PC 옆 스피커에 소리를 내서 하드디스크를 고장내는 음파공격이 논문으로. (2018-06-03)

큰 소리나 파를 내보내 하드디스크를 고장내는 것은 새로운 일은 아닙니다만, 이걸 실험해 IEEE 정보보호 심포지움(IEEESSP)에 논문으로 발표되었습니다. (2차출처: 아르스 테크니카)

논문 조금만 읽어보기

도표1. 진동은 디스크 입출력을 방해할 수 있습니다. 세 그래프는 WD 블루 WD5000LPVX 드라이브가 정상일 때(상) 5kHz 톤의 소리를 115.3dB 크기로 내 부분적 장애를 일으켰을 때(중), 5kHz 톤의 소리를 117.2dB 크기로 내 쓰기 작업이 중지되었을 때(하)의 처리능력를 가리킵니다.

하드디스크는 헤드와 자기 디스크 등 물리적인 구동이 이루어지는 부품들로 구성된 저장장치입니다. 여기에 5kHz 톤의 가청 소리를 내 117dB의 크기로 내 일시적으로 물리적인 장애를 일으킬 수 있습니다.

도표 5. COMSOL 시뮬레이션 결과 5 kHz 음파 공격 도중 HDD 헤드 이탈을 보여주는 도표입니다.(왼쪽: 위에서 본 모습; 아래쪽: 단면; 오른쪽 위: 읽기쓰기 헤드 이탈). 도표에서 디스크 표면에서의 이탈(∼156 nm의 최대 수직 이탈이 중심부 트랙에 걸쳐 나타나고 있음)과, 헤드 완충부의 최대 수평 이탈(∼8 nm, 읽기쓰기 헤드 이탈 도표 참고)을 참고하세요.. 이건 50nm 폭에서의 읽기 이탈 한계 7.5nm 과 쓰기 폴트 허용치인 5nm을 넘어섭니다.

초음파도 같은 식으로 장애를 일으킬 수 있습니다. 부분적인 장애가 먼저 발생했던 가청 대역과 다르게 충격 감지 센서에 오동작을 일으킵니다. 이 경우 쓰기는 물론 읽기도 되지 않아 HDD 전체가 작동을 멈춘게 됩니다.

도표 9. 초음파기 WD블랙 WD1600BJKT HDD에서 처리능력 손실을 일으키는 그래프 입니다. 가청 소리와는 다르게 초음파는 부분적이 아닌 전체 처리능력 손실을 일으키는데 읽기 및 쓰기 모두 영향을 받는 소리의 차이는 거의 없습니다.

물론 이 공격을 막는 방법이 없진 않습니다. 4cm 두께의 폼으로 HDD 윗면을 덮으면 되며 이 때 공격에 취약한 사례가 현저히 줄어들었습니다.

도표 15. 음파 간섭을 효과적으로 피하는 방법은 HDD 윗면에 4cm 두께의 폼을 붙이는 것입니다. 파란색(안 했을 때)에 비해 초록색(붙였을 때)이 같은 소리에도 더 잘 견디는것을 볼 수 있습니다.

맺음말

물론 이 음파 공격은 차들이 달리는 도로 근처 소음이나 옆에 기차가 달리는 70dB 정도의 소음, 항공기 이착륙 소음(90dB)보다 훨씬 큰 120dB의 소리를 내야하는 어려움이 있습니다. 게다가 이 큰 소리를 5초 이상(초음파) 또는 100초 이상(가청대역) HDD 가까이에서 들려줘야 한다는 두 특징에서 음파공격의 현실성은 없다고 느껴지실지도 모릅니다. 그래도 모른채 막연한 불안감을 가지시는 것보다는 쉽지는 않다는 점을 기억해두는게 마음에는 더 편안하시지 않을까 생각됩니다.

표 2. 공진을 일으켜 리눅스 시스템의 재시작 또는 HDD 재시작, HDD 재연결 이 필요한 입출력 오류를 일으킬 공격에 필요한 음파의 길이를 나타낸 표입니다.