Automotive Cybersecurity — 개요 및 컨셉 맵¶

학습 플랜¶

레벨: Intermediate → Advanced (SoC Secure Boot / ARM Security 지식 기반, 차량 보안으로 확장)
목표: 차량 내부 통신(CAN Bus)의 보안 한계와 SoC 레벨 방어 아키텍처를 화이트보드에 그리며, Tesla FSD 탈옥 사례를 공격/방어 관점에서 논리적으로 설명할 수 있는 수준

사전 지식 / 선수 학습¶

주제	필수/권장	참고 자료
SoC Secure Boot	필수	`soc_secure_boot_ko/` — HW RoT, Chain of Trust, 서명 검증
ARM Security (TrustZone)	필수	`arm_security_ko/` — EL, Secure/Non-Secure World, TEE
AMBA 버스 기초	권장	`amba_protocols_ko/` — AXI/APB 트랜잭션 (Gateway SoC 이해에 필요)
암호학 기초	권장	`soc_secure_boot_ko/03_crypto_in_boot.md` — HMAC, 대칭키, PKI

핵심 용어집 (Glossary)¶

학습 전 반드시 알아야 할 용어. 각 유닛에서 반복적으로 등장한다.

차량 구성 요소¶

약어	풀네임	설명
ECU	Electronic Control Unit	차량의 전자 제어 장치. 엔진, 브레이크, 에어백 등 각 기능마다 별도 ECU가 존재. 현대 차량에는 70~100개 이상 탑재
MCU	Microcontroller Unit	ECU의 핵심 칩. 임베디드 프로세서 + 메모리 + 주변장치가 하나의 칩에 통합
SoC	System on Chip	MCU보다 고성능. CPU + GPU + NPU + 메모리 컨트롤러 등을 단일 칩에 집적. Tesla FSD 칩이 대표적 예
TCU	Telematics Control Unit	차량의 "인터넷 관문". 셀룰러(LTE/5G), WiFi, GPS 모듈을 포함하여 외부와 통신
ADAS	Advanced Driver Assistance Systems	첨단 운전자 보조 시스템. 자동 긴급 제동, 차선 유지, 적응형 크루즈 컨트롤 등
FSD	Full Self-Driving	Tesla의 완전 자율주행 소프트웨어. 구독($99/월) 또는 일시불($8,000+) 모델
HSM	Hardware Security Module	ECU/SoC 내부의 격리된 보안 코어. 암호키 저장 + 암호 연산 전담. Application Core에서 키에 직접 접근 불가
RSU	Road Side Unit	도로변에 설치된 V2X 통신 기지국. 교통 신호, 도로 상태 정보를 차량에 브로드캐스트
IMU	Inertial Measurement Unit	관성 측정 장치. 가속도계 + 자이로스코프로 차량의 움직임(가속, 회전)을 측정

통신 프로토콜 / 인터페이스¶

약어	풀네임	설명
CAN	Controller Area Network	1983년 Bosch가 개발한 차량 내부 직렬 버스. 브로드캐스트 방식, 인증/암호화 없음
CAN-FD	CAN with Flexible Data-rate	CAN 확장. payload 8B→64B, 속도 8Mbps. 보안은 여전히 없음
CAN-XL	CAN Extra Long	차세대 CAN. payload 2048B, 20Mbps, CANsec 보안 내장
OBD-II	On-Board Diagnostics II	법적 의무 장착(1996~ 미국)된 차량 진단 포트. 16핀 커넥터로 CAN Bus에 직접 연결 가능
V2X	Vehicle-to-Everything	차량 대 모든 것 통신. V2V(차량간), V2I(인프라), V2P(보행자), V2N(네트워크) 포함
DSRC	Dedicated Short Range Communications	WiFi 기반 V2X 통신 (802.11p, 5.9GHz). 저지연(~2ms)
C-V2X	Cellular V2X	셀룰러(LTE/5G) 기반 V2X. 3GPP 표준. 넓은 커버리지
AUTOSAR	AUTomotive Open System ARchitecture	차량 소프트웨어 표준 아키텍처. ECU 소프트웨어의 계층 구조와 인터페이스를 정의
OTA	Over-The-Air	무선 원격 소프트웨어 업데이트. 정비소 방문 없이 차량 FW 갱신

보안 기술 / 모듈¶

약어	풀네임	설명
SecOC	Secure Onboard Communication	AUTOSAR가 정의한 CAN 메시지 인증 모듈. MAC + Freshness Value로 발신자 인증
TEE	Trusted Execution Environment	신뢰 가능한 격리 실행 환경. ARM TrustZone의 Secure World가 대표적 구현
IDS	Intrusion Detection System	침입 탐지 시스템. CAN 트래픽 이상을 탐지하지만 차단(prevention)은 하지 않음
SHE	Secure Hardware Extension	자동차용 기본 HSM 표준. AES-128-CMAC, 11개 키 슬롯
EVITA	E-safety Vehicle Intrusion Protected Applications	고급 자동차 HSM 표준. Medium/Full 등급, RSA/ECC/AES 지원
SCS	Security Subsystem	Tesla FSD 칩의 보안 서브시스템. Secure Boot + Cloud Auth 담당
PKI	Public Key Infrastructure	공개키 기반 인프라. 인증서 발급/검증/폐기 체계
SCMS	Security Credential Management System	V2X 전용 PKI. 가명 인증서로 프라이버시 보호

