KR100378586B1 - 엑티브엑스 기반의 키보드 해킹 방지 방법 및 장치 - Google Patents

엑티브엑스 기반의 키보드 해킹 방지 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 키보드 데이터 유출을 막는 보안 프로그램으로서, 웹 브라우저나 일반적인 응용 프로그램에서 사용되는 ActiveX(마이크로소프트사가 개발한 PC 플랫폼과 인터넷을 연결시키는 통합 플랫폼 기술)의 형태를 가지며, 추가적인 H/W를 사용하지 않고 기존의 키보드를 이용하여 키보드 데이터를 유출시키지 않는 소프트웨어 기반의 보안 입력 창이다.
현재 개방통신망 사용자인 개인이나 기업, 공공기관이 인터넷 상에서 금융거래, 증권거래, 전자상거래, E-MAIL 전송, 채팅, 게임 등과 같은 중요한 업무를 수행하는데 있어 바이러스를 통한 스파이 웨어나 해킹 등과 같은 보안사고 등으로 인하여 사용자나 운영자에게 많은 불안감을 주어 인터넷 활성화를 저해하기 때문에 인터넷을 안전하게 이용할 수 있는 보안기술이 반드시 필요하다.
위와 같은 인터넷 환경에서 인터넷 보안업체는 백신이나. 네트워크 감시와 같은 보안기술을 소개하고 있다. 이는 컴퓨터나 네트워크 상에 해킹 프로그램의 침입여부를 가려내고 침입했을 시에 이를 치료(수정, 삭제)하는 기능을 가지고 있다.
그러나 이들은 알려져 있는 바이러스에 대해 감염된 후 이를 치료하거나 방어할 뿐으로 키보드 데이터를 직접 보호하는 기술은 아직 제공하지 못하고 있다. 현재 키보드 데이터를 직접 보호하는 기술에 관해서는 H/W 기반의 제품만이 소개되었을 뿐 인터넷 업무를 수행하는데 있어 키보드 데이터 보안은 필수임에도 불구하구 개발되지 않고 있는 것이 지금의 현실이다.
이에 본 발명은 인터넷 상의 웹 브라우저나 일반 응용 프로그램 상에서 키보드 데이터를 보호하는 데 목적이 있다.

Description

엑티브엑스 기반의 키보드 해킹 방지 방법 및 장치{Anti Keylog method of ActiveX base and equipment thereof}
인터넷 상에서의 키보드 데이터 보안관련 종래의 기술로서는 2001년 1월에 발표한 세이프텍(www.esafetek.com)의 제품명 "키스"와 자바(JAVA)를 이용한 가상키보드(Virtual Keyboard)등과 같은 키보드가 아닌 다른 입력수단(방법)을 이용하여 키보드 입력을 대신 하게 한 장치 등이 있다. 그러나 이들 제품 중 전자는 하드웨어(H/W) 기반으로 키보드 데이터를 보호하기 때문에 특정 장치가 필요하다는 특성상 인터넷과 같은 대규모의 범용서비스를 하기에는 어려움이 많고 후자인 다른 입력수단을 이용한 보안은 사용자의 미숙과 불편함으로 인하여 적극적인 사용을 하지 못하고 있는 상황이다. 이에 인터넷에서의 키보드 데이터는 개인의 중요한 정보를 가지고 있어 보안이 시급함에도 불구하고 범용제품이 출시되지 않고 있는 것이 지금의 현실이다.
본 발명은 사용자의 기본 입력방법인 키보드를 사용하여 입력데이터를 안전하고 편리하게 사용할 수 있도록 중점을 두어 고안하게 되었다.
본 발명은 인터넷 상에서의 개인정보 입력 및 메일 작성, 서류작성 등의 자료를 입력할 때 키보드 데이터가 해커에 의해 유출되는 것을 방지하는 것이 목적이다.
