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[신기술] 고출력전자기파(EMP) 기술동향
[신기술] 고출력전자기파(EMP) 기술동향
  • 이길주 기자
  • 승인 2018.06.09 10:36
  • 댓글 0
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ICT인프라에 치명적 위협…방호대책 시급

지난 해 북한의 6차 핵실험 이후, 고출력전자기파 EMP 위협에 대한 공포가 확산되고 있다. 핵이 30km 이상 고고도에서 터지면 강력한 EMP가 발생해 전자기기 내부 회로를 태우며 반경 수백KM 지역 내 국가 기간망과 전자 장비를 일시 먹통 시킬 수 있는 것으로 분석됐다.

네트워크로 촘촘히 연결되는 초연결 시대에 사는 우리에게 EMP 공격은 ICT 인프라를 손상시켜 한 순간에 사회를 마비시키는 큰 위협이 아닐 수 없다. 특히 전력, 통신, 금융 등 국가 중요기반시설들은 상호간 의존성을 가지고 있기때문에 한 개 분야의 기반시설이 마비되거나 오작동할 경우 다른 분야까지 영향을 주어 연쇄적이고 치명적인 피해가 발생할 수 있다.

사회 전반에 광범위한 피해 야기

주요 선진국들은 일찍이 EMP 위협에 대비해왔다. 미국은 지난 2000년부터 의회에 관련위원회를 설치하는 등 EMP 공격에 전 국가적으로 대비하고 있다. 하지만 우리는 현재 EMP 방호 대책이 거의 마련되지 않은 상태다. 민간 통신망뿐 아니라 전국 원자력 발전소와 변전소 등 주요 국가 시설 모두 EMP 방호 시스템을 갖추지 못한 실정이다. EMP 위협이 현실화될 경우 ICT를 활용하는 사회 전반에 치명적이고 광범위한 피해를 야기할 수 있어 국가가 나서서 민관을 이끄는 EMP 방호대책을 수립이 필요한 시점이다.

각종 통신·군사장비 마비

EMP란 Electro-Magnetic Pulse의 약자로 '고출력 전자기파'를 말하는데 핵 EMP와 비핵 EMP로 나뉜다. 고출력 전자파란 지상 30km 이상에서 핵폭발에 의해 생성되는 고(高)고도 핵 전자파를 말하며 의도적으로 정보기기 등을 손상시키거나 오동작을 유발할 수 있는 고출력 비핵 전자파도 고출력 전자파에 포함된다.

EMP 피해는 공기가 흐르는 모든 지역에 있는 통신장비, 컴퓨터 등 각종 전자장비의 회로로 과전류가 흘러 전자회로를 파괴시킴으로써 반도체로 작동하는 모든 전자기기를 마비시키지만, 인체에는 피해가 없는 특징을 가지고 있다. EMP 생성과정에서 생성되는 과전류는 전자회로를 파괴시키며 이로 인해 고강도의 EMP 발생 시 각종 통신장비와 군사장비, 컴퓨터 등이 모두 마비될 수 있다. 전자폭탄 또는 EMP탄으로 대표되는 신종 무기체계는 강력한 전자기파를 이용해 특히 군의 주요 통신시설이나 무기체계의 전자장치를 파괴시킬 수 있다.

반경 252㎞ 한반도 중부지역 무력화

EMP 피해 사례는 미국이 1962년 7월 태평양 존스턴 에톨 상공 400Km에서 핵실험을 위해 300kt급 핵을 고공 폭발 시켰다. 그 결과 1,445 Km이나 떨어진 하와이 호놀룰루에 있는 전기 및 전자장비 피해로 교통신호등의 비정상 작동, 가로등 소등, 라디오 방송 중단, 통신망 두절, 전력회로 차단기, 도난 경보기가 오작동 됐고 400마일 떨어진 곳에서 지하 케이블 등도 손상이 발생했다.

국방과학연구원의 모의실험 결과에 따르면 북이 6차 핵실험 수준의 폭발력을 가진 핵 EMP탄을 서울 남산 상공 40㎞ 지점에서 터뜨릴 경우 군산∼김천∼동해를 잇는 반경 252㎞의 한반도 중부지역이 전자기펄스에 노출돼 우리 군의 지휘통신망과 방공시스템이 무력화 될 뿐만 아니라 민간의 전력 과 통신, 교통, 가스, 수도 등도 마비되는 것으로 나타났다.

EMP 방호설비 기본구성

EMP 방호설비는 EMP 공격으로 부터 정보체계 시설 및 장비를 보호하는 기능을 한다. 세부적으로 EMP 방호설비는 △차폐 패널 △차폐 문 △허니컴(honeycomb) △관통관 △각종 필터류 등으로 구성된다. 여기서 차폐 패널은 외부의 복사성 EMP를 차단하는 역할을 하고 이중문 구조의 차폐문은 EMP 보호대상시설을 오갈 수 있는 출입구 기능을 한다.

허니컴은 외부의 공기순환을 위한 벌집모양의 송풍구를 의미한다. 관통관은 외부에서 보호시설내부로 정보통신선 및 전력선, 소화시설 등을 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 또한 각종 필터류는 관통관을 통해 내부로 인입돼 전도성 EMP를 차단하거나 약화시키는 기능을 한다.

EMP 방호설비 기본구성.
EMP 방호설비 기본구성.

