고대 스파르타부터 양자 컴퓨팅 시대에 이르기까지 암호화 기술은 역사를 거치면서 복잡한 실타래를 엮으며 개인 데이터와 통신을 보호하는 방식을 형성해 왔습니다.
창과 방패가 없던 시절, 스파르타 전사들은 ‘스키테일’이라는 간단하면서도 독창적인 방법을 사용하여 메시지를 암호화했습니다. 오늘날 우리는 현대의 보안 디지털 통신 파수꾼인 VPN의 보호를 받는 디지털 연결 영역에서 살고 있습니다. VPN을 다운로드하면 기기와 주고받는 데이터가 암호화되며 의도한 수신자 외에는 누구도 읽을 수 없도록 재구성됩니다.
하지만 곧 양자 컴퓨팅이라는 새로운 과제가 닥칠 것입니다. 전례 없는 연산 능력을 갖춘 양자 컴퓨터는 현재의 암호화 방식을 깨뜨릴 수 있는 위협이 되고 있습니다. 이 떠오르는 위협에 맞서는 중요한 방어 수단인 양자 암호화를 개발하기 위한 경쟁이 벌어지고 있습니다.
저희와 함께 암호화의 역사와 데이터 보호 방식을 재정의할 양자 내성 보안의 흥미로운 전망을 살펴보세요.
암호화란 무엇이며 왜 필요한가?
암호화는 디지털 세계에서 중요한 보호 장치 역할을 합니다. 암호화는 무단 접근을 방지하기 위해 데이터를 코드로 변경하는 과정을 말합니다. 한때 군사 및 정부용으로만 사용되던 암호화는 온라인 보안을 위한 일반적인 도구로 발전하여 개인 정보를 보호하고 프라이버시 권리를 지키는 데 사용되고 있습니다.
암호화는 사이버 보안의 기반을 형성합니다. 데이터를 읽을 수 없는 형식으로 변환하여 민감한 정보를 가로채려는 사이버 범죄자의 시도를 차단합니다.
또한 암호화는 의료 분야의 환자 기록, 전자상거래의 금융 거래, 온라인 뱅킹 세부 정보와 같은 데이터의 기밀성을 보장합니다. 또한 개인 보호를 넘어 국익을 보호하는 데도 필수적입니다. 암호화는 기밀 정보를 보호하고 중요한 통신을 보호하면서 역사를 거치며 보안 수단의 초석으로 자리 잡았습니다.
암호화는 얼마나 안전할까요? 예를 들어, ExpressVPN은 미국 정부가 채택하고 전 세계 보안 전문가들이 기밀 정보를 보호하기 위해 사용하는 암호화 표준인 AES-256을 사용합니다. 256비트 암호화 키를 사용하여 일반 텍스트 또는 데이터를 암호로 변환합니다. 256비트 키 공간에 무차별 암호 대입 공격을 가하는 일은 세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터를 지금까지 우주가 존재한 시간보다 수십억 배 더 오래 가동한다고 해도 실질적으로 불가능합니다.
하지만 이것은 현대의 디지털 암호화입니다. 스파르타와 고대 로마에서 시작된 초기 암호화부터 두 차례의 세계대전에서 중추적인 역할을 한 암호화에 이르기까지, 암호화의 역사를 맨 처음부터 추적해봅시다.
암호화에 대한 가장 큰 위협 5가지
암호화는 오랫동안 보안 침해, 통신 가로채기, 데이터 유출에 대한 효과적인 방어 수단이었지만, 기술 발전으로 인해 새로운 도전 과제가 등장했습니다.
1. 양자 컴퓨팅
양자 컴퓨팅의 부상은 암호화에 있어 양날의 검과도 같습니다. 한편으로는 가장 강력한 슈퍼컴퓨터도 뚫을 수 있는 더 강력한 암호화 키를 만들 수 있는 잠재력을 제공합니다. 다른 한편으로는 RSA와 같은 일반적으로 사용되는 암호화 방법의 무결성을 위협하기도 합니다. 가까운 미래에 이러한 암호화 방법은 양자 컴퓨터에 의해 깨질 수 있습니다.
