$$config title: 네트워크 보안 keywords: - OSI 7계층 - TCP/IP - 포트스캔 $$ ## 조별과제 - 포트스캐닝(포트스캔), 스니핑, 스푸핑 파악하기, 세션하이재킹, 서비스거부공격 ## 1주차 - 암호화 - 암호? : 다음과 같이 3가지 종류로 설명할 수 있다. - passord - cryptography(암호학) - cipher(암호 알고리즘) : 일반 데이터(평문 plaintext) -> 암호문(ciphertext)으로 변경 - cryptographic algorithnm(암호학적 알고리즘)에는 ciper(symmetric-key cipher(대칭키) / public-key ciper(공개키))와 Hash Function(해시함수 - 키가 없다!)로 구분된다. - cipher : 일반 데이터(평문)을 암호문으로 보낼 때 키(key)가 꼭 필요하다. ex) caesar cipher - 암호화(Encryption) : 평문을 암호문으로 바꾼다. - 복호화(Decryption) : 암호문을 평문으로 바꾼다. - 키(key) - 대칭키 암호 : 암호화 키 = 복호화 키 (거의 똑같다.) - 공개키 암호 ; 암호화 키 != 복호화 키 (서로 다르다.) * 대칭키 암호 - 스트림 암호(Stream cipher) 메시지 인증 코드 / - MAC(Message Authentication Code) : 메시지(time)를 Tag 값으로 바꾼다. (비밀키를 사용한다.) --> 암호화 방식 : A와 B가 같은 비밀키를 가질 때, A가 B한테 MAC과 Tag를 보낼 때 A는 Tag를 생성하고 B는 Tag를 검증한다. ex) A가 time||암호문||Tag를 B에게 수신 -> B가 검증 후 수신 완료(A와 B는 키를 공유한다.) - 블록 암호(Block cipher) : 스트림 암호의 역할도 수행이 가능하다. - 국제 표준 암호 : AES(Advanced Encryption Standard) - 128, 192, 256 비트키를 사용 - 국내 표준 암호 : SEED - 128 비트키를 사용, ARIA - 128, 192, 256 비트키를 사용, -> ISO 표준 * 안전성 수준 - 128비트키 -> 2^128 연산 시간 소요 - 40비트키 -> 2^40 연산 시간 소요 - 대칭키 암호의 키 분배 문제 : N명의 구성원이 서로 비밀통신을 하려면 nC2개의 비밀키가 필요!(너무 많아!!!) -> 이러한 문제를 공개키 암호가 해결! - 공개키 암호 : Diffie & Hellman의 "New Directions in Modern Cryptography" 시초(1976) 그 후 1년 뒤 RSA(RIvest, Shamir, Adlman) 공개키 암호가 등장했다.(1977년) * RSA - 수학적인 개념을 응용한 공개키 - 공개키 = 암호화키(공개 정보) - 개인키 = 복호화키(비밀 정보) - 공개키로부터 개인키를 구하는 것이 매우 어렵운 수학문제! - 공개키의 암호화 방식 : B가 평문(M)과 A의 공개키를 가지고 암호문(C = E(Ke, M))를 만들어서 A<공개키(Ke), 개인키(Kd)>에게 C를 보낸다. -> 누구나 A의 공개키로 A에게 암호문(C)를 전송 가능 -> 복호화는 A만 가능 - 공개키 암호로 N명이 비밀통신을 하면...? : N개의 (공개키, 비밀키)가 필요하다. --> nC2개의 키를 사용하는 대칭키 숫자보다 훨씬 적다. - BUT! 공개키 암호는 암호화 속도가 문제가 있다. : 암호화 속도가 공개키 암호가 대칭키 암호에 비해 훨씬 느리다.