클라우드 보안 메커니즘

1. 암호화

기밀성, 무결성

• 데이터는 기본적으로 일반 텍스트(plaintext)라고 하는 읽을 수 있는 형식으로 코딩됩니다.

  • 일반 텍스트는 네트워크를 통해 전송될 때 무단 접근 및 잠재적인 악의적인 접근에 취약합니다.

• 암호화 메커니즘은 데이터의 기밀성과 무결성을 유지하기 위한 전용 디지털 코딩 시스템입니다.

  • 암호화 기술은 일반적으로 원래의 일반 텍스트 데이터를 암호문(ciphertext)이라고 하는 암호화된 데이터로 변환하기 위해 암호라고 하는 표준화된 알고리즘에 의존합니다.

  • 일반 텍스트 데이터에 암호화가 적용되면 데이터는 암호화 키라는 문자열과 쌍을 이루며, 이는 인증된 당사자가 설정하고 공유하는 비밀 메시지입니다.

    • 암호화 키는 암호문을 원래의 일반 텍스트 형식으로 복호화하는 데 사용됩니다.

• 암호화 메커니즘은 트래픽 도청, 악의적인 중개자, 불충분한 권한 부여 및 중복되는 신뢰 경계 보안 위협에 대처하는 데 도움이 될 수 있습니다.

부인방지 (Non-Repudiation)

• 메시지의 송수신이나 교환 후 사실 부인을 방지하는 보안기술

  • Non-repudiation of origin (NRO)

    • 메시지를 송신하고도 송신하지 않았다고 주장하는 송신자의 부인을 막는송신 부인방지

  • Non-repudiation of delivery (NRD)

    • 메시지가 전달된 사실을 전달되지 않았다고 주장하는 중계자의 부인을막는 전달 부인방지

  • Non-repudiation of receipt (NRR)

    • 메시지를 수신하고도 수신하지 않았다고 주장하는 수신자의 부인을 막는수신 부인방지

  

대칭 암호화

• 암호화할 때 사용되는 Key값과 복호화 할 때 사용되는 Key값이 동일

  • 암호화/복호화 속도가 비대칭형 암호 알고리즘보다 빠름

  • 암호문의 크기가 평문보다 크지 않다(암호화 시 데이터 증가가 없다)

• 부인 방지 기능을 제공하지 않음

  • 둘 이상의 당사자가 키를 소유하고 있는 경우, 어느 당사자가 암호화나복호화를 수행했는지 파악할 수 없음

• 어떻게 송신하는 A와 데이터를 수신하는 B가 동일한 Key를 가질수 있도록 하는가?

  1) Key를 비대칭 암호화 방법을 이용하여 암호화 시킨 후 전송하는 방법

  2) 실제 Key를 전송하지 않고도 A와 B가 동일한 Key를 생성할 수 있도록 하는 알고리즘을 사용

  • Diffie-Hellman 알고리즘

• 대칭 암호화의 예

  • SEED

  • DES

  • DES3

  • AES

비대칭 암호화

• 공개키 암호화

• 암호화할 때 사용되는 Key값과 복호화 할 때 사용되는 Key값이 서로 다름

  • 공개키(public key) & 개인키(private key)

    • A의 공개키를 이용하여 암호화된 데이터는 A의 개인키로만 복호화 가능

    • A의 개인키를 이용하여 암호화된 데이터는 A의 공개키로만 복호화 가능

• 대칭 암호화방식에 비해 처리 속도가 느림

• 부인 방지 기능 제공

• A와 B가 통신하는 방법

  • A와 B는 각자의 공개키를 서로에게 알려줌

    • A는 공개A키, 개인A키, 공개B키 보유

    • B는 공개B키, 개인B키, 공개A키 보유

    • 공격자는 공개A키와 공개B키 보유

  • B는 A에게 데이터를 전송하기 위해 A의 공개A키를 이용하여 데이터를암호화한 후 전송

  • 암호화된 데이터는 개인A키를 가지고 있는 A만 해독 가능함

• 예) 대칭형 암호화의 KEY 암호화

  • C라는 고객이 Bank은행에서 인터넷 뱅킹 가정

    1. C는 Bank에 자신의 공개키를 전송

    2. Bank는 대칭형 암호 알고리즘에서 사용할 비밀키를 C의 공개키를 이용하여 비대칭 암호화한 다음 전송

    3. C는 자신의 개인키로 복호화하여 Bank의 비밀키를 획득

    4. C와 Bank간의 통신은 전송받은 비밀키를 통해 암호화

    5. 공격자가 중간에서 암호화된 비밀키를 획득하더라도 C의 개인키를 알지 못하면 복호화 할 수 없기 때문에 비밀키로 암호화된 내용을 볼 수 없음

2. 해싱

무결성

• 해싱 메커니즘은 단방향, 되돌릴 수 없는 형태(비가역성)의 데이터 보호가 필요할 때 사용됩니다.

  • 메시지에 해싱이 적용되면 메시지가 잠기며 잠금 해제할 메시지에 대한 키가 제공되지 않습니다.

• 해싱 기술을 사용하여 메시지에서 해싱 코드 또는 메시지 다이제스트를 도출할 수 있습니다. 이 메시지는 길이가 고정되어 있고 원래 메시지보다 작습니다.
  

• 메시지 발신자는 해싱 메커니즘을 활용하여 메시지 요약을 메시지에 첨부할 수 있습니다.

