군사 사물 인터넷

Internet of Military Things
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군사용 사물 인터넷(IoMT)은 전투 작전과 전쟁을 위한 사물 인터넷의 한 종류다.그것은 군사영역에서 서로 지속적으로 의사소통하여 물리적 환경을 조정, 학습, 상호작용하여 보다 효율적이고 정보에 입각한 광범위한 활동을 수행하기 위한 상호연결된 실체, 즉 "사물"의 복잡한 네트워크다.[1][2]IoMT의 개념은 향후 군사 전투는 기계 지능과 사이버 전쟁이 지배할 것이며 도시 환경에서도 일어날 것 같다는 생각에 크게 좌우된다.[3][4]IoMT는 감각 정보를 분산시킬 수 있는 스마트 기술의 미니어처 생태계를 조성하고, 자율적으로 여러 작업을 한 번에 통제함으로써 전투 환경에서 전사들이 겪는 신체적, 정신적 부담을 상당 부분 덜어주도록 개념적으로 설계됐다.[5]null

시간이 지나면서 정찰, 환경 감시, 무인전 및 기타 전투용도에 IoT 기술을 사용하는 것을 기술하는 여러 가지 다른 용어가 도입되었다.이러한 용어로는 군사 인터넷(MIoT),[6] 전투 사물 인터넷([7]Battle Things), 전장 사물 인터넷(IoBT) 등이 있다.[8]null

개요

군사 사물 인터넷은 시스템에 통합된 가상 또는 사이버 인터페이스를 통해 지능적인 물리적 감지, 학습 및 작동 능력을 보유한 광범위한 장치를 포괄한다.이러한 기기에는 센서, 차량, 로봇, 무인항공기, 사람이 착용할 수 있는 기기, 생체 측정기, 군수품, 갑옷, 무기, 기타 스마트 기술이 포함된다.[9]일반적으로 IoMT 장치는 네 가지 범주[10] 중 하나로 분류될 수 있다(단, 장치는 데이터 패브릭을 형성할 수 있을 만큼 충분히 유비쿼터스하게 사용됨을 의미함).[11]null

  • 데이터 전송 장치:이를 보다 큰 통신망에 간접적으로 연결하는 물리적인 것에 부착된 장치.
  • 데이터 캡처 장치:물리적 사물과의 상호작용이 가능한 읽기/쓰기 장치.
  • 감지 및 작동 장치:주변 환경과 관련된 정보를 탐지하거나 측정하여 디지털 전자 신호나 물리적 작동으로 변환할 수 있는 장치.
  • 일반 장치:더 큰 네트워크와 정보를 교환할 수 있는 처리 및 통신 기능이 내장된 장치.

서로 다른 전자 기기를 통일된 네트워크에 연결하는 것 외에도, 연구자들은 식물이나 암석 같은 무생물이고 무해한 물체를 정보 수집 지점으로 전환하는 센서에 장착함으로써 시스템에 통합할 수 있는 가능성을 제시해 왔다.[12][13]이러한 노력은 전자 플랜트, 즉 전자 플랜트 개발과 관련된 프로젝트와 일치한다.[14]null

IoMT 애플리케이션의 제안 예로는 전술정찰, 자원 스마트 관리, 물류 지원(장비 및 공급 추적), 스마트 시티 모니터링, 데이터 전쟁 등이 있다.[15][16]NATO 관계자뿐만 아니라 여러 나라가 IoT 기술의 잠재적인 군사적 혜택에 관심을 표명했다.[17]null

역사

IoMT 기술의 발전은 1960년대 동안 국방용 응용프로그램을 위한 센서 네트워크와 저전력 컴퓨팅 플랫폼의 개발을 강화하려는 군사적 노력에 크게 기인했다.[10][18]미군은 냉전 기간 동안 소련 잠수함을 탐지하고 추적하기 위해 무선 센서 네트워크 기술을 처음 사용했다.한 예는 수중 음향 센서 네트워크인 SOSUS(Sound Surveillance System, SOSUS)가 지상 시설의 수중 청취 초소 역할을 하기 위해 대서양과 태평양 전역에 배치되었다.[19]이 시기에 미국 국방부가 개발한 센서와 네트워킹 기술의 상당 부분이 결국 현대 IoT 시스템의 기반이 됐다.비판적으로, DoD는 지리적으로 분산된 군사 과학자들이 데이터를 공유하기 위해 사용했던 인터넷의 초기 전구체인 ARPANET의 창설을 통해 1960년대 후반 미래 IoT 연구의 발판을 마련하는데 도움을 주었다.[20]null

