왜 방화벽 장치가 산업용 네트워크 인프라 보호에 중요한가?

산업 네트워크 보안 과제와 방화벽 장치의 역할 이해하기

산업 네트워크 인프라의 고유한 취약점

산업용 네트워크 구성의 보안 문제는 일반적인 IT 환경에서 볼 수 있는 것과 상당히 다릅니다. 많은 오래된 운영 기술 시스템이 이미 지원 종료된 플랫폼에서 계속 작동하고 있어 제대로 업데이트할 수 없는 실정입니다. 한편, 산업 제어 시스템은 강력한 보안 조치를 시행하기보다는 가동 중단 없이 운영을 지속하는 데 더 집중하는 경향이 있어 자연스럽게 취약점이 발생하게 됩니다. 대부분의 산업용 네트워크는 적절한 세그먼테이션도 이루어지지 않아서 침입이 발생하면 전체 시스템으로 빠르게 확산될 수 있습니다. 2023년에 발표된 최근 산업 보고서에 따르면, 지난해 제조 공장 열 곳 중 일곱 곳 가까이가 사이버 사고를 경험했으며, 이들 침해 사건 대부분은 보안이 가장 약한 네트워크 외곽에서 시작되었습니다. 기업들이 IT 네트워크와 운영 네트워크를 계속 통합하면서 보안 팀이 점점 더 정교해지는 공격으로부터 시스템을 보호하려는 노력은 더욱 어려워지고 있습니다.

방화벽 장치가 OT 환경에서 깊이 방어 전략을 어떻게 적용하는지

방화벽은 운영 기술(OT) 시스템에 대한 깊이 방어 접근 방식을 구축할 때 핵심적인 역할을 합니다. 방화벽은 네트워크 영역과 제어 지점을 생성하여 네트워크의 서로 다른 부분 간 통신 방식을 관리하고, 중요한 장비에 대한 무단 접근을 차단합니다. 산업용 등급의 방화벽은 Modbus TCP 및 PROFINET과 같은 특정 프로토콜을 지원하기 때문에 일반 IT용 방화벽과 다릅니다. 이를 통해 운영자들은 공장에서 의존하는 실시간 프로세스를 방해하지 않으면서도 트래픽 흐름을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이러한 계층적 접근 방식의 핵심 목적은 중복성 확보입니다. 하나의 보호 계층에 문제가 발생하더라도 여전히 다른 방어 수단이 존재하게 됩니다. 이는 가동 중단이 비용으로 직결되고, 보안 조치에 대한 쉬운 대안이 항상 존재하지 않는 OT 환경에서 특히 중요합니다.

중요 인프라를 겨냥한 사이버 위협의 진화

우리의 중요 인프라를 위협하는 요소들은 예전과는 달라졌습니다. 과거에는 단순한 방해 행위로 시작되었지만, 요즘은 실제 물리적 피해를 일으킬 수 있는 훨씬 더 위험한 공격으로 변모하고 있습니다. 과거 대부분의 문제는 데이터를 훔치거나 시스템을 몇 시간 정도 다운시키는 데 그쳤습니다. 그러나 지금은 공장, 전력망, 정수 처리 시설 등 우리 사회를 운영하는 핵심 시스템을 직접 겨냥하는 사례가 늘고 있습니다. 일부 국가 후원 해커들은 산업용 보안 장치를 교묘히 뚫고 들어가는 특수 제작 맬웨어를 사용하고 있으며, 동시에 랜섬웨어 범죄 조직들은 에너지 기업이나 제조업체를 공격할 경우 더 큰 몸값을 챙길 수 있다는 점을 깨달았습니다. 작년에 발표된 '중요 인프라 위협 보고서'에 따르면 산업 제어 시스템을 대상으로 한 사이버 공격은 거의 88% 증가했습니다. 이렇게 급속히 증가하는 추세는 우리의 필수 서비스가 날이 갈수록 더욱 정교해지는 위협에 직면해 있다는 것을 의미합니다.

