6G 기술 개요 및 심층 분석 #3/3

22. New Network Topologies (새로운 네트워크 토폴로지)

• 개요: 6G는 open, scalable, and virtual networks 를 사용하여 다양한 커버리지 문제를 해결하고, 새로운 서비스 요구사항을 충족.
• 기술:

-      Software-centric RAN architectures (5G): 가상화된 RAN (vRAN) 및 Open RAN (O-RAN) 기술 활용.

-      Non-terrestrial networks (NTN): 위성 통신, 드론 통신, 고고도 플랫폼 (HAPS) 활용.

-      Private networks (사설망): 산업, 기업, 공공 분야에서 독립적인 네트워크 구축.

-      Time sensitive networks (TSN): 초저지연 및 고신뢰성 통신 지원.

• 목표:

-      광범위한 커버리지 확보 (rural, remote areas).

-      유연하고 확장 가능한 네트워크 구축.

-      비용 효율적인 네트워크 운영.

-      다양한 서비스 요구사항 충족.

• 추가 정보: 6G는 다양한 네트워크 토폴로지를 융합하여, 모든 사용자에게 끊김 없는 통신 서비스를 제공하는 것을 목표로 합니다.

 

23. Virtualization, cloudification, and decentralization of the RAN
(RAN 가상화, 클라우드화, 분산화)

• 개요: 6G 네트워크는 RAN (Radio Access Network)의 가상화, 클라우드화, 분산화를 통해 유연성, 확장성, 비용 효율성을 향상.
• 기술:

-      vRAN (Virtual RAN): 범용 서버 (x86)에서 RAN 기능을 가상화하여 구현.

-      O-RAN (Open RAN): RAN 구성 요소 간의 개방형 인터페이스 (open interface)를 정의하여, 다양한 벤더의 장비 선택 가능.

-      Cloud RAN (C-RAN): BBU (Baseband Unit) 기능을 중앙 집중화하여, 자원 공유 및 관리 효율성 향상.

-      DU (Distributed Unit) 및 CU (Centralized Unit) 분리: DU는 기지국에, CU는 중앙 집중화된 서버에 위치.

• 장점:

-      유연성 및 확장성: 네트워크 용량 및 기능을 쉽게 확장.

-      비용 절감: 하드웨어 비용 감소, 운영 비용 절감.

-      Openness: 다양한 벤더의 장비 선택 가능, 혁신 촉진.

-      AI/ML 활용 용이성: 가상화된 환경에서 AI/ML 기반의 네트워크 최적화 및 자동화 구현.

• 추가 정보: RAN 가상화, 클라우드화, 분산화는 6G 네트워크의 핵심 기술이며, 네트워크 운영의 효율성을 극대화하고, 새로운 서비스 개발을 촉진할 것입니다.

Open RAN architecture with UEs and core network

(Source: KEYSIGHT Next-Generation Wireless)

 

6G network topology example

(Source: KEYSIGHT Next-Generation Wireless)

 

24. Non-Terrestrial Networks (비지상 네트워크)

• 개요: 지상 기지국 외에 위성, 고고도 플랫폼 (HAPS), 드론 등을 활용하여 통신 커버리지를 확장하는 기술.
• 기술:

-      LEO (Low Earth Orbit) 위성: 저궤도 위성, 광대역 통신, 저지연.

-      MEO (Medium Earth Orbit) 위성: 중궤도 위성, 광대역 통신, 높은 커버리지.

-      GEO (Geostationary Earth Orbit) 위성: 정지 궤도 위성, 넓은 커버리지, 높은 안정성.

-      HAPS (High Altitude Platform Station): 성층권에서 운용되는 플랫폼, 넓은 커버리지, 저지연.

-      드론 (Drone): 이동형 기지국, 재난 상황에서의 통신 지원.

• 장점:

-      광범위한 커버리지: 지상 기지국 설치가 어려운 지역 (산간, 해상, 사막 등) 커버리지 제공.

-      재난 상황에서의 통신 지원: 지상 네트워크가 파괴된 경우에도 통신 서비스 제공.

-      IoT 서비스 지원: 광범위한 지역에서 IoT 기기 연결.

• 과제:

-      위성 통신 기술 개발: 위성 간의 통신, 지상 기지국과의 연동.

-      HAPS 기술 개발: 플랫폼 안정성, 통신 성능.

-      규제 및 주파수 할당.

-      단말기 (handset) 호환성 확보.

• 6G에서의 활용:

-      글로벌 커버리지 제공.

-      재난 통신, 원격 의료, 원격 교육 등 다양한 서비스 지원.

-      IoT 서비스 확산.

• 추가 정보: Non-terrestrial networks는 6G의 핵심 기술 중 하나이며, 모든 사용자에게 끊김 없는 통신 서비스를 제공하고, 새로운 서비스 및 응용 분야를 창출할 것입니다.
  
  

A conceptual overview of non-terrestrial networks

(Source: KEYSIGHT Next-Generation Wireless)

 

25. Security (보안)

• 개요: 6G 네트워크에서 사이버 보안의 중요성 증대 (IoT 기기 증가, multi-vendor 환경).
  
  
• 핵심 개념: Cybersecurity by Design (설계 단계부터 보안 고려), Zero-trust architecture.
  
  
• 기술:

-      Cybersecurity by Design: 6G 시스템 설계 단계부터 사이버 보안 고려.

-      제로 트러스트 아키텍처 (Zero-trust architecture): 네트워크 내 모든 개체를 신뢰하지 않고, 인증된 사용자에게만 접근 권한 부여.

