위성 통신
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- Satellite Communication; 위성 통신(SATCOM)
- 지구 궤도의 인공위성을 중계기로 삼아 지상국과 사용자 단말 사이에 음성·데이터를 전달하는 무선 통신
위성 통신은 지상 회선이 닿지 않는 바다, 산간, 항공기, 재난 지역에서 거의 유일한 통신 수단이다. 방송, 선박·항공 통신, 군 통신, 원격지 기지국 연결(위성 백홀), 그리고 최근에는 저궤도 위성군을 이용한 일반 인터넷 접속까지 쓰임새가 넓다. 보안 관점에서는 두 가지가 특징이다. 첫째, 전파가 넓은 지역에 뿌려지므로 누구나 수신할 수 있다. 둘째, 우주에 있는 위성보다 지상국과 운영 관리망이 실제 공격 표면이 되는 경우가 많다. CISSP 4.1 무선 네트워크 항목과 4.3 데이터 통신 항목이 위성을 함께 다룬다.
| 구성 요소 | 역할 | 보안 쟁점 |
|---|---|---|
| 우주 구간(위성) | 신호를 받아 증폭·중계하거나 위성 안에서 처리·교환 | 위성 제어 명령(텔레메트리·명령 링크) 위조, 물리적 수리 불가 |
| 지상국(게이트웨이) | 위성과 지상 인터넷·사업자망을 연결, 위성 관제 | 지상 IT 시스템과 같은 해킹 위협. 관리망 침투 |
| 사용자 단말 | 안테나와 모뎀(VSAT 단말, 위성 인터넷 단말, 위성 전화) | 펌웨어 취약점, 원격 관리 기능 악용, 위치 노출 |
| 운영 관리망 | 단말 원격 설정, 과금, 망 관리 | 한 곳이 뚫리면 다수 단말에 일괄 명령 가능 |
ESA(유럽우주국)는 저궤도(LEO)를 고도 2,000 km 이하, 정지 궤도(GEO)를 적도 상공 35,786 km로 설명하고, 중궤도(MEO)는 그 사이로 본다. 아래 지연 값은 전파가 빛의 속도로 직선 이동한다고 가정한 물리적 최소값을 계산한 것이며, 실제 지연은 처리·지상 구간 때문에 더 크다.
| 구분 | 고도 | 단말 → 위성 → 지상국 최소 지연(계산값) | 특징 | 대표 용도 |
|---|---|---|---|---|
| 저궤도(LEO, Low Earth Orbit) | 2,000 km 이하 | 수 ms~십수 ms | 지연이 작지만 위성 한 기가 보이는 시간이 짧아 수많은 위성(위성군)과 위성 간 교체가 필요 | 저궤도 위성 인터넷(스타링크 등), 지구 관측 |
| 중궤도(MEO, Medium Earth Orbit) | LEO와 GEO 사이 | 수십 ms~백수십 ms | 적은 수의 위성으로 넓은 지역을 덮음 | 위성 항법(유럽 Galileo 등), 일부 통신 |
| 정지 궤도(GEO, Geostationary Orbit) | 약 35,786 km | 약 240 ms(왕복 요청·응답이면 약 480 ms) | 지구 자전과 같이 돌아 지상에서 정지한 것처럼 보임. 안테나를 한 방향에 고정할 수 있음 | 방송, 해상·항공 통신, VSAT 기업망, 원격지 백홀 |
정지 궤도의 긴 지연은 TCP 성능 저하, 실시간 음성·게임 품질 저하로 이어진다. 지연과 관련된 개념은 네트워크 성능 지표를 본다.
저궤도 위성 인터넷은 많은 수의 위성으로 이루어진 위성군과 여러 지상국을 묶어 광대역 인터넷을 제공한다. 지연이 지상 회선에 가까워져 일반 업무에도 쓸 수 있게 됐고, 지상 통신망이 파괴된 분쟁·재난 지역에서 대체 통신으로 쓰이면서 주목받았다. 기업 보안 관점에서는 다음을 고려한다.
