차량 NFC 디지털 키 릴레이 공격의 성립 조건과 운영 대응 점검

차량이 CCC Digital Key 기반 NFC 카드로 문 개방과 시동을 인가하는 구조에서, 인가된 테스트 중 중대한 릴레이 공격이 성립한 사례가 보고됐다. 중계 공격 개요에 따르면, 이 구현은 CCC Digital Key를 사용한 NFC 카드로 차량 해금과 시동 인가를 수행하던 중, 공격이 실제로 문 개방과 2차 시동 인가 완료까지 이어졌다. 핵심은 공격자가 암호를 깨지 않았다는 점이다. 유효한 APDU 명령을 실제 카드와 차량 사이에서 중계하여 인증이 성공했다.

개요

이 사례가 시사하는 운영적 핵심은 명확하다. 원문은 해당 구현·프로토콜 조건에서 인증은 카드가 유효한 자격 증명을 가진지 증명할 뿐, 카드의 물리적 근접성은 확인하지 않는다고 짚는다. 즉, "인증 성공"은 "카드가 차량 가까이 있다"는 뜻이 아니다. 인증성과 근접성은 별개이며, 이 전제가 성립하는 구조에서 실제 카드와 차량 리더 사이를 중계하는 조건이 갖추어질 경우, NFC 카드 인증만으로도 차량 해금과 2차 시동 인가까지 이어질 수 있다는 점이 제공된 테스트 사례에서 확인됐다.

해당 공격은 특정 CCC Digital Key NFC 구현, 특정 차량, 인가된 테스트 환경에서 수행된 결과다. 단일 차량 사례로, 다른 모델이나 플랫폼에 동일하게 적용되는지는 이 자료만으로 확인할 수 없다. 하지만 인증이 카드의 자격 증명 유효성만 검증하고 물리적 근접성을 별도로 확인하지 않는 구조라면, 릴레이 공격의 성립 조건이 동일하게 충족될 여지가 있다는 점을 점검해야 한다.

적용 환경·전제조건

제공된 사례에서 이 공격이 성립한 조건은 다음과 같다.

• CCC Digital Key를 사용하는 NFC 카드 기반 차량 해금·주행 인가 구현. 이 특정 구현에서 릴레이 공격이 확인됐으며, 다른 NFC 기반 디지털 키에도 동일하게 성립하는지는 이 자료에서 확인되지 않는다.
• 수동(passive) NFC 카드. 수동 카드는 UWB 트랜시버나 UWB 대역 통신 하드웨어를 갖추지 못해 UWB 기반 거리 검증이 구조적으로 불가능하다. 이 때문에 해당 카드 기반 플로우는 별도 제어 없이는 이 공격에 취약할 수 있다.
• 제공된 인가 테스트에서는, 2명의 공격자가 NFC 중계 애플리케이션(NFCGate)을 실행하는 Android 폰을 각각 사용했다. 한 명은 차량 NFC 리더 쪽, 다른 한 명은 NFC 카드 쪽에서 NFC 중계를 수행했다. 이 앱이 양쪽 간 메시지 중계를 담당하는 구조였다.

특정 인가 테스트에서는 이 조건 하에서 문 개방과 주행 인가가 실제로 관찰됐다.

기술 절차·판단 근거

공격 절차는 다음과 같이 진행됐다.

• 공격자 2명은 NFCGate를 실행하는 Android 폰을 각각 보유하고 있다. NFCGate는 NFC 중계 통신을 돕는 애플리케이션이다.
• 공격자 1은 차량 쪽에서 폰을 차량 NFC 리더에 대고, 공격자 2는 NFC 카드에 폰을 대어 양쪽 간 메시지를 중계한다.
• 1차 인증이 시작되면, 유효한 APDU 명령이 중계되고, 인증 성공으로 차량이 해금된다. 릴레이 공격은 암호를 깨지 않는 대신, 양쪽 종단이 적법한 상대와 통신하고 있다고 믿게 만든다.
• 2차 인증(주행 인가)을 위해 공격자 1은 무선 충전 패드에 Android 폰을 올리고, 공격자 2는 NFC 카드에 폰을 계속 대고 있다. 2차 인증 라운드가 완료되면 주행 인가가 내려온다.

