랜섬웨어 공격 방어 SSD에서 선점적 랜섬웨어 감지를 통한 포그라운드 I/O 지연 시간 단축 기법 연구
Reducing Foreground I/O Latency via Preemptive Ransomware Detection on Ransomware Attack Tolerant SSD
- 주제(키워드) 랜섬웨어 공격 및 방어 , Solid-State Drive (SSD) , 데이터 백업 기술 , 선점형 I/O 스케줄링
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김영재
- 발행년도 2021
- 학위수여년월 2021. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 컴퓨터공학과
- UCI I804:11029-000000065908
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
랜섬웨어는 컴퓨터 시스템을 감염시켜 접근을 제한하고 복구를 위해 돈을 요구하 는 악성 소프트웨어의 일종이다. 랜섬웨어에 대한 피해가 증대되고 있어서 이를 막기 위한 연구가 진행되고있다. 랜섬웨어 감염을 방어하는 기술중 가장 보장된 방법은 디바 이스 수준에서 백업을 관리하는 기술이다. 디바이스 수준에서의 백업 기술은 Soild-State Drive (SSD)의 덮어쓰기 (Overwrite) 요청 수행 시 이미 쓰여진 페이지 대신 새 페이지에 데이터가 기록되는 다른자리 덮어쓰기 (Out-of-place update) 특성을 활용한다. 또한, SSD 내부 공간 사용을 최소화 하기위해서 랜섬웨어에 감염된 데이터에 대해서반 선별적으로 백업을 보존하는 기술이 존재한다. 선별적으로 백업을 관리하기위해서, 최근 연구들은 가장 정확도가 높은 Content-based 감지를 수행한다. Content-based 감지는 이전 데이터 와 다른자리 덮어쓰기로 발생한 새로운 데이터에 대해서 바이트 수준의 비교를 통해서 랜섬웨어 감염을 판단한다. 또한, 덮어쓰기 요청 직후에 인라인으로 바로 감지를 수행하 기때문에 Content-based 인라인 감지라 한다. 하지만, 이러한 Content-based 인라인 감지는 SSD 의 덮어쓰기 요청 수행이 완료되는 것을 지연시킨다. 따라서, 뒤이어 도착한 I/O 요청에 대한 응답 시간이 길어지는 문제를 유발하기 때문에 최근 연구는 이를 위해 확장 하드웨어 모듈 설계를 제안하였다. 하지만, 이러한 기술은 추가적인 하드웨어 비용과 전문 지식을 요구하기 때문에 범용 SSD에 적용 하기에는 제한적이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 연구에서는 추가적인 하드웨 어 비용이 없으며, 범용적인 SSD에 간단히 펌웨어 업데이트를 수행하여 소프트웨어로 Content-based 인라인 랜섬웨어 감지를 수행하면서 기존 SSD 에 반해 성능 저하를 최소화 하는 선점적 랜섬웨어 감지 SSD 를 제안한다. 본 연구에서는 (i) Content-based 인라인 감지 작업을 분석하여 합리적인 선점 정책을 설계하고 이를 바탕으로 (ii) 선점적 랜섬웨 어 감지 기술을 Microsoft research에서 배포한 SSD 시뮬레이터에 구현하였다. 실험 결과, Erebus 리눅스 랜섬웨어와 Teslacrypt 랜섬웨어 워크로드에서 기존의 SSD에 비해 포그라 운드 평균 I/O 응답 지연 시간이 약 1.1배 (한번의 감지 당 50개 선점 수행할 경우) 정도로 무시할 만큼의 저하만 보이는 것을 확인하였다.
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