오늘은 BOB 4기에 진행했던 쿼드콥터(드론)를 이용한 무선 AP 모의해킹 프로젝트에 대해 알아볼 것입니다.
여러 공격 방법 중 쿼드콥터에 무선 AP를 탑재하여 공격하는 것에 대한 시나리오에 대한 논문이 존재하여 해당 방식으로 진행하였습니다.
해당 논문에서 제시한 시나리오는 드론을 통해 기존에 사용되던 공용 네트워크를 다운시키고 드론에 탑재된 네트워크에 접속하도록 만들어 패킷을 감청하여 추가 공격을 진행하는 것입니다.
1. 주제 소개
무선 AP(Access Point)는 무선 기기들이 네트워크에 접속하도록 무선 신호를 송수신해 주는 장치, 기능을 말합니다.
우리가 집에서 사용하는 공유기, 카페의 와이파이, 모바일 핫스팟 등이 모두 AP 역할을 합니다.
AP는 IEEE 802.11 규격에 맞춰 무선 신호를 내보내고 스테이션(노트북, 모바일 등)이 신호를 받아 트래픽을 유선망, 인터넷으로 전달합니다.
AP는 주기적으로 비콘(Beacon) 프레임을 내보내며 자신의 존재, 네트워크 이름(SSID), 지원하는 기능 등을 주변 장치에 알립니다.
이를 통해 사용자의 기기는 주변에 있는 AP를 식별하고, 목록에 보여 줍니다.
Deauthentication 프레임
802.11 규격에는 관리용 프레임들이 있고, 그 중 하나인 Deauthentication(연결 해제) 프레임이 존재합니다.
해당 프레임은 "더 이상 연결하지 않겠다"는 신호로, 정상적인 상황에서는 AP나 클라이언트가 연결을 정리할 때 사용됩니다.
AP를 탑재한 드론도 일반 AP와 마찬가지로 주기적으로 비콘을 송출하며 주변 장치에 자신의 존재를 알립니다.
논문에서 제시한 시나리오에서는 이런 성질을 이용하여 기존 공용 네트워크의 연결을 방해한 뒤 드론 측 AP로 연결되도록 유도하여 트래픽을 수집, 악용하는 흐름을 가지고 있습니다.
결국 드론이 AP 역할을 하면 사용자 단말과 네트워크 사이의 중간자가 될 수 있다는 것입니다.
Deauthentication 프레임과 같은 관리 프레임이 충분히 보호되지 않아, 이러한 공격이 제기되었습니다.
이를 대비하기 위해 현재는 Protected Management Frames(802.11w), WPA3 등을 통해 프레임들을 보호하고 있습니다.
2. 주제 선정 이유
드론은 저렴하고 기동성이 좋아 현대 전장과 사이버 위협 환경에서 빠르게 확산되고 있습니다.
드론을 해킹하는 것은 몇 번 봤지만 이를 통해 네트워크 공격을 진행하는 과정이 궁금해서 선정하게 되었습니다.
3. 예상 결과물 및 시행착오
예상 결과물
- 내부망 및 시뮬레이션 결과 분석 보고서, 데이터셋
- 위험 모델 평가 문서
- 방어 및 탐지 권고서
예상 시행 착오
- 내부망 실험의 한계
- 실제 환경(도심, 공공장소 등)에서 테스트할 수 없기에 완전히 재현하기 어려울 것이라고 생각합니다.
- 환경 노이즈 및 간섭
- 실내에서는 수많은 AP 장치가 존재하기에 노이즈 및 간섭이 있을 거라고 생각합니다.
4. 추가 조사 지식
IEEE 802.11는 Wi-Fi 무선 LAN의 표준 계열이며 AP와 스테이션이 무선에서 통신하는 규칙을 규정합니다.
비콘, 인증/연결 관련 신호 등 네트워크 탐지, 연결에 관련된 관리 프레임과 ACK 등 전송 제어용 제어 프레임, 네트워크 트래픽인 데이터 프레임이 존재합니다.
IEEE 802.11w는 관리 프레임의 보안성을 향상한 수정판입니다.
aircrack-ng는 무선 네트워크의 패킷 캡처, 분석 등 패킷 모니터링 크래킹 분석 도구 등이 탑재된 소프트웨어입니다.
주요 기능으로는 패킷 캡처 및 모니터링, 프로토콜/암호학 분석 모듈, 트래픽 로그 변환 등이 있습니다.
aireplay-ng 프로그램은 무선 네트워크에 패킷을 삽입해 주는 프로그램으로 Deauthentication 신호를 보내어 드론을 탈취할 수도 있고 AP 연결을 해제시킬 수 있습니다.
airodump-ng 프로그램은 무선 패킷을 수집하여 저장해주는 프로그램입니다.
airmon-ng 프로그램은 무선랜 인터페이스를 모니터 모드로 전환시켜 주는 프로그램입니다.
WPA/WPA2는 Wi-Fi 얼라이언스에서 송출 신호에 대한 보안을 위해 고안된 물리 계층에서의 패킷 암호화 방식을 말합니다.
최신 표준인 WPA3는 새로운 인증 방식인 SAE가 도입되었으면 SHA256 알고리즘을 사용합니다.
순방향 비밀성을 지원하여 데이터가 전송된 후 암호가 노출되어도 이전 트래픽을 보호할 수 있습니다. 또한 기기들이 네트워크에 같이 연결되어 있어도 서로 데이터를 액세스 하기가 어려워졌습니다.
SAE는 PAKE(Password Authenticated Key Exchange)를 기반으로 하며, 사용자 암호(passpharse)에서 각 클라이언트와 AP 간의 고유 세션 키를 생성합니다.
5. 결론
쿼드콥터에 무선 AP를 탑재하여 공용 네트워크를 교란, 대체하고 트래픽을 수집하는 시나리오를 바탕으로, 그 원리와 위협을 분석했습니다.
과거엔 관리 프레임의 취약으로 문제가 발생했지만, PMF, WPA3 같은 기술을 통해 완화되었습니다.
드론의 기동성과 접근성으로 특정 환경에서는 위험할 수 있지만 관리 프레임 보호 활성화, 강력한 인증 및 암호화 등 기본 보안 조치로 보호가 가능합니다.
운영자는 관리 프레임 보호 활성화(802.11w), WPA3 도입, 이상행동 모니터링이 필요하며 사용자는 공용 Wi-Fi 자동연결 해제, VPN/HTTPS 사용이 필요합니다.
참고 자료
https://www.koreascience.kr/article/CFKO201735553776138.pdf
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