누가 Secure Element을 해킹할 수 있을까? 대부분의 사용자에겐 걱정할 필요가 없는 이유

이 시리즈의 이전 글들을 읽어봤다면, 다소 충격적인 연구 결과들을 접했을 거예요. 레이저 결함 주입, 전자기 사이드 채널 공격 등, 최고 수준의 상업용 보안 인증을 받은 칩조차 학계 연구진에 의해 뚫린 사례가 있죠.

It's a lot to take in. If you're now quietly wondering whether your hardware wallet might be less secure than you previously believed, that's a totally reasonable thought. But this article asks and answers a simple question: who, realistically, has the means and the motivation to execute a direct attack on a secure element? 

공격이 가능하다는 것과 실제로 위험하다는 것은 다르다는 점을 기억하세요. 도둑이 각도 그라인더로 현관문을 자를 수 있다고 해서, 집을 비울 때마다 걱정할 필요는 없어요.

Secure Element을 뚫으려면 무엇이 필요할까?

공개된 연구에서 보고된 가장 정교한 Secure Element 직접 공격—레이저 결함 주입과 전자기 사이드 채널 분석—은 공통적으로 매우 까다로운 조건을 필요로 해요. 이 조건들을 나란히 살펴보면, 전체 그림이 달라집니다.

완벽한 장비를 갖춘 실험실

레이저 결함 주입을 하려면, 정밀 레이저 소스, 마이크론 단위 위치 조절이 가능한 현미경, 3축 모터 스테이지, 오실로스코프, 그리고 제어 전자장치 등 전문 장비가 필요해요. 이런 상업용 장비는 10만~25만 달러(약 1억~3억 원) 수준의 비용이 들고, 전용 실험실에 설치돼 있어요. 이동이 불가능하고, 집으로 가져올 수도 없어요. 

수년간의 전문 지식

레이저를 쏘기 전, 칩의 플라스틱 패키징을 강산이나 정밀 밀링 장비로 제거해야 해요. 이후 칩을 맞춤 공격 보드에 올려 현미경 아래에 배치하죠. 이 과정만 해도 몇 시간이 걸리고, 반도체 취급에 대한 전문 교육이 필요해요.

전자기 사이드 채널 공격은 칩을 분해하지 않아도 되지만, 칩 표면에 근접 EM 프로브를 정확히 위치시키고, 고속 오실로스코프와 수천 번의 서명 작업을 캡처해 오프라인 통계 분석을 해야 해요. 전체 과정에는 몇 시간의 물리적 접근과 상당한 컴퓨터 작업이 필요합니다.

이런 공격은 우연히 일어나는 일이 아니에요. 모두 철저히 계획되고, 자원이 투입된, 며칠씩 걸리는 실험실 작업이에요.
 

칩 종류마다 수개월의 준비

연구 논문에 기록된 모든 공격은 대상 칩에 맞춘 수개월간의 개발 작업이 필요했어요. 한 칩을 위한 공격 방법이 다른 칩에 그대로 적용되지는 않아요. 

즉, 내 하드웨어 지갑을 노리는 공격자는 단순히 장비만 있다고 되는 게 아니라, 해당 칩에 대한 사전 연구를 이미 마쳤거나, 앞으로 수개월을 투자할 각오가 있어야 해요.

실물 소유

Secure Element에 대한 모든 직접 물리적 공격은 공격자가 실제 기기를 손에 넣어야만 가능해요. 특히 레이저 결함 주입의 경우, 칩 패키징이 완전히 제거되어 기기가 영구적으로 변형됩니다. 

즉, 누군가가 내 하드웨어 지갑을 잠깐 빌려가 레이저 결함 주입 공격을 하고, 아무 일 없던 듯 돌려주는 상황은 있을 수 없어요. 내 하드웨어 지갑이 내 손에 있다면, 레이저 결함 주입 공격은 불가능합니다. 이 공격은 원격이나 빠르게, 또는 몰래 이뤄질 수 없어요.

