새로운 Wi-Fi를 설정하다 보면 비밀번호 보안 방식을 고르는 것이 그저 아무거나 하나 고르는 일처럼 느껴질 수 있습니다. 어차피 WEP, WPA, WPA2, WPA3는 전부 비슷한 알파벳으로 이루어져 있으니까요.
비밀번호는 어차피 비밀번호인데 무슨 차이가 있을까요? 놀랍게도 그 차이는 약 60초와 수십억 년 사이입니다.
모든 Wi-Fi 암호화 방식이 똑같은 수준의 보안을 제공하는 것은 아닙니다. 이 네 가지 약어가 어떻게 다른지 살펴보고, 집과 조직의 Wi-Fi를 가장 안전하게 지키는 방법까지 알아보겠습니다.
유선 등급 프라이버시(Wired Equivalent Privacy, WEP)
Wi-Fi 보안의 시작은 WEP였습니다.
WEP(Wired Equivalent Privacy)는 1997년에 등장한 보안 알고리즘으로, 유선 연결과 동등한 수준의 보안을 제공하는 것을 목표로 했습니다. 하지만 현재는 '사용 중단(deprecated)' 상태로 분류되어 있으며, 이는 더 이상 사용하지 말라는 의미입니다.
사실 WEP는 처음 등장했을 때도 충분히 강력하지 않다는 것이 알려져 있었습니다. 그 이유는 두 가지입니다:
- 기반 암호화 메커니즘의 한계
- 그리고 제2차 세계대전
제2차 세계대전 당시 코드 해독(암호 분석)의 영향력은 막대했습니다. 이에 따라 각국 정부는 자국의 핵심 암호 기술이 국외로 유출되지 않도록 철저히 통제했습니다.
WEP가 등장하던 시기, 미국 정부의 암호 기술 수출 규제로 인해 공유기(액세스 포인트) 제조업체들은 장치를 64비트 암호화로 제한할 수밖에 없었습니다. 이후 128비트로 상향되었지만, 여전히 가능한 키 길이는 매우 제한적이었습니다.
이것이 WEP의 치명적인 문제가 되었습니다. 짧은 키 길이는 무차별 대입(brute-force) 공격에 취약하게 만들었고, 특히 키가 자주 변경되지 않는다면 위험은 더욱 커집니다.
WEP의 핵심 암호화 메커니즘은 RC4 스트림 암호입니다. RC4는 속도와 단순함 덕분에 인기를 얻었지만, 그 대가로 강성이 부족했습니다.
또한 WEP는 사용자들이 하나의 공유키를 함께 사용하며, 이를 액세스 포인트 장치에 직접 입력해야 하는 구조였습니다. (여러분은 마지막으로 언제 Wi-Fi 비밀번호를 변경하셨나요? 그렇죠.)
설상가상으로 WEP는 키를 초기화 벡터(IV)와 단순히 연결해 사용했습니다. 즉, 비밀 재료들을 대충 섞어놓고 최선을 바란 셈입니다.
초기화 벡터(IV): 저수준 암호 알고리즘에 입력되는 고정 크기의 값으로, 일반적으로 무작위로 생성됩니다.
RC4와 결합된 이 구조는 WEP를 관련 키 공격(related-key attack)에 특히 취약하게 만들었습니다. 실제로 128비트 WEP의 경우, 공개된 도구만으로 약 60초에서 3분 만에 Wi-Fi 비밀번호가 크랙될 수 있습니다.
일부 장치에서 152비트 또는 256비트 WEP 변형을 제공하기도 했지만, WEP의 근본적인 암호화 메커니즘 문제는 해결하지 못했습니다.
그러니, 역시 더 이상 사용하지 않는 것이 좋겠죠.
Wi-Fi 보호 접근(Wi-Fi Protected Access, WPA)
WEP의 보안 문제를 임시로 '패치'하기 위해 새로운 과도기 표준이 등장했습니다. Wi-Fi Protected Access(WPA)라는 이름은 certainly 더 안전해 들리므로, 좋은 출발이었죠. 흥미롭게도 WPA는 처음에 더 구체적인 다른 이름을 가지고 있었습니다.
2004년 IEEE 표준으로 승인된 TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)는 동적으로 생성되는 패킷별 키를 사용합니다. 전송되는 각 패킷에는 고유한 임시 128비트 키가 할당되며(보시다시피 이름이 꽤 설명적이죠), 이를 통해 WEP의 공유키 방식이 초래했던 관련 키 공격 취약점을 해결했습니다.
