[ IX ] 소프트웨어 개발 보안 구축 - 소프트웨어 개발 보안 설계

[ 1 ] 소프트웨어 개발 보안 설계

( 1 ) SW 개발 보안의 개념

• 요구사항 명세
  • 요구사항 중 보안 항목 시별
• 설계
  • 위협원 도출을 위한 위협 모델링
• 구현
  • 표준 코딩 정의서 및 SW 개발 보안 가이드를 준수해서 개발
• 테스트
  • 모의침투 테스트 또는 동적 분석을 통한 보안 취약점 진단 및 개선 
• 유지보수
  • 지속적인 개선
  • 보안패치

( 2 ) SW 개발 보안의 구성요소

• SW 개발 보안의 3대 요소 ( 가무가)
  • 기밀성(Confidentiality)
    • 인가되지 않은 개인 혹은 시스템 접근에 따른 정보 공개 및 노출을 차단하는 특성
  • 무결성(Integrity)
    • 정당한 방법을 따르지 안혹선 데잍 변경될 수 없으며, 데이터의 정확성 및 완전성과 고의/악의로 변경되거나 훼손 또는 파괴되지 않음을 보장하는 특성
  • 가용성(Availability)
    • 권한을 가진 사용자나 애플리케이션이 원하는 서비스를 지속 사용할 수 있도록 보장하는 특성
• SW 개발 보안 용어
  • 자산(Assets)
    • 조직의 데이터 또는 조직의 소유자가 가치를 부여한 대상
    • 예 ) 서버의 하드웨어, 기업의 중요 데이터
  • 위협(Threat)
    • 조직이나 기업의 자산에 악영향을 끼칠 수 있는 사건이나 행위
    • 예 ) 해킹, 삭제, 자산의 불법적 유출, 위/변조, 파손
  • 취약점(Vulnerability)
    
    • 위협이 발생하기 위한 사전 조건으로 시스템의 정보 보증을 낮추는 데 사용되는 약점
    • 예 ) 평문 전송, 입력값 미검증, 비밀번호 공유
  • 위험(Risk)
    • 위협이 취약점을 이용하여 조직의 자산 손실 피해를 가져올 가능성

