디지털 서명에 사용되는 알고리즘은 무엇인가요?

오늘날의 디지털 시대에 보안, 신원 인증 및 데이터 무결성은 기업, 정부 및 개인 사용자가 공통적으로 관심을 갖는 중요한 문제입니다. 디지털 서명은 디지털 정보의 진위성과 무결성을 유지하는 데 사용되는 매우 신뢰할 수 있는 방법입니다. 그러나 모든 디지털 서명 뒤에는 특정 암호화 알고리즘이 작용하고 있습니다. 이 글에서는 디지털 서명에 사용되는 알고리즘이 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 그리고 각 산업에서 흔히 볼 수 있는 유형, 특히 “글로벌 및 국가 상업 전자 서명법(ESIGN Act)” 및 유럽 연합의 "전자 신원 확인 및 신뢰 서비스 규정(eIDAS 규정)"과 같은 지역 규정의 배경에서 논의합니다.

디지털 서명이란 무엇인가요?

디지털 서명은 디지털 메시지, 소프트웨어 또는 파일의 진위성과 무결성을 검증하는 데 사용되는 암호화 기술입니다. 이는 손으로 쓴 서명이나 도장과 유사하지만 보안성이 훨씬 높습니다. 디지털 서명은 세 가지 주요 보안 보장을 제공합니다.

1. 신원 인증 - 서명자의 신원을 확인합니다.
2. 무결성 - 메시지가 변조되지 않았는지 확인합니다.
3. 부인 방지 - 서명자가 서명 행위를 부인하는 것을 방지합니다.

이러한 특성 덕분에 디지털 서명은 소프트웨어 코드 서명, 이메일 통신에서 계약 및 법적 문서와 같은 보안 파일 서명에 이르기까지 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.

디지털 서명 뒤에 숨겨진 알고리즘

그렇다면 디지털 서명에 사용되는 알고리즘은 정확히 무엇일까요? 실제로 디지털 서명 시스템의 핵심은 다양한 암호화 알고리즘의 조합입니다. 이러한 알고리즘은 일반적으로 공개 키 암호화(비대칭 암호화)와 보안 해시 함수를 결합합니다. 다음은 업계에서 가장 일반적으로 사용되는 디지털 서명 알고리즘입니다.

1. RSA(Rivest–Shamir–Adleman)

RSA는 가장 고전적이고 널리 사용되는 공개 키 암호화 시스템입니다. 1977년에 발표된 이후 RSA는 데이터 암호화 및 디지털 서명에 사용되었으며, 그 작동 원리는 다음과 같습니다.

• 개인 키는 서명에 사용됩니다.
• 해당 공개 키는 서명 검증에 사용됩니다.

RSA는 해시 함수를 사용하여 서명 내용에서 해시 값을 생성하고, 이 해시 값을 개인 키로 암호화하여 서명을 생성함으로써 정보의 진위성을 보장하고 변조를 방지합니다. RSA는 미국 연방법에 따른 FIPS 186을 포함하여 여러 국가 및 국제 표준에서 인정받고 있습니다.

2. DSA(디지털 서명 알고리즘)

DSA는 미국 국가안보국(NSA)에서 개발했으며, 디지털 서명 표준(DSS)의 일부로 FIPS PUB 186에 채택되었습니다. DSA는 특허가 없으며 자유롭게 사용할 수 있습니다.

DSA와 RSA는 작동 메커니즘이 다르지만, 공개 키와 개인 키를 동일하게 사용합니다. 이는 미국 정부가 FIPS 준수를 요구하는 애플리케이션에서 자주 사용됩니다. 이 알고리즘은 가변 키 길이를 지원하며, FIPS 186-3에서 최대 3072비트까지 가능하여 미국 규정을 충족하면서 강력한 보안을 제공합니다.

3. ECDSA(타원 곡선 디지털 서명 알고리즘)

ECDSA는 타원 곡선 암호화(ECC)를 기반으로 하는 DSA 변형입니다. RSA 및 일반 DSA와 비교하여 타원 곡선은 더 짧은 키 길이를 제공하여 더 빠른 처리 속도와 더 적은 저장 공간 요구 사항을 실현합니다. 이러한 장점을 바탕으로 ECDSA는 모바일 장치 및 사물 인터넷(IoT)과 같이 리소스에 민감한 시나리오에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

또한 ECDSA는 FIPS 표준에 포함되어 있으며, 현대 암호화 규제를 준수해야 하는 관할 구역, 예를 들어 미국의 NIST 표준 및 유럽 연합의 eIDAS 규정 등에서 널리 채택되었습니다.

4. EdDSA(Edwards 곡선 디지털 서명 알고리즘)

EdDSA는 고성능을 구현하고 다양한 유형의 암호 공격에 저항하도록 설계된 비교적 새로운 알고리즘입니다. 빠른 속도, 높은 보안성 및 높은 처리량 시스템에 적합하기 때문에 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 변형은 Ed25519이며, Curve25519 타원 곡선을 채택하여 빠르고 안전합니다.

