WO2021060855A1 - 제어 데이터 패킷을 보호하기 위한 시스템 및 그에 관한 방법 - Google Patents

제어 데이터 패킷을 보호하기 위한 시스템 및 그에 관한 방법 Download PDF

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WO2021060855A1
WO2021060855A1 PCT/KR2020/012925 KR2020012925W WO2021060855A1 WO 2021060855 A1 WO2021060855 A1 WO 2021060855A1 KR 2020012925 W KR2020012925 W KR 2020012925W WO 2021060855 A1 WO2021060855 A1 WO 2021060855A1
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WO
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data packet
control data
information
protection
controller
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/012925
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English (en)
French (fr)
Inventor
김영랑
우현석
Original Assignee
프라이빗테크놀로지 주식회사
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Priority claimed from KR1020200117543A external-priority patent/KR102274617B1/ko
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Priority to US17/656,121 priority Critical patent/US20220255906A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/40—Network security protocols

Definitions

  • Embodiments disclosed in this document relate to a technique for protecting a control data packet in a network environment.
  • a smartphone may transmit or receive data to and from a server through the Internet.
  • the network may include a public network such as the Internet as well as a private network such as an intranet.
  • a connectivity control network environment that uses transmission control protocol (TCP)/internet protocol (IP) can use a tunneling technology that allows network access of an authorized target through an authorized tunnel.
  • TCP transmission control protocol
  • IP internet protocol
  • the network environment may distinguish between an authorized terminal and an unauthorized terminal using IP-based identification information.
  • the network environment can perform accessibility control in the form of central control by a controller.
  • the controller can manage and control nodes such as terminals and gateways in an integrated manner, and allow access of authorized nodes or block access of unauthorized nodes.
  • the controller-based network environment can be divided into a data plane through which general data packets are transmitted and a control plane through which control data packets are transmitted.
  • data plane data communication and forwarding may be performed between a node and a destination network.
  • control plane operations required for secure data communication such as node authentication, control session update, threat detection and reporting, network access request and control, and policy transmission may be performed.
  • the control plane and the data plane can be managed independently of each other.
  • the controller-based network environment may be vulnerable to threats (eg, man in the middle attack, session hijacking) that manipulate the flow of control data packets between the controller and the node.
  • threats eg, man in the middle attack, session hijacking
  • Dos denial of service attack
  • a plurality of tunnels may be required, but a specific node may have limitations in creating a plurality of tunnels.
  • a node with poor network performance a mobile terminal with high physical and environmental constraints, or an Internet of thing (IoT) device, there may be limitations in creating a plurality of tunnels.
  • IoT Internet of thing
  • a node includes a communication circuit, a processor operatively connected to the communication circuit, and a memory operatively connected to the processor and storing an access control application, the memory Is, when executed by the processor, the node, through the access control application, detects a controller access event to an external server, inserts a first protection header into a first control data packet for requesting controller access,
  • the first protection header is generated based on a protection information ID (identifier) for identifying protection information used for authentication of the first control data packet and the protection information, and authentication and integrity of the first control data packet
  • Instructions for transmitting the first control data packet in which the first protection header is inserted to the external server may be stored, including first authentication information used for inspection, and using the communication circuit.
  • a gateway receives a data packet from a node, determines that the data packet is a control data packet based on a destination IP and structure of the received data packet, and determines the control data packet. It may be configured to check the protection header of and, if the check is successful, transmit the control data packet to an external server, and if the check is not successful, drop the control data packet.
  • a server includes a communication circuit, a memory storing a database, and a processor operatively connected to the communication circuit and the memory, and the processor is connected to a controller from a gateway.
  • the flow of a control data packet between a control node and a controller may be protected from a threat occurring in a corresponding section.
  • the flow of the control data packet may be protected through a structure similar to a tunnel.
  • control data packets can be safely transmitted even in a network environment in which no tunnel exists between the terminal and the controller.
  • the controller may be protected from a threat such as Dos.
  • 1 shows a controller-based network environment.
  • FIG. 2 illustrates a flow of a control data packet according to various embodiments.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a database stored in a controller according to various embodiments.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of a terminal according to various embodiments.
  • FIG. 5 shows a signal flow diagram for connection to a controller according to various embodiments.
  • FIG. 6 shows a user interface screen for accessing a controller according to various embodiments.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of a terminal for accessing a controller according to various embodiments.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of a gateway for accessing a controller according to various embodiments.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of a controller for accessing a controller according to various embodiments.
  • FIG. 10 is a signal flow diagram for controlling a controller according to various embodiments.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation of a terminal for controlling a controller according to various embodiments.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation of a gateway for controlling a controller according to various embodiments.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation of a controller for controlling a controller according to various embodiments.
  • 14 is a signal flow diagram for termination of a connection according to various embodiments.
  • 15 illustrates a user interface screen indicating termination of a connection according to various embodiments.
  • first component is referred to as “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”.
  • second component e.g., a component that is connected to the other components directly (eg by wire), wirelessly, or via a third component.
  • Each component (eg, module or program) of the components described in this document may include a singular number or a plurality of entities. According to various embodiments, one or more components or operations among corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components (eg, a module or program) may be integrated into one component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar to that performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component may be sequentially, parallel, repeatedly, or heuristically executed, or one or more of the operations may be executed in a different order or omitted. , Or one or more other actions may be added.
  • module used in this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic blocks, parts, or circuits.
  • the module may be an integrally configured component or a minimum unit of the component or a part thereof that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document may be implemented as software (eg, a program or application) including one or more instructions stored in a storage medium (eg, memory) readable by a machine.
  • the processor of the device may invoke and execute at least one of the one or more instructions stored from the storage medium. This enables the device to be operated to perform at least one function according to the at least one command invoked.
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • non-transient only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g., electromagnetic waves), and this term refers to the case where data is semi-permanently stored in the storage medium. It does not distinguish between temporary storage cases.
  • a signal e.g., electromagnetic waves
  • the method according to various embodiments disclosed in the present document may be included in a computer program product and provided.
  • Computer program products can be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play StoreTM) or two user devices (e.g. It can be distributed (e.g., downloaded or uploaded) directly between, e.g. smartphones)
  • a device such as a server of a manufacturer, a server of an application store, or a memory of a relay server.
  • 1 shows a controller-based network environment.
  • the number of terminals 101, gateway 103, and destination network 105 is not limited to the number shown in FIG. 1.
  • the terminal 101 may transmit data to a plurality of destination networks through a plurality of gateways, and the controller 102 may manage a plurality of terminals and gateways.
  • the embodiments described below mainly describe the flow of the control data packet between the controller and the terminal, but the same example may be applied to the flow of the control data packet between the controller and the control node.
  • the control node may include a terminal and a gateway.
  • the terminal 101 may be various types of devices capable of performing data communication.
  • the terminal 101 is a portable device such as a smartphone or a tablet, a computer device such as a desktop or a laptop, a multimedia device, a medical device, a camera, a wearable device, a virtual reality (VR) device, Or, it may include a home appliance device and is not limited to the above-described devices.
  • the terminal 101 may also be referred to as a'node' or an'electronic device'.
  • the controller 102 may be, for example, a server (or a cloud server).
  • the controller 102 can ensure reliable data transmission within a network environment by managing data transmission between the terminal 101, the gateway 103, and other networks (eg, the destination network 105).
  • the controller 102 manages the connection of the terminal 101 to the destination network 105 through policy information or blacklist information, or mediates the creation of the tunnel 110 between the terminal 101 and the gateway 103 ,
  • the tunnel 110 can be removed according to the security event collected from the terminal 101 or the gateway 103.
  • the terminal 101 communicates with the destination network 105 only through a tunnel authorized by the controller 102. And, if the authorized tunnel 110 does not exist, the terminal 101 may be blocked from accessing the destination network 105.
  • the controller 102 connects the terminal 101 to the network.
  • Control data packets can be transmitted and received with the terminal 101 in order to perform various operations (eg registration, approval, authentication, update, termination) associated with the terminal 101.
  • the flow in which the control data packets are transmitted (eg 120) is a control flow. Can be referred to as
  • the gateway 103 may be located at the boundary of the network to which the terminal 101 belongs or at the boundary of the destination network 105.
  • the gateway 103 may be plural.
  • the gateway 103 may forward only the data packets received through the authorized tunnel 110 among the data packets received from the terminal 101 to the destination network 105.
  • a flow in which data packets are transmitted between the terminal 101 and the gateway 103 or between the gateway 103 and the destination network 105 (eg, 130) may be referred to as a data flow.
  • the gateway 103 may be connected to the controller 102 on a cloud basis.
  • the gateway 103 may create the terminal 101 and the authorized tunnel 110 under the control of the controller 102.
  • the control flow 120 may be attacked from other threats.
  • an additional tunnel may be created between the terminal 101 and the controller 102, but a terminal with low network performance or high physical constraints such as an IoT device creates a plurality of tunnels. There may be difficulties in doing it.
  • FIG. 2 illustrates a flow of a control data packet according to various embodiments.
  • the first network 10 and the second network 20 may be different networks.
  • the first network 10 may be a private network such as an intranet
  • the second network 20 may be a public network such as the Internet.
  • the terminal 201 performs the same or similar function to the terminal 101 of FIG. 1
  • the controller 202 performs the same or similar function to the controller 102 of FIG. 1
  • the gateways 203, 204, 206 1 performs the same or similar function as the gateway 103 of FIG. 1
  • the second network 20 may have the same or similar structure as the destination network 105 of FIG. 1.
  • the terminal 201 included in the first network 10 may perform data communication with the destination node 205 included in the second network 20 on a data plane. For example, the terminal 201 transmits a data packet to the destination node 205 through the gateway 203 located at the boundary of the first network 10 and the gateway 206 located at the boundary of the second network 20. (Or a general data packet) can be transmitted.
  • the data packet transmitted from the terminal 201 is a destination node through a tunnel 210 located between the terminal 201 and the gateway 203 and a tunnel 220 located between the gateways 203 and 206. Can be delivered to (205).
  • the tunnels 210 and 220 may be tunnels applied by the controller 202.
  • the terminal 201 may transmit and receive a control data packet on the control plane with the controller 202 located in the cloud 30.
  • the terminal 201 may perform a controller access procedure or a controller control procedure with the controller 202 through the gateway 204 located at the boundary between the gateway 203 and the cloud 30.
  • the control data packet transmitted from the terminal 201 or transmitted to the terminal 201 is a tunnel 210 located between the terminal 201 and the gateway 203 and a tunnel 230 located between the gateways 203 and 204. ) Can be delivered.
  • the gateway 203 may control transmission of the control data packet through the tunnels 210 and 230 authorized by the controller 202.
  • the gateway 203 inspects a control data packet received from the terminal 201 or another gateway 204, and transmits an authenticated control data packet to the destination according to the inspection result, or an unauthenticated control data packet. Can be dropped.
  • the gateway 203 can protect the terminal 201 and the controller 202 from unauthorized control data packets by controlling the transmission of the control data packets.
  • the gateway 203 may include an application of the same or similar type as the access control application 211 of the terminal 201 in order to control the transmission of the control data packet.
  • the terminal 201 may include an access control application 211 for managing network access of applications stored in the terminal 201.
  • the access control application 211 may generate a control flow between the terminal 201 and the controller 202 under the control of the controller 201, and transmit or receive a control data packet through the generated control flow.
  • the access control application 211 may perform user authentication, a network access procedure requesting access to a destination network, or another controller control procedure.
  • the controller 202 may selectively process a control data packet transmitted from the terminal 201. For example, the controller 202 may authenticate the received control data packet and drop unauthenticated or unauthorized control data packets.
  • the administrator of the network environment may set a policy for controlling access between the source and the destination in the controller 202, so that more detailed network access control may be possible.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a database stored in a controller (eg, the controller 202 of FIG. 2) according to various embodiments.
  • the controller includes a communication circuit (eg, the communication circuit 430 of FIG. 4) for performing communication with an external electronic device (eg, the terminal 201 or the gateway 203 of FIG. 2). )) and a processor (eg, the processor 410 of FIG. 4) for controlling the overall operation of the controller.
  • a communication circuit eg, the communication circuit 430 of FIG. 4
  • an external electronic device eg, the terminal 201 or the gateway 203 of FIG. 2).
  • a processor eg, the processor 410 of FIG. 4 for controlling the overall operation of the controller.
  • the controller may store databases 311 to 318 for controlling network access and data transmission in the memory 330.
  • the access policy database 311 may include information on networks and/or services to which the identified network, terminal, user, or application is accessible. For example, when a request for access to a destination network (eg, the second network 20 or the destination node 205 in FIG. 2) is requested from the terminal, the controller is the network identified based on the access policy database 311 ( Example: The network to which the terminal belongs), the terminal, the user (eg, the user of the terminal), and/or the application (eg, an application included in the terminal) can determine whether or not access to the destination network is possible.
  • a destination network eg, the second network 20 or the destination node 205 in FIG. 2
  • the controller is the network identified based on the access policy database 311 ( Example: The network to which the terminal belongs), the terminal, the user (eg, the user of the terminal), and/or the application (eg, an application included in the terminal) can determine whether or not access to the destination network is possible.
  • the tunnel policy database 312 may include information on the type, encryption method, and encryption level of a tunnel to be connected to a gateway existing at the boundary between a source node (eg, a terminal) and a network on a connection path. For example, when a request for access to the destination network is requested from the terminal, the controller may provide the terminal with information about an optimal tunnel for accessing the destination network based on the tunnel policy database 312.
  • the blacklist policy database 313 may include a policy for permanently or temporarily blocking access of a specific terminal.
  • the blacklist policy database 313 includes information identified through analysis of the risk, occurrence period, and/or behavior of security events among security events periodically collected by the terminal or gateway (eg, terminal ID, IP address, It may be generated based on at least one of a media access control (MAC) address or a user ID).
  • MAC media access control
  • the blacklist database 314 may include a list of at least one of terminals, IP addresses, MAC addresses, and users blocked by the blacklist policy database 313. For example, if the terminal requesting access to the destination network is included in the blacklist database 314, the controller may isolate the terminal from the destination network by denying the access request from the terminal.
  • the control data packet protection information table 315 is an algorithm and code information for inserting a protection header when a control data packet is transmitted from the terminal, validity check of the inserted protection header, integrity check, and an algorithm for verifying non-repudiation elements. And encryption and decryption algorithms and key information for ensuring confidentiality of code information and/or control data packets.
  • control data packet protection information table 315 may also be stored in the gateway.
  • the gateway may check the protection header of the control data packet based on the control data packet protection information table 315.
  • the control flow table 316 is an example of a session table for managing a generated flow (eg, control flow) of a control data packet between a terminal and a controller.
  • the control flow and identification information for the control flow may be generated by the controller.
  • the control flow information may include at least one of identification information of a control flow, an IP address identified when accessing and authenticating a controller, a terminal ID, or a user ID.
  • the controller searches for control flow information through the control flow identification information received from the terminal, and the IP address, terminal ID, or user ID included in the searched control flow information. By mapping at least one of them to the access policy database 311, it is possible to determine whether the terminal can access and whether to create a tunnel.
  • the control flow may have an expiration time.
  • the terminal must update the expiration time of the control flow, and if the expiration time is not updated during a predetermined time, the control flow (or control flow information) may be removed.
  • the controller may remove the control flow according to the terminal's connection termination request. When the control flow is removed, the previously created tunnel and data flow are also removed, so that the terminal's access to the network may be blocked.
  • control flow table 316 may include a control data packet protection information ID (or'protection information ID'). I can.
  • the tunnel table 317 is a table for managing a tunnel connected between a terminal and a gateway, a tunnel connected between a gateway and a gateway, or a tunnel connected between a gateway and a destination node.
  • the tunnel may be created in units of devices or IPs, for example.
  • the tunnel table 317 is used to identify the tunnel identification information, and when the tunnel is dependent on the control flow, control flow identification information, and the tunnel end point. point, TEP), a tunnel start point (TSP), a tunnel algorithm, a tunnel type, and/or additional information for managing a tunnel.
  • the data flow table 318 is a table for managing a flow (eg, data flow) in which detailed data packets are transmitted between the terminal and the gateway.
  • the data flow may be generated within a tunnel in a TCP session, an application of a source terminal, or a more detailed unit.
  • the data flow table 318 includes data flow identification information, control flow identification information when the data flow is dependent on the control flow, an application ID for identifying the data flow of an authorized target, a destination IP address, and/or a service port. Can include.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of a terminal (eg, terminal 201 of FIG. 2) according to various embodiments.
