암호학(Cryptography)의 개념과 역사

암호학(Cryptography): 내포된 정보를 보호하기 위한 학문

정보의 기밀성, 자료의 무결성, 사용자 인증, 자료 출처 인증과 같은 수학적 기술 연구

평문을 키를 이용해 알고리즘을 통해서 암호문으로 바꿀 수 있다.

암호학의 주요 용어

평문(Plaintext or Cleartext): 비암호화 문서가 유출될 경우, 공격자가 읽을 수 있는 문서

암호문 또는 암호(Ciper text or Cryptogram): 

공격자가 해석할 수 없거나 그 콘텐츠를 확인할 수 없는 형태의 문서

암호시스템(Cryptosystem): 데이터에 대한 암호화와 복호화의 전 과정을 대표하는 용어로 알고리즘, 키, 키 관리 기능을 모두 포함하는 시스템

암호화(Encryption): 암호화 알고리즘과 키 등을 이용하여 평문을 암호문으로 바꾸는 것

복호화(Decryption): 암호문을 평문으로 바꾸는 복호화 과정

키(Key): 데이터를 암호화 및 복호화하는 알고리즘에 사용되는 핵심 값

알고리즘(Algorithm): 암호화와 복호화에 사용되는 수학적 방식의 조합

키 스페이스(Key space): 암호화 알고리즘에서 사용하는 키 값의 크기

암호학의 역사

1. 고대암호

고대 그리스에서 스테가노그래피(steganography)방법을 사용했다.

(1) Scytale 암호 = 전치 암호(Transposition Cipher)

막대에 종이를 감아 평문을 가로로 쓰고 풀면 암호문이 만들어진다.

송수신자는 같은 직경의 막대를 받아야한다.

(2) 시저(Caesar) 암호 = 치환 암호(Substitution Cipher)

알파벳 문자의 위치를 3문자씩 뒤로 이동시켜 암호화

2. 애니그마

독일의 세르비우스가 20세기 초 발명했다.

송수신자가 애니그마를 1대씩 가지고 있어야하고 동일한 키가 없으면 함호화 통신이 불가능하다. 그러니 폴란드 수학자 르옙스키와 영국의 앨런 튜링이 해독했다.

3. 양자 암호학

양자역학의 원리를 응용한 암호방식으로 하이젠베르크의 불확정성원리를 응용한 방식

불확정성 원리=전자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 측정할 수 없다.

양자의 중첩상태에 있는 양자를 외부에서 한 번이라도 관측을 하게 되면 0과 1의 양쪽 값을 동시에 취하고 있던 상태가 0이나 1, 어느 한 쪽으로 결정되어버리는 성질