WO2018080020A1 - 오티피를 이용한 브이투엑스통신 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오티피를 이용한 브이투엑스통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차와 외부기기가 통신하고자 할 때 보안중계센터를 통해 상대측 고유 OTP발생용 비밀키를 제공받은 후 송신데이타를 자신이 사용하는 OTP를 이용해서 암호화하여 송신하고, 수신데이타를 상대측 OTP를 이용해서 복호화하여 해독하도록 구성하므로서, 자동차와 외부기기 상호간 통신이 OTP에 의해 암호화됨에 따라 보안성을 월등히 향상시켜 해킹에 의해 자동차에 탑재된 전장부품이 오동작을 일으키지 않도록 함은 물론 자율주행동작시 주행 안정성을 더욱 높여줄 수 있도록 한 오티피를 이용한 브이투엑스통신 시스템에 관한 것이다.

Description

오티피를 이용한 브이투엑스통신 시스템
본 발명은 오티피를 이용한 브이투엑스통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차와 외부기기가 통신하고자 할 때 보안중계센터를 통해 상대측 고유 OTP발생용 비밀키를 제공받은 후 송신데이타를 자신이 사용하는 OTP를 이용해서 암호화하여 송신하고, 수신데이타를 상대측 OTP를 이용해서 복호화하여 해독하도록 구성하므로서, 자동차와 외부기기 상호간 통신이 OTP에 의해 암호화됨에 따라 보안성을 월등히 향상시켜 해킹에 의해 자동차에 탑재된 전장부품이 오동작을 일으키지 않도록 함은 물론 자율주행동작시 주행 안정성을 더욱 높여줄 수 있도록 한 오티피를 이용한 브이투엑스통신 시스템에 관한 것이다.
최근 자동차 산업 환경의 변화로 인해 차량 내 부품 및 시스템 중 전자전기 장치 부품(이하 '전장부품')의 점유율이 증가하고 있으며, 소프트웨어의 중요도도 증가하고 있다. 그리고 차량 내부의 분산 네트워크를 통한 ECU(Electronic Control Unit) 간의 통신으로 다양한 기능 및 서비스가 제공되고 있다. 이에 따라 자동차 기능 안전성에 대한 중요성이 강조되고 있고, 기능안전성을 고려한 차량 설계에 관한 국제표준인 ISO 26262가 제정되었다. 자동차 기능안전성은, 자동차의 전장(電裝)부품의 고장율을 줄여 제품의 신뢰성을 높이고, 고장 진단 및 안전 메커니즘을 통해 운전자의 안전성을 높이며, 제품 설계 프로세스와 유지 보수 시스템을 통해 차량의 가용성을 높이는 등의 내용에 연관된다.
나아가, 자동차는 정보통신 기술을 이용하여, 차량 내부의 부품간 통신, 차량과 차량 주변 교통 인프라스트럭처 간의 통신(V2I), 차량과 주변 차량 간의 통신(V2V), 및 차량과 운전자의 스마트 폰 간의 통신을 통한 다양한 서비스를 제공하도록 진화하고 있으며, 이와같이 자동차와 외부기기간의 전반적인 통신을 V2X(Vehicle to everything) 통신이라 한다.
종래의 V2X 통신방법은 자동차와 외부기기 상호간에 특정 통신프로토콜을 사용하도록 하여 통신이 이루어지도록 하여 정보공유가 이루어지도록 하는 것이다.
그러나, 종래의 V2X 통신방법은 해킹과 같은 보안 공격에 의해 전장부품이나 소프트웨어에 고의적인 오류가 발생되는 문제점이 있었고, 이로인해 자율주행기능시 외부 해커의 침입에 의해 자동차의 자율주행이 정상적으로 이루어지지 않게되어 대형 사고를 유발하게되는 문제점이 발생하고 있었다.
* 선행기술문헌 *
대한민국 특허등록 제 10-1620205호
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 자동차와 외부기기가 통신하고자 할 때 보안중계센터를 통해 상대측 고유 OTP발생용 비밀키를 제공받은 후 송신데이타를 자신이 사용하는 OTP를 이용해서 암호화하여 송신하고, 수신데이타를 상대측 OTP를 이용해서 복호화하여 해독하도록 구성하므로서, 자동차와 외부기기 상호간 통신이 OTP에 의해 암호화됨에 따라 보안성을 월등히 향상시켜 해킹에 의해 자동차에 탑재된 전장부품이 오동작을 일으키지 않도록 함은 물론 자율주행동작시 주행 안정성을 더욱 높여줄 수 있도록 한 오티피를 이용한 브이투엑스통신 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은,
외부기기(20)와의 통신동작을 제어하는 ECU(11)와, 무선통신모듈(12)을 구비하고, 외부기기(20)로 송신하는 데이타를 고유의 OTP1 로 암호화하여 송신하며, 외부기기(20)로 부터 수신된 데이타를 외부기기(20) 고유의 OTP2 로 복호화하여 해독하는 자동차(10)와;
자동차(10)와의 통신동작을 제어하는 제어부(21)와, 무선통신모듈(22)을 구비하고, 자동차(10)로 송신하는 데이타를 고유의 OTP2 로 암호화하여 송신하며, 자동차(10)로 부터 수신된 데이타를 자동차(10) 고유의 OTP1로 복호화하여 해독하는 외부기기(20); 로 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 자동차와 외부기기 상호간 통신이 OTP에 의해 암호화됨에 따라 보안성을 월등히 향상시켜 해킹에 의해 자동차에 탑재된 전장부품이 오동작을 일으키지 않도록 함은 물론 자율주행동작시 주행 안정성을 더욱 높여줄 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 V2X 통신시스템을 보인 블럭도.