2. 키 보안
암호화 키는 최신 암호화의 기반입니다. 공격자가 암호화 키를 얻을 수 있다면 데이터를 해독할 수 있게 됩니다. 그렇기 때문에 암호화 키를 안전하게 보관하는 것이 중요합니다. 그러나 암호화 키는 소셜 엔지니어링 공격, 데이터 유출, 멀웨어 감염 등 여러 가지 방법으로 유출될 수 있습니다.
3. 블록체인과 화폐 보안
블록체인 기술은 데이터와 거래를 보호하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 하지만 블록체인에도 취약점이 없는 것은 아닙니다. 예를 들어, 공격자가 블록체인 네트워크의 노드 대부분을 제어할 수 있다면 ‘51% 공격’을 실행하여 트랜잭션을 되돌리거나 수정할 수 있는 가능성이 있습니다. 블록체인 지갑은 대량의 암호화폐를 보관할 수 있기 때문에 해커의 표적이 되기도 합니다.
4. 법 집행 기관의 반발
암호화는 법 집행 기관의 범죄 수사를 더욱 어렵게 만듭니다. 범죄자들은 우리 모두와 마찬가지로 엔드투엔드 방식으로 암호화된 채팅 앱을 사용하며, 이들의 통신은 당연히 범죄 해결을 위한 증거와 단서가 될 수 있습니다. 이로 인해 법 집행 기관이 용의자 모르게 또는 허가 없이 암호화된 데이터에 접근할 수 있는 암호화 백도어가 필요하다는 주장이 제기되었습니다. 그러나 많은 사람들은 백도어를 사용하는 기술은 더 이상 엔드투엔드 암호화가 아니며 프라이버시 옹호에 큰 손실이 될 것이라고 주장합니다.
5. 인적 요인
사람의 실수는 암호화에 대한 가장 큰 위협 중 하나입니다. 예를 들어, 직원이 실수로 암호화 키를 노출하거나 속하서 악성 링크를 클릭하여 암호화 키를 탈취하는 멀웨어를 설치할 수 있습니다.
암호화의 미래: 양자 시대의 데이터 보안
암호화의 진화는 디지털 데이터 보호을 향한 우리의 노력을 증명하는 증거입니다. 하지만 기술에 대한 의존도가 점점 더 높아지는 세상에서 민감한 정보를 보호하는 것이 그 어느 때보다 중요해졌습니다.
위에서 고도화된 위협과 기타 강력한 도전 과제에 직면하면서 디지털 보안의 새로운 시대가 열리고 있습니다. 전문가들은 이러한 난관에 정면으로 맞서며 혁신적인 솔루션을 통해 우리의 디지털 생활을 보호하고 있습니다. 그 사례는 다음과 같습니다.
포스트 퀀텀 암호화
양자 컴퓨팅은 암호화에 혁명을 가져올 것입니다. 복잡한 수학 문제에 의존하는 기존 방식과 달리 양자 컴퓨팅은 완전히 새로운 과제를 제시합니다. 양자 컴퓨팅의 엄청난 처리 능력은 기존 컴퓨터로는 풀 수 없었던 수학적 퍼즐을 빠르게 풀 수 있을 것으로 기대됩니다.
획기적인 접근 방식인 양자 암호화는 양자 입자의 고유한 속성을 사용하여 보안 통신을 수행합니다. 이러한 패러다임의 변화는 고전적인 수학 알고리즘을 버리고 정보를 인코딩하고 디코딩하기 위한 견고한 기반을 제공합니다. 기업과 정부 모두 퀀텀 및 포스트 퀀텀 암호 방식의 잠재력을 최대한 활용하기 위한 연구 개발에 막대한 자금을 투자하고 있습니다.