| 위협 | 내용 | 사례·참고 |
|---|---|---|
| 도청 | 하향 링크 전파는 넓은 지역에서 수신 가능하다. 암호화하지 않은 링크는 저렴한 장비로 수동 수신이 된다 | 아래 2025년 연구 |
| 재밍(전파 방해) | 같은 주파수에 강한 잡음을 쏴 수신을 막는다. 상향 링크 재밍은 위성 빔 전체 사용자에게 영향 | 가용성 위협. 사용자 단말 쪽에서는 막기 어려움 |
| 스푸핑 | 가짜 신호로 단말이나 수신기를 속인다. 위성 항법 신호 위조로 위치·시각을 속이는 공격이 대표적 | 항법 신호 의존 시스템의 위치·시각 오류 |
| 지상국·관리망 해킹 | 지상의 IT 시스템을 뚫어 위성망 전체를 제어 | 2022년 KA-SAT 사건 |
| 단말 취약점 | 모뎀 펌웨어, 원격 관리 기능의 약점 | 펌웨어 덮어쓰기로 대량 단말 무력화 |
미국 캘리포니아대 샌디에이고(UCSD) 등의 연구진은 2025년 ACM CCS 학회 논문 "Don't Look Up: There Are Sensitive Internal Links in the Clear on GEO Satellites"에서 시중에서 파는 위성 안테나로 정지 궤도 위성 통신을 수신한 결과를 발표했다. 연구진에 따르면 통신사 코어망에서 원격지 기지국으로 가는 이동통신 백홀(통화, 문자, 단말 식별자 포함), 기업·정부 내부망 통신, 기내 와이파이 트래픽, 전력·석유가스 시설의 SCADA 통신이 암호화되지 않은 채 오가고 있었고, 이는 수백 달러 정도의 소비자용 장비로 수동 관찰이 가능했다. 한 중계기의 신호는 지구 표면의 최대 40%에 이르는 지역에서 보일 수 있다고 한다. "위성 링크는 아무나 못 듣는다"는 가정이 틀렸다는 것을 보여 준 사례다.
러시아의 우크라이나 침공이 시작된 2022년 2월 24일, 유럽 위성 인터넷 KA-SAT 망의 소비자용 구간이 공격받았다. 비아샛(Viasat) 발표에 따르면 공격자는 VPN 장비의 설정 오류를 이용해 신뢰된 관리 구간에 원격 접속한 뒤, 관리망 안에서 측면 이동해 망 운영 구간에 도달했다. 이어서 정상 관리 명령을 이용해 다수의 가정용 모뎀에 동시에 파괴적 명령을 내려 플래시 메모리의 핵심 데이터를 덮어썼고, 우크라이나의 수천 명과 유럽 다른 지역의 수만 명 고객이 영향을 받았다. 미국 정부는 2022년 5월 이 활동을 러시아 정부 지원 행위자의 소행으로 지목했다(CISA 권고 AA22-076A 갱신). 위성 자체가 아니라 지상의 VPN 장비와 관리망이 침투 경로였다는 점이 핵심이다.
- 링크 암호화: CISA는 위성 통신 사업자에게서 빌리거나 제공받은 모든 통신 링크에 고객이 독자적으로 암호화를 적용하라고 권고한다. 사업자의 암호화에만 의존하지 말고 IPSec VPN이나 TLS를 종단 간에 건다.
- 주파수 도약과 확산 스펙트럼: 군·정부 위성 통신은 주파수 도약 같은 기법으로 재밍과 도청을 어렵게 한다. 상용 단말은 재밍 감지와 대체 경로(지상 회선, 다른 궤도 위성) 확보로 대응한다.
- 지상 구간 보안: 지상국과 관리망은 일반 IT와 똑같이 지킨다. 원격 접속 장비의 패치와 설정 점검, 다중 인증, 최소 권한, 관리망 분리, 로그 감시가 필요하다. CISA 권고도 안전한 인증, 최소 권한, 신뢰 관계 검토, 암호화, 패치와 설정 감사, 로그 감시, 사고 대응·연속성 계획을 즉시 조치로 든다.
- 사업자 관리: 사업자와의 계약에 보안 사고 통보, 사업자의 접속 활동 감시를 넣는다. 제3자 연결 관리와 같은 원리다.
- 항법 신호 의존도 관리: 시각·위치를 위성 항법에만 의존하는 시스템은 대체 시각원과 이상 신호 탐지를 둔다.
기지국이나 원격 사업장과 코어망 사이를 위성으로 잇는 것을 위성 백홀이라 한다. 광케이블을 깔기 어려운 섬, 산간, 선박, 임시 기지국에 쓴다. 위 도청 연구에서 보듯 위성 백홀은 사업자 내부 구간이라는 이유로 암호화를 생략하는 경우가 있어 위험하다. 3GPP 규격은 기지국과 코어망 사이를 IPsec으로 보호하는 방법을 정하고 있으며, 자세한 내용은 백홀을 본다.
- 위성 링크는 넓은 지역에 방송되는 매체다. 기밀성은 링크 계층이 아니라 종단 간 암호화로 확보한다는 답을 고른다.
- 정지 궤도는 지연이 크고(물리적 최소 수백 ms 왕복), 저궤도는 지연이 작지만 많은 위성과 지상국이 필요하다.
- KA-SAT 사건의 교훈은 "위성보다 지상의 관리망과 원격 접속 장비가 표적"이라는 것이다. 관리망 분리와 원격 접근 통제가 첫 대책이다.
- 재밍은 가용성, 도청은 기밀성, 스푸핑은 무결성(위치·시각 신뢰) 위협으로 분류한다.
- 위성 사업자는 제3자다. 계약에 보안 요구와 사고 통보를 넣는다.