 

3단계 보호대책 추진

정부는 EMP 보호대책 기술 및 표준화를 3단계에 걸쳐 추진 중이다. 지난 2009년부터 2012년까지 비핵EMP 내성시험 환경 구축, 기기대상 비핵EMP 영향분석 연구 등 1단계 기반기술연구를 마쳤으며 2013년부터 2016년까지 비핵EMP 표준 시험기술 연구, 비핵EMP 펄스 측정도구 기술, 설비내성평가 시험방안 연구 등 2단계 내성평가 기술을 완료했다. 현재는 2020년까지 저비용 경량 방호기술, EMP 방호시설 유지관리기술, 핵심부품 국산화 연구, 시설 차폐성능 효율화 방안연구를 통해 비용절감 대책과 산업기반 조성에 나선다는 방침이다.

국내에 EMP 방호시설을 갖춘 시설은 12개, 특히 약 400여개 주요정보통신기반시설 중 2개에 불과한 실정을 감안해, 과기정통부는 20억 원의 예산을 확보해 EMP 방어기반 조성사업을 추진하고 있다. 올해부터 시행되는 EMP 방호 기반조성 사업의 목표는 민간 분야 방호 확산의 여건을 마련하고 저비용 방호기술 개발, 방호기준 연구, 산업별 가이드라인 마련 등을 추진해 나간다. 아울러 기술지원과 법제도 개선으로 산업 육성에도 나설 방침이다. 

시범사업 확대 기준 확립 필요

EMP 발생시 피해가 발생하는 범위에 대한 정확한 정보 및 보호대책 범위에 대한 판단기준이 명확히 제시되지 않고 있다. 대부분의 방호대책은 정보기기의 전자파 내성 기준 (EMC 기준)에 따른 내성레벨을 기준으로 방호대책을 수행중이다. 국제표준에서는 실제 EMP에 의해 나타나는 피해는 내성레벨 보다 10배 에서 수백 배까지 높은 레벨에서 발생함을 제시하지만 적용 근거 부족해 명확한 피해 범위가 규정되지 않으면 과대책의 우려가 있다.

현재까지 대부분의 EMP 보호대책은 전자파 차폐실 구축으로만 국한돼 있어, 비용 및 유지관리 측면에서 보호대책 확산의 저해 요소로 작용하고 있다. 차폐실 이외의 보호대책을 적용하기 위한 보호대책 방법, 선정기준 및 평가 기준 등이 규정돼 있지 않은 상태다. EMP 보호대상을 주요시설에서 주요서비스로 변경하는 개념을 정립하고 관련 보호대책 적용에 필요한 근거기준을 마련 및 실적용을 위해서 다양한 시범적용을 통한 기준 보완과 세부 기준 마련이 필요하다.

시설의 종류와 특성에 따라 적용 가능한 다양한 EMP 보호 모델을 개발하고 관련 세부 기준을 마련해 현재 추진 중인 시범사업의 범위를 확대해 조기에 관련 기준을 확립하고 대상기관에서 활용할 수 있도록 지원 등이 필요하다.

공사 물량 증대 전망

EMP 방호설비는 정보통신공사업과도 깊은 연관성을 지니고 있다. EMP 방호설비 공사를 구성하는 대부분의 공사가 정보통신공사의 공종과 유사하기 때문이다. 실제로 정보통신공사업법 시행령 ‘공사의 종류’는 EMP와 유사한 잡음·전자파(EMI·EMC·EMS 등을 포함한다) 방지설비 등의 공사를 정보통신전용 전기시설 설비공사의 하나로 명시하고 있다.

특히 국방부가 EMP 방호능력 확보를 위한 시설공사를 지속적으로 추진할 예정이어서 관련공사 물량은 지속적으로 늘어날 것으로 예상된다.
더욱이 최근 정보통신기술(ICT)과 여타산업 간 융합이 활기를 띠고 있는 상황에서, EMP 방호설비 구축은 ICT와 국방분야 융합의 좋은 본보기로서 많은 부가가치를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.

사안 따라 분리발주 필요

현재 EMP방호 구축완료된 시설공사 및 추진예정인 공사가 종합건설사 PQ심사(입찰참가자격 사전심사)를 통해 턴키방식으로 입찰해 설계 및 구축을 하고 있다. 수주한 건설사는 협력업체 최저가 입찰을 통해 EMP방호 시스템을 구축 중인데, EMP 공사는 사안에 따라 분리발주가 요구되고 있다.

시공과 설계가 분리된 공사에서는 건축 설계사무소가 입찰 수주해 EMP업체에 하도급을 주고 있지만 업계에서는 EMP업체가 직접 입찰 및 설계에 참여할 수 있도록 요청하고 있다. 저비용, 고성능의 EMP방호가 되기 위해서는 EMP방호제품, 솔루션, 부품, 소자, 측정장비 등을 국산화를 해야 하기 때문에, 정부에서는 EMP 전문 업체와 연구소에 개발 및 연구비 지원을 할 수 있도록 업계는 요청하고 있다.

관계법령 개정 필요

현재 국방, 공공, 민간분야 등에서 고출력 전자기파 대응방안에 대해 연구 및 준비를 하고 있다. 하지만 현재 법안으로 나와 있는 정보통신 기반보호법에 고출력 전자기파란 단어만 들어가 있고 대부분이 사이버 침해 대응에 관한 내용이다.

이와 관련해 정부에서는 고출력전자기파(EMP방호)에 대한 법률안 개정 및 시행령, 기준안을 조속히 만들어야 한다. 또한 시행령 및 기준안이 없으면 효과적 EMP방호를 시작할 수 없기 때문에 △EMP방호시설 시큐리티 등급기준안 △EMP방호시험측정관련기준안 △방호제품 및 솔루션기준안 △방호시스템구축기준안 △사후관리 기준안 등을 빠른 시일 내에 마련해야 된다는 주장이 제기되고 있다.

 



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