소프트웨어 개발 보안 설계

(1) SW 개발 보안의 개념

- 소스 코드 등에 존재하는 보안 취약점을 제거하고, 보안을 고려하여 기능을 설계 및 구현하는 등 소프트웨어 개발 과정에서 지켜야 할 일련의 보안 활동을 말한다.

요구사항 명세 -> 설계 -> 구현 -> 테스트 -> 유지보수

 

 

(2) SW 개발 보안의 구성요소

- 정보보안의 세 가지 요소인 기밀성, 무결성, 가용성을 지키고 서버 취약점을 사전에 방지하여 위협으로부터 위험을 최소화하는 구축 방법을 말한다.

 

▼SW 개발 보안의 3대 요소

• 기밀성 : 인가되지 않은 개인 혹은 시스템 접근에 따른 정보 공개 및 노출을 차단하는 특성
• 무결성 : 정당한 방법을 따르지 않고서는 데이터가 변경될 수 없으며, 데이터의 정확성 및 완전성과 고의/악의로 변경되거나 훼손 또는 파괴되지 않음을 보장하는 특성
• 가용성 : 권한을 가진 사용자나 애플리케이션이 원하는 서비스를 지속해서 사용할 수 있도록 보장하는 특성

 

▼ SW 개발 보안 용어

• 자산 : 조직의 데이터 또는 조직의 소유자가 가치를 부여한 대상
• 위협 : 조직이나 기업의 자산에 악영향을 끼칠 수 있는 사건이나 행위
• 취약점 : 위협이 발생하기 위한 사전 조건으로 시스템의 정보 보증을 낮추는 데 사용되는 약점
• 위험 : 위협이 취약점을 이용하여 조직의 자산 손실 피해를 가져올 가능성

 

(3) SW 개발 보안을 위한 공격기법의 이해

1. DoS 공격

- 시스템을 악의적으로 공격해서 해당 시스템의 자원을 부족하게 하여 원래 의도된 용도로 사용하지 못하게 하는 공격이다.

- 특정 서버에게 수많은 접속 시도를 만들어 다른 이용자가 정상적으로 서비스 이용을 하지 못하게 막거나, 서버의 TCP 연결을 소진시키는 등의 공격이다.

 

① DoS 공격의 종류

- SYN 플러딩, UDP 플러딩, 스머프, 죽음의 핑, 랜드어택, 티업 드롭, 봉크, 보잉크 등이 있다.

공격기법	설명
SYN 플러딩	- TCP 프로토콜의 구조적인 문제를 이용한 공격 - 서버의 동시 가용 사용자 수를 SYN 패킷만 보내 점유하여 다른 사용자가 서버를 사용 불가능하게 하는 공격 - 공격자는 ACK를 발송하지 않고 계속 새로운 연결 요청을 하게 되어 서버는 자원할당을 해지하지 않고 자원만 소비하여 고갈됨
UDP 플러딩	대량의 UDP 패킷을 만들어 임의의 포트 번호로 전송하여 응답 메시지를 생성하게 하여 지속해서 자원을 고갈시키는 공격 ICMP 패킷은 변조되어 공격자에게 전달되지 않아 대기함
스머프/스머핑	출발지 주소를 공격 대상의 IP로 설정하여 네트워크 전체에게 ICMP Echo 패킷을 직접 브로드캐스팅하여 마비시키는 공격 바운스 사이트라고 불리는 제3의 사이트를 이용해 공격
죽음의 핑 (PoD : Ping of Death)	ICMP 패킷을 정상적인 크기보다 아주 크게 만들어 전송하면 다수의 IP 단편화가 발생하고, 수신 측에서는 단편화된 패킷을 처리하는 과정에서 많은 부하가 발생하거나, 재조합 버퍼의 오버플로우가 발생하여 정상적인 서비스를 하지 못하도록 하는 공격기법
랜드 어택	출발지 IP와 목적지 IP를 같은 패킷 주소로 만들어 보냄으로써 수신자가 자기 자신에게 응답을 보내게 하여 시스템의 가용성을 침해하는 공격기법
티어 드롭	IP 패킷의 재조합 과정에서 잘못된 Fragment Offset 정보로 인해 수신시스템이 문제를 발생하도록 만드는 DoS 공격 - 공격자는 IP Fragment Offset 값을 서로 중첩되도록 조작하여 전송하고, 이를 수신한 시스템이 재조합하는 과정에서 오류가 발생, 시스템의 기능을 마비시키는 공격방식
봉크/보잉크	프로토콜의 오류 제어를 이용한 공격기법으로써 시스템의 패킷 재전송과 재조립이 과부하를 유발

 

2. DDoS 공격

- DoS의 또 다른 형태로 여러 대의 공격자를 분산 배치하여 동시에 동작하게 함으로써 특정 사이트를 공격하는 기법이다.

