대칭키 암호와 공개키 암호 (Symmetric & Public key encryption)

대칭키 암호와 공개키 암호는 모두 암호화와 복호화를 위해 사용되는 알고리즘입니다. 그러나 이들은 서로 다른 원리를 기반으로 동작합니다. 이 포스트에서는 대칭키 암호, 공개키 암호 및 일회용 패드에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

1. 대칭키 암호
대칭키 암호는 암호화와 복호화에 동일한 키를 사용하는 알고리즘입니다. 즉, 암호화와 복호화에 동일한 비밀키를 사용하여 메시지를 암호화하고 복호화합니다. 이러한 알고리즘은 암호화 및 복호화 속도가 빠르고 효율적이며, 데이터 전송 시에도 유용합니다.

그러나 대칭키 암호화 방식의 가장 큰 단점은 키를 안전하게 공유해야 한다는 것입니다. 만약 키가 유출된다면, 누구든지 암호화된 메시지를 복호화할 수 있습니다. 이러한 이유로 대칭키 암호는 보안 강도가 높지 않은 애플리케이션에서 사용됩니다.

2. 공개키 암호
공개키 암호는 암호화와 복호화에 서로 다른 키를 사용하는 알고리즘입니다. 즉, 공개된 키로 암호화하고, 개인 키로 복호화합니다. 공개키 암호화는 대칭키 암호화 방식에 비해 키 공유에 대한 문제를 해결할 수 있습니다. 공개된 키는 누구나 사용할 수 있지만 개인 키는 오직 소유자만 사용할 수 있습니다. 이로 인해 개인 정보와 기밀 데이터를 안전하게 전송할 수 있습니다.

공개키 암호화 방식은 암호화와 복호화에 시간이 많이 걸리며, 대칭키 암호화 방식보다 처리 속도가 느립니다. 이러한 이유로 공개키 암호화는 대량의 데이터를 처리하지 않는 작업에 적합합니다.

 

대칭키 암호와 공개키 암호 (출처: https://velog.io/@minj9_6/%EB%8C%80%EC%B9%AD%ED%82%A4%EC%99%80-%EB%B9%84%EB%8C%80%EC%B9%AD%ED%82%A4%EB%8A%94-%EB%AC%B4%EC%8A%A8-%EC%B0%A8%EC%9D%B4%EA%B0%80-%EC%9E%88%EC%9D%84%EA%B9%8C)

3. 일회용 패드
일회용 패드는 암호화와 복호화에 완전히 무작위로 생성된 키를 사용하는 방식입니다. 이 키는 단 한 번만 사용되며, 사용 후 파기됩니다. 이로 인해 일회용 패드는 완벽한 보안을 제공합니다. 일회용 패드는 다른 암호화 방식에 비해 다음과 같은 장점을 가지고 있습니다.

 

일회용 패드를 현실화한 스트림 암호의 구조 (출처: https://whitehatstory.tistory.com/53)

1) 보안성
일회용 패드는 완전히 무작위로 생성된 키를 사용하기 때문에, 이론적으로는 완벽한 보안을 제공합니다. 즉, 누구도 암호화된 메시지를 해독할 수 없습니다. 이러한 이유로 일회용 패드는 군사 및 정부 기관에서 민감한 정보를 전송하는 데 사용됩니다.

2) 복구 불가능성
일회용 패드는 한 번만 사용되기 때문에, 복구가 불가능합니다. 따라서, 암호화된 메시지를 해독하려면 일회용 패드를 미리 수신자에게 안전하게 전달해야 합니다. 이는 고객과의 안전한 통신, 송금 및 인터넷 트랜잭션 등에 이용됩니다.

3) 무결성
일회용 패드는 전송된 메시지의 무결성을 보호합니다. 이는 제3자가 메시지를 변경하거나 위조하지 못하도록 보호하는 것을 의미합니다. 이는 디지털 서명 및 인증서 등에서 매우 유용합니다.


하지만 일회용 패드는 다음과 같은 단점도 가지고 있습니다.

1) 비용
일회용 패드는 완전히 무작위로 생성되어야 하기 때문에, 생성 비용이 매우 높습니다. 또한, 패드를 안전하게 전달해야 하기 때문에 추가 비용이 발생할 수 있습니다.

2) 사용성
일회용 패드는 단 한 번만 사용할 수 있기 때문에, 매우 제한적인 사용성을 가지고 있습니다. 이는 대량의 데이터 전송이나 지속적인 통신에 적합하지 않을 수 있습니다.

 

결론적으로, 일회용 패드는 완벽한 보안을 제공하지만, 비용과 사용성의 문제로 인해 일부 제한적인 상황에서만 사용됩니다. 따라서, 일회용 패드는 대부분의 경우 대칭키 암호나 공개키 암호를 사용하는 것이 더 효과적일 수 있습니다. 그러나 일부 고객과 기업들은 민감한 정보 전송에 대한 보안성을 강화하기 위해 일회용 패드를 여전히 사용하고 있습니다. 일회용 패드는 비용이나 사용성의 제한이 있지만, 그것이 제공하는 보안성은 매우 높기 때문입니다.

또한, 일회용 패드는 대칭키 암호와 공개키 암호와는 달리, 키가 공유되는 것이 아니기 때문에, 키의 유출이나 탈취에 대한 위험이 없습니다. 이러한 이유로 일회용 패드는 보안이 매우 중요한 군사 및 정부 기관에서 널리 사용되고 있습니다.

또한, 일회용 패드는 암호화 및 복호화에 대한 처리 속도가 매우 빠르기 때문에, 대규모 데이터 전송이나 고속 통신에 적합합니다. 따라서, 일회용 패드는 암호화 방식의 종류와 상황에 따라 선택될 수 있는 유용한 보안 방식입니다.

 

그러나 일회용 패드를 사용하기 위해서는, 안전한 발급 및 파기 절차와 안전한 전송 및 보관이 매우 중요합니다. 또한, 일회용 패드를 안전하게 전달하기 위해서는 추가 비용이 발생할 수 있습니다.

마지막으로, 대칭키 암호와 공개키 암호는 일회용 패드와 달리 비용과 사용성의 문제가 덜하고, 보안성도 높은 보안 방식입니다. 따라서, 일반적인 상황에서는 대칭키 암호나 공개키 암호를 사용하는 것이 더 효과적일 수 있습니다.

종합적으로, 일회용 패드는 매우 높은 보안성을 제공하지만, 비용과 사용성의 문제로 인해 일부 제한적인 상황에서만 사용됩니다. 대부분의 경우 대칭키 암호나 공개키 암호를 사용하는 것이 더 효과적일 수 있지만, 일회용 패드는 일부 고객과 기업들에게 여전히 유용한 보안 방식입니다.