KR20190033948A

KR20190033948A - 차량 간 통신환경에서 차량 검증 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20190033948A
Application number: KR1020170122721A
Authority: KR
Inventors: 노동규; 성수련; 황대성; 박종록; 노학렬; 류초롱; 이태준; 김효곤; 박용태; 안인선; 김태호
Original assignee: 현대자동차주식회사; 고려대학교 산학협력단; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2019-04-01
Also published as: CN109547972A; US20190096144A1; KR102348122B1; US10410436B2; DE102017221629A1; CN109547972B

Abstract

본 발명은 차량 간 통신환경에서 차량 검증 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 차량 간 통신환경에서 근거리 무선통신 기반의 검증메시지를 이용하여 주변차량을 검증함으로써, 차량 간 통신이 허가된 주변차량이 전송한 정보가 신뢰할 수 있는 정보인지의 여부를 판별해 낼 수 있는 차량 간 통신환경에서 차량 검증 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치에 있어서, 차량 간 통신이 허가된 주변차량과 정보메시지 및 검증메시지를 송수신하는 통신부; 및 상기 검증메시지를 일정시간 동안 기준횟수 수신한 경우, 상기 주변차량을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단하여 상기 주변차량으로부터 전송되는 정보메시지의 활용을 허가하는 제어부를 포함한다.

Description

차량 간 통신환경에서 차량 검증 방법 및 그 장치{APPARATUS AND METHOD FOR VERIFYING VEHICLE IN THE V2V ENVIRONMENT}

본 발명은 차량 간 통신환경에서 차량 검증 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 간 통신환경에서 근거리 무선통신 기반의 검증메시지를 이용하여 주변차량에 대한 신뢰 여부를 결정하는 기술에 관한 것이다.

V2X(Vehicle to Everything)는 차량과 차량 사이의 무선통신(V2V: Vehicle to Vehicle), 차량과 인프라 간 무선통신(V2I: Vehicle to Infrastructure), 차량 내 유무선 네트워킹(IVN: In-Vehicle Networking), 차량과 이동 단말 간 통신(V2P: Vehicle to Pedestrian) 등을 포함한다.

V2X 무선통신 표준 중 하나인 IEEE 1609.2에서는 보안 프레임워크에 대해 정의하고 있다. IEEE 1609.2의 보안 프레임워크에는 대칭 키 및 비대칭 키를 이용하여 송신자(차량)를 인증하는 프로세스와 메시지 전송과정의 무결성을 검증하는 프로세스에 대해 정의되어 있다.

이러한 IEEE 1609.2에서의 인증은 차량 간 통신에 참가할 수 있는 자격을 부여하는 과정으로, 차량 간 통신에 참가할 수 있는 자격이 부여된 차량으로부터 전송되는 메시지(차량정보) 자체에 대한 신뢰성 검증은 이루어지지 않고 있다.

따라서, IEEE 1609.2에 정의된 검증 과정을 정상적으로 통과한 차량, 즉 차량 간 통신이 허가된 차량이 전송한 메시지가 신뢰할 수 있는 메시지인지 아닌지를 판별해 내지 못한다.

결국, 종래의 차량 간 통신환경에서 차량 검증 기술은 단순히 차량 간 통신을 허가하거나 불허하기 위한 기술로서, 차량 간 통신이 허가된 차량이 전송한 차량정보가 신뢰할 수 있는 정보인지 아닌지를 판별해 내지 못하는 문제점이 있다.

대한민국공개특허 제2013-0041214호

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차량 간 통신환경에서 근거리 무선통신 기반의 검증메시지를 이용하여 주변차량을 검증함으로써, 차량 간 통신이 허가된 주변차량이 전송한 정보가 신뢰할 수 있는 정보인지의 여부를 판별해 낼 수 있는 차량 간 통신환경에서 차량 검증 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치에 있어서, 차량 간 통신이 허가된 주변차량과 정보메시지 및 검증메시지를 송수신하는 통신부; 및 상기 검증메시지를 일정시간 동안 기준횟수 수신한 경우, 상기 주변차량을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단하여 상기 주변차량으로부터 전송되는 정보메시지의 활용을 허가하는 제어부를 포함한다.

