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이우 동
5 years ago
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1 특집원고 상황인식서비스를위한스마트모바일플랫폼 포스텍강준명 고탁균 서신석 성백재 * John Strassner 김종 ** 박찬익 ** 홍원기 ** 1. 서론 1) 이동통신및휴대폰산업이급격하게성장하고, 이를활용한다양한부가서비스들도활발하게성장함에따라다양한기능을제공할수있는스마트폰은향후가장주목받는기술로전망되고있다. 스마트폰이란기존의음성통화중심의휴대전화기능에인터넷을가능하게하는네트워크기능과 PC와비슷한기능을하는다양한응용프로그램을실행할수있는차세대모바일단말이다. 이를통해사용자는언제어디서든음악을들으며유용한응용프로그램을이용할수있고, 인터넷에접속하여정보검색이가능하다. 이러한스마트폰을필두로하여모바일유비쿼터스환경을실현하기위한연구가전세계적으로활발히진행되고있다. 라틴어를어원으로하고있는유비쿼터스는 동시에어디에나존재하는 의의미를갖는다 [1]. 유비쿼터스환경에서언제든지인터넷에접속이가능한스마트폰은각종유용한정보를실시간으로이용하여사용자에게언제어디서나새롭고편리한서비스를제공할수있는데, 이러한서비스를제공하기위해여러기술이개발되고있다. 가장핵심이되는기술중하나가상황인식 (Context Awareness) 기술이다. 스마트폰은서비스를이용하는사용자의요청에가장알맞고유용한정보를제공하기위해주어진상황 (Context) 을적절히처리하는과정이필요하다. 이렇게상황을인지하여사용자에게양질의정보를제공하는기술을상황인식기술이라한다. 스마트폰이상황인식을위해필요로하는상황정보는사용자가컴퓨터와커뮤니케이션을하는시점에서이용될수있는정보를말하는데, 사용자정보를비롯하여시간, 위치, 활동상태등모든정보를포함한다 [2]. 상황인식스마트폰은이러한상황데이터를수집하고적절한가공을통해상황정보로변환시켜해 * 학생회원 ** 종신회원 석, 추론및학습과정을거쳐사용자의상황에맞는적절한서비스를제공하는상황인식서비스 (Contextaware service) 를가능하게한다. 이러한상황인식스마트폰은특히최근주목받고있는유비쿼터스환경과부합하여의료, 교육, 구호, 쇼핑, 개인정보 (Privacy) 보호등미래사회전분야에걸쳐적용될수있다. 유비쿼터스모바일환경에대한연구가진행되면서상황인식서비스를위해많은단말장치와기술들이개발되고있지만이러한많은모바일단말과서비스들은하나로통합되지못하고자신들만의구조와인터페이스를가지고있어사용자를혼란스럽게한다. 더욱심각한것은, 사용자의기대는점차다양해지고있는반면에하나의모바일단말에존재하는여러응용프로그램들끼리도서로다른데이터모델을사용하고있기때문에, 이런데이터를상황정보로이용하는상황인식서비스의제공이어렵다는점이다. 예를들어, 사용자가레스토랑을검색할때상황인식시스템은사용자의위치를파악하여사용자근처의레스토랑을가까운순서대로보여주는서비스는이미널리이용되고있다. 하지만레스토랑추천서비스제공자가여럿일경우, 여러서비스제공자가제공하는정보를하나의통합된형태로제공받을수있는방법이현재는존재하지않는다. 즉, 동일한정보를나타내는통합된데이터모델의부재로인하여사용자는융합된서비스를제공받지못하고있으며, 이러한현상은앞으로더욱더다양해질모바일단말과접속네트워크, 서비스의증가에따라더욱심화될것으로예측된다. 한편, 상황인식서비스에서이용될수있는상황정보들에대한보안적인우려의목소리도커지고있다. 위의예에서사용자의현재위치정보가암호화되어있지않다면사용자의위치정보를그대로노출시키는결과를가져오게된다. 즉, 근처의레스토랑을찾기위해자신의위치정보가서비스제공자측으로보내지는시점에서암호화되지않은정보가전달되기 정보과학회지 57

때문에사용자의위치정보가노출될위험이있다. 위와같이사용자의현재위치를상황정보로이용하는서비스를위치기반서비스 (Location Based Service) 라고하는데, 이러한서비스는현재많은보안과관련된문제를가지고있다 [3]. 단순히오가는정보를암호화하면해결될문제가아니라상황인식을통하여유동적인정보의흐름을고려해야할필요가있다.

