암호화란?

암호화는 읽을 수 있는 형식의 데이터를 암호화 키를 사용해 복호화해야만 읽거나 처리할 수 있는 인코딩 된 형식으로 변환하는 보안 방식입니다. 이는 암호학에서 흔히 사용되는 프로세스로, 메시지나 정보를 인코딩하여 권한이 있는 사용자만 접근할 수 있도록 하고, 권한 없는 사용자는 접근하지 못하도록 합니다.

효과적인 보안 수단으로써 암호화는 민감한 데이터가 탈취되거나 훼손되는 것을 방지하며 개인 사용자부터 대규모 기업까지, 브라우저와 서버 간에 전송되는 사용자 정보를 보호하기 위해 널리 사용되고 있습니다.

암호화는 사람이 읽을 수 있는 평문을 이해할 수 없는 형태의 텍스트, 즉 '암호문'으로 변환하는 과정입니다. 암호화는 알고리즘이라 하는 수학적 암호 모델을 사용해 평문을 암호문으로 인코딩하는 방식으로 작동합니다. 데이터를 다시 평문으로 디코딩하려면, 알고리즘에 의해 생성된 숫자 문자열이나 비밀번호 형태의 복호화 키가 필요합니다.

데이터 보안의 핵심 요소로서 암호화는 데이터가 도난당하거나 변조되거나 손상되는 것을 막아줍니다. 데이터는 암호화 과정을 통해 비밀 코드로 뒤섞이며, 오직 고유한 암호 키로만 이를 해독할 수 있습니다. 암호화는 데이터를 안전하게 보호하는 검증된 방법이지만, 필요할 때 접근할 수 있도록 암호화 키를 신중하게 관리하는 것이 중요합니다.

암호화는 사이버 보안과 데이터 보호의 핵심으로, 개인 정보와 민감한 데이터를 보호하고 클라이언트 애플리케이션과 서버 간 통신의 보안을 강화합니다. 모든 조직에서 암호화가 중요한 이유는, 데이터를 암호문으로 변환함으로써 기밀 정보를 안전하게 보호할 수 있기 때문입니다.

암호화는 데이터 보안의 필수 요소로, 암호 키를 가진 사람만 데이터의 실제 내용을 접근할 수 있도록 하여 사이버 범죄자나 권한 없는 자가 데이터를 훔치거나 악용하는 것을 사실상 불가능하게 만듭니다. 이를 통해 데이터 가로채기, 정보 유출 등 다양한 사이버 공격으로부터 데이터를 효과적으로 보호할 수 있습니다.

암호화에는 일반적으로 두 가지 방식이 사용됩니다. 바로, 대칭 암호화와 비대칭 암호화입니다.

대칭 암호화

대칭 암호화는 암호화와 복호화에 동일한 키를 사용하는 비교적 단순한 방식입니다. 즉, 송신자와 수신자 모두 같은 키를 가지고 있어야 데이터를 복호화할 수 있습니다. 이 방식은 비대칭키 암호화보다 빠르고 효율적이어서 대량의 데이터를 전송할 때 선호됩니다. 대표적인 대칭키 암호화 방식에는 AES(고급 암호화 표준), DES(데이터 암호화 표준), 3DES(트리플 DES) 등이 있습니다.

비대칭 암호화

비대칭 암호화는 공개키 암호화라고도 불리며, 암호화 과정에서 서로 다른 두 개의 키를 사용합니다. 하나는 데이터 암호화에 사용되는 공개 키이고, 다른 하나는 데이터 복호화에 사용되는 개인 키입니다. 개인키는 데이터를 복호화할 때 사용되며, 소유자가 비밀로 유지해야 하며, 공개키는 인가된 사용자에게 공유하거나 일반에 공개할 수 있습니다. 비대칭 암호화는 대칭 암호화보다 느리고 복잡하지만, 보안성이 더 뛰어나며 별도의 안전한 키 교환이 필요하지 않습니다. 대표적인 방식으로 RSA(리베스트-샤미르-애들먼 암호화)와 ECC(타원 곡선 암호화)가 있습니다.

해싱은 암호화 기법과 함께 사용되지만, 암호화의 한 형태는 아닙니다. 해싱은 파일이나 메시지의 내용을 요약하는 고정 길이 값을 생성하며, 이를 통해 데이터 무결성을 검증하고 무단 변경 여부를 확인할 수 있습니다.

암호화는 개인과 조직에 여러 가지 중요한 이점을 제공합니다.

