자율 시스템의 통합, 안전, 보안 과제 극복하기

우리가 여행하고 물품을 배송하는 방식의 변화는 이미 진행 중입니다. 무인 항공기(UAV)와 드론은 흔해졌습니다. 2017년에만 수백만 대의 드론이 출하되었으며, 미국에는 현재 77만 대 이상의 등록 항공기가 있습니다. 0.55파운드 이상의 드론은 등록이 의무화되어 있습니다. 군사적 용도 외에도 UAV는 물류, 감시, 심지어 소비자 애플리케이션을 재편하고 있습니다.

자율주행차가 다가오고 있지만, 미래는 더 나아갑니다. 항공우주 기업 Vahana는 1인승 수직 이착륙 항공기의 첫 비행을 달성하여 플라잉 카가 더 이상 공상과학이 아님을 증명했습니다. 운전면허가 구식이 되고 교통이 개인 소유가 아닌 구독 서비스로 접근되는 사회를 상상해 보세요.

새로운 기술은 새로운 과제를 가져옵니다. 자율 시스템을 안전하고 안전하게 만들려면 UAV, 자율주행차, 소형 취미 드론 간에 다른 다양한 요구사항을 해결해야 합니다. 사막 전쟁 지역의 군용 UAV는 민간 항공기가 직면하지 않는 제약에 직면합니다.

센서와 데이터가 중요한 이유

• 추가 센서(LiDAR, 카메라, 차선 감지 카메라)마다 방대한 양의 데이터를 생성합니다. 예를 들어 단일 LiDAR 장치는 초당 기가바이트의 원시 정보를 생성할 수 있습니다. 이 데이터는 적절한 처리 노드에 즉시 도달하여 적시 결정을 가능하게 해야 합니다.
• 미래 운영은 외부 또는 시스템 간 링크에 의존할 것입니다. V2V(차량 간 통신)는 안전과 교통 최적화에 필수적입니다.
• 고성능 온보드 컴퓨터는 차량이 센서 입력을 로컬에서 분석할 수 있게 합니다. 자율주행차는 클라우드 지연을 기다리지 않고 실시간으로 장애물에 대해 결정해야 하므로 인공지능이 자율 시스템의 핵심 구성 요소가 되고 있습니다.

연결성이 백본입니다

모든 자율 플랫폼은 구성 요소 간의 견고한 통신에 의존합니다. 핵심은 올바른 데이터를 올바른 장소에 올바른 시간에 전달하는 것입니다. RTI Connext®는 OMG 표준인 데이터 분배 서비스(DDS) 기반의 실시간 연결 프레임워크로, 발행-구독 모델을 통해 확장 가능하고 신뢰할 수 있는 고성능 데이터 교환을 제공합니다.

DDS는 주소 지정, 마샬링, 언마샬링을 추상화하여 발행자와 구독자가 이기종 플랫폼에서 작동할 수 있게 합니다. 또한 기본 모델을 넘어선 고급 확장을 지원합니다. 데이터를 구성 요소 간의 인터페이스로 취급함으로써 DDS는 자율 시스템 아키텍처와 완벽하게 일치하는 방식으로 애플리케이션을 분리합니다.

일반적인 자율 아키텍처에서 모든 구성 요소는 가상 데이터 버스에 연결됩니다. 새 요소를 동적으로 추가할 수 있으며, 버스는 로컬 및 클라우드 계층으로 분할될 수 있습니다.

계층형 데이터 버스는 일반적입니다. 다음 다이어그램은 RTI Connext가 관리하는 다중 레벨 버스를 보여줍니다.

인증을 통한 안전성

소프트웨어가 자율 시스템 행동의 대부분을 주도하지만, 완벽한 코드는 비현실적입니다. 엄격한 테스트가 필요합니다. 항공 분야에서 연방 항공국(FAA)은 소프트웨어 신뢰성 인증에 DO-178을 사용합니다. DO-178 충족에는 코드 라인당 약 $100의 비용이 들고 광범위한 문서화가 필요합니다.

RTI의 안전 인증 가능 DDS 데이터버스와 같은 사전 인증 구성요소를 사용하면 비용과 시장 출시 시간을 모두 줄일 수 있습니다. RTI는 DDS 기반의 안전 크리티컬 데이터버스를 최초로 출시한 공급업체로, 준수 자율 솔루션의 기반을 제공합니다.

개방된 세계에서의 보안

전통적인 차량은 제한된 외부 연결성을 가졌기 때문에 해킹하기 어려웠습니다. 그러나 자율 시스템은 지속적인 데이터 교환에 의존하여 새로운 공격 벡터를 엽니다. 손상된 링크는 악의적 행위자가 제동 또는 조향 명령을 조작하도록 허용할 수 있습니다.

표준 TLS는 채널을 보호하지만, 공격자가 해당 채널에 접근하면 전송된 모든 데이터를 얻게 됩니다. 더 세분화된 접근이 필요합니다. DDS 보안 표준은 분산 접근 제어를 제공합니다: 각 참가자에게 필요한 권한만 부여하여 단일 장애 지점을 방지합니다. 버스상의 데이터는 암호학적으로 인증될 수 있으며, 정책 검사를 통과하지 못한 메시지는 폐기됩니다.

RTI Connext DDS Secure는 인증, 접근 제어, 암호화, 로깅을 위한 내장 플러그인과 함께 OMG DDS 보안 사양을 구현합니다. 보안은 애플리케이션 코드 외부에서 구성되어 보호를 위해 로직을 재작성할 필요가 없습니다.

오늘 내일의 자율 시스템 구축

이동성의 풍경은 빠르게 진화하고 있습니다. RTI Connext가 제공하는 도구와 표준으로 개발자는 미래의 자율 시스템을 자신 있게 구축할 수 있습니다. 안전하고, 안전하며, 완전히 통합된 시스템입니다.

이 블로그 게시물은 AUVSI Xponential에서 발표한 '자율 시스템 소프트웨어의 통합, 안전 및 보안 과제 해결' 프레젠테이션을 반영합니다.

자세히 알아보기:

• 자율주행차 생산
• DDS란 무엇인가?
• Connext DDS Pro
• Connext DDS Micro
• Connext DDS Cert