6G 시대의 새로운 위협: ISAC 차량 네트워크의 감지 안전성 분석

본 연구는 6G 통합 감지 및 통신(ISAC) 시스템에서 악의적인 RIS를 이용한 새로운 감지 안전성 위협을 제시하고, 이에 대한 분석적 및 시뮬레이션 결과를 통해 그 심각성을 보여줍니다. 이는 향후 안전한 ISAC 기반 차량 네트워크 구축을 위한 중요한 시사점을 제공합니다.

최근 6G 무선 시스템의 핵심 기능으로 떠오른 ISAC(Integrated Sensing and Communication, 통합 감지 및 통신) 은 고속 데이터 전송과 정확한 감지 기능을 동시에 제공합니다. 하지만, 기존 연구는 주로 ISAC 시스템의 통신 안전성에 초점을 맞춰왔으며, 감지 안전성에 대한 연구는 상대적으로 부족했습니다.

Shui, Saad, Cheng 등의 연구진은 이러한 문제점을 해결하기 위해 ISAC 차량 네트워크의 감지 안전성에 대한 획기적인 연구 결과를 발표했습니다. 이 연구에서는 악의적인 공격자가 재구성 가능 지능형 표면(RIS, Reconfigurable Intelligent Surface) 을 이용하여 도로변 장치(RSU, Roadside Unit)의 감지 기능을 손상시키는 새로운 위협 모델을 제시했습니다.

연구진은 악의적인 공격자가 RIS의 위상 변화를 동적으로 조절하여 차량 사용자(VU, Vehicular User)의 에코 지연, 도플러 편이, 출발 각도(AoD, Angle-of-Departure) 등의 감지 결과를 조작할 수 있음을 밝혔습니다. 특히, 도플러 편이 추정을 조작하기 위해 시간 변화 위상 편이 설계를 제안하고, 도플러 편이에 대한 실행 가능한 스푸핑 주파수 집합을 분석적으로 도출했습니다. 더 나아가, AoD의 최대 우도 추정치(MLE, Maximum Likelihood Estimator)가 조작된 도플러 편이 추정 하에서 크게 오류를 발생시킬 수 있음을 분석적으로 증명했습니다.

시뮬레이션 결과는 이론적 결과를 뒷받침합니다. 10m/s 속도의 VU에 대해 RIS가 0.1m/s에서 14.9m/s까지의 속도 오차를 유발할 수 있으며, 빔 정렬 오차가 5°일 때 최대 65°의 AoD 추정 오차를 발생시킬 수 있음을 보여줍니다. 이는 자율주행 차량이나 스마트 교통 시스템의 안전에 심각한 위협이 될 수 있음을 시사합니다.

이 연구는 ISAC 기반 차량 네트워크의 감지 안전성을 강화하기 위한 새로운 보안 기술 개발의 중요성을 강조하며, 향후 연구 방향에 대한 중요한 시사점을 제공합니다. 특히, RIS의 악용 가능성에 대한 심층적인 이해와 더욱 강력한 보안 메커니즘 개발이 시급한 과제로 떠오르고 있습니다. 앞으로 이러한 위협에 대비하여 안전하고 신뢰할 수 있는 6G 차량 네트워크를 구축하기 위한 노력이 더욱 중요해질 것으로 예상됩니다.