와이어가드

3. 프로토콜

와이어가드 프로토콜은 노이즈 프로토콜 프레임워크의 `IK` 핸드셰이크 패턴 변형을 기반으로 하며, 구체적으로는 `Noise_IKpsk2_25519_ChaChaPoly_BLAKE2s` 구성을 사용한다. ([https://www.wireguard.com/papers/wireguard.pdf 백서] 참조)

주요 암호화 기술은 다음과 같다.^[46]

개인 키, 공개 키, 사전 공유 키는 Base64로 인코딩하여 사용한다.

네트워킹 측면에서는 UDP만을 사용하며,^[2] 네트워크 계층에서 IPv4와 IPv6를 모두 지원하고 v4-in-v6 및 v6-in-v4 방식의 캡슐화가 가능하다.^[10][48] (자세한 내용은 네트워킹 섹션 참조)

또한, 와이어가드는 선택적으로 사전 공유 대칭 키 모드를 지원하여 양자 컴퓨터 공격에 대비한 추가 보안 계층을 제공한다. 이는 미래에 양자 컴퓨터가 등장하여 Curve25519 암호화를 해독할 수 있게 되더라도, 사전 공유 키로 암호화된 과거 트래픽의 기밀성을 보호하는 데 목적이 있다. 키 관리의 어려움과 도난 위험^[7]에도 불구하고, 단기적으로는 Curve25519 키와 함께 이중 보안을 제공한다.

프로토콜의 보안성은 2019년 5월 INRIA 연구진이 CryptoVerif 증명 보조 도구를 사용하여 발표한 기계 검증 증명을 통해 입증되었다.^[49]

3. 1. 네트워킹

• 20바이트 IPv4 헤더 또는 40바이트 IPv6 헤더
• 8바이트 UDP 헤더
• 4바이트 타입
• 4바이트 키 인덱스
• 8바이트 논스
• N바이트 암호화된 데이터
• 16바이트 인증 태그

3. 2. 확장성

4. 구현

와이어가드 프로토콜의 다양한 구현은 다음과 같다.

• Donenfeld의 초기 구현: C와 Go로 작성되었다.^[17][62]
• 클라우드플레어(Cloudflare)의 BoringTun: 사용자 공간에서 Rust로 작성된 구현이다.^{[18][19][63][64]}
• Matt Dunwoodie의 OpenBSD용 구현: C로 작성되었다.^[20]
• Ryota Ozaki의 NetBSD용 wg(4) 구현: C로 작성되었다.^[21][65]
• FreeBSD 구현: C로 작성되었으며, OpenBSD 구현과 데이터 경로의 상당 부분을 공유한다.^[36]
• "wireguard-nt": 2021년 8월부터 개발된 네이티브 Windows 커널 구현이다.^[22]
• AVM Fritz!Box 모뎀-라우터: Fritz!OS 버전 7.39 이상에서 지원하며, 버전 7.50부터는 사이트 간 연결도 가능하다.^[23]
• 벡터 패킷 처리(Vector Packet Processing) 사용자 공간 구현: C로 작성되었다.

5. 평가

Ars Technica의 리뷰에 따르면 와이어가드는 설정 및 사용이 쉽고, 강력한 암호를 사용하며, 공격 표면이 작은 최소한의 코드베이스를 가지고 있다는 평가를 받았다. Ars Technica는 OpenVPN이나 IPsec 등 기존의 일반적인 VPN 기술들이 설정의 어려움, 잦은 연결 끊김, 긴 재접속 시간, 오래된 암호 방식 사용, 그리고 방대한 소스 코드(40만~60만 행)로 인한 버그 발견의 어려움 등의 문제점을 가지고 있다고 지적했다.^[47]

와이어가드는 이러한 문제점들을 해결하는 것을 목표로 설계되었다. 터널의 보안을 강화하고 관리를 용이하게 만들었으며, 암호화 방식의 버전 관리를 통해 항상 최신의 안전한 기술을 사용하도록 한다. 특히 약 4,000행에 불과한 간결한 코드베이스는 OpenVPN이나 IPsec 코드의 약 1% 수준으로, 보안 감사를 용이하게 만드는 주요 장점이다.^[47] Ars Technica의 테스트에서도 와이어가드는 기존 기술들에 비해 안정적인 터널을 쉽게 생성했으며, 특히 빠른 재접속 속도는 기존 기술의 긴 지연 시간과 비교했을 때 매우 인상적이라고 평가되었다.^[47]

와이어가드는 오픈 테크놀로지 펀드(Open Technology Fund)^[13]로부터 자금 지원을 받았으며, 멀바드(Mullvad)^[51], 프라이빗 인터넷 액세스(Private Internet Access), IVPN^[53], NLnet 재단(NLnet Foundation)^[14][55] 및 OVPN^[15] 등 여러 VPN 서비스 제공업체 및 관련 재단으로부터 기부를 받으며 기술적 발전을 지속하고 있다.

또한, 미국 상원의 오리건 주 대표 론 와이든(Ron Wyden) 의원은 미국 국립 표준 기술 연구소(NIST)에 와이어가드를 IPsec, OpenVPN 등 기존 기술의 대안으로 평가할 것을 권고하며 기술의 중요성과 잠재력을 강조하였다.^[16][61] 이는 와이어가드가 향후 보안 표준으로 자리 잡을 가능성을 시사하는 중요한 움직임으로 평가된다.

참조

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