암호화는 데이터를 암호문으로 변환하는 작업을 포함하며, 이는 해독하려면 복호화 키가 필요한 무작위적이고 읽을 수 없는 형식입니다.
세상은 통신을 매개로 움직입니다. 누구나 정보를 주고받아야 합니다. 안타깝게도 디지털화와 손쉬운 인터넷 접속으로 인해 온라인상의 모든 사람을 신뢰할 수 있는 것은 아니기 때문에 비공개 통신을 전송하는 것이 불가피해졌습니다.
인류는 항상 지정한 수신자만이 해석할 수 있는 숨겨진 메시지를 보낼 방법을 발견해 왔습니다. 이러한 형태의 통신을 암호화라고 하며, 특정 암호 또는 해독 방법이 필요한 정보를 암호화하는 기능을 말합니다.
암호화는 기능적이고 안전한 디지털 사회에 매우 중요합니다. 이는 인터넷 연결을 통해 악의적인 공격자가 개인 정보 및 민감한 정보에 쉽게 액세스하는 것을 방지합니다. 2022년에 3억 8,700만 달러에 달하는 비용이 레코드 5천만~6천만 건의 데이터 유출로 인한 평균 총 비용으로 소모되었다는 점을 고려하면 이는 심각한 문제입니다.
RSA 암호화는 공개 키 알고리즘을 사용하는 개인 메시지 복호화를 위한 암호 체계 중 하나입니다. 이를 더 잘 이해하기 위해, "데이터 암호화와 공개 키 암호화 알고리즘이란 무엇입니까?"라는 질문에 답해 봅시다.
데이터 암호화 또는 암호화 기법에는 정보를 암호문으로 위장하는 작업이 포함됩니다. 권한이 없는 사람은 암호문을 이해할 수 없습니다. 반대로, 해독 또는 복호화에는 암호문을 다시 원래 형식으로 변환하는 작업이 포함됩니다. 수동 암호화는 로마 제국으로 거슬러 올라갑니다. 그러나 오늘날 암호화는 암호학의 기본 프로세스이며 전자적 방식을 통해 정보를 위장하는 것과 동일한 의미를 갖습니다.
컴퓨터는 알고리즘을 적용하여 데이터를 암호화합니다. 알고리즘은 데이터 블록에 대해 특정 작업을 수행하기 위한 일련의 지침 또는 절차입니다. 키는 메시지의 사용자나 송신자, 그리고 의도된 수신자만이 알고 있는 개인 암호화 이름입니다.
오늘날에는 크게 두 가지 유형의 암호화가 존재합니다.
길이가 충분한 무작위로 선택된 암호화 키를 뚫는 것은 거의 불가능하기 때문에 RSA는 효과적입니다.
발신자와 수신자가 서로 다른 키를 사용하여 데이터를 암호화하고 복호화하는 비대칭 알고리즘이라고도 합니다. 비대칭 알고리즘은 각 발신자에게 키 한 쌍을 할당합니다.
두 키가 연결되어 있더라도 공개 키에서 개인 키를 유추하거나 공개 키를 사용하여 데이터를 복호화하는 것은 불가능합니다. 이름에서 알 수 있듯이 공개 키는 잘 알려져 있지만 개인 키는 비밀 키이며 이를 소유한 사용자만 이용할 수 있습니다. 요컨대, 모든 사람이 공개 키를 사용하여 사용자에게 메시지를 보낼 수 있지만, 의도한 수신자만이 개인 키를 사용하여 메시지를 복호화할 수 있습니다.
RSA는 가장 대표적으로 사용되는 공개 키 알고리즘입니다. RSA의 이니셜은 1977년 알고리즘을 처음 공개적으로 기술한 수학자와 두 명의 컴퓨터 과학자의 이름을 딴 Rivest Shamir Adleman의 약자입니다.
SSH(Secure Shell), SSL-TLS, S/MIME, OpenPGP와 같은 많은 프로토콜은 RSA 암호화 및 보안 디지털 시그니처 기능을 사용합니다.
RSA 암호화 시스템은 한때 암호화에서 중요한 문제였던, 누군가와 코드를 미리 공유하지 않고 암호화된 메시지를 어떻게 보낼 것인지를 해결합니다.
누군가에게 비밀을 말하고 싶다고 가정해 보겠습니다. 상대방이 바로 옆에 있다면 귓속말을 할 수 있습니다. 하지만 상대방이 멀리 떨어져 있다면 그럴 수 없습니다. 전화를 이용하거나, 적어서 우편으로 보내야 합니다. 안타깝게도 이러한 통신 채널은 안전하지 않으며 마음만 먹으면 누구나 메시지를 도청하거나 가로챌 수 있습니다.