- 해커들이 취약한 인터넷 시스템에 대한 액세스가 이뤄지면, 침입한 시스템에 소프트웨어를 설치하고 이를 실행시켜 원격에서 공격을 개시한다.

 

▼ DDoS 공격 구성요소

• 핸들러 : 마스터 시스템의 역할을 수행하는 프로그램
• 에이전트 : 공격 대상에 직접 공격을 가하는 시스템
• 마스터 : 공격자에게 직접 명령을 받는 시스템, 여러 대의 에이전트를 관리하는 역할
• 공격자 : 공격을 주도하는 해커의 컴퓨터
• 데몬 프로그램 : 에이전트 시스템의 역할을 수행하는 프로그램

 

① DDoS 공격 도구

공격 도구	설명
Trinoo	많은 소스로부터 통합된 UDP flood 서비스 거부 공격을 유발하는 데 사용되는 도구 Trinoo 공격은 몇 개의 서버들과 많은 수의 클라이언트들로 이루어짐
Tribe Flood Network	TFN은 trinoo와 거의 유사한 분산 도구로 많은 소스에서 하나 혹은 여러 개의 목표 시스템에 대해 서비스 거부 공격을 수행할 수 있는 도구 TFN은 공격자가 클라이언트 프로그램을 통해 공격 명령을 일련의 TFN 서버들에게 보냄으로써 이루어짐 UDP flood 공격뿐만 아니라 TCP SYN flood 공격, ICMP echo 요청 공격, ICMP 브로드캐스트 공격 수행 가능
Stacheldraht	분산 서비스 거부 에이전트 역할을 하는 Linux 및 Solaris 시스템용 멀웨어 도구

 

② DDoS 공격 대응 방안

• 차단 정책 업데이트 : 공격 규모를 확인하여 가용성이 침해될 수 있는 지점을 확인 및 데이터 기반 차단 정책 업데이트
• 좀비PC IP 확보 : 공격자는 대부분 Source IP를 위조하므로 IP 위변조 여부를 확인하는 절차 필요
• 보안 솔루션 운영 : 방화벽, 침입 탐지 시스템 등의 보안 솔루션 운영
• 홈페이지 보안 관리 : 홈페이지에 대한 모의해킹 등을 수행하여 보안 유지
• 시스템 패치 : 시스템에 존재하는 취약점을 패치를 통해 해결

 

3. DrDoS 공격

- 공격자는 출발지 IP를 공격대상 IP로 위조하여 다수의 반사 서버로 요청 정보를 전송, 공격 대상자는 반사 서버로부터 다량의 응답을 받아서 서비스 거부가 되는 공격

 

▼ DrDoS 공격 절차

1. 출발지 IP 변조 : 공격자는 출발지 IP를 공격 대상자 IP로 Spoofing하여 SYN 패킷을 공격 경유지 서버로 전송
2. 공격 대상자 서버로 응답 : SYN 패킷을 받은 경유지 서버는 Spoofing 된 IP로 SYN/ACK을 전송
3. 서비스 거부 : 공격 대상자 서버는 수많은 SYN/ACK를 받게 되어 서비스 거부가 됨

 

① DRDoS 대응 방안

- ISP가 직접 차단한다.

- 반사 서버에서 연결을 완료하지 않은 Syn 출처 IP를 조사하여 블랙 리스트로 운용, 공격 서버를 사전에 차단한다.

- 공격 대상이 되고 있는 공격 대상 서버 IP와 Port(서비스)를 변경, 필터링하여 운영한다.

 

 

4. 세션 하이재킹

- 세션 하이재킹은 케빈 미트닉이 사용했던 공격 방법 중 하나로 TCP의 세션 관리 취약점을 이용한 공격기법이다.

 

① 세션 하이재킹의 특징

- TCP Sequence Number의 보안상 취약점으로 발생한다.

- Victim과 Server 사이의 패킷을 스니핑하여 Sequence Number를 획득하고, 공격자는 데이터 전송 중인 Victim과 Server 사이를 비동기화 상태로 강제적으로 만들고, 스니핑하여 획득한 Client Sequence Number를 이용하여 공격하는 방식이다.

- 비동기화 상태로 패킷이 유실되어 재전송 패킷이 증가한다.

- 세션 하이재킹을 통해 ACK Storm 증가, 네트워크 부하 증가 현상이 발생한다.

