WO2023191216A1 - 데이터 암호화 및 복호화 시스템, 방법 - Google Patents

데이터 암호화 및 복호화 시스템, 방법 Download PDF

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WO2023191216A1
WO2023191216A1 PCT/KR2022/016831 KR2022016831W WO2023191216A1 WO 2023191216 A1 WO2023191216 A1 WO 2023191216A1 KR 2022016831 W KR2022016831 W KR 2022016831W WO 2023191216 A1 WO2023191216 A1 WO 2023191216A1
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WO
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data
encryption
target block
encryption key
hash value
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/016831
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English (en)
French (fr)
Inventor
김영후
김남규
정용만
김현수
김현기
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주식회사 아이서티
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    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/06—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
    • H04L9/0643—Hash functions, e.g. MD5, SHA, HMAC or f9 MAC
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
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    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0861—Generation of secret information including derivation or calculation of cryptographic keys or passwords

Definitions

  • the present invention relates to data security technology, and more specifically to systems and methods for data encryption and decryption.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a system and method for encrypting and decrypting data at the transmitting end and the receiving end.
  • a data encryption method at a transmitting end includes dividing transmission target data into an arbitrary number of blocks; Selecting an encryption key generation target block to be used for encryption key extraction from among the plurality of divided blocks; generating an encryption key based on the encryption key generation target block; Selecting an encryption target block from among remaining blocks excluding the encryption key generation target block; and encrypting the encryption target block based on the generated encryption key.
  • a data decoding method at a receiving end includes receiving target data transmitted from a transmitting end; dividing the target data into a plurality of blocks according to encryption protocol information previously shared with the transmitter; selecting a decryption key generation target block to be used for decryption key extraction from among the plurality of divided blocks based on the encryption protocol information; generating a decryption key based on the decryption key generation target block; And a step of decrypting the remaining blocks excluding the decryption key generation target block based on the generated decryption key to restore the data to be received.
  • a computer program according to another aspect of the present invention for solving the above-described problem is combined with a computer as hardware to execute a data encryption and decryption method, and is stored in a computer-readable recording medium.
  • FIG. 1 is an exemplary diagram illustrating the configuration of a computer system in which a data encryption and decryption method according to an embodiment of the present invention is implemented.
  • Figure 2 is a flowchart of a data encryption method at the transmitting end according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a diagram illustrating an example of encrypting data to be transmitted at a transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a flowchart of a data decoding method at the receiving end according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a flowchart of a data forgery verification method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a diagram for explaining an example of a method for preventing data forgery and falsification.
  • Figure 7 is a diagram for explaining an example of detecting forgery or alteration among data to be transmitted and received.
  • Figure 1 is an exemplary diagram for explaining the configuration of a computer system 100 in which a data encryption and decryption method according to an embodiment of the present invention is implemented. Meanwhile, the data encryption and decryption method according to an embodiment of the present invention may be implemented in the computer system 100 or recorded on a recording medium.
  • the computer system 100 includes at least one processor 110, a memory 120, a data communication bus 130, a storage 140, and a user input device 150. , may include a user output device 160.
  • processor 110 the computer system 100 includes at least one processor 110, a memory 120, a data communication bus 130, a storage 140, and a user input device 150.
  • user input device 150 may include a user output device 160.
  • user output device 160 the computer system 100 includes at least one processor 110, a memory 120, a data communication bus 130, a storage 140, and a user input device 150.
  • Each of the above-described components communicates data through the data communication bus 130.
  • Computer system 100 may further include a network interface 170 connected to network 180 .
  • the processor 110 may be a central processing unit (CPU) or a semiconductor device that processes instructions stored in the memory 130 and/or the storage 140.
  • the memory 120 and the storage 140 may include various types of volatile or non-volatile storage media.
  • the memory 120 may include ROM 123 and RAM 126.
  • the data encryption and decryption method according to an embodiment of the present invention can be implemented in a method executable on a computer.
  • computer-readable instructions may perform the operating method according to the present invention.
  • Computer-readable recording media include all types of recording media storing data that can be deciphered by the computer system 100. For example, there may be read only memory (ROM), random access memory (RAM), magnetic tape, magnetic disk, flash memory, and optical data storage devices.
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • magnetic tape magnetic tape
  • magnetic disk magnetic disk
  • flash memory optical data storage devices
  • the computer-readable recording medium can be distributed to the computer system 100 connected through a computer communication network, and stored and executed as code that can be read in a distributed manner.
  • the computer system 100 that performs the data encryption and decryption method according to an embodiment of the present invention supplies an encoder that performs encryption of data and a decoder that performs decryption. That is, the computer system 100 provides an encoder API to a transmission target terminal (hereinafter referred to as a transmitter) that wants to encrypt data, and provides a decoder API to a receiving target terminal (hereinafter referred to as a receiver) that wants to decrypt data encrypted by the encoder. to provide.
  • a transmission target terminal hereinafter referred to as a transmitter
  • a decoder API to a receiving target terminal (hereinafter referred to as a receiver) that wants to decrypt data encrypted by the encoder. to provide.
  • the transmitting end and the receiving end may be various devices such as smartphones, cameras, black boxes, tablet PCs, or laptops, and may be applied for data security of the digital devices.
  • the data to be transmitted and received in the present invention may include at least one of text messages, still image data, video data, voice data, personal information data, and voice data.
  • the work data may be data for adding security within a server or terminal.
  • the data to be transmitted and received is video data consisting of a plurality of frames.
  • One embodiment of the present invention is characterized in that the receiving end shares the encryption protocol information generated by the transmitting end with each other, and according to this technical feature, the sending end and the receiving end do not exchange encryption keys and decryption keys, that is, symmetric keys, with each other. It is characterized by
  • one embodiment of the present invention does not transmit or share the key when transmitting data, thereby solving the security problem of data being leaked due to the key being stolen by a third party.
  • the encoder is provided at the transmitting end and the decoder is provided at the receiving end.
  • the input parameter of the encoder is the data to be transmitted, and the output data is the encrypted data to be transmitted.
  • the input parameter of the decoder is encrypted data to be transmitted (hereinafter referred to as data to be received), and the output data is the decrypted data to be received.
  • Figure 2 is a flowchart of a data encryption method at the transmitting end according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a diagram illustrating an example of encrypting data to be transmitted at a transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • the transmitting end divides the transmission target data into an arbitrary number of blocks (S110).
  • the transmitting end may divide the transmission target data into a plurality of blocks according to at least one of an arbitrary number and an arbitrary size.
  • the data to be transmitted may be at least one piece of data, and in the case of a plurality of data, it means a plurality of consecutive data. And, in the case of a plurality of data, each of the plurality of data is divided into a random number of blocks.
