디코딩

디코딩(decoding)이란 변형된 형태로 저장된 파일을 원래 상태로 되돌리는 것을 말한다. 복호화라고도 한다. 아날로그 신호의 표본치는 부호기에서 양자화·부호화되어 디지털 부호로 변환된다. 디지털 부호를 양자화된 표본치와 같은 진폭의 펄스로 변환하는 조작이다. 디코딩에 의하여 얻어지는 펄스 열이 PAM(Pulse Amplitude Modulation)으로 되어 있어 여파기로 보간하여 연속적인 아날로그 신호로 변환된다. 예를 들어 인코딩을 해서 암호화한 파일에 대해, 디코딩을 하면 암호화되기 이전 상태로 되돌려 복호화를 할 수 있다. 반대말은 인코딩(encoding)이다.

개요

디코딩(decoding) 또는 복호화는 부호화(encoding)된 정보를 부호(code)화되기 전으로 되돌리는 처리 혹은 그 처리 방식을 일컫는다. 보통은 부호화의 절차를 역으로 수행하면 복호화가 된다. 암호화(encryption)의 반대말로서의 복호화는 decryption이라 한다. 영어로 decoding과 decryption이 구분되지만 한국어로는 구분 하지 않는다. 한편 복호기 또는 디코더(decoder)는 복호화를 수행하는 장치나 회로, 컴퓨터 소프트웨어, 사람 또는 알고리즘을 말한다. 암호화와 복호화에 같은 열쇠를 사용하는 것을 대칭 열쇠 암호(symmetric-key algorithm)이라 하고, 암호화와 복호화에 다른 열쇠를 사용하는 것을 공개 열쇠 암호(public-key cryptography)또는 비대칭 열쇠 암호 라고 한다. 대칭 키 암호는 암호화와 디코드가 빠르지만 다른 사람에게 암복호화에 쓰이는 열쇠를 안전하게 전달할 방법이 없고, 공개 키 암호는 다른 사람에게 암호화에 필요한 열쇠를 안전히 전달이 가능하지만 암복호화에 시간이 오래 걸린다. 대칭 키 암호의 대표적인 것이 AES이고, 공개 키 암호의 대표적인 것이 RSA이다. ,

역사

복호화의 과학인 암호학이란 현대의 암호 해독과 블록 체인을 가능하게 하는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 오래 전부터, 사람들은 정보를 안전히 전송하기 위해 암호학을 사용했다. 원시 암호화 기술은 고대에는 존제했던 것으로 보이고 대부분의 초기 문명들은 어느 정도 암호학을 사용해왔다고 알려진다. 가장 기본적인 암호 형태인 기호 대체는 고대 이집트와 메소포타미아 글에서 보인다. 고대로부터 암호학은 오늘날까지 여전히 이용되는 목적인 중요한 군사 정보 보호를 위함으로 보였다. 아마도 고대 세계에서 가장 발달된 암호 해독법의 성취는 로마에서 일어난 것으로 보인다. 카이사르 암호라고 알려진 로마의 암호 해독법은 암호화된 메기지의 글자를 라틴 알파벡의 특정 숫자에 따라 바꾸는 방법을 썼다. 중세로 접어들면서 암호학은 점점 중요해졌다. 해독에 취약한 대체 암호기가 만들어진 AD 800년 경에 아랍의 유명한 수학자인 알-킨디(Al-Kinndi)는 빈도 해석이라 알려진 기술을 개발한다. 그리고 1465년 레오네 알베르티(Leone Alberti)는 알킨디의 빈도 해석 기술에 대한 해결책으로 간주되는 다중 문자 암호를 개발한다. 르네상스 시대에도 새로운 암호화 방법이 개발되었는데, 1623년 프랜시스 베이컨 경이 발명한 이진코드 또한 대표적이다. 암호학의 과학은 수세기 동안 계속해서 진보했다. 1790년대 토마스 제퍼슨(Thomas Jefferson)은 실제 구현에는 실패했지만 암호 휠(Cipher wheel)로 알려진 그의 발명품은 복잡한 암호화에 쓰이는 36개의 글자로 구성된다. 컴퓨터의 발달과 함께 암호화는 아날로그 시대보다 훨씬 발전하게 괸다. 128비트 수학적 암호화는 고대 또는 중세 암호보다 훨씬 강하여 이제 많은 민감한 장치와 컴퓨터 시스템의 표준이 됐다. 암호화폐에는 해시 함수, 공개 키 암호화 및 디지털 서명과 같은 몇 가지 고급 암호화 기술을 활용한다. 타원곡선 DSA로 알려진 전문화된 암호화 형태는 비트코인과 암호화폐가 추가적인 보안을 제공하고 자금이 정당한 소유주만이 사용 가능 하기 위함을 보장하기 위한 수단으로 사용된다. 암호학은 지난 4,000년 동안 많은 발전을 이룩해왔고, 여전히 발전 중이다. 민감한 데이터를 보호할 필요성이 있는 한 암호학은 계속 발전할 것이다.

