Current Issue

DDoS 공격은 원격으로 다른 사람의 PC를 조종할 수 있는 악성코드로 일반 PC를 감염시켜 명령을 내리는 방식으로 여러 대의 디바이스를 한 번에 동작시켜 특정 사이트나 시스템을 공격하는 방식을 말한다[17]. DDoS 공격을 교수하기 위해 DDoS 공격을 가능케 하는 봇넷(Botnet)을 우선 설명하고 이후 DDoS 공격을 소개한다. 교육 콘텐츠에서는 봇넷의 정의, 봇넷 이름의 유래, 봇넷 공격의 실제 사례, 봇넷의 구성요소, 봇넷 제어 모델의 유형(중앙 집중식(C&C, Command & Control) 모델, 탈중앙화 형식(P2P, Peer to Peer) 모델, 봇넷의 작동 원리를 다룬다.

봇넷의 대표적 공격 유형 중 하나인 DDoS 공격 교육 콘텐츠로는 DDoS 공격의 정의, DDoS 공격의 실제 사례, DD0S 공격의 단계, 최근 DDoS 공격에 사용되는 봇넷 종류를 포함한다. 이에 더하여, DoS 공격, 한 공격 내에서 여러 공격 벡터를 사용하는 APDoS(Advanced Persistent Denial of Service) 공격, 분산 반사 서비스 거부(DRDoS, Distributed Reflection Denial of Service) 공격을 추가적으로 소개한다. 특히, DoS 공격의 종류인 Ping of Death, Teardrop, Land 공격의 원리와 공격자들이 DDoS보다 DRDoS를 택하는 이유를 설명한다. 그림 1은 봇넷과 DDoS 공격 교육 콘텐츠의 일부이다[18].

Fig. 1. 
Educational contents for botnet and DDoS attack[18]

제주 사람들의 구전으로 오백 장군은 제주 창조 여신 설문대할망의 아들들로 기록되고 있다. 일부 기록에서는 오백 장군은 영실기암과 연관된 설문대할망과는 독립된 설화였을 것으로 주장하지만 근래 설문대할망과 연관 지어 유포되는 특징이 있다. 본 교육 콘텐츠에서는 설문대할망 설화도 함께 교육하기 위해 오백 장군이 설문대할망의 자손이라는 이야기로 소개한다.

오백 장군 전설을 요약하자면 다음과 같다[19].

설문대할망이 하르방과 결합하여 낳은 자식인 오백 장군들은 그 수가 너무 많아 설문대할망이 배불리 먹여 키우기 어려움이 있었다. 어느 날 설문대할망은 큰 솥에 자식들을 먹일 죽을 끓였다. 거인 설문대할망에게도 솥은 너무나 컸고, 솥의 가장자리를 밟아가며 위태위태하게 죽을 저었다. 그러다 결국 설문대할망은 솥에 빠져 죽게 되었다. 이 사실을 알 리 없는 오백 장군들은 집에 돌아와 죽을 발견했다. 배가 고픈 오백 명의 아들 중 한 아들이 죽을 맛있게 먹기 시작하자 다른 아들들도 허겁지겁 죽을 먹어치웠다. 그런데 가장 마지막에 온 막내 아들이 거의 다 먹어가던 죽을 뜨다 그만 솥에서 어머니의 뼈를 발견하게 되었다. 충격을 받은 막내 아들은 집을 뛰쳐나가 울다 차귀도에서 바위가 되었고 나머지 아들들도 영실에서 통곡하다 바위가 되었다.

오백 아들 중 한 명이 죽을 뜨는 모습을 본 다른 아들들은 홀린 듯이 그를 따라 죽을 마음 놓고 먹기 시작했다. 마치 바이러스에 감염되어 좀비가 된 아들로 인해 다른 아들들 또한 좀비 군대가 된 것으로 보인다. 물론 아들들은 봇넷처럼 의도적으로 다른 사람들에게 피해를 주지는 않았지만, 어머니인 설문대할망에게는 엄청난 불효를 저지르게 되었다.