  • a terminal may include a processor 410, a memory 420, and a communication circuit 430. According to an embodiment, the terminal may further include a display 440 to perform an interface with a user.
  • the processor 410 may control the overall operation of the terminal.
  • the processor 410 may include one processor core or may include a plurality of processor cores.
  • the processor 410 may include a multi-core such as a dual-core, a quad-core, and a hexa-core.
  • the processor 410 may further include a cache memory located inside or outside.
  • the processor 410 may be configured with one or more processors.
  • the processor 410 may include at least one of an application processor, a communication processor, and a graphical processing unit (GPU).
  • GPU graphical processing unit
  • All or part of the processor 410 is electrically or operatively coupled to other components (e.g., memory 420, communication circuit 430, or display 440) in the terminal. It can be (coupled with) or connected to.
  • the processor 410 may receive commands from other components of the terminal, may interpret the received commands, and perform calculations or process data according to the interpreted commands.
  • the processor 410 may interpret and process messages, data, instructions, or signals received from the memory 420, the communication circuit 430, or the display 440.
  • the processor 410 may generate a new message, data, command, or signal based on the received message, data, command, or signal.
  • the processor 410 may provide processed or generated messages, data, instructions, or signals to the memory 420, the communication circuit 430, or the display 440.
  • the processor 410 may process data or signals generated or generated by a program. For example, the processor 410 may request instructions, data, or signals from the memory 420 to execute or control a program. The processor 410 may write (or store) or update a command, data, or signal to the memory 420 to execute or control a program.
  • the memory 420 may store a command for controlling the terminal, a control command code, control data, or user data.
  • the memory 420 may include at least one of an application program, an operating system (OS), middleware, and a device driver.
  • OS operating system
  • middleware middleware
  • device driver a device driver
  • the memory 420 may include one or more of volatile memory and non-volatile memory.
  • Volatile memory includes dynamic random access memory (DRAM), static RAM (SRAM), synchronous DRAM (SDRAM), phase-change RAM (PRAM), magnetic RAM (MRAM), resistive RAM (RRAM), ferroelectric RAM (FeRAM), etc.
  • DRAM dynamic random access memory
  • SRAM static RAM
  • SDRAM synchronous DRAM
  • PRAM phase-change RAM
  • MRAM magnetic RAM
  • RRAM resistive RAM
  • FeRAM ferroelectric RAM
  • the nonvolatile memory may include read only memory (ROM), programmable ROM (PROM), electrically programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, and the like.
  • the memory 420 is a nonvolatile medium such as a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), an embedded multi media card (eMMC), and a universal flash storage (UFS). It may contain more.
  • HDD hard disk drive
  • SSD solid state disk
  • eMMC embedded multi media card
  • UFS universal flash storage
  • the communication circuit 430 may support establishing a wired or wireless communication connection between the terminal and an external electronic device (eg, the controller 202 or the gateway 203 of FIG. 2) and performing communication through the established connection.
  • the communication circuit 430 is a wireless communication circuit (for example, a cellular communication circuit, a short-range wireless communication circuit, or a global navigation satellite system (GNSS) communication circuit) or a wired communication circuit (for example, a local area network (LAN)).
  • GNSS global navigation satellite system
  • LAN local area network
  • Communication circuit or power line communication circuit
  • a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct or IrDA (infrared data association) or a long-distance communication such as a cellular network, the Internet, or a computer network using the corresponding communication circuit
  • a long-distance communication such as a cellular network, the Internet, or a computer network using the corresponding communication circuit
  • the display 440 may output content, data, or signals.
  • the display 440 may display image data processed by the processor 410.
  • the display 440 may be configured with an integral touch screen by being combined with a plurality of touch sensors (not shown) capable of receiving a touch input or the like.
  • the plurality of touch sensors may be disposed on the display 440 or under the display 440.
  • 5 to 6 describe operations for accessing a controller according to various embodiments.
  • 5 shows a signal flow diagram for controller connection
  • FIG. 6 shows a user interface screen for controller connection.
  • the access control application 211 of the terminal 201 requests the controller 202 to generate a control flow.
  • the terminal 201 may try to access the controller.
  • the terminal 201 may detect a controller access event. For example, the terminal 201 may detect that the access control application 211 is installed and executed in the terminal 201 and that a connection to the controller 202 is requested through the access control application 211.
  • the terminal 201 may display a user interface screen 610 for receiving information necessary for accessing a controller.
  • the user interface screen 610 includes an input window 611 for inputting the IP or domain of the controller 202, an input window 612 for inputting a user ID, and/or an input window 613 for inputting a password. It may include.
  • the terminal 201 may detect a controller access event by receiving a button 614 for accessing the controller by an authenticated user. For another example, if the user authentication of the terminal 201 has not been completed yet, the terminal 201 detects a controller access event by receiving a button 615 for accessing the controller from an unauthorized user (ie, guest). can do.
  • the terminal 201 may transmit a first data packet for requesting a controller access in response to detecting a controller access event.
  • the terminal 201 may request access to the controller through the access control application 211.
  • the access control application 211 is the identification information of the terminal 201 (eg, terminal ID, IP address, MAC address), type, location, environment, identification information of the network to which the terminal 201 belongs, and/or the access control.
  • the identification information of the application may be transmitted as part of the first data packet.
  • the first control data packet may be encrypted or authenticated using control data packet protection information (or may be referred to as “protection information”) included in the access control application 211.
  • control data packet protection information or may be referred to as “protection information”
  • the access control application 211 may insert a control data packet protection header (or may be referred to as a'protection header') generated based on the control data packet protection information into the first control data packet.
  • the protection header is, for example, identification information for identifying control data packet protection information used for encryption of the first control data packet (hereinafter, may be referred to as'control data packet protection information ID' or'protection information ID'. ), and/or authentication information for authentication and integrity check of the first control data packet.
  • the authentication information is OTP identification information for confirming the type of OTP (one-time password) algorithm, the OTP value generated by the OTP algorithm, and the OTP value by comparing the OTP value with the counter value. It may include an OPT counter to check whether it is false. Additionally, the first control data packet (or protection header) initializes a control flow ID for identifying initialization encryption key information to be used for generating a control flow (eg, 120 in FIG. 1) between the terminal 201 and the controller 202. May contain information.
  • the gateway 203 may check the protection header of the first control data packet received from the terminal 201.
  • the gateway 203 is based on identification information for identifying a first control data packet transmitted to the controller 202 among received data packets, and protection information ID included in the identified first control data packet.
  • the control data packet protection table stored in the gateway 203 can be searched.
  • the gateway 203 may perform authentication and integrity check on the first control data packet based on the searched control data packet protection table and authentication information of the protection header included in the first control data packet.
  • the gateway 203 may drop the first control data packet and transmit identification information of the terminal 201 that transmitted the first control data packet to the controller 202.
  • the controller 202 may isolate the terminal 201 by processing the received identification information of the terminal 201 as a blacklist.
  • the gateway 203 may forward the first control data packet to the controller 202 in operation 520.
  • the controller 202 may inspect the protection header of the first control data packet. For example, the controller 202 may perform authentication and integrity check on the first control data packet based on the protection header included in the received first control data packet and the control data packet protection table stored in the controller 202. I can. Also, the controller 202 may decrypt the encrypted first control data packet. If the authentication and integrity check fails or the decryption fails, the controller 202 may drop the first control data packet.
  • the controller 202 may process a controller access request from the terminal 201 indicated by the first control data packet. For example, the controller 202 may generate a control flow ID for the control data packet flow applied between the terminal 201 and the controller 202. The controller 202 may update control data packet protection information included in the access control application 211 and generate new control data packet protection information for use of an authorized control flow.
  • the control data packet protection information generated by the controller 202 may include algorithm and encryption key information used in the terminal 201 (or gateway 203) to protect the control data packet.
  • the controller 202 may arbitrarily select algorithm and encryption key information from the control data packet protection information table, or select less frequently used information, so that the stealer cannot infer new protection information.
  • the controller 202 may transmit a response including information related to the generated control flow and new protection information to the terminal 201.
  • information related to the control flow is transmitted to the terminal 201, an authorized control flow may be generated between the terminal 201 and the controller 202.
  • the terminal 201 may process the result value according to the received response. For example, if the received response indicates that the terminal 201 is accessible, the access control application 211 may store identification information of the received control flow and update the control data packet protection information. When transmitting the control data packet later, the terminal 201 may encrypt the control data packet using the updated control data packet protection information.
  • the access control application 211 may display a user interface screen indicating that the controller connection is completed to the user.
  • the network connection request of the terminal 201 to the destination network may be controlled by the controller 202.
  • the controller 202 when the authentication and integrity check of the first control data packet fails or the controller 202 determines that the terminal 201 is not accessible, the controller 202 does not generate a control flow in operation 525. , In operation 530, a response indicating that the access of the terminal 201 is impossible may be transmitted.
  • the terminal 201 may output a user interface screen indicating that the controller connection is impossible to the user. For example, referring to FIG. 6, the terminal 201 may display a user interface screen 620 through the access control application 211.
  • the user interface screen 620 indicates that the access of the terminal 201 is blocked, and may include a user interface 625 for guiding quarantine release through an administrator (eg, the controller 202).
  • control data packet is encrypted and inspection for authentication, integrity, and non-repudiation of the control data packet is performed, so that the flow of the control data packet can be protected from a structure similar to a tunnel.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of a terminal for accessing a controller according to various embodiments. Operations described below may be performed through the terminal 201 of FIG. 5. For example, the terminal may perform the operations of FIG. 7 by executing instructions stored in a memory (eg, the memory 420 of FIG. 4) through a processor (eg, the processor 410 of FIG. 4 ). Instructions stored in the memory may be software or programs such as the access control application 211 of FIG. 5.
  • the terminal may detect a controller access event for an external server (eg, the controller 202 of FIG. 5 ).
  • the access control application when executed in the terminal, the executed access control application may receive a user input attempting access by inputting access IP or domain information of an external server.
  • the access control application may fragment the data packet.
  • the terminal calculates the length of the data packet that increases when the protection header is inserted and the payload is encrypted, and controls the calculated value and the maximum transmission unit (MTU size) of the terminal.
  • the data packet may be fragmented, if necessary, the terminal may not perform operation 720.
  • the terminal may encrypt the control data packet (eg, the first control data packet of FIG. 5) (or the fragment-processed control data packet) for the controller access request using the encryption key included in the access control application. have.
  • the control data packet eg, the first control data packet of FIG. 5
  • the fragment-processed control data packet for the controller access request using the encryption key included in the access control application.
  • the terminal may insert a protection header into each fragment-processed control data packet.
  • the protection header may be used for authentication and integrity of a control data packet transmitted by the terminal.
  • the protection header may include, for example, control flow ID initialization information, protection information ID for identifying protection information used for encryption of the control data packet, and/or authentication information.
  • the authentication information may include OTP identification information, OTP value, and OTP information such as an OTP counter.
  • the access control application may insert a protection header into the control data packet through operations included in operation 740, and the order of each operation is merely an example and the order may be changed. Also, if necessary, the access control application may omit at least some of the operations included in operation 740.
  • the order of operation 720 and operation 740 may be changed or may be performed simultaneously.
  • the access control application may insert the protection information ID into the control data packet so that the gateway and the external server can identify the control data packet protection information included in the access control application and an algorithm related to the corresponding information.
  • the protection information ID may be referred to as OTP identification information.
  • the access control application may insert OTP information included in the control data packet protection information into the control data packet.
  • the OTP information and algorithm may include at least one of an HMAC based one-time password (HOTP), a time based one-time password (TOTP), or a random number generation and verification algorithm mutually negotiated between the terminal and an external server.
  • HOTP HMAC based one-time password
  • TOTP time based one-time password
  • random number generation and verification algorithm mutually negotiated between the terminal and an external server.
  • control data packet into which the protection information ID and OTP information are inserted may be illustrated by the following [Table 1].
  • control flow ID initialization information includes an identification header (eg, 0x99) for detecting the presence of a control data packet and an initial encryption ID value (eg, 3 Bytes) of the control data packet.
  • the protection information ID may include an identification header (eg, 0x98) capable of detecting the presence or absence of an OTP algorithm and an ID value (eg, 3 bytes) capable of identifying the type of the OTP algorithm.
  • the OTP value (e.g. 4 Bytes) can include an identification header (e.g. 0x97) that can detect the existence of an OTP value and a value generated by the type of OTP algorithm (e.g. 3 Bytes). have.
  • the OTP counter (e.g. 4 Bytes) compares the OTP counter with the OTP value generated by the OTP algorithm type with the identification header (e.g. 0x96) that can check the existence of the OTP counter, and whether the OTP value is true or It can contain a value (eg, 3 Bytes) to check for false.
  • the terminal may transmit a control data packet in which a protection header is inserted.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of a gateway for accessing a controller according to various embodiments. Operations described below may be performed through the gateway 203 of FIG. 5. For example, the gateway may perform the operations of FIG. 8 by executing a security program such as the access control application 211 of FIG. 5.
  • the gateway may receive a data packet from a terminal (eg, terminal 201 of FIG. 5 ).
  • the gateway may determine whether the received data packet is a control data packet based on the destination IP included in the received data packet and the structure of the data packet.
  • the gateway may check the protection header of the control data packet.
  • the gateway may check the protection header of the control data packet based on the operations included in operation 830, and the order of each operation is merely an example and the order may be changed. Also, if necessary, the gateway may omit at least some of the operations included in operation 830. If even one of the operations included in operation 830 fails, the gateway may immediately perform operation 860 without performing subsequent operations.
  • the gateway may check the validity of the protection information ID included in the control data packet. For example, the gateway may identify the protection information ID included in the control data packet, and check whether the identified protection information ID exists in the control data packet protection information table stored in the gateway. If the identified protection information ID is not included in the control data packet protection information table, the gateway determines that the check has failed and may drop the received data packet in operation 860.
  • the gateway may check the validity of the authentication information included in the protection header. For example, the gateway may determine whether the OTP included in the protection header is valid based on the OTP verification information and algorithm in the control data packet protection information table. If the OTP does not exist in the received data packet or if the OTP verification fails, the gateway determines that the check has failed and may drop the received data packet in operation 860.
  • the gateway determines that the protection header check of the control data packet is successful, and in operation 850, the data packet can be forwarded to an external server (eg, the controller 202 of FIG. 5). have.
  • an external server eg, the controller 202 of FIG. 5
  • the gateway may further perform a blacklist check. For example, the gateway may check whether the source IP included in the IP header of the received data packet is included in the blacklist of the gateway. If the source IP is included in the blacklist, the gateway may drop the received data packet without checking the protection header of the control data packet. If the source IP is not included in the blacklist, the gateway may perform operation 830.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of a controller for accessing a controller according to various embodiments. Operations described below may be performed through the controller 202 of FIG. 5.
  • the controller can be referred to as a'server'.
  • the controller may receive a control data packet (eg, the first control data packet of FIG. 5) from a gateway (eg, the gateway 203 of FIG. 5 ).
  • a control data packet eg, the first control data packet of FIG. 5
  • a gateway eg, the gateway 203 of FIG. 5
  • the controller may inspect the protection header of the received control data packet.
  • the controller may check the protection header of the control data packet through the operations included in operation 920, and the order of each operation is merely an example and the order may be changed. Also, if necessary, the controller may omit at least some of the operations included in operation 920. If even one of the operations included in operation 920 fails, the controller may immediately perform operation 940 without performing subsequent operations.
  • the controller may check the validity of the protection information ID included in the control data packet. For example, the controller may identify the protection information ID included in the control data packet, and check whether the identified protection information ID exists in the control data packet protection information table stored in the controller. If the identified protection information ID is not included in the control data packet protection information table, the controller determines that the test has failed, and information indicating that the request processing of the terminal (eg, terminal 201 of FIG. 5) is impossible in operation 940 Can be transmitted.
  • the controller may identify the protection information ID included in the control data packet, and check whether the identified protection information ID exists in the control data packet protection information table stored in the controller. If the identified protection information ID is not included in the control data packet protection information table, the controller determines that the test has failed, and information indicating that the request processing of the terminal (eg, terminal 201 of FIG. 5) is impossible in operation 940 Can be transmitted.
  • the controller may check the validity of the authentication information included in the control data packet. For example, the controller may determine whether the OTP included in the protection header is valid based on the OTP verification information and algorithm in the control data packet protection information table. If the OTP does not exist in the received data packet or if the OTP verification fails, the controller determines that the test has failed, and in operation 940, the controller may transmit information indicating that processing of the request from the terminal is impossible.