도 2 는 본 발명의 사용상태를 예시한 도면.
도 3 은 본 발명의 제어과정을 보인 플로우챠트.
<도면 부호의 설명>
10: 자동차, 11: ECU,
12: 무선통신모듈, 13: OTP모듈,
14: 암호화부, 15: 복호화부,
20: 외부기기, 30: 보안중계센터,
자동차와 외부기기가 통신하고자 할 때 보안중계센터를 통해 상대측 고유 OTP발생용 비밀키를 제공받은 후 송신데이타를 자신이 사용하는 OTP를 이용해서 암호화하여 송신하고, 수신데이타를 상대측 OTP를 이용해서 복호화하여 해독하도록 구성한 것이다.
이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 3 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 도면에 의하면, 본 발명은,
외부기기(20)와의 통신동작을 제어하는 ECU(11)와, 무선통신모듈(12)을 구비하고, 외부기기(20)로 송신하는 데이타를 고유의 OTP1 로 암호화하여 송신하며, 외부기기(20)로 부터 수신된 데이타를 외부기기(20) 고유의 OTP2 로 복호화하여 해독하는 자동차(10)와;
자동차(10)와의 통신동작을 제어하는 제어부(21)와, 무선통신모듈(22)을 구비하고, 자동차(10)로 송신하는 데이타를 고유의 OTP2 로 암호화하여 송신하며, 자동차(10)로 부터 수신된 데이타를 자동차(10) 고유의 OTP1로 복호화하여 해독하는 외부기기(20); 로 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 자동차(10)와 외부기기(20)의 OTP1 및 OTP2 발생용 비밀키를 모두 저장하고 있으며, 자동차(10)와 외부기기(20)로 부터 상대측 비밀키의 전송요청이 있을 경우 해당 비밀키를 송신하는 보안중계센터(30); 를 더 포함하며,
보안중계센터(30)는
자동차(10)와 외부기기(20)에서 사용하는 모든 비밀키를 저장하고 있는 비밀키저장부(32)와, 자동차(10)와 외부기기(20)로부터 비밀키의 전송요청이 있을 경우 비밀키저장부(32)에 저장되어 있는 해당 비밀키를 자동차(10)와 외부기기(20)로 전송하는 통신부(31)로 구성한 것을 특징으로 한다.
자동차(10)는
외부기기(20)와의 V2X 통신을 위해 보안중계센터(30)로부터 외부기기(20)의 비밀키2 를 전송받아 OTP 모듈(13)에 저장하는 ECU(11)와;
데이타 송신시 자동차 고유의 비밀키1 을 이용하여 OTP1을 생성하고, 데이타 수신시에는 비밀키2 를 이용하여 OTP2를 생성하는 OTP모듈(13)과;
*외부기기(20)로 송신하는 데이타를 OTP모듈(13)에서 생성되는 OTP1 로 암호화하여 송신하는 암호화부(14)와;
외부기기(20)로 부터 전송된 데이타를 OTP모듈(13)에서 생성되는 OTP2로 복호화하여 해독하는 복호화부(15); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
외부기기(20)는
자동차(10)와의 V2X 통신을 위해 보안중계센터(30)로 부터 자동차(10)의 비밀키1 를 전송받아 OTP모듈(23)에 저장하는 제어부(21)와;
데이타 송신시 외부기기 고유의 비밀키2 를 이용하여 OTP2을 생성하고, 데이타 수신시에는 비밀키1 을 이용하여 OTP1을 생성하는 OTP모듈(23)과;
자동차(10)로 송신하는 데이타를 OTP모듈(23)에서 생성되는 OTP2 로 암호화하여 송신하는 암호화부(24)와;
자동차(10)로 부터 전송된 데이타를 OTP모듈(23)에서 생성되는 OTP1로 복호화하여 해독하는 복호화부(25); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
V2X 통신은 도 2 에 도시된 바와같이 자동차(10)와 외부기기(20)가 통신하는 것을 말한다.
