2G에서부터 5G 이동 통신 시대까지 허위 기지국 공격의 위협은 이어져 왔다. 허위 기지국은 정상 기지국으로 위장하여 사용자의 정보를 수집하거나 서비스 거부 공격 등을 수행하는 기지국을 말한다. 바로 이전 세대인 LTE에서는 가짜 재난 문자, 멀웨어 전파, Device Bidding Down 공격 등의 사례가 발표 또는 보고되었다. 5G에서도 LTE의 공격 사례와 같은 공격들이 발생할 수 있어 이에 대한 보안 대책이 연구될 필요가 있다. 현재 3GPP TR 33.809 문서에서 5G에서의 허위 기지국 관련 주요 이슈와 솔루션들이 논의되고 있다. 본 논문에서는 TR 33.809 문서를 바탕으로 5G의 보안을 위한 허위 기지국 대응에 대한 주요 이슈들을 중심으로 분석한다.
본 논문에서는 5G SNPN (Standalone Non-Public Networ)에서 RRCRejecet와 RRCRelease를 이용한 UE (User Equipment) 감금 (Incarceration) 공격의 가능성을 3GPP 표준 문서를 기반으로 분석한다. 먼저 UE의 셀 선택과 재선택 절차를 분석하고, RRCReject와 RRCRelease의 전송 전/후의 허위 기지국과 UE의 처리 과정 분석한다. 분석 결과, 강한 신호를 송출하는 허위 기지국은 피해자 UE가 허위 기지국 자신에게 RRC 연결 설정을 하도록 하는 것이 가능하다. 또한, 피해자 UE의 RRC 연결 설정 시도에 대한 응답으로 허위 기지국은 무결성 보호가 되지 않는 RRCReject 메시지를 전송하면, 피해자 UE가 RRC 연결 시도 과정에 계속 머무르게 할 수 있을 것으로 판단된다. 반면, RRCRelease를 이용하여 다른 허위 기지국으로 RRC 연결 설정 시도를 유도함으로써 피해자 UE를 감금하는 것은 불가능한 것으로 판단된다.
4차 산업혁명시대에 발맞춰 통신 기술도 5G 기술이 보편화되고 있으며, 5G 기술은 네트워크 슬라이싱, 초다접속 등의 기술을 이용해 4G에 비해 빠른 속도와 응답 속도를 최소화한 기술로 평가 받고 있다. 5G NR은 5G 이동통신 표준을 의미하고, 네트워크 슬라이싱을 통해 네트워크를 병렬연결로 잘라 네트워크를 최적화한다. 또한 기지국 단위에서도 데이터를 처리하게 되면서 해킹에 대한 위험이 증가 되고 있는 실정이다. 또한, 단위면적당 접속 가능한 기기의 수가 기하급수적으로 늘어나므로 단위면적 내 기기 다수 해킹 후 기지국 공격 가능성 또한 존재한다. 이에 해결 방안으로는 양자암호통신 도입, 5G 보안 표준화 등을 본 연구에서 제안하여 안전성과 통신속도를 전부 만족시키는 방안을 제안한다.
메시지 인증 코드 (Message Authentication Code, MAC)는 메시지의 변조를 확인하기 위하여 사용되고 Mobile WiMAX 네트워크에서는 관리 메시지 (management message)의 인증을 위하여 Cipher-based 메시지 인증 코드 (Cipher-based MAC, CMAC)를 사용한다. 이 때 계산된 CMAC값 128 비트 중 하위 64 비트만을 사용하고 상위 64 비트 값은 잘라내어 사용하지 않는다. 본 연구에서는 이렇게 사용되지 않는 CMAC의 상위 64 비트를 공유 인증 정보 (Shared Authentication Information, SAI)라 하고 Mobile WiMAX 네트워크에서 유휴 모드 (idle mode) 상의 보안 취약점을 이용한 분산 서비스 거부 공격을 방어하는 수단으로 사용한다. 공유 인증 정보는 CMAC 값 중 사용되지 않는 64 비트를 사용하는 것이기 때문에 CMAC 값과 같은 보안성을 제공하며 CMAC 값을 계산하는 과정에서 얻을 수 있기 때문에 추가적인 계산이 필요 없다. 또한 사용하기 전까지 무선 구간에서 전송되지 않아 노출될 염려가 없으며 CMAC 키를 아는 기지국, 접근 서비스망 게이트웨이 (Access Service Network Gateway, ASN GW), 무선 단말 사이에서만 공유되기 때문에 안전하다. 이런 특성들로 인하여 공유 인증 정보는 분산 서비스 거부 공격 시에 기지국과 접근 서비스망 게이트웨이의 부하를 줄임으로써 효율적으로 분산 서비스 거부 공격을 방어할 수 있다.
