미국이 암호화된 데이터에 백도어를 넣으려 한 역사 (2016년)

 (atlasobscura.com)
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  • 2016년 Apple과 FBI의 법정 충돌은 소비자 데이터 보호와 정부 접근권을 둘러싼 오래된 갈등이 공개 무대로 나온 사건이며, 미국 정부는 과거에도 암호화 백도어를 추진하거나 일부 성과를 거둔 적이 있음
  • 2015년 FBI 국장 James Comey 등 미국 정치권·수사기관은 용의자 데이터에 몰래 접근할 수 있도록 소프트웨어와 하드웨어에 우회 접근 통로를 넣자고 요구함
  • 보안 전문가들은 백도어가 암호화를 근본적으로 약화하고 범죄자에게 악용될 수 있다고 반대했으며, 백도어로 얻은 증거를 법정에서 쓰려면 법적 의무화나 공개 합의가 필요함
  • 역사적 사례로는 Crypto AG와 Enigma 관련 정보 공유, 1993년 NSA의 Clipper chip, Dual_EC_DRBG 난수 생성 알고리듬 백도어와 RSA 소프트웨어 포함 사례가 다뤄짐
  • 네덜란드와 프랑스는 백도어 의무화에 반대하거나 도입하지 않았고 전 NSA 국장 Michael Hayden도 반대했지만, NSA의 비공개 암호화 약화 시도는 계속될 가능성이 큼

Apple vs. FBI로 다시 불거진 암호화 접근권 논쟁

  • Apple은 사용자 프라이버시를 두고 미국 정부와 법정에서 맞설 상황에 놓였고, 정부는 건국 초기와 가까운 시기의 오래된 법을 근거로 회사의 협조를 요구함
  • 이 사건은 정부 당국, 사이버보안 전문가, 기술 업계가 소비자 기술 데이터 보호와 정부 접근권을 놓고 벌여온 긴 싸움이 공개적으로 충돌한 대표 사례임
  • 2015년 동안 FBI 국장 James Comey를 포함한 미국 정치인과 법집행기관 관계자들은 암호화된 데이터에 접근하기 위한 cryptographic backdoors 삽입을 공개적으로 요구함
    • 목표는 인증을 우회해 용의자의 데이터에 몰래 접근하는 것임
    • 보안 전문가들은 백도어가 암호화를 약화하고 범죄자에게 악용될 수 있다고 반대함
    • 백도어로 얻은 증거를 법정에서 쓰려면 법적 의무화나 공개 합의가 필요함

Enigma와 Crypto AG: 백도어 대신 정보 공유

  • 제2차 세계대전 당시 Nazi 통신 암호화에 쓰인 Enigma machine은 암호학 역사에서 중요한 장치로 남아 있음
  • 전후 NSA의 전신인 SSA와 영국 Government Communications Headquarters가 Crypto AG와 협력해 일부 국가에 제공된 Enigma 장비에 백도어를 넣었다는 소문이 오래 이어짐
  • Crypto AG는 해당 의혹을 반복적으로 부인했으며, 2015년 BBC는 기밀 해제된 NSA 문서 52,000쪽을 검토함
  • 조사 결과 기계 자체에 백도어는 없었지만, Crypto AG가 미국·영국 정보기관에 각 기계의 기술 사양과 구매 국가 정보를 알려주는 gentlemen’s agreement가 있었음
    • 이 정보는 분석가들이 메시지를 훨씬 더 빠르게 복호화하는 데 도움이 됨
    • 글에서는 이를 보안 “doggy-door”에 비유함

Clipper chip: 공개 백도어 구상의 실패

  • 1993년 NSA는 민간 통신을 보호하면서도 법집행기관이 접근할 수 있게 하려는 Clipper chip을 추진함
  • 핵심 설계는 법집행기관 접근을 위해 암호키를 맡겨두는 key escrow 시스템이었음
  • 1994년 연구자 Matt Blaze가 key escrow 시스템의 중대한 취약점을 발견하면서 칩의 실효성이 흔들림
  • 1996년 Clipper chip은 사실상 사라졌고, 기술 업계는 PGP 같은 더 안전하고 개방적인 암호화 표준을 채택함

