컴퓨터 보안[1]

2023년 10월 25일 05시 37분 11초에 업로드 된 글입니다.

작성자: do_hyuk

<chap 1. 컴퓨터보안의 개요>

[컴퓨터 보안이란?]

정보보호의 개념
정보를 여러 가지 위협으로부터 보호하기 위한 정책 및 기법

정보보호의 한 영역, 컴퓨팅 환경이 관여된 모든 상황에 대한 정보 보호를 의미

[정보보호의 목표]

기밀성 -> 허락되지 않은 자가 정보의 내용을 알 수 없도록 하는 것
- 허락되지 않은 자가 정보에 접근을 아예 못하게 함
- 정보에 접근하더라도 암호화된 정보만 보이도록 함
무결성 -> 허락되지 않은 자가 정보를 함부로 수정할 수 없도록 하는 것
- 만약에 허락되지 않은 자에 의한 수정이 발생했다면 이를 인지할 수 있는 것
가용성 -> 허락된 자가 정보에 접근하고자 할 때 이것이 방해받지 않도록 하는 것
- 정보에 접근권한이 있는 자가 필요할 때 언제든지 정보를 사용할 수 있어야 함

- 그 외의 목표

부인방지
- 정보의 관여한 자가 이를 부인하지 못하도록 하는 것
(1) 발신 부인방지 (2) 수신 부인방지
인증
- 어떤 실체가 정말 주장하는 실체가 맞는지 확인할 수 있고 신뢰할 수 있는 것
(1) 메시지 인증 (2) 사용자 인증
접근제어
- 허락받은 사람만 접근할 수 있음
(1) 객체에 대한 접근제어(물건) (2) 주체에 대한 접근 제어(사람)

<chap 2. 암호의 개념>

[암호의 정의]

암호 -> 두 사람이 안전하지 않은 채널을 통하여 정보를 주고받더라도 제 3자는 이 정보의 내용을 알 수 없도록 하는 것
평문 -> 원래의 메시지
암호문 -> 코드화된 메시지
암호화 -> 평문을 암호문으로 만드는 것
복호화 -> 암호문을 평문으로 만드는 것
키(key) -> 암호화와 복호화를 위한 가장 중요한 열쇠

- 키가 있어야 암호화와 복호화가 가능하다.
- 암호는 기밀성을 보장하기 위한 필수적인 기술

[암호의 역사]

처음에는 군사와 정치적으로 주로 사용
컴퓨터와 통신이 결합됨에 따라 데이터 위조 및 변조를 막기 위해 사용
인터넷 뱅킹, 보안 키패드, 소프트웨어의 시리얼 키는 점차 널리 사용

- 고대 암호

스테가노그래피
- 실제로 전달하고자 하는 정보 자체를 숨기는 것 (나무판에 조각한 후 밀랍을 발라 숨김)
- 엄밀히 구분하면 최초의 암호로 보기 힘듦

제 3자에게 암호 알고리즘을 알려주더라도 제 3자가 키를 모르면 암호를 풀 수 없는 것을 가정

전치법
- 평문에 있는 문자들의 순서를 바꿔서 암호화하는 기법 ex) 암호알고리즘 -> 호암고알즘리
- 가장 단순한 방식으로는 두 문자씩 앞 뒤로 섞는 방법
  - 스파르타의 봉 암호 (봉에 종이를 감고 글씨를 쭉 써서 암호화 시킴) Key = 봉의 굵기

치환법
- 평문의 문자들을 다른 문자로 치환함으로써 암호화하는 기법 ex) 암호알고리즘 -> C+-가3Z
- 치환 규칙에 따라 암호화 및 복호화
  - 시저 암호 : 각문자를 알파벳 순서로 세 번째 뒤 문자로 치환 ex) A -> D, B -> E
  - 시프트 암호 : 각 문자를 알파벳 순서로 k번째 뒤 문자로 치환 (0 <= k <= 25)

- 근대 암호

비즈네로 암호
- 시프트 암호를 개선한 새로운 치환법 -> 기존 시프트 암호는 26번 반복하면 풀 수 있기 때문
- 여러 개의 정수 값을 키로 이용 ex) k = 3, 8, 0
- CAESAR -> 3번째, 8번째, 0번째 뒤를 사용하여 암호화 시킴

