01.2 Introduction to Cryptography

이글은 "암호학 개요(Introduction to Cryptography)" 강의 내용을 한글로 요약·정리한 자료입니다.

🔐 암호학 개요 (Introduction to Cryptography)

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📌 1. 고전 암호학 (Classical Cryptography)

• 정의: 코드를 쓰고 푸는 기술 (Concise Oxford Dictionary, 2006)
• "Code, decode, encipher, decipher"... 고전 용어들
• 🧩 하지만 현대 암호학에서는 사용되지 않는 용어들

📚 로버트 랭던은 암호학자인가? → 아니요, 문서해독(code-breaking)과는 다른 과학적 분야

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📌 2. 현대 암호학 (Modern Cryptography)

• 정의: 디지털 정보, 거래, 분산 계산의 보안을 위한 기술을 과학적으로 연구하는 학문
• 범위
  • 기본 요소 (Primitives): 해시 함수(무결성), 난수 생성기
  • 암호화 스킴 (Schemes): 암호화(기밀성), 서명(무결성)
  • 프로토콜 (Protocols): 인증, 키 설정, 비밀 공유
  • 응용 (Applications): SSL/TLS, 전자화폐, VPN 등

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📌 3. 암호화 (Encryption)

• 목적: 데이터 기밀성 보장
• 암호화 알고리즘 구성
  • Setup(λ) → (KEnc, KDec) : 키 생성
  • Enc(KEnc, M) → CT : 암호화
  • Dec(KDec, CT) → M : 복호화

▶ 대칭키 암호화 (Symmetric Encryption)

• 암호화/복호화에 같은 키 사용
• 예시: DES, AES, ARIA, SEED (블록 암호), RC4, ChaCha (스트림 암호)
• ✅ 장점: 빠름
• ❌ 단점: 키 공유 문제, 키 수가 많아짐

▶ 비대칭키 암호화 (Asymmetric Encryption)

• 서로 다른 키로 암호화/복호화 수행 (공개키/개인키)
• 예시: RSA, ElGamal, NTRU
• ✅ 장점: 키 공유가 용이, 키 수가 적음
• ❌ 단점: 속도가 느림

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📌 4. 주요 용어 정리 (Encryption Terminology)

• Plaintext (평문): 원본 메시지
• Ciphertext (암호문): 암호화된 메시지
• Encryption (암호화): 평문 + 키 → 암호문
• Decryption (복호화): 암호문 + 키 → 평문
• Private key (개인키): 대칭 및 비대칭 모두에서 사용하는 암호 키
• Public key (공개키): 비대칭 암호화에서 사용, 누구나 볼 수 있음

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📌 5. 커크호프의 원칙 (Kerckhoff’s Principle)

• 내용: 알고리즘은 공개되어도 안전해야 하며, ****비밀로 유지해야 하는 것은 '키'****여야 한다.
• 이유
  1. 알고리즘보다 키를 숨기는 것이 더 쉽다
  2. 키가 노출되어도 시스템 유지·보수가 가능하다
  3. 키만 바꿔서 다른 사용자와도 쉽게 통신 가능

🛡️ → 기밀성은 키에 달려 있어야 한다.

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📌 6. 암호화에 대한 공격 유형 (Types of Attacks)

▶ 1. 무차별 대입 공격 (Brute-force Attack)

• 가능한 모든 키를 시도하여 평문을 알아냄

▶ 2. 암호해독(Cryptanalysis)

공격 유형 공격자가 가진 정보

Ciphertext only	암호문만 보유
Known plaintext	평문-암호문 쌍
Chosen plaintext	공격자가 선택한 평문에 대한 암호문
Chosen ciphertext	공격자가 선택한 암호문에 대한 평문

📌 분석력 차이: 정보를 얼마나 알고 있느냐에 따라 공격 성공률이 달라짐