{{위키데이터 속성 추적}}
'''디스크 암호화'''({{Lang|en|Disk encryption}})는 인증되지 않은 사람은 쉽게 해독할 수 없는 코드로 변환하여 정보를 보호하는 기술이다. 디스크 암호화는 [[디스크 암호화 소프트웨어]] 또는 [[디스크 암호화 하드웨어|하드웨어]]를 사용하여 [[디스크 저장소|디스크]] 또는 디스크 [[볼륨 (컴퓨팅)|볼륨]]에 있는 모든 [[데이터]] [[비트]]를 [[암호화]]한다. 디스크 암호화는 데이터 저장소에 대한 무단 액세스를 방지하는 데 사용된다.<ref>{{웹 인용|title=What is Full-Disk Encryption? - Definition from Techopedia|url=http://www.techopedia.com/definition/13623/full-disk-encryption-fde|access-date=2021-04-25|website=Techopedia.com|language=en}}</ref>

전체 디스크 암호화 (FDE)는 디스크의 모든 항목을 암호화하지만 [[운영 체제]] 로드 시퀀스를 시작하는 코드가 있는 부팅 가능한 디스크의 [[마스터 부트 레코드]] (MBR) 또는 유사한 영역은 암호화되지 않는다. 일부 [[하드웨어 기반 전체 디스크 암호화]] 시스템은 MBR을 포함한 전체 [[부팅 디스크]]를 실제로 암호화할 수 있다.

== 투명한 암호화 ==
'''투명한 암호화'''({{Lang|en|Transparent encryption}}), 또는 '''실시간 암호화'''({{Lang|en|real-time encryption}})는 몇몇 [[디스크 암호화 소프트웨어]]에서 사용하는 방법이다. "투명"이란 데이터가 로드되거나 저장될 때 자동으로 [[암호화]]되거나 해독된다는 사실을 나타낸다.

투명한 암호화를 사용하면 [[키 (암호)|키]]가 제공되는 즉시 파일에 액세스할 수 있으며 일반적으로 전체 [[볼륨 (컴퓨팅)|볼륨]]이 실제 드라이브인 것처럼 [[마운트]]되어 암호화되지 않은 파일과 마찬가지로 파일에 액세스할 수 있다. 암호화된 볼륨에 저장된 데이터는 올바른 [[비밀번호]]/[[키 파일]] 또는 올바른 [[키 (암호)|암호화 키]]를 사용하지 않고는 읽을 수 (복호화할 수) 없다. 볼륨 내의 파일 이름, 폴더 이름, 파일 내용 및 기타 [[메타데이터]]를 포함하여 전체 [[파일 시스템]]이 암호화된다.<ref>{{웹 인용|url=https://www.grc.com/misc/truecrypt/TrueCrypt%20User%20Guide.pdf|title=Truecrypt User Guide|website=grc.com}}</ref>

최종 사용자에게 [[투명성|투명]]하게 공개하기 위해 투명한 암호화는 일반적으로 [[암호화]] 프로세스를 활성화하기 위해 [[장치 드라이버]]를 사용해야 한다. 이러한 드라이버를 설치하려면 일반적으로 [[시스템 관리자|관리자]] 액세스 권한이 필요하지만 암호화된 볼륨은 일반적으로 이러한 권한이 없는 일반 사용자가 사용할 수 있다.<ref>{{웹 인용|url=https://github.com/t-d-k/librecrypt/blob/master/docs/installation_and_upgrading__PC.md#automatic-installation|title=t-d-k/LibreCrypt|website=GitHub}}</ref>

일반적으로 사용자 및 응용 소프트웨어가 프로세스를 인식하지 못하는 방식으로 데이터를 쓸 때 매끄럽게 암호화되고 읽을 때 해독되는 모든 방법을 투명한 암호화라고 할 수 있다.