DDoS 공격과 오백 장군 전설의 구성요소를 서로 연결해보자면 표 2와 같다. DDoS 공격을 수행하는 공격자가 설문대할망의 아들들인 오백장군이라면 이들의 표적은 의도치 않았지만 설문대할망이라 할 수 있다. 더불어, 가장 먼저 죽을 먹은 아들을 봇넷의 공격을 시작하게 만든 봇 마스터로 본다면, 그를 보고 죽을 먹은 나머지 아들들을 봇넷이라 볼 수 있다. 마지막으로 악성 프로그램의 역할을 수행하는 데몬은 공격의 매개체인 죽으로 비유해볼 수 있다.

스푸핑은 승인받은 사용자인 것처럼 위장하여 시스템에 접근하거나 네트워크에서 허가된 주소로 가장하여 접근 제어를 우회하는 공격 행위로 정의된다[19]. 스푸핑 공격 교육을 위해 스푸핑의 어원, 스푸핑 공격의 실제 사례, 스푸핑의 유형(ARP(Address Resolution Protocol) 스푸핑, IP(Internet Protocol) 스푸핑, DNS 스푸핑)과 그 각 유형의 공격 원리를 교육용 콘텐츠로 선정했다. 그림 2는 스푸핑 공격 교육 콘텐츠의 일부이다[20].

Fig. 2. 
Educational contents for spoofing attack[20]

고종달 설화는 제주에 구전되어 오는 설화 중 하나로 이방 나라의 황제가 제주의 지기(地氣)를 꺾기 위해 제주로 보냈다는 고종달에 관한 이야기이다. 용천수가 나지 않는 마을이 외부인에 의해 혈이 단절된 것으로 해석한 것이 고종달 설화이다. 일부 문헌에서는 고종달을 고종달이라고 부르기도 한다.

고종달 설화를 요약하자면 다음과 같다[21].

어느 날 한 나라의 황제가 지리서를 보다 제주라는 곳의 지기가 범상치 않음을 느꼈다. 이에 황제는 소문난 풍수사 고종달을 불러 지금의 제주인 탐라국으로 그를 보내 제주의 혈맥을 끊도록 명했다. 고종달은 그 길로 탐라국의 종달리 마을을 방문했다. 고종달은 혈맥을 끊기 위해 어느 마을을 찾았다. 그곳에서는 한 농부가 밭을 갈고 있었는데, 지나가던 백발노인이 급한 얼굴로 농부에게 다가와 누군가가 행기(그릇)에 샘물을 담아 주며 누가 이 물을 찾으면 모른다고 하라며 부탁했다. 고종달은 지도를 보고 꼬부랑나무 아래 행기물이라는 샘물을 찾으며 농부에게 물었지만 농부는 모른다고 답했다. 고종달은 행기물이 샘물의 이름인 줄 알았지만 이 행기물은 아까 백발노인이 숨겨달라 부탁한 그릇의 물이었고 결국 행기물을 찾지 못한 고종달은 그대로 돌아갔다. 고종달은 배를 타고 돌아가다 한라산신이 일으킨 바람에 의해 배가 침몰해 죽고 말았다.

고종달이 물혈을 찾아 끊지 못하게 백발노인은 기지를 발휘해 샘물을 행기에 담아 농부에게 숨겨줄 것을 부탁했다. 농부와 백발노인의 협력으로 제주의 물길은 다 끊어지지 않게 되었다. 이는 신분을 위장하여 네트워크에 침입해 정보를 빼가거나 가짜 웹사이트로 유도하는 스푸핑 공격의 원리와 연결지을 수 있다. 고종달의 입장에서는 제주 사람들이 샘물의 형태를 위장시켜 자기 일을 훼방 놓은 공격자로 느껴졌을 것이다. 이들의 행기물 작전을 스푸핑 공격으로 비유할 수 있다.