• 수신자는 생성된 메시지 요약이 메시지와 함께 제공된 요약과 동일한지 확인하기 위해 메시지에 동일한 해시 기능을 적용합니다.

  • 메세지와 해시 코드를 받으면, 메세지 내용으로 해시 코드를 만들어서 같은지 다른지를 비교해서 무결성을 만족하는지 확인한다.

체크섬 (Checksum)

1. 16비트씩으로 나눠서 세 부분을 더한다.
   • 올림수는 wrap around 처리한다. (끝에 1을 더해준다.)
2. 1의 보수 처리한다.

• SHA-1 (Secure Hash Algorithm)
  • 160bits 사용
• SHA-2
  • 256bits 사용

3. 디지털 서명

신뢰성, 무결성

• 디지털 서명 메커니즘은 인증 및 부인 방지를 통해 데이터 신뢰성과 무결성을 제공하는 수단입니다.

  • 메시지에는 전송 전에 디지털 서명이 할당되며, 이후에 메시지가 무단으로 수정되면 무효화됩니다.

  • 디지털 서명은 수신된 메시지가 정당한 발신자가 작성한 메시지와 동일하다는 증거를 제공합니다.

• 해싱 및 비대칭 암호화는 모두 디지털 서명 생성에 관련되며, 기본적으로 개인 키로 암호화되고 원본 메시지에 추가된 메시지 요약으로 존재합니다.

  • 수신자는 서명 유효성을 확인하고 해당 공개 키를 사용하여 디지털 서명을 해독하여 메시지 요약을 생성합니다.

• 디지털 서명 메커니즘은 악의적인 중개자, 불충분한 권한 부여 및 중복되는 신뢰 경계 보안 위협을 완화하는 데 도움이 됩니다.

보충

• 비대칭 암호화 방식 기반

• 송신자가 작성한 문서자체를 암호화 하지는 않음

  • 제 3자가 문서 내용 열람 가능

• 전자서명

  • 전자서명에 작성자로 기재된 자가 그 문서를 작성하였다는 사실과 송수신과정에서 위변조 되지 않았다는 사실을 증명

  • 작성자의 부인방지

• 비밀번호가 암호화되어 저장되어 있기 때문에 비밀번호를 재설정해야하는 이유
  • "password" -> Digest -> 서비스시스템에 저장

4. 공개 키 인프라 (PKI, Public Key Infrastructure)

• 비대칭 키 발급을 관리하기 위한 일반적인 접근 방식은 대규모 시스템에서 공개 키 암호화를 안전하게 사용할 수 있도록 하는 프로토콜, 데이터 형식, 규칙 및 관행 시스템으로 존재하는 공개 키 인프라(PKI) 메커니즘을 기반으로 합니다.

  • 이 시스템은 공개 키를 해당 키 소유자(공개 키 식별이라고 함)와 연결하는 동시에 키 유효성을 확인하는 데 사용됩니다.

  • PKI는 공개 키를 인증서 소유자 ID 및 유효 기간과 같은 관련 정보에 바인딩하는 디지털 서명된 데이터 구조인 디지털 인증서의 사용에 의존합니다.

  • 디지털 인증서는 일반적으로 타사 인증 기관(CA, Certificate Authority)에서 디지털 서명합니다.

• 관리 메세지 + 디지털 서명
  • 합법적인 자원관리자인 것을 증명한 다음 포털을 이용할 수 있다.

5. ID와 접근 관리 (IAM, Identity and Access Management)

• ID와 접근 관리(IAM) 메커니즘에는 IT 자원, 환경 및 시스템에 대한 접근 권한과 사용자 ID를 제어하고 추적하는 데 필요한 구성 요소와 정책이 포함됩니다.

  • 인증(Authentication) – 사용자 이름과 암호 조합은 IAM 시스템에서 관리하는 가장 일반적인 사용자 인증 자격 증명 형식으로 남아 있습니다.

    • 사용자 확인

  • 허가(Authorization) – 권한 부여 구성 요소는 접근 제어에 대한 정확한 세분성을 정의하고 ID, 접근 제어 권한 및 IT 자원 가용성 간의 관계를 감독합니다.

    • 권한을 확인하고 경계를 설정

  • 사용자 관리 – 시스템의 관리 기능과 관련하여 사용자 관리 프로그램은 새 사용자 ID와 접근 그룹 생성, 비밀번호 재설정, 비밀번호 정책 정의 및 권한 관리를 담당합니다.

    • 새로운 사용자를 관리하거나 그룹으로 사용 권한을 설정

  • 자격 증명 관리 – 자격 증명 관리 시스템은 정의된 사용자 계정에 대한 ID 및 액세스 접근 제어 규칙을 설정하여 불충분한 권한 부여의 위협을 완화합니다.

6. 싱글 사인온

• 싱글 사인온(SSO) 메커니즘은 클라우드 서비스 소비자가 다른 클라우드 서비스 또는 클라우드 기반 IT 자원에 접근하는 동안 지속되는 보안 컨텍스트를 설정하는 보안 중계자에 의해 한 클라우드 서비스 소비자를 인증할 수 있도록 합니다.

  • 우리 학교 포털로 로그인하면 스노우보드에 로그인을 따로 할 필요없는 것 처럼 다양한 기능을 한 번에 들어가는 것과 같다.

<하나의 클라우드에서의 여러 서비스>

<여러 클라우드에서의 클라우드 서비스>