VPN과 Tor

왜 배우는가: VPN과 Tor는 원격 근무, 사내망 접속, 익명 통신, 검열 회피 등 실무 보안 설계에서 자주 맞닥뜨리는 기술이다. 두 기술은 신뢰 모델과 익명성 수준이 다르므로 혼동하기 쉽다. 기술사 시험에서도 비교형 문항으로 반복 출제되므로 정의와 구조 차이를 정확히 정리해 두어야 한다.

출제 이력: 제126회 4교시 4번, 제113회 1교시 7번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

VPN은 공중망 위에 암호화 터널을 만들어 사설망을 확장하는 기술이고, Tor는 다중 릴레이의 양파 라우팅으로 통신 출발지와 목적지를 분리해 익명성을 제공하는 네트워크이다.

핵심 키워드: 가상사설망(VPN), 터널링, 종단 간 암호화, 양파 라우팅(Onion Routing), 릴레이 노드, 출구 노드(Exit Node), 신뢰 모델.

• 가상사설망(VPN) — 공용 네트워크 위에 논리적 전용 통로를 만든 것
• 터널링 — 원래 패킷을 다른 패킷 안에 넣어 전달하는 방식
• 양파 라우팅 — 노드마다 한 겹씩 벗기며 전달하는 다중 암호화 방식
• 출구 노드 — Tor 경로의 마지막 노드로, 목적지와 직접 통신하는 지점

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 VPN은 인터넷이라는 공개 도로 위에 나만 쓰는 암호화 전용 차선을 까는 것이다. 차선 안의 내용은 외부에서 보이지 않지만, 차선 입구와 출구를 관리하는 사업자나 목적지는 여전히 이 차량이 누구인지 알 수 있다.

정식 정의로 VPN은 가상사설망(VPN)이다. 암호화와 터널링 프로토콜을 사용해 인터넷 같은 공용 네트워크를 통해 사설망을 확장하는 오버레이 네트워크이다. 터널링 프로토콜은 한 호스트에서 다른 호스트로 네트워크 메시지를 전달하는 데 쓰인다.

반면 Tor는 익명 통신을 위한 자유 오버레이 네트워크다. 사용자의 트래픽은 무작위로 선택된 여러 릴레이를 거치며, 각 릴레이는 자기 앞뒤 노드만 안다. 이 구조를 양파 라우팅(Onion Routing)이라 한다. 어느 단일 지점도 출발지와 목적지를 동시에 볼 수 없도록 설계된 점이 핵심이다.

두 기술의 목적 차이는 분명하다. VPN은 신뢰된 사설 자원에 안전하게 접속하는 것이 목적이고, Tor는 누가 누구와 통신하는지 숨기는 것이 목적이다. 따라서 VPN 사업자는 사용자 IP를 알 수 있지만, Tor에서는 어떤 단일 릴레이도 전체 경로를 알 수 없다.

3. 등장 배경과 필요성

인터넷은 원래 신뢰를 전제로 설계되지 않았다. 공용망에서 기업이 원격 사용자에게 사내 자원을 제공하려면 전용선 대신 암호화 터널이 필요했다. 이에 따라 원격 접속 VPN, 사이트 간 VPN, 공급자 프로비저닝 VPN 등 유형이 발전했다.

한편 감시와 트래픽 분석이 일상화되면서 통신 사실 자체를 숨길 필요가 커졌다. 기존 암호화는 내용만 보호하고 출발지와 목적지는 노출하므로, 경로를 분산해 메타데이터까지 가리는 방식이 요구되었다. 이 요구에서 Tor와 같은 양파 라우팅 네트워크가 등장했다.

VPN은 암호화로 기밀성을 높여 데이터 스니핑 위험을 줄인다. 또한 인터넷 서비스 제공업체가 VPN을 통과하는 개인 데이터를 직접 보지 못하게 한다. 다만 VPN 사업자는 새로운 신뢰 지점이 되므로, 로그 없음(no-logging) 정책의 신뢰성이 중요해졌다.

4. 구성요소·원리·절차

VPN은 공중망 위에 암호화 터널을 만들어 사설망 트래픽을 전달하는 방식이다. 구성요소와 터널링 절차를 나누어 보면 이해가 빠르다.

VPN의 원리는 캡슐화(Encapsulation)와 암호화다. 원본 IP 패킷을 암호화한 뒤 새 IP 헤더를 붙여 VPN 서버 주소로 보낸다. 서버는 외곽 헤더를 제거하고 내용을 복호화해 사설망 목적지로 전달한다. 따라서 중간 구간에서 내용은 보이지 않고 출발지 IP는 VPN 서버 IP로 바뀐다.

절차는 다음과 같다.

• 클라이언트가 VPN 서버와 상호 인증을 수행한다.
• 키 교환으로 세션 키를 생성하고 터널을 수립한다.
• 클라이언트가 원본 패킷을 암호화해 캡슐화한다.
• VPN 서버가 복호화한 뒤 사설망 또는 인터넷으로 전달한다.
• 응답 트래픽은 역순으로 암호화되어 클라이언트에 돌아온다.

VPN은 공중망 위 캡슐화와 암호화로 사설 경로를 논리적으로 만든다. 이 구조에서 신뢰 지점은 VPN 서버 하나다. 서버 운영자는 사용자 IP와 트래픽 흐름을 알 수 있으므로 로그 정책이 중요하다.

5. 관련 법령·기준·표준

VPN과 Tor는 특정 법령이 직접 강제하는 기술이 아니다. 다만 개인정보 보호와 전송 구간 암호화는 관련 기준에서 정한 대상과 조건에 따라 요구한다. 아래 표는 국내외 대표 기준을 정리한 것이다. 조항 번호는 확실한 것만 적었다.

개정 연혁은 다음과 같다. SSL은 취약점 때문에 TLS로 대체되었고, 국내 개인정보 안전성 확보조치 기준은 이후 개정을 거쳤다.

• 기준값은 프로토콜 표준 문서의 정의를 따른다.
• 국내 기준에서 전송 암호화 의무 대상 정보의 범위는 고시 원문을 기준으로 한다.

Tor는 이 표준 체계 밖에 있다. Tor 프로젝트 문서와 RFC 계열 설계 문서가 기준이며, 국내 법령에 직접 규정된 수치는 없다.

6. 유형과 비교

VPN은 연결 대상과 구축 방식에 따라 세 유형으로 나눈다. 호스트 대 네트워크 VPN은 원격 사용자가 사무실 망에 접속하는 방식이다. 사이트 대 사이트 VPN은 사무실 망과 데이터센터처럼 두 네트워크를 연결한다. 공급자 프로비저닝 VPN은 통신사 망 내부를 가상 세그먼트로 나누어 세그먼트 간 내용을 서로 비공개로 유지한다.

VPN 프로토콜은 구현 기반과 특성이 달라 선택 기준이 된다. 아래 표는 프로토콜별 핵심 차이를 정리한 것이다.