[현대암호학] 제 1장 암호학

(2021.07.13)

 

이번 여름방학에 암호 스터디에서 공부할 책이다.

다음 학기에 들을 강의 교재이기도 하다.

열심히 해서 성적을 잘 받았으면.. 좋겠다...

https://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=16490928 

현대 암호학(6판)(양장본 HardCover)

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1.1 정보화 사회와 암호학

 

✔ 정보화 사회란?

- 컴퓨터와 정보 통신 기술이 결합되어 정보의 축적, 처리, 전송 능력이 획기적으로 증대되면서, 정보의 가치가 산업 사회에서의 물질이나 에너지 이상으로 중요해지는 사회

- 정보가 상품으로서의 가치를 인정받아 시장에서 유통되는 사회를 말함

 

정보화 사회의 진전으로 정보 처리와 정보 통신이 다양화되면서 그에 따른 정보보호 문제가 발생함

-> 이에 대한 정보보호 대책으로 암호 방식이 이용됨

 

 

 

 

 

1.2 암호의 역사

 

광의의 암호는 비밀통신과 동의어로 사용됨(그러나 구별이 필요)

암호문(ciphertext)이 아닌 문장의 평문(plaintext)인 통신문의 내용을 알아보지 못하도록 숨겨서 통신하는 방법이 포함

암호라기 보다는 통신문을 감춘다는 뜻으로 스테가노그래피(steganography)라고 함

 

 

✔ 1.2.1 고대 암호

전치 암호(transposition cipher): 문자의 전치를 이용

환자 암호(substitution cipher): 문자를 다른문자로 치환

적 암호(product cipher): 전치 암호와 환자 암호를 복합

 

가장 오래된 암호 방식 : 기원전 400년경 고대 희랍인들의 scytale 암호 (전치암호)

 --> 이는 전달하고자하는 평뮨을 재배열하는 방식으로 곤봉에 종이(papyrus)를 감아 평문을 횡으로 쓴 후, 종이를 풀어 평문의 각 문자가 재배치되어 평문의 내용을 인식할 수 없게됨.

 --> 암호문 수신자는 송신자가 사용한 곤봉과 직경이 같은 곤봉에 암호문이 적혀있는 종이를 감고 횡으로 읽어 평문을 얻을 수 있음

 

최초의 환자 암호: 로마 시대의 Julius Caesar 가 사용한 Caesar 암호 (환자암호)

--> 이는 평문의 각 문자를 우측으로 3문자씩 이용시켜 그 위치에 대응하는 다른 문자로 치환함으로써 평문을 암호문으로 변환하는 암호 방식임. (예, A->D, B->E)

--> 좌측으로 3문자씩 이동시키면 암호화의 역처리, 복호화를 할 수 있음

 

 

✔ 1.2.2 근대 암호

17세기 근대 수학으로 고급암호가 발전했으나, 20세기에서야 근대수학을 도입한 과학적인 근대암호가 발전하기 시작함

- 프랑스 외교관 Vigenere 가 고안한 암호방식

- Playfair가 만든 2문자 조합 암호

- 오스트리아 육군 대령 Fleissner의 grille 암호

- Friedman의 ENIGMA 암호, 무라사끼 해독 (+유전자 구조 해석의 길 개척)

- Shannon의 정보이론 창시(확률론을 기초)

 

두 차례의 세계대전의 계기로 근대 암호학의 연구가 촉진되었고, 전신 기술의 발달과 전자계산기의 출현으로 암호화, 복호화 및 암호 해독의 속도가 향상되어 암호 실용화 연구가 활발해짐

 

 

✔ 1.2.3 현대 암호

- 현대암호는 1970년대 후반 스탠포드 대학과 MIT 대학에서 시작됨

- 1976년 스탠포드 대학의 Diffie와 Hellman이 "New Directions in Cryptography" 논문에서 공개키 암호 방식의 개념을 발표한 것이 계기가 됨

- 1978년 MIT의 Rivest, Shamir, Adleman에 의해 실현됨 (RSA 암호방식)

 

 

관용 암호방식(공통키 암호방식): 암호화 키와 복호화 키로 동일한 키를 사용

--> 송신자와 수신자가 비밀 통신을 하기 전에 키를 사전 분배하여 보관해야함

 

공개키 암호 방식: 암호화 키와 복호화 키를 분리

--> 암호화 키는 공개, 복호화 키는 비밀리에 보관

--> 송신자가 수신자에게 평문을 암호화하여 전송할 때, 수신자의 공개 암호화 키로 평문을 암호화 하여 전송하며, 수신자는 자신이 보관하던 복호화키로 암호문을 복호화함

--> 암호화 키를 사전에 전송할 필요가 없어 불특정 다수의 비밀 통신 가입자 사이에 암호 통신망 구축이 용이함

 

 

1977년 미국 상무성 표준국이 전자계산기 데이터 보호를 위한 암호 알고리즘을 공개 모집하여 IBM사가 제안한 관용 암호 방식을 데이터 암호 규격(DES)으로 채택하여 상업용으로 사용하고 있음

--> 상업용 암호 방식의 이용이 급격하게 증가함

 

 

 

 

 

 

1.3 암호 방식

 

✔ 암호 방식이란?

- 정보 내용과 정보 운송자 사이에 존재하는 다양성을 이용해서 정보 내용과 정보 운송자 사이의 대응관계를 제 3자에게 비밀로 하여 정보를 교환하는 방법

- 정보를 교환하려하는 송신자와 수신자는 정보 내용과 정보 운송자 사이의 대응관계인 키를 사전에 알고 있어야 함.

(송신자와 수신자가 공유하고 있는 키가 제 3자에게 알려지지 않도록 유의)

 

 

 

http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=4240

 

- 평문(plaintext): 송신자가 수신자에게 전달하려는 정보 내용, 누구나 알 수 있는 정보

- 암호문 c는 전송 상태에서 그 내용을 알 수 없는 데이터임.

- 수신자는 송신자가 전송한 암호문 c를 수신하여 복호화 키와 복호화 알고리즘을 적용하여 송신자가 전송하려는 평문을 복원할 수 있음