초록 ▼

□ 연구개요
사물 인터넷 (Internet of Things; IoT), 스마트폰 등 컴퓨팅 디바이스와 적용 분야의 다변화에 따라, 이를 공격하는 지속적이고 발전된 악성행위 (Advanced Persistent Threat; APT)에 따른 피해 사례가 점차적으로 증가하고 있다. 이러한 공격으로부터 시스템을 보호하기 위한 다양한 소프트웨어적 기술들이 제안되었으나, 소프트웨어에 의존적인 방어기법에는 한계가 있다는 공감대에 따라 하드웨어적 장치를 통해 특정 프로그램의 안전한 실행을 보장할 수 있는 신뢰 실행 환경의 필요성이 대두되

□ 연구개요
사물 인터넷 (Internet of Things; IoT), 스마트폰 등 컴퓨팅 디바이스와 적용 분야의 다변화에 따라, 이를 공격하는 지속적이고 발전된 악성행위 (Advanced Persistent Threat; APT)에 따른 피해 사례가 점차적으로 증가하고 있다. 이러한 공격으로부터 시스템을 보호하기 위한 다양한 소프트웨어적 기술들이 제안되었으나, 소프트웨어에 의존적인 방어기법에는 한계가 있다는 공감대에 따라 하드웨어적 장치를 통해 특정 프로그램의 안전한 실행을 보장할 수 있는 신뢰 실행 환경의 필요성이 대두되었다. 신뢰 실행 환경이 제공하는 강력한 보안성 덕분에 최근 들어 이를 사용하고자 하는 많은 시도와 성과들이 학계뿐 아니라 산업계에서도 도출되고 있다. 하지만 이러한 활용성에 대한 연구와 시도들은 신뢰 실행 환경이 제공하는 보안성에 대한 맹목적인 신뢰를 바탕으로 이루어져 왔다. 이에 따라 기존의 신뢰 실행 환경이 제공하는 보안성에 취약한 점이 없는지 탐구하여 근본적인 보안성을 개선할 뿐만 아니라, 기존의 활용성을 증대하기 위해, 보다 다양한 플랫폼에 범용적으로 운용될 수 있도록 기존 신뢰 실행 환경의 단점을 보완하는 연구를 진행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
신뢰 실행 환경의 보안성, 범용성 및 응용 연구 분야에 대해 소기 목표를 대부분 변동 없이 계획대로 달성하였으며, 일부 항목에 관하여 제안시점 대비 연구 목표를 확장 및 초과 달성하는 등의 성과를 보였다.
보안성 분야에서는 신뢰 실행 환경의 보안을 위해 제시했던 세 가지 목표 중 두 가지는 수정 없이 달성하였다. 구체적으로, 상용 플랫폼인 Intel SGX의 부채널 공격을 밝혀냄으로써 신뢰 실행 환경의 근본적인 한계와 취약점 분석에 성공하였다. 또한, 신뢰 실행 환경 하에서 입출력 채널을 안전하게 보호할 수 있는 방법을 고안하였다. 신뢰 실행 환경 코드의 동적 분석에 관한 목표를 변경하여 신뢰 실행 환경이 모사되고 있는 지 여부를 판단하여 보안성을 유지한다는 목표로 확장 달성 하였다.
범용성 분야에서는 기존의 제안의 변경 없이 목표를 모두 달성하였다. 먼저 스마트 폰 등지에서 쓰이는 ARM TrustZone의 일부 취약점을 보완해 범용성을 강화하였다. 또 Intel SGX 환경에 대한 개발자의 접근을 쉽게 하기 위한 시스템단 에뮬레이터를 개발하였다. 마지막으로 x86 호환 CPU에서 전부 적용할 수 있는 융합 신뢰 실행 환경 기술을 고안하였다.
응용에 있어서는 IoT 기기의 메모리 보안, Intel SGX를 이용한 웹 서비스 및 커널 보호, 그리고 SGX와 엔트로피 기반의 금융 애플리케이션 보호 등을 달성하였다. 변하는 기술 환경에 맞추어 다소간의 목표 수정은 있었으나 전부 달성하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
상용 플랫폼인 Intel SGX의 알려지지 않은 취약점을 찾아내고 이를 통하여 가능한 공격과 대응 가능한 방어의 수단을 자세히 보고하였다. 이 결과는 학계와 산업계 전반에 걸쳐 SGX를 사용할 때 반드시 고려해야할 사항을 알려주는 기회가 되었다.
기존의 제약적이였던 TEE 개발환경에 국한되지 않고 자유롭게 새로운 기술을 개발 테스트할 수 있도록 프레임워크를 개발하였으며, 오픈소스 형태로 공유함으로써 모든 개발자들이 다양한 수요에 맞게 TEE 연구개발의 기회를 가질 수 있도록 하였다.
기존의 IoT 환경에서는 서로 다른 프로토콜을 사용하는 이기종 간의 안전한 통신이 불가능하다는 한계점이 있었으나, 본 연구에서 안전한 통신채널을 생성하는 새로운 방법을 제안함으로써 표준 프로토콜 부재로 인한 문제를 개선하였다.
마지막으로 다양한 애플리케이션의 신뢰 실행 환경 적용을 통해 보안 산업이 4차 산업 혁명 시대에 어떻게 기존 산업과 시너지를 낼 수 있는지 보였다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 30
• 끝페이지 ... 45