무선랜 보안(WEP)과 WPA 계열

핵심 정리

무선랜은 전파가 공간으로 퍼지므로 도청과 불법 접속에 노출되기 쉽다. 따라서 무선랜 보안은 기밀성(제3자가 내용을 읽지 못하게 함), 무결성(변조 여부 확인), 인증(접속하려는 기기의 허가 여부 확인)을 함께 갖추는 것을 목표로 한다. 기밀성·무결성·인증 무선랜 데이터를 암호화하기 위해 최초로 개발된 보안 메커니즘은 WEP이다. WEP는 유선 네트워크와 비슷한 데이터 보안성을 제공하려고 만들어졌지만, 설계에 뚜렷한 결함이 있었다.

WEP는 RC4 스트림 암호와 24비트 IV를 사용한다. WEP는 RC4와 24비트 IV WEP는 무선랜 프라이버시 기능이지만, 무결성 보장과 키 사용에 심각한 약점이 있다. 암호 구조와 무결성 확인에 모두 문제가 있으므로 한쪽만 고쳐서는 이 약점을 해결할 수 없다.

WPA는 WEP의 취약성을 보완하기 위해 등장한 무선랜 보안 프로토콜이다. WPA는 키 관리와 암호 방식을 바꾸어 WEP의 문제를 줄이도록 설계되었다. 따라서 WEP와 WPA를 구분할 때는 암호 방식과 키 처리 방식이 어떻게 달라졌는지 살펴봐야 한다.

시험에서는 키가 만들어지는 순서를 묻는다. PSK에서 PMK가 만들어지고, PMK에서 PTK가 만들어지며, PTK를 나눈 임시 키가 TK이다. TK는 데이터를 암호화하는 데 쓰이는 키이다. PMK→PTK→TK 순서 키가 만들어지는 순서를 알면 각 키가 어느 단계에서 만들어지는지 혼동하지 않는다.

WPA2는 AES-CCMP로 WEP의 RC4 기반 취약성을 보완했다. 무선랜 보안 방식을 비교할 때는 암호 알고리즘이 RC4인지 AES인지, 키가 고정되어 있는지 세션마다 달라지는지를 함께 살펴봐야 한다.

자세히

802.11i의 키 계층과 RSN 동작

802.11i는 TKIP와 CCMP 방식을 지원한다. 두 방식은 암호 알고리즘과 키 처리 방식으로 구분한다. 키는 용도에 따라 쌍별 키와 그룹 키로 나뉜다. 쌍별 키와 멀티캐스트용 그룹 키가 정의된다. 쌍별 키는 단말과 AP 사이의 통신을 보호하고, 그룹 키는 여러 단말에 함께 보내는 통신을 보호한다.

802.1X 인증이 끝나면 AP와 STA는 PMK를 공유한다. 이후 PTK가 만들어지며, TK는 데이터를 암호화하는 데 쓰인다. RSN은 발견, 인증, 키 생성 및 분배, 안전 데이터 전송 순으로 동작한다. 발견 단계에서는 STA와 AP가 보안 능력에 합의하고 연관을 설정한다. 802.11i의 의사 난수 생성 과정에는 HMAC이 사용된다.

순서 문제에서는 발견 단계와 인증 단계를 구분해야 한다. 발견 단계에서는 보안 능력을 맞추고, 인증이 끝난 뒤 키를 공유하여 데이터 보호 단계로 넘어간다. 키 계층 문제는 PSK에서 시작해 PMK, PTK, TK 순으로 좁혀 들어가면 된다.

무선랜 공격에 대응하는 기법

IEEE 802.11 무선랜에서 네트워크를 식별하는 데 사용하는 것은 SSID(Service Set IDentifier)이다. SSID 방송을 막고 허가된 장비만 접속하게 하는 폐쇄 시스템 운영은 무선랜 공격에 대응하는 접근 통제 기법이다. MAC 주소 인증도 허가된 기기만 접속하도록 제한하는 무선랜 공격 대응 기법이다. AP는 등록된 MAC 주소를 가진 기기만 접속하도록 MAC 주소 필터링을 적용할 수 있다. MAC 주소 필터링은 접근 통제 SSID 브로드캐스팅을 끄면 외부에 네트워크 이름이 덜 드러나 무선랜 보안을 높일 수 있다. 무선 장비의 패스워드를 주기적으로 바꾸면 계정 탈취 위험을 줄일 수 있다. AP의 기본 계정 패스워드는 재설정해야 기본값을 이용한 침입을 막을 수 있다.

대응 기법이 아닌 것도 구분해야 한다. 허가받지 않고 설치한 AP인 Rogue Access Point는 무선랜 보호 기술이 아니라 위협 요소이다. WEP/WPA 키 크래킹은 공격자의 행위이므로 무선랜 공격에 대응하는 기법이 아니다.

대응 기법은 접속을 통제하거나 설정을 강화하는 방법이며, 공격 행위와 무단 AP는 대응의 대상이다. SSID가 네트워크를 식별하는 이름이라는 점과 접속을 제한하는 수단이라는 점은 구분해야 한다. SSID 방송을 끄면 노출을 줄일 수 있지만, 접속 자체를 차단하지는 않는다.

CCMP와 AES 기반 보호

CCMP는 하나의 128비트 키로 기밀성과 무결성을 함께 제공하는 무선랜 보안 프로토콜이다. 128비트 키 하나로 기밀성·무결성 CCMP는 AES를 CTR 블록 암호 운용 모드로 사용해 데이터의 기밀성을 보장한다. CCMP는 CBC-MAC으로 무결성을 확인하므로 CTR 모드와 CBC-MAC을 함께 이용한다. WPA2는 CCMP 등 AES 기반 보안 기술을 사용한다.

CCMP는 AES, 128비트 키, CTR 모드, CBC-MAC을 한 묶음으로 기억해야 한다. CTR 모드는 기밀성을, CBC-MAC은 무결성을 담당한다. 이 구조를 이전 세대인 WEP나 TKIP의 RC4 구조와 혼동하면 틀린 선지가 된다.