SD26. 하드코드된 암호화 키 — 키 저장소 주입으로 치환
원본 항목: Part 2-2. 자격증명 관리 계열 — 7. 하드코드된 암호화 키
CWE-321repo 폴더:sd26_hckey/(빌드·실행은 §3-1) 목표 시간: 1회차 15분 / 2회차 9분 / 3회차 6분 SD24·25가 패스워드·계정명이었다면 이번엔 바이트 배열(암호화 키) 이다. “키 교체(rotation)가 실제로 되는가”를mock_keystore로 직접 증명한다.
이 드릴의 문서 구성 (SD01~SD58 공통)
① 요구사항서 — 어떤 코드가 뚫려 있고, 무엇을 만드나. ② pseudo code 템플릿 — Bad 와 Good 의 뼈대이고, 회차마다 가린다. ③ 테스트 코드 — 공격은 막히고 정상은 통과해야 끝이다. ④ 자주 하는 실수 ⑤ 모범답안 — 맨 뒤에 접어 둔다.
변형 A/B/C 는 같은 치환 규칙을 다른 소재로 다시 치는 것이다.
0. 이 드릴로 체화할 것
- static const unsigned char HARD_KEY[16] = { 0x13,0x2a, ... };
- return HARD_KEY; /* 항상 같은 키 */
+ int get_key_good(const char *key_name, unsigned char *out, size_t out_len)
+ {
+ return mock_keystore_load(key_name, out, out_len); /* 저장소에서 이름으로 조회 */
+ }키를 코드에 박으면 키 교체가 불가능해진다. 키는 코드 밖(키 저장소·설정파일)에서 주입받아야 한다.
회차별 진행
| 회차 | 변형 | 보는 것 | 순서 |
|---|---|---|---|
| 1회차 | A AES 키 로드 | ① 요구사항서 ② pseudo code 전체 | 1. Bad 를 그대로 쳐서 취약점을 관찰한다. 2. Good pseudo 를 한 줄씩 코드로 바꾼다. 3. ③ 테스트를 실행한다. |
| 2회차 | B HMAC 서명 키 로드 | ① 요구사항서 ② pseudo code 의 번호와 제목만 (Level 2) | 1. Bad 를 치고 취약점을 확인한다. 2. 번호만 보고 Good 을 쓴다. 3. ③ 테스트를 실행한다. |
| 3회차 | C 사용 후 메모리 클리어 | ① 요구사항서만 | 1. ③ 테스트를 먼저 읽는다. 2. 백지에서 Bad 부터 Good 까지 재현한다. |
1회차에 막히면 같은 변형을 한 번 더 친다. 3회차를 통과하면 A 를 백지로 다시 친다.
1. 요구사항서
1-0. 환경 코드 — mock_keystore (미리 제공, 타이핑하지 않음)
sd26_hckey/src/mock_keystore.h/mock_keystore.c— repo에 이미 있다/* mock_keystore.h */ #ifndef MOCK_KEYSTORE_H #define MOCK_KEYSTORE_H #include <stddef.h> int mock_keystore_load(const char *key_name, unsigned char *out, size_t out_len); void mock_keystore_register(const char *key_name, const unsigned char *key, size_t key_len); #endif/* mock_keystore.c */ #include <string.h> #include "mock_keystore.h" typedef struct { const char *name; const unsigned char *key; size_t len; } entry_t; static entry_t g_keys[8]; static int g_count = 0; void mock_keystore_register(const char *key_name, const unsigned char *key, size_t key_len) { if (g_count < 8) { g_keys[g_count].name = key_name; g_keys[g_count].key = key; g_keys[g_count].len = key_len; g_count++; } } int mock_keystore_load(const char *key_name, unsigned char *out, size_t out_len) { int i; for (i = 0; i < g_count; i++) { if (strcmp(g_keys[i].name, key_name) == 0) { if (g_keys[i].len > out_len) return -1; memcpy(out, g_keys[i].key, g_keys[i].len); return 0; } } return -1; }
1-A. 변형 A — AES 키 로드
DB 암호화에 쓸 16바이트 AES 키를 가져온다.
- 키는 필요할 때 교체할 수 있어야 한다(rotation).
함수
const unsigned char *get_key_bad(void);
int get_key_good(const char *key_name, unsigned char *out, size_t out_len);공격 입력표
| 상황 | Bad 결과 | 이유 |
|---|---|---|
| 몇 번을 호출해도 | 완전히 같은 키(같은 주소, 같은 바이트) | 키가 소스 상수라 절대 안 바뀐다 |
1-B. 변형 B — HMAC 서명 키 로드
용도가 다른 키(서명용)로 바꿔서, 용도별로 키 이름(key_name)을 분리하는 실무 패턴을 확인
1-C. 변형 C — 사용 후 메모리 클리어
키를 다 쓴 뒤 memset 으로 지우는 코드를 추가하고, 지운 뒤에는 메모리 내용이 0으로 채워졌는지까지 검증
2. pseudo code 템플릿 — 보고 쳐서 익힌다
사용법 변형별로 아래 pseudo code 를 소스 파일에 주석만 복사한다. 코드는 주석을 보고 내가 쓴다. 다 쓰면
[ ]를x로 바꾼다. 막히면 §5 모범답안(A)의 해당 단계만 본다.
