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KR101186876B1 - 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법 - Google Patents

유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법 Download PDF

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KR101186876B1 KR1020110136757A KR20110136757A KR101186876B1 KR 101186876 B1 KR101186876 B1 KR 101186876B1 KR 1020110136757 A KR1020110136757 A KR 1020110136757A KR 20110136757 A KR20110136757 A KR 20110136757A KR 101186876 B1 KR101186876 B1 KR 101186876B1
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Abstract

본 발명은 유선망 또는 무선망을 통해 접근하는 악성패킷에 대해 보호할 수 있는 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법을 제공한다. 이를 위해, 본 발명은 네트워크를 통제하는데 사용되는 제어부가 접근이 허용되는 유선사용자의 IP와 MAC 정보를 확인하여 저장하는 단계; 상기 제어부가 접근이 허용되는 허용하는 무선 MAC 정보를 저장하는 단계; 상기 제어부는 접근이 허용되는 단말기의 USIM 정보 또는 PKI 정보를 저장하는 단계; 및 상기 제어부는 상기 네트워크에 접근을 요구한 단말기의 인증여부를 상기 유선사용자의 MAC 정보 및 상기 무선 MAC 정보와, 상기 단말기의 PKI 또는 USIM 정보를 모두 확인하여 판단하는 단계를 포함하는 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법을 제공한다.

Description

유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법{realtime intrusion protecting method for network system connected to wire and wireless integrated environment}
본 발명은 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 MAC 정보를 이용하는 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법에 관한 것이다.
일반적으로 모든 운영체제 시스템 및 관련 응용 프로그램들은 프로그램 개발과정의 특성상 보안 취약성을 가지고 있다. 또한, 현재는 인터넷을 기반으로 하는 네트워크가 폭 넓게 보급되어 네트워크를 통한 시스템 침해 사례가 증가되고 있다. 더구나 최근에는 무선 인터넷의 발달에 의해 무선망을 통해 침입하는 사례가 빈번해지고 있다.
무선 인터넷 통신을 위한 무선랜 시스템은 무선랜 액세스 포인트(Wireless LAN Access Point, AP)와 무선랜 단말을 포함한다. 액세스 포인트(AP)는 액세스 포인트 장치라는 장비를 설치하여 사용하고 있다. 현재 주로 사용하는 엑세스 포인트 장치는 무선 트래픽에 대한 전송, 네트워크 지원 기능만을 제공하기 때문에, 무선으로 침입되는 해킹 정보를 필터링하고 있지 못하다. 무선랜 단말은 액세스 포인트에서 제공되는 정보를 전달받아 다음단으로 제공하는 기능을 한다.
무선랜 시스템은 IEEE 802.11i에서 제안한 무선랜 보안 표준에 따르게 되는데, 무선랜 시스템 내부의 AP와 무선랜 단말에 대해서만 인증, 및 암호화를 수행한다. 이에 따라 무선망에서 억세스가 거부된 사용자 단말기가 유선랜에서는 억세스가 이루어질 수도 있고, 또는 그 반대로 유선망에서 억세스가 거부된 사용자 단말기가 유선망에서 억세스가 이루어질 수도 있다.
본 발명은 유선망 또는 무선망을 통해 접근하는 악성패킷에 대해 보호할 수 있는 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법을 제공한다.
본 발명은 네트워크를 통제하는데 사용되는 제어부가 접근이 허용되는 유선사용자의 IP와 MAC 정보를 확인하여 저장하는 단계; 상기 제어부가 접근이 허용되는 허용하는 무선 MAC 정보를 저장하는 단계; 상기 제어부는 접근이 허용되는 단말기의 USIM 정보 또는 PKI 정보를 저장하는 단계; 및 상기 제어부는 상기 네트워크에 접근을 요구한 단말기의 인증여부를 상기 유선사용자의 MAC 정보 및 상기 무선 MAC 정보와, 상기 단말기의 PKI 또는 USIM 정보를 모두 확인하여 판단하는 단계를 포함하는 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법을 제공한다.
