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Mobile Security Platform
2011. 05. 28
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IT정책경영학과 2기
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박윤기
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to hold it upon the foregoing terms and to return it promptly to the
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목 차
Ⅰ. IT 미래 이슈
1. IT 10대 미래 쇼크
2. 모바일 쇼크
Ⅱ. 모바일 키워드
1. 4G 통신망 진화
2. NFC 및 진화
Ⅲ. Mobile Security Platform
1. 서론
2. 관련 연구
3. 연구 내용
Ⅳ. 시사점
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Ⅰ. IT 미래 이슈
1. IT 10대 미래 쇼크
시스템 / 서비스
구분
클라우드
컴퓨팅
사이보그풍
메맥스
(Memex)
스마트폰
네트워크 / 인프라
□ 미(美) 가트너, 무선통신기술 하이프 곡선
개념 요약
• 통합된 중앙 컴퓨터시스템에서 모든 정보 처리
주관
• 관계된 모든 이용자는 결과만 수신
• 다양한 M2M 인터페이스
• 이동 중 정보 Literacy 보편화
• 인간이 인간으로부터의 자유
• 개인의 일생을 기록하는 기기 출현
• 일상의 All-in-One 이동 정보기기 보편화
• 다양한 가상 입력장치 등장
• 빅브라더
- 정부/통제기관의 개개인에 대한 일상
관찰·추적 (자동추적 장치 탑재)
• 완전한 이미지 인식
기타
• 탈 노동화와 완벽한 복지체제 구축
• 즉응 운영 체제
• One-Stop, Non-Stop Interactive한 네트웍
환경 (유비쿼터스)
• IT로 강화되는 사회 교류 (On-line)
※ 인포월드 2008. 9 발표
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• Femtocells : Technical Trigger, 2 to 5 years
• Wi-Fi : Plate of Productivity, less than 2 years
• FMC, Fixed Mobile Convergence : Peak of Inflated Expectation, 2 to 5 years
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Ⅰ. IT 미래 이슈
2. 모바일 쇼크
IT(모바일) 3대 쇼크
의 미
미래 키워드
• 모든 인간이 이동 중에 시간/공간/의미의 한계를 극복하는
• 4G Network
진정한 정보 리터러쉬의 보편화가 실현
• 사이보그풍
• 메맥스
• 스마트폰
• 차세대 모바일 디바이스 기반의 M2M 인터페이스 지원에
의해 인간이 자신의 일상에 대한 기록들을 언제, 어디서나
관리 가능하게 되어 스스로 자유로운 존재
• NFC
• Mobile Payment
• Mobile Security
※ 정보 리터러쉬 : 정보를 생성/수집/처리/전송/활용/관리하는
• Mobile Office
능력
※ 미래 IT 정책 · 제도, 기술, 사업화 관점 :
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 과거  현재 vs 미래  현재
 차별적 틈새
vs 선도적 보편화
 경쟁 비용
vs 시장창출 투자
 시장 점유율
vs 기회 점유율
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Ⅱ. 모바일 키워드
1. 4G 통신망 진화
구분
전송속도
대역폭
다중접속/변조방식
채널코딩
주파수 효율
LTE
하향링크 100Mbps, 상향링크 50Mbps (20Mhz 기준)
1.25 ~ 20Mhz
※ ITU는 2009년부터 2010년까지
4G 기술 표준화를 위한 기술제안
및 평가 작업을 거쳐, 2012년 1월
하향링크 OFDMA, QPSK/16QAM/64QAM,
상향링크 SC-FDMA, QP나/16QAM
최종 4G 기술 표준안 확정 계획
길쌈부호(Convolution Code), 터보부호(Turbo Code)
하향 링크 5bpx/Hz, 상향링크 2.5bps/Hz
동시 사용자 수
200가입자 이상
Cell Coverage
5Km 최적 셀 크기, 30Km 셀 크기, 100Km 최대 셀 크기
• 9분  5.6초 (100M D/L)
• VoIP, 비디오 스트리밍, 웹브라우징 등 기존 3GPP 서비스
• N Screen/M-Poster, M-smart
wallet/실시간 교통정보, LBS/
서비스
※ 이용자 체감
• 무선 TPS(Triple Play Service)를 무선으로 가능
• W-CDMA의 50배, 초고속인터넷 VDSL의 2배, HDTV급 대용량
멀티미디어 컨텐츠 구현
텔레매틱스, 디지털 액자 · 기록,
디지털 지능형 론, 자동차
스마트 키 등
- 3GPP LTE는 현 이동통신망에서 진화되는 기술로 3GPP가 2004년부터 연구에 착수 현재 에렉슨, 퀄컴,
NTT 도코모 등의 통신업체들이 워킹 그룹에 참여하고 있음
- 4세대 규정 속도 : 이동 중 100Mbps, 정지 시 1Gbps 구현으로 상용화
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Ⅱ. 모바일 키워드
2. NFC 및 진화
• 현재 USIM의 경우 단순통신 기능을 지원하는 Contact-USIM과 RF 기반으로 부가기능 서비스를 지원하는 Combi-USIM 및 NFC-USIM
이 상용화 중에 있으며, 미래 대용량-USIM으로 진화 불가피