2 때문에사용자의위치정보가노출될위험이있다. 위와같이사용자의현재위치를상황정보로이용하는서비스를위치기반서비스 (Location Based Service) 라고하는데, 이러한서비스는현재많은보안과관련된문제를가지고있다 [3]. 단순히오가는정보를암호화하면해결될문제가아니라상황인식을통하여유동적인정보의흐름을고려해야할필요가있다. 또한아무리통합적으로상황인식을수행하는구조와여러상황정보를보호하는매커니즘이개발되더라도스마트폰을직접적으로구성하고운용하는운영체제의지원이없다면무용지물이다. 위의위치기반서비스의예에서위치정보를유지하기위한전력소모가지나치게크다거나서비스요청에실시간으로응답할수없다면사용자의기대에부합하는서비스를제공할수가없다. 따라서원활한상황인식서비스의제공을위해서는운영체제의지원이필요하다. 효율적인상황인식서비스를제공하기위해서는앞서언급한여러가지상황인식데이터의종합적인분석과추론및학습과정의통합이필요하며, 민감한사용자의개인정보보호를위한보안기술과운영체제의지원이필수적이다. 따라서본연구에서는효율적인상황인식서비스제공을위한스마트모바일플랫폼을설명한다. 2. 상황인식스마트모바일플랫폼 (Context-aware Smart Mobile Platform) 그림 1은상황인식스마트모바일플랫폼의전체적인구조를나타낸다. 현재상황인식서비스를위한하드웨어요구사항을충족하기위한기술적능력은 그림 1 상황인식스마트모바일플랫폼구조 컨버전스프레임워크와운영체제위에서동작하는사용자인터페이스와각종응용프로그램들은컨버전스프레임워크를통하여공통된형태로제공되는데이터를손쉽게이용및변경할수있다. 이는유비쿼터스컴퓨팅에서제안하는숨은관리 (Hidden Management) 를실현하는방안이기도하다. 만약컨버전스프레임워크가존재하지않는다면응용프로그램은다른형태의상황정보를참조하기위해서각운영체제별로다른형태의데이터모델과인터페이스를이용해야하기때문에부가적인시간과노력이들고, 프로그램의복잡도도증가하게된다. 또한안전하고효율적인상황인식서비스를제공하기위해컨버전스프레임워크는사용자와연관된여러상황정보들의노출을방지하기위한개인정보보호엔진과연동하여시스템정책을구성하여상황정보들을안전하게이용할수있도록해야한다. 그리고다양한상황정보들을수집하고이를기반으로적절한서비스를실행하기위해서운영체제단계에서지원되어야할요구사항을만족시켜야한다. 이어지는장에서는상황인식프레임워크내컨버전스프레임워크와개인정보보호기술을설명한다. 그리고상황인식프레임워크의효율적인동작을위해운영체제지원기술에대해살펴보도록한다. 3. 컨버전스프레임워크기술 (Convergence Framework Technologies) 컨버전스프레임워크는각응용프로그램별로서로다른데이터모델을이용하는방식에서벗어나하나의공통된데이터모델을이용하여통합된서비스를제공할수있게하는방안이다. 컨버전스프레임워크의실현을위해서는각응용프로그램, 모바일단말, 접속네트워크및사용자와관련된각종정보에대한공통된모델이필요하다. 또한모바일단말및유저의과거및현재의상황정보, 사용자의선호도, 사용자에의해미리설정된각종정책정보등의교환을위한프로토콜및아키텍처의개발이뒤따라야할것이다. 최종적으로는이렇게수집된공통의데이터를분석하여정보와지식을획득하기위한정보모델 (Information Model) 과이러한정보모델을기반으로한의미론적추론과정 (Semantic Reasoning) 이있어야한다. 본연구에서는컨버전스프레임워크의전체적인구조를제시하고 ACF(Autonomic Communications Forum)[4] 에서자율네트워크관리를지원하기위해정보모델링방법으로제안한표준모델인 DEN-ng[5] 58 특집원고상황인식서비스를위한스마트모바일플랫폼

3 를이용하여서로다른데이터모델의공통적인정보모델을설계한다. 또한모바일단말의각종정보를저장하고얻어올수있는통합된인터페이스를제공하며, 온톨로지 [6] 를이용하여의미는유사하지만서로다른형태를갖는데이터를공통된정보모델로정의한 DEN-ng 로변환하고의미론적추론을할수있는방안을제시한다. 마지막으로이러한일련의과정을통합적이고일관성있게관리할수있는 FOCALE[7] 기반의참조아키텍처를설계하여컨버전스프레임워크를구축한다. 3.1 DEN-ng 기반의정보모델링모바일단말은응용프로그램, 하드웨어, 접속네트워크및사용자와관련된각종정보들을가질수있다. 다양하고복잡한데이터를효율적으로관리하기위해서는공통된데이터모델이필요하다. 이단락에서는자율네트워크관리정보모델링에널리쓰이고있는 DEN-ng 에기반한정보모델을제시한다. DEN-ng 는제품, 서비스, 자원및그들간의관계를나타내는모델로관리되는자원들의행태를정확히나타내기위하여상태기계 (State Machine) 를이용한다. DEN-ng 모델을이용하면관리정보를나타내기위한공통된용어를사용할수있으며, 서로다른기업들간의정보를통합된형태로표현할수있다. 그림 2는 DEN-ng 모델의예제로서상황인식서비스를제공하기위한핵심모델인상황정보모델을나타낸것이다. 위의그림과같이 DEN-ng 는공통의정보를 UML 과같은형태로표현을하고각정보들에 대한내용뿐만아니라관계를명세할수있다. 그리고다양한패턴들을적용하여쉽게정보를모델링하는방법을제공한다. 예를들어서, 그림 2에서 Context 객체는상황정보를완전하게모델링하고, 전체상황정보의독특한측면을나타내는 ContextData 객체들로이루어진다. Context 와 ContextData 객체는지능적인컨테이너들로구현이되어지고그들의정보를표현하는것뿐만아니라메타데이터도포함한다. 컴포지트패턴 (Composite Pattern) 이 Context 와 Context- Data 객체의구조를일관된방법으로만들기위해서사용되어진다. 이방법에서는 ContextAtomic( 또는 ContextDataAtomic) 객체가하나의객체를모델링할때 Context( 또는 Context의 aspect) 를표현한다. 대조적으로 ContextComposite( 또는 ContextDataComposite) 가분리되어관리되는다수의분별적인 Context( 또는 ContextData) 객체를이루어지는객체를표현한다. 예를들면, 두개의다른네트워크기술사이에서의핸드오버하는상황에서의전화상태를모델링할때, 두기술의근본적으로다르기때문에두개의서로다른 Context 와특정네트워크기술에종속적인 Context- Data 객체들의집합으로구성할수있다. 센서데이터는장치변환기들로부터얻을수있고, 장치종속적인데이터는정규화된형태로변경된다. 각센서데이터의정규화된형태는그것이적합한 Context 나 ContextData 객체인지결정하기위해서분석되어진다. 만약적합하지않다면, 그것은폐기되어지고, 적합하다면적합한데이터모델에추가된다. ContextData 객체들은관리되어지는요소의현재상태를결정하기 그림 2 DEN-ng 상황정보모델의예 정보과학회지 59

