[정보처리기사 필기] 정보 통신의 기초 - 암호 기술

 

 

암호 기술

 

 

갖추어야할 기능 (정보 보증 기능)

    기밀성

    무결성

        정보 변형 여부

    가용성

    부인봉쇄

        수신측에서 수신된 정보 부정하지 않게 하기 위해

 

 

공개키 암호화 방식

    비대칭 암호 기법

    공개키 / 비밀키

    공개키로 암호화된 메시지는 비밀키(개인키)로 복호화

    RSA 기법

    키 분배가 용이하고, 관리해야 할 키 개수가 적다.

    공개키 인증서를 공개키 디렉터리에 저장하여 공개

    사용자 증가할 수록 비밀키 개수가 증가하는 암호 방식의 단점을 해결할 수 있다.

    속도 비교적 느리다.

 

 

하드 코드된 암호화 키

    상수값으로 존재

 

 

키 갯수

    대칭키 : n(n-1) /2

    공개키 : 2n

 

 

하이브리드 암호 시스템

    문서를 암호화할 때, 암호화된 문서를 복호화할 때 : 대칭키

    키를 암호화할 떄 : 공개키

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블록 암호

    여러 개의 비트 단위로 암호화 → 오류에 민감하다.

    출력 블록의 각 비트들은 입력 블록과 키의 모든 비트에 의존

    인터넷의 컴퓨터 통신 암호화

 

스트림 암호

    하나의 비트 단위로 암호화 → 오류에 덜 민감하다.

    일반적으로 스트림 암호가 더 효율적이다.

 

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블록 암호

    Feistel 암호 구조

        대칭키 암호 알고리즘

        IDEA

            국제

        BLOWFISH

        

        DES

            56비트 키, 64비트 블록을 암호화

            한 번의 암호화를 위해 16 라운드 거친다.

            3중 DES 알고리즘

                무조건 하나의 평문, 2~3개 키

                암호화 함수와 복호화 함수 사용

 

        SEED

            우리나라에서 개발

            128, 256 키 길이 제공 2개

            평문 2개의 블록으로 나눔

            확산과 혼돈

            대칭키

 

    SPN

        AES (Rijdael) 라인달 -128\192\256 비트 | 라운드 :10\12\14

            Rijmen, Daemen

            미국

            128 / 192 / 256 키 길이 제공 (3개)

            10 / 12 / 14 라운드 수 고정

            암호화, 복호화 과정이 다른 SPN

            XOR 연산 미 모듈라 연산

        SAFER, CRYPTON

 

 

스트림 암호

    RC4

        랜덤 치환에 기초한 알고리즘

        하나의 바이트 출력하기 위해서 8~16번 기계연산 필요

    RC5

        블록의 크기는 32, 64, 128 비트

        키의 크기는 0에서 2040 비트 가변적

        라운드 0에서 255 가변적

    RC6

    A5/3

 

 

국내 : ARIA, SEED

        ARIA

            국내 기관 주도적으로 개발한 암호 알고리즘

국제 : IDEA(블록)

미국 : Skipjack, AES(블록-SPN)

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전자서명

    서명자를 확인, 논리적으로 결합된 전자적 형태의 정보

    기능

        서명자 인증

        부인 불가 / 부인방지

        분쟁 해결

        위조 불가

        메시지 변경 불가 (무결성)

        재사용 불가

 

    공개키 이용

        송신자는 자신의 개인키로 서명,

        수신자는 송신자의 공개키로 서명 검증

        메시지로 부터 얻은 해시값을 서명에 이용

 

    디지털 서명

        전자 서명의 일부

        전자문서나 메시지 보낸 사람 신원을 증명하기 위해 디지털 형태로 생성

        비대칭적 암호 체계

        부인 방지

 

    RSA

        소인수 분해 문제

        가장 보편화된 알고리즘

        공개키 기반 중 가장 먼저 실용화

 

    Rabin 공개키 암호

        소인수분해, 이차잉여의 어려움

 

    EIGamal

        이산대수 문제의 어려움 으로부터 안정성 얻는 공개키 알고리즘

 

    DSS (DIgital Signature Standard)

        SHA-1 → 해시 함수

        전자 서명 기술 제공

        공개키

 

    DSA

    이산대수 문제 기반

        해시 코드 서명, 개인키

 

    Diffie-Hellman

        이산대수 문제

        중간자 개입 취약

        비밀키 직접 서로 교환

 

    소인수분해 : RSA, Rabin

    이산대수 문제 : EIGamal, DSA, Diffie-Hellman, ECC

 

 

ECC : 타원곡선 암호 알고리즘

    이산대수 문제 기반

    RSA, ELGamal 보다 키 사이즈 작고 효율적 →스마트카드, 휴대폰 등 모바일 환경 적합

    암호문 해독 방법 존재하지 않는다.

