가짜 웹사이트를 가능하게 했던 조용한 DNS 결함
웹사이트를 방문할 때 컴퓨터는 "example.com"과 같은 이름에 직접 연결하지 않습니다. 대신 IP 주소가 필요합니다. 컴퓨터는 일반적으로 라우터나 ISP인 리졸버(resolver)에 요청을 보내고, 리졸버는 다양한 DNS 서버를 참조하여 올바른 IP 주소를 찾습니다.
초기 DNS 응답은 요청과 응답을 일치시키기 위해 간단한 16비트 트랜잭션 ID에 의존했기 때문에 취약했습니다. 이 ID는 쿼리를 정리하는 데는 도움이 되었지만, 발신자의 신원에 대한 암호화 증명은 제공하지 않았습니다. 공격자는 65,536개의 가능한 ID 중 하나를 추측하여 리졸버에 위조된 응답을 퍼부을 수 있었고, 만약 가짜 응답이 실제 응답보다 먼저 도착하면 리졸버는 이를 수락하고 악성 데이터를 캐싱했습니다.
이 근본적인 결함은 2008년 Kaminsky attack이 발견되면서 극명하게 드러났습니다. Dan Kaminsky는 존재하지 않는 임의의 하위 도메인을 타겟팅하여 이 약점을 악용하는 방법을 시연했으며, 이를 통해 공격자는 도메인의 권한 있는 네임서버 레코드를 빠르게 오염시킬 수 있었습니다. 이는 DNS 캐시 오염의 광범위한 위험을 노출시켰고, 더 안전한 DNS 아키텍처의 시급한 필요성을 강조했습니다.
장기적인 해결책인 DNSSEC은 이미 2005년에 공식화되었습니다. 이는 암호화 인증을 도입하여 루트 서버에서 개별 도메인 서버에 이르기까지 DNS 조회 체인의 각 단계가 다음 단계의 진위 여부를 확인할 수 있도록 했습니다. 이 시스템은 신뢰의 체인을 구축하여 공격자가 사기성 정보를 주입하고 사용자를 악성 사이트로 잘못 유도하는 것을 방지했습니다.
신뢰 체인은 하나의 루트 키에서 끝납니다
DNS 취약점에 대한 장기적인 해결책인 DNSSEC은 공개 키 암호화를 사용하여 조회를 보호합니다. 각 서명자는 DNS 데이터에 대한 디지털 서명을 생성하기 위한 개인 키(private key)와 검증을 위한 대응하는 공개 키(public key)를 가집니다. 리졸버는 이 공개 키를 사용하여 DNS 데이터가 전송 중에 변경되지 않았음을 확인하고 진위 여부를 보장합니다.
신뢰의 체인은 DNS 루트에서 개별 도메인까지 확장됩니다. 리졸버가 example.com을 조회할 때, 먼저 루트 서버에 쿼리하고 루트 서버는 .com 최상위 도메인(TLD) 서버를 보증합니다. 그런 다음 .com 서버는 example.com의 자체 DNS 서버를 보증합니다. 각 상위 영역은 하위 영역의 공개 키에 암호화 서명을 하여 끊김 없는 검증 경로를 만듭니다.
루트 영역의 Root Zone Key Signing Key (KSK)는 고유합니다. 이를 인증할 더 높은 DNS 권한은 존재하지 않습니다. 따라서 해당 공개 키는 모든 DNSSEC 검증 리졸버에 트러스트 앵커(trust anchor)로 사전 구성되어야 합니다. KSK의 개인 키 부분을 제어하는 사람은 누구나 가짜 루트 데이터를 서명하여 전체 DNS 신뢰 체인을 약화시킬 수 있습니다. 이 중요한 개인 키는 매우 안전한 에어갭(air-gapped) 방식의 Hardware Security Module에 보관되며, 엄격하게 통제되는 다자간 키 의식 중에만 액세스됩니다.
하나의 키를 비밀로 유지하기 위해 만들어진 의식의 내부
루트 키의 비밀을 유지하려면 버지니아주 컬페퍼에 있는 보안 시설에서 수행되는 정교하고 다층적인 보안 프로토콜이 필요합니다. ICANN과 Public Technical Identifiers (PTI)가 운영하는 이 사이트는 개인 키를 생성하고 저장하는 Hardware Security Modules (HSMs)를 보호합니다. 의식 장소에 들어가려면 여러 보안 검문소를 통과해야 하며, 잠긴 케이지를 거쳐 HSM 자체가 들어 있는 금고에 도달하게 됩니다.
