J Navig Port Res > Volume 50(3); 2026 > Article
선박 사이버복원력 운영 및 선급검사 효율성 향상을 위한 선박 -육상 통합 사이버보안 운영 프레임워크 연구

요 약

본 연구는 선박의 전 생애주기(설계·건조·운영)에 걸쳐 사이버복원력을 의무화한 IACS UR E26의 강제 적용 환경에서, 그중 운영 및 선급의 정기적 검사 단계에 초점을 맞추어 선박의 사이버보안 운영 데이터와 육상의 선급검사 증빙 데이터를 단일 모델로 통합하는 선박-육상 통합 사이버보안 운영 프레임워크를 개발하였다. 먼저 선주의 사이버복원력 운영 라이프사이클을 신조·인수, 운항, 사고 대응, 검사 대응의 네 단계로 구조화하고 각 단계의 운영상 난점을 분석하였다. 이를 토대로 운영-검사 통합 관점에서 운영 10개, 검사 8개, 공통 6개로 분류된 24개 요구사항 매트릭스를 도출하고 IACS UR E26 조항에 양방향 매핑하였다. 나아가 도출된 요구사항을 기능 명세로 변환하여 Onboard, Onshore, Class의 세 도메인으로 구성된 다층 통합 아키텍처를 설계하고, 그 핵심에 '승인된 상태(Approved State)'와 '실제 운영 상태(Actual State)'의 이중 거버넌스 모델을 도입함으로써 운영-검사 데이터 단절을 구조적으로 해소하였다. 본 연구는 그동안 분리되어 다뤄지던 선박 측 보안 운영과 육상 측 검사 거버넌스를 운영-검사 통합 관점에서 단일 모델로 재정의하고, 이를 24개 요구사항 매트릭스와 실행 가능한 다층 아키텍처로 구체화한 데 기여가 있다.

ABSTRACT

This study develops a ship-shore integrated cybersecurity operations framework, adhering to the mandatory application of IACS UR E26. This regulation mandates cyber resilience throughout a vessel's entire lifecycle, encompassing design, construction, and operation. Focusing on the operational and survey phases, the framework unifies shipboard cybersecurity operations data with shore-side class survey evidence data. The shipowner's operational lifecycle is initially structured into four stages: newbuild and handover, operation, incident response, and survey response. The operational challenges inherent in each stage are then analyzed. Based on this analysis, a 24-requirement matrix is derived, categorized into operational (10), survey (8), and common (6) requirements, and bidirectionally mapped to the IACS UR E26 clauses. Subsequently, this matrix is converted into a functional specification to design a multi-tier integrated architecture. This architecture comprises three domains—Onboard, Onshore, and Class—with a dual-governance model at its core. This model distinguishes between the "Approved State" and the "Actual State," thereby structurally resolving the disconnect between operations and survey data. This study contributes by redefining the previously separate domains of ship-side security operations and shore-side survey governance into a single, integrated operations-survey model. Furthermore, it concretizes this model as an executable 24-requirement matrix and a multi-tier architecture.

