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Nikkei X-TECH_2022.11.16

방범 카메라 및 경비원의 위치를 드론으로 특정
스파이도 놀랄만한 ‘Wi-Peep’의 정체

건물 내부의 방범 카메라 및 경비원의 위치를 드론을 사용해 건물 밖에서 특정한다---. 이것을 가능하게 하는 방법을 캐나다의 워털루대학(University of Waterloo) 연구팀이 발표했다. 그 이름은 Wi-Peep. 와이파이(Wi-Fi)와 peep(엿보다)를 조합해 만든 이름이다.

Wi-Peep에 사용되는 장치의 무게는 약 10g으로, 시판 드론에 탑재가 가능. 재료비는 겨우 20달러이다. 오차 범위가 50cm~2m 정도의 정밀도로 CCTV 등의 위치를 특정할 수 있다고 한다.

스파이라면 꼭 알아두어야 할 Wi-Peep. 그 정체를 파헤쳐보자.

-- 와이파이로 와이파이 기기의 위치 찾아내 --
앞에서 ‘방범 카메라 및 경비원’이라고 했지만, 실제로는 와이파이 기기의 위치를 특정하는 것이다. CCTV는 와이파이 대응, 경비원은 스마트폰 등 와이파이 기기를 휴대하고 있는 것이 전제이다.

와이파이 기기의 위치를 특정할 수 있게 된다면 방범 카메라나 경비원의 위치 특정 외에도 악용될 위험이 있다고 연구팀은 지적한다. 그 중 하나가 빈집을 찾아내 악용하는 것이다.

예를 들어, 도둑이 범행할 집을 사전에 수 차례 조사해 그 집에서 사용되고 있는 와이파이 기기의 기종이나 장소를 특정. 스마트폰 등 휴대기기가 감지되지 않으면 집에 사람이 없다고 판단해 침입할 수 있다. 노트북 등 고가의 물건을 찾는데도 사용할 수 있다고 한다.

호텔의 경영자 등이 경쟁 호텔을 정찰하는 데도 사용할 수 있다고 하고 있다. 와이파이 장치가 탑재된 드론을 경쟁 호텔의 상공에 띄워 와이파이 기기의 위치와 개수를 통해 룸의 가동 상황을 살펴볼 수 있다.

Wi-Peep의 개요는 다음과 같다. 우선 드론에 탑재된 Wi-Peep 장치가 세공을 한 데이터(패킷)를 송신한다. 이것을 수신한 와이파이 기기는 일정 시간이 경과한 후, 확인 응답(ACK)을 보낸다. 또한 여기에서 ‘일정 시간’이란 SIFS(Short Interframe Space)라고 불리며, 2.4GHz대를 사용하는 와이파이는 10마이크로초, 5GHz대는 16마이크로초로 정해져 있다.

확인응답이 올 때까지의 시간을 통해 드론과 와이파이 기기의 거리를 계산할 수 있다. 드론의 위치는 GNSS(범지구위성항법시스템)으로 알 수 있어 드론을 이동시키면서 데이터 전송과 확인응답 수신을 반복하면 와이파이 기기의 위치를 파악할 수 있다.

-- 와이파이의 '예의 바름(Polite)'을 악용 --
여기에서 중요한 것은 같은 네트워크에 접속되어 있지 않은 기기로부터의 데이터에 대해서도 와이파이 기기는 확인응답을 보내온다는 것이다. 네트워크를 암호화하고 있어도 네트워크 밖의 기기로부터 수신한 데이터에 대해서도 확인응답을 보낸다.

Wi-Peep 연구논문의 대표 저자인 아베디 씨는 이러한 와이파이의 움직임을 발견하고 'Polite Wi-Fi(예의 바른 와이파이)로 명명. 2020년 11월에 연구 논문을 발표했다. 낯선 사람의 인사에도 제대로 답하기 때문에 예의 바르다는 것이다. 이것은 와이파이 규격(IEEE 802.11 규격)의 문제라고 아베디 씨는 말한다.

