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일반 물리 시스템이나 서버에서는 큰 위협 아니지만 가상 환경에서는 대단한 위험
아직까지는 조용하지만 클라우드로의 이주 이어짐에 따라 사고 발생할 확률 높아져
[보안뉴스 문가용 기자] 2018년 1월, 구글, 사이버러스 테크놀로지(Cyberus Technology) 및 여러 대학 기관의 보안 전문가들로 구성된 컨소시엄에서 두 가지 취약점을 공개한 바 있다. 현대 사회에 존재하는 거의 모든 컴퓨터 프로세서들에 있다는 이 취약점들은 대단한 반응을 이끌어냈다. 이 때문에 수많은 컴퓨터 전문가들이 연구 방향을 틀었고, 곧이어 유사한 취약점들이 속속 발견되기 시작했다.
바로 멜트다운(Meltdown)과 스펙터(Spectre) 이야기다. 당시에는 현실적이지 않은 취약점이란 말이 나오기도 했지만, 가상 환경이 증가되는 지금 멜트다운과 스펙터의 위험성은 점점 더 ‘실제적’으로 변하고 있다. 필자는 개인적으로 인텔과 AMD가 클라우드를 위시로 한 가상 환경에 적합한 프로세서 제품군을 새롭게 런칭할 것으로 예상한다.
프로세서들의 속도 경쟁
오늘 날의 프로세서들은 동시에 수십~수백 가지의 애플리케이션들을 동시에 처리한다. 각 코어들에 장착된 수억 개의 트랜지스터들이 실행 스레드들을 필요와 상황에 따라 자동으로 바꿔가며 사용자들에게 그 어떤 불편함을 끼치지 않으려고 한다. 그러나 여기에는 한 가지 규칙이 있다. 그 어떤 애플리케이션들도, 다른 애플리케이션에서 처리되고 있는 데이터에 접근할 수 없다는 것이다. 멜트다운과 스펙터는 이 규칙을 위반할 수 있게 해주는 것이다.
매년 우리는 더 빠른 프로세서들을 만난다. 하지만 언제까지나 속도가 빠르게 증가할 수만은 없을 것이다. 그러므로 프로세서를 제조하는 회사들은 약간의 편법성 꾀를 내어 속도를 높이는 것과 비슷한 효과를 만들어내야만 한다. 그런 ‘편법성 꾀’ 중 하나가 ‘추측 실행’을 통한 프로세서 최적화다. 실행에 필요한 계산을 추측해서 미리 진행해두었다가 결과를 사용자가 요청할 때 빠르게 보여주는 것이라고 이해하면 간단하다. 추측을 잘못했다고 하더라도 정상적으로 처음부터 작업을 시작하면 되니 큰 문제가 아니다.
멜트다운과 스펙터는 모두 이 추측 실행이라는 ‘꼼수’와 관련된 것이다. 기술적으로 상세히 쓰자면 끝도 없을 텐데, 간단히 말하자면 공격자는 이 추측 실행의 원리를 사용해 제한된 메모리 영역을 프로세서의 메모리 캐시로 로딩한 후, 몇 가지 추가적인 기술을 사용해 그 내용을 정확하게 식별할 수 있게 된다. 제한된 영역에 저장된 정보는 암호화 키 등 굉장히 민감한 정보도 포함하고 있다.
스펙터와 멜트다운도 클라우드로 갔다
그나마 이 스펙터와 멜트다운은 일반 데스크톱이나 가상화 기술이 적용되지 않은 서버에서는 그리 큰 위협이 되지 않는다. 클라우드와 가상 환경에서는 그 위험성이 폭발적으로 증가한다. 가상 환경에서는 한 대의 물리 장비 속에 다양한 구획들이 정해져 있고, 한 구역에서 가동되는 앱이나 데이터가 다른 구획으로 넘나들지 못하도록 구성되어 있다. 다만 컴퓨팅에 필요한 자원만 공유할 뿐이다. 구획과 구획을 철저하게 고립시키는 역할을 담당하는 게 하이퍼바이저다.
스펙터와 멜트다운이 가상 환경에서 특히 위험한 취약점으로 돌변하는 이유는 이 구획 간 경계를 무력화시키기 때문이다. 그것도 하드웨어 장비를 직접 겨냥함으로써 말이다. 그래서 한 구획에서 구동되는 애플리케이션을 통해 침투하는 데 성공하게 되면, 다른 구획에 있는 애플리케이션에도 접근할 수 있게 된다. 애플리케이션 각자의 보안이 얼마나 튼튼한가는 이 경우 전혀 영향을 끼치지 못한다.
게다가 스펙터와 멜트다운이 출현하고 나서 그와 비슷한 변종들도 꾸준히 등장하기 시작했다. 그러면서 클라우드와 가상 환경은 더 위험해졌다. 안타깝지만 지구 상에서 가장 큰 칩셋 제조사인 인텔과 AMD는 그 때 그 때 나온 취약점에 대한 패치를 내는 데에만 급급한 상태다. 근본적인 해결책 마련이 나오지 않았다는 것이다. 그럴 수밖에 없는 것이, 추측 실행을 삭제할 경우 칩의 속도가 30%나 떨어진다.
