CCTV 클라우드 저장 - CCTV keullaudeu jeojang

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Abstract

본 발명은 IP(Internet Protocol) 카메라에서 영상을 촬영하여 전송하고, 이를 클라우드 NVR(Network Video Recorder)에서 저장하여 관리하며, 클라이언트가 클라우드 NVR을 통해 제공되는 영상을 복원하여 재생하거나 또는 실시간으로 모니터링을 수행할 때, IP 카메라, 클라우드 서버 및 클라이언트 단말기 각각에 내장되어 있는 하드웨어 보안모듈(HSM, Hardware Security Module)을 통해 암호화 또는 인증처리를 수행함으로써, 영상데이터의 유출을 방지하고, 설사 영상데이터가 유출된다 하더라도 암호화 처리로 인해 손쉽게 복원하지 못하도록 하며, 유형의 값비싼 NVR 대신에 클라우드 NVR 사용을 통해 설치를 단순화하고 유지비용을 절감할 수 있도록 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR SECURITY SURVEILLANCE IN CLOSED CIRCUIT TELEVISION USING CLOUD COMPUTING ENVIRONMENT AND METHOD BY USING THE SAME}

본 발명은 IP(Internet Protocol) 카메라에서 영상을 촬영하여 전송하고, 이를 클라우드 NVR(Network Video Recorder)에서 저장하여 관리하며, 클라이언트가 클라우드 NVR을 통해 제공되는 영상을 복원하여 재생하거나 또는 실시간으로 모니터링을 수행할 때, 각각의 장비에 내장되어 있는 하드웨어 보안모듈(HSM, Hardware Security Module)을 통해 암호화 또는 인증처리를 수행함으로써, 영상데이터의 유출을 방지할 수 있고, 설사 영상데이터가 유출된다 하더라도 암호화 처리로 인해 손쉽게 복원하지 못하도록 하며, 유형의 값비싼 NVR 대신에 클라우드 NVR 사용을 통해 설치를 단순화하고 유지비용을 절감할 수 있도록 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 대규모 용이 아닌 길거리 감시용, 가정용, SOHO용의 CCTV 구축 시에 소요 비용 중에 필수 사항인개별적인 NVR을 제거하고 클라우드 NVR을 구비함으로써, 비용을 줄일 수 있도록 한다.

최근 들어 정보통신기술의 발달로 인하여 영상을 촬영하여 전송하는 기술이 나날이 발전하고 있으며, 현재 카메라에서 촬영한 영상을 부호화하여 IP 패킷으로 변환한 후 네트워크를 통해 전송하여 저장하는 IP 카메라 기반의 CCTV 시스템이 대세를 이루고 있다.

기존의 CCTV 시스템은 카메라에서 획득된 영상데이터를 통축케이블을 통해 전송하여 DVR(Digital Video Recorder)에 저장하도록 하는 구조로 되어 있거나, 이미 DVR에 저장되어 있던 영상데이터를 중앙관제서버에 별도로 전송, 저장 및 관리하는 구조로 되어 있었다. 하지만, 이제 점차 IP 카메라를 통해 촬영된 영상데이터를 카메라 단에서 IP 패킷으로 변환한 다음 바로 네트워크상의 NVR로 전송하여 저장하도록 하는 IP 카메라 기반의 CCTV 시스템으로 대체되고 있다.

그러나, 현재 네트워크를 통해 전송되는 영상데이터는 대부분 암호화처리가 되어 있지 않기 때문에 보안에 대단히 취약한 실정이다. 물론 네트워크 보안프로토콜을 사용하는 기술도 많이 보급되고 있고, 상기 기술은 타 방식에서는 사용할 수 없는 자체적인 보안모듈을 사용하기 때문에 외부에 노출되지 않는 장점을 가지고 있지만, 이러한 기술들도 해킹으로부터 근본적으로 벗어날 수는 없는 실정이며, 특히 IP 카메라에 하드웨어 보안모듈을 직접 적용하는 정도의 보안성을 제공하고 있지는 못하고 있다.

또한, 각각의 IP 카메라에서 촬영한 영상데이터를 수집하여 저장하는 NVR의 경우 유형의 저장매체로서 별도의 저장장소가 필요함은 물론 설치 및 유지에 많은 비용이 소요되었으며, IP 카메라와 마찬가지로 NVR에 하드웨어 보안모듈을 직접 적용하는 정도의 보안성을 제공하지 못하였기 때문에 하드웨어 보안모듈을 직접 적용하여 보안성을 높이면서 저렴한 설치 및 유지비용으로 보안 감시 장치를 구현하기에는 한계가 있었다.

따라서 본 발명에서는 CCTV 시스템에서 사용되는 IP 카메라, NVR 및 클라이언트 단말기 각각에 하드웨어 보안모듈을 탑재하여, IP 카메라에서 촬영한 영상데이터를 암호화 처리하고 NVR에서 암호키 인증을 통해 영상데이터를 저장하여 관리하며 클라이언트가 암호키 인증을 통해 영상데이터를 복원하여 재생하거나 실시간 모니터링을 수행함으로써, 촬영한 영상데이터의 외부 노출을 방지하고 영상데이터가 유출되더라도 용이하게 복원하지 못하도록 하며 클라우드 NVR의 사용을 통해 설치를 단순화하고 유지비용을 절감할 수 있는 보안 감시 기술을 제시하고자 한다. 특히 본 발명은 대규모 용이 아닌 길거리 감시용, 가정용, SOHO용의 CCTV 구축 시에 소요 비용 중에 필수 사항인개별적인 NVR을 제거하고 클라우드 NVR을 구비함으로써, 비용을 줄일 수 있도록 한다.

다음으로 본 발명의 기술 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.

먼저 한국등록특허 제1253133호(2013.04.09.공고)는 Cloud 서비스를 이용한 CCTV(IP camera) 영상 녹화에 관한 것으로, 무선통신모듈을 포함하고 있거나 혹은 인터페이스에 상기 무선통신모듈을 포함하고 있는 접속단말기가 끼워져 있어 외부의 지정된 곳으로 대용량의 HD 실시간 영상을 전송하는 무선 IP Camera와, 상기 무선 IP Camera와 통신채널을 형성하고, 상기 무선 IP Camera로부터 대용량의 HD 실시간 영상을 전송받아 가입자의 정보를 확인하고, 해당 가입자에게 할당된 서비스공간을 제공하여, 전송받은 HD 실시간 영상을 압축 저장토록 하는 클라우드 서비스를 제공하는 네트워크 비디오 서버(NVS: Network Video Server)를 포함하여 이루어진 것이다.

상기 선행기술은 개인이 감시시스템을 용이하게 구축할 수 있고, 특히 저장장치의 용량 한계를 극복할 수 있으며, 공간 및 이동의 제한 없이 용이하게 녹화된 영상을 확인할 수 있고, 더불어 별도의 관리시스템 구축이 필요치 아니한 효과를 제공하는 것으로, 클라우드 서비스를 이용한 감시시스템을 구축한 점에서 본원발명의 구성과 일부 유사성이 있다.

하지만, 본원발명은 이와 달리 IP 카메라에 구비된 하드웨어 보안모듈을 사용하여 영상데이터의 암호화를 처리하고, NVR에서 암호키 인증을 통해 영상데이터를 저장 관리하며, 클라이언트에서 암호키 인증을 통해 영상데이터를 복원하여 재생하거나 실시간 모니터링을 수행하는 것이므로, 양자는 서로 기술적 구성의 차이점이 분명하다.