여기서, 상기 주변차량으로부터 수신한 검증메시지는 상기 주변차량의 인증서 다이제스트, 상기 주변차량의 고유번호, 상기 주변차량의 고유번호 수신 리스트를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 자차의 고유번호 수신 리스트와 상기 자차의 인증서 다이제스트 및 상기 자차의 고유번호를 포함하는 검증메시지를 생성하여 상기 주변차량으로 송신할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 자차의 고유번호가 포함되어 있는 검증메시지를 상기 주변차량으로부터 수신한 횟수에 기초하여 상기 주변차량의 신뢰 여부를 결정할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상기 횟수를 신뢰점수로 환산하여 누적 신뢰점수가 임계점수를 초과하면 상기 주변차량을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 주변차량의 인증서 다이제스트와 상기 주변차량의 고유번호 및 상기 주변차량의 신뢰점수를 상호 매칭시켜 자차의 검증메시지 수신 리스트에 기록할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 매 1초 마다 누적 신뢰점수에서 기준점수를 차감할 수 있다.

또한, 상기 통신부는 상기 주변차량과 정보메시지를 송수신하는 제1통신모듈; 및 상기 주변차량과 검증메시지를 송수신하기 위한 제2통신모듈을 포함할 수도 있다. 이때, 상기 제2통신모듈은 근거리 무선통신을 기반으로 검증메시지를 전송할 수 있다. 또한, 상기 검증메시지는 상기 정보메시지에 비해 전송거리는 짧지만, 전송주기는 긴 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 차량 간 통신환경에서 차량 검증 방법이 있어서, 통신부가 차량 간 통신이 허가된 주변차량과 정보메시지 및 검증메시지를 송수신하는 단계; 및 상기 검증메시지를 일정시간 동안 기준횟수 수신한 경우, 제어부가 상기 주변차량을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단하여 상기 주변차량으로부터 전송되는 정보메시지의 활용을 허가하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 제어단계는 상기 자차의 고유번호 수신 리스트와 상기 자차의 인증서 다이제스트 및 상기 자차의 고유번호를 포함하는 검증메시지를 생성하여 상기 주변차량으로 송신할 수도 있다.

또한, 상기 제어단계는 상기 자차의 고유번호가 포함되어 있는 검증메시지를 상기 주변차량으로부터 수신한 횟수에 기초하여 상기 주변차량의 신뢰 여부를 결정할 수도 있다. 이때, 상기 제어단계는 상기 횟수를 신뢰점수로 환산하여 누적 신뢰점수가 임계점수를 초과하면 상기 주변차량을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 제어단계는 상기 주변차량의 인증서 다이제스트와 상기 주변차량의 고유번호 및 상기 주변차량의 신뢰점수를 상호 매칭시켜 자차의 검증메시지 수신 리스트에 기록할 수도 있다.

또한, 상기 제어단계는 매 1초 마다 누적 신뢰점수에서 기준점수를 차감할 수도 있다.

또한, 상기 송수신 단계는 제1통신모듈이 상기 주변차량과 정보메시지를 송수신하는 단계; 및 제2통신모듈이 상기 주변차량과 검증메시지를 송수신하기 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 검증메시지는 근거리 무선통신을 기반으로 전송될 수 있다. 또한, 상기 검증메시지는 상기 정보메시지에 비해 전송거리는 짧지만, 전송주기는 긴 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명은, 차량 간 통신환경에서 근거리 무선통신 기반의 검증메시지를 이용하여 주변차량을 검증함으로써, 차량 간 통신이 허가된 주변차량이 전송한 정보가 신뢰할 수 있는 정보인지의 여부를 판별해 낼 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 차량 간 통신환경에 대한 일예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 차량 간 통신환경에서 차량 검증 장치가 임계점수를 산출 수식을 도출해 내는 과정에 대한 일실시예 설명도,
도 4 는 본 발명에 따른 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치의 테스트 환경을 나타내는 일예시도,
도 5 는 본 발명에 따른 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치의 테스트 결과를 나타내는 일예시도,
도 6 은 본 발명에 따른 차량 간 통신환경에서 차량 검증 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 차량 간 통신환경에 대한 일예시도로서, 자차(100)를 기준으로 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 차량 간 통신환경(시스템)은 자차(HV, Host Vehicle)(100)와 복수의 주변차량(RV, Remote Vehicle)(200)을 포함한다. 이때, 자차(100)와 주변차량(200)은 동일한 도로를 주행하고 있다.

