CBC/GCM 차이

CBC/GCM 차이

CBC/GCM 차이

 

 

CBC(Cipher Block Chaining)와 GCM(Galois/Counter Mode)의 가장 큰 차이는:

CBC = 암호화만 잘함
GCM = 암호화 + 위변조 검증까지 함

 

이다.

현재 실무에서는 거의 GCM이 표준처럼 쓰인다.

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먼저 공통점

둘 다:

• AES 사용
• ECB 문제 해결
• 패턴 노출 방지
• 같은 평문도 매번 다른 암호문 생성

을 한다.

즉 둘 다 ECB보다 훨씬 안전하다.

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CBC 동작 원리

CBC는:

현재 평문
XOR 이전 암호문
→ AES 암호화

 

구조다.

첫 블록은 이전 암호문이 없으므로 IV(초기값)를 사용한다.

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CBC 흐름

Ci=EK(Pi⊕Ci−1)C_i = E_K(P_i \oplus C_{i-1})Ci​=EK​(Pi​⊕Ci−1​)

그림으로 보면:

P1 XOR IV -> AES -> C1
P2 XOR C1 -> AES -> C2
P3 XOR C2 -> AES -> C3

 

이런 느낌이다.

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CBC 장점

• ECB 패턴 노출 해결
• 구현 단순
• 오래 검증됨

과거 HTTPS에서도 엄청 많이 사용했다.

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CBC 치명적 단점

1. 위변조 검증이 없음

CBC는:

암호화만 함

 

즉 공격자가 암호문 일부를 조작해도:

• 복호화 자체는 될 수 있음
• 데이터 변조 탐지 못할 수 있음

그래서 별도로:

• HMAC
• SHA 인증

등을 추가해야 했다.

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2. Padding Oracle Attack 문제

CBC는 블록 맞추려고 padding 사용한다.

예:

HELLO
→ 뒤에 패딩 추가

 

이 패딩 오류 메시지를 잘못 처리하면:

Padding Oracle Attack

 

이라는 매우 위험한 공격이 가능하다.

실제 HTTPS에서도 큰 문제였다.

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3. 병렬 처리 비효율

CBC는:

이전 블록 결과 필요

 

하다.

즉:

C1 계산 끝나야 C2 가능

 

이라 CPU 병렬처리에 불리하다.

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GCM은 뭐가 다를까?

GCM은 내부적으로:

• CTR 모드 기반 암호화
• Galois 인증

을 결합했다.

즉:

암호화 + 인증(Authentication)

 

을 동시에 수행한다.

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GCM 핵심 특징

1. AEAD 지원

GCM은:

Authenticated Encryption with Associated Data

 

즉:

• 기밀성(confidentiality)
• 무결성(integrity)
• 인증(authentication)

을 함께 제공한다.

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2. Authentication Tag 생성

GCM은 암호화 결과와 함께:

TAG

 

를 만든다.

예:

암호문 + 인증태그

 

복호화 시:

• TAG 검증 실패
  → 즉시 오류

즉 데이터 조작을 바로 탐지한다.

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3. 병렬 처리 매우 강함

GCM은 CTR 기반이라:

Ci=Pi⊕EK(Nonce∣∣Counteri)C_i = P_i \oplus E_K(Nonce || Counter_i)Ci​=Pi​⊕EK​(Nonce∣∣Counteri​)

각 블록이 독립적이다.

즉:

C1
C2
C3

 

동시에 계산 가능하다.

그래서 현대 CPU에서 엄청 빠르다.

특히 AES-NI와 궁합이 매우 좋다.

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4. Padding 필요 없음

CTR 기반이라:

padding 자체가 필요 없음

 

따라서 CBC의 padding oracle 공격도 없다.

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실제 현대 인터넷은 거의 GCM

현재:

• HTTPS TLS 1.2+
• TLS 1.3
• VPN
• 클라우드
• 모바일 앱

거의 AES-GCM 사용한다.

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Java 실무 기준

예전:

 

AES/CBC/PKCS5Padding

 

현재 권장:

 

AES/GCM/NoPadding

 

이다.

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그런데 GCM도 주의점이 있다

핵심:

Nonce 재사용 절대 금지

 

다.

같은 키 + 같은 nonce 재사용하면 매우 위험하다.

실무에서는:

• 랜덤 nonce 생성
• 절대 중복 금지

가 핵심이다.

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정리 비교

항목CBCGCM

패턴 숨김	O	O
무결성 검증	X	O
인증 태그	X	O
병렬 처리	불리	매우 유리
Padding 필요	O	X
현대 권장	거의 안씀	표준급
주요 위험	Padding Oracle	Nonce 재사용

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핵심 한 줄

CBC는:

"암호화만 하는 과거 방식"

 

이고,

GCM은:

"암호화 + 위변조 검증까지 포함한 현대 표준 방식"

 

이라고 보면 된다.