IoT 애플리케이션의 사이버 보안 문제 해결

사물인터넷(IoT) 기기가 악의적인 공격의 대상이 되었습니다

IoT 장치는 우리의 삶의 다양한 측면에 스며들고 있으며, 시간이 지남에 따라 소비자와 기업 모두 IoT 제품을 점차 채택하여 일상생활과 업무의 편리성을 향상시켜 왔습니다. 하지만 기존에 컴퓨터를 대상으로 했던 해커와 악의적인 행위자들이 이제 IoT 장치로 관심을 돌리고 있습니다. IoT 장치의 보안을 강화하는 것은 제품 개발자, 정부, 소비자 모두에게 공통 우려 사항이 되고 있습니다.

IoT 공격은 일반적으로 두 가지 방식으로 발생합니다: 인터넷을 통해 기기를 대상으로 하는 원격 공격과 공격자가 타깃 기기에 물리적으로 근접한 상황에서 이루어지는 로컬 공격입니다. 원격 또는 논리적 공격은 소프트웨어를 대상으로 하며, 로컬 또는 물리적 공격은 기기 자체 내의 칩을 대상으로 합니다. 과거에는 대부분의 네트워크 공격이 개인에 의해 원격으로 실행되었으나, 최근 몇 년 사이에는 조직적인 노력으로 인해 공격과 랜섬웨어가 대규모 금액을 대상으로 하는 방향으로 집중되고 있습니다. 이는 수백 달러를 요구하며 개인을 대상으로 하던 방식에서 기업을 대상으로 수백만 달러를 공격하고 갈취하는 방식으로 변화하고 있습니다.

게다가 해커가 기업의 네트워크 시스템에 접근하게 되면, 기존의 도구를 사용하여 특정 시간에 공격을 침투하고 예약하며 방어 시스템이 손상될 가능성이 높은 시점에 공격을 실행하여 기업의 대응 시간을 지연시킵니다. 또 다른 경향은 공격이 원격에서 로컬로 이동하고 있다는 점입니다. 이는 부분적으로 기업 네트워크 보안을 담당하는 직원들이 클라우드 중심의 공격에 대해 방어를 잘 수행하면서, 공격자가 인터넷을 통해 IT 인프라를 침해하는 것이 더 어려워졌기 때문입니다.

기업 내 네트워크 보안에 대한 인식이 높아짐에 따라, 범죄자들은 피벗 공격으로 눈을 돌리고 있습니다. 피벗 공격은 최종 노드 장치를 대상으로 하여 이들을 악용해 상위 인프라를 공격하는 것을 목표로 합니다. 최종 노드 장치는 전통적으로 공격 대상으로 간주되지 않았고 빌트인 보안이 약한 경우가 많았으며, IoT 및 산업용 IoT의 증가로 인해 기반 스마트 장치의 수가 크게 증가했습니다. 이로 인해 이러한 IoT 및 산업용 IoT 장치가 시장에서 쉽게 접근 가능하게 되었고, 해커들이 취약점과 진입점을 검색하는 데 시간을 할애할 수 있게 되어 이러한 IoT 장치에 대한 침입 위험이 증가하게 되었습니다.

랜섬웨어 공격의 초점이 IT에서 OT 센터로 이동하고 있습니다

랜섬웨어는 더욱 표적화될 뿐만 아니라 정보 기술(IT)에서 운영 기술(OT)로 초점을 이동하고 있습니다. 이러한 변화는 건물 자동화, 공장 자동화 또는 건물 제어와 같은 애플리케이션처럼 OT가 비즈니스를 운영하는 주요 목표와 관련이 있기 때문입니다. 이러한 유형의 운영에서 비즈니스 연속성의 중단은 상당한 재정적 손실을 초래할 수 있습니다. 공격자들은 이러한 운영이 기업에 막대한 피해를 줄 수 있다는 점을 알고 있으며, 이에 따라 몸값을 지불하려는 의향이 높아지고 있습니다.