== 디스크 암호화 vs. 파일 시스템 수준 암호화 ==
디스크 암호화가 모든 상황에서 파일 암호화를 대체하지는 않는다. 디스크 암호화는 더 안전한 구현을 제공하기 위해 [[파일 시스템 수준 암호화]]와 함께 사용되기도 한다. 디스크 암호화는 일반적으로 전체 드라이브를 암호화하는 데 동일한 키를 사용하기 때문에 시스템이 실행될 때 모든 데이터를 해독할 수 있다. 그러나 일부 디스크 암호화 솔루션은 여러 키를 사용하여 서로 다른 볼륨을 암호화한다. 공격자가 런타임에서 컴퓨터에 액세스할 수 있는 경우 공격자는 모든 파일에 액세스할 수 있다. 대신 기존 파일 및 폴더 암호화를 사용하면 디스크의 다른 부분에 대해 서로 다른 키를 사용할 수 있다. 따라서 공격자는 여전히 암호화된 파일 및 폴더에서 정보를 추출할 수 없다.

디스크 암호화와 달리 파일 시스템 수준 암호화는 일반적으로 디렉터리 구조, 파일 이름, 수정 [[타임스탬프]] 또는 크기와 같은 파일 시스템 메타데이터를 암호화하지 않는다.

==디스크 암호화와 신뢰 플랫폼 모듈==
[[신뢰 플랫폼 모듈]] (TPM)은 하드웨어 장치를 [[인증]]하는 데 사용할 수 있는 [[메인보드]]에 내장된 [[보안 암호화 프로세서]]이다. 각 TPM 칩은 특정 장치에 고유하므로 플랫폼 [[인증]]을 수행할 수 있다. 액세스하려는 시스템이 예상하는 시스템인지 확인하는 데 사용할 수 있다.<ref>{{인용|title=Information technology. Trusted platform module|url=http://dx.doi.org/10.3403/30177265u|publisher=BSI British Standards|doi=10.3403/30177265u|access-date=2020-12-04}}</ref>

몇몇 디스크 암호화 솔루션이 TPM을 지원한다. 이러한 구현은 TPM으로 암호 해독 키를 래핑하여 [[하드 디스크 드라이브]] (HDD)를 특정 장치에 연결할 수 있다. HDD를 해당 특정 장치에서 제거하고 다른 장치에 장착하면 암호 해독 프로세스가 실패한다. 복호화 [[비밀번호]] 또는 [[보안 토큰|토큰]]으로 복구할 수 있다.

이렇게 하면 장치에서 디스크를 제거하지 못한다는 장점이 있지만 암호화에서 [[단일 장애점]]을 만들 수 있다. 예를 들어, TPM이나 [[메인보드]]에 문제가 발생하면 별도의 복구 키를 가지고 있지 않는 한 하드 드라이브를 다른 컴퓨터에 연결하여 데이터에 액세스할 수 없다.

== 구현 ==
{{본문|디스크 암호화 소프트웨어의 비교|디스크 암호화 하드웨어|디스크 암호화 이론}}
시중에 디스크를 암호화할 수 있는 여러 가지 도구가 있지만 기능과 보안 면에서 큰 차이가 있다. 크게 [[디스크 암호화 소프트웨어|소프트웨어]] 기반, 저장 장치 내 하드웨어 기반, 다른 하드웨어 기반 (예: [[CPU]] 또는 [[호스트 버스 어댑터]])의 세 가지 종류로 나뉜다. 저장 장치 내의 [[하드웨어 기반 전체 디스크 암호화]]를 자체 암호화 드라이브라고 하며 성능에 전혀 영향을 미치지 않는다. 또한 미디어 암호화 키는 장치 자체에 있지 않으므로 운영 체제의 어떤 바이러스도 사용할 수 없다.

[[신뢰 컴퓨팅 그룹]] [[오팔 스토리지 사양]]은 자체 암호화 드라이브에 대해 업계에서 인정하는 표준화를 규정한다. 외부 하드웨어는 소프트웨어 기반 솔루션보다 훨씬 빠르지만 CPU 버전은 여전히 성능에 영향을 미칠 수 있고 미디어 암호화 키도 제대로 보호되지 않는다.

