[논문 리뷰] Approaches to Enhancing Cyber Resilience: Report of the North Atlantic Treaty Organization (NATO) Workshop IST-153

Alexander Kott, Benjamin Blakely외 22명|arXiv (Cornell University)|2018. 04. 20.

Information and Cyber Security참고 문헌 14인용 수 9

한 줄 요약

이 NATO 워크숍 보고서는 시스템적 접근을 통해 사이버 복원성을 향상시키기 위한 전문가의 통찰을 종합하며, 사이버 사고 이후 복구 및 성능 재생을 강조한다. 복원성 모델링, 임무 중심 시스템 설계, 동적 방어 및 지표 프레임워크를 제안하여, 위험 기반 전략에서 복원성 기반 전략으로의 체계적 전환을 제공한다.

ABSTRACT

This report summarizes the discussions and findings of the 2017 North Atlantic Treaty Organization (NATO) Workshop, IST-153, on Cyber Resilience, held in Munich, Germany, on 23-25 October 2017, at the University of Bundeswehr. Despite continual progress in managing risks in the cyber domain, anticipation and prevention of all possible attacks and malfunctions are not feasible for the current or future systems comprising the cyber infrastructure. Therefore, interest in cyber resilience (as opposed to merely risk-based approaches) is increasing rapidly, in literature and in practice. Unlike concepts of risk or robustness - which are often and incorrectly conflated with resilience - resiliency refers to the system's ability to recover or regenerate its performance to a sufficient level after an unexpected impact produces a degradation of its performance. The exact relation among resilience, risk, and robustness has not been well articulated technically. The presentations and discussions at the workshop yielded this report. It focuses on the following topics that the participants of the workshop saw as particularly important: fundamental properties of cyber resilience; approaches to measuring and modeling cyber resilience; mission modeling for cyber resilience; systems engineering for cyber resilience, and dynamic defense as a path toward cyber resilience.

연구 동기 및 목표

• 복잡한 사이버-물리 시스템에서 전통적인 위험 및 내구성 모델을 넘어서 사이버 복원성의 증가하는 필요성을 다루기.
• 실제로 자주 혼동되는 복원성, 위험성, 내구성 간의 기술적 차이를 명확히 하기.
• 비상 인프라 및 방위 시스템에 사이버 복원성을 측정하고 모델링하며 공학적으로 통합하기 위한 실천 가능한 접근법 개발.
• 동적 방어 및 시스템 공학을 통해 적응형, 자가 치유형 사이버 시스템을 달성하는 길 탐색.
• 적대적 공격 또는 장애 조건 하에서도 계속 기능할 수 있도록 보장하는 임무 중심 복원성의 기반 마련.

제안 방법

• NATO 전문가들이 참가한 다학제적 워크숍을 통해 사이버 복원성의 핵심 원칙과 기술적 과제를 규명.
• 복원성과 위험성, 내구성 간의 차이를 명확히 하는 개념적 프레임워크 제안하며, 복구 및 성능 재생 강조.
• 사이버 복원성을 운영 목표 및 시스템 수준의 성능 목표와 연계하기 위해 임무 모델링 기법 개발.
• 사이버-물리 시스템의 설계 수명주기 전체에 복원성을 통합하는 시스템 공학 방법론 도입.
• 공격자를 방해하고 시스템의 적응 능력 및 복구 능력을 향상시키기 위한 능동적 전략으로서의 동적 방어 전략 탐색.
• 시간-복구 및 성능 저하 한계와 같은 지표를 포함하여 복원성을 정량화하기 위한 지표 및 모델링 접근법 제시.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 기술적 시스템에서 사이버 복원성을 공식적으로 정의하고 위험성 및 내구성과 어떻게 구분할 수 있는가?
• RQ2 공격 또는 장애 상황에서 사이버-물리 시스템의 복원성을 효과적으로 측정하고 모델링할 수 있는 가시적 지표와 모델은 무엇인가?
• RQ3 사이버 사고 동안 및 이후에도 기능 지속성을 보장하기 위해 임무 목표를 시스템 설계에 어떻게 통합할 수 있는가?
• RQ4 복원성을 개발 수명주기 전반에 걸쳐 체계적으로 통합할 수 있는 시스템 공학 관행은 무엇인가?
• RQ5 동적 방어 메커니즘은 전체 시스템 복원성 향상에 어떤 방식으로 기여할 수 있는가?

주요 결과

• 사이버 복원성은 위험 관리 및 내구성과 다름을 이마나, 사고 이후 복구 및 성능 재생에 중점을 둔다.
• 복원성과 위험성, 내구성 간의 명확한 개념적 프레임워크가 수립되어 오랫동안 애매시되던 문제를 해결했다.
• 임무 모델링은 사이버 복원성을 운영 목표와 연계하고, 스트레스 상황에서도 시스템이 기능을 유지하도록 보장하기 위해 필수적이다.
• 공격자의 불확실성과 시스템의 적응 능력을 높임으로써 동적 방어 전략이 복원성 향상에 실현 가능한 수단으로 확인되었다.
• 시간-복구 및 성능 저하 한계와 같은 측정 가능한 복원성 지표가 시스템 평가를 위해 제안되었다.
• 설계 단계부터 복원성을 통합하는 시스템 공학 관행은 시스템의 내구성과 적응 능력을 크게 향상시킨다.