고급 애플리케이션 성능 모니터링으로 중요 인프라 보안 강화

기존 인프라에 대한 일련의 유명 공격 이후, 중요 자산의 임베디드 시스템 사이버 보안은 물리적 보호보다 더욱 중요해졌습니다.

바이든 행정부가 에너지 그리드, 전국 통신 네트워크, 운송 시스템 등 국가 중요 인프라에 2조 9천억 달러를 투자하는 가운데, 콜로니얼 파이프라인을 마비시킨 다크사이드 랜섬웨어 사건과 같은 최근 헤드라인은 레거시 및 미래 플랫폼을 악의적 행위자로부터 보호하는 시급성을 강조합니다.

이러한 고도로 상호 연결된 디바이스 네트워크의 익스플로잇을 방어하는 것은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 개발자와 사이버 보안 전문가 모두에게 큰 도전입니다. 운영자는 하드웨어 열화나 사이버 침투로 인한 숨겨진 결함이 치명적인 장애를 유발할 수 있으므로 임베디드 시스템을 지속적으로 모니터링하여 정상 작동을 확인하고 의심스러운 활동을 탐지해야 합니다.

복원력 있고 방어 가능한 인프라를 구축하려면 실리콘부터 펌웨어, 애플리케이션까지 모든 수준에서 신뢰성을 평가하는 계층적 접근이 필요합니다. 이 기사에서는 인프라 IoT 디바이스를 제어하는 소프트웨어의 사이버 보안 분야 최근 발전과 애플리케이션 성능 모니터링(APM) 트렌드가 임베디드 시스템 설계에 미치는 영향을 살펴봅니다.

중요 인프라와 IT 인프라의 차이

중요 인프라에서 IoT 보안 우려는 심대합니다. 특히 새로운 투자로 수백만 개의 연결된 임베디드 디바이스가 추가되어 모니터링과 보호가 필요하기 때문입니다. 각 새 디바이스와 그 연결은 추가적인 공격 표면이 됩니다.

그림 1. 수백만 개의 임베디드 연결 디바이스가 생성됨에 따라 모니터링해야 할 디바이스가 더 많아져 보안 우려가 더 두드러집니다. (출처: freepik)

혼동을 피하기 위해 주요 용어를 명확히 합니다. 운영 기술(OT)은 물리적 프로세스를 모니터링하고 제어하는 물리적 하드웨어를 의미합니다. 정보 기술(IT)은 해당 디바이스 내에서 데이터를 처리하는 소프트웨어를 포괄합니다. 물리적 세계가 디지털화됨에 따라 OT와 IT의 경계는 점점 모호해지고 있으며, 이를 흔히 사물 인터넷(IoT)이라고 부릅니다.

IT 인프라는 의심할 여지 없이 IoT 생태계에 필수적이지만, 본문에서 "중요 인프라"는 바이든 미국 일자리 계획에 명시된 자산을 의미합니다. 2001년 미국 애국법 정의에 따르면, 국가 안보, 경제 안보, 공중 보건 또는 안전에 치명적인 영향을 미칠 시스템이 포함됩니다.

IoT와 임베디드 시스템은 새로운 인프라 프로젝트의 중추를 형성하고 기존 시설을 개선할 것입니다.

중요 인프라와 IT 인프라는 구별되지만, 둘 다 보안이 최우선입니다. IT 인프라 공격은 실행하기 쉽지만, 최근 수도 시스템 침해가 보여주듯 똑같이 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다.

중요 인프라 임베디드 시스템의 사이버 보안

유명한 인프라 공격과 사이버 범죄의 전반적 증가로 전 세계 정부는 IoT 디바이스와 임베디드 시스템 보안에 대한 감시를 강화했습니다.

작년 말, 미 의회는 연방 기관이 사용하는 IoT 디바이스의 보안 표준을 강화하는 2020년 IoT 사이버 보안법을 통과시켰습니다. 이 법이 중요 인프라의 모든 IoT 배포를 의무화하지는 않지만, 그 영향은 업계 전반에 파급될 것으로 예상됩니다.

법안 논의 중, 미국 국립표준기술연구소(NIST)는 향후 IoT 보안 표준을 형성할 두 가지 핵심 문서를 발표했습니다. IoT 디바이스 사이버 보안 역량 핵심 기준은 디바이스와 데이터 보호를 위한 최소 보안 요건을 설정하며, IoT 디바이스 제조업체를 위한 기초 사이버 보안 활동은 제조업체가 통합해야 할 통제를 설명하며, 특히 지속적인 시스템 모니터링에 중점을 둡니다.

유럽에서는 유럽연합이 네트워크 및 정보 시스템 보안 지침을 개정하여 새로운 인프라 위협에 대응하고 있습니다.

임베디드 시스템 개발자는 이러한 규제 발전을 면밀히 주시합니다. 현재 많은 요건이 지향적이지만, 결국 구체적인 디바이스 설계 의무로 구체화될 것입니다.

