[논문]홈 IoT에서 SSDP 반사체 공격에 대한 대응기법

박광옥; 이종근

doi:10.22156/cs4smb.2017.7.2.001

홈 IoT에서 SSDP 반사체 공격에 대한 대응기법
A Countermeasure Technique for Attack of Reflection SSDP in Home IoT 원문보기

융합정보논문지 = Journal of Convergence for Information Technology, v.7 no.2, 2017년, pp.1 - 9

초록
AI-Helper

최근에 증폭기법을 이용한 DDoS 공격은 정상적인 서버들에서 정상 트래픽과의 구분을 어렵게 하고 공격 탐지를 하더라도 감지가 어려운 특성을 가지고 있다. SSDP 프로토콜은 IoT 장비들에서 널리 사용되는 일반적인 프로토콜이기 때문에 DDoS 증폭 공격으로 활용되고 있는 형편이다. 본 연구에서는 SSDP의 서비스 확인 메시지 중계의 약점을 이용한 반사체공격기법을 분석하고 이러한 공격에 대하여 각 디바이스의 Mac 주소를 관리하여 공격을 감지하고 방어하는 기술적 제안과 홈 IoT 관리 체계를 제안하였다. 가상 환경 속에서 실험적 공격을 수행하여 가상공격의 효과에 대하여 정리 분석하였으며 제안 기술로 공격을 방지하도록 검증하였으며 또한 홈 IoT의 보안관제 체제를 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, the DDoS attack using the amplifier method makes it difficult to distinguish the normal traffic from the normal server and it is difficult to detect even the attack detection. Since the SSDP protocol is a common protocol widely used in IoT devices, it is used as a DDoS amplification attack. In this paper, we analyze the reflector attack of SSDP which is one of the DDoS and suggest a technical proposal to detect and defend against the attack by managing the Mac address of each device. Also, we propose a control structure to protect the reflection attack of SSDP in Home IoT. The efficiency of the proposed system has been verified by performing an experimental attack on the virtual environment.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

6과 같은 형태로 쉽게 SSDP 프로토콜 증폭공격에 사용될 수 있다. 따라서, SSDP 매핑 프로토콜을 적용하므로 공격자의 의도를 신뢰성 있게 감지하며 제어 할 수 있는 제안 방안이다. 프로토콜의 통신 내용을 살펴보면 기존의 SSDP 프로토콜의 경우 기기에 대한 정보가 나타나지 않는 반면, 제안한 SSDP 프로토콜의 체계는 Mac 주소를 표시하여 줌에 따라 사용되어지고 있는 디바이스가 식별이 되므로 Table 2와 같이 이를 감지하여 제어가 가능하게 된다.
지금까지 DDoS기반의 증폭 공격기법에 대하여 분류와 방어기술들을 제안하였으나 보안 효율성 문제에 대하여서는 확실한 방법을 보여주지 못하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 필요한 방어 기술과 홈 관제기법을 제안한다.
따라서 더욱 다양한 환경에서의 DDoS 공격 유형에 의한 실험과 자료 분석을 통하여 홈 IoT 환경에서의 제안 관제시스템의 효율성 검증이 요구된다. 또한 SSDP 프로토콜 증폭 공격에 관한 다양한 대응기술 특히 인증기술 및 공공기관에서의 표준화에 대한 지속적인 연구를 통하여 더욱 효율적인 기술적인 대응체계 구축을 추구하고자 한다[21-25].
그 결과 M-search 메소드특성 중 하나인, 송신자의 기기 검색을 통해 검색된 장비에 대한 응답 정보의 취약점을 활용하여 취약한 IoT장비를 검색하고 2차적으로 공격자의 임의적인SSDP 프로토콜 증폭공격이 가능한 것으로 확인하였다. 본 논문에서는 이러한 공격에 대한 해결방안으로 Mac 주소를 활용한 SSDP 증폭 공격을 감지하고 무력화하는 기술적 해결방안과 홈 IoT 기반에서의 체계적 보안체계를 제안하였다. 가상 시나리오를 설정한 실험을 통하여 Mac 주소를 보여야 응답이 가능토록 하는 제안 기법이 효율적임을 보임으로 기존의 SSDP 프로토콜과의 차이점을 보였다.
본 논문에서는 현재 홈 IoT통신에서 가장 많이 사용하고 있는 SSDP 프로토콜을 분석하여 기술대응과 보안대응체계를 제안하였다. 그 결과 M-search 메소드특성 중 하나인, 송신자의 기기 검색을 통해 검색된 장비에 대한 응답 정보의 취약점을 활용하여 취약한 IoT장비를 검색하고 2차적으로 공격자의 임의적인SSDP 프로토콜 증폭공격이 가능한 것으로 확인하였다.
SSDP 프로토콜의 기능 중 M-search 기법에서의 취약한 장치를 검색하여 DDoS 공격 종류 중 하나인SSDP 증폭공격 으로 공격이 증가하고 있는 상태이다[14]. 본 연구에서는 M-search를 이용한 SSDP 증폭공격에 대한 분석을 통하여 기술적 대안과 관제적 대응기술을 제안한다.

