안전한 애플리케이션 제공
소개
지난 몇 년 동안 IT 시스템은 물론, 그 연장선상에 있는 IT 보안 시스템에도 여느 때와 마찬가지로 큰 변화가 일어났습니다. 컴퓨팅 성능의 발전을 설명하는 무어의 법칙은 암호화 알고리즘을 더욱 복잡하게 만드는 데에도 영향을 미쳤습니다. 예를 들어, 처리 능력이 향상되면서 SSL 암호화 키 크기는 10년도 채 되지 않아 256비트에서 4Kb로 증가했습니다. 이러한 보호에 필요한 컴퓨팅 성능을 투입할 수 있다면, 오늘날에는 과거보다 애플리케이션을 더 안전하게 보호할 수 있습니다.
안타깝게도 이와 동시에 공격과 공격 경로의 수도 증가해 왔습니다. 새로운 취약점 공격이 지속적으로 등장함에 따라 애플리케이션을 보호할 수 있는 견고한 SSL 암호화 환경의 필요성이 그 어느 때보다 커졌습니다. 인터넷을 통해 민감한 데이터를 주고받는 모든 조직에는 이러한 컴퓨팅 성능 및 보안 기술의 발전이 필수적이며, 인터넷에 연결된 모든 조직에도 반드시 필요합니다. 보호되지 않은 웹 페이지가 보호된 데이터로 침입하는 관문이 될 수 있기 때문입니다.
이제 조직은 분산 서비스 거부(DDoS), 사이드재킹, SSL 중간자 공격 및 재협상 공격에 직면하고 있으므로, IT 보안 팀은 가장 교묘한 공격에도 견딜 수 있는 적응력을 갖추고 조직의 전체 웹 환경을 포괄하는 보호 체계를 마련해야 합니다. 모든 것을 보호해야 하므로 암호화 알고리즘의 새로운 발전, 특히 타원 곡선 암호화(ECC)조차도 업계가 그에 따른 성능상의 영향을 무시할 수 있을 만큼 충분하지는 않습니다.
그리고 이러한 모든 보안 조치에도 불구하고 네트워크 환경에서 SSL 도입을 가로막는 가장 큰 장애물인 가시성 문제는 여전히 남아 있습니다. 조직이 전송되는 데이터를 살펴봐야 하는 데에는 데이터 유출 방지부터 고급 레이어 4~레이어 7 라우팅에 이르기까지 타당한 이유가 많습니다. 따라서 해당 보안 솔루션은 네트워크로 들어오고 나가는 데이터를 파악할 수 있는 가시성, 가급적 100%의 가시성을 제공할 수 있어야 합니다.
F5는 보안 알고리즘 간 변경에 대한 적응성부터 가시성, 키 관리 및 통합에 이르기까지 이러한 복잡한 문제에 대한 해답을 제공합니다. 공격이 계속 진화하고 정부와 업계가 더 강력한 보안을 요구하는 한편, 위험이 증가하는 상황에서도 직원들에게 더 폭넓은 네트워크 및 데이터 액세스가 필요한 가운데, 네트워크 게이트웨이 역할을 하는 전략적 제어 지점에서 보안 서비스를 통해 이러한 문제를 해결할 수 있습니다. F5® BIG-IP® 플랫폼은 네트워크 지연 시간을 늘리지 않으면서 보안을 강화하고, 개별 제품을 사용할 때보다 관리 시간을 크게 줄여 주는 다양한 솔루션을 제공합니다.
F5, 보안 위험에 대응
설문조사에 참여한 기업의 45%가 F5 솔루션을 도입하여 보안 위험에 대응했습니다.
상시 SSL
SSL 암호화의 필요성은 계속 커지고 있습니다. 개인 식별 정보(PII)에 대한 접근은 물론, 제한된 정보에 대한 접근도 보호해야 합니다. 웹사이트와 원격 업로드 위치 역시 보호해야 할 필요성이 점점 커지고 있습니다. 실제로 많은 조직이 연결의 거의 100%를 암호화하고 있거나 이를 고려하고 있습니다. 조직들은 모든 공격으로부터 보호하기 위해 테스트, QA, 프로덕션 등 모든 환경을 안전하게 보호하는 방향으로 나아가고 있습니다. 또한 진정으로 안전한 환경을 구축하려면 모든 데이터, 애플리케이션 및 세션 정보를 보호해야 한다는 점을 인식하기 시작했습니다.
