파일 암호화 101: 민감한 데이터 보호하기

사이버 보안과 관련하여 시스템이 공격받는 것을 막을 수는 없습니다. 그러나 이러한 위협이 발생할 경우 이를 차단할 수 있을 만큼 시스템이 충분히 견고해지도록 보장할 수는 있습니다.

대부분의 조직은 이를 이해하고 있지만, 이를 전체론적인 관점으로 바라보는 경우가 많습니다. 그래서 전체 시스템과 하드 드라이브에 집중하곤 합니다. 이는 훌륭한 조치이긴 하지만, 조직을 더 잘 보호하려면 훨씬 작은 규모에서 보안을 고려해야 합니다.

바로 여기서 파일 암호화가 제 역할을 하게 됩니다. 이는 개별 파일의 민감한 데이터 보안에 집중하는 데 도움이 됩니다. 따라서 해커가 데이터베이스를 침해하더라도 데이터에 액세스하려면 개별 파일에 침입해야 합니다.

재정적 손실, 소송, 평판 저하 등 데이터 유출이 끼치는 막대한 피해를 고려하면 파일을 암호화하는 것이 현명합니다.

파일 암호화 이해

파일 암호화는 파일을 암호문 혹은 읽을 수 없는 데이터로 변환하는 보안 방법입니다. 이 방법을 사용하면 권한이 없는 사람이 파일에 액세스하더라도 복호화 키 없이는 내용을 이해할 수 없을 거라 확신할 수 있습니다.

본질적으로 파일 암호화는 중요한 정보가 외부인에게 유출되지 않도록 보호하기 위한 강력한 보안 계층을 제공합니다.

파일 암호화는 어떻게 작동합니까?

파일 암호화는 복잡한 수학적 알고리즘과 암호화 키를 사용합니다. 파일을 암호화할 때, 암호화 방식에서는 수학 공식을 사용하여 평문(원본 파일)을 암호문으로 변환합니다.

문자나 비트의 특수 조합인 암호화 키는 필수적인 구성 요소입니다. 비밀 코드를 사용하면 권한이 있는 직원이나 파일 수신자가 암호화된 데이터를 잠금 해제할 수 있습니다. 즉, 규제된 액세스를 가능케 하면서 파일의 비밀성과 무결성을 유지하는 것은 암호화 키에 의해 좌우됩니다.

주요 개념: 암호화 알고리즘, 키, 암호

파일 암호화에 대해 자세히 알아보기 전에 몇 가지 핵심 개념을 이해하는 것이 중요합니다.

• 암호화 알고리즘: 평문을 암호문으로 또는 그 반대로 변경하는 데 사용되는 수학적 프로세스를 암호화 알고리즘이라고 합니다. 암호화 알고리즘은 암호화 프로세스의 견고성과 보안을 결정합니다. 고급 암호화 표준(AES), RSA(Rivest-Shamir-Adleman), 블로피시(Blowfish)는 암호화 알고리즘의 좋은 예입니다.
• 암호화 키: 암호화 키는 데이터가 암호화되고 복호화되는 방식을 제어하는 특수 코드입니다. 크게 다음과 같은 두 가지 카테고리가 있습니다.
  • 비대칭 암호화에서는 암호화용 공개 키와 복호화용 개인 키, 이 두 가지의 키를 사용합니다.
  • 대칭 암호화에서는 암호화와 복호화 모두에 단일 키를 사용합니다.
• 암호: 암호화와 복호화 알고리즘 및 기술입니다. 평문을 암호문으로, 혹은 그 반대로 변환하는 방법을 결정합니다. 블록 암호, 스트림 암호, 하이브리드 암호는 대표적인 암호 유형입니다. 

암호화 접근 방식

파일 암호화 여정을 시작할 때는 먼저 적절한 암호화 기술을 식별해야 합니다. 다음의 여러 옵션 중에서 선택할 수 있습니다.