이 절차에서 핵심 판단 근거는 두 가지다. 첫째, 인증 프로토콜이 카드의 근접성을 확인하지 않는다는 구조적 한계. 둘째, 수동 카드에서는 APDU 왕복 시간(RTT)만으로 신뢰할 거리 측정이 어렵다는 점. 특히 수동 카드는 WTX(wait) 명령을 가지고 있어, 응답 시간을 늘려 대규모 명령을 계산할 수 있다. 이 WTX 명령이 일반 APDU RTT 기반 거리 측정을 무력화한다.

따라서 RTT만으로 근접성을 판정하는 방식은 이 공격에 대해 신뢰할 수 없다. UWB는 time-of-flight 기반 거리 측정으로 능동 기어(스마트폰)에 적합한 대응책이지만, 수동 NFC 카드에는 트랜시버와 UWB 대역 통신 하드웨어가 없어 적용이 불가능하다.

운영상 영향

이 공격이 성립하는 환경에서 운영 조직은 다음 영향을 고려해야 한다.

• 차량 해금과 주행 인가 우회. 인가 테스트에서 확인된 바와 같이, 실제 카드에 공격자 측 기기가 접촉한 조건에서 NFC 카드 인증으로 문이 열리고, 2차 인증까지 중계되면 주행 인가가 허용됐다. 이는 제공된 테스트 환경에서 관찰된 특정 결과이며, 차량이 원격에서 이동한다는 사실은 이 자료에서 확인되지 않는다.
• "인증 성공" 전제 재점검. 제공된 특정 구현·프로토콜 조건에서는 카드 유효성은 검증하지만 근접성은 확인하지 않았다. 이 전제가 성립하는 구조에서 인증 성공만을 보안 기준으로 삼으면, 릴레이로 인증이 반복될 여지가 있으므로 근접성 검증을 별도의 보안 요건으로 다루어야 한다.
• 수동 카드의 구조적 취약성. UWB가 능동 기어에만 적용 가능하므로, 수동 NFC 카드로 차량을 제어하는 플로우는 별도 근접성 제어 없이는 릴레이 공격에 지속적으로 노출될 수 있다.

해당 인가 테스트의 특정 구현·차량 사례에서 이러한 영향이 확인됐다. 다른 모델 또는 플랫폼으로의 적용 여부는 이 자료에서 확인되지 않았다. 적용 차량 모델과 키 펌웨어 버전이 이 자료에 제시되지 않아, 다른 차량에 동일한 취약성이 있는지는 확인되지 않는다. 하지만 구조적 한계(근접성 미검증)가 동일하게 존재한다면, 공격 성립 조건도 동일하게 충족될 수 있다.

탐지·대응

즉시 조치

• 주행 인가에 대한 다중인자 요구 여부 확인. NFC 카드만으로 시동·주행 인가까지 허용하는 플로우를 긴급 재점검. PIN 등 2인자 요구가 존재하는지 확인. PIN to Drive는 다중인자 인증으로, 차량이 시동 인가를 위해 PIN을 요구해 공격자가 릴레이 공격만으로 차량을 운전할 수 없게 만든다. 릴레이로 카드 인증만으로는 시동 인가를 못 받도록 하는 추가 보안 레이어다.
• 적용 범위 파악. 해당 CCC Digital Key NFC 구현이 적용된 차량·플랫폼 목록을 파악해 노출 범위 확인.
• NFC 리더 접근 경로 점검. 제공된 사례에서는 차량 NFC 리더와 무선 충전 패드가 사용됐다. 이러한 리더의 접근 경로와 인증 라운드 완료 시점을 점검해, 1차 해금과 2차 시동 인가가 별도 인가 단계로 분리되어 있는지 확인.
• 물리적 배치·거리 조건 한계 인지. 2차 인증 완료까지의 정확한 물리적 거리 조건(공격자 1이 차내에 있어야 하는지, 차 밖에 있을 수 있는지)은 이 자료에 명시되지 않아, 실제 통제 강도를 결정하려면 추가 확인이 필요하다.

