# OT (운영 기술, Operational Technology)

## 1. 개요
**OT(운영 기술, Operational Technology)**란 산업 현장에서 물리적인 장치, 프로세스 및 이벤트를 직접 모니터링하고 제어하기 위해 사용하는 하드웨어와 소프트웨어 기술의 집합을 의미한다. 일반적인 데이터 처리를 목적으로 하는 IT(정보기술)와 달리, OT는 밸브, 모터의 속도 조절, 전력 공급 제어와 같이 물리적 세계의 실질적인 변화를 일으키는 제어 루프(Control Loop)를 관리하는 데 특화되어 있다.

## 2. OT와 IT의 차이점
IT와 OT는 모두 컴퓨팅 기술을 기반으로 하지만, 설계 목적과 운영 우선순위에서 근본적인 차이를 보인다. IT는 데이터의 기밀성과 무결성을 중시하는 반면, OT는 시스템의 중단 없는 가동, 즉 가용성과 실시간성을 최우선으로 한다.

| 구분 | IT (Information Technology) | OT (Operational Technology) |
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| **주요 목적** | 정보의 관리, 처리, 전송 | 물리적 프로세스의 제어 및 모니터링 |
| **최우선 가치** | **기밀성(Confidentiality)** | **가용성(Availability)** 및 안전(Safety) |
| **핵심 지표** | 처리량(Throughput), 데이터 정확성 | 실시간 응답성(Determinism), 가동률 |
| **업데이트 주기** | 짧음 (수개월~수년 단위 교체) | 매우 김 (10년~30년 이상 사용) |
| **하드웨어 특성** | 표준 서버, PC, 클라우드 환경 | PLC, 센서, 액추에이터, 산업용 PC |
| **장애 영향** | 데이터 손실, 서비스 일시 중단 | 물리적 파손, 인명 사고, 환경 오염 |

## 3. OT의 핵심 구성 요소 및 아키텍처
OT 환경은 현장의 물리적 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이를 다시 제어 명령으로 바꾸어 장치를 구동하는 계층적 구조로 이루어져 있다.

| 구성 요소 | 풀네임 | 정의 및 역할 |
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| **센서 (Sensor)** | Sensor | 물리적 상태(온도, 압력, 위치 등)를 감지하여 전기적 신호로 변환하는 장치 |
| **액추에이터 (Actuator)** | Actuator | 제어 신호를 받아 물리적인 동작(밸브 개폐, 모터 회전 등)을 수행하는 장치 |
| **PLC** | Programmable Logic Controller | 산업용 제어기. 센서의 입력을 받아 미리 정의된 로직에 따라 액추에이터를 제어하는 장치 |
| **SCADA** | Supervisory Control and Data Acquisition | 감시 제어 및 데이터 수집 시스템. 광범위한 지역의 장치들을 중앙에서 모니터링하고 제어 |
| **HMI** | Human-Machine Interface | 인간-기계 인터페이스. 운영자가 시스템 상태를 시각적으로 확인하고 조작하는 화면/패널 |
| **DCS** | Distributed Control System | 분산 제어 시스템. 대규모 공정에서 제어 기능을 여러 컨트롤러에 분산시켜 안정성을 높인 시스템 |
| **RTU** | Remote Terminal Unit | 원격 단말 장치. 현장의 데이터를 수집하여 SCADA 서버로 전송하는 통신 거점 장치 |

## 4. 퍼듀 모델 (Purdue Model)
퍼듀 모델은 산업 제어 시스템(ICS)의 네트워크 구조를 정의하는 표준 참조 모델로, 기능별로 계층을 분리하여 보안성과 안정성을 확보하는 것을 목적으로 한다.

**[퍼듀 모델 계층 구조 다이어그램]**
`Level 4: 기업 경영망 (ERP, Business Logistics)`
`      ↑ ↓`
`[ DMZ: 완충 구역 (Proxy, Patch Server) ]`
`      ↑ ↓`
`Level 3: 공장 운영망 (MES, Site Operations)`
`      ↑ ↓`
`Level 2: 구역 감시망 (HMI, SCADA Workstation)`
`      ↑ ↓`
`Level 1: 기본 제어망 (PLC, PID Controller)`
`      ↑ ↓`
`Level 0: 물리 공정층 (Sensors, Actuators, Motors)`

