[논문 리뷰] In-vehicle data recording, storage and access management in autonomous vehicles

Viktoras Kabir Veitas, Simon Delaere|arXiv (Cornell University)|2018. 05. 28.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 3인용 수 11

한 줄 요약

이 논문은 자율주행 및 협업형 지능형 교통 시스템(C-ITS)에서 차량 데이터를 기록, 저장 및 관리하기 위한 보안성과 개인정보 보호 기능을 갖춘 차량 내 시스템인 자율주행용 이벤트 데이터 레코더(EDR/AD)를 제안한다. 이는 CAN 네트워크, OBD-II 포트 및 임시 통신을 통한 데이터 접근을 통합하며, 암호학적 인증 및 글로벌 가시성 기반으로 데이터 무결성, 기원 확보 및 신규 규제 기준 준수를 보장한다. EDR/AD는 법적, 안전성 및 사회적으로 수용 가능한 자율주행을 위한 핵심 기반 기술로 위치를 잡는다.

ABSTRACT

Transport sector is in the process of being rapidly and fundamentally reshaped by autonomous and collaborative driving technologies. This reshaping promises huge economic and social benefits as well as challenges in terms of developing and deploying secure and safe transportations systems, their smooth integration to social fabric. We have employed Policy Scan and Technology Strategy Design methodology in order to identify concrete societal expectations and problems and map them with mitigating technological availabilities in the domain of autonomous driving and smart mobility. Event Data Recorder for Autonomous Driving (EDR/AD) is an envisioned subsystem of a vehicular Controller Area Network which ensures the confidentiality, integrity and availability of data related to operation of a vehicle in order to permit recovery of exact situation following the occurrence of an event or on demand. The exact technical and regulatory requirements for the device are still in the development internationally, but it is clear that it will be included into vehicle type-approval requirements at UNECE level. We present an analysis of the context of the usage of the EDR/AD in collaborative intelligent transport systems, related security, data provenance and privacy, other regulatory and technical issues considering many interest groups and stakeholders involved. We present a concrete proposal for developing a EDR/AD proof of the concept prototype with clear market deployment potential and urge security researchers, vehicle manufacturers, and component suppliers to form a collaboration towards implementing important technology for making future autonomous vehicles more socially acceptable and legally compliant. Furthermore, EDR/AD technology, apart from its immediate use in autonomous driving and smart mobility domain has a potential to be extended to general autonomous robot and AI applications.

연구 동기 및 목표

• 자율주행 차량 도입과 관련된 점점 증가하는 사회적 및 규제적 과제, 특히 안전성, 책임성 및 데이터 투명성 문제를 해결하기 위함.
• 자율주행 차량에서 사회적 기대와 기술 능력 간 격차를 메우는 구체적인 기술적 해결책인 EDR/AD를 식별하기 위함.
• 협업형 지능형 교통 시스템(C-ITS) 환경에서 외부 서버, OBD-II 포트, 임시 네트워크 등 다양한 접근 지점에서 데이터의 무결성, 기밀성 및 가용성을 확보하기 위함.
• 차량 제조사, 보안 연구자, 부품 공급 업체 간 협업을 통해 시장에 출시 가능한 보안성 확보 및 표준 준수 EDR/AD 프로토타입 개발을 지원하기 위함.
• 장기적인 사회적 및 규제적 일치를 확보하기 위해 자율주행 차량을 넘어 보다 광범위한 자율 로봇 및 AI 시스템에까지 EDR/AD의 적용 가능성을 확장하기 위함.

제안 방법

• 자율주행 이동성 분야의 사회적 문제와 기술적 해결책을 반복적으로 식별하기 위해 정책 스캔 및 기술 전략 설계 방법론을 적용하였다.
• 사고 발생 시 및 이후 데이터 기밀성, 무결성 및 가용성을 보장하기 위해 컨트롤러 영역 네트워크(CAN)의 서브시스템으로서 EDR/AD를 제안하였다.
• 외부 서버 통신, 진단용 OBD-II 포트 접근, 다른 차량 및 인프라와의 임시 통신을 포함한 세 가지 데이터 접근 지점을 통합하였다.
• PKI 또는 가명 증명서와 같은 암호학적 메커니즘을 적용하여 글로벌 가시성 확보 및 데이터 기원 및 개인정보 보호 준수를 보장하였다.
• 엔드 투 엔드 인증 및 접근 제어를 통해 데이터 조작 방지 및 '잊혀질 권리'를 지원할 수 있도록 시스템을 설계하였다.
• 시장에 출시 가능한 프로토타입의 개념 증명을 제안하였으며, 산업계와 보안 연구자 간 협업을 강조하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 자율주행 및 협업형 지능형 교통 시스템(C-ITS) 환경에서 차량 내 데이터 기록 및 접근 관리 체계를 어떻게 설계하여 데이터 무결성과 보안성을 확보할 수 있는가?
• RQ2 차량 제조사, 규제 기관, 인프라 제공 업체 등 다양한 이해관계자 간에 EDR/AD를 도입할 때 발생하는 주요 규제, 개인정보 보호 및 기술적 과제는 무엇인가?
• RQ3 사용자 개인정보 보호와 데이터 보호법 준수를 동시에 확보하면서도 데이터 기원 및 글로벌 가시성을 어떻게 지원할 수 있는가?
• RQ4 사고 재구성 및 보험 청구와 같은 상황에서 EDR/AD는 자율주행 차량의 의사결정 과정에서 법적 책임성과 투명성을 어떻게 보장하는가?
• RQ5 산업계, 연구자, 규제 기관 간의 협력 프레임워크는 어떻게 보다 안전하고 표준화된 EDR/AD 시스템의 개발 및 도입을 가속화할 수 있는가?

주요 결과

• EDR/AD는 명확한 시장 잠재력과 규제 도입 가능성을 지닌 핵심 기술적 해결책로 확인되었으며, UNECE 규정 하에 차량 유형 승인 기준으로 의무화될 가능성이 높다.
• 외부 서버, OBD-II 포트, 임시 통신을 포함한 세 가지 데이터 접근 지점에 EDR/AD를 통합하기 위해서는 데이터 무결성 확보 및 조작 방지를 위한 통합 서브시스템이 필수적이다.
• PKI 또는 가명 증명서와 같은 암호학적 메커니즘은 글로벌 가시성 기능을 제공하고 데이터 기원을 보장하는 데 필수적이며, '잊혀질 권리' 등의 개인정보 보호 원칙을 동시에 지원한다.
• 차량 네트워크의 현재 보안성 및 무결성 부족은 자율주행 차량의 안전하고 법적으로 준수 가능한 운영을 위해 EDR/AD의 긴급 개발이 필요함을 시사한다.
• 제안된 EDR/AD 아키텍처는 자율주행 차량을 넘어 자율로봇 및 AI 시스템 등 더 넓은 분야의 응용에도 적합하여 장기적인 관련성을 유지한다.
• 차량 제조사, 보안 연구자, 부품 공급 업체 간의 협업은 보안성 확보, 표준 준수 및 시장에 출시 가능한 EDR/AD 프로토타입 개발을 위해 필수적이다.