📝 사이버 보안에서의 격리
사이버 보안에서의 격리(Isolation)란, 연결된 시스템을 세그먼트로 나누어
공격으로 인한 피해 확산을 방지하는 핵심 보안 전략이다.
여기서 중요한 것은, 피해 자체를 막는 것이 주 목표가 아닌
실제 한 세그먼트에서 일어난 피해가 다른 부분에 영향을 주지 않도록 하는 것이다.
단순한 방어보다 회복성과 봉쇄를 우선시하여 침해가 발생하더라도
광범위한 피해를 일으킬 가능성이 상당히 감소되도록 보장한다.
이 글에서는 사이버 보안에서 사용하는 격리를 구현하는 방법 및 기술을
하드웨어, 소프트웨어, 네트워크의 세 가지 주요 계층으로 나누어 설명한다.
📌Hardware Isolation
1. Air-gapped Systems
Air-gapped 시스템은 외부 네트워크와 완전히 분리된 시스템으로,
물리적 연결 자체를 차단하여 보안을 강화한다.
이 기술은 네트워크 보안에서 가장 극단적인 현태의 격리로,
비인가된 접근과 데이터 유출 가능성을 원천 차단하는 데 중점을 둔다.
💡주요 개념
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물리적 단절 - 네트워크 케이블, Wi-Fi, 블루투스 등 어떤 형태의
전자적 연결도 허용하지 않는다. -
독립적인 작업 환경 - 외부와의 연결 없이 독립적으로 시스템이 작동,
필요한 경우 오프라인 저장 매체(USB, CD) 등을 통해 데이터를 전송한다.
📍활용 분야
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군사 및 방위 - 군사 기밀 정보가 저장된 시스템에서 사이버 공격 시도나
정보 유출 가능성을 최소화 -
금융 - 고위험 금융 데이터, 트랜잭션 처리 관리
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산업 제어 시스템 - 전력망, 수도, 공장 자동화 등 주요 인프라 시스템에서
외부 해킹을 방지 -
암호화폐 보안 - 콜드 월렛(Cold Wallet)과 같은 인터넷 연결이 없는
환경에서 암호화폐를 저장, 해킹 위험 차단
Air-gap은 최고 수준의 보안을 제공하나, 물리적 접근만 허용하다 보니
운영상의 불편함이 있을 수 있다. 특히 소프트웨어 업데이트나 데이터 전송이
번거롭고 시간이 소요된다. 보안 담당자가 직접 매체(USB)를 통해 작업을 해야하고
이 과정에서 내부 직원이 매체를 이용한 위협에 취약할 수 밖에 없다.
따라서 외부와 자주 데이터나 정보를 주고받을 필요가 없는, 고도로 민감한
시스템이나 정보를 다루는 환경에 적합하다.
추가로 시스템 관리자는 Air-gap 환경에서 모니터링을 하기 위해
중앙 관리자 컴퓨터를 사용하나, 이 역시 Air-gap 환경에 속하기 때문에
개별 장치에서 로그 데이터나 시스템 활동을 기록하고 저장한 후
주기적으로 관리자가 물리적 저장 매체를 이용하여 수집한 후 분석해야 한다.
일부 환경에서는 특수 설정을 하여 제한적인 네트워크를 만들어 실시간 모니터링을
하기도 하나, 이 경우 Air-gap의 순수 물리적 단절과는 조금 다를 수 있다.
2. HSM (Hardware Security Module)
HSM은 암호화 작업을 위한 전문 하드웨어 장치를 말하며
민감한 데이터를 보호하고 고속 암호화 연산을 처리하기 위해 설계되었다.
💡주요 역할
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암호화 키 관리 - 암호화 키를 안전하게 생성, 저장, 백업, 복구하며
키가 외부로 유출되지 않도록 장치 내부에서만 관리 -
고속 암호화 연산 - 대규모 암호화, 복호화 작업, 디지털 서명 및 인증 등
복잡한 연산을 빠르게 처리 -
보안 프로세스 실행 - TLS/SSL 인증서 관리, 전자 서명, 데이터 무결성 검증,
사용자 인증 등을 처리 -
침입 방지 - HSM 자체로 물리적 침입에 강력한 방어를 제공하며
장치 내부 구조가 변조되거나 해킹 시 암호화 키를 자동으로 삭제
HSM에서 생성된 암호화 키는 HSM 장치 내부에만 존재하며, 외부로 보낼 수 없다.
