기술정보
기술정보
기술명 바이오 마커 기반 난수발생을 위한 심전도 특징점 추출 알고리즘
기술명(영문) ECG Feature Extraction Algorithm for Biomarker-based Random Number Generation
활용분야 하드웨어 보안 모듈
기술번호 TI2019-01268
기술성숙도
#기술성숙도
개발전 2단계:실용목적 아이디어 특허등 개념정립
개발후 6단계:파일롯 규모 시작품 제작 및 성능평가
외부기술요소 개발목표시기 2020-12-31
결과물 형태
검증방법
시장성
시장성
시장성 내용
1. 국내외 기술동향 및 경쟁력
   ㅇ 국내기술 동향
▷ 제세동기나 pacemaker를 포함하여 고위험군의 의료기기는 현재 각 구성에 대한 연구가 주를 이루나, 보안에 대한 연구의 기반은 전무한 상황임
- 한국과학기술원이 CMOS 기술을 이용한 융복합 하드웨어 기반 나노 보안기술에 대한 연구를 2018년 09월에 시작하였으며, 5차년도에 능동적 하드웨어 보안 기술을 개발을 목표로 함
   ㅇ 해외기술 동향
▷ 의료기기 침해방지기술 분야에서는 의료기기 및 게이트웨이에서의 보안 취약성을 탐지/차단하기 위한 기술 개발이 진행되고 있음
- 미국 매사추세츠 대학에서는 의료기기 대상의 악성코드 탐지 기술을 포함한 60여개 이상의 헬스케어 보안 (SHARPS) 프로젝트가 진행중임
- 이식형 장치로는 주로 medtronic사에서 Pacemaker와 뇌심부 자극기 등을 상용화하였으나, 장치에 명령어를 넣기 위해선 별도의 프로그램용 시스템이 필요로 하여 모니터링이나 즉각적인 대응 등이 불가능함
   ㅇ 표준화 동향
▷ (ISO TC 215 WG4) Security, Safety and Privacy Working Group으로, 보안, 안전, 개인정보보호 분야에 대한 국제표준 작업을 주도하고 있음. 18년 5월 브라질 마링가에서 개최된 표준 총회에서 ISO 11633-1 의료기기에 대한 위험분석과 요구사항이 개정 완료되었고 IoT 의료기기에 대한 보안 표준, PKI 응용 등에 대한 표준 제·개정 및 신규 개발 작업 중
▷ (ISO TC 215 WG7) Application of Risk Management to Information Technology(IT) Networks Incorporating Medical Devices으로, 의료기기 안전, 보안과 위험관리 등을 담당하고 있으며, IEC SC62A와 Joint Working Group 활동 수행 중
▷(IEC SC62A) Common aspects of electrical equipment used in medical practice로서, 시스템, 장비, 부속품, 관련 용어, 개념, 용어, 정의 및 기호를 포함하여 의료기기의 제조, 설치 및 적용의 공통된 측면에 관한 국제표준을 담당, 의료기기 분야에서 ISO TC 215 WG7과 Joint Working Group 활동 수행 중
   ㅇ 기술적 경쟁력(우수성 및 차별성)

2. 국내외 시장동향 및 전망
   ㅇ 국내시장 동향 및 전망
▷ 인슐린 펌프와 같이 고위험 의료장치와 밀접히 연관되어 있는 IoT (혹은 임베디드) 기반 무선통신처리 및 보안 SW 기술은 IoT 시장의 주요 핵심기술로 공공 서비스, 개인용 서비스 및 산업용 서비스 등의 많은 분야에 걸쳐 있으며 이중 산업분야의 경우 제조, 교통, 에너지/전력, 석유/가스, 건강, 도소매 등의 대규모 시장을 형성하고 있음
- 국내 IoT 기반 무선통신처리 및 보안 서비스 SW 시장 규모는 2016년 약 1.4조 원 수준에서 2021년 약 2.3조 원 수준으로 연평균 8.9% 성장할 것으로 예측됨
   ㅇ 해외시장 동향 및 전망
▷ 시장조사 기관 BDUBLIN의 2017년 보고에 따르면 임베디드 보안성을 강화하기 위해 사용되는 하드웨어 보안 모듈(HSM) 시장은 2020년까지 1.1 억 달러로 증가할 것으로 예상됨
- 국외 시장에서 프랑스 THALES의 하드웨어 보안 모듈(HSM, Hardware Secrutiy Module)은 전세계 시장 점유율 1위로 높은 기술력과 시장성을 확보하고 있음


