붙임 2		세부과제 문제정의서(안)

과제번호

052

(문제정의형)

문제명

(세부) 자율자동차 보호를 위한 AI 기반 사이버 융복합 보안(공격/방어)

공공분야

-

기술분야

차세대보안

1. 문제 정의

ㅇ (개념) 사이버보안 신기술 개발을 유도, 우수 연구자 집중지원을 위한 챌린지 선행연구(‘20년) 및 챌린지 최우수 선정 기술의 후속 연구(‘21년~’22년)를 통한 선도기술 확보

ㅇ (목표) 사이버보안 챌린지 대회주제에 대한 세부 기술기획, 기술적 검토 등 선행연구(붙임 참조)

- (대회주제) 자율주행 차량의 보호를 위한 사이버 융복합 보안(공격/방어)

- (추진방식) 상기 대회주제에 대해 동일한 연구목표 및 연구내용에 대한 평가를 통해 최대 4개의 세부과제 수행기관을 선정하고 당해년도 연구를 진행

* 선정된 세부과제 수행기관은 ‘사이버 보안 챌린지(’20.11월 예정)’ 대회에 필참하여야 하며, 대회 참가팀(해당 수행기관 + 추가 참가팀)들과 상기 대회 주제에 대한 경연 실시

* 사이버 보안 챌린지 대회 우승팀(1개)은 2년간(21∼22년) 20억원 이내로 대회 주제의 기술 고도화를 위한 후속연구 과제 지원예정

연도	과제별 수행기관 역할
	총괄과제	세부과제
2020년도	ㅇ 세부과제와 연계하여 챌린지 대회 상세기획·운영 및 개최(1개 과제)	ㅇ 총괄과제와 연계하여 챌린지 대회의 기술적 상세기획 실시 ㅇ ’20년도 대회 필수참여 및 대회를 위한 선행연구 추진(최대 4개 수행기관, 각 수행기관별 1억원 규모로 선행연구비 지원)
2021년도	-	ㅇ 챌린지 대회 우승시 1차년도 후속연구 추진(1개 과제, 정부출연금 연 10억원 이내 규모로 지원)
2022년도	-	ㅇ 2차년도 후속연구 추진(정부출연금 연 10억원 이내 규모로 지원)

2. 현황

ㅇ (필요성) 경제적·사회적 파급효과가 큰 사이버보안 분야 기술적·사회적 성과 확산을 위해 경쟁형 R&D 도입을 통한 집중지원 필요

- 정부주도의 R&D 방식은 시장수요에 대한 예측과 반영이 미흡하고, 안정지향 투자·실행으로 형식적인 성공에 머물러있다는 문제점 야기

- 도전적 목표를 제시하여 자율적이고 경쟁적인 방식으로 솔루션을 도출하는 챌린지형 R&D 도입을 통해 민간 자율성 확대와 연구개발 효율성 제고 필요

ㅇ (현황) 미국 DARPA, 국내 KISA/IITP 등 사회적‧경제적 파급력이 크고 R&D와 연계가 가능한 분야를 대상으로 도전적 목표를 달성하기 위한 챌린지 방식의 R&D 운영 중

- (미국) ‘04년부터 자율주행차, 재난구조용 로봇, 사이버보안, 무선 주파수 등 기술개발이 필요한 분야의 챌린지 R&D를 추진해오고 있으며, 최근 사이버보안 분야 난제해결을 위해 인공지능(AI)을 활용한 사이버해킹‧보안기술개발 추진(’16년)

- (국내) 인공지능 R&D 그랜드 챌린지 대회(‘19.7월, IITP), 사이버보안 빅데이터 활용 아이디어 챌린지(’19.10월, KISA) 등 최근 2~3년간 다양한 챌린지 대회를 개최하고 있으며, 이를 통해 AI, 머신러닝 등을 접목한 보안 및 다양한 사회문제 해결에 활용

3. 기대 효과

ㅇ 사이버보안 분야 기술적 난제를 해결하는 챌린지 방식의 R&D를 통해 연구자 간 선의의 경쟁을 유도하여 혁신적인 기술개발 방법론 도출

ㅇ 사회‧경제적 파급효과가 크고 기술 난이도가 높은 차세대 보안 분야의 신기술 주제 발굴을 통해 차세대 보안 분야 저변확대 유도

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 :  총 1년 이내

ㅇ ’20년 정부출연금 : 4억원 규모(1억원 × 4개 수행기관)