아베디 씨가 186개 벤더사의 5,000개가 넘는 와이파이 기기를 대상으로 조사한 결과, 모든 기기가 확인응답을 보내왔다고 한다.

-- 작고 가벼운 장치 실현 --
와이파이 기기의 위치를 특정하는 연구는 현재 다수 시행되고 있으며, 고정밀도로 특정하는 방법도 다수 존재한다. 하지만 특정하기 위한 장치가 커, 드론에 탑재해 상대방 몰래 조사하기는 어렵다.

하지만 이번에 개발된 Wi-Peep 장치는 작고 가벼워 시판 드론에 탑재할 수 있다. 앞에서 언급했듯이 불과 10g. 비용도 20달러 정도이다.

Wi-Peep 장치는 전압 레귤레이터와 2개의 와이파이 모듈로 구성되어 있다. 와이파이 모듈 중 하나에는 데이터를 기록하기 위한 마이크로SD카드 모듈이 장착되어 있다.

이번 실험에서는 중국 DJI의 드론 'DJI Mini 2'를 사용했다. 드론 자체도 소형(접은 상태에서 길이 138mm, 폭 81mm, 높이 57mm)이면서 경량(199g)이기 때문에 Wi-Peep 장치가 탑재된 드론을 가방에 숨긴 채 들고 다니는 것도 가능하다.

-- 지하실이 있는 2층 건물에서 실험 --
Wi-Peep 장치가 아무리 소형에 경량이라도 정밀도가 낮으면 의미가 없다. Wi-Peep의 측정 정확도를 알아보기 위해 연구팀은 한 연구자의 집을 사용해 실험했다. 실험장이 된 것은 지하실이 있는 2층 독채였다.

2층에 5곳, 1층에 4곳, 지하실에 2곳 등 총 11곳에 스마트폰과 태블릿을 배치하고, 주택의 상공에 Wi-Peep을 탑재한 드론을 3분 간 비행시켜 위치를 특정했다. 특정 시에는 초당 약 100개의 데이터를 Wi-Peep에서 송신했다.

그 결과, 수평 방향 측정 오차는 중앙값이 1.26m, 최대치는 2.3m로, 고정밀이라고 할 수 있다. 특히 2층에서는 정확도가 높았고 오차는 1.5m 이하였다.

수직 방향의 정확도, 즉 놓여 있는 층의 정답률도 대체로 높았다. 지하실 2곳에 둔 총 4대의 스마트폰과 태블릿 중, 1대를 1층에 있다고 잘못 감지했다. 1층에서도 총 8대의 스마트폰과 태블릿 중 1대를 2층에 있다고 잘못 감지했다.

반면, 2층에 둔 10대는 모두 정답. 모두 2층에 있다고 감지했다. 수평 방향과 마찬가지로 2층 와이파이 기기에 대한 정확도가 높았다.

이번 연구를 통해 연구팀은 Wi-Peep는 충분히 위협적이라고 결론지었다. 하지만 이에 대한 대책을 마련하기는 어렵다. 앞서 언급했듯이 와이파이 규격이 원인이기 때문이다. 논문에서도 '폴라이트 와이파이는 막을 수 없다'라고 단언했다.

단기적인 대책으로 확인응답을 보내주기까지의 시간을 랜덤으로 바꿀 것을 연구팀은 제안했다. 그러면 와이파이 기기까지의 거리 계산이 어려워지기 때문이다.

연구팀은 200나노초 이내의 폭으로 시간을 랜덤으로 바꾸는 것만으로도 오차는 9m까지 커진다고 추산한다. 효과는 있을 것으로 보인다. 연구팀은 논문에서 와이파이 기기의 벤더 등에게 이러한 방법을 검토하도록 촉구했다.

 -- 끝 --

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