Transcript 고대근대현대암호.
2012(
First Term
) 정보사회와 암호이야기
고대 근대 현대 암호 - 다
정보기술공학과
암호학 • 암호의 역사 – – – 인류 역사가 시작되면서 시작 국가의 형성 및 이권을 통한 비밀 보존의 필요성이 증대 암호와 비밀 통신과는 다른 의미 – – – •
비밀통신
– – 암호문이 아닌 보통 문장의 평문인 통신문 내용을 알 아보지 못하도록 숨기는 통신방법 스테가노그래피(steganography) 고대 봉건 사회에서부터 전쟁을 통한 발전 산업사회의 발전과 전기 통신의 발전에 따른 정보의 양 증가 와 암호 사용이 급증 20세기에 와서 무선 통신기기의 개발로 암호 사용의 가속화 2 고대근대현대함호
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암호학
분류
– 고대암호 → 근대암호 → 현대암호 – 고전암호 → 기계암호 → 현대암호 •
고대 암호 (고대 ~ 19세기 말)
– 단순문자 대입 방법 – – – – – 시저 암호, Vigenere cipher, Beaufort cipher 고대 암호와 근대 암호는 위치를 변환시켜 사용환 전치암호 다른 문자로 치환하는 환자암호 환자 암호 + 전치암호 = 적 암호 기원전 400년부터 희랍인들에게서 기원 – – – Scytale암호라고 불리우는 전치 암호 • 전달하는 평문을 재배열하는 방식
뷰포트 암호
최초의 환자 암호는 시저가 사용하는 암호 • 평문 문자를 n문자씩 이동시켜 암호문으로 변환하는 치환 암호 방식 3 고대근대현대함호
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암호학
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고대 암호(1)
– 최초의 환자 암호는 시저가 사용하는 암호 - 고대 이집트(약 4,000년 전) • 나일강변 미네쿠프 마을 • 한 문필가 : 왕의 전기를 남기기 위해 암호문 사용 ▫ 문자, 단어 → 다른 말로 환자 – ▫
) Steganography • 페르시아 제국 (약 2,300년전), 다리우스 (Darius, 558~486 BC)왕 ▫ 이오니아의 밀레토스를 다스리는 히스티아이오스 왕을 볼모로 감금 • 장님노예의 머리를 깎고 문신을 새겨 – ▫ 2,000km나 떨어진 이오니아의 동생 스키탈레(scytale) 암호 • BC 400년경 희랍인 사용 • 펠로폰네소스 전쟁 : 스파르타의 아리스타고라스 리산도로스 에게 보내는 비밀통신 (?~395 BC) 장군 사용 • 페르시아에 갔던 첩자의 편지 : “ 절친한 친구 살해하고 배신, 장군을 노린다 ” 페르시아 침공→전쟁승리 • 가장 원초적
고대근대현대함호
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고대 암호(2)
– Polybius 암호 • 고대 그리스의 시민 Polybius 가 제안 • 영문 알파벳을 좌표숫자(행수, 열수)로 변환 평문 “CRYPTO”→ “ 134254354434 “ Polybius 변환표 5 – – 시저 암호(Caesar cipher ) • 로마제국의 시저 (Caesar, BC 100~44) •
• 일정한 규칙에 따라 새로운 글자나 숫자로 바꿈 • 고대국가들의 부흥했던 시대에 정보의 주요성 인식 손자(2000년전) • 정책을 성공시키기 위해 양질의 정보 필요 역설 • 손자병법 : 간첩 운영법, 향간, 내간, 반간, 사간, 생간 • 한자는 암호화에 부적합 • 통일국가 수립, 강력한 왕권→첩자, 암호기술 사라짐 고대근대현대함호
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고대 암호(3)
– 고안 베네치아 암호 •14~15 세기 외교와 상업이 활발 •가장 먼저 상업활동이 시작된 이탈리아에서 최초의 완전 암호인 베네치아 – 수부아라샤라 편찬 •1412년 아랍: 14권의 사전
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암호방법 7가지 기록 - 해독시 문자사용 빈도, 상호연락 빈도 이용 – 알베르티 암호원판 •15세기 중엽 이탈리아 건축가 레온 바티스타 알베르티(Leon Battista Alberti, 1404~1472) : ▫ 암호 원판 제작 ▫ 암호 공식을 최초로 개척 ▫ 암호의 아버지 고대근대현대함호
