KR20170122948A - 드론의 상태 확인 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관제탑 역할을 수행하는 관제 드론을 이용하여 대상 드론의 인증 등의 드론의 상태를 확인하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 의한 드론의 상태 확인 방법은 관제 드론이 사용자 단말기와 사용자 인증을 수행하는 단계; 상기 관제 드론이 상기 사용자 단말기로부터 인증된 드론의 증명서를 수신하는 단계-상기 관제 드론은 상기 인증된 드론에 비해 통신 거리가 더 길고 더 장시간 체공이 가능한 드론임-; 및 대상 드론이 소정 거리 이내로 접근한 경우, 상기 관제 드론이 상기 대상 드론과의 인증을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

드론의 상태 확인 방법{METHOD FOR VERIFYING STATUS OF DRONE}

본 발명은 드론의 상태 확인 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 관제탑 역할을 수행하는 관제 드론을 이용하여 대상 드론의 인증 등의 드론의 상태를 확인하는 방법에 관한 것이다.

드론은 국제민간항공기구(ICAO, International Civil Aviation Organization)는 드론을 “사람의 통제 하에 원격으로 조작되는 항공기”로 정의하고 이를 RPA (Remotely Piloted Aircraft)로 지칭한다. 드론은 사용주체에 따라 군용과 민간(상업)용으로 구분되며, 국내에서는 무인비행기의 중량에 따라 150kg 이상은 무인항공기, 이하는 무인비행장치로 구분될 수 있다(항공법 제14조 6호).

해외에서는 이미 드론을 이용한 운송 서비스를 시범적으로 시행하고 있으며, 국내에서는 2015년 국토교통부에서 8대 응용산업분야(물품수송, 해안감시, 국토조사, 시설물 안전진단, 통신망 활용, 촬영·레저, 농업 지원)를 선정하여 드론 활성화를 도모하는 등 드론 산업 발전을 위한 노력을 하고 있다. 관련된 선행문헌으로 대한민국 공개특허 제10-2015-0129600호가 있다.

군사용 드론은 접근이 어렵고 상당한 해킹 기술과 시간이 필요하지만 상업용 드론은 접근이 용이하여 공격자에 의해 쉽게 해킹이 가능하다. 상업용 드론의 활성화를 위해선 보안 문제가 필히 해결되어야 한다. 상업용 드론의 해킹 및 보안위협으로 인한 피해 발생 시 금전적 피해뿐만이 아닌 인적, 물리적인 피해가 발생 가능하기 때문이다.

따라서 최근에는 드론을 식별하고 정확한 출처를 인증할 수 있는 인증(authentication) 기술에 대한 연구가 필요한 실정이다.

본 발명의 목적은 관제탑 역할을 수행하는 관제 드론을 이용하여 대상 드론의 인증을 수행하여, 대상 드론의 상태를 확인할 수 있는 드론의 상태 확인 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 의하면, 관제 드론이 사용자 단말기와 사용자 인증을 수행하는 단계; 상기 관제 드론이 상기 사용자 단말기로부터 인증된 드론의 증명서를 수신하는 단계-상기 관제 드론은 상기 인증된 드론에 비해 통신 거리가 더 길고 더 장시간 체공이 가능한 드론임-; 및 대상 드론이 소정 거리 이내로 접근한 경우, 상기 관제 드론이 상기 대상 드론과의 인증을 수행하는 단계를 포함하는 드론의 상태 확인 방법이 개시된다.

본 발명의 일실시예에 의한 드론의 상태 확인 방법은 관제탑 역할을 대행하는 관제 드론을 사용하여, 경제적 및 시간적으로 효율적인 드론 인증 및 상태검증을 수행할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 의하면, 안전한 드론 서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 드론의 인증 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 드론의 상태 확인 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하, 본 발명의 일실시예와 관련된 드론의 상태 확인 방법에 대해 도면을 참조하여 설명하도록 하겠다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 다음과 같이 정의 또는 설명될 수 있다.

본 명세서에서 사용자는 드론의 소유주로서 관제 드론과의 인증, 자신의 드론과의 인증 기술을 사용할 수 있는 사용자를 의미한다.