이윤 창출 가능성은 OT를 목표로 하는 데 집중을 전환하는 주요 동인이지만, 유일한 요인은 아닙니다. 구현 용이성 또한 중요한 이유로 작용하며, 제조 시스템, 로봇, 화재 경보 시스템, 출입 통제 시스템을 포함한 운용 장치들은 종종 비용 문제로 인해 내장 보안 기능이 부족합니다. IoT 및 산업 IoT의 트렌드로 인해 이전에는 존재하지 않았던 장치들이 시스템에 도입되고 있습니다. 특히 산업 IoT의 경우, 저가의 센서들이 종종 공장 바닥에 배치되어 클라우드로 데이터를 전송합니다. 이러한 장치들은 대개 매우 작은 회사나 스타트업에서 제공하며, 이들은 최고의 보안 기능에 초점을 맞출 자원이 부족할 수 있습니다.

Each sensor introduces a new attack vector and could become a method to cause critical systems to fail, with the downtime being used to ransom significant amounts for service restoration. Inexpensive sensors from around the world are more accessible in the supply chain and are studied and exploited in well-equipped hacker labs. For example, consider the scenario of a fire alarm system in a high-rise office building in the New York financial district being compromised. The alarm system might be triggered, evacuating people from a 300-story building. What if the access control system of the same building is also compromised? Strategically placed circuit breakers might even plunge an entire city into darkness. Imagine how much ransom a criminal could demand in such a situation, and demanding a ransom of a billion dollars, given the amount lost per minute, is not an implausible scenario.

정부의 사이버 보안 표준에 대한 관심이 꾸준히 증가하고 있습니다

사이버 보안 요구에 대응하여, 미국 캘리포니아 주정부는 캘리포니아 소비자 프라이버시법을 제정하였으며, 이는 2020년 1월 1일부터 시행되었습니다. 이 법은 기기의 성격과 기능, 그리고 기기가 수집, 포함하거나 전송하는 정보에 적용 가능한 '합리적인' 보안 기능을 포함해야 한다고 규정하고 있습니다. 이러한 기능의 설계는 기기와 기기에 포함된 정보를 무단 접근, 파괴, 사용, 수정 또는 공개로부터 보호할 수 있어야 합니다. 또한, 제조된 각 기기에 이미 프로그램된 비밀번호가 고유해야 한다고 요구합니다. 본질적으로 이 법은 이러한 기기가 해킹에 저항할 수 있어야 한다는 것을 요구합니다. 미국의 다른 많은 주에서도 유사한 법안을 도입하였으며, 이는 미국 인구의 약 30%에 영향을 미치고 있습니다.

미국에서는 국가표준기술연구소(NIST)가 '합리적'으로 간주되는 기준을 결정하는 관리 기관 역할을 합니다. 우리는 앞으로도 더 많은 법률과 법원 사례가 미래 법률을 이끌어나갈 것으로 예상할 수 있습니다. NIST는 확장 가능한 IoT 장치에 대한 사이버 보안 기준을 확립한 NISTIR 8259A를 발표했으며, 네트워크 연결 제품 사양의 소프트웨어 사이버 보안에 대한 일반 요구 사항을 명확히 한 UL 2900-1 표준 개발을 이끌었습니다.

미국은 IoT 기기의 보안을 보장하기 위해 전념하고 있는 유일한 국가가 아닙니다. 영국과 기타 유럽 국가들은 현재 유럽 전기통신 표준 협회(ETSI) 내에서 소비자 IoT를 위한 유사한 규범적 보안 기능을 공식화하기 위해 협력하고 있습니다. ETSI는 유럽연합 집행위원회로부터 인정받은 기관으로, 유럽 정보통신기술(ICT) 표준을 개발하는 책임을 맡고 있습니다. NISTIR 8259A는 소프트웨어/펌웨어 업데이트 가능성과 소프트웨어의 무결성 보장을 요구하는 등 유사한 주제를 많이 공유하며, 이는 임베디드 기기 펌웨어를 위한 보안 부팅과 보안 업데이트를 필요로 합니다. 또한, ETSI는 글로벌 소비자 IoT 기기를 위한 첫 번째 사이버 보안 표준인 EN 303 645 표준을 출시했으며, 사이버 보안에서 우수 사례를 이루기 위해 기술적 및 조직적 조치를 결합하는 것을 목표로 하고 있습니다.

