VPN과 암호화 기술 완전 정리
**가상사설망(VPN)**과 암호화, 인증, 무결성 개념을 중심으로 보안 통신의 기초부터 실제 기업 환경 적용까지 전반적인 내용을 다룹니다.
1️⃣ VPN의 개념
VPN(Virtual Private Network, 가상사설망) 은 공중망(인터넷)을 이용하지만 마치 전용선처럼 안전하게 데이터를 주고받을 수 있는 기술입니다.
기업의 본사와 지사를 연결하거나, 재택 근무자가 내부망에 접속할 때 필수적으로 사용됩니다.
2️⃣ VPN의 필요성과 등장 배경
| 구분 | 전용회선 | 인터넷 회선 |
|---|---|---|
| 비용 | 매우 비쌈 (거리 비례) | 저렴함 |
| 보안성 | 높음 | 낮음 |
| 확장성 | 제한적 | 매우 높음 |
전용회선은 안전하지만 비용이 매우 높고, 인터넷 회선은 저렴하지만 보안이 취약합니다. 이 두 가지를 결합해 “공중망에서 사설망처럼 안전하게 쓰자”는 발상에서 VPN이 탄생했습니다.
3️⃣ VPN의 핵심 기능
- 🔐 암호화(Encryption) : 데이터를 제3자가 읽지 못하게 암호화
- ✅ 인증(Authentication) : 사용자 또는 장비의 신원 검증
- 🧩 무결성(Integrity) : 전송 중 데이터 위변조 방지
- 🌐 터널링(Tunneling) : 공중망을 통해 암호화된 전용 통로 생성
4️⃣ VPN의 동작 계층
| 구분 | 프로토콜 | 설명 |
|---|---|---|
| L2 VPN | PPTP, L2TP, L2F | 데이터링크 계층 기반, PPP 확장 기술 |
| L3 VPN | IPSec, MPLS | 네트워크 계층에서 암호화와 터널링 수행 |
5️⃣ IPSec VPN의 구조와 기능
IPSec(Internet Protocol Security) 은 네트워크 계층에서 암호화 및 인증을 제공하는 VPN 기술입니다.
🔸 IPSec의 주요 구성요소
| 요소 | 설명 |
|---|---|
| AH (Authentication Header) | 무결성과 인증 제공, 암호화는 제공하지 않음 |
| ESP (Encapsulating Security Payload) | 암호화와 인증 모두 제공 |
| SA (Security Association) | 보안 연결을 위한 세션 정보 관리 |
| IKE (Internet Key Exchange) | 암호화 키와 보안 매개변수를 자동 협상 |
🔸 IPSec의 모드 비교
| 모드 | 특징 | 적용 위치 |
|---|---|---|
| Transport Mode | IP 헤더는 그대로 두고 데이터만 암호화 | 호스트 간 통신 시 (PC ↔ PC) |
| Tunnel Mode | IP 헤더 전체를 포함한 패킷 전체 암호화 | 게이트웨이 간 통신 시 (라우터 ↔ 라우터) |
6️⃣ SSL VPN과의 비교
| 항목 | IPSec VPN | SSL VPN |
|---|---|---|
| 동작 계층 | 네트워크 계층 (3계층) | 응용 계층 (7계층) |
| 접속 방식 | 클라이언트 프로그램 설치 필요 | 웹 브라우저로 간단히 접속 가능 |
| 포트 사용 | UDP 500, ESP 포트 필요 | TCP 443 사용 (HTTPS) |
| 보안성 | 높음 | 중간 수준 (환경에 따라 다름) |
| 활용 예시 | 기업 내부 시스템 연결 | 재택근무, 원격접속 |
7️⃣ 암호화 방식
| 방식 | 특징 | 비고 |
|---|---|---|
| DES | 56비트 키 사용, 보안성 낮음 | 현재 거의 사용되지 않음 |
| 3DES | DES를 3회 반복하여 보안 강화 | 성능 저하 존재 |
| AES | 고속·고보안 표준 대칭키 알고리즘 | 현재 가장 널리 사용 |
| RSA | 비대칭키 암호화 방식 (공개키/개인키) | 키 교환, 인증에 사용 |
8️⃣ 인증과 무결성
데이터 전송 시 위·변조를 방지하기 위해 해시(Hash) 값 비교 방식 사용
대표 알고리즘: MD5, SHA-1, HMAC
송신자와 수신자가 동일한 키로 해시값을 계산했을 때 결과가 같다면 전송 중 데이터가 변조되지 않았음을 의미합니다.
9️⃣ VPN의 장점과 단점
| 구분 | 장점 | 단점 |
|---|---|---|
| 비용 | 전용선보다 저렴 | 인터넷 품질에 따라 속도 저하 가능 |
| 보안성 | 암호화와 인증을 통한 안정적 통신 | 설정 오류 시 접속 불가 |
| 편의성 | 외부에서도 사내망 접근 가능 | 환경 설정이 다소 복잡 |
🔟 보안 기술의 진화와 활용
최근에는 블록체인 기반 VPN 기술이 연구되고 있으며, 로그 위·변조 방지 및 투명한 접속 인증 관리가 가능해졌습니다.
“VPN은 단순한 연결 도구가 아니라, 데이터 보안의 핵심 플랫폼으로 진화하고 있다.”
🧭 정리
- VPN은 공중망을 사설망처럼 안전하게 사용하는 기술
- IPSec은 네트워크 계층, SSL VPN은 응용 계층에서 동작
- 암호화 + 인증 + 무결성 + 터널링 = VPN의 4대 축
- 기업 보안과 재택근무 환경에서 필수 인프라로 자리 잡음