[논문 리뷰] SensorCloud: Towards the Interdisciplinary Development of a Trustworthy Platform for Globally Interconnected Sensors and Actuators

Michael Eggert, Roger Häußling외 8명|arXiv (Cornell University)|2013. 10. 24.

IoT and Edge/Fog Computing참고 문헌 27인용 수 6

한 줄 요약

SensorCloud는 글로벌로 연결된 센서와 액추атор를 통합하는 신뢰할 수 있는 클라우드 기반 플랫폼을 구축하기 위한 다학제적 프레임워크를 제안한다. 이 플랫폼은 개발 용이성, 보안/개인정보 보호, 사회적 수용성을 중심으로 하며, 모델 기반 엔지니어링, 사용자 중심의 보안 제어, 사회학적 이해관계자 참여를 통합함으로써 스마트 홈과 같은 개인 환경에서 안전하고 직관적이며 신뢰할 수 있는 CPS 응용 프로그램을 가능하게 한다.

ABSTRACT

Although Cloud Computing promises to lower IT costs and increase users' productivity in everyday life, the unattractive aspect of this new technology is that the user no longer owns all the devices which process personal data. To lower scepticism, the project SensorCloud investigates techniques to understand and compensate these adoption barriers in a scenario consisting of cloud applications that utilize sensors and actuators placed in private places. This work provides an interdisciplinary overview of the social and technical core research challenges for the trustworthy integration of sensor and actuator devices with the Cloud Computing paradigm. Most importantly, these challenges include i) ease of development, ii) security and privacy, and iii) social dimensions of a cloud-based system which integrates into private life. When these challenges are tackled in the development of future cloud systems, the attractiveness of new use cases in a sensor-enabled world will considerably be increased for users who currently do not trust the Cloud.

연구 동기 및 목표

• 클라우드 기반 센서 시스템에 대한 사용자 의심을 해소하기 위해, 신뢰할 수 있고 개인정보를 보호하는 플랫폼을 개발하기 위해.
• 클라우드 연결된 CPS(Cyber-Physical Systems) 설계 시 기술적, 보안적, 사회학적 차원을 통합하기 위해.
• 클라우드에서 센서 데이터의 처리 및 저장을 원활하고 안전하며 사용자 제어 가능하게 하기 위해.
• 최종 사용자와 이해관계자들이 참여하는 참가형 설계와 직관적인 인터페이스를 통해 사용자 신뢰를 증진하기 위해.
• 확장 가능하고 유지보수 가능한 클라우드 서비스를 위해 유연하고 구성요소 기반의 소프트웨어 개발을 지원하기 위해.

제안 방법

• 클라우드 애플리케이션 개발을 간소화하기 위해 모델 기반 엔지니어링(MDE)과 구성요소 기반 소프트웨어 엔지니어링을 활용하기 위해.
• 사용자가 센서 데이터 저장 및 처리에 대한 제어권을 가지도록 하여 제3자 제공자에 대한 신뢰를 최소화할 수 있는 클라우드 아키텍처를 설계하기 위해.
• 데이터 암호화 및 액세스 제어 정책과 같은 개인정보 보존 기법을 통합하여 민감한 정보를 보호하기 위해.
• 개발자, 사용자, 이해관계자들과의 사회학적 연구 및 미래 워크숍을 통해 기술적 설계가 사회적 및 문화적 요구와 일치하도록 하기 위해.
• 스마트 홈 사례를 통해 플랫폼의 실생활 사용성과 신뢰 동적 요소를 검증하기 위해.
• 데이터 기밀성과 무결성을 보장하기 위해 강력한 격리 및 감사 메커니즘을 갖춘 다중 테넌트 클라우드 모델을 사용하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 사용자가 데이터에 대한 물리적 제어를 상실함에도 불구하고, 클라우드 기반 센서 및 액추레이터 시스템이 사용자 신뢰를 확보할 수 있는 방법은 무엇인가?
• RQ2 CPS를 위한 다중 테넌트 클라우드 환경에서 데이터 기밀성과 보안을 확보하기 위해 필요한 기술적 및 조직적 조치는 무엇인가?
• RQ3 클라우드 통합 센서 시스템의 개발을 위한 소프트웨어 엔지니어링 관행은 어떻게 개선되어야 하는가? (유연성, 확장성, 보안성 확보를 위해)
• RQ4 사생활 및 가정 환경에서 클라우드 기반 센서 시스템의 도입을 저해하는 사회적 및 조직적 장벽은 무엇인가?
• RQ5 컴퓨터 과학자, 사회학자, 최종 사용자 간의 다학제적 협업은 어떻게 보다 신뢰할 수 있는 센서-클라우드 플랫폼의 설계와 수용을 향상시킬 수 있는가?

주요 결과

• 모델 기반 및 구성요소 기반 소프트웨어 엔지니어링의 통합은 클라우드 기반 센서 애플리케이션의 개발을 더 유연하고 유지보수 가능하게 한다.
• 암호화, 액세스 정책, 투명성 등을 통해 사용자가 데이터를 제어할 수 있을 경우, 클라우드 기반 센서 시스템에 대한 인식된 신뢰가 크게 향상된다.
• 스테이크홀더 워크숍을 포함한 사회학적 참여 활동은 도입을 저해하는 문화적 및 조직적 장벽을 식별하고 완화하는 데 기여한다.
• 스마트 홈 시나리오는 플랫폼 설계에 영향을 주는 실제 사용성 및 개인정보 보호 문제를 효과적으로 드러낸다.
• 클라우드의 다중 테넌시는 중대한 보안 과제를 야기하지만, 강력한 격리 및 액세스 제어 메커니즘을 통해 이를 완화할 수 있다.
• 센서 및 액추레이터를 위한 신뢰할 수 있는 클라우드 플랫폼은 기술적 탄탄함 외에도 사회적 및 윤리적 고려 사항이 함께 필요로 하여 광범위한 도입을 달성할 수 있다.