분포형 모형과 클라우드 서비스를 이용한 낙동강 실시간 유출해석시스템 개발 및 성능평가

김길호,최윤석,원영진,김경탁,KIM, Gil-Ho,CHOI, Yun-Seok,WON, Young-Jin,KIM, Kyung-Tak 한국지리정보학회 2017 한국지리정보학회지 Vol.20 No.3

The objective of this study was to develop a runoff analysis system of the Nakdong River watershed using the GRM (Grid-based Rainfall-runoff Model), a physically-based distributed rainfall-runoff model, and to assess the system run time performance according to Microsoft Azure VM (Virtual Machine) settings. Nakdong River watershed was divided into 20 sub-watersheds, and GRM model was constructed for each subwatershed. Runoff analysis of each watershed was calculated in separated CPU process that maintained the upstream and downstream topology. MoLIT (Ministry of Land, Infrastructure and Transport) real-time radar rainfall and dam discharge data were applied to the analysis. Runoff analysis system was run in Azure environment, and simulation results were displayed through web page. Based on this study, the Nakdong River real-time runoff analysis system, which consisted of a real-time data server, calculation node (Azure), and user PC, could be developed. The system performance was more dependent on the CPU than RAM. Disk I/O and calculation bottlenecks could be resolved by distributing disk I/O and calculation processes, respectively, and simulation runtime could thereby be decreased. The study results could be referenced to construct a large watershed runoff analysis system using a distributed model with high resolution spatial and hydrological data. 본 연구의 목적은 물리적 분포형 강우-유출 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model)과 마이크로소프트 Azure(Microsoft cloud computing service)를 이용하여 낙동강 유역의 유출해석시스템을 개발하고, Azure의 가상머신(VM, Virtual Machine) 설정에 따른 시스템 실행시간을 평가하는 것이다. 이를 위해서 낙동강 유역을 20개의 소유역으로 구분하고, 각 소유역에 대해서 GRM 모형을 구축하였다. 각 유역의 유출해석은 상하류 위상관계를 유지하면서 독립된 프로세스로 실행된다. 실시간 유출해석을 위해 국토교통부의 실시간 강우레이더 자료와 댐방류량 자료를 이용한다. 유출해석시스템은 Azure에서 실행되며, 유출해석 결과는 웹을 통해서 가시화 된다. 연구결과 실시간 수문자료 수신서버와 유출해석 계산서버(Azure) 및 사용자 PC가 연계된 낙동강 실시간 유출해석시스템을 개발할 수 있었다. 유출해석을 위한 전산장비는 하드디스크와 메모리 보다는 CPU의 성능에 크게 의존하는 것으로 평가되었다. 유출해석시의 디스크 입출력(I/O)과 계산 프로세스를 분산함으로써 입출력과 계산 병목을 각각 감소시킬 수 있었고, 실행시간을 단축시킬 수 있었다. 본 연구의 결과는 고해상도의 공간 및 수문 자료를 활용하는 분포형 모형을 이용한 대유역 유출해석시스템을 구축하기 위한 기술로 활용될 수 있을 것이다.