- 현대 암호

표준 암호 알고리즘
- 대칭키 암호 알고리즘 DES 공표 (대칭키 : 암호화와 복호화에 사용되는 키가 같음)
공개키 암호 알고리즘
- 공개키 암호 알고리즘 RSA개발

[대칭키 암호란]

암호화와 복호화에 하나의 같은 키를 사용하는 암호 방식
장점 -> 암호화와 복호화 속도가 빠름
DES, AES, IDEA 등이 있음
대칭키 암호의 분류
- 블록 암호
  -> 평문을 고정된 크기의 블록으로 나누어 각 블록마다 암호화 과정을 수행하여 블록 단위로 암호문을 얻는 대칭키 암호 방식
- 스트림 암호
  -> 평문과 같은 길이의 키 스트림을 생성하여 평문과 키를 비트 단위로 XOR 하여 암호문을 얻는 대칭키 암호 방식

[공개키 암호]

암호화와 복호화 두 개의 서로 다른 키를 사용하는 암호 방식
(암호화에 사용하는 키는 공개, 복호화에 사용하는 키는 개인키)
장점 -> 키 관리가 쉬움, 키 분배 문제도 해결
단점 -> 대칭키 암호에 비해 속도가 느림 (대용량에 사용하기 힘듦)
RSA, ECC(타원곡선 암호 알고리즘), ElGamal 등이 있음

<chap 3. 인증>

[인증의 개념]

어떤 실체가 장말 그 실체가 맞는지 확인하는 과정
실체 : 메시지, 사용자, 출처, 장치 등 (즉, 실체의 진실성을 확인하는 과정)

[메시지 인증]

수신된 메시지에 대한 인증
메시지의 내용이 전송 도중 불법적으로 변경되지 않고 정확하고 완전하게 수신되었는지 확인하는 것
메시지에 대한 무결성 확인

메시지 인증코드(MAC, Message Authentication Code)
- 메시지 인증을 위한 부가적인 정보 (메시지와 함께 인증코드를 함께 받음)
- 송신자가 메시지를 전송할 때 MAC을 함께 전송
- 수신자는 받은 메시지의 변경 여부를 MAC을 이용하여 확인

메시지 인증 방법
- 송신자
  메시지 + 비밀키 -> MAC알고리즘 -> MAC을 만들어냄 -> 메시지와 MAC을 전달
- 수신자
  전달받은 메시지 + 비밀키 -> MAC알고리즘 -> 만들어진 MAC 하고 전달받은 MAC을 비교(무결성 여부 판별)
  -> 비밀키는 송신자, 수신자 동일함
- 비밀키
  - 제 3자가 메시지의 내용을 위변조 할 수 없도록 비밀키 이용
  - 메시지에 덧붙여서 전송해야 하므로 메시지 크기와는 독립적이면서 작은 크기가 좋음
HMAC
- 해시 함수의 기반을 둠
  ex) 메시지와 키를 해시 함수에 넣어 코드를 만들어 냄(작은 크기의 MAC을 만듦)
- 단순한 방법으로 키를 이용
CMAC(Ciper - based MAC) 블록 암호
- 각각의 블록별로 암호화 알고리즘을 실행함
- 원래의 메시지가 아무리 크더라도 한 블록 크기의 CMAC이 나온다.

[사용자 인증]

시스템에 접근하려는 사용자가 정말 그 사용자가 맞는지 확인하는 것
시스템 -> 서버, PC, 스마트폰, 홈페이지, 건물의 전자식 잠금장치 등

- 비밀번호 방식

가장 일반적인 방식
사용자가 입력하는 비밀번호가 시스템에 저장된 정보와 일치하는지 여부로 인증
사용자 ID와 비밀번호를 함께 이용하는 경우
비밀번호 저장 방법 -> 유출되는 것을 대비하기 위해 해시코드로 시스템에 저장되어 있음