자차(100)는 자신의 차량정보를 포함하는 메시지(BSM, Basic Safety Message)을 주변차량(200)으로 전송하고, 주변차량(200)은 자신의 차량정보를 포함하는 메시지(BSM)를 자차(100)로 전송한다. 이때, 주변차량(200)의 차량정보는 자차(100)와 동일한 도로를 주행하고 있으면서 자차(100)를 기준으로 일정거리 내에 위치한 주변차량(200)의 주행정보로서, 자차(100)의 주행안전에 도움을 주는 정보들로 이루어진다.

자차(100)는 주변차량(200)으로부터 수신한 차량정보에 기초하여 자차(100) 내에 탑재된 각종 안전 시스템을 제어한다. 여기서, 안전 시스템은 SCC(Smart Cruise Control) 시스템, 차선이탈 경보시스템(LDWS: Lane Departure Warning System), 후측방 접근차량 경보시스템(SOWS: Side Obstacle Warning System), 충돌방지시스템(Collision Avoidance System), AEB(Automatic Emergency Braking), 차선유지 보조시스템(LKAS: Lane Keeping Assist System) 등을 포함할 수 있다.

한편, 자차(100)와 일정 거리 내에 위치하지만, 자차(100)가 주행하고 있는 도로의 외부에 위치한 공격차량(AV, Attack Vehicle)(300)은 차량 간 통신이 허가된 차량이다.

이러한 공격차량(300)이 전송한 차량정보는 자차(100)의 주행에 아무런 도움이 되지 않으며, 악의적인 사용자가 공격차량(300)을 통해 거짓정보를 자차(100)로 전송하는 경우라면 더더욱 자차(100)의 주행안전을 지킬 수 없다.

본 발명은 이렇게 자차(100)의 안전을 방해하는 차량정보를 제공하는 공격차량(300)을 정확도 높게 판별해 냄으로써, 결국 공격차량(300)이 전송하는 메시지를 필터링 할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에서 자차(100) 및 주변차량(200)은 V2X(Vehicle-to-Anything) 무선 통신을 지원하기 위한 통신모듈을 구비하며, 차량 통신 모듈은 WCDMA, LTE, WiFi 등 이동통신을 지원할 수도 있으나, 특히, WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 무선통신방식을 통하여 차량 간, 인터넷상의 서버 또는 다른 시스템이나 단말 등과 V2X 통신을 지원할 수 있다. 차량 통신 모듈에 적용될 수 있는 WAVE(차량 환경용 무선 접속) 통신 프로토콜은 IEEE802.11p 규격과 IEEE P1609 규격의 조합으로서, 차량 간 고속통신과 차량 및 인프라 간 통신을 지원하여 다양한 차세대 지능형교통시스템 구축에 활용할 수 있는 통신 규격의 하나이다. 이러한 WAVE 통신 방식은 RSU(Road-Side Unit)의 중계를 이용할 수도 있지만 차량 간 직접 V2V 통신도 지원할 수 있다. WAVE 통신 방식을 지원하는 차량 통신 모듈은 최대 차량 속도 200km/h에서 10msec 이하의 통신지연, 통신반경 1km, 최대 전송 속도 54Mbps, 사용 주파수 5.850 ~ 5.925 GHz, 채널 대역폭 10MHz, 채널 수 7개 등을 지원하기 위한 물리계층과 MAC(Media Access Control) 계층을 포함하며, 고속 이동성 등을 보장할 수 있다.

본 발명의 V2X 통신환경에서, 차량 통신 모듈은 운전자 등 사용자의 조작이나 다른 방법으로 필요한 신호 발생에 따라 RSU, 서버 등과 통신하여 필요한 정보를 송수신할 수 있다. 이외에도 차량 통신 모듈은 이동통신단말(예, 스마트폰, PDA, PMA 등), 차량에 탑재된 내비게이션 단말 등 사용자가 이용하는 다양한 HMI(Human-Machine Interface)전자 장치와 연결되어, 운전자 등 사용자의 HMI를 통한 조작이나 다른 방법으로 필요한 신호 발생에 따라 RSU, 서버 등과 통신하여 필요한 정보를 송수신할 수도 있다. 필요에 따라 차량 통신 모듈 자체에 구비될 수 있는 사용자 인터페이스를 통하여 운전자 등 사용자의 조작이나 다른 방법으로 필요한 신호 발생에 따라 RSU, 서버 등과 통신하여 필요한 정보를 송수신할 수도 있다.