 

 

5. 애플리케이션 공격

공격기법	설명
HTTP GET 플러딩 (Flooding)	- Cache Control Attack 공격 - 과도한 Get 메시지를 이용하여 웹 서버의 과부하를 유발시키는 공격 - HTTP 캐시 옵션을 조작하여 캐싱 서버가 아닌 웹 서버가 직접 처리하도록 유도, 웹 서버 자신을 소진시키는 서비스 거부 공격
Slowloris (Slow HTTP Header DoS)	HTTP GET 메소드를 사용하여 헤더의 최종 끝을 알리는 개행 문자열인 \r\n\r\n을 전송하지 않고, \r\n만 전송하여 대상 웹 서버와 연결상태를 장시간 지속시키고 연결 자원을 모두 소진시키는 서비스 거부 공격
RUDY (Slow HTTP POST DoS)	요청 헤더의 Content-Length를 비정상적으로 크게 설정하여 메시지 바디 부분을 매우 소량으로 보내 계속 연결상태르르 유지시키는 공격
Slow HTTP Read DoS	TCP 윈도 크기와 데이터 처리율을 감소시킨 상태에서 다수 HTTP 패킷을 지속적으로 전송하여 대상 웹 서버의 연결상태가 장시간 지속, 연결자원 소진시키는 서비스 거부 공격
Hulk DoS	공격자가 공격대상 웹 사이트 웹 페이지 주소를 지속적으로 변경하면서 다량으로 GET 요청을 발생시키는 서비스 거부 공격 주소를 지속적으로 변경시키는 이유는 임계치 기반의 디도스 대응 장비를 우회하기 위한 방법
Hash DoS	웹 서버는 클라이언트 HTTP 요청을 통해 전달되는 파라미터를 효율적으로 저장하고 검색하기 위해 해시테이블을 주로 사용하는데 이러한 특성을 이용하여 공격자는 조작된 많은 수의 파라미터를 POST 방식으로 웹 서버로 전달하여 다수의 해시 충돌을 발생시켜서 자원을 소모시키는 서비스 거부 공격

 

 

6. 네트워크 공격

공격기법	설명
스니핑 (Sniffing)	공격대상에서 직접 공격을 하지 않고 데이터만 몰래 들여다보는 수동적 공격 기법
네트워크 스캐너(Scanner), 스니퍼(Sniffer)	네트워크 하드웨어 및 소프트웨어 구성의 취약점 파악을 위해 공격자가 취약점을 탐색하는 공격 도구
패스워드 크래킹(Password Cracking)	1. 사전(Dictionary) 크래킹 : 시스템 또는 서비스의 ID와 패스워드를 크랙하기 위해서 가능성이 있는 단어를 파일로 만들어 놓고 이 파일의 단어를 대입하여 크랙하는 공격기법 2. 무차별(Brute Force) 크래킹 : 패스워드로 사용될 수 있는 영문자, 숫자, 특수문자 등을 무작위로 패스워드 자리에 대입하여 패스워드를 알아내는 공격기법 3. 패스워드 하이브리드 공격(Password hybrid Attack) : 사전 공격과 무차별 대입공격을 결합하여 공격하는 기법 4. 레인보우 테이블 공격기법 : 패스워드 별로 해시 값을 미리 생성해서 테이블에 모아 놓고, 크래킹 하고자 하는 해시 값을 테이블에서 검색해서 역으로 패스워드를 찾는 공격기법
IP 스푸핑	침입자가 인증된 컴퓨팅 시스템인 것처럼 속여서 타깃 시스템의 정보를 빼내기 위해서 본인의 패킷 헤더를 인증된 호스트의 IP 어드레스로 위조하여 타깃에 전송하는 공격기법
ARP 스푸핑	공격자가 특정 호스트의 MAC 주소를 자신의 MAC 주소로 위조한 ARP reply를 만들어 희생자에게 지속적으로 전송하여 희생자의 ARP Cache Table에 특정 호스트의 MAC 정보를 공격자의 MAC 정보로 변경, 희생자로부터 특정 호스트로 나가는 패킷을 공격자가 스니핑하는 공격기법
ICMP redirect 공격	ICMP 리다이렉트는 3계층에서 스니핑 시스템을 네트워크에 존재하는 또 다른 라우터라고 알림으로써 패킷의 흐름을 바꾸는 공격 기법
트로이 목마	악성 루틴이 숨어 있는 프로그램으로 겉보기에는 정상적인 프로그램으로 보이지만 실행하면 악성 코드를 실행하는 프로그램

 

7. 시스템 보안 위협

① 버퍼 오버플로우 공격

- 버퍼 오버플로우 공격은 메모리에 할당된 버퍼 크기를 초과하는 양의 데이터를 입력하여 이로 인해 프로세스의 흐름을 변경시켜서 악성 코드를 실행시키는 공격기법이다.

- 버퍼 오버플로우 공격기법에는 스택 버퍼 오버플로우 공격과 힙 버퍼 오버플로우 공격이 있다.