Dual_EC_DRBG: 표준 난수 생성기 안의 백도어

  • NSA가 Dual_EC_DRBG 알고리듬에 백도어를 넣은 사실은 명확히 드러남
  • Dual_EC_DRBG는 데이터 암호화에 필요한 무작위 비트 키를 생성하기 위한 암호학 알고리듬이었음
  • 이 알고리듬은 2000년대 초 개발됐고 NSA가 강하게 밀었으며, 2007년 공개된 난수 생성기 공식 표준 NIST Special Publication 800-90에 포함됨
  • 몇 달 안에 연구자들이 백도어를 발견했고, 알고리듬이 안전하지 않다는 인식이 빠르게 퍼짐
    • 그럼에도 Windows Vista 같은 소비자 소프트웨어에 계속 구현됨
  • Bruce Schneier는 2007년 Wired 글에서 Dual_EC_DRBG가 백도어로도, 엔지니어링 관점에서도, 하위 호환성 관점에서도 말이 되지 않는다고 평가함
    • 구조가 공개적이고 눈에 잘 띄었음
    • 너무 느려 자발적으로 쓰기 어려웠음
    • 난수 생성기는 다른 것으로 바꾸기 쉬웠음

Snowden 문서와 RSA 사례

  • 2013년 Edward Snowden이 유출한 문서는 NSA가 실제로 Dual_EC_DRBG에 백도어를 만들었음을 입증함
  • 같은 문서에 따르면 NSA는 보안 회사 RSA에 비용을 지불해 손상된 알고리듬을 RSA 소프트웨어에 포함하게 함
  • 이 사례에서 NSA는 암호화를 약화하기 위해 표준화 과정과 상용 소프트웨어 경로를 모두 활용함

확인된 사례와 의혹의 경계

  • 확인된 사례는 Crypto AG 관련 정보 공유, Clipper chip, Dual_EC_DRBG와 RSA 사례로 정리됨
  • 그 밖에도 NSA가 더 많은 유사 시도를 했다는 이론과 암시가 존재함
    • Lotus Notes의 백도어 의혹
    • Microsoft 제품에 백도어가 들어간다는 반복적 주장
  • Snowden 유출은 NSA가 일반적인 암호화 표준을 해독하거나 약화하려는 작업을 계속해왔다는 점도 보여줌

정부별 대응과 남은 싸움

  • 디지털 생활의 비중이 커지면서 보안 전문가들은 진정으로 안전한 암호화를 더 강하게 요구하고 있음
  • 일부 정부는 백도어 반대 쪽으로 움직임
    • 네덜란드 정부는 백도어를 쓰지 않고 개방형 암호화 표준을 지원하기로 함
    • 프랑스는 Paris 테러 이후의 요구에도 백도어 의무화를 시행하지 않음
  • 전 NSA 국장 Michael Hayden도 백도어는 나쁜 생각이라고 말함
  • Apple vs. FBI 사건이 법원을 거치는 동안 공개 논쟁은 끝나지 않았고, NSA의 비공개 암호화 약화 시도는 계속될 가능성이 큼

함께 보면 좋은 글 β

GN⁺   [-]
Hacker News 의견들

  • ITAR 규정 때문에 Phil Zimmerman이 PGP 128비트 암호화를 수출하지 못하다가, Zimmerman과 MIT Press가 소스 코드를 수정헌법 1조로 보호되는 책으로 인쇄해 수출했고, 다른 사람들이 이를 OCR로 읽어 해외에서 다시 컴파일할 수 있게 된 사례도 빼놓기 어려움
    또 ITAR 덕분에 남아공의 Thawte가 미국 밖 128비트 SSL 인증서 판매를 사실상 장악했고, 나중에 Verizon이 6억 달러에 인수함
    창업자 Mark Shuttleworth는 그 돈으로 우주비행사가 되었고 이후 Ubuntu를 만들었음