CPU나 소프트웨어만 사용하는 것보다 훨씬 빠르고 효율적이며
특정 조직의 보안 요구사항에 맞게 설정이 가능하다.
이는 금융 및 클라우드 서비스, IoT 보안과 전자 서명과정에 사용된다.
하지만 고가의 장비와 설치와 유지보수에 비용이 들고
설정 및 관리가 복잡하여 전문 인력이 필요하다.
또 장비가 손상되거나 도단당하면 키 복구가 불가능할 수 있다.
📌Software Isolation
1. Virtualization
가상화 기술은 물리적 하드웨어를 소프트웨어적으로 나누어
다수의 독립적인 환경(가상머신)을 생성하는 방식이다.
가상화 소프트웨어(VMware, VirtualBox, Hyper-V)가 하드웨어를 추상화하여
각 애플리케이션이나 운영체제를 별도의 가상 머신에서 실행한다.
이는 하나의 VM에서 문제가 생겨도 다른 VM이나 호스트 시스템에 영향을 주지 않는다.
클라우드 컴퓨팅에서 다수의 사용자 환경을 가상화로 분리,
개발자가 새 소프트웨어를 테스트할 경우 격리된 공간을 제공하는 등
문제가 생길 경우 해당 VM만 초기화하거나 격리를 할 수 있다는 장점이 있다.
2. Containerization
컨테이너는 가상화 기술과 비슷하나, 더 가볍고 효율적인 방식으로 격리한다.
운영 체제 커널을 공유하면서 독립적인 애플리케이션 환경을 실행한다.
컨테이너는 운영체제 커널의 기본 기능(CPU 스케줄링, 파일 시스템, 메모리 관리 등)을
재사용하여 별도의 OS 커널이 필요없고, 같은 호스트에서 실행되는 모든 컨테이너가
하나의 커널을 사용한다.
이는 리소스 사용을 최소화하고 컨테이너 이미지 크기가 작아 빠르게 배포를 할 수 있다.
3. Sandboxing
샌드박스는 특정 애플리케이션이나 프로세스를 제한된 격리된 환경에서 실행하고
이는 애플리케이션이 시스템 리소스(파일, 네트워크 등)에 접근하지 못하도록
제한된 공간에서 실행된다.
악성코드가 실행되어도 시스템 전체에 영향을 미치지 못하므로
의심스러운 파일을 테스트할 수 있다.
📌Network Isolation
1. Firewall
방화벽은 네트워크 트래픽을 필터링하고 승인된 요청만 통과시키는 역할을 한다.
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패킷 필터링 - 데이터 패킷의 출발지와 목적지 IP, 포트 정보를 기반으로
허용 또는 차단 -
상태 기반 필터링 - 세션 상태를 추적하여 합법적인 세션만 허용
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애플리케이션 방화벽 - HTTP, FTP 같은 특정 애플리케이션 계층의
트래픽을 검사
2. VLAN
가상 로컬 영역 네트워크(VLAN)은 하나의 물리적 네트워크를 여러 개의 논리적
네트워크로 분리 하는 기술이다.
물리적인 네트워크 장비는 그대로 두고, 소프트웨어적으로 네트워크를 분리한다.
네트워크 간 트래픽이 격리되어 외부 접근을 차단할 수 있다.
서로 다른 부서끼리 같은 네트워크를 사용하더라도 서로 간섭하지 않도록 분리한다.
3. VPN
가상 사설 네트워크를 통해 안전하게 데이터를 주고받을 수 있도록
암호화된 터널을 생성한다.
인터넷 상에서 사설 네트워크처럼 동작하며 원격 근무 환경에서 안전하게
기업 네트워크에 접속 가능하다.
데이터를 암호화하여 도청을 방지한다.
격리된 공간은 공격 표면을 제한하고 잠재적 침해를 억제하여
민감한 데이터나 중요한 시스템을 손상된 영역으로부터 보호하여 보안을 강화하며
단순한 방어를 넘어, 회복성과 봉쇄를 우선시하여 침해가 발생하더라도
피해를 최소화 하는 것에 집중한다.