암호학 기본 용어¶

약어	풀네임	설명
MAC	Message Authentication Code	메시지 인증 코드. 비밀키로 생성하는 태그 — 위조 감지용 (암호화와 다름!)
AES	Advanced Encryption Standard	대칭키 암호 알고리즘. 128/256비트 키. 현대 차량 보안의 핵심
CMAC	Cipher-based MAC	AES 기반 MAC 생성 방식. SecOC에서 CAN 메시지 인증에 사용
GCM	Galois/Counter Mode	AES 암호화 + 인증을 동시에 수행하는 모드. CANsec/MACsec에서 사용
RSA/ECC	— / Elliptic Curve Cryptography	비대칭키 알고리즘. RSA(큰 키, 호환성), ECC(작은 키, 효율)

규제 / 표준¶

약어	풀네임	설명
UN R155	UN Regulation No. 155	차량 사이버보안 관리 시스템(CSMS) 의무화. 2024~ 신차 적용
UN R156	UN Regulation No. 156	소프트웨어 업데이트 관리 시스템(SUMS) 의무화
ISO 21434	ISO/SAE 21434	차량 사이버보안 엔지니어링 국제 표준. TARA(위협 분석) 프레임워크 포함
TARA	Threat Analysis and Risk Assessment	ISO 21434 요구 위협 분석 방법론. 자산→위협→영향→공격 가능성→위험도 평가

공격 기법 약어¶

약어	풀네임	설명
DoS	Denial of Service	서비스 거부 공격. CAN에서는 대량 프레임 전송으로 통신 마비
MITM	Man-in-the-Middle	중간자 공격. 통신 중간에서 메시지를 가로채거나 변조
FI	Fault Injection	물리적 오류 주입. 전압/클럭 글리치로 CPU의 보안 검증 우회
SCA	Side-Channel Attack	부채널 공격. 전력 소모, 전자기 방출, 타이밍 차이에서 비밀 정보 추출
SDR	Software-Defined Radio	소프트웨어 정의 라디오. GPS spoofing 등에 사용되는 범용 무선 장비

기타 핵심 개념¶

용어	설명
Freshness Value	Replay(재전송) 공격 방어용 일회성 값. 카운터 또는 타임스탬프. SecOC의 핵심 구성 요소
Arbitration	CAN 버스에서 동시 전송 시 우선순위 결정 과정. ID가 낮을수록 우선. Dominant(0) > Recessive(1)
Defense in Depth	다중 계층 방어 전략. 단일 레이어 돌파 시에도 다음 레이어가 방어
VIN	Vehicle Identification Number. 차량 고유 식별 번호 (17자리)
Geofence	GPS 좌표 기반 가상 지리적 경계. Tesla FSD는 이를 통해 승인 지역만 허용
Feature Flag	소프트웨어 기능의 활성화/비활성화 스위치. Tesla FSD 탈옥의 공격 대상

컨셉 맵¶

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|  |   In-Vehicle Network      |  |   SoC Security            |  |
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|  |  CAN Bus (1980s, 무인증)  |  |  HSM (키 저장 + MAC)      |  |
|  |  CAN-FD (더 큰 payload)   |  |  SecOC (메시지 인증)      |  |
|  |  CAN-XL (CANsec 내장)     |  |  Secure Gateway (격리)    |  |
|  |  Automotive Ethernet      |  |  TEE (TrustZone)         |  |
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|               |    Attack & Defense         |                  |
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|               |  CAN Injection / Spoofing  |                  |
|               |  GPS Spoofing              |                  |
|               |  Fault Injection           |                  |
|               |  Replay Attack             |                  |
|               |  IDS / Firewall / OTA      |                  |
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|               |    Case Study              |                   |
|               |    Tesla FSD Jailbreak     |                   |
|               |    (2025-2026)             |                   |
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학습 단위 (Units)¶

#	단위	핵심 질문
1	CAN Bus Fundamentals	차량 내부 통신은 어떻게 동작하고, 왜 구조적으로 취약한가?
2	Automotive SoC Security	SoC 레벨에서 CAN 통신을 어떻게 보호하는가? (HSM, SecOC, Gateway)
3	Tesla FSD Case Study	FSD 탈옥은 어떤 취약점을 악용했고, 어떤 방어가 빠졌는가?
4	Attack Surface & Defense	차량 보안의 전체 공격 표면과 방어 계층은 무엇인가?
5	Quick Reference Card	면접 직전 빠른 복습용 요약 카드

학습 의존성 흐름¶

Unit 1 (CAN Bus) ─────────────────────────────┐
  "차량 내부 통신의 구조와 한계"                  │
     │                                          │
     v                                          │
Unit 2 (SoC Security) ───┐                     │
  "SoC가 제공하는 방어 수단"│                     │
     │                    │                     │
     v                    v                     v
Unit 3 (Tesla Case)   Unit 4 (Attack/Defense)
  "실제 사례 분석"       "체계적 공격/방어 분류"
     │                    │
     +────────────────────+
                │
                v
         Unit 5 (Quick Reference)
           "면접/복습 요약"

Secure Boot / ARM Security와의 연결¶

[soc_secure_boot_ko]          [arm_security_ko]
  HW RoT, Chain of Trust        TrustZone, TEE
  서명 검증, Anti-Rollback       EL3/S-EL1 격리
        \                        /
         \                      /
          +-----> [이 모듈] <---+
                  Automotive에서의 적용:
                  - HSM = HW RoT의 차량 버전
                  - SecOC = Chain of Trust의 메시지 버전
                  - Secure Gateway = TrustZone의 버스 버전