대칭키 방식은 단점이 있다. 암호를 주고 받는 사람들 사이에 대칭키를 전달하는 것이 어렵다는 점이다. 대칭키가 유출되면 키를 획득한 공격자는 암호의 내용을 복호화 할 수 있기 때문에 암호가 무용지물이 되기 때문이다. 이런 배경에서 나온 암호화 방식이 공개키방식이다.
공개키 방식은 두개의 키를 갖게 되는데 A키로 암호화를 하면 B키로 복호화 할 수 있고, B키로 암호화하면 A키로 복호화 할 수 있는 방식이다. 이 방식에 착안해서 두개의 키 중 하나를 비공개키(private key, 개인키, 비밀키라고도 부른다)로하고, 나머지를 공개키(public key)로 지정한다. 비공개키는 자신만이 가지고 있고, 공개키를 타인에게 제공한다. 공개키를 제공 받은 타인은 공개키를 이용해서 정보를 암호화한다. 암호화한 정보를 비공개키를 가지고 있는 사람에게 전송한다. 비공개키의 소유자는 이 키를 이용해서 암호화된 정보를 복호화 한다. 이 과정에서 공개키가 유출된다고해도 비공개키를 모르면 정보를 복호화 할 수 없기 때문에 안전하다. 공개키로는 암호화는 할 수 있지만 복호화는 할 수 없기 때문이다.
이 방식은 이렇게 응용할 수도 있다. 비공개키의 소유자는 비공개키를 이용해서 정보를 암호화 한 후에 공개키와 함께 암호화된 정보를 전송한다. 정보와 공개키를 획득한 사람은 공개키를 이용해서 암호화된 정보를 복호화 한다. 이 과정에서 공개키가 유출된다면 의도하지 않은 공격자에 의해서 데이터가 복호화 될 위험이 있다. 이런 위험에도 불구하고 비공개키를 이용해서 암호화를 하는 이유는 무엇일까? 그것은 이것이 데이터를 보호하는 것이 목적이 아니기 때문이다. 암호화된 데이터를 공개키를 가지고 복호화 할 수 있다는 것은 그 데이터가 공개키와 쌍을 이루는 비공개키에 의해서 암호화 되었다는 것을 의미한다. 즉 공개키가 데이터를 제공한 사람의 신원을 보장해주게 되는 것이다. 이러한 것을 전자 서명이라고 부른다.
그럼 이해를 돕기 위해서 공개키를 이용해서 RSA라는 방식의 공개키를 사용해보자. 아래 명령은 private.pem이라는 이름의 키를 생성한다. 이 키는 1024bit 길이을 갖는다. 이 숫자가 높을수록 안전하다.
1 | openssl genrsa -out private.pem 1024; |
다음 명령은 private.pem이라는 이름의 비공개키에 대한 public.pem이라는 이름의 공개키를 생성한다. 이 공개키를 자신에게 정보를 제공할 사람에게 전송하면 된다.
1 | openssl rsa -in private.pem -out public.pem -outform PEM -pubout; |
공개키를 가진 사람이 어떤 정보를 비공개키를 가지고 있는 사람에게 전송하는 상황을 상정해보자. 아래는 coding everybody라는 이름의 문자를 담고 있는 file.txt를 만든다. 이 데이터를 비공개키 소유자에게 전송하기 위해서는 암호화가 필요하다.
1 | echo 'coding everybody' > file.txt |
file.txt를 암호화 해보자. 아래의 예제는 file.txt의 내용을 RSA방식으로 암호화한 file.ssl이라는 이름의 파일을 생성한다. 이 때 사용된 공개키가 public.pem이다. 이제 안심하고 file.txt를 암호화한 결과인 file.ssl을 비공개키의 소유자에게 전송할 수 있다.
1 | openssl rsautl -encrypt -inkey public.pem -pubin -in file.txt -out file.ssl; |
그럼 file.ssl을 수신받은 비공개키 소유자가 어떻게 이 정보를 복호화 할 수 있는지 알아보자. 아래 예제는 file.ssl을 복호화한 결과를 decrypted.txt로 만들어내는 방법을 보여준다. 이 과정에서 비공개키인 private.pem을 사용했다.
1 | openssl rsautl -decrypt -inkey private.pem -in file.ssl -out decrypted.txt |
