2.1  ICT의 정의

ICT의 정의

  • ICT:  정보 통신 기술(Information & Communication Technology): 더 단순하게 정보 기술(Information Technology, IT)로 쓸 때가 많다.

  • 정보처리 기술(Information Technology)와 통신기술(Communication Technology)이 융합하여 더 큰 가치를 만들고 상호 발전을 촉진한다.

 

 

9대 전략산업

  • 소프트웨어

  • IOT

  • 클라우드

  • 정보보안

  • 5세대 이동통신 (5G)

  • UHD

  • 스마트 디바이스

  • 디지털콘텐츠

  • 빅데이터

소프트웨어

  • OS(운영체제): Windows, 리눅스, 안드로이드, IOS 등

  • 기계학습:머신 러닝(machine learning) 또는 기계 학습(機械 學習)은 인공 지능의 한 분야로, 컴퓨터가 학습할 수 있도록 하는 알고리즘과 기술을 개발하는 분야를 말한다. 가령, 기계 학습을 통해서 수신한 이메일이 스팸인지 아닌지를 구분할 수 있도록 훈련할 수 있다.

  • 알파고 http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/733930.html

 

 

정보통신융합 신기술, 사이버물리시스템(CPS)
                                      

 

신성철 (DGIST 총장, 한국물리학회 회장)

 


지난 세기 발명된 컴퓨터는 그동안 메모리 및 컴퓨팅 성능의 경이적 발전으로 이제 인류 문명사회 구현의 필수 기기가 되었다. 한편, 통신, 센서, 액추에이터 기술의 발전은 컴퓨터를 사이버시스템(Cyber system)에서 컴퓨팅 기능을 수행하는 기기만이 아니라 물리시스템(Physical system)과 상호 교류하는 역할로 발전하게 하고 있다.

 

즉 다양한 센서를 통해 감지된 물리시스템 신호가 통신 기능을 통해 사이버시스템인 컴퓨터에 전달되고, 컴퓨터의 컴퓨팅을 통해 신호가 분석․처리되어 통신과 액추에이터를 매개체로 하여 물리시스템을 모니터링하고 제어하여 물리시스템에 새로운 기능과 특성을 가능케 하는 것이다.

 

고로 사이버시스템과 물리시스템의 통합적 시스템, 즉 사이버물리시스템(Cyber Physical Systems)을 총체적으로 이해하고 구현하는 CPS 과학기술이 21세기 정보통신융합 신기술로 부상하고 있다.

 

통상 물리시스템은 시간의 흐름에 따라 변화하는 반면, 컴퓨터로 대변되는 사이버시스템은 논리의 흐름에 따라 변화하는 본질적 차이가 있다. 고로, 사이버물리시스템을 근본적으로 규명하며 구현하기 위해서는 기존의 자연과학에 컴퓨터 과학을 융합한 새로운 융복합적 학문체계가 정립되어야 한다.

 

사이버물리시스템 즉, CPS의 학문적 정립 및 기술 구현은 향후 국가 인프라, 운송, 전력망, 산업 자동화, 의료․헬스 케어, 국방, 농업 등 실로 다양한 분야에서 인류 삶의 질 및 복지 향상과 안전성 제고에 커다란 혁명을 가져올 것으로 기대되고 있다.

 

CPS가 가져올 미래사회의 모습을 몇 가지 상상해보자.

 

  • 우선, 지능형 원격 맞춤의료 서비스를 가능하게 할 것이다. 인류의 평균 수명이 길어지면서 건강하게 장수하려는 인간의 욕구가 높아지고 있다. 미래에는 CPS 기술을 이용 개인별 건강상태를 주거지에서 모니터링하여 건강 상태를 기록․관리하며 치료할 수 있게 될 것이다.

 

  • CPS 기술은 주택에 장착된 냄새 등 각종 감지 센서를 통해 평소의 건강상태를 점검하고, 특별한 이상 징후가 나타나면 지능형 건강검진 의복을 착용하여 초기 검진을 하고 이에 따른 후속 처방을 원격으로 받을 수 있게 될 것이다.

