암호학에서 알아두면 좋은 보안 개념들!

안녕하세요,

암호학에 관심이 있거나 학습하고 계신 분들에게 도움이 될 내용을 준비했습니다.

지금부터 암호학에서 중요한 보안 개념들에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.

본 글에서는 암호학의 보안 개념을 이해하는 데 필요한 몇 가지 중요한 키워드를 함께 살펴보겠습니다. 

1. 암호학에서의 보안 목표 🎯

암호학에서의 보안 목표는 '완벽한 암호'의 조건을 만족하는 것입니다.

이는 암호가 주어져도 평문에 대한 어떠한 정보도 추론할 수 없어야 한다는 것을 의미합니다.

하지만 완벽한 암호를 만드는 것은 쉽지 않습니다.

이를 위해 여러 보안 목표와 공격 모형을 고려해야 하며, 이들 간의 관계를 이해하는 것이 중요합니다.

2. IND-CPA 🛡️

IND-CPA는 암호학에서 가장 중요한 보안 개념 중 하나입니다.

이는 암호가 키의 비밀을 유지하면서, 평문(Plaintext)에 대한 어떠한 정보도 암호문(Cyphertext)을 통해 알아낼 수 없어야 한다는 원칙을 가리킵니다.

이를 달성하기 위해서는 같은 평문을 여러 번 암호화해도 매번 다른 결괏값이 나와야 합니다.

예를 들어, 우리가 가방에 두 개의 물건을 넣었다고 생각해 봅시다. 누군가가 가방을 흔들어 봤을 때, 가방 안의 물건이 무엇인지 알 수 있을까요? 아마도 그럴 수 없을 것입니다.

이처럼 IND-CPA는 '가방 안의 물건이 무엇인지 알 수 없도록 하는 것'이라고 이해하면 좋을 것 같습니다.

3. 무작위 암호화 (Randomized Encryption) 

무작위 암호화는 암호문을 생성할 때 일정한 패턴이 나타나지 않도록 무작위로 암호화하는 것을 뜻합니다.

이를 통해 같은 평문을 여러 번 암호화하더라도 매번 다른 결과가 나올 수 있습니다.

이런 방식은 평문에 대한 정보를 추론하는 것을 매우 어렵게 만들어줍니다.

이는 앞서 언급한 IND-CPA 보안 목표를 달성하기 위해 중요한 절차입니다.

4. 공격 모형: Known-plaintext attack, Ciphertext-only attack 🏴‍☠️

암호학에서는 다양한 공격 모형을 고려해야 합니다.

이 중에 가장 기본적인 두 가지 공격 모형은 Known-plaintext attack과 Ciphertext-only attack입니다.

• Known-plaintext attack (알려진 평문 공격): 공격자는 평문과 암호문 둘 다 얻을 수 있습니다. 암호 시스템이 이러한 공격에 대해 안전해야 합니다. 즉, 일부 평문-암호문 쌍을 알고 있다 해도, 다른 암호문의 평문을 추측하는 데 연관되어선 안됩니다.
  
  
• Ciphertext-only attack (암호문만 알려진 공격): 공격자는 암호문만을 가지고 있습니다. 이 경우, 공격자는 암호문만으로 평문을 추측해야 합니다. 이는 암호 시스템에 대한 가장 기본적인 공격 모형이며, 모든 암호 시스템은 이러한 공격에 대해 안전해야 합니다.
  
  

5. 암호학에서의 익명성과 통신 보안 🔐

암호학에서 익명성은 중요한 개념 중 하나입니다.

통신 간 메시지의 내용뿐만 아니라 누가 언제 누구에게 메시지를 보냈는지도 중요한 정보가 될 수 있습니다.

이러한 메타데이터를 보호하는 것이 익명성입니다.

익명성을 보장하기 위해 여러 방법이 사용되며, 이들 중 일부는 암호학적인 방법입니다.

예를 들어, 토르(Tor) 네트워크는 트래픽을 여러 서버를 통해 전달함으로써 사용자의 신원과 메시지의 목적지를 숨깁니다.

통신 보안에서는 암호화를 통해 메시지의 내용을 보호하며, 익명성 기술을 통해 메시지의 전송자와 수신자를 보호합니다.

마무리

 

암호학은 매우 광범위한 분야이며, 위에서 다룬 내용들은 이 분야의 아주 작은 일부분입니다.

암호학은 컴퓨터 과학, 수학, 통계학 등 다양한 학문 분야의 지식을 필요로 합니다.

암호학을 배우는 것은 어려울 수 있지만, 그만큼 더 흥미롭고 논리적인 생각을 키울 수 있는 분야입니다.

암호학에 관심이 있으시다면, 지금 바로 시작해 보세요! 💪