• 또한 Zigbee, RFID, GPS 등의 Chip 융합과 다양한 Device 융합에 의한 새로운 컨버전스 서비스 출현 예상
현시점
USIM
Type
NFC-USIM
Combi-USIM
- Contact only
- 소량데이터
- Contact+NFC+USB
- Contact + NFC
- Contact + RF
- 대용량,고속,App.서버,
M2M
Communication
- 부가기능(Payment)
멀티미디어
- TCP/IP Connection
Step
단순 통신
제한적 저장용도
Convergence
(Multi-App지원)
Intelligence
(지능화)
Key
Function
인증기능
Contact only
제한된
부가서비스
다 영역 서비스
지능화 서비스
서비스
지능화
교통+금융
교통+통신
방송+통신
교통+금융+통신
•스마트카드 기반
신규서비스
응용분
야
[ 대용량 USIM S/W Architecture ]
“대용량 USIM”
Contact-USIM
• GSM SIM
• USAT App
• Phone Book
• Email List
[ Chip 융합 ]
•
•
•
•
[ Device 융합 ]
Zigbee
RFID
GPS
ZB-USIM
Healthcare
U-Healthcare
서비스
Car
Digital Key, Car
Info
RFID-USIM
GPS-USIM
• TCP/IP Connectivity
- SIM에 IP 주소 부여, Web 연결 가능
• High Capacity Memory
- 256 MB 이상 대용량 메모리 지원
• Multi Application 탑재
• M2M Communication
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1. 서론
Ⅲ. Mobile Security Platform
• 국내 휴대폰 시장 및 세계 휴대폰 시장은 지속적으로 성장
- 국내 시장 : 2009년 1.8억대, 2010년 약 2.2억대 예상
- 세계 시장 : 2009년 약 10억대, 2010년 11억대, 2013년 약 15억대 예상
• 스마트폰은 2007년 iPhone 출시로 인해 폭발적 시장 성장 및 사용자 Needs 발생
• Open Platform 기반의 스마트폰의 활성화로 인해 사용자 개인 정보, 위치 정보 등에 대한 보안 이슈 발생
- 지난 3년간 해외에서 스마트폰 악성 코드 500여 개 발견
- 2010년 4월 13일 국내 최초 악성코드 피해 발생 – “트레드다이얼” 악성코드 150건 피해
• 따라서, 휴대 단말 및 모바일 시스템의 공격을 통한 기밀정보 유출, 위장, 불법 사용, 정상적인 서비스 방해를
방지하기 위한 정보보호 기술 개발이 필요
• 이러한 요구사항을 위하여 Trusted Computing Goup(TCG)은 기존의 소프트웨어 기반 정보보호 기술에서
발생되는 문제점을 해결하고, 보다 안전한 보안 서비스의 제공을 위해 하드웨어에 기반하는 보안 메커니즘을 제
공하는 플랫폼 기술과 관련한 표준들을 개발 중에 있음
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Ⅲ. Mobile Security Platform
2. 관련 연구
 모바일 단말기에서 보안 기술은 크게 USIM 기반 모바일 보안, Mobile TPM, Trustzone 기반의 Security Platform
기술 개발이 이루어지고 있음
 Trustzone이 적용된 AP Chip 기반의 SP(Security Platform)는 미래 보편화
[ Mobile Device 제품 비교 ]
구분
개요
보안성
특징
USIM 기반
• USIM을 활용하여 보안 기능
제공(공인인증서 등)
• USIM 내부의 다양한
Application에 보안 서비스 제공
• PKI, DRM, TLS/SSL 등의 보안
서비스 제공
• USIM Chip의 제한적인
Resource로 인해 엔진 기반의
보안 서비스 제공의 상용화
어려움
Mobile TPM
(Trusted Platform Module)
• 물리적으로 독립된 보안 Chip을
활용하여 보안 기능 제공
• Chip 기반의 보안 서비스 제공
으로 외부의 임의적 접근 원천
차단 가능
• 보안적용을 위한 별도의 Chip
제공에 따른 단말 제조라인 변경
및 원가 상승
SP
(Security Platform)
• Trustzone 지원 AP Chip
기반 보안 서비스 제공
• Chip 수준의 엔진 기반 보안
서비스 제공
• H/W, S/W 보안 결합으로
인한 보안 수준 향상
• AP Chip 기반 위에 보안
플랫폼 제공으로 단말제조
라인의 변경이 없고, 원가
상승 부담이 없음
 USIM은 보안이 강하나, 보안 서비스 개발 측면에서 유연성이 떨어지고,
 Mobile TPM은 보안은 강하나, 별도의 Chip 제공에 따른 제조 원가상승 및 단말 제조 라인 변경 필요,
 SP는 TPM 수준의 보안서비스 제공 및 AP Chip을 통한 Security Platform 제공으로 보안 Chip 추가 비용 및 단말
제조 라인 변경이 필요 없으므로 궁극적으로 SP가 미래 경쟁우위 기술 지위 강화 예상
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Ⅲ. Mobile Security Platform
3. 연구 내용
Security Platform 개요
 안정성 보장을 위하여 'Trustzone‘ IP 기반의 AP 칩을 통해 프로세서와 주변장치, 저장장치를 대상으로
보안 서비스를 제공하는 소프트웨어 플랫폼
- Normal World와 Secure World의 엄격한 분리를 지원하는 하드웨어 기능(TrustZone)과 이를 이용하여 보안
서비스를 제공할 수 있는 보안 소프트웨어(SP)가 연동되어 보안 수준 향상
“wall”
[ Normal World ]
App
[ Secure World ]
Secure Service
