[CS][알기 쉬운 정보보호개론 3판] Chapter08. 일방향 해시함수

Computer Science/Network Security

y-seo 2023. 12. 6. 10:50

만족해야 하는 성질
- 임의 크기의 데이터 블록에 적용
- 일정한 길이의 출력
- 계산 용이성과 구현 가능성
해시 함수가 ‘안전하다’ 라고 말할 수 있는 성질
- 비가역성 : 한 방향으로만 계산, 역함수X, H(x)=y일 때 y가 되게 하는 x를 찾는 것이 어려움
- 약한 충돌 저항성
- 강한 충돌 저항성
해시 함수가 많이 쓰이는 이유
- 무결성을 위해 많이 쓰임
- 원본 데이터를 몰라도 매우 작은 사이즈만으로도 원본이 변경되었는지 알 수 있음
주요 용도
- 메세지 무결성 인증
- 디지털 서명

공통점 : 충돌을 막음
차이점 : 주어지는 것이 다름
약한 충돌 저항성
- 주어진 x에 대해 H(x)=H(y), x≠y를 만족하는 y를 찾는 것이 매우 어렵다
- 주어진 메세지의 해시값과 동일한 해시값을 갖는 다른 메세지를 만드는 것이 불가능
- 2차 프리이미지 저항성
- M1을 주고 M2 찾는 것이 어려워야 함
강한 충돌 저항성
- H(x)=H(y), x≠y를 만족하는 x,y을 찾는 것이 매우 어렵다
- 해시 값이 일치할 것 같은 서로 다른 두 개의 메세지를 발견해 내는 것이 불가능
- Birthday Attack을 방지기 위한 조건
- 처음부터 M1, M2 찾는 것이 어려워야 함

암호화 키를 만들 때도 사용됨
소프트웨어 변경 검출 : App store와 자동차
Password-based Encryption : PW 가지고 암호화
메세지 인증 코드 : msg를 보낸 사람과 변했는지 안변했는지
디지털 서명 : 누구나 검증 가능
- 공통점 : 무결성을 위해, 누가 보냈는지 확인
- 차이점 : MAC - 키를 가지는 사람만 검증 가능, 서명 - 누구나 검증 가능
의사 난수 생성기
일회용 비밀번호 : OTP

MD4
- Rivest가 1990년에 만든 해시 함수로, 128비트의 해시 값을 반환
- Dobbertin에 의해 충돌 방법이 고안되어, 현재는 사용되지 않는다
MD5
- Rivest가 1991년에 만든 해시 함수로, 역시 128비트의 해시 값을 반환
- 여러 가지 공격 방법들이 개발되었지만, 완전히 뚫린 것은 아니긴 하다. 그래도 현재는 사용을 권장하지 않는다.
SHA-1
- 1995년에 기존 SHA의 보안 문제점을 보완하기 위하여 수정된 버전
- 기존 SHA와 구분하기 위하여 첫 번째 버전을 SHA-0라 부른다
- 해시값의 길이는 160비트
SHA-2
- 2001년에 SHA-1의 문제점을 해결하기 위하여 수정된 버전
- 해시값의 길이로 224, 256, 384, 512비트가 가
- 각각을 SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512 라고 부른다
- 전체 입력 데이터를 메모리에 저장해서 처리할 필요 없이 도착하는 블록마다 처리할 수 있으므로 온라인에서 사용이 적합
SHA-3
- 현재까지 나온 해시 알고리즘 중 가장 안전하다고 알려진 버전
- SHA-2를 완벽하게 대체할 수 있어야 하므로, SHA-2의 특징은 모두 갖고 있으면서 보안성이 강화
- 해시값의 길이는 사용자가 원하는대로 정할 수 있다

현재 해시 함수의 표준
KECCAK이 최종적으로 선정
- SHA-2와 다른 구조, 구조가 투명하여 해석하기 쉬움
- 다양한 디바이스에서 구동되고 조합 형태로도 양호
- 하드웨어 상에 내장 시에 높은 고성능을 낼 수 있음
- 스펀지 구조