부정선거 메커니즘의 핵심: 선거 통신망, 장비, 사전선거 시스템의 치명적인 취약점 이용

다산의 하드웨어 GPON의 취약점 : 데이터베이스 CVE-2018-10561.10562

한국의 통신 장비 회사 다산은 네트워크 관리와 장비시스템을 북한과 합작해서 개발했다. 공동개발 프로젝트 목록은 DASAN WEB NMS Application, DASAN NETWORK 장비시스템이었다. NMS는 네트워크 장비를 원격으로 모니터링하고 감시하는 시스템이다. 이곳에 접근이 가능하다는 것은 네트워크 전체 구조와 취약점을 파악할 수 있다는 것을 의미한다.

이때 통신망의 핵심 인프라로써 하드웨어 통신장비인 라우터, 스위치도 개발했는데 이것이 GPON 라우터(기가비트 수동 광네트워크)이다. 문제는 이 부분에 심각한 취약점이 발견된 것이다.

2018년 5월 3일 보안전문가 그룹 ‘vpnMentor’이 기계를 점검한 후 2가지 취약점을 지적했다 

1) 인증 우회 취약점 : 기기 웹 인터페이스 URL에 ?images/ 라는 특정 문자열을 입력하기만 해도 관리자비밀번호 없이 장비에 접근할 수 있었다.

2) 원격코드 실행 가능 : 인증을 우회한 공격자가 장비를 완전히 원격제어 할 수 있는 원격코드 실행이 가능했다. 이렇게 해서 기기가 연결된 전체 네트워크를 장악할 수 있다는 것이다.

즉, ‘?images/’라는 특정 문자열을 입력하면 장비에 ‘백도어’ (정상적인 인증 절차를 거치지 않고 시스템에 접근할 수 있도록 하는 숨겨진 기능) 가 생성된다는 것이며, 백도어를 통해 해커들이 얼마든지 장비를 원격제어 할 수 있는 코드 실행이 가능했다는 것이다. 게다가 장비 뿐 아니라 연결된 전체 통신망도 원격제어가 가능했다.

심지어 당시 이것을 악용한 공격 코드가 파이썬으로 작성되어 GitHub에 공개되어 있었다고 한다. 특별한 해킹기술이 없는 일반인도 이 코드를 사용해 취약 장비를 공격할 수 있었던 것이다. 그런데 다산은 vpnMentor를 통해 취약점이 발견된 2018년 5월 3일 이후에도 해결책을 내놓지 않고 미적거렸다. 결국 CISA(미국토안보부 사이버보안국)가 직접 개입해 즉시 전원차단 및 사용 중단조치를 내렸고, 2022.4.21 까지 필수 조치를 완료하라고 지시했다.

다산에서 이때 이 기계가 출시된지 9년이 넘은 노후 모델이라고 보고했다. 2009년 경에 출시되었다는 것인데 북한 IT인력들이 중국 단둥의 하나프로그람센터에서 개발에 참여했던 시기랑 딱 겹치게 된다.

결론적으로 2022년까지 이 기계는 선거 통신망의 주요 장비로 사용되었고 그 사이엔 한국 총선과 미 대선이 있었는데 계속 무방비하게 서버가 노출되어 있었다는 것이다.

다산 장비와 화웨이, LG U+ 선거 통신망의 취약점

한국의 사전 선거 전용 무선통신망 구축 사업자로 LG U+가 선정되었는데 당시에 화웨이 장비를 사용했다고 해서 큰 논란이 되었다. 모두들 현장에서 잡히는 화웨이 와이파이를 언급했지만, 이는 단순 와이파이 문제만이 아니었다. 

화웨이에서 납품하는 부분은 통신 안테나, 단말기와 무선 신호를 송수신하는 장비로 이 안테나에 연결하기 위해서는 ‘스위치나 라우터 같은 유선 통신 장비’가 반드시 필요했다. 즉, 네트워크의 내부 배관은 별도의 공급사를 통해 납품 됐는데 그게 ‘다산‘이었다. 그러니 LG U+ 통신망 구조에서 화웨이(무선)와 다산(유선)은 사실상 한 쌍이었다는 것이다. 

현대 통신망 구조는 크게 무선 구간과 유선 구간으로 나뉜다. 스마트폰이나 태블릿 같은 단말기는 무선 신호를 통해 기지국에 연결(화웨이), 기지국이 받은 신호는 유선을 통해 중앙 서버로 전달한다. 유선 구간의 핵심 장비가 스위치, 라우터다. 선관위의 유선 구간 선거통신망을 다산이 담당한 것이다.  

