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초록·키워드
자동차에서 널리 쓰이는 Controller area network(CAN) 데이터의 압축을 통해 CAN 프레임 내의 데이터필드에 공간을 확보하고 확보된 공간에 4 바이트의 message authentication code(MAC)을 삽입하여 전송함으로써 보안을 향상시키는 방안이 최근 제시되었다. 대부분의 CAN 압축은 이전 프레임과 현재 프레임의 차이를 구하여 압축에 이용하므로 압축효율은 좋으나 수신 프레임에 에러가 발생하거나 electronic control unit(ECU) 리셋, 프레임 에러, 해커에 의한 재전송(replay) 공격 등이 발생 할 경우 에러의 영향이 이후의 모든 프레임에 전파되는 단점이 존재한다. 이를 피하기위해 프레임 간의 차이를 구하지 않고 단일 프레임 내에서 압축을 하는 단일 프레임(single frame)기반 압축방법이 최근 제안되었다. 단일 프레임 기반 압축알고리즘에서는 시스템설계단계에서 정의된 매핑규칙에 따라 데이터필드 내의 각 비트에 대해 한 비트 단위로 위치 교환, 반전/비반전을 수행하여야 하므로 하나의 64 비트 데이터필드 처리에 최대 약 300 클럭사이클이 필요하다. 본 논문에서는 단일 프레임 기반 압축알고리즘을 CAN 보안에 적용할 경우 압축된 메시지의 길이가 4 바이트 이내가 되면 4 바이트 MAC을 전송하기에 충분한 공간이 확보된다는 점에 착안하여 단일 프레임 기반 압축알고리즘의 고속화 방안을 제안한다. 구체적으로, 4 바이트의 공간확보를 유지하면서 재배치되는 데이터를 한 비트 단위가 아닌 멀티 비트 단위로 확장되도록 매핑테이블의 규칙을 수정함으로써 압축 및 복원에 필요한 클럭 수를 감소시킨다. 제안한 방법을 기아쏘렌토차량의 CAN 데이터에 적용할 경우 압축소요시간이 최대 48.8%, 최소 16.2%, 평균 38.2% 단축됨을 보인다. LS엠트론 트랙터에 적용할 경우 압축소요시간이 최대 49.4%, 최소 19.9%, 평균 38.71% 단축되어서 제안한 방법은 차량뿐 아니라 산업용기계의 CAN 압축시간 단축에도 유용하게 쓰일 수 있음을 보인다.
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