본 발명을 이루기 위해서는 기본적으로 키보드 데이터 보호 기능, 웹 브라우저 지원 기능을 갖추어야 한다.
우선 키보드 데이터 보안을 이루기 위한 기술적 과제는 다음과 같다.
첫째는 키보드 하드웨어에서 가상 키보드 드라이버로 스캔코드를 전송한 후, I/O포트 60H(마더보드의 8255의 입출력 포트)에 남아 있게 되는 키보드 데이터의 유출을 방지하여야 한다. 그러나 윈도우의 특성과 하드웨어 특성상 일반적인 응용프로그램으로는 제대로 처리할 수 없어 링제로(Ring 0: 하드웨어를 제어할 수 있는 레이어)에 접근이 가능한 가상장치드라이버(VxD)를 사용하여 유출을 방지하여야 한다.
둘째는 스캔코드를 가상 키보드 드라이버가 키보드 데이터로 변환하여 시스템 메시지 큐(queue: 대기열)로 전달하는 과정에서 API(application program interface) 후킹(hooking: 함수치환), 메시지 후킹과 같은 외부 프로그램에 의해 유출될 수 있다. 이 과정은 윈도우의 기본운용체계(USER.EXE)로서 일반적인 방법으로는 방지할 수 없어 윈도우의 기본체계를 이용하지 않은 키보드 입력 방법이 지원되어야 한다.
셋째는 키보드 데이터를 입력받을 응용 프로그램으로 전달하는 과정에서의 데이터 유출을 방지하여야 한다. 해커들은 응용프로그램이 사용하는 API나 메시지를 후킹 하거나 모니터 하여 키보드 데이터를 유출시킬 수 있다. 그러므로 키보드 데이터를 안전하게 응용프로그램으로 전달하기 위한 기술이 발명되어야 한다.
키보드 데이터 입력 후 웹 브라우저에서 사용하기 위해서는 다음의 기술적 과제를 가진다.
첫째는 보안 입력 창은 웹 브라우저가 지원 가능한 HTML 문서로 기술(記術)이 가능한 방법을 사용하여야 한다. 보안 입력 창은 윈도우의 기본 키보드 운용체계를 따르지 않으므로 웹 브라우저와 연동되어 사용하기 위한 특별한 방법으로 구현 되어야 한다.
둘째는 웹 브라우저 상 가상장치드라이버(VxD)와 통신, 하드웨어의 제어와 같은 낮은 수준의 업무를 수행하는 방법을 지원하여야 한다. 본 발명의 보안 입력 창은 보안 키보드 드라이버를 사용하여, 키보드 하드웨어를 직접 제어하여 보안 입력 창을 구현하여야 하기 때문이다.
도 1 은 본 발명에 따른 키보드 데이터 보안시스템의 전체 구성
도 2 는 본 발명에 따른 보안입력창의 키보드 데이터 흐름도
도 3 은 본 발명에 따른 보안 키보드 드라이버와 액티브엑스(ActiveX) 간의 자료 흐름도
도 4 는 본 발명에 따른 보안입력 창을 적용한 웹 브라우저의 예
도 5 는 본 발명에 따른 보안입력 창을 적용한 HTML 예제 소스
본 발명의 기본 동작원리는 사용자가 입력한 키보드 데이터를 마이크로소프트 윈도우 정규 키보드 처리를 사용하지 않고 보안 키보드 드라이버와 보안 입력 창을 사용하여 웹 브라우저에 데이터를 안전하게 전달하는 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 키보드 데이터 보안시스템의 전체 구성으로서 웹 브라우저에 적용되는 경우를 작도하였다.
