SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 시스템은 산업 및 인프라 시스템의 효율적인 관리와 운영에 매우 중요한 역할을 하게 되었습니다. 이러한 시스템 자체도 점점 더 복잡해지고 있습니다. 실시간으로 산업 공정을 모니터링하고 제어하는 SCADA 시스템은 제조부터 에너지, 물, 교통에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 그 가치를 입증해 왔습니다.
여러 중요한 운영을 제어하는 데 사용되기 때문에 사이버 위협으로부터 이를 보호해야 할 필요성도 높아졌습니다. 사이버 보안과 관련하여, 감독 제어 및 데이터 수집 시스템은 데이터 보호, 운영 연속성 및 안전과 상당한 관련이 있습니다.
SCADA(감시 제어 및 데이터 수집)란 무엇인가요?
SCADA는 감시 제어 및 데이터 수집(Supervisory Control and Data Acquisition)을 의미합니다. 이는 기본적으로 광범위한 지역에 분산된 산업 공정을 제어하고 모니터링하는 데 사용됩니다. 이러한 SCADA 소프트웨어는 해당 공정의 자동화를 위해 실시간 데이터를 수집하고 제어 및 모니터링 목적으로 사용자에게 하나의 중앙 인터페이스에 표시하는 기능을 제공합니다. 이는 지속적인 운영 효율성, 안전성 및 신뢰성 확보에 필수적입니다.
SCADA의 중요성
감시 제어 및 데이터 수집 시스템은 다양한 산업 분야의 운영 관리에서 중요한 역할을 수행하고 있습니다. 운영자가 성능을 모니터링하여 이상 징후를 감지하고 적시에 개입할 수 있도록 지원합니다. 실시간 데이터 가용성과 제어를 통해 운영 효율성을 높이고 가동 중지 시간을 최소화하며 안전 및 규제 기준을 충족하는 데 기여합니다.
누가 SCADA를 사용하나요?
SCADA 소프트웨어는 다양한 산업 분야와 조직에서 다음과 같은 다양한 용도로 널리 사용됩니다:
- 제조업: 생산 라인 제어 및 기계 상태 모니터링에 활용됩니다.
- 에너지: 발전, 송전 및 배전 과정에 기여합니다.
- 수처리: 상수도 공급, 하수도 및 폐수 관리에 적용됩니다.
- 교통: 철도 시스템, 신호등 제어 시스템, 대중교통 시스템 관리 시 활용됩니다.
- 석유 및 가스: 석유 및 가스전 개발 시 탐사, 시추, 정제 과정에 활용됩니다.
감시 제어 및 데이터 수집 시스템의 역사
감시 제어 및 데이터 수집 시스템(SCADA)의 개념은 1960년대에 탄생했습니다. 당시 막 시작되던 컴퓨터 기반 시스템이 산업 공정 자동화에 주력하며 시장을 장악하기 시작했을 때입니다. 초기 시스템 대부분은 데이터 수집 및 제어를 위해 중앙 집중식 메인프레임을 사용했습니다. 기술이 발전함에 따라 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)와 원격 터미널 장치(RTU)가 SCADA 시스템에 도입되기 시작했습니다. 이후 지속적으로 발전하여 더욱 진보된 분산형 시스템으로 진화했습니다. 조금 뒤인 1980년대와 1990년대에는 네트워크 기반 및 웹 기반 SCADA 시스템이 훨씬 더 큰 유연성과 접근성으로 유명해졌습니다. 이러한 SCADA 소프트웨어는 오늘날의 기술 활용과 함께 더욱 발전하여 클라우드 컴퓨팅 및 고급 분석과 결합되었습니다.
감시 제어 및 데이터 수집 시스템의 작동 방식&
감시 제어 및 데이터 수집 시스템은 산업 공정을 지시하기 위해 수많은 요소를 연결합니다. 일반적으로 다음과 같은 핵심 구성 요소로 이루어집니다:
- 데이터 수집: SCADA 소프트웨어는 다양한 현장 장치와 센서로부터 데이터를 수집하여 정보를 획득합니다. 이때 RTU와 PLC가 중요한 역할을 합니다. RTU는 현장에 배치된 다양한 센서로부터 데이터를 수집하여 중앙 SCADA 시스템으로 전달합니다. 반면 PLC는 현장 프로세스와 기계의 제어를 위해 사용됩니다.