가설 설정

1) 각 디바이스(PC)정보를 서버에 동기화 하여 저장할 수 있다. 각종 기기에서 서버로 요구 할 때만 동기화 하는 방식으로 서버에 과부하를 줄일 수 있다.

제안 방법

프로토콜의 통신 내용을 살펴보면 기존의 SSDP 프로토콜의 경우 기기에 대한 정보가 나타나지 않는 반면, 제안한 SSDP 프로토콜의 체계는 Mac 주소를 표시하여 줌에 따라 사용되어지고 있는 디바이스가 식별이 되므로 Table 2와 같이 이를 감지하여 제어가 가능하게 된다. 따라서 Mac 주소를 활용하여 신뢰성 없이 연결되어지는 디바이스 정보를 서버에서 감지하고 퇴출시키는 방안으로 FIg. 7과 같이 해커의 공격을 통해 다른 IoT 기기로 전달되는 검색기능 메시지 정보를 없앨 수 있다.
따라서 공격자는 요청 패킷 Header의 송신자 IP주소를 변경하여 요청 메시지를 다른 장치로 보내는 공격이 가능하다. 따라서 공격자가 송신 Header정보를 받았을 때 인가되지 않은 장치에서는 요청 패킷을 보내지 않고, 소멸시키는 방안을 제안하여 검증된 고정 사용자만 사용하는 체제를 구축한다.
가상 시나리오를 설정한 실험을 통하여 Mac 주소를 보여야 응답이 가능토록 하는 제안 기법이 효율적임을 보임으로 기존의 SSDP 프로토콜과의 차이점을 보였다. 또한 홈 IoT 환경에서 제어 서버와 각 디바이스의 관리를 종합화하고 모바일앱으로의 연동으로 감지 및 제어가 가능토록 체계 구축을 제안함으로 신속하게 대응이 가능한 관리체계가 형성되었다. 본 연구는 가상 시뮬레이션 실험으로SSDP의 증폭 공격으로만 제한함으로 효율적이고 관제적인 관리체계 구축 제안에 한계성이 있다 하겠다.
본 연구에서는 SSDP 반사체 공격에 대한 대응책으로 2가지의 해결방안을 제안한다. 첫 번째로는 기술적 해결방안으로 M-search 프로토콜의 특성과 Mac 주소매핑을 통해 타 사용자 또는 인가되지 않은 사용자 접근을 무시하는 기술.
본 연구에서는 SSDP 반사체 공격에 대한 대응책으로 2가지의 해결방안을 제안한다. 첫 번째로는 기술적 해결방안으로 M-search 프로토콜의 특성과 Mac 주소매핑을 통해 타 사용자 또는 인가되지 않은 사용자 접근을 무시하는 기술. 두 번째로 기존의 IT관제 체계를 변형하여 홈 IoT관제 체계를 구축하는 방안으로SSDP의 공격방지와 공격자로의 이용을 방지하는 방안이다[20].

대상 데이터

4MB/s로 증가하였다. 또한 SSDP프로토콜 환경에서 M-search를 시행 할 경우 응답을 자체적으로 받은 경우 122바이트 패킷이 4016 바이트 패킷으로 12개 디바이스에서 응답을 받게 되었다. 이러한 경우 비록 증폭 공격을 하지 않아도 환경 상 큰 패킷이 생성되는 효과를 얻게 되었다.
제안한 대응기법의 효율성 검증을 위하여 Table 1과 같은 시뮬레이션 환경을 윈도우 서버 2008, 홈 CCTV와 Mac 주소 BC-5F-F4-5B-44-2C를 사용한다. 해커는 IoT Device를 정상적인 IoT 망에 붙이는 곳에 사용 하였다.
제안한 대응기법의 효율성 검증을 위하여 Table 1과 같은 시뮬레이션 환경을 윈도우 서버 2008, 홈 CCTV와 Mac 주소 BC-5F-F4-5B-44-2C를 사용한다. 해커는 IoT Device를 정상적인 IoT 망에 붙이는 곳에 사용 하였다. 컴퓨터 서버를 통해 SSDP 프로토콜과 변조를 하는 곳에 사용 하는 도구이며 Mac 주소는 정상적인 서버에서 보관하여 매칭 데이터로 사용된다.
Table 1의 컴퓨터 OS, IoT 기기, Mac 주소는 모두 해커의 시뮬레이션 환경이다. 해커는 IoT 디바이스를 정상적인 IoT 망에 붙이는 곳에 사용 하였다. 컴퓨터 서버를 통해 SSDP 프로토콜과 변조를 하는 곳에 사용 하는 도구이다.

