SHA1

SHA-1은 SHA-0을 변형된 SHA 함수들 중 하나이며, SHA 함수들 중 가장 많이 쓰이고 있다.

개요

SHA-1은 임의의 길이의 입력데이터를 106비트의 출력데이터로 바꾸는 것이다.

출연 배경

1993년에 미국 표준 기술 연구소(NIST)에서 SHA-0(안전한 해시 표준)이 출판된 이후 얼마 안 있어 NDA는 SHA-0을 폐기했고, 1995년에 개장된 알고리즘(FIPS PUB 180-1)을 새로 출판했다. 이 새로운 알고리즘을 SHA-1이라고 부른다. SHA-1은 SHA-0의 압축함수에 비트 회전 연산을 하나 추가한 것으로, NSA에 따르면 이는 원래 알고리즘에서 암호학적 보안을 감소시키는 문제점을 고친 것이라고 한다. 하지만 실제로 어떤 문제점이 있었는지 공개하지 않았다. 일반적으로 SHA-1은 SHA-0보다 암호학적 공격이 힘든 것으로 알려져 있고, 따라서 보안에 대한 문제점을 보완한 NSA의 주장은 어느 정도 설득력이 있다. SHA-1은 최대 2⁶⁴비트 메세지로부터 160비트 해시값을 만들어내고, 로널드 라이베스트가 MD4 및 MD5 해시 함수에서 사용했던 것과 비슷한 방법을 사용한다.

용도

• 서명문 생성을 위한 알고리즘

현재 발표된 SHA-1 알고리즘은 많은 인터넷 보안 프로토콜과 공개키 인증서에도 적용되고 있는 매우 중요한 암호 알고리즘이다. 대표적으로 인터넷 보안 프로토콜인 IPSec, 안전한 전자메일 보안 표준인 SMIME, 단 대단 보안을 제공하는 TLS와 SSL, 컴퓨터 파일을 암호화하고 복호화하는 프로그램인 PGP, 네트워크상의 다른 컴퓨터에 로그인하거나 원격 시스템에서 명령을 실행하고 다른 시스템으로 파일을 복사할 수 있도록 해주는 응용프로그램 또는 프로토콜인 SSH 등 인증서 기반의 많은 보안 프로토콜에서 암호 프리미티브로 사용되고 있다.

특징

• SHA-1은 입력된 메세지를 512비트 블록 단위로 처리하여, 160비트의 출력값(해시값)생성
• 입력 메세지 길이 상한 : 2⁶⁴
• 해시값 길이 : 160 비트 (20바이트)
• 주요 처리 : 패딩 처리(메세지 길이를 512 비트 단위(입력 블록 상한)로 잘라서 512 비트 정수배로 만듦, 입력 블록 단위의 처리 (32 비트 * 80개 값(W₀ ~ W₇₉)을 계산, 블록 처리, 1단계 처리

비교

SHA-1은 MD5보다 빠르고 보안성이 더 강화되었다. 보안성이 강하다고 하는 것은 message digest 된 값을 보고 이것에 해당하는 원본 메세지를 찾는 것이 어렵고 똑같은 message digest 값을 생성하는 2개의 서로 다른 메세지를 찾는 것이 어려운 것을 말한다. 또한 SHA-1은 원본 메세지의 조그만 변화도 매우 급속하게 message digest에 변화를 전파합니다.

알고리즘 구현

패딩 : 메세지 다음에 여분의 데이터를 부가하여 메시지 길이가

문제점

현재는 모든 OS, 브라우저에서 SHA-1 알고리즘을 지원 중단하고 SHA-2 계열을 지원했다. 채택된지 10년 만에, 처음으로 취약점이 제기된 것이다. 따라서 2011년 1월 (NIST 문서 SP800-131A) SHA-2가 새로운 권장 해시 표준이 되었다. SHA-1의 취약점은 이론적인 이야기일 뿐이었지만 2016년에 암호화를 사용하는 세계의 주요 업체(구글, MS 등)에서 2018년 1월 1일까지 SHA-2로 전환을 의무화했다. 그 이유는 SHA-1은 160비트의 메세지 다이제스트를 생성하는데 무차별 대입 공격으로 동일한 해시를 만들 수 있는 취약점이 CWI Amsterdam과 구글의 공동 연구 끝에 제기되면서 SHA-1은 더 안전한 알고리즘이 아니며, 더 는 사용되면 안된다고 판단했기 때문이다. 2017년 중순에 구글에서 SHA-1 충돌 공격 성공을 발표함으로써 전 세계 대부분의 기업이 SHA-2로 전환을 완료했다.

참고 자료

• 늦둥이해커,〈SHA-1 알고리즘〉 , 《네이버 블로그》 2009-06-24
• 〈SHA〉 , 《위키백과》
• 차재복,〈해시알고리즘〉 , 《정보통신기술용어해설》
• 알약,〈SHA-1, 더이상 안전하지 않아〉 , 《알약 블로그》 2017-02-27
• 덜지,〈SHA-1지원 중단으로 인한 SHA-2 표준 적용〉 , 《티스토리》 2018-09-18
• fl0ckfl0ck,〈SHA-1 알고리즘〉 , 《티스토리》 2009-03-24