1980년대에 국방고등사업청(DARPA)은 유통 무선 센서 네트워크를 더욱 발전시키기 위해 매사추세츠공대(MIT) 및 카네기 멜론 대학의 학계 연구자들과 정식으로 제휴했다.거기서부터 무선 센서 기술에 대한 연구가 민간 연구계 전반으로 확산되어, 결국 전력 분배, 폐수 처리, 공장 자동화 등의 산업 응용 분야에 이용되는 것을 발견했다.[19][20]이 기간 동안, DoD는 또한 작은 컴퓨터 칩으로 다양한 물체를 내장하기 위해 집적 회로의 소형화에 많은 투자를 했다.그들의 자금 지원의 결과, 상업용 마이크로 전자 산업은 그 당시 잠재적인 감소에 직면했을 때 회복할 수 있었다.[20]null

1990년대 후반까지 국방부는 정보 공유와 협력을 강화하기 위해 물리적, 정보 및 인지 영역을 통합한 '네트워크 중심' 전쟁에 대한 계획을 발표했다.[20]이 목표에 의해 유도된 프로젝트의 예로는 2000년대 초반에 만연했던 Nett Warrior(옛 지상군 또는 기마병 시스템으로 알려져 있다)[21]와 Force XXI 전투지휘여단 및 이하 통신 플랫폼을 들 수 있다.[22]null

하지만 신기술을 앞세운 상업산업이 급증하면서 군내 IoT 연구에 대한 관심은 시들해지기 시작했다.[3]DoD가 첨단 센서, 지능형 정보처리 시스템, 통신망 등에 대한 연구를 계속하는 가운데, 네트워크형 센서, 자동응답 기술 등 IoT 스택을 최대한 활용하는 군사 시스템은 보안 우려에 크게 기인한다.[20]2019년을 기점으로 군내 현대 IoT 기술에 대한 연구가 미 육해공군으로부터 상당한 지원을 받기 시작했다.[23][24]null

프로그램

국방부는 군사 분야에서의 IoT 연구를 강화하고 현재 진행 중인 군사 분야와 산업 분야에서의 격차를 줄이기 위해 몇 가지 이니셔티브를 구성했다.null

커넥티드 솔져

커넥티드 솔져 프로젝트는 미국 육군 네이틱 솔져 연구 개발 엔지니어링 센터(NSRDEC)가 지원하는 연구 이니셔티브로, 지능형 보디 기어 제작에 주력했다.이 사업은 광대역 라디오, 바이오센서, 웨어러블 스마트 기술을 병사의 표준 장비로 통합해 부대별로 사물인터넷을 구축하기 위한 것이었다.이 장치들은 군인의 생리적 상태를 감시할 뿐만 아니라 임무 데이터, 감시 정보 및 기타 중요한 정보를 인근 군용 차량, 항공기 및 기타 부대에 전달하는 역할을 했다.[25][26][27]null

전장 사물 인터넷(IoBT)

비정형적이고 혼란스러운 도시 환경에서 전장의 인터넷 사물 기술

미 육군연구소(ARL)는 2016년 '복합세상에서의 승리'라는 제목으로 2020~2040년 미군의 작전 개요에 대응해 전장 사물인터넷(IoBT) 프로젝트를 만들었다.개요에서, 국방부는 저기술 전쟁에서 관심을 돌리고 대신 더 많은 도시 지역에서 전투에 집중함으로써 잠재적 적대국들의 기술적 진보를 따라잡겠다는 목표를 발표했다.[28]IoBT 프로젝트는 ARL이 미래 전쟁을 의심하는 세부적인 청사진 역할을 하면서 앞으로 있을 전자전 같은 기술에 더 잘 대비하기 위해 IoT 기술을 군사작전에 더 잘 통합하는 것을 추진했다.[29][30]null

