데이터베이스 &c 프로그래밍고급공동과제 < 제 4 차산업혁명과컴퓨터정보보안 > 컴퓨터정보보안과학번 : 1634032 이름 : 이도희담당교수 : 김창룡교수님제출일 : 2016.11.26
# 목차 1. 제 4차산업혁명의개념 2. 4차산업혁명으로인해바뀌는미래사회 3. 4차산업혁명으로인해바뀌는직업세계 4. 4차산업혁명미래기술 (1) IoT 사물인터넷 5. 4차산업혁명미래기술 (2) 로봇공학 6. 4차산업혁명미래기술 (3) 디지털제조혁명 7. 4차산업혁명미래기술 (4) 합성생물학 8. 미래기술에서의정보보안이슈 & 해결방법 9. 정보보안전문가가되기위해서공부하고준비해야할것
1. 제 4 차산업혁명의개념 최근다보스포럼으로알려진세계경제포럼은 기술혁명 (Technological revolution) 이우리의삶을근본적으로바꿔놓고있다 며 지금지구촌에는 4차산업혁명이일어나고있다 고말했다. 지금우리는스마트폰, 컴퓨터등을사용하며일상속에서도편리한세상을살고있다. 이모든것을가능하게한것은디지털혁명이다. 인터넷이가져온획기적인변화는디지털혁명이오기그전에는아무도상상할수없었던것이었다. 하지만또한번세계는새로운산업혁명을맞이할준비를하고있다. 2020년이후로예고된 4차산업혁명은지금이 2016년이기때문에멀지만가까운미래라고할수있다. 그렇다면이 4차산업혁명이라는것은도대체무엇일까? 제 4차산업혁명을말하기전에 1차산업혁명부터살펴보도록하겠다. 제 1차산업혁명은 1784년 증기기관의발명 에서비롯되었고이때부터기계가물건을생산하는 기계화 가이뤄졌다. 제 2차산업혁명은 1870년 전기 를이용하여대량생산을가능케했다. 전력과노동을분업할수있게되면서생산효율성이높아졌다. 제 3차산업혁명은우리가지금살고있는편리한사회를가능하게한중요한혁명이다. 1969년디지털혁명이일어났다. 컴퓨터를통한정보화, 자동화생산시스템의등장시점이다. 전력선통신이라불리는 PLC를이용하여자동화시대를열었고, 전자공학과정보기술 (ID), 반도체를이용하여텔레비전, 냉장고등이생산되면서가전제품전성시대를열었다. 그리고인터넷이등장하여정보화혁명을가능하게하였다. 그리고이혁명들을기반으로디지털세계, 생물학적영역, 물리적영역간경계가허물어지는 기술융합 이일어난다. 이것이바로제 4차산업혁명이다. 4차산업혁명을초래할이기술융합의핵심은바로사이버물리시스템 (CPS) 가있다. 로봇, 의료기기, 산업장비등현실속제품을뜻하는물리적인세계 (Physical System) 와인터넷가상공간을뜻하는사이버세계 (Cyber System) 가하나의네트워크로연결되어직접된데이터의분석과활용, 사물의제동제어가가능하게된다. 이사이버물리시스템 (CPS) 가가상공간과물리적공간을연결하게되는것이다. 이렇게되면현실세계의사물은지능을갖춘 사물인터넷 (IoT)' 로진화하게되고이사물들이연결되어제품생산과서비스가전자동으로이루어지는새로운산업시대를맞게된다. 제 4차산업혁명을요약하자면, 지능을갖게된현실세계의아날로그형사물들이, 가상세계와연결되어생산과서비스의완전자동화가가능해지는새로운산업사회로서의혁명 이라고할수있겠다. 인공지능, 로봇공학, 사물인터넷 (IoT), 자율주행차량, 3D프린팅, 나노기술, 빅데이터, 클라우드, 바이오기술, 재료과학, 양자컴퓨터공학 ( 퀀텀컴퓨팅 ) 과같은분야에서획기적진화가이뤄질것으로보인다. 사이버물리시스템 (CPS) 를구축함으로서산업간의경계가허물어지고대량의정보를다양한기기들이공유할수있게된다. 사람과사물, 사물과사물이네트워크로연결되고, 이러한초연결성으로축적된막대한데이터 (Big Data) 를분석하
