보안 기술 동향

이 원고는 일본 《電氣評論》誌에서 번역 전재한 것입니다. 보안기술 동향 다중 방호를 통한 사이버 테러 대응 인터넷 기술의 보급과 함께 사회생활에는 네트워크화 된 정보 시스템이 불가결해 졌다. 인터넷 기술을 통해 접속된 계산기로 구성된 사이버 공간 상에 사회생활 기반이 구축됐다고 해도 과언이 아니다. 전력 각 사에 인터넷 기술의 이용범위는 확대되고 있으며 향후 자유화 진전에 따라 인터넷을 통한 타 기업과의 은밀한 제휴도 점점 증가될 것으로 예상된다. 보안 기술의 향상은 착실하게 진행되고 있지만 공격의 방법도 동시에 고도화 되고 있다. 이 때문에 정보 보안의 중요성은 이전보다 더욱 높아지고 있다. 사이버 테러(물리적인 파괴행위를 수반하는 네트워크를 통한 공격행위) 방지 관점에서 이하의 3가지 대책이 중요하다. ① 공격을 방지한다. ② 공격을 검지한다. ③ 만일의 경우 공격을 받았을 때 피해를 최소화할 것. 복구시간을 단축할 것. 이를 위해서는 다양한 보안 기술을 이용할 수 있다. 본고에서는 대표적인 기술 개요를 나타냈다. 보안 요소와 위협의 동향 1. 컴퓨터 보안의 개요 컴퓨터 보안의 3대 요소로서 고려해야할 사항은 아래와 같다. ① 기밀성(Confidentiality) : 컴퓨터 시스템 내의 데이터에 대해 정당한 권리를 갖지 않은 것으로부터 실행을 방지하고 데이터의 기밀성 보호 유지·누설 방지를 꾀할 것. ② 완전성(Integrity) : 의도적, 과실, 재해 등의 요인으로 인한 데이터의 수정, 파괴, 부정 데이터의 삽입을 방지하고 데이터의 완전성을 유지할 것. ③ 가용성(Availability) : 의도적, 과실, 재해 등의 요인으로 인한 시스템 정지를 방지하고 서비스를 가능한 한 손상 없이 이용 가능하게 할 것. 이들 3요소는 영어표기의 첫 글자를 합쳐서 보안 CIA라 부른다. 이들 모두를 확보하지 못하면 컴퓨터 시스템의 보안대책에 문제가 있는 것이 된다. 2. 위협 동향과 주요 대책 정보 보안의 위협으로 고려해야할 중요 현상은 아래와 같다. · 부정이용 · 서비스 방해(DoS : Denial of Service) 공격 전자의 경우 WWW의 정보를 고쳐 쓸 수 있기라도 하면 사회적 신용을 잃을 수도 있다. 또 부정 이용된 계산기를 타 기관의 공격 발판으로 이용되는 일도 생각할 수 있다. 후자는 제공하고 있는 서비스의 이용을 불가능하게 하는 것이며 전자적 거래를 제공하고 있는 경우에는 직접적인 금전적 손실을 발생한다. 이상의 위협에 대한 대책으로는 이하의 사항이 중요하다. ① OS 등에는 항상 최신 패치를 적용하고 문제가 가능한 한 발생하지 않도록 한다. ② 뒤에 설명하는 침입 검지 시스템(IDS)을 이용해 수상한 패턴의 조기 발견에 힘쓴다. ③ 발판으로 이용되는 확률을 저하시키기 위해 1대 계산기로 복수의 서비스를 동작시키지 않는다. 기본적 보안 기술 인터넷 등의 외부 네트워크와의 접속에서는 <그림1>에서 알 수 있듯이 구성이 일반적이다. 즉 외부용 방화벽을 통해 외부 네트워크와 접속하고 외부공개용 메일, WWW 등의 서버군은 DMZ(De-Militarized Zone; 비무장지대)라 불리는 세그먼트에 설치한다. DMZ는 인터넷 등의 신뢰할 수 없는 네트워크와 사내 네트워크 같이 신뢰할 수 있는 네트워크 중간에 놓이는 세그먼트이다. DMZ와 내부 네트워크는 내부용 방화벽을 통해 접속한다. 또 DMZ의 세그먼트에는 침입검지 시스템(IDS), 침입방어 시스템(IPS)이 설치된다. <그림1>에 표시한 구성의 기본적인 보안 기술은 이하와 같다.