스푸핑 공격과 고종달 설화의 구성요소의 연결점은 표 3에서 확인할 수 있다. 웹사이트를 활용한 스푸핑 공격으로 비교해보자면 공격자는 농부에게 접근한 백발노인, 표적은 고종달이다. 백발노인은 진짜 웹사이트인 마을의 물을 지키기 위하여 가짜 웹사이트인 행기물을 꾸며낸다. 또한, 네트워크 권한을 획득하여 공격에 성공하는 것은 고종달이 물혈을 찾는 일을 방해한 것으로 비유할 수 있다.

세션 하이재킹 공격은 정상적 접속 과정에서 일어나는 TCP(Transmission Control Protocol) 3-Way Handshaking 과정에서 발생하는 세션을 가로채는 공격 방식을 말한다[22]. 사용자가 로그인된 상태를 가로채 상대방의 접속 ID나 비밀번호를 알지 못해도 인증 작업 없이 사용자의 PC에 접근할 수 있는 권한을 얻게 된다.

본 논문에서 제안하는 세션 하이재킹 공격에 관한 교육 콘텐츠로는 세션 하이재킹의 정의, 하이재킹의 어원, TCP 3-Way Handshaking의 과정, TCP 세션 하이재킹 공격 단계, IP 스푸핑과의 차이점, 동기화 상태와 TCP 세션 하이재킹 후 비동기화 상태 비교가 있다. 또한 서버와 클라이언트의 연결을 해제하고 세션을 종료하는데 수행되는 과정인 TCP 4-Way Handshaking도 추가 설명할 것을 제안한다. 그림 3은 세션 하이재킹 공격 교육 콘텐츠의 일부를 보여준다[23].

Fig. 3. 
Educational contents for session hijacking attack[23]

제주의 바다를 지켜주는 영등신에 관해 전해 내려오는 이야기를 영등할망 전설이라 한다. 제주에서는 음력 2월 초하루부터 보름까지 영등할망이 제주에 머문다고 여긴다. 하여 해당 기간에 영등할망을 기리기 위해 영등굿을 행하고 있다.

영등할망 전설을 요약하면 다음과 같다[24].

어머니는 바다요, 아버지는 바람인 영등은 마음씨가 고와 바다생물들과 나는 새들도 그녀를 사랑했다. 그러던 어느 날 파도가 높게 들썩이고 태풍이 몰아치더니 제주에서부터 작은 고기잡이배가 위태롭게 파도에 휩쓸려왔다. 외눈박이 거인 식인종들이 사는 섬으로 밀려나는 고기잡이배를 목격한 영등은 자신의 미역 치마로 배와 사람들을 가려주었다. 그러나 반대편 섬의 거인들도 고기잡이배를 보고 입맛을 다시고 있었다. 갑자기 사라진 고기잡이배를 찾는 거인들에게 영등은 거짓말을 해 사람들을 살려주었다. 그러나 이 고기잡이배는 또 한 번 파도에 휩쓸려 이번에도 거인 식인종이 사는 섬으로 밀려나고 있었다. 마음이 어진 영등은 이번에도 그들을 딱히 여겨 거인들에게 거짓말을 하면서 고기잡이배를 숨겨주었다. 하지만 영등이 거짓말을 한 것을 알게 된 식인종들은 매우 화가 나 영등을 죽이고 말았다. 고기잡이배 사람들은 바다에서 고기를 잡다가 바다에 떠돌아다니던 영등의 토막 난 시신을 발견했다. 이들은 자신들 때문에 영등이 죽게 된 사실을 알게 되었고 통곡하며 울었다. 다행히 바다와 바람이 정성으로 영등을 돌보았더니 영등은 다시 살아났다. 이후로 영등은 매년 제주의 바다와 사람들을 지켜주었다.

외눈박이 거인들의 입장이 되어보면 정상적으로 자신들에게 향하고 있던 고기잡이배가 중간 침입자인 영등할망이 가로챈 덕분에 사라지게 된 것이다. 따라서 거인들은 자신들이 먹이를 먹지 못하게 만든 영등할망을 공격자로 여기고 그녀를 제거한 것이다. 이는 정상 데이터 통신 중 허가받지 않은 외부인이 침입하여 세션을 몰래 낚아채는 과정으로 비유할 수 있다.

