커넥티드·자율주행 시대의 자동차는 수많은 ECU, 차량 네트워크, 센서, OTA 업데이트가 결합된 사이버-물리 시스템이며, 보안 침해는 곧 안전 문제로 이어질 수 있다. 이 책은 차량 E/E 아키텍처와 암호학 기초부터 ISO/SAE 21434, UNECE R155/R156, TARA, 기능 안전과 사이버보안의 상호작용까지 체계적으로 설명한다. 또한 시큐어 부트, HSM, 침입 탐지, 보안 OTA 업데이트 등 차량 및 ECU 수준의 실질적인 보안 통제를 다룬다. 자동차 엔지니어와 보안 전문가가 설계 단계부터 보안을 내재화해 사이버 회복력을 갖춘 차량을 개발하도록 돕는 실무 지침서다.

◆ 현재 및 미래의 차량 네트워킹 기술 이해
◆ 자동차 시스템 보안을 위한 기본 개념 탐구
◆ 시스템 위협 모델링을 위한 다양한 접근법
◆ 베스트 케이스를 활용한 자동차 시스템 TARA 수행
◆ ISO/SAE 21434의 사이버보안 엔지니어링 접근법
◆ 차량 전체 수명주기에 대한 사이버보안 컨트롤 구현
◆ ECU 수준의 사이버보안 통제

이 책은 업계 표준(특히 ISO21434 및 UNECE REG 155-156)을 준수해 시스템이 사이버 복원력을 갖추도록 설계해야 하는 자동차 엔지니어와 보안 전문가를 위한 것이다. 여러분은 기능 안전 분야와 관련된 경험을 갖고 있으며 안전하면서 동시에 보안이 확보된 시스템을 개발하는 것이 무엇을 의미하는지 궁금할 수 있다. 또는 안전성과 무관한 양산 소프트웨어 개발 분야에 익숙하면서 보안 관련 기능을 추가하는 방법을 배우고 싶을 수 있다. 혹은 보안 분야에 이미 몸담고 있지만 자동차 산업으로 전환하려는 사람일 수도 있다. 여러분의 기술적 배경이 무엇이든, 이 책은 조직의 기존 프로세스를 활용해 합리적인 시간과 노력으로 적용할 수 있는 자동차 사이버보안 엔지니어링에 대한 실용적인 접근 방식을 제공하고자 한다.