*   **Level 0 (Process):** 실제 물리적 공정이 일어나는 단계 (센서, 모터, 밸브 등).
*   **Level 1 (Basic Control):** 물리적 장치를 직접 제어하는 단계 (PLC, PID 제어기).
*   **Level 2 (Area Supervisory Control):** 공정의 상태를 감시하고 조작하는 단계 (HMI, SCADA 워크스테이션).
*   **Level 3 (Site Manufacturing Operations):** 공장 전체의 생산 관리 및 최적화 단계 (MES - 제조 실행 시스템).
*   **Level 4 (Business Planning & Logistics):** 기업의 경영 관리 단계 (ERP - 전사적 자원 관리).
*   **DMZ (Demilitarized Zone):** Level 3와 Level 4 사이의 완충 구역으로, IT망과 OT망의 직접적인 연결을 차단하여 보안 위협 전이를 방지한다.

## 5. IT-OT 융합 (Convergence)
4차 산업혁명과 스마트 팩토리의 확산으로 인해 폐쇄적이었던 OT 환경이 IT 네트워크와 연결되는 **IT-OT 융합**이 가속화되고 있다.

### 5.1. 주요 동인 및 기술
*   **IIoT (Industrial IoT):** 산업용 사물인터넷을 통해 현장 데이터를 실시간으로 수집.
*   **빅데이터 및 AI:** 수집된 데이터를 분석하여 설비의 고장 시점을 예측하는 **예측 유지보수(Predictive Maintenance)** 구현.
*   **클라우드 컴퓨팅:** 현장 데이터를 중앙 집중화하여 전사적인 생산 최적화 달성.
*   **엣지 컴퓨팅 (Edge Computing):** 데이터가 발생하는 현장 단에서 즉시 처리하여 클라우드 전송 지연을 줄이고 실시간 제어 성능을 확보.
*   **디지털 트윈 (Digital Twin):** 물리적 자산의 가상 복제본을 생성하여 시뮬레이션을 통해 공정을 최적화하고 장애를 예측.

### 5.2. 융합 시 발생하는 충돌 사례
IT와 OT의 철학적 차이로 인해 통합 과정에서 다음과 같은 충돌이 발생할 수 있다.
*   **패치 관리 충돌:** IT 보안팀은 취약점 발견 시 즉시 업데이트(Patch)를 요구하지만, OT 운영팀은 업데이트 후 발생할 수 있는 시스템 재부팅이나 오작동으로 인한 공정 중단을 우려하여 패치를 거부함.
*   **통신 프로토콜 불일치:** 표준 TCP/IP를 사용하는 IT와 달리, OT는 전용 프로토콜을 사용하여 상호 운용성 문제 발생.
*   **성능 저하 문제:** IT 보안 솔루션(백신, 스캔 도구)을 OT 장비에 적용했을 때, CPU 자원 점유율 상승으로 인해 제어 명령의 실시간 응답성(Determinism)이 깨져 공정 사고로 이어지는 경우.

### 5.3. 주요 OT 통신 프로토콜
OT 환경에서는 실시간성과 신뢰성을 보장하기 위해 다음과 같은 전용 프로토콜이 사용된다.
*   **Modbus:** 가장 오래되고 널리 쓰이는 표준 프로토콜로, 단순한 구조 덕분에 다양한 제조사 장비 간 호환성이 높음.
*   **PROFINET / PROFIBUS:** 지멘스(Siemens) 주도로 개발된 표준으로, 고속 데이터 전송과 정밀한 제어에 특화됨.
*   **EtherCAT:** 초고속 실시간 이더넷 프로토콜로, 로봇 제어 및 정밀 모션 제어에 주로 사용됨.
*   **OPC UA:** 서로 다른 제조사의 장비와 소프트웨어가 상호 운용될 수 있도록 하는 플랫폼 독립적 표준 통신 프레임워크.
*   **DNP3:** 전력 및 수도 등 광역 인프라 제어 시스템에서 주로 사용하는 신뢰성 높은 프로토콜.