  • the controller may decrypt the received control data packet by using the decryption key included in the control data packet information. If the decoding fails, the controller may transmit information indicating that processing of a request from the terminal is impossible in operation 940 without performing a subsequent operation.
  • the controller may process a request from the terminal. For example, the controller may remove the protection header of the received control data packet.
  • the controller determines whether the information contained in the control data packet (e.g., identification information of the terminal, type, location, environment, identification information of the network to which the terminal belongs, and/or identification information of the access control application) meets the access policy of the controller. Based on or based on whether the terminal or the network identification information to which the terminal belongs is included in the blacklist, whether to allow the terminal to access the controller may be determined.
  • the controller may generate a control flow and generate identification information (eg, ID) of the generated control flow in the form of a random number.
  • the controller may store the identification information of the terminal and the network and the generated control flow ID in the control flow table. Thereafter, when a control data packet is transmitted from the terminal, the controller may check whether the control data packet has been received through an approved control flow based on information stored in the control flow table.
  • the controller may generate new control data packet protection information to update the control data packet protection information table of the terminal. For example, the controller randomly selects algorithm and encryption key information from the control data packet protection information table or selects less frequently used information so that the stealer cannot infer new control data packet protection information. Can be generated. The controller may add the protection information ID for the new control data packet protection information to the control flow.
  • the controller may respond to the request of the terminal by transmitting the generated control flow ID and new control data packet protection information to the terminal. Since the new control data packet protection information is used when the terminal transmits the control data packet later, a function similar to a tunnel can be applied on the control data packet flow between the controller and the terminal.
  • FIG. 10 is a signal flow diagram for controlling a controller according to various embodiments.
  • the terminal 201 may perform additional procedures with the controller 202 such as user authentication, network access procedure, connection update, or policy reception through the generated control flow. For another example, notifying the controller 202 that the terminal 201 is continuously activated, reporting a security event generated in the terminal 201, or policy and control information to be received from the controller 202
  • the access control application 211 controls the state of the terminal 201 at a specified time interval or whenever a specified event (eg, change of network access information such as a WiFi router or network IP) occurs. You can report it to.
  • a specified event eg, change of network access information such as a WiFi router or network IP
  • the terminal 201 may detect a controller control event.
  • the access control application 211 may detect a controller control event based on user authentication or reception of a user input for network access, occurrence of a specified event, or elapse of a specified time.
  • the terminal 201 may transmit a second data packet for requesting controller control in response to detecting a controller control event.
  • the terminal 201 may request controller control through the access control application 211.
  • the second control data packet may be encrypted based on the updated control data packet protection information table through a controller access procedure.
  • the access control application 211 may insert a protection header generated based on the updated control data packet protection information table into the second control data packet.
  • the protection header may include, for example, protection information ID of the second control data packet, authentication information for authentication and integrity check of the second control data packet, and/or control flow identification information for identifying that it is an authorized control flow.
  • the authentication information may include, for example, OTP identification information, an OTP value, and an OTP counter.
  • the second control data packet (or protection header) may include a control flow ID for authenticating that the control flow generated between the terminal 201 and the controller 202 (eg, 120 in FIG. 1) is an authorized control flow. I can.
  • the gateway 203 may check the protection header of the second control data packet received from the terminal 201.
  • the gateway 203 is based on identification information for identifying a second control data packet transmitted to the controller 202 among received data packets, and protection information ID included in the identified second control data packet.
  • the control data packet protection table stored in the gateway 203 can be searched.
  • the gateway 203 may perform authentication and integrity check on the second control data packet based on the searched control data packet protection table and the protection header included in the second control data packet.
  • the gateway 203 may drop the second control data packet and transmit identification information of the terminal 201 that transmitted the second control data packet to the controller 202.
  • the controller 202 may isolate the terminal 201 by processing the received identification information of the terminal 201 as a blacklist.
  • the gateway 203 may forward the second control data packet to the controller 202 in operation 1020.
  • the controller 202 may inspect the protection header of the second control data packet. For example, the controller 202 performs authentication and integrity of the second control data packet based on the protection header included in the received second control data packet, the control flow table of the controller 202, and the control data packet protection information table. The inspection may be performed, and it may be determined whether a control flow used for transmission of the second control data packet is valid. Also, the controller 202 may decrypt the encrypted second control data packet. If the authentication and integrity check fails, the control flow is invalid, or the decryption fails, the controller 202 may drop the second control data packet. If the protection header check is successful, the controller 202 may process a controller control request from the terminal 201 indicated by the second control data packet.
  • the controller 202 may transmit a response to the controller control request to the terminal 201.
  • the terminal 201 may process the result value according to the received response.
  • control data packet is encrypted, and inspection for authentication, integrity, and non-repudiation of the control data packet is performed. It can be protected from structures similar to this tunnel.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation of a terminal for accessing a controller according to various embodiments. Operations described below may be performed through the terminal 201 of FIG. 10. For example, the terminal may perform the operations of FIG. 11 by executing instructions stored in a memory (eg, the memory 420 of FIG. 4) through a processor (eg, the processor 410 of FIG. 4 ). Instructions stored in the memory may be software or programs such as the access control application 211 of FIG. 10.
  • the terminal may detect a controller control event for an external server (eg, the controller 202 of FIG. 5 ).
  • the access control application installed in the terminal may detect that a controller control event has occurred when a specified time elapses, a security event is detected, or a user input for user authentication or network access is received.
  • the access control application may fragment the data packet.
  • the terminal may calculate the length of the data packet that increases when the protection header is inserted and the payload is encrypted, and may fragment the control data packet in consideration of the calculated value and the MTU size of the terminal. If necessary, the terminal may not perform fragment processing.
  • the terminal transmits the control data packet (eg, the second control data packet of FIG. 10) (or the fragment-processed control data packet) for the controller control request to the encryption key of the control data packet protection information received when the control flow is generated. It can be encrypted using.
  • the terminal may insert a protection header into each fragment-processed control data packet.
  • the protection header may be used not only for authentication and integrity of a control data packet transmitted by a terminal, but also for authentication of a transmission flow (eg, a control flow) of a control data packet.
  • the protection header may include protection information ID, authentication information such as OTP information, and control flow ID.
  • the terminal may insert the protection header into the control data packet through the operations included in operation 1140, and the order of each operation is merely an example and the order may be changed.
  • the access control application may omit at least some of the operations included in operation 1140. In an embodiment, the order of operations 1130 and 1140 may be changed, and may be performed simultaneously.
  • the access control application may insert the protection information ID included in the control data packet protection information received when the control flow is generated into the control data packet so that the gateway and the controller can identify it.
  • the protection information ID may be referred to as OTP identification information.
  • the access control application may insert OTP information included in the control data packet protection information into the control data packet.
  • the OTP information and algorithm may include at least one of an HMAC based one-time password (HOTP), a time based one-time password (TOTP), or a random number generation and verification algorithm mutually negotiated between the terminal and an external server.
  • HOTP HMAC based one-time password
  • TOTP time based one-time password
  • random number generation and verification algorithm mutually negotiated between the terminal and an external server.
  • control data packet into which the protection information ID and OTP information are inserted may be illustrated by the following [Table 2].
  • control flow ID is an identification header (e.g., 0x99) to detect the presence or absence of a control data packet, and a control flow unique ID value (e.g., 3 Bytes) that is contradicted when a control flow is created It may include.
  • the protection information ID (eg, 4 bytes) may include an identification header (eg, 0x98) capable of detecting the presence or absence of an OTP algorithm and an ID value (eg, 3 bytes) capable of identifying the type of the OTP algorithm.
  • the OTP value (e.g. 4 Bytes) can include an identification header (e.g.
  • the OTP counter (e.g. 4 Bytes) compares the OTP counter with the OTP value generated by the OTP algorithm type with the identification header (e.g. 0x96) that can check the existence of the OTP counter, and whether the OTP value is true or It can contain a value (eg, 3 Bytes) to check for false.
  • the terminal may transmit a control data packet in which a protection header is inserted.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation of a gateway for controlling a controller according to various embodiments. Operations described below may be performed through the gateway 203 of FIG. 10. For example, the gateway may perform the operations of FIG. 12 by executing a security program such as the access control application 211 of FIG. 10.
  • the gateway may receive a data packet from a terminal (eg, terminal 201 of FIG. 10).
  • the gateway may determine whether the received data packet is a control data packet based on a destination IP included in the received data packet and a structure of the data packet.
  • the gateway may check the protection header of the control data packet.
  • the gateway may check the protection header of the control data packet based on the operations included in operation 1220, and the order of each operation is merely an example and the order may be changed. Also, if necessary, the gateway may omit at least some of the operations included in operation 1230. If even one of the operations included in operation 1230 fails, the gateway may immediately perform operation 1250 without performing subsequent operations.
  • the gateway may check the validity of the protection information ID included in the control data packet. For example, the gateway may identify the protection information ID included in the control data packet, and check whether the identified protection information ID exists in the control data packet protection information table stored in the gateway. If the identified protection information ID is not included in the control data packet protection information table, the gateway determines that the check has failed and may drop the received data packet in operation 1250.
  • the gateway may check the validity of the authentication information included in the protection header. For example, the gateway may determine whether the OTP included in the protection header is valid based on the OTP verification information and algorithm in the control data packet protection information table. If the OTP does not exist in the received data packet or the OTP verification fails, the gateway determines that the check has failed and may drop the received data packet in operation 1250.
  • the gateway determines that the protection header check of the control data packet is successful, and in operation 1240, the data packet can be forwarded to an external server (for example, the controller 202 of FIG. 5). have.
  • the gateway may further perform a blacklist check. For example, the gateway may check whether the source IP included in the IP header of the received data packet is included in the blacklist. If the source IP is included in the blacklist, the gateway may drop the received data packet without checking the protection header of the control data packet. If the source IP is not included in the blacklist, the gateway may perform operation 1230.
  • a blacklist check For example, the gateway may check whether the source IP included in the IP header of the received data packet is included in the blacklist. If the source IP is included in the blacklist, the gateway may drop the received data packet without checking the protection header of the control data packet. If the source IP is not included in the blacklist, the gateway may perform operation 1230.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation of a controller for accessing a controller according to various embodiments. Operations described below may be performed through the controller 202 of FIG. 10.
  • the controller can be referred to as a'server'.
  • the controller may receive a control data packet (eg, the second control data packet of FIG. 10) from a gateway (eg, the gateway 203 of FIG. 10 ).
  • a control data packet eg, the second control data packet of FIG. 10
  • a gateway eg, the gateway 203 of FIG. 10
  • the controller may check the protection header of the received control data packet.
  • the controller may check the protection header of the control data packet through the operations included in operation 1320, and the order of each operation is merely an example and the order may be changed. Also, if necessary, the controller may omit at least some of the operations included in operation 1320. If even one of the operations included in operation 1320 fails, the controller may immediately perform operation 1340 without performing subsequent operations.
  • the controller may check the validity of the control flow ID included in the control data packet. For example, the controller may identify a control flow ID included in the control data packet, and check whether the identified control flow ID is an authorized control flow existing in the control flow table. If the control flow ID does not exist in the control data packet or the identified control flow ID is not authorized, the controller determines that the test has failed, and in operation 1340, the request processing of the terminal (eg, terminal 201 of FIG. 5) is performed. Information indicating that it is impossible can be transmitted.
  • the terminal eg, terminal 201 of FIG. 5
  • the controller may check the validity of the protection information ID included in the control data packet. For example, the controller may identify the protection information ID included in the control data packet, and check whether the identified protection information ID exists in the control data packet protection information table stored in the controller. If the identified protection information ID is not included in the control data packet protection information table, the controller may determine that the check has failed, and in operation 1340, the controller may transmit information indicating that processing of the request by the terminal is impossible.
  • the controller may check the validity of the authentication information included in the protection header of the control data packet. For example, the controller may determine whether the OTP included in the protection header is valid based on the verification information and algorithm corresponding to the OTP identified in the control data packet protection information table. If the OTP does not exist in the received data packet or if the OTP verification fails, the controller may determine that the test has failed and transmit information indicating that processing of the request from the terminal is impossible in operation 1340.
  • the controller may decrypt the received control data packet by using the decryption key included in the control data packet information. If the decryption fails, the controller may transmit information indicating that processing of a request from the terminal is impossible in operation 1340.
  • the controller may process a request from the terminal. For example, the controller may remove the protection header of the received control data packet and process the controller control request of the terminal indicated by the control data packet (eg, payload). The controller can transmit the processed result to the terminal.
  • the controller may remove the protection header of the received control data packet and process the controller control request of the terminal indicated by the control data packet (eg, payload). The controller can transmit the processed result to the terminal.
  • 14 to 15 illustrate an operation for terminating a connection according to various embodiments.
  • 14 shows a signal flow diagram for connection termination
  • FIG. 15 shows a user interface screen indicating connection termination.
  • the gateway 203 may collect a control data packet in which the protection header check has failed, and report a security event related to the failure to the controller 202. According to an embodiment, the gateway 203 may transmit a security event every specified time interval, or may transmit a security event whenever failure of authentication and integrity check is detected.
  • the controller 202 may collect information related to a control data packet for which authentication and integrity checks have failed in the controller 202 in addition to the security event received from the gateway 203. In addition, the controller 202 may receive a security event from the access control application 211 of the terminal 201 or another entity not shown in FIG. 14.
  • the controller 202 may analyze at least one security event collected by the gateway 203 or the controller 202. Based on the analysis result, the controller 202 may determine that the threat level of the terminal 201 is high or that the terminal 201 has a potential threat. For example, the controller 202 may determine the threat level of the terminal 201 based on the number of failures of the authentication and integrity check of the control data packet of the terminal 201 or the number of failures of the authentication and integrity check for a certain period of time. have. According to an embodiment, the controller 202 may determine the threat level of the terminal 201 in units of identification information (eg, IP address, MAC address, terminal ID, or user ID) of the terminal 201.
  • identification information eg, IP address, MAC address, terminal ID, or user ID
  • the controller 202 may determine to block the terminal 201.
  • the controller 202 searches for a control flow corresponding to the identification information (eg, IP address, MAC address, terminal ID, or user ID) of the terminal 201 on which blocking is determined, and Control flow can be eliminated.
  • the controller 202 may block temporary or permanent access of the terminal 201 by adding the identification information of the terminal 201 for which the blocking is determined to the blacklist.
  • the controller 202 may request the gateway 203 to remove a control flow related to the blocked terminal 201 and a tunnel dependent on the control flow.
  • the gateway 203 may remove the control flow and the tunnel related to the terminal 201.
  • the terminal 201 may be in an isolated state in which data packets cannot be transmitted to the controller 202 and the destination network.
  • the controller 202 may transmit information indicating that the terminal 201 is terminated by the controller 202 to the terminal 201.
  • the terminal 201 may process the result value. For example, referring to FIG. 15, the terminal 201 may output a user interface screen 1510 through a display.
  • the user interface screen 1510 may include a user interface 1515 for notifying a user that access is blocked and guiding reconnection.
  • the terminal 201 may attempt to access the controller again according to a user input.
  • the terminal 201 outputs a user interface screen 1520 (for example, the user interface screen 610 of FIG. 6), and information or user information of the controller 202 received from the user interface screen 1520 You can try to connect to the controller again based on.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

노드는, 통신 회로, 상기 통신 회로와 작동적으로 연결되는 프로세서, 및 상기 프로세서와 작동적으로 연결되고, 접속 제어 애플리케이션을 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 메모리는, 상기 프로세서에 의해서 실행될 때 상기 노드가, 상기 접속 제어 애플리케이션을 통해, 외부 서버에 대한 컨트롤러 접속 이벤트를 감지하고, 컨트롤러 접속을 요청하기 위한 제1 제어 데이터 패킷에 제1 보호 헤더를 삽입하고, 여기서 상기 제1 보호 헤더는, 상기 제1 제어 데이터 패킷의 인증에 이용되는 보호 정보를 식별하기 위한 보호 정보 ID와 상기 보호 정보에 기반하여 생성되고 상기 제1 제어 데이터 패킷의 인증 및 무결성 검사에 이용되는 제1 인증 정보를 포함하고, 상기 통신 회로를 이용하여, 상기 제1 보호 헤더가 삽입된 상기 제1 제어 데이터 패킷을 상기 외부 서버로 전송하도록 하는 명령어들을 저장할 수 있다.

Description

제어 데이터 패킷을 보호하기 위한 시스템 및 그에 관한 방법
본 문서에서 개시되는 실시예들은, 네트워크 환경에서 제어 데이터 패킷을 보호하기 위한 기술과 관련된다.