자동차 사이버보안(cybersecurity)은 다양한 개념, 엔지니어링 방법론, 기술을 포괄하는 분야로, 그중 일부는 자동차 산업에 고유하고 다른 일부는 인접 산업과 공유된다. 이 분야의 고유성은 차량이 사이버-물리 시스템(cyber-physical system)에 속한다는 점에서 비롯된다. 이러한 시스템에서는 임베디드 컴퓨터가 센서 및 네트워킹 구성 요소와 통합돼 물리적 프로세스를 제어하며, 이는 다시 컴퓨팅 환경에 피드백을 제공한다. 정보보안의 개념을 공유하지만, 사이버-물리 시스템의 침해는 물리적 영향을 초래해 시스템의 불안전한 작동을 유발할 수 있으며 부상이나 인명 손실로 이어질 수 있다. 자동차 사이버보안 분야에서 일하기로 마음먹은 여러분은 운전자의 데이터와 공급망 구성원의 지적 재산 및 평판을 보호해야 할 뿐 아니라 차량을 운전하거나 그 주변에 있는 사람들의 생명을 지켜야 하는 무거운 책임이 따르게 된다.
안전한 차량을 설계 단계부터 생산하는 작업은 기술적 도전을 넘어 자동차 산업의 고유한 여러 요소와 맞물려 있다. 여기에는 복잡한 자동차 공급망, 변경이 어려운 레거시 시스템과 관행, 보안 통제 구축을 위한 제한된 예산, 점점 더 짧아지는 프로그램 일정, 제한된 컴퓨팅 자원, 엄격한 전력 소비 요구 사항 등이 포함된다. 이러한 요소들은 엄격한 규제 요구 사항과 표준을 충족하면서 고려돼야 하기 때문에 자동차 사이버보안 엔지니어의 업무를 매력적이면서도 동시에 고된 일로 만든다. 설상가상으로, 자동차 사이버보안 전문가가 심각하게 부족한 상황에서 차량의 연결성이 증가함에 따라 사이버 공격 위험이 커지고 있다. 소프트웨어 정의 차량으로의 전환이 진행 중인 가운데, 차량이 안전한 기반 위에서 개발되지 않는다면 자율성과 연결성의 증가는 성공을 거둘 수 없다. 은행, 클라우드 컴퓨팅, 기업 시스템과 같은 인접 분야에서와 마찬가지로, 금전적 이익을 노릴 기회가 있을 때 해커들은 가장 정교한 방어 체계도 뚫을 수 있는 방법을 찾아낼 것이다.
자동차 산업이 취약점을 생성하는 속도가 취약점을 수정하는 속도를 앞지르는 다른 산업의전철을 밟지 않으려면, 품질 관리 및 기능 안전 접근 방식에서 입증된 실적과 동등한 수준의 체계적인 사이버보안 엔지니어링 접근 방식이 필요하다. 여러분은 ‘볼트온 보안(bolt-on security)’에 대비되는 ‘보안 중심 설계(secure by design)’와 ‘내재된 보안(built-in security)’이라는 표현을 들어본 적이 있을 것이다. 이는 이 책 전반에 걸쳐 실천하고자 하는 중요한 원칙이다. 엔지니어링 수명주기 내에서 사이버보안을 채택하는 것은 많은 과제를 제시하며, 이 책은 이러한 과제를 다루고자 한다. 최악의 채택 시나리오는 위협을 식별했지만 일정과 비용 문제로 인해 위험 완화 조치를 취하지 않는 경우다. 이러한 접근 방식을 따르는 조직은 대개 중요한 위험을 완화하는 데 필요한 기술에 투자하지 않는다. 즉, 위험과 리스크 처리 결정을 문서화하기 위해 방대한 서류 작업을 생성하는 과중한 프로세스에 의존함으로써 잘못된 보안 의식을 조장한다. 그 결과로 기술적 분석과 보안 위험에 대한 철저한 논증보다 서류 증거를 우선시하는 프로세스로 인해 엔지니어링 팀은 사이버보안 프로세스가 단순한 체크리스트 작업에 불과하다고 믿게 된다. 반대로 지나치게 열성적인 보안 문화를 조성해 실제로 구현하기에는 비현실적이거나 필요성을 충분히 검토받지 못한 복잡한 보안 솔루션을 제시하는 것도 문제다. 보안 전문가들은 구현이 현실적으로 어렵거나, 실제 필요성을 기준으로 검토했을 때 정당성을 입증하기 어려운 지나치게 전문적이고 난해한 해결책을 제시하면 신뢰를 잃을 수 있다. 따라서 사이버보안 전문가의 임무는 보안, 기술적 실현 가능성, 비용, 노력, 전체 일정에 미치는 영향 사이에서 적절한 균형을 찾는 것이다. 이에 따라 이 책의 목표 중 하나는 기존 엔지니어링 프로세스 및 도구와 원활하게 통합되면서 효과적인 결과를 도출하는 안전한 시스템 구축을 위한 실용적인 접근 방식을 정의하는 것이다.
오늘날 자동차 사이버보안 분야에는 상당한 지식 격차가 존재한다. 이 격차를 해소하기 위해 자동차 산업은 자동차 지식이 제한된 보안 전문가를 채용하거나, 보안 지식이 제한된 자동차 엔지니어를 교육하고 있다. 이 책은 판매 가능한 자동차 시스템의 허용 가능한 범위 내에서 작업하면서 보안 위험을 합리적인 수준으로 줄이는 균형 잡힌 접근 방식을 제공함으로써 두 전문가 그룹 간의 격차를 좁히는 것을 목표로 한다.
이 책에서는 이론에 지나치게 깊이 파고들지 않으며 실용성을 강조하기 위해 의도적으로 개념을 단순화할 때도 있다. 이 책의 목적은 가장 광범위한 사이버보안 주제를 소개함으로써 여러분이 관심 있는 영역에서 원하는 깊이로 탐구할 수 있도록 돕는 것이다. 여러분은 이미 실무 전문가일 수도 있고, 이제 막 이 분야에 입문한 사람일 수도 있다. 어느 경우든 간에 조만간 기술적 보안 솔루션을 만드는 것보다 위험 완화가 필요한 이유와 그로 인한 단기적 어려움이 장기적으로 정당화되는 이유를 설득하는 일이 더 어렵다는 점을 알게 될 것이다. 체계화된 보안 엔지니어링 접근 방식을 갖추면, 합리적인 위험의 기준에 대한 끝없는 논쟁을 줄이고 이러한 어려운 대화에서 주관성을 최소화하는 데 도움이 될 수 있다. 따라서 이 책은 사이버보안 위험 완화에 초점을 맞추며 객관성을 강조하는 공통 언어를 통해 보안 대화를 재구성하는 것을 목표로 한다.

