[Network] 침입차단 시스템

김리영·2025년 1월 29일

Network

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📌 본 게시물은 자기 학습 목적으로 작성되어 일부 내용이 부정확하거나 최신 정보와는 다를 수 있습니다.
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1️⃣ 침입차단 시스템(Firewall)

미리 정의한 보안 규칙(정책)을 기반으로 들어오고 나가는 네트워크 트래픽을 모니터링하고 제어하는 네트워크 보안 시스템
일반적으로 신뢰할 수 있는 네트워크와 신뢰할 수 없는 외부 네트워크 사이에서 동작

📌 기능

1. 접근 통제 (Access Control)

허용된 서비스나 전자우편 서버, 특정 호스트를 제외하고는 외부에서 내부 네트워크로 접근하는 트래픽을 패킷 필터링, 프록시 등의 방식으로 접근 통제

2. 인증 (Authentication)

메시지 인증 : 신뢰할 수 있는 통신선을 통해 전송되는 메시지 신뢰성 보장
사용자 인증 : 방화벽을 지나는 트래픽에 대한 사용자가 누구인지를 증명
ex) OTP, 패스워드
클라이언트 인증 : 특수한 경우에 접속을 요구한느 호스트에 대해 인가된 호스트인지 확인

3. 감사 및 로그 (Auditing / Logging)

정책 설정 및 변경, 관리자 접근, 네트워크 트래픽 허용 또는 차단 등과 관련된 사항의 접속 정보를 로그 형태로 남김

4. 프라이버시 보호 (Privacy Protection)

이중 DNS, 프록시, NAT 등 기능을 제공하여 내부 네트워크와 외부 네트워크 간 중계자 역할을 하여 내부 네트워크 정보 유출 방지

5. 데이터 암호화 (Data Encryption)

방화벽에서 다른 방화벽까지 전송되는 데이터를 암호화하여 전송하는 기능

2️⃣ 구현 방식에 따른 유형

📌 1. 패킷 필터링(Packet Filtering)

네트웨크 계층과 트랜스포트 계층에 있는 데이터를 가지고 인바운드와 아웃바운드 서비스를 제공하는 것
네트워크 계층에는 IP주소가 있고, 트랜스포트 계층에는 포트 번호와 프로토콜 종류(UDP, TCP 등)이 있으므로 특정 IP, 프로토콜, 포트 차단 및 허용을 수행
설정된 룰(ACL(Access Control List))에 따라 특정 트래픽을 허용하거나 차단

✔ 장점
1. 기본적인 패킷 검사만 수행하여 속도가 빠름
2. 설정이 단순하여 관리가 쉬움
✔ 단점
1. 패킷 내용을 검사하지 않고 헤더만 검사 -> 헤더는 쉽게 조작 가능
2. 강력한 로깅 기능 및 사용자 인증 기능ㄹ으 제공하지 않음

📌 2. 애플리케이션 게이트웨이(Application Gateway)

응용 계층에서 동작하여 접근 통제, 로그 관리 등의 기능을 제공하나 속도가 느림
사용자 및 응용 서비스에서 접근 제어를 제공하여 응용 프로그램 사용을 기록하여 감시 추적에 사용 가능
클라이언트와 서버 사이에 중개(proxy) 역할을 하며 트래픽을 분석하기 때문에 Proxy Firewall이라고도 함

✔ 장점
1. 모든 트래픽을 검사하므로 보안성이 높음
2. IP 주소를 숨길 수 있어 익명성 제공
3. 강력한 로깅 및 감시 기능 제공
✔ 단점
1. 프록시 서버를 거쳐야 하므로 속도 저하 가능
2. 특정 프로토콜만 지원하여 유연성이 부족할 수 있음

📌 3. 회선 게이트웨이(Circuit Gateway)

세션 계층과 응용 계층 사이에서 동작
방화벽을 통해 내부 시스템에 접근하기 위해서는 Client 측에서 Circuit Proxy를 인식할 수 있는 수정된 Client 프로그램(ex. SOCKS)이 요구되며 설치된 Clinet만 Circuit 형성이 가능

✔ 장점
1. IP 주소를 숨길 수 있어 익명성 제공
2. Application에 비해 관리 용이
✔ 단점
1. 수정된 Client 프로그램 필요
2. 비표준 포트로 우회 접근 시 방어 불가

📌 4. 상태 기반 패킷 검사(Stateful Packet Inspection)

OSI 전 계층에서 패킷의 내용을 분석하고, 연결 상태를 추적하여 침입을 차단하는 강력한 보안 기능 제공
기존 패킷 필터링 방화벽의 한계를 보완하여 세션 추적 기능을 추가
클라이언트와 서버 간의 세션 정보를 지속적으로 모니터링하며 정상적인 트래픽 여부를 판단
패킷의 헤더 정보를 해석하고 올바른 순서가 유지되지 않는 패킷을 감지하여 차단
네트워크 연결의 문맥(Context)을 분석하여 패킷 필터링보다 더 정밀한 보안 제공
방화벽 기술의 표준으로 자리 잡고 있으며 대부분의 최신 방화벽에서 사용됨