4 위해서분석되어지고이정보는그런다음에다음모듈로전달된다. 3.2 의미추론및학습 (Semantic Reasoning & Learning) DEN-ng 모델을이용하면데이터를공통된형태로나타낼수있는기반을제공할수있다. 그리고각응용프로그램과제조업체별로상이한데이터를 DEN-ng 모델에기반한공통된형태로변환하기위해서온톨로지를사용하고모바일단말이해석하고필요한추론을할수있도록의미론적추론방법을이용한다. 온톨로지는각개념들의유사성을계산하고, 가장유사성이높은개념들을공통된모델로변환하는과정을제공하여서로다른형태지만, 의미가같은것들을논리적으로표현하고지원할수있는정형화된방법이다. 3.3 참조아키텍처 (FOCALE) 위의정보모델을기반으로데이터를수집및의미론적추론을하는과정은매우복잡하며다양한요소들이영향을미치기때문에컨버전스프레임워크의원활한동작을위해서는일련의과정을통합적이고일관성있게관리하기위한아키텍처가필요하다. 본연구에서는이를위하여자율네트워크관리분야에서널리쓰이고있으며충분히검증된 FOCALE(Foundation- Observe-Compare-Act-Learning-rEasoning)[7] 기반의참조아키텍처를제시한다. 그림 3은 FOCALE의전체적인구조를나타낸다. FOCALE 은관리되는자원의정보를취합하여공통된형태로변환하여분석한후현재의상태가원하는상태와같은지비교한다. 비교결과현재의상태가원하는상태와같다면관리되는자원에아무런영향을미치지않고동일한과정을반복수행한다. 만약비교결과현재의상태가원하는상태와다르다면관리되고있는자원이원하는상태 가되도록설정을변경한다. 본연구의핵심이되는상황인지서비스를제공하기위해서는위의아키텍처에서 Context Manager가상황정보를관리하고, 이러한상황정보에따른다른정책들을 Policy Manager 가관리를하게된다. 그리고정해진 Policy 에따라서 Autonomic Manager 는시스템의전체상태를이상적인상태와비교를통해서최적화된상태로유지하기위한역할을한다. 4. 개인정보보호기술 (Privacy Protection Technologies) 스마트폰의발전으로인해스마트폰에서의개인스케줄관리등의개인정보처리뿐아니라금융결재까지가능하게됨에따라개인정보보호는안전한스마트폰이용환경연구에가장큰이슈가되고있다. 기존휴대전화단말기와스마트폰을구분하는가장큰요소는바로개방성에있는데, 이개방성으로인해스마트폰은오히려정보보호에취약한성격을가지고있다. 모바일 IT 기술이발전되고여러서비스가개발되면서사용자의개인정보를요구하는경우가많아지고있다. 방송, 금융, 마케팅등산업전분야에걸쳐전산화가실현된현대사회에서개인정보의경제적가치는이전보다더욱증가하게되었고이러한이유로개인정보노출의문제는점차심각해지고있다. 실제로현재구글맵을이용해사용자의위치를보여주는소프트웨어는이러한위치정보를암호화하고있지않기때문에자신의현재위치가이소프트웨어를이용하는다른사람들에게노출되고있다. 이에따라개인정보를보호하기위한여러가지방법들이연구되고있다. 인증, 무결성, 기밀성등의보안기술을바 그림 3 FOCALE 아키텍쳐 60 특집원고상황인식서비스를위한스마트모바일플랫폼

세계적인 여러 상용사와 국제기관들이 이 PET 에 대한 연구를 진행하고 있으나, 모바일 환경에 적 합한 PET는 연구진행이 미비하다. 더욱이 향후 발전 하게 될 스마트폰을 기반으로 한 유비쿼터스 환경에 서는 개인정보 오남용에 대한 우려의 목소리가 커지고 있으며, 개인정보 보호에 대한 인식이 재고되고 있다.

5 그림 5 개인정보 보호 엔진 4.1 개인정보 보호 엔진(Privacy Protection Engine) 그림 4 구글맵을 이용한 위치 검색 서비스 탕으로 FIPs(Fair Information Practices)[8]를 만족하 는 데이터 보호기술이 연구되면서 개인정보 보호기술 인 PET(Privacy Enhancing Technologies)[9]가 개발되고 있다. 세계적인 여러 상용사와 국제기관들이 이 PET 에 대한 연구를 진행하고 있으나, 모바일 환경에 적 합한 PET는 연구진행이 미비하다. 더욱이 향후 발전 하게 될 스마트폰을 기반으로 한 유비쿼터스 환경에 서는 개인정보 오남용에 대한 우려의 목소리가 커지고 있으며, 개인정보 보호에 대한 인식이 재고되고 있다. 스마트폰에서 보호되어야 할 개인 정보는 스마트폰 단말에서 수집된 여러 상황정보 뿐 아니라 통화정보, 주소록, 네트워크 설정 등 사용자 개인이 생성한 개 인 정보 모두를 포함한다. 즉, 스마트폰에서 이용되 는 대부분의 정보들이 보호되어야 한다는 의미가 된 다. 최근 방송통신위원회에서 발표한 스마트폰 이용 자 10대 안전수칙 을 보면 사용자 개인이 유념해야 할 사항들이 명시되어 있지만 일반적 사용자들이 쉽게 간과하고 넘어갈 수 있는 부분이 많다. 따라서 사용 자가 대처하지 못한 부분이 많을 수 있기 때문에 자동 화된 개인정보 보호 정책은 계속해서 연구되어야 할 필요가 있다. 앞서 설명한 컨버전스 프레임워크는 스마트폰의 여 러 상황정보를 통합적인 상황정보로 매핑하는 과정 을 통해 상황인식 서비스를 제공한다. 이러한 상황인 식 서비스를 위해 개인정보 보호도 상황정보로 이용 될 수 있는데, 이 장에서는 무분별한 개인정보의 유출 을 막아 효율적이고 안전한 상황인식 서비스를 제공 하는 개인정보 보호 기술에 대해 논의하도록 한다. 효과적인 개인정보 보호를 위해서는 클라이언트/서 버 익명성, 네트워크 침입차단, 암호화 등 여러 가지 기술이 종합적으로 활용되어야 한다. 컨버전스 프레 임워크에서 생성된 종합적 상황정보들은 스마트폰에 서 개인정보를 보호하기 위한 정책을 구성하기 위해 이용될 수 있다. 그림 5는 컨버전스 프레임워크 내 개 인정보 보호 엔진의 구조를 나타낸다. 컨버전스 프레임워크를 거친 상황정보가 개인정보 보호가 요구되는 정보일 경우 가장 먼저 개인정보 보 호엔진내의 상황정보 전처리기로 전달된다. 상황정보 전처리기는 여러 상황정보를 구분하여 이용할 수 있 는 단위로 잘라내고 이에 적합한 컨트롤 신호를 전달 한다. 앞서 설명한 위치기반서비스를 예로 들면, 사 용자가 현재 주변의 사람들을 검색하는 서비스를 이 용한다면 이 서비스는 여러 가지 상황정보를 필요로 한다. 컨버전스 프레임워크는 이 서비스가 필요로 하 는 정보를 통합적으로 융합하여 전달한다. 정보가 서 비스에 전달되기 전에 개인정보 관리 작업이 필요하 기 때문에 이 통합된 상황정보들을 개인정보 보호엔 진이 적절히 관리하여 넘겨주게 된다. 4.2 개인정보 처리 모듈 및 정책 적용 모듈 통합 상황정보는 상황정보 전처리기에 의해 적절히 구분되어 정보처리모듈에서 시스템 보안 정책을 구성 하기 위해 사용된다. 어떠한 상황정보와 정책을 구성 할 것인가에 대한 정보를 기반으로 개인정보 처리 모 듈은 그에 부합하는 정책 적용 모듈을 호출하여 동 작시킨다. 정보보호정책 모듈은 기본적으로 보안 정책 의 구성은 역할기반접근제어(RBAC)[10]을 이용한다. 인가된 사용자는 미리 목록으로 정의되어 있는 접근 허가를 얻게 된다. 하지만 상황인식 환경에서는 인가 된 사용자는 항상 접근허가가 되어야 하는지에 대한 정보과학회지 61

