Earticle

전투원의 정보유통 요구가 증가함에 따라 전술 네트워크의 진화와 발전은 정보우위 달성을 위 해 끊임없이 요구된다. 그러므로 전술 네트워크를 위한 능력기반평가는 미래 군 전력 건설을 위해 필 수적인 절차이다. 그러나 이전 연구는 전술 네트워크의 능력을 평가할 때 성능 측정 요소만 이용하여 제한적인 요소만 평가가 수행되어 왔고 작전 수행의 효과성에 관련된 분석과 사용에 대한 연구가 부 족하였다. 본 논문에서 모델링과 시뮬레이션 기반의 C2&SA를 위한 전술 네트워크의 성능과 효과성 을 측정하기 위해 능력기반평가 모델을 제안한다. 전술 네트워크의 관련 결과들은 미래의 요구되는 능 력을 식별하고 새로운 군 전력 개발을 창출하기 위한 기초 자료로 활용될 것이다.

The continuous evolution and development of tactical networks is required according to increasing warfighter's demands for achieving information superiority. Thus, capability-based assessments for tactical network is a core procedure for the construction of future military forces. However, previous study have been conducted to evaluate limited factors by using performance metrics to evaluate the tactical network capability. Also researches on the use and analysis of the mission effectiveness was insufficient. In this paper, we propose capability-based assessment model by using measure of performance and effectiveness for C2&SA circulation in tactical networks based on modeling and simulation. The result identified by the above-described performance evaluation of the tactical network to identify the required capability of the future will be the basis for generating a new development of military forces.

육·해·공군은 다영역작전에서 활용할 수 있도록 4차 산업혁명 기술을 접목한 무기체계 개발을 위해 다양한 노력을 하고 있다. 새로운 기술이 적용된 무기체계를 통해 통합 전투력을 효과적으로 발휘하기 위해서는 각각의 무기체계가 정 보를 원활하게 송·수신할 수 있는 네트워크 환경의 구축이 필요하다. 이를 위해선 각 무기체계의 정보교환요구량(IER, Information Exchange Requirement)에 대한 분석이 필수적이나, 현재까지 진행된 많은 정보교환능력 분석 연구는 실제 네트워크의 다양한 고려 요소를 충분히 반영하지 못하고 있다. 따라서 본 연구는 기존의 정보교환 요구능력분석 연구들 의 연구 방법과 결과를 면밀하게 분석하여 IER 분석시에는 메시지 자체의 크기와 네트워크 프로토콜 헤더의 크기, 전술네트워크의 송수신 구조, 정보 유통 과정, 메시지의 발생 빈도 등을 고려해야 할 필요성을 제기한다. 이어서 향후 IER 예측시에 활용이 가능하도록 푸아송 분포와 확률생성함수를 이용하여 정보교환요구량을 확률 분포로 계산하 는 기법을 제시한다. 메시지 목록과 네트워크 토폴로지의 샘플을 이용하여 확률 분포의 계산 결과와 Network Simulator 2를 활용한 시뮬레이션 결과를 상호 비교하여 이 기법의 타당성을 입증한다.

The Army, Navy, and Air Force are making various efforts to develop a weapon system that incorporates the 4th industrial revolution technology so that it can be used in multi-domain operations. In order to effectively demonstrate the integrated combat power through the weapon system to which the new technology is applied, it is necessary to establish a network environment in which each weapon system can transmit and receive information smoothly. For this, it is essential to analyze the Information Exchange Requirement(IER) of each weapon system, but many IER analysis studies did not sufficiently reflect the various considerations of the actual tactical network. Therefore, this study closely analyzes the research methods and results of the existing information exchange requirements analysis studies. In IER analysis, the size of the message itself, the size of the network protocol header, the transmission/reception structure of the tactical network, the information distribution process, and the message occurrence frequency. In order to be able to use it for future IER prediction, we present a technique for calculating the information exchange requirement as a probability distribution using the Poisson distribution and the probability generating function. In order to prove the validity of this technique, the results of the probability distribution calculation using the message list and network topology samples are compared with the simulation results using Network Simulator 2.

