내부자 공격에 안전한 하드웨어 가상화 프레임워크

Abstract

최근 클라우드 서비스가 발전함에 따라 향상된 자원 활용과 소프트웨어 이식성을 증가시키기 위한 하드웨어 가상화 기술 또한 성장하고 있다. 가상화의 특성상 이를 구동하고 관리하는 시스템 관리자가 메모리, 하드디스크 드라이브와 같은 컴퓨팅 리소스에 접근할 수 있다. 관리자에 의한 Cold-boot Attack이나 내부 명령어를 통해서 메모리 상의 데이터가 유출될 수 있으므로 개인정보와 기밀문서와 같은 민감한 데이터의 노출 위험이 발생한다. C. Li 등은 Guest OS의 가상 메모리 기본 단위인 페이지를 암호화하여 관리자에게 메모리 상의 데이터가 노출되지 않도록 막는 기법을 제안하였다. 하지만 페이지 암호화에 사용되는 키를 하이퍼바이저상에서 구하는 과정에서 키가 노출된다는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 내부자 공격에 안전한 가상 머신 프레임워크를 제안한다. IOMMU(Input/Output Memory Management Unit)를 사용하여 직접 하드웨어 디바이스에 접근 가능한 Guest OS를 생성하고 TPM(Trusted Platform Module) 가상화를 사용하여 시스템 관리자가 알 수 없도록 암호 키를 생성/관리한다. 하이퍼바이저는 이 암호 키를 사용하여 Guest OS의 페이지를 암호화한다. 이를 통해 관리자에게 키를 노출하지 않고 Guest OS 메모리 상의 데이터를 보호할 수 있다.