(공개키 암호 << 대칭키 암호) -> 공개키 암호는 암호화 속도가 느려서 실시간 통신에 적용하기 어려움 *** 현대의 암호 시스템 구성(공개키와 대칭키를 적절하게 섞어서 사용한다.) - 1) A<공개키(Ke), 개인키(Kd)> B가 (비밀키(K)-세션키)를 생성 후 A에게 암호화 해서 암호문(C=Eke(K))를 보낸다. - 2) 그러면 A는 B의 세션키를 공유한다. - 3) A는 세션키를 이용하여 A와 B가 대칭키 암호를 이용해서 비밀통신을 한다. ## 2주차 - 공개키 암호 : RSA(알고리즘 - 인수분해), ELGamal(알고리즘 - 이산대수(Discrete Logarithm), ECC(알고리즘 - 타원곡선군에서의 이산대수) -> 이산대수 ex) : y = a^x => y와 a를 알려주고 x를 구하는 문제 -> * ECC의 장점 : 키 길이가 짧다. - * NIST(미국 국립 표준 기술 연구소)의 키 길이 권고안 : 현재 RSA - 2048비트, ELGamal - 2048비트, ECC - 224비트 -> 사용 난이도 : RSA < ELGamal < ECC * 추가적인 이산대수를 이용한 키 분배 방법(개념만 이해!) - 디피-헬만 키 교환 프로토콜(Diffie-Hellman Key Exchange Protocol, 통칭 DH Protocol) : A와 B가 서로 같은 키를 공유하고 싶을 때, 먼저 A와 B 둘 다 밑a(알려줘도 상관x)를 공유한다.(여기서 밑은 지수의 a^x에서의 a를 말한다.) 그리고 A는 A만의 비밀값(Xa) 생성, B는 B만의 비밀값(Xb)를 생성 그 후, Ya = a^Xa 계산, Yb = b^Xb 계산 다음으로 각자에게 계산한 Ya,Yb를 공유 그리고 A는 (Yb)^Xa를 계산 B는 (Xa)Yb를 계산 / ***A는 a^XbXa B는 a^XaXb이므로 A와 B는 Z = a^XaXb를 공유하지만, 상대방의 비밀정보를 알 수 없음!!!! -> ** ECC기반의 디피-헬만 키 교환 프로토콜을 ECDH라고 한다. - 중간자 공격(Man in the middle Attack) : A와 B(공개키 - Ke^B, 개인키 - Kd^B)가 키를 공유하고 싶은데 중간에 새로운 C(공격자-Attacker / 공개키 - Ke^C, 개인키 - Kd^C)가 A한테 "내가 B다.", B한테는 "내가 A다"라고 말한다. 이렇게 되면 C한테 속은 A는 세션키(Z)를 생성해서, C에게 세션키(Z)를 공개키로 암호화(E(Ke^C,Z))해서 전송한다. 그리고 C는 수신한 값을 복호화해서 Z를 획득한다. 그 후 B의 공개키(Ke^B,Z`)를 암호화해서 B에게 전송한다. 그러면, B는 수신한 값을 복호화하여 Z`를 획득한다. -> A와 B가 서로 같은 세션키(Z)를 가지고 공유를 해야하는데 B는 C에 의해 Z`를 가지게 되어 C가 A와B의 중요한 정보(비밀정보)를 중간에 가로챌 수 있다. -> **암호화 세션이 A와 B가 아닌 A-C / C - B로 생성되서 C가 A와 B 사이의 모든 통신을 확인할 수 있다. -> 이러한 문제 때문에 모든 서비스에서 인증서(공인인증서)를 사용한다. - SSL이란?(선행 학습 하기!) - 해시함수(Hash Function) : 임의의 길이의 입력을 받아서 고정된 길이의 출력을 만드는 함수 ex) SHA-256(비트코인의 해시 함수) -> 특징? - 비밀키가 없다.