[정보보안] 대칭 암호화 방식

대칭 암호화(Symmetric Key Crytography; 대칭키 암호화)

통신 당사자들이 암호화와 복호화할 때 같은 키를 사용

• 암호화 키(Encryption key) = 복호화 키(Decryption key)

 

대칭키 암호의 또 다른 이름들

• 공통키 암호(Common-Key Crytography)
• 비밀키 암호(Secret Key Crytography)
• 관용 암호(Conventional Crytography)
• 공유키 암호(Shared-Key Crytography)

 

대칭키 암호 사용시 필요한 키의 개수 =  N(N-1)/2

 

키 분배 요구사항

• 양측이 동일한 비밀키를 공유할 것
• 키를 제 3자가 모르게 보호할 것
• 키를 적당한 주기로 변경할 것
• 공격 당한 키의 손상범위를 제한
• 효과적인 키 전달 기술을 강구할 것

 

키 분배 방법

• A가 키를 선택하여 물리적으로 B에 전달
• 제 3자가 키를 선택하여 물리적으로 A,B에 전달
• A,B가 최근에 어떤 키를 사용했다면, 한 쪽이 이전의 그 키를 사용하여 암호화된 새로운 키를 상대방에게 전송
• A,B가 각각 제 3자 C에 암호화된 열결을 갖고 있으면, C는 키를 그 암호화된 연결을 통하여 A,B에게 전달

 

특징

• 키가 알려지지 않게 배송이나 보관에 주의할 필요있음
• 계산량이 적어 고속으로 암호화와 복호화가 이루어지기 때문에 대량의 데이터 통신에 적합
• 다수의 키와 그 관리가 필요하므로 불특정 다수와 통신하기에 적합하지 않음

 

방식

• 스트림 암호 - 1비트나 1바이트마다 차례로 암호화되는 방식
• 블록 암호 - 평문과 암호문의 데이터를 일정한 길이(블록)마다 구획해 암호화하고 복호화하는 방식

 

종류

• DES
• 트리플 DES
• AES
• SEED
• ARIA
• IDEA
• RC5

 

DES(Data Encryption Standard)

1977년 미 상무성의 국립 표준국(NBS)에서 표준 암호 알고리즘으로 채택

64비트 블록 암호 알고리즘 - 64비트 보다 큰 평문은 64 비트 단위로 나누어서 암호화

56비트 키를 사용

• 64비트 중 8비트는 parity check로 사용

 

기본 구조

• 16round로 구성(SimpleDES는 2round)

 

복호화는 암호화의 역순

 

Simple DES - 1. 가정

• 16 문자만 사용 A~O와 뜻이 없는 '버리는 글자' 1문자 사용

 

Simple DES - 2. 암호문 생성(8비트, 2round)

1. 평문(2진수)
2. 초기전치
3. 4비트씩 분리(L0, R0)
4. 1round - R1 = L0 XOR f(R0,K1) , L1 = R0 
5. 2round - R2 = L1 XOR f(R1,K2) , L2 = R1
6. L'2 = R2 , R'2 = L2
7. 두 4비트 값을 8비트로 합치고 최종전치
8. 암호문 출력

 

Simple DES - 2.1. 초기전치

 

Simple DES - 2.2. f(R,K)

 

Simple DES - 2.3. 최종전치