도 2 는 본 발명에 따른 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치에 대한 일실시예 구성도로서, 이러한 차량 검증 장치는 차량 간 통신이 허용된 모든 차량에 탑재될 수 있으며, 이하에서는 자차(100)에 탑재된 차량 검증 장치를 기준으로 설명하도록 한다. 아울러, 자차(100)와 주변차량(200) 및 공격차량(300)은 인증을 통해 모두 차량 간 통신이 허가된 상태로 가정한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치는, 통신부(10), 제어부(20), 및 저장부(30)를 포함한다.

상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 통신부(10)는 주변차량(200)과 정보메시지(BSM)를 송수신하는 제1통신모듈(11) 및, 주변차량(200)과 검증메시지를 송수신하기 위한 제2통신모듈(12)을 구비할 수 있다.

여기서, 정보메시지는 차량정보를 포함하는 메시지를 의미하고, 검증메시지는 검증정보(인증서 다이제스트, 고유번호, 고유번호 수신 리스트)를 포함하는 메시지를 의미한다. 이때, 인증서 다이제스트는 일종의 데이터 포맷으로서 일례로 32바이트의 해쉬값으로 구현될 수 있으며, 고유번호 수신 리스트는 검증메시지를 발송한 차량(단말)의 고유번호들이 기록된 리스트를 의미한다.

상기 제1통신모듈(11)은 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 기술의 일종인 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments) 통신방식에 기초하여 주변차량(200)과 정보메시지를 송수신한다. 일례로, 제1통신모듈(11)은 23dBm의 전송전력과 10Hz의 전송주기(1초에 10번)로 정보메시지를 전송할 수 있다.

상기 제2통신모듈(12)은 근거리통신방식에 기초하여 주변차량(200)과 검증메시지를 송수신한다. 이때, 제2통신모듈은 근거리 통신(Short range communication) 방식으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 일례로, 제2통신모듈(12)은 9dBm의 전송전력(저전력)과 7Hz의 전송주기(1초에 7번)로 검증메시지를 전송할 수 있다. 이때, 검증메시지는 정보메시지에 비해 전송거리가 짧다.

다음으로, 제어부(20)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행한다.

또한, 제어부(20)는 차량 간 통신환경에서 근거리 무선통신 기반의 검증메시지를 이용하여 주변차량을 검증함으로써, 차량 간 통신이 허가된 주변차량이 전송한 정보가 신뢰할 수 있는 정보인지의 여부를 판별해 낸다. 즉, 제어부(20)는 일정시간 동안 제2통신모듈(12)의 통신영역 내에 위치한 주변차량(200)을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단하며, 따라서 이렇게 신뢰할 수 있는 주변차량(200)으로부터 전송되는 정보메시지를 신뢰할 수 있는 메시지로 판단한다.

또한, 제어부(20)는 신뢰할 수 있는 주변차량(200)으로부터 전송되는 정보메시지(차량정보)를 각종 시스템에서 활용하도록 허가할 수 있다.

이하, 제어부(20)가 주변차량(200)을 검증하는 과정에 대해 상세히 살펴보기로 한다.

1) 제어부(20)가 주변차량(200)으로 검증메시지를 송신하는 과정.

제어부(20)는 통신부(10) 내 제2통신모듈(12)을 통해 주변차량(200)으로부터 검증메시지를 수신하고, 상기 수신한 검증메시지에 포함되어 있는 주변차량(200)의 고유번호를 자차(100)의 고유번호 수신 리스트에 기록한다. 이때, 자차(100)의 고유번호 수신 리스트는 저장부(30)에 저장된다. 또한, 주변차량(200)이 자차(100)의 제2통신모듈(12)의 통신영역에 위치하는 동안 자차(100)는 주변차량(200)으로부터 주기적으로 검증메시지를 수신한다.

