eBPF Rootkit Detection

개요

eBPF(extended Berkeley Packet Filter)는 리눅스 커널 공간에서 유저 공간의 개입 없이 다양한 커널 이벤트를 관찰하고 조작할 수 있는 고성능 확장 기술입니다. 이 특성을 활용하여 시스템 콜 후킹, 커널 오브젝트 은폐 등으로 동작하는 Rootkit을 탐지하는 전략이 eBPF Rootkit Detection입니다.

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1. 개념 및 정의

eBPF Rootkit Detection은 커널의 syscall, tracepoint, kprobe, LSM hook 등 다양한 관측 지점을 활용하여 악성 행위를 실시간으로 탐지하는 방식입니다.

• eBPF 프로그램: 커널 내 이벤트에 반응하여 실행되는 작은 코드 조각
• Rootkit: 탐지 회피 및 권한 탈취를 목적으로 커널 내부 조작을 수행하는 악성 코드
• Detection Framework: BPF 기반 커널 이벤트 모니터링 및 이상 탐지 로직 구현

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2. 특징

특징	설명	효과
커널 공간 탐지	유저랜드 바이패스 무효화	Rootkit 탐지 가능성 대폭 향상
고성능 경량 실행	커널 내 이벤트에서 직접 분석	실시간 위협 탐지 및 낮은 오버헤드
정적/동적 탐지 혼합	Signature + Behavior 기반 감지	탐지 범위 확장 및 위협 다변화 대응

eBPF는 기존 보안 제품이 탐지하지 못하는 깊은 영역까지 탐색이 가능합니다.

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3. 구성 요소

구성 요소	설명	역할
BPF Probe	커널 이벤트 연결	syscall, hook, netfilter 등 후킹
Event Collector	eBPF 이벤트 수집기	ring buffer 통해 유저랜드 전달
Detection Logic	이상 패턴 탐지 로직	무결성 검증, 은폐 객체 탐색 등

BPF 프로그램은 사용자 정의 정책에 따라 실시간 위협 시나리오를 탐지합니다.

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4. 기술 요소

기술	설명	사용 목적
kprobe/tracepoint	커널 이벤트 후킹 인터페이스	커널 호출 관측 및 스택 추적
LSM BPF Hook	Linux Security Module 확장	보안 정책 삽입 및 권한 검증
CO-RE (Compile Once – Run Everywhere)	다양한 커널 버전 지원	배포 유연성 및 커널 간 호환성 확보

eBPF는 리눅스 5.x 커널에서 정식 지원되며, 커널 보안의 표준 도구로 부상 중입니다.

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5. 장점 및 이점

장점	설명	기대 효과
은폐 기법 탐지	숨겨진 프로세스/파일/소켓 식별	루트킷 주요 공격 방식 무력화
실시간 위협 분석	이벤트 기반 트리거 감지	대응 속도 향상 및 로그 생성 정확도 증가
오픈소스 생태계 연동	Falco, Tracee, Tetragon 등과 통합	운영 효율성 향상 및 커뮤니티 기여 기반 확장

eBPF는 클라우드 워크로드 보안, EDR, 커널 감사 등에 널리 활용되고 있습니다.

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6. 주요 활용 사례 및 고려사항

사례	적용 환경	비고
Falco eBPF 모드	컨테이너 런타임 보안	syscall 기반 이상행위 탐지
Tracee	공격 기법 시그니처 탐지	실행 파일 은폐, LD_PRELOAD 후킹 등 대응
Kernel Integrity Check	자체 정책 기반 검증	시스템 콜 테이블 해시 비교 등

고려사항:

• eBPF 프로그램은 제한된 실행 시간 및 메모리 한계 존재
• 커널 API 변경에 따라 probe 실패 가능 → CO-RE 설계 필수
• 과도한 탐지 시 false positive 조정 및 alert 정책 최적화 필요

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7. 결론

eBPF Rootkit Detection은 리눅스 보안의 지형을 바꾸고 있으며, 기존 유저랜드 보안 한계를 극복하는 새로운 패러다임입니다. 커널 수준에서의 실시간 위협 탐지와 확장 가능한 감시 능력을 통해 고도화된 공격에도 대응 가능하며, 클라우드/컨테이너 환경의 필수 보안 전략으로 자리잡아가고 있습니다.