해설 — UDP 연결 마이그레이션: 주소 비교 오류 + 경로 검증 부재 (C++)

난이도: 중상

요약

두 결함이 겹친다. (A) sockaddr_storage 전체를 memcmp 로 비교해 "주소가 바뀌었는지"를 판단하는데, 이 구조체에는 비교에 무관한 패딩·미사용 바이트가 있어 같은 주소도 매번 다르다고 오판한다. 그 결과 (B) connectionId 만 보고 경로 검증 없이 remote 를 계속 갱신하게 되어, 세션 탈취·오배달(증폭) 취약점이 상시화된다.

문제점

분류 태그: 구조체 전체 memcmp(패딩 포함) 비교 오류 / 경로 검증 부재

결함 (A) — memcmp(sizeof(sockaddr_storage)) 로 주소 동등성 판정

sockaddr_storage 는 128바이트로, 실제 의미 있는 필드는 주소 패밀리에 따라 앞부분(sockaddr_in 은 16바이트: family·port·addr, 나머지 8바이트 sin_zero 는 미사용)뿐이다. sin_zero·꼬리 패딩은 커널/복사 과정에서 임의 값일 수 있어, 논리적으로 같은 주소라도 memcmp 결과가 매번 달라질 수 있다.

• 증상: 정당한 단일 클라이언트인데도 매 패킷마다 != 0 이 되어 remote 를 계속 재대입(무해해 보이지만 (B)와 결합하면 검증 없는 갱신을 상시 트리거).
• 더 나쁜 경우: 실제로 다른 주소인데 우연히 관련 없는 바이트만 달라, 진짜 마이그레이션 판단 로직이 오작동.
• 올바른 비교는 패밀리별로 의미 있는 필드만: IPv4 는 sin_family·sin_port·sin_addr, IPv6 는 sin6_family·sin6_port·sin6_addr(필요 시 sin6_scope_id).

결함 (B) — 경로 검증 없는 remote 갱신

C# 트윈과 동일한 근본 결함: connectionId 는 라우팅 힌트일 뿐 경로 소유권 증명이 아니다. 위조 소스 주소로 유효 connectionId 패킷을 보내면 서버가 remote 를 그리로 바꿔 세션 탈취 또는 희생자 IP로의 반사 증폭이 가능하다. AEAD 인증 통과는 페이로드 정당성일 뿐, 캡처한 정상 패킷을 다른 주소에서 재주입하는 것을 막지 못한다.

수정안

주소 비교를 패밀리별 필드로 교정하고, QUIC 식 경로 검증(챌린지-리스폰스)을 넣는다.

static bool sameEndpoint(const sockaddr_storage& a, const sockaddr_storage& b) {
    if (a.ss_family != b.ss_family) return false;
    if (a.ss_family == AF_INET) {
        auto* x = reinterpret_cast<const sockaddr_in*>(&a);
        auto* y = reinterpret_cast<const sockaddr_in*>(&b);
        return x->sin_port == y->sin_port &&
               x->sin_addr.s_addr == y->sin_addr.s_addr;   // sin_zero 무시
    }
    if (a.ss_family == AF_INET6) {
        auto* x = reinterpret_cast<const sockaddr_in6*>(&a);
        auto* y = reinterpret_cast<const sockaddr_in6*>(&b);
        return x->sin6_port == y->sin6_port &&
               std::memcmp(&x->sin6_addr, &y->sin6_addr, sizeof(in6_addr)) == 0;
    }
    return false;
}

void onPacket(const sockaddr_storage& source, std::int64_t connId,
              const std::uint8_t* frame, std::size_t len)
{
    auto it = byConn_.find(connId);
    if (it == byConn_.end()) return;
    Session* s = it->second;

    std::vector<std::uint8_t> pt;
    if (!aeadOpen(s->key, frame, len, pt)) return;      // 인증 먼저

    if (isPathResponse(pt) && s->pending &&
        sameEndpoint(s->pendingAddr, source) &&
        constantTimeEq(pathToken(pt), s->pendingToken)) {
        s->remote = source;                             // 검증된 경로로만 교체
        s->pending = false;
        return;
    }

    if (!sameEndpoint(s->remote, source)) {             // 필드 기준 비교
        if (!s->pending || !sameEndpoint(s->pendingAddr, source)) {
            s->pendingAddr = source; s->pending = true;
            s->pendingToken = randomToken();
            s->sendTo(source, makePathChallenge(s->key, s->pendingToken)); // 챌린지
        }
        // 검증 전: 응답은 기존 remote 로만
    }
    s->dispatch(pt);
}

더 나은 설계

• anti-amplification: 미검증 경로로는 수신 바이트의 3배 이하만 송신(반사 증폭 차단).
• connectionId 회전 + 커널 비의존 비교 유틸: 주소 비교/해시를 한 곳에 캡슐화해 memcmp(sockaddr_storage) 실수를 원천 차단. unordered_map 키로 쓸 때도 동일 규칙.
• 경로별 상태: in-flight 검증을 주소별로 관리하고 레이트 리밋.
• 트레이드오프: 경로 검증 1 RTT 추가 vs 탈취/증폭 방지. 후자는 타협 불가.

면접 포인트

• sockaddr_storage/sockaddr_in 을 memcmp 로 비교하면 왜 위험한가(sin_zero·패딩).
• connectionId 라우팅과 경로 소유권 증명이 왜 별개이며, QUIC 경로 검증이 무엇을 보장하는가.
• AEAD 인증 통과가 소스 주소 정당성을 보증하지 못하는 이유.