## 6. OT 적용 산업 사례
OT는 정밀한 제어와 높은 신뢰성이 필요한 거의 모든 기간산업에 적용된다.

*   **에너지 및 전력:** 
    *   **스마트 그리드:** 전력 수요와 공급을 실시간으로 조절하여 에너지 효율 극대화.
    *   **발전소:** 터빈의 회전수 제어 및 보일러 압력/온도 정밀 제어를 통한 안정적 전력 생산.
    *   **송배전망:** 원격 단말 장치(RTU)를 통한 변전소 상태 모니터링 및 사고 시 자동 차단.
*   **제조업:** 
    *   **자동차 공장:** 다관절 로봇의 정밀한 용접/도장 제어 및 컨베이어 벨트 동기화.
    *   **반도체/디스플레이:** OHT(Overhead Hoist Transport)를 이용한 웨이퍼 이송 및 클린룸 환경 제어.
*   **화학 및 정유:** 
    *   **연속 공정 제어:** DCS를 활용하여 수천 개의 밸브와 온도 센서를 통합 관리, 화학 반응의 안정성 유지.
    *   **파이프라인:** 유체의 흐름과 압력을 실시간 감시하여 누출 사고 방지.
*   **수처리 및 인프라:** 
    *   **상하수도:** 펌프장 및 정수 처리 시설의 수위 제어 및 약품 투입량 자동 조절.
    *   **도시 가스:** 배관망의 압력 감시 및 원격 밸브 제어를 통한 안전 관리.
*   **교통:** 
    *   **철도:** 열차 간 간격을 유지하는 신호 제어 시스템 및 전철선 전력 공급 관리.
    *   **공항:** 수하물 분류 시스템(BHS)의 고속 소팅 및 활주로 조명 제어.

## 7. OT 보안의 특수성과 도전 과제
OT 환경은 한 번 구축하면 수십 년간 사용하는 **레거시 시스템(Legacy System)** 비중이 높아 최신 보안 패치 적용이 어렵다. 또한, 보안 사고가 단순한 데이터 유출을 넘어 물리적 폭발이나 환경 재앙으로 이어질 수 있다는 특수성이 있다.

### 7.1. 국제 표준: IEC 62443
OT 보안의 복잡성을 해결하기 위해 국제전기기술위원회(IEC)와 국제자동화 및 제어시스템위원회(ISA)는 **IEC 62443** 표준을 제정하였다. 이는 현대 OT 보안 전략 수립의 핵심 기준이 된다.

*   **핵심 내용:** IACS(산업 자동화 및 제어 시스템)의 보안 라이프사이클을 정의하며, 구성 요소(Component), 시스템(System), 조직(Organization) 수준의 보안 요구사항을 제시한다.
*   **보안 수준 (Security Level, SL):** 위협의 수준에 따라 SL 1(의도치 않은 오류)부터 SL 4(국가 수준의 고도화된 공격)까지 정의하여, 각 자산에 적합한 보안 수준을 설정하고 검증하도록 한다.
*   **Zone & Conduit 모델:** 네트워크를 유사한 보안 요구사항을 가진 '존(Zone)'으로 나누고, 존 사이의 통신 경로인 '컨듀잇(Conduit)'에 보안 통제를 적용하는 개념을 제시한다.

### 7.2. 보안 전략
IEC 62443의 기준을 바탕으로 다음과 같은 실무적 보안 전략을 적용한다.

*   **망 분리 (Air-Gap):** 외부 네트워크와 물리적/논리적으로 완전히 분리하여 외부 침입 경로를 차단.
*   **심층 방어 (Defense in Depth):** 퍼듀 모델과 IEC 62443의 Zone & Conduit 모델을 적용하여 계층별로 방화벽, IDS/IPS 등을 배치해 다중 방어 체계 구축.
*   **단방향 게이트웨이:** 데이터는 OT $\rightarrow$ IT 방향으로만 흐르게 하고, 외부에서 내부로의 명령 전달은 물리적으로 차단하는 장치 도입.