사물인터넷을 활용한 디지털 도어락 DDiT 비교논문 발표자료 1차
- 1. 사물인터넷을 이용한 디지털 도어락 DDiT의 설계 및 구현 서대규 / 고한신 / 노용덕 (전자공학회회집 15년도. 03. 발표) 발표자 신우진
- 2. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 1-1. DDiT 배경(1) ▶ 스마트 디바이스들은 다양한 센서를 장착하고 있음. ▶ 장치의 원목적이 아닌 다른 목적을 위한 수단으로 사용되기도 ex) 자이로 센서 + 가속도 센서 얼마나 뛰고 걸었는지, 소모된 칼로리양은 얼마인지 알려준다 ex2) 조도 센서를 이용 -> 주변 밝기에 따라 액정 밝기를 자동으로 조절 ▶ 센서들을 활용한 스마트 도어락을 만드는 것을 목표로 함
- 3. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 1-1. DDiT 배경(2) ▶ 무선통신을 하는 통신방법은 여러가지 - NFC, Wi-Fi, Bluetooth, Zig-bee, … ▶ 주요 무선통신인 NFC, Wi-Fi, B.T 중 B.T가 스마트도어락 개발에 적합하다고 판단 (NFC: 5cm이내 근접, Wi-Fi: 짧은 배터리 수명)
- 4. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 1-2. DDiT 특징 ▶ 기존에 사용하는 디지털 도어락을 그대로 사용할 수 있다. ▶ 열쇠는 스마트폰 어플리케이션을 이용하여 개폐 ▶ 스마트폰에 부착된 센서를 사용가능하다. ▶ 높은 보안을 요구하는 장소에서 사용하기 적합한 도어록
- 5. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 1-3. DDiT 관련기술 ▶ August, Lockitron사의 스마트 도어락 - August: B.T만을 사용 - Lockitron: Wi-Fi를 통해 사용자에게 정보를 전달 ▶ 두 제품 모두 주기적으로 연결할 스마트폰을 검색, 연결에 성공했을 때 등록된 장치인지 확인 후 개폐 ▶ 스마트폰이 블루투스 연결에 주체가 되어 작동하는 디지털 도어락을 제안한다.
- 6. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 1-4. DDiT 시스템 구성(1) 도어락 --------------------- 아두이노 UNO R3 Bluetooth 4.0(BLE) APP --------------------- 스마트폰 (GPS, GATT, HTTP) 네이버맵 API, GCM, 블루투스 서버 --------------------- Linux MySQL Apache, PHP
- 7. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 1-4. DDiT 시스템 구성(2) 도어락 아두이노 스마트폰 GCM서버 웹서버 DB서버
- 8. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 1-5. DDiT 주요기능, 활용 로그인 키 페이지 멤버 페이 지 키 정보 새 키 설정 유저 목록, 지도, 방문 자 기록 키 비밀번 호 메시지, 로그아웃, 제작자, 멤 버 정보
- 9. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 1-6. DDiT 시스템 흐름 GCM Server Message Sender User App << 1. Request ID 2. Issue ID >> << 3. Transmit ID 4. Save Transmitted ID 5. Send Message >> 6. Send Message >> << 7. Acknowledged
- 10. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 1-7. DDiT 논문의 결론 ▶ 사물인터넷(IoT)를 이용한 DDiT ▶ 기존 디지털 도어락에 부착해서 사용할 수 있는 형태 ▶ 가정집에 한정되지않고 출입에 보안을 필요로 하는 다 양한 분야에 효과적이고 편리하게 활용될 수 있음
- 11. 메신저기반 제어시스템
- 12. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 목차 • 서론 • 도어록 발전 방향 • 이시대의 스마트도어록의 요구사항 • 디지털화된 방식 • 핸즈프리 • 실시간 경고(강화된 보안) • 원격 개폐 • 관련 시스템 분석 • 요구사항 만족 새로운 시스템 제안
- 13. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 목차 • 관련연구 • 관련시스템 1 • 개요 • 기준에 비교 장점, 단점 • 관련시스템 2 • 관련시스템 3 • 정리 • 시스템 설계 • 구현 및 성능 평가 • 결론