최근 인터넷 환경에 대한 사이버 공격 위협이 증가함에 따라 개인과 기업뿐만 아니라 국가 기반 시설까지 사이버 공격의 대상이 되고 있다. 민간 기업에서는 이러한 위협을 막기 위해 사이버 공격 보안 솔루션을 제시하고, 시뮬레이션 환경을 조성하여 공격 및 방어 기법을 분석하는 등 사이버 공격에 대한 효과적인 방어책을 마련하고 있다. 하지만 군 통신망에서는 이러한 사이버 공격을 방어하기 위한 시뮬레이션 환경이 제대로 조성되어있지 못하여 사이버전대책 수립에 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 논문에서는 OPNET 시뮬레이터의 Cyber effect 모델을 이용하여 군유선통신망 사이버 공격 방어시뮬레이션 환경을 조성하고 대표적 사이버 공격인 DDoS 공격과 이를 방어하는 트래픽 측정 기반의 IDS를 모델링한다. 또한 모델링 된 공격, 탐지 모델에 대하여 실험을 통해 성능을 검증한다. 제안하는 유선 전술통신망 시뮬레이션 방법은 사이버전 모의를 위한 환경 모델 및 사이버 공격, 방어 모델을 정립하고 검증 가능한 기반을 마련하여 사이버전 기술발전에 기여한다.

Recently cyber attacks have increased threats to the Internet. Therefore, individuals and businesses, as well as national infrastructure to have been the target of cyber attacks. The private enterprise proposed a security solution for cyber attacks in order to prevent threats. Then, establish an effective defense against cyber attacks by creating a simulation environment for analyzing cyber attacks and defensive techniques. However, in tactical network, since the simulation environment for a cyber attack does not create properly. It makes difficult to establish defensive measures to cyber attack. In this paper, using the Cyber Effect model of OPNET simulator to create a simulation environment for the tactical wired network and not only modeling the DDoS attacks of typical cyber attacks but also, traffic measurement based IDS for detect the DDoS attacks. In addition, verifying the performance experiment against a the modeled attack and defense. The proposed idea model for establishing cyber warfare simulation and contributes to the cyber warfare technology.

아미타이거 4.0은 미래 전장 환경에 대응하기 위해 유·무인 복합체계(MUM-T) 및 네트워크 중심의 무기체계를 도입 하는 혁신적 군 개혁 방안이다. 하지만 현행 전술정보통신체계(TICN)는 소부대 작전에 필요한 고속 데이터 전송에 한 계를 보인다. 이를 보완하기 위해 본 연구에서는 TVWS(White Space) 에그(소형 이동형 송수신 장치)를 활용한 소부 대 전술망 구축 방안을 제시하였다. TVWS 에그는 TVWS 주파수를 사용하여 기존 ISM 대역보다 넓은 범위에서 안정 적인 통신을 제공하며, 전투원이 휴대할 수 있도록 소형화하였다. 또한, 소부대 전술망뿐만 아니라 드론봇 전투체계, 이 동형 감시체계 등 다양한 군사적 활용 가능성도 검토하였다. 본 연구에서 제시한 TVWS 에그는 아미타이거 4.0의 성공 적 네트워크 구축에 기여할 것으로 기대된다.

Army TIGER 4.0 is an innovative military reform initiative designed to prepare for future battlefield environments by i ntroducing manned-unmanned teaming (MUM-T) systems and network-centric weapon systems. However, the current Ta ctical Information Communication Network (TICN) has limitations in providing the high-speed data transmission required for small unit operations. To address this issue, this study proposes a solution for establishing a small unit tactical networ k using a TVWS (White Space) Egg, a compact mobile transceiver. The TVWS Egg utilizes TVWS frequencies to enable more stable communication over a broader range than traditional ISM bands and is designed for portability by individual s oldiers. In addition to small unit tactical networks, the study discusses potential military applications, including drone-bot s ystems and mobile surveillance systems. The proposed TVWS Egg is expected to contribute to the successful network inf rastructure of Army TIGER 4.0.

