데이터 보안과 관련하여 오랜 암호화 기술은 오늘날 디지털 시대의 중요한 초석이 되었습니다. 일급 기밀 정부 정보에서 일상적인 개인 메시지에 이르기까지 암호화를 사용하면 원치 않는 구경꾼으로부터 가장 민감한 정보를 숨길 수 있습니다. 온라인 쇼핑을 하든, 귀중한 영업 비밀을 디스크에 저장하든, 암호화 덕분에 우리가 가진 개인정보와 같은 민감한 정보를 지킬 수 있습니다.
암호화의 주요 원칙은 온라인 비즈니스를 수행할 때 신뢰를 구축하는 것입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
암호화의 다양한 사용 사례를 살펴보기 전에 암호화의 기본 사항을 살펴보겠습니다.
역사적으로 암호학자들은 개인 정보를 인코딩하고 암호화된 메시지를 생성하기 위해 다양한 방법을 사용해 왔습니다. 현대의 암호화 알고리즘은 훨씬 더 발전했지만, 근본적인 단계는 매우 유사합니다.
기본 암호화는 인코딩되지 않은 원본 정보(일반 텍스트라고 함)를 가져와서 비밀 키 또는 키를 사용하여 스크램블된 코드(암호문이라고 함)로 인코딩하며, 이는 암호문을 다시 일반 텍스트로 디코딩하는 데 사용할 수도 있습니다.
암호화 알고리즘은 데이터를 암호화하고 해독하는 데 사용되는 수학 공식입니다. 이러한 알고리즘은 비밀 키를 생성해 데이터가 원래 일반 텍스트에서 암호문으로 또는 그 반대로 변환되는 방법을 결정합니다. 잘 알려진 암호화 알고리즘으로는 RSA(Rivest-Shamir-Adleman), AES(Advanced Encryption Standard) 및 ECC(Elliptic Curve Cryptography)가 있습니다.
기본 수준에서 대부분의 암호화 알고리즘은 큰 소수를 곱하여 키를 생성합니다. 곱셈은 현대 컴퓨터에서 쉬운 작업이지만, 큰 숫자를 두 개의 큰 소수로 다시 인수 분해하려면 엄청난 컴퓨팅 성능 필요하므로 실질적으로 불가능합니다. 더 작은 키를 사용하는 암호화 시스템은 비교적 쉽게 리버스 엔지니어링할 수 있지만, 가장 빠른 슈퍼컴퓨터조차도 오늘날의 더 강력한 암호화 알고리즘을 무차별 대입 공격하려면 수백에서 수십만 년이 걸립니다. 타원 곡선 암호화는 난수를 사용하여 차세대 양자 컴퓨터도 해독할 수 없는 훨씬 더 강력한 키를 생성하여 추가 보안 수준을 더합니다.
키 관리는 암호화의 필수적인 부분입니다. 모든 암호 시스템은 키를 사용하여 데이터를 암호화하고 해독합니다. 키 관리에는 사용자 간에 암호화 키를 안전하게 생성, 저장 및 배포하는 작업이 포함됩니다. 키가 취약하거나 도난당하면 모든 암호화 시스템에서 심각한 취약점이 발생할 수 있으므로 적절한 키 관리는 암호화된 데이터의 보안을 유지하는 데 매우 중요합니다. 키 크기, 임의성 및 스토리지는 모두 키 관리의 중요한 기능입니다.
개인 키 암호화 또는 비밀 키 암호화라고도 하는 대칭 암호 시스템은 암호화와 암호 해독에 모두 하나의 키만 사용합니다. 이러한 유형의 시스템이 작동하려면 각 사용자에게 이미 동일한 개인 키에 대한 액세스 권한이 있어야 합니다. 개인 키는 개인 통신이나 보안 회선과 같이 이전에 설정된 신뢰할 수 있는 통신 채널을 통해 공유하거나, 보다 현실적으로 디피 헬먼(Diffie-Hellman) 키 합의와 같은 보안 키 교환 방법을 통해 공유할 수 있습니다.
단일 키만 사용하여 발생하는 취약성에도 불구하고 이러한 유형의 암호화는 다른 방법보다 빠르고 효율적입니다. 널리 사용되는 대칭 암호화 알고리즘에는 DES(Data Encryption Standard), 3DES(Triple DES) 및 AES가 있습니다.