독일, 프랑스 등 국가에서 EdDSA를 포함한 암호화 연구를 적극적으로 지원하는 것은 디지털 신원 인증 및 데이터 보호 추세가 로컬 및 국경 간 규정 준수 방향으로 발전하고 있음을 나타냅니다.

현지 규정을 준수하는 표준

국가 및 지역마다 디지털 서명 사용에 대한 특정 법적 표준 및 규정 요구 사항이 있습니다. 이러한 지침은 허용되는 알고리즘 유형 및 구현 방식에 영향을 미칩니다.

1. 미국 – ESIGN 법안 및 UETA

미국은 “글로벌 및 국가 상업 전자 서명법(ESIGN Act)” 및 "통일 전자 거래법(UETA)"을 통해 디지털 서명의 합법성을 인정합니다. ESIGN은 특정 알고리즘을 사용해야 한다고 구체적으로 규정하지는 않지만, “안전한” 방법을 통해 신원 인증 및 데이터 무결성을 달성해야 함을 강조합니다.

연방 수준의 계약을 추구하거나 고도로 규제되는 산업(예: 의료, 금융)에서 운영되는 기업의 경우 RSA, DSA, ECDSA와 같은 FIPS 승인 알고리즘을 사용하는 것이 중요합니다.

2. 유럽 연합 – eIDAS 규정

“eIDAS 규정”(유럽 연합 규정 제910/2014호)에 따라 유럽 연합은 서명을 다음과 같이 분류합니다.

• 전자 서명
• 고급 전자 서명(AdES)
• 적격 전자 서명(QES)

"적격 서명"은 신뢰 서비스 제공자(TSP)가 발행한 적격 인증서를 사용하여 생성된 서명을 요구합니다. 이러한 애플리케이션에서는 일반적으로 ECDSA 및 RSA 알고리즘이 사용되며, 규정을 준수하기 위해 하드웨어 보안 모듈(HSM) 또는 스마트 카드와 결합됩니다.

3. 아시아 태평양 지역 – 현지 정부 표준

일본, 한국, 호주 등 국가에서는 유엔 국제상거래법위원회(UNCITRAL) 지침과 일치하는 전자 서명법을 채택했습니다. 예를 들어, 호주의 "1999년 전자 거래법"은 유연성을 유지하면서 진위성, 무결성 및 신뢰성을 강조합니다. 이 지역에서는 일반적으로 효율적인 ECDSA 서명 알고리즘을 권장합니다.

디지털 서명의 해시 함수

암호화 알고리즘 외에도 디지털 서명은 다음과 같은 보안 해시 함수를 활용합니다.

• SHA-2(보안 해시 알고리즘 2)
• SHA-3(보안 해시 알고리즘 3)

해시 함수는 입력 데이터를 고정 길이의 해시 값으로 변환합니다. 디지털 서명은 일반적으로 해시 값에만 서명하여 처리 속도를 높이고 보안을 강화합니다.

현재 주류 암호화 표준에서 채택된 해시 알고리즘은 일반적으로 SHA-256 이상 버전이며, 특히 정부 및 금융 산업 애플리케이션에서는 의무 사항이 되었습니다.

알고리즘 선택이 중요한 이유

올바른 알고리즘을 선택하는 것은 규정 준수 및 장기적인 보안에 결정적인 영향을 미칩니다. 오래된 알고리즘에는 보안 취약점이 있을 수 있습니다. 예를 들어, SHA-1은 충돌 위험이 있기 때문에 대부분의 기관에서 폐기되었습니다. 마찬가지로 RSA 키 길이가 2048비트 미만인 경우에도 안전하지 않은 것으로 간주됩니다.

NIST를 포함한 규제 기관은 컴퓨팅 능력 및 위협 모델의 변화에 따라 권장 전략을 정기적으로 업데이트합니다. 조직은 규정을 준수하고 법률 및 사이버 보안 위험을 줄이기 위해 이러한 역학 관계를 최신 상태로 유지해야 합니다.

요약

디지털 서명에 사용되는 알고리즘을 이해하는 것은 데이터 보안을 보장하고 법적 책임을 이행하는 데 매우 중요합니다. RSA, DSA 또는 ECDSA 중 어떤 알고리즘을 선택하든 선택한 알고리즘은 미국 ESIGN 법안, 유럽 연합 eIDAS 규정과 같은 지역 규정을 준수하는지 여부에 직접적인 영향을 미칩니다.

디지털 거래 및 국경 간 교류가 빠르게 증가함에 따라 업계 모범 사례 및 규정 준수 표준을 충족하는 디지털 서명 알고리즘을 선택하는 것은 더 이상 선택 사항이 아니라 기업 생존 및 발전을 위한 필수 요구 사항입니다.

적절한 디지털 서명 알고리즘을 선택하면 조직의 데이터 보안을 보호할 뿐만 아니라 각 관할 구역의 고객 및 법률 시스템의 신뢰를 얻을 수 있습니다.

만전을 기하기 위해 디지털 서명 솔루션이 최신, 규정 준수 및 해당 규정에서 인정하는 알고리즘을 기반으로 구축되었는지 항상 확인하십시오.