    ECDSA = ECC + DSA

 

 

 PKI : 공개키 암호화 인증서 사용을 가능하게 해 주는 기반 구조

    무선 PKI

        유선 인터넷처럼 무선 인터넷도 안전한 인터넷 정보 서비스 제공 받기 위한 서비스 제공

        제한된 입력 및 출력 고려

        모바일 기기의 CPU 성능, 메모리 용량 제한을 고려

        네트워크 자원 부족으로 인한 특성 고려

 

        W-PKI (Wireless .. )

            불특정 다수에게 보안 서비스를 제공

            대규모 응용 서비스

            네트워크 보안이 취약

        M-VPN

            특정 다수

            소규모

            네트워크 보안 강함

            기존 VPN 이용

 

 

    PEM : 내용을 암호화하여, 허가받지 않은 사람이 알아볼 수 없게 한다.

        E-메일 보안 시스템

    

        무선 네트워크 보안 프로토콜

            WPA-PSK

                128비트인 통신용 암호화 키를 새로 생성,

                암호화 키를 10,000개 패킷마다 바꾼다.

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네트워크 보안 기술

 

SSL (Secure Socket Layer)

    웹서버와 웹브라우저에서 전달되는 데이터를 안전하게 송수신

    클라이언트 - 서버간 상호 인증 서비스

    기밀성, 무결성, 인증

    세션 계층

    TLS

        SSL 보완하여 제정된 표준 프로토콜

        TLS를 SSL 이라고도 부름

    SSL Record Protocol : 실질적인 서비스 제공

    RSA

 

 

S-HTTP

    웹 페이지의 데이터를 안전하게 주고 받을 수 있게 만든 프로토콜

    기밀성, 무결성, 인증, 부인방지

    인증서 필요

    필수 헤더라인

        메시지 내에는 내용의 유형을 나타내는 라인과 이용된 일반적인 암호 구현

        옵션형 헤더는 포장된 데이터의 데이터 재현 방식 나타낸다.

        MAC 헤더에 따라 디지털 서명 전용, 암호화 전용, 서명과 암호화

 

 

IPSec (IP Secure)

    패킷을 제거하거나 삽입을 불가능하게 하는 보안 기술

    네트워크 계층

    IP Spoofing, Sniffing 취약점 때문에 개발

 

    전송 모드 Transport mode

        기존 패킷 정보 앞에 IPSec 헤더 정보 추가

    터널 모드 Tunnel mode

        새로운 IP 헤더 추가

 

    프로토콜 구조

        Encapsulating Security Payload (En)

            터널 종단간에 협상된 키와 암호화 알고리즘으로 데이터 그램을 암호화

        Security Association (SA)

        Authentication Header (AH)

            메시지에 대한 인증, 무결성 제공

 

 

IKE 프로토콜

    SA를 협의

 

 

S/MIME

    E-메일 암호화, 첨부되는 파일 등에 전자서명 포함

    강력한 암호화, 디지털 서명, 상호 운용성

 

    메시지 다이제스트 만들기(생성) : DSS-RSA 키 쌍 필수

    메시지 다이제스트 암호화 : DSS

    세션키 암호화 : Diffie-Hellmen

    일회용 세션키 전송 : 3DES

 

 

전자우편 보안 기술 목표

    기밀성, 무결성 ,사용자 인증, 부인방지

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데이터베이스 보안

    요구사항

        추론방지 : 비기밀 데이터에서 기밀 데이터 얻는 것 방지

        무결성 보장

        접근 통제

            조건

                Value-Dependent Control

                Multi_User Control

                Context-based Control

 

 

    암호화 알고리즘

        대칭 키 : ARIA , SEED |DES (X)

        비대칭 키 : RSA, ECDSA

        해시 : SHA, HAS

 

    암호화 기법

        API 방식, Hybrid 방식

        Filter 방식

            확장성 프로시저 기능을 이용하여 DBMS에 Plug-in, Snap-in 모듈로 동작

 

 

인터페이스 보안 기능 적용

    Transport Layer Network 보안

        상대방 인증 고려

        IPSec AH, IKE 프로토콜 적용

        기밀성 보장

 

    Application Layer Network 보안

        SSL 서버 인증 모드 운영

        S-HTTP 메시지 단위 적용

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DRM

    디지털 콘텐츠의 저작권을 보호하기 위한 기술

    불법 복제와 유포를 막고, 저작권 보유의 이익과 권리를 보호해주는 기술과 서비스

    불법 복제 방지 기술 활용

    파일을 저장할 떄 암호화

 

    기술요소

        크랙 방지 기술

        정책 관리

        암호화

        인증

        인터페이스

        사용권한

        키 관리

        식별 기술

 

 

디지털 포렌식

    정당성 원칙

        모든 증거는 적법한 절자를 걸쳐서 획득

    재현의 원칙

        증거 자료는 같은 환경에서 같은 결과

    연계보관성의 원칙

        증거 획득, 제출 과정이 명확

    무결성 원칙

        획득한 정보 ,위조 변조되지 않았음을 입증