• 데이터 보호: 암호화는 민감한 데이터가 무단 사용자에게 도난당하거나 열람되거나 변조되는 것을 방지합니다. 올바른 복호화 키를 가진 사람만 데이터에 접근할 수 있으므로, 사이버 범죄자가 정보를 탈취하거나 악용하는 것을 사실상 불가능하게 만듭니다.
• 규제 준수: 암호화는 조직이 데이터 보호와 관련된 법적·규제적 요구사항을 충족하는 데 도움이 됩니다. 의료, 금융과 같은 많은 산업은 소비자 데이터의 사용 및 저장 방식에 대해 엄격한 규정을 준수해야 하며, 암호화로 이러한 기준을 충족하고 규정을 준수할 수 있습니다.
• 보안 강화: 암호화는 추가적인 보안 계층을 제공하여 데이터 유출, 사이버 공격 및 기타 위협으로부터 데이터를 보호합니다. 이를 통해 데이터를 가로채는 사이버 범죄가 발생하기 훨씬 어렵게 만들고, 민감한 데이터가 암호화된 형식으로 저장되도록 보장하여 조직의 평판을 보호합니다. 복호화 키 없이는 데이터를 읽을 수 없습니다.
• 데이터 무결성 유지: 암호화는 데이터가 변조되거나 손상되지 않았음을 검증하는 데 도움이 됩니다. 백업의 무결성을 확인하거나 전송 중인 데이터의 무결성을 유지해 해커가 통신을 가로채거나 데이터를 조작하는 것을 방지할 수 있습니다.
• 소비자 신뢰도 향상: 암호화는 암호화 기술을 사용한다는 사실을 공개적으로 알림으로써 소비자의 신뢰와 확신을 강화할 수 있습니다. 고객은 보안이 강화된 기업을 더 신뢰하고 장기적으로 이용할 가능성이 크며, 다른 사람에게도 추천할 가능성이 높아집니다. 암호화는 곧 신뢰와 충성도의 표식이 됩니다.

암호화는 많은 이점을 제공하지만, 동시에 고려해야 할 몇 가지 단점도 있습니다. 대표적인 단점은 다음과 같습니다.

• 비용: 암호화를 구현하고 유지하려면 추가적인 자원과 업그레이드가 필요하여 비용이 많이 들 수 있습니다.
• 키 관리: 암호화·복호화 키를 분실하면 복구가 불가능하기 때문에 키 관리가 큰 부담이 될 수 있습니다.
• 호환성 문제: 서로 다른 시스템과 애플리케이션 간에는 암호화 기술이 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 모든 권한이 있는 사용자가 암호화된 데이터를 읽을 수 있도록 보장하는 것은 어려울 수 있으며, 이는 데이터의 가시성과 사용성을 제한할 수 있습니다.
• 비현실적인 요구사항: 조직이 암호화 모범 사례를 지키지 못하거나 데이터 암호화 기술의 제약을 무시하면, 오히려 데이터 보안을 위협하는 비현실적인 요구사항이 발생할 수 있습니다.
• 성능 저하: 암호화는 특히 데이터를 대량으로 처리하거나 분석할 때 속도와 효율성에 영향을 미칠 수 있습니다.
• 데이터 접근 문제: 사용자가 암호화 키를 잊어버리면 컴퓨터에 저장된 데이터에 접근할 수 없게 됩니다.

그럼에도 불구하고, 암호화의 이점은 이러한 단점들을 능가하며, 인간 중심의 사이버 보안과 데이터 보호에서 필수적인 요소로 자리 잡았습니다.

트리플 DES 암호화

트리플 DES는 해커들이 쉽게 뚫을 수 있었던 기존 데이터 암호화 표준(DES) 알고리즘을 대체하기 위해 설계되었습니다. 한때는 업계에서 가장 널리 사용되며 권장되던 대칭 암호화 알고리즘이기도 했습니다.

트리플 DES는 각각 56비트 길이의 세 개의 개별 키를 사용합니다. 키의 총길이는 168비트이지만, 실제 보안 강도는 약 112비트 수준으로 평가됩니다.

현재는 점차 사용이 줄어들고 있지만, 여전히 금융 서비스나 일부 산업 분야에서는 신뢰할 수 있는 하드웨어 암호화 솔루션으로 활용되고 있습니다.

RSA(리베스트-샤미르-애들먼) 암호화

RSA는 공개키 암호화 알고리즘으로, 인터넷을 통해 전송되는 데이터를 암호화하는 표준입니다. 또한 PGP(프리티 굿 프라이버시)와 GPG(GNU 프라이버시 가드) 프로그램에서도 사용되는 방식 중 하나입니다.

트리플 DES와 달리 RSA는 비대칭 암호화 알고리즘으로 분류됩니다. 공개키는 메시지를 암호화하고, 개인키는 이를 복호화하는 데 사용됩니다. 공격자가 이 암호화 코드를 해독하려면 상당한 시간과 연산 능력이 필요합니다.

고급 암호화 표준 (AES)

고급 암호화 표준(AES)은 미국 정부와 많은 다른 기관이 표준으로 신뢰하는 알고리즘입니다.