- 과제당 1억원 규모로 최대 4개의 수행기관 지원

* 접수규모 및 선정평가 결과에 따라 지원기관 수와 예산은 변동가능

ㅇ 특이사항 : 사이버 보안 챌린지 대회에서 우승한 1개 기관에 향후 정부출연금 10억/년 이내 규모로 대회 주제에 대한 본격연구를 2년간 지원 예정

* 챌린지 대회는 선행연구 수행기관 외에도 추가적인 참가팀이 포함될 수 있으며, 이중 가장 우수한 성적의 참가팀에 후속연구 지원예정(후속연구 규모 및 지원여부는 국회 예산심의 결과에 따라 변동가능)

ㅇ 주관기관 : 제한없음

ㅇ 연구유형 : 응용연구

과제특징

정책지정( ), 혁신도약형(○), 경쟁형(○), 표준화연계( ),

SW자산뱅크등록( ), 공개SW( ), 기술료비징수( ), 일자리 연계( ),

규제샌드박스( ), 사업화연계( ), 소재부품장비( ), 연구데이터공개( )

참고 1		차세대보안분야 챌린지 R&D 세부과제 주요내용

구분

주요 내용

챌린지

대회

주제

□ 자율자동차 보호를 위한 사이버 융복합 보안(공격/방어)

주요

내용

□ 개요

ㅇ 산·학·연 등 다양한 연구자(팀)이 오프라인 대회장에 모여 목표 차량에 대해 차량 네트워크 공격을 진행하고, 기계학습 기반 차량용 IDS(Intrusion Detection System)로 해당 공격을 탐지하는 공방형 경진대회 개최

□ (구성) 예선과 본선으로 구분하여 진행

① (예선) 제공된 Dataset을 대상으로 일정 기준 이상 본선진출

* 해당 네트워크 공격은 차량 Sensor Spoofing, DoS, Injection 등의 공격 데이터가 제시되며, 예선은 참가팀의 규모 등을 고려하여 필요에 따라 개최하지 않을 수 있음(추후 공지)

② (본선) 정해진 오프라인 대회장에 모여 목표차량에 대해 차량 네트워크 공격을 수행하고, 수행된 공격을 탐지할 수 있는 IDS를 개발하여 공격 및 탐지성능을 실시간으로 경연하는 대회를 수행

* 목표차량은 차량 내 네트워크가 구성된 모형 혹은 실차량이며, 목표차량의상세 사양 및 구성은 세부기획을 거쳐 추후 공지예정

< 대회운영 예시 >

1. 모든 참가팀은 토너먼트 형태로 진행하되, 공격자 역할과 방어자 역할을 교대로 수행(최소 1회 이상 공격과 방어를 수행)

공격자	목표 차량에 개발한 공격을 주입할 수 있도록 사전 세팅, 공격 수행 등
방어자	공격자가 공격 주입 전, 목표 차량에 개발한 IDS 세팅 완료 (공격자의 공격 행위 중 설정 변경 불가), 공격 탐지 성공여부에 대해 지정된 포맷의 로그를 기록하여 탐지율 도출

2. 참가팀간 공격에 대해 동일한 탐지 성능을 보인 경우, 정확한 공격 패턴 분류까지 수행한 팀에 가산비중을 높게 책정하여 순위 결정

3. 동일한 점수인 경우, 공격의 심각도 (Severity), 참신함 (Novelty) 점수를 고려하여 보다 높은 점수를 획득한 팀에 우선순위 배정

4. 목표 차량의 정보 및 차량 네트워크 종류 등 상세 기술사양, 대회 규칙은 추후 참가 신청팀에 한해 별도 공지 예정

세부과제

(4개)

목표

□ (최종목표) 자율주행차량 보안을 위한 차량 내 네트워크 방어기술 개발

ㅇ 차량 네트워크 침입을 탐지하는 네트워크 기반 IDS 개발

□ (주요역할) 세부과제(4개 내외)를 통해 선행연구 추진 후 챌린지 대회 필수 참여

ㅇ 챌린지 대회 주제에 부합하는 선행연구를 추진하고, 챌린지 대회(’20.11월 예정)에 필수 참여하여 연구결과의 우수성 검증

ㅇ 선행연구 진행상황 공유, 챌린지 대회 관련 기술적 의견개진 등 총괄과제에서 운영하는 기획운영전담반 참여 및 활동, 총괄과제와 연계하여 대회문제의 세부 기술기획

