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[무선랜 보안②] IEEE 802.1x를 이용한 보안성 강화 및 공격 유형별 분석
2004년 02월 02일 00:00:00 김기태 엑서스테크놀로지 기술이사
지난 회에서 기존 무선랜의 구성 방식은 보안이 매우 취약하다는 사실을 구체적인 공격 유형별 분석을 통해 설명했다. 이번 회에서는 기존 무선랜의 취약한 보안을 강화하기 위해 도입된 IEEE 802.1x 규격에 대해 살펴보고 또한 IEEE 802.1x를 도입했을 때 가능한 공격들을 알아보자. <편집자>

지난 회에서 언급했지만 기존의 WEP 암호화 방식은 취약한 보안으로 인해 기업환경에서는 거의 사용이 불가능해진 상태이다. 따라서 이러한 표준 기반의 무선랜 규격의 취약점을 보완하기 위해 여러 가지 노력들이 이뤄졌는데 그 중 대표적인 방법들은 다음과 같다.

· WEP 암호화 키 길이의 증가(40비트에서 104비트)
· 검증된 보안 방식의 도입(IPSec을 이용한 VPN)
· IEEE 802.1x 규격의 무선랜 적용


WEP 암호화 키 길이의 증가로 인한 무선랜 보안

WEP 암호화 키 길이의 증가는 실질적으로 보안의 강화를 구현하지 못했다. 단순한 암호화 키 길이의 증가는 WEP 알고리즘 자체의 보안에는 큰 영향을 미치지 못하기 때문이다. 즉, WEP 암호화 키 길이가 증가하더라도 WEP 키를 복구하는 공격에 소요되는 시간은 암호화 키 길이에 비례하여 104비트 길이의 경우라도 현실적인 시간 내에 공격이 가능하기 때문이다.

또한 검증된 보안 방식의 도입은 무선랜 환경에 적합하지 않아 사용이 어렵게 되었다. 기존 IPSec을 이용한 VPN의 경우 AP의 역할이 단순한 허브(Hub)로 제한되어 클라이언트와 VPN 콘센트레이터(Concentrator)간 단대단(End-to-End) 암호화 통신을 하게 된다. 그러나 이러한 구성에는 몇 가지 취약점이 발견되는데 이러한 취약점들은 다음과 같다.

1) 데이터 링크 계층에서의 보안 취약점을 네트워크 계층에서 보완함으로 인해 여전히 데이터 링크 계층에서의 보안 취약점이 존재
    - IPSec으로 암호화되지 않는 패킷들은 모두 공격자에게 공개되어 있다.
    - 기존 MAC 스푸핑(Spoofing), 가상랜 홉핑(Hopping), ARP 포지셔닝(Poisoning) 등 데이터·링크 계층에서의 공격들은 방어하기가 어렵다.


2) AP라는 개체는 공격자에게 완전히 개방된 존재이므로 AP에 대한 접속이나 공격 및 AP를 경유한 클라이언트에 대한 공격 방어 방법 부재
    - AP에 대한 접근 제어 기능이 없으므로 물리적 접속(Association)은 언제나 가능하다.
    - 일부 AP에서만 제공하는 클라이언트간 직접 통신 금지(Inter-Client Communication Blocking) 기능이 없을 경우 AP단에서 각 클라이언트에 대한 직접적인 공격이 가능하다.
    - AP에 대해 DoS 공격 등 다양한 공격이 가능하며 공격자가 AP에 대한 관리 권한을 획득하게 되면 해당 AP를 공격자가 제어할 수도 있다.


3) AP간 로밍(Roaming)이나 접속 제한, 권한 제한 등을 위해 별도의 접근 제어기(Access Controller)가 필요

<그림1> VPN 기반 접근 제어기를 사용할 경우 네트워크 구성도




또한 이러한 접근 제어기와 VPN 콘센트레이터가 혼합된 경우 게이트웨이 형태를 유지하게 되어 성능상 제한 사항이 발생한다. 즉, 모든 무선랜 트래픽이 하나의 게이트웨이를 통해 전송되므로 병목 현상이 발생할 수 있다. 더군다나 현재 출시되고 있는 IEEE 802.11a 혹은 IEEE 802.11g 규격의 무선랜인 경우 IEEE 802.11b 규격의 제품들에 비해 약 5배 정도 향상된 성능을 보이므로 병목 현상이 심화될 수 있다.

이러한 병목 현상을 극복하기 위해서는 게이트웨이의 수를 늘리고 필요한 경우 L4 스위치와 같은 로드 밸런싱 장비가 필요해 무선랜 설치에 보안 장비에 대한 투자가 무선랜 구축보다 더 많이 필요한 형태가 된다. 기업 네트워크 환경에서는 상당한 부담이 아닐 수 없다.

