완전무인자율운항선박을 위한 복원 가능한 안티탬퍼 : 안전상태 게이트형 복원력 기반 무력화
Safety-Gated Resilient Denial of Exploitation : Recoverable Anti-Tampering for Fully Autonomous Uncrewed Merchant Ships
Anti-tampering in the defence domain assumes denial may leave the system unrecoverable, but a fully autonomous uncrewed merchant ship is an asset whose custody must be regained days or weeks later. Destroying the autonomy stack makes a recoverable incident unrecoverable, yet any means provided for restoration is one the adversary can also use. This paper defines safety-gated resilient denial of Exploitation (SGRD), which resolves the contradiction by removing restoration authority from the ship. Denial zeroises the key inside the protection boundary; the encrypted assets open only to a single-use token issued when t of n organisationally separated bodies ashore act together. Restoration attests integrity first, then proceeds in the prescribed order. Twelve properties of a restoration model covering the online path were checked exhaustively across five designs: a conventional anti-tamper design, three variants each dropping one SGRD contribution, and SGRD. The conventional design satisfies one property, SGRD all twelve. Because the three variants fail on different properties, the check also attributes each property to the mechanism that discharges it. This shows that anti-tamper requirements for such ships must presuppose restoration rather than destruction, and that evaluation criteria lacking a vocabulary for resilient denial need extending.
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방산 분야에서의 안티탬퍼(anti-tamper)는 무력화가 복원 불가능한 상태로 끝나도 무방하다고 전제하나, 완전무인자율운항 선박은 수일에서 수 주 뒤 관리권이 회복되어야 하는 자산이다. 자율운항 스택을 파괴하면 복원이 불가능한 사고가 되며, 복원하기 위한 방법을 두면 그 방법을 공격자도 사용할 수 있다. 본 논문은 복원 권한을 선박에서 제거해 이 모순을 푸는 안전 상태 게이트형 복원력 기반 무력화(safety-gated resilient denial of Exploitation, SGRD)를 정의한다. 무력화는 보호 범위 내키를 제로화(zeroisation)하고, 암호화 된 보호 대상은 육상의 분리된 조직 n곳 가운데 t곳이 모여야 발급되는 일회용 토큰으로만 해제되도록 한다. 복원은 무결성을 먼저 증명한 뒤 제안하는 순서에 따라 진행한다. 온라인 복원 경로를 포함한 복원 모델의 열두 속성을 다섯 설계, 곧 기존 안티탬퍼 설계 하나와 SGRD의 기여를 하나씩 뺀 변형 셋, 그리고 SGRD에 대해 전수 검사하였다. 그 결과 기존 설계는 하나를, SGRD는 열둘 모두를 만족하였다. 세 변형이 서로 다른 속성에서 실패하므로, 어느 기제가 어떤 속성을 떠받치는지도 함께 가려진다. 이는 완전무인자율운항선박의 안티탬퍼 요구사항은 파괴가 아니라 복원을 전제해야 한다는 것을 나타내며, 복원력 기반 무력화를 다루지 않는 현행 평가 기준의 확장이 필요함을 나타낸다.
목차
요약 ABSTRACT 1. 서론 2. 관련 연구 및 문제 정의 2.1 관련 연구 2.2 자산, 공격자, 요구사항 3. 설계 3.1 무력화: 복원 캡슐을 남기는 제로화 3.2 항해 커널에 대한 무력화 범위 3.3 분산된 복원 권한과 복원 토큰 3.4 프로토콜과 오프라인 경로 4. 단계적 복원 5. 형식 모델 6. 분석 결과 7. 논의 및 한계 8. 결론 참고문헌