마이크로소프트 윈도우의 정규 키보드 처리는 다음과 같다. 키보드 하드웨어(101)로부터 발생하는 전기적 신호는 마더보드의 8255(칩의 일종)에 연결되고 이것은 스캔코드로 표현되어서 키보드 디바이스 드라이버(102)로 들어가게 된다. 키보드의 종류마다 다른 스캔코드는 키보드 디바이스 드라이버(VKD, Virtual Keyboard Driver)에 의하여 운영체제에서 표준으로 사용하는 키보드 메시지로 변환되게 된다. 이러한 키보드 메시지는 시스템 메시지 대기열(103)에 저장되고 운영체제의 링쓰리(Ring 3: 하드웨어를 제어할 수 없는 응용프로그램 레이어) 구성요소인 유저 이엑스이(USER.EXE)에 의하여 현재 활성화가 되어 있는 가상머신(VM)으로 전송되게 되는 것이다. 가상 머신에 저장된 키보드 데이터는 쓰레드 메시지 대기열(103)을 통해 웹 브라우저(105)로 전달되어 키 입력작업을 진행하게 된다.
그러나 본 발명인 보안입력창의 키 입력 작업은 상기의 일반적 방법과는 다르게 구현된다
보안 입력 창에서의 키 입력 보안작업의 원리는, 키보드 하드웨어(101)로부터 발생하는 전기적 신호는 마더보드의 8255에 연결되고 이것은 스캔코드로 표현되어서 가상 키보드 드라이버(102)로 들어가게 된다. 스캔코드가 가상 키보드 드라이버(VKD)로 입력된 후 가상 키보드 드라이버(VKD)는 사용자정의 키 운용을 위해 후킹 함수(사용자 재정의 함수)인 VKD 필터 키보드 인풋(VKD_Filter_Keyboard_Input)을 호출한다. 만약 가상 키보드 드라이버에서 호출한 후킹 함수가 캐리(CARRY)를 지정(SET)하여 되돌리면 가상 키보드 드라이버는 키보드 메시지를 무시하고 이후의 키보드 메시지 처리를 중단하게 된다. 보안 키보드 드라이버에 있는 후킹 함수는 키보드 데이터를 자체 대기열(Queue)에 저장한 후 캐리를 지정(SET)하여 되돌린다. 이렇게 하면, 키보드 메시지가 시스템 메시지 대기 열이나 쓰레드 메시지 대기열, 웹 브라우저로 전달되지 못하도록 하여 메시지 후킹을 통한 키보드 데이터의 유출을 막는 효과를 얻는다. 여기서 후킹 함수는 보안 키보드 드라이버에 작성되어 운용된다
보안 키보드 드라이버는 상기의 방법에서 VKD 필터 키보드 인풋(VKD_Filter_Keyboard_Input)을 재정의하여 메시지 후킹을 방지한다. 그러나 상기의 작업 후에도 마더보드의 8255에 스캔코드는 남아 있게 된다. 8255의 특성 상 일반적인 방법으로 스캔코드 흔적 데이터를 지울 수는 없다. 그래서 본 발명은 8255에 남아있는 스캔코드 흔적 데이터를 지우기 위해 키보드 하드웨어를 컨트롤하게 된다.
흔적 데이터를 지우는 방법은 보안 키보드 드라이버의 후킹 함수인 VKD 필터 키보드 인풋(VKD_Filter_Keyboard_Input)이 호출되면 키보드 하드웨어의 일반적으로 정의된 제어명령(Enable keyboard [F4H])을 8255의 포트 60h를 통하여 키보드 하드웨어에 송출시킨다. 제어명령을 받은 키보드 하드웨어는 키보드를 인에이블(Enable)시키고 자체에 저장된 키보드 데이터를 삭제한 후 8255로 인지확인 메시지[Acknowledgment(FAh)]를 송출한다. 이 과정에서 키보드 하드웨어에 저장된 키보드 데이터가 삭제되며, 8255의 포트 60h에 남아 있는 흔적 데이터는 다른 값(FAh)으로 변경되어 스캔코드 흔적 데이터가 지워지게 되는 효과를 낳는다. 이러한 효과를 이용하여 키보드 포트(포트 60h) 스캔을 이용한 키보드 데이터 해킹을 방지한다.
