1. 수행배경

• 4차 산업혁명의 등장은 자율주행자동차의 기술 발전에 많은 기여를 하게 되었다. 물론 2020년 상용화 예정 중인 자율주행자동차는 최종단계인 Step 4를 넘어서서 커넥티드카의 범주까지 들어섰지만, 다음 단계로 넘어갈수록 통신의 범위와 범주가 넓어짐과 동시에 해커가 파고들 보안취약점도 함께 증가 하게 되었다. 실질적으로 2016년 9월 테슬라 S 모델 자율주행자동차 해킹, 2017년 4월 현대자동차의 차량제어 어플리케이션 ‘블루링크’의 해킹 등 다양한 해킹 관련 사고들이 발생하였고, 이는 2018년 미국이 자동차 보안 규제 법제화에 이르게 되는 계기로 연결되었다.
  Telecommunication과 Informatics의 합성어인 자동차와 무선통신을 결합한 새로운 개념의 차량 무선인터넷 서비스를 의미하는 ‘Telematics’는 기본적으로 5G 통신을 하며, 네비게이션과 OBD스캐너는 스마트폰과의 블루투스 통신을 통하여 스마트폰의 LTE 통신을 활용한다. 이때, 해커의 악의적인 노드가 스니핑으로 거짓 CAN 메시지를 주입하면 BCU, TCU, ECU 등은 거짓 CAN 메시지를 입력으로 받아들여 주행 중 급브레이크, 엔진 과열 및 폭발 등 대거의 인명 피해로 이어질 수 있는 점을 세계 언론과 기술자들은 꾸준하게 강조하고 있다. 이러한 보안 관련 문제점은 매우 치명적인 중앙화 된 보안체계로 해커의 공격을 완벽하게 막는 것은 역사적으로 불가능함과 동시에 탈중앙화는 선택이 아닌 필수임을 증명하였을 뿐 아니라, 기업들이 그 어떠한 니즈보다 고객의 생명 안정성을 가장 우선시 하게 되는 계기가 되었다.
• 입력 된 모든 정보들을 중앙에서 처리하는 방식은 앞서 언급한 보안 관련 문제점들이 발생하는 계기가 되었다. 이는 정보의 검증과 같은 기능(ex : 메시지)을 제거하고, 블록체인을 이용하여 보안상으로 민감한 기능들과 데이터를 분산시켜 줌으로써 보안성과 신뢰도를 높이는 데에 많은 기여를 할 수 있다. 해당 기술을 자율주행자동차에 접목시킬 경우 네트워크에서 발생할 수 있는 보안적인 문제를 해결할 수 있을 뿐 아니라, 자율주행자동차 자체 시스템의 오류도 줄일 수 있기에 자율주행자동차, 더 나아가 커넥티드카를 구현하는 데에 꼭 필요로 하는 기술이다.​

2. 수행기간

• 아이디어 기획, 기획서 작성, 기술 구상
• 중앙화 보안 취약점 분석
• 블록체인 시스템 분석
• 커넥티드카 분석
• 커넥티드카 설계
• CAN BUS, 내부망, 외부망 설계
• MCU 설계
• 중앙화 보안 공격 방법 공략
• 자율주행 알고리즘 개발
• 블록체인 시스템 개발