서명 과정은 다중 인원 보호 장치를 통해 이루어집니다. ICANN과 독립적이며 전 세계 인터넷 커뮤니티에서 선발된 7명의 Crypto Officer가 각자의 안전 금고를 위한 보안 키를 보유합니다. HSM을 활성화하고 보호된 작업을 수행하려면 최소 3명의 Crypto Officer가 물리적으로 참석하여 각자의 고유한 보안 키를 삽입해야 합니다.
의식은 공개적으로 관찰되고 기록되어 투명성을 보장합니다. 참가자들은 신뢰할 수 있는 읽기 전용 운영 체제로 노트북을 부팅하고 암호화 지문을 소리 내어 확인합니다. 3개의 보안 키가 삽입되면 단일 명령을 통해 에어갭(air-gapped) HSM 내에서 키 생성 프로세스가 시작됩니다. 개인 키는 암호화된 백업 형태를 제외하고는 이 보안 환경을 절대 벗어나지 않습니다. 2024년 키의 38696과 같은 새로운 키 식별자가 기록되고, 모든 참가자가 종이 스크립트에 서명하면서 절차가 종료됩니다. 이러한 절차에 대한 자세한 내용은 IANA Root KSK Ceremonies 문서를 참조하십시오.
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루트 키가 교체될 때 무엇이 변경되는가
키 롤오버는 새로운 KSK(Key Signing Key)를 도입하여 루트 존의 DNSKEY 레코드 세트에 대한 기존의 활성 서명 키를 대체합니다. 새로운 키는 몇 달 전에 미리 생성 및 인증되지만, 실제 "롤오버"는 해당 키가 기본 서명 키가 되고 그 공개 구성 요소가 모든 DNSSEC 검증 리졸버에 트러스트 앵커(trust anchor)로 제공되어야 할 때 발생합니다.
이 트러스트 앵커를 업데이트하지 않으면 심각한 중단이 발생할 수 있습니다. 오래된 공개 키를 가진 리졸버는 새로운 KSK로 생성된 서명을 검증할 수 없게 되어, 서명된 도메인에 대한 모든 DNS 응답을 거부합니다. 이로 인해 사용자는 SERVFAIL 오류를 보게 되며, 서버가 완전히 정상 작동하더라도 웹사이트에 접속할 수 없는 것처럼 보일 수 있습니다.
ISP나 Cloudflare 1.1.1.1, Google 8.8.8.8과 같은 공공 서비스에서 제공하는 최신 DNSSEC 검증 리졸버는 일반적으로 자동화된 트러스트 앵커 업데이트를 사용하여 대부분의 위험을 완화합니다. 그러나 구형 라우터 펌웨어나 수동으로 구성된 시스템은 업데이트가 지연될 수 있으므로 명시적인 업데이트가 필요합니다. 롤오버 시기에 DNS 오류가 발생한다면 라우터 펌웨어나 리졸버 소프트웨어를 업데이트하는 것이 좋은 첫 단계입니다. DNSSEC 보호는 서명된 도메인과 검증 리졸버 모두에 달려 있다는 점을 기억하십시오.
자주 묻는 질문
인터넷의 DNSSEC 마스터 키란 무엇인가요?
루트 존의 DNSSEC 키에 서명하는 데 사용되는 루트 존 KSK(Key Signing Key)의 개인 부분입니다. 그 공개 대응물은 검증 리졸버를 위한 트러스트 앵커 역할을 합니다.
DNS에 DNSSEC이 필요한 이유는 무엇인가요?
DNSSEC은 검증 리졸버가 DNS 데이터의 진위 여부와 변경되지 않았음을 확인할 수 있도록 암호화 서명을 추가하여, 위조된 응답이 수락되는 것을 방지합니다.
루트 키 롤오버가 인터넷 연결을 끊을 수 있나요?
새로운 트러스트 앵커를 학습하지 못한 검증 리졸버를 사용하는 사용자의 경우 DNS 장애가 발생할 수 있습니다. 리졸버가 응답을 거부하여 종종 SERVFAIL을 반환할 수 있습니다.
루트 키는 어떻게 보호되나요?
개인 키는 보안 하드웨어에 보관되며, 키 작업에는 다수의 승인된 참가자가 필요합니다. 의식은 통제된 시설, 문서화된 절차 및 공개 기록을 사용하여 진행됩니다.