또한, 상기 제어부는 무선 침입 탐지 시스템 또는 침입탐지시스템을 포함하여, 상기 무선 MAC 정보를 상기 무선 침입 탐지 시스템 또는 침입탐지시스템에 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 접근이 허용된 단말기가 무선으로 외부웹을 접속하여 선택한 파일을 다운로드시, 그 다운로드되는 파일이 악성파일인지 자동으로 감지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 접근이 허용된 단말기가 무선으로 외부웹을 접속하여 선택한 파일을 다운로드시, 그 다운로드되는 파일이 악성파일이라면 상기 단말기의 사용자에게 통보없이 다운로드되는 파일의 접근을 차단시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 유선망 또는 무선망을 통해 접근하는 악성패킷에 대해 보호할 수 있기 때문에, 유무선 통합 네트워킹 시스템에서 보안에 관련한 신뢰성 향상을 기대할 수 있다.
도1은 본 발명을 설명하기 위한 것으로 무선랜 침입 방지 시스템을 도시한 블록도.
도2는 MAC에 관련된 설명을 참조하기 위한 블록도
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법을 설명하기 위한 것으로, 유무선 네트워킹 시스템에 해킹 신호가 침입하는 것을 방지하는 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 유무선 네트워킹 시스템에 해킹 신호가 침입하는 것을 방지하는 시스템은 무선랜 기기(110), 엑세스 포인트(AP,111), 센서(130), 센서관리 매니저(200)를 포함한다.
무선랜 기기(110)와, 엑세스 포인트(111)는 무선 네트워크를 구축하기 위한 필수 구성요소들이다.
무선랜 기기(110)는 무선 네트워크를 구성하고, 다른 무선랜 기기(110)와 무선 네트워크를 통해 데이터를 교환한다. 무선랜 기기(110)는 데이터를 암호화하여 전송할 수 있다.
무선랜 기기(110)에는 유무선 IP 공유기, 무선 랜카드, 무선 프린터, 안테나, 무선네트워크 카메라 등이 있다.
액세스 포인트(111)는 무선 랜기기(110)와 서버(미도시) 사이에 배치되어 무선랜 기기(110)에서 제공되는 데이터를 서버로 전달하거나 서버에서 제공되는 신호를 무선으로 무선랜 기기(110)로 전달한다.
센서(130)는 무선랜 기기(110)를 감시하고 제어한다. 센서(130)는 무선랜 기기(110) 또는 액세스 포인트(111)가 전송하는 패킷을 감지하며, 센서 매니저(200)의 제어에 따라 무선랜 기기(110) 또는 액세스 포인트(111)를 제어한다.
센서관리 매니저(200)는 센서(130)를 통해 무선랜 기기(110) 또는 액세스 포인트(111)을 감시하고, 제어한다. 이때 센서관리 매니저(200)는 통신망을 통해 연결되며, 사용자의 제어를 받을 수 있다.
무선 네트워크를 공격하는 기술은 다양하게 발견되고 있다. 악의적인 사용자들에 의해서 사이버 공격 기법은 날로 다양해고 있으며, 해킹 기법의 발달로 자동화, 지능화된 해킹 툴이 공개적으로 유포되어 국내외 해킹 발생빈도는 급격히 증가하고 있는 추세이다. 특히 네트워크의 취약점이 지속적으로 증가하고 있으며 웜바이러스와 같은 치명적인 공격에 의해 네트워크 서비스를 마비시킬 수 있는 서비스거부(DDoS) 공격이 급증하고 있는 가운데 무선 네트워크상에서의 무선기기의 공격은 다음에 설명되는 바와 같이, 수동적(passive), 능동적(active), 로그 에이피 (rogue AP) 공격으로 분류할 수 있다.
가. 수동적(Passive) 공격
수동적 공격의 목적은 액세스 포인트 장치 MAC, SSID, 채널, 제조사, WEP 설정여부, 설치 위치 정보를 얻기 위함이다. 3 가지 방식의 프로그램들이 있는데 패킷을 캡처하는 스니퍼(sniffer) 방식, 정보를 얻기 위해서 query 하는 stumbler 방식 그리고, 전송되는 패킷이 존재하지 않고 어떤 네트워크에도 속하지 않아 모든 네트워크 패킷을 수집할 수 있는 passive monitor 가 있다. 대표적인 sniffer 프로그램으로 airopeek, ethereal, tcpdump 가 있고, stumbler 프로그램은 netstumbler, passive monitor 프로그램은 kismet이 있다.
