대칭 암호화

단일 키로 암호화·복호화 — 대칭키/관용/비밀키 암호화

개요

• = 관용 암호화 = 비밀키 암호화 = 단일 키 암호화
• 구성요소: 평문 + 암호화 알고리즘 + 비밀키 → 암호문

암호 기법 분류

DES / 3DES / AES 비교

DES (Data Encryption Standard)

• 가장 널리 사용된 암호화 스키마 (FIPS PUB 46)
• 평문 64bit + 키 56bit → 암호문 64bit
• 문제점: 56bit 키 → 무차별 대입 공격에 취약
• 내부 구조: Feistel과 DES 구조 기반, 16라운드

3DES (Triple DES)

• DES를 3번 반복: C = E(K3, D(K2, E(K1, P)))
• 금융 기관에서 주로 사용 (FIPS PUB 46-3)
• 168bit 키 → DES 무차별 대입 취약점 극복
• 문제점: 속도 느림, 64bit 블록 크기 유지

AES (Advanced Encryption Standard)

• 3DES 대체 목적 (1997년 NIST 제안)
• 블록 길이: 128bit / 키 길이: 128/192/256bit
• Feistel 구조가 아닌 별도 구조 (SPN 구조)
• 라운드 수: 128bit 키 → 10라운드

AES 라운드 구조

입력 128bit → 8bit×16 행렬(State)
→ [AddRoundKey]
→ 10회 반복:
    1. SubstituteBytes  (S-Box 치환)
    2. ShiftRows        (행 순환 이동)
    3. MixColumns       (열 혼합, 마지막 라운드 제외)
    4. AddRoundKey      (라운드 키와 XOR)
→ 암호문 출력

블록 암호 vs 스트림 암호

무차별 대입 공격 (Brute-force)

• 모든 가능한 키를 대입 → 평균 X/2 시도
• 키 크기(bit 수)↑ → 공격 시간 기하급수적 증가

계산상 안전한 암호화 조건

암호 푸는 비용 > 정보의 가치
암호 푸는 시간 > 정보 이용 주기

관련 개념

• Feistel과 DES - DES 내부 구조
• 블록 암호 운용 모드 - ECB/CBC/CFB/OFB/CTR
• 스트림 암호와 RC4 - 스트림 암호화
• 보안 기초 - CIA, 공격 분류