사례 연구: 네트워크 세분화 부족으로 인한 전력망 공격

2022년, 해커들이 제대로 보호되지 않은 원격 모니터링 시스템을 통해 지역 전력망에 침입하면서 중대한 보안 사고가 발생했다. 일반적인 업무용 네트워크와 실제 제어 시스템 사이에 방화벽 분리가 존재하지 않았기 때문에, 이들 악의적 공격자들은 네트워크 내에서 자유롭게 이동할 수 있었고, 결국 핵심 전력망 관리 기능까지 도달하게 되었다. 그 결과 해당 지역 내 약 5만 가구가 정전의 영향을 받았다. 과거의 실수를 돌아보면 명확한 점은, 산업용 방화벽이 네트워크의 다양한 구간을 분리하기 위해 적절히 설치되었다면 이번 공격은 덜 중요한 영역에 국한되었을 가능성이 높으며, 소비자들에게 이처럼 막대한 피해를 주지는 못했을 것이라는 것이다. 이 현실 사례로부터 얻을 수 있는 교훈은 매우 명확하다. 즉, 방화벽을 스마트한 위치에 배치하는 것은 무단 접근이 필수 인프라 시스템 전체로 확산되는 것을 막아주는 중요한 보호 장치 역할을 한다는 것이다.

방화벽 장치를 이용한 산업용 네트워크 세분화: 존(Zones), 컨duit(Conduits) 및 트래픽 제어

ICS 네트워크에서 안전한 데이터 흐름을 위한 존과 컨duit 구현

산업용 네트워크 보안을 확보할 때, 방화벽을 통한 세분화는 악의적인 공격자가 OT 시스템 내부를 자유롭게 이동하는 것을 막아주는 중요한 보안 경계를 생성합니다. IEC 62443 표준이 제공하는 존 및 컨duit 모델은 기본적으로 네트워크를 별도의 구역으로 나누는 방식입니다. 이러한 구역 간의 통신은 정책에 의해 설정된 특정 경로를 통해서만 허용됩니다. 위험이 높은 부분을 핵심 제어 시스템으로부터 분리함으로써, 한 영역이 침해되더라도 피해가 다른 전 영역으로 확산되는 것을 방지할 수 있습니다. 이러한 방화벽은 모든 네트워크 경계에 위치하여 게이트키퍼 역할을 하며, 허용되어야 할 통신만 통과시키고 의심스러운 트래픽은 차단합니다. 이와 같은 구성은 다중 보호 계층을 형성하여 공격자가 시스템 내부 깊숙이 침투하기 어렵게 만듭니다.

필드 레벨 산업용 네트워크에서의 상태 비저장과 상태 저장 필터링

산업용 방화벽 시스템은 열악한 제조 환경에 특화된 다양한 필터링 기술을 사용합니다. 상태 비저장(stateless) 방식은 IP 주소 및 포트 번호와 같은 고정 기준에 따라 각 패킷을 개별적으로 검사합니다. 이 방법은 밀리초 단위의 응답이 필요한 공장 현장 네트워크처럼 속도가 가장 중요한 환경에서 잘 작동합니다. 반면에 상태 저장(stateful) 필터링은 지속 중인 연결을 추적하고 네트워크 트래픽의 전체적인 흐름을 분석합니다. 이를 통해 관리자는 더욱 정교한 제어 옵션을 얻을 수 있으며 기본 필터를 우회하려는 위협을 탐지할 수 있습니다. 물론 여기에는 상충 요소도 존재합니다. 상태 저장 검사는 보안 수준을 향상시키지만, 추가적인 처리 요구로 인해 핵심 작업의 속도가 느려질 수 있습니다. 대부분의 최신 산업용 방화벽은 실제로 두 가지 방식 모두를 제공하므로 기업은 매일의 운영 요구에 따라 보안 전략을 조정할 수 있습니다.

