[국내논문]클라우드 환경에서 네트워크 가용성 개선을 위한 대칭키 암호화 기반 인증 모델 설계 The Design of Authentication Model based on Symmetric Key Encryption for Improving Network Availability in Cloud Environment원문보기
네트워크를 통한 정보의 공유는 오늘날 클라우드 서비스 환경으로 발전하여 그 이용자수를 빠르게 증가시키고 있지만 네트워크를 기반으로 하는 불법적인 공격자들의 주요 표적이 되고 있다. 아울러 공격자들의 다양한 공격 기법 중 IP 스푸핑은 그 공격 특성상 일반적으로 자원고갈 공격을 수반하기 때문에 이에 대한 빠른 탐지와 대응 기법이 요구 된다. IP 스푸핑 공격에 대한 기존의 탐지 방식은 연결 요청을 시도한 클라이언트의 트레이스 백 정보 분석과 그 일치 여부에 따라 최종적인 인증과정을 수행 한다. 그렇지만 트레이스 백 정보의 단순 비교 방식은 서비스 투명성을 요구하는 환경에서 빈번한 False Positive로 인하여 과도한 OTP 발생을 요구할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 개선하기 위해 트레이스 백 정보 기반의 대칭키 암호화 기법을 적용하여 상호 인증 정보로 사용하고 있다. 즉, 트레이스 백 기반의 암호화 키를 생성한 후 정상적인 복호화 과정의 수행 여부로 상호 인증이 가능하도록 하였다. 아울러 이러한 과정을 통하여 False Positive에 의한 오버헤드도 개선할 수 있었다.
네트워크를 통한 정보의 공유는 오늘날 클라우드 서비스 환경으로 발전하여 그 이용자수를 빠르게 증가시키고 있지만 네트워크를 기반으로 하는 불법적인 공격자들의 주요 표적이 되고 있다. 아울러 공격자들의 다양한 공격 기법 중 IP 스푸핑은 그 공격 특성상 일반적으로 자원고갈 공격을 수반하기 때문에 이에 대한 빠른 탐지와 대응 기법이 요구 된다. IP 스푸핑 공격에 대한 기존의 탐지 방식은 연결 요청을 시도한 클라이언트의 트레이스 백 정보 분석과 그 일치 여부에 따라 최종적인 인증과정을 수행 한다. 그렇지만 트레이스 백 정보의 단순 비교 방식은 서비스 투명성을 요구하는 환경에서 빈번한 False Positive로 인하여 과도한 OTP 발생을 요구할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 개선하기 위해 트레이스 백 정보 기반의 대칭키 암호화 기법을 적용하여 상호 인증 정보로 사용하고 있다. 즉, 트레이스 백 기반의 암호화 키를 생성한 후 정상적인 복호화 과정의 수행 여부로 상호 인증이 가능하도록 하였다. 아울러 이러한 과정을 통하여 False Positive에 의한 오버헤드도 개선할 수 있었다.
Network-based sharing of information has evolved into a cloud service environment today, increasing its number of users rapidly, but has become a major target for network-based illegal attackers.. In addition, IP spoofing among attackers' various attack techniques generally involves resource exhaust...
Network-based sharing of information has evolved into a cloud service environment today, increasing its number of users rapidly, but has become a major target for network-based illegal attackers.. In addition, IP spoofing among attackers' various attack techniques generally involves resource exhaustion attacks. Therefore, fast detection and response techniques are required. The existing detection method for IP spoofing attack performs the final authentication process according to the analysis and matching of traceback information of the client who attempted the connection request. However, the simple comparison method of traceback information may require excessive OTP due to frequent false positives in an environment requiring service transparency. In this paper, symmetric key cryptography based on traceback information is used as mutual authentication information to improve this problem. That is, after generating a traceback-based encryption key, mutual authentication is possible by performing a normal decryption process. In addition, this process could improve the overhead caused by false positives.
Network-based sharing of information has evolved into a cloud service environment today, increasing its number of users rapidly, but has become a major target for network-based illegal attackers.. In addition, IP spoofing among attackers' various attack techniques generally involves resource exhaustion attacks. Therefore, fast detection and response techniques are required. The existing detection method for IP spoofing attack performs the final authentication process according to the analysis and matching of traceback information of the client who attempted the connection request. However, the simple comparison method of traceback information may require excessive OTP due to frequent false positives in an environment requiring service transparency. In this paper, symmetric key cryptography based on traceback information is used as mutual authentication information to improve this problem. That is, after generating a traceback-based encryption key, mutual authentication is possible by performing a normal decryption process. In addition, this process could improve the overhead caused by false positives.
