KR20190038713A - 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법 - Google Patents

에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 대기전력 감소를 위하여 통신망을 통해 연결된 스마트 홈과 개방형 클라우드 서버를 포함하는 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼에서, 스테가노 그래피를 이용하여 인증 및 암호정보의 해킹을 방지하는, 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법을 제공한다.

Description

에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법{METHOD FOR PREVENTING HACKING OF SAMRT HOME PLATFORM}
본 발명은 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법에 관한 것이다.
최근, 에너지 절감에 대한 시대적 요구에 따라 가정용 기기의 대기 전력을 절감하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구 차원에서 에너지 관리 및 클라우드 기반의 홈 플랫폼에 대한 관심이 높아지고 있다.
한편, 통신망을 통해 연결된 클라우드 및 스마트 기기의 해킹이 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 해킹을 방지하기 위한 방안 중 하나로 스테가노 그래피를 이용할 수 있다.
스테가노그 래피는 전달하려는 정보를 이미지 파일이나 MP3파일, 동영상 파일 등에 암호화해 숨기는 기술의 일종이다. 암호화(Encryption)와는 약간 개념이 다르다. 파일 안에 파일을 숨기는 방식이며, 암호화된 방식을 모르면 알아채기 힘들다는 특징이 있다. 그러나 다량의 데이터를 숨기기 힘들다는 단점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2015-0007191호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 대기전력 감소를 위해 구축된 클라우드 서버에 접속하는 스마트 홈에서 스테가노 그래피 방법을 사용하여 인증 및 암호키의 노출을 방지하는 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 대기전력 감소를 위하여 통신망을 통해 연결된 스마트 홈과 개방형 클라우드 서버를 포함하는 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼에서, 스테가노 그래피를 이용하여 인증 및 암호정보의 해킹을 방지하는, 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법을 제공한다.
또한, 상기 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법은 인증 및 암호정보를 1차 암호화하는 단계; 카오스 난수를 발생시키는 단계; 상기 카오스 난수에 따라 1차 암호화된 정보를 2차 암호화하는 단계; 2차 암호화된 정보를 상기 카오스 난수로 분산하여 다수의 파일로 분할하는 단계; 및 분할된 파일을 상기 카오스 난수에 따라 다수의 디렉토리에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 카오스 난수를 발생시키는 단계에서는, 미리 설정된 카오스 난수 분포도를 갖는 카오스 난수 발생기를 이용하여 카오스 난수를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 다수의 파일로 분할하는 단계와 병렬적으로 난수용 FAT를 구성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다수의 디렉토리에 저장하는 단계와 병렬적으로 상기 난수용 FAT와 상기 2차 암호화된 정보를 동시에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스마트 홈은, 홈 내에 존재하는 각종 기기들과 연결되어서 홈 네트워크를 구성하는 월패드; 하기 전원 컨트롤러의 제어에 따라 전원을 공급받아 발광하는 조명; 수전점을 통해 외부의 전원 공급 시설로부터 공급받은 전원을 제어하는 전원 컨트롤러; 홈 내에서 사용하는 기기들로서 사물 인터넷 기능을 이용하여 상기 월패드와 무선 통신을 수행하는 복수의 IoT 기기; 상기 복수의 IoT 기기와 무선 통신을 수행하고, 상기 복수의 IoT 기기로 송수신되는 신호의 출입 통로를 제공하는 홈 게이트웨이; 및 전원 공급을 모니터링하여 가전기기별 소비 전력을 관리하는 스마트 콘센트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전원 컨트롤러는 비접촉 방식으로 전력을 측정할 수 있다.
상기 개방형 클라우드 서버는 보안성을 강화하기 위하여 도커 기반으로 구축된 개방형 스마트 홈 클라우드 플랫폼을 바탕으로 운영되는 홈 데이터 팩토리 서비스 및 홈 아바타 서비스를 운영할 수 있다.
또한, 상기 개방형 스마트 홈 클라우드 플랫폼은 홈 클라우드 기반으로 세대별 데이터를 수집, 저장, 처리 후 분석된 결과를 상기 월패드로 전송하고, 홈 데이터를 수집, 저장, 처리하기 위해 상기 월패드와 미리 설정된 홈 아바타 간 메시지 프로토콜을 정의할 수 있다.