외부기기(20)로는 도로변에 설치되어 있는 신호등, 도로정보관제센터, 교통통제실, 도로를 주행하는 다른 자동차를 모두 포함할 수 있다.
즉, 외부기기(20)는 자동차가 주행하면서 정보를 공유할 수 있는 모든 도로주변 인프라를 포함하고, 또한 도로를 주행하는 다른 자동차를 포함할 수 있는 것이다.
자율주행기능을 탑재하게되는 자동차는 무수히 많은 정보를 외부기기로 부터 제공받아 주행정보로 사용하게되며, 본 발명은 자동차와 외부기기 상호간의 통신에 있어서 보안 기능이 향상되도록 하여 해킹에 의한 잘못된 정보가 자동차에 제공되어 자율주행기능에 악영향을 미치지 않도록 하기 위한 것이다.
본 발명의 설명에서는 자동차(10)가 비밀키1을 이용하여 OTP1을 생성하여 송신데이타를 암호화하는데 사용하고, 외부기기(20)는 비밀키2를 이용하여 OTP2를 생성하여 송신데이타를 암호화하는데 사용하는 것을 일예로하여 설명한다.
도로를 주행하는 자동차(10)가 외부기기(20)와 교신하고자 할 때 먼저 자동차(10)의 ECU(11)는 무선통신모듈(12)을 이용하여 외부기기(20)의 제어부(21)와 교신하여 외부기기(20)의 정보(외부기기를 식별할 수 있는 고유정보)를 수신하고, 또한 ECU(11)는 자동차(10)에 대한 정보(자동차를 식별할 수 있는 고유정보)를 외부기기(20)의 제어부(21)로 전송한다.
자동차(10)의 ECU(11)는 외부기기(20)와의 V2X 통신을 위해서 외부기기 고유정보를 보안중계센터(30)로 전송하면서 외부기기(20)에서 사용하는 비밀키 2 의 전송을 요청하고, 보안중계센터(30)는 비밀키저장부(32)에 저장되어 있는 비밀키 중에서 외부기기(20)가 사용하는 비밀키 2 를 자동차(10)로 무선전송하며, 자동차(10)의 무선통신모듈(12)은 보안중계센터(30)에서 전송된 비밀키2 를 수신하여 OTP 모듈(13)에 저장한다.
또한 외부기기(20)의 제어부(21)는 무선통신모듈(22)을 통해 보안중계센터(30)로 자동차(10)가 사용하는 비밀키 1 의 전송을 요청하고, 보안중계센터(30)는 비밀키저장부(32)에 저장되어 있는 비밀키 중에서 자동차(10)가 사용하는 비밀키 1 을 외부기기(20)로 전송하며, 외부기기(20)의 무선통신모듈(22)은 보안중계센터(30)에서 전송된 비밀키 1 을 수신하여 OTP모듈(23)에 저장한다.
이에따라, 자동차(10)의 OTP모듈(13)에는 자동차(10)의 고유의 비밀키1 과 외부기기(20)에서 사용하는 비밀키2가 모두 저장된 상태가되고, 외부기기(20)의 OTP모듈(23)에도 외부기기(20) 고유의 비밀키 2 와 자동차(10)에서 사용하는 비밀키 1 이 모두 저장된 상태가 된다.
자동차(10)에서 송신데이타1 을 외부기기(20)로 송신하는 동작을 설명하면,
자동차(10)의 ECU(11)는 외부기기(20)로 전송할 송신데이타1 을 생성하고, OTP모듈(13)은 고유의 비밀키1을 이용 연산하여 OTP 1 을 생성하며, 암호화부(14)는 OTP1을 이용하여 송신데이타1을 암호화하여 무선통신모듈(12)을 통해 외부기기(20)로 전송한다.
외부기기(20)의 무선통신모듈(22)은 자동차(10)에서 전송된 송신데이타 1 을 수신하고, OTP모듈(23)은 보안중계센터(30)로 부터 전송받은 비밀키1을 이용하여 OTP1을 생성하며, 복호화부(25)는 수신된 송신데이타1을 OTP1을 이용하여 복호화해서 해독한다.
한편, 외부기기(20)에서 송신데이타2 를 자동차(10)로 송신하는 동작을 설명하면,
외부기기(20)의 제어부(21)는 자동차(10)로 전송할 송신데이타2 를 생성하고, OTP모듈(23)은 고유의 비밀키 2 를 이용 연산하여 OTP 2 를 생성하며, 암호화부(25)는 OTP 2 를 이용하여 송신데이타2 를 암호화하여 무선통신모듈(22)을 통해 자동차(10)로 전송한다.
자동차(10)의 무선통신모듈(12)은 외부기기(20)에서 전송된 송신데이타 2 를 수신하고, OTP모듈(13)은 보안중계센터(30)로 부터 전송받은 비밀키2를 이용하여 OTP2를 생성하며, 복호화부(15)는 수신된 송신데이타2를 OTP2를 이용하여 복호화해서 해독한다.
