[사이언스리뷰] '보이지 않는 도발' GPS교란

北 악의적 전파교란 국가안보 위협
철저한 정보사회 테러대책 마련을

작년에 이어 올해에도 서해와 수도권 서북부에서 북한 소행으로 알려진 위성위치확인시스템(GPS) 교란 현상이 연이어 발생하면서 GPS 전파교란이 새로운 군사·안보 문제로 부각됐다. 7월 유엔 산하 국제민간항공기구(ICAO)는 유해한 GPS 교란신호가 더 이상 북한으로부터 발생하지 않도록 필요한 조치를 취할 것을 요청해 GPS 전파교란은 국가적 문제를 넘어 국제 이슈로 부상하고 있다.

임종인 고려대정보보호대학원장·사이버국방학

1970년대 미국에서 군사적 목적으로 개발된 GPS는 위성을 이용해 지구상의 위치정보를 수집·제공하는 시스템으로, 현재 완전하게 운용되고 있는 유일한 범지구 위성항법시스템이다. 미국은 GPS 개발 초기 자국의 군사 분야에서 미사일의 정확도 향상과 관련해 제한적으로 사용했다. 하지만 1983년 대한항공 비행기 폭파사고를 계기로 GPS가 민간에 개방된 이후, 현재는 위치정보와 관련된 사실상 표준으로 전 세계의 다양한 분야에서 활용되고 있다.

최근에는 GPS를 이용하는 스마트 기기와 서비스가 보편화됨에 따라 항공기·선박·자동차 위치정보를 제공하는 기능에서 더 나아가 우리의 삶과 밀접하게 연계돼 스마트 기기를 통해 언제 어디서나 내가 어디 있는지, 주변에 무엇이 있는지 쉽게 확인할 수 있도록 하는 등 다양한 기능을 제공하고 있다. 또 GPS가 국방·교통·이동통신·전력·금융 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 담당함에 따라 현대 정보사회의 보이지 않는 핵심 기반 기술로 그 중요성이 나날이 커지고 있다.

GPS는 지상 2만km 이상 궤도에 위치한 위성으로부터 송신된 항법 메시지를 이용해 운용되므로 신호의 감도와 세기가 미약한 특성을 가진다. GPS 신호는 이러한 특성으로 인해 태양플레어나 지자기폭풍과 같은 자연적 간섭이나 자동차의 열선, TV안테나 등에 의한 전파방해에 취약하다. 특히 악의적 목적을 가진 의도적인 전파교란의 경우, 대부분 신호 출력이 GPS 신호보다 훨씬 높기 때문에 매우 취약하다. 이와 같은 GPS의 근본적인 취약성을 해결하기 위해 미국을 중심으로 이를 이용하는 세계 각국에서 GPS 신호에 대한 간섭·장애·변조 등에 대한 연구가 진행되고 있으며 이를 기반으로 한 전파교란 대응 기술 개발이 추진되고 있다.

GPS에 대한 전파교란은 강한 교란신호로 GPS 수신기를 차단해 신호가 정상적으로 수신되지 못하도록 하는 진압교란 방식과 GPS 신호와 매개변수는 같으나 다른 코드를 가진 잘못된 교란신호를 송신해 잘못된 신호를 수신하도록 하는 기만교란 방식으로 구분된다. 세부적인 방법에 따라 광대역 가우스 노이즈, 지속파(CW), 협대역·광대역 주파수변조 신호 등을 이용한 다양한 교란 방식이 존재한다.

이러한 GPS 전파교란 대응을 위해서는 기본적으로 GPS 신호를 강화하거나 발생하는 교란신호를 제거하는 방법을 고려할 수 있다. 전자는 위성에서 보내진 GPS 신호의 출력을 증가시키거나 지상파 등 타 시스템과의 통합을 통해 GPS 신호를 보정할 수 있는 부가적 신호를 제공하는 방법 등이 있다. 후자는 교란 신호가 발생하는 특정 대역폭을 무시하거나 교란신호 발생시 근원지를 빠르게 추적해 교란신호 송출에 신속히 대응하는 방법 등이 존재한다.

GPS의 활용이 대중화·보편화되면서 전파교란이 정보사회의 보이지 않는 위협으로 부상하고 있는 지금 가장 시급한 것은 GPS 전파교란을 이해하고 이를 실체적 위협으로 인식하는 것 뿐만 아니라 그 대응 방안을 모색하는 것이 필요하다.

임종인 고려대정보보호대학원장·사이버국방학