장기 대응

• 시동·주행 인가에 다중인자(MFA) 요건 추가. PIN 또는 기타 다중인자 요건을 설계해, 릴레이로 카드 인증만으로는 시동 인가를 못 받도록 한다.
• UWB 적용과 수동 카드 대비. UWB는 능동 기어(스마트폰)의 time-of-flight 기반 거리 검증에 적합하다. 하지만 수동 NFC 카드에는 UWB가 불가하므로, 카드 기반 플로우는 별도 근접성 제어 또는 단계별 인가 제한을 병행해야 한다.
• RTT 기반 거리 측정 신뢰 원칙 재검토. APDU RTT 기반 거리 측정은 WTX 명령으로 우회되므로, RTT만으로 근접성을 판정하는 방식은 신뢰하지 않도록 설계 원칙을 수립한다.
• 인가 단계별 독립 보안 요건. 해금, 시동, 주행 인가 단계마다 독립적인 보안 요건을 두고, 중계 가능성이 높은 2차 인증에 추가 요건을 강제한다.

한계 및 참고자료

• 적용 범위 불확실. 해당 CCC Digital Key NFC 구현이 적용된 구체적 차량 모델, 제조사, 키 펌웨어 버전이 제시되지 않아, 동일한 취약성이 다른 차량에도 그대로 적용되는지 확인 불가.
• 공격 도구 범위 제한. NFCGate 외 다른 NFC 중계 도구나 다른 Android/iOS 환경에서의 공격 성립 여부는 이 증거 범위 밖이다.
• WTX 우회 경계치 미정. WTX 명령에 의한 RTT 측정 우회는 일반적 APDU 왕복 시간 측정을 무력화한다고 기술되었으나, 구체적 우회 시간·거리 경계치는 제시되지 않았다.
• PIN/UWB 적용 상태 미확인. PIN to Drive나 UWB가 실제로 어떤 차량·플랫폼에서 적용되어 있는지, 또는 향후 적용 계획은 이 증거에서 확인되지 않는다.
• 단일 출처 의존. 독립적 검증은 발견되지 않아, 이 공격 사례가 단일 출처에 의존하는 제한이 있다.
• 2차 인증 물리적 조건 불명. 차량 무선 충전 패드에서 2차 인증이 완료되는 물리적 배치(공격자 1이 차내에 있어야 하는지, 차 밖에 있을 수 있는지)의 정확한 거리 조건은 명시되지 않았다.
• 탐지 시나리오 미확립. 제공된 근거에는 차량 이벤트 로그, 위치 정보, APDU 교환 관측, 정상 범위, 탐지 정확도 또는 경보 효용에 관한 근거가 없어, 구체적인 탐지 패턴이나 텔레메트리 기반 경보 시나리오는 이 자료 범위 밖이다.

이 자료는 인가된 테스트 환경에서 수행된 단일 사례를 바탕으로 한다. 운영 조직은 이 한계를 인지한 상태에서, 자기 환경의 NFC 디지털 키 구조가 동일한 구조적 한계(근접성 미검증)를 가지는지 점검하고, 다중인자 요건과 물리적 통제를 우선순위에 올려야 한다. 적용 차량 모델·버전, PIN/UWB 실제 적용 여부, 2차 인증 물리적 조건 등 미확인 영역은 한계로 분리했으며, 추가 확인이 필요하다.

참고자료

• Car Theft: Relay Attacks on Modern NFC Card Implementations

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