보안 키보드 드라이버의 키보드 데이터 대기 열에 저장된 키보드 데이터를 액티브엑스(ActiveX) 형태를 가진 보안 입력창(110)에 전달하는 방법은 보안 입력 창에서 주기적으로 보안 키보드 드라이버의 대기열의 상태를 확인하여 저장된 키보드 데이터를 전달받는 형태이다. 키보드 데이터를 전달받은 보안 입력 창은 스캔코드 형태의 키보드 데이터를 문자형태로 변환하여 저장하고, 사용자의 입력확인을 위해 화면에 출력을 한다.
사용자가 보안 입력 창에 입력을 종료한 후 전송이나 확인 버튼을 눌러 다음 업무로 넘어가게 되면, 웹 브라우저(112)는 스크립트를 통해 보안입력창의 데이터 프로퍼티(property)를 참조(111)하여 스크립트가 지정한 업무를 계속 진행하게 된다.
도 2 는 키보드 디바이스 드라이버 와 보안 키보드 드라이버간의 인터페이스와 운용 흐름을 나타내는 순서도 이다. 우선 사용자가 키보드를 누르면 8255에서 키보드 데이터를 받아 키보드 인터럽트가 발생되어 가상 키보드 드라이버를 호출(201)하게 된다. 호출 받은 가상 키보드 드라이버는 키보드 데이터가 저장되어 있는 포트 60H의 값을 읽어와 특정 레지스터에 저장한 다음 VKD 필터 키보드 인풋(VKD_Filter_Keyboard_input)의 후킹 함수(210)를 호출한다. 후킹 함수(210)는 보안 키보드 드라이버가 가지고 있는 하나의 함수로서, 보안 키보드 드라이버가 활성화되었는지를 판단하여 활성화가 되지 않았을 경우 종료하며 활성화가 되었을 경우 키보드 포트(60h)의 키보드 데이터 흔적을 상기의 방법으로 삭제한 다음 자체 대기열(Queue)에 키보드 데이터를 저장한다. 그리고 키보드 디바이스 드라이버에서 키보드 데이터 사용하지 못하게 캐리(Carry)를 지정(Set)한 다음 종료한다.
가상 키보드 드라이버는 후킹 함수 호출 후 캐리를 확인하여 기존의 가상 키보드 드라이버의 임무를 수행하거나 입력받은 키보드 데이터를 무시하게 된다.
도 3 은 보안 입력 창과 보안 키보드 드라이버와의 인터페이스로 키보드 데이터를 처리하는 순서도를 나타낸다. 보안 입력 창은 타이머를 이용하여주기적(301)으로 보안 키보드 드라이버와 통신(function DeviceIoControl)하여 보안 키보드 데이터를 전송(303)받는다. 보안 키보드 데이터를 수신한 후 보안 입력 창은 화면에 출력하거나 키보드 데이터를 저장하는 업무를 수행한다.
도 4 는 보안 입력창(404)이 적용된 웹 브라우저(405)의 예를 나타낸 것으로 HTML 코드는 도 5 를 참조한다. 도 4의 웹 페이지는 사용자가 키보드(401)를 이용하여 브라우저(405)의 보안 입력창(404)에 웹 주소를 입력한 후 버튼(406)을 누르면 해당의 웹 페이지로 이동하는 것을 기능을 가진다.
도 5 는 예제 웹 페이지의 HTML코드로서 보안 입력창이 HTML로 기술되는 방법(501)과 보안 입력창에 입력된 키보드 데이터를 HTML상 처리하는 방법(502)을 기술하고 있다.
HTML상에서 보안입력창의 기술은 ActiveX양식에 따라 작성되며, 보안입력창의 데이터 참조 역시 ActiveX 속성(Property) 양식을 따른다.