나. 불법 AP(Rogue AP) 공격
불법 AP(Rogue AP)란 사용자의 편의를 목적으로 유선 네트워크에 설치된 비인가 AP, 또는 공격자에 의해서 고의로 설치된 AP를 말한다. 이는 상당한 위협요소가 되는데 회사 내의 보안 정책을 거치지 않고 내부 유선망에 침입할 수 있으므로rogue AP를 반드시 제거하여야 한다. 만약 사용자의 부주의로 보안을 신경 쓰지 않은 채 AP를 연결하여 Ad-hoc 네트워크를 구성한다면 더욱 위험하게 되고 비인가자에 의한 네트워크 대역폭 낭비를 불러올 수도 있다.
다. 능동적(Active) 공격
능동적 공격의 목적은 정보 수집보다는 서비스 거부와 같은 공격적인 면이 강하다. 공격기법으로는 spoofing, DoS, MITM등이 있다. 각각 살펴보면 spoofing 공격은 MAC/IP/Frame을 변조하여 인증을 통과하기 위한 목적으로 사용되고, 서비스
거부 공격에도 사용된다. DoS 공격으로는 반복적으로 위조된 disassociation /deauthentication 프레임을 전송하는 deauth flooding과 주파수대가 비슷한 장비의 잡음을 이용하는 jamming 기법이 있다. disassociation 기법은 rogue AP격리를 위한 기법으로 활용되기도 한다. Man-in-the- middle과 session hijack 공격은 기존 접속을 해제시켜 공격자의 AP로 유도하거나 mac을 spoofing 하여 세션을 가로채는 기법이다.
이와 같이, 다양해지는 무선 네트워크상에서의 무선기기의 공격을 보호하기 위해, 유무선 네트워킹 시스템에 해킹 신호가 침입하는 것을 방지하는 시스템의 성정이 점점 더 중요해지고 있다.
도2는 MAC에 관련된 설명을 하기위한 블록도이다.
도 2은 IEEE 802.16 시스템 기반의 무선 이동통신 시스템에서 정의하는 프로토콜 계층 모델을 나타낸다.
도 2을 참조하면, 링크 계층에 속하는 매체접속제어(MAC: Medium Access Control, 이하 "MAC"이라 칭함)정보 계층은 3개의 부계층으로 구성될 수 있다. 먼저, 서비스 지정 수렴부계층(Service-Specific CS: Service-Specific Convergence Sublayer)은 CS SAP(Service Access Point)를 통하여 수신된 외부 네트워크의 데이터를 MAC 부계층(CPS: Common Part Sublayer)의 MAC SDU(Service Data Unit)들로 변형시키거나 맵핑시킬 수 있다. 이 계층에서는 외부 네트워크의 SDU들을 구분한 후, 해당되는 MAC 서비스 플로우 식별자(SFID: Service Flow IDentifier)와 CID(Connection IDentifier)를 연관시키는 기능이 포함될 수 있다.
다음으로 MAC CPS는 시스템 액세스, 대역폭 할당, 연결(connection) 설정 및 관리와 같은 MAC의 핵심적인 기능을 제공하는 계층으로, MAC SAP를 통해 다양한 CS들로부터 특정 MAC 연결에 의해서 분류된 데이터를 수신한다. 이때 물리 계층을 통한 데이터 전송과 스케줄링에 QoS(Quality of Service)가 적용될 수 있다. 또한, 암호화 부계층(Security Sublayer)은 인증(Authentication), 보안키 교환(security key exchange)과 암호화 기능을 제공할 수 있다. MAC 계층은 연결 지향형(connection-oriented) 서비스로, 전송 연결(transport connection)의 개념으로 구현된다. 시스템에 단말이 등록될 때 서비스 플로우(Service Flow)가 단말과 시스템간의 협상에 의하여 규정될 수 있다. 만약 서비스 요구가 변경되면 새로운 연결이 설정될 수 있다. 여기에서, 전송 연결은 MAC 및 서비스 플로우를 이용하는 동위 수렴(peer convergence) 프로세스들 간의 매핑을 정의하며, 서비스 플로우는 해당 연결에서 교환되는 MAC PDU의 QoS 파라미터들을 정의한다. 전송 연결 상의 서비스 플로우는 MAC 프로토콜의 운영에 있어서 핵심적인 역할을 수행하며, 상향링크 및 하향링크의 QoS 관리를 위한 매카니즘을 제공한다. 특히, 서비스 플로우들은 대역폭 할당 과정과 결합될 수 있다. 