<그림2> 무선랜 보안 방식의 발전 방향



IEEE 802.1x를 이용한 무선랜 보안

IEEE 802.1x 규격의 무선랜에 대한 적용은 위 방법들에 비해 현실적이고도 강력한 보안을 제공할 수 있는 방법이다. 이미 표준화 단체에서 IEEE 802.1x를 도입하기로 결정돼 현재 IEEE 802.11 TGi에서는 IEEE 802.1x 적용을 드래프트에 포함시켰으며 Wi-Fi(Wireless Fidelity)에서도 WPA(Wi-Fi Protected Access) 규격에 IEEE 802.1x 적용을 포함한 상태이다. 또한 IETF 역시 래디우스를 무선랜에 적용하는 IEEE 802.1x 규격에 적용할 수 있는 표준 RFC 문서를 발표함으로써 IEEE 802.1x가 최선의 선택임을 증명하고 있다.

원래 IEEE 802.1x가 개발된 목적은 무선랜이 아니지만 무선랜에서도 적용이 가능한 형태로 변화하고 있다. 무선랜은 기존 802.3 미디어와 달리 쉐어드 미디엄(Shared Medium)이면서도 포인트 투 포인트(Point-to-Point) 형식의 연결을 취하고 있다. 즉, 물리적으로는 같은 전송 매체를 사용하지만 AP와 클라이언트간 연합(Association)을 통해 가상의 포트 개념을 사용하고 있다. 마치 유선상에서 스위치의 포트와도 같은 개념이 될 수 있다.

따라서 각 클라이언트 별 연합에 대해 포트 상태를 IEEE 802.1x에서 정의하고 있는 인증(Controlled) 상태와 비 인증(Uncontrolled) 상태로 정의하게 되면 AP에 대한 접근 제어가 가능해 진다.

<그림3> IEEE 802.1x 구성 요소



IEEE 802.1x 규격에서는 크게 세 종류의 개체를 정의하고 있다. 첫 번째는 요구자(Supplicant)이며, 두 번째는 인증자(Authenticator), 그리고 세 번째는 인증 서버(Authentication Server)다. 요구자(Supplicant)는 인증자로부터 인증 요청을 받았을 때 사용자의 식별 정보(User Credential)를 전달하는 개체다.

인증자는 요구자에게 인증을 요구하고 전달 받은 사용자 식별 정보를 이용해 인증 서버에게 인증 서비스를 요청하는 개체다. 인증자는 또한 해당 사용자의 접속 포트 상태를 관리하며 인증 서버의 인증 결과에 따라 포트를 인증 상태 혹은 비 인증 상태로 설정하게 된다.

인증 서버는 인증자로부터 사용자에 대한 인증 요청을 받아서 인증 서비스를 제공하는 개체로서 사용자의 식별 정보를 미리 가지고 있어야 한다. 인증 서버는 논리적으로는 인증자와 역할이 분리되어 있지만 물리적으로도 반드시 인증자와 분리될 필요는 없다. IEEE 802.1x 규격에서는 요구자, 인증자, 그리고 인증 서버간의 전체적인 인증 메커니즘을 규정하고 있으며 요구자와 인증자 사이에서는 확장 가능한 인증 프로토콜(Extensible Authentication Protocol, 이하 EAP)을 MAC 계층에서 사용하도록 규정하고 있다.

EAP가 MAC 계층에서 전달되기 때문에 이러한 프로토콜을 EAPoL(EAP over LAN)이라고 부른다. 무선랜인 경우 EAPoW(EAP over Wireless)라고도 불리는 경우가 있지만 무선랜인 경우라고 할 지라도 실제로 패킷은 이더넷 패킷으로 전달되므로 유선과 동일하다고 하겠다. 인증자와 인증 서버간 통신프로토콜은 별도로 규정하고 있지는 않지만 부가조건(Annex)을 통해서 래디우스(Remote Authentication Dial In User Service) 프로토콜에 대한 기본적인 참조 모델을 제시하고 있다.

<그림4> IEEE 802.1x 구성 요소



이에 따라 현재 대부분의 인증자 벤더들은 래디우스 프로토콜을 기반으로 제조하고 있으며 IETF에서는 래디우스를 IEEE 802.1x에 적용하기 위한 표준 가이드라인을 RFC3580으로 제시했다. 현재 표준안에서 제시하는 형태는 EAP에서는 EAP-MD5와 EAP-TLS 등이 있으며 드래프트 상으로 EAP-TTLS와 PEAP 등이 있다. 그러면 이제 각각의 프로토콜이 적용된 형태와 공격 유형에 대해 알아보자.
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