 

▼ 버퍼 오버플로우 공격 유형

유형	설명
스택 버퍼 오버플로우 공격	메모리 영역 중 Local Value나 함수의 Return Address가 저장되는 스택 영역에서 발생하는 오버플로우 공격 스택 영역에 할당된 버퍼 크기를 초과하는 양의 데이터를 입력하여 복귀 주소를 변경하고 공격자가 원하는 임의의 코드를 실행하는 공격 기법
힙 버퍼  오버플로우 공격	프로그램 실행 시 동적으로 할당되는 힙 영역에 할당된 버퍼 크기를 초과하는 데이터를 입력하여 메모리의 데이터와 함수 주소 등을 변경, 공격자가 원하는 임의의 코드를 실행하는 공격기법 인접한 메모리의 데이터가 삭제될 수 있으며, 해당 위치에 특정 함수에 대한 포인터 주소가 있으면 이를 악용하여 관리자 권한 파일에 접근하거나, 공격자의 특정 코드를 실행함

 

 

▼ 버퍼 오버플로우 공격 대응 방안

대응 방안	설명
스택가드 활용	카나리라고 불리는 무결성 체크용 값을 복귀 주소와 변수 사이에 삽입해 두고, 버퍼 오버플로우 발생 시 카나리 값을 체크, 변할 경우 복귀 주소를 호출하지 않는 방식으로 대응
스택쉴드 활용	함수 시작 시 복귀 주소를 Global RET라는 특수 스택에 저장해 두고, 함수 종료 시 저장된 값과 스택의 RET 값을 비교해서 다를 경우 오버플로우로 간주하고 프로그램 실행을 중단
ASLR 활용	메모리 공격을 방어하기 위해 주소 공간 배치를 난수화하고, 실행 시마다 메모리 주소를 변경시켜 버퍼 오버플로우를 통한 특정 주소 호출을 차단 리눅스에서 설정 가능
안전한 함수 활용	버퍼 오버플로우에 취약한 함수 : strcat(), strcpy(), gets(), scanf(), sscanf(), vscanf(), vsscanf(), sprintf(), vsprintf() 버퍼 오버플로우에 안전한 함수 : strncat(), strncpy(), fgets(), fscanf(), vfscanf(), snprintf(), vsnprintf()

 

② 백도어

- 어떤 제품이나 컴퓨터 시스템, 암호시스템 혹은 알고리즘에서 정상적인 인증 절차를 우회하는 기법이다.

- 우리말 '뒷문'이라는 단어의 어감에서 알 수 있듯이, 허가받지 않고 시스템에 접속하는 권리를 얻기 때문에 대부분 은밀하게 작동한다.

- 백도어는 어떤 고정된 형태가 있는 것은 아니라 프로그램 일부로 감춰져 있을 수도 있고, 독자적인 프로그램이나 하드웨어 모습을 갖기도 한다.

- 해커는 백도어를 통해서 이용자 몰래 컴퓨터에 접속하여 악의적인 행위를 하기도 한다.

 

▼ 백도어 탐지기법

탐지기법	설명
프로세스 및 열린 포트 확인	- TCPView로 열린 포트를 확인하고 백도어 탐지 - 리눅스에서는 ps -ef 명령어(동작 중인 프로세스 확인), Netstat -an(열린 포트 확인)을 통해 백도어 확인
Setuid 파일 검사	새로 생성된 Setuid 파일이나 변경된 파일 확인을 통해 백도어 탐지
백신 및 백도어 탐지 툴 활용	백신 프로그램 및 백도어 탐지 툴을 이용해서 의심 프로그램 및 백도어 유무 검출
무결성 검사	리눅스에서 Tripwire 툴을 이용한 무결성 검사 실시 "No such file or directory"라는 메시지가 출력되면 정상
로그 분석	wtmp, secure, lastlog, pacct, history, messages 사용하여 로그 분석 후 백도어 탐지

 

 

③ 주요 시스템 보안 공격기법

공격기법	설명
포맷 스트링 공격	- 포맷 스트링을 인자로 하는 함수의 취약점을 이용한 공격으로 외부로부터 입력된 값을 검증하지 않고 입출력 함수의 포맷 스트링을 그대로 사용하는 경우 발생하는 취약점 공격기법 - printf(argv[1])등 포맷 스트링을 인자로 하는 함수 사용 시 포맷 스트링을 지정하지 않고 사용자 입력값을 통해 포맷 스트링이 지정된다면 공격자는 이를 조작하여 메모리 내용을 참조하거나 특정 영역의 값을 변경 가능
레이스 컨디션 공격	- 레이스 컨디션은 둘 이상의 프로세스나 스레드가 공유자원을 동시에 접근할 때 접근 순서에 따라 비정상적인 결과가 발생하는 조건/상황 - 레이스 컨디션 공격은 실행되는 프로세스가 임시파일을 만드는 경우 악의적인 프로그램을 통해 그 프로세스의 실행 중에 끼어들어 임시파일을 심볼릭 링크하여 악의적인 행위를 수행하게 하는 공격기법
키로거 공격	- 컴퓨터 사용자의 키보드 움직임을 탐지해서 저장하고,  ID나 패스워드, 계좌 번호, 카드 번호 등과 같은 개인의 중요한 정보를 몰래 빼가는 해킹 공격 - 키보드 활동을 기록하는 것을 키로깅 또는 키스트로크 로깅이라 함
루트킷	시스템 침입 후 침입 사실을 숨긴 채 차후의 침입을 위한 백도어, 트로이 목마 설치, 원격 접근, 내부 사용 흔적 삭제, 관리자 권한 획득 등 주로 불법적인 해킹에 사용되는 기능을 제공하는 프로그램의 모음