- 생체인식 방식

개개인의 고유한 정보인 특정 생체정보를 이용하는 사용자 인증
생체정보 -> 지문, 홍채, 음성, 손등의 혈관 등

- 토큰 방식

사용자가 실제로 소유하고 있는 특정한 정보를 이용하는 사용자 인증
토큰 -> USB토큰, 스마트키

- 2단계 인증

사용자가 알고 있는 정보 + 사용자가 소유하고 있는 정보를 모두 이용
알고 있는 정보 : 비밀번호 등
소유하고 있는 정보 : 토큰 등
좀 더 엄밀한 사용자 인증 기능

<chap 4. 사이버 공격>

[사이버 공격의 개요]

- 사이버 공격

인터넷을 통해 다른 컴퓨터에 불법 접속하여 상대방 국가나 기업, 개인에 손상을 입히려는 행동
과거에는 네트워크 혹은 로컬 호스트 상에서의 잘못된 설정을 이용해 관리자 권한을 업는 초보적 방식이 대다수
기술의 발전에 따라 사이버 공격 방식도 다양화
- 네트워크 상의 패킷을 조작하는 공격
- 상용 웹사이트의 취약점을 이용한 공격
- 스마트폰의 보급에 따른 무선 환경에서의 공격

- 다양한 사이버 공격

악성 코드
- 컴퓨터에 악영향을 끼칠 수 있는 모든 소프트웨어의 총칭
- 바이러스, 웜, 트로이 목마, 백도어, 스파이웨어, 랜섬웨어
- 시스템 손상, 전파, 정보 유출 등 다양한 목적
- 대부분 무분별한 인터넷 사용으로 인해 감염
- 예방 방법
- 의심스러운 웹사이트 방문 자제, 수상한 이메일 확인하지 않기
- 메신저로 오는 인터넷 주소나 첨부파일을 함부로 열지 않기
- 보안등급 설정, 불법복제 금지
- 통합보안프로그램 설치 및 유지, 실시간 감시 기능 사용

바이러스
- 시스템이나 사용자의 파일에 자신을 복제하고 그 컴퓨터 시스템 내에서 증식하거나 시스템을 파괴하는 악성코드
- 일반적인 특성
- 자기 복제
- 저수준 언어 사용
- 다양한 변종
- 지능화 및 악성화

웜
- 컴퓨터의 취약점을 찾아 네트워크를 통해 스스로 감염되는 악성 코드
- 네트워크를 경유하여 자기 복제 능력을 통한 빠른 전파력을 가지고 있고
감염된 시스템을 거점으로 피해 시스템이 기하급수적으로 증가
트로이 목마
- 정상적인 기능을 하는 프로그램으로 가장하여 프로그램 내에 숨어서 의도하지 않은 기능을 수행하는 악성코드
- 표면적으로 드러나는 기능과 함께 비인가된 기능 수행(개인정보 유출, 감염 대상 원격 조정 등)