이스는새로운패턴의상황의인식이아닌기존에발생한적이있던상황인식에애용된다. 따라서룰데이터베이스를이용하게되면빠른시간에개인정보보호정책을반영할수있다. 5. 상황인식스마트모바일플랫폼을위한운영체제지원기술 (OS Supports for Context-aware Platform) 그림 6 장소에따른자료접근제어의문을낳게된다.

하지만사용자가단말을분실한경우, 그리고분실단말의습득자가기존사용자로인증 ( 비밀번호등 ) 이가능한상황을고려하면, 기존사용자와는다른스마트폰사용패턴을보일것이고컨버전스프레임워크는사용이력을상황정보로받아들여다른사용자임을감지할수있다. 따라서개인정보처리모듈은기존사용자정보를보호할수있는정책을구성하게된다.

6 이스는새로운패턴의상황의인식이아닌기존에발생한적이있던상황인식에애용된다. 따라서룰데이터베이스를이용하게되면빠른시간에개인정보보호정책을반영할수있다. 5. 상황인식스마트모바일플랫폼을위한운영체제지원기술 (OS Supports for Context-aware Platform) 그림 6 장소에따른자료접근제어의문을낳게된다. 다시말해서, 인가된사용자라하더라도상황정보로미루어특정접근이불가능하게할수가있어야한다. 예를들면, 컨버전스프레임워크가사용자의사용패턴 (Usage pattern) 을상황정보로분석하여추론할수있다고하자. 평상시사용자는자신의스마트폰을아무런제한없이이용할수있다. 하지만사용자가단말을분실한경우, 그리고분실단말의습득자가기존사용자로인증 ( 비밀번호등 ) 이가능한상황을고려하면, 기존사용자와는다른스마트폰사용패턴을보일것이고컨버전스프레임워크는사용이력을상황정보로받아들여다른사용자임을감지할수있다. 따라서개인정보처리모듈은기존사용자정보를보호할수있는정책을구성하게된다. 이는같은인증정보로인증을한다하더라도상황인식을통해시스템이용을제한함으로써개인정보보호를실현할수있도록한다. 4.3 개인정보보호정책과룰이러한개인정보보호정책은여러상황을종합하여구성되는데, 이때각상황은또다시시나리오기반정책구성작업을거치게된다 [11]. 상황은작은요소하나하나에따라모두다른상황으로진행될수있는요소를가지고있기에한상황에서도여러가지가능한시나리오가존재한다. 사용자가다른장소에서어떠한자원에접근하려할때는장소라는상황정보에의해정책이바뀔수도있다. 즉, 유동적인상황인식서비스를위해서는시스템이각기다른행동에대한결과를모두모니터링해서기계학습등의과정이필요하다. 이렇게구성된개인정보보호정책은각각룰로정의하여룰데이터베이스에반영한다. 룰은앞서설명한 DEN-ng 모델을참조하여구성된다. 룰데이터베 상황인식플랫폼은모바일단말상네트워크장치를지속적으로사용한다는점과, 이러한상황에서도사용자의요구에부합하는반응속도를갖는서비스를제공해주어야한다는점이특징이다. 하지만최근모바일단말에서이러한요구사항을만족하기가쉽지않다. 먼저최근출시되는모바일단말들의경우수많은하드웨어모듈을집약하여제작되며, 멀티코어 [12] 및그래픽가속기를사용하여기존과달리고려해야할사항이많은복잡한환경에되었다. 또한최근모바일운영체제기술은전통적인실시간운영체제 (RTOS) 등에비해서리눅스가크게약진하였다. 특히, 최근이슈가되고있는구글의스마트폰운영체제인안드로이드역시리눅스커널을이용한다. 이처럼모바일운영체제는범용운영체제를사용함으로써, 소프트웨어의복잡도가높아졌다. 마지막으로최근많은연구가진행되고있는모바일가상화기술은이기종운영체제를동시수행, 높은보안수준을제공등의장점을가지지만, 서비스반응속도를떨어트리고소프트웨어의복잡도가높아진다. 본장에서는이러한환경에서상황인식플랫폼을위해운영체제가처리해주어야할사항에대해논의한다. 5.1 운영체제요구사항급변하는모바일하드웨어시장과임베디드리눅스의강세, 또한모바일가상화기술과함께, 스마트모그림 7 스마트모바일플랫폼상운영체제단계에서지원사항 62 특집원고상황인식서비스를위한스마트모바일플랫폼