- 통신: 데이터가 수집되면 현장 장치에서 중앙 제어 시스템으로 전송되어야 합니다. 이 모든 작업은 모든 RTU, PLC 및 SCADA 서버를 상호 연결하는 통신 네트워크를 통해 수행됩니다. 시스템이 지리적으로 분산된 장치를 필요로 하기 때문에 이 통신은 유선 기반 기술(이더넷)과 무선 장치 형태로 구현될 수 있습니다.
- 데이터 처리: 이렇게 기록된 정보는 분석 및 해석을 위해 중앙 제어 시스템으로 전송됩니다. SCADA 서버는 다양한 지점에서 기록을 수집하고, 이를 유용한 형태로 처리한 후, 최종적으로 데이터베이스에 보관하여 추후 검색이 가능하도록 합니다. 따라서 데이터 처리에는 시스템 성능 현황을 명확히 파악하기 위해 기록을 필터링하고 집계하는 작업이 포함됩니다.
- 제어: 감시 제어 및 데이터 수집 시스템의 제어 기능은 운영자가 시스템과 인터페이스하여 산업 공정을 제어할 수 있도록 접근 권한을 부여하는 것입니다. 승인된 운영자는 SCADA를 통한 실시간 데이터 모니터링에 따라 현장 장치로 전송되는 변경 사항이나 명령을 허용할 수 있습니다. 여기에는 제어 매개변수 설정, 공정 변수 변경 또는 제어에 필요한 기타 모든 조치가 포함됩니다.
- 모니터링: SCADA 소프트웨어의 기본 운영은 지속적인 모니터링을 포함합니다. 또한 사전 설정된 운영 조건에 대한 시스템 성능의 설정된 임계값 대비 공정 변수를 지속적으로 추적합니다. 이러한 매개변수에서 편차 또는 이상 추세가 감지될 경우, SCADA 시스템은 경보를 발령하여 운영자의 주의를 잠재적 문제로 돌립니다.
SCADA 아키텍처의 핵심 구성 요소
SCADA 소프트웨어를 구성하는 몇 가지 핵심 구성 요소가 있으며, 이들 모두는 시스템의 전반적인 기능 측면에서 중요한 역할을 합니다. SCADA 시스템의 주요 구성 요소로는 다음과 같은 것들이 있습니다:
- 원격 터미널 장치(RTU): 이 장치들은 현장 센서에서 데이터를 수집하여 SCADA로 전송합니다. 일반적으로 원격 위치에서 중앙 제어 시스템과 독립적으로 작동하도록 설계되었습니다.
- 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC): 기본적으로 RTU와 동일한 기능을 수행하지만 일반적으로 더 국소적이거나 자동화된 환경에서 사용됩니다. 사전 정의된 논리와 명령에 따라 기계 및 공정을 제어합니다.
- 인간-기계 인터페이스(HMI): HMI는 운영자가 감시 제어 및 데이터 수집 시스템과 인터페이스하기 위해 사용하는 사용자 인터페이스입니다. 여기에는 소스, 실시간 데이터, 경보 및 제어 옵션이 표시됩니다.
- 통신 인프라: RTU, PLC 및 중앙 제어 시스템 간에 데이터가 전송되는 네트워크 구조 또는 프로토콜의 구성 요소입니다.
감시 제어 및 데이터 수집 시스템의 유형
SCADA 시스템은 아키텍처와 배포 방식에 따라 분류할 수 있습니다. 주요 유형은 다음과 같습니다.
- 모놀리식 SCADA 시스템: 장치의 모든 구성 요소가 하나의 하우징 인클로저에 포함된 중앙 집중식 시스템입니다. 이러한 장치의 설치는 비교적 쉽지만 확장성과 유연성 문제가 발생할 수 있습니다.
- 분산형 SCADA 소프트웨어 시스템: 이러한 시스템에서는 데이터 수집 및 제어 기능이 여러 노드에 분산되어 있습니다. 아키텍처적으로, 각 노드가 다른 노드와 독립적으로 작동하기 때문에 신뢰성과 확장성이 향상됩니다.
- 네트워크형 SCADA 시스템: 감독 제어 및 데이터 수집 시스템의 여러 구성 요소를 상호 연결하기 위해 네트워크 인프라를 사용하는 시스템입니다. 더 큰 유연성과 다른 시스템과의 손쉬운 통합을 제공합니다.
- 웹 기반 SCADA 시스템: 웹 브라우저를 매개로 원격 접근 및 제어를 제공하기 위해 웹 기술을 기반으로 합니다. 따라서 모바일 기기에서의 접근 및 통합이 매우 용이합니다.