사용자 단말기는 사용자가 자신의 드론의 초기 인증 또는 관제 드론과의 사용자 인증을 위해 사용되는 단말기로, PC, 스마트폰, 태블릿, 웨어러블 디바이스, 네비게이션 등의 모바일 디바이스를 포함할 수 있다.

사용자 드론은 상기 사용자가 소유하고 있는 드론으로 통신 거리의 제약과 컴퓨팅 자원의 제한은 있지만 인증 및 안전한 채널 형성이 가능한 드론을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 사용자 드론은 25kg 미만의 소형 드론일 수 있다.

관제 드론은 관제탑 역할을 대신 수행하는 드론이다. 상기 관제 드론은 상기 사용자 드론에 비해 상대적으로 중형일 수 있다. 또한, 관제 드론은 관제탑 역할을 수행하기 위해 장시간 체공이 가능하고, 검증 알고리즘을 수행할 수 있도록 컴퓨팅 능력이 갖추어져 있을 수 있다. 또한 관제 드론은 네트워트 통신(예: 3G/LTE 통신)을 통해 인증 결과 및 드론의 상태 정보를 통신할 수 있어야 하며 사용자와 인증을 수행할 수 있는 드론을 의미한다. 상기 관제 드론은 전력선이 연결된 상태로 제한된 상공에서 체류하는 유선 드론을 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 드론의 인증 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

도시된 바와 같이, 드론의 인증 시스템은 사용자 단말기(100), 사용자 드론(200), 관제 드론(300), 대상 드론(400)을 포함할 수 있다.

상기 사용자 단말기(100)는 사용자 드론(200) 및 관제 드론(300)와 네트워크 망을 통해 연결될 수 있다. 네트워크 망은 매체를 통해 통신을 수행하는 망을 말하는 것으로, 유선 통신망, 컴퓨터 네트워크 및 무선 통신망 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 통신망은 3G 또는 LET 망을 포함할 수 있다.

상기 사용자 단말기(100)는 상기 사용자 드론(200)을 인증하고, 인증된 상기 사용자 드론(200)은 설정된 경로에 따라 화살표 방향으로 비행할 수 있다.

관제 드론(300)은 점선으로 표시된 자신의 관할 지역에서 비행하고 있는 대상 드론(400)에 대해 인증을 수행하여, 대상 드론(400)의 비행 허가 여부를 결정할 수 있다.

상기 관제 드론(400)은 대상 드론의 인증 수행 전에 상기 사용자 단말기(100)와의 사용자 인증을 수행하고, 상기 사용자 단말기(100)로부터 상기 사용자 드론(200)의 증명서를 수신할 수 있다.

이하, 실시예에서 사용자 드론(200)은 관제 드론(300)에 비해 상대적으로 통신 거리가 짧고, 저전력/저용량/저성능의 소형 상용 드론인 것을 가정하기로 한다. 예를 들어, 상기 사용자 드론(200)의 최대 송수신 가능 거리는 최대 5km이내일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 드론의 상태 확인은 대상 드론(400)의 인증, 드론의 상태 검증 및 원격증명(Remote Attestation) 중 적어도 하나를 수행하여 드론의 상태를 확인하는 것을 포함할 수 있다.

이하, 실시예에서 인증이란 인증을 하고자 하는 주체에 대하여 식별(Identification)하고, 이에 대한 인증을 수행하는 것을 의미한다. 인증은 크게 사용자 인증, 메시지 인증으로 나뉘는데 사용자 인증의 경우 사용자의 신원을 인증하고, 메시지 인증의 경우 메시지가 특정 사용자에 의해 만들어 졌음을 인증한다. 드론 인증 기술이란 드론을 하나의 주체로서 드론의 유일한 ID(ex, 일련번호, MAC address 등)에 대해 식별하고 인증하는 기술을 의미한다. 암호학적 인증 프로토콜은 암호학적 도구(e.g. RSA, DH protocol, AES)를 사용하여 정당한 사용자가 아닌 공격자가 인증에 통과하는 것을 거의 불가능에 가깝도록 하는 인증 기술이라 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 인증을 수행한 뒤 키 교환 프로토콜과 암호화 통신을 사용하여 안전한 통신 채널을 형성하는 것도 가능하다.