또한, 한국등록특허 제1095951호(2011.12.19.공고)는 서비스형 비디오 감시 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 아날로그 CCTV 카메라에 의해 촬영된 영상을 저장하는 DVR(Digital Video Recorder)을 네트워크로 연결하여 클라우드 서버(Cloud Server)에 영상정보를 저장할 수 있는 기능을 제공하고, 사용자가 사용자 단말(스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, 데스크톱 PC 등)을 이용하여 네트워크를 통해 영상정보를 검색, 조회 및 모니터링할 수 있는 클라우드 컴퓨팅 기반의 서비스형 비디오 감시(Video Surveillance as a Service: VSaaS) 시스템에 관한 것이다.

상기 선행기술은 기존의 DVR과 함께 클라우드 서버 내의 별도의 스토리지에 아날로그 CCTV 카메라의 영상을 저장할 수 있는 기능을 제공하여 저장 구조를 이중화함으로써 보안을 강화할 수 있는 효과를 제공하는 것으로, 클라우드 컴퓨팅을 기반으로 비디오 감시 시스템을 제공하는 점에서 본원발명의 구성과 일부 유사성이 있다.

하지만, 상기 선행기술은 클라우드 컴퓨팅을 기반으로 감시 시스템을 적용한 점에서만 유사할 뿐, DVR과 함께 클라우드 서버 내의 스토리지에 카메라 영상을 저장하는 저장구조의 이중화를 통해 보안을 강화하는 것으로서, 본원발명의 IP 카메라에 구비된 하드웨어 보안모듈을 사용하여 영상데이터의 암호화를 처리하고, NVR에서 암호키 인증을 통해 영상데이터를 저장 관리하며, 클라이언트에서 암호키 인증을 통해 영상데이터를 복원하여 재생하거나 실시간 모니터링을 수행하는 기술적 구성과는 전혀 다름을 확인할 수 있다.

또한, 한국등록특허 제1550736호(2015.09.09.공고)는 홈 CCTV를 이용한 클라우드 서비스 시스템에 관한 것으로, 특히 사용자와 계약한 통신사에서 제공한 모뎀을 장착한 홈 CCTV에서 촬영한 CCTV 영상 데이터를 상기 통신사와 계약된 클라우드 서버에 전송하여 저장시키고, 이 저장된 CCTV 영상 데이터를 사용자가 이용 가능하도록 구성함으로써, 사용자가 집안 내외부에서 촬영된 다양한 시간 또는 장소에 관련된 CCTV 영상 데이터를 언제 어디서든지 확인할 수 있고, 더 나아가 상기 클라우드 서버에 저장된 CCTV 영상 데이터를 가공하여 다양한 개인화 콘텐츠를 제작하고 활용할 수 있도록 하는 홈 CCTV를 이용한 클라우드 서비스 시스템에 관한 것이다.

상기 선행기술은 CCTV 영상 데이터를 클라우드 서버에 저장하는 점에서 본원발명의 구성과 일부 유사성이 있다.

하지만, 상기 선행기술은 클라우드 서버에 CCTV 영상 데이터를 저장하여 사용자가 언제 어디서든 확인할 수 있는 점에서만 유사할 뿐, 상기 선행기술에는 IP 카메라에 구비된 하드웨어 보안모듈을 사용하여 영상데이터의 암호화를 처리하고, NVR에서 암호키 인증을 통해 영상데이터를 저장 관리하며, 클라이언트에서 암호키 인증을 통해 영상데이터를 복원하여 재생하거나 실시간 모니터링을 수행하는 본원발명의 기술적 특징이 전혀 언급되어 있지 않기 때문에 양자는 서로 기술적 구성의 차이점이 분명하다.

즉 상기 언급한 각각의 선행기술들은 감시 시스템에 사용되는 영상데이터를 클라우드 서비스를 이용하여 저장하는 기술에 대해서만 언급하고 있을 뿐, IP 카메라, NVR 및 클라이언트 단말기 각각에 하드웨어 보안모듈을 탑재하여, IP 카메라에서 촬영한 영상데이터를 암호화 처리하고 NVR에서 암호키 인증을 통해 영상데이터를 저장하여 관리하며 클라이언트가 암호키 인증을 통해 영상데이터를 복원하여 재생하거나 실시간 모니터링을 수행할 수 있는 본원발명의 구성과는 기술적 차이점이 분명하다고 할 것이다.

특히 하드웨어 보안모듈에 저장된 암호화 또는 인증처리에 사용되는 암호키를 키 관리서버를 통해 주기적으로 생성 및 폐기처리하는 기술은 상기 선행기술 어디에도 언급되어 있지 않은 본원발명만의 특징적 구성이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, IP 카메라에서 촬영한 영상데이터를 하드웨어 보안모듈을 통해 암호화하여 전송하고, 이를 클라우드 NVR에서 저장하여 관리하며, 최종적으로 클라이언트 단말기에서 하드웨어 보안모듈을 통해 인증처리를 수행하여 클라우드 NVR에서 제공되는 영상데이터를 복원하여 재생하거나 또는 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 하드웨어 보안모듈을 통해 암호화 또는 인증처리에 사용되는 암호키를 키 관리서버를 통해 주기적으로 생성 및 폐기처리 함으로써, 암호키의 관리 및 보안을 강화할 수 있도록 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 클라이언트의 설정조작에 따라 클라우드 서버에서 클라우드 NVR에서의 영상데이터 저장방식 제어는 물론, 각각의 IP 카메라별 프레임 간격조절에 대한 타임랩스를 포함한 영상데이터 처리정보, 상기 영상데이터의 어느 부분이 암호화되었는지를 알려주기 위한 암호화 정보, 타임 스탬프를 포함한 인덱스 정보, 설치위치를 포함한 로케이션 정보의 처리를 제어함으로써, 클라우드 서버에서 각각의 IP 카메라에서 촬영한 영상데이터를 용이하게 관리할 수 있는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 대규모 용이 아닌 길거리 감시용, 가정용, SOHO용의 CCTV 구축 시에 소요 비용 중에 필수 사항인개별적인 NVR을 제거하고 클라우드 NVR을 구비함으로써, 비용을 줄일 수 있도록 구성하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치는, 암호키를 이용하여 카메라로부터 입력되는 암호화된 영상데이터의 인증처리를 수행하는 암호 처리부; 및 인증처리된 상기 암호화된 영상데이터를 각각의 클라이언트 및 카메라별로 구분하여 클라우드 NVR에 저장하거나 또는 실시간 모니터링을 수행하는 클라이언트 단말기로 제공하는 저장관리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 암호화된 영상데이터는, 상기 카메라에 내장된 하드웨어 보안모듈의 암호키를 통해서 하드웨어에 기반하여 암호화한 것으로서, 네트워크를 통해 클라우드 서버로 출력되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 클라우드 NVR에 저장된 상기 암호화된 영상데이터는, 상기 클라이언트 단말기로 제공되어 상기 클라이언트 단말기에 내장된 하드웨어 보안모듈의 암호키를 통해 인증처리된 후 재생되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 CCTV 보안 감시 장치는, 상기 클라이언트 단말기의 설정 조작을 토대로 상기 클라이언트 단말기에서 지정한 카메라 각각의 프레임 간격조절에 대한 타임랩스를 포함한 영상데이터 처리정보, 상기 영상데이터의 어느 부분이 암호화되었는지를 알려주기 위한 암호화 정보, 타임 스탬프를 포함한 인덱스 정보, 설치위치를 포함한 로케이션 정보 또는 이들의 조합을 포함하는 정보의 처리를 수행하도록 제어하는 IP 카메라 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 CCTV 보안 감시 장치는, 클라우드 서버에서 제공하는 보안 감시 서비스를 이용하는 클라이언트별 식별정보, 각각의 클라이언트가 지정하는 IP 카메라별 식별정보를 저장, 관리하는 클라이언트 관리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 카메라 및 상기 클라이언트 단말기에 내장된 하드웨어 보안모듈은, 상기 암호키를 저장하는 SD(Secure Digital) 메모리 카드를 포함하는 보안메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 다만 상기 보안메모리는 SD 메모리에 국한되지 않으며, 플래시, HDD, SRAM, DRAM, ROM, CDROM, USB 등 그 종류와 쓰기/읽기 방식에 제한이 없다.