다수의 장치들은 네트워크를 통해서 데이터를 통신할 수 있다. 예를 들어, 스마트폰은 인터넷을 통해 서버와 데이터를 송신하거나 수신할 수 있다. 네트워크는 인터넷과 같은 공용 네트워크(public network)뿐만 아니라 인트라넷과 같은 사설 네트워크(private network)를 포함할 수 있다.
안전한 네트워크를 보장하기 위하여 TCP(transmission control protocol)/IP(internet protocol)를 이용하는 접속성 제어(connectivity control) 네트워크 환경은 인가된 대상의 네트워크 접속을 인가된 터널을 통해서 허용하는 터널링 기술을 이용할 수 있다. 이 경우, 네트워크 환경은 IP 기반의 식별 정보를 이용하여 인가된 단말과 비인가된 단말을 구별할 수 있다.
또한, 네트워크 환경은 컨트롤러에 의한 중앙 제어 형태의 접속성 제어를 수행할 수 있다. 컨트롤러는 단말 및 게이트웨이와 같은 노드들을 통합적으로 관리 및 제어하고, 인가된 노드의 접속을 허용하거나 비 인가된 노드의 접속을 차단할 수 있다.
컨트롤러 기반의 네트워크 환경은 일반 데이터 패킷이 전송되는 데이터 평면과 제어 데이터 패킷이 전송되는 제어 평면으로 구분될 수 있다. 데이터 평면 상에서는, 노드와 목적지 네트워크 간 데이터 통신 및 포워딩이 수행될 수 있다. 제어 평면 상에서는, 노드의 인증, 제어 세션 갱신, 위협 탐지 및 보고, 네트워크 접속에 대한 요청 및 제어, 정책 전송과 같이 안전한 데이터 통신을 위하여 요구되는 동작들이 수행될 수 있다. 제어 평면과 데이터 평면은 서로 독립적으로 관리될 수 있다.
컨트롤러 기반의 네트워크 환경은 컨트롤러와 노드 사이의 제어 데이터 패킷의 흐름을 조작하는 위협(예: man in the middle attack, session hijacking)에 취약할 수 있다. 특히, 컨트롤러로 전송되는 제어 데이터 패킷은 인가된 터널로 전송되는 구조가 아니므로 Dos(denial of service attack)와 같은 위협에 취약할 수 있다.
또한, 터널링 기술을 이용할 경우 복수개의 터널이 필요할 수 있지만, 특정 노드는 복수의 터널을 생성하는데 제한이 있을 수 있다. 예를 들어, 네트워크 성능이 떨어지는 노드, 물리적, 환경적 제약이 높은 모바일 단말, 또는 IoT(internet of thing) 장치의 경우 복수개의 터널을 생성하는데 제약이 따를 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시예들은 네트워크 환경에서 상술한 문제점을 해결하기 위한 시스템 및 그에 관한 방법을 제공하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 노드는, 통신 회로, 상기 통신 회로와 작동적으로 연결되는 프로세서, 및 상기 프로세서와 작동적으로 연결되고, 접속 제어 애플리케이션을 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 메모리는, 상기 프로세서에 의해서 실행될 때 상기 노드가, 상기 접속 제어 애플리케이션을 통해, 외부 서버에 대한 컨트롤러 접속 이벤트를 감지하고, 컨트롤러 접속을 요청하기 위한 제1 제어 데이터 패킷에 제1 보호 헤더를 삽입하고, 여기서 상기 제1 보호 헤더는, 상기 제1 제어 데이터 패킷의 인증에 이용되는 보호 정보를 식별하기 위한 보호 정보 ID(identifier)와 상기 보호 정보에 기반하여 생성되고 상기 제1 제어 데이터 패킷의 인증 및 무결성 검사에 이용되는 제1 인증 정보를 포함하고, 상기 통신 회로를 이용하여, 상기 제1 보호 헤더가 삽입된 상기 제1 제어 데이터 패킷을 상기 외부 서버로 전송하도록 하는 명령어들을 저장할 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 게이트웨이는, 노드로부터 데이터 패킷을 수신하고, 상기 수신된 데이터 패킷의 목적지 IP 및 구조에 기반하여 상기 데이터 패킷이 제어 데이터 패킷인 것으로 결정하고, 상기 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사하고, 상기 검사가 성공하면, 상기 제어 데이터 패킷을 외부 서버로 전송하고, 상기 검사가 성공하지 않으면, 상기 제어 데이터 패킷을 드롭하도록 구성될 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 서버는, 통신 회로, 데이터 베이스를 저장하는 메모리, 및 상기 통신 회로 및 상기 메모리와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 게이트웨이로부터, 컨트롤러 접속을 요청하는 노드의 제1 제어 데이터 패킷을 수신하고, 상기 제1 제어 데이터 패킷의 제1 보호 헤더를 검사하고, 상기 제1 보호 헤더의 검사가 성공하면, 상기 노드와 상기 서버 간 제어 플로우를 생성하고, 상기 제1 보호 헤더의 검사가 실패하면, 상기 제1 제어 데이터 패킷을 드롭하도록 구성될 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시예들에 따르면, 제어 노드와 컨트롤러 사이의 제어 데이터 패킷의 흐름은 해당 구간에서 발생하는 위협으로부터 보호받을 수 있다.
또한, 분 문서에 개시되는 실시예들에 따르면, 제어 데이터 패킷의 흐름이 터널과 유사한 형태의 구조를 통해 보호받을 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 실시예들에 따르면, 단말과 컨트롤러 사이에 터널이 존재하지 않는 네트워크 환경에서도 제어 데이터 패킷이 안전하게 전달될 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 실시예들에 따르면, Dos와 같은 위협으로부터 컨트롤러가 보호받을 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 컨트롤러 기반의 네트워크 환경을 나타낸다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 제어 데이터 패킷의 흐름을 나타낸다.
도 3은 다양한 실시예들에 따라 컨트롤러에 저장된 데이터 베이스를 나타내는 기능적 블록도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 단말의 기능적 블록도를 나타낸다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 접속을 위한 신호 흐름도를 나타낸다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 접속을 위한 사용자 인터페이스 화면을 나타낸다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 접속을 위한 단말의 동작 흐름도를 나타낸다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 접속을 위한 게이트웨이의 동작 흐름도를 나타낸다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 접속을 위한 컨트롤러의 동작 흐름도를 나타낸다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 제어를 위한 신호 흐름도를 나타낸다.
도 11은 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 제어를 위한 단말의 동작 흐름도를 나타낸다.
도 12는 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 제어를 위한 게이트웨이의 동작 흐름도를 나타낸다.
도 13은 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 제어를 위한 컨트롤러의 동작 흐름도를 나타낸다.
도 14는 다양한 실시예들에 따른 접속 종료를 위한 신호 흐름도를 나타낸다.
도 15는 다양한 실시예들에 따른 접속 종료를 나타내는 사용자 인터페이스 화면을 도시한다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 문서에서 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나",“A 또는 B 중 적어도 하나”, "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나” 및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 설명되는 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
본 문서에서 사용되는 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램 또는 애플리케이션)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기의 프로세서는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 애플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어™)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 애플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
도 1은 컨트롤러 기반의 네트워크 환경을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 단말(101), 게이트웨이(103), 및 목적지 네트워크(105)의 개수는 도 1에 도시된 개수로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 단말(101)은 복수의 게이트웨이를 통해 복수의 목적지 네트워크에게 데이터를 전송할 수 있고, 컨트롤러(102)는 복수의 단말 및 게이트웨이를 관리할 수 있다. 이하 서술되는 실시예들은 컨트롤러와 단말 간 제어 데이터 패킷의 흐름을 위주로 설명하지만, 동일한 예가 컨트롤러와 제어 노드 간 제어 데이터 패킷의 흐름에 적용될 수 있다. 제어 노드는 단말과 게이트웨이를 포함할 수 있다.
단말(101)은 데이터 통신을 수행할 수 있는 다양한 형태의 장치일 수 있다. 예를 들어, 단말(101)은 스마트폰 또는 태블릿과 같은 휴대용 장치, 데스크탑(desktop) 또는 랩탑(laptop)과 같은 컴퓨터 장치, 멀티미디어 장치, 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, VR(virtual reality) 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있으며 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 단말(101)은 '노드', 또는 '전자 장치'로도 참조될 수 있다.
컨트롤러(102)는 예를 들어, 서버(또는 클라우드 서버)일 수 있다. 컨트롤러(102)는 단말(101), 게이트웨이(103), 및 다른 네트워크(예: 목적지 네트워크(105) 간 데이터 전송을 관리함으로써 네트워크 환경 내에서 신뢰되는 데이터 전송을 보장할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(102)는 정책 정보 또는 블랙리스트 정보를 통해 단말(101)의 목적지 네트워크(105)에 대한 접속을 관리하거나, 단말(101)과 게이트웨이(103) 사이의 터널(110)의 생성을 중개하거나, 단말(101) 또는 게이트웨이(103)로부터 수집된 보안 이벤트에 따라서 터널(110)을 제거할 수 있다. 단말(101)은 컨트롤러(102)에 의하여 인가된 터널을 통해서만 목적지 네트워크(105)와 통신할 수 있으며, 인가된 터널(110)이 존재하지 않으면 단말(101)의 목적지 네트워크(105)로의 접속은 차단될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 컨트롤러(102)는 단말(101)의 네트워크 접속과 연관된 다양한 동작(예: 등록, 승인, 인증, 갱신, 종료)을 수행하기 위하여 단말(101)과 제어 데이터 패킷을 송수신할 수 있다. 제어 데이터 패킷이 전송되는 흐름(예: 120)은 제어 플로우로 참조될 수 있다.
게이트웨이(103)는 단말(101)이 속하는 네트워크의 경계나 목적지 네트워크(105)의 경계에 위치할 수 있다. 게이트웨이(103)는 복수일 수 있다. 게이트웨이(103)는 단말(101)로부터 수신되는 데이터 패킷 중에서 인가된 터널(110)을 통해서 수신된 데이터 패킷만을 목적지 네트워크(105)로 포워딩 할 수 있다. 단말(101)과 게이트웨이(103), 또는 게이트웨이(103)와 목적지 네트워크(105) 사이에서 데이터 패킷이 전송되는 흐름(예: 130)은 데이터 플로우로 참조될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 게이트웨이(103)는 클라우드(cloud) 기반으로 컨트롤러(102)와 연결될 수 있다. 게이트웨이(103)는 컨트롤러(102)의 제어에 따라서 단말(101)과 인가된 터널(110)을 생성할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 데이터 플로우(130)를 위한 터널(110)이 존재하고 제어 플로우(120)를 위한 터널이 존재하지 않는다면, 제어 플로우(120)가 다른 위협으로부터 공격받을 수 있다. 제어 플로우(120)를 보호하기 위하여 단말(101)과 컨트롤러(102) 간에 추가적인 터널이 생성되는 방식을 고려할 수 있으나, 네트워크 성능이 떨어지거나 IoT 장치와 같이 물리적 제약이 높은 단말은 복수의 터널을 생성하는데 어려움이 있을 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 제어 데이터 패킷의 흐름을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 제1 네트워크(10) 및 제2 네트워크(20)는 서로 다른 네트워크일 수 있다. 예를 들어, 제1 네트워크(10)는 인트라넷과 같은 사설 네트워크이고, 제2 네트워크(20)는 인터넷과 같은 공용 네트워크일 수 있다. 단말(201)은 도 1의 단말(101)에 동일하거나 유사한 기능을 수행하고, 컨트롤러(202)는 도 1의 컨트롤러(102)와 동일하거나 유사한 기능을 수행하며, 게이트웨이(203, 204, 206)는 도 1의 게이트웨이(103)와 동일하거나 유사한 기능을 수행하고, 제2 네트워크(20)는 도 1의 목적지 네트워크(105)와 동일하거나 유사한 구조를 가질 수 있다.
제1 네트워크(10)에 포함되는 단말(201)은 제2 네트워크(20)에 포함되는 목적지 노드(205)와 데이터 평면 상에서 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말(201)은 제1 네트워크(10)의 경계에 위치하는 게이트웨이(203)와 제2 네트워크(20)의 경계에 위치하는 게이트웨이(206)를 통해 목적지 노드(205)로 데이터 패킷(또는 일반 데이터 패킷)을 전송할 수 있다. 이 경우, 단말(201)로부터 전송되는 데이터 패킷은 단말(201)과 게이트웨이(203) 사이에 위치하는 터널(210) 및 게이트웨이들(203, 206) 사이에 위치하는 터널(220)을 통해 목적지 노드(205)로 전달될 수 있다. 터널(210, 220)은 컨트롤러(202)에 의하여 인가된 터널일 수 있다.
단말(201)은 클라우드(30)에 위치하는 컨트롤러(202)와 제어 평면 상에서 제어 데이터 패킷을 송수신할 수 있다. 예를 들어, 단말(201)은 게이트웨이(203)와 클라우드(30)의 경계에 위치하는 게이트웨이(204)를 통해 컨트롤러(202)와 컨트롤러 접속 절차 또는 컨트롤러 제어 절차를 수행할 수 있다. 단말(201)로부터 전송되거나 단말(201)로 전송되는 제어 데이터 패킷은 단말(201)과 게이트웨이(203) 사이에 위치하는 터널(210) 및 게이트웨이들(203, 204) 사이에 위치하는 터널(230)을 통해 전달될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 게이트웨이(203)는 컨트롤러(202)에 의하여 인가된 터널(210, 230)을 통해 제어 데이터 패킷의 전송을 제어할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(203)는 단말(201) 또는 다른 게이트웨이(204)로부터 수신되는 제어 데이터 패킷을 검사하고, 검사 결과에 따라서 인증된 제어 데이터 패킷을 목적지로 전송하거나, 인증되지 않은 제어 데이터 패킷을 드롭(drop)할 수 있다. 게이트웨이(203)는 제어 데이터 패킷의 전송을 제어함으로써 인증되지 않은 제어 데이터 패킷으로부터 단말(201) 및 컨트롤러(202)를 보호할 수 있다.
도 2에는 도시되지 않았지만, 실시예에 따라서 게이트웨이(203)는 제어 데이터 패킷의 전송을 제어하기 위하여 단말(201)의 접속 제어 애플리케이션(211)과 동일하거나 유사한 형태의 애플리케이션을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단말(201)은 단말(201) 내에 저장된 애플리케이션의 네트워크 접속을 관리하기 위한 접속 제어 애플리케이션(211)을 포함할 수 있다. 접속 제어 애플리케이션(211)은 컨트롤러(201)의 제어 하에 단말(201)과 컨트롤러(202) 간 제어 플로우를 생성하고, 생성된 제어 플로우를 통해 제어 데이터 패킷을 전송하거나 수신할 수 있다. 예를 들어, 접속 제어 애플리케이션(211)은 사용자 인증, 목적지 네트워크로의 접속을 요청하는 네트워크 접속 절차, 또는 다른 컨트롤러 제어 절차를 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 컨트롤러(202)는 단말(201)로부터 전송되는 제어 데이터 패킷을 선택적으로 처리할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(202)는 수신된 제어 데이터 패킷을 인증하고, 인증되지 않았거나 비 인가된 제어 데이터 패킷은 드롭할 수 있다. 네트워크 환경의 관리자는 컨트롤러(202)에서 출발지와 도착지 간 접속을 제어하기 위한 정책(policy)을 설정할 수 있으므로 보다 세밀한 네트워크 접속 제어가 가능할 수 있다.
도 3은 다양한 실시예들에 따라 컨트롤러(예: 도 2의 컨트롤러(202))에 저장된 데이터 베이스를 나타내는 기능적 블록도이다.
도 3은 메모리(330)만을 도시하지만, 컨트롤러는 외부 전자 장치(예: 도 2의 단말(201) 또는 게이트웨이(203))와 통신을 수행하기 위한 통신 회로(예: 도 4의 통신 회로(430)) 및 컨트롤러의 전반적인 동작을 제어하기 위한 프로세서(예: 도 4의 프로세서(410))를 더 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 컨트롤러는 네트워크 접속 및 데이터 전송의 제어를 위한 데이터 베이스(311 내지 318)를 메모리(330)에 저장할 수 있다.