연구

내용

□ 차량 내부 네트워크 공격 및 탐지 기술개발

ㅇ 시나리오상 V2X(C-V2X, WAVE) 등 차량 외부 네트워크를 통한 공격이 이미 진행된 전제 하에서 차량 내부 네트워크 내 특정 ECU 오동작을 유발하는 각종 공격 등 차량 제어에 영향을 끼칠 수 있는 공격 및 탐지 기술개발

* 상세 대회 시나리오는 총괄과제와 연계하여 세부기획

- 차량 내부 네트워크 공격용 SW 및 패턴 개발

- 차량 내부 네트워크 공격 탐지용 IDS 기술개발

- 인공지능·기계학습 기술기반 차량 내부 네트워크 공격 탐지 기술개발

< 차량 내부 네트워크 예시 >

참고 2		차세대보안분야 챌린지 R&D 총괄과제 추진내용

구분		주요 내용
총괄과제 (1개)	목표	□ 자율자동차 보호를 위한 AI 기반 사이버 융복합 보안 기술 개발 o 챌린지 R&D 세부계획 수립 및 총괄 운영 - 챌린지 R&D 경연 기획·운영 등 계획 수립 및 총괄 - 공격 탐지 및 방어 우수성 검증방법 및 검증미션 수립 - 선행연구과제 운영 및 후속연구과제 발굴 o 기획운영전담반 운영을 통한 차년도(‘21년) 챌린지 R&D 주제 및 선행연구 주제 도출
	연구 내용	□ 챌린지 R&D 세부계획 수립 및 총괄 운영 o 세부 제한조건 수립 - 자율자동차 시스템/네트워크 공격 요건, 센서(Lidar, Radar, Bluetooth 등) 공격 요건, AML 공격 요건, 방어 규칙 제한 요건 등 세부 제한조건 도출 * 예) 통신을 아예 차단하여 방어하는 극단적인 방어수단은 적용 불가 등 - 경연장 규격 및 미션 설정, 경연 규정 수립 등 o 챌린지 환경 구축 - 모형 자율자동차 디바이스 선정 및 주문제작, 주행 환경 준비 등 * 대회용 트랙장 등 Amazon DeepRacer 참고 - 모형 자율자동차(mock-up) 공격 프로그램 및 공격 환경 준비 등 * 5G/LTE 이동통신 모듈 공격 프로그램, 네트워크 해킹을 위한 해커 및 해킹용 노트북 배치, 센서 스푸핑/재밍 공격 프로그램, 센서 공격을 위한 오류유발용 obstacle 객체 배치 등 - 모형 자율자동차(mock-up) 방어 모듈 로딩 환경 준비 등 - 자동화된 채점 시스템 개발 등 o 개방형 경연에 관심 제고를 위한 이벤트 등 대회 전반에 대한 기획·구성·운영 방안 제시 o 챌린지 R&D를 위한 선행연구과제 운영 및 후속연구과제 발굴 □ 기술 개발 우수성 검증 방법 수립 o 기술 우수성 검증 방법을 포함하는 예비타당성 검증 경합과제 수립 - 달성 가능성을 고려한 도전적 제한 조건 및 경합 미션 수립 - 공격 및 방어 AI 기술 우수성 검증 방법 및 미션 수립 o 챌린지 난이도 보정 및 최종 기술경연 경합과제 수립 - 예비타당성 검증 결과에 따른 문제 난이도 조정 - 경연 미션 달성 난이도 수준 및 해결 소요시간에 따른 기술개발 우수성 검증 □ 기획운영전담반 운영 o 챌린지 기획전담위원회, 선행연구 참가기관 등 기획운영전담반 운영 - 챌린지 R&D 대회를 위한 기준, 측정방법, 규칙 등 조율 및 설정 * 챌린지 R&D 기획·운영을 위한 산·학·연 전문가 15명 내외로 구성(최소 3회 이상 운영 필수) o 차년도(‘21년) 챌린지 R&D 주제 및 선행연구 주제 발굴