실시간 시스템 보안 개요

실시간 시스템은 응용 프로그램이 정해진 시간 안에 요구된 작업을 완료해야 하는 시스템이다. 이런 시스템에서 보안 고려사항은 매우 중요하다. 일반 컴퓨팅 시스템과는 달리, 실시간 시스템은 그 특성상 작업의 지연을 허용하지 않기 때문에 보안 조치가 시간적 제약을 방해하지 않아야 한다. Xenomai와 같은 실시간 운영체제에서 보안을 고려할 때 다음과 같은 요소들이 중요하다.

보안 위협과 취약점

실시간 시스템에서 가능한 보안 위협은 다음과 같다: - 정보 노출 및 데이터 유출: 보호되지 않은 통신 채널을 통해 전송되는 민감한 정보가 노출되거나 유출될 수 있다. - 무결성 손상: 악의적인 공격자가 데이터를 변조하여 시스템이 의도한 대로 작동하지 않도록 할 수 있다. - 가용성 공격: 서비스 거부 공격(Denial of Service, DoS) 등을 통해 시스템의 리소스를 고갈시키고 정상적인 동작을 방해할 수 있다. - 권한 상승: 취약점을 이용해 일반 사용자가 관리자 권한을 획득함으로써 시스템을 통제할 수 있다.

보안 요구사항

실시간 시스템에서 보안을 확보하기 위해 주요 요구사항은 다음과 같다: - 기밀성(Confidentiality): 오직 인가된 사용자만이 자료에 접근할 수 있도록 보장해야 한다. - 무결성(Integrity): 데이터가 정확하고 변조되지 않았음을 보장해야 한다. - 가용성(Availability): 시스템 자원이 정해진 시간 안에 사용 가능해야 하고, DoS 공격에도 대응할 수 있는 구조가 필요하다. - 실시간성(Real-Time Constraints): 보안 메커니즘이 시스템의 실시간 성능을 저해해서는 안 된다.

보호 메커니즘

실시간 시스템의 보안을 위해 다양한 보호 메커니즘이 존재한다. 대표적인 보호 방법은 다음과 같다: - 암호화(Encryption): 데이터 통신 및 저장 시 암호화를 통해 기밀성을 확보할 수 있다. - 인증(Authentication): 접근하는 사용자나 장치가 인가된 존재인지 확인하는 방법이다. - 접근 제어(Access Control): 시스템 리소스에 대한 접근을 제한하여 무단 접근을 방지한다. - 로그 및 모니터링(Log and Monitoring): 시스템 활동을 기록하고, 비정상적인 행동을 실시간으로 탐지하여 대응한다.

보안 아키텍처

실시간 시스템의 보안 아키텍처는 여러 계층으로 구성될 수 있다. 주된 계층은 다음과 같다: - 하드웨어 계층: 하드웨어 기반 보안 모듈(TPM, HSM 등)을 활용하여 보안을 강화할 수 있다. - 커널 계층: 커널 수준에서의 접근 제어, 메모리 보호, 스케줄링 유효성 검사를 포함한다. - 미들웨어 계층: 미들웨어가 제공하는 추가 보안 서비스(예: 인증, 암호화)를 활성화할 수 있다. - 응용 계층: 최종 사용자와 직접 상호작용하는 계층으로, 보안 요구사항을 반영하고 준수하는 애플리케이션을 개발한다.

Xenomai 보안 구현

기본 보안 설정과 강화

Xenomai에서 실시간 성능을 유지하면서도 보안을 강화하기 위해 사용할 수 있는 방법들에 대해 다루어 보겠다.

1. 시스템 하드닝(System Hardening)

• 불필요한 서비스 비활성화: 시스템에서 불필요한 서비스는 보안 위험을 발생시킬 수 있으므로 최대한 비활성화한다.
• 강력한 암호 사용: 시스템 접근 암호를 강력하게 설정하고 주기적으로 변경하여 보안을 강화한다.
• 보안 패치 적용: Xenomai 및 종속된 모든 소프트웨어에 최신 보안 패치를 적시에 적용한다.

2. 네트워크 보안

• 방화벽 설정: iptables와 같은 네트워크 방화벽을 설정하여 허용된 트래픽만 통과하도록 한다.
• VPN 사용: 원격 접근 시에는 VPN을 사용하여 안전한 네트워크 연결을 유지한다.
• SSH 보안 강화: SSH 접근을 제한하고, 공개 키 기반 인증을 사용하여 보안을 강화한다.

사용자 및 권한 관리

실시간 시스템에서 사용자 및 권한 관리도 중요하다.

1. 최소 권한 원칙(Principle of Least Privilege)

• 최소 권한 적용: 사용자가 필요한 최소한의 권한만 가지고 작업을 수행할 수 있도록 설정한다.
• 권한 분리: 다양한 작업을 분리된 사용자 계정으로 수행하여 권한이 불필요하게 합쳐지지 않도록 한다.

2. 사용자 계정 관리

• 계정 비활성화: 사용하지 않는 계정을 비활성화하거나 삭제한다.
• 감사(Audit): 사용자 활동을 주기적으로 감사하여 비정상적인 활동을 탐지하고 대응한다.

데이터 보호

데이터 보호는 기밀성과 무결성을 유지하기 위한 중요한 요소이다.

1. 데이터 암호화

• 데이터 전송 암호화: TLS/SSL을 사용하여 데이터 전송 시 암호화를 적용한다.
• 디스크 암호화: LUKS와 같은 디스크 암호화 도구를 사용하여 저장된 데이터를 보호한다.

2. 백업 및 복원

• 정기 백업 수행: 데이터를 정기적으로 백업하고, 백업 데이터의 무결성을 검토한다.
• 복원 계획: 데이터 손실 시 신속하게 복원할 수 있는 절차를 마련한다.

보안 정책 및 모범 사례

1. 보안 정책 수립

• 보안 지침: 보안 규정을 문서화하고 모든 사용자들이 이를 숙지하고 준수하도록 한다.
• 교육 및 훈련: 주기적인 보안 교육을 통해 사용자의 보안 인식을 제고한다.

2. 모범 사례 적용

• 비밀번호 관리: 강력한 비밀번호 정책을 수립하고, 비밀번호 관리 도구를 사용하여 안전하게 보관한다.
• 보안 업데이트: 실시간으로 사용할 수 있는 보안 업데이트를 모니터링하고, 필요한 경우 즉시 반영한다.

보안 테스트와 검토

1. 보안 테스트

• 취약점 스캔: 정기적으로 시스템의 취약점 스캔을 수행하여 발견된 취약점을 신속하게 수정한다.
• 침투 테스트: 침투 테스트를 통해 실제 공격 시나리오를 시뮬레이션하고, 보안 대책의 효과성을 검토한다.

2. 보안 검토

• 정기 검토 회의: 보안 검토 회의를 정기적으로 개최하여 보안 상태를 점검하고 개선 사항을 논의한다.
• 로그 분석: 시스템 로그를 주기적으로 분석하여 비정상적인 행동을 조기에 발견하고 대응한다.