  • video data consists of a plurality of transmission target data
  • one transmission target data means one frame data constituting the video data.
  • the transmitting end can divide one frame data of 1,000 bytes in size into three blocks. Depending on the embodiment, all three blocks may be divided to have the same data size, and may be divided into 100 bytes, 400 bytes, or 500 bytes depending on the arbitrary size.
  • the first frame data is divided into 9 blocks with the same size, and the nth frame data is divided into 5 blocks with different data sizes.
  • blocks may be divided in the same manner for a plurality of transmission target data, or blocks of at least one transmission target data may be divided in a different manner from other transmission target data, as shown in FIG. 3.
  • the transmitting end selects an encryption key generation target block to be used for encryption key extraction among the plurality of divided blocks (S120).
  • the transmitting end may select one block among a plurality of blocks as the target block for generating an encryption key. For example, when one frame data is divided into three blocks, the second block (400 bytes of data) among the three blocks can be selected as the block for generating the encryption key.
  • the transmitting end may select a plurality of blocks among a plurality of blocks as encryption key generation target blocks. For example, if one frame data is divided into three blocks, the first and third blocks (total of 600 bytes of data) among the three blocks can be selected as the blocks for generating the encryption key.
  • an embodiment of the present invention further increases the diversity and complexity in generating encryption keys by selecting the target block for encryption key generation by various conditions and methods, rather than selecting the target block using a fixed method that satisfies specific conditions, thereby increasing security. You can increase your stamina.
  • the first block (P1) located at the top left is selected as the encryption key generation target block.
  • the transmitting end generates an encryption key based on the selected encryption key generation target block (S130).
  • an embodiment of the present invention can generate an encryption key according to various embodiments.
  • the transmitting end may generate an encryption key for a data area corresponding to a predetermined location and a predetermined size of the encryption key generation target block. For example, the transmitting end can generate 32 bytes corresponding to the first position in the second block (400 bytes of data), which is the block for generating the encryption key, as an encryption key.
  • the transmitting end may extract a hash value from the data area corresponding to the encryption key generation target block and generate the extracted hash value as an encryption key.
  • the transmitting end can extract a hash value to have a preset data size from the data area corresponding to the encryption key generation target block.
  • the transmitter can extract the hash value of 32 bytes from the second block (400 bytes of data), which is the target block for generating the encryption key, and use the extracted hash value as the encryption key.
  • the hash value can be extracted from expanded data in which specific data is added to the data area corresponding to the block for which the encryption key is to be generated.
  • the transmitting end extracts a hash value to have a preset first data size from the data area corresponding to the encryption key generation target block, and extracts only the preset second data size from among the extracted hash values to use as an encryption key.
  • the transmitting end extracts the hash value of the 2nd block (400 bytes of data), which is the block for generating the encryption key, as 32 bytes, and selects the second data size according to the odd or even number or a random number of the extracted hash values. It can be extracted to satisfy and used as an encryption key.
  • the transmitter selects an encryption target block among the remaining blocks excluding the encryption key generation target block (S140).
  • the transmitting end may select all remaining blocks, excluding the encryption key generation target block, among the plurality of blocks as the encryption target block. For example, the transmitting end can select all remaining blocks, blocks 1 and 3, excluding the 2nd block (400 bytes of data), which is the target block for encryption key generation, as the encryption target block.
  • the transmitter may select some of the remaining blocks excluding the encryption key generation target block among the plurality of blocks as the encryption target block. For example, the transmitting end can select only block 3 among the remaining blocks excluding the 2nd block (400 bytes of data), which is the target block for encryption key generation, as the block to be encrypted.
  • the remainder excluding the encryption key generation target block which is the first block (P1) located at the top left, becomes the remaining blocks, and among the remaining blocks, the block located in the center and the block on the right It shows that the two blocks located at the bottom (P2) were selected as the encryption target blocks.
  • the transmitter encrypts the block to be encrypted based on the generated encryption key (S150).
  • the transmitting end does not perform encryption on the second block (400 bytes of data) selected as the encryption key generation target block, and only performs encryption on the block selected as the encryption target block among the remaining blocks.
  • the transmitter encrypts the corresponding blocks.
  • the transmitter does not encrypt the 1st block and encrypts only the 3rd block.
  • the transmitting end transmits the transmission target data to the receiving end.
  • security can be further strengthened by re-encrypting the encrypted result (encrypted data to be transmitted) in the same manner one or more times in the same manner as in the above-described embodiment.
  • it may be performed using the same process as the previous encryption process, or encryption may be performed in a different way.
  • the encryption key generation target block is set within the encryption target area (encryption target block) of the previous encryption step, and the encryption target block is set in the key extraction target block (candidate for encryption key generation) of the previous step.
  • the security level can be further increased by performing encryption on all data areas.
  • the security level can be increased in proportion to the number of times it is performed, and if re-encryption is performed with different block settings at each stage so that the entire data can be encrypted, the entire block will be encrypted. It can be obtained.
  • Figure 4 is a flowchart of a data decoding method at the receiving end according to an embodiment of the present invention.
  • the receiving end extracts the decryption key in the same way as the sending end, and decrypts the encrypted block using the decryption key to restore the data transmitted from the sending end.
  • the transmission target data transmitted from the transmitting end will be referred to as the receiving target data from the receiving end's perspective.
  • the encryption target block is referred to as the decryption target block
  • the block corresponding to the encryption key generation target block is referred to as the decryption key generation target block.
  • the receiving end when the receiving end receives target data transmitted from the transmitting end (S210), the receiving end divides the receiving end data into a plurality of blocks according to encryption protocol information previously shared with the transmitting end (S220).
  • the data encryption and decryption method according to the present invention is performed by the computing system 100 described in FIG. 1, and the computing system 100 provides APIs for encoding and decoding to the transmitting end and the receiving end, respectively.
  • encryption protocol information including block division information for encrypting each transmission target data at the transmitting end, information about the encryption key generation target block, and information about the encryption target block are shared with the receiving end.
  • the receiving end can accurately determine the number, shape, and size information of the divided blocks for each of the plurality of transmission target data at the transmitting end, the location of the encryption key generation target block, and the location of the encryption target block even in the receiving target data. .
  • an embodiment of the present invention prevents problems such as key leakage when transmitting and receiving data by allowing the transmitting and receiving ends to share only the encryption protocol information operated by the same system 100, rather than sharing the symmetric key. can do.
  • the receiving end selects a decryption key generation target block to be used for decryption key extraction from among the plurality of blocks divided based on the encryption protocol information (S230), and generates a decryption key based on the decryption key generation target block (S240) .
  • the receiving end may generate a decryption key for a data area corresponding to a predetermined location and a predetermined size in the decryption key generation target block.