7 바일플랫폼은이전과분명히다른고려사항이요구되고있다. 특히상황인식서비스는장치간활발한교류가선행되므로, 모바일플랫폼상운영체제는여러요구사항을만족해야할것이다. 그림 7은스마트모바일플랫폼상운영체제영역에서지원해주어야하는요구사항을개괄적으로나타낸그림이다. 본장에서는신뢰성보장, 실시간성보장, 전력관리, 스토리지및운영체제보안등과같은요구사항에대해서설명한다 신뢰성보장신뢰성보장은스마트모바일플랫폼에서강조되는분야이다. 모바일플랫폼사용자는항시단말을들고다니며, 운영체제가구동중인상태로재부팅없이계속사용하게된다. 또한모바일장치는이전과달리수많은하드웨어모듈들이집약되어제작되는추세이다. 따라서많은수의장치드라이버가운영체제상설치되어사용되며, 이러한장치드라이버는커널영역에서작동하는것이일반적이므로운영체제의신뢰성은전체적으로낮아진다. 또한최근임베디드리눅스커널을기반으로하는안드로이드와같은운영체제들은오픈소스기반의소프트웨어를기반으로구성되어있기때문에, 특정소프트웨어로인해결함이발생할수있다. 이러한문제점을보완하기위해서는리소스모니터링을통해운영체제자원사용을안정적으로관리하고, 또한장치드라이버의결함을포용할수있는인터페이스라이브러리를정의하여사용하는것이있다. 또한운영체제의결함을보완할수있는가상화기술의도입도좋은방법이될수있다 실시간성보장실시간성보장은상황인식서비스에서반드시수반되어야하는요구사항이다. 각장치간에상황인식을위해네트워크를사용하는경우실시간요구사항이만족되지않는다면, 서로의상황에대한정보는신뢰할수없는정보가될것이다. 또한스마트모바일플랫폼의경우전화기능, DMB, 모바일 IPTV 등과같은실시간서비스를사용하는경우가빈번하기때문에모바일플랫폼의운영체제에서는이러한실시간성을지원하기위한방법을제공해야한다. 이러한방법은이전부터지속적으로연구가진행되던분야이다 [13,14]. 특히최근에는모바일장치상멀티코어를활용하여특정코어에하나의작업을전담시켜실시간성을보장하는기술도등장하고있다. 또한모바일가상화기술의단점으로지적되고잇는가상머신의실시간성을보장하기위한방법도많이등장하고있다 [15]. 하이 퍼바이저 ( 또는가상머신모니터 ) 상실시간스케줄러등을탑재하여특정가상머신의실시간성을보장하는기술도있다 전력관리스마트모바일플랫폼상전력관리는이전부터진행되던요구사항이지만, 상황인식서비스를위해더욱강조되어야하는기술이다. 상황인식서비스를위해각장치에서는지속적으로네트워크장치를사용하여서로의상황을전달해야한다. 이러한경우기존의모바일플랫폼에비해많은전력을소모하게되며, 항상휴대하고다니는모바일장치의특성상전력은한정되어있으므로효율적인관리가필수적이다. 이러한연구는운영체제자체적으로전력관리라이브러리를제공하는형태로많이진행되고있다. 특히안드로이드에서전력관리를지원하기위해서구글이중심이되어라이브러리를정의하여제공하고있으며 [16], JNI 모듈형태로제시되고있다. 안드로이드의전력관리기술은크게시스템슬립 (System sleep) 과실시간전력관리 (Runtime power management) 로나뉜다. 시스템슬립은기존의데스크탑에있는 hibernate 기능과유사하며현재는실시간전력관리기술에초점이맞춰지는실정이다. 따라서앞으로는각장치별로다양한저전력상태를지원하는효과적인디바이스드라이버개발과전력관리기능이구현되어있는시스템과안드로이드플랫폼상의효율적인인터페이스개발을위한기술이필요할것이다 스토리지및운영체제보안스마트모바일플랫폼상운영체제에서제공하는보안기술은상황인식서비스를지원하기위해꼭필요한기술이다. 모바일플랫폼에서네트워크를통해자신의상황을전달한다는것은역으로다른단말에서접근할방법이생긴다는것을의미한다. 따라서외부에서시도가능한스토리지접근, 운영체제변경등에대해모바일플랫폼상에서처리를해주어야한다. 먼저스토리지보안의경우파일시스템자체를암호화를통해보호하는방법이있을것이다. 이전부터지속적으로이러한연구가진행되었으나, 최근들어하드웨어적으로인증키를생성하고저장하는 TPM (Trusted Platform Module) 을활용하는기술들이등장하고있다. 보안을위한 TPM과같은하드웨어모듈은스마트모바일장치에탑재될것이므로이에대한연구가필요하다 [17]. 그리고운영체제보안은운영체제의변경을막거나, 이를탐지하는기술이다. 부팅, 운영체제각서브시스템의로딩, 운영체제사용에이르 정보과학회지 63

그림 8 모바일가상화환경상에서의안전한실행환경지원기까지각단계별로변경이된부분이있는지탐지하며부팅하고사용하는시스템에대한연구가선행되었다. 하지만최근가상화기술을활용하여, 경량하이퍼바이저를 Trusted Computing Base로두고, 가상머신에서사용되고있는운영체제가안전한지검증하는시스템에대한연구가진행되고있다 [18].

그림 9는상황인식기술이적용되고연구 / 개발될수있는분야를나타낸것이다. 일상생활에서의상황인식기술은통신뿐만아니라군사, 의료, 구호, 업무전분야에걸쳐활용될수 있다.