IoT 기기의 보안 요구 사항을 보호하기 위한 플랫폼

고객이 진화하는 보안 트렌드와 규정 준수 문제를 해결하도록 지원하기 위해 Silicon Labs는 IoT 기기를 보호하고 미래에도 대비할 수 있도록 설계된 수상 경력 플랫폼인 Secure Vault를 도입했습니다. 최근 Secure Vault는 PSA Certified Level 3 상태를 획득한 최초의 IoT 보안 솔루션이 되었습니다. Secure Vault의 주요 카테고리 중 하나는 보안 디바이스 ID, 보안 키 관리 및 저장소, 고급 위변조 감지 등을 포함한 새로운 보안 기능을 제공하는 것입니다.

이 과정의 일환으로, Secure Vault는 물리적으로 복제 불가능한 기능으로 생성된 고유의 디지털 지문을 활용합니다. 이를 통해 AES 대칭 키를 생성할 수 있으며, 시스템 전원이 차단되면 물리적으로 사라지기 때문에 칩의 전원이 꺼져 있을 때도 AES 대칭 키는 사실상 존재하지 않습니다. 이는 키 관리 문제를 해결하는 데 매우 효과적인 솔루션이며, 이 기능은 개발자의 애플리케이션 요구에 따라 다수의 키를 지원하도록 확장될 수 있습니다. Secure Vault는 또한 변조 감지 시스템을 포함하고 있으며, 변조 이벤트가 발생하면 장치가 종료되고 키를 복구할 수 없습니다. Secure Vault는 오늘날 이용 가능한 가장 진보된 하드웨어 및 소프트웨어 보안 보호 제품군으로, 안전한 장치 ID 인증서를 제공합니다. 이는 개념적으로 각 칩에 대한 출생 증명서와 유사하며, 배포 후 보안, 진정성 및 증명 기반 상태 검사를 가능하게 하여 칩의 수명 주기 동안 진정성을 보장합니다.

Secure Vault는 또한 고급 변조 감지 기능을 지원하여 디바이스가 예상치 못한 동작(예: 취약성을 나타낼 수 있는 극단적인 전압, 주파수, 온도 변동)에 직면했을 때 적절한 응답 동작을 설정할 수 있도록 개발자를 지원합니다. Secure Vault는 또한 보안 키 관리 및 저장을 지원하며, 이는 키를 암호화하고 애플리케이션 코드로부터 격리하는 중앙 구성 요소입니다. 여기에는 물리적 복제 불가능 함수(PUF)에 의해 생성된 마스터 키 암호화 키(KEK)를 사용하여 IoT 디바이스 및 데이터 하드웨어에 대한 직접 접근을 방지하는 기능이 포함됩니다.

Secure Vault의 보안 기능을 지원하는 무선 SoC

Silicon Labs는 Secure Vault를 지원하는 일련의 제품들을 선보였으며, 여기에는 EFR32FG23 Sub-GHz Wireless SoC, EFR32MG24 Series 2 Multiprotocol Wireless SoC 및 EFR32MG27 Series 2 Multiprotocol Wireless SoC가 포함됩니다. 모든 Series 2 제품(xG21, xG22, xG23, xG24, xG25, xG27 및 xG28 포함)은 Secure Vault 카테고리에 포함될 수 있습니다.