 

  • 한편, CPS 기술은 각종 재난과 사고의 실시간 대응을 통해 안전한 미래사회를 가능케 할 것이다. 지난 2007년 태안에서 발생한 원유 유출 사고나 2008년 남대문 방화사건 등은 초기대응의 실패로 엄청난 재난을 당한 실례이다. 사건 초기, 실시간에 센서를 통해 사이버시스템에 데이터가 수집되고, 그 처리 방안이 물리시스템에 전달되었다면 사고의 확대를 방지 할 수가 있었을 것이다.

 

  • CPS 기술은 단일 사건의 모니터링 및 제어뿐 아니라 다른 사건 및 프로세스간의 상관관계를 파악하여 총체적으로 사건을 대처할 수 있게 할 것이다.

 

  • 예컨대 독감 발생의 질병 확산 경로를 추적하고, 타 질병과 날씨 등 다른 조건과 독감과의 상관관계를 분석하여 독감 발생에 대해 총체적 정보를 가지고 대처할 수 있게 될 것이다. 또 다른 예로, 수은이 생선에 미치는 영향을 수은뿐 아니라 생선의 이주경로, 오염원, 수질  등 각종 원인을 수집 분석하여 종합적 상관관계를 파악하여 대처할 수 있게 될 것이다.

 

  • 또한, CPS 기술은 에너지 절약 및 보존에 혁신적 결과를 가져다 줄 것이다. 현재의 에너지 생산 및 송전은 대형 전력 생산 시설에서 소비자에게 전력망을 통해 일방적으로 전달되는데, 전력망 시스템은 일반적으로 소비자 평균수요보다 훨씬 높은 전력 송전을 가능하게 설계되어 있다.

 

  • 소비자들이 전력 사용량에 관한 정보가 부족하여 매년 낭비하는 전력은 소양강댐 481개의 연간 발전량과 맞먹는 1,700억 KWh이다. 이는 매년 정부통합전산센터 4,000개 이상이 사용할 수 있는 전력량에 해당된다. CPS 기술은 물리시스템인 전력망에 컴퓨팅 기술을 결합하여 기존 전력망을 지능화함으로써 전력이 양방향으로 이동할 수 있게 하며, 소비자의 스마트한 전력 활용을 유도하여 에너지 효율을 극대화하고 전력공급의 신뢰도를 제고할 수 있게 할 것이다.

  • 나아가 날씨, 소비자 생활패턴, 시간대별 에너지 가격 등을 근거로 필요예상 전력과 비용도 예측할 수 있어 소비자들에게 저렴한 전기를 제공할 수 있게 될 것이다.

 

  • CPS 기술은 개인의 휴대용 전자기기들에도 스며들어 사람들이 일하고, 소통하는 방식과 일상생활에 대변혁을 가져올 것이다. 실시간에 데이터를 접근할 수 있어 관심사가 비슷한 주위사람들과 언제 어디서나 소통할 수 있게 되며, 관심사가 비슷한 사람들이 근처에 있을 경우 자동적으로 알려줄 것이다.

 

  • 대중교통의 지연 여부 정보가 개인에게 전달되어 적절히 대처하게 안내를 해주며, 도로상황을 실시간에 파악하여 가장 적절한 경로를 내비게이션에 자동적으로 제공해 줄 것이다.

  •  

  • CPS 기술 발전은 실로 다양한 분야에서 21세기 신산업을 창출하리라 기대된다. 의료 및 헬스 케어 분야에서는 고 신뢰 의료기기 및 의료로봇 산업이 기대되며, 노인 및 장애인을 위한 원격 헬스 케어 서비스 산업이 이루어 질 것이다.

 

  • 에너지 분야에서는 소비자의 스마트한 전기 활용으로 에너지 효율을 극대화하고, 태양광, 풍력 등 다양한 신재생 에너지원 활용을 극대화하여 소위 ‘Net-Zero’ 에너지 빌딩을 가능케 할 것이다.

 

  • 운송 분야에서는 차간 안전거리를 유지하여 교통사고를 최소화하고, 나아가 교통 안내 및 통제를 실시간에 하여 교통체증 및 정체를 최소화할 수 있게 될 것이다.

 

  • 한편, 로봇산업 분야에서는 네트워크로 연결된 자율형 로봇이 등장하게 될 것이다.