그리고 상기 하드웨어 보안모듈에 저장되는 암호키와 상기 클라우드 서버에 저장되는 암호키는, 키 관리서버의 제어를 통해 기 설정된 주기마다 폐기 및 생성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 방법은, 카메라에서, 촬영한 영상데이터를 하드웨어 보안모듈에 저장된 암호키를 사용하여 암호화하는 영상 암호화 단계; 클라우드 서버에서, 암호 처리부 에 저장된 암호키를 사용하여 상기 카메라로부터 입력되는 암호화된 영상데이터의 인증처리를 수행하는 영상 수신 단계; 및 상기 클라우드 서버에서, 인증처리된 상기 암호화된 영상데이터를 각각의 클라이언트 및 카메라별로 구분하여 클라우드 NVR에 저장하거나 또는 실시간 모니터링을 수행하는 클라이언트 단말기로 제공하는 영상 처리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 CCTV 보안 감시 방법은, 상기 클라이언트 단말기에서, 상기 클라우드 서버로부터 상기 클라우드 NVR에 기 저장되어 있는 특정 암호화된 영상데이터를 제공받아 상기 클라이언트 단말기에 내장된 하드웨어 보안모듈의 암호키를 통해 인증처리한 후 재생하는 영상 재생 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 CCTV 보안 감시 방법은, 상기 클라우드 서버에서, 상기 클라이언트 단말기의 설정 조작을 토대로 상기 클라이언트 단말기에서 지정한 카메라 각각의 프레임 간격조절에 대한 타임랩스를 포함한 영상데이터 처리정보, 상기 영상데이터의 어느 부분이 암호화되었는지를 알려주기 위한 암호화 정보, 타임 스탬프를 포함한 인덱스 정보, 설치위치를 포함한 로케이션 정보 또는 이들의 조합을 포함하는 정보의 처리를 제어하는 카메라 제어 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 CCTV 보안 감시 방법은, 상기 클라우드 서버에서, 클라우드 환경을 이용한 보안 감시 서비스를 이용하는 클라이언트별 식별정보, 각각의 클라이언트가 지정하는 카메라별 식별정보를 저장, 관리하는 클라이언트 관리 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 CCTV 보안 감시 방법은, 상기 카메라, 상기 클라이언트 단말기 또는 이들의 조합에 대해서 전기적으로 접속하는 암호키가 저장된 하드웨어 보안모듈을 설치하는 하드웨어 보안모듈 설치단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 하드웨어 보안모듈 설치단계에서 상기 하드웨어 보안모듈에 저장되는 암호키와, 상기 클라우드 서버에 저장되는 암호키는, 키 관리서버의 제어를 통해 기 설정된 주기마다 폐기 및 생성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명의 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치 및 그 방법에 따르면, 카메라에서 영상을 촬영하여 전송하고, 이를 클라우드 NVR에서 저장하여 관리하며, 클라이언트가 클라우드 NVR을 통해 제공되는 영상을 복원하여 재생하거나 또는 실시간으로 모니터링을 수행할 때, 카메라, 클라우드 NVR 및 클라이언트 단말기 각각에 내장되어 있는 하드웨어 보안모듈을 통해 암호화 또는 인증처리를 수행하기 때문에 영상데이터가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있고, 설사 영상데이터가 유출된다 하더라도 암호화 처리로 인해 손쉽게 복원하지 못하도록 하며, 유형의 값비싼 NVR 대신에 클라우드 NVR 사용에 따라 설치를 단순화할 수 있음은 물론, 유지비용을 크게 절감할 수 있다.

또한, 하드웨어 보안모듈에서 암호화 또는 인증처리에 사용되는 암호키를 키 관리서버를 통해 주기적으로 생성 및 폐기처리하기 때문에 암호키의 관리 및 보안을 강화할 수 있다.

또한, 클라우드 NVR을 운용하는 클라우드 서버에서 클라이언트의 설정조작에 따라 영상데이터의 저장방식을 제어(예를 들어, 저장용량이 포화상태가 되면 저장 순서에 따라 이전 데이터를 삭제하고 최신 데이터를 업데이트하는 endless recording 제어방식의 적용 등)함은 물론, 각각의 카메라별 분당 몇 프레임으로 영상을 촬영할 것인지에 대한 타입 랩스(time lapse) 정보를 포함한 영상데이터 처리정보, 영상데이터의 어느 부분이 암호화되었는지를 알려주기 위한 암호화 정보, 타임 스탬프(time stamp)를 포함한 인덱스 정보, 설치위치를 포함한 로케이션 정보의 처리를 제어할 수 있기 때문에 각각의 카메라에서 촬영한 영상데이터를 용이하게 관리할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 IP 카메라의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 클라우드 서버의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치 및 그 방법을 상세하게 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

먼저 본 발명에서 IP 카메라를 일 실시예로 설명하지만, IP 이외의 다른 프로토콜을 사용할 수도 있으며, 일부 카메라가 시리얼(serial)이나 패럴랠(parallel) 인터페이스를 구비할 수도 있으므로, 카메라가 네트워크에 접속되기만 하면 동작이 가능하므로, 다양한 종류의 인터페이스를 가진 직접적으로 네트워크에 접속될 수 있는 네트워크 카메라와 간접적으로 네트워크에 접속될 수 있는 인터페이스를 구비한 카메라도 포함하는 개념이다.

도 1은 본 발명이 적용된 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 과정을 설명하기 위한 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 서비스를 제공하는 사업자 측에서는, 각각의 IP 카메라 및 클라이언트 단말기에 암호키가 저장된 하드웨어 보안모듈(HSM)을 설치한다. 상기 하드웨어 보안모듈은 암호키를 저장하는 SD 메모리 카드를 포함하는 보안메모리 형태로 구현되는 것이 일반적이지만 이에 한정되는 것은 아니며, 공지되어 있는 다양한 형태로 구현이 가능하다. 즉, 상기 보안메모리는 SD 메모리에 국한되지 않으며, 플래시, HDD, SRAM, DRAM, ROM, CDROM, USB 등 그 종류와 쓰기/읽기 방식에 제한이 없다.

이때 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 서비스를 이용하는 각각의 클라이언트는 사업자 측에서 운용하는 클라우드 서버 및 클라우드 NVR을 사용하기 때문에 NVR과 같은 유형의 저장매체를 직접 보유하거나 특정 위치에 설치할 필요가 없다. 그러므로 각각의 클라이언트는 하드웨어 보안모듈이 구비된 IP 카메라를 보안 감시가 필요한 원하는 위치에 하나 이상 설치하고 네트워크에 연결만 하면 언제 어디서든 자신이 소지하고 있는 단말기를 통해 CCTV 보안 감시 서비스를 이용할 수 있다.

이처럼 IP 카메라 및 클라이언트 단말기에 암호키가 저장된 하드웨어 보안모듈을 설치한 이후, 보안, 방범 등이 필요한 건물, 거리 등에 설치된 IP 카메라에서 주변의 영상 촬영을 수행한다(①).