① 방화벽 ② 침입검지 시스템(IDS : Intrusion Detection System), 침입방어 시스템(IPS : Intrusion Protection System) ③ 인증기술 1. 방화벽 방화벽의 기본 원리는 안과 밖을 구별하고 외부와 내부의 접속 포인트를 방화벽에 한정해 외부에서 내부로의 접속과 내부에서 외부로의 접속을 제한하는 것이다. 내부는 신뢰할 수 있지만 외부는 잠재적인 적이라는 것이 전제이다. 방화벽은 IP어드레스와 포트번호를 바탕으로 통신의 허가·차단을 지정하는 기능을 기본기능으로 갖는다. 최근의 방화벽으로는 서비스 방해공격의 차단기능을 갖는 것도 있다. 또 후술하게 되는 침입검지·침입방어의 기능까지 갖는 시스템도 있다. 방화벽은 IP어드레스에 기초해 안과 밖을 구별하는 보안 기술이다. 그런데 최근에는 인터넷 기술을 이용해 그룹 기업 간을 접속하는 엑스트라넷, 혹은 외부에서 내부 네트워크로 액세스하는 모바일 이용이 급속하게 증가하고 있다. 외부에서의 액세스로는 액세스 원인 IP어드레스를 고정할 수 없는 경우가 보통이기 때문에 방화벽이라는 전제가 반드시 성립되지 않는 경우도 있다. 방화벽은 안과 밖을 구별하는 포인트라는 점에서 하나만 설치되는 경우가 많아 외부와의 통신에 병목현상이 일어나는 수가 있다. 즉 방화벽의 속도가 외부와의 통신 속도를 결정짓게 된다. 또 방화벽의 고장으로 인해 밖과 통신이 불가능해진다. 2. 침입검지 시스템(IDS), 침입방어 시스템(IPS) 침입검지 시스템(IDS)은 네트워크를 흐르는 패킷을 감시하고 부정 액세스로 보이는 패킷을 발견했을 때 알람을 표시하면서 동시에 당해 통신기록을 수집하고 보존하는 시스템이다. 알람을 표시하면 동시에 당해 섹션을 절단할 수 있는 기능을 갖는 시스템을 침입방어 시스템(IPS)이라 부르는 일이 많다. IDS·IDP에는 네트워크형 감시(네트워크 상의 패킷을 감시)와 서버형 감시(서버의 I/O패킷을 감시)가 있다. 네트워크형 감시에서는 기설 네트워크 구성을 변경하지 않고도 도입이 가능하지만 서버형 감시에서는 서버에 감시 소프트웨어를 도입할 필요가 있기 때문에 이미 동작하고 있는 애플리케이션 영향의 유무를 사전에 검증할 필요가 있다. IDS·IDP에 따른 부정 액세스 검지 방식에는 다음의 2종류가 있다. ① 서명 베이스의 침입검지 ② 통계 베이스의 침입검지 서명 베이스의 침입검지에서는 공격에 사용되는 데이터 패턴에 근거해 검지한다. 통계 베이스의 침입검지에서는 패킷의 통계량에 근거해 침입을 검지한다. 방화벽에서는 WWW에 외부로부터의 액세스를 허가하고 있기 때문에 WWW서버의 취약성을 노린 공격용 패킷을 통과 시킨다. 이를 방어하기 위해서는 WWW서버에 패치 적용이 필요하지만 IDP가 패킷을 차단할 수 있으면 패치 적용 타이밍을 늦출 수 있다. 여러 가지 사정으로 패치 적용이 곤란한 경우에는 IDP를 통한 방어가 필요하다. 방화벽과 IDS·IDP를 병용함으로써 보다 안전한 시스템이 된다. IDS·IDP에서는 정상 패킷을 공격 패킷으로 오인하는 경우도 있다. 또 실제로는 공격에 성공하지 못한 공격 패턴도 검지해 경보로 표시한다. 이 때문에 실제 운용에서는 무시하는 공격 패턴의 설정, 경보 레벨의 설정 등의 세부조정이 필요하다. 3. 인증기술 보안 확보의 첫째는 정당한 이용자라는 것을 바르게 확인할 수 있고 개인 인증이 바르게 이루어져야 한다는 것이다. 이하에 나타낸 ① (IC)카드 방식, ②생체정보(바이오 매트릭스) 방식을 사용함으로써 강력하게 보안할 수 있다. ① (IC)카드 방식 : IC카드에 기록한 인증정보를 바탕으로 개인인증을 실행한다. 