✔ 장점
- 네트워크 서비스의 특성과 통신 흐름을 인식하여 동적으로 접근 제어 규칙을 자동 생성
- 기존의 정적 패킷 필터링 방식보다 더 강력한 보안 기능 제공
- 트래픽의 전후 관계를 분석하여 비정상적인 패킷을 효과적으로 탐지 및 차단 가능
✔ 단점
- 특정 프로토콜(예: 암호화된 트래픽, 터널링 프로토콜) 내에 포함된 악성 데이터 식별이 어려울 수 있음

📌 5. 하이브리드 방화벽 (Hybrid Firewall)

여러 방화벽 유형을 결합하여 보안을 강화한 방식

✔ 장점
- 다양한 공격 유형에 대한 종합적인 방어 가능
- 고급 보안 정책을 적용할 수 있음
✔ 단점
- 복잡한 네트워크 환경에서 설정이 어려울 수 있음
- 비용 및 유지 관리가 어려울 가능성이 있음

3️⃣ 구축 유형

📌 1. 스크리닝 라우터(Screening Router)

내/외부 네트워크를 스크리닝 라우터(방화벽을 라우터에 탑재한 형태)로 연결
IP, TCP, UDP 헤더 부분에 포함된 내용만 분석하여 동작하며 내부 네트워크와 외부 네트워크 사이의 패킷 트래픽을 검사
출발/목적지 주소, 포트 등을 분석하고 패킷 필터 규칙에 적용하여 계속 진입시킬 것인지를 판별
연결 요청이 허가되면 이후 모든 패킷은 연결이 단절될 때까지 모두 허용

✔ 장점
- 필터링 속도가 빠르고 비용이 적음
- 클라이언트와 서버 환경 변화 없이 설치 가능
✔ 단점
- OSI 3, 4계층만 방어하여 필터링 규칙 검증이 어려움
- 패킷 내의 데이터는 차단 불가 및 로그 관리의 어려움

📌 2. 베스천 호스트(Bastion Host)

방화벽 시스템을 탐재한 호스트로 내/외부 네트워크 연결
베스천 호스트란 인터넷과 내부 네트워크 사이에서 외부 공격을 방어하는 목적으로 특별히 강화된 보안 서버
- 원격 접속(SSH, RDP)과 같은 관리자 접근을 위한 게이트웨이 역할 수행
✔ 장점
- 인증 기법, 접근 통재, 로그 기록 및 모니터링 기능 제공
✔ 단점
- 베스천 호스트 자체의 보안 취약성 존재 및 손상 시 내부망 손상 가능성 존재
- 로그인 정보 유출 시에 내부망 침해 가능

📌 3. 듀얼 홈드 호스트(Dual-Homed Host)

2개의 인터페이스를 가진 베스천 호스트로서 하나의 인터페이스는 내부 네트워크와 연결하고 다른 인터페이스는 외부 네트워크와 연결
스크리닝 라우팅 방식과는 달리 라우팅 기능은 존재하지 않음 -> Proxy 기능 부여

✔ 장점
- 정보 지향적인 공격 방어 가능
- 로깅 정보 생성 및 관리 용이
- 설치 및 유지보수 용이
✔ 단점
- 제공되는 서비스가 증가할 수록 가격 상승
- 서비스가 증가할 수록 Proxy 구성 복잡

📌 4. 스크린드 호스트(Screened Host)

듀얼 홈드 호스트(Dual-Homed Host) + 스크리닝 라우터(Screening Router)를 혼합하여 사용한 방화벽 시스템
스크리닝 라우터를 통해 외부 및 내부 네트워크에서 발생하는 패킷을 통과시킬 것인지를 1차적으로 검사 -> 통과한 트래픽은 베스천 호스트에서 2차적으로 필터링하여 검사

✔ 장점
- 네트워크 계층과 응용 계층에서의 2단계 보안 점검 기능
- 가장 많이 사용됨
- 듀얼 홈드 호스트의 장점 유지
✔ 단점
- 공격자에 의해 스크리닝 라우터의 라우팅 테이블 변경 가능성 존재
- 구축 비용이 높음

📌 5. 스크린드 서브넷(Screened Subnet)

스크리닝 라우터를 베스천 호스트 중심으로 연결하는 방화벽 구조로 스크리닝 라우터들 사이에 응용 게이트웨이가 위차하는 구조를 가짐
인터넷과 내부 네트워크 사이에 Screened Subnet이라는 DMZ 개념의 서브넷을 운용
Screened Subnet 내에 배치된 Bastion 호스트는 프록시 서버(응용 게이트웨이)를 활용하여 명확하게 허가되지 않은 모든 트래픽을 차단하는 역할을 수행
스크린드 호스트 보안상의 문제점을 보완

✔ 장점
- 스크린드 호스트 구조의 장점 유지
- 강력한 보안 기능
✔ 단점
- 설치 및 관리가 어려움
- 구축 비용이 높음
- 서비스 속도가 느림