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영어

With the advent of the Fourth Industrial Revolution, intelligent robot services are expanding into diverse fields such as healthcare, manufacturing, logistics, and home appliances. Robot services, possessing both physical actions and network connectivity, are exposed to new security vulnerabilities that combine existing cybersecurity threats with physical safety threats. This study proposes a comprehensive security model that considers the unique characteristics of the robot service environment. First, we analyzed the structural characteristics of robot services and identified layer-by-layer threats, including sensor, communication, control, and service layers. Based on this, we extended the STRIDE model to establish a robot-specific threat classification system and defined security requirements to address each threat. To verify the effectiveness of the proposed security model, we simulated various attack scenarios in a simulation environment and quantitatively compared and analyzed performance before and after applying security mechanisms. Experimental results showed that the proposed model achieved both high security and real-time performance, achieving a sensor spoofing detection rate of 94.2%, a malicious command blocking rate of 98.7%, and an average response time delay of 8.3 ms. This study proposes an integrated (or systematic) security model that encompasses all layers while reflecting the unique characteristics of the robot service environment.

한국어

4차 산업혁명 시대의 도래와 함께 지능형 로봇 서비스가 의료, 제조, 물류, 가정 등 다양한 분야로 확산되고 있다. 로봇 서 비스는 물리적 행동 수행 능력과 네트워크 연결성을 동시에 갖추고 있어, 기존 사이버 보안 위협과 물리적 안전 위협이 융합 된 새로운 보안 취약점에 노출되어 있다. 본 연구는 로봇 서비스 환경의 특수성을 고려한 포괄적 보안 모델을 제시한다. 먼저 로봇 서비스의 구조적 특성을 분석하고, 센서 레이어, 통신 레이어, 제어 레이어, 서비스 레이어로 구성된 계층별 위협 요소를 도출하였다. 이를 바탕으로 STRIDE 모델을 확장하여 로봇 특화 위협 분류 체계를 구축하고, 각 위협에 대응하는 보안 요구사 항을 정의하였다. 제안하는 보안 모델의 효과성을 검증하기 위해 시뮬레이션 환경에서 다양한 공격 시나리오를 재현하고, 보 안 메커니즘 적용 전후의 성능을 정량적으로 비교 분석하였다. 실험 결과, 제안 모델은 센서 스푸핑 탐지율 94.2%, 악성 명령 차단율 98.7%, 평균 응답 시간 지연 8.3ms로 높은 보안성과 실시간성을 동시에 달성하였다. 본 연구는 로봇 서비스 환경의 특 수성을 반영하면서도, 전 계층을 아우르는 통합적(또는 체계적) 보안 모델을 제시한다.