1. 서론
육·해·공으로 대표되던 전통적인 전장의 공간이 제4차 산업혁명 기술의 발전과 함께 사이버공간과 우주영역으로 확대되고 있다. 정보통신기술과 인공지능(AI), 그리고 사물인터넷(IoT) 등의 발전과 사이버공간과 우주영역의 결합은 공간의 확대만이 아니라 전쟁 방식의 변화에도 영향을 주어 미래전에서 우주사이버 영역이 전쟁의 승패를 결정짓는 주요인으로 등장할 것으로 예상된다. 우크라이나-러시아 전쟁에서 확인된 바와 같이 우주사이버(Space-Cyber) 보안은 전쟁의 양상이 인지전을 포함한 전영역 작전으로 확대되고 있는 상황에서 그 중요성이 더욱 강조되고 있다. 이에 따라, 우주선진국들은 우주의 군사적 활용을 위한 기술개발과 예산을 확대하면서 우주공간에서 활동의 우세권을 확보하기 위해서 치열한 경쟁을 하고 있다. 뿐만 아니라, 기업은 상업목적의 우주자산을 증가시키면서 유사시에 군사적 활용도 가능할 수 있도록 민-군 우주협력체계를 구축하고 있다. 국가와 민간기업의 우주개발 참여의 확대는 우주에서 우월한 지위를 확보하기 위한 행위자간 경쟁강화로 나타나고 있으며, 이는 곧 안보의 문제로 귀결된다 할 수 있다.
미래전의 핵심요소로 등장한 우주와 사이버 영역은 신 냉전시대에 국가안보 차원에서 시급히 다루어야 할 필수 고려사항이 되었다. 하지만, 한국의 우주역량은 미국, 중국, 러시아, 심지어 인도와 비교할 때에도 상대적으로 뒤진 상태이고 군사영역에서도 우주를 중심으로 전개될 미래전을 충분히 대비하고 있지 못하다고 할 수 있다. 따라서 본 논문은 우주안보의 차원에서 뉴 스페이스 시대를 대비하기 위한 한국군의 미래전과 우주사이버 보안 정책방향을 제시한다.
2. 우주안보와 미래전
2.1 뉴 스페이스 시대의 우주사이버 보안
우주개발에서 국가와 군이 중심이었던 Old Space 시대와 달리 New Space 시대는 민간과 기업의 참여가 증가되어 우주영역에서 행위자의 복합성이 확대되고 있다. 또한, 이러한 참여 행위자의 확대는 정보통신 기술 발전과 결합하여 우주개발의 복합성 확대와 경쟁을 심화시키고 있고, 이러한 복합성의 확대로 인한 국가간 뿐만 아니라 민간간 경쟁의 심화는 우주안보 문제의 복잡성 증가의 원인이 된다[1].
군을 포함한 국가 행위자 중심의 Old Space 시대와 달리 다양한 행위자의 등장은 국가 대 국가의 경쟁에서 기업 대 기업의 경쟁뿐만 아니라 국가 대 기업 혹은 국가-민간 대 국가-민간으로 경쟁의 확장을 의미한다. 또한, 우주시스템이 갖는 민-군 겸용 기술의 특성은 기존의 물리적 보안뿐만 아니라 정보통신기술과 결합으로 사이버보안의 문제까지 확대될 수 있음을 의미한다.
이와 관련하여, 우크라이나-러시아 전쟁에서 스페이스 X의 스타링크와 우크라이나군의 협력뿐만 아니라 다수의 민간 해킹집단과 러시아군과의 협력을 통한 우크라이나에 대한 사이버공격 등에서 가능성이 확인된 바 있다. 즉, 국가와 민간이 협력 체계를 구축할 경우 국가의 막대한 예산 지원과 민간기술의 결합을 통해 우주시스템에 대한 사이버공격력을 발전시킬 수 있음을 시사한다. 미 우주군은 민간과 협력을 바탕으로 하는 ‘데이터-인공지능 전략 실행 계획(Data and Artificial Intelligence FY 2024 Strategic Plan)을 발표하고 우주 자산에 대한 사이버위협에 대비하는 전략을 세우기도 했다[2].