도청을 방지하는 한 가지 해결책은 메시지를 암호화하는 것입니다. 이는 메시지를 마구 뒤섞어 뒤죽박죽으로 바꾸는 암호를 추가하는 것을 의미합니다. 충분히 복잡한 암호를 사용하는 경우 해당 암호에 액세스할 수 있는 사람만이 원본 메시지에 액세스할 수 있습니다. 그렇지 않은 경우, 읽을 수 없는 상태로 유지됩니다.
친구와 미리 코드를 공유했다면, 두 사람만이 원본 내용을 읽는 데 필요한 코드를 가지고 있기 때문에 언제든지 암호화된 메시지를 보낼 수 있습니다.
하지만 코드를 사전에 공유하지 않았다면 어떻게 하시겠습니까? 어떻게 안전하게 통신하시겠습니까? 이는 RSA와 같은 공개 키 암호화 체계 또는 비대칭 암호화를 사용하여 암호화에서 해결해야 하는 근본적인 문제입니다.
RSA 암호화를 사용하면 사용자는 공개적으로 공유할 수 있는 공개 키라는 코드로 메시지를 암호화할 수 있습니다. 특정 RSA 알고리즘의 수학적 특성으로 인해, 사용자가 공개 키를 사용하여 메시지를 암호화하고 나면 개인 키로만 이를 복호화할 수 있습니다. 사용자는 공개 키와 개인 키를 한 쌍씩 가지고 있으며, 후자는 비밀로 유지됩니다.
공개 키 암호화 시스템은 암호화 및 복호화에 동일한 키를 사용하는 대칭 키 암호화와 다릅니다. 따라서 RSA는 사용자가 사전에 키를 안전하게 배포하지 않은 경우 통신하는 데 유용합니다.
RSA 암호화는 대칭 키 암호화보다 리소스를 많이 사용하고 효율성이 떨어지기 때문에 메시지나 전체 파일을 암호화하는 데에는 적합하지 않습니다. 그러므로 RSA 암호화를 다른 암호화 시스템과 함께 사용하거나 디지털 시그니처를 암호화하여 메시지의 무결성과 신뢰성을 증명하는 것이 일반적인 관행입니다.
디지털 시그니처는 파일과 문서를 인증하고 검증하는 데 도움이 됩니다. 공식 문서 및 기타 민감한 문서를 전송하는 동안 변조를 방지하고 위조 또는 조작을 방지합니다. 그러나 디지털 시그니처는 암호화에는 개인 키를, 복호화에는 공개 키를 사용하여 시그니처의 진위를 인증합니다.
사용자는 일반적으로 비대칭 키 알고리즘으로 파일을 암호화하고 RSA 암호화를 사용하여 대칭 키를 암호화합니다. 따라서 RSA 개인 키로만 사용된 대칭 키를 복호화할 수 있으며, RSA 개인 키가 없으면 메시지를 복호화할 수 없습니다.
오늘날 다양한 시스템에서 OpenSSL, cryptlib, wolfCrypt 및 기타 암호화 라이브러리를 비롯한 RSA 암호화를 사용합니다. RSA는 웹 브라우저, 이메일 채팅, VPN, 기타 통신 채널에서도 널리 사용됩니다.
또한, RSA는 VPN 서버와 클라이언트 간의 안전한 연결을 보장합니다. OpenVPN과 같은 프로토콜에서 사용자는 TLS handshakes에 RSA 알고리즘을 사용하여 키를 교환하고 보안 통신 채널을 설정할 수 있습니다.
RSA 암호화를 뒷받침하는 수식은 자세히 설명하기에는 매우 복잡합니다. 암호화 분야의 RSA 알고리즘을 자세히 알아보기 전에 몇 가지 개념을 살펴봐야 합니다. 이를테면 아래와 같습니다.
한 방향으로는 계산하기 쉽지만 역방향으로는 계산하기 매우 어려운 방정식을 트랩도어 함수라고 합니다. RSA 암호화의 기본 전제는 알고리즘이 한 방향으로는 상대적으로 계산하기 쉽고 역방향으로는 계산이 거의 불가능하다는 것입니다. 예를 들어, 두 소수의 곱으로 543,111이 주어졌다면 두 소수를 알아낼 수 있습니까?
