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정보보안(산업)기사

[정보보안기사] 5.네트워크 보안 - TCP SYN 공격(TCP connection request attack, TCP SYN attack)

by 다니엘(Daniel) 2023. 12. 26.
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TCP SYN 공격(TCP connection request attack, TCP SYN attack)이란 무엇인가요?


TCP SYN 공격은 네트워크 보안 공격의 한 형태로, TCP/IP 프로토콜을 이용한 공격입니다. 이 공격은 공격자가 대상 서버에게 TCP 연결 요청(SYN 패킷)을 대량으로 보내는 것으로 이루어집니다.
일반적인 TCP 연결은 "3-way handshake" 과정을 거칩니다. 클라이언트가 서버에게 연결을 요청하기 위해 SYN 패킷을 보내면, 서버는 SYN/ACK 패킷을 보내고, 클라이언트는 ACK 패킷을 보내면서 연결이 수립됩니다. 
하지만 TCP SYN 공격에서는 공격자가 대량의 SYN 패킷을 대상 서버에게 보내면서, SYN/ACK 패킷을 기다리는 상태를 유지시킵니다. 이로 인해 서버는 연결을 기다리는 상태로 가득차게 되고, 실제 유효한 연결 요청을 처리할 수 없게 됩니다. 이는 서비스 거부(Denial of Service, DoS) 공격의 한 형태로도 알려져 있습니다.
TCP SYN 공격은 공격자가 대량의 SYN 패킷을 보내기 때문에 대역폭을 소모하고, 서버의 자원을 고갈시키는 특징이 있습니다. 이를 방지하기 위해 일부 방화벽이나 네트워크 장비에서는 SYN Flood 공격을 탐지하고 차단하는 기능을 제공합니다. 또한, 서버 측에서도 SYN 쿠키(SYN Cookie) 등의 방어 메커니즘을 사용하여 공격을 대응할 수 있습니다.

 

 

TCP SYN 공격(TCP SYN attack)은 어떻게 동작하나요?


TCP SYN 공격은 다음과 같은 방식으로 동작합니다.

1. 공격자는 대상 서버의 IP 주소와 포트 번호를 대상으로 선택합니다.
2. 공격자는 대량의 SYN 패킷을 대상 서버로 보냅니다. SYN 패킷은 TCP 연결을 요청하는 패킷이며, 연결 설정을 위해 SYN 플래그를 설정합니다.
3. 대상 서버는 SYN 패킷을 받으면, 해당 연결에 대한 SYN/ACK 패킷을 생성하여 응답합니다. SYN/ACK 패킷은 SYN 플래그와 ACK 플래그가 모두 설정된 패킷입니다.
4. 일반적인 클라이언트는 SYN/ACK 패킷을 받으면 ACK 패킷을 보내 연결을 수립합니다. 하지만 공격자는 ACK 패킷을 보내지 않고, 대상 서버의 응답을 무시합니다.
5. 대상 서버는 ACK 패킷을 받지 못한 상태로 연결 설정을 유지하고, 대기 큐에 해당 연결 정보를 저장합니다.
6. 공격자는 대량의 SYN 패킷을 계속해서 보내기 때문에, 대상 서버의 대기 큐는 SYN_RCVD 상태의 연결 요청으로 가득 차게 됩니다.
7. 대상 서버는 SYN_RCVD 상태의 연결 요청을 처리하지 못하고, 실제 유효한 연결 요청을 처리할 수 없게 됩니다.
8. 결과적으로, 서버는 정상적인 연결 요청을 처리할 수 없어 서비스 거부 상태에 빠지게 됩니다.

TCP SYN 공격은 공격자가 대량의 SYN 패킷을 보내기 때문에 대역폭을 소모하고, 대상 서버의 자원을 고갈시키는 특징이 있습니다. 이로 인해 정상적인 사용자들의 서비스 이용에 지장을 초래할 수 있습니다.

 

 

TCP SYN 공격(TCP SYN attack)이 일으키는 피해는 어떤 것들이 있나요?


TCP SYN 공격은 다음과 같은 피해를 일으킬 수 있습니다.

1. 서비스 거부(Denial of Service, DoS): TCP SYN 공격은 대량의 SYN 패킷을 보내기 때문에 대상 서버의 자원을 고갈시킵니다. 서버는 유효한 연결 요청을 처리할 수 없게 되어 서비스 거부 상태에 빠지게 됩니다. 이는 서비스의 가용성을 저하시키는 결과를 초래할 수 있습니다.
2. 성능 저하: SYN 공격으로 인해 대상 서버의 자원이 고갈되면, 서버의 성능이 저하될 수 있습니다. 정상적인 연결 요청의 처리 속도가 느려지거나, 응답 시간이 증가할 수 있습니다. 이는 사용자 경험과 서비스 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
3. 리소스 소모: SYN 패킷을 처리하기 위해 대상 서버는 일시적으로 메모리, 프로세스, 네트워크 대역폭 등의 리소스를 할당합니다. SYN 공격으로 인해 대량의 SYN 패킷이 도착하면, 서버는 이러한 리소스를 소모하게 됩니다. 이는 정상적인 연결 요청을 처리하는 데 필요한 리소스의 가용성을 저하시키는 결과를 초래할 수 있습니다.
4. 서비스 중단: 심각한 SYN 공격이 발생하면, 대상 서버가 완전히 다운되거나 장기간의 서비스 중단을 초래할 수 있습니다. 이는 비즈니스 연속성에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며, 손해와 이미지 상의 문제를 야기할 수 있습니다.