우주사이버 보안은 우주 인프라, 특히 인공위성을 보호하기 위해서 지상과 위성 간 네트워크, 우주자산의 하드웨어와 소프트웨어를 대상으로 발생하는 사이버위협에 대한 대응을 의미한다. 위성이 운영되는 우주공간의 특성 중 하나는 위성이 악성코드에 감염될 경우 아직까지 악성코드를 제거할 수 있는 방법이 없다는 것이다. 또한, 물리적인 공격을 받더라도 정비를 한다는 것은 거의 불가능하여, 오히려 새로운 대체 위성을 발사하는 것이 보다 경제적이다.
나아가 미래에는 인공위성으로부터 받는 정보의 양이 막대할 것이기 때문에 해킹으로 인해서 오정보를 제공받을 경우에 심각한 사회적 혼란이 발생하게 될 것이다. 우주사이버 보안을 위해 NASA와 ESA는 SPACE-SHIELD와 SPARTA 등과 같은 우주시스템에 대한 정보보안관리 프로그램을 개발한 바 있지만, 우주공간에서 행위자의 증가에 따라 지속으로 기술연구가 진행되어야 한다. 특히, 지상에서 우주공간에 이르는 다양한 계층 간 교차 사이버공격에 대비한 보안대책이 필요하다[3].
2.2 미래전과 우주사이버 보안
제4차 산업혁명시대에서 미래 전장 양상의 변화는 첨단 정보통신기술이 게임 체인저 역할을 하고 있다. 우크라이나-러시아 전쟁에서도 스페이스X와 같은 민간의 우주기업이 군사작전을 지원하며 정찰, 정보감시 및 드론과 같은 무인기 운영에 이르기까지 관여하고 있다. 이와 함께, 민간 해킹집단들이 두 국가와 연계하여 상대국의 주요시설에 대한 공격과 시민들을 대상으로 심리전을 전개하는 등 첨단 정보통신과 군사과학기술 발전이 전쟁 수행방식의 변화를 주도하고 있다. 이로써 우주와 사이버영역은 기존의 육·해·공 공간과 더불어 다영역 전장을 구성하게 되었고, 나아가 인지 영역과 결합해 전영역작전(ADO: All Domain Operation)의 개념으로 확장하는 주요 요소가 되고 있다. 아래 그림 1에서 보는 바와 같이 모든 통신과 데이터 전송은 사이버 영역에서 이루어지고 우주자산을 통해서 지상·해상·공중의 정보를 수집하고 공유하기도 한다.

(그림 1) 전영역작전 개념[4]
이러한 흐름에 따라 미국은 2020년 9월 트럼프 행정부에서 발표한 우주 정책 관련 대통령의 “우주 시스템을 위한 사이버 보안 원칙” 지침에서 악의적인 사이버 활동을 지속적으로 감소시키기 위해 우주시스템을 모니터링하고, 예측하며 적응할 수 있도록 개발해야 한다고 명시해 우주시스템에서 사이버보안의 중요성을 강조한 바 있다[5]. 우주공간에서 사이버보안의 중요성은 미래전의 모델로 미국의 DARPA가 제시한 모자이크전의 개념에도 적용할 수 있다. 모자이크전은 결심중심전을 핵심 개념으로 지상-공중-우주영역에서 가용한 유·무인전력을 인공지능과 자율시스템, 그리고 IoT 등을 활용하여 전장 상황에 신속하게 대응하는 미래전의 개념이다[6]. 이 작전개념이 원활하게 작동하기 위해서는 우주에서 위성을 활용해 수집된 정보가 제대별 무기체계의 네트워크와 통합되어야 한다. 이 과정에서 우주자산이나 지상시스템 등이 사이버공격을 받을 경우 작전 연기/중지/포기 등 악영향이 발생할 수도 있다[7].