( 3 ) SW 개발 보안을 위한 공격기법의 이해

• DoS공격
  • DoS(Denial of Service) 공격의 개념
    • 시스템을 악의적으로 공격해서 해당 시스템의 자원을 부족하게 하여 원래 의도된 용도로 사용하지 못하게 하는 공격이다.
    • DoS 와 DDoS 차이점
      • DoS는 하나의 컴퓨터에서 악성 패킷을 보내는 방식이기 때문에 타킷 시스템 측에서 IP를 차단하게 되면 더이상 공격을 할 수 없다.
      • DDoS는 완벽한 공격을 위해 여러대의 PC를 감염시키고, 분산된 좀비 PC들을 이용해 타킷 시스템을 집중적으로 공격해서 서비스를 마비시키는 차이가 있다.
  • DoS 공격의 종류***
    • SYN 플러딩(SYN Flooding)
      • TCP 프로토콜의 구조적인 문제를 이용한 공격
      • 서버의 동시 가용 사용자 수를 SYN 패킷만 보내 점유하여 다른 사용자가 서버를 사용 불가능하게 하는 공격
      • 공격자는 ACK를 발송하지 않고, 계속 새로운 연결을 요청을 하게 되어 서버는 자원할당을 해지하지 않고 자원만 소비하여 고갈딤
      • 대응방안
        • TCP 연결 타임아웃을 짧게 가져가서 연결 요청 대기 시간을 줄인다.
        • Backlog Queue를 늘려준다
        • Syncookie 기능 활성화
        • Anti-DDoS, 방화벽, 침입 차단 시스템 등 보안 장비를 통해 침입 탐지 및 차단을 수행한다.
        • 최신 시스템 및 애플리케이션 패치 및 업데이트를 수행한다.
    • UDP 플러딩(UDP Flooding)
      • 대량의 UDP 패킷을 만들어 임의의 포트번호로 전송하여 으답 메시지(ICMP; Destination Unreachable)를 생성하게 하여 지속해서 자원을 고갈시키는 공격
      • ICMP 패킷은 변조되어 공격자에게 전달되지 않아 대기함
    • 스머핑(Smurt) / 스머핑(Smurfing)
      • 출발지 주소를 공격 대상의 IP로 설정하여 네트워크 전체에게 ICMP Echo 패킷을 직접 브로드캐스팅 하여 마비시키는 공격
      • 대응방안
        • 증폭 네트워크로 사용되는 것을 막기 위해서 다른 네트워크로부터 자신의 네트워크로 들어오는 직접 브로드캐스트 패킷을 허용하지 않도록 라우터를 설정
    • 죽음의 핑(PoD; Ping of Death)
      • ICMP 패킷(Ping)을 정상적인 크기보다 아주 크게 만들어 전송하면 다수의 IP 단편화가 발생하고, 수신측에서는 단편화된 패킷을 처리(재조합) 하는 과정에서 많은 부하가 발생하거나, 재조합 버퍼의 오버플로우가 발생하여 정상적인 서비스를 하지 못하도록 하는 기법
      • 대응방안
        • 보통 ICMP 패킷은 분할하지 않으므로 패킷 중 분할이 일어난 패킷을 공격으로 의심하여 탐지하도록 설정
        • 현재 시스템 대부분은 반복적으로 들어오는 일정 수 이상의 ICMP 패킷을 무시하도록 설정되어 있지만, 취약점을 가지고 있다면 패치가 필요
    • 랜드 어택(Land Attack)
      • 출발지 IP와 목적지 IP를 같은 패킷 주소로 만들어 보냄으로써 수신자가 자기 자신에게 응답을 보내게 하여 시스템의 가용성을 침해하는 공격기법
      • 대응방안
        
