자바를 더 안전하게 사용하는 방법은?

자바(Java)는 플랫폼 독립적인 프로그래밍 언어로, 고성능 애플리케이션 개발에 활용될 수 있어 개발자들의 호응을 얻고 있다. 하지만 자바는 다양한 보안 취약점을 안고 있다. 2013년에는 해커가 자바의 보안 취약점을 이용해 사용자 PC를 조작하는 사례가 대거 발견되면서, 미국 정부가 자바 사용 중단을 선언하기도 했다. 이번 글에서는 자바의 주요 특징과 장단점, 그리고 자바 보안 방안에 대해 알아보자.

 

 

자바는 1991년 소프트웨어 개발자 제임스 고슬링과 엔지니어들이 썬 마이크로시스템즈(Sun Microsystems)에서 개발한 프로젝트 '그린'에서 시작됐다. 그린 프로젝트의 목적은 가전 제품에 내장할 수 있는 소형 프로그램을 만드는 것이었다. 당시에는 C++ 언어가 널리 사용됐지만, C++은 메모리 관리와 포인터 등의 문제로 인해 가전 제품에 적합하지 않았다.

 

*포인터: 메모리 주소값을 저장하는 변수

 

고슬링은 C++의 문법을 기반으로 하면서도 이런 문제를 해결할 수 있는 새로운 언어를 만들었다. 이 언어는 초기에는 ‘오크’라고 불렸으며, 1995년 '자바'라는 이름으로 공식 발표됐다.

 

자바는 2021년 기준으로 전 세계 개발자 사이에서 5번째로 인기 있는 프로그래밍 언어이다. 자바는 디지털 솔루션 개발에 사용하는 객체 지향적이고 배우기 쉬운 프로그래밍 언어이다. 또한, 자바는 플랫폼에 독립적인 프로그래밍 언어로, 고성능 애플리케이션을 개발할 수 있다는 점에서 개발자들의 높은 호응을 얻고 있다.

 

개발자는 표준화된 객체 지향 언어인 자바를 사용해 강력한 고성능 애플리케이션을 개발할 수 있으며, 자바는 플랫폼에 구애받지 않고 JVM(Java Virtual Machine)이 설치된 모든 장치에서 동작한다. 무엇보다 자바가 제공하는 웹 개발 기능은 전 세계 개발자들의 엄청난 호응을 얻었다. 이것이 바로 대다수 웹 개발자가 자바를 사용하는 이유다.

 

자바의 주요 특징

자바는 몇 가지 특징을 가지고 있다. 첫번째는 객체지향 프로그래밍 언어라는 점이다. 따라서 자바는 현실 세계의 사물이나 개념을 객체라는 단위로 나누고, 객체들 간의 상호작용을 통해 프로그램을 구현한다. 객체지향 프로그래밍은 코드의 재사용성과 유지보수성을 높이고, 모듈화와 추상화를 통해 복잡한 문제를 쉽게 해결할 수 있다.

 

두번째 특징은 플랫폼 독립성이다. 자바는 운영체제(OS)와 상관없이 동작할 수 있다는 특징이 있다. 이는 바자가 컴파일러가 아닌 인터프리터를 사용하기 때문이다. 컴파일러는 소스 코드를 기계어로 번역하는 역할을 하지만, 인터프리터는 소스 코드를 중간 코드로 번역하고, 중간 코드를 실행하는 가상머신을 통해 프로그램을 실행한다. 자바는 자바 가상머신이라는 인터프리터를 사용하며, 이는 다양한 OS에서 동일하게 작동한다. 따라서 자바로 작성된 프로그램은 한 번 작성하면 어디서든 실행할 수 있다.

 

세번째로, 라이브러리가 다양하다는 특징이 있다. 자바는 다양한 분야의 프로그래밍을 지원하기 위해 많은 라이브러리를 제공한다. 라이브러리란 이미 만들어진 코드의 집합으로, 필요한 기능을 쉽게 사용할 수 있게 해준다. 예를 들어, 자바에서는 네트워크, 데이터베이스, GUI, 암호화, XML 등의 라이브러리를 제공하고 있다. 또한, 오픈소스 커뮤니티의 활발한 참여로 인해 다른 개발자들이 만든 유용한 라이브러리도 많이 존재한다.

 

자바의 장단점

자바는 개발자가 쉽게 코드를 작성하고 실행할 수 있으며, 강력한 디버깅을 제공한다. 객체지향 프로그램 언어로서, 개발자는 기존 코드를 재사용하고 모듈식 프로그램을 개발할 수 있다.

 

자바의 가장 큰 장점은 플랫폼에 구애받지 않는다는 점이다. 별도의 작업 없이 서로 다른 기종을 넘나들며 동일하게 동작하는 프로그램은 자바의 가장 중요한 특성 중 하나이다. 서로 다른 플랫폼에서 동일한 프로그램을 실행할 수 있는 능력은 웹 기반 소프트웨어에 필수적이며, 자바는 플랫폼과 언어에 독립적이기 때문에 이를 훌륭하게 지원한다.

 

자바의 또 다른 중요한 장점은 보안에 강하다는 것이다. 보안 문제를 크게 고민하지 않아도 된다. 자바는 이제 전 세계적으로 웹 애플리케이션을 개발을 위한 필수 언어가 되었다.