접속 정책 데이터 베이스(311)는 식별된 네트워크, 단말, 사용자, 또는 애플리케이션이 접속 가능한 네트워크 및/또는 서비스에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말로부터 목적지 네트워크(예: 도 2의 제2 네트워크(20) 또는 목적지 노드(205))에 대한 접속이 요청되면, 컨트롤러는 접속 정책 데이터 베이스(311)에 기반하여 식별된 네트워크(예: 단말이 속하는 네트워크), 단말, 사용자(예: 단말의 사용자), 및/또는 애플리케이션(예: 단말에 포함되는 애플리케이션)이 상기 목적지 네트워크에 접속이 가능한지 여부를 결정할 수 있다.
터널 정책 데이터 베이스(312)는 연결(connection) 경로 상에서 출발지 노드(예: 단말)와 네트워크의 경계에 존재하는 게이트웨이에 연결될 터널의 종류, 암호화 방법, 및 암호화 수준 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말로부터 목적지 네트워크에 대한 접속이 요청되면, 컨트롤러는 터널 정책 데이터 베이스(312)에 기반하여 목적지 네트워크에 접속하기 위한 최적의 터널 및 그에 관한 정보를 단말에게 제공할 수 있다.
블랙리스트 정책 데이터 베이스(313)는 특정 단말의 접속을 영구적 또는 일시적으로 차단하기 위한 정책을 포함할 수 있다. 블랙리스트 정책 데이터 베이스(313)는 단말 또는 게이트웨이에서 주기적으로 수집되는 보안 이벤트 중에서 보안 이벤트의 위험도, 발생 주기, 및/또는 행위 분석을 통해 식별된 정보(예: 단말 ID(identifier), IP 주소, MAC(media access control) 주소, 또는 사용자 ID 중 적어도 하나)를 기반으로 생성될 수 있다.
블랙리스트 데이터 베이스(314)는 블랙리스트 정책 데이터 베이스(313)에 의해서 차단된 단말, IP 주소, MAC 주소, 또는 사용자 중 적어도 하나에 대한 목록을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 목적지 네트워크로의 접속을 요청하는 단말이 블랙리스트 데이터 베이스(314)에 포함되면 상기 단말의 접속 요청을 거부함으로써 상기 목적지 네트워크로부터 상기 단말을 격리시킬 수 있다.
제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블(315)은 단말로부터 제어 데이터 패킷이 전송될 때 보호 헤더를 삽입하기 위한 알고리즘 및 코드 정보, 삽입된 보호 헤더의 유효성 검사, 무결성 검사, 및 부인 방지 요소를 검증하기 위한 알고리즘 및 코드 정보, 및/또는 제어 데이터 패킷의 기밀성을 보장하기 위한 암호화 및 복호화 알고리즘과 키 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블(315)은 게이트웨이에도 저장될 수 있다. 게이트웨이는 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블(315)에 기반하여 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사할 수 있다.
제어 플로우 테이블(316)은 단말과 컨트롤러 사이에 제어 데이터 패킷의 생성된 흐름(예: 제어 플로우)을 관리하기 위한 세션(session) 테이블의 일 예이다. 단말이 성공적으로 컨트롤러에 접속하는 경우, 제어 플로우 및 제어 플로우에 대한 식별 정보가 컨트롤러에 의하여 생성될 수 있다. 제어 플로우 정보는 제어 플로우의 식별 정보, 컨트롤러에 대한 접속 및 인증 시 식별되는 IP 주소, 단말 ID, 또는 사용자 ID 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말로부터 목적지 네트워크에 대한 접속이 요청되면, 컨트롤러는 단말로부터 수신된 제어 플로우 식별 정보를 통해 제어 플로우 정보를 검색하고, 검색된 제어 플로우 정보 내에 포함된 IP 주소, 단말 ID, 또는 사용자 ID 중 적어도 하나를 접속 정책 데이터 베이스(311)에 매핑함으로써 상기 단말이 접속이 가능한지 여부 및 터널 생성 여부를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 플로우는 만료 시각을 가질 수 있다. 단말은 제어 플로우의 만료 시각을 갱신해야 하며, 일정 시간 동안에 만료 시각이 갱신되지 않으면 제어 플로우(또는 제어 플로우 정보)는 제거될 수 있다. 또한, 단말 또는 게이트웨이로부터 수집된 보안 이벤트에 따라서 즉각적인 접속 차단이 필요하다고 판단되는 경우, 컨트롤러는 단말의 접속 종료 요청에 따라서 제어 플로우를 제거할 수 있다. 제어 플로우가 제거되면 기존에 생성된 터널 및 데이터 플로우 또한 제거되기 때문에 단말의 네트워크에 대한 접속이 차단될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어 플로우가 생성된 이후 단말과 컨트롤러 간 송수신되는 제어 데이터 패킷을 보호하기 위하여, 제어 플로우 테이블(316)은 제어 데이터 패킷 보호 정보 ID(또는 '보호 정보 ID')를 포함할 수 있다.
터널 테이블(317)은 단말과 게이트웨이 사이에 연결된 터널, 게이트웨이와 게이트웨이 사이에 연결된 터널, 또는 게이트웨이와 도착지 노드 사이에 연결된 터널을 관리하기 위한 테이블이다. 터널은 예를 들어, 장치 또는 IP 단위로 생성될 수 있다. 단말과 게이트웨이, 게이트웨이와 게이트웨이, 또는 게이트웨이와 도착지 노드 사이에 터널이 생성되면 터널 테이블(317)은 터널의 식별 정보, 터널이 제어 플로우에 종속된 경우에는 제어 플로우 식별 정보, 터널 엔드 포인트(tunnel end point, TEP), 터널 스타트 포인트(tunnel start point, TSP), 터널 알고리즘, 터널 종류, 및/또는 터널을 관리하기 위한 부가 정보를 포함할 수 있다.
데이터 플로우 테이블(318)은 단말과 게이트웨이 사이에 세부적인 데이터 패킷이 전송되는 흐름(예: 데이터 플로우)을 관리하기 위한 테이블이다. 데이터 플로우는 터널 내에서 TCP 세션, 출발지 단말의 애플리케이션, 또는 보다 세부적인 단위로 생성될 수 있다. 데이터 플로우 테이블(318)은 데이터 플로우 식별 정보, 데이터 플로우가 제어 플로우에 종속되는 경우에는 제어 플로우 식별 정보, 인가된 대상의 데이터 플로우를 식별하기 위한 애플리케이션 ID, 도착지 IP 주소, 및/또는 서비스 포트를 포함할 수 있다.
도 4는 다양한 실시 예들에 따른 단말(예: 도 2의 단말(201))의 기능적 블록도를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 단말은 프로세서(410), 메모리(420), 및 통신 회로(430)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 단말은 사용자와 인터페이스를 수행하기 위하여 디스플레이(440)를 더 포함할 수 있다.
프로세서(410)는 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 프로세서(410)는 하나의 프로세서 코어(single core)를 포함하거나, 복수의 프로세서 코어들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(410)는 듀얼 코어(dual-core), 쿼드 코어(quad-core), 헥사 코어(hexa-core) 등의 멀티 코어(multi-core)를 포함할 수 있다. 실시 예들에 따라, 프로세서(410)는 내부 또는 외부에 위치된 캐시 메모리(cache memory)를 더 포함할 수 있다. 실시 예들에 따라, 프로세서(410)는 하나 이상의 프로세서들로 구성될(configured with) 수 있다. 예를 들면, 프로세서(410)는, 애플리케이션 프로세서(application processor), 통신 프로세서(communication processor), 또는 GPU(graphical processing unit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
프로세서(410)의 전부 또는 일부는 단말 내의 다른 구성 요소(예를 들면, 메모리(420), 통신 회로(430), 또는 디스플레이(440))와 전기적으로(electrically) 또는 작동적으로(operatively) 결합(coupled with)되거나 연결될(connected to) 수 있다. 프로세서(410)는 단말의 다른 구성 요소들의 명령을 수신할 수 있고, 수신된 명령을 해석할 수 있으며, 해석된 명령에 따라 계산을 수행하거나 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(410)는 메모리(420), 통신 회로(430), 또는 디스플레이(440)로부터 수신되는 메시지, 데이터, 명령어, 또는 신호를 해석할 수 있고, 가공할 수 있다. 프로세서(410)는 수신된 메시지, 데이터, 명령어, 또는 신호에 기반하여 새로운 메시지, 데이터, 명령어, 또는 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(410)는 가공되거나 생성된 메시지, 데이터, 명령어, 또는 신호를 메모리(420), 통신 회로(430), 또는 디스플레이(440)에게 제공할 수 있다.
프로세서(410)는 프로그램에서 생성되거나 발생되는 데이터 또는 신호를 처리할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(410)는 프로그램을 실행하거나 제어하기 위해 메모리(420)에게 명령어, 데이터 또는 신호를 요청할 수 있다. 프로세서(410)는 프로그램을 실행하거나 제어하기 위해 메모리(420)에게 명령어, 데이터, 또는 신호를 기록(또는 저장)하거나 갱신할 수 있다.
메모리(420)는 단말을 제어하는 명령어, 제어 명령어 코드, 제어 데이터, 또는 사용자 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들면, 메모리(420)는 애플리케이션(application) 프로그램, OS(operating system), 미들웨어(middleware), 또는 디바이스 드라이버(device driver) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
메모리(420)는 휘발성 메모리(volatile memory) 또는 불휘발성(non-volatile memory) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 휘발성 메모리는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static RAM), SDRAM(synchronous DRAM), PRAM(phase-change RAM), MRAM(magnetic RAM), RRAM(resistive RAM), FeRAM(ferroelectric RAM) 등을 포함할 수 있다. 불휘발성 메모리는 ROM(read only memory), PROM(programmable ROM), EPROM(electrically programmable ROM), EEPROM(electrically erasable programmable ROM), 플래시 메모리(flash memory) 등을 포함할 수 있다.
메모리(420)는 하드 디스크 드라이브(HDD, hard disk drive), 솔리드 스테이트 디스크(SSD, solid state disk), eMMC(embedded multi media card), UFS(universal flash storage)와 같은 불휘발성 매체(medium)를 더 포함할 수 있다.
통신 회로(430)는 단말과 외부 전자 장치(예: 도 2의 컨트롤러(202) 또는 게이트웨이(203))간의 유선 또는 무선 통신 연결의 수립, 및 수립된 연결을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 회로(430)는 무선 통신 회로(예: 셀룰러 통신 회로, 근거리 무선 통신 회로, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 회로) 또는 유선 통신 회로(예: LAN(local area network) 통신 회로, 또는 전력선 통신 회로)를 포함하고, 그 중 해당하는 통신 회로를 이용하여 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크 또는 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크와 같은 원거리 통신 네트워크를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 회로(430)는 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
디스플레이(440)는, 컨텐츠, 데이터, 또는 신호를 출력할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 디스플레이(440)는 프로세서(410)에 의해 가공된 이미지 데이터를 표시할 수 있다. 실시예들에 따라, 디스플레이(440)는 터치 입력 등을 수신할 수 있는 복수의 터치 센서들(미도시)과 결합됨으로써, 일체형의 터치 스크린(touch screen)으로 구성될(configured with) 수도 있다. 디스플레이(440)가 터치 스크린으로 구성되는 경우, 상기 복수의 터치 센서들은, 디스플레이(440) 위에 배치되거나, 디스플레이(440) 아래에 배치될 수 있다.
도 5 내지 도 6은 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 접속을 위한 동작을 설명한다. 도 5는 컨트롤러 접속을 위한 신호 흐름도를 나타내고, 도 6은 컨트롤러 접속을 위한 사용자 인터페이스 화면을 나타낸다.
단말(201)이 목적지 네트워크 또는 목적지 노드로 접속하기 위해서 컨트롤러(202)에 의하여 인가될 필요가 있으므로, 단말(201)의 접속 제어 애플리케이션(211)은 컨트롤러(202)에게 제어 플로우의 생성을 요청함으로써 단말(201)의 컨트롤러 접속을 시도할 수 있다.
도 5를 참조하면, 동작 505에서, 단말(201)은 컨트롤러 접속 이벤트를 감지할 수 있다. 예를 들어, 단말(201)은 단말(201) 내에서 접속 제어 애플리케이션(211)이 설치 및 실행되고, 접속 제어 애플리케이션(211)을 통해 컨트롤러(202)에 대한 접속이 요청됨을 감지할 수 있다.
일 예로, 도 6을 참조하면, 접속 제어 애플리케이션(211)이 실행되면 단말(201)은 컨트롤러 접속을 위하여 필요한 정보를 수신하기 위한 사용자 인터페이스 화면(610)을 표시할 수 있다. 사용자 인터페이스 화면(610)은 컨트롤러(202)의 IP 또는 도메인을 입력하기 위한 입력 창(611), 사용자 ID를 입력하기 위한 입력 창(612), 및/또는 비밀번호를 입력하기 위한 입력 창(613)을 포함할 수 있다. 입력 창들(611 내지 613)에 대한 정보가 입력된 후 인증된 사용자의 컨트롤러 접속을 위한 버튼(614)을 수신함으로써 단말(201)은 컨트롤러 접속 이벤트를 감지할 수 있다. 다른 예를 들어, 단말(201)의 사용자 인증이 아직 완료되지 않은 상태라면, 단말(201)은 비인가된 사용자(즉, 게스트)의 컨트롤러 접속을 위한 버튼(615)을 수신함으로써 컨트롤러 접속 이벤트를 감지할 수 있다.
동작 510에서, 단말(201)은 컨트롤러 접속 이벤트를 감지한 것에 응답하여 컨트롤러 접속의 요청을 위한 제1 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 단말(201)은 접속 제어 애플리케이션(211)을 통해 컨트롤러 접속을 요청할 수 있다. 접속 제어 애플리케이션(211)은 단말(201)의 식별 정보(예: 단말 ID, IP 주소, MAC 주소), 종류, 위치, 환경, 단말(201)이 속하는 네트워크의 식별 정보, 및/또는 상기 접속 제어 애플리케이션의 식별 정보를 상기 제1 데이터 패킷의 일부로써 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 제어 데이터 패킷은 접속 제어 애플리케이션(211)에 포함된 제어 데이터 패킷 보호 정보(또는 '보호 정보'로 참조될 수 있다)를 이용하여 암호화 또는 인증될 수 있다. 예를 들어, 접속 제어 애플리케이션(211)은 제어 데이터 패킷 보호 정보에 기반하여 생성된 제어 데이터 패킷 보호 헤더(또는, '보호 헤더'로 참조될 수 있다)를 제1 제어 데이터 패킷에 삽입할 수 있다. 보호 헤더는 예를 들어, 제1 제어 데이터 패킷의 암호화에 이용된 제어 데이터 패킷 보호 정보를 식별하기 위한 식별 정보(이하, '제어 데이터 패킷 보호 정보 ID' 또는 '보호 정보 ID'로 참조될 수 있다), 및/또는 제1 제어 데이터 패킷의 인증 및 무결성 검사를 위한 인증 정보를 포함할 수 있다. 인증 정보는 OTP(one-time password) 알고리즘의 종류를 확인하기 위한 OTP 식별 정보, OTP 알고리즘에 의하여 생성된 OTP 값, 및 OTP 값과 카운터(counter) 값을 비교함으로써 OTP 값이 진실(True) 또는 거짓(False) 인지를 확인하기 위한 OPT 카운터를 포함할 수 있다. 추가적으로, 제1 제어 데이터 패킷(또는 보호 헤더)는 단말(201)과 컨트롤러(202) 간 제어 플로우(예: 도 1의 120)의 생성을 위해서 사용될 초기화 암호키 정보를 식별하기 위한 제어 플로우 ID 초기화 정보를 포함할 수 있다.
동작 515에서, 게이트웨이(203)(또는 도 2의 게이트웨이(204))는 단말(201)로부터 수신된 제1 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(203)는 수신된 데이터 패킷들 중에서 컨트롤러(202)로 전송되는 제1 제어 데이터 패킷을 식별하기 위한 식별 정보와, 식별된 제1 제어 데이터 패킷에 포함되는 보호 정보 ID에 기반하여 게이트웨이(203)에 저장된 제어 데이터 패킷 보호 테이블을 탐색할 수 있다. 게이트웨이(203)는 탐색된 제어 데이터 패킷 보호 테이블 및 제1 제어 데이터 패킷에 포함된 보호 헤더의 인증 정보에 기반하여 제1 제어 데이터 패킷에 대한 인증 및 무결성 검사를 수행할 수 있다.
보호 헤더 검사가 실패하면, 게이트웨이(203)는 제1 제어 데이터 패킷을 드롭하고, 제1 제어 데이터 패킷을 전송한 단말(201)의 식별 정보를 컨트롤러(202)로 전송할 수 있다. 컨트롤러(202)는 수신된 단말(201)의 식별 정보를 블랙리스트로 처리함으로써 단말(201)을 격리시킬 수 있다.