  • the receiving end may extract a hash value to have a preset data size from the data area corresponding to the decryption key generation target block, and generate the extracted hash value as a decryption key.
  • the receiving end extracts a hash value to have a preset first data size from the data area corresponding to the decryption key generation target block, and extracts only the preset second data size from among the extracted hash values to generate a decryption key. can do.
  • the receiving end restores the data to be received by decrypting the remaining blocks excluding the decryption key generation target block based on the generated decryption key (S250).
  • the receiving end selects all or part of the remaining block as the decryption target block according to the encryption protocol information, and decrypts only the selected decryption target block to restore the reception target data.
  • an embodiment of the present invention obtains the first decryption key based on the decryption key generation target block corresponding to re-encryption according to the encryption protocol information and performs decryption on the remaining blocks excluding the decryption key generation target block. do. This process corresponds to the decryption process corresponding to re-encryption.
  • a second decryption key is obtained according to the encryption protocol information, and decryption is performed on the remaining blocks excluding the decryption key generation target block based on the second decryption key. If re-encryption has been performed multiple times, the third and fourth decryption key generation processes and decryption processes may be performed. According to this process, an embodiment of the present invention restores the data to be received in which the entire block has been encrypted.
  • Figure 5 is a flowchart of a data forgery verification method according to an embodiment of the present invention.
  • the transmitting end extracts a hash value from the nth transmission target data (S310).
  • the nth transmission target data refers to data currently to be transmitted.
  • the transmitting end applies any preset promised data as the hash value corresponding to the n-1th transmission target data.
  • the transmitting end generates a first hash value, which is the final hash value for the n-th transmission target data, based on the hash value of the n-1th transmission target data and the hash value of the nth transmission target data (S320).
  • the transmitting end transmits the transmission target data and the first hash value corresponding to each transmission target data to the receiving end (S330).
  • the receiving end extracts a hash value from the nth receiving target data (S340).
  • the nth reception target data is the same as the nth transmission target data and means data currently received by the receiving end.
  • the receiving end generates a second hash value, which is the final hash value for the n-th receiving target data, based on the hash value of the n-1th receiving target data and the hash value of the n-th receiving target data (S350).
  • the receiving end compares the first hash value transmitted from the transmitting end and the second hash value generated by the receiving end to detect missing forged or altered receiving target data among the plurality of receiving target data (S360).
  • Figure 6 is a diagram for explaining an example of a method for preventing data forgery and falsification.
  • the transmitting end extracts the hash value b of the nth transmission target data, and the new final hash value for the nth transmission target data is based on the hash value a and hash value b of the previously extracted n-1th transmission target data. Creates ⁇ . At this time, the final hash value of the n-1st transmission target data generated in the previous step is ⁇ .
  • the transmitting end When transmitting each target data to the receiving end, the transmitting end also transmits the first hash value ( ⁇ , ⁇ , etc.), which is the final hash value.
  • the receiving end when the receiving end receives the n-th receiving target data, it extracts the hash value b of the n-th receiving target data, and receives the n-th receiving target based on the hash value a and hash value b of the previously extracted n-1 receiving target data. Creates ⁇ , a new final hash value for the target data.
  • the receiving end can detect whether forgery or alteration of data has occurred by confirming that the first hash value and the second hash value are the same as ⁇ .
  • Figure 7 is a diagram for explaining an example of detecting forgery or alteration among data to be transmitted and received.
  • an embodiment of the present invention can detect whether intermediate data has been forged or altered by considering the correlation of hash values in each transmitted and received data.
  • the transmitting end transmits three consecutive transmission target data and the first hash values ( ⁇ , ⁇ ) to the receiving end, and among them, the nth transmission target data is forged and missing.
  • the receiving end is The second hash value ⁇ is generated from the n-1 receiving target data, but since there is no n-th receiving target data, it is based on the hash value a of the n-1 receiving target data and the hash value c of the n+1 receiving target data. This generates the second hash value ⁇ '.
  • the nth receiving target data which is the previous data of the n+1 receiving target data, is missing due to forgery and alteration.
  • steps S110 to S360 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, depending on the implementation of the present invention. Additionally, some steps may be omitted or the order between steps may be changed as needed. In addition, even if other omitted content, the content of FIGS. 2 to 7 may also be applied to the computing system 100 of FIG. 1.
  • An embodiment of the present invention described above may be implemented as a program (or application) and stored in a medium in order to be executed in conjunction with a computer, which is hardware.
  • the above-mentioned program is C, C++, JAVA, Ruby, and It may include code coded in a computer language such as Python or machine language. These codes may include functional codes related to functions that define the necessary functions for executing the methods, and include control codes related to execution procedures necessary for the computer's processor to execute the functions according to predetermined procedures. can do. In addition, these codes may further include memory reference-related codes that indicate at which location (address address) in the computer's internal or external memory additional information or media required for the computer's processor to execute the above functions should be referenced. there is.
  • the code uses the computer's communication module to determine how to communicate with any other remote computer or server. It may further include communication-related codes regarding whether communication should be performed and what information or media should be transmitted and received during communication.
  • the storage medium refers to a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device, rather than a medium that stores data for a short period of time, such as a register, cache, or memory.
  • examples of the storage medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc., but are not limited thereto. That is, the program may be stored in various recording media on various servers that the computer can access or on various recording media on the user's computer. Additionally, the medium may be distributed in the network-connected computer system 100, and computer-readable codes may be stored in a distributed manner.

Landscapes

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  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Storage Device Security (AREA)

Abstract

컴퓨팅 시스템에서 수행되는 데이터 암호화 방법은 송신 대상 데이터를 임의의 개수의 블록으로 분할하는 단계; 상기 분할된 복수 개의 블록 중 암호키 추출에 사용할 암호키 생성 대상 블록을 선정하는 단계; 상기 암호키 생성 대상 블록에 기초하여 암호키를 생성하는 단계; 상기 암호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록 중 암호화 대상 블록을 선정하는 단계; 및 상기 생성된 암호키를 기반으로 상기 암호화 대상 블록을 암호화하는 단계를 포함한다.

Description

데이터 암호화 및 복호화 시스템, 방법
본 발명은 데이터 보안 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 데이터 암호화 및 복호화를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
근래 들어, 통신 및 컴퓨팅 리소스의 발달로 인해 다양한 컴퓨팅 서비스는 우리에게 많은 영향을 주고 있다. 하지만, 네트워크를 이용해서 데이터를 송수신하는 컴퓨팅 서비스는 그로 인해 많은 보안성 문제를 가지게 된다.
특히, 네트워크의 발달로 인하여 언제, 어디서나 필요한 데이터를 송수신할 수 있으며, 데이터의 읽기, 쓰기, 수정 등이 점차 자유로워지고 있다. 이는 반대로 네트워크를 통해 언제나 다른 누군가에게 정보가 노출될 수 있음을 의미한다.