누가 SE를 해킹할 수 있을까?

이런 공격을 할 장비, 전문성, 동기를 가진 사람이 실제로 있을까요? 그리고 그런 사람이 나를 노릴까요?

1. 정부 정보기관

국가 정보기관은 첨단 실험실 인프라, 예산, 전문 인력을 갖추고 있어 정교한 하드웨어 공격(직접 Secure Element 분석 포함)이 가능합니다. 이들은 하드웨어 가로채기, 백도어 심기, 암호화 장치의 물리적 분석 등 공식 프로그램도 운영하죠.

하지만 정보기관은 명확한 타깃이 있을 때만 움직여요. 모든 사람의 하드웨어 지갑을 무작위로 조사하지 않습니다. 특정 인물을 조사할 때만 움직이죠. 그리고 만약 그런 조사의 대상이 된다면,  the government has tools far more efficient than laser fault injection at its disposal: legal compulsion to produce keys, seizure of assets through judicial process, and, in some jurisdictions, wrench attacks.

2. 전문 학술 및 상업 보안 연구소

이 시리즈에서 소개된 공격을 실제로 시연한 연구소—NinjaLab, Ledger Donjon, Fraunhofer AISEC, 대학 연구팀—는 이런 공격을 수행할 능력이 있어요. 이들의 동기는 하드웨어 보안 지식의 발전, 제조사에 취약점 책임 공개, 그리고 보안 연구 커뮤니티 내에서의 명성 획득이에요.

이 팀들은 내 암호화폐를 훔치려는 금전적 동기가 없어요. 오히려 취약점을 찾아 제조사가 보완할 수 있도록 공개하는 것이 목적입니다.
 

3. 자금력 있는 범죄 조직

반도체 분석 장비에 접근할 수 있는 조직범죄 집단이라면, 이론적으로는 이런 공격을 금전적 이득을 위해 시도할 수 있어요. 하지만 이를 위해선 특정 개인이 상당한 암호화폐를 보유하고 있다는 사실을 미리 알아야 하고, 그만한 비용을 감수할 가치가 있어야 하죠.

또한, 그 개인의 기기를 오랜 시간 물리적으로 확보해야 하며, 해당 기기의 Secure Element에 맞춘 공격 방법도 이미 개발해 두었어야 해요.

즉, 엄청난 암호화폐 자산을 보유하고 있고, 기기 물리 보안이 허술하며, 보유 사실이 공개된 극소수만이 이런 표적이 될 수 있어요. 대부분의 사용자에게는 경제적으로 맞지 않는 시나리오입니다.

결론

물리적 보안을 잠시 생각해보세요. 집 현관문 자물쇠도 숙련된 열쇠공, 범프키, 드릴로 뚫릴 수 있어요. 그렇다고 해서 집이 안전하지 않다는 뜻은 아니죠. 자물쇠의 역할은 기회주의적 침입자를 막는 것이고, 이 역할을 충분히 해내고 있어요.
 

특수 장비와 명확한 목적을 가진 전문가라면, 어떤 집이든 뚫을 수 있지만, 이런 위협은 일반 주택 보안이 막을 수 있는 범주가 아니고, 대부분의 사람은 평생 겪을 일이 없어요.
 

Secure Element도 마찬가지예요. 실제 사용자가 마주할 수 있는 현실적인 위협—칩을 직접 만질 수 없는 원격 해커, 연결된 컴퓨터의 악성코드, 분실 기기를 노리는 도둑—에 대해 매우 강력하게 작동해요. 이런 위협에 대해 인증된 Secure Element는 탁월한 성능을 보여줍니다.

법원 명령과 반도체 실험실을 가진 정부 정보기관과 맞붙는 것은 Secure Element의 설계 목적이 아니고, 그럴 수 있다고 주장하지도 않아요.

만약 국가 차원에서 나를 고위험 표적으로 지목한다면, 사실상 어떤 기술적 방어도 큰 도움이 되기 어렵습니다.