이 분야의 선두주자 중 하나가 바로 ExpressVPN입니다. ExpressVPN은 최근 사용자를 위해 포스트 퀀텀 보호 기능을 구현했으며, 이 기능은 최신 버전 앱에서 이용 가능합니다.
블록체인
한때 암호화폐의 대명사였던 블록체인은 암호화를 비롯한 다방면의 응용 분야를 갖춘 강력한 플랫폼으로 발전했습니다. 블록체인의 탈중앙화 특성과 암호화 기능 사용은 변조 및 무단 침입에 대한 강력한 방어책이 됩니다.
블록체인 생태계의 핵심 혁신인 스마트 컨트랙트는 자동화된 보안 계층을 제공합니다. 자체적으로 실행되는 이러한 계약은 중개자를 거치지 않고 계약 조건을 직접 시행합니다. 블록체인 기술이 발전함에 따라 민감한 거래와 데이터를 보호하고 ‘51% 공격’ 등을 방지하는 데 스마트 계약의 중요성이 더욱 커질 것입니다.
동형 암호화
동형 암호화는 데이터 보안의 판도를 바꾸는 기술입니다. 계산을 위해 복호화가 필요한 일반적인 암호화와 달리 동형 암호화를 사용하면 암호화된 데이터에서 직접 연산을 수행할 수 있습니다. 이 획기적인 기술을 통해 기본 정보를 비공개로 유지하면서 안전한 연산을 수행할 수 있습니다.
업계에서 안전한 클라우드 기반 서비스 및 데이터 분석에 대한 수요가 증가함에 따라 동형 암호화의 중요성이 점점 더 커지고 있습니다. 동형 암호화는 암호화된 데이터에 대한 연산을 허용함으로써 데이터 프라이버시와 유용성 사이의 균형을 유지합니다. 동형 암호화는 의료부터 금융까지 다양한 분야를 완전히 바꿔놓을 잠재력을 지니고 있습니다.
자주 묻는 질문: 암호화 관련
암호화는 어떻게 작동하나요?
암호화는 수학적 알고리즘과 암호화 키를 사용하여 읽을 수 있는 데이터(일반 텍스트)를 읽을 수 없는 형식(암호 텍스트)으로 변환하는 프로세스입니다. 이를 통해 권한이 있는 당사자만 정보에 접근하고 이해할 수 있습니다.
암호화에는 크게 두 가지 유형이 있습니다.
– 대칭 암호화는 암호화와 복호화 모두에 동일한 키를 사용합니다. 이는 가장 일반적인 암호화 유형이며 웹 브라우저, 이메일 클라이언트, 파일 암호화 소프트웨어 등 많은 애플리케이션에서 사용됩니다.
– 비대칭 암호화는 공개 키와 개인 키라는 두 가지 키를 사용합니다. 공개 키는 데이터를 암호화하는 데 사용되며, 개인 키는 데이터를 해독하는 데 사용됩니다. 비대칭 암호화는 디지털 서명 및 보안 통신 프로토콜에 자주 사용됩니다.
암호화는 온라인 거래 보안부터 데이터 및 민감한 통신 보호에 이르기까지 현대 온라인 활동에서 필수적인 부분입니다.
WhatsApp에서 암호화는 어떻게 작동하나요?
WhatsApp은 사용자의 대화를 보호하기 위해 종단 간 암호화를 사용합니다. 이 높은 수준의 보안 수단은 Open Whisper Systems에서 개발한 시그널 프로토콜을 기반으로 합니다.
각 사용자에게는 이 암호화 방법의 기본 구성 요소인 개인 키와 공개 키가 제공됩니다. 사용자가 앱을 실행하면 개인 키가 자동으로 생성되어 앱의 데이터 라이브러리에 저장됩니다. 동시에 공개 키는 메시지와 함께 의도된 수신자에게 전송됩니다.