따라서, TCP SYN 공격은 네트워크 시스템과 서비스에 중대한 피해를 줄 수 있는 보안 위협으로 간주됩니다. 적절한 방어 및 대응 조치를 통해 이러한 공격에 대비하는 것이 중요합니다.

 

 

TCP SYN 공격(TCP SYN attack)을 감지하는 방법이 있나요?


TCP SYN 공격을 감지하는 여러 가지 방법이 있습니다. 일반적으로 사용되는 방법은 다음과 같습니다.

1. SYN Flood 패킷 감지: SYN Flood 공격은 대량의 SYN 패킷을 보내는 것이 특징입니다. 네트워크 장비나 방화벽은 트래픽 분석을 통해 단기간에 대량의 SYN 패킷이 도착하는 것을 감지할 수 있습니다.
2. 대기 큐 오버플로우 감지: SYN 공격으로 인해 대상 서버의 대기 큐에 SYN_RCVD 상태의 연결 요청이 쌓이게 됩니다. 이를 감지하기 위해 서버 측에서는 대기 큐의 길이를 모니터링하고, 임계값을 설정하여 초과하는 경우에 경고를 발생시킬 수 있습니다.
3. SYN 쿠키(SYN Cookie) 사용: SYN 쿠키는 대상 서버가 SYN 패킷을 받을 때, 실제 연결 설정을 대기하기 전에 클라이언트의 정보를 해시하여 임시로 저장하는 방법입니다. 이를 통해 대량의 SYN 패킷을 처리하는 과정에서 대기 큐 오버플로우를 방지할 수 있습니다.
4. 트래픽 패턴 분석: SYN 공격은 특정한 트래픽 패턴을 가지고 있을 수 있습니다. 이를 분석하여 SYN 공격 패턴을 감지하는 방법도 존재합니다. 예를 들어, 단기간에 여러 IP 주소에서 동시에 대량의 SYN 패킷이 도착하는 것을 감지할 수 있습니다.
5. 인공지능과 기계학습 기술 활용: 최신 보안 솔루션은 인공지능과 기계학습 기술을 활용하여 네트워크 트래픽을 실시간으로 분석하고 이상 행위를 탐지할 수 있습니다. TCP SYN 공격의 특징을 학습한 모델을 사용하여 공격을 감지하고, 자동으로 대응 조치를 취할 수 있습니다.

이러한 방법들은 TCP SYN 공격을 감지하고 대응하기 위해 사용되는 일반적인 방법들입니다. 그러나 공격자는 지속적으로 공격 방법을 변형시키기 때문에, 보안 솔루션과 네트워크 관리자는 지속적으로 방어 메커니즘을 개선하고 최신 보안 기술을 적용해야 합니다.

 

TCP SYN 공격(TCP SYN attack)을 막기 위한 대처 방법이 있을까요?


TCP SYN 공격을 막기 위해 다음과 같은 대처 방법들을 사용할 수 있습니다.

1. SYN 쿠키(SYN Cookie) 사용: SYN 쿠키는 대상 서버가 SYN 패킷을 받을 때, 실제 연결 설정을 대기하기 전에 클라이언트의 정보를 해시하여 임시로 저장하는 방법입니다. 이를 통해 대량의 SYN 패킷을 처리하는 과정에서 대기 큐 오버플로우를 방지할 수 있습니다.
2. 방화벽 설정: 방화벽은 네트워크 트래픽을 모니터링하고, SYN Flood 공격을 탐지하여 차단하는 기능을 제공할 수 있습니다. 방화벽 설정에서 SYN Flood 공격에 대한 차단 규칙을 추가하고, 허용 가능한 SYN 패킷의 수나 연결 요청 제한을 설정할 수 있습니다.
3. 연결 제한 설정: 대상 서버에서는 동시에 처리할 수 있는 연결 요청의 수를 제한하는 설정을 할 수 있습니다. 이를 통해 공격자가 대량의 SYN 패킷을 보내 연결 요청을 쌓는 것을 방지할 수 있습니다.
4. 트래픽 분석 및 패턴 인식: 네트워크 트래픽을 모니터링하고, SYN 공격의 특정 패턴을 탐지하는 기능을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 단기간에 여러 IP 주소에서 동시에 대량의 SYN 패킷이 도착하는 것을 감지하고 차단하는 방식입니다.
5. 서비스 제공자 협조: 인터넷 서비스 제공자(ISP)는 SYN Flood 공격을 탐지하고 차단하는 방어 메커니즘을 구축할 수 있습니다. ISP와의 협력을 통해 네트워크 수준에서 공격 트래픽을 차단하고, 대상 서버에 도달하지 못하도록 할 수 있습니다.
6. 보안 솔루션 및 인공지능 활용: 고급 보안 솔루션은 인공지능과 기계학습 기술을 활용하여 SYN 공격을 감지하고 차단할 수 있습니다. 실시간으로 네트워크 트래픽을 분석하고 이상 행위를 탐지하여 적절한 대응 조치를 취할 수 있습니다.

이러한 대처 방법들은 TCP SYN 공격에 대비하여 시스템을 보호하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 그러나 보안은 지속적인 관리와 최신 기술의 적용을 요구하므로, 보안 전문가의 조언과 업계의 최신 동향을 주시하는 것이 중요합니다.

 

 

요약정리

 

 

 

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