[논문]고속 디지털 포렌식 기술

김건우; 홍도원

문제 정의

본 고에서는 ETRI HSFS 시스템에 대해서 간단히 소개한다. 특히, HSFS의 주요 고속화 기술인 포렌식 검색 기술과 패스워드 고속 해독 기술에 관하여 기술한다.
포렌식 검색은 일반 검색과는 달리 물리적 레벨에서 비트 와이즈 연산을 바탕으로 검색을 수행해야 하기 때문에 많은 시간이 소요된다. 이에 ETRI는 하드웨어 기반의 포렌식 고속 검색 시스템과 인덱스 기반의 고속 검색 시스템을 개발하였다.
본 고에서는 ETRI HSFS 시스템에 대해서 간단히 소개한다. 특히, HSFS의 주요 고속화 기술인 포렌식 검색 기술과 패스워드 고속 해독 기술에 관하여 기술한다.

제안 방법

GUI 콘솔은 사용자 인터페이스를 관장하며, 사용자의 요구가 발생할 경우 서버 내의 개별 블록 및 각 서브 시스템에 해당 명령을 전송하면, 블록 및 서브 시스템은 자신이 맡은 기능을 수행하여 그 결과를 GUI 콘솔에 통보하여 사용자에게 전달한다. 고속화 장비를 이용하지 않는 디지털 포렌식의 기본기능은 GUI 콘솔과 연결된 윈도우즈 PC에서 구현하였다.
이는 입력 패스워드의 가용 공간 전체를 조사해야 하므로 엄청난 시간을 필요로 한다. 그래서, ETRI는 그래픽 프로세서를 활용하여 다수의 패스워드 후보에 대한 패스워드 검증 연산을 병렬처리하여, 범용 연산을 이용할 때보다 고속으로 패스워드를 해독하는 시스템을 개발하였다. 물론 사전공격과 이를 위한 개인용/ 범용 사전 생성 기능도 제공한다.
다수개의 질의어에 대한 동시 검색이나 대용량 데이터로부터 즉시 응답을 요구하는 환경에서는 하드웨어 기반 검색법이라도 실시간으로 검색 결과를 얻을 수는 없다. 그래서, ETRI는 포렌식 이미지에 대해 인덱스를 고속으로 생성하고 검색 시 인덱스를 참조하여 실시간으로 검색 결과를 제시하는 인덱스 기반 고속 검색 기술을 개발하였다.
66GHz)와 3GB 메모리를 장착한 GUI PC에서 실행되었다. 그리고, GPU 가속을 위해 9800GTX 그래픽카드가 탑재된 리눅스 머신과 C₈₇0/S870이 탑재된 HSFS에서 각각 테스트하였다.
각종 어플리케이션에 대해 설정된 패스워드를 찾아낸다. 이를 위해 패스워드 사전 생성 기능, 사전을 이용한 패스워드 검색, 전수조사를 통한 패스워드 검색을 수행한다.
[표 2]는 ETRI 패스워드 해독 시스템을 이용하여 사용자 패스워드 설정이 많이 되어있는 두 개의 어플리케 이션에 대해 패스워드 해독을 시도하여 초당 검색한 패 스워드 후보 개수를 나타낸 것이다. 전수조사를 위해 26개의 영어 소문자, 26개의 영어 대문자 10개 숫자, 33개의 특수문자를 포함한 95개 문자 집합을 사용하여 각 패스워드 후보를 생성하였다. 소트트웨어를 이용한 해 독은 Intel Core2 Quad CPU(2.
on/off line 데이터에 대한 인덱스 검색 기능을 가 진다. 즉, 이미지에서 인덱스 대상 명사를 분석하고 인덱스 DB를 생성하며, 이를 대상으로 검색을 수행한다.
키워드 서칭에 대한 검색 시간을 측정하기 위해 1GB dd 이미지를 대상으로 하였고, 단일키워드, 복수 키워드, regular expression에 대한 성능을 측정하였다지.
패스워드 검색 고속화를 위해 bit-wising을 통해 루 프문으로 인한 속도 저하를 개선하고 GPU를 활용한 멀 티쓰레딩 기법을 적용하였다.