Normal
OS
Secure
OS
Secure
drivers
Boot
loader
Monitor
AP
NS bit
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(Application Processor)
• NS-bit를 이용하여 시스템의
Normal World, Secure World 구분
Secure
device
Chip
Monitor
• NS-bit 관리
• Security mode의 진입관리
• 규정된 API로 구성
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Ⅲ. Mobile Security Platform
3. 연구 내용
H/W 구성 및 특징
 Secure, non-Secure, Shared 영역으로 구성  보안실행 영역의 H/W 분리에 의한 해킹 원천 차단
 Secure 영역은 Secure World의 실행 환경으로 보안 제공 영역
 non-Secure 영역은 Normal World의 실행 환경으로 비보안 영역
[ H/W 구성 예 ]
NORMAL WORLD
SECURE WORLD
Client Application
TrustZone Monitor
Normal
OSWorld
HAL
Secure
HAL
Secure OS
Shared
TrustZone Monitor
Secure Service
Sec Ctl
Timers
SDRAM
Flash
ROM
9
Interrupt
Secure
Interrupt
Normal
non-Secure
ETR
ETM
ARM
Core
Caches
TCMs
RTC
RNG
Master Key
Unique ID
Memory
Controller
PL301
SIM I/F
GPIO
UART
Timers
SYS Ctrl
RTC
Decoder I/F Crypto H/W
LCD
Controller
AXI
Decoder
Key Storage
On Chip
SRAM
Boot
ROM
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Ⅲ. Mobile Security Platform
3. 연구 내용
S/W Architecture
 소프트웨어 기능으로는 Secure Booting, Secure Storage, Secure Debug, Secure UI (Secure Keypad,
Secure Touchpad, Secure Display), Secure Communication, Cryptography, Peripheral Device
Control Security, Remote Admin Framework를 제공
 Application 개발을 위한 개발 Toolkit으로 구성
[ S/W Architecture ]
NORMAL WORLD
Application
Application
SECURE WORLD
Normal
Service Agent
Normal Service API
Application API
Trustlet
Service Manager
TZ API Lib
Secure World Framework
: SP Associated Module
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Java Virtual Machine
Secure OS Kernel
Normal World OS Kernel
Device Driver
Service API
Service Library
Target OS Application Framework
Kernel Lib
Trustlet
TZ Driver
HAL
Monitor
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3. 연구 내용
Ⅲ. Mobile Security Platform
S/W 세부 기능
 Secure Keypad
- Keypad를 이용한 인증 Application은 Secure 키를 요청, Security Platform은 Keypad의 handle 권한을
TZPC를 이용하여 Normal World에서 Secure World로 변경  해킹 원천 차단
 Secure Touchpad
- 디스플레이 자체는 Normal World에서 처리하고, Secure World에서는 좌표 등 최소한의 데이터만 처리하는
방식으로 Touchpad를 통한 안전한 입력 가능
- 키패드와 동일한 원리로 사용 권한을 얻어 오며, 이 기능은 Touch screen에서 무결성 보장함
 Secure Storage
- NAND Flash와 같은 비휘발성 Memory 에 Secure한 Storage 공간 제공
- 기밀성이 중요한 데이터는 Secure Internal RAM 안에서만 암복호화하여 무결성 보장
 Normal Service 관리기술 : Trustlet Download Agent
- Security Platform 포팅 후, 사용자가 사용 중인 상태에서 Security Platform 기반 추가 서비스 제공
 Java Virtual Machine
- Multi Thread 및 Class 지원에 의한 Performance, Flexibility 증대
 기타
- Camera / MicroSD / USIM / NFC 등 Driver
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Ⅳ. 시사점
• 차세대 모바일 단말기에 대한 보안 강화
• 다양한 서비스 제공/이용에 대한 원천적 신뢰성 제고
• 각종 인터페이스/컨버전스 기기에 의한 신규서비스 창출 지원
Trustzone이 적용된 AP 기반의 Mobile Security Platform 구현과 적용이 핵심 Issue 예상
(Security Platform 구현을 위한 연구 필요)
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