과거에는 애플리케이션만, 더 정확히 말하면 신용카드 번호와 기타 개인 식별 정보(PII) 같은 민감한 데이터 항목만 SSL로 보호되었습니다. 정보, 세션 쿠키 또는 정적 페이지가 포함된 웹사이트의 나머지 부분은 보호되지 않았습니다. 그러나 이렇게 보호되지 않은 페이지는 보안 취약 요소가 되어 공격자가 보호된 페이지를 호스팅하는 시스템에 침입할 수 있는 경로를 제공했습니다.
조직은 고객 데이터와 기타 민감한 데이터를 보호하기 위해 각별한 주의를 기울여야 하며, 법적으로도 공격이 명백히 성공하지 못하도록 충분한 보호 조치를 제공하는 ‘상당한 주의 의무’를 다해야 합니다. 이에 따라 오늘날 많은 조직이 상시 SSL 체제로 전환하고 있으며, 일부 조직은 내부와 외부를 막론하고 모든 연결에 SSL을 적용하고 있습니다.
하지만 암호화에는 비용이 따릅니다. RSA 방식의 암호화는 CPU 연산과 키 유지 관리 측면에서 많은 비용이 들며, 암호화된 스트림의 내용을 조작하는 것은 거의 불가능합니다. 이것이 암호화가 존재하는 주된 이유이기는 하지만, 암호화를 구현하는 조직은 콘텐츠 필터링부터 부하 분산에 이르기까지 다양한 이유로 데이터를 수정해야 할 정당한 필요가 있습니다.
따라서 필요한 사항은 다음과 같습니다:
- 암호화를 수행하는 조직이 스트림 및/또는 데이터를 계속 조작할 수 있도록 하는 암호화.
- 특히 서버의 CPU 시간을 비롯한 많은 리소스를 소모하지 않는 암호화.
- 네트워크 키 저장소를 활용할 수 있는 암호화.
- 내부 트래픽과 외부 트래픽을 구분할 수 있는 암호화.
- 암호화 알고리즘을 폭넓게 지원할 수 있는 암호 다양성.
알고리즘 선택, 가시성, 통합 및 관리 기능을 갖춘 SSL 서비스를 제공할 수 있는 보안 게이트웨이가 필요합니다. 인바운드 및 아웃바운드 트래픽의 암호화를 처리하는 도구는 키 보호를 위해 하드웨어 보안 모듈(HSM)을 활용하고, 서버의 연산 리소스 부담과 관련 운영 비용을 줄이며, 수신 및 송신 SSL 연결을 모두 종료하거나 승인할 수 있습니다.
이상적인 보안 게이트웨이는 암호화로 인해 서버 CPU에 부담을 주지 않으면서 클라이언트에 암호화 기능을 제공하며, 필요한 경우 서버에도 암호화 기능을 제공합니다. 또한 여러 키를 각각 별도로 관리할 필요가 없어야 하며, 게이트웨이 역할을 수행하는 동안 수신 연결의 처리를 오프로딩한 후 백엔드에 대한 SSL 연결을 생성하기까지의 구간에서 암호화되지 않은 데이터가 필요한 다른 서비스도 활용할 수 있어야 합니다. 이러한 환경에서는 동일한 수의 연결을 처리하는 데 필요한 서버 수가 줄어들기 때문에 백엔드 소프트웨어 비용을 빠르게 절감할 수 있습니다.
이러한 아키텍처를 구현하는 방법은 각 조직의 요구 사항에 따라 다양합니다.
세 가지 방식
이러한 솔루션의 강점은 전략적인 제어 지점에 배치된다는 데 있습니다. 네트워크와 인터넷이 만나는 지점에 위치한 이상적인 장치는 들어오는 SSL 연결을 종료하고, 스트림의 페이로드를 처리한 다음, 필요한 경우 내부 네트워크의 키를 사용하여 다시 암호화할 수 있습니다. 반대 방향으로 흐르는 트래픽도 동일하게 처리할 수 있지만, 아웃바운드 트래픽에 필요한 보안 조치는 인바운드 트래픽에 필요한 조치와 다릅니다. (인바운드의 경우 사용자를 인증하고 페이로드에 악성 콘텐츠가 있는지 검사해야 하는 반면, 아웃바운드 스트림은 데이터 센터 외부로 유출되는 민감한 데이터가 있는지 검사해야 하는 상황을 생각해 보십시오.) 이처럼 전략적인 제어 지점에서는 조직의 요구 사항에 따라 모두 유효한 세 가지 방식으로 암호화를 처리할 수 있습니다.
