[논문]특정 트랜잭션용 추가 인증을 제공하는 휴대폰 상의 일회용 암호 생성기 설계

박준철

특정 트랜잭션용 추가 인증을 제공하는 휴대폰 상의 일회용 암호 생성기 설계
Design of A One-time Password Generator on A Mobile Phone Providing An Additional Authentication for A Particular Transaction 원문보기

정보과학회논문지. Journal of KIISE. 정보통신, v.36 no.6, 2009년, pp.552 - 557

초록
AI-Helper

일회용 암호는 한 번 사용하고 버리는 특성으로 인해 동일한 암호를 반복 사용하는 기존의 방법에 비해 훨씬 안전하다. 본 논문에서는 사용자들이 늘 휴대하고 다니는 휴대폰 상에서 동작하는 챌린지-응답(challenge-response) 방식의 일회용 암호 생성기를 제안한다. 이 암호 생성기는 추가의 인증 수단을 제공함으로써 PC 인터넷 뱅킹에서 계좌 이체 트랜잭션 명령을 내릴 때 사용할 수 있다. 현재 인터넷 뱅킹용으로 사용되는 별도의 일회용 암호 생성 장치는 30초 시간 동기화를 통해 계속 새로운 암호를 생성하기 때문에 동기화 주기 이내에는 여전히 중간자 공격의 가능성이 남아있다. 이에 비해 제안 방법은 정교한 챌린지-응답 방식을 통해 중간자 공격에 대비할 수 있고, 휴대성이 뛰어나며, 도난의 경우에도 더 안전하다. 또한 현재 쓰이는 장치와 마찬가지로, PC에 설치된 키보드 로거 등의 스파이웨어를 통해 공격 대상자의 모든 다른 인증 정보가 노출되더라도 제안 방법은 불법 이체 행위를 막을 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

One-time passwords are used just once and discarded, which makes it more secure than the repeatedly used conventional passwords. This paper proposes a challenge-response based one-time password generator on a user's mobile phone always carried with the user. The generator can provide an additional authentication for a user to issue a money transfer request within his Internet banking session on a PC. A currently used device for Internet banking generates a password that changes every 30 seconds or so, which allows a man-in-the-middle to use it for stealing money within the 30 seconds. Unlike such a device, the proposed generator resists against the man-in-the-middle attack by a novel challenge-response scheme, provides better accessability and protection against stolen devices. As the currently used devices do, it prevents any unauthorized transfer even if the victim's all other credentials are revealed through his PC infected with spyware such as a keyboard logger.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문에서 중간자 공격을 근원적으로 차단할 수 있는 새로운 OTP 방식을 제안하고 이를 휴대폰 상의 프로그램을 통해 실현할 수 있음을 보였다. 제안 방법이 공격자에 의해 깨지려면 다음과 같은 극단적인 가정이 필요하다.
본 논문에서는 현재 쓰이는 OTP의 보안상 문제점들을 제시하고, 이에 대한 대안으로 널리 보급된 개인 휴대폰 상에서 보안성이 강화된 OTP 생성기롤 설계한다. 이를 통해 PC상에서 은행 서버에 인증을 받은 사용자가 특정 트랜잭션을 추가 승인하기 위해 휴대폰에서 계산한 OTP를 서버에 제시하게 된다.

