1. 서 론

제어 시스템의 보급에 대한 논의와 대책이 마련된 지 15년이 넘었다. 여기에서는 그동안의 발자취를 되돌아보고, 앞으로의 전망과 과제를 제시한다.

2. 여명기

인터넷 보급 확대와 동시에 1990년대부터 사이버 공격이 큰 문제로 부상했으며, 컴퓨터 기술을 이용한 제어 시스템이 널리 보급되었어도 2000년경까지는 제어 시스템 사이버 공격이 성공할 가능성은 극히 제한적이라고 여겨졌다. 당시 제어 시스템은 구성 요소와 통신 프로토콜도 대부분 제어 장비 업체의 독자 기술로 구현되어 다른 시스템과 상호 연결이 없는 분리된 시스템으로 운영되고 있었기 때문이다.

그러나 Windows나 Linux와 같은 범용 OS를 탑재한 기기가 제어 시스템 내에서 이용되기 시작하면서 통신도 이더넷이나 TCP/IP와 같은, 이른바 개방형 기술로 전환됐다. 동시에 가동 효율화를 도모하기 위해 MES나 ERP와 같은 정보 시스템과 제어 시스템을 연계시키는 수요가 증가하여 둘 다 네트워크를 통해 연결된 구성이 일반화됐다.

제어 시스템이 사이버 공격의 대상이 된 경우에는 그 영향이 제어 시스템뿐만 아니라 제어 대상인 물리 세계까지 미칠 수 있다는 점에 유의해야 한다. 미국 아이다호 국립연구소는 2007년 시스템에 대한 사이버 공격으로 교류 위상의 동기화 오차를 유발해 대형 발전기를 파괴할 수 있음을 입증한 오로라 실험을 공개했다. 또한 2010년에는 이란 측의 정보 공개는 없었으나 STUXNET이라 불리는 악성코드가 발견되었으며, 이를 통해 이란의 우라늄 농축 공장에 설치된 수천 대의 원심분리기가 파괴된 사실이 확실시됐다. 이러한 사례에서 공격자는 제어 시스템이 겉보기에는 이상 없이 계속 작동하는 것처럼 보이게 하면서도 물리적 장치들에 손상을 입히는 데 성공한 것이다. 각각의 개요에 관해 다음과 같이 설명한다.

3. 교류 발전기 오로라의 취약점(1)

송전망에 급전 중인 발전기가 갑자기 송전망에서 분리되면 부하가 없어지고, 회전수가 상승하여 위상이 진행되기 시작한다. 그 후 발전기를 송전망에 다시 연결하면 위상 차이를 해소하기 위해 발전기에 급제동을 걸었을 때와 같은 큰 회전 토크가 가해진다. 이러한 조작이 반복되면 회전축에 기계적 피로가 발생하여 결국 치명적인 손상에 이른다. 사이버 공격 시나리오로는 발전기와 송전망 사이의 차단기를 관리하는 제어 시스템이 탈취되어 임의로 조작된 것으로 가정한다. 제어 시스템이 정상적으로 가동되고 있는 것처럼 보인다면 사고가 발생했어도 사이버 공격을 받았을 가능성을 생각하고, 이것이 그 원인이라는 사실을 깨닫는 것 자체가 어려워 보인다.
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⇒ 본고는 월간지 ‘計測技術’(일본, 일본공업출판주식회사 발행)2025년 11월호(특집)를 번역·전재한 것입니다. 본 기사의
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