Rainbow Table 공격이 위험한 이유와 Salting Passwords가 이를 방지하는 방법

1. 레인보우 테이블 공격 이해

레인보우 테이블 공격은 미리 계산된 해시 값 테이블을 사용하여 비밀번호를 해독하는 암호화 공격입니다. 가능한 모든 비밀번호를 생성하고 즉시 해시를 계산하는 무차별 대입 공격과 달리 레인보우 테이블은 가능한 모든 비밀번호에 대해 미리 계산된 해시 목록을 저장합니다. 이 방법을 사용하면 비밀번호 해시를 해독하는 데 필요한 시간이 크게 줄어듭니다.

1.1 레인보우 테이블이란 무엇입니까?

레인보우 테이블은 가능한 입력(예: 비밀번호) 목록에 대한 암호화 해시 함수의 출력을 저장하는 데이터 구조입니다. 예를 들어 시스템이 MD5 알고리즘을 사용하여 비밀번호 해시를 저장하는 경우 수백만 개의 잠재적 비밀번호에 대한 해시를 저장하기 위해 레인보우 테이블을 생성할 수 있습니다. 공격자가 해시된 비밀번호를 얻으면 레인보우 테이블에서 해당 비밀번호를 조회하여 해당 일반 텍스트 비밀번호를 찾습니다.

1.2 레인보우 테이블 공격의 작동 방식

레인보우 테이블 공격은 미리 계산된 테이블의 특성을 활용하여 해시된 비밀번호를 일반 텍스트 비밀번호와 빠르게 일치시킵니다. 레인보우 테이블 공격이 수행되는 방법에 대한 단계별 분석은 다음과 같습니다.

• 해시된 비밀번호 획득 : 공격자는 먼저 시스템에서 해시된 비밀번호를 획득해야 합니다. 이는 데이터 유출, 시스템 취약점 또는 내부자 공격을 통해 발생할 수 있습니다.
• 레인보우 테이블 사용 : 공격자는 시스템에서 사용하는 해시 알고리즘(예: MD5, SHA-1)에 해당하는 레인보우 테이블을 사용합니다. 테이블에서 해시된 비밀번호를 검색합니다.
• 일반 텍스트 비밀번호 찾기 : 테이블에 해시가 존재하면 공격자는 해당 일반 텍스트 비밀번호를 검색합니다. 이는 가능한 각 비밀번호에 대한 해시를 계산하는 것보다 훨씬 빠릅니다.

1.3 레인보우 테이블 공격의 한계

레인보우 테이블 공격에는 다음과 같은 몇 가지 제한 사항이 있습니다.

• 저장 요구 사항 : 레인보우 테이블은 크기가 커서 보관 및 관리가 어려울 수 있습니다.
• 해시 함수 특이성 : 각 해시 함수마다 별도의 레인보우 테이블이 필요합니다. 예를 들어 MD5 레인보우 테이블은 SHA-1 해시에 사용할 수 없습니다.
• 계산 복잡도 : 레인보우 테이블을 만들려면 상당한 계산이 필요합니다.

1.4 레인보우 테이블 공격의 실제 사례

레인보우 테이블 공격은 세간의 이목을 끄는 여러 데이터 침해 사건에 활용되었습니다. 예를 들어, 2012년 LinkedIn 위반으로 인해 수백만 개의 해시된 비밀번호가 노출되었습니다. 해커들은 레인보우 테이블을 사용하여 이러한 해시를 해독하여 수많은 사용자의 일반 텍스트 비밀번호를 공개했습니다.

2. 솔팅 패스워드를 이용한 레인보우 테이블 공격 방어

레인보우 테이블 공격의 위험을 완화하기 위해 보안 전문가들은 솔팅(Salting)이라는 기술을 사용합니다. 솔팅은 해싱하기 전에 고유한 임의 문자열("솔트")을 각 비밀번호에 추가하는 프로세스입니다. 이로 인해 단일 레인보우 테이블을 사용하여 여러 해시된 비밀번호를 해독하는 것이 불가능해졌습니다.

2.1 솔팅이란 무엇입니까?

솔팅에는 사용자의 비밀번호를 해싱하기 전에 임의의 값을 추가하거나 앞에 추가하는 작업이 포함됩니다. 각 사용자는 고유한 솔트를 가지며 이 솔트는 데이터베이스에 해시된 비밀번호와 함께 저장됩니다. 사용자가 로그인하면 시스템은 솔트를 검색하고 이를 입력된 비밀번호와 결합한 후 해당 조합을 해시하여 저장된 해시와 비교합니다.