상기 드론의 상태 검증이란 영상 및 사진 또는 센서를 통해 드론의 물리적 상태를 파악하는 것, 드론이 GPS-spoofing 공격(드론에 악의적인 GPS신호를 보내어 공격하는 방법)에 노출이 되었는지 여부 등을 탐지하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 원격 증명은 안전한 하드웨어 (e.g. SE, TPM 등)이 있을 때 가능하다. 상기 원격 증명은 내부 시스템 상태를 안전한 하드웨어에서 함축하여 기록하고 해당 정보를 원격에 있는 신뢰된 증명 서버로 보내 상기 대상 드론(400)이 정상인지 여부를 검증을 받는 것을 의미할 수 있다. 만약 악성 코드 및 소프트웨어에 감염되어 내부 시스템 상태가 이상해진다면 원격 증명을 통해 발견할 수 있다.

이하에서는 도 1의 시스템을 이용하여 대상 드론의 상태를 확인하는 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 하겠다.

도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 드론의 상태 확인 방법을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 사용자 단말기(100)는 상기 사용자 드론(200)에 초기 상태를 설정할 수 있다(S1). 상기 초기 상태 설정은 상기 사용자 드론(200)이 상기 사용자 단말기(100)와 송수신 가능 거리 범위 이내에 근접했을 때 수행될 수 있다.

사용자 단말기(100)는 상기 사용자 드론(200)과 인증 기술을 사용하여 인증하고 안전한 통신채널을 형성할 수 있다. 안전한 통신채널을 통해 사용자 단말기(100)는 상기 사용자 드론(200)과 관제 드론(300) 사이의 인증에 사용될 수 있는 증명서(e.g. 기기 인증서)를 발급하고, 초기경로 설정 및 제어 명령을 상기 사용자 드론(200)에 전송할 수 있다. 상기 사용자 드론(200)은 인증된 안전한 통신 채널을 통해 받은 초기경로 및 제어 명령을 수행한다.

사용자 단말기(100)는 관제 드론(300)과 사용자 인증을 수행할 수 있다(S2).

사용자 단말기(100)는 관제 드론(300)과 3G/LTE 통신에서의 인증 기술을 사용하여 인증을 수행하고 안전한 통신 채널을 형성할 수 있다(e.g. SSL/TLS).

다음으로 사용자(또는 사용자 단말기(100))는 관제 드론(300)으로부터 사용자 드론(200) 경로가 관제 드론(300)의 관할지역 통과에 대한 허가를 받아야 한다. 허가받은 사용자 단말기(100)는 사용자 드론(200)의 증명서를 관제 드론(300)에게 전송한다.

관제 드론(300)은 자신의 관할지역 내에 접근한 대상 드론(400)의 인증 및 상태 검증을 수행할 수 있다(S3).

관제 드론(300)은 대상 드론(400)이 접근하면 사용자 단말기(100)로부터 받은 사용자 드론(200)의 증명서를 기반으로 상기 대상 드론(400)을 인증하고 안전한 채널을 형성할 수 있다. 즉, 관제 드론(300)은 대상 드론(400)이 해당 관할지역에서 비행이 허락된 사용자 드론과 동일한 드론인지를 인증할 수 있다.

상기 관제 드론(300)은 대상 드론(400)의 인증뿐만 아니라 상기 대상 드론(400)이 악성프로그램에 감염되었는지, GPS-spoofing과 같은 물리적 공격을 받고 있는지에 대한 상태검증을 수행할 수 있다.

상기 대상 드론(400)이 인증이 성공된 경우, 상기 관제 드론(300)은 상기 관제 드론(300)의 관할지역에서의 상기 대상 드론(400)의 비행 또는 접근을 허락할 수 있다(S4).

그러나 상기 대상 드론(400)이 인증이 실패된 경우, 상기 대상 드론(400)의 접근을 불허하는 신호를 외부 관리 장치(미도시)로 전송하거나 상기 대상 드론(400)으로 전송할 수 있다(S5). 접근이 불허된 대상 드론(400)에 대해서는 물리적 제재가 가해질 수 있다(e.g. 그물을 사용한 포획 드론 등).