- 14. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 2-1. 메신저기반 제어시스템 소 개 ▶ 앞서 본 DDiT의 단점 - 도어락기능에 한정 되어있음 - 각 플랫폼 별로 개발이 필요 - GCM, 어플리케이션, API서버 구현 필요 ▶ 비용적 측면과 범용성을 위한 새로운 아이디어 ▶ 메신저의 Bot API를 사용한 범용적 제어시스템 - 라인 메신저를 선택, 이를 활용한 제어시스템 개발을 추구
- 15. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 2-2. 기존 시스템과의 비교 도어락 시스템에 종속적이고 내부적으로 기능을 구현함 스마트폰이 시스템의 주체가 되어 서버와 도어락등 상호작용
- 16. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 2-3. 개발모델의 차이점
- 17. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 2-4. 스마트폰主 vs 메신저主 특징 메신저기반 스마트폰 주체 전력소모 (시스템 자체) 높음 낮음 비용 매우낮음 높음 속도 빠름 보통 편리성 원격통신, 메신저 상시 BT 켜야함 시스템 확장성 업데이트시 단말의존적 어플 업데이트 사용 보안성 OTP생산 키전달가능 멀티플랫폼 이미 존재 OS의존적
- 18. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 2-4. 전력소모 비교(1) 메신저기반 - 메신저를 통해 명령 -> 메신저는 명령처리 콜백서버에 메시 지를 전달 - 이 과정을 담당하는게 현재 프로토타입 구현체 - 타 임베디드 시스템 대비 높은전력소비 예상 특징 메신저기반 스마트폰 주체 전력소모 높음 낮음 비용 매우낮음 높음 속도 빠름 보통 편리성 원격통신, 메신저 상시 BT 시스템 확장성 업데이트 단말의존적 어플 업데이트 사용 보안성 OTP생산 키전달가능 멀티 플랫폼 이미 존재 OS의존적 스마트폰기반 - 시스템은 오로지 BT(BLE)를 통한 명령만을 입력받음 - 802.14에서 BLE보다 high efficient를 추구하는 기술이 있 어 사실상 애매할 수도 있다는 견해
- 19. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 2-4. 전력소모 비교(1) 특징 메신저기반 스마트폰 주체 전력소모 높음 낮음 비용 매우낮음 높음 속도 빠름 보통 편리성 원격통신, 메신저 상시 BT 시스템 확장성 업데이트 단말의존적 어플 업데이트 사용 보안성 OTP생산 키전달가능 멀티 플랫폼 이미 존재 OS의존적 메신저기반 - 메신저를 통해 명령 -> 메신저는 명령처리 콜백서버에 메시 지를 전달 - 이 과정을 담당하는게 현재 프로토타입 구현체 - 타 임베디드 시스템 대비 높은전력소비 예상 스마트폰기반 - 시스템은 오로지 BT(BLE)를 통한 명령만을 입력받음 - 802.14에서 BLE보다 high efficient를 추구하는 기술이 있 어 사실상 애매할 수도 있다는 견해
- 20. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 2-4. 개발비용 비교(2) 특징 메신저기반 스마트폰 주체 전력소모 높음 낮음 비용 매우낮음 높음 속도 빠름 보통 편리성 원격통신, 메신저 상시 BT 시스템 확장성 업데이트 단말의존적 어플 업데이트 사용 보안성 OTP생산 키전달가능 멀티 플랫폼 이미 존재 OS의존적 메신저기반 - 구현체(현 프로토타입)에 대한 비용이 major - 추가비용은 없는것과 같음 스마트폰기반 - 어플리케이션 구축비용 - 서버 구축 및 임대(호스팅) 비용 - GCM 이용 비용 ( development 수준의 푸쉬는 ok, 사용화로는 추가 비용 유 발 ) - 사용하는 모바일 OS별 추가 개발비용
- 21. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 2-4. 응답속도 비교(3) 특징 메신저기반 스마트폰 주체 전력소모 높음 낮음 비용 매우낮음 높음 속도 빠름 보통 편리성 원격통신, 메신저 상시 BT 시스템 확장성 업데이트 단말의존적 어플 업데이트 사용 보안성 OTP생산 키전달가능 멀티 플랫폼 이미 존재 OS의존적 메신저기반 - 주요 API서버는 네이버, 텔레그램, 카카오 처럼 대형 기업의 인프라서버 상위계층의 속도는 맥시멈, 나머지는 구현체에서 결정 - 망에 물려있음. 즉, 명령을 전달받을 포트가 리스닝 되어있는 상태 스마트폰기반 - 문 개폐자체 통신속도는 빠를 수 있음 - BLE 연결지연 예상 - 추가적인 외부서버이용으로 통신간 hop이 증가