공개 키 암호화라고도 하는 비대칭 암호화는 공개 키와 개인 키로 이루어진 한 쌍의 키를 사용합니다. 공개 키는 암호화에 사용되고 개인 키는 암호 해독에 사용되며 각 사용자는 고유한 키 쌍을 가지고 있습니다. 공개 키 암호화에 사용되는 두 개의 암호화 키는 추가 보안 계층을 추가하지만 이러한 추가 보호로 인해 효율성이 저하됩니다. RSA, ECC 및 보안 셸 프로토콜(SSH)은 일반적인 비대칭 암호화 알고리즘입니다.
암호화의 가장 일반적인 사용 사례 중 하나는 인터넷을 통해 안전한 통신을 제공하는 것입니다. 전송 계층 보안(TLS)과 그 이전 버전인 보안 소켓 계층(SSL)은 암호화 프로토콜을 사용하여 웹 브라우저와 서버 간에 보호된 연결을 설정합니다. 이 보안 채널은 사용자의 브라우저와 웹사이트 간에 공유되는 데이터가 비공개로 유지되고 악의적인 행위자가 가로챌 수 없도록 합니다.
암호화는 이메일 및 WhatsApp과 같은 일반적인 메시징 애플리케이션에도 사용되어 엔드투엔드 암호화(E2EE)를 제공하고 사용자 대화의 프라이버시를 유지합니다. E2EE를 사용하면 발신자와 의도된 수신자만 메시지를 해독하고 읽을 수 있으므로 사용자의 서비스 제공 업체를 포함한 제3자가 콘텐츠에 액세스하는 것이 거의 불가능합니다.
데이터 암호화는 하드 드라이브, 스마트폰 및 클라우드 스토리지 서비스와 같은 다양한 장치에 저장된 민감한 정보를 보호하는 데 널리 사용되는 암호화 형태입니다. AES와 같은 강력한 암호화 알고리즘은 일반 텍스트를 암호문으로 효과적으로 변환하여 권한이 없는 당사자가 액세스 권한을 얻더라도 승인된 사용자의 암호화 키에 액세스하지 않으면 민감한 데이터를 해독할 수 없도록 합니다.
암호화는 데이터의 무결성을 보장하기 위해서도 사용됩니다. 해시 함수는 고정 크기 데이터 해시(다이제스트라고도 함)를 생성하는 암호화 알고리즘의 일종으로, 기본적으로 데이터 집합을 고유한 숫자 해시 번호로 변환합니다. 이러한 해시는 매우 고유하여 일반 텍스트 내에서 단일 문자나 공백만 변경해도 완전히 다른 숫자 값이 생성됩니다. 수신자, 애플리케이션 또는 웹 사이트는 수신된 데이터의 해시를 예상 해시와 비교하여 데이터 무결성을 확인할 수 있으며 전송 중에 데이터가 변경되지 않았음을 확인할 수 있습니다.
해시 함수는 개인 암호의 취약한 클라이언트 쪽 데이터베이스를 만들지 않고 사용자 암호를 확인하는 데도 자주 사용됩니다. 대신, 온라인 뱅킹 포털과 같은 서비스는 사용자 비밀번호의 해시만 수집하고 저장합니다. 이러한 데이터베이스가 도난당하더라도 악의적인 행위자는 해시만으로는 사용자의 암호를 추론할 수 없습니다.
보내고 받는 정보의 진위성을 확인하는 것은 모든 종류의 비즈니스를 수행하는 데 사용되는 암호화의 중요한 기능이며, 디지털 서명을 사용해 가능해졌습니다. 비대칭 암호화를 통해 개인 키를 사용해야만 생성할 수 있는 디지털 서명으로 문서를 수정할 수 있습니다. 디지털 서명된 문서의 수신자는 발신자의 공개 키를 사용하여 서명의 진위성을 확인하고 문서가 전송 중에 변조되지 않았는지 확인할 수 있습니다.
부인 방지는 수신된 메시지의 진위성을 보장하고 발신자가 특정 보낸 메시지의 유효성을 잠재적으로 거부하지 못하도록 하는 법적 개념입니다. 디지털 서명은 다른 사람이 아닌 발신자가 메시지나 문서에 서명했음을 증명하기 때문에 부인 방지의 중요한 구성 요소입니다. 데이터 무결성 프로토콜 및 디지털 서명으로 설정된 암호화 지원 부인 방지는 법적 구속력이 있는 협상, 계약 및 기타 유형의 법적 거래와 비즈니스를 검증하기 위한 실행 가능한 프레임워크를 제공합니다.
