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비대칭 암호화

개요

비대칭 암호화(공개키 암호화)는 공개키와 개인키 한 쌍을 사용하는 암호화 방식입니다. 공개키로 암호화한 데이터는 개인키로만 복호화할 수 있으며, 안전한 통신과 디지털 서명에 사용됩니다.

주요 개념

대칭 암호화 vs 비대칭 암호화

대칭 암호화

  • 암호화와 복호화에 같은 키 사용
  • 빠른 속도
  • 키 배포 문제

비대칭 암호화

  • 공개키와 개인키 쌍 사용
  • 느린 속도
  • 안전한 키 교환

주요 알고리즘

RSA (Rivest-Shamir-Adleman)

  • 가장 널리 사용되는 비대칭 암호화
  • 키 길이: 2048bit, 4096bit
  • 디지털 서명 및 키 교환

ECC (Elliptic Curve Cryptography)

  • 타원 곡선 기반
  • RSA보다 짧은 키로 동일한 보안 수준
  • 모바일 환경에 적합

활용 사례

  • HTTPS/TLS: 웹 통신 암호화
  • SSH: 안전한 원격 접속
  • 디지털 서명: 문서 무결성 및 인증
  • PGP/GPG: 이메일 암호화

실습 예제

SSH 키 생성 및 사용

# RSA 키 쌍 생성 (2048bit)
ssh-keygen -t rsa -b 2048 -C "your_email@example.com"

# ED25519 키 생성 (더 안전하고 빠름)
ssh-keygen -t ed25519 -C "your_email@example.com"

# 공개키 확인
cat ~/.ssh/id_rsa.pub

# SSH로 서버 접속
ssh user@server.com

# 공개키를 서버에 등록
ssh-copy-id user@server.com

Python에서 RSA 사용 (cryptography 라이브러리)

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, padding
from cryptography.hazmat.primitives import hashes, serialization

# 개인키 생성
private_key = rsa.generate_private_key(
    public_exponent=65537,
    key_size=2048
)

# 공개키 추출
public_key = private_key.public_key()

# 메시지 암호화
message = b"Hello, World!"
encrypted = public_key.encrypt(
    message,
    padding.OAEP(
        mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
        algorithm=hashes.SHA256(),
        label=None
    )
)

# 메시지 복호화
decrypted = private_key.decrypt(
    encrypted,
    padding.OAEP(
        mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
        algorithm=hashes.SHA256(),
        label=None
    )
)

GPG로 파일 암호화

# GPG 키 생성
gpg --gen-key

# 공개키 목록 확인
gpg --list-keys

# 파일 암호화
gpg --encrypt --recipient your_email@example.com file.txt

# 파일 복호화
gpg --decrypt file.txt.gpg > file.txt

# 디지털 서명
gpg --sign file.txt

# 서명 검증
gpg --verify file.txt.gpg

참고 자료