문제 해결의 방법은?
그렇다면 이 문제에 우리는 어떤 식으로 접근해야 할까? ‘패치’는 가장 이상적인 답이 아니다. 왜냐하면 스펙터와 멜트다운 계열 취약점들을 패치한다는 건 마이크로코드를 업데이트 한다는 것이고, 이는 꽤나 까다로울 수 있다. 자동 패치도 잘 하지 않는 사용자들이 이를 제대로 하리라고 기대하는 건 비현실적이다. 역시 인텔과 AMD가 새로운 프로세서를 발명해 내놓아야만 한다. 하지만 이는 사용자 측면에서 어마어마한 비용 부담으로 이어질 수 있다.
사이버 보안의 핵심은 ‘트레이드 오프(trade-off)’다. 위험을 줄이되 뭔가 대가를 지불하는 것이다. 이 ‘거래’의 균형을 최대한 우리쪽에 유리하게 만드는 게 보안 운영의 묘미다. 일반 물리 데스크톱이나 서버를 운영하는 사람이라면, 이 트레이드 오프를 유리한 쪽으로 유도할 수 있다. 왜냐하면 잠재적 위험이 그리 크지 않기 때문이다. 속도라는 값을 치룰 이유가 크게 존재하지 않는다.
하지만 가상 환경의 운영자라면 이야기가 다르다. 멜트다운이나 스펙터가 익스플로잇이 된다면 끔찍한 결과가 초래될 수 있다. 따라서 위험을 감수하고 빠른 프로세서를 누린다는 게 꽤나 어리석은 일이 된다. 당연히 보안이 속도보다 우선시 되어야 한다. 황금 비율이라는 게 정해져 있는 건 아니지만, 적어도 속도가 최고의 미덕이어서는 안 된다는 뜻이다.
클라우드와 가상화 환경으로의 이주가 진행될수록 멜트다운과 스펙터 취약점은 점점 더 그 이빨을 드러낼 것이다. 그 피해가 어떤 모습으로, 또 어떤 규모로 나타날지 우리는 상상도 할 수 없다. 가상 환경을 위한 칩셋이 먼저 나타날 것인가, 클라우드 아키텍처에서 큰 사고가 먼저 발생할 것인가, 지금 그 시합이 보이지 않게 진행 중이다.
글 : 마크 랄리버트(Marc Laliberte), WatchGuard Technologies
[국제부 문가용 기자(globoan@boannews.com)]
아직까지는 조용하지만 클라우드로의 이주 이어짐에 따라 사고 발생할 확률 높아져
[보안뉴스 문가용 기자] 2018년 1월, 구글, 사이버러스 테크놀로지(Cyberus Technology) 및 여러 대학 기관의 보안 전문가들로 구성된 컨소시엄에서 두 가지 취약점을 공개한 바 있다. 현대 사회에 존재하는 거의 모든 컴퓨터 프로세서들에 있다는 이 취약점들은 대단한 반응을 이끌어냈다. 이 때문에 수많은 컴퓨터 전문가들이 연구 방향을 틀었고, 곧이어 유사한 취약점들이 속속 발견되기 시작했다.
[이미지 = iclickart]
바로 멜트다운(Meltdown)과 스펙터(Spectre) 이야기다. 당시에는 현실적이지 않은 취약점이란 말이 나오기도 했지만, 가상 환경이 증가되는 지금 멜트다운과 스펙터의 위험성은 점점 더 ‘실제적’으로 변하고 있다. 필자는 개인적으로 인텔과 AMD가 클라우드를 위시로 한 가상 환경에 적합한 프로세서 제품군을 새롭게 런칭할 것으로 예상한다.
프로세서들의 속도 경쟁
오늘 날의 프로세서들은 동시에 수십~수백 가지의 애플리케이션들을 동시에 처리한다. 각 코어들에 장착된 수억 개의 트랜지스터들이 실행 스레드들을 필요와 상황에 따라 자동으로 바꿔가며 사용자들에게 그 어떤 불편함을 끼치지 않으려고 한다. 그러나 여기에는 한 가지 규칙이 있다. 그 어떤 애플리케이션들도, 다른 애플리케이션에서 처리되고 있는 데이터에 접근할 수 없다는 것이다. 멜트다운과 스펙터는 이 규칙을 위반할 수 있게 해주는 것이다.
매년 우리는 더 빠른 프로세서들을 만난다. 하지만 언제까지나 속도가 빠르게 증가할 수만은 없을 것이다. 그러므로 프로세서를 제조하는 회사들은 약간의 편법성 꾀를 내어 속도를 높이는 것과 비슷한 효과를 만들어내야만 한다. 그런 ‘편법성 꾀’ 중 하나가 ‘추측 실행’을 통한 프로세서 최적화다. 실행에 필요한 계산을 추측해서 미리 진행해두었다가 결과를 사용자가 요청할 때 빠르게 보여주는 것이라고 이해하면 간단하다. 추측을 잘못했다고 하더라도 정상적으로 처음부터 작업을 시작하면 되니 큰 문제가 아니다.