2-A. get_key_good — Level 1 (1회차, 전부 본다)
먼저 Bad 를 그대로 쳐서 §3 의 test_bad_is_vulnerable 이 통과하는지(= 실제로 뚫리는지) 확인한다.
그다음 Good 을 쓴다.
const unsigned char *get_key_bad(void)
{
/* 1. static const unsigned char HARD_KEY[16] = { 0x13, 0x2a, ... }
* 2. return HARD_KEY ← 항상 같은 키, 포인터 공유 */
}
int get_key_good(const char *key_name, unsigned char *out, size_t out_len)
{
/* [ ] 1. 키는 이름으로 저장소에서 조회한다
* return mock_keystore_load(key_name, out, out_len)
* 호출자 버퍼로 **복사**해서 준다 (포인터 공유 금지) */
}2-B. get_key_good — Level 2 (2회차, 번호와 제목만 본다)
int get_key_good(const char *key_name, unsigned char *out, size_t out_len)
{
/* [ ] 1. 키는 이름으로 저장소에서 조회한다 */
}2-C. get_key_good — Level 3 (3회차, 백지)
int get_key_good(const char *key_name, unsigned char *out, size_t out_len)
{
/* 아무것도 안 본다.
* §1 요구사항서와 §0 의 치환 규칙만 보고 친다.
*
* 막히면 아래만 찾아본다.
* - 키 용도별로 `key_name` 을 분리한다
* - 다 쓴 키는 `memset` 으로 지운다 (변형 C)
*/
}막혔을 때 찾는 순서
- 컴파일 에러가 나면 에러 문구를 본다.
unknown type name/implicit declaration이면 include 누락이다.man 3 <함수>를 연다. SYNOPSIS 맨 위의#include를 확인한다.- 로직이 막히면 §3 테스트의 기대값을 먼저 읽는다. 공격 입력표(§1)와 테스트가 답이다.
- 그래도 안 되면 모범답안의 해당 단계 하나만 본다.
3. 테스트 코드 — 이게 통과하면 끝
sd26_hckey/src/mock_keystore.h (제공됨)
sd26_hckey/src/mock_keystore.c (제공됨)
sd26_hckey/src/key_load.h (직접 타이핑)
sd26_hckey/src/key_load.c (직접 타이핑)
sd26_hckey/test/test.c (직접 타이핑)시험 구조는 고정이다 (SD01~SD58 공통)
- Bad 가 실제로 뚫린다. 이 시험이 실패하면 Bad 를 잘못 옮겨 적은 것이다.
- Bad 도 정상 입력은 처리한다.
- Good 이 같은 공격을 막는다.
- Good 이 정상 입력까지 막지 않는다. (과잉 차단 없음)
3-A. 변형 A 시험 — 이 형태를 고정한다
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "mock_keystore.h"
#include "key_load.h"
static int g_fail = 0;
#define T_TRUE(cond, msg) \
do { if (!(cond)) { g_fail++; \
printf(" X %s:%d %s\n", __func__, __LINE__, msg); } } while (0)
static void test_bad_is_vulnerable(void)
{
const unsigned char *k1 = get_key_bad();
const unsigned char *k2 = get_key_bad();
T_TRUE(k1 == k2 && memcmp(k1, k2, 16) == 0,
"Bad는 언제 호출해도 완전히 같은 키를 반환해야 한다(교체 불가능함 = 취약점 재현)");
}
static void test_good_can_rotate_key(void)
{
unsigned char keyA[16] = { 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1 };
unsigned char keyB[16] = { 2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2 };
unsigned char outA[16], outB[16];
mock_keystore_register("db-enc-key-v1", keyA, sizeof(keyA));
mock_keystore_register("db-enc-key-v2", keyB, sizeof(keyB));
T_TRUE(get_key_good("db-enc-key-v1", outA, sizeof(outA)) == 0, "v1 키 로드는 성공해야 한다");
T_TRUE(get_key_good("db-enc-key-v2", outB, sizeof(outB)) == 0, "v2 키 로드는 성공해야 한다");
T_TRUE(memcmp(outA, outB, 16) != 0,
"Good은 키 이름만 바꾸면 완전히 다른 키를 가져올 수 있어야 한다(키 교체 가능함을 증명)");
}
static void test_good_rejects_unknown_key(void)
{
unsigned char out[16];
T_TRUE(get_key_good("no-such-key", out, sizeof(out)) == -1,
"Good은 등록되지 않은 키 이름은 실패로 알려야 한다");
}
int main(void)
{
test_bad_is_vulnerable();
test_good_can_rotate_key();
test_good_rejects_unknown_key();
printf(g_fail ? "FAIL %d\n" : "PASS\n", g_fail);
return g_fail ? 1 : 0;
}3-B · 3-C. 변형 B / C 시험
3-A 와 같은 4종 구조에서 호출 함수와 입력만 바꾼다.
