[암호학] 암호학(Cryptography) 기초

1. 암호학이란?

💡 활용 사례:

• 금융 거래 시 계좌 정보 보호

• 메신저 앱의 메시지 암호화 (카카오톡, WhatsApp 등)

• 비밀번호 저장 및 인증

• 블록체인 기술 및 가상화폐

2. 비밀을 지키는 3대 원칙

3. 암호학의 기본 용어

4. 암호화 방식의 종류

4.1 양방향 암호화 (Encryption ↔ Decryption 가능)

① 대칭키 방식 (Symmetric Key)

• 암호화와 복호화에 같은 키를 사용

• 속도가 빠르고 구현이 단순하지만, 키 유출 위험이 큼

• 대표 알고리즘: AES, DES

💡 예시:

• 회사 내부 시스템 로그인

• 로컬 파일 암호화

• 카카오톡의 메시지 암호화 (세션 키 기반)

② 비대칭키 방식 (Asymmetric Key, 공개키 암호화)

• 암호화와 복호화에 다른 키 사용

• 공개키(Public Key)와 개인키(Private Key) 두 개의 키를 사용

• 대표 알고리즘: RSA, ECC

동작 예시

1. A가 B에게 메시지를 보낼 때 → B의 공개키로 암호화

2. B만 자신의 개인키로 복호화 가능

3. 키가 유출되어도 개인키 없이는 해독 불가

💡 활용 사례:

• 인터넷 뱅킹, 쇼핑몰 결제 (SSL/TLS)

• 전자서명 (Digital Signature)

• VPN 보안 연결

4.2 단방향 암호화 (One-way Encryption)

• 입력값 → 해시값(Hash Value) 으로 변환

• 동일한 입력값은 항상 동일한 결과를 출력하지만, 결과값으로 원본 복구 불가

• 대표 알고리즘: MD5, SHA-256, CRC 등

💡 예시:

• Git 커밋의 해시값 (SHA-1)

• 비밀번호 1234 → 03ac674216f3e15c761ee1a5e255f067953623c8 (SHA-256)

5. 왜 비대칭키가 중요한가?

실생활 비유:

• 대칭키: 자물쇠 하나에 열쇠 하나 → 열쇠가 도난당하면 보안 붕괴

• 비대칭키: 집마다 도어락 번호 다르게 설정 → 나만의 비밀 번호를 알지 않으면 침입 불가

6. 전자서명(Digital Signature)

1. 문서 내용 → 해시값 생성 (단방향 암호화)

2. 해시값을 개인키로 암호화 → 전자서명 생성

3. 수신자는 공개키로 해시값을 복호화

4. 문서를 직접 해시하여 비교 → 내용이 조작되지 않았는지 검증

💡 활용 사례:

• 정부의 전자 문서

• 블록체인 거래 내역

• 금융기관의 보안 시스템

7. 정리

8. 마무리