백도어
- 공격자가 시스템에 침입한 후, 이후에 손쉽게 피해 시스템에 대한 접근권한을 획득하기 위한 용도로 설치한 악성 코드
- 꼭 악성코든인 것은 아니고 설계자나 관리자가 인증 절차를 줄이기 위해 남겨두는 경우도 있음(개발자 인증 셋업 시간 단축)
스파이 웨어
- 다른 사람의 컴퓨터에 설치되어 개인정보를 빼가는 악성 코드
- 다른 소프트웨어를 설치할 때 몰래 같이 설치됨
랜섬 웨어
- 사용자의 중요한 정보를 인질로 삼아 금전을 요구하는 악성 코드
- 문서 파일, 그림 파일 등을 암호화
- 암호를 풀기 위해서는 비트코인 등으로 송금하도록 유도
- 현재로서는 해결하기 어려움
네트워크 공격
- 스캐닝(Scanning)
  - 순수한 의미의 스캐닝은 그 자체로 공격으로 보기 어려우나 실제적인 공격을 위한 사전 정보 수집 활동의 용도로 악용
  - 공격 대상 호스트들이나 네트워크에 대한 취약점을 발견해 내기 위한 도구로 사용됨
  - 시스템 관리자의 경우 공격자가 취약점을 발견하기 이전에 미리 자신의 시스템 및 네트워크의 보안 취약점을 점검하여 발견된 취약점에 대한 조치를 취하여야 함
- 스푸핑(Spoofing)
  - 공격자가 공격자의 제어 하에 있는 호스트를 피해 호스트가 신뢰하는 호스트로 가장함으로써
    피해 호스트로부터 생성되는 정보를 수집하거나 가로채는 방식의 공격
  - IP 스푸핑, DNS 스푸핑, web 스푸핑, ARP 스푸핑 등
- 스니핑(Sniffing)
  - 네트워크상의 데이터를 도청하는 행위
  - Passive 스니핑
    - 무차별 모드를 이용
    - 패킷 내의 정보를 조작 없이 단순히 도청
  - Active 스니핑
    - ARP 스푸핑을 이용
    - 공격 대상자들의 패킷 방향을 조작하여 내용을 훔쳐보거나 변조하는 방식
서비스 거부 공격(DoS)
- 특정 서비스나 자원의 가용성을 떨어뜨리는 결과를 초래하는 유형의 공격에 대한 통칭
- 대량의 데이터를 전송하거나 무수히 많은 네트워크 연결을 요청하는 등의 방법 이용
분산 서비스 거부 공격(DDoS)
- 여러 대의 공격자를 분산적으로 배치해 동시에 서비스 거부 공격을 하는 방법
- 스팸메일
  - 불특정 다수를 대상으로 일방적 대량으로 전달되는 메일
  - 광고, 홍보, 비방 등의 목적으로 이용
  - DNS를 이용한 탐지 방법
  - 통계 기법을 이용한 탐지 방법
- 피싱
  - 유명한 금융기관이나 공신력 있는 업체의 이름을 사칭하여 메일을 보내 수신자들이 믿도록 하고, 수신자들로부터 개인 정보나
  금융정보를 얻어내 범죄수단으로 악용하는 행위
  <예방 방법> 이메일 내부에 하이퍼링크 불허가
  <비슷한 공격> 파밍, 스미싱, 보이스피싱
  - 최근의 사이버 공격 방식
    - APT(Advances Persitent Threat)
    - 지능형 지속 위협
    - 특정 대상을 목표로 다양한 공격 기술을 이용해 은밀하게 지속적으로 공격하는 행위
    - 특징 : 목적성, 지속성, 은밀함

<chap 5. 서버 보안>

[서버 보안의 개요]

서버 보안 : 일반적인 정보 시스템

서버 : 서비스를 제공하는 컴퓨터

클라이언트 : 서버에 접근하여 서비스를 제공받는 컴퓨터

응용프로그램 계층 : (유일하게 사람이 직접 하는 부분) 버그, 백도어의 취약점

- 운영체제 접근권한 획득한다

운영체계 계층 : 보안의 근본적인 레벨 / 실제 시스템의 접근에 대한 결정이 이루어진다.

- 운영체제는 컴퓨터의 모든 행위를 관장하기 때문

- 대부분 이 운영체제를 공격하는 목적은 운영체제의 제어권을 확보하기 위함.

네트워크 제어 : 시스템 in-outㄷ 트래픽 제어하여 유해한 네트워크 트래픽을 줄일 수 있다.
- 독립적인 장비로 수행, 운영체제 내에서 수행

전송 data 제어 : data(인터넷상의 data)는 누구나 열람이 가능

- 전송자는 정보(data)를 암호화해서 전송한 뒤에 수신자가 복호화하는 것이 안전하다

- 암호화는 정보의 외부공격을 차단한다.

[서버 침입 및 정보 유출 단계]

[서버 공격 유형]

