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해커로부터 무선 데이터 보호하는 새로운 '주파수 호핑' 송신기

기사승인 2018.06.12  10:33:58

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- 빠르며, 매 초마다 데이터 패킷의 1 비트 또는 0 비트를 주파수 홉핑하는새로운 송신기

MIT연구원들은 무선 장치의 신호 교란을 방지하기 위해 데이터 비트의 주파수가 매우 낮은 송신기를 개발했다. 송신기의 디자인(사진)은 무선 주파수 채널 간을 빠르게 전환하여 각 홉과 함께 데이터 비트를 전송하는 대용량 음향 파형 억제기(측면 박스)를 특징으로 합니다. 채널 생성기(상단 상자)각 마이크로초는 비트를 전송할 랜덤 채널을 선택합니다. 두 송신기는 교대 경로(중앙 박스)에서 작동하므로 하나는 채널 선택을 수신하고 다른 하나는 데이터를 전송하여 초고속 속도를 보장합니다.

오늘날 의료 기기, 웨어러블, 스마트 차량, 스마트 홈 및 시티 등에서 IoT를 형성하는 80 억 개 이상의 장치가 전세계에 연결되어 있다. 오는 2020 년까지 전문가들은 이 수치가 온라인으로 데이터를 업로드하고 공유하는 200 억 개 이상의 장치로 증가 할 것이라고 예측하기도 한다.

그러나 이러한 장치는 데이터 검색, 가로채기 및 덮어쓰기(intercept and overwrite the data), 신호 방해 및 일반적으로 혼란을 초래하는 해커 공격에 취약하다. 데이터를 보호하는 한 가지 방법은 "주파수 호핑 (frequency hopping)"이라고 하며, 수천 개의 개별 비트를 포함하는 각 데이터 패킷을 임의의 고유한 무선 주파수(RF) 채널에 전송하므로 해커는 주어진 패킷을 고정시킬 수 없다.

MIT의 스쿨 오브 엔지니어링(Engineering School of School)의 학장이자 Vannevar Bush 전기 공학 및 컴퓨터 공학부의 아난다 P. 찬드라 카산(Anantha P. Chandrakasan) 교수 연구팀은 가장 빠른 해커들조차 막을 만큼 빠르며, 매 초마다 데이터 패킷의 1 비트 또는 0 비트를 주파수 홉핑하는 새로운 송신기를 개발했다.

이 트랜스미터는 BAW(bulk acoustic wave) 공진기라고 불리는 주파수-기민성 디바이스(leverages frequency-agile devices)를 활용하고 광범위한 RF 채널을 신속하게 전환하여 각 홉 (hop)과 함께 데이터 비트에 대한 정보를 전송시킨다.

또한 연구원들은 각 마이크로초마다 각 비트를 보낼 임의 채널을 선택하는 채널 생성기를 통합했으며, 초고속 주파수 호핑을 지원하기 위해 현재 사용되는 프로토콜과는 다른 무선 프로토콜을 개발했다.

특히 무선 장치에 대한 비열한 공격 중 하나가 선택 전파 방해 (selective jamming)라고하며, 해커가 단일 장치에서 전송하는 데이터 패킷을 가로 채고 손상 시키지만 다른 모든 인접 장치는 손상되지 않도록 한다. 이러한 표적 공격은 빈약한 무선 링크로 종종 잘못 인식되고 현재 패킷 레벨 주파수 호핑 송신기와의 전투가 어렵기 때문에 식별하기가 어렵다.

주파수 호핑을 이용하여, 송신기는 수신기와 공유되는 미리 결정된 시퀀스에 기초하여 다양한 채널로 데이터를 송신한다. 패킷 레벨 주파수 도약은 단일 80 MHz 채널 범위에서 단일 1 메가 헤르츠 채널에서 한 번에 하나의 데이터 패킷을 보내며, 패킷은 BLE 유형 송신기가 해당 채널을 보내기 위해 약 612 마이크로초가 소요된다. 

정한영 기자 cys0119@gmail.com

<저작권자 © 세미나투데이 무단전재 및 재배포금지>
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