암호 구분 및 암호 해독

 

암호의 구분

 

이동암호(Shift Cipher) 

 - 영문자를 나열하고 환자 전의 문자를 일정방향으로 일정 간격 시프트(shift) 시키는 방법이 있다.

 - Caesar 암호 :  시프트간격을 3만큼 평행이동 시킴으로 써 암호화함 a->D, b->E

- 전수 조사 공격, 소모적 공격(Exhaustive Search)에 취약

 

치환암호 (subsititution cipher)

단일 치환암호(Monoalphabetic Substitution Cipher, simple subsititution)

 - 평문문자를 다른 문자로 치환하여 암호화 하는 방식으로 암호화 키의 총 수 는 26! - 단순 환자 암호표

 - 전수 조사 공격시 2^88가지로 많은 시간이 필요하므로,  통계적 특징을 이용한 빈도분석에 의한 암호해독에 취약함

다중 치환암호(Polyalphabetic Substitution Cipher)

- 암호문 문자의 언어의 통계학적 성질을 제거할 수 있는 방식으로, 다표식 환자표를 2회이상 적용하는 방식

- 평문에 등장하는 문자의 빈도와 암호문에 등장하는 문자의 빈도를 다르게 만드는 암호 알고리즘

- Vigenere cipher : 특정 문자열,키워드(d)를 정한 후, vigenere cipher 변환표에서 평문과 키워드에 일치하는 위치하는 문자료 변환

 

전치암호(transposition, permutaion)

 - 평문문자의 순서를 어떤 특별한 절차에 따라 재배치하여 평문을 암호화하는 방식

 - 지름이 동일한 scytale 이라는 연통을 나눠 갖고, 파피루스를 감아 횡으로 평문을 작성하여 전치 암호화 

단순 전치 암호(simple transposition cipher)

- 정상적인 평문 배열을 특정한 키의 순서에 따라 평문 배열을 재조정하여 암호화

ex) 123456 > 351642

 

페이스텔 암호(Feistel)

- 암호 방식에서 전치와 환자를 반복시켜 암호화하면 암호문에 평문의 통계적 성질이나 암호키와의 관계를 숨길수 있어 보다안전한 암호 구성 가능

 

암호해독

 

Kerckhoffs의 원리(Kerckhoffs' Principle)

"암호 해독자는 현재 사용되고 있는 암호 방식을 알고 있는 것을 전제로 하고, 암호 해독을 시도하는 것으로 가정"

- 공격자는 항상 암/복호 알고리즘은 알고 있다고가정

- 암호의 안전성은 키의 안전성에만 바탕을 둠

- 키를 알아내는 것이 매우 어려워서 암/복호화 알고리즘을 비공개로 할 필요가 없어야 함

 

암호해독 방법은  암호 해독자가 사용 또는 알고 있는 내용에 따라 달라짐

 

1. 암호문 단독 공격(ciphertext only cryptanalysis)

  - 암호 해독자는 단지 암호문 C만을 갖고 이로부터 평문 M이나 키 K를 찾아내는 방법

  - 평문 M의 용장도, 통계적 성질, 문장의 특성 등을 추정하여 해독

2. 기지 평문 공격(known-plaintext cryptanalysis)

  - 암호 해독자는 약간의 평문 M에 대응 하는 암호문 C를 알고 있는 상태에서 해독하는 방법 

  - 암호문 C와 평문 M의 관계로부터 키 K나 평문 M을 추정하여 해독

3. 선택 평문 공격(chosen-plaintext cryptanalysis)

  - 암호 해독자가 사용된 암호기에 접근할 수 있어 평문 M을 선택하여 그 평문 M에 해당하는 암호문 C를 얻어 키 K나 평문 M을 추정하여 암호를 해독하는 방법

4. 선택 암호문 공격(chosen-ciphertext cryptanalysis)

  - 암호해독자가 암호 복호기에 접근할 수 있어 일부 암호문 C에 대한 평문M을 얻어 암호를 해독하는 방법

 

Shanon Theory

 

암호는 혼돈과 확산 특성을 동시에 갖도록 치환과 전치를 결합하여 사용해야 하며, 안전성을 높이기 위해 연산들을 반복적으로 사용할 것을 제시

 1. 혼돈(confusion) : 평문의 작은 변화가 암호문에 어떤 변화를 일으킬 것인지 예측할 수 없는 성질을 말하며 암호문과, 암호키 간의 관계를 알기어렵게 만듦, Subsititution(치환)

 2. 확산(diffusion) : 평문의 통계적 특성을 암호문 전반으로 확산시켜 이를 숨기는 것을 말하며, 이를 통해 암호문과 평문 사이의 관계를 알기 어렵게 만듦, Transposition(Permutation, 순열, 전치)