[논문 리뷰] Biocybersecurity -- A Converging Threat as an Auxiliary to War

Lucas Potter, Orlando Ayala외 1명|arXiv (Cornell University)|2020. 10. 01.

Law, AI, and Intellectual Property참고 문헌 24인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 생물학적 요소가 사이버 수단을 통해 무기화되는 새로운 위협 벡터인 바이오사이버보안(Biocybersecurity, BCS)을 제안하며, 생물공학과 사이버보안 취약점을 동시에 악용하는 하이브리드 공격을 가능하게 한다. 유전적으로 수정된 병원체가 디지털 시스템을 통해 전달되는 등의 개념적 위협 벡터를 분석한 결과, BCS는 전쟁의 전략적 보조 수단이 되며, 저비용·고영향도의 잠재력을 지녀 새로운 방어 패러다임이 필요하다.

ABSTRACT

Biodefense is the discipline of ensuring biosecurity with respect to select groups of organisms and limiting their spread. This field has increasingly been challenged by novel threats from nature that have been weaponized such as SARS, Anthrax, and similar pathogens, but has emerged victorious through collaboration of national and world health groups. However, it may come under additional stress in the 21st century as the field intersects with the cyberworld -- a world where governments have already been struggling to keep up with cyber attacks from small to state-level actors as cyberthreats have been relied on to level the playing field in international disputes. Disruptions to military logistics and economies through cyberattacks have been able to be done at a mere fraction of economic and moral costs through conventional military means, making it an increasingly tempting means of disruption. In the field of biocybersecurity (BCS), the strengths within biotechnology and cybersecurity merge, along with many of their vulnerabilities, and this could spell increased trouble for biodefense, as novel threats can be synthesized and disseminated in ways that fuse the routes of attacks seen in biosecurity and cybersecurity. Herein, we offer an exploration of how threats in the domain of biocybersecurity may emerge through less foreseen routes as it might be an attractive auxiliary to conventional war. This is done through an analysis of potential payload and delivery methods to develop notional threat vectorizations. We conclude with several paradigms through which to view BCS-based threats.

연구 동기 및 목표

• 생물공학과 사이버보안의 융합이 비대칭 전쟁의 새로운 전면으로서 어떻게 작용할지 조사하기.
• 기존 생물보안 조치를 우회할 수 있는 사이버 기반 생물학적 공격이 가능한 잠재적 위협 경로를 특정하기.
• 기존 군사 작전에 비해 비용 효율적인 대안으로서 바이오사이버보안 위협의 전략적 매력을 평가하기.
• 국가 및 글로벌 안보 맥락에서 BCS 기반 위협을 이해하고 완화하기 위한 개념적 프레임워크 제안하기.

제안 방법

• 디지털 조작이 생물학적 공격을 가능하게 할 수 있는 접점들을 식별하기 위해 기존 사이버 및 생물보안 위협을 분석한다.
• 합성 생물학과 사이버 전달 수단을 융합한 가상의 공격 체인을 모델링하여 개념적 위협 경로를 개발한다.
• 기존 사이버 공격 사례와 병원체 전파 역학을 비유하여 페이로드 설계 및 확산 경로를 평가한다.
• 사이버보안에서의 위협 모델링 기법을 생물학적 시스템에 적용하여 은밀성, 확장성, 낮은 탐지 가능성에 중점을 둔다.
• 의도, 전달 방식, 기술적 실현 가능성에 기반해 BCS 위협을 분류하는 개념적 프레임워크를 제안한다.
• 생물방어, 사이버방어, 双용연구의 통합적 통찰을 바탕으로 BCS를 별개이지만 겹치는 위험 영역으로 프레임워크화한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 사이버 능력이 생물학적으로 설계된 위협을 은밀하고 확장 가능한 방식으로 설계 및 배포하는 데 활용될 수 있는가?
• RQ2 디지털 시스템의 해킹과 생물학적 요소의 확산이 융합된 현실적인 공격 경로는 무엇인가?
• RQ3 비정부 및 비대칭 행위자에게 바이오사이버보안 위협이 기존 전쟁 방식에 비해 전략적 보조 수단으로서 어떻게 작용할 수 있는가?
• RQ4 생물공학과 사이버보안의 취약점은 어떻게 융합되어 새로운, 감지하기 어려운 위협 시나리오를 창출하는가?
• RQ5 伝통적인 보안 영역을 초월하는 하이브리드 바이오사이버 위협을 다루기 위해 어떤 새로운 방어 및 정책 프레임워크가 필요한가?

주요 결과

• 바이오사이버보안 위협은 사이버 수단을 통해 생물학적 공격를 가능하게 하거나 강화함으로써 새로운 공격 표면을 만드는 하이브리드 위험 범주이다.
• 생물공학과 사이버 인프라의 융합은 기존 생물보안 및 사이버방어 수단을 우회할 수 있는 저비용·고영향도 공격을 가능하게 한다.
• 공격 경로의 잠재적 예시로는 유전자 합성 또는 실험실 자동화 시스템과 같은 합성 생물학 플랫폼의 디지털 조작이 있으며, 이로 인해 유해 병원체가 생성될 수 있다.
• 이러한 위협은 자원 투자 최소화로도 전술적 우위를 확보하고자 하는 국가 및 비국가 행위자에게 尤도로 우려되는 대상이다.
• 기존의 생물보안 및 사이버보안 국제 프레임워크는 BCS 위협이 지닌 고유한 과제를 충분히 다루지 못하고 있다.
• 논문은 바이오사이버보안 위협을 사전에 예측하고 탐지하며 대응하기 위해 새로운 개념적 및 운영적 패러다임이 필요하다고 결론 내린다.