 

 

8. 보안 관련 용어

용어	설명
스피어피싱 (Spear Phishing)	사회 공학의 한 기법으로, 특정 대상을 선정한 후 그 대상에게 일반적인 이메일로 위장한 메일을 지속적으로 박솔하여, 발송 메일의 본문 링크나 첨부된 파일을 클릭하도록 유도하여 사용자의 개인정보를 탈취하는 공격기법
스미싱	스미싱은 SMS와 피싱의 합성어 문자메시지를 이용하여 신뢰할 수 있는 사람 또는 기업이 보낸 것처럼 가장하여 개인 비밀정보를 요구하거나 휴대폰 소액 결제를 유도하는 피싱 공격
큐싱	큐알 코드와 피싱의 합성어 스마트폰을 이용하여 금융 업무를 처리하는 사용자에게 인증 등이 필요한 것처럼 속여 QR 코드를 통해 악성 앱를 내려받도록 유도, 금융 정보 등을 빼내는 피싱 공격 최근 제로페이 확산에 따른 피해 증가
봇넷	악성 프로그램에 감염되어 악의적인 의도로 사용될 수 있는 다수의 컴퓨터들이 네트워크로 연결된 형태
APT 공격	특정 타깃을 목표로 하여 다양한 수단을 통한 지속적이고 지능적인 맞춤형 공격기법 특수목적의 조직이 하나의 표적에 대해 다양한 IT 기술을 이용하여, 지속적으로 정보를 수집하고, 취약점을 분석하여 피해를 주는 공격기법
공급망 공격 (Supply Chain Attack)	소프트웨어 개발사의 네트워크에 침투하여 소스 코드의 수정 등을 통해 악의적인 코드를 삽입하거나 배포 서버에 접근하여 악의적인 파일로 변경하는 방식을 통해 사용자 PC에 소프트웨어를 설치 또는 업데이트 시에 자동적으로 감염되도록 하는 공격기법
제로데이 공격	- 보안 취약점이 발견되어 널리 공표되기 전에 해당 취약점을 악용하여 이루어지는 보안 공격기법 - 공격의 신속성을 의미하는 것으로, 일반적으로 컴퓨터에서 취약점이 발견되면 제작자나 개발자가 취약점을 보완하는 패치를 배포하고 사용자가 이를 다운받아 대처하지만, 제로데이 공격은 대응책이 공표되기도 전에 공격이 이루어지기 때문에 대처 방법이 없음
웜	스스로를 복제하여 네트워크 등의 연결을 통하여 전파하는 악성 소프트웨어 컴퓨터 프로그램 컴퓨터 바이러스와 비슷하지만, 바이러스가 다른 실행 프로그램에 기생하여 실행되는 데 반해 웜은 독자적으로 실행되며 다른 실행 프로그램이 필요하지 않은 특징이 있음
악성 봇 (Malicious Bot)	- 스스로 실행되지 못하고, 해커의 명령에 의해 원격에서 제어 또는 실행이 가능한 프로그램 혹은 코드 - 주로 취약점이나 백도어 등을 이용하여 전파되며, 스팸 메일 전송이나 분산 서비스 거부 공격 등에 악용 - 사용자들에게 잘 알려진 '좀비 PC'는 악성 봇에 의해 감염된 PC
사이버 킬체인 (Cyber Kill Chain)	록히드 마틴의 사이버 킬체인은 공격형 방위시스템으로 지능적, 지속적 사이버 공격에 대해 7단계 프로세스별 공격분석 및 대응을 체계화한 APT 공격 방어 분석 모델
랜섬웨어	악성 코드의 한 종류로 감염된 시스템의 파일들을 암호화하여 복호화할 수 없도록 하고, 피해자로 하여금 암호화된 파일을 인질처럼 잡고 몸값을 요구하는 악성 소프트웨어 현금이나 비트코인 등을 받고 복호화 해주는 범죄행위에 이용되고 있음
이블 트윈 공격	무선 Wifi 피싱 기법으로 공격자는 합법적인 Wifi 제공자처럼 행세하며 노트북이나 휴대 전화로 핫스팟에 연결한 무선 사용자들의 정보를 탈취하는 무선 네트워크 공격 기법

 

(4) 서버 인증 및 접근 통제

1. 서버 인증의 개념

- 다중 사용자 시스템과 망 운영 시스템에서 접속자의 로그인 정보를 확인하는 보안 절차이다.

- 전송된 메시지 무결성 및 송신자를 검증하는 과정이 인증에 해당한다.

