Lightway: ExpressVPN의 자체 개발 VPN 프로토콜

개요

Lightway는 ExpressVPN이 개발하여 2021년 오픈 소스로 공개한 VPN 프로토콜입니다. 기존 네트워크 표준을 응용한 프로토콜과 달리, Lightway는 하나의 목표를 위해 처음부터 새롭게 설계되었습니다. 바로 기존 프로토콜보다 더 빠르고, 가볍고, 안정적인 VPN 연결을 구현하는 것입니다.

VPN 프로토콜은 기기가 VPN 서버와 통신하는 방식을 규정하는 규칙의 집합이라고 볼 수 있습니다. 연결을 어떻게 수립하고, 데이터를 어떻게 암호화하며, 연결 중단 시 어떻게 처리할지를 정의합니다. Lightway는 이 모든 과정을 최소한의 오버헤드로 처리하도록 설계되었습니다.

작동 원리

Lightway의 핵심에는 wolfSSL이 있습니다. wolfSSL은 임베디드 시스템과 사물인터넷(IoT) 기기에서 널리 사용되는 경량 암호화 라이브러리입니다. 이는 의도적인 설계 선택으로, wolfSSL은 가볍고 검증된 데다 성능에 최적화되어 있어 Lightway의 코드베이스를 OpenVPN 같은 프로토콜보다 훨씬 간결하게 유지할 수 있습니다.

Lightway는 UDP와 TCP 전송 방식을 모두 지원합니다. 기본값은 UDP로, 더 빠르고 지연 시간이 낮기 때문에 선호됩니다. TCP는 네트워크 환경이 제한적이거나 UDP 트래픽이 차단된 경우를 위한 대체 수단으로 사용됩니다.

Lightway의 주요 특징 중 하나는 세션 재개(session resumption) 기능입니다. Wi-Fi에서 모바일 데이터로 전환하는 등 인터넷 연결이 끊겼을 때, Lightway는 전체 핸드셰이크를 처음부터 다시 수행하지 않고 거의 즉각적으로 재연결할 수 있습니다. 이는 매번 재연결을 새로운 세션으로 처음부터 처리하는 기존 프로토콜에 비해 의미 있는 개선입니다.

Lightway는 기기의 하드웨어 성능에 따라 데이터 암호화에 ChaCha20 또는 AES-256-GCM을 사용합니다. 하드웨어 가속 AES를 지원하지 않는 기기(구형 스마트폰에서 흔히 나타남)에서는 소프트웨어 방식으로도 우수한 성능을 발휘하는 ChaCha20의 이점을 활용할 수 있습니다. 이러한 적응형 접근 방식 덕분에 다양한 하드웨어 환경에서도 프로토콜의 속도를 유지할 수 있습니다.

Lightway의 전체 코어는 GitHub에 공개되어 있어, 독립적인 보안 연구자들이 코드를 검토하고 감사할 수 있습니다. 이는 모든 보안 도구에 대한 신뢰를 높이는 중요한 요소입니다.

VPN 사용자에게 중요한 이유

VPN 사용자들이 일관되게 중시하는 두 가지 요소는 속도와 안정성이며, Lightway는 이 두 가지를 모두 해결하기 위해 설계되었습니다.

빠른 연결은 VPN 연결을 기다리는 시간을 줄이고 실제 사용 시간을 늘려줍니다. Lightway의 경량 설계 덕분에 암호화 세션을 시작하는 핸드셰이크가 OpenVPN에 비해 훨씬 짧은 시간 안에 완료됩니다.

낮은 배터리 소모는 모바일 사용자에게 실질적인 이점입니다. Lightway는 연결을 유지하는 데 필요한 연산량이 적기 때문에, VPN을 장시간 사용하는 동안 스마트폰 배터리가 더 오래 지속됩니다. 하루 종일 VPN을 켜두는 사용자에게는 체감할 수 있는 장점입니다.

네트워크 변경 시의 원활한 처리는 대부분의 사람들이 생각하는 것보다 중요합니다. 출퇴근 중이거나 카페에서 작업하거나 네트워크를 자주 전환하는 경우, 기존 프로토콜은 일시적인 보안 공백을 만들거나 수동 재연결을 요구할 수 있습니다. Lightway의 세션 재개 기능은 이러한 상황을 백그라운드에서 자연스럽게 처리합니다.

실제 활용 사례

  • 모바일 사용자 중 배터리 소모 없이 항상 켜두는 VPN이 필요한 분들에게 Lightway는 특히 적합합니다.
  • 여행자는 호텔 Wi-Fi, 모바일 데이터, 공항 네트워크 사이를 오갈 때 Lightway의 빠른 재연결 기능으로 이점을 얻을 수 있습니다.
  • 스트리밍 사용자는 낮은 지연 시간과 안정적인 처리량이 필요한 경우 Lightway의 속도 최적화를 활용할 수 있습니다.
  • 보안을 중시하는 사용자 중 취약점이 숨을 수 있는 공간을 최소화하는 소형의 감사 가능한 코드베이스를 원하는 분들은 오픈 소스 설계를 높이 평가할 것입니다.

Lightway는 현재 ExpressVPN 앱 전용으로, OpenVPN이나 WireGuard처럼 독립적인 옵션으로는 제공되지 않습니다. VPN 서비스를 비교할 때 속도와 안정성이 우선순위라면, Lightway는 현재 사용 가능한 독점 프로토콜 중에서도 가장 강력한 선택지 중 하나입니다.