디지털 사이니지 콘텐츠 보안 필요성에 관한 연구

Ⅰ. 서 론

영화 마이너리티 리포트에 등장하는 디지털 디스플레이 광고판은 생체인식을 통해 맞춤형 광고가 노출된다. 마이너리티 리포트의 생체인식을 통한 디지털 디스플레이 광고판은 30대 남성이 지나갈 때 광고판은 고객이 좋아하는 맥주 광고, 자동차 광고를 내보낸다.

마이너리티 리포트에 등장하는 디지털 디스플레이 광고판을 지향하는 기술인 디지털 사이니지는 고객 맞춤형 광고를 제공하여 관심을 유도하기 때문에 광고효과를 극대화 할 수 있는 장점을 가지고 있다[1].

최근 코로나바이러스 감염증으로 인해 도입이 빠르게 증가하고 있는 디지털 사이니지는 크게 3세대로 구분할 수 있다. 단순하게 정보를 제공하는 1세대 디지털 사이니지, 네트워크로 연결되어 디스플레이를 실시간으로 컨트롤 하는 2세대 디지털 사이니지, 상황인지 기술이 적용되어있는 3세대 디지털 사이니지로 구분 할 수 있으며 2세대, 3세대 디지털 사이니지의 경우 고객과 상호작용하기 위해 시스템, 디스플레이, 운영체제 등이 복잡하고 다양하게 적용되어 있어 보안에 많은 어려움을 겪고 있다[2].

만약 해커의 공격으로 디지털 사이니지 콘텐츠의 변조가 발생하게 되면 고객이 디지털 사이니지와 양방향 소통을 하기 위해 사용하는 스마트폰의 보안사고가 발생할 수 있다.

본 논문에서는 해커의 공격으로 디지털 사이니지 콘텐츠의 변조를 통한 스마트폰 보안사고를 실험하여 디지털 사이니지 콘텐츠의 보안 필요성에 대해 연구하였다.

Ⅱ. 디지털 사이니지

2-2 분류

디지털 사이니지는 단순하게 정보를 제공하는 일방적인 정보 제공 디지털 사이니지에서 세대가 바뀌어 갈수록 개인 맞춤형 서비스를 제공하는 디지털 사이니지로 변화하고 있으며 맞춤형 서비스의 형태에 따라 세대를 분류 할 수 있다.

1) 1세대 일방적인 정보 제공 디지털 사이니지

1세대 일방적인 정보 제공 디지털 사이니지는 아날로그 광고판을 디지털 디스플레이를 활용하여 콘텐츠를 통해 일방적으로 정보를 제공하는 형태를 가지고 있으며 대표적인 1세대 디지털 사이니지로 미디어 파사트가 있다[6]. 미디어 파사트는 디지털 디스플레이 대신 건물 외벽을 활용하여 디지털 사이니지를 구성하는 것이다. 서울 압구정동의 갤러리아 백화점 외벽에 구성한 미디어 파사트는 우리나라 최초의 미디어 파사트로 연간 약 1,200 만원의 유지비로 100억원 이상의 광고 효과를 보이고 있으며 광복 70주년을 기념하여 서울 스퀘어 외벽에 구성한 미디어 파사트는 태극기와 텍스트를 혼합한 콘텐츠를 제작하여 사람들의 많은 관심을 받았다.

2) 2세대 양방향 디지털 사이니지

2세대 양방향 디지털 사이니지는 일방적인 정보 제공이 아닌 고객 맞춤형 서비스를 제공한다는 점이 1세대 일방적인 정보 제공 디지털 사이니지와 차별성을 가진다. 기본적으로 네트워크에 연결되어 있어 디스플레이를 실시간으로 컨트롤 할 수 있으며, 고객과 양방향 커뮤니케이션을 통해 고객 맞춤형 서비스를 제공할 수 있는 장점을 가지고 있다[7]. 유동인구가 많은곳에 설치되어 고객 맞춤형 서비스를 실시간으로 제공하는 형태로 이용되고 있다. 대표적인 2세대 양방향 디지털 사이니지로 음식점, 쇼핑몰, 영화관에 설치되어 있는 터치스크린에 디지털 사이니지를 구성한 키오스크가 있으며 최근 코로나바이러스 감염증으로 인해 비대면 홍보, 주문이 가능한 키오스크의 수요가 증가하고 있다. 음식점에 설치되어 있는 키오스크는 고객에게 메뉴를 제공하고 고객은 음식과 음료, 결재 방식 등을 터치하여 주문 할 수 있다. 또한 버스 정류장에 설치되어 있는 키오스크는 버스 배차시간과 버스 노선, 환승 정보 등을 제공하고 있다[8].