-      다양한 보안 위협에 대한 사전 대비 (security threat simulator).

• Zero-trust:

-      패스워드 기반 보안의 한계 극복: 인증서 및 암호화 기반 보안.

-      Micro-segmentation (세분화): 통신 격리 및 보안 강화.

-      향상된 fuzzing 기술을 활용한 보안 취약점 탐지 및 개선.

• 머신러닝 및 인공지능: 사이버 보안 시스템 및 알고리즘 훈련 (adversarial machine learning)
• 보안 위협:

-      IoT 기기 증가에 따른 공격 표면 확대.

-      다양한 벤더의 장비 사용에 따른 보안 취약점 증가.

-      AI/ML 기반 공격 (AI/ML 모델의 취약점 공격).

• 보안 목표:

-      기밀성 (Confidentiality): 데이터 보호.

-      무결성 (Integrity): 데이터 변조 방지.

-      가용성 (Availability): 서비스 중단 방지.

-      인증 (Authentication): 사용자 및 장치 신원 확인.

-      권한 부여 (Authorization): 접근 권한 제어.

• 추가 정보: 6G 네트워크는 다양한 보안 위협에 노출될 수 있으므로, 강력한 보안 기술 및 정책을 통해 안전한 통신 환경을 구축해야 합니다.

 

26. Internet of Things and the Attack Surface (사물 인터넷 및 공격 표면)

• 개요: 6G에서 IoT (Internet of Things) 기기 증가에 따른 공격 표면 확대.
• IoT 기기 증가: 4G: 2,000 devices/km2, 5G: 1 million devices/km2, 6G: 10 million devices/km2.
• 공격 표면 확대:

-      IoT 기기의 취약점 (취약한 보안 설정, 오래된 소프트웨어).

-      IoT 기기를 노린 사이버 공격 (악성코드 감염, 데이터 유출).

-      IoT 기기를 활용한 대규모 공격 (DDoS 공격).

• 보안 대책:

-      IoT 기기의 보안 설계 강화.

-      IoT 기기의 보안 업데이트 및 패치 관리.

-      IoT 기기 간의 안전한 통신 프로토콜 사용.

-      AI/ML 기반의 사이버 공격 탐지 및 방어.

-      위협 시뮬레이션 (threat simulator) 활용.

• 추가 정보: 6G 시대에는 수많은 IoT 기기가 연결될 것이므로, IoT 기기의 보안은 매우 중요하며, 공격 표면을 최소화하기 위한 노력이 필요합니다.

 

27. Zero-trust (제로 트러스트)

• 개요: 네트워크 내 어떤 개체도 신뢰하지 않고, 최소 권한만 부여하는 보안 모델.
• 원리:

-      모든 사용자 및 장치를 인증하고, 지속적으로 검증.

-      최소 권한 (least privilege) 원칙 적용: 필요한 최소한의 접근 권한만 부여.

-      Micro-segmentation (세분화): 네트워크를 작은 단위로 분할하여, 공격 확산 방지.

-      다중 요소 인증 (Multi-factor authentication): 사용자 인증 강화.

• 기술:

-      ID 및 인증 기반 보안.

-      암호화 (Encryption).

-      Micro-segmentation.

-      향상된 fuzzing 기술을 활용한 취약점 탐지.

• 장점:

-      사이버 공격 방어: 공격자가 시스템에 침투하더라도, 제한된 접근 권한만 가짐.

-      데이터 유출 방지: 데이터 접근 권한을 세분화하여, 데이터 유출 위험 감소.

-      내부 위협 방어: 내부 사용자의 악의적인 행위로부터 시스템 보호.

• 6G에서의 활용:

-      IoT 기기 증가에 따른 보안 위협 대응.

-      다양한 네트워크 환경 (클라우드, 엣지)에서의 보안 강화.

-      데이터 보호 및 개인 정보 보호.

• 추가 정보: 제로 트러스트는 6G 네트워크의 핵심 보안 모델이며, 사이버 공격으로부터 안전한 통신 환경을 구축하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

 

28. Machine learning and artificial intelligence in cybersecurity
(머신러닝 및 인공지능 기반 사이버 보안)

• 개요: AI/ML을 활용하여 사이버 보안 시스템 및 알고리즘을 개발하고, 보안 위협에 대응.
• 기술:

-      AI/ML 기반의 사이버 공격 탐지 및 방어:

1)   악성코드 탐지.

2)   이상 트래픽 탐지.

3)   침입 탐지.

4)   취약점 분석.

-      AI/ML 기반의 보안 자동화:

1)   위협 대응 자동화.

2)   보안 정책 관리 자동화.

3)   취약점 분석 및 패치 관리 자동화.

-      Adversarial machine learning: AI/ML 모델의 보안 취약점을 개선하고, 공격에 대한 방어 능력 강화.

• 과제:

-      AI/ML 모델의 학습 데이터 확보 및 관리.

-      AI/ML 모델의 설명 가능성 (Explainability) 확보.

-      AI/ML 모델의 보안 취약점 (Adversarial attacks) 방어.

-      AI/ML 모델의 성능 및 효율성 향상.

• 6G에서의 활용:

-      IoT 기기 증가에 따른 사이버 보안 위협 대응.

-      다양한 네트워크 환경 (클라우드, 엣지)에서의 보안 강화.

-      자동화된 보안 시스템 구축.

• 추가 정보: AI/ML은 6G 네트워크의 사이버 보안을 강화하는 핵심 기술이며, 지능적인 사이버 공격에 효과적으로 대응할 수 있도록 돕습니다.