또한, 상기 개방형 스마트 홈 클라우드 플랫폼은 상기 스마트 홈 내의 상기 월패드로부터 전송된 소비전력을 포함하는 홈 데이터를 홈 데이터 팩토리 서비스의 메시지 브로커로 전송하고, 상기 메시지 브로커를 통하여 세대별 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 데이터베이스에 저장하고, 분석 서버를 통해 수집 및 저장된 데이터를 분석하고, 분석된 세대별 분석 결과를 상기 월패드로 전송할 수 있다.
본 발명은 대기전력 감소를 위해 구축된 클라우드 서버에 접속하는 스마트 홈에서 인증 및 암호정보를 저장할 때 스테가노 그래피 방법을 사용하여 인증 및 암호정보의 노출을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 네트워크 중계 장치 및 방법의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 스마트 홈과 클라우드 서버의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 클라우드 서버의 서비스 운영 구조를 나타내는 도면들이다.
도 5는 본 발명에 따라 스테가노그래피 방법을 이용하여 암호화 정보를 카오수 난수에 준거하여 재암호화하고 이를 다수의 파일로 분산 저장하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 카오스 난수의 발생 분포도를 나타내는 도면이다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로 이에 의해 본 발명의 권리범위가 축소되거나 한정되는 것은 아니다.
대기전력 감소를 위한 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼에서는 통신망을 통해 각 세대와 에너지 관리를 위한 개방형 서버를 연결하여 에너지 관리를 위한 작업을 수행할 수 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼은 스마트 홈(100) 및 개방형 클라우드 서버(200)를 포함할 수 있다. 한편, 통신망을 통해 스마트폰(50)이 스마트 홈(100) 및 개방형 클라우드 서버(200)에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다.
여기서, 스마트 홈(100)은 월패드(110), 조명(120), 전원 컨트롤러(130), 복수의 IoT 기기(140), 홈 게이트웨이(150), 엑세스 포인트(160), 스마트 콘센트(170)를 포함할 수 있다.
월패드(110)는 홈 내에 존재하는 각종 기기들과 연결되어서 홈 네트워크를 구성하며, 사용자의 입력에 따라 조명(120), 복수의 IoT 기기(140) 및 스마트 콘센트(170)를 제어할 수 있다. 이러한 월패드(110)는 별도의 설정에 따라 홈 데이터 팩토리 서비스 기술을 수행할 수 있다.
조명(120)은 전원 컨트롤러(130)의 제어에 따라 전원을 공급받아 발광할 수 있다.
전원 컨트롤러(130)는 수전점(135)을 통해 외부의 전원 공급 시설로부터 전원을 공급받을 수 있다. 또한, 전원 컨트롤러(130)는 조명(120) 및 스마트 콘센트(170)로 전원을 공급할 수 있다. 이때, 전원 컨트롤러(130)는 월패드(110)와 무선 통신을 수행하여 전원 공급 제어 명령을 수신하고, 수신한 전원 공급 제어 명령에 따라 조명(120) 및 스마트 콘센트(170)로의 전원 공급을 제어할 수 있다. 이러한, 전원 컨트롤러(130)에서는 비접촉 방식으로 전력을 측정할 수 있다.
복수의 IoT 기기(140)는 홈 내에서 사용하는 기기들로서, 사물인터넷 기능을 이용하여 홈 게이트웨이(150) 또는 월패드(110)와 무선 통신을 수행할 수 있다. 이러한 복수의 IoT 기기(140)는 월패드(110)로부터 사용자의 입력에 따른 제어 명령을 수신하고, 수신된 제어 명령에 따라 작동할 수 있다.
홈 게이트웨이(150)는 복수의 IoT 기기(140)와 무선 통신을 수행하고, 복수의 IoT 기기(140)로 송수신되는 신호의 출입 통로를 제공할 수 있다.
스마트 콘센트(170)는 전원 공급을 모니터링하여 가전기기별 소비 전력을 관리할 수 있다.
개방형 클라우드 서버(200)는 보안성을 강화하기 위하여 도커 기반으로 구축된 개방형 스마트 홈 클라우드 플랫폼(300)을 바탕으로 운영되는 홈 데이터 팩토리 서비스(400) 및 홈 아바타 서비스(500)를 운영할 수 있다.
여기서는 편의상 운영 서비스를 장치 구성 요소와 같이 설명한다.
개방형 스마트 홈 클라우드 플랫폼(300)은 홈 클라우드 기반으로 세대별 데이터를 수집, 저장, 처리 후 분석된 결과를 월패드(110)로 전송하고, 홈 데이터를 수집, 저장, 처리하기 위해 월패드(110)와 홈 아바타 간 메시지 프로토콜을 정의할 수 있다. 또한, 개방형 스마트 홈 클라우드 플랫폼(300)은 홈 컨테이너별 리소스 모니터링을 통해 대용량 데이터를 처리할 수 있다.