멜트다운과 스펙터는 모두 이 추측 실행이라는 ‘꼼수’와 관련된 것이다. 기술적으로 상세히 쓰자면 끝도 없을 텐데, 간단히 말하자면 공격자는 이 추측 실행의 원리를 사용해 제한된 메모리 영역을 프로세서의 메모리 캐시로 로딩한 후, 몇 가지 추가적인 기술을 사용해 그 내용을 정확하게 식별할 수 있게 된다. 제한된 영역에 저장된 정보는 암호화 키 등 굉장히 민감한 정보도 포함하고 있다.
스펙터와 멜트다운도 클라우드로 갔다
그나마 이 스펙터와 멜트다운은 일반 데스크톱이나 가상화 기술이 적용되지 않은 서버에서는 그리 큰 위협이 되지 않는다. 클라우드와 가상 환경에서는 그 위험성이 폭발적으로 증가한다. 가상 환경에서는 한 대의 물리 장비 속에 다양한 구획들이 정해져 있고, 한 구역에서 가동되는 앱이나 데이터가 다른 구획으로 넘나들지 못하도록 구성되어 있다. 다만 컴퓨팅에 필요한 자원만 공유할 뿐이다. 구획과 구획을 철저하게 고립시키는 역할을 담당하는 게 하이퍼바이저다.
스펙터와 멜트다운이 가상 환경에서 특히 위험한 취약점으로 돌변하는 이유는 이 구획 간 경계를 무력화시키기 때문이다. 그것도 하드웨어 장비를 직접 겨냥함으로써 말이다. 그래서 한 구획에서 구동되는 애플리케이션을 통해 침투하는 데 성공하게 되면, 다른 구획에 있는 애플리케이션에도 접근할 수 있게 된다. 애플리케이션 각자의 보안이 얼마나 튼튼한가는 이 경우 전혀 영향을 끼치지 못한다.
게다가 스펙터와 멜트다운이 출현하고 나서 그와 비슷한 변종들도 꾸준히 등장하기 시작했다. 그러면서 클라우드와 가상 환경은 더 위험해졌다. 안타깝지만 지구 상에서 가장 큰 칩셋 제조사인 인텔과 AMD는 그 때 그 때 나온 취약점에 대한 패치를 내는 데에만 급급한 상태다. 근본적인 해결책 마련이 나오지 않았다는 것이다. 그럴 수밖에 없는 것이, 추측 실행을 삭제할 경우 칩의 속도가 30%나 떨어진다.
문제 해결의 방법은?
그렇다면 이 문제에 우리는 어떤 식으로 접근해야 할까? ‘패치’는 가장 이상적인 답이 아니다. 왜냐하면 스펙터와 멜트다운 계열 취약점들을 패치한다는 건 마이크로코드를 업데이트 한다는 것이고, 이는 꽤나 까다로울 수 있다. 자동 패치도 잘 하지 않는 사용자들이 이를 제대로 하리라고 기대하는 건 비현실적이다. 역시 인텔과 AMD가 새로운 프로세서를 발명해 내놓아야만 한다. 하지만 이는 사용자 측면에서 어마어마한 비용 부담으로 이어질 수 있다.
사이버 보안의 핵심은 ‘트레이드 오프(trade-off)’다. 위험을 줄이되 뭔가 대가를 지불하는 것이다. 이 ‘거래’의 균형을 최대한 우리쪽에 유리하게 만드는 게 보안 운영의 묘미다. 일반 물리 데스크톱이나 서버를 운영하는 사람이라면, 이 트레이드 오프를 유리한 쪽으로 유도할 수 있다. 왜냐하면 잠재적 위험이 그리 크지 않기 때문이다. 속도라는 값을 치룰 이유가 크게 존재하지 않는다.
하지만 가상 환경의 운영자라면 이야기가 다르다. 멜트다운이나 스펙터가 익스플로잇이 된다면 끔찍한 결과가 초래될 수 있다. 따라서 위험을 감수하고 빠른 프로세서를 누린다는 게 꽤나 어리석은 일이 된다. 당연히 보안이 속도보다 우선시 되어야 한다. 황금 비율이라는 게 정해져 있는 건 아니지만, 적어도 속도가 최고의 미덕이어서는 안 된다는 뜻이다.
클라우드와 가상화 환경으로의 이주가 진행될수록 멜트다운과 스펙터 취약점은 점점 더 그 이빨을 드러낼 것이다. 그 피해가 어떤 모습으로, 또 어떤 규모로 나타날지 우리는 상상도 할 수 없다. 가상 환경을 위한 칩셋이 먼저 나타날 것인가, 클라우드 아키텍처에서 큰 사고가 먼저 발생할 것인가, 지금 그 시합이 보이지 않게 진행 중이다.
글 : 마크 랄리버트(Marc Laliberte), WatchGuard Technologies
[국제부 문가용 기자(globoan@boannews.com)]
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[2024-10-31] 
