메시지 인증 코드(MAC)

메시지 인증 코드(MAC)

(Review) Modification Detection Code

MDC

Message의 무결성을 확인할 수 있는 방법론이다.

How?

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Alice가 secure channel을 구축하고 있다는 가정하에

원본은 unsecure channel로 전송

MDC는 secure channel로 전송

Bob이 MDC값 두 개를 비교하여 무결성 체크

MDC의 한계

MDC는 non-practical하다.

• secure channel을 구현하는 것은 상대적으로 어려움

• 매번 secure channel을 구현해야하는 overhead 발생

Message Authentication Code (MAC)

MAC? (e.g., Hash with key $H(K,M)$)

• 송/수신자가 공유한 key를 이용하여 message authentication 수행

• secure channel 구축 필요 없음

• 대표적인 MAC은 암호학적 해쉬 함수에 인증 key를 사용하는 구조

  • 대칭키 기반 방법론(알고리즘)

Authorized Key

$$
MAC_{k}(M) = Authorized\ Tag
$$

Hash 함수를 SHA256을 쓴다면 Tag는 32byte

메시지 전송

$$
Enc_{key}(M)\ || +MAC_{key}(M)
$$

Authorized tag와 encrypted message가 전송됨

특징

• MAC 충돌쌍을 찾기 어려워야 함 (hash기반이니까)

• 충돌 저항성

• Given M and MAC = $H(K,M)$, hard to find the $M'$ s.t $H(K,M'\ ) = H(K,M)$

• 제 2 역상저항성

• MAC 함수의 결과는 균등분포

구조

암호화 과정을 이용한 CMAC

암호학적 해쉬 함수를 이용한 HMAC

Practical key state structure

Enc key 보유하고 있는 구조

Alice	Bob
Enc_key_A(암호화용)	Enc_key_A(복호화용)
Enc_key_B(복호화용)	Enc_key_B(암호화용)

Tag key 보유하고 있는 구조

Alice	Bob
MAC_A(Auth Tag Generate)	MAC_A(Auth Tag Check)
MAC_B(Auth Tag check)	MAC_B(Auth Tag Generate)

AES, RSA Use Case

Alice <-> BoB

Bob이 유튜브 서버라 가정하자.

공개키 암호로 암호화해서 보내면 너무 느리다.

Solution

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• 컨텐츠는 aes 암호화

• Bob은 Alice의 공개키로 복호화 대칭key를 256bit 짜리 aes(sha 256) key 를 암호화하고

• Alice는 개인키로 그걸 받아서 복호화하여 대칭키를 알아내서 컨텐츠를 복호화해서 볼 수 있음

$Enc_{pub_alice}(contents)$ → $AES_{key}(Contents)$

실습: Message Authentication Code

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감사합니다.

Ref

보안프로그래밍(2023), 숭실대학교 소프트웨어학부 조효진 교수님

Beginning Cryptography with Java/David Hook/Wrox press/2005