5G 네트워크는 차세대 통신기술로서 4G 네트워크 대비 빠른 속도, 짧은 통신 지연, 높은 연결성을 기반으로 대량의 트래픽 처리가 가능하다. 이에 따라 4차 산업혁명의 핵심 기술로 대두되어 그 중요성이 증가하고 있다. 이러한 5G 네트워크 환경에서 기지국은 그 특성상 높은 밀도로 도심 전역에 설치되어 있으며, 사용자 단말과 연결되어 서비스를 제공한다. 따라서 악의적인 공격자에 의한 피해가 기지국에 발생하는 경우, 사용자 및 사회 전반에 큰 피해를 줄 것으로 예상된다. 2016년 뉴욕타임즈 기사에 따르면 중국의 특정 서버로 사용자 데이터를 전송하는 백도어로 추정되는 소프트웨어가 미국 내 안드로이드 기기, 자동차와 같은 스마트 기기에 포함되어 있다고 보도되었다. 이후 통신 장비에 백도어 설치에 대한 이슈가 지속적으로 제기되었으며, 5G 기지국과 같은 통신장비에 대한 안전성 확보의 필요성이 대두되었다. 따라서 본 논문에서는 5G 기지국을 대상으로 체계적인 방법론인 위협모델링을 사용하여 도출한 보안기능요구사항과 백도어 이슈에 대응할 수 있는 수준의 보안보증요구사항을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 보안요구사항은 5G 기지국에 대한 보안성평가기준으로서 안전한 네트워크 환경을 구성하기 위한 기지국 설계 및 개발에 사용될 수 있다.
이동 통신은 대기를 전달매체로 하고 이동단말기를 사용하기 때문에 가로채기나 불법사용과 같은 공격에 취약하다. 이를 극복하기 위해, 이동 통신 환경에서 이동단말기와 기지국 사이에 안전한 통신을 제공하기 위한 많은 프로토콜들이 제안되어왔다. 그러나 이동단말기의 부족한 계산능력과 전력량 때문에 공개키를 이용한 프로토콜들은 많은 장점에도 불구하고 충분히 활용되지 못했다. 본 논문에서는 이동 통신 환경에서 기지국과 이동단말기 사이의 상호인증 및 세션키 공유 프로토콜들의 성능을 향상시킬 수 있는 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 이동단말기의 비밀 정보를 기지국에게 드러나게 하지 않으면서 많은 계산을 기지국으로 하여금 대신 수행하도록 하는 것이다. 제안된 기법은 기존의 프로토콜들을 최대 5배까지 성능을 향상시키며 해당하는 만큼 이동단말기의 전력량 소모를 감소시킬 수있다.Abstract Mobile communication is more vulnerable to security attacks such as interception and unauthorized access than fixed network communication. To overcome these problems, many protocols have been proposed to provide a secure channel between a mobile station and a base station. However, these public-key based protocols have not been fully utilized due to the poor computing power and small battery capacity of mobile stations. In this paper, we propose techniques for accelerating public-key based key establishment protocols between a mobile station and a base station. The proposed techniques enable a mobile station to borrow computing power from a base station without revealing its secret information. The proposed schemes accelerate the previous protocols up to five times and reduce the amount of power consumption of mobile stations.
