NIS meddelade på söndagen att man för närvarande utreder anklagelser om att Nordkorea har levererat vapen från sovjettiden till Ryssland för användning i den pågående konflikten i Ukraina.
Denna utredning kommer i ljuset av växande oro för ökat militärt samarbete mellan Pyongyang och Moskva.
En rapport från Yonhap antyder att 122 mm artillerigranater, tillverkade i Nordkorea under 1970-talet, har setts bland de vapen som Ryssland använder i sin militära aktion mot Ukraina.
NIS uppger att man "analyserar relevanta omständigheter i detalj och fortsätter också att spåra det övergripande militära samarbetet mellan Nordkorea och Ryssland."
Bevis för dessa anklagelser framkom från fotografier tagna av en ukrainsk fotograf under förra året, vilka visade artillerigranater märkta med koreanska tecken, specifikt '방-122,' vilka tros beteckna 122 mm granater för raketartilleri.
Sydkoreas försvarsminister, Shin Won-sik, uppgav att Nordkorea har skickat omkring 6 700 containrar till Ryssland sedan ett toppmöte i september mellan ledarna för de två länderna. Dessa containrar kan innehålla upp till 3 miljoner skott av 152 mm artillerigranater eller 500 000 skott av 122 mm artillerigranater.
NIS är också orolig över olagliga leveranser av missildelar till Nordkorea, vilket kan förbättra Pyongyangs vapenutveckling.
Detta följer efter Nordkoreas meddelande om att man har tagit i bruk ett nytt 240 mm raketartillerisystem, vilket ledare Kim Jong-un rapporteras ha observerat under ett test av styrbara granater dagen före tillkännagivandet.