예:

• 사용자 비밀번호: 비밀번호123
• 생성된 솔트: 5f2e4
• 결합 및 해시: 해시(password123 5f2e4)

2.2 비밀번호 솔팅의 이점

Salting에는 저장된 비밀번호의 보안을 강화하는 여러 가지 이점이 있습니다.

• 레인보우 테이블 공격 방지 : 각 비밀번호에는 고유한 솔트가 있으므로 공격자는 미리 계산된 레인보우 테이블을 사용하여 해시를 해독할 수 없습니다.
• 무차별 대입 공격을 더욱 어렵게 만듭니다: 공격자가 단일 비밀번호를 대상으로 하더라도 솔트로 해시를 계산해야 하므로 프로세스에 훨씬 더 많은 시간이 소요됩니다.
• 고유한 해시 보장: 두 명의 사용자가 동일한 비밀번호를 사용하더라도 고유한 솔트 때문에 해시가 다르기 때문에 공격자가 동시에 여러 비밀번호를 해독하기가 더 어렵습니다.

2.3 코드에서 솔팅 구현

다음은 MessageDigest를 사용하여 비밀번호 해싱을 위한 솔팅을 구현하는 방법에 대한 Java 예입니다.

import java.security.MessageDigest;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Base64;

public class PasswordSaltingExample {

    public static String getSalt() throws Exception {
        SecureRandom sr = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
        byte[] salt = new byte[16];
        sr.nextBytes(salt);
        return Base64.getEncoder().encodeToString(salt);
    }

    public static String hashPassword(String password, String salt) throws Exception {
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        md.update(salt.getBytes());
        byte[] hashedPassword = md.digest(password.getBytes());
        return Base64.getEncoder().encodeToString(hashedPassword);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String password = "mySecurePassword";
        String salt = getSalt();
        String hashedPassword = hashPassword(password, salt);

        System.out.println("Salt: " + salt);
        System.out.println("Hashed Password: " + hashedPassword);
    }
}

위 코드에서

• 보안 난수 생성기를 사용하여 무작위 솔트가 생성됩니다.
• 솔트는 비밀번호와 결합되어 SHA-256 알고리즘을 사용하여 해시됩니다.
• 솔트 비밀번호와 해시 비밀번호가 모두 인쇄되어 각 해시 비밀번호의 고유성을 보여줍니다.

코드를 실행할 때 각 실행은 서로 다른 솔트를 생성하고 결과적으로 동일한 비밀번호에 대해 서로 다른 해시를 생성하여 레인보우 테이블 공격으로부터 보호하는 솔팅의 효율성을 보여줍니다.

3. 비밀번호 솔팅 및 해싱 모범 사례

3.1 강력한 해싱 알고리즘 사용

해싱 비밀번호에는 항상 SHA-256 또는 bcrypt와 같은 강력한 암호화 해시 기능을 사용하세요. 이러한 알고리즘은 충돌 공격에 강하며 보안 테스트를 거쳤습니다.

3.2 각 비밀번호에 대해 고유한 솔트 생성

각 사용자의 비밀번호가 고유한 임의 문자열로 솔트되어 있는지 확인하세요. 이렇게 하면 공격자가 동일한 레인보우 테이블을 사용하여 여러 암호를 해독하는 것을 방지할 수 있습니다.

3.3 충분히 긴 소금을 사용하세요

솔트 길이는 16바이트 이상이어야 합니다. 솔트가 길수록 고유성과 복잡성이 증가하므로 더 나은 보안을 제공합니다.

3.4 소금을 안전하게 보관하세요

솔트는 비밀번호처럼 비밀로 유지될 필요는 없지만 공격자의 조작이나 대체를 방지하기 위해 안전하게 보관해야 합니다.

3.5 정기적으로 보안 관행 업데이트

최신 보안 권장 사항을 확인하고 해싱 및 솔팅 메커니즘의 강도를 지속적으로 평가하세요.

4. 결론

레인보우 테이블 공격은 공격자가 해시된 비밀번호를 일반 텍스트 비밀번호와 빠르게 일치시킬 수 있도록 하여 비밀번호 보안에 심각한 위협을 가합니다. 그러나 솔팅과 같은 기술을 사용하면 이러한 공격의 위험을 크게 완화할 수 있습니다. 솔팅은 두 명의 사용자가 동일한 비밀번호를 사용하더라도 해시된 비밀번호가 다르기 때문에 공격자가 미리 계산된 테이블을 사용하여 비밀번호를 해독하는 것을 거의 불가능하게 만듭니다. 비밀번호 보안은 단지 올바른 알고리즘을 선택하는 것만이 아니라는 점을 기억하세요. 올바른 전략을 구현하는 것입니다.

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