시스템 결함으로 생기는 보안 허점 활용

계정 크랙 공격
- 무차별 공격 : 시스템 또는 서비스의 ID, 패스워드를 자동 조합하여 크랙
- 사전 공격 : ID와 PW가 될 가능성이 있는 단어를 사전 파일로 만들어 놓고 대입하여 크랙
시스템 취약점을 이용한 공격
- 버퍼 오버플로 : 메모리에 할당된 버퍼의 양을 초과하는 데이터를 입력해 복귀주소를 조작하여 공격 코드 실행
(<버퍼> 프로그램 처리 과정에 필요한 데이터가 일시적으로 저장되는 공간)
- 스택 오버플로와 힙 오버플로가 존재
- 스택 오버플로 공격
  - 서브 루틴이 프로그램에 의해 호출될 때 함수 변수와 서브루틴의 복귀 주소 포인터를 스택에 저장
  - 변수의 할당 공간에 저장될 데이터의 크기에 제한을 두지 않는다면 변수 공간을 넘치게 공격
- 힙 오버플로 공격(<힙> 프로그램이 실행하면서 메모리를 동적으로 할당해 사용)
  - 오버플로 시켜서 특정 코드를 실행하여 공격
레이스 컨디션 공격
- 두 프로세스가 동일한 자원을 사용하기 위해 경쟁
- 기본 설정 오류를 이용한 공격 -> 잘못된 설정에 대한 공격 ex) IIS 웹 서버 설정에서 쓰기 권한을 부여하는 경우
사회공학적인 공격
- 사람을 속이거나 내부자의 결탁으로 인한 정보 유출

[서버 보안 대책]

- 계정 관리 : 그룹별 접근권한 부여, 불필요한 사용자 계정 삭제

- 패스워드 관리 : 유추 가능한 단어를 패스워드로 사용 X, 조합하여 사용

(섀도 패스워드 사용 -> 일반 사용자의 접근, 패스워드 필드를 암호화하여 저장하고 루트만 읽을 수 있는 권한으로 설정)

파일 시스템 보호
- 파일 접근 권한 관리, 암호화, 시스템 백업 및 복구
시스템 파일 설정과 관리
- UNIX 계열 : mount 테이블을 이용한 파일 시스템 관리, 호스트 접근제어 관리, ssh 사용 등
- 윈도우 : NTFS에 대한 사용 권한 설정, 레지스트리 원격 액세스 권한 제한 및 레지스트리 백업
시스템 접근 제어 기술
- UNIX 계열의 접근 제어(특정 파일에 R/W 등 가능)
- 임의적 접근 제어(개별 소유자의 접근 권한)
- 강제적 접근 제어(개별 객체 : 비밀등급, 사용자 : 허가등급)
- 역할기반 접근제어(권한은 역할과 관계)

운영체제 설치 -> 작업용도에 따른 시스템 파티션 분리(mount 관리, 필요 X기능은 제거)
시스템 최적화 -> 자원관리의 최적화, 최소권한의 프로세스 수행(주로 루트 계정 사용, 셀 사용 권한 제거)

시스템 로그 설정과 관리
- UNIX 계열, syslog를 통해 시스템 로그 설정
- 윈도우, 이벤트 뷰어를 통해 시스템 로그 설정
- 로그 파일 분석
서버 관리자의 의무
- 시스템의 시작과 종료
- 사용자 계정 관리 방법 이해
- 프로세스, 메모리, 디스크 등 자원 관리 방법 이해
- 네트워크 연결 관리 및 상태 관리 방법 이해

<chap 6. 네트워크 보안>

[네트워크 보안의 개요]

컴퓨터 네트워크
- 불특정 다수의 상호 접속 및 정보교환의 편리한 창구 역할

네트워크 보안의 목적
- 모든 통신회선상의 정보는 항상 획득 가능

- 통신회선상의 정보를 보호할 수 있는 방법 찾기

물리적 위협 : 직접적인 파괴나 손상을 입히는 행위 or 도난 -> 네트워크 시스템의 하드웨어 적인 것을 파괴하고 손상시킴

기술적 위협 : 수동적, 능동적인 공격이 존재

기술적 위협	수동적	능동적
설명	무단으로 정보 취득	변조, 위조를 통한 정보 취득
보안법	- 제 3자의 접속 시도를 방지 - 데이터를 암호화(기밀성)	- 암호화 - 수신 측에서 무결성 확인

[네트워크 보안의 목표]

목표 : 기밀성, 무결성, 가용성, 부인방지, 사용자의 신분확인 및 인증, 데이터 발신처 확인, 접근제어

가용성 : 성능을 안정적으로 유지, 이용 효율은 이상 X

[네트워크 보안 서비스]