• 파일 레벨 암호화: 해당 유형의 보호 기능을 사용하면 개별 파일을 암호화하여 세부적으로 보호할 수 있습니다. 이 기술은 추가적인 보안 수준이 필요하거나 매우 민감한 정보가 포함된 특정 파일이 있는 경우에 유용합니다. 개별 파일을 암호화하면 액세스를 더 잘 제어할 수 있고, 한 파일이 해킹되더라도 다른 파일은 그대로 안전하게 보호할 수 있습니다.
• 폴더 레벨 암호화: 전체 폴더와 그 안에 포함된 모든 데이터를 암호화하는 것은 보다 포괄적인 접근 방식입니다. 이 솔루션은 관련 파일 그룹을 동시에 보호하는 데 유용할 수 있습니다. 폴더를 암호화하면 구조와 순서를 유지하면서 여러 파일을 동시에 보호할 수 있으므로 암호화 절차가 간단해집니다.
• 전체 디스크 암호화: 하드 드라이브나 SSD와 같은 전체 저장 장치를 암호화하면 드라이브의 모든 데이터와 파일이 자동으로 암호화되어 철저한 보안이 이루어집니다. 노트북과 같은 휴대용 장치의 경우, 전체 디스크 암호화는 장치를 분실하거나 도난당하더라도 저장된 데이터를 모두 보호할 수 있으므로 매우 유용합니다.

대표적인 파일 암호화 방식

각 암호화 기술에는 고유한 기능과 이점이 있습니다. 따라서 사용자의 회사에 가장 적합한 것을 선택하는 것이 중요합니다. 이러한 기술에는 다음이 포함됩니다.

대칭 암호화

가장 널리 사용되는 암호화 방법 중 하나인 대칭 암호화는 파일을 암호화하고 복호화할 때 동일한 키를 사용합니다. 단일 키를 사용하여 파일을 암호화하고 복호화하는 것이 구식으로 보일지 모르지만 잘 사용하면 매우 효과적입니다. 

대칭 암호화를 사용하면 발신자와 지정 수신자 간에 키가 공유되며 비공개로 유지됩니다. 파일이 암호화될 때는 암호화 키가 평문을 암호문으로 변환합니다. 수신자는 동일한 키를 사용하여 파일을 복호화하고 원본 평문을 복구하는 절차를 역순으로 수행합니다.

• 이점과 문제점: 대칭 암호화는 알고리즘이 비대칭 암호화에 사용되는 알고리즘보다 빠른 경우가 많기 때문에 고속 성능을 비롯한 여러 가지 이점이 있습니다. 컴퓨팅 효율성이 뛰어나 대용량의 데이터를 암호화하는 데 적합합니다. 하지만 단점도 있습니다. 그 중 하나가 바로 키 관리입니다. 즉, 암호화와 복호화에 모두 동일한 키가 사용되기 때문에 암호화 키의 비밀성을 유지해야 하며, 이 때문에 수신자와 키를 안전하게 주고받는 것이 필수적입니다.
• 예: AES는 매우 효율적이고 안전한 암호화 기술로, 현재 많은 애플리케이션에서 기본 옵션으로 사용되고 있습니다. 널리 사용되는 기타 대칭 암호화 기술로는 3DES(Triple Data Encryption Standard) 및 블로피시가 있습니다.

비대칭 암호화

파일 암호화할 때 대칭 암호화의 대안으로는 흔히 공개 키 암호화라고 하는 비대칭 암호화가 있습니다. 비대칭 암호화는 서로 별개이지만 수학적으로 연결된 두 개의 키를 사용합니다. 개인 키는 비밀로 유지되고 소유자만 알 수 있지만, 공개 키는 배포됩니다. 발신자는 파일을 암호화하는 동안 수신자의 공개 키를 사용하여 평문을 암호문으로 변환합니다. 그 후 수신자는 개인 키로 암호문을 복호화하여 원본 평문에 액세스합니다.

• 이점과 문제점: 비대칭 방식에는 특히 키 관리와 관련하여 여러 가지 이점이 있습니다. 공개 키는 공개적으로 배포되므로 발신자와 수신자 간에 보안 키를 교환할 필요가 없습니다. 디지털 시그니처는 정보의 적법성과 무결성을 확인할 수 있는 또 다른 기능입니다. 그러나 비대칭 암호화는 대칭 암호화에 비해 속도가 느리고 더 많은 계산량을 요구하는 경우가 잦습니다. 이 때문에 일반적으로 키를 교환하거나 소량의 데이터를 암호화는 데 사용됩니다.
• 예: RSA는 보안 통신 및 디지털 시그니처에 자주 사용되는 잘 알려진 비대칭 암호화 방법 중 하나입니다. 다른 비대칭 암호화 방법으로는 타원 곡선 암호화(ECC)와 디피 헬만이 있습니다.