미래전의 양상은 첨단과학기술의 발전에 따라 다양한 유ㆍ무인 전투체계들이 전투를 수행하는 것으로 변화하고 있다. 미래 의 무기체계들은 대량의 정보를 생성하고 송ㆍ수신하게 되며, 이에 따라 현재의 전술정보통신체계는 미래의 기반 통신체계로 운용하기에 제한된다. 또한 군단급 이상의 대규모 제대의 정보유통량을 분석하기 위해서는 전장에서 발생할 수 있는 다양한 상황들을 고려하여야 한다. 이에 본 논문에서는 Army TIGER 군단의 정보유통량을 분석하기 위해 지상망 단독 운용, 통합망 운용, 부하 분산, 장애 극복 시나리오 등 네 가지 시나리오를 기반으로 한 M&S 결과를 분석한다. 또한 지상ㆍ공중ㆍ우주망이 통합된 다계층 통합 전술통신망의 운용을 통해 네트워크의 신뢰성과 안정성을 향상할 수 있음을 제시한다.

Future warfare is evolving with advanced science and technology, introducing a variety of unmanned and manned com bat systems. These systems generate and exchange massive amounts of information, challenging current tactical communi cation systems as a foundation for future communication infrastructure. To analyze the information distribution capability of the Army TIGER corps, this paper examines four scenarios: standalone ground network operation, integrated network o peration, load distribution, and error recovery. Utilizing M&S results, we highlight the potential of a multilayer integrated command and control network, incorporating ground, air, and space networks, to enhance the reliability and stability of the overall communication network.

한국 육군은 기동화, 지능화, 초연결형 Army TIGER 체계 등 최첨단 미래형 강군 육성을 추진하고 있다. 미래 보병여단은 다영역작전에서 전투수행이 가능하도록 분대 단위 전술차량으로 기동성을 증대시키고, 지상무인로봇, 감시정찰드론 등 다양한 무기체계를 전력화할 예정이다. 또한 무기체계를 통해 수집한 데이터를 초연결 네트워크로 실시간 송ㆍ수신하고 학습시키는 지능형 부대를 육성할 것이다. 이러한 군의 발전 계획을 통해 미래의 보병여단은 더 많은 데이터를 유통시킬 것이다. 그러나 현재육군의전술정보통신체계는미래무기체계의대용량정보를유통하기에상대적으로낮은전송속도와대역폭, 수동적네트워 크관리, 기동 간통신지원제한 등미래의 부대의 전술통신체계로운용하기에는한계가 있다. 따라서 본논문에서는한국육군 의 미래 보병여단의 무기체계를 분석하고, 보병여단의 기동 상황을 묘사하기 위한 공격작전 시나리오를 바탕으로 지상ㆍ공중 ㆍ위성 계층의 통합 전술통신망 M&S를 통해 미래 보병여단이 갖추어야 할 정보유통능력을 제시한다.

The ROK Army is promoting cutting-edge, future-oriented military development such as a mobile, intelligent, and hyper-connected Army TIGER system. The future infantry brigade plans to increase mobility with squad-level tactical vehicles to enable combat in multi-domain operations and to deploy various weapon systems such as surveillance and reconnaissance drones. In addition, it will be developed into an intelligent unit that transmits and receives data collected through the weapon system through a hyper-connected network. Accordingly, the future infantry brigade will transmit and receive more data. However, the Army’s tactical information communication system has limitations in operating as a tactical communication system for future units, such as low transmission speed and bandwidth and restrictions on communication support. Therefore, in this paper, the information distribution capability of the future infantry brigade is presented through the offensive operation scenario and M&S.

