2014년 7월 26일 토요일

공개키 암호 방식, SSL/TLS, Open SSL

[고대? 암호화 방식들]

http://en.wikipedia.org/wiki/Scytale
http://en.wikipedia.org/wiki/Caesar_cipher





[공개키 암호 방식 설명 link 모음]
http://charlie0301.blogspot.kr/2014/07/link-public-key-infrastructure.html

: 디지털 서명 & 메시지 암호화
http://technet.microsoft.com/ko-kr/library/aa998077

* 공개키, 개인키 암호화 방식을 통해 메세지가 송신자에게서 전달된 것임을 확인하는 디지털 서명과 메세지를 암호화, 복호화 하기 위해 서로간 세션키를 전달하는 것이 기본 내용.

* 공개키 암호화/복호화 시 계산의 복잡성으로 다소 큰 비용이 발생하여
   임시 세션키를 사용하여 메세지를 암호화 하고 세션키를 공개키로 암호화 하여 비용 절감.



[X.509]
http://en.wikipedia.org/wiki/X.509
Public Key Infrastructure (PKI)와 Privilege Management Infrastructure (PMI)의 ITU의 표준으로 public key certificates에 대해서도 언급하고 있음.

* 즉 인증서는 공개키와 키의 정보를 함께 포함하고 있음.

$ openssl x509 -in freesoft-certificate.pem -noout -text
Certificate:
   Data:
       Version: 1 (0x0)
       Serial Number: 7829 (0x1e95)
       Signature Algorithm: md5WithRSAEncryption
       Issuer: C=ZA, ST=Western Cape, L=Cape Town, O=Thawte Consulting cc,
               OU=Certification Services Division,
               CN=Thawte Server CA/emailAddress=server-certs@thawte.com
       Validity   
           Not Before: Jul  9 16:04:02 1998 GMT
           Not After : Jul  9 16:04:02 1999 GMT
       Subject: C=US, ST=Maryland, L=Pasadena, O=Brent Baccala,
                OU=FreeSoft, CN=www.freesoft.org/emailAddress=baccala@freesoft.org
       Subject Public Key Info:
           Public Key Algorithm: rsaEncryption
           RSA Public Key: (1024 bit)
               Modulus (1024 bit):
                   00:b4:31:98:0a:c4:bc:62:c1:88:aa:dc:b0:c8:bb:
                   33:35:19:d5:0c:64:b9:3d:41:b2:96:fc:f3:31:e1:
                   66:36:d0:8e:56:12:44:ba:75:eb:e8:1c:9c:5b:66:
                   70:33:52:14:c9:ec:4f:91:51:70:39:de:53:85:17:
                   16:94:6e:ee:f4:d5:6f:d5:ca:b3:47:5e:1b:0c:7b:
                   c5:cc:2b:6b:c1:90:c3:16:31:0d:bf:7a:c7:47:77:
                   8f:a0:21:c7:4c:d0:16:65:00:c1:0f:d7:b8:80:e3:
                   d2:75:6b:c1:ea:9e:5c:5c:ea:7d:c1:a1:10:bc:b8:
                   e8:35:1c:9e:27:52:7e:41:8f
               Exponent: 65537 (0x10001)
   Signature Algorithm: md5WithRSAEncryption
       93:5f:8f:5f:c5:af:bf:0a:ab:a5:6d:fb:24:5f:b6:59:5d:9d:
       92:2e:4a:1b:8b:ac:7d:99:17:5d:cd:19:f6:ad:ef:63:2f:92:
       ab:2f:4b:cf:0a:13:90:ee:2c:0e:43:03:be:f6:ea:8e:9c:67:
       d0:a2:40:03:f7:ef:6a:15:09:79:a9:46:ed:b7:16:1b:41:72:
       0d:19:aa:ad:dd:9a:df:ab:97:50:65:f5:5e:85:a6:ef:19:d1:
       5a:de:9d:ea:63:cd:cb:cc:6d:5d:01:85:b5:6d:c8:f3:d9:f7:
       8f:0e:fc:ba:1f:34:e9:96:6e:6c:cf:f2:ef:9b:bf:de:b5:22:
       68:9f

http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc737264(v=ws.10).aspx





[Secure Scokets Layer(SSL)/Transport Layer Security(TLS)]

http://en.wikipedia.org/wiki/Transport_Layer_Security
http://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%8A%B8%EB%9E%9C%EC%8A%A4%ED%8F%AC%ED%8A%B8_%EB%A0%88%EC%9D%B4%EC%96%B4_%EB%B3%B4%EC%95%88

인터넷 상에서 server, client간 communication 보안을 위해 설계된 protocol으로
암호화된 연결 및 데이터 무결성을 확보해 줌.