계산기를 사용하더라도 어디서부터 시작해야 할지 알기가 어렵지만, 다음과 같이 뒤집어 생각하면 훨씬 쉬워집니다.
그래도 543,111과 하나의 소수가 주어지면 다음과 같이 다른 소수를 쉽게 알아낼 수 있습니다.
RSA 암호화에서는 훨씬 더 큰 숫자를 사용합니다. 예를 들어 2048비트 RSA에서 키의 길이는 617자리입니다.
트랩도어 함수는 개인 및 공개 키 암호화 체계가 작동하는 방식의 기초입니다. 해당 특성을 사용하면 개인 키를 공개하거나 메시지를 위험에 빠뜨리지 않고 공개 키를 공유할 수 있습니다.
키 생성은 데이터를 암호화하는 첫 번째 단계이며, 이 프로세스에서는 소수 판별법을 통해 선택된 소수 두 개(p와 q)를 사용합니다. 이러한 방식은 밀러-라빈 소수 판별법과 같이 암호화를 위한 소수를 효율적으로 찾아주는 알고리즘입니다. 키를 해독하기 어렵게 만들려면 소수는 크기가 크고 상대적으로 멀리 떨어져 있어야 합니다.
RSA 공개 키는 소수와 계수 n입니다. Modulus(mod)는 다음과 같이 한쪽의 숫자를 다른 쪽 숫자로 나눈 나머지를 의미하는 모듈로 연산입니다.
다음은 공개 키를 생성하는 공식입니다.
모든 계산을 수행하고 공개 키(C=me mod n)를 적용한 후 최종적으로 암호화된 데이터는 암호문(c)입니다.
개인 키는 사용자가 공개 키로 암호화된 암호문을 해독하는 데 사용할 수 있는 유일한 키이며, 유사한 키 쌍이어야 합니다. 개인 키는 d와 n으로 구성되며 n의 값은 이미 알고 있으므로, 다음의 공식을 사용하여 d를 쉽게 계산할 수 있습니다.
위의 RSA 알고리즘 예시는 암호화와 관련된 수식이 복잡하긴 하지만, 올바르게 수행하면 안전한 솔루션이 된다는 것을 보여줍니다.
RSA 암호화를 사용하면 다음과 같은 많은 장점이 있습니다.
RSA는 공격자가 악용할 수 있기 때문에 경우에 따라 사용을 제한하는 몇 가지 문제에 직면해 있습니다. 예를 들자면, RSA는 암호화 알고리즘에서 긴 키를 사용합니다. AES 알고리즘은 뚫을 수 없지만 RSA와 같은 비대칭 알고리즘은 키 길이 때문에 해독하기 어렵습니다.
따라서 긴 RSA 키는 짧은 키보다 더 안전하고 해독하기 어렵습니다. 일례로, 연구자들은 소인수분해를 사용하여 2년 만에 768비트 RSA 암호화 키를 해독했습니다.
상당한 리소스가 필요했지만, 이것이 가능하다는 사실은 RSA 암호 체계의 안전성에 대한 논의에서 항상 고려해야 하는 점입니다. 개인은 이러한 암호화를 해독할 수 있는 능력이 없을지라도, 정부는 더 많은 리소스를 보유하고 있기 때문에 이를 해독할 수 있습니다.
NIST는 최소 2048비트 키 길이를 권장하지만, 보안 강화를 위해 4096비트 키 길이를 채택하는 조직도 늘고 있습니다.
RSA의 기타 단점으로는 다음을 들 수 있습니다.
언급된 취약점에도 불구하고, 사용자가 올바르게 구현하며, 해독하기 어려운 긴 키를 사용한다면 RSA는 현재 비교적 안전하게 사용할 수 있습니다. 적절한 크기의 소수를 사용하지 못하거나 다른 취약점이 있는 채로 구현한다면 안전하지 않습니다.
사용자가 RSA 암호화 알고리즘의 약점과 잠재적 취약성을 인식하고 있는 한, 키 공유 및 공개 키 암호화가 필요한 디지털 시그니처와 같은 기타 작업에 안전하게 사용할 수 있습니다.
양자 컴퓨팅과 같은 향후 기술이 암호화의 RSA 알고리즘에 영향을 미칠 전망입니까?
온라인의 RSA 암호화는 현재로서는 안전하지만, 양자 컴퓨팅의 출현으로 향후에 문제가 발생할 수 있습니다. 양자 컴퓨터로는 현재 우리가 매우 어렵다고 여기는 특정 문제를 쉽게 해결할 수 있습니다. 이러한 고난도가 암호화 시스템을 안전하게 만드는 요소이므로, 현재 크기의 RSA 키는 더 취약해질 것이라 해도 무방합니다.