성능/효과

가상 시나리오로 공격한 결과 PC환경에서 SSDP프로토콜을 증폭시켰을 경우 60mbps가 3.2Gbps로 증가함을 보였으며 이를 용량으로 환산하면 약 381.4MB/s로 증가하였다. 또한 SSDP프로토콜 환경에서 M-search를 시행 할 경우 응답을 자체적으로 받은 경우 122바이트 패킷이 4016 바이트 패킷으로 12개 디바이스에서 응답을 받게 되었다.
본 논문에서는 이러한 공격에 대한 해결방안으로 Mac 주소를 활용한 SSDP 증폭 공격을 감지하고 무력화하는 기술적 해결방안과 홈 IoT 기반에서의 체계적 보안체계를 제안하였다. 가상 시나리오를 설정한 실험을 통하여 Mac 주소를 보여야 응답이 가능토록 하는 제안 기법이 효율적임을 보임으로 기존의 SSDP 프로토콜과의 차이점을 보였다. 또한 홈 IoT 환경에서 제어 서버와 각 디바이스의 관리를 종합화하고 모바일앱으로의 연동으로 감지 및 제어가 가능토록 체계 구축을 제안함으로 신속하게 대응이 가능한 관리체계가 형성되었다.
본 논문에서는 현재 홈 IoT통신에서 가장 많이 사용하고 있는 SSDP 프로토콜을 분석하여 기술대응과 보안대응체계를 제안하였다. 그 결과 M-search 메소드특성 중 하나인, 송신자의 기기 검색을 통해 검색된 장비에 대한 응답 정보의 취약점을 활용하여 취약한 IoT장비를 검색하고 2차적으로 공격자의 임의적인SSDP 프로토콜 증폭공격이 가능한 것으로 확인하였다. 본 논문에서는 이러한 공격에 대한 해결방안으로 Mac 주소를 활용한 SSDP 증폭 공격을 감지하고 무력화하는 기술적 해결방안과 홈 IoT 기반에서의 체계적 보안체계를 제안하였다.

후속연구

본 연구는 가상 시뮬레이션 실험으로SSDP의 증폭 공격으로만 제한함으로 효율적이고 관제적인 관리체계 구축 제안에 한계성이 있다 하겠다. 따라서 더욱 다양한 환경에서의 DDoS 공격 유형에 의한 실험과 자료 분석을 통하여 홈 IoT 환경에서의 제안 관제시스템의 효율성 검증이 요구된다. 또한 SSDP 프로토콜 증폭 공격에 관한 다양한 대응기술 특히 인증기술 및 공공기관에서의 표준화에 대한 지속적인 연구를 통하여 더욱 효율적인 기술적인 대응체계 구축을 추구하고자 한다[21-25].
또한 홈 IoT 환경에서 제어 서버와 각 디바이스의 관리를 종합화하고 모바일앱으로의 연동으로 감지 및 제어가 가능토록 체계 구축을 제안함으로 신속하게 대응이 가능한 관리체계가 형성되었다. 본 연구는 가상 시뮬레이션 실험으로SSDP의 증폭 공격으로만 제한함으로 효율적이고 관제적인 관리체계 구축 제안에 한계성이 있다 하겠다. 따라서 더욱 다양한 환경에서의 DDoS 공격 유형에 의한 실험과 자료 분석을 통하여 홈 IoT 환경에서의 제안 관제시스템의 효율성 검증이 요구된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	UPnP란 무엇인가?	UPnP(Universal Plug and Play)는 네트워크에 연결되어진 제반 기기 간에 제공되는 서비스를 상호인식이 가능하도록 제어하는 구조이다. UPnP는 TCP/IP,SSDP, SOAP, GENA, HTTP 및 XML과 같은 인터넷 통신 표준과 기술을 기반으로 구성 되어있다[1-5].
	UPnP은 어떠한 요소로 구성되어 있는가?	UPnP(Universal Plug and Play)는 네트워크에 연결되어진 제반 기기 간에 제공되는 서비스를 상호인식이 가능하도록 제어하는 구조이다. UPnP는 TCP/IP,SSDP, SOAP, GENA, HTTP 및 XML과 같은 인터넷 통신 표준과 기술을 기반으로 구성 되어있다[1-5]. 그중에서 SSDP(Simple Service Discovery Protocol)는서비스검색 요청 메시지를 전달하고 탐색 요청 메시지에 응답 메시지를 서비스하는 단순 전달 및 응답 프로토콜이다.
	UPnP에 연결된 기기는 네트워크 연결 시 DHCP 서버를 검색하게 되는데, 성공 여부에 따라 IP주소 할당은 어떻게 이루어지는가?	모든 UPnP에 연결된 기기들은 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 에 연계된 클라이언트로 처음 네트워크에 연결되면 DHCP 서버를 검색하게 된다. 이때 정상적으로 정보를 수신하면 IP주소를 할당받으며 그렇지 않으면 자동적으로 IP주소를 할당 받게 된다.

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D. S. Lee, "Design of Compact Data Integration and Convergence Device Using Esp8266 Module," Journal of the Korea Convergence Society, Vol. 8. No. 2, pp. 15-20, Feb. 2017.
J. C. Lee, "A Classification Algorithm using Extended Representation", Journal of the Korea Convergence Society, Vol. 8. No. 2, pp. 27-33, Feb. 2017.

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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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