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고대 암호(4)
(Francis Viete, 1540~1603) : 암호해독의 명인 •16세기 프랑스 수학자, 에스파니아의 암호 간단히 해독 • 기호 대수학의 아버지, 국왕 앙리4세의 막후참모, 비밀첩보기관의 수장 – 비지네르(Blaise de Vigenere ,1523~1596) 암호 •프랑스 외교관, 암호학자 , 1585년
•독일의 트리테뮤스가 고안 •나폴리 태생 조반니 바치스타 포타 : 암호학의 고전적 명저:” 비밀문서 ”,암 호표 완성 → 비지네르가 그 사용법을 정리 – 프랑스 중앙정보국 조직(Cabinet Noir; Black Chamber) • • 앙뜨와 느롯시뇨르 외국의 암호문 해독 : 평민출신 루이 13세, 14세(1643~1715)에게 중용 •암호해독 재능으로 부와 권력 누림 : 정책결정에 중요한 역할 →정치가들에게 확인시켜줌 7 고대근대현대함호
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고대 암호(5)
– 플레이페어(Playfair)암호 •영국의 물리학자 휘트스톤 (C. Wheatstone, 1802~1875) 고안 •1854년 친구 Lyon Playfair의 이름 붙임 •보어전쟁, 제1차대전 중에 영국이 주로 사용, 철자환자 암호 – Hill 암호 •미국의 수학자 힐 (Lester S. Hill)이 1919년 발표 •평문을 n자씩 나누어 n원 n개의 연립1차 방정식(선형방정식계)을 푸는 것 으로 암호화 • 대수학을 암호학에 처음 적용 – 홈즈의 춤추는 인형암호 • 편지 8 고대근대현대함호
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암호학
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근대 암호(20세기 초 ~ 1940년대 말)
복잡한 기계를 이용 ENIGMA(독일,1939) ↔ 해독기개발 colossus(영국) 퍼플머신(일본) ↔ M-209(미국) 20세기에 들어와 본격적으로 발전 프랑스 외교관 Vigenere가 고안한 암호 방식 Playfair가 만든 2문자 조합 암호 오스트리아 육군 대령 Fleissner의 Grill암호 세계대전을 거치면서 암호 방식 설계 및 해독이 활발히 연구 • • 1920 Freidman “ 일치 반복률과 암호 응용” C. E. Shannon(1940) “ 비밀 시스템의 통신이론” Shannon의 정보이론을 통한 암호학이 급속한 발전 및 실용화 연 구가 진행→설계요건(1940)
1. 난이도가 클 것 2. 키의 크기가 작을 것 3. 암
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복호화 연산의 간결성 및 처리속도 4. 에러 전파율이 낮을 것
고대근대현대함호
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근대 암호(1)
– Polybius제퍼슨 방식의 •1차대전시 사용 차륜암호기 •미국의 3대 대통령 제퍼슨(1743~1826), 철봉에 36개의 나무원판 •원판의 둘레에 무작위 알파벳 •임의의 거리에 떨어져 있는 알파벳을 암호문으로 한다.
•1891년 프랑스 에티엔 바제리도 개발 (20개 원판) – 1915년 1월 23일 영국의 암호해독반 •암호 해독 “제1 및 제2 정찰대구축함대의 선임장교에 의해 선발된 2대의 어뢰함대는 독거뱅크 해역으로 정찰 출격하라. 출항은 오늘밤 일몰후 귀항은 내일 일몰후” •독일함대 1년 동안 작전불능 상태 – 베를린과 마드리드간의 외교암호 해독 •전설적인 독일의 여간첩
검거, 독일 첩보원 : H 21 • 비밀통신암호 :
사용 - 프랑스군 20만 희생 10 고대근대현대함호
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근대 암호(2)
해독과 울트라 작전 •전기기계식 암호기 •1919년:네델란드 발명가 코흐가 발표 - 나치가 보완하여 군사용으로 사용 •암호화, 복호화 자동, 오타 치면 수정이 어렵다.
