VPN이란?

가상 사설망(VPN: Virtual Private Network)은 사용자가 사설망에 연결된 것처럼 인터넷에 액세스할 수 있도록 하는 인터넷 보안 서비스

정의상 VPN 연결은 다음과 같다.

• 연결 프로세스에 실제 케이블이 없기 때문에 'Virtual'
• 이 연결을 통해 다른 사용자가 내 데이터 또는 검색 활동을 볼 수 없기 때문에 'Private'
• 컴퓨터와 VPN 서버 등 여러 디바이스가 함께 작동하여 설정된 링크를 유지하므로 'Network'

VPN 등장 배경

사설망이란?

인터넷이 성장함에 따라 IPv4 Address의 폭발적인 수요가 일어났고 IPv4의 주소는 점점 부족해지기 시작하였다. 그리하여 탄생한 것이 바로 사설망(Private Network)이다.
IPv4 대역 중 일부를 Private IP로 지정하여 근거리 통신망 LAN에서 사용하도록 하여 IPv4 주소를 절약하였다.
사설망의 장점은 IPv4 주소 절약뿐만 아니라 보안적인 측면에서도 존재한다.
사설 IP를 이용해 별도의 네트워크를 구성함으로써 외부 인터넷과 내부의 네트워크를 분리하고 외부 인터넷의 접근으로부터 내부 네트워크를 보호할 수 있다. 그렇기에 필요한 경우에만 NAT(Network Address Translation)을 이용해 공인 인터넷 통신을 수행한다.
그런데, 여기저기 다양한 장소에 사설망이 구축되기 시작하면서 멀리 떨어져 있는 다른 사설망과의 연결의 필요성이 크게 증가하기 시작하였다.

전용 회선의 등장

기업의 경우, 회사 네트워크를 구축하면서 멀리 떨어져있는 지사 네트워크를 연결하기 위해 전용회선을 사용한다. 즉, 본사 사설망과 지사 사설망을 연결하는 것이다. 공인 인터넷이 아닌 인터넷 서비스 공급자(ISP)의 망 일부를 독점하여 사용하기 때문에 내부 트래픽이 아니면 접근할 수 없어 데이터의 안전이 보장된다는 것이 전용 회선의 큰 장점이다.

하지만 전용 회선은 큰 단점도 존재한다. 망 일부를 독점하여 사용하는 만큼 값이 매우 비싸다.
따라서 사람들은 비싼 전용 회선을 사용하지 않고도 사설망끼리 연결할 방법을 찾기 시작하였다.

이를 위하여 다음 두가지의 조건이 충족 되어야 한다.

• 비싼 전용 회선이 아닌 공인망을 사용하여 사설망과 사설망을 연결할 수 있어야 한다.
• 데이터가 안전하게 암호화되어야 한다.

이 두가지를 해결한 것이 바로 VPN(Virtual Private Network)이다.

VPN

VPN은 공인 인터넷을 사이에 둔 사설망과 사설망이 공인 IP로의 NAT와 같은 제약 없이 사설 IP를 이용해 통신(Routing)할 수 있도록 지원하며 데이터의 암호화를 제공한다.

VPN은 공인 인터넷에서 IP packet을 캡슐화함과 동시에 데이터를 암호화를 수행한다.
이 기술을 보통 터널링(Tunnerling)이라 한다.

터널링(Tunneling)은 간단히 말해서 원래 직접 갈 수 없는 데이터를, 다른 데이터(다른 프로토콜) 안에 넣어서 안전하게 목적지까지 보내는 기술이다. 원래 인터넷은 사설 IP를 직접 라우팅하지 않는다.(라우터 규칙)

VPN 보안

IP 숨기기

VPN을 켜면, 내 PC ↔ VPN 서버 사이에 암호화된 터널이 만들어진다.

인터넷으로 나가는 모든 요청은 내 PC에서 바로 목적지로 가는 게 아니라:
1. 먼저 VPN 서버로 감
2. VPN 서버가 대신 목적지에 접속

목적지 웹사이트/서비스 입장에서는 “VPN 서버의 IP”가 보이고, 내 진짜 IP는 감춰진다.

따라서 VPN을 이용하면 광고·트래킹·정부 검열 대상에서도 내 위치·IP를 추적하기 어려움.

데이터 암호화

내 PC ↔ VPN 서버 구간이 암호화(AES, ChaCha20 등) 되어 있으므로:

• 공용 와이파이에서 스니핑(패킷 도청) 불가
• ISP나 중간 라우터도 내가 어떤 사이트에 접속하는지, 어떤 데이터를 주고받는지 알 수 없음.

다만, VPN 서버 ↔ 목적지 사이트 구간은 암호화 안 될 수도 있음(HTTPS 안 쓰면 노출 가능).

한계

• VPN 서버 운영자는 내 접속 기록을 남길 수 있음
• 속도 저하