고속 스트림 암호 Canon

김길호,Kim, Gil-Ho 한국산업정보학회 2012 한국산업정보학회논문지 Vol.17 No.7

기밀성(Confidentiality)과 무결성(Integrity)을 보장 할 수 있는 무선 센서 네트워크 구축에 필요한 스트림 암호 Canon을 제안한다. Canon은 128비트 비밀 키와 128비트 IV(Initial Vector)로 128비트 스트림 키를 생성하고, 생성된 키와 128비트 평문을 함께 표백(Whitening)처리를 통해 128비트 암호문을 만든다. 쉬운 하드웨어 구현과 빠른 소프트웨어 실행을 위해 Canon 알고리즘은 간단한 논리연산만으로 구성되어 있다. 특히 비선형(Non-Linear) 연산을 위한 S-박스를 사용하지 않기 때문에 하드웨어 구성이 매우 간결하다. 제안한 스트림 암호 Canon은 AES, Salsa20 보다 수행 속도 테스트결과 빠른 결과를 보여주고 있으며, Trivium보다 gate수가 작다. 그래서 Canon은 휴대폰과 같은 무선 인터넷 환경과 DRM(Digital Right Management)과 같은 실시간처리가 필요한 분야와 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network), RFID 등과 같은 물리적 환경이 매우 제한적인 응용에 사용할 목적으로 소프트웨어 및 하드웨어 구현이 쉬운 128 비트 스트림 암호이다. Propose stream cipher Canon that need in Wireless sensor network construction that can secure confidentiality and integrity. Create Canon 128 bits streams key by 128 bits secret key and 128 bits IV, and makes 128 bits cipher text through whitening processing with produced streams key and 128 bits plaintext together. Canon for easy hardware implementation and software running fast algorithm consists only of simple logic operations. In particular, because it does not use S-boxes for non-linear operations, hardware implementation is very easy. Proposed stream cipher Canon shows fast speed test results performed better than AES, Salsa20, and gate number is small than Trivium. Canon purpose of the physical environment is very limited applications, mobile phones, wireless Internet environment, DRM (Digital Right Management), wireless sensor networks, RFID, and use software and hardware implementation easy 128 bits stream ciphers.

공공시설물 잠재홍수피해지수 체계 개발 및 평가

김길호,백승협,정영훈,김경탁,Kim, Gilho,Baeck, Seung Hyub,Jung, Younghun,Kim, Kyungtak 한국농공학회 2016 한국농공학회논문집 Vol.58 No.4

Since public facilities have high property values and are directly exposed to the flood hazard, they account for the highest share of disaster damages compared to other assets such as housing, industry, vehicle and agriculture in case of floods. Therefore, this study was conducted to develop and suggest the potential flood damage index for public facilities to evaluate potential flood damage of specific local government directly or indirectly as a tool for decision-making related to flood prevention, maintenance, management, and budget allocation. The flood damage assessment system proposed in this study was evaluated in 231 local governments nationwide. Evaluation results showed that higher values were obtained in Seoul metropolitan government, Gyeonggi-do (province), coastal areas in Gyeongsangnam-do (province), and Jeju island.

하천제방의 정책적 효용 평가를 위한 비용·효과 분석

김길호,최천규,이충성,이진희 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.3

The study performs the economic analysis to evaluate the efficiency of buyout land project comparing to the conventional levee project. The cost of buying the potential flood prone area which is identified according to the designated design flood and is compared to the cost of the corresponding levee project. The main stream of Nakdong river between Hwang river and Nam river confluence was chosen as a case study area because those area are prone to the 200 year flood and the land is mostly inexpensive crop field. As a conclusion we proposed that the buyout land project is more efficient than the levee project in an economic viewpoint. Although the study analyzed under certain circumstances and focused on the economic efficiency, it is necessary our object of decision making has to be shifted to the flood prone area not on the river itself. 본 연구는 과거 선 개념의 대표적 치수사업인 하천 제방사업의 정책적 효용 평가를 위하여 계획빈도 홍수 발생시 잠재적 피해예상지역에 대한 주민이주사업을 비교대안으로서 비교·평가하였다. 이를 위해서 낙동강 본류 가운데 200년 빈도 홍수시 비교적 취약한 구간이고, 주변이 농업지역으로 주민이주사업의 현실성이 있다고 판단되는 황강 합류후부터 남강 합류전 구간을 본연구의 사례지역으로 선정하였다. 제방신축사업과 보축사업에 대한 각각의 주민이주사업의 비용 대비 효과를 사례지역에 한정적으로 분석한 결과, 경제성 측면에서 주민이주사업이 전반적으로 제방사업보다 유리한 것으로 나타났다. 이는 지역적 특수성을전제한 결론이나, 향후 치수관리를 위한 정책수립의 대상이 ‘하천’ 보다는 ‘지역’에 맞추어 져야 한다는 것을 시사한다.