1. 서 론

IACS UR E26 Rev.1(IACS, 2023a)이 2024년 7월 1일 이후 건조계약된 신조선부터 강제 적용됨에 따라, 선주의 선박 사이버복원력 이행 부담이 가중되고 있다. UR E26은 선박을 하나의 통합 플랫폼으로 보고 설계·건조·운영에 이르는 전 생애주기에 걸쳐 사이버복원력을 요구하며, 그 이행 여부는 선급의 연차검사(Annual Survey, AS) 및 정기검사(Special Survey, SS)를 통해 운영 단계 내내 검증된다. 본 연구는 그중 운영 및 검사 단계에 초점을 맞춘다. 그러나 현재 많은 선박 운항 환경에서는 선원이 선박에서 발생하는 사이버보안 운영 데이터를 실시간으로 확인 및 상관 분석하기에 어려운 구조적 한계가 존재하며, 육상의 선박관리사에서도 선급검사 수검 시점에 요구되는 증빙 데이터를 준비하는 데 상당한 어려움을 겪고 있다. 이러한 어려움의 근본 원인은 선박에서 발생하는 사이버보안 운영 데이터와 선급검사에서 요구되는 증빙 데이터의 관리주체가 다르고, 이원화된 시스템에서 별도로 관리되고 있다는 데 있다. 즉, 선박의 운영 단계에서 수집되는 보안 이벤트가 검사 증빙으로 자동 연계되지 않는 것이다. 나아가 이러한 데이터 단절은 AI 기반 이상탐지나 검사항목 자동판정과 같은 데이터 기반(data-driven) 검사 자동화 도입을 가로막는 구조적 장애로도 작용한다.
선박 사이버보안 분야의 국내외 선행연구는 위협 모델링 기반의 보안 요구사항 도출, IACS UR E26/E27 표준 분석 및 비교, 해사 사이버보안 규제·정책 프레임워크 검토, 그리고 선급 시스템 구축 및 선원 교육의 네 가지 흐름으로 발전해 왔다. 첫째, 위협 모델링 기반의 보안 요구사항 도출 연구에서 Cho and Cha (2019)는 STRIDE 방법론을 결합하여 선박 시스템의 위협을 식별하고 보안 요구사항을 제시하였으며, Park et al. (2026)은 동일 방법론을 자율운항선박의 자동 접·이안 시스템에 적용하여 IACS UR E27 표준에 매핑된 196개의 위협과 요구사항을 도출하였다. 국외 연구로는 Tam and Jones (2019)의 MaCRA 프레임워크와 Svilicic et al. (2019)의 실선 취약성 평가가 있다. 둘째, IACS UR E26/E27 표준 분석 및 비교 연구로, Kim and Lee (2024)는 AHP 기법으로 UR E26 생애주기 요인 간 우선순위를 분석하고 NIST 사이버보안 프레임워크와 비교하였으며, Son et al. (2024)은 IACS UR E26과 IEC 62443 참조 모델을 결합한 선박 네트워크 토폴로지 설계 모델을 제안하였다. 셋째, 해사 사이버보안 규제·정책 프레임워크 검토 연구로, Park et al. (2025)은 자율운항선박 시대의 해사 사이버보안 규제 프레임워크 방향성을 분석하였다. 넷째, 한국선급 시스템 구축 및 선원 교육 관점의 연구로, Ahn et al. (2019)은 한국선급 사이버보안 시스템 구축 방향을 제시하였고, Lee et al. (2020)은 선박 사이버보안 책임자 교육과정 개발 방안을 제시하였다. 본 연구와 주요 선행연구의 차별점은 Table 1과 같다.
이상의 선행연구는 위협 분석, 표준 비교, 규제 검토, 교육 등 각 영역에서 의미 있는 기여를 하였다. 그러나 선박 측 운영 효율성과 육상 측 검사 효율성을 동등한 비중으로 다루며 양자를 단일 모델에서 통합한 연구는 아직 보고된 바 없다. 이러한 연구 갭으로 인해, IACS UR E26 운영 단계 요구사항을 실효적으로 이행하면서 동시에 선급검사의 자동화 및 고도화를 견인할 수 있는 통합 프레임워크가 부재한 상태이다.
본 연구는 이러한 공백을 메우기 위해 IACS UR E26 운영 단계 요구사항의 실효적 이행과 선급검사 효율성 제고를 동시에 달성하는 선박-육상 통합 사이버보안 운영 프레임워크를 설계하는 것을 목적으로 한다. 구체적인 연구 목표는 다음 두 가지이다. 첫째, 그동안 분리되어 다뤄지던 "선박 측 사이버보안 관리·운영"과 "육상 측 검사 거버넌스"를 운영-검사 통합 관점으로 재정의하고, 이를 선주 운영 라이프사이클 기반의 24개 요구사항 분류 매트릭스라는 학술적 기준점으로 구체화하는 것이다. 둘째, 이 매트릭스를 선박 측 통합 사이버보안 운영 솔루션과 육상 측 선급 사이버복원력 검사 플랫폼이 결합된 다층 통합 아키텍처로 실현하여, 선원의 일상 보안 운영과 선주의 검사 대응, 그리고 선급·공급사·조선소의 협업을 동시에 지원하는 실행 가능한 설계 청사진을 산업 현장에 제공하는 것이다.

2. 연구 방법

본 연구는 "요구사항 도출 → 분류·우선순위 → UR 매핑 → 통합 아키텍처 설계"의 4단계 프레임워크를 따른다. 전체 연구 절차와 각 단계의 입력 자료·적용 기법·산출물은 Fig. 1과 같다.
첫째 단계인 요구사항 도출은 단일 기법이 아니라 두 가지 요구공학 기법을 결합하여 수행하였다. 첫째, 문헌·규제 분석(Literature & Regulatory Analysis)으로, IACS UR E26 Rev.1, UR E27 Rev.1, IACS Rec.190, 한국선급 선박 및 시스템의 사이버복원력 지침(GC-44-K) 등 표준·지침을 조항 단위로 정밀 분석하였다. 이 과정에서 명시적 의무사항("shall")·
권고사항("should")·정보 사항("may")을 구분하여 각 조항이 요구하는 기능 단위를 추출하고 요구사항 후보군을 도출하였으며, IACS UR E26의 핵심 산출물인 선박 자산 목록(Vessel Asset Inventory, VAI), 구역·도관 다이어그램(Zone and Conduit Diagram, ZCD), 사이버보안 설계 기술서(Cyber Security Design Description, CSDD), 사이버보안 시험절차서(Cyber Security Test Procedure, CSTP), 사이버보안 및 복원력 프로그램(Cyber Security Resilience Program, CSRP)의 5종 문서를 분석 단위로 활용하였다. 둘째, 현장 관찰 및 워크플로우 분석(Observation & Workflow Analysis)으로, 한국선급 검사 보고서와 사이버복원력 플랫폼 시제품의 운영 로그를 분석하여 검사 증빙 준비 시간, 수작업 입력 횟수, 중복 문서 건수, 변경관리(Management of Change, MoC) 누락 가능성 등 표준에 명시되지 않은 운영 효율화 요구사항을 식별하였다. 표준에서 명시적으로 요구하는 의무사항은 직접 매핑을 통해 1차 요구사항으로 도출하였고, 권고사항과 정보 사항은 운영 효율성에 대한 기여도 평가를 거쳐 선별적으로 반영하였다. 도출 결과는 전기·자동화 및 사이버복원력 도면검토 업무를 수행하는 한국선급 검사원의 전문가 검토를 거쳐 타당성을 확인하였다.
둘째 단계에서는 도출된 요구사항을 운영·검사·공통으로 분류하고 MoSCoW(Must·Should·Could·Won't) 우선순위로 정리하였다. 셋째 단계에서는 각 요구사항을 IACS UR E26/E27 조항에 매핑하되, 도출된 요구사항이 UR의 어느 조항을 충족하는지와 UR의 각 조항이 본 매트릭스의 어느 요구사항으로 구현되는지를 모두 검증하는 양방향 추적성을 확보하였다. 마지막 단계에서는 요구사항 매트릭스를 기능 명세서로 변환한 후 이를 선박 측 책임 영역과 Class Domain 책임 영역으로 분리·배치하여 선박-육상 통합 아키텍처를 설계하였다.