Fig. 1.

Menu board using digital signage

Fig. 2.

Coca-Cola's U-Vending

3) 3세대 상황인지 디지털 사이니지

3세대 상황인지 디지털 사이니지는 2세대 양방향 디지털 사이니지에 상황인지 기술, 인터페이스 기술을 등을 활용하여 더욱 적극적인 양방향 커뮤케이션이 가능하며, 실시간으로 고객 맞춤형 서비스를 제공할 수 있는 장점을 가지고 있다[8][10]. 대표적인 3세대 상황인지 디지털 사이니지로 엑스박스 키넥트, 닌텐도 위, 스마트폰을 이용한 디지털 사이니지 등 이 있다. 비디오 게임기에 일반적으로 사용되는 컨트롤러 대신 고객의 신체가 컨트롤러로서 제스처, 음성, 소리 등을 활용하거나, 스마트폰의 카메라, GPS, 블루트스, 비콘 등을 활용하여 3세대 상황인지 디지털 사이니지는 개인 맞춤형 서비스를 제공한다.

Fig. 3.

1st generation unilateral digital signage (Media Passat)

Fig. 4.

2nd generation interactive digital signage (Kiosk)

Fig. 5.

3rd generation situation-aware digital signage (Xbox Kinect)

Ⅲ. 디지털 사이니지 콘텐츠의 변조를 통한 스마트폰 보안사고 실험

3-1 악성코드 애플리케이션 제작

3세대 상황인지 디지털 사이니지는 개인 맞춤형 서비스를 제공하기 위해 스마트폰을 사용하여 고객과 상호작용한다. 고객에게 정보를 제공하기 위한 디지털 사이니지 콘텐츠에 해커의 공격이 발생하여 정상적인 콘텐츠가 아닌 악성코드가 유포되면 고객의 스마트폰에 저장되어 있는 민감정보의 탈취, 스마트폰의 카메라, GPS 등과 같은 기능을 제어하여 범죄에 악용될 수 있다.

정상적인 디지털 사이니지 콘텐츠가 아닌 악성코드 애플리케이션의 유포로 인한 스마트폰 보안사고 실험을 위해 악성코드 애플리케이션을 Kali Linux 64bit Version 운영체제에서 Metasploit 도구를 이용해 제작하였다.

1) LHOST 확인

악성코드 애플리케이션을 제작하기 전 악성코드와 연결할 PC의 LHOST가 필요하다. Kali Linux 64bit Version운영체제의 ifconfig 명령어를 이용하여 LHOST를 확인하였다.

2) 악성코드 애플리케이션 제작

Metasploit 도구를 이용하여 악성코드 애플리케이션을 제작하면 스마트폰의 민감정보를 탈취하고 카메라, GPS 등과 같은 스마트폰의 기능을 제어 할 수 있다. 악성코드 애플리케이션을 제작하기위해 Metasploit 도구의 msfvenom 명령어를 사용하였으며 malicious.apk 악성코드 애플리케이션을 제작하였다. 전 단계에서 확인한 LHOST를 악성코드 애플리케이션 제작에 사용하여 악성코드와 PC를 연결 할 수 있게 하였다.

3) signapk를 이용한 디지털 서명

안드로이드 운영체제의 애플리케이션은 디지털 서명이 요구된다. 디지털 서명이 되어있지 않은 애플리케이션 파일은 설치할 수 없으며 디지털 서명은 애플리케이션의 개발자 인증에 사용된다. signapk는 디지털 서명이 되어있지 않은 애플리케이션에 디지털 서명을 하는 도구이다. 제작한 악성코드 애플리케이션 malicious.apk에 signapk를 이용하여 디지털 서명을 진행하였으며 디지털 서명이 완료된 악성코드 애플리케이션 signmalicious.apk을 제작하였다.