고패턴을파악해이를토대로인간의행동을예측해서새로운가치를창출해내는것도바로 4차산업혁명의특징이라고할수있다. 클라우스슈바프 WEF 회장은 4차산업혁명이지난 1~3차산업혁명과는다른점으로변화속도와범위등이전례없는규모라는것을꼽았다. 제 4차산업혁명에서는새로운물건이나기술이발명되거나발견되면이것이파급되는속도는과거와는비교할수없을정도로빠르게진행된다고한다. 과거산업혁명은농업 수공업위주의경제가공업과기계를사용하는제조업경제로발전해가면서일어난단계적인것이었다면제4차산업혁명은규모, 범위, 복잡함의정도에서인류가이전에경험한그어떤것과도같지않을것이라는것이전문가들의중론이다. 2. 4 차혁명으로인해바뀌는미래사회 전문가들은다가올기술혁명이우리가살고일하는방식, 다른사람과관계를맺는방식과심지어우리의정체성까지바꿔놓을것이라고한다. 미래제 4차산업혁명사회에서는온. 오프라인세계의통합과융합이완전히이루어져사용자는무선기기를통해지능적으로사물을제어하고, 사이버세계의도움을언제어디서든지받을수있는혁명적인생활의변화가일어난다고한다. 현재기계나장비에내장되어있는프로그램들이인공지능으로바뀌게되고, 다른장비와센서를통해하나의네트워크로연결됨으로서지구촌의모든사물이기계적으로연결되게된다. 3차산업혁명까지의컴퓨터는생산과, 소비, 유통까지시스템을자동화하였지만, 생산하는방식과거기서만들어진물건자체가 지능화 된것은아니었다. 기계와제품이지능을가지게되는것이다. 인터넷네트워크로연결되어있어스스로학습할수있는학습능력도가지게된다. 미래사회는모든사물이스스로생각하는 주체 다. IoT를중심으로사물과인터넷이연결되고사물과하드웨어가스스로정보를분석하고학습한다. 그렇다면이러한혁명으로인해미래사회는어떻게바뀔것인가? 과거판매자가주체였다면 4차산업혁명시대에는소비자가주체가될것이다. 특히 ICT와결합한공장은개인의피부색, 피부성향등소비자개인별특성을고려한 '1인1품 생산이가능할정도로완전자동생산체제를완성하게될것이다. 영화에서도미래사회가어떻게변화할것인지그답을얻을수있다. 일어나면자동으로조명이켜지고집을나가면조명이꺼진다. 스마트키를들고차에접근하면, 자동으로문이열리고자리에앉으면자동으로시동이걸린다. 무인자동차로원하는목적지를말하면자동으로안내를시작한다. 또한, 집에서컴퓨터와대화하여 오늘의뉴스 를말하면뉴스채널을보여주고 음악 을말하면음악이흘러나온다. 온도와습도등도자동조절해준다. 이런장면이나오는영화를본적이있을것이다. 이러한영화의장면들이현실로다가오고있는것이다. 실제로인공지능기술인자율주행차량, 드론, 가상비서, 번역이나투자전용소프트웨어등은이미상용화가이루어졌다고한다. 이러한변화는영화처럼우리의편리성을높여주어삶의질을높여줄것이다. 최
근주목받기시작한무인비행기드론또한마찬가지로인공지능을통해가상공간과연결되어모바일기기를통해원하는목적지로사람과사물까지주소만적으면보낼수있게된다. 운송비용이줄어들게되는것이다. 또한광고, 통신비용이줄게되고, 물류와글로벌공급망이좀더효과적으로재편되면서교역비용이급감하게된다. 또한미래사회에서는 3D 프린터의발달로원하는것은무엇이든지 3D 프린팅으로생산할수있게되기때문에, 재료혁명이일어나게된다. 재료혁명으로소규모공급업자가근거리에서상품을공급할수있게되므로대기업중심경제에서보다많은기회를얻을수있게된다. 인간의수명도늘어나게된다. 개인의건강상태는숫자로나타내는수치화된자아가된다. 3. 4 차혁명으로인해바뀌는미래직업세계 세계경제포럼이발표한바에따르면 4차산업혁명으로인해 2020년까지 710만개의일자리가사라지고, 새로운 200만개의일자리가생겨난다고한다. 20년이내사라질가능성이높은직업은주로단순업무종사자, 업무를정형화할수있는금융. 보험업종사자들이다. 텔레마케터, 회계사, 소매점계산원, 속기사, 부동상중개인등의직업들은 90% 사라질확률이높은업종이라고한다. 무인식당, 무인카페등도등장을하고있고, 인공지능, 사물인터넷, 로봇등이사람을대신하는시대가되기때문이다. 또한드론과자율주행자동차의영향으로인해택배기사, 택시기사도대표적으로사라질수있는직업에포함이된다. 컴퓨터프로그래머도사라질확률이 48% 에이르는등미래사회의변화는많은직업변화를예고한다.