그리고 IP 카메라와 전기적으로 접속된 하드웨어 보안모듈에 저장되어 있는 암호키를 사용하여 촬영한 영상데이터를 암호화한다(②). 예를 들어, IP 카메라는 촬영한 영상데이터의 원시 이미지(raw image)를 기 설정된 소정의 단위(예를 들어, 블록(block), 매크로블록(macroblock), 슬라이스(slice), 필드(field), 프레임(frame)(혹은 픽처(picture)), GOP(Group of Picture), 시퀀스 또는 이들의 조합 중 적어도 하나의 단위)로 압축하는 과정에서 하드웨어 보안모듈에 저장된 암호키를 사용하여 암호화하거나, 또는 원시 이미지를 기 설정된 소정의 단위로 압축한 후 패킷처리하는 과정에서 하드웨어 보안모듈에 저장된 암호키를 사용하여 암호화한다. 이때 IP 카메라는 상기 언급된 과정 모두에서 암호화를 수행할 수도 있다.

하드웨어 보안모듈에 저장된 암호키를 사용하여 촬영한 영상데이터를 암호화한 이후, IP 카메라는 암호화된 영상데이터를 네트워크를 통해 클라우드 서버로 전송한다(③). 이때 IP 카메라에 구비된 하드웨어 보안모듈에 저장된 암호키 및 클라우드 서버에서 키 관리서버로부터 제공받아 관리하는 암호키의 비교를 통한 인증을 통해 통신채널이 안전한지를 확인할 수 있는데, 이는 네트워크를 통한 전송과정에서 영상데이터의 유출을 방지하기 위함이다.

그러면 클라우드 서버에서는 키 관리서버로부터 제공받아 관리하는 암호키를 사용하여 IP 카메라로부터 전송받은 암호화된 영상데이터가 어느 클라이언트와 관련된 것인지를 인증처리한다(④).

그리고 클라우드 서버에서는 암호화된 영상데이터의 인증처리를 수행한 이후, 상기 암호화된 영상데이터를 각각의 클라이언트 및 IP 카메라별로 구분하여 클라우드 NVR에 저장, 관리한다(⑤). 예를 들어, IP 카메라에서 전송되는 암호화된 영상데이터의 헤더에 포함되어 있는 클라이언트 식별정보 등을 토대로 각각의 클라이언트 및 IP 카메라별로 구분하여 관리하는 것이다.

이때 클라우드 서버에서 네트워크를 통해 IP 카메라로부터 전송받은 암호화된 영상데이터를 클라우드 NVR에 저장하는 과정을 수행할 때, 클라우드 서버는 클라이언트의 실시간 모니터링을 위하여 IP 카메라로부터 전송받은 암호화된 영상데이터를 그대로 바이패스하여 해당 클라이언트 단말기로 전송하거나, 또는 클라이언트 단말기의 요청에 따라 클라우드 NVR에서 저장, 관리하고 있는 특정 시점의 암호화된 영상데이터를 추출하여 해당 클라이언트 단말기로 전송할 수 있다(⑥).

그러면 클라우드 서버로부터 실시간 모니터링을 위한 암호화된 영상데이터 또는 복원/재생하기 위한 특정 시점의 암호화된 영상데이터를 제공받은 클라이언트 단말기에서는 하드웨어 보안모듈에 저장된 암호키를 사용하여 클라우드 서버로부터 전송받은 암호화된 영상데이터의 인증처리를 수행한 후, 실시간 모니터링을 수행하거나 또는 복원하여 재생함으로써, 클라이언트가 영상을 확인할 수 있도록 한다(⑦). 이때 클라이언트 단말기는 하드웨어 보안모듈에 저장된 암호키와 IP 카메라에서 촬영한 영상데이터를 암호화할 때 사용된 암호키 또는 클라우드 서버에 저장되어 있는 해당 클라이언트의 암호키가 서로 일치하지 않아 정상적인 인증처리가 수행되지 않는 경우 암호화된 영상데이터를 실시간 모니터링하거나 복원하여 재생할 수 없다.

한편, IP 카메라 및 클라이언트 단말기 각각에 구비된 하드웨어 보안모듈에 저장되는 암호키와 클라우드 서버에 저장되는 암호키는 키 관리서버를 통해 주기적으로 폐기 및 생성처리된다(⑧). 즉 암호키를 주기적으로 변경시켜 마치 금융기관에서 사용하는 보안 수준으로 관리하여 외부에서 해킹 등에 의해 암호키의 유출을 최대한 방지하도록 함으로써, IP 카메라에서 촬영한 영상데이터나 클라우드 NVR에 저장, 관리중인 영상데이터가 유출된다 하더라도 외부에서 손쉽게 암호화된 영상데이터를 복원하여 재생할 수 없도록 하는 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 IP 카메라의 구성을 상세하게 나타낸 도면이며, 도 4는 도 2의 클라우드 서버의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 CCTV 보안 감시 장치는, 네트워크(100), IP 카메라(200), 클라우드 서버(300), 클라우드 NVR(400), 클라이언트 단말기(500), 키 관리서버(600) 등으로 구성된다.

네트워크(100)는 유/무선 인터넷, 블루투스(bluetooth), 지그비(Zigbee), 와이파이 등을 포함한 현재 공지되어 있는 각종 통신망으로서, IP 카메라(200), 클라우드 서버(300), 클라이언트 단말기(500), 키 관리서버(600) 사이의 통신회선을 연결하여 상호간에 암호화된 영상데이터와 관련된 데이터 통신이 이루어지도록 한다.

IP 카메라(200)는 보안, 방범 등이 필요한 각종 가정이나 빌딩, 거리 등에 하나 이상 설치되어 있으며, 고성능의 사양(예를 들어, 3Mpixel/30fps를 지원)을 적용하여 영상 송수신시 발생하는 딜레이를 최소화하면서 촬영한 영상데이터를 네트워크(100)를 통해 클라우드 서버(300)로 전송한다. 이때 IP 카메라(200)에는 암호키가 저장되어 있는 하드웨어 보안모듈(230)이 전기적으로 접속되어 있으며, 하드웨어 보안모듈(230)의 암호키를 통해 촬영한 영상데이터가 암호화되어 클라우드 서버(300)로 전송된다. 상기 암호화된 영상데이터는 하드웨어 보안모듈(230)의 암호키를 통해서 하드웨어에 기반하여 암호화한 것이다. 이에 따라 네트워크 전송과정에서 비 암호화된 영상데이터가 유출되는 것이 원천적으로 방지되며, 촬영한 영상데이터가 외부 해킹 등에 의해 유출된다 하더라도 암호키를 알지 못하는 경우에는 암호화된 영상데이터를 복원하여 재생하지 못한다.

상기 IP 카메라(200)는 촬영한 영상데이터를 암호화할 때, 촬영한 영상데이터의 원시 이미지를 기 설정된 소정의 단위로 압축하는 과정에서 하드웨어 보안모듈(230)에 저장된 암호키를 사용하여 암호화하는 것이 가장 바람직하며, 그 이외에 원시 이미지를 기 설정된 소정의 단위로 압축한 후 패킷처리하는 과정에서 하드웨어 보안모듈(230)에 저장된 암호키를 사용하여 암호화할 수 있다. 또한, 촬영한 영상데이터의 원시 이미지를 기 설정된 소정의 단위로 압축하는 과정 및 원시 이미지를 기 설정된 소정의 단위로 압축한 후 패킷처리하는 과정 모두에서 하드웨어 보안모듈(230)에 저장된 암호키를 사용하여 암호화할 수도 있으며, 상기 언급된 두 과정 이외에 촬영한 영상데이터를 암호화할 수 있는 경우에는 어느 단계에서도 암호화를 수행할 수 있음은 물론이다.

