱신되어 정상적으로 모드 4응답이 이루어진 경우 이를 조종사가 인지할 수 있도록 1 hz로 깜박이게 나타날 수 있다. 또한 현재 잔존하는 암호화의 수를 동시에 표현하도록 구성될 수 있다. 따라서 사용자는 잔존하는 암호화 키의 수에 따라 복수의 암호화키 세트의 재입력 시기를 직관적으로 인식할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법은 날짜정보를 이용하여 피아식별장치에서 암호화키를 자동으로 갱신할 수 있으므로, 미션 컴퓨터와 피아식별장치간 연동되지 않아 암호화 키를 개별적이고 수동으로 전환해야 하는 번거로움을 해결하여 조종사의 운용부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.
S100: 암호화키 세트를 입력받는 단계
S200: 시간 및 위치기준 데이터를 수신하는 단계
S300: 시간 및 위치 정보를 생성하는 단계
S400: 시간 및 위치 정보의 유효성을 검증하는 단계
S500: 시간 및 위치정보를 피아식별장치로 송신하는 단계
S600: 암호화키 갱신여부를 판단하는 단계
S700: 암호화키 갱신 단계
S800: 디스플레이 단계
10: 항공기
11: 타항공기
12: 지상관제소
100: 관성항법 시스템 및 GPS
200: 미션컴퓨터
300: 피아식별장치
400: 디스플레이부

Claims (6)

  1. 항공기의 피아식별장치(identification friend of Foe)에서 암호화키를 변경하는 방법에 있어서,
    상기 항공기의 이륙전 외부로부터 상기 피아식별장치에 저장되며, 순차적으로 구성된 복수의 암호화키를 포함하는 암호화키 세트를 입력받는 단계;
    상기 항공기의 이륙 후 관성항법 및 GPS장치에서 외부로부터 시간 및 위치 기준 데이터를 수신하는 단계;
    상기 관성항법 및 GPS장치에서 상기 시간 및 위치 기준 데이터를 근거로 시간 및 위치정보를 생성하는 단계;
    미션컴퓨터에서 상기 시간 및 위치정보를 수신하고 유효성을 검증하는 단계;
    상기 유효성이 검증된 시간 및 위치정보를 피아식별장치로 송신하는 단계;
    상기 피아식별장치에서 상기 유효성이 검증된 시간 및 위치정보를 근거로 암호화키 갱신여부를 판단하는 단계;
    상기 암호화키의 갱신이 필요한 경우 상기 암호화키 세트 중 현재 암호화키로부터 차순위 암호화키로 갱신하는 단계; 및
    상기 피아식별장치로부터 수신된 정보 중 적어도 일부를 시현하는 디스플레이 단계를 포함하는 항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 암호화키 갱신여부를 판단하는 단계는,
    그리니치 표준시에 근거하여 날짜가 변경되는 경우 갱신이 필요하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 암호화키 세트는 TEK(traffic encryption Key, AEK(Algorithm Encryption Key), KEK(Key Encryption key)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 디스플레이 단계는 상기 암호화키 세트 중 상기 현재 암호화키의 잔존하는 암호화키의 수를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 디스플레이 단계는 상기 갱신하는 단계에 의해 상기 현재 암호화키가 상기 차순위 암호화키로 갱신된 경우 갱신여부를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 피아식별장치의 암호화키 갱신 및 시현 방법.
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