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제 1장 소 개 컴퓨터네트워크실험실 우 준
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목차 안전한 시스템 암호(Cryptography) 플랫폼 보안(Platform Security) 서로 다른 개념들
예제 프로그램 Masher 예제 프로그램 SecretWriting 예제 프로그램
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안전한 시스템 보안이 중요하고 설계의 일부로 간주되는 시스템이다.
안전한 시스템은 시스템을 파괴하는 비용이 그들에게 돌아오는 이익을 능가하도록 설계된다. “모든 시스템은 깨질 수 있다.” 안전한 응용프로그램은 파괴 비용, 개발 비용, 사용의 편리성 사이의 균형이 유지되어야 한다.
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암호학 (Cryptology) = 암호(Cryptography) + 암호 해독(Cryptanalysis)
인증(authentication) 신원의 증명 암호는 서명과 인증서를 제공한다 데이터의 기밀성(confidentiality) 데이터의 무결성(integrity)
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암호(Cryptography) (cont’d)
암호의 사용 예 안전한 네트워크 통신 안전한 하드디스크 안전한 전자메일 자바 보안 API 사용자가 내부를 잘 알지 못하고도 쉽게 사용할 수 있으며, 서명(signature)과 암호(cipher) 등의 개념을 구현할 수 있다.
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플랫폼 보안(Platform Security)
자바는 플랫폼 자체에 보안 기능 내장 바이트 코드검사기, 클래스 로더, 보안 관리기와 함께 안전한 애플릿 실행 제공 자바 개발 툴킷(JDK) 1.2의 새로운 플랫폼 보안 보호 도메인(protection domain) 접근 권한(permission) 정책(policy)
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플랫폼 보안(Platform Security) (cont’d)
응용계층의 보안 이 책을 통하여 설명되는 암호를 사용하여 응용계층의 보안 프로그램을 개발할 수 있다. 안전하지 않은 플랫폼의 대안을 제공한다. IP 네트워크에서의 정보의 전달은 안전하지 않으므로 응용 프로그램에서의 암호 지원으로 이를 보완할 수 있다.
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서로 다른 개념들 자바 보안과 암호를 이해하기 위한 다섯 가지 개념들 보안 != 암호
자바 보안과 암호를 이해하기 위한 다섯 가지 개념들 보안 != 암호 올바른 보안 모델 ! = 버그가 없는 구현 시험 != 공식적인 증명 컴포넌트 보안 != 전반적인 시스템 보안 자바 보안 != 애플릿 통제(containment) 이와 관련된 Li Gong의 Java Security Architecture 라는 문서의 전체 TP는 참고하라.
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예제 프로그램 데모 프로그램의 실행 환경 Masher SecretWriting
자바 개발 툴 키트(JDK) 1.1 혹은 그 이후 버전으로 실행 가능 SecretWriting JCE(Java Cryptography Extention)의 클래스를 이용해야만 한다. 통해서 다운로드 할수 있으나 미국과 캐나다의 도메인 내에서만 합법적으로 다운로드 할 수 있다.
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Masher 예제 프로그램 메시지 다이제스트의 작동 방법을 보여준다. 메시지 다이제스트
입력 데이터가 일방향 해쉬 함수를 통해서 축약된 데이터이다. 서로 다른 메시지에 대해서 동일한 메시지 다이제스트가 나올 확률은 거의 없다. 전자지문, 안전한 해쉬, 암호 해쉬 라고도 한다. 무결성은 제공하지만 인증과 기밀성을 제공하지는 못한다.