부팅 드라이브의 모든 솔루션에는 여러 공급업체의 모든 유형의 솔루션에 사용할 수 있는 [[사전 부팅 인증]] 구성 요소가 필요하다. [[대칭 암호화]]가 일반적으로 강력하기 때문에 인증 자격 증명이 일반적으로 주요 잠재적 약점이 된다는 것이 모든 경우에 중요하다.

==비밀번호/데이터 복구 메커니즘==
기업 내 모든 디스크 암호화 솔루션을 대규모로 구축하려면 안전한 복구 메커니즘이 필수적이다. 솔루션은 사용자가 예고 없이 퇴사하거나 비밀번호를 잊어버렸을 경우에 대비하여 가장 중요한 데이터인 비밀번호를 복구할 수 있는 쉽고 안전한 방법을 마련해야 한다.

=== 질문-응답 암호 복구 메커니즘 ===
[[질문-응답 인증|질문-응답]] 비밀번호 복구 메커니즘을 통해 비밀번호를 안전한 방식으로 복구할 수 있다. 일부 디스크 암호화 솔루션에서 제공한다.

질문-응답 비밀번호 복구의 몇 가지 이점은 다음과 같다.

# 사용자가 복구 암호화 키가 있는 디스크를 휴대할 필요가 없다.
# 복구 프로세스 중에는 비밀 데이터가 교환되지 않는다.
# 정보를 [[스니핑 공격|스니핑]]할 수 없다.
# 네트워크 연결이 필요하지 않다. 즉, 원격 위치에 있는 사용자에게 적합하다.

=== 응급 복구 정보 (ERI)-파일 비밀번호 복구 메커니즘 ===
응급 복구 정보 (ERI) 파일은 소규모 기업의 헬프데스크 직원 비용 또는 구현 문제로 인해 질문-응답 메커니즘을 사용할 수 없는 경우 복구하기 위한 대안이다.

ERI 파일 복구의 몇 가지 이점은 다음과 같다.

# 소규모 회사에서는 구현의 어려움 없이 사용할 수 있다.
# 복구 프로세스 중에 비밀 데이터가 교환되지 않는다.
# 정보를 [[스니핑 공격|스니핑]]할 수 없다.
# 네트워크 연결이 필요하지 않다. 즉, 원격 위치에 있는 사용자에게 적합하다.

== 보안 문제 ==
대부분의 전체 디스크 암호화 체계는 이미 [[운영 체제]]를 실행 중인 시스템을 [[콜드 부팅 공격|콜드 부팅]]한 다음 데이터가 사라지기 전에 [[정적 램|메모리]] 내용을 덤프하여 암호화 [[키 (암호)|키]]를 훔칠 수 있는 [[콜드 부팅 공격]]에 취약하다. 이 공격은 컴퓨터 메모리의 [[데이터 잔존]] 속성에 의존하며, 데이터 [[비트]]는 전원이 꺼진 후 성능이 저하되는 데 몇 분 정도 걸릴 수 있다.<ref name="ColdBoot">{{웹 인용|url=http://citp.princeton.edu/memory/|title=Lest We Remember: Cold Boot Attacks on Encryption Keys|author=[[J. Alex Halderman]], [[Seth Schoen|Seth D. Schoen]], [[Nadia Heninger]], William Clarkson, William Paul, Joseph A. Calandrino, Ariel J. Feldman, Jacob Appelbaum, and [[Edward Felten|Edward W. Felten]]|publisher=[[Princeton University]]|date=2008-02-21|access-date=2008-02-22|archive-url=https://web.archive.org/web/20110722182409/http://citp.princeton.edu/memory/|archive-date=2011-07-22|url-status=dead}}</ref> [[신뢰 플랫폼 모듈]] (TPM)도 운영 체제가 디스크에 액세스하기 위해 암호 해독 키를 메모리에 저장해야 하기 때문에 공격에 효과적이지 않다.<ref name="ColdBoot"/>

전체 디스크 암호화는 절전 모드에서 컴퓨터를 도난당한 경우에도 취약하다. 깨우기에는 [[BIOS]] 부팅 시퀀스를 거치지 않기 때문에 일반적으로 FDE 암호를 묻지 않는다. 반면 최대 절전 모드는 BIOS 부팅 시퀀스를 거치기 때문에 안전하다.