3. 사이버복원력 운영 요구사항 분석

3.1 선박 사이버복원력 운영상 난점

선주의 사이버복원력 운영은 신조·인수, 운항, 사고 대응, 검사 대응의 네 단계를 순환한다. 각 단계의 구조적 운영상 난점은 Table 2와 같으며, 모든 단계에서 공통되는 근본 원인은 운영 데이터와 검사 증빙 데이터의 분리이다. 이 단절은 선주의 운영 효율을 저해하는 동시에 선급검사의 자동화·고도화를 가로막는 양방향 제약 조건으로 작용한다.

3.2 요구사항 분류 및 MoSCoW 우선순위

본 연구는 2절에서 기술한 문헌·규제 분석과 현장 관찰·워크플로우 분석을 통해 총 24개의 요구사항을 도출하고, 이를 운영(OP, 10개), 검사(SV, 8개), 공통(CM, 6개)으로 분류하였다. 본 연구는 MoSCoW 우선순위를 두 객관적 기준의 결합으로 결정하였다. 첫째 기준은 규제 강제성으로, UR E26/E27 또는 한국선급 지침에서 의무사항("shall")으로 명시된 요건인지 여부이다. 둘째 기준은 선박 운항 안전성으로, 미충족 시 IMO Resolution MSC.428(98)(IMO, 2017) 적합성에 직접적인 영향을 미치는지 여부이다. 본 연구는 두 기준을 모두 충족하는 요구사항을 Must, 한 기준만 충족하는 요구사항을 Should, 둘 다 충족하지 않으나 운영 효율성에 기여하는 요구사항을 Could로 분류하였다. 따라서 본 분류는 단일 연구자의 정성적 판단이 아니라, 표준 조항에 대한 직접 매핑과 운영 데이터 기반 효율성 평가를 결합한 결과이다. 24개 중 Must는 18개로 75%를 차지하며, 이는 UR E26/E27 의무사항의 직접 매핑 결과이다. 전체 요구사항 매트릭스의 상세는 Table 3과 같다.

3.3 운영상 난점-요구사항 매핑 및 UR E26/E27 조항 매핑

본 연구는 Table 2의 네 가지 사이버복원력 운영상 난점으로부터 24개 요구사항을 도출하였다. 신조 및 선박 인도 단계의 난점은 CM-01(단일 데이터 모델), CM-03(감사 로그 완전성), SV-08(VAI↔ZCD↔CSDD↔CSRP 추적성 자동 검증)이 결합하여 해소한다. 운항 단계에는 OP-01(실시간 모니터링), OP-07(MoC 워크플로우), OP-08(자산 변경 자동 감지)이 직접 대응한다. 사고 대응 단계의 난점은 OP-04(영향 자산 자동 식별), OP-05(대응 절차서 자동 실행), OP-06(사고 기록 자동 생성)이 해소한다. 검사 대응 단계의 난점은 SV-01(증빙 자동 수집), SV-02·SV-03(검사 체크리스트 자동 생성), SV-04(보상대책 이력관리)가 결합하여 해소한다.
본 연구는 도출된 24개 요구사항을 UR E26 주요 조항에 매핑하여 추적성을 확보하였다. UR E26 §5.4(CSRP)와 §5.8(검사, Rev.1 명확화)이 가장 많은 요구사항과 매핑되어, 운영 단계 거버넌스와 검사 대응이 본 연구의 두 축임을 통계적으로 보여준다. UR E26 §5.1.5(보상대책, Rev.1 강화)는 단일 조항이지만 SV-04(검사 측면)와 OP-09(운영 측면) 두 요구사항이 결합되어야 충족되므로, 운영-검사 통합 모델의 필요성을 직접 뒷받침한다(IACS, 2023a).