제안 방법

세 번째 유형은 OTP롤 도입한 뱅킹시스템에 대한 중간자 공격이다. 2006년 발생한 미국 시티은행의 해킹 사례U기에서, 공격자는 교묘히 작성된 가짜 시티은행 피싱 사이트로 고객을 유도해 여기에 고객의 각종 비밀 값들을 입력하게 하고, 탈취된 정보를 이용해서 실제 시티은행 서버로의 중간자 공격을 시도하였다. 이런 공격에 대한 대비로 국내 은행들은 OTP 의 유효 기간을 30초로 제한하고 있으나, 공격을 완전히 막을 수는 없다.
또는 (2) 훔친 비밀 정보로 동시에 인터넷 뱅킹 세션을 연다. 공격 대상자의 정상적 계좌 이체 명령에 대한 OTP 입력 내용을 스파이웨어를 통해 획득한 후, 해당 OTP의 30초 유효 기간 내에 공격자가 원하는 이체 명령을 이 OTP를 이용하여 서버에 제시한다. 은행 서버에서 동일 OTP의 연속된 입력을 거부하지 않는다면, 서버는 공격자의 명령을 받아들일 것이다.
먼저 인터넷 뱅킹 시스템에 대한 살제 공격 사례를 통해 사용된 방식을 분류한다. 첫 번째 유형이 보안 카드를 이용하는 고객의 비밀 정보 수집을 통한 공격이다.
본 논문의 제안 방식은 OTP를 계좌 이체 내용과 강한 암호화 기법으로 연결시킴으로써 위에서 제시한 세 가지 유형의 공격 모두를 근원적으로 방어한다. 제안 방법을 통한 OTP 생성은 휴대폰이 오프라인인 상태에서도 가능하고, 생성 과정에서 휴대폰을 통해 어떤 외부와의 통신도 발생하지 않기 때문에, 통신 내용의 도청 둥을 통한 공격 시도는 성공할 수 없다.
이에 반해 현재의 은행권 OTP 생성기는 (1)의 상황에는 대비되어 있으나, (2)와 같은 생성기 분실 시 (3) 에서요구하는 사용자 PIN 입력을 요구하지 않아 바로 타인에 의한 OTP 생성이 가능하며, 이 OTP가 유효 기간 내에는 어떤 다른 이체 명령도 승인할 수 있다는 문제를 가진다. 제안 방법은 휴대폰이 오프라인인 상태에서도 동작하고, 어떤 외부와의 통신도 요구하지 않으며, 분실이나 도난의 경우에도 사용자 PIN을 통해 불법적인 OTP 생성 시도를 막는다. 또한 별도의 OTP 생성 장치를 구비하는데 따르는 비용이나 배터리 교체 및 휴대의 부담에서 자유롭다.

성능/효과

본 제안 방식은 사용자가 은행 서버로 자신이 요구한 트랜잭션의 내용과 연계한 OTP를 제시하기 때문에, 트랜잭션 인증이 이들 제품과 반대 방향으로 이루어진다. PC 기반 국내 인터넷 뱅킹에 적용을 목표로 제안된 본 방식은 공개된 암호화 기법들만을 사용하여 특허 침해가 없으며, 방식의 완전 공개를 통해 제3자에 의한 보안성 검증이 가능하다.
하지만, 이 방식은 암호 입력 중에 새로운 암호가 만들어 질 수 있어 선의의 인증 실패 가능성이 있으며, 이를 막고자 시간 간격을 너무 길게 잡으면 중간자 공격의 가능성이 커진다. 셋째, 챌린지-응답에 의한 방법이 있는데, 서버가 적절한 랜덤 숫자 챌린지를 생성해서 클라이언트로 보내면 클라이언트는 챌린지 값을 사용하여 OTP 응답을 만들고, 이 응답이 서버로 다시 전달되는 것이다. OTP를 생성할 때는 챌린지 이외에 자신과 서버만이 공유하는 비밀 값 둥을 이용하게 된다.
제안 기법은 강화된 보안성을 가지며, 사용의 편의성도 크게 뒤떨어지지 않음을 보인다. 단, HMAC0)4 HC-256 자체에 대한 암호해독 공격은 고려치 않는다.
유형의 공격 모두를 근원적으로 방어한다. 제안 방법을 통한 OTP 생성은 휴대폰이 오프라인인 상태에서도 가능하고, 생성 과정에서 휴대폰을 통해 어떤 외부와의 통신도 발생하지 않기 때문에, 통신 내용의 도청 둥을 통한 공격 시도는 성공할 수 없다.
제안 방식에서는 사용자가 자신의 휴대폰을 가지고 직접 은행에 가서 필요한 프로그램을 다운로드 받고, 다운로드 받은 프로그램 카피에 고유하게 설정된 비밀 키를 서버에게 안전하게 등록한다. 현재도 하드웨어 토큰 OTP 장치를 구매 및 등록하기 위해서는 은행에 직접 방문해야 하기 때문에 제안 방법이 더 큰 부담을 요구하는 것은 아니다.
이를 통해 PC상에서 은행 서버에 인증을 받은 사용자가 특정 트랜잭션을 추가 승인하기 위해 휴대폰에서 계산한 OTP를 서버에 제시하게 된다. 제안하는 OTP 생성기는 챌린지-응답 방식을 적용한 것으로 스파이웨어를 이용한 공격은 물론, 시간 동기화를 이용하는 현재의 OTP 생성기와 달리 중간자(Man-In-The-Middle) 공격[4]에도 근원적 방어가 가능하다. 또한 휴대폰이 오프라인 상태에서도 동작하며, 장치 도난 시에도 사용자 PIN을 통해 일정 수준의 보안성을 제공한다.

