암호화 알고리즘 완벽 가이드

1. 대칭키 암호화

같은 키로 암호화/복호화

AES (Advanced Encryption Standard)

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Random import get_random_bytes

# 암호화
key = get_random_bytes(32)  # 256비트
cipher = AES.new(key, AES.MODE_GCM)
plaintext = b"Secret message"
ciphertext, tag = cipher.encrypt_and_digest(plaintext)

# 복호화
cipher = AES.new(key, AES.MODE_GCM, nonce=cipher.nonce)
decrypted = cipher.decrypt_and_verify(ciphertext, tag)

AES 모드

ECB (Electronic Codebook) - 사용 금지!

같은 평문 → 같은 암호문
패턴 노출 위험

CBC (Cipher Block Chaining)

이전 블록과 XOR
IV (Initialization Vector) 필요

GCM (Galois/Counter Mode) - 권장

암호화 + 무결성 검증
병렬 처리 가능

2. 비대칭키 암호화

공개키로 암호화, 개인키로 복호화

RSA

from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP

# 키 생성
key = RSA.generate(2048)
private_key = key.export_key()
public_key = key.publickey().export_key()

# 암호화 (공개키)
cipher = PKCS1_OAEP.new(RSA.import_key(public_key))
ciphertext = cipher.encrypt(b"Secret")

# 복호화 (개인키)
cipher = PKCS1_OAEP.new(RSA.import_key(private_key))
plaintext = cipher.decrypt(ciphertext)

하이브리드 암호화

# 1. AES 키 생성 (대칭키)
aes_key = get_random_bytes(32)

# 2. 데이터를 AES로 암호화
cipher = AES.new(aes_key, AES.MODE_GCM)
encrypted_data = cipher.encrypt(large_data)

# 3. AES 키를 RSA로 암호화
rsa_cipher = PKCS1_OAEP.new(public_key)
encrypted_aes_key = rsa_cipher.encrypt(aes_key)

# 전송: encrypted_data + encrypted_aes_key

3. 해시 함수

SHA-256

import hashlib

data = b"Hello, World!"
hash_value = hashlib.sha256(data).hexdigest()
print(hash_value)  # a591a6d40bf420404a011733cfb7b190d62c65bf0bcda32b57b277d9ad9f146e

비밀번호 해싱 (bcrypt)

import bcrypt

# 해싱
password = b"user_password"
salt = bcrypt.gensalt(rounds=12)  # Cost factor
hashed = bcrypt.hashpw(password, salt)

# 검증
if bcrypt.checkpw(password, hashed):
    print("Password match")

4. 디지털 서명

from Crypto.Signature import pkcs1_15
from Crypto.Hash import SHA256

# 서명 생성
message = b"Important document"
hash_obj = SHA256.new(message)
signature = pkcs1_15.new(private_key).sign(hash_obj)

# 서명 검증
try:
    pkcs1_15.new(public_key).verify(hash_obj, signature)
    print("Signature is valid")
except (ValueError, TypeError):
    print("Signature is invalid")

결론

암호화 선택 가이드:

• 데이터 암호화: AES-GCM
• 키 교환: RSA, ECDH
• 비밀번호: bcrypt, Argon2
• 무결성: HMAC, SHA-256