2017년 ARL은 IoBT-CRA(Internet of Batterfield Things Collaborative Research Alliance, IoBT-CRA)를 설립해 IoBT 시스템의 이론적 기반을 앞당겼다.[31][32]null

ARL에 따르면 IoBT는 주로 환경에 대한 정보를 획득하고 그에 따라 행동하며 이러한 상호작용을 통해 지속적으로 학습함으로써 주변 환경과 상호작용하도록 설계되었다.그 결과, 연구 노력은 감지, 작동, 학습 과제에 초점을 맞췄다.[33]IoBT가 의도한 대로 기능하기 위해서는 먼저 기술적 능력, 구조적 조직, 군사적 이행과 관련하여 다음과 같은 전제조건이 충족되어야 한다.null

커뮤니케이션

IoBT의 모든 실체는 아키텍처 설계와 구성의 차이에도 불구하고 서로 정보를 적절하게 전달할 수 있어야 한다.미래의 상업용 사물인터넷은 서로 다른 브랜드와 제조업체에 걸쳐 통일된 표준이 부족할 수 있지만 IoBT의 기업들은 극단적인 이질성을 보이더라도 여전히 호환성을 유지해야 한다.즉, 군인이 접근하는 모든 전자장비, 기술 또는 기타 상거래는 동일한 언어를 공유하거나 적어도 다른 유형의 정보의 전송과 처리를 가능하게 하는 「변환기」가 있어야 한다.또한 IoBT는 특히 시스템에 유리한 경우(예: 군사작전에 있어서 기존의 민간 네트워크 인프라를 메가시티로 활용하는 경우) 자체 사용을 위해 소유하지 않은 가용 네트워크 장치와 채널을 일시적으로 통합할 수 있어야 한다.[7]동시에 IoBT는 자신이 활용하는 모든 네트워크의 신뢰도 변화를 고려해야 한다.[31]null

IoBT의 성공에는 타이밍이 중요할 것이다.시스템에서는 어떤 유형의 정보를 우선시해야 하는지 알아야 하기 때문에, 실체 간의 통신, 연산, 기계 학습, 추론, 작동의 속도는 많은 임무 수행에 필수적이다.[2]네트워크는 어떤 크기에서도 작동할 수 있을 정도로 유연해야 하기 때문에 확장성도 운영에 중요한 요소로 작용할 것이다.[7]null

학습

IoBT 프레임워크의 성공은 종종 인간 에이전트와 네트워크의 전자적 실체들 간의 상호 협력의 효과에 달려 있다.전술적 환경에서는 전자 주체가 정보 수집에서 적 시스템에 대한 사이버 조치 수행에 이르기까지 광범위한 목표를 담당하게 될 것이다.이러한 기술들이 그러한 기능을 효과적으로 수행하기 위해서는, 그들은 그들이 변화함에 따라 인적 요원의 목표를 확인할 수 있을 뿐만 아니라 급변하는 환경에 적응하기 위한 상당한 수준의 자율적 조직도 보여줄 수 있어야 한다.상용 네트워크 인프라와 달리 군사영역에서 IoT를 채택하는 것은 환경이 의도적으로 적대적이거나 불안정할 수 있는 극도의 가능성을 고려해야 하며, 이를 위해서는 고도의 지능이 필요하다.[34]null

결과적으로 IoBT 기술은 예측 지능, 머신러닝, 신경 네트워크를 통합할 수 있어야만 인간 사용자의 의도를 이해하고 시스템의 각 요소들을 미세화하는 과정 없이 그 의도를 어떻게 이행할 것인가를 결정할 수 있다.[28]null

ARL에 따르면, 정보 우위성을 유지하는 것은 인간 통제에 대한 현재의 총의존 상태 밖에서 작동할 수 있는 자율 시스템의 개발에 의존하게 될 것이다.IoBT 연구의 핵심 초점은 네트워크에 의사결정 자율성을 제공하기 위한 머신러닝 알고리즘의 고도화다.[34]IoBT는 네트워크의 동작을 지시하는 중앙 인텔리전스 컴포넌트로서 기능하는 네트워크의 핵심에 하나의 시스템을 두는 대신, 네트워크 전체에 걸쳐 지능이 분산될 것이다.따라서 개별 구성요소는 전쟁의 지형이 끊임없이 진화함에 따라 작전에 적합하도록 행동과 특성을 글로벌 규모로 자동적이고 동적으로 업데이트하는 것은 물론 현지에서 학습, 적응, 상호작용을 할 수 있다.[33][34]IoT의 맥락에서, 인공지능을 네트워크와 관련된 데이터 및 실체의 순전한 볼륨에 통합하면 실제 세계에서 거의 무한한 수의 행동과 기술 능력을 제공할 수 있을 것이다.[34]null