8 그림 8 모바일가상화환경상에서의안전한실행환경지원기까지각단계별로변경이된부분이있는지탐지하며부팅하고사용하는시스템에대한연구가선행되었다. 하지만최근가상화기술을활용하여, 경량하이퍼바이저를 Trusted Computing Base로두고, 가상머신에서사용되고있는운영체제가안전한지검증하는시스템에대한연구가진행되고있다 [18]. 그림 8 은모바일가상화환경에서안전한실행환경을제공하는구조를보이고있다. 검증모듈을통하여가상머신내운영체제가변경이발생하는지확인할수있다. 6. 관련연구상황인식 (Context-aware) 을적용한시스템은예전부터많은연구가진행되어왔다. 유비쿼터스컴퓨팅분야는미래사회의실현에서가장중심에있는분야인데, 상황인식기술은유비쿼터스서비스환경이조성되기위해반드시필요한기술이다. 그림 9는상황인식기술이적용되고연구 / 개발될수있는분야를나타낸것이다. 일상생활에서의상황인식기술은통신뿐만아니라군사, 의료, 구호, 업무전분야에걸쳐활용될수 있다. 개발초기에는유비쿼터스자동화시스템을위한목적으로개발되었는데, 영국에서개발된 The Active Badge System[19] 은사무자동화 (OA) 의일환으로사내원활한소통을위한시스템으로써뱃지를통해사원의위치를추적하여그사원의현재위치에서가장가까운전화기로통화를시도한다. 또한날씨를감지하여집안의온도를자동으로조절하는등의가정자동화 (HA) 기술에도상황인식이적용되고있다. 상황인식의국내연구결과로주목할만한것은 URC(Ubiquitous Robot Companion) 을위해개발된한국전자통신연구원 (ETRI) 의 Context-Aware Middleware for URC Systems(CAMUS) 가있다 [20]. 네트워크에기반한 u-로봇이상황인식을할수있도록지원하는표준플랫폼인 CAMUS는센서를통해받아들여진정보를분석하고저장하여이벤트를통지하며작업관리자에게작업을지시하는상황인식엔진역할을담당한다. 이뿐만아니라, 우리나라는이러한 CAMUS나한국 IBM의 UCL(Ubiquitous Computing Lab) 의연구그리고한국토지개발공사의 u-city 계획과관련하여추진중인지구환경인증제도에서상황인식프로세서에참고할만한기술적규격을명시하는등미래유비쿼터스사회를구현하기위해상황인식기술에많은관심을보이고있다 [21]. 최근의상황인식기술은스마트폰과같은차세대모바일단말을이용한다. 2003년미국 CMU 에서는센서를통해사용자의상태를감지하여휴대단말의상태도수정하는상황인식휴대폰인 SenSay 를개발하였다. 실제로최근에는스마트폰이시간과장소를파악하여회의중혹은강의중임을파악하게되면장치의모든벨소리를차단하거나자동응답으로전환하는기 그림 9 상황인식적용 / 개발분야 64 특집원고상황인식서비스를위한스마트모바일플랫폼

9 표 1 상황인식컴퓨팅과관련된국내주요연구동향 [21] 기관주체주요내용 UCN / 아주대 성균관대 UCN / 아주대 환경에적응할수있는지능형협업센터네트워크연구 상황정보처리및서비스검색을위한상황인지미들웨어개발 유비쿼터스 센서네트워크기반모바일홈기술연구소케어시스템 광주과기원광주과기원 ETRI ETRI IBM UCL IBM UCL 사용자상황인식기술과이의적용을위한연구 홈네트워크에서의에이전트, 웨어러블컴퓨터등 상황인식미들웨어 (CAMUS) 및추론엔진 ( 보쌈 ) 개발 시공간정보의추론기능확장 교통신호통제등에관한응용기술연구 능은이미상용화되어사용되고있다. 모바일인터넷기술이발달함에따라급변하는소비자의욕구를충족시키기위해인터넷을이용하는상황인식서비스가제공되고있다. 최근주목할만한서비스는위치기반서비스 (Location Based Services) 이다. 애플의아이폰은온라인소셜네트워킹서비스인트위터와 GPS 의위치정보를이용하여자신과가장가까운트위터사용자를지도상에나타내준다 [22]. 상황인식을위해학술적인연구도활발히진행되어왔다. G. Chen[2] 은상황인식에이용되는상황 (Context) 을정의하고컴퓨팅, 사용자, 물리적요소, 시간등에따라분류하였다. K. Rehman[23] 은상황인식기술에서시스템과사용자의소통문제를제시하고이를위한소통모델을제시한다. 또한 J. Strassner 는상황인식에서통합적인상황정보처리를위한참조아키텍쳐인 FOCALE[7] 을제안하였다. 이뿐만아니라상황인식기술에적용될수있는보안을위한기술도활발히연구되고있다. 상황인식기술에서가장심각하게대두되고있는문제가개인정보에관한것인데, 현재는개별서비스제공업체나심지어국가기관이라할지라도개인정보에민감한상황정보를 100% 활용하는서비스시스템을개발하는데제한이있다. 이런문제점을해결하기위해표준적이고안전한상황인식모델의개발이필수적이다. 이러한흐름을바탕으로많은상황정보를안전하게보호하기위한구조들이제안되었다. X. Jiang[24] 은여러상황정보들에정보태그 (Information Tag) 를붙여관리하는방법을통해상황인식기술에서개인정보를보호하기위한이론적모델을제안하였고, M. J. Covington[25] 는여러장치들간의정보수집, 처리, 소통의과정에상황인식을제공하는안전한미들웨어레벨의구조를제안하였다. 이밖에도현재서비스되고있는대부분의상황인식서비스가위치정보를이용한서비스인데사용자의위치정보를보호하기위한연구도활발하다. M. Duckam[3] 은상황인식에있어위치정보보호의중요성을제시하고안전한위치기반서비스를위한위치정보보호기법을다루었다. 한편, 스마트폰을위한플랫폼분야도많이연구되고있다. 스마트상황인식기술을위해서는많은플랫폼의지원사항이요구되는데, 이를위해안정성, 견고성, 다양한지원, 개방적모델이라는특징을가진임베디드리눅스가주목받고있다 [26]. 특히, 최근발표되어많은관심을받고있는구글의스마트폰운영체제인안드로이드 [27] 도임베디드리눅스커널을이용하고있으며, 기존의윈도우즈모바일보다더욱뛰어난성능이검증되었다. 이러한차세대스마트폰플랫폼들은뛰어나고안정적인성능으로하드웨어와응용프로그램을원활히소통시켜주어사용자에게유용한상황인식서비스를제공할수있도록한다. 7. 결론최근주목받고있는상황인식기술은모바일유비쿼터스환경을실현함에있어중요한기술로부각되고있다. 유비쿼터스모바일환경에대한연구가진행되면서상황인식서비스를위해많은단말장치와기술들이개발되고있지만많은모바일단말과서비스들은하나로통합되지못하고자신들만의구조와인터페이스를가지고있다. 하나의모바일단말에존재하는여러응용프로그램들끼리도서로다른데이터모델을사용하고있기때문에, 이런데이터를상황정보로이용한다면상황인식서비스는효율적인서비스를제공할수가없다. 따라서다양한상황정보들을통합적으로관리할수있는방안이필요하다. 이에본연구에서는효율적인상황인식서비스제공을위한스마트모바일플랫폼을설명한다. 본연구에서제시된스마트모바일플랫폼은상황정보를얻어이를공통된형대로저장및제공하는역할을하는컨버전스프레임워크와이용되는상황정보를안전하게보호하기위한개인정보보호정책을생성및적용하는개인정보보호엔진그리고상황인식프레임워크의효율적인동작을위해운영체제지원기술이적용되었다. 운영체제단계의지원기술이적용된상황인식스마트모바일플랫폼은컨버전스프레임워크와개인정보보호엔진통하여공통된형태로 정보과학회지 65