감시 제어 및 데이터 수집 시스템의 장점과 과제
SCADA 시스템의 장점
| 장점 | 설명 |
|---|---|
| 실시간 모니터링 | 공정 데이터에 즉시 접근할 수 있게 하여 의사 결정 과정을 가속화합니다. |
| 효율성 향상 | 공정 제어 최적화와 일상 업무 자동화를 통한 운영 비용 절감. |
| 안전성 강화 | 중요 시스템 모니터링 및 위험 발생 시 운영자에게 경고. |
| 데이터 기록 및 보고 | 규정 준수 보고 및 과거 분석을 위한 정보 기록. |
| 원격 접근 | 유연성 향상을 위한 원격 위치에서의 제어 및 모니터링. |
SCADA 시스템 구현 과제:
| 과제 | 설명 |
|---|---|
| 사이버 보안 위험 | 해커에 의한 데이터 유출 및 운영 중단에 취약합니다. |
| 복잡성 | 설계, 구현 및 유지보수가 복잡할 수 있으므로 전문 지식이 필요합니다. |
| 높은 비용 | 초기 설치 비용이 높을 뿐만 아니라 지속적인 유지 관리 비용도 증가합니다. |
| 통합 문제 | 기존 기술 및 시스템과의 통합 과정에서 특정 문제가 발생합니다. |
| 확장성 문제 | 성장을 처리하기 위해 시스템의 확장성을 크게 조정해야 할 수 있습니다. |
SCADA 구현의 장점
- 제어력 향상: SCADA 소프트웨어 시스템은 운영자에게 산업 공정을 매우 높은 정확도로 모니터링하고 처리할 수 있는 최첨단 도구를 제공합니다. 운영자는 실시간 데이터 시각화 및 제어 인터페이스를 통해 정보에 기반한 의사 결정을 내리고 필요에 따라 프로세스를 조정하기 위한 즉각적인 조치를 취할 수 있습니다.
- 운영 효율성: 반복적인 공정을 자동화하고 다양한 제어 활동을 중앙 집중화함으로써, 감독 제어 및 데이터 수집 시스템은 인적 개입의 필요성을 줄입니다. 이렇게 크게 간소화된 절차는 인적 오류 가능성을 감소시키고 대응 시간을 단축시킵니다. 간단히 말해, SCADA는 모든 일상적이고 까다로운 제어 작업을 수행하므로 운영자는 공정 관리의 보다 전략적인 측면에 집중할 수 있게 되어, 모든 비즈니스에서 생산성과 효율성을 높입니다.
- 예측 유지보수: 장비와 수집된 데이터의 추세를 지속적으로 모니터링함으로써 SCADA는 예측 유지보수를 가능하게 합니다. SCADA는 과거 및 실시간 데이터를 수집하고 검토하여 잠재적인 장비 고장이나 유지보수 필요성을 실제 발생 전에 예측할 수 있는 패턴을 정확히 파악합니다.
- 규제 준수: SCADA 시스템은 규제 준수를 통해 정확한 로깅 및 보고 기능을 강화합니다. 규제 기관이 요구하는 모든 관련 미션 크리티컬 정보와 함께 공정 데이터 및 운영 지표를 추적, 기록, 표시합니다. 관련 데이터를 포착하고 문서화하여 조직이 산업 규정 및 표준을 준수하도록 지원하며, 이는 법적 및 안전 측면에서 필요한 감사 절차에 도움이 됩니다.
잠재적 사이버 보안 위험 – SCADA 공격
사이버 범죄자들은 산업 공정에 핵심적인 역할을 하는 SCADA 시스템을 표적으로 삼습니다. 대표적인 SCADA(감시 제어 및 데이터 수집 시스템) 공격 유형은 다음과 같습니다:
- 서비스 거부(DoS) 공격: 이러한 SCADA 시스템 대상 서비스 거부 공격은 시스템이 처리할 수 없는 막대한 트래픽이나 요청으로 과부하를 일으켜 정상적인 운영 처리를 방해하는 것을 목표로 합니다. 이 공격 방식의 핵심은 시스템이 처리할 수 있는 양을 초과하는 데이터로 시스템을 압도하여 속도를 저하시키거나 모든 서비스를 완전히 중단시키는 것입니다. SCADA 환경에서는 이로 인해 심각한 운영 지연, 산업 공정 제어 상실, 잠재적 안전 위험이 발생할 수 있습니다.
