대칭키와 비대칭키 암호화의 차이점

1. 대칭키 암호화

정의

• 하나의 "공통된 키"를 사용하여 데이터를 암호화(Encrypt)하고 복호화(Decrypt)하는 방식입니다.
• 암호화와 복호화 과정에서 같은 키를 사용하기 때문에 "대칭"이라고 부릅니다.

특징

• 속도: 암호화와 복호화 속도가 빠름.
• 보안 문제: 키가 노출되면 데이터를 해독할 수 있으므로 키를 안전하게 공유해야 함.
• 사용 사례: 대량의 데이터를 암호화하거나 파일을 보호할 때 사용.

장단점

장점	단점
암호화 속도가 빠름	키 공유 과정에서 보안 문제 발생
구현이 간단	키를 안전하게 관리하기 어렵음
대량 데이터 처리에 적합	키를 여러 사람과 공유하기 어렵음

예시 알고리즘

• AES (Advanced Encryption Standard): 현재 가장 많이 사용되는 안전한 대칭키 암호화 알고리즘.
• DES (Data Encryption Standard): 과거 널리 사용되었으나, 현재는 취약.
• RC4: 과거 사용되던 스트림 암호화 알고리즘.

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2. 비대칭키 암호화

정의

• "서로 다른 키"

  두 개를 사용하는 방식.

  • 공개키 (Public Key): 누구나 사용할 수 있는 키로 데이터를 암호화.
  • 개인키 (Private Key): 데이터 복호화에만 사용하는 비밀 키.

• 암호화와 복호화에 사용하는 키가 다르기 때문에 "비대칭"이라고 부릅니다.

특징

• 보안성: 공개키는 자유롭게 배포하고, 개인키는 비밀로 유지하므로 키 공유 과정이 안전함.
• 속도: 대칭키 암호화보다 느림.
• 사용 사례: 데이터 전송, 디지털 서명, 인증서(SSL/TLS) 등에 사용.

장단점

장점	단점
키 공유 문제를 해결	암호화와 복호화 속도가 느림
높은 보안성	복잡한 알고리즘으로 인한 구현 어려움
다양한 암호화 시나리오에 적합	대량 데이터 처리에 부적합

예시 알고리즘

• RSA (Rivest–Shamir–Adleman): 가장 널리 사용되는 비대칭키 알고리즘.
• ECC (Elliptic Curve Cryptography): RSA보다 짧은 키 길이로 높은 보안 제공.
• DSA (Digital Signature Algorithm): 디지털 서명에 사용.

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3. 대칭키 vs 비대칭키: 주요 차이점

특성	대칭키 암호화	비대칭키 암호화
키 사용	암호화와 복호화에 동일한 키 사용	암호화와 복호화에 서로 다른 키 사용
속도	빠름	느림
보안성	키 공유가 어렵고, 키가 노출되면 위험	키 공유 문제 없음, 더 안전
사용 사례	파일 암호화, 데이터베이스 암호화	데이터 전송, 디지털 서명, 인증서
예시 알고리즘	AES, DES	RSA, ECC, DSA

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4. 용어 설명

용어	설명
암호화 (Encryption)	데이터를 읽을 수 없도록 변환하는 과정. 보안을 위해 데이터를 암호화함.
복호화 (Decryption)	암호화된 데이터를 원래 상태로 되돌리는 과정. 올바른 키가 필요함.
대칭키	암호화와 복호화에 같은 키를 사용하는 방식. 빠르고 간단하지만, 키 공유가 문제.
비대칭키	암호화와 복호화에 다른 키를 사용하는 방식. 공개키는 누구나 볼 수 있고, 개인키는 오직 소유자만 가짐.
공개키 (Public Key)	누구나 사용할 수 있는 키. 데이터를 암호화할 수 있으나, 이 데이터를 복호화하려면 개인키가 필요.
개인키 (Private Key)	비밀로 유지해야 하는 키. 공개키로 암호화된 데이터를 복호화하거나, 디지털 서명을 만드는데 사용.
AES	현재 가장 많이 사용되는 대칭키 암호화 방식. 빠르고 안전.
RSA	비대칭키 암호화 알고리즘으로, 안전하지만 속도가 느림. 주로 작은 데이터를 암호화하거나 디지털 서명에 사용.
디지털 서명	데이터가 변조되지 않았음을 보증하기 위해 사용하는 전자 서명. 개인키로 생성하며, 공개키로 검증 가능.
SSL/TLS	웹 브라우저와 서버 간 통신을 안전하게 보호하는 프로토콜. (HTTPS에 사용)
DDoS	시스템에 과도한 요청을 보내 서비스를 중단시키는 공격.

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5. 예시로 이해하기

대칭키 암호화 예시:

• 상황: 친구에게 비밀 메시지를 보내려 함.
• 방법: 두 사람이 동일한 "비밀번호"를 정하고, 이 비밀번호로 메시지를 암호화 및 복호화.
• 문제: 메시지 이전에 비밀번호를 안전하게 공유하는 것이 어려움.

비대칭키 암호화 예시:

• 상황: 은행에서 안전한 통신으로 송금하려 함.
• 방법: 은행은 공개키를 제공하고, 사용자는 이를 통해 데이터를 암호화. 은행은 자신의 개인키로 복호화.
• 장점: 공개키는 누구나 사용할 수 있으므로 키 공유 문제가 없음.

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6. 결론

• 대칭키 암호화는 빠르고 대량 데이터에 적합하지만, 키 관리가 어렵습니다.
• 비대칭키 암호화는 보안성이 높고 키 공유 문제가 없으나, 속도가 느립니다.
• 실제로는 두 방식을 조합하여 사용하는 경우가 많습니다. 예를 들어, 대칭키로 데이터를 암호화하고, 대칭키 자체를 비대칭키로 보호하는 방식(하이브리드 암호화)이 일반적입니다.