        • 수신되는 패킷 중 출발지 주소와 목적지 주소가 동알한 패킷들을 차단
    • 티어 드롭(Tear Drop)
      • IP 패킷의 재조합 과정에서 잘못된 Fragment Offset 정보로 인해 수신시스템이 문제를 발생하도록 만드는 DoS 공격
    • 봉크(Bonk)
      • 패킷을 분할하여 보낼 때 처음 패킷을 1번으로 보낸 후 다음 패킷을 보낼 때도 순서번호를 모두 1번으로 조작하여 전송하는 DoS공격
      • 똑같은 번호로 전송되어 오류를 일으킴
    • 보잉크(Boink)
      • 처음 패킷(패킷의 크기를 100이라고 가정)을 1번으로 보낸 후 다음 패킷을 100번, 다음 패킷을 200번, 20번째 패킷을 2002번, 21번째 패킷을 100번, 22번째 패킷을 다시 2002번 등으로 중간에 패킷 시퀀스 번호를 비정상적인 상태로 보내서 부하를 일으키게 하는 공격기법
• DDoS 공격
  • DDoS(Distributed DoS) 공격의 개념
    • 여러 대의 공격자를 분산 배치하여 동시에 동작하게 함으로 써 특정 사이트를 공격하는 기법
  • DDoS 공격 구성요소
    • 핸들러
      • 마스터 시스템의 역할을 수행하는 프로그램
    • 에이전트
      • 공격 대상에 직접 공격을 가하는 시스템
    • 마스터
      • 공격자에게 직접 명령을 받는 시스템
      • 여러대의 에이전트를 관리하는 역할
    • 공격자
      • 공격을 주도하는 해커의 컴퓨터
    • 데몬 프로그램
      • 에이전트 시스템의 역할을 수행하는 프로그램
  • DDoS 공격 도구
    • Trinoo
      • 많은 소스로부터 통합된 UDP flood 서비스 거부 공격을 유발하는데 사용되는 도구
    • Tribe Flood Network
      • TFN은 trinoo와 거의 유사한 분산 도구로 많은 소스에서 하나 혹은 여러 개의 목표 시스템에 대해 서비스 거부 공격을 수행할 수 있는 도구
    • Stacheldraht
      • 분산 서비스 거부 에이전트 역할을 하는 Linux 및 Solaris 시스템용 멀웨어 도구
  • DDoS 공격의 대응 방안
    • 차단 정책 업데이트
    • 좀비PC IP 확보 
    • 보안 솔루션 운영
    • 홈페이지 보안 관리
    • 시스템 패치
  • DDoS 공격의 종류
    • 대역폭 소진 공격(3~4계층)
      • UDP/ICMP Traffic Flooding
        • UDP/ICMP Flooding
        • DNS Query Flooding
      • TCP Traffic Flooding
        • SYN Flooding
        • SYN+ACK Flooding
      • IP Flooding
        • LAND Attack
        • Teardrop
    • 서비스(애플리케이션) 마비 공격(7계층)
      • HTTP Traffic Flooding
        • GET Flooding
        • GET with Cache-Control
      • HTTP Header/Option Spoofing
        • Slowris
        • Slowloris
        • Slow Read Attack
      • Other L7 Service Flooding
        • Hasdh DoS
        • Hulk DoS
        • FTP/SMTP Attack
  • DRDos 공격
    • DRDoS(Distributed Reflection DoS) 공격의 개념
      • 공겨자는 출발지 IP를 공격대상 IP로 위조하여 다수의 반사 서버로 요청 정보를 전송, 공격 대상자는 반사 서버로부터 다량의 응답을 받아서 서비스 거부(DoS)가 되는 공격
    • DRDoS 공격 절차
      • 출발지 IP 변조
        • 공격자는 출발지 IP를 공격 대상자 IP로 Spoofing 하여 SYN 패킷을 공격 경유지 서버로 전송
      • 공격 대상자 서버로 응답
        • SYN 패킷을 받은 경우 서버는 Spoofing 된 IP(공격 대상자 서버)로 SYN/ACK를 전송
      • 서비스 거부
        • 공격 대상자 서버는 수많은 SYN/ACK를 받게 되어 서비스 거부가 됨
  • DRDoS 대응 방안
    • ISP(인터넷 서비스 사업자)가 직접 차단한다.
    • 반사 서버에서 연결을 완료하지 않은 Syn 출처 IP를 조사하여 블랙 리스트로 운용, 공격 서버를 사전에 차단
    • 공격 대상이 되고 있는 공격 대상 서버 IP와 Port(서비스)를 변경, 필터링 하여 운영
  • 세션 하이재킹
    • 세션 하이재킹(Session Hijacking) 개념
      • 케빈 미트닉이 사용했떤 방법 중 하나로 TCP의 세션 관리 취약점을 이용한 공격기법이다.