일반적인 IEEE 802.16 시스템에서 단말은 무선 인터페이스마다 48비트 길이의 범용(universal) MAC 주소 (address)를 가질 수 있다. 이 주소는 단말의 무선 인터페이스를 유일하게 정의하며, 초기 레인징 과정 동안 단말의 연결을 설정하기 위하여 사용될 수 있다. 그리고 기지국은 단말들을 단말 각각의 서로 다른 식별자(ID)로 검증하기 때문에 범용 MAC 주소는 인증 프로세스의 일부로도 사용될 수 있다. 각각의 연결(connection)은 16비트 길이의 연결 식별자(CID: Connection IDentifier)에 의하여 식별될 수 있다. 단말의 초기화가 진행되는 동안 관리 연결(management connection) 2개의 쌍(상향링크 및 하향링크)이 단말과 기지국간에 설정되며, 관리 연결까지 포함하여 3개의 쌍이 선택적으로 사용될 수 있다. 상술한 계층구조 하에서 송신단과 수신단이 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU: Medium Access Control Packet Data Unit)을 통하여 데이터 또는 제어 메시지를 교환할 수 있다. 이러한 MAC PDU를 생성하기 위하여 기지국이나 단말은 MAC PDU에 MAC 헤더를 포함시킬 수 있다. 단말은 MAC 시그널링(signaling) 헤더 형태나 MAC 서브헤더 형태로 대역폭 요청 정보를 전송함으로써 상향링크 대역폭을 요청할 수 있다.
도3은 본 발명의 MAC 정보를 이용하는 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법을 나타내는 신호 흐름도이다.
도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 핵심적 기능은 MAC정보와 더불어 추가적인 인증정보(PKI(Personal Key Infrastructure) 또는 USIM 정보)를 동시에 무선 네트워킹 시스템에서 감지하여, 그 정보가 네트워킹에 예정된 접근이 아닌 경우에는 접근을 차단하는 방식을 사용하는 것이다. 즉, 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법을 운영하는데 있어서, 안정적으로 연결해야 하는 단말기인지 차단할 단말기인지를 판단하는데 있어서, MAC 정보 이외에도 휴대폰 단말기의 PKI 또는 USIM와 같은 인증정보를 이용하여 차단유무를 결정하는 것이 특징이다.
USIM(Universal Subscriber Identity Module)칩은 가입자 정보를 탑재한 SIM(subscriber identity module) 카드와 UICC(universal IC card)가 결합된 형태로써 사용자 인증과 글로벌 로밍, 전자상거래 등 다양한 기능을 1장의 칩에 구현한 범용사용자 식별모듈이다.
본 발명의 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법은 MAC 정보뿐만 아니라. USIM(또는 PKI)에서 제공하는 인식정보도 이용하게 되는 것이다.
이를 자세히 살펴보면, 먼저, NMS에서 동작하는 유선사용자의 IP와 MAC 정보를 확인한다. NMS(Network management system)는 시스템관리자가 네트워크를 통제하는데 사용되는 소프트웨어를 말한다. NMS는 하나의 프로그램 또는 일련의 프로그램들로 구성될 수 있는데, 필요한 세팅에 접근할 수 있도록 해주는 네트워크 계층 또는 프로토콜을 지칭하기도 한다.
이어서, 무선 침입 탐지 시스템(Wireless intrusion prevention system, WIDS) 또는 침입탐지시스템(IDS)에서 동작하는 무선 MAC 정보를 확인한다. 무선 침입 탐지 시스템(WIDS) 또는 침입탐지시스템(IDS)은 무선으로 침입하는 해킹 정보를 탐지하는 시스템으로, 네트워크나 시스템의 미심쩍은 점을 조사 및 감시하고 필요한 조치를 취하는 시스템이다. 방화벽이 잠겨있는 문이라면, 침입 탐지 시스템은 그 방안에 설치되어 움직임을 알아내는 감지 장치라고 할 수 있다. IDS에 적용되는 방식에는 특정한 종류의 공격을 확인해내는 것부터, 비정상적인 트래픽을 찾아내는 방식까지 다양하다.
