클라우드 속 은밀한 메시지: 스테가노그래피와의 전쟁

클라우드 컴퓨팅은 여전히 진화하고 있는 매우 인기 있는 패러다임입니다. 클라우드 제공업체의 고객은 초기 비용을 피하거나 운영 비용을 절감할 수 있으며, 필요에 따라 즉시 서비스와 인프라 리소스를 확보함으로써 유연성을 높일 수 있습니다. NIST(미국 국립표준기술연구소)는 클라우드 컴퓨팅을 다음과 같이 정의합니다 [1]: “네트워크에 대한 보편적이고 편리한 온디맨드 접근을 가능하게 하는 공유 가능한 구성 가능한 컴퓨팅 리소스 모델 (예: 네트워크, 서버, 저장소, 애플리케이션 및 서비스)로, 이를 신속하게 프로비저닝하고 해제할 수 있으며, 최소한의 관리 노력이나 서비스 제공자 상호작용이 필요합니다.” 클라우드 컴퓨팅의 핵심 특성은 다음과 같습니다: 온디맨드 셀프 서비스, 광범위한 네트워크 접근, 리소스 풀링, 빠른 확장성, 측정 가능한 서비스. NIST는 또한 클라우드 사용자가 제어하는 세 가지 서비스 모델을 정의합니다.

클라우드 보안 동맹(Cloud Security Alliance)은 클라우드 컴퓨팅의 7대 주요 위협을 정의했습니다 [3] (해당하는 경우만 언급):

• 위협 #1: 클라우드 컴퓨팅의 남용 및 악의적 사용 (스팸, 맬웨어 코드, 비밀번호 크래킹, DDoS 공격, 봇넷 C&C 등 다양한 “활동”)

• 위협 #2: 악의적인 내부자

• 위협 #3: 데이터 손실 또는 유출

• 위협 #4: 계정 또는 서비스 해킹

• 위협 #5: 보안되지 않은 인터페이스 및 API

• 위협 #6: 공유 기술 문제 - 클라우드 컴퓨팅 서비스의 많은 기본 구성 요소는 다중 테넌시(multi-tenancy)를 위한 강력한 격리를 제공하도록 설계되지 않았습니다. 공격자는 다른 클라우드 고객의 운영에 집중하고 그들의 데이터에 무단 접근하는 방법을 찾습니다.

• 위협 #7: 알려지지 않은 위험 프로필 - 인프라를 공유하게 될 사람들에 대한 모호한 정보, 네트워크 침입 로그, 리디렉션 시도 및 성공 등 로깅 데이터와 함께.

위의 위협은 두 그룹으로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 잘 알려진 위협 그룹 (위협 #1-5)으로, 클라우드 컴퓨팅 환경을 활용하여 증폭될 수 있습니다. 예를 들어, 과거 특정 운영 체제에 국한되었던 공격이 이제 크로스 플랫폼으로 확장됩니다. 두 번째는 클라우드 특화 위협 그룹 (위협 #6-7)으로, 클라우드 컴퓨팅의 특성 자체를 악용합니다.

스테가노그래피 기법은 데이터 유출, 네트워크 공격 또는 비밀스러운 의사소통에 이상적인 도구를 제공할 수 있습니다. 이러한 기술의 목적은 비밀 데이터 (스테간그램)를 평범해 보이는 운반체(예: 일반적인 사용자 전송)에 숨기는 것입니다. 이상적인 상황에서는 제3자가 은밀한 데이터 교환을 감지할 수 없습니다. 최적의 스테간그램 운반체는 두 가지 특성을 가져야 합니다: 인기가 있어야 하며, 자체적으로 이상 현상으로 간주되지 않아야 하고, 스테간그램 삽입과 관련된 변경 사항이 제3자(스테가노그래피를 모르는 사람)에게 “보이지” 않아야 합니다.

그렇다면 이러한 요구 사항을 충족하는 운반체를 어떻게 찾을 수 있을까요? 오늘날 인터넷에서는 다양한 고급 인터넷 서비스가 확산되고 있으며, 점점 더 많은 서비스가 위에서 언급한 클라우드 컴퓨팅 서비스로 이동하고 있습니다. 주요 클라우드 서비스 제공업체는 인프라에 상당한 투자를 하고 고객 확보에 힘쓰고 있습니다. 주요 플레이어로는 구글(Gmail, GoogleDoc), 마이크로소프트(Azure), 아마존(Amazon Web Services), 시스코(WebEx)가 있습니다. 이러한 서비스는 때때로 복잡한 프로토콜과 인프라를 사용하여 목표를 달성합니다. 따라서 그들은 비밀 데이터 운반체로 적합한 후보입니다. 우리는 클라우드 컴퓨팅에서 스테가노그래피 통신 세 가지 유형을 제안합니다. 이는 스테간그램 수신자(SR)의 위치에 따라 달라집니다 (그림 1). 이러한 모든 시나리오는 클라우드 서비스가 어떻게 사용되는지에 대한 숨겨진 의도를 감추는 것을 요구합니다:

(1) SR은 스테간그램 전송자(SS)와 동일한 클라우드 인스턴스에 위치합니다. 이 사례는 적어도 한 명이 권한이 없는 두 명의 클라우드 서비스 사용자가 기밀 데이터를 교환하는 시나리오를 고려합니다. 이러한 통신에는 두 사용자 간의 비공개 데이터 교환이 포함됩니다.

클라우드 컴퓨팅을 이용한 은밀한 통신: 보안 위협과 스테가노그래피

네트워크 스테가노그래피는 비밀 데이터를 전송하기 위해 네트워크 프로토콜(데이터 단위 또는 교환 방식)이나 두 개 이상의 프로토콜 간의 관계를 이용하는 방법입니다. 이는 위협 1-3의 실현으로 이어질 수 있습니다. (2) SR이 클라우드 서비스 환경 외부에 위치할 경우, 클라우드 서비스의 기능은 네트워크 공격을 수행하는 데 사용될 수 있습니다. 이 경우 스테가노그래픽 통신은 클라우드 봇넷이나 악성 소프트웨어의 조정을 위해 활용될 수 있습니다 [4]. 이러한 통신은 네트워크 스테가노그래피의 활용을 포함합니다. 이는 위협 1-3의 실현으로 이어질 수 있습니다. (3) SR이 SS와 다른 클라우드 인스턴스에 위치할 경우,

이러한 통신은 공유 자원을 이용하여 은밀한 채널을 이용하는 것을 포함합니다. 이러한 솔루션은 데이터 교차 중복성 메커니즘 [5]이나 동일한 물리적 머신에 있는 서비스 인스턴스 간 공유 캐시 [6]를 기반으로 제안되었습니다. 이는 위협 1-3과 7의 실현으로 이어질 수 있습니다.

요약하자면, 클라우드 컴퓨팅은 비밀 통신을 위한 운반체로서 IP 전화 [7]와 같은 다른 인기 있는 스테가노그래피 운반체와 큰 차이가 없습니다. 이 분야의 주요 혁신은 두 개의 클라우드 서비스 인스턴스 간 비밀 통신을 가능하게 하는 점입니다. 스테가노그래피는 네트워크 보안에 대한 위협으로 간주되어야 하며, 이는 일반적인 네트워킹 보안 문제와 유사합니다.

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