미래전은 우주사이버 전장과 우주 무기체계에 대한 의존도가 심화될 것이며, 이러한 우주사이버 전장에서 우주 우세권을 확보하기 위해서 상대국의 우주자산을 군사적으로 사용하지 못하도록 다양한 위협을 가하게 될 것이다. 우주자산을 직접적으로 공격하거나 우주자산을 공격 무기체계로 활용할 수도 있지만, 우주자산을 무력화시키거나 오정보를 삽입하여 군사작전을 방해하는 우주사이버 공격도 심각한 위협이 될 것이다. 또한, 우주통신을 교란함으로써 우주 전장의 우주전력과 각 전장의 육·해·공군 전력이 실시간으로 상호 운용이 되지 못하도록 하는 위협들도 생겨나게 될 것이다.
3. 우주자산에 대한 사이버 위협
3.1 우주자산의 군사적 활용
1967년에 체결된 우주조약에서 우주공간에 핵무기를 비롯한 대량파괴무기 배치의 금지를 명시한 이후 기술의 발전과 국제정세의 변화로 우주의 군사적 활용이 확대되었다. 1991년 걸프전과 2003년의 이라크전은 현대전에서 우주시스템의 군사적 활용이 대규모 전투에서 강력한 전투력을 뒷받침하는 수단이 될 수 있음을 확인할 수 있는 사례가 되기도 했다[8]. 이에 따라, 2000년대 이후 우주자산의 보호는 우주공간의 군사적 이용의 정당성을 제공하는 근거가 되었고, 우주의 평화적 이용뿐만 아니라 적대세력의 우주자산 파괴 등 공격적 목적을 위한 우주 이용이 증가하면서 “우주무기화” 용어와 개념이 확산되었다. 여기서 우주자산은 “우주에 있는 또는 우주에 발사하기 위하여 제작된 사람이 만든 확인 가능한 모든 자산”으로 명명한다[9, 10].
현재 우주선진국들은 우주의 상업적 활용에 그치지 않고 전쟁이 발발할 경우 전장 우세를 위해서 우주 영역을 활용하고자 한다. 특히, 상대국의 전장을 감시하거나 정찰하고 심지어 우주자산을 통해서 상대국 우주자산의 기능을 파괴하기도 한다. 오늘날 군사적 우주활동은 우주를 통하거나 오가는 공격 또는 방어 작전을 통해 정치적 목적을 달성하고자 하는 활동으로 우주 상황 인식, 통제, 제어, 위치 결정, 항법 및 타이밍, 위성 통신, 환경 모니터링, 미사일 경고, 핵폭발 탐지 등을 포함한다[11].
우주 군사화가 심해짐에 따라 다른 전장 영역과 마찬가지로 우주 작전의 개념이 생겨나고 있다. 우주 작전은 우주공간 상황을 파악하는 우주 영역 인식, 영상, 감시, 통신 등 전장 정보를 제공하는 우주 정보지원, 우주 영역에서 자유로운 군사작전을 전개할 수 있도록 우주 활용을 보장하는 대우주작전, 이러한 모든 작전을 수행할 수 있도록 우주공간에 전력을 구축하는 우주 전력투사 등이 있다[12]. 앞으로 이러한 우주작전을 상대국이 제대로 펼치지 못하도록 다양한 위협을 가할 수 있다. 이 중에서도 위성과 지상통제소간의 통신에서 거부·방해·차단 등을 야기시킬 수 있는 우주사이버 위협이 심각한 위협으로 다가올 것이다.