이후, 제어부(20)는 자차(100)의 인증서 다이제스트와 자차(100)의 고유번호 및 자차(100)의 고유번호 수신 리스트를 포함하는 검증메시지를 생성하여 주변차량(200)으로 송신한다. 이때, 주변차량(200)이 자차(100)의 제2통신모듈(12)의 통신영역에 위치하는 동안 자차(100)는 주기적으로 검증메시지를 주변차량(200)으로 송신한다.

2) 제어부(20)가 주변차량(200)의 신뢰점수를 관리하는 과정.

제어부(20)는 통신부(10) 내 제2통신모듈(12)을 통해 주변차량(200)으로부터 검증메시지를 수신하고, 상기 수신한 검증메시지에 포함되어 있는 주변차량(200)의 고유번호 수신 리스트에 자차(100)의 고유번호가 포함되어 있는지 확인한다. 이는, 이전에 자차(100)가 상기 주변차량(200)으로 검증메시지를 송신한 적이 있는지를 확인하는 과정이다.

이후, 제어부(20)는 주변차량(200)의 고유번호 수신 리스트에 자차(100)의 고유번호가 포함되어 있으면, 주변차량(200)의 신뢰도를 판단하는데 이용되는 신뢰점수(Trust Point)에 1점을 가산(add)한다.

이후, 제어부(20)는 검증메시지 수신 리스트에 주변차량(200)의 인증서 다이제스트와 주변차량(200)의 고유번호 및 주변차량(200)의 신뢰점수를 기록한다.

이후, 제어부(20)는 검증메시지 수신 리스트 상에서 주변차량(200)의 누적 신뢰점수가 임계점수(Threshold Point)를 초과하는지 판단하여, 초과하면 상기 주변차량(200)을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단한다.

한편, 제어부(20)는 주기적으로(일례로 1초 단위) 각 주변차량(200)의 신뢰점수에서 1점을 감산(subtract)한다. 이는 한번 신뢰받은 주변차량(200)일지라도 지속적으로 신뢰점수가 가산되지 않으면 더이상 신뢰하지 않도록 하기 위함이다.

이하, 도 3을 참조하여 임계점수를 산출하는 과정에 대해 상세히 살펴보기로 한다.

도 3 은 본 발명에 따른 차량 간 통신환경에서 차량 검증 장치가 임계점수를 산출 수식을 도출해 내는 과정에 대한 일실시예 설명도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 4개의 구간(ⓐ,ⓑ,ⓒ,ⓓ)은 자차(100)가 공격차량(300)으로부터 정보메시지를 수신할 수 있는 구간을 나타낸다. 각 구간에서 공격차량(300)을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단하는 기준은, 공격차량(300)의 고유번호 수신 리스트에 자차(100)의 고유번호가 기록되어 있느냐의 여부에 따른다.

ⓐ 구간의 경우, 자차(100)는 주변차량 A(201)와 일정거리(dw) 내에 위치하고, 마찬가지로 주변차량 A(201)는 공격차량(300)과 일정거리(dw) 내에 위치한다. 또한, 공격차량(300)은 자차(100)와 일정거리(dw)보다는 멀리 위치하지만 상기 일정거리의 두배(2×dw)보다는 가까이 위치한다.

주변차량 A(201)는 자차(100)의 검증메시지를 수신하고, 자차(100)의 검증메시지에 포함되어 있는 자차(100)의 고유번호를 주변차량 A(201)의 고유번호 수신 리스트에 기록한다.

공격차량(300)은 주변차량 A(201)의 검증메시지를 수신하고, 주변차량 A(201)의 검증메시지에 포함되어 있는 주변차량 A(201)의 고유번호는 물론 주변차량 A(201)의 고유번호 수신 리스트 상의 고유번호까지도 공격차량(300)의 고유번호 수신 리스트에 기록할 수 있다. 결국, 공격차량(300)은 실제로 자차(100)로부터 검증메시지를 수신한 적이 없지만, 주변차량 A(201)를 통해 자차(100)의 고유번호를 획득할 수 있다.