본 논문은 클라우드 서비스를 수행하는 특정 서버를 대상으로 IP 스푸핑 공격이 발생할 경우 이를 탐지하기 위한 모델을 제시한 것이다. 본 논문의 탐지 모델은 정상적인 사용자 인증 과정에 기존의 OTP 인증 및 트레이스 백 정보 기반의 암호화/복호화 과정을 추가하여 사용하고 있다.
제안 방법
본 논문은 클라우드 서비스를 수행하는 특정 서버를 대상으로 IP 스푸핑 공격이 발생할 경우 이를 탐지하기 위한 모델을 제시한 것이다. 본 논문의 탐지 모델은 정상적인 사용자 인증 과정에 기존의 OTP 인증 및 트레이스 백 정보 기반의 암호화/복호화 과정을 추가하여 사용하고 있다. 이는 OTP 인증 기법에서 발생하는 빈번한 OTP 사용을 감소시키고 서비스 가용성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
즉, 불법적인 접근을 시도하는 공격자의 경우 본 논문에서 제안하는 정상적인 암호화/복호화 과정을 수행할 수 없기 때문에 최종 접근에 실패하게 되는 것이다. 아울러 IP 스푸핑 공격 과정에서 발생하는 자원고갈 공격 정보를 탐지한 후 클라우드를 구성하는 관련 서버에서도 해당 공격 정보를 공유하여 신속한 대응이 가능하도록 설계하였다. 향후 연구 과제로는 IP 스푸핑 공격이 동시에 다수의 공격자로부터 발생할 경우 이들 공격 정보를 신속하게 공유한 후 정확한 대응을 할 수 있는 시스템 연구가 진행되어야 할 것이다.
대상 데이터
20Ghz로 구성하였으며, 가상 네트워크 구성 후 이에 대한 실험은 와이어샤크에서 수행하였다. 아울러 실험을 위한 트레이스 백 정보 수집은 향후 시스템 클러스터링이 요구되는 국내 특정 단체 상호 연결 과정에 생성되는 라우터들의 정보를 임의로 설정하여 실험 자료로 사용하였다.
성능/효과
그렇지만 이러한 개선 기법도 OTP의 빈번한 생성과 인증 과정의 수행으로 네트워크 질 저하를 초래할 수 있으며, False Positive 문제를 발생시킬 수 있다. 그러므로 본 논문에서는 트레이스 백 정보 기반의 대칭키 암호화 알고리즘 방식을 적용하여 암호화/복호화 과정의 정상 수행 여부를 통해 기존의 인증 방식에서 발생 할 수 있는 오버헤드를 감소시킬 수 있었다.
후속연구
아울러 IP 스푸핑 공격 과정에서 발생하는 자원고갈 공격 정보를 탐지한 후 클라우드를 구성하는 관련 서버에서도 해당 공격 정보를 공유하여 신속한 대응이 가능하도록 설계하였다. 향후 연구 과제로는 IP 스푸핑 공격이 동시에 다수의 공격자로부터 발생할 경우 이들 공격 정보를 신속하게 공유한 후 정확한 대응을 할 수 있는 시스템 연구가 진행되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
트레이스 백 정보의 단순 비교 방식의 한계성을 개선하기 위한 방법에는 어떤 문제점이 있는가?
[5-7]. 그렇지만 이러한 개선 기법도 OTP의 빈번한 생성과 인증 과정의 수행으로 네트워크 질 저하를 초래할 수 있으며, False Positive 문제를 발생시킬 수 있다. 그러므로 본 논문에서는 트레이스 백 정보 기반의 대칭키 암호화 알고리즘 방식을 적용하여 암호화/복호화 과정의 정상 수행 여부를 통해 기존의 인증 방식에서 발생 할 수 있는 오버헤드를 감소시킬 수 있었다.
IP 스푸핑(Spoofing) 공격이란?
특히 IP 스푸핑(Spoofing) 공격은 서비스 요청자와 제공자의 정상적인 상호 인증에 사용되는 IP 주소를 속여 공격을 시도하는 기법이다[1].
AES란?
AES(Advanced Encryption Standard)는 대칭키 기법의 미국 연방 표준 알고리즘으로서 기존의 온 DES 암호화 알고리즘을 대체할 수 있는 차세대 암호화 알고리즘이다. AES 암호화 암고리즘은 암호화/복호화 과정에 사용하는 키의 길이에 따라 AES-128, AES-192, AES-256으로 구분하며, 대칭키의 길이와 블록의 크기에 따라 10, 12, 14 라운드 과정을 수행한다[9][10][11].
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