 

CPS 기술이 21C 사회 및 산업에 미치는 막대한 영향으로 인해 선진국에서는 사이버물리시스템을 과학기술분야의 새로운 도전적 연구 분야로 선정하여 범국가적 관심을 가지고 연구지원을 시작하였다.

 

특히, 미국의 경우, 2007년 국가과학기술자문위원회 보고서에서 사이버물리시스템을 국가 연구투자의 최우선 과제로 제시하였으며, 사이버물리시스템 융합과학기술이 향후 의료, 교통, 정보통신, 농업, 건축, 항공 등 사실상 모든 응용분야에 광범위하게 적용될 수 있다는 보고에 따라 2009년부터 과학재단을 통하여 대규모 연구투자를 시작하였다.

 

반면, 우리나라에서 사이버물리시스템 연구는 초기단계에 머물고 있어 국제 경쟁력을 확보하기 위한 연구개발 투자가 필요한 시점이다.

 

  • DBMS(DB관리시스템): 데이터베이스

 

 

  • 분산컴퓨팅:(Distributed computing)은 인터넷에 연결된 여러 컴퓨터들의 처리 능력을 이용하여 거대한 계산 문제를 해결하려는 분산처리 모델이다.

 

  • 알고리즘:알고리즘(algorithm)이란 어떠한 문제를 해결하기 위한 여러 동작들의 모임이다. 유한성을 가지며, 언젠가는 끝나야 하는 속성을 가지고 있다.

 

  • 지능형SW: 사람처럼 인지 판단하고 표현(대화, 제스처등)하는 SW기술로 원어민 대체 언어교육 등에 활용할 수 있는 기술이다. 통상적으로 사용자의 취향과 활용 패턴을 저장해 두었다가 사용자가 원하는 정보를 더 정확하게 찾아주는 SW 이기도 하다. MIT미디어 연구소의 네그로폰테 교수는 지능형 SW에 대해 “사용자로부터 권한을 위임받은 개인 소프트웨어 도우미”라고 말했다.

 

IOT(사물인터넷) 출처: wikipedia.org/wiki/%EC%82%AC%EB%AC%BC_%EC%9D%B8%ED%84%B0%EB%84%B7

 

  • 사물 인터넷(Internet of Things, 약어로 IoT)은 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술을 의미한다. 여기서 사물이란 가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 컴퓨터 등 다양한 임베디드 시스템이 된다.

  • 사물 인터넷에 연결되는 사물들은 자신을 구별할 수 있는 유일한 아이피를 가지고 인터넷으로 연결되어야 하며, 외부 환경으로부터의 데이터 취득을 위해 센서를 내장할 수 있다.

  • 모든 사물이 해킹의 대상이 될 수 있어 사물 인터넷의 발달과 보안의 발달은 함께 갈 수밖에 없는 구조이다.

  • 정보 기술 연구 및 자문회사 가트너에 따르면 2009년까지 사물 인터넷 기술을 사용하는 사물의 개수는 9억개였으나 2020년까지 이 수가 260억 개에 이를 것으로 예상된다.

  • 이와 같이 많은 사물이 연결되면 인터넷을 통해 방대한 데이터가 모이게 되는데, 이렇게 모인 데이터는 기존 기술로 분석하기 힘들 정도로 방대해진다. 이것을 빅 데이터라고 부른다. 따라서 빅 데이터를 분석하는 효율적인 알고리즘을 개발하는 기술의 필요성이 사물 인터넷의 등장에 따라 함께 대두되고 있다.

  • 시스코 시스템즈의 조사에 따르면 2013년부터 2022년까지 10년간 사물 인터넷이 14조 4천억 달러의 경제적 가치를 창출할 것으로 기대된다.

 

  • 기술적 바탕

사물 인터넷을 구축하기 위해서는 기술적인 환경 구축이 선행되어야 한다. 기술적인 설정은 크게 사물신원확인, 의사소통이 가능한 네트워크 구축, 사물에 감각 부여, 컨트롤 가능성으로 나누어 볼 수 있다.