- 중간자 공격(Man-in-the-Middle Attacks): 중간자 공격(Man-in-the-Middle attack)의 경우, 사이버 범죄자는 SCADA 구성 요소 간의 통신을 가로채거나 심지어 수정할 수도 있습니다. 여기서 범죄자는 데이터 전송 경로 사이에 자신을 끼워 넣습니다. 이제 자리를 잡은 범죄자는 통신 흐름을 도청하거나 조작하거나 허위 정보를 주입할 수 있습니다.
- 악성코드: 이러한 악성코드 공격은 운영을 방해하거나 민감한 정보를 탈취하기 위한 악성 소프트웨어로 SCADA 시스템을 감염시키는 것을 목표로 합니다. 여기에는 바이러스, 웜, 랜섬웨어, 트로이 목마 등 다양한 악성코드 유형이 포함될 수 있습니다. SCADA 시스템에 침투한 악성코드는 데이터 무결성을 훼손하거나 제어 설정을 변경하거나 심지어 운영자가 중요한 시스템에 접근하지 못하도록 차단할 수 있습니다.
- 피싱: SCADA 시스템 담당자는 이메일이나 메시지를 통해 민감한 정보나 인증 정보를 요구하는 피싱 이메일이나 메시지를 통해 민감한 정보나 인증 정보를 요구하는 피싱 공격을 받습니다. 대부분의 경우, 이러한 공격은 공급업체나 다른 내부 부서에서 온 실제 통신으로 위장됩니다. 이 경우, 직원이 속아 응답하면 공격이 성공한 것이며, 이는 SCADA 시스템에 대한 접근을 허용합니다. 공격자는 이후 프로세스를 조작하거나 데이터를 훔치거나 다른 유형의 공격을 수행할 수 있습니다.
SCADA 사이버 보안 위험을 완화하는 방법은?
SCADA 시스템의 사이버 보안 위험을 완화하려면 포괄적인 보안 전략을 구현해야 합니다:
- 네트워크 분할: 접근을 제한하기 위해 SCADA 시스템을 기업 네트워크 및 기타 외부 네트워크로부터 격리하기 위한 네트워크 분할이 구현되었습니다.
- 접근 제어: 승인된 인원만 SCADA 시스템에 접근할 수 있도록 효과적인 인증 및 권한 부여 프로세스를 구축했습니다.
- 정기적 업데이트: 최신 보안 패치를 적용하고 하드웨어 및 소프트웨어의 최신 업그레이드를 수행해야 합니다.
- 침입 탐지 시스템: IDS를 설치하여 허용된 이벤트에 대한 침입을 감시하십시오. 모든 직원을 대상으로 사이버 보안 모범 사례 및 위협 탐지에 대해 적절히 교육하십시오.
- 직원 교육: 직원이 SCADA 사이버 보안 모범 사례 및 위협 탐지 절차를 인지하도록 하십시오.
- 백업 및 복구 계획: 공격에 대비한 데이터 무결성 및 시스템 복구를 다루는 백업 및 복구 계획을 수립하고 효과적으로 테스트하십시오.
비즈니스에 가장 적합한 SCADA 솔루션을 선택하는 방법?
비즈니스에 가장 적합한 SCADA를 선택하는 것은 비용 효율성 외에도 운영 효율성, 보안 및 확장성에 영향을 미칩니다. 현명한 선택에 도움이 될 지침을 자세히 소개합니다.
1. 비즈니스 요구 사항 이해
비즈니스 요구 사항을 명확하게 정의하여 올바른 SCADA 솔루션을 선택하십시오. 먼저 SCADA 시스템이 달성해야 할 목표를 정의하십시오. 실시간 모니터링, 제어, 자동화, 예측 유지보수 또는 단순한 규정 준수가 될 수 있습니다. 다음 단계는 SCADA 시스템이 모니터링 및 제어할 주요 프로세스를 식별하는 것입니다. 이를 통해 운영 요구사항을 충족하는 솔루션 선택 범위를 좁힐 수 있습니다.
2. 시스템 통합 및 호환성
또 다른 중요한 고려 사항은 PLC, 센서 등 현재 설치된 모든 장치와 호환되어야 한다는 점입니다. 또한 ERP 또는 MES 시스템과 같은 다른 소프트웨어 플랫폼에 통합되어 실시간 데이터 교환을 가능하게 하고 운영을 용이하게 해야 합니다. 또한 SCADA 시스템은 현재 사용 중인 다른 통신 프로토콜을 지원하여 네트워크를 통해 데이터를 제대로 수신할 수 있도록 해야 하며, 이를 위해 광범위한 수정 작업이 필요하지 않아야 합니다.