AES는 128비트 키를 사용할 때도 매우 효율적이지만, 더 강력한 보안을 위해 192비트와 256비트 키를 사용하는 방식도 지원합니다.

블로우피쉬

블로우피쉬는 데이터를 암호화하고 복호화하는 데 사용되는 대칭 암호화 알고리즘입니다. 속도와 효율성이 뛰어나며, 빠른 암호화 및 복호화가 필요한 소프트웨어 애플리케이션에서 자주 사용됩니다.

투피쉬

블로우피쉬와 유사한 대칭 암호화 알고리즘이지만, 더 높은 보안성을 제공하는 것으로 평가됩니다. 금융이나 의료처럼 높은 보안 수준을 요구하는 소프트웨어 애플리케이션에서 널리 사용됩니다.

RC4

RC4 역시 대칭 암호화 알고리즘으로, 한때는 빠른 암호화 및 복호화가 필요한 소프트웨어 애플리케이션에서 널리 쓰였습니다. 그러나 현재는 보안 취약점이 밝혀져 안전하지 않은 것으로 간주되며, 더 이상 사용이 권장되지 않습니다.

암호화는 정보 보호에 핵심적인 역할을 하며, 사용 목적에 따라 다양한 표준과 방식이 적용됩니다. 주요 암호화 표준은 다음과 같습니다.

• 데이터 암호화 표준(DES): 현재는 사용이 중단됨.
• 고급 암호화 표준(AES).
• RSA: 최초의 공개키 암호화 알고리즘.

파일 암호화:

파일 시스템에서 개별 파일이나 디렉터리를 직접 암호화하는 방식으로, 흔히 파일 및 폴더 암호화라고 불립니다.

디스크 암호화:

디스크나 볼륨에 저장된 모든 데이터를 암호화하여, 올바른 복호화 키 없이는 읽을 수 없도록 합니다. 소프트웨어 또는 전용 하드웨어를 통해 디스크 암호화를 수행할 수 있습니다.

이메일 암호화:

이메일 암호화는 이메일이 무단으로 열람되는 것을 방지합니다. 일반적으로 이메일은 암호화되지 않은 상태로 전송되기 때문에 보안에 취약합니다. 이메일 암호화 방식에는 TLS(전송 계층 보안)와 종단 간 암호화가 있으며, 대표적인 프로토콜로 PGP와 S/MIME이 있습니다. 이러한 방법은 이메일 내용을 보호할 뿐 아니라 발신자와 수신자의 신원을 검증하는 데도 사용됩니다.

1. 법률 숙지: 개인 식별 정보(PII)를 보호할 때 조직은 여러 가지 다양한 개인정보 관련 규정을 준수해야 합니다. 많은 조직에 영향을 미치는 대표적인 6가지 규정은 FERPA(가족 및 학생 권리 보호법), HIPAA(건강 보험 양도 및 책임에 관한 법), HITECH(건강 정보 기술법), COPPA(아동 온라인 프라이버시 보호법), PCI DSS(결제 카드 산업 데이터 보안 표준), 그리고 각 주(州) 별 데이터 침해 통지 법령입니다.
2. 데이터 평가: HIPAA 보안 규칙은 암호화를 명시적으로 의무화하지는 않지만, 기관이 데이터 위험 평가를 수행하고 그 결과 암호화가 '합리적이고 적절한' 보호 조치로 판단되면 이를 구현해야 한다고 명시하고 있습니다. 전자의무보호건강정보(ePHI)를 암호화하지 않기로 결정한 경우, 해당 기관은 해당 결정을 문서화하고 그 근거를 제시한 후 "동등한 대안"을 구현해야 합니다.
3. 필요한 암호화 수준 결정: 미 보건복지부(HHS)는 권장 암호화 수준과 관련한 실무 지침으로 미국표준기술연구소(NIST)의 권고를 참조합니다. 미 보건복지부와 미국표준기술연구소는 HIPAA 보안 규칙을 준수하기 위한 상세 문서를 제공하고 있습니다. NIST 특별 간행물 800-111은 사용자 기기에서의 암호화를 폭넓게 다루고 있으며, 간단히 말해, 위험 가능성이 조금이라도 있으면 암호화를 적용해야 한다고 명시합니다. AES를 프로토콜에 통합한 FIPS 140-2가 이상적인 선택입니다. FIPS 140-2는 교육 기관이 PII를 권한 없는 자에게 “사용 불가, 판독 불가, 해독 불가” 상태로 렌더링 하는 데 도움이 됩니다. FIPS 140-2 요건을 충족하는 기기는 암호화 키 소거를 통한 암호화적 삭제 기능을 갖추고 있어, 대상 데이터의 암호화 키를 삭제함으로써 매체에는 암호문만 남게 되어 사실상 데이터를 완전히 삭제하는 효과를 낼 수 있습니다.
4. 민감한 데이터 전송과 원격 접근 유의: 암호화는 노트북과 백업 드라이브에만 국한되어서는 안 됩니다. 인터넷을 통한 통신·데이터 전송에는 TLS(전송 계층 보안) 프로토콜과 AES 암호화가 필요합니다. 직원이 기관의 로컬 네트워크에 접근할 때, ePHI가 관련된 경우 안전한 VPN 연결이 꼭 필요합니다. 또한 학생 파일 일부를 시스템 간 또는 부서 간에 물리적 외장 장치로 옮기기 전에, 해당 장치를 암호화하고 FIPS 140-2 요구 사항을 충족하여 잠재적인 위반을 방지해야 합니다.
5. 세부 조항 확인(주의 사항): 안타깝게도 많은 학교가 서드파티 서비스의 개인정보·보안 정책을 면밀히 검토하지 않아, 학부모/학생이 용납할 수 없거나 FERPA(가족 및 학생 권리 보호법)를 위반할 수 있는 데이터 수집 및 데이터 마이닝 관행을 의도치 않게 허용하고 있습니다. 규정 준수는 단순히 사무실 PC에 비밀번호를 설정하는 것 이상의 의미를 지닙니다. 학교 시스템이나 이동식 미디어 장치에 저장된 정지 데이터를 보호하기 위해서는 암호화가 반드시 필요합니다. 학교 방화벽 외부(소위 “외부 환경”)에 있는 정지 데이터가 보안 침해의 주요 원인이라는 점을 명심해야 합니다.

