암호 기술, PKI, 해시

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답안.

Ⅰ. 개요

암호 기술은 기밀성(Confidentiality), 무결성(Integrity), 인증(Authentication), 부인방지(Non-repudiation)를 제공하는 정보보호의 핵심 기반 기술이다. 대칭키 암호, 공개키 암호, 해시 함수, PKI(Public Key Infrastructure)가 유기적으로 결합되어 안전한 통신과 전자서명을 구현한다.

Ⅱ. 대칭키 vs 공개키 암호

Ⅲ. 해시 함수

해시 함수는 임의 길이 입력을 고정 길이 다이제스트로 변환하는 일방향 함수이다. 무결성 검증, 전자서명, 패스워드 저장에 사용된다.

입력(가변) → [해시 함수] → 다이제스트(고정)

요구 특성:
  ① 일방향성: 다이제스트로 원문 복원 불가
  ② 충돌 저항성: H(x)=H(y)인 x≠y 탐색이 계산적 불가
  ③ 눈사태 효과: 1비트 변경 → 다이제스트 50%+ 변화

SHA-256: 256비트 출력, 현재 표준
SHA-3  : Keccak 기반, NIST 최신 표준

Ⅳ. PKI 구조

┌─────────────┐
│    CA (인증기관) │
│  루트 CA → 중간 CA │
└──────┬──────┘
       │ 인증서 발급 (X.509)
       ▼
┌──────────────┐     전자서명: 개인키로 서명
│  사용자/서버   │ ←→ 검증: 공개키(인증서)로 확인
└──────────────┘

인증서 내용: 주체, 공개키, 유효기간, 발급 CA, 서명
폐기 확인: CRL(목록) 또는 OCSP(온라인 확인)

Ⅴ. TLS에서의 통합 적용

TLS 1.3 핸드셰이크에서 세 기술이 통합된다. ① 공개키(ECDHE)로 세션키 교환 ② 대칭키(AES-GCM)로 데이터 암호화 ③ 해시(SHA-256)로 메시지 인증 ④ 인증서(PKI)로 서버 신원 확인. 이것이 실무에서 암호 기술의 전형적 적용 사례이다.

관련: 제로트러스트(03번) · TLS 1.3(11번) · PQC(09번) · 동형암호(08번)