- 서버에서 사용자들에게 접근 권한을 부여하기 위해 접속자의 신분을 검증하는 과정을 로그인이라 하며 인증 과정이 필요하다.

 

2. 서버 인증의 기능

• 스니핑 방지 : SSL 인증서를 설치하면 정보가 유출되더라도 모든 정보가 암호화되어 안전함, 전자상거래 상에서 정보유출 방지를 위해 기본적으로 SSL을 적용해야 함
• 피싱 방지 : 피싱은 개인정보와 낚시의 합성어로 개인정보를 낚는다는 의미, 인증을 받지 않으면 유사사이트에 대해서 SSL 인증서를 발급받을 수 없음
• 데이터 변조 방지 : 제 3자의 악의적인 개입으로 인하여 데이터 값의 변조될 가능성 존재, 악의적인 데이터의 변조를 SSL 보안서버 구축을 통해 원천봉쇄
• 기업 신뢰도 향상 : 정식으로 기업 인증을 받고 보안 인증마크를 설치함으로써 기업 자체에 대한 신뢰성을 향상, 보안 및 고객 정보에 대한 안전한 기업 이미지 효과

 

3. 인증 기술의 유형

• 지식기반 인증 - 사용자가 기억하고 있는 지식 - ID/패스워드
• 소지기반 인증 - 소지하고 있는 사용자 물품 - 공인인증서, OTP
• 생체기반 인증 - 고유한 사용자의 생체 정보 - 홍채, 정맥, 얼굴, 지문
• 특징기반 인증 - 사용자의 특징을 활용 - 서명, 발걸음, 몸짓

 

4. 서버 접근 통제

- 사람 또는 프로세스가 서버 내 파일에 읽기, 쓰기, 실행 등의 접근 여부를 허가하거나 거부하는 기능이다. 

 

① 서버 접근 통제의 목적

-  비인가자로부터 객체의 기밀성, 무결성, 가용성을 보장한다.

- 접근 통제를 위해 식별, 인증, 인가, 책임추적성 기법이 적용된다.

 

▼접근 통제 용어

• 주체 : 객체나 객체 내의 데이터에 대한 접근을 요청하는 능동적인 개체
• 객체 : 접근 대상이 수동적인 개체 혹은 행위가 일어나는 아이템
• 접근 : 읽고, 만들고, 삭제하거나 수정하는 등의 행위를 하는 주체의 활동

 

▼ 접근 통제 기법

구분	설명
식별 (Identification)	자신이 누구라고 시스템에 밝히는 행위 객체에게 주체가 자신의 정보를 제공하는 활동
인증 (Authentication)	주체의 신원을 검증하기 위한 활동 주체의 신원을 객체가 인정해 주는 행위
인가 (Authorization)	인증된 주체에게 접근을 허용하는 활동 특정 업무를 수행할 권리를 부여하는 행위
책임추적성 (Accountability)	주체의 접근을 추적하고 행동을 기록하는 활동 식별, 인증, 인가, 감사 개념을 기반으로 수립

 

 

② 서버 접근 통제 유형

유형	설명
임의적 접근 통제 (DAC; Discretionary Access Control)	주체나 그룹의 신분에 근거하여 객체에 대한 접근을 제한하는 방법 신분 기반 접근통제 정책
강제적 접근 통제 (MAC; Mandatory Access Control)	객체에 포함된 정보의 허용등급과 접근 정보에 대하여 주체가 갖는 접근 허가 권한에 근거하여 객체에 대한 접근을 제한하는 방법 규칙 기반 접근통제 정책
역할 기반 접근 통제 (RBAC)	중앙 관리자가 사용자와 시스템의 상호관계를 통제하며 조직 내 맡은 역할에 기초하여 자원에 대한 접근을 제한하는 방법 RBAC에서 자원에 대한 접근은 사용자에게 할당된 역할에 기반 관리자는 사용자에게 특정한 권리와 권한이 정의된 역할을 할당

 

 

③ 3A(Authorization, Authentication, Accounting)

- 유무선 이동 및 인터넷 환경에서 가입자에 대한 안전하고, 신뢰성 있는 인증, 권한 검증, 과금 기능을 체계적으로 제공하는 정보 보호 기술이다.

 

▼3A 구성

구성	설명
인증 (Authentication)	접근을 시도하는 가입자 또는 단말에 대한 식별 및 신분을 검증
권한 부여 (Authorization)	검증된 가입자나 단말에게 어떤 수준의 권한과 서비스를 허용
계정 관리 (Accounting)	리소스 사용에 대한 정보를 수집하고 관리하는 서비스

 

 

5. 접근 통제 보호 모델

 

① 벨-라파듈라 모델

- 미 국방부 지원 보안 모델로 보안 요소 중 기밀성을 강조하며 강제적 정책에 의해 접근 통제하는 모델이다.

