ch14 – 2. 인증프로토콜 (2) - 공개키 인증서 -

충북대 네트워크 보안 연구실[ jinmun @ gmail.com ]

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ch14ch14 – – 2.2. 인증프로토콜인증프로토콜 (2)(2)- - 공개키 인증서 공개키 인증서 --

22007-01 정보보호응용

목 차목 차

PKI 운영과 관리

공개키 인증 개요1

4

공개키 인증서

인증서 발급 및 취소

2

3


공개키 인증 필요성공개키 인증 필요성

송신자 A 수신자

Internet

공개키 등록

공개키 디렉토리

송신자의 개인키로 서명

송신자의 서명 부분을 자신의 서명으로 바꾸어 전송

A 의 공개키로 서명 확인

도청자


공개키 인증 필요성공개키 인증 필요성

공개키 암호 시스템자신의 공개키 공표 , 개인키 비밀간직 파일 전송 프로토콜 , WWW, 기타 security application 은 공개키

알고리즘에 바탕

공개키 암호 시스템을 사용하려면공개키 기반 구조 구축이 필요공개키 인증서에 바탕으로 함

인증서의 필요성공개키의 무결성 제공

공개키의 인증성 제공 모든 사용자가 믿을 수 있는 인증기관이 공개키에 대한 인증성을

제공함


공개키 기반 구조 정의공개키 기반 구조 정의

PKI:Public-key Infrastructure

협의의 공개키 기반구조인증기관이 인증서를 발행하고 , 분배하며 , 취소하는 절차와 규정

인증기관 , 사용자의 키의 분배 및 인증서의 전달

이를 위한 체계가 공개키 기반구조 (PKI 의 주요 기능 )

광의의 공개키 기반구조PKI 기본 정책 설정

루트 인증기관의 지정 및 역할 정의

인증기관 간의 상호연동 /상호인증 체계 구축

인증서 /인증서 취소목록 정의 및 발행 /취소 절차

인증서 정책 관리 /유지 , 법적 /제도적 지원


공개키 기반 구조의 방식공개키 기반 구조의 방식

루트 -CA 제 2 계층- CA

제 3 계층 -CA

사용자

순수계층 구조



순수 계층 방식최상위 인증 기관인 root CA 에 바탕을 둠

최상위 계층의 root CA

전반적인 PKI 정책을 수립 제 2 계층 CA 를 인증

제 2 계층 CA

루트 CA 에 의해 설정된 정책 하에 자신의 정책을 수립 제 3 계층 CA 를 인증

제 3 계층 CA

사용자를 인증

하부의 CA 간의 상호 인증은 원칙적으로 배제

루트 CA 간의 상호인증을 통한 국제간 상호 제공



네트워크 구조

모든 구조가 평면적으로 구성모든 CA 간에 상호인증을 허용

상호인증의 수가 대폭 증가하는 단점이 있다 .

개별 기반구조 사용자



혼합형 인증 구조

1

2 3

5

Alice

PAA

Cross Certificate

PCAPCA

CA

( 최종 개체 )

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PKI 구성요소

PKI 의 구성요소정책승인기관 ; 정책인증기관 ; 조직등록기관 인증기관 ; 등록기관 ; 디렉터리 ; 사용자

서버사용자

인증기관 (CA)( 인증서 / 폐기 목록관리 )

( 신원확인 / 폐기 )

( 인증서 발급 / 갱신 / 폐기 )

등록기관 (RA)

디렉토리 서버

고객인증서

서버인증서

고객인증서

서버인증서

디지털서명

112007-01 정보보호응용

PKI 구성요소

정책 승인 기관 (PAA:Policy Approving Authority)전반적인 PKI 정책 ( 인증서 정책 ) 을 설정하고 관리하는 기관정부 PKI 의 경우 단 한 개만 존재다른 나라의 PAA 들과의 상호 연동을 위한 협정을 체결함

정책 인증 기관 (PCA:Policy Certification Authority)특정 조직 혹은 공동 사회에서 사용될 보안 정책을 설정암호키 생성 주체 , 인증서 유효기간 , CRL 관리 방법 등을

결정함보안 정책을 설정하는 정부 부처마다 존재함 : 미국 국방성 ,

법무성

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PKI 구성요소

인증기관 (CA: Certification Authority)

최종 개체에게 인증서를 발급하는 제삼의 신뢰 기관인증서 취소목록 (CRL:Certificate Revocation List) 을 유지 ;

사용자에 인증서 발행 ; 상호인증 기능

등록기관 (RA: Registration Authority)

CA 의 기능 중 사용자 신분 확인 기능을 대신하여 수행함 사용자 신원확인 ; 인증 요구 정보 전달 ; 발급된 인증서 전달

최종개체 (End Entity)-- 사용자인증서 발급을 요구

디렉토리 (Directory)

