국내 EMP 방호대책현황 2016. 5. 13 ( 금 )
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1. 고출력전자파 (EMP) 란? 정 의 수신차단방안강구고출력전자기파 (EMP, Electromagnetic Pulse) 순간적이며강력한전자파로서각종정보기기를손상시키거나 오동작을유발할수있는전자파를말하며전자파발생원에따라 核 EMP (HEMP) 와非核 EMP(HPEM) 로구분 核 EMP(HEMP, High-Altitude EMP, 고고도핵전자파 ) 통상적으로지상 30 km 이상에서核폭발에의해생성되는전자파 非核 EMP(HPEM, High Power EM, 고출력비핵전자파 ) 전자기기등을손상시키거나오동작을유발할수있도록의도적으로 방사 전도된전자파 3
1. 고출력전자파 (EMP) 란? 핵 EMP 수신차단방안강구핵폭발로발생되는핵 EMP 는폭발시방사선과대기층과의반응에의해 발생하며, 전계강도 (V/m) 및파형상승시간에따라초기, 중기, 후기로구분 1 초기핵 EMP 신호 (E1) 핵폭발직후나타나는수 ns(10-9 초 ) 의짧은펄스로전계강도가수십 kv/m 이며, 전자기기에직접적으로영향을미침 2 중기핵 EMP 신호 (E2) 수μs (10-6 초 ) 에서수초의펄스로전계강도가수백 V/m이며, 한정된길이의전력선및통신선에유도되어피해를일으킴 3 후기핵 EMP 신호 (E3) 수분이상의펄스로전계강도가수십mV /m로낮지만총에너지가커서길이가긴전력선및통신선에유도되어피해를일으킴 4
1. 고출력전자파 (EMP) 란? 비핵 EMP 수신차단방안강구정보기기등의파괴목적으로신호발생기등을통해의도적으로발생시키는 고출력전자기파로신호의주파수대역폭에따라 HPM, DS, UWB 로구분 1 HPM(High Power Microwaves, 협대역전자기파 ) - 단일주파수 (1~ 수십 GHz) 를연속적으로발생시키는고에너지의전자기파 - 레이더, 전자레인지등에사용되는전자기파와동일한형태 2 DS(Damped Sinusoidal, 중간대역전자기파 ) - 50~500 MHz의주파수를가지며, 초기급격한전계강도상승후, 점차감쇠하는전자기파 3 UWB(Ultra-Wide Band, 광대역전자기파 ) - ns 이하의순간적인전자기파로서주파수대역이넓고, 첨두전계강도는높으나, 에너지는낮은전자기파 5
1. 고출력전자파 (EMP) 란? EMP 발생 ( 핵 EMP) 6
1. 고출력전자파 (EMP) 란? EMP 발생 ( 비핵 EMP) 수신차단방안강구 EMP 장비제작기술은인터넷사이트에공개되어있으며, 일정수준의공학 지식을보유한민간인이면, 제작가능 [EMP 장비설계도및전자레인지를개조한 EMP 장비 ] 7
1. 고출력전자파 (EMP) 란? EMP 발생 ( 비핵 EMP) 수신차단방안강구현재다양한형태의소형 EMP 장비가자체제작되고있는실정이며, 미국 ABC 언론에는차량용및장비사용시나리오가공개 8
1. 고출력전자파 (EMP) 란? EMP 영향 수신차단방안강구핵실험을통해핵폭발시발생하는강한전자기파 ( 핵 EMP) 가전자기기를 무력화할수있다는사실을발견 [ 구, 소련 (1962) 에서핵 EMP 실험에서나타난피해 ] 9
1. 고출력전자파 (EMP) 란? EMP 영향 수신차단방안강구시뮬레이션결과휴전선상공에서핵폭발시남한전역이영향권안에포함 되며, 미국의경우 400km 상공폭발시미국전역이영향권에포함됨 [ 한국원자력연구원 ] [ 미의회청문회자료 ] 10
1. 고출력전자파 (EMP) 란? EMP 영향 수신차단방안강구러시아모스크바유선전화불통사고 ( 일정미상 ) - 러시아 L. Siniy 교수는모스크바전화국의전화선로에비핵 EMP 신호를직 접주입시험 ( 06.7 월 EMP 국제학술대회발표 ) 전화설비가파손되어하루동안 20 만명의유선전화불통 스웨덴대학의철도통합제어시스템대상 EMP 모의시험 (2008 년 ) - 웁살라대학연구팀이유럽철도제어시스템을대상으로 EMP 발생장비를 이용, 제어장비에일정수준의전자기파노출시험한결과, 심각한오작동유발확인 11