또한, 관제 드론(300)은 상기 대상 드론(400)의 인증 및 상태 검증에 대한 결과를 사용자 단말기(100)로 전송할 수 있다(S6).

대상 드론(400)이 인증에 성공한 경우, 관제 드론(300)은 상기 대상 드론(400)의 경로 재설정 및 제어명령 신호를 상기 사용자 단말기(100)로부터 수신할 수 있다(S7).

그리고 상기 관제 드론(300)은 상기 수신한 경로 재설정 및 제어명령 신호를 상기 사용자 드론(200) 또는 대상 드론(400)(이 경우, 사용자 드론과 대상 드론은 동일한 드론임)에 전달할 수 있다(S8).

그러면, 상기 사용자 드론(200)은 경로 재설정 및 제어명령 신호에 근거하여 동작할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 드론의 상태 확인 방법은 관제탑 역할을 대행하는 관제 드론을 사용하여, 경제적 및 시간적으로 효율적인 드론 인증 및 상태검증을 수행할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 의하면, 안전한 드론 서비스를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 비인가된 드론의 접근을 제한하고 악의적 행동을 사전에 차단할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 무인 환경에서 정해진 경로를 따라 자율 주행하는 드론은 내부에 저장된 소프트웨어 모듈이 해커에 의해 악성코드 감염, 물리적인 공격 등으로 손상되어 오동작을 유발하고 경로를 이탈하는 등의 위험을 가지고 있는 드론의 정상동작 및 운항상태 정보들의 손상여부를 경제적이고 편리하게 확인할 수 있다.

상술한 드론의 상태 확인 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 한편, 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지된 것일 수도 있다.

컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, SSD (Solid State Drive)와 같은 메모리 저장장치 등 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.

한편, 이러한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다.

또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

상기와 같이 설명된 드론의 상태 확인 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

100: 사용자 단말기
200: 사용자 드론
300: 관제 드론
400: 대상 드론

Claims (5)

1. 관제 드론이 사용자 단말기와 사용자 인증을 수행하는 단계;
   상기 관제 드론이 상기 사용자 단말기로부터 인증된 드론의 증명서를 수신하는 단계-상기 관제 드론은 상기 인증된 드론에 비해 통신 거리가 더 길고 더 장시간 체공이 가능한 드론임-; 및
   대상 드론이 소정 거리 이내로 접근한 경우, 상기 관제 드론이 상기 대상 드론과의 인증을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 상태 확인 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 사용자 단말기로부터 인증된 드론은
   상기 사용자 단말기로부터 인증되어 상기 관제 드론과의 인증에 사용될 수 있는 증명서가 발급되어, 상기 사용자 단말기에 의해 초기 경로가 설정되고, 상기 사용자 단말기로부터 제어 명령을 수신한 드론인 것을 특징으로 하는 드론의 상태 확인 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 관제 드론과 상기 대상 드론과의 인증 단계는
   상기 관제 드론이 상기 수신한 드론의 증명서에 근거하여 상기 대상 드론이 상기 수신한 증명서와 동일한 드론인지 여부를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 상태 확인 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 드론의 상태 확인 방법은
   상기 대상 드론이 상기 수신한 증명서와 동일한 드론인 경우,
   상기 관제 드론이 상기 대상 드론이 악성 코드에 감염되었는지 여부를 검증하는 단계를 포함하는 상태 검증을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 상태 확인 방법.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 드론의 상태 확인 방법은
   상기 대상 드론이 상기 수신한 증명서와 동일한 드론인 경우,
   상기 관제 드론이 상기 사용자 단말기로 상기 대상 드론과의 인증 결과를 포함하는 상기 대상 드론의 상태 정보를 상기 사용자 단말기로 전송하는 단계;
   상기 관제 드론이 상기 사용자 단말기부터 상기 대상 드론의 경로 재설정 정보 및 제어 신호를 수신하는 단계; 및
   상기 관제 드론이 상기 수신한 경로 재설정 정보 및 제어 신호를 상기 대상 드론에게 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 상태 확인 방법.

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