    • 당시 "this t-shirt is a munition"이라고 적힌 티셔츠를 갖고 있었는데, 거기에 RSA 공개키 알고리즘이 바코드로 인코딩되어 있었음
    • OCR로 읽어 해외에서 다시 컴파일했다는 게 정말이었는지, 아니면 그저 그럴듯한 부인 가능성을 준 것인지 궁금함
      어릴 때 OCR을 만져봤을 때는 입력이 거의 완벽해도 결과가 끔찍했고, 지금도 완벽한 스크린샷에 tesseract를 돌리면 이상한 실수를 함
      그 책에 OCR을 쉽게 하는 추가 장치가 있었는지 궁금하고, 당시 소스 코드 OCR은 제대로 된 도구가 있어도 악몽 같았을 것 같음
    • 책으로 인쇄한 PGP 소스 코드 이야기를 이해하기 어려웠음
      소스 코드는 전달 형식과 무관하게 수정헌법 1조의 보호를 받는 표현 아닌가 싶음
      금전 기부, 기업 발언, 예술 같은 다양한 매체도 보호받는데, 인쇄물이어야 한다는 요건은 들어본 적이 없음
      이 해석이 최근에 바뀐 것인지 궁금함
    • Thawte는 미국 대학 같은 미국 기관에도 인증서를 잘 팔았고, 그런 인증서를 쓰던 대학의 시스템 관리자였음

  • 2016년 글이라 2020년에 새로 드러난 재미있는 사실은 빠져 있음
    2020년 2월 11일 The Washington Post, ZDF, SRF가 Crypto AG가 CIA와 서독 정보기관의 극비 협력으로 비밀리에 소유됐고, 정보기관들이 암호화 메시지에 쓰인 코드를 쉽게 깰 수 있었다고 보도함
    https://en.m.wikipedia.org/wiki/Crypto_AG

    • 비슷한 제목으로 이 주제에 대한 블로그 글을 썼고, Crypto AG 이야기를 더 자세히 다룸
      다만 2020년 보도 내용은 들어 있지 않음
      [0]: A Brief History of NSA Backdoors (2013), https://www.ethanheilman.com/x/12/index.html
    • 더 자세한 내용은 여기 있음
      https://web.archive.org/web/20200212014117/https://www.washi...
    • 직원이 약 230명인데 Abidjan, Abu Dhabi, Buenos Aires, Kuala Lumpur, Muscat, Selsdon, Steinhausen에 사무실이 있었다는 건 꽤 이상한 사무소 배치로 보임
      또 Crypto AG의 소유주가 경영진에게도 알려지지 않았고 무기명 주식으로 보유했다는데, 실제로 회사 경영에 영향력을 어떻게 행사했는지 궁금함
    • 비슷한 회사들 중 어떤 곳이 정보기관의 위장 회사일 가능성이 높은지 궁금함
      VPN이나 이메일 제공업체처럼 프라이버시를 파는 사업에는 꽤 많을 것 같음
    • CIA/BND 연결은 알려지지 않았지만, 특정 기관들과의 공모 정황은 수십 년 동안 다양한 정도로 알려져 있었음
      https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Crypto_AG&oldid=7...