•영국의 “울트라” 작전 : 암호 분쇄 계획 - 딜와인, 녹스, 튜링 : 애니그마 분석작업 – 튜링기계 : 독일 암호 해독 – 공습 계획 파악
•독일의 슐뤼셀추자츠 SZ 40/42 해독(12개회전자) •1943년 영국의 진공관 암호해독기 - 초당 25000자 해독 11 – 1944년 초 미국의
에니그마 탈취작전” •1944년 6월 4일 : 겔레리 해군 대령 : 대잠작전 지휘 •U-보트 작전 파악 : 300여 척 파괴 고대근대현대함호
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근대 암호(3)
– 롬멜(1891~1944)의 기갑부대 •미국의 훼라즈 대령에게 영국군정보 제공 •독일정보기관 해독 → 롬멜 → 수적열세 극복 – 일본의 암호와 진주만 기습 •일본의
진주만 기습 1년 전 암호 완전 해독 •기습 1주일 전 항공모함 4척 → 샌디에고 항 •1941년 12월 8일 : 1항공함대사령관 (항공모함 6척 포함 총33척) 12 – 미국의 암호 해독반 •제1차 세계대전 후 “블랙 챔버” 운영 →1929년 해체, 1930년“SIS”신설 •프리드맨 : 암호문자 빈도 조사, 퍼플 암호 해독 •26자의 알파벳 표를 기초로 구성 •군론식, 합동식, 포아송표 등이 적용 일본군 정보 및 독일군 전략 정보 제공 고대근대현대함호
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근대 암호(4)
– 암호해독의 천재 “ 프리드맨 ” •루마니아 태생 유태인 (1891~1969), 미국 이민, 가라프 부인의 조수 •엘리자베스 스미스 와 결혼→암호부부 탄생 •마약 밀매단 에즈라 형제 암호문 해독 •미 육군장교에게 암호학 강의 → 학문적 체계 – 미드웨이 해전 과 암호해독 •1942년5월5일:“ 미드웨이 ”공격작전 암호문 하달 •일본 해군 : D 암호 (난수표와 •항모 엔터프라이즈, 호네트, 암호책 •공격날짜 와 장소 해독 불가 ( AF 지점) → “미드웨이의 물공장 고장으로 물 이 부족” → “적군 AF지점 물부족”전문 요크타운 조합) 사용 배치 •6월 5일 공세 : 항모4척 , 중순양함1척, 항공기 300여대, 장병 3천여명 손실 13 고대근대현대함호
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암호학
근대 암호(5)
– M209 암호기 •스웨덴의 담(Arvid Gerhard Damm, ~ 1927)은 헤이게링과 암호기 제작회 사 설립, B21 → 스웨덴 육군 납품 •1934년 C-36 암호기 프랑스에 납품(5천대) •미 육군 : C-36 개량 → M 209 14만대 제작 •독일 육군 : 1942년 말 해독 성공 -1943년 8월 1일 : 루마니아 석유기지 푸로에스티 폭격, 대공포 배치 -1944년 가을 : 패튼의 멧츠요새 공격계획 사전 인지
•1942년 미 육, 해군 : 암호작전 일체화 •능률적 암호기 “시가바” 제작(135kg) •1945년 2월 : 라인강 12 마일 지점 코르말 광장 •시가바 암호기 트럭 분실 •상대방 암호 해독에 혼신의 노력 14 고대근대현대함호
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암호학
근대 암호(6)
– 일본군의 D암호 [1단계] 단어를 5자 리 수자로 코드화 (예) 연합함대 → 49728 [2단계] [1단계] 숫자를 난수표의 숫자와 덧셈을 하여 암호문을 만든다.
평문 연합함대… 코드 난수 암호문 49728… +) 2729803811296….
66916…… 15 고대근대현대함호
• 현대암호(1940년대 말 ~) : 보안서비스 + 정보보호 – Shannon의 “암호학의 수학적 배경”, 세계대전을 통해 암호학의 급속한 성장 – 1970년대 Diffie와 Hellman에 처음으로 공개키 암호 방식을 도입 – Diffie-Hellman 공개키 암호 방식후 16 – – – MIT의 Rivest, Shamir, Adleman에 의해 1977년 처음 RSA 암호 방식 발표, 그 후 Merkle, Hellman에 의해 Rabin 공개키 방식이 발표 1977년엔 블록 암호 알고리즘의 표준으로 DES가 채택 • DES의 출현으로 상업용 암호 사용이 급격히 증가 One-time pad 암호시스템이 가장 안전 : 기술적인 운영 측면에서 어려움 ↑ 동일한 안정성 보장 ?? → 스트림 암호 시스템 일상적인 통신망에 적용 가능 ?? → 스트림 암호 시스템 – – 대칭키 암호알고리즘 • • ≈ 비밀키 암호 알고리즘 블록키 암호알고리즘 : 블록단위(2비트 이상 단위, DES, FEAL, IDEA) 스트림 암호알고리즘 : 비트단위(1비트 단위, one time pad 방식의 암호) – 장점 : 속도가 빠름 – 단점 : 키 공유를 위한 키 분배 및 키 관리의 어려움 비대칭키 암호알고리즘 ≈ 공개키 암호 알고리즘 고대근대현대함호
에니그마
고대근대현대함호 17/65
97식 구문인자기(퍼플)
18 고대근대현대함호
M-209 ( C-36 USA)
19 고대근대현대함호
Sigaba 암호기
20 고대근대현대함호
Navajo
21 고대근대현대함호
누구일까?
22 고대근대현대함호
구구일까?
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