4. 선박-육상 통합 사이버보안 운영 프레임워크 개발

4.1 통합 아키텍처

본 연구는 Fig. 2와 같이 통합 아키텍처를 세 개의 도메인으로 구성하고, 각 도메인을 다층 구조로 정형화하였다. 본 논문에서 "선박-육상(Ship-Shore)"은 프레임워크가 포괄하는 두 물리적 영역을 지칭하는 상위 개념이며, 본 연구는 아키텍처 수준에서 선박 측을 Onboard Domain, 육상 측을 Onshore Domain으로 명명한다. 즉 Onboard는 선박(onboard), Onshore는 육상(shore)에 대응하며, 여기에 선급검사 영역인 Class Domain을 더하여 세 도메인을 구성한다. 본 연구는 선박에서 발생하는 사이버보안 운영 데이터부터 육상의 선급검사 권위 데이터에 이르는 흐름을 단일 아키텍처로 정식화함으로써, 운영-검사 데이터 단절이라는 핵심 문제를 구조적으로 해소한다.
본 연구는 Fig. 2의 세 도메인을 다음과 같이 정의한다. Onboard Domain은 선박에서 발생하는 보안 이벤트의 원천 영역으로 3계층(Endpoint, Security Agent, Edge Server) 구조를 가진다. Onshore Domain은 선주가 육상에서 운영하는 통합 사이버보안 관리 영역으로 5계층(Data Ingest, Evidence Compilation Engine, Asset & Documents DB, Threat Detection & Response, Fleet Management Dashboard) 구조를 가진다. Class Domain은 선급이 선급검사 권한을 수행하는 영역으로 4계층(Submission Ingest, Approved Baseline Core, Service Modules, User Portal) 구조를 가진다. 본 논문에서 "다층 통합 아키텍처"라 함은 Class Domain의 4계층 구조를 중심으로 다른 두 도메인을 데이터 흐름으로 통합하는 모델을 의미한다.
세 도메인 간 데이터 동기화 주기는 서로 다르다. Onboard-Onshore 간에는 보안 이벤트·텔레메트리를 위성통신을 통해 실시간으로 전송하고 정책·규칙을 실시간으로 하향 전달하는 반면, Onshore-Class 간에는 연차검사·정기검사 30일 전(D-30) 트리거에 따른 배치(batch) 방식으로 검사 증빙을 제출하고, 선급의 도면승인·MoC 승인 시점에 한해 권위 baseline을 동기화한다. 본 연구는 이러한 전송 주기를 Fig. 2에 화살표 라벨로 표기하였다.본 연구가 본 아키텍처를 계층(layer) 구조로 설계한 이유는, 해결하려는 문제가 본질적으로 데이터의 생애주기·정제 흐름 문제이기 때문이다. 선박에서 발생한 원시 보안 이벤트는 정규화·상관분석·증빙 패키징을 거쳐 최종적으로 선급의 권위 데이터로 승격된다. 본 연구는 이 과정을, 하위 계층에서 상위 계층으로 데이터를 단계적으로 정제·추상화하는 수직적 파이프라인으로 표현하는 것이 가장 자연스럽다고 판단하였다. 각 계층은 하위 계층이 산출한 데이터를 입력으로 받아 한 단계 높은 수준의 정보로 가공하여 상위 계층에 전달하고, 상위 계층은 정책·기준을 하위 계층으로 하향 전달한다. 본 연구는 이러한 계층 간 상하 연결관계를 Fig. 2의 수직 화살표로 표시하였다. 다만 동일 계층 내부의 기능은 모듈(module)로 분해하였으며, 예컨대 Class Domain의 서비스 계층(Layer 3)은 자산·문서 관리, 설계 검증, 변경관리, 검사 워크플로우의 네 모듈로 구성하였다. 따라서 본 아키텍처는 데이터 정제 축에서는 계층적이고 각 계층 내부에서는 모듈적인 하이브리드 구조이다.

4.2 Onboard Domain: 선박 측 3계층 구조

Onboard Domain은 선박 내부에서 사이버보안 운영 데이터를 발생·집계하는 영역이며, 본 연구는 이를 다음 3계층으로 구성하였다. Layer 1 Endpoint는 데이터 발생 지점으로, IACS UR E26 적용 대상인 컴퓨터 기반 시스템(Computer Based System, CBS), 선주가 지정한 IT 시스템, 네트워크 장비, 그리고 능동적 방어를 위한 기만 자산(HoneyPot)을 포함한다. Layer 2 Security Agent는 설치형 호스트 에이전트와 비설치형 네트워크 센서로 이루어지며, 에이전트 설치가 어려운 OT/CBS 자산은 네트워크 탐지·대응(Network Detection and Response, NDR) 센서 또는 수동 자산 식별 방식으로 보완한다. Layer 3 Edge Server는 선상 집계 서버로, 보안 정보 및 이벤트 관리(Security Information and Event Management, SIEM) 기능을 통해 1차 상관분석을 수행하고 실시간 로컬 경고를 발생시키며, 위성통신 단절 시 로컬 버퍼링을 통해 데이터 손실을 방지한다.계층 간 흐름 측면에서, Layer 2의 에이전트·센서는 Layer 1 Endpoint에서 발생한 이벤트를 수집·표준화하여 Layer 3 Edge Server로 전달하고, Edge Server의 Local SIEM은 1차 상관분석한 결과를 선원 경고와 육상 전송으로 분기한다. 이러한 3계층 구조는 Son et al. (2024)이 제안한 IEC 62443 참조 모델 기반 선박 네트워크 구역화 설계와 정합한다. 다만 본 연구는 선상에서도 1차 보안 운영이 자율적으로 가능한 복원성(resilience) 설계를 강화하였다는 점에서 차별점을 가진다. 즉, 위성통신이 단절된 상황에서도 Edge Server의 Local SIEM이 자체적으로 보안 사건을 분류하고 선원에게 알림을 제공하며, 통신이 복원된 시점에 누적된 데이터를 일괄 전송한다. 선원은 1차 모니터링 역할만 담당하며, 실시간 사고 대응 의사결정은 육상 측이 수행한다.