  • SHA 알고리즘의 기원이 너무 궁금해서 SHA-0에 대해 NSA에 FOIA 요청을 넣었음
    개발 과정을 이해하고 싶어서 관련 내부 커뮤니케이션, 도표, 논문 등을 모두 요청했음
    답변을 받은 뒤에는 NSA 웹사이트에 더 이상 접근할 수 없게 됐고, 쿠키나 저장소 기반이 아닌 어떤 지문 차단처럼 보였음
    IP, 브라우저, 시크릿 탭, 기기를 바꿔도 계속 막혔고 지금도 여전히 차단됨
    Access Denied
    You don't have permission to access "http://nsa.gov/serve-from-netstorage/"; on this server.
    0: https://en.wikipedia.org/wiki/SHA-1#Development

    • 서로 다른 기기와 IP에서도 발생한다면 대체 무엇을 기반으로 한 차단인지 모르겠음
      민감한 정보도 없는 웹사이트에서 FOIA 요청자를 막기 위해 NSA가 그렇게 고급 지문 차단까지 쓴다는 건 매우 놀라움
    • 아마 사용하는 모든 기기를 뚫도록 전담 인력을 붙였을 것 같음
    • FOIA 요청을 못 하게 차단하는 건 불법이거나 소송 사유가 될 수 있고, 공개하고 싶지 않은 건 그냥 기밀로 분류하면 되니 NSA가 그런 일을 할 이유가 별로 없어 보임
      그냥 웹사이트가 고장난 것일 가능성이 큼
    • 해당 URL(http://nsa.gov/serve-from-netstorage/)은 Tor로는 열리니 한번 시도해볼 만함
    • NSA가 아직도 http:// URL을 갖고 있는 이유가 궁금함

  • 이 2016년 글의 맥락은 2015년 San Bernardino 공격 직후였고, FBI가 공격자 중 한 명의 휴대폰에 접근하려 하던 시기였음
    Apple은 그 요청에 반대했는데, FBI가 공격자의 iPhone뿐 아니라 모든 iPhone에 임의 펌웨어, 앱, 운영체제를 설치할 수 있게 해주는 인증서를 원했기 때문임
    https://en.wikipedia.org/wiki/2015_San_Bernardino_attack

    • FBI는 거의 모든 대형 사건을 이용해 암호화 약화를 밀어붙였고, 사건 사이사이에는 아동 성착취물을 명분으로 떠듦

  • 이 주제는 아직도 자주 나옴
    이해한 바로는 Intel ME나 AMD의 동등 기능을 쓰는 새 칩을 사용하는 누구나 운영체제로는 패치할 수 없는 큰 보안 구멍을 갖게 됨
    puri.sm[0]이 그 구멍을 막으려는 조치를 한다는 건 알지만, 효과가 있는지는 아직 읽어보지 않았음
    [0] https://puri.sm/learn/intel-me/

    • Intel ME나 AMD PSP가 있는 칩을 쓴다고 곧바로 뚫린다는 뜻은 아니고, 시스템에 추가로 큰 바이너리 블롭이 돌아가며 거기에 버그나 백도어가 있을 수 있다는 뜻에 가까움
      충분히 나쁜 버그는 백도어와 구분하기 어렵기도 함
      현대 시스템에는 이런 블롭이 수십에서 수백 개 있고, ME와 PSP도 그중 하나일 뿐임
      오히려 ME/PSP는 MEcleaner나 ME 코드 제거, HAP 비트, ME/PSP 비활성화 명령처럼 기능을 끄는 메커니즘이 있고, 네트워크·GPU 같은 주변장치 펌웨어보다 문서화가 잘 되어 있으며 EFI보다 상대적으로 단단하다고 볼 수 있음
    • Apple에는 워런트 카나리가 있나? M 시리즈 칩이 이미 손상되지 않았다는 걸 어떻게 알 수 있는지 궁금함
    • 이런 블롭 유형의 공격이 부팅 후에도 접근 가능한지 궁금함
      본질적으로 물리적 접근이 있어야만 가능한 것이라면, 그 시점에서는 이미 끝난 것 아닌가 싶음
    • 대부분의 소비자 제품은 기업용으로 판매되는 일부 제품과 달리 ME가 좋든 나쁘든 뭔가를 해내는 데 필요한 구성요소가 충분하지 않음
    • 사람들은 늘 ME/PSP를 불평하지만 핵심을 놓치고 있음
      SoC 제조사를 신뢰하지 않는 대안은 없음
      제조사가 백도어를 넣고 싶다면 훨씬 더 강력하고 은밀한 방식으로 넣을 수 있음