    • 세션 하이재킹의 특징
      • TCP Sequence Number의 보안상 취약점으로 발생
      • Victim과 Server 사이의 패킷을 스니핑하여 Sequence Number를 획득하고, 공격자는 데이터 전송 중인 Victim과 Server 사이를 비동기화 상태로 강제적으로 만들고, 스니핑하여 획득한 Client Sequence Number를 이용하여 공격하는 방식이다
      • 비동기 상태로 패킷이 유실되어 재전송 패킷이 증가한다.
      • 세션 하이재킹을 통해 ACK Strorm 증가, 네트워크 부하 증가 현상이 발생한다
    • 세션 하이재킹 탐지 방법
      • 비동기 상태 탐지
      • ACK 패킷 비율 모니터링
      • 특정 세션에서 패킷 유실 및 재전송이 증가되는 것을 탐지
      • 기대하지 않은 접속의 리셋 탐지
  • 애플리케이션 공격
    • HTTP GET 플러딩(Flooding)
      • Cache Control Attack 공격
      • 과도한 Get 메시지를 이용하여 서버에 과부화를 일으키는 공격기법
    • Slowloris(Slow HTTP Header DoS)
      • HTTP GET 메서드를 사용하여 헤더의 최종 끝을 알리는 개행 문자열\r\n\r\n(Hex: 0d 0a 0d 0a)을 전송하지 않고 \r\n(Hex: 0d 0a)만 전송하여 대상 웹 서버와의 연결 상태를 장시간 지속시키고 연결 자원을 모두 소진시키는 서비스 거부 공격
    • RUDY Attack(Slow HTTP POST DoS)
      • 요청 헤더의 Content-Length를 비정상적으로 크게 설정하여 메시지 바디 부분을 매우 소량으로 보내 계속 연결 상태를 유지시키는 공격
    • Slow Read Attack
      • TCP 윈도 크기를 낮게 설정하여 서버로 전달하고, 해당 윈도 크기를 기준으로 통신하면서 데이터 전송이 완료될 때 까지 연결을 유지하게 만들어 서버의 자원을 고갈시키는 공격
    • Hulk DoS
      • 공격자가 공격대상 웹 사이트 웹 페이지 주소(URL)을 지속적으로 변경하면서 다량으로 GET 요청을 발생시키는 서비스 거부 공격
• 네트워크 공격
  • 스니핑
    • 공격 대상에게 직접 공격을 하지 않고, 데이터만 몰래 들여다보는 수동적 공격기법
  • 네트워크 스캐너, 스니퍼
    • 네트워크 하드웨어 및 소프트웨어 구성의 취약점을 파악을 위해 공격자가 취약점을 탐색하는 공격 도구
  • 패스워드 크래킹
    • 사전(Dictionary) 크래킹
    • 무차별(Brute Force) 크래킹
    • 패스워드 하이브리드 공격(Password Hybird Attack)
      • 사전공격 + 무차별 대입 공격
    • 레인보우 테이블 공격(Rainbow Table Attack)
      • 패스워드 별로 해시 값을 미리 생성해서 테이블에 모아 놓고, 크래킹 하고자 하는 해시 값을 테이블에서 검색해서 역으로 패스워드를 찾는 공격기법
  • IP 스푸핑
    • 침입자가 인증된 컴퓨팅 시스템인 것 처럼 속여서 타킷 시스템의 정보를 빼내기 위해서 본인의 패킷 헤더를 인증된 호스트의 IP 어드레스로 위조하여 타킷에 전송하는 공격 기법
  • ARP 스푸핑
    • 공격자가 특정 호스트의 MAC 주소를 자신의 MAC 주소로 위조한 ARP Reply를 만들어 희생자에게 지속적으로 전송하여 희생자의 ARP Cache Table에 특정 호스트의 MAC 정보를 공격자의 MCA 정보로 변경, 희생자로 부터 특정 호스트로 나가는 패킷을 공격자가 스니핑하는 공격기법
  • ICMP Redirect 공격
    • 3계층에서 스니핑 시스템을 네트워크에 존재하는 또 다른 라우터라고 알림으로써 패킷의 흐름을 바꾸는 공격기법
  • 트로이 목마
    • 악성 루틴이 숨어 있는 프로그램으로 겉보기에는 정상적인 프로그램으로 보이지만 실행하면 악성 코드를 실행하는 프로그램
• 시스템 보안 위협
  • 버퍼 오버플로우(Buffer Overflow) 공격
    • 스택 버퍼 오버플로우
      • 메모리 영역중 Local Value나 함수의 Return Address가 저장되는 스택 영역에서 발생하는 오버플로우 공격
    • 힙 버퍼 오버플로우
      • 프로그램 실행 시 동적으로 할당되는 힙 영역에 할당된 버퍼 크기를 초과하는 데이터(실행 가능 코드)를 입력하여 메모리의 데이터와 함수 주소 등을 변경, 공격자가 원하는 임의의 코드를 실행하는 공격기법
    • 버퍼 오버플로우 대응 방안
      • 스택가드 활용
        • 카나리 라고 불리는 무결성 체크용 값을 복귀 주소와 변수 사이에 삽입해 두고, 버퍼 오버플로우 발생 시 카나리 값을 체크, 변할 경우 복귀 주소를 호출하지 않는 방식으로 대응
      • 스택쉴드 활용
        