4.3 Onshore Domain: 육상 측 5계층 구조와 ISM 거버넌스 통합

Onshore Domain은 선주가 육상에서 24시간 운영하는 통합 사이버보안 관리 영역이며, 본 연구는 이를 다음 5계층으로 구성하였다. Layer 1 Data Ingest & Normalization은 선박 측 Edge Server로부터 수신한 데이터를 정규화하는 계층으로, 자산 ID 매핑·타임스탬프 재정렬·디지털 서명 검증을 수행한다. Layer 2 Evidence Compilation Engine은 본 연구가 제시하는 핵심 컴포넌트로, 운영 단계에서 누적된 데이터로부터 선급검사 증빙을 자동 취합·패키징한다. 이 계층은 연차검사 또는 정기검사 30일 전(D-30) 트리거에 따라 자동으로 가동하여, 검사 시점에 필요한 모든 운영 증빙(보안 이벤트 통계, 패치 이력, 사고 대응 기록, 감사 로그)을 Class Domain으로 전송한다. Layer 3 Asset & Documents DB(Live)는 운영 중인 실시간 자산 상태(Live VAI·ZCD)와 운영 단계 동적 문서(CSDD·CSRP·CSTP·MoC)를 추적·관리하는 계층으로, 감사 로그와 보상대책(compensating measures) 기록을 보관한다. Layer 4 Threat Detection & Response는 AI 기반 이상 탐지와 위협 인텔리전스, 사고 대응 절차서(Playbook)를 운영하는 계층이며, Layer 5 Fleet Management Dashboard는 선대 전체에 대한 실시간 모니터링·알림·보고 기능을 제공하는 사용자 인터페이스 계층이다.
계층 간 흐름 측면에서, Layer 1은 정규화한 데이터를 Layer 3 Asset & Documents DB(Live)에 적재하고, Layer 4는 이를 분석하여 위협을 탐지하며, 검사 시점에는 Layer 2 Evidence Compilation Engine이 Layer 3의 데이터를 취합하여 Class Domain으로 전송한다. Layer 5는 이 모든 계층의 상태를 통합적으로 가시화한다.
앞서 기술한 5계층은 기술적 구성이며, 선주 조직은 이를 안전관리 거버넌스 위에서 운영한다. Onshore Domain의 운영 주체는 선주이며, 선주는 IMO Resolution MSC.428(98)(IMO, 2017)이 요구하는 국제안전관리규약(International Safety Management Code, ISM Code)의 안전관리시스템(Safety Management System, SMS) 거버넌스 아래 다부서 협업으로 이를 운영한다. 특히 안전관리책임자(Designated Person Ashore, DPA)를 중심으로 공무팀(Technical), 해무팀(Marine), 안전품질팀(QHSE), 해사기술팀(Maritime Tech)이 협업하는 조직 체계가 실시간 사고 대응 의사결정(Layer 4)과 선대 모니터링(Layer 5)을 수행하며, 보안팀이 별도로 존재할 경우 기술적 보안 운영을 전담한다. 이처럼 본 연구는 기술 계층을 ISM 거버넌스 구조와 명시적으로 결합함으로써, Ahn et al. (2019)이 강조한 'SMS 통합 체계 안의 해사 사이버 리스크 관리' 원칙을 구조적으로 반영한다.

4.4 Class Domain: 다중 stakeholder 기반 4계층 구조

Class Domain은 선급이 선급검사 권한을 수행하는 도메인으로, 검사뿐 아니라 도면승인, MoC, 다중 이해관계자 협업, 운영 단계 검사 문서 준비를 모두 포괄하는 다목적 플랫폼이다. 본 연구는 이를 다음 4계층으로 구성하였다.
Layer 1 Submission Ingest는 Onshore Domain의 Evidence Compilation Engine이 검사 시점(D-30, AS, SS)에 자동 전송한 증빙 데이터를 수집하는 계층이다. Layer 2 Approved Baseline Core는 선급이 도면승인 또는 MoC 절차를 통해 승인한 권위 있는 baseline 데이터(Authoritative VAI/ZCD/CSDD/CSTP/CSRP)와 제출된 검사 증빙·감사 자료를 저장하는 핵심 데이터 계층이다. 본 연구는 이 baseline을 변경관리 절차를 거치지 않고는 갱신하지 않으며, 동일 선박에 대해 선주 측 Live DB와 분리하여 관리함으로써 "승인된 상태(Approved State)"와 "실제 운영 상태(Actual State)" 간 비교의 기준점을 제공한다. Layer 3 Service Modules는 자동화 기능 모듈을 제공하는 계층이며, 본 연구는 이를 네 가지 핵심 모듈로 구성하였다. 자산 및 문서 관리(Asset & Doc Mgmt) 모듈은 VAI·ZCD·CSDD·CSRP의 생성·조회·갱신·삭제 및 버전 관리를 담당하고, 설계 검증(Design Verification) 모듈은 UR E26/E27 표준에 대한 자동 적합성 검증(Conformity Assessment)을 수행하며, MoC 모듈은 변경 요청 워크플로우와 승인된 baseline 갱신을 처리하고, 검사 워크플로우(Survey Workflow) 모듈은 도면승인·연차검사·정기검사의 D-30 알림과 적합/주의/부적합 자동 판정을 수행한다. Layer 4 User Portal은 다중 stakeholder 인터페이스 계층으로, 각 사용자 역할이 자신에게 필요한 모듈에 접근한다.
계층 간 흐름 측면에서, Layer 1은 수집한 제출 데이터를 Layer 2 Approved Baseline Core에 권위 데이터로 적재하고, Layer 3 Service Modules는 이를 대상으로 자동화 기능을 수행하며, Layer 4 User Portal은 이해관계자별 권한에 따라 해당 모듈을 노출한다.
Class Domain의 사용자 접근 모델은 제출 기반 접근 원칙을 따른다. 즉, 각 stakeholder는 본인이 직접 제출한 데이터와 선급이 도면승인 또는 MoC 절차를 거쳐 승인한 baseline 데이터에 한해 Service Module 기능을 활용하며, 다른 도메인의 실시간 운영 데이터에는 접근하지 않는다. 선급 검사원(Class Surveyor)은 도면승인·연차검사·정기검사 업무를 수행하며, Submission Ingest를 통해 제출된 baseline 데이터와 검사 증빙(D-30·AS·SS 시점)에만 접근하고 선주의 실시간 운영 데이터(Onshore Domain의 Live DB)에는 직접 접근하지 않는다. 이러한 분리 구조는 선주의 데이터 주권을 보장하면서도 검사원이 모든 Service Module의 자동화 기능을 활용하도록 한다. 선주는 자신의 Onshore Domain Live DB를 전적으로 관리하며, Class Domain에 대해서는 MoC 신청, 운영 단계 문서 제출, 검사 증빙 자료 등록의 권한을 가진다. 공급사는 본인이 제출한 UR E27 적용 대상 시스템·장비의 부품 설계 문서와 관련 도면승인 절차에만 접근하고, 조선소·시스템 통합사는 본인이 담당하는 신조 단계의 UR E26 시스템 통합 설계와 검증 자료에만 접근한다.