여기서, 도 2를 더 참조하면, 개방형 스마트 홈 클라우드 플랫폼(300)은 스마트 홈(100) 내의 월패드(110)로부터 전송된 소비전력과 같은 홈 데이터를 홈 데이터 팩토리 서비스(400)의 메시지 브로커(210)로 전송할 수 있다. 또한, 개방형 스마트 홈 클라우드 플랫폼(300)은 메시지 브로커(210)를 통하여 세대별 데이터를 수집할 수 있다. 또한, 개방형 스마트 홈 클라우드 플랫폼(300)은 수집된 데이터를 데이터베이스(220)에 저장할 수 있다. 또한, 개방형 스마트 홈 클라우드 플랫폼(300)은 분석 서버(230)를 통해 수집 및 저장된 데이터를 분석하고 분석된 세대별 분석 결과를 월패드(110)로 전송할 수 있다.
홈 데이터 팩토리 서비스(400)는 도 2 내지 도 4를 참조하면 월패드(110)와, 개방형 클라우드 서버(200) 내의 컨테이너 사이에 데이터를 수집, 저장, 분석할 수 있으며, 메시지 브로커(210)와 분석 서버(230)를 포함할 수 있다. 이때, 메시지 브로커(210)는 도커 컨테이너로 구축될 수 있다.
여기서, 스마트 홈(100)의 월패드(110) 또는 스마트폰(50)과, 아바타 컨테이너 사이에서 데이터를 주고받기 위한 메시지 프로토콜은 MQTT(Message Queue Telemetry Transport)를 활용할 수 있다.
이러한, 홈 데이터 팩토리 서비스(400)는 다양한 오픈소스 기술 중 표준으로 고려되는 신뢰성 있는 시스템이며, TCP 및 UDP 통신이 모두 가능하고, 시스템 요구 사항에 따른 QoS 조절이 가능하고, 게시(Publish) 및 가입(Subscribe)이 토픽(topic)이라는 식별자를 통해 이루어지며, 토픽은 계층적으로 구분되어 사용자별, 게이트웨이별, 메시지 종류별 다양한 게시/가입 계층을 구성할 수 있다.
또한, MQTT를 이용한 게시/가입 기술을 중심으로 월패드(110)와 홈 클라우드 플랫폼 수집기 및 분석 노드 간의 실시간 데이터 통신을 수행할 수 있다.
여기서, 홈 데이터 팩토리 서비스(400)의 메시지 브로커(210) 및 분석 서버(230)를 실행하는 과정을 예시적으로 설명하면, 월패드(110)와 아바타 컨테이너 사이의 통신을 수행하기 위한 메시지 브로커(210)를 실행하고, 세대별 평균 전력 이용 현황을 분석하기 위한 분석 모듈을 실행할 수 있다.
이때, 분석 모듈에서는 분석 시작 후 분석 결과 전송을 수행하되, 세부적으로 월패드(110)로부터 전송된 전력 데이터를 이용하여 각 세대별 전력을 얼마나 사용하였는지에 대한 비교 분석을 수행하고, 세대별 전력 평균 데이터와 해당 세대의 전력 데이터를 월패드(110)와 아바타 컨테이너로 전송할 수 있다.
홈 아바타 서비스(500)는 세대별 홈 아바타를 생성 및 삭제할 수 있으며, 컨테이너별 리소스 사용량 모니터링을 통해 세대별 데이터 폭증 시 서비스 확장을 통한 부하 분산 및 서비스 이주를 가능하게 한다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법에 대하여 설명한다.
일반적으로 스마트 기기 해킹은 1단계에서 인증/암호 정보가 노출되면서 해킹으로부터 무력화 되는 반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법은 스테가노 그래피 방법을 이용하여 1단계의 인증/암호 정보의 노출을 방지할 수 있다.
구체적으로, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법은 인증 및 암호정보를 1차 암호화하는 단계(S110), 카오스 난수를 발생시키는 단계(S120), 카오스 난수에 따라 1차 암호화된 정보를 2차 암호화하는 단계(S130), 2차 암호화된 정보를 카오스 난수로 분산하여 다수의 파일로 분할하는 단계(S140), 분할된 파일을 카오스 난수에 따라 다수의 디렉토리에 저장하는 단계(S150)를 포함할 수 있다.
우선, 단계 S110에서는 일반적인 암호화 방법으로 암호화를 수행할 수 있다.