방식 1: 연결 오프로딩
외부 연결을 종료하는 방식에서는 게이트웨이 장치가 SSL의 종단점 역할을 합니다. 장치와 클라이언트 간에는 SSL이 유지되지만, 애플리케이션 서버와의 연결은 암호화되지 않은 상태로 열려 있습니다. 이 아키텍처는 네트워크 외부에서 들어오는 SSL 연결을 종료함으로써 외부 보안과 내부 성능을 모두 확보합니다. 서버 측 암호화를 사용하지 않아 응답 시간은 단축되지만, 공격자가 내부 침입에 성공하면 보안에 취약한 환경이 됩니다.
스타일 2: SSL 가시성
내부 및 외부 트래픽이 모두 암호화된 상태에서 전략적 제어 지점에 있는 장치는 전체 네트워크를 보호하면서 트래픽을 관리하고 콘텐츠를 조정 및 최적화할 수 있습니다.
스타일 3: SSL 투명 검사
점점 더 많은 IT 팀이 클라이언트에서 서버까지 전체 연결에 대해 단일 암호화만 유지하면서도, 데이터 유출 방지(DLP), 액세스 전 인증, 부하 분산 등 다양한 도구를 활용할 수 있도록 중간 단계에서 데이터를 조작할 수 있는 솔루션을 지향하고 있습니다.
SSL 가시성을 활용해 보겠습니다. 이 시나리오에서는 서버와 전략적 제어 지점에 있는 장치가 SSL 인증서를 공유하므로, SSL 연결을 완전히 종료하고 다시 생성하지 않아도 게이트웨이 장치가 자신을 통과하는 스트림에 액세스할 수 있습니다.
SSL 변환
문제는 이 세 번째 시나리오에서는 암호화 처리 부담이 다시 서버에 집중된다는 점입니다. 과거에는 이것이 큰 단점이었겠지만, ECC 암호화가 등장하면서 이러한 암호화에 필요한 CPU 사이클과 키 저장에 필요한 공간이 크게 줄었습니다. 이는 훨씬 작은 키로도 동일한 수준의 보안을 제공할 수 있는 ECC 알고리즘의 특성 덕분이며, 그 결과 클라이언트의 처리 비용도 크게 감소합니다. (과거에는 많은 사람이 “클라이언트는 문제가 아니다”라고 말했지만, 오늘날에는 전례 없이 많은 모바일 클라이언트를 상대하고 있으며 CPU 사용량은 배터리 수명을 소모하는 요인 중 하나입니다. 따라서 이제는 모두가 클라이언트도 고려해야 합니다.)
세 가지 공개 키 암호화 시스템은 모두 안전하고 효율적이며 상업적으로 활용할 수 있지만, 기반으로 삼는 수학적 문제의 유형은 서로 다릅니다. 이러한 차이는 공격자가 흔히 사용하는 무차별 대입 공격에 얼마나 취약한지에 영향을 줄 뿐만 아니라, 일정한 보안 수준을 제공하기 위해 알고리즘이 생성하는 키의 크기에도 차이를 가져올 수 있습니다. 미국 국립표준기술연구소(NIST)는 요구되는 보안 수준에 따라 각 시스템의 최소 키 크기에 대한 지침을 제공합니다. 물론 조직이 암호 다양성을 확보하고 있다면 여러 암호화 알고리즘 중에서 선택할 수 있습니다. 즉, 내일이라도 최대 2Kb 길이의 RSA 키를 뚫을 수 있는 실효성 있는 해킹 기법이 등장한다면, 서버에서 사용하는 알고리즘만 변경하고도 안심할 수 있다는 뜻입니다.
하지만 키 길이가 같다면 ECC가 더 안전합니다. 실제로 대부분의 경우 ECC는 매우 짧은 키만으로도 최신 알고리즘이 훨씬 긴 키를 사용해 제공하는 수준의 성능을 구현할 수 있습니다. 이러한 효율성은 ECC 알고리즘(여러 종류가 있음)에 사용되는 수학적 원리에서 비롯됩니다. 더 작은 키 크기로 보안을 유지하거나 강화하는 동시에 암호화에 따른 CPU 오버헤드를 줄일 수 있다는 점에서 ECC는 안전한 클라이언트-서버 통신을 지원하는 강력한 새로운 도구입니다.