1. 고출력전자파 (EMP) 란? EMP 영향 수신차단방안강구미샌디에고 SCADA 무선네트워크사고 (1999.11) - 수력당국 (San Diego Water Authority) 과 Gas & Electric 社의무선네트워 크에심각한전자기파장애로오작동발생 해변가에서 25 마일떨어진선박에서사용하는레이더신호가유기되어 중요밸브의원격개폐불능상태확인 SCADA : Supervisory Control and Data Acquisition 네덜란드가스관폭발사고 (1980 년대 ) - Den Helder 항구에서 1 마일떨어진천연가스파이프라인의 통합제어시스템의오작동으로인한대규모폭발사고발생 인근지역레이더장비로부터발생한 EMP 성전자파신호가 제어시스템에유기되어밸브오동작및파이프라인내부압력증가 12
1. 고출력전자파 (EMP) 란? 시험으로확인한 EMP 영향사례 데스크탑 Safe Mode 재부팅 노트북시스템오류 13
1. 고출력전자파 (EMP) 란? 시험으로확인한 EMP 영향사례 시험중연기발생 메인보드 Power TR 연소 14
1. 고출력전자파 (EMP) 란? 시험으로확인한 EMP 영향사례 정보기기영향시험 드론영향시험 15
2. EMP 방호대책필요성 수신차단방안강구 EMP 의발생은국민의안전및국가를유지하는기반시설의장기적인오동작 및고장을일으켜사회적혼란을야기할수있어국가적대응필요 16
2. EMP 방호대책필요성 수신차단방안강구전력, 통신, 가스 / 상수도등사회기반시설은상호유기적인연관성을가지고 있으며, 한부분에문제가발생하는경우전반에걸쳐영향이확대될수있음 17
2. EMP 방호대책필요성 수신차단방안강구전력 전력시스템은발전, 송전, 배전시스템으로구성되며, 영향을받는 위치에따라피해의범위가달라짐 ( 배전 ( 小 ) -> 발전 ( 大 )) - 전력은가장근간이되는인프라이며, 전력공급에문제가발생하는경우 모든국가시스템의운용이불가능해짐 18
2. EMP 방호대책필요성 수신차단방안강구통신 유 무선통신단말및중앙네트워크이상으로통신마비발생가능. 시뮬레이션 ( 미국의회보고서 ) 결과전체복구에 100 일정도의시간이걸림 19
2. EMP 방호대책필요성 수신차단방안강구교통 운송 일반적인교통제어시스템 ( 신호등 ) 마비로교통문제발생및 택배, 컨테이너등물류시스템이동작하지않아물류마비발생 20
2. EMP 방호대책필요성 수신차단방안강구원유 가스 원유및가스의공급, 정제, 수송을위한관리시스템또는밸브 등제어시스템의고장으로연료공급불가능 21
2. EMP 의사회적영향 수신차단방안강구 SCADA 발전 송배전시설, 석유화학플랜트, 제철공정시설, 공장자동화 시설등원격지시설장치를중앙집중식으로감시제어하는시스템고장 Supervisory Control And Data Acquisition system ( 감시제어데이터수집시스템 ) 22
2. EMP 방호대책필요성 수신차단방안강구비상시스템 경찰, 소방, 구급차 (EMS, Emergency Medical Service) 등비상운용을위한시스템마비로치안, 화재, 구급환자지원불가 23
3. EMP 방호대책 EMP 방호대책 수신차단방안강구관리적대책 고장복구를위한전문인력배치, 관련유지보수기관연락체계마련, EMP 테러및공격대비를위한관련기관협조체계마련등 물리적대책 고출력전자파테러방지를위한출입통제대책, 주요설비에대한이중화및 예비기기보유등 기술적대책 EMP 방호시설구축 ( 차폐실, 차폐랙등 ), 주요시설설치의지하화, 공격자접근이격거리확보, EMP 내성정보기기사용등 EMP 방호대책중가장일반적인대책으로, EMP 공격시에도중단없이상시운용이필요한설비및중요설비에적용 24
3. EMP 방호대책 기술적대책 - EMP 침해방지대책 수신차단방안강구방사성경로 핵또는비핵 EMP 의신호구분없이강력한 EMP 신호가공기중을통해서 건물등을뚫고들어오는경로 전도성경로 다양한종류의전력선및통신선등에유기되어과도신호형태로건물 내부로들어오는경로 25