세션 하이재킹 공격과 영등할망 전설의 구성요소를 연결한 결과는 표 4와 같다. 세션 하이재킹 공격은 클라이언트와 서버의 연결 사이에서 일어난다.

이에 클라이언트는 외눈박이 거인 식인종으로, 서버는 파도라 할 수 있다. 이들의 통신을 방해한 것은 영등할망이다. 세션 하이재킹 공격에서는 공격자가 시퀀스 넘버를 가로채는데, 영등할망이 시퀀스 넘버인 고기잡이배를 중간에서 가로채 숨겨주었다고 표현할 수 있다.

봇넷 제어 모델의 C&C 모델과 P2P 모델을 통해 공격을 수행하는 원리를 놀이로 학습할 수 있도록 학습 게임을 개발했다. C&C 모델은 서버가 하나이므로 해커팀에서 C&C 서버 역할을 하는 학생 한 명을 선발해야 하며, 심판 역할을 할 교사나 부모가 필요하다. C&C 모델 이해 학습 게임의 절차는 표 5와 같고, 게임의 흐름도는 그림 4와 같다.

Fig. 4. 
Flow chart for educational game understanding C&C model

P2P 모델 이해 게임은 C&C 모델 이해 게임과 기본적인 게임 절차가 비슷하나 P2P 모델은 C&C 서버 자체가 좀비 PC이므로 C&C 서버 역할을 할 사람을 따로 선발할 필요가 없다. P2P 모델 이해 학습 게임의 절차는 표 6과 같고, 게임의 흐름도는 그림 5와 같다.

Fig. 5. 
Flow chart for educational game understanding P2P model

놀이에 역할이 다양하므로 최소 8명 이상이 되어야 놀이가 진행된다. C&C 모델과 P2P 모델 게임 모두 해커팀에서 봇 마스터, C&C 서버, 좀비 PC의 역할을 선발할 때 추적자 팀이 모르게 해야 한다. 해커 팀은 추적자 팀 몰래 비밀 정보를 전달하기 위해 노력해야 한다. 또한, 심판은 추적자 팀이 해커 팀을 인터뷰하는 시간을 적절하게 정해주어야 한다. C&C 모델 게임에서는 좀비 PC끼리는 비밀 정보를 공유하지 않고 무조건 C&C 서버만을 통해 비밀 정보를 전달받아야 하지만 P2P 게임에서는 좀비 PC끼리 서로 정보를 전달해도 된다.

스푸핑 공격 중 IP 스푸핑 공격을 놀이를 통해 이해할 수 있도록 학습 게임을 설계했다. 기본적으로 교사가 문제를 내고 학생들이 협력하여 맞히는 방식으로 진행된다. IP 스푸핑 공격 이해 학습 게임의 절차는 표 7과 같고, 게임의 흐름도는 그림 6과 같다.

Fig. 6. 
Flow chart for educational game understanding IP spoofing attack

학습자들이 공격자로 분한 교사가 전송한 변조된 IP 주소를 찾아내 IP 스푸핑 공격을 막는 원리를 간단하게 이해할 수 있도록 개발했다. 한 학급의 인원이 적다면 팀을 나누지 않고 한 학급 전체가 교사를 상대로 게임을 진행할 수도 있다.

서버와 클라이언트의 통신을 방해하는 해킹 기법인 세션 하이재킹을 비밀 메시지를 전달하는 놀이로 이해할 수 있도록 학습 게임을 설계했다. 네 명을 모아 해커, 서버, 클라이언트, 해커조력자로 역할을 나누어 해커를 피해 서버와 클라이언트가 통신에 성공하도록 만드는 게임이다. 세션 하이재킹 공격 이해 학습 게임의 절차는 표 8과 같고, 게임의 흐름도는 그림 7과 같다.

Fig. 7. 
Flow chart for educational game understanding session hijacking attack