Geo Satellite Security Study, 눈에 띄는 취약점 공개

메릴랜드대학교와 캘리포니아대학교 연구진은 통신 분야의 중대한 보안 문제를 밝히기 위해 공동 연구를 진행했다. 이 연구는 정지궤도 위성 통신의 보안을 공개적으로 분석한 연구 가운데 가장 포괄적이다. 연구진이 확인한 내용은 다음과 같다.

데이터 유출 통계

데이터 유출은 증가하고 있으며 기업에는 수십억 달러의 비용을 안기고 있다. 최근 Statista 보고서는 사이버 범죄로 인한 기업 피해액이 올해에만 10조 5천억 달러를 넘을 것으로 예측했다. 더욱 우려스러운 점은 이 손실이 2029년까지 15조 6,300억 달러를 초과할 것으로 전망된다는 사실이다.

사이버 범죄자들의 역량과 대담성도 커졌다. 이러한 기술 향상은 공격 대상의 변화에서 드러난다. 과거에는 주로 결제 정보를 노렸지만, 이제는 신용 사기와 기타 범죄에 활용할 수 있는 개인 정보를 찾는 쪽으로 초점이 옮겨가고 있다.

이러한 공격의 비용은 계속 증가할 전망이다. Sophos 보고서에 따르면 랜섬웨어 요구 금액은 불과 1년 만에 500% 증가했다. 현재 평균 랜섬웨어 지불액은 약 200만 달러다. 같은 자료는 사이버 범죄자들이 중견·대기업을 집중적으로 노리고 있음을 보여준다.

기업이 데이터 유출을 방지하는 방법

해커로부터 데이터를 보호하는 방법은 다양하다. 기업이 주로 사용하는 수단은 암호화, 콜드 스토리지, 고급 보안 프로토콜이다. 이를 2단계 인증 같은 검증 전략과 함께 사용하면 해커에 대한 방어력이 크게 향상된다. 다만 데이터 전송 과정에는 정보를 보관하는 기업 외에도 고려해야 할 주체가 있다.

통신 회사가 귀하의 데이터를 처리하는 방식

데이터가 전송된 뒤 이를 안전하게 지키는 책임의 상당 부분은 통신사에 있다. 이들 시스템은 인터넷 연결, 기지국, 위성을 이용해 데이터를 전 세계로 전송한다. 외딴 지역에서는 위성이 유일한 통신 수단일 수 있다.

위성 통신 작동 원리

위성은 하늘에 있는 대형 안테나처럼 작동하며 전 세계의 데이터를 수신하고 송신한다. 지상에 대규모 인프라를 구축하지 않고도 넓은 지역을 포괄할 수 있어 이러한 용도에 적합하다. 위성이 지상의 수신 안테나로 데이터를 보내면, 안테나는 해당 정보를 다른 통신 시스템으로 전달한다.

이 용도로 가장 널리 쓰이는 위성 가운데 하나가 정지 적도 궤도(GEO) 위성이다. 이 시스템은 일반 위성과 달리 지구 주위를 이동하는 것처럼 보이지 않는다. 지구의 자전 속도와 같은 속도로 회전해 하나의 좌표에 고정된 채 정렬을 유지한다. 이 방식은 한 시점에 지구 표면의 최대 40%에 통신 서비스를 제공할 수 있다.

위성 통신의 내재적 약점

이 위성들은 설계와 기능 때문에 여러 약점을 지닌다. 광섬유 같은 기존 통신 방식보다 제작과 발사 비용이 많이 든다. 사용할 수 있는 궤도 위치가 제한적이어서 우주 잔해와 충돌할 가능성도 더 크며, 충돌하면 장비가 손상되어 작동하지 않을 수 있다.

방송 신호에도 문제가 있다. GEO 위성은 지상 통신 시스템보다 대역폭이 제한적이다. 또한 대부분의 장비가 지상에서 22,236마일 떨어져 있어 기상 조건이 지연이나 대기 시간을 유발할 수 있다.

정지궤도 위성 보안 연구

최근 발표된 ‘Don’t Look Up: There are sensitive internal links in the clear on GEO satellites’¹ 연구는 현재 사용 중인 여러 고트래픽 GEO 위성 시스템에서 쉽게 예방할 수 있는 또 다른 보안 취약점을 밝혀냈다. 연구진은 막대한 양의 민감한 데이터가 암호화되지 않은 채 전송되어 누구나 해당 방송 주파수를 수신하기만 하면 내용을 볼 수 있다는 사실을 확인했다.

