[논문]안정적인 DB보안 시스템 구축을 위한 보안기술요소 분석에 관한 연구

윤선희

doi:10.9708/jksci.2014.19.12.143

초록
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본 논문에서는 기하급수적으로 증가하고 있는 개인 정보 유출로 인한 피해를 방지하기 위해 DB보안 방법을 제안한다. 제안된 보안 방법은 DB접근제어 영역과 DB암호화 영역으로 구분하며 영역별 기술 요소들을 분석하고 안정적인 DB보안 시스템 구축 시 필요한 사항들을 제시한다. 또한 기존의 영역별 DB보안 제품들을 분석하고 성능을 실험하여 결과를 분석한다. 성능을 실험한 결과, DB접근제어 방식은 네트워크 끝점에서 접근통제를 하기 때문에 기존 DBMS의 변경이 거의 필요 없으며 성능저하가 비교적 낮은 장점이 있는 반면 DB암호화 방식은 권한이 없는 경우 데이터 자체의 열람이 불가능하다는 장점이 있다. DB접근제어는 사전 차단이 미약하나 접속 로그 기록을 남겨 사후 추적으로 보완이 가능하다는 단점이 있으며 DB암호화 방식은 적용 가능한 DB종류가 한정적이며 시스템 부하로 성능이 저하될 뿐 아니라 시스템 구축 시 실패율이 높다는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서 분석된 영역별 특징들이 향후 기관이나 기업에서 안정적인 DB 보안 시스템을 구축할 때 필요한 참고 자료가 되기를 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper introduces Database security to prevent the rapidly increasing issue of private information leakage. The Database security examined in the paper separates into DB access control area and DB encryption area which further leads the paper to analyze the factors of the two areas and suggest n...

This paper introduces Database security to prevent the rapidly increasing issue of private information leakage. The Database security examined in the paper separates into DB access control area and DB encryption area which further leads the paper to analyze the factors of the two areas and suggest necessary elements for creating stable Database security. In addition, the paper examines previous DB security programs by areas and analyzes pros and cons from the tested result. The experiment indicated that while DB access control presents less degradation and reduced the need to modify the existing DBMS since the access control operates at the end point of the network, DB encryption presented strength in protecting the data from unauthorized access. On the other hand, DB access control is less useful in preventing the attack in advance which leaves the log to enable tracking afterward while DB encryption can only be operated by limited types of Database and causes degradation due to system load and shows higher percentage of failure when creating the system. This paper examines characteristics of Database security areas in order to be used as a reference for institutions or companies seeking stable Database security.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

공공기관이나 기업에서는 기존의 시스템이나 새로운 시스템을 구축하는데 있어서 개인정보 유출로 인한 침해 사례가 빈번하게 발생하며 그 범위조차 광범위하게 이루어져 개인정보유출을 방지하기 위한 DB보안 정책이 필수요건이 되고 있다. 본 논문에서는 기하급수적으로 증가하고 있는 개인정보유출 피해를 방지하기 위해 DB보안을 위한 기술요소들을 분석하고 기술요소별로 상용화된 제품들을 분석하여 제공함으로 써 공공기관이나 기업에서 안정적인 DB보안이 이루어질 수 있는 시스템을 구축할 수 있도록 시스템의 특성 및 규모에 맞게 선택하기 위한 참고 자료로 사용될 수 있도록 한다.

대상 데이터

표 11은 Unix환경에서 Oracle데이터의 DB암호화 전후의 응답시간을 측정한 것이다. 측정 대상은 C시청에서 사용하는 Oracle 데이터를 상대로 기존의 시스템과 DB암호화 시스템, DB암호화를 한 후 튜닝을 한 시스템의 경우를 비교 분석한 것이다[15]. DB암호화를 할 경우, 기존의 시스템과 비교했을 때 시스템의 성능 부하가 10% 이상 증가되었으나 DBMS 튜닝을 통해 물리적인 I/O를 줄이고 논리적 I/O를 높일수록 전체 응답시간은 감소되는 것으로 나타났다.
표 12는 B은행을 실험 대상으로 하여 Unix 환경의 Oracle 데이터를 암호화하여 측정한 결과이다[15]. 측정대상은 평상시 CPU운용환경에서의 암호화 전/후의 성능 실험, CPU부하가 50% 상태에서 암호화 전/후의 성능 실험 및 Index Join후 암호화 전/후의 성능 실험한 결과를 비교 분석 한 것이다. 분석 결과, 평상시의 경우 암호화 전후 10% 안팎의 성능부하가 발생하였으나 CPU를 50%부하를 부여한 경우 성능차이는 크게 발생하지 않았으며 Index Join후와 같은 DB를 논리적 튜닝 했을 경우에도 암호화 전후의 성능 차이를 감소할 수 있는 것으로 나타났다.