전술적 환경에서 IoBT는 급변하는 환경에 적응하기 위해 다양한 유형의 학습 행동을 수행할 수 있어야 한다.상당한 관심을 받은 분야 중 하나는 기계가 어떻게 학습할 수 있는지를 결정하기 위해 노력하는 메타 학습의 개념이다.그러한 기술을 보유하면 시스템이 새로운 환경에 들어갈 때마다 어떻게 지각하고 행동해야 하는지에 대한 사전 정의된 절대 관념에 집착하는 것을 피할 수 있을 것이다.불확도 정량화 모델은 또한 IoBT 연구에 대한 관심을 유발했다. 왜냐하면 기계 학습 알고리즘에 기초하여 자체 예측에 대한 신뢰도를 결정하는 시스템의 능력은 중요한 전술적 의사결정이 필요할 때마다 매우 필요한 맥락을 제공할 수 있기 때문이다.[34]null

사물인터넷(IoBT)도 제한된 정보를 바탕으로 시스템이 자율적으로 업무를 수행할 수 있도록 정교한 수준의 상황 인식과 인공지능을 발휘해야 한다.1차 목표는 비교적 적은 변수를 측정하면서 상황의 전체 그림을 올바르게 추론하는 방법을 네트워크에 가르치는 것이다.[12]그 결과, 시스템은 현재와 미래의 사건을 예측하면서 과거의 행동으로부터 동시에 학습하는 동시에, 다수의 시간 척도로 연속적인 학습 상태에서 기능하면서 정기적으로 수집하는 방대한 양의 데이터와 다양한 데이터를 집단적 지능에 통합할 수 있어야 한다.[31][34]null

네트워크는 또한 예측하지 못한 상황, 오류 또는 고장을 고려해야 하며 최소한 제한된 수준의 기능을 복구하도록 자원을 재구성할 수 있어야 한다.[7]그러나, 어떤 요소들은 다른 요소들보다 실패에 더 탄력적이 되도록 우선순위를 정하고 구조화되어야 한다.예를 들어, 의료 데이터와 같은 중요한 정보를 전달하는 네트워크는 절대 셧다운의 위험에 처해서는 안 된다.[35]null

인지적 접근성

반자율 구성요소의 경우, 네트워크의 다른 실체가 생성하는 정보의 범람을 처리하고 해독하는 데 한계가 있기 때문에 인간 인지 대역폭은 IoBT에 주목할 만한 제약요인으로 작용한다.전술 환경에서 진정으로 유용한 정보를 얻기 위해서는 반자율 IoBT 기술이 추상성, 신뢰도, 가치 및 기타 속성 수준에서 엄청난 복잡성의 전례 없는 양의 데이터를 수집해야 한다.[2][7][12]인간의 정신능력, 주의력, 시간의 심각한 한계로 인해, 네트워크는 IoBT가 생산하고 전달하는 많은 정보의 흐름을 그들의 cu에 관련된 신호나 경고와 같이 군대 인력과 상당히 관련성이 있는 적절한 크기의 필수 정보의 패킷으로 쉽게 줄이고 변환할 수 있어야 한다.다른 상황과 [7]사명세null

IoBT의 주요 위험은 기기가 인간의 귀중한 시간과 주의를 앗아가는 매우 유용한 정보를 전달하거나 심지어 인간 개인을 좋지 않은 결과를 초래하는 행동을 하도록 잘못 유도하는 부적절한 정보를 전파할 수 있는 가능성이다.동시에 IoBT 기술이 제공하는 정보의 정확성을 인간 실체가 의심하면 시스템이 정체된다.결과적으로 IoBT는 그것이 제공하는 정보의 질을 손상시키지 않고 인간에게 매우 편리하고 이해하기 쉬운 방식으로 작동해야 한다.[7]null