애플리케이션 성능 모니터링 트렌드

미래 임베디드 시스템 사이버 보안 설계에 대한 통찰을 위해 개발자는 네트워크 애플리케이션 성능 모니터링(APM) 등 다른 IT 성능 및 보안 영역의 트렌드를 참고할 수 있습니다.

그러나 중요 인프라의 임베디드 시스템을 감독하는 애플리케이션은 전담 공격자의 주요 표적입니다. APM은 보안 유지의 초석이 될 것이며, 개발자는 APM 도구가 디바이스와 어떻게 상호작용하고 설계 요건을 형성하는지 이해해야 합니다.

데이터 수집 및 전송 간소화

현재 네트워크는 이미 많은 수의 연결된 디바이스를 처리할 때 대역폭 제약에 시달립니다. 디바이스 수가 10배 이상 증가한다면 어떨까요? 임베디드 디바이스와 원격 모니터링 플랫폼 간의 연결이 네트워크 문제로 끊어지면 디바이스는 익스플로잇에 더 취약해집니다.

숙련된 네트워크 관리자에 투자하는 것이 하나의 완화 전략입니다. 네트워크 관리 직종은 보안 시스템 설치, 네트워크 성능 최적화, 하드웨어 및 소프트웨어 문제 해결을 담당하는 전문가에 대한 필수적 수요를 반영하여 내년에 42,000개 이상 증가할 것으로 예상됩니다.

로컬 인공지능(AI)도 도움이 될 수 있습니다. APM 개발자는 제약된 대역폭에서 고품질 데이터를 전송하기 위한 무손실 압축 기술을 탐구 중이며, 임베디드 시스템 엔지니어는 온보드 압축 알고리즘을 지속적으로 개선해야 합니다.

인공지능 및 머신러닝 활용

AI와 머신러닝은 APM에 점점 더 필수적이 되어, 가트너가 "AIOps"라는 용어를 만들 정도입니다. AIOps는 APM을 사후 문제 해결에서 사전 문제 식별로 전환합니다.

그림 2. 지난 몇 년간 가장 큰 발전 중 하나는 APM이 인공지능에 점점 더 의존하게 된 것입니다. (출처: pixabay)

또한 AIOps는 문제 탐지 후 복구를 자동화합니다. 임베디드 시스템 개발자는 AI를 채택하여 사전 예방적 애플리케이션 수준의 사이버 공격 탐지를 구축할 수 있습니다.

AI 훈련은 주로 강력한 클라우드 리소스를 활용해 대규모 데이터셋을 처리하는 오프 디바이스에서 수행되지만, 에지 AI가 주목받고 있습니다. 개발자는 로컬 보안 모니터링을 위한 온보드 AI의 실현 가능성을 평가해야 하며, 현재 AI 모델의 높은 계산 요구 사항을 고려해야 합니다.

통합 애플리케이션 및 인프라 모니터링

임베디드 시스템의 모든 측면(기본 하드웨어부터 실행 애플리케이션까지)을 보호하려면 통합된 모니터링 접근이 필요합니다. 개별 구성 요소 점검에 의존하는 방식은 실시간 통찰력을 제공하는 전체론적 관찰 가능성 모델로 대체되고 있으며, 이를 통해 이상 징후를 더 빠르게 탐지하고 위협을 완화할 수 있습니다.

자동화

현대 사이버 보안 프로그램에 필요한 방대한 데이터 스트림과 분석을 수동으로 관리하는 것은 거의 불가능합니다. 따라서 자동화는 미래 보안 전략에 필수적입니다. 예를 들어, APM은 공격의 존재를 효과적으로 식별하지만, 취약점을 자동으로 정확히 찾아내는 시스템과 결합하면 더욱 강력해집니다.

사이버 보안 전문가 바바라 에릭슨(Cloud Defense)은 "전통적인 선형 취약점 스캐너를 사용하거나, 이전 경험을 기반으로 특정 항목을 검색하는 적응형 취약점 스캐너를 사용할 수 있습니다. 다행히 좋은 취약점 관리 소프트웨어를 선택하면 취약점 스캐너를 자동화할 수 있습니다. 스캔을 자동화하면 조직이 새로운 위협에 대해 지속적으로 평가받을 수 있고, 정기적인 예약 스캔에 너무 많은 인력을 낭비하지 않아도 됩니다."라고 말합니다.

임베디드 디바이스 개발자도 잠재적 공격 모니터링과 문제 발생 시 자동 시정 조치 구현을 위한 자동화를 강화해야 합니다.

결론

미국이 대규모 인프라 업그레이드에 착수함에 따라 중요 인프라의 IoT 볼륨이 크게 확장되어 사이버 공격 위험이 높아질 것입니다. 임베디드 디바이스 개발자는 필수 서비스의 신뢰성과 안전을 보장하기 위해 새로운 온보드 사이버 보안 제어의 통합을 우선시해야 합니다.