보호 헤더 검사가 성공하면, 동작 520에서 게이트웨이(203)는 제1 제어 데이터 패킷을 컨트롤러(202)로 포워딩할 수 있다.
동작 525에서, 컨트롤러(202)는 제1 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(202)는 수신된 제1 제어 데이터 패킷에 포함된 보호 헤더 및 컨트롤러(202)에 저장된 제어 데이터 패킷 보호 테이블에 기반하여 제1 제어 데이터 패킷에 대한 인증 및 무결성 검사를 수행할 수 있다. 또한, 컨트롤러(202)는 암호화된 제1 제어 데이터 패킷을 복호화할 수 있다. 인증 및 무결성 검사가 실패하거나 복호화가 실패하면, 컨트롤러(202)는 제1 제어 데이터 패킷을 드롭할 수 있다.
인증 및 무결성 검사와 복호화가 성공하면, 컨트롤러(202)는 제1 제어 데이터 패킷이 나타내는 단말(201)의 컨트롤러 접속 요청을 처리할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(202)는 단말(201)과 컨트롤러(202) 간 인가된 제어 데이터 패킷 흐름을 위한 제어 플로우 ID를 생성할 수 있다. 컨트롤러(202)는 접속 제어 애플리케이션(211)에 포함된 제어 데이터 패킷 보호 정보의 갱신 및 인가된 제어 플로우의 사용을 위한 새로운 제어 데이터 패킷 보호 정보를 생성할 수 있다. 컨트롤러(202)에 의해 생성된 제어 데이터 패킷 보호 정보는 단말(201)(또는 게이트웨이(203))에서 제어 데이터 패킷 보호를 위해 이용되는 알고리즘 및 암호화 키 정보를 포함할 수 있다. 컨트롤러(202)는 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에서 알고리즘 및 암호화 키 정보를 임의로 선택하거나 사용 빈도가 낮은 정보를 선택함으로써 탈취자가 새로운 보호 정보를 유추할 수 없도록 할 수 있다.
동작 530에서, 컨트롤러(202)는 생성된 제어 플로우와 연관된 정보 및 새로운 보호 정보를 포함하는 응답을 단말(201)에게 전송할 수 있다. 제어 플로우와 연관된 정보가 단말(201)에게 전송됨으로써 단말(201)와 컨트롤러(202) 사이에 인가된 제어 플로우가 생성될 수 있다.
동작 535에서, 단말(201)은 수신된 응답에 따라서 결과값을 처리할 수 있다. 예를 들어, 수신된 응답이 단말(201)이 접속 가능함을 나타내면, 접속 제어 애플리케이션(211)은 수신된 제어 플로우의 식별 정보를 저장하고 제어 데이터 패킷 보호 정보를 갱신할 수 있다. 단말(201)은 이후 제어 데이터 패킷을 전송할 때 갱신된 제어 데이터 패킷 보호 정보를 이용하여 제어 데이터 패킷을 암호화할 수 있다.
또한, 접속 제어 애플리케이션(211)은 컨트롤러 접속이 완료됨을 나타내는 사용자 인터페이스 화면을 사용자에게 표시할 수 있다. 컨트롤러 접속이 완료되면, 단말(201)의 목적지 네트워크에 대한 네트워크 접속 요청은 컨트롤러(202)에 의하여 통제될 수 있다.
다른 실시예에 따라 제1 제어 데이터 패킷의 인증 및 무결성 검사가 실패하거나, 컨트롤러(202)가 단말(201)이 접속 불가능한 것으로 결정하는 경우, 컨트롤러(202)는 동작 525에서 제어 플로우를 생성하지 않고, 동작 530에서 단말(201)의 접속이 불가능함을 나타나내는 응답을 전송할 수 있다.
단말(201)의 접속이 불가능함을 나타내는 응답을 수신하면, 동작 535에서 단말(201)은 컨트롤러 접속이 불가능함을 나타내는 사용자 인터페이스 화면을 사용자에게 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 6을 참조하면, 단말(201)은 접속 제어 애플리케이션(211)을 통해 사용자 인터페이스 화면(620)을 표시할 수 있다. 사용자 인터페이스 화면(620)은 단말(201)의 접속이 차단됨을 나타내고, 관리자(예: 컨트롤러(202))를 통한 격리 해제를 가이드 하는 사용자 인터페이스(625)를 포함할 수 있다.
상술한 동작을 통해 제어 데이터 패킷은 암호화되고 제어 데이터 패킷의 인증, 무결성, 및 부인 방지를 위한 검사가 수행됨으로써 제어 데이터 패킷의 흐름이 터널과 유사한 구조로부터 보호받을 수 있다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 접속을 위한 단말의 동작 흐름도를 나타낸다. 이하 서술되는 동작들은 도 5의 단말(201)을 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 단말은 프로세서(예: 도 4의 프로세서(410))를 통해 메모리(예: 도 4의 메모리(420))에 저장된 명령어들을 실행함으로써 도 7의 동작들을 수행할 수 있다. 메모리에 저장된 명령어들은 도 5의 접속 제어 애플리케이션(211)과 같은 소프트웨어 또는 프로그램일 수 있다.
도 7을 참조하면, 동작 710에서, 단말은 외부 서버(예: 도 5의 컨트롤러(202))에 대한 컨트롤러 접속 이벤트를 감지할 수 있다. 예를 들어, 단말 내에서 접속 제어 애플리케이션이 실행되면, 실행된 접속 제어 애플리케이션은 외부 서버의 접속 IP 또는 도메인 정보를 입력함으로써 접속을 시도하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
동작 720에서, 접속 제어 애플리케이션은 데이터 패킷을 프래그먼트 처리할 수 있다. 예를 들어, 단말은 보호 헤더가 삽입되고 페이로드(payload)가 암호화될 때 증가하는 데이터 패킷의 길이를 계산하고, 계산된 값과 단말의 최대 전송 단위(maximum transmission unit, MTU 크기를 고려하여 제어 데이터 패킷을 프래그먼트 처리할 수 있다. 필요시, 단말은 동작 720을 수행하지 않을 수 있다.
동작 730에서, 단말은 컨트롤러 접속 요청을 위한 제어 데이터 패킷(예: 도 5의 제1 제어 데이터 패킷)(또는 프래그먼트 처리된 제어 데이터 패킷)을 접속 제어 애플리케이션에 포함된 암호화 키를 이용하여 암호화할 수 있다.
동작 740에서, 단말은 프래그먼트 처리된 제어 데이터 패킷 각각에 보호 헤더를 삽입할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보호 헤더는 단말이 전송하는 제어 데이터 패킷의 인증 및 무결성을 위하여 이용될 수 있다. 보호 헤더는 예를 들어, 제어 플로우 ID 초기화 정보, 제어 데이터 패킷의 암호화에 이용된 보호 정보를 식별하기 위한 보호 정보 ID, 및/또는 인증 정보를 포함할 수 있다. 인증 정보는 OTP 식별 정보, OTP 값, 및 OTP 카운터 같은 OTP 정보를 포함할 수 있다. 접속 제어 애플리케이션은 동작 740에 포함된 동작들을 통해 보호 헤더를 제어 데이터 패킷에 삽입할 수 있으며, 각 동작의 순서는 예시에 지나지 않고 순서는 변경될 수 있다. 또한, 필요에 따라서 접속 제어 애플리케이션은 동작 740에 포함된 동작들 중 적어도 일부를 생략할 수 있다. 동작 720 및 동작 740의 순서는 변경될 수도 있고, 동시에 수행될 수도 있다.
동작 742에서, 접속 제어 애플리케이션은 접속 제어 애플리케이션 내에 포함된 제어 데이터 패킷 보호 정보 및 해당 정보에 관련된 알고리즘을 게이트웨이 및 외부 서버가 식별할 수 있도록 보호 정보 ID를 제어 데이터 패킷에 삽입할 수 있다. 보호 정보 ID는 OTP 식별 정보로 참조될 수 있다.
동작 744에서, 접속 제어 애플리케이션은 제어 데이터 패킷 보호 정보에 포함된 OTP 정보를 제어 데이터 패킷에 삽입할 수 있다. OTP 정보 및 알고리즘은 HOTP(HMAC based one-time password), TOTP(time based one-time password), 또는 단말과 외부 서버간 상호 협의된 난수 생성 및 검증 알고리즘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 보호 정보 ID 및 OTP 정보가 삽입된 제어 데이터 패킷은 하기의 [표 1]로 예시될 수 있다.
IP 헤더 제어 데이터 패킷 보호 헤더 페이로드
제어플로우ID초기화정보 보호 정보ID OTPValue OTPCounter
... 0x99000000 0x98000000 0x97000000 0x96000000 암호화된 데이터
... 0x99000000 0x98000000 0x97000000 0x96000000 암호화된 데이터
보다 구체적으로, 제어 플로우 ID 초기화 정보(예: 4 Bytes)는 제어 데이터 패킷의 존재 여부를 검출하기 위한 식별 헤더(예: 0x99)와 제어 데이터 패킷 초기 암호화 ID 값(예: 3 Bytes)을 포함할 수 있다. 보호 정보 ID(예: 4 Byte)는 OTP 알고리즘의 존재 여부를 검출할 수 있는 식별 헤더(예: 0x98)와 OTP 알고리즘의 종류를 확인할 수 있는 ID 값(예: 3 Bytes)을 포함할 수 있다. OTP 값(OTP value)(예: 4 Bytes)은 OTP 값의 존재 여부를 검출할 수 있는 식별 헤더(예: 0x97)와 OTP 알고리즘의 종류에 의해서 생성된 값(예: 3 Bytes)을 포함할 수 있다. OTP 카운터(예: 4 Bytes)는 OTP 카운터의 존재 여부를 확인할 수 있는 식별 헤더(예: 0x96)와 OTP 알고리즘 종류에 의해서 생성된 OTP 값과 OTP 카운터를 비교함으로써 OTP 값이 진실(True)인지 또는 거짓(False) 확인하기 위한 값(예: 3 Bytes)을 포함할 수 있다.
동작 750에서, 단말은 보호 헤더가 삽입된 제어 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 접속을 위한 게이트웨이의 동작 흐름도를 나타낸다. 이하 서술되는 동작들은 도 5의 게이트웨이(203)를 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이는 도 5의 접속 제어 애플리케이션(211)과 같은 보안 프로그램을 실행함으로써 도 8의 동작들을 수행할 수 있다.
도 8을 참조하면, 동작 810에서, 게이트웨이는 단말(예: 도 5의 단말(201))로부터 데이터 패킷을 수신할 수 있다. 게이트웨이는 수신된 데이터 패킷에 포함되는 목적지 IP 및 데이터 패킷의 구조에 기반하여 수신된 데이터 패킷이 제어 데이터 패킷인지 여부를 결정할 수 있다.
수신된 데이터 패킷이 제어 데이터 패킷(예: 도 5의 제1 제어 데이터 패킷)이면, 동작 830에서, 게이트웨이는 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사할 수 있다. 게이트웨이는 동작 830에 포함된 동작들에 기반하여 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사할 수 있으며, 각 동작의 순서는 예시에 지나지 않고 순서는 변경될 수 있다. 또한, 필요에 따라서 게이트웨이는 동작 830에 포함된 동작들 중 적어도 일부를 생략할 수 있다. 게이트웨이는 동작 830에 포함된 동작들 중 하나의 검사라도 실패하면 이후 동작들을 수행하지 않고 곧바로 동작 860을 수행할 수 있다.
동작 832에서, 게이트웨이는 제어 데이터 패킷 내에 포함된 보호 정보 ID의 유효성을 확인할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이는 제어 데이터 패킷 내에 포함된 보호 정보 ID를 식별하고, 게이트웨이에 저장된 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에서 식별된 보호 정보 ID가 존재하는지를 확인할 수 있다. 식별된 보호 정보 ID가 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에 포함되지 않으면, 게이트웨이는 상기 검사가 실패한 것으로 결정하고 동작 860에서 수신된 데이터 패킷을 드롭할 수 있다.
식별된 보호 정보 ID가 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에 포함되면, 동작 834에서, 게이트웨이는 보호 헤더에 포함된 인증 정보의 유효성을 확인할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이는 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블 내의 OTP 검증 정보 및 알고리즘에 기반하여 보호 헤더에 포함된 OTP가 유효한지 여부를 결정할 수 있다. OTP가 수신된 데이터 패킷에 존재하지 않거나 OTP 검증이 실패하면, 게이트웨이는 상기 검사가 실패한 것으로 결정하고 동작 860에서 수신된 데이터 패킷을 드롭할 수 있다.
동작 832 내지 동작 834에 따른 검사가 모두 성공하면, 게이트웨이는 제어 데이터 패킷의 보호 헤더 검사가 성공한 것으로 결정하고 동작 850에서 데이터 패킷을 외부 서버(예: 도 5의 컨트롤러(202))로 포워딩할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인가되지 않은 외부 전자 장치의 접속을 차단하기 위하여, 동작 830을 수행하기 이전인 동작 820에서, 게이트웨이는 블랙리스트 검사를 더 수행할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이는 수신된 데이터 패킷의 IP 헤더에 포함된 출발지 IP가 게이트웨이의 블랙리스트에 포함되는지를 확인할 수 있다. 출발지 IP가 블랙리스트에 포함되면, 게이트웨이는 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사하지 않고 수신된 데이터 패킷을 드롭할 수 있다. 출발지 IP가 블랙리스트에 포함되지 않으면, 게이트웨이는 동작 830을 수행할 수 있다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 접속을 위한 컨트롤러의 동작 흐름도를 나타낸다. 이하 서술되는 동작들은 도 5의 컨트롤러(202)를 통해 수행될 수 있다. 컨트롤러는 '서버'로 참조될 수 있다.
도 9를 참조하면, 동작 910에서, 컨트롤러는 게이트웨이(예: 도 5의 게이트웨이(203))로부터 제어 데이터 패킷(예: 도 5의 제1 제어 데이터 패킷)을 수신할 수 있다.
동작 920에서, 컨트롤러는 수신된 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사할 수 있다. 컨트롤러는 동작 920에 포함된 동작들을 통해 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사할 수 있으며, 각 동작의 순서는 예시에 지나지 않고 순서는 변경될 수 있다. 또한, 필요에 따라서 컨트롤러는 동작 920에 포함된 동작들 중 적어도 일부를 생략할 수 있다. 컨트롤러는 동작 920에 포함된 동작들 중 하나의 검사라도 실패하면 이후 동작들을 수행하지 않고 곧바로 동작 940을 수행할 수 있다.
동작 921에서, 컨트롤러는 제어 데이터 패킷 내에 포함된 보호 정보 ID의 유효성을 확인할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 제어 데이터 패킷 내에 포함된 보호 정보 ID를 식별하고, 컨트롤러에 저장된 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에서 식별된 보호 정보 ID가 존재하는지를 확인할 수 있다. 식별된 보호 정보 ID가 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에 포함되지 않으면, 컨트롤러는 상기 검사가 실패한 것으로 결정하고 동작 940에서 단말(예: 도 5의 단말(201))의 요청 처리가 불가능함을 나타내는 정보를 전송할 수 있다.
식별된 보호 정보 ID가 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에 포함되면, 동작 922에서, 컨트롤러는 제어 데이터 패킷에 포함된 인증 정보의 유효성을 확인할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블 내의 OTP 검증 정보 및 알고리즘에 기반하여 보호 헤더에 포함된 OTP가 유효한지 여부를 결정할 수 있다. OTP가 수신된 데이터 패킷에 존재하지 않거나 OTP 검증이 실패하면, 컨트롤러는 상기 검사가 실패한 것으로 결정하고 동작 940에서 단말의 요청 처리가 불가능함을 나타내는 정보를 전송할 수 있다.
검증이 성공하면, 동작 923에서, 컨트롤러는 제어 데이터 패킷 정보에 포함된 복호화 키를 이용하여 수신된 제어 데이터 패킷을 복호화할 수 있다. 복호화가 실패하면, 컨트롤러는 이후 동작을 수행하지 않고 동작 940에서 단말의 요청 처리가 불가능함을 나타내는 정보를 전송할 수 있다.