보안 통신의 주요 구성 요소인 키 교환은 특히 비대칭 암호화 시스템에서 보안 연결을 설정하는 데 있어 매우 중요한 요소입니다. 암호화는 이 예비 단계에서도 중요한 역할을 합니다. 공개 키 암호화 개발의 획기적인 기술인 디피 헬먼 키 교환 알고리즘은 두 당사자가 안전하지 않은 채널에 암호화 키를 안전하게 교환할 수 있게 해 줍니다. 이 방법은 도청자가 키 교환 대화를 가로채더라도 교환되는 암호화 키를 해독할 수 없도록 합니다. 암호화를 통해 디피 헬먼 키 교환 프로토콜과 같은 알고리즘을 사용하면 이전에 설정된 잠재적으로 취약한 대체 키 교환 없이도 당사자들이 공개 키 암호화를 통해 안전한 연결을 설정할 수 있습니다.
Web 2.0(및 그 이상)의 특징인 협력적인 앱 간 운용성을 통해 다양한 애플리케이션 및 웹 서비스가 안전하게 방비되고 우수한 가상 에코시스템 내에서 데이터를 가져올 수 있으므로 소셜 미디어 게시물을 뉴스 기사에 삽입하는 것부터 중요한 시스템 분석을 고급 운영 대시보드에 공유하는 것까지 모든 종류의 앱 기능을 크게 확장할 수 있습니다.
애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)로 알려진 이러한 시스템은 프로그램 간 통신을 용이하게 하도록 설계되었으며 암호화를 통해 이러한 민감한 데이터를 침입성 도청이나 변조로부터 보호하여 승인된 당사자만 정보에 액세스할 수 있습니다. API 키 및 토큰은 특히 공공 사업 및 인프라와 같이 보안이 가장 중요한 상황에서 애플리케이션 간에 교환되는 민감한 데이터를 보호하기 위해 암호화와 함께 사용되는 경우가 많습니다.
양자 컴퓨팅의 부상은 기존 암호화 방법론과 사이버 보안 시스템에 심각한 위협이 되고 있습니다. 최신 암호화 시스템 대부분은 기존 컴퓨터의 잠재적인 컴퓨팅 성능을 견디도록 설계되었으며, 오늘날의 암호 알고리즘에 무차별 대입 공격을 성공적으로 실행하려면 적어도 수백 년에서 수십만 년이 걸립니다. 그러나 양자 컴퓨터는 오늘날 컴퓨터의 성능을 수십 배로 높여 가장 강력한 암호화 키를 해독하는 데 걸리는 시간을 수천 년에서 단 몇 초로 단축할 수 있습니다.
대부분의 현대 암호화 알고리즘은 이론적인 양자 컴퓨터 공격을 견뎌낼 수 없지만, 암호학자들은 양자 저항 암호화 기술을 개발하여 이러한 취약성에 대응하고 있습니다. 양자 내성 및 포스트 양자 암호화의 사용 사례는 일반적인 암호화 사용 사례만큼이나 많습니다. 양자 컴퓨팅은 여전히 기껏해야 프로토타이핑 단계에 있는 것으로 여겨지지만, 대부분의 컴퓨터 과학자들은 향후 10년에서 50년 이내에 주요 돌파구가 마련되면 양자 내성 암호화의 개발이 양자 컴퓨팅 자체만큼 중요해질 것이라는 데 동의합니다.
블록체인 기술은 암호화에 크게 의존 모든 온체인 거래 및 업데이트의 보안과 불변성을 보장합니다. 비트코인과 같은 암호화폐는 암호화 알고리즘을 사용하여 새로운 코인을 채굴하고 발행하는 반면, 암호화 해시 함수는 체인에 있는 블록의 무결성을 보호합니다. 거래를 할 때 공개 키 암호화는 디지털 서명을 만들고 확인하는 데 사용됩니다. 암호화의 핵심 원칙 대부분을 포괄하는 블록체인 기술은 암호화를 사용하여 모든 작업을 쉽게 인증하고 검증할 수 있는 신뢰할 수 없는 에코시스템을 만듭니다.
IBM 암호화 솔루션은 최첨단 기술, 컨설팅, 시스템 통합, 관리형 보안 서비스를 결합하여 암호화 민첩성, 양자 안전성, 견고한 거버넌스 및 위험 정책을 보장합니다. 대칭 암호화에서 비대칭 암호화, 해시 함수 등에 이르기까지 비즈니스 요구 사항에 맞게 맞춤화된 엔드투엔드 암호화로 데이터와 메인프레임 보안을 보장하세요.
IBM 암호화 솔루션 살펴보기