아흐마드 MK 나세르 박사(Dr. Ahmad MK Nasser)

안전 필수 시스템 보안 분야에서 풍부한 경험을 쌓은 자동차 사이버보안 아키텍트다. 자동차 네트워크 드라이버, 진단 프로토콜, 플래시 프로그래밍 솔루션 개발에 주력하는 소프트웨어 엔지니어로 경력을 시작했으며, 이러한 경험은 자연스럽게 자동차 사이버보안 분야로 이어졌다. 지금껏 다양한 마이크로컨트롤러와 SoC를 위한 보안 펌웨어 솔루션을 설계하고, 임베디드 시스템의 보안 하드웨어 및 소프트웨어 아키텍처를 정의하며, 수많은 차량 아키텍처, ECU, 스마트 센서에 대한 위협 분석을 수행해왔다.
웨인주립대학교(Wayne State University)에서 전기공학 및 컴퓨터공학 학사와 석사 학위를 취득했으며, 미시간대학교 디어본(University of Michigan in Dearborn)에서 컴퓨터 과학 박사 학위를 받았다. 현재는 NVIDIA에서 자율주행 소프트웨어 플랫폼의 수석 보안 아키텍트로 활동하고 있다.

자동차 산업은 지금 커다란 전환의 시기를 지나고 있습니다. 과거의 자동차가 기계적 성능과 전기/전자 제어 기능을 중심으로 발전해왔다면, 이제 자동차는 소프트웨어를 기반으로 기능이 정의되고, 연결성, 데이터, 인공지능, 클라우드, OTA 업데이트를 통해 지속적으로 진화하는 시스템으로 변화하고 있습니다. 이른바 SDV(Software-Defined Vehicle)로의 전환은 자동차 개발 방식뿐만 아니라 품질, 안전, 보안, 검증, 운영의 개념까지 함께 바꾸고 있습니다.
이러한 변화 속에서 자동차 사이버보안은 더 이상 특정 보안 담당자만의 전문 영역으로 보기 어렵습니다. 차량은 수많은 전자제어기, 센서, 액추에이터, 통신 네트워크, 외부 서버, 모바일 애플리케이션, 진단 장비와 연결돼 있으며, 하나의 취약점이 기능 안전, 제품 신뢰성, 고객 안전, 기업의 책임 문제로 이어질 수 있습니다. 따라서 자동차 사이버보안은 시스템, 소프트웨어, 하드웨어, 품질, 기능 안전, 검증 및 프로젝트 관리 담당자가 함께 이해하고 실행해야 하는 엔지니어링 활동으로 자리 잡고 있습니다.
이 책의 번역은 이러한 문제의식에서 출발했습니다. SDV, OTA, 커넥티드 카, 전동화 및 자율주행 기술의 확산으로 차량 사이버보안의 중요성이 빠르게 커지고 있지만, 실제 개발 현장에서는 여전히 사이버보안을 별도의 문서 작업이나 인증 대응 활동으로 이해하는 경우도 있습니다. 그러나 사이버보안은 개발 후반에 추가되는 점검 항목이 아니라 요구 사항 정의, 아키텍처 설계, 위협 분석 및 위험 평가, 구현, 검증, 양산, 운영 및 취약점 대응에 이르는 개발 수명주기 전반에 통합돼야 하는 활동입니다.
또한 자동차 사이버보안은 조직 차원의 거버넌스와도 연결돼야 합니다. 조직은 사이버보안정책과 목표를 수립하고, 역할과 책임을 명확히 하며, 프로젝트와 공급망 전반에서 보안 활동이 일관되게 수행되도록 관리할 수 있어야 합니다. 이러한 관점에서 사이버보안은 특정 기능이나 산출물 하나로 완성되는 것이 아니라, 조직의 의사결정 체계와 개발 프로세스 안에서 지속적으로 관리돼야 하는 활동이라고 할 수 있습니다.
역자는 원문의 의미를 충실히 전달하는 것을 가장 우선시했습니다. 동시에 자동차 개발 현장에서 실제로 사용되는 용어와 문맥을 고려해, 독자 여러분이 자연스럽게 내용을 이해할 수 있도록 표현을 다듬고자 했습니다. 특히 ISO/SAE 21434, Automotive SPICE, ISO 26262 기능 안전, 차량 제어기 개발 및 검증 경험을 바탕으로, 사이버보안 엔지니어링의 개념이 실제 개발 프로세스 및 조직의 관리 체계와 어떻게 연결될 수 있는지를 드러내고자 했습니다.
이 책은 자동차 사이버보안의 개념과 원칙을 이해하려는 독자뿐만 아니라, 실제 프로젝트에서 요구 사항, 아키텍처, 소프트웨어, 하드웨어, 검증, 품질, 기능 안전, 사이버보안 업무를 수행하는 엔지니어들에게 도움이 될 수 있는 내용을 담고 있습니다. 또한 조직 차원에서 사이버보안 관리 체계를 구축하거나 개선하려는 담당자, ISO/SAE 21434와 관련된 심사 및 인증 대응을 준비하는 실무자들에게도 유용한 참고 자료가 되기를 바랍니다.
번역 과정에서 모든 용어와 문장을 완벽하게 옮기기는 쉽지 않았습니다. 자동차 사이버보안은 보안 기술, 차량 개발 프로세스, 시스템 엔지니어링, 기능 안전, 소프트웨어 품질, 운영 이후의 취약점 대응이 함께 맞물리는 분야이기 때문입니다. 그럼에도 이 책이 국내 자동차 개발 현장에서 사이버보안을 실무적인 엔지니어링 활동이자 조직 차원의 관리 체계로 이해하는 데 도움이 되고 여러 역할이 공통의 언어로 소통하는 데 작은 보탬이 되기를 바랍니다.
끝으로, 이 책의 번역과 출간에 도움을 주신 모든 분들께 깊이 감사드립니다. 부족한 부분이 있더라도 독자 여러분의 너그러운 이해와 조언을 부탁드리며, 이 책이 자동차 사이버보안 엔지니어링을 공부하고 실무에 적용하려는 사람들에게 의미 있는 출발점이 되기를 기대합니다.