동작 920에 포함된 동작들이 완료되면, 동작 930에서 컨트롤러는 단말의 요청을 처리할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 수신된 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 제거할 수 있다. 컨트롤러는 제어 데이터 패킷에 포함된 정보(예: 단말의 식별 정보, 종류, 위치, 환경, 단말이 속하는 네트워크의 식별 정보, 및/또는 접속 제어 애플리케이션의 식별 정보)가 컨트롤러의 접속 정책에 부합되는지에 기반하거나, 단말 또는 단말이 속한 네트워크의 식별 정보가 블랙리스트에 포함되는지에 기반하여 단말의 컨트롤러 접속 요청을 허용할지 여부를 결정할 수 있다.
단말이 접속 가능하면, 컨트롤러는 제어 플로우를 생성하고, 생성된 제어 플로우의 식별정보(예: ID)를 난수 형태로 생성할 수 있다. 컨트롤러는 단말 및 네트워크의 식별 정보와 생성된 제어 플로우 ID를 제어 플로우 테이블에 저장할 수 있다. 이후 상기 단말로부터 제어 데이터 패킷이 전송되면 컨트롤러는 제어 플로우 테이블에 저장된 정보에 기반하여 제어 데이터 패킷이 인가된 제어 플로우를 통해서 수신된 것인지를 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 컨트롤러는 단말의 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블을 갱신할 수 있도록 새로운 제어 데이터 패킷 보호 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 탈취자가 새로운 제어 데이터 패킷 보호 정보를 유추할 수 없도록 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에서 알고리즘 및 암호화 키 정보를 임의로 선택하거나 사용 빈도가 낮은 정보를 선택함으로써 새로운 제어 데이터 패킷 보호 정보를 생성할 수 있다. 컨트롤러는 새로운 제어 데이터 패킷 보호 정보에 대한 보호 정보 ID를 제어 플로우에 추가할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 컨트롤러는 생성된 제어 플로우 ID, 새로운 제어 데이터 패킷 보호 정보를 단말에게 전송함으로써 단말의 요청에 응답할 수 있다. 새로운 제어 데이터 패킷 보호 정보는 이후 단말의 제어 데이터 패킷 전송 시 이용되므로, 컨트롤러와 단말 간 제어 데이터 패킷 흐름 상에 터널과 유사한 기능이 적용될 수 있다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 제어를 위한 신호 흐름도를 나타낸다.
컨트롤러 접속을 통해 제어 플로우가 생성되면, 단말(201)은 생성된 제어 플로우를 통해 사용자 인증, 네트워크 접속 절차, 접속 갱신, 또는 정책 수신과 같은 추가적인 절차를 컨트롤러(202)와 수행할 수 있다. 다른 예를 들어, 단말(201)이 지속적으로 활성화되어 있음을 컨트롤러(202)에게 알려주거나, 단말(201)에서 발생된 보안 이벤트를 보고하거나, 또는 컨트롤러(202)로부터 수신해야 할 정책 및 제어 정보를 확인하기 위하여, 접속 제어 애플리케이션(211)은 지정된 시간 간격 마다 또는 지정된 이벤트(예: WiFi 라우터 또는 네트워크 IP와 같은 네트워크 접속 정보의 변경)가 발생할 때마다 단말(201)의 상태를 컨트롤러(202)에게 보고할 수 있다. 이하 설명되는 도 10 내지 도 13의 동작들은 이와 같은 추가적인 절차의 일 예를 서술하는 것이며, 다른 절차들이 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 동작 1005에서, 단말(201)은 컨트롤러 제어 이벤트를 감지할 수 있다. 예를 들어, 접속 제어 애플리케이션(211)은 사용자 인증이나 네트워크 접속을 위한 사용자 입력의 수신, 지정된 이벤트 발생, 또는 지정된 시간의 경과에 기반하여 컨트롤러 제어 이벤트를 감지할 수 있다.
동작 1010에서, 단말(201)은 컨트롤러 제어 이벤트를 감지한 것에 응답하여 컨트롤러 제어의 요청을 위한 제2 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 단말(201)은 접속 제어 애플리케이션(211)을 통해 컨트롤러 제어를 요청할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 제어 데이터 패킷은 컨트롤러 접속 절차를 통해 갱신된 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에 기반하여 암호화될 수 있다. 예를 들어, 접속 제어 애플리케이션(211)은 갱신된 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에 기반하여 생성된 보호 헤더를 제2 제어 데이터 패킷에 삽입할 수 있다. 보호 헤더는 예를 들어, 제2 제어 데이터 패킷의 보호 정보 ID, 제2 제어 데이터 패킷의 인증 및 무결성 검사를 위한 인증 정보, 및/또는 인가된 제어 플로우임을 식별하기 위한 제어 플로우 식별 정보를 포함할 수 있다. 인증 정보는 예를 들어 OTP 식별 정보, OTP 값, 및 OTP 카운터를 포함할 수 있다. 추가적으로, 제2 제어 데이터 패킷(또는 보호 헤더)는 단말(201)과 컨트롤러(202) 간 생성된 제어 플로우(예: 도 1의 120)가 인가된 제어 플로우임을 인증하기 위한 제어 플로우 ID를 포함할 수 있다.
동작 1015에서, 게이트웨이(203)(또는 도 2의 게이트웨이(204))는 단말(201)로부터 수신된 제2 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(203)는 수신된 데이터 패킷들 중에서 컨트롤러(202)로 전송되는 제2 제어 데이터 패킷을 식별하기 위한 식별 정보와, 식별된 제2 제어 데이터 패킷에 포함되는 보호 정보 ID에 기반하여 게이트웨이(203)에 저장된 제어 데이터 패킷 보호 테이블을 탐색할 수 있다. 게이트웨이(203)는 탐색된 제어 데이터 패킷 보호 테이블 및 제2 제어 데이터 패킷에 포함된 보호 헤더에 기반하여 제2 제어 데이터 패킷에 대한 인증 및 무결성 검사를 수행할 수 있다.
보호 헤더 검사가 실패하면, 게이트웨이(203)는 제2 제어 데이터 패킷을 드롭하고, 제2 제어 데이터 패킷을 전송한 단말(201)의 식별 정보를 컨트롤러(202)로 전송할 수 있다. 컨트롤러(202)는 수신된 단말(201)의 식별 정보를 블랙리스트로 처리함으로써 단말(201)을 격리시킬 수 있다.
보호 헤더 검사가 성공하면, 동작 1020에서 게이트웨이(203)는 제2 제어 데이터 패킷을 컨트롤러(202)로 포워딩할 수 있다.
동작 1025에서, 컨트롤러(202)는 제2 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(202)는 수신된 제2 제어 데이터 패킷에 포함된 보호 헤더와 컨트롤러(202)의 제어 플로우 테이블 및 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에 기반하여 제2 제어 데이터 패킷에 대한 인증 및 무결성 검사를 수행하고, 제2 제어 데이터 패킷의 전송에 이용된 제어 플로우가 유효한지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 컨트롤러(202)는 암호화된 제2 제어 데이터 패킷을 복호화할 수 있다. 인증 및 무결성 검사가 실패하거나, 제어 플로우가 유효하지 않거나, 또는 복호화가 실패하면, 컨트롤러(202)는 제2 제어 데이터 패킷을 드롭할 수 있다. 보호 헤더 검사가 성공하면, 컨트롤러(202)는 제2 제어 데이터 패킷이 나타내는 단말(201)의 컨트롤러 제어 요청을 처리할 수 있다.
동작 1030에서, 컨트롤러(202)는 컨트롤러 제어 요청에 대한 응답을 단말(201)에게 전송할 수 있다.
동작 1035에서, 단말(201)은 수신된 응답에 따라서 결과값을 처리할 수 있다.
상술한 동작을 통해 제어 데이터 패킷은 암호화되고 제어 데이터 패킷의 인증, 무결성, 및 부인 방지를 위한 검사가 수행되며 제어 데이터 패킷의 흐름이 인가된 이후에는 추가적인 인증 절차가 수행됨으로써, 제어 데이터 패킷의 흐름이 터널과 유사한 구조로부터 보호받을 수 있다.
도 11은 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 접속을 위한 단말의 동작 흐름도를 나타낸다. 이하 서술되는 동작들은 도 10의 단말(201)을 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 단말은 프로세서(예: 도 4의 프로세서(410))를 통해 메모리(예: 도 4의 메모리(420))에 저장된 명령어들을 실행함으로써 도 11의 동작들을 수행할 수 있다. 메모리에 저장된 명령어들은 도 10의 접속 제어 애플리케이션(211)과 같은 소프트웨어 또는 프로그램일 수 있다.
도 11을 참조하면, 동작 1110에서, 단말은 외부 서버(예: 도 5의 컨트롤러(202))에 대한 컨트롤러 제어 이벤트를 감지할 수 있다. 예를 들어, 단말 내에 설치된 접속 제어 애플리케이션은 지정된 시간이 경과하거나, 보안 이벤트가 감지되거나, 사용자 인증 또는 네트워크 접속을 위한 사용자 입력이 수신되면 컨트롤러 제어 이벤트가 발생한 것으로 감지할 수 있다.
동작 1120에서, 접속 제어 애플리케이션은 데이터 패킷을 프래그먼트 처리할 수 있다. 예를 들어, 단말은 보호 헤더가 삽입되고 페이로드가 암호화될 때 증가하는 데이터 패킷의 길이를 계산하고, 계산된 값과 단말의 MTU 크기를 고려하여 제어 데이터 패킷을 프래그먼트 처리할 수 있다. 필요시, 단말은 프래그먼트 처리를 하지 않을 수 있다.
동작 1130에서, 단말은 컨트롤러 제어 요청을 위한 제어 데이터 패킷(예: 도 10의 제2 제어 데이터 패킷)(또는 프래그먼트 처리된 제어 데이터 패킷)을 제어 플로우 생성시 전달 받은 제어 데이터 패킷 보호 정보의 암호화 키를 이용하여 암호화할 수 있다.
동작 1140에서, 단말은 프래그먼트 처리된 제어 데이터 패킷 각각에 보호 헤더를 삽입할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보호 헤더는 단말이 전송하는 제어 데이터 패킷의 인증 및 무결성뿐만 아니라, 제어 데이터 패킷의 전송 흐름(예: 제어 플로우)의 인증을 위하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 보호 헤더는 보호 정보 ID, OTP 정보와 같은 인증 정보, 및 제어 플로우 ID를 포함할 수 있다. 단말은 동작 1140에 포함된 동작들을 통해 보호 헤더를 제어 데이터 패킷에 삽입할 수 있으며, 각 동작의 순서는 예시에 지나지 않고 순서는 변경될 수 있다. 또한, 필요에 따라서 접속 제어 애플리케이션은 동작 1140에 포함된 동작들 중 적어도 일부를 생략할 수 있다. 일 실시예에서, 동작 1130 및 동작 1140의 순서는 변경될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있다.
동작 1143에서, 접속 제어 애플리케이션은 게이트웨이 및 컨트롤러가 식별할 수 있도록 제어 플로우 생성 시 전달 받은 제어 데이터 패킷 보호 정보에 포함된 보호 정보 ID를 제어 데이터 패킷에 삽입할 수 있다. 보호 정보 ID는 OTP 식별 정보로 참조될 수 있다.
동작 1144에서, 접속 제어 애플리케이션은 제어 데이터 패킷 보호 정보에 포함된 OTP 정보를 제어 데이터 패킷에 삽입할 수 있다. OTP 정보 및 알고리즘은 HOTP(HMAC based one-time password), TOTP(time based one-time password), 또는 단말과 외부 서버간 상호 협의된 난수 생성 및 검증 알고리즘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 보호 정보 ID 및 OTP 정보가 삽입된 제어 데이터 패킷은 하기의 [표 2]로 예시될 수 있다.
IP 헤더 제어 데이터 패킷 보호 헤더 페이로드
제어플로우ID 보호 정보ID OTPValue OTPCounter
... 0x99000000 0x98000000 0x97000000 0x96000000 암호화된 데이터
... 0x99000000 0x98000000 0x97000000 0x96000000 암호화된 데이터
보다 구체적으로, 제어 플로우 ID(예: 4 Bytes)는 제어 데이터 패킷의 존재 여부를 검출하기 위한 식별 헤더(예: 0x99)와 제어 플로우 생성 요청시 반한된 제어 플로우 고유 ID 값(예: 3 Bytes)을 포함할 수 있다. 보호 정보 ID(예: 4 Byte)는 OTP 알고리즘의 존재 여부를 검출할 수 있는 식별 헤더(예: 0x98)와 OTP 알고리즘의 종류를 확인할 수 있는 ID 값(예: 3 Bytes)을 포함할 수 있다. OTP 값(OTP value)(예: 4 Bytes)은 OTP 값의 존재 여부를 검출할 수 있는 식별 헤더(예: 0x97)와 OTP 알고리즘의 종류에 의해서 생성된 값(예: 3 Bytes)을 포함할 수 있다. OTP 카운터(예: 4 Bytes)는 OTP 카운터의 존재 여부를 확인할 수 있는 식별 헤더(예: 0x96)와 OTP 알고리즘 종류에 의해서 생성된 OTP 값과 OTP 카운터를 비교함으로써 OTP 값이 진실(True)인지 또는 거짓(False) 확인하기 위한 값(예: 3 Bytes)을 포함할 수 있다.
동작 1150에서, 단말은 보호 헤더가 삽입된 제어 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
도 12는 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 제어를 위한 게이트웨이의 동작 흐름도를 나타낸다. 이하 서술되는 동작들은 도 10의 게이트웨이(203)를 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이는 도 10의 접속 제어 애플리케이션(211)과 같은 보안 프로그램을 실행함으로써 도 12의 동작들을 수행할 수 있다.
도 12를 참조하면, 동작 1210에서, 게이트웨이는 단말(예: 도 10의 단말(201))로부터 데이터 패킷을 수신할 수 있다. 게이트웨이는 수신된 데이터 패킷에 포함되는 목적지 IP 및 데이터 패킷의 구조에 기반하여 상기 수신된 데이터 패킷이 제어 데이터 패킷인지 여부를 결정할 수 있다.
수신된 데이터 패킷이 제어 데이터 패킷(예: 도 10의 제2 제어 데이터 패킷)이면, 동작 1230에서, 게이트웨이는 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사할 수 있다. 게이트웨이는 동작 1220에 포함된 동작들에 기반하여 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사할 수 있으며, 각 동작의 순서는 예시에 지나지 않고 순서는 변경될 수 있다. 또한, 필요에 따라서 게이트웨이는 동작 1230에 포함된 동작들 중 적어도 일부를 생략할 수 있다. 게이트웨이는 동작 1230에 포함된 동작들 중 하나의 검사라도 실패하면 이후 동작들을 수행하지 않고 곧바로 동작 1250을 수행할 수 있다.
동작 1232에서, 게이트웨이는 제어 데이터 패킷 내에 포함된 보호 정보 ID의 유효성을 확인할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이는 제어 데이터 패킷 내에 포함된 보호 정보 ID를 식별하고, 게이트웨이에 저장된 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에서 식별된 보호 정보 ID가 존재하는지를 확인할 수 있다. 식별된 보호 정보 ID가 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에 포함되지 않으면, 게이트웨이는 상기 검사가 실패한 것으로 결정하고 동작 1250에서 수신된 데이터 패킷을 드롭할 수 있다.
식별된 보호 정보 ID가 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에 포함되면, 동작 1234에서, 게이트웨이는 보호 헤더에 포함된 인증 정보의 유효성을 확인할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이는 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블 내의 OTP 검증 정보 및 알고리즘에 기반하여 보호 헤더에 포함된 OTP가 유효한지 여부를 결정할 수 있다. OTP가 수신된 데이터 패킷에 존재하지 않거나 OTP 검증이 실패하면, 게이트웨이는 상기 검사가 실패한 것으로 결정하고 동작 1250에서 수신된 데이터 패킷을 드롭할 수 있다.
동작 1232 내지 동작 1234에 따른 검사가 모두 성공하면, 게이트웨이는 제어 데이터 패킷의 보호 헤더 검사가 성공한 것으로 결정하고 동작 1240에서 데이터 패킷을 외부 서버(예: 도 5의 컨트롤러(202))로 포워딩할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인가되지 않은 단말의 접속을 차단하기 위하여, 동작 1230을 수행하기 이전인 동작 1220에서, 게이트웨이는 블랙리스트 검사를 더 수행할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이는 수신된 데이터 패킷의 IP 헤더에 포함된 출발지 IP가 블랙리스트에 포함되는지를 확인할 수 있다. 출발지 IP가 블랙리스트에 포함되면, 게이트웨이는 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사하지 않고 수신된 데이터 패킷을 드롭할 수 있다. 출발지 IP가 블랙리스트에 포함되지 않으면, 게이트웨이는 동작 1230을 수행할 수 있다.