일반적으로 중요한 데이터라면 전체 내용을 암호화하면 된다. 하지만, 전체 내용을 암호화하는 경우에는 데이터의 암호화 및 복호화에 매우 많은 오버헤드가 걸리게 되는 문제가 있다. 또한, 데이터를 암호화 및 복호화를 위해서는 상호 간에 키를 주고받아야 하는데, 중간에 악의적으로 키를 절취함으로 데이터가 위변조될 수도 있다. 이러한 보안상의 취약점을 개선하기 위해 다양한 키관리 방법을 사용할 수 있지만, 이는 관리 오버헤드를 증가시키고, 키 누출에 대한 위험성은 완전히 해결할 수 없는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 송신단 및 수신단에서의 데이터를 암호화 및 복호화하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기된 바와 같은 과제로 한정되지 않으며, 또다른 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따른 송신단에서의 데이터 암호화 방법은 송신 대상 데이터를 임의의 개수의 블록으로 분할하는 단계; 상기 분할된 복수 개의 블록 중 암호키 추출에 사용할 암호키 생성 대상 블록을 선정하는 단계; 상기 암호키 생성 대상 블록에 기초하여 암호키를 생성하는 단계; 상기 암호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록 중 암호화 대상 블록을 선정하는 단계; 및 상기 생성된 암호키를 기반으로 상기 암호화 대상 블록을 암호화하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 제2 측면에 따른 수신단에서의 데이터 복호화 방법은 송신단으로부터 송신되는 수신 대상 데이터를 수신하는 단계; 상기 수신 대상 데이터를 상기 송신단과 기 공유된 암호화 규약 정보에 따른 복수 개의 블록으로 분할하는 단계; 상기 암호화 규약 정보에 기초하여 상기 분할된 복수 개의 블록 중 복호키 추출에 사용할 복호키 생성 대상 블록을 선택하는 단계; 상기 복호키 생성 대상 블록에 기초하여 복호키를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 복호키를 기반으로 상기 복호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록을 대상으로 복호화하여 상기 수신 대상 데이터를 복원하는 단계를 포함한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 컴퓨터 프로그램은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 데이터 암호화 및 복호화 방법을 실행하며, 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장된다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 송수신 대상 데이터에 대한 암호화 및 복호화 과정에서 키의 전달 또는 공유 과정을 생략함으로써, 제3자에 의한 악의적인 데이터 절취를 방지할 수 있어 데이터 보안성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 송수신 대상 데이터의 연속적인 상관관계를 기반으로 해시값을 생성 및 비교함으로써 연속적인 데이터 중 특정 데이터가 누락 또는 제거되는 위변조 행위를 감지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 암호화 및 복호화 방법이 구현되는 컴퓨터 시스템의 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신단에서의 데이터 암호화 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신단에서의 송신 대상 데이터를 암호화하는 일 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신단에서의 데이터 복호화 방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 위변조 검증 방법의 순서도이다.
도 6은 데이터 위변조 방지 방법의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 송수신 대상 데이터 중 위변조를 감지하는 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 암호화 및 복호화 방법이 구현되는 컴퓨터 시스템(100)의 구성을 설명하기 위한 예시도이다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 암호화 및 복호화 방법은 컴퓨터 시스템(100)에서 구현되거나, 또는 기록매체에 기록될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(100)은 적어도 하나 이상의 프로세서(110)와, 메모리(120)와, 데이터 통신 버스(130)와, 저장소(140)와, 사용자 입력 장치(150)와, 사용자 출력 장치 (160)를 포함할 수 있다. 전술한 각각의 구성 요소는 데이터 통신 버스(130)를 통해 데이터 통신을 한다.
컴퓨터 시스템(100)은 네트워크(180)에 연결된 네트워크 인터페이스(170)를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서(110)는 중앙처리 장치(central processing unit (CPU))이거나, 혹은 메모리(130) 및/또는 저장소(140)에 저장된 명령어를 처리하는 반도체 장치일 수 있다.
상기 메모리(120) 및 상기 저장소(140)는 다양한 형태의 휘발성 혹은 비휘발성 저장매체를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 메모리(120)는 ROM(123) 및 RAM(126)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 암호화 및 복호화 방법은 컴퓨터에서 실행 가능한 방법으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 데이터 암호화 및 복호화 방법이 컴퓨터 장치에서 수행될 때, 컴퓨터로 판독 가능한 명령어들이 본 발명에 따른 운영 방법을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명에 따른 데이터 암호화 및 복호화 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템(100)에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템(100)에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다
본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 암호화 및 복호화 방법을 수행하는 컴퓨터 시스템(100)은 데이터의 암호화를 수행하는 인코더와 복호화를 수행하는 디코더를 공급한다. 즉, 컴퓨터 시스템(100)은 데이터를 암호화하고자 하는 송신 대상 단말(이하, 송신단)로 인코더 API를 제공하며, 인코더에 의해 암호화된 데이터를 복호화하고자 하는 수신 대상 단말(이하, 수신단)로 디코더 API를 제공한다.
일 예로, 송신단 및 수신단은 스마트폰, 카메라, 블랙박스, 태블릿 PC 또는 노트북 등 다양한 기기가 그 대상일 수 있으며, 해당 디지털 기기의 데이터 보안을 위해 적용될 수 있다. 또한, 본 발명에서의 송수신 대상 데이터는 문자 메시지, 정지 영상 데이터, 동영상 데이터, 음성 데이터, 개인정보 데이터 및 음성 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 일 데이터는 서버 또는 단말 내 보안성을 부가하기 위한 데이터일 수 있다. 본 발명의 설명에서 송수신 대상 데이터는 복수의 프레임으로 구성되는 동영상 데이터인 것으로 예를 들어 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예는 송신단에 의해 생성된 암호 규약 정보를 수신단이 서로 공유하는 것을 특징으로 하며, 이러한 기술적 특징에 따라 송신단과 수신단은 서로 암호키 및 복호키, 즉 대칭키를 주고받지 않는 것을 특징으로 한다.
이처럼 본 발명의 일 실시예는 데이터 전송시 키를 전달하거나 공유하지 않음으로써, 제3자에 의하여 중간에 키가 절취되어 데이터가 유출되는 보안 문제를 해소할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 인코더는 송신단에 구비되며 디코더는 수신단에 구비된다. 인코더의 입력 파라미터는 송신 대상 데이터이고, 출력 데이터는 암호화된 송신 대상 데이터가 된다. 디코더의 입력 파라미터는 암호화된 송신 대상 데이터(이를 수신 대상 데이터라 지칭하도록 한다)이고, 출력데이터는 복호화된 수신 대상 데이터가 된다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 시스템(100)에 의해 수행되는 송수신단에서의 데이터 암호화 방법에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신단에서의 데이터 암호화 방법의 순서도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신단에서의 송신 대상 데이터를 암호화하는 일 예시를 도시한 도면이다.