연구진은 단순한 수동 도청에 취약한 위성 시스템이 너무 많다는 사실이 ‘충격적’이었다고 밝혔다. 제한된 데이터에 접근하기 위해 보안 체계를 뚫어야 하는 해킹과 달리, 이 정보는 평문으로 전 세계에 자유롭게 송출되고 있었다.

민감한 트래픽

연구진은 개인 데이터부터 군사 작전까지 광범위한 위성 통신을 가로챘다고 밝혔다. 해킹 없이도 민감한 정보를 성공적으로 수집할 수 있었던 시스템은 다음과 같다.

정부

연구진은 여러 정부 기관의 핵심 데이터를 수동 방식으로 수집했다. 여기에는 전력·석유 회사 같은 중요 기반시설도 포함됐다. 평문 데이터에는 수리 요청, 위치 정보가 담겨 있었고 일부 작업은 원격으로 제어할 수도 있었다.

단순한 상용 위성 안테나만으로 군 통신도 노출됐다. 연구진은 정확한 해안 감시 데이터와 진행 중인 작전 정보를 손쉽게 수신했으며 경찰 통신도 포착했다.

기업

기업 통신 역시 보호가 미흡한 분야로 확인됐다. 연구진은 여러 통신 시스템에 접근해 개인 데이터, 로그인 정보, 이메일, 심지어 은행 정보까지 암호화하지 않고 전송한 기업들을 기록했다.

이동통신사들은 지상 통신에는 암호화를 사용하면서 위성 통신은 보호하지 않았다. 그 결과 통화, 문자, 인터넷 활동, 하드웨어 ID까지도 거의 노력 없이 수집할 수 있었다.

개인 통신

이 연구에 따르면 개인이 직접 전송하는 정보도 더 안전하지 않다. 연구진은 DNS 조회 기록을 포함해 비행 중인 승객의 암호화되지 않은 Wi-Fi 데이터를 포착했다. 기내 엔터테인먼트와 항공 시스템 정보 같은 구체적인 데이터도 확인할 수 있었다.

정지궤도 위성 보안 연구의 실험

연구진은 이론을 입증하기 위해 먼저 TV 수신에 사용하는 것과 같은 기성 상용 위성 안테나를 구입했다. 이후 하늘이 가리지 않고 보이는 샌디에이고의 높은 대학 건물 옥상에 안테나를 설치했다.

맞춤형 프로토콜 파싱 코드

연구진은 맞춤형 프로토콜 분석 코드를 개발했다. 이 코드는 네트워크 패킷을 재구성하고, 이후 각 네트워크의 전용 프로토콜을 이용해 전체 데이터를 해독할 수 있게 했다.

다음 단계는 위성 안테나를 연구 시스템에 연결하고 수동 신호 수집을 설정하는 것이었다. 이 방식은 신호가 수집되었다는 사실이나 수집 위치를 드러내지 않는다. 상용 TV 튜너 카드도 사용해 신호의 원시 바이트를 스캔했다.

정지궤도 위성 보안 연구의 실험 결과

연구 결과는 놀라웠다. 연구진은 시중에서 구할 수 있는 600달러 상당의 장비만으로 GEO 위성 39기의 트랜스폰더 411개를 관측했다. 데이터는 가로채거나 수집한 흔적을 남기지 않는 수동 방식으로 확보됐다. 문자 메시지부터 민감한 이메일, 군사 목표에 이르기까지 내용을 명확히 파악할 수 있었다.
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위성 시스템 운영자를 위한 권고 사항

논문은 ‘서비스 제공업체가 데이터 트래픽을 암호화하는지 확인할 방법이 없다’고 지적한다. 따라서 데이터 유출을 막기 위해 사용자가 할 수 있는 모든 조치를 취하는 것이 중요하다. 연구진은 악의적인 공격을 방지하기 위한 여러 권고안을 제시했으며, 첫 번째로 암호화를 반드시 사용해야 한다고 강조했다. 암호화는 선택형 부가 기능이 아니라 의무 사항이어야 한다는 것이다.

연구진은 개인 통신에 Signal 같은 암호화 플랫폼을 사용할 것도 권고했다. 기업은 최대한의 보호를 위해 여러 계층의 암호화를 적용해야 한다. 여기에는 위치와 기타 식별 정보를 숨기는 VPN 통합도 포함되며, 그렇지 않으면 해커가 사용자에 관한 더 많은 정보를 수집할 수 있다.