기업 이메일 암호화는 재무 데이터, 개인 정보, 지적 재산과 같은 기밀 정보를 보호해야 하는 조직에 필수적입니다. 기업 이메일 암호화는 암호화 알고리즘을 사용하여 메시지를 읽을 수 없는 형태로 변환하며, 수신자는 복호화 키를 사용해서만 해당 메시지를 해독할 수 있습니다. 이 과정은 메시지가 안전하게 보호되도록 하며, 권한이 없는 사용자가 가로채거나 읽지 못하도록 보장합니다.

기업에서 사용할 수 있는 이메일 암호화 솔루션으로는 Microsoft Purview Message Encryption, S/MIME, IRM(정보 권한 관리), TLS(전송 계층 보안) 등이 있습니다. 각 솔루션은 다양한 수준의 암호화 및 보안을 제공하므로, 기업은 자사 환경에 가장 적합한 방식을 선택할 수 있습니다.

기업 이메일 암호화의 주요 장점은 보안 강화, 규제 준수, 민감 정보 보호 등이 있습니다. 그러나 동시에 몇 가지 도전 과제도 존재하는데, 대표적으로 비용, 키 관리 문제, 호환성, 성능 저하 등이 해당합니다.

Proofpoint는 업계를 선도하는 사이버 보안 기업으로, 기업이 이메일을 통해 전송하는 민감한 정보를 보호할 수 있도록 다양한 이메일 암호화 솔루션을 제공합니다. Proofpoint의 이메일 암호화 솔루션은 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 자동 보호: Proofpoint의 이메일 암호화 솔루션은 완벽한 투명성을 바탕으로 메시지와 첨부 파일을 자동으로 보호하므로 사용자가 안전하게 메시지를 보내고 받기 위해 이메일을 수동으로 암호화할 필요가 없습니다.
• 간소화된 정책 관리: 모든 이메일 암호화 정책은 게이트웨이에서 중앙화되어 관리 및 시행됩니다. 직관적인 그래픽 인터페이스를 통해 암호화 정책을 쉽게 정의할 수 있으며, 규제 정보나 지적 재산이 포함된 메시지를 자동으로 감지해 정책을 실행할 수 있습니다.
• 무접점 키 관리: Proofpoint 솔루션은 키 관리로 인한 행정적 부담을 없애줍니다. 키는 생성 즉시 안전하게 저장 및 관리되며, Proofpoint의 클라우드 기반 인프라를 통해 높은 가용성을 보장합니다. 관리자는 최종 사용자가 암호화된 이메일 메시지에 대한 접근 권한을 취소, 만료 또는 복원하도록 허용할 수도 있습니다.
• 통합 정보 보호: Proofpoint의 이메일 암호화 솔루션은 기존의 이메일 및 정보 보호 솔루션 투자를 최대한으로 활용합니다. 솔루션에는 PCI, HIPAA, PII 등 80개 이상의 템플릿 기반 정책이 포함되어 있습니다.

Proofpoint의 이메일 암호화 솔루션은 기업이 민감한 정보를 보호하고, 규제 요구사항을 준수하며, 보안을 강화할 수 있도록 지원합니다. 더 자세한 내용은 Proofpoint에 문의하세요.