        • 함수 시작 시 복귀 주소를 Global RET라는 특수 스택에 저장해 두고, 함수 종료 시 저장된 값과 스택의 RET 값을 비교해서 다를 경우 오버플로우로 간주하고 프로그램 실행 중단
      • ASLR(Address Space Layout Randomization)
        • 메모리 공격을 방어하기 위해 주소 공간 배치를 난수화하고, 실행 시마다 메모리 주소를 변경시켜 버퍼 오버플로우를 통한 특정 주소 호출을 차단
        • 리눅스에서 설정 가능
      • 안전한 함수 활용
        • 버퍼 오버플로우에 취약 함수 
          • strcat(), strcpy(), gets(), scanf(), sscanf(), vscanf(), vsscanf(), sprintf(), vsprintf()
        • 버퍼 오버플로우에 안전한 함수
          • strncat(), strncpy(), fgets(), fscant(), vfscanf(), snprintf(), vsnprintf()
    • 백도어(Backdoor)
      • 포맷 스트링 공격
        • 포맷 스트링을 인자로 하는 함수의 취약점을 이용한 공격으로 외부로부터입력된 값을 검증하지 않고 입출력 함수의 포맷 스트링을 그대로 사용하는 경우발생하는 취약점 공격기법
      • 레이스 컨디션 공격
        • 둘 이상의 프로세스나 스레드가 공유자원을 동시에 접근할 때 접근 순서에 따라 비정상적인(원하지 않는) 결과가 발생하는 조건/상황
      • 키로거 공격
        • 키보드 활동을 기록하는 것
      • 루트킷
        • 시스템 침입 후 침입 사실을 숨긴 채 차후의 침입을 위한 백도어, 트로이 목마 설치, 원격 접근, 내부 사용 흔적 삭제, 관리자 권한 획득 등 주로 불법적인 해킹에 사용되는 기능을 제공하는 프로그램의 모음
• 보관 관련 용어
  • 스피어피싱
    • 사회 공학의 한 기법으로, 특정 대상을 선정 후 일반적인 이메일로 위장한 메일을 지속적으로 발송
    • 발송 메일의 본문 링크나, 첨부된 파일을 클릭하도록 유도 하여 개인정보를 탈취하는 공격기법
  • 스미싱
    • SMS와 피싱의 합성어
    • 문자메시지를 이용하여 신뢰할 수 있는 사람, 또는 기업이 보낸 것 처럼 가장하여 개인 비밀번호를 요구하거나 소액 결제를 유도하는 공격기법 ( 사이버 사기 )
  • 큐싱
    • 큐알 코드와 피싱의 합성어
    • QR 코드를 통해 악성 앱을 내려받도록 유도하여 금융 정보를 빼내는 피싱 공격(사이버 사기)
  • 봇넷
    • 악성 프로그램에 감염되어 악의적인 의도로 사용될 수 있는 다수의 컴퓨터들이 네트워크로 연결된 형태
  • APT 공격
    • 특정 타킷을 목표로 하여 다양한 수단을 통한 지속적이고 지능적인 맞춤형 공격기법
  • 공급망 공격
    • 소프트웨어 개발사의 네트워크에 침투하여 소스 코드의 수정 등을 통해 악의적인 코드를 삽입하거나 배포 서버에 접근하여 악의적인 파일로 변경하는 방식을 통해 사용자 PC에 소프트웨어 설치 또는 업데이트 시에 자동적으로 감염되도록 하는 공격기법 
  • 제로데이 공격
    • 보안 취약점이 발견되어 널리 공표되기전에 해당 취약점을 아용하여 이루어지는 보안 공격기법
  • 웜
    • 스스로 복제하여 네트워크 등의 연결을 통해 전파하는 악성 소프트웨어 컴퓨터 바이러스
    • 컴퓨터 바이러스와 비슷하지만, 바이러스는 다른 실행 프로그램에 기생하여 실행되는데 반면, 웜은 독자적으로 실행되며 다른 실행 프로그램이 피룡하지 않은 특징이 있음
  • 악성 봇
    • 스스로 실행되지 못하고, 해커의 명령에 의해 원격에서 제어 또는 실행이 가능한 프로그램 혹은 코드
  • 사이버 킬 체인
    • 공격형 방위 시스템으로 지능적, 지속적 사이버 공격에 대해 7단계 프로세스별 공격분석 및 대응을 체계화한 APT 공격 방어 분석 모델
  • 랜섬웨어
    • 악성 코드의 한 종류로 감염된 시스템의 파일들(문서, 사진, 동영상 등)을 암호화하여 복구할 수 없도록 하고, 피해자로 하여금 암호화된 파일을 인질처럼 잡고 모값을 요구하는 악성 소프트웨어
  • 이블 트윈
    • 무선 Wifi 피싱 기법으로 공격자는 합법적인 Wifi 제공자처럼 행세하여 노트북이나 휴대 전화로 핫스팟에 연결한 무선 사용자들의 정보를 탈취하는 무선 네트워크 공격기법
  • 사회공학
    • 사람들의 심리와 행동 양식을 교묘하게 이용해서 원하는 정보를 얻는 공격기법
  • 트러스트존
    • 프로세서 안에 독립적인 보안 구역을 따로 두어 중요한 정보를 보호하는 AR사에서 개발한 보안 기술
  • 타이포스쿼팅
    • 네티즌들이 사이트에 접속할 때 주소를 잘못 입력하거나 철자를 빠드리는 실수를 이용하기 위해 이와 유사한 유명 도메인을 미리 등록하는 일 URL 하이재킹이라고도 부름
    • 예 ) nver.com, gogle.com