Fig. 6.

LHOST verified using the ifconfig command

Fig. 7.

Created a malware application using the Metasploit

Fig. 8.

A malware application digitally signed using the signapk

3-2 정상적인 디지털 사이니지 콘텐츠 애플리케이션 변조

정상적인 디지털 사이니지 콘텐츠가 아닌 변조된 애플리케이션의 유포로 인한 스마트폰 보안 사고 실험을 위해 정상적인 디지털 사이니지 콘텐츠 애플리케이션을 Kali Linux 64bit Version 운영체제에서 TheFatRat 도구를 이용해 변조하였다.

1) LHOST 확인

정상적인 디지털 사이니지 콘텐츠 애플리케이션을 변조하기전 변조된 애플리케이션과 연결할 PC의 LHOST가 필요하다. Kali Linux 64bit Version운영체제의 ifconfig 명령어를 이용하여 LHOST를 확인하였다.

2) 정상적인 디지털 사이니지 콘텐츠 애플리케이션 변조

정상적인 디지털 사이니지 콘텐츠 애플리케이션을 악성코드가 포함된 애플리케이션으로 변조하기위해 TheFatRat 도구를 사용하였다. TheFatRat 도구의 다양한 기능 중 스마트폰의 민감정보를 탈취하고 카메라, GPS 등과 같은 스마트폰의 기능을 제거하기 위해 Backdooring Original apk를 사용하였으며 정상적인 디지털 사이니지 콘텐츠 애플리케이션을 변조하였다. 전 단계에서 확인한 LHOST를 애플리케이션 변조에 사용하여 변조된 애플리케이션과 PC를 연결할 수 있게 하였으며 정상적인 애플리케이션과 동일하게 작동하지만 악성코드가 포함되어있는 변조된 애플리케이션을 제작하였다.

Fig. 9.

TheFatRat used to tamper with normal content of the digital signage application

3-3 테스트 배드 구성

해커가 디지털 사이니지를 공격하여 정상적인 디지털 사이니지 콘텐츠 대신 제작한 악성코드 애플리케이션과 변조된 악성코드 애플리케이션을 유포하는 상황을 가정한다. 디지털 사이니지 콘텐츠의 변조를 통한 스마트폰 보안사고 실험을 하기위해 디지털 사이니지 콘텐츠 출력용 PC, 애플리케이션을 통해 스마트폰의 민감정보를 탈취하고, 스마트폰의 기능을 제어하는 제어용 PC, 디지털 사이니지와 상호작용하기 위한 스마트폰 3대를 사용해 테스트 배드를 구성하였다.

Table 1.

PC for digital signage content output

Table 2.

PC for control that steals the sensitive information and controls the functions of the smartphone

Table 3.

Smartphone to interact with digital signage

Table 4.

Smartphone used for additional experiments

3-4 악성코드 애플리케이션 유포로 인한 스마트폰 보안사고 실험

디지털 사이니지 콘텐츠 출력용 PC에 악성코드 애플리케이션을 유포하는 콘텐츠를 출력한다.

스마트폰 보안사고 실험 대상인 갤럭시 노트FE, 갤럭시 S8+, 갤럭시 노트10은 디지털 사이니지와 상호작용하기위해 디지털 사이니지 콘텐츠에 포함되어 있는 QR코드를 스캔하여 애플리케이션을 다운로드 하였다.

악성코드 애플리케이션 유포로 인한 스마트폰 보안사고 실험을 위해 다운로드 받은 악성코드 애플리케이션을 설치하였으나 실험대상은 비교적 최신 운영체제가 설치되어있어 악성코드가 포함되어있는 애플리케이션의 설치를 차단하였다.

Fig. 10.

QR code for distributing malware applications through digital signage

추가실험으로 안드로이드2.1, 안드로이드 4.1 운영체제를 가진 스마트폰에서 추가 실험을 진행했을 때 정상적으로 설치됨을 확인할 수 있었다.