하이브리드 암호화

하이브리드 암호화는 대칭 및 비대칭 방식의 이점을 모두 누리려는 기업에 이상적인 솔루션입니다. 프로시저의 각 파일 또는 세션에 대해 고유한 대칭 키가 먼저 생성됩니다. 이후 파일은 빠르고 효과적인 암호화를 수행하는 대칭 키를 사용하여 암호화됩니다. 비대칭 암호화에서의 수신자의 공개 키는 대칭 키 자체가 아닌 데이터를 암호화하는 데 사용됩니다. 그런 다음 암호화된 파일은 암호화된 대칭 키와 함께 전송됩니다. 대칭 키를 사용하면 수신자가 적절한 개인 키를 가지고 있는 경우 파일을 복호화할 수 있습니다.

• 이점: 하이브리드 방식은 대칭 암호화와 비대칭 암호화의 최고의 기능을 결합한 방식입니다. 대칭 암호화를 사용하여 대용량 데이터 세트를 빠르고 효과적으로 암호화할 수 있는 한편, 비대칭 암호화로는 대칭 키의 기밀성을 보호하고 안전하게 키를 교환할 수 있습니다. 하이브리드 암호화를 활용하면 두 전략의 장점을 동시에 얻으면서도 각각의 단점과 어려움을 개별적으로 극복할 수 있습니다.
• 예: 인터넷 통신을 보호하는 데 사용되는 전송 계층 보안(TLS) 프로토콜은 잘 알려진 하이브리드 암호화 기술 중 하나입니다. TLS는 안전한 키 교환을 위한 비대칭 암호화(예: RSA)와 데이터 페이로드 암호화를 위한 대칭 암호화(예: AES)를 결합합니다. 또 다른 방법은 대칭 암호화와 비대칭 암호화를 혼합한, 안전한 이메일 전송을 위한 PGP(Pretty Good Privacy) 암호화 표준입니다.

파일 암호화와 전체 디스크 암호화 비교

필요에 따라 파일 암호화보다 전체 디스크 암호화가 더 적합할 수 있습니다. 서로 어떻게 다른지, 그리고 각 방식에서 무엇을 기대할 수 있는지 이해하는 것이 중요합니다.

파일 암호화

개별 파일 또는 폴더를 암호화하면 세분화된 수준의 보호 기능이 제공됩니다. 암호화할 특정 파일이나 폴더를 자유롭게 선택할 수 있습니다. 이 기술을 사용하면 선택적 암호화가 가능하므로 누가 어떤 데이터에 액세스할 수 있는지 더 잘 제어할 수 있습니다. 이 접근 방식에는 다음과 같은 이점이 있습니다.

• 선택적 보호: 선택적 보호 기능을 사용하면 암호화할 파일을 선택할 수 있어 가장 중요한 데이터에 암호화 역량을 집중할 수 있습니다.
• 유연성: 개별 파일을 암호화하면 민감한 데이터의 개인 정보는 보호하면서 비민감 파일은 간편하게 공유할 수 있습니다.
• 효율성: 파일 암호화는 전체 드라이브가 아닌 선택한 파일만 암호화합니다.

그러나 파일 암호화에는 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

• 관리 복잡성: 암호화 키와 특정 파일에 대한 액세스를 관리하려면 추가 관리 작업이 필요할 수 있습니다.
• 간과 가능성: 파일이 개별적으로 암호화되면 특정 파일이 의도치 않게 취약한 상태로 남을 가능성이 더 높습니다.

전체 디스크 암호화

전체 디스크 암호화는 드라이브의 모든 파일을 자동으로 암호화하여 장치에 저장된 모든 데이터를 완벽히 보호합니다. 이 기술을 사용하면 장치를 분실하거나 도난당한 경우에도 암호화된 데이터가 안전하게 유지됩니다. 전체 디스크 암호화의 이점은 다음과 같습니다.

• 포괄적인 보호: 전체 드라이브를 암호화하면 더 높은 수준의 보호 기능이 제공되어 모든 파일 및 데이터 보호가 보장됩니다.
• 간소화: 활성화되면 사람이 파일을 선택할 필요 없이 모든 파일이 즉시 암호화됩니다.

그러나 전체 디스크 암호화에는 다음과 같은 문제가 있습니다.

