5G기반 안전한 UAM 운영을 위한 상호 인증 기법 설계 = Mutual Authentication Method for Secure UAM Operation Based on 5G Network

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In order to solve the problem of ground traffic congestion along with the development of hyper-connected communication technology and to provide air services such as cargo transportation and movement between areas or cities where air services are not sufficient, Urban Air Mobility (UAM) is on the rise. Unlike general aircraft services, UAM can utilize existing commercial communication network base stations, reducing facility construction costs and providing flight information in real time. However, there are potential threats such as operational interference from the ground, obstruction, exposure of aviation-related information (CSNi), interception, forgery, alteration, and theft. It is a reality that vulnerabilities in management and operation are exposed, such as illegal use by unauthorized persons between the system (ATC) and the operator, and between Vertiport and Vertiport operators. Therefore, in this study, based on the 5G commercial communication network that complements the weaknesses of the existing commercial mobile communication network, the vulnerabilities are supplemented, and a mutual authentication system between each member of the air navigation system is designed to prevent fraudulent use by unauthorized persons, session hijacking, and intermediaries. We would like to propose a mutual authentication method and operating structure for secure and reliable UAM from attacks.

국문 초록 (Abstract)

초연결 통신기술의 발전과 함께 지상교통 혼잡의 문제를 해소하고, 항공 서비스가 충분하지 않은 지역 또는 도시간에 화물운송, 이동등의 항공 서비스를 제공하기 위해, 도심 항공 모빌리티(UAM:Urban Air mobility)가 급부상하고 있다. 일반 항공기 서비스와 달리, UAM는 기존 상용통신 네트워크 기지국을 활용할 수 있어, 시설 구축비용을 절감 및 운항 정보 실시간 제공 등의 장점을 갖고 있다. 그러나 지상으로부터의 운항 간섭, 방해, 항공관련 정보(CSNi) 노출, 가로채기, 위·변조 그리고 탈취 등의 잠재적 위협이 존재하고 있으며, 현행 UAM 항공운항체계의 구성 객체인 UAM 기체와 UAM 조종사, 항공통제센터(ATC)와 운영자, 버티포트(Vertiport)와 버티포트 운영자간의 비허가자에 의한 부정사용 등의 관리·운영의 취약점이 노출되어 있는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서 기존 상용 이동통신 네트워크의 취약점을 보완한 5G 상용통신 네트워크를 기반으로 하여 취약점을 보완하고, 항공운항체계의 각 구성원간의 상호인증 체계를 설계하여, 비인가자의 부정사용, 세션 하이재킹 및 중간자 공격 등으로부터 안전하고, 신뢰할 수 있는 UAM를 위한 상호인증 기법 및 운영구조를 제안하고자 한다.