상기 설명과 같이 자동차(10)와 외부기기(20) 상호간의 데이타 통신시 송신데이타를 OTP로 암호화 및 복호화 함에 따라 V2X 통신의 보안성을 향상시킬 수 있고, 이를통해 해킹에 의한 잘못된 정보가 자동차로 공급되는 것을 차단할 수 있게되어 자동차의 자율주행성능을 높여줄 수 있게되는 것이다.
그리고, 자동차(10)와 외부기기(20)가 V2X 통신 할 때 마다 상대기기의 고유 비밀키를 보안중계센터로 부터 공급받아 사용하면 되므로 자동차와 외부기기가 통신 대상이 되는 상대기기의 고유 OTP 발생용 비밀키를 모두 저장하고 있지 않아도되므로 메모리 용량을 줄여줄 수 있는 장점을 갖게된다.
자동차와 외부기기 상호간 통신이 OTP에 의해 암호화됨에 따라 보안성을 월등히 향상시켜 해킹에 의해 자동차에 탑재된 전장부품이 오동작을 일으키지 않도록 함은 물론 자율주행동작시 주행 안정성을 더욱 높여줄 수 있도록 한 것이다.

Claims (4)

  1. 외부기기(20)와의 통신동작을 제어하는 ECU(11)와, 무선통신모듈(12)을 구비하고, 외부기기(20)로 송신하는 데이타를 고유의 OTP1 로 암호화하여 송신하며, 외부기기(20)로 부터 수신된 데이타를 외부기기(20) 고유의 OTP2 로 복호화하여 해독하는 자동차(10)와;
    자동차(10)와의 통신동작을 제어하는 제어부(21)와, 무선통신모듈(22)을 구비하고, 자동차(10)로 송신하는 데이타를 고유의 OTP2 로 암호화하여 송신하며, 자동차(10)로 부터 수신된 데이타를 자동차(10) 고유의 OTP1로 복호화하여 해독하는 외부기기(20); 로 구성한 것을 특징으로 하는 오티피를 이용한 브이투엑스통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    또한, 자동차(10)와 외부기기(20)의 OTP1 및 OTP2 발생용 비밀키를 모두 저장하고 있으며, 자동차(10)와 외부기기(20)로 부터 상대측 비밀키의 전송요청이 있을 경우 해당 비밀키를 송신하는 보안중계센터(30); 를 더 포함하며,
    보안중계센터(30)는
    자동차(10)와 외부기기(20)에서 사용하는 모든 비밀키를 저장하고 있는 비밀키저장부(32)와, 자동차(10)와 외부기기(20)로부터 비밀키의 전송요청이 있을 경우 비밀키저장부(32)에 저장되어 있는 해당 비밀키를 자동차(10)와 외부기기(20)로 전송하는 통신부(31)로 구성한 것을 특징으로 하는 오티피를 이용한 브이투엑스통신 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    자동차(10)는
    외부기기(20)와의 V2X 통신을 위해 보안중계센터(30)로부터 외부기기(20)의 비밀키2 를 전송받아 OTP 모듈(13)에 저장하는 ECU(11)와;
    데이타 송신시 자동차 고유의 비밀키1 을 이용하여 OTP1을 생성하고, 데이타 수신시에는 비밀키2 를 이용하여 OTP2를 생성하는 OTP모듈(13)과;
    외부기기(20)로 송신하는 데이타를 OTP모듈(13)에서 생성되는 OTP1 로 암호화하여 송신하는 암호화부(14)와;
    외부기기(20)로 부터 전송된 데이타를 OTP모듈(13)에서 생성되는 OTP2로 복호화하여 해독하는 복호화부(15); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오티피를 이용한 브이투엑스통신 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    외부기기(20)는
    자동차(10)와의 V2X 통신을 위해 보안중계센터(30)로 부터 자동차(10)의 비밀키1 를 전송받아 OTP모듈(23)에 저장하는 제어부(21)와;
    데이타 송신시 외부기기 고유의 비밀키2 를 이용하여 OTP2을 생성하고, 데이타 수신시에는 비밀키1 을 이용하여 OTP1을 생성하는 OTP모듈(23)과;
    자동차(10)로 송신하는 데이타를 OTP모듈(23)에서 생성되는 OTP2 로 암호화하여 송신하는 암호화부(24)와;
    자동차(10)로 부터 전송된 데이타를 OTP모듈(23)에서 생성되는 OTP1로 복호화하여 해독하는 복호화부(25); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오티피를 이용한 브이투엑스통신 시스템.
PCT/KR2017/010300 2016-10-25 2017-09-20 오티피를 이용한 브이투엑스통신 시스템 WO2018080020A1 (ko)

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