암호화 및 키관리 PDF파일

 

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암호학.pdf

 

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정보 보안

 

접근 통제

 

보안 서비스

 

공격의 유형

소극적 공격 : 가로챔

적극적 공격 : 두절, 변경, 위조

 

 

(a) 정보의 정상적인 흐름

(b) 가로챔 (c) 두절

 

(d) 변경 (e) 위조

그림 7.1 공격의 유형

 

보안 서비스

∙ 기밀성(confidentiality)

∙ 인증(authentication)

∙ 무결성(integrity)

∙ 부인 방지(nonrepudiation)

∙ 가용성(availability)

∙ 접근 통제(access control)

 

해킹 방지

 

악성 프로그램

숙주 프로그램이 필요한 것 : 바이러스, 로직 폭탄, 트로이 목마

독립적으로 수행되는 것 : 박테리아, 벌레

 

악성 프로그램이나 해커의 침입 방지

∙ 패스워드 보호

∙ 방화벽 설치

∙ 침입 검출 : OS에 있는 계정(account) 소프트웨어 활용

검출 전용 소프트웨어 설치

 

 

그림 7.2 방화벽에 의한 해킹 방지

 

패스워드 관리

패스워드 선택 방법

∙ 사용자가 임의로 패스워드를 선택

∙ 컴퓨터를 이용하여 랜덤한 문자 스트림을 생성하고 이를 패스워드로

사용

∙ 시스템이 주기적으로 패스워드 크래커(cracker)를 실행하여 추측되는

패스워드를 찾아 그 패스워드를 취소하고 사용자에게 통보

∙ 사용자가 패스워드를 선택하게 하고 그 패스워드의 사용 여부를 시스

템이 결정

∙ 패스워드를 최소한 8문자 이상으로 하고 적어도 하나씩의 대문자, 소문 자, 숫자를 포함

 

I love Young-Ran. → ilyr 첫 글자만 선택

Changsuk → vjsmhdil 키보드에서 바로 오른쪽 문자

19840405 → !(*$)$)% 쉬프트 키를 누른 상태에서의 해당 문자

19850301 → bjifadab 0 1 2 3 ...을 a b c d ...로 대치

white → black 반대말

darling → radnilg 문자의 위치 바꿈

love → lovelove 반복

soft ball → sobaftll 두 단어를 혼합

computer → ocpmture → ixonryew → Ixonry4w 삼중 변환

 

관용 암호화

 

암호화 모델

 

보안 서비스를 제공하기 위한 요구사항

∙ 암호화 알고리즘의 선택

∙ 암호키 생성

∙ 키 분배

암호화 기법의 분류

- 해커의 해독 가능성

무조건 안전(unconditionally secure)

계산상 안전(computationally secure)

 

- 동작 형태에 따른 분류

대치법(substitution)

치환법(transposition)

 

- 평문의 처리 방법에 따른 분류

블록 암호화(block cipher)

스트림 암호화(stream cipher)

 

- 키에 따른 분류

비밀키(secret key) 암호화

공개키(public key) 암호화

 

관용 암호화 방법

송신측 (7-2)

수신측

(7-3)

공개키 암호화 방법

송신측

(7-4)

 

수신측

(7-5)

 

 

 

그림 7.4 관용 암호화 모델

 

 

그림 7.5 공개키 암호화 모델

 

 

대치법

 

Caesar 암호 : 각 문자를 세 번째 뒤에 있는 문자로 대체

 

평문 : a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

암호문 : d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c

 

(예) data communication → gdwd frppxqlfdwlrq

 

단일 알파벳 암호 : 문자를 다른 문자로 일대일 매핑

 

평문 : a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

암호문 : o f j g z h r e k t a x d v q i s l u p m y n c b w

 

(예) data communication → gopo jqddmvkjopkqv

 