대상 데이터

MS-word의 문서 암호화 종류는 디폴트로 설정된 Office 97/2003 호환 가능 버전으로 하였고, Adobe PDF는 128비트 RC₄ 암호화 레벨을 적용한 파일을 대상으로 하였다. MS-word의 경우 60개의 쓰레드로 구성된 256개의 블록을 선언하여 15, 360개의 쓰레드를 사용하였을 때 최고의 GPU 성능을 보여주었다.
패스워드 탐색에 이용할 수 있는 GPU 그래픽 카드는 대부분의 PC에서 이미 장착되어 있어 추가로 비용이 소요되지 않는 장점이 있다. 그래서, NVIDIA사의 Geforce, Tesla, Quadro 시리즈를 사용하여 패스워드 해독에 활용하였다. 또한, 그래픽 칩셋에 대한 어플리케 이션 개발환경인 CUDA(3)를 이용하면 그래픽 API에 대한 지식 없이 기존의 C/C++을 이용한 어플리케이션 개발이 가능하다.
이미지 암복호 고속화를 위한 암호 가속 보드는 HIFN 7956HXL를 사용하고, 압축과 검색 가속 보드로는 Tarari GPX-3113를 사용했다. 검색 가속 보드 설치를 위해 PCI-X 슬롯, 10MB 디스크 용량, 최소 1GB RAM이 필요하고, 보드는 2.
패스워드 고속 해독을 위해 2개의 Tesla S870 시스 템이 人}용되고, S87Oe C₈₇0 4개로 구성된다. 패스워드 해독은 PC에 장착된 Geforce 9800GTX 같은 개별 GPU에서도 동작 가능하다.

이론/모형

GPU 칩 내부의 다중 코어를 활용한 병렬처리 패스워드 검색 속도의 향상 기술을 다중 시스템 노드로 확장하기 위해, 국내 최대 규모의 GPU 클러스터인 KISTI Picasso 시스템을 활용하였다. 100여 개의 노드 가 있고 노드당 2개의 CPU와 1개의 Quadro FX-5600 GPU가 장착되어 있다.

성능/효과

0과 비슷한 결과를 보여준다. ETRI는 20개의 노드를 사용하여 테스트한 결과 노드 수 증가에 대한 패스워드 해독 성능의 선형적인 증가를 확인하였다. 그리고, 소프트워어를 사용한 것과 비교해서 약 160배의 가속 향상 성능을 보여주었다.
ETRI는 20개의 노드를 사용하여 테스트한 결과 노드 수 증가에 대한 패스워드 해독 성능의 선형적인 증가를 확인하였다. 그리고, 소프트워어를 사용한 것과 비교해서 약 160배의 가속 향상 성능을 보여주었다.
대용량 데이터를 대상으로 신속한 포렌식 분석을 위해서 처리 속도가 중요하여 하드웨어 가속과 병렬처리 기법을 적용하는 것이 적합하다. 최근의 디지털 포렌식 관련 연구 주제들도 데이터의 고속 검색/분석, 파일 카빙 및 패스워드 해독을 위한 고성능 시스템 사용과 연산의 병렬화 사용에 초점을 맞추고 있다.
또한, 포렌식 이미지 크기 증가에 대한 검색 속도를 측정하기 위하여 서로 다른 크기의 이미지 4개를 생성하여 단일키워드와 정규표현식에 대한 성능을 확인할 수 있었다. 2030MB 이미지에 대한 단일키워드 검색 시 Encase는 184초가 걸렸으나 HSFS를 이용하면 22초가 소요되었다기
증거 이미지에 포함된 검색어의 패턴을 수행하는 방법을 사용하는 HSFS 고속 검색 시스템은 가장 많이 사용하는 포렌식 툴인 EnCase'U와 비교해 약 5배 이상 빠른 검색 결과를 보여주었다.

후속연구

공공기관으로부터 민간으로의 포렌식이 확대 적용되면 기업은 소송 발생 시 요구되는 자료를 대규모 데이터에서 제한된시간 내에 찾아 법정에 제출하여야 한다. 또한, 기업 기밀보호나 범죄사실은폐를 위한 파일 암호화는 불법행위 발생 시 포렌식 수사를 방해하는 안티포렌식이 되므로 ETRI HSFS 패스워드 고속해독은 이를 해결하는 좋은 대안이 될 수.있다.
ETRI HSFS는 국산 소프트웨어 지원을 포함하여 고속 검색 기술과, 암호화 파일 고속해독 기능 등 대용량 데이터에 '대한고속 포렌식 분석에 적합한 시스템이다. 향후 디지털포렌식은 e-Discovery 도입과 함께 더욱 큰 시장을 형성할 것으로 예상된다. 공공기관으로부터 민간으로의 포렌식이 확대 적용되면 기업은 소송 발생 시 요구되는 자료를 대규모 데이터에서 제한된시간 내에 찾아 법정에 제출하여야 한다.
향후 모든 가용 노드를 사용하여 CPU와 GPU 자원을 패스워드 해독만을 위해 점유하여 소프트웨어 대비 1,000배 이상의 성능향상을 목표로 한다.

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