IEC 62443 국제표준 기반 로봇 사이버보안 요구사항 프레임워크 설계 방안 연구

A Study on the Design of Robot Cybersecurity Requirements Framework Based on the IEC 62443

최근 글로벌 규제 환경은 디지털 요소가 포함된 제품에 대해 설계 단계에서부터 사이버보안을 확보할 것을 요구하고 있으며, 로봇 분야에서도 안전(Safety)과 사이버보안(Security)을 동등한 수준에서 고려해야 한다는 인식이 확산되고 있다. 그러나 기존 로봇 표준 체계는 안전 중심 구조로 발전해 왔으며, 국제표준 기반의 체계적 사이버보안 요구사항 구조는 충분히 정립되지 않았다. 본 연구는 IEC 62443 국제표준 시리즈를 기반으로 로봇 생태계 전반에 적용가능한 통합 사이버보안 요구사항 프레임워크를 설계하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 IEC 62443의 프로그램-시스템-컴포넌트 계층 구조를 분석하고, 제조자, SI, 서비스 제공업체, 유지보수 조직, 자산 소유자로 구성되는 로봇 생태계 역할 구조에 요구사항을 맵핑하였다. 또한 기능적 요구사항(Functional Requirements, FR)을 로봇 특성에 맞게 재구성하여 제어 무결성, 통신 보호, 원격 접속 관리, 소프트웨어 및 업데이트 무결성, 운영 및 서비스 관리라는 보안 도메인(Security Domain)을 도출하였다. 더불어 운용 환경 기반 보안 수준(Security Level, SL) 차등 적용 모델을 설계하였다. 제안된 프레임워크의 적용 가능성을 검증하기 위하여 실외 이동로봇 사례에 적용하였으며, 요구사항의 계층적 정합성과 도메인 기반 차등 적용 구조의 타당성을 확인하였다. 본 연구는 IEC 62443 전 시리즈를 로봇 분야에 통합적으로 적용하기 위한 구조적 모델을 제시함으로써, 향후 로봇 사이버보안 표준 개발 및 인증 제도 설계의 이론적 기반을 제공한다.

Recently, the global regulatory environment has increasingly required that products containing digital elements ensure cybersecurity from the design stage, and in the robotics field, there is growing recognition that safety and security must be considered at an equivalent level. However, the existing robotics standards framework has primarily evolved with a safety-centered structure, and a systematic cybersecurity requirements architecture based on international standards has not been sufficiently established. This study aims to design an integrated cybersecurity requirements framework applicable to the entire robotics ecosystem, based on the IEC 62443 international standard series. To achieve this, the Program–System–Component hierarchical structure of IEC 62443 was analyzed, and the requirements were mapped to the role structure of the robotics ecosystem, which consists of manufacturers, system integrators, service providers, maintenance organizations, and asset owners. In addition, the functional requirements were restructured to reflect the characteristics of robots, deriving security domains including control integrity, communication protection, remote access management, software integrity, and operational management. Furthermore, a differentiated Security Level application model based on operational environments was designed. To verify the applicability of the proposed framework, it was applied to a case study of an outdoor mobile robot. Through this application, the hierarchical consistency of the requirements and the validity of the domain-based differentiated application structure were confirmed. By presenting a structural model for the integrated application of the full IEC 62443 series to the robotics field, this study provides a theoretical foundation for future development of robotics cybersecurity standards and the design of certification schemes.