전략적 교통 정책을 통한 측면 이동 제어

방화벽 장치는 산업용 네트워크의 다양한 구역을 통해 위협이 수평적으로 확산되는 것을 제어하는 데 도움이 되는 전략적 트래픽 정책을 구현합니다. 이러한 보안 조치들은 특정 프로토콜의 사용 여부, 정보의 출발지와 목적지, 그리고 데이터가 단방향으로만 전송되는지 여부 등 네트워크 세그먼트 간에 허용되는 데이터 전송의 종류를 정확하게 명시합니다. 그 결과, 초기 방어 체계를 뚫고 침입한 악의적인 공격자들이 시스템 내부로 더 깊이 진입하는 것을 막아주는 디지털 담장과 같은 효과를 얻을 수 있습니다. 기업이 이러한 수준에서 상세한 접근 제어를 설정하면, 공격자는 최초에 침해된 네트워크 부분 안에서만 제한되며 다른 곳에 위치한 중요한 인프라에 접근할 수 없게 됩니다. 이러한 접근 방식은 침해 사고 발생 시 피해 범위를 최소화할 뿐 아니라, 네트워크 어디에나 연결되어 있다고 해서 무조건 신뢰하는 것이 아니라 지속적인 검증을 요구하는 현대 사이버보안 최선의 방법을 따르는 것입니다.

산업용 네트워크 계층 전반에 걸친 방화벽 장치의 전략적 배치

방화벽 장치를 제대로 작동시키기 위해서는 각 산업용 네트워크의 구성 요소가 실제로 필요로 하는 다중 보안 계층 전략이 필요합니다. 현장 레벨에서는 기존 OT 시스템의 시간에 민감한 통신을 방해하지 않으면서 이를 보호하는 투명한 레이어 2 방화벽이 사용됩니다. 이러한 장치는 고온과 기계의 지속적인 진동과 같은 열악한 환경에서도 견딜 수 있어야 합니다. 여러 위치에 분산된 운영 환경에서는 원격 사이트 및 셀 위치에 소규모 방화벽을 직접 설치하는 것이 효과적입니다. 이들은 무선 광대역 네트워크(WWAN)를 통해 주요 네트워크로 돌아가는 연결을 안전하게 유지합니다. 전체적인 아키텍처도 중요합니다. 강력한 IP 방화벽은 기업 경계에 배치되어 일반 컴퓨터 네트워크와 생산 현장 간의 데이터 이동을 제어하며, 승인된 트래픽만 통과하도록 보장합니다. 적절한 균형을 맞추는 것은 매우 중요합니다. 보안 조치가 운영 속도를 저하시키거나, 단일 부품의 고장으로 전체 시스템이 중단되는 상황을 초래해서는 안 되기 때문입니다.

산업용 사물인터넷(IIoT) 환경에서 차세대 방화벽 장치 및 제로 트러스트 통합

차세대 방화벽(NGFW) 기능을 통한 위협 탐지 강화

일명 NGFW로 불리는 차세대 방화벽은 오늘날의 산업용 IoT 구조를 보호할 때 이전 모델보다 훨씬 더 우수한 위협 탐지 기능을 제공합니다. 기존 방화벽은 단순히 포트와 프로토콜만 확인하지만, NGFW는 그 이상으로 나아갑니다. NGFW는 패킷 깊이 검사, 침입 방지 시스템, 애플리케이션의 실시간 동작을 이해하는 제어 기능 등 다양한 기능을 갖추고 있어 산업 네트워크에 몰래 침투하려는 교묘한 위협을 식별하는 데 도움이 됩니다. 보안 전문가들은 정상적인 방화벽이 간과하는 공격들처럼 복잡한 공격을 실제로 조기에 감지하고 차단할 수 있습니다. 그 결과 전력망, 제조 공장 및 우리가 매일 의존하는 기타 필수 시스템에 대해 훨씬 더 나은 보호가 가능해집니다.

제어 네트워크 트래픽의 실시간 모니터링을 위한 딥 패킷 인스펙션

차세대 방화벽(NGFW)은 단순히 헤더 정보뿐 아니라 네트워크 패킷 내부의 모든 것을 분석하는 딥 패킷 인스펙션(DPI) 기술을 활용함으로써 기존 방식을 뛰어넘습니다. 이를 통해 이러한 고급 방화벽은 제어 네트워크 트래픽을 실시간으로 분석할 수 있습니다. 이렇게 상세한 검사를 통해 이상한 활동 패턴을 감지하고, 숨겨진 악성코드를 찾아내며, 보안 침해를 시사할 수 있는 무단 명령을 탐지할 수 있습니다. 방화벽이 실제로 네트워크를 통해 흐르는 데이터를 점검하면 단순 필터가 완전히 놓치는 위험 요소들을 드러낼 수 있습니다. 핵심 운영을 수행하는 산업 분야에서는 DPI가 제공하는 이 추가적인 방어 계층 덕분에 위협을 조기에 차단하느냐, 아니면 이후 대규모 사고를 처리하느냐의 결정적 차이가 발생합니다.

