[정보보호] 공개 키 암호, 하이브리드 암호

1. 공개키 암호 알고리즘

공개 키 암호(Public Key Cryptosystem) 알고리즘은 암호화와 복호화에 서로 다른 키를 사용하는 비대칭 키 알고리즘이다. 공개 키 암호에서는 암ㆍ복호화를 위해 반드시 한 쌍의 키가 필요하다. 한 쌍의 키는 공개 키와 개인 키로 구성되어 있다. 공개 키(Public Key)는 공개된 저장소에 보관하는 키로, 제3자가 알고 있어도 상관이 없다. 반면 개인 키(Private Key)는 소유자 자신만 알고 있어야 한다.

공개 키는 송ㆍ수신자가 서로 다른 키를 사용하므로 제삼자에게 비밀이 누설될 가능성이 없다. 공개 키 암호는 대칭 키 암호보다 구조가 복잡하여 속도가 느리다. 따라서 공개 키 암호는 적은 양의 메시지 비밀통신에 적합하다.

공개 키 암호는 정보의 기밀성, 무결성, 인증을 제공한다.

 

2. 공개키 암호의 역사

ㄱ. 1976년, 디피(Diffe)와 헬만(Hellman)이 공개키 암호의 아이디어를 발표

ㄴ. 1977년, 배낭 암호 알고리즘 발표

ㄷ. 1978년, RSA 암호 알고리즘 발표

ㄹ. 1985년, ElGamal 암호 알고리즘 발표

ㅁ. 최근, 타원곡선 이론에 근거한 타원곡선 암호 알고리즘 개발

 

3. RSA

RSA(Rivest Shamir Adleman)는 세계적으로 가장 많이 사용되고 있는 공개키 암호화 알고리즘이다. RSA라는 용어는 이 알고리즘을 개발한 론 리베스트(Ron Rivest), 아디 셰미르(Adi Shamir), 레오나르드 아델만(Leonard Adleman) 세 사람의 성에서 한 글자씩 딴 것이다. RSA는 지수 합동을 이용한 암호 방식이며, 암호 알고리즘의 안정성은 소인수분해 계산 문제의 어려움에 근거한다. RSA는 공개키 암호와 디지털 서명에 사용할 수 있다.

※ RSA 암ㆍ복호화 알고리즘

RSA 암호화 : (암호문) = (평문)^E mod N        // 공개키 : (E, N)
RSA 복호화 : (평문) = (암호문)^D mod N        // 개인키 : (D, N)

 

 

4. 하이브리드 암호 시스템

대칭 암호의 키 배송 문제를 해결한 것이 공개키 암호이다. 그러나 공개키 암호는 대칭 암호보다 처리 속도가 훨씬 느리고, 중간자 공격에 약하다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 하이브리드 암호 시스템(Hybrid Cryptosystem)은 대칭 암호화 공개 키 암호의 장점만을 살릴 수 있도록 조합한 암호 알고리즘이다.

ㄱ. 암호화

 

ㄴ. 복호화