도 13은 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 접속을 위한 컨트롤러의 동작 흐름도를 나타낸다. 이하 서술되는 동작들은 도 10의 컨트롤러(202)를 통해 수행될 수 있다. 컨트롤러는 '서버'로 참조될 수 있다.
도 13을 참조하면, 동작 1310에서, 컨트롤러는 게이트웨이(예: 도 10의 게이트웨이(203))로부터 제어 데이터 패킷(예: 도 10의 제2 제어 데이터 패킷)을 수신할 수 있다.
동작 1320에서, 컨트롤러는 수신된 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사할 수 있다. 컨트롤러는 동작 1320에 포함된 동작들을 통해 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사할 수 있으며, 각 동작의 순서는 예시에 지나지 않고 순서는 변경될 수 있다. 또한, 필요에 따라서 컨트롤러는 동작 1320에 포함된 동작들 중 적어도 일부를 생략할 수 있다. 컨트롤러는 동작 1320에 포함된 동작들 중 하나의 검사라도 실패하면 이후 동작들을 수행하지 않고 곧바로 동작 1340을 수행할 수 있다.
동작 1321에서, 컨트롤러는 제어 데이터 패킷에 포함되는 제어 플로우 ID의 유효성을 확인할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 제어 데이터 패킷에 포함되는 제어 플로우 ID를 식별하고, 식별된 제어 플로우 ID가 제어 플로우 테이블에 존재하는 인가된 제어 플로우인지 여부를 확인할 수 있다. 제어 데이터 패킷에 제어 플로우 ID가 존재하지 않거나 식별된 제어 플로우 ID가 인가되지 않은 것이라면, 컨트롤러는 상기 검사가 실패한 것으로 결정하고 동작 1340에서 단말(예: 도 5의 단말(201))의 요청 처리가 불가능함을 나타내는 정보를 전송할 수 있다.
제어 플로우 ID가 유효하면, 동작 1322에서, 컨트롤러는 제어 데이터 패킷 내에 포함된 보호 정보 ID의 유효성을 확인할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 제어 데이터 패킷 내에 포함된 보호 정보 ID를 식별하고, 컨트롤러에 저장된 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에서 식별된 보호 정보 ID가 존재하는지를 확인할 수 있다. 식별된 보호 정보 ID가 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에 포함되지 않으면, 컨트롤러는 상기 검사가 실패한 것으로 결정하고 동작 1340에서 단말의 요청 처리가 불가능함을 나타내는 정보를 전송할 수 있다.
식별된 보호 정보 ID가 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블에 포함되면, 동작 1323에서, 컨트롤러는 제어 데이터 패킷의 보호 헤더에 포함된 인증 정보의 유효성을 확인할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 제어 데이터 패킷 보호 정보 테이블 중에서 확인된 OTP에 대응하는 검증 정보 및 알고리즘에 기반하여 보호 헤더에 포함된 OTP가 유효한지 여부를 결정할 수 있다. OTP가 수신된 데이터 패킷에 존재하지 않거나, OTP 검증이 실패하면, 컨트롤러는 상기 검사가 실패한 것으로 결정하고 동작 1340에서 단말의 요청 처리가 불가능함을 나타내는 정보를 전송할 수 있다.
검증이 성공하면, 동작 1325에서, 컨트롤러는 제어 데이터 패킷 정보에 포함된 복호화 키를 이용하여 수신된 제어 데이터 패킷을 복호화할 수 있다. 복호화가 실패하면, 컨트롤러는 동작 1340에서 단말의 요청 처리가 불가능함을 나타내는 정보를 전송할 수 있다.
동작 1320에 포함된 동작들이 완료되면, 동작 1330에서 컨트롤러는 단말의 요청을 처리할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 수신된 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 제거하고, 제어 데이터 패킷(예: 페이로드)이 나타내는 단말의 컨트롤러 제어 요청을 처리할 수 있다. 컨트롤러는 처리된 결과를 단말에게 전송할 수 있다.
도 14 내지 도 15는 다양한 실시예들에 따른 접속 종료를 위한 동작을 설명한다. 도 14는 접속 종료를 위한 신호 흐름도를 나타내고, 도 15는 접속 종료를 나타내는 사용자 인터페이스 화면을 도시한다.
도 14를 참조하면, 동작 1405에서, 게이트웨이(203)는 보호 헤더 검사가 실패한 제어 데이터 패킷을 수집하고, 실패와 관련된 보안 이벤트를 컨트롤러(202)에게 보고할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 게이트웨이(203)는 지정된 시간 간격 마다 보안 이벤트를 전송하거나, 인증 및 무결성 검사의 실패가 감지될 때마다 보안 이벤트를 전송할 수 있다.
도 14에는 도시되지 않았지만, 컨트롤러(202)는 게이트웨이(203)로부터 수신된 보안 이벤트 이외에도 컨트롤러(202)에서 인증 및 무결성 검사가 실패한 제어 데이터 패킷과 관련된 정보를 수집할 수 있다. 또한, 컨트롤러(202)는 단말(201)의 접속 제어 애플리케이션(211)이나 도 14에 도시되지 않은 다른 개체(entity)로부터 보안 이벤트를 수신할 수 있다.
동작 1410에서, 컨트롤러(202)는 게이트웨이(203) 또는 컨트롤러(202)에서 수집된 적어도 하나의 보안 이벤트를 분석할 수 있다. 분석 결과에 기반하여 컨트롤러(202)는 단말(201)의 위협 수준이 높거나 단말(201)이 잠재적인 위협을 가지고 있다고 결정할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(202)는 단말(201)의 제어 데이터 패킷의 인증 및 무결성 검사가 실패한 횟수나 일정 시간 동안 상기 인증 및 무결성 검사가 실패한 횟수에 기반하여 단말(201)의 위협 수준을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 컨트롤러(202)는 단말(201)의 식별 정보(예: IP 주소, MAC 주소, 단말 ID, 또는 사용자 ID) 단위로 단말(201)의 위협 수준을 결정할 수 있다. 단말(201)의 위협 수준이 높다고 판단되면, 컨트롤러(202)는 단말(201)의 차단을 결정할 수 있다. 단말(201)의 차단이 결정되면, 컨트롤러(202)는 차단이 결정된 단말(201)의 식별 정보(예: IP 주소, MAC 주소, 단말 ID, 또는 사용자 ID)에 대응하는 제어 플로우를 검색하고 검색된 제어 플로우를 제거할 수 있다. 다른 예를 들어, 컨트롤러(202)는 차단이 결정된 단말(201)의 식별 정보를 블랙리스트에 추가함으로써 단말(201)의 일시적 또는 영구적 접속을 차단할 수 있다.
동작 1420에서, 컨트롤러(202)는 게이트웨이(203)에게 차단된 단말(201)과 관련된 제어 플로우 및 제어 플로우에 종속된 터널을 제거를 요청할 수 있다. 요청이 수신됨에 응답하여, 동작 1430에서, 게이트웨이(203)는 단말(201)과 관련된 제어 플로우 및 터널을 제거할 수 있다. 제어 플로우 및 터널이 제거됨으로써 단말(201)은 컨트롤러(202) 및 목적지 네트워크로 데이터 패킷을 전송할 수 없는 격리 상태가 될 수 있다.
동작 1425에서, 컨트롤러(202)는 단말(201)이 컨트롤러(202)에 의하여 접속 종료됨을 알리는 정보를 단말(201)에게 전송할 수 있다. 알림을 수신한 것에 응답하여, 동작 1435에서, 단말(201)은 결과값을 처리할 수 있다. 예를 들어, 도 15를 참조하면, 단말(201)은 사용자 인터페이스 화면(1510)을 디스플레이를 통해 출력할 수 있다. 사용자 인터페이스 화면(1510)은 접속이 차단됨을 사용자에게 알려주고, 재접속을 가이드 하는 사용자 인터페이스(1515)를 포함할 수 있다. 단말(201)은 사용자 입력에 따라서 컨트롤러 접속을 다시 시도할 수 있다. 예를 들어, 단말(201)은 사용자 인터페이스 화면(1520)(예: 도 6의 사용자 인터페이스 화면(610))을 출력하고, 사용자 인터페이스 화면(1520)에서 수신된 컨트롤러(202)의 정보 또는 사용자 정보에 기반하여 컨트롤러 접속을 다시 시도할 수 있다.

Claims (20)

  1. 노드에 있어서,
    통신 회로;
    상기 통신 회로와 작동적으로 연결되는 프로세서; 및
    상기 프로세서와 작동적으로 연결되고, 접속 제어 애플리케이션을 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 메모리는, 상기 프로세서에 의해서 실행될 때 상기 노드가,
    상기 접속 제어 애플리케이션을 통해, 외부 서버에 대한 컨트롤러 접속 이벤트를 감지하고,
    컨트롤러 접속을 요청하기 위한 제1 제어 데이터 패킷에 제1 보호 헤더를 삽입하고, 여기서 상기 제1 보호 헤더는, 상기 제1 제어 데이터 패킷의 인증에 이용되는 보호 정보를 식별하기 위한 보호 정보 ID(identifier)와 상기 보호 정보에 기반하여 생성되고 상기 제1 제어 데이터 패킷의 인증 및 무결성 검사에 이용되는 제1 인증 정보를 포함하고,
    상기 통신 회로를 이용하여, 상기 제1 보호 헤더가 삽입된 상기 제1 제어 데이터 패킷을 상기 외부 서버로 전송하도록 하는 명령어들을 저장하는, 노드.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 인증 정보는,
    OTP(one-time password) 정보, 또는 전자서명 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 노드.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 명령어들은 상기 노드가,
    상기 접속 제어 애플리케이션을 통해, 상기 제1 보호 헤더가 삽입되고 상기 제1 제어 데이터 패킷의 페이로드가 암호화될 때 증가하는 데이터 패킷 길이를 계산하고,
    상기 계산된 값과 상기 노드의 MTU(maximum transmission unit)에 기반하여 상기 제1 제어 데이터 패킷을 프래그먼트(fragment) 처리하도록 하는, 노드.
  4. 청구항 1에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하고,
    상기 명령어들은 상기 노드가,
    상기 외부 서버로부터 상기 제1 제어 데이터 패킷에 대한 제1 응답을 수신하고,
    상기 제1 응답이 상기 노드가 접속 가능함을 나타내면, 제어 플로우의 식별 정보와 갱신된 보호 정보를 저장하고,
    상기 제1 응답이 상기 노드가 접속이 불가능함을 나타내면, 상기 노드의 접속이 차단됨을 나타내는 사용자 인터페이스 화면을 상기 디스플레이를 통해 출력하도록 하는, 노드.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 명령어들은 상기 노드가,
    상기 접속 제어 애플리케이션을 통해, 상기 외부 서버에 대한 컨트롤러 제어 이벤트를 감지하고,
    컨트롤러 제어를 요청하기 위한 제2 제어 데이터 패킷에 제2 보호 헤더를 삽입하고, 상기 제2 보호 헤더는, 상기 보호 정보 ID, 상기 제어 플로우의 식별 정보, 및 상기 갱신된 보호 정보에 기반하여 생성된 제2 인증 정보를 포함하고,
    상기 통신 회로를 이용하여, 상기 제2 보호 헤더가 삽입된 상기 제2 제어 데이터 패킷을 상기 외부 서버로 전송하도록 하는 명령어들을 저장하는, 노드.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 OTP 정보는,
    OTP 값 및 OTP 카운터 값을 포함하는, 노드.
  7. 청구항 1에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하고,
    상기 명령어들은 상기 노드가,
    상기 외부 서버로부터 접속 종료를 나타내는 정보를 수신하고,
    상기 수신된 정보에 기반하여 접속 종료를 나타내는 사용자 인터페이스 화면을 상기 디스플레이를 통해 출력하도록 하는, 노드.
  8. 게이트웨이에 있어서,
    노드로부터 데이터 패킷을 수신하고,
    상기 수신된 데이터 패킷의 목적지 IP 및 구조에 기반하여 상기 데이터 패킷이 제어 데이터 패킷인 것으로 결정하고,
    상기 제어 데이터 패킷의 보호 헤더를 검사하고,
    상기 검사가 성공하면, 상기 제어 데이터 패킷을 외부 서버로 전송하고,
    상기 검사가 성공하지 않으면, 상기 제어 데이터 패킷을 드롭하도록 구성된, 게이트웨이.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 게이트웨이는,
    상기 보호 헤더를 검사하기 이전에 상기 제어 데이터 패킷의 IP 헤더에 포함된 출발지 IP가 상기 게이트웨이의 블랙리스트에 포함되는지를 확인하고,
    상기 출발지 IP가 상기 블랙리스트에 포함되면, 상기 제어 데이터 패킷을 드롭하고,
    상기 출발지 IP가 상기 블랙리스트에 포함되지 않으면, 상기 보호 헤더를 검사하도록 구성된, 게이트웨이.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 게이트웨이는 상기 보호 헤더를 검사하기 위하여,
    상기 보호 헤더에 포함되는 보호 정보 ID가 상기 게이트웨이에 저장된 테이블에 존재하는지를 확인하고,
    상기 보호 헤더에 포함된 인증 정보의 유효성을 확인하도록 구성된, 게이트웨이.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 인증 정보는,
    OTP 정보 또는 전자서명 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 게이트웨이.
  12. 서버에 있어서,
    통신 회로;
    데이터 베이스를 저장하는 메모리; 및
    상기 통신 회로 및 상기 메모리와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    게이트웨이로부터, 컨트롤러 접속을 요청하는 노드의 제1 제어 데이터 패킷을 수신하고,
    상기 제1 제어 데이터 패킷의 제1 보호 헤더를 검사하고,
    상기 제1 보호 헤더의 검사가 성공하면, 상기 노드와 상기 서버 간 제어 플로우를 생성하고,
    상기 제1 보호 헤더의 검사가 실패하면, 상기 제1 제어 데이터 패킷을 드롭하도록 구성된, 서버.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제1 보호 헤더를 검사하기 위하여,
    상기 제1 보호 헤더에 포함되는 보호 정보 ID가 상기 데이터 베이스에 저장된 테이블에 존재하는지를 확인하고,
    상기 제1 보호 헤더에 포함된 인증 정보의 유효성을 확인하고,
    상기 제1 제어 데이터 패킷을 복호화하도록 구성된, 서버.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 인증 정보는,
    OTP 정보 또는 전자서명 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 서버.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제1 보호 헤더에 기재된 패킷 수와 순서에 기반하여, 프래그먼트 처리된 복수의 데이터 패킷을 순서대로 병합하도록 구성된, 서버.
  16. 청구항 12에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제1 보호 헤더의 검사가 성공하면, 상기 제어 플로우의 식별 정보와, 상기 제1 제어 데이터 패킷의 암호화를 위하여 이용된 보호 정보의 갱신을 위한 새로운 보호 정보를 생성하고,
    상기 통신 회로를 이용하여, 상기 제어 플로우의 식별 정보 및 상기 새로운 보호 정보를 상기 노드에게 전송하도록 구성된, 서버.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 게이트웨이로부터, 컨트롤러 제어를 요청하는 상기 노드의 제2 제어 데이터 패킷을 수신하고,
    상기 제2 제어 데이터 패킷의 제2 보호 헤더를 검사하고,
    상기 제2 보호 헤더의 검사가 성공하면, 상기 노드의 요청을 처리하고,
    상기 제2 보호 헤더의 검사가 실패하면, 상기 제2 제어 데이터 패킷을 드롭하도록 구성되며, 상기 새로운 보호 정보에 기반하여 생성된, 서버.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 프로세서는 상기 제2 보호 헤더를 검사하기 위하여,
    상기 제2 보호 헤더에 포함된 제어 플로우의 식별 정보가 상기 데이터 베이스에 존재하는 식별 정보인지를 확인하고,
    상기 제어 플로우의 식별 정보가 상기 데이터 베이스에 존재하지 않는다면, 상기 제2 제어 데이터 패킷을 드롭하도록 구성된, 서버.
  19. 청구항 14에 있어서, 상기 OTP 정보는,
    OTP 값 및 OTP 카운터 값을, 서버.
  20. 청구항 12에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 게이트웨이로부터 보호 헤더 검사의 실패와 관련된 보안 이벤트를 수신하고,
    상기 수신된 보안 이벤트를 분석함으로써 상기 노드의 차단을 결정하고,
    상기 통신 회로를 이용하여, 상기 노드의 접속이 종료됨을 나타내는 정보를 전송하도록 구성된, 서버.
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