대칭키 vs 공개키(비대칭키)

  대칭키 암호화 방식은 암복호화에 사용하는 키가 동일한 방식을 말한다.

  공개키(=비대칭키) 암호화 방식은 암복호화에 사용하는 키가 서로 다른 암호화 방식을 말한다.

 

📙 1. 대칭키 암호화 방식

  대칭키 암호화 방식은 암호화와 복호화 과정에서 사용하는 키가 동일한 암호화 방식을 말한다.

  동일한 키(대칭키)를 주고받기 때문에 속도가 매우 빠르다는 장점이 있다. 하지만, 대칭키를 전달하는 과정에서 키가 탈취될 수 있다는 문제점이 있다.

 

 

📙 2. 공개키 암호화 방식

  공개키(비대칭키) 암호화 방식은 암호화와 복호화 과정에서 사용하는 키가 서로 다른 암호화 방식을 말한다. 이는 키를 교환해야 하는 대칭키 암호화 방식의 문제를 해결하기 위해 등장하였다.

 

  '공개키' 암호화 방식이라는 이름에서 알 수 있듯이, 키가 공개되어 있기 때문에 키를 교환할 필요가 없다. 모든 사람이 접근 가능한 '공개키'가 있고, 공개키에 대응되는 자기 자신만이 가지고 있는 '개인키'가 있는 것이다.

 

  이러한 방식을 이용하여 키 전달 문제를 해결하였다. 하지만, 암호화와 복호화를 위해 복잡한 수학 연산을 수행하기 때문에 대칭키 알고리즘에 비해 속도가 느리다는 단점이 있다.

 

  공개키 암호화 방식은 '공개키로 암호화하고 개인키로 복호화하는 방식'과 '개인키로 암호화하고 공개키로 복호화하는 방식'이 존재한다.

 

🔐 1. 공개키(암호화) - 개인키(복호화)

  공개키로 암호화된 경우에는 공개키에 대응되는 개인키를 이용해서만 복호화를 할 수 있다. (공개키(A) - 개인키(A), 공개키(B) - 개인키(B),...)

 

  해당 방식을 이용하여 A와 B가 데이터를 주고받는다고 하면 아래와 같이 진행될 것이다.

1. A가 B의 공개키를 이용하여 데이터를 암호화하고 B에게 전송한다.
2. B는 자신의 개인키를 이용하여 데이터를 복호화하고, A의 공개키를 이용하여 응답 데이터를 암호화하고 A에게 전송한다.
3. A는 자신의 개인키를 이용하여 데이터를 복호화한다.

🔐 2. 개인키(암호화) - 공개키(복호화)

  개인키로 암호화가 된 경우에는 공개키를 이용해서만 복호화를 할 수 있다. (개인키(A) - 공개키(A), 개인키(B) - 공개키(B),...)

 

  공개키는 말 그대로 공개되어 있는 키인데, 그러면 모든 사람이 복호화를 할 수 있지 않을까라는 생각과 함께 "이걸 왜 사용하지?"라는 의문이 들 것이다.

 

  개인키로 암호화하는 방법은 정보의 내용에 초점을 맞춘 게 아니라 정보의 출처에 초점을 둔 방식이다.

  A의 공개키로 복호화를 성공한다면, A의 개인키로 암호화되어 있었다고 할 수 있다. 즉, B의 공개키로는 A의 개인키로 암호화된 것을 복호화할 수 없다는 것이다.

  그래서 특정 공개키로 복호화가 된다는 것은 그에 해당하는 사람이 자신의 개인키로 암호화를 했다는 사실을 나타낸다. (출처가 명확하다는 것이다.)

 

  그렇기 때문에 이러한 방식은 데이터 제공자의 신원이 보장되는 '전자서명'등의 공인인증체계의 기본이 된다.

 

 

📙 3. 대칭키 암호화 방식 + 공개키 암호화 방식

  위에서 살펴본 것처럼 대칭키를 사용하면 키가 탈취될 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 공개키를 사용하면 암화화 알고리즘이 복잡하기 때문에 데이터의 길이에 제한이 생기게 된다.

 

  그래서 HTTPS에서는 대칭키와 공개키를 적절히 섞어서 사용하고 있다.

  공개키 방식으로 대칭키를 전달하고, 서로 공유된 대칭키를 이용하여 통신을 하는 것이다.

 

  진행 과정을 보면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

1. A는 B의 공개키로 암호화 통신에 사용할 대칭키를 암호화하여 B에게 전달한다.
   : 공개키 방식으로 안전하게 대칭키 교환 
2. B는 암호문을 받고 자신의 비밀키로 복호화한다.
   : 대칭키 교환 완료
3. B는 A로부터 얻은 대칭키로 A에게 보낼 평문을 암호화하여 A에게 보낸다.
4. A는 자신의 대칭키로 암호문을 복호화한다.
5. 앞으로 해당 대칭키로 계속 통신한다.
   : 안전하게 교환된 대칭키를 이용하여 통신

 

해당 글은
ghostzoominn 님의 '무조건 이해 시켜드립니다. 대칭키와 비대칭키에 대하여',
Jae Honey 님의 'Network - 대칭키, 공개키(비대칭키)란 무엇인가?!(+SSL, HTTPS)',
을 참고하였습니다.