왜 모든 위성이 암호화를 사용하지 않을까?

암호화는 거의 모든 다른 디지털 전송 시스템에서 업계 표준이다. 그러나 위성은 인터넷이나 이동통신망과 달리 이러한 검토에서 벗어나 있었다. GEO 위성에 보편적 암호화가 아직 적용되지 않은 이유는 몇 가지가 있다.

대역폭

위성 통신이 암호화되지 않는 주된 이유 가운데 하나는 암호화가 더 많은 대역폭을 차지할 수 있기 때문이다. 위성은 전 세계 데이터 전송에 크게 의존되는데, 이 연구 전에는 이러한 공격 경로를 아는 사람이 거의 없었기 때문에 많은 통신 사업자에게 대역폭을 줄여 암호화를 도입할 경제적 유인이 없었다.

암호화 비용

효과적인 암호화 시스템을 통합하는 데에는 추가 비용도 든다. 많은 위성급 암호화 방식이 정상 작동하려면 라이선스 비용과 전용 하드웨어가 필요하다. 따라서 간접비가 늘고 수익이 줄어들 수 있다.

문제 해결

위성 통신의 암호화 사용을 제한해 온 기술적 문제도 있다. 시스템 전체에 암호화 계층이 적용되면 하드웨어나 소프트웨어 문제를 찾아내는 데 훨씬 더 많은 비용과 시간이 들 수 있다. 이러한 네트워크의 중요성을 고려하면 지연과 서비스 중단은 허용하기 어려웠다.

위성 운영자에게 약점을 알리는 방법

연구진은 전 과정에서 법률 전문가와 면밀히 협의해 관련 법률을 모두 준수했다. 또한 취약점을 발견한 모든 네트워크에 연락해 운영자에게 조사 결과를 설명했다. 현재까지 T-Mobile, Walmart (WMT ), KPU를 포함한 여러 기업이 문제를 제거하기 위해 보안을 강화했다.

위성 통신에 투자하기

선도적인 위성 데이터 사업자가 되려는 기업은 여러 곳이다. 이들은 우주 사업 비용을 낮추는 방법을 찾는 데 수년과 수백만 달러를 투자했다. 이제 그들의 서비스는 필요할 때 중요한 데이터에 실시간으로 접근하게 해주는 세계 통신의 핵심 요소다. 다음 기업은 위성 통신 시장의 개척자로 남아 있다.

EchoStar Corp

EchoStar (ECHO )는 위성 통신 장비와 서비스를 제공하는 선도 기업이다. 콜로라도에 본사를 둔 이 회사는 기업에 C밴드 위성 서비스를 제공하기 위해 Charlie Ergen, Candy Ergen, Jim DeFranco가 1980년에 설립했다.

EchoStar Corp는 1987년 방송 면허를 확보했고, 이는 약 20년 뒤 가장 인기 있는 위성 TV 사업자 가운데 하나인 DISH Network로 이어졌다. 회사는 1995년 EchoStar 1이라는 첫 위성을 공식 발사했다.

별도 법인으로 수년간 운영된 뒤 DISH Network는 EchoStar Corp에 다시 합병됐다. 오늘날 회사는 다양한 통신 기술로 사업을 확장했다. 성장하는 위성 통신 사업자에 투자하려는 사람은 EchoStar와 그 서비스를 더 자세히 조사할 필요가 있다.

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정지궤도 위성 보안 연구 | 결론

몇 년에 한 번씩 개인 데이터의 심각한 보안 위험을 드러내는 연구가 나온다. Edward Snowden이 NSA가 사람들의 모든 움직임을 추적한다고 폭로한 사건부터 클라이언트 측 AI 시스템이 사용자의 모든 결정을 추적한다는 사실까지, 데이터와 이를 허가 없이 얻으려는 사람들 사이에는 끊임없는 싸움이 이어지는 듯하다. 다행히 이번 연구는 알려지지 않았던 공격 경로를 밝히고 이를 제거하는 방법을 보여줌으로써 향후 데이터 유출로부터 대중을 더 잘 보호할 수 있게 했다.

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참고문헌:

^{1. Wenyi Morty Zhang, Annie Dai, Keegan Ryan, Dave Levin, Nadia Heninger, and Aaron Schulman. 2025. 제32회 ACM 컴퓨터 및 통신 보안 회의 (CCS ’25) 논문집, 타이베이, 대만. ACM. https://satcom.sysnet.ucsd.edu/docs/dontlookup_ccs25_fullpaper.pdf}