10 제공되는데이터를손쉽게이용및변경할수있기때문에유비쿼터스컴퓨팅에서제안하는숨은관리를실현할수있다. 참고문헌 [ 1 ] M. Weiser, Hot topic: Ubiquitous Computing, IEEE Computer, Vol. 26, no. 10, pp , Oct [ 2 ] G. Chen, et al., A Survey of Context-Aware Mobile Computer Research, Dartmouth Computer Science Tech. Report TR , [ 3 ] M. Duckham, et al., Location privacy and location-aware computing, Dynamic & Mobile GIS: Investigating Change in Space and Time, [ 4 ] Autonomic Communication, [ 5 ] J. Strassner, Policy-Based Network Management, Morgan Kaufman Publishers, Sep [6] J. Strassner, Declan O'Sullivan, and David Lewis, Ontologies in the Engineering of Management of Autonomic Systems: A Reality Check, Jounal of Network and System Management, Vol. 15, no. 1, pp. 5-11, Mar [ 7 ] J. Strassner, N. Agoulmine, E. Lehtihet, FOCALE - A Novel Autonomic Networking Architecture, International Transactions on Systems, Science, and Applications (ITSSA) Journal, Vol. 3, no 1, pp , May [ 8 ] Federal Information Processing Standard, [ 9 ] G.W. van Blarkom RE, et al., Handbook of Privacy and Privacy-Enhancing Technologies, ISBN , [10] Role Based Access Control, groups/sns/rbac/ [11] Ryan Wishart, Karen Henricksen, and Jadwiga Indulska. Context privacy and obfuscation supported by dynamic context source discovery and processing in a context management system, Vol of Lecture Notes in Computer Science, Springer, [12] ARM11MPCore Processor, [13] D. Kang, et al., Kernel Thread Scheduling in Real- Time Linux for Wearable Computers, ETRI Journal, Vol. 29, no. 3, pp , Jun [14] Y. Kim, et al., An Adaptive Control Method on Kernel Threads to Improve I/O Real-Time Responsiveness in Linux, Korea Computer Congress 2009, pp , [15] J. H. Anderson, et al., Real-Time Scheduling on Multicore Platforms, Proceedings of the 12th IEEE Real-Time and Embedded Technology and Applications Symposium, pp , [16] Android developers reference, [17] J. Choi, et al., A Framework of Secure Access to iscsi Network Storage based on TPM, Korea Computer Congress 2009, pp. 5-9, [18] R. Sailer,et al., Design and Implementation of a TCG-based Integrity Measurement Architecture, USENIX Security Symposium, Vol. 13, pp , [19] The Active Badge System, research/dtg/attarchive/ab.html [20] H. Kim, et al., CAMUS - A Middleware Supporting Context-aware Services for Network-based Robots, IEEE Workshop on Advanced Robotics and Its Social Impacts, pp , [21] 류영달, 상황인식컴퓨팅의현황과전망, 한국정보사회진흥원분석보고서, [22] Twitbird for iphone, twitbird-twitter-iphone.html [23] K. Rehman, et al., An Architecture for Interactive Context-Aware Application, IEEE Pervasive Computing, Vol. 6, Issue 1, pp , [24] X. Jiang, et al., Modeling privacy control in context-aware systems. IEEE Pervasive Computing, Vol. 1, Issue 3, pp , [25] M. J. Covington, et al., A context-aware security architecture for emerging applications, Proceedings of the 18th Annual Computer Security Applications Conference, p. 249, Dec [26] 이상윤외, 스마트폰운영체제개발동향, 전자통신동향분석제 19권제 6호, 2004년 12월. [27] Google Android, 66 특집원고상황인식서비스를위한스마트모바일플랫폼

강준명 2000 2004 (주)알티캐스트 전임연구원 2005 포항공과대학교 컴퓨터공학과 학사 2005 현재 포항공과대학교 컴퓨터공학과 석박 사통합과정 관심분야 : Mobile device management, Autonomic network and system management, Contextaware computing E-mail :

kr 고탁균 2009 한국외국어대학교 컴퓨터공학과 학사 2009 현재 포항공과대학교 컴퓨터공학과 석박 사통합과정 관심분야 : Embedded system security, reverse engineering E-mail : takkyun@postech.ac.

kr 성백재 2006 인하대학교 컴퓨터공학 학사 2009 포항공과대학교 정보통신공학 석사 2009 현재 포항공과대학교 컴퓨터공학 박사과정 관심분야 : Embedded systems, File systems, Virtualization E-mail: jays@postech.ac.kr John Strassner 1975 1981 Sr.

of Southern California, MS in Computer Science, USA 1981 1985 Sr. R&D Engineer, Ford Aerospace, USA 1985 1989 Technical R&D Manager, Hughes Aircraft Corp.