더욱 구체적으로 설명하면, IP 카메라(200)는 내부에 영상을 촬영하기 위한 카메라모듈 이외에도 촬영한 영상데이터를 부호화(MPEG4, H.264, HEVC 등)할 때 블록레벨의 특정 코드를 암호화하거나 매크로블록 레벨의 비트스트림 코드를 암호화하거나, 슬라이스 헤더, 필드나 프레임의 헤더, GOP 헤더, 시퀀스 헤더 또는 이들의 조합을 암호화하여 영상데이터에 대한 보안의 강화레벨을 신축성 있게 조정할 수 있다.

클라우드 서버(300)는 CCTV 보안 감시 서비스를 제공하는 사업자 측에서 운영하는 장비로서, 키 관리서버(600)로부터 주기적으로 제공되는 각각의 클라이언트별로 관리되는 암호키가 저장되어 있는 암호 처리부(340)를 포함하고 있고, 암호 처리부(340)의 암호키를 사용하여 네트워크(100)를 통해 IP 카메라(200)로부터 전송받은 암호화된 영상데이터를 인증처리하며, 인증처리된 암호화된 영상데이터를 각 클라이언트 및 IP 카메라별로 구분하여 클라우드 NVR(400)에 저장하여 관리하거나 또는 암호화된 영상데이터를 그대로 클라이언트 단말기(500)로 바이패스하여 해당 클라이언트 단말기(500)에서 실시간 모니터링을 수행하도록 한다.

또한, 클라우드 서버(300)는 CCTV 보안 감시 서비스를 이용하는 클라이언트 단말기(500)의 설정 조작을 토대로 클라이언트 단말기(500)에서 지정한 IP 카메라(200) 각각의 프레임 간격조절에 대한 타임랩스를 포함한 영상데이터 처리정보, 영상데이터의 어느 부분이 암호화되었는지를 알려주기 위한 암호화 정보, 타임 스탬프를 포함한 인덱스 정보, 설치위치를 포함한 로케이션 정보 또는 이들의 조합을 포함하는 정보의 처리를 수행하도록 IP 카메라(200)를 제어하는 기능을 추가로 수행할 수 있다.

클라우드 NVR(400)은 클라우드 서버(300)의 제어를 토대로 각각의 IP 카메라(200)로부터 전송받은 암호화된 영상데이터 및 관련 정보의 저장을 수행한다. 즉 각각의 IP 카메라(200)에서 암호화된 영상데이터를 각각의 클라이언트 및 IP 카메라별로 구분하여 저장, 관리하는 것이다. 이때 클라우드 NVR(400)에는 하드웨어 보안모듈이 전기적으로 접속될 수 있으며, 이 경우 하드웨어 보안모듈에 저장된 암호키를 사용하여 클라우드 서버(300)로부터 전송되는 각각의 IP 카메라(200)에서 촬영한 암호화된 영상데이터를 확인하여 저장한다.

또한, 클라우드 NVR(400)은 특정 클라이언트 단말기(500)로부터 특정 시점의 영상데이터 제공을 요청받은 클라우드 서버(300)의 제어를 토대로 기 저장되어 있는 해당 클라이언트가 관리하는 IP 카메라에서 촬영한 특정 시점의 암호화된 영상데이터를 추출하여 클라우드 서버(300)로 제공한다. 따라서 클러우드 서버에 클라우드 NVR을 구성함으로써, 대규모의 감시망을 구축하는 것도 용이하지만, 길거리 감시용, 가정용 및 SOHO용의 CCTV망 구축 시에도 저비용으로 구성하는 것이 가능하다. 따라서 불필요하게 각 사이트마다 개별 NVR을 설치하여야 하는 번거로움이 없어진다.

클라이언트 단말기(500)는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 서비스를 이용하는 특정 가정, 빌딩, 지역의 개인이나 보안 관리자 등이 보유한 데스크 탑 PC, 노트 PC, 태블릿, 스마트폰 등의 통신 단말기로서, 암호키가 저장된 하드웨어 보안모듈(510)이 전기적으로 접속되어 있으며, 하드웨어 보안모듈(510)의 암호키를 사용하여 클라우드 서버(300)로부터 전송되는 암호화된 영상데이터를 인증처리한 후 화면에 표시함으로써 클라이언트가 실시간으로 모니터링을 수행하거나 또는 특정 시점의 암호화된 영상데이터를 복원하여 재생하도록 한다.

예를 들어, 도 1의 #1에 포함된 IP 카메라(200) 및 #1에 포함된 IP 카메라(200)에서 촬영한 영상을 확인하는 특정 클라이언트 단말기(500) 각각에는 동일한 암호키가 저장되어 있기 때문에 #1에 포함된 IP 카메라(200)에서 특정 암호키를 사용하여 암호화된 영상데이터는 클라이언트 단말기(500)에서 동일한 암호키를 통해 복호화되어 재생되는 것이다.

이에 따라 각각의 클라이언트는 암호화된 영상데이터가 전송 과정에서 외부로 유출되어도 암호키를 모르는 상태에서는 해당 영상을 복원할 수 없기 때문에 보안을 한층 강화할 수 있다. 따라서 본 발명은 감시나 녹화 영상데이터의 분실에 의한 프라이버시 침해에 대해서 사전적 대응이 가능하며, 감시망을 구성하는 모든 엔티티(entity)에 유니크(unique)한 ID를 부여한 HSM이 탑재되므로 각 엔티티는 IoT(internet of Things) 디바이스로 취급되며, 원격에서도 제어가 가능하다.

또한, 상기 클라우드 서버(300) 및 클라우드 NVR(400)은 CCTV 보안 감시 서비스를 제공하는 사업자 측에서 임대하여 운용하는 장비이기 때문에 각각의 클라이언트는 NVR을 직접 가지고 있을 필요가 없고, 단지 IP 카메라만 원하는 위치에 설치하고 네트워크에 연결만 하면 되므로 보안 감시 시스템을 매우 간편하고 저렴하게 구축할 수 있다.

키 관리서버(600)는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 서비스를 제공하는 사업자 측에서 직접 운영하거나 제휴된 기관에서 운영하는 장비로서, 각각의 IP 카메라(200), 클라우드 서버(300), 클라이언트 단말기(500)에 구비된 하드웨어 보안모듈에 저장되는 암호키를 주기적으로 폐기하고 새로 생성하여 관리함으로써, 암호키의 유출을 방지하도록 한다.

한편, 상기 IP 카메라(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 프로세서(210), DSP(220), 하드웨어 보안모듈(230), 통신부(240) 등으로 구성된다.

프로세서(210)는 IP 카메라(200)에서 촬영한 영상의 원시 이미지를 압축 및 패킷처리함과 동시에 하드웨어 보안모듈(230)에서 암호키를 사용하여 암호화를 수행하도록 제어하는 기능을 수행하는 부분으로서, 촬영한 영상데이터의 원시 이미지를 수신하는 원시 이미지 수신부(212), 원시 이미지 수신부(212)로 입력되는 원시 이미지를 DSP(220)를 통해 압축 처리하여 비디오 스트림을 생성하는 비트스트림 인코더(214) 및 비트스트림 인코더(214)에서 압축 처리된 비디오 스트림을 패킷처리하여 통신부(240)로 출력하는 패킷처리부(216)로 구성된다.

