암호화된 파일 분석 – 복호화 가능성과 키 추적 기법

암호화된 파일 분석 – 복호화 가능성과 키 추적 기법

 

 

 

 

 

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📌 1. 암호화 파일 분석의 필요성과 유형

키워드: 암호화 파일, 포렌식, 복호화 분석, 파일 접근 제한, 디지털 증거 해석

디지털 포렌식에서 암호화된 파일은 가장 도전적인 분석 대상 중 하나다. 사용자나 악성 프로그램이 민감한 데이터를 암호화해 저장하거나, 외부 유출을 막기 위해 파일을 보호할 경우 복호화 없이는 내용 확인이 불가능하기 때문이다.
암호화된 파일은 디지털 증거의 신뢰성과 해석 가능성에 직접적인 영향을 미치므로, 이를 식별하고 구조를 분석하며 복호화 가능성을 평가하는 작업이 필수적이다.

암호화 파일의 유형은 다음과 같이 나눌 수 있다:

• 사용자 암호 기반 암호화: 문서 파일(PDF, DOCX 등)에 암호를 설정하거나, 압축 파일(.zip, .7z 등)을 암호화한 경우
• 디스크/폴더 수준 암호화: BitLocker, VeraCrypt, FileVault 등 전체 드라이브나 파티션을 암호화
• 악성코드 기반 암호화: 랜섬웨어가 데이터를 무작위 키 또는 공개키 기반으로 암호화
• 애플리케이션 내부 암호화: 메신저, 클라우드 앱 등에서 암호화하여 저장 (ex: WhatsApp 백업, Telegram 파일)

분석자는 해당 파일이 어떤 방식으로 암호화되었고, 복호화를 위해 어떤 조건이 필요한지를 먼저 식별해야 한다. 단순한 패스워드 기반일 수도 있고, 고급 키 교환 알고리즘(ECC, RSA 등)을 사용하는 복잡한 구조일 수도 있다.

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📌 2. 암호화 파일 식별과 구조 분석

키워드: 파일 시그니처, 헤더 분석, 암호화 알고리즘, entropy 분석

암호화 여부를 판단하는 첫 단계는 파일의 형식과 구조 분석이다. 이를 위해 다음과 같은 기법이 사용된다:

• 파일 시그니처 확인: 파일의 헤더와 매직 넘버를 비교하여 실제 파일 포맷이 무엇인지 파악
  • 예: PDF는 %PDF, ZIP은 PK, EXE는 MZ 등
• 암호화 여부 엔트로피(Entropy) 분석: 암호화된 파일은 일반적으로 정보의 무작위성이 높아, Shannon entropy 값이 7.5 이상인 경우가 많음
  • 예: binwalk, ent 도구 사용
• 헤더/푸터 일관성 분석: 정형 구조가 없는 파일은 암호화되었거나 손상되었을 가능성 높음
• 내부 문자열 검색: 정상 파일에는 사람이 읽을 수 있는 문자열이 일부 포함되지만, 암호화 파일은 대부분 이진 데이터로만 구성됨

이러한 분석 결과를 바탕으로 암호화 방식 추정이 가능하다. 예를 들어 OpenSSL AES로 암호화된 경우, Salted__ 문자열이 시작부에 포함된다. VeraCrypt 볼륨은 00으로 채워진 헤더 구조를 가지고 있다. 이러한 정형화된 정보는 암호화 툴 식별과 키 구조 유추에 중요한 단서가 된다.

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📌 3. 복호화 가능성 판단과 키 추적 기법

키워드: 복호화 키 분석, 암호 추론, 사전 대입 공격, 키파일, 메모리 추출

암호화된 파일을 복호화하기 위해서는 암호, 키, 복호화 프로그램 또는 암호화 당시 환경에 대한 정보가 필요하다. 복호화 가능성을 판단하는 주요 기법은 다음과 같다:

• 사전 대입(Dictionary) 및 브루트포스 공격
  • 압축 파일, 문서 파일 등은 John the Ripper, fcrackzip, ElcomSoft, PDFCrack 등 도구를 이용하여 암호 후보군 대입을 시도할 수 있음
• 키파일(Key File) 존재 확인
  • VeraCrypt, BitLocker 등은 키파일 또는 복구 키(.bek 등)를 통해 복호화 가능 → 사용자 프로필, 외장 저장소 등에서 해당 키 추적
• 메모리 분석 통한 키 추출
  • Volatility, Rekall 등 메모리 분석 도구로 실행 중이던 프로세스에서 암호화 키를 직접 추출할 수 있음
  • 예: TrueCrypt, BitLocker 실행 상태에서 RAM에 암호화 세션 키가 남아 있음
• 시스템 로그 및 최근 사용 파일 추적
  • 암호화 프로그램 사용 흔적, 최근 열람한 파일 리스트, 설정 백업 등에서 단서 확보

또한 복호화 키가 서버로 전송되거나 외부 백업된 경우, 네트워크 로그, 이메일 첨부, 클라우드 동기화 폴더 등을 분석하여 우회 복호화의 실마리를 찾을 수 있다.

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📌 4. 실무 적용 전략과 법적 쟁점

키워드: 암호화 증거 처리, 무결성 확보, 법적 제출, 비협조 사용자 대응

암호화된 파일이 디지털 증거로 활용될 경우, 다음과 같은 전략과 유의점이 필요하다:

1. 무결성 확보
   • 복호화 여부와 관계없이 원본의 해시값(SHA-256 등)을 기록하고, 원본 이미지를 별도로 보관
2. 복호화 분석 절차 문서화
   • 사용된 도구, 입력값, 복호화 성공/실패 여부를 기록하여 절차적 정당성 확보
3. 파일 복제 시도 제한
   • 복호화를 위한 시도 중 원본을 훼손하지 않도록 반드시 복사본을 대상으로 분석
4. 법적 요청 및 사용자 협조
   • 피의자나 관련자에게 복호화 키 제출을 요구할 수 있으며, 불응 시 법적 처벌 또는 추정 불리 적용 가능
5. 법정 제출 시 비복호화 증거 인정 여부 검토
   • 복호화가 불가능하더라도 암호화 사실 자체, 암호화 시점, 파일 크기 및 속성이 증거로 채택될 수 있음

특히 랜섬웨어 등 범죄 관련 암호화 파일은 범죄 의도를 명확히 보여주는 간접 증거가 되기도 하며, 특정 파일이 은닉되었거나 삭제되지 않은 정황을 나타내는 데에도 중요한 역할을 한다.