 

  • 사물 신원 확인

사물 인터넷에 참여하는 각각의 개체는 다른 개체로 하여금 스스로를 식별할 수 있게 해주는 신원이 필요하다. 근거리에 위치한 사물의 신원을 나타내는 기술은 RFID기술이지만 보다 넓은 범위의 네트워크 상에서 개별 사물의 신원을 확인하기 위해서는 개별 사물에 IP주소를 부여해야 한다. 이에 따라 IP주소에 대한 수요는 증가하였고 기존에 존재했던 32비트인 IPv4 체계로는 증가하는 사물들의 주소를 모두 할당하는 데 어려움이 따른다는 한계가 나타났다. 이로 인해 128 비트인 IPv6 체계의 필요성이 대두되고 있다.

 

  • 네트워크 구축

사물들은 스스로가 취합한 정보를 필요에 따라 다른 사물과 교환, 취합함으로써 새로운 정보를 창출할 수 있어야 한다. 사물끼리의 일관된 정보전달 방법을 확립하기 위해 HTTP를 대체할 MQTT 프로토콜이 제시되었고 OASIS(Advancing open standards for the information society)에서는 MQTT를 사물 인터넷의 표준 규약으로 사용하고 있다.

 

  • 감각 부여

사물에 청각, 미각, 후각, 촉각, 시각 등을 부여해 주변 환경의 변화를 측정할 수 있도록 한다. 사물에 부여되는 감각은 오감에 한정되지 않고 RFID, 자이로스코프, 가이거 계수기 등을 통한 감각으로 확장될 수 있다. 예컨대 이불의 경우 감압센서와 습도센서를 통해 사용자가 수면 중 몇 번 뒤척였는지, 얼만큼 땀을 흘렸는지 등을 측정할 수 있다.

 

  • 컨트롤 가능성

임의적인 조작을 통해 사용자는 사물에게 행동을 지시할 수 있다.

 

  • 사례

 

개인 부문: 차량을 인터넷으로 연결하여 안전하고 편리한 운전을 돕는다. 심장박동, 운동량 등의 정보를 제공하여 개인의 건강을 증진시킨다. 주거환경을 통합 제어할 기술을 마련하여 생활 편의를 높이고 안전성을 제고한다. 한국에서는 삼성이나 LG 등에서 사물 인터넷 기술을 사용한 스마트 홈을 출시하였다. 2014년 1월 6일, 구글은 아우디, GM, 구글, 혼다, 현대, 엔비디아를 중심으로 OAA(Open Automotive Alliance)를 구성해 안드로이드 운영체제를 기반으로 한 커넥티드 카를 만들기 위해 노력하고 있다.

 

산업 부문: 공정을 분석하고 시설물을 모니터링하여 작업 효율과 안전을 제고한다. 생산, 가공, 유통부문에 사물 인터넷 기술을 접목하여 생산성을 향상시키고 안전유통체계를 확보한다. 주변 생활제품에 사물 인터넷을 투입하여 고부가 서비스 제품을 생산한다.

 

공공 부문: CTV, 노약자 GPS 등의 사물 인터넷 정보를 사용해 재난이나 재해를 예방한다. 대기 상태, 쓰레기양 등의 정보를 제공받아 환경오염을 최소화한다. 에너지 관련 정보를 제공받아 에너지 관리 효율성을 증대시킨다. 미국, 중국, 유럽연합, 일본 등의 국가는 정보통신기술을 기반으로 교통, 공공행정 등의 다양한 도시 데이터를 개방하여 도시 전체의 공공기물들과 주민들이 효율적으로 상호작용하는 스마트시티 건설을 추진하고 있다. 스페인 바르셀로나 시에서는 빈 주차공간을 감지해 주차 정보를 공유하거나 쓰레기통의 포화 상태를 측정해 수거 트럭에 정보를 송신하는 등 사물 인터넷 개념을 활용한 도시 관리 시스템을 구축하였다.