이때 프로세서(210)는 촬영한 영상데이터의 원시 이미지를 기 설정된 소정의 단위로 압축할 때, 원시 이미지를 기 설정된 소정의 단위로 압축한 후 패킷처리할 때, 또는 두 과정 모두에서 하드웨어 보안모듈(230)에서 암호키를 사용하여 촬영한 영상데이터의 암호화를 수행하도록 제어할 수 있다.

또한, 프로세서(210)는 촬영한 영상데이터를 암호화할 때 어느 부분이 암호화되었는지에 대한 정보를 암호화된 영상데이터의 헤더에 포함하거나 또는 별도의 파일이나 메타데이터로 기록하도록 제어할 수 있다.

여기서 블록단위로 암호화할 경우 보안이 강화되며, 이는 보안레벨을 높게 설정할 경우 적용되도록 할 수 있으며, 매크로블록, 슬라이스, 필드나 프레임 단위로 암호화를 적용할 수도 있다. 이 경우에 각 프레임마다 최소한 암호화가 적용되는 것이므로, 암호키를 모르는 사용자는 하나의 프레임도 복원해볼 수 없게 된다. 또한, I-프레임에 대해서만 암호화를 적용하여 I-프레임이 복원되지 않는 한 P-프레임이나 B-프레임도 복원하지 못하게 제어할 수 있다. 그밖에 GOP 단위로 암호화하거나, 비디오, 오디오 및 데이터 시퀀스 단위로 암호화하거나, 프로그램 스트림 단위로 암호화하는 것도 가능하다.

또한, 프로세서(210)는 IP 카메라(200)에서 촬영한 영상데이터와 함께, 오디오데이터 및 IP 카메라(200)에 구비된 센서에서 측정한 감지데이터를 하드웨어 보안모듈(230)에서 암호키를 통해 암호화하도록 제어할 수도 있다.

DSP(220)는 프로세서(210)의 비트스트림 인코더(214)의 제어를 토대로 원시 이미지를 압축 처리한다. 예를 들어, DSP(220)는 공간압축 처리부(222) 및 시간압축 처리부(224)를 포함하고, 공간압축 처리부(222)는 주로 이산 코사인 변환(DCT, Discrete Cosine Transform) 알고리즘이나 가변길이부호화 알고리즘 등과 같이 하나의 픽처(picture)내에서 각 인접 픽셀간의 공간적인 중복성을 제거하는 알고리즘을 처리하는 것이고, 시간압축 처리부(224)는 움직임 추정(ME, Motion Estimation) 알고리즘과 같이 프레임(픽처)간의 시간영역인 중복성을 제거하여 영상 데이터를 압축하는데 활용한다.

하드웨어 보안모듈(HSM)(230)은 암호키를 저장하고 있으며, 프로세서(210)의 요청에 따라 암호키를 사용하여 IP 카메라(200)의 촬영한 영상데이터를 암호화한다. 이때 하드웨어 보안모듈(230)은 SD 메모리 카드 형태로 구비되는 것이 바람직하다. 그리고 하드웨어 보안모듈(230)에 저장되는 암호키는 키 관리서버(600)의 제어를 통해 기 설정된 주기마다 폐기되고, 새롭게 생성된 암호키로 대체된다. 다만 상기 보안메모리는 SD 메모리에 국한되지 않으며, 플래시, HDD, SRAM, DRAM, ROM, CDROM, USB 등 그 종류와 쓰기/읽기 방식에 제한이 없다.

통신부(240)는 프로세서(210)의 제어를 통해 암호화된 영상데이터를 네트워크(100)를 통해 클라우드 서버(300)로 전송하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 클라우드 서버(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 클라이언트 관리부(310), IP 카메라 제어부(320), 제1 통신부(330), 암호 처리부(340), 저장관리부(350), 제2 통신부(360), 제어부(370) 등으로 구성된다.

클라이언트 관리부(310)는 클라우드 서버(300)에서 제공하는 보안 감시 서비스를 이용하는 각각의 클라이언트별 식별정보, 각각의 클라이언트가 지정하는 IP 카메라별 식별정보를 저장, 관리하는 기능을 수행한다. 예를 들어, IP 카메라(200) 및 클라이언트 단말기(500)의 MAC 정보를 포함한 식별정보 등의 관리를 수행하는 것이다.

IP 카메라 제어부(320)는 상기 클라이언트 단말기의 설정 조작을 토대로 상기 클라이언트 단말기(500)에서 지정한 IP 카메라(200) 각각의 프레임 간격조절에 대한 타임랩스를 포함한 영상데이터 처리정보, 상기 영상데이터의 어느 부분이 암호화되었는지를 알려주기 위한 암호화 정보, 타임 스탬프를 포함한 인덱스 정보, 설치위치를 포함한 로케이션 정보 또는 이들의 조합을 포함하는 정보의 처리를 수행하도록 제어한다. 즉 클라우드 서버(300)에서 직접 IP 카메라(200)에서 수행하는 촬영 및 암호화 처리의 전반적인 동작과정을 제어하고, 이를 통해 IP 카메라(200)에서 영상데이터 처리정보, 암호화 정보, 인덱스 정보, 로케이션 정보 등을 클라우드 서버(300)로 전달되는 암호화된 영상데이터의 헤더나 별도의 파일에 메타데이터로 기록할 수 있도록 함으로써, 결과적으로 클라우드 서버(300)에서 각각의 IP 카메라에서 처리되는 암호화된 영상데이터의 관리를 보다 용이하게 수행할 수 있도록 하는 것이다.

제1 통신부(330)는 제어부(370)의 제어를 통해 각각의 IP 카메라(200)로부터 암호화된 영상데이터를 입력받으며, IP 카메라 제어부(320)에서 처리되는 제어신호를 네트워크(100)를 통해 각각의 IP 카메라(200)로 전송하는 기능을 수행한다.

또한, 제1 통신부(330)는 네트워크(100)를 통해 키 관리서버(600)로부터 제공되는 암호 처리부(340)에 저장된 암호키의 폐기 및 생성을 위한 제어신호를 제어부(370)로 전달한다.

암호 처리부(340)는 암호키를 저장하고 있으며, 제어부(370)의 제어를 토대로 암호키를 이용하여 제1 통신부(330)를 통해 IP 카메라(200)로부터 입력되는 암호화된 영상데이터의 인증처리를 수행한다. 이때 암호 처리부(340)에 저장되는 암호키는 키 관리서버(600)의 제어를 통해 기 설정된 주기마다 폐기 및 새롭게 생성된다.

저장관리부(350)는 암호 처리부(340)에 저장된 암호키를 사용하여 인증처리된 상기 암호화된 영상데이터를 각각의 클라이언트 및 IP 카메라별로 구분하여 클라우드 NVR(400)에 저장하는 기능을 수행한다.

또한, 저장관리부(350)는 클라이언트가 실시간 모니터링을 수행할 수 있도록 제1 통신부(330)를 통해 IP 카메라(200)로부터 전송받은 암호화된 영상데이터를 그대로 바이패스하여 해당 클라이언트 단말기(500)로 전송하거나, 또는 클라이언트 단말기(500)의 요청에 따라 클라우드 NVR(400)에서 저장, 관리하고 있는 특정 시점의 암호화된 영상데이터를 추출하여 해당 클라이언트 단말기(500)로 전송하는 기능을 수행한다. 이때 클라이언트 단말기(500)로 제공되는 클라우드 NVR(400)에 저장된 특정 시점의 암호화된 영상데이터는, 클라이언트 단말기(500)에 내장된 하드웨어 보안모듈(510)의 암호키를 통해 인증처리된 후 재생 처리된다.

제2 통신부(360)는 제어부(370)의 제어를 토대로 제1 통신부(330)를 통해 IP 카메라(200)로부터 전송받은 암호화된 영상데이터를 해당 클라이언트 단말기(500)로 전송하여 실시간 모니터링을 수행하도록 하는 기능을 수행한다.

