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[오토저널] 자율주행자동차의 통신보안 관련 동향 및 이슈

페이지 정보

글 : 오토저널(ksae@ksae.org)
승인 2016-09-23 07:45:50

본문

정책 및 법규 동향


●미국
미국은 ‘차량 간 통신 장착 의무화’ 추진을 진행 중에 있다. 향후 수년 내에 모든 신차(중대형 상용차 제외)에 차량간(V2V) 근거리 무선통신(DSRC) 장착방안을 추진하고 있다. 기존 차량에 대해서는 자율적 선택 장착을 유도할 계획인데 도로교통안전청(NHTSA)은 이 기술의 탑재 시 음주 운전과 기계적 결함을 제외한 전체 교통사고의 70~80%를 감소시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.


V2V용 DSRC 기술은 자동차들이 각자의 위치와 속도 등 자차 정보를 주변 자동차와 교환하여 급정거와 사각지대에서 발생하는 추돌 사고 및 차선 변경시 접촉 사고를 예방하도록 설계되고 있다. NHTSA는 V2V용 DSRC 단말기 장착에 따른 추가 비용을 자동차 1대당 100~200 달러 수준으로 추산하고 있다. NHTSA는 향후 업계 의견을 수렴하여 관련 규정을 마련할 계획인데 상세 규정 마련 후 공표시기는 오바마 대통령 임기가 종료되는 2017년경으로 전망하고 있다.


NHTSA는 V2V용 DSRC 기술을 약 3,000대의 자동차에 탑재하여 2012년 8월부터 시험 운행을 실시하고 있다. 미국 업계는 대체로 긍정적인 입장을 보이면서도 예를 들어 해킹에 의한 개인정보보호, 소비자들의 기술에 대한 이해 및 수용 문제, 시행에 필요한 구체적인 규제 사항 마련 등 실제 적용에는 적잖은 문제와 이슈들이 발생할 것이라고 우려하고 있다.


●유럽
유럽연합에서는 지속적으로 증가하는 교통사고의 인명피해 최소화를 위해 e-call 도입이 제안되었다. 초기에는 회원국의 자율적 참여를 유도했으나, 참여율이 저조하여 시스템의무화를 결정하고 2013년 6월 관련된 제안이 채택되었다. 2015년 3월, EU 이사회는 e-call 시스템에 관련하여 입장을 발표하여 2015년 12월까지 각 회원국은 집행위에 구축 진행 상황 관련 보고서를 제출하도록 하였고 2017년 10월 이전까지 e-call 시스템 운영을 위한 인프라 구축을 완료하고 2018년 3월부터 신규 자동차 및 상업용 경차 내에 e-call 시스템 장착을 의무화 시켰다.


●UNECE-ITS-AD
유럽경제위원회(UNECE) 지능형교통체계(ITS) 자율주행(AD) 전문가기술회의는 일본과 영국을 의장국으로 2014년 12월 결성되었다. 주요 논의 주제는 자율주행기술의 정의, 관련 법적 장애요인 도출, eSafety 및 eSecurity 등에 대한 국제기준조화 및 가이드라인 제안 등이다. 현재까지 총 7차례 회의가 개최되었으며 자율주행자동차의 통신 및 보안 관련 내용은 2015년 5월에 있었던 제5차 회의부터 본격적으로 논의되었다. 현재 통신 및 보안과 통신 안전성에 대한 가이드 라인이 독일로부터 제안된 상태이며 2017년 3월 경 관련 초안이 발표될 예정이다.

 

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표준화 동향


●IEEE 802.11p 및 IEEE 1609.x
미국에서는 국가 ITS Architecture를 기반으로 SAE J2735에서 정의된 DSRC message set과 DSRC/WAVE 통신 규격인 IEEE 802.11p, IEEE 1609.x를 표준기술로 개발하였다. IEEE에서 ITS를 위하여 할당된 5.9GHz 대역의 WAVE라고 정의된 통신을 표준화하였다.