• No Read Up : 보안수준이 낮은 주체는 보안 수준이 높은 객체를 읽어서는 안 됨
• No Write Down : 보안수준이 높은 주체는 보안 수준이 낮은 객체에 기록하는 안 도미

 

② 비바 모델

- 벨라파둘라 모델의 단점을 보완한 무결성을 보장하는 최초의 모델이다.

 

• No Read Down : 높은 등급의 주체는 낮은 등급의 객체를 읽을 수 없음
• No Write Up : 낮은 등급의 주체는 상위 등급의 객체를 수정 할 수 없음

 

(5) SW 개발 보안을 위한 암호화 알고리즘

1. 암호 알고리즘 개념

- 암호 알고리즘은 데이터의 무결성 및 기밀성 확보를 위해 정보를 쉽게 해독할 수 없는 형태로 변환하는 기법이다. 

 

▼암호 알고리즘 관련 주요 용어

• 평문 : 암호화되기 전의 원본 메시지
• 암호문(Cipher) : 암호화가 적용된 메시지
• 암호화 : 평문을 암호문으로 바꾸는 작업
• 복호화 : 암호문을 평문으로 바꾸는 작업
• 키 : 적절한 암호화를 위하여 사용하는 값
• 치환 암호 : 비트, 문자 또는 문자의 블록을 다른 비트, 문자 또는 블록으로 대체하는 방법
• 전치 암호 : 비트, 문자 또는 블록이 원래 의미를 감추도록 자리바꿈 등을 이용하여 재배열하는 방법

 

2. 암호 알고리즘 방식

- 양방향인 대칭 키 암호 방식과 비대칭 키 암호 방식이 있고, 일방향 해시함수 방식인 MDC, MAC가 있다.

- 대칭 키는 블록 암호화와 스트림 암호화 알고리즘으로 나뉜다.

- 키 개수는 n(n-1)/2이다.

- 장점은 계산 속도가 빠르나, 키 분배 및 관리의 어려움이 있다.  

 

 

①대칭 키 암호 방식

• 블록 암호 방식 : 긴 평문을 암호화하기 위해 고정 길이의 블록을 암호화하는 블록 암호 알고리즘을 반복하는 방법(DES, AES, SEED)
• 스트림 암호 방식 : 매우 긴 주기의 난수열을 발생시켜 평문과 더불어 암호문을 생성하는 방식(RC4)

 

② 비대칭 키 암호 방식

- 비대칭 키 암호 방식은 사전에 개인 키를 나눠 가지지 않은 사용자들이 안전하게 통신하는 방식이다.

- 비대칭 키 암호 방식에서는 공개 키와 개인 키가 존재하며, 공개 키는 누구나 알 수 있지만, 개인 키는 키의 소유자만이 알 수 있어야 한다.

- 공개키로 암호화된 메시진느 반드시 개인 키로 복호화 해야 한다.

- 비대칭 키 암호 방식에는 RSA, ECC, ElGamal, 디피-헬만 등이 있다.

- 키 개수는 2n이다.

- 장점은 암호화 키 사전 공유가 필요가 없고 관리해야 할 키 개수가 적다.

- 단점은 계산 속도가 느리다.

 

③일방향 암호 방식(해시 암호 방식)

- 일방향 암호 방식은 임의 길이의 정보를 입력받아, 고정된 길이의 암호문을 출력하는 암호 방식이다.

- 해시 암호화 알고리즘이 적용된 정보는 복호화가 불가능하다.

- 해시 함수를 기반으로 하는 일방향 방식에는 MAC와 MDC가 있다.

 

• MAC : 키를 사용하는 메시지 인증 코드로 메시지의 무결성과 송신자의 인증 보장(HMAC, NMAC)
• MDC : 키를 사용하지 않는 변경 감지 코드로 메시지의 무결성 보장(MD5, SHA)

 

3. 암호 알고리즘 상세

 

▼대칭 키 암호화 알고리즘

종류	설명
DES	1975년 IBM에서 개발하고 발표한 대칭 키 기반의 블록 암호화 알고리즘 블록 크기는 64bit, 키 길이는 56bit인 페이스텔 구조, 16라운드 암호화 알고리즘
SEED	1999년 국내 한국인터넷진흥원이 개발한 블록 암호화 알고리즘 128bit 비밀키로부터 생성된 16개의 64bit 라운드 키를 사용하여 총 16회의 라운드를 거쳐 128bit 암호문 블록으로 암호화하여 출력하는 방식
AES	2001년 미국 표준 기술 연구소에서 발표한 블록 암호화 알고리즘 블록 크기는 128bit이며, 키 길이에 따라 128bit, 192bit, 255bit로 분류 AES의 라운드 수는 10, 12, 14라운드로 분류됨
ARIA	2004년 국가정보원과 산학연구협회가 개발한 블록 암호화 알고리즘 경량 환경 및 하드웨어에서의 효율성 향상을 위해 개발
IDEA	DES를 대체하기 위해 스위스에서 개발한 블록 암호화 알고리즘 128bit의 키를 사용하여 64bit의 평문을 사용하여 8라운드에 거쳐 64bit의 암호문을 만듦
LFSR	선형 되먹임 시프트 레지스터는 시프트 레지스터의 일종으로, 레지스터에 입력되는 값이 이전 상태 값들의 선형 함수로 계산되는 구조로 되어 있는 스트림 암호화 알고리즘