성능/효과

그림 7은 Unix 환경의 Oracle 데이터를 DB접근제어 전 후의 응답 속도 실험을 한 결과이다. A통신사 B대리점에서 DB접근제어 제품인 DB_I를 사용하여 2500건의 회원데이터를 상대로 실험한 결과, DB접근제어의 경우, 네트워크 단말에서 접근통제를 하는 경우가 대부분으로 애플리케이션의 변경이나 데이터 자체의 암호화 과정이 거의 발생하지 않기 때문에 DB접근제어 전후의 응답속도는 기존의 시스템에 비교하여 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
측정 대상은 C시청에서 사용하는 Oracle 데이터를 상대로 기존의 시스템과 DB암호화 시스템, DB암호화를 한 후 튜닝을 한 시스템의 경우를 비교 분석한 것이다[15]. DB암호화를 할 경우, 기존의 시스템과 비교했을 때 시스템의 성능 부하가 10% 이상 증가되었으나 DBMS 튜닝을 통해 물리적인 I/O를 줄이고 논리적 I/O를 높일수록 전체 응답시간은 감소되는 것으로 나타났다.
본 실험 결과, DB 접근제어 전후의 경우 DB 자체의 암복호화가 발생하지 않기 때문에 기존 시스템과 비교했을 때 성능의 차이는 거의 없었으나 DB암호화 전후의 경우 데이터 크기가 증가할 뿐만 아니라 데이터 암복호화에 따르는 속도 때문에 10% 안팎의 성능 차이가 발생하는 것을 알 수 있다. 따라서 대부분 온라인 대상의 네트워크 단말에서 처리속도에 민감한 시스템에는 DB접근제어 제품 등이 적합할 것으로 나타났으며 금융권 등 처리속도 보다는 데이터 보안이 민감한 분야는 또는 오프라인의 배치 처리가 가능한 시스템에는 DB보안 제품이 적합할 수 있다.
본 실험 결과, DB 접근제어 전후의 경우 DB 자체의 암복호화가 발생하지 않기 때문에 기존 시스템과 비교했을 때 성능의 차이는 거의 없었으나 DB암호화 전후의 경우 데이터 크기가 증가할 뿐만 아니라 데이터 암복호화에 따르는 속도 때문에 10% 안팎의 성능 차이가 발생하는 것을 알 수 있다. 따라서 대부분 온라인 대상의 네트워크 단말에서 처리속도에 민감한 시스템에는 DB접근제어 제품 등이 적합할 것으로 나타났으며 금융권 등 처리속도 보다는 데이터 보안이 민감한 분야는 또는 오프라인의 배치 처리가 가능한 시스템에는 DB보안 제품이 적합할 수 있다.
측정대상은 평상시 CPU운용환경에서의 암호화 전/후의 성능 실험, CPU부하가 50% 상태에서 암호화 전/후의 성능 실험 및 Index Join후 암호화 전/후의 성능 실험한 결과를 비교 분석 한 것이다. 분석 결과, 평상시의 경우 암호화 전후 10% 안팎의 성능부하가 발생하였으나 CPU를 50%부하를 부여한 경우 성능차이는 크게 발생하지 않았으며 Index Join후와 같은 DB를 논리적 튜닝 했을 경우에도 암호화 전후의 성능 차이를 감소할 수 있는 것으로 나타났다.

