대칭키(Symmetric Key)

오래된 암호화 방법이다. 대칭키 알고리즘을 흔히 비밀키 알고리즘이라고도 부른다. A와 B만이 아는 비밀키를 이용해서 암호화 통신을 한다는데서 기인한다. 여기에서 핵심은 대칭키라는데 있다. 키가 대칭을 이룬다? 이것은 암호화키와 복호화키가 동일하다(대칭을 이룬다)라는 데서 정답을 얻을 수 있다.

 

<대칭키 알고리즘>

 

그림의 예제에서 보듯이 대칭키 알고리즘에서는 암호화를 할 때 사용하는 키와 복호화를 할 때 사용하는 키가 동일해야 한다. Alice가 ‘1234’를 키로서 데이터를 암호화했다면 Bob역시 ‘1234’라는 키를 알아야만 복호화를 할 수 있다는 것이다. 이 대칭키 알고리즘을 사용하는 대표적인 암호화 프로토콜로는 DES(Data Encryption Standard, 56bit, ‘데쓰’ 프로토콜로도 읽는다.), 3DES(Triple DES, 168bit)가 있다. DES를 세번 반복하는 3DES는 상대적으로 안전하기는 하지만 당연히 키 길이가 길어짐으로써 더 느려진다는 단점이 있다. 56bit키를 사용하는 DES는 사용을 권장하지 않는다. 현재 대부분의 상업용 암호화는 128비트 이상의 암호화가 구현되는 것이 일반적이다.

 

이러한 대칭키 알고리즘은 작은 키 길이를 사용함으로써 빠르게 암호화와 복호화가 이루어진다는 장점이 있지만 몇가지 문제점을 안고 있다.

 

첫번째 문제는 암호화 키 교환의 어려움이다. Alice가 ‘1234’라는 암호화키를 이용해서 암호문을 만들었다면 암호화된 메시지를 받은 Bob은 역시 ‘1234’라는 키를 알아야만 한다. Bob은 이 키를 어떻게 알 수 있을까? 이때 사용된 암호화키는 웹사이트에 게시하거나 공유폴더에 저장해 둘수는 없다. Bob이 아닌 제3자가 이 Key를 가져간다면 Alice의 암호문을 해독하는 것이 가능하기 때문이다. 전자메일을 사용해서 key를 전송하는 것 역시 조금은 낫지만 바람직한 방법은 아니다. 결국 안전한 방법은 디스켓에 담아서 직접 상대방에게 가져다 주는 방법을 사용해야 할 것이다. 번거로운 일이 아닐 수 없다. 이것을 해결하기 위해서 SSL, Kerberos등의 다른 암호화 방법과 더불어 키 교환을 제공하고 있지만 대칭키 알고리즘 자체로만 보자면 고려되어야 할 부분이다.

 

두번째 문제는 키 관리의 어려움을 들 수 있다. 예를 들어서 웹사이트 하나가 있고 1만명의 회원이 있다고 하자. 1만명의 모든 회원들은 웹서버에 신용카드번호, 유효기간, 비밀번호 등을 전송해야 하는데 당연히 고려할 점은 웹서버가 아닌 어느 누구도 이 데이터를 열수 있어서는 안된다. 이 경우 키는 몇 개가 필요할까? 웹서버가 한대이니 키도 한 개만 있으면 좋겠지만 아쉽게도 키는 1만개가 있어야 한다. 1만명의 회원들에게 각각 고유한 비밀키를 할당해 주어야 한다는 것이다. Alice라는 회원과 Eve라는 회원의 키가 동일하다면 Alice가 암호화한 데이터를 Eve도 해독할 수 있기 때문이다. 그렇게 되면 Confidentiality는 깨지고 만다.

 

이것에 비해 PKI는 보다 유연한 관리를 가능하게 만든다. 하지만 다음장에서 설명할 PKI는 대칭키 방식에 비해서 키 길이가 길고 알고리즘이 복잡하여 성능면에서 상대적으로 떨어진다. 그런 이유로 현재 사용되는 형태를 보면 대칭키 알고리즘과 공용키 알고리즘이 공존하여 쓰이고 있는 형태이다.

 

출처: 정보|기술|커뮤니케이션|사람들 Information Communication Technology & People