🔐 대칭키 vs 비대칭키 암호화: 무엇이 다를까?

🤔 오늘의 이야기

최근에 이런 글을 한 번 써보면 어떨까 하는 생각이 들어 정리해봤습니다. 보안과 관련해서 대칭키 암호화와 비대칭키 암호화는 워낙 기본적인 개념이지만, 실제로 어떤 차이가 있는지 헷갈릴 때가 있더라고요. 저도 다시 한 번 정리하는 기회가 되었으니, 함께 살펴보시면 좋을 것 같습니다! 😊 이번 글에서는 대칭키 암호화와 비대칭키 암호화의 차이점과 각각의 장단점을 쉽게 설명해보려고 합니다. 함께 보시죠! 🚀

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1️⃣ 대칭키 암호화 (Symmetric Key Cryptography) 🔄

✔️ 개념:
대칭키 암호화는 암호화와 복호화에 동일한 키를 사용하는 방식입니다. 데이터를 암호화할 때 사용한 키를 복호화할 때도 그대로 사용하기 때문에 처리 속도가 빠르고 효율적입니다.

📌 예제:

• AES (Advanced Encryption Standard)
• DES (Data Encryption Standard)
• RC4

✅ 장점

• 빠른 속도: 키가 하나이기 때문에 암호화 및 복호화 속도가 빠름.
• 연산 부담이 적음: 계산량이 적어 CPU 부하가 낮음.
• 파일 크기 증가 없음: 암호화된 데이터의 크기가 크게 증가하지 않음.

❌ 단점

• 키 분배 문제: 키가 유출되면 암호화된 데이터도 쉽게 복호화될 위험이 있음.
• 키 관리의 어려움: 통신하는 사람마다 서로 다른 키를 사용해야 하므로, 사용자가 많아질수록 키 관리가 어려워짐.

✅ Java 예제 - AES 암호화

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import java.util.Base64;

public class AESExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 키 생성
        KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGen.init(128);
        SecretKey secretKey = keyGen.generateKey();
        
        // 암호화
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        String originalText = "Hello, Secure World!";
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(originalText.getBytes());
        
        System.out.println("암호화된 텍스트: " + Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes));
        
        // 복호화
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(encryptedBytes);
        System.out.println("복호화된 텍스트: " + new String(decryptedBytes));
    }
}

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2️⃣ 비대칭키 암호화 (Asymmetric Key Cryptography) 🔑

✔️ 개념:
비대칭키 암호화는 공개키(Public Key)와 개인키(Private Key) 두 개의 키를 사용하는 방식입니다. 일반적으로 송신자는 수신자의 공개키로 데이터를 암호화하고, 수신자는 자신의 개인키로 이를 복호화합니다.

📌 예제:

• RSA (Rivest-Shamir-Adleman)
• ECC (Elliptic Curve Cryptography)
• DSA (Digital Signature Algorithm)

✅ 장점

• 보안성이 높음: 키를 공유하지 않아도 되므로 키 유출 위험이 적음.
• 전자서명 활용 가능: 개인키로 암호화하고 공개키로 복호화하는 방식은 인증 및 전자서명에 사용됨.

❌ 단점

• 처리 속도가 느림: 연산이 복잡하여 대칭키 암호화보다 속도가 느림.
• 큰 데이터 암호화에 비효율적: 보통 짧은 데이터(예: 대칭키)를 암호화하는 데 사용되며, 긴 데이터는 대칭키 암호화와 함께 사용됨.

✅ Java 예제 - RSA 암호화

import java.security.*;
import javax.crypto.Cipher;
import java.util.Base64;

public class RSAExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 키 쌍 생성
        KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyGen.initialize(2048);
        KeyPair keyPair = keyGen.generateKeyPair();
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
        
        // 암호화
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        String originalText = "Hello, Secure World!";
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(originalText.getBytes());
        
        System.out.println("암호화된 텍스트: " + Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes));
        
        // 복호화
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(encryptedBytes);
        System.out.println("복호화된 텍스트: " + new String(decryptedBytes));
    }
}

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3️⃣ 대칭키 vs 비대칭키, 언제 사용할까? 🤷‍♂️

방식	장점	단점	대표 알고리즘	사용 사례
대칭키 암호화	빠르고 효율적	키 관리 어려움	AES, DES	파일 암호화, DB 암호화
비대칭키 암호화	보안성 높음, 전자서명 가능	속도 느림, 연산 부담	RSA, ECC	HTTPS, 전자서명, 키 교환

실제로는 두 가지 암호화 방식을 혼합하여 사용하는 경우가 많습니다. 예를 들어, HTTPS에서는 비대칭키 암호화를 사용하여 대칭키를 안전하게 공유한 후, 대칭키 암호화로 본격적인 데이터를 암호화합니다. 이렇게 하면 보안성과 성능을 모두 확보할 수 있습니다. 🚀

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🎯 마무리

이번 글에서는 대칭키 암호화와 비대칭키 암호화의 차이점을 정리하고 각각의 장단점과 사용 사례를 살펴보았습니다.

✔ 빠른 속도와 효율성을 원하면? → 대칭키 암호화
✔ 보안성과 전자서명이 필요하면? → 비대칭키 암호화
✔ 둘 다 사용하면? → 보안성과 성능 모두 잡기!

보안은 항상 중요합니다. 클린 코드뿐만 아니라 안전한 코드도 작성할 수 있도록 노력해 봅시다! 🔐