사라지는직업들이있는반면새로생겨나는직업들도있을것이다. 저출산으로인해고령화시대가되면서고령층을대상으로하는여가산업의직업군이생겨날것이며, 실버산업시장의규모는커질것이다. 바이오헬스산업도연평균성장률이 8~9% 에달하면서바이오헬스산업관련직업들이많이생겨날것이다. 4차산업혁명의대표적인기술사물인터넷, 빅데이터, 3D 프린팅기술산업들은더욱그규모가커지고관련한직업들이많이생겨날것이다. 인공지능이대화를나누며로봇이기계학습을할수있도록도와주는일을하는 인공지능트레이너 라는직업이생길것이고, 3D프린팅기술산업에서도프린터뿐아니라원료나소재를개발하는직업군들이생길것이다. 특히정보보호산업이커질것이라고생각한다. 4차산업혁명시대가되므로 3D프린터해킹등의대비한정보보호기술이주목받을것이다. 이에따른정보보안에관련된직업들도많이생겨날것으로주목된다. 4. 4 차산업혁명미래기술 (1) IoT 사물인터넷 사물인터넷 (IoT) 은사물에센서를부착해실시간으로데이터를인터넷으로주고받는기술이다. 지금까지인터넷에연결된기기들이정보를주고받으려면인간의 조작 이개입되어야했지만사물인터넷환경에서는인터넷에연결된기기가사람의도움없이서로알아서정보를주고받으며대화를나눌수있게된다. 블루투스, 근거리무선통신 (NFC), 네트워크가사물인터넷의소통을돕는기술이된다. 가전제품, 전자기기뿐만아니라헬스케어, 원격검침, 스마트홈, 스마트카등다양한분야에서사물을네트워크로연결해정보를공유할수있다. 가장사물인터넷의활용이매우기대되는분야는 의료서비스분야 이다. 인터넷에연결된선반과약병은건망증이있는환자에게투약시기등을알려줄수있다. 미국벤처기업코벤티스가개발한심장박동모니터링기계도이기술을기반으로만들어졌다. 특히심장박동모니터링기계는사물인터넷의대표적인예로서, 부정맥을앓고있는환자가기계를부착하고작동시키면심전도검사결과가자동으로기록되어중앙관제센터로보내진다. 이검사결과를전문가에게전송해임상보고서를작성하고이보고서를통해환자와적합한의료진과연결된다. < 미국벤처기업코벤티스가개발한심장박동모니터링기계 PiiX >
5. 4 차산업혁명미래기술 (2) 로봇공학 로봇공학이란로봇에관한기술인로봇의설계, 구조, 제어, 지능, 운용등에대한기술을연구하는공학의한분야이다. 로봇은산업에서사람이하기힘든일들을대신수행하는용도로개발된산업용로봇이먼저널리사용되기시작하였다. 산업용로봇은주로위치가고정되게설치되어한정된공간에서작업만수행하는반면, 주변의환경을사람과같이인식하여판단하고동작을할수있는로봇을지능형로봇이라한다. 통신망과인공지능이발달되면서본격적인로봇시대가예고되었다. 특히우리나라에서는이세돌 9단과의대국으로그위력을떨친인공지능 알파고 가이슈가되었다. 사람들은지능형무인화로봇에대해관심이높아졌다. 4차산업혁명시기에서의로봇의기본바탕은인공지능이다. 기계에컴퓨터가내장되고인공지능이연결되어스스로상황을인지하고분석해서움직인다. 로봇스스로가주변상황을인지해행동하는지능형무인화로봇시대가다가오고있는것이다. 이러한지능형로봇들은우리의삶의질을크게향상시켜줄수있는잠재력을가지고있다. 미래 4차산업혁명시기에는로봇이일상생활의일부가되면서오늘날컴퓨터나스마트폰과같이보편화되고, 여러전문적인일을수행하고, 인간과수시로협업하게될것이다. 로봇이할수있는일의경계를확장하고, 로봇의제조와제어능력그리고추론과조율, 협동능력을위한좀더나은해결책을모색하면로봇공학이더욱더발전하게될것이다. 그러나스티븐호킹박사나테슬라모터스의엘론머스크는 로봇이인간을지배할수있고인공지능이인류에재앙이될것이다 라는우려의입장을밝혔다. < IBM의인공지능왓슨이탑재된로봇 나오미 마이클잭슨의 스릴러 에맞춰춤을추다넘어진나오미 (Nao-mi) 가사회자의도움을받아몸을일으킨뒤에는 이제다시일어섰습니다. 기분이훨씬낫네요 라고말했다.>
