파일 암호화 구조

파일 암호화 구조

 

파일 암호화 구조

파일 암호화 구조

 

파일 암호화 구조는 실무에서는 거의 항상:

대칭키(AES)로 파일 암호화
+
공개키(RSA/ECC)로 AES 키 보호

 

구조를 사용한다.

왜냐면:

• 파일 자체는 용량이 큼 → AES 필요
• 키 전달은 안전해야 함 → 공개키 필요

하기 때문이다.

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가장 기본 구조

전체 흐름은 보통 이렇다.

파일
↓
AES 랜덤키 생성
↓
파일 AES 암호화
↓
AES 키를 RSA 공개키로 암호화
↓
둘 다 저장

 

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왜 AES를 사용할까?

파일은 보통 크다.

예:

• 10MB
• 1GB
• 100GB

RSA 같은 공개키 암호로 이런 걸 직접 암호화하면:

속도가 너무 느림

 

이다.

그래서 실제 파일 내용은 AES로 처리한다.

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실제 파일 암호화 과정

STEP 1 — 랜덤 AES 키 생성

예:

AES-256 key 생성

 

보통:

• 256bit 랜덤값
• SecureRandom 사용

한다.

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STEP 2 — IV/Nonce 생성

AES-GCM 기준:

Nonce 생성

 

이건 암호화 시작용 랜덤값이다.

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STEP 3 — 파일 데이터 AES 암호화

보통:

AES-GCM

 

사용한다.

즉:

• 기밀성
• 무결성
• 위변조 검증

까지 함께 처리한다.

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결과물

암호화 결과:

[암호문]
[Nonce]
[Authentication Tag]

 

가 생성된다.

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STEP 4 — AES 키 보호

문제:

AES 키를 어떻게 안전하게 전달?

 

이다.

여기서 공개키 암호 등장.

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공개키로 AES 키 암호화

예:

AES Key
↓
RSA Public Key로 암호화
↓
Encrypted AES Key

 

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왜 이렇게 할까?

RSA는 느리지만:

작은 데이터 암호화

 

에는 적합하다.

AES 키는:

32byte 정도

 

밖에 안 되므로 RSA로 충분하다.

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최종 저장 구조

실제 파일 포맷은 보통 이런 느낌이다.

[Header]
[Encrypted AES Key]
[Nonce]
[Ciphertext]
[Auth Tag]

 

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복호화 과정

반대로 복호화는:

STEP 1

RSA 개인키로:

Encrypted AES Key
→
AES Key 복원

 

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STEP 2

복원한 AES 키로:

파일 복호화

 

한다.

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왜 이 구조가 좋은가?

이걸 Hybrid Encryption(하이브리드 암호화)라고 한다.

장점:

역할담당

대용량 암호화	AES
안전한 키 전달	RSA/ECC

즉 서로 장점만 사용한다.

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실제 사용 예시

HTTPS

실제로 HTTPS도 비슷하다.

RSA/ECDHE
→ 세션키 교환
↓
AES-GCM 통신

 

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ZIP/압축 암호화

• 7z
• ZIP AES

도 내부적으로 AES 사용한다.

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클라우드 저장소

• Google Drive
• Microsoft OneDrive
• Apple iCloud

도 대부분:

파일 AES 암호화
+
키 관리 서버

 

구조다.

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디스크 암호화는 조금 다름

예:

• BitLocker
• FileVault
• LUKS

는 보통:

디스크 전체를 AES-XTS

 

같은 방식으로 암호화한다.

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왜 파일마다 키를 다르게 할까?

매우 중요하다.

만약:

모든 파일 동일 AES 키

 

면 하나 유출 시 끝난다.

그래서 보통:

파일별 랜덤 키

 

생성한다.

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GCM이 중요한 이유

예전 CBC 시절엔:

암호화 성공
≠
데이터 정상

 

이었다.

하지만 AES-GCM은:

태그 검증 실패
→ 위변조 즉시 감지

 

가능하다.

그래서 현재 표준급이다.

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실무에서 가장 중요한 포인트

1. 키 관리가 핵심

암호 알고리즘보다:

키 유출 여부

 

가 훨씬 중요하다.

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2. nonce 재사용 금지

AES-GCM에서:

같은 키 + 같은 nonce

 

재사용은 치명적이다.

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3. 직접 구현 위험

실무에서는:

• OpenSSL
• libsodium
• JCE(Java)
• BouncyCastle

같은 검증된 라이브러리 사용한다.

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핵심 요약

현대 파일 암호화 구조는:

파일은 AES로 빠르게 암호화하고,
AES 키는 RSA/ECC 공개키로 안전하게 보호하는
하이브리드 구조

 

를 사용한다.