3.2 우주자산의 사이버보안 취약성
미국 NIST에서 정의한 우주사이버 위협은 “궤도상의 자산(asset), 지상 인프라, 데이터 자체와 데이터 흐름을 사용·전송·제어하는 시스템 등의 인프라에 대한 해킹, 바이러스 공격, 랜섬웨어, 정보 및 기술 탈취, 전자기파 공격” 등으로 제시된 바 있다[13]. 우주시스템은 정보통신체계를 중심으로 운영되기 때문에 해킹의 위협에 상시 노출되어 있으며, 위성체의 프로그램 업데이트, 부품교체, 그리고 최신 OS 적용의 어려움 등으로 인해 지상의 정보통신체계보다 사이버보안 취약성이 높다고 할 수 있다. 더구나 AI 기술이 접목된 사이버공격이 위성에 직접 이루어질 경우 감염된 위성이 악성코드 전파의 중계자 역할을 하게 되어 우주자산 전반에 대한 사이버위협의 피해가 더 커질 수도 있다[14]. 예를 들어, 스페이스X에서 운용하고 있는 수 천기에 이르는 위성으로 구성된 스타링크 시스템 중 한 부분이라도 사이버공격으로 감염될 경우 스타링크 시스템 전체가 기능을 상실할 가능성도 배제할 수 없다.

(그림 2) 우주 아키텍처 및 사이버 공격 예시[15]
이렇게 예측 가능한 우주자산에 대한 사이버위협에 대해 CCSDS는 각 공격 유형별 공격의 피해와 위협에 대응하기 위한 보안 메커니즘을 표 1과 같이 제안한 바 있다.
<표 1> 위성 서비스 보안 위협[16]

3.3 미래전에서의 우주사이버 위협 예측
미래전의 개념인 전영역작전에서는 모든 전장이 사이버공간에서 통합되어 상호 운용됨으로써 모든 전장을 시각적으로 실시간 파악이 가능하기에 우주자산을 통해서 모든 전장 영역의 정보를 수집하여 필요한 부대와 지휘관에게 제공하고 공유할 수 있어야 한다. 역으로 생각하면, 모든 전장의 상호 운용을 차단하고 우주자산의 정보수집을 방해하거나 정보 공유를 불가능하게 하는 것이 전장에서 우세권을 확보하는 일이다. 이러한 기능을 수행할 수 있는 방법이 우주자산을 대상으로 한 사이버위협이라고 할 수 있다. 우주사이버 위협은 악성코드를 비롯한 해킹, 공급망 공격, 전자기파 공격 등을 이용하여 모든 전장의 무기체계 연결과 상호 운용성을 방해하고 정보(데이터)의 흐름을 차단하는 것이다. 아래 그림 3은 미래전에서 발생 가능한 우주사이버 위협을 묘사한 것이다.

(그림 3) 우주사이버 위협 예상
미래전에서 우주자산을 대상으로 발생할 수 있는 사이버 위협은 다음과 같이 예측할 수 있다. 우선 해커나 적국의 사이버부대가 우주자산(지상 및 위성)을 대상으로 해킹하여 서비스가 지연·중지되거나 오작동을 일으키거나 우주자산으로부터 오정보를 받아 작전이 중단되게 할 수 있다.
둘째, 재밍을 통해서 신호를 교란하고 기만하여 적 또는 아군의 정확한 위치정보를 송·수신하지 못하도록 한다. 심지어는 아군의 위치를 적의 위치인 것처럼 위장하여 전송함으로써 아군에게 막대한 피해를 입힐 수도 있다.
셋째, 지상스테이션 장비나 위성 탑재체에 장착되는 하드웨어나 소프트웨어를 납품할 때 악성코드를 심어서 보내면, 설치와 동시에 악성코드에 감염되어 통제권이 해커에 넘어갈 수도 있다. 통제권이 넘어가면 킬러 위성이 아군 위성을 공격하게 할 수도 있으며, 우방국의 위성 활동을 방해할 수도 있다.
4. 우주사이버 보안 전략 방향
4.1 우주선진국의 우주사이버 위협 대응 현황
앞서 언급한 바와 같이 우주 취약점에 대한 대응을 위해 미국 NASA의 SPARTA와 유럽연합 유럽우주국의 SPACE-SHIELD 등 우주사이버 보안을 위한 프레임워크가 구축되어 있지만, 전통적인 보안 요소를 적용하고 킬체인화된 지능형 지속 공격과 해킹 등의 피해를 최소화하기 위한 전략과 기술이 미흡한 것이 현실이다. 또한, 우주공간에 대한 각 국가들의 군사적 및 경제적 경쟁이 가속화되고 있음에도 우주사이버 안보에 관한 국제적 합의나 심도 있는 논의가 진행되지 않고 있는 상황이기도 하다[17, 18, 19].