공개열쇠 기반(PKI : Public Key Infrastructure)과 조합해서 사용하는 일이 많다. ② 생체정보(바이오 매트릭스) 방식 : 음성, 지문, 무지개 색 패턴을 개인 식별로 사용하는 것이다. 전용 시스템이 필요하지만 최근에는 PC에 접속 가능한 제품을 염가로 구입할 수 있게 돼 광범위하게 이용이 가능해졌다. 네트워크의 보안기술 1. 레이어마다 기능분담 앞에 설명한 보안기술 이외에도 네트워크의 다양한 레이어로 이용 가능한 기술이 있다. 현재 네트워크 기술의 주류가 되고 있는 인터넷 프로토콜(IP)의 레이어 마다 적절하게 보안기능을 분담함으로써 강력한 보안을 확보할 수 있다. 인터넷 프로토콜에서 4층(레이어) 모델은 이하와 같다. ① 네트워크 인터페이스 층 ② 인터넷 층 ③ 트랜스 포트 층 ④ 애플리케이션 층 2. 네트워크 인터페이스 층 이하 여기서 이용가능한 대표적 기술로는 이하와 같다. ① 가상LAN ② 무선LAN (1) 가상LAN(Virtual LAN) 물리적인 케이블과 기계의 접속형태에 의존하지 않고 LAN 상의 특정 노드만으로 가상의 그룹을 만드는 기술이다. 물리적으로 떨어진 세그먼트 상에 존재하는 노드들을 모아서 논리적으로 동일 세그먼트 상에 존재하도록 보이게 할 수 있다. 또 가상LAN 급에서의 단말 인증을 가능하게 하는 제품도 있다. 동일한 허브에 접속돼있어도 다른 가상LAN에 속해 있으면 통신할 수 없기 때문에 네트워크의 분리가 가능해진다. (2) 무선LAN 최근 이용범위가 증가하고 있는 무선LAN의 문제점으로 이하의 4가지가 지적됐다. ① 출하시점에서 보안 기능이 무효로 돼 있다. ② 암호 열쇠가 공유라서 액세스 포인트를 공유하는 이용자 간에 열쇠가 공유되어 위협성이 높다. ③ 암호화 열쇠가 자동적으로 또 빈번하게 갱신되지 않는다. 빈틈없는 암호해독에 대항할 수 없다. WEP(Wir ed Equivalent Privacy)의 암호화로는 암호 열쇠를 해독하는 일은 용이하다. ④ 이용자 인증이 없다. 기기가 인증 받는 것뿐이므로 기기를 도난당하면 문제가 발생한다. 이상의 문제점을 해결하기 위해 공개열쇠 기금(PKI)을 이용한 인증이 이용가능하며 WEP열쇠를 동적으로 변경할 수 있는 규격이 이용가능하게 돼있다. 무선LAN을 안전하게 사용하기 위해서는 위의 방법을 이용할 필요가 있다. 3. 인터넷 층 인터넷 층에서 이용가능한 대표적인 보안 기술로는 이하와 같다. ① IPSec(IP Security) ② 가상전용선 망(Virtual Private Network : VPN) (1) IPSec IP패킷 암호화로 인증을 시행하는 TCP/IP환경에서 범용으로 이용할 수 있는 보안 기술이다. 최근의 라우터라면 용이하게 이용가능하다. 실제 암호화에서는 IP패킷 전체를 암호화하는 터널 모드와 데이터 부분만을 암호화하는 트랜스 포트 모드를 선택할 수 있다. 또 암호·인증의 파라미터를 동적으로 생성해서 교환하는 IKE(Internet Key Exchange)라는 자동열쇠 교환의 프로토콜을 인증이나 암호화하는 알고리즘과 독립해서 제정하고 있는 것도 특징이다. 라우터 인증에는 PKI기술이 이용된다. (2) 가상전용선 망(VPN) 전용선에서는 도청에 대한 보안은 문제가 되지 않지만 인터넷에서는 그 위험성이 높아진다. 그래서 구내망을 구성하는 인터넷상의 통신을 암호화함으로써 보안을 확보할 필요가 있다. ① 인터넷에 접속하기 위해 라우터에 암호화 기능을 갖춘다. 암호통신을 하는 조직 간에 동일한 라우터를 사용함으로써 조직 간의 통신을 암호화할 수 있다. ② 터널 서버(워크스테이션 등으로 동작하는 소프트웨어)를 이용해 암호화, 부호화한다. 특수한 라우터는 불필요하다. ③ 암호화 기능을 지닌 방화벽을 사용해 암호화, 부호화를 실행한다. 