The future tactical networks (FTNs) are expanding and evolving from the existing terrestrial space-oriented operational structure to multi-space architectures, including aerial and satellite spaces. This may lead to the complexity of interoperability to provide seamless connectivity among complex and numerous elements such as heterogeneous networks and devices constituting FTNs. Software Defined Networking (SDN) has been recognized as one of the most suitable solutions to solve interoperability problems, especially in terms of networking. In this paper, we consider the issues and challenges to be considered in applying SDN to FNTs.

SDN is a next-generation networking architecture that separates the network into a control plane and a data plane and allows the traffic forwarding to be controlled and managed by a software-based controller, enabling efficient network management. Riverbed Modeler, which is mainly used for tactical network M&S, provides a model for SDN simulation. Recently, a testbed for performing simulations of Riverbed Modeler-based multi-domain SDN has been implemented. However, since the PC is different for each domain, the simulation execution process is cumbersome, and it is difficult to apply traffic information at once. In this paper, we present an extended testbed architecture and implementation results in which one simulator includes a multi-domain environment.

전술 엣지 클라우드 환경에서, 취약한 링크의 안정성에 따라 중앙 클라우드 또는 엣지 클라우드에서 동작하고 있는 서비스를 클라우드간에 이동하는 서비스 이동성 관리가 필요하다. 특히, 전술망은 일반망에 대해 열악한 링크 성능 을 가지고 있어, 이동성 관리는 빠르고 효율적으로 수행되어야 한다. 서비스의 위치 변경에 일관된 동일한 도달성을 제공하기 위해, 본 논문에서는 Location/ID 분리 프로토콜인 LISP(Location/ID Separation Protocol)을 기반 으로 하는 서비스 이동성 관리 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기존의 중앙화된 매핑 시스템에 대한 접근 지연을 줄이기 위해 계층적인 LISP 매핑 시스템을 구성함으로써, 전술망의 링크 안정성이 취약한 환경에서도 서비스 ID에 대한 매핑 정보를 하위 단말에게 제공할 수 있도록 하였다. 서비스 이동성 관리를 위해, 전술 엣지 클라우드 토폴로 지를 기반으로 수평적 이동성과 수직적 이동성의 두 가지 서비스 이동성 시나리오를 정의하고 이에 따른 세부 이동성 관리 절차를 설계하였다.

In the tactical edge cloud environment, service mobility management which moves a service between clouds is required to overcome the less stability of links. In particular, since the tactical network has very poor link performance with respect to the general internet network, service mobility management should be performed in fast and efficient ways. In order to provide consistent and consistent reachability to service location changes, this paper proposes a service mobility management approach based on the Location/ID Separation Protocol (LISP). Especially, in this paper, we design a hierarchical LISP mapping system to reduce access delays to the existing centralized mapping system, so that user can get service ID from mapping system at the edge cloud even if the link between to backbone cloud were unstable. For service mobility management, we defined two service mobility scenarios, horizontal mobility and vertical mobility and detailed mobility management procedures accordingly.

4차 산업혁명 시대의 미래 전장은 초연결, 고속기동화된 무기체계로 다영역작전을 수행할 것이다. 이러한 미래전 양상의 변화에 대비하기 위해 우리군은 다양한 유·무인 무기체계를 개발하고 이들의 기동간 통신 지원이 가능한 다계층 전술네트워크 구성을 위하여 노력하고 있다. 그러나 현재의 전술네트워크는 단일 계층에서 단일빔 안테나를 활용한 1:1 고속링크 또는 무지향성 안테나를 활용한 1:N 저속링크를 운용하고 있어 기동간 통신 지원이 제한된다. 즉 미래전 대비 를 위한 다계층 전술네트워크를 효율적으로 구성하기 위해서 다중빔 안테나의 운용이 필요하다. 특히 공중계층의 공중 중계 무인기는 비행체 특징에 따라 다중빔 안테나의 운용 방법이 달라진다. 따라서 본 논문에서는 다계층 전술네트워크 의 효율적인 운용을 위하여 공중계층에 필요한 다중빔 안테나 운용 시나리오와 고려 요소, 회전익과 고정익 비행체의 특징을 살펴보고 이를 토대로 다중빔 안테나의 공중중계 무인기 설치 위치 및 운용 방안을 회전익과 고정익 비행체로 구분하여 제시한다.