5. 고 찰

본 연구가 제안한 통합 아키텍처는 선박 내부의 사이버보안 운영 데이터와 육상의 선급검사 증빙 데이터를 단일 모델로 통합함으로써, 선원의 실시간 운영 상황 확인과 선주의 검사 증빙 준비를 동시에 지원한다. 종래 선원은 분산 저장된 보안 이벤트의 상관분석 없이 위협 패턴을 수작업으로 검토해야 했으며, 선주는 검사 시점마다 운영 기록을 수작업으로 가공하여 검사 증빙으로 정리하는 부담을 안고 있었다. Fig. 2의 아키텍처에서 Onshore Domain의 Evidence Compilation Engine과 Class Domain의 Service Modules가 결합 작동하면, 운영 데이터로부터 검사 증빙이 자동 매핑·패키징되어 선원·선주 양 측의 실무적 부담이 동시에 경감될 것으로 기대된다. 다만 본 절의 논의는 설계 차원의 효과 예측에 해당하며, 그 정량적 효과는 후속 파일럿 운영을 통해 검증되어야 한다.특히 본 연구가 제시한 "승인된 상태"와 "실제 운영 상태"의 이중 거버넌스 모델은 MoC 절차를 통해 두 상태의 정합성을 유지하면서도, 운영 단계의 동적 변화가 권위 데이터의 무결성을 손상시키지 않도록 하는 구조적 보호 장치로 기능한다. 이는 기술적 전문성이 제한적인 선원이라도 시스템이 정제한 정보를 통해 UR E26 이행 수준을 보다 안정적으로 유지할 가능성을 높인다. 나아가 이러한 시스템 의존적 운영 모델은 인적 의존도가 높은 종래 사이버보안 운영 방식의 구조적 한계를 시스템 차원에서 보완함으로써, IMO MSC.428(98)이 추구하는 안전관리시스템 통합 원칙에 부합한다.본 연구의 차별성은 선행연구와 대비할 때 더욱 명확해진다. Son et al. (2024)이 IEC 62443 기반의 선박 토폴로지 설계에 초점을 둔 반면, 본 연구는 이를 선박-육상 통합 아키텍처로 확장하였다. 또한 Park et al. (2025)이 자율운항선박 시대의 사이버보안 규제 프레임워크 방향성을 개념적으로 제언하였다면, 본 연구는 이를 선급·선주·공급사·조선소가 역할 기반 권한으로 협업하는 Class Domain 플랫폼으로 구체화하였으며, 그 접근·관계 구조는 Fig. 3에 제시하였다. Kim and Lee (2024)가 UR E26과 NIST CSF의 비교에 머문 데 비해, 본 연구는 비교를 넘어 UR E26 조항을 24개 요구사항 매트릭스로 양방향 매핑하여 실행 가능한 형태로 정립하였다는 점에서 학술적 진전을 이룬다.

