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공개 키 암호화: 무엇일까요?

동영상 대본
대부분의 유럽을 폐허로 만든 2차 세계대전이 끝난 후 미국과 소련사이의 긴장감은 커져만 갔습니다 대륙간 탄도 미사일을 통한 핵 공격을 할 수 있고 동시에 이를 성공적으로 방어하는 능력이 다음의 세계적인 초 강대국에게 필요할 것은 명확했습니다 북미에서는 대부분의 공격하기 쉬운 지점이 북극 너머에 있었습니다 그래서 1958년 미국과 캐나다 사이의 연대의 결과로 북미 방공군(North American Aerospace Defense Command) 흔히 NORAD 라고 알려진 단체가 세워집니다 방어에서 중요한 점중 하나는 반 자동화된 지상 환경이었습니다 이것은 북미 전역에 흩어져있는 100개가 넘는 장거리 레이더들을 자동화한 시스템입니다 이 레이더들은 컴퓨터화 된 레이더 기지에 연결되어 전화선이나 전파를 이용해서 추적한 정보를 기지로 전송합니다 모든 레이더의 정보들은 콜로라도에 있는 Cheyenne산에 있는 최우선 경고 센터(primary warning center)로 제공됩니다 이러한 기계간의 의사소통을 위한 기계의 도입으로 인해 각 컴퓨터들을 이용하여 정보들의 전달과 계산을 자동화 하는 것으로 1초 이내로 결정을 내리는 것이 가능하게 되었습니다 이러한 온라인방식의 아이디어는 이후 몇년동안 대학들에서 컴퓨터 네트워킹의 잠재력을 이해하면서 매우 빠르게 개조되고 발전하였습니다 "이러한 것들은 컴퓨터 커뮤니케이션 네트워크를 특별하게 만듭니다 지리적으로 분산되어있는 데이터를 입력하는 팀 멤버들은 다른사람들과 접촉할 수 없을뿐만 아니라 언제나 항상 정보를 기반으로 하여 일을 해야했죠 그래서 이것은 명백하게 우리의 계획이나 조직 그리고 실행 등과 같은 것에 많은 차이를 만들었습니다 만일 우리가 이러한 전자기기들을 다루려고 한다면 여러분의 식별정보가 달란 작은 플라스틱 조각을 기계에 넣어야 할 것이고 그러고 나면 그들은 정산을 위해서 지금 당장 당신의 은행계좌를 원한다는 것을 생각할 수 있고, 입력이 끝나면 그것이 올바른지 체크할 것이고 그러기 위해서는 네트워크(network)가 필요할 것입니다" 돈을 전송하는 것은 보안을 위한 암호화에 대한 수요를 매우 증가하도록 만들었습니다 인터넷이 발달함에 따라 그 수는 전세계에서 백만에 가까웠고 새로운 문제가 나타났습니다 당시에는 암호화는 두개의 부분이 필요했는데 먼저 흔히 '키(key)'라고 알려져 있는 임의의 숫자를 먼저 공유해야했습니다 그러면 어떻게 서로 전혀 만난적이 없는 두 사람이 이 비밀스럽게 공유된 키가 전날 둘 사이에 있던 것을 Eve가 계속해서 들어서 얻게된 복사본인지 아닌지 확인할 수 있을까요? 1976년에 Whitfield Diffie와 Martin Hellman라는 사람이 암호화에 대한 놀라운 방법을 고안해내었습니다 먼저 색을 써서 이 방법에 대해 알아보도록 하죠 어떻게 Alice와 Bob은 그것이 Eve가 전날 찾아낸 암호색(secret color)이 아니라는 것을 알 수 있을까요 이 방법은 다음 두가지의 사실을 기본으로 하고 있습니다 먼저 첫번째로 '두 색은 쉽게 섞여 제 3의 색을 만든다' 그리고 두번째로 '섞인 색을 다시 되돌리는 것 즉 완전한 원래의 색을 찾아내는 것은 어렵다' 이것은 '자물쇠(lock)'를 기준으로 하고 있습니다 한 방향으로 무언가를 하는 것은 쉽지만 반대방향으로 하는 것은 어렵지요 이것은 한 방향 함수(one-way function)으로 알려져있고 지금은 다음과 같은 방법에 사용될 것입니다 먼저 그들은 공개적으로 시작되는 색을 하나 정합니다 여기서는 노란색으로 하죠 다음으로 Alice와 Bob은 둘 다 임의로 비밀스럽게 개인적인 색을 각각 정합니다 그리고 그 둘을 공개적으로 이야기한 노란색과 섞습니다 그들의 개인적인 색을 숨기기 위한것이죠 그럼 지금부터 Alice는 그녀의 개인적인 색을 놔두고 그녀가 섞어서 만든 색을 Bob에게 보냅니다 Bob도 그의 개인적인 색을 놔두고 섞어서 만든 색을 Alice에게 보냅니다 그 다음에는 이 방법의 핵심부분이 나옵니다 Alice와 Bob은 다른 사람이 보낸 섞어서 만든 색에 자신의 개인적인 색을 더합니다 그러면 서로 공유하기 위한 비밀의 색이 도착한 것입니다 이 경우 Eve는 그들중 하나의 개인적인 색을 얻기 전까지는 각각의 정확한 색을 얻어낼 수 없습니다 바로 그렇게 하기 위한 방법이니까요 지금부터는 숫자를 이용해서 해보도록 할게요 우리는 한 방향으로는 쉽지만 다른 방향으로는 어려운 수학적 절차가 필요하니까요