공격차량(300)이 전송전력을 변경하여 자차(100)로 공격차량(300)의 검증메시지를 전송하면, 자차(100)는 공격차량(300)의 검증메시지 내 고유번호 수신 리스트에 자차(100)의 고유번호가 기록되어 있기 때문에 공격차량(300)을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단한다.

자차(100)는 공격차량(300)을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단하므로, 자차(100)는 공격차량(300)으로부터 무의미한 정보 또는 거짓정보가 담긴 정보메시지를 수신할 수 있다.

이후, 자차(100)가 주행하여 ⓑ 구간에 진입하면, 자차(100)는 공격차량(300)과 일정거리(dw) 내에 위치한다. 자차(100)가 ⓑ 구간을 이동하는 동안 자차(100)의 검증메시지를 공격차량(300)이 수신할 수 있으므로, 공격차량(300)이 자차(100)의 고유번호를 공격차량(300)의 고유번호 수신 리스트에 기록할 수 있다.

공격차량(300)이 자신의 검증메시지를 송신하게 되면, 이를 수신한 자차(100)는 공격차량(300)의 고유번호 수신 리스트에 자차(100)의 고유번호가 기록되어 있으므로, 공격차량(300)을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단한다.

주변차량 B(202)는 자차(100)의 검증메시지를 수신하고, 자차(100)의 검증메시지에 포함되어 있는 자차(100)의 고유번호를 주변차량 B(202)의 고유번호 수신 리스트에 기록한다.

공격차량(300)은 주변차량 B(202)의 검증메시지를 수신하고, 주변차량 B(202)의 검증메시지에 포함되어 있는 주변차량 B(202)의 고유번호는 물론 주변차량 B(202)의 고유번호 수신 리스트 상의 고유번호까지도 공격차량(300)의 고유번호 수신 리스트에 기록할 수 있다. 결국, 공격차량(300)은 실제로 자차(100)로부터 검증메시지를 수신한 적이 없지만, 주변차량 B(202)를 통해 자차(100)의 고유번호를 획득할 수 있다.

공격차량(300)이 전송전력을 변경하여 자차(100)로 공격차량(300)의 검증메시지를 전송하면, 자차(100)는 공격차량(300)의 고유번호 수신 리스트에 자차(100)의 고유번호가 있기 때문에 공격차량(300)을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단한다.

ⓓ 구간은 자차(100)의 속도와 메시지 업데이트 시간을 고려하여 자차(100)가 공격차량(300)으로부터 일정거리의 두 배(2×dw)를 초과하여 이격된 경우에도 정보 메시지를 받을 수 있는 구간을 나타낸다.

자차(100)가 V' 지점까지 이동하는 동안 자차(100)의 고유번호가 공격차량(300)의 고유번호 수신 리스트에 남아 있다. 이때, V'은 자차(100)의 속도(v)에 고유번호의 교체주기(t_up)를 곱한 결과(거리)를 나타낸다.

자차(100)가 V' 지점까지 이동하는 동안 자차(100)는 공격차량(300)으로부터 무의미한 정보 또는 거짓정보가 담긴 정보메시지를 수신할 수 있다.

여기서, 공격차량(100)의 검증메시지 전송빈도를 c Hz라 할 때 공격차량(300)의 검증메시지가 1/c 초 후에도 도착하는 경우가 발생한다.

따라서, 자차(100)가 v의 속도로 V' 지점까지 이동하는 동안 자차(100)가 공격차량(300)으로부터 정보메시지를 수신할 수 있는 거리(d(t_up))는 하기의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.

[수학식 1]

d(t_up) = v × (t_up + 1/c)

여기서, v는 자차(100)의 속도, t_up은 고유번호 교체주기(시간), c는 공격차량(100)의 검증메시지 전송빈도를 각각 나타낸다.

이를 종합해 보면, 자차(100)가 공격차량(300)으로부터 정보메시지를 수신할 수 있는 최대거리(dx)는 하기의 [수학식 2]와 같다.

[수학식 2]

dx = 4 × dw + v × (t_up + 1/c)

여기서, dw는 구간의 거리(검증메시지 전송거리)를 나타낸다.