6. 결 론

본 연구는 IACS UR E26 Rev.1의 강제 적용에 따라 선주가 부담하게 된 사이버복원력 운영·검사 의무를 실효적으로 이행하기 위한 선박-육상 통합 사이버보안 운영 프레임워크를 개발하였다.
본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 선주 운영 라이프사이클을 신조·인수, 운항, 사고 대응, 검사 대응의 네 단계로 구조화하고, 각 단계의 운영상 난점이 "운영 데이터와 검사 증빙 데이터의 분리"라는 단일 근본 원인에서 비롯됨을 규명하였다. 둘째, 운영 10개, 검사 8개, 공통 6개로 분류된 24개 요구사항 매트릭스를 정립하고 IACS UR E26 조항에 양방향 매핑하였다. 셋째, Onboard·Onshore·Class의 세 도메인으로 구성된 다층 통합 아키텍처를 설계하고, 그 핵심에 "승인된 상태"와 "실제 운영 상태"의 이중 거버넌스 모델을 도입함으로써 운영-검사 데이터 단절을 구조적으로 해소하는 모델을 제시하였다.
이로써 서론에서 설정한 두 연구 목표를 모두 달성하였다. 학술적 측면에서는 그동안 분리되어 다뤄지던 "선박 측 보안 운영"과 "육상 측 검사 거버넌스"를 운영-검사 통합 관점으로 재정의하고 이를 실행 가능한 다층 아키텍처로 구체화하였다는 점에 기여가 있다. 실무적 측면에서는 선원의 일상 보안 운영, 선주의 검사 대응, 선급의 검사 자동화, 공급사·조선소의 도면 승인 절차를 단일 플랫폼에서 통합할 수 있는 설계 청사진을 산업 현장에 제공한다는 점에 기여가 있다.
다만 본 연구는 다음과 같은 한계를 가진다. 첫째, 단일 선급 시각에 기반한 분석으로 타 IACS 멤버 선급의 검사 관행과의 정합성은 검증되지 않았다. 둘째, 위성통신 제약 환경에서의 데이터 전송 성능과 도입 비용 효과에 대한 정량적 분석이 수행되지 않았다. 셋째, 본 통합 모델의 실증적 효과는 설계 차원에서만 논의되었다.
후속 연구에서는 파일럿 서비스 운영을 통해 검사 시간 단축률, 보상대책 추적률, 자동 적합성 판정 정확도 등의 정량 지표를 측정하고, 다중 선급 환경에서의 baseline 호환성을 검증하며, 검사 보고서 자동 생성 요구사항(SV-07)을 대규모 언어 모델(Large Language Model, LLM) 기반으로 고도화하는 방안을 모색할 계획이다. 특히 검사 증빙 준비 시간의 경우, Table 2에서 확인된 검사 1회당 수십 시간 수준의 수작업 부담을 Evidence Compilation Engine의 자동 취합·패키징을 통해 수 시간 이내로 단축(약 70% 이상 절감)하는 것을 정량적 목표로 설정하고, 파일럿 운영에서 이를 실측·검증할 계획이다.
본 연구에서 제시한 프레임워크는 선박의 전 생애주기에 걸친 데이터 기반 선급 검사(Data-driven Class Survey) 시대를 앞당기는 기술적 초석이 될 것으로 기대된다.

NOTES

후 기

이 논문은 2026년 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행된 연구결과입니다. (No. RS-2024-00400955, 스마트선박 국제 규정 대응을 위한 핵심 보안 기술개발)

Fig. 1
Four-stage research method
KINPR-2026-50-3-372f1.jpg
Fig. 2
Ship-shore cyber resilience integrated architecture
KINPR-2026-50-3-372f2.jpg
Fig. 3
Stakeholder access and relationship model of the class domain
KINPR-2026-50-3-372f3.jpg
Table 1
Comparison of prior studies and contribution of this study
Prior Study Venue Perspective Std. Mapping Ops-Survey Integration Difference from This Study
Cho and Cha (2019) KIISC STRIDE Threat Modeling × Extends threat analysis into an integrated ops-survey model
Ahn et al. (2019) KINPR KR Cyber Security System Construction IMO MSC.428(98) × Proposes integrated ops-survey scheme aligned with UR E26/E27
Lee et al. (2020) KOSOMES Cyber Security Officer Curriculum × Integrates training into the REQ-OP-10 requirement
Kim and Lee (2024) KIISC UR E26 vs NIST CSF (AHP) UR E26 × Beyond comparison: proposes executable architecture
Son et al. (2024) SNAK Ship Network Topology Design UR E26, IEC 62443 × Extends topology into a 4-tier ship-shore integrated architecture
Park, J.Y. et al. (2025) SNAK Maritime Cyber Security Regulatory Framework IMO, IACS Implements regulatory analysis as an ops-survey automation model
Park, D.H. et al. (2026) KIISC STRIDE for Auto Berthing/Unberthing UR E27 × Extends to UR E26 + whole-vessel + ops-survey integration
This Study KINPR (2026) Integrated Ops-Survey Framework UR E26/E27 Owner-centric 24 requirements + 4-tier integrated architecture

Note: In the ‘Ops-Survey Integration’ column, ◎ = operations and survey integrated with equal weight in a single model; △ = partial or conceptual integration; × = not addressed

Table 2
Operational challenges across the ship cyber resilience
Lifecycle Stage Key Operational Challenges Root Cause
Newbuild & Handover VAI/ZCD/CSDD delivered as PDF/Excel; cannot be loaded into operational systems Newbuild artefacts produced only as static documents
Operation No real-time visibility of OT assets; VAI inconsistency due to MoC omissions Disconnect between ship-side and shore-side asset management
Incident Response Delayed identification of affected assets; ex-post reporting burden; weak corrective-action tracking SIEM events managed separately from asset and document data
Survey Response Tens of hours per survey to compile evidence; difficulty tracking compensating measures Operational records managed separately from survey evidence
Table 3
Cyber resilience operational requirements matrix (24 items)
Code Requirement MoSCoW UR Mapping Primary Challenge
OP-01 Real-time OT asset monitoring Must UR E26 §5.4 No visibility during operation
OP-02 Automated anomaly detection Must UR E26 §5.4.5 Manual threat-pattern review
OP-03 Real-time security event alerting Must UR E26 §5.4 Delayed incident awareness
OP-04 Auto-identification of affected assets on incident Must UR E26 §5.4.7 Manual scoping of incident impact
OP-05 Automated incident response playbook execution Should UR E26 §5.4.7 Branching complexity of procedures
OP-06 Auto-generated incident records Must UR E26 §5.7 Ex-post reporting workload
OP-07 Automated MoC workflow Must UR E26 §5.6 Paper-based approval routing
OP-08 Auto-detection and reflection of asset changes Must UR E26 §5.2 VAI update omissions
OP-09 Operational history of compensating measures Must UR E26 §5.1.5 Manual tracking of compensating measures
OP-10 Crew security awareness training records Should UR E26 §5.4.10 Lack of training evidence
SV-01 Automated evidence collection and binding Must UR E26 §5.8 Tens of hours to compile evidence
SV-02 Auto-generation of annual survey checklist Must UR E26 §5.8 Manual checklist preparation
SV-03 Auto-generation of special survey checklist Must UR E26 §5.8 5-year cumulative review burden
SV-04 Automated history tracking of compensating measures Must UR E26 §5.1.5 Low tracking rate of compensating measures
SV-05 Automated decision (Adequate/Caution/Fail) Should UR E26 §5.8 Surveyor decision workload
SV-06 Remote pre-survey review interface Should UR E26 §5.8 Excessive onsite survey time
SV-07 Auto-generated survey report Must UR E26 §5.7 Manual report drafting
SV-08 Auto-verification of VAI↔ZCD↔CSDD↔CSRP traceability Must UR E26 §5.2~5.4 Difficult cross-document consistency check
CM-01 Single data model across ship-shore-class Must UR E26 §5.2 Static PDF/Excel artefacts not loadable
CM-02 Standard schema for UR E26 document set Must UR E26 §5.2~5.4 Cross-document inconsistency
CM-03 Audit log completeness and tamper-resistance Must UR E26 §5.7 Fragmented audit trail
CM-04 mTLS-based ship-shore secure communication Must UR E26 §5.4.8 Untrusted VSAT link
CM-05 Digital signature for data integrity Should UR E26 §5.7 Evidence authenticity questioned
CM-06 Data retention policy (≥ 5 years for SS cycle) Should UR E26 §5.8 Long-term evidence preservation