모자이크 전쟁

모자이크 워페어는 전 DARPA 전략기술실장과 댄 패트 전 차장이 각각 다른 ta를 위해 다양한 조합으로 빠르게 야전될 수 있도록 국방시스템과 기술을 재구성하는 데 초점을 맞춘 군사전에 대한 '시스템 시스템' 접근법을 설명하기 위해 만든 용어다.Sks.[36][37]은 레고 블록과 모자이크 예술 형식의 적응할 수 있는 자연을 모방하기 위해 고안되어, 모세의 전쟁 전략과overwhelm고 서로, decision-maki을 복잡하게 행동을 조정하는 여러 역할도 할 수 있다는 저렴한 적응할 수 있는 기술적 소모성 무기 시스템을 구축하여 상대 세력을 혼란스럽게 하기로 부장으로 승진했다쇼핑 proce적을 위해 [38]싸우다이러한 전투 방식은 취약한 단점 통신으로 가득 찬 중앙집중식 지휘통제 구조와 전투 중에 패할 위험이 너무 큰 몇 개의 고도로 유능한 시스템의 개발에 의존하는 현재의 군내 유일체제에 대한 대응으로 생겨났다.[37][39]null

모자이크 워페어의 개념은 2017년부터 DARPA 내에 존재했으며, 시스템 통합 기술 및 실험(SoSIT) 등 다양한 기술 프로그램 개발에 기여해, 종래 분리되지 않았던 지상국과 플랫폼이 d를 송신·번역할 수 있는 네트워크 시스템의 개발로 이어졌다.서로 [40]간에null

Ocean of Things

DARPA는 2017년 대양 지역에 대한 지속적인 해양 상황 인식을 확립하기 위해 IoT 기술을 대규모로 적용할 계획이었던 '사물의 바다'라는 새로운 프로그램 창설을 발표했다.[41]이 발표에 따르면, 이 프로젝트는 수천 개의 작고 상업적으로 이용 가능한 부유물을 배치하는 것을 포함할 것이다.각 부유물에는 해양 온도 및 해수 상태와 같은 환경 데이터와 상업용 선박 및 항공기의 이동과 같은 활동 데이터를 수집하는 일련의 센서가 포함될 수 있다.[42]이러한 플로트에서 수집된 모든 데이터는 저장 및 실시간 분석을 위해 클라우드 네트워크로 정기적으로 전송될 것이다.[43]DARPA는 이 접근방식을 통해 다른 해양활동 지표뿐만 아니라 군, 상업, 민간 선박을 모두 자율적으로 탐지, 추적, 식별할 수 있는 광범위한 센서 네트워크를 구축하는 것을 목표로 했다.[44]null

Ocean of Things 프로젝트는 주로 센서 부유물 설계와 들어오는 데이터를 두 가지 주요 목표로 구성하고 해석하는 데 관여할 분석 기법에 초점을 맞췄다.부유식 설계를 위해 선박은 적어도 1년 동안 혹독한 해양 조건을 견뎌야 했고, 상업적으로 구할 수 있는 부품으로 제작되어 총 비용이 500달러 미만이었다.또 부유물은 지나가는 선박에 아무런 위험을 줄 수 없었고 임무를 마친 뒤 안전하게 바다에 버릴 수 있도록 환경적으로 안전한 재료로 만들어야 했다.데이터 분석과 관련해 이 프로젝트는 동적 디스플레이를 이용해 환경과 자신의 상태에 대한 데이터를 수집, 처리, 전송할 수 있는 클라우드 기반 소프트웨어 개발에 집중했다.[44]null

보안 문제

IoMT 기술의 가장 큰 잠재적 위험 중 하나는 전체 네트워크를 손상시킬 수 있는 적대적 위협과 시스템 장애의 위험이다.IoMT 개념의 핵심은 센서, 액추에이터, 소프트웨어 및 기타 전자 장치 등 네트워크의 모든 구성 요소를 함께 연결하여 데이터를 수집하고 교환하는 것이므로 보호가 허술한 IoT 장치는 많은 양의 기밀 정보를 노출할 수 있는 공격에 취약하다.게다가, 손상된 IoMT 네트워크는 손상된 소프트웨어, 잘못된 정보, 유출된 인텔리전스의 형태로 심각한 회복 불가능한 손상을 야기할 수 있다.[45]null