In the era of the Fourth Industrial Revolution, the future battlefield will carry out multi-area operations with hyper-connected, high-speed and mobile systems. In order to prepare for changes in the future, the Korean military intends to develop various weapons systems and form a multi-layer tactical network to support On The Move communication. However, current tactical networks are limited in support of On The Move communications. In other words, the operation of multi-beam antennas is necessary to efficiently construct a multi-layer tactical network in future warfare. Therefore, in this paper, we look at the need for multi-beam antennas through the operational scenario of a multi-layer tactical network. In addition, based on development consideration factors, features of rotary-wing and fixed-wing aircraft, we present the location and operation of airborne relay drone installations of multi-beam antennas.

Open Shortest Path First(OPSF) 프로토콜은 인터넷 망에서 널리 사용되는 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜이다. OSPF 프로토콜을 따르는 라우터들은 이웃의 연결 정보를 담은 LSA 패킷을 서로 교환하고 네트워크의 토폴로지 정보를 구성하여 라우팅 경로를 계산한다. 라우터마다 토폴로지 정보를 소유하는 특성은 하나의 라우터가 탈취되더라도 네트워크 전체의 토폴로지와 주소할당 등의 정보가 유출될 수 있다. 본 논문에서는 공격자가 OSPF 라우터의 LSDB에 접근하여, 전체 네트워크의 토폴로지를 유추하고 이로부터 유발되는 2차, 3차로 파생되는 공격 모델을 제안하고, 이에 따른 전술네트워크에서의 사이버전 위협을 분석한다. 우리나라의 TICN, 그리고 미군의WIN-T, AN등의 전술네트워크들은 OSPF를 기본 라우팅 프로토콜로서 채용하므로, 이러한 공격은 NCW 환경에서의 전술운용에 치명적일 수가 있다.

Open Shortest Path First (OPSF) is one of the popular interior gateway routing protocol widely used in the Internet. Each OPSF router floods its LSA packet with connectivity information links to neighbors, and hereby forms the topology database in order to calculate the routes. Basically, this characteristic that every router owns the topology information can be vulnerable because the topology information in whole network and IP addresses allocation are exposed when any router in the network is occupied by attacker. In this paper, we propose secondary attack models derived from the network topology discovery by attackers, which access LSDB in an OSPF router. And, we also analyze cyber warfare threats on tactical networks caused by the topology discovery attack. Since tactical networks such as TICN in Korea, and WIN-T and AN in USA adapt OSPF as their main routing protocol, the attacks may cause severe effect on their tactical operations.

Modern warfare demands tactical networks that can survive rapid Electronic Warfare adaptation. This study proposes a 5G Femtocell Drone Interconnected architecture utilizing Integrated Access and Backhaul and Network Slicing to establish self healing connectivity without wired infrastructure. The system addresses scalability and precision challenges through a Group Handover scheme and an adaptive navigation fusion of PTPsec and Visual Inertial Odometry. Furthermore, context aware Adaptive Policies are implemented to balance Zero Trust security with rapid network recovery. Simulation results confirm that this approach reduces signaling overhead by 86 percent and shortens link recovery time by 57 percent, effectively satisfying tactical requirements for survivability and cognitive superiority in GPS denied environments.