References

[1] Ahn, J. W., Lim, J. K. and Park, G. M.(2019), “Trends in Maritime Cyber Security and Construction of a Maritime Cyber Security System”, Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research, Vol. 2019, No. 5a, pp. 29-32.
[2] Cho, Y. H. and Cha, Y. G.(2019), “A Study on the Cyber Security Requirements of Ship Using Threat Modeling”, Journal of the Korea Institute of Information Security and Cryptology, Vol. 29, No. 3, pp. 657-673.
[3] IACS. (2023a), Unified Requirement E26 Rev.1, Cyber Resilience of Ships. International Association of Classification Societies; November;(2023.
[4] IACS. (2023b), Unified Requirement E27 Rev.1, Cyber Resilience of On-board Systems and Equipment. International Association of Classification Societies; September;(2023.
[5] IACS. (2024), Recommendation No. 190, Recommendation for Vessel Asset Inventory. International Association of Classification Societies.
[6] IMO. (2017), Resolution MSC.428(98), Maritime Cyber Risk Management in Safety Management Systems. International Maritime Organization.
[7] Kim, J. and Lee, S. Y.(2024), “A Comparison of the IACS Unified Requirement on Cyber Resilience (UR E26) with Existing Cyber Security and Cyber Resilience Frameworks”, Journal of the Korea Institute of Information Security and Cryptology, Vol. 34, No. 5, pp. 1149-1159.
[8] KR. (2026), Guidelines for Cyber Resilience of Ships and Systems, GC-44-K, Korean Register.
[9] Lee, E. S., Ahn, Y. J. and Park, S. H.(2020), “A Study on the Development of an Education Course for Ship Cyber Security Officers”, Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety, Vol. 26, No. 7, pp. 830-837.
[10] NIST. (2024), The NIST Cybersecurity Framework (CSF) 2.0, NIST CSWP 29. National Institute of Standards and Technology.
[11] Park, D. H., Jo, Y. H. and Lee, D. H.(2026), “Study on Maritime Cybersecurity Requirements for Auto Berthing and De-Berthing System of Autonomous Ship”, Journal of the Korea Institute of Information Security and Cryptology, Vol. 36, No. 2, pp. 623-643.
[12] Park, J. Y., Park, C. B. and Park, H. S.(2025), “A Study on the Direction of the Maritime Cyber Security Regulatory Framework in the Era of Maritime Autonomous Surface Ships”, Journal of the Society. of Naval Architects of Korea, Vol. 62, No. 1, pp. 25-37.
[13] Son, K. J., Choi, S. H., Kang, N. S. and Kim, S. R.(2024), “Ship Network Topology Design Considering IACS UR E26”, Journal of the Society of Naval Architects of Korea, December;(2024.
[14] Svilicic, B., Kamahara, J., Rooks, M. and Yano, Y.(2019), “Maritime Cyber Risk Management: An Experimental Ship Assessment”, The Journal of Navigation, Vol. 72, No. 5, pp. 1108-1120.
crossref
[15] Tam, K. and Jones, K.(2019), “MaCRA: A Model- Based Framework for Maritime Cyber-Risk Assessment”, WMU Journal of Maritime Affairs, Vol. 18, No. 1, pp. 129-163.
crossref pdf
TOOLS
METRICS Graph View
  • 0 Crossref
  •  0 Scopus
  • 538 View
  • 9 Download
Related articles


ABOUT
BROWSE ARTICLES
FOR CONTRIBUTORS
Editorial Office
C1-327 Korea Maritime and Ocean University
727 Taejong-ro, Youngdo-gu, Busan 49112, Korea
Tel: +82-51-410-4127    Fax: +82-51-404-5993    E-mail: jkinpr@kmou.ac.kr                

Copyright © 2026 by Korean Institute of Navigation and Port Research.

Developed in M2PI

Close layer
prev next