F5 플랫폼은 이 중요한 새로운 도구를 활용합니다. 현재 BIG-IP 디바이스는 서명에 DSA를, 암호화에 ECC를 제공합니다. 이는 F5가 항상 지원해 온 RSA, AES 및 3DES 알고리즘에 더해 제공되는 기능입니다.
ECC가 암호화에 따른 CPU 비용 문제를 해결하는 데 도움이 되면서, 암호화가 전통적으로 어려움을 겪어 온 또 다른 큰 문제인 가시성이 남습니다. 모든 것이 암호화되어 있다면 데이터 손실 방지(DLP) 및 외부 인증 장치는 어떻게 암호화되지 않은 콘텐츠에 액세스할 수 있을까요?
SSL 가시성
이때 네트워크형 HSM 도구가 필요합니다. HSM 솔루션은 점점 보편화되고 있지만, 일반적으로 자격 증명을 저장하는 용도로만 사용됩니다. 그러나 적절하게 연결하고 활용하면 핵심 기반 기술로도 사용할 수 있습니다. 네트워크 에지의 유연성이 뛰어난 장치와 네트워크 중심부의 서버 간에 인증서를 공유하면, 에지 장치가 스트림을 종료하지 않고도 암호화되지 않은 트래픽을 확인할 수 있습니다. 게이트웨이 장치는 대칭 키, 비대칭 개인 키(디지털 서명 포함) 등을 저장하여 중요 정보를 보호하는 동시에 네트워크 전반에서 이를 사용할 수 있도록 합니다. 예를 들어 로그인 정보를 LDAP 장치로 보내고, 수신 스트림은 바이러스 스캐너를 거치게 하며, 송신 데이터는 DLP 장치를 통과하게 할 수 있습니다.
F5가 지원하는 하드웨어 보안 모듈은 변조 흔적을 확인할 수 있고 NIST 140-2 레벨 3을 지원하는 보안 강화 장치입니다. 이를 네트워크의 전략적 제어 지점에 보안 게이트웨이로 배치하면 조직은 효율적인 SSL 서비스뿐만 아니라 암호화된 데이터에 대한 가시성도 확보할 수 있습니다. 그 결과, 보안이 강화되면서도 연결을 종단하는 양방향 프록시의 모든 기능을 갖춘 완전한 시스템을 구축할 수 있습니다.
이러한 전략적 제어 지점이 제공하는 가능성은 무궁무진합니다. 조직은 F5® iRules® 스크립팅 언어를 활용하여 민감한 정보를 데이터 센터 내부에 보관할 수 있습니다. 예를 들어, F5® DevCentral™에서 공유되는 커뮤니티 관리형 iRule은 대부분의 신용 카드 정보를 탐지하여 외부로 전송되기 전에 삭제할 수 있습니다.
또 다른 예로, IPv6 게이트웨이 기능이나 SPDY 변환 기능을 F5 디바이스에 배치할 수 있습니다.
이러한 옵션 중 상당수는 일반적인 SSL 환경에서는 사용할 수 없습니다. 하지만 BIG-IP 디바이스는 수신 연결에 액세스함으로써 데이터 스트림의 페이로드에도 액세스할 수 있으므로, 스트림뿐만 아니라 해당 데이터에 대해서도 지능적으로 동작할 수 있습니다. 또한 디바이스가 연결을 종료할 필요가 없기 때문에 두 개의 개별 SSL 연결을 유지해야 하는 경우만큼 성능이 크게 저하되지 않습니다.