또한, 제2 통신부(360)는 네트워크(100)를 통해 통신 접속된 클라이언트 단말기(500)로부터 클라우드 NVR(400)에 저장된 특정 시점의 암호화된 영상데이터의 요청신호를 제어부(370)로 전달하며, 저장관리부(350)를 통해 클라우드 NVR(400)에 저장된 특정 시점의 암호화된 영상데이터를 해당 클라이언트 단말기(500)로 전송하는 기능을 수행한다.

제어부(370)는 클라우드 서버(300)에서 수행하는 각종 동작을 총괄적으로 제어하는 기능을 수행한다. 즉 각각의 클라이언트 및 IP 카메라별 관리, IP 카메라(200)의 동작제어, IP 카메라(200)로부터 전송되는 암호화된 영상데이터의 수신, 암호 처리부(340)에 저장된 암호키를 사용한 IP 카메라(200)로부터 제공받은 암호화된 영상데이터의 인증처리, IP 카메라(200)로부터 전송받은 암호화된 영상데이터의 클라우드 NVR(400)의 저장 관리, 각각의 클라이언트 단말기(500)에서의 실시간 모니터링 또는 특정 시점의 영상 재생을 위한 암호화된 영상데이터의 제공, 키 관리서버(600)의 제어에 따른 암호 처리부(340)에 저장된 암호키의 폐기 및 생성 등을 제어하는 것이다.

다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 방법의 일 실시예를 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다. 이때 본 발명의 방법에 따른 각 단계는 사용 환경이나 당업자에 의해 순서가 변경될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.

우선, 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 서비스를 제공하는 사업자 측에서 각각의 IP 카메라(200) 및 클라이언트 단말기(500)에 암호키가 저장된 하드웨어 보안모듈을 설치하며, 클라우드 서버(300)에는 키 관리서버(600)를 통해 암호키를 제공하여 저장, 관리하도록 한다(S100). 따라서 감시나 녹화 영상데이터의 분실에 의한 프라이버시 침해에 대해서 사전적 대응이 가능하며, 감시망을 구성하는 모든 엔티티(entity)에 유니크(unique)한 ID를 부여한 HSM이 탑재되므로 각 엔티티는 IoT(internet of Things) 디바이스로 취급되며, 원격에서도 제어가 가능하게 된다.

S100 단계를 통해 하드웨어 보안모듈을 IP 카메라(200) 및 클라이언트 단말기(500)에 설치한 이후, 보안, 방범 등이 필요한 건물, 거리 등에 설치된 각각의 IP 카메라(200)에서 주변의 영상을 촬영한다(S200).

그리고 IP 카메라(200)에서 촬영한 영상데이터를 하드웨어 보안모듈에 저장된 암호키를 사용하여 암호화하고, 네트워크(100)를 통해 클라우드 서버(300)로 전송한다(S300).

그러면 클라우드 서버(300)에서는 키 관리서버(600)로부터 제공받아 관리하는 암호키를 사용하여 S300 단계를 통해 IP 카메라(200)로부터 입력되는 암호화된 영상데이터의 인증처리를 수행한다(S400).

S400 단계를 통해 암호화된 영상데이터의 인증처리를 수행한 이후, 클라우드 서버(300)는 인증처리된 상기 암호화된 영상데이터를 각각의 클라이언트 및 IP 카메라별로 구분하여 클라우드 NVR(400)에 저장하거나 또는 그대로 바이패스하여 실시간 모니터링을 수행하는 클라이언트 단말기(500)로 제공한다(S500). 이때 클라우드 서버(300)는 IP 카메라(200)로부터 전송되는 암호화된 영상데이터를 클라우드 NVR(400)에 저장함과 동시에 실시간 모니터링을 수행하는 클라이언트 단말기(500)로 제공할 수 있음은 물론이다. 이 경우, 클라이언트 단말기(500)는 클라우드 서버(300)로부터 제공되는 암호화된 영상데이터를 하드웨어 보안모듈의 암호키를 통해 인증처리한 후 실시간으로 모니터링을 수행하게 된다.

한편, 상기 S500 단계를 통해 각각의 IP 카메라별로 암호화된 영상데이터의 처리를 제어하는 클라우드 서버(300)는 클라이언트 단말기(500)의 설정 조작을 토대로 클라이언트 단말기(500)에서 지정한 IP 카메라(200) 각각의 프레임 간격조절에 대한 타임랩스를 포함한 영상데이터 처리정보, 상기 영상데이터의 어느 부분이 암호화되었는지를 알려주기 위한 암호화 정보, 타임 스탬프를 포함한 인덱스 정보, 설치위치를 포함한 로케이션 정보 또는 이들의 조합을 포함하는 정보의 처리를 제어할 수 있다.

또한, 클라우드 서버(300)는 클라우드 환경을 이용한 보안 감시 서비스를 이용하는 클라이언트별 식별정보, 각각의 클라이언트가 지정하는 IP 카메라별 식별정보를 저장, 관리하는 기능을 수행할 수 있다.

이제, S200 내지 S500 단계를 통해 클라우드 서버(300)에서 각각의 IP 카메라(200)로부터 제공되는 암호화된 영상데이터를 클라우드 NVR(400)에 저장하거나, 클라이언트 단말기(500)로 제공하여 실시간 모니터링을 수행하도록 하는 과정에서, 클라우드 서버(300)는 네트워크(100)를 통해 통신 접속된 클라이언트 단말기(500)로부터 특정 시점의 암호화된 영상데이터가 요청되는지를 판단한다(S600).

S600 단계의 판단결과 클라이언트가 특정 시점의 암호화된 영상데이터를 요청하면, 클라우드 서버(300)는 클라이언트 단말기(500)의 요청에 따라 클라우드 NVR(400)에서 저장, 관리하고 있는 특정 시점의 암호화된 영상데이터를 추출하여 해당 클라이언트 단말기(500)로 전송한다(S700).

이에 따라 클라이언트 단말기(500)에서는 하드웨어 보안모듈의 암호키를 통해 클라우드 서버(300)로부터 제공받은 특정 시점의 암호화된 영상데이터를 인증처리한 후, 복원처리하여 재생한다(S800). 이때 클라이언트 단말기(500)는 하드웨어 보안모듈에 저장된 암호키와 암호화된 영상데이터에 포함된 암호키가 서로 일치하지 않아 정상적인 인증처리가 수행되지 않는 경우 암호화된 영상데이터를 복원하여 재생할 수 없다.

마지막으로, IP 카메라(200) 및 클라이언트 단말기(500) 각각에 구비된 하드웨어 보안모듈에 저장되는 암호키와, 클라우드 서버(300)의 암호 처리부(340)에 저장되는 암호키를 관리하는 키 관리서버(600)에서는 암호키의 변경시기가 되었는지를 판단한다(S900).

S900 단계의 판단결과 암호키의 변경시기가 되면, 키 관리서버(600)는 IP 카메라(200) 및 클라이언트 단말기(500) 각각에 구비된 하드웨어 보안모듈에 저장되어 있는 암호키와, 클라우드 서버(300)의 암호 처리부(340)에 저장된 암호키를 폐기하고 새로 생성된 암호키를 업데이트한다(S1000). 즉 금융기관에서 사용하는 보안 수준으로 암호키의 관리를 수행함으로써, 암호키의 유출을 방지하고, 이에 따라 IP 카메라(200)에서 촬영한 영상데이터나 클라우드 NVR(400)에 저장, 관리중인 영상데이터가 유출된다 하더라도 손쉽게 암호화된 영상데이터를 복원하여 재생하지 못하도록 하는 것이다.