홍수손실 평가를 위한 HAZUS-MH 소프트웨어 소개

김길호,김경탁,Kim, Gil-Ho,Kim, Gyeong-Tak 한국방재학회 2015 한국방재학회지 Vol.15 No.1

스트림 암호 Salsa20/8의 재설계

김길호,김성기,조경연,Kim, Gil-Ho,Kim, Sung-Gi,Cho, Gyeong-Yeon 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.8

스트림 암호의 동일한 키 재사용 금지와 무결성 보장이 안 되는 단점을 개선한 256비트 출력의 스트림 암호를 개발 했다. 개발한 스트림 암호는 Salsa20의 라운드 함수를 사용하여 8라운드 적용하고 5단계 파이프라인 구조의 하드웨어로 구현 했으며, WSN, DMB 등과 같은 응용에 적용하기 위해 실시간 처리와 빠른 성능을 보이며, 안전성도 만족하고 있다. Was develop 256bit output stream cipher of improving for same key reuse prohibition and integrity. The developed stream cipher used Salsa20 round function was implemented to hardware of applying a 5-stage pipeline architecture, such as WSN and DMB for real-time processing can satisfy the speed and security requirements.

실시간 처리 응용에 적합한 고속 스트림 암호 AA128 구현

김길호,조경연,이경현,신상욱,Kim, Gil-Ho,Cho, Gyeong-Yeon,Rhee, Kyung Hyune,Shin, Sang Uk 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.10

최근 휴대폰과 같은 무선 인터넷 환경과 자원의 제약을 크게 받는 무선 센서 네트워크(wireless sensor network) 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 신뢰성과 안전성이 보장된 센서 네트워크 구축을 위해 전반적으로 보안에 관한 연구가 반드시 필요하다. 센서 네트워크 보안을 위한 한 가지 방안으로 암호학적으로 안전한 알고리즘 개발이 필요하며, 따라서 본 논문에서는 휴대폰과 같은 무선 인터넷 환경, 무선 센서 네트워크, DRM(Digital Right Management) 등과 같은 실시간처리가 필요한 분야에 사용할 목적으로 소프트웨어 및 하드웨어 구현이 쉬운 128비트 스트림 암호 AA128을 제안한다. AA128은 278비트 Arithmetic Shift Register(ASR)과 비선형 변환의 두 부분으로 구성된 스트림 암호이며, 비선형 변환은 혼잡함수(Confusion Function), 비선형변환(SF0 ~ SF3)과 표백(Whitening)을 사용하여 구성된다. 제안한 AA128은 AES와 Salsa20보다 수행 속도가 빠르고, 안전성 또한 현대 암호 알고리즘에서 요구하는 조건을 만족하고 있다. 하드웨어 시뮬레이션 결과를 통해 제안한 알고리즘이 실시간 처리가 필요한 어플리케이션의 속도 요구사항을 만족시키는 성능을 가지고 있음을 보였다. Recently, wireless Internet environment with mobile phones and wireless sensor networks with severe resource restrictions have been actively studied. Moreover, an overall security issues are essential to build a reliable and secure sensor network. One of secure solution is to develop a fast cryptographic algorithm for data encryption. Therefore, we propose a 128-bit stream cipher, AA128 which has efficient implementation of software and hardware and is suitable for real-time applications such as wireless Internet environment with mobile phones, wireless sensor networks and Digital Right Management (DRM). AA128 is stream cipher which consists of 278-bit ASR and non-linear transformation. Non-linear transformation consists of Confusion Function, Nonlinear transformation(SF0 ~ SF3) and Whitening. We show that the proposed stream cipher AA128 is faster than AES and Salsa20, and it satisfies the appropriate security requirements. Our hardware simulation result indicates that the proposed cipher algorithm can satisfy the speed requirements of real-time processing applications.