●ISO TC204의 V2X
ISO TC204는 ITS의 표준화를 담당하는 위원회로서 자동차의 안전 향상, 교통물류 서비스 확대, 효과적인 교통통신망 구축, 교통 데이터 수집, 응급상황 대처 및 다양한 ITS 서비스 제공을 위한 시스템 구조 및 안전한 통신을 위한 데이터 보안에 대한 기술 등을 담당하고 있다. 산하에는 12개의 작업그룹들을 운영하고 있으며 TC204에서의 V2X는 C-ITS로 명명되며 대표적인 작업그룹은 WG16~WG18이다.


WG16에서는 광역 무선 통신방식에 대한 표준화를 진행 중에 있다. 효과적인 교통 통신망을 구축하고 교통 데이터를 수집하여 자동차 안전을 향상시키고 교통 물류 서비스의 확대 및 다양한 ITS 서비스 제공을 위한 기술을 제안하며 특히 CALM(Communication Access for Land Mobile)으로 명명된 자동차 통신 기술과 관련된 표준을 주로 논의하고 있다.


WG17에서는 자동차 및 개인 휴대용 기기를 유연하게 연결하고 수용하기 위한 아키텍처 및 ITS 서비스 지원을 위한 다양한 서비스 정의에 대한 표준 작업을 진행하고 있다.


WG18에서는 독립형 ITS 시스템이 아니라 자동차, 휴대기기, 노변장치, 센터에 포함된 ITS 스테이션 간의 안전하고 지속 가능하며 효율적이고 편리한 상호통신과 정보교환을 위한 표준 제정을 추진하고 있다.


●3GPP의 V2X
3GPP의 V2X 표준은 2014년 말부터 V2X 표준화를 시작하였으며 2015년 7월 기준으로 약 50%의 진척률을 보이고 있고, 2017년 말 제정될 예정이다. V2I나 V2N 통신도 표준화될 것으로 예상되며, LTE 시스템은 약 50~300 바이트 정도의 V2I 및 V2N 가변서비스 메시지를 사용자 단말기에서 지원할 것으로 예상된다. 3GPP에서 다루는 V2X 범위에 있는 V2V, V2P 및 V2I는 각각의 유기적 관계를 가지고 있으며 자동차, 노변기지국, 자동차 내 탑승자 및 인접 개인 단말기 사이의 연결성을 보장할 수 있는 LTE 이동 네트워크 구축방안을 정립하기 위해 노력중이다.

 

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특히 사고 및 위험 정보를 전송하는 통신시스템 활용 서비스 개발에 주목하고 있으며 V2V와 V2I를 통하여 제공되는 다양한 서비스를 개발하고 있다. 대표적인 서비스는 도로 안전 서비스, 네트워크 커버리지 밖의 V2X 서비스, 인프라를 통한 도로 안전 서비스, 보행자 충돌 경고 서비스 등이 있다.

 

 

연구동향


●미국
•VII (Vehicle Infrastructure Integration)

VII는 실시간 교통정보가 교통운영관리의 핵심이라는 판단 하에 교통의 안전성과 이동성 확보에 핵심이 되는 실시간 정보를 수집 및 제공하기 위해 V2V 및 V2I 환경 구축을 목적으로 NHTSA에서 2003년부터 시작한 프로젝트이다.


VII의 Proof of Concept 어플리케이션은 주변 환경으로부터 정보사용에 기반하여 자동차 간 통신은 존재하지 않는 정보 어플리케이션이다. 상당수의 어플리케이션이 통행료 징수 존 등에 대한 정보제공의 목적을 가지고 있으며 효율성 이외에 안전과 직접적인 해당사항은 없었다.


•IntelliDriSM
IntelliDriSM프로젝트는 5.9GHz 대역에서 V2V 및 V2I 통신을 모두 지원하는 WAVE 기술을 개발하여 자동차와 운전자의 공공 및 개인 서비스에 제공할 목적으로 2010년부터 미국 전역에 20만개의 노변 기지국과 같은 통신 인프라를 구축 및 운영하고 있다.