인증
- 대등 실체 인증 : 신분확인과 자격 유무의 점검
- 데이터 발신처 인증 : 발신처를 통신 없이 정보를 제공하는 데이터 수정 등에 대한 보안은 제공 X
접근제어
- 신분이 확인된 이후, 접근 권한을 갖고 있는지 결정
기밀성
- 접속 기밀성, 비접속 기밀성, 선택 영역 기밀성, 트래픽 흐름 기밀성
데이터 무결성
- 복구 기능 O 접속 무결성, 복구 기능 X 접속 무결성, 선택영역 접속 무결성, 비접속 무결성, 선택영역 비접속 무결성
부인 방지
- 발신자가 발신 사실을 부인하지 못하도록 방지

[네트워크 보안 메커니즘]

암호화, 전자서명, 접근 제어, 데이터 무결성, 인증교환, 트래픽 패딩, 라우팅 제어, 공증

암호화
- 제한적 접근을 제공하는 강력한 수단, 응용 시스템 간에 적용
- 링크 암호화, 단대단 암호화
전자 서명 : 데이터에 대한 서명(개인키)과 서명된 데이터에 대한 검증(공개키) 절차
접근제어 : 접근 권한을 결정하거나 고유성, 사용자에 대한 정보 또는 사용자의 자격을 이용
- 접근제어 정보, 인증정보, 소유, 기타의 부가적 표시, 보안 레이블, 접근 시도 시간, 경로 및 접근 지속시간
데이터 무결성 : 데이터의 정확성을 점검
- 송신자 : 메시지 인증 코드(MAC)와 조작 점검 코드(MDC) 이용
- 수신자 : 데이터의 변경 여부를 결정
- 데이터 재사용을 막기 위해 타임스탬프를 사용(계속 같은 데이터를 유지하는지 확인)
인증교환 : 타임스탬프, 동기 클록, 2-방향 혹은 3-방향 핸드셰이크, 부인 방지 선택
트래픽 패딩 : 트래픽 흐름의 해석을 방지하기 위해 고의로 네트워크에 흘리는 방법
라우팅 제어 : 물리적 / 논리적 전송 경로를 선택하는 메커니즘
공증 : 통신 중인 데이터의 무결성, 전자서명, 암호화 및 데이터 무결성 등의 추적, 보안 복구

[LAN 보안]

개방형 구조 때문에 취약하며 정보의 내용 변경, 불법 유출, 순서변경, 바이러스 감영 등 위협

- 제공 서비스 : 데이터 발신처 인증, 기밀성, 비접속 무결성, 접근제어

- 분야 : SILS 모델, 안전한 데이터 교환, 키 관리 프로토콜, 시스템 보안 및 관리 프로토콜

[TCP/IP 보안]

IPSec : IP를 위한 보안 메커니즘 제시

- IP 인증헤더 : 데이터 송신자의 인증을 허용하는 IP헤더 / AH(A : 인증, H : 헤더)

- IP 캡슐화보안페이로드 : 송신자의 인증 및 데이터 암호화 지원

- AH 프로토콜 : 인증을 통해 IP 데이터그램의 헤더에 포함

- ESP 프로토콜 : 암호화를 통해 기밀성 보장( 송신자의 인증 및 데이터 암호화를 함께 지원하는 IP 캡슐화보안 payload)

SSL/TLS : 인터넷상 정보는 모두 TEXT 기반으로 전송됨으로

SSL : 애플리케이션 계층과 TCP 사이에 위치, 서버/클라이언트 인증, 기밀성 보장

TLS : SSL 3.0을 기반으로 한 업그레이드 프로토콜

OSI 7계층		TCP/IP 4계층
응용 계층	MHS보안, FTAM보안, 디렉토리 보안	응용
표현 계층 - message	암호에 기초한 데이터의 구문적 부호화 제공
세션 계층	보안 서비스 제공이 안됨
전송 계층 - segment	sp4(security protocol 4)	트랜스포트 / 세션
네트워크 계층 - packet	보안서비스 규정, 다양한 프로토콜에 적용 가능한 실제적인 보안 서비스 규정. sp3	인터넷
데이터링크 계층 - frame	보안길술 예정, LAN 보안으로 따로 규정	네트워크 액세스
물리 계층 - bit		네트워크 액세스

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