국가 디지털 재난 대응 사이버공방훈련체계 설계 및 검증 연구 = A Study on the Design and Validation of a National Digital Disaster Response Cyber Warfare Training System

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 국가 디지털 재난 대응 역량 강화를 목적으로, 실제 침해사례를 기반으로 한 실전형 사이버공방훈련체계의 설계 및 검증을 수행하였다. 최근 사이버 공격은 단일 시스템을 넘어 국가·공공·민간·에너지 기반시설 전반으로 확산되고 있으며, 이러한 공격은 서비스 중단, 사회적 혼란, 국가 안보 위협 등 디지털 재난으로 이어질 가능성이 점차 증가하고 있다. 그러나 기존 사이버 훈련체계는 정적 시나리오와 제한된 가상 환경을 중심으로 운영되어 실제 침해사고의 복합적·동적 특성을 충분히 반영하지 못하고, 훈련 성과에 대한 객관적 평가에도 한계를 지니고 있다.
이에 본 연구는 실제 국가·민간·에너지 공급 분야에서 발생한 침해사례를 분석하고, 이를 MITRE ATT&CK 프레임워크 기반 공격 모델로 재구성하여 훈련 시나리오를 설계하였다. 또한 가상화 기반 테스트베드를 구축하고, 자동화된 위협 모의와 다차원 평가 체계를 결합한 사이버공방훈련체계를 제안하였다. 제안된 평가 체계는 행동 기반 평가와 로그 기반 평가를 통합하여 탐지율, 대응시간, 로그 기반 탐지 정확도, ATT&CK 전술 커버리지 등의 정량 지표와 더불어 의사결정 과정과 조직적 대응 특성을 정성적으로 분석할 수 있도록 설계되었다.
훈련체계의 실효성을 검증하기 위해 국가 영역, 민간 영역, 에너지공급 영역으로 구분된 실험을 수행한 결과, 제안된 훈련체계는 기존 훈련체계 대비 공격 탐지 범위와 대응 효율성 측면에서 일관된 개선
효과를 보였다. 특히 은밀 통신 탐지, IT–OT 경계 영역 대응 등
고난이도 공격 시나리오에서도 공격 흐름을 효과적으로 재현하고 평가할수 있음을 확인하였다.
본 연구는 침해사례 기반 사이버공방훈련체계를 통해 사이버 훈련의 현실성과 평가의 객관성을 동시에 향상시킬 수 있음을 입증하였으며, 향후 국가 차원의 디지털 재난 대응 훈련 정책 및 합동훈련 체계 고도화를 위한 실증적·방법론적 근거를 제공한다.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 ⅶ
• Ⅰ. 서 론 01
• 1. 연구 배경 및 필요성 01
• 2. 연구 목적 04
• 3. 연구 범위 07
• 4. 연구 방법 09
• 5. 논문 구성 11
• Ⅱ. 이론 및 선행 연구 13
• 1. 사이버공방훈련체계 개요 13
• 2. 국내외 사이버 레인지 현황 15
• 3. 분야별 침해사례 18
• 1) 국가 침해사례 18
• 2) 민간 침해사례 22
• 3) 에너지 공급망 침해사례 28
• 4) 사례 비교 분석 33
• 4. 선행 연구 고찰 35
• Ⅲ. 실험환경 구축 36
• 1. MITRE ATT&CK 기반 분석 36
• 2. 사이버공방훈련체계 프레임워크 구축 38
• 3. 평가 지표 39
• 4. 가상환경 구성 42
• 1) 국가 가상 환경 구성 42
• 2) 민간 가상 환경 구성 45
• 3) 에너지 공급망 가상 환경 구성 48
• 5. 실험 환경 구성 57
• 1) 국가 실험 환경 구성 57
• 2) 민간 실험 환경 구성 61
• 3) 에너지 공급망 실험 환경 구성 65
• 6. 사이버공방훈련체계 전체 아키텍처 69
• IV. 실험 및 결과 71
• 1. 실험 71
• 2. 실험 결과 73
• 1) 국가 실험 결과 73
• 2) 민간 실험 결과 76
• 3) 에너지 공급망 실험 결과 78
• 3. 평가 및 분석 81
• 1) 정량적 평가 지표 분석 81
• 2) 정성적 평가 및 로그 기반 행동 분석 83
• 4. 기존 훈련체계 비교 분석 86
• V. 결론 ··················································································· 88
• 1. 연구 결과 요약 ··············································································· 88
• 2. 연구 기여도 ····················································································· 90
• 3. 향후 연구 방향 ··············································································· 92
• 참고문헌 94
• Abstract 102