BIG-IP 디바이스는 보안 페이지에 대한 요청을 인증 절차로 전달하고, 사용자가 성공적으로 로그인한 후 권한 부여 서버에서 해당 페이지에 대한 사용자의 접근 권한을 확인한 경우에만 페이지를 반환할 수도 있습니다. 여기서 핵심은 인증, 권한 부여 및 계정 관리(AAA)가 수행되며, 인증에 실패하면 사용자를 코어 네트워크와 분리된 페이지로 리디렉션할 수 있다는 점입니다. 즉, 권한이 없는 사용자는 BIG-IP 디바이스를 통과해 내부 네트워크에 진입할 수 없으며, 정상적인 사용자로 위장한 공격자는 취약점 공격을 시도하기 위해 중요 시스템에 접근할 수 없습니다. 내부 네트워크에 진입하기 전에 연결이 차단되고 인증 절차가 수행되므로 이들의 연결은 더 이상 진행되지 않습니다. DDoS 상황에서는 공격 연결을 격리 네트워크로 리디렉션할 수 있는 고성능 디바이스를 통해 실제 사용자가 외부 공개 네트워크를 계속 이용할 수 있도록 하여 DDoS 공격의 의도를 무력화할 수 있습니다.
FIPS 140-2 지원
대규모 암호화 체계를 도입할 때 가장 큰 문제는 키 보호인 경우가 많습니다. 인증서를 최신 상태로 유지하고, 어떤 장치에 어떤 인증서가 있는지 관리하며, 특히 가상화 환경에서 인증서를 시스템 간에 이동할 수 있는 시점을 결정해야 하므로 배포할 수 있는 인증서 수가 제한될 수 있으며 아키텍처 결정에도 영향을 미칠 수 있습니다.
FIPS 140-2 레벨 2 지원이 필요한 조직의 경우, 여러 BIG-IP 장치 모델에 이 지원 기능을 추가할 수 있습니다. FIPS 140-2 지원은 필요하지 않지만 키 및 인증서 암호와 같은 정보를 보호하려는 조직은 기본 제공되는 Secure Vault 기술을 사용할 수 있습니다.
BIG-IP 디바이스는 HSM 역할을 하거나 네트워크에 이미 구축된 HSM을 활용할 수도 있습니다. HSM은 인증서를 안전하게 저장하므로, 이를 활용하면 키 사용 및 만료를 단일 지점에서 관리할 수 있어 인증서 관리가 간소화되고 IT 담당자는 다른 중요한 비즈니스 업무에 집중할 수 있습니다.
하나의 장치로 제공하는 추가 기능
모든 BIG-IP 플랫폼에는 비용에 포함된 라이선스를 통해 최대 암호화 처리량이 제공됩니다. 또한 이 F5 보안 솔루션은 추가 기능을 새로 도입하거나 활성화할 수 있다는 점에서도 큰 가치를 제공합니다. 기본 제공되는 DDoS 방어 기능은 공격 중에도 웹사이트가 중단 없이 더욱 안전하게 운영되도록 지원하며, 다양한 보안 및 성능 모듈을 추가할 수 있어 조직의 애플리케이션 전송 요구 사항을 충족하기 위해 IT 부서가 여러 장치가 아닌 단 하나의 장치만 관리하면 됩니다. 단일 처리 지점, 즉 전략적 제어 지점을 통해 관리가 간소화되고 대응 시간이 단축됩니다.
결론
IT의 미래에는 일부 웹 페이지는 암호화되고 일부는 암호화되지 않아 발생하는 보안 취약성을 방지하기 위해 모든 곳에 암호화를 적용하는 것이 포함됩니다. 이는 인프라에 큰 부담을 주며, 로드 밸런싱과 데이터 유출 방지를 비롯한 다양한 기능을 위해 트래픽과 지능적으로 상호 작용하면서도 모든 곳에 암호화를 구현해야 함을 의미합니다.
F5는 고도로 안전한 인프라를 간소화하고 가속화할 수 있는 솔루션을 제공합니다. BIG-IP 장치는 다양한 기능을 갖추고 있으며 SSL 연결을 종료하지 않고도 통과하는 트래픽을 검사할 수 있을 뿐만 아니라, 사용 중인 산업 또는 기술에 따라 특수 처리를 수행하도록 ICAP 지원 장치를 호출할 수도 있습니다. 또한 HSM을 지원하므로 F5 솔루션은 조직의 요구 사항에 매우 유연하게 대응할 수 있습니다. F5 BIG-IP 플랫폼은 필요한 수준에서 DDoS 공격을 방어하여 공격을 차단하는 동시에 정상 사용자를 애플리케이션으로 계속 라우팅할 수 있습니다.
전반적으로 BIG-IP 제품군은 다른 트래픽 관리 또는 보안 기술에서는 제공하지 못하는 세밀한 제어 기능과 확장성, 유연성을 제공합니다.
2018년 5월 30일 게시