인증서 및 CRL 저장소

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사용자 A 사용자 B

1. 인증서 발급 신청

2. 신원확인 및 인증서 발급

공인인증기관

3. 디지털서명 생성 및 전송( 전자문서 + 디지털서명 + 인증서 )

5. 인증서 및 인증서취소 목록 전송

6. 취소목록 검증7. 상대방인증서 검증8. 디지털서명 검증

4. 인증기관 인증서및 인증서 취소

목록 요구

인증서 발급절차

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공개키 인증서공개키 인증서

ITU 에 의해 제안된 인증서의 기본형식을 정의한 규격인증서 데이터 형식인증서를 이용한 공개키의 효율적인 분배 방법을 정의

X.509 v1, v2인증서 취소 목록 (CRL:Certificate Revocation List) 를

포함

X.509 v3

인증서를 정의하는 다양한 환경에 맞는 조건과 서명 알고리즘들의 선택이 가능하도록 확장영역을 추가

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X.509 v1 1988 년 발표 , CA 의 개인키로 서명인증 경로인증서의 폐기

X.509 v2 : X.509 v1 형식과 거의 비슷두 개의 옵션을 추가

발급자 고유 ID (issuer unique identifier) 주체 고유 ID (subject unique identifier)

X.509 v3 새로운 개념이 많이 도입확장자 도입

키 및 정책 확장자 주체와 발급자에 대한 속성 정보 인증서 경로 규제 정보

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X.509 X.509 인증서인증서

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인증서 형식 : X. 509 v1,v2,v3

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기본 필드 (1)버전 (version) version): 인증서의 버전 (V3 를 정수 2 로 표현 )

일련번호 (serial number): 인증서에 부여되는 유일한 양의 정수

서명 알고리즘 (signature): 인증서 생성시에 사용한 알고리즘에 대한 식별정보로 OID 를 사용하여 표현

발급자 (issuer): 인증서를 발급한 인증기관의 명칭을 DN 형식으로 표현 한글을 사용하는 경우에는 UTF8 형식으로 표현

유효기간 (validity): 인증서의 상태를 인증기관이 보증해 주는 기간 GMT 로 표현 , 2049 년까지는 UTC Time 형식 , 2050

년부터는 Generalized Time 형식 사용

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기본 필드 (2)소유자 (subject): 인증서 소유자의 명칭을 DN 형식으로 표현

한글을 사용하는 경우에는 UTF8 형식으로 표현

소유자 공개키 정보 (subject public key info.)

하위 필드 algorithm 에 알고리즘의 OID 표현 하위필드 subjectPublicKey 에 공개키 정보 표현

발급자 고유식별자 (issuer unique identifier)

하나의 DN 에 대해 서로 다른 발급자가 사용하는 경우에 이를 식별

소유자 고유식별자 (subject unique identifier)

하나의 DN 에 대해 서로 다른 소유자가 사용하는 경우에 이를 식별 본 표준을 준용하는 시스템은 이 필드 사용금지

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확장 필드 (1) 인증서 정책 , 인증서 정책 매핑 필드 , 대체 이름 필드 , 개체

디렉토리 속성 필드 , 인증 경로 제한 속성 필드 등을 포함소유자 공개키 식별자 (Subject Key Identifier)

Definition– 인증기관으로부터 인증 받는 공개키를 식별– KeyIdentifier 사용– 기본 필드의 subjectPublicKey 정보를 해쉬하여 저장

(160 비트 ) Recommendation

– Non-critical

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확장 필드 (2)

키 사용목적 (Key Usage) Definition

– 소유자의 공개키가 사용되는 목적을 명시 Recommendation

– 공인인증기관 인증서 : keyCertSign, cRLSign– 사용자 인증서 : digitalSignature, non-repudiation

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Root

한국

홍길동

IBM정부정부순천향대

미국

속 성

CN : K.D.Hong 전화번호 : 0418-542-8819

전자우편 주소 : [email protected] 직위 : 연구원

DN : {C=KR, O=SCH, CN=K.D.Hong }

RDN = KR

RDN = K.D.Hong

RDN = SCH

• 인증서 소유자 : X.500 DN

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인증서 발급 및 취소인증서 발급 및 취소

(1) 초기 등록 및 인증 :

등록 /인증 초기화 , 사용자에 대한 메시지 인증 , 사용자를 위한 공개키의 생성 , 사용자 인증 과정 등을 포함

(2) 개인키 소유 증명 (POP, Proof of Possession)

CA/RA 는 사용자가 공개키에 대응하는 개인키를 소지하고 있다는 사실을 확신해야 한다 .

키의 유형에 따라 각각 다른 방법으로 수행될 수 있다 .

(3) 루트 CA 키 갱신루트 CA 가 자신의 키 쌍을 갱신하는 절차CA 는 새로운 공개키를 이전의 개인키를 이용하여 보호한다 .