다음의 예문(502)에서 처럼 보안 입력 창은 HTML코드에서 OBJECT로 표현된다.
<OBJECT
classid="clsid:C1BF8F0F-05BA-497C-AEDA-F377E0867B3C"
name="akl1"
codebase="http://localhost/AKLEditXControl1.cab#version=1,0,89,9"
width=350
height=23
align=center
hspace=0
vspace=0
<param name="Value" value="www.yahoo.com">
<param name="Border" value="2">
<param name="BorderLeftcolor" value="0">
<param name="BorderRightcolor" value="0">
<param name="BorderTopcolor" value="0">
<param name="BorderBottomcolor" value="0">
<param name="BorderStyle" value="1">
<param name="Font" value="MS Sans Serif">
<param name="Size" value="56">
</OBJECT>
(관련문서 : http://msdn.microsoft.com/workshop/author/dhtml/reference/objects/OBJECT.asp)
다음의 예문(501)은 HTML코드 상 보안 입력 창에 입력된 키보드 데이터를 참조하는 방법을 기술한다.
<script language="javascript">
function geturl() {
var ak = "http://" + akl1.value;
window.open(ak)
}
</script>
상기의 코드에서 akl1.value를 호출함으로 보안입력창의 데이터를 참조하게 된다.
1. 본 발명은 인터넷상 사용자가 입력하는 키보드 데이터를 보호하여 인터넷 관련 산업의 신뢰도 향상과 활성화에 기여한다.
인터넷 뱅킹, 인터넷 증권, 인터넷 게임, 웹 메일, 웹 컨텐츠, 보안문서작성 등과 같은 인터넷 관련 업무에 있어 키보드를 통한 업무는 필수적이다. 유출된 키보드 데이터는 업체에서 인터넷 업무를 수행하는데 많은 혼란과 큰 피해를 줄 수있다.
이에 보안 키입력창을 사용할 경우 키보드 데이터의 유출이 방지되어 상기의 인터넷사업의 신뢰성 확보로 이어져 인터넷 사업 활성화에 지대한 영향을 미칠 것이다.
또한 키보드 데이터 유출로 인한 직접적인 피해도 줄어들 것이다.
2. 본 발명은 백신과 같이 알려진 악성 프로그램에 대응하여 조치를 취하는 방식이 아닌 해킹 기법에 대해 조치를 취하기 때문에 새로운 프로그램이나 미처 발견하지 못한 해킹 프로그램에 대해서도 사용자의 키보드 데이터를 보호할 수 있다.
3. 본 발명은 기존의 해킹방법으로는 키보드 데이터를 훔칠 수 없어 새로운 해킹방법을 개발하여야 한다. 이 는 해커의 활동영역을 축소시키는 간접효과가 있다.
4. 본 발명은 소프트웨어 기반의 보안시스템으로서 시스템의 보안성이 떨어질 경우 즉각적인 개선작업으로 보안성을 회복할 수 있어 키보드 데이터보안에 대한 신뢰를 높여 인터넷 관련산업의 신뢰성을 확보하는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. (정정) 컴퓨터 시스템의 사용자가 입력하는 키보드 데이터를 해킹하는 것을 방지하기 위한 방법에 있어서,
    사용자의 키입력에 의하여 키보드 드라이버가 호출되는 단계,
    호출된 상기 키보드 드라이버가 사용자가 입력한 키보드 데이터와는 무관하게 정해진 제어 명령을 키보드 하드웨어로 송출하여, 상기 키보드 하드웨어로 하여금 인지확인 메시지(Acknowledgment)를 키보드 포트로 송출하도록 하여 상기 키보드 포트에 남아있는 흔적 데이터를 변경시키는 단계
    를 포함하는 키보드 해킹 방지 방법.
