[정보보안] TripleDES, 3DES란?

Block Cipher Notation

P = plaintext block
C = ciphertext block

C = E(P, K)    //P를 K를 사용해서 Encrpt하면, C가 나온다는 뜻. 
P = D(C, K)   //C를 K를 사용해서 Decrypt하면, P가 나온다는 뜻. 

P = D(E(P, K), K) and C = E(D(C, K), K)  // 대칭키의 의미

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Triple DES

[기존 DES의 문제점 ]

기존의 DES는 56 bit key이다. 

DES의 key를 exhaustive key search를 하면 2^56를 하면 key값을 검출 할 수 있다. 분산시스템으로 여러대의 컴퓨터로 key값을 찾으면 금방 찾아낼 수 있다. 따라서 DES는 안전하지 못한 암호화 알고리즘으로 대체될 방식이 필요하다. 

여기서 DES방식은 안전하지만 key크기가 작다는 문제를 해결하기 위해 개선한 방식은 2가지 정도가 있다. 

(NIST는 2005년 단순DES 를 공식적으로 퇴출함)

1) Triple DES - 호환을 유지
2) AES  - 완전히 새로운 방식으로 만듦

 

이 글에서는 이 문제를 해결하기 위한 Triple DES의 방식에 대해서 알아보겠다.

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Triple DES는 3중 DES이다. key가 112 bit이다. 

작동방식 

# 암호화과정 

C = E(D(E(P,K1),K2),K1)

1) K1을 가지고 P를 암호화한다.
2) K2를 가지고 복호화한다. 
3) K1을 가지고 암호화하여 C를 만든다. 

=>3번의 과정을 거침. (속도가 3배정도 느려질 수 있다.)
=> key는 2개 사용되므로, 112 bit길이가 된다. 

# 복호화과정

P = D(E(D(C,K1),K2),K1)

1) K1을 가지고 C를 복호화한다.
2) K2를 가지고 암호화한다. 
3) K1을 가지고 복호화하여 P를 만든다.

아래의 방식을 하지 않은 이유? 

1) Why not C = E(E(P,K),K) ?

- 키가 여전히 56비트이다.

 

2) Why not C = E(E(P,K1),K2) ?

- Known plaintext attack이 있을 수 있다.

 

공격자 입장에서 증거가 많을 수록 공격하기 쉽다. 기본적으로 Cipher text를 얻을 수 있다. 그리고 known Plain text도 얻을 수 있다. 왜냐하면 이메일같은 방식은 header가 같기 때문이다. 그래서 저런 방식으로 쓰지 않게 된다.

 

공격방식 

E(P, K1) = D(C, K2) 

모든 K1, K2에 대해서 암호문을 만듦

암호화, 복호화 : 2^56 + 2^56 = 2^57 개의 암복호화 연산이 필요함.  

 

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DES의 동작방식

[정보보안] Feistel Cipher를 사용하는 DES의 동작 방식