한편, 공격차량(300)의 검증메시지 전송주기를 fw Hz라 할 때 공격차량(300)의 신뢰점수는 매 1초 마다 1점씩 차감되므로 1초에 최대 (fw-1) 점을 얻을 수 있다. 또한, 자차(100)가 v의 속도로 이동할 때 걸리는 시간은 dx/v가 된다.

결국, 임계점수(θ_H)는 구간(dx)에서 1초에 자차(100)가 얻을 수 있는 주변차량(200)의 최대점수와 자차(100)가 구간(dx)을 이동하는데 걸리는 시간의 곱으로 표현될 수 있다. 이는 하기의 [수학식 3]과 같다.

[수학식 3]

θ_H = (fw - 1) × dx/v

다음으로, 저장부(30)는 주변차량(200)으로부터 수신한 검증메시지에 포함되어 있는 주변차량(200)의 인증서 다이제스트와 주변차량(200)의 고유번호 및 제어부(20)에 의해 산출된 주변차량(200)의 신뢰점수가 상호 매칭되어 기록된 검증메시지 수신 리스트를 저장한다.

또한, 저장부(30)는 주변차량(200)으로부터 수신한 검증메시지에 포함되어 있는 주변차량(200)의 고유번호가 기록된 고유번호 수신 리스트를 더 저장할 수도 있다.

이러한 저장부(30)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

도 4 는 본 발명에 따른 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치의 테스트 환경을 나타내는 일예시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 테스트는 4차선 고속도로상에서 진행되었으며, 그 상세 조건은 하기와 같다.

고속도로의 차선간격은 3m, 차간 간격은 33.3m, 차량 속도는 120km/h, 공격차량(300)이 전송하는 정보메시지의 전송전력은 23 dBm, 공격차량(300)이 전송하는 정보메시지의 전송주기는 10Hz, 공격차량(100)이 전송하는 검증메시지의 전송전력은 9dBm, 공격차량(100)이 전송하는 검증메시지의 전송주기는 7Hz이다.

공격차량(300)은 정차해 있으며, 공격차량(300)과 고속도로 간의 거리(dk)를 조절하면서, 본 발명이 적용된 고속도로상의 차량이 공격차량(300)이 전송한 정보메시지를 제어에 활용하는지 관찰하였다. 이때, 공격차량(300)이 전송한 정보메시지를 고속도로상의 특정 차량이 최초로 활용했을 때 공격성공이라 한다. 일례로, 상기 정보메시지는 K' 지점에 차량이 정차해 있다고 알리는 거짓 정보이다.

그 결과는 도 5에 도시된 바와 같다.

도 5 는 본 발명에 따른 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치의 테스트 결과를 나타내는 일예시도이다.

도 5에서 세로축은 1초당 공격성공 횟수를 나타내고 가로축은 공격차량(300)과 고속도로 사이의 거리를 의미한다. 이때, 공격성공 횟수는 공격차량(300)이 전송한 정보메시지를 제어에 활용한 차량의 수를 의미한다.

'410'은 본 발명이 적용되지 않은 경우의 성공횟수를 나타내고, '420'은 본 발명이 적용된 경우의 성공횟수를 나타낸다.

본 발명이 적용되지 않는 경우(410), 대부분의 차량이 공격차량(300)이 전송한 정보메시지를 제어에 활용하고 있는 것을 알 수 있다. 이때, 약 460m 지점에서 공격차량(300)이 전송한 정보메시지를 제어에 활용하는 차량이 줄어드는 이유는 정보메시지의 전송거리에 기인한 것으로, 공격차량(300)이 고속도로로부터 약 710m가 이격되면 공격차량(300)의 통신거리를 완전히 벗어나서 고속도로상의 차량이 공격차량(300)이 전송한 정보메시지를 수신하지 못하는 것을 알 수 있다.

반면, 본 발명이 적용된 경우(420), 거리에 상관없이 고속도로상의 차량이 공격차량(300)이 전송한 정보메시지를 제어에 활용하지 않는 것을 알 수 있다.

도 6 은 본 발명에 따른 차량 간 통신환경에서 차량 검증 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 통신부(10)가 차량 간 통신이 허가된 주변차량과 정보메시지 및 검증메시지를 송수신한다(601).