NCW(네트워크 중심전)은 컴퓨터의 자료 처리 능력과 네트워크로 연결된 통신 기술의 능력을 NCW(네트워크 중심전)은 컴퓨터의 자료 처리 능력과 네트워크로 연결관 통신 기술의 능력을 활용하여 정보의 공유를 보장함으로서 효율성을 향상한다는 개념으로, 정보기술의 발전에 따라 무기체계 위주의 재래전에서 네트워크 기반의 네트워크 중심전으로 바뀌어 가고 있다. 이런 환경적인 변화에서 안전한 통신을 보장하기 위한 보안 알고리즘의 필요성이 중요시 되고 있다. 무선 Ad-hoc 네트워크에서의 악의적인 노드를 식별하는 방안들은 정상적인 노드들도 거짓으로 신고했을 때 확인절차 없이 경로를 재탐색하고 변경되어 최적의 전송환경을 활용하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 NCW환경의 Ad-hoc에서 보안경로 탐색 프로토콜인 MP-SAR 프로토콜을 이용하여 경로에서 악의적인 노드를 검증하고, 유효한 최단 경로를 통해 데이터 전송을 하는 기법을 제안하고자 한다. 제안 기법을 사용하게 되면 노드에 대한 신고가 있을 경우 확인절차를 거쳐 불필요한 경로 재탐색을 막을 수 있게 된다.

NCW(Network Centric- Warfare) encompasses the concept to use computer data processing and network linkage communications techniques, share information and furthermore, enhance the effectiveness of computer-operating systems. As IT(Information & Technology) have become developed in the recent years, the existing warfare system-centered conventional protocol is not use any longer.. Instead, network-based NCW is being widely-available, today. Under this changing computer environment, it becomes important to establish algorithm and build the stable communication systems. Tools to identify malign node factors through Wireless Ad-hoc network cause a tremendous error to analyze and use paths of even benign node factors misreported to prove false without testing or indentifying such factors to an adequate level. These things can become an obstacle in the process of creating the optimum network distribution environment. In this regard, this thesis is designed to test and identify paths of benign node factors and then, present techniques to transmit data through the most significant open short path, with the tool of MP-SAR Protocol, security path search provider, in Ad-hoc NCW environment. Such techniques functions to identify and test unnecessary paths of node factors, and thus, such technique users can give an easy access to benign paths of node factors.

This paper proposes the need to improve the performance of CNR for battle radio network composition. An ad-hoc technology that composes the battle radio network without a base system can be called a point technology for embodiment before the center of the network. However, to apply this technology, Medium Access Control, network management, security problem routing, etc. are the boundaries needed to solve the uncertainty of tactical handling. Especially, applying them in the combat network radio of the U.S. Armed Forces for protocol improvement of the performance of the ad-hoc network that MIL-STD-188-220 protocols and Korean Army’s battle radio environment etc. happens confused network circumstance of military special quality, there is a possibility that the requirements of the strategy network will not be fulfilled. There is a limitation in the selection of a route for the application of the QoS that performs the service in an environment in which a transmission multiplex path exists when the battle radio network message exists. The suggested method enhances the net increasing delay time decrease performance of the network and the probability of success in the selection of the optimum route for the relevant requirements, which confirming the special quality of the existing message of the DTR (Delay, Throughput, Reliability) when a multiplex path improves it.

This paper proposes an operational topology update message option to enhance the QoS (quality of service) of the combat data link based on KVMF (Korean Variable Message Format). The KVMF combat data link technology, which is currently being studied, should be applied to various weapons systems and should support a protocol for each weapons system. MIL-STD-188-220, however, the general protocol used by the Republic of Korea (ROK) Armed Forces, cannot guarantee the QoS under crowded network conditions due to the poor communication environment. To guarantee a high QoS for the combat network, this paper proposes a topology update message operation algorithm employing the piggybacking technique. To verify the proposed algorithm, a simulation was done employing OPNET. As a result of the simulation, it turned out that the QoS of the proposed algorithm was more enhanced than that of the existing option.

