다중 무선 보안네트워크 환경에서 의료데이터의 전송 성능 분석

Abstract

[한글]원격 진료 시스템이란 어떠한 상황에 있어도 의료데이터의 송수신이 가능해야 하며, 데이터의 왜곡이나 끊김 불안정한 전송을 피하여 최대한 환자에게 빠르고 정확하게 응급조치를 취할 수 있도록 도와주는 역할을 해야 하는 시스템이다. 이 원격진료 시스템에 필수적인 요소 중의 하나는 통신망이며, 상황에 따른 적절한 통신망의 선택에 의해 더욱 질 높은 원격진료가 가능하다. 현대의 유선 통신망은 급속한 발전을 이루어 내어 실시간 멀티미디어 전송에 문제가 없을 정도이지만, 무선 통신망에서는 그동안 주로 사용되어진 1xCDMA2000은 500Kbps에도 미치지 못하는 낮은 대역폭을 가지며, Wireless LAN의 경우는 이동성에서의 문제점을 보였다. 최근에 이러한 무선 통신망에서도 기술의 업그레이드를 이루어 내어 Wibro(Wireless Broadband Internet), HSDPA(High Speed Down Link Packet Access)와 같은 최신 기술들이 도입되어 1Mbps ~ 3Mbps에 달하는 높은 대역폭(Throughput)을 제공하는 기술들을 선보이면서 무선 환경에서의 멀티미디어 서비스의 질을 높이고 있다. 이에 따라 원격의료시스템에 적용할 수 있는 통신망이 다양해 졌으며, 시간적, 공간적, 이동적인 제약 없이 환자를 진단하고, 적절한 조치를 취할 수 있게 되어 환자의 생존율과 회복율에 긍정적 효과를 끼치고 있다. 이러한 최신 네트워크 환경에서 원격진료시스템을 구성하고 테스트 하는 것은 빠르게 발전하는 통신망에 적응하기 위한 초석이 될 수 있다.그리고 현재의 수많은 네트워크 인프라에도 불구하고, 네트워크 인프라가 손상되어 이용할 수 없는 최악의 재난상태, 또는 낙도·오지등과 같이 상용 네트워크 망이 도달하지 않는 음영지역에서의 응급상황이 발생할 수 있는 상황에서의 원격진료시스템에 대한 연구가 진행되고 있지만, 다른 네트워크 인프라를 이용한 연구보다 활발하지 않은 것이 사실이다.본 논문에서는 다양한 통신망의 보안이 보장되는 VPN 프로토콜 하에서 IP layer 기반에 적용 가능한 AH(MD5, SHA-1), ESP(3DES) 알고리즘을 변화시키며 시뮬레이션 환경에 적용시켰을 때의 프로세싱 타임과 네트워크 망의 상태를 평가할 수 있는 지표인 QoS를 통해 지연(Round Trip Time), 지터(Jitter), 대역폭(Throughput)을 산출하였으며, 원격 진료 시스템의 정책 결정에 기반이 될 수 있는 적절한 알고리즘을 제안하였으며, 이 결과를 바탕으로 무선통신 환경에서의 원격진료 시나리오를 테스트 해봄으로서 보안 적용 가능성을 파악하였다.마지막으로 이를 종합하여 Wibro, HSDPA와 위성통신을 이용한 실시간 원격응급진료 시스템의 유용성과 한계점에 대해 연구하였다.

[영문]In whatever situation, telemedicine system should be available to the transmission of healthcare data, it is system that have to act so that can do emergency aid fast and exactly to avoiding distortion or cut of data that unstable transmission.One of essential element is network to telemedicine system and quality high telemedicine service is available by selection of suitable network according to situation. Although recently wired network may not be problem in real time multimedia transmission through the rapid development of wired network, 1xCDMA2000 used mainly meantime in wireless network has low bandwidth that do not reach to 500Kbps and WLAN has problem in mobility.Lately, in wireless network, technology upgraded such as Wibro (Wireless Broadband Internet), HSDPA (High Speed Down Link Packet Access) are improving quality of multimedia service that offer high bandwidth that reach to 1~3Mbps.Accordingly, wireless network adapted for telemedicine system became various and doctor could treat patients regardless of time·spaces·mobility and the network affirmatively has an effect on patient's the survival rate and the recovery rate. It can become the cornerstone to adapt to fast developing wireless network that compose and test telemedicine system in these newest network environment.And, we progressed the test of telemedicine system using by satellite communication as well as newest wireless networks. Although research is proceeding on telemedicine system using by satellite communication that consider emergency situation in area that network doesn't reach as worst disaster states or remote islands and desert that network infra can't use being damaged, Satellite communication is not active than research made use of other network infra.In this study, we applied IPSec(AH, ESP) algorithms under VPN(Virtual Private Network) protocol that security is guaranteed and found adequate algorithm combinations to security network when applied in OS(Operating System) simulation environment. At that time, performance estimation of network system was RTT(Round Trip Time), Jitter, Bandwidth that indicate to QoS(Quality Of Service).Finally, in wireless environment we researched possibility of security application as test telemedicine scenario based on results of pretest and studied about usefulness and limitation of telemedicine system using by Satellite, Wibro and HSDPA.