 

  • 부작용

해킹 취약성:시만텍은 IoT기술이 보편화됨에 따라 발생할 수 있는 해킹 가능성에 대해 지적하였다. 다수의 IoT 기기의 기반인 리눅스 운영체제가 기기에서 올바른 보안을 갖추지 못 하거나 적절한 업데이트가 이루어지지 않을 경우 리눅스 웜에 의해 해킹당할 위험이 존재한다. 실제로 IoT 환경에서 보안 취약점을 악용해 사생활을 침해한 사례도 있다. 미국에서 아기 모니터링 카메라인 SecurView를 생산, 판매하는 회사인 TRENDnet은 자사 제품에 올바른 보안 시스템을 구축하지 못한 채 이를 유통시켰다. 결과적으로 이 제품은 700여 가구의 가정 내부 영상을 해커들에게 유출시켰고 TRENDnet은 연방거래위원회로부터 제재를 받게 되었다.

 

IoT가 대중화됨에 따라 IoT 전체 시스템에 대한 많은 이슈가 존재한다. 이들은 각 계층의 해결책을 단순히 나열함으로써 해결되지 않는다. 다양한 응용 분야에서 서로 다른 보안 이슈가 존재한다. 예를 들어, 지능형 운송과 지능형 진료는 데이터 보안이 매우 중요하다. 그러나 지능형 도시 관리나 스마트 환경(smart green)은 인증이 더 중요하다. 최상의 보안을 위해서는 서로 다른 응용 시스템에서의 차별적인 중요도를 고려해야 한다. 또한 한 계층의 보안 문제만 해결하는 것이 아니라, 여러 계층에 대한 협력적 해결 방법이 개발하고 계층 교차적인(cross-layer) 접근이 필요하다. 이를 위해 자율적이고 이질적인 시스템 통합 모델을 구축하는 기술이 필요하다. 또한 대규모 이질적 네트워크를 구축하기 위하여 계층 교차적인 통합 기술을 개발할 필요가 있다.

 

  • RFID

 

클라우드

https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%81%B4%EB%9D%BC%EC%9A%B0%EB%93%9C_%EC%BB%B4%ED%93%A8%ED%8C%85

 

 

 

정보보안

 

개요

정보의 수집, 가공, 저장, 검색, 송신, 수신 도중에 정보의 훼손, 변조, 유출 등을 방지하기 위한 관리적, 기술적 방법을 의미한다. 정보 보호란 정보를 제공하는 공급자 측면과 사용자 측면에서 이해할 수 있다.

 

  • 공급자 측면 : 내∙외부의 위협요인들로부터 네트워크, 시스템 등의 하드웨어, 데이터베이스, 통신 및 전산시설 등 정보자산을 안전하게 보호∙운영하기 위한 일련의 행위

  • 사용자 측면 : 개인 정보 유출, 남용을 방지하기 위한 일련의 행위

정의

정보보안의 정의는 출처에 따라 다양하다. 주요한 예시들은 아래와 같다.

 

  1. "정보의 기밀성, 무결성, 가용성의 보존. 추가적으로 진정성(authenticity), 책임성(accountability), 부인방지(non-repudiation), 그리고 신뢰성(reliability)와 관계가 있을 수 있다." (ISO/IEC 27000:2009)

  2. "인가되지 않은 접근, 사용, 폭로, 붕괴, 수정, 파괴로부터 정보와 정보 시스템을 보호해 기밀성, 무결성, 가용성을 제공하는 것." (CNSS, 2010)

  3. "인가된 사용자만이(기밀성) 정확하고 완전한 정보로(무결성) 필요할 때 접근할 수 있도록(가용성) 하는 일련의 작업." (ISACA, 2008)

  4. "조직의 지적 자산을 보호하는 절차." (Pipkin, 2000)

  5. "...정보보안은 위험 관리 규율로, 정보 위험이 사업에 미치는 비용을 관리하는 작업이다." (McDermott and Geer, 2001)

개념

정보 보안의 주요 목표

정보에 대한 위협이란 허락되지 않은 접근, 수정, 노출, 훼손, 파괴 등이다. 정보에 대한 위협은 나날이 늘어가고 있기 때문에 모든 위협을 나열할 수는 없으나, 전통적으로 다음의 세가지가 정보 보안의 주요한 목표이다. (때로는 정보 보안만이 아닌 보다 넓은 보안의 목표로 이야기되기도 한다.)

 

  • 기밀성: 허락 되지 않은 사용자 또는 객체가 정보의 내용을 알 수 없도록 하는 것이다. 비밀 보장이라고 할 수도 있다. 원치 않는 정보의 공개를 막는다는 의미에서 프라이버시 보호와 밀접한 관계가 있다.