6. 4 차산업혁명미래기술 (3) 디지털재료혁명 디지털제조혁명이란 3D 프린터라불리는디지털제조장치의발전이다. 디지털제조덕분에개인은언제든지유형의물체를디자인하고생산할수있게된다. 디지털제조 는 1952 년에 MIT가밀링머신에수치제어장치를설치한데서비롯된용어로, 수치정보를매개로기계운전을자동제어하는과정이다. 그러나이장비의 디지털 부분은제어컴퓨터에있다. 재료자체가아날로그라는의미이다. 하지만미래 4차산업혁명시대에서는재료의디지털화가가능해질것이다. 현재많은실험실에서 3D 어셈블러 ( 조립기계 ) 라는장비를개발하고있다고한다. 3D 어셈블러는재료를마치레고처럼조립해서상품을만들어내는기계이다. 이 3D 어셈블러를가능하게하는것이재료의디지털화, 즉재료를레고블록처럼표준화하는과정이다. 3D어셈블러와미세입자를활용한제조법은 3D프린팅과비교할때제작상오류를줄일수있고, 다양한크기의제품생산이가능하고, 이질적재료를결합하기쉽고, 재료재활용으로폐기물을없앨수있다는장점도있다고한다. 거센펠드교수는 "3D어셈블러는지금도시중의부품을모아어렵지않게만들수있다 " 며 " 개인용컴퓨터 (PC) 처럼 3D어셈블러가널리보급될시기가머지않았다 " 고전망했다. 이러한디지털재료혁명이일어나게되면미래 4차산업혁명시대에서는오늘날 3D 프린터와는달리, 부품을조립할필요도없이한번에완벽하게기능하는시스템이만들어지게될것이다. < 축과톱니바퀴, 크랭크축, 베어링등 3D 프린팅기법으로만든흰플라스틱재질의제품들 >
7. 4 차산업혁명미래기술 (4) 합성생물학 합성생물학은기존생명체를모방하거나자연에존재하지않는인공생명체를제작및합성하는것을목적으로하는학문으로, 인공생물학이라고도불린다. 1953년미국의왓슨과영국의크릭에의해 DNA의이중나선구조가밝혀진이후꾸준히발전해온바이오기술이, 생명복제를넘어서자연에존재하지않는인공생명체를제작및합성하는단계로발전해나가고있다. 합성생물학의특징은나사나볼트등여러부품을사용하여기계장치를만들듯이, 표준화된생물학적부품을조합하여새로운생명시스템이나생명체를만든다는것이다. 현재합성생물학의기술수준은인공미생물이나박테리아를만드는수준까지도달하였다고한다. 합성생물학은바이오산업을중심으로성장하여, 미래에너지및화학산업, 신약개발산업등많은산업에도움을줄것으로예상된다. < 합성생물학의원리및활용 >
8. 미래기술에서의정보보안이슈 & 해결방법 4차산업혁명은우리에게많은편리성을안겨다줄것으로보이지만, 우려되는문제점들도있다. 사회적인문제점으로는일자리감소가지적되고있다. 다보스포럼 미래고용보고서 는 4차산업혁명으로향후 5년간 700만개일자리가사라지고 200만개가새롭게생겨날것으로분석했다. 인공지능을가진로봇들이일자리를대체하기때문이다. 그렇게되면저임금근로자와고기술, 고임금노동자간에격차가커지고더큰사회적불평등을야기할것이다. 니콜라콜린과브루노팔레는사회정책을개혁하는최고의해결책으로 유연안전성 개념을제시한다. 복지혜택과일자리를분리하여시민들에게보편적기준에따라기본적인복지혜택을준다면사람들이일시적실업상태를두려워하지않게되고, 노동자를배제하지않는노동시장개혁이가능하다고보는것이다. 일자리감소문제외에도인간소외문제, 인공지능로봇의윤리적. 도덕적문제등이거론되고있다. 디지털제조가개인살상무기를생산하는데사용될수있다는문제점도있다. 3D프린터를규제한다고해도기술의존재는위협이될수있기때문이다. 합성생물학에서는생명경시의윤리문제와인공생물체의안정성문제에주의를기울여야한다. 생명복제와마찬가지로생물의합성및변형이쉬워지면서생명을경시하는풍토가조성될수있다. 