3. 개발작품 설명

• 본 제안을 구현하는 데에 필요로 하는 블록체인 개발 내용은 다음과 같다. 우선 V2V, V2I를 포함하는 V2X에서 활용할 수 있는 Blockchain을 필요로 한다. 이는 기존 OEM이 사용하는 오픈된 ‘Private Blockchain’을 활용하여 속도 개선이나 안전한 정보 교환을 할 수 있도록 구축할 계획이다.
  본 제안에서의 블록체인 개발 목표는 차량 간 데이터 교환이 원활히 진행됨을 확인하는 것이다. 이는 먼저 Blockchain 관련 Application을 구성하고, 차량 간 데이터 교환을 할 계획인 정보의 블록을 정확히 명시 및 규격화 하여 줌으로써 실질적인 서비스에서 활용할 수 있도록 할 수 있다. 또한 ‘Public Blockchain’이 아닌 ‘Private Blockchain’을 활용하기에 매우 빠른 속도를 예상할 수 있을 뿐 아니라, 본 팀의 모의 해킹 과정을 통하여 Blockchain 기반 서비스의 안전성 및 품질을 확인할 계획이다.
• 본 팀은 자율주행자동차의 네트워크 해킹 가능성을 Blockchain을 통하여 낮출 계획이다. 이때, 활용되는 시스템은 V2V(Vehicle to Vehicle), V2I(Vehicle to Infrastructure)를 포함하는 V2X(Vehicle to Everything) 기반의 Communication으로 구성되어 있고, 이를 통하여 신호등의 정보나 도로 정보, 장애물 정보를 수신 받을 수 있다. 이와 같은 정보를 중앙 서버에서 주고받는 것은 해킹에 지나치게 취약할 뿐 아니라, 이를 Blockchain 기반의 탈중앙화 된 서버에서 관리하고자 한다.
  앞서 언급한 V2X를 구현하는 데에는 빠르고 안전한 데이터 송수신을 필요로 한다. Blockchain을 통한 통신이 안전하다는 것은 검증되었으며, V2X에서 한 대의 차량은 분당 수천 개의 데이터 패킷(블록)을 생성할 수 있다. 이는 수백 개의 인프라 관련 수신기로 전송 되며, 각각의 자동차가 정보 브로커의 역할을 수행하며 수많은 정보를 보다 빠른 속도로 송수신할 수 있다. 물론 ‘Public Blockchain’을 활용할 경우, Confirm 등에서 시간이 많이 소모될 수 있기에 V2X 용 ‘Private Blockchain’을 사용해야 할 것이다. 이는 우리가 Reliable한 데이터 교환을 함에 있어 선택할 수 있는 가장 빠른 방법이라 판단된다.
  

4. 활용방안

• 자율주행자동차는 2020년부터 모든 자동차 산업계를 이끌어갈 초대형 시장이다. 전 세계 시장 규모는 2025년 1548.90억 USD, 2035년 11,204억 USD로 전망된다. 이는 혁신이라 불리었던 스마트폰 시장 규모와도 비교가 안 되는 거대 시장이 형성됨을 의미하지만, 보안 위협, 그리고 인명 위협으로 무너지는 것은 극히 안타까운 일이다. Blockchain을 적용한 자율주행 자동차, 더 나아가 커넥티드카에 대한 시장은 현재의 고전 자동차 시장을 점진적으로 교체해나갈 것이며, 직종과 성별, 연령대를 가리지 않고 스마트폰보다 더 빠르게 세계 시장을 점유해 나아갈 것이다. 이는 스마트폰이 “기호”에 따라 취사선택이 될 수도 있는 것과는 달리, 자율주행자동차가 “이동수단”으로서의 모습을 갖추고 있기 때문이기도 하다.​
• 본 제안은 Blockchain을 통하여 자율주행자동차, 더 나아가 커넥티드카의 해킹을 방지하는 것에 대한 제안이다. 이때, 우리들의 경쟁자는 누구일까? 물론 자율주행자동차에 관련 된 제안이기에 현대자동차와 같은 대기업으로 생각할 수 있겠지만, 이러한 자율주행자동차에 Blockchain을 활용한 것이기에, Blockchain을 통하여 다양한 사업들을 진행하고 있는 기업들을 경쟁자로 생각하게 되었다. 대표적으로 ‘Nano Vision’은 데이터 사일로, 호환되지 않는 레코드 시스템과 비효율적이거나 존재하지 않는 분석 방법으로 오랫동안 곤란했던 의료 데이터 세계를 혁신하기 위해 Blockchain과 AI 기술을 결합하였다. 또한, ‘Deedcoin’은 기존의 시장 비효율을 개선하며, 부동산 같은 영역에 적용할 수 있도록 Blockchain 기술을 응용하였다. 이러한 기업들은 Software 중점이기에 Hardware 구조적으로 최적화 되는 데에 많은 어려움이 존재한다. 그러나 본 제안은 기존의 기업들과는 달리 Software 중점이 아닌 Hardware 중점이기에 자율주행 자동차, 더 나아가 커넥티드카에 최적화가 될 수 있는 기술임을 의미한다. ​