TKIP는 메시지 인증 코드(MAC) 같은 추가 보안 조치도 도입했습니다. 체크섬이라고도 불리는 MAC은 메시지가 변조되지 않았음을 암호학적으로 검증하는 방법입니다.
TKIP에서 잘못된 MAC이 감지되면 세션 키가 재생성될 수도 있습니다. 액세스 포인트가 1분 내에 두 번 유효하지 않은 MAC을 수신하면, 공격자가 크랙하려는 키 자체를 교체하여 침입 시도를 막는 방식입니다.
그러나 안타깝게도 WPA가 '패치'하고자 했던 기존 하드웨어와의 호환성을 유지해야 했기 때문에, TKIP는 WEP와 동일한 RC4 스트림 암호를 그대로 사용할 수밖에 없었습니다.
TKIP는 분명 WEP의 약점을 개선했지만, 결국 WEP를 겨냥한 기존 공격을 확장한 새로운 공격에 취약하다는 사실이 밝혀졌습니다.
물론 공격에 걸리는 시간은 좀 더 깁니다. 예를 들어 한 공격은 12분, 다른 공격은 52시간이 소요됩니다. 하지만 이 정도면 TKIP가 더 이상 안전하지 않다고 판단하기에 충분합니다.
결국 WPA(TKIP) 역시 사용이 중단되었습니다. 이것도 더 이상 쓰지 않는 것이 좋겠네요.
그렇다면 다음은?
Wi-Fi 보호 접근 II(Wi-Fi Protected Access II, WPA2)
새로운 이름을 만드는 데 에너지를 쏟는 대신, 개선된 Wi-Fi Protected Access II(WPA2) 표준은 새로운 기반 암호 방식에 집중했습니다.
WPA2는 RC4 스트림 암호 대신 AES(Advanced Encryption Standard)라는 블록 암호를 암호화 프로토콜의 기반으로 채택했습니다.
프로토콜 이름인 CCMP는 긴 이름에서 대부분의 보안을 얻는다고 할 수 있을 정도로 깁니다(농담입니다): Counter Mode Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol, 줄여서 Counter Mode CBC-MAC Protocol, 다시 줄여서 CCM mode Protocol, 최종적으로 CCMP라고 부릅니다.
CCM 모드는 본질적으로 몇 가지 좋은 아이디어의 조합입니다. CTR 모드(카운터 모드)를 통해 데이터 기밀성을 제공하는데, 아주 단순하게 설명하면 반복되지 않는 카운터 시퀀스의 연속 값을 암호화하여 평문 데이터에 복잡성을 더하는 방식입니다.
또한 CCM은 블록 암호 방식으로 MAC을 구성하는 CBC-MAC도 통합합니다.
AES 자체는 매우 탄탄한 알고리즘입니다. AES 규격은 2001년 미국 국립표준기술연구소(NIST)가 확립했으며, 15개의 알고리즘 설계 제안을 평가하는 5년간의 경쟁 선정 과정 끝에 내린 결정이었습니다.
그 결과 네덜란드어 이름을 가진 Rijndael 계열 암호가 선정되었고, 그중 일부가 AES가 되었습니다.
지난 20년 가까이 AES는 일상적인 인터넷 트래픽부터 미국 정부의 특정 등급 기밀 정보까지 폭넓게 활용되어 왔습니다.
AES에 대한 가능한 공격들이 이론적으로 제시되긴 했지만, 실제 환경에서 실용적이라고 입증된 것은 아직 없습니다. 공개된 정보 중 가장 빠른 AES 공격은 무차별 대입을 약 4배 개선한 키 복구 공격인데, 소요 시간이 얼마나 될까요? 수십억 년입니다.
Wi-Fi 보호 접근 III(Wi-Fi Protected Access III, WPA3)
WPA 시리즈의 마지막 편인 WPA3는 2020년 7월 1일부터 신규 장치에 필수로 적용되고 있습니다. WPA2의 보안을 한층 더 강화할 것으로 기대되는 WPA3 표준은 사전(word list) 공격이나 사전 공격(dictionary attack)에 대한 복원력을 높여 비밀번호 보안을 개선하는 데 초점을 맞추고 있습니다.
이전 버전들과 달리 WPA3는 순방향 비밀성(forward secrecy)도 제공합니다. 이는 장기 비밀 키가 유출되더라도 이전에 주고받은 정보를 계속 보호할 수 있다는 상당한 이점을 추가합니다.
