암호학(Cryptography)은 네트워크 보안에서 중요한 역할을 하는 수학 기반의 자동화 도구입니다. 정보의 기밀성과 무결성을 지원하며, 사용자에게 인증(Authentication)과 부인 방지(Non-repudiation) 기능까지 제공합니다.
암호학의 활용 분야
암호학은 분산 애플리케이션에서 한 시스템에서 다른 시스템으로 네트워크를 통해 인증 정보를 전송할 때 자주 사용됩니다. 암호 기반 인증 시스템은 사용자가 암호 키를 알고 있거나 통제하고 있는지를 기준으로 사용자를 검증합니다. 이러한 인증 시스템은 개인키(Private Key) 방식 또는 공개키(Public Key) 방식으로 구현될 수 있습니다.
또한 암호화 기법은 데이터베이스에 저장된 생체 인식 템플릿이나 이미지를 암호화하는 데도 활용됩니다. 침입자가 먼저 암호화 키를 확보해야만 하기 때문에 시스템 보안 수준을 크게 높일 수 있습니다. 다만 키와 생체 정보가 특정 관리자(custodian)에게 집중되기 때문에 대규모 데이터베이스와 관련된 프라이버시 문제는 여전히 남아 있습니다.
암호학의 기본 용어
1. 평문(Plain Text)
평문이란 사람이 상대방에게 전달하고자 하는 원래의 메시지를 의미합니다. 암호학에서 실제로 전송되어야 할 원본 메시지를 지칭하는 용어입니다.
2. 암호문(Cipher Text)
암호문은 아무도 그 내용을 알 수 없는, 즉 의미를 파악할 수 없는 메시지를 말합니다. 암호학에서는 실제 메시지가 전송되기 전에 원본 메시지를 읽을 수 없는 형태로 변환하는데, 이렇게 변환된 결과물이 바로 암호문입니다.
3. 암호화(Encryption)
평문을 암호문으로 변환하는 과정을 암호화라고 합니다. 암호학은 안전하지 않은 채널을 통해 기밀 메시지를 전송하기 위해 반드시 암호화 과정을 거칩니다.
암호화 단계에는 두 가지 요소가 필요합니다. 바로 암호화 알고리즘과 키(Key)입니다. 암호화 알고리즘은 암호화에 사용되는 방식을 정의하며, 암호화는 송신자 측에서 수행됩니다.
4. 복호화(Decryption)
복호화는 암호화의 역과정으로, 암호문을 다시 평문으로 변환하는 절차입니다. 수신자 측에서는 읽을 수 없는 암호문으로부터 원래의 메시지를 얻기 위해 복호화 과정이 필요합니다.
복호화 단계 역시 복호화 알고리즘과 키라는 두 가지 요소가 필요합니다. 일반적으로 암호화 알고리즘과 복호화 알고리즘은 동일한 것을 사용합니다.
5. 키(Key)
키는 숫자나 영숫자(alphanumeric) 텍스트, 또는 고유한 기호일 수 있습니다. 키는 평문을 암호화할 때와 암호문을 복호화할 때 모두 사용됩니다.
암호학에서 키의 선택은 매우 중요합니다. 암호화 알고리즘의 보안성이 정확히 키에 의존하기 때문입니다. 아무리 강력한 알고리즘이라도 키가 유출되면 암호화된 정보는 더 이상 안전하지 않습니다.
6. 해싱(Hashing)
해시 알고리즘은 파일 내용의 디지털 지문(digital fingerprint)을 생성하는 데 자주 사용됩니다. 이를 통해 파일이 침입자나 바이러스에 의해 변조되지 않았음을 확인할 수 있습니다. 해시 함수는 일부 운영체제에서 비밀번호를 암호화하는 데에도 널리 활용되며, 데이터의 무결성을 검증하는 중요한 수단을 제공합니다.