[충청뉴스 이성현 기자] 최근 발생한 SKT 해킹 사고와 KT 소액 결제 사건 등으로 인해 이동통신 보안의 중요성이 더욱 강조되고 있는 가운데 LTE 코어 네트워크에 인증되지 않은 공격자가 원격으로 정상 사용자의 내부 정보를 조작할 수 있는 새로운 보안 취약점을 국내 연구진이 세계 최초로 규명했다.
한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 김용대 교수 연구팀이 LTE 코어 네트워크에서 인증되지 않은 공격자가 원격으로 다른 사용자의 내부 상태 정보를 조작할 수 있는 심각한 보안 취약점을 발견했다고 2일 밝혔다.
연구팀은 LTE 코어 네트워크에서 ‘컨텍스트 무결성 침해(CIV)’라는 새로운 취약점 클래스를 발견하고 이를 체계적으로 탐지하는 세계 최초의 도구 ‘CITesting’을 개발했다.
해당 연구는 최근 대만 타이베이에서 열린 제32회 ACM CCS(Conference on Computer and Communications Security)에서 발표됐으며 우수논문상을 수상했다.
ACM CCS는 전 세계 4대 최고 권위 보안 학회 중 하나로 올해 약 2400편의 논문이 제출된 가운데 단 30편만이 수상 논문으로 선정됐다.
기존 보안 연구들이 주로 '네트워크가 단말기를 공격하는' 다운링크 취약점에 집중한 반면, 이번 연구는 상대적으로 소홀히 다뤄진‘단말기가 코어 네트워크를 공격하는' 업링크 보안을 집중 분석했다. 특히 연구팀은 '컨텍스트 무결성 침해(Context Integrity Violation, CIV)'라는 새로운 취약점 클래스를 정의했다.
단말 또는 공격자가 조작한 단말이 정상 기지국을 통해 코어 네트워크로 메시지를 보낸 뒤 그 메시지가 네트워크 내부의 사용자 상태를 잘못 변경하게 만드는 ‘업링크 보안’에 집중했고 인증되지 않은 입력이 네트워크의 내부 상태를 바꿔버리는 상황인 ‘컨텍스트 무결성 침해(CIV)’에 집중했다.
이는 ‘인증되지 않은 메시지는 내부 시스템 상태를 변경해서는 안 된다’는 기본 보안 원칙을 위반하는 것이다.
휴대전화·무선망의 작동 규칙을 만드는 국제 표준 기구인 3GPP의 표준 초기 버전에서는 이러한 행위를 명시적으로 금지하지 않았다.
즉 3GPP 표준은‘인증에 실패한 메시지는 처리하지 말라’는 규칙은 갖고 있지만 ‘아예 인증 절차 없이 들어온 메시지를 어떻게 다뤄야 하는지’에 대한 규정은 명확히 없다는 점이 문제다.
유일한 선행 연구인 LTEFuzz가 31개의 제한된 테스트 케이스에 그친 것과 달리 이번 연구에선 CITesting을 통해 2,802개에서 4,626개에 이르는 훨씬 광범위한 테스트 범위를 체계적으로 탐색했다.
연구팀은 CITesting을 활용해 오픈소스와 상용 LTE 코어 네트워크 4종을 대상으로 평가한 결과, 실제 공격 시연에서도 통신 마비를 확인했다.
이를 통해 모두 CIV 취약점이 존재하는 것으로 확인됐고 테스트 대상 탐지 결과와 고유 취약점 수는 ▲Open5GS 2354건 탐지, 29건 ▲srsRAN 2604건 탐지, 22건 ▲Amarisoft 672건 탐지, 16건 ▲Nokia 2523건 탐지, 59건으로 확인됐다.
김용대 교수는 “그동안 업링크 보안은 코어 네트워크 테스트의 어려움, 구현 다양성 부족, 규제 제약 등으로 인해 상대적으로 소홀히 다뤄져 왔으며, 컨텍스트 무결성 침해는 심각한 보안 위험을 초래할 수 있다”고 설명했다.
이어 “이번 연구에서 개발한 CITesting 도구와 검증 결과를 바탕으로 5G 및 프라이빗 5G 환경으로 검증 범위를 확대할 계획”이라며 “특히 산업·인프라용 전용망(프라이빗 5G)에서는 탱크 통신 차단이나 IMSI 노출과 같은 치명적 보안 위협을 예방하기 위한 필수 테스트 도구로 발전시켜 나가겠다”고 말했다.
한편 연구팀은 취약점을 벤더별로 책임감 있게 공개해 Amarisoft는 패치를 배포하고 Open5GS는 연구팀 패치를 공식 저장소에 통합했으나, Nokia는 3GPP 표준을 준수한다며 취약점으로 보지 않아 패치 계획이 없다.