본 연구에서는 현대전이 네트워크 중심전(Network Centric Warfare)으로 변해가는 과정에서 NCW의 핵심체계 인 전술데이터링크(TDL ; Tactical Data Link)를 한국군 운용환경에 맞도록 구축한 한국형 합동전술데이터링크 체계(JTDLS ; Joint Tactical Data Link System)를 주요 연구배경으로 선정하였으며 현 JTDLS에서 수동으 로 네트워크 운용정보(Network Operation Information)를 작전 플랫폼에 배포하는 문제점과 가시거리(LOS ; Line Of Sight) 밖에 있는 플랫폼과의 통신단절로 인한 작전지연 요소 분석을 하였다. 이에 당면한 문제를 해결하 기 위해 기존 JTDLS 네트워크구조를 Level-I, II, III로 계층적으로 구분 후 무선통신장비 추가 및 기존 HF 무전 기를 활용하여 네트워크구조를 변경하였으며 개선된 네트워크를 기반으로 CBRP(Cluster Based Routing Protocol)개념을 도입하여 작전 플랫폼들을 cluster 단위로 묶어 각각의 cluster member에 라우팅테이블 구축 및 데이터 중계기능을 추가하여 더욱 신속하고 효율적인 TDL 운용방안에 대해 설계한 것이다.

The modern warfare has been changing to NCW(Network Centric Warfare) and the key system of NCW is TDL(Tactical Data Link). JTDLS(Joint Tactical Data Link System) that has been made considering the operational environment of korean army is a main research background of this study. The current JTDLS distributes network operation information manually and JTDLS network is disconnected between platforms that are beyond LOS(Line Of Sight). To resolve those problems, this study hierarchically divides JTDLS network architecture into Level-I, II, III and reconstructs network architecture by adding wireless communication equipment and using the old HF radio equipment and then adopts CBRP(Cluster Based Routing Protocol). In CBRP, each cluster is constructed by several operation platforms and each cluster member has routing tables and data forwarding functions. This study focuses on the method for operating TDL fast and efficiently by CBRP that is based on improved network architecture.

전술 C4I 네트워크를 허브(지휘소·중계소) 중심의 비 균일 토폴로지로 가정할 경우, 핵심 허브 침해가 전파 경로의 급격한 확대(감염 확산)로 이어질 위험이 커진다. 본 논문에서는 이러한 위상학적 취약성을 극복하고 지휘 본부의 생존 가능성을 높 이기 위해 Maskable PPO 기반의 자율 격리 의사결정 최적화 에이전트를 제안한다. 제안된 에이전트는 네트워크의 위상학적 특징을 인지하고 액션 마스킹을 적용해 비 유효 행동을 배제함으로써, 학습 수렴 안정성과 탐색 효율을 개선하였다. 실험 결 과, 제안 기법은 기존 중심성 기반 휴리스틱 대비 방어 효율이 약 47% 향상되었다. 특히 스트레스 테스트를 통해, 감염 확률 15% 구간에서 승률이 92%에서 10%로 급락하는 임계 전이(phase transition) 현상을 확인하였다. 이를 통해 제안 기법의 단독 운용이 가능한 성능 한계점을 정량적으로 도출하였다.

Modern tactical C4I systems often exhibit a scale-free, hub-centered network structure, which is highly vulnerable to rapid cyber-threat propagation when critical hub nodes are compromised. To mitigate these topological vulnerabilities and enhance Headquarters (HQ) survivability, this paper proposes a Maskable PPO-based autonomous quarantine decision optimization agent. By recognizing network topology and employing action masking to eliminate invalid actions, the proposed agent improves learning convergence stability and exploration efficiency. Simulation results show that the proposed method achieves approximately 47% higher defense efficiency than conventional centrality-based heuristics. In addition, the study identifies a phase transition phenomenon in which the win rate drops sharply from 92% to 10% at an infection probability of 15%, thereby quantitatively deriving the operational performance limit for the standalone use of the proposed agent.