조직 간의 통신이라면 동일 방화벽을 동작시킬 수 있으면 좋다. 4. 트랜스 포트 층 트랜스 포트 층에서 이용가능한 대표적인 보안 기술로는 이하와 같다. ① SSL(Secure Socker Layer), TLS(Transport Layer Security) ② SSH(Secure Shell) (1) SSL, TLS WWW(World Wide Web)에서 암호통신으로 널리 이용되고 있는 것은 SSL(Secure Socket Layer)과 TLS(Transport Layer Security)이다. SSL에서는 디지털ID를 통해 서버 공개열쇠의 정당성이 보증되어 암호통신이 가능하며 메시지의 안전성도 보증된다. SSL, TLS는 WWW 이외에서도 이용 가능하다. (2) SSH 인터넷을 통해 원격지에서 계산기로 로그인하는 경우에는 사용자명, 패스워드를 그대로 보내면 도청으로 인증정보를 도난당할 위험성이 있다. 이 문제에 대처하기 위한 방식의 대표적인 것으로 SSH가 있다. SSH는 강력한 인증기능과 통신 데이터의 암호화 기능을 갖는다. 또 SSH에는 터널 링 기능이 준비돼 있으며 데이터를 암호화 할 수 없는 애플리케이션이라도 암호화된 상태로 할 수 있다. 5. 애플리케이션 층 애플리케이션의 대표 예로 전자메일의 암호통신에 관해 설명한다. 인터넷에서 가장 많이 이용되고 있는 통신수단인 전자메일의 보안은 암호기술을 사용하지 않는 한 보호받을 수 없을 것이다. 통상, 전자메일의 본문은 문자 그대로 보내지고 또 직접 상대의 계산기에 메일링 되지 않고 중계사이트를 경유할 수도 있기 때문에, ① 도청에 의한 기밀 누설 ② 중계 사이트 개찬 ③ 발신자 위조 ④ (발신자에 의한) 발신 부인 와 같은 위험성이 있다. 이들 문제에 대처하기 위해서 암호기술을 바탕으로 개발된 것으로 이하와 같다. ① S/MIME(Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions) ② PGP(Pretty Good Privacy) 이로 인해 ① 암호화가 가능하며 도청되어도 정규 수취인 외에는 부호화할 수 없다, ② 전자서명이 가능하며 발신자 확인과 개찬의 검출이 가능하다. 발신자의 전자서명을 의무화함으로써 부인 방지, 개찬 검출이 가능해진다. 암호화와 전자서명은 이하의 형태로 실행된다. (1) 암호화 문장을 비밀열쇠 암호화 방식을 사용해 암호화한다. 암호열쇠는 공개열쇠 암호방식에 따라 송신처의 공개열쇠로 암호화되어 메시지와 함께 보내진다. 수신자는 자신의 비밀열쇠를 이용해 비밀열쇠를 부호화하고 그것을 이용해 문장을 부호화한다. 공개열쇠 암호방식으로 인한 암호화는 시간이 소요되므로 비밀열쇠 만을 그것으로 암호화하고 본문은 계산 량이 적은 방식으로 암호화함으로써 암호화에 필요한 계산 량을 작게 할 수 있다. (2) 전자서명 본문의 지문에 상당하는 것을 계산하고 그 값을 발신자의 비밀열쇠로 암호화한 것을 전자서명으로 송신한다. 수신자는 발신자의 공개열쇠를 이용해 전자서명을 부호화함으로써 발신자의 확인과 개찬의 유무를 확인할 수 있다. 6. 그 외의 기술 네트워크 레이어 이외의 부분에서 이용 가능한 보안기술의 대표 예로서 컨텐츠 필터링과 보안OS에 관해 설명한다. (1) 컨텐츠 필터링 보안 확보에서 큰 문제 중 하나로 바이러스가 있다. 특히 전자메일을 매개로 감염하는 형태의 바이러스가 큰 문제가 되고 있다. 이를 위한 기술의 대표적인 것이 이른바 바이러스 체크 소프트이다. 체크는 바이러스 패턴에 근거해 실행되기 때문에 신종 바이러스를 간과할 가능성이 있다. 따라서 이용자 교육과의 병용이 중요하다. 