먼저, 송신단은 송신 대상 데이터를 임의의 개수의 블록으로 분할한다(S110). 일 실시예로, 송신단은 송신 대상 데이터를 임의의 개수 및 임의의 크기 중 적어도 하나에 따라 복수 개의 블록으로 분할할 수 있다. 이때, 송신 대상 데이터는 적어도 하나의 데이터일 수 있으며, 복수 개의 데이터인 경우 연속되는 복수 개의 데이터를 의미한다. 그리고 복수 개의 데이터인 경우 복수 개의 데이터 각각을 임의의 개수의 블록으로 분할한다.
예를 들어, 영상 데이터는 복수의 송신 대상 데이터로 구성되며, 하나의 송신 대상 데이터는 영상 데이터를 구성하는 하나의 프레임 데이터를 의미한다. 이때, 송신단은 크기가 1,000byte인 하나의 프레임 데이터를 3개의 블록으로 나눌 수 있다. 실시예에 따라, 3개의 블록은 모두 동일한 데이터 크기를 가지도록 분할될 수 있으며, 임의의 크기에 따라 100byte, 400byte, 500byte로 분할될 수도 있다.
도 3의 예시에서는 제1 프레임 데이터를 대상으로 서로 동일한 크기를 갖는 9개의 블록으로 나누었으며, 제n 프레임 데이터는 서로 다른 데이터 크기를 갖는 5개의 블록으로 나눈 것을 나타낸다. 본 발명의 일 실시예는 복수의 송신 대상 데이터에 대해 동일한 방식으로 블록을 분할하거나, 도 3과 같이 적어도 하나의 송신 대상 데이터를 타 송신 대상 데이터와 상이한 방식으로 블록 분할을 할 수 있다.
다음으로, 송신단은 분할된 복수 개의 블록 중 암호키 추출에 사용할 암호키 생성 대상 블록을 선정한다(S120).
일 실시예로, 송신단은 복수 개의 블록 중 어느 하나의 블록을 암호키 생성 대상 블록으로 선정할 수 있다. 예를 들어, 하나의 프레임 데이터를 3개의 블록으로 나눈 경우, 3개의 블록 중 2 번째 블록(400byte 데이터)을 암호키 생성 대상 블록으로 선정할 수 있다.
다른 일 실시예로, 송신단은 복수 개의 블록 중 복수 개의 블록을 암호키 생성 대상 블록으로 선정할 수 있다. 예를 들어, 하나의 프레임 데이터를 3개의 블록으로 나눈 경우, 3개의 블록 중 1 번째 및 3 번째 블록(총 600byte 데이터)을 암호키 생성 대상 블록으로 선정할 수 있다.
이처럼 본 발명의 일 실시예는 암호키 생성 대상 블록을 특정 조건을 만족하는 고정된 방법으로 선정하는 것이 아닌, 다양한 조건 및 방법에 의해 선정되도록 함으로써 암호키 생성에 있어 다양성 및 복잡성을 더욱 증가시켜 보안성을 높일 수 있다.
도 3의 예시에서는 9개의 블록으로 분할된 제1 프레임 데이터에서, 왼쪽 최상단에 위치한 첫번째 블록(P1)을 암호키 생성 대상 블록으로 선정한 것을 나타내었다.
다음으로, 송신단은 선정된 암호키 생성 대상 블록에 기초하여 암호키를 생성한다(S130). 이때, 본 발명의 일 실시예는 다양한 실시예에 따라 암호키를 생성할 수 있다.
일 실시예로, 송신단은 암호키 생성 대상 블록의 소정의 위치 및 소정의 크기에 상응하는 데이터 영역을 대상으로 암호키를 생성할 수 있다. 예를 들어, 송신단은 암호키 생성 대상 블록인 2 번째 블록(400byte 데이터)에서의 처음 위치에 해당하는 32byte를 암호키로 생성할 수 있다.
다른 일 실시예로, 송신단은 암호키 생성 대상 블록에 상응하는 데이터 영역으로부터 해시값을 추출하고, 추출된 해시값을 암호키로 생성할 수 있다. 이때, 송신단은 암호키 생성 대상 블록에 상응하는 데이터 영역으로부터 기 설정된 데이터 크기를 갖도록 해시값을 추출할 수 있다. 예를 들어, 송신단은 암호키 생성 대상 블록인 2 번째 블록(400byte 데이터)에서의 해시값을 32byte로 추출하고, 추출된 해시값을 암호키로 사용할 수 있다. 또한 해시값을 생성할 때 보안을 강화하기 위하여 암호키 생성 대상 블록에 상응하는 데이터 영역에 특정 데이터를 추가한 확장된 데이터로부터 해시값을 추출 할 수 있다.
또 다른 일 실시예로, 송신단은 암호키 생성 대상 블록에 상응하는 데이터 영역으로부터 기 설정된 제1 데이터 크기를 갖도록 해시값을 추출하고, 추출된 해시값 중 기 설정된 제2 데이터 크기만을 추출하여 암호키로 생성할 수 있다. 예를 들어, 송신단은 암호키 생성 대상 블록인 2 번째 블록(400byte 데이터)에서의 해시값을 32byte로 추출하고, 추출된 해시값 중 홀수 번째 또는 짝수 번째, 또는 임의의 개수에 따라 제2 데이터 크기를 만족하도록 추출하여 암호키로 사용할 수 있다.
다음으로, 송신단은 암호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록 중 암호화 대상 블록을 선정한다(S140).
일 실시예로, 송신단은 복수 개의 블록 중 암호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록 전체를 암호화 대상 블록으로 선정할 수 있다. 예를 들어, 송신단은 암호키 생성 대상 블록인 2 번째 블록(400byte 데이터)을 제외한 잔여 블록인 1번 및 3번 블록 전체를 암호화 대상 블록으로 선정할 수 있다.
다른 일 실시예로, 송신단은 복수 개의 블록 중 암호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록 중 일부를 암호화 대상 블록으로 선정할 수 있다. 예를 들어, 송신단은 암호키 생성 대상 블록인 2 번째 블록(400byte 데이터)을 제외한 잔여 블록 중 3번 블록만을 암호화 대상 블록으로 선정할 수 있다.