발명의 지름길

김길호 한국발명진흥회 1991 發明特許 Vol.16 No.12

Dexamethasone을 이용한 누에(Bombyx mori)에 대한 동충하초균 (Paecilomyces japonicus)의 접종율 제고에 관한 연구

김길호,박영진,김용균,이영인 한국응용곤충학회 2001 한국응용곤충학회지 Vol.40 No.1

동충하초로 불리우는 곤충병원진균(Paecilomycesjaponicus)이 의약적으로 상품화되어 사용되고 있으며,누에(Bombyxmori)가 이 진균의 최적 기주로 선발되어 자실테 생산에 이용되고 있다. 현재 이 균주의 처리는 갓 탈피한 누에 5령 유충에 접종하고 고온(30\"C),다습(약 90%상대 습도)및 24시간 절식 조건에서 스트레스에 의한 면역 저하를 유도하여 균주 접종율을 높히는 방식을 취하고 있다. 본 연구는 면역반응 중개에 중요한 eicosanoid반응을 억제시키는 dexamethas-one(DEX)을 이용하여 물리적 스트레스 환경의 조성 없이도 누에에 면역 저하를 유도시키려는 목적으로 수행되었다. 누에 $\lrcorner$령 유충에 주입된 DEX(1007g)는 병원진균의 혈구치사 능력을 뚜렷 이 증가시켰다. 또 DEX(1007g)는 작은혹형성이나 피막형성에서 나타나는 혈구응집 반응이나, phenoloxidase활성으로 측정된 누에의 세포성 면역 반응을 뚜렷이 저하시켰다 효과적 병원진균 의 충체 처리를 위해 곤충체의 부착 능력을 제고시켜 접종율을 높히는 것으로 본 연구에서 판명된 Triton-X(0.05%)를 모든 충체 처리 용액에 이용되었다. DEX(100$\mu\textrm{g}$)단독처리가 기존의 물리 적 스트레스 환경 처리를 통한 방법과 유사한 수준으로 병원진균의 접종율을 나타냈다. 본 연구는 DEX가 동충하초 접종율을 제고시킬 수 있음을 시사했고, 누에는 이러한 진균 병원체에 대해 서 eicosanoid를 이용하여 세포성 면역을 발현하는 것으로 제시하고 있다.고 있다. Entomopathogenic fungus, Paecilomyces japonicus, has been commercially used as medicinal purpose . The silkworm, Bombyx mori, as an optimal host for the fungi, has been selected and used for the production of the fungal fruit bodies. In current method, newly molted fifth instal larvae should be exposed to the adverse stress environment of high temperature (3$0^{\circ}C$), high relative humidity ( 90%), and starvation for 24h for better fungal inoculation to the host insects. In this study, an alternative method using chemical agent, dexamethasone (DEX: an eicosanoid biosynthesis inhibitor), was tried to get the immunodepressive effect on the larvae to elevate the inoculation rate of the fungi to the silkworm without any harsh rearing environment. DEX (100$\mu\textrm{g}$) showed significantly synergistic effect on the hemocyte lethality of the fungus, and was effective to decrease cellular immune responses measured by the number of hemocyte microaggregation and phenoloxidase activity of the fifth instar larvae in response to the fungal injection. A detergent of 0.05% Triton-X was effective to increase the in- oculation rate of the fungi to the larvae and used in all fungal spraying solutions. Without any environ- mental stress treatment, only DEX (100$\mu\textrm{g}$) injection to the fifth instar larvae followed by the fungal spray was effective to get the inoculation rate equivalent to the current fungal spray method requiring harsh rearing environment. These results suggest that the inoculation of P. japonicus can be elevated by the help of DEX and that the silkworms use eicosanoids to elicit cellular immune response against fungal pathogen.

국외 홍수피해액 평가 모델 현황 및 비교

김길호,김경탁,최천규,Kim, Gil-Ho,Kim, Gyeong-Tak,Choe, Cheon-Gyu 한국수자원학회 2017 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.50 No.8