 

하지만 실행 속도가 C++, C 등 다른 프로그래밍 언어에 비해 느리다는 단점이 있다. 백업 작업에도 적합하지 않으며, 특히 저장 장치를 포함한 백업 시스템이 필요한 경우 문제가 될 수 있다.

 

또한, 자바는 주로 저장에 중점을 둔다. 이 때문에 자바 대신 다른 플랫폼을 선택하는 경우도 있다. 이 밖에, 자바는 읽고 이해하기 어려운 긴 코드가 많아 코드 작성 난이도가 높다.

 

자바 보안을 강화하는 방법

한 조사에 따르면, 자바 애플리케이션의 88%가 보안 취약점을 갖고 있는 반면, 이를 정기적으로 분석하는 기업은 28%도 안 되는 것으로 나타났다. 또한, 이미 발표된 취약점도 제대로 조치하지 않아 침해사고 피해를 입은 기업도 68%에 달한다.

 

자바 기반 오픈소스 유틸리티 및 라이브러리로 로깅해주는 툴인 로그4j(log4j)에서도 보안 취약점이 나타났다. 로그4j에 보안 취약점이 발견되면서 해당 라이브러리를 사용하는 기업 서비스가 보안 위협에 노출됐다. 마인크래프트(Minecraft)의 경우 해커가 채팅 메시지를 입력하는 것만으로 서버에 대한 권한을 탈취할 수 있는 것으로 알려졌다.

 

원래 자바는 보안성이 뛰어난 것으로 유명하다. 자바의 핵심 아키텍처가 가상머신(JVM)과 샌드박스이기 때문이다. 자바 애플리케이션은 샌드박스 내부에서 실행되기 때문에 허가없이 호스트 머신의 리소스에 액세스하지 못한다. 즉, 자바 애플리케이션이 민감한 데이터에 액세스하거나 호스트 시스템을 손상시킬 수 없다. 디지털 서명, 액세스 제어 및 인증과 같은 기능이 포함된 강력한 자바 보안 모델도 있다.

 

JVM은 자바 코드를 실행하는 환경으로, 자바 코드가 시스템 자원에 직접 접근하지 못하도록 한다. 대신 자바 코드는 JVM이 제공하는 API를 통해 시스템 자원에 접근해야 한다. 이는 자바 코드가 시스템을 손상시킬 위험을 줄인다.

 

샌드박스는 자바 코드가 실행되는 환경을 제한하는 기능이다. 샌드박스 내에서 실행되는 자바 코드는 특정 파일에만 접근할 수 있고, 다른 프로세스와 상호 작용할 수 없다. 따라서 자바 코드가 시스템에 피해를 줄 가능성은 낮다.

 

자바가 제공하는 주요 보안 기능은 다음과 같다.

 

Ÿ   권한 관리: 자바 코드가 시스템 자원에 액세스할 수 있는 권한을 제어한다.

Ÿ   암호화: 데이터를 안전하게 전송하고 저장하는 데 사용된다.

Ÿ   인증: 사용자의 신원을 확인하는 데 사용된다.

Ÿ   통합 인증: 여러 보안 시스템을 통합하여 보안을 강화하는 데 사용된다.

 

자바 보안은 자바 플랫폼과 애플리케이션을 보안 위협으로부터 보호하기 위한 기술과 정책의 집합이다. 자바 보안은 다음 2가지 영역으로 나눌 수 있다.

 

 Ÿ   자바 플랫폼 보안 (Java Platform Security): JVM과 자바 클래스 라이브러리 (JCL)를 보호하는 것을 말한다. JVM은 자바 바이트 코드를 실행하는 엔진으로, 다양한 OS와 하드웨어에서 동작할 수 있다. JCL은 자바 프로그래밍에 필요한 기본적인 클래스들을 제공하는 것이다. 자바 플랫폼 보안은 JVM과 JCL이 공격자에 의해 변조되거나 오용되지 않도록 한다.

 

 Ÿ   자바 애플리케이션 보안 (Java Application Security): 자바로 개발된 애플리케이션을 보호하는 것을 말한다. 자바 애플리케이션은 웹 애플리케이션, 모바일 애플리케이션, 데스크톱 애플리케이션 등 다양한 형태로 존재할 수 있다. 자바 애플리케이션 보안은 자바 애플리케이션의 정보와 기능이 공격자에 의해 침해되거나 손상되지 않도록 하는 것이다.

 

자바는 이러한 보안 기능을 통해 공격으로부터 시스템을 보호할 수 있다. 하지만 자바 개발자와 사용자도 보안을 위해 노력해야 한다.

 

먼저, 최신 보안 업데이트를 적용하자. 자바는 정기적으로 보안 업데이트를 제공한다. 최신 보안 업데이트를 적용하면 취약점을 악용한 공격을 방지할 수 있다.

 

 

• 또한, 개발자는 안전한 코딩 관행을 따라야 한다. 자바는 안전한 코딩을 위한 가이드라인을 제공하는데, 이 가이드라인만 따라도 공격을 방지하는 데 도움이 된다.
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• 무엇보다도 안전한 사용 습관을 유지해야 한다. 신뢰할 수 없는 소스에서 다운로드한 자바 애플리케이션을 실행해서는 안 되며, 자바 애플리케이션 실행 시 올바른 보안 설정을 하는 것이 중요하다.