또의도와는달리인공생명체가인간에게치명적인질병을발생시키거나생화학무기로사용될수있으므로주의해야한다. 이러한문제를해결할수있는국가차원의법률제도도아직갖춰지지못한상황이기때문에, 연구자들의자율규제와인식교육을해야한다. 보안분야에서는터넷과빅데이터에의한사생활보호문제, 해킹등데이터정보조작등의문제가이슈되고있다. 특히금융보안이중요해질것으로생각된다. 이러한 4차산업혁명시대의이슈를해결하기위해서는저비용고호율과학기술사회와저에너지친환경시스템의구축등을지향해야한다. 또한보안수준을높이고대비해야할것이다. 미래를대비한인력양성을해야하는것이다. 미래기술들의전문인력을향상해야한다. 4차산업혁명의원동력인소프트웨어가 4차혁명의생존에있어서필수적인역할을수행할것이라고한다. 그러므로하드웨어중심에서벗어나소프트웨어및데이터중심의교육으로교육과정을개편해야한다. 또한빅데이터를활용할수있는환경을만들어야한다. 인공지능을기반으로새로운서비스시장을창출하기위해가장중요한것은빅데이터활용이다. 그러나국내업체들은아직빅데이터를제대로활용하지못하는실정으로, 자신들이갖고있는데이터가무슨데이터인지, 어디에쓰면도움이되는지를모르는기업이많다고한다. 이에정부는빅데이터를개인정보침해우려가없는범위에서활용할수있도록지원하고, 이를위해신뢰성있는데이터를확보해공유하여기업과연구기관의데이터활용을촉진시킬계획이라고한다.
9. 정보보안전문가가되기위해서공부하고준비해야할것 과거에도 4차산업혁명에대한자료들을찾아봤었던적이있었는데, 지금은시중에이미활용되고있는기술들도있고 4차산업혁명이라는것이멀지많은않은미래라고생각이드는것같다. 여러가지많은문제점들도가지고있어서준비와대비를철저히해야할것같다는생각이든다. 이과제를하면서 4차산업혁명에대한강의를다운받아들었는데, 특히우리나라경제를살리기위해서는 4차산업혁명과관련된유망한산업들에대해투자를많이해야하지않을까 라는생각이든다. 독일의지멘스스마트팩토리회사는독일의최대의전기. 전자기기제조회사인데, 이회사의암베르크공장의자동화율이 75% 에이른다고한다. 중국의최대전자상거래업체인알리바바는카바라는로봇을도입해배달소요시간을단축했다고한다. 이처럼세계여러나라들이빅데이터,IoT, 인공지능등신기술을활용하여생산성을끌어올리고있지만우리나라기업들의시스템도입률은 2015년기준으로 4.3% 밖에되지않는다고한다. 아직제자리걸음인셈이다. 한국은통신속도, 네트워크보급률등정보통신발전지수 1위국가이다. 이것은비옥한토지를가지고있다고비유된다. 그렇기때문에우리도다가오는미래에대해관련제도도만들고, 투자와준비를잘한다면많은이익을가져올수있을것이다. 이과제를준비하면서정보보안전문가가되기위해서 창의적생각 을많이해야한다고느꼈다. 그리고소프트웨어를중요하게생각하여야하고, 미래여러가지기술에대해생길문제점을해결할수있는보안책을항상생각하고마련해야한다고느꼈다. 보안에대해끊임없이공부하는것이가장중요하다고도생각하였다. 대표적인 4차산업혁명기술인공지능은지식들을학습할수는있지만, 새로운지식을만들어내는창의적사고장치는갖추지못했다고한다. 창의적사고 가중요한이유이다. 미래학자앨빈토플러는국민의정부시절 '21세기한국비전 ' 을발표하면서 " 한국학생들은하루 15시간동안학교와학원에서미래에필요하지도않은지식과존재하지도않을직업을위해시간을낭비하고있다 " 고비판했다는기사를보았다. 이에대해나는우리나라에서가르치는교육들이그냥암기식교육이어서그다지도움이되지는않는교육이라고생각하였다. 앞으로는창의적인상상력이풍부한교육으로바뀌어야된다고생각한다. 그래도 2018년부터소프트웨어교과서가생기고, 대입전형으로소프트웨어특기자전형이생긴다고한다. 아직미래는알수없지만, 미래에대해준비하는것은결코헛된일은아닐것이다. 정보보안에대해열심히공부하여야겠다.
- 감사합니다 -