( 4 ) 서버 인증 및 접근 통제

• 서버 인증의 개념
  • 서버 인증은 다중 사용자 시스템과 망 운영 시스템에서 접속자의 로그인 정보를 확인하는 보안 절차
• 서버 인증의 기능
  • 스니핑 방지
  • 피싱 방지
  • 데이터 변조 방지
  • 기업 신뢰도 향상
• 인증 기술의 유형
  • 지식기반 인증
    • 사용자가 기억하고있는 지식 
    • ID/패스워드
  • 소지기반 인증
    • 소지하고 있는 사용자의 물품
    • 공인인증서, OTP
  • 생체기반 인증
    • 고유한 사용자의 생체 정보
    • 지문, 홍채, 정맥, 얼굴
  • 특징기반 인증
    • 사용자의 특징을 활용
    • 서명, 발검음, 몸짓
• 서버 접근 통제
  • 서버 접근 통제의 개념
    • 서버 접근 통제는 사람 또는 프로세스가 서버 내의 파일에 읽기, 쓰기, 실행 등의 접근 여부를 허가하거나 거부하는 기능이다.
  • 서버 접근 통제의 목적
    • 비인가자로부터 객체의 기밀성, 무결성,가용성을 보장
  • 서버 접근 통제의 유형
    • 임의적 접근 통제(DAC; Discretionary Access Control)
    • 강제적 접근 통제(MAC; Mandatory Access Control)
    • 역할 기반 접근 통제(RBAC; Role Based Access Control)
  • 3A(Authentication, Authorization, Accounting)
    • 인증(Authentication)
      • 주체의 신원을 검증하기 위한 활동
    • 권한 부여(Authorization)
      • 인증된 주체에게 접근을 허용하는 활동
    • 계정 관리(Accounting)
      • 리소스 사용에 대한 정보를 수집하고 관리하는 서비스
  • 인증관련 기술
    • SSO(Single Sign On)
      • 커버로스에서 사용되는 기술로 한 번의 인증 과정으로 여러 컴퓨터상의 자원을 이용할 수 있도록 해주는 인증 기술
    • 커버로스(Kerberos)
      • 클라이언트/서버 모델에서 동작하고 대칭 키 암호기법에 바탕을 둔 티켓 기반 프로토콜