이 프로젝트에서 주요 연구내용은 (V2V 통신 관련) 도로주행 중인 자동차에 갑자기 고장이 발생했을 때 고장 자동차가 후속 자동차들에게 사고 정보를 전달하며 충돌 위험이 있는 경우에는 운전자에게 정보를 주어 미리 자동차를 정지시키거나 자동으로 브레이크를 작동시키는 것이다. 그리고 (V2I 통신 관련) 사고가 발생한 자동차에서 사고 시간, 사고종류 및 심각성 등의 사고 관련 정보를 도로변 인프라를 이용하여 센터의 시스템 운영자에게 알리며 사고 정보를 사고지역 인근에 경고 방송하여 다른 자동차의 운전자들로부터 감속을 유도하는 것과 (V2O 통신 관련) 자동차의 우회전 시 자전거, 오토바이 등과의 충돌 방지를 위하여 이동 수단을 이용하는 사람의 휴대전화 또는 자전거 및 오토바이에 부착된 수신 장치를 이용하여 미리 경고하는 것 등이다.

 

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•Safety Pilot
Safety Pilot 프로젝트는 Connected Vehicle의 응용분야중에서 ‘안전’ 부분으로서 실제 주행환경에서의 자동차간 연계기술 시험, 자동차 기반의 안전시스템에 대한 운전자 반응 및 대응 분석, DSRC 기술의 타당성, 확장성, 안전성 및 상호 운영성 등에 대한 평가를 목적으로 2012년부터 시작되었다. NHTSA의 주도로 CAMP 협력을 바탕으로 V2V, V2I 통신기술, 운전자 및 사회적 수용성 등과 함께 보안 및 기기 인증도 함께 평가하였다. Safety Pilot은 성공적으로 종료되었지만 현재도 데이터 수집을 계속하여 실시하고 있고 향후 최대 3년간 지속될 것으로 예상되고 있다.


●유럽


• Coopers (Co-operative Systems for Intelligent Road Safety)
Coopers는 도로안전성 향상과 협력 교통관리 시스템 구축을 위한 특정 도로구간의 정보교환을 위하여 지속적인 무선 정보통신기술을 이용하여 자동차와 도로를 연결하는 프로젝트이다. 자동차와 도로 사이의 정보교환에 의한 정밀하고 상황에 알맞은 실시간 정보는 운전 안전성을 향상시킬수 있기 때문에 이 프로젝트에서는 도로와 자동차 사이의 양방향 정보 교환을 통하여 안전과 관련된 새로운 서비스와 장비 및 응용시스템을 정의하고 개발하였다.


Coopers는 V2I 통신 실현을 위하여 교통정보와 운전자에 의해 더 정확한 정보를 얻기 위하여 도로 위 센서와 교통 통제 어플리케이션을 개선하였고, 신뢰성 및 견고성 등에 관한 V2I 필요조건을 다룰 수 있는 통신 컨셉 및 어플리케이션을 개발하였으며, 독일 등 유럽의 고속도로에서 결과를 증명하는 등 복합적인 환경에서 전략을 개발하였다.


•CVIS (Cooperative Vehicle-Infrastructure System)
CVIS는 ERTICO(ITS Europe)가 주체가 되어 유럽 각 국가별 도시 및 공공기관을 비롯한 대학, 연구기관, 통신사, 자동차 제작사 등 약 60여개 기관이 참여하여 CVIS 컨소시엄을 구성하여 추진되었다. 주요내용은 V2V 및 V2I를 통해 안전성과 효율성 향상을 목표로 자동차와 기지국에 대한 통신, 측위 및 네트워크 플랫폼 제정 등이다. 특히 CVIS에서는 V2V 및 V2I의 연속적인 인터넷 접속을 유지하면서 안전하고 효율적인 서비스를 제공하는 핵심 어플리케이션 및 서비스 소프트웨어의 개발이 목표였다. 2009년 5월 네덜란드 헬몬트에서 CVIS 쇼케이스를 개최하였고 2009년 9월 스웨덴 스톡홀름에서 개최된 ITS 세계대회에서도 시스템을 시연하였으며 유럽의 7개 국가에서 도시 내, 도시 간, 화물운송 교통환경에 대한 6개의 테스트 사이트에서 기술 및 서비스를 시연하였다.