컨텐츠 필터링은 바이러스 체크 외에도 이용 가능하며, 이하와 같은 이용법도 있다. ① 기밀정보 보호 : 내부의 기밀문서가 부주의로 유출되지 않도록 전자메일 체크를 실행한다. 기밀문서는 변경이 불가능한 파일로서 그 속성에서 기밀문서라는 것을 쉽게 알 수 있는 형태로 관리하는 대책으로 사용할 필요가 있다. ② 스팸 메일 차단 : 스팸 메일이라 불리는 불특정다수에 대해 발신되는 메일도 큰 문제 중 하나이다. 컨텐츠 필터링으로 특정 키워드가 포함되는 메일을 차단할 수도 있다. (2) 보안OS 현재 대부분의 OS에서는 WWW서버, 메일서버 등은 특권 사용자의 권한으로 동작하고 있다. 이를 위해 이들 프로그램에 버그가 있으며 그 버그를 이용해 특권 사용자의 권한을 입수할 수 있으면 모든 보안기능이 무효가 돼 버린다. 그래서 권한을 가능한 한 한정하는 OS의 개발도 추진되고 있다. 널리 이용 가능한 것으로 미국NSA(National Security Agency)에서 개발이 진행되고 있는 Security-Enhanced Linux(SELinux)가 있다. SELinux에서는 특권 사용자라 해도 액세스 제한을 무시할 수 없는 강제 액세스 제어(Mandato ry Access Control)를 도입해 파일, 디바이스, 소켓 등에 대해 세밀한 액세스 제어를 설정할 수 있고 권한의 분산화를 가능하게 하고 있다. 다중방어를 위한 보안 분담방식 1. 레이어마다 이용 가능한 기술 앞에서 설명했듯이 다양한 보안 기술이 이용가능하다<표1>. 기술을 통해 도입비용·관리비용은 다르지만 목적에 맞게 적절한 기술을 도입함으로써 보안 확보가 가능해진다. 또 이용 가능한 기술을 다중으로 이용함으로써 다중방어가 가능해지며 상당히 엄중한 보안 확보가 가능해 진다. 2. 기밀성, 완전성 확보 기밀성, 완전성 확보에는 암호기술의 이용이 필수이다. 목적에 따라 이하와 같이 구분하여 사용하는 일이 가능하다. ① 도청방지 : 조직 간의 포화적인 보호를 위해서는 IPSec를 이용한다. 특정 애플리케이션만으로 사용할 경우에는 SSL, TLS, SSH를 이용한다. 전자메일의 기밀성은 S/MIME, PGP로 확보한다. ② 유출방지 : 기밀정보 파일 형식의 한정과 속성의 부가에 더해 컨텐츠 필터링을 이용한다. ③ 완전성 확보 : 도청방지와 동일한 기술이 이용 가능하다. 파일의 완전성확보를 위해서는 파일이 개찬된 것을 검지할 수 있는 시스템 등을 이용할 필요가 있다. 3. 가용성 확보 암호기술, 인증기술을 통해 부정 액세스를 방지하고 시스템의 가용성에 대한 위협을 감소할 수 있지만 그것만으로는 가용성을 확보할 수 없다. 시스템의 물리적 장해 등의 가용성에 대한 위협에 대항하기 위해서는 시스템의 이중화가 필수이다. 가용성에 대한 위협에 대항하는 기술은 아직 연구도상에 있으며 결정적인 기술은 존재하지 않는다. IDS를 이용해 조기에 발견해 대항하는 일이 필요하다. 정보보안 요소인 기밀성과 완전성을 확보하기 위한 기본기술은 ‘암호기술’이다. 기밀성과 가용성을 확보하기 위한 기본기술은 ‘인증기술’이다. AES 등 고속처리가 가능한 암호의 이용도 용이하게 돼있어 광범위하고 강력한 암호 이용이 확대될 것으로 전망하고 있다. 보안 기능을 배치하는 네트워크 레이어에 따라 도입비용·관리비용은 다르지만, 목적에 맞게 레이어마다 적절한 기능을 배치함으로써 보안 확보가 가능해 진다. 이용 가능한 기능을 각 레이어에 배치함으로써 다중방어가 가능해지며 엄중한 보안확보가 가능해 진다. 보안은 기술만으로는 확보가 어려우며 기술의 진전에 맞게 조직적 대응도 변경할 필요가 있다. 이를 위해서는 ISMS와 같은 구조를 이용해 적절하게 Plan-Do-Check-Action의 PDCA의 사이클을 돌리는 일도 중요하다.