 

▼비대칭 키 암호화 알고리즘

종류	설명
디피-헬만	최초의 공개키 알고리즘으로 1967년에 고안하여 유한 필드 내에서 이산대수의 계산이 어려운 문제를 기본 원리로 하고 있음
RSA	1977년 3명의 MIT 수학교수가 고안한 큰 인수의 곱을 소인수 분해하는 수학적 알고리즘을 이용
ECC	1985년 코블리치와 밀러가 RSA 암호 방식에 대한 대안으로 처음 제안 타원 곡선 암호는 유한체 위에서 정의된 타원곡선 군에서의 이산대수의 문제에 기초한 공개키 암호화 알고리즘
ElGamal	이산대수의 계산이 어려운 문제를 기본 원리로 하고 있으며, RSA와 유사하게 전자서명과 데이터 암복호화에 함께 사용 가능

 

▼ 해시 암호화 알고리즘

종류	설명
MD5	1991년 리베스트가 MD4를 개선한 암호화 알고리즘으롤 프로그램이나 파일의 무결성 검사에 사용 각각의 512비트짜리 입력 메시지 블록에 대해 차례로 동작하여 128비트의 해시값을 생성하는 해시 알고리즘
SHA-1	1993년 NSA에서 미 정부 표준으로 지정되었고, DSA에서 사용 160비트의 해시값을 생성하는 해시 알고리즘
SHA-256/384/512	SHA 알고리즘의 한 종류로서 256비트의 해시값을 생성하는 해시함수 AES의 키 길이인 128, 192, 256비트에 대응하도록 출력 길이를 늘인 해시 알고리즘
HAS-160	국내 표준 서명 알고리즘을 위하여 개발된 해시함수
HAVAL	메시지를 1024bits 블록으로 나누고 128, 160, 192, 224, 256 비트인 메시지 다이제스트를 출력하는 해시 알고리즘

 

(6) 안전한 전송을 위한 데이터 암호화 전송

- 민감한 정보를 통신 채널을 통하여 전송 시에는 반드시 암복호화 과정을 거쳐야 하고 ,IPSec, SSL/TLS, S-HTTP 등 보안 채널을 활용하여 전송한다.

 

1. IPSec

- IPSec은 IP 계층(3계층)에서 무결성과 인증을 보장하는 인증 헤더와 기밀성을 보장하는 암호화를 이용한 IP 보안 프로토콜이다. 

 

① IPSec의 기능

• 기밀성 : 대칭 암호화를 통해 전송 데이터에 대한 기밀성 제공
• 비 연결형 무결성 : 메시지가 위변조되지 않았음을 보장하는 특성 제공
• 인증 : 데이터 원천 인증 및 송신처 인증
• 재전송 공격 방지 : 송신 측에서 IP 패킷별로 순서번호를 통해 재전송 공격 방지
• 접근 제어 : Security Policy를 통해 시스템 접근 제어

 

② IPSec 동작 모드

• 전송 모드 : IP 패킷의 페이로드를 보호하는 모드, 즉 상위 IP 프로토콜 데이터를 보호하는 모드
• 터널 모드 : IP 패킷 전체를 보호하는 모드

 

③ IPSec 프로토콜

프로토콜	설명
인증 프로토콜	메시지 인증 코드를 이용하여 인증과 송신처 인증을 제공해주는 프로토콜로 기밀성은 제공하지 않은 프로토콜
암호화 프로토콜	메시지 인증 코드와 암호화를 이용하여 인증과 송신처 인증과 기밀성을 제공하는 프로토콜
키 관리 프로토콜	키를 주고받는 알고리즘 공개된 네트워크를 통하여 키를 어떻게 할 것인가를 정의 IKE 교환을 위한 메시지를 전달하는 프로토콜

 

2. SSL/TLS

- 전송계층과 응용계층 사이에서 클라이언트와 서버간의 웹 데이터 암호화(기밀성), 상호 인증 및 전송 시 데이터 무결성을 보장하는 보안 프로토콜이다.

- 특징은 Netscape사가 개발, 다양한 암호 통신 방법에 활용되고 특정 암호기술에 의존하지 않는다.

 

▼SSL/TLS/ 보안 기능

• 기밀성 : Triple DES, AES 같은 대칭 키 암호화 알고리즘 제공
• 상호인증 : 연결 설정 과정에서 서버와 클라이언트 간에 신뢰할 수 있도록 인증 사용
• 메시지 무결성 : 안전한 해시 알고리즘을 사용하여 메시지 인증코드 생성