•SAFESPOT
SAFESPOT은 도로교통 안전성을 향상시키기 위하여 도로에서 위험한 상황을 미리 탐지할 수 있는 연계 시스템 개발을 목적으로 시작된 프로젝트이다. V2V 및 V2I에 기반한 도로 안전성을 위한 협력 시스템의 설계를 위하여 매우 효과적인 프로젝트로서 공간, 시간 및 잠재적 위험상황을 사전에 감지하여 사고를 예방하는 것이 주요 목표였다.


SAFESPOT은 기술과 플랫폼, 어플리케이션, 연계 3분야의 8개 서브프로젝트로 구성되어 있다. SAFESPOT의 통신 요소는 연계시스템이 탑재된 지능형 자동차, 노변 시설물을 포함한 지능형 인프라, 지능형 자동차로부터 안전 정보를 수집하고 전달할 수 있는 안전 센터로 구성되어 있다.

 

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SAFESPOT 프로젝트는 이탈리아, 프랑스, 스페인, 독일, 스웨덴, 네덜란드 등 6개국에서 테스트 사이트를 구축하여 어플리케이션 및 Use Case의 효과를 검증하였으며 이 중 4개 사이트는 CVIS 통합 프로젝트와 공동으로 진행되었다.


●일본


•VICS (Vehicle Information and Communication System)
VICS는 운전자에게 필요한 최신 교통정보를 실시간으로 제공하여 사용자의 편의성을 향상시키고 교통 흐름을 분산시키는 목적으로 시작된 프로젝트이다. 주요 내용으로는 중앙센터에서 수집 및 처리된 교통정체, 교통규제 등에 대한 도로 교통정보를 실시간으로 자동차에 송신하여 자동차에 탑재된 항법장치 등에 문자나 도형 등으로 교통정보를 제공하는 시스템 개발이다. 1990년 3월 VICS 협의회가 발족된 이후 현재까지 서비스를 지속적으로 운영하고 있으며 IT 전략본부를 중심으로 총무성, 경제산업성, 국토교통성, 경찰청 등 4개 정부 부처에서 공동으로 VICS를 전국 단위로 추진하고 있다.


•Smartway
Smartway는 VICS, ETC(Electronic Tolling Collection) 등에 사용되는 단말기 및 내비게이션 등 기존에 보급된 다양한 단말기를 통합하고 5.8GHz의 DSRC를 활용하여 다양한 서비스를 제공하는데 그 목적이 있다. 이 프로젝트는 국토교통성, 국토기술정책종합연구소(NILIM), 도로신산업개발기구(HIDO) 등이 주도적으로 추진하였으며 약 23개의 민간기관이 참여하였다. Smartway는 2004년 시작되어 2005년까지 분야 간 통합연구 및 관련 표준체계를 완료하였고 2006년에는 인프라 및 자동차 단말기가 설치되어 2007년에 테스트를 거쳐 2008년부터 서비스를 제공하였다. 특히 Smartway 에서는 기존에 제공 중이었던 VICS 및 ETC 서비스 이외에 추가적인 ITS 서비스 제공을 실현하기 위하여 공통 플랫폼 및 보안 등을 포함한 세부 어플리케이션 프로그램 인터페이스를 정의하였다.

