미군 GPS, 20년간 숨겨진 암호 방송국으로 기능해
영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 정보보안 전문가 스티븐 머독(Steven Murdoch) 교수는 미군이 지난 20년간 전 세계 GPS 위성을 이용해 군사용 암호화 키를 은밀하게 전송해 왔다는 증거를 발표했습니다. 스마트폰을 포함해 GPS를 사용하는 모든 기기가 알지 못하는 사이에 이 숨겨진 정부 신호를 수신해 온 셈입니다. 이는 기존의 번거로운 수동 암호키 분배 방식을 대체하는 전파 키 분배(OTAR) 체계와 완벽히 일치하는 타임라인을 보여주며 보안 및 인프라 연구 측면에서 중요한 의미를 갖습니다.
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정보보안 전문가 스티븐 머독(Steven Murdoch)에 따르면, 미군은 지난 20년 동안 공용 GPS를 이용해 글로벌 암호화 네트워크용 코드를 조용히 방송해 왔으며, 이로 인해 각 위성이 숨겨진 '숫자 방송국(numbers station)'으로 변모했을 가능성이 높습니다. 머독는 Inside GNSS에 게재된 새로운 기사에서 이번 연구 결과를 상세히 설명했습니다.
이는 GPS를 사용하는 모든 기기가 수년 동안 숨겨진 정부 정보를 수신해 왔으며, 군부대 외부의 그 누구도 지금까지 이 사실을 몰랐음을 의미합니다. 런던 대학교(UCL)의 보안 공학 교수이자 정보 보안 연구 그룹의 책임자인 머독는 '서브프레임 4, 페이지 17(Subframe 4, Page 17)'로 레이블링된 176비트 GPS 시퀀스가 전 세계 군 요원에게 암호화 키를 전달하는 펜타곤의 무선 분배(Over-the-Air Distribution, OTAD) 네트워크의 암호화된 자료라는 증거를 제시했습니다.
머독는 404 Media와의 통화에서 "군사용 GPS 신호에 접근하기 위한 키를 분배하는 용도로 쓰인다는 증거는 이제 매우 강력하다"고 말했습니다. 그는 군대에 "키를 로드할 수 있는 특수 수신기"가 있으며 "아마도 이 특수 메시지를 해독할 능력이 있을 것"이라고 덧붙였습니다.
새로운 기사에서 머독는 "세계에서 가장 성공적인 내비게이션 신호 내에 잊혀진 176비트 슬롯이 사실은 가장 조용하고 가장 중요한 방송이었던 것으로 밝혀졌다"고 설명했습니다. 머독는 유럽우주국(ESA) 자금 지원을 받는 프로젝트를 진행하며 원시 GPS 데이터용 디코더를 작성하던 대학원생 시절인 10년 이상 전에 이 시퀀스를 처음 발견했습니다.
그는 "서브프레임에 무작위로 보이는 데이터가 있다는 것을 알아차렸다"며 "사양을 확인해 보니 조금 특이하다고 생각했다. 명백한 패턴을 찾기 위해 약간의 데이터를 녹음했지만, 이는 프로젝트의 주요 임무가 아니었기에 넘어갔다"고 회상했습니다. 처음부터 그는 데이터가 너무 무작위적이었기 때문에 서브프레임 필드에 암호화된 전송이 포함되어 있을 것이라고 의심했습니다.
머독는 "무작위 데이터는 자연에서 얻기가 실제로 매우 드물다"며 "이것을 발견했다면 누군가가 무작위로 설계한 것이거나, 아니면 암호화된 데이터일 수 있다. 나는 암호화된 데이터가 가장 유력한 설명이라고 생각했다"고 말했습니다. 그는 수년 동안 틈틈이 서브프레임 분석으로 돌아왔고, 2023년에는 스택 익스체인지(Stack Exchange)에 그 내용에 대한 추측을 요청하기도 했습니다. UCL의 석사 과정 학생인 아흐메드 캄루딘(Ahmed Kamruddin)이 2025년에 이 프로젝트를 추가로 발전시켰습니다.
그리고 올해 머독는 독일 지과학 연구 센터(GFZ Helmholtz Centre for Geosciences)에서 보관 중인 2007년 이후의 공개 아카이브 글로벌 내비게이션 위성 시스템(GNSS) 녹음을 분석하며 몇 주에 걸쳐 퍼즐의 마지막 조각을 맞추었습니다. 이 데이터 세트에는 서브프레임 4, 페이지 17에 대한 1,200만 건 이상의 관측 데이터가 포함되어 있었고, 3,994개의 고유한 176비트 메시지가 도출되었습니다.
이 데이터 모음에서 머독는 2010년 2월에 나타나 10년 이상 수십 개의 위성을 통해 간헐적으로 방송된 패턴을 포함하여 키가 반복되는 '센티넬(sentinel)'을 정확히 찾아냈습니다. 머독는 이 특정 센티넬이 2011년 5월 26일 몇 시간의 시간 내에 가동 중인 31개의 모든 위성에서 전송되었으며, 이는 잠재적으로 새로운 운영 시스템의 가동을 알리는 것일 수 있음을 발견했습니다.
그는 작전 날짜가 적힌 2015년 발표 자료를 포함한 기밀 해제 문서들을 상호 참조하여 이 타임라인이 군사용 무선 분배(OTAD) 및 무선 키 재설정(Over-the-Air Rekeying, OTAR)의 도입 시기와 완벽하게 일치한다는 것을 확인했습니다. 머독는 "타임라인과 발표 자료, 그리고 데이터에서 자동으로 식별된 변곡점이 완벽하게 일치했다"며 "이것이 바로 내가 '이것이 바로 그 용구다'라고 확신하게 된 결정적인 증거(smoking gun)였다"고 말했습니다. 이러한 자동화된 시스템은 번거로운 암호화 키 자료의 수동 분배를 대체하여 전 세계 군사용 GPS 수신기가 원활하게 작동하도록 했습니다.