EFR32FG23 Flex Gecko Sub-GHz Wireless SoC는 스마트 홈, 보안, 조명, 빌딩 자동화 및 계량기에 적합한 Sub-GHz IoT 무선 연결을 위한 이상적인 솔루션입니다. 고성능 Sub-GHz 라디오는 장거리 통신을 제공하며 2.4 GHz 기술 간섭에 영향을 받지 않습니다. 단일 다이 멀티 코어 솔루션은 업계 최고 수준의 보안, 빠른 웨이크업 시간과 저전력 소비를 제공하며, 차세대 IoT 디바이스를 위한 안전한 연결을 가능하게 하는 통합 전력 증폭기를 제공합니다.

EFR32MG24 Series 2 Multiprotocol Wireless SoCs는 스마트 홈, 조명 및 건물 자동화 제품을 위한 Matter, OpenThread 및 Zigbee 프로토콜을 사용한 메쉬 IoT 무선 연결에 이상적입니다. 고성능 2.4 GHz RF, 저전력 소비, AI/ML 하드웨어 가속기 및 Secure Vault™와 같은 주요 기능을 통해 IoT 디바이스 제조업체는 원격 및 로컬 사이버 공격으로부터 안전하며, 스마트하고 견고하며 에너지 효율적인 제품을 개발할 수 있습니다. ARM Cortex®-M33가 최대 78 MHz로 실행되며 최대 1.5 MB의 플래시 및 256 kB의 RAM을 제공하여 요구가 높은 애플리케이션에 자원을 제공하는 동시에 미래 성장을 위한 여유 공간을 남깁니다. 주요 애플리케이션으로 게이트웨이 및 허브, 센서, 스위치, 도어 잠금장치, LED 조명, 조명 기구, 위치 서비스, 예측 유지보수, 유리 파손 감지, 웨이크 워드 감지 등이 포함됩니다.

또한, EFR32MG27 SoC는 Silicon Labs의 Zigbee 포트폴리오를 확장하며, 저전력, 소형 폼 팩터 엔드 디바이스를 위해 특별히 개발되었습니다. 통합된 DCDC Boost는 IoT 디바이스 제조업체가 0.8 볼트까지 작동할 수 있도록 하여, 단일 셀 알카라인 및 버튼 셀의 사용을 가능하게 함으로써 디바이스의 폼 팩터와 비용을 줄일 수 있습니다.

또한, 모든 Series 2 제품에는 통합된 보안 서브시스템이 포함되어 있으며, Secure Vault 기술을 완전히 활용할 수 있습니다. Secure Vault는 IoT 보안 취약성과 지적 재산권 손상의 위험을 크게 줄이기 위해 선도적인 보안 소프트웨어 기능과 Physical Unclonable Function (PUF) 하드웨어 기술을 제공합니다.

현재 Series 2 제품은 Simplicity Studio 5 개발 도구를 사용하여 쉽게 마이그레이션할 수 있습니다. 개발 키트, SDK, 모바일 앱, Silicon Labs의 에너지 프로파일러 및 특허받은 네트워크 분석기를 활용하여 제품의 시장 출시 시간을 단축할 수 있습니다.

결론

IoT 디바이스는 개인, 가정, 비즈니스 환경에서 널리 사용되고 있습니다. 그러나 이는 악의적인 행위자들에게 잠재적인 공격 경로를 제공하기도 합니다. 따라서 IoT 디바이스의 보안은 선택적 기능이 아닌 필수 기능으로 간주되어야 합니다. Silicon Labs의 Secure Vault는 변화하는 IoT 위협에 효과적으로 대응하기 위해 설계된 첨단 보안 기능 세트를 포함하고 있습니다. 이는 IoT 생태계에서의 보안 취약성 위험을 크게 줄이고, 위조로 인한 지적 자산이나 수익 손실의 영향을 최소화합니다. Secure Vault를 도입하면 IoT 디바이스의 보안을 강화할 수 있으며, 관련 제품을 개발하는 제조업체가 추가로 조사하고 구현할 가치를 제공합니다.