도 3의 예시에서는 9개의 블록으로 분할된 제1 프레임 데이터에서, 왼쪽 최상단에 위치한 첫번째 블록(P1)인 암호키 생성 대상 블록을 제외한 나머지가 잔여 블록이 되며, 잔여 블록 중 가운데에 위치한 블록과 오른쪽 최하단에 위치한 블록 2개(P2)를 암호화 대상 블록으로 선정한 것을 나타내었다.
다음으로, 송신단은 생성된 암호키를 기반으로 암호화 대상 블록을 암호화한다(S150). 전술한 예시에서, 송신단은 암호키 생성 대상 블록으로 선정한 2 번째 블록(400byte 데이터)에 대해서는 암호화를 수행하지 않으며, 잔여 블록 중 암호화 대상 블록으로 선정된 블록만을 대상으로 암호화를 수행한다. 계속되는 예시에서, 1번째 블록(100byte) 및 3번째 블록(500byte)이 모두 암호화 대상 블록으로 선정된 경우, 송신단은 해당 블록을 암호화한다. 또는, 3번째 블록만이 암호화 대상 블록으로 선정된 경우, 송신단은 1번째 블록에 대해서는 암호화하지 않고, 3번째 블록만을 암호화한다.
이와 같이 송신 대상 데이터에 대한 암호화가 완료되면, 송신단은 수신단으로 송신 대상 데이터를 전송한다.
한편, 전술한 실시예에 따른 방식으로 암호화된 결과물(암호화된 송신 대상 데이터)에 동일한 방식으로 재암호화를 1회 이상 수행하여 보안을 더 강화할 수 있다. 재암호화를 수행하는 경우 이전 암호화 과정과 동일한 과정으로 수행할 수도 있으며, 또는 다른 방식으로 암호화를 수행할 수도 있다. 예를 들어, 재암호화를 할 때 암호키 생성 대상 블록을 이전 암호화 단계의 암호화 대상 영역(암호화 대상 블록)내에서 설정하고, 암호화 대상 블록을 이전 단계의 키추출 대상 블록(암호키 생성을 위한 후보 블록)으로 설정하게 되는 경우에는 이전 단계에서 암호화 되지 않았던 부분도 암호화를 할 수 있게 되어 모든 데이터 영역에 대해 암호화를 수행해 보안 수준을 더 높일 수 있다.
이러한 재암호화 과정을 수행함에 따라 수행하는 횟수에 비례하여 보안 수준을 높일 수 있고, 또한 전체 데이터에 대해 암호화가 될 수 있게 단계별로 블락 설정을 달리 하여 재암호화를 수행하면 전체 블록이 암호화되는 결과를 획득할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신단에서의 데이터 복호화 방법의 순서도이다.
수신단에서는 송신단과 동일한 방식으로 복호키를 추출하고, 암호화를 적용한 블록에 대하여 복호키를 사용하여 복호화함으로써 송신단에서 전송한 데이터를 복원하게 된다. 이하, 수신단에서의 데이터 복호화 방법을 설명함에 있어, 송신단에서 전송한 송신 대상 데이터를 수신단의 입장에서 수신 대상 데이터라 지칭하도록 한다. 또한, 암호화 대상 블록은 복호화 대상 블록으로 지칭하고, 암호키 생성 대상 블록에 상응하는 블록을 복호키 생성 대상 블록이라 지칭하도록 한다.
먼저, 수신단은 송신단으로부터 송신되는 수신 대상 데이터를 수신하면(S210), 수신 대상 데이터를 송신단과 기 공유된 암호화 규약 정보에 따른 복수 개의 블록으로 분할한다(S220).
이때, 본 발명에 따른 데이터 암호화 및 복호화 방법은 도 1에서 설명한 컴퓨팅 시스템(100)에 의해 수행되며, 컴퓨팅 시스템(100)은 송신단과 수신단에 인코딩 및 디코딩을 위한 API를 각각 제공한다. 이에 따라, 송신단에서의 각 송신 대상 데이터를 암호화하기 위한 블록 분할 정보, 암호키 생성 대상 블록에 관한 정보, 암호화 대상 블록에 관한 정보를 포함하는 암호화 규약 정보는 수신단에 공유된다. 이에 따라, 수신단은 송신단에서의 복수의 송신 대상 데이터 각각에 대한 분할된 블록의 개수, 형태, 크기 정보, 암호키 생성 대상 블록의 위치와 암호화 대상 블록의 위치를, 수신 대상 데이터에서도 정확히 파악할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예는 대칭키를 공유하는 방식이 아닌, 동일 시스템(100)에 의해 운용되는 암호화 규약 정보만을 송수신단이 공유하도록 함으로써, 데이터 송수신시 키가 유출되는 등의 문제를 방지할 수 있다.
다음으로, 수신단은 암호화 규약 정보에 기초하여 분할된 복수 개의 블록 중 복호키 추출에 사용할 복호키 생성 대상 블록을 선택하고(S230), 복호키 생성 대상 블록에 기초하여 복호키를 생성한다(S240).
일 실시예로, 수신단은 복호키 생성 대상 블록에서의 소정의 위치 및 소정의 크기에 상응하는 데이터 영역을 대상으로 복호키를 생성할 수 있다.
다른 일 실시예로, 수신단은 복호키 생성 대상 블록에 상응하는 데이터 영역으로부터 기 설정된 데이터 크기를 갖도록 해시값을 추출하고, 추출된 해시값을 복호키로 생성할 수 있다.
또 다른 실시예로, 수신단은 복호키 생성 대상 블록에 상응하는 데이터 영역으로부터 기 설정된 제1 데이터 크기를 갖도록 해시값을 추출하고, 추출된 해시값 중 기 설정된 제2 데이터 크기만을 추출하여 복호키로 생성할 수 있다.
한편, 수신단에서 복호키를 생성하는 단계는 도 2 및 도 3에서 설명한 송신단에서의 암호키를 생성하는 과정과 동일하게 수행되므로 구체적인 설명 및 예시는 생략하도록 한다.
다음으로, 수신단은 생성된 복호키를 기반으로 복호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록을 대상으로 복호화하여 수신 대상 데이터를 복원한다(S250).
이때, 수신단은 암호화 규약 정보에 따라 잔여 블록의 전체 또는 일부를 복호화 대상 블록으로 선정하고, 선정된 복호화 대상 블록만을 복호화하여 수신 대상 데이터를 복원하게 된다.
한편, 도 2 및 도 3에서 설명한 재암호화 과정에 따라 수신 대상 데이터의 전체 블록이 1회 이상 재암호화된 경우, 복호화 과정에서도 이에 상응하는 복호화가 필요하다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예는 암호화 규약 정보에 따라 재암호화에 상응하는 복호키 생성 대상 블록을 기반으로 제1 복호키를 획득하여 복호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록을 대상으로 복호화를 수행한다. 이 과정은 재암호화에 상응하는 복호화 과정에 해당한다.
