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본 논문은 경량 임베디드 환경에서 보안 인증 요구사항을 만족하는 안전한 난수(Random Number) 생성 구조를 제안한다. 제안하는 구조는 난수 생성기의 보안 적합성과 관련된 국제 표준인 NIST SP 800-90A/B/C 및 FIPS 140 계열 표준을 기반으로 설계하였다. 또한, 양자 컴퓨터가 적용되는 정보 시스템 환경에서도 적용될 수 있도록 양자 난수 발생기(QRNG: Quantum Random Number Generator)를 엔트로피 소스로 활용하였다. QRNG에서 생성된 원시 엔트로피(Raw Entropy)는 SHA-256 기반 조건화 구성요소(Conditioning Component)를 통해 정제되며, 이후 CTR_DRBG를 통해 암호학적으로 안전한 난수로 확장된다. 또한 엔트로피 소스(칩 자체 포함)의 신뢰성을 확보하기 위해 QRNG 출력에 대한 헬스 체크를 지속 수행하도록 설계했다. 특히, 본 연구는 엔트로피 소스와 난수 생성기의 역할을 명확히 분리하고, 임베디드 장치에서도 구현가능한 구조를 제시함으로써 최소 엔트로피 (min-entropy) 과대평가 위험을 줄이고 인증 적합성을 확보하였다. 제안 구조를 구현하기 위해 상용화 된 QRNG 칩(IDQ250C2)을 적용한 동작 구조를 제시하고 동작을 시험하였다.

This paper proposes a secure random number generation architecture that satisfies security requirements in lightweight embedded environments. The proposed system was designed based on the NIST SP 800-90A/B/C and the FIPS 140 series standards, which are international standards governing the security compliance of random number generators. Furthermore, a Quantum Random Number Generator (QRNG) is utilized as the entropy source to enable applicability in quantum-computing environments. The raw entropy generated by the QRNG is refined through a SHA-256-based conditioning component and subsequently used to produce cryptographically secure random numbers through CTR_DRBG. In addition, it was designed to continuously perform health checks on the QRNG output to ensure the reliability of the entropy source (including the chip itself). In particular, this study clearly separates the roles of the entropy source and the random number generator, presenting a structure implementable in embedded devices. This approach reduces the risk of overestimating min-entropy and ensures regulatory compliance. To validate the proposed structure, an operational model applying a commercially available QRNG chip (IDQ250C2) was presented and its operation was tested.

In this paper, we applied a PC interface and an embedded system in order to design a non-linear system and implement the PID algorithm as our control one. We used the inverted pendulum, one of the most generally used non-linear system models, to control uncertain factors in the environment. This paper showed how to use this non-linear system model to control the factors completely as well as to understand the PID algorithm. Furthermore, this paper applied and understood the embedded system.

향후 사이버전 환경에서는 기존의 인터넷망과 인터넷 서비스에 대한 사이버 공격을 통한 서비스의 마비 뿐만 아니라, 무기체계 자체에 대한 사이버 공격을 통해 군사 지휘통제에 대한 전략적 수단과 군사작전 수행의 마비를 위한 전술적 수단으로써의 다양한 사이버 공격형태들이 발생할 것이 예상된다. 이러한 사이버 공격에 대한 대응 수단으로 무기체계 내장형 소프트웨어에 대한 시큐어 코딩의 적용이 필요하며, 본 논문에서는 무기체계 내장형 소프트웨어에 대한 시큐어 코딩 적용 관련한 그 동안의 연구 동향을 살펴보고 향후 연구 방향을 제안하였다.