방화벽 장비를 이용한 제로 트러스트 원칙 적용 및 마이크로 세그멘테이션

제로 트러스트 보안은 네트워크에 연결된 사람이나 기계를 막론하고 누구에게도 자동으로 접근 권한을 부여하지 않는 간단한 개념을 기반으로 작동합니다. 대신 시스템의 다른 부분과 상호작용하기 전에 모든 항목이 지속적으로 검증되어야 합니다. 방화벽은 마이크로 세그멘테이션(micro-segmentation)이라 불리는 기술을 활용해 이러한 접근 방식을 구현하는 데 도움을 줍니다. 기본적으로 방화벽은 대규모 산업용 네트워크를 더 작고 별도의 영역들로 나누며, 이들 사이에서는 특정한 통신만 허용됩니다. 이렇게 하면 어떤 효과가 있을까요? 한 부분에서 문제가 발생하더라도 인프라의 다른 중요한 부분으로 확산되지 않고 해당 구역 내에서 억제되기 때문에 해커들에게는 훨씬 더 어려운 환경이 조성됩니다. 그 결과, 사이버 위협으로부터의 보호 수준이 크게 향상됩니다.

모바일 IIoT 자산을 지원하는 WLAN에 방화벽 장치 통합

산업 시설들은 자동화된 가이드 차량(AGV), 휴대용 스캐너, 모바일 워크스테이션과 같은 공장 내 이동형 산업용 사물인터넷(IIoT) 장비를 관리하기 위해 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 도입을 점점 더 늘려가고 있습니다. 이러한 무선 시스템을 구축할 때, 방화벽 장치 추가는 이제 단순한 추천 사항이 아니라 적절한 보안을 위해 거의 필수적인 조치가 되었습니다. 이러한 방화벽은 유선 또는 무선 출처를 막론하고 네트워크를 통해 전송되는 모든 무선 데이터의 게이트키퍼 역할을 하며, 보안 규칙을 일관되게 시행합니다. 그 결과? 제조 현장에서 작업자들이 자유롭게 이동해야 하는 기동성을 해치지 않으면서 사이버 위협으로부터 확실한 보호를 받을 수 있게 됩니다. 많은 공장들이 이러한 통합 접근 방식을 도입한 이후 보안 사고 건수가 줄어들었다고 보고하고 있습니다.

자주 묻는 질문

왜 산업용 네트워크는 일반 IT 네트워크보다 보안 위협에 더 취약한가요?

산업용 네트워크는 종종 제대로 업데이트할 수 없는 오래된 기술에서 구동되며, 보안보다 운영의 지속성을 우선시하고 적절한 세분화가 부족하여 광범위한 침해에 취약합니다.

방화벽이 OT 환경에서 깊이 방어 전략(Defense-in-Depth)에 어떻게 기여합니까?

방화벽은 안전한 네트워크 영역과 통신 관리를 위한 제어 지점을 생성하여 특정 프로토콜이 운영을 방해받지 않고 원활하게 작동할 수 있도록 하며, 이로써 보호 계층의 중복성을 확보합니다.

산업용 네트워크에서 네트워크 세분화의 중요성은 무엇입니까?

네트워크 세분화는 네트워크 내부의 이동을 제한하는 별개의 영역과 통로를 만들어, 보안 침해가 중요한 영역으로 확산되는 것을 막고 전략적인 보안 정책을 적용함으로써 전체적인 사이버 보안을 강화합니다.

차세대 방화벽(NGFW)은 위협 탐지를 어떻게 향상시킵니까?

차세대 방화벽은 패킷 검사 및 침입 방지 시스템과 같은 고급 기능을 포함하여 네트워크 활동을 실시간으로 분석하고 정교한 보안 위협을 식별 및 완화할 수 있습니다.