, USA 1996 2001 Cisco Fellow, Cisco Systems, USA 2001 2004 Chief Strategy Officer, Intelliden Corp.

Korea 관심분야 : Autonomic Management, Information Modeling and Semantic Reasoning, u-factory, u-health, u-environment, Device, Service Ubiquity E-mail : johns@postech.ac.kr 김 종 1991 Ph.D. : Computer Engineering, Penn.

present Director, POSTECH Information Research Labs 2005 present Director, Center for Mobile Embedded Software Technology, Korea 1992 present Professor, POSTECH, Korea 1991 1992 Research Fellow,

, Korea 관심분야 : Wireless network security, system security, privacy, contextaware security E-mail : jkim@postech.ac.kr 박찬익 1988 Ph.D : Computer Engineering, KAIST

, USA 1989 present Professor, POSTECH, Korea 1991 1992 Visiting scholar, IBM Thomas J. Watson Research Center.

11 강준명 (주)알티캐스트 전임연구원 2005 포항공과대학교 컴퓨터공학과 학사 2005 현재 포항공과대학교 컴퓨터공학과 석박 사통합과정 관심분야 : Mobile device management, Autonomic network and system management, Contextaware computing eliot@postech.ac.kr 고탁균 2009 한국외국어대학교 컴퓨터공학과 학사 2009 현재 포항공과대학교 컴퓨터공학과 석박 사통합과정 관심분야 : Embedded system security, reverse engineering takkyun@postech.ac.kr 서신석 2008 인하대학교 컴퓨터공학과 학사 2008 현재 포항공과대학교 컴퓨터공학과 석박 사통합과정 관심분야 : Mobile device management, Autonomic network and system management, Contextaware computing sesise@postech.ac.kr 성백재 2006 인하대학교 컴퓨터공학 학사 2009 포항공과대학교 정보통신공학 석사 2009 현재 포항공과대학교 컴퓨터공학 박사과정 관심분야 : Embedded systems, File systems, Virtualization jays@postech.ac.kr John Strassner Sr. Member of the Technical Staff, Hughes Aircraft, USA 1976 Univ. of Southern California, BS in Electrical Engineering, USA 1979 Univ. of Southern California, MS in Computer Science, USA Sr. R&D Engineer, Ford Aerospace, USA Technical R&D Manager, Hughes Aircraft Corp., USA Principal Member, Ingres Corp., USA Senior Architect, Sybase Corp., USA Senior Director, Oracle Corp., USA Cisco Fellow, Cisco Systems, USA Chief Strategy Officer, Intelliden Corp Founder and Managing Director, MDAPCE Vice President, Motorola, USA 2008 Waterford Institute of Technology, PhD in Computer Science, Ireland 2008 present Professor, POSTECH, Korea 관심분야 : Autonomic Management, Information Modeling and Semantic Reasoning, u-factory, u-health, u-environment, Device, Service Ubiquity johns@postech.ac.kr 김 종 1991 Ph.D. : Computer Engineering, Penn. State Univ., USA 1991 M.S. : Computer Science, KAIST, Korea 1981 B.S. : Electronic Engineering, Hanyang University, Korea 2010 present Head, Computer Science and Engineering, POSTECH 2010 present Director, POSTECH Information Research Labs 2005 present Director, Center for Mobile Embedded Software Technology, Korea 1992 present Professor, POSTECH, Korea Research Fellow, Univ. of Michigan, USA Research Assistant, Penn. State Univ., USA System Analyst, Korea Securities Computing Co., Korea 관심분야 : Wireless network security, system security, privacy, contextaware security jkim@postech.ac.kr 박찬익 1988 Ph.D : Computer Engineering, KAIST, Korea 1985 M.S. : Computer Engineering, KAIST, Korea 1983 B.S. : Electronics Engineering, Seoul National University, Korea Visiting professor, IBM Almaden Research Center., USA 1989 present Professor, POSTECH, Korea Visiting scholar, IBM Thomas J. Watson Research Center., USA 관심분야 : Storage Systems, Embedded systems, Pervasive Computing cipark@postech.ac.kr 홍원기 1991 Ph.D. : Computer Science, University of Waterloo, Canada 1985 M.S. : Computer Science, University of Western Ontario, Canada 1983 B.S. : Computer Science, University of Western Ontario, Canada 2008 present Head, Division of IT Convergence Engineering, POSTECH 1995 present Professor, POSTECH, Korea present Director of Online Content, IEEE Communication Society Chair, IEEE Communications Society, Committee on Network Operations & Management (CNOM) Research Professor, Univ. of Western Ontario, Canada Post-Doctoral Fellow, Dept. of Computer Science, Univ. of Waterloo, Canada. 관심분야 : Network traffic monitoring, Autonomic network and system management, Smart grid, u-health, u-environment jwkhong@postech.ac.kr 정보과학회지 67

6.24-9년 6월

6.24-9년 6월 리눅스 환경에서Solid-State Disk 성능 최적화를 위한 디스크 입출력요구 변환 계층 김태웅 류준길 박찬익 Taewoong Kim Junkil Ryu Chanik Park 포항공과대학교 컴퓨터공학과 {ehoto, lancer, cipark}@postech.ac.kr 요약 SSD(Solid-State Disk)는 여러 개의 낸드 플래시 메모리들로 구성된