모든 소프트웨어 기반 암호화 시스템은 [[음성 암호 해독]] 및 [[하드웨어 키로거]]와 같은 다양한 [[부채널 공격]]에 취약하다. 반대로 자체 암호화 드라이브는 하드웨어 암호화 키가 디스크 컨트롤러에만 존재하기 때문에 이러한 공격에 취약하지 않다.

또한 대부분의 전체 디스크 암호화 체계는 데이터 변조(또는 [[데이터 열화|비트 부패]]와 같은 데이터 손상)로부터 보호하지 못한다.<ref>{{웹 인용|url=https://crypto.stackexchange.com/a/10808|title=Practical disadvantages of GCM mode encryption|website=Cryptography Stack Exchange}}</ref> 즉, 프라이버시만 제공하며 무결성은 제공하지 않는다. 전체 디스크 암호화에 사용되는 [[디스크 암호화 이론|블록 암호 기반 암호화 모드]]는 인증 태그에 필요한 스토리지 오버헤드 문제로 인해 자체적으로 [[인증된 암호 방식]]이 아니다. 따라서 디스크 상의 데이터를 변조할 경우, 읽었을 때 데이터가 깨진 랜덤 데이터로 복호화되며 어떤 데이터가 변조되었는지에 따라 OS 메타데이터의 경우 파일 시스템에 의해, 파일 데이터의 경우 파일을 처리할 해당 프로그램에 의해 오류 메시지가 표시될 수 있다. 이러한 문제를 완화하는 방법 중 하나는 전체 디스크 암호화 외에도 [[체크섬]]을 통해 전체 데이터 무결성 검사를 수행하는 파일 시스템(예: [[Btrfs]] 또는 [[ZFS]])을 사용하는 것이다.

==전체 디스크 암호화==

===이점===
전체 디스크 암호화는 일반 파일 또는 폴더 암호화 또는 암호화된 금고에 비해 몇 가지 이점이 있다. 다음은 디스크 암호화의 몇 가지 이점이다.

# [[스왑 공간]]과 [[임시 파일]]을 포함한 거의 모든 것이 암호화된다. 중요한 기밀 데이터가 노출될 수 있으므로 이러한 파일을 암호화하는 것이 중요하다. 그러나 소프트웨어 구현에서는 [[부트스트랩]] 코드를 암호화할 수 없다. 예를 들어, [[비트락커 드라이브 암호화]]는 운영 체제가 포함된 [[볼륨 (컴퓨팅)|볼륨]]을 완전히 암호화하고 [[부팅]]에 사용할 암호화되지 않은 볼륨을 남겨둔다.
# 전체 디스크 암호화를 사용하면 암호화할 개별 파일의 결정을 사용자의 재량에 맡기지 않는다. 이는 사용자가 중요한 파일을 암호화하는 것을 원하지 않거나 잊어버릴 수 있는 상황에 중요하다.
# 단순히 암호화 키를 파괴하는 것과 같은 즉각적인 데이터 파괴([[암호 파쇄]])는 포함된 데이터를 쓸모없게 만든다. 그러나 향후 공격에 대한 보안이 우려되는 경우 [[데이터 잔존|제거]] 또는 물리적 파괴가 권장된다.