변형 B — HMAC 서명 키 로드
| 입력 | Bad | Good |
|---|---|---|
서명용 키 이름 "hmac" | AES 와 같은 키 | 용도별 다른 키 |
| AES 키 이름 | 상수 키 | 저장소의 키 |
변형 C — 사용 후 메모리 클리어
| 입력 | Bad | Good |
|---|---|---|
키 사용 후 memset 으로 지움 | 원본 상수는 지울 수 없다 | 호출자 버퍼가 모두 0 |
| 지우기 전 | 키 값 | 키 값 |
3-1. 빌드와 실행 (Makefile, gcc)
Makefile 은 템플릿 체화 드릴 README 와 같은 파일이다. recipe 줄은 반드시 탭으로 들여쓴다.
공통 Makefile (gcc)
# ~/cdrill/Makefile (템플릿 체화 드릴과 같은 파일) # 사용법: make D=sd01_sqli V=main SRC="common/mock_db.c sd01_sqli/src/sql_auth.c sd01_sqli/test/test.c" CC := gcc CFLAGS := -Wall -Wextra -Werror -std=c11 -D_POSIX_C_SOURCE=200809L -g -DUNIT_TEST -Icommon -I$(D)/src SAN := -fsanitize=address,undefined -fno-omit-frame-pointer LDLIBS ?= -pthread D ?= d1_pure V ?= main SRC ?= $(D)/src/$(V).c $(D)/test/test_$(V).c BIN := build/$(D)_$(V) all: run build: @mkdir -p build $(BIN): build $(SRC) $(CC) $(CFLAGS) $(SAN) $(SRC) $(LDLIBS) -o $(BIN) run: $(BIN) @echo "── run ──────────────────────────────" @./$(BIN) check: $(BIN) @./$(BIN) && echo "PASS" || (echo "FAIL"; exit 1) clean: rm -rf build .PHONY: all run check clean build
실행 명령이다.
make D=sd26_hckey V=main SRC="sd26_hckey/src/mock_keystore.c sd26_hckey/src/key_load.c sd26_hckey/test/test.c"- 마지막 줄이
PASS이고 경고 0 이면 통과다. -Werror때문에 컴파일이 안 되면 테스트 이전에 코드를 고친다.
참고: Makefile 없이 순수 gcc 로 실행
mkdir -p build gcc -Wall -Wextra -Werror -std=c11 -D_POSIX_C_SOURCE=200809L -g -DUNIT_TEST \ -Icommon -Isd26_hckey/src \ -fsanitize=address,undefined -fno-omit-frame-pointer \ sd26_hckey/src/mock_keystore.c sd26_hckey/src/key_load.c sd26_hckey/test/test.c \ -pthread -o build/sd26_hckey_main ./build/sd26_hckey_main
4. 자주 하는 실수
| 실수 | 왜 문제인가 |
|---|---|
get_key_good 안에 여전히 기본 키 바이트 배열을 상수로 두고 “저장소 실패 시 대체”로 씀 | 대체(fallback)라는 명목으로 하드코딩이 다시 들어온 것이다. 실패는 실패로 알리고 끝나야 한다( -1) |
키를 char* 로 다루며 문자열 함수(strcpy 등)를 사용 | 암호화 키는 문자열이 아니라 바이트 배열이다. NUL 바이트가 키 중간에 있을 수 있으므로 memcpy/memcmp 만 쓴다 |
test_good_can_rotate_key 를 “다르게 등록했으니 당연히 다르다”고 생략 | 이 시험이 키 교체가 실제로 동작한다는 유일한 증거다. 생략하면 “인터페이스만 바뀌었지 여전히 하드코딩”인지 구분할 수 없다 |
5. 모범답안 (변형 A)
다 치고 나서 열 것 —
key_load.h/key_load.c헤더 (
key_load.h)#ifndef KEY_LOAD_H #define KEY_LOAD_H #include <stddef.h> const unsigned char *get_key_bad(void); int get_key_good(const char *key_name, unsigned char *out, size_t out_len); #endif구현 (
key_load.c)#include "mock_keystore.h" #include "key_load.h" static const unsigned char HARD_KEY[16] = { 0x13,0x2a,0x7f,0xc4,0x09,0xe1,0x55,0xb8, 0x6d,0x30,0xa2,0x4e,0xf7,0x81,0x0c,0x93 }; const unsigned char *get_key_bad(void) { return HARD_KEY; } int get_key_good(const char *key_name, unsigned char *out, size_t out_len) { return mock_keystore_load(key_name, out, out_len); }눈여겨볼 점:
get_key_bad는 포인터를 반환하고get_key_good은 호출자 버퍼에 복사한다. 이것도 우연이 아니다 — 저장소에서 가져온 키는 호출자 것으로 복사해서 쓰고 다 쓰면 지우는(변형 C) 흐름이 자연스럽지만, 상수 배열의 포인터는 “원본을 그대로 계속 공유”하는 구조라 애초에 그런 위생 관리가 불가능하다.