블록체인을 이해하기 위한 배경지식 - 공개 키 암호

 

물론 컴퓨터보안에서도 다룬 암호학지식이지만

블록체인을 이해하기 위해서 알아야 할 것들이 조금있다.

알아보자

 

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블록체인은 암호화 기술 기반으로 구현된다.

블록체인은 암호화 기술의 특성을 이용해서

네트워크에 참여하는 모든 사람이 암호화 기술의 장점을 누릴 수 있는 구조로 만들어져 있다.

 

 

현재의 암호화 기술은 모두 수학 이론을 기반으로 한다.

즉, 옛날에는 몰라서 못푼다면 지금은 알고도 못푼다는 말이다.

다시 말해서, 암호화, 복호화, 키를 만드는 것은 어렵지 않다는 말이다.

 

대표적으로 우리는

대칭 키 암호, Symmetric Key Cryptography

공개 키 암호, Public Key Cryptography

 

2가지를 많이 사용한다.

 

**블록체인에서는 공개 키 암호를 사용하는 경우가 많다.

특히 다른 암호 방식보다 짧은 타원 곡선 암호를 사용한다.

 

 

대칭 키 암호는

문서를 암호화하는 키와 복호화 하는 키가 같음을 말한다.

즉, 키 하나만 있으면 누구나 해독할 수 있게 된다.

 

공개 키 암호는

비밀 키와 공개 키라는 2가지 종류의 키를 만들어 문서를 암호화한다.

공개 키는 실제 공개적으로 알려져도 상관이 없다.

하지만 공개 키를 이용해 암호화한 문서는 비밀 키로만 복호화가 가능하게 만들어서 보안성을 유지한다.

 

왜 대칭키가 아니라 공개 키로 하는지 이해하겠지?

 

 

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공개키에 대해서 더 알아보자

즉, 쉽게 말하면 비밀 키를 가진 사람만 복호화 할 수 있으므로

특정 사람에게 어떤 권한을 주거나 작업을 가능하게 할 수 있다.

 

블록체인에서는 특정 사람에게 암호화폐를 송금하고, 송금 받은 사람만 암호화폐를 사용할 수 있다는 점이

공개 키 암호 메커니즘과 일치한다.

 

물론 모든 경우의수로 찾아낼 수 있지만 이는 불가능이라고 여긴다.

-> 현대에서 사용하는 암호 중 풀지 못하는 암호는 없다. 다만 시간이 오래걸려서 불가능이라고 말한다.

 

특히 소수에 관한 수학이론을 사용한다.

[컴퓨터(Computer Science & Engineering)/컴퓨터보안(Computer Security)] - RSA 공개 키 암호방식

이산 대수 방법을 이용하기도 한다.

[컴퓨터(Computer Science & Engineering)/컴퓨터보안(Computer Security)] - Elgamal 암호 방법 [컴퓨터보안]

 

위의 글에서 예시를 볼 수 있다.

 

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??? 공개 키 암호방식 완전 좋은데..?

왜 현대에서도 아직까지 대칭 키 방식을 쓰는거지??

라고 생각할 수 있다.

 

공개 키 암호방식의 단점은

대칭 키 암호와 비교했을 때 시간이 더 걸린다.

용량이 큰 데이터의 경우 공개 키 암호를 사용하기 힘들다.

** 공개 키 암호만 사용되는 경우는 전자 서명 용도로나 사용된다.

 

그래서 이 둘을 섞어서 쓰는 경우가 많다.

바로 대칭 키를 교환할 때 공개 키를 쓰는 것이다.

 

아래 그림을 보면 더 이해가 잘 될 것이다.

 

앨리스가 공개 키로 암호화한 무엇인가를 알기 위해서는 앨리스의 비밀키가 필요하다.

그러나. 비밀 키는 알려주면 안된다ㅎㅎ 그렇다고 용량이 큰 데이터를 공개키로 하기도 그렇다.

때문에 밥은 앨리스의 공개 키로 대칭 키를 생성한다.

앨리스는 그 대칭키를 받아서 비밀키로 복호화한다.

그렇게 되면 앨리스는 밥이 갖고 있는 키가 무엇인지 알 수 있다.

서로 가지고 있는 키가 같다. 통신하면 된다.

 

 

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더욱 자세히 말하자면 위에 RSA 공개 키 암호 방식의 글을 썼는데

블록체인에서는 ECC/ECDSA와 같은 타원 곡선 디지털 서명 알고리즘을 사용한다.

같은 보안 강도를 가졌을 때 ECDSA를 사용한 키가 더 짧다.

 

즉, 블록체인에서 서명을 많이 하거나 키를 교환할 경우가 많은데 특히 ECDSA가 강점을 발휘한다.

 

다음 글에서는 단방향 해시함수, 일방향 해시함수에 대해서 알아보자