  • NSA가 Linux 커널에 넣고 싶어 했던 Speck과 Simon 암호를 다들 잊고 있음
    Schneier 같은 거물들의 정당한 비판을 많이 받은 끝에 결국 완전히 제거됐음
    https://en.m.wikipedia.org/wiki/Speck_(cipher)

  • 오랫동안 미국은 암호 알고리즘을 군수품으로 취급했고, 수출하려면 무기 수출 허가 같은 것이 필요했음
    또 미국은 전 세계에 56비트 암호화면 충분하다고 설득하려 했음
    SSL이 보편화되던 시기에는 TLS가 아직 없었던 것 같고, 미국 정부는 은행과 다른 기관들이 통신을 “보호”하는 데 DES[1]만 쓰도록 허용했음
    56비트를 넘는 암호화를 쓰는 것은 불법으로 간주됐음
    https://en.m.wikipedia.org/wiki/Data_Encryption_Standard

    • 지금도 암호화 토론에서 “키 길이를 두 배로 늘리면 왜 안 되나”라거나 “암호 알고리즘 두 개를 겹치면 하나가 깨져도 데이터는 안전하지 않나”라고 하면, 익명 계정들이 몰려와 불필요하며 현재 암호화가 충분히 안전하다는 부정적 답변을 쏟아냄
    • 불법성 측면에 대해 더 알고 싶음
      NSA가 더 약한 키를 압박했다는 건 알지만, 어떤 부분이 불법이 될 수 있었는지 궁금함
      학부 때 원래 DES에 대한 논문을 썼지만 명시적인 불법성은 본 적이 없고, 그래도 놀랍지는 않음
      NSA가 자체 치환 상자를 넣은 것도 아는데, 정확히 어떻게 활용할 수 있었는지에 대한 정보는 의외로 거의 못 찾았음
      추측은 많은데 현대에 와서 자세한 사후 분석이 왜 없는지도 의문임

  • NSA가 타원곡선 시드에 자체 매직 넘버를 넣었다는 이야기가 있음
    이것도 해당되나?
    https://www.bleepingcomputer.com/news/security/bounty-offere...

  • 여기에는 최소한 하나의 입증된 사례가 더 빠져 있음
    NSA는 여러 정부에 판매된 초기 암호화 전화 시스템을 약화시켜 통화를 엿들을 수 있게 했음
    또 이런 사례도 있음: https://www.cnet.com/tech/tech-industry/nsa-secret-backdoor-...
    그리고 Tailored Access Operations 그룹은 수백, 어쩌면 수천 대의 컴퓨터와 네트워크 장비에 백도어를 심었음: https://en.wikipedia.org/wiki/Tailored_Access_Operations
    Bullrun에서는 상용 소프트웨어·하드웨어 회사들과 협력해 백도어를 넣었고, 특히 여러 상용 VPN 시스템이 대상이었음: https://en.wikipedia.org/wiki/Bullrun_(decryption_program)
    Windows NT 백도어 논란도 빼놓을 수 없음: https://en.wikipedia.org/wiki/NSAKEY
    Lotus Notes도 백도어가 들어가 있었음

  • 금융 암호화에서는 영장 없는 감시가 금융 통제에 너무 중요해서, 오픈소스 코드를 분산 공개 블록체인 위에 구현한 중립적이고 불변인 프로토콜조차 제재 대상 단체의 재산이며 따라서 미국인의 사용을 금지할 권한 안에 있다고 성공적으로 주장했음
    https://cases.justia.com/federal/district-courts/texas/txwdc...

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