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Masher 예제 프로그램 (cont’d)
프로그램 실행 단계 1.명령라인 매개변수 검사 2.메시지 다이제스트 객체 생성 3.메시지 다이제스트 계산 4. 결과를 읽을 수 있도록 base64로 인코딩하여 출력 한다. Base64 바이트 배열을 아스키 문자로 표현하기 위한 코드 체계 자리당 6 비트 사용 sun.misc.BASE64Encoder 클래스를 통해 Base64 인코딩 지원
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Masher 예제 프로그램 (cont’d)
소스 코드 (Masher.java) import java.io.*; import java.security.*; import sun.misc.*; public class Masher { public static void main(String[] args) throws Exception { // Check arguments. if (args.length != 1) { System.out.println("Usage: Masher filename"); return; }
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Masher 예제 프로그램 (cont’d)
// Obtain a message digest object. MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5"); // Calculate the digest for the given file. FileInputStream in = new FileInputStream(args[0]); byte[] buffer = new byte[8192]; int length; while ((length = in.read(buffer)) != -1) md.update(buffer, 0, length); byte[] raw = md.digest();
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Masher 예제 프로그램 (cont’d)
// Print out the digest in base64. BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder(); String base64 = encoder.encode(raw); System.out.println(base64); }
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Masher 예제 프로그램 (cont’d)
실행결과 c:>Masher Masher.java nfEOH/5M+yDLaxaJ+XpJ5Q== 메시지 다이제스트
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SecretWriting JCE에서만 찾을 수 있는 클래스를 사용하며 텍스트를 암호화 하고 복호화 한다.
-e : 암호화 옵션, -d : 복호화 옵션 평문 혹은 암호문 c:>java SecretWriting -e Hello, world! Lc4WKHP/uCls8mFcyTwlpQ== c:>java SecretWriting -d Lc4WKHP/uCls8mFcyTwlpQ== Hello, world!
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SecretWriting (cont’d)
키의 생성과 저장 DES의 암호화와 복호화 에는 동일한 키를 사용한다. 생성된 키는 SecretKey.ser 이라는 파일에 저장 키에 따라 서로 다른 암호문 생성 Hello, World 원문에 대해 서로 다른 키를 사용하여 생성된 세 개의 암호문 Lc4WKHP/uCls8mFcyTwlpQ== xyOoLnWOH0eqRwUu3rQHJw== hevNJLNowIzrocxplKI7dQ==
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SecretWriting (cont’d)
소스코드(Secretwriting.java) import java.io.*; import java.security.*; import javax.crypto.*; import sun.misc.*; public class SecretWriting { public static void main(String[] args) throws Exception { //Check arguments. if (args.lengh < 2) { System.out.println("Usage: SecretWriting -e|-d text"); return; }
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SecretWriting (cont’d)
// Get or create key. Key key; try { ObjectInputStream in = new ObjectInputStream( new FileInputStream("SecretKey.ser")); key = (Key) in.readObject(); in.close(); }
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SecretWriting (cont’d)
catch (FileNotFoundException fnfe) { KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstanse("DES"); generator.init(new SecureRandom()); key = generator.generateKey(); ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream( new FileOutputStream("SecretKey.ser")); out.writeObject(key); out.close(); } // Get a cipher object. Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
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SecretWriting (cont’d)
//Encrypt or decrypt the string. if (args[0].indexOf("e") != -1) { cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key); String amalgam = args[1]; for (int i = 2; i < args.length; i++) amalgam += " " + args[i]; byte [] stringBytes = amalgam.getBytes("UTF8"); byte [] raw = cipher.doFinal(stringBytes); BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder(); String base64 = encoder.encode(raw); System.out.println(base64); }
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SecretWriting (cont’d)
else if (args[0].indexOf("d") != -1) { cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key); BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder(); byte [] raw = decoder.decodeBuffer(args[1]); byte [] stringBytes = cipher.doFinal(raw); String result = new String(stringBytes, "UTF8"); System.out.println(result); }
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SecretWriting (cont’d)
실행단계 1. 명령라인 매개변수를 검사한다. 2. 암호를 위한 키를 SecretKey.ser 파일에서 얻어오거나 새로운 키를 생성하여 이 파일에 저장한다. 3. Cipher 객체를 생성한다. 4. 입력 데이터를 암호화 혹은 복호화 한다. 키관리 문제 비밀키를 파일로 보관함으로써 쉽게 노출된다. 보호되는 데이터 베이스의 디렉토리에 보관하거나 패스워드 기반의 암호화를 사용한다.
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요약 안전한 시스템을 구축하기 위해서는 플랫폼 보안과 응용 계층의 보안이 요구된다.
자바는 보안 API를 통해서 서명과 암호를 제공한다. 자바는 JDK와 JCE를 통해서 보안을 제공하는 프로그램을 개발할 수 있다.
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