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[Programming] 암호화 알고리즘 종류와 분류

황인용·2021년 3월 31일

programming 공개키 대칭키 복호화 비대칭키 알고리즘 암호문 암호화 전자서명 평문

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Programming

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정의

평문(Plaintext) : 해독 가능한 형태의 메시지(암호화전 메시지)
암호문(Cipertext) : 해독 불가능한 형태의 메시지(암호화된 메시지
암호화(Encryption) : 평문을 암호문으로 변환하는 과정
복호화(Decryption) : 암호문을 평문으로 변환하는 과정
전자서명
- 송신자의 Private Key로 메시지를 서명하여 전달
- 수신자측에서는 송신자의 Public Key를 이용하여 서명값을 검증
양방향암호화 : 암호화와 복호화과정을 통해 송.수신간 주고받는 메시지를 안전하게 암.복호화하는 과정
단방향암호화 : 해싱(Hashing)을 이용한 암호화 방식으로 양방향과는 다른 개념으로, 평문을 암호문으로 암호화는 가능하지만 암호문을 평문으로 복호화 하는 것은 불가능.

양방향 암호화(대칭/비대칭 키)

대칭키 : 같은 키를 이용하여 메시지를 암.복호화 하는 것
비대칭키 : 메시지를 암호화 하는 키와 복호화 하는 키가 다름
- 암호화 알고리즘에 따라 사용방식이 다를수도 있다
- 전자서명을 위한 알고리즘에서는 Private Key로 메시지를 서명하고, Public Key로 검증
- 메시지 교환에서는 Public Key로 메시지를 암호화하고 Private Key로 복호화한다.

대칭키 암호화

종류 : AES128, AES256, SEED(국내표준)
암.복호화 키가 같음
문제점은 수신측에 키를 전달하는 과정에서 유출될 우려가 있음
스트림기반, 블록기반의 암호화로 나눌수 있음

스트림기반 암호화

비트단위로 암호화하는 방식.
LFFSR, MUX generator 등의 스트림기반 암호화 알고리즘
속도가 빠르고 오류 전파 현상이 없다는 장점
주로 오디오/비디오 스트리밍 시 사용

블록기반 암호화

블록 단위로 암호화를 수행하는 방식
문자열 단어 하나하나를 블록으로 나누어 암호화하는 과정
DES, AES, IDEA, SEED 등의 블록기반 암호화 알고리즘

비대칭키 암호화

종류 : DSA(전자서명), RSA(메시지 암.복호화)
대칭키에 비해서는 느리다는 단점이 있음
키생성시 Private Key와 Public Key 2개의 키가 도출되며, Public Key는 공개해도 문제가 되지 않는다.
인수분해, 이산대수, 타원곡선 암호화로 나뉨

ECC(Elliptic Curve Cryptography)

타원곡선 암호화로써 RSA에 비해 짧은 길이의 키를 사용하면서도 비슷한 수준의 안정성을 제공
비트코인 및 이더리움에서 ECC알고리즘을 이용

ECC 기반의 암호화

ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)
: 전자서명(ECC 암호화 알고리즘을 전자서명에 사용한 것)
ECDH(Elliptic Curve Diff-Hellman)
: 키교환 알고리즘(자신의 Private Key와 상대방의 Public Key를 사용하여 공통된 Secret 키를 도출)
ECIES(Elliptic Curve Integreated Encryption Scheme)
: 통합 암호화 방식(Public Key로 암호화하고 Private Key로 복호화)

단방향 암호화

Hash를 이용하여 암호화하는 과정
평문을 암호화할순 있지만, 복호화는 불가능하다
데이터의 진위여부는 확인하고 싶으나, 본 데이터의 Privacy를 지키고 싶은 경우 사용
ex) Bcrypt-JWT (참고:인증(Authentication) & 인가(Authorization))
hash할 때, hash 값은 크기와 알고리즘에 따라 암호문의 결과가 완전 상이함

단방향 Hash 알고리즘

알고리즘분류	알고리즘명	MD 길이	블록 길이	최대 메시지 길이
MD5	MD5	128bit	512bit	무한
RIPEMD	RIPEMD-160	160bit	512bit	2^64-1bit
SHA-1	SHA-1	160bit	512bit	2^64-1bit
SHA-2	SHA-224	224bit	512bit	2^64-1bit
SHA-2	SHA-256	256bit	512bit	2^64-1bit
SHA-2	SHA-384	384bit	1024bit	2^128-1bit
SHA-2	SHA-512	512bit	1024bit	2^128-1bit
SHA-3	SHA-2와 디자인이 달리짐

SHA-3
참고
| 알고리즘 | 해시값 크기 | 내부 상태 크기 | 블록 크기 | 길이 한계 | 워드 크기 | 과정수 | 사용되는 연산 | 충돌
|:---:|:---:|:---:|:---:|:---:|:---:|:---:|:---:|:---:|
| SHA-0 | 160 | 160 | 512 | 64 | 32 | 80 | +,and,or,xor,rotl | 발견됨 |
| SHA-1 | 160 | 160 | 512 | 64 | 32 | 80 | +,and,or,xor,rotl | 발견됨 |
| SHA-256/224 | 256/224 | 256 | 512 | 64 | 32 | 64 | +,and,or,xor,shr,rotr | - |
| SHA-512/384 | 512/384 | 512 | 1024 | 128 | 64 | 80 | +,and,or,xor,shr,rotr | - |

Reference

dev_pang의 pang.log

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[Programming] 특수 문자 용어 정리

1개의 댓글

2023년 3월 22일

정리가 엄청 깔끔하시네요.
글 잘 읽었습니다. 감사합니다!

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