후속연구

또한 사용자를 속여서 정보를 빼내는 새로운 공격유형에 대비해서, 별도의 채널을 통한 추가 인증 방식을 결합하는 연구가 필요하다.
제안방법에서 응답으로 계산된 256-bit값을 일회용 대칭 키로 활용할 방안에 대해 후속 연구를 진행할 것이다. 또한 사용자를 속여서 정보를 빼내는 새로운 공격유형에 대비해서, 별도의 채널을 통한 추가 인증 방식을 결합하는 연구가 필요하다.

참고문헌 (17)

B. Schneier, "Two-Factor Authentication: Too Little, Too Late," Communications of the ACM, vol.48, no.4, April 2005
L. Lamport, "Password Authentication with Insecure Communication," Communications of the ACM, vol.24, no.11, pp.770-772, 1981

상세보기
N. Haller, C. Metz, P. Nesser, and M. Straw, A One-Time Password System, RFC 2289, IETF, http://www.ietf.org/rfc/rfc2289.txt?number2289, 1998
B. Schneier, Man-in-the-Middle Attacks, Schneier on Security Blog, http://www.schneier.com/blog/archives/2008/07/maninthemid이e_1.html, July 2008
RSA SecurID, Security Y our Future with Two Factor Authentication, http://www.rsa.com/node.aspx?id1156/
VASCO The Authentication Company DIGIPASS, http:// www.vasco.com/products/digipass/digipass_index.aspx#
Mobile One Time Passwords, Mobile-OTP v. 1.06, http://motp.sourceforge.net/
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VeriSign VlP Authentication Services, Trusted and Convenient Log-In and Transactions, http://www.verisign.com/authentication/consumer-authentication/vip-authentication
The Real Solution-Aradiom SolidPass, Security Token, http://www.aradiomcom/SolidPass/ 2fa-OTP-security-token.htm
MobileID, A mobile, two-way and two-factor authentication, http://www.deepnetsecurity.com/ products2/mobileid.asp
Swivel Authentication Solutions, PINsafe, http://www.swivelsecure.com/?pagepinsafe
PhoneFactor, PhoneFactor Solutions, http://www.phonefactor.com/ security_tokens/
S. Hallsteinsen, I. Jorstad, and D.V. Thanh, "Using the mobile phone as a security token for unified authentication," in Proc. 2nd Int'l Conf. on Systems and Networks Communications, 2007
F. Aloul, S. Zahidi, and W. El-Hajj, "Two Factor Authentication Using Mobile Phones," in Proc. of 7th ACS/IEEE Int'l Conf. on Computer Systems and Applications, May 2009
H. Wu, "A New Stream Cipher HC-256," in Proc. of 11th Int'l Workshop on Fast Software Encryption, LNCS 3017, pp.226-244, 2004
Security Fix-Citibank Phish Spoofs 2-Factor Authentication, http://blog.washingtonpost.com/ securityfix/2006/07/citibank_phish_spoofs_2factor_1.html

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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