군사강국들은 우주국방력을 강화하는 과정에서 우주시스템을 구성하는 우주자산에 대한 사이버공격에 대비한 보호기술을 개발하고 있다. 예를 들어, 미군은 네트워크 중심에서 데이터 중심 환경으로 미래전을 대비하기 위해 ‘Project Convergence 22’를 수립한 바 있다. 이를 통해 우주 위협에 대한 복원력이 강화된 다층적 사이버보안 환경을 구축해 신속한 데이터 유통과 접근성을 높일 수 있는 신뢰할 수 있는 다수의 채널 구축에 나서고 있다. 또한, 미국 우주군은 통신위성에 사용할 전파방해 방지 탑재체(payloads) 개발과 적대적 재밍에 대응하기 위한 위성 및 지상시스템 개발 프로젝트를 추진하고 있다. 2023년 미국 공군이 개최한 위성 해킹대회(Hack-A-Sat)에서 실제 지구 궤도를 돌고 있는 위성을 대상으로 한 해킹이 성공한 바 있으며, 이는 우주사이버 위협 특히, 운행 중인 위성 보안 위협에 대응할 수 있는 보안기술에 관심을 갖게 하는 계기가 되었다[7, 14].
러시아는 우크라이나 침공 이전 및 년에 걸쳐 GPS 재밍공격을 실행한 것으로 알려졌으며, 전쟁 초기에는 우크라이나 정부 시스템을 파괴하는 와이퍼 멀웨어(Wiper Malware) 공격, DDos 공격을 감행하고, 미국의 민간 통신위성인 Viasat과 스페이스X의 스타링크에 대해서도 사이버 공격을 가해 일부 서비스 장애를 유발하기도 했다.
4.2 한국군의 우주사이버 보안 전략
미래전은 지휘통제체계가 사이버공간과 우주공간에서 구축되는 초연결 전장 환경에서 우주기술의 확보와 우주자산의 효과적인 운영 능력에 승패가 달려 있다고 해도 과언은 아닐 것이다[7]. 한국군의 미래전을 위한 우주사이버 보안 정책은 조직과 전문인력, 제도 및 전략, 보안기술 등의 측면에서 수립되어야 할 것이다.
우선, 우주사이버 보안 전문인력 양성 과제를 들 수 있다. 국방부는 국방혁신 4.0의 이행을 위해 국방 AI센터를 창설해 인공지능을 활용한 사이버 전 대비를 위한 준비를 하고 있다. 2024년 3월에는 국방보안연구소와 한국전자통신연구원이 우주 사이버 보안 분야 공동 연구개발, 우주 통신 보안, 통신·정찰위성 보안기술 로드맵 작성 등을 위한 협력체계를 구축한 바 있다. 국방부와 각 군에는 사이버보안 정책, 기술, 그리고 관제 부서가 설치되어 있으며, 전문인력도 체계적으로 양성하고 있다. 우주 관련 부서는 합동참모본부의 군사우주과를 비롯하여 각 군별로 우주관련 부서를 신설하고 있다. 다만, 우주사이버 보안 관련 부서나 전문인력 양성은 미진한 상태이다. 미래전에서는 사이버 전장을 통해서 우주자산을 무력화한다거나 우주자산을 사이버전의 전초 기지로 삼을 수 있기 때문에 우주사이버 보안은 그 어느 때보다 중요하다. 앞으로 국방부는 우주사이버 보안 임무를 수행할 수 있는 조직을 마련하고 우주사이버 보안에 특화된 전문인력 양성 교육과정을 마련해야 할 것이다.