이후, 상기 검증메시지를 일정시간 동안 기준횟수 수신한 경우, 제어부(20)가 상기 주변차량을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단하여 상기 주변차량으로부터 전송되는 정보메시지의 활용을 허가한다(602).

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 자차
200 : 주변차량
300 : 공격차량
10 : 통신부
20 : 제어부
30 : 저장부

Claims

차량 간 통신이 허가된 주변차량과 정보메시지 및 검증메시지를 송수신하는 통신부; 및
상기 검증메시지를 일정시간 동안 기준횟수 수신한 경우, 상기 주변차량을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단하여 상기 주변차량으로부터 전송되는 정보메시지의 활용을 허가하는 제어부
를 포함하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 주변차량으로부터 수신한 검증메시지는,
상기 주변차량의 인증서 다이제스트, 상기 주변차량의 고유번호, 상기 주변차량의 고유번호 수신 리스트를 포함하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 자차의 고유번호 수신 리스트와 상기 자차의 인증서 다이제스트 및 상기 자차의 고유번호를 포함하는 검증메시지를 생성하여 상기 주변차량으로 송신하는 것을 특징으로 하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 자차의 고유번호가 포함되어 있는 검증메시지를 상기 주변차량으로부터 수신한 횟수에 기초하여 상기 주변차량의 신뢰 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 횟수를 신뢰점수로 환산하여 누적 신뢰점수가 임계점수를 초과하면 상기 주변차량을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 주변차량의 인증서 다이제스트와 상기 주변차량의 고유번호 및 상기 주변차량의 신뢰점수를 상호 매칭시켜 자차의 검증메시지 수신 리스트에 기록하는 것을 특징으로 하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
매 1초 마다 누적 신뢰점수에서 기준점수를 차감하는 것을 특징으로 하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 통신부는,
상기 주변차량과 정보메시지를 송수신하는 제1통신모듈; 및
상기 주변차량과 검증메시지를 송수신하기 위한 제2통신모듈
을 포함하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제2통신모듈은,
근거리 무선통신을 기반으로 검증메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 검증메시지는,
상기 정보메시지에 비해 전송거리는 짧지만, 전송주기는 긴 것을 특징으로 하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 장치.
통신부가 차량 간 통신이 허가된 주변차량과 정보메시지 및 검증메시지를 송수신하는 단계; 및
상기 검증메시지를 일정시간 동안 기준횟수 수신한 경우, 제어부가 상기 주변차량을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단하여 상기 주변차량으로부터 전송되는 정보메시지의 활용을 허가하는 단계
를 포함하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 주변차량으로부터 수신한 검증메시지는,
상기 주변차량의 인증서 다이제스트, 상기 주변차량의 고유번호, 상기 주변차량의 고유번호 수신 리스트를 포함하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 제어단계는,
상기 자차의 고유번호 수신 리스트와 상기 자차의 인증서 다이제스트 및 상기 자차의 고유번호를 포함하는 검증메시지를 생성하여 상기 주변차량으로 송신하는 단계
를 포함하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 제어단계는,
상기 자차의 고유번호가 포함되어 있는 검증메시지를 상기 주변차량으로부터 수신한 횟수에 기초하여 상기 주변차량의 신뢰 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제어단계는,
상기 횟수를 신뢰점수로 환산하여 누적 신뢰점수가 임계점수를 초과하면 상기 주변차량을 신뢰할 수 있는 차량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제어단계는,
상기 주변차량의 인증서 다이제스트와 상기 주변차량의 고유번호 및 상기 주변차량의 신뢰점수를 상호 매칭시켜 자차의 검증메시지 수신 리스트에 기록하는 단계
를 포함하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제어단계는,
매 1초 마다 누적 신뢰점수에서 기준점수를 차감하는 것을 특징으로 하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 송수신 단계는,
제1통신모듈이 상기 주변차량과 정보메시지를 송수신하는 단계; 및
제2통신모듈이 상기 주변차량과 검증메시지를 송수신하기 단계
를 포함하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 검증메시지는,
근거리 무선통신을 기반으로 전송되는 것을 특징으로 하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 검증메시지는,
상기 정보메시지에 비해 전송거리는 짧지만, 전송주기는 긴 것을 특징으로 하는 차량 간 통신환경에서의 차량 검증 방법.