방식

암호화 방식은 암호화와 복호화 하는 키(key)의 형태에 따라 대칭형과 비대칭형으로 나눈다. 대칭형은 암호화할 때 쓰는 키(key)와 암호를 해석할 때, 복호화할 때 쓰는 키가 같은 암호 알고리즘 또는 방식을 말한다. 반면 비대칭형 암호방식은 암호화 키와 복호화 키가 서로 다른 알고리즘을 말한다.

대칭키 알고리즘

대칭키 알고리즘(symmetric-key algorithm)는 암호화와 복호화에 같은 열쇠를 사용하는 것을 말한다. 이 키를 송신자와 수신자 이외에는 노출되지 않도록 비밀히 관리해야 한다. 우리가 일반적으로 사용하는 암호라는 의미로 관용암호 라고 하며, 키를 안전하게 보관해야 한다는 의미로는 비밀키 암호라고도 한다. 이 방식은 고대암호로부터 연결된 오랜 역사를 가진다. 사용되는 키가 짧고 속도가 빨라서 효율적인 암호 시스템을 구축할 수 있다. 이 암호 방식은 알고리즘의 내부 구조가 간단한 치환과 전치의 조합으로 되어 알고리즘을 개발이 쉽고, 컴퓨터 시스템에서 빠르게 동작이 가능하다. 하지만 송수신자 간 동일한 키를 공유해야 하므로 많은 사람들과 정보교환 시 많은 키를 생성, 유지 및 관리 해야한다는 어려움이 있다. 이러한 대칭키 암호 방식은 데이터를 변환하는 방법에 따라 블록 암호, 스트림 암호로 구분된다.

• AES : 국가 표준으로 사용되었던 DES(Data Encryption Standard)의 취약점을 보안하기 위해 고안된 암호 알고리즘이다. DES는 대칭키 암호 방식으로 56비트의 암호 키를 사용했는데, 매우 짧은 길이를 가지고 있어 공격에 취약했다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 미국표준기술연구소에서 새로운 암호 공모전을 열어 채택한 것이 바로 AES 암호 알고리즘이다. 이는 벨기에 출신의 암호학자인 존 데이먼(Joan Daemen)과 빈센트 라이먼(Vincent Rijmen)에 의하여 제안되었고, 그들의 이름을 따서 레인달(Rijndael) 알고리즘이었다. AES 암호 알고리즘은 기존의 DES 암호 알고리즘과 다르게 파이스텔 암호(Feistel Cipher)를 가지고 있지 않아 암호 블록 크기는 128비트이다. 또 알고리즘의 변경 없이도 128비트 뿐 아니라 192비트, 256비트 블록 크기로 확장이 가능하다.

비대칭키 알고리즘

비대칭키 알고리즘(Asymmetric Key Algorithm)은 암호화 및 복호화 시 각기 다른 두 가지 키가 필요한 암호 알고리즘이다. 두 가지 키를 일반적으로 공개키(public key)와 개인키(private key)라고 하는데, 비대칭 알고리즘을 공개키 알고리즘이라고도 한다. 일반적으로는 비대칭키 알고리즘은 세션 키를 교환하거나 메세지나 문서를 전자적으로 서명하는데 사용된다. 비대칭 알고리즘은 대칭 알고리즘에 비하여 속도가 느리고, 암호화 속도와 복호화 속도가 서로 차이가 날 수 있다.

• RSA : RSA 암호화 방식은 공개키로 암호화하고, 그와 다른 비밀키로만 열 수 있는 암호화 알고리즘의 아이디어를 구체화한 최초의 방식으로 미국의 대중잡지 사이언티픽 아메리칸의 1977년 8월에 선보이게 된다. RSA란 MIT 공대 연구팀 소속의 세 학자 Rivest, Shamir, Adleman 이름의 머리글자를 따서 만든 명칭이다. 이들은 연구 결과가 나오기 전까지는 40개가 넘는 알고리즘을 만들었다가 폐기했다고 한다. 때로는 공개키, 비밀키의 개념을 실제 구현하기 어렵다고까지 생각했지만 힘든 과정과 연구 끝에 결국 단순 명료하면서 깊이 있는 알고리즘을 만들어 내게 된다. 현재 디지털 서면 시스템은 RSA 알고리즘에 상당 부분 의존한다. RSA 암호화 방식은 두 개의 큰 소수들의 곱과 추가 연산을 통해 공개키와 비밀키를 구하고 이 과정들이 지나 키들이 생성되면 처음의 두 소수는 더 이상 중요하지 않고 버려도 무방하다. 공개키는 모두에게 공개되는 키지만, 비밀키는 자신만이 가지고있는 키로 남에게 공개되어선 안된다. 이런 비밀키는 공개키에 의하여 암호화된 메시지를 복호화 하는데에 사용된다.

참고자료

• 〈디코딩〉, 《네이버 지식백과》
• 〈복호화〉, 《위키백과》
• 〈복호화〉, 《나무위키》
• binance, 〈암호학의 역사〉, 《binance》, 2019-08-19
• 〈빠르고 효율적인 암호 시스템〉, 《네이버 지식백과》
• 〈AES 알고리즘〉, 《네이버 지식백과》
• 〈비대칭 키 알고리듬〉, 《네이버 지식백과》
• 〈RSA 암호화 방식〉, 《네이버 지식백과》

같이 보기

• 인코딩
• 복호화

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