순방향 비밀성은 TLS 같은 프로토콜에서 이미 비대칭 키를 사용해 공유키를 설정하는 방식으로 제공되고 있습니다.
WPA2는 아직 사용이 중단되지 않았으므로, WPA2와 WPA3 모두 Wi-Fi 보안을 위한 최선의 선택지로 남아 있습니다.
구식 방식들은 안 좋다고 했는데, 왜 아직도 남아 있을까?
공유기가 WPA2나 WPA3 외의 다른 옵션까지 선택할 수 있게 해주는 이유가 궁금할 수 있습니다. 아마 여러분이 레거시 하드웨어, 즉 기술 업계 사람들이 '부모님 라우터'라고 부르는 낡은 장비를 사용 중일 가능성이 높습니다.
WEP와 WPA의 사용 중단이 비교적 최근에 이루어진 일이라, 대규모 조직이나 부모님 집에서도 여전히 이 프로토콜을 사용하는 오래된 하드웨어를 찾아볼 수 있습니다. 심지어 비교적 최신 장비라도 비즈니스 요구 사항 때문에 구형 프로토콜을 지원해야 하는 경우가 있습니다.
개인에게는 반짝이는 최신 최고급 Wi-Fi 장비에 투자하라고 권할 수 있지만, 대부분의 조직은 사정이 다릅니다. 아직 많은 조직이 고객 요구 충족과 수익성 향상에 사이버 보안이 얼마나 중요한 역할을 하는지 인식하지 못하고 있습니다.
또한 최신 프로토콜로 전환하려면 내부 하드웨어 교체나 펌웨어 업그레이드가 필요할 수 있습니다. 특히 대규모 조직의 복잡한 시스템에서는 장치 업그레이드가 재정적 또는 전략적으로 어려운 결정일 수 있습니다.
Wi-Fi 보안 강화하기
선택권이 있다면 WPA2 또는 WPA3를 사용하세요. 사이버 보안은 나날이 발전하는 분야이며, 과거에 머무는 것은 심각한 결과로 이어질 수 있습니다.
WPA2나 WPA3를 사용할 수 없다면, 최선을 다해 추가 보안 조치를 취하는 것이 좋습니다.
가장 효과적인 방법은 VPN(Virtual Private Network)을 사용하는 것입니다. VPN은 어떤 종류의 Wi-Fi 암호화 방식을 사용하든 좋은 선택입니다. 개방형 Wi-Fi(카페 등)나 WEP를 사용하는 환경에서 VPN 없이 접속하는 것은 거의 무책임한 행위나 다름없습니다.
두 번째 카푸치노를 주문하면서 은행 정보를 소리 내어 외치는 것과 마찬가지입니다.
VPN을 선택할 때는 킬 스위치(kill switch) 기능을 제공하는 업체를 고르세요. 킬 스위치는 VPN 연결이 끊겼을 때 네트워크 트래픽을 차단하여, 개방형 Wi-Fi나 WEP 같은 보안이 취약한 연결로 정보가 실수로 전송되는 것을 방지합니다.
가능하면 본인이나 소속 조직이 관리하는 검증된 네트워크에만 연결하세요.
많은 사이버 보안 공격은 피해자가 가짜 공용 Wi-Fi 액세스 포인트에 연결할 때 발생합니다. 이를 '이블 트윈 공격(evil twin attack)' 또는 'Wi-Fi 피싱'이라고 부릅니다.
이런 가짜 핫스팟은 누구나 접근 가능한 프로그램과 도구로 손쉽게 만들 수 있습니다. VPN이 이러한 공격의 피해를 줄이는 데 도움이 될 수 있지만, 애초에 위험을 감수하지 않는 것이 가장 좋습니다.
자주 여행을 다닌다면 셀룰러 데이터 요금제를 사용하는 휴대용 핫스팟을 구매하거나, 모든 기기에 데이터 SIM 카드를 사용하는 것을 고려해 보세요.
단순한 약어 그 이상
WEP, WPA, WPA2, WPA3는 비슷한 글자들의 나열 그 이상입니다. 어떤 경우에는 그 차이가 '수십억 년에서 약 60초를 뺀 값'만큼이나 큽니다.
조금 더 현실적인 시간 척도로 돌아와서, 이 글을 통해 여러분의 Wi-Fi 보안에 대해 새로운 것을 배우고, 이를 개선하는 방법까지 알아가셨기를 바랍니다!