 

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•ITS SPOT
ITS SPOT은 Smartway의 통합시스템 및 서비스 제공을 위한 실제 전국 고속도로에 구축 및 적용을 목적으로 시행된 프로젝트이다. 주요 내용으로는 5.8GHz DSRC를 이용하여 도로에 설치된 ITS SPOT과 자동차의 탑재된 단말기 사이에서 고속 대용량 통신을 통해서 ETC 서비스는 물론, 동적경로안내 및 안전주행지원 등 다양한 서비스가 2011년부터 시작되었다. 통신기능의 핵심은 ISO(국제표준화기구) 및 ITU(국제전기통신연합)에서 국제 표준으로 결정한 고속 대용량의 양방향 통신을 가능하게 하는 5.8GHz DSRC에서 지금까지 ETC에 사용되었던 통신을 효율적으로 활용하는 것이다. ITS SPOT은 전국의 고속도로를 중심으로 약 1,600개소에 설치되었고 도시 고속도로에서는 약 10~15km마다 설치되어 현재 약 1만대의 자동차가 서비스 이용을 시작하였다.


기술동향
미국의 경우 Arada System, Qualcomm, Savari Networks 등과 같은 회사들이 WAVE 통신 기술을 개발하고 있으며 호주는 Cohda Wireless, 뉴질랜드는 AutoTalks, 네덜란드는 NXP 등의 회사들이 WAVE 통신 모듈을 개발하고 있다. 일반적인 모듈 제품은 Arada System, Savari Networks, Cohda Wireless 등의 회사들이 개발하고 Chipset 단계까지 개발하는 회사는 Qualcomm, AutoTalks, NXP 등이고 유럽의 Marben은 V2X 스택을 Software로 개발한 것으로 알려져 있다. 국내의 경우 WAVE 통신 모듈은 KETI, ETRI 등과 같은 연구소뿐만 아니라 IT Telecom, Cest, 메타빌드 등과 같은 회사에서도 활발하게 개발 중에 있다. 국내에서 대부분의 연구소 및 회사들이 WAVE 모듈을 완제품 단계까지 개발하고 있으며 Software만을 가지고 WAVE Stack을 개발한 회사는 아직 존재하지 않는 상황이다.


이슈
교통 및 자동차의 통신과 보안은 안전한 상태에서 정상적으로 활용된다면 자동차의 탑승자에게 정보와 편의를 제공할 수 있지만 비정상적인 용도로 악용될 경우에는 큰 재앙으로 다가올 수 있다. 따라서 현재 시점에서 예상할 수 있는 몇가지 이슈를 정리해보았다. 우선 V2X 환경의 구축 및 운영은 자율주행자동차에게 있어서 반드시 필요하지만 이에 의해서 의도치 않게 야기될 수 있는 문제점들도 있다.


일단 개인정보 및 위치정보 보호이다. V2X 환경에서 수집되는 개인정보 및 위치정보의 오남용시 정보 주체의 권익 침해가 우려되기 때문에 정보의 수집/이용/제공에 대한 보호를 철저히 하는 동시에 개인정보 침해의 우려를 최소화 할수 있도록 법제도를 정비할 필요가 있다.


다음은 해킹이다. 최근 미국에서는 해킹을 통하여 특정 SUV의 엔진을 정지시킨 사례가 있었다. 낮은 속도에서 엔진을 완전히 정지시키는 것도 가능하였고 트랜스미션을 중립으로의 변경도 가능한 것으로 확인되었다. 특히 자율주행자동차의 종합기술로 가는 전단계인 ADAS 기능 중 한가지인 주차지원시스템을 해킹에 이용한 것으로 알려졌다. 자동차의 통신 및 센서 등에 대한 해킹으로 인적·물적 피해와 교통 혼란 등이 발생할 우려도 있기 때문에 해킹 행위에 대한 규제 및 방지, 사고 대응 대책 관련 법제도 보완도 필요하다.


마지막으로는 V2X 기반 실시간 서비스 제공 과정에서 첨단시스템의 결함이나 하자 등 새로운 요인에 의한 교통사고가 발생할 가능성이 있기 때문에 자동차 및 시스템 오류로 인한 사고 발생 시 운전자 등의 책임 주체에 대한 법적 책임과 관련하여 현행 법제도의 합리성(책임분배방안 등)을 재정비할 필요가 있다.

 

글 / 윤용원 (교통안전공단 자동차안전연구원)
출처 / 오토저널 16년 2월호 (http://www.ksae.org) 
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