본 논문에서는 전술에지시스템(Tactical Edge)을 위한 네트워크 중심(NC: Network Centric) 능력기반평가(Capability Based Assessment) 모델을 제안한다. 정보통신 기술의 비약적인 진화로 전술에지시스템 환경의 전술 통신네트워크와 정보시스템은 지속적으로 발전해왔다. 하지만 전술에지 시스템의 환경은 간헐적인 연결성, 제한된 대역폭과 높은 지연시간의 제약사항으로 인해 여전히 심각 한 도전을 직면하고 있다. 제안하는 능력기반평가 모델은 전술에지시스템의 NC 능력 목표를 결정하 기 위해 전투수행주체(Actor)를 선별하고 정의된 NC 속성을 이용하여 능력을 평가한 후 능력 확보의 우선순위를 결정하는 절차를 가진다.. 이를 통해 능력기반 소요기획을 위한 전술에지시스템의 환경에 서 NC의 능력 요구를 충족시키고 능력요구 기준의 제시가 가능하며 합동 과제목록과 연계해서 기술 적 수준의 과제로 발전시켜 능력 평가요소로 활용이 가능하다. 또한 전술에지시스템 환경의 제약사항 을 극복하기 위해 정의된 능력 속성은 대안 수립 및 평가 활동에도 기여할 것으로 기대된다.

In this paper, we propose the process model of capability based assessment for tactical edge. Due to breakthrough of information communication technology tactical communication networks and systems have been dramatically developed for warfighters in the tactical edge environment. However, tactical edges still undergo hardships such as high delay, intermittent connectivity, and absence of limited resource. Proposed model of process for capability based assessment has a procedure for distinguishing actors to determine capability of network centric goal as well as follows a procedure to determine priority capability of securing after assesment of capability with defined network centric attributes. It satisfies network centric capability demands and provide benchmark. Also it is able to conjugate assessment attribute technology level with conjunction of joint task list to overcome constraints and establish alternatives in tactical edge environment.

현재 국가와 사회적으로 국가 기간망에 대한 사이버 공격과 해킹의 급증이 우려되고 북한과 같은 주적이 사이버전을 더욱 적극적으로 전개하고 있는 상태이다. 특히 최근 군에서는 여러 목적으로 물리적, 논리적으로 나누어져 있는 전술망에 상호운용성 확보를 위한 통합 운용 개념을 추진하고 있다.이러한 기반체계 변동 상황에서 북한의 사이버 위협은 통합 전술망을 사이버공간으로 전장을 바꾸어 사이버작전을 수행하는 새로운 형태의 공격과 방어의 작전을 수행하고 있다. 그러나 기존 재래식 전쟁의 전투피해 평가를 통해서는 효과적인 사이버작전과 적극적 방어 개념을 적용한 사이버전을 수행하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 효과적인 사이버작전을 위한 전투피해 평가 모델 M-DCIA (Military - Data, Confidentiality, Integrity, Availability)을 제안한다. 이는 군 사이버 작전 수행 시 제한된 피해현상(시나리오)을 분석을 통해 효과적으로 피해상황을 분석할 수 있는 지표 모델이며 이 모델이 효과적임을 설명한다.

Currently, there are concerns about cyber attacks and hacking on the national backbone, and the state like North Korea is actively developing the interim version. Especially in the recent military, the tactical network which is divided physically and logically for various purposes is trying to implement the concept of integrated operation for securing the interoperability. In this integrated cyber tactical network, the cyber threat of North Korea changed the battlefield of cyber tactical network And is carrying out a new type of attack and defense operation that performs cyber operations. However, it is difficult to carry out the version between effective combat damage evaluation and effective cyber-operation and active defense concept. Therefore, this study suggests M-DCIA (Military - Data, Confidentiality, Integrity, Availability) for effective cyber operations. This is an index model that can effectively analyze the damage situation through the analysis of the limited damage phenomenon (scenario) in the military cyber operations and explains that this model is effective.