이후, 암호화 규약 정보에 따라 제2 복호키를 획득하고, 제2 복호키에 기반하여 복호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록을 대상으로 복호화를 수행한다. 만약, 재암호화가 복수회 진행된 경우 제3, 제4 복호키 생성 과정 및 복호화 과정이 수행될 수 있다. 이러한 과정에 따라, 본 발명의 일 실시예는 전체 블록이 암호화된 수신 대상 데이터를 복원하게 된다.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여, 전술한 컴퓨팅 시스템(100)의 송신단 및 수신단에서 수행되는 데이터 위변조 검증 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 위변조 검증 방법의 순서도이다.
먼저, 송신단은 제n 송신 대상 데이터로부터 해시값을 추출한다(S310). 여기에서 제n 송신 대상 데이터는 현재 송신하고자 하는 데이터를 의미한다. 이때, 제n 송신 대상 데이터가 최초 송신 대상 데이터인 경우, 이전 데이터가 없기 때문에 송신단은 기 설정된 임의의 약속된 데이터를 제n-1 송신 대상 데이터 상응하는 해시값으로 적용한다.
다음으로, 송신단은 제n-1 송신 대상 데이터의 해시값과 제n 송신 대상 데이터의 해시값을 기반으로 제n 송신 대상 데이터에 대한 최종 해시값인 제1 해시값을 생성한다(S320).
다음으로, 송신단은 송신 대상 데이터와 각 송신 대상 데이터에 상응하는 제1 해시값을 수신단으로 전송한다(S330).
다음으로, 수신단은 제n 수신 대상 데이터로부터 해시값을 추출한다(S340). 여기에서 제n 수신 대상 데이터는 제n 송신 대상 데이터와 동일하며, 현재 수신단이 수신한 데이터를 의미한다.
다음으로, 수신단은 제n-1 수신 대상 데이터의 해시값과 제n 수신 대상 데이터의 해시값을 기반으로 제n 수신 대상 데이터에 대한 최종 해시값인 제2 해시값을 생성한다(S350).
이후, 수신단은 송신단으로부터 전송된 제1 해시값과 자신이 생성한 제2 해시값을 비교하여 복수의 수신 대상 데이터 중 누락된 위변조 수신 대상 데이터를 감지한다(S360).
도 6은 데이터 위변조 방지 방법의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 송신단은 제n 송신 대상 데이터의 해시값 b를 추출하고, 이전 추출된 제n-1 송신 대상 데이터의 해시값 a와 해시값 b를 기반으로 제n 송신 대상 데이터에 대한 새로운 최종 해시값인 β를 생성한다. 이때, 이전 단계에서 생성된 제n-1 송신 대상 데이터의 최종 해시값은 α이다. 송신단은 수신단으로 각 송신 대상 데이터를 전송시 최종 해시값인 제1 해시값(α, β등)을 함께 전송한다.
이후, 수신단은 제n 수신 대상 데이터를 수신하면, 제n 수신 대상 데이터의 해시값 b를 추출하고, 이전 추출된 제n-1 수신 대상 데이터의 해시값 a와 해시값 b를 기반으로 제n 수신 대상 데이터에 대한 새로운 최종 해시값인 β를 생성한다.
그리고 수신단은 제1 해시값과 제2 해시값이 서로 β로 동일한 것을 확인함으로써 데이터의 위변조 발생 여부를 감지할 수 있다.
도 7은 송수신 대상 데이터 중 위변조를 감지하는 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
종래의 데이터 위변조 방지 방법의 경우 송수신 대상 데이터 각각의 해시값을 비교하는 것을 통해 위변조를 감지하였다. 즉, 제n-1 송신 대상 데이터와 제n-1 수신 대상 데이터의 해시값이 서로 a로 동일하여 해당 데이터에 위변조가 없음을 확인하고, 마찬가지로 제n 송신 대상 데이터와 제n 수신 대상 데이터의 해시값이 서로 b로 동일하여 해당 데이터에 위변조가 없음을 확인하였다. 이 경우, 복수의 송수신 데이터 중 중간 데이터가 누락되거나 절취되는 등의 위변조가 발생할 경우 종래 위변조 방지 방법은 이를 감지하는 것이 불가하였다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 각 송수신 대상 데이터에서의 해시값의 상관관계를 고려하여 중간 데이터의 위변조 여부를 감지할 수 있다.
도 7의 예시에서는, 송신단이 3개의 연속적인 송신 대상 데이터와 제1 해시값(α, βγ를 수신단으로 전송하였고, 이 중에서 제n 송신 대상 데이터가 위변조되어 누락된 경우를 가정하였다. 수신단은 제n-1 수신 대상 데이터로부터 제2 해시값 α를 생성하게 되나, 제n 수신 대상 데이터가 없으므로, 제n-1 수신 대상 데이터의 해시값 a와 제n+1 수신 대상 데이터의 해시값 c를 기반으로 제2 해시값 γ'을 생성하게 된다.
그리고 제1 해시값 γ와 제2 해시값 γ'를 비교한 결과 서로 해시값이 다르므로, 제n+1 수신 대상 데이터의 이전 데이터인 제n 수신 대상 데이터가 위변조로 인해 누락되었음을 감지할 수 있다.