양자 컴퓨터는 정수 인수분해 문제를 쉽게 해결할 수 있습니다. 그러나 양자 컴퓨터는 아직 개발 중이고 주로 연구 현장에서 사용되기 때문에 이러한 미래는 아직 요원합니다. 사이버 보안 업계 종사자들도 포스트 퀀텀 세상에서의 보안을 보장하고자 공개 키 알고리즘을 개선하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다.
최적 비대칭 암호화 패딩(OAEP)은 이제 RSA 공개 키 암호화의 기본 표준 패딩입니다. 패딩을 사용하면 암호화하기 전에 메시지의 형식을 지정하여 더 높은 보안 수준을 확보하고 기본적인 공격을 배제할 수 있습니다.
Veritas Technologies는 미국에 본사를 둔 국제 데이터 관리 회사입니다. 데이터 관리 문제를 해결하고 사이버 공격, 인적 오류 또는 자연 재해와 같은 위험으로부터 민감한 데이터를 보호하는 데 도움이 될 수 있도록 힘쓰고 있습니다.
베리타스는 모든 규모의 조직이 비즈니스 크리티컬 데이터를 보호하고 관리하는 데 따르는 복잡성을 극복할 수 있도록 지원합니다. 베리타스의 통합 제품 포트폴리오는 통합 데이터 서비스 및 관리 환경을 제공하고 타의 추종을 불허하는 엣지 투 클라우드 성능 및 다용성을 제공합니다.
베리타스는 소규모 기업을 위한 Veritas Backup Exec, 데이터 스토리지 및 재해 복구를 위한 Veritas InfoScale과 같은 다른 최신 솔루션을 제공합니다. 베리타스의 솔루션을 사용하면 HIPAA, GDPR, CCPA와 같은 데이터 개인 정보 보호법을 보다 쉽게 준수할 수 있습니다.
베리타스 고객 중에는 Fortune지 선정 100대 기업의 95%가 포함되며 NetBackup™은 방대한 데이터를 보호할 방법을 찾는 기업들 사이에서 선택 1순위에 오른 제품입니다.
베리타스 데이터 보호 솔루션이 가상 워크로드, 물리적 워크로드, 클라우드 워크로드, 레거시 워크로드 전반에서 어떻게 데이터를 완벽하게 보호하는지 궁금하다면 엔터프라이즈 비즈니스를 위한 데이터 보호 서비스에서 확인하십시오.
암호화는 데이터를 암호문으로 변환하는 작업을 포함하며, 이는 해독하려면 복호화 키가 필요한 무작위적이고 읽을 수 없는 형식입니다.
개발자들의 이름을 딴 RSA(Rivest-Shamir-Adleman)는 서로 다르지만 연결된 두 개의 암호화 키(개인 및 공개)를 사용하는 비대칭 암호화 기술입니다. RSA 암호화에서는 서로 반대되는 키를 사용하여 데이터를 암호화하고 복호화합니다.
RSA는 개인 키와 공개 키라는 두 가지 키를 사용합니다. RSA 개인 키는 디지털 시그니처를 생성하는 반면 공개 키는 디지털 시그니처를 검증합니다. 또한 RSA 공개 키는 AES 또는 DES 데이터 키를 암호화하는 반면 RSA 개인 키는 복구용입니다.
RSA 암호화는 가상 사설망(VPN), 웹 브라우저, 이메일 서비스 등 다양한 용도로 사용됩니다. PGP(Pretty Good Privacy) 알고리즘과 같은 잘 알려진 제품 및 알고리즘에서도 RSA 암호화를 사용합니다.
RSA는 금융 세부 정보 등 민감한 정보를 보호하고 신용 카드 등의 트랜잭션을 보호합니다. 또한 조직에서는 RSA 암호화를 사용하여 이메일과 웹 브라우저의 개인 정보를 암호화합니다.
Veritas Technologies는 조직이 미션 크리티컬 데이터를 보호할 수 있도록 엔터프라이즈 데이터 관리를 위한 소프트웨어 솔루션을 제공합니다. 또한 데이터 보호, 컴플라이언스 대비, 스토리지 최적화, 클라우드 데이터 관리 서비스도 제공합니다.
예. 암호화는 개인 정보와 민감한 데이터를 보호하기 때문에 가능합니다. 또한 서버와 클라이언트 간의 통신 및 전송 보안을 강화합니다.