대칭 열쇠 암호
대칭 열쇠 암호(Symmetric-key algorithm)는 암호화 알고리즘의 한 종류로, 암호화와 복호화에 같은 암호 키를 쓰는 알고리즘을 의미한다.
대칭 키 암호에서는 암호화를 하는 측과 복호화를 하는 측이 같은 암호 키를 공유해야 한다. 이러한 점은 공개 키 암호에서 공개 키와 비밀 키를 별도로 가지는 것 과 구별된다. 대신, 대부분의 대칭 키 암호는 공개 키 암호와 비교하여 계산 속도가 빠르다는 장점을 가진다. 따라서, 많은 암호화 통신에서는 비밀 키 암호를 사용하여 대칭 키 암호의 공통 키를 공유하고, 그 키를 기반으로 실제 통신을 암호화하는 구조를 사용한다.
종류
대칭 키 암호는 암호화하는 단위에 따라 스트림 암호와 블록 암호로 나눌 수 있다.
- 스트림 암호는 연속적인 비트/바이트를 계속해서 입력받아, 그에 대응하는 암호화 비트/바이트를 생성하는 방식이다.
- 블록 암호는 정해진 한 단위(블록)를 입력받아 그에 대응하는 암호화 블록을 생성하는 방식이다.
블록 암호의 경우 적절한 운용 모드를 조합하면 블록 단위보다 큰 입력을 처리할 수 있으며, 또한 스트림 암호와 유사하게 지속적인 입력에 대해 동작할 수 있다(대신 입출력 단위는 스트림 암호보다 큰, 블록 단위가 된다).
공개 열쇠 암호와 대칭 열쇠 암호
빝코인(Bitcoin)은 오스트레일리아 사람인 크레이그 라이트(Craig Wright)가 2008년에 개발한 세계 최초의 분산 암호화폐(Cryptocurrency)이다. 분산인 이유는 거래 내역인 블락체인(blockchain)을 피투피(P2P)로 빝코인 코어(Bitcoin Core) 등의 빝코인 소프트웨어를 설치한 사람들이 공유해서 가지고 있기 때문이고, 암호화폐인 이유는 본질적으로 한 쌍의 공개 열쇠와 개인 열쇠로 이루어진 공개 열쇠 암호 방식인 지피지4유에스비와 동일하기 때문이다. gpg4usb의 공개 열쇠(public key)가 빝코인 주소(Bitcoin address)이고, 개인 열쇠(private key)는 빝코인에서도 private key이다. 빝코인에서 송금을 한다는 것의 의미는 지피지4유에스비에서 자신의 메시지를 자신의 개인 열쇠로 전자 서명해서 자신이 작성한 메시지임을 증명하는 것과 동일하게 자신의 송금 내역을 자신의 개인 키로 서명하는 것이다. 빝코인이 지피지4유에스비와 유일하게 다른 점은 이렇게 싸인(sign)한 결제 내역을 피투피로 공유되는 블락체인에 추가한다는 점만 다르다.
지피지4유에스비와 동일하게 빝코인도 개인 열쇠(private key)만 보관하고 있으면 블락체인으로부터 자신의 지갑을 찾아내서 사용할 수 있다. 개인 열쇠는 빝코인 주소(Bitcoin address)나 공개 열쇠처럼 일련의 숫자와 알파벳으로 이루어진 문자열이다. 한 쌍의 개인 열쇠와 공개 열쇠(빝코인 주소)는 서로 짝이 되기 때문에 일렉트럼(Electrum) 등의 소프트웨어 사용자는 개인 키만 잘 보관해놨다가 나중에 다른 컴퓨터에서 지갑을 불러올 때 개인 키만 입력해주면 빝코인 주소를 몰라도 자신의 빝코인 주소를 찾아내서 개인 키로 전자서명하여 결제가 가능한 것이다. 빝코인 주소와 개인 키를 텍스트 파일로 저장하고 트루크맆트로 암호화하여 USB 메모리나 SD 카드 세 개 정도에 보관해놓으면 안전하다. 인터넷이 연결된 컴퓨터나 온라인 빝코인 지갑(Bitcoin wallet) 서비스에 보관할 경우 토어 월릿(Tor Wallet)의 경우처럼 해킹의 위험이 매우 높다.
이런 공개 열쇠 암호(비대칭 열쇠 암호)와 대조적인 게 대칭 열쇠 암호(비밀 열쇠 암호)인데 암호화와 복호화(암호 풀기)에 오직 하나의 비밀 열쇠만 쓰는 트루크맆트(TrueCrypt)가 가장 대표적이다. 비밀 열쇠 암호 방식은 통신에서는 쓸 수 없는데 비밀 열쇠를 해커에게 뺏기지 않고 상대방에게 안전하게 건네 줄 방법이 없기 때문이다. 이와는 대조적으로 공개 열쇠를 모두에게 공개하고, 이와 짝이 되는 개인 열쇠로만 복호화를 할 수 있는 공개 열쇠 암호 방식은 통신에 널리 쓰인다. 예를 들어 지피지4유에스비, 공인인증서, 전송 계층 보안(https), 카카오톡이나 텔레그램의 비밀 대화, 토어(Tor), 트리블러(Tribler) 등이 있다. 하나의 메시지를 여러개의 공개 키로 암호화하여 여러 사람이 열람할 수 있게 하거나, 여러개의 개인 키로 사인(sign)하여 여러 사람이 동의하였다는 표시로 사용할 수도 있다.