이어서, 인증서버 또는 무선 침입 탐지 시스템(WIDS) (또는 침입탐지시스템(IDS))는 접근을 요구한 단말기의 인증여부와 등록된 사용자 MAC(Media Access Control) 및 인정정보(PKI 또는 USIM 정보)를 확인한다. 여기서 단말기는 스마트 폰을 포함한다.
등록된 단말기외의 사용자 단말기는 네트워크에 접근이 차단되며, 인가된 사용자 단말기는 안전하게 네트워크에 연결되며, 실시간으로 유선 및 무선의 악성 패킷에 대해서 실시간 보호를 받는다.
인가된 사용자 단말기는 무선 구간에서 무선을 통해 외부 웹을 접속하여 선택한 파일을 다운로드 시, 그 다운로드되는 파일이 무선 침입 탐지 시스템(WIDS) (또는 침입탐지시스템(IDS))에 의해 악성파일인지 자동으로 감지되고, 악성일 경우 다운로드 파일의 접근을 차단한다. 이때 차단은 단말기 사용자에게 통보 없이 바로 차단할 수 있다.
이 기능은 무선 WIPS 에서는 수용 불가능한 기능으로 무선 구간에서 전송되는 데이터는 그 데이터 패킷 전체가 암호화되어져 있어서, 무선 구간 내에서는 패킷이 악성파일인지 확인할 수가 없으며 별도의 분석도구를 설치하여 키를 이용해야만 한다.
본 실시예에 따른 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법은 AP에서 정보를 얻는 방법을 사용하며, AP를 제작 설계할 때에 이러한 차단 기능과 모듈을 삽입하여 진행하는 것이다.
유선망에서는 무선망을 통해 입력된 데이터 패킷에 대한 분석기능이 없기 때문에, 현재 전송되는 데이터 패킷이 악성인지 아닌지 판단이 불가능하다. 따라서 이 경우에는 전용 패턴 분석기를 제작해야만 한다.
본 실시예에 따른 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법에서 제안하는 기능은 등록된 사용자의 단말기에 대한 MAC 정보 및 인증정보(PKI 또는 USIM)를 NMS나 혹은 이와 유사한 기능을 수행하는 장비를 통해 안전한 단말기의 연결을 보장하고, 인정되지 못한 단말기의 유무선 네트워크에 접근을 차단하는 것이다.
MAC 정보 및 인증정보(PKI 또는 USIM)를 모두 이용하여 접근을 제어하게 되면, 사용자가 이용하는 단말기의 접속 위치와 접속 형태, 접속환경, 접속 내용 등을 파악하여 실시간으로 정보를 제어하는 효과를 가진다. 실제 적용 시 무선 구간에서 0.1초 이내에 패킷을 차단하는 성능을 보였다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (4)

  1. 네트워크를 통제하는 제어부가 단말기의 유선 IP 주소 및 유선 MAC 주소를 확인하여 등록 저장하는 단계;
    상기 제어부가 상기 단말기의 무선 MAC 주소를 확인하여 등록 저장하는 단계;
    상기 제어부가 상기 단말기의 USIM 정보 또는 PKI 정보를 등록 저장하는 단계; 및
    상기 제어부가 네트워크에 접근을 요구한 단말기의 인증 여부를 상기 유선 MAC 정보, 무선 MAC 정보 및 USIM 정보나 PKI 정보를 모두 확인하여 네트워크 접속을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 등록되지 않은 단말기가 무선으로 네트워크에 침입하는 해킹정보를 탐지하기 위한 무선 침입 탐지 시스템 또는 침입탐지시스템을 포함하며,
    상기 무선 MAC 정보를 상기 무선 침입 탐지 시스템 또는 침입탐지시스템에 저장하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 접근이 허용된 단말기가 무선으로 외부 웹을 접속하여 선택한 파일을 다운로드 시, 그 다운로드되는 파일이 악성파일인지 자동으로 감지하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 접근이 허용된 단말기가 무선으로 외부 웹을 접속하여 선택한 파일을 다운로드 시, 그 다운로드되는 파일이 악성파일이라면 상기 단말기의 사용자에게 통보 없이 다운로드되는 파일의 접근을 차단시키는 것을 특징으로 하는 유무선 통합시스템에서 실시간 침입차단 방법.
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