Psychic Signatures - 알아야 할 모든 것

2022년 4월 19일, 닐 매든(Neil Madden)은 Oracle Java 15~18 버전과 OpenJDK 15, 17, 18 버전에서 발견된 취약점을 공개했습니다. 이 취약점은 ECDSA 서명 암호화 방식에 존재하며, 공격자가 해당 서명에 대한 확인 과정을 완전히 우회할 수 있게 합니다.

ECDSA 서명이라는 생소한 개념 때문에 이 취약점에 관한 헤드라인을 보고도 무심코 지나치기 쉽습니다. 하지만 ECDSA 서명은 사실 인증과 같은 중요한 작업을 수행하는 인터넷상의 시스템을 보호하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

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ECDSA가 왜 중요한가요?

ECDSA라는 용어가 생소할 수 있습니다. 이는 타원 곡선 디지털 서명 알고리즘(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)의 약자로, 타원 곡선의 수학적 성질을 활용하여 현재 업계에서 가장 강력한 암호화 보안을 제공하는 암호화 방식 중 하나입니다.

따라서 다음과 같은 중요한 기능들에 널리 사용됩니다.

• SSL 인증서 서명
• 암호화 통신 중 핸드셰이크
• SAML
• JWT 서명
• OpenID Connect 서명

즉, ECDSA는 시스템을 보호하는 가장 민감한 기능들의 핵심 요소입니다. 서명 확인 과정을 우회할 수 있다는 것은 잠재적으로 매우 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다.

이 취약점은 어떻게 악용되나요?

안타깝게도 ECDSA의 수학적 원리는 다소 복잡합니다. 하지만 핵심은 ECDSA 서명이 r과 s라는 두 가지 정보로 구성된다는 점입니다.

이 숫자들은 서명의 유효성을 계산하는 데 사용됩니다. 값 r은 방정식의 우변에 있는 r과 s를 모두 사용하여 계산한 결과(좌변)입니다. 0을 곱하는 것은 좋지 않기 때문에, ECDSA 사양에서는 r 또는 s의 값이 0일 경우 이를 폐기해야 한다고 명시하고 있습니다.

하지만 Java의 ECDSA 구현에서는 이 점을 고려하지 않았습니다. 따라서 r과 s가 모두 0인 서명을 수락하게 되며, 이는 항상 참(true)이 됩니다. JWT 예시를 통해 이것이 얼마나 쉬운지 보여드리겠습니다. https://token.dev/를 사용하여 애플리케이션에서 생성되는 것과 유사한 ES256 알고리즘 토큰을 생성해 보겠습니다.

JWT는 세 부분으로 나뉜다는 점을 기억하세요.

• 헤더(파란색)
• 페이로드(녹색)
• 서명(빨간색)

그렇다면 서명 확인 과정을 우회하려면 어떻게 해야 할까요? 서명은 r과 s의 값을 지정하며, DER 형식으로 인코딩됩니다.

이제 JWT가 이 새로운 서명을 사용하도록 변경해 보겠습니다. JWT에서는 등호(=)가 포함되지 않는다는 점을 유의하세요.

이제 서명의 r과 s 값이 0으로 설정되었습니다. 취약한 버전의 Java에서는 사용자가 지정한 모든 페이로드에 대해 서명 검증이 성공하게 됩니다.

영향을 받는 대상과 완화 방법은 무엇인가요?

이 취약점은 Oracle Java와 OpenJDK 모두에 영향을 미칩니다. 대상은 다음과 같습니다.

Oracle Java SE (및 지원이 종료된 이전 버전):

• 18

• 17.0.2

Oracle GraalVM Enterprise Edition:

• 22.0.0.2
• 21.3.1

OpenJDK:

• 18
• 17.0.2
• 15.0.6
• 13.0.10
• 11.0.14
• 8u322
• 7u331

Both Oracle and OpenJDK have put out advisories, and patches for the issue that can be applied right away. 

이 취약점을 방어하기 위한 실습

Secure Code Warrior는 Psychic Signatures와 같은 최신 취약점이든 수년간 존재해 온 취약점이든, 개발자에게 가장 관련성 높은 정보와 실습 예제를 제공하기 위해 노력하고 있습니다.

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