다음, 단계 S120에서는, 미리 설정된 카오스 난수 발생 분포도를 갖는 카오스 난수 발생기를 이용하여 카오스 난수를 발생시킬 수 있다. 여기서, 카오스 난수의 발생 분포도는 실험 결과에 따라 도 6과 같다.
다음, 단계 S130에서는, 스테가노 그래피 방법을 사용하여 1차 암호화 정보를 카오스 난수에 준거하여 2차 암호화할 수 있다.
다음, 단계 S140에서는 2차 암호화된 정보를 카오스 난수로 분산하여 다수의 파일로 분할할 수 있다.
또한, 단계 S140과 병렬적으로 난수용 FAT(File Allocation Table)를 구성할 수 있다(S150).
다음, 단계 S160에서는, 분할된 파일을 카오스 난수에 따라 다수의 디렉토리에 저장할 수 있다.
또한, 단계 S160과 병렬적으로 난수용 FAT와 2차 암호화된 정보를 동시에 저장할 수 있다(S170).
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (10)

  1. 대기전력 감소를 위하여 통신망을 통해 연결된 스마트 홈과 개방형 클라우드 서버를 포함하는 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼에서,
    스테가노 그래피를 이용하여 인증 및 암호정보의 해킹을 방지하는, 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    인증 및 암호정보를 1차 암호화하는 단계;
    카오스 난수를 발생시키는 단계;
    상기 카오스 난수에 따라 1차 암호화된 정보를 2차 암호화하는 단계;
    2차 암호화된 정보를 상기 카오스 난수로 분산하여 다수의 파일로 분할하는 단계; 및
    분할된 파일을 상기 카오스 난수에 따라 다수의 디렉토리에 저장하는 단계를 포함하는, 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 카오스 난수를 발생시키는 단계에서는, 미리 설정된 카오스 난수 분포도를 갖는 카오스 난수 발생기를 이용하여 카오스 난수를 발생시키는, 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 파일로 분할하는 단계와 병렬적으로 난수용 FAT를 구성하는 단계를 포함하는, 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다수의 디렉토리에 저장하는 단계와 병렬적으로 상기 난수용 FAT와 상기 2차 암호화된 정보를 동시에 저장하는 단계를 포함하는, 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스마트 홈은,
    홈 내에 존재하는 각종 기기들과 연결되어서 홈 네트워크를 구성하는 월패드;
    하기 전원 컨트롤러의 제어에 따라 전원을 공급받아 발광하는 조명;
    수전점을 통해 외부의 전원 공급 시설로부터 공급받은 전원을 제어하는 전원 컨트롤러;
    홈 내에서 사용하는 기기들로서 사물 인터넷 기능을 이용하여 상기 월패드와 무선 통신을 수행하는 복수의 IoT 기기;
    상기 복수의 IoT 기기와 무선 통신을 수행하고, 상기 복수의 IoT 기기로 송수신되는 신호의 출입 통로를 제공하는 홈 게이트웨이; 및
    전원 공급을 모니터링하여 가전기기별 소비 전력을 관리하는 스마트 콘센트를 포함하는, 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전원 컨트롤러는 비접촉 방식으로 전력을 측정하는, 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 개방형 클라우드 서버는 보안성을 강화하기 위하여 도커 기반으로 구축된 개방형 스마트 홈 클라우드 플랫폼을 바탕으로 운영되는 홈 데이터 팩토리 서비스 및 홈 아바타 서비스를 운영하는, 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 개방형 스마트 홈 클라우드 플랫폼은 홈 클라우드 기반으로 세대별 데이터를 수집, 저장, 처리 후 분석된 결과를 상기 월패드로 전송하고, 홈 데이터를 수집, 저장, 처리하기 위해 상기 월패드와 미리 설정된 홈 아바타 간 메시지 프로토콜을 정의하는, 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 개방형 스마트 홈 클라우드 플랫폼은 상기 스마트 홈 내의 상기 월패드로부터 전송된 소비전력을 포함하는 홈 데이터를 홈 데이터 팩토리 서비스의 메시지 브로커로 전송하고, 상기 메시지 브로커를 통하여 세대별 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 데이터베이스에 저장하고, 분석 서버를 통해 수집 및 저장된 데이터를 분석하고, 분석된 세대별 분석 결과를 상기 월패드로 전송하는, 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법.

KR1020170127848A 2017-09-29 2017-09-29 에너지 관리 IoT 및 클라우드 기반의 스마트 홈 플랫폼의 해킹 방지 방법 KR20190038713A (ko)

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