공개 키의 역할은 메시지가 전송되는 동안 메시지를 암호화하는 것입니다. 수신자는 메시지를 받으면 자신의 개인 키를 사용하여 메시지를 해독합니다. 두 개의 개인 키가 모두 사용자의 장치에 보관되므로 제3자가 민감한 데이터에 무단으로 접근하는 것을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 이 강력한 암호화는 의도된 수신자만 메시지를 읽을 수 있도록 보장합니다.
양자 컴퓨터가 암호화를 깨뜨릴 수 있나요?
네, 양자 컴퓨터는 오늘날 일반적으로 사용되는 많은 암호화 알고리즘을 깰 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 양자 컴퓨터는 특정 유형의 수학적 계산을 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 수행할 수 있기 때문입니다. 예를 들어, 쇼의 알고리즘은 알려진 고전적인 알고리즘보다 훨씬 빠르게 큰 숫자를 소인수 분해하는 데 사용할 수 있습니다. 이는 보안 통신 및 데이터 저장을 위해 널리 사용되는 암호화 알고리즘인 RSA 암호화를 깨는 데 사용될 수 있습니다.
하지만 양자 컴퓨터는 아직 개발 초기 단계에 있으며, 현재의 암호화 알고리즘을 깰 수 있을 만큼 강력해지는 시점이 언제가 될지는 아직 명확하지 않습니다. 추정치는 다양하지만, 일부 전문가들은 양자 컴퓨터가 기존 암호화에 심각한 위협이 되기까지 10~20년이 걸릴 것으로 보고 있습니다.
그 동안 조직과 개인이 양자 컴퓨터의 암호화 해독 위협으로부터 자신을 보호하기 위해 할 수 있는 일은 여러 가지가 있습니다. 한 가지 옵션은 양자 공격에 저항하도록 설계된 암호화 유형인 포스트 퀀텀 암호화를 사용하는 것입니다. 또 다른 옵션은 기존 공격과 양자 공격 모두에 대해 안전한 암호화 키를 배포하는 방법인 양자 키 배포(QKD)를 사용하는 것입니다.
https는 어떤 암호화를 사용하나요?
HTTPS는 전송 계층 보안(TLS) 암호화를 사용하여 전송 중인 데이터를 보호합니다. TLS는 컴퓨터 네트워크를 통해 안전한 통신을 제공하는 암호화 프로토콜입니다. 보안 소켓 계층(SSL) 프로토콜의 후속 프로토콜입니다.
TLS는 대칭 암호화와 비대칭 암호화의 조합을 사용하여 데이터를 보호합니다. 대칭 암호화는 동일한 키를 사용하여 데이터를 암호화하고 해독하는 반면, 비대칭 암호화는 공개 키와 개인 키라는 서로 다른 두 개의 키를 사용합니다. 이때 공개 키는 데이터를 암호화하는 데 사용되며, 개인 키는 데이터를 해독하는 데 사용됩니다.
HTTPS 연결을 설정하기 위해 클라이언트와 서버는 먼저 비대칭 암호화를 사용하여 세션 키를 협상합니다. 세션 키가 설정되면 클라이언트와 서버 간에 전송되는 모든 데이터는 대칭 암호화를 사용하여 암호화됩니다.
또한 TLS는 클라이언트가 서버의 신원을 확인할 수 있는 인증 기능도 제공합니다. 이 인증은 신뢰할 수 있는 인증 기관에서 발급한 디지털 인증서를 사용하여 수행됩니다.
가장 강력한 암호화는 무엇인가요?
가장 좋은 암호화는 AES-256입니다. 이는 대칭 암호화 알고리즘으로, 오늘날의 표준으로는 깨지지 않는 것으로 여겨집니다. 이 알고리즘은 정부, 군대 및 ExpressVPN과 같은 고품질 VPN 제공 업체에서 민감한 데이터를 보호하기 위해 사용합니다. AES-256은 256비트 키를 사용하며, 따라서 2^256 또는 1.1 x 10^77가지의 조합이 가능합니다. 이는 정말 천문학적인 숫자로, 아무리 강력한 컴퓨터라도 AES-256 암호화를 해독하는 데 수십억 년이 걸립니다.