- 22. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 2-4. 편리성 비교 (4) 특징 메신저기반 스마트폰 주체 전력소모 높음 낮음 비용 매우낮음 높음 속도 빠름 보통 편리성 원격통신, 메신저 상시 BT 시스템 확장성 업데이트 단말의존적 어플 업데이트 사용 보안성 OTP생산 키전달가능 멀티 플랫폼 이미 존재 OS의존적 메신저기반 - 시스템이 망에 물려있으므로… 도어락에 대한 설정을 원격에서 설정 가능 이력이나 비허가자의 대한 사진같은 이력을 원격에서 확인 가 능 - 주로 사용하던 메시저 이기 때문에 편리한 UI 많은 사용자로부터 발전하는 UX 스마트폰기반 - 핸즈프리에 가까움. 문을 직접 열 필요가 없다. - 시스템과 어플리케이션은 BT를 상시 On해야 함 - 시스템 사용자는 어플리케이션을 사용해야 함
- 23. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 2-4. 시스템 확장성 비교 (5) 특징 메신저기반 스마트폰 주체 전력소모 높음 낮음 비용 매우낮음 높음 속도 빠름 보통 편리성 원격통신, 메신저 상시 BT 시스템 확장성 업데이트 단말의존적 어플 업데이트 사용 보안성 OTP생산 키전달가능 멀티 플랫폼 이미 존재 OS의존적 메신저기반 - 시스템 기능 변경 시 펌웨어 업데이트가 불가피 - 네트워크 망에 물려있으므로 편리한 업데이트는 가능하나 펌웨어 바이너리에 대한 안정성을 보장해야하는 오버헤드 발 생 스마트폰기반 - 기능 추가나 보안이슈 해결 시 어플리케이션만 업데이트 - 반대로 시스템 자체에 큰 문제가 생겼을 시 여타 임베디드보 다 업데이트가 훨씬 불편
- 24. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 2-4. 사용 보안성 비교 (6) 특징 메신저기반 스마트폰 주체 전력소모 높음 낮음 비용 매우낮음 높음 속도 빠름 보통 편리성 원격통신, 메신저 상시 BT 시스템 확장성 업데이트 단말의존적 어플 업데이트 사용 보안성 OTP생산 키전달가능 멀티 플랫폼 이미 존재 OS의존적 메신저기반 - 외부 방문객에 대해 OTP를 발급 - Time Expired 비밀번호는 이미 존재하지 않는 비밀번호 - 원격에서 개폐기능이 있으나 이 역시 보안 취약점에 주의 스마트폰기반 - 외부 방문객에 대해 Chain Key 형식의 키를 전달 Key는 어플리케이션 스토리지(스마트폰 내)에 저장 - 외부 방문객 역시 어플리케이션 사용 필요 - OS별 개발 필요 - -> 나비효과
- 25. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 2-7. 크로스플랫폼 개발 (7) 특징 메신저기반 스마트폰 주체 전력소모 높음 낮음 비용 매우낮음 높음 속도 빠름 보통 편리성 원격통신, 메신저 상시 BT 시스템 확장성 업데이트 단말의존적 어플 업데이트 사용 보안성 OTP생산 키전달가능 멀티 플랫폼 이미 존재 OS의존적 메신저기반 - 비주류 모바일 OS에도 대형 메신저는 어플리케이션이 존재 - 메신저가 마치 VM역할 - 개발환경에 영향을 미치지 않는다 스마트폰기반 - 지금껏 나왔던 이슈와 같이 iOS같은 폐쇄적인 경우 스마트폰이 주체가되면 사용불가한 기능이 존재 - 각 OS별로 전부 개발해야 함. 이는 각 OS별 포팅이 가능한 추가 인력을 요구
- 26. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System 2-8. 결론 ▶ 낮은 비용으로 다양한 시스템 환경에 접목하여 사용할 수 있는 제어시스템을 추구 ▶ 대형 기업의 서버로 신뢰적 통신과 보장된 통신속도 ▶ 사전에 구축된 서버와 어플리케이션으로 개발에 더 적 은 인력, 시간 소모
- 27. Kongju National University Computer Science Engineering Messenger Based Management System QnA 감사합니다
Editor's Notes
- GATT는 BLE장치에 내장되어 있는 장치가 어떠한 데이터를 전달해 줄 것인가, 데이터는 어떠한 형식인가를 정의해 주는 프로파일 역할을 하게된다. Generic Attribute(우리가 아는 그 속성임)
- GCM은 서버에서 안드로이드 단말기의 앱에 데이터를 전송하는 서비스로 푸시 서비스로의 활용이 가능하다. 해당 서비스를 토대로 사용자 애플리케이션인 도어락 앱이 실행되고 있다가 BLE스캔 과정을 통해 디지털 도어락과 연결되어 비밀번호를 전송하게 되면 도어락이 열림과 동시에 스마트폰 애플리케이션은 추가로 웹서버와의 통신을 통해 연결된 도어락 MAC의 관리자를 찾게 되고 해당 관리자는 로그인 된 단말기로 푸시서비스를 통해 도어락이 열렸음을 알 수 있게 된다.
- - 시스템 확장성 도어락이라는 제품은 실사용시 잦은 롬업은 필요없다. 사용 보안성 암호화수준은 제외했습니다. 이건 구현내에서 차이가 나는 것이기 때문에 상세설계에 가까움 스마트폰 주체는 키전달시 어플사용이 불가피하다.