실시간 시스템은 데이터를 빠르게 처리하고 응답해야 하므로, 데이터 보호 및 암호화가 중요한 요소로 작용한다. Preempt RT 실시간 시스템에서도 이러한 데이터 보호와 암호화 기술이 필요하다. 이 섹션에서는 실시간 시스템에서 사용할 수 있는 다양한 데이터 보호 및 암호화 기술에 대해 설명한다.

실시간 데이터 보호의 중요성

실시간 시스템에서 데이터 보호는 다음과 같은 이유로 중요하다:

• 기밀성 (Confidentiality): 실시간 데이터가 외부로 유출되지 않도록 보호한다.
• 무결성 (Integrity): 데이터를 수정하거나 삭제하지 않도록 보장한다.
• 가용성 (Availability): 시스템이 지속적으로 작동하며, 필요한 데이터를 즉시 사용할 수 있도록 한다.

암호화 기술

암호화는 데이터를 보호하기 위해 사용되는 핵심 기술이다. 실시간 시스템에서 사용되는 주요 암호화 기술은 다음과 같다:

대칭 키 암호화

대칭 키 암호화는 하나의 키를 사용하여 데이터를 암호화하고 복호화하는 방법이다. 이 방법은 처리 속도가 빠르기 때문에 실시간 시스템에서 자주 사용된다. 주요 대칭 키 암호화 알고리즘에는 다음이 포함된다:

• AES (Advanced Encryption Standard): 현재 가장 널리 사용되는 대칭 키 암호화 알고리즘이다. 다양한 키 길이(128, 192, 256비트)를 지원한다.
• DES (Data Encryption Standard): 이전에 널리 사용되었지만, 현재는 보안성이 낮아 거의 사용되지 않는다.
• 3DES (Triple DES): DES의 보안성을 개선한 방법으로, DES를 세 번 적용한다.

비대칭 키 암호화

비대칭 키 암호화는 공개 키와 개인 키를 사용하여 데이터를 암호화하고 복호화하는 방법이다. 이 방법은 보안성이 높지만, 대칭 키 암호화보다 처리 속도가 느리다. 주요 비대칭 키 암호화 알고리즘에는 다음이 포함된다:

• RSA (Rivest-Shamir-Adleman): 가장 널리 사용되는 비대칭 키 암호화 알고리즘이다. 큰 수의 소인수 분해 문제에 기반한다.
• ECC (Elliptic Curve Cryptography): RSA보다 짧은 키 길이로 동일한 수준의 보안을 제공하는 알고리즘이다.

하이브리드 암호화

하이브리드 암호화는 대칭 키 암호화와 비대칭 키 암호화를 결합한 방법이다. 일반적으로 데이터는 대칭 키로 암호화되고, 대칭 키는 비대칭 키로 암호화된다. 이 방법은 실시간 시스템에서 자주 사용된다.

데이터 보호를 위한 기타 기술

실시간 시스템에서 데이터를 보호하기 위해 암호화 외에도 다양한 기술이 사용된다:

접근 제어 (Access Control)

접근 제어는 시스템 리소스에 대한 접근 권한을 관리하는 방법이다. 주요 접근 제어 모델에는 다음이 포함된다:

• DAC (Discretionary Access Control): 리소스 소유자가 접근 권한을 부여하는 모델이다.
• MAC (Mandatory Access Control): 시스템이 접근 권한을 관리하는 모델이다.
• RBAC (Role-Based Access Control): 사용자의 역할에 따라 접근 권한을 부여하는 모델이다.

감사 및 로깅 (Auditing and Logging)

실시간 시스템에서 데이터 접근 및 변경 내역을 기록하는 것은 중요한 보안 요소이다. 이를 통해 비정상적인 접근 시도를 탐지하고 대응할 수 있다.

무결성 검사 (Integrity Check)

무결성 검사는 데이터가 변조되지 않았음을 보장하기 위한 방법이다. 주로 해시 함수가 사용된다:

• SHA (Secure Hash Algorithm): 다양한 길이의 해시 값을 생성하는 알고리즘이다.
• MD5 (Message Digest Algorithm 5): 현재는 보안성이 낮아 거의 사용되지 않는다.

네트워크 보안

실시간 시스템은 네트워크를 통해 데이터를 전송할 때도 안전을 보장해야 한다. 주요 네트워크 보안 기술에는 다음이 포함된다:

• TLS (Transport Layer Security): 데이터 전송 중 암호화를 제공하여 기밀성과 무결성을 보장한다.
• VPN (Virtual Private Network): 원격 시스템 간의 안전한 통신을 보장한다.
• 방화벽 (Firewall): 불법적인 네트워크 접근을 차단한다.

실시간 시스템에서의 구현 예시

실시간 시스템에서 데이터 보호와 암호화를 구현하는 방법을 살펴보겠다.

실시간 통신 보안

• MQTT 프로토콜: IoT(사물인터넷) 환경에서 주로 사용되는 경량 메시지 전송 프로토콜이다. TLS를 통해 데이터를 암호화하여 보안을 강화할 수 있다.
• AMQP 프로토콜: 고성능 메시지 브로커 시스템에서 사용하는 프로토콜로, TLS와 함께 사용되어 기밀성과 무결성을 보장한다.

데이터 저장 보안

• 디스크 암호화: 실시간 시스템의 데이터 저장소에 접근할 수 없도록 디스크를 전체 암호화한다. 예를 들어, LUKS(Linux Unified Key Setup)와 같은 도구를 사용하여 Linux 시스템에서 디스크 암호화를 구현할 수 있다.
• 데이터베이스 암호화: 중요한 데이터를 보호하기 위해 데이터베이스 내에서 열 단위 또는 전체 데이터베이스 암호화를 적용한다.

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Preempt RT 실시간 시스템에서 데이터 보호와 암호화는 매우 중요한 요소이다. 대칭 키 암호화, 비대칭 키 암호화, 하이브리드 암호화와 같은 다양한 암호화 기술을 적절히 사용하고, 접근 제어, 감사 및 로깅, 무결성 검사 등의 보안 기술을 병행하여 시스템의 기밀성, 무결성, 가용성을 보장할 수 있다.

실시간 시스템의 특성상 높은 성능을 유지하면서도 보안을 강화하는 것이 중요하므로, 각 기술의 성능과 보안성을 균형 있게 고려하여 설계하는 것이 필요하다.