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Block Cipher 운영모드 암호학

    이전에 소개한 다양한 블록 암호 알고리즘들이 전부 128-bit 이나 64-bit 같이 일정한 크기의 블록 단위의 암호화를 진행한다.

    만약 암호 알고리즘에서 제공하는 블록 크기보다 더 크기의 평문을 암호화 하려면 어떻게 해야 할까?

 

    이 때 필요한 것이 블록 암호의 운영 모드입니다.

    블록암호의 모드는 크게 ECB, CBC, OFB, CFB, CTR의 다섯가지 모드로 나뉩니다.

 

    - ECB (Electronic Code Book)
        
ECB 모드는 매우 간단하게 생각해서 평문을 블록 크기로 잘라서 암호화 방식입니다.

          수식으로 표현하면 ... Ci = E(Pi, K) 이렇게 되 ...

          특징이라면 병렬 처리가 쉽다는 장점과 동시에 보안적 측면에서 입력이 랜덤화 되지 않고 평문이 쉽게 조작 될 있다는 단점

 

     -CBC (Cipher Block Chaining)
        
CBC 모드는 첫 블록의 결과가 다음 블록의 암호화에 반영이 되기 때문에 모드보다 보안적 특성이 뛰어납니다.

          다만 한 블록에서 에러가 다음 블록에 영향을 미친다는 단점이 있습니다.

          수식으로 표현하면 Ci = E((Pi xor Ci-1), K) 가 되겠군요

 

    -OFB (Output FeedBack)
        
CBC 모드가 에러가 발생하면 발생한 다음 블록부터 계속 에러가 전파되는 현상이 있었습니다.

          반 OFB 모드는 이런 단점을 보완하여 평문에서 1-bit 에러가 발생하면 암호문에도 1-bit 에러만 발생하게 됩니다.

          OFB 모드를 보면 스트림을 생성하고 평문과 XOR를 하여 암호를 만들어 내는 방법이기에 어떤 의미로는 스트림 암호로 볼 수 있습니다.

  

 

    -CFB (Cipher FeedBack)
        
CFB 모드는 OFB 모드와 구조적으로 비슷해 보이나, 다소 다른 양상을

          우선 한 암호문이 다음 블록의 키로 사용되기 때문에,

          암호문을 알고 있는 상황에서 복호화를 병렬 처리 수 있다는 점이 특징입니다.

          따라서 MISTY와 같이 복호화가 시스템에서 사용하기에 좋겠지요



    - CTR (Counter)

        CTR 모드는 EBC 모드 처럼 병렬 처리가 가능 뿐만 아니라

        EBC 모드 처럼 한 블록에서 생긴 다음 블록으로 전파 되지도 않으며 EBC 모드보다 안전합니다.

        CTR 모드는 간단히 수식으로 표현하면

        C0 P0 xor E(IV, K) (IV : Initial Vector)

         = P1 xor E(IV+1, K)

        C2 = P2 E(IV+2, K)

        이런 식으로 ... 카운터를 이용합니다.

 

 

  

        그림에서 볼 수 각각의 블록이 분리되어 독립적으로 운영되어 병렬처리가 가능 할 뿐만 아니라 평문의 패턴을 유추하기도 어렵습니다.

.



 

정리하면 다음과 같습니다.

 

 

 EBC

CBC

 OFB

 CFB

 Security

- 평문 패턴 유지

- 블록 암호 입력이 랜덤화되지 않음

- 평문 조작이 쉬움

- 평문 패턴 없어짐

- 블록 암호 입력이 랜덤화 됨

- 평문 조작 어려움

- 평문 패턴 없어짐

- 블록 암호 입력이 랜덤화 됨

- 평문 조작이 쉬움

- 평문 패턴 없어짐

- 블록 암호 입력이 랜덤화 됨

- 평문 조작 어려움

 Efficiency

- 병렬처리 가능

- 전처리 불가능

- 복호화 병렬처리

- 전처리 불가능

- 병렬처리 불가능

- 전처리 가능

- 복호화 병렬처리

- 전처리 불가능

 Error

 Propagation

- 암호문 에러가 평문의 한 블록에만 영향을 줌- 암호문 에러가 다음 블록에 영향을 줌- 암호문 에러가 평문에 대응하는 비트에만 영향을 줌- 암호문 에러가 현재 블록과 다음 블록에 영향을 줌

덧글

  • 비스뉴스 2010/04/30 10:08 # 답글

    이런거 올리는 것도 중요한데
    정작 당신의 사진들은 어디에 올리고 계신거유???ㅋㅋㅋㅋ
    언제 한번 봐야 되는데 말이야....ㅋ
  • rainbowNandrew 2010/04/30 18:47 #

    ㅋㅋㅋ 싸이에 경주 갔다온 사진 있소 ㅋㅋㅋ 여긴 그냥 남들한테 보여주는 곳이지 뭐 ㅋㅋ
  • 비스뉴스 2010/05/03 09:58 # 답글

    아...나 다시 프라시작했어...=ㅅ=
    후....
    하라는 취업은 안하고 엉뚱한 것만 자꾸 벌리고 있다능...ㅋㅋㅋ
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