현재 국내 국책사업으로 추진 중인 와이브로(WiBro) 기술 규격이 포함되어 있는 휴대인터넷 표준 규격인 IEEE 802.16e는 IP기반으로, 이동성이 뛰어나고 고속전송 기능의 특징을 가지고 있다. 또한 기지국간의 핸드오버(Handover)를 지원함으로써 이동성을 지원한다. 그러나 이러한 핸드오버 기법에 있어서 Replay 공격, Man-in-the-Middle 공격, Stolen-Verifier 공격 등에 취약한 문제점이 드러나고 있다. 본 논문은 이러한 기존 핸드오버 기법의 취약점을 개선하기 위해서 사용자의 인증서와 Timestamp값을 통한 IEEE 802.16e/와이브로 망에서 안전한 핸드오버 적용 방안에 대해 제안한다.
무선랜을 확장한 휴대 인터넷은 그 셀 크기가 이동통신처럼 크고 중저속의 이동성을 지원하면서 연속적인 서비스를 제공할 수 있다. 휴대인터넷 국제 표준인 IEEE 802.16e에서는 단말과 기지국간 권한인증 및 키 교환을 위해서 PKMv2 프로토콜을 사용하고 있다. 본 논문에서는 단말의 이동에 따른 소프트 핸드오버가 발생할 경우 새로운 기지국과의 인증을 빠르게 수행할 수 있는 새로운 프로토콜을 제안한다. 기존의 소프트 핸드오버를 위한 권한인증 프로토콜에 비해 제안한 프로토콜은 무선구간의 메시지와 파라미터의 교환 횟수와 공개키 암호화와 서명 횟수 등을 줄임으로써 소프트 핸드오버 시 권한인증을 보다 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 외부 공격자의 도청을 방지하고 단말과 기지국의 가장공격에 대해서 안전성을 보장한다.
위조된 보고서 공격은 무선 센서 네트워크에서 이벤트가 발생한 위치에 대한 송신 응답과 같은 거짓 경보를 야기하는 것뿐만 아니라 제한된 량의 에너지를 고갈시킨다. 본 논문에서는 위조된 보고서를 필터링하기 위해 확률적인 보안 필터링 기법(PFSS: Probabilistic Filtering method for Sensor network Security)을 제안한다. 제안 내용은 클러스터 헤드와 기지국과의 거리를 이용하여 기지국까지의 중간 클러스터 헤드가 검증 노드인지를 확률적으로 선택하여 보안 검증에 필요한 에너지를 줄이고, 보안 처리에 따른 핫 스팟 문제를 완화시킨다. 제안된 기법의 성능은 수식 분석과 실험을 통하여 분석하였으며, 이를 통하여 제안된 기법이 기존의 보안 검증 처리에 비해 효율적임을 알 수 있다.
무선환경은 가짜 클론 디바이스가 진짜인 것처럼 위장한 해킹공격에 매우 취약한 것으로 잘 알려져 있다. 그것은 단말기와 기지국(AP: Access Point)이 위변조가 쉬운 디바이스 식별자(예로 MAC(Medium Access Control) 주소, SSID, BSSID(Basic Service Set Identification) 등)를 이용하여 상호 인증하기 때문이다. 무선핑거프린팅(Wireless Fingerprinting)은 통신과정에서 발생되는 무선신호 특성으로부터 디바이스를 고유하게 식별하는 핑거프린트를 추출하여 송신 디바이스가 가짜 클론 디바이스인지 아닌지 여부를 식별하는 기술이다. 본 기술은 무선물리계층 보안을 위한 인증 및 키 생성, 무선 침입탐지, 공격자의 위치/방향/거리 추적, 무선 포랜식 및 보안관제의 성능을 결정하는 핵심기술로 활용되고 있다. 향후 등장이 예상되는 M2M 무선랜, 무선인지네트워크, 무선센서, 무선차량통신, IoT 무선통신환경에서도 본 기술의 중요성은 더욱 증가하리라 본다. 본고에서는 무선 디바이스의 핑거프린팅 개념을 이해하고, 기술 분류에 따른 세부기법 연구 및 보안응용 동향을 분석함으로써 본 기술의 발전방향을 조망해보고자 한다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.