둘째, 제도차원에서 ‘우주개발 진흥법’의 수정을 통해 우주사이버 안보에 대한 규정을 마련하고 체계적인 정책을 마련할 필요가 있다. 또한, 민·관·군 협력의 중심이 될 전담 군사조직을 편성하여 국군우주사령부 창설을 논의하거나 우주안보에 대한 국제협력 및 정보수집 공유체계를 강화할 필요가 있다[20]. 그리고 군내에 전문인력을 양성하고 국제협력 체제에 적극 참여를 통해 우주국방력과 우주사이버 보안 대응력을 제고해야 할 것이다. 이와 더불어, 우주사이버 위협에 대한 전략도 필요하다. 지상통제소나 위성체를 표적으로 한 사이버 공격은 AI 기술을 통해 더욱 정교해져 공격자의 의도를 달성할 수 있는 맞춤형 공격으로 진화할 것이다. 또한, 지상과 위성체간 통신을 가로채 정상코드로 위장한 악성코드를 위성체로 전송하면 공격을 받은 위성체는 악성코드에 감염되고, 해당 위성체와 통신하는 모든 위성체나 지상통제소도 감염이 될 것이다. 따라서 우주자산 운영 방해를 목적으로 하는 사이버위협에 대한 대응 전략을 보안 기술 기반으로 수립해야 한다.
마지막으로 전영역 전장 환경 및 무기체계에 대한 우주사이버 위협 대응기술 개발과 적용이다. 우선, 기존에 형성된 전장 ICT 체계와 무기체계에 대한 위험관리를 실행해야 한다. 모든 전장 영역에서의 ICT 인프라와 연결된 체계를 정확하게 파악하여 고유의 취약점을 식별하고 상호 연결됨으로써 새롭게 나타난 취약점을 찾아내야 한다. 그리고, 이를 바탕으로 취약점의 위험 수준을 판단하여 위험 순위에 따라 보안패치가 이루어져야 한다. 특히, 우주자산과 연결됨으로써 우주자산으로 취약점이 집중되는 부분을 중점적으로 찾아내어 패치해야 한다. 그리고, 우주자산 자체 및 우주자산과 연결된 체계로부터 침입하는 악성코드를 예방할 수 있는 지능형 통합사이버위협경고체계를 구축해야 한다. 우주 영역에서 활동 중인 인공위성이 악성코드에 감염되면, 치유하는 것은 거의 불가능하기 때문에 인공지능 기술을 접목시켜서 직접적으로 침입하는 악성코드뿐만 아니라 우주자산과 연결된 체계로부터 침입하는 악성코드는 반드시 차단할 수 있어야 한다. 아울러 이러한 위협 경고체계는 아군의 모든 전장 영역에서 운영하는 사이버위협경고시스템과 실시간으로 연결되어 전영역 사이버위협 감시가 가능해야 한다.
5. 결론
본 논문에서는 미래전의 전장으로 등장한 우주영역을 중심으로 발생할 수 있는 사이버공격에 대한 한국군의 정책방향에 대해 논했다. 우주사이버 보안은 이라크전에서 가능성이 확인된 후 우크라이나-러시아 전쟁에서 그 중요성이 부각되었고, 이에 강대국들은 이미 우주사이버 보안에 대한 정책을 수립하고 구체적인 기술을 개발하고 있다. 우주개발에서 행위자가 증가함에 따라 우주사이버 보안은 국가뿐만 아니라 비국가 행위자에 의한 테러 가능성도 확인된 바 있다.
이러한 우주사이버 보안에 대한 중요성이 부각되면서 우주선진국들은 정책적, 기술적 차원에서 대응 방안을 마련하고 있다. 하지만, 한국 정부와 군은 아직 종합적인 대책을 마련하지 못하고 있는 것이 현실이다. 이에 관련 법의 수정과 정책수립을 통해 곧 현실이 될 미래전에 대비해야 할 것을 제안했다. 이와 함께, 국가적인 협력체계의 구축, 전문인력 양성과 국제협력 강화 등을 제안했다. 한국군은 당면한 우주사이버 위협과 곧 현실이 될 미래전을 대비하기 위해 국방혁신 4.0과 우주 국방전략을 보완하여 우주공간에서 사이버위협에 대비해야 한다.
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