=== 부팅 키 문제 ===
전체 디스크 암호화에서 해결해야 할 한 가지 문제는 OS가 부팅되기 전에 [[운영 체제]]가 저장된 블록을 해독해야 한다는 것이다. 즉, 비밀번호를 묻는 사용자 인터페이스가 있기 전에 키를 사용할 수 있어야 한다. 대부분의 전체 디스크 암호화 솔루션은 사전 부팅 커널의 무결성을 확인하기 위해 시스템 변수와 비교하여 엄격하게 잠기고 해시되는 작고 보안이 높은 운영 체제를 로드하여 [[사전 부팅 인증]]을 사용한다. [[비트락커 드라이브 암호화]]와 같은 일부 구현에서는 신뢰 플랫폼 모듈(TPM)과 같은 하드웨어를 사용하여 부팅 환경의 무결성을 보장하고 수정된 버전으로 교체된 [[루트킷#부트킷|부트 로더를 대상]]으로 하는 공격을 무력화시킬 수 있다. 이것은 부트킷이 사전 부트 암호 해독을 방해하는 데 사용될 가능성 없이 제어된 환경에서 인증이 이루어질 수 있도록 한다.

[[사전 부팅 인증 환경|사전 부팅 인증]] 환경에서는 외부 키가 시스템에 입력될 때까지 데이터를 암호화하는 데 사용되는 키가 해독되지 않는다.

외부 키를 저장하는 솔루션은 다음과 같다.

* 사용자 이름 또는 비밀번호
* PIN과 함께 [[스마트카드]] 사용
* 지문과 같은 [[생체인증]] 방법 사용
* 사용자가 랩톱에서 동글을 도난당하지 않도록 하거나 동글도 암호화되어 있다고 가정할 때 [[동글]]을 사용하여 키를 저장
* 사용자에게 비밀번호를 요청할 수 있는 부팅 시간 드라이버 사용
* [[사전 부팅 실행 환경|PXE]] 부팅의 일부로 네트워크 교환을 사용하여 키 복구
* [[신뢰 플랫폼 모듈|TPM]]을 사용하여 암호 해독 키 저장, 암호 해독 키에 대한 무단 액세스 또는 부트 로더 파괴 방지
* 위의 여러 가지 조합 사용

이 모든 솔루션들은 각기 다른 보안 수준을 가지고 있다. 그러나 대부분은 암호화되지 않은 디스크보다 낫다.

== 같이 보기 ==
* [[디스크 암호화 소프트웨어의 비교]]
* [[디지털 포렌식]]
* [[디스크 암호화 하드웨어]]
* [[디스크 암호화 소프트웨어]]
* [[디스크 암호화 이론]]
* [[암호화]]
* [[파일 시스템 수준 암호화]]
* [[하드웨어 기반 전체 디스크 암호화]]
* [[통합 인증]]
{{Clear}}

== 각주 ==
{{각주}}

==추가 문헌==
*{{저널 인용|last=Casey |first=Eoghan |author2=Stellatos, Gerasimos J. |year=2008 |title=The impact of full disk encryption on digital forensics |journal=Operating Systems Review |volume=42 |issue=3 |pages=93–98 |doi=10.1145/1368506.1368519 |s2cid=5793873 }}

== 외부 링크 ==
* [https://obamawhitehouse.archives.gov/omb/memoranda/fy2006/m06-16.pdf Presidential Mandate requiring data encryption on US government agency laptops]
* [https://web.archive.org/web/20130117220829/http://otfedb.sdean12.org/ On-The-Fly Encryption: A Comparison] – Reviews and lists the different features of disk encryption systems (archived version from January 2013)
* [https://web.archive.org/web/20150917051251/http://www.markus-gattol.name/ws/dm-crypt_luks.html All about on-disk/full-disk encryption on one page] – covers the use of dm-crypt/LUKS on Linux, starting with theory and ending with many practical examples about its usage (archived version from September 2015).
* [http://www.esecurityplanet.com/mobile-security/buyers-guide-to-full-disk-encryption.html Buyer's Guide to Full Disk Encryption] – Overview of full-disk encryption, how it works, and how it differs from file-level encryption, plus an overview of leading full-disk encryption software.

[[분류:디스크 암호화| ]]