화웨이(무선)+다산(유선) 이 결합된 것은 로이킴의 인터뷰에서도 언급된 바와 같이 ‘중간자 공격’에 최적화된 환경을 제공한다. 즉, 장비들에 백도어나 특정 조건에서만 작동하는 취약점이 있다면 전송되는 데이터를 중간에서 가로채고 수정하는 것이 가능하다는 말이다. 그런데 이미 다산의 GPON 장비에 심각한 취약점이 발견됐다고 했다. 이 상황에선 데이터가 개표소에서 중앙 서버로 전송되는 과정에서 수치를 미세하게 변경하더라도 송신자인 개표소와 수신자인 중앙 서버는 장비 자체에서 일어난 조작을 인지하기 어렵다고 한다.

사전투표 시스템의 구조적 취약점 

현행 사전투표 시스템의 유지를 위해서는 통합명부시스템, 선거전용 통신망, 사전투표소 운용 장비가 필요하다. 사전선거는 <유권자 신분증 제시 – 선거 전용 통신망 – 선거인명부 확인 – 투표 참여 명부에 기록, 투표지 발급>의 순서로 진행된다. 선거 전용 무선통신망 구축 사업자로는 LG U+가 선정되었다. 그런데 이 사전투표시스템은 현재 여러 취약점에 노출되어 있다는 것이다. 

먼저는 사전투표 과정의 데이터 전송과 흐름이 문제가 있던 화웨이와 다산네트웍스를 통해 이뤄진다는 것이다. 앞서 말한 중간자 공격이 이뤄진다면 선거인 명부에 대한 조작도 기술적으로 가능할 수 있다. 

둘째는, 본인 확인기에 관한 것이다. 이 기기는 인터넷에 연결되어 통합선거인명부와 실시간으로 통신한다. 전문가들은 여기에 백도어가 설치될 경우 명부에 접근, 투표자 수를 조작하거나 유권자의 이름으로 추가 투표도 가능하다는 것이다. 

부정선거는 통신망에서 투표율 조작으로 이루어졌다는 의혹이 핵심이나, 사실상 개표기에도 심각한 취약점이 자리잡고 있다. 그것은 한틀시스템 투표지 분류기의 내부 구조에 있다. 

이 개표기는 ARM 임베디드 CPU와 FPGA로 구성되어 있다. ARM 임베디드 CPU 코어칩은 CPU와 I/O(중앙처리장치, 입출력장치)등을 하나의 주문형 반도체 칩으로 만든 것인데, 칩 자체가 완전한 컴퓨터로 기능한다는 것이 핵심이다. FPGA는 설계 가능한 반도체 소자로 불리는데. 논리소자와 프로그래밍이 가능한 내부 회로를 포함하고 있다. 사용자가 원하는대로 기능을 재설정할 수 있고 이 소자가 탑재된 장비는 펌웨어나 소프트웨어 업데이트를 통해 작동방식을 변경 할 수 있다. 쉽게 말해 구매한 후에 내 맘대로 바꿀 수 있다는 뜻이다.

공직선거법상 금지한 고성능 AI ‘전산컴퓨터’를 넣은 것이며, 한틀 시스템의 투표지 분류기 내부에 이 두 가지가 모두 탑재되어 있어서 외부 명령을 받아 조작 및 작동이 가능할 수 있다는 것이다. 

적재함수 12개: 1번 후보자의 투표지가 1번 적재함이 아닌 다른 적재함으로 분류되도록 설정하거나, 다른 적재함에 담겨야 할 투표지가 1번으로 들어갈 수 있도록 설정하는 알고리즘. 그래서 개표 결과에 대한 알고리즘적 조작 가능성을 내포하고 있다. 

통신방식 USB 2.0 High Speed : 선거장비에 USB 포트가 존재한다는 것은 외부 기기를 통해 데이터를 입력하거나 추출하는게 기술적으로 가능하다는 말. 콩고의 부정선거 분석 보고서도 선거 장비의 외부 통신 포트 비활성화를 강력히 권고. 참고로 선거에는 USB를 사용할 수 없게 되어있다.

DLL 프로그램 연계, 함수 도출 가능: 실행 중인 프로그램이 외부의 다른 프로그램이나 함수를 불러와 사용할 수 있게 해주는 구조. 프로그램이 실행 중 일 때 동적으로 특정 함수를 불러와 사용하는 방식. 개표기 소프트웨어가 실행 중에 외부의 함수나 프로그램을 동적으로 호출할 수 있다는 것이다. 개표기 소프트웨어가 완전히 독립적이지 않을 수 있다.

사전선거 시스템은 위와 같은 치명적인 구조적 취약점을 내포하고 있다. 통신망 뿐 아니라 심지어 개표기 자체에도 불법적인 요소들이 가득한 것이다. 더이상 사전투표 시스템을 신뢰할 수 없으며 이를 규명하지 않고서는 앞으로도 선거의 투명성을 절대 확보할 수 없을 것이다.

이 칼럼은 책 단둥 프로젝트 발췌, 요약 및 로이킴 인터뷰, 기사 등을 참고하여 작성했습니다.