(4) 인증서 취소 요구 및 처리키 손상 및 문제 발생 ; 키 손상에 대한 복구 ; CRL 획득 절차 ; 키

생성 및 재인증

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인증서 취소인증서 발행 조직에서의 탈퇴비밀키의 손상비밀키 유출의 의심

인증서 취소 메커니즘X.509 에 정의된 CRL 메커니즘

인증서 취소 목록의 기본 영역서명 알고리즘 : CRL 에 서명한 서명 알고리즘 ID 및 관련 데이터발급자 : 발급자 CA 의 X.509 이름최근 수정 일자 : 최근 수정 일자 (UTC Time)차후 수정 일자 : 다음 수정 일자 (UTC Time)취소 인증서 목록 : 취소된 인증서 목록들CRL 확장자 : CRL 확장자 유무 및 내용발급자 서명문 : 발급자의 서명문

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262007-01 정보보호응용

PKI 운영 프로토콜

인증서 및 CRL 의 상태를 저장소로부터 조회하기 위한 프로토콜LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)

FTP(File Transfer Protocol)

인증서 온라인 상태의 유효성을 검증OCSP(Online Certificate Status Protocol)

PKI 운영 프로토콜의 기본 모델사용자CA

저장소

LDAP 나 FTP 를 이용하여 저장소로부터 인증서나 CRL 들을 검색

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2.2 2.2 사용자 인증서사용자 인증서

인증서에서의 표기법CA<<A>> = CA{V, SN, AI, CA, TA, A, AP}

Y<<X>> : 인증기관 Y에 의하여 발행된 사용자 X 의 인증서

Y{I} : Y 에 의한 I 의 서명

인증서 요청 처리 절차인증서 요청은 CA 로부터 서명을 받고자 하는 개인 사용자에

의하여 시작됨인증서 요청 ( 사용자 이름 , 전자우편주소 , 공개키 등의 정보를

포함함 ) 은 개인키로 암호화되어 CA 에게 전달됨CA 는 사용자 이름과 공개키를 추출하여 공개키가 요청자의 것인지를 확인하여 인증서를 발행하여 요청자에게 전달함

282007-01 정보보호응용


사용자의 인증서 획득CA 에 의해 생성된 사용자 인증서의 특성

CA 의 공개키에 접근하는 모든 사용자는 확인된 사용자 공개키를 검증할 수 있음

인증기관 이외의 누구도 발각되지 않고 인증서를 수정할 수 없음

CA 의 계층 구조 ( 그림 14.4) 상위 계층이 하위 계층을 신뢰하는 개념 임의의 A 는 두 가지 형태의 인증서를 가짐 ( 예 : CA X)

– 순방향 인증서 : 다른 CA 에 의하여 생성된 X 의 인증서– 역방향 인증서 : X 에 의하여 생성된 다른 CA 의 인증서

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사용자의 인증서 획득 사용자 A 의 B 에 대한 인증서

경로를 만들기 위한 인증서 획득 순서 X<<W>>W<<V>>V<<Y>

>Y<<Z>>Z<<B>>

A 는 이 인증서 경로를 이용하여 B의 공개키를 얻고 B 의 공개키를 이용하여 암호화된 메시지를 B에게 전달 B 가 A 이 공개키를 필요로 하면 Z<<Y>>Y<<V>>V<<W>

>W<<X>>X<<A>>

의 인증서 경로를 이용하여 획득함

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사용자의 인증서 취소인증서는 신용카드와 유사한 유효기간을 가지고 있음 . 인증서는

다음 이유 중 한가지 때문에 취소하는 것이 바람직 할 때가 있음 사용자의 개인키가 손상된 것으로 간주될 때 사용자가 이 CA 에 의해 더 이상 인증되지 않을 때 CA 의 인증서가 손상된 것으로 간주될 때

CA 는 취소된 인증서의 목록을 관리하여야 함 ( 그림 14.3b)

312007-01 정보보호응용

2.3 2.3 사용자 인증사용자 인증

일방향 인증 (One-Way Authentication)

단방향 인증은 A 로부터 B 로 정보의 전달이 한 번 이루어짐 A 에 대한 신원 확인과 메시지가 A 에 의해 생성되었음 메시지가 B 에게 전송

A 의 확인만 가능

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Two-Way Authentication 일방향의 인증의 세가지 요소에 다음과 같은 요소를 추가

A 에 대한 신원 확인과 응답 메시지 생성되었음 메시지가 A 에게 전송

양방향 상호 인증

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Three-Way Authentication임시비표의 서명을 A 에서 B 로 전달타임 스탬프의 문제점 해결 ( 동기화 문제 )

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국내 PKI 체계

정부 공개키기반구조 정책

한국정보보호센터루트 인증기관

일반전자거래( 정보인증 )

은행분야( 금결원 )

증권분야( 증권전산 )

공공분야( 전산원 )

등록기관 (RA) 가입자

정보통신부 NPKI 기본 정책 결정

인증관리센터 (KISA)

공인인증기관에 대한 인증서 발행

인증서정책 관리 /유지

전자거래( 전자인증 )

무역( 정보통신 )

정보통신부

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