• 성능에 미치는 영향: 전체 디스크 암호화는 데이터를 지속적으로 암호화하고 복호화하기 때문에 시스템 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
• 제한된 유연성: 모든 파일이 전체 디스크 암호화로 암호화되므로 드라이브에 있는 비민감 데이터의 공유 옵션이 제한될 수 있습니다.

파일 암호화 구현

다양한 암호화 방법을 알았으니 이제 파일을 암호화하는 방법을 알아볼 차례입니다. 다음은 몇 가지 주요 단계입니다.

1. 올바른 암호화 소프트웨어 선택

요구 사항에 맞는 적절한 암호화 소프트웨어를 선택하는 것이 중요합니다. 암호화 소프트웨어를 선택할 때는 다음 요소를 고려해야 합니다.

• 보안: 암호화 소프트웨어가 AES 또는 RSA와 같은 강력한 암호화 알고리즘을 사용하여 파일을 보호하는지 확인하십시오.
• 유용성: 절차를 단순화하려면 직관적인 사용자 인터페이스와 제어 기능을 갖춘 소프트웨어를 찾으십시오.
• 호환성: 운영 체제 및 자주 사용하는 파일 형식과 프로그램의 호환성을 확인하십시오.
• 추가 기능: 파일 파쇄, 비밀번호 관리, 클라우드 스토리지 서비스 통합 등 암호화 프로그램이 제공할 수 있는 기타 기능을 고려하십시오.

2. 강력한 암호화 키 생성

파일 암호화의 주요 구성 요소는 암호화 키를 사용하는 것입니다. 보안을 극대화하려면 다음 지침을 준수하는 강력한 암호화 키를 생성하십시오.

• 키 길이: 적절한 길이의 암호화 키를 사용합니다. 키가 길수록 보안이 강화됩니다. 대칭 암호화에는 128비트 이상의 키 길이를 사용하는 것이 좋습니다. 비대칭 암호화에는 2048비트 이상의 키 길이가 권장되는 경우가 많습니다.
• 무작위성: 예측 가능성을 방지하려면 신뢰할 수 있는 난수 생성기가 암호화 키를 생성하는지 확인하십시오.
• 키 관리: 암호화 키를 안전하게 백업하는 등 안전한 키 관리 절차를 구현합니다. 중앙 집중식 보안 키 저장을 위한 키 관리 시스템이나 보안 키 보관소를 고려해보십시오.

3. 베스트 프랙티스 수용

암호화 활동에서 최상의 결과를 얻으려면 베스트 프랙티스를 채택하십시오. 이를테면 아래와 같습니다.

• 직원 교육: 직원들에게 파일 암호화의 가치와 암호화 소프트웨어의 올바른 사용법을 알리기 위한 교육 세션과 인식 제고 캠페인을 실시하십시오.
• 강력한 비밀번호 사용 및 다중 요소 인증(MFA) 구현: 암호화 키 및 암호화 소프트웨어에 대문자, 소문자, 숫자, 특수 문자를 포함한 강력한 비밀번호 또는 암호 구문을 설정하십시오. 비밀번호로 자주 사용되는 용어나 문구는 사용하지 마십시오. 가능하면 MFA를 사용 설정하여 추가 보호를 사용하십시오. 여기에는 지문, 스마트 카드 또는 생체 인증과 같은 암호화 키 또는 비밀번호로 다른 형태의 신원 확인을 요청하는 과정이 수반될 수 있습니다.
• 꾸준한 소프트웨어 업데이트: 보안 업그레이드 및 버그 수정을 활용하려면 최신 패치를 통해 암호화 소프트웨어를 최신 상태로 유지하십시오.
• 암호화된 파일을 안전하게 전송: 파일이 전송되는 동안 원치 않는 액세스를 방지하려면 암호화된 이메일이나 보안 파일 전송 프로토콜(SFTP)과 같은 보안 통신 채널을 사용하십시오.
• 꾸준한 감사: 파일 암호화 절차를 검토하고 감사하면 잠재적인 결함이나 취약점을 식별할 수 있는 경우가 많습니다. 이렇게 하면 암호화 시스템이 여전히 효율성을 유지하면서 업계 표준을 준수할 수 있습니다.
• 최신 백업 유지: 암호화된 파일을 정기적으로 백업하고 무결성을 확인하십시오. 하드웨어 오류, 데이터 손실 또는 기타 예기치 않은 상황이 발생할 경우를 대비하여 데이터를 안전하게 백업해야 합니다.

결론

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