  • 무결성: 허락 되지 않은 사용자 또는 객체가 정보를 함부로 수정할 수 없도록 하는 것이다. 다시 말하면, 수신자가 정보를 수신했을 때, 또는 보관돼 있던 정보를 꺼내 보았을 때 그 정보가 중간에 수정 또는 첨삭되지 않았음을 확인할 수 있도록 하는 것이다.

  • 가용성: 허락된 사용자 또는 객체가 정보에 접근하려 하고자 할 때 이것이 방해받지 않도록 하는 것이다. 최근에 네트워크의 고도화로 대중에 많이 알려진 서비스 거부 공격(DoS 공격, Denial of Service Attack)이 이러한 가용성을 해치는 공격이다.

부인 방지

부인 봉쇄(否認封鎖)라고도 한다. 정보를 보낸 사람이 나중에 정보를 보냈다는 것을 발뺌(부인)하지 못하도록 하는 것이다.

보안등급 분류

보호할 대상을 중요성에 따라 분류해, 각각의 중요도에 따라 보호방법에 차등을 두는 것을 말한다. 일반적으로 기업의 경우 공개자료,대외비,기밀등 으로 구분되며 최근에 개인정보를 취급하는 기업의 경우 개인정보를 포함한다. (확실X)

위험관리

위험요소의 발견에서부터 위험요소의 최소화 및 제거를 위한 모든 관리체제를 말한다. 주로 다음과 같은 항목을 정의한다.

 

  • 위험의 정의

  • 위험의 수준 분류

  • 위험요소 발견시 제거를 위한 위험의 수준별 처리시간

  • 위험의 신고에서 제거까지의 정보공유방법 및 절차

  • 위험의 기록

접근제한

보호할 대상에 대해 인가된 접근을 허용하고 비인가된 접근시도를 차단하는 것.

신분증명

개개인을 식별할 수 있는 정보

 

  • 아이디

  • 주민등록증,주민등록번호

  • 여권

  • 출입카드

인증

인증에는 실체 인증(개체 인증으로도 표현함)과 출처 인증이 있다.

실체 인증

어떤 실체가 정말 주장하는 실체가 맞는지 확인하는 것이다. 특정방법으로 약속된 정보를 인가된 자와 교환한 후 해당 정보를 제시하는 경우에 한해 접근을 허용하는 것을 말한다.

 

  • 로그인(아이디와 암호)

  • 부대의 암구어

  • 자물쇠와 열쇠

출처 인증

메시지 또는 자료의 출처가 정말 주장하는 출처가 맞는지 확인하는 것이다. 인가된 자에게만 있는 중복되지 않은 정보에 대한 인가목록을 만든 후 인가목록에서 확인된 자에 한해 접근을 허용하는 것을 말한다

 

  • 지문인식

 

5세대 이동통신 (5G)

출처:http://blog.skbroadband.com/1126

 

UHD

 

스마트 디바이스

  • 스마트 디바이스는 센싱, 프로세싱, 통신 등의 기능을 바탕으로 헬스케어, 교통, 안전, 교육, 편의 등 다양한 분야에 확산

 

분야

주요 디바이스 사례

헬스케어

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스마트 혈당계

스마트 신발

운동신경계 재활훈련 디바이스

교통

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통신형 블랙박스

HUD(Head-Up Display)

차선감지센서

안전

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IoT 영상용 서비스

스마트 헬멧

스마트 화재 경보기

교육

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스마트 펜

스마트 칠판

홀로그램 교육

편의

 

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스마트미터

3D HMD

스마트 조명

산업

 

 

 

스마트공장

스마트 소방헬멧

스마트로봇

 

 

디지털콘텐츠

 

빅데이터

 

컨버전스(Convergence) : 집중, 통합, 수렴

 

출처: http://mongri.net/entry/Smart-Convergence

 

 

ICT 활용 프로세스

 

연습문제

  • 빅데이터 활용사례를 검색하시오.
  • 주변에서 볼 수 있는 스마트디바이스 사례를 들어보시오.
  • IOT의 취약점에 대해 설명하시오.