문자의 발생 빈도

단일 문자 : e t o a n i r s h d l c f u m p y w g b v k x j q z

이중 문자 : th in er re an he ar en ti te at on ha ou it

삼중 문자 : the ing and ion ent for tio ere her ate ver ter

단어 : the of and to a in that is I it for as with was

 

다중 알파벳 암호 : Vigenere 표를 이용

일정한 길이의 키를 반복하여 사용

특정 키에 평문 자체를 연결하여 자동키(autokey)로 사용

 

표 7.2 Vigenere 표

a

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(예) Gerard Joling의 “Ticket to the tropics"

computer 키를 이용하여 다중 알파벳 암호로 변환

 

Gotta(=got to) buy me a ticket to the tropics

Forget our love and leave this place behind me

Gonna(=going to) buy me a ticket to the tropics

And prove myself that I can live without your love

 

- 키를 반복하여 사용하는 경우 :

 

키 : c o m p u t e r c o m p u t e r c o

평문 : t i c k e t t o t h e t r o p i c s

암호문 : v w o z y m x f v v q i l h t z e g

 

- 키에 평문을 연결한 자동키의 경우 :

 

키 : c o m p u t e r i c a n l i v e w i t h o u t

평문 : i c a n l i v e w i t h o u t y o u r l o v e

암호문 : k q m c f b z v e k t u z c o c k c k s c p x

 

(예제 7.1) 실제로 1차대전 때 영국군이 처음 사용하였고 2차대전 때에는 미국군도 사용하였다고 하는 playfair 알고리즘을 이용하여 “love is true"를 암호화하라. 단, 사용하는 키는 computer이다.

C	O	M	P	U
T	E	R	A	B
D	F	G	H	I/J
K	L	N	Q	S
V	W	X	Y	Z

 

playfair 알고리즘

 

1. 평문을 두 문자씩 분리하여 한번에 두 문자씩 암호화한다.

2. ss와 같이 동일한 문자가 연속되면 채움 문자(filler letter) x를 삽입하여 sxs 형태로 만든다.

3. op와 같이 동일한 열에 있는 두 문자는 바로 오른쪽에 있는 문자인 mu로 암 호화한다.

4. tk와 같이 동일한 행에 있는 두 문자는 바로 아래에 있는 문자인 dv로 암호 화한다.

5. 이외의 경우에는 각 문자를 그 문자가 있는 열과 다른 문자가 있는 행이 교 차되는 부분의 문자로 암호화된다. 예를 들어, eq를 al로 암호화 한다.

 

평문 : lo ve is tr ue

암호문 : we wt sz ea ob

 

치환법

 

평문에 있는 문자의 위치를 바꾸는 매핑 방법

 

키 : 2 5 1 7 4 3 6

평문 : s c o r p i o

n s s t i l l

l o v i n g y

o u a n n e v

a d a e r o s

암호문 : osvaasnloailgeopinnrcsoudolyvsrtine

 

암호 해독 과정 : 3 1 6 5 2 7 4 단어 올바른 배열

o s i p c o r (scorpio) s c o r p i o

s n l i s l t (still s n) n s s t i l l

v l g n o y I (loving y) → l o v i n g y

a o e n u v n (anne o u v) o u a n n e v

a a o r d s e (eros a d a) a d a e r o s

 

해독된 평문 : scorpions still loving you & anne vada eros

 

2단계 치환법

1단계 치환 결과 : osvaasnloailgeopinnrcsoudolyvsrtine

 

키 : 2 5 1 7 4 3 6

치환 결과 : o s v a a s n

l o a i l g e

o p i n n r c

s o u d o l y

v s r t i n e

암호문 : vaiurolosvsgrlnalnoisoposnecyz

 

 

(예제 7.2) 다음 문장은 Scorpions의 “Still loving you"라는 노래의 가사 일부분이다. 아래에 주어진 순열표(permutation table)에 의해 문자들을 치환하는 방법으로 암호화하라.

 

평문 : I would try to change the things that killed our love.

 

순열표