SSL specification은 1994, 1995, 1996년에 Nescape Communications에 의해 개발되었고 TLS는 IETF(Internet Engineering Task Force)에 의해 SSL을 기반하여 정의 됨.

: Authentication flow
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&cad=rja&uact=8&ved=0CD8QFjAD&url=http%3A%2F%2Fmarcof.tistory.com%2Fattachment%2Fcfile25.uf%40144CA5344DDE672A3331AD.ppt&ei=Bq_DU6HINcLClAW6hoGoDg&usg=AFQjCNFQ3mOybIaplRiShYaYpWdqogYg-A&sig2=Ghmtl1v8oEE-rEk8hlrZkw&bvm=bv.70810081,d.dGI


- 앞장 1,2번을 통해 server, client 서로 random data를 주고 받음
- 서버는 4번을 통해 자신이 가지고 있는 인증서를 전달(CA의 개인키로 암호화 된)
 : client는 일반적으로 CA의 공개키를 가지고 있다.
- Client는 Server, client random data를 사용하여 Master Secret을 생성
- 생성된 Master Secret를 서버 공개키를 사용하여 암호화 후 전달(8번)
- Server, Client는 Master Secret를 사용하여 임시키(Session Key)를 생성함.
- 이후 Server, Client는 Session Key를 사용하여 - 데이터를 암호화/복호화 함. (대칭키 암호화 방식)

* client는 일반적인 서버를 인증하는 CA의 공개키(public key)를 가지고 있고, 서버는 CA로 부터 CA의 개인키(private key)로 암호화된 서버의 인증서를 가지고 있음.
 => 즉 client는 가지고 있는 CA의 공개키로 서버로 부터 받은 인증서를 복호화 하여 서버를 검증 함.

* server, client는 random data를 서로 공유하고 server, client에서 사용할 임시키(Session key)를 만들기 위한 Master Secret를  client에서 생성하여 전달함.
 : random data기반하여 clent가 master secret를 생성하는 공식은 다른 자료 참고


[SSL 관련 참조 링크]

SSL과 인증서
http://opentutorials.org/course/228/4894

암호화 역사 (KISA)
http://seed.kisa.or.kr/iwt/ko/intro/EgovHistory.do



[OpenSSL]

OpenSSL (Wikipedia)
http://en.wikipedia.org/wiki/OpenSSL

OpenSSL 설치 및 사용
http://www.solanara.net/solanara/openssl

OpenSSL 인증서 생성
http://www.embedded101.com/Blogs/PaoloPatierno/tabid/106/entryid/366/MQTT-over-SSL-TLS-with-the-M2Mqtt-library-and-the-Mosquitto-broker.aspx
http://golmong.tistory.com/112


- SSL/TLS protocol을 open-source 기반으로 구현한 software library
- Eric Andrew Young, Tim Hudson이 만든 SSLeay library를 기반으로 1998년 시작되었음.
- License : Dual licensed (Apache License 1.0 + BSD License)

- 지원하는 알고리즘들
 . Ciphers
  > AES, Blowfish, Camellia, SEED, CAST-128, DES, IDEA, RC2, RC4, RC5, Triple DES, GOST 28147-89[7]
 . Cryptographic hash functions
  > MD5, MD4, MD2, SHA-1, SHA-2, RIPEMD-160, MDC-2, GOST R 34.11-94
 . Public-key cryptography
  > RSA, DSA, Diffie–Hellman key exchange, Elliptic curve, GOST R 34.10-2001

- 그외
. libReSSL : Heartbleed 이슈로 OpenBSD 쪽에서 OpenSsl 1.0.1g에서 fork 하여 개발, 불필요 부분 대거 삭제
. BoringSSL : 2014년 Google이 OpenSSL와 libReSSL 개발자와 협력하기 위해 OpenSSL을 fork함.

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