후속연구

정보시스템을 구축할 때 가장 기본적이며 핵심은 중요 데이터가 있는 DB에 대해 접근제어 DB보안 시스템을 구축하되, 암호화 제품의 추가적인 도입여부는 상황에 따라 신중히 선택하고, 2차적인 정보유출 방지 시스템을 구축하는 것이다. 안정적인 DB보안 시스템을 구축하기 위해 각각 시스템의 구성 요건 및 특성을 고려해 접근제어 방식과 DB암 호화 방식을 각각 또는 상호 보완하여 선택하는 데 있어서 본 논문이 참조될 수 있기를 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	DB보안을 위협하는 요소에는 무엇이 있는가?	DB보안을 위협하는 요소로는 데이터노출, 부적절한 변경이나 접근, 접근 차단 또는 거부, 시스템의 보안 취약점 노출, DB 서비스 실패나 물리적 손상 및 개인정보보호에 관한 법률 등이 포함된다. 표 2는 보안의 요소인 기밀성, 무결성 및 가용성을 기반으로 DB 보안의 위협요소들을 분석한 결과이며 표 3은 DB보안 통제 방법에 따른 DB보안 위협 요소를 분석한 결과이다[2].
	DB보안 기술요소는 어떻게 분류할 수 있는가?	DB보안 기술요소는 접근제어 영역과 DB암호화 영역으로 분류할 수 있다<그림 1>[2]. 접근제어 영역에서는 DBMS로 그인 및 SQL을 실행 할 때 보안 규칙에 따른 권한 통제가 이루어져야 하며 사용자 수행 SQL과 관련된 정보저장을 통한 부당한 조작 여부를 판단해야 한다.
	DB 암호화 정책수립 시 암호화 방안은 어떻게 적용해야 하는가?	또한 암호화대상 정보는 모든 DB에 적용하여 암호화하도록 해야 한다. 암호화 방안으로는 패스워드에 대해서는 해쉬알고리즘을 사용한 단방향 암호화를 적용 해야 하며 나머지 암호화 대상 항목은 양방향 암호화를 적용해야 한다. 해쉬알고리즘은 SHA-256이상, HAS-160 등의 보안성이 검증된 알고리즘을 사용해야 하며 양방향 알고리즘은 ARIA-128이상, SEED 등의 보안성이 검증된 알고리즘을 사용해야 한다. 표 6은 국가정보원 IT보안인증사무국에서 발표한 DB보안제품의 핵심 보안 요구사항이다.

참고문헌 (16)

http://www.dbguide.net/db.db?cmdview&boardUid152806&boardConfigUid9&categoryUid216&boardIdx146&boardStep1
Eong-Jun Kang, "Sucessful DB Security System Implmentation Method", Technical paper, Softforum,, 2012
Joo Kyung-Soo, Woo Jung-Woong, "An Object-Oriented Analysis and Design Methodology for Secure Database Design-focused on Role Based Access Control", Journal of the Korea Society of Computer and Information, vol.18, no. 6, pp.63-70, June. 2013.

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http://www.kdb.or.kr/info/info_05_.php
http://cafe.naver.com/volthee/120
http://redkite777.tistory.com/315
Jong-Il, Pak, Dae-Woo Park, "A Study on DB Security Problem Improvement of DB Masking by Security Grade", Journal of the Korea Society of Computer and Information, vol.14, no. 4, pp.101-109, April. 2009.
Analysis Report of New Trend of DB Encryption and Security Technology, Financial Security Agency, September, 2012.
Tae-Hee Park, "Database Encryption Police-Introduction of DataSecure", KSCI Review, vol.16, no 1, pp.61-72, Jan. 2008.
Young-Dae Ko, Sang-Jin Lee, "Proposal of Personal Information DB Encryption Assurance Framework", Journal of the Korea Institute of Information Security and Cryptology, vol.24, no. 2, pp.397-409, April, 2014

원문보기 상세보기
Seong-Yoon Shin, "A Study on Definitions of Security Requirements for Identification and Authentication on the Step of Analysis ", Journal of the Korea Society of Computer and Information, vol.19, no. 7, pp.87-93, July. 2014.

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Joo Kyung-Soo, Woo Jung-Woong, "An Object-Oriented Analysis and Design Methodology for Secure Database Design -focused on Role Based Access Control", Journal of the Korea Society of Computer and Information, vol.18, no. 6, pp.63-70, June. 2013.

원문보기 상세보기
Woo Seok Seo, Jung Oh Park, Moon Seog Jun, "A Design of Policy Treatment Techniques of Access Control Inference based Convergence Security System", Korea Information Science Society Journal:Information Communication, vol.38, no. 6, pp.422-430, June. 2011.
Eui-Kil Lee, "Encrption Solution for Personal Information Security, Vometric Data Security Introduction", Technical Paper, COMAS, 2013
Hyun-A Park, Dong-Hoon Lee, Taek-Young Jeong, Young-Taek, Jeong, "Comprehensive Study on Security and Privacy Requirements for Retrieval System over Encrypted Database", Journal of the Korea Institute of Information Security and Cryptology, vol.22, no. 3, pp.621-635, June, 2012

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