한편, 상술한 설명에서, 단계 S110 내지 S360는 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. 아울러, 기타 생략된 내용이라 하더라도 도 2 내지 도 7의 내용은 도 1의 컴퓨팅 시스템(100)에도 적용될 수 있다.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예는, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, Ruby, 파이썬, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템(100)에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (18)

  1. 컴퓨터에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    송신 대상 데이터를 임의의 개수의 블록으로 분할하는 단계;
    상기 분할된 복수 개의 블록 중 암호키 추출에 사용할 암호키 생성 대상 블록을 선정하는 단계;
    상기 암호키 생성 대상 블록에 기초하여 암호키를 생성하는 단계;
    상기 암호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록 중 암호화 대상 블록을 선정하는 단계; 및
    상기 생성된 암호키를 기반으로 상기 암호화 대상 블록을 암호화하는 단계를 포함하는,
    송신단에서의 데이터 암호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송신 대상 데이터를 임의의 개수의 블록으로 분할하는 단계는,
    상기 송신 대상 데이터를 임의의 개수 및 임의의 크기 중 적어도 하나에 따라 복수의 블록으로 분할하는 것인,
    송신단에서의 데이터 암호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분할된 복수 개의 블록 중 암호키 추출에 사용할 암호키 생성 대상 블록을 선정하는 단계는,
    상기 복수 개의 블록 중 어느 하나의 블록 또는 어느 복수 개의 블록을 상기 암호키 생성 대상 블록으로 선정하는 것인,
    송신단에서의 데이터 암호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 암호키 생성 대상 블록에 기초하여 암호키를 생성하는 단계는,
    상기 암호키 생성 대상 블록의 소정의 위치 및 소정의 크기에 상응하는 데이터 영역을 대상으로 암호키를 생성하는 것인,
    송신단에서의 데이터 암호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 암호키 생성 대상 블록에 기초하여 암호키를 생성하는 단계는,
    상기 암호키 생성 대상 블록에 상응하는 데이터 영역으로부터 해시값을 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 해시값을 암호키로 생성하는 단계를 포함하는
    송신단에서의 데이터 암호화 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 암호키 생성 대상 블록에 상응하는 데이터 영역으로부터 해시값을 추출하는 단계는,
    상기 암호키 생성 대상 블록에 상응하는 데이터 영역으로부터 기 설정된 데이터 크기를 갖도록 상기 해시값을 추출하는 것인,
    송신단에서의 데이터 암호화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 암호키 생성 대상 블록에 기초하여 암호키를 생성하는 단계는,
    상기 암호키 생성 대상 블록에 상응하는 데이터 영역으로부터 기 설정된 제1 데이터 크기를 갖도록 상기 해시값을 추출하고, 상기 추출된 해시값 중 기 설정된 제2 데이터 크기만을 추출하여 상기 암호키로 생성하는 것인,
    송신단에서의 데이터 암호화 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 암호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록 중 암호화 대상 블록을 선정하는 단계는,
    상기 복수 개의 블록 중 상기 암호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록 전체 또는 일부를 상기 암호화 대상 블록으로 선정하는 것인,
    송신단에서의 데이터 암호화 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 암호화된 송신 대상 데이터를 대상으로 추가적으로 1회 이상의 재암호화를 수행하는 단계를 더 포함하고,
    상기 재암호화하는 단계는,
    상기 암호화된 송신 대상 데이터를 대상으로 새롭게 임의의 개수의 블록으로 분할하는 단계;
    상기 분할된 복수 개의 블록 중 암호키 추출에 사용할 암호키 생성 대상 블록을 선정하는 단계;
    상기 암호키 생성 대상 블록에 기초하여 암호키를 생성하는 단계;
    상기 암호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록 중 암호화 대상 블록을 선정하는 단계; 및
    상기 생성된 암호키를 기반으로 상기 암호화 대상 블록을 암호화하는 단계를 포함하는,
    송신단에서의 데이터 암호화 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    제n 송신 대상 데이터로부터 해시값을 추출하는 단계;
    제n-1 송신 대상 데이터의 해시값과 상기 제n 송신 대상 데이터의 해시값을 기반으로 제n 송신 대상 데이터에 대한 최종 해시값인 제1 해시값을 생성하는 단계; 및
    복수의 상기 송신 대상 데이터와 각 송신 대상 데이터에 상응하는 제1 해시값을 수신단으로 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 수신단에서는 송신 대상 데이터에 상응하는 제n 및 제n-1 수신 대상 데이터의 해시값으로부터 제2 해시값을 생성하고, 상기 제1 및 제2 해시값을 비교하여 복수의 송신 대상 데이터 중 누락된 위변조 송신 대상 데이터를 감지하는 것인,
    송신단에서의 데이터 암호화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제n 송신 대상 데이터가 최초 송신 대상 데이터인 경우 기 설정된 데이터를 제n-1 송신 대상 데이터에 상응하는 해시값으로 적용하는 것인,
    송신단에서의 데이터 암호화 방법.
  12. 컴퓨터에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    송신단으로부터 송신되는 수신 대상 데이터를 수신하는 단계;
    상기 수신 대상 데이터를 상기 송신단과 기 공유된 암호화 규약 정보에 따른 복수 개의 블록으로 분할하는 단계;
    상기 암호화 규약 정보에 기초하여 상기 분할된 복수 개의 블록 중 복호키 추출에 사용할 복호키 생성 대상 블록을 선택하는 단계;
    상기 복호키 생성 대상 블록에 기초하여 복호키를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 복호키를 기반으로 상기 복호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록을 대상으로 복호화하여 상기 수신 대상 데이터를 복원하는 단계를 포함하는,
    수신단에서의 데이터 복호화 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수신 대상 데이터는 상기 송신단에 의해 공유된 상기 암호화 규약 정보에 따라 복수 개로 분할된 블록 중 선정된 암호키 생성 대상 블록에 기초하여 암호키가 생성되고, 상기 암호키 생성 대상 블록을 제외한 잔여 블록 중 적어도 하나가 암호화 대상 블록으로 선정되어 암호화되는 것인,
    수신단에서의 데이터 복호화 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복호키 생성 대상 블록에 기초하여 복호키를 생성하는 단계는,
    상기 복호키 생성 대상 블록에서의 소정의 위치 및 소정의 크기에 상응하는 데이터 영역을 대상으로 상기 복호키를 생성하는 것인,
    수신단에서의 데이터 복호화 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 복호키 생성 대상 블록에 기초하여 복호키를 생성하는 단계는,
    상기 복호키 생성 대상 블록에 상응하는 데이터 영역으로부터 기 설정된 데이터 크기를 갖도록 해시값을 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 해시값을 복호키로 생성하는 단계를 포함하는,
    수신단에서의 데이터 복호화 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 복호키 생성 대상 블록에 기초하여 복호키를 생성하는 단계는,
    상기 복호키 생성 대상 블록에 상응하는 데이터 영역으로부터 기 설정된 제1 데이터 크기를 갖도록 상기 해시값을 추출하고, 상기 추출된 해시값 중 기 설정된 제2 데이터 크기만을 추출하여 상기 복호키로 생성하는 것인,
    수신단에서의 데이터 복호화 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    제n 수신 대상 데이터로부터 해시값을 추출하는 단계;
    제n-1 수신 대상 데이터의 해시값과 상기 제n 수신 대상 데이터의 해시값을 기반으로 제n 수신 대상 데이터에 대한 최종 해시값인 제2 해시값을 생성하는 단계;
    상기 송신단으로부터 전송된 제1 해시값과 제2 해시값을 비교하여 복수의 수신 대상 데이터 중 누락된 위변조 수신 대상 데이터를 감지하는 단계를 더 포함하고,
    상기 송신단에서는 수신 대상 데이터에 상응하는 제n 및 제n-1 송신 대상 데이터의 해시값으로부터 제1 해시값을 생성하여 상기 수신단으로 전송하는 것인,
    수신단에서의 데이터 복호화 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제n 수신 대상 데이터가 최초 수신 대상 데이터인 경우 송신단에서 기 설정된 데이터를 제n-1 수신 대상 데이터에 상응하는 해시값으로 적용하는 것인,
    수신단에서의 데이터 복호화 방법.
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