악성코드 애플리케이션이 정상적으로 설치된 안드로이드 2.1, 안드로이드 4.1 기반의 스마트폰은 제어용PC에서 dump_contacts 명령과 webcam_snap 명령을 통해 저장되어있는 연락처를 탈취할 수 있었으며, 스마트폰의 카메라 기능 등을 제어할 수 있었다.

Fig. 11.

A test subject that blocks malware application installation

Fig. 12.

Additional test subject connected to the PC for control with the malware application installed

3-5 변조된 애플리케이션 유포로 인한 스마트폰 보안사고 실험

디지털 사이니지 콘텐츠 출력용 PC에 변조된 애플리케이션을 유포하는 콘텐츠를 출력한다.

스마트폰 보안사고 실험대상인 갤럭시 노트FE, 갤럭시 S8+, 갤럭시 노트10은 디지털 사이니지와 상호작용 하기 위해 디지털 사이니지 콘텐츠에 포함되어 있는 QR코드를 스캔하여 애플리케이션을 다운로드 하였다.

변조된 애플리케이션 유포로 인한 스마트폰 보안사고 실험을 위해 다운로드 받은 변조된 애플리케이션을 설치하였고 정상적으로 설치됨을 확인할 수 있었다.

비교 실험을 위해 정상적인 애플리케이션과 변조된 애플리케이션을 설치했으며 실행결과 정상적인 애플리케이션과 변조된 애플리케이션 모두 정상적으로 작동함을 확인할 수 있었다. 하지만 정상적인 애플리케이션에 악성코드를 추가하여 변조하였기 때문에 변조된 애플리케이션을 실행하였을 때 실험대상이 제어용 PC에 연결되었다.

제어용 PC에서 dump_sms 명령어를 이용하여 스마트폰의 민감정보인 문자메시지와 geolocate 명령어를 이용하여 스마트폰의 위치 좌표를 파악할 수 있었다.

Fig. 13.

QR code for distributing tampered applications through digital signage

Fig. 14.

Comparison of normal application(left) and modulated application(right)

Fig. 15.

A modulated application-installed test subject connected to the PC for control

Fig. 16.

The location coordinate of the smartphone identified using the geolocate command on the PC for control

Fig. 17.

The location coordinate of the smartphone searched by Google Maps

Ⅳ. 결 론

코로나바이러스 감염증으로 비대면 홍보 및 주문이 가능할 뿐만 아니라 고객 맞춤형 서비스를 제공하여 많은 사람들의 관심을 가지는 디지털 사이니지의 상용화가 빠르게 진행되고 있다. 그 중에서도 고객과 상호작용이 가능한 2세대 양방향 디지털 사이니지와 상황인지 기술이 적용된 3세대 상황인지 디지털 사이니지의 요구가 증가되고 있으며 디지털 사이니지와 고객이 상호작용 하기위해 고객의 스마트폰을 사용하는 디지털 사이니지의 개발이 계속되고 있다.

하지만 2세대 양방향 디지털 사이니지와 3세대 상황인지 디지털 사이니지를 구성하기 위해 시스템, 디스플레이, 운영체제등이 매우 복잡하고 다양하게 적용되어 있어 보안에 많은 어려움을 겪고 있다.

본 논문에서 진행한 디지털 사이니지 콘텐츠의 변조를 통한 스마트폰 보안사고 실험결과 스마트폰에 저장되어있는 민감정보 탈취 뿐만 아니라 스마트폰의 카메라, GPS등과 같은 기능을 제어할 수 있었다.

디지털 사이니지 콘텐츠의 변조를 통해 탈취한 민감정보와 스마트폰의 카메라, GPS 등과 같은 기능제어를 통해 범죄의 대상이 될 수 있기 때문에 디지털 사이니지 콘텐츠 보안이 요구된다.

또한 후속 연구로 디지털 사이니지 콘텐츠의 보안을 위해 인공지능 악성코드 탐지가 가능한 디지털 사이니지 콘텐츠 서버를 설계하고 구현하여 해커의 공격으로부터 디지털 사이니지 콘텐츠를 보호하는 후속연구를 진행하고자 한다.

Acknowledgments

이 논문은 2019년도 한남대학교 학술연구비 지원에 의하여 연구되었음.

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