미 국방부에 따르면 IoT 연구에서는 보안이 최우선 과제로 남아 있다.IoMT는 네트워크와 그것이 보유하고 있는 정보를 공격, 손상, 하이잭킹, 조작 또는 파괴하려는 적군의 시도를 예측, 회피 및 복구할 수 있어야 한다.방해 장치, 전자 도청 또는 사이버 악성 프로그램의 사용은 네트워크 내에서 정보의 기밀성, 무결성 및 가용성에 심각한 위험을 초래할 수 있다.게다가, 인간의 실체 또한 허위 정보 선전에 위해 IoMT.[1][7]김치 IoMT 기술의 어떤 요소들에 대한 불신을 조장하기 위해 적대적인 환경에서 사용될 수 도 연구원들은 가능성이 소식통의 큰 어디에든 algori threat-assessing 정도로 손상될 것을 고려해야 한다 대상으로 할 수 있다.thms잠재적으로 악의적인 실체들의 진실성을 거짓으로 입증하기 위해 손상된 출처들 중 일부를 사용할 수 있다.[33]null

IoT 기기와 관련된 리스크를 최소화하기 위해서는 침투할 수 없는 사이버 보안 방어를 유지하는 것은 물론 잠재적 위협을 좌절, 전복 또는 저지하는 방첩 대책을 채택하기 위한 네트워크의 대규모 노력이 필요할 것으로 보인다.가능한 전략의 예로는 적에 의해 잠재적으로 타협될 가능성이 있다고 여겨지는 장치를 IoMT로부터 간단히 폐기 또는 분리하는 「폐기」의 보안, 적의 도청자를 오도하는 허니넷 등의 이용이 있다.적군은 IoMT 침투 전략을 수정·진화할 것으로 예상되기 때문에 네트워크도 변칙 탐지, 패턴 모니터링, 기타 방어 메커니즘을 자율적으로 개선하는 지속적인 학습 과정을 거쳐야 한다.[7]null

보안 데이터 스토리지는 IoMT 연구의 주요 관심 지점 중 하나로 기능한다.IoMT 시스템은 방대한 양의 정보를 생산할 것으로 예상되기 때문에, 데이터를 적절히 유지하고 누출이나 기타 취약점을 허용하지 않는 보호된 접근을 규제하는 새로운 접근방식에 주목했다.[46]펜타곤이 제안한 한 가지 잠재적인 해결책은 기하급수적으로 증가하는 실체 네트워크에 보조를 맞추기 위해 장치 검색과 접근 제어를 자율적으로 감시하는 네트워크 보안 플랫폼인 '연결 준수(C2C)'였다.[29]null

해커에 의한 디지털 간섭과 조작의 위험 외에도, 원격 전투 장소에서의 강력한 무선 신호의 가용성에 대한 우려도 표명되었다.지속적인 인터넷 연결이 없다는 것은 신뢰할 수 있는 수신에 의존하는 특정 군사기기의 유용성과 사용성을 제한하는 것으로 나타났다.[47]null

참고 항목

추가 읽기

  • Suri, Niranjan; Tortonesi, Mauro; Michaelis, James; Budulas, Peter; Benincasa, Giacomo; Russell, Stephen; Stefanelli, Cesare; Winkler, Robert (2016). "Analyzing the applicability of Internet of Things to the battlefield environment". 2016 International Conference on Military Communications and Information Systems (ICMCIS). pp. 1–8. doi:10.1109/ICMCIS.2016.7496574. ISBN 978-1-5090-1777-5.
  • Chudzikiewicz, Jan; Furtak, Janusz; Zielinski, Zbigniew (2015). "Fault-tolerant techniques for the Internet of Military Things". 2015 IEEE 2nd World Forum on Internet of Things (WF-IoT). pp. 496–501. doi:10.1109/WF-IoT.2015.7389104. ISBN 978-1-5090-0366-2.

참조

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