이처럼 본 발명은, IP 카메라에서 하드웨어 보안모듈을 통해 영상데이터를 암호화하여 전송하면, 이를 클라우드 NVR에서 저장하여 관리하고, 클라이언트 단말기에서 클라우드 NVR에서 제공되는 영상데이터를 하드웨어 보안모듈을 통해 인증처리한 후 복원 재생하거나 실시간 모니터링을 수행하기 때문에 영상의 유출을 방지할 수 있고, 설사 유출되더라도 암호화 처리로 인해 손쉽게 복원할 수 없도록 하며, 클라우드 NVR 사용으로 인해 설치를 단순화할 수 있음은 물론 유지비용의 절감이 가능하다.

또한, 본 발명은 IP 카메라 및 클라이언트 단말기 각각에 내장되어 있는 하드웨어 보안모듈에서 암호화 또는 인증처리에 사용되는 암호키와 클라우드 서버에 저장되어 있는 암호키를 키 관리서버를 통해 주기적으로 생성 및 폐기처리하기 때문에 암호키의 관리 및 보안을 강화할 수 있다.

또한, 클라우드 서버에서 클라이언트의 설정조작에 따라 클라우드 NVR의 영상데이터 저장방식 제어는 물론, 각각의 IP 카메라별 영상데이터 처리정보(타임 랩스 정보 등), 암호화 정보(영상데이터의 어느 부분이 암호화되었는지를 알려주는 정보), 인덱스 정보(타임 스탬프 정보 등), 로케이션 정보의 처리를 제어할 수 있으므로 각각의 IP 카메라에서 촬영한 영상데이터의 관리를 매우 간편하게 수행할 수 있다.

여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 네트워크 200 : IP 카메라
210 : 프로세서 212 : 원시 이미지 수신부
214 : 비트스트림 인코더 216 : 패킷처리부
220 : DSP 222 : 공간압축 처리부
224 : 시간압축 처리부 230 : HSM
240 : 통신부 300 : 클라우드 서버
310 : 클라이언트 관리부 320 : IP 카메라 제어부
330 : 제1 통신부 340 : 암호 처리부
350 : 저장관리부 360 : 제2 통신부
370 : 제어부 400 : 클라우드 NVR
500 : 클라이언트 단말기 510 : HSM
600 : 키 관리서버

Claims (13)

1. 카메라에 내장된 하드웨어 보안모듈의 암호키를 통해서 하드웨어에 기반하여 암호화한 영상데이터에 대해서, 상기 암호키와 동일한 암호키를 이용하여 상기 영상데이터의 인증처리를 수행하는 암호 처리부; 및
   상기 인증처리된 상기 암호화된 영상데이터를 클라우드 NVR에 저장하거나 또는 실시간 모니터링을 수행하는 클라이언트 단말기로 제공하는 저장관리부;를 포함하며,
   상기 하드웨어 보안모듈의 암호키와 상기 인증처리를 수행하는 암호키는 키 관리서버에 의해서 생성, 폐기, 관리 또는 이들의 조합이 수행되는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치.

3. 청구항 1에 있어서,
   상기 클라우드 NVR에 저장된 상기 암호화된 영상데이터는,
   상기 클라이언트 단말기로 제공되어 상기 클라이언트 단말기에 내장된 하드웨어 보안모듈의 암호키를 통해 인증처리된 후 재생되는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치.

4. 청구항 1에 있어서,
   상기 CCTV 보안 감시 장치는,
   상기 클라이언트 단말기의 설정 조작을 토대로 상기 클라이언트 단말기에서 지정한 카메라 각각의 프레임 간격조절에 대한 타임랩스를 포함한 영상데이터 처리정보, 상기 영상데이터의 어느 부분이 암호화되었는지를 알려주기 위한 암호화 정보, 타임 스탬프를 포함한 인덱스 정보, 설치위치를 포함한 로케이션 정보 또는 이들의 조합을 포함하는 정보의 처리를 수행하도록 제어하는 카메라 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치.

5. 청구항 1에 있어서,
   상기 CCTV 보안 감시 장치는,
   클라우드 서버에서 제공하는 보안 감시 서비스를 이용하는 클라이언트별 식별정보, 각각의 클라이언트가 지정하는 카메라별 식별정보를 저장, 관리하는 클라이언트 관리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치.

6. 청구항 1에 있어서,
   상기 카메라 및 상기 클라이언트 단말기에 내장된 하드웨어 보안모듈은,
   상기 암호키를 저장하는 SD(Secure Digital) 메모리 카드, 플래시, HDD, SRAM, DRAM, ROM, CDROM 또는 USB를 포함하는 보안메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치.

7. 청구항 6에 있어서,
   상기 암호키는 상기 키 관리서버의 제어를 통해 기 설정된 주기마다 폐기 및 생성되는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 장치.

8. 클라우드 서버에서, 카메라에 내장된 하드웨어 보안모듈의 암호키를 통해서 하드웨어에 기반하여 암호화한 영상데이터에 대해서, 상기 암호키와 동일한 암호키를 이용하여 상기 영상데이터의 인증처리를 수행하는 단계; 및
   상기 인증처리된 상기 암호화된 영상데이터를 클라우드 NVR에 저장하거나 또는 실시간 모니터링을 수행하는 클라이언트 단말기로 제공하는 단계;를 포함하며,
   상기 하드웨어 보안모듈의 암호키와 상기 인증처리를 수행하는 암호키는 키 관리서버에 의해서 생성, 폐기, 관리 또는 이들의 조합이 수행되는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 방법.

9. 청구항 8에 있어서,
   상기 CCTV 보안 감시 방법은,
   상기 클라이언트 단말기에서, 상기 클라우드 서버로부터 상기 클라우드 NVR에 기 저장되어 있는 특정 암호화된 영상데이터를 제공받아 상기 클라이언트 단말기에 내장된 하드웨어 보안모듈의 암호키를 통해 인증처리한 후 재생하는 영상 재생 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 방법.

10. 청구항 8에 있어서,
    상기 CCTV 보안 감시 방법은,
    상기 클라우드 서버에서, 상기 클라이언트 단말기의 설정 조작을 토대로 상기 클라이언트 단말기에서 지정한 카메라 각각의 프레임 간격조절에 대한 타임랩스를 포함한 영상데이터 처리정보, 상기 영상데이터의 어느 부분이 암호화되었는지를 알려주기 위한 암호화 정보, 타임 스탬프를 포함한 인덱스 정보, 설치위치를 포함한 로케이션 정보 또는 이들의 조합을 포함하는 정보의 처리를 제어하는 카메라 제어 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 방법.

11. 청구항 8에 있어서,
    상기 CCTV 보안 감시 방법은,
    상기 클라우드 서버에서, 클라우드 환경을 이용한 보안 감시 서비스를 이용하는 클라이언트별 식별정보, 각각의 클라이언트가 지정하는 카메라별 식별정보를 저장, 관리하는 클라이언트 관리 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 방법.

12. 청구항 8에 있어서,
    상기 CCTV 보안 감시 방법은,
    상기 카메라, 상기 클라이언트 단말기 또는 이들의 조합에 대해서 전기적으로 접속하는 암호키가 저장된 하드웨어 보안모듈을 설치하는 하드웨어 보안모듈 설치단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 방법.

13. 청구항 12에 있어서,
    상기 암호키는,
    키 관리서버의 제어를 통해 기 설정된 주기마다 폐기 및 생성되는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 환경을 이용한 CCTV 보안 감시 방법.

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