주백수

항공 및 자동차 분야에서 25년 이상 신뢰성, 안전성, 소프트웨어 품질, 개발 프로세스 및 검증 업무를 수행해온 엔지니어다. 한국항공우주산업에서 항공기 관련 개발 및 검증 업무를 경험했고, 이후 현대오토에버 및 현대오트론에서 자동차 전장 소프트웨어, 차량 제어기 개발, 기능 안전 및 품질 체계 관련 업무를 수행했다.
현재는 세온이앤에스 부대표로 재직하며 자동차 소프트웨어 및 전장 시스템 분야의 컨설팅, 심사, 교육, 프로세스 개선 및 엔지니어링 방법론 개발 활동을 수행하고 있다. 주요 전문 분야는 A-SPICE, ISO 26262 기능 안전, ISO/SAE 21434 사이버보안, 시스템 및 소프트웨어 엔지니어링, 요구 사항 공학, 아키텍처 설계, 검증이며 Automotive SPICE® Principal Assessor and Instructor로서 국내외 자동차 개발 조직을 대상으로 심사와 교육을 수행해왔다. 기능 안전과 사이버보안 분야에서도 컨설팅, 심사, 교육 및 실무 엔지니어링 역할을 수행하고 있다.

신승환

다양한 소프트웨어를 개발했으며, 특히 차량용 소프트웨어 분야에서는 개발을 넘어 컨설팅, 테스트 등을 두루 경험했다. 특히 국내 최초로 간접 방식 TPMS를 양산했고, 현재는 세온이앤에스의 상무로서 신기술 기반의 사업을 맡고 있다. 차량용 도메인의 시스템, 소프트웨어를 설계하고 개발하는 에이전트 AI인 SEONEX를 개발 중이며, 아울러 안전한 소프트웨어 개발에 꼭 필요한 SBOM을 분석해주는 Seon Code Analyzer의 연구 개발도 담당하고 있다.