3. EMP 방호대책 방사성침해방지대책 수신차단방안강구전자파차폐 (Shielding) 보호하고자하는건물, 건물내의일부공간, 장비등을전자파차단 물질이나재료를사용하여고출력전자기파를차단 창문이나출입구의수를최소화하고, 고출력전자기파를차단할수있는 구조물을설치하거나구조변경 지하화 중요서버및개인용컴퓨터, 전기 전자장비를지하공간에설치 지형지물및암반등에의한자연적인차폐효과에의해고출력전자기파의 세기를감쇠 이격거리 (distance) 확보 전자기파세기는거리의제곱에반비례하기때문에외부와충분한 이격거리를확보하여고출력전자기파의세기를감쇠 26
3. EMP 방호대책 방사성침해방지대책 27
3. EMP 방호대책 방사성침해방지대책 전자파차폐 수신차단방안강구전자파차폐 (Shielding) 보호가필요한공간을도전성재료를통해밀폐함으로써전자파의유입을 차단또는감쇄 출입문, 환기구및광케이블인입을위한관통구등은전자파를차단할수 있는특수구조의시설물을설치 이중차폐문 차폐문 Knife Edge 28
3. EMP 방호대책 방사성침해방지대책 전자파차폐 : 환기구 (Honeycomb) : 관통구 29
3. EMP 방호대책 전도성침해방지대책 수신차단방안강구 EMP 차단필터설치 전력선또는통신선을통해유입또는유출되는전류 전압을차단하기 위해대상기기간, 전송경로상에 EMP 차단필터설치 < 통신선용필터 > < 전원선용필터 > < 필터설치예 > 30
3. EMP 방호대책 전도성침해방지대책 수신차단방안강구광전 (Opto-Electric) 변환모듈 통신선의경우전자기파의영향을받지않는광케이블을사용, EMP 신호 유입및누설전자파유출을원천적으로차단 31
3. EMP 방호대책 침해방지대책적용예 수신차단방안강구용도에따라차폐실또는차폐 Rack 등을사용하여고출력전자기파침해 대책을구현하고있음 < 차폐실 > < 차폐 Rack> < 임시차폐시설 > 32
4. 관련법제도및표준화동향 관련법제도현황 수신차단방안강구 정보통신기반보호법 ( 미래부 ) 및 원자력시설등의방호및방사능방재 대책법 ( 원안위 ) 등에서 EMP 침해를규정하고관련대책마련을규정 전파법 에서는 EMP로부터주요정보통신시설을보호하기위해설치하는방호시설의성능기준을규정하고, 성능을확인하기위한시험방법제시를통해 EMP 방호대책시행기반마련 고출력 누설전자파안전성평가기준및방법등에관한고시제정 정부기관비상대피시설설치에관한규정 ( 행자부훈령 ) 등에서는비상대피시설설치시 EMP 방호시설을설치하고관련성능시험을수행하도록세부시행기준을마련 성능기준및시험으로안전성평가기준을적용 33
4. 관련법제도및표준화동향 정보통신기반보호법 수신차단방안강구제 9 조 ( 취약점의분석 평가 ) 1 관리기관의장은대통령령이정하는바에 따라정기적으로소관주요정보통신기반시설의취약점을분석 평가하여 야한다. 2 ~ 3 생략 4 미래창조과학부장관은관계중앙행정기관의장및국가정보원장과협의 하여제 1 항의규정에의한취약점분석 평가에관한기준을정하고이를 관계중앙행정기관의장에게통보하여야한다. 동법 2조에 전자적침해행위 규정 2. " 전자적침해행위 " 라함은정보통신기반시설을대상으로해킹, 컴퓨터바이러스, 논리 메일폭탄, 서비스거부또는고출력전자기파등에의하여정보통신기반시설을공격하는행위를말한다. 34
4. 관련법제도및표준화동향 원자력시설방호방재대책법 수신차단방안강구 [ 원자력시설등의방호및방사능방재대책법, 16. 6. 2. 시행 ] 제 3 조 ( 물리적방호시책의마련 ) 정부는핵물질및원자력시설에대한물리적 방호를위한시책을마련 - 전자적침해행위의방지 - 전자적침해행위에따른방사선영향에대한대책 제 9 조 ( 물리적방호에대한원자력사업자의책임 ) 원자력사업자는대통령령 으로정하는바에따라원자력안전위원회의승인을받아야함 - 전자적침해행위에대한원자력시설컴퓨터및정보시스템보안규정 동법 2 조에 전자적침해행위 규정 " 전자적침해행위 " 란사용ㆍ저장중인핵물질의불법이전과원자력시설및핵물질의사보 타주를야기하기위하여해킹, 컴퓨터바이러스, 논리ㆍ메일폭탄, 서비스거부또는고출력 전자기파등의방법으로원자력시설컴퓨터및정보시스템을공격하는행위를말한다. 35