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시장성 -제품화 및 활용분야
시장성 -제품화 및 활용분야
활용분야(제품/서비스) 제품 및 활용분야 세부내용
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하드웨어 보안 모듈
고위험 의료장치와 밀접히 연관되어 있는 IoT (혹은 임베디드) 기반 무선통신처리 및 보안 SW 기술
기술개요(영문)
기술개요(영문)
기술개요(영문) 내용
1. Technical Name
ECG Feature Extraction Algorithm for Biomarker-based Random Number Generation
 
2. Concept


3. Service Offering
Bio-signal feature extraction for random number generation
 
4. Comparative Advantage
highly enhanced security
- Imitation is not possible
- Can be used for fundamentally safe systems
 
5. Patents(Domestics)
 
Patents(Domestics) Application (    )
Registration(    )
Patents(International) Application (    )
Registration(    )

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기술개요 및 개념도
기술개요 및 개념도
기술개요 및 개념도 내용
1. 기술의 개념 및 내용
   ㅇ 기술의 개념
       - 모방하기 힘든 생체신호를 이용하여 특징점을 축출하고, 이를 기반으로 난수를 발생시키는 장치
       - 심전도, 뇌파를 대상으로 딥러닝을 이용하여 개인만의 고유 신호 및 특징점을 축출
   ㅇ 기술개념도(고해상도 그림 사용 요망)
 
   ㅇ 기술의 상세내용 및 사업화 제약사항
    ▷ 기술의 상세내용
- 난수발생을 위한 심전도 특징점 추출 알고리즘 개발
: 딥러닝 기반 심전도 특징점 추출 (Auto-Encoder 구조 적용)
: 딥러닝 기반 Auto-Encoder를 이용하여 데이터 자체의 고유 특징점을 고정된 모델 없이 추출 가능
- Empirical Mode Decomposition(EMD) 기반 심전도 특징점 추출
: EMD 알고리즘은 고정된 모델을 사용하지 않고 데이터 자체로부터 주파수 성분을 추출하여 비정상적이고 비선형적인 생체신호 분석에 유리
- 최적의 심전도 특징점 추출 알고리즘 개발
- 유전 알고리즘을 이용한 최적 특징점 추출 알고리즘 개발
- 강화학습을 이용한 최적 특징점 추출 알고리즘 개발
: 딥러닝 기반 강화학습을 통해 추출한 특징점들을 다양하게 활용하여 그 중 가장 난수성이 뛰어난 특징점들을 추출할 수 있음
- 생체 RNG의 난수성 검정을 위한 테스트베드 개발
- 심전도 및 뇌파의 특징점 기반의 RNG에서 생성된 난수 데이터 샘플링 시스템 개발
- 수집된 난수 데이터에 대한 엔트로피 측정 및 난수성 평가용 통합 SW 개발
: 국제기준평가 (NIST SP 800-90B, SP 800-22, Dieharder) 및 국내기준평가 (TTAK.KO-12.0306) 등 4건의 평가방법을 준용한 난수성 검정 통합 시스템 개발
    ▷ 기술이전 범위
       - 심전도 특징점 축출 알고리즘 소스 코드
       - 뇌파 및 심전도 측정 하드웨어
       - 난수발생장치 알고리즘
    ▷ 사업화 제약사항
       - 이기종 프로토콜과 이기종 플랫폼에 모두 활용가능한 멀티 프로토콜 개발이 필요함
       - 하드웨어와 소프트웨어 모두 설계가 가능한 형태의 사업화이어야만 함


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첨부파일
본과제 정보
본과제 정보
과제명(한글) IoT 기반 이식-침습형 고위험 의료장치를 위한 능동형 킬 스위치 및 바이오 마커 활용 방어 시스템 개발
과제명(영문) Development of active kill-switch and biomarker based defense system for life-threatening IoT medical devices
색인어 (한글) 방어시스템  / 보안  / 의료기기  / 이식형  / 침습형
색인어 (영문) defense system  / security  / medical device  / implantable  / invasive
과제번호 2019-0-00426-001 해당연도 2019
기술분류
권리성 특허, SW-IP
총연구기간 2019-04-01 ~ 2022-12-31 총예산 미공개
기간(당해연도) 2019-04-01 ~ 2019-12-31 예산(당해연도) 미공개
참여기관 미공개
주관기관 국민대학교산학협력단 과제책임자 이승민
연락처
연락처
tel : 미공개
cp : 미공개
E-Mail 미공개
개발중인 기술(기술예고)
개발중인 기술(기술예고)
기술번호 기술명 목표시기
TI2019-0126800001 바이오 마커 기반 난수발생을 위한 심전도 특징점 추출 알고리즘 2020-12-31
이전가능 기술
이전가능 기술
기술번호 기술명
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지재권 목록
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