  2. (정정) 제1항에서,
    상기 사용자의 키입력에 의하여 키보드 드라이버가 호출되는 단계는
    사용자의 키입력에 따라 상기 키보드 하드웨어가 전기적 신호를 발생하는 단계,
    상기 키보드 하드웨어가 발생시킨 전기적 신호가 상기 키보드 포트를 거치면서 스캔 코드로 변환되어 가상 키보드 드라이버로 입력되는 단계,
    상기 가상 키보드 드라이버가 보안 키보드 드라이버의 후킹 함수를 호출하는 단계
    를 포함하는 키보드 해킹 방지 방법.
  3. (정정) 제2항에서,
    상기 보안 키보드 드라이버의 자체 대기열에 상기 키보드 데이터를 저장하는 단계,
    상기 보안 키보드 드라이버의 자체 대기열에 저장되어 있는 상기 키보드 데이터를 보안 입력창이 전달받는 단계,
    상기 보안 입력창이 상기 키보드 데이터를 문자 형태로 변환하여 컴퓨터 시스템의 화면에 출력하는 단계
    를 더 포함하는 키보드 해킹 방지 방법.
  4. (정정) 제3항에서,
    상기 보안 입력창은 액티브엑스 형태를 가지는 키보드 해킹 방지 방법.
  5. (신설) 제2항에서,
    호출된 상기 후킹 함수가 상기 보안 키보드 드라이버의 활성화 여부를 판단하여, 활성화 되어 있는 경우 상기 가상 키보드 드라이버가 상기 키보드 데이터를 처리하지 못하도록 캐리(carry)를 지정(set)하는 단계
    를 더 포함하는 키보드 해킹 방지 방법.
  6. (신설) 컴퓨터 시스템의 사용자가 입력하는 키보드 데이터를 해킹하는 것을 방지하기 위한 프로그램의 저장 매체에 있어서,
    사용자의 키입력에 의하여 키보드 드라이버가 호출되는 단계,
    호출된 상기 키보드 드라이버가 사용자가 입력한 키보드 데이터와는 무관하게 정해진 제어 명령을 키보드 하드웨어로 송출하여, 상기 키보드 하드웨어로 하여금 제어 명령 인지확인 메시지(Acknowledgment)를 키보드 포트로 송출하도록 하여 상기 키보드 포트의 흔적 데이터를 변경시키는 단계
    를 포함하는 과정을 수행하는 프로그램을 독출할 수 있는 저장 매체.
  7. (신설) 제6항에서,
    상기 사용자의 키입력에 의하여 키보드 드라이버가 호출되는 단계는
    사용자의 키입력에 따라 상기 키보드 하드웨어가 전기적 신호를 발생하는 단계,
    상기 키보드 하드웨어가 발생시킨 전기적 신호가 상기 키보드 포트를 거치면서 스캔 코드로 변환되어 가상 키보드 드라이버로 입력되는 단계,
    상기 가상 키보드 드라이버가 보안 키보드 드라이버의 후킹 함수를 호출하는 단계
    를 포함하는 저장 매체.
  8. (신설) 제7항에서,
    상기 보안 키보드 드라이버의 자체 대기열에 키보드 데이터를 저장하는 단계,
    상기 보안 키보드 드라이버의 자체 대기열에 저장되어 있는 상기 키보드 데이터를 보안 입력창이 전달받는 단계,
    상기 보안 입력창이 상기 키보드 데이터를 문자 형태로 변환하여 컴퓨터 시스템의 화면에 출력하는 단계
    를 더 포함하는 과정을 수행하는 프로그램을 독출할 수 있는 저장 매체.
  9. (신설) 제8항에서,
    호출된 상기 후킹 함수가 상기 보안 키보드 드라이버의 활성화 여부를 판단하여, 활성화 되어 있는 경우 상기 가상 키보드 드라이버가 키보드 데이터를 처리하지 못하도록 캐리(carry)를 지정(set)하는 단계
    를 더 포함하는 과정을 수행하는 프로그램을 독출할 수 있는 저장 매체.
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