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Slack Space 분석법: 디지털 포렌식의 숨겨진 데이터 발굴 기법

GilliLab IT 2025. 6. 2. 02:53
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Slack Space 분석법: 디지털 포렌식의 숨겨진 데이터 발굴 기법

개요

디지털 포렌식 조사에서 숨겨진 데이터를 찾아내는 것은 핵심 과제입니다. 파일 시스템의 구조적 특성으로 인해 발생하는 'Slack Space'는 중요한 증거가 숨겨질 수 있는 영역으로, 포렌식 조사관이 반드시 이해하고 분석해야 하는 공간입니다. 이 글에서는 Slack Space의 개념, 유형, 그리고 효과적인 분석 방법에 대해 심층적으로 살펴보겠습니다.

Slack Space란?

Slack Space는 파일 시스템이 데이터를 저장하는 방식에서 발생하는 미사용 공간입니다. 파일 시스템은 데이터를 저장할 때 클러스터(또는 할당 단위)라는 고정 크기의 블록 단위로 할당합니다. 파일 크기가 클러스터 크기의 정확한 배수가 아닐 경우, 마지막 클러스터에는 필연적으로 사용되지 않는 공간이 발생하게 되며, 이를 Slack Space라고 합니다.

예를 들어, 클러스터 크기가 4KB인 파일 시스템에 10KB 크기의 파일을 저장할 경우:

  • 3개의 클러스터가 할당됨 (총 12KB)
  • 마지막 클러스터에는 2KB만 사용되고, 2KB는 Slack Space로 남음
graph LR
    A[파일 10KB] --> B[클러스터 1: 4KB]
    A --> C[클러스터 2: 4KB]
    A --> D[클러스터 3: 2KB 데이터 + 2KB Slack Space]
    style D fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

Slack Space의 유형

1. 파일 Slack Space (File Slack Space)

파일의 실제 데이터가 끝나는 지점부터 해당 클러스터의 끝까지의 공간입니다. 이는 다시 두 부분으로 나뉩니다:

  • RAM Slack (Sector Slack): 파일의 마지막 섹터 내에서 실제 파일 데이터 이후부터 섹터 끝까지의 공간
  • Drive Slack: 파일의 마지막 섹터 이후부터 클러스터 끝까지의 공간
graph TD
    A[파일 Slack Space] --> B["RAM Slack/Sector Slack"]
    A --> C[Drive Slack]
    B --> D["파일 데이터 끝 ~ 섹터 끝"]
    C --> E["마지막 섹터 이후 ~ 클러스터 끝"]

2. 볼륨 Slack Space (Volume Slack Space)

파티션의 마지막에 할당된 클러스터 이후부터 볼륨의 물리적 끝까지의 공간입니다. 이 공간은 파일 시스템에 의해 관리되지 않습니다.

3. 파티션 Slack Space (Partition Slack Space)

마지막 파티션의 끝에서부터 디스크의 물리적 끝까지의 공간입니다. 이 영역은 파티션 테이블에 의해 추적되지 않습니다.

Slack Space의 포렌식적 중요성

Slack Space는 다음과 같은 이유로 디지털 포렌식에서 중요한 의미를 갖습니다:

  1. 삭제된 데이터의 잔존: 파일이 삭제되면 해당 클러스터는 '사용 가능'으로 표시되지만, 실제 데이터는 새 데이터로 덮어쓰기 전까지 Slack Space에 남아있을 수 있습니다.

  2. 데이터 은닉 영역: 악의적인 사용자가 의도적으로 정보를 숨기기 위해 Slack Space를 활용할 수 있습니다.

  3. 파일 시스템 동작의 이해: Slack Space 분석을 통해 파일 시스템의 동작 방식과 데이터 저장 메커니즘을 이해할 수 있습니다.

  4. 이전 파일 버전의 단서: 파일이 수정될 때 크기가 줄어들면, 이전 버전의 데이터 일부가 Slack Space에 남아있을 수 있습니다.

Slack Space 분석 방법

1. 포렌식 도구 활용

현대 디지털 포렌식에서는 다양한 전문 도구를 사용하여 Slack Space를 분석합니다:

  • EnCase: 상업용 포렌식 소프트웨어로, Slack Space 데이터를 추출하고 분석하는 기능 제공
  • FTK (Forensic Toolkit): AccessData에서 개발한 도구로 Slack Space 탐색 기능 포함
  • Autopsy/The Sleuth Kit: 오픈 소스 디지털 포렌식 플랫폼으로 Slack Space 분석 지원
  • WinHex/X-Ways Forensics: 헥스 에디터와 디스크 편집 기능을 통해 저수준 Slack Space 분석 가능

2. Slack Space 분석 절차

flowchart TD
    A[디스크 이미지 획득] --> B[파일 시스템 분석]
    B --> C[클러스터 크기 확인]
    C --> D[파일 크기와 할당된 클러스터 비교]
    D --> E[Slack Space 위치 식별]
    E --> F[Slack Space 데이터 추출]
    F --> G[추출된 데이터 분석]

상세 절차:

  1. 디스크 이미지 획득: 조사 대상 디스크의 완전한 비트단위 복사본(이미지)을 생성합니다.