3. 데이터 처리 능력
또 다른 중요한 요소는 SCADA 시스템의 데이터 처리 능력입니다. 실시간 데이터 처리가 가능해야 하며, 신속하고 정확한 정보는 정보에 기반한 의사결정에 필수적입니다. 장기적인 데이터 저장 및 손쉬운 검색을 위해 강력한 과거 데이터 관리 기능이 갖춰져야 합니다.
4. 사용자 인터페이스 및 사용 편의성
SCADA 시스템의 사용성은 효율적이고 효과적인 운영을 위한 중요한 요소입니다. 사용자 친화적인 인터페이스는 운영자, 엔지니어, 관리자가 시스템을 자연스럽게 사용할 수 있도록 하여 학습 곡선을 줄이고 오류를 최소화합니다. 사용성의 핵심 기능에는 직관적인 대시보드와 그래픽을 통한 명확한 시각화가 포함되며, 이는 데이터를 이해하기 쉬운 형태로 제시하여 신속한 의사 결정을 가능하게 합니다. 또한 사용자가 복잡성 없이 작업을 수행할 수 있도록 조작이 쉬워야 합니다.
5. 공급업체 지원 및 신뢰성
SCADA 솔루션을 선택할 때 신뢰성과 지원은 공급업체가 제공하는 주요 요소입니다. SentinelOne과 같이 신뢰할 수 있고 경험이 풍부한 공급업체를 통합하면 운영 보안 강화 외에도 전반적인 경험이 크게 향상됩니다. SentinelOne은 차세대 사이버 보안 솔루션 제공업체로, 핵심 산업 프로세스를 제어하는 SCADA 시스템 환경에서 매우 적합합니다. SentinelOne의 업계 입지는 다양한 업종의 고유한 요구사항에 맞춰 견고하고 확장 가능하며 안전한 솔루션을 오랫동안 제공해 온 역사에 기반합니다.
결론
감시 제어 및 데이터 수집 시스템(SCADA)은 효율적이고 신뢰할 수 있는 관리 측면에서 산업 주도 프로세스의 중추 역할을 합니다. 운영 효율성과 안전성 향상을 위해 실시간으로 데이터를 모니터링, 제어 및 분석합니다. 비즈니스와의 긴밀한 통합은 큰 사이버 위험을 동반합니다.
SCADA 내 효과적인 보안 조치와 도입된 신기술은 새롭게 등장하는 위협으로부터 보호하는 데 핵심적입니다. 다양한 종류의 SCADA 소프트웨어 솔루션이 이미 시장에 출시되어 있으며, 위협이나 안전하지 않은 운영 환경에 대비해 귀사의 비즈니스에 적합한 요구 사항을 찾기 위해 활용될 수 있습니다.
"FAQs
감시 제어 및 데이터 수집(Supervisory Control and Data Acquisition)은 모니터링 및 공정 제어를 위해 사용되는 산업용 제어 시스템을 의미합니다. 작동 방식은 현장 장치로부터 실시간 데이터를 수집하고, 이 데이터를 처리한 후 운영자가 공정을 제어하고 모니터링할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공하는 것으로 설명할 수 있습니다.
"주요 SCADA 아키텍처 유형은 모놀리식, 분산형, 네트워크형 SCADA 시스템 세 가지입니다.
"SCADA 구현에 대한 가장 일반적인 위협은 악성 코드, 피싱, 중간자 공격 및 서비스 거부입니다. 조직은 네트워크 세분화, 접근 제어, 정기 업데이트, 침입 탐지, 직원 교육, 백업/복구 전략 등을 통해 어느 정도 줄일 수 있습니다.
SCADA 시스템의 주요 적용 분야는 공정 제어, 제조, 에너지 관리, 수처리, 교통, 석유 및 가스입니다.
"분산 제어 시스템(DCS)은 특정 지리적 영역 내의 관리 및 공정 제어를 담당합니다. 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)는 자동화 작업 전용 장치입니다. SCADA 시스템은 분산된 공정 애플리케이션을 중앙에서 모니터링하고 제어합니다.
"조직의 요구사항에 따라 PLC 또는 SCADA 중 적합한 시스템이 결정됩니다. PLC는 자동화 및 제어 활동에 더 적합한 반면, SCADA는 복잡하고 분산된 운영의 중앙 집중식 모니터링 및 제어에 적합합니다.
"