Traditionally, measures to advance nuclear safety and security have been considered as serving distinct, and often conflicting, objectives. However, in the aftermath of the Fukushima Daiichi nuclear disaster, the Safety-Security-Safeguards (3S) interface has recently emerged as a key issue within both nuclear safety and security research. Insider threats to nuclear facilities are a particularly important issue in this regard, as they can compromise both the safety and security of a nuclear installation.
Insiders are able to take advantage of their access rights and knowledge of the facility to bypass dedicated security measures. He/she can also capitalize on his/her knowledge to exploit any vulnerabilities in the safety-related systems, with the cyber security of safety-critical information technology systems offering an important example of the 3S interface. If the insiders cooperate with external terrorist groups, that threat on the safety-security interface could be considered serious. However, despite the importance of insider threats, few related studies have been conducted and quantitative analysis of insider threats have not been considered. Therefore, this research examined a novel quantitative framework that investigates the implications of insider threats.
Conventional tools assessing the security threats to nuclear facilities focus on a limited number of attack pathways defined by the modeler and are based on simple probabilistic calculations. They do not capture the adversary’s intentions nor account for the adversarial response and adaptation to defense investments. This research explored the use of game-theoretic modeling of physical protection system (PPS) analysis by incorporating the implications of an insider threat to address issues of intentionality and interactions.
This research examined a game-theoretic model that was constructed for a PPS against attack by an intelligent adversary on a nuclear facility. The game-theoretic approach has the advantage of modelling an intelligent adversary and insider who has intention and complete knowledge of the facility. Through quantitative assessment and sensitivity analysis, vulnerable but important parameters in this model were identified, making it possible to know which insider threat is more important. These analysis results can help in considering the priority of improvements when establishing a strategy to enhance the PPS of a nuclear facility.
원자력 안전과 핵 안보를 진보시키기 위한 조치들은 통상적으로 자주 상충되는, 별개의 목적들을 고려해왔다. 그러나 최근에는 후쿠시마 사고의 여파로 원자력 안전 및 핵 안보 연구 모두에서 안전(Safety)-안보(Security)-안전조치(Safeguards) (3S) 인터페이스가 중요한 문제로 대두되고 있다. 원자력 시설에 대한 내부자 위협은 시설의 안전과 보안을 모두 위협할 수 있다는 점에서 특히 중요한 문제이다.
내부자는 관계자 전용 보안 조치들을 우회할 수 있는 접근 권한과 시설에 대한 지식을 활용할 수 있으며 3S 인터페이스의 중요 사항들을 제공하고 안전에 중요한 정보기술 시스템의 사이버보안, 안전관련 시스템의 취약점을 악용하기 위해 자신의 지식을 활용할 수 있다. 만약 내부자가 외부의 테러리스트 단체와 협력한다면 그 위협은 안전-안보 인터페이스에 주요 위협이 된다. 하지만 내부자 위협의 중요성에도 불구하고 관련 연구는 거의 수행되지 않았으며 내부자 위협에 대한 정량적 분석이 고려되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 내부자 위협의 영향력을 조사하기 위해 새로운 정량적 분석 체계를 조사하고자 한다.
안보 위협을 평가하는 기존의 소프트웨어 모델들은 개발자에 의해 정의된 한정된 수의 공격 경로에 초점이 맞춰져 있고 단순한 확률적 계산에 근거하고 있다. 그들은 적의 의도를 파악하지 못하며 적의 대응이나 방어적 투자 적용을 설명할 수 없다. 의도성과 상호작용의 문제들을 해결하기 위해 본 연구는 내부자 위협의 영향력을 고려하는 게임 이론 모델링을 이용한 물리적 방호 시스템 분석을 조사하였다.
본 연구는 원자력 시설에 공격을 가하는 지능적인 적에 대항하는 물리적 방호 시스템을 위한 게임 이론 모델을 구축하고 조사하였다. 게임 이론 접근은 의도성과 시설에 대한 완전한 지식을 가진 지능적인 적 및 내부자를 모델링 하는데 장점을 가지고 있다. 정량적 평가와 민감도 분석을 통해 모델에서 취약하지만 중요한 매개 변수들을 찾았으며 이를 통해 어떠한 내부자 위협이 더욱 중요한지 알 수 있다. 이 분석 결과는 원자력 시설의 물리적 방호 시스템을 강화하는 전략을 수립할 때에 개선 방향의 우선 순위를 고려하는데 도움을 줄 수 있다. 그리고 이 분석 프레임워크의 결과들은 핵 안보 분야의 정책 결정과정에 참고자료로 이용될 수 있을 것이다.