  2. 파일 시스템 분석: 파일 시스템 유형(FAT, NTFS, ext4 등)을 식별하고 구조를 분석합니다.

  3. 클러스터 크기 확인: 파일 시스템의 클러스터 크기를 확인합니다. 일반적으로 FAT32는 4KB, NTFS는 4KB 또는 8KB를 사용합니다.

  4. 파일 크기와 할당된 클러스터 비교: 각 파일의 실제 크기와 할당된 클러스터 수를 비교하여 Slack Space의 존재 여부를 확인합니다.

  5. Slack Space 위치 식별: 파일의 논리적 크기와 물리적 할당 크기의 차이를 계산하여 Slack Space의 정확한 위치와 크기를 파악합니다.

  6. Slack Space 데이터 추출: 식별된 Slack Space 영역의 데이터를 추출합니다.

  7. 추출된 데이터 분석: 키워드 검색, 파일 카빙(file carving), 패턴 매칭 등의 기법을 사용하여 추출된 데이터를 분석합니다.

3. 물리적 주소 매핑 및 섹터 정보 검색

Slack Space 분석에서 중요한 부분은 논리적 파일 위치를 물리적 디스크 주소로 매핑하는 과정입니다:

  1. 클러스터 번호 확인: 파일 시스템의 메타데이터(MFT, FAT 등)를 분석하여 파일이 할당된 클러스터 번호를 확인합니다.

  2. 물리적 주소 계산: 클러스터 번호를 물리적 섹터 주소로 변환합니다.

    • NTFS: 물리적 섹터 = (클러스터 번호 × 클러스터당 섹터 수) + 파티션 시작 섹터
    • FAT: 물리적 섹터 = (클러스터 번호 - 2) × 클러스터당 섹터 수 + 데이터 영역 시작 섹터

  3. 섹터 정보 검색: 물리적 주소를 기반으로 해당 섹터의 데이터를 읽고 분석합니다.

실제 사례 연구: Slack Space에서 증거 발견

사례 1: 기업 기밀 유출 사건

한 기업의 기밀 정보 유출 사건에서, 용의자의 컴퓨터에서 직접적인 증거를 찾을 수 없었습니다. 그러나 포렌식 분석가가 Slack Space를 조사한 결과, 이미 삭제된 이메일의 일부와 기밀 문서 조각을 발견했습니다. 이 데이터는 용의자가 문서를 외부로 전송했다는 증거를 제공했습니다.

사례 2: 데이터 은닉 시도

사이버 범죄 수사에서, 용의자는 특수한 도구를 사용하여 불법 콘텐츠를 Slack Space에 의도적으로 숨겼습니다. 일반적인 파일 검색으로는 이 데이터를 발견할 수 없었지만, 전문 포렌식 도구를 사용한 Slack Space 분석을 통해 은닉된 데이터를 복구할 수 있었습니다.

Slack Space 분석의 한계 및 도전과제

1. 기술적 제약

  • 오버라이팅(덮어쓰기): 시간이 지남에 따라 새로운 데이터가 Slack Space에 기록되면 이전 데이터는 영구적으로 손실됩니다.
  • 파일 시스템 복잡성: 최신 파일 시스템(예: ReFS, APFS)은 더 복잡한 할당 메커니즘을 사용하여 전통적인 Slack Space 분석을 어렵게 만듭니다.
  • 암호화: 전체 디스크 암호화가 적용된 시스템에서는 Slack Space 데이터도 암호화되어 있어 추가적인 해독 과정이 필요합니다.

2. 법적 고려사항

  • 증거 수집 절차: Slack Space에서 발견된 데이터가 법정에서 증거로 인정받기 위해서는 적절한 법적 절차에 따라 수집되어야 합니다.
  • 데이터 무결성: 분석 과정에서 원본 데이터의 무결성을 보존하기 위한 적절한 조치가 필요합니다.
  • 증거 연관성: Slack Space에서 발견된 데이터가 해당 사건과 실제로 관련이 있는지 입증하는 것이 중요합니다.

결론

Slack Space 분석은 디지털 포렌식에서 중요한 데이터 복구 및 증거 수집 기법입니다. 파일 시스템의 구조적 특성으로 인해 발생하는 이 공간은 삭제된 데이터의 흔적을 포함하고 있거나 의도적으로 숨겨진 정보의 저장소가 될 수 있습니다.

효과적인 Slack Space 분석을 위해서는 파일 시스템의 동작 원리에 대한 깊은 이해, 전문적인 포렌식 도구의 활용, 그리고 체계적인 분석 절차가 필요합니다. 이러한 분석은 단순한 파일 복구를 넘어, 디지털 증거의 숨겨진 계층을 발굴하여 사이버 범죄 수사와 디지털 포렌식의 효과를 크게 향상시킬 수 있습니다.

포렌식 전문가들은 계속해서 발전하는 스토리지 기술과 파일 시스템에 맞춰 Slack Space 분석 기법을 지속적으로 발전시켜 나가야 할 것입니다.

Keywords

Digital Forensics, Slack Space, 디지털 포렌식, 클러스터 분석, File System Analysis, 데이터 복구, Data Hiding, 파일 시스템, Evidence Collection, 증거 수집

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