(알고리즘이 공개되어있다.) - 해시값으로부터 입력값 계산이 불가능하다. (역 계산(거꾸로 계산)이 불가능하다.) - 패스워드 해싱(Password Hashing) - 사용자가 ID, PW를 입력시 서버가 이 ID와 PW가 유효한지 검증할 때 패스워드 해싱이 사용 * 서버는 PW가 아닌 PW의 해시값만 **저장한다. * 공격자 입장에서는 '사회공학적 기법'으로 PW를 유추하는 공격을 이용한다. - 짧은 길이의 PW( ex) 3598) - 노출된 개인정보를 조합한 PW( ex) 이름, 생일, 전화번호 등) - 쉽게 유추할 수 있는 PW( ex) 123456789, 111111111 등) - **저장방법 : 저장목록 -> ID, Salt(랜덤값), Hash값(Hash(ID || Salt || PW) -> Salt의 역할(사용자 마다 랜덤 해시값을 부여) : 공격자가 미리 해시값 목록을 만드는 행위를 방지 - 전자 서명(<---> 공개키 암호) - 공개키 암호 -> 메시지(평문)를 수신자의 공개키로 누구나 암호화할 수 있다. -> 암호문은 오직 한사람(수신자)만 복호화할 수 있다. - 전자서명 -> 메시지를 송신자의 개인키(*서명키)로 암호화, 암호화값(전자서명값)은 오직 송신자(서명자)만 생성가능하다. -> 전자서명값은 누구나 송신자(서명자)의 공개키(*검증키)를 이용하여 확인(복호화)이 가능하다. - 전자서명 구조 : 문서 M --(해시)--> 해시값 h(h는 M에 대한 고유 값) --(서명키)--> 전자서명 s - 인증서(공개키 인증서) - 공개키를 제공하는 기관에서 발급 - 사용자 ID, 발급기관 ID등의 정보 포함 - 발급기관의 전자서명이 포함됨 - 중간자 공격을 차단 목적, 신원 인증용으로 사용 - SSL(Secure Socket Layer) / TLS(Transport Layer Security) : A(클라이언트) B(서버) 1) 서버와 클라이언트가 서로 통신을 하기로 약속 2) 클라이언트가 서버의 인증서를 확인(검증) 3) 사용할 암호 알고리즘을 선택 4) 키 분배 5) 비밀통신 ** <클라이언트의 인증서 확인과정을 추가할 수 있다.> - 공동인증서( 구) 공인인증서 ) : PW를 '키'로하여 블록암호(SEED)로 암호화되어 저장 -> PW의 안전한 관리가 인증서 안전성을 좌우한다. - 취약점? : 개인키가 PC의 일반 폴더에 저장되어 해킹에 쉽게 노출된다. - 금융인증서, PASS, 카카오, 뱅크사인 등 다양한 인증서가 이후에 개발됨 -> 대부분 개인키 저장위치를 PC보다 안전한 모바일로 옮긴것 뿐이다.(근본적인 기술차이는 없다.) - 양자컴퓨터 -> 실용화 된다면? : 인수분해, 이산대수 문제를 빠른 시간에 풀 수 있을것으로 예측 ex) Shor`s Algorithm -> 암호학적 관점 : 인수분해, 이산대수 외에 다른 수학적 난제를 이용한 공개키 암호 개발 중(Post Quantum Cryptography) -> 대칭키 암호의 경우, 키 크기(Size)를 늘리는 방법으로 양자컴퓨터에 대처 가능 - 양자 & 암호 * 양자컴퓨터 - 탈양자 암호 * 양자통신 - 양자 키분배(통신은 기존의 암호 이용) * 양자난수생성 - 양자난수생성용 칩 ## 3주차 - OSI 7계층 : 네트워크 동작과정을 설명하는 가장 대표적인 모델 -> 4계층(전송계층) - TCP vs UDP -> 3계층(네트워크 계층) - 라우팅(Routing)을 처리하는 계층 - 라우팅? : 데이터를 전달할 때 어떤 경로로 데이터를 보낼지 경로를 선택하는 것 - 네트워크 스캔 : 운영중인 서버에서 열려있는 TCP or UDP 포트를 검색하는 행위 - 크래커 - 화이트해커 - UDP 스캔 - 방화벽 - 스니핑 - 목적 : 다른사람의 비밀정보(민감한 정보)를 알아내고자 하는 목적이 있다. - 스위칭 - Fail Open 정책 ## 4주차 - TCP 세션 하이재킹 - SSH 암호화 기법 - 서버는 클라이언트로 전송받은 암호화 데이트를 자신의 개인키로 복호화 후 클라이언트의 사설키로 복호화해서 데이터를 읽음 ## 5주차 -