4. 관련법제도현황및표준화동향 전파법 수신차단방안강구 [2014 년 6 월개정, 2014 년 12 월시행 ] 제 56 조 ( 고출력ㆍ누설전자파안전성평가등 ) 1 고출력전자파로인한 피해와누설전자파에의한정보유출을방지하기위하여방호차폐시설 또는장비보호시설등을구축한자는미래창조과학부장관에게그시설 등의안전성평가를의뢰할수있다. 2 미래창조과학부장관은제 1 항에따라안전성평가를의뢰받은경우에는 안전성을평가하고그결과를통지하여야한다. 다만, 평가결과가안전성 평가기준에맞지아니하는경우에는이에대한대책을마련하도록권고할 수있다. 3 제 1 항내지제 3 항에따른안전성평가기준및방법등에관하여필요한 세부사항은미래창조과학부장관이정하여고시한다. 36
4. 관련법제도및표준화동향 고출력 누설전자파안전성평가고시 수신 [2014 차단년 12월방안 4일제정강구 시행 ] - 제정근거 : 전파법제 56 조제 3 항 - 목적 : 고출력전자파로인한피해와누설전자파에의한정보유출을 방지하기위하여구축된방호차폐시설또는장비보호시설의 안전성평가기준및방법규정 < 내용 > 제1장총칙제2장안전성평가대상및절차제3장안전성평가기준및방법등제4장보칙 37
4. 관련법제도및표준화동향 관련표준화현황 수신차단방안강구민간표준으로 IEC 61000 시리즈와 ITU-T SG5 표준이있음 38
4. 관련법제도및표준화동향 규격번호 규격명칭 61000-1-3 민간장비및시스템에대한 HEMP의영향 61000-2-9 HEMP 환경정의 ( 설명 ) - 복사성방해 61000-2-10 HEMP 환경정의 ( 설명 ) - 전도성방해 61000-2-11 HEMP 환경의분류 61000-4-23 HEMP 및기타복사성방해에대한방호장치의시험방법 61000-4-24 HEMP 전도성방해에대한방호장치의시험방법 61000-4-25 기기및시스템에대한 HEMP 내성시험방법 61000-4-32 HEMP 시뮬레이터일람표 ( 개요 ) 61000-5-3 HEMP 방호개념 61000-5-4 HEMP 내성 - HEMP 복사성방해에대한방호장치에대한규격서 61000-5-5 HEMP 내성 - HEMP 전도성방해에대한방호장치에대한규격서 61000-5-6 외부의 EM 영향에대한완화방법 61000-5-7 전자기방해에대하여외함이갖는방호수준 (EM Code) 61000-5-8 설치및완화안내서-분포된기간시설에대한 HEMP 방호방법 61000-5-9 설치및완화안내서-HEMP/ HPEM을위한시스템레벨감응성평가 61000-6-6 실내용기기에대한 HEMP 내성일반규격 39
4. 관련법제도및표준화동향 규격번호 규격명칭 61000-1-5 민간시스템에미치는 HPEM( 고출력전자기 ) 영향 61000-2-13 HPEM 환경 - 복사성 / 전도성 61000-4-23 HEMP 및기타복사성방해에대한방호장치의시험방법 61000-4-33 고출력과도현상파라미터에대한측정방법 61000-4-35 HPEM 시뮬레이터일람표 ( 개요 ) 61000-4-36 기기및시스템에대한 IEMI 내성시험방법 61000-5-6 외부의 EM 영향에대한완화방법 61000-5-7 전자기방해에대하여외함이갖는방호수준 (EM Code) 61000-5-9 설치및완화안내서-HEMP/ HPEM을위한시스템레벨감응성평가 규격번호 ITU-T K.78 ITU-T K.81 통신센터에대한 HEMP 내성권고안 통신시스템에대한 HPEM 내성권고안 규격명칭 40
4. 관련법제도및표준화동향 관련표준화현황 수신차단방안강구군사표준으로 MIL-STD-188-125( 시설 ) 및 461F( 장비 ) 가있음 규격번호 MIL-STD-461F MIL-STD-188-125-1 MIL-STD-188-125-2 규격명칭서브시스템및장비의전자기간섭특성제어를위한요구조건고정지상설비에대한고고도전자파보호이동시스템에대한고고도전자파보호 41